JP2009048145A - Liquid crystal device, image sensor, and electronic device - Google Patents

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嘉樹 中島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form a display device by using a simple manufacturing processes, having a touch panel function capable of exactly specifying the position of e.g. an indicating means. <P>SOLUTION: Wire grid 230 is formed in the same layer as electrodes 93 and 94 provided in a region other than the region where an intermediate layer 150 a' is formed in an image display region 10a on a TFT array substrate 10. Thus, in the liquid crystal device 1, the wire grid 230 can be formed in a process common to a process by which the electrodes 93 and 94 are formed, and the manufacturing process of the liquid crystal device can be made simple, as compared with the case a polarizing layer is formed, by applying a dye on the substrate and a light quantity adjusting part can be formed, without requiring to go via complex processes. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、指等の指示手段が表示面を指示することによって当該表示面を介して各種情報を入力可能なタッチパネル機能を有する液晶装置、及びそのような液晶装置を具備してなる電子機器、並びにイメージセンサの技術分野に関する。   The present invention provides, for example, a liquid crystal device having a touch panel function that allows various information to be input through the display surface when an instruction unit such as a finger indicates the display surface, and an electronic device including such a liquid crystal device. The present invention relates to the technical field of devices and image sensors.

この種の液晶装置では、複数の画素部毎に、或いは任意の個数の画素部を一群とする群毎に光センサを配置し、画素部を透過する透過光による画像表示、及び指等の指示手段を介した当該液晶装置への情報の入力を可能にする、所謂タッチパネル機能を有する液晶装置が提案されている。このような液晶装置では、指或いは指示部材等の指示手段が液晶装置の表示面に触れたこと、或いは表示面上で動いたことが光センサによって検知され、当該液晶装置への情報の入力が可能になっている。例えば、非特許文献1によれば、低温ポリシリコン(Low Temperature Poly Silicon:LTPS)を有するTFTからなる駆動回路の動作によって画像を表示可能な液晶装置であって、各画素に配置された光センサによって取得された指示手段の画像に基づいて各種情報を入力可能なタッチパネル機能を有する液晶装置が開示されている。   In this type of liquid crystal device, an optical sensor is arranged for each of a plurality of pixel units or for a group of an arbitrary number of pixel units as a group, image display using transmitted light that passes through the pixel units, and instructions such as a finger A liquid crystal device having a so-called touch panel function that enables input of information to the liquid crystal device through means has been proposed. In such a liquid crystal device, it is detected by an optical sensor that an instruction means such as a finger or an indicator member has touched the display surface of the liquid crystal device or moved on the display surface, and information is input to the liquid crystal device. It is possible. For example, according to Non-Patent Document 1, a liquid crystal device capable of displaying an image by the operation of a drive circuit composed of TFTs having low temperature polysilicon (LTPS), and an optical sensor disposed in each pixel A liquid crystal device having a touch panel function capable of inputting various types of information based on the image of the instruction means acquired by the above is disclosed.

このような液晶装置に搭載される光センサは、例えばフォトダイオード及び容量が相互に電気的に接続された回路構造を含んで構成されている。容量に蓄積された電荷は、入射光を受光したフォトダイオードに発生した光電流に応じて放電され、当該放電によって変化した電位に基づいて画像の階調レベルが特定される。より具体的には、例えば、画像が表示される表示領域のうち指示手段に重なる領域に配置された光センサ、言い換えれば指示手段の影に重なる領域に配置された光センサは、指示手段の影に対応した入射光の光量を検出し、指示手段に重ならない領域に配置された光センサは、指示手段によって遮られない外光を入射光としてその光量を検出し、光量の差に応じた各画像部分の階調レベルに差が設けられた画像が取得される。したがって、この種の液晶装置では、画像を表示する表示面から入射する入射光の光量を検出し、各光センサによって検出された入射光の光量の夫々に応じて階調レベルが特定された画像部分からなる画像に基づいて指示手段の位置が特定可能になる。   An optical sensor mounted on such a liquid crystal device includes, for example, a circuit structure in which a photodiode and a capacitor are electrically connected to each other. The electric charge accumulated in the capacitor is discharged in accordance with the photocurrent generated in the photodiode receiving the incident light, and the gradation level of the image is specified based on the potential changed by the discharge. More specifically, for example, an optical sensor arranged in an area that overlaps the instruction means in a display area where an image is displayed, in other words, an optical sensor arranged in an area that overlaps the shadow of the instruction means, The light sensor arranged in the area that does not overlap the indicator means detects the amount of incident light that is not blocked by the indicator, and detects the amount of light according to the difference in the amount of light. An image having a difference in gradation level of the image portion is acquired. Therefore, in this type of liquid crystal device, the amount of incident light incident from a display surface for displaying an image is detected, and an image whose gradation level is specified according to each of the amounts of incident light detected by the respective optical sensors. The position of the instruction means can be specified based on the image composed of parts.

この種の液晶装置に搭載される光センサによって検出可能な光量の検出可能範囲、即ち、入射光の光量に応じた光電流を生成可能な入射光の光量の範囲は、光センサの設計によって規定されている。したがって、光センサが、検出可能範囲より高い光量を有する入射光を受光した場合、光量に応じて生成される光電流が飽和状態となり、光電流に応じて生じる電圧の変化が発生しなくなるため、指示手段の画像部分を他の画像部分と識別できなくなる。   The detectable range of the amount of light that can be detected by an optical sensor mounted on this type of liquid crystal device, that is, the range of the amount of incident light that can generate a photocurrent according to the amount of incident light is determined by the design of the optical sensor. Has been. Therefore, when the photosensor receives incident light having a light quantity higher than the detectable range, the photocurrent generated according to the light quantity becomes saturated, and the change in voltage that occurs according to the photocurrent does not occur. The image portion of the instruction means cannot be distinguished from other image portions.

また、液晶装置の表示領域において、指示手段とは異なる他の部分が当該指示手段に重なっている場合には、指示手段及び他の部分の夫々の影を相互に識別できなくなる。   In the display area of the liquid crystal device, when another part different from the instruction unit overlaps the instruction unit, the shadows of the instruction unit and the other part cannot be identified from each other.

光センサによって受光された入射光の光量に基づいて、画像が白画像部分(階調レベルが高い明るい画像)及び黒画像部分(階調レベルが低い暗い画像)の一方のみによって構成されている場合には、表示領域に形成された複数の光センサに入射する入射光の光量を一様に調節することによって、光センサに検出される光量が検出可能範囲に入るように入射光の光量を調節し、指示手段の画像部分を他の画像部分と識別できるように画像の階調レベルを調整する方法も考えられる。   When the image is composed of only one of a white image portion (a bright image with a high gradation level) and a black image portion (a dark image with a low gradation level) based on the amount of incident light received by the optical sensor The amount of incident light is adjusted so that the amount of light detected by the optical sensor falls within the detectable range by uniformly adjusting the amount of incident light incident on the plurality of photosensors formed in the display area. A method of adjusting the gradation level of the image so that the image portion of the instruction means can be distinguished from other image portions is also conceivable.

また、この種の液晶装置では、通常、液晶装置の両側の夫々に2枚の偏光板が配置されている。特許文献1によれば、水溶性の二色性染料が溶解された水溶液を基板上の一方向に沿って塗布することによって偏光層が作り込まれた液晶装置が開示されている。特許文献2は、偏光層の一例としてワイヤーグリッドを開示している。   Further, in this type of liquid crystal device, usually two polarizing plates are arranged on both sides of the liquid crystal device. According to Patent Literature 1, a liquid crystal device in which a polarizing layer is formed by applying an aqueous solution in which a water-soluble dichroic dye is dissolved along one direction on a substrate is disclosed. Patent Document 2 discloses a wire grid as an example of a polarizing layer.

Touch Panel Function Integrated LCD Using LTPS Technology,N.Nakamura et al,IDW/AD'05 p.1003-1006Touch Panel Function Integrated LCD Using LTPS Technology, N. Nakamura et al, IDW / AD'05 p.1003-1006 特開2003−330013号公報JP 2003-330013 A 特開2007−17501号公報JP 2007-17501 A

しかしながら、この種の液晶装置では、指示手段の周囲の環境、より具体的には外光の光強度、或いは指示手段に重なる他の部分(即ち、ノイズ)の存在によって白画像部分及び黒画像部分を含む画像が取得された場合には、白画像部分及び黒画像部分のどちらの画像部分に指示手段の画像部分が含まれているかを特定することが困難となり、指示手段の画像部分を他の画像部分と識別することによって指示手段の位置を特定することが困難になる技術的問題点が生じる。   However, in this type of liquid crystal device, the white image portion and the black image portion depend on the surrounding environment of the indicating means, more specifically, the light intensity of outside light, or the presence of other parts (that is, noise) overlapping the indicating means. When the image including the image means is acquired, it is difficult to specify which of the white image portion and the black image portion includes the image portion of the instruction means. A technical problem that makes it difficult to identify the position of the pointing means by discriminating from the image portion occurs.

特に、指示手段の画像部分を含む画像の画像データが、指示手段の画像部分を識別可能な程度の階調レベルを有している場合には、画像データに各種演算処理を施すことによって指示手段の画像部分を他の部分と識別することも可能であるが、光センサによる光量の検出可能範囲を外れた光量が検出された際には、演算処理によって指示手段の画像部分を特定可能な階調データを含む画像データすら取得できなくなる。   In particular, when the image data of the image including the image portion of the instruction means has a gradation level to the extent that the image portion of the instruction means can be identified, the instruction means is obtained by performing various arithmetic processes on the image data. It is also possible to distinguish the image portion from other portions, but when a light amount outside the light amount detectable range by the optical sensor is detected, the image portion of the instruction means can be identified by calculation processing. Even image data including tone data cannot be acquired.

ここで、光学系の途中にメカニカルな絞り機構及びシャッタ機構を有するカメラ等の撮像装置と同様に、各光センサ部に絞り機構及びシャッタ機構を設けることも考えられるが、入射光の光路に沿って光センサ部の受光側に絞り機構等を設けるスペースを確保することは困難である。特に、この種の液晶装置では、光センサ部は液晶装置の表示領域に設けられる必要があるため、液晶装置の表示性能、より具体的には、表示領域において画像を表示する際に実質的に寄与する表示光が透過する開口領域を狭めることなく、絞り機構等を設けるためのスペースを確保することは難しい。   Here, similarly to an imaging device such as a camera having a mechanical aperture mechanism and a shutter mechanism in the middle of the optical system, it may be possible to provide an aperture mechanism and a shutter mechanism in each optical sensor unit, but along the optical path of incident light. Therefore, it is difficult to secure a space for providing a diaphragm mechanism or the like on the light receiving side of the optical sensor unit. In particular, in this type of liquid crystal device, since the optical sensor unit needs to be provided in the display area of the liquid crystal device, the display performance of the liquid crystal device, more specifically, when displaying an image in the display area is substantially reduced. It is difficult to secure a space for providing a diaphragm mechanism or the like without narrowing the opening region through which the contributing display light is transmitted.

また、仮に、各光センサ部に対応して絞り機構及びシャッタ機構を設けることができたとしても、これら絞り機構及びシャッタ機構を構成する光学系を製造するプロセスは簡便であるほうが、液晶装置の製造プロセス及びコストの観点から見ても好ましい。   Further, even if an aperture mechanism and a shutter mechanism can be provided corresponding to each optical sensor unit, the process of manufacturing the optical system constituting the aperture mechanism and the shutter mechanism is simpler than that of the liquid crystal device. It is also preferable from the viewpoint of manufacturing process and cost.

尚、検出対象物の画像を検出するイメージセンサでも、タッチパネル機能を有する液晶装置と同様に、検出対象物の画像部分を他の画像部分と識別して検出することが困難になる技術的問題点がある。加えて、液晶装置と同様に、イメージセンサの製造プロセスを煩雑化させることなく検出対象物の検出感度を高める技術に対する要請もある。   It is to be noted that, even in an image sensor that detects an image of a detection target, similarly to a liquid crystal device having a touch panel function, it is difficult to distinguish and detect the image portion of the detection target from other image portions. There is. In addition, similar to the liquid crystal device, there is a demand for a technique for increasing the detection sensitivity of the detection object without complicating the manufacturing process of the image sensor.

よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、製造プロセスの煩雑化させることなく形成可能であり、指等の指示手段の位置を正確に特定することによって、指等の指示手段を介して各種情報を正確に入力可能なタッチパネル機能を有する液晶装置、及びそのような液晶装置を具備してなる電子機器、並びに、製造プロセスを煩雑化させることなく、検出対象の画像部分を他の画像部分と正確に識別して検出できるイメージセンサを提供することを課題とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems and the like, and can be formed without complicating the manufacturing process, for example, by accurately specifying the position of a pointing means such as a finger, etc. Liquid crystal device having a touch panel function capable of accurately inputting various information via the instruction means, an electronic apparatus including such a liquid crystal device, and an image to be detected without complicating the manufacturing process It is an object of the present invention to provide an image sensor capable of accurately identifying and detecting a portion from other image portions.

本発明の第1の発明に係る液晶装置は上記課題を解決するために、第1基板と、前記第1基板に対向するように配置された第2基板と、前記第1基板上の表示領域に形成され、且つ受光層を各々有する複数の受光素子と、前記第1基板及び前記第2基板間に挟持された液晶層のうち前記受光層に重なる液晶部分を各々有するように前記表示領域に形成されており、前記第2基板の両面のうち前記液晶層に臨まない面であり、且つ指示手段によって指示される表示面から前記複数の受光層の夫々に入射する入射光の光量を互いに独立して調節可能な複数の光量調節部とを備え、前記光量調節部は、前記液晶部分、並びに、前記液晶部分を挟んで相互に向かい合う第1電極及び第2電極から構成された液晶素子と、前記受光層及び前記液晶層間において前記受光層に重なる第1偏光層と、前記液晶層から見て前記第2基板側に形成された第2偏光層とを有し、前記第1偏光層は、前記第1基板上において、前記液晶部分と前記受光素子の間に形成されたワイヤーグリッドである。   In order to solve the above problems, a liquid crystal device according to a first aspect of the present invention includes a first substrate, a second substrate disposed so as to face the first substrate, and a display region on the first substrate. And a plurality of light receiving elements each having a light receiving layer, and a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate, the liquid crystal portion overlapping the light receiving layer in the display region. The amount of incident light incident on each of the plurality of light receiving layers from the display surface that is formed and is a surface that does not face the liquid crystal layer among both surfaces of the second substrate and that is instructed by the instruction means. A plurality of light amount adjustment units that can be adjusted, and the light amount adjustment unit includes a liquid crystal element including the liquid crystal part, and a first electrode and a second electrode facing each other across the liquid crystal part, Between the light receiving layer and the liquid crystal layer And a first polarizing layer overlapping the light receiving layer, and a second polarizing layer formed on the second substrate side when viewed from the liquid crystal layer, wherein the first polarizing layer is on the first substrate, It is a wire grid formed between the liquid crystal portion and the light receiving element.

本発明に係る液晶装置によれば、第1基板は、例えば、低温ポリシリコン層等の半導体層を含むTFT等の半導体素子が形成されたTFTアレイ基板であり、第2基板は、液晶層を介してTFTアレイ基板に対向するように配置された対向基板である。複数の受光素子は、例えば、受光層の両側にP型領域及びN型領域を備えたPINダイオードであり、第1基板上に形成された複数の画素部によって構成された表示領域に形成されている。   According to the liquid crystal device of the present invention, the first substrate is, for example, a TFT array substrate on which a semiconductor element such as a TFT including a semiconductor layer such as a low-temperature polysilicon layer is formed, and the second substrate includes a liquid crystal layer. The counter substrate is disposed so as to face the TFT array substrate. The plurality of light receiving elements are, for example, PIN diodes having a P-type region and an N-type region on both sides of the light receiving layer, and are formed in a display region constituted by a plurality of pixel portions formed on the first substrate. Yes.

複数の光量調節部は、第1基板及び第2基板間に挟持された液晶層のうち受光層に重なる部分を各々有するように表示領域に形成されており、第2基板の両面のうち液晶層に臨まない面であり、且つ指示手段によって指示される表示面から複数の受光層の夫々に入射する入射光の光量を互いに独立して調節可能である。   The plurality of light amount adjusting portions are formed in the display region so as to have portions overlapping the light receiving layer in the liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate, and the liquid crystal layer on both surfaces of the second substrate. The amount of incident light incident on each of the plurality of light receiving layers from the display surface indicated by the indication means can be adjusted independently of each other.

より具体的には、受光層に重なる液晶部分の配向状態は、第1電極及び第2電極の夫々の電位差に応じた電圧によって制御され、該変調された入射光の光量が調節される。ここで、「光量」とは、入射光の光強度、及び入射光が照射される照射時間の夫々によって規定される入射光の光エネルギーの合計をいい、例えば、カメラ等の撮像装置における露光量に相当する物理量を意味する。加えて、第1偏光層として液晶部分及び受光素子間に形成されたワイヤーグリッドと第2偏光層とが、入射光の光路に沿って液晶素子の前後の夫々に配置されているため、各光量調節部において液晶部分の配向状態を制御することによって表示光の光強度を制御する場合と同様に、光センサ部に入射する入射光の光量を調節できる。   More specifically, the alignment state of the liquid crystal portion overlapping the light receiving layer is controlled by a voltage corresponding to the potential difference between the first electrode and the second electrode, and the amount of the modulated incident light is adjusted. Here, the “light quantity” means the sum of the light energy of the incident light defined by the light intensity of the incident light and the irradiation time during which the incident light is irradiated. For example, the exposure amount in an imaging device such as a camera Means a physical quantity equivalent to. In addition, since the wire grid formed between the liquid crystal portion and the light receiving element as the first polarizing layer and the second polarizing layer are arranged before and after the liquid crystal element along the optical path of the incident light, Similar to the case where the light intensity of the display light is controlled by controlling the alignment state of the liquid crystal portion in the adjusting portion, the amount of incident light incident on the photosensor portion can be adjusted.

また、複数の光量調節部の夫々は、各受光素子に互いに独立して入射光の光量を調節可能であるため、表示面から入射する入射光の光量の夫々が、各受光素子が光量を検出可能な検出可能範囲から外れている場合であっても、受光素子を含む光センサ部毎に、或いは任意の個数の光センサ部を一群とする群毎に、各受光素子に入射する入射光の光量が検出可能範囲に入るように光量を調節可能である。   In addition, each of the plurality of light amount adjustment units can adjust the amount of incident light to each light receiving element independently of each other, so that each light receiving element detects the amount of light incident from the display surface. Even if it is out of the detectable range, the incident light incident on each light receiving element may be different for each optical sensor unit including the light receiving element or for each group in which an arbitrary number of optical sensor units are grouped. The amount of light can be adjusted so that the amount of light falls within the detectable range.

特に、表示領域内の複数の領域の夫々において、指示手段に照射される外光等の環境の変化に起因して指示手段をその周囲と識別できない場合、より具体的には、例えば外光の光量が強すぎることによって、表示面において指示手段の影が投影される領域と、その領域の周囲の領域との夫々に入射する入射光の光量が光センサによる光量の検出可能範囲から外れている場合には、指示手段の影が投影される領域とその領域の周囲の領域との夫々に入射する入射光の光量が検出可能範囲にシフトされるように各光量調節部が光量を調節する。つまり、複数の光量調節部の夫々は、各受光素子に入射する入射光の光量を互いに独立して調節可能な絞り機構として機能する。   In particular, in each of a plurality of areas in the display area, when the instruction unit cannot be distinguished from its surroundings due to environmental changes such as external light irradiated on the instruction unit, more specifically, for example Because the amount of light is too strong, the amount of incident light incident on each of the area where the shadow of the instruction means is projected on the display surface and the area around the area is outside the detectable range of the amount of light by the optical sensor. In this case, each light amount adjustment unit adjusts the light amount so that the amount of incident light incident on each of the region where the shadow of the instruction unit is projected and the region around the region is shifted to a detectable range. That is, each of the plurality of light amount adjustment units functions as a diaphragm mechanism that can independently adjust the amount of incident light incident on each light receiving element.

よって、本発明に係る液晶装置によれば、受光素子に入射する入射光の光量が、例えば受光素子を含む光センサ部の検出可能範囲から外れている場合でも、当該検出可能範囲に光量が含まれるように入射光の光量を調節可能である。したがって、光量調節部によって光量が調節されることなく、入射光が受光素子に入射する場合には識別できなかった指示手段を識別でき、表示面上の表示領域における指示手段の位置を特定できる。加えて、複数の光量調節部の夫々が互いに独立して光量を調節できるため、外光の光強度が表示領域内の各領域で相互に異なる場合であっても、受光素子を含む光センサ部による検出可能範囲から光量が外れている領域について選択的に光量を調節可能であり、指示手段の位置を特定する精度を高めることが可能である。   Therefore, according to the liquid crystal device according to the present invention, even if the amount of incident light incident on the light receiving element is out of the detectable range of the optical sensor unit including the light receiving element, for example, the light amount is included in the detectable range. The amount of incident light can be adjusted. Therefore, the indication means that could not be identified when incident light is incident on the light receiving element can be identified without adjusting the amount of light by the light quantity adjustment unit, and the position of the indication means in the display area on the display surface can be specified. In addition, since each of the plurality of light amount adjusting units can adjust the light amount independently of each other, even if the light intensity of the external light is different in each region in the display region, the optical sensor unit including the light receiving element It is possible to selectively adjust the light amount in a region where the light amount is out of the detectable range by the above, and it is possible to improve the accuracy of specifying the position of the instruction means.

加えて、本発明に係る液晶装置では、光量調節部は、画像を表示するための表示光を変調する液晶層のうち受光層に重なる液晶部分の配向状態を制御することによって入射光の光量を調節する。したがって、本発明に係る液晶装置は、光学系の途中にメカニカルな絞り機構が設けられたカメラ等の撮像装置と異なり、本来画像を表示するために用いられる液晶層の一部を利用して入射光の光量を調節でき、液晶装置内に絞り機構を設けるためのスペースを確保しなくても入射光の光量を調節可能である。   In addition, in the liquid crystal device according to the present invention, the light amount adjusting unit controls the alignment state of the liquid crystal portion that overlaps the light receiving layer in the liquid crystal layer that modulates display light for displaying an image, thereby reducing the amount of incident light. Adjust. Therefore, the liquid crystal device according to the present invention is different from an imaging device such as a camera provided with a mechanical diaphragm mechanism in the middle of the optical system, and is incident using a part of the liquid crystal layer originally used for displaying an image. The amount of light can be adjusted, and the amount of incident light can be adjusted without securing a space for providing a diaphragm mechanism in the liquid crystal device.

本発明の第1の発明に係る液晶装置の一の態様では、前記ワイヤーグリッドは、前記第1基板上において、前記表示領域のうち前記受光層が形成された一の領域を除く他の領域に設けられた導電膜と同層に形成されていてもよい。   In one aspect of the liquid crystal device according to the first aspect of the present invention, the wire grid is formed on the first substrate in a region other than the one region where the light receiving layer is formed in the display region. It may be formed in the same layer as the provided conductive film.

この態様によれば、他の領域に設けられた導電膜と共通の工程によってワイヤーグリッドを形成可能である。したがって、染料を基板に塗布することにいって第1偏光層を形成する場合に比べて、液晶装置の製造プロセスを簡便にすることが可能であり、煩雑な工程を経ることなく、光量調節部を形成可能である。   According to this aspect, the wire grid can be formed by a process common to the conductive film provided in another region. Therefore, compared with the case where the first polarizing layer is formed by applying the dye to the substrate, the manufacturing process of the liquid crystal device can be simplified, and the light amount adjusting unit can be performed without going through complicated steps. Can be formed.

尚、他の領域は、第1基板上において表示領域内の一の領域を除く領域であれば、表示領域内に限定されるものではなく、第1基板上の表示領域の周辺に延びる領域であってもよい。導電膜は、液晶装置に設計上組み込まれるべき回路部、或いは配線部のように液晶装置の構成要素として他の領域に形成されたものである。   The other area is not limited to the display area as long as it is an area other than one area in the display area on the first substrate, and is an area extending around the display area on the first substrate. There may be. The conductive film is formed in another region as a component of the liquid crystal device, such as a circuit portion or a wiring portion to be incorporated in the liquid crystal device by design.

つまり、本発明に係る液晶装置によれば、第1偏光層は、第1基板上において、表示領域のうち受光層が形成された一の領域を除く他の領域に設けられた導電膜と同層に形成されたワイヤーグリッドであるため、液晶装置の製造プロセスを煩雑化させることなく、光量調節部を液晶装置に作り込むことが可能である。   In other words, according to the liquid crystal device according to the present invention, the first polarizing layer is the same as the conductive film provided on the first substrate in the display region other than the one region where the light receiving layer is formed. Since the wire grid is formed in layers, the light amount adjusting unit can be built in the liquid crystal device without complicating the manufacturing process of the liquid crystal device.

本発明の第1の発明に係る液晶装置の一の態様では、前記導電膜は、前記他の領域に形成されたデータ線用配線膜であってもよい。   In one aspect of the liquid crystal device according to the first aspect of the present invention, the conductive film may be a data line wiring film formed in the other region.

この態様によれば、例えば、調節制御TFTのソース電極及びドレイン電極に接続するデータ線用配線膜を形成する工程と共通の工程によってワイヤーグリッドを形成可能である。このようなワイヤーグリッドは、例えば、入射光の波長と同程度の間隔でグリッドが並ぶように、第1基板上の所定の層上に形成された導電膜をデータ線用配線膜と並行して、或いは相前後してパターニングすることによって形成可能である。   According to this aspect, for example, the wire grid can be formed by a process common to the process of forming the data line wiring film connected to the source electrode and the drain electrode of the adjustment control TFT. In such a wire grid, for example, a conductive film formed on a predetermined layer on the first substrate is arranged in parallel with the data line wiring film so that the grids are arranged at intervals similar to the wavelength of incident light. Alternatively, it can be formed by patterning before and after.

本発明の第1の発明に係る液晶装置の他の態様では、前記導電膜は、前記他の領域に形成された走査線用配線膜であってもよい。   In another aspect of the liquid crystal device according to the first aspect of the present invention, the conductive film may be a scanning line wiring film formed in the other region.

この態様によれば、走査線用配線膜を形成する工程と共通の工程によってワイヤーグリッドを形成可能である。尚、他の領域に形成されたトランジスタ素子は、例えば、画素スイッチング用TFTでもよいし、光量調節部の動作を制御する制御用TFTでもよい。また、受光素子と共に光センサ部を構成するTFTであってもよい。   According to this aspect, the wire grid can be formed by a process common to the process of forming the scanning line wiring film. The transistor element formed in the other region may be, for example, a pixel switching TFT or a control TFT that controls the operation of the light amount adjusting unit. Moreover, the TFT which comprises a photosensor part with a light receiving element may be sufficient.

本発明の第2の発明に係る液晶装置は上記課題を解決するために、第1基板と、前記第1基板に対向するように配置された第2基板と、前記第1基板上の表示領域に形成され、且つ受光層を各々有する複数の受光素子と、前記第1基板及び前記第2基板間に挟持された液晶層のうち前記受光層に重なる液晶部分を各々有するように前記表示領域に形成されており、前記第2基板の両面のうち前記液晶層に臨まない面であり、且つ指示手段によって指示される表示面から前記複数の受光層の夫々に入射する入射光の光量を互いに独立して調節可能な複数の光量調節部とを備え、前記光量調節部は、前記液晶部分、前記液晶部分から見て前記第2基板側に設けられた第2電極、及び、前記液晶部分から見た前記第1基板側において前記第2電極に対向する第1電極として兼用され、且つ前記受光層に重なるワイヤーグリッドを有する液晶素子と、記液晶層から見て前記第2基板側に形成された偏光層とを有する。   In order to solve the above-described problems, a liquid crystal device according to a second aspect of the present invention includes a first substrate, a second substrate disposed so as to face the first substrate, and a display area on the first substrate. And a plurality of light receiving elements each having a light receiving layer, and a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate, the liquid crystal portion overlapping the light receiving layer in the display region. The amount of incident light incident on each of the plurality of light receiving layers from the display surface that is formed and is a surface that does not face the liquid crystal layer among both surfaces of the second substrate and that is instructed by the instruction means. A plurality of light amount adjustment units that can be adjusted, wherein the light amount adjustment unit is viewed from the liquid crystal portion, the second electrode provided on the second substrate side when viewed from the liquid crystal portion, and the liquid crystal portion. In addition, the second electrode on the first substrate side Also it serves as the first electrode of direction, having and a liquid crystal element having a wire grid overlapping the light receiving layer, and a polarizing layer when viewed from the serial liquid crystal layer formed on the second substrate side.

本発明に係る液晶装置によれば、上述の液晶装置と同様に、受光素子に入射する入射光の光量が、例えば受光素子を含む光センサ部の検出可能範囲から外れている場合でも、当該検出可能範囲に光量が含まれるように入射光の光量を調節可能である。したがって、光量調節部によって光量が調節されることなく、入射光が受光素子に入射する場合には識別できなかった指示手段を識別でき、表示面上の表示領域における指示手段の位置を特定できる。加えて、複数の光量調節部の夫々が互いに独立して光量を調節できるため、外光の光強度が表示領域内の各領域で相互に異なる場合であっても、受光素子を含む光センサ部による検出可能範囲から光量が外れている領域について選択的に光量を調節可能であり、指示手段の位置を特定する精度を高めることが可能である。   According to the liquid crystal device of the present invention, similarly to the above-described liquid crystal device, even when the amount of incident light incident on the light receiving element is out of the detectable range of the optical sensor unit including the light receiving element, for example, The amount of incident light can be adjusted so that the amount of light is included in the possible range. Therefore, the indication means that could not be identified when incident light is incident on the light receiving element can be identified without adjusting the amount of light by the light quantity adjustment unit, and the position of the indication means in the display area on the display surface can be specified. In addition, since each of the plurality of light amount adjusting units can adjust the light amount independently of each other, even if the light intensity of the external light is different in each region in the display region, the optical sensor unit including the light receiving element It is possible to selectively adjust the light amount in a region where the light amount is out of the detectable range by the above, and it is possible to improve the accuracy of specifying the position of the instruction means.

加えて、本発明に係る液晶装置では、光量調節部は、画像を表示するための表示光を変調する液晶層のうち受光層に重なる液晶部分の配向状態を制御することによって入射光の光量を調節する。したがって、本発明に係る液晶装置は、光学系の途中にメカニカルな絞り機構が設けられたカメラ等の撮像装置と異なり、本来画像を表示するために用いられる液晶層の一部を利用して入射光の光量を調節でき、液晶装置内に絞り機構を設けるためのスペースを確保しなくても入射光の光量を調節可能である。   In addition, in the liquid crystal device according to the present invention, the light amount adjusting unit controls the alignment state of the liquid crystal portion that overlaps the light receiving layer in the liquid crystal layer that modulates display light for displaying an image, thereby reducing the amount of incident light. Adjust. Therefore, the liquid crystal device according to the present invention is different from an imaging device such as a camera provided with a mechanical diaphragm mechanism in the middle of the optical system, and is incident using a part of the liquid crystal layer originally used for displaying an image. The amount of light can be adjusted, and the amount of incident light can be adjusted without securing a space for providing a diaphragm mechanism in the liquid crystal device.

また、本発明に係る液晶装置によれば、ワイヤーグリッドが、前記液晶部分から見た前記第1基板側において前記第2電極に対向する第1電極として兼用されているため、前記液晶層から見て前記第2基板側に形成された偏光層に対向する他の偏光層を塗布法等で形成する場合に比べて、液晶装置の製造プロセスを簡略化できる。   In the liquid crystal device according to the present invention, the wire grid is also used as the first electrode facing the second electrode on the first substrate side as viewed from the liquid crystal portion. Thus, the manufacturing process of the liquid crystal device can be simplified as compared with the case where another polarizing layer facing the polarizing layer formed on the second substrate side is formed by a coating method or the like.

本発明の第2の発明に係る液晶装置の一の態様では、前記ワイヤーグリッドは、前記表示領域に設けられた複数の画素部の夫々が有する画素電極と同層に形成されていてもよい。   In one aspect of the liquid crystal device according to the second aspect of the present invention, the wire grid may be formed in the same layer as a pixel electrode included in each of a plurality of pixel portions provided in the display region.

この態様によれば、例えば、ITO等と透明導電材料を用いて、画素電極を形成する工程と共通の工程によってワイヤーグリッドを形成可能である。   According to this aspect, for example, the wire grid can be formed by a process common to the process of forming the pixel electrode using ITO or the like and a transparent conductive material.

本発明の第3の発明に係るイメージセンサは上記課題を解決するために、基板と、前記基板上の画像検出領域に形成された受光層を各々有する複数の受光素子と、前記基板上において前記画像検出領域に形成されており、前記複数の受光素子の夫々に入射する入射光の光量を互いに独立して調節可能な複数の光量調節部とを備え、前記光量調節部は、前記基板上において、前記画像検出領域のうち前記受光層が形成された一の領域の除く他の領域に設けられた導電膜と同層に形成されたワイヤーグリッドである。   In order to solve the above problems, an image sensor according to a third aspect of the present invention includes a substrate, a plurality of light receiving elements each having a light receiving layer formed in an image detection region on the substrate, and the substrate on the substrate. A plurality of light amount adjustment units that are formed in an image detection region and that can independently adjust the amount of incident light incident on each of the plurality of light receiving elements, the light amount adjustment unit on the substrate And a wire grid formed in the same layer as the conductive film provided in the other region excluding the one region where the light receiving layer is formed in the image detection region.

本発明に係るイメージセンサによれば、上述した液晶装置と同様に、検出対象物の画像部分を他の画像部分と識別できる画像を取得でき、検出対象物を検出する検出性能を高めることが可能である。加えて、イメージセンサの製造プロセスを煩雑化させることもない。   According to the image sensor of the present invention, as in the liquid crystal device described above, it is possible to acquire an image that can distinguish the image portion of the detection object from other image portions, and it is possible to improve detection performance for detecting the detection object. It is. In addition, the manufacturing process of the image sensor is not complicated.

本発明に係る電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の液晶装置を具備してなる。   In order to solve the above problems, an electronic device according to the present invention includes the above-described liquid crystal device of the present invention.

本発明に係る電子機器によれば、上述した本発明に係る液晶装置を具備してなるので、タッチパネル機能を有し、且つ高品位の表示が可能な、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末などの各種電子機器を実現できる。また、本発明に係る電子機器として、例えば電子ペーパ等も実現することが可能である。   According to the electronic apparatus according to the present invention, since the above-described liquid crystal device according to the present invention is included, the mobile phone, the electronic notebook, the word processor, and the monitor direct-view having a touch panel function and capable of high-quality display. Various electronic devices such as video tape recorders, workstations, videophones, and POS terminals can be realized. Also, for example, electronic paper or the like can be realized as the electronic apparatus according to the present invention.

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。   Such an operation and other advantages of the present invention will become apparent from the embodiments described below.

以下、図面を参照しながら、本発明に係る液晶装置、イメージセンサ、及び電子機器の各実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of a liquid crystal device, an image sensor, and an electronic device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

<第1実施形態>
<1−1:液晶装置の全体構成>
先ず、図1及び図2を参照しながら、本発明の第1の発明に係る液晶装置の一実施形態に係る液晶装置1の全体構成を説明する。図1は、TFTアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た液晶装置1の平面図であり、図2は、図1のII−II´断面図である。本実施形態に係る液晶装置1は、駆動回路内蔵型のTFTアクティブマトリクス駆動方式で駆動される。
<First Embodiment>
<1-1: Overall Configuration of Liquid Crystal Device>
First, an overall configuration of a liquid crystal device 1 according to an embodiment of the liquid crystal device according to the first invention of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a plan view of the liquid crystal device 1 as seen from the counter substrate side together with the components formed on the TFT array substrate, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II ′ of FIG. The liquid crystal device 1 according to the present embodiment is driven by a TFT active matrix driving method with a built-in driving circuit.

図1及び図2において、液晶装置1では、本発明の「第1基板」の一例であるTFTアレイ基板10と、本発明の「第2基板」の一例である対向基板20とが対向配置されている。TFTアレイ基板10と対向基板20との間に液晶層50が封入されており、TFTアレイ基板10と対向基板20とは、複数の画素部が設けられた表示領域である画像表示領域10aの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材52により相互に接着されている。   1 and 2, in the liquid crystal device 1, a TFT array substrate 10 that is an example of the “first substrate” of the present invention and a counter substrate 20 that is an example of the “second substrate” of the present invention are arranged to face each other. ing. A liquid crystal layer 50 is sealed between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20, and the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 are surrounded by an image display region 10a that is a display region provided with a plurality of pixel portions. They are bonded to each other by a sealing material 52 provided in a sealing region located in the area.

シール材52は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてTFTアレイ基板10上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材52中には、TFTアレイ基板10と対向基板20との間隔(基板間ギャップ)を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。   The sealing material 52 is made of, for example, an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, or the like for bonding the two substrates, and is applied on the TFT array substrate 10 in the manufacturing process and then cured by ultraviolet irradiation, heating, or the like. It is. In the sealing material 52, a gap material such as glass fiber or glass beads for dispersing the distance (inter-substrate gap) between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 to a predetermined value is dispersed.

シール材52が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域10aの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜53が、対向基板20側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜53の一部又は全部は、TFTアレイ基板10側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。尚、画像表示領域10aの周辺に位置する周辺領域が存在する。言い換えれば、本実施形態においては特に、TFTアレイ基板10の中心から見て、この額縁遮光膜53より以遠が周辺領域として規定されている。   A light-shielding frame light-shielding film 53 that defines the frame area of the image display area 10a is provided on the counter substrate 20 side in parallel with the inside of the seal area where the sealing material 52 is disposed. However, part or all of the frame light shielding film 53 may be provided as a built-in light shielding film on the TFT array substrate 10 side. There is a peripheral area located around the image display area 10a. In other words, particularly in the present embodiment, when viewed from the center of the TFT array substrate 10, the distance from the frame light shielding film 53 is defined as the peripheral region.

液晶装置1は、データ線駆動回路101、走査線駆動回路104、及びセンサ用走査回路204を備えている。周辺領域のうち、シール材52が配置されたシール領域の外側に位置する領域において、データ線駆動回路101及び外部回路接続端子102がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられている。走査線駆動回路104は、この一辺に隣接する2辺の一方に沿い、且つ、額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。センサ用走査回路204は、画像表示領域10aを介して走査線駆動回路104に向かい合うように設けられている。走査線駆動回路104及びセンサ用走査回路204は、額縁遮光膜53に覆われるように形成された複数の配線105によって相互に電気的に接続されている。   The liquid crystal device 1 includes a data line driving circuit 101, a scanning line driving circuit 104, and a sensor scanning circuit 204. In the peripheral region, the data line driving circuit 101 and the external circuit connection terminal 102 are provided along one side of the TFT array substrate 10 in a region located outside the sealing region where the sealing material 52 is disposed. The scanning line driving circuit 104 is provided along one of the two sides adjacent to the one side so as to be covered by the frame light shielding film 53. The sensor scanning circuit 204 is provided so as to face the scanning line driving circuit 104 through the image display region 10a. The scanning line driving circuit 104 and the sensor scanning circuit 204 are electrically connected to each other by a plurality of wirings 105 formed so as to be covered by the frame light shielding film 53.

TFTアレイ基板10上の周辺領域には、後述する光センサ部から出力された出力信号を処理するとともに、光量調整部による光量の絞り量を制御する回路部を含む制御回路部201が形成されている。制御回路部201または後述するその機能の一部である受光信号処理回路部215は画像表示領域10aとの接続を簡単にするためにデータ線駆動回路101と一体に形成することが好ましい。   In the peripheral region on the TFT array substrate 10, a control circuit unit 201 including a circuit unit for processing an output signal output from an optical sensor unit (to be described later) and controlling a diaphragm amount of the light amount by the light amount adjusting unit is formed. Yes. The control circuit unit 201 or the received light signal processing circuit unit 215 which is a part of the function to be described later is preferably formed integrally with the data line driving circuit 101 in order to simplify the connection with the image display region 10a.

外部回路接続端子102は、外部回路及び液晶装置1を電気的に接続する接続手段の一例であるフレキシブル(FPC)基板200に設けられた接続端子に接続されている。液晶装置1が有するバックライトは、FPC200に搭載されたIC回路等から構成されるバックライト制御回路202によって制御される。   The external circuit connection terminal 102 is connected to a connection terminal provided on a flexible (FPC) substrate 200 which is an example of a connection means for electrically connecting the external circuit and the liquid crystal device 1. The backlight included in the liquid crystal device 1 is controlled by a backlight control circuit 202 configured by an IC circuit or the like mounted on the FPC 200.

対向基板20の4つのコーナー部には、TFTアレイ基板10及び対向基板20間の上下導通端子として機能する上下導通材106が配置されている。他方、TFTアレイ基板10にはこれらのコーナー部に対向する領域において上下導通端子が設けられている。これらにより、TFTアレイ基板10及び対向基板20間で電気的な導通をとることができる。   Vertical conductive members 106 functioning as vertical conductive terminals between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 are disposed at the four corners of the counter substrate 20. On the other hand, the TFT array substrate 10 is provided with vertical conduction terminals in a region facing these corner portions. Thus, electrical conduction can be established between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20.

図2において、TFTアレイ基板10上には、画素スイッチング用のTFTや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極9a上に、配向膜が形成されている。他方、対向基板20上には、対向電極21の他、格子状又はストライプ状の遮光膜23、更には最上層部分に配向膜が形成されている。液晶層50は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。   In FIG. 2, on the TFT array substrate 10, an alignment film is formed on the pixel electrode 9a after the pixel switching TFT, the scanning line, the data line and the like are formed. On the other hand, on the counter substrate 20, in addition to the counter electrode 21, a lattice-shaped or striped light-shielding film 23 and an alignment film are formed on the uppermost layer portion. The liquid crystal layer 50 is made of, for example, a liquid crystal in which one or several types of nematic liquid crystals are mixed, and takes a predetermined alignment state between the pair of alignment films.

液晶装置1は、本発明の「第2偏光層」の一例である第2偏光板302、第3偏光板303、及びバックライト206を備えている。第2偏光板302は、対向基板20上に配置されている。第3偏光板303は、TFTアレイ基板10の図中下側においてバックライト206及びTFTアレイ基板10間に配置されている。液晶装置1は、その動作時に、第2偏光板302の両面のうち対向基板20に臨まない側に位置する表示面302sに画像を表示する。   The liquid crystal device 1 includes a second polarizing plate 302, a third polarizing plate 303, and a backlight 206, which are examples of the “second polarizing layer” of the present invention. The second polarizing plate 302 is disposed on the counter substrate 20. The third polarizing plate 303 is disposed between the backlight 206 and the TFT array substrate 10 on the lower side of the TFT array substrate 10 in the drawing. During the operation, the liquid crystal device 1 displays an image on the display surface 302 s located on the side of the second polarizing plate 302 that does not face the counter substrate 20.

尚、図1及び図2に示したTFTアレイ基板10上には、これらのデータ線駆動回路101、走査線駆動回路104等の回路部に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等が形成されていてもよい。   In addition to the data line drive circuit 101, the scanning line drive circuit 104 and the like, the image signal on the image signal line is sampled on the TFT array substrate 10 shown in FIGS. Sampling circuit that supplies lines, precharge circuit that supplies pre-charge signals of a predetermined voltage level to multiple data lines in advance of image signals, inspection of quality, defects, etc. of the electro-optical device during production or shipment An inspection circuit or the like may be formed.

<1−2:液晶装置の回路構成>
次に、図3を参照しながら、液晶装置1の回路構成を説明する。図3は、液晶装置1の主要な回路構成を示したブロック図である。
<1-2: Circuit Configuration of Liquid Crystal Device>
Next, the circuit configuration of the liquid crystal device 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a main circuit configuration of the liquid crystal device 1.

図3において、液晶装置1は、データ線駆動回路部101、走査線駆動回路部104、センサ感度調整回路部205、センサ用走査回路204、受光信号処理回路215、画像処理回路部216、及び表示部110を備えている。図1に示した制御回路部201は、センサ感度調整回路部205、受光信号処理回路部215及び画像処理回路部216を含んで構成されている。   In FIG. 3, the liquid crystal device 1 includes a data line driving circuit unit 101, a scanning line driving circuit unit 104, a sensor sensitivity adjustment circuit unit 205, a sensor scanning circuit 204, a received light signal processing circuit 215, an image processing circuit unit 216, and a display. Part 110 is provided. The control circuit unit 201 illustrated in FIG. 1 includes a sensor sensitivity adjustment circuit unit 205, a light reception signal processing circuit unit 215, and an image processing circuit unit 216.

表示部110は、後述するようにマトリクス状に配列された複数の画素部72から構成されている。データ線駆動回路101及び走査線駆動回路104は、走査信号及び画像信号を所定のタイミングで表示部110に供給し、各画素部を駆動する。   The display unit 110 includes a plurality of pixel units 72 arranged in a matrix as will be described later. The data line driving circuit 101 and the scanning line driving circuit 104 supply a scanning signal and an image signal to the display unit 110 at a predetermined timing, and drive each pixel unit.

センサ用走査回路部204は、液晶装置1の動作時に、後述する光センサ部を動作させるための信号を各光センサ部に供給する。受光信号処理回路部215は、TFTアレイ基板10上の画像表示領域10aに設けられた光センサ部から出力された受光信号を処理する。   The sensor scanning circuit unit 204 supplies a signal for operating an optical sensor unit described later to each optical sensor unit when the liquid crystal device 1 is operating. The received light signal processing circuit unit 215 processes the received light signal output from the optical sensor unit provided in the image display area 10 a on the TFT array substrate 10.

画像処理回路部216は、受光信号処理回路部215から供給された処理済信号に基づいて構成される画像データを処理する。画像処理回路部216は、表示部110が有する複数の光センサ部の夫々の受光信号に基づいて特定された画像から、表示面302sを指示する指等の指示手段を識別できた場合には、画像表示領域10aにおいて表示面302sを指示する指示手段の位置を特定し、特定された指示手段の位置をタッチ位置情報として外部回路部に出力する。他方、画像処理回路部216は、指示手段の位置が特定できない場合には、光センサ部の感度を補正するための補正信号をデータ線駆動回路101に供給する。この補正信号に基づいて、後述する光量調節部が入射光の光量を絞る絞り量が光量調節部毎に調節される。   The image processing circuit unit 216 processes image data configured based on the processed signal supplied from the received light signal processing circuit unit 215. When the image processing circuit unit 216 can identify an instruction unit such as a finger indicating the display surface 302 s from the image specified based on the light reception signals of the plurality of optical sensor units included in the display unit 110, The position of the instruction means for indicating the display surface 302s in the image display area 10a is specified, and the specified position of the instruction means is output to the external circuit unit as touch position information. On the other hand, when the position of the instruction unit cannot be specified, the image processing circuit unit 216 supplies a correction signal for correcting the sensitivity of the optical sensor unit to the data line driving circuit 101. Based on this correction signal, a diaphragm amount by which a light amount adjusting unit described later reduces the amount of incident light is adjusted for each light amount adjusting unit.

<1−3:画素部の構成>
次に、図4乃至図11を参照しながら、液晶装置1の画素部の構成を詳細に説明する。図4は、液晶装置1の画像表示領域10aを構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。図5は、図4に示した光検出回路部の電気的な構成を詳細に示した回路図である。図6は、画素部の図式的平面図である。図7は、図6のVII−VII´断面図である。図8は、図6のVIII−VIII´断面図である。図9は、図6のIX−IX´断面図である。図10は、図9に示した断面を詳細に示した断面図である。尚、図4では、TFTアレイ基板10上にマトリクス状に配置された複数の画素部のうち実質的に画像の表示に寄与する部分の回路構成と共に光検出回路部を示している。図7乃至図10では、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。
<1-3: Configuration of Pixel Unit>
Next, the configuration of the pixel portion of the liquid crystal device 1 will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 11. FIG. 4 is an equivalent circuit of various elements, wirings, and the like in a plurality of pixels formed in a matrix that forms the image display region 10 a of the liquid crystal device 1. FIG. 5 is a circuit diagram showing in detail the electrical configuration of the photodetection circuit unit shown in FIG. FIG. 6 is a schematic plan view of the pixel portion. 7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII ′ of FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII ′ of FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line IX-IX ′ of FIG. 10 is a cross-sectional view showing in detail the cross section shown in FIG. In FIG. 4, the photodetection circuit unit is shown together with the circuit configuration of a portion that substantially contributes to image display among a plurality of pixel units arranged in a matrix on the TFT array substrate 10. In FIGS. 7 to 10, the scales of the layers and members are different from each other in order to make the layers and members recognizable on the drawings.

図4を参照しながら、画素部72の回路構成を説明する。図4において、液晶装置1の画像表示領域10aを構成するマトリクス状に形成された複数の画素部72の夫々は、赤色を表示するサブ画素部72R、緑色を表示するサブ画素部72G、及び青色を表示するサブ画素部72Bを含んで構成されており、画像表示領域10aに形成された複数の光検出回路部250の夫々に電気的に接続されている。したがって、液晶装置1は、カラー画像を表示可能な表示装置である。   The circuit configuration of the pixel unit 72 will be described with reference to FIG. In FIG. 4, each of a plurality of pixel portions 72 formed in a matrix that forms the image display region 10a of the liquid crystal device 1 includes a sub-pixel portion 72R that displays red, a sub-pixel portion 72G that displays green, and blue Is included, and is electrically connected to each of the plurality of photodetection circuit units 250 formed in the image display region 10a. Therefore, the liquid crystal device 1 is a display device that can display a color image.

サブ画素部72R、72G及び72Bの夫々は、画素電極9a、TFT30、及び液晶素子50aを備えている。   Each of the sub-pixel portions 72R, 72G, and 72B includes a pixel electrode 9a, a TFT 30, and a liquid crystal element 50a.

TFT30は、画素電極9aに電気的に接続されており、液晶装置1の動作時に画素電極9aをスイッチング制御する。画像信号が供給されるデータ線6aは、TFT30のソースに電気的に接続されている。データ線6aに書き込む画像信号S1、S2、・・・、Snは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線6a同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。   The TFT 30 is electrically connected to the pixel electrode 9a, and performs switching control of the pixel electrode 9a when the liquid crystal device 1 operates. The data line 6a to which the image signal is supplied is electrically connected to the source of the TFT 30. The image signals S1, S2,..., Sn to be written to the data lines 6a may be supplied line-sequentially in this order, or may be supplied for each group to a plurality of adjacent data lines 6a. May be.

TFT30のゲートに走査線3aが電気的に接続されており、液晶装置1は、所定のタイミングで、走査線3aにパルス的に走査信号G1、G2、・・・、Gmを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極9aは、TFT30のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるTFT30を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線6aから供給される画像信号S1、S2、・・・、Snが所定のタイミングで書き込まれる。画素電極9aを介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、・・・、Snは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。   The scanning line 3a is electrically connected to the gate of the TFT 30, and the liquid crystal device 1 sequentially applies the scanning signals G1, G2,..., Gm to the scanning line 3a in a pulse sequence in this order at a predetermined timing. It is comprised so that it may apply. The pixel electrode 9a is electrically connected to the drain of the TFT 30, and the image signal S1, S2,... Supplied from the data line 6a is closed by closing the switch of the TFT 30 serving as a switching element for a certain period. Sn is written at a predetermined timing. Image signals S1, S2,..., Sn written to the liquid crystal via the pixel electrode 9a are held for a certain period with the counter electrode formed on the counter substrate.

液晶層50に含まれる液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各サブ画素部の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各サブ画素部の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として液晶装置1からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射される。蓄積容量70は、画像信号がリークすることを防ぐために、画素電極9aと対向電極との間に形成される液晶素子50aと並列に付加されている。容量電極線300は、蓄積容量70が有する一対の電極のうち固定電位側の電極である。   The liquid crystal contained in the liquid crystal layer 50 modulates light and enables gradation display by changing the orientation and order of the molecular assembly depending on the applied voltage level. In the normally white mode, the transmittance for incident light decreases according to the voltage applied in units of each sub-pixel unit. In the normally black mode, the voltage applied in units of each sub-pixel unit. Accordingly, the transmittance for incident light is increased, and light having a contrast corresponding to an image signal is emitted from the liquid crystal device 1 as a whole. The storage capacitor 70 is added in parallel with the liquid crystal element 50a formed between the pixel electrode 9a and the counter electrode in order to prevent the image signal from leaking. The capacitor electrode line 300 is a fixed potential side electrode of the pair of electrodes of the storage capacitor 70.

次に図5を参照しながら、光検出回路部の詳細な回路構成を説明する。   Next, a detailed circuit configuration of the photodetection circuit unit will be described with reference to FIG.

図5において、光検出回路部250は、光量調節部82及び光センサ部150を備えている。   In FIG. 5, the light detection circuit unit 250 includes a light amount adjustment unit 82 and an optical sensor unit 150.

光量調節部82は、本発明の「液晶素子」の一例である液晶素子50b、調節制御TFT130、及び蓄積容量170を備えて構成されている。光量調節部82は、複数の光検出回路部250の夫々に含まれており、制御回路部201の制御下において、画像表示領域10aにおいて互いに独立してその動作が制御される。   The light amount adjustment unit 82 includes a liquid crystal element 50b, an adjustment control TFT 130, and a storage capacitor 170, which are examples of the “liquid crystal element” of the present invention. The light amount adjustment unit 82 is included in each of the plurality of light detection circuit units 250, and its operation is controlled independently of each other in the image display region 10 a under the control of the control circuit unit 201.

液晶素子50bは、調節制御TFT130及び蓄積容量170の夫々に電気的に接続されており、液晶素子50bが有する液晶部分の配向状態が調節制御TFT130によって制御され、後に詳細に説明するように光センサ部150に入射する入射光の光量を調節する。蓄積容量170が有する一対の容量電極の一方は、固定電位線300に電気的に接続されている。   The liquid crystal element 50b is electrically connected to each of the adjustment control TFT 130 and the storage capacitor 170, and the alignment state of the liquid crystal portion of the liquid crystal element 50b is controlled by the adjustment control TFT 130. As described in detail later, the optical sensor The amount of incident light incident on the unit 150 is adjusted. One of the pair of capacitor electrodes included in the storage capacitor 170 is electrically connected to the fixed potential line 300.

調節制御TFT130のゲート及びソースの夫々は、走査線3a及び信号線6a1の夫々に電気的に接続されている。調節制御TFT130は、走査線3aを介して供給された選択信号が供給されることによってそのオンオフが切り換え可能に構成されている。調節制御TFT130は、そのオンオフに応じて信号線6a1を介して供給された調節信号を液晶素子50bに供給する。液晶素子50bは、調節信号に応じて液晶部分の配向状態が制御されることによって光センサ部150に入射する入射光の光量を調節する。   The gate and source of the adjustment control TFT 130 are electrically connected to the scanning line 3a and the signal line 6a1, respectively. The adjustment control TFT 130 is configured to be able to be turned on and off by being supplied with a selection signal supplied via the scanning line 3a. The adjustment control TFT 130 supplies the adjustment signal supplied via the signal line 6a1 to the liquid crystal element 50b according to the on / off state. The liquid crystal element 50b adjusts the amount of incident light incident on the optical sensor unit 150 by controlling the alignment state of the liquid crystal portion according to the adjustment signal.

光センサ部150は、フォトダイオード等の受光素子151、蓄積容量152、リセットTFT163、信号増幅用TFT154、及び出力制御用TFT155を備えて構成されている。   The optical sensor unit 150 includes a light receiving element 151 such as a photodiode, a storage capacitor 152, a reset TFT 163, a signal amplification TFT 154, and an output control TFT 155.

受光素子151は、画像表示領域10aにおいて液晶装置1の表示面302sから入射する入射光L2のうち光調節部82によって光量が調節された入射光L2´(図7乃至図9参照。)を受光する。リセット用TFT163のソース、ゲート及びドレインの夫々は、受光素子151、リセット用信号線350、及び信号増幅用TFT154の夫々に電気的に接続されている。信号増幅用TFT154のソース、ゲート及びドレインの夫々は、電源線351、受光素子151、及び出力制御用TFT155の夫々に電気的に接続されている。出力制御用TFT155のソース、ゲート及びドレインの夫々は、信号増幅用TFT154、選択信号線353、及び読み出し信号線6a2の夫々に電気的に接続されている。   The light receiving element 151 receives the incident light L2 ′ (see FIGS. 7 to 9) whose light amount is adjusted by the light adjusting unit 82 among the incident light L2 incident from the display surface 302s of the liquid crystal device 1 in the image display region 10a. To do. The source, gate, and drain of the reset TFT 163 are electrically connected to the light receiving element 151, the reset signal line 350, and the signal amplification TFT 154, respectively. The source, gate, and drain of the signal amplification TFT 154 are electrically connected to the power supply line 351, the light receiving element 151, and the output control TFT 155, respectively. The source, gate, and drain of the output control TFT 155 are electrically connected to the signal amplification TFT 154, the selection signal line 353, and the readout signal line 6a2, respectively.

受光素子151が入射光を受光した際には、受光素子151に光電流が生じ、リセット用TFT163、電圧増幅用TFT154、及び出力制御用TFT155の夫々の動作に応じて、受光素子151に電気的に接続された電源線352及びノードa間の電圧に対応した信号が読み出し信号線6a2に読み出される。   When the light receiving element 151 receives incident light, a photocurrent is generated in the light receiving element 151, and the light receiving element 151 is electrically operated according to the operations of the reset TFT 163, the voltage amplification TFT 154, and the output control TFT 155. A signal corresponding to the voltage between the power supply line 352 and the node a connected to is read out to the readout signal line 6a2.

次に、図6乃至図10を参照しながら、画素部の具体的な構成を説明する。   Next, a specific configuration of the pixel portion will be described with reference to FIGS.

図6において、画素部72は、X方向に沿って配列された3つのサブ画素部72R、72G及び72B、並びに、光検出回路部250を有している。   In FIG. 6, the pixel unit 72 includes three sub-pixel units 72R, 72G, and 72B arranged along the X direction, and a light detection circuit unit 250.

サブ画素部72R、72G及び72Bサブ画素部の夫々は、開口部73R、73G及び73Bの夫々を有している。液晶装置1の動作時において、開口部73R、73G及び73Bの夫々から赤色光、緑色光、及び青色光の夫々が出射されることによって液晶装置1によるカラー画像の表示が可能になる。加えて、サブ画素部72R、72G及び72Bの夫々は、各サブ画素部をスイッチングするTFT30を有している。   Each of the sub-pixel portions 72R, 72G, and 72B has a opening 73R, 73G, and 73B. When the liquid crystal device 1 is in operation, the liquid crystal device 1 can display a color image by emitting red light, green light, and blue light from the openings 73R, 73G, and 73B, respectively. In addition, each of the sub-pixel portions 72R, 72G, and 72B has a TFT 30 that switches each sub-pixel portion.

光検出回路部250は、調節制御TFT130、開口部83、及びTFT回路部80を有している。受光素子151を含む光センサ部は、表示面302sに入射する入射光を検出する。TFT回路部80は、リセット用TFT163、電圧増幅用TFT154、及び出力制御用TFT155を含んで構成されており、開口部83に臨む受光素子151の動作を制御すると共に、受光素子151が生成する光電流に応じた電圧の変化を読み出し線6a2に供給する。   The light detection circuit unit 250 includes an adjustment control TFT 130, an opening 83, and a TFT circuit unit 80. The optical sensor unit including the light receiving element 151 detects incident light incident on the display surface 302s. The TFT circuit unit 80 includes a reset TFT 163, a voltage amplification TFT 154, and an output control TFT 155, controls the operation of the light receiving element 151 facing the opening 83, and generates light generated by the light receiving element 151. A voltage change corresponding to the current is supplied to the readout line 6a2.

図7乃至図9において、液晶装置1は、遮光膜11及び153、平坦化膜20aに埋め込まれた3種類のカラーフィルタ154R、154G及び154B、本発明の「液晶素子」の一例である液晶素子50b、受光素子151、バックライト206、並びに、本発明の「第1偏光層」の一例であるワイヤーグリッド230、第2偏光板302、及び第3偏光板303を備えている。   7 to 9, the liquid crystal device 1 includes a light shielding film 11 and 153, three kinds of color filters 154R, 154G and 154B embedded in the planarizing film 20a, and a liquid crystal element which is an example of the “liquid crystal element” of the present invention. 50b, a light receiving element 151, a backlight 206, and a wire grid 230, a second polarizing plate 302, and a third polarizing plate 303, which are examples of the “first polarizing layer” of the present invention.

バックライト206は、導光板206a、及び表示用光源206bを備えて構成されており、図中TFTアレイ基板10の下側に配置されている。   The backlight 206 includes a light guide plate 206a and a display light source 206b, and is disposed below the TFT array substrate 10 in the drawing.

表示用光源206bは、画像表示領域10aに画像を表示するための表示用光L1を生成する。表示用光L1は、可視光であり、各サブ画素部の駆動に応じて液晶層50によって変調される。   The display light source 206b generates display light L1 for displaying an image in the image display area 10a. The display light L1 is visible light, and is modulated by the liquid crystal layer 50 in accordance with driving of each sub-pixel unit.

導光板206aは、例えば、表示用光L1を透過可能なアクリル樹脂で構成されており、表示用光L1を画像表示領域10aに導く。液晶装置1は、画像を表示するために表示用光L1を利用すると共に、表示面302sに接する、或いは指示する指等の指示手段を検知するために表示用光L1及び外光を利用する。   The light guide plate 206a is made of, for example, an acrylic resin that can transmit the display light L1, and guides the display light L1 to the image display region 10a. The liquid crystal device 1 uses the display light L1 to display an image, and uses the display light L1 and external light to detect an instruction means such as a finger that touches or indicates the display surface 302s.

ワイヤーグリッド230及び第2偏光層302の夫々は、光量調節部82の一部を構成しており、図中上下方向に沿って液晶素子50bの両側の夫々の側に配置されている。第2偏光層302の光軸と、ワイヤーグリッド230のグリッド(格子)が延びる向きは、互いに交差するようにクロスニコル配置されている。液晶素子50bは、液晶層50のうち受光素子151に重なる液晶部分と、当該液晶部分を挟持する第1電極159a及び第2電極21aを有している。   Each of the wire grid 230 and the second polarizing layer 302 constitutes a part of the light amount adjusting unit 82, and is disposed on each side of the liquid crystal element 50b along the vertical direction in the drawing. The direction in which the optical axis of the second polarizing layer 302 and the grid of the wire grid 230 extend is arranged in a crossed Nicols manner so as to intersect each other. The liquid crystal element 50b includes a liquid crystal portion that overlaps the light receiving element 151 in the liquid crystal layer 50, and a first electrode 159a and a second electrode 21a that sandwich the liquid crystal portion.

光量調節部82は、表示面302sから開口部83に入射する入射光L2の光量を調節する絞り機構として機能する。本実施形態では、図5を参照しながら説明したように、液晶素子50bが有する液晶部分の配向状態を制御可能であるため、入射光L2の光量を光量調節部82毎に独立して調節でき、各画素において液晶層の配向状態を制御することによって表示用光の光強度を制御する場合と同様に、各光センサ部150の受光素子151に入射する入射光L2´の光量を独立して調節できる。   The light amount adjusting unit 82 functions as a diaphragm mechanism that adjusts the amount of incident light L2 incident on the opening 83 from the display surface 302s. In the present embodiment, as described with reference to FIG. 5, the alignment state of the liquid crystal portion of the liquid crystal element 50 b can be controlled, so that the amount of incident light L <b> 2 can be adjusted independently for each light amount adjustment unit 82. As in the case of controlling the light intensity of the display light by controlling the alignment state of the liquid crystal layer in each pixel, the amount of incident light L2 ′ incident on the light receiving element 151 of each photosensor unit 150 is independently determined. Can be adjusted.

したがって、複数の光量調節部82によれば、画像表示領域10aを構成する複数の領域の夫々において表示面302sから入射する入射光L2の光量の夫々が、各光センサ部150が光量を検出可能な検出可能範囲から外れている場合であっても、光センサ部150毎に、或いは任意の個数の光センサ部150を一群とする群毎に、各光センサ部150に入射する入射光の光量が検出可能範囲に入るように光量を調節可能である。   Therefore, according to the plurality of light amount adjusting units 82, each light sensor unit 150 can detect the amount of light of the incident light L2 incident from the display surface 302s in each of the plurality of regions constituting the image display region 10a. The amount of incident light incident on each optical sensor unit 150 for each optical sensor unit 150 or for each group of an arbitrary number of optical sensor units 150 as a group, even if it is outside the detectable range The amount of light can be adjusted so that is within the detectable range.

特に、画像表示領域10aを構成する複数の領域の夫々において、指等の指示手段に遮光される外光等の環境の変化に起因して指示手段をその周囲と識別できない場合、より具体的には、例えば外光の光量が強すぎることによって、表示面302sにおいて指示手段の影が投影される領域と、その領域の周囲の領域との夫々に入射する入射光L2の光量が受光素子151による光量の検出可能範囲から外れている場合には、指示手段の影が投影される領域とその領域の周囲の領域との夫々に入射する入射光L2の光量が検出可能範囲にシフトされるように各光量調節部82が光量を調節する。つまり、複数の光量調節部82の夫々は、各光センサ部150に入射する入射光L2の光量を互いに独立して調節可能な絞り機構として機能する。   In particular, in each of a plurality of areas constituting the image display area 10a, when the instruction unit cannot be distinguished from its surroundings due to an environmental change such as external light shielded by the instruction unit such as a finger, more specifically, For example, when the light amount of the external light is too strong, the light amount of the incident light L2 incident on each of the region where the shadow of the instruction unit is projected on the display surface 302s and the region around the region is caused by the light receiving element 151. When the light amount is out of the detectable range, the light amount of the incident light L2 incident on each of the area where the shadow of the instruction unit is projected and the surrounding area is shifted to the detectable range. Each light quantity adjusting unit 82 adjusts the light quantity. That is, each of the plurality of light amount adjusting units 82 functions as a diaphragm mechanism that can adjust the light amounts of the incident light L2 incident on the respective optical sensor units 150 independently of each other.

このように、液晶装置1によれば、光センサ部150に入射する入射光L2の光量が光センサ部による検出可能範囲から外れている場合でも、当該検出可能範囲に光量が含まれるように入射光L2の光量が調節され、検出可能範囲に光量が調節された入射光L2´が光センサ部150に照射されることになる。したがって、光量調節部82によって光量が調節されることなく、入射光L2が光センサ部150にそのまま入射する場合には識別できなかった指示手段を識別でき、表示面302s上の画像表示領域10aにおける指示手段の位置を特定できる。   Thus, according to the liquid crystal device 1, even when the light amount of the incident light L2 incident on the optical sensor unit 150 is out of the detectable range by the optical sensor unit, the incident light amount is included in the detectable range. The light amount of the light L2 is adjusted, and the light sensor unit 150 is irradiated with the incident light L2 ′ whose light amount is adjusted within the detectable range. Therefore, it is possible to identify the instruction means that could not be identified when the incident light L2 is incident on the optical sensor unit 150 without being adjusted by the light amount adjusting unit 82, and in the image display area 10a on the display surface 302s. The position of the instruction means can be specified.

加えて、複数の光量調節部82の夫々が互いに独立して光量を調節できるため、外光を含む入射光L2の光強度が画像表示領域10a内の各領域で相互に異なる場合であっても、光センサ部150による検出可能範囲から光量が外れている領域について選択的に光量を調節可能であり、指示手段を検出する検出精度を高めることが可能である。   In addition, since each of the plurality of light amount adjustment units 82 can adjust the light amount independently of each other, even when the light intensity of the incident light L2 including external light is different in each region in the image display region 10a. The light amount can be selectively adjusted in a region where the light amount is out of the detectable range by the optical sensor unit 150, and the detection accuracy for detecting the instruction means can be increased.

したがって、液晶装置1は、光学系の途中にメカニカルな絞り機構が設けられたカメラ等の撮像装置と異なり、本来画像を表示するために用いられる液晶層の一部を利用して入射光L2の光量を調節できることから、液晶装置1内に絞り機構を設けるためのスペースを確保しなくても入射光L2の光量を調節でき、指示手段を検出する検出精度を高めることが可能である。   Therefore, the liquid crystal device 1 is different from an imaging device such as a camera in which a mechanical diaphragm mechanism is provided in the middle of the optical system, and the incident light L2 is utilized by utilizing a part of the liquid crystal layer originally used for displaying an image. Since the amount of light can be adjusted, the amount of incident light L2 can be adjusted without securing a space for providing a diaphragm mechanism in the liquid crystal device 1, and the detection accuracy for detecting the indicating means can be improved.

第1電極159aは、TFTアレイ基板10上において画像表示領域10aを構成する複数の画素部72の夫々に設けられた複数の画素電極9aと同層に形成されている。したがって、ITO等の透明導電材料によって構成される画素電極9aを形成する工程と共通の工程によって第1電極159aを形成でき、液晶装置1の製造プロセスを簡便にできる。第2電極21aは、対向電極21が受光素子151に重なる部分である。   The first electrode 159a is formed in the same layer as the plurality of pixel electrodes 9a provided in each of the plurality of pixel portions 72 constituting the image display region 10a on the TFT array substrate 10. Therefore, the first electrode 159a can be formed by a process common to the process of forming the pixel electrode 9a made of a transparent conductive material such as ITO, and the manufacturing process of the liquid crystal device 1 can be simplified. The second electrode 21 a is a portion where the counter electrode 21 overlaps the light receiving element 151.

液晶装置1は、光センサ部82から見てTFTアレイ基板10側において画素電極9aに重なるように延びる第3偏光層303を備えている。第3偏光層303は、ワイヤーグリッド230の格子が延びる方向に沿って延びる光軸を有している。したがって、第3偏光層303によれば、各画素に入射する表示用光L1を直線偏光させることが可能である。   The liquid crystal device 1 includes a third polarizing layer 303 extending so as to overlap the pixel electrode 9a on the TFT array substrate 10 side when viewed from the optical sensor unit 82. The third polarizing layer 303 has an optical axis extending along the direction in which the grid of the wire grid 230 extends. Therefore, according to the third polarizing layer 303, the display light L1 incident on each pixel can be linearly polarized.

尚、第2偏光層302及び第3偏光層303は、延伸されたPVA(ポリビニルアルコール)膜をTAC(トリアセチルセルロース)で構成された保護フィルムによって挟み込んで構成されている。   The second polarizing layer 302 and the third polarizing layer 303 are formed by sandwiching a stretched PVA (polyvinyl alcohol) film with a protective film made of TAC (triacetyl cellulose).

図7乃至図9において、サブ画素部73Rは、表示用光L1が液晶層50によって変調された変調光のうち赤色光を透過可能なカラーフィルタ154Rを介して赤色光L1Rを表示する。サブ画素部73G及び73Bの夫々は、サブ画素部73Rと同様に、カラーフィルタ154G及び154Bの夫々を介して緑色光L1G及び青色光L1Bの夫々を表示する。   7 to 9, the sub-pixel unit 73R displays the red light L1R through the color filter 154R that can transmit red light among the modulated light obtained by modulating the display light L1 by the liquid crystal layer 50. Each of the sub pixel portions 73G and 73B displays the green light L1G and the blue light L1B via the color filters 154G and 154B, respectively, similarly to the sub pixel portion 73R.

受光素子151は、平面的に見て開口部83に臨むようにTFTアレイ基板10上に形成されている。受光素子151は、TFTアレイ基板10上に形成された絶縁膜41上に形成され、絶縁膜42に覆われている。   The light receiving element 151 is formed on the TFT array substrate 10 so as to face the opening 83 when seen in a plan view. The light receiving element 151 is formed on the insulating film 41 formed on the TFT array substrate 10 and is covered with the insulating film 42.

受光素子151は、例えば、TFT回路部80が有するTFT等の半導体素子を形成する工程と共通の工程によって形成された結晶性シリコン、或いはGaAs等の半導体を用いたPINダイオード、又はPbSを用いた光電動素子等の受光素子である。受光素子151は、光量調節部82によって入射光L2の光量が調節された入射光L2´を検出する。   As the light receiving element 151, for example, a PIN diode using a crystalline silicon formed by a process common to the process of forming a semiconductor element such as a TFT included in the TFT circuit unit 80, or a semiconductor such as GaAs, or PbS is used. It is a light receiving element such as a photoelectric element. The light receiving element 151 detects the incident light L <b> 2 ′ in which the light amount of the incident light L <b> 2 is adjusted by the light amount adjusting unit 82.

図7及び図8に示すように、遮光膜153は、開口領域の縁の少なくとも一部を規定する、所謂ブラックマトリクスである。したがって、遮光膜153によれば、非開口領域に形成された画素スイッチング用TFT30等の半導体素子、及びTFT回路部80に表示面302s側から可視光L2が照射されることを低減でき、TFT30及びTFT回路部80に含まれる半導体素子に発生する光リーク電流を低減できる。   As shown in FIGS. 7 and 8, the light shielding film 153 is a so-called black matrix that defines at least a part of the edge of the opening region. Therefore, the light shielding film 153 can reduce the irradiation of the visible light L2 from the display surface 302s side to the semiconductor element such as the pixel switching TFT 30 formed in the non-opening region and the TFT circuit unit 80. The light leakage current generated in the semiconductor element included in the TFT circuit unit 80 can be reduced.

図6乃至図9に示すように、光センサ部82は、TFTアレイ基板10上において、画素部72の開口領域を互いに隔てる非開口領域に形成されている。また、液晶装置1では、開口部73R、73G及び73Bから表示用光L1R、L1G及びL1Bの夫々が出射される。したがって、液晶装置1によれば、光センサ部82によって表示用光L1R、L1G及びL1Bが遮られることがない。   As shown in FIGS. 6 to 9, the optical sensor unit 82 is formed on the TFT array substrate 10 in a non-opening region that separates the opening regions of the pixel unit 72 from each other. Further, in the liquid crystal device 1, display lights L1R, L1G, and L1B are emitted from the openings 73R, 73G, and 73B, respectively. Therefore, according to the liquid crystal device 1, the display light L1R, L1G, and L1B is not blocked by the optical sensor unit 82.

液晶装置1は、TFTアレイ基板10上において受光素子151の下層側に形成された遮光膜11を備えている。遮光膜11は、金属膜等の遮光性を有する材料から構成されており、バックライト206から出射された可視光L1が受光素子151に照射されないように、これら光を遮光する。したがって、遮光膜11によれば、表示用光L1が照射されることに起因して生じる受光素子151の誤動作を低減できる。このような遮光膜11は、TFTアレイ基板10上に形成された他の素子の一部、或いは配線を構成する導電膜等の遮光性を有する膜と同層に共通の工程を用いて形成可能である。   The liquid crystal device 1 includes a light shielding film 11 formed on the lower layer side of the light receiving element 151 on the TFT array substrate 10. The light shielding film 11 is made of a material having a light shielding property such as a metal film, and shields the light so that the visible light L1 emitted from the backlight 206 is not irradiated to the light receiving element 151. Therefore, according to the light shielding film 11, malfunction of the light receiving element 151 caused by the irradiation with the display light L1 can be reduced. Such a light-shielding film 11 can be formed using a process common to the same layer as a part of other elements formed on the TFT array substrate 10 or a light-shielding film such as a conductive film constituting a wiring. It is.

加えて、遮光膜11は、TFT回路部80及び画素スイッチング用TFT30に重なるようにTFTアレイ基板10上に延びている。したがって、遮光膜11によれば、画素スイッチング用TFT30、及びTFT回路部80を遮光することもでき、TFT30及びTTF回路部80の誤動作を低減することも可能である。   In addition, the light shielding film 11 extends on the TFT array substrate 10 so as to overlap the TFT circuit unit 80 and the pixel switching TFT 30. Therefore, according to the light shielding film 11, the pixel switching TFT 30 and the TFT circuit unit 80 can be shielded from light, and malfunctions of the TFT 30 and the TTF circuit unit 80 can be reduced.

次に、図10を参照しながら、光検出回路部250の詳細な構成を説明する。   Next, the detailed configuration of the photodetection circuit unit 250 will be described with reference to FIG.

図10において、調節制御用TFT130は、半導体層1aは、コンタクトホール181及び182、ソース電極91、ドレイン電極92、並びにゲート電極3a1を有している。   10, in the adjustment control TFT 130, the semiconductor layer 1a has contact holes 181 and 182, a source electrode 91, a drain electrode 92, and a gate electrode 3a1.

半導体層1aは、例えば低温ポリシリコン層であり、ゲート電極3a1に重なるチャネル領域1a´、ソース領域1b´、及びドレイン領域1c´を含んでいる。チャネル領域1a´には、TFT89の動作時に、走査線3aに電気的に接続されたゲート電極3a1からの電界によりチャネルが形成される。絶縁膜42の一部を構成する絶縁膜42aのうちゲート電極3a1及び半導体層1a間に延びる部分は、調節制御用TFT130のゲート絶縁膜を構成している。ソース領域1b´及びドレイン領域1c´の夫々は、チャネル領域1a´の両側の夫々にミラー対称に形成されている。   The semiconductor layer 1a is a low-temperature polysilicon layer, for example, and includes a channel region 1a ′, a source region 1b ′, and a drain region 1c ′ that overlap the gate electrode 3a1. In the channel region 1a ′, a channel is formed by an electric field from the gate electrode 3a1 electrically connected to the scanning line 3a when the TFT 89 operates. A portion extending between the gate electrode 3 a 1 and the semiconductor layer 1 a in the insulating film 42 a constituting a part of the insulating film 42 forms a gate insulating film of the adjustment control TFT 130. Each of the source region 1b ′ and the drain region 1c ′ is formed in mirror symmetry on both sides of the channel region 1a ′.

ゲート電極3a1は、ポリシリコン膜等の導電膜や、例えば、Ti、Cr、W、Ta、Mo、Pd、Al等の金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等によって形成されており、ソース領域1b´及びドレイン領域1c´に重ならないように絶縁膜42aを介してチャネル領域1a´上に設けられている。   The gate electrode 3a1 is made of a conductive metal such as a polysilicon film, or a simple metal, an alloy, a metal silicide, a poly, including at least one of metals such as Ti, Cr, W, Ta, Mo, Pd, and Al. It is formed of silicide, a laminate of these, and the like, and is provided on the channel region 1a ′ via the insulating film 42a so as not to overlap the source region 1b ′ and the drain region 1c ′.

尚、調節制御用TFT130は、ソース領域1b´及びドレイン領域1c´の夫々に低濃度ソース領域及び低濃度ドレイン領域の夫々が形成されたLDD(Lightly Doped Drain)構造を有していてもよい。   The adjustment control TFT 130 may have an LDD (Lightly Doped Drain) structure in which a low-concentration source region and a low-concentration drain region are formed in the source region 1b ′ and the drain region 1c ′, respectively.

コンタクトホール181及び182の夫々は、絶縁膜42を構成する絶縁膜42a、及び42bを半導体層1aまで貫通するように形成されており、ソース領域1b´及びドレイン領域1c´の夫々に電気的に接続されている。ソース電極91及びドレイン電極92の夫々は、絶縁膜42b上に形成され、且つコンタクトホール181及び182の夫々に電気的に接続されている。ソース電極91及びドレイン電極92の夫々は、絶縁膜42cに覆われており、ドレイン電極92は、コンタクトホールを介して第1電極159aに電気的に接続されている。   Each of the contact holes 181 and 182 is formed so as to penetrate the insulating films 42a and 42b constituting the insulating film 42 to the semiconductor layer 1a, and is electrically connected to each of the source region 1b ′ and the drain region 1c ′. It is connected. Each of the source electrode 91 and the drain electrode 92 is formed on the insulating film 42b and is electrically connected to the contact holes 181 and 182, respectively. Each of the source electrode 91 and the drain electrode 92 is covered with an insulating film 42c, and the drain electrode 92 is electrically connected to the first electrode 159a through a contact hole.

受光素子151は、半導体層150a、コンタクトホール183及び184、電極93、及び電極94を有している。半導体層150aは、絶縁膜41上に形成されたN型半導体層150b´及びP型半導体層150c´、これら半導体層間に形成され、且つこれら半導体層より相対的に電気抵抗が大きい中間層150a´を有している。中間層150a´が、本発明の「受光層」の一例であり、電極91を含んで当該電極91から図中絶縁膜42の表面に沿って延びる線が、本発明の「導電膜」の一例であるデータ線用配線膜である。コンタクトホール183及び184は、絶縁膜42a、42bを半導体層150aまで貫通するように形成されており、N型半導体層150b´及びP型半導体層150c´の夫々に電気的に接続されている。電極93及び電極94の夫々は、絶縁膜42b上に形成されており、コンタクトホール183及び184の夫々に電気的に接続されている。   The light receiving element 151 includes a semiconductor layer 150a, contact holes 183 and 184, an electrode 93, and an electrode 94. The semiconductor layer 150a includes an N-type semiconductor layer 150b ′ and a P-type semiconductor layer 150c ′ formed on the insulating film 41, and an intermediate layer 150a ′ formed between these semiconductor layers and having a relatively higher electrical resistance than these semiconductor layers. have. The intermediate layer 150a ′ is an example of the “light-receiving layer” of the present invention, and the line including the electrode 91 and extending from the electrode 91 along the surface of the insulating film 42 in the drawing is an example of the “conductive film” of the present invention. This is a data line wiring film. The contact holes 183 and 184 are formed so as to penetrate the insulating films 42a and 42b to the semiconductor layer 150a, and are electrically connected to the N-type semiconductor layer 150b ′ and the P-type semiconductor layer 150c ′, respectively. Each of the electrode 93 and the electrode 94 is formed on the insulating film 42b and is electrically connected to the contact holes 183 and 184, respectively.

外光と、表示用光L1R、L1G及びL1Bが指示手段によって反射された反射光L2が半導体層150a´に照射された際には、照射された光の光強度に応じて受光素子151に電流が流れる。図3に示した受光信号処理回路部215によって処理される受光信号は、受光素子151に流れる光電流に応じた発生する電圧変化に対応した信号である。受光信号処理回路部215、及び画像処理回路部216によって受光信号が順次処理されることによって、表示面302sを指示する指示手段の位置等が特定でき、指示手段を介して液晶装置1に対する各種情報を入力が可能になる。   When the semiconductor layer 150a ′ is irradiated with the external light and the reflected light L2 reflected by the indication means with the display light L1R, L1G, and L1B, the current is applied to the light receiving element 151 according to the light intensity of the irradiated light. Flows. The light reception signal processed by the light reception signal processing circuit unit 215 shown in FIG. 3 is a signal corresponding to a voltage change generated according to the photocurrent flowing through the light receiving element 151. The received light signal is sequentially processed by the received light signal processing circuit unit 215 and the image processing circuit unit 216, whereby the position of the instruction means for indicating the display surface 302s can be specified. Can be entered.

TFT回路部80に含まれるリセット用TFT163は、チャネル領域160a´、ソース領域160b´及びドレイン領域160c´を含む半導体層160a、コンタクトホール161及び162、ソース電極164及びドレイン電極165、並びにゲート電極163aを備えて構成されている。リセット用TFT163は、不図示の配線を介して受光素子151に電気的に接続されている。   The reset TFT 163 included in the TFT circuit unit 80 includes a semiconductor layer 160a including a channel region 160a ′, a source region 160b ′ and a drain region 160c ′, contact holes 161 and 162, a source electrode 164 and a drain electrode 165, and a gate electrode 163a. It is configured with. The reset TFT 163 is electrically connected to the light receiving element 151 via a wiring (not shown).

ここで、ワイヤーグリッド230は、TFTアレイ基板10上において、画像表示領域10aのうち中間層150a´が形成された領域を除く他の領域に設けられた電極93及び94と同層に形成されている。   Here, the wire grid 230 is formed on the TFT array substrate 10 in the same layer as the electrodes 93 and 94 provided in other areas of the image display area 10a excluding the area where the intermediate layer 150a ′ is formed. Yes.

したがって、液晶装置1では、電極93及び94を形成する工程と共通の工程によってワイヤーグリッド230を形成可能であり、染料を基板に塗布することにいって偏光層を形成する場合に比べて、液晶装置の製造プロセスを簡便にすることが可能であり、煩雑な工程を経ることなく、光量調節部を形成可能である。   Therefore, in the liquid crystal device 1, the wire grid 230 can be formed by a process common to the process of forming the electrodes 93 and 94, and the liquid crystal is compared with the case where the polarizing layer is formed by applying the dye to the substrate. The manufacturing process of the apparatus can be simplified, and the light amount adjusting unit can be formed without going through complicated steps.

尚、ワイヤーグリッド230は、入射光L1の波長と同程度の間隔で格子が並ぶように形成されている。このようなワイヤーグリッド230は、絶縁膜42上に形成される電極93及び94と並行して、或いは相前後して絶縁膜42上の導電膜をパターニングすることによって形成可能である。   The wire grid 230 is formed so that the gratings are arranged at intervals similar to the wavelength of the incident light L1. Such a wire grid 230 can be formed by patterning the conductive film on the insulating film 42 in parallel with or before or after the electrodes 93 and 94 formed on the insulating film 42.

また、ワイヤーグリッド230は、TFTアレイ基板10上において画像表示領域10a内のワイヤーグリッド230が形成された領域を除く領域に設けられた導電膜と同層に形成されていればよく、電極93及び94と同層に形成されている場合に限定されない。このような導電膜は、液晶装置1に設計上組み込まれるべき回路部、或いは配線部のように液晶装置の構成要素として形成されていればよい。   Further, the wire grid 230 may be formed in the same layer as the conductive film provided on the TFT array substrate 10 except for the area where the wire grid 230 is formed in the image display area 10a. It is not limited to the case where it is formed in the same layer as 94. Such a conductive film may be formed as a component of the liquid crystal device, such as a circuit portion or a wiring portion to be incorporated into the liquid crystal device 1 in design.

よって、本実施形態に係る液晶装置によれば、受光素子に入射する入射光の光量が、例えば受光素子を含む光センサ部の検出可能範囲から外れている場合でも、当該検出可能範囲に光量が含まれるように入射光の光量を調節可能である。したがって、光量調節部によって光量が調節されることなく、入射光が受光素子に入射する場合には識別できなかった指示手段を識別でき、表示面上の表示領域における指示手段の位置を特定できる。加えて、複数の光量調節部の夫々が互いに独立して光量を調節できるため、外光の光強度が表示領域内の各領域で相互に異なる場合であっても、受光素子を含む光センサ部による検出可能範囲から光量が外れている領域について選択的に光量を調節可能であり、指示手段の位置を特定する精度を高めることが可能である。   Therefore, according to the liquid crystal device according to the present embodiment, even if the amount of incident light incident on the light receiving element is out of the detectable range of the optical sensor unit including the light receiving element, for example, the amount of light is within the detectable range. The amount of incident light can be adjusted to be included. Therefore, the indication means that could not be identified when incident light is incident on the light receiving element can be identified without adjusting the amount of light by the light quantity adjustment unit, and the position of the indication means in the display area on the display surface can be specified. In addition, since each of the plurality of light amount adjusting units can adjust the light amount independently of each other, even if the light intensity of the external light is different in each region in the display region, the optical sensor unit including the light receiving element It is possible to selectively adjust the light amount in a region where the light amount is out of the detectable range by the above, and it is possible to improve the accuracy of specifying the position of the instruction means.

加えて、本実施形態に係る液晶装置では、光量調節部は、画像を表示するための表示光を変調する液晶層のうち受光層に重なる液晶部分の配向状態を制御することによって入射光の光量を調節する。したがって、本実施形態に係る液晶装置は、光学系の途中にメカニカルな絞り機構が設けられたカメラ等の撮像装置と異なり、本来画像を表示するために用いられる液晶層の一部を利用して入射光の光量を調節でき、液晶装置内に絞り機構を設けるためのスペースを確保しなくても入射光の光量を調節可能である。   In addition, in the liquid crystal device according to the present embodiment, the light amount adjusting unit controls the alignment state of the liquid crystal portion that overlaps the light receiving layer in the liquid crystal layer that modulates the display light for displaying an image, thereby controlling the amount of incident light. Adjust. Therefore, the liquid crystal device according to the present embodiment uses a part of the liquid crystal layer originally used for displaying an image, unlike an imaging device such as a camera in which a mechanical aperture mechanism is provided in the middle of the optical system. The amount of incident light can be adjusted, and the amount of incident light can be adjusted without securing a space for providing a diaphragm mechanism in the liquid crystal device.

また、本実施形態に係る液晶装置によれば、ワイヤーグリッド230は、電極93及び94と同層に形成されているため、液晶装置1の製造プロセスを煩雑化させることなく、本発明の「第1偏光層」として機能するワイヤーグリッド230を容易に液晶装置に作り込むことが可能である。   Further, according to the liquid crystal device according to the present embodiment, the wire grid 230 is formed in the same layer as the electrodes 93 and 94, so that the manufacturing process of the liquid crystal device 1 is not complicated, and the “ The wire grid 230 functioning as “one polarizing layer” can be easily built into the liquid crystal device.

(変形例1)
次に、図11を参照しながら、液晶装置1の変形例を詳細に説明する。図11は、本実施形態に係る液晶装置の一変形例における図10に対応する断面図である。尚、以下で説明する各変形例では、上述した液晶装置1と共通する部分に共通の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
(Modification 1)
Next, a modification of the liquid crystal device 1 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 10 in a modification of the liquid crystal device according to the present embodiment. Note that, in each modification described below, the same reference numerals are assigned to the portions common to the liquid crystal device 1 described above, and detailed description thereof is omitted.

図11において、本例に係る液晶装置では、ワイヤーグリッド230aが、TFTアレイ基板10上においてゲート電極3a1及び163aを含み、或いはこれら電極から絶縁膜42aの表面に沿って延びる走査線用配線膜と同層に形成されている。したがって、本例に係る液晶装置によれば、ワイヤーグリッド230aをゲート電極3a1及び163aと共通の工程によって形成可能であり、ゲート電極3a1及び163aを形成する工程とは別にワイヤーグリッド230aを形成する工程を追加する必要がない。よって、製造プロセスが煩雑化することを低減できる。   In FIG. 11, in the liquid crystal device according to this example, the wire grid 230a includes gate electrodes 3a1 and 163a on the TFT array substrate 10, or a scanning line wiring film extending along the surface of the insulating film 42a from these electrodes. It is formed in the same layer. Therefore, according to the liquid crystal device according to this example, the wire grid 230a can be formed by a process common to the gate electrodes 3a1 and 163a, and the process of forming the wire grid 230a separately from the process of forming the gate electrodes 3a1 and 163a. There is no need to add. Therefore, it is possible to reduce the complexity of the manufacturing process.

<第2実施形態>
次に、図12及び13を参照しながら、本発明の第2の発明に係る液晶装置を説明する。図12は、本実施形態に係る液晶装置の画素部における断面図である。図13は、ワイヤーグリッド230bの平面図である。尚、本実施形態に係る液晶装置、及び後述するイメージセンサでは、上述の液晶装置1と共通する部分に共通の参照符号を節、詳細な説明を省略する。また、図13におけるA−A´断面が図12の断面図に対応している。
Second Embodiment
Next, a liquid crystal device according to a second aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a cross-sectional view of the pixel portion of the liquid crystal device according to the present embodiment. FIG. 13 is a plan view of the wire grid 230b. In the liquid crystal device according to the present embodiment and an image sensor to be described later, common reference numerals are used for portions common to the liquid crystal device 1 described above, and detailed description thereof is omitted. Moreover, the AA 'cross section in FIG. 13 corresponds to the cross sectional view of FIG.

図12において、光量調節部82aは、液晶層50のうち中間層150a´に重なる液晶部分、当該液晶部分から見て対向基板20側に設けられた第2電極21a、及び、当該液晶部分から見たTFTアレイ基板10側において第2電極21aに対向する第1電極として兼用され、且つ中間層150a´に重なるワイヤーグリッド230b、液晶層50から見て対向基板20側に形成された偏光層302とを有する。   In FIG. 12, the light amount adjusting unit 82a includes a liquid crystal portion overlapping the intermediate layer 150a ′ in the liquid crystal layer 50, the second electrode 21a provided on the counter substrate 20 side when viewed from the liquid crystal portion, and the liquid crystal portion viewed from the liquid crystal portion. The TFT array substrate 10 side is also used as a first electrode opposed to the second electrode 21a, and is a wire grid 230b overlapping the intermediate layer 150a ′, and a polarizing layer 302 formed on the opposite substrate 20 side when viewed from the liquid crystal layer 50. Have

光量調節部82aによれば、第1実施形態に係る液晶装置1が備える光量調節部82と同様に、受光層として機能する中間層150a´に入射する入射光L2の光量が調節可能となる。したがって、本実施形態に係る液晶装置によれば、液晶装置1と同様に、表示面302sを指示する指等の指示手段を正確に検出可能である。   According to the light amount adjusting unit 82a, the amount of incident light L2 incident on the intermediate layer 150a ′ functioning as the light receiving layer can be adjusted, similarly to the light amount adjusting unit 82 included in the liquid crystal device 1 according to the first embodiment. Therefore, according to the liquid crystal device according to the present embodiment, as with the liquid crystal device 1, it is possible to accurately detect an instruction means such as a finger that indicates the display surface 302s.

図13に示すように、特に、本実施形態に係る液晶装置によれば、ワイヤーグリッド230bは、コンタクトホール199を介して調節制御用TFT130に電気的に接続されている。したがって、調節制御用TFT130に電気的に接続された第1電極として兼用されるワイヤーグリッド230bと、第2電極21aとによって、中間層150a´に重なる液晶部分の配向状態が制御可能になる。よって、中間層150a´に入射する入射光L2の光量が調整可能となり、中間層150a´は、光量が調節された入射光L2´を検出できる。   As shown in FIG. 13, in particular, according to the liquid crystal device according to the present embodiment, the wire grid 230 b is electrically connected to the adjustment control TFT 130 via the contact hole 199. Therefore, the alignment state of the liquid crystal portion overlapping the intermediate layer 150a ′ can be controlled by the wire grid 230b that also serves as the first electrode electrically connected to the adjustment control TFT 130 and the second electrode 21a. Therefore, the amount of incident light L2 incident on the intermediate layer 150a ′ can be adjusted, and the intermediate layer 150a ′ can detect the incident light L2 ′ whose amount of light has been adjusted.

加えて、ワイヤーグリッド230bは、絶縁膜43上に形成された画素電極9a(図12で不図示)と同層に形成されている。したがって、本実施形態に係る液晶装置によれば、画素電極9aを形成する工程と共通の工程でITO等の導電膜からなるワイヤーグリッド230bを形成可能であり、液晶装置の製造プロセスを煩雑化させることなく、光量調節機能を備える液晶装置を製造可能である。   In addition, the wire grid 230b is formed in the same layer as the pixel electrode 9a (not shown in FIG. 12) formed on the insulating film 43. Therefore, according to the liquid crystal device according to the present embodiment, it is possible to form the wire grid 230b made of a conductive film such as ITO in a step common to the step of forming the pixel electrode 9a, which complicates the manufacturing process of the liquid crystal device. A liquid crystal device having a light amount adjustment function can be manufactured.

<第3実施形態>
次に、図14乃至図16を参照しながら、本発明に係るイメージセンサの実施形態を説明する。図14は、本実施形態に係るイメージセンサに平面図である。図15は、本実施形態に係るイメージセンサの画像検出領域を構成する複数の光検出回路部の回路構成を示した回路部である。図16は、本実施形態に係るイメージセンサの主要な部分の断面図である。
<Third Embodiment>
Next, an embodiment of an image sensor according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a plan view of the image sensor according to the present embodiment. FIG. 15 is a circuit unit illustrating a circuit configuration of a plurality of photodetection circuit units that constitute the image detection region of the image sensor according to the present embodiment. FIG. 16 is a cross-sectional view of main parts of the image sensor according to the present embodiment.

図14において、イメージセンサ500は、半導体素子からなる各種回路部が形成された基板510と、基板510上の画像検出領域510aに形成された複数の光検出回路部550とを備えて構成されている。   In FIG. 14, an image sensor 500 includes a substrate 510 on which various circuit portions made of semiconductor elements are formed, and a plurality of light detection circuit portions 550 formed in an image detection region 510a on the substrate 510. Yes.

図15において、光検出回路部550は、液晶装置1と同様に光量調節部82及び光センサ部150を備えている。画像検出領域510aにおいて、複数の光検出回路部550の夫々が備える光量調節部82は、互いに独立して各光センサ部150に入射する入射光の光量を調節可能である。したがって、液晶装置1が指示手段の位置を正確に特定できるのと同様に、検出対象物の画像部分を他の画像部分と識別できる画像を取得できる。イメージセンサ500によれば、検出対象物を正確に特定でき、検出対象物を検出する検出性能を高めることが可能である。   In FIG. 15, the light detection circuit unit 550 includes a light amount adjustment unit 82 and an optical sensor unit 150 as in the liquid crystal device 1. In the image detection area 510 a, the light amount adjustment unit 82 provided in each of the plurality of light detection circuit units 550 can adjust the amount of incident light incident on each of the optical sensor units 150 independently of each other. Therefore, an image capable of distinguishing the image portion of the detection target object from other image portions can be acquired in the same manner as the liquid crystal device 1 can accurately specify the position of the instruction means. According to the image sensor 500, the detection target can be accurately specified, and the detection performance for detecting the detection target can be improved.

図16において、ワイヤーグリッド230cは、TFTアレイ基板10上において、中間層150a´に重なるように形成されており、液晶層50から見て偏光層302の反対側に形成された偏光層として機能する。加えて、ワイヤーグリッド230cは、電極93及び94と同層に形成されている。   In FIG. 16, the wire grid 230 c is formed on the TFT array substrate 10 so as to overlap the intermediate layer 150 a ′, and functions as a polarizing layer formed on the opposite side of the polarizing layer 302 when viewed from the liquid crystal layer 50. . In addition, the wire grid 230 c is formed in the same layer as the electrodes 93 and 94.

したがって、本発明に係るイメージセンサによれば、TFTアレイ基板10上においてワイヤーグリッド230cが形成される領域を除く他の領域に形成された電極93及び94と共にワイヤーグリッド230cを形成可能である。よって、中間層150a´において、液晶層50から見てTFTアレイ基板10側に形成される偏光層を簡便な工程で新に追加する必要がない利点がある。   Therefore, according to the image sensor of the present invention, it is possible to form the wire grid 230c together with the electrodes 93 and 94 formed in other regions except the region where the wire grid 230c is formed on the TFT array substrate 10. Therefore, the intermediate layer 150a ′ has an advantage that a polarizing layer formed on the TFT array substrate 10 side when viewed from the liquid crystal layer 50 does not need to be newly added by a simple process.

<電子機器>
次に、図17及び図18を参照しながら、上述した液晶装置を具備してなる電子機器の実施形態を説明する。
<Electronic equipment>
Next, an embodiment of an electronic apparatus including the above-described liquid crystal device will be described with reference to FIGS.

図17は、上述した液晶装置が適用されたモバイル型のパーソナルコンピュータの斜視図である。図17において、コンピュータ1200は、キーボード1202を備えた本体部1204と、上述した液晶装置を含んでなる液晶表示ユニット1206とから構成されている。液晶表示ユニット1206は、液晶パネル1005の背面にバックライトを付加することにより構成されており、正確に各種情報を入力できるタッチパネル機能を有している。   FIG. 17 is a perspective view of a mobile personal computer to which the above-described liquid crystal device is applied. In FIG. 17, a computer 1200 includes a main body 1204 having a keyboard 1202 and a liquid crystal display unit 1206 including the above-described liquid crystal device. The liquid crystal display unit 1206 is configured by adding a backlight to the back surface of the liquid crystal panel 1005, and has a touch panel function capable of inputting various information accurately.

次に、上述した液晶装置を携帯電話に適用した例について説明する。図18は、本実施形態の電子機器の一例である携帯電話の斜視図である。図18において、携帯電話1300は、複数の操作ボタン1302とともに、反射型の表示形式を採用し、且つ上述した液晶装置と同様の構成を有する液晶装置1005を備えている。携帯電話1300によれば、高品位の画像表示が可能であると共に、指等の指示手段によって表示面を介して正確に情報を入力可能である。   Next, an example in which the above-described liquid crystal device is applied to a mobile phone will be described. FIG. 18 is a perspective view of a mobile phone that is an example of the electronic apparatus of the present embodiment. In FIG. 18, a mobile phone 1300 includes a liquid crystal device 1005 that adopts a reflective display format and has the same configuration as the above-described liquid crystal device, along with a plurality of operation buttons 1302. According to the mobile phone 1300, high-quality image display is possible, and information can be accurately input via the display surface by an instruction unit such as a finger.

第1実施形態に係る液晶装置の平面図である。1 is a plan view of a liquid crystal device according to a first embodiment. 図1のII−II´断面図である。It is II-II 'sectional drawing of FIG. 本実施形態に係る液晶装置の主要な回路構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the main circuit structures of the liquid crystal device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域における等価回路である。3 is an equivalent circuit in an image display region of the liquid crystal device according to the present embodiment. 光検出回路部の電気的な構成を詳細に示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the electrical structure of the photon detection circuit part in detail. 本実施形態に係る液晶装置が有する画素部の図式的平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view of a pixel unit included in the liquid crystal device according to the embodiment. 図6のVII−VII´断面図である。It is VII-VII 'sectional drawing of FIG. 図6のVIII−VIII´断面図である。It is VIII-VIII 'sectional drawing of FIG. 図6のIX−IX´断面図である。It is IX-IX 'sectional drawing of FIG. 図9に示した断面を詳細に示した断面図である。It is sectional drawing which showed the cross section shown in FIG. 9 in detail. 第1実施形態に係る液晶装置の一変形例における図10に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 10 in the modification of the liquid crystal device which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る液晶装置の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal device which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る液晶装置が有するワイヤーグリッドの平面図である。It is a top view of the wire grid which the liquid crystal device concerning a 2nd embodiment has. 第3実施形態に係るイメージセンサに平面図である。It is a top view to the image sensor which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係るイメージセンサの画像検出領域を構成する複数の光検出回路部の回路構成を示した回路部である。It is the circuit part which showed the circuit structure of the several photon detection circuit part which comprises the image detection area | region of the image sensor which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係るイメージセンサの断面図である。It is sectional drawing of the image sensor which concerns on 3rd Embodiment. 本実施形態に係る電子機器の一例を示した斜視図である。It is the perspective view which showed an example of the electronic device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る電子機器の他の例を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the other example of the electronic device which concerns on this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・液晶装置、10・・・TFTアレイ基板、20・・・対向基板、21a・・・第2電極、50・・・液晶層、50a,50b・・・液晶素子、72・・・画素部、82・・・光量調節部、150・・・光センサ部、151・・・受光素子、159a・・・第1電極、230,230a,230b,230c・・・ワイヤーグリッド、500・・・イメージセンサ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal device, 10 ... TFT array substrate, 20 ... Counter substrate, 21a ... 2nd electrode, 50 ... Liquid crystal layer, 50a, 50b ... Liquid crystal element, 72 ... Pixel unit 82... Light quantity adjustment unit 150... Photosensor unit 151... Light receiving element 159 a... First electrode 230, 230 a, 230 b, 230 c.・ Image sensor

Claims (8)

第1基板と、
前記第1基板に対向するように配置された第2基板と、
前記第1基板上の表示領域に形成され、且つ受光層を各々有する複数の受光素子と、
前記第1基板及び前記第2基板間に挟持された液晶層のうち前記受光層に重なる液晶部分を各々有するように前記表示領域に形成されており、前記第2基板の両面のうち前記液晶層に臨まない面であり、且つ指示手段によって指示される表示面から前記複数の受光層の夫々に入射する入射光の光量を互いに独立して調節可能な複数の光量調節部とを備え、
前記光量調節部は、前記液晶部分、並びに、前記液晶部分を挟んで相互に向かい合う第1電極及び第2電極から構成された液晶素子と、前記受光層及び前記液晶層間において前記受光層に重なる第1偏光層と、前記液晶層から見て前記第2基板側に形成された第2偏光層とを有し、
前記第1偏光層は、前記第1基板上において、前記液晶部分と前記受光素子の間に形成されたワイヤーグリッドであること
を特徴とする液晶装置。
A first substrate;
A second substrate disposed to face the first substrate;
A plurality of light receiving elements formed in the display region on the first substrate and each having a light receiving layer;
The liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate is formed in the display region so as to have a liquid crystal portion overlapping the light receiving layer, and the liquid crystal layer is formed on both surfaces of the second substrate. A plurality of light amount adjusting units capable of independently adjusting the amount of incident light incident on each of the plurality of light receiving layers from the display surface indicated by the instruction means.
The light amount adjusting unit includes a liquid crystal element composed of the liquid crystal part, a first electrode and a second electrode facing each other across the liquid crystal part, and a first layer overlapping the light receiving layer between the light receiving layer and the liquid crystal layer. One polarizing layer, and a second polarizing layer formed on the second substrate side when viewed from the liquid crystal layer,
The liquid crystal device, wherein the first polarizing layer is a wire grid formed between the liquid crystal portion and the light receiving element on the first substrate.
前記ワイヤーグリッドは、前記第1基板上において、前記表示領域のうち前記受光層が形成された一の領域を除く他の領域に設けられた導電膜と同層に形成されていること
を特徴とする請求項1記載の液晶装置。
The wire grid is formed on the first substrate in the same layer as a conductive film provided in a region other than the region where the light receiving layer is formed in the display region. The liquid crystal device according to claim 1.
前記導電膜は、前記他の領域に形成されたデータ線用配線膜であること
を特徴とする請求項2に記載の液晶装置。
The liquid crystal device according to claim 2, wherein the conductive film is a data line wiring film formed in the other region.
前記導電膜は、前記他の領域に形成された走査線用配線膜であること
を特徴とする請求項2に記載の液晶装置。
The liquid crystal device according to claim 2, wherein the conductive film is a wiring film for a scanning line formed in the other region.
第1基板と、
前記第1基板に対向するように配置された第2基板と、
前記第1基板上の表示領域に形成され、且つ受光層を各々有する複数の受光素子と、
前記第1基板及び前記第2基板間に挟持された液晶層のうち前記受光層に重なる液晶部分を各々有するように前記表示領域に形成されており、前記第2基板の両面のうち前記液晶層に臨まない面であり、且つ指示手段によって指示される表示面から前記複数の受光層の夫々に入射する入射光の光量を互いに独立して調節可能な複数の光量調節部とを備え、
前記光量調節部は、前記液晶部分、前記液晶部分から見て前記第2基板側に設けられた第2電極、及び、前記液晶部分から見た前記第1基板側において前記第2電極に対向する第1電極として兼用され、且つ前記受光層に重なるワイヤーグリッドを有する液晶素子と、
前記液晶層から見て前記第2基板側に形成された偏光層とを有すること
を特徴とする液晶装置。
A first substrate;
A second substrate disposed to face the first substrate;
A plurality of light receiving elements formed in the display region on the first substrate and each having a light receiving layer;
The liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate is formed in the display region so as to have a liquid crystal portion overlapping the light receiving layer, and the liquid crystal layer is formed on both surfaces of the second substrate. A plurality of light amount adjusting units capable of independently adjusting the amount of incident light incident on each of the plurality of light receiving layers from the display surface indicated by the instruction means.
The light amount adjustment unit faces the second electrode on the liquid crystal portion, the second electrode provided on the second substrate side as viewed from the liquid crystal portion, and the first substrate side as viewed from the liquid crystal portion. A liquid crystal element that also serves as a first electrode and has a wire grid that overlaps the light receiving layer;
And a polarizing layer formed on the second substrate side when viewed from the liquid crystal layer.
前記ワイヤーグリッドは、前記表示領域に設けられた複数の画素部の夫々が有する画素電極と同層に形成されていること
を特徴とする請求項5に記載の液晶装置。
The liquid crystal device according to claim 5, wherein the wire grid is formed in the same layer as a pixel electrode included in each of a plurality of pixel portions provided in the display region.
基板と、
前記基板上の画像検出領域に形成された受光層を各々有する複数の受光素子と、
前記基板上において前記画像検出領域に形成されており、前記複数の受光素子の夫々に入射する入射光の光量を互いに独立して調節可能な複数の光量調節部とを備え、
前記光量調節部は、前記基板上において、前記画像検出領域のうち前記受光層が形成された一の領域の除く他の領域に設けられた導電膜と同層に形成されたワイヤーグリッドであること
を特徴とするイメージセンサ。
A substrate,
A plurality of light receiving elements each having a light receiving layer formed in an image detection region on the substrate;
A plurality of light amount adjustment units formed in the image detection region on the substrate and capable of independently adjusting the amount of incident light incident on each of the plurality of light receiving elements;
The light amount adjusting unit is a wire grid formed in the same layer as the conductive film provided in another region of the image detection region other than the one region where the light receiving layer is formed on the substrate. An image sensor characterized by
請求項1乃至6の何れか一項に記載の液晶装置を具備してなること
を特徴とする電子機器。
An electronic apparatus comprising the liquid crystal device according to any one of claims 1 to 6.
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