JP2007233027A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】高感度の光センサを構成する。
【解決手段】 絶縁基板２３と、前記絶縁基板に形成されたポリシリコン層による半導体層と、前記絶縁基板と前記半導体層との間に形成されるゲート電極７６と、によって構成されるスイッチング素子と、前記絶縁基板に形成されたポリシリコン層による半導体層によって構成されたＰＩＮ型ダイオード２９と、前記ゲート電極と同層で前記ＰＩＮ型ダイオードを構成する半導体層に対向して形成された反射部５９と、を具備したことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表示輝度の制御を行う表示装置等に好適な電気光学装置及び電子機器に関する。

液晶パネルは、ガラス基板、石英基板等の２枚の基板間に液晶を封入して構成される。各基板には電極を設け、画像信号を電極に供給する。各基板の電極相互間の液晶は、画像信号に応じて光学特性が変化する。即ち、各基板の電極相互間の液晶に画像信号に基づく電圧を印加することで、液晶分子の配列を変化させるのである。これにより、各画素における光の透過率が画像信号に応じて変化することになり、画像信号に応じた画像表示が行われる。

このような液晶パネルにおいて高輝度の表示を行うために、一般的には、液晶パネルの背面にはバックライトが設けられている。このようなバックライトとして、導光板を用いて、照明の均一性を向上させる装置も開発されている。バックライトによって液晶パネルの表示領域を照明することで、十分な輝度で表示領域上の表示を観察することができる。

ところで、液晶パネルの表示の見易さは、周囲の明るさに応じて変化する。例えば、周囲光が明るいほど、表示領域の照明を明るくした方が、表示は見やすい。逆に、周囲光が十分に暗い場合には、表示領域を必要以上に明るくする必要はない。

特許文献１には、周囲の明るさに拘わらず見やすい表示を提供するために、周囲の光を検知してそのフィードバック情報によりバックライトの輝度を制御する技術が開示されている。
特開２００３−７８８３８号公報

ところで、特許文献１の装置においては、周囲光（外光）を検出する光センサとして、ディスクリート部品を採用している。このため、光センサをフレキシブルプリント基板上に実装する必要があり、工数及びコスト増を招来する。

そこで、液晶パネル等の表示パネルを構成する基板上に、ＰＩＮ型ダイオードを用いた光センサを形成することが考えられる。この場合には、表示領域中の半導体層と同層にＰＩＮ型ダイオードを形成する。

ところで、表示領域中の半導体層については、所望のトランジスタ特性を得るために、比較的薄い膜厚に設定される。しかしながら、ＰＩＮ型ダイオード形成領域の半導体層が薄い場合には、入射光が半導体層を通過してしまい効率的に光発生電荷を発生させることができない。即ち、イントリンシック層に効率的に光が入射されず、十分な光感度を得ることができないという問題点があった。

本発明は、イントリンシック層に効率的に光を入射させることを可能にすることにより十分な光感度を得ることができる電気光学装置及び電子機器を提供することを目的とする。

本発明に係る電気光学装置は、絶縁基板と、前記絶縁基板に形成されたポリシリコン層による半導体層と、前記絶縁基板と前記半導体層との間に形成されるゲート電極と、によって構成されるスイッチング素子と、前記絶縁基板に形成されたポリシリコン層による半導体層によって構成されたＰＩＮ型ダイオードと、前記ゲート電極と同層で前記ＰＩＮ型ダイオードを構成する半導体層に対向して形成された反射部と、を具備したことを特徴とする。

このような構成によれば、絶縁基板には、半導体層と、絶縁基板と半導体層との間に形成されるゲート電極とによってボトムゲート型のスイッチング素子が形成される。また、絶縁基板にはＰＩＮ型ダイオードも形成されて、絶縁基板の受光側面を介して入射された光を受光する。絶縁基板に入射した光の一部は、ＰＩＮ型ダイオードを構成する半導体素子を突き抜ける。絶縁基板と半導体層との間には、半導体層に対向して反射部が設けられており、半導体層を通過した光は反射部で反射して半導体層に再入射する。これにより、絶縁基板の受光側面から入射する光の大部分をＰＩＮ型ダイオードに入射させることができ、高感度の外光検出が可能である。

また、本発明の一態様によれば、前記反射部は、前記半導体層の全域に対向するように前記半導体層の平面サイズよりも広幅に形成されることを特徴とする。

このような構成によれば、半導体層を突き抜けた光の大部分を反射させて、半導体層に再入射させることができる。また、半導体層の全域、即ち、カソードとアノードのいずれにも対向することから、反射部によるＰＩＮ型ダイオードへの影響による特性の変化を抑制することができる。

また、本発明の一態様によれば、前記絶縁基板上には、前記ＰＩＮ型ダイオードが複数配列されており、複数の前記ＰＩＮ型ダイオードを構成する半導体層に対向して、前記反射部が夫々設けられることを特徴とする。

このような構成によれば、反射部によるＰＩＮ型ダイオードの特性の変化を、各ＰＩＮ型ダイオードに対して均一化することができ、安定した特性を得ることができる。

また、本発明の一態様によれば、前記反射部は、所定の固定電位点に接続されていることを特徴とする。

このような構成によれば、反射部がフローティング状態を脱しており、反射部の影響によってＰＩＮダイオードの特性が変化することを防止することができる。

また、本発明の一態様によれば、前記反射部が接続される所定の固定電位点は、前記ＰＩＮ型ダイオードのアノード又はカソードであることを特徴とする。

このような構成によれば、簡単な構成で、反射部を固定電位とすることができる。

本発明に係る電気光学装置は、前記絶縁基板に照明光を照射する照明部と、前記照明部からの光が前記ＰＩＮ型ダイオードに入射されることを阻止するための遮光板とを具備したことを特徴とする。

このような構成によれば、遮光板によって照明部からの光がＰＩＮ型ダイオードに入射することが阻止される。これにより、ＰＩＮ型ダイオードによって、外光の正確な検出が可能である。

本発明に係る電気光学装置は、電気光学装置を用いて構成したことを特徴とする。

このような構成によれば、外光を高感度に検出することができ、外光の照度に応じて表示を最適化すること等が可能である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る電気光学装置の断面を示す断面図である。図２は第１の実施の形態に係る電気光学装置の概要を示す平面図である。図３は図２の電気光学装置として液晶パネルを採用した場合において、液晶パネルをケースに収納した状態の断面構造の概略を説明するための説明図である。図４は図２の電気光学装置に採用される表示パネルの平面パターンを模式的に示す説明図である。

＜第１の実施の形態＞
先ず、図２乃至図４を参照して、本実施の形態に係る電気光学装置の全体構成について説明する。

図２において、電気光学装置１１は、２枚の基板を貼り合わせて構成された表示パネル２１によって構成されている。図３は表示パネル２１として液晶パネルを採用した場合の構成を示し、この場合には、電気光学装置１１は表示パネル２１と照明装置２２とを備える。なお、電気光学装置として自発光型の表示パネルを採用することもでき、この場合には、照明装置は不要である。

図３に示すように、表示パネル２１は光を透過する素子基板２３及び対向基板２４相互間に、液晶２５を封入して構成される。対向配置された素子基板２３と対向基板２４とは、図示しないシール材によって貼り合わされている。表示パネル２１には、例えば水平方向に延在して設けられた複数の走査線３３（図４参照）と、垂直方向に延在して設けられた複数のデータ線３４（図４参照）とを有し、複数の走査線３３と複数のデータ線３４との交差に対応して画素が構成される。

素子基板２３上には、画素を構成する画素電極（ＩＴＯ）３６（図４参照）が配置される。また、対向基板２４側にも図示しない対向電極（共通電極（ＩＴＯ））が設けられる。素子基板２３の画素電極上には、液晶２５に接して、ラビング処理が施された図示しない配向膜が設けられている。一方、対向基板２４側においても、液晶２５に接して、ラビング処理が施された図示しない配向膜が設けられている。各配向膜は、例えば、ポリイミド膜等の透明な有機膜からなる。また、対向基板２４にはデータ線３４及び走査線３３に沿って、図示しない遮光膜が形成されている。

なお、図３では図示を省略しているが、対向基板２４の観察面側と、素子基板２３の素子形成面（以下、受光側面ともいう）の反対側とには、夫々偏光板が設けられている。これらの偏光板は、素子基板２３及び対向基板２４に形成された配向膜のラビング方向に対応した偏光軸に設定される。

バックライトとして機能する照明装置２２は表示パネル２１の素子基板２３の下方から光を出射する。照明装置２２は、例えば、光源を構成する複数の発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）と導光板とによって構成することができる。ＬＥＤからの光は導光板内に導かれ、導光板の底面及び側面の反射層によって反射、散乱し、導光板の上面から出射される。こうして、照明装置２２の上方に配置された表示パネル２１にバックライト光が入射されるようになっている。

照明装置２２と表示パネル２１とは積層された状態で、ケース２６内に収納される。ケース２６は上面が開口しており、この開口部２７に表示パネル２１の表示画面１３が臨むように、表示パネル２１がケース２６内に固定されている。

表示パネル２１は、ケース２６の開口部２７によって規定された表示画面１３内の中央に、有効表示領域１４が設けられている。有効表示領域１４内に、複数の走査線３３と複数のデータ線３４との交差に対応して画素が構成されている。

表示パネル２１においては、データ線３４には画像信号が供給され、走査線３３には走査信号が供給される。こうして、各画素は画像信号に基づいて駆動されて光の透過率が変化する。照明装置２２から表示パネル２１に入射した光は、表示パネル２１の有効表示領域１４において変調される。これにより、ケース２６の開口部２７側から有効表示領域１４を観察することで、画像を視認することができる。なお、対向基板２４には対向基板２４の周辺部を遮光するための遮光膜２８（図２の斜線部）が形成されている。有効表示領域１４は、この遮光膜２８によって形状、サイズが規定される。

表示画面１３内の有効表示領域１４の周辺には、非表示領域１５が設けられている。この非表示領域１５内には、照度を検出するための受光素子であるＰＩＮ型ダイオード２９，３０が夫々配置される受光素子配置領域１６，１７が設けられている。受光素子配置領域１７においては、対向基板２４上に遮光膜２８が形成されており、この遮光膜２８の形成領域において、外光が素子基板２３側に入射することが阻止されるようになっている。

また、受光素子配置領域１６は、対向基板２４上の遮光膜２８が形成されていない開口領域１９内に設けられており、対向基板２４の上面（観察面）側からの光を基板内に透過させる領域である。

受光素子配置領域１６内には、ＰＩＮ型ダイオード２９が配置され、受光素子配置領域１７内には、ＰＩＮ型ダイオード３０が配置される。ＰＩＮ型ダイオード２９は、対向基板２４の観察面側から入射した外光が入射して、外光の照度検出が可能である。一方、ＰＩＮ型ダイオード３０は、遮光膜２８等によって外光の入射が阻止されており、例えば暗電流の検出用、あるいは、照明装置２２からのバックライト光の照度検出用として用いることができる。

図４に示すように、Ｙドライバ３１からは有効表示領域１４に向かって、複数の走査線３３が延設され、Ｘドライバ３２からは有効表示領域１４に向かって、複数のデータ線３４が延設されている。走査線３３とデータ線３４の交差に対応して、スイッチング素子３５が設けられている。スイッチング素子３５は、Ｙドライバ３１から走査線３３に供給される走査信号によってオン，オフ制御される。オンとなったスイッチング素子３５は、Ｘドライバ３２からデータ線３４に供給される画像信号を画素電極３６に供給する。

なお、図４は表示パネル２１がＴＦＴ液晶パネルである例について示しているが、有効表示領域の画素がドライバによって駆動されるものであれば、他のアクティブマトリクス表示パネルであっても同様に構成することができる。

近傍にＸドライバ３２が配置された表示パネル２１の一短辺には、端子部３７が設けられている。Ｙドライバ３１及びＸドライバ３２と端子部３７とは図示しない配線によって接続されている。

図４に示すように、ＰＩＮ型ダイオード２９，３０は、夫々受光素子配置領域１６，１７内に複数設けられている。このＰＩＮ型ダイオード２９，３０は、Ｐ型領域及びＮ型領域相互間にＩ型領域を設けて形成される。ここで、Ｉ型領域は、「真性領域」の意味であるが、Ｎ型またはＰ型の濃度よりも十分に低い濃度の不純物が導入されていても良い。

図４に示すように、各ＰＩＮ型ダイオード２９のカソードは、共通接続されて端子４１に接続されており、アノードは共通接続されて各ＰＩＮ型ダイオード３０のカソード及び端子４２に共通接続される。また、各ＰＩＮ型ダイオード３０のアノードは、共通接続されて端子４４に接続されている。

各ＰＩＮ型ダイオード２９は入射光の照度に基づく出力を出力する。また、各ＰＩＮ型ダイオード３０は暗電流に基づく出力を出力する。この構成によれば、例えば、暗電流の成分を除去して、外光の照度を検出することが可能である。

図５はこの場合のＰＩＮ型ダイオード２９，３０の接続状態を等価回路図によって示すものである。ＰＩＮ型ダイオード２９，３０は、夫々外光検出用又は暗電流検出用として用いる。

図５の例では、端子４１は電源端子に接続され、端子４３は基準電位点に接続される。ＰＩＮ型ダイオード２９，３０は、電源端子４１と基準電位点との間に直列接続されることになる。ＰＩＮ型ダイオード２９，３０同士の接続点が接続された端子４２と基準電位点との間にはコンデンサＣ１１が設けられている。また、端子４２はアンプ４５を介して出力端子４６に接続されている。

この構成によれば、ダイオード３０は暗電流に基づく出力を発生し、ダイオード２９は外光に応じた検出電流を発生する。こうして、ダイオード３０，２９の接続点に接続されたアンプ４５には、暗電流と外光に応じた検出電流との差の電流が流れる。こうして、アンプ４５からは、暗電流成分が除去された外光の検出電流が出力される。

本実施の形態においては、有効表示領域１４中の各スイッチング素子３５及び受光素子配置領域１６，１７中の各ＰＩＮ型ダイオード２９，３０は、絶縁基板である素子基板２３上のポリシリコン層による半導体層によって構成されるものである。また、本実施の形態では、有効表示領域１４中の各スイッチング素子３５としては、ボトムゲート型のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を採用する。

図１はＰＩＮ型ダイオード２９，３０の断面構造の一例を示している。図１は図４のＡ−Ａ’線における断面構造である。

図１において、表示パネル２１においては、絶縁基板である石英基板又はガラス基板等の透明な基板２３上には、下地絶縁膜７１が形成されている。

先ず、有効表示領域１４を含む画素を形成する領域の構成について説明する。

画素の形成領域においては、下地絶縁膜７１上に、スイッチング素子であるＴＦＴを構成するゲート電極７６が形成されている。ゲート電極７６は、例えばクロム、モリブデン、チタン等の金属材料によって構成される。走査線３３に接続されている。下地絶縁膜７１及びゲート電極７６上には、酸化膜７５が形成されている。

酸化膜７５上には、ＴＦＴを構成する半導体層７３が形成されている。半導体層７３は、多結晶半導体としてのポリシリコンにて構成されている。なお、このポリシリコンは、非単結晶半導体である非晶質半導体としてのアモルファスシリコンのレーザアニールにより結晶化されて形成されている。

半導体層７３の両端には、不純物が導入されてソース領域７２及びドレイン領域７４が形成されている。

ソース領域７２及びドレイン領域７４は、ＬＤＤ構造を有している。即ち、ソース領域７２及びドレイン領域７４は、ゲート電極７６上方のチャネル領域近傍に比較的不純物濃度が薄い部分を有する。半導体層７３にＬＤＤ構造を構成するために、半導体層７３にはソース領域７２及びドレイン領域７４の低濃度領域と高濃度領域とを形成するための２回の不純物注入が行われる。１回目の不純物注入では、ソース領域７２及びドレイン領域７４の全域に濃い濃度の不純物が注入される。次いで、半導体層７３のチャネル上にチャネル保護膜７７を形成した後、２回目の不純物注入が行われる。２回目の不純物注入では、ソース領域７２及びドレイン領域７４の両端側に比較的薄い濃度の不純物がチャネル保護膜７７をマスクとして注入される。

半導体層７３及びチャネル保護膜７７上には、層間絶縁膜７８が形成されており、層間絶縁膜７８には、ソース領域７２及びドレイン領域７４上に夫々コンタクトホール７８ａ，７８ｂが形成されている。ソース領域７２はコンタクトホール７８ａを介してデータ線３４に接続されている。

データ線３４が形成される配線層上及び層間絶縁膜７８上には層間絶縁膜７９が形成される。層間絶縁膜７９にはコンタクトホール８０が形成されており、ドレイン領域７４は、コンタクトホール７８ｂ，８０を介して、層間絶縁膜７９上に形成された画素電極３６に接続されている。

一方、受光素子配置領域１６，１７においては、下地絶縁膜７１上に、ＰＩＮ型のＰＩＮ型ダイオード２９，３０が形成されている。ＰＩＮ型ダイオード２９，３０は、有効表示領域１４内のＴＦＴと同一の製造工程によって形成されている。

即ち、ＰＩＮ型ダイオード２９は、半導体層７３と同一層で形成された半導体層４９に、Ｎ型不純物を導入したＮ型領域５１、Ｐ型不純物を導入したＰ型領域５３、及び、真性半導体又は微量に不純物を導入したＩ型領域５２を有している。同様に、ＰＩＮ型ダイオード３０は、半導体層７３と同一層で形成された半導体層５０に、Ｎ型不純物を導入したＮ型領域５４、Ｐ型不純物を導入したＰ型領域５６、及び、真性半導体又は微量に不純物を導入したＩ型領域５５を有している。

これらの領域５１〜５６は、有効表示領域１４と同一膜の酸化膜７５上に形成されている。また、半導体層４９のチャネル上には、チャネル保護膜５７が形成されており、半導体層５０のチャネル上には、チャネル保護膜５８が形成されている。チャネル保護膜５７，５８はＴＦＴのチャネル保護膜７７と同一工程で形成されており、例えば、酸化シリコン膜である。

上述したように、有効表示領域１４において半導体層７３にＬＤＤ構造を構成するために、２回の不純物導入工程が実施される。チャネル保護膜５７，５８は、２回目の不純物導入工程において、Ｉ型領域５２，５５に薄い濃度の不純物が導入されることを阻止することができる。

層間絶縁膜７８には、Ｎ型領域５１、Ｐ型領域５３、Ｎ型領域５４及びＰ型領域５６上においてコンタクトホール７８ｃ〜７８ｆが開孔されている。層間絶縁膜７８上にはデータ線３４と同層で、端子４１〜４３に夫々接続される配線が形成されており、各領域５１，５３，５４，５６は夫々コンタクトホール７８ｃ〜７８ｆを介してこれらの配線に接続される。配線は、例えば、チタン、アルミニウム、チタンが積層された３層構造を有する。なお、端子４２にはＮ型領域５４及びＰ型領域５３が共通接続される。

層間絶縁膜７８上の配線層及び層間絶縁膜７８上には、層間絶縁膜７９が形成されている。画素電極３６及び層間絶縁膜７９上には、液晶２５に接して、配向膜８４が形成されている。配向膜８４は所定の方向にラビング処理されている。

一方、対向基板２４には、有効表示領域１４を区画すると共に、開口領域１９（図２参照）を区画する遮光膜２８が形成されている。遮光膜２８上及び対向基板２４上には、共通電極８５が形成され、共通電極８５上には、配向膜８６が形成されている。配向膜８６は所定の方向にラビング処理されている。また、対向基板２４の観察面側には偏光板９２が設けられている。

本実施の形態においては、外光の照度を検出するＰＩＮ型ダイオード２９の下方には、反射部５９が形成されている。反射部５９は、有効表示領域１４のスイッチング素子を構成するゲート電極７６と同一膜で形成されている。反射部５９は、酸化膜７５を介在させて半導体層４９に対向する領域に形成されている。反射部５９は、対向基板２４側から入射した光のうち半導体層４９を透過して素子基板２３側に進行しようとする光を反射させて、Ｉ型領域５２に入射させるようになっている。

これにより、開口領域１９を介して入射する光の大部分をＩ型領域５２に入射させることが可能である。

一方、照明装置２２は、外枠３８の凹部に導光板３９が嵌め込まれている。導光板３９上には、少なくとも有効表示領域１４において、光学シート４０が配設されており、光学シート４０は、導光板３９からの光を拡散して上方に出射する。光学シート４０上に偏光板９１が配設されている。

また、受光素子配置領域１６，１７に対向する領域には、外枠３８上及び導光板３９上に、遮光板１８が設けられている。遮光板１８は、導光板３９からの光がＰＩＮ型ダイオード２９，３０側に進行することを阻止する。また、反射部５９は照明装置２２からの光がＰＩＮ型ダイオード２９に進行することを阻止する。

このような構成によれば、対向基板２４の観察面側から入射した光は、開口領域１９を介して素子基板２３側に進行する。この入射光の一部は、ＰＩＮ型ダイオード２９の上方からＩ型領域５２に入射する。しかし、入射光の一部は、半導体層４９を突き抜けて、素子基板２３側に進行しようとする。本実施の形態においては、半導体層４９の下方に、反射部５９が設けられている。半導体層４９を通過した外光は、半導体層４９の下方に配設された反射部５９によって反射して、ＰＩＮ型ダイオード２９のＩ型領域５２に下方から進入する。こうして、ＰＩＮ型ダイオード２９のＩ型領域５２に十分な外光を入射させることができる。

ＰＩＮ型ダイオード２９はＩ型領域５７に生じた空乏層を介して光発生電荷に応じた検出電流を流す。この検出電流が、領域５１，５３に接続された配線を介して外部に出力される。こうして、外光の照度を検出することができる。

なお、ＰＩＮ型ダイオード３０は、遮光膜２８によって外光の入射が阻止されており、暗電流の検出が可能である。また、ＰＩＮ型ダイオード２９は、照明装置２２からのバックライト光の照度検出も可能である。

これらのＰＩＮ型ダイオード２９，３０の検出結果を用いることで、例えば、外光の明るさに応じて照明装置２２の明るさ制御が可能である。例えば、外光が明るいことが検出された場合には、外光の明るさに応じて照明装置２２の明るさを明るくする。これにより、表示の視認性を向上させることも可能である。

このように本実施の形態においては、ＰＩＮ型ダイオードの下方に反射部を設けており、半導体層を突き抜けた外光についても、ＰＩＮ型ダイオードのＩ型領域に入射させることができる。また、反射部は画素領域のトランジスタを構成するゲート電極と同一膜で形成しており、工程数を増加させることなく形成可能である。このように、本実施の形態では、十分な外光を受光ダイオードに入射させて外光の照度を確実に検出することが可能である。

＜第２の実施の形態＞
図６は本発明の第２の実施の形態に係る電気光学装置の概要を示す斜視図である。図６において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。

第１の実施の形態における反射部５９は、金属材料で形成されており、フローティング状態となっている。このため、ＰＩＮ型ダイオード２９のカソード（Ｎ型領域５１）と反射部５９との間、及びアノード（Ｐ型領域５３）と反射部５９との間には不測の寄生容量が生じる。また、反射部５９に静電気がチャージされてしまうことも考えられ、反射部５９による電気的な影響がＰＩＮ型ダイオード２９のアノード及びカソードに与えられてしまう。この場合において、反射部５９をアノードの下方及びカソードの下方まで同様に延出させることによって、反射部５９がアノードに与える電気的な影響とカソードに与える電気的な影響とを略一致させることができる。即ち、ＰＩＮ型ダイオード２９の特性が反射部５９にチャージされる静電気の影響等によって変動することを抑制することができる。

しかしながら、第１の実施の形態においては、ＰＩＮ型ダイオード２９のみに反射部５９を設け、ＰＩＮ型ダイオード３０には反射部を設けていない。このため、ＰＩＮ型ダイオード２９，３０相互間で、特性に差が出てしまうことが考えられる。そこで、本実施の形態は、ＰＩＮ型ダイオード３０の下方にも反射部６０を設けるものである。

図６において、ＰＩＮ型ダイオード３０の下方には、ＰＩＮ型ダイオード２９の下方に設けた反射部５９と同様に、画素領域のゲート電極７６と同層で、反射部６０が形成されている。反射部６０は、酸化膜７５を介在させて半導体層５０に対向する領域に形成されている。

更に、本実施の形態においては、層間絶縁膜７８には、反射部５９，６０に通ずるコンタクトホール７８ｇ，７８ｈが開孔されている。ＰＩＮ型ダイオード２９において、カソードを構成するＮ型領域５１は、コンタクトホール７８ｃ，７８ｇを介して反射部５９に接続されている。また、ＰＩＮ型ダイオード３０において、カソードを構成するＮ型領域５４は、コンタクトホール７８ｅ，７８ｈを介して反射部６０に接続されている。

即ち、反射部５９，６０は、夫々ＰＩＮ型ダイオード２９，３０のＮ型領域５１，５４に接続されており、フローティング状態を脱している。これにより、ＰＩＮ型ダイオード２９，３０の特性を一層安定させることができる。

このように本実施の形態においては、外光検出用のＰＩＮ型ダイオードの近傍に配置された例えば暗電流検出用のＰＩＮ型ダイオードのいずれにも、下方に反射部を設けており、これらの一対のＰＩＮ型ダイオードの特性を略一致させることができる。また、反射部は、カソードに接続することによりフローティング状態を脱しており、一対のＰＩＮ型ダイオードの特性を一層安定させることが可能である。

なお、本実施の形態においては、反射部５９，６０を、各ＰＩＮ型ダイオードのカソードに接続することで、フローティング状態を脱するようにしたが、反射部５９，６０は、所定の固定電位点に接続すればよい。例えば、反射部５９，６０を各ＰＩＮ型ダイオードのアノードに接続してもよく、基準電位点等に接続してもよい。

また、上述の電気光学装置を用いた電子機器も本発明に含まれる。図７は上記各実施の形態の電気光学装置を用いた携帯電話１２００の構成を示す斜視図である。

この図に示されるように、携帯電話１２００は、複数の操作ボタン１２０２のほか、受話口１２０４、送話口１２０６とともに、上述した液晶パネル１５０を備えるものである。電気光学装置のうち、液晶パネル１５０以外の構成要素については電話器に内蔵されるので、外観としては現れない。

他にも、電子機器としては、例えば、光源と該光源から出射された光を変調するライトバルブと、該ライトバルブにより変調された光を投射するための光学系を備えた、投射型表示装置である。さらに、電子機器としては、他にも、テレビジョンや、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジタルスチルカメラ、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種の電子機器に対して、本発明に係る電気光学装置が適用可能なのは言うまでもない。

また、本発明の電気光学装置は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）液晶パネルだけでなく、ＴＦＤ（薄膜ダイオード）をスイッチング素子として備えた液晶表示パネルにも同様に適用することが可能である。また、液晶表示パネルだけでなく、エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、電子放出を用いた装置（Field EmissionDisplay 及び Surface-Conduction Electron-Emitter Display 等）、ＤＬＰ（Digital Light Processing）（別名ＤＭＤ：Digital Micromirror Device）等の各種の電気光学装置においても本発明を同様に適用することが可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る電気光学装置の断面を示す断面図。 第１の実施の形態に係る電気光学装置の概要を示す平面図。 図２の電気光学装置として液晶パネルを採用した場合において、液晶パネルをケースに収納した状態の断面構造の概略を説明するための説明図。 図２の電気光学装置に採用される表示パネルの平面パターンを模式的に示す説明図。 ＰＩＮ型ダイオード２９，３０の接続状態を等価回路図によって示す回路図。 本発明の第２の実施の形態に係る電気光学装置の概要を示す斜視図。 電子機器の例を示す斜視図。

符号の説明

２９，３０…ＰＩＮ型ダイオード、４９，５０…半導体層、５１，５４…Ｎ型領域、５２，５５…Ｉ型領域、５３，５６…Ｐ型領域、５９…反射部、７３…半導体層、７６…ゲート電極。

本発明に関わる電気光学装置は、絶縁基板に走査線と信号線とが形成され、前記走査線と前記信号線との交差にスイッチング素子が形成されてなる素子基板を有する表示パネルを備えた電気光学装置において、前記素子基板に形成され、半導体層を含んでなる受光素子と、前記絶縁基板と前記半導体層との間に形成された反射部と、を具備することを特徴とする。前記スイッチング素子は、半導体層及び前記半導体層と前記絶縁基板との間に形成されたゲート電極、を含んでおり、前記反射部が前記ゲート電極と同層に形成されてなると好ましい。また、前記半導体層は、ポリシリコン層を含んでおり、前記受光素子はＰＩＮ型ダイオードであると好ましい。

本発明に関わる電気光学装置は、光を透過する素子基板および対向基板を対向配置してなる表示パネルと、前記素子基板側から前記表示パネルに照明光を照射する照明装置と、前記表示パネルの有効表示領域に形成された画素電極と、を備えた電気光学装置において、前記画素電極に接続されてなり、前記素子基板に形成された半導体層を有するスイッチング素子と、前記半導体層と同層に形成された半導体層を含み、前記対向基板側から入射する外光の照度を検出するＰＩＮ型ダイオードと、前記ＰＩＮ型ダイオードを構成する前記半導体層と前記前記素子基板との間に前記半導体層と対向して形成した反射部と、を備え、前記照明装置から前記表示パネルに入射した光が、前記表示パネルの有効表示領域において変調されることを特徴とする。前記スイッチング素子は、前記半導体層と前記素子基板との間に形成されたゲート電極、を含んでおり、前記反射部が前記ゲート電極と同層に形成されてなることを特徴とする。前記半導体層がポリシリコン層を含んでなることを特徴とする。

このような構成によれば、素子基板には、半導体層と、素子基板と半導体層との間に形成されるゲート電極とによってボトムゲート型のスイッチング素子が形成される。また、素子基板にはＰＩＮ型ダイオードも形成されて、素子基板の受光側面を介して入射された光を受光する。素子基板に入射した光の一部は、ＰＩＮ型ダイオードを構成する半導体素子を突き抜ける。素子基板と半導体層との間には、半導体層に対向して反射部が設けられており、半導体層を通過した光は反射部で反射して半導体層に再入射する。これにより、素子基板の受光側面から入射する光の大部分をＰＩＮ型ダイオードに入射させることができ、高感度の外光検出が可能である。

また、本発明の一態様によれば、前記反射部は、前記ＰＩＮ型ダイオードを構成する前記半導体層の全域に対向することを特徴とする。

また、本発明の一態様によれば、前記素子基板には、前記ＰＩＮ型ダイオードが複数配列されており、複数の前記ＰＩＮ型ダイオードを構成する半導体層に対向して前記反射部が夫々設けられることを特徴とする。

本発明に係る電気光学装置は、前記ＰＩＮ型ダイオードと前記照明装置の間であって前記受光素子と対向する領域には遮光板が設けられていることを特徴とする。

Claims (7)

1. 絶縁基板と、
   前記絶縁基板に形成されたポリシリコン層による半導体層と、前記絶縁基板と前記半導体層との間に形成されるゲート電極と、によって構成されるスイッチング素子と、
   前記絶縁基板に形成されたポリシリコン層による半導体層によって構成されたＰＩＮ型ダイオードと、
   前記ゲート電極と同層で前記ＰＩＮ型ダイオードを構成する半導体層に対向して形成された反射部と、
   を具備したことを特徴とする電気光学装置。
2. 前記反射部は、前記半導体層の全域に対向するように前記半導体層の平面サイズよりも広幅に形成されることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記絶縁基板上には、前記ＰＩＮ型ダイオードが複数配列されており、
   複数の前記ＰＩＮ型ダイオードを構成する半導体層に対向して、前記反射部が夫々設けられることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
4. 前記反射部は、所定の固定電位点に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
5. 前記反射部が接続される所定の固定電位点は、前記ＰＩＮ型ダイオードのアノード又はカソードであることを特徴とする請求項４に記載の電気光学装置。
6. 前記絶縁基板に照明光を照射する照明部と、
   前記照明部からの光が前記ＰＩＮ型ダイオードに入射されることを阻止するための遮光板とを具備したことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の電気光学装置を用いて構成したことを特徴とする電子機器。

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