JP2010091770A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】環境光を検出する光センサを備えながらも、見栄えの悪化を防ぐ。
【解決手段】液晶装置（１００）は、第１基板（１０）と、第２基板（２０）と、液晶層（５０）と、第２基板に設けられる円偏光板（３２）とを備え、第１基板と第２基板との間には、反射表示を行う反射表示部（７２）及び透過表示を行う透過表示部（７１）の夫々を含む画素部（７０）と、受光素子（１３１）が設けられた受光部（１３０）とが設けられており、受光部には、少なくとも第２基板の表面に垂直な方向から受光部に入射する光に対して位相差を付与しない非位相差手段（９、２１、８５、８７、５２）が設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば光センサ等を備える液晶装置、及びこのような液晶装置を備える電子機器の技術分野に関する。

液晶装置では、例えば液晶パネルを構成する一対の基板間において液晶を所定の配向状態としておき、例えば画像表示領域に形成された画素部毎に、液晶に所定の電圧を印加することにより、液晶における配向や秩序を変化させて、光を変調することにより階調表示を行う。

このような液晶装置における視認性は、周囲の明るさ（例えば、環境光の光強度）に応じて変化することが知られている。例えば、液晶装置の周囲が相対的に明るい場合（例えば、環境光が相対的に強い場合）には、液晶装置の輝度（具体的には、バックライトからの光の輝度）を相対的に明るくした方が、視認性が向上する。他方で、例えば、液晶装置の周囲が相対的に暗い場合（例えば、環境光が相対的に弱い場合）には、液晶装置の輝度を必要以上に明るくしなくとも、視認性が悪化することはない。このような構成を実現するために、特許文献１には、環境光が照射されるフォトダイオード（つまり、光センサ）の検出結果に応じて、バックライトの光量を制御する液晶装置が開示されている。

特開２００７−２４８９５６号公報

このような光センサを備える液晶装置では、光センサに対して環境光を入射させるために、光センサに対応する位置に開口が設けられた遮光膜が対向基板上に形成されている。これにより、開口を介して環境光が液晶装置の内部に入射するため、光センサは環境光を検出することができる。しかしながら、開口を介して液晶装置内部に入射した光は、液晶装置内部の各種界面（具体的には、光センサが形成されている領域を構成する各種層の界面）や各種電極等によって反射され得る。この反射した光は、再度開口を介して液晶装置の外部に出射することがあるが、この場合、反射光がユーザによって視認されると、液晶装置の外観的な見栄えが悪くなってしまうという技術的な問題点がある。より具体的には、例えば、ユーザは、光センサに対応して設けられた開口が光っているように視認するため、液晶装置の外観的な見栄えが悪くなってしまうという技術的な問題点がある。

本発明は、例えば上述した従来の問題点に鑑みなされたものであり、例えば環境光を検出する光センサを備えながらも、見栄えの悪化を防ぐ液晶装置及び電子機器を提供することを課題とする。

（液晶装置）
上記課題を解決するために、本発明の液晶装置は、第１基板（例えば、後述するＴＦＴアレイ基板）と、前記第１基板に対向するように配置される第２基板（例えば、後述する対向基板）と、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持されると共に、印加される電圧によって駆動される液晶分子を含む液晶層と、前記第２基板の前記液晶層とは反対側の表面に設けられる円偏光板とを備え、前記第１基板と前記第２基板との間には、前記第２基板側から入射する光を前記第２基板側に反射させることで反射表示を行う反射表示部及び前記第１基板側から入射する光を前記第２基板側に透過させることで透過表示を行う透過表示部の夫々を含む画素部と、前記第２基板側から入射した光を受光する受光素子が設けられた受光部とが設けられており、前記受光部には、少なくとも前記第２基板の表面に垂直な方向から前記受光部に入射する光に対して位相差を付与しない非位相差手段が設けられている。

本発明の液晶装置によれば、一対の基板（つまり、第１基板及び第２基板）間に挟持されている液晶分子の配向状態を、液晶層に印加する電界によって変化させることができる。特に、本発明の液晶装置は、例えば平面視マトリクス状に分布する複数の画素部を第１基板と第２基板との間に備えており、各画素部は、透過表示部と反射表示部とを含んでいる。これにより、液晶装置を、半透過反射型表示を行う、典型的には直視型の各種表示装置等として利用することができる。

本発明の液晶装置は、画素部に加えて、受光部を備えている。受光部は、典型的には、複数の画素部が配置される有効画素部の周辺の額縁部に設けられることが好ましいが、額縁部以外に設けられてもよい。受光部中には、受光素子が設けられている。受光素子は、第２基板側から液晶装置に入射してくる光（より具体的には、例えば太陽光等の外光を含む環境光）を受光する。従って、受光素子によって検出された光に応じて、後述するバックライト等の光源の光量等を調整することで、液晶装置の視認性を向上させることができる。

本発明では特に、受光部には、受光部に入射する光（特に、少なくとも第２基板の表面に垂直な方向から受光部に入射する光）に対して位相差を付与しない非位相差手段が設けられている。このため、第２基板側から受光部に入射してくる光に対して位相差が付与されることはない。ここで、第２基板上に円偏光板が設けられているため、第２基板側から受光部に入射する光は、右回り（又は、左回り）の円偏光となっている。この円偏光は、非位相差手段によって位相差を与えられることなく受光素子に入射すると共に、受光部中の各種層（例えば、絶縁層や、平坦化層や、電極層等）の界面や受光部中に設けられている電極等によって反射される。このとき、右回り（又は、左回り）の円偏光は、受光部中の各種層の界面や受光部中に設けられている電極等によって反射されることで、回転方向が反転した円偏光（つまり、左回り（又は、右回り）の円偏光）となって第２基板側へと伝搬していく。回転方向が反転した円偏光は、非位相差手段によって位相差を与えられることなく第２基板を透過する。しかしながら、回転方向が反転した円偏光は、第２基板上に設けられた円偏光板において吸収される。従って、受光部に入射する光は、仮に受光部中の各種層の界面や受光部中に設けられている電極等によって反射されたとしても、液晶装置の外部へ再度出射することはない。つまり、受光部に入射する光は、仮に受光部中の各種層の界面や受光部中に設けられている電極等によって反射されたとしても、ユーザによって視認されることはない。このため、受光部が光っているようにユーザに視認されることはない。従って、液晶装置の外観（特に、受光部が設けられている部分の外観）が不自然に光って視認される不都合は解消される。このため、液晶装置の外観的な見栄えが悪くなってしまう不都合は好適に抑制又は防止される。

本発明の液晶装置の一の態様では、前記非位相差手段は、前記受光部に対応する前記液晶層の厚さを前記反射表示部に対応する前記液晶層の厚さと一致させるための段差層を備えており、前記受光部に対応する前記液晶層の前記液晶分子の配向状態は、前記反射表示部において黒表示を行う際の前記液晶分子の配向状態と同一に保たれる。

この態様によれば、受光部では、反射表示部における黒表示と同様の動作が行われる。つまり、受光部では実質的には黒表示が行われるため、受光部に入射する光は、仮に受光部中の各種層の界面や受光部中に設けられている電極等によって反射されたとしても、液晶装置の外部へ再度出射することはない。このため、液晶装置の外観的な見栄えが悪くなってしまう不都合は好適に抑制又は防止される。

上述の如く非位相差手段が段差層を備え且つ受光部に対応する液晶層の液晶分子の配向状態が反射表示部において黒表示を行う際の液晶分子の配向状態と同一に保たれる液晶装置の態様では、当該液晶装置は、ノーマリーホワイトモードの液晶装置であり、前記受光部に対応する前記液晶層には、前記反射表示部において黒表示を行う際に印加される電圧が印加されるように構成してもよい。

このように構成すれば、ノーマリーホワイトモードの液晶装置において、上述した各種効果を好適に享受することができる。

上述の如く液晶装置がノーマリーホワイトモードの液晶装置であり且つ受光部に対応する液晶層には、反射表示部において黒表示を行う際に印加される電圧が印加される液晶装置の態様では、前記非位相差手段は、前記受光部に対応する前記液晶層に対して前記電圧を印加するための電極を備えるように構成してもよい。

このように構成すれば、反射表示部において黒表示を行う際に印加される電圧を、電極を介して、受光部に対応する液晶層に好適に印加することができる。

加えて、電極を、受光素子に対するシールドとして機能させることができるため、受光素子にノイズ（具体的には、第２基板側から入射してくる光以外の要因によって受光素子に生ずる電流成分）が発生することを好適に抑制又は防止することができる。

上述の如く非位相差手段が段差層を備え且つ受光部に対応する液晶層の液晶分子の配向状態が反射表示部において黒表示を行う際の液晶分子の配向状態と同一に保たれる液晶装置の態様では、当該液晶装置は、ノーマリーブラックモードの液晶装置であり、前記受光部に対応する前記液晶層に電圧が印加されないように構成してもよい。

このように構成すれば、ノーマリーブラックモードの液晶装置において、上述した各種効果を好適に享受することができる。

尚、この構成では、液晶層に対して電圧を印加する必要が必ずしもないため、受光部に電極を形成する必要は必ずしもない。しかしながら、上述したように、受光素子にノイズが発生することを好適に抑制又は防止することを目的として、受光部に電極を形成してもよい。

本発明の液晶装置の他の態様では、前記非位相差手段は、前記受光部に対応する前記液晶層の前記液晶分子を排除するよう形成される。

この態様によれば、受光部に対応する液晶層には、非位相差手段によって（例えば、非位相差手段が充填されている（言い換えれば、配置されている若しくは形成されている又は挿入されていることによって））、受光部に対応する液晶層には液晶分子が存在しなくなる。このため、受光部に入射する光に対して位相差が付与されることはない。従って、上述した各種効果を好適に享受することができる。

尚、この構成では、液晶層に対して電圧を印加する必要が必ずしもないため、受光部に電極を形成する必要は必ずしもない。しかしながら、上述したように、受光素子にノイズが発生することを好適に抑制又は防止することを目的として、受光部に電極を形成してもよい。

上述の如く非位相差手段が受光部に対応する液晶層の液晶分子を排除する素子を含む液晶装置の態様では、前記非位相差手段は、前記第１基板と前記第２基板との間の間隔を規定するためのスペーサを含むように構成してもよい。

このように構成すれば、既存の構成要素であるスペーサを用いて、上述した構成を比較的容易に実現することができる。従って、別途新たな材料を導入することなく且つ新たな製造工程を追加することなく、上述した構成を有する液晶装置を実現することができる。

加えて、スペーサは感光性の樹脂材料によりフォトリソグラフィ工程でパターン形成されてもよい。この場合、スペーサは、パターニング形成された後は光透過性を有するので、受光素子の受光量は著しく減衰することはないという効果も享受することができる。

上述の如く非位相差手段が受光部に対応する液晶層の液晶分子を排除する素子を含む液晶装置の態様では、前記非位相差手段は、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるためのシール材を含むように構成してもよい。

このように構成すれば、既存の構成要素であるシール材を用いて、上述した構成を比較的容易に実現することができる。従って、別途新たな材料を導入することなく且つ新たな製造工程を追加することなく、上述した構成を有する液晶装置を実現することができる。加えて、シール材は一般的には光透過性を有するので、受光素子の受光量は著しく減衰することはないという効果も享受することができる。

本発明の液晶装置の他の態様では、前記受光素子の検出結果に基づいて、前記第２基板側から前記液晶装置に対して光を出射する光源の光量を制御する調整回路を更に備える。

この態様によれば、調整回路の動作によって、受光素子によって検出された光に応じて光源の光量等を調整することができるため、液晶装置の視認性を向上させることができる。

（電子機器）
上記課題を解決するために、本発明の電子機器は、上述した本発明の液晶装置（但し、その各種態様を含む）を備える。

本発明の電子機器によれば、上述した本発明の液晶装置（或いは、その各種態様）備えているため、上述した本発明の液晶装置が享受する各種効果と同様の効果を享受することができる。つまり、このため、上述した本発明の液晶装置が享受する各種効果と同様の効果を享受することができるテレビ、携帯電話、電子手帳、携帯オーディオプレーヤ、ワードプロセッサ、デジタルカメラ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現することができる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から更に明らかにされよう。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づいて説明する。

（１）液晶装置の基本構成
先ず、本実施形態に係る液晶装置の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ’断面図である。

図１及び図２において、本実施形態に係る液晶装置１では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板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が封入されることで、液晶パネル１００が構成されている。また、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲に位置する枠状或いは額縁状のシール領域に設けられたシール材５２により互いに貼り合わされている。

図１において、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。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は、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。但し、データ線駆動回路１０１は、シール領域よりも内側に、データ線駆動回路１０１が額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられていてもよい。この一辺に沿ったシール領域よりも内側に、サンプリング回路７が額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。また、走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿ったシール領域の内側に、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。また、ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。

また、シール領域よりも内側には、本発明における「受光領域」の一具体例を構成する光センサ部１３０が、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。このため、額縁遮光膜５３のうち光センサ部１３０が設けられる箇所は、環境光を光センサ部１３０に透過させることが可能に構成されている。具体的には、額縁遮光膜５３のうち光センサ部１３０が設けられる箇所には、環境光を光センサ部１３０に透過させることが可能な開口５４（図２等参照）が形成されている。尚、光センサ部１３０の詳細な構成については、後に詳述する（図４等参照）。

ＴＦＴアレイ基板１０上には、外部回路接続端子１０２と、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、上下導通端子１０６等とを電気的に接続するための引回配線９０が形成されている。

また、ＴＦＴアレイ基板１０上には、光センサ部１３０の出力に基づいて環境光の光強度を算出する光強度算出回路１１０と、光強度算出回路１１０において算出された環境光の光強度に基づいてバックライト１４１の輝度を調整するバックライトコントローラ１２０とが形成されている。

図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、駆動素子である画素スイッチング用のＴＦＴ（Thin Film Transistor）や走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成されている。画像表示領域１０ａには、画素スイッチング用ＴＦＴや走査線、データ線等の配線の上層に、ＩＴＯ等の透明電極からなる画素電極９がマトリクス状に設けられている。画素電極９上には、配向膜８が形成されている。他方、対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０との対向面上に、ブラックマトリクス６１が形成されている。ブラックマトリクス６１は、例えば遮光性金属膜等から形成されており、対向基板２０上の画像表示領域１０ａ内で、例えば格子状等にパターニングされている。そして、ブラックマトリクス６１上に、ＩＴＯ等の透明材料からなる対向電極２１が複数の画素電極９と対向してベタ状に形成されている。対向電極２１上には配向膜８が形成されている。また、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。

また、対向基板２０上には更に、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スペーサ８７が形成されている。スペーサ８７は、所定の位置に容易に形成することができるという利点を考慮して、感光性樹脂材料を塗布、感光及び現像することで形成されるフォトスペーサを用いることが好ましい。但し、ガラスビーズ等又はその他の樹脂製材料をＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に散布してもよい。また、シール材中５２中にもグラスファイバ若しくはガラスビーズ等又はその他の樹脂製材料が、スペーサ８７として散布されていてもよい。

ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０と反対側の面には、円偏光板３１が積層されている。同様に、対向基板２０の液晶層５０と反対側の面には、円偏光板３２が積層されている。

尚、ここでは図示しないが、ＴＦＴアレイ基板１０上には、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４の他に、製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路、検査用パターン等が形成されていてもよい。

また本実施形態においては、上述したように、観察者から見た液晶パネル１００の背後にバックライト１４１が適宜配置された直視型であることが好ましい。このため、本実施形態に係る液晶装置１は、バックライトモジュール１４０を備える。バックライトモジュール１４０は、ＴＦＴアレイ基板１０の下側から光を出射する。液晶装置１においては、バックライト１４０から出射された光の透過率が画像表示領域１０ａ内で画像信号に応じて制御されることで、画像の表示が行なわれる。

バックライトモジュール１４０は、光源を構成する一の又は複数の点光源でなる発光ダイオードからなるバックライト１４１を備える。バックライト１４１の側方であって、液晶パネル１００の画像表示領域１０ａの下方には、導光板１４２が設けられる。バックライト１４１は、導光板１４２の側面に配置され、導光板１４２内に光を出射することができるように構成されている。

導光板１４２は、略板形状を有し、その一側面（入射面）がバックライト１４１の出射面に対向するように配置される。導光板１４２は、例えば、透明なアクリル樹脂で成形されており、バックライト１４１に面した一側面以外の３つの側面は、例えば反射特性又は散乱特性を有する材料（例えば、白色印刷層等）の反射層が形成されている。バックライト１４１に面した導光板１４２の一側面からは、バックライト１４１から出射される光が入射して、導光板１４２の内部に導かれる。

尚、導光板１４２の材料としては、アクリル樹脂の他に、透明性もしくは透光性を有するポリカーボネート樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂などの各種樹脂、ガラスなどの無機材料、またはこれらの複合体を用いることができる。

導光板１４２は、底面及び側面の反射層によって、入射光を反射、散乱させ、上面から光を出射するように構成されている。導光板１４２の上面には、拡散シート及びプリズムシート等を含む光学シート１４３が形成される。光学シート１４３は、光学シート１４３上に画像表示領域１０ａが配置されるように、導光板１４２上に形成される。そして、光学シート１４３が、導光板１４２からの光を拡散して上方に出射することで、光学シート１４３からの光が、画像表示領域１０ａに入射する。

（２）液晶装置の詳細な構成
続いて、図３及びを参照して、本実施形態に係る液晶パネル１００の要部の詳細な構成について説明する。ここに、図３は、本実施形態に係る液晶パネル１００の要部の電気的な構成を概念的に示すブロック図であり、図４は、画素部７０及び光センサ部１３０のより詳細な構成を概念的に示す断面図である。

図３において、本実施形態に係る液晶パネル１００は、そのＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域に、走査線駆動回路１０４及びデータ線駆動回路１０１や、不図示のドライバＩＣ回路等の駆動回路が形成されている。

走査線駆動回路１０４は、走査信号を、走査線Ｙ１からＹｎに順次供給する。例えば、ある走査線Ｙｊ（但し、ｊは、１≦ｊ≦ｎを満たす整数）にハイレベルの走査信号が供給されると、この走査線Ｙｊに接続されたＴＦＴ１１６が全てオン状態となり、この走査線Ｙｊに対応する画素部７０が全て選択される。

データ線駆動回路１０１は、画像信号を、データ線Ｘ１からＸｍに順次供給し、オン状態のＴＦＴ１１６を介してこの画像信号に基づく書込電圧を画素電極９に書き込む。

本実施形態に係る液晶装置１には、更に、そのＴＦＴアレイ基板１０の中央を占める画像表示領域１０ａに、マトリクス状に配列された複数の画素部７０が設けられている。

図３及び図４に示すように、画素部７０は、画素電極９と、画素電極９を包含する平面視ベタ状の形状を有する共通電極（ＣＯＭ）２１と、画素電極９の長辺端に沿って延在するデータ線Ｘｋ（但し、ｋは１≦ｋ≦ｍを満たす整数）と、画素電極９の短辺端に沿って延在する走査線Ｙｊ（但し、ｊは１≦ｊ≦ｎを満たす整数）と、データ線Ｘｋ及び走査線Ｙｊの交点付近に形成される画素スイッチング用のＴＦＴ１１６と、蓄積容量１１９（但し、図４では不図示）を備えている。尚、図４に示すように、ＴＦＴ１１６が形成されたＴＦＴアレイ基板１０上には、層間絶縁膜１４及び平坦化膜１５の夫々が形成されており、平坦化膜１５上に画素電極９等が形成されている。同様に、対向基板２０上には、平坦化膜８３が形成されており、平坦化膜８３上に共通電極２１等が形成されている。

本実施形態では特に、図４に示すように、画素部７０には、バックライト１４１から出射される光を対向基板２０側へ透過することで透過表示を行う透過表示部７１と、対向基板２０側から入射してくる外光等を対向基板２０側へ反射させることで反射表示を行う反射表示部７２とが設けられている。つまり、本実施形態に係る液晶装置１は、半透過反射型の液晶装置である。従って、反射表示部７２における画素電極９上には、対向基板２０側から入射してくる外光等を対向基板２０側へ反射させるための反射膜７が形成されている。

また、反射表示領域７２における対向基板２０上には、反射表示領域７２における液晶層５０の厚さを所定値に設定するための段差層８４が形成されている。なお、この段差層８４は、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成されてもよい。

ＴＦＴ１１６は、ソース端子がデータ線Ｘ１〜Ｘｍ（但し、図４では不図示）のいずれかに電気的に接続され、ゲート端子が走査線Ｙ１からＹｎ（但し、図４では不図示）のいずれかに電気的に接続され、ドレイン端子が画素電極９に電気的に接続されている。尚、ＴＦＴ１１６のドレイン端子は、層間絶縁膜１４及び平坦化膜１５を貫通するコンタクトホールを介して、画素電極９に電気的に接続されている。画素スイッチング用のＴＦＴ１１６は、走査線駆動回路１０４から供給される走査信号によってオン状態及びオフ状態が切り換えられる。

液晶素子１１８は、画素電極９、共通電極２１並びに画素電極９及び共通電極２１間に位置する液晶分子から構成されている。画素電極９は、ＴＦＴ１１６を介してデータ線Ｘ１からＸｍのいずれかと電気的に接続されている。液晶装置１００の動作時には、データ線Ｘ１からＸｍ及びＴＦＴ１１６を介して供給された画像信号の電位（書込電位）を有する画素電極９と、共通電位を有する共通電極２１との間に電界が生じる。液晶は、当該電界に応じて駆動されることによって、即ち、当該電界に応じて分子集合の配向や秩序が変化することによって、光を変調し、階調表示を可能とする。

蓄積容量１１９は、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、液晶素子１１８と並列に付加されている。蓄積容量１１９を構成する一方の電極は、画素電極９に電気的に接続され、他方の電極は、共通電極２１に電気的に接続されている。

他方で、図４に示すように、液晶装置１のうちの光センサ部１３０では、ＴＦＴ基板１０のうち液晶層５０に対向する側の面に、本発明における「受光素子」の一具体例を構成する光センサ１３１が形成されている。このような光センサ１３１としては、例えばＰＩＮダイオードや、ＭＯＳトランジスタが一例としてあげられる。

光センサ１３１は、液晶パネル１００の外部から入射してくる（より具体的には、液晶パネル１００の対向基板２０側から入射してくる）環境光を受光する。従って、光センサ１３１に対向する対向基板２０の領域部分における額縁遮光膜５３は、液晶パネル１００の外部に開けた開口５４（つまり、額縁遮光層５３が形成されない開口５４）を有している。また、光センサ１３１に対向する対向基板２０上には、光センサ部１３０における液晶層５０の厚さを、反射表示部７２における液晶層５０の厚さと同一にするための段差層８５が形成されている。なお、この段差層８５は、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成されてもよい。

また、光センサ部１３０には、画素部７０と同様に、画素電極９及び共通電極２１が形成されている。光センサ部１３０における液晶層５０には、この画素電極９及び共通電極２１を介して、反射表示部７２において黒表示を行う際に液晶層５０に対して印加される電圧と同一の電圧が印加される。より具体的には、例えば、液晶パネル１００がノーマリーホワイトモードの液晶パネルであれば、光センサ部１３０における液晶層５０には、画素電極９と共通電極２１とを介して、所定の黒表示電圧が印加される。或いは、液晶パネル１００がノーマリーブラックモードの液晶パネルであれば、光センサ部１３０における液晶層５０には、電圧は印加されない。

ここで、光センサ部１３０における動作について説明する。光センサ部１３０には、開口５４を介して、液晶パネル１００の外部からの環境光が入射する。ここで、液晶パネル１００の外部から開口５４を介して光センサ部１３０に対して入射する環境光は、円偏光板３２を透過した後に液晶パネル１００内部に入射するため、右回り（又は、左回り）の円偏光となっている。この右回り（又は、左回り）の円偏光である環境光は、光センサ１３１において受光される。その結果、光センサ１３１は、受光した環境光に応じた受光電流を発生させる。発生した受光電流は、バックライトコントローラ１２０に出力される。これにより、バックライトコントローラ１２０は、環境光の光強度を検出することができる。従って、バックライトコントローラ１２０は、環境光の光強度に基づいて、バックライト１４１の輝度を調整することができる。

一方で、光センサ部１３０における液晶層５０には、反射表示部７２において黒表示を行う際に液晶層５０に対して印加される電圧と同一の電圧が印加されているため、光センサ部１３０における液晶層５０中の液晶分子が環境光に対して位相差を付与することはない。従って、液晶パネル１００内に入射してきた右回り（又は、左回り）の円偏光である環境光は、右回り（又は、左回り）の円偏光のままＴＦＴアレイ基板１０側へ伝搬していく。その後、液晶パネル１００内に入射してきた右回り（又は、左回り）の円偏光である環境光は、光センサ部１３０における各種層又は各種膜の界面（例えば、段差部８５や、共通電極２１や、液晶層５０や、画素電極９や、平坦化膜１５や、層間絶縁膜１４や、光センサ１３１等の界面）や光センサ部１３０における各種層又は各種膜の表面において反射され得る。このため、液晶パネル１００内に入射してきた右回り（又は、左回り）の円偏光である環境光は、旋回方向が反転した円偏光（つまり、左回り（又は、右回り）の円偏光）となった後に、対向基板２０側へと伝搬していく。その後、旋回方向が反転した円偏光（つまり、左回り（又は、右回り）の円偏光）である環境光は、円偏光板３２において吸収されるため、液晶パネル１００の外部へ出射することはない。このような光センサ部１３０における光の伝搬の態様は、反射表示部７２における黒表示動作時の光の伝搬の態様と同一である。

このように、本実施形態に係る液晶パネル１００では、液晶パネル１００の外部から光センサ部１３０に入射してきた環境光が、再度液晶パネル１００の外部へと出射することはない。つまり、液晶パネル１００の外部から光センサ部１３０に入射してきた環境光が光センサ部１３０中の各種層又は各種膜の界面や光センサ部１３０中の各種層又は各種膜の表面において反射されたとしても、反射された環境光がユーザによって視認されることはない。このため、光センサ部１３０が光っているようにユーザに視認されることはない。従って、液晶パネル１００の外観（特に、光センサ部１３０が設けられている部分の外観）が不自然に光って視認される不都合は解消される。このため、液晶パネル１００の外観的な見栄えが悪くなってしまう不都合は好適に抑制又は防止される。

加えて、本実施形態では、光センサ部１３０の構成を、反射表示部７２の構成と概ね同一にしているため、液晶パネル１００中の画素部７０（特に、反射表示部７２）を製造する工程と同一の工程により光センサ部１３０を形成することができる。従って、液晶パネル１００の製造工程等を大きく変えることなく、上述した液晶パネル１００を製造することができる。

更に、光センサ部１３０に形成される画素電極９や共通電極２１を、光センサ１３１に対するシールドとして機能させることもできる。このため、画素部７０における画像表示に伴う電荷が光センサ部１３０に伝搬してしまったとしても、該電荷は、光センサ部１３０に形成される画素電極９ａや共通電極２１によって逃がされるため、光センサ１３１の出力（つまり、環境光に応じた受光電流）に重畳されてしまう不都合を好適に抑制又は防止することができる。従って、光センサ１３１の検出精度を向上させることができる。

また、上述した実施形態では液晶パネルとして、ＴＮ（ツイスト・ネマティック）、ＥＣＢ（複屈折電界効果）、ＶＡ（垂直配向）などの縦電界の構成として記載しているが、ＩＰＳ（イン・プレーン・スイッチング）及びＦＦＳ（フリンジ・フィールド・スイッチング）等の横電界の構成としても、上述した各種効果を享受できる。

（３）第１変形例
続いて、図５を参照して、本実施形態に係る液晶パネル１００の第１変形例について説明する。ここに、図５は、第１変形例に係る液晶パネル１００ａの光センサ部１３０のより具体的な構成を概念的に示す断面図である。尚、上述した液晶パネル１００と同様の構成については、同一の参照符号を付してその詳細な説明については省略する。

図５に示すように、第１変形例に係る液晶パネル１００ａでは、上述した液晶パネル１００の光センサ部１３０に形成される段差層８４、共通電極２１及び画素電極９に代えて、スペーサ８７が光センサ部１３０に形成されている。このスペーサ８７は、光センサ部１３０における液晶層５０全体を満たす（より具体的には、光センサ１３１に対向する液晶層５０全体を満たす）ように光センサ部１３０に形成される。その結果、光センサ部１３０における液晶層５０から液晶分子が排除されるため、光センサ部１３０における液晶層５０には液晶分子は存在しなくなる。従って、光センサ部１３０に入射してくる環境光に対して位相差が付与されることはない。従って、上述したように、液晶パネル１００ａの外部から光センサ部１３０に入射してきた環境光が、再度液晶パネル１００ａの外部へと出射することはない。このため、液晶パネル１００ａの外観的な見栄えが悪くなってしまう不都合は好適に抑制又は防止される。つまり、上述した液晶パネル１００と同様の効果を好適に享受することができる。

加えて、光センサ部１３０の液晶層５０に対して電圧を印加する必要がないため、液晶パネル１００ａの構成を相対的には簡略化させつつも、上述した液晶パネル１００が享受する効果と同様の効果を享受することができる。但し、光センサ部１３０に形成される画素電極９及び共通電極２１が光センサ１３１に対するシールドとして機能するという効果を考慮して、第１変形例に係る液晶パネル１００ａにおいても、光センサ部１３０に画素電極９及び共通電極２１を形成するように構成してもよい。

（４）第２変形例
続いて、図６を参照して、本実施形態に係る液晶パネル１００の第２変形例について説明する。ここに、図６は、第２変形例に係る液晶パネル１００ｂの光センサ部１３０のより具体的な構成を概念的に示す断面図である。尚、上述した液晶パネル１００と同様の構成については、同一の参照符号を付してその詳細な説明については省略する。

図６に示すように、第２変形例に係る液晶パネル１００ｂでは、上述した液晶パネル１００の光センサ部１３０に形成される段差層８４、共通電極２１及び画素電極９に代えて、シール材５２が光センサ部１３０に形成されている。このシール材５２は、光センサ部１３０における液晶層５０全体を満たす（より具体的には、光センサ１３１に対向する液晶層５０全体を満たす）ように光センサ部１３０に形成される。その結果、光センサ部１３０における液晶層５０から液晶分子が排除されるため、光センサ部１３０における液晶層５０には液晶分子は存在しなくなる。従って、光センサ部１３０に入射してくる環境光に対して位相差が付与されることはない。従って、上述したように、液晶パネル１００ｂの外部から光センサ部１３０に入射してきた環境光が、再度液晶パネル１００ｂの外部へと出射することはない。このため、液晶パネル１００ｂの外観的な見栄えが悪くなってしまう不都合は好適に抑制又は防止される。つまり、上述した液晶パネル１００と同様の効果を好適に享受することができる。

加えて、光センサ部１３０の液晶層５０に対して電圧を印加する必要がないため、液晶パネル１００ｂの構成を相対的には簡略化させつつも、上述した液晶パネル１００が享受する効果と同様の効果を享受することができる。但し、光センサ部１３０に形成される画素電極９及び共通電極２１が光センサ１３１に対するシールドとして機能するという効果を考慮して、第２変形例に係る液晶パネル１００ｂにおいても、光センサ部１３０に画素電極９及び共通電極２１を形成するように構成してもよい。

（５）電子機器
続いて、図７及び図８を参照しながら、上述の液晶装置１を具備してなる電子機器の例を説明する。

図７は、上述した液晶装置１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８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１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。

次に、上述した液晶装置１を携帯電話に適用した例について説明する。図８は、電子機器の一例である携帯電話の斜視図である。図８において、携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２とともに、半透過反射型の表示形式を採用し、且つ上述した液晶装置１と同様の構成を有する液晶装置１００５を備えている。

これらの電子機器においても、上述した液晶装置１を含んでいるため、上述した各種効果を好適に享受することができる。

尚、図７及び図８を参照して説明した電子機器の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型又は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、タッチパネルを備えた直視型の液晶装置を備える装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に対して、上述した液晶装置１を適用可能なのは言うまでもない。

本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴なう液晶装置及び電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図である。 図１のＨ−Ｈ’断面図である。 実施形態に係る液晶パネルの要部の電気的な構成を概念的に示すブロック図である。 画素部及び光センサ部のより詳細な構成を概念的に示す断面図である。 第１変形例に係る液晶パネルの光センサ部のより具体的な構成を概念的に示す断面図である。 第２変形例に係る液晶パネルの光センサ部のより具体的な構成を概念的に示す断面図である。 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。 液晶装置が適用された携帯電話の斜視図である。

符号の説明

１…液晶装置、９…画素電極、１０…ＴＦＴアレイ基板、２０…対向基板、２１…共通電極、３２…円偏光板、５２…シール材、５３…額縁遮光膜、５４…開口、７０…画素部、７１…透過表示部、７２…反射表示部、８５…段差層、８７…スペーサ、１３０…光センサ部、１３１…光センサ、１４０…バックライトモジュール、１４１…バックライト

Claims (10)

1. 第１基板と、
   前記第１基板に対向するように配置される第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に挟持されると共に、印加される電圧によって駆動される液晶分子を含む液晶層と、
   前記第２基板の前記液晶層とは反対側の表面に設けられる円偏光板と
   を備え、
   前記第１基板と前記第２基板との間には、前記第２基板側から入射する光を前記第２基板側に反射させることで反射表示を行う反射表示部及び前記第１基板側から入射する光を前記第２基板側に透過させることで透過表示を行う透過表示部の夫々を含む画素部と、前記第２基板側から入射した光を受光する受光素子が設けられた受光部とが設けられており、
   前記受光部には、少なくとも前記第２基板の表面に垂直な方向から前記受光部に入射する光に対して位相差を付与しない非位相差手段が設けられていることを特徴とする液晶装置。
2. 前記非位相差手段は、前記受光部に対応する前記液晶層の厚さを前記反射表示部に対応する前記液晶層の厚さと一致させるための段差層を備えており、
   前記受光部に対応する前記液晶層の前記液晶分子の配向状態は、前記反射表示部において黒表示を行う際の前記液晶分子の配向状態と同一に保たれることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 当該液晶装置は、ノーマリーホワイトモードの液晶装置であり、
   前記受光部に対応する前記液晶層には、前記反射表示部において黒表示を行う際に印加される電圧が印加されることを特徴とする請求項２に記載の液晶装置。
4. 前記非位相差手段は、前記受光部に対応する前記液晶層に対して前記電圧を印加するための電極を備えることを特徴とする請求項３に記載の液晶装置。
5. 当該液晶装置は、ノーマリーブラックモードの液晶装置であり、
   前記受光部に対応する前記液晶層に電圧が印加されないことを特徴とする請求項２に記載の液晶装置。
6. 前記非位相差手段は、前記受光部に対応する前記液晶層の前記液晶分子を排除することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
7. 前記非位相差手段は、前記第１基板と前記第２基板との間の間隔を規定するためのスペーサを含むことを特徴とする請求項６に記載の液晶装置。
8. 前記非位相差手段は、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるためのシール材を含むことを特徴とする請求項６に記載の液晶装置。
9. 前記受光素子の検出結果に基づいて、前記第２基板側から前記液晶装置に対して光を出射する光源の光量を制御する調整回路を更に備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の液晶装置。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。

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