照明装置、画像表示装置および電子機器
【課題】照明装置において、装置サイズを大きくすることなく、照らす対象物へ入射する光量を正確に検出する。
【解決手段】透明な封止基板２１４と、封止基板２１４に対向する透明な照明基板２１０と、封止基板２１４と照明基板２１０との間に設けられ、照明基板２１０へ向けて発光する発光素子２１１と、封止基板２１４と照明基板２１０との間に設けられ、照明基板２１０に直交する方向において発光素子２１１と重なり、照明基板２１０から入射する光量に応じた大きさの検出信号を出力するフォトダイオード２１２と、発光素子２１１とフォトダイオード２１２との間に設けられ、発光素子２１１を覆い、発光素子２１１からフォトダイオード２１２に向けて入射する光を遮光する遮光層２１３とを備えた照明装置を提供する。
【解決手段】透明な封止基板２１４と、封止基板２１４に対向する透明な照明基板２１０と、封止基板２１４と照明基板２１０との間に設けられ、照明基板２１０へ向けて発光する発光素子２１１と、封止基板２１４と照明基板２１０との間に設けられ、照明基板２１０に直交する方向において発光素子２１１と重なり、照明基板２１０から入射する光量に応じた大きさの検出信号を出力するフォトダイオード２１２と、発光素子２１１とフォトダイオード２１２との間に設けられ、発光素子２１１を覆い、発光素子２１１からフォトダイオード２１２に向けて入射する光を遮光する遮光層２１３とを備えた照明装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置、画像表示装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び２には、外光を反射して画像を表示する反射型の液晶表示装置と、この装置を前面（表示面）から照らすフロントライトとを備えた画像表示装置が記載されている。この画像表示装置には、十分な量の外光が液晶表示装置に入射しない場合でも表示品質が低下しないという利点がある。この画像表示装置のフロントライトは、光源として有機ＥＬ（Electro Luminescent）素子を備える。有機ＥＬ素子は、液晶表示装置の表示面を漏れなく照らすように、例えば格子状に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許３７９７００７号公報（図５）
【特許文献２】特開２００６−１５４４０２号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１および２には記載されていないが、フロントライト付きの反射型表示装置では、表示面に入射する光量に基づいてフロントライトの明るさ（発光量）を調整するのが望ましい。例えば、省電力の観点では、表示面に入射する外光の光量が十分に多ければフロントライトをオフにするのが望ましい。また例えば、表示面に入射する光量が減ればフロントライトの発光量が増え、表示面に入射する光量が増えればフロントライトの発光量が減るようにすれば、表示品質を低下させることなく消費電力を低減することができる。
【０００５】
上記の調整を可能とする方法としては、反射型表示装置の外部に、表示面へ向かう外光の光量を検出する光センサーを設け、この光センサーの検出結果に基づいてフロントライトの発光量を調整する方法が考えられる。しかし、この方法では、光センサーが反射型表示装置の外部に位置するから、画像表示装置のサイズが大きくなってしまうとともに、光センサーに入射する光に占める表示面へ向かう光の割合が小さくなってしまう。後者は、表示面に入射する光量の正確な検出を困難とする一因となる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、装置サイズを大きくすることなく、入射光量の正確な検出を可能とする照明装置、画像表示装置および電子機器を提供することを解決課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決するために、本発明は、透明な第１基板と、前記第１基板に対向する透明な第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、前記第２基板へ向けて発光する発光素子と、前記第１基板と前記発光素子との間に設けられ、前記第２基板に直交する方向において前記発光素子と重なり、前記第１基板から入射する光量に応じた大きさの検出信号を出力する光検出素子と、前記発光素子と前記光検出素子との間に設けられ、前記方向において前記発光素子を覆い、前記発光素子から前記光検出素子に向けて入射する光を遮光する遮光層と、を備えた照明装置を提供する。
この照明装置で対象物を照らす場合、第２基板側に照らす物（対象物）を配置することになる。光検出素子には、第１基板を透過して対象物へ向かう外光の一部が入射する。発光素子の発光のうち対象物により反射されて光検出素子へ向かう光は、第２基板を透過するが、遮光層で遮られる。
この照明装置によれば、光検出素子が発光素子とともに第１基板と第２基板との間に設けられるから、装置サイズを大きくせずに済むとともに、光検出素子と発光素子とを互いに近接して配置することができる。通常、対象物は発光素子の近くに配置されるから、光検出素子を発光素子に近接して設けることにより、対象物に入射する外光と同様の光量の外光が光検出素子に入射することになる。また、この照明装置によれば、遮光層が第２基板から光検出素子に向けて入射する光を遮光する。よって、この照明装置によれば、入射光量の正確な検出が可能となる。また、この照明装置によれば、第２基板に直交する方向において発光素子と光検出素子とが重なるから、光透過率の高い領域を広く確保することができる。
【０００８】
この照明装置において、前記発光素子、前記光検出素子および前記遮光層は、前記第２基板の上に形成され、前記遮光層は、前記発光素子と前記光検出素子とを電気的に絶縁する、ようにしてもよい。この照明装置によれば、発光素子や光検出素子を形成する技術で遮光層をも形成可能であるから、薄型化と製造工程の簡素化とを達成可能である。
【０００９】
この照明装置において、前記発光素子は陽極と陰極とを備え、前記光検出素子は陽極と陰極とを備え、前記第２基板の上に形成され、前記発光素子の陽極、前記発光素子の陰極、前記光検出素子の陽極および前記光検出素子の陰極のうちの少なくとも二つにそれぞれ接する複数の配線を備え、前記複数の配線は同一の材料で形成される、ようにしてもよい。この照明装置によれば、製造工程をさらに簡素化することができる。さらに配線を透明とし、光透過率の高い領域をより広く確保するようにしてもよい。また、上記の各照明装置において、前記遮光層の前記発光素子と対向する面に前記発光素子からの光を反射する反射材を用いるようにしてもよい。この照明装置によれば、発光素子の発光の多くを第２基板へ向かわせることができる。
【００１０】
上記の各照明装置において、前記光検出素子は、複数のフォトダイオードで構成され、前記複数のフォトダイオードは直列に接続され、前記検出信号は電圧として与えられ、直列に接続された複数の前記フォトダイオードから出力される電圧の総和を、当該照明装置に入射する光量に応じた大きさを示す光量信号として外部に出力するようにしてもよいし、前記光検出素子は、複数のフォトダイオードで構成され、前記複数のフォトダイオードは並列に接続され、前記検出信号は電流として与えられ、並列に接続された複数の前記フォトダイオードから出力される電流の総和を、当該照明装置に入射する光量に応じた大きさを示す光量信号として外部に出力するようにしてもよいし、複数の第１検出線と、複数の第２検出線とを備え、前記光検出素子は、複数のフォトダイオードで構成され、前記複数のフォトダイオードは、前記複数の第１検出線と前記複数の第２検出線の交差に対応して各々配置される、ようにしてもよい。
【００１１】
また、上記の課題を解決するために、本発明は、上記の各照明装置と、当該照明装置の前記第２基板に表示面が接する表示装置とを備えたことを特徴とする画像表示装置を提供する。この画像表示装置において、前記表示装置を反射型液晶装置としてもよいし、前記照明装置の前記光検出素子によって検出された前記検出信号に基づいて、前記発光素子の発光量を調整する調整手段を備えるようにしてもよいし、両者を組み合わせてもよい。
【００１２】
また、上記の課題を解決するために、本発明は、上記の第１検出線と第２検出線とを備える照明装置と、前記複数の第１検出線を順次選択する第１選択回路と、前記複数の第２検出線を順次選択する第２選択回路と、前記第１選択回路によって選択された第１検出線と、前記第２選択回路によって選択された第２検出線との交差に対応した前記フォトダイオードから出力される前記検出信号に基づいて、前記照明装置の前記第１基板に物体が触れた位置を特定する特定手段と、当該照明装置の前記第２基板に表示面が接する表示装置とを、備えた画像表示装置を提供する。
【００１３】
また、上記の課題を解決するために、本発明は、上記の第１検出線と第２検出線とを備える照明装置を有する各画像表示装置を備えた電子機器を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置１の構成を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ´断面図である。
【図３】画像表示装置１のフロントライト１０６の一部の構造を示す断面図である。
【図４】画像表示装置１における配線パターンを示す平面図である。
【図５】発光素子２１１およびフォトダイオード２１２の電気的な接続関係を示す回路図である。
【図６】第１実施形態の変形例に係るフォトダイオードの配置を示す平面図である。
【図７】第１実施形態の別の変形例に係るフォトダイオードの配置を示す平面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る画像表示装置７の構成を示す図である。
【図９】画像表示装置７の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】本発明に係る電子機器の具体例を示す斜視図である。
【図１１】本発明に係る電子機器の別の具体例を示す斜視図である。
【図１２】本発明に係る電子機器のさらに別の具体例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。ただし、各図面においては、各部の寸法の比率が実際のものとは適宜に相違している。また、本発明は、以下に述べる各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態を変形して得られる各種の変形例や、各実施形態またはその変形例を応用して得られる形態をも技術的範囲に含みうる。なお、各図において共通する部分には同一の符号が付されている。
【００１６】
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係る画像表示装置１の構成を示す図であり、そのＡ−Ａ´断面図が図２である。これらの図に示すように、画像表示装置１は、マトリクス状に配置された複数の液晶素子ＬＣを有する反射型液晶パネル１０１を備える。各液晶素子ＬＣは、液晶と当該液晶に電圧を印加する二つの電極とを有し、液晶の光透過率を制御して階調を表示するものであり、反射型液晶パネル１０１は、その前面（表示面ＦＳ）内に、これらの階調で表される画像を表示する表示領域１０２を有する。また反射型液晶パネル１０１は、図示を略すが、行方向に延在する複数の走査線と、列方向に延在する複数のデータ線とを備える。液晶素子ＬＣは、走査線とデータ線との各交差に対応する位置に一つずつ設けられている。
【００１７】
また画像表示装置１は、総ての走査線を駆動する走査線駆動回路１０３と、総てのデータ線を駆動するデータ線駆動回路１０４と、両回路を制御する制御回路１０５とを備える。制御回路１０５による両回路の制御は、クロック信号を含む制御信号Ｃ１を走査線駆動回路１０３へ供給し、表示すべき画像に応じたデータ信号を含む制御信号Ｃ２をデータ線駆動回路１０４へ供給することにより行われる。走査線駆動回路１０３は、制御信号Ｃ１に基づいて走査線を一つずつ巡回的に選択し、データ線駆動回路１０４は、制御信号Ｃ２に基づいて、選択中の走査線に対応する１行分の液晶素子ＬＣの各々に、液晶の光透過率を設定するための信号を、対応するデータ線経由で供給する。この走査により、表示すべき画像が表示領域１０２に表示される。
【００１８】
以上の説明から明らかなように、反射型液晶パネル１０１、走査線駆動回路１０３、データ線駆動回路１０４および制御回路１０５は、光反射率を制御して画像を表示する反射型表示装置を構成している。なお、走査線駆動回路１０３、データ線駆動回路１０４および制御回路１０５の少なくとも一つを、反射型液晶パネル１０１と一体化させてもよい。
【００１９】
また画像表示装置１は、反射型液晶パネル１０１の表示面ＦＳに接着されたフロントライト１０６を有する。フロントライト１０６は、供給される電源信号Ｃ４に応じた光量（輝度）で発光する複数の発光素子２１１を有し、表示領域１０２の全域を照らす。また、フロントライト１０６は、入射する光量に応じた大きさの検出信号を出力する複数のフォトダイオード２１２を有し、総てのフォトダイオード２１２の検出信号を合成した光量信号ＤＡを制御回路１０５へ供給する。
【００２０】
また画像表示装置１は調光回路１０７を備える。制御回路１０５は、フロントライト１０６の光検出素子からの光量信号ＤＡに基づいて、総ての発光素子２１１の発光量を制御するための制御信号Ｃ３を生成し、調光回路１０７へ供給し、調光回路１０７は、制御信号Ｃ３に基づいて、総ての発光素子２１１の発光量を一律に調整する。調光回路１０７には電源が供給されており、調光回路１０７は、この電源を用いて、制御信号Ｃ３に応じた電位の電源信号Ｃ４を生成し、各発光素子２１１へ供給する。この調光により、発光素子２１１の発光量はフォトダイオード２１２に入射する光量に応じた量となる。
【００２１】
以上の説明から明らかなように、制御回路１０５および調光回路１０７は、発光素子２１１の発光量を調整する調整手段を構成している。また、フロントライト１０６、制御回路１０５および調光回路１０７は、表示領域１０２の全域を照らす照明装置を構成している。なお、制御回路１０５および調光回路１０７の一方または両方を、フロントライト１０６と一体化させてもよい。
【００２２】
図２は、図１のＡ−Ａ´断面図である。この図に示すように、表示領域１０２に重なる領域では、反射型液晶パネル１０１上にフロントライト１０６が重なっている。反射型液晶パネル１０１は、表示基板２０１と、表示基板２０１上に形成された複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）２０２と、ＴＦＴ２０２を覆って表示基板２０１上に形成された絶縁層２０３と、その上に形成された光反射性の複数の画素電極２０４とを有する。画素電極２０４は、絶縁層２０３に形成されたコンタクトホールを介して、対応するＴＦＴ２０２と電気的に接続されている。
【００２３】
また反射型液晶パネル１０１は、画素電極２０４を覆うように絶縁層２０３上に形成された液晶２０５と、液晶２０５上に形成された共通電極２０６と、共通電極２０６上に設けられた対向基板２０７と、対向基板２０７上に形成された偏光板２０８と、偏光板２０８上に形成された接着層２０９とを有する。一つの画素電極２０４と、この画素電極２０４に重なる共通電極２０６と、両電極間に挟持された液晶２０５とは、一つの液晶素子ＬＣを構成しており、液晶２０５の光透過率は、両電極間の電位差に応じて変化する。
【００２４】
フロントライト１０６は、接着層２０９上に設けられた透明な照明基板（第２基板）２１０と、照明基板２１０上に形成された複数の発光素子２１１と、照明基板２１０上に複数の発光素子２１１を覆うように各々形成された複数の遮光層２１３と、複数の遮光層２１３上に各々形成された複数のフォトダイオード２１２と、外気や水分等から発光素子２１１およびフォトダイオード２１２を保護するために照明基板２１０と対向して設けられた透明な封止基板（第１基板）２１４とを有する。照明基板２１０および封止基板２１４は、例えばガラスで形成されている。
【００２５】
換言すると、各発光素子２１１は、対応する遮光層２１３と照明基板２１０との間に設けられ、各フォトダイオード２１２は、対応する遮光層２１３と封止基板２１４との間に設けられている。同一の遮光層２１３に対応する発光素子２１１およびフォトダイオード２１２は、照明基板２１０に直交する方向（図２の上下方向）において互いに重なっている。また、遮光層２１３は、この方向において、対応する発光素子２１１の全部と、対応するフォトダイオード２１２の全部とに重なっている。つまり、遮光層２１３は、この方向において、対応する発光素子２１１およびフォトダイオード２１２を覆っている。
【００２６】
遮光層２１３は、対応する発光素子２１１から対応するフォトダイオード２１２へ向かう光の遮断と、照明基板２１０から対応するフォトダイオード２１２へ向かう光（反射光）の遮断と、対応する発光素子２１１と対応するフォトダイオード２１２との絶縁を目的として設けられ、対応する発光素子２１１と対応するフォトダイオード２１２との間に介在する。したがって、発光素子２１１は照明基板２１０へ向けて発光することになり、フォトダイオード２１２に入射する光の大部分は封止基板２１４を透過した外光となる。つまり、フォトダイオード２１２に入射する外光の光量は、フォトダイオード２１２の近傍の液晶素子ＬＣへ入射する外光の光量と同様となり、フォトダイオード２１２の検出信号は、近傍の液晶素子ＬＣへ入射する外光の光量に応じた信号となる。よって、フォトダイオード２１２は、封止基板２１４から入射する光の光量に応じた大きさの検出信号を出力することになる。
【００２７】
遮光層２１３としては、封止基板２１４から入射した外光を反射しないものが好ましい。遮光層２１３は、この事情と上記の目的とに応じた材料で形成される。例えば、光反射率の低い金属（例えばクロムや酸化クロム）で形成された金属膜と、窒化シリコン膜やシリコン酸窒化膜などの窒化膜との積層膜を遮光層２１３としてもよいし、光透過率の低い特定の樹脂材料で遮光層２１３を形成してもよい。
【００２８】
なお、発光素子２１１の発光には、各液晶素子ＬＣへ向かう光が含まれており、これらの光は、照明基板２１０を透過し、各液晶素子ＬＣへ入射する。また、液晶素子ＬＣには、封止基板２１４から当該液晶素子ＬＣへ向かう外光が入射する。液晶素子ＬＣ（画素電極２０４）の反射光には、この外光の反射光と、各発光素子２１１から発して当該液晶素子ＬＣへ入射した光の反射光とが含まれる。
【００２９】
図３は、フロントライト１０６の一部の構造を示す断面図である。この図には、一対の発光素子２１１および光検出素子２１２を含む部分の構造が示されている。発光素子２１１は、有機ＥＬ素子であり、照明基板２１０上に形成された透明な陽極３０１と、その上に形成された発光機能層５０１と、その上に形成された陰極３０７とを有する。陽極３０１はＩＴＯで形成されており、陽極配線４０１に含まれている。一方、陰極３０７は例えばアルミニウムで形成されている。照明基板２１０上には、発光素子２１１の陰極３０７に接する透明な陰極配線４０２が形成されている。陰極配線４０２はＩＴＯで形成されている。なお、陽極３０１には、調光回路１０７から陽極配線（図示略）を通じて電源信号Ｃ４が供給される。
【００３０】
発光機能層５０１は、陽極３０１上に形成された正孔注入層３０２と、その上に形成された正孔輸送層３０３と、その上に形成された発光層３０４と、その上に形成された電子輸送層３０５と、その上に形成された電子注入層３０６とを含む。正孔注入層３０２は例えば銅フタロシアニンで、正孔輸送層３０３は例えばＮＰＤで、発光層３０４は例えば低分子白色発光材料で、電子輸送層３０５は例えばアルミキノリノール錯体（tris（8-hydroxyquinoline）aluminum）で、電子注入層３０６は例えばフッ化リチウムで形成されている。なお、本実施形態を変形し、発光機能層５０１から、正孔注入層３０２、正孔輸送層３０３、電子輸送層３０５および電子注入層３０６のうち、少なくとも一つの層を削除してもよい。
【００３１】
フォトダイオード２１２は、有機フォトダイオードであり、照明基板２１０上に形成された遮光層２１３の上に形成された陰極３１２と、その上に形成された半導体層５０６と、その上に透明な陽極３０８とを有する。陰極３１２は例えばアルミニウムまたは金で、陽極３０８はＩＴＯで形成されている。陰極３１２には照明基板２１０上に形成された透明な陰極配線４０４が接しており、陽極３０８には照明基板２１０上に形成された透明な陽極配線４０３が接している。陰極配線４０４および陽極配線４０３はＩＴＯで形成されており、陽極３０１および配線４０２〜４０４の膜厚は共通である。半導体層５０６は、陰極３１２上に形成されたＮ型半導体層３１０と、その上に形成されたＰ型半導体層３０９とを含む。Ｎ型半導体層３１０はＰＴＣＤＩ（3,4,9,10-perylene-tetracarboxylic-diimide）で、Ｐ型半導体層３０９は銅フタロシアニンまたはルブレンで形成されている。
【００３２】
ここで、照明基板２１０上に、発光素子２１１と絶縁遮光層２１３とフォトダイオード２１２との積層物を形成する工程の一例について説明する。この例では、まず、蒸着により、照明基板２１０上に陽極３０１および配線４０２〜４０４を一斉に形成する。次に、照明基板２１０上に、陽極３０１の上面の中央部分を底とした凹部を画定するバンク５０７を形成する。次に、凹部内に発光機能層５０１を形成する。次に、照明基板２１０上に、発光機能層５０１を覆い、バンク５０７の第１壁部Ｂ１を乗り越え、陰極配線４０２に接するまで延在する陰極３０７を形成する。
【００３３】
次に、照明基板２１０上に、発光機能層５０１、バンク５０７および陰極３０７を覆う絶縁遮光層２１３を形成する。これにより、絶縁遮光層２１３の上面の一部のみが凹部の底となる。次に、照明基板２１０上に、凹部の底を覆い、バンク５０７の第２壁部Ｂ２を乗り越え、陰極配線４０４に接するまで延在する陰極３１２を形成する。これにより、陰極３１２の上面の一部のみが凹部の底となる。なお、第１壁部Ｂ１と第２壁部Ｂ２は別々の部分であり、両部に共通する部分は存在しない。
【００３４】
次に、照明基板２１０上に、凹部の底を覆い、バンク５０７の第２部分Ｂ２を乗り越え、照明基板２１０に接するまで延在する半導体層５０６を形成する。これにより、半導体層５０６の上面の一部のみが凹部の底となる。次に、照明基板２１０上に、凹部の底を覆い、第１壁部Ｂ１を乗り越え、陽極配線４０３に接するまで延在する陽極３０８を形成する。この形成は、陽極３０８が第２壁部Ｂ２を乗り越えるように行われる。
【００３５】
つまり、この例では、照明基板２１０およびバンク５０７で画定される領域において、まず発光素子２１１の層を形成し、その上に絶縁遮光層２１３を形成し、その上にフォトダイオード２１２を形成することにより、発光素子２１１と絶縁遮光層２１３とフォトダイオード２１２との積層物が形成される。
【００３６】
この例から明らかなように、フロントライト１０６には、配線４０１〜４０４を一斉に形成可能という利点がある。なお、配線４０１〜４０４をＩＴＯ以外の透明材料で形成するようにしてもよい。こうしても、配線４０１〜４０４の形成材料が共通であれば、上記の利点は損われない。また、配線４０１〜４０４の膜厚が共通でないようにしてもよい。こうしても、配線４０１〜４０４の形成材料が共通であれば、各々を個別に形成するよりは簡素な工程で配線４０１〜４０４を形成することができる。
【００３７】
また、上述したように、発光素子２１１およびフォトダイオード２１２を同一のバンク５０７の内側に形成されるから、フロントライト１０６には、格別の位置合わせをせずとも、照明基板２１０に直交する方向において両者が互いに重なるという利点がある。また、陰極３０７が第２壁部Ｂ２を乗り越えず、陰極３１２が第１壁部Ｂ１を乗り越えないから、フロントライト１０６には、その厚さが薄いという利点がある。
【００３８】
図４は、画像表示装置１における配線パターンを示す平面図である。この図には、照明基板２１０と封止基板２１４との間に設けられた配線４０１〜４０４を封止基板２１４側から眺めて示してある。
【００３９】
陽極配線４０１は、総ての発光素子２１１の陽極３０１を含む櫛状の配線であり、各陽極３０１と制御回路１０５とを接続している。陰極配線４０２は、総ての発光素子２１１の陰極３０７に接する櫛状の配線であり、接地電位（低電位）を各陰極３０７へ供給する。陽極配線４０１と陰極配線４０２は、互いに交差せず、櫛の歯が交互に咬み合うように配置されており、互いに近接する一対の歯（陽極配線４０１の一本の歯と陰極配線４０２の一本の歯）には複数の発光素子２１１が対応している。
【００４０】
陽極配線４０３は、総てのフォトダイオード２１２の陽極３０８に接する櫛状の配線であり、各陽極３０８と制御回路１０５とを接続している。陰極配線４０４は、総てのフォトダイオード２１２の陰極３１２に接する櫛状の配線であり、接地電位（低電位）を各陰極３１２へ供給する。陽極配線４０３と陰極配線４０４は、互いに交差せず、櫛の歯が交互に咬み合うように配置されており、互いに近接する一対の歯（陽極配線４０３の一本の歯と陰極配線４０４の一本の歯）には複数のフォトダイオード２１２が対応している。
【００４１】
陽極配線４０１と陰極配線４０２との一対の歯は、陽極配線４０３と陰極配線４０４との一対の歯の間に挟まれている。このため、表示領域１０２内では、配線４０１〜４０４は互いに交差しない。ただし、表示領域１０２外では、陽極配線４０１と陰極配線４０４とが交差し、陰極配線４０２と陽極配線４０３とが交差する。これらの交差では、交差する２本の配線は、両配線間の絶縁層によって電気的に分離されている。
【００４２】
図５は、発光素子２１１およびフォトダイオード２１２の電気的な接続関係を示す回路図である。この図に示すように、総ての陽極３０１は陽極配線４０１と、総ての陰極３０７は陰極配線４０２と、総ての陽極３０８は陽極配線４０３と、総ての陰極３１２は陰極配線４０４と電気的に接続されている。つまり、総ての発光素子２１１は陽極配線４０１と陰極配線４０２との間で並列接続されて一つの発光素子として機能し、総てのフォトダイオード２１２は陽極配線４０３と陰極配線４０４との間で並列接続されて一つの光検出素子として機能する。なお、陽極配線４０１は、調光回路１０７から発光素子２１１へ電源信号Ｃ４を供給するための配線である。
【００４３】
この光検出素子の出力電流が光量信号ＤＡとして制御回路１０５へ供給される。制御回路１０５は、光量信号ＤＡに基づいて制御信号Ｃ３を生成する。この生成方法は任意である。例えば、光量信号ＤＡが示す値とフロントライト１０６の照明光の光量に応じた値との差分に基づいて制御信号Ｃ３を生成するようにしてもよいし、光量信号ＤＡのみに基づいて制御信号Ｃ３を生成するようにしてもよい。
【００４４】
図６は、本実施形態の変形例に係るフォトダイオードの配置を示す平面図である。この図に係る画像表示装置は、陽極配線４０３に代えて陽極配線５５１を、陰極配線４０４に代えて陰極配線５５２を備える。陽極配線５５１と陰極配線５５２は、櫛の歯の各々が相互に重なるように配置されており、各歯には複数のフォトダイオード２１２が対応している。つまり、この図に係る画像表示装置では、陽極配線５５１の一部がフォトダイオード２１２の陽極となり、陰極配線５５２の一部がフォトダイオード２１２の陰極となる。なお、発光素子の配置についても、これと同様の変形が可能である。
【００４５】
図７は、本実施形態の別の変形例に係るフォトダイオードの配置を示す平面図である。この図に係る画像表示装置は、図６に係る画像表示装置を変形して得られるものであり、陽極配線５５１に代えて陽極配線６０１を備える。陽極配線６０１は、歯の部分のみならず、歯の根元の部分まで、陰極配線５５２と重なっている。図７に係る画像表示装置が備えるフォトダイオード、すなわち光検出素子を構成するフォトダイオードは、一つのフォトダイオード６０２のみである。フォトダイオード６０２は、陽極配線６０１と陰極配線５５２とが重なる櫛状の領域に形成されている。この画像表示装置では、フォトダイオード６０２を流れる電流が光量信号ＤＡとして制御回路１０５へ供給される。なお、発光素子の配置についても、これと同様の変形が可能である。
【００４６】
また、本実施形態を変形して、発光素子およびフォトダイオードの一方または両方をマトリクス駆動するようにしてもよい。フォトダイオードをマトリクス駆動する場合には、光量信号ＤＡとして、総てのフォトダイオードの検出信号を順に並べた信号を採用するのが好ましい。ただし、このように光量信号ＤＡの内容を変更するのであれば、制御回路１０５の動作をも適宜変更する必要がある。
【００４７】
以上説明したように、画像表示装置１は、透明な照明基板２１０と、照明基板２１０に対向する透明な封止基板２１４と、照明基板２１０と封止基板２１４との間（照明基板２１０上）に形成され、照明基板２１０へ向けて発光する発光素子２１１と、封止基板２１４と発光素子２１１との間（照明基板２１０上）に形成され、照明基板２１０に直交する方向において発光素子２１１と重なり、封止基板２１４から入射する光量に応じた大きさの検出信号を出力する光検出素子と、発光素子２１１と光検出素子との間（照明基板２１０上）に設けられ、照明基板２１０に直交する方向において発光素子２１１を覆い、発光素子２１１から光検出素子に向けて入射する光を遮光し、発光素子２１１と光検出素子とを電気的に絶縁する遮光層２１３とを備える。
【００４８】
こうした構成を採ることにより、装置サイズを大きくせずに済んでおり、反射型液晶パネル１０１に入射する外光と同様の光量の外光が光検出素子に入射するという利点も得られる。また、フロントライト１０６において光透過率の高い領域が広いという、表示品質の向上に繋がる利点も得られる。また、発光素子２１１側からフォトダイオード２１２に向かう光が遮光層２１３で遮断されるから、対象物へ入射する光量を正確に検出可能という利点も得られる。
【００４９】
また、画像表示装置１は、発光素子２１１と遮光層２１３と光検出素子とを積層した構造を有するから、発光素子２１１や光検出素子を形成する技術（成膜技術）で遮光層２１をも形成可能である。これは、製造工程の簡素化とフロントライト１０６の薄型化とに繋がる利点である。なお、上記の構造を採用可能なのは、遮光層２１３が絶縁層としても機能するからである。
【００５０】
また、本実施形態では、陽極３０１、陰極配線４０２、陽極配線４０３および陰極配線４０４を同一の材料で形成したが、この通りでなくても製造工程の簡素化は可能である。要は、陽極３０１、陽極配線４０１、陰極配線４０２、陽極配線４０３および陰極配線４０４のうちの少なくとも二つが同一の材料で形成される構成であれば、程度の差こそあれ、製造工程の簡素化を達成可能である。
【００５１】
また、遮光層２１３の発光素子２１１に重なる部分の、照明基板２１０と対向する面に、発光素子２１１からの光を反射する反射材を用いることが好ましい。こうすることにより、発光素子２１１からの光は、反射材で反射し、照明基板２１０へ向かうから、発光素子２１１の発光の多くを照明基板２１０へ向かわせることができる。
【００５２】
また、上述した実施形態では、光検出素子を構成する複数のフォトダイオード２１２が並列に接続されており、検出信号が電流として与えられ、これらのフォトダイオード２１２から出力される電流の総和が光量信号ＤＡとしてフロントライト１０６の外部に出力されるが、これを変形し、光検出素子を構成する複数のフォトダイオード２１２が直列に接続されており、検出信号が電圧として与えられ、これらのフォトダイオード２１２から出力される電圧の総和が光量信号ＤＡとしてフロントライト１０６の外部に出力されるようにしてもよい。
【００５３】
また、上述した実施形態を変形し、フロントライト１０６が、複数の第１検出線と、複数の第２検出線とを備え、光検出素子を構成する複数のフォトダイオード２１２が、複数の第１検出線と複数の第２検出線の交差に対応して各々配置されるようにしてもよい。この場合、制御回路１０５は、光量信号ＤＡが示すｍ×ｎ個のフォトダイオード２１２の検出値に基づいて制御信号Ｃ３を生成することになる。この生成の好ましい方法としては、これらの検出値の平均値や中央値を算出し、この算出結果に基づいて制御信号Ｃ３を生成する方法が挙げられる。
【００５４】
＜第２実施形態＞
図８は本発明の第２実施形態に係る画像表示装置７の構成を示す図であり、図９はその動作を説明するためのタイミングチャートである。画像表示装置７は、指やペン等の物体Ｚが触れた位置を特定可能な装置であり、制御回路１０５に代えて制御回路７０１を、フロントライト１０６に代えてフロントライト７０２を備える。
【００５５】
制御回路７０１が制御回路１０５と大きく異なる点は、光量信号ＤＡに代えて信号ＤＢが供給される点と、各フォトダイオードに検出信号を出力させるための制御信号Ｃ５およびＣ６を生成して出力する点である。フロントライト７０２は、ｍ×ｎ個のフォトダイオード２１２を有する。これらのフォトダイオード２１２は、ｍ本の第１検出線７０３とｎ本の第２検出線７０４の交差に対応して、各々配置されている。各フォトダイオード２１２の陽極３０８は対応する第２検出線７０４と電気的に接続されており、陰極３１２は対応する第１検出線７０３と電気的に接続されている。
【００５６】
また画像表示装置７は、行方向に延在するｍ本の第１検出線７０３と、列方向に延在するｎ本の第２検出線７０４と、制御信号Ｃ５に基づいてｍ本の第１検出線７０３を順次選択するＹドライバ（第１選択回路）７０５と、制御信号Ｃ６に基づいてｎ本の第２検出線７０４を順次選択するＸドライバ（第２選択回路）７０６とを備える。制御信号Ｃ５は、周期が１Ｙのクロック信号と、ｍ本の第１検出線７０３を順次選択するための行選択パルスとを含む。このクロック信号のｍ周期が行選択パルスの一周期となり、このｍ周期のうちの一周期において行選択パルスがアクティブレベルとなる。制御信号Ｃ６は、周期が１Ｘのクロック信号と、ｎ本の第２検出線７０４を順次選択するための列選択パルスとを含む。１Ｘ＝１Ｙ／ｎである。このクロック信号のｎ周期が行選択パルスの一周期となり、このｎ周期のうちの一周期において列選択パルスがアクティブレベルとなる。
【００５７】
Ｙドライバ７０５は、制御信号Ｃ５が供給されるｍ段のシフトレジスタ７０７と、ｍ本の第１検出線７０３にそれぞれ対応して設けられ、各々が対応する第１検出線７０３と接地電位（陰極配線４０２）とを繋ぐｍ個のスイッチ７０８とを有する。シフトレジスタ７０７は、クロック信号に基づいて行選択期間（１Ｙ）毎にシフトを行うものであり、その初段には行選択パルスが入力される。シフトレジスタ７０７の各段は、各第１検出線７０３と１対１で対応しており、各スイッチ７０８は、対応する段からの行選択信号Ｙ１〜Ｙｍに基づいてオン／オフする。
【００５８】
行選択信号Ｙ１〜Ｙｍは、ｍ本の第１検出線７０３を順次選択するための信号であり、図９に示すように、１番目の行選択期間（１Ｙ）では行選択信号Ｙ１のみがアクティブレベルとなり、２番目の行選択期間では行選択信号Ｙ２のみがアクティブレベルとなり、…、ｍ番目の行選択期間では行選択信号Ｙｍのみがアクティブレベルとなり、ｍ＋１番目の行選択期間では行選択信号Ｙ１のみがアクティブレベルとなる。したがって、図８のｍ本の第１検出線７０３は、ｍ個のスイッチ７０８のオン／オフによって択一的かつ巡回的に選択されることになる。
【００５９】
Ｘドライバ７０６は、制御信号Ｃ６が供給されるｎ段のシフトレジスタ７０９と、入力信号を増幅して出力する増幅器７１１と、ｎ本の第２検出線７０４にそれぞれ対応して設けられ、各々が対応する第２検出線７０４と増幅器７１１の入力端とを繋ぐｎ個のスイッチ７１０と、クロック信号に基づいて動作するサンプルホールド回路７１２とを有する。シフトレジスタ７０９は、クロック信号に基づいて列選択期間（１Ｘ）毎にシフトを行うものであり、その初段には列選択パルスが入力される。シフトレジスタ７０９の各段は、各第２検出線７０４と１対１で対応しており、各スイッチ７１０は、対応する段からの列選択信号Ｘ１〜Ｘｍに基づいてオン／オフする。
【００６０】
列選択信号Ｘ１〜Ｘｎは、ｎ本の第２検出線７０４を順次選択するための信号であり、図９に示すように、１番目の列選択期間（１Ｘ）では列選択信号Ｘ１のみがアクティブレベルとなり、２番目の列選択期間では列選択信号Ｘ２のみがアクティブレベルとなり、…、ｎ番目の列選択期間では列選択信号Ｘｎのみがアクティブレベルとなり、ｎ＋１番目の列選択期間では列選択信号Ｘ１のみがアクティブレベルとなる。したがって、図８のｎ本の第２検出線７０４は、ｎ個のスイッチ７１０のオン／オフによって択一的かつ巡回的に選択されることになる。また、前述したように、１Ｘ＝１Ｙ／ｎである。よって、ｎ本の第２検出線７０４は、各行選択期間（１Ｙ）において、ｎ個のスイッチ７１０のオン／オフによって順次選択されることになる。
【００６１】
こうして、ｍ×ｎ個のフォトダイオード２１２が順次選択される。選択中のフォトダイオード２１２は、その陰極３１２には接地電位が供給され、その陽極３０８は増幅器７１１の入力端と電気的に接続されるから、入射する光量に応じた大きさの電流を増幅器７１１へ供給する。ｍ本の各第２検出線７０４を流れる電流をそれぞれ検出信号ｄ１〜ｄｎとしたとき、増幅器７１１の入力端と電気的に接続される第２検出線７０４は列選択期間毎に切り換わるから、図９に示すように、増幅器７１１には、検出信号ｄ１〜ｄｎを列選択期間毎に並べた信号ｄが供給される。
【００６２】
信号ｄは増幅器７１１で増幅されてサンプルホールド回路７１２へ供給される。サンプルホールド回路７１２は、容量素子を有し、この容量素子に、信号ｄに応じた電荷を蓄積し、この容量素子に保持されている電圧をサンプリング期間（Ｔ）毎にサンプリングし、最後にサンプリングした電圧を示す信号ＤＢを出力し続ける。Ｔ＝１Ｘであるが、容量素子の保持電圧が安定してからサンプリングが行われるようにするために、サンプリングが行われる時点ｔ１，ｔ２，…は、いずれも、列選択期間の終了直前となるように定められている。なお、Ｘドライバ７０６にＡ／Ｄ変換器を持たせ、サンプルホールド回路７１２の出力信号をＡ／Ｄ変換したものを信号ＤＢとしてもよい。
【００６３】
制御回路７０１は、封止基板２１４に物体Ｚが触れた位置を信号ＤＢに基づいて特定する特定手段として機能する。この特定の方法は任意である。例えば、予め定められた閾値と比較して信号ＤＢを二値化（ビット化）し、ｍ行ｎ列のマトリクスにわたるビットパターンに基づいて、一または複数の位置を物体の接触位置として特定するようにしてもよい。なお、本実施の形態を変形し、制御回路７０１が、物体の接触位置ではなく、物体との接触の有無を検出するようにしてもよい。
【００６４】
なお、制御回路７０１は、制御回路１０５と同様に、総ての発光素子２１１の発光量を制御するための制御信号Ｃ３を生成する。ただし、本実施形態では、信号ＤＢが示すｍ×ｎ個のフォトダイオード２１２の検出値の平均値を算出し、この算出結果に基づいて制御信号Ｃ３が生成される。もちろん、これを変形し、信号ＤＢが示すｍ×ｎ個のフォトダイオード２１２の検出値の中央値を算出し、この算出結果に基づいて制御信号Ｃ３を生成するようにしてもよい。また、各発光素子２１１の発光量を制御しないようにしてもよい。この場合には、制御信号Ｃ３の生成が不要となり、調光回路１０７に代えて固定電源を用いることができる。
【００６５】
＜他の変形例＞
上述した各実施形態では、遮光層２１３が絶縁層としても機能するが、これを変形し、絶縁層として機能しない遮光層と発光素子２１１との間、または当該遮光層とフォトダイオード２１２との間に絶縁層を介在させてもよい。また、陽極配線４０１、陰極配線４０２、陽極配線４０３および陰極配線４０４を互いに異なる材料で形成してもよいし、これらの配線のうちの少なくとも一つを不透明としてもよい。
【００６６】
また、上述した各実施形態では、照明装置が照らす対象が反射型液晶装置に限定されているが、これを変形し、照明装置が他の対象物を照らすようにしてもよい。他の対象物としては、反射型液晶表示装置以外の反射型の表示装置や、数値を針で指し示すアナログメーター等の計器、紙のポスター等の掲示物を例示可能である。また、液晶素子として、液晶の厚み方向に電圧が印加される液晶素子以外の液晶素子（当該方向とは異なる方向に電圧が印加される液晶素子）を採用してもよい。また、発光素子として、有機ＥＬ素子以外の発光素子（例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode））を採用してもよい。また、陰極３０８を封止基板２１４側に配置せずに済むのであれば、陰極３０８を光透過率の低い不透明材料で形成してもよい。
【００６７】
＜応用例＞
次に、本発明に係る表示装置を利用した電子機器について説明する。この説明では、本発明の実施形態またはその変形例に係る画像表示装置を「画像表示装置８」と記す。図１０は、画像表示装置８を表示部として採用したモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピューター２０００は、表示部としての画像表示装置８と本体部２０１０とを備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１およびキーボード２００２が設けられている。
図１１に、画像表示装置８を適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１およびスクロールボタン３００２、ならびに表示部としての画像表示装置８を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、画像表示装置８に表示される画面がスクロールされる。
図１２に、画像表示装置８を適用した携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す。携帯情報端末４０００は、複数の操作ボタン４００１および電源スイッチ４００２、ならびに表示部としての画像表示装置８を備える。
なお、本発明に係る画像表示装置が適用される電子機器としては、図１０から図１２に示したもののほか、テレビ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、複写機、ビデオプレーヤーなどが挙げられる。
【符号の説明】
【００６８】
１，７，８……画像表示装置、１０１……反射型液晶パネル、１０５，７０１……制御回路、１０６，７０２……フロントライト、１０７……調光回路、２１０……照明基板（第２基板）、２１１……発光素子、２１２，６０２……フォトダイオード、２１３……遮光層、２１４……封止基板（第１基板）、３０１，３０８……陽極、３０２……正孔注入層、３０７，３１２……陰極、３０９……Ｐ型半導体層、４０１，４０３，５５１，６０１……陽極配線（配線）、４０２，４０４，５５２……陰極配線（配線）、７０３……第１検出線、７０４……第２検出線、７０５……Ｙドライバ、７０６……Ｘドライバ、２０００……パーソナルコンピューター（電子機器）、３０００……携帯電話機（電子機器）、４０００……携帯情報端末（電子機器）、ｄ１〜ｄｎ……検出信号、ＤＡ……光量信号、ＦＳ……表示面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置、画像表示装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び２には、外光を反射して画像を表示する反射型の液晶表示装置と、この装置を前面（表示面）から照らすフロントライトとを備えた画像表示装置が記載されている。この画像表示装置には、十分な量の外光が液晶表示装置に入射しない場合でも表示品質が低下しないという利点がある。この画像表示装置のフロントライトは、光源として有機ＥＬ（Electro Luminescent）素子を備える。有機ＥＬ素子は、液晶表示装置の表示面を漏れなく照らすように、例えば格子状に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許３７９７００７号公報（図５）
【特許文献２】特開２００６−１５４４０２号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１および２には記載されていないが、フロントライト付きの反射型表示装置では、表示面に入射する光量に基づいてフロントライトの明るさ（発光量）を調整するのが望ましい。例えば、省電力の観点では、表示面に入射する外光の光量が十分に多ければフロントライトをオフにするのが望ましい。また例えば、表示面に入射する光量が減ればフロントライトの発光量が増え、表示面に入射する光量が増えればフロントライトの発光量が減るようにすれば、表示品質を低下させることなく消費電力を低減することができる。
【０００５】
上記の調整を可能とする方法としては、反射型表示装置の外部に、表示面へ向かう外光の光量を検出する光センサーを設け、この光センサーの検出結果に基づいてフロントライトの発光量を調整する方法が考えられる。しかし、この方法では、光センサーが反射型表示装置の外部に位置するから、画像表示装置のサイズが大きくなってしまうとともに、光センサーに入射する光に占める表示面へ向かう光の割合が小さくなってしまう。後者は、表示面に入射する光量の正確な検出を困難とする一因となる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、装置サイズを大きくすることなく、入射光量の正確な検出を可能とする照明装置、画像表示装置および電子機器を提供することを解決課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決するために、本発明は、透明な第１基板と、前記第１基板に対向する透明な第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、前記第２基板へ向けて発光する発光素子と、前記第１基板と前記発光素子との間に設けられ、前記第２基板に直交する方向において前記発光素子と重なり、前記第１基板から入射する光量に応じた大きさの検出信号を出力する光検出素子と、前記発光素子と前記光検出素子との間に設けられ、前記方向において前記発光素子を覆い、前記発光素子から前記光検出素子に向けて入射する光を遮光する遮光層と、を備えた照明装置を提供する。
この照明装置で対象物を照らす場合、第２基板側に照らす物（対象物）を配置することになる。光検出素子には、第１基板を透過して対象物へ向かう外光の一部が入射する。発光素子の発光のうち対象物により反射されて光検出素子へ向かう光は、第２基板を透過するが、遮光層で遮られる。
この照明装置によれば、光検出素子が発光素子とともに第１基板と第２基板との間に設けられるから、装置サイズを大きくせずに済むとともに、光検出素子と発光素子とを互いに近接して配置することができる。通常、対象物は発光素子の近くに配置されるから、光検出素子を発光素子に近接して設けることにより、対象物に入射する外光と同様の光量の外光が光検出素子に入射することになる。また、この照明装置によれば、遮光層が第２基板から光検出素子に向けて入射する光を遮光する。よって、この照明装置によれば、入射光量の正確な検出が可能となる。また、この照明装置によれば、第２基板に直交する方向において発光素子と光検出素子とが重なるから、光透過率の高い領域を広く確保することができる。
【０００８】
この照明装置において、前記発光素子、前記光検出素子および前記遮光層は、前記第２基板の上に形成され、前記遮光層は、前記発光素子と前記光検出素子とを電気的に絶縁する、ようにしてもよい。この照明装置によれば、発光素子や光検出素子を形成する技術で遮光層をも形成可能であるから、薄型化と製造工程の簡素化とを達成可能である。
【０００９】
この照明装置において、前記発光素子は陽極と陰極とを備え、前記光検出素子は陽極と陰極とを備え、前記第２基板の上に形成され、前記発光素子の陽極、前記発光素子の陰極、前記光検出素子の陽極および前記光検出素子の陰極のうちの少なくとも二つにそれぞれ接する複数の配線を備え、前記複数の配線は同一の材料で形成される、ようにしてもよい。この照明装置によれば、製造工程をさらに簡素化することができる。さらに配線を透明とし、光透過率の高い領域をより広く確保するようにしてもよい。また、上記の各照明装置において、前記遮光層の前記発光素子と対向する面に前記発光素子からの光を反射する反射材を用いるようにしてもよい。この照明装置によれば、発光素子の発光の多くを第２基板へ向かわせることができる。
【００１０】
上記の各照明装置において、前記光検出素子は、複数のフォトダイオードで構成され、前記複数のフォトダイオードは直列に接続され、前記検出信号は電圧として与えられ、直列に接続された複数の前記フォトダイオードから出力される電圧の総和を、当該照明装置に入射する光量に応じた大きさを示す光量信号として外部に出力するようにしてもよいし、前記光検出素子は、複数のフォトダイオードで構成され、前記複数のフォトダイオードは並列に接続され、前記検出信号は電流として与えられ、並列に接続された複数の前記フォトダイオードから出力される電流の総和を、当該照明装置に入射する光量に応じた大きさを示す光量信号として外部に出力するようにしてもよいし、複数の第１検出線と、複数の第２検出線とを備え、前記光検出素子は、複数のフォトダイオードで構成され、前記複数のフォトダイオードは、前記複数の第１検出線と前記複数の第２検出線の交差に対応して各々配置される、ようにしてもよい。
【００１１】
また、上記の課題を解決するために、本発明は、上記の各照明装置と、当該照明装置の前記第２基板に表示面が接する表示装置とを備えたことを特徴とする画像表示装置を提供する。この画像表示装置において、前記表示装置を反射型液晶装置としてもよいし、前記照明装置の前記光検出素子によって検出された前記検出信号に基づいて、前記発光素子の発光量を調整する調整手段を備えるようにしてもよいし、両者を組み合わせてもよい。
【００１２】
また、上記の課題を解決するために、本発明は、上記の第１検出線と第２検出線とを備える照明装置と、前記複数の第１検出線を順次選択する第１選択回路と、前記複数の第２検出線を順次選択する第２選択回路と、前記第１選択回路によって選択された第１検出線と、前記第２選択回路によって選択された第２検出線との交差に対応した前記フォトダイオードから出力される前記検出信号に基づいて、前記照明装置の前記第１基板に物体が触れた位置を特定する特定手段と、当該照明装置の前記第２基板に表示面が接する表示装置とを、備えた画像表示装置を提供する。
【００１３】
また、上記の課題を解決するために、本発明は、上記の第１検出線と第２検出線とを備える照明装置を有する各画像表示装置を備えた電子機器を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置１の構成を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ´断面図である。
【図３】画像表示装置１のフロントライト１０６の一部の構造を示す断面図である。
【図４】画像表示装置１における配線パターンを示す平面図である。
【図５】発光素子２１１およびフォトダイオード２１２の電気的な接続関係を示す回路図である。
【図６】第１実施形態の変形例に係るフォトダイオードの配置を示す平面図である。
【図７】第１実施形態の別の変形例に係るフォトダイオードの配置を示す平面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る画像表示装置７の構成を示す図である。
【図９】画像表示装置７の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】本発明に係る電子機器の具体例を示す斜視図である。
【図１１】本発明に係る電子機器の別の具体例を示す斜視図である。
【図１２】本発明に係る電子機器のさらに別の具体例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。ただし、各図面においては、各部の寸法の比率が実際のものとは適宜に相違している。また、本発明は、以下に述べる各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態を変形して得られる各種の変形例や、各実施形態またはその変形例を応用して得られる形態をも技術的範囲に含みうる。なお、各図において共通する部分には同一の符号が付されている。
【００１６】
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係る画像表示装置１の構成を示す図であり、そのＡ−Ａ´断面図が図２である。これらの図に示すように、画像表示装置１は、マトリクス状に配置された複数の液晶素子ＬＣを有する反射型液晶パネル１０１を備える。各液晶素子ＬＣは、液晶と当該液晶に電圧を印加する二つの電極とを有し、液晶の光透過率を制御して階調を表示するものであり、反射型液晶パネル１０１は、その前面（表示面ＦＳ）内に、これらの階調で表される画像を表示する表示領域１０２を有する。また反射型液晶パネル１０１は、図示を略すが、行方向に延在する複数の走査線と、列方向に延在する複数のデータ線とを備える。液晶素子ＬＣは、走査線とデータ線との各交差に対応する位置に一つずつ設けられている。
【００１７】
また画像表示装置１は、総ての走査線を駆動する走査線駆動回路１０３と、総てのデータ線を駆動するデータ線駆動回路１０４と、両回路を制御する制御回路１０５とを備える。制御回路１０５による両回路の制御は、クロック信号を含む制御信号Ｃ１を走査線駆動回路１０３へ供給し、表示すべき画像に応じたデータ信号を含む制御信号Ｃ２をデータ線駆動回路１０４へ供給することにより行われる。走査線駆動回路１０３は、制御信号Ｃ１に基づいて走査線を一つずつ巡回的に選択し、データ線駆動回路１０４は、制御信号Ｃ２に基づいて、選択中の走査線に対応する１行分の液晶素子ＬＣの各々に、液晶の光透過率を設定するための信号を、対応するデータ線経由で供給する。この走査により、表示すべき画像が表示領域１０２に表示される。
【００１８】
以上の説明から明らかなように、反射型液晶パネル１０１、走査線駆動回路１０３、データ線駆動回路１０４および制御回路１０５は、光反射率を制御して画像を表示する反射型表示装置を構成している。なお、走査線駆動回路１０３、データ線駆動回路１０４および制御回路１０５の少なくとも一つを、反射型液晶パネル１０１と一体化させてもよい。
【００１９】
また画像表示装置１は、反射型液晶パネル１０１の表示面ＦＳに接着されたフロントライト１０６を有する。フロントライト１０６は、供給される電源信号Ｃ４に応じた光量（輝度）で発光する複数の発光素子２１１を有し、表示領域１０２の全域を照らす。また、フロントライト１０６は、入射する光量に応じた大きさの検出信号を出力する複数のフォトダイオード２１２を有し、総てのフォトダイオード２１２の検出信号を合成した光量信号ＤＡを制御回路１０５へ供給する。
【００２０】
また画像表示装置１は調光回路１０７を備える。制御回路１０５は、フロントライト１０６の光検出素子からの光量信号ＤＡに基づいて、総ての発光素子２１１の発光量を制御するための制御信号Ｃ３を生成し、調光回路１０７へ供給し、調光回路１０７は、制御信号Ｃ３に基づいて、総ての発光素子２１１の発光量を一律に調整する。調光回路１０７には電源が供給されており、調光回路１０７は、この電源を用いて、制御信号Ｃ３に応じた電位の電源信号Ｃ４を生成し、各発光素子２１１へ供給する。この調光により、発光素子２１１の発光量はフォトダイオード２１２に入射する光量に応じた量となる。
【００２１】
以上の説明から明らかなように、制御回路１０５および調光回路１０７は、発光素子２１１の発光量を調整する調整手段を構成している。また、フロントライト１０６、制御回路１０５および調光回路１０７は、表示領域１０２の全域を照らす照明装置を構成している。なお、制御回路１０５および調光回路１０７の一方または両方を、フロントライト１０６と一体化させてもよい。
【００２２】
図２は、図１のＡ−Ａ´断面図である。この図に示すように、表示領域１０２に重なる領域では、反射型液晶パネル１０１上にフロントライト１０６が重なっている。反射型液晶パネル１０１は、表示基板２０１と、表示基板２０１上に形成された複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）２０２と、ＴＦＴ２０２を覆って表示基板２０１上に形成された絶縁層２０３と、その上に形成された光反射性の複数の画素電極２０４とを有する。画素電極２０４は、絶縁層２０３に形成されたコンタクトホールを介して、対応するＴＦＴ２０２と電気的に接続されている。
【００２３】
また反射型液晶パネル１０１は、画素電極２０４を覆うように絶縁層２０３上に形成された液晶２０５と、液晶２０５上に形成された共通電極２０６と、共通電極２０６上に設けられた対向基板２０７と、対向基板２０７上に形成された偏光板２０８と、偏光板２０８上に形成された接着層２０９とを有する。一つの画素電極２０４と、この画素電極２０４に重なる共通電極２０６と、両電極間に挟持された液晶２０５とは、一つの液晶素子ＬＣを構成しており、液晶２０５の光透過率は、両電極間の電位差に応じて変化する。
【００２４】
フロントライト１０６は、接着層２０９上に設けられた透明な照明基板（第２基板）２１０と、照明基板２１０上に形成された複数の発光素子２１１と、照明基板２１０上に複数の発光素子２１１を覆うように各々形成された複数の遮光層２１３と、複数の遮光層２１３上に各々形成された複数のフォトダイオード２１２と、外気や水分等から発光素子２１１およびフォトダイオード２１２を保護するために照明基板２１０と対向して設けられた透明な封止基板（第１基板）２１４とを有する。照明基板２１０および封止基板２１４は、例えばガラスで形成されている。
【００２５】
換言すると、各発光素子２１１は、対応する遮光層２１３と照明基板２１０との間に設けられ、各フォトダイオード２１２は、対応する遮光層２１３と封止基板２１４との間に設けられている。同一の遮光層２１３に対応する発光素子２１１およびフォトダイオード２１２は、照明基板２１０に直交する方向（図２の上下方向）において互いに重なっている。また、遮光層２１３は、この方向において、対応する発光素子２１１の全部と、対応するフォトダイオード２１２の全部とに重なっている。つまり、遮光層２１３は、この方向において、対応する発光素子２１１およびフォトダイオード２１２を覆っている。
【００２６】
遮光層２１３は、対応する発光素子２１１から対応するフォトダイオード２１２へ向かう光の遮断と、照明基板２１０から対応するフォトダイオード２１２へ向かう光（反射光）の遮断と、対応する発光素子２１１と対応するフォトダイオード２１２との絶縁を目的として設けられ、対応する発光素子２１１と対応するフォトダイオード２１２との間に介在する。したがって、発光素子２１１は照明基板２１０へ向けて発光することになり、フォトダイオード２１２に入射する光の大部分は封止基板２１４を透過した外光となる。つまり、フォトダイオード２１２に入射する外光の光量は、フォトダイオード２１２の近傍の液晶素子ＬＣへ入射する外光の光量と同様となり、フォトダイオード２１２の検出信号は、近傍の液晶素子ＬＣへ入射する外光の光量に応じた信号となる。よって、フォトダイオード２１２は、封止基板２１４から入射する光の光量に応じた大きさの検出信号を出力することになる。
【００２７】
遮光層２１３としては、封止基板２１４から入射した外光を反射しないものが好ましい。遮光層２１３は、この事情と上記の目的とに応じた材料で形成される。例えば、光反射率の低い金属（例えばクロムや酸化クロム）で形成された金属膜と、窒化シリコン膜やシリコン酸窒化膜などの窒化膜との積層膜を遮光層２１３としてもよいし、光透過率の低い特定の樹脂材料で遮光層２１３を形成してもよい。
【００２８】
なお、発光素子２１１の発光には、各液晶素子ＬＣへ向かう光が含まれており、これらの光は、照明基板２１０を透過し、各液晶素子ＬＣへ入射する。また、液晶素子ＬＣには、封止基板２１４から当該液晶素子ＬＣへ向かう外光が入射する。液晶素子ＬＣ（画素電極２０４）の反射光には、この外光の反射光と、各発光素子２１１から発して当該液晶素子ＬＣへ入射した光の反射光とが含まれる。
【００２９】
図３は、フロントライト１０６の一部の構造を示す断面図である。この図には、一対の発光素子２１１および光検出素子２１２を含む部分の構造が示されている。発光素子２１１は、有機ＥＬ素子であり、照明基板２１０上に形成された透明な陽極３０１と、その上に形成された発光機能層５０１と、その上に形成された陰極３０７とを有する。陽極３０１はＩＴＯで形成されており、陽極配線４０１に含まれている。一方、陰極３０７は例えばアルミニウムで形成されている。照明基板２１０上には、発光素子２１１の陰極３０７に接する透明な陰極配線４０２が形成されている。陰極配線４０２はＩＴＯで形成されている。なお、陽極３０１には、調光回路１０７から陽極配線（図示略）を通じて電源信号Ｃ４が供給される。
【００３０】
発光機能層５０１は、陽極３０１上に形成された正孔注入層３０２と、その上に形成された正孔輸送層３０３と、その上に形成された発光層３０４と、その上に形成された電子輸送層３０５と、その上に形成された電子注入層３０６とを含む。正孔注入層３０２は例えば銅フタロシアニンで、正孔輸送層３０３は例えばＮＰＤで、発光層３０４は例えば低分子白色発光材料で、電子輸送層３０５は例えばアルミキノリノール錯体（tris（8-hydroxyquinoline）aluminum）で、電子注入層３０６は例えばフッ化リチウムで形成されている。なお、本実施形態を変形し、発光機能層５０１から、正孔注入層３０２、正孔輸送層３０３、電子輸送層３０５および電子注入層３０６のうち、少なくとも一つの層を削除してもよい。
【００３１】
フォトダイオード２１２は、有機フォトダイオードであり、照明基板２１０上に形成された遮光層２１３の上に形成された陰極３１２と、その上に形成された半導体層５０６と、その上に透明な陽極３０８とを有する。陰極３１２は例えばアルミニウムまたは金で、陽極３０８はＩＴＯで形成されている。陰極３１２には照明基板２１０上に形成された透明な陰極配線４０４が接しており、陽極３０８には照明基板２１０上に形成された透明な陽極配線４０３が接している。陰極配線４０４および陽極配線４０３はＩＴＯで形成されており、陽極３０１および配線４０２〜４０４の膜厚は共通である。半導体層５０６は、陰極３１２上に形成されたＮ型半導体層３１０と、その上に形成されたＰ型半導体層３０９とを含む。Ｎ型半導体層３１０はＰＴＣＤＩ（3,4,9,10-perylene-tetracarboxylic-diimide）で、Ｐ型半導体層３０９は銅フタロシアニンまたはルブレンで形成されている。
【００３２】
ここで、照明基板２１０上に、発光素子２１１と絶縁遮光層２１３とフォトダイオード２１２との積層物を形成する工程の一例について説明する。この例では、まず、蒸着により、照明基板２１０上に陽極３０１および配線４０２〜４０４を一斉に形成する。次に、照明基板２１０上に、陽極３０１の上面の中央部分を底とした凹部を画定するバンク５０７を形成する。次に、凹部内に発光機能層５０１を形成する。次に、照明基板２１０上に、発光機能層５０１を覆い、バンク５０７の第１壁部Ｂ１を乗り越え、陰極配線４０２に接するまで延在する陰極３０７を形成する。
【００３３】
次に、照明基板２１０上に、発光機能層５０１、バンク５０７および陰極３０７を覆う絶縁遮光層２１３を形成する。これにより、絶縁遮光層２１３の上面の一部のみが凹部の底となる。次に、照明基板２１０上に、凹部の底を覆い、バンク５０７の第２壁部Ｂ２を乗り越え、陰極配線４０４に接するまで延在する陰極３１２を形成する。これにより、陰極３１２の上面の一部のみが凹部の底となる。なお、第１壁部Ｂ１と第２壁部Ｂ２は別々の部分であり、両部に共通する部分は存在しない。
【００３４】
次に、照明基板２１０上に、凹部の底を覆い、バンク５０７の第２部分Ｂ２を乗り越え、照明基板２１０に接するまで延在する半導体層５０６を形成する。これにより、半導体層５０６の上面の一部のみが凹部の底となる。次に、照明基板２１０上に、凹部の底を覆い、第１壁部Ｂ１を乗り越え、陽極配線４０３に接するまで延在する陽極３０８を形成する。この形成は、陽極３０８が第２壁部Ｂ２を乗り越えるように行われる。
【００３５】
つまり、この例では、照明基板２１０およびバンク５０７で画定される領域において、まず発光素子２１１の層を形成し、その上に絶縁遮光層２１３を形成し、その上にフォトダイオード２１２を形成することにより、発光素子２１１と絶縁遮光層２１３とフォトダイオード２１２との積層物が形成される。
【００３６】
この例から明らかなように、フロントライト１０６には、配線４０１〜４０４を一斉に形成可能という利点がある。なお、配線４０１〜４０４をＩＴＯ以外の透明材料で形成するようにしてもよい。こうしても、配線４０１〜４０４の形成材料が共通であれば、上記の利点は損われない。また、配線４０１〜４０４の膜厚が共通でないようにしてもよい。こうしても、配線４０１〜４０４の形成材料が共通であれば、各々を個別に形成するよりは簡素な工程で配線４０１〜４０４を形成することができる。
【００３７】
また、上述したように、発光素子２１１およびフォトダイオード２１２を同一のバンク５０７の内側に形成されるから、フロントライト１０６には、格別の位置合わせをせずとも、照明基板２１０に直交する方向において両者が互いに重なるという利点がある。また、陰極３０７が第２壁部Ｂ２を乗り越えず、陰極３１２が第１壁部Ｂ１を乗り越えないから、フロントライト１０６には、その厚さが薄いという利点がある。
【００３８】
図４は、画像表示装置１における配線パターンを示す平面図である。この図には、照明基板２１０と封止基板２１４との間に設けられた配線４０１〜４０４を封止基板２１４側から眺めて示してある。
【００３９】
陽極配線４０１は、総ての発光素子２１１の陽極３０１を含む櫛状の配線であり、各陽極３０１と制御回路１０５とを接続している。陰極配線４０２は、総ての発光素子２１１の陰極３０７に接する櫛状の配線であり、接地電位（低電位）を各陰極３０７へ供給する。陽極配線４０１と陰極配線４０２は、互いに交差せず、櫛の歯が交互に咬み合うように配置されており、互いに近接する一対の歯（陽極配線４０１の一本の歯と陰極配線４０２の一本の歯）には複数の発光素子２１１が対応している。
【００４０】
陽極配線４０３は、総てのフォトダイオード２１２の陽極３０８に接する櫛状の配線であり、各陽極３０８と制御回路１０５とを接続している。陰極配線４０４は、総てのフォトダイオード２１２の陰極３１２に接する櫛状の配線であり、接地電位（低電位）を各陰極３１２へ供給する。陽極配線４０３と陰極配線４０４は、互いに交差せず、櫛の歯が交互に咬み合うように配置されており、互いに近接する一対の歯（陽極配線４０３の一本の歯と陰極配線４０４の一本の歯）には複数のフォトダイオード２１２が対応している。
【００４１】
陽極配線４０１と陰極配線４０２との一対の歯は、陽極配線４０３と陰極配線４０４との一対の歯の間に挟まれている。このため、表示領域１０２内では、配線４０１〜４０４は互いに交差しない。ただし、表示領域１０２外では、陽極配線４０１と陰極配線４０４とが交差し、陰極配線４０２と陽極配線４０３とが交差する。これらの交差では、交差する２本の配線は、両配線間の絶縁層によって電気的に分離されている。
【００４２】
図５は、発光素子２１１およびフォトダイオード２１２の電気的な接続関係を示す回路図である。この図に示すように、総ての陽極３０１は陽極配線４０１と、総ての陰極３０７は陰極配線４０２と、総ての陽極３０８は陽極配線４０３と、総ての陰極３１２は陰極配線４０４と電気的に接続されている。つまり、総ての発光素子２１１は陽極配線４０１と陰極配線４０２との間で並列接続されて一つの発光素子として機能し、総てのフォトダイオード２１２は陽極配線４０３と陰極配線４０４との間で並列接続されて一つの光検出素子として機能する。なお、陽極配線４０１は、調光回路１０７から発光素子２１１へ電源信号Ｃ４を供給するための配線である。
【００４３】
この光検出素子の出力電流が光量信号ＤＡとして制御回路１０５へ供給される。制御回路１０５は、光量信号ＤＡに基づいて制御信号Ｃ３を生成する。この生成方法は任意である。例えば、光量信号ＤＡが示す値とフロントライト１０６の照明光の光量に応じた値との差分に基づいて制御信号Ｃ３を生成するようにしてもよいし、光量信号ＤＡのみに基づいて制御信号Ｃ３を生成するようにしてもよい。
【００４４】
図６は、本実施形態の変形例に係るフォトダイオードの配置を示す平面図である。この図に係る画像表示装置は、陽極配線４０３に代えて陽極配線５５１を、陰極配線４０４に代えて陰極配線５５２を備える。陽極配線５５１と陰極配線５５２は、櫛の歯の各々が相互に重なるように配置されており、各歯には複数のフォトダイオード２１２が対応している。つまり、この図に係る画像表示装置では、陽極配線５５１の一部がフォトダイオード２１２の陽極となり、陰極配線５５２の一部がフォトダイオード２１２の陰極となる。なお、発光素子の配置についても、これと同様の変形が可能である。
【００４５】
図７は、本実施形態の別の変形例に係るフォトダイオードの配置を示す平面図である。この図に係る画像表示装置は、図６に係る画像表示装置を変形して得られるものであり、陽極配線５５１に代えて陽極配線６０１を備える。陽極配線６０１は、歯の部分のみならず、歯の根元の部分まで、陰極配線５５２と重なっている。図７に係る画像表示装置が備えるフォトダイオード、すなわち光検出素子を構成するフォトダイオードは、一つのフォトダイオード６０２のみである。フォトダイオード６０２は、陽極配線６０１と陰極配線５５２とが重なる櫛状の領域に形成されている。この画像表示装置では、フォトダイオード６０２を流れる電流が光量信号ＤＡとして制御回路１０５へ供給される。なお、発光素子の配置についても、これと同様の変形が可能である。
【００４６】
また、本実施形態を変形して、発光素子およびフォトダイオードの一方または両方をマトリクス駆動するようにしてもよい。フォトダイオードをマトリクス駆動する場合には、光量信号ＤＡとして、総てのフォトダイオードの検出信号を順に並べた信号を採用するのが好ましい。ただし、このように光量信号ＤＡの内容を変更するのであれば、制御回路１０５の動作をも適宜変更する必要がある。
【００４７】
以上説明したように、画像表示装置１は、透明な照明基板２１０と、照明基板２１０に対向する透明な封止基板２１４と、照明基板２１０と封止基板２１４との間（照明基板２１０上）に形成され、照明基板２１０へ向けて発光する発光素子２１１と、封止基板２１４と発光素子２１１との間（照明基板２１０上）に形成され、照明基板２１０に直交する方向において発光素子２１１と重なり、封止基板２１４から入射する光量に応じた大きさの検出信号を出力する光検出素子と、発光素子２１１と光検出素子との間（照明基板２１０上）に設けられ、照明基板２１０に直交する方向において発光素子２１１を覆い、発光素子２１１から光検出素子に向けて入射する光を遮光し、発光素子２１１と光検出素子とを電気的に絶縁する遮光層２１３とを備える。
【００４８】
こうした構成を採ることにより、装置サイズを大きくせずに済んでおり、反射型液晶パネル１０１に入射する外光と同様の光量の外光が光検出素子に入射するという利点も得られる。また、フロントライト１０６において光透過率の高い領域が広いという、表示品質の向上に繋がる利点も得られる。また、発光素子２１１側からフォトダイオード２１２に向かう光が遮光層２１３で遮断されるから、対象物へ入射する光量を正確に検出可能という利点も得られる。
【００４９】
また、画像表示装置１は、発光素子２１１と遮光層２１３と光検出素子とを積層した構造を有するから、発光素子２１１や光検出素子を形成する技術（成膜技術）で遮光層２１をも形成可能である。これは、製造工程の簡素化とフロントライト１０６の薄型化とに繋がる利点である。なお、上記の構造を採用可能なのは、遮光層２１３が絶縁層としても機能するからである。
【００５０】
また、本実施形態では、陽極３０１、陰極配線４０２、陽極配線４０３および陰極配線４０４を同一の材料で形成したが、この通りでなくても製造工程の簡素化は可能である。要は、陽極３０１、陽極配線４０１、陰極配線４０２、陽極配線４０３および陰極配線４０４のうちの少なくとも二つが同一の材料で形成される構成であれば、程度の差こそあれ、製造工程の簡素化を達成可能である。
【００５１】
また、遮光層２１３の発光素子２１１に重なる部分の、照明基板２１０と対向する面に、発光素子２１１からの光を反射する反射材を用いることが好ましい。こうすることにより、発光素子２１１からの光は、反射材で反射し、照明基板２１０へ向かうから、発光素子２１１の発光の多くを照明基板２１０へ向かわせることができる。
【００５２】
また、上述した実施形態では、光検出素子を構成する複数のフォトダイオード２１２が並列に接続されており、検出信号が電流として与えられ、これらのフォトダイオード２１２から出力される電流の総和が光量信号ＤＡとしてフロントライト１０６の外部に出力されるが、これを変形し、光検出素子を構成する複数のフォトダイオード２１２が直列に接続されており、検出信号が電圧として与えられ、これらのフォトダイオード２１２から出力される電圧の総和が光量信号ＤＡとしてフロントライト１０６の外部に出力されるようにしてもよい。
【００５３】
また、上述した実施形態を変形し、フロントライト１０６が、複数の第１検出線と、複数の第２検出線とを備え、光検出素子を構成する複数のフォトダイオード２１２が、複数の第１検出線と複数の第２検出線の交差に対応して各々配置されるようにしてもよい。この場合、制御回路１０５は、光量信号ＤＡが示すｍ×ｎ個のフォトダイオード２１２の検出値に基づいて制御信号Ｃ３を生成することになる。この生成の好ましい方法としては、これらの検出値の平均値や中央値を算出し、この算出結果に基づいて制御信号Ｃ３を生成する方法が挙げられる。
【００５４】
＜第２実施形態＞
図８は本発明の第２実施形態に係る画像表示装置７の構成を示す図であり、図９はその動作を説明するためのタイミングチャートである。画像表示装置７は、指やペン等の物体Ｚが触れた位置を特定可能な装置であり、制御回路１０５に代えて制御回路７０１を、フロントライト１０６に代えてフロントライト７０２を備える。
【００５５】
制御回路７０１が制御回路１０５と大きく異なる点は、光量信号ＤＡに代えて信号ＤＢが供給される点と、各フォトダイオードに検出信号を出力させるための制御信号Ｃ５およびＣ６を生成して出力する点である。フロントライト７０２は、ｍ×ｎ個のフォトダイオード２１２を有する。これらのフォトダイオード２１２は、ｍ本の第１検出線７０３とｎ本の第２検出線７０４の交差に対応して、各々配置されている。各フォトダイオード２１２の陽極３０８は対応する第２検出線７０４と電気的に接続されており、陰極３１２は対応する第１検出線７０３と電気的に接続されている。
【００５６】
また画像表示装置７は、行方向に延在するｍ本の第１検出線７０３と、列方向に延在するｎ本の第２検出線７０４と、制御信号Ｃ５に基づいてｍ本の第１検出線７０３を順次選択するＹドライバ（第１選択回路）７０５と、制御信号Ｃ６に基づいてｎ本の第２検出線７０４を順次選択するＸドライバ（第２選択回路）７０６とを備える。制御信号Ｃ５は、周期が１Ｙのクロック信号と、ｍ本の第１検出線７０３を順次選択するための行選択パルスとを含む。このクロック信号のｍ周期が行選択パルスの一周期となり、このｍ周期のうちの一周期において行選択パルスがアクティブレベルとなる。制御信号Ｃ６は、周期が１Ｘのクロック信号と、ｎ本の第２検出線７０４を順次選択するための列選択パルスとを含む。１Ｘ＝１Ｙ／ｎである。このクロック信号のｎ周期が行選択パルスの一周期となり、このｎ周期のうちの一周期において列選択パルスがアクティブレベルとなる。
【００５７】
Ｙドライバ７０５は、制御信号Ｃ５が供給されるｍ段のシフトレジスタ７０７と、ｍ本の第１検出線７０３にそれぞれ対応して設けられ、各々が対応する第１検出線７０３と接地電位（陰極配線４０２）とを繋ぐｍ個のスイッチ７０８とを有する。シフトレジスタ７０７は、クロック信号に基づいて行選択期間（１Ｙ）毎にシフトを行うものであり、その初段には行選択パルスが入力される。シフトレジスタ７０７の各段は、各第１検出線７０３と１対１で対応しており、各スイッチ７０８は、対応する段からの行選択信号Ｙ１〜Ｙｍに基づいてオン／オフする。
【００５８】
行選択信号Ｙ１〜Ｙｍは、ｍ本の第１検出線７０３を順次選択するための信号であり、図９に示すように、１番目の行選択期間（１Ｙ）では行選択信号Ｙ１のみがアクティブレベルとなり、２番目の行選択期間では行選択信号Ｙ２のみがアクティブレベルとなり、…、ｍ番目の行選択期間では行選択信号Ｙｍのみがアクティブレベルとなり、ｍ＋１番目の行選択期間では行選択信号Ｙ１のみがアクティブレベルとなる。したがって、図８のｍ本の第１検出線７０３は、ｍ個のスイッチ７０８のオン／オフによって択一的かつ巡回的に選択されることになる。
【００５９】
Ｘドライバ７０６は、制御信号Ｃ６が供給されるｎ段のシフトレジスタ７０９と、入力信号を増幅して出力する増幅器７１１と、ｎ本の第２検出線７０４にそれぞれ対応して設けられ、各々が対応する第２検出線７０４と増幅器７１１の入力端とを繋ぐｎ個のスイッチ７１０と、クロック信号に基づいて動作するサンプルホールド回路７１２とを有する。シフトレジスタ７０９は、クロック信号に基づいて列選択期間（１Ｘ）毎にシフトを行うものであり、その初段には列選択パルスが入力される。シフトレジスタ７０９の各段は、各第２検出線７０４と１対１で対応しており、各スイッチ７１０は、対応する段からの列選択信号Ｘ１〜Ｘｍに基づいてオン／オフする。
【００６０】
列選択信号Ｘ１〜Ｘｎは、ｎ本の第２検出線７０４を順次選択するための信号であり、図９に示すように、１番目の列選択期間（１Ｘ）では列選択信号Ｘ１のみがアクティブレベルとなり、２番目の列選択期間では列選択信号Ｘ２のみがアクティブレベルとなり、…、ｎ番目の列選択期間では列選択信号Ｘｎのみがアクティブレベルとなり、ｎ＋１番目の列選択期間では列選択信号Ｘ１のみがアクティブレベルとなる。したがって、図８のｎ本の第２検出線７０４は、ｎ個のスイッチ７１０のオン／オフによって択一的かつ巡回的に選択されることになる。また、前述したように、１Ｘ＝１Ｙ／ｎである。よって、ｎ本の第２検出線７０４は、各行選択期間（１Ｙ）において、ｎ個のスイッチ７１０のオン／オフによって順次選択されることになる。
【００６１】
こうして、ｍ×ｎ個のフォトダイオード２１２が順次選択される。選択中のフォトダイオード２１２は、その陰極３１２には接地電位が供給され、その陽極３０８は増幅器７１１の入力端と電気的に接続されるから、入射する光量に応じた大きさの電流を増幅器７１１へ供給する。ｍ本の各第２検出線７０４を流れる電流をそれぞれ検出信号ｄ１〜ｄｎとしたとき、増幅器７１１の入力端と電気的に接続される第２検出線７０４は列選択期間毎に切り換わるから、図９に示すように、増幅器７１１には、検出信号ｄ１〜ｄｎを列選択期間毎に並べた信号ｄが供給される。
【００６２】
信号ｄは増幅器７１１で増幅されてサンプルホールド回路７１２へ供給される。サンプルホールド回路７１２は、容量素子を有し、この容量素子に、信号ｄに応じた電荷を蓄積し、この容量素子に保持されている電圧をサンプリング期間（Ｔ）毎にサンプリングし、最後にサンプリングした電圧を示す信号ＤＢを出力し続ける。Ｔ＝１Ｘであるが、容量素子の保持電圧が安定してからサンプリングが行われるようにするために、サンプリングが行われる時点ｔ１，ｔ２，…は、いずれも、列選択期間の終了直前となるように定められている。なお、Ｘドライバ７０６にＡ／Ｄ変換器を持たせ、サンプルホールド回路７１２の出力信号をＡ／Ｄ変換したものを信号ＤＢとしてもよい。
【００６３】
制御回路７０１は、封止基板２１４に物体Ｚが触れた位置を信号ＤＢに基づいて特定する特定手段として機能する。この特定の方法は任意である。例えば、予め定められた閾値と比較して信号ＤＢを二値化（ビット化）し、ｍ行ｎ列のマトリクスにわたるビットパターンに基づいて、一または複数の位置を物体の接触位置として特定するようにしてもよい。なお、本実施の形態を変形し、制御回路７０１が、物体の接触位置ではなく、物体との接触の有無を検出するようにしてもよい。
【００６４】
なお、制御回路７０１は、制御回路１０５と同様に、総ての発光素子２１１の発光量を制御するための制御信号Ｃ３を生成する。ただし、本実施形態では、信号ＤＢが示すｍ×ｎ個のフォトダイオード２１２の検出値の平均値を算出し、この算出結果に基づいて制御信号Ｃ３が生成される。もちろん、これを変形し、信号ＤＢが示すｍ×ｎ個のフォトダイオード２１２の検出値の中央値を算出し、この算出結果に基づいて制御信号Ｃ３を生成するようにしてもよい。また、各発光素子２１１の発光量を制御しないようにしてもよい。この場合には、制御信号Ｃ３の生成が不要となり、調光回路１０７に代えて固定電源を用いることができる。
【００６５】
＜他の変形例＞
上述した各実施形態では、遮光層２１３が絶縁層としても機能するが、これを変形し、絶縁層として機能しない遮光層と発光素子２１１との間、または当該遮光層とフォトダイオード２１２との間に絶縁層を介在させてもよい。また、陽極配線４０１、陰極配線４０２、陽極配線４０３および陰極配線４０４を互いに異なる材料で形成してもよいし、これらの配線のうちの少なくとも一つを不透明としてもよい。
【００６６】
また、上述した各実施形態では、照明装置が照らす対象が反射型液晶装置に限定されているが、これを変形し、照明装置が他の対象物を照らすようにしてもよい。他の対象物としては、反射型液晶表示装置以外の反射型の表示装置や、数値を針で指し示すアナログメーター等の計器、紙のポスター等の掲示物を例示可能である。また、液晶素子として、液晶の厚み方向に電圧が印加される液晶素子以外の液晶素子（当該方向とは異なる方向に電圧が印加される液晶素子）を採用してもよい。また、発光素子として、有機ＥＬ素子以外の発光素子（例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode））を採用してもよい。また、陰極３０８を封止基板２１４側に配置せずに済むのであれば、陰極３０８を光透過率の低い不透明材料で形成してもよい。
【００６７】
＜応用例＞
次に、本発明に係る表示装置を利用した電子機器について説明する。この説明では、本発明の実施形態またはその変形例に係る画像表示装置を「画像表示装置８」と記す。図１０は、画像表示装置８を表示部として採用したモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピューター２０００は、表示部としての画像表示装置８と本体部２０１０とを備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１およびキーボード２００２が設けられている。
図１１に、画像表示装置８を適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１およびスクロールボタン３００２、ならびに表示部としての画像表示装置８を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、画像表示装置８に表示される画面がスクロールされる。
図１２に、画像表示装置８を適用した携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す。携帯情報端末４０００は、複数の操作ボタン４００１および電源スイッチ４００２、ならびに表示部としての画像表示装置８を備える。
なお、本発明に係る画像表示装置が適用される電子機器としては、図１０から図１２に示したもののほか、テレビ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、複写機、ビデオプレーヤーなどが挙げられる。
【符号の説明】
【００６８】
１，７，８……画像表示装置、１０１……反射型液晶パネル、１０５，７０１……制御回路、１０６，７０２……フロントライト、１０７……調光回路、２１０……照明基板（第２基板）、２１１……発光素子、２１２，６０２……フォトダイオード、２１３……遮光層、２１４……封止基板（第１基板）、３０１，３０８……陽極、３０２……正孔注入層、３０７，３１２……陰極、３０９……Ｐ型半導体層、４０１，４０３，５５１，６０１……陽極配線（配線）、４０２，４０４，５５２……陰極配線（配線）、７０３……第１検出線、７０４……第２検出線、７０５……Ｙドライバ、７０６……Ｘドライバ、２０００……パーソナルコンピューター（電子機器）、３０００……携帯電話機（電子機器）、４０００……携帯情報端末（電子機器）、ｄ１〜ｄｎ……検出信号、ＤＡ……光量信号、ＦＳ……表示面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な第１基板と、
前記第１基板に対向する透明な第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、前記第２基板へ向けて発光する発光素子と、
前記第１基板と前記発光素子との間に設けられ、前記第２基板に直交する方向において前記発光素子と重なり、前記第１基板から入射する光量に応じた大きさの検出信号を出力する光検出素子と、
前記発光素子と前記光検出素子との間に設けられ、前記方向において前記発光素子を覆い、前記発光素子から前記光検出素子に向けて入射する光を遮光する遮光層と、
を備えた照明装置。
【請求項２】
前記発光素子、前記光検出素子および前記遮光層は、前記第２基板の上に形成され、
前記遮光層は、前記発光素子と前記光検出素子とを電気的に絶縁する、
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記発光素子は陽極と陰極とを備え、
前記光検出素子は陽極と陰極とを備え、
前記第２基板の上に形成され、前記発光素子の陽極、前記発光素子の陰極、前記光検出素子の陽極および前記光検出素子の陰極のうちの少なくとも二つにそれぞれ接する複数の配線を備え、
前記複数の配線は同一の材料で形成される、
ことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記複数の配線は透明である、
ことを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記遮光層の前記発光素子と対向する面に前記発光素子からの光を反射する反射材を用いる、
ことを特徴とする請求項２乃至４のうちいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記光検出素子は、複数のフォトダイオードで構成され、
前記複数のフォトダイオードは直列に接続され、
前記検出信号は電圧として与えられ、
直列に接続された複数の前記フォトダイオードから出力される電圧の総和を、当該照明装置に入射する光量に応じた大きさを示す光量信号として外部に出力する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記光検出素子は、複数のフォトダイオードで構成され、
前記複数のフォトダイオードは並列に接続され、
前記検出信号は電流として与えられ、
並列に接続された複数の前記フォトダイオードから出力される電流の総和を、当該照明装置に入射する光量に応じた大きさを示す光量信号として外部に出力する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項８】
複数の第１検出線と、
複数の第２検出線とを備え、
前記光検出素子は、複数のフォトダイオードで構成され、
前記複数のフォトダイオードは、前記複数の第１検出線と前記複数の第２検出線の交差に対応して、各々配置される、
ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の照明装置と、
当該照明装置の前記第２基板に表示面が接する表示装置とを、
備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
前記表示装置は反射型液晶装置であることを特徴とする請求項９に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記照明装置の前記光検出素子によって検出された前記検出信号に基づいて、前記発光素子の発光量を調整する調整手段を備えることを特徴とする請求項９または１０に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
請求項８に記載の照明装置と、
前記複数の第１検出線を順次選択する第１選択回路と、
前記複数の第２検出線を順次選択する第２選択回路と、
前記第１選択回路によって選択された第１検出線と、前記第２選択回路によって選択された第２検出線との交差に対応した前記フォトダイオードから出力される前記検出信号に基づいて、前記照明装置の前記第１基板に物体が触れた位置を特定する特定手段と、
当該照明装置の前記第２基板に表示面が接する表示装置とを、
備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１３】
請求項９乃至１２のうちいずれか１項に記載の画像表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
透明な第１基板と、
前記第１基板に対向する透明な第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、前記第２基板へ向けて発光する発光素子と、
前記第１基板と前記発光素子との間に設けられ、前記第２基板に直交する方向において前記発光素子と重なり、前記第１基板から入射する光量に応じた大きさの検出信号を出力する光検出素子と、
前記発光素子と前記光検出素子との間に設けられ、前記方向において前記発光素子を覆い、前記発光素子から前記光検出素子に向けて入射する光を遮光する遮光層と、
を備えた照明装置。
【請求項２】
前記発光素子、前記光検出素子および前記遮光層は、前記第２基板の上に形成され、
前記遮光層は、前記発光素子と前記光検出素子とを電気的に絶縁する、
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記発光素子は陽極と陰極とを備え、
前記光検出素子は陽極と陰極とを備え、
前記第２基板の上に形成され、前記発光素子の陽極、前記発光素子の陰極、前記光検出素子の陽極および前記光検出素子の陰極のうちの少なくとも二つにそれぞれ接する複数の配線を備え、
前記複数の配線は同一の材料で形成される、
ことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記複数の配線は透明である、
ことを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記遮光層の前記発光素子と対向する面に前記発光素子からの光を反射する反射材を用いる、
ことを特徴とする請求項２乃至４のうちいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記光検出素子は、複数のフォトダイオードで構成され、
前記複数のフォトダイオードは直列に接続され、
前記検出信号は電圧として与えられ、
直列に接続された複数の前記フォトダイオードから出力される電圧の総和を、当該照明装置に入射する光量に応じた大きさを示す光量信号として外部に出力する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記光検出素子は、複数のフォトダイオードで構成され、
前記複数のフォトダイオードは並列に接続され、
前記検出信号は電流として与えられ、
並列に接続された複数の前記フォトダイオードから出力される電流の総和を、当該照明装置に入射する光量に応じた大きさを示す光量信号として外部に出力する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項８】
複数の第１検出線と、
複数の第２検出線とを備え、
前記光検出素子は、複数のフォトダイオードで構成され、
前記複数のフォトダイオードは、前記複数の第１検出線と前記複数の第２検出線の交差に対応して、各々配置される、
ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の照明装置と、
当該照明装置の前記第２基板に表示面が接する表示装置とを、
備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
前記表示装置は反射型液晶装置であることを特徴とする請求項９に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記照明装置の前記光検出素子によって検出された前記検出信号に基づいて、前記発光素子の発光量を調整する調整手段を備えることを特徴とする請求項９または１０に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
請求項８に記載の照明装置と、
前記複数の第１検出線を順次選択する第１選択回路と、
前記複数の第２検出線を順次選択する第２選択回路と、
前記第１選択回路によって選択された第１検出線と、前記第２選択回路によって選択された第２検出線との交差に対応した前記フォトダイオードから出力される前記検出信号に基づいて、前記照明装置の前記第１基板に物体が触れた位置を特定する特定手段と、
当該照明装置の前記第２基板に表示面が接する表示装置とを、
備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１３】
請求項９乃至１２のうちいずれか１項に記載の画像表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−７８３２（Ｐ２０１１−７８３２Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４８３７１（Ｐ２００９−１４８３７１）
【出願日】平成２１年６月２３日（２００９．６．２３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２３日（２００９．６．２３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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