JP2011081390A - Display device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示画素部や額縁上に光センサを備えた表示装置および電子機器に関するものである。 The present invention relates to a display device and an electronic apparatus provided with an optical sensor on a display pixel portion or a frame.
フォトセンサで外光の照度を検出することにより、環境照度が明るい場合は、画面輝度を上げ、環境照度が暗い場合は逆に画面輝度を下げる技術が知られている。この技術を用いることで画面が見やすくなるばかりでなく、液晶表示装置などのようにバックライトシステムにより表示している場合などは、バックライトシステムの消費電力の削減になり、携帯電話等のモバイルアプリケーションの電池寿命へ貢献できることからこの種技術が種々検討されている。 A technique is known that detects the illuminance of external light with a photosensor, thereby increasing the screen brightness when the ambient illuminance is bright and decreasing the screen brightness when the ambient illuminance is dark. This technology not only makes the screen easier to see, but also reduces the power consumption of the backlight system when it is displayed by a backlight system such as a liquid crystal display device. This kind of technology has been studied variously because it can contribute to the battery life of
また、表示装置自体に座標入力機能を設けた技術がいくつか提案されている。
具体的には、たとえば、感圧式タッチパネル（特許文献１，２を参照）方式による表示装置や電磁誘導型タッチパネル方式（特許文献３を参照）による表示装置などが知られている。
Several techniques have been proposed in which the display device itself is provided with a coordinate input function.
Specifically, for example, a display device using a pressure-sensitive touch panel (see
しかし、上記のような座標入力機能付随の表示装置は小型化するのが困難であり、通常の表示装置と比較し、コストが高くなってしまうという問題点があった。
そこで、近年、上記の問題を解決すべく表示装置の各画素に受光素子を設け、受光素子への入射光を検知することにより表示装置内の座標を特定する表示装置の開発が盛んに行われている（特許文献４，５を参照）。
However, it is difficult to reduce the size of the display device with the coordinate input function as described above, and there is a problem that the cost becomes higher than that of a normal display device.
Therefore, in recent years, in order to solve the above-described problem, a display device for identifying a coordinate in the display device by providing a light receiving element in each pixel of the display device and detecting incident light to the light receiving element has been actively developed. (See Patent Documents 4 and 5).
上記のように、受光素子を設けることによって表示装置内の座標入力を可能とした装置は、座標入力機能を設けた表示装置と比較し、小型化が可能でコストも低減できるという利点を有するだけでなく、多点座標入力や面積入力も可能である。 As described above, the device that enables the coordinate input in the display device by providing the light receiving element has only the advantage that the size can be reduced and the cost can be reduced as compared with the display device provided with the coordinate input function. In addition, multipoint coordinate input and area input are also possible.
ところが、フォトセンサは可視光のみならず、図１に示すように、近赤外域にも感度を持つ。
このために、環境光に赤外を持つような白熱球下などでは、赤外域の光を検出してしまい、本来さほど照度が高くない環境でも、照度が比較的高い環境であるかの如く反応してしまい、環境照度の評価誤差が大きくなる。
However, the photosensor has sensitivity not only in visible light but also in the near infrared region as shown in FIG.
For this reason, under incandescent bulbs that have infrared light in the environment, light in the infrared region is detected, and even if the light intensity is not so high, it reacts as if the light intensity is relatively high. As a result, the environmental illuminance evaluation error increases.
そこで、可視域の照度だけを評価するために、赤外カットフィルタを別途センサ前に装着する必要があった。
この赤外カットフィルタは、通常ガラスに無機膜を多層コートした誘電体フィルタか赤外域に吸収をもつ色素をコーティングしたフィルタが用いられてきた。
Therefore, in order to evaluate only the illuminance in the visible range, it is necessary to separately attach an infrared cut filter in front of the sensor.
As the infrared cut filter, a dielectric filter in which an inorganic film is generally coated on glass or a filter in which a dye having absorption in the infrared region is coated has been used.
ところが、表示デバイスの表示領域の周辺に作り込む場合、センサ部分に別途フィルタを取り付けるためには、表示領域との干渉を避けるために、ある程度表示領域からの距離を保って装着する必要があり、画面照度を測定する場合の誤差となる。
さらには、別途フィルタを設けるので、部品点数の増加や、製造プロセスが煩雑となり、コスト増にもつながる。
However, when installing around the display area of the display device, in order to attach a separate filter to the sensor part, it is necessary to install it with a certain distance from the display area in order to avoid interference with the display area. This is an error when measuring screen illuminance.
Furthermore, since a separate filter is provided, the number of parts increases, the manufacturing process becomes complicated, and the cost increases.
また、液晶表示デバイスのように、表示に偏光板のようなフィルムを用いる場合、そのフィルムと赤外カットフィルタの一体化により、部品点数の削減や、フォトセンサの表示領域付近への配置の方法も考えられるが、赤外カットフィルタは、それそのものが着色されているために、表示品位そのものへ影響してしまい採用は難しい。 In addition, when a film such as a polarizing plate is used for display as in a liquid crystal display device, the number of parts can be reduced and the photosensor can be arranged near the display area by integrating the film with an infrared cut filter. However, since the infrared cut filter itself is colored, it affects the display quality itself and is difficult to adopt.
また、上記システムあるいは指等の検出対象物のバックライト光からの反射光を利用して、タッチパネルやイメージセンサ等を実現するシステムにおいて、表示装置内部での反射光ノイズをリアルタイムで除去できないという不利益がある。
また、上記バックライト光によるシステム、もしくは外光による撮像システムにおいて、ディスプレイ部からの干渉ノイズをリアルタイムで除去できない。
また、このような理由のため、温度特性、時間変動に強い高信頼性システムが実現できない。
また、高信頼性システムを実現使用とすると、電源投入時のキャリブレーション動作が必要になる。
In addition, in a system that realizes a touch panel, an image sensor, or the like by using reflected light from the backlight light of the detection object such as the system or a finger, it is not possible to remove reflected light noise inside the display device in real time. There is a profit.
In addition, in the system using backlight light or the imaging system using external light, interference noise from the display unit cannot be removed in real time.
For this reason, a highly reliable system that is resistant to temperature characteristics and time fluctuations cannot be realized.
In addition, if a highly reliable system is realized and used, a calibration operation at power-on is required.
本発明は、プロセスや部品の増加を招くことなく容易に赤外フィルタを形成可能であり、かつ電源投入時のキャリブレーション動作を要することなく、ノイズによる影響を小さくでき、受光システムのＳＮ比を向上することが可能な表示装置および電子機器を提供することにある。 In the present invention, it is possible to easily form an infrared filter without increasing the number of processes and components, and it is possible to reduce the influence of noise without requiring a calibration operation at the time of power-on, and to improve the SN ratio of the light receiving system. It is an object to provide a display device and an electronic device that can be improved.
本発明の第１の観点の表示装置は、受光素子を含み、表示領域における外光の強度を検出する第１の光センサ部と、受光素子を含み、当該受光素子への光路に赤外フィルタが配置された第２の光センサ部と、上記第１の光センサ部の検出信号と上記第２の光センサ部の検出信号との差分処理を行う信号処理部と、を有し、上記赤外フィルタは、少なくとも２種類のカラーフィルタを積層して形成されている。 A display device according to a first aspect of the present invention includes a light receiving element, a first optical sensor unit that detects the intensity of external light in a display region, and a light receiving element, and an infrared filter in an optical path to the light receiving element. And a signal processing unit that performs a difference process between a detection signal of the first photosensor unit and a detection signal of the second photosensor unit, and the red sensor unit The outer filter is formed by laminating at least two kinds of color filters.
好適には、上記赤外フィルタは、色の三原色である赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のカラーフィルタのうち、赤用カラーフィルタと青用カラーフィルタの２層、赤用カラーフィルタと緑用カラーフィルタの２層、赤用カラーフィルタと緑用カラーフィルタと青用カラーフィルタの３層のうちのいずれかの積層構造を有する。 Preferably, the infrared filter has two layers of a red color filter and a blue color filter among red (R), green (G), and blue (B) color filters which are the three primary colors. It has a laminated structure of any one of two layers of a color filter and a green color filter, and three layers of a red color filter, a green color filter, and a blue color filter.
好適には、上記第１の光センサ部は、遮光マスクに、上記受光素子に光を導く開口部が形成され、上記第２の光センサ部は、遮光マスクに、上記受光素子に光を導く開口部が形成され、当該開口部に上記赤外フィルタが形成されている。 Preferably, in the first photosensor unit, an opening for guiding light to the light receiving element is formed in the light shielding mask, and the second photosensor unit guides light to the light receiving element in the light shielding mask. An opening is formed, and the infrared filter is formed in the opening.
好適には、上記第１の光センサ部の開口部に、一つのカラーフィルタが形成されている。 Preferably, one color filter is formed in the opening of the first photosensor section.
好適には、上記表示部は表面輝度が変更可能であり、上記信号処理部は、上記差分信号処理結果に応じて上記表示部の表面輝度を変化させる。 Preferably, the display unit can change the surface luminance, and the signal processing unit changes the surface luminance of the display unit according to the difference signal processing result.
好適には、表示光を上記表示部に照射するバックライトを有し、上記信号処理部は、上記バックライトによる表示光のレベルを制御する。 Preferably, a backlight for irradiating the display unit with display light is provided, and the signal processing unit controls the level of display light from the backlight.
好適には、上記第１の光センサ部は、物体からの反射光を検出可能であり、上記信号処理部は、上記第１の光センサ部の検出信号と上記第２の光センサ部の検出信号との差分処理結果により上記第１の光センサ部に物体があるか否かを示す信号を出力する。 Preferably, the first photosensor unit can detect reflected light from an object, and the signal processing unit detects the detection signal of the first photosensor unit and the detection of the second photosensor unit. A signal indicating whether or not there is an object in the first optical sensor unit is output based on a difference processing result with the signal.
好適には、有効表示領域部に、複数の表示セルがマトリクス状に配列され、上記表示セルのマトリクス配列に混在して、上記第１の光センサ部および上記第２の光センサ部のうち少なくとも上記第１の光センサ部が配列されている。 Preferably, a plurality of display cells are arranged in a matrix in the effective display area, and are mixed in the matrix arrangement of the display cells, so that at least one of the first photosensor unit and the second photosensor unit. The first optical sensor units are arranged.
好適には、複数の上記第１の光センサ部が、各表示セルに隣接してそれぞれ配列されている。 Preferably, the plurality of first optical sensor units are arranged adjacent to each display cell.
好適には、上記有効表示領域部は、上記バックライトに対向して配置され、セル回路および受光素子が形成される第１透明基板と、上記第２透明基板と対向して配置される第２透明基板と、上記第１透明基板および上記第２透明基板間に配置された液晶層と、上記第１の光センサ部および第２の光センサ部に形成されて光を遮蔽するめの遮光マスクと、を有し、上記第１の光センサ部および第２の光センサ部の遮光マスクには、光を受光素子に導くための開口部が形成され、上記第２の光センサ部の開口部に上記赤外センサが形成されている。 Preferably, the effective display area portion is arranged to face the backlight, and a first transparent substrate on which a cell circuit and a light receiving element are formed, and a second transparent substrate to be arranged to face the second transparent substrate. A transparent substrate; a liquid crystal layer disposed between the first transparent substrate and the second transparent substrate; and a light shielding mask formed on the first photosensor unit and the second photosensor unit for shielding light. In the light shielding masks of the first photosensor unit and the second photosensor unit, an opening for guiding light to the light receiving element is formed, and the opening of the second photosensor unit is formed. The infrared sensor is formed.
本発明の第２の観点は、表示装置を有する電子機器であって、上記表示装置は、受光素子を含み、表示領域における外光の強度を検出する第１の光センサ部と、受光素子を含み、当該受光素子への光路に赤外フィルタが配置された第２の光センサ部と、上記第１の光センサ部の検出信号と上記第２の光センサ部の検出信号との差分処理を行う信号処理部と、を有し、上記赤外フィルタは、少なくとも２種類のカラーフィルタを積層して形成されている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an electronic apparatus having a display device, wherein the display device includes a light receiving element, and includes a first light sensor unit that detects the intensity of external light in the display region, and a light receiving element. Including a second optical sensor unit in which an infrared filter is disposed in the optical path to the light receiving element, and a difference process between the detection signal of the first optical sensor unit and the detection signal of the second optical sensor unit. The infrared filter is formed by stacking at least two types of color filters.
本発明によれば、第２の光センサ部で赤外光が検出される。そして、信号処理部において、第１の光センサ部の検出信号と第２の光センサ部の検出信号の対する差分処理が行われる。その処理結果の信号は、第１の光センサ部内の反射ノイズや遮光時の暗電流および近赤外領域の感度による漏れ電流、オフセットノイズの影響を極めて小さく抑えた信号となる。 According to the present invention, infrared light is detected by the second photosensor unit. Then, in the signal processing unit, differential processing is performed on the detection signal of the first optical sensor unit and the detection signal of the second optical sensor unit. The signal resulting from the processing is a signal in which the effects of reflection noise in the first optical sensor unit, dark current during light shielding, leakage current due to sensitivity in the near infrared region, and offset noise are extremely small.
本発明によれば、プロセスや部品の増加を招くことなく容易に赤外フィルタを形成可能であり、かつ電源投入時のキャリブレーション動作を要することなく、ノイズによる影響を小さくでき、受光システムのＳＮ比を向上することができる。 According to the present invention, it is possible to easily form an infrared filter without increasing the number of processes and components, and it is possible to reduce the influence of noise without requiring a calibration operation when the power is turned on. The ratio can be improved.
以下、本発明の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
＜第１実施形態＞
図２は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。
図３（Ａ）〜（Ｃ）は、図２の液晶表示装置における有効表示領域部の構成例を示す図であって、図３（Ａ）はセルのマトリクス配列を、図３（Ｂ）は平面図を、図３（Ｃ）は断面図をそれぞれ示している。
また、図４は、本実施形態に係る光検出回路の構成例を示す図である。
<First Embodiment>
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
3A to 3C are diagrams showing an example of the configuration of the effective display area portion in the liquid crystal display device of FIG. 2, wherein FIG. 3A shows a matrix arrangement of cells, and FIG. FIG. 3C is a plan view and FIG. 3C is a cross-sectional view.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the photodetection circuit according to the present embodiment.
液晶表示装置１は、図２に示すように、表示部としての有効表示領域部（画像表示部）２、光検出部（ＬＤＴＣ）３、垂直駆動回路（ＶＤＲＶ）４、水平駆動回路（ＨＤＲＶ）５、および信号処理回路（ＳＰＲＣ）６を有している。
As shown in FIG. 2, the liquid
本実施形態の液晶表示装置１は、外光の強度（照度）に応じて有効表示領域部２の表面輝度を変更可能（実際にはバックライト２５の発光強度を変更可能）に構成されている。すなわち、本実施形態の液晶表示装置１は、調光機能を有している。
The liquid
有効表示領域部２は、表示画素を形成する表示回路２１０を含む複数の表示セル２１がマトリクス状に配列されている。有効表示領域部２は、表示画面を形成する。
そして、有効表示領域部２に隣接（近接）して光検出部３が配置されている。
なお、光検出部３は、有効表示領域部２外部（表示領域部の有効領域外の非表示領域部）に隣接して形成する代わりに、後で第２の実施形態として説明するように、有効表示領域部２と一体的に形成することも可能である。
In the effective
The
In addition, instead of forming the
光検出部３は、図４に示すように、第１の光センサ部３１、第２の光センサ部３２、リセット用スイッチ３３、コンパレータ３４、およびキャパシタＣ３１を有する。
As shown in FIG. 4, the
第１の光センサ部３１は、受光素子（フォトセンサ、調光側センサ）３１１を含み、有効表示領域部２における外光の強度を検出する。
第２の光センサ部３２は、受光素子３２１を含み、この受光素子３２１への光路に赤外フィルタＦＬＴ３２１が配置され、遮光時の暗電流および近赤外領域の感度による漏れ電流を検出可能に構成されている。
この赤外フィルタＦＬＴ３２１は、後で詳述するように、少なくとも２種類のカラーフィルタを積層して形成されている。より具体的には、赤外フィルタＦＬＴ３２１は、色の三原色である赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のカラーフィルタのうち、赤用カラーフィルタＦＬＴ−Ｒと青用カラーフィルタＦＬＴ−Ｂの２層、赤用カラーフィルタＦＬＴ−Ｒと緑用カラーフィルタＦＬＴ−Ｇの２層、赤用カラーフィルタＦＬＴ−Ｒと緑用カラーフィルタＦＬＴ−Ｇと青用カラーフィルタＦＬＴ−Ｂの３層のうちのいずれの積層構造を有する。
The first
The second
As will be described in detail later, the
なお、第１の光センサ部３１および第２の光センサ部３２は、たとえば遮光物体（たとえばユーザの指）が上部にかざされず、かつ、外光を受光してその外光レベルを検出可能な領域に配置される。
The first
図４の光検出部３においては、第１の光センサ部３１の調光側センサ（受光素子３１１）と第２の光センサ部３２の遮光側センサ（受光素子３２１）とが、電源電位ＶＤＤと基準電位ＶＳＳ（たとえば接地電位ＧＮＤ）との間に、直近で（近接させて）直列に接続されている。
そして、光検出部３は、第１の光センサ部３１の調光側センサ（受光素子３１１）の検出電流成分から第２の光センサ部３２の遮光側センサ（受光素子３２１）の検出電流成分である赤外成分を取り除いた信号を、コンパレータ３４を用いて参照電圧との比較結果して外光強度信号を得、検出信号Ｓ３として信号処理回路６に出力する。
光検出部３による検出信号Ｓ３は、調光側センサ３１１が検出した赤外域の検出成分が除去されている。
このように、光検出部３は、第１の光センサ部の検出信号と第２の光センサ部の検出信号との差分処理を行う信号処理部としての機能を有している。
In the
Then, the
In the detection signal S3 from the
Thus, the
そして、信号処理回路６は、光検出部３による検出信号Ｓ３に応じて、有効表示領域部２に与える光量を制御する。
本実施形態においては、信号処理回路６は、光検出部３の検出信号Ｓ３の出力レベルに応じて、制御信号ＣＴＬにより、有効表示領域部（画面表示部）２の表面輝度を変化させる。
Then, the signal processing circuit 6 controls the amount of light given to the effective
In the present embodiment, the signal processing circuit 6 changes the surface luminance of the effective display area part (screen display part) 2 by the control signal CTL according to the output level of the detection signal S3 of the
有効表示領域部２の説明に戻る。
たとえば、有効表示領域部２の所定領域において、図３中の左から、色の三原色に対応したＲ色の表示セル２１Ｒ、Ｇ色の表示セル２１Ｇ、Ｂ色の表示セル２１Ｂが配列され、たとえば図示しない遮光マスク（ブラックマスク）を介して、あるいはブラックマスクを介さずにこの配列が繰り返される。
Returning to the description of the
For example, in a predetermined area of the
また、有効表示領域部２においては、図３（Ｂ）に示すように、Ｒ色の表示セル２１Ｒの配置領域にはＲ色フィルタＦＬＴ−Ｒ、Ｇ色の表示セル２１Ｇの配置領域にはＧ色フィルタＦＬＴ−Ｇ、Ｂ色の表示セル２１Ｂの配置領域にはＢ色フィルタＦＬＴ−Ｂが形成されている。
In the
有効表示領域部２においては、図３（Ｃ）に示すように、たとえばガラスにより形成されたＴＦＴ基板（第１透明基板）２２と対向基板（第２透明基板）２３との間に液晶層２４が封入されて形成されている。また、たとえばＴＦＴ基板２２の底面２２１側にバックライト２５が配置されている。
また、ＴＦＴ基板２２の基面２２２側には各表示セル２１の表示回路２１０が形成されている。
一方、対向基板２３の基面２３１には各種フィルタＦＬＴ−Ｒ，ＦＬＴ−Ｇ，ＦＬＴ−Ｂが形成されている。
In the
The
On the other hand, various filters FLT-R, FLT-G, and FLT-B are formed on the
各表示セル２１における表示回路２１０は、図３（Ａ）に示すように、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；thin film transistor）２１１と、ＴＦＴ２１１のドレイン電極（またはソース電極）に画素電極が接続された液晶セル（ＬＣ）２１２と、ＴＦＴ２１１のドレイン電極に一方の電極が接続された保持容量（Ｃｓ）２１３とにより構成されている。
As shown in FIG. 3A, the
これら表示セル２１の各々に対して、走査線（ゲート線）７−１〜７−ｍが各行ごとにその画素配列方向に沿って配線され、表示信号線８−１〜８−ｎが列ごとにその画素配列方向に沿って配線されている。
そして、各表示セル２１のＴＦＴ２１１のゲート電極は、各行単位で同一の走査線（ゲート線）７−１〜７−ｍにそれぞれ接続されている。また、各表示セル２１のＴＦＴ２１１のソース電極（または、ドレイン電極）は、各列単位で同一の表示信号線８−１〜８−ｎに各々接続されている。
For each of these display cells 21, scanning lines (gate lines) 7-1 to 7-m are wired along the pixel arrangement direction for each row, and display signal lines 8-1 to 8-n are arranged for each column. Are wired along the pixel array direction.
The gate electrode of the
図３（Ａ）の構成においては、走査線７−１〜７−ｍは垂直駆動回路４に接続されて、この垂直駆動回路４により駆動される。
また、表示セル２１に対応した配線された表示信号線８−１〜８−ｎは水平駆動回路５に接続され、この水平駆動回路５により駆動される。
In the configuration of FIG. 3A, the scanning lines 7-1 to 7-m are connected to and driven by the vertical drive circuit 4.
Further, the wired display signal lines 8-1 to 8-n corresponding to the display cells 21 are connected to the
さらに、一般的な液晶表示装置においては、画素保持容量配線（Ｃｓ）９−１〜９−ｍが独立に配線され、この画素保持容量配線９−１〜９−ｍと接続電極との間に保持容量２１３が形成されている。
そして、各画素部の表示セル２１の液晶セル２１２の対向電極および／または保持容量２１３の他方の電極には、コモン配線（共通配線）を通してたとえば所定の直流電圧がコモン電圧ＶＣＯＭとして与えられる。
あるいは、各表示セル２１の液晶セル２１２の対向電極および保持容量２１３の他方の電極には、たとえば１水平走査期間（１Ｈ）毎に極性が反転するコモン電圧ＶＣＯＭが与えられる。
Further, in a general liquid crystal display device, pixel storage capacitor lines (Cs) 9-1 to 9-m are independently wired, and between the pixel storage capacitor lines 9-1 to 9-m and the connection electrodes. A
Then, for example, a predetermined DC voltage is applied as a common voltage VCOM to the counter electrode of the
Alternatively, a common voltage VCOM whose polarity is inverted every horizontal scanning period (1H) is applied to the counter electrode of the
垂直駆動回路４は、図示しないクロックジェネレータにより生成された垂直スタート信号ＶＳＴ、垂直クロックＶＣＫ、イネーブル信号ＥＮＢを受けて、１フィールド期間ごとに垂直方向（行方向）に走査して走査線７−１〜７−ｍに接続された各表示セル２１を行単位で順次選択する処理を行う。
すなわち、垂直駆動回路４から走査線７−１に対して走査パルスＳＰ１が与えられたときには第１行目の各列の画素が選択され、走査線７−２に対して走査パルスＳＰ２が与えられたときには第２行目の各列の画素が選択される。以下同様にして、走査線７−３，…，７−ｍに対して走査パルスＳＰ３，…，ＳＰｍが順に与えられる。
The vertical drive circuit 4 receives a vertical start signal VST, a vertical clock VCK, and an enable signal ENB generated by a clock generator (not shown) and scans in the vertical direction (row direction) every field period to scan line 7-1. A process of sequentially selecting each display cell 21 connected to ˜7-m in units of rows is performed.
That is, when the scanning pulse SP1 is applied to the scanning line 7-1 from the vertical drive circuit 4, the pixels in each column of the first row are selected, and the scanning pulse SP2 is applied to the scanning line 7-2. In this case, the pixels in each column of the second row are selected. Similarly, scanning pulses SP3,..., SPm are sequentially applied to the scanning lines 7-3,.
水平駆動回路５は、図示しないクロックジェネレータにより生成された水平走査の開始を指令する水平スタートパルスＨＳＴ、水平走査の基準となる互いに逆相の水平クロックＨＣＫを受けてサンプリングパルスを生成し、入力される画像データＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を、生成したサンプリングパルスに応答して順次サンプリングして、各表示セル２１に書き込むベきデータ信号として各表示信号線８−１〜８−ｎに供給する。
The
以下に、光検出部３における第１のセンサ部３１および第２のセンサ部３２の構成についてさらに詳細に説明する。
Below, the structure of the
図５は、第１の光センサ部および第２の光センサ部のフォトセンサ（受光素子）をＴＦＴにより形成した構造例を示す断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a structural example in which photosensors (light receiving elements) of the first optical sensor unit and the second optical sensor unit are formed by TFTs.
ＴＦＴ基板２２（透明絶縁基板、たとえばガラス基板）上にゲート絶縁膜３３１で覆われたゲート電極３３２が形成されている。ゲート電極は、たとえばモリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）などの金属または合金をスパッタリングなどの方法で成膜して形成される。
ゲート絶縁膜３３１上に半導体膜（チャネル形成領域）３３３、並びに半導体膜３３３を挟んで一対のｎ―拡散層（ＬＤＤ領域）３３４，３３５、ｎ＋拡散層３３６，３３７(ソース、ドレイン領域)が形成されている。さらに、ゲート絶縁膜３３１、半導体層（チャネル形成領域）３３３、ｎ―拡散層（ＬＤＤ領域）３３４，３３５、ｎ＋拡散層３３６，３３７(ソース、ドレイン領域)を覆うように層間絶縁膜３３８が形成され、層間絶縁膜３３８を覆うように層間絶縁膜３３９が形成されている。層間絶縁膜３３９は、たとえばＳｉＮ、ＳｉＯ２等により形成される。
一方のｎ＋拡散層３３６には、層間絶縁膜３３８，３３９に形成されたコンタクトホール３４０ａを介してソース電極３４１が接続され、他方のｎ＋拡散層３３７には、層間絶縁膜３３８，３３９に形成されたコンタクトホール３４０ｂを介してドレイン電極３４２が接続される。
ソース電極３４１およびドレイン電極３４２は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）をパターニングしたものである。
層間絶縁膜３３８、ソース電極３４１、ドレイン電極３４２、層間絶縁膜３３９上に平坦化膜３４３が形成されている。
そして、たとえば表示領域部の有効表示領域あるいは、非表示領域に配置される場合には、この平坦化膜３４３上に液晶層２４が形成される。
A
A semiconductor film (channel formation region) 333 and a pair of n − diffusion layers (LDD regions) 334 and 335 and n + diffusion layers 336 and 337 (source and drain regions) are sandwiched between the
One n + diffusion layer 336 is connected to a
The
A
For example, in the case where the
そして、本実施形態においては、たとえば第２の光センサ部３２のブラックマスクＢＭＳＫに形成される開口部にカラーフィルタの多層構造からなる赤外フィルタＦＬＴ３２１が形成されている。
ここで、本実施形態に係る赤外フィルタＦＬＴ３２１の構成例および作製方法について、図面に関連付けて説明する。
In this embodiment, for example, an
Here, a configuration example and a manufacturing method of the
図６に、Ｒ色フィルタ（カラーフィルタ）ＦＬＴ−Ｒ、Ｇ色フィルタＦＬＴ−Ｇ、およびＢ色フィルタＦＬＴ−Ｂの各カラーフィルタＣＦの可視領域（ＶＩＳ）と赤外領域ＮＩＲの吸収スペクトルを示す。
図６において、横軸は波長を、縦軸が吸収率をそれぞれ示している。
FIG. 6 shows absorption spectra in the visible region (VIS) and the infrared region NIR of the color filters CF of the R color filter (color filter) FLT-R, the G color filter FLT-G, and the B color filter FLT-B. .
In FIG. 6, the horizontal axis indicates the wavelength, and the vertical axis indicates the absorption rate.
図７は、赤外フィルタの第１の構成例を示す図である。
また、図８は、図７の赤外フィルタの分光特性を示す図である。
図８において、横軸が波長を、縦軸が透過率をそれぞれ示している。
FIG. 7 is a diagram illustrating a first configuration example of the infrared filter.
FIG. 8 is a diagram showing the spectral characteristics of the infrared filter of FIG.
In FIG. 8, the horizontal axis indicates the wavelength and the vertical axis indicates the transmittance.
図７の赤外フィルタＦＬＴ３２１−１は、ブラックマスクＢＭＳＫの開口部ＢＭＳＫ３２１にＲ色フィルタＦＬＴ−ＲとＢ色フィルタＦＬＴ−Ｂの２色のカラーフィルタを積層して形成されている。
この赤外フィルタＦＬＴ３２１−１は、図８に示すように、赤外域に対して良好な透過特性を有している。
また、図８の例では、第１の光センサ部３１におけるブラックマスクＢＭＳＫの開口部ＢＭＳＫ３１１に可視光を良好に受光素子（フォトセンサ）３１１に導くように、１層のＧ色フィルタＦＴＬ−Ｇが形成されている。この第１の光センサ部３１のＧ色フィルタＦＴＬ−Ｇはなくても良い。
The infrared filter FLT321-1 in FIG. 7 is formed by stacking two color filters, an R color filter FLT-R and a B color filter FLT-B, on the opening BMSK321 of the black mask BMSK.
As shown in FIG. 8, the infrared filter FLT 321-1 has good transmission characteristics with respect to the infrared region.
Further, in the example of FIG. 8, the G color filter FTL-G of one layer is used so that visible light is favorably guided to the light receiving element (photosensor) 311 to the opening BMSK311 of the black mask BMSK in the
図９（Ａ）〜（Ｌ）は、図７のフィルタの製造プロセスを示す図である。 9A to 9L are diagrams showing a manufacturing process of the filter of FIG.
まず、図９（Ａ）に示すように、ガラス基板（対向基板）２３のブラック（黒）光感光レジスト４０１を塗布する。
次に、図９（Ｂ）に示すように、ブラック光感光レジスト４０１上にフォトマスク４０２を形成し、ブラック光感光レジスト４０１を選択的に露光する。
そして、図９（Ｃ）に示すように、ブラックのパターンを現像する。
次に、図９（Ｄ）に示すように、グリーン（Ｇ）光感光レジスト４０３を塗布する。
図９（Ｅ）に示すように、グリーン光感光レジスト４０３上にフォトマスク４０４を形成し、グリーン光感光レジスト４０３を選択的に露光する。
そして、図９（Ｆ）に示すように、グリーンのパターンを現像する。
次に、図９（Ｇ）に示すように、レッド（Ｒ）光感光レジスト４０５を塗布する。
図９（Ｈ）に示すように、レッド光感光レジスト４０５上にフォトマスク４０６を形成し、レッド光感光レジスト４０５を選択的に露光する。
そして、図９（Ｉ）に示すように、レッドのパターンを現像する。
次に、図９（Ｊ）に示すように、ブルー（Ｂ）光感光レジスト４０７を塗布する。
図９（Ｋ）に示すように、ブルー光感光レジスト４０７上にフォトマスク４０８を形成し、ブルー光感光レジスト４０７を選択的に露光する。
そして、図１２（Ｌ）に示すように、ブルーのパターンを現像する。
以上の製造プロセスを経て第２の光センサ部３２の赤外フィルタＦＬＴ３２１−２、および第１の光センサ部３１のＧ色フィルタＦＬＴ−Ｇが形成される。
First, as shown in FIG. 9A, a black photosensitive resist 401 on a glass substrate (counter substrate) 23 is applied.
Next, as shown in FIG. 9B, a
Then, as shown in FIG. 9C, the black pattern is developed.
Next, as shown in FIG. 9D, a green (G) photosensitive resist 403 is applied.
As shown in FIG. 9E, a
Then, as shown in FIG. 9F, the green pattern is developed.
Next, as shown in FIG. 9G, a red (R) photosensitive resist 405 is applied.
As shown in FIG. 9H, a
Then, as shown in FIG. 9I, the red pattern is developed.
Next, as shown in FIG. 9J, a blue (B) photosensitive resist 407 is applied.
As shown in FIG. 9K, a
Then, as shown in FIG. 12L, the blue pattern is developed.
Through the above manufacturing process, the infrared filter FLT321-2 of the
図１０は、赤外フィルタの第２の構成例を示す図である。
また、図１１は、図１０の赤外フィルタの分光特性を示す図である。
図１１において、横軸が波長を、縦軸が透過率をそれぞれ示している。
FIG. 10 is a diagram illustrating a second configuration example of the infrared filter.
FIG. 11 is a diagram showing the spectral characteristics of the infrared filter of FIG.
In FIG. 11, the horizontal axis indicates the wavelength and the vertical axis indicates the transmittance.
図１０の赤外フィルタＦＬＴ３２１−２は、ブラックマスクＢＭＳＫの開口部ＢＭＳＫ３２１にＧ色フィルタＦＬＴ−ＧとＲ色フィルタＦＬＴ−ＲとＢ色フィルタＦＬＴ−Ｂの３色のカラーフィルタを積層して形成されている。
この赤外フィルタＦＬＴ３２１−２は、図１１に示すように、赤外域に対して良好な透過特性を有している。
また、図１０の例では、図７の例と同様に、第１の光センサ部３１におけるブラックマスクＢＭＳＫの開口部ＢＭＳＫ３１１に可視光を良好に受光素子（フォトセンサ）３１１に導くように、１層のＧ色フィルタＦＴＬ−Ｇが形成されている。この第１の光センサ部３１のＧ色フィルタＦＴＬ−Ｇはなくても良い。
The infrared filter FLT321-2 in FIG. 10 is formed by laminating three color filters, a G color filter FLT-G, an R color filter FLT-R, and a B color filter FLT-B, on the opening BMSK321 of the black mask BMSK. Has been.
As shown in FIG. 11, the infrared filter FLT321-2 has good transmission characteristics in the infrared region.
Further, in the example of FIG. 10, similarly to the example of FIG. 7, the visible light is favorably guided to the light receiving element (photosensor) 311 to the
図１２（Ａ）〜（Ｌ）は、図１０のフィルタの製造プロセスを示す図である。 12A to 12L are diagrams showing a manufacturing process of the filter of FIG.
まず、図１２（Ａ）に示すように、ガラス基板（対向基板）２３のブラック（黒）光感光レジスト４１１を塗布する。
次に、図１２（Ｂ）に示すように、ブラック光感光レジスト４１１上にフォトマスク４１２を形成し、ブラック光感光レジスト４１１を選択的に露光する。
そして、図１２（Ｃ）に示すように、ブラックのパターンを現像する。
次に、図１２（Ｄ）に示すように、グリーン（Ｇ）光感光レジスト４１３を塗布する。
図１２（Ｅ）に示すように、グリーン光感光レジスト４１３上にフォトマスク４１４を形成し、グリーン光感光レジスト４１３を選択的に露光する。
そして、図１２（Ｆ）に示すように、グリーンのパターンを現像する。
次に、図１２（Ｇ）に示すように、レッド（Ｒ）光感光レジスト４１５を塗布する。
図１２（Ｈ）に示すように、レッド光感光レジスト４１５上にフォトマスク４１６を形成し、レッド光感光レジスト４１５を選択的に露光する。
そして、図１２（Ｉ）に示すように、レッドのパターンを現像する。
次に、図１２（Ｊ）に示すように、ブルー（Ｂ）光感光レジスト４１７を塗布する。
図１２（Ｋ）に示すように、ブルー光感光レジスト４１７上にフォトマスク４１８を形成し、ブルー光感光レジスト４１７を選択的に露光する。
そして、図１２（Ｌ）に示すように、ブルーのパターンを現像する。
以上の製造プロセスを経て第２の光センサ部３２の赤外フィルタＦＴＬ３２１−２、および第１の光センサ部３１のＧ色フィルタＦＬＴ−Ｇが形成される。
First, as shown in FIG. 12A, a black photosensitive resist 411 on a glass substrate (counter substrate) 23 is applied.
Next, as shown in FIG. 12B, a
Then, as shown in FIG. 12C, the black pattern is developed.
Next, as shown in FIG. 12D, a green (G) photosensitive resist 413 is applied.
As shown in FIG. 12E, a
Then, as shown in FIG. 12F, the green pattern is developed.
Next, as shown in FIG. 12G, a red (R) photosensitive resist 415 is applied.
As shown in FIG. 12H, a
Then, as shown in FIG. 12I, the red pattern is developed.
Next, as shown in FIG. 12J, a blue (B) photosensitive resist 417 is applied.
As shown in FIG. 12K, a
Then, as shown in FIG. 12L, the blue pattern is developed.
Through the above manufacturing process, the infrared filter FTL321-2 of the second
図１３は、赤外フィルタの第３の構成例を示す図である。
また、図１４は、図１３の赤外フィルタの分光特性を示す図である。
図１４において、横軸が波長を、縦軸が透過率をそれぞれ示している。
FIG. 13 is a diagram illustrating a third configuration example of the infrared filter.
FIG. 14 is a diagram showing the spectral characteristics of the infrared filter of FIG.
In FIG. 14, the horizontal axis indicates the wavelength and the vertical axis indicates the transmittance.
図１３の赤外フィルタＦＬＴ３２１−３は、図１０の第１の構成例と同様に、ブラックマスクＢＭＳＫの開口部ＢＭＳＫ３２１にＲ色フィルタＦＬＴ−ＲとＢ色フィルタＦＬＴ−Ｂの２色のカラーフィルタを積層して形成されている。
この赤外フィルタＦＬＴ３２１−３は、図１４に示すように、赤外域に対して良好な透過特性を有している。
また、図１３の例では、図７の例と異なり、第１の光センサ部３１におけるブラックマスクＢＭＳＫの開口部ＢＭＳＫ３１１にＧ色フィルタＦＬＴ−Ｇが形成されていない。
As in the first configuration example of FIG. 10, the infrared filter FLT321-3 of FIG. 13 has two color filters, an R color filter FLT-R and a B color filter FLT-B, at the opening BMSK321 of the black mask BMSK. Are laminated.
As shown in FIG. 14, the infrared filter FLT321-3 has good transmission characteristics with respect to the infrared region.
In the example of FIG. 13, unlike the example of FIG. 7, the G color filter FLT-G is not formed in the opening BMSK311 of the black mask BMSK in the
図１５（Ａ）〜（Ｌ）は、図１３のフィルタの製造プロセスを示す図である。 15A to 15L are diagrams showing a manufacturing process of the filter of FIG.
まず、図１５（Ａ）に示すように、ガラス基板（対向基板）２３のブラック（黒）光感光レジスト４２１を塗布する。
次に、図１５（Ｂ）に示すように、ブラック光感光レジスト４２１上にフォトマスク４２２を形成し、ブラック光感光レジスト４２１を選択的に露光する。
そして、図１５（Ｃ）に示すように、ブラックのパターンを現像する。
次に、図１５（Ｄ）に示すように、グリーン（Ｇ）光感光レジスト４２３を塗布する。
図１５（Ｅ）に示すように、グリーン光感光レジスト４２３上にフォトマスク４２４を形成し、グリーン光感光レジスト４２３を選択的に露光する。
そして、図１５（Ｆ）に示すように、グリーンのパターンを現像する。
次に、図１５（Ｇ）に示すように、レッド（Ｒ）光感光レジスト４２５を塗布する。
図１５（Ｈ）に示すように、レッド光感光レジスト４２５上にフォトマスク４２６を形成し、レッド光感光レジスト４２５を選択的に露光する。
そして、図１５（Ｉ）に示すように、レッドのパターンを現像する。
次に、図１５（Ｊ）に示すように、ブルー（Ｂ）光感光レジスト４２７を塗布する。
図１５（Ｋ）に示すように、ブルー光感光レジスト４２７上にフォトマスク４２８を形成し、ブルー光感光レジスト４２７を選択的に露光する。
そして、図１５（Ｌ）に示すように、ブルーのパターンを現像する。
以上の製造プロセスを経て第２の光センサ部３２の赤外フィルタＦＬＴ３２１−３、および第１の光センサ部３１の開口部ＢＭＳＫ３１１が形成される。
First, as shown in FIG. 15A, a black photosensitive resist 421 on a glass substrate (counter substrate) 23 is applied.
Next, as shown in FIG. 15B, a
Then, as shown in FIG. 15C, the black pattern is developed.
Next, as shown in FIG. 15D, a green (G) photosensitive resist 423 is applied.
As shown in FIG. 15E, a
Then, as shown in FIG. 15F, the green pattern is developed.
Next, as shown in FIG. 15G, a red (R) photosensitive resist 425 is applied.
As shown in FIG. 15H, a
Then, as shown in FIG. 15I, the red pattern is developed.
Next, as shown in FIG. 15J, a blue (B) photosensitive resist 427 is applied.
As shown in FIG. 15K, a
Then, as shown in FIG. 15L, the blue pattern is developed.
Through the above manufacturing process, the infrared filter FLT 321-3 of the second
図１６は、赤外フィルタの第４の構成例を示す図である。
また、図１７は、図１６の赤外フィルタの分光特性を示す図である。
図１７において、横軸が波長を、縦軸が透過率をそれぞれ示している。
FIG. 16 is a diagram illustrating a fourth configuration example of the infrared filter.
FIG. 17 is a diagram showing the spectral characteristics of the infrared filter of FIG.
In FIG. 17, the horizontal axis indicates the wavelength, and the vertical axis indicates the transmittance.
図１６の赤外フィルタＦＬＴ３２１−４は、図１０の第２の構成例と同様に、ブラックマスクＢＭＳＫの開口部ＢＭＳＫ３２１にＧ色フィルタＦＬＴ−ＧとＲ色フィルタＦＬＴ−ＲとＢ色フィルタＦＬＴ−Ｂの３色のカラーフィルタを積層して形成されている。
この赤外フィルタＦＬＴ３２１−４は、図１７に示すように、赤外域に対して良好な透過特性を有している。
また、図１６の例では、図１０の例と異なり、第１の光センサ部３１におけるブラックマスクＢＭＳＫの開口部ＢＭＳＫ３１１にＧ色フィルタＦＬＴ−Ｇが形成されていない。
As in the second configuration example of FIG. 10, the infrared filter FLT321-4 in FIG. 16 has a G color filter FLT-G, an R color filter FLT-R, and a B color filter FLT- in the opening BMSK321 of the black mask BMSK. The three color filters of B are stacked.
As shown in FIG. 17, the infrared filter FLT321-4 has good transmission characteristics with respect to the infrared region.
In the example of FIG. 16, unlike the example of FIG. 10, the G color filter FLT-G is not formed in the opening BMSK311 of the black mask BMSK in the
図１８（Ａ）〜（Ｌ）は、図１６のフィルタの製造プロセスを示す図である。 18A to 18L are diagrams showing a manufacturing process of the filter of FIG.
まず、図１８（Ａ）に示すように、ガラス基板（対向基板）２３のブラック（黒）光感光レジスト４３１を塗布する。
次に、図１８（Ｂ）に示すように、ブラック光感光レジスト４３１上にフォトマスク４３２を形成し、ブラック光感光レジスト４３１を選択的に露光する。
そして、図１８（Ｃ）に示すように、ブラックのパターンを現像する。
次に、図１８（Ｄ）に示すように、グリーン（Ｇ）光感光レジスト４３３を塗布する。
図１８（Ｅ）に示すように、グリーン光感光レジスト４３３上にフォトマスク４３４を形成し、グリーン光感光レジスト４３３を選択的に露光する。
そして、図１８（Ｆ）に示すように、グリーンのパターンを現像する。
次に、図１８（Ｇ）に示すように、レッド（Ｒ）光感光レジスト４３５を塗布する。
図１８（Ｈ）に示すように、レッド光感光レジスト４３５上にフォトマスク４３６を形成し、レッド光感光レジスト４３５を選択的に露光する。
そして、図１８（Ｉ）に示すように、レッドのパターンを現像する。
次に、図１８（Ｊ）に示すように、ブルー（Ｂ）光感光レジスト４３７を塗布する。
図１８（Ｋ）に示すように、ブルー光感光レジスト４３７上にフォトマスク４３８を形成し、ブルー光感光レジスト４３７を選択的に露光する。
そして、図１８（Ｌ）に示すように、ブルーのパターンを現像する。
以上の製造プロセスを経て第２の光センサ部３２の赤外フィルタＦＬＴ３２１−４、および第１の光センサ部３１の開口部ＢＭＳＫ３１１が形成される。
First, as shown in FIG. 18A, a black photosensitive resist 431 on a glass substrate (counter substrate) 23 is applied.
Next, as shown in FIG. 18B, a
Then, as shown in FIG. 18C, the black pattern is developed.
Next, as shown in FIG. 18D, a green (G) photosensitive resist 433 is applied.
As shown in FIG. 18E, a
Then, as shown in FIG. 18F, the green pattern is developed.
Next, as shown in FIG. 18G, a red (R) photosensitive resist 435 is applied.
As shown in FIG. 18H, a
Then, as shown in FIG. 18I, the red pattern is developed.
Next, as shown in FIG. 18J, a blue (B) photosensitive resist 437 is applied.
As shown in FIG. 18K, a
Then, as shown in FIG. 18L, the blue pattern is developed.
Through the above manufacturing process, the infrared filter FLT 321-4 of the second
図１９は、第１〜第４の構成例の赤外フィルタを有する第２の光センサ部の赤外感度特性の一例を示す図である。 FIG. 19 is a diagram illustrating an example of infrared sensitivity characteristics of the second photosensor unit having the infrared filters of the first to fourth configuration examples.
図１９においては、（Ａ）赤外フィルタを形成しない場合、（Ｂ）Ｇ色フィルタＦＬＴ−Ｇの１層のみのカラーフィルタを形成した場合、（Ｃ）Ｒ色フィルタＦＬＴ−ＲとＢ色フィルタＦＬＴ−Ｂの２色のカラーフィルタを積層した場合、（Ｄ）Ｇ色フィルタＦＬＴ−ＧとＲ色フィルタＦＬＴ−ＲとＢ色フィルタＦＬＴ−Ｂの３色のカラーフィルタを積層した場合の赤外感度特性を示している。 In FIG. 19, (A) when an infrared filter is not formed, (B) when a color filter of only one layer of G color filter FLT-G is formed, (C) R color filter FLT-R and B color filter When two color filters of FLT-B are stacked, (D) infrared when three color filters of G color filter FLT-G, R color filter FLT-R, and B color filter FLT-B are stacked The sensitivity characteristic is shown.
図１９からわかるように、赤外フィルタを形成しない場合、およびＧ色フィルタＦＬＴ−Ｇの１層のカラーフィルタのみを形成した場合は近赤外領域の感度は良くない。
これに対して、Ｒ色フィルタＦＬＴ−ＲとＢ色フィルタＦＬＴ−Ｂの２色のカラーフィルタを積層した場合、およびＧ色フィルタＦＬＴ−ＧとＲ色フィルタＦＬＴ−ＲとＢ色フィルタＦＬＴ−Ｂの３色のカラーフィルタを積層した場合は近赤外領域の感度は良好である。
このことから、近赤外領域の感度が良好な赤外フィルタを実現するには、異なる色のカラーフィルタを２層以上積層して形成する必要があることがわかる。
As can be seen from FIG. 19, the sensitivity in the near-infrared region is not good when no infrared filter is formed and when only one color filter of the G color filter FLT-G is formed.
On the other hand, when two color filters of R color filter FLT-R and B color filter FLT-B are laminated, G color filter FLT-G, R color filter FLT-R, and B color filter FLT-B When the three color filters are stacked, the sensitivity in the near-infrared region is good.
From this, it can be seen that in order to realize an infrared filter having good sensitivity in the near infrared region, it is necessary to form two or more layers of different color filters.
なお、以上の説明においては、２層構造の赤外フィルタとしてＲ色フィルタＦＬＴ−ＲとＢ色フィルタＦＬＴ−Ｂの２色のカラーフィルタを積層した場合を例に説明したが、図２０および図２１に示すように、Ｇ色フィルタＦＬＴ−ＧとＲ色フィルタＦＬＴ−Ｒの２色のカラーフィルタを積層した構成の赤外フィルタＦＬＴ３２１−５も適用することが可能である。
製造プロセスは、上述した方法と同様に行われることから、ここではその詳細な説明は省略する。
この場合も、近赤外領域の感度が良好である。
In the above description, the case where two color filters of the R color filter FLT-R and the B color filter FLT-B are stacked as an infrared filter having a two-layer structure has been described as an example. As shown in FIG. 21, an infrared filter FLT321-5 having a configuration in which two color filters of a G color filter FLT-G and an R color filter FLT-R are stacked is also applicable.
Since the manufacturing process is performed in the same manner as described above, a detailed description thereof is omitted here.
Also in this case, the sensitivity in the near infrared region is good.
以上の構成を有する光検出部３においては、第１の光センサ部３１の調光側センサ（受光素子３１１）と第２の光センサ部３２の遮光側センサ（受光素子３２１）とが、電源電位ＶＤＤと基準電位ＶＳＳ（たとえば接地電位ＧＮＤ）との間に、直近で（近接させて）直列に接続されている。
光検出部３においては、有効表示領域部２に照射される外光が第１の光センサ部３１の調光側センサ（受光素子３１１）で直接、または１層のたとえばＧ色フィルタＦＬＴ−Ｇを介して受光される。また、第２の光センサ部３２の遮光側センサ（受光素子３２１）においては、赤外フィルタＦＬＴ３２１を通過した赤外域の光が受光される。
そして、光検出部３は、第１の光センサ部３１の調光側センサ（受光素子３１１）の検出電流成分から第２の光センサ部３２の遮光側センサ（受光素子３２１）の検出電流成分である赤外成分が取り除かれた信号が、コンパレータ３４を用いて参照電圧と比較される。その比較結果、外光強度信号として得られ、検出信号Ｓ３として信号処理回路６に出力される。
光検出部３による検出信号Ｓ３は、調光側センサ（受光素子３１１）が検出した赤外域の検出成分が除去されている。
そして、信号処理回路６は、光検出部３の検出信号Ｓ３の出力レベルに応じて、制御信号ＣＴＬにより、有効表示領域部（画面表示部）２の表面輝度を変化させる。
In the
In the
Then, the
The detection signal S3 from the
Then, the signal processing circuit 6 changes the surface luminance of the effective display area part (screen display part) 2 by the control signal CTL according to the output level of the detection signal S3 of the
以上説明したように、本第１の実施形態によれば、光検出部３は、受光素子３１１を含み表示領域における外光の強度を検出する第１の光センサ部３１と、受光素子３２１への光路に赤外フィルタＦＬＴ３２１が配置された第２の光センサ部３２と、を有し、第１の光センサ部３１の出力から第２の光センサ部３２の検出した少なくとも赤外成分に相当する成分を取り除く機能を有し、赤外フィルタＦＬＴ３２１は、少なくとも２種類のカラーフィルタを積層して形成されていることから、以下の効果を得ることができる。
As described above, according to the first embodiment, the
すなわち、本実施形態によれば、センサの個体差をキャンセルするばかりでなく、近赤外感度をキャンセルすることが可能となり、可視領域の環境照度を正確に評価可能となる。
また、赤外フィルタを既存のカラーフィルタと同時に形成できるので、製造プロセスにも影響が無く、コスト増を招くこともない。
また、赤外フィルタの形成にフォトリソグラフィプロセスを用いるので、フィルタ形成の位置精度が良く、表示領域付近にセンサを配置した場合でも、表示領域と、センサとの干渉もなく、センサの配置に対して制約がなくなる。
また、電源投入時のキャリブレーション動作を要することなく、ノイズによる影響を小さくでき、受光システムのＳＮ比を向上することが可能となる。
That is, according to the present embodiment, not only individual differences among sensors can be canceled, but also the near-infrared sensitivity can be canceled, and the ambient illuminance in the visible region can be accurately evaluated.
Further, since the infrared filter can be formed at the same time as the existing color filter, the manufacturing process is not affected and the cost is not increased.
In addition, since the photolithographic process is used to form the infrared filter, the positional accuracy of the filter formation is good, and even when the sensor is arranged near the display area, there is no interference between the display area and the sensor and And there are no restrictions.
In addition, the influence of noise can be reduced without requiring a calibration operation when the power is turned on, and the SN ratio of the light receiving system can be improved.
＜第２実施形態＞
図２２は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。
図２３（Ａ）〜（Ｃ）は、図２２の液晶表示装置における有効表示領域部の構成例を示す図であって、図２３（Ａ）はセルのマトリクス配列を、図２３（Ｂ）は平面図を、図２３（Ｃ）は断面図をそれぞれ示している。
Second Embodiment
FIG. 22 is a block diagram showing a configuration example of a liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention.
23A to 23C are diagrams showing a configuration example of an effective display area portion in the liquid crystal display device of FIG. 22, in which FIG. 23A shows a matrix arrangement of cells, and FIG. FIG. 23C is a plan view and FIG. 23C is a cross-sectional view.
本第２の実施形態の液晶表示装置１Ａが上述した第１の実施形態の液晶表示装置１と異なる点は、上述した第１の実施形態においては、光検出部３を有効表示領域部２外部（表示領域部の有効領域外の非表示領域部）に隣接して形成したが、本第２の実施形態では、光検出部３Ａを有効表示領域部２Ａと一体的に形成したことにある。
The liquid
本液晶表示装置１Ａは、図２２に示すように、表示部としての有効表示領域部（画像表示部）２Ａ、有効表示領域部２に一体的に形成された光検出部３Ａ、垂直駆動回路（ＶＤＲＶ）４、水平駆動回路（ＨＤＲＶ）５、信号処理回路（ＳＰＲＣ）６Ａ、および受光制御回路（ＲＣＴＬ）１０を有している。
As shown in FIG. 22, the present liquid
本第２の実施形態の液晶表示装置１Ａは、外光の強度（照度）に応じて有効表示領域部２Ａの表面輝度を変更可能（実際にはバックライト２５の発光強度を変更可能）に構成されている。すなわち、本実施形態の液晶表示装置１Ａは、調光機能を有している。
The liquid
有効表示領域部２Ａは、表示画素を形成する表示回路２１０を含む複数の表示セル２１がマトリクス状に配列されている。有効表示領域部２Ａは、表示画面を形成する。
そして、有効表示領域部２Ａにおいては、所定の領域に第１の光センサ部３１および第２の光センサ部３２を含む光検出部３Ａが配置されている。
In the
In the
光検出部３Ａの基本的な構成は、第１の実施形態と同様である。
すなわち、第１の光センサ部３１は、受光素子（フォトセンサ、調光側センサ）３１１を含み、有効表示領域部２Ａにおける外光の強度を検出する。
第２の光センサ部３２は、受光素子３２１を含み、この受光素子３２１への光路に赤外フィルタＦＬＴ３２１が配置され、遮光時の暗電流および近赤外領域の感度による漏れ電流を検出可能に構成されている。
この赤外フィルタＦＬＴ３２１は、前述したように、少なくとも２種類のカラーフィルタを積層して形成されている。より具体的には、赤外フィルタＦＬＴ３２１は、色の三原色である赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のカラーフィルタのうち、赤用カラーフィルタと青用カラーフィルタの２層、赤用カラーフィルタと緑用カラーフィルタの２層、赤用カラーフィルタと緑用カラーフィルタと青用カラーフィルタの３層のうちのいずれの積層構造を有する。
The basic configuration of the
In other words, the first
The second
As described above, the
なお、第１の光センサ部３１および第２の光センサ部３２は、たとえば遮光物体物体（たとえばユーザの指）が上部にかざされず、かつ、外光を受光してその外光レベルを検出可能な領域に配置される。
The first
たとえば、有効表示領域部２Ａの所定領域において、図２３中の左から、色の三原色に対応したＲ色の表示セル２１Ｒ、Ｇ色の表示セル２１Ｇ、Ｂ色の表示セル２１Ｂが配列されていて、この表示セル２１Ｂに隣接して光検出部３Ａが配置されている。
そして、たとえば、この光検出部３Ａに続いて、Ｒ色の表示セル２１Ｒ、さらにＧ色の表示セル２１Ｇ、Ｂ色の表示セル２１Ｂが配列されている。
For example, in a predetermined area of the
For example, following the
図２３の光検出部３Ａにおいては、第１の実施形態の場合と同様に、第１の光センサ部３１の調光側センサ（受光素子３１１）と第２の光センサ部３２の遮光側センサ（受光素子３２１）とが、電源電位ＶＤＤと基準電位ＶＳＳ（たとえば接地電位ＧＮＤ）との間に、直近で（近接させて）直列に接続されている。
そして、光検出部３Ａは、第１の光センサ部３１の調光側センサ（受光素子３１１）の検出電流成分から第２の光センサ部３２の遮光側センサ（受光素子３２１）の検出電流成分である赤外成分を取り除いた信号を、コンパレータ３４を用いて参照電圧との比較結果して外光強度信号を得、検出信号Ｓ３として信号処理回路６Ａに出力する。
光検出部３Ａによる検出信号Ｓ３Ａは、調光側センサ（受光素子３１１）が検出した赤外域の検出成分が除去されている。
In the
The
In the detection signal S3A from the
そして、信号処理回路６Ａは、光検出部３Ａによる検出信号Ｓ３Ａに応じて、有効表示領域部２Ａに与える光量を制御する。
本実施形態においては、信号処理回路６Ａは、光検出部３Ａの検出信号Ｓ３Ａの出力レベルに応じて、制御信号ＣＴＬにより、有効表示領域部（画面表示部）２Ａの表面輝度を変化させる。
Then, the
In the present embodiment, the
有効表示領域部２Ａの説明に戻る。
光検出部３Ａの配置領域には遮光機能を有するブラックマスク（遮光マスク）ＢＭＳＫ３が形成されている。
第１の光センサ部３１に含まれるブラックマスクＢＭＳＫ３には、受光素子３１１に光を入射させるための開口部ＢＭＳＫ３１１が形成されている。あるいは、この開口部ＢＭＳＫ３１１には、たとえば１種類のカラーフィルタ、たとえばＧ色カラーフィルタＦＬＴ−Ｇが形成される。
同様に、第２の光センサ部３２に含まれるブラックマスクＢＭＳＫ３には、受光素子３２１に光を入射させるための開口部ＢＭＳＫ３２１が形成され、この開口部ＢＭＳＫ３２１にカラーフィルタの多層構造からなる赤外フィルタＦＬＴ３２１が形成されている。
この赤外フィルタＦＬＴ２３１の構造等については前述した通りである。
Returning to the description of the
A black mask (light-shielding mask) BMSK3 having a light-shielding function is formed in the arrangement region of the
The black mask BMSK3 included in the
Similarly, in the black mask BMSK3 included in the
The structure and the like of the
有効表示領域部２Ａにおいては、図２３（Ｃ）に示すように、図３（Ｃ）と同様、たとえばガラスにより形成されたＴＦＴ基板（第１透明基板）２２と対向基板（第２透明基板）２３との間に液晶層２４が封入されて形成されている。また、たとえばＴＦＴ基板２２の底面２２１側にバックライト２５が配置されている。
また、ＴＦＴ基板２２の基面２２２側には各表示セル２１の表示回路２１０、光検出部３Ａの読み出し回路３５０および受光素子（フォトセンサ）３１１（３２１）が形成されている。
一方、図２３（Ｃ）に示すように、対向基板２３の基面２３１には各種フィルタＦＬＴ−Ｒ，ＦＬＴ−Ｇ，ＦＬＴ−Ｂ、ブラックマスクＢＭＳＫ３、赤外フィルタＦＬＴ３２１（図２３には図示せず）が形成されている。
In the
Further, on the
On the other hand, as shown in FIG. 23C, various filters FLT-R, FLT-G, FLT-B, a black mask BMSK3, an infrared filter FLT321 (not shown in FIG. 23) are formed on the
各表示セル２１における表示回路２１０は、第１の実施形態と同様であり、その説明は省略する。
The
また、有効表示領域部２Ａにおいては、光検出部３Ａに対応して受光信号線１１が配線されている。
受光信号線１１は、信号処理回路６Ａに接続され、受光制御回路１０の制御の下に読み出される検出信号Ｓ３Ａを信号処理回路６Ａに伝搬する。
また、光検出部３Ａに対して、第１の制御線（リセット信号線）１２、および第２の制御線（読み出し信号線）１３がその画素配列方向に沿って配線されている。
また、第１の制御線１２および第２の制御線１３は、受光制御回路１０により駆動制御される。
In the
The light reception signal line 11 is connected to the
In addition, a first control line (reset signal line) 12 and a second control line (readout signal line) 13 are wired along the pixel array direction with respect to the
The
図２４は、本実施形態に係る第１の光センサ部（第２の光センサ部）の基本構成例を示す回路図であって、図２３（Ａ）の回路を拡大して示す図である。なお、図２４においては、隣接する表示セルの表示回路２１０も併せて示している。
FIG. 24 is a circuit diagram illustrating a basic configuration example of the first optical sensor unit (second optical sensor unit) according to the present embodiment, and is an enlarged view of the circuit of FIG. . In FIG. 24, the
本第２の実施形態の光検出部３Ａは、第１の光センサ部３１の受光素子３１１および第２の光センサ部３２の受光素子３２１の他に、読み出し回路３５０を形成するリセットＴＦＴ３５１、増幅ＴＦＴ３５２、選択（読み出し）ＴＦＴ３５３、受光信号蓄積容量（キャパシタ）３５４、およびノードＮＤ３５１を有している。
受光素子３１１，３２１は、ＴＦＴ、ダイオード等により形成される。
The
The
受光素子３１１と受光素子３２１は電源電位ＶＤＤと基準電位ＶＳＳ間に直列に接続されている。具体的には、受光素子３１１のカソード側が電源電位ＶＤＤに接続され、アノード側が受光素子３２１のカソード側に接続され、受光素子３２１のアノード側が基準電位ＶＳＳに接続されている。そして、受光素子３１１のアノード側と受光素子３２１のカソード側の接続点がリセットＴＦＴ３５１のドレインに接続されている。
リセットＴＦＴ３５１は、たとえばｎチャネルトランジスタにより形成され、そのソースが基準電位ＶＳＳ（たとえばグランドＧＮＤ）に接続され、ドレインがノードＮＤ３５１に接続されている。そして、リセットＴＦＴ３５１のゲート電極が対応する行に配線された第１の制御線１２に接続されている。
増幅ＴＦＴ３５２のゲートがノードＮＤ３５１に接続され、ドレインが電源電位ＶＤＤに接続され、ソースが選択ＴＦＴ３５３のドレインに接続されている。選択ＴＦＴ３５３のゲートが第２の制御線１３に接続され、ソースが対応する列に配線された受光信号線１１に接続されている。
この増幅ＴＦＴ３５２と選択ＴＦＴ３５３により、いわゆるソースフォロワが形成されている。したがって、受光信号線１１には電流源が接続される。この電流源は、本実施形態においては、たとえば信号処理回路６Ａに形成される。
また、キャパシタ（受光信号蓄積容量）３５４がノードＮＤ３５１と基準電位ＶＳＳとの間に接続されている。
The
The
The gate of the
The
A capacitor (light receiving signal storage capacitor) 354 is connected between the node ND351 and the reference potential VSS.
図２５は、本第２の実施形態に係る第１の光センサ部３１の簡略断面図であって、図２３（Ｃ）の第１の光センサ部３１の部分を拡大して示す図である。
図２６は、本第２の実施形態に係る第２の光センサ部３２の簡略断面図であって、図２３（Ｃ）の第２の光センサ部３２の部分を拡大して示す図である。
FIG. 25 is a simplified cross-sectional view of the
FIG. 26 is a simplified cross-sectional view of the
光検出部３Ａの第１の光センサ部３１および第２の光センサ部３２は、基本的に、図２５および図２６に示すように、透明絶縁基板（たとえばガラス基板）により形成されたＴＦＴ基板２２の基面２２２側に形成されている。光検出部３Ａは、読み出し回路３５０および受光素子（フォトセンサ）３１１，３２１により構成されている。
対向基板透明絶縁基板（たとえばガラス基板）により形成された対向基板２３の基面２３１側にはブラックマスクＢＭＳＫ３が形成され、受光素子（フォトセンサ）３１１，３２１の形成領域と対向するブラックマスクＢＭＳＫ３には外光を受光素子（フォトセンサ）３１１，３２１に導く開口部ＢＭＳＫ３１１，ＢＭＳＫ３２１が形成されている。
そして、ＴＦＴ基板２２と対向基板２３との間に液晶層２４が封入されている。また、たとえばＴＦＴ基板２２の底面２２１側にバックライト２５が配置されている。
また、このＴＦＴ基板２２の底面２２１には偏光フィルタ２６が形成され、対向基板２３の前面（光入射面）２３２に偏光フィルタ２７が形成されている。
受光素子（フォトセンサ）３１１，３２１並びに読み出し回路３５０は、ＬＴＰＳ（低温ポリシリコン）ＴＦＴにより形成される。
As shown in FIGS. 25 and 26, the
A black mask BMSK3 is formed on the
A
A
The light receiving elements (photosensors) 311 and 321 and the
そして、図５に関連付けて説明したように、第１の光センサ部および第２の光センサ部のフォトセンサ（受光素子）はＴＦＴにより形成することが可能である。 As described with reference to FIG. 5, the photosensors (light receiving elements) of the first optical sensor unit and the second optical sensor unit can be formed by TFTs.
そして、本実施形態においては、第２の光センサ部３２の開口部ＢＭＳＫ３２１にカラーフィルタの多層構造からなる赤外フィルタＦＬＴ３２１が形成されている。
ここで、本実施形態に係る赤外フィルタＦＬＴ３２１の構成例および作製方法について、既に説明したことからここではその説明を省略する。
In this embodiment, an
Here, since the configuration example and the manufacturing method of the infrared filter FLT321 according to the present embodiment have already been described, the description thereof is omitted here.
ここで、表示装置の構成および機能に説明に戻る。 Here, the description returns to the configuration and function of the display device.
第１の制御線１２と第２の制御配線１３は受光制御回路１０に接続されている。
受光制御回路１０は、所定のタイミングでリセットパルスＲＳＴを第１の制御線１２に印加する。
これにより、光検出部３Ａのリセット用ＴＦＴ３５１が一定期間オンし、ノードＮＤ３５１がリセットされる。
換言すれば、光検出部３Ａにおいては、たとえばノードＮＤ３５１に接続された受光信号蓄積容量３５４の電荷が放電されて、ノードＮＤ３５１の電位が基準電位にセットされ、光検出部３Ａが初期の状態となる。
この状態で受光素子３１１，３２１が所定の光量を受光すると、受光素子３１１，３２１が導通し、第１の光センサ部３１の調光側センサ（受光素子３１１）の検出電流成分から第２の光センサ部３２の遮光側センサ（受光素子３２１）の検出電流成分である赤外成分を取り除いた信号によりノードＮＤ３５１の電位が上昇し、キャパシタ（受光信号蓄積容量）３５４に電荷が蓄積される。
このとき、受光制御回路１０により読み出し信号ＲＤがハイレベルで第２に制御線１３に印加されて選択ＴＦＴ３５３がオン状態に保持される。これにより、キャパシタ３５４に蓄積された電荷が電気信号として増幅ＴＦＴ３５２で増幅され、選択ＴＦＴ３５３を介して受光信号として受光信号線１１に出力される。
The
The light
As a result, the
In other words, in the
In this state, when the
At this time, the light receiving
そして、受光信号線１１を伝搬された検出信号３Ａは信号処理回路６に入力され、信号処理回路６Ａは、検出信号Ｓ３Ａのレベルに応じてたとえば制御信号ＣＴＬにより、有効表示領域部（画面表示部）２Ａの表面輝度を変化させる。
Then, the
第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。 According to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.
なお、第１及び第２の実施形態においては、第１の光センサ部３１の調光側センサ（受光素子３１１）と第２の光センサ部３２の遮光側センサ（受光素子３２１）とを近接させて光検出部内で赤外成分を取り除く差分処理を行うようにした。
本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば、図２７に示すように、調光側センサ（受光素子３１１）の検出信号と遮光側センサ（受光素子３２１）の検出信号を個別に読み出し、有効表示領域部２Ｂ外に配置した信号処理回路６にて赤外成分を取り除くように構成することも可能である。
この場合、図２７に示すように、第１の光センサ部３１において、調光側センサ（受光素子）３１１のカソード側が電源電位ＶＤＤに接続され、アノード側がノードＮＤ３５１に接続されている。
同様に、第２の光センサ部３２において、遮光側センサ（受光素子３２１）のカソード側が電源電位ＶＤＤに接続され、アノード側がノードＮＤ３５１に接続されている。
その他の構成および機能は、基本的に前述した第２の実施形態と同様であることから、その詳細な説明は省略する。
In the first and second embodiments, the light control side sensor (light receiving element 311) of the first
The present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 27, the detection signal of the light control side sensor (light receiving element 311) and the detection signal of the light shielding side sensor (light receiving element 321) are individually read out. It is possible to remove the infrared component by the signal processing circuit 6 arranged outside the
In this case, as shown in FIG. 27, in the first
Similarly, in the second
Since other configurations and functions are basically the same as those of the second embodiment described above, detailed description thereof will be omitted.
以上の説明では、外光の強度（照度）に応じて有効表示領域部２，２Ａ，２Ｂの表面輝度を変更可能（実際にはバックライト２５の発光強度を変更可能）な調光機能を有する液晶表示装置について説明した。
本発明は調光機能に限定されず、図２８に示すような、バックライトの反射光の検出システム等にも適用可能である。
この場合、第１の光センサ部３１が検出セルとして用いられ、第２の光センサ部３２が参照セルとして用いられる。
In the above description, it has a dimming function capable of changing the surface brightness of the effective
The present invention is not limited to the dimming function, and can also be applied to a backlight reflected light detection system as shown in FIG.
In this case, the
ここでは、第１の光センサ部３１の検出信号と第２の光センサ部３２の検出信号との差分信号処理により第１の光センサ部３１内の反射ノイズや遮光時の暗電流および近赤外領域の感度による漏れ電流、オフセットノイズの影響を極めて小さく抑えた信号が得られることについても併せて説明する。
なお、ここでは、図２８に示すように、バックライトの反射光の検出システムとして構成された場合を例に説明する。
Here, reflection signal noise in the
Here, as shown in FIG. 28, a case where the system is configured as a detection system for reflected light of a backlight will be described as an example.
図２９（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態に係る第１の光センサ部３１と第２の光センサ部３２出力信号の差分信号処理によりノイズの除去できる理由を説明するための図であって、図２９（Ａ）が第１の光センサ部の状態を示す図であり、図２９（Ｂ）が第２の光センサ部の状態を示す図である。
図２９（Ａ），（Ｂ）において、矢印Ａが検出対象光を示す、矢印Ｂのノイズ光を示している。
FIGS. 29A and 29B are diagrams for explaining the reason why noise can be removed by differential signal processing of the output signals of the first
29A and 29B, the arrow A indicates the detection target light, and the noise light indicated by the arrow B.
バックライトの反射光の検出システムにおける第１の光センサ部３１においては、図２８および図２９（Ａ）に示すように、バックライト２５による検出対象光Ａが有効表示領域部２Ａの偏光フィルタ２６、ＴＦＴ基板２２、液晶層２４、所定の位置（座標位置）に配置されている第１の光センサ部３１のブラックマスクＢＭＳＫ３の開口部ＢＭＳＫ３１１、対向基板２３、偏光フィルタ２７を透過して、対向基板２３の前面側２３２に配置されたユーザの被検出体（たとえば指）で反射される。
この反射光Ａが、偏光フィルタ２７、対向基板２３、液晶層２４を透過して第１の光センサ部３１のブラックマスクＢＭＳＫ３の開口部ＢＭＳＫ３１１を通して、たとえばＴＦＴからなる受光素子（フォトセンサ）３１１のアクティブ領域（チャネル領域）で受光され、フォト電流として取り出される。
In the first
The reflected light A passes through the
第１の光センサ部３１において、バックライト２５による光は、検出対象光Ａになるものの他に、たとえば平坦化膜３４３と液晶層２４の界面領域で反射して受光素子３１１に入射してしまうノイズ光Ｂ１や直接的に受光素子３１１に入射してしまうノイズ光Ｂ２、近赤外領域の感度による漏れ電流が存在する。
すなわち、第１の光センサ部３１の出力信号には、検出対象光Ａおよびノイズ光Ｂ１、Ｂ２等を含む。
In the first
That is, the output signal of the first
また、第２の光センサ部３２において、ブラックマスクＢＭＳＫ３の開口部ＢＭＳＫ３２１に赤外フィルタＦＬＴ３２１が形成されていることから、バックライト２５による光は、検出対象光Ａになるものはなく、たとえば平坦化膜３４３と液晶層２４の界面領域で反射して受光素子３２１に入射してしまうノイズ光Ｂ１や直接的に受光素子３２１に入射してしまうノイズ光Ｂ２が存在する。また、受光素子３２１には赤外フィルタＦＬＴ３２１を通過した近赤外光が入射する
すなわち、第２の光センサ部３２の検出信号（出力信号）には、ノイズ光Ｂ１、Ｂ２や第１の光センサ部３１の検出信号（出力信号）にも含まれる、近赤外領域の感度による漏れ電流成分を含む。
In the
なお、ノイズ光Ｂ２は直接的にＴＦＴのゲート電極を通過してチャネル領域に直接的に入射するように図示しているが、実際には、ボトムゲート型ＴＦＴのゲート電極がバックライト光のＴＦＴのチャネル領域への光路上に形成されていることから、ここで反射されてゲート電極の周囲に回り込んでノイズ光Ｂ２となる場合があるという意味で示してある。 Although the noise light B2 passes through the gate electrode of the TFT and is directly incident on the channel region, the gate electrode of the bottom gate TFT is actually the backlight TFT. In this case, it is reflected on the optical path to the channel region, so that it may be reflected around the gate electrode and become noise light B2.
したがって、光検出部３，３Ａ、あるいは信号処理回路６において、第１の光センサ部３１の検出信号と第２の光センサ部３２の検出信号の差分処理を行うことによりノイズ成分を略除去することが可能となる。
その結果、差分処理後の検出信号は、第１の光センサ部３１内の反射ノイズや遮光時の暗電流および近赤外領域の感度による漏れ電流、オフセットノイズの影響を極めて小さく抑えた信号となる。
Therefore, in the
As a result, the detection signal after the differential processing is a signal in which the influence of the reflection noise in the first
以上説明したように、本実施形態によれば、表示回路２１０を有する複数の表示セル２１と、受光素子３２１を含み表示領域における外光の強度を検出する第１の光センサ部２２と、受光素子３２１への光路に赤外フィルタＦＬＴ３２１が配置された第２の光センサ部２３と、第１の光センサ部３１の検出信号から第２の光センサ部３２の検出した少なくとも赤外成分に相当する成分を取り除く機能と、を含み、赤外フィルタＦＬＴ３２１は、少なくとも２種類のカラーフィルタを積層して形成されていることから、以下の効果を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the plurality of display cells 21 including the
すなわち、本実施形態によれば、センサの個体差をキャンセルするばかりでなく、近赤外感度をキャンセルすることが可能となり、可視領域の環境照度を正確に評価可能となる。
また、赤外フィルタを既存のカラーフィルタと同時に形成できるので、製造プロセスにも影響が無く、コスト増を招くこともない。
また、赤外フィルタの形成にフォトリソグラフィプロセスを用いるので、フィルタ形成の位置精度が良く、表示領域付近にセンサを配置した場合でも、表示領域と、センサとの干渉もなく、センサの配置に対して制約がなくなる。
また、電源投入時のキャリブレーション動作を要することなく、ノイズによる影響を小さくでき、受光システムのＳＮ比を向上することが可能となる。
That is, according to the present embodiment, not only individual differences among sensors can be canceled, but also the near-infrared sensitivity can be canceled, and the ambient illuminance in the visible region can be accurately evaluated.
Further, since the infrared filter can be formed at the same time as the existing color filter, the manufacturing process is not affected and the cost is not increased.
In addition, since the photolithographic process is used to form the infrared filter, the positional accuracy of the filter formation is good, and even when the sensor is arranged near the display area, there is no interference between the display area and the sensor and And there are no restrictions.
In addition, the influence of noise can be reduced without requiring a calibration operation when the power is turned on, and the SN ratio of the light receiving system can be improved.
また、検出対象物のバックライト光からの反射光を利用して、タッチパネル・イメージセンサ等を実現するシステムにおいて、ブラックマスクより下にある層での内部反射光ノイズや近赤外領域の感度による漏れ電流による影響を除去でき、高ＳＮ比化を実現できる。
上記バックライトを用いたシステム、もしくは外光の撮像システムにおいて、受光素子（フォトセンサ）および画素回路のオフセットノイズを除去できるため、高ＳＮ比化を実現できる。
上記バックライト光を用いたシステム、もしくは外光の撮像システムにおいて、ディスプレイからの干渉ノイズを除去できるため、高ＳＮ比化を実現できる。
上記ノイズをリアルタイムでキャンセルできるため、温度特性、時間変動に強い高信頼性システムを実現できる。
上記と同一の理由により、電源投入時のキャリブレーション動作が不要になる。
Also, in systems that realize touch panels, image sensors, etc. using the reflected light from the backlight of the detection object, depending on the internal reflected light noise in the layer below the black mask and the sensitivity in the near infrared region The influence of the leakage current can be removed, and a high SN ratio can be realized.
In the system using the backlight or the external light imaging system, the offset noise of the light receiving element (photo sensor) and the pixel circuit can be removed, so that a high SN ratio can be realized.
Since the interference noise from the display can be removed in the system using the backlight or the external light imaging system, a high SN ratio can be realized.
Since the above noise can be canceled in real time, a highly reliable system that is resistant to temperature characteristics and time fluctuations can be realized.
For the same reason as described above, the calibration operation at the time of turning on the power becomes unnecessary.
なお、複数画素に対して、一つの受光素子を配置する構成でも構わないし、受光素子はＲＧＢそれぞれに対し一つずつが配置されていても構わないし、一画素に対して受光素子が一つ配置されていても構わない。
本発明を適用する場合の表示装置内の受光素子配置は特に言及しないものとする。このように、本発明を受光素子内蔵の表示装置に適用することにより、ノイズの影響の少ない受光信号を後処理で用いることが可能となり、また、表示側信号の撮像側信号への混入を防ぎつつ、受光（撮像）を行うことが可能となる。
It should be noted that one light receiving element may be arranged for a plurality of pixels, one light receiving element may be arranged for each of RGB, and one light receiving element is arranged for one pixel. It does not matter.
The arrangement of the light receiving elements in the display device when the present invention is applied is not particularly mentioned. In this way, by applying the present invention to a display device with a built-in light receiving element, it is possible to use a light receiving signal with less influence of noise in post-processing, and to prevent mixing of the display side signal into the imaging side signal. However, it is possible to perform light reception (imaging).
本実施形態に係る表示装置は、図３０に示すようにフラット型のモジュール形状のものを含む。
たとえば絶縁性の基板２２上に、液晶素子、薄膜トランジスタ、薄膜容量、受光素子等からなる画素をマトリックス状に集積形成した画素アレイ部を設ける、この画素アレイ部（画素マトリックス部）を囲むように接着剤を配し、ガラス等の対向基板２３を貼り付けて表示モジュールとする。
この透明な対向基板２３には必要に応じて、カラーフィルタ、保護膜、遮光膜等を設けてもよい。表示モジュールには、外部から画素アレイ部への信号等を入出力するためのコネクタＣＮＴとしてたとえばＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）を設けてもよい。
The display device according to the present embodiment includes a flat module-shaped display as shown in FIG.
For example, a pixel array part in which pixels made up of liquid crystal elements, thin film transistors, thin film capacitors, light receiving elements, etc. are integrated and formed in a matrix is provided on an insulating
The
以上説明した本実施形態に係る表示装置は、図３１〜図３５に示す様々な電子機器、たとえば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラなど、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。
以下に、本実施形態が適用される電子機器の一例について説明する。
The display device according to the present embodiment described above is input to various electronic devices shown in FIGS. 31 to 35, such as digital cameras, notebook personal computers, portable terminal devices such as mobile phones, and video cameras. The video signal generated or the video signal generated in the electronic device can be applied to a display device of an electronic device in any field for displaying as an image or a video.
Below, an example of the electronic device to which this embodiment is applied is demonstrated.
図３１は、本実施形態が適用されるテレビジョンを示す斜視図である。
本適用例に係るテレビジョン５００は、フロントパネル５２０やフィルターガラス５３０等から構成される映像表示画面部５１０を含み、その映像表示画面部５１０として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
FIG. 31 is a perspective view showing a television to which the present embodiment is applied.
The
図３２は、本実施形態が適用されるデジタルカメラを示す斜視図であり、図３２（Ａ）は表側から見た斜視図、図３２（Ｂ）は裏側から見た斜視図である。
本適用例に係るデジタルカメラ５００Ａは、フラッシュ用の発光部５１１、表示部５１２、メニュースイッチ５１３、シャッターボタン５１４等を含み、その表示部５１２として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
FIG. 32 is a perspective view showing a digital camera to which the present embodiment is applied. FIG. 32A is a perspective view seen from the front side, and FIG. 32B is a perspective view seen from the back side.
The
図３３は、本実施形態が適用されるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。
本適用例に係るノート型パーソナルコンピュータ５００Ｂは、本体５２１に、文字等を入力するとき操作されるキーボード５２２、画像を表示する表示部５２３等を含み、その表示部５２３として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
FIG. 33 is a perspective view showing a notebook personal computer to which this embodiment is applied.
A notebook
図３４は、本実施形態が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。
本適用例に係るビデオカメラ５００Ｃは、本体部５３１、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ５３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ５３３、表示部５３４等を含み、その表示部５３４として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
FIG. 34 is a perspective view showing a video camera to which the present embodiment is applied.
A
図３５は、本実施形態が適用される携帯端末装置、たとえば携帯電話機を示す図であり、図３５（Ａ）は開いた状態での正面図、図３５（Ｂ）はその側面図、図３５（Ｃ）は閉じた状態での正面図、図３５（Ｄ）は左側面図、図３５（Ｅ）は右側面図、図３５（Ｆ）は上面図、図３５（Ｇ）は下面図である。
本適用例に係る携帯電話機５００Ｄは、上側筐体５４１、下側筐体５４２、連結部（ここではヒンジ部）５４３、ディスプレイ５４４、サブディスプレイ５４５、ピクチャーライト５４６、カメラ５４７等を含み、そのディスプレイ５４４やサブディスプレイ５４５として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。
35 is a diagram showing a mobile terminal device to which the present embodiment is applied, for example, a mobile phone. FIG. 35 (A) is a front view in an opened state, FIG. 35 (B) is a side view thereof, and FIG. FIG. 35 (D) is a left side view, FIG. 35 (E) is a right side view, FIG. 35 (F) is a top view, and FIG. 35 (G) is a bottom view. is there.
A cellular phone 500D according to this application example includes an upper housing 541, a lower housing 542, a connecting portion (here, a hinge portion) 543, a display 544, a sub display 545, a picture light 546, a camera 547, and the like. It is manufactured by using the display device according to this embodiment as the 544 or the sub display 545.
また、本実施形態に係る表示装置は、以下のような表示撮像装置に適用可能である。また、この表示撮像装置は、先に説明した各種電子機器に適用可能である。 In addition, the display device according to the present embodiment can be applied to the following display imaging device. In addition, the display imaging device can be applied to the various electronic devices described above.
図３６は、表示撮像装置の全体構成を示す図である。
この表示撮像装置１０００は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００と、バックライト１５００と、表示ドライブ回路１２００と、受光ドライブ回路１３００と、画像処理部１４００と、アプリケーションプログラム実行部１１００とを有している。
FIG. 36 is a diagram illustrating the overall configuration of the display imaging apparatus.
The
Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００は、複数の画素が全面にわたってマトリクス状に配置された液晶パネル（ＬＣＤ（Liquid Crystal Display））からなり、線順次動作をしながら表示データに基づく所定の図形や文字などの画像を表示する機能（表示機能）を有し、後述するようにこのＩ／Ｏディスプレイ２０００に接触または近接する物体を撮像する機能（撮像機能）を有する。
また、バックライト１５００は、たとえば複数の発光ダイオードが配置されてなるＩ／Ｏディスプレイパネル２０００の光源であり、後述するようにＩ／Ｏディスプレイ２０００の動作タイミングに同期した所定のタイミングで、高速にオン・オフ動作を行うようになっている。
The I /
The
表示ドライブ回路１２００は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００において表示データに基づく画像が表示されるように（表示動作を行うように）、このＩ／Ｏディスプレイパネル２０００の駆動を行う（線順次動作の駆動を行う）回路である。
The
受光ドライブ回路１３００は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００において受光データが得られるように（物体を撮像するように）、このＩ／Ｏディスプレイパネル２０００の駆動を行う（線順次動作の駆動を行う）回路である。なお、各画素での受光データは、たとえばフレーム単位でフレームメモリ１３００Ａに蓄積され、撮像画像として画像処理部１４００へ出力される。
The light
画像処理部１４００は、受光ドライブ回路１３００から出力される撮像画像に基づいて所定の画像処理（演算処理）を行い、Ｉ／Ｏディスプレイ２０００に接触または近接する物体に関する情報（位置座標データ、物体の形状や大きさに関するデータなど）を検出し、取得するものである。なお、この検知する処理の詳細については後述する。
The
アプリケーションプログラム実行部１１００は、画像処理部１４００による検知結果に基づいて所定のアプリケーションソフトに応じた処理を実行するものであり、たとえば検知した物体の位置座標を表示データに含むようにし、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００上に表示させるものなどが挙げられる。
なお、このアプリケーションプログラム実行部１１００で生成される表示データは表示ドライブ回路１２００へ供給される。
The application
The display data generated by the application
次に、図３７を参照してＩ／Ｏディスプレイパネル２０００の詳細構成例について説明する。このＩ／Ｏディスプレイパネル２０００は、表示エリア（センサエリア）２１００と、表示用Ｈドライバ２２００と、表示用Ｖドライバ２３００と、センサ読み出し用Ｈドライバ２５００と、センサ用Ｖドライバ２４００とを有している。
Next, a detailed configuration example of the I /
表示エリア（センサエリア）２１００は、バックライト１５００からの光を変調して表示光を出射すると共にこのエリアに接触または近接する物体を撮像する領域であり、発光素子（表示素子）である液晶素子と後述する受光素子（撮像素子）とがそれぞれマトリクス状に配置されている。
A display area (sensor area) 2100 is a region that modulates light from the
表示用Ｈドライバ２２００は、表示ドライブ回路１２００から供給される表示駆動用の表示信号および制御クロックに基づいて、表示用Ｖドライバ２３００と共に表示エリア２１００内の各画素の液晶素子を線順次駆動するものである。
The
センサ読み出し用Ｈドライバ２５００は、センサ用Ｖドライバ２４００と共にセンサエリア２１００内の各画素の受光素子を線順次駆動し、受光信号を取得するものである。
The sensor
次に、図３８を参照して、表示エリア２１００における各画素の詳細構成例について説明する。この図３８に示した画素３１００は、表示素子である液晶素子と受光素子とから構成されている。
Next, a detailed configuration example of each pixel in the
具体的には、表示素子側には、水平方向に延在するゲート電極３１００ｈと垂直方向に延在するドレイン電極３１００ｉとの交点に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）などからなるスイッチング素子３１００ａが配置され、このスイッチング素子３１００ａと対向電極との間に液晶を含む画素電極３１００ｂが配置されている。
そして、ゲート電極３１００ｈを介して供給される駆動信号に基づいてスイッチング素子３１００ａがオン・オフ動作し、オン状態のときにドレイン電極３１００ｉを介して供給される表示信号に基づいて画素電極３１００ｂに画素電圧が印加され、表示状態が設定される。
Specifically, on the display element side, a
Then, the
一方、表示素子に隣接する受光素子側には、たとえばフォトダイオードなどからなる受光用のセンサ３１００ｃが配置され、電源電圧ＶＤＤが供給される。
また、この受光センサ３１００ｃには、リセットスイッチ３１００ｄとキャパシタ３１００ｅが接続され、リセットスイッチ３１００ｄによってリセットされながら、キャパシタ３１００ｅにおいて受光量に対応した電荷が蓄積される。
そして、蓄積された電荷は読み出しスイッチ３１００ｇがオンとなるタイミングで、バッファアンプ３１００ｆを介して信号出力用電極３１００ｊに供給され、外部へ出力される。また、リセットスイッチ３１００ｄのオン・オフ動作はリセット電極３１００ｋにより供給される信号により制御され、読み出しスイッチ３１００ｇのオン・オフ動作は、読出し制御電極３１００ｍにより供給される信号により制御される。
On the other hand, on the light receiving element side adjacent to the display element, a
Further, a
The accumulated charge is supplied to the
次に、図３９を参照して、表示エリア２１００内の各画素とセンサ読み出し用Ｈドライバ２５００との接続関係について説明する。この表示エリア２１００では、赤（Ｒ）用の画素３１００と、緑（Ｇ）用の画素３２００と、青（Ｂ）用の画素３３００とが並んで配置されている。
Next, the connection relationship between each pixel in the
各画素の受光センサ３１００ｃ，３２００ｃ，３３００ｃに接続されたキャパシタに蓄積された電荷は、それぞれのバッファアンプ３１００ｆ，３２００ｆ，３３００ｆで増幅され、読み出しスイッチ３１００ｇ，３２００ｇ，３３００ｇがオンになるタイミングで、信号出力用電極を介してセンサ読み出し用Ｈドライバ２５００へ供給される。
なお、各信号出力用電極には定電流源４１００ａ，４１００ｂ，４１００ｃがそれぞれ接続され、センサ読み出し用Ｈドライバ２５００で感度良く受光量に対応した信号が検出される。
The charges accumulated in the capacitors connected to the
Each signal output electrode is connected to a constant
次に、表示撮像装置の動作について詳細に説明する。 Next, the operation of the display imaging device will be described in detail.
まず、この表示撮像装置の基本動作、すなわち画像の表示動作および物体の撮像動作について説明する。 First, a basic operation of the display imaging apparatus, that is, an image display operation and an object imaging operation will be described.
この表示撮像装置では、アプリケーションプログラム実行部１１００から供給される表示データに基づいて、表示用ドライブ回路１２００において表示用の駆動信号が生成され、この駆動信号により、Ｉ／Ｏディスプレイ２０００に対して線順次表示駆動がなされ、画像が表示される。
また、このときバックライト１５００も表示ドライブ回路１２００によって駆動され、Ｉ／Ｏディスプレイ２０００と同期した点灯・消灯動作がなされる。
In this display imaging device, a
At this time, the
ここで、図４０に関連付けて、バックライト１５００のオン・オフ状態とＩ／Ｏディスプレイパネル２０００の表示状態との関係について説明する。
Here, the relationship between the on / off state of the
まず、たとえば１／６０秒のフレーム周期で画像表示がなされている場合、各フレーム期間の前半期間（１／１２０秒間）にバックライト１５００が消灯し（オフ状態となり）、表示が行われない。一方、各フレーム期間の後半期間には、バックライト１５００が点灯し（オン状態となり）、各画素に表示信号が供給され、そのフレーム期間の画像が表示されるようになっている。
First, for example, when an image is displayed with a frame period of 1/60 seconds, the
このように、各フレーム期間の前半期間は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００から表示光が出射されない無光期間である一方、各フレーム期間の後半期間は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００から表示光が出射される有光期間となっている。
Thus, the first half period of each frame period is a non-light period in which display light is not emitted from the I /
ここで、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００に接触または近接する物体（たとえば、指先など）がある場合、受光ドライブ回路１３００による線順次受光駆動により、このＩ／Ｏディスプレイパネル２０００における各画素の受光素子においてその物体が撮像され、各受光素子からの受光信号が受光ドライブ回路１３００へ供給される。受光ドライブ回路１３００では、１フレーム分の画素の受光信号が蓄積され、撮像画像として画像処理部１４００へ出力される。
Here, when there is an object (for example, a fingertip) in contact with or close to the I /
そして画像処理部１４００では、この撮像画像に基づいて、所定の画像処理（演算処理）を行い、Ｉ／Ｏディスプレイ２０００に接触または近接する物体に関する情報（位置座標データ、物体の形状や大きさに関するデータなど）が検出される。
The
１，１Ａ・・・液晶表示装置、２，２Ａ，２Ｂ・・・有効表示領域部、３，３Ａ・・・光検出部、４・・・垂直駆動回路（ＶＤＲＶ）、５・・・水平駆動回路（ＨＤＲＶ）、６，６Ａ・・・信号処理回路（ＳＰＲＣ）、１１・・・受光信号線、１０・・・受光制御回路（ＲＣＴＬ）、１２・・・第１の制御線、１３・・・第２の制御線、２１・・・表示セル、３１・・・第１の光センサ部、３２・・第２の光センサ部、３１１，３２１・・・受光素子（フォトセンサ）、ＢＭＳＫ、ＢＭＳＫ３・・・ブラックマスク（遮光マスク）、ＢＭＳＫ３１１，ＢＭＳＫ３２１・・・開口部、ＦＬＴ３２１，ＦＬＴ３２１−１〜ＦＬＴ３２１−５・・・赤外フィルタ、３５０・・・読み出し回路、３５１・・・リセットＴＦＴ、３５２・・・増幅ＴＦＴ、３５３・・・選択（読み出し）ＴＦＴ、３５４・・・受光信号蓄積容量（キャパシタ）、ＮＤ３５１・・・ノード。
DESCRIPTION OF
Claims (15)
上記第１基板と対向して配置される第２基板と、
上記第２基板側から上記受光素子へ入射する光の強度を検出する第１の光センサ部と、
上記第２基板側から上記受光素子へ入射する光路に赤外フィルタが配置された第２の光センサ部と、
上記第２基板に形成されて当該第２基板から入射する光を遮蔽するめの遮光マスクと、
上記第１の光センサ部の検出信号と上記第２の光センサ部の検出信号との差分処理を行う信号処理部と、
を備え、
上記遮光マスクには、上記第１の光センサ部の受光素子に光を導く第１の開口部および上記第２の光センサ部の受光素子に光を導く第２の開口部が形成され、
上記赤外フィルタは、上記第２の開口部に、少なくとも２種類のカラーフィルタを上記遮光マスクより上記第１基板側に積層して形成されている
表示装置。 A first substrate on which a light receiving element is formed;
A second substrate disposed opposite the first substrate;
A first optical sensor unit for detecting the intensity of light incident on the light receiving element from the second substrate side;
A second optical sensor unit in which an infrared filter is disposed in an optical path incident on the light receiving element from the second substrate side;
A light-shielding mask formed on the second substrate for shielding light incident from the second substrate;
A signal processing unit that performs differential processing between the detection signal of the first photosensor unit and the detection signal of the second photosensor unit;
With
The light shielding mask is formed with a first opening for guiding light to the light receiving element of the first photosensor unit and a second opening for guiding light to the light receiving element of the second photosensor unit,
The infrared filter is formed by laminating at least two kinds of color filters on the first substrate side from the light shielding mask in the second opening.
上記赤外フィルタは、上記第２の開口部の上記遮光マスクより上記第１基板側に、上記一つのカラーフィルタより厚く形成されている
請求項１に記載の表示装置。 One color filter is formed on the first substrate side from the light shielding mask of the first opening,
The display device according to claim 1, wherein the infrared filter is formed thicker than the one color filter on the first substrate side than the light shielding mask of the second opening.
請求項１または２に記載の表示装置。 The display device according to claim 1, wherein a liquid crystal layer is formed between the first substrate and the second substrate.
色の三原色である赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のカラーフィルタのうち、赤用カラーフィルタと青用カラーフィルタの２層、赤用カラーフィルタと緑用カラーフィルタの２層、赤用カラーフィルタと緑用カラーフィルタと青用カラーフィルタの３層のうちのいずれかの積層構造を有する
請求項１から３のいずれか一に記載の表示装置。 The infrared filter is
Among the three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) color filters, two layers are a red color filter and a blue color filter, and two layers are a red color filter and a green color filter. 4. The display device according to claim 1, wherein the display device has a laminated structure of any one of three layers of a red color filter, a green color filter, and a blue color filter.
表示画面を形成する有効表示領域部に形成されている
請求項１から４のいずれか一に記載の表示装置。 The first optical sensor unit includes:
The display device according to claim 1, wherein the display device is formed in an effective display area portion that forms a display screen.
物体からの反射光を検出可能であり、
上記信号処理部は、
上記第１の光センサ部の検出信号と上記第２の光センサ部の検出信号との差分処理結果により上記第１の光センサ部に物体があるか否かを示す信号を出力する
請求項５記載の表示装置。 The first optical sensor unit includes:
The reflected light from the object can be detected,
The signal processor is
6. A signal indicating whether or not there is an object in the first optical sensor unit is output based on a difference processing result between the detection signal of the first optical sensor unit and the detection signal of the second optical sensor unit. The display device described.
請求項６記載の表示装置。 The display device according to claim 6, further comprising a backlight that irradiates the effective display area with display light.
複数の表示セルがマトリクス状に配列され、
上記表示セルのマトリクス配列に混在して、上記第１の光センサ部および上記第２の光センサ部のうち少なくとも上記第１の光センサ部が配列されている
請求項５から７に記載の表示装置。 In the effective display area,
A plurality of display cells are arranged in a matrix,
8. The display according to claim 5, wherein at least the first photosensor unit is arranged among the first photosensor unit and the second photosensor unit in a matrix arrangement of the display cells. apparatus.
各表示セルに隣接してそれぞれ配列されている
請求項５から８のいずれか一に記載の表示装置。 A plurality of the first photosensor parts are
The display device according to claim 5, wherein the display device is arranged adjacent to each display cell.
上記第１の光センサ部の受光素子と上記第２の光センサ部の受光素子とが直列に接続された接続ノードに設けられたキャパシタを有し、上記キャパシタに蓄積された電荷に基づく出力信号により、上記差分処理を行う
請求項８または９記載の表示装置。 The signal processor is
An output signal based on the charge accumulated in the capacitor, having a capacitor provided at a connection node in which the light receiving element of the first photosensor unit and the light receiving element of the second photosensor unit are connected in series The display device according to claim 8, wherein the difference process is performed by:
上記信号処理部は、上記キャパシタに蓄積された電荷を放電させてリセットするリセットＴＦＴを有する
請求項１０に記載の表示装置。 The anode of the light receiving element of the first photosensor unit and the cathode of the light receiving element of the second photosensor unit are connected to the connection node,
The display device according to claim 10, wherein the signal processing unit includes a reset TFT that discharges and resets charges accumulated in the capacitor.
請求項１１に記載の表示装置。 The first photosensor unit and the second photosensor unit are arranged in a matrix arrangement of the display cells, and reset to the plurality of reset TFTs along the column direction along with the scanning lines of the display cells. The display device according to claim 11, further comprising a wiring for supplying a signal.
上記信号処理部は、
上記差分処理結果に応じて上記有効表示領域部の表面輝度を変化させる
請求項１から５のいずれか一に記載の表示装置。 The effective display area part can change the surface brightness,
The signal processor is
The display device according to claim 1, wherein the surface brightness of the effective display area is changed according to the difference processing result.
上記信号処理部は、
上記バックライトによる表示光のレベルを制御する
請求項１３記載の表示装置。 A backlight for irradiating the effective display area with display light;
The signal processor is
The display device according to claim 13, wherein a level of display light by the backlight is controlled.
上記表示装置は、
受光素子が形成される第１基板と、
上記第２透明基板と対向して配置される第２基板と、
上記第２基板から上記受光素子へ入射する光の強度を検出する第１の光センサ部と、
上記第２基板から上記受光素子へ入射する光路に赤外フィルタが配置された第２の光センサ部と、
上記第１の光センサ部および第２の光センサ部に形成されて上記第２基板から入射する光を遮蔽するめの遮光マスクと、
上記第１の光センサ部の検出信号と上記第２の光センサ部の検出信号との差分処理を行う信号処理部と、
を備え、
上記遮光マスクには、上記第１の光センサ部の受光素子に光を導く第１の開口部および上記第２の光センサ部の受光素子に光を導く第２の開口部が形成され、
上記赤外フィルタは、上記第２の開口部に、少なくとも２種類のカラーフィルタを上記遮光マスクより上記第１基板側に積層して形成されている
電子機器。 An electronic device having a display device,
The display device
A first substrate on which a light receiving element is formed;
A second substrate disposed opposite to the second transparent substrate;
A first optical sensor unit for detecting the intensity of light incident on the light receiving element from the second substrate;
A second optical sensor unit in which an infrared filter is disposed in an optical path incident on the light receiving element from the second substrate;
A light shielding mask that is formed in the first optical sensor unit and the second optical sensor unit and shields light incident from the second substrate;
A signal processing unit that performs differential processing between the detection signal of the first photosensor unit and the detection signal of the second photosensor unit;
With
The light shielding mask is formed with a first opening for guiding light to the light receiving element of the first photosensor unit and a second opening for guiding light to the light receiving element of the second photosensor unit,
The infrared filter is formed by laminating at least two kinds of color filters on the first substrate side from the light shielding mask in the second opening.
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120626 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20121023 |