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TWI399582B - 液晶顯示裝置 - Google Patents

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TWI399582B
TWI399582B TW098112215A TW98112215A TWI399582B TW I399582 B TWI399582 B TW I399582B TW 098112215 A TW098112215 A TW 098112215A TW 98112215 A TW98112215 A TW 98112215A TW I399582 B TWI399582 B TW I399582B
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light
pixel
crystal panel
filter layer
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TW098112215A
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Inventor
Daisuke Takama
Go Yamanaka
Ryoichi Ito
Koji Noguchi
Masanobu Ikeda
Original Assignee
Japan Display West Inc
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Publication date
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Publication of TW201003205A publication Critical patent/TW201003205A/zh
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Description

液晶顯示裝置
本發明係關於一種液晶顯示裝置，而更特定言之係關於一種其中一光感測器元件係提供於一液晶面板之一像素區域中並在其一光接收面處接收透過一液晶層向其入射的光以產生所接收的光資料之液晶顯示裝置。
一液晶顯示裝置包括一液晶面板(其中一液晶層係封閉在一對基板之間)作為一顯示面板。該液晶面板係形成(例如)為一透射型液晶面板，其調變從一照明裝置(例如，提供於該液晶面板的後面上之一背光)發射的照明光並令該照明光透射穿過其中。在該液晶面板之前面上由該經調變的照明光形成一影像。
該液晶面板係形成(例如)為一主動矩陣型液晶面板，其包括一TFT(薄膜電晶體)陣列基板，其中各具有一像素切換元件功能的複數個薄膜電晶體係形成於每一像素區域中。在該液晶面板中，一相對基板係佈置為與該TFT陣列基板成一相對關係，而一液晶層係提供於該TFT陣列基板與該相對基板之間。
在該主動矩陣類型之液晶面板中，當每一像素切換元件向該像素電極輸入一電位時產生於一像素電極與一共用電極之間的一電場係施加於該液晶層以改變該液晶層之液晶分子之定向。因此，控制透射穿過該像素的光之透射率以調變透射穿過該像素之光以實施一影像之顯示。
對於如上所述之此一液晶面板，吾等習知諸如一TN(扭轉向列)模式、一ECB(電控式雙折射)模式及一垂直定向模式之類的顯示模式。此外，作為其中向該液晶層施加一橫向電場之模式，吾等習知諸如一IPS(平面內切換)模式及一FFS(邊緣場切換)模式之類的各種模式。例如，在日本專利特許公開案第2007-226200號中說明如上面所提及之此類模式。
同時，作為此一如上所述之液晶面板，已建議一液晶面板，除諸如一TFT(其具有一像素切換元件的功能)之一半導體元件外，其包括構建於一像素區域中且能夠接收光以產生所接收的光資料之一光感測器元件。例如，在日本專利特許公開案第2006-127212號及日本專利特許公開案第2007-128497號中揭示方才所說明類型之一液晶面板。
所說明之液晶面板可藉由利用該內建的光感測器元件作為一位置感測器元件來實施作為一使用者介面之功能。因此，該液晶面板係稱為I/O觸控面板。
在所說明類型之一液晶面板中，無需在該液晶面板之前面上佈置電阻膜類型或靜電電容類型之一分離的觸控面板。因此，輕易便可實施一裝置的大小及厚度之減小。另外，若使用該電阻膜類型或該靜電電容類型之一觸控面板，則由於該觸控面板有時減小欲在一像素區域中透射穿過該液晶面板之光量或引起光的干擾，因此有時使得該顯示影像之品質劣化。但是，若一光感測器元件係構建為在一液晶面板中之一位置感測器元件，則可防止此一如方才所說明之錯誤的發生。
在該液晶面板中，藉由內建為該位置感測器元件之一光感測器元件來接收從接觸該液晶面板的前面之一偵測物件主體(例如一使用者之一手指或一觸控筆)反射的可見射線。然後，基於藉由內建為該位置感測器元件的光感測器元件獲得之所接收的光資料來指定該偵測物件主體接觸之位置。接著，藉由該液晶顯示裝置本身或包括該液晶顯示裝置之一電子裝置來實施對應於該指定位置之一操作。
若以此一如上所述之方式使用內建為該位置感測器元件之光感測器元件來偵測該偵測物件主體之位置，則藉由該光感測器元件獲得之所接收的光資料有時包括在包括於外部光中的可見射線之一影響下產生之許多雜訊。另外，若在一像素區域中實施黑色顯示，則提供於該TFT陣列基板上的光感測器元件難以接收可見射線。因此，有時難以精確偵測該偵測物件主體之位置。
已建議使用不可見射線(例如紅外線)來替代可見射線以便消除此一如上所述的錯誤之一顯示裝置。例如，在日本專利特許公開案第2004-318819號或日本專利特許公開案第2005-275644號中揭示該類型之顯示裝置。
在所提及之顯示裝置中，藉由內建為一位置感測器元件之一光感測器元件來接收從一偵測物件主體發射之不可見射線(例如紅外線)以獲取所接收的光資料。接著，基於所獲取之資料來指定該偵測物件主體之位置。
但是，由於藉由該光感測器元件獲得之所接收的光資料包括雜訊，因此有時難以獲得一足夠高S/N(信號對雜訊)比之資料。例如，若在向該液晶層施加一電場的電極與該光感測器元件之間發生耦合，則有時將許多雜訊包括於所接收的光資料內，從而導致該S/N比之一下降。因此，有時難以精確偵測該偵測物件主體之位置。
特定言之，若運用該FFS模式作為該顯示模式，則該像素電極與該共用電極兩者皆係提供於該TFT陣列基板上，而一絕緣膜係形成為該像素電極之一下部層而該共用電極係形成於該絕緣膜之一下部層中。因此，由於該共用電極係提供於該光感測器元件附近，因此可能在該共用電極與該光感測器元件之間發生耦合，從而引起此一如上所述之錯誤。
因此，需要提供一種可提高從一光感測器元件獲得之所接收光資料的S/N比之液晶顯示裝置。
根據本發明提供一種液晶顯示裝置，其包括：一液晶面板，其具有一像素區域，在此像素區域中第一及第二電極向一液晶層施加一電場以顯示一影像；該液晶面板包括具有一光接收面之一光感測器元件，在該光接收面處該光感測器元件接收透過在該像素區域中的液晶層之入射光以產生所接收光資料；該等第一與第二電極之至少一者係形成於除對應於該光感測器元件之光接收面的該像素區域之一光接收面對應區域外的該像素區域之一區域中。
較佳的係，該等第一與第二電極之至少一者包括該光接收面對應區域且並非形成於比該光接收面對應區域更大之一第一區域中而係形成於除該第一區域以外之任何其他區域中。
較佳的係，該液晶面板包括一濾光片層，該濾光片層係以一方式在該等像素區域之每一者中提供以便令穿過其中之來自入射至該光感測器元件的該光接收面之光內的不可見射線透射的量大於可見射線的量。
較佳的係，該濾光片層包括第一區域且係佈置以便覆蓋比該第一區域更大之一第二區域。
較佳的係，該濾光片層係形成為以便作為不可見射線的紅外線透射穿過其中。
較佳的係，該濾光片層係一濾色片疊層，其中層壓一紅色濾光片層、一綠色濾光片層、一藍色濾光片層、一微黃綠色濾光片層及一祖母綠色濾光片層之至少兩者。
較佳的係，該液晶顯示裝置進一步包括一位置偵測區段，其經組態用以偵測與該液晶面板之一面鄰接而定位之一偵測物件主體的位置；該像素區域包括複數個光感測器元件，其係以一方式在該像素區域中佈置以便接收從該液晶面板之一面側朝另一面側前進的光；該位置偵測區段基於藉由該複數個光感測器元件產生之所接收的光資料來偵測該偵測物件主體之位置。
較佳的係，該液晶顯示裝置進一步包括：一照明區段，其經組態用以朝該液晶面板之另一面側發射照明光；該液晶面板經組態成使得從該照明區段發射的照明光係從該液晶面板之另一面側朝該一面側透射以至於使用該所透射的光在該像素區域中顯示一影像；當從該照明區段發射且透射穿過該液晶面板的照明光受到定位於該液晶面板之該一面側上的偵測物件主體之反射時，該光感測器元件接收反射光。
較佳的係，該照明區段發射可見射線及不可見射線作為該照明光。
較佳的係，該液晶面板包括：一第一基板，其係定位於該液晶面板之另一面側上；以及一第二基板，其係定位於該液晶面板之一面側上且係以一方式佈置以便與該第一基板成一間隔關係且成一相對關係以便與該第一基板配合起來將該液晶層夾置於其之間；該濾光片層係提供於該第二基板上。
較佳的係，該液晶層包括在沿一平面之一水平方向上定向之液晶分子，該等第一與第二基板係沿該平面彼此相對；該等第一與第二電極係在該第一基板上提供成向該液晶層施加一橫向電場。
較佳的係，該液晶面板經組態成使得該像素區域包括佈置於其中的複數個像素且進一步包括複數個像素切換元件，該複數個像素切換元件係在該第一基板上佈置以便對應於在該像素區域中之該複數個像素以用來個別驅動該複數個像素；第一電極係連接至該等像素切換元件的每一者且在該像素區域中提供以便對應於該複數個像素的每一者之一像素電極；第二電極係提供為在該像素區域中的該複數個第一電極所共同之一共用電極。
較佳的係，該第一基板包括插入於該等第一與第二電極之間的一絕緣膜，該第二電極係以一方式形成以便覆蓋除該第一區域以外的該像素區域之一區域而並非形成於該第一區域中；該絕緣膜係相對於該第二電極與該液晶層鄰接而形成；該第一電極係相對於該絕緣膜形成於除與該液晶層鄰接之第一區域以外的該像素區域之一區域中而並非形成於該第一區域中。
較佳的係，該第一電極係提供於該第一基板上而該第二電極係提供於該第二基板上。
較佳的係，該液晶面板經組態成使得該像素區域包括佈置於其中的複數個像素且進一步包括複數個像素切換元件，該複數個像素切換元件係在該第一基板上佈置以便對應於在該像素區域中之該複數個像素以用來個別地驅動該複數個像素；該第一電極係連接至該等像素切換元件的每一者且在該像素區域中提供以便對應於該複數個像素的每一者之一像素電極；該第二電極係提供為在該像素區域中的該複數個電極所共同之一共用電極。
在該液晶顯示裝置中，用於向該液晶層施加一電場的第一與第二電極之至少一者係形成於除對應於該光感測器元件之光接收面的光接收面對應區域以外的該像素區域之一區域中，而並非形成於該光接收面對應區域中。因此，可防止在該等第一及第二電極的至少一者與該光感測器元件之間的電耦合之發生。
藉由該液晶顯示裝置，可提高藉由該光感測器元件獲得之所接收光資料之S/N比。
本發明的上述及其他特徵及優點藉由以下說明及隨附申請專利範圍並結合隨附圖式會變得顯而易見，其中相似的零件或元件係由相似的參考符號指定。
 <具體實施例1> 液晶顯示裝置的組態
圖1係顯示依據本發明之一具體實施例1之一液晶顯示裝置100之一組態的一斷面圖。
參考圖1，所示的液晶顯示裝置100包括一液晶面板200、一背光300及一資料處理單元400。下面相繼說明該等組件。
該液晶面板200係該主動矩陣類型，且包括一TFT陣列基板201、一相對基板202及一液晶層203。
在該液晶面板200中，該TFT陣列基板201與該相對基板202係以一彼此間隔的關係彼此相對。該液晶層203係以一夾置狀態提供在該TFT陣列基板201與該相對基板202之間。
如於圖1中所見，該背光300係與該液晶面板200之TFT陣列基板201鄰接而佈置。該液晶面板200在其與該TFT陣列基板201之與該相對基板202相對的面相對之一面處接收從該背光300發射之照明光。
該液晶面板200具有一像素區域PA，該像素區域PA具有佈置於其上面用以顯示一影像之複數個像素(未顯示)。該液晶面板200在其後面處接收從佈置於其背面側上的背光300發射穿過一第一偏光板206之照明光R並在該像素區域PA中調變該所接收之照明光R。
該TFT陣列基板201具有複數個影像顯示元件(未顯示)，該複數個影像顯示元件係提供為與該等像素成一對應關係以使得個別地組成該等影像像素元件之像素切換元件(未顯示)控制該等像素之切換來調變在該液晶面板200的後面處接收之照明光。接著，透過一第二偏光板207將該經調變的照明光R發射至該前面側，以由此在該像素區域PA中顯示一影像。簡言之，該液晶面板200係透射類型而在其前面側上顯示一彩色影像。
在此具體實施例中，該液晶顯示裝置100之組件係形成為使得該液晶顯示裝置100可以係一般為黑色之類型。特定言之，該液晶面板200之組件經組態成使得，在不向該液晶層203施加任何電壓時，則該液晶層203之光透射率下降以導致該液晶面板200實施黑色顯示，但在向該液晶層203施加一電壓時該光透射率增加。
儘管下文說明細節，但當該液晶面板200在使用中時，令一偵測物件主體F(例如一使用者之一手指或一觸控筆)接觸到該液晶面板200之前面(遠離該背光300經佈置所鄰接之後面)或定位於其附近。該液晶面板200包括提供於其上面以用來接收從該偵測物件主體F反射之反射光H以產生所接收光資料之一光感測器元件(未顯示)。該光感測器元件係以一方式形成(例如)以便包括一光二極體(未顯示)。該光二極體接收從該偵測物件主體F(例如在該液晶面板200的前面側上之一手指)反射之反射光H。換言之，該光二極體接收從該相對基板202側朝該TFT陣列基板201側導向之反射光H。該光感測器元件因此以光電方式轉換該反射光H以產生所接收的光資料。
該背光300係與該液晶面板200之後面相對，並向該液晶面板200之像素區域PA發射照明光R。
特定言之，該背光300係佈置成使其自該TFT陣列基板201與該相對基板202(其組成該液晶面板200)之間與該TFT陣列基板201鄰接而定位。該背光300朝遠離與該相對基板202相對之面的該TFT陣列基板201之面照射該照明光R。換言之，該背光300以一方式將該照明光R照明以便從該TFT陣列基板201側朝該相對基板202側前進。
該資料處理單元400包括一控制區段401與一位置偵測區段402。該資料處理單元400包括依據一程式作為各種元件操作之一電腦。
該資料處理單元400之控制區段401控制該液晶面板200及該背光300之操作。該控制區段401基於從外部向其供應之一驅動信號向該液晶面板200供應一控制信號以控制在該液晶面板200上提供的像素切換元件(未顯示)之操作。例如，該控制區段401導致該液晶面板200執行線序驅動。另外，該控制區段401回應於從外部向其供應之一驅動信號向該背光300供應一控制信號，以將該背光300之操作控制成使得該背光300照明該照明光R。該控制區段401控制該液晶面板200及該背光300之操作以在該液晶面板200之像素區域PA中顯示一影像。
另外，該控制區段401回應於從外部向其供應之一驅動信號向該液晶面板200供應一控制信號以控制作為位置感測器元件提供的光感測器元件(未顯示)以收集來自該等光感測器元件的所接收光資料之操作。例如，該控制區段401導致執行線序驅動來收集所接收的光資料。
該資料處理單元400之位置偵測區段402偵測在該液晶面板200的前面上之像素區域PA中的位置，在該位置處令該偵測物件主體F(例如一使用者之一手指或一觸控筆)接觸到該液晶面板200或定位於該液晶面板200附近。在此，該位置偵測區段402基於從提供於該液晶面板200上的光感測器元件(未顯示)收集之所接收光資料來偵測該位置。例如，將該所接收光資料之信號強度係高於一參考值之一座標位置偵測為該偵測物件主體F接觸到在該像素區域PA中的液晶面板200之一座標位置。
液晶面板的組態
說明該液晶面板200之一總體組態。
圖2係顯示依據本發明之具體實施例1的液晶面板200之一平面圖。同時，圖3A及3B分別係顯示形成於該液晶面板200的像素區域PA中之一像素之一影像顯示元件30a與一光感測器元件30b的電路圖。
首先參考圖2，該液晶面板200具有一像素區域PA與一周邊區域CA。
在該液晶面板200之像素區域PA中，複數個像素P係以此一如於圖2中所見之方式佈置於該像素區域PA之平面內。特定言之，在該像素區域PA中，複數個像素P係佈置於一x方向及垂直於該x方向之一y方向上，即在一矩陣中，以形成一影像。該等像素P之每一者包括一影像顯示元件30a與一光感測器元件30b，如於圖3A及3B中所見。
該液晶面板200之周邊區域CA係以一方式定位以便圍繞該像素區域PA，如於圖2中所見。在該周邊區域CA中，形成一顯示垂直驅動電路11、一顯示水平驅動電路12、一感測器垂直驅動電路13及一感測器水平驅動電路14，如於圖2中所見。所提及的電路之每一者係由以與上述影像顯示元件30a及光感測器元件30b類似的方式形成之半導體元件組成。
藉由該顯示垂直驅動電路11及該顯示水平驅動電路12驅動與在該像素區域PA中的像素P成對應關係形成之影像顯示元件30a來執行影像顯示。與此同時，藉由該感測器垂直驅動電路13及感測器水平驅動電路14驅動與該像素區域PA中的像素P成一對應關係形成之光感測器元件30b來收集所接收光資料。
如於圖2中所見，在該周邊區域CA中提供該顯示垂直驅動電路11。該顯示垂直驅動電路11係電連接至在該x方向上延伸之一閘極線G1，如圖3A所示。在此，該顯示垂直驅動電路11係電連接至在該y方向上彼此並列的複數個閘極線G1。接著，該顯示垂直驅動電路11基於向其供應之一控制信號向並列於該y方向上之閘極線G1相繼供應一選擇脈衝。
該顯示水平驅動電路12係以如於圖2中所見之一方式提供於該周邊區域CA中。該顯示水平驅動電路12係電連接至在該y方向上延伸之一第一資料線S1，如於圖3A中所見。在此，該顯示水平驅動電路12係電連接至在該x方向上彼此並列的複數個第一資料線S1。該顯示水平驅動電路12基於向其供應之一控制信號向並列於該x方向上之第一資料線S1相繼供應一影像信號。
如於圖2中所見，在該周邊區域CA中提供該感測器垂直驅動電路13。該感測器垂直驅動電路13係電連接至在該x方向上延伸之一讀取線Read，如圖3B所示。在此，該感測器垂直驅動電路13係電連接至在該y方向上彼此並列的複數個讀取線Read。該感測器垂直驅動電路13基於向其供應之一控制信號向並列於該y方向上之讀取線Read相繼供應一選擇脈衝。
如於圖2中所見，在該周邊區域CA中提供該感測器水平驅動電路14。該感測器水平驅動電路14係電連接至在該y方向上延伸之一第二資料線S2，如圖3B所示。在此，該感測器水平驅動電路14係電連接至在該x方向上彼此並列的複數個第二資料線S2。該感測器水平驅動電路14基於向其供應之一控制信號透過並列於該x方向上的第二資料線S2來相繼讀出從該光感測器元件30b輸出之所接收的光資料。
參考圖3A，該影像顯示元件30a包括一像素切換元件31與一輔助電容元件Cs，如於圖3A中所見。
在該影像顯示元件30a中，該像素切換元件31與該輔助電容元件Cs係提供於延伸於該y方向上之一第一資料線S1與延伸於該x方向上之一閘極線G1之間的一交叉點附近，如於圖3A中所見。
該像素切換元件31可以係(例如)一薄膜電晶體且係在其閘極處連接至該閘極線G1，在其源極電極處連接至該第一資料線S1而在其汲極處連接至該輔助電容元件Cs及該液晶層203。
該輔助電容元件Cs係一具有受到一共用電位Vcom的施加之一電極與連接至該像素切換元件31的汲極電極之另一電極的電容器。
在該影像顯示元件30a中，藉由該顯示垂直驅動電路11及該顯示水平驅動電路12基於從該控制區段401向其供應之一控制信號來按線序驅動該等像素切換元件31以實施影像顯示。
特定言之，參考圖2及3A，透過該閘極線G1從該顯示垂直驅動電路11向該像素切換元件31之閘極供應一選擇脈衝以將該像素切換元件31置入一開啟狀態。此時，當從該顯示水平驅動電路12向該第一資料線S1供應一影像信號時，該像素切換元件31將該影像信號寫入至該液晶層203內。因此，向一像素電極62a施加對應於該影像信號之一電位，而因此，向該液晶層203施加一電壓以執行影像顯示。
參考圖3B，該光感測器元件30b包括一光接收元件32、一重設電晶體33、一放大電晶體35及一選擇電晶體36，如於圖3B中所見。
該光接收元件32係一光二極體且包括一控制電極43、一陽極電極51及一陰極電極52。該控制電極43係連接至一電源供應電壓線HD並接收向其供應之一電源供應電壓VDD。該陽極電極51係連接至一浮動擴散FD。該陰極電極52係連接至該電源供應電壓線HD並接收向其供應之電源供應電壓VDD。
該重設電晶體33係在其端子之一者處連接至一參考電壓線HS並接收向其供應之一參考電壓VSS。另外，該重設電晶體33係在其另一端子處連接至該浮動擴散FD。同時，該重設電晶體33係在其閘極電極處連接至一重設信號線HR，而使得當透過該重設信號線HR供應一重設信號時該重設電晶體33重設該浮動擴散FD之電位。
該放大電晶體35係在其端子之一者處連接至該電源供應電壓線HD並接收向其供應之電源供應電壓VDD。另外，該放大電晶體35係在其另一端子處連接至該選擇電晶體36。同時，該放大電晶體35係在其閘極電極處連接至該浮動擴散FD。
該選擇電晶體36係在其端子之一者處連接至該放大電晶體35而在其端子之另一者處連接至該第二資料線S2。該選擇電晶體36係在其閘極電極處連接至一讀取線HRe並接收向其供應之一讀取信號(Read)。若向該選擇電晶體36之閘極電極供應該讀取信號，則將該選擇電晶體36置入一開啟狀態，在此狀態中該選擇電晶體36向該第二資料線S2輸出藉由該放大電晶體35放大之所接收的光資料。
在此，在該浮動擴散FD與該參考電壓線HS(向其供應該參考電壓VSS)之間產生靜電電容34，而該浮動擴散FD之電壓回應於在該靜電電容34中累積的電荷量而變化。
藉由該感測器垂直驅動電路13及該感測器水平驅動電路14來驅動該光感測器元件30b以產生所接收的光資料，並讀出由此產生之所接收的光資料。在此，例如，該感測器垂直驅動電路13透過該重設信號線HR供應一重設信號(Reset)。然後，藉由該放大電晶體35來放大回應於在該光接收元件32接收並以光電方式轉換光時產生的電荷而在該浮動擴散FD中波動之電位。接著，該感測器水平驅動電路14向該選擇電晶體36之閘極供應一讀取信號，而該感測器水平驅動電路14透過該第二資料線S2讀出作為所接收光資料之電位。接著，向該位置偵測區段402輸出該所接收光資料。
該液晶面板的像素區域之組態
圖4係示意性顯示在依據本發明之具體實施例1中提供於該液晶面板200的像素區域PA中之一像素P之部分的一斷面圖。
參考圖4，該液晶面板200包括一TFT陣列基板201、一相對基板202及一液晶層203。
在此液晶面板200中，該TFT陣列基板201與該相對基板202係彼此黏附為彼此成一間隔關係(如於圖4中所見)，而該液晶層203係提供於該TFT陣列基板201與該相對基板202之間的一間隙內。例如，一間隔物(未顯示)係插入於該TFT陣列基板201與該相對基板202之間以提供該間隙而使得該TFT陣列基板201與該相對基板202係彼此間隔為彼此成一相對關係。使用一密封部件(未顯示)將該TFT陣列基板201與該相對基板202彼此黏附。
在此具體實施例中，該液晶面板200係提供以便為該FFS系統之一顯示模式作好準備。
在該液晶面板200中，該TFT陣列基板201係一絕緣材料之一基板，其令光透射穿過其中且係(例如)由玻璃形成。另外，在與該相對基板202相對的該TFT陣列基板201之面上，形成光接收元件32、像素電極62a、共用電極62b、第一資料線S1、第二資料線S2、電源供應電壓線HD及參考電壓線HS，如於圖4中所見。另外，儘管圖4中未顯示，但在上述部件上提供像素切換元件31、閘極線G1、重設電晶體33、放大電晶體35、選擇電晶體36、重設信號線HR及讀取線HRe。
在該液晶面板200中，該相對基板202係一絕緣材料之一基板，其以類似於該TFT陣列基板201令光透射穿過其中，且係(例如)由玻璃形成。該相對基板202係與該TFT陣列基板201相對成一間隔關係，如於圖4中所見。在與該TFT陣列基板201相對的該相對基板202之面上，形成一濾色片層21及一可見射線截止濾光片層21S，如於圖4中所見。該濾色片層21包括針對紅色、綠色及藍色的三原色之一紅色濾光片層21R、一綠色濾光片層21G及一藍色濾光片層21B。
在該液晶面板200中，該液晶層203係夾置於該TFT陣列基板201與該相對基板202之間，如於圖4中所見。該液晶層203係藉由形成於該TFT陣列基板201及該相對基板202的相對面上之液晶定向膜(未顯示)來定向。在此具體實施例中，在該液晶層203中的液晶分子係水平定向。換言之，該液晶層203係定向成使得該等液晶分子之縱向方向延伸於其中該TFT陣列基板201與該相對基板202係彼此相對的xy平面之方向上。
在該液晶面板200中，該像素P係分割成在其中該TFT陣列基板201與該相對基板202係彼此相對的平面內之一顯示區域TA與一感測器區域RA。
在該液晶面板200之顯示區域TA中，形成一濾色片層21、一像素切換元件31(圖5)、像素電極62a、一共用電極62b及第一資料線S1，如於圖4中所見。
圖5係顯示在本發明之具體實施例1中之顯示區域TA之部分的一平面圖。參考圖5，如從一圖例所見，個別部件之不同材料係藉由不同的對應符號區段襯裏加以指示，而且顯示用於電連接該等部件的接點之位置。應注意，在圖5中，儘管顯示對應於圖4中所示像素P中的紅色濾光片層21R之一點區域，但亦在對應於該綠色濾光片層21G及該藍色濾光片層21B之點區域中以一與在對應於該紅色濾光片層21R的點區域中類似之方式形成該等個別部件。
如於圖5中所見，在該顯示區域TA中，除在圖4中所示之濾色片層21、像素電極62a、共用電極62b及第一資料線S1外，還形成一像素切換元件31及一閘極線G1。
在此顯示區域TA中，從該背光300發射的照明光R係從該TFT陣列基板201側透射至該相對基板202側以實施影像顯示。
在此，該第一資料線S1與該閘極線G1兩者皆係由一金屬材料(例如鋁或鉬)形成以使其攔截光。因此，在該顯示區域TA中，該照明光R係透射穿過藉由該等線界定之一光透射區域HA以實施影像顯示，如於圖4中所見。
在此具體實施例中，由於該液晶面板200之顯示模式係如上文所述之FFS類型，因此從該像素電極62a及該共用電極62b向該液晶層203施加一橫向電場以顯示一影像。
同時，在該液晶面板200之感測器區域RA中，形成一可見射線截止濾光片層21S、一光接收元件32、一第二資料線S2、一電源供應電壓線HD及一參考電壓線HS，如於圖4中所見。
圖6係顯示在本發明之具體實施例1中之感測器區域RA之部分的一平面圖。在圖6中，如從一圖例所見，個別部件之不同材料係藉由不同的對應符號區段襯裏加以指示，而且顯示用於電連接該等部件的接點之位置。另外，該可見射線截止濾光片層21S係藉由一交替的長與短虛線加以指示。
如於圖6中所見，在該感測器區域RA中，除在圖4中所示之可見射線截止濾光片層21S、光接收元件32、第二資料線S2、電源供應電壓線HD及參考電壓線HS外，還形成一重設電晶體33、一放大電晶體35、一選擇電晶體36、一重設信號線HR及一讀取線HRe。
在該感測器區域RA中，藉由該光接收元件32接收在該液晶面板200的前面側上之偵測物件主體F所反射之反射光H以產生所接收的光資料，如於圖4中所見。
在此，以一方式由一金屬材料將該第二資料線S2、電源供應電壓線HD、參考電壓線HS、重設信號線HR及讀取線HRe之線形成以便攔截光。因此，在該感測器區域RA中，將該反射光H引入至在藉由該等線界定之一光接收區域SA中的光接收元件32之一光接收面JSa，如於圖4及6中所見。因此，在該光接收區域SA中，藉由該光接收元件32之光接收面JSa接收透過該可見射線截止濾光片層21S進入之反射光H以產生所接收光資料。
相繼說明提供於該TFT陣列基板201上之組件。
在該TFT陣列基板201中，該像素切換元件31係形成於該液晶面板200之顯示區域TA中，如於圖5中所見。儘管在圖4中未顯示該像素切換元件31，但其係以類似於在圖4中所示的光接收元件32形成於與該相對基板202相對的該TFT陣列基板201之面上。
對應於在該像素P中形成濾色片21之紅色濾光片層21R、綠色濾光片層21G及藍色濾光片層21B而提供該等像素切換元件31，如於圖4中所見。
圖7顯示在本發明之具體實施例中的像素切換元件31。
參考圖7，該像素切換元件31包括一閘極電極45、一閘極絕緣膜46g及一半導體層48且係形成為該LDD(輕度摻雜汲極)結構之一底部閘極類型TFT。
特定言之，使用一金屬材料(例如鉬)來形成該像素切換元件31之閘極電極45。在此，如圖7所示，該閘極電極45係透過在該TFT陣列基板201之面上的閘極絕緣膜46g提供為與該半導體層48之一通道區域48C成一相對關係。
同時，使用一絕緣材料(例如一氧化矽膜或一氮化矽膜)來形成該像素切換元件31之閘極絕緣膜46g。該閘極絕緣膜46g係形成以便覆蓋於該閘極電極45之上，如於圖7中所見。
另外，(例如)由多晶矽形成該像素切換元件31之半導體層48。在該半導體層48中，通道形成區域48C係形成為與該閘極電極45成一對應關係(如於圖7中所見)，而一對源極-汲極區域48A與48B係以一方式形成以便將該通道區域48C夾置於其之間。一對低濃度雜質區域48AL與48BL係在該等源極-汲極區域48A與48B上以一方式形成以便將該通道區域48C夾置於其之間。另外，與該等低濃度雜質區域48AL及48BL之一濃度相比具有一更高濃度之一對高濃度雜質區域48AH及48BH係以一方式形成以便將該等低濃度雜質區域48AL及48BL夾置於其之間。如圖7所示，該半導體層48係覆蓋有一層間絕緣膜Sz。該層間絕緣膜Sz係(例如)由一氮化矽膜或一氧化矽膜形成。
該像素切換元件31之源極電極53與汲極電極54係使用一導電材料(例如鋁)來形成。在此，該源極電極53與該汲極電極54之每一者係藉由形成一接觸孔以便延伸穿過該層間絕緣膜Sz、將該導電材料嵌入至該接觸孔內並接著實施圖案化來形成。特定言之，當該汲極電極54係電連接至該另一源極-汲極區域48B時，該源極電極53係提供為與一源極-汲極區域48A成一電連接狀態。
在該TFT陣列基板201中，該光接收元件32係形成於與該相對基板202相對的該TFT陣列基板201之面上，如於圖4中所見。
在此，該光接收元件32係提供為與在該感測器區域RA中的光接收區域SA成一對應關係(如於圖4中所見)，以使其透過該液晶層203在該光接收區域SA中接收從該相對基板202側朝該TFT陣列基板201側發射之光。接著，該光接收元件32接收並以光電方式轉換從該光接收區域SA入射之光來形成所接收的光資料，並讀出由此產生之所接收的光資料。
在此具體實施例中，當從該背光300發射的照明光R係照明於該偵測物件主體F上(如於圖4中所見)以產生所接收的光資料時，該光接收元件32從該偵測物件主體F接收從該液晶面板200的前面側朝後面側反射之反射光H。例如，該光接收元件32在其光接收面JSa上接收透過該液晶層203入射之反射光H以產生所接收之光資料。
圖8係顯示在本發明之具體實施例1中的光接收元件32之一斷面圖。
參考圖8，該光接收元件32係該PIN(P-本質-N)結構之一光二極體且包括一控制電極43、提供於該控制電極43上之一絕緣膜46s及與該控制電極43相對之一半導體層47，且具有插入於其之間的絕緣膜46s。
特定言之，使用一金屬材料(例如鉬)來形成該光接收元件32之控制電極43。在此，該控制電極43係在該TFT陣列基板201之面上形成為與該半導體層47之一i層47i成一相對關係，如於圖8中所見。
使用一絕緣材料(例如一氧化矽膜)來形成該光接收元件32之絕緣膜46s。在此，該絕緣膜46s係形成以便覆蓋於該控制電極43之上，如於圖8中所見。
另外，該光接收元件32之半導體層47係(例如)由多晶矽形成且包括一p層47p、一n層47n及一i層47i，如於圖8中所見。該半導體層47係提供成使得具有高電阻之i層47i係插入於該p層47p與該n層47n之間。該i層47i具有一光接收面JSa，其接收光並實施光電轉換。該半導體層47係覆蓋有一層間絕緣膜Sz，如於圖8中所見。
使用鋁來形成該光接收元件32之陽極電極51與陰極電極52。如圖8所示，該陽極電極51與該陰極電極52係藉由形成接觸孔以便延伸穿過該層間絕緣膜Sz、將該導電材料嵌入至該接觸孔內並實施圖案化來形成。特定言之，該陽極電極51係提供為與該p層47p成一電連接關係，而該陰極電極52係電連接至該n層47n。
在該TFT陣列基板201上，該重設電晶體33、放大電晶體35及選擇電晶體36係形成於該液晶面板200之感測器區域RA中，如於圖6中所見。該重設電晶體33、放大電晶體35及選擇電晶體36係以類似於該像素切換元件31形成(例如)為一底部閘極類型TFT。
參考圖4，該等像素電極62a係形成於與該相對基板202相對的該TFT陣列基板201之側上。
在此，該等像素電極62a係提供於由一絕緣材料形成之一絕緣膜60c上以使其覆蓋在該TFT陣列基板201上之共用電極62b。例如，該等像素電極62a係形成於該絕緣膜60c(形成為一氮化矽膜)上。該等像素電極62a係提供為與形成濾色片層21之紅色濾光片層21R、綠色濾光片層21G及藍色濾光片層21B成一個別相對關係，如於圖4中所見。該等像素電極62a係透明電極且係(例如)使用ITO(氧化銦錫)來形成。該等像素電極62a之每一者係電連接至一像素切換元件31之汲極電極54。該像素電極62a與該共用電極62b配合以產生在其之間的一橫向電場，且作為一影像信號從該像素切換元件31向該橫向電場供應一電位以由此向該液晶層203施加一電壓。
在此具體實施例中，由於該液晶面板200係該FFS類型，因此該像素電極62a係在與該相對基板202相對的該TFT陣列基板201之xy面之方向上形成為一梳齒形狀。
特定言之，參考圖5，該像素電極62a包括一主幹部分62ak與複數個分支部分62ae。
該主幹部分62ak延伸於該x方向上，如於圖5中所見。
該等分支部分62ae延伸於該y方向上，如於圖5中所見。該等分支部分62ae係佈置為在該x方向上彼此成一並列關係且成一間隔關係。該等分支部分62ae之每一者係在其一端部分處連接至該主幹部分62ak，而該等分支部分62ae在該y方向上彼此平行而延伸。
參考圖4，該共用電極62b係形成於與該相對基板202相對的該TFT陣列基板201之面上。在此，該共用電極62b係提供於一平整化膜60b上，該平整化膜60b係以一方式在該TFT陣列基板201上形成以便覆蓋該等線。例如，該平整化膜60b係由一有機化合物(例如一丙烯酸樹脂)形成。該共用電極62b係一透明電極且係(例如)使用ITO來形成。該共用電極62b係與該等像素電極62a(其係對應於該等像素P而提供)相對，且具有插入於其之間的絕緣膜60c。
在此具體實施例中，由於該液晶面板200係該FFS類型，因此該共用電極62b係形成於一固態中而使其在與該相對基板202相對的該TFT陣列基板201之xy面之方向上覆蓋該顯示區域TA之整個面，如於圖4中所見。
圖9係顯示在本發明之具體實施例1中的共用電極62b之一平面圖。參考圖9，沿線X1-X2截取之一斷面對應於圖4。
如圖9所示，在該感測器區域RA中，該共用電極62b具有在一包括對應於該光接收元件32的光接收面JSa之一光接收面對應區域JT的第一區域A1中形成之一開口，以使得將其提供於除該光接收面對應區域JT以外之一區域中。
特定言之，該第一區域A1係界定於在該光接收面對應區域JT之一周邊與該感測器區域RA之一周邊之間從該光接收面對應區域JT之該周邊朝該感測器區域RA之該周邊的一預定範圍內，而該開口係對應於該第一區域A1而形成。特定言之，如於圖9中所見，該共用電極62b並非形成於該第一區域A1中，而係形成於除該第一區域A1以外的該像素區域PA之任何其他區域中。
參考圖4，該等第一資料線S1係形成於與該相對基板202相對的該TFT陣列基板201之面上，如於圖4中所見。在此，該等第一資料線S1係以一方式提供於形成於該TFT陣列基板201上之一絕緣膜60a上以便覆蓋該等半導體元件(例如該光接收元件32)。
參考圖5，該等第一資料線S1之每一者延伸於該y方向上且係使用一金屬材料(例如鋁)來形成。該第一資料線S1係電連接至該像素切換元件31之源極電極。
參考圖4，該第二資料線S2、電源供應電壓線HD及參考電壓線HS係以類似於該等第一資料線S1形成於與該相對基板202相對的該TFT陣列基板201之面上。該第二資料線S2、電源供應電壓線HD及參考電壓線HS係以一方式提供於形成於該TFT陣列基板201上之絕緣膜60a上以便覆蓋該等半導體元件(例如該光接收元件32)。
另外，參考圖6，該第二資料線S2、電源供應電壓線HD及參考電壓線HS延伸於該y方向上且係使用一金屬材料(例如鋁)來形成。該第二資料線S2係電連接至該選擇電晶體36，如於圖6中所見。該電源供應電壓線HD係電連接至該光接收元件32及該放大電晶體35。該參考電壓線HS係透過由鉬形成之一引線HH連接至該重設電晶體33，如於圖6中所見。
參考圖4及6，該第二資料線S2、電源供應電壓線HD及參考電壓線HS之線係提供於除對應於該光接收面JSa之光接收面對應區域JT以外的在該感測器區域RA中之一區域中。特定言之，該等線係以一方式提供以便界定在該感測器區域RA中之光接收區域SA。
在該TFT陣列基板201中，該閘極線G1係形成於該液晶面板200之顯示區域TA中，如圖5所示。該閘極線G1延伸於該x方向上且係由一金屬材料(例如鉬)形成。在此，該閘極線G1係電連接至該像素切換元件31之閘極(如於圖5中所見)，且係以類似於在圖4中所示的光接收元件32形成於在與該相對基板202相對之側上的該TFT陣列基板201之面上。
在該TFT陣列基板201上，該重設信號線HR及該讀取線HRe係形成於該液晶面板200之感測器區域RA中，如於圖6中所見。該重設信號線HR及該讀取線HRe延伸於該x方向上且係使用一金屬材料(例如鉬)來形成。該重設信號線HR係電連接至該重設電晶體33之閘極，如於圖6中所見。該讀取線HRe係電連接至該選擇電晶體36之閘極，如於圖6中所見。
下面說明提供於該相對基板202上之組件。
參考圖4，該濾色片層21係形成於與該TFT陣列基板201相對的該相對基板202之面上。該濾色片層21包括針對紅色、綠色及藍色的三原色之一組濾色片層，而特定言之包括一紅色濾光片層21R、一綠色濾光片層21G及一藍色濾光片層21B。藉由採用一塗布方法(例如旋塗)以形成一塗布膜來塗敷包含一對應於每一色彩的著色顏料與一光阻材料之塗布液體並接著藉由一微影術技術來圖案化該塗布膜，從而形成該濾色片層21。在此，例如，使用一聚醯亞胺樹脂作為光電阻器材料。該紅色濾光片層21R、綠色濾光片層21G及藍色濾光片層21B經組態成使得從該背光300發射的照明光R係由此著色並從該TFT陣列基板201側至該相對基板202側透射穿過其中。特定言之，該紅色濾光片層21R將該照明光R著色為紅色；該綠色濾光片層21G將該照明光R著色為綠色，而該藍色濾光片層21B將該照明光R著色為藍色，而同時其令該照明光R透射穿過其中。
該可見射線截止濾光片層21S係形成於與該TFT陣列基板201相對的該相對基板202之面上，如於圖4中所見。在此，該可見射線截止濾光片層21S係佈置為與該感測器區域RA成一對應關係(如於圖4中所見)，且係形成為使其令透射穿過其中之來自入射至在該感測器區域RA中的光接收元件32的光接收面JSa之光內之紅外線光線的量大於可見射線的量。
在此具體實施例中，該可見射線截止濾光片層21S係包括一紅色濾光片層21Rs與一藍色濾光片層21Bs之一濾色片疊層(如於圖4中所見)，且經組態成使得該紅色濾光片層21Rs與該藍色濾光片層21Bs係從該相對基板202側相繼層壓。類似於該濾色片層21，該紅色濾光片層21Rs與該藍色濾光片層21Bs之每一者係使用一聚醯亞胺樹脂(其包含一著色劑，例如一顏料或染料)來形成。
圖10解說在本發明之具體實施例中的可見射線截止濾光片層21S之一光譜特性。參考圖10，橫座標軸指示該入射光之波長(nm)而縱座標軸指示該入射光之透射率(%)。
該可見射線截止濾光片層21S係包括一紅色濾光片層21Rs與一藍色濾光片層21Bs之一濾色片疊層，如上所述。在此，該紅色濾光片層21Rs透射與在其他波長區域中之光的量相比在對應於該等可見射線中的紅色之一波長區域中之一較大量的光。同時，該藍色濾光片層21Bs透射與在其他波長區域中之光的量相比在對應於該等可見射線中的藍色之一波長區域中之一較大量的光。因此，如於圖10中所見，該可見射線截止濾光片層21S係形成為使得在對應於紅外線的波長區域中之光之透射率係高於在對應於可見射線的波長區域中之光之透射率。該可見射線截止濾光片層21S係形成為使得，對於中心波長為850 nm之紅外線，該光透射率約為80%，而對於可見射線，該光透射率係等於或低於約35%。
該可見射線截止濾光片層21S係藉由與形成組成該濾色片層21的紅色濾光片層21R與該綠色濾光片層21B的步驟相同之一步驟來形成。例如，藉由一塗布方法(例如旋塗)來施加包含一紅色的著色顏料與一光阻材料之塗布液體以形成一塗布膜。然後，藉由一微影術技術或類似技術來圖案化該塗布膜以形成該濾色片層21之紅色濾光片層21R及該可見射線截止濾光片層21S之紅色濾光片層21Rs。另外，藉由一塗布方法(例如旋塗)來施加包含一藍色的著色顏料與一光阻材料之塗布液體以形成一塗布膜。然後，將該塗布膜圖案化以形成該濾色片層21之藍色濾光片層21B與該可見射線截止濾光片層21S之藍色濾光片層21Bs。在此，該圖案化係實施成使得該可見射線截止濾光片層21S之藍色濾光片層21Bs係層壓於該可見射線截止濾光片層21S之紅色濾光片層21Rs上。
圖11係顯示在本發明之具體實施例1中之相對基板202之部分的一平面圖。參考圖11，沿線X1-X2截取之一斷面對應於圖4。
組成該濾色片層21之紅色濾光片層21R、綠色濾光片層21G及藍色濾光片層21B係形成為(例如)一矩形形狀且並列於該x方向上。
該可見射線截止濾光片層21S與組成該濾色片層21的紅色濾光片層21R、綠色濾光片層21G及藍色濾光片層21B類似地具有(例如)一矩形形狀，且係與該紅色濾光片層21R、綠色濾光片層21G及藍色濾光片層21B並列於該x方向上，如於圖11中所見。
該可見射線截止濾光片層21S係形成於該感測器區域RA中以使其包括對應於該光接收元件32的光接收面JSa之一光接收面對應區域JT，如圖11所示。
在此，該可見射線截止濾光片層21S包括經界定以便大於在該像素區域PA中的光接收面對應區域JT之一第一區域A1且覆蓋大於該第一區域A1之一第二區域A2。
特定言之，該第二區域A2經界定以便具有在該第一區域A1之一周邊與該感測器區域RA之一周邊之間從該第一區域A1之該周邊延伸至該感測器區域RA之該周邊的一預定範圍。該可見射線截止濾光片層21S係形成以便對應於該第二區域A2。
在此具體實施例中，該感測器區域RA係提供以便對應於在該像素區域PA中的第二區域A2，而該可見射線截止濾光片層21S係提供以便覆蓋整個感測器區域RA。
應注意，在上述液晶面板200中，儘管未清楚指示在圖3A中顯示的輔助電容元件Cs，但藉由該像素電極62a與該共用電極62b夾置的絕緣膜60c之一部分(如於圖4中所見)具有該輔助電容元件Cs之功能。
該背光之組態
圖12係示意性顯示在本發明之具體實施例中的背光300之一斷面圖。圖13係示意性顯示在具體實施例1中的背光300之部分的一透視圖。
參考圖12，該背光300包括一光源301與一導光板302並發射該照明光R以便照明該液晶面板200的像素區域PA之整個區域。
該光源301包括用於照射光之一發光面ES且係佈置成使得該發光面ES與光經引入所至之一入射面IS相對。在此，該光源301之發光面ES係與提供於該導光板302之一側面上的入射面IS相對。該光源301接收從該控制區段401向其供應之一控制信號並基於該控制信號實施一發光操作。
在此具體實施例中，該光源301包括一可見光源301a與一紅外光源301b，如於圖13中所見。
該可見光源301a係(例如)一白色光LED(發光二極體)並照射白色可見射線。該可見光源301a係佈置成使其發光面ES係與該導光板302之入射面IS相對(如於圖13中所見)，且可見射線係從該發光面ES照射於該導光板302之入射面IS上。在此，複數個此類可見光源301a係沿該導光板302之入射面IS提供並佈置成一並列關係。
該紅外光源301b，例如係一紅外LED，且輻射紅外線。該紅外光源301b係佈置成使其發光面ES係與該導光板302之入射面IS相對(如於圖13中所見)，且紅外線係從該發光面ES照射於該導光板302之入射面IS上。在此實例中，該紅外光源301b照射具有一850 nm中心頻率之紅外線。在此，該單一紅外光源301b係在該導光板302(在其上面提供該等可見光源301a)之入射面IS上提供並佈置為與該等可見光源301a成一並列關係。在此具體實施例中，該紅外光源301b係佈置於該導光板302(在其上面提供該等可見光源301a)之入射面IS之一實質上中心位置。
參考圖12，該導光板302係提供成使得該光源301之發光面ES與其入射面IS相對，而將從該發光面ES照射的光引入至該導光板302內。該導光板302導引入射至其入射面IS之光。接著，由此受導引的光係作為照明光R從與該入射面IS垂直提供之一露光面PS1發射。該導光板302係佈置為與該液晶面板200之背面成一相對關係，並從其露光面PS1朝該液晶面板200之後面照射該照明光R。藉由使用具有一高發光屬性之一透明材料(如一丙烯酸樹酯)進行射出成型來形成該導光板302。
在此具體實施例中，該導光板302在其入射面IS處接收從該可見光源301a發射的可見射線與從該紅外光源301b發射的紅外線兩者，並導引在該入射面IS處接收之可見射線與紅外線。接著，從該露光面PS1發射受導引的可見射線及紅外線作為照明光R。因此，在該透射類型的液晶面板200之像素區域PA中顯示一影像，如上所述。
參考圖12，該導光板302包括一光學膜303與一反射膜304。
該光學膜303係提供為與在該導光板302上的露光面PS1成一相對關係，如於圖12中所見。該光學膜303接收從該導光板302的露光面PS1發射之照明光R並調變該照明光R之光學特性。
在此具體實施例中，該光學膜303包括從該導光板302側按順序佈置之一擴散薄片303a與一稜鏡薄片303b。該擴散薄片303a擴散從該導光板302的露光面PS1發射之光，而該稜鏡薄片303b將該擴散光聚光以便沿法線方向z導向該導光板302之露光面PS1。因此，該光學膜303朝該液晶面板200之後面發射從該導光板302發射之光作為平面光之照明光R。
該反射膜304係提供為與遠離該露光面PS1而定位的導光板302之面成一相對關係。該反射膜304接收從定位在與該露光面PS1相對之側上的導光板302之一面PS2發射之光，並朝該導光板302之露光面PS1側反射該光。
操作
下面，說明上述液晶顯示裝置100之操作，其用於在讓作為該偵測物件主體F的人體之一手指接觸到該液晶顯示裝置100的像素區域PA或定位於其附近時基於從該偵測物件主體F獲得之所接收光資料來偵測該偵測物件主體F的位置。
圖14A、14B、15A及15B係示意性解說其中藉以在讓作為該偵測物件主體F的人體之一手指接觸到該液晶顯示裝置100之像素區域PA或定位於其附近時基於從該偵測物件主體F獲得之所接收的光資料來偵測該偵測物件主體F的位置之不同方式。特定言之，圖14A及14B解說其中向該液晶層203之一電壓的施加係處於一關閉狀態中時之方式，而圖15A及15B解說其中向該液晶層203之一電壓的施加係處於一開啟狀態中時之方式。在圖14A、14B、15A及15B中顯示該液晶顯示裝置100之部分而不顯示其他部分，而圖14A及15A係斷面圖而圖14B及15B係平面圖。
首先，說明當向該液晶層203之一電壓的施加係處於一關閉狀態中時之操作。
在此實例中，如從圖14A及14B所見，在該液晶面板200之顯示區域TA中，水平定向之該液晶層203的液晶分子之縱向方向(例如)沿該y方向延伸。在此具體實施例中，使用一般黑色顯示方法作為該顯示方法。因此，在該液晶面板200之顯示區域TA中，從該背光300照射的照明光R之可見射線VR並不透射穿過該第二偏光板207而係藉由該第二偏光板207來吸收，以由此顯示該黑色。
同時，從該背光300照射之照明光R之紅外線IR係透射穿過該第二偏光板207。
另一方面，在該液晶面板200之感測器區域RA中，與該顯示區域TA類似，從該背光300照明的照明光R之可見射線VR係藉由該可見射線截止濾光片層21S來吸收而並不透射穿過該液晶面板200。
在該感測器區域RA中，該電源供應電壓線HD、參考電壓線HS及第二資料線S2之複數個線係提供於該第一區域A1(其中提供該共用電極62b之開口，如上文所述)之除該光接收面對應區域JT以外之一區域中。向該電源供應電壓線HD與該參考電壓線HS之每一者施加一固定電位。因此，該電源供應電壓線HD、參考電壓線HS之該等線等產生在該等線與該共用電極62b之一端部分之間的一橫向電場。因此，在該液晶層203中水平定向的液晶分子之縱向方向有時改變成使其沿不同於該y方向之一方向延伸，如於圖14A及14B中所見。因此，包括於從該背光300照明之照明光R中的可見射線VR有時係透射穿過該液晶層203之部分，在此部分中液晶分子之縱向方向改變而係混合成黑色顯示以使得影像品質劣化。
但是，在此具體實施例中，由於該可見射線截止濾光片層21S係提供以便對應於該感測器區域RA，因此該等可見射線VR亦在該液晶層203之其中液晶分子的縱向方向改變之部分中受阻擋。
因此，由於該等可見射線VR並非亦透射穿過該液晶層203之其中該液晶層203的液晶分子之縱向方向改變之該部分，因此可防止該影像品質之劣化。
同時，從該背光300照明的照明光R之紅外線IR係透射穿過在該光接收區域SA中的第二偏光板207，如於圖14A中所見。因此，當令該偵測物件主體F(例如人體之一手指)接觸到該像素區域PA或定位於該像素區域PA之附近時，所透射的紅外線IR受到該偵測物件主體F之反射，如於圖14A及14B中所見。接著，藉由提供於該液晶面板200上之光接收元件32來接收該反射光H。
在此，朝該光接收面JSa導向的反射光H係在該光接收元件32的光接收面JSa處接收並藉由該光接收元件32來光電轉換。接著，藉由該等周邊電路讀出藉由該光電轉換產生的電荷之所接收的光資料。
接著，該位置偵測區段402以此一如上所述之方式使用所讀出之所接收的光資料，以形成在該液晶面板200的前面側上之像素區域PA中定位的偵測物件主體F之一影像。接著，該位置偵測區段402根據由此形成的影像來偵測該偵測物件主體F之位置。
現在，說明當向該液晶層203之一電壓的施加係處於一開啟狀態中時之操作。
在此實例中，在該液晶面板200之顯示區域TA中，該液晶層203之水平定向的液晶分子之縱向方向係傾斜至不同於該y方向之一方向，如於圖15A及15B中所見。因此，在該液晶面板200之顯示區域TA中，從該背光300照射的照明光R之可見射線VR係透射穿過該第二偏光板207以實施白色顯示。另外，從該背光300照明之照明光R之紅外線IR亦係透射穿過該第二偏光板207。
相反，在該液晶面板200之感測器區域RA中，從該背光300照明的照明光R之可見射線VR係藉由該可見射線截止濾光片層21S來吸收而並不透射穿過該液晶面板200。
在該感測器區域RA中，由於該開口係在該共用電極62b中提供為與該第一區域A1成一對應關係，而並不如上文所述而提供該像素電極62a，因此不向該液晶層203施加任何電壓。因此，與其中向該液晶層203之一電壓的施加係處於一關閉狀態之情況中類似，藉由該可見射線截止濾光片層21S來吸收並因此阻擋包括於從該背光300照明之照明光R中的可見射線VR。
另外，與上文所述者類似，該電源供應電壓線HD、參考電壓線HS之該等線等產生在該等線與該共用電極62b之該端部分之間的一水平電場。因此，如圖15A及15B所示，該液晶層203之水平定向的液晶分子之縱向方向有時改變以便延伸於不同於該y方向之一方向上，而因此，該影像品質有時係劣化。但是，在此具體實施例中，該可見射線截止濾光片層21S係提供為與該感測器區域RA成一對應關係。因此，即使在該液晶層203之其中液晶分子之縱向方向改變之該部分中，該可見射線VR亦受阻擋，而因此可防止該影像品質之劣化。
同時，從該背光300照明的照明光R之紅外線IR係透射穿過在該光接收區域SA中的第二偏光板207，如於圖15A中所見。因此，當令該偵測物件主體F(例如人體之一手指)接觸到該像素區域PA或定位於該像素區域PA之附近時，所透射的紅外線IR受到該偵測物件主體F之反射，如於圖15A及15B中所見。接著，藉由提供於該液晶面板200上之光接收元件32來接收該反射光H。接著，朝該光接收面JSa導向的反射光H係在該光接收元件32的光接收面JSa處被接收並藉由該光接收元件32來光電轉換。接著，藉由該等周邊電路讀出藉由該光電轉換產生的電荷之所接收的光資料。
接著，該位置偵測區段402使用從該光接收元件32讀出之所接收的光資料，以形成在該液晶面板200的前面側上之像素區域PA中定位的偵測物件主體F之一影像。接著，該位置偵測區段402根據由此形成的影像來偵測該偵測物件主體F之位置。
以此方式，在此具體實施例中，該像素電極62a與該共用電極62b係形成於除對應於該光接收元件32之光接收面JSa的該光接收面對應區域JT以外的該像素區域PA之一區域中。因此，在此具體實施例中，可防止該像素電極62a與該共用電極62b(其向該液晶層203施加一電場)至該光接收元件32之耦合，而因此可防止在該所接收的光資料中包括許多雜訊，而可提高該S/N比。因此，輕易便可實施對一偵測物件主體的位置之精密偵測。
另外，在此具體實施例中，當向在該像素區域PA中的液晶層203施加一電壓以實施影像顯示時，不向在對應於該光接收元件32的光接收面JSa之光接收面對應區域JT中的液晶層203施加任何電壓。因此，包括於從該背光300照明之照明光R中的可見射線VR受到阻擋。另外，若該像素電極62a及該共用電極62b係使用ITO形成於該光接收面對應區域JT中，則因為該ITO具有一高折射因數且在其一介面上反射大部分光，因此欲引入至該光接收元件32內的光之量減小。但是，在此具體實施例中，該像素電極62a與該共用電極62b係形成於該光接收面對應區域JT中。因此，欲引入至該光接收元件32內的光之量並不減小。
另外，在此具體實施例中，該可見射線截止濾光片層21S係在該像素區域PA中提供成使其令比該等可見射線VR更多之紅外線IR透射穿過其中。在此，在該感測器區域RA中，該可見射線截止濾光片層21S係以一方式提供以便 覆蓋比該第一區域A1(其中不形成該像素電極62a)更大之第二區域A2。因此，在此具體實施例中，可防止在該感測器區域RA中的洩漏光，而因此，可提高影像品質。
<具體實施例2>
下面，說明本發明之一具體實施例2。
該液晶面板的像素區域之組態
圖16係示意性顯示在依據本發明之具體實施例2的一液晶面板200之一像素區域PA中提供之一像素P之部分的一斷面圖。
參考圖16，在此具體實施例中的液晶面板200之組態係類似於在上文所述之具體實施例1中之組態。但是，在此具體實施例中的像素P與在該具體實施例1中之像素P的不同之處在於該像素電極62a之形狀及該共用電極62b之位置且在於其不包括該絕緣膜60c。另外，在圖16所示之液晶面板200中，該液晶層203係定向成使其液晶分子之縱向方向延伸於其中該TFT陣列基板201與該相對基板202係彼此相對之一方向上。換言之，在此具體實施例中，該等組件係形成為使得該顯示模式對應於該垂直定向模式。另外，該第一偏光板206與該第二偏光板207係佈置為交叉Nicol配置以便為一般黑色顯示模式作好準備。
該像素電極62a係形成於與該相對基板202相對的該TFT陣列基板201之面上。
該像素電極62a在此係提供於該平整化膜60b上，該平整化膜60b係以一方式在該TFT陣列基板201上由一絕緣材料形成以便覆蓋該等線。該像素電極62a係提供為與組成該濾色片層21之紅色濾光片層21R、綠色濾光片層21G及藍色濾光片層21B之每一者成一對應關係，如於圖16中所見。該像素電極62a係一透明電極且係使用(例如)ITO來形成並電連接至該像素切換元件31之汲極電極54。該像素電極62a使用作為一影像信號從該像素切換元件31供應之一電位向插入於該像素電極62a與該共用電極62b之間的液晶層203施加一電壓。
圖17係顯示在本發明之具體實施例2中的共用電極62b之一平面圖。參考圖17，沿線X1-X2截取之一斷面對應於圖16。
在此具體實施例中，該像素電極62a係在與該相對基板202相對的該TFT陣列基板201之xy平面之一方向上形成為一矩形形狀，如於圖17中所見。
特定言之，該像素電極62a係藉由沿該x方向與該y方向延伸之側來界定，而複數個此類像素電極62a係佈置為彼此成一並列關係且在該x方向上彼此成一間隔關係。
回過來參考圖16，該共用電極62b係鄰接與該TFT陣列基板201相對的該相對基板202之面加以提供。
在此，該共用電極62b係提供於一平整化膜22上，該平整化膜22係以一方式在該相對基板202上形成以便覆蓋該濾色片層21及該可見射線截止濾光片層21S。該共用電極62b係一透明電極且係(例如)使用ITO來形成。該共用電極62b係透過該液晶層203與個別對應於該等像素P而提供之像素電極62a相對。
圖18係顯示在本發明之具體實施例2中的共用電極62b之一平面圖。參考圖18，沿線X1-X2截取之一斷面對應於圖16。
參考圖18，在此具體實施例中，該共用電極62b係形成於一固態中而使其在與該TFT陣列基板201相對的該相對基板202之xy平面之方向上覆蓋該顯示區域TA之整個區域。
同時，在該感測器區域RA中，在包括該共用電極62b的光接收面對應區域JT(其對應於該光接收元件32之光接收面JSa)之第一區域A1中以將其提供於除該光接收面對應區域JT以外之區域中之一方式提供一開口。
特定言之，與在該具體實施例1中類似，該第一區域A1係界定於在該光接收面對應區域JT的周邊與該感測器區域RA的周邊之間從該光接收面對應區域JT的周邊朝該感測器區域RA的周邊之一預定範圍內。該開口係對應於該第一區域A1而提供。換言之，該共用電極62b並非形成於在該像素區域PA中之第一區域A1中，而係形成於除該第一區域A1以外的該像素區域PA之區域中。
操作
下面，說明上文所述液晶顯示裝置100之操作，其用於在讓作為該偵測物件主體F的人體之一手指接觸到該液晶面板200的像素區域PA或定位於其附近時基於關於該偵測物件主體F所獲得的所接收光資料來偵測該偵測物件主體F的位置。
圖19及20係示意性顯示在本發明之具體實施例2中其中藉以在讓作為該偵測物件主體F的人體之一手指接觸到該液晶顯示裝置200之像素區域PA或定位於其附近時基於關於該偵測物件主體F所獲得的所接收光資料來偵測該偵測物件主體F的位置之不同方式的斷面圖。特定言之，圖19解說當向該液晶層203之一電壓的施加係處於一關閉狀態中時之操作，而圖20解說當向該液晶層203之一電壓的施加係處於一開啟狀態中時之操作。
首先，說明當向該液晶層203之一電壓的施加係處於一關閉狀態中時之操作。
在此實例中，如於圖19中所見，在該液晶面板200之顯示區域TA中，垂直定向於該液晶層203中的液晶分子之縱向方向(例如)延伸於該z方向上。在此具體實施例中，該等組件經組態成使得使用該一般黑色顯示方法作為該顯示方法。因此，在該顯示區域TA中，包括於從該背光300照明之照明光R中的可見射線VR並不透射穿過該第二偏光板207而係藉由該該第二偏光板207吸收以實施黑色顯示。
另一方面，包括於從背光300照明之照明光R中的紅外線IR係透射穿過該第二偏光板207。
相反，在該液晶面板200之感測器區域RA中，包括於從該背光300照明之照明光R中的可見射線VR係藉由該可見射線截止濾光片層21S來吸收而並不透射穿過該液晶面板200。
同時，從該背光300照明的照明光R之紅外線IR係透射穿過在該光接收區域SA中的第二偏光板207，如於圖19中所見。因此，當令該偵測物件主體F(例如人體之一手指)接觸到該像素區域PA或定位於該像素區域PA之附近時，則所透射的紅外線IR受到該偵測物件主體F之反射，如於圖19中所見。接著，藉由提供於該液晶面板200上之光接收元件32來接收該反射光H。
在此，朝該光接收面JSa導向的反射光H係藉由該光接收元件32的光接收面JSa來接收並光電轉換以產生電荷。接著，藉由該等周邊電路來基於所產生的電荷讀出所接收之光資料。
接著，該位置偵測區段402使用從該光接收元件32讀出之所接收的光資料，以形成在該液晶面板200的前面側上之像素區域PA中定位的偵測物件主體F之一影像並根據由此形成的影像來偵測該偵測物件主體F之位置。
現在，說明當向該液晶層203之一電壓的施加係處於一開啟狀態中時之操作。
在此實例中，如於圖20中所見，在該液晶面板200之顯示區域TA中的液晶層203中垂直定向的液晶分子之縱向方向係傾斜至不同於該z方向之一方向。因此，在該液晶面板200之顯示區域TA中，包括於從該背光300照射的照明光R中之可見射線VR係透射穿過該第二偏光板207以實施白色顯示。另外，從該背光300照明之照明光R之紅外線IR亦係透射穿過該第二偏光板207。
另一方面，在該感測器區域RA中，包括於從該背光300照明之照明光R中的可見射線VR係藉由該可見射線截止濾光片層21S來吸收而並不透射穿過該液晶面板200。
特定言之，在該感測器區域RA中，該開口係在該共用電極62b中提供為與該第一區域A1成一對應關係而並不提供該像素電極62a，因此不向該液晶層203施加任何電壓。因此，與其中在向該液晶層203之一電壓的施加係處於一關閉狀態之情況中類似，藉由該可見射線截止濾光片層21S來吸收包括於從該背光300照明之照明光R中的可見射線VR。
同時，與上文所述者類似，從該背光300照明的照明光R之紅外線IR係透射穿過在該光接收區域SA中的第二偏光板207，如於圖20中所見。因此，若令該偵測物件主體F(例如人體之一手指)接觸到該液晶面板200之像素區域PA或定位於其附近，則所透射的紅外線IR受到該偵測物件主體F之反射，而藉由提供於該液晶面板200上的光接收元件32來接收該反射光H。接著，朝該光接收面JSa導向的反射光H係藉由該光接收元件32的光接收面JSa來接收並光電轉換以產生所接收之光資料。因此，藉由該等周邊電路讀出該所接收之光資料。
接著，該位置偵測區段402使用從該光接收元件32讀出之所接收的光資料，以形成在該液晶面板200的前面側上之像素區域PA中定位的偵測物件主體F之一影像並如上文所述根據由此形成的影像來偵測該偵測物件主體F之位置。
如上所述，在此具體實施例中，與在該第一具體實施例1中類似，該像素電極62a與該共用電極62b係形成於除對應於該光接收元件32(其組成該光感測器元件30b)之光接收面JSa的該光接收面對應區域JT以外的該像素區域PA之區域中。因此，在此具體實施例中，可防止類似於在該具體實施例1中該所接收的光資料將許多雜訊包含於其中，而因此可提高該S/N比。因此，輕易便可實施對一偵測物件主體的位置之精密偵測。另外，在此具體實施例中，可提高該影像品質。
<具體實施例3>
下面，說明依據本發明之一具體實施例3。
圖21係示意性顯示在此具體實施例之一液晶面板200之一像素區域PA中提供之一像素P之部分的一斷面圖。
此具體實施例之液晶面板200係類似於該具體實施例2之液晶面板200，但與其不同之處在於該像素P具有一透明電極62T，如於圖21中所見。
參考圖21，該透明電極62T係以類似於該像素電極62a提供於該平整化膜60b上，該平整化膜60b係形成以便覆蓋在與該相對基板202相對的該TFT陣列基板201之面上的線。
在此具體實施例中，該透明電極62T係形成於與該相對基板202相對的該TFT陣列基板201之xy面之方向上。該透明電極62T係(例如)使用ITO來形成。
圖22係顯示在本發明之具體實施例3中的像素電極62a及透明電極62T之一平面圖。參考圖22，沿線X1-X2截取之一斷面對應於圖21。
在此具體實施例中，該透明電極62T係類似於該像素電極62a在與該相對基板202相對的該TFT陣列基板201之xy面之方向上形成為一矩形形狀，如於圖22中所見。在此，如於圖22中所見，該透明電極62T係在該x方向上與該等像素電極62a成一間隔關係而並列。該透明電極62T係在該感測器區域RA中形成為使其覆蓋包括該光接收面對應區域JT(對應於形成該光感測器元件30b的光接收元件32之光接收面JSa)之第一區域A1。
該透明電極62T較佳的係經組態成使得施加一固定電位或者其係接地而不同於該像素電極62a。藉由方才說明之組態，可消除將該透明電極62T與相鄰像素的相對透明電極耦合之影響。因此，同樣在向在該顯示區域TA中的液晶層203施加一電壓以實施白色顯示時，由於在該感測器區域RA中的液晶層203不受所施加電壓之影響，因此實施黑色顯示，並可提高該影像品質。
如上所述，在此具體實施例中，不同於該具體實施例2，該透明電極62T係提供於該感測器區域RA中。但是，類似於在該具體實施例2中，該共用電極62b係形成於除對應於該光接收元件32之光接收區域JSa的該光接收面對應區域JT以外的該像素區域PA之區域中。因此，在此具體實施例中，類似於在該具體實施例2中，可防止從該感測器區域RA之光洩漏之發生，並因此可提高該影像品質。另外，在此具體實施例中，可防止所接收的光資料包括許多 雜訊，而可提高該S/N比。因此，輕易便可實施對一偵測物件主體的位置之精密偵測。
<具體實施例4>
下面，說明依據本發明之一具體實施例4。
圖23係示意性顯示在一液晶面板200之一像素區域PA中提供之一像素P之部分的一斷面圖。
在此具體實施例中，該液晶面板200係類似於但不同於在該具體實施例3中的液晶面板200。特定言之，該液晶層203在定向方向方面不同於圖23所示者。在此，該液晶層203係定向成使得液晶分子係扭轉於該TFT陣列基板201與該相對基板202之間。特定言之，在此具體實施例中，該等組件係形成為使得該顯示模式為TN(扭轉向列)模式作好準備。另外，該第一偏光板206與該第二偏光板207係配置(例如)為該交叉Nicol配置以便為一般白色顯示作好準備。
下面，說明此具體實施例之液晶顯示裝置100之操作，其用於在讓作為該偵測物件主體F的人體之一手指接觸到該液晶面板200的像素區域PA或定位於其附近時基於從該偵測物件主體F獲得之所接收的光資料來偵測該偵測物件主體F的位置。
圖24及25係示意性顯示在本發明之具體實施例4中其中藉以在讓作為該偵測物件主體F的人體之一手指接觸到該液晶面板200之像素區域PA或定位於其附近時基於關於該偵測物件主體F所獲得的所接收光資料來偵測該偵測物件主體F的位置之不同方式的斷面圖。特定言之，圖24解說當向該液晶層203之一電壓的施加係處於一關閉狀態中時之操作，而圖25解說當向該液晶層203之一電壓的施加係處於一開啟狀態中時之操作。
說明當向該液晶層203之一電壓的施加係處於關閉狀態中時之操作。
在此具體實施例中，該等組件係形成為使得使用一一般白色顯示模式。因此，當向該液晶層203之一電壓的施加係處於一關閉狀態中時，在該顯示區域TA中，包括於從該背光300照射的照明光R中之可見射線VR係透射穿過該第二偏光板207以實施白色顯示。而且，包括於從該背光300照明之照明光R中的紅外線IR係透射穿過該第二偏光板207。
但是，在該液晶面板200之感測器區域RA中，在從該背光300照明之照明光R中的可見射線VR受到該可見射線截止濾光片層21S之阻擋而並不透射穿過該液晶面板200。
另一方面，與上文所述者類似，從該背光300照明的照明光R之紅外線IR不受阻擋，但透射穿過在該光接收區域SA中的第二偏光板207，如於圖24中所見。因此，若令該偵測物件主體F(例如人體之一手指)接觸到該像素區域PA或定位於其附近，則所透射的紅外線IR受到該偵測物件主體F之反射(如於圖24中所見)，而藉由提供於該液晶面板200上的光接收元件32來接收該反射光H。接著，朝該光接收面JSa導向之反射光H係在該光接收面JSa處接收且係藉由該光接收元件32光電轉換以產生電荷，並藉由該等周邊電路讀出對應於該電荷之一信號強度的所接收光資料。
接著，如上文所述，該位置偵測區段402使用從該光接收元件32讀出之所接收的光資料，以形成在該液晶面板200的前面側上之像素區域PA中定位的偵測物件主體F之一影像並根據由此形成的影像來偵測該偵測物件主體F之位置。
現在，說明當向該液晶層203之一電壓的施加係處於一開啟狀態中時之操作。
在此具體實施例中，該等組件係形成為使得使用一一般白色顯示模式。因此，當向該液晶層203之一電壓的施加係處於一開啟狀態中時，在該液晶面板200之顯示區域TA中，包括於從該背光300照明之照明光R中的可見射線VR並不透射穿過該第二偏光板207以實施黑色顯示。同時，包括於從該背光300照明之照明光R中的紅外線IR係透射穿過該第二偏光板207。
另一方面，在該液晶面板200之感測器區域RA中，在從該背光300照明之照明光R中的可見射線VR受到該可見射線截止濾光片層21S之阻擋而並不透射穿過該液晶面板200。
另一方面，從該背光300照明之照明光R的紅外線IR係透射穿過在該光接收區域SA中的第二偏光板207，如於圖25中所見。因此，當令該偵測物件主體F(例如人體之一手指)接觸到該像素區域PA或定位於該像素區域PA之附近時，則所透射的紅外線IR受到該偵測物件主體F之反射，如於圖25中所見。接著，該反射光H係藉由提供於該液晶面板200上的光接收元件32來接收並光電轉換，以產生對應於所接收光量之一信號強度的所接收光資料。然後，藉由該等周邊電路讀出該所接收之光資料。接著，如上文所述，該位置偵測區段402使用從該光接收元件32讀出之所接收的光資料，以形成在該液晶面板200的前面側上之像素區域PA中定位的偵測物件主體F之一影像並根據由此形成的影像來偵測該偵測物件主體F之位置。
如上所述，儘管在此具體實施例中，該透明電極62T係與在該具體實施例3中類似地提供於該感測器區域RA中，但該共用電極62b係形成於除對應於該光接收元件32(其組成該光感測器元件30b)之光接收面JSa的該光接收面對應區域JT以外的該像素區域PA之區域中。因此，在此具體實施例中，由於與在該具體實施例3中類似地不向在該感測器區域RA中的液晶層203施加任何電壓，因此可防止從該感測器區域RA之光洩漏，而因此可提高該影像品質。另外，在此具體實施例中，可防止所接收的光資料包括許多雜訊，而可提高該S/N比。因此，輕易便可實施對一偵測物件主體的位置之精密偵測。
應注意，儘管在此具體實施例中，使用該TN模式，但亦可在應用ECB(電控式雙折射)模式中實現上述優點。
儘管已說明本發明之若干具體實施例，但本發明之具體實施例並不限於該等特定具體實施例而可以各種形式及修改方案來應用。
例如，儘管上述可見射線截止濾光片層21S係由該紅色濾光片層21Rs與該藍色濾光片層21Bs之一疊層形成，但該可見射線截止濾光片層21S之組態並不限於此。若該可見射線截止濾光片層21S係由一紅色濾光片層、一綠色濾光片層、一藍色濾光片層、一微黃綠色濾光片層及一祖母綠色濾光片層之至少兩者之一疊層形成，則其可有利地吸收可見射線並選擇性地透射紅外線。應注意，該祖母綠色濾光片層係一形成之濾色片層以便在470至560 nm之一波長頻帶中展現一高光透射率一。該微黃綠色濾光片層係一形成之濾色片以便在480至560 nm之另一波長頻帶中具有一高光透射率。該紅色濾光片層係一形成之濾色片以便在625至740 nm之一頻帶中具有一高光透射率。該綠色濾光片層係一形成之濾色片以便具有500至565 nm之一高光透射率。該藍色濾光片層係一形成之濾色片以便在430至485 nm之一波長頻帶中具有一高光透射率。
圖26係顯示可用在上文所述之具體實施例中的可見射線截止濾光片層21S之一斷面圖。
參考圖26，可由針對所有三原色的濾光片層(即，一紅色濾光片層21Rs、一綠色濾光片層21Gs及一藍色濾光片層21Bs)之一疊層形成該可見射線截止濾光片層21S。在此，該綠色濾光片層21Gs、紅色濾光片層21Rs及藍色濾光片層21Bs係從該相對基板202側按順序層壓。類似於該濾色片層21，該綠色濾光片層21Gs、紅色濾光片層21Rs及該藍色濾光片層21Bs之每一者係使用一聚醯亞胺樹脂(其包含一著色劑，例如顏料或染料)來形成。
圖27解說以此一如上面參考圖26所述之方式組態的可見射線截止濾光片層21S之一光譜特性。在圖27中，橫座標軸指示入射光之波長(nm)而縱座標軸指示入射光之透射率(%)。
該可見射線截止濾光片層21S係一彩色膜疊層，其包括綠色濾光片層21Gs、紅色濾光片層21Rs及藍色濾光片層21Bs，如上所述。在此，該可見射線截止濾光片層21S經組態成使得該綠色濾光片層21Gs令與在其他波長區域中之光的量相比在對應於來自可見射線中的綠色之一波長區域中之一較大量的光透射穿過其中。同時，該紅色濾光片層21Rs令與在其他波長區域中之光的量相比在對應於來自該等可見射線中的紅色之一波長區域中之一較大量的光透射穿過其中。另外，該藍色濾光片層21Bs令與在其他波長區域中之光的量相比在對應於來自可見射線中的藍色之一波長區域中之一較大量的光透射穿過其中。因此，該可見射線截止濾光片層21S係形成為使得在對應於紅外線的波長區域中之光透射率係高於在對應於該等可見射線的波長區域中之光透射率。特定言之，該可見射線截止濾光片層21S經組態成使得，例如，對於具有850 mm之一中心頻率的紅外線，該可見射線截止濾光片層21S具有約70%之一光透射率(如於圖27中所見)，而對於該等可見射線，該光透射率係等於或低於約30%。
該可見射線截止濾光片層21S係藉由與形成組成該濾色片層21的紅色濾光片層21R與該藍色濾光片層21B的步驟相同之一步驟來形成。例如，藉由一塗布方法(例如旋塗)來塗敷包含一該綠色的著色顏料與一光阻材料之塗布液體以形成一塗布膜。然後，使用一微影術技術來實施對該塗布膜之圖案化以形成該濾色片層21之綠色濾光片層21G及該可見射線截止濾光片層21S之綠色濾光片層21Gs。接著，藉由一塗布方法(例如旋塗)來塗敷包含一用於該紅色的著色顏料與一光阻材料之塗布液體以形成一塗布膜，如上文結合該具體實施例1所說明。然後，使用一微影術技術來實施對該塗布膜之圖案化以形成該濾色片層21之紅色濾光片層21R及該可見射線截止濾光片層21S之紅色濾光片層21Rs接著，藉由一塗布方法(例如旋塗)來塗敷包含一用於該藍色的著色顏料與一光阻材料之塗布液體以形成一塗布膜。然後，使用一微影術技術來實施對該塗布膜之圖案化以形成該濾色片層21之藍色濾光片層21B及該可見射線截止濾光片層21S之藍色濾光片層21Bs。
另外，儘管在上文所述之具體實施例中，該像素切換元件31係由該底部閘極類型之一薄膜電晶體形成，但該像素切換元件31並不限於此。
圖28係可用在上文所述之具體實施例中的像素切換元件31之一經修改形式的一斷面圖。
參考圖28，例如，該頂部閘極類型之一TFT可以係形成為該像素切換元件31。另外，該光接收元件32可以係形成以便具有一雙閘極結構。
另外，儘管在上文所述之具體實施例中，複數個光接收元件32係提供為與複數個像素P成一對應關係，但其之間的關係並不限於此。例如，一個光接收元件32可提供用於複數個像素P，或相反地，複數個光接收元件32可提供用於一個像素P。
另外，依據本發明之一具體實施例的液晶顯示裝置100可應用為各種電子裝置的一部分。
圖29至33顯示應用依據上述本發明之該等具體實施例之任一者之液晶顯示裝置100的若干電子裝置。
首先參考圖29，接收並顯示一電視廣播之一電視機可併入該液晶顯示裝置100作為一顯示裝置，該顯示裝置在一顯示螢幕上顯示一所接收影像並向該顯示裝置輸入一使用者之一操作指令。
參考圖30，一數位靜態相機可併入該液晶顯示裝置100作為一顯示裝置，該顯示裝置在其一顯示螢幕上顯示一影像(例如藉由該數位靜態相機拾取之一影像)並向該顯示裝置輸入一操作者之一操作指令。
參考圖31，筆記型個人電腦可併入該液晶顯示裝置100作為一顯示裝置，該顯示裝置在其一顯示螢幕上顯示一操作影像或類似者並向該顯示裝置輸入一操作者之一操作指令。
參考圖32，一可攜式電視機可併入該液晶顯示裝置100作為一顯示裝置，該顯示裝置在其一顯示螢幕上顯示一影像(例如一操作影像)並向該顯示裝置輸入一操作者之一操作指令。
參考圖33，一攝錄影機可併入該液晶顯示裝置100作為一顯示裝置，該顯示裝置在其一顯示螢幕上顯示一影像(例如一操作影像)並向該顯示裝置輸入一操作者之一操作指令。
另外，儘管在上文所述之具體實施例中，該光接收元件32包括該PIN類型之一光二極體，但該光接收元件32不限於此。在該PDN結構(其中將一雜質摻雜於i層中)之一光二極體係形成為該光接收元件32之情況下，亦可實現類似的優點。另外，可提供一光電晶體作為該光接收元件32。
另外，在上述具體實施例中，該紅色濾光片層21R、綠色濾光片層21G及藍色濾光片層21B係形成為一條形且並列於該x方向上，而該光接收區域SA係形成於該紅色濾光片層21R之附近以便與該紅色濾光片層21R、綠色濾光片層21G及藍色濾光片層21B並列。然而，其配置並不限於此。例如，複數個一紅色濾光片層21R、一綠色濾光片層21G、一藍色濾光片層21B及一光接收區域SA之集合可以係佈置於兩列×兩行之一矩陣中。
另外，儘管在上述具體實施例中，照明光係照明以便包括作為不可見射線之紅外線，但該等不可見射線不限於該紅外線。例如，照明光可以係照明以便包括作為該等不可見射線之紫外線射線。
另外，除上文所述之顯示模式外，本發明可應用於各類液晶面板，例如IPS(平面內可切換)類型。
應注意，在上文所述之具體實施例中，該液晶顯示裝置100對應於依據本發明之具體實施例的顯示裝置；該液晶面板200對應於依據本發明之一具體實施例的顯示裝置之顯示面板；該TFT陣列基板201對應於依據本發明之一具體實施例之顯示裝置之第一基板；該相對基板202對應於依據本發明之一具體實施例的顯示裝置之第二基板；該液晶層203對應於依據本發明之一具體實施例的顯示裝置之液晶層；該背光300對應於依據本發明之一具體實施例的顯示裝置之照明區段；該位置偵測區段402對應於依據本發明之一具體實施例的顯示裝置之位置偵測區段；該可見射線截止濾光片層21S對應於依據本發明之一具體實施例的顯示裝置之濾光片層；該紅色濾光片層21Rs對應於依據本發明之一具體實施例的顯示裝置之紅色濾光片層；該綠色濾光片層21Gs對應於依據本發明之一具體實施例的顯示裝置之綠色濾光片層；該藍色濾光片層21Bs對應於依據本發明之一具體實施例的顯示裝置之藍色濾光片層；該光感測器元件30b對應於依據本發明之一具體實施例的顯示裝置之光感測器元件；該絕緣膜60c對應於依據本發明之一具體實施例的顯示裝置之絕緣膜；該像素電極62a對應於依據本發明之一具體實施例的顯示裝置之第一電極；該共用電極62b對應於依據本發明之一具體實施例的顯示裝置之一共用電極或第二電極；該透明電極62T對應於依據本發明之一具體實施例的顯示裝置之第一電極；該第一區域A1對應於依據本發明之一具體實施例的顯示裝置之第一區域；該第二區域A2對應於依據本發明之一具體實施例的顯示裝置之第二區域；該光接收面JSa對應於依據本發明之一具體實施例的顯示裝置之光接收面；該光接收面對應區域JT對應於依據本發明之一具體實施例的顯示裝置之光接收面對應區域；該像素區域PA對應於依據本發明之一具體實施例的顯示裝置之顯示面板像素區域；而該像素P對應於依據本發明之一具體實施例的顯示裝置之像素。
本申請案包含與2008年4月28日向日本專利局申請之日本優先權專利申請案第JP 2008-117460號中所揭示者相關之標的，其全部內容係以引用方式併入本文。
熟習此項技術者應明白可取決於設計要求及其他因素來進行各種修改、組合、子組合及變更，只要其落在隨附申請專利範圍或其等效內容之範疇內。
11．．．顯示垂直驅動電路
12．．．顯示水平驅動電路
13．．．感測器垂直驅動電路
14．．．感測器水平驅動電路
21．．．濾色片層
21B．．．藍色濾光片層
21Bs．．．藍色濾光片層
21G．．．綠色濾光片層
21R．．．紅色濾光片層
21Rs．．．紅色濾光片層
21S．．．可見射線截止濾光片層
22．．．平整化膜
30a．．．影像顯示元件
30b．．．光感測器元件
31．．．像素切換元件
32．．．光接收元件
33．．．重設電晶體
34．．．靜電電容
35．．．放大電晶體
36．．．選擇電晶體
43．．．控制電極
45．．．閘極電極
46g．．．閘極絕緣膜
46s．．．絕緣膜
47．．．半導體層
47i．．．i層
47n．．．n層
47p．．．p層
48．．．半導體層
48AH及48BH．．．一對高濃度雜質區域
48AL與48BL．．．一對低濃度雜質區域
48A與48B．．．一對源極-汲極區域
48C．．．通道區域
51．．．陽極電極
52．．．陰極電極
53．．．源極電極
54．．．汲極電極
60a．．．絕緣膜
60b．．．平整化膜
60c．．．絕緣膜
62a．．．像素電極
62ae．．．像素電極62a之分支部分
62ak．．．像素電極62a之主幹部分
62b．．．共用電極
62T．．．透明電極
100．．．液晶顯示裝置
200．．．液晶面板
201．．．TFT陣列基板
202．．．相對基板
203．．．液晶層
206．．．第一偏光板
207．．．第二偏光板
300．．．背光
301．．．光源
301a．．．可見光源
301b．．．紅外光源
302．．．導光板
303．．．光學膜
303a．．．擴散薄片
303b．．．稜鏡薄片
304．．．反射膜
400．．．資料處理單元
401．．．控制區段
402．．．位置偵測區段
A1．．．第一區域
A2．．．第二區域
CA．．．周邊區域
Cs．．．輔助電容元件
ES．．．發光面
F．．．偵測物件主體
G1．．．閘極線
H．．．反射光
HA．．．光透射區域
HD．．．電源供應電壓線
HH．．．引線
HR．．．重設信號線
HRe．．．讀取線
HS．．．參考電壓線
IR．．．所透射的紅外線
IS．．．入射面
JSa．．．光接收面
JT．．．光接收面對應區域
P．．．像素
PA．．．像素區域
PS1．．．露光面
PS2．．．導光板302之一面
R．．．照明光
RA．．．感測器區域
S1．．．第一資料線
S2．．．第二資料線
SA．．．光接收區域
Sz．．．層間絕緣膜
TA．．．顯示區域
VR．．．可見射線
圖1係顯示依據本發明之一具體實施例1之一液晶顯示裝置之一組態的一示意性斷面圖；圖2係顯示圖1之液晶顯示裝置之一液晶面板的一示意性平面圖；圖3A及3B係顯示在圖2之液晶面板之一像素區域中形成的像素之電路圖；圖4係示意性顯示在圖2之液晶面板之像素區域中提供的像素之部分之一斷面圖；圖5係顯示在圖2之液晶面板之像素區域中的每一像素之一顯示區域之部分的一示意性平面圖；圖6係顯示在圖2之液晶面板之像素區域中的每一像素之一感測器區域之部分的一示意性平面圖；圖7係顯示在圖2之液晶面板中之一像素切換元件的一示意性斷面圖；圖8係顯示在圖2之液晶面板中之一光接收元件的一示意性斷面圖；圖9係顯示在圖2之液晶面板中之一共用電極的一示意性平面圖；圖10係解說在圖2之液晶面板中之一可見射線截止濾光片層之一光譜特性的一圖表；圖11係顯示在圖2之液晶面板中之一相對基板之部分的一示意性平面圖；圖12係示意性顯示在圖2之液晶面板中之一背光的一斷面圖；圖13係示意性顯示圖12之背光之部分的一透視圖；圖14A、14B、15A及15B係示意性解說其中藉以在讓作為一偵測物件主體的人體之一手指接觸到圖2之液晶面板之像素區域或定位於其附近時基於從該偵測物件主體獲得之所接收光資料來偵測該偵測物件主體的位置之不同方式之斷面圖；圖16係示意性顯示在依據本發明之一具體實施例2的一液晶顯示裝置之一液晶面板之一像素區域中提供的像素之部分的一斷面圖；圖17係顯示在圖16之液晶面板中之像素電極的一示意性平面圖；圖18係顯示在圖16之液晶面板中之一共用電極的一示意性平面圖；圖19及20係示意性解說其中藉以在讓作為一偵測物件主體的人體之一手指接觸到圖16之液晶面板之像素區域或定位於其附近時基於從該偵測物件主體獲得之所接收光資料來偵測該偵測物件主體的位置之不同方式之斷面圖；圖21係示意性顯示在依據本發明之一具體實施例3的一液晶顯示裝置之一液晶面板之一像素區域中提供的像素之部分的一斷面圖；圖22係顯示在圖21之液晶面板中之像素電極及一透明電極的一示意性平面圖；圖23係示意性顯示在依據本發明之一具體實施例4的一液晶顯示裝置之一液晶面板之一像素區域中提供的像素之部分的一斷面圖；圖24及25係示意性解說其中藉以在讓作為一偵測物件主體的人體之一手指接觸到圖23之液晶面板之像素區域或定位於其附近時基於從該偵測物件主體獲得之所接收光資料來偵測該偵測物件主體的位置之不同方式之斷面圖；圖26係顯示可在圖1之液晶顯示裝置中使用之一可見射線截止濾光片層的一示意性斷面圖；圖27係解說圖26之可見射線截止濾光片層之一光譜特性的一圖表；圖28係顯示圖7中所示的像素切換元件之一經修改形式的一示意性斷面圖；以及圖29至33係顯示應用圖1之液晶顯示裝置的不同電子裝置之示意圖。
200．．．液晶面板
201．．．TFT陣列基板
202．．．相對基板
203．．．液晶層
206．．．第一偏光板
207．．．第二偏光板
21．．．濾色片層
21B．．．藍色濾光片層
21Bs．．．藍色濾光片層
21G．．．綠色濾光片層
21R．．．紅色濾光片層
21Rs．．．紅色濾光片層
21S．．．可見射線截止濾光片層
22．．．平整化膜
300．．．背光
32．．．光接收元件
60a．．．絕緣膜
60b．．．平整化膜
60c．．．絕緣膜
62a．．．像素電極
62b．．．共用電極
F．．．偵測物件主體
H．．．反射光
HA．．．光透射區域
HD．．．電源供應電壓線
HS．．．參考電壓線
JSa．．．光接收面
JT．．．光接收面對應區域
R．．．照明光
RA．．．感測器區域
S1．．．第一資料線
S2．．．第二資料線
SA．．．光接收區域
TA．．．顯示區域

Claims (13)

  1. 一種液晶顯示裝置，其包含：一液晶面板，其具有一像素區域，在該像素區域中第一及第二電極向一液晶層施加一電場以顯示一影像，其中，該液晶面板包括具有一光接收面之一光感測器元件，在該光接收面處該光感測器元件接收透過在該像素區域中的該液晶層之入射光來產生所接收的光資料，該等第一與第二電極之至少一者係形成於除對應於該光感測器元件之該光接收面的該像素區域之一光接收面對應區域以外的該像素區域之一區域中，該等第一與第二電極之至少一者包括該光接收面對應區域且並非形成於比該光接收面對應區域更大之一第一區域中而係形成於除該第一區域以外之任何其他區域中，且該液晶面板包括一濾光片層，該濾光片層係以一方式在該像素區域中提供以便令穿過其中之來自入射至該光感測器元件的該光接收面之光內的不可見射線透射的量大於可見射線的量。
  2. 如請求項1之液晶顯示裝置，其中該濾光片層包括該第一區域且係佈置以便覆蓋比該第一區域更大之一第二區域。
  3. 如請求項2之液晶顯示裝置，其中該濾光片層係形成以 便令作為該等不可見射線之紅外線透射穿過其中。
  4. 如請求項3之液晶顯示裝置，其中該濾光片層係一濾色片疊層，其中層壓一紅色濾光片層、一綠色濾光片層、一藍色濾光片層、一微黃綠色濾光片層及一祖母綠色濾光片層之至少兩者。
  5. 如請求項4之液晶顯示裝置，其進一步包含：一位置偵測區段，其經組態用以偵測與該液晶面板之一面鄰接而定位之一偵測物件主體的位置，其中，該像素區域包括複數個光感測器元件，該複數個光感測器元件係以一方式在其中佈置以便接收從該液晶面板之一面側朝另一面側前進的光，且該位置偵測區段經組態以基於藉由該複數個光感測器元件產生之該所接收的光資料來偵測該偵測物件主體之該位置。
  6. 如請求項5之液晶顯示裝置，其進一步包含：一照明區段，其經組態用以朝該液晶面板之該另一面側發射照明光，其中，該液晶面板經組態成使得從該照明區段發射的該照明光從該液晶面板之該另一面側透射至該一面側，以便使用該所透射的光在該像素區域中顯示一影像，且當從該照明區段發射且透射穿過該液晶面板之該照明光受到定位於該液晶面板之該一面側上的該偵測物 件主體之反射時，該光感測器元件接收反射光。
  7. 如請求項6之液晶顯示裝置，其中該照明區段發射可見射線及不可見射線作為該照明光。
  8. 如請求項7之液晶顯示裝置，其中：該液晶面板包括(a)一第一基板，其係定位於該液晶面板之該另一面側上以及(b)一第二基板，其係定位於該液晶面板之該一面側上且以一方式佈置為與該第一基板成一間隔關係且成一相對關係，以便與該第一基板配合以將該液晶層夾置於其之間；且該濾光片層係提供於該第二基板上。
  9. 如請求項8之液晶顯示裝置，其中：該液晶層包括在沿一平面之一水平方向上定向之液晶分子，該等第一與第二基板係沿該平面彼此相對；且該等第一及第二電極係在該第一基板上提供以便向該液晶層施加一橫向電場。
  10. 如請求項9之液晶顯示裝置，其中：該液晶面板經組態成使得該像素區域包括佈置於其中的複數個像素且進一步包括複數個像素切換元件，該複數個像素切換元件係在該第一基板上佈置以便對應於在該像素區域中的該複數個像素以用來個別驅動該複數個像素；該第一電極係連接至該等像素切換元件的每一者且在該像素區域中提供以便對應於該複數個像素的每一者之一像素電極；且 該第二電極係提供為在該像素區域中的該複數個第一電極所共同之一共用電極。
  11. 如請求項10之液晶顯示裝置，其中：該第一基板包括插入於該等第一與第二電極之間的一絕緣膜；該第二電極係以一方式形成以便覆蓋除該第一區域以外的該像素區域之一區域而並非形成於該第一區域中；該絕緣膜係相對於該第二電極與該液晶層鄰接而形成；且該第一電極係相對於該絕緣膜形成於除與該液晶層鄰接之該第一區域以外的該像素區域之一區域中而並非形成於該第一區域中。
  12. 如請求項8之液晶顯示裝置，其中該第一電極係提供於該第一基板上而該第二電極係提供於該第二基板上。
  13. 如請求項12之液晶顯示裝置，其中：該液晶面板經組態成使得該像素區域包括佈置於其中的複數個像素且進一步包括複數個像素切換元件，該複數個像素切換元件係在該第一基板上佈置以便對應於在該像素區域中的該複數個像素以用來個別驅動該複數個像素；該第一電極係連接至該等像素切換元件的每一者且係在該像素區域中提供以便對應於該複數個像素的每一者之一像素電極；且該第二電極係提供為在該像素區域中的該複數個電極所共同之一共用電極。
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