CN1940841A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种内置有触摸板功能的显示装置，能够削减构成光电传感器电路的元件数量，无需特别的坐标运算电路就能检测出正确的输入坐标位置。即，本发明提供一种显示装置，包括阵列状地排列有多个像素的显示单元、和阵列状地配置在上述显示单元内的多个光检测电路，其特征在于：上述多个光检测电路的各个光检测电路包括光电传感器，将入射光转换成对应于该入射光的光强度的光电流；积分电容，对由上述光电传感器转换后的上述光电流进行积分；以及比较电路，输入上述积分电容的电压，上述比较电路包括源极接地、漏极开路输出形式的晶体管。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及显示装置，尤其涉及内置有触摸板功能的显示装置。
背景技术
作为具有坐标输入装置的显示装置，众所周知带有触摸板的显示器。
以往的触摸板以电阻膜式为主流，为集成在显示板上的构造，由此，出现如下问题：由表面反射增加引起的可视性恶化；需要在显示器上集成触摸板的机构；需要有校正触摸板输出和显示器的位置的手段。
为了解决这些问题，在显示单元内置有触摸板功能的显示装置，例如已经公开在下述公开或未公开的专利文献1～专利文献3中。
专利文献1所记载的内容是，由光电传感器(photo sensor)和X、Y方向的输出薄膜晶体管(以下称作TFT)构成阵列状配置的光检测装置，阵列状配置的光检测装置的X、Y方向的各输出TFT串联连接。
在专利文献1所记载的内容中，各个光检测装置的输出TFT根据光电传感器的输出电平取导通/截止状态。例如，在各个光检测装置的输出TFT因光照射而截止、无光照射则导通的情况下，光照射于串联连接的光检测装置的任意一个时，该光检测装置的输出TFT变成截止状态，当光没有照射到全部光检测装置时，全部光检测装置的输出TFT变成导通状态。通过该动作检测光照射的坐标。
专利文献2记载的内容是，由光电传感器、缓冲TFT、输出选择TFT、复位TFT构成光检测装置。在专利文献2所记载的内容中，与显示单元的栅极扫描信号同步地进行光电传感器的初始化和读出，输出二维图像数据。
专利文献3所记载的内容是，由光电传感器、保持电容、初始化装置、锁存(latch)装置构成光检测装置。
在专利文献3所记载的内容中，对照射至光电传感器的光进行2值化，并保持锁存。2值化后的信号从信号线输出，作为2维图像读出。检测使手指接近或接触显示单元时图像数据的变化，确定坐标位置。
作为与本发明相关的在先技术文献有以下文献。
[专利文献1]日本特愿2004-112727号公报
[专利文献2]日本特开2003-131798号公报
[专利文献3]日本特开2004-318819号公报
发明内容
在上述专利文献1所记载的内容中，为了控制串联连接的X、Y方向的输出TFT的导通/截止，需要有高电压输出的光电传感器，并且，需要导通/截止比非常高的TFT。
另外，在专利文献2所记载的内容中，经由缓冲放大器输出光电传感器的信号，因此，电路规模变大，显示单元的开口率下降。并且，外围电路需要有对模拟电压进行2值化的装置，需要高性能的晶体管。
并且，为将本方法适用于触摸板，需要根据检测出的二维图像确定光照射坐标的坐标运算装置。
在专利文献3所记载的内容中，光电传感器装置具有锁存电路，从而电路规模变大，显示单元的开口率下降。并且，需要根据2值化后的二维图像确定光照射坐标的坐标运算装置。
本发明正是为解决上述现有技术的问题而完成的，本发明的目的在于提供一种技术，在内置有触摸板功能的显示装置中，能够削减构成光电传感器电路的元件数量，且不需要特别的坐标运算电路就能检测出正确的输入坐标位置。
本发明的上述以及其它目的和新的特征，将根据本说明书的记述和附图加以明确。
如下所述，简单说明本申请所公开的发明中、有代表性的内容的概要。
(1)一种显示装置，包括阵列状地排列有多个像素的显示单元、和阵列状地配置在上述显示单元内的多个光检测电路，其特征在于：
上述多个光检测电路的各个光检测电路包括
光电传感器，将入射光转换成对应于该入射光的光强度的光电流；
积分电容，对由上述光电传感器转换后的上述光电流进行积分；以及
比较电路，输入上述积分电容的电压，
上述比较电路包括源极接地、漏极开路输出形式的晶体管。
(2)在(1)的显示装置中，
经由复位线对上述积分电容施加初始化电压，初始化上述积分电容，
上述比较电路的输出，与X输出线和同上述X输出线交叉的Y输出线连接，
具有连接上述各X输出线的X输出电路、和连接上述各Y输出线的Y输出电路，
上述X输出电路和上述Y输出电路被配置在上述显示单元周围。
(3)一种显示装置，包括阵列状地排列有多个像素的显示单元、和阵列状地配置在上述显示单元内的多个光检测电路，其特征在于：
上述显示单元，具有多条X输出线和与上述多条X输出线交叉的多条Y输出线，
上述多个光检测电路的各个光检测电路包括
光电传感器，将入射光转换成对应于该入射光的光强度的光电流；
积分电容，与上述光电传感器的一端连接，对由上述光电传感器转换后的上述光电流进行积分；
第1晶体管，控制电极与上述光电传感器和上述积分电容的连接点连接，第1电极与上述多条X输出线中的1条连接，对第2电极施加预定的第1电压；以及
第2晶体管，控制电极与上述光电传感器和上述积分电容的连接点连接，第1电极与上述多条Y输出线中的1条连接，对第2电极施加预定的第2电压。
(4)在(3)的显示装置中，
具有连接上述多条X输出线的各X输出线的X输出电路、和连接上述多条Y输出线的各Y输出线的Y输出电路；
上述X输出电路和上述Y输出电路分别具有初始化电路，在检测上述多个光检测电路中的光照射到的光检测电路的检测期间的起始，对上述各X输出线和上述各Y输出线施加初始化电压，初始化上述各X输出线和上述各Y输出线。
(5)一种显示装置，包括阵列状地排列有多个像素的显示单元、和阵列状地配置在上述显示单元内的多个光检测电路，其特征在于：
上述显示单元，具有多条X输出线和与上述多条X输出线交叉的多条Y输出线，
上述多个光检测电路的各个光检测电路包括
光电传感器，将入射光转换成对应于该入射光的光强度的光电流；
积分电容，与上述光电传感器的一端连接，对由上述光电传感器转换后的上述光电流进行积分；以及
晶体管，控制电极与上述光电传感器和上述积分电容的连接点连接，并且，第1电极与上述多条X输出线中的1条连接，第2电极与上述多条Y输出线中的1条连接。
(6)在(5)的显示装置中，
具有连接上述多条X输出线的各X输出线的X输出电路、和连接上述多条Y输出线的各Y输出线的Y输出电路；
上述Y输出电路具有第1电压施加电路，在检测上述多个光检测电路中的光照射到的光检测电路的X方向的位置的第1检测期间，对上述各Y输出线施加预定的第1电压；
上述X输出电路具有第1初始化电路，在上述第1检测期间的起始，对上述各X输出线施加第1初始化电压，初始化上述各X输出线；
上述X输出电路具有第2电压施加电路，在检测上述多个光检测电路中的光照射到的光检测电路的Y方向的位置的第2检测期间，对上述各X输出线施加预定的第2电压；
上述Y输出电路具有第2初始化电路，在上述第2检测期间的起始，对上述各Y输出线施加第2初始化电压，初始化上述各Y输出线。
(7)在(3)～(6)的显示装置中，
具有与上述光电传感器的另一端连接的复位线；
在检测上述多个光检测电路中的光照射到的光检测电路的检测期间的起始，对上述复位线施加积分电容初始化电压，初始化上述积分电容。
(8)在(2)、(4)、(6)的显示装置中，
上述X输出电路和上述Y输出电路，在检测上述多个光检测电路中的光照射到的光检测电路的1个检测期间，通过多次实施上述X输出线和上述Y输出线的电压检测，多灰阶地检测上述光电流。
(9)一种显示装置，包括阵列状地排列有多个像素的显示单元、对上述多个像素依次施加扫描电压的多条扫描线、以及阵列状地配置在上述显示单元内的多个光检测电路，其特征在于：
上述显示单元具有多条X输出线，
上述多个光检测电路的各个光检测电路包括
光电传感器，其一端与上述多条扫描线中的下一级扫描线连接，将入射光转换成对应于该入射光的光强度的光电流；
积分电容，其一端与上述光电传感器的另一端连接，对由上述光电传感器转换后的上述光电流进行积分；
第1晶体管，连接在上述多条扫描线中的同级扫描线和上述积分电容的另一端之间，控制电极与上述光电传感器和上述积分电容的连接点连接；以及
第2晶体管，控制电极与上述同级扫描线连接，第1电极与上述积分电容的另一端连接，第2电极与上述多条X输出线中的1条连接。
(10)一种显示装置，包括阵列状地排列有多个像素的显示单元、对上述多个像素依次施加扫描电压的多条扫描线、以及阵列状地配置在上述显示单元内的多个光检测电路，其特征在于：
上述显示单元具有多条X输出线和多条初始化控制线，
上述多个光检测电路的各个光检测电路包括
光电传感器，其一端与上述多条初始化控制线中的1条连接，将入射光转换成对应于该入射光的光强度的光电流；
积分电容，其一端与上述光电传感器的另一端连接，对由上述光电传感器转换后的上述光电流进行积分；
第1晶体管，连接在上述多条扫描线中的同级扫描线和上述积分电容的另一端之间，控制电极与上述光电传感器和上述积分电容的连接点连接；以及
第2晶体管，控制电极与上述同级扫描线连接，第1电极与上述积分电容的另一端连接，第2电极与上述多条X输出线中的1条连接。
(11)在(10)的显示装置中，
对上述初始化控制线施加光检测电路初始化电压，该光检测电路初始化电压相对于施加在上述多条扫描线中的下一级扫描线的扫描电压，电压变化的极性相反。
(12)在(9)～(11)的显示装置中，
具有连接上述多条X输出线的各X输出线的X输出电路；
上述X输出电路具有初始化电路，在对上述多条扫描线的各扫描线施加非选择扫描电压时，对上述各X输出线施加初始化电压，初始化上述各X输出线；
上述显示装置，同步进行显示信号的写入和上述光检测电路的输出检测，其中，所述显示信号的写入，是对连接在上述多条扫描线中、施加了上述扫描电压的扫描线上的1行上述像素进行的，所述光检测电路，是具有连接在施加了上述扫描电压的上述扫描线的上述第1晶体管的1行光检测电路。
(13)在(1)～(12)的显示装置中，
上述光电传感器由二极管构成。
(14)在(13)的显示装置中，
上述光电传感器由二极管连接的薄膜晶体管构成。
(15)在(4)、(6)、(12)的显示装置中，
上述X输出电路被配置在上述显示单元周围。
(16)在(1)～(15)的显示装置中，
上述光检测电路，按照上述多个像素的每个像素进行设置。
(17)在(16)的显示装置中，
上述显示装置是液晶显示装置；
上述多个像素的上述各个像素具有
第1子像素，具有第1颜色的滤色器，
第2子像素，具有与上述第1颜色不同的第2颜色的滤色器，
第3子像素，具有与上述第1颜色和上述第2颜色不同的第3颜色的滤色器；
在形成上述光检测电路的区域不配置上述滤色器。
如下所述，简单说明根据本申请所公开的发明中有代表性的内容得到的效果。
根据本发明的内置有触摸板功能的显示装置，能够削减构成光电传感器电路的元件数量，无需特别的坐标运算电路就能检测出正确的输入坐标位置。
以下，参照附图详细说明将本发明适用于液晶显示装置的实施例。
在用于说明实施例的全部附图中，具有相同功能的部分标注相同标号，省略对其的重复说明。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1的液晶显示装置的液晶显示板的结构的框图。
图2是表示图1所示的子像素(sub pixel)PR(j，k)的等效电路的电路图。
图3是表示图1所示的光电传感器电路S(j，k)的一个例子的等效电路的电路图。
图4是用于说明图1所示的光电传感器电路S(j，k)的动作的时序图。
图5是表示在本发明的实施例1中、包括光电传感器电路S(j，k)及其外围电路的电路结构的电路图。
图6是用于说明图5所示的光电传感器电路S(j，k)及其外围电路动作的时序图。
图7是表示构成图1所示的X输出电路和Y输出电路的单位电路的一个例子的电路图。
图8是表示在本发明的实施例1中、时钟CK2的频率、光电流Ip的灰阶数以及检测速度的关系的一个例子的表。
图9是表示本发明的实施例2的光电传感器电路S(j，k)的一个例子的等效电路的电路图。
图10是用于说明图9所示的光电传感器电路S(j，k)的动作的时序图。
图11是表示本发明的实施例3的光电传感器电路S(j，k)的一个例子的等效电路的电路图。
图12是用于说明图11所示的光电传感器电路S(j，k)的动作的时序图。
图13是表示图1所示的显示单元的剖面构造的剖视图。
图14是图13所示的TFT基板的俯视图。
图15是表示图1所示的光电传感器电路S(j，k)的其它例子的等效电路的电路图。
图16是表示包括图15所示的光电传感器电路S(j，k)及其外围电路的电路结构的电路图。
图17是表示光电流Ip与在各时刻tX输出线的电压的关系的表。
具体实施方式
[实施例1]
图1是表示本发明的实施例1的液晶显示装置的液晶显示板的结构的框图。本实施例的液晶显示板内置有光电传感器电路(光检测电路)。
本实施例的液晶显示板10具有显示单元100，由漏极驱动电路200、栅极驱动电路300、X输出电路400、Y输出电路500以及端子600构成。
显示单元100包括阵列状配置、分别具有对应于三原色的滤色器的子像素PR(j，k)、PG(j，k)、PB(j，k)，以及光电传感器电路S(j，k)。1个像素由3个子像素PR(j，k)、PG(j，k)、PB(j，k)构成。
在上述子像素(PR(j，k)、PG(j，k)、PB(j，k))上，连接从栅极驱动电路300输出的栅极线G(k)和从漏极驱动电路200输出的漏极线(DR(j)、DG(j)、DB(j))，在上述光电传感器电路S(j，k)上，连接来自X输出电路400的X输出线X(j)和来自Y输出电路500的Y输出线Y(k)。
图2是表示图1所示的子像素PR(j，k)的等效电路的电路图。
子像素PR(j，k)由用薄膜晶体管(以下称作TFT)构成的像素晶体管(以下称作像素TFT)101、保持电容102以及液晶电容103构成。
像素TFT101，其栅极与栅极线G(k)连接，漏极与漏极线DR(j)连接，源极与保持电容102和液晶电容103连接。
保持电容102的另一端与存储线STG连接，液晶电容103的另一端与公共电极VCOM连接。
图3是表示图1所示的光电传感器电路S(j，k)的一个例子的等效电路的电路图。
光电传感器电路S(j，k)，由将TFT二极管连接而成的光电二极管111(光电传感器)、源极接地的TFT(112，113)以及积分电容115构成。
光电二极管111连接在复位线VRES和积分电容115之间。复位线VRES例如与Y输出电路500连接。
TFT(112，113)的漏极分别与Y输出线Y(k)和X输出线X(j)连接，栅极均与上述积分电容115连接。
图4是用于说明图1所示的光电传感器电路S(j，k)的动作的时序图。
如图4所示，复位线VRES的电压是高电平电压为VH，低电平电压为VL的双值信号。
由于在复位线VRES的电压为VL时光电二极管正向偏置，因此，积分电容115的电压Vp为(VL+Vth1(光电二极管111的开启电压))。
另外，因为在复位线VRES的电压为VH时光电二极管111反向偏置，所以，在光电二极管111中流过对应于照射光强度的光电流Ip。
因为要用积分电容115积分光电流Ip，所以，如图4所示，电压Vp随时间上升。其斜率与光电流Ip成正比。在图4中，Ip1表示光电流Ip大的情况(光强度强的情况)，Ip2表示光电流Ip小的情况(光强度弱的情况)。
栅极与积分电容115连接的TFT(112，113)，在电压Vp为Vp≤Vth2(TFT(112，113)的开启电压)时处于截止状态，在Vp＞Vth2时处于导通状态。
由此，如图4的TFT(Ip1)所示，在光电流Ip大的情况下(Ip1)，在电压Vp超过开启电压Vth2的时刻，TFT(112，113)从截止变为导通状态，如图4的TFT(Ip2)所示，在光电流Ip小的情况下(Ip2)，TFT(112，113)保持截止状态。
在此，光电二极管111和TFT(112，113)在相同的TFT制造工序中形成，因此，假定光电二极管111的开启电压Vth1与TFT(112，113)的开启电压Vth2几乎相等，Vth＝Vth1＝Vth2成立。
此时，从光电流Ip和复位线VRES的电压刚上升的时刻开始，至电压Vp超过开启电压Vth2的时刻的时间差tp，当取积分电容115的电容为Cp时用下式表示。
tp＝Cp×|VL|/Ip  …………(1)
根据该式(1)，时间差tp与光电流成反比，其系数由积分电容Cp和复位线VRES的低电平电压VL决定，不包括TFT(112，113)的开启电压Vth2。
由此，图3所示的光电传感器电路，由于不取决于TFT(112，113)的开启电压Vth2，因此，能够稳定地检测光电流(Ip)。
图5是表示在本实施例中、包括光电传感器电路S(j，k)及其外围电路的电路结构的电路图。光电传感器电路S(j，k)、X输出电路400、Y输出电路500的连接如图1所示。
向光电传感器电路S(j，k)提供接地电压GND的电源线及复位线VRES，在显示单元100之外公共连接。
X输出电路400由并联输入/串联输出电路(以下称作PS电路)PS(j)以及用于初始化X输出线X(j)的TFT(411～413)构成。TFT(411～413)为P型薄膜晶体管。初始化TFT(411～413)构成初始化电路。
向PS电路PS(j)输入时钟(CK1，CK2)、X输出线X(j)。并且，从前一级输入信号，向后一级输出信号(在图5中没有记载信号名)。
在初始化TFT(411～413)中，对漏极施加电源电压VDD，对栅极施加复位信号RES，并且，源极分别与X输出线(X(j-1)、X(j)、X(j+1))连接。X输出电路400的输出Xso为最后一级的PS电路的输出。
Y输出电路500与X输出电路等效，由PS电路PS(k)和用于初始化Y输出线Y(k)的TFT(511～513)构成。向PS电路PS(k)输入时钟(CK1，CK2)、Y输出线Y(k)。
初始化TFT(511～513)，在漏极施加电源电压VDD，在栅极施加复位信号RES，并且，源极分别与Y输出线(Y(k-1)、Y(k)、Y(k+1))连接。Y输出电路500的输出Yso为最后一级的PS电路的输出。
图6是用于说明图5所示的光电传感器电路S(j，k)及其外围电路的动作的时序图。
复位线VRES的电压、电压Vp的时序与图4所示的时序相同。光电流Ip用Ip1、Ip2、Ip3、Ip4这4个条件表示。
复位信号RES是用于初始化X输出线X(j)和Y输出线Y(k)的信号，X(j)是X输出线X(j)的电压，(CK1，CK2)是SP电路的控制信号，Xso是X输出电路400的输出。电压Vp与图4所示的波形相同。
复位信号RES为低电平(以下称作L电平)时，TFT(411～413，511～513)变为导通状态，X输出线和Y输出线被初始化为电源电压VDD。
输出线的动作以X输出线X(j)为例进行说明。示出了Ip为Ip1、Ip2、Ip3、Ip4的情况。Ip的关系为Ip1＞Ip2＞Ip3＞Ip4。
X输出线的电压X(j)，在复位信号RES为L电平的时刻，被初始化为高电平(以下称做H电平)。
之后，当电压Vp超过TFT113的开启电压Vth时，光电传感器电路的输出TFT113成为导通状态，X输出线的电压X(j)成为L电平。
从该H电平切换为L电平的时刻t随光电流Ip的值而变化，Ip为Ip1时0＜t＜Ti、为Ip2时Ti＜t＜2Ti、为Ip3时2Ti＜t＜3Ti。为Ip4时不切换为L电平。
时钟CK1是将X输出线X(j)和Y输出线Y(k)的数据读入PS电路PS(j)、PS(k)的时钟(数据锁存时钟)。图6表示在t＝Ti、2Ti、3Ti的时刻输入时钟CK1的例子。
光电流Ip、时间差tp、电容Cp的关系用上述式(1)表示，因此，光电流Ip与在各时刻tX输出线的电压如图17所示。
在此，Ip0＝Cp×|VL|/Ti。
这样，就清楚了可在各时刻的X输出线的状态下检测光电流。在本实施例中，可通过设置3次读入时刻来检测4灰阶的光电流。这样，通过在1个检测周期内多次(N次)实施X输出线(或Y输出线)的电压检测，就能够多灰阶(N+1灰阶)地检测光电流。在不进行多次电压检测、即N＝1的情况下，成为2灰阶(ON和OFF)的检测。
时钟CK2是PS电路的数据移位时钟。通过该时钟对按时钟CK1的时序读入的PS电路PS(j)、PS(k)的数据进行移位，将该数据分别输出到X、Y输出电路的输出Xso、Yso。
图6表示X输出电路400的输出Xso的时序。输出Xso与时钟CK2的输出时序同步地输出。通过观测3次该输出Xso的信号，能够知道X输出线X(j)变化的时刻，可以进行4灰阶的检测。
时钟CK2的频率由光电流Ip的灰阶数、检测速度决定，灰阶数、检测速度越高其频率也越高。图8表示该关系。图8是光电传感器电路数为240×320的例子。V为检测速度，单位为pps(pixel per second)。N为1个检测期间的检测次数，为灰阶数-1。F为输出电路扫描频率，为时钟CK的频率。单位用kHz表示。
图7是表示构成图1所示的X输出电路400、Y输出电路500的单位电路的一个例子的电路图。
在本单位电路中，PS电路PS(j)由第1时钟栅极(也称作时钟反相器)(441～444)、第2时钟栅极451以及反相器(432，433)构成。TFT431是初始化TFT，对应于用图5说明的TFT412。
时钟CK1B是时钟CK1的翻转信号，时钟CK2B是时钟CK2的翻转信号。
时钟CK1和时钟CK1B，与第1时钟栅极444和第2时钟栅极451连接；时钟CK2和时钟CK2B，与第1时钟栅极(441～443)和第2时钟栅极451连接。
本单位电路包括第1至第3锁存电路。第1锁存电路由时钟栅极(444，451)和反相器432构成，第2锁存电路由时钟栅极(441，451)和反相器432构成，第3锁存电路由时钟栅极(442，443)和反相器433构成。
第1锁存电路在时钟(CK1，CK1B)的时序读入并保持X输出线X(j)的逻辑电平。
第2锁存电路和第3锁存电路在时钟CK2和时钟CK2B的时序动作，将第1锁存电路所读入的数据输出到对后一级的输出Xso(j)，并且，从前一级读入来自输入Xsi(j)的数据。
图15是表示图1所示的光电传感器电路S(j，k)的其它例子的等效电路的电路图。
图15所示的光电传感器电路S(j，k)，在除去TFT112和TFT113、追加TFT116这一点上，与图3所示的光电传感器电路S(j，k)不同。
追加的TFT116，在栅极施加积分电容115的电压Vp，漏极电极与X输出线X(j)连接，源极电极与Y输出线Y(k)连接。
图16是表示包括图15所示的光电传感器电路S(j，k)及其外围电路的电路结构的电路图。
在图15所示的例子中，时分割地实施X输出电路的动作和Y输出电路的动作。即，当检测X输出线X(j)时，使图16所示的选择电压VselA为L电平，使选择电压VselB为H电平，使TFT401截止，使TFT501导通，对Y输出线Y(k)施加接地电压GND。并且，通过复位信号RESA初始化X输出线X(j)，使X输出电路与图3所示的例子同样地动作。
而当检测Y输出线Y(k)时，使图16所示的选择电压VselA为H电平，使选择电压VselB为L电平，使TFT401导通，使TFT501截止，对X输出线X(j)施加接地电压GND。并且，通过复位信号RESB初始化Y输出线Y(k)，使Y输出电路与图3所示的例子同样地动作。
由此，检测出X、Y的坐标。在图15所示的例子中，能够用2个TFT构成，因此，具有能改善像素透过率的效果。
图13是表示图1所示的显示单元100的剖面结构的剖视图。该图示出了适用于常态黑(normally block)(NB)的横电场模式的液晶显示板的例子。
如图13所示，图1所示的显示单元100为用TFT基板730和对置基板700夹住入液晶720的构造。
TFT基板730，在玻璃基板731上形成R、G、B各子像素电路(751～753)和光电传感器电路754，在其上经由绝缘层732形成公共电极740和R、G、B各像素电极(741～743)。
而对置基板700是在玻璃基板701的下方形成R、G、B各滤色器(711～713)，用保护(over coat)膜714覆盖这些滤色器的构造。
这样，在R、G、B各像素电极(741～743)上配置对应于其颜色的滤色器(711～713)。光电传感器电路754，通过用公共电极74覆盖来进行屏蔽。另外，不在对应于该光电传感器电路754的位置配置滤色器。
图14是图13所示的TFT基板的俯视图，是表示在TFT基板730上形成的像素电极(741～743)和公共电极740的图。
各子像素电路(751～753)由像素TFT101和保持电容102构成，光电传感器电路754由TFT(111～113)和积分电容115构成。
公共电极740在对应于各子像素电路(751～753)的位置形成开口部，覆盖全部显示区域地配置在网格(mesh)上，在其开口部内配置像素电极(741～743)。
用该像素电极(741～743)和公共电极740的结构，通过由像素电极(741～743)的电压和公共电极740的电压产生的横电场驱动液晶720，控制透过各子像素电路的光。
在本实施例中，用公共电极740覆盖光电传感器电路754。由此，光电传感器电路上的液晶没有横电场产生而显示为黑色。而来自外部的光不经由滤色器入射，因此，能够减少光的衰减。
[实施例2]
本发明的实施例2的液晶显示装置的液晶显示板也内置有光电传感器电路。
图9是表示本实施例的光电传感器电路S(j，k)的一个例子的等效电路的电路图。
如图9所示，本实施例的光电传感器电路S(j，k)，由光电二极管121、TFT(122，123)、自举(bootstrap)电容(以下称作BS电容)124构成。
光电二极管121，其一端与下一级栅极线Vg(k+1)连接，另一端与TFT122的栅极连接。BS电容连接在TFT122的栅极和漏极之间。
另外，TFT122的源极和TFT123的栅极与同级栅极线Vg(k)连接，TFT123的源极与TFT122的漏极连接，TFT123的漏极与X输出线X(j)连接。X输出线X(j)与输出电路400与初始化TFT461连接。该初始化TFT461也可以认为是X输出电路400的构成元件。X输出电路400能用与实施例1中说明的X输出电路400几乎相同的结构来实现。但在本实施例的情况下，表示2灰阶(ON或OFF)检测的例子。
图10是用于说明图9所示的光电传感器电路S(j，k)的动作的时序图。
各栅极线的电压(Vg(k)，Vg(k+1))相互具有成为L电平的期间，在该期间使复位信号RES为H电平，使初始化TFT461导通，将X输出线X(j)初始化为L电平。
电压Vp、X输出线的电压VX(j)用虚线表示Ip＝0的情况，用实线表示Ip大的情况。
栅极线的电压Vg(k+1)为H电平时，光电二极管121正向偏置，因而电压Vp上升。此时，TFT122导通，因此，TFT122的漏极成为L电平，用电压Vp初始化BS电容124。在这样的情况下，电压Vp成为超过开启电压Vth的电压。
接着，当栅极线的电压Vg(k+1)为L电平时，光电二极管121反向偏置，按照光照射量流过光电流Ip。
电压Vp，在光电流Ip为0时保持其电压，在光电流Ip变大时其电压如图10所示地减小。
TFT122，在电压Vp大于等于开启电压Vth时成为导通状态，在小于开启电压Vth(Vp＜Vth)时成为截止状态。
由于栅极线的电压Vg(k)为H电平时TFT123导通，因此，根据TFT122的状态控制X输出线X(j)的状态。即，由于电压Vp持续超过开启电压Vth时TFT122持续导通，因此，在X输出线X(j)输出栅极线的Vg(k)的电压。由于电压Vp小于开启电压Vth时TFT122截止，因此，X输出线X(j)维持L电平。
根据本实施例，能够同期进行显示信号的写入和光电传感器电路的输出检测，其中，所述显示信号的写入，是对与多条扫描线中、施加了扫描电压的扫描线连接的1行上述像素进行的；所述光电传感器电路，是具有与施加了扫描电压的扫描线连接的TFT122、123的1行光电传感器电路。另外，不需要设置实施例1所需要的Y输出电路500。
[实施例3]
本发明的实施例3的液晶显示装置的液晶显示板也内置有光电传感器电路。
图11是表示本实施例的光电传感器电路S(j，k)的一个例子的等效电路的电路图。
本实施例的光电传感器电路S(j，k)，在光电二极管121的PN结反向、和将光电二极管121的一端与初始化控制线Vdsc(k+1)连接这两点上，与上述实施例2的光电传感器电路S(j，k)不同。
图12是用于说明图11所示的光电传感器电路S(j，k)的动作的时序图。
初始化控制线的电压Vdsc(k+1)为与栅极线电压Vg(k+1)反相的信号，Vdsc(k+1)为L电平时，光电二极管121正向偏置，将Vp初始化为L电平电压。
然后，当Vdsc(k+1)为H电平时，光电二极管121反向偏置，光电流Ip按照光照射量流入BS电容124。
由此，电压Vp在光电流Ip为0时保持其电压，在Ip变大时电压如图所示地上升。
TFT(122，123)的动作与图10相同，因此，电压Vp超过开启电压Vth时TFT122导通，在X输出线X(j)输出电压Vg(k)。电压Vp小于开启电压Vth时TFT122截止，X输出线X(j)维持L电平。即，在本实施例中，X输出线的电压X(j)在光电流为0时是L电平，在光电流大时变成H电平。
如以上说明的那样，根据本发明，由比较电路构成光检测装置，其中，比较电路由光电传感器电路、积分电容、源极接地TFT构成，因此，能够削减构成光电传感器电路的元件数量。由此，能够降低光电传感器电路的占用面积，提高显示单元的开口率。
通过在X或Y方向上并联连接光检测装置的输出，在X、Y输出线取出光检测输出的逻辑与，由X、Y输出电路读出该X、Y输出线的状态，从而能够检测光照射的坐标，因此，不需要特别的坐标运算装置。
并且，X、Y输出电路能够由逻辑电路构成，因此，能够用在玻璃基板上形成的TFT来实现。
因此，根据本实施例，能够提供一种内置有触摸板功能的显示装置，由于能够使触摸板功能与显示器一体地形成，因此，能够不损害显示器画质地检测出正确的坐标，并且，不需要用于安装触摸板的机构、构造。
在上述各实施例中，说明了将本发明适用于液晶显示装置的实施例，但本发明不限于此，本发明当然还可以适用于有机EL显示装置等。
以上，基于上述实施例，具体说明了本发明人完成的发明，但本发明并不限于上述实施例，不言而喻，可以在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。

Claims (17)

1.一种显示装置，包括阵列状地排列有多个像素的显示单元，和阵列状地配置在上述显示单元内的多个光检测电路，其特征在于：
上述多个光检测电路的各个光检测电路包括
光电传感器，将入射光转换成对应于该入射光的光强度的光电流；
积分电容，对由上述光电传感器转换后的上述光电流进行积分；以及
比较电路，输入上述积分电容的电压，
上述比较电路包括源极接地、漏极开路输出形式的晶体管。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
经由复位线对上述积分电容施加初始化电压，初始化上述积分电容，
上述比较电路的输出，与X输出线和同上述X输出线交叉的Y输出线连接，
具有连接上述各X输出线的X输出电路、和连接上述各Y输出线的Y输出电路，
上述X输出电路和上述Y输出电路被配置在上述显示单元周围。
3.一种显示装置，包括阵列状地排列有多个像素的显示单元、和阵列状地配置在上述显示单元内的多个光检测电路，其特征在于：
上述显示单元，具有多条X输出线和与上述多条X输出线交叉的多条Y输出线，
上述多个光检测电路的各个光检测电路包括
光电传感器，将入射光转换成对应于该入射光的光强度的光电流；
积分电容，与上述光电传感器的一端连接，对由上述光电传感器转换后的上述光电流进行积分；
第1晶体管，控制电极与上述光电传感器和上述积分电容的连接点连接，第1电极与上述多条X输出线中的1条连接，对第2电极施加预定的第1电压；以及
第2晶体管，控制电极与上述光电传感器和上述积分电容的连接点连接，第1电极与上述多条Y输出线中的1条连接，对第2电极施加预定的第2电压。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于：
具有连接上述多条X输出线的各X输出线的X输出电路、和连接上述多条Y输出线的各Y输出线的Y输出电路；
上述X输出电路和上述Y输出电路分别具有初始化电路，在检测上述多个光检测电路中的光照射到的光检测电路的检测期间的起始，对上述各X输出线和上述各Y输出线施加初始化电压，初始化上述各X输出线和上述各Y输出线。
5.一种显示装置，包括阵列状地排列有多个像素的显示单元、和阵列状地配置在上述显示单元内的多个光检测电路，其特征在于：
上述显示单元，具有多条X输出线和与上述多条X输出线交叉的多条Y输出线，
上述多个光检测电路的各个光检测电路包括
光电传感器，将入射光转换成对应于该入射光的光强度的光电流；
积分电容，与上述光电传感器的一端连接，对由上述光电传感器转换后的上述光电流进行积分；以及
晶体管，控制电极与上述光电传感器和上述积分电容的连接点连接，并且，第1电极与上述多条X输出线中的1条连接，第2电极与上述多条Y输出线中的1条连接。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于：
具有连接上述多条X输出线的各X输出线的X输出电路、和连接上述多条Y输出线的各Y输出线的Y输出电路；
上述Y输出电路具有第1电压施加电路，在检测上述多个光检测电路中的光照射到的光检测电路的X方向的位置的第1检测期间，对上述各Y输出线施加预定的第1电压；
上述X输出电路具有第1初始化电路，在上述第1检测期间的起始，对上述各X输出线施加第1初始化电压，初始化上述各X输出线；
上述X输出电路具有第2电压施加电路，在检测上述多个光检测电路中的光照射到的光检测电路的Y方向的位置的第2检测期间，对上述各X输出线施加预定的第2电压；
上述Y输出电路具有第2初始化电路，在上述第2检测期间的起始，对上述各Y输出线施加第2初始化电压，初始化上述各Y输出线。
7.根据权利要求3～权利要求6的任意一项所述的显示装置，其特征在于：
具有与上述光电传感器的另一端连接的复位线；
在检测上述多个光检测电路中的光照射到的光检测电路的检测期间的起始，对上述复位线施加积分电容初始化电压，初始化上述积分电容。
8.根据权利要求2、4、6的任意一项所述的显示装置，其特征在于：
上述X输出电路和上述Y输出电路，在检测上述多个光检测电路中的光照射到的光检测电路的1个检测期间，通过多次实施上述X输出线和上述Y输出线的电压检测，多灰阶地检测上述光电流。
9.一种显示装置，包括阵列状地排列有多个像素的显示单元、对上述多个像素依次施加扫描电压的多条扫描线、以及阵列状地配置在上述显示单元内的多个光检测电路，其特征在于：
上述显示单元具有多条X输出线，
上述多个光检测电路的各个光检测电路包括
光电传感器，其一端与上述多条扫描线中的下一级扫描线连接，将入射光转换成对应于该入射光的光强度的光电流；
积分电容，其一端与上述光电传感器的另一端连接，对由上述光电传感器转换后的上述光电流进行积分；
第1晶体管，连接在上述多条扫描线中的同级扫描线和上述积分电容的另一端之间，控制电极与上述光电传感器和上述积分电容的连接点连接；以及
第2晶体管，控制电极与上述同级扫描线连接，第1电极与上述积分电容的另一端连接，第2电极与上述多条X输出线中的1条连接。
10.一种显示装置，包括阵列状地排列有多个像素的显示单元、对上述多个像素依次施加扫描电压的多条扫描线、以及阵列状地配置在上述显示单元内的多个光检测电路，其特征在于：
上述显示单元具有多条X输出线和多条初始化控制线，
上述多个光检测电路的各个光检测电路包括
光电传感器，其一端与上述多条初始化控制线中的1条连接，将入射光转换成对应于该入射光的光强度的光电流；
积分电容，其一端与上述光电传感器的另一端连接，对由上述光电传感器转换后的上述光电流进行积分；
第1晶体管，连接在上述多条扫描线中的同级扫描线和上述积分电容的另一端之间，控制电极与上述光电传感器和上述积分电容的连接点连接；以及
第2晶体管，控制电极与上述同级扫描线连接，第1电极与上述积分电容的另一端连接，第2电极与上述多条X输出线中的1条连接。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于：
对上述初始化控制线施加光检测电路初始化电压，该光检测电路初始化电压相对于施加在上述多条扫描线中的下一级扫描线的扫描电压，电压变化的极性相反。
12.根据权利要求9～权利要求11的任意一项所述的显示装置，其特征在于：
具有连接上述多条X输出线的各X输出线的X输出电路；
上述X输出电路具有初始化电路，在对上述多条扫描线的各扫描线施加非选择扫描电压时，对上述各X输出线施加初始化电压，初始化上述各X输出线；
上述显示装置，同步进行显示信号的写入和上述光检测电路的输出检测，其中，所述显示信号的写入，是对连接在上述多条扫描线中、施加了上述扫描电压的扫描线上的1行上述像素进行的，所述光检测电路，是具有连接在施加了上述扫描电压的上述扫描线的上述第1晶体管的1行光检测电路。
13.根据权利要求1～权利要求12的任意一项所述的显示装置，其特征在于：
上述光电传感器由二极管构成。
14.根据权利要求项13所述的显示装置，其特征在于：
上述光电传感器由二极管连接的薄膜晶体管构成。
15.根据权利要求4、6、12的任意一项所述的显示装置，其特征在于：
上述X输出电路被配置在上述显示单元周围。
16.根据权利要求1～权利要求15的任意一项所述的显示装置，其特征在于：
上述光检测电路，按照上述多个像素的每个像素进行设置。
17.根据权利要求16所述的显示装置，其特征在于：
上述显示装置是液晶显示装置；
上述多个像素的上述各个像素具有
第1子像素，具有第1颜色的滤色器，
第2子像素，具有与上述第1颜色不同的第2颜色的滤色器，
第3子像素，具有与上述第1颜色和上述第2颜色不同的第3颜色的滤色器；
在形成上述光检测电路的区域不配置上述滤色器。
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