JP2009025816A - Electronic circuit, electro-optical device, and electronic device equipped therewith - Google Patents

Electronic circuit, electro-optical device, and electronic device equipped therewith Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an A/D conversion circuit suitable for a polysilicon thin film transistor. <P>SOLUTION: The electronic circuit with the transistor using thin film polysilicon for an active layer on an active matrix substrate 101 includes a sensor 1 for converting the amount of measurement to the amount of current, current-voltage conversion circuits (a capacitor 12, a capacitor 14, a transistor 11, a transistor 15) which perform conversion to a voltage corresponding to the amount of current, and a voltage detection circuit (a comparator circuit 3) which detects the converted voltage and outputs a prescribed signal. The voltage detecting circuit comprises a plurality of CMOS clocked inverters (clocked inverters 370 and 380), and ratios of channel widths of N channel type transistors and P channel type transistors constituting the CMOS clocked inverters are different from each other. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子回路、電気光学装置、およびこれを備える電子機器に関し、特に、薄膜
ポリシリコン形成技術を用いて基板上に形成される回路や該回路を用いた液晶表示装置、
該液晶表示装置を備えた電子機器に関する。
The present invention relates to an electronic circuit, an electro-optical device, and an electronic apparatus including the same, and in particular, a circuit formed on a substrate using a thin film polysilicon forming technique, a liquid crystal display device using the circuit,
The present invention relates to an electronic device including the liquid crystal display device.

近年、低温ポリシリコン形成技術を用いてガラス基板上に各種薄膜トランジスター回路
を形成する、いわゆるSystem On Glass(SOG)技術がさかんに開発されている。例え
ば液晶ディスプレイのガラス基板上にドライバー回路を内蔵するモノシリックドライバー
などである。
In recent years, so-called System On Glass (SOG) technology for forming various thin film transistor circuits on a glass substrate using a low-temperature polysilicon forming technology has been developed. For example, a monolithic driver having a driver circuit built on a glass substrate of a liquid crystal display.

System On Glass(SOG)技術の応用の一つとしてセンサーとそのセンシング回路を
ガラス基板上に形成することが考えられる。例えば液晶ディスプレイを構成する透明基板
上に光センサーとセンシング回路とを内蔵し、外光の状態を検出してその結果によってバ
ックライトの照度をコントロールするように構成すれば環境にかかわらず、液晶の視認状
態を最良に保つことができる。その他、温度センサー、ジャイロセンサー、傾きセンサー
など、ガラス基板上に形成することでメリットのあるセンサーは数多い。一般的にこれら
のセンサーの出力はアナログ信号であって、これをガラス基板上に形成したデジタルロジ
ック回路で処理し、適切な制御に用いるためにはA/D変換回路で信号をデジタル変換す
ることが必要となる。
One application of System On Glass (SOG) technology is to form a sensor and its sensing circuit on a glass substrate. For example, if a light sensor and a sensing circuit are built in on a transparent substrate that constitutes a liquid crystal display, and the configuration is such that the illuminance of the backlight is controlled based on the result of detecting the external light condition, the liquid crystal display can be used regardless of the environment. Visible state can be kept best. In addition, there are many sensors that can benefit from being formed on a glass substrate, such as temperature sensors, gyro sensors, and tilt sensors. In general, the output of these sensors is an analog signal, which is processed by a digital logic circuit formed on a glass substrate, and in order to be used for appropriate control, the signal is digitally converted by an A / D conversion circuit. Is required.

図12は従来の電流デバイスのA/D変換回路の例である。
電流デバイスのセンサー1は、一端を電源電位VDに、もう一端(このノードをNod
e−Aとし、その電位をVAとする)をトランジスター2のドレイン及びゲート電極に接
続されてなる。トランジスター2のソース電極は電源電位VSに接続される。また、No
de−Aはコンパレーター回路3に接続されている。
FIG. 12 shows an example of an A / D conversion circuit of a conventional current device.
The sensor 1 of the current device has one end at the power supply potential VD and the other end (this node is set to Nod
e-A, the potential of which is VA) is connected to the drain and gate electrodes of the transistor 2. The source electrode of the transistor 2 is connected to the power supply potential VS. Also, No
de-A is connected to the comparator circuit 3.

電流デバイスのセンサー1は、センスする対象の物理量及び電源電位VDとNode−
Aとの間にかかる電圧(VD−VA)によって電源電位VDとNode−Aとの間に流れ
る電流量Isenseが変化する。
The sensor 1 of the current device has a physical quantity to be sensed, a power supply potential VD, and Node-
The amount of current Isense flowing between the power supply potential VD and Node-A is changed by the voltage (VD-VA) applied to A.

トランジスター2のゲート・ソース間電位Vgs=VA−VSであって、ドレイン・ソ
ース間電位Vds=VA−VSであるのでVds=Vgs、ゆえにトランジスター2の閾
値電圧Vth>0であればVds>Vgs−Vthとなり、このトランジスター2はVt
h<VA−VSであれば常にトランジスター2は飽和領域で動作する。飽和領域での一般
的なMOSトランジスター特性の次の(式1)で示される。
Since the gate-source potential Vgs = VA-VS of the transistor 2 and the drain-source potential Vds = VA-VS, Vds = Vgs. Therefore, if the threshold voltage Vth> 0 of the transistor 2, Vds> Vgs- Vth and this transistor 2 is Vt
If h <VA−VS, the transistor 2 always operates in the saturation region. The following (Equation 1) of general MOS transistor characteristics in the saturation region is shown.

Figure 2009025816
ここで、Wはトランジスターのチャンネル幅、Lはチャンネル長、μは移動度、C0は
ゲート容量をそれぞれ表す。キルヒホッフの法則からIsense=Idsは明らかであ
るので、次の(式2)が成り立つ。
Figure 2009025816
Here, W is the channel width of the transistor, L is the channel length, μ is the mobility, and C0 is the gate capacitance. Since Isense = Ids is clear from Kirchhoff's law, the following (formula 2) is established.

Figure 2009025816
(式2)を変形して(式3)を得る。
Figure 2009025816
(Formula 2) is transformed to obtain (Formula 3).

Figure 2009025816
VA=Vgs+VSであるから、(式4)が導かれる。
Figure 2009025816
Since VA = Vgs + VS, (Equation 4) is derived.

Figure 2009025816
ここで電流量Isenseが電位VAによらないと仮定すれば、容易に電位VAから電
流量Isenseを得ることができる。
Figure 2009025816
If it is assumed here that the current amount Isense does not depend on the potential VA, the current amount Isense can be easily obtained from the potential VA.

このような仮定が成り立つセンサーデバイスとして、例えばPN接合ダイオードあるい
はPIN接合ダイオードを用いた光センサーデバイスがあげられる。このようなデバイス
に逆バイアスを印加すると、電流量Isenseは一定の範囲であれば光照度に比例した
電流の流れる定電流源となるので、(式5)のようになる。
An example of a sensor device that satisfies this assumption is an optical sensor device using a PN junction diode or a PIN junction diode. When a reverse bias is applied to such a device, the current amount Isense is a constant current source through which a current proportional to the light illuminance flows as long as the current amount Isense is in a certain range.

Figure 2009025816
すなわち、次の(式6)で電位VAから電流量Isenseが求まる。
Figure 2009025816
That is, the current amount Isense is obtained from the potential VA by the following (formula 6).

Figure 2009025816
Figure 2009025816

ここでNode−Aの電位VAはコンパレーター回路3に入力される。図13はコンパ
レーター回路3の回路構成であって、入力電位Vinと基準電位Vrefとを比較してV
in(=VA)>VrefならHigh電位(≒VD)、Vin(=VA)<Vrefな
らLow電位(≒VS)をOutへ出力する回路である。ゆえに、コンパレーター回路3
に基準電位Vrefを与え、出力信号OUTの端子のデジタル出力結果を参照すれば電位
VAが基準電位Vrefより上か下かがわかる。この際、256階調でデジタル変換した
ければコンパレーター回路3を255個並列配置し、それぞれに異なった基準電位Vre
fを与えればよい。あるいは、基準電位Vrefに255STEPの階段波を入力し、出
力結果をメモリしていけば同様の変換が可能である。どちらを選択するかは回路面積や消
費電力、サンプリングレートとの関係で決めればよい。また、両者の折中案を採用するこ
とも無論可能である。すなわち、各々レベルの異なる16個の15STEP階段波をそれ
ぞれ16個のコンパレーターに入力してやれば256階調がデジタル変換することができ
る。
Here, the potential VA of Node-A is input to the comparator circuit 3. FIG. 13 shows a circuit configuration of the comparator circuit 3, and compares the input potential Vin with the reference potential Vref to determine V.
This circuit outputs a high potential (≈VD) if in (= VA)> Vref, and outputs a low potential (≈VS) if Vin (= VA) <Vref. Therefore, the comparator circuit 3
The reference potential Vref is applied to the output signal OUT, and the digital output result at the terminal of the output signal OUT can be referred to to determine whether the potential VA is above or below the reference potential Vref. At this time, if it is desired to perform digital conversion with 256 gradations, 255 comparator circuits 3 are arranged in parallel, and each has a different reference potential Vre.
What is necessary is just to give f. Alternatively, the same conversion can be performed by inputting a 255 STEP staircase to the reference potential Vref and storing the output result. Which one to select may be determined in accordance with the circuit area, power consumption, and sampling rate. Of course, it is also possible to adopt both of them. That is, 256 gradations can be digitally converted by inputting 16 15-step staircase waves of different levels to 16 comparators.

なお、図13のトランジスター3aとトランジスター3b、トランジスター3cとトラ
ンジスター3dは互いに同じサイズの素子であることが望ましい。例えばトランジスター
3a,3b,3c,3d全てチャネル幅W=10μm、チャネル長=6μmとすればよい
Note that the transistors 3a and 3b and the transistors 3c and 3d in FIG. 13 are preferably elements of the same size. For example, all the transistors 3a, 3b, 3c, and 3d may have a channel width W = 10 μm and a channel length = 6 μm.

このようにして電位VAが一定範囲で求まるので、そこから(式6)を使えば電流量I
senseがわかり、したがって求める物理量、例えば照度がわかる。すなわち、センス
した結果をA/D変換できるのである。
Since the potential VA is obtained in a certain range in this way, the current amount I can be obtained by using (Equation 6) therefrom.
Sense is known, and therefore the desired physical quantity, for example, illuminance is known. That is, the sensed result can be A / D converted.

また、センサー1の電流量Isenseが一定ではなく、電圧(VD−VA)の関数と
なるセンサーであっても同じ電子回路でA/D変換が可能である。例えば測定量によって
決まる一定のインピーダンスRsenseを持つようなセンサーデバイスであれば以下の
式で電流量Isenseは表される。
Further, even if the sensor 1 has a current amount Isense that is not constant and is a function of the voltage (VD−VA), A / D conversion can be performed with the same electronic circuit. For example, if the sensor device has a constant impedance Rsense determined by the measurement amount, the current amount Isense is expressed by the following equation.

Figure 2009025816
このようなデバイスの例として抵抗を用いた温度センサー、可変抵抗を用いたジャイロ
センサーなどがあげられる。例えば、インピーダンスRsenseが温度によって以下の
ような変化をするセンサーを考える。
Figure 2009025816
Examples of such devices include a temperature sensor using a resistor and a gyro sensor using a variable resistor. For example, consider a sensor whose impedance Rsense changes as follows depending on temperature.

Figure 2009025816
ここでTは絶対温度(K)、R0とBは温度センサー固有の定数である。
Figure 2009025816
Here, T is an absolute temperature (K), and R0 and B are constants specific to the temperature sensor.

(式4)、(式7)より以下の方程式を得る。   The following equations are obtained from (Expression 4) and (Expression 7).

Figure 2009025816
これを解くと、以下の通りになる。
Figure 2009025816
Solving this, it becomes as follows.

Figure 2009025816
となり、電位VAからインピーダンスRsenseが求まる。これを(式8)に戻すこ
とで温度Tが求まる。
しかしながら、一般にポリシリコン薄膜トランジスターは単結晶シリコン基板上に形成
されたMOSトランジスターに比べて特性が悪く、特に飽和特性が悪い。このため、A/
D変換が可能なダイナミックレンジが著しく狭くなるという問題点を有する。
Figure 2009025816
Thus, the impedance Rsense is obtained from the potential VA. By returning this to (Equation 8), the temperature T is obtained.
However, in general, a polysilicon thin film transistor has poor characteristics as compared with a MOS transistor formed on a single crystal silicon substrate, and in particular, saturation characteristics are poor. For this reason, A /
There is a problem that the dynamic range in which D conversion can be performed becomes extremely narrow.

図14はトランジスターの出力特性を示す図であり、グラフ(A)は単結晶シリコンデ
バイス上に形成されたMOSデバイスの出力特性グラフ、グラフ(B)はポリシリコン薄
膜トランジスターデバイスの出力特性グラフである。
グラフ(A)、グラフ(B)上でほぼ水平となっている部分が(式1)に従う飽和領域
であって、Vgs>VthかつVgs−Vth<Vds<Vkinkの範囲である。ここ
でVkinkはキンク(kink)現象が起こり始める電圧である。Vds>Vkink
の領域では(式1)に従わなくなる。単結晶シリコンデバイス上に形成されたMOSデバ
イスではVkinkが高く、(式1)は比較的広範囲で成り立つ。(グラフ上、水平にな
っている部分が広い)。このため、(式6)で導出できる電流量Isenseのレンジも
相対的に大きくなる。
FIG. 14 is a graph showing the output characteristics of a transistor. Graph (A) is an output characteristics graph of a MOS device formed on a single crystal silicon device, and graph (B) is an output characteristics graph of a polysilicon thin film transistor device. .
A portion that is substantially horizontal on the graphs (A) and (B) is a saturation region according to (Expression 1), and is in a range of Vgs> Vth and Vgs−Vth <Vds <Vkink. Here, Vkink is a voltage at which the kink phenomenon starts to occur. Vds> Vkink
(Equation 1) is not complied with in the region of. A MOS device formed on a single crystal silicon device has a high Vkink, and (Equation 1) holds in a relatively wide range. (The horizontal part of the graph is wide.) For this reason, the range of the current amount Isense that can be derived by (Expression 6) is also relatively large.

例えばVkink=10VのデバイスであればVds=VA−VS<10Vである必要
があり、仮にW=10μm、L=6μm、移動度1300cm2/V/S、ゲート酸化膜
厚=100nmとすると、(式4)からIsense<3mA程度である。ここで下限は
理論的にはVgs→Vth(Va→Vth−Vs)でIds→0であるが、実際には微小
リーク電流Ileakが常に流れているため、Vgs→VthでもIds→Ileakと
なって、ある程度以下の領域では変化が見られなくなる。また、現実的には閾値電圧Vt
hの製造ばらつき最大範囲をΔVthとすると、VA=ΔVth−VS程度以上である必
要がある。これらを勘案すると、現実的なIsense>1nA程度であり、単結晶シリ
コンデバイス上に形成されたMOSデバイスであれば図12の構成でIsense=1n
A〜3mAの範囲のA/D変換が可能である。すなわち、測定ダイナミックレンジは3,
000,000倍程度である。なお、レンジを低電流側にシフトさせるにはトランジスタ
ー2のチャネル幅Wを小さくし(あるいはチャネル長Lを大きくし)、高電流側にシフト
させるにはトランジスター2のチャネル幅Wを大きくすれば良い(あるいはチャネル長L
を小さくする)。この場合もダイナミックレンジは変化しない。
For example, in the case of a device having Vkink = 10 V, Vds = VA−VS <10 V needs to be satisfied. Assuming that W = 10 μm, L = 6 μm, mobility 1300 cm 2 / V / S, and gate oxide film thickness = 100 nm, From Equation 4), Isense <3 mA. Here, the lower limit is theoretically Vgs → Vth (Va → Vth−Vs) and Ids → 0. However, since the minute leak current Ileak always flows, Ids → Ileak even when Vgs → Vth. In the region below a certain level, no change can be seen. In reality, the threshold voltage Vt
When the maximum manufacturing variation range of h is ΔVth, it is necessary that VA = ΔVth−VS or more. Taking these into consideration, realistic Isense> 1 nA, and if the MOS device is formed on a single crystal silicon device, Isense = 1n in the configuration of FIG.
A / D conversion in the range of A to 3 mA is possible. That is, the measurement dynamic range is 3,
It is about 1,000,000 times. Note that the channel width W of the transistor 2 is reduced (or the channel length L is increased) to shift the range to the low current side, and the channel width W of the transistor 2 is increased to shift the range to the high current side. (Or channel length L
). In this case, the dynamic range does not change.

しかしながら、ポリシリコン薄膜トランジスター、特に600℃以下の低温プロセスで
形成されたいわゆるLTPS(Low Temperature Poly Silicon)薄膜トランジスターにお
いては、移動度が100cm2/V/S前後であり、Kink電圧が低く、Vkink=
6V程度でKink現象が生じはじめる。また、オフリークが高く、Vds=Vgs=V
thでのIleakはW=10μm、L=6μmで10nA程度になる。また前述のΔV
thも数10mV〜200mV程度と大きくなり、先ほどと同様の計算を行うと、測定可
能な電流範囲はIsense=10nA〜80μAであって、ダイナミックレンジは8,
000倍程度とMOSトランジスターに比べ非常に狭くなる。
However, in a polysilicon thin film transistor, particularly a so-called LTPS (Low Temperature Poly Silicon) thin film transistor formed by a low temperature process of 600 ° C. or less, the mobility is around 100 cm 2 / V / S, the Kink voltage is low, and Vkink =
The Kink phenomenon starts to occur at about 6V. Also, the off-leakage is high and Vds = Vgs = V
Ileak at th is about 10 nA when W = 10 μm and L = 6 μm. In addition, the aforementioned ΔV
th also increases to about several tens of mV to 200 mV, and if the same calculation as before is performed, the measurable current range is Isense = 10 nA to 80 μA, and the dynamic range is 8,
About 000 times smaller than MOS transistors.

以上のように、ポリシリコン薄膜トランジスターを用いたA/D変換回路は単結晶シリ
コンデバイス上のMOSトランジスターを用いる場合に比べ、十分なA/D変換ダイナミ
ックレンジがとれないという問題点を有する。
As described above, an A / D conversion circuit using a polysilicon thin film transistor has a problem that a sufficient A / D conversion dynamic range cannot be obtained as compared with a case where a MOS transistor on a single crystal silicon device is used.

特開平6−245152号公報JP-A-6-245152

本発明で提案する回路は上記の問題点に鑑み、ポリシリコン薄膜トランジスターを用い
たA/D変換回路であって、十分なA/D変換ダイナミックレンジをとることを可能とし
、更には、ポリシリコン薄膜トランジスターに相応しいA/D変換回路を提案するもので
ある。
In view of the above problems, the circuit proposed in the present invention is an A / D conversion circuit using a polysilicon thin film transistor, which can take a sufficient A / D conversion dynamic range. An A / D conversion circuit suitable for a thin film transistor is proposed.

本発明は、基板上に薄膜ポリシリコンを能動層に用いたトランジスターを備えた電子回
路であって、測定量を電流量に変換するセンサーと、前記電流量に応じた電圧に変換する
電流電圧変換回路と、前記電流電圧変換回路で変換された前記電圧を検出し所定の信号を
出力する電圧検出回路とを備え、前記電圧検出回路は複数のCMOSインバーター又はC
MOSクロックド・インバーターで構成され、前記CMOSインバーター又は前記CMO
Sクロックド・インバーターを構成するNチャネル型トランジスターのチャネル幅とPチ
ャネル型トランジスターのチャネル幅の比が異なることを特徴とする電子回路を提案する

このような構成を用いれば、電圧検出回路は、複数のCMOSインバーター又はCMO
Sクロックド・インバーターで構成されるのため、薄膜ポリシリコンを能動層に用いた電
界効果型トランジスターを用いた回路であっても十分なA/D変換ダイナミックレンジを
確保することができる。
また、本発明は、基板上に薄膜ポリシリコンを能動層に用いたトランジスターを備えた
電子回路であって、測定量を電流量に変換するセンサーと、前記電流量に応じた電圧に変
換する電流電圧変換回路と、前記電流電圧変換回路で変換された前記電圧を検出し所定の
信号を出力する電圧検出回路とを備え、前記電流電圧変換回路は、蓄積回路と、該蓄積回
路の容量値を切り替えることで該電流電圧変換回路の電流電圧変換レンジを切り替えるレ
ンジ切替回路と、を具備したことを特徴とする電子回路を提案する。
The present invention relates to an electronic circuit including a transistor using a thin film polysilicon as an active layer on a substrate, a sensor for converting a measurement amount into a current amount, and a current-voltage conversion for converting into a voltage corresponding to the current amount. And a voltage detection circuit that detects the voltage converted by the current-voltage conversion circuit and outputs a predetermined signal, the voltage detection circuit comprising a plurality of CMOS inverters or C
Consists of a MOS clocked inverter, the CMOS inverter or the CMO
An electronic circuit is proposed in which the ratio of the channel width of the N-channel transistor and the channel width of the P-channel transistor constituting the S clocked inverter is different.
With such a configuration, the voltage detection circuit includes a plurality of CMOS inverters or CMOs.
Since it is composed of an S clocked inverter, a sufficient A / D conversion dynamic range can be secured even in a circuit using a field effect transistor using thin film polysilicon as an active layer.
The present invention also provides an electronic circuit comprising a transistor using thin film polysilicon as an active layer on a substrate, a sensor for converting a measurement amount into a current amount, and a current for converting into a voltage corresponding to the current amount. A voltage conversion circuit; and a voltage detection circuit that detects the voltage converted by the current-voltage conversion circuit and outputs a predetermined signal. The current-voltage conversion circuit includes a storage circuit and a capacitance value of the storage circuit. An electronic circuit comprising a range switching circuit that switches a current-voltage conversion range of the current-voltage conversion circuit by switching is proposed.

このような構成を用いれば、レンジ切り替え回路によって測定レンジを切り替えられる
ため、薄膜ポリシリコンを能動層に用いた電界効果型トランジスターを用いた回路であっ
ても十分なA/D変換ダイナミックレンジを確保することができる。
With such a configuration, the measurement range can be switched by the range switching circuit, so a sufficient A / D conversion dynamic range is ensured even in a circuit using a field effect transistor using thin film polysilicon as an active layer. can do.

さらに本発明では、前記蓄積回路は第1の容量素子及び第2の容量素子により構成され
てなり、レンジ切り替え信号に応じて、前記第1の容量素子と前記第2の容量素子のいず
れか一方、あるいは両方が前記センサーと電気的に接続されるように構成されてなること
、あるいは前記蓄積回路は前記第1の容量素子及び前記第2の容量素子と第1のスイッチ
素子により構成されてなり、前記第1のスイッチ素子は適切なタイミングで前記第1の容
量素子にリセット電位を書き込むように構成されてなり、前記レンジ切り替え信号に応じ
て前記リセット電位が変化するように構成されてなること、あるいは前記蓄積回路は薄膜
ポリシリコンを能動層に用いた容量用トランジスターを有してなり、前記レンジ切り替え
信号は前記容量用トランジスターのソース電極及びドレイン電極に接続されてなり、前記
センサーの他の一端は容量用トランジスターのゲート電極に接続されてなること、のいず
れかの構成を提案する。このような構成によって簡易な回路構成でレンジの切り替えを実
現することができる。
Further, in the present invention, the storage circuit is configured by a first capacitor element and a second capacitor element, and one of the first capacitor element and the second capacitor element is selected according to a range switching signal. Or both are configured to be electrically connected to the sensor, or the storage circuit is composed of the first capacitor element, the second capacitor element, and the first switch element. The first switch element is configured to write a reset potential to the first capacitor element at an appropriate timing, and is configured to change the reset potential according to the range switching signal. Alternatively, the storage circuit includes a capacitor transistor using thin film polysilicon as an active layer, and the range switching signal is the capacitor transistor. It is connected to the source electrode and the drain electrode becomes, the other end of the sensor to become connected to the gate electrode of the capacitor transistor, propose any one of the. With such a configuration, the range can be switched with a simple circuit configuration.

さらに本発明では、前記センサーは前記容量用トランジスターの能動層と同一層である
薄膜ポリシリコンを能動層としたPIN接合ダイオード又はPN接合ダイオードであり、
前記測定量は光照度であることを特徴とする。このような構成によってコストを上昇させ
ること無く基板に照射されている光の照度を測定でき、例えば表示装置に応用した時に外
光に応じて表示品位を最適に保つことができる。
Further, in the present invention, the sensor is a PIN junction diode or a PN junction diode in which a thin film polysilicon which is the same layer as the active layer of the capacitor transistor is an active layer,
The measurement amount is light illuminance. With such a configuration, it is possible to measure the illuminance of the light applied to the substrate without increasing the cost. For example, when applied to a display device, the display quality can be kept optimal according to the external light.

さらに本発明では前記センサーは前記容量用トランジスターの能動層と同一層である薄
膜ポリシリコンを用いた抵抗体であり、前記測定量は温度であることを特徴とする。この
ような構成によってコストを上昇させること無く基板の温度を測定でき、例えば表示装置
に応用した時に温度に応じて表示品位を最適に保つように階調を最適に制御することがで
きる。
Further, according to the present invention, the sensor is a resistor using thin film polysilicon which is the same layer as the active layer of the capacitor transistor, and the measured amount is temperature. With such a configuration, the temperature of the substrate can be measured without increasing the cost. For example, when applied to a display device, the gradation can be optimally controlled so as to keep the display quality optimal according to the temperature.

さらに本発明では前記電圧検出回路は互いに同じ回路構成を有した複数のコンパレータ
ー回路であり、異なる比較基準電位を与えられていること、もしくは前記電圧検出回路は
CMOSインバーターであり、互いにNチャネル型トランジスターのチャネル幅とPチャ
ネル型トランジスターのチャネル幅の比が異なっていることを提案する。このような構成
によってA/D変換できるダイナミックレンジをさらに広げることができる。
Furthermore, in the present invention, the voltage detection circuit is a plurality of comparator circuits having the same circuit configuration, and is supplied with different comparison reference potentials, or the voltage detection circuit is a CMOS inverter, and is mutually N-channel type. It is proposed that the ratio between the channel width of the transistor and the channel width of the P-channel transistor is different. With such a configuration, the dynamic range that can be A / D converted can be further expanded.

さらに本発明ではこれらの電子回路を用いた電気光学装置とそれを用いた電子機器を提
案する。これによれば、A/D変換回路をガラス基板上にアクティブマトリクスと同一製
造工程で製造することができるために、安価にセンサー内蔵の電気光学装置を製造できる
。これを電子機器に組み込むことで表示品位に優れて多機能な電子機器をより抵コストで
製造することができる。また、センサーの配置自由度が高まるため、外形を小さくでき、
デザイン性に優れた電子機器を製造できるというメリットも有する。
Furthermore, the present invention proposes an electro-optical device using these electronic circuits and an electronic apparatus using the same. According to this, since the A / D conversion circuit can be manufactured on the glass substrate in the same manufacturing process as the active matrix, an electro-optical device with a built-in sensor can be manufactured at low cost. By incorporating this into an electronic device, a multifunctional electronic device with excellent display quality can be manufactured at a lower cost. In addition, because the degree of freedom of sensor placement increases, the outer shape can be reduced,
There is also an advantage that an electronic device having excellent design can be manufactured.

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明の電子回路を実現する実施例1の電子回路としてのセンサー1及びA/D
変換回路100aの構成例であり、図12の従来の構成と同じ箇所には、同じ符号を付し
て、説明を省略する。
この回路では電流量Isenseと電位VAとの変換にトランジスターを用いず、第1
の容量素子としてのコンデンサー12及び第2の容量素子としてのコンデンサー14を配
置している。レンジ切替回路としてのトランジスター15、第1のスイッチ素子としての
トランジスター11および電圧検出回路としてのコンパレーター回路3を構成する各トラ
ンジスターは基板としてのガラス基板上に形成された薄膜ポリシリコンを能動層に用いた
電界効果型トランジスターにより構成される。
FIG. 1 shows a sensor 1 and an A / D as an electronic circuit according to a first embodiment for realizing the electronic circuit of the present invention.
This is a configuration example of the conversion circuit 100a, and the same parts as those in the conventional configuration in FIG.
In this circuit, a transistor is not used for conversion between the current amount Isense and the potential VA.
A capacitor 12 as a capacitor element and a capacitor 14 as a second capacitor element are arranged. The transistors constituting the transistor 15 as the range switching circuit, the transistor 11 as the first switch element, and the comparator circuit 3 as the voltage detection circuit are thin film polysilicon formed on a glass substrate as a substrate as an active layer. It is comprised by the used field effect transistor.

コンデンサー12、コンデンサー14、トランジスター15およびトランジスター11
は、センサー1からの出力を電流量に応じた電圧に変換する電流電圧変換回路を構成し、
トランジスター15は、該電流電圧変換回路の測定レンジとしての電流電圧変換範囲の範
囲を切り替えるレンジ切り替え回路を構成する。
Capacitor 12, capacitor 14, transistor 15 and transistor 11
Constitutes a current-voltage conversion circuit that converts the output from the sensor 1 into a voltage corresponding to the amount of current,
The transistor 15 constitutes a range switching circuit that switches the range of the current-voltage conversion range as the measurement range of the current-voltage conversion circuit.

図1に示したようにコンデンサー12と、トランジスター15に直列に接続されたコン
デンサー14が、Node−Aと電源電位VSとの間に並列に接続される。トランジスタ
ー15のゲート電極には、電流電圧変換レンジの範囲を切り替えるためのレンジ切り替え
信号V1が接続されている。
As shown in FIG. 1, the capacitor 12 and the capacitor 14 connected in series to the transistor 15 are connected in parallel between the Node-A and the power supply potential VS. A range switching signal V1 for switching the range of the current-voltage conversion range is connected to the gate electrode of the transistor 15.

ここではコンデンサー12の容量C12=100fF、コンデンサー14の容量C14
=9.9pFとする。VD、VSは外部から与えられる電源電位であって、例えばVD=
8V、VS=0Vとする。トランジスター11、トランジスター15は薄膜ポリシリコン
を能動層としてもつNチャネル型電界効果型トランジスターであって、それぞれチャネル
幅W=20μm、チャネル長L=6μmとする。
Here, the capacitance C12 of the capacitor 12 = 100 fF and the capacitance C14 of the capacitor 14
= 9.9 pF. VD and VS are externally applied power supply potentials, for example, VD =
8V and VS = 0V. The transistors 11 and 15 are N-channel field effect transistors having thin film polysilicon as an active layer, and have a channel width W = 20 μm and a channel length L = 6 μm, respectively.

レンジ切り替え信号V1は、電源電位VD又は電源電位VSをとる。V1=VDのとき
、トランジスター15はONし、Node−Aに繋がっている容量はC12+C14=1
0pFとなる。V1=VSのとき、トランジスター15はOFFし、Node−Aに繋が
っている容量はC12=100fFとなる。
The range switching signal V1 takes the power supply potential VD or the power supply potential VS. When V1 = VD, the transistor 15 is turned on, and the capacity connected to Node-A is C12 + C14 = 1.
0 pF. When V1 = VS, the transistor 15 is turned off, and the capacitance connected to Node-A is C12 = 100 fF.

Vresetは初期電位書き込み信号であって、測定前に初期電位書き込み信号Vre
setは電源電位VDとなり、トランジスター11がONしてNode−Aの電位VAは
初期電位Vpが書き込まれる。初期電位Vpは、基準電位Vrefよりも小さい値である
。ここでは例えばVref=4V、Vp=3Vとする。
Vreset is an initial potential write signal, and the initial potential write signal Vre before measurement.
The set becomes the power supply potential VD, the transistor 11 is turned on, and the initial potential Vp is written as the potential VA of Node-A. The initial potential Vp is a value smaller than the reference potential Vref. Here, for example, Vref = 4V and Vp = 3V.

時間t0で初期電位書き込み信号Vresetが電源電位VSとなるとトランジスター
11はOFFする。この後、時間t>t0でセンサー1にはその測定量に応じて電流量I
senseが流れ、電位VAは電源電位VDに近づいていく。従って電位VAは時間tの
関数となって以下の(式11)で表すことが出来る。
When the initial potential write signal Vreset becomes the power supply potential VS at time t0, the transistor 11 is turned off. Thereafter, at time t> t0, the sensor 1 has a current amount I corresponding to the measured amount.
Sense flows and the potential VA approaches the power supply potential VD. Therefore, the potential VA can be expressed by the following (formula 11) as a function of the time t.

Figure 2009025816
ここでC1はNode−Aに接続される容量であって、前述の通りV1=VDのときC
1=C12+C14=10pFであり、V1=VSのときC1=C12=100fFであ
る。
Figure 2009025816
Here, C1 is a capacity connected to Node-A, and when V1 = VD as described above, C1
1 = C12 + C14 = 10 pF, and when V1 = VS, C1 = C12 = 100 fF.

本発明においてセンサー1はトランジスター11,15と同じ工程で製造された薄膜ポ
リシリコン膜を能動層として用いたラテラル型PIN接合ダイオードを用いた光センサー
デバイスである。ここではカソード電極を電源電位VDに接続し、アノード電極をNod
e−Aに接続し、常時逆バイス状態で使用する。この時、センサー1には電圧(VD−V
A)が一定の条件下では照度にのみ依存する定常電流源となるので以下の(式12)が成
立する。
In the present invention, the sensor 1 is an optical sensor device using a lateral PIN junction diode using, as an active layer, a thin polysilicon film manufactured in the same process as the transistors 11 and 15. Here, the cathode electrode is connected to the power supply potential VD, and the anode electrode is connected to Nod.
Connect to e-A and always use in reverse vice state. At this time, the sensor 1 has a voltage (VD−V
Since A) is a steady-state current source that depends only on illuminance under certain conditions, the following (Equation 12) holds.

Figure 2009025816
但し電源電位VDと電位VAがあまり近くなると定電流源との仮定は正しくなくなる。
Vp<VA(t)<Vrefで使用するので、基準電位Vrefをあまり大きくしないこ
とが必要となる。
ここでNode−Aはコンパレーター回路3に接続されており、電位VA(t)と基準
電位Vrefが比較され、Vref>VA(t)の時はLow電位(≒VS)が、Vre
f<VA(t)の時はHigh電位(≒VD)が出力される。なお、コンパレーター回路
3は図13の従来例と同じ構成であっても良いし、図2、図3に示すような構成であって
もよい。
Figure 2009025816
However, if the power supply potential VD and the potential VA are too close, the assumption of a constant current source is not correct.
Since Vp <VA (t) <Vref is used, it is necessary not to increase the reference potential Vref too much.
Here, Node-A is connected to the comparator circuit 3, and the potential VA (t) is compared with the reference potential Vref. When Vref> VA (t), the Low potential (≈VS) is
When f <VA (t), a high potential (≈VD) is output. The comparator circuit 3 may have the same configuration as that of the conventional example of FIG. 13 or may have a configuration as shown in FIGS.

図2の構成は図13に対してTFTのNchとPchが逆になった構成である。基準電
位Vrefが電源電位VSにより近い場合は図13の構成が、基準電位Vrefが電源電
位VDにより近い場合は図2の構成が適している。一方、図3の構成は素子数が大きく回
路面積が大きくなるが図13あるいは図2の構成より動作する基準電位Vrefの範囲が
広い。また、これらの他に図13や図2の構成に定電流源(バイアス電圧をゲートに印加
したトランジスターなどが用いられる)を電源電位VD又は電源電位VSの電源に直列に
繋ぐことで動作マージンの拡大を図った構成なども考えられる。以上のうち、いずれのコ
ンパレーターを用いるかは面積、動作マージンなどのトレードオフで最も適したものを選
択すればよい。
The configuration of FIG. 2 is a configuration in which the Nch and Pch of the TFT are reversed with respect to FIG. The configuration of FIG. 13 is suitable when the reference potential Vref is closer to the power supply potential VS, and the configuration of FIG. 2 is suitable when the reference potential Vref is closer to the power supply potential VD. On the other hand, the configuration of FIG. 3 has a large number of elements and a large circuit area, but has a wider range of the reference potential Vref that operates than the configuration of FIG. 13 or FIG. In addition to these, a constant current source (a transistor having a bias voltage applied to the gate is used) is connected in series to the power supply of the power supply potential VD or the power supply potential VS in the configuration of FIG. 13 or FIG. An expanded configuration is also conceivable. Of the above, which comparator is to be used may be selected in accordance with trade-offs such as area and operation margin.

従って、(式12)でVA(t)=Vref電位となる反転時間t’で出力信号OUT
は反転する。従って、出力信号OUTの電位が反転した反転時間t’がわかれば(式14
)から電流量Isenseを知ることができる。
Therefore, in (Equation 12), the output signal OUT at the inversion time t ′ where VA (t) = Vref potential.
Is reversed. Therefore, if the inversion time t ′ when the potential of the output signal OUT is inverted is obtained (Equation 14
) To obtain the current amount Isense.

Figure 2009025816
ここで、t’−t0は無限に大きく出来るわけではない。というのも、t’−t0が長
くなるとセンサー1の1センス期間が長くなるからであり、要求に応じて一定の期間以下
としなくてはならない。本実施例は液晶表示装置に搭載する照度センサー回路であり、外
光の照度が変化した時にすみやかにフィードバックをする必要があるため、t’−t0<
1/10秒という制約があるとする。
Figure 2009025816
Here, t′−t0 cannot be increased indefinitely. This is because when t′−t0 becomes longer, one sense period of the sensor 1 becomes longer, and it must be set to a certain period or less as required. This embodiment is an illuminance sensor circuit mounted on a liquid crystal display device, and since it is necessary to provide feedback promptly when the illuminance of external light changes, t′−t0 <
Assume that there is a restriction of 1/10 second.

また、t’−t0は無限に小さくはできない。というのもコンパレーター回路3はその
動作速度が有限であり、コンパレーター回路3からの出力を処理する回路も一定の処理時
間を要するからで、本実施例ではt’−t0>10μ秒という制約があるとする。
また、VD>>Vref>Vp>VSという制約があるので、Vref−Vpもあまり
大きく変えることはできない。
Also, t′−t0 cannot be made infinitely small. This is because the operation speed of the comparator circuit 3 is finite, and the circuit for processing the output from the comparator circuit 3 also requires a certain processing time. In this embodiment, the constraint that t′−t0> 10 μsec. Suppose there is.
Further, since there is a restriction of VD >>Vref>Vp> VS, Vref−Vp cannot be changed so much.

以上の制約から、本実施例の各値を入れると、V1=VSの時は測定できる電流量Is
enseの範囲は、1pA〜10nAとなって測定ダイナミックレンジは10,000倍
であって従来例の薄膜トランジスターでの結果と大きな差異は無い。
しかしながら、V1=VDに切り替えることによって、電流量Isenseは100p
A〜10μAの範囲で測定可能であって、両モードでのレンジをあわせるとIsense
=1pA〜10μAとが測定可能な電流領域であって測定ダイナミックレンジを10,0
00,000倍に広げることが可能である。
From the above constraints, if each value of this embodiment is entered, the current amount Is that can be measured when V1 = VS.
The range of ense is 1 pA to 10 nA, and the measurement dynamic range is 10,000 times, which is not significantly different from the results of the conventional thin film transistor.
However, by switching to V1 = VD, the current amount Isense is 100 p.
It is possible to measure in the range of A to 10μA.
= 1 pA to 10 μA is a measurable current region, and the measurement dynamic range is 10,000.
It is possible to expand to 00,000 times.

図4は本実施例のアクティブマトリクス基板101である。図4(a)は本発明の液晶
表示装置を実現する実施例1での透過型VGA解像度液晶表示装置のためのアクティブマ
トリクス基板101の構成図である。アクティブマトリクス基板101上には、480本
の走査線A1〜A480と1920本のデータ線B1〜B1920が直交して形成されて
おり、480本の容量線D1〜D480は走査線A1〜A480と並行かつ交互に配置さ
れている。容量線D1〜D480は相互に短絡されてコモン電位入力端子602に接続さ
れる。対向導通部304もまた、コモン電位入力端子602に接続される。また、図1で
示すセンサー1及びA/D変換回路100aもやはりアクティブマトリクス基板101上
に形成され、その出力信号OUT1〜OUT8は出力端子603に繋がっており、外光の
照度に応じた出力がなされる。
FIG. 4 shows an active matrix substrate 101 of this embodiment. FIG. 4A is a configuration diagram of an active matrix substrate 101 for a transmissive VGA resolution liquid crystal display device according to the first embodiment for realizing the liquid crystal display device of the present invention. On the active matrix substrate 101, 480 scanning lines A1 to A480 and 1920 data lines B1 to B1920 are formed orthogonally, and the 480 capacitance lines D1 to D480 are parallel to the scanning lines A1 to A480. And they are arranged alternately. The capacitor lines D1 to D480 are short-circuited to each other and connected to the common potential input terminal 602. The opposing conductive portion 304 is also connected to the common potential input terminal 602. Further, the sensor 1 and the A / D conversion circuit 100a shown in FIG. 1 are also formed on the active matrix substrate 101, and the output signals OUT1 to OUT8 are connected to the output terminal 603, and an output corresponding to the illuminance of external light is generated. Made.

図4(b)は図4(a)の点線310部の拡大図である。走査線An(nは、1≦n≦
480の整数)とデータ線Bm(mは、1≦m≦1920の整数)の各交点にはNチャネ
ル型電界効果ポリシリコン薄膜トランジスターよりなる画素スイッチング素子401(A
n,Bm)が形成されており、そのゲート電極は走査線Anに、ソース・ドレイン電極は
それぞれデータ線Bmと画素電極402(An,Bm)に接続されている。画素電極40
2(An,Bm)は容量線Dn(nは、1≦n≦480の整数)と補助容量コンデンサー
を形成し、また液晶表示装置として組み立てられた際には液晶素子をはさんでコモン電極
としての対抗基板電極とやはりコンデンサーを形成する。ここでトランジスター11、ト
ランジスター15、コンパレーター回路3を構成する各トランジスターと画素スイッチン
グ素子401(An,Bm)は同一工程で製造されている。
FIG. 4B is an enlarged view of the dotted line 310 part of FIG. Scan line An (n is 1 ≦ n ≦
480) and the data line Bm (m is an integer of 1 ≦ m ≦ 1920), each pixel switching element 401 (A
n, Bm) are formed, the gate electrode is connected to the scanning line An, and the source / drain electrodes are connected to the data line Bm and the pixel electrode 402 (An, Bm), respectively. Pixel electrode 40
2 (An, Bm) forms a capacitance line Dn (n is an integer of 1 ≦ n ≦ 480) and an auxiliary capacitor, and when assembled as a liquid crystal display device, it is used as a common electrode across the liquid crystal element. A capacitor is also formed with the opposite substrate electrode. Here, the transistors constituting the transistor 11, the transistor 15, and the comparator circuit 3 and the pixel switching element 401 (An, Bm) are manufactured in the same process.

走査線A1〜A480は走査線駆動回路301に接続されて駆動信号を与えられる。ま
た、データ線B1〜B1920はデータ線駆動回路302およびデータ線プレチャージ回
路303に接続されて映像信号及びプレチャージ電位を与えられる。走査線駆動回路30
1、データ線駆動回路302およびデータ線プレチャージ回路303は信号入力端子60
1に接続され、必要な各種信号および電源電位を与えられる。走査線駆動回路301、デ
ータ線駆動回路302、データ線プレチャージ回路303はアクティブマトリクス基板上
にポリシリコン薄膜トランジスターを集積することで形成されており、画素スイッチング
素子401(An,Bm)と同一工程で製造される、いわゆる駆動回路内蔵型の液晶表示
装置となっている。
The scanning lines A1 to A480 are connected to the scanning line driving circuit 301 and supplied with driving signals. Further, the data lines B1 to B1920 are connected to the data line driving circuit 302 and the data line precharge circuit 303, and are supplied with a video signal and a precharge potential. Scan line driving circuit 30
1, the data line driving circuit 302 and the data line precharge circuit 303 are connected to a signal input terminal 60.
1 is supplied with various necessary signals and power supply potential. The scanning line driving circuit 301, the data line driving circuit 302, and the data line precharge circuit 303 are formed by integrating polysilicon thin film transistors on an active matrix substrate, and are the same process as the pixel switching element 401 (An, Bm). The so-called drive circuit built-in type liquid crystal display device is manufactured.

図5は図4のアクティブマトリクス基板を用いた実施例1における透過型VGA解像度
液晶装置の斜視構成図(一部断面図)である。液晶表示装置910は、第1の基板として
のアクティブマトリクス基板101と第2の基板としての対向基板912とでネマティッ
ク相をなす液晶材料922を挟持し、シール材923でアクティブマトリクス基板101
と対向基板912とを貼り合わせ、液晶材料922を封入している。アクティブマトリク
ス基板101の画素電極上には、図示しないがポリイミドなどからなる配向材料が塗布さ
れラビング処理された配向膜が形成されている。また、対向基板912は、図示しないが
画素に対応したカラーフィルタと、光抜けを防止し、コントラストを向上させるためのブ
ラックマトリクスと、コモン電位が供給されるITO膜でなる対向電極が形成され、液晶
材料922と接触する面にはポリイミドなどからなる配向材料が塗布され、アクティブマ
トリクス基板101の配向膜のラビング処理の方向とは直交する方向にラビング処理され
ている。
FIG. 5 is a perspective configuration diagram (partially sectional view) of the transmission type VGA resolution liquid crystal device in Example 1 using the active matrix substrate of FIG. The liquid crystal display device 910 includes a liquid crystal material 922 that forms a nematic phase between an active matrix substrate 101 as a first substrate and a counter substrate 912 as a second substrate, and the active matrix substrate 101 with a sealant 923.
And a counter substrate 912 are attached to each other, and a liquid crystal material 922 is sealed. On the pixel electrode of the active matrix substrate 101, although not shown, an alignment film is formed by applying an alignment material made of polyimide or the like and rubbing. The counter substrate 912 includes a color filter corresponding to a pixel (not shown), a black matrix for preventing light leakage and improving contrast, and a counter electrode made of an ITO film to which a common potential is supplied. An alignment material made of polyimide or the like is applied to a surface in contact with the liquid crystal material 922, and is rubbed in a direction orthogonal to the rubbing direction of the alignment film of the active matrix substrate 101.

さらに対向基板912の外側には、上偏光板924を、アクティブマトリクス基板10
1の外側には、下偏光板925を各々配置し、互いの偏光方向が直交するよう(クロスニ
コル状)に配置する。さらに下偏光板925下には、面光源を成すバックライトユニット
926が配置される。バックライトユニット926は、冷陰極管やLEDに導光板や散乱
板をとりつけたものでも良いし、EL素子によって全面発光するユニットでもよい。バッ
クライトユニット926は、コネクタ926aを通じて電子機器本体と接続され、電源を
供給される。図示しないが、さらに必要に応じて、周囲を外殻で覆っても良いし、あるい
は上偏光板924のさらに上に保護用のガラスやアクリル板を取り付けても良いし、視野
角改善のため光学補償フィルムを貼っても良い。
Further, an upper polarizing plate 924 is provided outside the counter substrate 912 and the active matrix substrate 10.
The lower polarizing plates 925 are respectively arranged outside 1, and are arranged in a crossed Nicols manner so that the polarization directions thereof are orthogonal to each other. Further, a backlight unit 926 forming a surface light source is disposed below the lower polarizing plate 925. The backlight unit 926 may be a cold cathode tube or LED with a light guide plate or a scattering plate attached thereto, or may be a unit that emits light entirely from an EL element. The backlight unit 926 is connected to the electronic device main body through the connector 926a and supplied with power. Although not shown, if necessary, the periphery may be covered with an outer shell, or a protective glass or acrylic plate may be attached further above the upper polarizing plate 924, and optical for improving the viewing angle. A compensation film may be attached.

また、アクティブマトリクス基板101は、対向基板912から突出している張り出し
部927が設けられ、その張り出し部927にある信号入力端子601、コモン電位入力
端子602、出力端子603(図4参照)には、可撓性基板としてのFPC928a及び
外部駆動IC929が実装され、アクティブマトリクス基板101上の複数の信号入力端
子が電気的に接続されている。図1では、外部駆動IC929は2個のICで構成されて
いるが、1個もしくは3個以上でもよい。FPC928aは、電源IC、信号制御IC、
コンデンサー、抵抗、ROM、バックライト制御ユニット930などを有する制御基板9
21に接続され、基準電位、制御信号、映像データをアクティブマトリクス基板101へ
供給する。また、制御基板921はコネクタ928cを通じてバックライトユニット92
6にも接続され、制御基板921上のバックライト制御ユニット930によってバックラ
イトユニット926はそのON・OFF、輝度調整が可能なようになっている。
Further, the active matrix substrate 101 is provided with an overhang portion 927 protruding from the counter substrate 912. The signal input terminal 601, the common potential input terminal 602, and the output terminal 603 (see FIG. 4) in the overhang portion 927 include An FPC 928a as a flexible substrate and an external driving IC 929 are mounted, and a plurality of signal input terminals on the active matrix substrate 101 are electrically connected. In FIG. 1, the external drive IC 929 is composed of two ICs, but may be one or three or more. The FPC 928a includes a power supply IC, a signal control IC,
Control board 9 having capacitors, resistors, ROM, backlight control unit 930, etc.
The reference potential, the control signal, and the video data are supplied to the active matrix substrate 101. The control board 921 is connected to the backlight unit 92 through the connector 928c.
6, and the backlight control unit 930 on the control board 921 can turn on / off the backlight unit 926 and adjust the brightness.

制御基板921はFPC928aを通じて出力端子603から出力されたセンサー1及
びA/D変換回路100aの出力信号OUTが入力される。また、同様に制御基板921
はFPC928aを通じてセンサー1及びA/D変換回路100aに対してレンジ切り替
え信号V1を出力することで、センサー1及びA/D変換回路100aの測定レンジを切
り替えることができる。出力信号OUT1〜OUT8は外部の照度に応じて変化するので
、この信号をもとに制御基板921上のバックライト制御ユニット930はバックライト
ユニット926の輝度を調整、あるいはON/OFFを行うことで外光に応じて最も視認
性の良い状態にバックライトユニット926を保つことができるのである。
The control board 921 receives the sensor 1 output from the output terminal 603 and the output signal OUT of the A / D conversion circuit 100a through the FPC 928a. Similarly, the control board 921
Can switch the measurement ranges of the sensor 1 and the A / D conversion circuit 100a by outputting the range switching signal V1 to the sensor 1 and the A / D conversion circuit 100a through the FPC 928a. Since the output signals OUT1 to OUT8 change according to the external illuminance, the backlight control unit 930 on the control board 921 adjusts the luminance of the backlight unit 926 or performs ON / OFF based on this signal. The backlight unit 926 can be kept in the most visible state according to the external light.

具体的なバックライト制御ユニット930によるバックライト制御アルゴリズムを図6
に示す。ここでバックライト制御ユニット930からバックライトユニット926に送ら
れる輝度制御信号は0〜255の1Byteデータであり、制御信号が255のとき輝度
MAXであり、制御信号が0のときバックライトOFFであるとする。バックライト制御
ユニット930はまずV1=VSとして出力信号OUTのデータを読み込む。このとき、
出力信号OUTが全てHigh(VD)であればV1=VDに切り替え、再度読み込みを
行う。切り替え後、出力信号OUTが全てLow(VS)であれば再度V1=VSに切り
替える。このようにしてレンジを切り替えながら出力信号OUTを読み込み、図7のよう
なルックアップテーブルを参照して出力信号OUTおよびレンジ切り替え信号V1の状態
から設定値を読み込み、バックライト照度を読み込んだ設定値に設定する。このような動
作を0.1秒おきに繰り返すアルゴリズムとなっている。図7のルックアップテーブルは
照度がセンサー限界検出感度程度の非常に暗い時にはまぶしくないようにある程度の照度
でバックライトをつけ、明るくなるにつれて照度を増して外光によってみにくくなること
を防止している。V1=VDの時のレンジの下限とV1=VDの時のレンジの上限はオー
バーラップしているから、設定値もオーバーラップしている。本実施例では透過型液晶表
示装置であるので、外光に対してバックライト照度が単調に増加する設定にしているが、
半透過型液晶表示装置の場合はある程度外光が明るくなり、反射モードのみで十分視認性
が良いくらいの外光照度になればバックライトをOFF(設定=0)にすればよい。
A specific backlight control algorithm by the backlight control unit 930 is shown in FIG.
Shown in Here, the luminance control signal sent from the backlight control unit 930 to the backlight unit 926 is 1-byte data of 0 to 255. When the control signal is 255, the luminance is MAX. When the control signal is 0, the backlight is OFF. And The backlight control unit 930 first reads the data of the output signal OUT with V1 = VS. At this time,
If all the output signals OUT are High (VD), V1 = VD is switched and reading is performed again. After switching, if all the output signals OUT are Low (VS), V1 = VS is switched again. In this way, the output signal OUT is read while switching the range, the setting value is read from the state of the output signal OUT and the range switching signal V1 with reference to the lookup table as shown in FIG. Set to. The algorithm repeats such an operation every 0.1 seconds. The look-up table in FIG. 7 has a backlight with a certain level of illuminance so that it is not dazzling when the illuminance is very dark, such as the sensor limit detection sensitivity, and increases the illuminance as it gets brighter to prevent it from becoming difficult to see due to outside light. . Since the lower limit of the range when V1 = VD and the upper limit of the range when V1 = VD overlap, the set values also overlap. Since this embodiment is a transmissive liquid crystal display device, the backlight illuminance is monotonously increased with respect to outside light.
In the case of a transflective liquid crystal display device, if the external light becomes bright to some extent and the external light illuminance is high enough to be visible only in the reflection mode, the backlight may be turned off (setting = 0).

なお、本実施例ではセンサー1によって外光照度を計測し、バックライト輝度を自動調
整する構成を例としてあげたが、温度センサーを内蔵して液晶やバックライトの温度依存
性を調整して常に最適な表示特性を得る構成など、様々なセンサー1を基板上に内蔵する
際にも応用可能である。例えば(式8)のようにインピーダンスが温度によって変化する
温度センサーを内蔵するのであれば、(式12)にかわって次の(式14)を用いる。
In the present embodiment, the configuration in which the ambient light illuminance is measured by the sensor 1 and the backlight brightness is automatically adjusted has been described as an example. However, the temperature sensor is built in and the temperature dependency of the liquid crystal and the backlight is adjusted to be always optimal. The present invention can also be applied when various sensors 1 are built on the substrate, such as a configuration that obtains various display characteristics. For example, if a temperature sensor whose impedance changes with temperature is incorporated as in (Expression 8), the following (Expression 14) is used instead of (Expression 12).

Figure 2009025816
ここでインピーダンスRsenseはセンサー1の測定量(温度)によって決まる抵抗
である。この積分方程式を解いて反転時間t’でVA(t’)=Vrefとなる条件から
次の(式15)を得る。
Figure 2009025816
Here, the impedance Rsense is a resistance determined by the measurement amount (temperature) of the sensor 1. By solving this integral equation, the following (Expression 15) is obtained from the condition that VA (t ′) = Vref at the inversion time t ′.

Figure 2009025816
従って、反転時間から容易にセンサー1のインピーダンスRsenseが求まり、ここ
から温度を計算することは容易である。
Figure 2009025816
Therefore, the impedance Rsense of the sensor 1 can be easily obtained from the inversion time, and it is easy to calculate the temperature therefrom.

なお、(式13)、(式15)を用いる際にC1が必要であるが、C1が製造工程上で
ばらつく場合は事前に較正を行って(式13)、(式15)に基づくIsense−t’
あるいはRsense−t’変換テーブルをモジュール内にEPROM等で個別に書き込
んでおき、変換する際はそのテーブルを参照すると良い。
C1 is required when using (Equation 13) and (Equation 15). However, if C1 varies in the manufacturing process, calibration is performed in advance and Isense− based on (Equation 13) and (Equation 15). t '
Alternatively, the Rsense-t ′ conversion table may be individually written in the module with an EPROM or the like, and the table may be referred to when converting.

図8は、本発明に係る電子機器の一実施例を示している。ここに示す電子機器は、電気
光学装置としての液晶表示装置910と、これを制御する表示情報処理回路780、中央
演算回路781、外部I/F回路782、入出力機器783、電源回路784よりなる。
表示情報処理回路780は、中央演算回路781からのコマンドに基づき、RAM(Rand
om Access Memory)に格納した映像データを適宜書き換え、タイミング信号とともに液晶
表示装置910へ映像信号を供給する。中央演算回路781は、外部I/F回路782か
らの入力に基づいて様々な演算を行い、その結果をもとに表示情報処理回路780および
外部I/F回路782へコマンドを出力する。外部I/F回路782は、入出力機器78
3からの情報を中央演算回路781へ送るとともに、中央演算回路781からのコマンド
に基づいて入出力機器783を制御する。入出力機器783とは、スイッチ、キーボード
、ハードディスク、フラッシュメモリユニットなどである。また、電源回路784は、上
記の各構成要素に所定の電源電圧を供給する。
ここで電子機器とは、具体的にはモニター、TV、ノートパソコン、PDA、デジタル
カメラ、ビデオカメラ、携帯電話、フォトビューワー、ビデオプレイヤー、DVDプレイ
ヤー、オーディオプレイヤーなどである。
FIG. 8 shows an embodiment of an electronic apparatus according to the present invention. The electronic device shown here includes a liquid crystal display device 910 as an electro-optical device, a display information processing circuit 780 that controls the liquid crystal display device 780, a central processing circuit 781, an external I / F circuit 782, an input / output device 783, and a power supply circuit 784. .
The display information processing circuit 780 is based on a command from the central processing circuit 781 and a RAM (Rand
The video data stored in the (om Access Memory) is appropriately rewritten, and the video signal is supplied to the liquid crystal display device 910 together with the timing signal. The central processing circuit 781 performs various operations based on the input from the external I / F circuit 782, and outputs commands to the display information processing circuit 780 and the external I / F circuit 782 based on the results. The external I / F circuit 782 includes an input / output device 78.
3 is sent to the central processing circuit 781 and the input / output device 783 is controlled based on a command from the central processing circuit 781. The input / output device 783 is a switch, a keyboard, a hard disk, a flash memory unit, or the like. The power supply circuit 784 supplies a predetermined power supply voltage to each of the above components.
Here, the electronic device is specifically a monitor, a TV, a notebook computer, a PDA, a digital camera, a video camera, a mobile phone, a photo viewer, a video player, a DVD player, an audio player, or the like.

以上のように、図1のような構成のセンサー1及びA/D変換回路100aをアクティ
ブマトリクス基板101上に形成し、これを用いて電気光学装置を構成することで、セン
サー1を内蔵した高付加価値のパネルを作成でき、またそのパネルを電子機器に応用する
ことで高品質な表示品位を有する電子機器を実現できるのである。
As described above, the sensor 1 and the A / D conversion circuit 100a configured as shown in FIG. 1 are formed on the active matrix substrate 101, and an electro-optical device is configured using the sensor 1 and the A / D conversion circuit 100a. An added-value panel can be created, and an electronic device having a high-quality display quality can be realized by applying the panel to the electronic device.

図9は図1に示したセンサー1及びA/D変換回路100aの実施例2を示すセンサー
1及びA/D変換回路100bの回路構成図である。
第1のスイッチ素子としてのトランジスター11、第1の容量素子としてのコンデンサ
ー12、第2の容量素子としてのコンデンサー14、レンジ切替回路としてのトランジス
ター15については実施例1の同じ番号の説明と全く構成・動作であって、Node−A
の総容量C1がV1=VSの時は100fF、V1=VDの時は10pFになるのも同様
である。トランジスター36及びトランジスター37のチャネル長・チャネル幅はトラン
ジスター15と同じである。
FIG. 9 is a circuit configuration diagram of the sensor 1 and the A / D conversion circuit 100b showing the second embodiment of the sensor 1 and the A / D conversion circuit 100a shown in FIG.
The transistor 11 as the first switch element, the capacitor 12 as the first capacitor element, the capacitor 14 as the second capacitor element, and the transistor 15 as the range switching circuit are completely the same as those described in the first embodiment.・ Operation, Node-A
Similarly, when the total capacitance C1 is V1 = VS, it becomes 100 fF, and when V1 = VD, the total capacitance C1 becomes 10 pF. The channel length and channel width of the transistor 36 and the transistor 37 are the same as those of the transistor 15.

トランジスター36とトランジスター37は、それぞれ一端がトランジスター11を介
してNode−Aに接続され、他端がそれぞれ電位Vp1および電位Vp2に接続されて
おり、レンジ切り替え信号V1に応じて、リセット電位を切り替えるリセット電位切替回
路を構成する。信号XV1はレンジ切り替え信号V1の逆極性信号であって、V1=VD
のときXV1=VS、V1=VSのときXV1=VDである。V1=VS(XV1=VD
)の時は実施例1と同様に電位Vp1がVreset=VDタイミングにおいて書き込ま
れる。一方、V1=VD(XV1=VS)の時は電位Vp2がVreset=VDタイミ
ングにおいて書き込まれる。
The transistor 36 and the transistor 37 each have one end connected to the Node-A via the transistor 11 and the other end connected to the potential Vp1 and the potential Vp2, respectively, and a reset that switches the reset potential according to the range switching signal V1. A potential switching circuit is configured. The signal XV1 is a reverse polarity signal of the range switching signal V1, and V1 = VD
When XV1 = VS, XV1 = VD when V1 = VS. V1 = VS (XV1 = VD
), The potential Vp1 is written at the timing Vreset = VD as in the first embodiment. On the other hand, when V1 = VD (XV1 = VS), the potential Vp2 is written at the timing Vreset = VD.

すなわち、実施例1での(式13)は本実施例では以下の(式16)に置き換わる。   That is, (Equation 13) in the first embodiment is replaced with (Equation 16) below in this embodiment.

Figure 2009025816
ここでVD=8V、Vref=4V、Vp1=3V、Vp2=0Vという設定であって
、その他の特に記載しない値や制約条件は全て実施例1と同様とすると、V1=VSの時
は測定できる電流量Isenseの範囲は、1pA〜10nAとなり、V1=VDの時は
電流量Isenseは400pA〜40μAの範囲で測定可能である。両モードでのレン
ジをあわせるとIsense=1pA〜40μAと40,000,000倍となって測定
ダイナミックレンジを実施例1よりさらに広げることが可能である。
本回路の液晶表示装置への応用などは実施例1と同様であるので省略する。
Figure 2009025816
Here, when VD = 8V, Vref = 4V, Vp1 = 3V, Vp2 = 0V, and all other values and constraints not particularly described are the same as in the first embodiment, measurement is possible when V1 = VS. The range of the current amount Isense is 1 pA to 10 nA. When V1 = VD, the current amount Isense can be measured in the range of 400 pA to 40 μA. When the ranges in both modes are combined, Isense = 1 pA to 40 μA and 40,000,000 times, so that the measurement dynamic range can be further expanded from that in the first embodiment.
Since the application of this circuit to a liquid crystal display device is the same as that of the first embodiment, a description thereof will be omitted.

図10は図1に示したセンサー1及びA/D変換回路100aの実施例3を示すセンサ
ー1及びA/D変換回路100cの回路構成図である。
Node−Aのレンジ切替回路としての容量切り替えの手段として、実施例1や実施例
2で示したようなコンデンサーとスイッチを用いる構成の代わりに電界効果型のトランジ
スター23のソース・ドレイン電極を短絡した電界効果コンデンサーを用いている。電界
効果型のトランジスター23のソース・ドレイン電極はレンジ切り替え信号V1に接続さ
れている。Node−Aの電位VAは初期電位Vpと基準電位Vrefとの間であって、
VS+Vth<Vp<VD−Vthとする。ここで閾値電圧Vthはトランジスター23
の閾値電圧である。トランジスター21のチャネル幅W=20μm、チャネル長L=6μ
m、トランジスター23のチャネル幅W=2770μm、チャネル長L=10μmとする
。また、コンデンサー22の容量は100fFとする。
FIG. 10 is a circuit configuration diagram of the sensor 1 and the A / D conversion circuit 100c showing the third embodiment of the sensor 1 and the A / D conversion circuit 100a shown in FIG.
The source / drain electrodes of the field effect transistor 23 are short-circuited as a means for switching the capacitance as the range switching circuit of the Node-A, instead of using the capacitors and switches as shown in the first and second embodiments. A field effect capacitor is used. The source / drain electrodes of the field effect transistor 23 are connected to the range switching signal V1. The potential VA of Node-A is between the initial potential Vp and the reference potential Vref,
It is assumed that VS + Vth <Vp <VD−Vth. Here, the threshold voltage Vth is the transistor 23.
Threshold voltage. Transistor 21 channel width W = 20 μm, channel length L = 6 μm
m, channel width W of transistor 23 = 2770 μm, channel length L = 10 μm. The capacity of the capacitor 22 is 100 fF.

ここでV1=VSであれば、トランジスター23のゲート・ソース電圧Vgs=Vp−
VS>Vthであって、トランジスター23はONし、ゲート電極とオーバーラップした
薄膜ポリシリコン領域にはチャネルが形成される。この時、トランジスター23のゲート
絶縁膜膜厚=100nm、比誘電率=4.0とすると、トランジスター23のゲートとソ
ース・ドレインとの間、すなわちNode−AとV1との間の容量は9.9pFである。
すなわち、この時のNode−AとV1との間の総容量はコンデンサー22の容量を足し
て10pFとなる。
Here, if V1 = VS, the gate-source voltage Vgs = Vp− of the transistor 23.
VS> Vth, the transistor 23 is turned on, and a channel is formed in the thin film polysilicon region overlapping the gate electrode. At this time, if the gate insulating film thickness of the transistor 23 is 100 nm and the relative dielectric constant is 4.0, the capacitance between the gate of the transistor 23 and the source / drain, that is, between Node-A and V1 is 9. 9 pF.
In other words, the total capacitance between Node-A and V1 at this time is 10 pF by adding the capacitance of the capacitor 22.

一方、V1=VDであれば、トランジスター23のゲート・ソース電圧Vgs=Vp−
VD<0であって、トランジスター23はOFFし、ゲート電極とオーバーラップした薄
膜ポリシリコン領域は高抵抗となる。この時、トランジスター23のゲートとソース・ド
レインとの間、すなわちNode−AとV1との間の容量はほぼ0となって、この時のN
ode−AとV1との間の総容量はコンデンサー22の容量のみで100fFとなる。
On the other hand, if V1 = VD, the gate-source voltage Vgs = Vp− of the transistor 23.
When VD <0, the transistor 23 is turned off, and the thin film polysilicon region overlapping the gate electrode has a high resistance. At this time, the capacitance between the gate of the transistor 23 and the source / drain, that is, between Node-A and V1 is almost 0, and N
The total capacity between ode-A and V1 is 100 fF with only the capacity of the capacitor 22.

さらに本実施例では実施例1・実施例2のコンパレーター回路3に変わって、電圧検出
回路としての電圧検出手段としてクロックド・インバーター370、クロックド・インバ
ーター380を用いる。信号XV1はレンジ切り替え信号V1の逆極性信号であって、V
1=VDのときXV1=VS、V1=VSのときXV1=VDである。すなわち、V1=
VSの時はクロックド・インバーター380が動作し、V1=VDの時はクロックド・イ
ンバーター370が動作する。ここでクロックド・インバーター370の動作点V37と
クロックド・インバーター380の動作点V38はV38>V37>Vpとなるようにク
ロックド・インバーター370、クロックド・インバーター380を構成するトランジス
ターのサイズを設定する。ここで動作点とは、クロックド・インバーターがクロック・オ
ン時に入力電位と出力電位が等しくなる時の入力電位として定義され、動作点を境にクロ
ックド・インバーターの出力はHigh・Lowが逆転することになる。
Furthermore, in this embodiment, instead of the comparator circuit 3 of the first and second embodiments, a clocked inverter 370 and a clocked inverter 380 are used as voltage detection means as a voltage detection circuit. The signal XV1 is a reverse polarity signal of the range switching signal V1, and V
When 1 = VD, XV1 = VS, and when V1 = VS, XV1 = VD. That is, V1 =
The clocked inverter 380 operates when VS, and the clocked inverter 370 operates when V1 = VD. Here, the sizes of the transistors constituting the clocked inverter 370 and the clocked inverter 380 are set so that the operating point V37 of the clocked inverter 370 and the operating point V38 of the clocked inverter 380 are V38>V37> Vp. To do. Here, the operating point is defined as an input potential when the input potential becomes equal to the output potential when the clocked inverter is turned on, and the output of the clocked inverter reverses High / Low at the operating point. It will be.

例えばクロックド・インバーター370を構成するNチャネル型トランジスターのチャ
ネル幅を50μm、pチャネル型トランジスターのチャネル幅を10μm、クロックド・
インバーター380を構成するNチャネル型トランジスターのチャネル幅を30μm、p
チャネル型トランジスターのチャネル幅を30μmと構成して、チャネル幅の比を異なら
せて、V37=2.5V、V38=4Vと設定した。また、トランジスター23の閾値電
圧Vthは1V程度であって、VD=8V、VS=0V、Vp=2Vとする。
For example, the channel width of the N-channel transistor constituting the clocked inverter 370 is 50 μm, the channel width of the p-channel transistor is 10 μm,
The channel width of the N-channel transistor constituting the inverter 380 is 30 μm, p
The channel width of the channel transistor was set to 30 μm, and the ratio of channel widths was varied to set V37 = 2.5V and V38 = 4V. The threshold voltage Vth of the transistor 23 is about 1V, and VD = 8V, VS = 0V, and Vp = 2V.

この時、Node−Aの電位VA(t)の変化は実施例1と同様であり、(式11)で
表される。V1=VDの時、クロックド・インバーター370はVA(t)=V37=2
.5Vで出力信号OUTが反転するから、この時のタイミングを反転時間t’とすると、
電流量Isenseは(式17)で表される(C1=100fF)。
At this time, the change in the potential VA (t) of Node-A is the same as that in Example 1, and is expressed by (Equation 11). When V1 = VD, the clocked inverter 370 has VA (t) = V37 = 2.
. Since the output signal OUT is inverted at 5 V, if the timing at this time is the inversion time t ′,
The current amount Isense is expressed by (Expression 17) (C1 = 100 fF).

Figure 2009025816
V1=VDの場合は同様に(式18)で表される(C1’=10pF)。
Figure 2009025816
In the case of V1 = VD, it is similarly expressed by (Equation 18) (C1 ′ = 10 pF).

Figure 2009025816
Figure 2009025816

実施例1と同様の制約により、10μ秒<t’−t0<0.1秒とすると、V1=VD
とV1=VSの時のレンジをあわせ、Isense=0.5pA〜2μAが測定可能な領
域となって、4,000,000倍の測定ダイナミックレンジを有することになる。
以下、電気光学装置への応用などは実施例1と同様であるので省略する。
Assuming that 10 μsec <t′−t0 <0.1 sec due to the same constraints as in the first embodiment, V1 = VD
And the range when V1 = VS are combined, Isense = 0.5 pA to 2 μA becomes a measurable region, and has a measurement dynamic range of 4,000,000 times.
Since the application to the electro-optical device is the same as that of the first embodiment, the description thereof will be omitted.

また、別の実施例としてセンサー1及びA/D変換回路100dとして図11の構成を
使用しても良い。この構成はクロックド・インバーター370,380の変わりに2つの
コンパレーター回路31,32を与えた回路構成で、基準電位としてV37(=2.5V
)とV38(=4.0V)を与えることで、本実施例と全く同様の動作を実現している。
コンパレーター回路31,32の具体的な構成としては図2、図3、図13のいずれかの
回路を使用すればよい。図11の構成はコンパレーター回路を使用しているため、トラン
ジスターの閾値電圧Vthが変動しても図10の構成に比べ精度が低下しにくい。しかし
ながら、素子数が多くなるため、回路面積が増大するというデメリットも有するので、バ
ランスを考慮してどちらを使用するかを決めればよい。
As another embodiment, the configuration of FIG. 11 may be used as the sensor 1 and the A / D conversion circuit 100d. This configuration is a circuit configuration in which two comparator circuits 31 and 32 are provided instead of the clocked inverters 370 and 380, and the reference potential is V37 (= 2.5V).
) And V38 (= 4.0V), the same operation as in this embodiment is realized.
As a specific configuration of the comparator circuits 31, 32, any one of the circuits shown in FIGS. 2, 3, and 13 may be used. Since the configuration of FIG. 11 uses a comparator circuit, even if the threshold voltage Vth of the transistor fluctuates, the accuracy is unlikely to decrease compared to the configuration of FIG. However, since the number of elements increases, there is a demerit that the circuit area increases, so it is only necessary to decide which one to use in consideration of balance.

本発明は実施例の形態に限定されるものではなく、光センサーや温度センサーのみなら
ず、測定量を電流量に変換するセンサーであればいかなるセンサーにも応用可能である。
また、電気光学装置として液晶表示装置だけでなく、有機ELディスプレイ等に応用して
も一向に差し支えない。基板としてガラス基板ではなく石英基板やプラスチック基板上を
用いてもよい。
The present invention is not limited to the embodiments, and can be applied not only to optical sensors and temperature sensors, but also to any sensor as long as it is a sensor that converts a measurement amount into a current amount.
Further, the electro-optical device may be applied to not only a liquid crystal display device but also an organic EL display or the like. Instead of a glass substrate, a quartz substrate or a plastic substrate may be used as the substrate.

また、各実施例の構成要素を組み合わせても差し支えないことはもちろんである。例え
ば、実施例1でコンパレーター3の代わりに実施例3でのクロックド・インバーター37
0,380のような構成を組み合わせても良いし、実施例2でも同様である。
Needless to say, the components of the embodiments may be combined. For example, instead of the comparator 3 in the first embodiment, the clocked inverter 37 in the third embodiment is used.
Configurations such as 0 and 380 may be combined, and the same applies to the second embodiment.

また、レンジ切り替え信号は1本のみならず、さらに増やしても良いし、コンパレータ
ーやインバーター、伝送ゲートの数を増やしてより多階調でA/D変換できるようにして
もよい。
Further, the number of range switching signals is not limited to one, and may be further increased, or the number of comparators, inverters, and transmission gates may be increased so that A / D conversion can be performed with more gradations.

本発明の実施例1のセンサー1及びA/D変換回路100aを示す回路図。1 is a circuit diagram illustrating a sensor 1 and an A / D conversion circuit 100a according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施例1のコンパレーター回路3の詳細回路図。1 is a detailed circuit diagram of a comparator circuit 3 according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施例1のコンパレーター回路3の別の形態を示す詳細回路図。FIG. 5 is a detailed circuit diagram showing another form of the comparator circuit 3 according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施例による液晶表示装置のアクティブマトリクス基板101の構成図であり、(a)は平面図、(b)は点線310部の拡大図。2A and 2B are configuration diagrams of an active matrix substrate 101 of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 本発明の実施例による液晶表示装置の斜視図。1 is a perspective view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例によるバックライト制御ユニット930のバックライト制御アルゴリズムの一例を示すフローチャート図。The flowchart figure which shows an example of the backlight control algorithm of the backlight control unit 930 by the Example of this invention. 本発明の実施例によるルックアップテーブルの一例を示す図。The figure which shows an example of the look-up table by the Example of this invention. 本発明の実施例による電子機器のブロック図。The block diagram of the electronic device by the Example of this invention. 本発明の実施例2のセンサー1及びA/D変換回路100bを示す回路図。The circuit diagram which shows the sensor 1 and A / D conversion circuit 100b of Example 2 of this invention. 本発明の実施例3のセンサー1及びA/D変換回路100cを示す回路図。The circuit diagram which shows the sensor 1 and A / D conversion circuit 100c of Example 3 of this invention. 本発明の実施例3のセンサー1及びA/D変換回路100dを示す回路図。The circuit diagram which shows the sensor 1 and A / D conversion circuit 100d of Example 3 of this invention. 従来のセンサー及びA/D変換回路を示す回路図。The circuit diagram which shows the conventional sensor and A / D conversion circuit. 従来のコンパレーターの詳細回路図。The detailed circuit diagram of the conventional comparator. 従来のトランジスターの出力特性を説明する図。The figure explaining the output characteristic of the conventional transistor.

符号の説明Explanation of symbols

1…電子回路としてのセンサー、3…電圧検出回路としてのコンパレーター回路、11
…第1のスイッチ素子としてのトランジスター、12…第1の容量素子としてのコンデン
サー、14…第2の容量素子としてのコンデンサー、15…レンジ切替回路としてのトラ
ンジスター、21,23,36,37…トランジスター、22…コンデンサー、31,3
2…コンパレーター回路、100a,100b,100c,100d…A/D変換回路、
101…第1の基板としてのアクティブマトリクス基板、301…走査線駆動回路、30
2…データ線駆動回路、303…データ線プレチャージ回路、304…対向導通部、37
0,380…クロックド・インバーター、401(An,Bm)…画素スイッチング素子
、402(An,Bm)…画素電極、601…信号入力端子、602…コモン電位入力端
子、603…出力端子、780…表示情報処理回路、781…中央演算回路、782…外
部I/F回路、783…入出力機器、784…電源回路、910…電気光学装置としての
液晶表示装置、912…第2の基板としての対向基板、921…制御基板、922…液晶
材料、923…シール材、924…上偏光板、925…下偏光板、926…バックライト
ユニット、926a,928c…コネクタ、927…張り出し部、928a…可撓性基板
としてのFPC、929…外部駆動IC、930…バックライト制御ユニット、An,A
1〜A480…走査線、Bm,B1〜B1920…データ線、C1…総容量、Dn,D1
〜D480…容量線、Isense…電流量、MAX…輝度、OFF…バックライト、O
UT,OUT1〜OUT8…出力信号、PIN…ラテラル型、Rsense…インピーダ
ンス、t,t0…時間、t’…反転時間、V1…レンジ切り替え信号、V37,V38…
動作点、VA(t),VA,Vp1,Vp2…電位、VD,VS…電源電位、VGA…透
過型、Vp…初期電位、Vref…基準電位、Vreset…初期電位書き込み信号、V
th…閾値電圧、XV1…信号。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sensor as electronic circuit, 3 ... Comparator circuit as voltage detection circuit, 11
A transistor as a first switch element, 12 a capacitor as a first capacitor element, 14 a capacitor as a second capacitor element, 15 a transistor as a range switching circuit, 21, 23, 36, 37 a transistor 22 ... Condenser 31, 3
2: Comparator circuit, 100a, 100b, 100c, 100d ... A / D conversion circuit,
101: Active matrix substrate as a first substrate 301: Scan line driving circuit 30
2... Data line driving circuit, 303... Data line precharge circuit, 304.
0, 380: Clocked inverter, 401 (An, Bm): Pixel switching element, 402 (An, Bm): Pixel electrode, 601: Signal input terminal, 602: Common potential input terminal, 603: Output terminal, 780 ... Display information processing circuit 781... Central processing circuit 782 External I / F circuit 783 Input / output device 784 Power supply circuit 910 Liquid crystal display device as electro-optical device 912 Opposite as second substrate Substrate, 921 ... Control substrate, 922 ... Liquid crystal material, 923 ... Sealant, 924 ... Upper polarizing plate, 925 ... Lower polarizing plate, 926 ... Backlight unit, 926a, 928c ... Connector, 927 ... Overhang, 928a ... Flexible FPC as a conductive substrate, 929 ... external drive IC, 930 ... backlight control unit, An, A
1 to A480: scanning line, Bm, B1 to B1920 ... data line, C1: total capacity, Dn, D1
D480 ... capacitance line, Isense ... current amount, MAX ... luminance, OFF ... backlight, O
UT, OUT1 to OUT8 ... output signal, PIN ... lateral type, Rsense ... impedance, t, t0 ... time, t '... inversion time, V1 ... range switching signal, V37, V38 ...
Operating point, VA (t), VA, Vp1, Vp2 ... potential, VD, VS ... power supply potential, VGA ... transmission type, Vp ... initial potential, Vref ... reference potential, Vreset ... initial potential write signal, V
th ... threshold voltage, XV1 ... signal.

Claims (5)

基板上に薄膜ポリシリコンを能動層に用いたトランジスターを備えた電子回路であって

測定量を電流量に変換するセンサーと、
前記電流量に応じた電圧に変換する電流電圧変換回路と、
前記電流電圧変換回路で変換された前記電圧を検出し所定の信号を出力する電圧検出回
路とを備え、
前記電圧検出回路は複数のCMOSインバーター又はCMOSクロックド・インバータ
ーで構成され、前記CMOSインバーター又は前記CMOSクロックド・インバーターを
構成するNチャネル型トランジスターのチャネル幅とPチャネル型トランジスターのチャ
ネル幅の比が異なることを特徴とする電子回路。
An electronic circuit comprising a transistor using thin film polysilicon as an active layer on a substrate,
A sensor that converts a measured amount into a current amount;
A current-voltage conversion circuit that converts the voltage into a voltage according to the amount of current;
A voltage detection circuit that detects the voltage converted by the current-voltage conversion circuit and outputs a predetermined signal;
The voltage detection circuit is composed of a plurality of CMOS inverters or CMOS clocked inverters, and the ratio of the channel width of the N-channel transistor and the channel width of the P-channel transistor constituting the CMOS inverter or the CMOS clocked inverter is Electronic circuit characterized by being different.
前記電流電圧変換回路は、蓄積回路と、該蓄積回路の容量値を切り替えることで該電流
電圧変換回路の電流電圧変換レンジを切り替えるレンジ切替回路と、を具備したことを特
徴とする請求項1に記載の電子回路。
The current-voltage conversion circuit includes: an accumulation circuit; and a range switching circuit that switches a current-voltage conversion range of the current-voltage conversion circuit by switching a capacitance value of the accumulation circuit. The electronic circuit described.
前記電流電圧変換レンジに応じて、前記電圧検出回路を構成する前記複数のCMOSイ
ンバーター又はCMOSクロックド・インバーターの少なくとも1つを選択する選択回路
を具備したことを特徴とする請求項2に記載の電子回路。
3. The selection circuit according to claim 2, further comprising a selection circuit that selects at least one of the plurality of CMOS inverters or the CMOS clocked inverter constituting the voltage detection circuit according to the current-voltage conversion range. Electronic circuit.
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の電子回路を備えたことを特徴とする電気
光学装置。
An electro-optical device comprising the electronic circuit according to claim 1.
少なくとも、請求項4に記載の前記電気光学装置と、該電気光学装置に表示する表示情
報を処理する表示情報処理回路とを備えたことを特徴とする電子機器。
An electronic apparatus comprising: at least the electro-optical device according to claim 4; and a display information processing circuit that processes display information displayed on the electro-optical device.
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