JP2009063803A

JP2009063803A - Display device

Info

Publication number: JP2009063803A
Application number: JP2007231218A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Tanaka; 田中　　勉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2007-09-06
Filing date: 2007-09-06
Publication date: 2009-03-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device with a touch panel function which can detect an object on a display surface side by optical sensing always having satisfactory sensitivity without being affected by external environment and a display image state even when an optical sensor using a silicon thin film as a light receiving part. <P>SOLUTION: In the display device 1a having a first substrate 21 on which a thin film transistor Tr for driving a pixel and the optical sensor S are provided, a second substrate 41 disposed opposite to the first substrate 21, a liquid crystal layer LC interposed between the first and the second substrates 21 and 41 and a backlight 5 provided on the outer side of the first substrate 21 and provided with a function that light from the backlight 5 is reflected by an object disposed to be close to the second substrate 41 side and the reflected light is detected by the optical sensor S, the backlight 5 emits visible light and UV light. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は表示装置に関し、特には光センサーを用いた位置情報入力手段を備えた表示装置に関する。 The present invention relates to a display device, and more particularly to a display device provided with position information input means using an optical sensor.

携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ）などの表示部に用いられる液晶表示装置には、位置情報入力手段が設けられたタッチパネル機能付きのものがある。位置情報入力手段としては、例えば光センサーが用いられている。この場合、液晶の駆動を制御するためのスイッチング素子が設けられた駆動基板上に光センサーを設けている。そして、外光の影を光センサーで検知するか、またはバックライトからの光を反射させて反射光を検知することによって、表示画面における指やスタイラペンの接触位置を検出している。 Some liquid crystal display devices used for a display unit such as a mobile phone or a personal digital assistant (PDA) have a touch panel function provided with position information input means. As the position information input means, for example, an optical sensor is used. In this case, an optical sensor is provided on a driving substrate provided with a switching element for controlling driving of the liquid crystal. Then, the contact position of the finger or the stylus pen on the display screen is detected by detecting the shadow of outside light with a light sensor or by reflecting the light from the backlight and detecting the reflected light.

ところが、外光の影を光センサーで検知する構成では、暗闇の中での使用においてタッチパネル機能を果たさない。またバックライトからの光の反射光を検知する構成では、完全黒表示の場合においてタッチパネル機能を果たさない言った問題があった。そこで、バックライトから不可視光として赤外光を照射し、その反射光を光センサーで検知することにより、暗闇の中や完全黒表示の場合であっても位置情報を検出可能な構成が提案されている（下記特許文献１参照）。 However, the configuration in which the shadow of external light is detected by the optical sensor does not perform the touch panel function when used in the dark. Further, the configuration for detecting the reflected light of the backlight has a problem that the touch panel function is not performed in the case of a completely black display. Therefore, a configuration has been proposed in which position information can be detected even in the dark or in the case of complete black display by irradiating infrared light as invisible light from the backlight and detecting the reflected light with an optical sensor. (See Patent Document 1 below).

特開２００５−２７５６４４（特に段落００２１）JP 2005-275644 (particularly paragraph 0021)

しかしながら、赤外光を光センサーで検知させる構成には、次のような課題があった。すなわち、上述した光センサーとしては、液晶を駆動するためのスイッチング素子として用いられている薄膜トランジスタ（thin film transistor：ＴＦＴ）と同一の工程で作製が可能なＰＩＮ型センサーやＭＯＳ型センサーを用いている。この場合、光センサーの受光部は、非晶質シリコンや多結晶シリコンなどからなるシリコン薄膜で構成されるが、図１８に示すように、これらのシリコン薄膜は、光吸収率が長波長側で小さくなる。そして、ＴＦＴの活性層として適する膜厚０．０４μｍ程度のシリコン薄膜では、波長６００ｎｍを越えた範囲の光をほとんど吸収しないことが分かる。 However, the configuration in which infrared light is detected by an optical sensor has the following problems. That is, as the above-described optical sensor, a PIN sensor or a MOS sensor that can be manufactured in the same process as a thin film transistor (TFT) used as a switching element for driving liquid crystal is used. . In this case, the light receiving portion of the photosensor is composed of a silicon thin film made of amorphous silicon, polycrystalline silicon, or the like. As shown in FIG. 18, these silicon thin films have a light absorption rate on the long wavelength side. Get smaller. It can be seen that a silicon thin film having a thickness of about 0.04 μm suitable as an active layer of a TFT hardly absorbs light in the range exceeding the wavelength of 600 nm.

したがって、赤外光を光センサーで検知させる構成では、光センサーに十分な感度を得ることができなかった。 Therefore, in the configuration in which infrared light is detected by the optical sensor, sufficient sensitivity cannot be obtained for the optical sensor.

そこで本発明は、シリコン薄膜を受光部とした構成の光センサーを用いた場合であっても、外部環境や表示画像の状態に影響されることなく常に感度良好な光検知によって表示面側の対象物を検出することが可能なタッチパネル機能付きの表示装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides an object on the display surface side by light detection with always good sensitivity without being affected by the external environment or the state of the display image, even when using a light sensor having a silicon thin film as a light receiving portion. An object is to provide a display device with a touch panel function capable of detecting an object.

このような目的を達成するための本発明の表示装置は、画素駆動用のスイッチング素子と共に光センサーが設けられた第１基板と、当該第１基板に対向配置された第２基板と、当該第１基板と第２基板との間に狭持された液晶層と、第１基板の外側に設けられたバックライトとを有し、バックライトからの光を第２基板側に接近して配置された物体に反射させて光センサーで検出する機能を備えている。そして特に、バックライトは、可視光と共に紫外光を射出することを特徴としている。 In order to achieve such an object, a display device of the present invention includes a first substrate on which a photosensor is provided together with a switching element for driving a pixel, a second substrate disposed opposite to the first substrate, and the first substrate. A liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate; and a backlight provided outside the first substrate; and the light from the backlight is disposed close to the second substrate side. It has a function to reflect on an object and detect it with an optical sensor. In particular, the backlight is characterized by emitting ultraviolet light together with visible light.

このような構成の表示装置では、バックライトから可視光と共に紫外光を射出させることにより、可視光と共に紫外光が、第２基板側に接近して配置された物体に反射して光センサーで検出されることになる。このため、暗闇の中だけではなく、画像表示が可視光を透過させない完全黒表示の場合であっても、上述した物体の検出が行われるようになる。特に、紫外光は、赤外光と比べて、画素駆動用のスイッチング素子に用いられる膜厚０．０４μｍ程度のシリコン薄膜からなる受光部に対する吸収率も高いため、十分な感度が得られる。 In the display device having such a configuration, by emitting ultraviolet light together with visible light from the backlight, the ultraviolet light together with the visible light is reflected by an object placed close to the second substrate side and detected by the optical sensor. Will be. For this reason, the above-described object detection is performed not only in the darkness but also in the case where the image display is a complete black display that does not transmit visible light. In particular, ultraviolet light has a higher absorptance with respect to a light-receiving portion made of a silicon thin film having a film thickness of about 0.04 μm used for a pixel driving switching element, compared with infrared light, so that sufficient sensitivity can be obtained.

以上説明したように本発明の表示装置によれば、シリコン薄膜を受光部とした構成の光センサーを設けた場合であっても、外部環境や画像表示の状態に影響されることなく常に感度良好な光検知によって対象物体の位置情報を検出することが可能になる。 As described above, according to the display device of the present invention, even when a photosensor configured with a silicon thin film as a light receiving portion is provided, the sensitivity is always good without being affected by the external environment or the state of image display. The position information of the target object can be detected by detecting light.

以下本発明の実施の形態を説明する。先ず、各実施の形態を説明するのに先立ち本発明が適用される表示装置の全体構成、回路構成、および素子構成を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below. First, prior to describing each embodiment, an overall configuration, a circuit configuration, and an element configuration of a display device to which the present invention is applied will be described.

＜表示装置の全体構成＞
図１は、本発明に係る表示装置１の全体構成を表すものである。この表示装置１は、Ｉ／Ｏ表示パネル３と、バックライト５と、表示ドライブ回路７と、受光ドライブ回路９と、画像処理部１１と、アプリケーションプログラム実行部１３とを備えている。 <Overall configuration of display device>
FIG. 1 shows the overall configuration of a display device 1 according to the present invention. The display device 1 includes an I / O display panel 3, a backlight 5, a display drive circuit 7, a light receiving drive circuit 9, an image processing unit 11, and an application program execution unit 13.

Ｉ／Ｏ表示パネル３は、中央の表示領域３ａに複数の画素が全面に渡ってマトリクス状に配置された液晶パネル（ＬＣＤ（Liquid Crystal Display））からなり、線順次動作をしながら表示データに基づく所定の図形や文字などの画像を表示する機能（表示機能）を有する。また、後述するように、表示領域３ａには、Ｉ／Ｏ表示パネル３の表示面に接触または近接する物体を検知するセンサー機能（撮像機能）が設けられている。 The I / O display panel 3 is composed of a liquid crystal panel (LCD (Liquid Crystal Display)) in which a plurality of pixels are arranged in a matrix over the entire surface in the central display area 3a. It has a function (display function) for displaying an image such as a predetermined figure or character based thereon. As will be described later, the display area 3 a is provided with a sensor function (imaging function) for detecting an object that is in contact with or close to the display surface of the I / O display panel 3.

また、バックライト５は、Ｉ／Ｏ表示パネル３の光源であり、例えば複数の発光ダイオードを面内に配列してなる。このバックライト５は、後述するようにＩ／Ｏ表示パネル３の動作タイミングに同期した所定のタイミングで、高速に発光ダイオードのオン・オフ動作を行うようになっている。特に本発明においては、後述するようにバックライト５が、画像表示のための可視光と共に、紫外光を射出するものであることが第１の特徴である。 The backlight 5 is a light source of the I / O display panel 3, and is formed by, for example, arranging a plurality of light emitting diodes in a plane. As will be described later, the backlight 5 is configured to turn on / off the light emitting diodes at a predetermined timing in synchronization with the operation timing of the I / O display panel 3. In particular, in the present invention, as described later, the first feature is that the backlight 5 emits ultraviolet light together with visible light for image display.

表示ドライブ回路７は、Ｉ／Ｏ表示パネル３において表示データに基づく画像が表示されるように（表示動作を行うように）、このＩ／Ｏ表示パネル３の駆動を行う（線順次動作の駆動を行う）回路である。 The display drive circuit 7 drives the I / O display panel 3 so as to display an image based on the display data on the I / O display panel 3 (so as to perform a display operation) (drive of line sequential operation). Circuit).

受光ドライブ回路９は、Ｉ／Ｏ表示パネル３において受光データが得られるように（物体を撮像するように）、このＩ／Ｏ表示パネル３の駆動を行う（線順次動作の駆動を行う）回路である。なお、各画素での受光データは、例えばフレーム単位でフレームメモリ９Ａに蓄積され、撮像画像として画像処理部１１へ出力されるようになっている。 The light receiving drive circuit 9 is a circuit that drives the I / O display panel 3 (drives line-sequential operation) so that light reception data can be obtained in the I / O display panel 3 (so as to image an object). It is. The light reception data at each pixel is stored in the frame memory 9A in units of frames, for example, and is output to the image processing unit 11 as a captured image.

画像処理部１１は、受光ドライブ回路９から出力される撮像画像に基づいて所定の画像処理（演算処理）を行い、Ｉ／Ｏ表示パネル３に接触または近接する物体に関する情報（位置座標データ、物体の形状や大きさに関するデータなど）を検出し、取得するものである。なお、この検知する処理の詳細については後述する。 The image processing unit 11 performs predetermined image processing (arithmetic processing) based on the captured image output from the light receiving drive circuit 9, and information (position coordinate data, object related to an object in contact with or close to the I / O display panel 3. Data on the shape and size of the image) and the like. The details of the detection process will be described later.

アプリケーションプログラム実行部１３は、画像処理部１１による検知結果に基づいて所定のアプリケーションソフトに応じた処理を実行するものであり、例えば検知した物体の位置座標を表示データに含むようにし、Ｉ／Ｏ表示パネル３上に表示させるものなどが挙げられる。なお、このアプリケーションプログラム実行部１３で生成される表示データは表示ドライブ回路７へ供給されるようになっている。 The application program execution unit 13 executes processing corresponding to predetermined application software based on the detection result by the image processing unit 11. For example, the display data includes the position coordinates of the detected object, and the I / O Examples are those displayed on the display panel 3. The display data generated by the application program execution unit 13 is supplied to the display drive circuit 7.

＜表示領域の回路構成＞
図２は、Ｉ／Ｏ表示パネル３の表示領域３ａにおける回路構成を示す図である。 <Circuit configuration of display area>
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration in the display area 3 a of the I / O display panel 3.

この図２に示すように、表示領域３ａには、複数の画素部３１と、複数のセンサー部３２とが配列形成されている。 As shown in FIG. 2, a plurality of pixel portions 31 and a plurality of sensor portions 32 are arranged in the display area 3a.

画素部３１は、表示領域３ａ内において、水平方向に配線された複数の走査線３１ａと垂直方向に配線された複数の信号線３１ｂとの各交差部に配置される。各画素部３１には、例えばスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）Ｔｒが設けられている。 In the display area 3a, the pixel unit 31 is disposed at each intersection of a plurality of scanning lines 31a wired in the horizontal direction and a plurality of signal lines 31b wired in the vertical direction. Each pixel unit 31 is provided with a thin film transistor (TFT) Tr as a switching element, for example.

薄膜トランジスタＴｒは、ゲートが走査線３１ａに接続され、ソース／ドレインの一方が信号線３１ｂに接続され、ソース／ドレインの他方が画素電極３１ｃに接続されている。また、各画素部３１には、全ての画素部３１に共通電位Ｖcomを与える共通電極３１ｄ
が設けられており、これらの各画素電極３１ｃと共通電極３１ｄとの間に液晶層が挟持される。 The thin film transistor Tr has a gate connected to the scanning line 31a, one source / drain connected to the signal line 31b, and the other source / drain connected to the pixel electrode 31c. Each pixel unit 31 includes a common electrode 31d that applies a common potential Vcom to all the pixel units 31.
A liquid crystal layer is sandwiched between each of the pixel electrodes 31c and the common electrode 31d.

そして、走査線３１ａを介して供給される駆動信号に基づいて薄膜トランジスタＴｒがオン・オフ動作し、オン状態のときに信号線３１ｂから供給される表示信号に基づいて画素電極３１ｃに画素電圧が印加され、画素電極３１ｃと共通電極３１ｄとの間の電界によって液晶層が駆動される構成となっている。 Then, the thin film transistor Tr is turned on / off based on a drive signal supplied via the scanning line 31a, and a pixel voltage is applied to the pixel electrode 31c based on a display signal supplied from the signal line 31b in the on state. The liquid crystal layer is driven by the electric field between the pixel electrode 31c and the common electrode 31d.

一方、センサー部３２は、表示領域３ａ内における所定部に配置され、各画素部３１に対応して設けられていても良い。このセンサー部３２には、次に詳細に説明するように薄膜トランジスタＴｒと同一層を用いて構成された光センサーＳが設けられているところが第２の特徴部である。このような光センサーＳとしては、ＰＩＮ型ダイオードやＭＯＳ型ダイオードが用いられる。 On the other hand, the sensor unit 32 may be disposed in a predetermined portion in the display area 3 a and provided corresponding to each pixel unit 31. The sensor portion 32 is provided with a photosensor S configured using the same layer as the thin film transistor Tr as will be described in detail below. As such an optical sensor S, a PIN type diode or a MOS type diode is used.

各光センサーＳには、電源電圧Ｖｄｄが供給されるようになっている。また、この光センサーＳには、リセットスイッチ３２ａとコンデンサ３２ｂが接続され、リセットスイッチ３２ａによってリセットされながら、コンデンサ３２ｂにおいて受光量に対応した電荷が蓄積されるようになっている。そして蓄積された電荷は読み出しスイッチ３２ｃがオンとなるタイミングで、バッファアンプ３２ｄを介して信号出力用電極３２ｅに供給され、外部へ出力される。また、リセットスイッチ３２ａのオン・オフ動作はリセット電極３２ｆにより供給される信号により制御され、読み出しスイッチ３２ｃのオン・オフ動作は、読出し制御電極３２ｇにより供給される信号により制御される。 Each photosensor S is supplied with a power supply voltage Vdd. Further, a reset switch 32a and a capacitor 32b are connected to the photosensor S, and charges corresponding to the amount of received light are accumulated in the capacitor 32b while being reset by the reset switch 32a. The accumulated charge is supplied to the signal output electrode 32e via the buffer amplifier 32d at the timing when the read switch 32c is turned on, and is output to the outside. The on / off operation of the reset switch 32a is controlled by a signal supplied from the reset electrode 32f, and the on / off operation of the read switch 32c is controlled by a signal supplied from the read control electrode 32g.

尚、光センサーとして、受光部に積層させて制御電極を用いたＰＩＮ型ダイオードや、ＭＯＳ型ダイオードを適用する場合、ここでの図示を省略した配線がさらに追加され、ＰＩＮ型ダイオードの制御電極やＭＯＳ型ダイオードのゲート電極に接続される。 When a PIN diode or a MOS diode using a control electrode stacked on the light receiving portion is applied as the optical sensor, wiring not shown here is further added, and the PIN diode control electrode or Connected to the gate electrode of the MOS diode.

＜素子構成＞
図３は、画素部３１に配置される薄膜トランジスタＴｒの構成と、センサー部３２に配置される光センサーＳの構成を説明するためのＩ／Ｏ表示パネル３の表示領域３ａの概略断面図である。尚、図２で説明したと同様の構成要素には同一の符号を付している。 <Element configuration>
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the display region 3a of the I / O display panel 3 for explaining the configuration of the thin film transistor Tr disposed in the pixel unit 31 and the configuration of the photosensor S disposed in the sensor unit 32. . In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to having demonstrated in FIG.

この図に示すように、画素部３１には、画素駆動用のスイッチング素子としてボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒが設けられ、一方、センサー部３２には、制御電極を備えたＰＩＮ型ダイオードからなる光センサーＳが設けられている。そして、特にこれらの薄膜トランジスタＴｒと光センサーＳとは、同一工程で形成された膜厚０．０４μｍ程度のシリコン薄膜を用いて次のように構成されていることが特徴的である。 As shown in this figure, the pixel unit 31 is provided with a bottom gate type thin film transistor Tr as a pixel driving switching element, while the sensor unit 32 is an optical sensor composed of a PIN diode having a control electrode. S is provided. In particular, the thin film transistor Tr and the optical sensor S are characterized by using the silicon thin film having a thickness of about 0.04 μm formed in the same process as follows.

すなわち、薄膜トランジスタＴｒは、光透過性材料からなる第１基板２１上に走査線３１ａから延設されたゲート電極２２ｇを備え、これを覆う状態でゲート絶縁膜２３が設けられている。ゲート絶縁膜２３上には、ゲート電極２２ｇ上からその両脇に掛けてを覆う状態で、膜厚０．０４μｍ程度のシリコン薄膜２４がパターン形成されている。このシリコン薄膜２４には、ゲート電極２２ｇの両脇に不純物を導入したソース／ドレイン２４ｓｄが設けられている。また、シリコン薄膜２４において、ゲート電極２２ｇと重なる部分は、チャネル部が形成される活性層２４ｃｈとして用いられる。また、ソース／ドレイン２４ｓｄと活性層２４ｃｈとの間には、低濃度で不純物が導入されたＬＤＤが設けられている。 That is, the thin film transistor Tr includes a gate electrode 22g extending from the scanning line 31a on the first substrate 21 made of a light transmissive material, and a gate insulating film 23 is provided so as to cover the gate electrode 22g. On the gate insulating film 23, a silicon thin film 24 with a film thickness of about 0.04 μm is formed in a pattern so as to cover the gate electrode 22g and the sides thereof. The silicon thin film 24 is provided with source / drain 24sd into which impurities are introduced on both sides of the gate electrode 22g. In the silicon thin film 24, a portion overlapping with the gate electrode 22g is used as an active layer 24ch in which a channel portion is formed. An LDD into which impurities are introduced at a low concentration is provided between the source / drain 24sd and the active layer 24ch.

尚、シリコン薄膜２４は、非晶質シリコン、微結晶シリコン、または多結晶シリコン、さらにはこれらの混相からなる膜であることとする。 The silicon thin film 24 is assumed to be a film made of amorphous silicon, microcrystalline silicon, polycrystalline silicon, or a mixed phase thereof.

一方、光センサーＳは、第１基板２１上に制御電極２２ｓを備え、この制御電極２２がゲート絶縁膜２３で覆われて入る。ゲート絶縁膜２３上には、制御電極２２ｓ上からその両脇に掛けてを覆う状態で、シリコン薄膜２４がパターン形成されている。このシリコン薄膜２４には、制御電極２２ｓの一方側にｐ型拡散層２４ｐが設けられ、制御電極２２ｓの他方側にｎ型拡散層２４ｎが設けられている。また、制御電極２２ｓと重なる位置のシリコン薄膜２４部分は、不純物濃度が低く抑えられた受光部（光電変換部）２４iとして用いられ、ＰＩＮ型ダイオードを構成している。 On the other hand, the optical sensor S includes a control electrode 22 s on the first substrate 21, and the control electrode 22 is covered with a gate insulating film 23. On the gate insulating film 23, a silicon thin film 24 is patterned so as to cover both sides of the control electrode 22s. In the silicon thin film 24, a p-type diffusion layer 24p is provided on one side of the control electrode 22s, and an n-type diffusion layer 24n is provided on the other side of the control electrode 22s. The portion of the silicon thin film 24 that overlaps the control electrode 22s is used as a light receiving portion (photoelectric conversion portion) 24i with a low impurity concentration, and constitutes a PIN diode.

このような構成の薄膜トランジスタＴｒおよび光センサーＳにおいて、ゲート電極２２ｇおよび制御電極２２ｓは同一層からなり、シリコン薄膜２４,２４は同一工程で形成された同一層からなる。尚、第１基板２１上には、ｐＭＯＳおよびｎＭＯＳ構成の薄膜トランジスタＴｒが形成され、これらのソース／ドレイン２４ｓｄを形成するための不純物導入において、光センサーＳのｐ型拡散層２４ｐおよびｎ型拡散層２４ｎが形成される。 In the thin film transistor Tr and the optical sensor S having such a configuration, the gate electrode 22g and the control electrode 22s are made of the same layer, and the silicon thin films 24 and 24 are made of the same layer formed in the same process. Note that a thin film transistor Tr having a pMOS and nMOS structure is formed on the first substrate 21. In introducing impurities for forming the source / drain 24sd, the p-type diffusion layer 24p and the n-type diffusion layer of the photosensor S are formed. 24n is formed.

以上のような薄膜トランジスタＴｒおよび光センサーＳを覆う状態で層間絶縁膜２５が設けられている。この層間絶縁膜２５上には、薄膜トランジスタＴｒのソース／ドレイン２４ｓｄや光センサーＳの拡散層２４ｐ，２４ｎに接続された複数の取出電極２６が設けられている。薄膜トランジスタＴｒに接続された一方の取出電極２６は信号線（３１ｂ）に接続されている。また、光センサーＳに接続された一方の取出電極２６は電源電圧Ｖｄｄに接続され、他方の取出電極２６はリセットスイッチ（３２ａ）とコンデンサ（３２ｂ）とに接続される。 An interlayer insulating film 25 is provided so as to cover the thin film transistor Tr and the optical sensor S as described above. On the interlayer insulating film 25, a plurality of extraction electrodes 26 connected to the source / drain 24sd of the thin film transistor Tr and the diffusion layers 24p and 24n of the optical sensor S are provided. One extraction electrode 26 connected to the thin film transistor Tr is connected to the signal line (31b). One extraction electrode 26 connected to the optical sensor S is connected to the power supply voltage Vdd, and the other extraction electrode 26 is connected to the reset switch (32a) and the capacitor (32b).

そして、これらの取出電極２６を覆う状態で、平坦化絶縁膜２７が設けられ、この平坦化絶縁膜２７上に画素電極３１ｃが設けられている。この画素電極３１ｃは、透明導電性材料からなり、平坦化絶縁膜２７に設けられた接続孔を介して薄膜トランジスタＴｒの取出電極２６に接続されている。 Then, a planarization insulating film 27 is provided so as to cover these extraction electrodes 26, and a pixel electrode 31 c is provided on the planarization insulating film 27. The pixel electrode 31 c is made of a transparent conductive material, and is connected to the extraction electrode 26 of the thin film transistor Tr through a connection hole provided in the planarization insulating film 27.

また、この画素電極３１ｃを覆う状態で、配向膜（図示省略）が設けられ、第１基板２１の上部が構成されている。 An alignment film (not shown) is provided so as to cover the pixel electrode 31c, and the upper portion of the first substrate 21 is configured.

一方、以上のような第１基板２１における画素電極３１ｃの形成面側には、第２基板４１が対向配置されている。この第２基板４１は、光透過性材料からなり画素電極３１ｃに向かう面上には、必要に応じて各色カラーフィルタが画素毎にパターン形成されたカラーフィルタ層４２が設けられている。そして、このカラーフィルタ層４２を覆う状態で、透明導電性材料からなる共通電極３１ｄ、および配向膜（図示省略）が設けられている。そして、二つの基板２１，４１の配向膜間に、スペーサ（図示省略）と共に液晶層ＬＣが挟持されている。 On the other hand, the second substrate 41 is disposed opposite to the surface of the first substrate 21 where the pixel electrode 31c is formed. The second substrate 41 is made of a light-transmitting material, and a color filter layer 42 in which each color filter is patterned for each pixel is provided on the surface facing the pixel electrode 31c as necessary. A common electrode 31d made of a transparent conductive material and an alignment film (not shown) are provided so as to cover the color filter layer 42. A liquid crystal layer LC is sandwiched between the alignment films of the two substrates 21 and 41 together with a spacer (not shown).

また、基板２１，４１の外側には、偏向板４３，４４を配置してＩ／Ｏ表示パネル３が構成されている。 Further, deflection plates 43 and 44 are arranged outside the substrates 21 and 41 to constitute the I / O display panel 3.

次に、以上のような基本構成を備えた表示装置１における特徴部を、各実施形態において説明する。 Next, the characteristic part in the display apparatus 1 provided with the above basic structures is demonstrated in each embodiment.

＜第１実施形態＞
図４は、第１実施形態の表示装置１ａを説明するための要部概略断面図である。 <First Embodiment>
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a main part for explaining the display device 1a of the first embodiment.

この図に示す第１実施形態の表示装置１ａにおいて、バックライト５は、赤色光、緑色光、青色光と共に、紫外光を射出するものである。本第１実施形態においては、これらの各波長領域の光は同時に射出されて良い。尚、紫外光としては、波長領域λ＝３００ｎｍ〜４００ｎｍの近紫外光を用いる。 In the display device 1a of the first embodiment shown in this figure, the backlight 5 emits ultraviolet light together with red light, green light, and blue light. In the first embodiment, the light in each wavelength region may be emitted at the same time. As the ultraviolet light, near ultraviolet light having a wavelength region λ = 300 nm to 400 nm is used.

また、第１基板２１上には、図３を用いて説明した薄膜トランジスタＴｒと画素電極３１ｃとを備えた画素部３１と、光センサーＳが設けられたセンサー部３２とが設けられている。ここでは、例えば、赤色画素３１ｒ、緑色画素３１ｇ、および青色画素３１ｂの３つの画素部を１組としたサブ画素に対して、１つのセンサー部３２が設けられていることとする。また、先に説明したように、薄膜トランジスタＴｒの活性層と光センサーＳの受光部とは、同一工程で形成された膜厚０．０４μｍ程度のシリコン薄膜を用いて構成されたものである。 Further, on the first substrate 21, a pixel unit 31 including the thin film transistor Tr and the pixel electrode 31 c described with reference to FIG. 3 and a sensor unit 32 provided with the photosensor S are provided. Here, for example, it is assumed that one sensor unit 32 is provided for a sub-pixel in which three pixel units of a red pixel 31r, a green pixel 31g, and a blue pixel 31b are set as one set. Further, as described above, the active layer of the thin film transistor Tr and the light receiving portion of the photosensor S are configured using a silicon thin film having a thickness of about 0.04 μm formed in the same process.

また、画素部３１の画素電極３１ｃは、センサー部３２の光センサーＳ上には設けられていないこととする。 In addition, the pixel electrode 31 c of the pixel unit 31 is not provided on the photosensor S of the sensor unit 32.

一方、第２基板４１のカラーフィルタ層４２には、赤色画素３１ｒの画素電極３１ｃに対向して赤色のＲフィルタ４２ｒが設けられ、緑色画素３１ｇの画素電極３１ｃに対向して緑色のＧフィルタ４２ｇが設けられ、青色画素３１ｂの画素電極３１ｃに対向して青色のＢフィルタ４２ｂが設けられる。そしてさらに、このカラーフィルタ層４２には、センサー部３２に対向して紫外光のみを通過するＵＶフィルタ４２ｕｖが設けられていることが特徴的である。 On the other hand, the color filter layer 42 of the second substrate 41 is provided with a red R filter 42r facing the pixel electrode 31c of the red pixel 31r, and a green G filter 42g facing the pixel electrode 31c of the green pixel 31g. And a blue B filter 42b is provided opposite to the pixel electrode 31c of the blue pixel 31b. Further, the color filter layer 42 is characterized by being provided with a UV filter 42uv that faces the sensor portion 32 and passes only ultraviolet light.

ＵＶフィルタ４２ｕｖとしては、例えばＲフィルタとＢフィルタとを積層して用いることができる。 As the UV filter 42uv, for example, an R filter and a B filter can be stacked and used.

図５には、各色フィルタ４２ｒ，４２ｇ，４２ｂ，４２ｕｖの透過率分光特性を示す。このうち、Ｒフィルタ４２ｒ、Ｇフィルタ４２ｇ、およびＢフィルタ４２ｂは、代表的に用いられているカラーフィルタである。そして、ＵＶフィルタ４２ｕｖは、この分光特性を示すＲフィルタとＢフィルタとを積層した構成であり、３８０ｎｍ付近の紫外光は透過するが、可視光領域は、ほぼ透過しないフィルタであることが分かる。 FIG. 5 shows the transmittance spectral characteristics of the color filters 42r, 42g, 42b, and 42uv. Among these, the R filter 42r, the G filter 42g, and the B filter 42b are color filters that are typically used. The UV filter 42uv has a configuration in which an R filter and a B filter exhibiting the spectral characteristics are stacked, and it can be seen that the UV light near 380 nm is transmitted but the visible light region is hardly transmitted.

尚、ＵＶフィルタ４２ｕｖとしては、以上のようなＲフィルタとＢフィルタとを積層して用いるものに限定されることはなく、専用の色素を用いて、近紫外領域の透過率を高めたブラックレジストを用いても良い。 Note that the UV filter 42uv is not limited to the one using the R filter and the B filter laminated as described above, and a black resist having a high transmittance in the near ultraviolet region using a dedicated dye. May be used.

そして以上のような構成の表示パネル３は、例えば画素電極３１ｃへの電圧無印加時に白表示を行うノーマリーホワイトモードに構成されていることとする。 The display panel 3 configured as described above is configured in a normally white mode in which white display is performed when no voltage is applied to the pixel electrode 31c, for example.

このような構成の表示装置１ａでは、各画素部３１ｒ，３１ｇ，３１ｂに設けた薄膜トランジスタＴｒによる画素電極３１ｃの駆動によって、液晶層ＬＣの配向が制御される。これにより、バックライト５からの光ｈのうち、各色フィルタ４２ｒ，４２ｇ，４２ｂを透過できる波長の光みが、液晶層ＬＣの配向に応じて表示パネル３を通過し、各色の表示光として第２基板４１側から取り出されて画像表示が行われる。 In the display device 1a having such a configuration, the alignment of the liquid crystal layer LC is controlled by driving the pixel electrode 31c by the thin film transistor Tr provided in each of the pixel portions 31r, 31g, and 31b. As a result, of the light h from the backlight 5, light having a wavelength that can be transmitted through the color filters 42r, 42g, and 42b passes through the display panel 3 in accordance with the orientation of the liquid crystal layer LC, and is displayed as display light of each color. The image is displayed after being taken out from the second substrate 41 side.

この際、バックライト５から射出された紫外光は、ＵＶフィルタ４２ｕｖを通過して表示パネル３の第２基板４１側から取り出されるが、画像表示に影響をおよぼすことはない。 At this time, the ultraviolet light emitted from the backlight 5 passes through the UV filter 42uv and is extracted from the second substrate 41 side of the display panel 3, but does not affect image display.

また、表示パネル３の表示面側の物体Ａで反射して再度表示パネル３に入射し、各色フィルタ４２ｒ，４２ｇ，４２ｂおよびＵＶフィルタ４２ｕｖを通過した光ｈは、センサー部３２の光センサーＳで受光され、光センサーＳの駆動によって電気信号として取り出される。これにより、外光のない暗闇の中であっても、表示パネル３における表示面側の物体Ａを検知することができる。 Further, the light h that is reflected by the object A on the display surface side of the display panel 3 and is incident on the display panel 3 again and passes through the color filters 42r, 42g, 42b and the UV filter 42uv is detected by the optical sensor S of the sensor unit 32. The light is received and taken out as an electric signal by driving the optical sensor S. Thereby, the object A on the display surface side of the display panel 3 can be detected even in the dark without external light.

また、各画素部３１ｒ，３１ｇ，３１ｂの表示状態に係わらず、センサー部３２には画素電極３１ｃが配置されていないことにより、液晶層ＬＣには電圧が印加されないため液晶層ＬＣの配向状態が変化することはない。 Regardless of the display state of each of the pixel portions 31r, 31g, and 31b, since the pixel electrode 31c is not disposed in the sensor portion 32, no voltage is applied to the liquid crystal layer LC, so that the alignment state of the liquid crystal layer LC is changed. There is no change.

したがって、画素部３１ｒ，３１ｇ，３１ｂに電圧を印加した黒表示の場合であっても、表示パネル３のセンサー部３２においては、バックライト５から射出された光ｈのうちの紫外光のみが、第２基板４１側から取り出される。このため、この紫外光の反射によって、表示パネルの表示面側の物体Ａを検知することができる。 Therefore, even in the case of black display in which a voltage is applied to the pixel units 31r, 31g, and 31b, only the ultraviolet light in the light h emitted from the backlight 5 is detected in the sensor unit 32 of the display panel 3. It is taken out from the second substrate 41 side. Therefore, the object A on the display surface side of the display panel can be detected by the reflection of the ultraviolet light.

しかも紫外光は、光センサーＳの受光部（光電変換部）を構成するシリコン膜に対する吸収率が高く、膜厚０．０４μｍ程度のシリコン薄膜からなる受光部であっても、光検知が可能である。 Moreover, ultraviolet light has a high absorptivity with respect to the silicon film constituting the light receiving part (photoelectric conversion part) of the photosensor S, and even a light receiving part made of a silicon thin film with a thickness of about 0.04 μm can detect light. is there.

この結果、薄膜トランジスタの活性部と同一工程で形成されたシリコン薄膜を受光部とした光センサーＳを用いながらも、外部環境や表示状態に影響されることなく常に感度良好な光検知によって位置情報を検出することが可能になる。 As a result, while using the optical sensor S using a silicon thin film formed in the same process as the active part of the thin film transistor as the light receiving part, the position information is always obtained by light detection with good sensitivity without being affected by the external environment or display state. It becomes possible to detect.

＜第２実施形態＞
図６は、第２実施形態の表示装置１ｂを説明するための要部概略断面図である。 Second Embodiment
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a main part for explaining the display device 1b of the second embodiment.

この図に示す第２実施形態の表示装置１ｂが、第１実施形態の表示装置と異なるところは、センサー部３２における液晶層ＬＣの配向状態も変化させるように構成されているところにある。 The difference between the display device 1b of the second embodiment shown in this figure and the display device of the first embodiment is that the alignment state of the liquid crystal layer LC in the sensor unit 32 is also changed.

すなわち、センサー部３２にも第１基板２１上に液晶制御電極３２ｈを設けることにより、センサー部３２における液晶層ＬＣに電圧を印加して常に黒表示にしておく。この画素電極３２は、画素部３１の画素電極３１ｃと同一層で形成されていて良い。 That is, by providing the sensor unit 32 with the liquid crystal control electrode 32h on the first substrate 21, a voltage is applied to the liquid crystal layer LC in the sensor unit 32 to always display black. The pixel electrode 32 may be formed in the same layer as the pixel electrode 31 c of the pixel unit 31.

また、偏光板４３，４４には、可視光領域の光は偏光するが、紫外光を偏光させないような波長分散のある偏光板を用いる。この場合、センサー部３２には、第１実施形態で設けたようなＵＶフィルタを設けなくても良い。 The polarizing plates 43 and 44 are polarizing plates having wavelength dispersion that polarizes light in the visible light region but does not polarize ultraviolet light. In this case, the sensor unit 32 may not be provided with the UV filter as provided in the first embodiment.

以上の構成以外は、第１実施形態と同様である。 The configuration other than the above is the same as in the first embodiment.

このような構成の表示装置１ｂでは、画素部３１の表示状態に係わらず、センサー部３２は常に黒表示になる。このため、画素部３１において、バックライト５からの光ｈのうち、各色フィルタ４２ｒ，４２ｇ，４２ｂを透過できる波長の光を表示光として第２基板４１側から取り出して画像表示を行う場合に、これらの表示光がセンサー部３２から漏れ出すことはない。したがって、センサー部３２にＵＶフィルタを設けていないことが、画素部３１での画像表示に影響を及ぼすことはない。 In the display device 1b having such a configuration, the sensor unit 32 always displays black regardless of the display state of the pixel unit 31. For this reason, in the pixel unit 31, when performing image display by extracting, from the second substrate 41 side, light having a wavelength that can pass through the color filters 42 r, 42 g, and 42 b out of the light h from the backlight 5. These display lights do not leak from the sensor unit 32. Therefore, the fact that the UV filter is not provided in the sensor unit 32 does not affect the image display in the pixel unit 31.

また上記画像表示を行う場合には、第１実施形態と同様に、表示パネル３の表示面側の物体Ａで反射して再度表示パネル３に入射し、各色フィルタ４２ｒ，４２ｇ，４２ｂを通過した光ｈは、センサー部３２の光センサーＳで受光され、光センサーＳの駆動によって電気信号として取り出される。これにより、外光のない暗闇の中であっても、表示パネル３における表示面側の物体Ａを検知することができる。 When the image display is performed, as in the first embodiment, the light is reflected by the object A on the display surface side of the display panel 3 and is incident on the display panel 3 again and passes through the color filters 42r, 42g, and 42b. The light h is received by the optical sensor S of the sensor unit 32 and is extracted as an electric signal by driving the optical sensor S. Thereby, the object A on the display surface side of the display panel 3 can be detected even in the dark without external light.

また、偏光板４３，４４として、紫外光を偏光させないような波長分散のあるものが用いられているため、各画素部３１ｒ，３１ｇ，３１ｂの表示状態に係わらず、画素部３１およびセンサー部３２の両方において、バックライト５から射出された光ｈのうちの紫外光のみは、常に第２基板４１側から取り出される。このため、黒表示であても、この紫外光の反射によって、表示パネルの表示面側の物体Ａを検知することができる。 Since the polarizing plates 43 and 44 have wavelength dispersion that does not polarize ultraviolet light, the pixel unit 31 and the sensor unit 32 are used regardless of the display state of the pixel units 31r, 31g, and 31b. In both cases, only the ultraviolet light of the light h emitted from the backlight 5 is always extracted from the second substrate 41 side. For this reason, even in black display, the object A on the display surface side of the display panel can be detected by the reflection of the ultraviolet light.

しかも紫外光は、光センサーＳの受光部（光電変換部）を構成するシリコン膜に対する吸収率が高く、膜厚０．０４μｍ程度のシリコン薄膜からなる受光部であっても、光検知が可能であることは、第１実施形態と同様である。 Moreover, ultraviolet light has a high absorptivity with respect to the silicon film constituting the light receiving part (photoelectric conversion part) of the photosensor S, and even a light receiving part made of a silicon thin film with a thickness of about 0.04 μm can detect light. It is the same as in the first embodiment.

この結果、第１実施形態と同様に、薄膜トランジスタの活性部と同一工程で形成されたシリコン薄膜を受光部とした光センサーＳを用いながらも、外部環境や表示状態に影響されることなく常に感度良好な光検知によって位置情報を検出することが可能になる。 As a result, as in the first embodiment, the sensitivity is always maintained without being affected by the external environment and display state, while using the optical sensor S using the silicon thin film formed in the same process as the active portion of the thin film transistor as the light receiving portion. Position information can be detected by good light detection.

さらに、センサー部３２にＵＶフィルタを設けていないことにより、ＵＶフィルタによる紫外光の減衰がないため、実質的なセンサー感度が向上する。 Furthermore, since no UV filter is provided in the sensor unit 32, there is no attenuation of ultraviolet light by the UV filter, so that substantial sensor sensitivity is improved.

＜第３実施形態＞
図７は、第３実施形態の表示装置１ｃを説明するための要部概略断面図である。 <Third Embodiment>
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a main part for explaining a display device 1c according to the third embodiment.

この図に示す第３実施形態の表示装置１ｃが、第１実施形態の表示装置と異なるところは、特定の色フィルタをセンサー部３２に重ねて配置したところにある。 The display device 1c according to the third embodiment shown in this figure is different from the display device according to the first embodiment in that a specific color filter is arranged on the sensor unit 32.

すなわちここでは、可視光のうちの特定波長と共に、紫外光に対する透過性を有する色フィルタを、センサー部３２に重ねて設けることとする。 In other words, here, a color filter having transparency to ultraviolet light together with a specific wavelength of visible light is provided on the sensor unit 32 in an overlapping manner.

図８には、各色フィルタ４２ｒ，４２ｇ，４２ｂの透過率分光特性を示す。このうち、Ｒフィルタ４２ｒ、Ｇフィルタ４２ｇ、およびＢフィルタ４２ｂは、代表的に用いられているカラーフィルタである。この透過率分光特性から、赤色画素３１ｒに設けられるＲフィルタ４２ｒが、紫外光に対しても光吸収性を有していることが分かる。このため、各赤色画素３１ｒに隣接してセンサー部３２を配置し、このセンサー部３２にＲフィルタ４２ｒを重ねて配置する。これにより、カラーフィルタ層には第１実施形態で示したＵＶフィルタを設ける必要はない。 FIG. 8 shows the transmittance spectral characteristics of the color filters 42r, 42g, and 42b. Among these, the R filter 42r, the G filter 42g, and the B filter 42b are color filters that are typically used. From this transmittance spectral characteristic, it can be seen that the R filter 42r provided in the red pixel 31r has light absorptivity with respect to ultraviolet light. For this reason, the sensor unit 32 is disposed adjacent to each red pixel 31r, and the R filter 42r is disposed on the sensor unit 32 in an overlapping manner. Thereby, it is not necessary to provide the UV filter shown in the first embodiment in the color filter layer.

尚、センサー部３２に積層させる色フィルタは、上述したように可視光のうちの特定波長と共に紫外光に対する透過性を有する色フィルタであれば良く、色フィルタの分光特性によって適宜選択されることとする。複数の色フィルタが、可視光のうちの特徴波長と共に紫外光に対する透過性を有する場合には、最も紫外光の透過率が高い色フィルタをセンサー部３２に重ねて配置することが好ましい。 In addition, the color filter laminated | stacked on the sensor part 32 should just be a color filter which has the transmittance | permeability with respect to an ultraviolet light with the specific wavelength of visible light as mentioned above, and is suitably selected according to the spectral characteristic of a color filter. To do. When the plurality of color filters have transparency to ultraviolet light together with the characteristic wavelength of visible light, it is preferable to arrange the color filter having the highest ultraviolet light transmittance on the sensor unit 32.

このような構成の表示装置１ｃでは、第１実施形態と同様にして画像表示および表示パネルの表示面側の物体Ａを検知することができる。 In the display device 1c having such a configuration, the image display and the object A on the display surface side of the display panel can be detected as in the first embodiment.

すなわち、各画素部３１ｒ，３１ｇ，３１ｂに設けた薄膜トランジスタＴｒによる画素電極３１ｃの駆動によって、液晶層ＬＣの配向が制御される。これにより、バックライト５からの光ｈのうち、各色フィルタ４２ｒ，４２ｇ，４２ｂを透過できる波長の光みが、カラーフィルタ液晶層ＬＣの配向に応じて表示パネル３を通過し、各色の表示光として第２基板４１側から取り出されて画像表示が行われる。 That is, the alignment of the liquid crystal layer LC is controlled by driving the pixel electrode 31c by the thin film transistor Tr provided in each pixel portion 31r, 31g, 31b. As a result, of the light h from the backlight 5, light having a wavelength that can be transmitted through the color filters 42r, 42g, and 42b passes through the display panel 3 in accordance with the orientation of the color filter liquid crystal layer LC, and the display light of each color. As a result, the image is displayed from the second substrate 41 side.

この際、バックライト５から射出された紫外光は、Ｒフィルタ４２ｒを通過して表示パネル３の第２基板４１側から取り出されるが、画像表示に影響をおよぼすことはない。 At this time, the ultraviolet light emitted from the backlight 5 passes through the R filter 42r and is extracted from the second substrate 41 side of the display panel 3, but does not affect the image display.

また、表示パネル３の表示面側の物体Ａで反射して再度表示パネル３に入射し、各色フィルタ４２ｒ，４２ｇ，４２ｂを通過した光ｈは、センサー部３２の光センサーＳで受光され、光センサーＳの駆動によって電気信号として取り出される。これにより、外光のない暗闇の中であっても、表示パネル３における表示面側の物体Ａを検知することができる。 Further, the light h that is reflected by the object A on the display surface side of the display panel 3 and is incident on the display panel 3 again and passes through the color filters 42r, 42g, and 42b is received by the optical sensor S of the sensor unit 32, and the light It is taken out as an electric signal by driving the sensor S. Thereby, the object A on the display surface side of the display panel 3 can be detected even in the dark without external light.

＜第４実施形態＞
図９は、第４実施形態の表示装置１ｄを説明するための要部概略断面図である。この図に示す第４実施形態の表示装置１ｄは、１つの画素で赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の表示を行なうフィールドシーケンシャル駆動の表示装置である。 <Fourth embodiment>
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a main part for explaining a display device 1d according to the fourth embodiment. The display device 1d of the fourth embodiment shown in this figure is a field sequential drive display device that displays red (R), green (G), and blue (B) with one pixel.

すなわち、このような表示装置１ｄにおいては、バックライト５として、Ｒ光ｈｒ、Ｇ光ｈｇ、Ｂ光ｈｂの３色光源と共に、紫外光ＵＶの光源を有し、時分割で３色光の明滅を繰り返すと共に、紫外光ＵＶを射出するものである。 That is, in such a display device 1d, the backlight 5 includes a light source of ultraviolet light UV as well as a three-color light source of R light hr, G light hg, and B light hb, and blinks the three-color light in a time-sharing manner. It repeats and inject | emits ultraviolet light UV.

そして、各画素部３１の画素電極３１ｃに積層させて、センサー部３２の光センサーＳを配置する。これにより、画素部３１内にセンサー部３２が配置された状態となる。尚、センセー部３２は、全ての画素部３１内に配置する必要はなく、適宜の間隔で設けても良い。 Then, the optical sensor S of the sensor unit 32 is disposed so as to be stacked on the pixel electrode 31 c of each pixel unit 31. Thereby, the sensor unit 32 is arranged in the pixel unit 31. Note that the sensation units 32 are not necessarily arranged in all the pixel units 31 and may be provided at an appropriate interval.

また、第２基板４１側には、カラーフィルタ層を設ける必要はない。 Further, it is not necessary to provide a color filter layer on the second substrate 41 side.

このような構成の表示装置１ｄにおいては、次のようにバックライトを駆動させる。 In the display device 1d having such a configuration, the backlight is driven as follows.

図１０には、バックライトの点滅のシーケンスの第１例を示す。第１例では、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を順次点灯させた後に、独立して紫外光を点灯させる。そして、３色光の点灯時に画像表示を行い、画像表示の間の紫外光の点灯時に、表示パネルの表示面側の物体Ａの検知を行う。紫外線の点灯時には、透過率最大の白表示となるように画素電極３１ｃを駆動する。尚、紫外線は、常時点灯させておいても良い。 FIG. 10 shows a first example of a backlight blinking sequence. In the first example, R light, G light, and B light are sequentially turned on, and then ultraviolet light is turned on independently. An image is displayed when the three color lights are turned on, and the object A on the display surface side of the display panel is detected when the ultraviolet light is turned on during the image display. When the ultraviolet light is lit, the pixel electrode 31c is driven so that white display with the maximum transmittance is achieved. Note that the ultraviolet light may be always lit.

図１１には、バックライトの点滅のシーケンスの第２例を示す。第２例では、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を順次点灯させる各間に、逐次紫外光を点灯させる。そして、３色光の点灯による画像表示の間に、表示パネルの表示面側の物体Ａの検知を行う。紫外線の点灯時には、透過率最大の白表示となるように画素電極３１ｃを駆動する。尚、紫外線は、常時点灯させておいても良い。 FIG. 11 shows a second example of a backlight blinking sequence. In the second example, the ultraviolet light is sequentially turned on while the R light, the G light, and the B light are sequentially turned on. Then, the object A on the display surface side of the display panel is detected during the image display by lighting the three color lights. When the ultraviolet light is lit, the pixel electrode 31c is driven so that white display with the maximum transmittance is achieved. Note that the ultraviolet light may be always lit.

以上のような表示装置１ｄでは、各画素部３１に設けた薄膜トランジスタＴｒによる画素電極３１ｃの駆動によって、液晶層ＬＣの配向が制御される。そして、バックライト５から順次射出される各色光が液晶層ＬＣの配向に応じて表示パネル３を通過し、各色の表示光として第２基板４１側から順次取り出されて画像表示が行われる。 In the display device 1d as described above, the alignment of the liquid crystal layer LC is controlled by driving the pixel electrode 31c by the thin film transistor Tr provided in each pixel unit 31. Then, each color light sequentially emitted from the backlight 5 passes through the display panel 3 in accordance with the orientation of the liquid crystal layer LC, and is sequentially extracted from the second substrate 41 side as display light of each color, and image display is performed.

この際、バックライト５から射出された紫外光は、表示パネル３の第２基板４１側から取り出されるが、画像表示に影響をおよぼすことはない。 At this time, the ultraviolet light emitted from the backlight 5 is extracted from the second substrate 41 side of the display panel 3, but does not affect the image display.

また、表示パネル３の表示面側の物体Ａで反射して再度表示パネル３に入射した光は、センサー部３２の光センサーＳで受光され、光センサーＳの駆動によって電気信号として取り出される。これにより、外光のない暗闇の中であっても、表示パネル３における表示面側の物体Ａを検知することができる。 Further, the light reflected by the object A on the display surface side of the display panel 3 and incident on the display panel 3 again is received by the optical sensor S of the sensor unit 32 and is extracted as an electrical signal by driving the optical sensor S. Thereby, the object A on the display surface side of the display panel 3 can be detected even in the dark without external light.

また、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を順次点灯させる間に、透過率最大の白表示となるように画素電極３１ｃを駆動して紫外線を点灯する。このため、各画素部３１の表示状態に係わらず、つまり完全に黒表示であっても、センサー部３２においては、バックライト５から射出された紫外光の反射によって、表示パネルの表示面側の物体Ａを検知することができる。 Further, while the R light, the G light, and the B light are sequentially turned on, the pixel electrode 31c is driven to turn on the ultraviolet rays so that the white display with the maximum transmittance is achieved. For this reason, regardless of the display state of each pixel unit 31, that is, even in a completely black display, the sensor unit 32 reflects the ultraviolet light emitted from the backlight 5 on the display surface side of the display panel. Object A can be detected.

さらに、本第４実施形態では、各画素部３１にカラーフィルタを必要としないので、他の実施例と比較した紫外光の透過率が向上し、光センサーＳに達する紫外光が増加し、実質的なセンサー感度が向上する利点がある。 Furthermore, in the fourth embodiment, since each pixel unit 31 does not require a color filter, the transmittance of ultraviolet light compared to other examples is improved, the amount of ultraviolet light reaching the optical sensor S is increased, There is an advantage that the sensor sensitivity is improved.

また、反射光だけではなく外光を用いて、表示パネルの表示面側の物体Ａを検知する場合にも、カラーフィルタによる外光の減衰が無いため、実質的なセンサー感度が向上する。 Further, when detecting the object A on the display surface side of the display panel using not only the reflected light but also the outside light, the sensor sensitivity is substantially improved because the outside light is not attenuated by the color filter.

また、特に紫外光の点灯時間を長くするほど、つまり、図１０のシーケンスより、図１１に示したシーケンスを採用することにより、実質的なセンサー感度の向上を図ることが可能である。 In particular, the sensor sensitivity can be substantially improved by increasing the lighting time of the ultraviolet light, that is, by adopting the sequence shown in FIG. 11 rather than the sequence shown in FIG.

以上の他にも、画素部３１内にセンサー部３２が配置される構成となるため、画素部３１とは別にセンサー部３２を設ける必要がなくなり、高精細化が可能となる。 In addition to the above, since the sensor unit 32 is arranged in the pixel unit 31, it is not necessary to provide the sensor unit 32 separately from the pixel unit 31, and high definition can be achieved.

＜第５実施形態＞
本第５実施形態の表示装置は、図９に示した第４実施形態の表示装置１ｄにおいて、偏光板４３，４４には、可視光領域の光は偏光するが、紫外光を偏光させないような波長分散のある偏光板を用いたものである。 <Fifth Embodiment>
The display device of the fifth embodiment is such that, in the display device 1d of the fourth embodiment shown in FIG. 9, the polarizing plates 43 and 44 polarize light in the visible light region but do not polarize ultraviolet light. A polarizing plate having wavelength dispersion is used.

図１２には、このような構成の表示装置におけるバックライトの点滅のシーケンスを示す。この図に示すように、バックライトは、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を順点灯させる間に、常時紫外光を点灯させる。そして、画像表示と同時に表示パネルの表示面側の物体Ａの検知を行う。画素電極３１ｃの駆動は、画像表示に従って行えば良い。 FIG. 12 shows a blinking sequence of the backlight in the display device having such a configuration. As shown in this figure, the backlight always turns on ultraviolet light while sequentially turning on R light, G light, and B light. Then, the object A on the display surface side of the display panel is detected simultaneously with the image display. The pixel electrode 31c may be driven according to image display.

また、表示パネル３の表示面側の物体Ａで反射して再度表示パネル３に入射したＲ光、Ｇ光、Ｂ光および紫外光は、センサー部３２の光センサーＳで受光され、光センサーＳの駆動によって電気信号として取り出される。これにより、外光のない暗闇の中であっても、表示パネル３における表示面側の物体Ａを検知することができる。 Further, the R light, G light, B light, and ultraviolet light reflected by the object A on the display surface side of the display panel 3 and incident again on the display panel 3 are received by the optical sensor S of the sensor unit 32, and the optical sensor S It is taken out as an electric signal by driving. Thereby, the object A on the display surface side of the display panel 3 can be detected even in the dark without external light.

また、偏光板４３，４４として、紫外光を偏光させないような波長分散のあるものが用いられているため、各画素部３１ｒ，３１ｇ，３１ｂの表示状態に係わらず、画素部３１およびセンサー部３２の両方において、バックライト５から射出された光のうちの紫外光ＵＶのみは、常に第２基板４１側から取り出される。このため、黒表示であても、この紫外光の反射によって、表示パネルの表示面側の物体Ａを検知することができる。 Since the polarizing plates 43 and 44 have wavelength dispersion that does not polarize ultraviolet light, the pixel unit 31 and the sensor unit 32 are used regardless of the display state of the pixel units 31r, 31g, and 31b. In both cases, only the ultraviolet light UV out of the light emitted from the backlight 5 is always extracted from the second substrate 41 side. For this reason, even in black display, the object A on the display surface side of the display panel can be detected by the reflection of the ultraviolet light.

さらに、実質的なセンサー感度が向上すること、および画素部３１とは別にセンサー部３２を設ける必要がなくなり高精細化が可能となることは、第４実施形態と同様である。 Further, as in the fourth embodiment, the substantial sensor sensitivity is improved, and it is not necessary to provide the sensor unit 32 separately from the pixel unit 31 and high definition is possible.

＜適用例＞
以上説明した本発明に係る表示装置は、図１３〜図１７に示す様々な電子機器、例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラなど、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。以下に、本発明が適用される電子機器の一例について説明する。 <Application example>
The display device according to the present invention described above is input to various electronic devices shown in FIGS. 13 to 17 such as digital cameras, notebook personal computers, mobile terminal devices such as mobile phones, and video cameras. The present invention can be applied to display devices for electronic devices in various fields that display a video signal or a video signal generated in the electronic device as an image or video. An example of an electronic device to which the present invention is applied will be described below.

図１３は、本発明が適用されるテレビを示す斜視図である。本適用例に係るテレビは、フロントパネル１０２やフィルターガラス１０３等から構成される映像表示画面部１０１を含み、その映像表示画面部１０１として本発明に係る表示装置を用いることにより作成される。 FIG. 13 is a perspective view showing a television to which the present invention is applied. The television according to this application example includes a video display screen unit 101 including a front panel 102, a filter glass 103, and the like, and is created by using the display device according to the present invention as the video display screen unit 101.

図１４は、本発明が適用されるデジタルカメラを示す図であり、（Ａ）は表側から見た斜視図、（Ｂ）は裏側から見た斜視図である。本適用例に係るデジタルカメラは、フラッシュ用の発光部１１１、表示部１１２、メニュースイッチ１１３、シャッターボタン１１４等を含み、その表示部１１２として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。 14A and 14B are diagrams showing a digital camera to which the present invention is applied. FIG. 14A is a perspective view seen from the front side, and FIG. 14B is a perspective view seen from the back side. The digital camera according to this application example includes a light emitting unit 111 for flash, a display unit 112, a menu switch 113, a shutter button 114, and the like, and is manufactured by using the display device according to the present invention as the display unit 112.

図１５は、本発明が適用されるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。本適用例に係るノート型パーソナルコンピュータは、本体１２１に、文字等を入力するとき操作されるキーボード１２２、画像を表示する表示部１２３等を含み、その表示部１２３として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。 FIG. 15 is a perspective view showing a notebook personal computer to which the present invention is applied. A notebook personal computer according to this application example includes a main body 121 including a keyboard 122 that is operated when characters and the like are input, a display unit 123 that displays an image, and the like. It is produced by using.

図１６は、本発明が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。本適用例に係るビデオカメラは、本体部１３１、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ１３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ１３３、表示部１３４等を含み、その表示部１３４として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。 FIG. 16 is a perspective view showing a video camera to which the present invention is applied. The video camera according to this application example includes a main body 131, a lens 132 for shooting an object on a side facing forward, a start / stop switch 133 at the time of shooting, a display unit 134, and the like. It is manufactured by using such a display device.

図１７は、本発明が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す図であり、（Ａ）は開いた状態での正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態での正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。本適用例に係る携帯電話機は、上側筐体１４１、下側筐体１４２、連結部（ここではヒンジ部）１４３、ディスプレイ１４４、サブディスプレイ１４５、ピクチャーライト１４６、カメラ１４７等を含み、そのディスプレイ１４４やサブディスプレイ１４５として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。 FIG. 17 is a view showing a mobile terminal device to which the present invention is applied, for example, a mobile phone, in which (A) is a front view in an open state, (B) is a side view thereof, and (C) is in a closed state. (D) is a left side view, (E) is a right side view, (F) is a top view, and (G) is a bottom view. The mobile phone according to this application example includes an upper housing 141, a lower housing 142, a connecting portion (here, a hinge portion) 143, a display 144, a sub display 145, a picture light 146, a camera 147, and the like. And the sub display 145 is manufactured by using the display device according to the present invention.

本発明に係る表示装置の全体構成を表す図である。It is a figure showing the whole structure of the display apparatus which concerns on this invention. Ｉ／Ｏ表示パネルの表示領域における回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure in the display area of an I / O display panel. 画素部の構成とセンサー部の構成を説明するための表示領域の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the display area for demonstrating the structure of a pixel part, and the structure of a sensor part. 第１実施形態の表示装置を説明するための要部概略断面図である。It is a principal part schematic sectional drawing for demonstrating the display apparatus of 1st Embodiment. 各色フィルタおよびＵＶフィルタの透過率分光特性を示す図である。It is a figure which shows the transmittance | permeability spectral characteristic of each color filter and UV filter. 第２実施形態の表示装置を説明するための要部概略断面図である。It is a principal part schematic sectional drawing for demonstrating the display apparatus of 2nd Embodiment. 第３実施形態の表示装置を説明するための要部概略断面図である。It is a principal part schematic sectional drawing for demonstrating the display apparatus of 3rd Embodiment. 各色フィルタの透過率分光特性を示す図である。It is a figure which shows the transmittance | permeability spectral characteristic of each color filter. 第４実施形態の表示装置を説明するための要部概略断面図である。It is a principal part schematic sectional drawing for demonstrating the display apparatus of 4th Embodiment. 第４実施形態の表示装置においてバックライトの点滅のシーケンスの第１例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the sequence of blinking of a backlight in the display apparatus of 4th Embodiment. 第４実施形態の表示装置においてバックライトの点滅のシーケンスの第２例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of the sequence of blink of a backlight in the display apparatus of 4th Embodiment. 第５実施形態の表示装置においてバックライトの点滅のシーケンスを示す図である。It is a figure which shows the sequence of blinking of a backlight in the display apparatus of 5th Embodiment. 本発明が適用されるテレビを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the television to which this invention is applied. 本発明が適用されるデジタルカメラを示す図であり、（Ａ）は表側から見た斜視図、（Ｂ）は裏側から見た斜視図である。It is a figure which shows the digital camera to which this invention is applied, (A) is the perspective view seen from the front side, (B) is the perspective view seen from the back side. 本発明が適用されるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。1 is a perspective view showing a notebook personal computer to which the present invention is applied. 本発明が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the video camera to which this invention is applied. 本発明が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す図であり、（Ａ）は開いた状態での正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態での正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the portable terminal device to which this invention is applied, for example, a mobile telephone, (A) is the front view in the open state, (B) is the side view, (C) is the front view in the closed state , (D) is a left side view, (E) is a right side view, (F) is a top view, and (G) is a bottom view. 各膜厚のシリコン薄膜における光吸収率を示す図である。It is a figure which shows the light absorption rate in the silicon thin film of each film thickness.

Explanation of symbols

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…表示装置、２１…第１基板、５…バックライト、２４…シリコン薄膜、２４ｃｈ…活性層、２４ｉ…受光部、３２ｈ…液晶制御電極、４１…第２基板、４２ｒ…Ｒフィルタ、４２ｇ…Ｇフィルタ、４２ｂ…Ｂフィルタ、４２ｕｖ…ＵＶフィルタ、４３，４４…偏光板、ＬＣ…液晶層、Ｓ…光センサー、Ｔｒ…薄膜トランジスタ（スイッチング素子） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b, 1c, 1d ... Display apparatus, 21 ... 1st board | substrate, 5 ... Back light, 24 ... Silicon thin film, 24ch ... Active layer, 24i ... Light-receiving part, 32h ... Liquid crystal control electrode, 41 ... 2nd board | substrate 42r ... R filter, 42g ... G filter, 42b ... B filter, 42uv ... UV filter, 43,44 ... polarizing plate, LC ... liquid crystal layer, S ... light sensor, Tr ... thin film transistor (switching element)

Claims

A first substrate provided with an optical sensor together with a pixel driving switching element, a second substrate disposed opposite to the first substrate, and a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate And a backlight provided outside the first substrate,
In a display device having a function of reflecting light from the backlight to an object disposed close to the second substrate side and detecting the light sensor,
The backlight emits ultraviolet light together with visible light.

The display device according to claim 1,
The switching element comprises a thin film transistor using a silicon thin film as an active layer,
The optical sensor uses a silicon thin film of the same layer as the active layer as a light receiving unit.

The display device according to claim 1,
Visible light emitted from the backlight is taken out as display light from the second substrate side to display an image,
The display device, wherein the ultraviolet light emitted from the backlight is taken out from the second substrate side even when the image display is black display.

The display device according to claim 3, wherein
The display device, wherein the second substrate is provided with a filter that does not transmit visible light but transmits ultraviolet light corresponding to a position where the photosensor is provided.

The display device according to claim 3, wherein
The first substrate is patterned with a liquid crystal control electrode for aligning the liquid crystal layer so as to always display black, corresponding to the position where the photosensor is provided,
Polarizing plates that make only visible light linearly polarized light with respect to ultraviolet light emitted from the backlight are provided between the backlight and the first substrate and outside the second substrate. A display device.

The display device according to claim 5, wherein
The display device, wherein the second substrate is provided with a filter for wavelength spectroscopy only at a position excluding the position where the photosensor is provided.

The display device according to claim 3, wherein
The display device, wherein the second substrate is provided with a filter that transmits ultraviolet light together with visible light in a specific wavelength region corresponding to the position where the photosensor is provided.

The display device according to claim 1,
The backlight includes an ultraviolet light source together with a visible light source,
Visible light emitted from the backlight is taken out as display light from the second substrate side to display an image,
The display device, wherein the ultraviolet light emitted from the backlight is taken out from the second substrate side even when the image display is black display.

The display device according to claim 8, wherein
The display is characterized in that the backlight alternately blinks visible light and ultraviolet light.

The display device according to claim 8, wherein
The display device is configured to perform field sequential driving in which red, green, and blue color lights are alternately blinked as visible light.

The display device according to claim 10.
The backlight is for always lighting the ultraviolet light,
Polarizing plates that make only visible light linearly polarized light with respect to ultraviolet light emitted from the backlight are provided between the backlight and the first substrate and outside the second substrate. A display device.