JP2009128835A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力の過大な増加を招くことなく、使用状況によらずに簡易な構成で確実に物体の検出を行うことが可能な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】非可視光ＬIRを表示面１０から出射すると共に、検出対象物体１２で反射された非可視光ＬIRを表示面１０上で検出光として検出し、この非可視光ＬIRの検出光に基づいて検出対象物体１２を検出する。表示面１０の表示状態、すなわち画像データに応じた輝度変化の影響や、さらに例えば周囲の状況（明るい場合や暗い場合など）など、そのときの使用状況の影響を受けることなく、確実に検出対象物体１２が検出される。また、例えばタッチパネルなどの部品を別途設ける必要もないので、簡易な構成で実現される。さらに、光源１００からの非可視光ＬIRが表示面１０を透過して出射するため、光源１００から発せられる非可視光ＬIRの利用効率が向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示面に接触または近接する物体の位置などを検出する機能を備えた液晶表示装置に関する。

従来より、表示装置の表示面に接触あるいは近接する物体の位置などを検出する技術が知られている。その中でも代表的で一般に広く普及している技術として、タッチパネルを備えた表示装置が挙げられる。

このタッチパネルも種々のタイプのものが存在するが、一般に普及しているものとして、静電容量を検知するタイプのものが挙げられる。このタイプのものは、指でタッチパネルに接触することでパネルの表面電荷の変化を捕らえ、物体の位置などを検出するようになっている。したがってこのようなタッチパネルを用いることで、ユーザは直感的に操作することが可能である。

また、最近では表示面上にこのようなタッチパネルを別途設けることなく、物体の位置などを検出することを可能とする技術が各種提案されている。

例えば、非特許文献１には、低温ポリシリコンを用いて製造した液晶表示装置において各画素に光センサを配置し、物体の映像などを取り込むことができるようにした技術が開示されている。

N.Tada、他６名，「タッチパネル・ファンクション・インテグレイティド・エルシーディー・ユージング・エルティーピーエス・テクノロジー（A Touch Panel Function Integrated LCD Using LTPS Technology）」，ＩＤＷ’０４ Proceedings of The 11th International Display Workshops，International Display Workshops，ｐ．３４９−３５０

上記非特許文献１に記載されている液晶表示装置を利用すれば、取り込んだ映像に基づいて、物体の位置などを検出することも可能である。したがって、このような液晶表示装置を利用することで、表示面上にタッチパネルなどの部品を別途設けることなく、簡易な構成で物体の位置などを検出することが可能となる。

しかしながら、この液晶表示装置において物体の映像などを取り込む際には、受光する光の輝度は、周囲の環境（明るさ）に左右されることとなる。したがって、周囲が暗い状況下では、取り込んだ映像に基づいて物体の位置などを検出するのが困難となってしまう。ここで、同文献には、Ｆｉｇｕｒｅ５に示されているように、例えば表示面上に指などの物体を接触または近接させ、この物体で反射された表示光を利用することで、周囲が暗い状況下でも物体の位置などを検出することは可能であると記載されている。

しかしながら、このようにして物体で反射された表示光を利用する場合、今度はこの表示光の輝度が問題となる。具体的には、受光する光の輝度が表示光の輝度に左右され、表示光の輝度は画像データに応じて変化することから、例えば表示面がいわゆる黒表示状態のときには、依然として取り込んだ映像に基づいて物体の位置などを検出するのが困難となってしまう。

そこで、例えば赤外光などの非可視光を利用して物体を検出することが考えられる。そのような非可視光を表示光（可視光）と共に液晶表示装置の表示面から出射するようにすれば、例えば上記のように黒表示状態のときであっても、表示面に接触または近接する物体を確実に検出することができると考えられるからである。

ところが、そのように赤外光などの非可視光を利用して物体を検出する場合、装置の構成によっては非可視光の利用効率が低下してしまうことなどにより、装置全体の消費電力が過大に増加してしまうことが考えられる。

このように従来の技術では、液晶表示装置の表示面に接触または近接する物体を検出するに際して、消費電力の過大な増加を招くことなく、例えば表示光の輝度などのそのときの使用状況にはよらずに簡易な構成で確実に検出するのは困難であり、改善の余地があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、消費電力の過大な増加を招くことなく、かつ使用状況によらずに簡易な構成で確実に物体の検出を行うことが可能な液晶表示装置を提供することにある。

本発明の液晶表示装置は、可視光領域および非可視光領域の光を発する光源と、複数の液晶素子と、表示面内に配置され、非可視光領域の光を受光する複数の受光素子と、表示面から可視光領域の光が表示光として出射するように画像データに基づいて液晶素子を表示駆動する表示駆動手段と、表示面から出射して検出対象物体で反射された非可視光領域の光を検出光として表示面上で検出するように受光素子を受光駆動する受光駆動手段と、受光素子から得られた受光信号に基づいて検出対象物体を検出する検出手段とを備えたものである。ここで、上記複数の液晶素子は、表示面内に配置され、光源からの可視光領域の光を画像データに基づいて変調すると共に、光源からの非可視光領域の光を透過させるようになっている。

ここで、「非可視光領域の検出光」とは、可視光領域（通常は、４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度）以外の領域の波長をもつ物体検出用の光を意味する。また、「表示光」とは、画像データによって変調された可視光領域の光を意味する。また、「検出対象物体」とは、表示面に対して接触または近接するように接近している指やポインタ等の物体を意味する。

本発明の液晶表示装置では、光源から可視光領域および非可視光領域の光がそれぞれ発せられる。また、表示面内に配置された複数の液晶素子において、表示駆動手段による表示駆動により、光源からの可視光領域の光が画像データに基づいて変調され、表示光として表示面から出射する。一方、光源からの非可視光領域の光は、表示面内の複数の液晶素子を透過し、表示面から出射する。このとき、表示面に物体（検出対象物体）が接触または近接していると、表示面から出射した非可視光領域の光がこの検出対象物体で反射され、受光駆動手段による受光駆動により、表示面内に配置された複数の受光素子によって検出光として検出される。そしてこの受光素子から得られた受光信号に基づき、検出対象物体が検出される。このようにして、上記検出光は非可視光領域のものであることから、例えば画像データに応じて輝度変化する表示光など、そのときの使用状況の影響を受けることなく検出光が検出される。また、例えばタッチパネルなどの部品を別途設ける必要もないので、簡易な構成で実現される。さらに、表示面内に配置された複数の液晶素子において、光源からの非可視光が透過して出射するため、光源からの非可視光が例えば表示面の一部の領域（非可視光専用の出射領域）のみから出射する場合と比べ、光源から発せられる非可視光の利用効率が向上する。

本発明の液晶表示装置では、上記液晶素子および受光素子をそれぞれ、表示面内にマトリクス状に配置すると共に、上記表示駆動手段が線順次表示動作を行うように液晶素子を発光駆動し、上記受光駆動手段が線順次受光動作を行うように受光素子を受光駆動するようにしてもよい。

ここで、「マトリクス状」とは、複数の液晶素子および複数の受光素子が液晶表示装置の表示面全体にわたって、表示面の水平ライン方向および垂直ライン方向に行列配置されている状態を意味し、この配置された各要素を画素と言う。「線順次表示動作」および「線順次受光動作」とは、ある１水平ライン分の各画素に含まれる液晶素子および受光素子がそれぞれ、１水平ラインごとに順次、表示動作および受光動作する態様の動作を意味し、これを液晶表示装置の表示面全体にわたって行うことにより、１画面分の画像データの表示および１画面分の各画素についての受光をすることが可能となる。

本発明の液晶表示装置によれば、非可視光領域の光を表示面から出射すると共に検出対象物体で反射された非可視光領域の光を表示面上で検出光として検出し、この検出光に基づいて検出対象物体を検出するようにしたので、使用状況の影響を受けることなく、確実に物体を検出することができる。また、例えばタッチパネルなどの部品を別途設ける必要もないので、簡易な構成で実現することができる。さらに、光源からの非可視光が表示面を透過して出射するようにしたので、光源から発せられる非可視光の利用効率を向上させることができる。よって、消費電力の過大な増加を招くことなく、使用状況によらずに簡易な構成で確実に物体の検出を行うことが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、単に実施の形態という。）について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施の形態では、「非可視光領域」を、可視光領域よりも長波長側の領域（近赤外・赤外領域）から構成した場合で説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の全体構成を表すものである。この液晶表示装置は、表示部１と、表示信号生成部２１と、表示信号保持制御部２２と、表示信号ドライバ２３と、可視光発光用スキャナ２４と、受光用スキャナ３１と、受光信号レシーバ３２と、受光信号保持部３３と、位置検出部３４とを備えており、画像データに基づく画像を表示部１に表示すると共に、この表示部１に接触または近接する物体（後述する検出対象物体１２）の位置などを検出するものである。

表示部１は、複数の各画素１１が表示部１の全面に渡ってマトリクス状に配置されたＬＣＤ（Liquid Crystal Display）からなり、後述するように線順次動作をしながら所定の図形や文字などの画像を表示するものである。また、各画素１１は、可視光および非可視光をそれぞれ発する発光セルＣＷと、可視光および非可視光のいずれをも受光することが可能な受光セルＣＲとを有する発光受光セルＣＷＲから構成され、後述するように画素ごとに発光動作と受光動作とを行うことができるようになっている。なお、この表示部１の構成の詳細については後述する。

表示信号生成部２１は、例えば図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）などから供給される画像データに基づいて、例えば１画面ごと（１フィールドの表示ごと）に表示部１に表示するための表示信号を生成するものである。このようにして生成された表示信号は、表示信号保持制御部２２へ出力される。

表示信号保持制御部２２は、表示信号生成部２１から出力される表示信号を１画面ごと（１フィールドの表示ごと）に、例えばＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などから構成されるフィールドメモリに格納して保持するものである。この表示信号保持制御部２２はまた、各発光セルＣＷを発光駆動する可視光発光用スキャナ２４および表示信号ドライバ２３と、各受光セルＣＲを受光駆動する受光用スキャナ３１とが連動して動作するように制御する役割も果たしている。具体的には、可視光発光用スキャナ２４に対しては発光タイミング制御信号４１を、受光用スキャナ３１に対しては受光タイミング制御信号４２を、表示信号ドライバ２３に対しては、制御信号、およびフィールドメモリに保持されている１画面分の表示信号に基づく１水平ライン分の表示信号を、それぞれ出力するようになっている。このようにして、これら可視光発光用スキャナ２４、受光用スキャナ３１および表示信号ドライバ２３に各制御信号および表示信号が供給されることで、後述する例えば矢印Ｘ方向への線順次動作が行われるようになっている。

可視光発光用スキャナ２４は、表示信号保持制御部２２から出力される発光タイミング制御信号４１に応じて、駆動対象の発光セルＣＷを選択するものである。具体的には、表示部１の各画素１１に接続された発光用ゲート線介して駆動対象の発光セルＣＷへ発光用選択信号を供給し、発光素子選択スイッチを制御するようになっている。このようにして、この発光用選択信号によってある画素の発光素子選択スイッチがオン状態となる電圧が印加されると、その画素では表示信号ドライバ２３から供給された電圧に対応した輝度の発光動作がなされるようになっている。

表示信号ドライバ２３は、表示信号保持制御部２２から出力される１水平ライン分の表示信号に応じて、駆動対象の発光セルＣＷへ表示データを供給するものである。具体的には、表示部１の各画素１１に接続されたデータ供給線を介して、可視光発光用スキャナ２４により選択された画素１１へ表示データに対応する電圧を供給するようになっている。このようにして、これら可視光発光用スキャナ２４および表示信号ドライバ２３が連動して線順次動作することにより、任意の表示データに対応する画像が表示部１に表示されるようになっている。

受光用スキャナ３１は、表示信号保持制御部２２から出力される受光タイミング制御信号４２に応じて、駆動対象の受光セルＣＲを選択するものである。具体的には、表示部１の各画素１１に接続された受光用ゲート線を介して駆動対象の受光セルＣＲへ受光用選択信号を供給し、受光素子選択スイッチを制御するようになっている。つまり、上記した可視光発光用スキャナ２４の動作と同様に、受光用選択信号によってある画素の受光素子選択スイッチがオン状態となる電圧が印加されると、その画素から検出された受光信号が受光信号レシーバ３２に出力されるようになっている。このようにして、可視光および非可視光が受光セルＣＲによって受光される。

なお、この受光用スキャナ３１は、受光信号レシーバ３２および受光信号保持部３３に対してそれぞれ受光ブロック制御信号４３を出力し、これら受光動作に寄与する部分の動作を制御する役割も果たしている。

受光信号レシーバ３２は、受光用スキャナ３１から出力される受光ブロック制御信号４３に応じて、各受光セルＣＲから出力された１水平ライン分の受光信号を取得するものである。このようにして取得された１水平ライン分の受光信号は、受光信号保持部３３へ出力される。

受光信号保持部３３は、受光用スキャナ３１から出力される受光ブロック制御信号４３に応じて、受光信号レシーバ３２から出力される受光信号を１画面ごと（１フィールドの表示ごと）の受光信号に再構成し、例えばＳＲＡＭなどから構成されるフィールドメモリに格納して保持するものである。このようにしてフィールドメモリに格納された受光信号は、位置検出部３４へ出力される。なお、この受光信号保持部３３はメモリ以外の記憶素子から構成されていてもよく、例えば受光信号をアナログデータとして保持しておくようにしてもよい。

位置検出部３４は、受光信号保持部３３から出力される受光信号に基づいて信号処理を行い、受光信号を検出した受光セルＣＲの位置から、表示部１に接触あるいは近接する物体の位置などを特定するものである。このようにして、表示部１に接触あるいは近接する物体の位置などが特定される。なお、上記のように受光信号保持部３３が受光信号をアナログデータとして保持している場合には、この位置検出部３４がアナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）を行ってから信号処理を実行するように構成することが可能である。

なお、表示信号ドライバ２３および可視光発光スキャナ２４が、本発明における「表示駆動手段」の一具体例に対応し、受光用スキャナ３１が本発明における「受光駆動手段」の一具体例に対応する。

次に、図２〜図５を参照して、表示部１および発光受光セルＣＷＲの構成の詳細について説明する。

図２は、各画素１１における発光受光セルＣＷＲの構成の一例を平面図で表したものである。この発光受光セルＣＷＲは、前述のように、発光セルＣＷと受光セルＣＲとを有している。また、そのうちの発光セルＣＷは、赤色発光する赤色発光セルＣＷrと、緑色発光する緑色発光セルＣＷgと、青色発光する青色発光セルＣＷbとを有している。また、赤色発光セルＣＷrは、赤色発光する部分である赤色発光素子ＣＬrと、この赤色発光素子ＣＬrを駆動するスイッチ素子（後述する発光素子選択スイッチＳＷ１Ｒ）を含むＴＦＴ（Thin Film Transistor）回路部１１３Ｒとを有し、緑色発光セルＣＷgは、緑色発光する部分である緑色発光素子ＣＬgと、この緑色発光素子ＣＬgを駆動するスイッチ素子（後述する発光素子選択スイッチＳＷ１Ｇ）を含むＴＦＴ回路部１１３Ｇとを有し、青色発光セルＣＷbは、青色発光する部分である青色発光素子ＣＬbと、この青色発光素子ＣＬbを駆動するスイッチ素子（後述する発光素子選択スイッチＳＷ１Ｂ）を含むＴＦＴ回路部１１３Ｂとを有している。なお、詳細は後述するが、これら赤色発光素子ＣＬr、緑色発光素子ＣＬgおよび青色発光素子ＣＬbの形成領域にはカラーフィルタ１０７が配置されており、この領域からは非可視光も出射されるようになっている。

受光セルＣＲは、可視光および非可視光を受光する部分である受光センサ１１１と、この受光センサ１１１を駆動するスイッチ素子（後述する受光素子選択スイッチＳＷ２）を含む受光センサ回路部１１２とを有している。受光センサ１１１は例えばフォトダイオードなどから構成され、このフォトダイオードは、例えば単結晶シリコン、多結晶シリコン（ポリシリコン）または非晶質シリコン（アモルファスシリコン）などにより構成される。ここで、本実施の形態のように可視光領域よりも長波長側の非可視光を利用する場合、受光センサ１１１は、多結晶シリコンやアモルファスシリコンよりも単結晶シリコンから構成されていることが好ましい。これは、単結晶シリコンによって受光センサ１１１を構成したほうが、受光可能な光の波長領域が広くなる（約１１００ｎｍ以下の波長領域）からである。なお、これら赤色発光素子ＣＬr、緑色発光素子ＣＬgおよび青色発光素子ＣＬbとＴＦＴ回路部１１３との接続関係、ならびにＴＦＴ回路部１１３と前述の表示信号ドライバ２３、可視光発光用スキャナ２４、受光用スキャナ３１および受光信号レシーバ３２との接続関係の詳細は後述（図４）する。

ここで、これら赤色発光素子ＣＬr、緑色発光素子ＣＬgおよび青色発光素子ＣＬbは、本発明における「液晶素子」の一具体例に対応し、受光センサ１１１は本発明における「受光素子」の一具体例に対応する。

図３は、図２におけるＡ−Ａ部分の矢視断面図であり、表示部１の断面構成の一例を表したものである。この表示部１は、光源１００と、各発光素子（赤色発光素子ＣＬr、緑色発光素子ＣＬgおよび青色発光素子ＣＬb）ならびに受光素子（受光センサ１１１）を構成する積層構造とから構成されている。この積層構造は、具体的には光源１００側から、偏光板１０１Ａと、ガラス基板１０２Ａと、回路部１０３と、絶縁層１０４と、透明画素電極１０５Ａと、液晶層１０６と、透明電極１０５Ｂと、カラーフィルタ１０７と、ブラックマトリクス１０９と、ガラス基板１０２Ｂと、偏光板１０１Ｂとから構成されている。すなわち、これら各発光素子は液晶素子から構成され、互いに対向するガラス基板１０２Ａ，１０２Ｂの間に液晶層１０６を設けた構成となっている。

光源１００は、可視光領域および非可視光領域の光を上記した液晶素子へ向けて発するバックライトである。また、ガラス基板１０２Ａ，１０２Ｂは、いずれもガラス材料からなる透明基板である。ただし、これら１０２Ａ，１０２Ｂをガラス材料の代わりに、透明なプラスチック材料などから構成してもよい。なお、これらガラス基板１０２Ａ，１０２Ｂが、本発明における「一対の透明基板」の一具体例である。

回路部１０３は、図２に示したＴＦＴ回路部１１３や受光センサ１１１、受光センサ回路部１１２に対応する部分であり、各透明画素電極１０５Ａと電気的に接続されている。また、透明画素電極１０５Ａは各発光セルＣＷr，ＣＷg，ＣＷbに配置されており、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide；酸化インジウムスズ））などの透明材料から構成される。一方、透明電極１０５Ｂは透明電極１０５Ａと対向する共通電極であり、透明電極１０５Ａと同様に例えばＩＴＯなどの透明材料から構成される。また、絶縁層１０４は、各回路部１０３の間に形成されている。このような構成により、これら透明電極１０５Ａ，１０５Ｂ間に表示データに応じた電圧が印加され、光源１００からのバックライト光ＬＯのうちの可視光Ｌrgbが、液晶層１０６において変調されるようになっている。

カラーフィルタ１０７は、表示面１０側のガラス基板１０２Ｂ上において、各発光セル（赤色発光セルＣＷr、緑色発光セルＣＷgおよび青色発光セルＣＷb）に対応する領域に配置されており、液晶層１０６を透過したバックライト光ＬＯのうち、自己の発光色に対応する波長領域の可視光（赤色光Ｌr、緑色光Ｌgまたは青色光Ｌb）と、非可視光ＬIRとを選択的に透過させるものである。なお、受光セルＣＲに対応する領域には、カラーフィルタ１０７は配置されないようになっている。

ブラックマトリクス１０９は、各発光セルおよび各受光セルの間に配置されており、光源１００からのバックライト光ＬＯを遮断して表示面１０側に出射しないようにするものである。

このようにして、光源１００からのバックライト光ＬＯがカラーフィルタ１０７を透過することにより、各発光セルからは可視光Ｌrgbおよび非可視光ＬIR、すなわち、赤色発光セルＣＷrからは赤色光Ｌr（可視光）および非可視光ＬIRが、緑色発光セルＣＷgからは緑色光Ｌg（可視光）および非可視光ＬIRが、青色発光セルＣＷbからは青色光Ｌb（可視光）および非可視光ＬIRが、それぞれ出射されるようになっている。一方、受光セルＣＲ上にはカラーフィルタ１０７が配置されていないため、この受光セルＣＲでは可視光Ｌrgbおよび非可視光ＬIRが受光されるようになっている。

したがって、各発光セルにおける可視光Ｌrgbおよび非可視光ＬIRの発光スペクトルは、例えば図４（Ａ）〜（Ｃ）に示したようになる。すなわち、青色発光セルＣＷbでは、例えば図４（Ａ）に示したように、しきい値波長Ｗ１よりも短波長側である可視光領域側において青色発光スペクトルＰbが観測される一方、このしきい値波長Ｗ１よりも長波長側である非可視光領域には、非可視光発光スペクトルＰIRが観測されるようになっている。また、緑色発光セルＣＷgでは、例えば図４（Ｂ）に示したように、しきい値波長Ｗ１よりも短波長側である可視光領域側において緑色発光スペクトルＰgが観測される一方、このしきい値波長Ｗ１よりも長波長側である非可視光領域には、非可視光発光スペクトルＰIRが観測されるようになっている。また、赤色発光セルＣＷrでは、例えば図４（Ｃ）に示したように、しきい値波長Ｗ１よりも短波長側である可視光領域側において赤色発光スペクトルＰrが観測される一方、このしきい値波長Ｗ１よりも長波長側である非可視光領域には、非可視光発光スペクトルＰIRが観測されるようになっている。

図５は、各画素１１における発光受光セルＣＷＲの回路構成の一例を表したものである。この発光受光セルＣＷＲは、前述のように、赤色発光セルＣＷr、緑色発光セルＣＷgおよび青色発光セルＣＷbからなる発光セルＣＷと、受光セルＣＲとを有している。このうち、発光セルＣＷには、表示信号ドライバ２３に接続された表示データ供給線ＤＷと、可視光発光用スキャナ２４に接続された発光用ゲート線ＧＷとが接続されている。具体的には、赤色発光セルＣＷrには表示データ供給線ＤＷrと発光用ゲート線ＧＷとが、緑色発光セルＣＷgには表示データ供給線ＤＷgと発光用ゲート線ＧＷとが、青色発光セルＣＷbには表示データ供給線ＤＷbと発光用ゲート線ＧＷとが、それぞれ接続されている。一方、受光セルＣＲには、受光用スキャナ３１に接続された受光用ゲート線ＧＲと受光信号レシーバ３２に接続されたデータ読み出し線ＤＲとが接続されている。

赤色発光セルＣＷrは、前述の赤色発光素子ＣＬrと、前述のＴＦＴ回路部１１３Ｒ内に設けられた発光素子選択スイッチＳＷ１Ｒとを有している。緑色発光セルＣＷgは、前述の緑色発光セルＣＬgと、前述のＴＦＴ回路部１１３Ｇ内に設けられた発光素子選択スイッチＳＷ１Ｇとを有している。青色発光セルＣＷbは、前述の青色発光素子ＣＬbと、前述のＴＦＴ回路部１１３Ｂ内に設けられた発光素子選択スイッチＳＷ１Ｂとを有している。また、受光セルＣＲは、前述の受光素子としての受光センサ１１１（図５に示した例では、フォトダイオード）と、前述の受光センサ回路部１１２内に設けられた受光素子選択スイッチＳＷ２とを有している。なお、これら発光素子選択スイッチＳＷ１Ｒ，ＳＷ１Ｇ，ＳＷ１Ｂは、いずれも例えばＴＦＴなどのスイッチ素子から構成されており、受光センサ１１１等と同一の透明基板（ここでは、ガラス基板１０２Ａ）上に形成されている。

発光素子選択スイッチＳＷ１Ｒ，ＳＷ１Ｇ，ＳＷ１Ｂはそれぞれ、発光用ゲート線ＧＷによってそのオンオフ動作が制御されるようになっている。また、発光素子選択スイッチＳＷ１Ｒの一端は表示データ供給線ＤＷrに接続され、その他端は赤色発光素子ＣＬrの一端（具体的には、前述の透明画素電極１０５Ａ）に接続され、赤色発光素子ＣＬrの他端（具体的には、前述の透明電極１０５Ｂ）は接地されている。同様に、発光素子選択スイッチＳＷ１Ｇの一端は表示データ供給線ＤＷgに接続され、その他端は緑色発光素子ＣＬgの一端に接続され、緑色発光素子ＣＬgの他端は接地されている。発光素子選択スイッチＳＷ１Ｂの一端は表示データ供給線ＤＷbに接続され、その他端は青色発光素子ＣＬbの一端に接続され、青色発光素子ＣＬbの他端は接地されている。一方、受光素子選択スイッチＳＷ２は受光用ゲート線ＧＲによってそのオンオフ動作が制御されるようになっており、その一端はデータ読出線ＤＲに接続され、その他端は受光センサ１１１の一端に接続され、受光センサ１１１の他端は接地または正バイアス点（図示せず）に接続されている。

このような回路構成により発光受光セルＣＷＲでは、以下のような発光動作および受光動作がなされる。

まず、可視光Ｌrgbの発光動作時には、発光用ゲート線ＧＷから供給される発光用選択信号に応じて、１水平ライン分の発光素子選択スイッチＳＷ１Ｒ，ＳＷ１Ｇ，ＳＷ１Ｂがそれぞれオン状態となる。そして各表示信号に応じた輝度の発光となるよう、表示データ供給線ＤＷr，ＤＷg，ＤＷbからそれぞれＩ１r，Ｉ１g，Ｉ１bの経路にて、赤色発光素子ＣＬr、緑色発光素子ＣＬgおよび青色発光素子ＣＬbが充電されることで、これら発光素子はそれぞれ、各発光色に対応すると共に各表示信号に応じた輝度からなる発光動作を行うようになっている。

これに対して、非可視光ＬIRの発光動作については、光源１００から発せられた非可視光ＬIRが、表示データの内容によらず、表示面（各発光セルＣＷr，ＣＷg，ＣＷb）内の液晶素子（赤色発光素子ＣＬr、緑色発光素子ＣＬgまたは青色発光素子ＣＬb）を常に透過して出射するため、各発光素子は、一定の輝度からなる非可視光ＬIRの発光動作を行うようになっている。

一方、受光動作時には、受光用ゲート線ＧＲから供給される受光用選択信号に応じて、１水平ライン分の受光素子選択スイッチＳＷ２がオン状態となり、受光センサ１１１において受光した光量に応じた電流がＩ２の経路にてデータ読出線ＤＲへ供給されることで、可視光Ｌrgbおよび非可視光ＬIRの受光動作を行うようになっている。

なお、非可視光ＬIRの発光動作および受光動作のいずれの動作も行っていないときには、発光素子選択スイッチＳＷ１Ｒ，ＳＷ１Ｇ，ＳＷ１Ｂおよび受光素子選択スイッチＳＷ２のいずれのスイッチもオフ状態となっており、表示データ供給線ＤＷr，ＤＷg，ＤＷbと赤色発光素子ＣＬr、緑色発光素子ＣＬgまたは青色発光素子ＣＬbとの間の接続、ならびにデータ読出線ＤＲと受光センサ１１１との間の接続は、いずれも切断されるようになっている。

次に、以上のような構成からなる液晶表示装置において、表示部１の表示面１０に接触あるいは近接する物体（検出対象物体）を検出する処理を、黒表示状態の場合とそれ以外の通常表示状態の場合とに分けて説明する。

まず、図６〜図８を参照して、検出対象物体を検出する処理の概要について説明する。ここで図６は、通常表示状態のときに検出対象物体を線順次動作で検出する処理の一例を表したものである。一方、図７は、黒表示状態のときの表示部１の状況を断面図で表したものであり、図８は、同じく黒表示状態のときに検出対象物体を線順次動作で検出する処理の一例を表したものである。なお、黒表示状態とは、通常、表示部１の画素１１から可視光Ｌrgbが出射されていない状態を意味するが、ここでは説明のために、表示部１に表示されている映像が、全ての画素１１にわたって黒表示である状態を示すものとする。また、図６および図８に示した１マスは、表示部１における画素１１を表している。

まず、図６を参照して、通常表示状態の場合について説明する。

図６（Ａ）に示したように、非可視光発光素子ＣＬIRからは前述のように常に一定の輝度からなる非可視光ＬIRが出射されることから、表示部１における各画素１１は常に非可視光発光領域５１となっている。

ここで、図６（Ｂ），（Ｃ）に示したように、前述の１水平ライン分の可視光発光素子ＣＬrgbの発光動作（可視光発光領域５２の領域）、および１水平ライン分の受光センサ１１１の受光動作（受光領域５３の領域）が、それぞれ矢印Ｘのように同期して線順次動作（それぞれ、線順次発光動作および線順次受光動作）を行うことで、表示部１全体にわたってそれぞれ、映像の表示（可視光Ｌrgbの出射）ならびに可視光Ｌrgbおよび非可視光ＬIRの受光が可能となる。そして、例えば表示部１に指などの検出対象物体１２が接触あるいは近接すると、可視光発光領域５２から出射された可視光Ｌrgbおよび非可視光発光領域５１から出射された非可視光ＬIRが、それぞれこの検出対象物体１２で反射される。ここで、この可視光Ｌrgbまたは非可視光ＬIRを出射した画素と位置が近い画素（例えば、図６（Ｂ）の符号Ｐ３で示した水平ラインの画素）には、この検出対象物体１２での反射光が入射する一方、位置が遠い画素（例えば、図６（Ｃ）の符号Ｐ６で示した水平ラインの画素）には、この検出対象物体１２での反射光は入射しない。したがって、ある検出対象物体１２の近傍に位置する受光センサ１１１からは受光信号が検出される一方、それ以外の領域からは受光信号が検出されないことから、この検出対象物体１２が表示部１のどの位置に存在するのかが検知できる。

このようにして、１水平ラインが線順次発光動作すると共にその可視光Ｌrgbまたは非可視光ＬIRの出射光による反射光を線順次受光動作することにより、表示部１全体が発光領域になると共に受光領域となり、ある画像データが表示部１全体に渡って表示されることに加え、受光センサ１１１から検出された受光信号により、ある検出対象物体１２が表示部１の近傍に存在するかどうか、そして存在する場合はその位置が検出される。

また、黒表示状態の場合には、上記のように全ての画素１１で黒表示となることから、図７に示したように、光源１００から出射されたバックライト光ＬＯのうちの可視光（赤色光Ｌr，Ｌg，Ｌb）は、各発光セルＣＷr，ＣＷg，ＣＷbにおいて、液晶層１０６で変調されたのち、偏光板１０１Ｂで遮断される。一方、各発光セルＣＷr，ＣＷg，ＣＷbにおいて、前述のように、光源１００から出射されたバックライト光ＬＯのうちの非可視光ＬIRは、液晶層１０６で変調されずに偏光板１０１Ｂを透過するため、常に一定の輝度からなる非可視光ＬIRが出射される。したがって、このような黒表示状態のときでも、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、この非可視光領域５１から出射された非可視光ＬIRを用いることで、図６に示した通常表示状態の場合と同様にして、検出対象物体１２の位置が検出される。このようにして、表示部１の表示状態、すなわち画像データに応じた輝度変化の影響や、さらに例えば周囲の状況（明るい場合や暗い場合など）など、そのときの使用状況の影響を受けることなく、検出対象物体１２の位置が検出される。

次に、図９を参照して、図１の液晶表示装置において検出対象物体１２を検出する処理の詳細を、やはり通常表示状態の場合と黒表示状態の場合とに分けて説明する。ここで図９は、図１の液晶表示装置において検出対象物体１２を検出する処理をタイミング図で表したものであり、（Ａ）は表示データ供給線ＤＷiを、（Ｂ）は各発光受光セルＣＷＲiから出射される非可視光ＬIRを、（Ｃ）は１〜ｎ番目の水平ラインの発光用ゲート線ＧＷ（ＧＷ1〜ＧＷn）を、（Ｄ）は１〜ｎ番目の水平ラインの受光用ゲート線ＧＲ（ＧＲ1〜ＧＲn）を、（Ｅ）は１〜ｎ番目の水平ラインにおける１垂直ライン分の発光受光セルＣＷＲi（ＣＷＲi1〜ＣＷＲin）を、（Ｆ）は各発光受光セルＣＷＲiに接続されたデータ読出線ＤＲiを、それぞれ示している。また、図９において位置を表す符号であるｉ，ｊ，ｎ，ｍは、ある自然数を表している。

また、図９において、横軸は時間を表し、垂直期間ＴＨ１，ＴＨｍは表示部１の画面全体分スキャンするのに要する時間、つまり可視光発光用スキャナ２４および受光用スキャナ３１がそれぞれ、ＧＷ1〜ＧＷnまでおよびＧＲ1〜ＧＲnまでスキャンする時間を表すものである。また、検出対象物体１２は表示部１における発光受光セルＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)付近にあるものとし、これに対応する期間、つまり垂直期間ＴＨ１においてはタイミングｔ３〜ｔ６の期間（受光信号検出期間ＴＦ１）において、同様に垂直期間ＴＨｍにおいては受光信号検出期間ＴＦｍにおいて受光信号が検出されるものとする。一方、縦軸は上記の（Ａ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｆ）に示した各信号の各タイミングにおける電圧を表している。ここで、（Ａ）に示した表示データ供給線ＤＷiの信号は、各画素１１において任意の輝度に対応する表示データであり、垂直期間ＴＨ１では通常表示状態、垂直期間ＴＨｍでは黒表示状態であることを表している。また、（Ｂ）に示したのは、各発光受光セルＣＷＲiから出射される非可視光ＬIRの強度（光量）を表している。また、（Ｅ）に示したのは、各発光受光セルＣＷＲiにおける可視光Ｌrgbの発光と可視光Ｌrgbおよび非可視光ＬIRの受光とを行う発光受光期間ＴＲＷ、ならびに可視光Ｌrgbの発光期間ＴＷを表すものである。

なお、図９に示した処理は、可視光発光用スキャナ２４による発光動作のスキャンおよび受光用スキャナ３１による受光動作のスキャンが同じタイミングで同一の水平ラインによって線順次動作していく例であるが、可視光Ｌrgbの発光動作スキャンおよび受光動作スキャンは、独立して動作することが可能である。また、（Ｆ）に示したデータ読出線ＤＲiの信号は、アナログデータとして受光信号保持部３３に格納される例であるが、前述のようにデジタルデータとして受光信号保持部３３に格納するように構成することも可能である。

まず、通常表示状態の場合（垂直期間ＴＨ１）について説明する。

タイミングｔ０〜ｔ１では、全ての発光用ゲート線ＧＷおよび受光用ゲート線ＧＲに選択信号が供給されず、各発光受光セルＣＷＲiにおける発光素子選択スイッチＳＷ１および受光素子選択スイッチＳＷ２は、いずれもオフ状態となる。したがって、表示データ供給線ＤＷr，ＤＷg，ＤＷbと赤色発光素子ＣＬ、緑色発光素子ＣＬgまたは青色発光素子ＣＬbとの間の接続、ならびにデータ読出線ＤＲと受光センサ１１１との間の接続は切断され、各発光受光セルＣＷＲiにおいて、可視光Ｌrgbの発光動作が停止状態となる。一方、これら各発光受光セルＣＷＲiでは、図９（Ｂ）に示したように、一定の輝度からなる非可視光ＬIRが出射される。

次にタイミングｔ１〜ｔ２において、発光用ゲート線ＧＷ1および受光用ゲート線ＧＲ1には発光用選択信号および受光用選択信号が供給され、これらのゲート線が接続された発光受光セルＣＷＲ11，ＣＷＲ21，…，ＣＷＲm1における発光素子選択スイッチＳＷ１および受光素子選択スイッチＳＷ２が、一斉にオン状態となる。またこのとき、図９中に発光受光期間ＴＲＷで示したように、各発光受光セルＣＷＲiにおいて、各発光素子ＣＬr，ＣＬg，ＣＬbが表示データ供給線ＤＷiの信号に応じた輝度の発光動作を行うと共に、受光センサ１１１において受光された光量に応じた電流がデータ読出線ＤＲiへ供給されることで、受光動作がなされる。なお、この期間（タイミングｔ１〜ｔ２）では、検出対象物体１２による受光信号が検出されないことから、データ読出線ＤＲiからも出力信号は出力されない。

また、タイミングｔ２以降も同様にして、発光用ゲート線ＧＷ2および受光用ゲート線ＧＲ2，発光用ゲート線ＧＷ3および受光用ゲート線ＧＲ3，…と、線順次に発光動作および受光動作が行われるが、やはり検出対象物体１２による受光信号が検出されないので、データ読出線ＤＲiからは出力信号が出力されない。なお、各発光受光セルＣＷＲiとも、発光受光期間ＴＲＷが終了した後は、ある一定期間、発光動作期間ＴＷが保持される。

タイミングｔ３〜ｔ６において、検出対象物体１２からの反射光が、各発光受光セルＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)において受光されると、受光した光量に応じた電流が電圧に変換され、データ読出線ＤＲiへ出力される（受光信号検出期間ＴＦ１）。なお、この場合、各発光受光セルＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)では、自己の発光動作に基づく反射光、および非可視光発光セルＣＷIRからの出射光による反射光の両者が受光されることとなるので、データ読出線ＤＲiへ出力される信号は、表示データ供給線ＤＷiにおける信号および非可視光ＬIRの強度に応じた値となる。

タイミングｔ６〜７も、タイミングｔ１〜ｔ３と同様に、発光用ゲート線ＧＷj+2および受光用ゲート線ＧＲj+2，発光用ゲート線ＧＷj+3および受光用ゲート線ＧＲj+3，…，発光用ゲート線ＧＷnおよび受光用ゲート線ＧＲnと、線順次に発光動作および受光動作が行われるが、やはり検出対象物体１２による受光信号が検出されないので、データ読出線ＤＲiからは出力信号が出力されない。

このようにして、垂直期間ＴＨ１において、発光受光セルＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)付近の位置に検出対象物体１２が存在すると検出することできる。

一方、黒表示状態の場合（垂直期間ＴＨｍ）のときも、基本的には通常表示状態の場合（垂直期間ＴＨ１）と同様に動作する。つまり、各発光受光セルＣＷＲiにおいて、各発光素子ＣＬr，ＣＬg，ＣＬbが発光動作を行うと共に、受光センサ１１１において受光された光量に応じた電流がデータ読出線ＤＲiへ供給され、受光動作がなされる。ただし、この黒表示状態では、表示データ供給線ＤＷiの信号に応じた輝度がほぼ０であることから、受光センサ１１１では、非可視光ＬIRによる反射光のみが受光される。つまり、各発光受光セルＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)は、非可視光ＬIRによる反射光のみを受光することになるので、データ読出線ＤＲiへ出力される信号は、非可視光ＬIRにおける強度に応じた値となる。このようにして、黒表示状態の垂直期間ＴＨｍにおいても、受光信号検出期間ＴＦｍにおいてデータ読出線ＤＲiから出力信号が出力され、やはり発光受光セルＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)付近の位置に検出対象物体１２が存在すると検出される。

このようにして本実施の形態の液晶表示装置では、光源１００から、可視光Ｌrgbおよび非可視光ＬIRを含むバックライト光ＬＯが発せられる。また、表示面１０内に配置された赤色発光素子ＣＬr、緑色発光素子ＣＬgおよび青色発光素子ＣＬb（液晶素子）において、表示信号ドライバ２３および可視光発光スキャナ２４による表示駆動により、光源１００からの可視光Ｌrgbが表示データ（画像データ）に基づいて変調され、表示光として表示面１０から出射する。一方、光源１００からの非可視光ＬIRは、表示面１０内の赤色発光素子ＣＬr、緑色発光素子ＣＬgおよび青色発光素子ＣＬb（液晶素子）を透過し、表示面１０から出射する。このとき、表示面１０に検出対象物体１２が接触または近接していると、表示面１０から出射した非可視光ＬIRがこの検出対象物体１２で反射され、受光用スキャナ３１による受光駆動により、表示面１０内に配置された受光センサ１１１によって検出光として検出される。そしてこの受光センサ１１１から得られた受光信号に基づき、検出対象物体１２が検出される。このようにして、上記検出光は非可視光ＬIRを含むものであることから、表示面１０の表示状態、すなわち画像データに応じた輝度変化の影響や、さらに例えば周囲の状況（明るい場合や暗い場合など）など、そのときの使用状況の影響を受けることなく検出光が検出される。

また、例えばタッチパネルなどの部品を別途設ける必要もないので、簡易な構成で実現される。

さらに、本実施の形態の液晶表示装置では、図３および図７に示したように、表示面１０内に配置された赤色発光素子ＣＬr（赤色発光セルＣＷr内に配置）、緑色発光素子ＣＬg（緑色発光セルＣＷg内に配置）および青色発光素子ＣＬb（青色発光セルＣＷb内に配置）（液晶素子）において、光源１００からの非可視光ＬIRが透過して出射している。したがって、例えば図１０に断面図で示した比較例に係る液晶表示装置２００のように、光源１００からのバックライト光ＬＯが、可視光発光セルＣＷrgb（赤色発光セルＣＷr、緑色発光セルＣＷgおよび青色発光セルＣＷb）においては可視光選択透過フィルタ２０７によって可視光Ｌrgb（赤色光Ｌr、緑色光Ｌgおよび青色光Ｌb）が選択的に出射されると共に、非可視光発光セルＣＷIRにおいては非可視光選択透過フィルタ２０８によって非可視光ＬIRが選択的に出射されることにより、光源１００からの非可視光ＬIRが表示面１０の一部の領域（非可視光専用の出射領域である非可視光発光セルＣＷIR）のみから出射する場合と比べ、光源１００から発せられる非可視光ＬIRの利用効率が向上する。

以上のように、本実施の形態によれば、非可視光ＬIRを表示面１０から出射すると共に検出対象物体１２で反射された非可視光ＬIRを表示面１０上で検出光として検出し、この非可視光ＬIRの検出光に基づいて検出対象物体１２を検出するようにしたので、そのときの使用状況の影響を受けることなく、確実に検出対象物体１２を検出することができる。また、このような検出対象物体１２の位置などを検出するうえで、例えばタッチパネルなどの部品を別途設ける必要もないので、簡易な構成で実現することができる。さらに、光源１００からの非可視光ＬIRが表示面１０を透過して出射するようにしたので、光源１００から発せられる非可視光ＬIRの利用効率を向上させることができる。よって、消費電力の過大な増加を招くことなく、使用状況によらずに簡易な構成で確実に物体の検出を行うことが可能となる。

また、受光セルＣＲ内の受光センサ１１１が、非可視光ＬIRだけではなく可視光Ｌrgbをも受光するようにしたので、本実施の形態で説明してきた物体の検出処理に加え、例えば画像の取り込み処理を行うことができ、例えばスキャナとして利用することも可能となる。

また、発光セルＣＷにおいて、常に一定の輝度で非可視光ＬIRを出射するようにしたので、各可視光発光セルＣＷr，ＣＷg，ＣＷbや受光セルＣＲに設けられているような選択スイッチが不要となり、発光受光セルＣＷＲの構成を簡素化することが可能となる。

なお、本実施の形態では、図２に示したように、画素１１内において、各発光セルＣＷr，ＣＷg，ＣＷbおよび受光セルＣＲが並列配置されている場合の例について説明してきたが、例えば図１１に示した画素１１Ａのように、画素１１Ａ内において、受光セルＣＲを各発光セルＣＷr，ＣＷg，ＣＷbの下部や上部に配置するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、受光センサ１１１が非可視光ＬIRおよび可視光Ｌrgbの両者を受光する場合について説明してきたが、例えば図１２（Ａ）に示した画素１１Ｂのように、非可視光ＬIRを選択的に透過する非可視光選択透過フィルタ１０８を受光センサ１１１に対応する領域に配置し、受光センサ１１１が非可視光ＬIRのみを受光するようにしてもよい。このように構成した場合、可視光Ｌrgbの影響を取り除くことができるので、より確実に検出対象物体１２を検出することができる。また、例えば図１２（Ｂ）に示した画素１１Ｃのように、受光セルＣＲ内に受光センサを複数（この場合、２つ）設け、非可視光ＬIRおよび可視光Ｌrgbの両者を受光する受光センサ１１１Ａと、非可視光ＬIRのみを受光する受光センサ１１１Ｂとに区別し、これら受光センサ１１１Ａ，１１１Ｂを切り換えて受光駆動するようにしてもよい。このように構成した場合、例えば本実施の形態で説明したような検出対象物体１２の検出処理と、前述の映像取り込み処理とを、自由に切り換えることが可能となる。なお、受光センサ１１１Ａ上に、可視光Ｌrgbを選択的に透過する可視光選択透過フィルタ（図示せず）を設け、受光センサ１１１Ａが可視光Ｌrgbのみを受光するようにしてもよい。この場合の受光センサ１１１Ａが、本発明における「第１受光素子」の一具体例に対応し、受光センサ１１１Ｂが、本発明における「第２受光素子」の一具体例に対応する。

また、可視光発光用スキャナ２４に対して受光用スキャナ３１が間引いて（２本おきや３本おきに）駆動するようにしてもよい。そのように構成した場合、本実施の形態における効果に加え、受光信号のデータ量を削減することで受光側の回路（受光用スキャナ３１、受光信号レシーバ３２、受光信号保持部３３）を簡素化することができ、また、低消費電力化を図ることも可能となる。よって、特に接触あるいは近接する物体の検出位置の精度よりも回路構成の簡素化および低消費電力化を図りたい場合には有効である。

また、複数の発光セルＣＷr，ＣＷg，ＣＷbが出射した光を複数の受光セルＣＲが受光し、それらの受光信号を加算して１つの受光信号として出力するようにしてもよい。そのように構成した場合、本実施の形態における効果に加え、受光信号のデータ量を削減することで受光側の回路（受光用スキャナ３１、受光信号レシーバ３２および受光信号保持部３３）を簡素化することができ、また、低消費電力化を図ることも可能となる。またその場合、複数の受光信号を加算し、１つの受光信号として受光信号レシーバ３２に出力することになるので、出力信号量を上げてＳ／Ｎ比を向上させ、検出感度を上げることも可能となる。

また、各発光セルＣＷr，ＣＷg，ＣＷbに対して受光セルＣＲの配置自体を間引くように構成にしてもよい。そのように構成した場合、本実施の形態における効果に加え、受光信号のデータ量を削減することで受光側の回路（受光用スキャナ３１、受光信号レシーバ３２、受光信号保持部３３）を簡素化することができ、また、低消費電力化を図ることも可能となる。また逆に、各発光セルＣＷr，ＣＷg，ＣＷbに対して複数の受光セルＣＲを配置するようにしてもよい。そのように構成した場合、本実施の形態における効果に加え、接触あるいは近接する物体をより精度良く位置検出することが可能となる。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態では、受光された受光信号に基づいて、表示部１における検出対象物体１２の位置を検出する場合について説明してきたが、この受光信号に基づいて、検出対象物体１２の位置および大きさのうちの少なくとも一方を検出するようにしてもよく、また、同時に配置された複数の検出対象物体を検出することも可能である。

また、上記実施の形態では、カラーフィルタ１０７が、表示面１０側のガラス基板１０２Ｂ上において、各発光セル（赤色発光セルＣＷr、緑色発光セルＣＷgおよび青色発光セルＣＷb）に対応する領域に配置されている場合（表示部１）について説明したが、例えば図１３に示した表示部１Ａのように、透明電極１０５Ｂ側のガラス基板１０２Ｂと透明画素電極１０５Ａ側のガラス基板１０２Ａとを、液晶層１０６に対して上下逆となるように配置すると共に、カラーフィルタ１０７が、表示面１０とは反対側（光源１００側）のガラス基板１０２Ｂ上において、各発光セルに対応する領域に配置されているようにしてもよい。また、このようなカラーフィルタ１０７を、一対のガラス基板１０２Ａ，１０２Ｂのうちの両方の基板上に配置するようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、各発光セルＣＷr，ＣＷg，ＣＷbから常に一定の輝度で非可視光ＬIRを出射する場合について説明してきたが、常に一定輝度とするのではなく、例えば所定の周期をなすパルス波形状に出射するように構成してもよい。このように構成した場合、上記実施の形態における効果に加え、低消費電力化を図ることが可能となる。

また、上記実施の形態で説明した可視光Ｌrgbおよび非可視光ＬIRを出射することが可能な光源１００の代わりに、可視光Ｌrgbを出射することが可能な光源（第１光源）と、非可視光ＬIRを出射することが可能な光源（第２光源）とを、別個に設けるように構成してもよい。

また、上記実施の形態では、非可視光ＬIRを、可視光領域よりも長波長側の領域（近赤外・赤外領域）の光から構成した場合ついて説明してきたが、逆に非可視光を、可視光領域よりも短波長側の領域（紫外領域）の光から構成してもよい。

さらに、上記実施の形態では、表示部１の各画素１１（各発光素子および受光素子）が、いずれもマトリクス状に配置されて線順次動作を行う場合について説明してきたが、各画素（各発光素子および受光素子）の配置および動作方法はこれには限られず、例えば各画素（各発光素子および受光素子）を所定のセグメント状に配置するようにしてもよい。

本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の全体構成を表すブロック図である。 図１における発光受光セルの構成の一例を模式的に表す平面図である。 図１における発光受光セルの構成の一例を模式的に表す断面図である。 図３における各発光セルの発光スペクトル特性を表す特性図である。 図１における発光受光セルの構成の一例を表す回路図である。 通常表示状態のときに検出対象物体を線順次動作で検出する処理の一例を表す模式図である。 黒表示状態のときの発光受光セルの構成の一例を模式的に表す断面図である。 黒表示のときに検出対象物体を線順次動作で検出する処理の一例を表す模式図である。 検出対象物体を線順次動作で検出する処理の一例を表すタイミング図である。 比較例に係る液晶表示装置における発光受光セルの構成の一例を模式的に表す断面図である。 発光受光セルの構成の他の例を模式的に表す平面図である。 発光受光セルの構成の他の例を模式的に表す平面図である。 発光受光セルの構成の他の例を模式的に表す断面図である。

符号の説明

１，１Ａ…表示部、１００…光源、１０１Ａ，１０１Ｂ…偏光板、１０２Ａ，１０２Ｂ…ガラス基板、１０３…回路部、１０４…絶縁層、１０５Ａ…透明画素電極、１０５Ｂ…透明電極、１０６…液晶層、１０７…カラーフィルタ、１０８…非可視光選択透過フィルタ、１０９…ブラックマトリクス、１０…表示面、１１，１１Ａ〜１１Ｃ…画素、１１１…受光センサ、１１２…受光センサ回路部、１１３…ＴＦＴ回路部、１２…検出対象物体、２１…表示信号生成部、２２…表示信号保持制御部、２３…表示信号ドライバ、２４…可視光発光用スキャナ、３１…受光用スキャナ、３２…受光信号レシーバ、３３…受光信保持部、３４…位置検出部、４１…発光タイミング制御信号、４２…受光タイミング制御信号、４３…受光ブロック制御信号、５１…非可視光発光領域、５２…可視光発光領域、５３…受光領域、ＣＷＲ…発光受光セル、ＣＷ…発光セル、ＣＷr…赤色発光セル、ＣＷg…緑色発光セル、ＣＷb…青色発光セル、ＣＲ…受光セル、ＧＷ…発光用ゲート線、ＧＲ…受光用ゲート線、ＤＷ，ＤＷr，ＤＷg，ＤＷb…表示データ供給線、ＤＲ…データ読出線、ＣＬr…赤色発光素子、ＣＬg…緑色発光素子、ＣＬb…青色発光素子、ＳＷ１Ｒ，ＳＷ１Ｇ，ＳＷ１Ｂ…発光素子選択スイッチ、ＳＷ２…受光素子選択スイッチ、Ｉ１r，Ｉ１g，Ｉ１b，…表示信号電流路、Ｉ２…受光信号電流路、Ｃr，Ｃg，Ｃb…キャパシタ、Ｘ…スキャン方向、Ｐ３，Ｐ６…スキャン中のラインの位置、ＴＨ１，ＴＨｍ…垂直期間、ＴＲＷ…発光受光期間、ＴＷ…発光期間、ＴＦ１，ＴＦｍ…受光信号検出期間、ｔ１〜ｔ１１…タイミング、ＬＯ…バックライト光（白色光）、Ｌrgb…可視光、Ｌr…赤色光、Ｌg…緑色光、Ｌb…青色光、ＬIR…非可視光、Ｐr…赤色発光スペクトル、Ｐg…緑色発光スペクトル、Ｐb…青色発光スペクトル、ＰIR…非可視光発光スペクトル。

Claims (12)

1. 可視光領域および非可視光領域の光を発する光源と、
   表示面内に配置され、前記光源からの可視光領域の光を画像データに基づいて変調すると共に、前記光源からの非可視光領域の光を透過させる複数の液晶素子と、
   前記表示面内に配置され、非可視光領域の光を受光する複数の受光素子と、
   前記表示面から可視光領域の光が表示光として出射するように、前記画像データに基づいて前記液晶素子を表示駆動する表示駆動手段と、
   前記表示面から出射して検出対象物体で反射された非可視光領域の光を検出光として前記表示面上で検出するように、前記受光素子を受光駆動する受光駆動手段と、
   前記受光素子から得られた受光信号に基づいて前記検出対象物体を検出する検出手段と
   を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記検出光に基づいて、前記検出対象物体の位置および大きさのうち少なくとも一方を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記検出光に基づいて、複数の検出対象物体を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記液晶素子および前記受光素子はそれぞれ、前記表示面内にマトリクス状に配置され、
   前記表示駆動手段は、線順次表示動作を行うように前記液晶素子を発光駆動し、
   前記受光駆動手段は、線順次受光動作を行うように前記受光素子を受光駆動する
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記受光駆動手段は、前記液晶素子の線順次表示動作に同期して線順次受光動作を行うように、前記受光素子を受光駆動する
   ことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記受光素子は、さらに、可視光領域の光をも受光可能であり、
   前記受光駆動手段は、前記表示面から出射して前記検出対象物体で反射された可視光領域の光をも前記検出光として前記表示面上で検出するように、前記受光素子を受光駆動する
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記受光素子が、可視光領域の光を受光する第１受光素子と、非可視光領域の光を受光する第２受光素子とから構成され、
   前記受光駆動手段は、前記検出対象物体で反射された可視光領域の光を前記第１受光素子が受光すると共に、前記検出対象物体で反射された非可視光領域の光を前記第２受光素子が受光するように、前記第１受光素子および前記第２受光素子を受光駆動する
   ことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記受光駆動手段は、前記第１受光素子と前記第２受光素子とを切り換えて受光駆動する
   ことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記光源が、可視光領域の光を発する第１光源と、非可視光領域の光を発する第２光源とから構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
10. 前記液晶素子は、互いに対向する一対の透明基板と、これら一対の透明基板間に設けられた液晶層とを含んで構成され、
    前記表示駆動手段は、前記液晶素子を表示駆動するためのスイッチング素子を有し、
    前記受光素子および前記スイッチング素子が、同一の透明基板上に形成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
11. 前記液晶素子は、前記一対の透明基板のうちの少なくとも一方の透明基板上に、カラーフィルタを有する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
12. 前記受光素子は、単結晶シリコン、多結晶シリコン（ポリシリコン）または非晶質シリコン（アモルファスシリコン）を含んで構成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

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