JP2009222550A - Light quantity detecting circuit and electro-optical device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light quantity detection circuit and an electro-optical device for improving light detection accuracy by suitably correcting deterioration of an optical sensor due to light irradiation. <P>SOLUTION: A light quantity detection circuit includes two TFT optical sensors TFTc, TFTs using a-Si. The TFTc is connected to a diode, and one electrode connected to a gate electrode is connected to a first voltage source 11 supplying a voltage Vg1 through a resistor Rc with a node A, and the other electrode is connected to a second voltage source 12 supplying a voltage Vg0. Concerning TFTs, a source electrode is grounded, the gate electrode is connected to the node A, and a drain electrode is connected to a light detection part, the resistor Rc is higher than a resistor in turning on TFTc, and is smaller than a resistor in turning off it, and when a threshold voltage of TFTs is Vth, Vg1>Vg0+Vth is satisfied. In light quantity detection, a positive bias voltage Vg0+Vth is applied on the gate electrode of TFTs, and external light is shaded on TFTc with a dimming means 15. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光照射による光センサの劣化を適性に補正して光検出精度を向上させた光量
検出回路及びこれを備えた電気光学装置に関する。
The present invention relates to a light amount detection circuit in which deterioration of an optical sensor due to light irradiation is appropriately corrected to improve light detection accuracy, and an electro-optical device including the same.

表示装置の見やすさは外光の明るさによって変化するため、従来から外光の明るさを検
知して表示装置の明るさを制御することが行われている。このような外光の明るさを検知
する光センサとして、下記特許文献1及び2に開示されているように、アモルファス−S
i(以下「a−Si」という。)を使用した薄膜トランジスタ(以下、「TFT」という
)の漏れ電流が受光量に比例することを利用し、この漏れ電流で電圧検出用コンデンサに
電荷を充電あるいは放電させ、当該コンデンサの両端間の電圧変化を監視することによっ
て光量を検出する装置が知られている。また、このTFT光センサを表示装置の製造工程
において同時に作製し、表示装置内にTFT光センサを一体に組み込むことも行われてい
る(下記特許文献1参照)。
Since the visibility of the display device varies depending on the brightness of the external light, conventionally, the brightness of the display device is controlled by detecting the brightness of the external light. As an optical sensor for detecting the brightness of such outside light, as disclosed in Patent Documents 1 and 2 below, amorphous-S
Utilizing the fact that the leakage current of a thin film transistor (hereinafter referred to as “TFT”) using i (hereinafter referred to as “a-Si”) is proportional to the amount of received light, this leakage current charges the voltage detection capacitor or Devices are known that detect the amount of light by discharging and monitoring the voltage change across the capacitor. In addition, the TFT photosensor is manufactured at the same time in the manufacturing process of the display device, and the TFT photosensor is integrated in the display device (see Patent Document 1 below).

上述のようなTFT光センサによる光量検出には、TFTのオフ電流(TFTがスイッ
チとして非導通状態となっている時の電流)の変化が利用されている。これは光の照射に
よるオフ電流の変化が大きく、センサとしてダイナミックレンジを確保することが容易な
ためである。
For the light quantity detection by the TFT photosensor as described above, a change in the off current of the TFT (current when the TFT is in a non-conducting state as a switch) is used. This is because the change in off-current due to light irradiation is large, and it is easy to secure a dynamic range as a sensor.

ところで、a−Siを使用したTFTの漏れ電流は受光量に比例するが、その感度(受
光量に対する電流値)は光に暴露されることによって低下することがわかっている。その
ため、下記特許文献1及び2に開示された光量検出回路では、この感度低下によって光量
の検出精度が低下してしまう。これを防止するために、下記特許文献3には、TFT光セ
ンサの生成方法を改良して対劣化特性を向上させるという光電変換素子が開示されている

特開2006− 29832号公報 特開2002−131719号公報 特開平9−232620号公報
By the way, it is known that the leakage current of a TFT using a-Si is proportional to the amount of received light, but its sensitivity (current value with respect to the amount of received light) is reduced by exposure to light. For this reason, in the light amount detection circuits disclosed in Patent Documents 1 and 2 below, the light amount detection accuracy decreases due to this sensitivity decrease. In order to prevent this, Patent Document 3 below discloses a photoelectric conversion element that improves the anti-deterioration characteristics by improving the generation method of the TFT photosensor.
JP 2006-29832 A JP 2002-131719 A Japanese Patent Laid-Open No. 9-232620

しかしながら、上記特許文献3に開示された光電変換素子においては、特別な製造条件
が必要となる。例えばTFTを用いた表示装置の内部に光センサを設ける必要がある。ま
た、同一装置において表示装置と光センサとを製造する場合に、表示用に適した特性とは
異なる製造プロセスを要し、当該製造プロセスが長くなったり、製造装置の頻繁な条件設
定の変更を余儀なくされたりする。
However, the photoelectric conversion element disclosed in Patent Document 3 requires special manufacturing conditions. For example, it is necessary to provide an optical sensor inside a display device using TFTs. In addition, when manufacturing a display device and an optical sensor in the same device, a manufacturing process different from the characteristics suitable for display is required, and the manufacturing process becomes longer or the condition setting of the manufacturing device is frequently changed. I will be forced.

本発明は、上述のような問題点に鑑みなされたものであって、簡単な構成の感度補正機
能を備え、かつ簡便な工程で製造することができる光量検出回路及びこの光量検出回路備
えた表示装置を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above-described problems, and includes a light amount detection circuit that has a sensitivity correction function with a simple configuration and can be manufactured in a simple process, and a display including the light amount detection circuit. The object is to provide an apparatus.

本発明の光量検出回路は、a−Siを用いたTFT光センサを備える光量検出回路にお
いて、前記a−Siを用いたTFT光センサは2個備え、
前記一方のTFT光センサは、ダイオード接続され、ゲート電極と接続された一方の電
極が抵抗を介して第1の電圧源に接続され、他方の電極が第2の電圧源に接続されており

前記他方のTFT光センサは、ソース電極が接地され、ゲート電極が前記一方のTFT
光センサの一方の電極と抵抗との接続点に接続され、ドレイン電極は検出時に流れる電流
をモニタするための光検知部に接続されており、
前記第1の抵抗の抵抗値は前記一方のTFT光センサのオン時の抵抗よりも高く、かつ
、オフ時の抵抗よりも小さく、
前記第1の電圧源の電圧をVg1、前記第2の電圧源の電圧を予め定めた正の電圧Vg
0、前記一方のTFT光センサの閾電圧をVthとしたとき、光量検出時に、Vg1>V
g0+Vthの関係を満たすようにして、前記他方のTFT光センサのゲート電極に正バ
イアス電圧Vg0+Vthが印加されるようにし、
前記一方の光センサには外光の入射を制御する調光手段が設けられ、
前記調光手段は光量検出時に前記一方の光センサを入射光から遮るように動作するよう
にしたことを特徴とする。
The light quantity detection circuit of the present invention is a light quantity detection circuit comprising a TFT photosensor using a-Si, wherein two TFT photosensors using a-Si are provided,
The one TFT photosensor is diode-connected, one electrode connected to the gate electrode is connected to the first voltage source through a resistor, and the other electrode is connected to the second voltage source,
The other TFT photosensor has a source electrode grounded and a gate electrode connected to the one TFT.
Connected to the connection point between one electrode of the optical sensor and the resistor, the drain electrode is connected to a light detection unit for monitoring the current flowing during detection,
The resistance value of the first resistor is higher than the resistance when the one TFT photosensor is on and smaller than the resistance when it is off,
The voltage of the first voltage source is Vg1, and the voltage of the second voltage source is a predetermined positive voltage Vg.
0, when the threshold voltage of the one TFT photosensor is Vth, Vg1> V when detecting the light quantity
A positive bias voltage Vg0 + Vth is applied to the gate electrode of the other TFT photosensor so as to satisfy the relationship of g0 + Vth,
The one light sensor is provided with a light control means for controlling the incidence of external light,
The dimming means operates so as to shield the one photosensor from incident light when detecting the amount of light.

本発明の光量検出回路は、光センサとしてa−Siを用いたTFTを備えているが、従
来のようなTFTのオフ電流ではなく、TFTのオン電流が光照射によって変化する現象
をセンサ機能として利用するものである。そして、本発明の光量検出回路は、このa−S
iを用いたTFT光センサの光照射による特性補償のため、a−Siを用いたTFT光セ
ンサを2個備え、一方のTFT光センサを他方のTFT光センサのゲートバイアス電圧の
補償用として使用している。
The light quantity detection circuit of the present invention includes a TFT using a-Si as an optical sensor. However, a sensor function is a phenomenon in which an on-current of a TFT is changed by light irradiation instead of a conventional TFT off-current. It is what you use. And the light quantity detection circuit of this invention is this aS.
Two TFT photosensors using a-Si are provided to compensate the characteristics of the TFT photosensor using i by light irradiation, and one TFT photosensor is used to compensate the gate bias voltage of the other TFT photosensor. is doing.

そして、本発明の光量検出回路では、第1の抵抗の抵抗値を前記一方のTFT光センサ
のオン時の抵抗よりも高く、かつ、オフ時の抵抗よりも小さくし、前記第1の電圧源の電
圧をVg1、前記第2の電圧源の電圧を予め定めた正の電圧Vg0、前記一方のTFT光
センサの閾電圧をVthとしたとき、光量検出時に、Vg1>Vg0+Vthの関係を満
たすようにしているので、前記他方のTFT光センサのゲート電極には正バイアス電圧V
g0+Vthが印加されることになる。
In the light amount detection circuit of the present invention, the resistance value of the first resistor is set to be higher than the resistance when the one TFT photosensor is on and smaller than the resistance when it is off, and the first voltage source When the light voltage is Vg1, the second voltage source voltage is a predetermined positive voltage Vg0, and the threshold voltage of the one TFT photosensor is Vth, the relationship of Vg1> Vg0 + Vth is satisfied at the time of light amount detection. Therefore, the positive bias voltage V is applied to the gate electrode of the other TFT photosensor.
g0 + Vth is applied.

一方、a−Siを用いたTFT光センサを光照射すると閾電圧Vthが変動する。しか
しながら、本発明では2個のTFT光センサとも外光に露出されるので、前記他方のTF
T光センサの閾電圧は実質的に前記一方のTFT光センサの閾電圧と同じように変動する

そのため、2個のTFT光センサのVthが共に変動しても、光量検出時には他方のTF
T光センサのゲート電極に印加される正バイアス電圧はVg0+Vthとなるから、他方
のTFT光センサには常に閾電圧を基準として一定のVg0だけ正のバイアス電圧が印加
されることになる。
On the other hand, when the TFT photosensor using a-Si is irradiated with light, the threshold voltage Vth varies. However, in the present invention, since the two TFT photosensors are exposed to outside light, the other TF is used.
The threshold voltage of the T photosensor varies substantially in the same way as the threshold voltage of the one TFT photosensor.
Therefore, even if Vth of two TFT photosensors fluctuate together, the other TF is detected at the time of light quantity detection.
Since the positive bias voltage applied to the gate electrode of the T photosensor is Vg0 + Vth, a positive bias voltage of a constant Vg0 is always applied to the other TFT photosensor with reference to the threshold voltage.

ここで、前記一方の光センサには外光の入射を制御する調光手段が設けられ、前記調光
手段は光量検出時に前記一方の光センサを入射光から遮るように動作する。また、光量非
検出時には、前記一方の光センサには、前記他方の光センサと同様に外光が照射され、前
記他方の光センサと同様の傾向で特性が変化するようになされている。この構成によって
、本発明の光量検出回路は、光量検出時に周辺の照度に依存せず、光センサの特性劣化に
応じた閾電圧Vthを印加することができるようになる。この調光手段としては、光量検
出器と併設される液晶シャッターや、マイクロマシニング構造を利用した微細メカニカル
シャッターを使用し得る。
Here, the one light sensor is provided with a light control means for controlling the incidence of external light, and the light control means operates to shield the one light sensor from the incident light when detecting the amount of light. In addition, when the amount of light is not detected, the one photosensor is irradiated with external light in the same manner as the other photosensor, and the characteristics change with the same tendency as the other photosensor. With this configuration, the light amount detection circuit of the present invention can apply the threshold voltage Vth according to the characteristic deterioration of the optical sensor without depending on the surrounding illuminance when detecting the light amount. As this light control means, a liquid crystal shutter provided with a light amount detector or a fine mechanical shutter using a micromachining structure can be used.

そのため、本発明の光量検出回路によれば、2個のa−Siを用いたTFT光センサと
もに光照射により特性に変動が生じても、他方のTFT光センサのゲート電極に印加され
る電圧は、閾電圧Vthを基準とすると常に一定のVg0だけ正のバイアス電圧となるの
で、光照射による他方のTFT光センサの特性変動は実質的に補償されたことになる。従
って、本発明の光量検出回路によれば、簡単な構成の感度補正機能でありながら、TFT
光センサの光照射による変動を正確に補正することができるようになる。
Therefore, according to the light amount detection circuit of the present invention, even if the TFT optical sensor using two a-Si has a variation in characteristics due to light irradiation, the voltage applied to the gate electrode of the other TFT optical sensor is When the threshold voltage Vth is used as a reference, a constant bias voltage Vg0 is always a positive bias voltage, so that the characteristic variation of the other TFT photosensor due to light irradiation is substantially compensated. Therefore, according to the light amount detection circuit of the present invention, it is possible to provide a TFT with a simple configuration of sensitivity correction function.
Variations due to light irradiation of the optical sensor can be accurately corrected.

また、本発明の光量検出回路によれば、TFT光センサのオン電流を測定するものであ
るため、従来例のようなオフ電流よりも電流量が遙かに大きい。そのため、TFT光セン
サとして従来例のようなオフ電流を測定する形式のものよりも小型のTFT光センサを使
用することができるようになる。加えて、本発明の光量検出回路によれば、本発明の光量
検出回路によれば、入出力特性が照射光量の対数に対してリニアとなり、しかも、駆動電
圧の調整範囲が広いため、センサを構成する素子サイズ及び電位モニタの設計自由度が高
くなる。
In addition, according to the light amount detection circuit of the present invention, since the on-current of the TFT photosensor is measured, the amount of current is much larger than the off-current as in the conventional example. Therefore, it is possible to use a TFT photosensor smaller than that of the conventional type that measures off-current as in the conventional example. In addition, according to the light amount detection circuit of the present invention, according to the light amount detection circuit of the present invention, the input / output characteristics are linear with respect to the logarithm of the irradiation light amount, and the adjustment range of the drive voltage is wide. The element size to be configured and the design freedom of the potential monitor are increased.

また、本発明の光量検出回路においては、前記第1の電圧源の電圧Vg1は定電圧とす
ることができる。
In the light quantity detection circuit of the present invention, the voltage Vg1 of the first voltage source can be a constant voltage.

第1の電圧源の電圧Vg1を定電圧とすると、回路構成が簡単になり、しかも第2の電
圧源も予め定めた正の電圧Vg0、すなわち、定電圧源であるから、出力の変動が少ない
安定な動作が可能となる。
When the voltage Vg1 of the first voltage source is a constant voltage, the circuit configuration is simplified, and the second voltage source is also a predetermined positive voltage Vg0, that is, a constant voltage source, so that output fluctuation is small. Stable operation is possible.

また、本発明の光量検出回路においては、前記第1の電圧源の電圧Vg1は、光量検出
時にVg1>Vg0+Vthの関係を満たし、光量非検出時にVg1<Vg0+Vthの関
係を満たすように周期的に変化するものであることが好ましい。
In the light amount detection circuit of the present invention, the voltage Vg1 of the first voltage source periodically changes so as to satisfy the relationship of Vg1> Vg0 + Vth when the light amount is detected and satisfy the relationship of Vg1 <Vg0 + Vth when the light amount is not detected. It is preferable that

a−Siを用いたTFT光センサは、常時正バイアス電圧を印加すると、通電ストレス
による特性変動(劣化)が生じる。このTFT光センサの通電ストレスによる劣化は、光
照射による劣化よりも顕著かつ早いスピードで進行する。そこで、本発明の光量検出回路
においては、ゲート印加電圧を決める前記第1の電圧源の電圧Vg1を時間的に変化させ
、光量非検出時にはVg1<Vg0+Vthの関係を満たすようにして両方のTFT光セ
ンサのゲート電極に逆バイアス電圧が印加されるようにしている。そのため、本発明の光
量検出回路によれば、通電ストレスによる特性変動が少ない光量検出回路が得られる
When a positive bias voltage is constantly applied to a TFT photosensor using a-Si, characteristic fluctuation (deterioration) due to energization stress occurs. Degradation due to energization stress of the TFT photosensor proceeds at a remarkable and faster speed than degradation due to light irradiation. Therefore, in the light amount detection circuit of the present invention, the voltage Vg1 of the first voltage source that determines the gate application voltage is changed with time, and when the light amount is not detected, both TFT lights are satisfied so as to satisfy the relationship Vg1 <Vg0 + Vth. A reverse bias voltage is applied to the gate electrode of the sensor. Therefore, according to the light quantity detection circuit of the present invention, it is possible to obtain a light quantity detection circuit with less characteristic fluctuation due to energization stress.

また、本発明の光量検出回路においては、前記光検知部は、前記他方のTFTのドレイ
ン電極と接地の間に接続されるコンデンサと、前記ドレイン電極と所定の定電圧源との間
に接続されるスイッチ素子とを有し、前記スイッチ素子をオフにしてからコンデンサの両
端の電圧が予め定めた閾値電圧になるまで放電されるまでの検出時間を出力するものとす
ることができる。
In the light amount detection circuit of the present invention, the light detection unit is connected between a capacitor connected between the drain electrode of the other TFT and the ground, and between the drain electrode and a predetermined constant voltage source. And a detection time from when the switch element is turned off until the voltage at both ends of the capacitor is discharged to a predetermined threshold voltage.

本発明の光量検出回路によれば、入出力特性が光量の対数に対してリニアとなるため、
時定数(所定電位に到達する時間)で検出する回路としては扱いやすく、広い光量範囲で
高い分解能を確保することができるようになる。また、駆動電圧の変更範囲が広いため、
センサを構成する素子サイズと電位モニタ用容量の設計自由度も高くなる。
According to the light amount detection circuit of the present invention, the input / output characteristics are linear with respect to the logarithm of the light amount.
It is easy to handle as a circuit that detects with a time constant (time to reach a predetermined potential), and high resolution can be secured in a wide light quantity range. Also, because the drive voltage change range is wide,
The degree of freedom in designing the element size constituting the sensor and the potential monitoring capacitor is also increased.

更に、本発明の電気化学光学装置は、前記何れかの光量検出回路と、
複数の走査線と、複数のデータ線と、前記複数の走査線と前記複数のデータ線との交差
部に対応して設けられた複数の画素と、を有する表示パネルと、
前記表示パネルを照光する照光部と、
前記光量検出回路の出力値に基づいて前記照光部を制御する調光回路と、
を備えることを特徴とする。
Furthermore, the electrochemical optical device of the present invention includes any one of the light quantity detection circuits described above,
A display panel having a plurality of scanning lines, a plurality of data lines, and a plurality of pixels provided corresponding to intersections of the plurality of scanning lines and the plurality of data lines;
An illumination unit that illuminates the display panel;
A light control circuit for controlling the illumination unit based on an output value of the light amount detection circuit;
It is characterized by providing.

本発明の電気光学装置によれば、光量検出回路の特性変動を補正して外光の光量を高精
度に検出することができ、適正に照光部を制御することができる電気光学装置とすること
ができる。また、本発明の電気光学装置においては、光検知部自体の製造条件の変更を伴
うものではないため、同一製造装置で表示パネルと光センサとを製造するような場合であ
っても、製造プロセスが長くなったり、製造装置の頻繁な条件設定の変更を余儀なくされ
たりすることがない。
According to the electro-optical device of the present invention, the electro-optical device can correct the characteristic variation of the light amount detection circuit, detect the amount of external light with high accuracy, and appropriately control the illumination unit. Can do. In the electro-optical device of the present invention, since the manufacturing conditions of the light detection unit itself are not changed, the manufacturing process is performed even when the display panel and the optical sensor are manufactured by the same manufacturing device. Will not be long, and will not be forced to change the frequent setting of the manufacturing equipment.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面及び実施例を用いて説明する。但し、
以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための光量検出回路を例示するもの
であって、本発明をこの光量検出回路に特定することを意図するものではなく、特許請求
の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適応し得るものである。なお、この
明細書における説明のために用いられた各図面においては、各層や各部材を図面上で認識
可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示しており、必ず
しも実際の寸法に比例して表示されているものではない。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings and examples. However,
The embodiments described below exemplify a light amount detection circuit for embodying the technical idea of the present invention, and are not intended to specify the present invention as this light amount detection circuit. It is equally applicable to those of other embodiments within the scope. In each drawing used for the description in this specification, each layer and each member are displayed in different scales so that each layer and each member can be recognized on the drawing. However, it is not necessarily displayed in proportion to the actual dimensions.

図1は光センサ内蔵型電気光学装置の全体図である。図2Aは光量検出時の第1の実施
形態の光量検出回路図であり、図2Bは光量非検知時の第1の実施形態の光量検出回路図
である。図3は光劣化前のTFT光センサの光量−電流特性図である。図4は光劣化前後
のTFT光センサの光量−電流特性を並べて示した図である。図5は光劣化前後の第1の
実施形態の光量−電流特性図である。図6は第2の実施形態の光量検出回路図である。図
7A〜図7Dは第2の実施形態コンデンサCの両端の電圧の変化を示す図である。図8
Aは第2の実施形態の光量検出回路図であり、図8B第2の実施形態のVg1駆動波形を
示す図である。
FIG. 1 is an overall view of an electro-optical device with a built-in optical sensor. FIG. 2A is a light amount detection circuit diagram of the first embodiment at the time of light amount detection, and FIG. 2B is a light amount detection circuit diagram of the first embodiment at the time of non-detection of the light amount. FIG. 3 is a light quantity-current characteristic diagram of the TFT photosensor before light deterioration. FIG. 4 is a diagram showing the light quantity-current characteristics of the TFT photosensors before and after photodegradation. FIG. 5 is a light intensity-current characteristic diagram of the first embodiment before and after light degradation. FIG. 6 is a light amount detection circuit diagram of the second embodiment. 7A to 7D are diagrams illustrating changes in voltage across the capacitor CW of the second embodiment. FIG.
FIG. 8A is a light amount detection circuit diagram of the second embodiment, and FIG. 8B is a diagram showing a Vg1 drive waveform of the second embodiment.

本発明を適用した電気光学装置としての液晶表示パネル一具体例を図1により説明する
。液晶表示パネル1は、互いに対向配置される一対のアクティブマトリクス基板(以下、
AR基板という)2及びカラーフィルタ基板(以下、CF基板という)5を有し、AR基
板2は、CF基板5と対向配置させたときに所定スペースの張出し部2Aが形成されるよ
うにCF基板5よりサイズが大きいものが使用され、これらAR基板2及びCF基板5の
外周囲にシール材(図示省略)が貼付されて、内部に液晶及びスペーサが封入された構成
となっている。
A specific example of a liquid crystal display panel as an electro-optical device to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. The liquid crystal display panel 1 includes a pair of active matrix substrates (hereinafter referred to as “active matrix substrates”).
AR substrate) 2 and a color filter substrate (hereinafter referred to as CF substrate) 5, and the AR substrate 2 is a CF substrate so that a projecting portion 2 </ b> A having a predetermined space is formed when the AR substrate 2 is arranged opposite to the CF substrate 5. A material having a size larger than 5 is used, and a sealing material (not shown) is attached to the outer periphery of the AR substrate 2 and the CF substrate 5, and liquid crystal and spacers are enclosed inside.

AR基板2及びCF基板5の対向面側には種々の配線等が形成されている。このうち、
CF基板5には、AR基板2の表示領域DA内の画素領域に合わせてマトリクス状に設け
られたブラックマトリクスと、このブラックマトリクスで囲まれた領域に設けた例えば赤
(R)、緑(G)、青(B)からなるカラーフィルタと、AR基板2側の電極に電気的に
接続されCF基板5の対向面を覆うように設けられた共通電極とが設けられている。これ
らカラーフィルタ、ブラックマトリクス及び共通電極の具体的な構成は図示しないが、こ
れらはAR基板2に形成された光量検出部LS及び光量検出部LSから導出される各種引
出し配線L、Lと対向する箇所まで延設されている。また、AR基板2の背面には照光
手段としてのバックライト(図示省略)が設けられている。このバックライトは光量検出
部LSの出力によって制御される。
Various wirings and the like are formed on the facing surfaces of the AR substrate 2 and the CF substrate 5. this house,
The CF substrate 5 includes a black matrix provided in a matrix in accordance with the pixel area in the display area DA of the AR substrate 2, and, for example, red (R) and green (G) provided in an area surrounded by the black matrix. ), A color filter made of blue (B), and a common electrode that is electrically connected to the electrode on the AR substrate 2 side and is provided so as to cover the opposing surface of the CF substrate 5. Although specific configurations of the color filter, the black matrix, and the common electrode are not shown, they are opposed to the light amount detection unit LS formed on the AR substrate 2 and various lead lines L and L 0 derived from the light amount detection unit LS. It is extended to the place to do. Further, a backlight (not shown) is provided on the back surface of the AR substrate 2 as illumination means. This backlight is controlled by the output of the light quantity detector LS.

AR基板2は、それぞれ対向する短辺2a、2b及び長辺2c、2dを有し、一方の短
辺2b側が張出し部2Aとなっており、この張出し部2Aにソースドライバ及びゲートド
ライバ用の半導体チップDrが搭載され、他方の短辺2a側に本発明の光量検出回路を備
える光量検出部LSが配設されている。
The AR substrate 2 has short sides 2a, 2b and long sides 2c, 2d facing each other, and one short side 2b side is an overhang portion 2A. A semiconductor for a source driver and a gate driver is provided in the overhang portion 2A. A chip Dr is mounted, and a light quantity detection unit LS including the light quantity detection circuit of the present invention is disposed on the other short side 2a side.

このAR基板2は、その対向面、すなわち液晶と接触する面に、図1の行方向(横方向
)に所定間隔をあけて配列された複数本のゲート線GW〜GW(n=2、3、4、…
)と、これらのゲート線と絶縁されて列方向(縦方向)に配列された複数本のデータ線S
〜SW(m=2、3、4、…)とを有し、これらのデータ線SW〜SWとゲー
ト線GW〜GWとがマトリクス状に配線され、互いに交差するゲート線GW〜GW
とデータ線SW〜SWとで囲まれる各領域に、ゲート線GW〜GWからの走査
信号によってオン状態となるスイッチング素子(図示省略)及びデータ線SW〜SW
からの映像信号がスイッチング素子を介して供給される画素電極(図示省略)が形成され
ている。
The AR substrate 2 has a plurality of gate lines GW 1 to GW n (n = 2) arranged at predetermined intervals in the row direction (lateral direction) in FIG. 3, 4, ...
And a plurality of data lines S insulated from these gate lines and arranged in the column direction (vertical direction)
W 1 to SW m (m = 2, 3, 4,...), And these data lines SW 1 to SW m and gate lines GW 1 to GW n are wired in a matrix and intersect with each other. Lines GW 1 to GW
In each region surrounded by n and the data lines SW 1 to SW m , switching elements (not shown) that are turned on by scanning signals from the gate lines GW 1 to GW n and the data lines SW 1 to SW m
A pixel electrode (not shown) to which a video signal from is supplied via a switching element is formed.

これらのゲート線GW〜GWとデータ線SW〜SWとで囲まれる各領域は、い
わゆる画素を構成し、これらの画素が形成されたエリアが表示領域DA、すなわち画像表
示部となっている。スイッチング素子には例えばTFTが使用される。
Each area surrounded by the gate lines GW 1 to GW n and the data lines SW 1 to SW m constitutes a so-called pixel, and an area in which these pixels are formed becomes a display area DA, that is, an image display section. ing. For example, a TFT is used as the switching element.

各ゲート線GW〜GW及び各データ線SW〜SWは、表示領域DAの外へ延出
されて表示領域外の外周辺の領域に引回されてソースドライバ及びゲートドライバ用半導
体チップDrに接続されている。また、AR基板2は、一方の長辺2d側に光量検出部L
Sの光センサから導出された引出し配線L、Lが配線されて外部制御回路が接続される
端子T、Tに接続されている。
Each of the gate lines GW 1 to GW n and each of the data lines SW 1 to SW m is extended outside the display area DA and is routed to an outer peripheral area outside the display area to be a source driver and a gate driver semiconductor chip. Connected to Dr. Further, the AR substrate 2 has a light amount detection unit L on one long side 2d side.
The lead-out lines L 0 and L derived from the S optical sensor are connected to terminals T 1 and T 2 to which an external control circuit is connected.

[第1の実施形態]
次に、図1〜図5を参照して、第1の実施形態の光量検出回路10Aを説明する。第1
の実施形態の光量検出部LSの光量検出回路10Aは、図1に示すように、2個のa−S
iを用いたTFT光センサTFTc及びTFTsを備えている。この2個のTFT光セン
サTFTc及びTFTsは同様のサイズ及び一体に製造されている。
[First Embodiment]
Next, the light amount detection circuit 10A of the first embodiment will be described with reference to FIGS. First
As shown in FIG. 1, the light amount detection circuit 10A of the light amount detection unit LS of the embodiment includes two a-S.
TFT photosensors TFTc and TFTs using i are provided. The two TFT photosensors TFTc and TFTs are manufactured in the same size and integrally.

一方のTFT光センサTFTcは、補償用TFTとして作動するものであり、ゲート電
極Gcとドレイン電極Dcとが接続されてダイオード接続されている。そしてドレイン電
極Dcは第1の抵抗Rcを介して電源電圧がVg1である第1の電源11に接続されてい
る。以下において、このドレイン電極Dcと第1の抵抗Rcの接続点をノードAという。
また、ソース電極Scは予め定められた第2の電圧Vg0となっている第2の電源12に
接続されている。
One TFT photosensor TFTc operates as a compensation TFT, and the gate electrode Gc and the drain electrode Dc are connected to form a diode connection. The drain electrode Dc is connected to the first power supply 11 whose power supply voltage is Vg1 through the first resistor Rc. Hereinafter, a connection point between the drain electrode Dc and the first resistor Rc is referred to as a node A.
Further, the source electrode Sc is connected to the second power source 12 having the predetermined second voltage Vg0.

また、一方のTFT光センサTFTcには調光手段15が設けられ、前記一方のTFT
光センサTFTcに対して外光の入射、非入射を制御することができるようになっている
。この調光手段は、光量検出器と併設される液晶シャッターや、マイクロマシニング構造
を利用した微細メカニカルシャッターなどが用いられる。なお、この調光手段は、光量検
出時には一方のTFT光センサTFTcに外光が入射せず、光量非検出時には一方のTF
T光センサTFTcに外光が入射するように制御される。
Also, one TFT photosensor TFTc is provided with a light control means 15, and the one TFT
Incidence and non-incidence of external light can be controlled with respect to the optical sensor TFTc. As this light control means, a liquid crystal shutter provided together with a light amount detector, a fine mechanical shutter using a micromachining structure, or the like is used. Note that this light control means does not allow external light to enter one TFT photosensor TFTc when detecting the amount of light, and one TF when detecting no amount of light.
Control is performed so that external light is incident on the T-light sensor TFTc.

他方のTFT光センサTFTsは、直接TFT光センサとして作動するものである。こ
の他方のTFT光センサTFTsは、ゲート電極Gsが前記一方のTFT光センサTcの
ノードAに接続されており、ソース電極Ssは接地されており、また、ドレイン電極Ds
はセンサ駆動電圧供給と検出時の電流をモニタする端子13に接続されている。なお、こ
の他方のTFT光センサTFTsに対するセンサ駆動電圧供給と検出時の電流をモニタす
る回路は、当業者に周知であるので、図示省略する。
The other TFT photosensor TFTs operates directly as a TFT photosensor. In the other TFT photosensor TFTs, the gate electrode Gs is connected to the node A of the one TFT photosensor Tc, the source electrode Ss is grounded, and the drain electrode Ds.
Is connected to a terminal 13 for monitoring the current at the time of sensor drive voltage supply and detection. A circuit for monitoring the supply of the sensor driving voltage to the other TFT photosensor TFTs and the current at the time of detection is well known to those skilled in the art and is not shown in the figure.

ここで、第1の抵抗Rcの抵抗値は、一方のTFT光センサTFTcのオン時の抵抗よ
りも高く、かつ、オフ時の抵抗よりも小さくされている。そして、一方のTFT光センサ
TFTcの閾電圧をVthとしたとき、第1の電圧11の電源電圧は光量検出時にVg1
>Vg0+Vthの関係を満たすようにされている。そうすると、他方のTFT光センサ
Tsのゲート電極Gsには正バイアス電圧Vg0+Vthが印加されることになる。なお
、ここでは、第1の電圧源の電圧Vg1を定電圧としている。このような構成とすると、
回路構成が簡単になり、しかも第2の電圧源も予め定めた正の電圧Vg0、すなわち、定
電圧源であるから、出力の変動が少ない安定な動作が可能となる。
Here, the resistance value of the first resistor Rc is higher than the resistance when one TFT photosensor TFTc is on, and smaller than the resistance when it is off. When the threshold voltage of one TFT photosensor TFTc is Vth, the power supply voltage of the first voltage 11 is Vg1 at the time of detecting the amount of light.
> Vg0 + Vth is satisfied. Then, the positive bias voltage Vg0 + Vth is applied to the gate electrode Gs of the other TFT photosensor Ts. Here, the voltage Vg1 of the first voltage source is a constant voltage. With this configuration,
Since the circuit configuration is simplified and the second voltage source is also a positive voltage Vg0 determined in advance, that is, a constant voltage source, a stable operation with little fluctuation in output is possible.

ここで、図3〜図4を用いて光劣化前後のTFT光センサの特性を説明する。図3は、
光劣化前の他方のTFT光センサTFTs単独の場合のVg−Is特性の光照射による影
響を示したものである。なお、図3によると、光照射によって電流値Isが変化している
ことがわかる。たとえばVg=2Vでの変化は光量0LXで0.03mA、10000L
Xで0.28mAである。
Here, the characteristics of the TFT photosensor before and after photodegradation will be described with reference to FIGS. FIG.
This shows the influence of light irradiation on the Vg-Is characteristics in the case of the other TFT photosensor TFTs alone before photodegradation. In addition, according to FIG. 3, it turns out that the electric current value Is is changing by light irradiation. For example, when Vg = 2V, the change is 0.03 mA with a light intensity of 0 LX, 10000 L
X is 0.28 mA.

今ここで、2個のTFT光センサTFTs及びTFTcの初期閾電圧Vthが1.5V
であったとする。図2に示す光量検出回路10AにおいてVg0=0.5V、Vg1=1
0Vを印加すると、ノードAの電位はVg0+初期Vth=0.5+1.5=2.0Vと
なり、TFTc及びTFTsのゲートには2.0Vが印加される。この時、TFTsに照
射される光によって、TFTsのソースドレイン間に流れる電流は図3中に示す矢印のよ
うに変化する。
Now, the initial threshold voltage Vth of the two TFT photosensors TFTs and TFTc is 1.5V.
Suppose that In the light quantity detection circuit 10A shown in FIG. 2, Vg0 = 0.5V, Vg1 = 1.
When 0V is applied, the potential of the node A becomes Vg0 + initial Vth = 0.5 + 1.5 = 2.0V, and 2.0V is applied to the gates of TFTc and TFTs. At this time, the current flowing between the source and drain of the TFTs changes as shown by arrows in FIG.

次に、長時間の光照射によって特性が変化した状態との比較を図4に示す。図中の点線
で示す特性が光劣化した後の特性である。2個のTFT光センサTFTs及びTFTcの
閾電圧Vthは、横矢印のように特性カーブが右側にシフトし、初期の1.5Vから4.
5Vとなっている。この時、図2に示す回路構成において、ノードAの電位はVg0+V
th(劣化後)=0.5+4.5=5.0Vとなり、図4中の縦矢印で示すように光照射
量によって電流値が変化する。
Next, FIG. 4 shows a comparison with a state in which the characteristics are changed by long-time light irradiation. The characteristic indicated by the dotted line in the figure is the characteristic after light degradation. The threshold voltage Vth of the two TFT photosensors TFTs and TFTc is shifted from the initial 1.5V to 4.4 by shifting the characteristic curve to the right as shown by the horizontal arrows.
It is 5V. At this time, in the circuit configuration shown in FIG. 2, the potential of the node A is Vg0 + V
th (after deterioration) = 0.5 + 4.5 = 5.0 V, and the current value changes depending on the amount of light irradiation as indicated by the vertical arrow in FIG.

すなわち、本発明では、光量非検出時には、2個のTFT光センサTFTs及びTFT
cとも光に露出されるので、両方のTFT光センサTFTs及びTFTcの閾電圧Vth
は実質的に同じように変動する。なお、閾電圧Vthは、TFTcに入射する光自身によ
っても変動するため、光量検出時は、TFTcへの入射光を遮り、暗状態における閾電圧
を出力する必要がある。このためTFTcには、光の入射・非入射を制御するための調光
手段を設け、センサの検出動作時には遮光状態となるように動作する。このように検出動
作を行うことで、2個のTFT光センサのVthが共に変動しても、光量検出時にはノー
ドAに印加される電圧はVg0+Vthとなるから、他方のTFT光センサには常に閾電
圧Vthに一定のオフセット電圧Vg0が加わったバイアス電圧が印加されることになる
That is, in the present invention, when the amount of light is not detected, two TFT photosensors TFTs and TFTs
Since both c are exposed to light, the threshold voltage Vth of both TFT photosensors TFTs and TFTc
Fluctuate in substantially the same way. Since the threshold voltage Vth varies depending on the light incident on the TFT c itself, it is necessary to block the incident light on the TFT c and output the threshold voltage in the dark state when detecting the amount of light. For this reason, the TFT c is provided with a dimming means for controlling the incidence / non-incidence of light, and operates so as to be in a light-shielding state during the detection operation of the sensor. By performing the detection operation in this way, even if both of the two TFT photosensors fluctuate, the voltage applied to the node A is Vg0 + Vth when detecting the amount of light. A bias voltage obtained by adding a constant offset voltage Vg0 to the voltage Vth is applied.

この第1の実施形態の光量検出回路10Aにおいて検出された光劣化前後における光量
と他方の光センサTFTsに流れる電流値の関係を図5に示す。図5に示した結果から、
両方のTFT光センサTFTs及びTFTcの閾電圧Vthが光劣化によって変化しても
、光センサを構成する他方のTFT光センサTFTsの電流はほとんど変化しないことが
わかる。すなわち両方のTFT光センサTFTs及びTFTcの特性が劣化しても、光量
検出回路としての機能は正常に保たれている。従って、第1の実施形態の光量検出回路1
0Aによれば、簡単な構成の感度補正機能でありながら、TFT光センサの光照射による
変動を正確に補正することができるようになる。
FIG. 5 shows the relationship between the light amount before and after the light deterioration detected by the light amount detection circuit 10A of the first embodiment and the value of the current flowing through the other photosensor TFTs. From the results shown in FIG.
It can be seen that even if the threshold voltage Vth of both TFT photosensors TFTs and TFTc changes due to light deterioration, the current of the other TFT photosensor TFTs constituting the photosensor hardly changes. That is, even if the characteristics of both the TFT photosensors TFTs and TFTc deteriorate, the function as the light quantity detection circuit is maintained normally. Accordingly, the light amount detection circuit 1 of the first embodiment.
According to 0A, although the sensitivity correction function has a simple configuration, it is possible to accurately correct fluctuations caused by light irradiation of the TFT photosensor.

[第2の実施形態]
上記第1の実施形態の光量検出回路10Aでは、2個のTFT光センサTFTs及びT
FTcのゲート電極Gs及びGcに閾電圧Vthを基準として常に一定の正バイアス電圧
Vg0が印加されるようにして、光センサとして作動する他方のTFT光センサTFTs
に流れる電流を測定する例を示した。しかしながら、光センサとして作動する他方のTF
T光センサTFTsに流れる電流の測定回路として、従来の逆バイアス電圧時に流れる電
流を測定する回路を採用することができる。
[Second Embodiment]
In the light amount detection circuit 10A of the first embodiment, two TFT photosensors TFTs and T
The other TFT photosensor TFTs operating as a photosensor so that a constant positive bias voltage Vg0 is always applied to the gate electrodes Gs and Gc of FTc with reference to the threshold voltage Vth.
An example of measuring the current flowing through is shown. However, the other TF that acts as an optical sensor
As a measurement circuit for the current flowing through the T photosensor TFTs, a conventional circuit for measuring the current flowing at the time of reverse bias voltage can be employed.

このような第2の実施形態の光量検出回路10Bを図6及び図7により説明する。なお
、図6においては図2に示した第1の実施形態の光量検出回路10Aと同一構成部分には
同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。第2の実施形態の光量検出回路1
0Bが第1の第1の実施形態の光量検出回路10Aと構成が相違する点は、光センサとし
て作動する他方のTFT光センサTFTsのドレイン電極Dsと接地の間にコンデンサC
monが接続され、このドレイン電極Dsがスイッチ素子Swにより基準電圧源14とコ
ンデンサCmonの両端の電圧をモニタする端子13とを切り替え接続するようになして
いる点である。また、図6における調光手段15の動作は、第1の実施形態の光量検出回
路10Aの場合と同様である。なお、以下において、他方のTFT光センサTFTsのド
レイン電極DsとコンデンサCmonの接続点をノードBという。
The light quantity detection circuit 10B according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 6, the same components as those in the light quantity detection circuit 10A of the first embodiment shown in FIG. Light amount detection circuit 1 of the second embodiment
The difference between 0B and the light amount detection circuit 10A of the first embodiment is that the capacitor C is connected between the drain electrode Ds of the other TFT photosensor TFTs operating as a photosensor and the ground.
The drain electrode Ds is connected to the reference voltage source 14 and the terminal 13 for monitoring the voltage across the capacitor Cmon by the switch element Sw. Further, the operation of the light control means 15 in FIG. 6 is the same as that of the light amount detection circuit 10A of the first embodiment. In the following, the connection point between the drain electrode Ds of the other TFT photosensor TFTs and the capacitor Cmon is referred to as a node B.

この光量検出回路10Bでは、最初にSwを基準電圧源14に接続して一定電圧Va、
たとえば2V、をノードBに印加し、コンデンサCmonをVaで充電する。次いで、ス
イッチ素子Swをモニタする端子13に切り替え、ノードBの電圧が予め定めた閾値電圧
になるまで放電されるまでの検出時間を出力することにより光量を検出するものである。
なお、端子13を常に他方のTFT光センサTFTsのドレイン電極Dsに接続して、基
準電圧源14との間のオン−オフを行うようにしてもよい。このような構成により、他方
のTFT光センサTFTsに流れる電流によって、コンデンサCmonに蓄積した電荷が
変化することによるノードBの電位変動を端子13接続した電圧検出回路で読み取る。そ
して、スイッチが切り替えられてから所定の電位に達するまでの時間を計測することによ
り、電流値の大きさ、すなわち光量に換算する。この第2の実施形態の光量検出回路10
Bの場合においても、ノードAの電圧は常にVg0+Vthとなっているので、両方のT
FT光センサTFTs及びTFTcの特性が劣化しても、光量検出回路としての機能は正
常に保たれている。
In this light quantity detection circuit 10B, first, Sw is connected to the reference voltage source 14, and the constant voltage Va,
For example, 2V is applied to the node B, and the capacitor Cmon is charged with Va. Next, the switch element Sw is switched to the terminal 13 for monitoring, and the amount of light is detected by outputting the detection time until the node B is discharged until the voltage at the node B reaches a predetermined threshold voltage.
Note that the terminal 13 may always be connected to the drain electrode Ds of the other TFT photosensor TFTs so as to be turned on / off with the reference voltage source 14. With such a configuration, the potential fluctuation of the node B caused by the change in the electric charge accumulated in the capacitor Cmon due to the current flowing through the other TFT photosensor TFTs is read by the voltage detection circuit connected to the terminal 13. Then, by measuring the time from when the switch is switched until it reaches a predetermined potential, it is converted into the magnitude of the current value, that is, the amount of light. The light quantity detection circuit 10 of the second embodiment
Even in the case of B, since the voltage of the node A is always Vg0 + Vth, both T
Even if the characteristics of the FT photosensors TFTs and TFTc deteriorate, the function as the light quantity detection circuit is maintained normally.

この第2の実施形態の光量検出回路10Bの応答特性は、図7A〜図7Dに示したとお
りである。図7A〜図7Dに示したとおり、スイッチが切り替えられてから所定の電位に
達するまでの時間から光量に換算することができることが分かる。この第2の実施形態の
光量検出回路10Bによれば、入出力特性が光量の対数に対してリニアとなるため、時定
数(所定電位に到達する時間)で検出する回路としては扱いやすく、広い光量範囲で高い
分解能を確保することができるようになる。また、駆動電圧の変更範囲が広いため、セン
サを構成する素子サイズと電位モニタ用容量の設計自由度も高くなる。
The response characteristics of the light amount detection circuit 10B of the second embodiment are as shown in FIGS. 7A to 7D. As shown in FIGS. 7A to 7D, it can be seen that the amount of light can be converted from the time from when the switch is switched to when a predetermined potential is reached. According to the light amount detection circuit 10B of the second embodiment, since the input / output characteristics are linear with respect to the logarithm of the light amount, it is easy to handle as a circuit that detects with a time constant (time to reach a predetermined potential) and is wide. High resolution can be secured in the light amount range. Moreover, since the change range of the drive voltage is wide, the degree of freedom in designing the element size and the potential monitoring capacitor constituting the sensor is also increased.

[第3の実施形態]
上記第1及び第2の実施形態の光量検出回路10A及び10Bでは、2個のTFT光セ
ンサTFTs及びTFTcのゲート電極Gs及びGcに閾電圧Vthに常に一定の正バイ
アス電圧Vg0が加える例を示した。しかしながら、a−Siを用いたTFT光センサは
、常時正バイアス電圧を印加すると、通電ストレスによる特性劣化が生じる。このTFT
光センサの通電ストレスによる劣化は、光照射による劣化よりも顕著かつ早いスピードで
進行する。
[Third Embodiment]
In the light quantity detection circuits 10A and 10B of the first and second embodiments, an example in which a constant positive bias voltage Vg0 is always applied to the threshold voltage Vth to the gate electrodes Gs and Gc of the two TFT photosensors TFTs and TFTc is shown. It was. However, TFT photosensors using a-Si are subject to characteristic degradation due to energization stress when a positive bias voltage is constantly applied. This TFT
Degradation due to energization stress of the optical sensor proceeds at a remarkable and faster speed than degradation due to light irradiation.

そこで、第3の実施形態の光量検出回路10Cにおいては、2個のTFT光センサTF
Ts及びTFTcのゲート電極Gs及びGcに、光量検出時には所定の正バイアス電圧が
、光量非検出時には逆バイアス電圧が印加されるようにした。この第3の実施形態の光量
検出回路10Cを図8を用いて説明する。第3の実施形態の光量検出回路10Cにおいて
は、回路構成は図8Aに示したとおり、第2の実施形態の光量検出回路10Bの場合と同
様であるが、ゲート印加電圧を決める前記第1の電圧源の電圧Vg1を図8Bに示すよう
に、時間的に変化させた点で構成が相違している。また、図8における調光手段15の動
作は、第1の実施形態の光量検出回路10Aの場合と同様である。
Therefore, in the light amount detection circuit 10C of the third embodiment, two TFT photosensors TF are used.
A predetermined positive bias voltage is applied to the gate electrodes Gs and Gc of Ts and TFTc when a light amount is detected, and a reverse bias voltage is applied when the light amount is not detected. The light quantity detection circuit 10C of the third embodiment will be described with reference to FIG. In the light amount detection circuit 10C of the third embodiment, the circuit configuration is the same as that of the light amount detection circuit 10B of the second embodiment as shown in FIG. As shown in FIG. 8B, the configuration is different in that the voltage Vg1 of the voltage source is changed with time. Further, the operation of the light control means 15 in FIG. 8 is the same as that of the light amount detection circuit 10A of the first embodiment.

すなわち、第3の実施形態の光量検出回路10Cにおいては、ノードAの電圧は、光量
検出時には、第1の実施形態の光量検出回路10Aの場合と同じように、Vg1>Vg0
+Vthの関係を満たすようにするが、光量非検出時には逆バイアス電圧となるようにす
るため、Vg1<Vg0+Vthの関係を満たすようにする。このような逆バイアス電圧
となるようにするには、例えばVg1=−5Vとすればよい。このような第3の実施形態
の光量検出回路10Cによれば、通電ストレスによる特性変動が少ない光量検出回路が得
られる。
That is, in the light amount detection circuit 10C of the third embodiment, the voltage of the node A is Vg1> Vg0 at the time of light amount detection, as in the case of the light amount detection circuit 10A of the first embodiment.
The relationship of + Vth is satisfied, but the relationship of Vg1 <Vg0 + Vth is satisfied so that the reverse bias voltage is obtained when the amount of light is not detected. In order to achieve such a reverse bias voltage, for example, Vg1 = −5V may be set. According to the light amount detection circuit 10C of the third embodiment as described above, a light amount detection circuit with less characteristic fluctuation due to energization stress can be obtained.

なお、第3の実施形態の光量検出回路10Cにおいては、光センサとしての他方のTF
T光センサTFTsに流れる電流の測定回路として第2の実施形態光量検出回路10Bと
同様のものを使用した例を示したが、第1の実施形態光量検出回路10Aと同様のものを
使用し得ることは自明である。
In the light quantity detection circuit 10C of the third embodiment, the other TF as an optical sensor is used.
Although an example in which the same circuit as that of the second embodiment light amount detection circuit 10B is used as the measurement circuit for the current flowing through the T light sensor TFTs has been described, the same circuit as that of the first embodiment light amount detection circuit 10A can be used. That is obvious.

なお、上記第1〜第3の実施形態においては、TFT光センサの光劣化を補償した光量
検出回路10A〜10Cのみを示したが、この光量検出回路10A〜10Cを使用して電
気光学装置に適用するには、次のようにすればよい。すなわち、表示画像の見え易さは周
囲環境の明るさによって左右される。従って、光量検出回路10A〜10Cから出力され
る環境光の光量値と所定の光量閥値とを比較し、例えば、環境光の光量が日中の自然光に
相当する場合には、バックライトの発光輝度を高く設定し、明るい画面を表示するように
する。一方、環境光の光量が夜間の暗い環境下に相当する場合には、バックライトの発光
輝度を低く設定する。
In the first to third embodiments, only the light amount detection circuits 10A to 10C that compensate for the light deterioration of the TFT optical sensor are shown. However, the light amount detection circuits 10A to 10C are used to form an electro-optical device. To apply, you can do the following. That is, the visibility of the display image depends on the brightness of the surrounding environment. Therefore, the light amount value of the ambient light output from the light amount detection circuits 10A to 10C is compared with the predetermined light amount threshold value. For example, when the light amount of the ambient light corresponds to natural light during the day, the light emission of the backlight is performed. Set the brightness higher and display a bright screen. On the other hand, when the amount of ambient light corresponds to a dark environment at night, the light emission luminance of the backlight is set low.

なお、ここでは本発明の光量検出回路を、液晶を用いた電気光学装置に適用する場合に
ついて説明したが、液晶以外の電気光学物質を用いた電気光学装置に適用することもでき
る。例えば、有機ELや発光ポリマーなどのOLED素子を電気光学物質として用いた表
示パネルや、着色された液体とこの液体に分散された白色の粒子とを含むマイクロカプセ
ルを電気光学物質として用いた電気泳動表示パネル、極性が相違する領域ごとに異なる色
に塗り分けられたツイストボールを電気光学物質として用いたツイストボールディスプレ
イパネル、黒色トナーを電気光学物質として用いたトナーディスプレイパネル、ヘリウム
やネオン等の高圧ガスを電気光学物質として用いたプラズマディスプレイパネルなど、各
種の電気光学装置に対して適用することができる。
Here, the case where the light amount detection circuit of the present invention is applied to an electro-optical device using liquid crystal has been described, but it can also be applied to an electro-optical device using an electro-optical material other than liquid crystal. For example, electrophoresis using a display panel using an OLED element such as an organic EL or a light emitting polymer as an electro-optical material, or a microcapsule containing a colored liquid and white particles dispersed in the liquid as the electro-optical material Display panels, twist ball display panels using twist balls that are painted in different colors for areas of different polarity as electro-optical materials, toner display panels using black toner as electro-optical materials, high pressure such as helium and neon The present invention can be applied to various electro-optical devices such as a plasma display panel using a gas as an electro-optical material.

光センサ内蔵型電気光学装置の全体図である。1 is an overall view of an electro-optical device with a built-in optical sensor. 図2Aは光量検出時の第1の実施形態の光量検出回路図であり、図2Bは光量非検知時の第1の実施形態の光量検出回路図である。FIG. 2A is a light amount detection circuit diagram of the first embodiment at the time of light amount detection, and FIG. 2B is a light amount detection circuit diagram of the first embodiment at the time of non-detection of the light amount. 光劣化前のTFT光センサの照度−電流特性図である。It is an illumination intensity-current characteristic view of a TFT photosensor before light degradation. 光劣化前後のTFT光センサの照度−電流特性を並べて示した図である。It is the figure which put in order and showed the illumination intensity-current characteristic of the TFT photosensor before and behind light degradation. 光劣化前後の第1の実施形態の照度−電流特性図である。It is an illumination intensity-current characteristic figure of a 1st embodiment before and behind light degradation. 第2の実施形態の光量検出回路図である。It is a light quantity detection circuit diagram of a 2nd embodiment. 図7A〜図7Dは第2の実施形態コンデンサCの両端の電圧の変化を示す図である。7A to 7D are diagrams illustrating changes in voltage across the capacitor CW of the second embodiment. 図8Aは第3の実施形態の光量検出回路図であり、図8Bは第3の実施形態のVg1駆動波形を示す図である。FIG. 8A is a light amount detection circuit diagram of the third embodiment, and FIG. 8B is a diagram showing a Vg1 drive waveform of the third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1:液晶表示装置 2:TFT基板 2A:張出し部 5: CF基板 10、10A、
10B、10C:光量検出回路 11:第1の電圧源 12:第2の電圧源 13:端子
14:基準電圧源 LS:光量検出部 L:電源線(引出し配線) L:出力線(引
出し配線) A,B:ノード
1: Liquid crystal display device 2: TFT substrate 2A: Overhang portion 5: CF substrate 10, 10A,
10B, 10C: Light quantity detection circuit 11: First voltage source 12: Second voltage source 13: Terminal 14: Reference voltage source LS: Light quantity detection unit L: Power supply line (lead-out wiring) L 0 : Output line (lead-out wiring) A, B: Node

Claims (5)

アモルファス−Siを用いた薄膜トランジスタ光センサを備える光量検出回路において

前記アモルファス−Siを用いた薄膜トランジスタ光センサは2個備え、
前記一方の薄膜トランジスタ光センサは、ダイオード接続され、ゲート電極と接続され
た一方の電極が抵抗を介して第1の電圧源に接続され、他方の電極が第2の電圧源に接続
されており、
前記他方の薄膜トランジスタ光センサは、ソース電極が接地され、ゲート電極が前記一
方のTFT光センサの一方の電極と抵抗との接続点に接続され、ドレイン電極は検出時に
流れる電流をモニタするための光検知部に接続されており、
前記第1の抵抗の抵抗値は前記一方の薄膜トランジスタ光センサのオン時の抵抗よりも
高く、かつ、オフ時の抵抗よりも小さく、
前記第1の電圧源の電圧をVg1、前記第2の電圧源の電圧を予め定めた正の電圧Vg
0、前記一方の薄膜トランジスタ光センサの閾電圧をVthとしたとき、光量検出時に、
Vg1>Vg0+Vthの関係を満たすようにして、前記他方の薄膜トランジスタ光セン
サのゲート電極に正バイアス電圧Vg0+Vthが印加されるようにし、
前記一方の光センサには外光の入射を制御する調光手段が設けられ、
前記調光手段は光量検出時に前記一方の光センサを入射光から遮るように動作すること
を特徴とする光量検出回路。
In a light amount detection circuit including a thin film transistor photosensor using amorphous-Si,
Two thin film transistor photosensors using amorphous-Si are provided,
The one thin film transistor photosensor is diode-connected, one electrode connected to the gate electrode is connected to the first voltage source via a resistor, and the other electrode is connected to the second voltage source,
In the other thin film transistor photosensor, a source electrode is grounded, a gate electrode is connected to a connection point between one electrode of the one TFT photosensor and a resistor, and a drain electrode is a light for monitoring a current flowing during detection. Connected to the detector,
The resistance value of the first resistor is higher than the on-state resistance of the one thin film transistor photosensor and smaller than the off-state resistance,
The voltage of the first voltage source is Vg1, and the voltage of the second voltage source is a predetermined positive voltage Vg.
0, when the threshold voltage of the one thin film transistor photosensor is Vth,
The positive bias voltage Vg0 + Vth is applied to the gate electrode of the other thin film transistor photosensor so as to satisfy the relationship of Vg1> Vg0 + Vth,
The one light sensor is provided with a light control means for controlling the incidence of external light,
The light control circuit is characterized in that the light control means operates to block the one light sensor from incident light when detecting the light amount.
前記第1の電圧源の電圧Vg1は定電圧であること特徴とする請求項1に記載の光量検
出回路。
2. The light quantity detection circuit according to claim 1, wherein the voltage Vg1 of the first voltage source is a constant voltage.
前記第1の電圧源の電圧Vg1は、光量検出時にVg1>Vg0+Vthの関係を満た
し、光量非検出時にVg1<Vg0+Vthの関係を満たすように周期的に変化するもの
であることを特徴とする請求項1に記載の光量検出回路。
The voltage Vg1 of the first voltage source periodically changes so as to satisfy a relationship of Vg1> Vg0 + Vth when the light amount is detected and satisfy a relationship of Vg1 <Vg0 + Vth when the light amount is not detected. The light quantity detection circuit according to 1.
前記光検知部は、前記他方の薄膜トランジスタのドレイン電極と接地の間に接続される
コンデンサと、前記ドレイン電極と所定の定電圧源との間に接続されるスイッチ素子とを
有し、前記スイッチ素子をオフにしてからコンデンサの両端の電圧が予め定めた閾値電圧
になるまで放電されるまでの検出時間を出力することを特徴とする請求項1〜3のいずれ
かに記載の光量検出回路。
The light detection unit includes a capacitor connected between a drain electrode of the other thin film transistor and the ground, and a switch element connected between the drain electrode and a predetermined constant voltage source, and the switch element 4. The light amount detection circuit according to claim 1, wherein a detection time from when the capacitor is turned off until the voltage at both ends of the capacitor is discharged until the voltage reaches a predetermined threshold voltage is output.
請求項1〜4の何れか1項に記載の光量検出回路と、
複数の走査線と、複数のデータ線と、前記複数の走査線と前記複数のデータ線との交差
部に対応して設けられた複数の画素と、を有する表示パネルと、
前記表示パネルを照光する照光部と、
前記光量検出回路の出力値に基づいて前記照光部を制御する調光回路と、
を備えることを特徴とする電気光学装置。
A light amount detection circuit according to any one of claims 1 to 4,
A display panel having a plurality of scanning lines, a plurality of data lines, and a plurality of pixels provided corresponding to intersections of the plurality of scanning lines and the plurality of data lines;
An illumination unit that illuminates the display panel;
A light control circuit for controlling the illumination unit based on an output value of the light amount detection circuit;
An electro-optical device comprising:
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