JP2010097160A - 表示装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】表示装置の最表面や保護カバーからの反射光を取り除くことが可能になり、ノイズによる影響を小さくでき、受光システムのＳ/Ｎ比を改善することが可能な表示装置および電子機器を提供する。
【解決手段】表示セル２１と、受光素子２２１を含む受光セル２２と、を含み、表示面を所定の輝度をもって照明するバックライト２６と、バックライト２６に対向して配置され、セル回路および受光素子が形成される第１透明基板（ＴＦＴ基板）２３、ＴＦＴ基板２３と対向して配置される第２透明基板（対向基板）２４と、ＴＦＴ基板２３および対向基板２４間に配置された液晶層２５と、ＴＦＴ基板２３のバックライト２６との対向面に形成された第２偏光板２８と、第２偏光板２８の空気層３３との界面に形成された反射防止層２９とを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、表示画素部や額縁上に受光素子を備えた表示装置に関するものである。

表示装置自体に座標入力機能を設けた技術がいくつか提案されている。
具体的には、たとえば、感圧式タッチパネル（特許文献１，２を参照）方式による表示装置や電磁誘導型タッチパネル方式（特許文献３を参照）による表示装置などが知られている。

しかし、上記のような座標入力機能付随の表示装置は小型化するのが困難であり、通常の表示装置と比較し、コストが高くなってしまうという問題点があった。
そこで、近年、上記の問題を解決すべく表示装置の各画素に受光素子を設け、受光素子への入射光を検知することにより表示装置内の座標を特定する表示装置の開発が盛んに行われている（特許文献４，５を参照）。

上記のように、受光素子を設けることによって表示装置内の座標入力を可能とした装置は、座標入力機能を設けた表示装置と比較し、小型化が可能でコストも低減できるという利点を有するだけでなく、多点座標入力や面積入力も可能である。

このように、昨今、光センサ素子を画素中に併せ持つ液晶表示素子の開発が進んでいる。たとえば一画素中に光センサ素子を持つことで、スキャナ機能、タッチパネル機能を通常の液晶モジュール構造で実現することが可能となる。
たとえば、SID2007のSession24にて光センサを各画素にもつタッチパネル機能付きＬＣＤモジュールが報告され、デモンストレーションされている。
このような光センサ素子を液晶表示素子に内蔵する技術は、今後のディスプレイのユーザーインターフェース化には欠かせないものであり将来有望な技術の一つである。
特開２００２-１４９０８５号公報 特開２００２-４１２４４号公報 特開平１１-１３４１０５号公報 特開２００４-３１８０６７号公報 特開２００４-３１８８１９号公報

ところで、近年、デジタルカメラ、携帯電話では、ＬＣＤ表面を、アクリル板やガラス基板のような透明基板で保護することにより強度、デザインを改善する動きがある。

しかしながら、光センサ内蔵ＬＣＤの上にアクリル板を配置すると、アクリル板の表面にて生じた反射光がノイズとなってしまい、光センサの感度を低下させてしまうという問題がある。
また、アクリル板からだけの反射だけでなく、ＬＣＤ最表面においてバックライト光が反射し、その反射光がセンサに入ってしまいノイズとなり、センサのＳ/Ｎ比を低下させるという問題がある。
光ノイズの主たる要因は、表示装置の最表面での空気との界面における反射である。
また、表示装置の前面側に保護カバーを配置した際、表示装置から出射した光が保護カバーで反射し、その光が表示装置内部に形成された光センサに入射してしまうことにより、ノイズが増加し、センサのＳ/Ｎ比をさらに低下させるという問題がある。

本発明は、表示装置の最表面や保護カバーからの反射光を取り除くことが可能になり、ノイズによる影響を小さくでき、受光システムのＳ/Ｎ比を改善することが可能な表示装置および電子機器を提供することにある。

本発明の第１の観点の表示装置は、表示回路を有する少なくとも一つの表示セルと、受光素子を含む少なくとも一つの受光セルと、表示面側に光を照射する発光部と、上記発光部の配置領域、上記表示セルと上記受光セルの形成領域より表示装置の前面側に配置される少なくとも一つの透明板と、を有し、表示装置最表面に反射防止層が形成されている。

好適には、上記透明板よりさらに前面側に空気層を介して配置される保護用透明基板と、を有し、上記反射防止層は、上記表示装置最表面と、上記保護用透明基板の前面側および背面側の少なくとも一方の面に形成されている。

好適には、上記透明板よりさらに前面側に充填層を介して配置される保護用透明基板と、を有し、上記反射防止層は、保護用透明基板の空気層との界面に形成されている。

好適には、上記反射防止層は、上記発光部のスペクトルの存在する波長域を反射防止する機能を有する。

本発明の第２の観点の表示装置は、表示回路を有する少なくとも一つの表示セルと、受光素子を含む少なくとも一つの受光セルと、表示面を所定の輝度をもって照明するバックライトと、上記表示セルおよび受光素子が形成される第１透明基板と、上記第１透明基板と対向して配置される第２透明基板と、上記第１透明基板と上記第２透明基板間に配置された液晶層と、上記第１透明基板のバックライトとの対向面に形成された第１偏光板と、上記第２透明基板の前面側に形成された第２偏光板と、を有し、表示装置最表面である上記第２偏光板に反射防止層が形成されている。

本発明の第３の観点は、表示装置を有する電子機器であって、上記表示装置は、表示回路を有する少なくとも一つの表示セルと、受光素子を含む少なくとも一つの受光セルと、表示面側に光を照射する発光部と、上記発光部の配置領域、上記表示セルと上記受光セルの形成領域より表示装置の前面側に配置される少なくとも一つの透明板と、を有し、表示装置最表面に反射防止層が形成されている。

本発明の第４の観点は、表示装置を有する電子機器であって、上記表示装置は、表示回路を有する少なくとも一つの表示セルと、受光素子を含む少なくとも一つの受光セルと、表示面を所定の輝度をもって照明するバックライトと、上記表示セルおよび受光素子が形成される第１透明基板と、上記第１透明基板と対向して配置される第２透明基板と、上記第１透明基板と上記第２透明基板間に配置された液晶層と、上記第１透明基板のバックライトとの対向面に形成された第１偏光板と、上記第２透明基板の前面側に形成された第２偏光板と、を有し、表示装置最表面である上記第２偏光板に反射防止層が形成されている。

本発明によれば、たとえば発光部からの光は、反射防止層に入射するが、入射光の波長域に対して最適化した反射防止処理が施されていることから、表示装置の最表面からの反射光が取り除かれる。
その結果、光センサのノイズによる影響を小さくでき、受光システムのＳ/Ｎ比を改善される。

本発明によれば、表示装置の最表面並びに前面側に配置される保護カバーからの反射光を取り除くことができる。その結果、ノイズによる影響を小さくでき、受光システムのＳ/Ｎ比を改善することができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。

以下の説明においては、まず、理解を容易にするために表示画素ごとに受光素子を備えた液晶画像表示装置の基本的な構成および機能を説明した後、具体的な構造に係る実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。
図２は、本実施形態に係る表示セルおよび受光セルの基本構成例を示す回路図である。
図２においては、表示セルと受光セルが隣接させて示されている。

液晶画像表示装置１は、図１に示すように、有効画素領域部２、垂直駆動回路（ＶＤＲＶ）３、水平駆動回路（ＨＤＲＶ）４、受光制御回路（ＲＣＴＬ）５、および受光信号処理回路（ＲＳＰＲＣ）６を有している。

有効画素領域部２は、表示画素を形成する表示回路２１０を含む複数の表示セル２１がマトリクス状に配列されている。
また、有効画素領域部２またはその隣接領域には、受光セル２２が配置される。受光セル２２は、複数画素に対して、一つの受光セルを配置する構成でも構わないし、受光セルはＲＧＢそれぞれに対し一つずつが配置されていても構わないし、一画素に対して受光セルが一つ配置されていても構わない。
本発明を適用する場合の表示装置内の受光素子配置は特に言及しないものとする。
このように、本発明を受光セル内蔵の表示装置に適用することにより、ノイズの影響の少ない受光信号を後処理で用いることが可能となり、また、表示側信号の撮像側信号への混入を防ぎつつ、受光（撮像）を行うことが可能となる。

本実施形態においては、基本的に、表示装置の最表面に反射防止層を配置することにより表示装置の最表面並びに前面側に配置される保護カバーからの反射光を取り除くことが可能になり、センサのＳ/Ｎ比を改善することができるように構成されている。
このデバイス構造については、後で詳述する。

各表示セル２１における表示回路２１０は、図２に示すように、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）２１１と、液晶セル（ＬＣ）２１２と、保持容量（Ｃｓ）２１３とを有する。
液晶セル（ＬＣ）２１２は、画素電極を有し、この画素電極がＴＦＴ２１１のドレイン電極（またはソース電極）に画素電極が接続されている。保持容量（Ｃｓ）は一方の電極がＴＦＴ２１１のドレイン電極に接続されている。

これら表示セル２１の各々に対して、走査線（ゲート線）７−１〜７−ｍが各行ごとにその画素配列方向に沿って配線され、信号線８−１〜８−ｎが列ごとにその画素配列方向に沿って配線されている。
そして、各表示セル２１のＴＦＴ２１１のゲート電極は、各行単位で同一の走査線（ゲート線）７−１〜７−ｍにそれぞれ接続されている。また、各表示セル２１のＴＦＴ２１１のソース電極（または、ドレイン電極）は、各列単位で同一の表示信号線８−１〜８−ｎに各々接続されている。

図２の構成においては、走査線７−１〜７−ｍは垂直駆動回路３に接続されて、この垂直駆動回路３により駆動される。
また、表示セル２１に対応して配線された表示信号線８−１〜８−ｎは水平駆動回路４に接続され、この水平駆動回路４により駆動される。

さらに、一般的な液晶表示装置においては、画素保持容量配線（Ｃｓ）９−１〜９−ｍが独立に配線され、この画素保持容量配線９−１〜９−ｍと接続電極との間に保持容量２１３が形成されている。
そして、各画素部２０の表示セル２１の液晶セル２１２の対向電極および／または保持容量２１３の他方の電極には、コモン配線（共通配線）を通してたとえば所定の直流電圧がコモン電圧ＶＣＯＭとして与えられる。
あるいは、各表示セル２１の液晶セル２１２の対向電極および保持容量２１３の他方の電極には、たとえば１水平走査期間（１Ｈ）毎に極性が反転するコモン電圧ＶＣＯＭが与えられる。

また、有効画素領域部２においては、受光セル２２に対応して受光信号線１０が配線されている。
受光信号線１０は、受光信号処理回路６に接続され、受光制御回路５の制御の下に読み出される信号を受光信号処理回路６に伝搬する。

垂直駆動回路３は、垂直スタート信号ＶＳＴ、垂直クロックＶＣＫ、イネーブル信号ＥＮＢを受けて、１フィールド期間ごとに垂直方向（列方向）に走査して走査線７−１〜７−ｍに接続された各表示セル２１を行単位で順次選択する処理を行う。
すなわち、垂直駆動回路３から走査線７−１に対して走査パルスＳＰ１が与えられたときには第１行目の各列の画素が選択され、走査線７−２に対して走査パルスＳＰ２が与えられたときには第２行目の各列の画素が選択される。以下同様にして、走査線７−３，…，７−ｍに対して走査パルスＳＰ３，…，ＳＰｍが順に与えられる。

水平駆動回路４は、図示しないクロックジェネレータにより生成された水平走査の開始を指令する水平スタートパルスＨＳＴ、水平走査の基準となる互いに逆相の水平クロックＨＣＫを受けてサンプリングパルスを生成する。
水平駆動回路４は、入力される画像データＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を、生成したサンプリングパルスに応答して順次サンプリングして、各表示セル２１に書き込むベきデータ信号として各表示信号線８−１〜８−ｎに供給する。

また、受光セル２２に対して、第１の受光セル制御線（リセット信号線）１１、および第２の受光セル制御線（読み出し信号線）１２がその画素配列方向に沿って配線されている。
また、受光セル２２は、電源電位源ＶＤＤおよび基準電位源ＶＳＳに接続される。

本実施形態の受光セル２２は、図２に示すように、受光素子（光センサ）２２１、リセットＴＦＴ２２２、増幅ＴＦＴ２２３、選択（読み出し）ＴＦＴ２２４、受光信号蓄積容量（キャパシタ）２２５、およびノードＮＤ２２１を有している。
受光素子２２１は、ＴＦＴ、ダイオード等により形成される。
また、受光セル２２の読み出し回路２２０（２３０）は、リセットＴＦＴ２２２、増幅ＴＦＴ２２３、選択（読み出し）ＴＦＴ２２４、キャパシタ２２５、およびノードＮＤ２２１を有している。

受光素子２２１は電源電位源ＶＤＤとノードＮＤ２２１との間に接続されている。リセットＴＦＴ２２２は、たとえばｎチャネルトランジスタにより形成され、そのソースが基準電位源ＶＳＳ（たとえばグランドＧＮＤ）に接続され、ドレインがノードＮＤ２２１に接続されている。そして、リセットＴＦＴ２２２のゲート電極が対応する行に配線された第１の受光セル制御線１１に接続されている。
増幅ＴＦＴ２２３のゲートがノードＮＤ２２１に接続され、ドレインが電源電位源ＶＤＤに接続され、ソースが選択ＴＦＴ２２４のドレインに接続されている。選択ＴＦＴ２２４のゲートが第２の受光セル制御線１２に接続され、ソースが対応する列に配線された受光信号線１０に接続されている。
この増幅ＴＦＴ２２３と選択ＴＦＴ２２４により、いわゆるソースフォロワが形成されている。したがって、受光信号線１０には電流源が接続される。この電流源は、本実施形態においては、たとえば受光信号処理回路６に形成される。
また、キャパシタ（受光信号蓄積容量）２２５がノードＮＤ２２１と基準電位源ＶＳＳとの間に接続されている。

第１の受光セル制御線１１と第２の受信セル制御線１２は受光制御回路５に接続されている。
受光制御回路５は、所定のタイミングでリセットパルスＲＳＴを第１の受光セル制御線１１に印加する。
これにより、受光セル２２のリセット用ＴＦＴ２２２が一定期間オンし、ノードＮＤ２２１がリセットされる。換言すれば、受光セル２２は、たとえばノードＮＤ２２１に接続された受光信号蓄積容量の電荷が放電されて、ノードＮＤ２２１の電位が基準電位にセットされ、受光セル２２が初期の状態となる。
この状態で受光素子２２１が所定の光量を受光すると、受光素子２２１が導通し、ノードＮＤ２２１の電位が上昇し、キャパシタ（受光信号蓄積容量）２２５に電荷が蓄積される。
このとき、受光制御回路５により読み出し信号ＲＤがハイレベルで第２の受光セル制御線１２に印加されて選択ＴＦＴ２２４がオン状態に保持される。これにより、キャパシタ２２５の蓄積された電荷が電気信号として増幅ＴＦＴ２２３で増幅され、選択ＴＦＴ２２４を介して受光信号として受光信号配線１０に出力される。
そして、受光信号配線１０を伝搬された信号は受光信号処理回路６に入力される。

受光信号処理回路６は、たとえば受光セル２２による信号と図示しない別途配置される参照セルによる信号との差分信号処理によりノイズ除去処理を行う。受光信号処理回路６は、ノイズ除去処理を行った後、入力した受光セル２２の受光信号に応答した所定の機能部の制御を行う後段の図示しない信号処理系に出力する。

なお、本実施形態においては、図３に示すように、検出対象物のバックライト光からの反射光を利用して、タッチパネル・イメージセンサ等を実現する検出システムとして構成された場合を例に説明する。

本実施形態においては、以上のような構成を有する光センサ内蔵入力機能一体型表示装置は、基本的に、表示装置の最表面に反射防止層が形成される。
この反射防止層は、バックライト光源のスペクトルが存在する波長域を反射防止することが可能である。
また、表示装置の前面側に保護カバーを、空気層を介して配置した際、表示装置の最表面と保護カバーの少なくとも片面に反射防止層が形成される。
この場合も、反射防止層はバックライト光源のスペクトルが存在する波長域を反射防止することが可能である。
また、表示装置の前面側に充填層を介して保護カバーと表示装置を接着して配置した際、保護カバーの最表面に反射防止層が形成される。
この場合も、反射防止層はバックライト光源のスペクトルが存在する波長域を反射防止することが可能である。

また、検出光に赤外線を用いる場合、表示装置から発光した赤外線波長帯以外の赤外線はノイズとなる。そこで、本実施形態においては、発光部のスペクトルの存在しない波長域を入射防止する構成を採用している。
この発光部のスペクトルの存在しない波長域を入射防止することにより、耐外光特性（動作可能環境）を広げることが可能となる。
後で具体的に説明するように、本実施形態においては、表示装置内に「発光部からの光のうち検出に用いられる検出光のスペクトルが存在しない波長領域の光の入射を防ぐ」フィルタを配置する。
このフィルタは、たとえば光素子２２１の上部に配置され、可視光カットフィルタとして形成される。そして、このフィルタは、例えば検出光である赤外線波長帯の光を選択的に透過させる特性を有していれば、受光素子２２１に対する発光部以外からの光の入射も防ぐように構成してもよい。
また、このフィルタは、検出光のスペクトルが存在しない波長領域の入射光を、検出光の波長領域の入射光に比べて減衰させる特性を有し、検出光のスペクトルが存在しない波長領域の光の受光素子２２１に対する入射を防いでいる。

以下に、液晶表示装置（ＬＣＤ）モジュールの具体的なデバイス構造の実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
図４は、本第１の実施形態に係る受光セル部分の簡略断面図である。

受光セル２２は、図４に示すように、透明絶縁基板（たとえばガラス基板）により形成されたＴＦＴ基板２３の基面２３１側に形成されている。受光セル２２は、上述したように、読み出し回路および受光素子（光センサ）２２１により構成されている。
そして、ＴＦＴ基板２３と対向透明絶縁基板（たとえばガラス基板）により形成された対向基板２４との間に液晶層２５が封入されている。また、たとえばＴＦＴ基板２３の底面２３２側にバックライト２６が配置されている。
また、このＴＦＴ基板２３の底面２３２には背面側（下部側）の第１偏光板２７が形成され、対向基板２４の前面２４１に前面側（上部側）の第２偏光板２８が形成されている。
前面側（上部側）の第２偏光板２８の前面側に反射防止層２９が形成されている。
受光素子(光センサ)２２１等は、たとえばＬＴＰＳ（低温ポリシリコン）により形成される。

図５は、受光セルの光センサ（受光素子）をＴＦＴにより形成した構造例を示す断面図である。

透明絶縁基板、たとえばガラス基板により形成されるＴＦＴ基板２３上にゲート絶縁膜３０１で覆われたゲート電極３０２が形成されている。ゲート電極３０２は、たとえばモリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）などの金属または合金をスパッタリングなどの方法で成膜して形成される。
ゲート絶縁膜３０１上に半導体膜（チャネル形成領域）３０３、並びに半導体膜３０３を挟んで一対のｎ―拡散層（ＬＤＤ領域）３０４，３０５、ｎ＋拡散層３０６，３０７(ソース、ドレイン領域)が形成されている。
さらに、ゲート絶縁膜３０１、半導体層（チャネル形成領域）３０３、ｎ―拡散層（ＬＤＤ領域）３０４，３０５、ｎ＋拡散層３０６，３０７(ソース、ドレイン領域)を覆うように層間絶縁膜３０８が形成されている。さらに、層間絶縁膜３０８を覆うように層間絶縁膜３０９が形成されている。層間絶縁膜３０９は、たとえばＳｉＮ、ＳｉＯ_２等により形成される。
一方のｎ＋拡散層３０６には、層間絶縁膜３０８，３０９に形成されたコンタクトホール３１０ａを介してソース電極３１１が接続される。他方のｎ＋拡散層３０７には、層間絶縁膜３０８，３０９に形成されたコンタクトホール３１０ｂを介してドレイン電極３１２が接続される。
ソース電極３１１およびドレイン電極３１２は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）をパターニングして形成される。
層間絶縁膜３０９、ソース電極３１１、ドレイン電極３１２、層間絶縁膜３０９上に平坦化膜３１３が形成されている。
そして、この平坦化膜３１３上に液晶層２５が形成される。

この構成において、ボトムゲート型ＴＦＴのゲート電極がバックライト光のＴＦＴのチャネル領域への光路上に形成されている。したがって、ＴＦＴゲート電極が、バックライト２６からの光を遮光する機能を有し、ノイズ光を低減する機能を有している。

ここでは、光センサとしてはＴＦＴの光リーク効果を利用した例を示しているが、光センサはポリシリコンＴＦＴに限らず、アモルファスシリコンＴＦＴ、マイクロシリコンＴＦＴなどでもよい。また素子の構成はＰＩＮだけでなく、ＰＮ、ＰＤＮ（Photo sensitive doped layer : P-doped-N)・・・などその他の同様の効果を示すものにも適用可能である。また、トップゲートであるかボトムゲートであるかは問わない。

次に、上記のデバイス構造における透明保護カバー−空気界面からの反射光の除去機能について考察する。

図６は、第１の実施形態で使用したバックライト光のスペクトルを示す図である。
図７は、第１の実施形態の反射防止処理の分光反射率を示す図である。
図８（Ａ）〜（Ｄ）は、第１の実施形態に係る反射防止層の構成および製造プロセスを示す図である。

この第１の実施形態においては、図６に示すように、バックライトが可視光域の光を照射し、反射防止層２９は、図７に示すように、可視光バックライトに対して最適化した反射防止処理が施されている。

可視光バックライトに対して最適化した反射防止層２９は、たとえば図８（Ｄ）に示すように、ＴｉＯ２等の高屈折率層２９１を、ＳｉＯ_２等の低屈折率層２９２−１，２９２−２で挟んだ多層構造を有する。

反射防止層２９は、第２偏光板２８の前面側となる面に、ＳｉＯ_２等の低屈折率層２９２−１が形成され、低屈折率層２９２−１上にＴｉＯ_２等の高屈折率層２９１が形成され、この高屈折率層２９１上にＳｉＯ_２等の低屈折率層２９２−２が形成されて構成される。

このような構成において、バックライト２６による可視光域の光は、第１偏光板２７によりある一方向に振動する直線偏向光となり液晶層２５を通過する。その際、液晶層２５に印加する電圧により液晶層２５の位相差が変化する。
これにより、液晶層２５を通過した光が第２偏光板２８で吸収されるときと、されないときが発生し、表示を行うことができる。
第２偏光板２８を通過した光は反射防止層２９に入射するが、上述したように可視光バックライトに対して最適化した反射防止処理が施されていることから、表示装置の最表面からの反射光が取り除かれる。
その結果、光センサのノイズによる影響を小さくでき、受光システムのＳ/Ｎ比を改善される。

図９は、第１の実施形態のように防止反射層を配置した場合と配置しない場合のノイズ量の変化を示す図である。
図９から明らかなように、反射防止層を配置した方が、ノイズ量が大幅に低減されている。

＜第２実施形態＞
図１０は、本第２の実施形態に係る受光セル部分の簡略断面図である。

図１１は、第２の実施形態で使用したバックライト光のスペクトルを示す図である。
図１２は、第２の実施形態の反射防止処理の分光反射率を示す図である。
図１３（Ａ），（Ｂ）は、第２の実施形態に係る反射防止層の構成および製造プロセスを示す図である。

この第２の実施形態においては、図１１に示すように、バックライト２６Ａが可視域と赤外域の光を照射し、反射防止層２９Ａは、図１２に示すように、可視域から赤外域の光まで最適化した反射防止処理が施されている。赤外域は波長が700nm以上とする。

可視光バックライトと赤外光バックライトに対して最適化した反射防止層２９Ａは、たとえば図１３（Ｂ）に示すように、ＭｇＦ_２等の偏光板より低屈折率層２９２−３の単層構造を有する。

反射防止層２９Ａは、第２偏光板２８の前面側となる面に、第２偏光板２８より低屈折率のＭｇＦ２等の低屈折率層２９２−３が形成されて構成される。

このような構成において、第２偏光板２８を通過した光は反射防止層２９Ａに入射するが、上述したように可視光バックライトと赤外光バックライトに対して最適化した反射防止処理が施されていることから、表示装置の最表面からの反射光が取り除かれる。
その結果、光センサのノイズによる影響を小さくでき、受光システムのＳ/Ｎ比を改善される。

図１４は、第２の実施形態のように防止反射層を配置した場合と配置しない場合のノイズ量の変化を示す図である。
図１４から明らかなように、反射防止層を配置した方が、ノイズ量が低減されている。

なお、検出光に赤外線を用いる場合、表示装置から発光した赤外線波長帯以外の赤外線はノイズとなる。
そこで、本実施形態においては、発光部のスペクトルの存在しない波長域の入射を防止する構成を採用する。ここにおいて、反射防止層は発光部のスペクトルの存在しない波長域の入射光を、発光部のスペクトルの存在する波長領域の入射光に比べて減衰させる特性を有し、発光部のスペクトルの存在しない波長域の光の表示装置内への入射を防いでいる。この具体的な実施形態としては、第７、第８、第９、および第１０の実施形態として後で述べる。

＜第３実施形態＞
図１５は、本第３の実施形態に係る受光セル部分の簡略断面図である。
図１６は、第３の実施形態の反射防止処理の分光反射率を示す図である。
図１７（Ａ）〜（Ｄ）は、第３の実施形態に係る反射防止層の構成および製造プロセスを示す図である。

本第３の実施形態においては、偏光板２８の前面側には充填層３０を介して透明の保護カバー（前面側透明基板）３１が配置され、保護カバー３１の前面側の空気層との界面に反射防止層３２が配置されている。

この第３の実施形態においては、図６に示すように、バックライトが可視光域の光を照射し、反射防止層３２は、図１６に示すように、可視光バックライトに対して最適化した反射防止処理が施されている。

可視光バックライトに対して最適化した反射防止層３２は、たとえば図１７（Ｄ）に示すように、ＴｉＯ_２等の高屈折率層３２１を、ＳｉＯ_２等の低屈折率層３２２−１，３２２−２で挟んだ多層構造を有する。

反射防止層３２は、保護カバー３１の前面側となる面に、ＳｉＯ_２等の低屈折率層３２２−１が形成され、低屈折率層３２２−１上にＴｉＯ_２等の高屈折率層３２１が形成され、この高屈折率層３２１上にＳｉＯ_２等の低屈折率層３２２−２が形成されて構成される。

このような構成において、バックライト２６による可視光域の光は、第１偏光板２７によりある一方向に振動する直線偏向光となり液晶層２５を通過する。その際、液晶層２５に印加する電圧により液晶層２５の位相差が変化する。
これにより、液晶層２５を通過した光が第２偏光板２８で吸収されるときと、されないときが発生し、表示を行うことができる。
第２偏光板２８、充填層３０、保護カバー３１を通過した光は反射防止層３２に入射するが、上述したように可視光バックライトに対して最適化した反射防止処理が施されていることから、表示装置の最表面からの反射光が取り除かれる。
その結果、光センサのノイズによる影響を小さくでき、受光システムのＳ/Ｎ比を改善される。

＜第４実施形態＞
図１８は、本第４の実施形態に係る受光セル部分の簡略断面図である。
図１９は、第４の実施形態の反射防止処理の分光反射率を示す図である。
図２０（Ａ），（Ｂ）は、第４の実施形態に係る反射防止層の構成および製造プロセスを示す図である。

この第４の実施形態においては、図１１に示すように、バックライト２６Ａが可視域と赤外域の光を照射し、反射防止層３２Ａは、図１９に示すように、可視光バックライトと赤外光バックライトに対して最適化した反射防止処理が施されている。

可視光バックライトと赤外光バックライトに対して最適化した反射防止層３２Ａは、たとえば図２０（Ｂ）に示すように、ＭｇＦ_２等の偏光板より低屈折率層３２２−３の単層構造を有する。

反射防止層３２Ａは、保護カバー３１の前面側となる面に、保護カバー３１より低屈折率のＭｇＦ２等の低屈折率層３２２−３が形成されて構成される。

このような構成において、保護カバー３１を通過した光は反射防止層３２Ａに入射するが、上述したように可視光バックライトと赤外光バックライトに対して最適化した反射防止処理が施されていることから、表示装置の最表面からの反射光が取り除かれる。
その結果、光センサのノイズによる影響を小さくでき、受光システムのＳ/Ｎ比を改善される。

＜第５実施形態＞
図２１は、本第５の実施形態に係る受光セル部分の簡略断面図である。
図２２は、第５の実施形態の反射防止処理の分光反射率を示す図である。
図２３（Ａ）〜（Ｄ）は、第５の実施形態に係る反射防止層の構成および製造プロセスを示す図である。

本第５の実施形態においては、偏光板２８の前面側には充填層３０を設けずに、空気層３３を介して透明の保護カバー（前面側透明基板）３１が配置されている。
そして、保護カバー３１の前面側と背面側の空気層との界面に反射防止層３２Ｂ−１，３２Ｂ−２が配置され、かつ、第２偏光板２８の前面側と空気層３３との界面に第１の実施形態と同様の反射防止層２９Ｂが配置されている。

この第５の実施形態においては、図６に示すように、バックライトが可視光域の光を照射し、反射防止層２９Ｂおよび反射防止層３２Ｂ−１，３２Ｂ−２は、図２２に示すように、可視光バックライトに対して最適化した反射防止処理が施されている。

可視光バックライトに対して最適化した反射防止層２９Ｂは、図８の場合と同様に、図２３（Ｄ）に示すように、ＴｉＯ_２等の高屈折率層２９１Ｂを、ＳｉＯ_２等の低屈折率層２９２Ｂ−１，２９２Ｂ−２で挟んだ多層構造を有する。

反射防止層２９Ｂは、第２偏光板２８の前面側となる面に、ＳｉＯ_２等の低屈折率層２９２Ｂ−１が形成される。そして、低屈折率層２９２Ｂ−１上にＴｉＯ_２等の高屈折率層２９１Ｂが形成され、この高屈折率層２９１Ｂ上にＳｉＯ_２等の低屈折率層２９２Ｂ−２が形成されて構成される。

同様に、可視光バックライトに対して最適化した反射防止層３２Ｂ−１は、図１７の場合と同様に、図２３（Ｄ）に示すように、ＴｉＯ_２等の高屈折率層３２１Ｂ−１１を、ＳｉＯ_２等の低屈折率層３２２Ｂ−１１，３２２Ｂ−１２で挟んだ多層構造を有する。

反射防止層３２Ｂ−１は、保護カバー３１の前面側となる面に、ＳｉＯ_２等の低屈折率層３２２Ｂ−１１が形成され、低屈折率層３２２Ｂ−１１上にＴｉＯ_２等の高屈折率層３２１Ｂ−１１が形成され、この高屈折率層３２１Ｂ−１１上にＳｉＯ_２等の低屈折率層３２２Ｂ−１２が形成されて構成される。

反射防止層２９Ｂは、第２偏光板２８の前面側となる面に、ＳｉＯ_２等の低屈折率層２９２Ｂ−１が形成され、低屈折率層２９２Ｂ−１上にＴｉＯ_２等の高屈折率層２９１Ｂが形成され、この高屈折率層２９１Ｂ上にＳｉＯ_２等の低屈折率層２９２Ｂ−２が形成されて構成される。

同様に、可視光バックライトに対して最適化した反射防止層３２Ｂ−２は、図１７の場合と同様に、図２３（Ｄ）に示すように、ＴｉＯ２等の高屈折率層３２１Ｂ−２１を、ＳｉＯ２等の低屈折率層３２２Ｂ−２１，３２２Ｂ−２２で挟んだ多層構造を有する。

反射防止層３２Ｂ−２は、保護カバー３１の背面側となる面に、ＳｉＯ_２等の低屈折率層３２２Ｂ−２１が形成され、低屈折率層３２２Ｂ−２１上にＴｉＯ_２等の高屈折率層３２１Ｂ−２１が形成され、この高屈折率層３２１Ｂ−２１上にＳｉＯ_２等の低屈折率層３２２Ｂ−２２が形成されて構成される。

このような構成において、バックライト２６による可視光域の光は、第１偏光板２７によりある一方向に振動する直線偏向光となり液晶層２５を通過する。その際、液晶層２５に印加する電圧により液晶層２５の位相差が変化する。
これにより、液晶層２５を通過した光が第２偏光板２８で吸収されるときと、されないときが発生し、表示を行うことができる。
第２偏光板２８、充填層３０、保護カバー３１を通過した光は反射防止層２９Ｂ、３２Ｂ−２，３２Ｂ−１に入射するが、上述したように可視光バックライトに対して最適化した反射防止処理が施されていることから、反射光が取り除かれる。
その結果、光センサのノイズによる影響を小さくでき、受光システムのＳ/Ｎ比を改善される。

＜第６実施形態＞
図２４は、本第６の実施形態に係る受光セル部分の簡略断面図である。
図２５は、第６の実施形態の反射防止処理の分光反射率を示す図である。
図２６（Ａ），（Ｂ）は、第６の実施形態に係る反射防止層の構成および製造プロセスを示す図である。

第６の実施形態においては、図１１に示すように、バックライト２６Ａが可視域と赤外域の光を照射し、反射防止層２９Ｃ，３２Ｃ−１，３２Ｃ−２は、図２５に示すように、可視光バックライトと赤外光バックライトに対して最適化した反射防止処理が施されている。

可視光バックライトと赤外光バックライトに対して最適化した反射防止層２９Ｃは、たとえば図２６（Ｂ）に示すように、ＭｇＦ２等の偏光板より低屈折率層２９２Ｃ−３の単層構造を有する。

反射防止層２９Ｃは、第２偏光板２８の前面側となる面に、第２偏光板２８より低屈折率のＭｇＦ２等の低屈折率層２９２Ｃ−３が形成されて構成される。

可視光バックライトと赤外光バックライトに対して最適化した反射防止層３２Ｃ−１は、たとえば図２６（Ｂ）に示すように、ＭｇＦ２等の偏光板より低屈折率層３２２Ｃ−３１の単層構造を有する。

反射防止層３２Ｃ−１は、保護カバー３１の前面側となる面に、保護カバー３１より低屈折率のＭｇＦ２等の低屈折率層３２２Ｃ−３１が形成されて構成される。

可視光バックライトと赤外光バックライトに対して最適化した反射防止層３２Ｃ−２は、たとえば図２６（Ｂ）に示すように、ＭｇＦ_２等の偏光板より低屈折率層３２２Ｃ−３２の単層構造を有する。

同様に、反射防止層３２Ｃ−２は、保護カバー３１の背面側となる面に、保護カバー３１より低屈折率のＭｇＦ_２等の低屈折率層３２２Ｃ−３２が形成されて構成される。

このような構成において、第２偏光板２８を通過した比較は反射防止層２９Ｃに入射し、空気層３３を通過した光は反射防止層３２Ｃ−２に入射し、保護カバー３１を通過した光は反射防止層３２Ｃ−１に入射する。この場合、上述したように可視光バックライトと赤外光バックライトに対して最適化した反射防止処理が施されていることから、表示装置の最表面からの反射光が取り除かれる。
その結果、光センサのノイズによる影響を小さくでき、受光システムのＳ/Ｎ比を改善される。

次に、発光部のスペクトルの存在しない波長域の入射を防止する構成を採用することにより、耐外光特性（動作可能環境）を広げることが可能な受光セルの実施形態について説明する。

＜第７実施形態＞
図２７は、本第７の実施形態に係る受光セル部分の断面図である。
図２８は、第７の実施形態で使用した赤外線バックライト光のスペクトルを示す図である。

本第７の実施形態に係る液晶表示装置１Ｆは、第１〜第６の実施形態に対して、デバイス構造をより詳細に示している。
ＴＦＴ基板２３上に形成される絶縁膜等は、図５と同一の構成部分は同一符号をもって示し、光センサは受光素子２２１として示してある。
ただし、ＴＦＴ基板２３において、平坦化膜３１３上には、ＩＴＯ等の共通透明電極３１４が形成され、透明電極３１４上にＳｉＯ_２等の絶縁膜３１５が形成され、絶縁膜３１５上に画素電極３１６が形成されている。そして、画素電極３１６を覆うように配向膜３１７が形成されている。

また、対向基板２４の主面２４１側には、表示セル２１の領域に対応してＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のカラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢが並列して形成されている。
これらのカラーフィルタＣＦＲ１、ＣＦＧ１、ＣＦＢ１に並列した受光セル２２への対向領域にＲのカラーフィルタＣＦＲ２とＢのカラーフィルタＣＦＢ２が積層されて可視光カットフィルタ４１が形成されている。
そして、これらのカラーフィルタＣＦＲ１、ＣＦＧ１、ＣＦＢ１、ＣＦＲ２およびＣＦＢ２を覆うように平坦化膜３２１が形成され、この平坦化膜３２１上に配向膜３２２が形成されている。
そして、配向膜３１７と３２２との間に液晶層２５が形成されている。

本第７の実施形態に係る液晶表示装置１Ｆは、図１１および図２７に示すように、バックライト２６Ａが可視域と赤外域の光を照射する。
液晶表示装置１Ｆは、反射防止層として、偏光板２８の最表面に反射防止層として赤外光（赤外線）カット層４０が形成されている。
図２８に示すように、赤外線バックライト光は、波長850nmにピークを持つ。そして、900nm以上の赤外線はノイズとなるので、赤光線カット層４０は、ノイズとなるたとえば900nm以上の遠赤外線をカットする機能を有し、ノイズとなる赤外線の光センサ２２１への入射を防ぐ。
また、本第７の実施形態の液晶表示装置１Ｆは、外部からの可視光の光センサへの入射を防ぐために、内部に可視光カットフィルタ４１が配置されている。

赤外光カット層４０は、たとえば誘電体多層膜あるいは赤外吸収色素膜により形成することが可能である。

図２９は、赤外光カット層を誘電体多層膜で形成した場合の波長に対する透過率特性を示す図である。

図２９に示すように、誘電多層膜を赤外光カット層４０として配置することにより、発光部のスペクトルは透過し、外光に含まれる発光部以外のスペクトルの光を反射し、入射を防ぐことができる。

図３０は、赤外光カット層を赤外吸収色素膜で形成した場合の波長に対する透過率特性を示す図である。

図３０に示すように、赤外吸収色素を、赤外光線カット層４０として配置することにより、発光部のスペクトルは透過し、外光に含まれる発光部以外のスペクトルの光を吸収し、入射を防ぐことができる。

図３１（Ａ），（Ｂ）は、本第７の実施形態により効果が期待できる外光スペクトルの例を示す図である。
図３１（Ａ）は太陽光スペクトルを示し、図３１（Ｂ）は白熱灯スペクトルを示す。
図示のように、太陽光、白熱灯では波長900nm以上の光が大量に含まれていることが分かる。
したがって、本実施形態の赤外光カット層４０は、波長900nm以上の光が大量に含まれている太陽光、白熱灯等の外光に対して、十分な遮光機能を発現することができる。

図３１（Ａ）の太陽光スペクトルは、日本太陽エネルギー学会編「太陽エネルギー読本」１０頁［村井潔三］（オーム社１９７５）から引用した。

また、可視光カットフィルタ４１は、前述したように、ＲのカラーフィルタＣＦＲ２とＢのカラーフィルタＣＦＢ２が積層されてＲＢフィルタとして形成される。
あるいは、さらに、ＧのカラーフィルタＣＦＧ２を用い３層構造としてＲＧＢフィルタとして形成される。

図３２（Ａ），（Ｂ）は、可視光カットフィルタ透過スペクトルを示す図である。
図３２（Ａ）がＲＢフィルタの特性を示し、図３２（Ｂ）がＲＧＢフィルタの特性を示
している。

図示のように、可視光カットフィルタは、表示装置内にカラーフィルタを重ねて配置することにより良好な可視光カット機能を発現させることができる。

本第７の実施形態によれば、検出光に赤外線を用いる場合であっても、発光部のスペクトルの存在しない波長域の入射を防止することができ、耐外光特性（動作可能環境）を広げることが可能となる。
そして、光センサのノイズによる影響を小さくでき、受光システムのＳ/Ｎ比を改善さる。

＜第８実施形態＞
図３３は、本第８の実施形態に係る受光セル部分の断面図である。

本第８の実施形態の液晶表示装置１Ｇが第７の実施形態の液晶表示装置１Ｆと異なる点は、偏光板２８の前面側には充填層３０を介して透明の保護カバー３１が配置され、保護カバー３１の前面側の空気層との界面に赤外光線カット層４０が配置されていることにある。

本第８の実施形態によれば、検出光に赤外線を用いる場合であっても、発光部のスペクトルの存在しない波長域の入射を防止することができ、耐外光特性（動作可能環境）を広げることが可能となる。
そして、光センサのノイズによる影響を小さくでき、受光システムのＳ/Ｎ比を改善される。

＜第９実施形態＞
図３４は、本第９の実施形態に係る受光セル部分の断面図である。

本第９の実施形態の液晶表示装置１Ｈが第７の実施形態の液晶表示装置１Ｆと異なる点は、次のとおりである。
本第９の実施形態においては、偏光板２８の前面側には充填層３０を設けずに、空気層３３を介して透明の保護カバー（前面側透明基板）３１が配置されている。
そして、保護カバー３１の前面側と背面側の空気層との界面に赤外光（線）カット層４０Ａ−１，４０Ａ−２が配置され、かつ、第２偏光板２８の前面側と空気層３３との界面に第７の実施形態と同様の赤外光（線）カット層４０が配置されている。

本第９の実施形態によれば、検出光に赤外線を用いる場合であっても、発光部のスペクトルの存在しない波長域の入射を防止することができ、耐外光特性（動作可能環境）を広げることが可能となる。
そして、光センサのノイズによる影響を小さくでき、受光システムのＳ/Ｎ比を改善される。

＜第１０実施形態＞
図３５は、本第１０の実施形態に係る受光セル部分の断面図である。

本第１０の実施形態の液晶表示装置１Ｉが第７の実施形態の液晶表示装置１Ｆと異なる点は、表示装置内に赤外光（線）カット層４０Ｂを配置したことにある。
本例では、可視光カットフィルタ４１の背面側に赤外光（線）カット層４０Ｂが積層されている。

たとえば、赤外線吸収色素をレジストと混合し、フォトリソグラフィー工程でパターニングを可能とした際、赤外線吸収色素を表示装置内に配置することが可能となる。
本第１０の実施形態では、光センサ部のみ赤外線吸収色素を配置することにより、外光に含まれる発光部以外のスペクトルの光を吸収し、入射を防ぐことができる。

以上のように、第７から第１０の実施形態によれば、発光部のスペクトル以外の光を遮断（反射あるいは吸収）することにより、センサに入射するノイズを低減させることが可能となり、その結果耐外光性能が向上し、明るい環境下でも動作可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、液晶表示装置は、表示回路２１０を有する複数の表示セル２１と、受光素子２２１を含む受光セル２２と、表示面を所定の輝度をもって照明するバックライト２６と、を有する。
液晶表示装置は、バックライト２６に対向して配置され、セル回路および受光素子が形成される第１透明基板（ＴＦＴ基板）２３、ＴＦＴ基板２３と対向して配置される第２透明基板（対向基板）２４と、を有する。
さらに、液晶表示装置は、ＴＦＴ基板２３および対向基板２４間に配置された液晶層２５と、ＴＦＴ基板２３のバックライト２６との対向面に形成された第２偏光板２８と、第２偏光板２８の空気層３３との界面に形成された反射防止層２９とを有する。
あるいは、空気層の代わりに配置される屈折率が１より大きい充填層３０と、透明保護カバー３１の前面側の空気層との界面に形成された反射防止層３２Ａとを有する。
あるいは第２偏光板２８の前面側、および透明保護カバー３１の空気層３３との界面に反射防止層２９Ｃ、３２Ｃ−１，３２Ｃ−２と、とを有する。
したがって、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

すなわち、光センサを有する入力機能一体型表示装置の最表面からの反射光を取り除くことが可能になり、Ｓ/Ｎ比を改善することができる。
また、本実施形態では、可視光域に対応した反射防止層、赤外域に対応した反射防止層をそれぞれ最適化することにより、Ｓ/Ｎ比を向上させることができる。
また、保護カバーを配置、接着した際にも、最表面を反射防止処理することによっても反射光を取り除くことができる。
また、発光部のスペクトル以外の光を遮断（反射あるいは吸収）することにより、センサに入射するノイズを低減させることが可能となり、その結果耐外光性能が向上し、明るい環境下でも動作可能となる。

本実施形態に係る表示装置は、図３６に示すようにフラット型のモジュール形状のものを含む。
たとえば絶縁性の基板２２上に、液晶素子、薄膜トランジスタ、薄膜容量、受光素子等からなる画素をマトリックス状に集積形成した画素アレイ部を設け、この画素アレイ部（画素マトリックス部）を囲むように接着剤を配し、ガラス等の対向基板を貼り付けて表示モジュールとする。
この透明な対向基板２４には必要に応じて、カラーフィルタ、保護膜、遮光膜等を設けてもよい。表示モジュールには、外部から画素アレイ部への信号等を入出力するためのコネクタＣＮＴとしてたとえばＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）を設けてもよい。

以上説明した本実施形態に係る表示装置は、図３７〜図４１に示す様々な電子機器、たとえば、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(モバイル機器)、デスクトップ型パーソナルコンピュータ、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、本実施形態が適用される電子機器の一例について説明する。

図３７は、本実施形態が適用されるテレビジョンを示す斜視図である。
本適用例に係るテレビジョン５００は、フロントパネル５２０やフィルターガラス５３０等から構成される映像表示画面部５１０を含み、その映像表示画面部５１０として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。

図３８は、本実施形態が適用されるデジタルカメラを示す斜視図であり、図３８（Ａ）は表側から見た斜視図、図３８（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５００Ａは、フラッシュ用の発光部５１１、表示部５１２、メニュースイッチ５１３、シャッターボタン５１４等を含み、その表示部５１２として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。

図３９は、本実施形態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５００Ｂは、本体５２１に、文字等を入力するとき操作されるキーボード５２２、画像を表示する表示部５２３等を含み、その表示部５２３として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。

図４０は、本実施形態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５００Ｃは、本体部５３１、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ５３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ５３３、表示部５３４等を含み、その表示部５３４として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。

図４１は、本実施形態が適用される携帯端末装置、たとえば携帯電話機を示す図であり、図４１（Ａ）は開いた状態での正面図、図４１（Ｂ）はその側面図、図４１（Ｃ）は閉じた状態での正面図、図４１（Ｄ）は左側面図、図４１（Ｅ）は右側面図、図４１（Ｆ）は上面図、図４１（Ｇ）は下面図である。
本適用例に係る携帯電話機５００Ｄは、上側筐体５４１、下側筐体５４２、連結部（ここではヒンジ部）５４３、ディスプレイ５４４、サブディスプレイ５４５、ピクチャーライト５４６、カメラ５４７等を含み、そのディスプレイ５４４やサブディスプレイ５４５として本実施形態に係る表示装置を用いることにより作製される。

また、本実施形態に係る表示装置は、以下のような表示撮像装置に適用可能である。また、この表示撮像装置は、先に説明した各種電子機器に適用可能である。

図４２は、表示撮像装置の全体構成を示す図である。
この表示撮像装置１０００は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００と、バックライト１５００と、表示ドライブ回路１２００と、受光ドライブ回路１３００と、画像処理部１４００と、アプリケーションプログラム実行部１１００とを有している。

Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００は、複数の画素が全面にわた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）を有し、後述するようにこのＩ／Ｏディスプレイ２０００に接触または近接する物体を撮像する機能（撮像機能）を有する。
また、バックライト１５００は、たとえば複数の発光ダイオードが配置されてなるＩ／Ｏディスプレイパネル２０００の光源であり、後述するようにＩ／Ｏディスプレイ２０００の動作タイミングに同期した所定のタイミングで、高速にオン・オフ動作を行うようになっている。

表示ドライブ回路１２００は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００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ディスプレイパネル２０００の駆動を行う（線順次動作の駆動を行う）回路である。

受光ドライブ回路１３００は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００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ディスプレイパネル２０００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、たとえばフレーム単位でフレームメモリ１３００Ａに蓄積され、撮像画像として画像処理部１４００へ出力される。

画像処理部１４００は、受光ドライブ回路１３００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ディスプレイ２０００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。

アプリケーションプログラム実行部１１００は、画像処理部１４００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、たと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ディスプレイパネル２０００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１１００で生成される表示データは表示ドライブ回路１２００へ供給される。

次に、図４３を参照してＩ／Ｏディスプレイパネル２０００の詳細構成例について説明する。このＩ／Ｏディスプレイパネル２０００は、表示エリア（センサエリア）２１００と、表示用Ｈドライバ２２００と、表示用Ｖドライバ２３００と、センサ読み出し用Ｈドライバ２５００と、センサ用Ｖドライバ２４００とを有している。

表示エリア（センサエリア）２１００は、バックライト１５００からの光を変調して表示光を出射すると共にこのエリアに接触または近接する物体を撮像する領域であり、発光素子（表示素子）である液晶素子と後述する受光素子（撮像素子）とがそれぞれマトリクス状に配置されている。

表示用Ｈドライバ２２００は、表示ドライブ回路１２００から供給される表示駆動用の表示信号および制御クロックに基づいて、表示用Ｖドライバ２３００と共に表示エリア２１００内の各画素の液晶素子を線順次駆動するものである。

センサ読み出し用Ｈドライバ２５００は、センサ用Ｖドライバ２４００と共にセンサエリア２１００内の各画素の受光素子を線順次駆動し、受光信号を取得するものである。

次に、図４４を参照して、表示エリア２１００における各画素の詳細構成例について説明する。この図４４に示した画素３１００は、表示素子である液晶素子と受光素子とから構成されている。

具体的には、表示素子側には、水平方向に延在するゲート電極３１００ｈと垂直方向に延在するドレイン電極３１００ｉとの交点に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）などからなるスイッチング素子３１００ａが配置され、このスイッチング素子３１００ａと対向電極との間に液晶を含む画素電極３１００ｂが配置されている。
そして、ゲート電極３１００ｈを介して供給される駆動信号に基づいてスイッチング素子３１００ａがオン・オフ動作し、オン状態のときにドレイン電極３１００ｉを介して供給される表示信号に基づいて画素電極３１００ｂに画素電圧が印加され、表示状態が設定される。

一方、表示素子に隣接する受光素子側には、たとえばフォトダイオードなどからなる受光用のセンサ３１００ｃが配置され、電源電圧ＶＤＤが供給される。
また、この受光センサ３１００ｃには、リセットスイッチ３１００ｄとキャパシタ３１００ｅが接続され、リセットスイッチ３１００ｄによってリセットされながら、キャパシタ３１００ｅにおいて受光量に対応した電荷が蓄積される。
そして、蓄積された電荷は読み出しスイッチ３１００ｇがオンとなるタイミングで、バッファアンプ３１００ｆを介して信号出力用電極３１００ｊに供給され、外部へ出力される。また、リセットスイッチ３１００ｄのオン・オフ動作はリセット電極３１００ｋ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３１００ｇのオン・オフ動作は、読出し制御電極３１００ｍにより供給される信号により制御される。

次に、図４５を参照して、表示エリア２１００内の各画素とセンサ読み出し用Ｈドライバ２５００との接続関係について説明する。この表示エリア２１００では、赤（Ｒ）用の画素３１００と、緑（Ｇ）用の画素３２００と、青（Ｂ）用の画素３３００とが並んで配置されている。

各画素の受光センサ３１００ｃ，３２００ｃ，３３００ｃに接続されたキャパシタに蓄積された電荷は、それぞれのバッファアンプ３１００ｆ，３２００ｆ，３３００ｆで増幅され、読み出しスイッチ３１００ｇ，３２００ｇ，３３００ｇがオンになるタイミングで、信号出力用電極を介してセンサ読み出し用Ｈドライバ２５００へ供給される。
なお、各信号出力用電極には定電流源４１００ａ，４１００ｂ，４１００ｃがそれぞれ接続され、センサ読み出し用Ｈドライバ２５００で感度良く受光量に対応した信号が検出される。

次に、表示撮像装置の動作について詳細に説明する。

まず、この表示撮像装置の基本動作、すなわち画像の表示動作および物体の撮像動作について説明する。

この表示撮像装置では、アプリケーションプログラム実行部１１００から供給される表示データに基づいて、表示用ドライブ回路１２００において表示用の駆動信号が生成され、この駆動信号により、Ｉ／Ｏディスプレイ２０００に対して線順次表示駆動がなされ、画像が表示される。
また、このときバックライト１５００も表示ドライブ回路１２００によって駆動され、Ｉ／Ｏディスプレイ２０００と同期した点灯・消灯動作がなされる。

ここで、図４６に関連付けて、バックライト１５００のオン・オフ状態とＩ／Ｏディスプレイパネル２０００の表示状態との関係について説明する。図４６は横軸に時間を、縦軸に各画素の受光素子が撮像するため走査される垂直方向の行の位置を表す。

まず、たとえば１／６０秒のフレーム周期で画像表示がなされている場合、各フレーム期間の前半期間（１／１２０秒間）にバックライト１５００が消灯し（オフ状態となり）、表示が行われない。一方、各フレーム期間の後半期間には、バックライト１５００が点灯し（オン状態となり）、各画素に表示信号が供給され、そのフレーム期間の画像が表示されるようになっている。

このように、各フレーム期間の前半期間は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００から表示光が出射されない無光期間である一方、各フレーム期間の後半期間は、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００から表示光が出射される有光期間となっている。

ここで、Ｉ／Ｏディスプレイパネル２０００に接触または近接する物体（たとえば、指先など）がある場合、受光ドライブ回路１３００による線順次受光駆動により、このＩ／Ｏディスプレイパネル２０００における各画素の受光素子においてその物体が撮像され、各受光素子からの受光信号が受光ドライブ回路１３００へ供給される。受光ドライブ回路１３００では、１フレーム分の画素の受光信号が蓄積され、撮像画像として画像処理部１４００へ出力される。

そして画像処理部１４００では、この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ディスプレイ２０００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）が検出される。
一例として、無効期間の撮像画像と、有光期間の撮像画像との差分を求めることにより、外光を除去し、有光期間にＩ／Ｏディスプレイパネル２０００に接触または近接する物体により反射したバックライト１５００からの光に基づく画像情報を得ることができる。この画像情報から所定の閾値以上のデータを抽出して２値化し、重心座標を求める画像処理等を行うことによりＩ／Ｏディスプレイ２０００に接触または近接する物体に関する情報が得られる。
また、バックライト１５００から可視光と共に検出用の赤外光が出力される場合、赤外光成分をオン・オフさせ、可視光成分は常時点灯させるようにしても構わない。

本発明は、ＬＣＤだけでなく、有機ELディスプレイ、電子ペーパ（E-paper）などといった表示装置に適用可能である。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。 本実施形態に係る表示セルおよび受光セルの基本構成例を示す回路図である。 バックライトの反射光の検出システムを模式的に示す図である。 本実施形態に係る受光セル部分の簡略断面図である。 受光セルの光センサ（受光素子）をＴＦＴにより形成した構造例を示す断面図である。 第１の実施形態で使用したバックライト光のスペクトルを示す図である。 第１の実施形態の反射防止処理の分光反射率を示す図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、第１の実施形態に係る反射防止層の構成および製造プロセスを示す図である。 第１の実施形態のように防止反射層を配置した場合と配置しない場合のノイズ量の変化を示す図である。 第２の実施形態に係る受光セル部分の簡略断面図である。 第２の実施形態で使用したバックライト光のスペクトルを示す図である。 第２の実施形態の反射防止処理の分光反射率を示す図である。 第２の実施形態に係る反射防止層の構成および製造プロセスを示す図である。 第２の実施形態のように防止反射層を配置した場合と配置しない場合のノイズ量の変化を示す図である。 本第３の実施形態に係る受光セル部分の簡略断面図である。 第３の実施形態の反射防止処理の分光反射率を示す図である。 第３の実施形態に係る反射防止層の構成および製造プロセスを示す図である。 本第４の実施形態に係る受光セル部分の簡略断面図である。 第４の実施形態の反射防止処理の分光反射率を示す図である。 第４の実施形態に係る反射防止層の構成および製造プロセスを示す図である。 本第５の実施形態に係る受光セル部分の簡略断面図である。 第５の実施形態の反射防止処理の分光反射率を示す図である。 第５の実施形態に係る反射防止層の構成および製造プロセスを示す図である。 本第６の実施形態に係る受光セル部分の簡略断面図である。 第６の実施形態の反射防止処理の分光反射率を示す図である。 第６の実施形態に係る反射防止層の構成および製造プロセスを示す図である。 本第７の実施形態に係る受光セル部分の断面図である。 第７の実施形態で使用した赤外線バックライト光のスペクトルを示す図である。 赤外光カット層を誘電体多層膜で形成した場合の波長に対する透過率特性を示す図である。 赤外光カット層を赤外吸収色素膜で形成した場合の波長に対する透過率特性を示す図である。 本第７の実施形態により効果が期待できる外光スペクトルの例を示す図である。 可視光カットフィルタ透過スペクトルを示す図である。 本第８の実施形態に係る受光セル部分の断面図である。 本第９の実施形態に係る受光セル部分の断面図である。 本第１０の実施形態に係る受光セル部分の断面図である。 フラット型のモジュール形状の例を示す模式図である。 本実施形態が適用されるテレビを示す斜視図である。 本実施形態が適用されるデジタルカメラを示す斜視図である。 本実施形態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。 本実施形態が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。 本実施形態が適用される携帯端末装置、たとえば携帯電話機を示す図である。 本発明の実施形態に係る表示撮像装置の構成を表すブロック図である。 図４２に示したＩ／Ｏディスプレイパネルの構成例を表すブロック図である。 各画素の構成例を表す回路図である。 各画素とセンサ読み出し用Ｈドライバとの接続関係を説明するための回路図である。 バックライトのオン・オフ状態と表示状態との関係について説明するためのタイミング図である。

符号の説明

１、１Ａ〜１Ｉ・・・液晶表示装置、２・・・有効画素領域部、３・・・垂直駆動回路
（ＶＤＲＶ）、４・・・水平駆動回路（ＨＤＲＶ）、５・・・受光制御回路（ＲＣＴＬ）、６・・・受光信号処理回路（ＲＳＰＲＣ）、２１・・・表示セル、２２・・・受光セル、２２１・・・受光素子、２２２・・・リセットＴＦＴ、２２３・・・増幅ＴＦＴ、２２４・・・選択（読み出し）ＴＦＴ、２２５・・・受光信号蓄積容量（キャパシタ）、ＮＤ２２１・・・ノード、２３・・・ＴＦＴ基板２３・・・対向基板、２５・・・液晶層、２６，２６Ａ・・・バックライト、２７，２８・・・偏光板、２９，２９Ａ，２９Ｃ・・・反射防止層、３０・・・充填層、３１・・・透明保護カバー、３２，３２Ｂ−１，３２Ｂ−２，３２Ｃ−１，３２Ｃ−２・・・反射防止層，４０，４０Ａ−１，４０Ａ−２，４０Ｂ・・・赤外光（線）カット層、４１・・・可視光カットフィルタ。

Claims (20)

1. 表示回路を有する少なくとも一つの表示セルと、
   受光素子を含む少なくとも一つの受光セルと、
   表示面側に光を照射する発光部と、
   上記発光部の配置領域、上記表示セルと上記受光セルの形成領域より表示装置の前面側
   に配置される少なくとも一つの透明板と、を有し、
   表示装置最表面に反射防止層が形成されている
   表示装置。
2. 上記反射防止層は、上記発光部のスペクトルの存在する波長域を反射防止する機能を有する
   請求項１記載の表示装置。
3. 上記反射防止層は、上記発光部のスペクトルの存在しない波長域の入射を防止する機能を含む
   請求項２記載の表示装置。
4. 表示装置内に上記発光部からの光のうち、前記受光素子による検出に用いられる検出光のスペクトルの存在しない波長域の入射を防止するフィルタが
   配置されている
   請求項２記載の表示装置。
5. 上記透明板よりさらに前面側に空気層を介して配置される保護用透明基板と、を有し、
   上記反射防止層は、
   上記表示装置最表面と、上記保護用透明基板の前面側および背面側の少なくとも一方
   の面に形成されている
   請求項１記載の表示装置。
6. 上記反射防止層は、上記発光部のスペクトルの存在する波長域を反射防止する機能を有する
   請求項５記載の表示装置。
7. 上記反射防止層は、上記発光部のスペクトルの存在しない波長域の入射を防止する機能を含む
   請求項６記載の表示装置。
8. 表示装置内に上記発光部からの光のうち、前記受光素子による検出に用いられる検出光のスペクトルの存在しない波長域の入射を防止するフィルタが
   配置されている
   請求項６記載の表示装置。
9. 上記透明板よりさらに前面側に充填層を介して配置される保護用透明基板と、を有し、
   上記反射防止層は、
   保護用透明基板の空気層との界面に形成されている
   請求項１記載の表示装置。
10. 上記反射防止層は、上記発光部のスペクトルの存在する波長域を反射防止する機能を有する
    請求項９記載の表示装置。
11. 上記反射防止層は、上記発光部のスペクトルの存在しない波長域の入射を防止する機能を含む
    請求項１０記載の表示装置。
12. 表示装置内に上記発光部からの光のうち、前記受光素子による検出に用いられる検出光のスペクトルの存在しない波長域の入射を防止するフィルタが
    配置されている
    請求項１０記載の表示装置。
13. 表示回路を有する少なくとも一つの表示セルと、
    受光素子を含む少なくとも一つの受光セルと、
    表示面を所定の輝度をもって照明するバックライトと、
    上記表示セルおよび受光素子が形成される第１透明基板と、
    上記第１透明基板と対向して配置される第２透明基板と、
    上記第１透明基板と上記第２透明基板間に配置された液晶層と、
    上記第１透明基板のバックライトとの対向面に形成された第１偏光板と、
    上記第２透明基板の前面側に形成された第２偏光板と、を有し、
    表示装置最表面である上記第２偏光板に反射防止層が形成されている
    表示装置。
14. 上記反射防止層は、上記バックライトのスペクトルの存在する波長域を反射防止する機能を有する
    請求項１３記載の表示装置。
15. 上記第２透明基板よりさらに前面側に空気層を介して配置される保護用透明基板と、を有し、
    上記反射防止層は、
    上記表示装置最表面と、上記保護用透明基板の前面側および背面側の少なくとも一方の面に形成されている
    請求項１３記載の表示装置。
16. 上記反射防止層は、上記バックライトのスペクトルの存在する波長域を反射防止する機能を有する
    請求項１５記載の表示装置。
17. 上記第２の透明基板よりさらに前面側に充填層を介して配置される保護用透明基板と、
    を有し、
    上記反射防止層は、
    保護用透明基板の空気層との界面に形成されている
    請求項１３記載の表示装置。
18. 上記反射防止層は、上記バックライトのスペクトルの存在する波長域を反射防止する機能を有する
    請求項１７記載の表示装置。
19. 表示装置を有する電子機器であって、
    上記表示装置は、
    表示回路を有する少なくとも一つの表示セルと、
    受光素子を含む少なくとも一つの受光セルと、
    表示面側に光を照射する発光部と、
    上記発光部の配置領域、上記表示セルと上記受光セルの形成領域より表示装置の前面側に配置される少なくとも一つの透明板と、を有し、
    表示装置最表面に反射防止層が形成されている
    電子機器。
20. 表示装置を有する電子機器であって、
    上記表示装置は、
    表示回路を有する少なくとも一つの表示セルと、
    受光素子を含む少なくとも一つの受光セルと、
    表示面を所定の輝度をもって照明するバックライトと、
    上記表示セルおよび受光素子が形成される第１透明基板と、
    上記第１透明基板と対向して配置される第２透明基板と、
    上記第１透明基板と上記第２透明基板間に配置された液晶層と、
    上記第１透明基板のバックライトとの対向面に形成された第１偏光板と、
    上記第２透明基板の前面側に形成された第２偏光板と、を有し、
    表示装置最表面である上記第２偏光板に反射防止層が形成されている
    電子機器。

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