JP3223383B2 - 液晶表示装置およびそれを用いた機器 - Google Patents

液晶表示装置およびそれを用いた機器

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はマトリクス型液晶表示パ
ネルに光電変換素子等からなる画像読取部を一体に形成
した液晶表示装置およびそれを用いた機器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光信号から画像信号を読み出すC
CD等の光電変換素子を用いたエリアセンサと、画像信
号を表示する液晶表示装置とは別々に構成されていた。
その為、このようなエリアセンサの機能と液晶表示装置
の機能を有する電子機器は大型化する欠点があった。そ
こで、エリアセンサ一体型液晶表示装置が検討されてい
る。この場合、階調表示をするため液晶表示装置駆動用
のシフトレジスタや表示データ用の容量素子も一体化す
ると、コスト的に大きなメリットが生ずる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来はエリアセンサと
液晶表示装置の2つのデバイスが必要になり、高価にな
ると共に、装置が大型化する欠点があった。
【0004】本発明は上記の実情に鑑みてなされたもの
で、マトリクス型液晶表示パネルに光電変換素子等から
なる画像読取部を一体に形成することにより、安価で、
且つ装置を小形化し得る液晶表示装置およびそれを用い
た機器を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、複数のデータ線と複数のアドレス線が交差
する各交差部付近にスイッチング素子と容量素子を形成
すると共に前記データ線に光電流を供給する光電変換素
子を設け、かつ前記各データ線上に前記容量素子を充電
するための表示データ用容量素子と、前記光電変換素子
から供給される光電流によって前記表示データ用容量素
子が充電されるのを防止する充電防止素子を設けて液晶
表示装置を構成することを特徴とするものである。又、
前記液晶表示装置を集光レンズを有する機器本体内に設
け読取りおよび表示可能となしたことを特徴とするもの
である。
【0006】
【作用】本発明は、マトリクス型液晶表示パネルに光電
変換素子等からなる画像読取部を一体に形成することに
より、装置を小形化することができ、しかも取扱いが容
易であり、また安価にすることができる。
【0007】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。
【0008】図1は本発明液晶表示装置の一実施例を示
す回路図である。即ち、駆動回路一体型のアクティブマ
トリクス液晶表示パネルは各データ線L101,102
……と共通電位VCOM との間にそれぞれスイッチング素
子の薄膜トランジスタTFT1及び容量素子C1が直列
に接続され、前記各薄膜トランジスタTFT1のゲート
はアドレス線のゲートラインL201,L202……に
接続される。このゲートラインL201,L202……
は垂直シフトレジスタ1に接続される。この垂直シフト
レジスタ1にはスタートパルスSP2及び垂直用クロッ
ク信号CPVが加えられる。このスタートパルスSP2
及び垂直用クロック信号CPVにより垂直シフトレジス
タ1は薄膜トランジスタTFT1をオンして容量素子C
1に信号電荷を蓄積する。前記各データ線L101,1
02……はスイッチング素子の薄膜トランジスタTFT
2を介して充電防止素子のダイオードDのカソードに接
続され、このダイオードDのアノードは表示データ用容
量素子C2を介して接地されると共にスイッチング素子
の薄膜トランジスタTFT3を介して映像信号ラインL
3に接続される。前記映像信号ラインL3には映像信号
S1が加えられる。前記各薄膜トランジスタTFT3の
ゲートは水平シフトレジスタ2に接続されると共に論理
ゲートLGの一方の入力端に接続される。水平シフトレ
ジスタ2にはスタートパルスSP1及び水平用クロック
信号CPHが加えられる。このスタートパルスSP1及
び水平用クロック信号CPHにより水平シフトレジスタ
2は薄膜トランジスタTFT3をオンして表示データ用
容量素子C2に信号電荷を蓄積する。また、前記論理ゲ
ートLGの他方の入力端には制御信号CTが供給される
制御信号ラインL5に接続され、この論理ゲートLGの
出力端は薄膜トランジスタTFT2のゲートに接続され
ている。
【0009】しかして、映像信号S1は映像信号ライン
L3を通り薄膜トランジスタTFT3のうち、ゲート信
号が加えられてオンされた薄膜トランジスタTFT3を
通って、表示データ用容量素子C2に信号電荷を蓄積す
る。このようにして表示データ用容量素子C2に信号電
荷を蓄積する処理を全データ線L101,102……に
ついて逐次行い、1走査ライン分の表示データ用容量素
子C2に信号電荷を蓄積する処理を完了した時点で、論
理ゲートLGによって制御される薄膜トランジスタTF
T2をオンすると共に、これに同期して垂直シフトレジ
スタ1からゲートラインL201,L202……に水平
走査信号を加えて選択された画素すなわち薄膜トランジ
スタTFT1及び容量素子C1に信号電荷を伝送してい
る。論理ゲートLGの真理値表は図7に示され、また、
その回路の一例が図8に示される。これらの図におい
て、φは水平シフトレジスタ2の出力パルスである。ま
た、制御信号CTは画像表示の場合と後述する画像読取
りの場合とでは異なる周期およびパルス幅を有するもの
であり、上述せる画像表示の場合には、データ容量素子
C2への信号電荷の蓄積が終了した時点で、容量素子C
1に信号電荷を伝送するに十分な時間制御信号ラインL
5に加えられる。
【0010】次に、光電変換素子等からなる画像読取部
について説明する。各データ線L101,102……と
共通電位VCOM との間にはスイッチング素子の薄膜トラ
ンジスタTFT4及び光電変換素子例えばa−Siフォ
トダイオードHDが直列に接続され、前記各薄膜トラン
ジスタTFT4のゲートはゲートラインL202……に
接続される。前記各薄膜トランジスタTFT2とダイオ
ードDとの接続点には出力ラインL4が接続され、この
出力ラインL4はビデオ増幅器3の入力端子に接続され
ると共に抵抗4を介してフォトダイオードプリチャージ
用電源5に接続される。なお、この実施例では前記ビデ
オ増幅器3,抵抗4,電源5を除く装置全体、すなわち
点線6内はすべて薄膜ディポジションにより形成され
る。
【0011】即ち、垂直シフトレジスタ1からゲートラ
インL202……にゲート信号が供給されると、薄膜ト
ランジスタTFT4がオンして各フォトダイオードHD
とデータ線L101,102……が導通する。画像読取
りの場合、制御信号CTは水平シフトレジスタ2から出
力される出力パルスφに同期して制御信号ラインL5に
加えられるようになっており、この状態において、水平
シフトレジスタ2から出力パルスφが出力されると、薄
膜トランジスタTFT2のゲートにゲート信号が供給さ
れることになり、薄膜トランジスタTFT2が順次オン
して、フォトダイオードHDに光電変換により発生した
1画素づつのデータがビデオ増幅器3に入力される。こ
の場合、薄膜トランジスタTFT4およびTFT2を介
して出力ラインL4に伝送された光電流は、充電防止阻
止のダイオードDに阻止されるので、表示データ用容量
素子C2に充電されることはない。
【0012】図2は本発明液晶表示装置の一実施例に係
る電極構成を示す平面図、図3は図2のA−A′線断面
図であり、蒸着スパッタ、プラズマCVD、エッチング
等によって薄膜積層されて形成される。即ち、ガラス基
板11の上には絶縁膜12が積層して形成され、この絶
縁膜12上には透明なアノード電極13,絶縁膜14
1,142及びシリコン半導体層15が所定のパターン
に積層して形成される。前記アノード電極13上にはp
+ a−Si層16,ia−Si層17及びn+ a−Si
層18が順次が積層して形成される。前記シリコン半導
体層15上にはソース電極19,ドレイン電極20及び
絶縁膜21,22が所定のパターンに積層して形成さ
れ、この絶縁膜21上にはゲート電極23が積層して形
成される。前記n+ a−Si層18及び絶縁膜141の
上にはカソード電極24が積層して形成され、カソード
電極24とソース電極19は接続される。前記絶縁膜1
42上にはデータ線L1が積層して形成され、データ線
L1とドレイン電極20は接続される。前記カソード電
極24,ソース電極19,データ線L1及びドレイン電
極20の上には絶縁膜25が積層して形成され、この絶
縁膜25上には例えばCr等の遮光マスク26が積層し
て形成される。前記絶縁膜21,ゲート電極23,シリ
コン半導体層15,ソース電極19及びドレイン電極2
0は薄膜トランジスタTFT4を構成し、前記カソード
電極24,n+ a−Si層18、ia−Si層17,p
+ a−Si層16及びアノード電極13はフォトダイオ
ードHDを構成する。図2中、L2はゲートライン、2
7は透明画素電極、28は薄膜トランジスタTFT1の
ソース電極、29は薄膜トランジスタTFT1のシリコ
ン半導体層、30は薄膜トランジスタTFT1のドレイ
ン電極である。
【0013】図4は図1〜図3の画像読取部を一体に形
成した液晶表示装置を用いた電子カメラの一例を示す構
成図である。即ち、入射光は集光レンズ31で集光され
て後、ハーフミラー32で反射されて図1〜図3の画像
読取部を一体に形成した液晶表示装置33に入力され
る。この液晶表示装置33では入射された画像を読取っ
てメモリに記憶する。前記ハーフミラー32の後部には
バックライト36が設けられる。又、液晶表示装置33
に表示された画像は反射板34で反射されて後、拡大用
接眼レンズ35を通して肉眼で見る事ができる。
【0014】図5は図1〜図3の画像読取部を一体に形
成した液晶表示装置を用いたテレビ電話の一例を示す構
成図である。即ち、通話者の画像は集光レンズ41で集
光されて後、反射板42及びハーフミラー46で反射さ
れて図1〜図3の画像読取部を一体に形成した液晶表示
装置431に入力される。この液晶表示装置431では
入射された画像を読取って相手側に送信すると共に表示
する。一方、相手側からの画像は液晶表示装置432に
表示される。44はバックライト、45は自在継手であ
る。
【0015】図6は図1〜図3の画像読取部を一体に形
成した液晶表示装置を用いたハンディコピーの一例を示
す構成図である。即ち、原稿51は接紙ローラ52によ
り走行され、この接紙ローラ52の外周にはアイドラ5
3を介してスリット付円板54の回転軸が連結され、ス
リット付円板54は接紙ローラ52の回転に比例した回
転をする。このスリット付円板54の回転数はフォトカ
プラ55で検出されエンコーダ出力信号Sとして出力さ
れる。前記スリット付円板54及びフォトカプラ55は
エンコーダを構成する。前記原稿51にはLEDアレイ
56からの光が照射され、原稿51からの反射光は集光
レンズ57及び反射板58を介して図1〜図3の画像読
取部を一体に形成した液晶表示装置59のフォトダイオ
ードHD等よりなる画像読取部に入力される。液晶表示
装置59の駆動回路一体型のアクティブマトリクス液晶
表示パネルの後部には反射板60が設けられる。
【0016】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、マト
リクス型液晶表示パネルに光電変換素子等からなる画像
読取部を一体に形成することにより、装置を小形化する
ことができ、しかも取扱いが容易であり、また安価にす
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液晶表示装置の一実施例を示す回
路図である。
【図2】本発明に係る液晶表示装置の一実施例に係る電
極構成を示す平面図である。
【図3】図2のA−A′線断面図である。
【図4】本発明に係る電子カメラの一例を示す構成図で
ある。
【図5】本発明に係るテレビ電話の一例を示す構成図で
ある。
【図6】本発明に係るハンディコピーの一例を示す構成
図である。
【図7】図1に示された論理ゲートLGの真理値表であ
る。
【図8】論理ゲートLGの一例を示す回路図である。
【符号の説明】 1…垂直シフトレジスタ、2…水平シフトレジスタ、3
…ビデオ増幅器、4…抵抗、5…フォトダイオードプリ
チャージ用電源、TFT1〜TFT4…スイッチング用
薄膜トランジスタ、C1…容量素子、C2…表示データ
用容量素子、HD…フォトダイオード、D…ダイオー
ド。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のデータ線と複数のアドレス線が交
    差する各交差部付近にスイッチング素子と容量素子を形
    成すると共に前記データ線に光電流を供給する光電変換
    素子を設け、かつ前記各データ線上に前記容量素子を充
    電するための表示データ用容量素子と、前記光電変換素
    子から供給される光電流によって前記表示データ用容量
    素子が充電されるのを防止する充電防止素子を設けたこ
    とを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の液晶表示装置を集光レン
    ズを有する機器本体内に設け読取りおよび表示可能とな
    したことを特徴とする液晶表示装置を用いた機器。
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