JP3267218B2 - 画像読み取り機能付き液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）、およびフォトダイオード等の受光素子が設
けられたアクティブマトリクスパネルと液晶層とを備え
た画像読み取り機能付き液晶表示装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像の表示装置の小型化を図るた
め、液晶を使用した表示装置が多く用いられ、特に、Ｔ
ＦＴを有するアクティブマトリクスパネルを備えた液晶
表示装置は、単純マトリクス型の液晶表示装置に比べて
高い画質を容易に得ることができるため、盛んに研究さ
れている。

【０００３】また、上記のような画像の表示装置と読み
取り装置とを組み合わせて、画像の表示を行うとともに
原稿画像等を読み取って画像データを得られるようにす
ることにより、装置全体の小型化や操作性の向上を図る
ものも提案されている。

【０００４】この種の装置は、具体的には、例えば特開
平４−２８２６０９号公報に開示されているように、液
晶表示装置におけるＴＦＴおよび透明画素電極が形成さ
れた透明基板の裏面側に、イメージセンサが形成された
透明基板を配置して構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように垂直方向ドライバを１つにすると、その代償とし
て第１のトランジスタと第２のトランジスタを、別々に
オンさせるように設定しなければならない。この方法と
しては、ゲ−トしきい値電圧を、第１のトランジスタと
第２のトランジスタとで異なる値に設定する、或いはp
チャネル、nチャネルを併用するなどがあるが、信頼性
や処理速度の面で課題が残されている。

【０００６】本発明は上記の点に鑑み、垂直方向ドライ
バを、信号読み出し回路と画像読み取り回路とのそれぞ
れに設け、それぞれのトランジスタを別々にオンさせる
ような設定を必要とせずとも、画像入出力を可能とする
ことにより、技術的に簡易でかつ高信頼性の画像読み取
り機能付き液晶表示装置を実現できる。

【０００７】又、垂直方向ドライバを水平方向ドライバ
や画素電極と共にポリシリコンで形成することにより、
垂直方向ドライバを、信号読み出し回路と画像読み取り
回路とのそれぞれに設けても、低コストで上記のような
画像読み取り機能付き液晶表示装置を実現できる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の画像読み取り機
能付き液晶表示装置は、垂直方向ドライバを、信号読み
出し回路と画像読み取り回路とのそれぞれに設け、それ
ぞれのトランジスタを別々にオンさせるような設定を必
要とせずとも、画像入出力を独立に行うことが可能とな
るように設定されている。このように構成することによ
って、技術的に簡易でかつ高信頼性、高処理速度の画像
読み取り機能付き液晶表示装置を実現することができ
る。

【０００９】しかし、上記のように、垂直方向ドライバ
を１つから２つに増加させたい場合に、汎用のIC等を用
いる場合は、数が増える分だけコスト高になってしま
う。そこで、水平方向ドライバや画素電極と同様に、垂
直方向ドライバをポリシリコンで形成することにより、
IC等にかかる費用を削減できるのみならず、上記のよう
にドライバ数を増やしたい場合等でも、原理的にコスト
が上がることがないため、低コストかつ高機能の画像読
み取り機能付き液晶表示装置を実現することができる。

【００１０】尚、上記課題を解決する方法として、他
に、例えば特開平９−１８６３１２号公報に開示されて
いるように、ホトダイオ−ド等の受光素子の一端に、CC
D（電荷結合素子）を接続することによって、受光素子
の出力をCCDの走査機能を用いるいわゆるインタライン
転送方式で読み出す方法がある。

【００１１】この方法では画像読み取り側にCCDを用い
るため、画像読み取り用の垂直方向ドライバが不要にな
るので、上記のように第１のトランジスタと第２のトラ
ンジスタを別々にオンさせるような設定はもともと必要
でなくなるために、上記課題を解決できる有力な方法で
はあるが、画素トランジスタや、それらを制御する駆動
回路と同様のプロセスを用いて、CCDを同時に形成する
ことは困難であるので、この場合、CCDを形成するプロ
セスを別に設ける必要が生じ、製造工程数の増加を招
き、この結果として、製造コスト、歩留まり、信頼性等
に課題が残る。

【００１２】この点を考慮しても上記解決手段は、低コ
ストかつ高機能の画像読み取り機能付き液晶表示装置の
実現に対し、有効な手段と考えられる。

【００１３】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）本発明の実施の
形態１の画像読み取り機能付き液晶表示装置として、図
１に示すように、画像の表示面がほぼ水平方向になるよ
うに設置されて用いられる液晶表示装置の例を説明す
る。

【００１４】（１）液晶表示装置の全体構成。 この液晶表示装置は、偏光フィルタ層１１、後に詳述す
るガラス基板１２上に透明画素電極２４等が形成された
アクティブマトリクスパネル１３、液晶層１４、透明対
向電極１５が形成された対向ガラス基板１６、および偏
光フィルタ層１７が積層されて構成されている。また、
偏光フィルタ層１１の下方にはバックライト１８が設け
られる一方、偏光フィルタ層１７の上方にはタッチパネ
ルユニット１９が設けられている。

【００１５】なお、例えばパーソナルコンピュータなど
のように画像の表示面を傾斜させて用いる装置に適用さ
れる場合などには、画像表示領域の周辺部に断面形状が
Ｌ字状や、コの字状、直線状などの原稿ガイド等を設け
たりしてもよく、また、画像の読み取り時に、同図のよ
うに表示面がほぼ水平方向になるように回動させ得るよ
うにしてもよい。

【００１６】上記液晶層１４は、アクティブマトリクス
パネル１３と透明対向電極１５との間に設けられた所定
のギャップに９０°のツイストネマティック液晶が封入
されて形成される。この液晶としては、誘電異方性が負
のものが用いられるとともに、偏光フィルタ層１１と偏
光フィルタ層１７とが、一方の偏光フィルタ層の偏光方
向と液晶の配向方向とが互いに平行で、かつ、両偏光フ
ィルタ層１１・１７の偏光方向が互いに直交する方向
（クロスニコル）に配置されることにより、電界が作用
したときに、液晶層１４（より詳しくは偏光フィルタ層
１１・１７および液晶層１４）が透光状態になるように
なっている。

【００１７】透明対向電極１５は所定の電位Ｖｐに設定
されるが、駆動電圧を低減するために、各１水平走査期
間、または各１フィールド期間ごとにその電位Ｖｐを反
転するようにしてもよい。

【００１８】また、タッチパネルユニット１９として
は、接触型や静電容量型など種々のものが適用できる。
なお、このタッチパネルユニット１９は必ずしも設ける
必要はないが、これを設けることにより、原稿が載置さ
れていることを確認することができるほか、原稿の載置
が検出されたときに自動的に画像の読み取りが開始され
るようにしたり、載置された原稿の大きさを検出して、
これに応じた画像データを得られるようにしたりするこ
とができる。

【００１９】（２）アクティブマトリクスパネル１３に
形成された回路の構成。 アクティブマトリクスパネル１３には、図２に示すよう
に、表示・読み取り部２１と、その周辺に配置される駆
動回路部３１とが設けられている。

【００２０】表示・読み取り部２１には、互いに直交す
る方向のソースライン２２とゲートライン２３とが設け
られている。また、ソースライン２２とゲートライン２
３との各交差部に対応して、透明画素電極２４、フォト
ダイオード２５、透明画素電極２４用のＴＦＴ(L) ２
６、およびフォトダイオード２５用のＴＦＴ(D) ２７が
設けられている。上記各ＴＦＴ(L) ２６、およびＴＦＴ
(D) ２７のソース電極２６ａ・２７ａは、ソースライン
２２に接続され、ゲート電極２６ｂ・２７ｂは、それぞ
れゲートライン２３a・２３ｂに接続されている。

【００２１】また、ＴＦＴ(L) ２６のドレイン電極２６
ｃは、透明画素電極２４に接続される一方、ＴＦＴ(D)
２７のドレイン電極２７ｃは、フォトダイオード２５の
カソード側に接続されている。フォトダイオード２５の
アノード側は、遮光電極２８を介して接地されている。
すなわち、フォトダイオード２５は、逆バイアスが印加
されるように接続されている。

【００２２】なお、表示画質の向上を図るために、透明
画素電極２４および透明対向電極１５と並列に容量素子
等を設けたり、各透明画素電極２４と、隣り合う画素の
ゲートライン２３との間に容量を持たせたりしてもよ
い。

【００２３】駆動回路部３１には、シフトレジスタ３
２、ＴＦＴ制御回路３３、シフトレジスタ３４、充電電
圧出力回路３５、および読み取り回路３６が設けられて
いる。

【００２４】シフトレジスタ３２は、１垂直走査期間ご
とに１回入力される垂直同期信号Ｖsyncのパルスを、垂
直クロックでもある水平同期信号Ｈsyncに同期して順次
シフトし、タイミング信号としてＴＦＴ制御回路３３a
に出力するようになっている。

【００２５】ＴＦＴ制御回路３３aは、上記タイミング
信号に応じて、電圧がＶL のゲート電圧Ｖg の駆動パル
スを各信号読み出し用ゲートライン２３aに順次出力
し、各水平走査ラインごとのＴＦＴ(L) ２６をオン状態
にするようになっている。ＴＦＴ制御回路３３bは、上
記タイミング信号に応じて、電圧がＶD のゲート電圧Ｖ
gの駆動パルスを各画像読み取り用ゲートライン２３bに
順次出力し、各水平走査ラインごとのＴＦＴ(D) ２７を
オン状態にするようになっている。

【００２６】シフトレジスタ３４は、１水平走査期間ご
とに１回入力される水平同期信号Ｈsyncのパルスを水平
クロックＨclkに同期して順次シフトし、各画素の表示
画像データの取り込み、および読み取り画像データの出
力のタイミング信号を充電電圧出力回路３５、および読
み取り回路３６に出力するようになっている。

【００２７】また、充電電圧出力回路３５は、ラインメ
モリ３５ａ、およびＤ／Ａコンバータ（ディジタル−ア
ナログ変換器）３５ｂが設けられて構成されている。

【００２８】上記ラインメモリ３５ａは、シフトレジス
タ３４からのタイミング信号に応じて、１水平走査ライ
ン分の各画素ごとの表示画像データを保持するようにな
っている。

【００２９】Ｄ／Ａコンバータ３５ｂは、ラインメモリ
３５ａに保持されている表示画像データに応じたソース
電圧Ｖs （例えば０〜６Ｖ）をソースライン２２に出力
し、透明画素電極２４と透明対向電極１５との間、また
はフォトダイオード２５に所定の電荷を蓄積するように
なっている。

【００３０】一方、読み取り回路３６は、Ａ／Ｄコンバ
ータ（アナログ−ディジタル変換器）３６ａと、ライン
メモリ３６ｂとが設けられて構成されている。

【００３１】Ａ／Ｄコンバータ３６ａは、ソースライン
２２に接続され、原稿からの反射光によるフォトダイオ
ード２５の露光量を検出し、各画素ごとの読み取り画像
データを出力するものである。より詳しくは、例えばあ
らかじめＤ／Ａコンバータ３５ｂから出力された所定の
電圧（例えば５〜６Ｖ）によってフォトダイオード２５
に蓄積された電荷が原稿からの反射光の露光によって放
電された後、この放電された電荷を補充する際にその補
充に要した電荷の量を検出し、これに対応するディジタ
ルデータを出力するようになっている。なお、このよう
に電荷の補充に要した電荷の量を検出するものに限ら
ず、上記放電後のフォトダイオード２５の両端の電圧を
検出するなどしてもよい。

【００３２】ラインメモリ３６ｂは、Ａ／Ｄコンバータ
３６ａから出力された１水平走査ライン分の各画素ごと
の読み取り画像データを一旦保持し、シフトレジスタ３
４からのタイミング信号に応じて順次出力するようにな
っている。以上、液晶表示装置の全体構成を以下にまと
める。信号読み出し用ゲ−トライン２３ａ、信号読み出
し用垂直方向シフトレジスタ３２ａ、信号読み出し用TF
T制御回路３３ａによって、信号読み出し用垂直方向ド
ライバが構成されており、信号読み出し用画素トランジ
スタであるＴＦＴ(Ｌ)２６を制御している。

【００３３】同様に、画像読み取り用ゲ−トライン２３
ｂ、画像読み取り用垂直方向シフトレジスタ３２ｂ、画
像読み取り用TFT制御回路３３ｂによって、画像読み取
り用垂直方向ドライバが構成されており、画像読み取り
用画素トランジスタであるＴＦＴ(Ｄ)２７を制御してい
る。

【００３４】ソ−スライン２２、シフトレジスタ３４、
ラインメモリ３５ａ、Ｄ／Ａコンバ−タ３５ｂによっ
て、信号読み出し用水平方向ドライバが構成されてお
り、信号読み出し用画素トランジスタであるＴＦＴ(Ｌ)
２６を制御している。

【００３５】同様に、ソ−スライン２２、Ａ／Ｄコンバ
−タ３６ａ、ラインメモリ３６ｂによって、画像読み取
り用水平方向ドライバが構成されており、画像読み取り
用画素トランジスタであるＴＦＴ(Ｄ)２７を制御してい
る。

【００３６】（３）アクティブマトリクスパネル１３の
具体的な構成と製造方法。 アクティブマトリクスパネル１３は、例えば図３および
図４に示すように、ガラス基板１２上に透明画素電極２
４、フォトダイオード２５、ＴＦＴ(L) ２６、およびＴ
ＦＴ(D) ２７等が配置されて構成されている。上記フォ
トダイオード２５は、半導体層２５ａと２５ｂとから構
成されている。

【００３７】また、ＴＦＴ(L) ２６、およびＴＦＴ(D)
２７は、ソース電極２６ａ・２７ａ、ゲート電極２６ｂ
・２７ｂ、ドレイン電極２６ｃ・２７ｃ、半導体層２６
ｄ・２７ｄ、オーミック層２６ｅ・２７ｅ、およびゲー
ト絶縁膜４３から構成されている。なお、図３において
は、便宜上ゲート絶縁膜４３は省略されて描かれてい
る。上記ソース電極２６ａ、２７a及びゲート電極２６
ｂ、２７bは、それぞれソースライン２２及びゲートラ
イン２３a、２３bに形成された凸部により構成されてい
る。

【００３８】上記のようなアクティブマトリクスパネル
１３は、例えば図５に示すようにして製造される。

【００３９】（ａ）ガラス基板１２上にスパッタ法で１
００ｎｍのクロム層４１を堆積する。

【００４０】（ｂ）エッチングにより上記クロム層４１
をパターニングして、遮光電極２８を形成する。遮光電
極２８は、フォトダイオード２５のアノード側の配線パ
ターンを構成している。

【００４１】（ｃ）ガラス基板１２上にスパッタ法で１
００ｎｍの透明電極であるＩＴＯ層４２を堆積する。

【００４２】（ｄ）エッチングによりＩＴＯ層４２をパ
ターニングして、透明画素電極２４を形成する。

【００４３】（ｅ）プラズマＣＶＤ法でＳｉＮX （例え
ばＳｉ3 Ｎ4 ）またはＳｉＯ2 などから成る２００ｎｍ
の絶縁膜２９を堆積した後、エッチングにより遮光電極
２８の上方の部分、および透明画素電極２４におけるド
レイン電極２６ｃとのコンタクト部２４ａの上方の部分
を除去する。

【００４４】（ｆ）プラズマＣＶＤ法で１００ｎｍの非
晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）層を堆積し、エキシマレーザ
ーを用いた結晶化により多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）層
を形成した後、エッチングによりパターニングして、Ｔ
ＦＴ(L) ２６およびＴＦＴ(D) ２７用の半導体層２６ｄ
・２７ｄ、並びにフォトダイオード２５用の半導体層２
５ａを形成する。

【００４５】また、上記半導体層２６ｄ、２７dは、イ
オン注入やイオンシャワーによりリン等の不純物を注入
してｎチャネルに形成する一方、半導体層２５ａは、ボ
ロン等の不純物を注入してｐチャネルに形成する。な
お、この場合において、不純物を選択的に注入する代わ
りに、ｎチャネルの半導体層２６ｄ、２７ｄと、半導体
層２５ａとを２回に分けて作り分けても良い。

【００４６】（ｇ）上記半導体層２６ｄ…と同様に、半
導体層２６ｄ・２７ｄにおけるソース領域およびドレイ
ン領域の上に５０ｎｍのオーミック層２６ｅ・２７ｅを
形成する。また、半導体層２５ａの上にもｎ+ のｐ−Ｓ
ｉによるオーミック層２５ｂを形成してフォトダイオー
ド２５を構成する。

【００４７】（ｈ）スパッタ法で７００ｎｍのアルミニ
ウム層を堆積した後、エッチングによりパターニングし
て、ソース電極２６ａ・２７ａ、ドレイン電極２６ｃ・
２７ｃを形成し、ＴＦＴ(L) ２６およびＴＦＴ(D) ２７
を構成する。

【００４８】上記ソース電極２６ａ・２７ａは、図示し
ない断面においてソースライン２２を構成している。ま
た、ＴＦＴ(L) ２６のドレイン電極２６ｃは前記透明画
素電極２４のコンタクト部２４ａに接続される一方、Ｔ
ＦＴ(D) ２７のドレイン電極２７ｃはフォトダイオード
２５のオーミック層２５ｂに接続される。

【００４９】（ｉ）プラズマＣＶＤ法でＳｉＮX （例え
ばＳｉ3 Ｎ4 ）またはＳｉＯ2 などから成る３００ｎｍ
のゲ−ト絶縁膜４３を堆積し、スパッタ法で１５０ｎｍ
のアルミニウム−ジルコニウム合金層を堆積した後、エ
ッチングによりパターニングして、ゲ−ト電極２６b、
２７bを形成する。

【００５０】最後に、ゲ−ト電極２６b、２７b、ゲ−ト
絶縁膜４３等の上方にパッシベイション膜４４を形成す
る。また、上記では、画素電極の部分を具体的に説明し
たが、駆動回路系を構成するトランジスタや配線等も、
上記プロセスで同時に作り込むものとする。

【００５１】尚、上記デバイス構成は、一例としてゲ−
ト電極を、ポリシリコンの上部に形成する、いわゆるス
タガ型を例に挙げたが、ゲ−ト電極をポリシリコンの下
部に形成する、逆スタガ型をデバイス構成としてもよ
い。さらにまた、上記製造プロセスにおける順序、構成
材料、プロセス条件等の詳細についても一例にすぎず、
これに限定するものではない。

【００５２】（４）画像表示時の動作。 水平同期信号Ｈsyncのパルスがシフトレジスタ３４に入
力された後、水平クロックＨclkに同期して各画素ごと
の表示画像データがラインメモリ３５ａに入力される
と、ラインメモリ３５ａは１水平走査ライン分の表示画
像データを順次保持し、Ｄ／Ａコンバータ３５ｂは各表
示画像データに応じた電圧を各ソースライン２２に出力
する。

【００５３】また、シフトレジスタ３２に、垂直同期信
号Ｖsyncのパルスが入力された後、垂直クロックＶclk
（水平同期信号Ｈsync）が入力されると、ＴＦＴ制御回
路３３aは、１水平走査ライン目に対応するゲートライ
ン２３aに電圧VＬの駆動パルスを出力する。

【００５４】そこで、上記ゲートライン２３aに接続さ
れている各ＴＦＴ(L) ２６がオン状態になり、各透明画
素電極２４と透明対向電極１５との間に、Ｄ／Ａコンバ
ータ３５ｂから出力される電圧に応じた電荷が蓄積され
て電界が形成される。すなわち、各透明画素電極２４に
対応する部分の液晶層１４が、バックライト１８からの
光の偏光面を回転させ、各表示画像データに応じた輝度
の透光状態になる。この状態は次のフィールドで同じゲ
ートライン２３aに再度駆動パルスが印加されるまで保
持される。

【００５５】なお、上記のように、表示画像データに応
じた電圧を各ソースライン２２に同時に出力せず、水平
クロックＨclk等に同期して、１水平走査ライン内の各
画素ごとに順次出力するようにしてもよい。

【００５６】以下、水平同期信号Ｈsyncが入力されるご
とに各水平走査ラインについて同様の動作が行われるこ
とにより、１画面分の画像が表示される。

【００５７】（５）画像読み取り時の動作。 液晶表示装置に原稿が載置され、タッチパネルユニット
１９によって原稿の載置が検出された状態で、図示しな
い画像読み取りスイッチが操作されると、（表１）と以
下に示すようにして原稿画像の読み取りが行われる。

【００５８】

【表１】

【００５９】（ａ）上記画像表示時と同様の動作によ
り、すべての画素に対応する部分の液晶層１４が透光状
態にされる。

【００６０】すなわち、ＴＦＴ制御回路３３aから、ゲ
ート電圧Ｖg ＝ＶLがゲートライン２３aに出力されてＴ
ＦＴ(L) ２６がオン状態になるとともに、Ｄ／Ａコンバ
ータ３５ｂから、最大輝度に対応するソース電圧Ｖs ＝
ＶsLmax がソースライン２２に出力され、透明画素電極
２４と透明対向電極１５との間に電荷が蓄積されて、液
晶層１４が透光状態になる。

【００６１】（ｂ）上記画像表示時とはゲート電圧Ｖg
およびソース電圧Ｖs が異なる動作によって、フォトダ
イオード２５に所定の電荷が蓄積される。

【００６２】すなわち、ＴＦＴ制御回路３３bから、ゲ
ート電圧Ｖg ＝ＶD がゲートライン２３bに出力されて
ＴＦＴ(D) ２７がオン状態になるとともに、表示画像デ
ータとして、フォトダイオード２５に印加する所定のソ
ース電圧Ｖs ＝ＶsD に対応したデータがラインメモリ
３５ａに入力されて、Ｄ／Ａコンバータ３５ｂから、上
記所定のソース電圧Ｖs ＝ＶsD がソースライン２２に
出力される。そこで、フォトダイオード２５は逆バイア
スが印加された状態となり、所定の電荷が蓄積される。

【００６３】また、バックライト１８は、少なくともこ
の時点までに消灯される。 （ｃ）次に、バックライト１８が所定時間点灯される
と、バックライト１８から発せられた光が液晶層１４を
介して原稿に照射され、その反射光によってフォトダイ
オード２５が露光される。

【００６４】そこで、フォトダイオード２５には、入射
された光量に応じて、蓄積された電荷を相殺する電荷が
発生し、蓄積電荷量が減少する。すなわち原稿画像の明
度が高い（濃度が薄い）部分ほど、蓄積電荷量が多く減
少する一方、明度が低い（濃度が濃い）部分では、蓄積
電荷量はあまり減少しない。

【００６５】（ｄ）バックライト１８が消灯された後、
上記（ｂ）と同様に、ＴＦＴ制御回路３３ｂからゲート
ライン２３bにゲート電圧Ｖg ＝ＶD が出力されて、Ｔ
ＦＴ(D) ２７がオン状態になる。なお、このときには、
充電電圧出力回路３５のＤ／Ａコンバータ３５ｂの出力
はハイインピーダンス状態に保たれる。

【００６６】そこで、Ａ／Ｄコンバータ３６ａは、フォ
トダイオード２５の蓄積電荷の減少量に応じた読み取り
画像データをラインメモリ３６ｂに出力し、ラインメモ
リ３６ｂは、１水平走査ライン分の各画素ごとの読み取
り画像データを一旦保持し、シフトレジスタ３４からの
タイミング信号に応じて、順次上記読み取り画像データ
を出力する。

【００６７】なお、上記の例では、液晶層１４として誘
電異方性が負のものを用いるとともに、偏光フィルタ層
１１と偏光フィルタ層１７とを、一方の偏光フィルタ層
の偏光方向と液晶の配向方向とが互いに平行で、かつ、
両偏光フィルタ層１１・１７の偏光方向が互いに直交す
る方向（クロスニコル）に配置することにより、電界が
作用したときに液晶層１４が透光状態になる例を示した
が、誘電異方性が正の液晶を用いるとともに、偏光フィ
ルタ層１１と偏光フィルタ層１７とを、液晶の配向方
向、および両偏光フィルタ層１１・１７の偏光方向が互
いに平行な方向（パラニコル）になるように配置しても
同様である。

【００６８】このように電界が作用したときに液晶層１
４が透光状態になるように構成する場合には、透明画素
電極２４およびフォトダイオード２５に印加する電圧Ｖ
sLmax とＶD とを等しく設定することもでき、特に、こ
れらのソース電圧Ｖs をＤ／Ａコンバータ３５ｂによら
ずに所定の電圧源から直接供給する場合などには、電圧
源の種類を減らして回路の簡素化が容易になるなどの利
点がある。

【００６９】一方、誘電異方性が負の９０°のツイスト
ネマティック液晶を用いるとともに、偏光フィルタ層１
１と偏光フィルタ層１７とを、偏光方向が平行な方向
（パラニコル）になるように配置するか、または、誘電
異方性が正の液晶を用いるとともに、偏光フィルタ層１
１と偏光フィルタ層１７とを、偏光方向が直交する方向
（クロスニコル）に配置するようにしてもよい。すなわ
ち、この場合には、液晶層１４は、電界が作用していな
いときに透光状態になるので、上記ソース電圧Ｖs ＝Ｖ
sLmax に代えてＶs ＝ＶsLmin を印加し、透明画素電極
２４と透明対向電極１５との間に蓄積されている電荷を
放電させるようにすればよい。

【００７０】また、バックライト１８は露光時以外には
消灯する例を示したが、点灯状態でもフォトダイオード
２５に電荷を十分蓄積させ得る場合には、点灯したまま
にするようにしてもよい。ただし、この場合には、各Ｔ
ＦＴ(D) ２７がオフ状態になりしだい放電が始まるの
で、それぞれオフ状態になった時点から等しいディレイ
タイムで、読み出しを行うか、または一旦液晶層１４を
遮光状態にするなどして、各フォトダイオード２５の露
光時間が同じになるようにする必要があるが、バックラ
イト１８を点灯、消灯させる場合に比べて、露光時間の
正確な制御が容易になる。

【００７１】さらに、下記（表２）に示すように、フォ
トダイオード２５に電荷を蓄積させた後に、液晶層１４
を透光状態にするようにしてもよい。また、この場合に
も、液晶層１４の遮光効果が十分であれば、バックライ
ト１８を点灯したままにしてもよい。ただし、その場合
には、上記のように各フォトダイオード２５の露光時間
が同じになるようにする必要がある。一方、バックライ
ト１８を消灯した状態でフォトダイオード２５に電荷を
蓄積する場合において、載置された原稿の背面から透過
する光の影響があまりない場合には、同表に示すように
フォトダイオード２５に電荷を蓄積する際に液晶層１４
を遮光状態にしておく必要は必ずしもない。

【００７２】

【表２】

【００７３】また、受光素子としては、フォトダイオー
ド２５に限らず、電荷蓄積型の種々の受光素子が適用可
能である。

【００７４】また、画像の表示、および読み取りは、そ
れぞれ画面の全面にわたって行うものに限らず、表示領
域と読み取り領域とに分けて、画像の表示と読み取りと
を同時に行い得るようにしてもよい。すなわち、前述の
ようにバックライト１８を常時点灯させ得るように構成
する場合や、バックライト１８の消灯時間が短く設定さ
れる場合などには、各領域ごとに、前記画像表示動作、
または画像読み取り動作を行わせることにより、画像の
表示と読み取りとを行わせることができる。

【００７５】さらに、上記画像の読み取り領域は、あら
かじめ設定してもよいし、タッチパネルユニット１９に
よって原稿の載置が検出された領域を読み取り領域にす
るなどしてもよい。

【００７６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。すなわ
ち、垂直方向ドライバを、信号読み出し回路と画像読み
取り回路とのそれぞれに設け、それぞれのトランジスタ
を別々にオンさせるような設定を必要とせずとも、画像
入出力を可能とすることにより、技術的に簡易でかつ高
信頼性、高処理速度の画像読み取り機能付き液晶表示装
置を実現できる。

【００７７】又、垂直方向ドライバを水平方向ドライバ
や画素電極と共にポリシリコンで同時に形成することに
より、垂直方向ドライバを、信号読み出し用回路と画像
読み取り用回路とに分けて設けても、低コストでかつ上
記のような利点を有する画像読み取り機能付き液晶表示
装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像読み取り機能付き液晶表示装置の外観構成
を示す斜視図

【図２】アクティブマトリクスパネル１３の回路構成を
示す説明図

【図３】アクティブマトリクスパネル１３の具体的な構
成を示す平面図

【図４】図３のＡ−Ａ矢視およびＢ−Ｂ矢視断面図

【図５】アクティブマトリクスパネル１３の製造方法を
示す説明図

【符号の説明】

１１ 偏光フィルタ層 １２ ガラス基板 １３ アクティブマトリクスパネル １４ 液晶層 １５ 透明対向電極 １６ 対向ガラス基板 １７ 偏光フィルタ層 １８ バックライト １９ タッチパネルユニット ２１ 表示・読み取り部 ２２ ソースライン ２３ａ 信号読み出し用ゲートライン ２３ｂ 画像読み取り用ゲートライン ２４ 透明画素電極 ２５ フォトダイオード ２６ ＴＦＴ(L) ２７ ＴＦＴ(D) ２８ 遮光電極 ３１ 駆動回路部 ３２a 信号読み出し用垂直方向シフトレジスタ ３２ｂ 画像読み取り用垂直方向シフトレジスタ ３３a 信号読み出し用ＴＦＴ制御回路 ３３b 画像読み取り用ＴＦＴ制御回路 ３４ 水平方向シフトレジスタ ３５ 充電電圧出力回路 ３５ａ ラインメモリ ３５ｂ Ｄ／Ａコンバータ ３６ 読み取り回路 ３６ａ Ａ／Ｄコンバータ ３６ｂ ラインメモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−194681（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−44796（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−186312（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−18919（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−28095（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−43627（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−273586（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−175428（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−116710（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−36340（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/136

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス基板上に、 画像信号を伝達する複
   数のソースラインと、前記ソースラインと交差する方向
   に設けられ、走査信号を伝達する複数のゲートライン
   と、前記ソースラインと前記ゲートラインとの各交差部
   に対応して設けられた画素電極と、前記画素電極に接続
   されるとともに、前記ソースライン、及び前記ゲートラ
   インに接続された第１のトランジスタと、前記画素電極
   に対向して設けられた対向電極と、前記画素電極と前記
   対向電極の間に設けられた液晶と、前記画素電極に対応
   して設けられ、あらかじめ保持された電荷が原稿からの
   反射光によって放電されることにより、原稿からの反射
   光量を検出する受光素子と、前記受光素子の一端側に接
   続されるとともに、前記ソースライン、および前記ゲー
   トラインに接続された第２のトランジスタを備え、前記
   第１のトランジスタと前記第２のトランジスタに接続さ
   れ、それらを制御する駆動回路のうち、垂直走査駆動回
   路を共有せずに別々に設け、かつ、別々に設けられた前
   記垂直走査駆動回路を、前記第１のトランジスタと前記
   第２のトランジスタを形成するのと同じポリシリコン
   で、前記ガラス基板上に一体的に形成したことを特徴と
   する画像読み取り機能付き液晶表示装置。