JP4978453B2 - Sensing device, display device, and electronic device - Google Patents
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Description
本発明は、静電容量の変化を検出するセンシング装置、表示装置および電子機器に関する。 The present invention relates to a sensing device, a display device, and an electronic device that detect a change in capacitance.
静電容量の変化を検出するセンシング回路を備えた表示装置が知られている。例えば、特許文献1に記載された技術は、液晶表示装置にセンシング回路を組み込んだものである。このセンシング回路では、基準容量と静電容量検出素子とを直列に接続し、その接続点を増幅トランジスタのゲートに接続し、ゲート電位に応じた検出電流を増幅トランジスタに流す。そして、静電容量素子の静電容量の変化を検出電流の変化として取り出す。センシング回路を構成するトランジスタに外光が入射すると、漏れ電流が発生する。この漏れ電流が発生すると、静電容量の変化を正確に測定することができない。このため、センシング回路を構成するトランジスタの上部には遮光膜を設けて、外光が入来しないようにしていた。
ところで、表示装置の照度は、環境の明るさに応じて調整することが好ましい。例えば、日中の屋外では、周囲が明るいので画面を見やすくするために高い照度が必要となる一方、夜になれば、低い照度でも十分なコントラストを得ることができる。このような制御を実行するためには、外光の照度を測定するセンサを表示装置に設ける必要がある。従来の表示装置においてセンサを設ける場合、パネルの外部や周辺部に配置することになる。このような場合、画面の外側(いわゆる額縁)の面積が大きくなり、コストが上昇するといった問題があった。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、静電容量の変化を検出するセンシング装置に外光を検出する機能を持たせることを解決課題としている。
Incidentally, the illuminance of the display device is preferably adjusted according to the brightness of the environment. For example, in the daytime outdoors, the surroundings are bright, so that high illuminance is required to make the screen easy to see. On the other hand, at night, sufficient contrast can be obtained even at low illuminance. In order to execute such control, it is necessary to provide a sensor for measuring the illuminance of outside light in the display device. When a sensor is provided in a conventional display device, the sensor is disposed outside or around the panel. In such a case, there is a problem that the area outside the screen (the so-called frame) becomes large and the cost increases.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a sensing device that detects a change in capacitance to have a function of detecting external light.
この課題を解決するために本発明に係るセンシング装置は、外光を遮光する遮光膜と、その一部が、前記遮光膜の下に位置し、単位回路が形成された回路層とを備え、前記単位回路は、一方の電極に電源線が電気的に接続され、ゲート電位に応じた検出電流を他方の電極から出力する第1トランジスタ(例えば、図3に示す41)と、第1制御線を介してゲートに供給されるリセット信号に応じて導通状態又は非導通状態が制御され、前記導通状態において前記第1トランジスタのゲートに第1の電位を供給する第2トランジスタ(例えば、図3に示す42)と、一方の端子に前記第1トランジスタのゲートが電気的に接続され、他方の端子に第2の電位が供給される基準容量と、一方の端子に前記第1トランジスタのゲートが電気的に接続され、他方の端子に第3の電位が供給される静電容量検出素子と、前記第1トランジスタの他方の電極と検出線との間に設けられ、第2制御線を介してゲートに供給される選択信号に応じてオン状態となる第3トランジスタ(例えば、図2に示す43)とを備え、前記第1トランジスタと前記第2トランジスタとのうち少なくとも一方は、前記遮光膜によって外光が遮光されない領域に形成されることを特徴とする。 In order to solve this problem, a sensing device according to the present invention includes a light-shielding film that shields external light, a part of which is located under the light-shielding film, and a circuit layer in which a unit circuit is formed, The unit circuit has a first transistor (for example, 41 shown in FIG. 3) that has a power source line electrically connected to one electrode and outputs a detection current corresponding to the gate potential from the other electrode, and a first control line. A second transistor that controls a conduction state or a non-conduction state in response to a reset signal supplied to the gate via the first and supplies a first potential to the gate of the first transistor in the conduction state (for example, in FIG. 42), a reference capacitor in which the gate of the first transistor is electrically connected to one terminal and a second potential is supplied to the other terminal, and the gate of the first transistor is electrically connected to one terminal. Connected Provided between the capacitance detection element to which the third potential is supplied to the other terminal and the other electrode of the first transistor and the detection line, and is supplied to the gate through the second control line. A third transistor (for example, 43 shown in FIG. 2) that is turned on in response to a selection signal, and at least one of the first transistor and the second transistor blocks outside light by the light blocking film. It is characterized by being formed in a region that is not.
この発明によれば、第1トランジスタと第2トランジスタとの少なくとも一方は、遮光膜によって外光が遮光されない領域に形成される。このため、基準容量および静電容量検出素子に充電された電荷がリーク電流の発生によって流れ出る。これによって、増幅トランジスタのゲート電位が変化するので、外光の照度に応じた大きさの検出電流を検出線を介して取り出すことができる。
ここで、前記電源線には前記第1の電位が供給され、前記第2トランジスタは前記電源線と前記1トランジスタのゲートとの間に設けられることが好ましい。この場合には、第1トランジスタのゲート電位をリセットするために電源線を介して第1の電位を供給するので、リセット用に特別な電源を用意する必要がなく、これを供給する配線数を減らすことができる。
また、前記第2の電位は前記リセット信号の電位であり、前記基準容量の他方の端子は前記第1制御線と電気的に接続されることが好ましい。この場合には、基準容量の一方の端子は第1制御線に接続され、リセット信号によってセンシング動作を行うので、基準容量に専用の電源を設ける必要がなく、さらにこれを供給する配線数を減らすことができる。よって、センシング回路の構成を大幅に簡素化できる。
さらに、前記第3の電位は固定電位であることが好ましい。この場合には、静電容量素子の他方の端子には固定電位が供給されるので、第1トランジスタのゲート電位が所定の周期で変動することがない。また、表示装置の画像表示の周期と同期してセンシングを実行する必要がないので、必要に応じてセンシングしたり、より長い周期でセンシングを実行することができる。この結果、消費電力を削減することができる。
According to the present invention, at least one of the first transistor and the second transistor is formed in a region where external light is not shielded by the light shielding film. For this reason, the electric charge charged in the reference capacitance and the capacitance detection element flows out due to the generation of the leakage current. As a result, the gate potential of the amplification transistor changes, so that a detection current having a magnitude corresponding to the illuminance of external light can be taken out via the detection line.
Here, it is preferable that the first potential is supplied to the power supply line, and the second transistor is provided between the power supply line and the gate of the one transistor. In this case, since the first potential is supplied via the power supply line in order to reset the gate potential of the first transistor, it is not necessary to prepare a special power supply for resetting, and the number of wirings for supplying the first potential is reduced. Can be reduced.
Preferably, the second potential is the potential of the reset signal, and the other terminal of the reference capacitor is electrically connected to the first control line. In this case, since one terminal of the reference capacitor is connected to the first control line and performs a sensing operation by a reset signal, it is not necessary to provide a dedicated power source for the reference capacitor, and the number of wirings for supplying the reference capacitor is further reduced. be able to. Therefore, the configuration of the sensing circuit can be greatly simplified.
Further, the third potential is preferably a fixed potential. In this case, since the fixed potential is supplied to the other terminal of the capacitive element, the gate potential of the first transistor does not fluctuate in a predetermined cycle. In addition, since it is not necessary to perform sensing in synchronization with the image display cycle of the display device, sensing can be performed as necessary, or sensing can be performed with a longer cycle. As a result, power consumption can be reduced.
上述したセンシング装置において、前記基準容量は、前記第2トランジスタのゲートとソースとの間に生じる寄生容量であることが好ましい。この場合には、基準容量を素子として作り込む必要がないので、より一層、センシング回路の構成を簡素化することができる。
また、前記第1乃至第3トランジスタは、同じプロセスで形成され、半導体層と、ゲート酸化膜と、ゲート配線とを備え、前記基準容量は、前記半導体層を一方の電極として用い、前記ゲート配線を他方の電極として用いることが好ましい。この場合には、基準容量を作り込むことになるが、第1乃至第3トランジスタと同一のプロセスで形成できるので、製造コストを削減することができる。
さらに、上述したセンシング装置において、前記回路層には、前記単位回路がマトリクス状に複数形成され、前記複数の単位回路の各々から前記検出電流を取り出すことが好ましい。この場合には、スキャナーのような2次元画像の取り込みにセンシング装置を応用することができる。
In the sensing device described above, it is preferable that the reference capacitance is a parasitic capacitance generated between a gate and a source of the second transistor. In this case, since it is not necessary to build a reference capacitor as an element, the configuration of the sensing circuit can be further simplified.
The first to third transistors are formed by the same process, and include a semiconductor layer, a gate oxide film, and a gate wiring. The reference capacitor uses the semiconductor layer as one electrode, and the gate wiring Is preferably used as the other electrode. In this case, a reference capacitor is formed, but since it can be formed by the same process as the first to third transistors, the manufacturing cost can be reduced.
Furthermore, in the sensing device described above, it is preferable that a plurality of the unit circuits are formed in a matrix in the circuit layer, and the detection current is extracted from each of the plurality of unit circuits. In this case, the sensing device can be applied to capture a two-dimensional image such as a scanner.
次に、本発明に係る表示装置は、画素電極、対向電極、および前記画素電極と前記対向電極との間に挟持された誘電体を有する複数の画素回路と、上述したセンシング装置と、前記センシング装置から出力される各検出電流に基づいて、前記各単位回路に入射する外光の照度の大きさを所定の幅で区分けし、頻度の最も大きい区分けに対応する照度を外光の照度として出力する制御手段を有することを特徴とする。この発明によれば、複数の単位回路のいずれかで、静電容量の変化が検出されたとしても、最頻値を求めるので、外光の照度を検出することが可能となる。 Next, a display device according to the present invention includes a pixel electrode, a counter electrode, a plurality of pixel circuits having a dielectric sandwiched between the pixel electrode and the counter electrode, the sensing device described above, and the sensing Based on each detected current output from the device, the illuminance of the external light incident on each unit circuit is divided by a predetermined width, and the illuminance corresponding to the most frequent classification is output as the illuminance of external light. It has the control means to do. According to the present invention, even if a change in capacitance is detected in any of the plurality of unit circuits, the mode value is obtained, so that the illuminance of external light can be detected.
ここで、前記静電容量検出素子は、前記画素電極と同時に形成される第1電極と、前記対向電極と同時に形成される第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に挟持された前記誘電体とを備えることが好ましい。この発明によれば、第1電極と第2電極との間の距離(ギャップ長)が変化すると、静電容量検出素子の容量値が変化するので、人が触れると、これを検知することができる。 Here, the capacitance detection element includes a first electrode formed simultaneously with the pixel electrode, a second electrode formed simultaneously with the counter electrode, and a gap between the first electrode and the second electrode. It is preferable to include the sandwiched dielectric. According to the present invention, when the distance (gap length) between the first electrode and the second electrode changes, the capacitance value of the capacitance detection element changes, so that it can be detected when touched by a person. it can.
さらに、上述した表示装置において、前記誘電体は液晶であり、バックライトと、前記制御手段から出力される外光の照度に応じて前記バックライトの明るさを調整する調光手段とを備えることが好ましい。この発明によれば、検出された外光の照度に応じてバックライトの明るさを調整するので、環境に応じて画面の明るさを自動的に調整できる。しかも、特別な外光センサは不要であるので、表示装置を小型化でき、コストの上昇を招くこともない。
次に、本発明に係る電子機器は、上述した表示装置を備えることが好ましい。このような電子機器としては、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、携帯情報端末、およびタッチパネルなどが含まれる。
Furthermore, in the above-described display device, the dielectric is a liquid crystal, and includes a backlight and a dimming unit that adjusts the brightness of the backlight according to the illuminance of external light output from the control unit. Is preferred. According to the present invention, since the brightness of the backlight is adjusted according to the detected illuminance of outside light, the brightness of the screen can be automatically adjusted according to the environment. In addition, since a special ambient light sensor is unnecessary, the display device can be reduced in size and the cost is not increased.
Next, an electronic apparatus according to the present invention preferably includes the display device described above. Such electronic devices include personal computers, mobile phones, portable information terminals, touch panels, and the like.
<1.実施形態>
図1は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置(表示装置の一態様)の構成を示すブロック図である。液晶表示装置500は、表示領域Aを備える。表示領域Aには、複数の走査線30と複数のデータ線31と、これらの交差に対応して複数の画素回路Pが配置されている。画素回路Pは、トランジスタ33と、画素電極34と、共通電位Vcomが供給される対向電極36と、画素電極34と対向電極36との間に挟持された液晶35を備える。トランジスタ33はTFT(Thin Film Transistor)で構成され、そのゲートは走査線30に、ドレインはデータ線31に、ソースは画素電極34に接続される。
<1. Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a liquid crystal display device (one aspect of a display device) according to an embodiment of the present invention. The liquid
また、詳細は後述するが、4つの画素回路Pに1個の割合で、センシング回路40を設ける。複数のセンシング回路40は、駆動回路300から供給される各種の信号に基づいて駆動され、静電容量の変化を検出電流(図示略)として駆動回路300に供給する。駆動回路300は、検出電流を電圧に変換して、検出信号Dとして制御回路310に供給する。検出信号Dは、各センシング回路40における静電容量の変化および外光の照度を示す。制御回路310は、検出信号Dに基づいて、表示領域Aが押下げられた領域を示す指示データDaと環境の照度を示す照度データDbとを生成する。照度データDbを生成する処理については後述する。
調光回路320は照度データDbに基づいて、バックライト330の明るさを調整する。具体的には、照度データDbの示す照度が大きい場合にバックライト330の照度を明るくし、照度データDbの示す照度が小さい場合にはバックライト330の照度を暗くする。これにより、コントラストを確保しつつ、消費電力の低減を図ることができる。
Although details will be described later, the
The
Yドライバ100は、複数の走査線30を順次選択するための走査信号を生成して、各画素回路Pに各々供給する。走査信号は、1垂直走査期間(1F)の最初のタイミングから、1水平走査期間(1H)に相当する幅のパルスであって、1行目の走査線30に供給される。以降、このパルスを順次シフトして、各走査線30の各々に走査信号として供給する。一方、Xドライバ200は、選択された走査線30に位置する画素回路Pの各々に対し表示すべき階調に応じた大きさのデータ信号を供給する。
The
図2に、ブラックマトリックスBM、画素回路P、およびセンシング回路40の配置関係を示す。ブラックマトリックスBMは、外光を遮光する遮光膜として機能する。この例において、ブラックマトリックスBMは、画素回路Pの間に設けられている。センシング回路40とブラックマトリックスBMとを合わせてセンシング装置として把握することができる。このセンシング装置において、センシング回路40の一部はブラックマトリックスBMの下に位置し、他部はブラックマトリックスBMの下に位置せず、外光が入射する。
FIG. 2 shows an arrangement relationship of the black matrix BM, the pixel circuit P, and the
図3にセンシング回路40の回路図を示す。センシング回路40は、増幅トランジスタ41、リセットトランジスタ42、および選択トランジスタ43を備える。これらのトランジスタは、上述した画素回路Pのトランジスタ33と同様にTFTで構成され、例えば、同じプロセスで形成してもよい。
リセットトランジスタ42のゲートには、第1制御線10を介してリセット信号RESが供給される。リセットトランジスタ42のドレインは電源線20に接続され、そのソースは増幅トランジスタ41のゲートと接続される。電源線20には電圧VRHが供給される。ここで、リセットトランジスタ42は、ブラックマトリックスBMの下に位置せず、外光が入射するように配置されている。一般に、トランジスタに光が入射すると、トランジスタがオフ状態においてリーク電流が発生する。リーク電流の大きさは、入射光の光量が大きい程、大きくなる。
FIG. 3 shows a circuit diagram of the
A reset signal RES is supplied to the gate of the
増幅トランジスタ41のドレインは電源線20に接続され、そのソースは選択トランジスタ43のドレインに接続される。選択トランジスタ43のソースは検出線21に接続され、そのゲートには第2制御線11を介して選択信号SELが供給される。
また、増幅トランジスタ41のゲートと第1制御線10との間には、基準容量素子44が設けられている。さらに、静電容量検出素子45の一方の端子は、増幅トランジスタ41のゲートに接続され、その他方の端子には固定電位Vxが供給される。この例では、増幅トランジスタ41及び選択トランジスタ43は、ブラックマトリックスBMの下に位置するように配置されている。
The drain of the
A
次に、センシング回路40の動作を図4〜図7を参照して説明する。センシング回路40は、リセット期間Tres、センシング期間Tsen、および読出期間Toutを一単位として動作する。
まず、リセット期間Tresにおいて、リセット信号RESのレベルはVDとなり、リセットトランジスタ41がオン状態となる。このとき、選択信号SELはローレベルであり選択トランジスタ43はオフ状態となる。すると、図4に示すように増幅トランジスタ41のゲートの電位が電源電位VRHにリセットされる。
Next, the operation of the
First, in the reset period Tres, the level of the reset signal RES becomes VD, and the
次に、リセット期間Tresに続くセンシング期間Tsenでは、リセット信号RESのレベルがVDからGND(=0V)に変化する。すると、図6に示すようにリセットトランジスタ42がオフ状態となる。第1制御線10は基準容量素子44の一方の電極と接続されているので、基準容量素子44はカップリング容量として機能し、リセット信号RESのレベルが変化すると増幅トランジスタ41のゲート電位が変化する。
Next, in the sensing period Tsen following the reset period Tres, the level of the reset signal RES changes from VD to GND (= 0V). Then, as shown in FIG. 6, the
ここで、基準容量素子44の容量値をCr、静電容量検出素子45の容量値をCs、第1制御線10の電位変化をΔVgate(=VD)とすれば、増幅トランジスタ41のゲート電位の変化分ΔVは、以下に示す式(1)で与えられる。但し、寄生容量は無視する。
ΔV=ΔVgate*Cr/(Cr+Cs)……(1)
式(1)から、静電容量検出素子45の容量値Csが大きければ容量カップリングによる変化分ΔVは小さく、逆に容量値Csが小さければ変化分ΔVは大きい。したがって、静電容量検出素子45の容量変化をゲート電位に反映させることができる。
Here, if the capacitance value of the
ΔV = ΔVgate * Cr / (Cr + Cs) (1)
From equation (1), if the capacitance value Cs of the
次に、読出期間Toutでは、選択信号SELがローレベルからハイレベルに変化する。すると、図7に示すように選択トランジスタ43がオン状態となる。これによって、増幅トランジスタ41のゲート電位に応じた検出電流Idetが検出線21に流れる。
読出期間Toutにおいて、選択トランジスタ43を確実にオン状態とするためには、読出期間Toutに先立って、検出線21の電位をプリチャージ電位Vpreにプリチャージすることが好ましい。この例では、図4に示すように、リセット期間Tresおよびセンシング期間Tsenをプリチャージ期間Tpreとし、当該期間において検出線21にプリチャージ電位Vpreを供給している。
Next, in the reading period Tout, the selection signal SEL changes from the low level to the high level. Then, as shown in FIG. 7, the
In order to ensure that the
ここで、静電容量検出素子45による静電容量の変化を図7を参照して説明する。静電容量検出素子45は図8に示すように第1電極45aと第2電極45bとの間に液晶35を挟持して構成される。人の指が触れない状態では、同図(A)に示すように第1電極45aと第2電極45bとが平行であるが、指で液晶表示装置500を押すと、第2電極45bが撓み、第1電極45aと第2電極45bの距離が短くなる。このため、人が指で液晶表示装置500を押すと、静電容量検出素子45の容量値Csが大きくなる。このようにして、静電容量の変化が検出される。
Here, the change of the electrostatic capacitance by the electrostatic
さらに、上述したようにリセットトランジスタ42は、外光が入射するように配置されるので、人が指で液晶表示装置500を押さなくても、リーク電流によって増幅トランジスタ41のゲート電位が変化する。図9に出力電圧(検出信号Dのレベル)と照度との関係を示す。同図から明らかなように、照度が大きくなると、検出信号Dのレベルが大きくなることが分かる。
但し、検出信号Dには、タッチによる静電容量の変化も反映されていることから、これと外光の影響によるものを区別する必要がある。このため、制御回路310は、図10に示す照度検出処理を実行する。
Further, as described above, since the
However, since the detection signal D also reflects a change in capacitance due to touch, it is necessary to distinguish this from the influence of external light. Therefore, the
まず、制御回路310は、1画面分の検出信号DをAD変換して検出データとして取り込み、メモリに記憶する(S1)。次に、制御回路310は、メモリに記憶した検出データを読み出して、ヒストグラムを生成する(S2)。ヒストグラムは、検出データのデータ値を所定の幅で区分けし、区分けごとの頻度を示すものである。次に、制御回路310は、ヒストグラムの中で最も頻度の高い、区分けの中心値を最頻値として特定する(S3)。さらに、制御回路310は、最頻値を照度に変換して照度データDbを生成する。
First, the
例えば、図11(A)に示すように人が指で領域Q1を押下げたとする。この場合、検出データの大きさは、指の押下げの影響を受ける領域Q1と、指の影になって外光の照度が低くなる領域Q2と、外光が十分入射する領域Q3とに分けられる。タッチ操作は、表示領域Aの一部について行われるので、環境の照度は、最も面積の大きい領域Q3によって得られる。ヒストグラムを作成し、最頻値を求めることによって、領域Q3における外光の照度を求めることが可能となる。なお、この例ではヒストグラムを作成したが、これを作成することなく、検出データそのものから最頻値を生成してもよい。 For example, it is assumed that a person presses down the region Q1 with a finger as shown in FIG. In this case, the size of the detection data is divided into a region Q1 that is affected by the finger pressing, a region Q2 that becomes a shadow of the finger and the illuminance of the external light is low, and a region Q3 that the external light is sufficiently incident. It is done. Since the touch operation is performed on a part of the display area A, the illuminance of the environment is obtained by the area Q3 having the largest area. By creating a histogram and obtaining the mode value, the illuminance of outside light in the region Q3 can be obtained. In this example, the histogram is created, but the mode value may be generated from the detection data itself without creating the histogram.
なお、上述した実施形態では、リセットトランジスタ42のリーク電流を用いて、外光の照度を検出したが、増幅トランジスタ41のリーク電流を利用して外光の照度を検出してもよい。さらに、リセットトランジスタ42と増幅トランジスタ41の両方のリーク電流を用いて外光を検出してもよい。即ち、リセットトランジスタ42と増幅トランジスタ41の少なくとも一方をブラックマトリックスBMの下に位置せず、外光が入射するように配置すればよい。
In the embodiment described above, the illuminance of external light is detected using the leakage current of the
また、この例の基準容量素子44は一方の電極として半導体層47を用い、他方の電極としてゲート配線48を用い、それらの間にゲート酸化膜49を挟持して構成される。なお、半導体層47、ゲート配線48、およびゲート酸化膜49は、他のトランジスタ41や42と同一のプロセスによって形成される。したがって、基準容量素子44を形成するために特別なプロセスは不要であり、製造コストを削減することができる。
Further, the
ところで、基準容量素子44は、第1制御線10と増幅トランジスタ41のゲートの間に設ければよい。リセットトランジスタ42のゲート・ドレイン間およびゲート・ソース間には、その構造に起因する寄生容量が付随する。そこで、図12に示すセンシング回路40Aように、リセットトランジスタ42の寄生容量を基準容量素子44として用いてもよい。この場合には、図3に示すように基準容量素子44を作り込まなくてもよいので、構造をより一層、簡素化することができる。
また、上述した実施形態では、センシング回路40を駆動するために、駆動回路300を設けたが、画像表示と同期してセンシングを実行することを許容するのであれば、センシング回路40に供給する選択信号SELおよびリセット信号RESをYドライバ201で生成してもよい。
さらに、上述したセンシング回路40の替わりに図13に示すセンシング回路40Bを用いてもよい。このセンシング回路40Bは、以下の点でセンシング回路40と相違する。
第1に、センシング回路40では、リセットトランジスタ42の一方の電極が電源線20と電気的に接続されていたが、センシング回路40Bでは、電源線20と接続されておらず、他の配線(図示せず)を介して第1の電位VRSが供給される。
第2に、センシング回路40では、リセットトランジスタ42の一方の電極が電源線20と電気的に接続されていたが、センシング回路40Bでは、基準容量素子44の一方の端子が増幅トランジスタ41のゲートと接続され、他方の端子が第1制御線10に接続されていたが、センシング回路40Bでは、他方の端子が第1制御線10と接続されておらず、他の配線(図示せず)を介して第2の電位VRCが供給される。
第3に、センシング回路40では、静電容量検出素子45の他方の端子には固定電位Vxが供給されたが、センシング回路40Bでは、静電容量検出素子45の他方の端子に第3の電位Vaが供給される。
第1乃至第3の電位は、周辺回路で生成される。例えば、可変出力のレギュレータやDAコンバータを用いることができる。このように電位を可変することを許容すると、センシング動作の自由度を向上させることができる。
さらに、第3の電位Vaとして共通電位Vcomを用いてもよい。センシング動作中には第3の電位Vaは固定である必要があるが、共通電位Vcomを交流駆動して変動させても、センシング動作中に極性を反転させるタイミングがこないように設定すればよい。
Incidentally, the
In the above-described embodiment, the
Furthermore, a
First, in the
Second, in the
Third, in the
The first to third potentials are generated by the peripheral circuit. For example, a variable output regulator or a DA converter can be used. If the potential is allowed to vary in this way, the degree of freedom of the sensing operation can be improved.
Further, the common potential Vcom may be used as the third potential Va. The third potential Va needs to be fixed during the sensing operation. However, even if the common potential Vcom is changed by AC driving, the third potential Va may be set so that the timing for inverting the polarity does not occur during the sensing operation.
<2.応用例>
次に、本発明に係る液晶表示装置を利用した電子機器について説明する。図13は、液晶表示装置500を表示部として採用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ2000は、表示部としての液晶表示装置500と本体部2010とを備える。本体部2010には、電源スイッチ2001およびキーボード2002が設けられている。液晶表示装置500にはメニューボタン2020、2030、および2040が表示される。これらのメニューボタンには各種のプログラムを割り当てることができる。例えば、メニューボタン2020には電子メールを割り当て、メニューボタン2030にはブラウザを割り当て、メニューボタン2040には描画ソフトを割り当てることができる。ユーザーはキーボード2002を操作しなくても、メニューボタンに触れるだけで、所望のソフトを起動することが可能となる。
<2. Application example>
Next, electronic equipment using the liquid crystal display device according to the present invention will be described. FIG. 13 is a perspective view showing the configuration of a mobile personal computer employing the liquid
図14に、実施形態に係る液晶表示装置500を適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001およびスクロールボタン3002、ならびに表示部としての液晶表示装置500を備える。スクロールボタン3002を操作することによって、液晶表示装置500に表示される画面がスクロールされる。液晶表示装置500にはメニューボタン3010および3020が表示される。例えば、メニューボタン3010をユーザーが触れると電話帳が表示され、メニューボタン3020をユーザーが触れるとこの携帯電話機の電話番号が表示される。
FIG. 14 shows a configuration of a mobile phone to which the liquid
図15に、実施形態に係る液晶表示装置500を適用した携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistants)の構成を示す。情報携帯端末4000は、複数の操作ボタン4001および電源スイッチ4002、ならびに表示部としての液晶表示装置500を備える。電源スイッチ4002を操作すると、メニューボタン4010および4020が表示される。メニューボタン4010を押すと住所録が表示され、メニューボタン4020を押すとスケジュール帳が表示される。
FIG. 15 shows a configuration of a personal digital assistant (PDA) to which the liquid
なお、本発明に係る電気光学装置が適用される電子機器としては、図13から図15に示したもののほか、各種のチケットを発券する発券装置、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、スキャナ、複写機、ビデオプレーヤ、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。 Note that electronic devices to which the electro-optical device according to the present invention is applied include those shown in FIGS. 13 to 15, ticket issuing devices for issuing various tickets, digital still cameras, televisions, video cameras, and car navigation devices. Electronic notebook, electronic paper, calculator, word processor, workstation, videophone, scanner, copying machine, video player, equipment equipped with a touch panel, and the like.
なお、上述したセンシング回路40は、表示領域Aの画素回路Pが形成される同一の平面上に形成されたが、表示領域Aの上に別の基板として形成し、両者を張り合わせて用いてもよい。さらに、液晶表示装置500の替わりに、有機発光ダイオードを用いた表示装置であってもよい。くわえて、液晶は誘電体の一例であり、窒化シリコンを誘電体として用いてもよい。
The
500……液晶表示装置、A……表示領域、40……センシング回路、41……増幅トランジスタ、42……リセットトランジスタ、43……選択トランジスタ、44……基準容量素子、45……静電容量検出素子、RES……リセット信号、SEL……選択信号、10……第1制御線、11……第2制御線、20……電源線、21……検出線、Tres……リセット期間、Tsen……センシング期間、Tout……読出期間、Tpre……プリチャージ期間。 500: Liquid crystal display, A: Display area, 40: Sensing circuit, 41: Amplification transistor, 42: Reset transistor, 43: Selection transistor, 44: Reference capacitance element, 45: Capacitance Detection element, RES ... reset signal, SEL ... selection signal, 10 ... first control line, 11 ... second control line, 20 ... power line, 21 ... detection line, Tres ... reset period, Tsen ... Sensing period, Tout ... Reading period, Tpre ... Precharge period.
Claims (10)
その一部が、前記遮光膜の下に位置し、マトリクス状に複数形成された複数の単位回路が形成された回路層と、
制御手段と、
を備え、
前記複数の単位回路の各々は、
一方の電極に電源線が電気的に接続され、ゲート電位に応じた検出電流を他方の電極から出力する第1トランジスタと、
第1制御線を介してゲートに供給されるリセット信号に応じて導通状態又は非導通状態が制御され、前記導通状態において前記第1トランジスタのゲートに第1の電位を供給する第2トランジスタと、
一方の端子に前記第1トランジスタのゲートが電気的に接続され、他方の端子に第2の電位が供給される基準容量と、
一方の端子に前記第1トランジスタのゲートが電気的に接続され、他方の端子に第3の電位が供給される静電容量検出素子と、
前記第1トランジスタの他方の電極と検出線との間に設けられ、第2制御線を介してゲートに供給される選択信号に応じてオン状態となる第3トランジスタとを備え、
前記第1トランジスタと前記第2トランジスタとのうち少なくとも一方は、前記遮光膜によって外光が遮光されない領域に形成され、
制御手段は、前記複数の単位回路の各々から出力される各検出電流に基づく検出データのデータ値を所定幅で区分けし、区分けごとの頻度のうち最も頻度の大きい区分けに対応する最頻値に基づき照度データを生成する
ことを特徴とするセンシング装置。 A light shielding film for shielding external light;
A part of which is located under the light-shielding film, and a circuit layer in which a plurality of unit circuits formed in a matrix are formed;
Control means;
With
Each of the plurality of unit circuits is
A first transistor that has a power line electrically connected to one electrode and outputs a detection current corresponding to the gate potential from the other electrode;
A second transistor for controlling a conduction state or a non-conduction state in response to a reset signal supplied to the gate via the first control line, and supplying a first potential to the gate of the first transistor in the conduction state;
A reference capacitor in which a gate of the first transistor is electrically connected to one terminal and a second potential is supplied to the other terminal;
A capacitance detecting element in which a gate of the first transistor is electrically connected to one terminal and a third potential is supplied to the other terminal;
A third transistor provided between the other electrode of the first transistor and the detection line and turned on in response to a selection signal supplied to the gate via the second control line;
At least one of the first transistor and the second transistor is formed in a region where external light is not shielded by the light shielding film ,
The control means divides the data value of the detection data based on each detection current output from each of the plurality of unit circuits by a predetermined width, and sets the mode value corresponding to the most frequent classification among the frequencies for each classification. A sensing device that generates illuminance data based on the data .
前記基準容量は、前記半導体層を一方の電極として用い、前記ゲート配線を他方の電極として用いる、
ことを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか1項に記載のセンシング装置。 The first to third transistors are formed by the same process, and include a semiconductor layer, a gate oxide film, and a gate wiring.
The reference capacitor uses the semiconductor layer as one electrode and the gate wiring as the other electrode.
The sensing device according to any one of claims 1 to 5, wherein:
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のセンシング装置とを備える、
ことを特徴とする表示装置。 A plurality of pixel circuits having a pixel electrode, a counter electrode, and a dielectric sandwiched between the pixel electrode and the counter electrode;
A sensing device according to any one of claims 1 to 6 ,
A display device characterized by that.
バックライトと、
前記制御手段から出力される外光の照度に応じて前記バックライトの明るさを調整する調光手段とを備えた、
ことを特徴とする請求項7または8に記載の表示装置。 The dielectric is a liquid crystal;
With backlight,
Dimming means for adjusting the brightness of the backlight according to the illuminance of external light output from the control means,
The display device according to claim 7 or 8, characterized in that.
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