JP5171396B2 - 電気光学パネル、電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電気光学パネル、当該電気光学パネルを備える電気光学装置、及び当該電気光学装置を備える電子機器に関する。

近年、液晶パネル等の電気光学パネルを用いた表示装置において、特に薄膜トランジスターを用いた液晶表示装置において光センサー機能を搭載する技術の開発が進んでいる（例えば特許文献１）。

液晶装置において光センサーを搭載する目的は、（１）外光を測定して輝度等を調整することで消費電力低減・画質向上を図る、（２）バックライトを測定し輝度あるいは色度を調整する、（３）指やライトペンの位置を認識しタッチキーとして使用する、の３つがあげられる。

光センサー素子としては薄膜トランジスター、ＰＩＮ（P-Intrinsic-N）ダイオード、ＰＮダイオードなどがあげられる。いずれの場合も受光部は、ＳＯＧ（システム・オン・グラス）の技術を用いて、表示用のスイッチング素子と同じ基板上に、表示用のスイッチング素子を構成するシリコン薄膜と同一製造工程で製造されることが製造コスト上、望ましい。特に表示のスイッチング素子をポリシリコン薄膜で製造する場合は光センサーの検出機能や表示の駆動回路を部分的にポリシリコン薄膜トランジスターで形成することでコストの低減や額縁の縮小が達成できる。この場合、特許文献２に記載されているように駆動回路と光センサーの配置位置はお互いに干渉しないようにする必要がある。

特開２００６−１１８９６５号公報 特開２００７−７２２４２号公報

内蔵した光センサーで外光の光照度を正確に検出しようとする場合、例えば操作者の指の影などが光センサーにかかると、検出結果に影響が出てしまう。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、操作者の指の影などが光センサーに掛かっても、検出結果に影響が出難い構造の電気光学パネル、電気光学装置および電子機器を提供することを目的とする。

本発明は、表示領域（例えば、実施の態様において表示領域３１０が対応する）と、前記表示領域の第１の周縁部（例えば、実施の形態において左側周縁辺部Ｌが対応する）と、前記表示領域の第２の周縁部（例えば、実施の形態において右側周縁辺部Ｒが対応する）と、前記表示領域内に配置される画素駆動用信号線（例えば、実施の形態においてデータ線２０２−１〜２０２−２４００、およびまたは、走査線２０１−１〜２０１−４８０が対応する）と、前記第２の周縁部に配置され、前記画素駆動用信号線に駆動信号（例えば、実施の形態において映像信号、およびまたは走査信号が対応する）を供給する第１の駆動回路（例えば、実施の形態において第２のデマルチプレクサ回路５１０−２，５１０−４，５１０−６，…，５１０−８００、およびまたは、走査線駆動回路３０１−１が対応する）と、前記第１の周縁部に配置され、前記画素駆動用信号線に駆動信号を供給する第２の駆動回路（例えば、実施の形態において第１のデマルチプレクサ回路５１０−１，５１０−３，５１０−５，…，５１０−７９９、およびまたは、走査線駆動回路３０１−２が対応する）と、前記第１の周縁部に配置される第１の光センサー（例えば、実施の形態において光センサーユニット５３０−１，５３０−３，５３０−５，…，５３０−７９９および第１の光センサー５４０−１が対応する）と、前記第２の周縁部に配置される第２の光センサー（例えば、実施の形態において光センサーユニット５３０−２，５３０−４，５３０−６，…，５３０−８００および第２の光センサー５４０−２が対応する）とを基板（例えば、実施の形態においてアクティブマトリクス基板１０１が対応する）上に備えてなる電気光学パネルであって、前記第１の周縁部と前記第２の周縁部は前記表示領域を隔てて向かい合った領域に位置する電気光学パネルを提案する。

このようにパネル上に形成する駆動回路と光センサーをともに複数の周縁部に分散して配置することで、複数の周縁部に光センサーを配置しながら駆動回路との干渉を避けることができる。且つ、余分な周縁部サイズの増大を抑えることができる。

本発明では、さらに、前記第１の光センサーは複数の第１の光センサーユニット（例えば、実施の形態において光センサーユニット５３０−１，５３０−３，５３０−５，…，５３０−７９９が対応する）を有し、前記第１の駆動回路は複数の第１の駆動回路ユニット（例えば、実施の形態においてデマルチプレクサ回路５１０−２，５１０−４，５１０−６，…，５１０−８００が対応する）を有し、前記第２の駆動回路は複数の第２の駆動回路ユニット（例えば、実施の形態においてデマルチプレクサ回路５１０−１，５１０−３，５１０−５，…，５１０−７９９が対応する）を有し、前記第２の光センサーは複数の第２の光センサーユニット（例えば、実施の形態において光センサーユニット５３０−２，５３０−４，５３０−６，…，５３０−８００が対応する）を有し、前記複数の第１の光センサーユニットと前記複数の第２の駆動回路ユニットとは表示領域に沿って交互に配置され、前記複数の第２の光センサーユニットと前記複数の第１の駆動回路ユニットとは表示領域に沿って交互に配置される電気光学パネルを提案する。

このように駆動回路と光センサーを交互に配置することで、操作者の指の影などが光センサーにかかっても、影響が出るのは一部の光センサーに限られるため、検出結果に影響が出ることを極力抑えることができる。

またさらに、本発明では、前記第１の周辺部と前記第２の周辺部に挟持された前記表示領域の第３の周縁部（例えば、実施の形態において下側周縁辺部Ｅが対応する）と、前記基板と電気光学物質を介して対向する対向基板（例えば、本実施の形態において対向基板９１２が対応する）とを備え、前記第３の周縁部は、前記対向基板から張り出した前記基板上の張り出し部（例えば、実施の形態において張り出し部１１０が対応する）と、前記張り出し部に形成された外部からの駆動信号が供給される端子とを備える電気光学パネルを提案する。

このような構成では、張り出し部から左右の第１及び第２の周縁部に配線をふりわけることで上記のような構成をとった際にパネルの額縁領域の増大を抑えることができる。

またさらに、前記第１の駆動回路を構成する薄膜トランジスターと前記第２の駆動回路を構成する薄膜トランジスターと、前記第１の光センサーを構成する光素子（例えば、実施の形態において素子第１のＰＩＮダイオード５３２−ｎおよび第２のＰＩＮダイオード５３３−ｎが対応する）と、前記第２の光センサーを構成する光素子（例えば、実施の形態において素子第１のＰＩＮダイオード５３２−ｎおよび第２のＰＩＮダイオード５３３−ｎが対応する）と、は製造工程において同時に形成され、互いに同一の膜厚の薄膜シリコンで構成される電気光学パネルを提案する。

このように構成すると、表示用のアクティブマトリクス部や駆動回路等を製造するのと同一の工程で光センサーを製造できるため、コストが上昇しない。

またさらに、前記表示領域内に配置される画素駆動用信号線は、データ線（例えば、実施の形態においてデータ線２０２−１〜２０２−２４００が対応する）であり、前記第１の駆動回路および第２の駆動回路は、前記データ線に映像信号を供給するための回路（例えば、実施の形態において第１のデマルチプレクサ回路５１０−１，５１０−３，５１０−５，…，５１０−７９９が対応する）である電気光学パネルを提案する。

このように構成すると、パネル上に形成するデータ線駆動回路と光センサーをともに複数の周縁部に分散して配置することで、複数の周縁部に光センサーを配置しながら駆動回路との干渉を避けることができる。且つ、余分な周縁部サイズの増大を抑えることができる。

またさらに、前記第１の駆動回路ユニットおよび第２の駆動回路ユニットは時分割された１本の映像信号を複数の映像信号に復号するデマルチプレクサ回路である電気光学パネルも提案する。デマルチプレクサ回路によるデータ線駆動回路ユニットは相互に信号の受け渡しが無く、電源も不要であるため、上述のようにユニットを分散して配置する際に相互に接続する配線数が少なく、例えばスキャナー（点順次駆動）型のデータ線駆動回路やＤＡＣ内蔵型のデータ線駆動回路などに比べ、本発明の内容の実施が容易である。

またさらに、前記表示領域内に配置される前記画素駆動用信号線は、走査線（例えば、実施の形態において走査線２０１−１〜２０１−４８０が対応する）であり、前記第１の駆動回路および第２の駆動回路は、前記走査線に走査信号を供給するための回路（例えば、実施の形態において走査線駆動回路３０１−１が対応する）である電気光学パネルを提案する。

このように構成すると、パネル上に形成する走査線駆動回路と光センサーをともに複数の周縁部に分散して配置することで、複数の周縁部に光センサーを配置しながら走査線駆動回路との干渉を避けることができる。且つ、余分な周縁部サイズの増大を抑えることができる。

また、本発明ではこれらの電気光学パネルを用いた電気光学装置（実施の形態において液晶表示装置９１０が対応する）、およびその電気光学装置を用いた電子機器（実施の形態において電子機器１０００が対応する）を提案する。

このような電気光学装置および電子機器によれば、複数辺に光センサーを内蔵しているので指等の影による誤検出を抑えつつ精度良く照度を測定してバックライトを制御でき、消費電力を無意味に増大させることが無く、コストも上昇しない。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に基づいて説明する。

［第１の実施の形態］
図１は本実施形態に係る電気光学パネルとしての液晶表示装置９１０の斜視構成図（一部断面図）である。液晶表示装置９１０は、アクティブマトリクス基板１０１と対向基板９１２とをシール材９２３により一定の間隔で貼り合わせ、ネマティック相液晶材料９２２を挟持してなる。アクティブマトリクス基板１０１上には、図示しないが、ポリイミドなどからなる配向材料が塗布されラビング処理されて配向膜が形成されている。また、対向基板９１２には、図示しないが、画素に対応したカラーフィルタと、光抜けを防止してコントラストを向上させるための低反射・低透過率樹脂よりなるブラックマトリクスとが形成される。ネマティック相液晶材料９２２と接触する面には、ポリイミドなどからなる配向材料が塗布され、アクティブマトリクス基板１０１の配向膜ラビング処理方向と平行かつ逆向きにラビング処理されている。

さらに対向基板９１２の外側には、上偏光板９２４を、アクティブマトリクス基板１０１の外側には、下偏光板９２５を各々配置し、互いの偏光方向が直交するよう（クロスニコル状）に配置する。さらに下偏光板９２５下には、バックライトユニット９２６と導光板９２７が配置され、バックライトユニット９２６から導光板９２７に向かって光が照射され、導光板９２７はバックライトユニット９２６からの光をアクティブマトリクス基板１０１に向かって垂直かつ均一な面光源となるように光を反射屈折させることで液晶表示装置９１０の光源として機能する。バックライトユニット９２６は、本実施形態ではＬＥＤユニットであるが、冷陰極管（ＣＣＦＬ）であってもよい。バックライトユニット９２６はコネクタ９２９を通じて電子機器本体に接続され、電源を供給されるが、本実施形態では電源が適宜適切な電流・電圧に調整されることでバックライトユニット９２６からの光量が調整される機能を有する。図示しないが、さらに必要に応じて、周囲を外殻で覆っても良いし、あるいは上偏光板９２４のさらに上に保護用のガラスやアクリル板を取り付けても良いし、視野角改善のため光学補償フィルムを貼っても良い。

また、アクティブマトリクス基板１０１は、対向基板９１２から張り出す張り出し部１１０が設けられ、その張り出し部１１０には、ＦＰＣ（可撓性基板）９２８及び駆動ＩＣ９２１が実装され張り出し部１１０上に設けられた端子を通じて電気的に接続されている。駆動ＩＣ９２１はアクティブマトリクス基板１０１の駆動に必要な信号と電源を供給し、ＦＰＣ９２８は電子機器１０００本体に接続され、外部電源回路７８４及び映像処理回路７８０（図４参照）から必要な信号と電源を駆動ＩＣ９２１及びアクティブマトリクス基板１０１に供給する。なお、本実施形態では、張り出し部１１０に駆動ＩＣ９２１を実装するＣＯＧ（Chip On Glass）実装としたが、張り出し部１１０にはＦＰＣ９２８のみを実装し、駆動ＩＣ９２１はＦＰＣ９２８に実装するＣＯＦ（Chip On Film）実装としてもよい。

図２はアクティブマトリクス基板１０１の構成図である。アクティブマトリクス基板１０１上には４８０本の走査線２０１（２０１−１〜２０１−４８０）と２４００本のデータ線２０２（２０２−１〜２０２−２４００）が直交して形成されている。走査線２０１（２０１−１〜２０１−４８０）は走査線駆動回路３０１に接続されて、走査信号が供給されることで、適切に駆動される。走査線駆動回路３０１を構成する薄膜トランジスターは所謂ＳＯＧ（システム・オン・グラス）技術を用いて、後述する画素スイッチング素子４０１−ｎ−ｍと同じ基板上に同一の製造工程で製造された、いわゆる駆動回路内蔵型のアクティブマトリクス基板である。

データ線２０２−１〜２０２−３は第１のデマルチプレクサ回路（ＤＥＭＵＸ）５１０−１に接続されてなり、データ線２０２−４〜２０２−６は第２のデマルチプレクサ回路５１０−２に接続されてなり、以下同様にデータ線２０２−（ｎ−１）×３＋１〜データ線２０２−（ｎ−１）×３＋３は第ｎのデマルチプレクサ回路５１０−ｎに接続されてなる（ｎ＝１〜８００）。ここでｎが奇数の第１，３，５，…，７９９のデマルチプレクサ回路５１０−１，５１０−３，５１０−５，…，５１０−７９９は端子辺を下にしたときに平面視で表示領域の第２の周縁部としての右側周縁辺部Ｒに配置され、ｎが偶数の第２，４，６，…，８００のデマルチプレクサ回路５１０−２，５１０−４，５１０−６，…，５１０−８００は端子辺を下にしたときに平面視で対辺となる表示領域の第１の周縁部としての左側周縁辺部Ｌに配置される。すなわち、８００個のデマルチプレクサ回路５１０−ｎ（ｎ＝１〜８００）は一つずつ左右の周縁辺に交互に表示領域を隔てて逆側に配置される。また第ｎのデマルチプレクサ回路５１０−ｎ（ｎ＝１〜８００）の入力側には第ｎの検査回路（ＴＥＳＴ）５２０−ｎを介して第ｎのビデオ配線５０１−ｎが接続される。ここでｎが奇数の第１，３，５，…，７９９の検査回路５２０（５２０−１，５２０−３，５２０−５，…，５２０−７９９）及び第１，３，５，…，７９９のビデオ配線５０１（５０１−１，５０１−３，５０１−５，…，５０１−７９９）は表示領域の右側周縁辺部Ｒに配置され、ｎが偶数の第２，４，６，…，８００の検査回路５２０（５２０−２，５２０−４，５２０−６，…，５２０−８００）及び第２，４，６，…，８００のビデオ配線５０１（５０１−２，５０１−４，５０１−６，…，５０１−８００）は表示領域の左側周縁辺部Ｌに配置される。

次に第ｎの光センサーユニット（ＡＬＳ）５３０−ｎ（ｎ＝１〜８００）は第ｎのデマルチプレクサ回路５１０−ｎとは表示領域を隔てて逆側に配置される。すなわち、ｎが遇数の第２，４，６，…，８００の光センサーユニット５３０−２，５３０−４，５３０−６，…，５３０−８００は表示領域の右側周縁辺部Ｒに配置され、ｎが奇数の第１，３，５，…，７９９の光センサーユニット５３０−１，５３０−３，５３０−５，…，５３０−７９９は左側周縁辺部Ｌに配置される。また、第ｎの光センサーユニット５３０−ｎ（ｎ＝２〜７９９）は第ｎ−１のデマルチプレクサ回路５１０−ｎ−１と第ｎ＋１のデマルチプレクサ回路５１０−ｎ＋１とに隣接して配置される。

第ｎのデマルチプレクサ回路５１０−ｎはデマルチプレクサ回路駆動配線群５１１に、第ｎの検査回路５２０−ｎは検査回路駆動配線群５２１に、第ｎの光センサーユニット５３０−ｎは光センサー配線群５３１に、それぞれ接続される（いずれもｎ＝１〜８００）。ここでデマルチプレクサ回路駆動配線群５１１、検査回路駆動配線群５２１、光センサー配線群５３１はそれぞれ接続される回路・センサーを駆動するのに必要な電源・信号を供給するための複数の配線であって、張り出し部１１０に引き出されて駆動ＩＣ９２１に接続され、適切な電源あるいは信号を供給される。同様に、第ｎのビデオ配線５０１−ｎ（ｎ＝１〜８００）も張り出し部１１０で駆動ＩＣ９２１に接続されて、データ線２０２−ｎに供給する映像信号として、適切な映像電位を供給される。

図３は表示領域３１０におけるｍ番目のデータ線２０２−ｍとｎ番目の走査線２０１−ｎの交差部付近の回路図である。走査線２０１−ｎとデータ線２０２−ｍの各交点にはＮチャネル型電界効果ポリシリコン薄膜トランジスターよりなる画素スイッチング素子４０１−ｎ−ｍが形成されており、そのゲート電極は走査線２０１−ｎに、ソース・ドレイン電極はそれぞれデータ線２０２−ｍと画素電極４０２−ｎ−ｍに接続されている。画素電極４０２−ｎ−ｍは共通電極（ＣＯＭ）９３０と誘電体をはさんで補助容量コンデンサーを形成し、また液晶表示装置として組み立てられた際には液晶素子をはさんで共通電極（ＣＯＭ）９３０とやはりコンデンサーを形成する。ここで共通電極（ＣＯＭ）９３０はアクティブマトリクス基板１０１上の表示領域３１０全体に配置された透明な共通電極であって、各画素電極４０２−ｎ−ｍとアクティブマトリクス基板１０１上でコンデンサーを形成し、電界がアクティブマトリクス基板１０１と平行な方向に印加されるいわゆるＩＰＳ（In Plane Switching）モードの液晶表示装置となるように構成されている。共通電極（ＣＯＭ）９３０は本実施形態では一定周期で反転するＡＣ駆動を行われるが、常に一定電位を保つＤＣ駆動であっても差し支えない。

図４は本実施形態での電子機器１０００の具体的な構成を示すブロック図である。液晶表示装置９１０は図１で説明した液晶表示装置であって、外部電源回路７８４、映像処理回路７８０がＦＰＣ（可撓性基板）９２８およびコネクタ９２９を通じて必要な信号と電源を液晶表示装置９１０に供給する。中央演算回路７８１は外部Ｉ／Ｆ回路７８２を介して入出力機器７８３からの入力データを取得する。ここで入出力機器７８３とは例えばキーボード、マウス、トラックボール、ＬＥＤ、スピーカー、アンテナなどである。中央演算回路７８１は外部からのデータをもとに各種演算処理を行い、結果をコマンドとして映像処理回路７８０あるいは外部Ｉ／Ｆ回路７８２へ転送する。映像処理回路７８０は中央演算回路７８１からのコマンドに基づき映像情報を更新し、液晶表示装置９１０への信号を変更することで、液晶表示装置９１０の表示映像が変化する。また、液晶表示装置９１０上の光センサーユニット５３０−１〜５３０−８００の出力は駆動ＩＣ９２１に入力され、駆動ＩＣ９２１で照度に変換された後、照度データをＦＰＣ（可撓性基板）９２８を通じて中央演算回路７８１に出力する。中央演算回路７８１はＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）よりなる参照テーブル７８５にアクセスし、入力された照度データから適切なバックライトユニット９２６の電圧に対応する値に再変換し、外部電源回路７８４に送信する。外部電源回路７８４はこの送信された値に対応した電圧の電位電源を液晶表示装置９１０内のバックライトユニット９２６にコネクタ９２９を通じて供給する。バックライトユニット９２６の輝度は外部電源回路７８４より供給される電圧によって変化するので、液晶表示装置９１０の全白表示時輝度も変化することになる。ここで電子機器１０００とは具体的にはモニター、ＴＶ、ノートパソコン、ＰＤＡ（Personal Digital（Data） Assistants）、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話、携帯フォトビューワー、携帯ビデオプレイヤー、携帯ＤＶＤプレイヤー、携帯オーディオプレイヤーなどである。

図５は参照テーブル７８５によって設定される検出された外光の照度データとバックライトユニット９２６の出力の関係式である。このように、外光の照度があがるほどバックライトユニット９２６の出力を上げて表示領域３１０の輝度を上げ、外光の照度が１５００ルクス程度でバックライトユニットの出力は最大になるように設定することで常に外光の照度に対して最適化された輝度で表示することができ、外光に関わらず視認性を良好に保つと共に、平均的な消費電力を低減できるのである。なお、ここでいうバックライトユニット９２６の出力とは、外部電源回路７８４からバックライトユニット９２６へ供給されるＰＷＭ波形の電源のデューティー比に対応する。

図６は第ｎのデマルチプレクサ回路５１０−ｎの回路図である（ｎ＝１〜８００）。第１の伝送ゲート５１２−ｎ、第２の伝送ゲート５１３−ｎ、第３の伝送ゲート５１４−ｎより構成される。ここで第１の伝送ゲート５１２−ｎ、第２の伝送ゲート５１３−ｎ、第３の伝送ゲート５１４−ｎはいずれもｎチャネル型薄膜トランジスター一個とｐチャネル型薄膜トランジスター一個を組み合わせたＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型伝送ゲートである。第１の伝送ゲート５１２−ｎ、第２の伝送ゲート５１３−ｎ、第３の伝送ゲート５１４−ｎはいずれもその一端は第ｎのビデオ配線５０１−ｎに接続される。第１の伝送ゲート５１２−ｎの他端は第ｎ１のデータ線２０２−ｎ１に接続され（ここでｎ１＝ｎ×３＋１）、ｎチャネル型薄膜トランジスターゲート電極は信号ＥＮＢ１に接続され、ｐチャネル型薄膜トランジスターゲート電極は信号ＸＥＮＢ１に接続される。また、第２の伝送ゲート５１３−ｎの他端は第ｎ２のデータ線２０２−ｎ２に接続され（ここでｎ２＝ｎ×３＋２）、ｎチャネル型薄膜トランジスターゲート電極は信号ＥＮＢ２に接続され、ｐチャネル型薄膜トランジスターゲート電極は信号ＸＥＮＢ２に接続される。また、第３の伝送ゲート５１４−ｎの他端は第ｎ３のデータ線２０２−ｎ３に接続され（ここでｎ３＝ｎ×３＋３）、ｎチャネル型薄膜トランジスターゲート電極は信号ＥＮＢ３に接続され、ｐチャネル型薄膜トランジスターゲート電極は信号ＸＥＮＢ３に接続される。信号ＥＮＢ１と信号ＸＥＮＢ１、信号ＥＮＢ２と信号ＸＥＮＢ２、信号ＥＮＢ３と信号ＸＥＮＢ３はいずれも互いに逆極性の反転信号である。また、信号ＥＮＢ１、信号ＸＥＮＢ１、信号ＥＮＢ２、信号ＸＥＮＢ２、信号ＥＮＢ３、信号ＸＥＮＢ３を供給する配線群が図２のデマルチプレクサ回路駆動配線群５１１である。このように構成することで、一本のビデオ信号配線を３本のデータ線に時分割で配分する、１：３のデマルチプレクサ回路を構成している。またここで、第１の伝送ゲート５１２−ｎ、第２の伝送ゲート５１３−ｎ、第３の伝送ゲート５１４−ｎを構成する薄膜トランジスターは画素スイッチング素子４０１−ｎ−ｍと同一の製造工程で製造されたものである。

図７は第ｎの検査回路５２０−ｎの回路図である（ｎ＝１〜８００）。第４の伝送ゲート５２２−ｎはｎチャネル型薄膜トランジスター一個とｐチャネル型薄膜トランジスター一個を組み合わせたＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型伝送ゲートであって、一端は第ｎのビデオ配線５０１−ｎに接続され、他端は検査映像信号ＴＤＡＴＡに接続され、ｎチャネル型薄膜トランジスターゲート電極は信号ＴＳＴに接続され、ｐチャネル型薄膜トランジスターゲート電極は信号ＸＴＳＴに接続される。ここで信号ＴＳＴと信号ＸＴＳＴは互いに逆極性の反転信号であり、製造工程の検査工程で信号ＴＳＴ＝ＨＩＧＨ電位、信号ＸＴＳＴ＝ＬＯＷ電位を与えることで第ｎのビデオ配線５０１−ｎに検査映像信号ＴＤＡＴＡの電位を印加することができ、これによって液晶表示装置９０１に検査用のラスター映像を表示することが出来る。ここで信号ＴＳＴと信号ＸＴＳＴと検査映像信号ＴＤＡＴＡを供給する配線群が図２の検査回路駆動配線群５２１であって、駆動ＩＣ９２１から駆動される際には信号ＴＳＴ＝ＬＯＷ電位、信号ＸＴＳＴ＝ＨＩＧＨ電位、検査映像信号ＴＤＡＴＡ＝ＬＯＷ電位が印加され、検査回路はＯＦＦ状態となる。ここで、第４の伝送ゲート５２２−ｎを構成する薄膜トランジスターは画素スイッチング素子４０１−ｎ−ｍと同一の製造工程で製造されたものである。

図８は第ｎの光センサーユニット５３０−ｎの回路図である（ｎ＝１〜８００）。第１のＰＩＮダイオード５３２−ｎ及び第２のＰＩＮダイオード５３３−ｎはいずれもラテラル型薄膜シリコンＰＩＮダイオードであり、そのチャネル幅は１００μｍであり、チャネル長は１０μｍである。第１のＰＩＮダイオード５３２−ｎ及び第２のＰＩＮダイオード５３３−ｎは画素スイッチング素子４０１−ｎ−ｍを構成する薄膜シリコンと同一の製造工程で作られた薄膜シリコンを能動層として有する。また、第１のＰＩＮダイオード５３２−ｎは液晶表示装置９１０に組み込まれた時には外光が照射される位置に配置されてなり、第２のＰＩＮダイオード５３３−ｎは外光が遮光される位置に配置されてなる。第１のＰＩＮダイオード５３２−ｎのカソード電極は電源配線ＶＨに接続され、第２のＰＩＮダイオード５３３−ｎのアノード電極は電源配線ＶＬに接続され、第１のＰＩＮダイオード５３２−ｎのアノード電極及び第２のＰＩＮダイオード５３３−ｎのカソード電極は配線ＳＥＮＳＥに接続される。ここで電源配線ＶＨ、電源配線ＶＬ、配線ＳＥＮＳＥは図２の光センサー配線群５３１であって、駆動ＩＣ９２１に接続される。駆動ＩＣ９２１から電源配線ＶＨには電位５Ｖが与えられ、電源配線ＶＬには電位０Ｖが与えられる。配線ＳＥＮＳＥには周期的に２Ｖ電位が印加された後、一定期間フローティング状態となる。このように構成されると、配線ＳＥＮＳＥの電位はフローティング状態にある間、外光の照射量に比例した速度で電位が２．５Ｖに近づく。そこで配線ＳＥＮＳＥがフローティング状態になってから電位が２．５Ｖになるまでの時間ｔ１を駆動ＩＣ９２１で測定すれば、時間ｔ１は外光照度の逆数となるので容易に外光状態が判明するので、図４及び図５で説明したようなバックライトの外光照度に応じた調整が可能となる。なお、本実施形態では全ての光センサーを同一の配線（ＳＥＮＳＥ）に接続することで全ての光センサーの平均値を照度として測定するように構成されている。このため、指等で影になった光センサーの個数が全体の数より十分少なければ照度の検出に大きな影響を与えない。表示領域自体が小さい表示装置などでこの前提が確保できない場合、別の構成としていくつかの光センサー群（例えば左右領域の光センサーそれぞれ）を別々の配線に接続し、光センサー群ごとに照度を検出して、その中で確からしい（例えば最も照度の高い）データのみを選択するというような構成としてもよい。

本実施形態ではデマルチプレクサ回路５１０−ｎを交互に左右の周縁部に分散して配置し、各デマルチプレクサ回路５１０−ｎの間に光センサーユニット５３０−ｎを配置している。このように構成することで、光センサーを両側の辺に配置でき、例えば指などが液晶表示装置９１０にかかったとしても、両方の辺を同時に指等が塞ぐことはほとんど考えられないから、外光を正確に測定できる一方、通常の構成に比べ、デマルチプレクサ回路５１０−ｎと光センサーユニット５３０−ｎを表示領域３１０に沿って並べることができるため、周縁部のサイズ増大がほとんどない。従って、特許文献２に記載されているような配置の制限がなくなる。

また、デマルチプレクサ回路５１０−ｎ（ｎ＝１〜８００）、ビデオ配線５０１−ｎ（ｎ＝１〜４００）及び検査回路５２０−ｎ（ｎ＝１〜８００）を左右に半分ずつ配置しているために左右の周縁部のサイズを揃えてかつ配線密度も一定になり、効率が極めてよい。また、データ線駆動回路としてデマルチプレクサ型のデータ線駆動回路を採用しているため、データ線駆動回路ユニット間の配線数が少なくてすむため、このように分散配置する効果が大きい。なお、このように周縁部のサイズ縮小効果としては弱くなるが、データ線駆動回路にスキャナー回路を用いたアナログ順次駆動方式やＤＡＣをガラス基板上に内蔵したデータ線駆動回路方式にもデータ線駆動線回路ユニットを両側の額縁に分散して配置し、それぞれの間に光センサーを配置する構成をとれば本発明は応用可能である。また本実施形態では２辺の周縁部に光センサーを配置したが、４辺の周縁部に光センサーを配置してもよいし、３辺の周縁部に光センサーを配置してもよい。

また本発明は本実施形態で記載のように駆動ＩＣ９２１が実装される周縁辺を下としたとき、光センサー及びデータ線駆動回路を右側周縁辺部Ｒと左側周縁辺部Ｌに配置したが、第３の周縁辺部としての下側周縁辺部Ｅ及び上側周縁辺部Ｕに配置しても構わない。ただしこの場合、走査線駆動回路３０１と平行して少なくとも４００本のビデオ配線５０１−ｎ（ｎ＝１〜４００）、デマルチプレクサ回路駆動配線群５１１、検査回路駆動配線群５２１、光センサー配線群５３１を右側周縁辺部Ｒおよび左側周縁辺部Ｌに配置しなくてはならないため、外形が大きくなってしまうという問題点を有するため、本発明のような構成が最も効率は良い。

また、本発明は本実施形態で記載のように表示領域を交差する左右・上下の２組の周縁辺で構成する四角形状としたが、表示領域を円、楕円形状としてもよい。この場合は、データ線の左右端を右側周縁部・左側周縁部、走査線の上下端を上側周縁部・下側周縁部として、光センサーおよびデータ線駆動回路を前記周縁部に沿って配置すればよい。

［第２の実施の形態］
図９は本実施形態のアクティブマトリクス基板１０１’の構成図である。アクティブマトリクス基板１０１’は第１の実施の形態で図２を用いた説明したアクティブマトリクス基板１０１にかわるものである。

本実施形態では第１のデマルチプレクサ回路〜第４００のデマルチプレクサ回路５１０−１〜５１０−４００、第１の検査回路〜第４００の検査回路５２０−１〜５２０−４００、第１のビデオ配線〜第４００のビデオ配線５０１−１〜５０１−４００が右辺に、第４０１のデマルチプレクサ回路〜第８００のデマルチプレクサ回路５１０−４０１〜５１０−８００、第４０１の検査回路〜第８００の検査回路５２０−４０１〜５２０−８００、第４０１のビデオ配線〜第８００のビデオ配線５０１−４０１〜５０１−８００が左辺に、それぞれ連続して配置される。

また、第１の光センサー５４０−１は、左辺の第２の領域Ｂに配置された第１のデマルチプレクサ回路〜第４００のデマルチプレクサ回路５１０−１〜５１０−４００と表示領域３１０を挟んで線対称となる位置（第３の領域Ｃ）にまとまって単一の領域に配置され、第２の光センサー５４０−２は、右辺の第４の領域Ｄに、第４０１のデマルチプレクサ回路〜第８００のデマルチプレクサ回路５１０−１〜５１０−４００が配置される第１の領域Ａと表示領域３１０を挟んで平面視で線対称となる位置に、まとまって単一の領域に、それぞれ配置される。第１の光センサー５４０−１と第２の光センサー５４０−２は光センサー配線群５４１に接続される。説明した以外の構成は図２で説明した第１の実施形態と同様であるので同じ番号を付与することで説明は省略する。

図１０は第ｎの光センサー５４０−ｎ（ｎ＝１，２）の回路図である。第３のＰＩＮダイオード５４２−ｎ及び第４のＰＩＮダイオード５４３−ｎはいずれもラテラル型薄膜シリコンＰＩＮダイオードであり、そのチャネル幅は６０，０００μｍであり、チャネル長は１０μｍである。第３のＰＩＮダイオード５４２−ｎ及び第４のＰＩＮダイオード５４３−ｎは画素スイッチング素子４０１−ｎ−ｍを構成する薄膜シリコンと同一の製造工程で作られた薄膜シリコンを能動層として有する。また、第３のＰＩＮダイオード５４２−ｎは液晶表示装置９１０に組み込まれた時には外光が照射される位置に配置されてなり、第４のＰＩＮダイオード５４３−ｎは外光が遮光される位置に配置されてなる。第３のＰＩＮダイオード５４２−ｎのカソード電極は電源配線ＶＨに接続され、第４のＰＩＮダイオード５４３−ｎのアノード電極は電源配線ＶＬに接続され、第３のＰＩＮダイオード５４２−ｎのアノード電極及び第４のＰＩＮダイオード５４３−ｎのカソード電極は配線ＳＥＮＳＥに接続される。ここで電源配線ＶＨ、電源配線ＶＬ、配線ＳＥＮＳＥは図９の光センサー配線群５４１であって、張り出し部１１０で駆動ＩＣ９２１に接続される。駆動ＩＣ９２１から電源配線ＶＨには電位５Ｖが与えられ、電源配線ＶＬには電位０Ｖが与えられる。配線ＳＥＮＳＥの駆動方法及び外光照度の検出方法は第１の実施形態の図８で説明したとおりであり、差異は無いので説明は省略する。

また、本実施形態において、アクティブマトリクス基板１０１’を用いた液晶表示装置及び電子機器１０００の説明は第１の実施の形態において図１で説明した液晶表示装置９１０、図４で説明した電子機器１０００と、それぞれアクティブマトリクス基板１０１にかわってアクティブマトリクス基板１０１’を用い、光センサーユニット５３０−１〜５３０−８００に変わって第１の光センサー５４０−１と第２の光センサー５４０−２を用いる他は、差異はないので説明は省略する。また、同様に表示領域３１０におけるｍ番目のデータ線２０２−ｍとｎ番目の走査線２０１−ｎの交差部付近の回路図は図３と、第ｎのデマルチプレクサ回路５１０−ｎの回路図は図６と、第ｎの検査回路５２０−ｎの回路図は図７と、それぞれ相違ないので同じ記号を付与することで説明は省略する。

本実施形態はデータ線駆動回路（デマルチプレクサ回路）を左右両辺に配置し、空いたスペースに光センサーを配置することで周縁部の増大を抑える点では第１の実施形態と同一であるが、右辺及び左辺の光センサーがそれぞれ一箇所に固まって配置されるため、第１の実施形態に比べて光センサーとデマルチプレクサ回路やビデオ配線とのスペースを考慮しなくて良い分、光センサーの面積あたりのチャネル幅が大きくレイアウトできるため光電流効率が２割程度よく、ノイズの影響を受けにくいというメリットを有する。一方で、左右周縁部全体でなく、それぞれ半分の領域にしか光センサーが配置できず、それも表示領域３１０に対して線対称でなく表示領域３１０の中心に対して点対称にしか配置できないというデメリットを有する。第１の実施形態の構成とどちらを選択するかはこれらのメリット・デメリットとそれぞれの電子機器１０００の特性等を考慮して決めればよい。

本実施形態では、表示領域３１０内に配置される画素駆動用信号線として、データ線２０２−１〜２０２−２４００、前記駆動信号として映像信号、および、駆動回路としてデマルチプレクサ回路５１０−２〜５１０−８００の例を記載したが、これに限らず、画素駆動用信号線として、走査線２０１−１〜４８０、駆動信号として走査信号、および、駆動回路として走査線駆動回路３０１−１、３０１−２）とした構成としてもよい。なお、走査線駆動回路３０１−１は第１の周縁部、走査線駆動回路３０１−２は第２の周縁部に配置される。また、走査線駆動回路３０１−１は、複数の第１の駆動回路ユニットで、また、走査線駆動回路３０１−２は、複数の第２の駆動回路ユニットで、構成してもよい。また、走査線とデータ線の両方において、上記構成を採用してもよい。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、ＩＰＳモードではなく垂直配向モード（ＶＡモード）やツイスティッド・ネマティック（ＴＮ）モード、フリンジ電界を利用したＦＦＳモードなどの液晶表示装置に利用しても構わないし、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）装置に用いてもよい。また、全透過型のみならず全反射型、反射透過兼用型であっても構わない。データ線駆動回路や光センサーの構成についても本実施形態の回路構成のみならず、既知のあらゆるデータ線駆動回路や光センサーを用いてさしつかえない。

また、光センサーの応用事例として外光の照度に応じてバックライトの輝度を変化させる構成としたが、例えば外光の照度に応じて表示ガンマ特性を変動させたり、バックライトや有機ＥＬの輝度を測定して経時変化をフィードバックしたり、指やスタイラスの影を検出することでキー入力機能を持たせたデバイスにするなどしてもよい。

本発明の実施の形態に係る液晶表示装置９１０の斜視構成図。 本発明の実施の形態に係るアクティブマトリクス基板１０１の構成図。 本発明の実施の形態に係るアクティブマトリクス基板１０１の画素回路図。 本発明の実施の形態に係る電子機器１０００の実施形態を示すブロック図。 本発明の実施の形態に係る外光照度によるバックライト電圧の制御を示すグラフ。 本発明の実施の形態に係るデマルチプレクサ回路の回路図。 本発明の実施の形態に係る検査回路の回路図。 本発明の実施の形態に係る光センサーの回路図。 本発明の実施の形態に係る別実施形態におけるアクティブマトリクス基板の構成図。 本発明の実施の形態に係る別実施形態における光センサーの回路図。

符号の説明

１０１，１０１’…アクティブマトリクス基板、２０１，２０１−１〜２０１−４８０…走査線、２０２，２０２−１〜２０２−２４００…データ線、３０１…走査線駆動回路、４０１−ｎ−ｍ…画素スイッチング素子、４０２−ｎ−ｍ…画素電極、５０１…ビデオ配線、５１０−ｎ…デマルチプレクサ回路、５２０，５２０−１〜５２０−ｎ（ｎ＝１〜８００）…検査回路、５３０，５３０−１〜５３０−ｎ（ｎ＝１〜８００）…光センサーユニット、５４０−１…第１の光センサー、５４０−２…第２の光センサー、９１０…液晶表示装置、９１２…対向基板、９２１…駆動ＩＣ、１０００…電子機器。

Claims (8)

1. 表示領域と、
   前記表示領域の第１の周縁部と、
   前記第１の周縁部とは前記表示領域を隔てて向かい合った領域に位置する第２の周縁部と、
   前記表示領域内に配置される画素駆動用信号線と、
   前記第２の周縁部に配置され、前記画素駆動用信号線に駆動信号を供給する第１の駆動回路と、
   前記第１の周縁部に配置され、前記画素駆動用信号線に駆動信号を供給する第２の駆動回路と、
   前記第１の周縁部に配置される第１の光センサーと、
   前記第２の周縁部に配置される第２の光センサーとを基板上に備えてなる電気光学パネルであって、
   前記第１の光センサーは複数の第１の光センサーユニットを有し、
   前記第２の光センサーは複数の第２の光センサーユニットを有し、
   前記第１の駆動回路は複数の第１の駆動回路ユニットを有し、
   前記第２の駆動回路は複数の第２の駆動回路ユニットを有し、
   前記複数の第１の光センサーユニットと前記複数の第２の駆動回路ユニットとは前記表示領域に沿って交互に配置され、
   前記複数の第２の光センサーユニットと前記複数の第１の駆動回路ユニットとは前記表示領域に沿って交互に配置されている電気光学パネル。
2. 前記第１の周縁部と前記第２の周縁部に挟持された前記表示領域の第３の周縁部と、
   前記基板と電気光学物質を介して対向する対向基板とを備え、
   前記第３の周縁部は、前記対向基板から張り出した前記基板上の張り出し部と、前記張り出し部に形成された外部からの駆動信号が供給される端子を備える請求項１に記載の電気光学パネル。
3. 前記第１の駆動回路を構成する薄膜トランジスターと、
   前記第２の駆動回路を構成する薄膜トランジスターと、
   前記第１の光センサーを構成する光素子と、
   前記第２の光センサーを構成する光素子とは製造工程において同時に形成された同じ膜厚の薄膜シリコンで構成される請求項１または請求項２に記載の電気光学パネル。
4. 前記表示領域内に配置される前記画素駆動用信号線は、データ線であり、
   前記第１の駆動回路および第２の駆動回路は、前記データ線に映像信号を供給するための回路である請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電気光学パネル。
5. 前記第１の駆動回路ユニットおよび第２の駆動回路ユニットは時分割された１本の映像信号を複数の映像信号に復号するデマルチプレクサ回路である請求項４に記載の電気光学パネル。
6. 前記表示領域内に配置される前記画素駆動用信号線は、走査線であり、
   前記第１の駆動回路および第２の駆動回路は、前記走査線に走査信号を供給するための回路である請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電気光学パネル。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の電気光学パネルを備える電気光学装置。
8. 請求項７に記載の電気光学装置を備える電子機器。

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