KR101459776B1 - 액정 장치 - Google Patents

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KR101459776B1
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재팬 디스프레이 웨스트 인코포레이트
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Abstract

광 검출 기능을 갖는 표시 장치에서 개구율을 손상시키는 일없이 지시물의 위치, 영역을 정확하게 특정한다. 표시 선택 신호에 의해 표시 신호에 따른 광 투과 상태로 되는 액정 화소부와 용량 소자를 구비한 화소부(72)와, 제2 전압이 공급되고 광 전류를 생성하는 수광 소자(151)를 구비하고 광 센서 선택 신호에 의해 수광 신호가 판독 가능한 상태로 되며 리세트 신호에 의해 수광 신호가 제1 전압으로 리세트되는 광 센서부(150)와, 표시 선택 신호에 의해 조절 신호에 따른 광 투과 상태로 되는 액정 화소부와 용량 소자를 구비하고 광 센서부(150)에의 입광량을 조절하는 광량 조절부(82)와, 표시 선택 신호와 리세트 신호를 공급하는 표시 선택 신호선(3a)과, 용량 소자에 고정 전위를 공급하는 용량 전위선(300)과, 제1 전압을 공급하는 제1 전원선(351)과, 제2 전압을 공급하는 제2 전원선(352)과, 광 센서 선택 신호를 공급하는 광 센서 행 선택 신호선(353)을 구비한다.
Figure R1020080075017
광 센서부, 수광 소자, 액정 장치, 주사선 구동 회로부, 센서 감도 조정 회로부, 센서용 주사 회로부, TFT 어레이 기판, 백 라이트

Description

액정 장치{LIQUID CRYSTAL DEVICE}
본 발명은, 외광을 검출함으로써 손가락 등의 지시 물체의 위치 특정, 영역 검출을 행하는 광 검출 기능을 갖는 액정 장치, 및 그러한 액정 장치를 구비하여 이루어지는 전자 기기의 기술 분야에 관한 것이다．
전자 기기 등의 표시 장치로서 널리 이용되고 있는 액정 장치에서는, 복수의 화소부마다, 혹은 임의의 개수의 화소부를 1군으로 하는 군마다 광 센서를 배치하고, 화소부를 투과하는 투과광에 의한 화상 표시, 및 손가락 등의 지시 물체를 통한 액정 장치에의 정보의 입력을 가능하게 하는, 소위 터치 패널 기능을 갖는 액정 장치가 제안되어 있다. 이러한 액정 장치에서는, 손가락 혹은 지시 부재 등의 지시 물체가 액정 장치의 표시면에 접촉한 것, 혹은 표시면 상에서 움직인 것이 광 센서에 의해 검지되어, 해당 액정 장치에의 정보의 입력이 가능하게 되어 있다. 예를 들면, 비특허 문헌 1에 따르면, 저온 폴리실리콘(Low Temperature Poly Silicon:LTPS)을 갖는 TFT로 이루어지는 구동 회로의 동작에 의해 화상을 표시 가능한 액정 장치로서, 각 화소에 배치된 광 센서에 의해 취득된 지시 물체의 화상에 기초하여 각종 정보를 입력 가능한 터치 패널 기능을 갖는 액정 장치가 개시되어 있다.
이러한 액정 장치에 탑재되는 광 센서는, 예를 들면 포토다이오드 및 용량이 서로 전기적으로 접속된 회로 구조를 포함하여 구성되어 있다. 용량에 축적된 전하는, 입사광을 수광한 포토다이오드에 발생한 광 전류에 따라서 방전되고, 그 방전에 의해 변화한 전위에 기초하여 화상의 계조 레벨이 특정된다. 보다 구체적으로는, 예를 들면, 화상이 표시되는 표시 영역 중 지시 물체에 겹치는 영역에 배치된 광 센서, 바꾸어 말하면 지시 물체의 그림자에 겹치는 영역에 배치된 광 센서는, 지시 물체의 그림자에 대응한 입사광의 광량을 검출하고, 지시 물체에 겹치지 않는 영역에 배치된 광 센서는, 지시 물체에 의해 차단되지 않는 외광을 입사광으로 하여 그 광량을 검출하고, 광량의 차에 따른 각 화상 부분의 계조 레벨에 차가 형성된 화상이 취득된다. 따라서, 이 종류의 액정 장치에서는, 화상을 표시하는 표시면으로부터 입사하는 입사광의 광량을 검출하고, 각 광 센서에 의해 검출된 입사광의 광량의 각각에 따라서 계조 레벨이 특정된 화상 부분으로 이루어지는 화상에 기초하여 지시 물체의 위치가 특정 가능하게 된다.
이 종류의 액정 장치에 탑재되는 광 센서에 의해 검출 가능한 광량의 검출 가능 범위, 즉, 입사광의 광량에 따른 광 전류를 생성 가능한 입사광의 광량의 범위는, 광 센서의 설계에 의해 규정되어 있다. 따라서, 광 센서가, 검출 가능 범위보다 높은 광량을 갖는 입사광을 수광한 경우, 광량에 따라서 생성되는 광 전류가 포화 상태로 되고, 광 전류에 따라서 발생하는 전압의 변화가 발생하지 않게 되기 때문에, 지시 물체의 화상 부분을 다른 화상 부분과 식별할 수 없게 된다.
또한, 액정 장치의 표시 영역에서, 지시 물체와는 상이한 다른 부분이 해당 지시 물체에 겹쳐 있는 경우에는, 지시 물체 및 다른 부분의 각각의 그림자를 서로 식별할 수 없게 된다.
광 센서에 의해 수광된 입사광의 광량에 기초하여, 화상이 백 화상 부분(계조 레벨이 높은 밝은 화상) 및 흑 화상 부분(계조 레벨이 낮은 어두운 화상)의 한쪽에 의해서만 구성되어 있는 경우에는, 표시 영역에 형성된 복수의 광 센서에 입사하는 입사광의 광량을 균일하게 조절함으로써, 광 센서에 검출되는 광량이 검출 가능 범위에 들어가도록 입사광의 광량을 조절하고, 지시 물체의 화상 부분을 다른 화상 부분과 식별할 수 있게 화상의 계조 레벨을 조정하는 방법도 생각된다.
[비특허 문헌 1] Touch Panel Function Integrated LCD Using LTPS Technology, N.Nakamura et al, IDW/AD'05 p.1003-1006
그러나, 이 종류의 액정 장치에서는, 지시 물체의 주위의 환경, 보다 구체적으로는 외광의 광 강도, 혹은 지시 물체에 겹치는 다른 부분(즉, 노이즈)의 존재에 의해 백 화상 부분 및 흑 화상 부분을 포함하는 화상이 취득된 경우에는, 백 화상 부분 및 흑 화상 부분의 어느 쪽의 화상 부분에 지시 물체의 화상 부분이 포함되어 있는지를 특정하는 것이 곤란하게 되고, 지시 물체의 화상 부분을 다른 화상 부분과 식별함으로써 지시 물체의 위치를 특정하는 것이 곤란하게 되는 기술적 문제점이 발생한다.
특히, 지시 물체의 화상 부분을 포함하는 화상의 화상 데이터가, 지시 물체의 화상 부분을 식별 가능한 정도의 계조 레벨을 갖고 있는 경우에는, 화상 데이터에 각종 연산 처리를 실시함으로써 지시 물체의 화상 부분을 다른 부분과 식별하는 것도 가능하지만, 광 센서에 의한 광량의 검출 가능 범위를 벗어난 광량이 검출되었을 때에는, 연산 처리에 의해 지시 물체의 화상 부분을 특정 가능한 계조 데이터를 포함하는 화상 데이터로부터 취득할 수 없게 된다.
여기에서, 광학계의 도중에 메카니컬한 조리개 기구 및 셔터 기구를 갖는 카메라 등의 촬상 장치와 마찬가지로, 각 광 센서부에 조리개 기구 및 셔터 기구를 형성하는 것도 생각되지만, 입사광의 광로를 따라 광 센서부의 수광측에 조리개 기구 등을 형성하는 스페이스를 확보하는 것은 곤란하다. 특히, 이 종류의 액정 장치에서는, 광 센서부는 액정 장치의 표시 영역에 설치될 필요가 있기 때문에, 액정 장치의 표시 성능, 보다 구체적으로는, 표시 영역에서 화상을 표시할 때에 실질적으로 기여하는 표시 광이 투과하는 개구 영역을 크게 좁히는 일없이, 조리개 기구 등을 형성하기 위한 스페이스를 확보하는 것은 어렵다.
또한, 검출 대상물의 화상을 검출하는 이미지 센서에서도, 터치 패널 기능을 갖는 액정 장치와 마찬가지로, 검출 대상물의 화상 부분을 다른 화상 부분과 식별하여 검출하는 것이 곤란하게 되는 기술적 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점 등을 감안하여 이루어진 것으로, 예를 들면, 손가락 등의 지시 물체의 위치, 영역을 정확하게 특정함으로써, 손가락 등의 지시 물체를 통하여 각종 정보를 정확하게 입력 가능한 기능을 갖는 액정 장치, 및 그러 한 액정 장치를 구비하여 이루어지는 전자 기기를, 표시 영역의 개구율을 크게 손상시키는 일없이 구성하기 위한 기술을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명에 따른 액정 장치는 상기 과제를 해결하기 위해서, 행 방향에 설치된 복수의 선택선과, 열 방향에 설치된 복수의 신호선과, 상기 선택선과 상기 신호선의 교차에 대응하여 설치된 복수의 화소부와, 상기 복수의 화소부의 일부에 대응하여 설치된 복수의 광 센서부와, 행 방향에 설치된 복수의 제1 전원선과, 열 방향에 설치된 복수의 읽어내기선을 구비하고, 상기 복수의 화소부의 각각은, 상기 선택선을 통하여 공급되는 선택 신호가 어서트되면, 상기 신호선을 통하여 공급되는 표시 신호를 취득하는 제1 스위칭 소자와, 상기 제1 스위칭 소자에 의해 취득된 상기 표시 신호에 따른 투과 상태로 되는 액정을 구비하고, 상기 복수의 화소부의 일부는, 상기 복수의 광 센서부에 입사하는 광의 광량을 조정하고, 상기 복수의 광 센서부의 각각은, 수광량에 따른 크기의 전류를 발생하는 광전 변환 소자와, 일단이 상기 광전 변환 소자에 전기적으로 접속되는 용량 소자와, 상기 제1 전원선을 통하여 공급되는 리세트 전압으로 상기 용량 소자의 일단을 리세트하는 제2 스위칭 소자와, 상기 용량 소자의 일단의 전압에 따른 크기의 출력 신호를 상기 읽어내기선에 출력하는 읽어내기부를 구비하고, 상기 제2 스위칭 소자는, 상기 선택선을 통하여 공급되는 상기 선택 신호에 기초하여 온 상태 또는 오프 상태 중 어느 하나로 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 광 센서부의 제2 스위칭 소자는, 용량 소자의 일단에 리 세트 전압을 공급하여 출력 신호의 크기를 초기화하는 수단으로서 기능하는데, 제2 스위칭 소자는 화소부를 제어하는 선택 신호에 의해 온ㆍ오프가 제어된다. 따라서, 제2 스위칭 소자를 제어하기 위한 신호선을 선택선과 겸용할 수 있으므로, 배선수를 저감하여 개구율을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 제2 스위칭 소자를 제어하기 위해 개별적인 제어 신호를 생성하지 않아도 되므로, 구성을 간소화할 수 있다.
보다 구체적으로는, 행 방향에 설치된 복수의 광 센서 선택선을 구비하고, 상기 읽어내기부는, 상기 용량 소자의 일단의 전압에 따른 크기의 출력 신호를 생성하는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터와 상기 읽어내기선 사이에 설치되고, 상기 광 센서 선택선에 공급되는 광 센서 선택 신호가 어서트되면 온하는 제3 스위칭 소자를 구비하고, 상기 선택 신호를 어서트한 후, 상기 광 센서 선택 신호를 어서트하여, 상기 출력 신호로서 기준 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내고, 상기 선택 신호를 네게이트하여 소정 시간이 경과한 후, 상기 광 센서 선택 신호를 어서트하여, 상기 출력 신호로서 계측 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내도록 상기 광 센서부를 제어하는 제어부를 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 광전 변환 소자에 대한 노광 전에 기준 수광 신호가 생성되고, 노광 후, 계측 수광 신호가 생성된다.
또한, 행 방향에 설치된 복수의 광 센서 선택선을 구비하고, 상기 읽어내기부는, 상기 용량 소자의 일단의 전압에 따른 크기의 출력 신호를 생성하는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터와 상기 읽어내기선 사이에 설치되고, 상기 광 센서 선택 선에 공급되는 광 센서 선택 신호가 어서트되면 온 상태로 되는 제3 스위칭 소자를 구비하고, 상기 선택 신호를 어서트로부터 네게이트로 절환하여, 소정 시간이 경과한 후, 상기 광 센서 선택 신호를 어서트하여, 상기 출력 신호로서 계측 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내고, 상기 선택 신호를 어서트한 후, 상기 출력 신호로서 기준 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내도록 상기 광 센서부를 제어하는 제어부를 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 먼저 계측 수광 신호가 읽어내어지고, 그 후에, 기준 수광 신호가 읽어내어진다.
또한, 본 발명에 따른 액정 장치는, 행 방향에 설치된 복수의 선택선과, 열 방향에 설치된 복수의 신호선과, 상기 선택선과 상기 신호선의 교차에 대응하여 설치된 복수의 화소부와, 상기 복수의 화소의 일부에 대응하여 설치된 복수의 광 센서부와, 행 방향에 설치된 복수의 제1 전원선과, 열 방향에 설치된 복수의 읽어내기선을 구비하고, 상기 복수의 화소부의 각각은, 상기 선택선을 통하여 공급되는 선택 신호가 어서트되면, 상기 신호선을 통하여 공급되는 표시 신호를 취득하는 제1 스위칭 소자와, 상기 제1 스위칭 소자에 의해 취득된 상기 표시 신호에 따른 투과 상태로 되는 액정을 구비하고, 상기 복수의 화소부의 일부는, 상기 복수의 광 센서부에 입사하는 광의 광량을 조정하고, 상기 복수의 광 센서부의 각각은, 수광량에 따른 크기의 전류를 발생하는 광전 변환 소자와, 일단이 상기 광전 변환 소자에 전기적으로 접속되는 용량 소자와, 상기 제1 전원선을 통하여 공급되는 리세트 전압으로 상기 용량 소자의 일단을 리세트하는 제2 스위칭 소자와, 상기 용량 소자의 일단의 전압에 따른 크기의 출력 신호를 생성하는 트랜지스터와, 상기 트랜지스 터와 상기 읽어내기선 사이에 설치된 제3 스위칭 소자를 구비하고, 상기 제3 스위칭 소자는, 상기 선택선을 통하여 공급되는 상기 선택 신호에 기초하여 온 상태 또는 오프 상태 중 어느 하나로 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 광 센서부의 제3 스위칭 소자는, 출력 신호를 읽어내기선에 공급할지의 여부를 선택하는 수단으로서 기능하는데, 제3 스위칭 소자는 화소부를 제어하는 선택 신호에 의해 온ㆍ오프가 제어된다. 따라서, 제3 스위칭 소자를 제어하기 위한 신호선을 선택선과 겸용할 수 있으므로, 배선수를 저감하여 개구율을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 제3 스위칭 소자를 제어하기 위해 개별적인 제어 신호를 생성하지 않아도 되므로, 구성을 간소화할 수 있다.
보다 구체적으로는, 행 방향에 설치된 복수의 리세트 신호선을 구비하고, 상기 선택 신호 및 상기 리세트 신호선을 통하여 공급하는 리세트 신호를 어서트한 후, 상기 출력 신호로서 기준 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내고, 상기 리세트 신호를 네게이트하여 소정 시간이 경과한 후, 상기 선택 신호를 어서트하여, 상기 출력 신호로서 계측 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내도록 상기 광 센서부를 제어하는 제어부를 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 광전 변환 소자에 대한 노광 전에 기준 수광 신호가 생성되고, 노광 후, 계측 수광 신호가 생성된다.
또한, 행 방향에 설치된 복수의 리세트 신호선을 구비하고, 상기 리세트 신호선을 통하여 공급하는 리세트 신호를 어서트로부터 네게이트로 절환하여, 소정 시간이 경과한 후, 상기 광 센서 선택 신호를 어서트하여, 상기 출력 신호로서 계측 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내고, 상기 선택 신호를 어서트한 후, 상기 출력 신호로서 기준 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내도록 상기 광 센서부를 제어하는 제어부를 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 먼저 계측 수광 신호가 읽어내어지고, 그 후에, 기준 수광 신호가 읽어내어진다.
여기에서, 상기 제어부는, 상기 기준 수광 신호와 계측 수광 신호의 차분을, 검출한 수광 신호로서 출력하는 것이 바람직하다. 리세트 전압은 일정하므로, 출력 신호의 차분이, 소정의 노광 기간에 광전 변환 소자가 수광한 광량으로 된다.
또한, 상술한 액정 장치에서, 상기 복수의 화소부의 각각은, 일단이 상기 제1 스위칭 소자와 전기적으로 접속되고, 상기 표시 신호를 유지하는 축적 용량 소자를 구비하고, 상기 축적 용량 소자의 타단은 상기 제1 전원선과 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 축적 용량 소자에 일정한 전압을 공급하는 배선과 제1 전원선을 공용할 수 있으므로, 배선수를 한층 더 저감하여, 개구율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상술한 액정 장치에서, 행 방향에 설치된 복수의 제2 전원선을 구비하고, 상기 광전 변환 소자의 타단은 상기 제2 전원선과 전기적으로 접속되고, 상기 복수의 화소부의 각각은, 일단이 상기 제1 스위칭 소자와 전기적으로 접속되고, 상기 표시 신호를 유지하는 축적 용량 소자를 구비하고, 상기 축적 용량 소자의 타단은 상기 제2 전원선과 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 축적 용량 소자에 일정한 전압을 공급하는 배선과 제2 전원선을 공용할 수 있으므로, 배선수를 한층 더 저감하여, 개구율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 액정 장치는 상기 과제를 해결하기 위해서, 행 방향에 설치 된 복수의 선택선과, 열 방향에 설치된 복수의 신호선과, 상기 선택선과 상기 신호선의 교차에 대응하여 설치된 복수의 제1 화소부와, K행 걸러(K는 자연수)의 상기 선택선과 상기 신호선의 교차에 대응하여 설치된 복수의 제2 화소부와, 상기 복수의 제2 화소부에 대응하여 설치된 복수의 광 센서부와, 행 방향에 설치된 복수의 제1 전원선과, 열 방향에 설치된 복수의 읽어내기선을 구비하고, 상기 복수의 제1 화소부 및 제2 화소부의 각각은, 상기 선택선을 통하여 공급되는 선택 신호가 어서트되면, 상기 신호선을 통하여 공급되는 표시 신호를 취득하는 제1 스위칭 소자와, 상기 제1 스위칭 소자에 의해 취득된 상기 표시 신호에 따른 투과 상태로 되는 액정을 구비하고, 상기 복수의 제2 화소부는, 상기 복수의 광 센서부에 입사하는 광의 광량을 조정하고, 상기 복수의 광 센서부의 각각은, 수광량에 따른 크기의 전류를 발생하는 광전 변환 소자와, 상기 제1 전원선을 통하여 공급되는 리세트 전압으로 상기 광전 변환 소자의 한쪽의 단자를 리세트하는 제2 스위칭 소자와, 상기 광전 변환 소자의 한쪽의 단자의 전압에 따른 크기의 출력 신호를 상기 읽어내기선에 출력하는 읽어내기부를 구비하고, 상기 제2 스위칭 소자는, 상기 K행 걸러의 선택선을 통하여 공급되는 상기 선택 신호에 기초하여 온 상태 또는 오프 상태 중 어느 하나로 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, K행분의 제1 화소부에 대하여 1개의 광 센서부를 설치하고 있다. 또한, 광 센서부의 제2 스위칭 소자는, 광전 변환 소자의 한쪽의 단자에 리세트 전압을 공급하여 출력 신호의 크기를 초기화하는 수단으로서 기능하는데, 제2 스위칭 소자는 K행 걸러의 제1 화소부를 제어하는 선택 신호에 의해 온ㆍ오프 가 제어된다. 따라서, 제2 스위칭 소자를 제어하기 위한 신호선을 선택선과 겸용할 수 있으므로, 배선수를 저감하여 개구율을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 제2 스위칭 소자를 제어하기 위해 개별적인 제어 신호를 생성하지 않아도 되므로, 구성을 간소화할 수 있다. 또한, 광전 변환 소자의 한쪽의 단자에는, 전하를 유지하는 유지 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우, 유지 수단은, 용량 소자로 형성되어도 되고, 혹은 배선이나 능동 소자의 기생 용량으로 구성되어도 된다.
보다 구체적으로는, K는 1이며, 상기 제2 스위칭 소자는, 연속하는 2행의 선택선 중 어느 한쪽의 행의 선택선을 통하여 공급되는 상기 선택 신호에 기초하여 온 상태 또는 오프 상태 중 어느 하나로 제어되는 것이 바람직하다. 이 경우에는 2행에 1행의 비율로 제2 화소부가 설치된다.
또한, 상기 읽어내기부는, 상기 광전 변환 소자의 한쪽의 단자의 전압에 따른 크기의 출력 전류를 생성하는 증폭 트랜지스터와, 상기 증폭 트랜지스터와 상기 읽어내기선 사이에 설치되고, 상기 선택선에 공급되는 광 센서 선택 신호가 어서트되면 온하는 스위칭 수단을 구비하고, 상기 한쪽의 행의 선택선을 통하여 공급되는 선택 신호를 어서트한 후, 상기 출력 전류로서 기준 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내고, 상기 한쪽의 행의 선택선을 통하여 공급되는 선택 신호를 네게이트하여 소정 시간이 경과한 후, 상기 출력 전류로서 계측 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내도록 상기 광 센서부를 제어하는 제어부를 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 광전 변환 소자에 대한 노광 전에 기준 수광 신호가 생성되고, 노광 후, 계측 수광 신호가 생성된다.
스위칭 수단의 구체적인 양태로서는, 상기 증폭 트랜지스터와 상기 읽어내기선 사이에 설치되고, 연속하는 행 중 한쪽의 행의 선택선을 통하여 공급되는 선택 신호에 의해 온 상태와 오프 상태 중 어느 한쪽으로 제어되는 제3 스위칭 소자와, 상기 증폭 트랜지스터와 상기 읽어내기선 사이에 설치되고, 연속하는 행 중 다른 쪽의 행의 선택선을 통하여 공급되는 선택 신호에 의해 온 상태와 오프 상태 중 어느 한쪽으로 제어되는 제4 스위칭 소자를 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 제3 스위칭 소자와 제4 스위칭 소자의 어느 한쪽이 온 상태로 되면 읽어내기선에 신호가 출력된다.
여기에서, 상기 한쪽의 행의 선택선은, 상기 연속하는 선택선 중, 공급되는 선택 신호가 먼저 어서트되는 선택선이고, 상기 제어부는, 상기 연속하는 선택선 중, 다른 쪽의 행의 선택선을 통하여 공급되는 선택 신호를 나중에 어서트하여, 상기 출력 전류로서 계측 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내도록 상기 제4 스위칭 소자를 제어하여도 된다. 이 경우에는, 리세트하고나서 계측 수광 신호를 읽어낼 때까지의 시간이 짧아진다.
또한, 상기 한쪽의 행의 선택선은, 상기 연속하는 선택선 중, 공급되는 선택 신호가 나중에 어서트되는 선택선이고, 상기 제어부는, 상기 연속하는 선택선 중, 다른 쪽의 행의 선택선을 통하여 공급되는 선택 신호를 상기 한쪽의 행의 선택선에 공급하는 선택 신호를 어서트하고나서 대략 1프레임 기간이 경과한 후에 어서트하여, 상기 출력 전류로서 계측 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내도록 상기 제3 스위칭 소자를 제어하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 리세트하고나서 계측 수광 신호를 읽어낼 때까지의 시간이 길어진다.
상기 광전 변환 소자와 직렬로 역류 방지의 다이오드를 접속함으로써, 광전 변환 소자가 순방향으로 바이어스될 때의 전류에 의한 소비 전력의 증가를 방지할 수 있다.
여기에서, 상기 제어부는, 상기 기준 수광 신호와 계측 수광 신호의 차분을, 검출한 수광 신호로서 출력하는 것이 바람직하다. 리세트 전압은 일정하므로, 출력 신호의 차분이, 소정의 노광 기간에 광전 변환 소자가 수광한 광량으로 된다.
또한, 상기 복수의 제1 화소부의 각각은, 일단이 상기 제1 스위칭 소자와 전기적으로 접속되고, 상기 표시 신호를 유지하는 축적 용량 소자를 구비하고, 상기 한쪽의 행의 상기 제1 화소부에 포함되는 상기 축적 용량 소자의 타단은, 상기 제1 전원선에 접속되는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 축적 용량 소자에 일정한 전압을 공급하는 배선과 제1 전원선을 공용할 수 있으므로, 배선수를 한층 더 저감하여, 개구율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 다른 쪽의 행의 각각에 설치된 복수의 제2 전원선을 구비하고, 상기 광전 변환 소자의 다른 쪽의 단자는, 상기 다른 쪽의 행의 상기 제2 전원선과 전기적으로 접속되고, 상기 제2 전원선이 공급하는 전위는, 상기 제1 전원선이 공급하는 리세트 전압의 전위보다도 낮은 것이 바람직하다. 이 경우에는, 광전 변환 소자를 역바이어스할 수 있고, 그 때문에 필요한 전위를 공급하는 배선과 축적 용량 소자에 전위를 공급하는 제2 전원선을 겸용할 수 있다. 이에 의해, 배선수를 한층 더 저감하여, 개구율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상술한 액정 장치에서, 일단이 상기 광전 변환 소자의 한쪽의 단자에 접속되는 용량 소자를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 전자 기기는, 상술한 액정 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명에 따른 액정 장치 및 전자 기기의 각 실시 형태를 설명한다.
<1: 액정 장치>
<1-1:액정 장치의 구성>
우선, 본 실시 형태에 따른 액정 장치(1)의 주요 구성을 설명한다. 본 실시 형태에 따른 액정 장치(1)는, 구동 회로 내장형의 TFT 액티브 매트릭스 구동 방식으로 구동된다. 도 1은, 액정 장치(1)의 주요한 구성을 도시한 블록도이다. 본 도면에서, 액정 장치(1)는, 표시 신호선 구동 회로부(101), 주사선 구동 회로부(104), 센서 감도 조정 회로부(205), 센서용 주사 회로부(204), 수광 신호 처리 회로부(215), 화상 처리 회로부(216) 및 화상 표시 영역(10a)을 포함하는 표시부(110)를 구비하고 있다.
표시부(110)의 화상 표시 영역(10a)은, 후술하는 바와 같이 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소부를 포함하여 구성되어 있다. 표시 신호선 구동 회로부(101) 및 주사선 구동 회로부(104)는, 주사 신호 및 화상 신호를 소정의 타이밍 에서 표시부(110)에 공급하고, 각 화소부를 구동한다.
센서용 주사 회로부(204)는, 액정 장치(1)의 동작 시에, 후술하는 광 센서부(150)(도 2 참조)를 동작시키기 위한 신호를 각 광 센서부(150)에 공급한다. 수광 신호 처리 회로부(215)는, 광 센서부(150)로부터 출력된 수광 신호를 처리한다.
화상 처리 회로부(216)는, 수광 신호 처리 회로부(215)로부터 공급된 처리 완료 신호에 기초하여 화상 데이터를 처리한다. 화상 처리 회로부(216)는, 표시부(110)가 갖는 복수의 광 센서부(150)의 각각의 수광 신호에 기초하여 화상을 특정하고, 표시부(110)의 표시면을 지시하는 손가락 등의 지시 물체를 식별할 수 있었던 경우에는, 표시면을 지시하는 지시 물체의 위치를 특정하고, 특정된 위치를 터치 위치 정보로서 도시하지 않은 외부 회로부에 출력한다. 한편, 지시 물체의 위치를 특정할 수 없을 때에는, 광 센서부(150)의 감도를 보정하기 위한 보정 신호를 표시 신호선 구동 회로부(101)에 공급한다. 이 보정 신호에 기초하여, 후술하는 광량 조절부(82)가 입사광의 광량을 좁히는 좁힘량을 광량 조절부마다 조절한다.
<1-2:화소부의 구성>
다음으로, 액정 장치(1)의 화소부의 구성을 상세하게 설명한다. 도 2는, 액정 장치(1)의 화상 표시 영역(10a)을 구성하는 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소에서의 각종 소자, 배선 등의 등가 회로이다. 본 도면에서는, TFT 어레이 기판 상에 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소부 중 실질적으로 화상의 표시에 기여하는 부분의 회로 구성과 함께 광 검출 회로부(250)를 도시하고 있다. 도 3은, 화소부의 모식적 평면도이다. 도 4는, 도 3의 VII-VII' 단면도이다. 도 5는, 도 3의 VIII-VIII' 단면도이다. 도 6은, 도 3의 IX-IX' 단면도이다. 도 7은, 도 6에 도시한 단면을 상세하게 도시한 단면도이다. 도 4~도 7에서는, 각 층ㆍ각 부재를 도면상에서 인식 가능한 정도의 크기로 하기 위해, 그 각 층ㆍ각 부재마다 축척을 서로 다르게 하고 있다.
도 2에서, 액정 장치(1)의 화상 표시 영역(10a)을 구성하는 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소부(72)의 각각은, 적색을 표시하는 서브 화소부(72R), 녹색을 표시하는 서브 화소부(72G), 및 청색을 표시하는 서브 화소부(72B)를 포함하여 구성되어 있다. 따라서, 액정 장치(1)는, 컬러 화상을 표시 가능한 표시 장치이다. 화소부(72)는, 화상 표시 영역(10a)에 형성된 광 검출 회로부(250)에 전기적으로 접속되어 있다. 전기적 접속 양태에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다. 광 검출 회로부(250)는, 광 센서부(150)와 광량 조절부(82)를 구비하고 있다. 서브 화소부(72R, 72G 및 72B)의 각각은, 화소 전극(9a), TFT(30), 축적 용량(70), 및 화소 전극(9a)의 사이에 둔 액정 소자(50a)를 구비하고 있다.
TFT(30)는, 화소 전극(9a)에 전기적으로 접속되어 있고, 액정 장치(1)의 동작 시에 화소 전극(9a)을 스위칭 제어한다. 화상 신호가 공급되는 표시 신호선(6a)은, TFT(30)의 소스에 전기적으로 접속되어 있다. 표시 신호선(6a)에 기입하는 화상 신호 S1, S2, …는, 이 순서로 선순차로 공급하여도 상관없고, 서로 인접하는 복수의 표시 신호선(6a)끼리에 대하여, 그룹마다 공급하도록 하여도 된다.
TFT(30)의 게이트에 표시행 선택 신호선(3a)이 전기적으로 접속되어 있고, 액정 장치(1)는, 소정의 타이밍에서, 표시행 선택 신호선(3a)에 펄스적으로 주사 신호 G1, G2, …을, 이 순서로 선순차로 인가하도록 구성되어 있다. 화소 전극(9a)은, TFT(30)의 드레인에 전기적으로 접속되어 있고, 스위칭 소자인 TFT(30)를 일정 기간만큼 그 스위치를 닫음으로써, 표시 신호선(6a)으로부터 공급되는 화상 신호 S1, S2, …가 소정의 타이밍에서 기입된다. 화소 전극(9a)을 통하여 액정 소자(50a)에 기입된 소정 레벨의 화상 신호 S1, S2, …은, 대향 기판에 형성된 대향 전극과의 사이에서 일정 기간 유지된다.
화소 전극(9a)의 사이에 둔 액정 소자(50a)는, 인가되는 전압 레벨에 의해 분자 집합의 배향이나 질서가 변화함으로써, 광을 변조하고, 계조 표시를 가능하게 한다. 노멀리 화이트 모드이면, 각 서브 화소부의 단위로 인가된 전압에 따라서 입사광에 대한 투과율이 감소하고, 노멀리 블랙 모드이면, 각 서브 화소부의 단위로 인가된 전압에 따라서 입사광에 대한 투과율이 증가되며, 전체로서 액정 장치(1)로부터는 화상 신호에 따른 콘트라스트를 갖는 광이 출사된다. 축적 용량(70)은, 화상 신호가 리크되는 것을 방지하기 위해, 화소 전극(9a)과 대향 전극 사이에 형성되는 액정 소자(50a)와 병렬로 부가되어 있다. 용량 전위선(300)은, 축적 용량(70)이 갖는 한 쌍의 전극 중 고정 전위측의 전극이다. 또한, 액정 소자(50a)의 용량이 충분히 큰 경우나 기생 용량 등에 의해, 화상 신호의 리크가 문제로 되지 않는 것이면, 축적 용량(70)을 형성하지 않아도 된다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 화소부(72)는, X방향을 따라서 배열된 3개의 서브 화소부(72R, 72G 및 72B), 및 광 검출 회로부(250)를 갖고 있다. 서브 화소 부(72R, 72G 및 72B)의 각각은, 개구부(73R, 73G 및 73B)를 갖고 있다. 액정 장치(1)의 동작 시에 있어서, 개구부(73R, 73G 및 73B)의 각각으로부터 적색광, 녹색광, 및 청색광의 각각이 출사됨으로써 액정 장치(1)에 의한 컬러 화상의 표시가 가능하게 된다. 덧붙여, 서브 화소부(72R, 72G 및 72B)의 각각은, 각 서브 화소부를 스위칭하는 TFT(30)를 갖고 있다.
광 검출 회로부(250)는, 조절 제어용 TFT(130), 개구부(83), 및 TFT 회로부(80)를 갖고 있다. 광 검출 회로부(250)는, 표시면에 입사하는 입사광을 검출한다. TFT 회로부(80)는, 후술하는 바와 같이 리세트용 TFT(163), 전압 증폭용 TFT(154), 및 출력 제어용 TFT(155)를 포함하여 구성되어 있고, 개구부(83)를 향하는 수광 소자(151)의 동작을 제어함과 함께, 수광 소자(151)가 생성하는 광 전류에 따른 전압의 변화를 읽어내기 신호선(6a2)에 공급한다.
도 4~도 7에서, 액정 장치(1)는, 차광막(11 및 153), 평탄화막(20a)에 매립된 3종류의 컬러 필터(154R, 154G 및 154B), 액정 소자(50b), 수광 소자(151), 백 라이트(206), 및, 제1 편광층(301), 제2 편광층(302), 및 제3 편광층을 구비하고 있다.
백 라이트(206)는, 도광판(206a), 및 표시용 광원(206b)을 구비하여 구성되어 있고, 도면 중 TFT 어레이 기판(10)의 하측에 배치되어 있다.
표시용 광원(206b)은, 화상 표시 영역(10a)에 화상을 표시하기 위한 표시용 광 L1을 생성한다. 표시용 광 L1은, 가시광이며, 각 서브 화소부의 구동에 따라서 액정층(50)에 의해 변조된다.
도광판(206a)은, 예를 들면, 표시용 광 L1을 투과 가능한 아크릴 수지로 구성되어 있고, 표시용 광 L1을 화상 표시 영역(10a)에 유도한다. 액정 장치(1)는, 화상을 표시하기 위해 표시용 광 L1을 이용함과 함께, 지시 물체 F를 검지하기 위해 표시용 광 L1 및 외광을 이용한다.
제1 편광층(301) 및 제2 편광층(302)의 각각은, 광량 조절부(82)의 일부를 구성하고 있고, 도면 중 상하 방향을 따라서 액정 소자(50b)의 양측의 각각의 측에 배치되어 있다. 제1 편광층(301) 및 제2 편광층(302)의 각각은, 각각의 광축이 서로 교차하도록 크로스 니콜 배치되어 있다. 액정 소자(50b)는, 액정층(50) 중 수광 소자(151)에 겹치는 액정 부분과, 그 액정 부분을 협지하는 제1 전극(159a) 및 제2 전극(21a)을 갖고 있다.
광량 조절부(82)는, 표시면(302s)으로부터 개구부(83)에 입사하는 입사광 L2의 광량을 조절하는 조리개 기구로서 기능한다. 본 실시 형태에서는, 나중에 상세하게 설명하는 바와 같이 액정 소자(50b)가 갖는 액정 부분의 배향 상태를 제어 가능하기 때문에, 입사광 L2의 광량을 광량 조절부(82)마다 독립하여 조절할 수 있고, 각 화소에서 액정층의 배향 상태를 제어함으로써 표시용 광의 광 강도를 제어하는 경우와 마찬가지로, 각 광 센서부(150)의 수광 소자(151)에 입사하는 입사광 L2'의 광량을 독립하여 조절할 수 있다.
따라서, 복수의 광량 조절부(82)에 따르면, 화상 표시 영역(10a)을 구성하는 복수의 영역의 각각에서 표시면(302s)으로부터 입사하는 입사광 L2의 광량의 각각이, 각 광 센서부(150)가 광량을 검출 가능한 검출 가능 범위로부터 벗어나 있는 경우에도, 광 센서부(150)마다, 혹은 임의의 개수의 광 센서부(150)를 1군으로 하는 군마다, 각 광 센서부(150)에 입사하는 입사광의 광량이 검출 가능 범위에 들어가도록 광량을 조절 가능하다.
특히, 화상 표시 영역(10a)을 구성하는 복수의 영역의 각각에서, 손가락 등의 지시 물체에 차광되는 외광 등의 환경의 변화에 기인하여 지시 물체를 그 주위와 식별할 수 없는 경우, 보다 구체적으로는, 예를 들면 외광의 광량이 지나치게 강함으로써, 표시면(302s)에서 지시 물체의 그림자가 투영되는 영역과, 그 영역의 주위의 영역과의 각각에 입사하는 입사광 L2의 광량이 수광 소자(151)에 의한 광량의 검출 가능 범위로부터 벗어나 있는 경우에는, 지시 물체의 그림자가 투영되는 영역과 그 영역의 주위의 영역과의 각각에 입사하는 입사광 L2의 광량이 검출 가능 범위로 시프트되도록 각 광량 조절부(82)가 광량을 조절한다. 즉, 복수의 광량 조절부(82)의 각각은, 각 광 센서부(150)에 입사하는 입사광 L2의 광량을 서로 독립하여 조절 가능한 조리개 기구로서 기능한다.
이와 같이, 액정 장치(1)에 따르면, 광 센서부(150)에 입사하는 입사광 L2의 광량이 광 센서부에 의한 검출 가능 범위로부터 벗어나 있는 경우라도, 해당 검출 가능 범위에 광량이 포함되도록 입사광 L2의 광량이 조절되고, 검출 가능 범위로 광량이 조절된 입사광 L1이 광 센서부(150)에 조사되게 된다. 따라서, 광량 조절부(82)에 의해 광량이 조절되는 일없이, 입사광 L2가 광 센서부(150)에 그대로 입사하는 경우에는 식별할 수 없었던 지시 물체를 식별할 수 있고, 표시면(302s) 상의 화상 표시 영역(10a)에서의 지시 물체의 위치를 특정할 수 있다.
게다가, 복수의 광량 조절부(82)의 각각이 서로 독립하여 광량을 조절할 수 있기 때문에, 외광을 포함하는 입사광 L2의 광 강도가 화상 표시 영역(10a) 내의 각 영역에서 서로 다른 경우라도, 광 센서부(150)에 의한 검출 가능 범위로부터 광량이 벗어나 있는 영역에 대하여 선택적으로 광량을 조절 가능하고, 지시 물체를 검출하는 검출 정밀도를 높이는 것이 가능하다.
따라서, 액정 장치(1)는, 광학계의 도중에 메카니컬한 조리개 기구가 형성된 카메라 등의 촬상 장치와 달리, 본래 화상을 표시하기 위해 이용되는 액정층의 일부를 이용하여 입사광 L2의 광량을 조절할 수 있기 때문에, 액정 장치(1) 내에 조리개 기구를 형성하기 위한 스페이서를 확보하지 않아도 입사광 L2의 광량을 조절할 수 있어, 지시 물체를 검출하는 검출 정밀도를 높이는 것이 가능하다.
제1 전극(159a)은, TFT 어레이 기판(10) 상에서 화상 표시 영역(10a)을 구성하는 복수의 화소부(72)의 각각에 설치된 복수의 화소 전극(9a)과 동층에 형성되어 있다. 따라서, ITO 등의 투명 도전 재료에 의해 구성되는 화소 전극(9a)을 형성하는 공정과 공통의 공정에 의해 제1 전극(159a)을 형성할 수 있고, 액정 장치(1)의 제조 프로세스를 간편하게 할 수 있다. 제2 전극(21a)은, 대향 전극(21)이 수광 소자(151)에 겹치는 부분이다.
제1 편광층(301)은, 절연막(42) 상에 수용성의 2색성 염료가 용해된 수용액을 한 방향으로 응력을 인가하면서 도포한 후, 건조시킴으로써 형성된다. 또한, 제1 편광층(301)은, 폴리이미드 등의 투명한 유기 재료에 의해 형성되는 배향막을 형성한 후에 2색성 염료를 갖는 서모트로픽 고분자 액정을 소정의 막 두께로 도포 함으로써 형성되어 있어도 된다. 이와 같은 경우, 2색성 염료를 갖는 서모트로픽 고분자 액정은, 스핀너를 이용하여 도포된다.
제1 편광층(301) 및 제2 편광층(302)의 각각은, 화소 전극(9a)에 겹치도록 연장되어 있다. 제1 편광층(301) 및 제2 편광층(302) 중 각 화소 전극(9a)에 겹치는 부분이 화상 표시 영역(10a)에서 변조되는 표시용 광 L1 중 직선 편광 성분을 선택적으로 투과시키는 편광판으로서 기능한다. 따라서, 제1 편광층(301) 및 제2 편광층(302)을 형성하는 공정과 공통의 공정에 의해, 화상을 표시하기 위한 표시용 광 L2의 투과량을 규정하는 편광판을 형성할 수 있고, 제1 편광층(301) 및 제2 편광층(302)을 형성하는 공정과는 다른 공정에 의해 편광판을 형성하는 경우보다 제조 프로세스를 간편하게 할 수 있다.
액정 장치(1)는, 제1 편광층(301)의 광축을 따라 연장되는 광축을 갖고 있고, 광 센서부(150)로부터 보아 TFT 어레이 기판(10)측에서 화소 전극(9a)에 겹치도록 연장되는 제3 편광층(303)을 구비하고 있다. 제3 편광층(303)에 따르면, 제1 편광층(301) 중 화소 전극(9a)에 겹치는 부분과 함께, 각 화소에 입사하는 표시용 광 L1을 확실하게 직선 편광시키는 것이 가능하다.
또한, 제2 편광층(302) 및 제3 편광층(303)은, 연신된 PVA(폴리비닐알코올)막을 TAC(트리아세틸셀룰로오스)로 구성된 보호 필름의 사이에 두고 구성되어 있다.
도 4~도 6에서, 개구부(73R)는, 표시용 광 L1이 액정층(50)에 의해 변조된 변조광 중 적색광을 투과 가능한 컬러 필터(154R)를 통하여 적색광 L1R을 표시한 다. 개구부(73G 및 73B)의 각각은, 개구부(73R)와 마찬가지로, 컬러 필터(154G 및 154B)의 각각을 통하여 녹색광 LG1 및 청색광 LB1의 각각을 표시한다.
수광 소자(151)는, 평면적으로 보아 개구부(83)를 향하도록 TFT 어레이 기판(10) 상에 형성되어 있다. 수광 소자(151)는, TFT 어레이 기판(10) 상에 형성된 절연막(41) 상에 형성되고, 절연막(42)으로 덮여져 있다.
수광 소자(151)는, 예를 들면, TFT 회로부(80)가 갖는 TFT 등의 반도체 소자를 형성하는 공정과 공통의 공정에 의해 형성된 결정성 실리콘, 혹은 GaAs 등의 반도체를 이용한 PIN 다이오드, 또는 PbS를 이용한 광 전동 소자 등의 수광 소자이다. 수광 소자(151)는, 광량 조절부(82)에 의해 입사광 L2의 광량이 조절된 입사광 L2'를 검출한다.
도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 차광막(153)은, 개구 영역의 연부의 적어도 일부를 규정하는, 소위 블랙 매트릭스이다. 따라서, 차광막(153)에 따르면, 비개구 영역에 형성된 화소 스위칭용 TFT(30) 등의 반도체 소자, 및 TFT 회로부(80)에 표시면(302s) 측으로부터 가시광 L2가 조사되는 것을 저감할 수 있고, TFT(30) 및 TFT 회로부(80)에 포함되는 반도체 소자에 발생하는 광 리크 전류를 저감할 수 있다.
도 3~도 6에 도시하는 바와 같이, 광량 조절부(82)는, TFT 어레이 기판(10) 상에서, 화소부(72)의 개구 영역을 서로 이격시키는 비개구 영역에 형성되어 있다. 또한, 액정 장치(1)에서는, 개구부(73R, 73G 및 73B)로부터 표시용 광 L1R, L1G 및 L1B의 각각이 출사된다. 따라서, 액정 장치(1)에 따르면, 광량 조절부(82)에 의해 표시용 광 LR1, LG1 및 LB1이 차단되는 일이 없다.
액정 장치(1)는, TFT 어레이 기판(10) 상에서 수광 소자(151)의 하층측에 형성된 차광막(11)을 구비하고 있다. 차광막(11)은, 금속막 등의 차광성을 갖는 재료로 구성되어 있고, 백 라이트(206)로부터 출사된 가시광 L1이 수광 소자(151)에 조사되지 않도록, 이들 광을 차광한다. 따라서, 차광막(11)에 따르면, 표시용 광 L1이 조사되는 것에 기인하여 발생하는 수광 소자(151)의 오동작을 저감할 수 있다. 이러한 차광막(11)은, TFT 어레이 기판(10) 상에 형성된 다른 소자의 일부, 혹은 배선을 구성하는 도전막 등의 차광성을 갖는 막과 동층에 공통의 공정을 이용하여 형성 가능하다.
게다가, 차광막(11)은, TFT 회로부(80) 및 화소 스위칭용 TFT(30)에 겹치도록 TFT 어레이 기판(10) 상에 연장되어 있다. 따라서, 차광막(11)에 따르면, 화소 스위칭용 TFT(30), 및 TFT 회로부(80)를 차광할 수도 있고, TFT(30) 및 TFT 회로부(80)의 오동작을 저감하는 것도 가능하다.
다음으로, 도 7을 참조하면서, 광 검출 회로부(250)의 상세한 구성을 설명한다. 도 7에서, 조절 제어용 TFT(130)는, 반도체층(1a), 컨택트 홀(181 및 182), 소스 전극(91), 드레인 전극(92), 및 게이트 전극(3a1)을 갖고 있다.
반도체층(1a)은, 예를 들면 저온 폴리실리콘층이며, 게이트 전극(3a1)에 겹치는 채널 영역(1a'), 소스 영역(1b'), 및 드레인 영역(1c')을 포함하고 있다. 채널 영역(1a')에는, 조절 제어용 TFT(130)의 동작 시에, 표시행 선택 신호선(3a)에 전기적으로 접속된 게이트 전극(3a1)으로부터의 전계에 의해 채널이 형성된다. 절 연막(42)의 일부를 구성하는 절연막(42a) 중 게이트 전극(3a1) 및 반도체층(1a) 사이에 연장되는 부분은, 조절 제어용 TFT(130)의 게이트 절연막을 구성하고 있다. 소스 영역(1b') 및 드레인 영역(1c')의 각각은, 채널 영역(1a')의 양측의 각각에 미러 대칭으로 형성되어 있다.
게이트 전극(3a1)은, 폴리실리콘막 등의 도전막이나, 예를 들면, Ti, Cr, W, Ta, Mo, Pd, Al 등의 금속 중의 적어도 1개를 포함하는, 금속 단체, 합금, 금속 실리사이드, 폴리실리사이드, 이들을 적층한 것 등에 의해 형성되어 있고, 소스 영역(1b') 및 드레인 영역(1c')에 겹치지 않도록 절연막(42a)을 통하여 채널 영역(1a') 상에 설치되어 있다.
또한, 조절 제어용 TFT(130)는, 소스 영역(1b') 및 드레인 영역(1c')의 각각에 저농도 소스 영역 및 저농도 드레인 영역의 각각이 형성된 LDD(Lightly Doped Drain) 구조를 갖고 있어도 된다.
컨택트 홀(181 및 182)의 각각은, 절연막(42)을 구성하는 절연막(42a 및 42b)을 반도체층(1a)까지 관통하도록 형성되어 있고, 소스 영역(1b') 및 드레인 영역(1c')의 각각에 전기적으로 접속되어 있다. 소스 전극(91) 및 드레인 전극(92)의 각각은, 절연막(42b) 상에 형성되며, 또한 컨택트 홀(181 및 182)의 각각에 전기적으로 접속되어 있다. 소스 전극(91) 및 드레인 전극(92)의 각각은, 절연막(42c)으로 덮여져 있고, 드레인 전극(92)은, 컨택트 홀을 통하여 제1 전극(159a)에 전기적으로 접속되어 있다.
수광 소자(151)는, 반도체층(150a), 컨택트 홀(183 및 184), 전극(93), 및 전극(94)을 갖고 있다. 반도체층(150a)은, 절연막(41) 상에 형성된 N형 반도체층(150b') 및 P형 반도체층(150c'), 이들 반도체층 사이에 형성되며, 또한 이들 반도체층보다 상대적으로 전기 저항이 큰 중간층(150a')을 갖고 있다. 컨택트 홀(183 및 184)은, 절연막(42a, 42b)을 반도체층(150a)까지 관통하도록 형성되어 있고, N 형 반도체층(150b') 및 P형 반도체층(150c')의 각각에 전기적으로 접속되어 있다. 전극(93) 및 전극(94)의 각각은, 절연막(42b) 상에 형성되어 있고, 컨택트 홀(183 및 184)의 각각에 전기적으로 접속되어 있다.
외광과, 표시용 광 LR1, LG1 및 LB1이 지시 물체에 의해 반사된 반사광 L2가 반도체층(150a)에 조사되었을 때에는, 조사된 광의 광 강도에 따라서 수광 소자(151)에 전류가 흐른다. 도 1에 도시한 수광 신호 처리 회로부(215)에 의해 처리되는 수광 신호는, 수광 소자(151)에 흐르는 광 전류에 따라 발생하는 전압 변화에 대응한 신호이다. 수광 신호 처리 회로부(215), 및 화상 처리 회로부(216)에 의해 수광 신호가 순차적으로 처리됨으로써, 표시면(302s)을 지시하는 지시 물체의 위치 등을 특정할 수 있고, 지시 물체를 통하여 액정 장치(1)에 대한 각종 정보를 입력 가능하게 된다.
TFT 회로부(80)에 포함되는 리세트용 TFT(163)는, 채널 영역(160a'), 소스 영역(160b') 및 드레인 영역(160c')을 포함하는 반도체층(160a), 컨택트 홀(161 및 162), 소스 전극(164) 및 드레인 전극(165), 및 게이트 전극(163a)을 구비하여 구성되어 있다. 리세트용 TFT(163)는, 도시되지 않은 배선을 통하여 수광 소자(151)에 전기적으로 접속되어 있다.
다음으로 도 8을 참조하면서, 광 검출 회로부(250)의 상세한 회로 구성을 설명한다. 우선, 간단히 하기 위해, 광 검출 회로부(250)용의 신호선ㆍ전원선(광 센서 리세트 신호선(350), 광 센서 제1 전원선(351), 광 센서 제2 전원선(352), 광 센서 행 선택 신호선(353))을 설치하여, 광 검출 회로부(250)를 화소부(72)와 독립적으로 제어 가능한 경우를 설명한다. 단, 표시행 선택 신호선(3a) 및 용량 전위선(300)은, 화소부(72)와 공용되어 있다．
도 8에서, 광 검출 회로부(250)는, 광량 조절부(82) 및 광 센서부(150)를 구비하고 있다. 광량 조절부(82)는, 액정 소자(50b), 조절 제어용 TFT(130), 및 축적 용량(170)을 구비하여 구성되어 있다. 광량 조절부(82)는, 복수의 광 검출 회로부(250)의 각각에 포함되어 있고, 센서 감도 조정 회로부(205)의 제어 하에서, 화상 표시 영역(10a)에서 서로 독립하여 그 동작이 제어된다.
액정 소자(50b)는, 조절 제어용 TFT(130) 및 축적 용량(170)의 각각에 전기적으로 접속되어 있고, 액정 소자(50b)가 갖는 액정 부분의 배향 상태가 조절 제어용 TFT(130)에 의해 제어되고, 광 센서부(150)에 입사하는 입사광의 광량을 조절한다. 축적 용량(170)이 갖는 한 쌍의 용량 전극의 한쪽은, 용량 전위선(300)에 전기적으로 접속되어 있다.
조절 제어용 TFT(130)의 게이트 및 소스의 각각은, 표시행 선택 신호선(3a) 및 광량 조절 신호선(6a1)의 각각에 전기적으로 접속되어 있다. 조절 제어용 TFT(130)는, 표시행 선택 신호선(3a)을 통하여 공급된 선택 신호가 공급됨으로써 그 온 오프가 절환 가능하게 구성되어 있다. 조절 제어용 TFT(130)는, 그 온 오프 에 따라서 광량 조절 신호선(6a1)을 통하여 공급된 조절 신호를 액정 소자(50b)에 공급한다. 액정 소자(50b)는, 조절 신호에 따라서 액정 부분의 배향 상태가 제어됨으로써 광 센서부(150)에 입사하는 입사광의 광량을 조절한다.
광 센서부(150)는, 포토다이오드 등의 수광 소자(151), 축적 용량(152), 리세트 TFT(163), 신호 증폭용 TFT(154), 및 출력 제어용 TFT(155)를 구비하여 구성되어 있다.
수광 소자(151)는, 화상 표시 영역(10a)에서 액정 장치(1)의 표시면(302s)으로부터 입사하는 입사광 L2 중 광량 조절부(82)에 의해 광량이 조절된 입사광(L2')(도 4~도 6 참조)을 수광한다. 리세트용 TFT(163)의 소스, 게이트 및 드레인의 각각은, 수광 소자(151), 광 센서 리세트 신호선(350), 및 신호 증폭용 TFT(154)의 각각에 전기적으로 접속되어 있다. 신호 증폭용 TFT(154)의 소스, 게이트 및 드레인의 각각은, 광 센서 제1 전원선(351), 수광 소자(151), 및 출력 제어용 TFT(155)의 각각에 전기적으로 접속되어 있다. 출력 제어용 TFT(155)의 소스, 게이트 및 드레인의 각각은, 신호 증폭용 TFT(154), 광 센서 행 선택 신호선(353), 및 읽어내기 신호선(6a2)의 각각에 전기적으로 접속되어 있다.
수광 소자(151)가 입사광을 수광하였을 때에는, 수광 소자(151)에 광 전류가 생기고, 리세트용 TFT(163), 전압 증폭용 TFT(154), 및 출력 제어용 TFT(155)의 각각의 동작에 따라서, 수광 소자(151)에 전기적으로 접속된 광 센서 제2 전원선(352) 및 노드 a간의 전압 V에 대응한 신호가 읽어내기 신호선(6a2)에 읽어내어진다.
이와 같이, 광 검출 회로부(250)를 구비한 액정 장치(1)는, 광량 조절부(82)가 광 센서부(150)의 감도 조정을 행하고 있기 때문에, 위치 검출 시의 오동작을 방지할 수 있어, 정밀도를 높일 수 있다.
그러나, 광 검출 회로부(250)를 구비함으로써, 신호선의 수가 증가한다고 하는 문제가 있다. 즉, 종래, 화소부(72)의 제어에 필요했던 표시행 선택 신호선(3a)과 용량 전위선(300) 외에, 도 8에 도시하는 바와 같이, 1주사선마다 광 센서 리세트 신호선(350), 광 센서 제1 전원선(351), 광 센서 제2 전원선(352), 광 센서 행 선택 신호선(353)을 새롭게 설치할 필요가 있다. 이들 배선을 위한 영역을 확보하면, 액정 장치(1)의 화소부(72)의 개구율이 저하하게 된다. 개구율의 저하를 커버하기 위해 백 라이트의 광량을 늘리면 소비 전력이 증가하거나, 광 센서부(150)에서의 미광이 증가하여, 위치 검출 시의 노이즈 성분으로 되어 바람직하지 않다.
따라서, 본 실시 형태에서는, 광 검출 회로부(250)와 화소부(72)에서 신호선 및 전원선을 공유함으로써, 신호선 및 전원선의 개수를 줄여, 개구율의 저하를 방지하도록 한다. 이하, 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
<2-1:제1 실시예>
제1 실시예에서는, 표시행 선택 신호선(3a)을 광 센서 리세트 신호선으로서도 이용함으로써, 광 센서 리세트 신호선(350)을 생략한 구성으로 하고 있다. 도 9는, 제1 실시예의 구성을 도시하는 회로도이다. 본 도면에 도시하는 바와 같이, 제1 실시예에서는, 광 센서부(150)에서, 리세트용 TFT(163)의 게이트를 표시행 선 택 신호선(3a)에 접속하고, 광 센서 리세트 신호선(350)을 생략한 것 이외는, 도 8과 동일한 구성을 하고 있다．
도 10은, 제1 실시예에서의 광 검출 처리의 수순을 나타내는 타이밍차트이다. 또한, 광 검출 처리에서는, 광 센서부(150)를 리세트하여 기준으로 되는 기준 수광 신호의 읽어내기와, 노광 기간(Wexp) 후에 계측 수광 신호의 읽어내기의 2회의 광 검출을 행하고, 계측 수광 신호와 기준 수광 신호의 차분을 검출 대상의 수광 신호로서 취급한다. 또한, 계측 수광 신호와 기준 수광 신호는 전압의 형식으로 공급되어도 되고, 전류의 형식으로 공급되어도 된다.
본 타이밍차트에서는, 표시행 선택 신호(광 센서 리세트 신호)를 어서트하여 화소부(72)에 화상 신호를 기입하고나서, 광 센서 행 선택 신호를 어서트하여 광 센서부(150)를 리세트하고, 광 센서부(150)로부터 노드 A의 전압 Vref에 따른 기준 수광 신호를 읽어낸다. 1행 선택 기간 Wsel 경과 후에, 표시행 선택 신호(광 센서 리세트 신호)를 네게이트하여, 노광을 개시하고, 노광 기간 Wexp 경과 후에 노드 A의 전압 Vsig에 따른 계측 수광 신호를 읽어낸다. 그리고, 광 센서 행 선택 신호를 네게이트하여 1사이클을 종료한다.
도면 중의 노드 A의 전압의 시간 변화를 추종하면서 더욱 상세하게 설명한다. 대상으로 되는 표시행 선택 신호선(3a)에 공급되는 표시행 선택 신호(광 센서 리세트 신호)가 어서트되면 리세트용 TFT(163)가 온 상태로 되고, 노드 A의 전압은 광 센서 제1 전원선(351)의 전압으로 된다. 또한, 광 센서 행 선택 신호선(353)에 공급되는 광 센서 행 선택 신호가 어서트되면 전압 증폭용 TFT(154)를 개재함으로 써 일정한 오프셋 전압을 수반하여 읽어내기 신호선(6a2)에, 전압 Vref에 따른 레퍼런스로 되는 기준 수광 신호가 읽어내어진다.
표시행 선택 신호선(3a)에 공급되는 표시행 선택 신호(광 센서 리세트 신호)가 네게이트되고, 리세트용 TFT(163)가 오프 상태로 되면, 수광 소자(151)에는 수광한 광의 강도에 따른 전류가 흐르고 노드 A의 전압은 광 센서 제2 전원선(352)의 전압을 향하여 변화한다. 소정의 노광 기간 Wexp를 거친 후, 노드 A의 전압 Vsig는 계측 수광 신호로서 읽어내기 신호선(6a2)에 읽어내어진다. 도시하지 않은 주변 회로는 계측 수광 신호와 기준 수광 신호의 차분을 수광한 강도에 따른 수광 신호로서 처리한다.
도 11은, 제1 실시예에서의 광 검출 처리의 수순의 다른 예를 나타내는 타이밍차트이다. 본 다른 예에서는, 우선, 광 센서 행 선택 신호를 어서트하여 광 센서부(150)로부터 전압 Vsig에 따른 계측 수광 신호를 읽어낸다. 그 후, 표시행 선택 신호(광 센서 리세트 신호)를 어서트하여 화소부(72)에 화상 신호를 기입함과 함께 광 센서부(150)를 리세트하여, 전압 Vref에 대응하는 기준 수광 신호를 읽어낸다. 1행 선택 기간 Wsel 경과 후에, 표시행 선택 신호(광 센서 리세트 신호)를 네게이트하여, 노광이 개시된다. 노광 중에는, 노드 A의 전위가 광 센서 제2 전원선(352)의 전압을 향하여 변화해 가고, 다음의 사이클의 읽어내기 타이밍 Tvsig에서 전압 Vsig에 따른 계측 수광 신호가 읽어내어진다. 이 때문에, 노광 기간 Wexp는, 대략 수직 주사 기간과 동등하게 된다.
어떠한 예라도 노광 기간 Wexp에서의 수광에 의한 노드 A의 전압 변화량이 적절한 값일 때에, 수광 강도에 따른 수광 신호가 얻어진다. 노드 A의 전압 변화량이 매우 작은 경우에는 여러 가지의 노이즈와 구별이 되지 않게 되고, 반대로, 노드 A의 전압 변화량이 지나치게 커서 광 센서 제2 전원선(352)의 전압을 초과하게 되면 수광 신호는 수광 강도와 대응하지 않게 된다.
이 때문에, 일반적으로, 광 강도가 클 때에는, 노광 기간 Wexp가 짧은 도 10에 나타낸 수순이 적절하고, 광 강도가 작을 때에는, 노광 기간 Wexp가 긴 도 11에 나타낸 수순이 적절하다고 생각되지만, 본 실시예에서는, 표시행 선택 신호를 광 센서 리세트 신호로서도 이용하고 있기 때문에, 광 센서부(150)에서의 노광 기간 Wexp는, 화소부(72)의 표시 타이밍에 의해 규제된다. 이 때문에, 노광 기간 Wexp를 자유롭게 설정할 수는 없다.
그러나, 본 실시예에서는, 또한, 광량 조절부(82)가 광 센서부(150)의 감도 조정을 행하고 있기 때문에, 노광 기간 Wexp 설정의 자유도가 낮아도, 노드 A의 전압 변화량을 적절한 값으로 할 수 있어, 수광 강도에 따른 수광 신호가 얻어진다. 따라서, 신호선수를 삭감하여도, 위치 검출 시의 오동작을 방지할 수 있어, 정밀도를 높일 수 있다.
<변형예 1>
도 12는, 제1 실시예의 변형예 1을 도시하는 회로도이다. 본 변형예에서는, 또한, 용량 전위선(300)을 광 센서 제2 전원선으로서도 이용함으로써, 광 센서 리세트 신호선(350) 외에, 광 센서 제2 전원선(352)을 생략한 구성으로 하고 있다. 이에 의해, 더욱 개구율의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 광 검출 수순은, 제1 실 시예와 마찬가지이다.
<변형예 2>
도 13은, 제1 실시예의 변형예 2를 도시하는 회로도이다. 본 변형예에서는, 또한, 용량 전위선(300)을 광 센서 제1 전원선으로서도 이용함으로써, 광 센서 리세트 신호선(350) 외에, 광 센서 제1 전원선(351)을 생략한 구성으로 하고 있다. 이에 의해, 더욱 개구율의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 광 검출 수순은, 제1 실시예와 마찬가지이다.
<2-2:제2 실시예>
제2 실시예에서는, 표시행 선택 신호선(3a)을 광 센서 행 선택 신호선으로서도 이용함으로써, 광 센서 행 선택 신호선(353)을 생략한 구성으로 하고 있다. 도 14는, 제2 실시예의 구성을 도시하는 회로도이다. 본 도면에 도시하는 바와 같이, 제2 실시예에서는, 광 센서부(150)에서, 출력 제어용 TFT(155)의 게이트를 표시행 선택 신호선(3a)에 접속하고, 광 센서 행 선택 신호선(353)을 생략한 것 이외에는, 도 8과 동일한 구성을 하고 있다．
도 15는, 제2 실시예에서의 광 검출 처리의 수순을 나타내는 타이밍차트이다. 본 타이밍 차트에서는, 표시행 선택 신호(광 센서 행 선택 신호)와 광 센서 리세트 신호를 어서트하여, 화소부(72)에 화상 신호를 기입함과 함께 광 센서부(150)를 리세트한다. 그 후, 전압 Vref에 따른 기준 수광 신호를 읽어내고나서, 광 센서 리세트 신호를 네게이트하여, 노광을 개시하고, 노광 기간 Wexp 경과 후에 전압 Vsig에 따른 계측 수광 신호를 읽어낸다. 그리고, 표시행 선택 신호(광 센서 행 선택 신호)를 네게이트하여 1사이클을 종료한다.
도면 중의 노드 A의 전압의 시간 변화를 추종하면서 더욱 상세하게 설명한다. 대상으로 되는 표시행 선택 신호선(3a)에 공급되는 표시행 선택 신호(광 센서 행 선택 신호)가 어서트되면 출력 제어용 TFT(155)가 온 상태로 된다. 또한, 광 센서 리세트 신호선(350)에 공급되는 광 센서 리세트 신호가 어서트되면, 노드 A의 전압은, 광 센서 제1 전원선(351)의 전압으로 된다. 이 노드 A의 전압 Vref는, 증폭용 TFT(154)를 개재함으로써 일정한 오프셋 전압을 수반하여 읽어내기 신호선(6a2)에, 레퍼런스로 되는 기준 수광 신호로서 읽어내어진다.
광 센서 리세트 신호가 네게이트되고, 리세트용 TFT(163)가 오프 상태로 되면, 수광 소자(151)에는 수광한 광의 강도에 따른 전류가 흐르고 노드 A의 전압은 광 센서 제2 전원선(352)의 전압을 향하여 변화한다. 1행 선택 기간 Wsel이 종료하기 전에 종료하는 소정의 노광 기간 Wexp를 거친 후, 노드 A의 전압 Vsig에 대응하는 계측 수광 신호가 읽어내기 신호선(6a2)에 읽어내어진다. 도시하지 않은 주변 회로는 계측 수광 신호와 기준 수광 신호의 차분을 수광한 강도에 따른 수광 신호로서 처리한다.
도 16은, 제2 실시예에서의 광 검출 처리의 수순의 다른 예를 나타내는 타이밍차트이다. 본 다른 예에서는, 표시행 선택 신호(광 센서 행 선택 신호)를 어서트하여 광 센서부(150)로부터 전압 Vsig에 따른 계측 수광 신호를 읽어낸다. 그 후, 광 센서 리세트 신호를 어서트하여 광 센서부(150)를 리세트하고, 전압 Vref에 따른 기준 수광 신호를 읽어낸다. 1행 선택 기간 Wsel 경과 후에, 광 센서 리세트 신호를 네게이트하여, 노광이 개시된다. 노광 중에는, 노드 A의 전위가 광 센서 제2 전원선(352)의 전압을 향하여 변화해 가고, 다음의 사이클의 읽어내기 타이밍 Tvsig에서 전압 Vsig가 계측 수광 신호로서 읽어내어진다. 이 때문에, 노광 기간 Wexp는, 대략 수직 주사 기간과 동등하게 된다.
어떠한 예라도 노광 기간 Wexp에서의 수광에 의한 노드 A의 전압 변화량이 적절한 값일 때에, 수광 강도에 따른 수광 신호가 얻어진다. 노드 A의 전압 변화량이 매우 작은 경우에는 여러 가지의 노이즈와 구별이 되지 않게 되고, 반대로, 노드 A의 전압 변화량이 지나치게 커서 광 센서 제2 전원선(352)의 전압을 초과하게 되면 수광 신호는 수광 강도와 대응하지 않게 된다.
이 때문에, 일반적으로, 광 강도가 클 때에는, 노광 기간 Wexp가 짧은 도 15에 나타낸 수순이 적절하고, 광 강도가 작을 때에는, 노광 기간 Wexp가 긴 도 16에 나타낸 수순이 적절하다고 생각되지만, 본 실시예에서는, 표시행 선택 신호를 광 센서 리세트 신호로서도 이용하고 있기 때문에, 광 센서부(150)에서의 노광 기간 Wexp는, 화소부(72)의 표시 타이밍에 의해 규제된다. 이 때문에, 노광 기간 Wexp를 자유롭게 설정할 수는 없다.
그러나, 본 실시예에서는, 또한, 광량 조절부(82)가 광 센서부(150)의 감도 조정을 행하고 있기 때문에, 노광 기간 Wexp 설정의 자유도가 낮아도, 노드 A의 전압 변화량을 적절한 값으로 할 수 있고, 수광 강도에 따른 수광 신호가 얻어진다. 따라서, 신호선수를 삭감하여도, 위치 검출시의 오동작을 방지할 수 있어, 정밀도를 높일 수 있다.
<변형예 1>
도 17은, 제2 실시예의 변형예 1을 도시하는 회로도이다. 본 변형예에서는, 또한, 용량 전위선(300)을 광 센서 제2 전원선으로서도 이용함으로써, 광 센서 행 선택 신호선(353) 외에, 광 센서 제2 전원선(352)을 생략한 구성으로 하고 있다. 이에 의해, 더욱 개구율의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 광 검출 수순은, 제2 실시예와 마찬가지이다.
<변형예 2>
도 18은, 제2 실시예의 변형예 2를 도시하는 회로도이다. 본 변형예에서는, 또한, 용량 전위선(300)을 광 센서 제1 전원선으로서도 이용함으로써, 광 센서 행 선택 신호선(353) 외에, 광 센서 제1 전원선(351)을 생략한 구성으로 하고 있다. 이에 의해, 더욱 개구율의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 광 검출 수순은, 제2 실시예와 마찬가지이다.
<2-3:제3 실시예>
도 19는, 제3 실시예의 구성을 도시하는 회로도이다. 본 도면에 도시하는 바와 같이, 제3 실시예에서는, 2행분의 화소부(72)에 대하여, 1개의 광 검출 회로(250)를 배치하고 있다. 그리고, N(1, 3, 5, …)행째의 표시행 선택 신호선(3a)(N)을, 광 센서 리세트 신호선 및 광 센서 행 선택 신호선 a로서도 이용하고, N+1행째의 표시행 선택 신호선(3a)(N+1)을, 광 센서 행 선택 신호선 b로서도 이용하도록 한다. 이 때문에, 출력 제어용 TFT군(155)으로서, 출력 제어용 TFT(155a)와 출력 제어용 TFT(155b)를 이용하고 있다. 또한, 2행분의 화소부(72) 에 한정되지 않고, N행분(N은 자연수)의 화소부(72)에 대하여 1개의 광 검출 회로(250)를 배치할 수 있다.
또한, N행째의 용량 전위선(300)(N)을 광 센서 제1 전원선으로서도 이용하고, N+1행째의 용량 전위선(300)(N+1)을 광 센서 제2 전원선으로서도 이용하도록 하고 있다. 이에 의해, 광 센서 리세트 신호선(350), 광 센서 제1 전원선(351), 광 센서 제2 전원선(352), 광 센서 행 선택 신호선(353)을 생략한 구성으로 하고 있다. 화소부(72)는, 도 2에 도시한 구성과 마찬가지이다.
또한, 광 센서 제1 전원선, 광 센서 제2 전원선으로서도 기능하기 때문에, N행째의 용량 전위선(300)(N)의 전압과, N+1행째의 용량 전위선(300)(N+1)의 전압은, 서로 다른 전압으로 설정한다. 구체적으로는, N+1행째의 용량 전위선(300)(N+1)의 전압을 N행째의 용량 전위선(300)(N)의 전압보다 작게 설정한다. 또한, N행째의 표시행 선택 신호선(3a)(N)에 공급되는 표시행 선택 신호 및 N+1행째의 표시행 선택 신호선(3a)(N+1)에 공급되는 표시행 선택 신호 중 적어도 한쪽이 어서트되었을 때에 광 센서부(150)의 읽어내기 신호선(6a2)으로부터 수광 신호가 읽어내기 가능하게 된다．
도 20은, 제3 실시예에서의 광 검출 처리의 수순을 나타내는 타이밍차트이다. 또한, 광 검출 처리에서는, 광 센서부(150)를 리세트하여 기준으로 되는 기준 수광 신호의 읽어내기와, 노광 기간(Wexp) 후에 계측 수광 신호의 읽어내기의 2회의 광 검출을 행하고, 계측 수광 신호와 기준 수광 신호의 차분을 검출 대상의 수광 신호로서 취급한다. 또한, 계측 수광 신호와 기준 수광 신호는 전압의 형식으 로 공급되어도 되고, 전류의 형식으로 공급되어도 된다.
도면 중의 노드 A의 전압의 시간 변화를 추종하면서 설명한다. 표시 대상으로 되는 N행째의 표시행 선택 신호선(3a)(N)에 공급되는 표시행 선택 신호가 어서트되면, 표시 신호에 기초한 화소부(73)에의 기입과 광량 조절 신호에 기초한 광량 조절부(82)에의 기입이 행하여진다. 또한, 표시행 선택 신호선(3a)(N)의 표시행 선택 신호가 어서트되면 리세트용 TFT(163)가 온 상태로 되고, 노드 A의 전압은 N행째의 용량 전위선(광 센서 제1 전원선)(300)(N)의 전압으로 리세트된다. 또한, 출력 제어용 TFT(155a)도 온 상태로 되기 때문에, 노드 A의 전압은, 전압 증폭용 TFT(154)를 개재함으로써 일정한 오프셋 전압을 수반하여 읽어내기 신호선(6a2)에, 전압 Vref에 따른 레퍼런스로 되는 기준 수광 신호가 읽어내어진다.
다음으로 N행째의 표시행 선택 신호선(3a)(N)의 표시행 선택 신호가 네게이트되고, 리세트용 TFT(163)가 오프 상태로 되면, 수광 소자(151)에는 수광한 광의 강도에 따른 전류가 흐르기 때문에 노드 A의 전압은, N+1행째의 용량 전위선(광 센서 제2 전원선)(300)(N+1)의 전압을 향하여 변화한다. 동시에 N+1행째의 표시행 선택 신호선(3a)(N+1)의 표시행 선택 신호가 어서트되고, 출력 제어용 TFT(155b)가 온 상태로 되므로, 소정의 노광 기간 Wexp 경과 후에, 노드 A의 전압 Vsig는 계측 수광 신호로서 읽어내기 신호선(6a2)에 읽어내어진다. 도시하지 않은 주변 회로는 계측 수광 신호와 기준 수광 신호의 차분을 수광한 강도에 따른 수광 신호로서 처리한다. 이 때의 노광 기간 Wexp는, 대략 1행 선택 기간 Wsel보다 작은 값이다.
상기한 수순에서는, 노광 기간 Wexp에서의 수광에 의한 노드 A의 전압 변화 량이 적절한 값일 때에, 수광 강도에 따른 수광 신호가 얻어진다. 노드 A의 전압 변화량이 매우 작은 경우에는 여러 가지의 노이즈와 구별이 되지 않게 되고, 반대로, 노드 A의 전압 변화량이 지나치게 커서 N+1행째의 용량 전위선(광 센서 제2 전원선)(300)(N+1)의 전압을 초과하게 되면 수광 신호는 수광 강도와 대응하지 않게 된다.
이 때문에, 적절한 노광 기간 Wexp를 설정하는 것이 바람직하지만, 본 실시예에서는, 광 센서부(150)의 신호선을 화소부(72)의 신호선과 공유하고 있기 때문에, 광 센서부(150)에서의 노광 기간 Wexp는, 화소부(72)의 표시 타이밍에 의해 규제된다. 이 때문에, 노광 기간 Wexp를 자유롭게 설정할 수는 없다.
그러나, 본 실시예에서는, 또한, 광량 조절부(82)가 광 센서부(150)의 감도 조정을 행하고 있기 때문에, 노광 기간 Wexp 설정의 자유도가 낮아도, 노드 A의 전압 변화량을 적절한 값으로 할 수 있고, 수광 강도에 따른 수광 신호가 얻어진다. 따라서, 신호선수 및 전원선수를 삭감하여도, 위치 검출시의 오동작을 방지할 수 있어, 정밀도를 높일 수 있다.
<변형예>
표시부의 구동 방법에 관하여 용량 전위선의 전압의 수준을 2수준 준비하고, 선택 주사선마다, 또는 수직 주사마다 교대로 변화하는 구동 방법이 일반적으로 알려져 있다. 이러한 구동 방법을 채용하면 데이터 드라이버의 출력 전압 범위를 작게 할 수 있어, 소비 전력을 감소시키는 효과가 있기 때문에 널리 채용되고 있다. 도 21에 도시하는 바와 같이 수광 소자(151)에 직렬로 다이오드(159)를 추가함으로 써, 수광 소자(151)가 순방향으로 바이어스될 때의 전류에 의한 소비 전력의 증가를 방지할 수 있다. 다이오드(159)는, 다이오드 접속된 TFT나 TFT를 구성하는 실리콘막에 의해 용이하게 실현할 수 있다.
<2-4:제4 실시예>
도 22는, 제4 실시예의 구성을 도시하는 회로도이다. 본 도면에 도시하는 바와 같이, 제4 실시예에서는, 2행분의 화소부(72)에 대하여, 1개의 광 검출 회로(250)를 배치하고 있다. 그리고, N(1, 3, 5, …)행째의 표시행 선택 신호선(3a)(N)을, 광 센서 행 선택 신호선 a로서도 이용하고, N+1행째의 표시행 선택 신호선(3a)(N+1)을, 광 센서 리세트 신호선 및 광 센서 행 선택 신호선 b로서도 이용하도록 한다. 이 때문에, 출력 제어용 TFT군(155)으로서, 출력 제어용 TFT(155a)와 출력 제어용 TFT(155b)를 이용하고 있다. 또한, 2행분의 화소부(72)에 한정되지 않고, N행분(N은 자연수)의 화소부(72)에 대하여 1개의 광 검출 회로(250)를 배치할 수 있다.
또한, N행째의 용량 전위선(300)(N)을 광 센서 제1 전원선으로서도 이용하고, N+1행째의 용량 전위선(300)(N+1)을 광 센서 제2 전원선으로서도 이용하도록 하고 있다. 이에 의해, 광 센서 리세트 신호선(350), 광 센서 제1 전원선(351), 광 센서 제2 전원선(352), 광 센서 행 선택 신호선(353)을 생략한 구성으로 하고 있다. 화소부(72)는, 도 2에 도시한 구성과 마찬가지이다.
또한, 광 센서 제1 전원선, 광 센서 제2 전원선으로서도 기능하기 때문에, N행째의 용량 전위선(300)(N)의 전압과, N+1행째의 용량 전위선(300)(N+1)의 전압 은, 서로 다른 전압으로 설정한다. 구체적으로는, N+1행째의 용량 전위선(300)(N+1)의 전압을 N행째의 용량 전위선(300)(N)의 전압보다 작게 설정한다. 또한, N행째의 표시행 선택 신호선(3a)(N) 및 N+1행째의 표시행 선택 신호선(3a)(N+l) 중 적어도 한쪽이 어서트되었을 때에 광 센서부(150)의 읽어내기 신호선(6a2)으로부터 수광 신호가 읽어내기 가능하게 된다．
도 23은, 제4 실시예에서의 광 검출 처리의 수순을 나타내는 타이밍차트이다. 도면 중의 노드 A의 전압의 시간 변화를 추종하면서 설명한다. 표시 대상으로 되는 N행째의 표시행 선택 신호선(3a)(N)의 표시행 선택 신호가 어서트되면, 표시 신호에 기초한 화소부(73)에의 기입과 광량 조절 신호에 기초한 광량 조절부(82)에의 기입이 행하여진다. 광 센서부(150)에서는, 출력 제어용 TFT(155a)가 온 상태로 되어 있기 때문에, 전회 사이클의 노광 개시 시로부터 소정의 노광 기간 Wexp 경과 후에, 노드 A의 전압 Vsig는 계측 수광 신호로서 읽어내기 신호선(6a2)에 읽어내어진다.
다음으로, N+1행째의 표시행 선택 신호선(3a)(N+1)에 공급되는 표시행 선택 신호가 어서트되고, 리세트용 TFT(163)가 온 상태로 되고, 노드 A의 전압은 N행째의 용량 전위선(광 센서 제1 전원선)(300)(N)의 전압으로 리세트된다. 이 때, 출력 제어용 TFT(155b)가 온 상태로 되어 있기 때문에, 노드 A의 전압 Vref는, 전압 증폭용 TFT(154)를 개재함으로써 일정한 오프셋 전압을 수반하여 읽어내기 신호선(6a2)에 레퍼런스로 되는 기준 수광 신호로서 읽어내어진다. 도시하지 않은 주변 회로는 계측 수광 신호와 기준 수광 신호의 차분을 수광한 강도에 따른 수광 신 호로서 처리한다. 이 때의 노광 기간 Wexp는, 대략 1수직 주사 기간이다.
N+1행째의 표시행 선택 신호선(3a)(N+1)의 표시행 선택 신호가 네게이트되면, 리세트용 TFT(163)가 오프 상태로 되고, 본 사이클의 노광 기간 Wexp가 개시된다. 노광 기간 Wexp에서는, 수광 소자(151)에 수광된 광의 강도에 따른 전류가 흐르기 때문에 노드 A의 전압은 N+1행째의 용량 전위선(광 센서 제2 전원선)(300)(N+1)의 전압을 향하여 변화한다.
상기한 수순에서는, 노광 기간 Wexp에서의 수광에 의한 노드 A의 전압 변화량이 적절한 값일 때에, 수광 강도에 따른 수광 신호가 얻어진다. 노드 A의 전압 변화량이 매우 작은 경우에는 여러 가지의 노이즈와 구별이 되지 않게 되고, 반대로, 노드 A의 전압 변화량이 지나치게 커서 N+1행째의 용량 전위선(광 센서 제2 전원선)(300)(N+1)의 전압을 초과하게 되면 수광 신호는 수광 강도와 대응하지 않게 된다.
이 때문에, 적절한 노광 기간 Wexp를 설정하는 것이 바람직하지만, 본 실시예에서는, 광 센서부(150)의 신호선을 화소부(72)의 신호선과 공유하고 있기 때문에, 광 센서부(150)에서의 노광 기간 Wexp는, 화소부(72)의 표시 타이밍에 의해 규제된다. 이 때문에, 노광 기간 Wexp를 자유롭게 설정할 수는 없다.
그러나, 본 실시예에서는, 또한, 광량 조절부(82)가 광 센서부(150)의 감도 조정을 행하고 있기 때문에, 노광 기간 Wexp 설정의 자유도가 낮아도, 노드 A의 전압 변화량을 적절한 값으로 할 수 있고, 수광 강도에 따른 수광 신호가 얻어진다. 따라서, 신호선수 및 전원선수를 삭감하여도, 위치 검출시의 오동작을 방지할 수 있어, 정밀도를 높일 수 있다.
<변형예>
제4 실시예에서도, 도 24에 도시하는 바와 같이 수광 소자(151)에 직렬로 다이오드(159)를 추가함으로써, 수광 소자(151)가 순방향으로 바이어스될 때의 전류에 의한 소비 전력의 증가를 방지할 수 있다. 다이오드(159)는, 다이오드 접속된 TFT나 TFT를 구성하는 실리콘막에 의해 용이하게 실현할 수 있다.
<2-5:그 밖의 변형예>
<변형예 1>
다음으로, 도 25를 참조하면서, 액정 장치(1)의 변형예를 상세하게 설명한다. 도 25는, 액정 장치의 변형예에서의 도 7에 대응하는 단면도이다. 또한, 이하에서 설명하는 각 변형예에서는, 상술한 액정 장치(1)와 공통되는 부분에 공통의 참조 부호를 붙여, 상세한 설명을 생략한다.
도 25에서, 본 예에 따른 액정 장치에서는, 제1 편광층(301)은 제1 전극(159a) 상에 형성되어 있다. 제1 편광층(301)으로서 2색성 염료를 갖는 서모트로픽 고분자 액정을 이용한 경우의 예에서, 편광층용 배향층(301a) 및 2색성 서모트로픽 고분자 액정층(301b)이 서로 적층된 적층 구조를 갖고 있다. 액정층(50)을 제어하는 전계는 제１ 편광층(301)을 통하여 인가된다. 제1 전극(159a)이 형성된 후에 제1 편광층(301)이 형성되기 때문에, 제1 편광층(301)은 제1 전극(159a) 형성시의 열의 영향을 회피할 수 있다. 이 때문에 편광성을 양호하게 유지할 수 있다.
<변형예 2>
다음으로, 도 26을 참조하면서, 액정 장치(1)의 다른 변형예를 설명한다. 도 26은, 액정 장치의 다른 변형예에서의 도 7에 대응하는 단면도이다. 도 26에서, 본 예에 따른 액정 장치가 구비하는 제1 편광층(301c)은, 절연막(42b) 상에 형성되어 있고, 그 두께가 1~5㎛로 형성되고, 리세트용 TFT(163) 및 조절 제어용 TFT(130)와, 제1 전극(159a)을 서로 이격시키는 평탄화 절연층으로서 겸용되고 있다.
<3:전자 기기>
다음으로, 도 27 및 도 28을 참조하면서, 상술한 액정 장치를 구비하여 이루어지는 전자 기기의 실시 형태를 설명한다. 도 27은, 상술한 액정 장치가 적용된 모바일형의 퍼스널 컴퓨터의 사시도이다. 도 27에서, 컴퓨터(1200)는, 키보드(1202)를 구비한 본체부(1204)와, 상술한 액정 장치를 포함하여 이루어지는 액정 표시 유닛(1206)으로 구성되어 있다. 액정 표시 유닛(1206)은, 액정 패널(1005)의 배면에 백 라이트를 부가함으로써 구성되어 있고, 정확하게 각종 정보를 입력할 수 있는 터치 패널 기능을 갖고 있다.
다음으로, 상술한 액정 장치를 휴대 전화에 적용한 예에 대하여 설명한다. 도 28은, 본 실시 형태의 전자 기기의 일례인 휴대 전화의 사시도이다. 도 28에서, 휴대 전화(1300)는, 복수의 조작 버튼(1302)과 함께, 반사형의 표시 형식을 채용하고, 또한 상술한 액정 장치와 마찬가지의 구성을 갖는 액정 장치(1005)를 구비하고 있다. 휴대 전화(1300)에 따르면, 고품위의 화상 표시가 가능함과 함께, 손가락 등의 지시 물체에 의해 표시면을 통하여 정확하게 정보를 입력 가능하다.
또한, 상술한 액정 장치를 이미지 센서로서 이용하는 경우에는, 손가락 등의 지시 물체의 표시면에서의 위치를 특정하는 것과 마찬가지로, 검출 대상물이 차지하는 표시면에서의 영역 부분을 다른 영역과 식별할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 액정 장치의 주요한 회로 구성을 도시한 블록도.
도 2는 본 실시 형태에 따른 액정 장치의 화상 표시 영역에서의 등가 회로.
도 3은 본 실시 형태에 따른 액정 장치가 갖는 화소부의 도식적 평면도.
도 4는 도 3의 VII-VII' 단면도.
도 5는 도 3의 VIII-VIII' 단면도.
도 6은 도 3의 IX-IX' 단면도.
도 7은 도 6에 도시한 단면을 상세하게 도시한 단면도.
도 8은 광 검출 회로부의 전기적인 구성을 도시한 회로도.
도 9는 제1 실시예에서의 광 검출 회로부의 구성을 도시한 회로도.
도 10은 제1 실시예에서의 광 검출 처리의 타이밍차트.
도 11은 제1 실시예에서의 광 검출 처리의 다른 예의 타이밍차트.
도 12는 제1 실시예의 변형예 1에서의 광 검출 회로부의 구성을 도시한 회로도.
도 13은 제1 실시예의 변형예 2에서의 광 검출 회로부의 구성을 도시한 회로도.
도 14는 제2 실시예에서의 광 검출 회로부의 구성을 도시한 회로도.
도 15는 제2 실시예에서의 광 검출 처리의 타이밍차트.
도 16은 제2 실시예에서의 광 검출 처리의 다른 예의 타이밍차트.
도 17은 제2 실시예의 변형예 1에서의 광 검출 회로부의 구성을 도시한 회로도.
도 18은 제2 실시예의 변형예 2에서의 광 검출 회로부의 구성을 도시한 회로도.
도 19는 제3 실시예에서의 광 검출 회로부의 구성을 도시한 회로도.
도 20은 제3 실시예에서의 광 검출 처리의 타이밍차트.
도 21은 제3 실시예의 변형예에서의 광 검출 회로부의 구성을 도시한 회로도.
도 22는 제4 실시예에서의 광 검출 회로부의 구성을 도시한 회로도.
도 23은 제4 실시예에서의 광 검출 처리의 타이밍차트.
도 24는 제4 실시예의 변형예에서의 광 검출 회로부의 구성을 도시한 회로도.
도 25는 액정 장치의 1변형예에서의 도 7에 대응하는 단면도.
도 26은 액정 장치의 다른 변형예에서의 도 7에 대응하는 단면도.
도 27은 본 실시 형태에 따른 전자 기기의 일례를 도시한 사시도.
도 28은 본 실시 형태에 따른 전자 기기의 다른 예를 도시한 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 액정 장치
3a : 표시행 선택 신호선
72 : 화소부
83 : 광량 조절부
150 : 광 센서부
151 : 수광 소자
250 : 광 검출 회로부
300 : 용량 전위선
350 : 광 센서 리세트 신호선
351 : 광 센서 제1 전원선
352 : 광 센서 제2 전원선
353 : 광 센서 행 선택 신호선

Claims (20)

  1. 행 방향에 설치된 복수의 선택선과,
    열 방향에 설치된 복수의 신호선과,
    상기 선택선과 상기 신호선의 교차에 대응하여 설치된 복수의 화소부와,
    상기 복수의 화소부의 일부에 대응하여 설치된 복수의 광 센서부와,
    행 방향에 설치된 복수의 제1 전원선과,
    열 방향에 설치된 복수의 읽어내기선을 구비하고,
    상기 복수의 화소부의 각각은,
    상기 선택선을 통하여 공급되는 선택 신호가 어서트(assert)되면, 상기 신호선을 통하여 공급되는 표시 신호를 취득하는 제1 스위칭 소자와,
    상기 제1 스위칭 소자에 의해 취득된 상기 표시 신호에 따른 투과 상태로 되는 액정을 구비하고,
    상기 복수의 화소부의 일부는, 상기 복수의 광 센서부에 입사하는 광의 광량을 조정하고,
    상기 복수의 광 센서부의 각각은,
    수광량에 따른 크기의 전류를 발생하는 광전 변환 소자와,
    일단이 상기 광전 변환 소자에 전기적으로 접속되는 용량 소자와,
    상기 제1 전원선을 통하여 공급되는 리세트(reset) 전압으로 상기 용량 소자의 일단을 리세트하는 제2 스위칭 소자와,
    상기 용량 소자의 일단의 전압에 따른 크기의 출력 신호를 상기 읽어내기선에 출력하는 읽어내기부를 구비하고,
    상기 제2 스위칭 소자는, 상기 선택선을 통하여 공급되는 상기 선택 신호에 기초하여 온 상태 또는 오프 상태 중 어느 하나로 제어되는
    것을 특징으로 하는 액정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    행 방향에 설치된 복수의 광 센서 선택선을 구비하고,
    상기 읽어내기부는,
    상기 용량 소자의 일단의 전압에 따른 크기의 상기 출력 신호를 생성하는 트랜지스터와,
    상기 트랜지스터와 상기 읽어내기선 사이에 설치되고, 상기 광 센서 선택선에 공급되는 광 센서 선택 신호가 어서트되면 온하는 제3 스위칭 소자를 구비하고,
    상기 선택 신호를 어서트한 후, 상기 광 센서 선택 신호를 어서트하여, 상기 출력 신호로서 기준 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내고, 상기 선택 신호를 네게이트(negate)하여 소정 시간이 경과한 후, 상기 광 센서 선택 신호를 어서트하여, 상기 출력 신호로서 계측 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내도록 상기 광 센서부를 제어하는 제어부를 구비하는
    것을 특징으로 하는 액정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    행 방향에 설치된 복수의 광 센서 선택선을 구비하고,
    상기 읽어내기부는,
    상기 용량 소자의 일단의 전압에 따른 크기의 출력 신호를 생성하는 트랜지스터와,
    상기 트랜지스터와 상기 읽어내기선 사이에 설치되고, 상기 광 센서 선택선에 공급되는 광 센서 선택 신호가 어서트되면 온 상태로 되는 제3 스위칭 소자를 구비하고,
    상기 선택 신호를 어서트로부터 네게이트로 절환하여, 소정 시간이 경과한 후, 상기 광 센서 선택 신호를 어서트하여, 상기 출력 신호로서 계측 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내고, 상기 선택 신호를 어서트한 후, 상기 출력 신호로서 기준 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내도록 상기 광 센서부를 제어하는 제어부를 구비하는
    것을 특징으로 하는 액정 장치.
  4. 행 방향에 설치된 복수의 선택선과,
    열 방향에 설치된 복수의 신호선과,
    상기 선택선과 상기 신호선의 교차에 대응하여 설치된 복수의 화소부와,
    상기 복수의 화소부의 일부에 대응하여 설치된 복수의 광 센서부와,
    행 방향에 설치된 복수의 제1 전원선과,
    열 방향에 설치된 복수의 읽어내기선을 구비하고,
    상기 복수의 화소부의 각각은,
    상기 선택선을 통하여 공급되는 선택 신호가 어서트되면, 상기 신호선을 통하여 공급되는 표시 신호를 취득하는 제1 스위칭 소자와,
    상기 제1 스위칭 소자에 의해 취득된 상기 표시 신호에 따른 투과 상태로 되는 액정을 구비하고,
    상기 복수의 화소부의 일부는, 상기 복수의 광 센서부에 입사하는 광의 광량을 조정하고,
    상기 복수의 광 센서부의 각각은,
    수광량에 따른 크기의 전류를 발생하는 광전 변환 소자와,
    일단이 상기 광전 변환 소자에 전기적으로 접속되는 용량 소자와,
    상기 제1 전원선을 통하여 공급되는 리세트 전압으로 상기 용량 소자의 일단을 리세트하는 제2 스위칭 소자와,
    상기 용량 소자의 일단의 전압에 따른 크기의 출력 신호를 생성하는 트랜지스터와,
    상기 트랜지스터와 상기 읽어내기선 사이에 설치된 제3 스위칭 소자를 구비하고,
    상기 제3 스위칭 소자는, 상기 선택선을 통하여 공급되는 상기 선택 신호에 기초하여 온 상태 또는 오프 상태 중 어느 하나로 제어되는
    것을 특징으로 하는 액정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    행 방향에 설치된 복수의 리세트 신호선을 구비하고,
    상기 선택 신호 및 상기 리세트 신호선을 통하여 공급하는 리세트 신호를 어서트한 후, 상기 출력 신호로서 기준 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내고, 상기 리세트 신호를 네게이트하여 소정 시간이 경과한 후, 상기 선택 신호를 어서트하여, 상기 출력 신호로서 계측 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내도록 상기 광 센서부를 제어하는 제어부를 구비하는
    것을 특징으로 하는 액정 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    행 방향에 설치된 복수의 리세트 신호선을 구비하고,
    상기 리세트 신호선을 통하여 공급하는 리세트 신호를 어서트로부터 네게이트로 절환하여, 소정 시간이 경과한 후, 상기 광 센서 선택 신호를 어서트하여, 상기 출력 신호로서 계측 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내고, 상기 선택 신호를 어서트한 후, 상기 출력 신호로서 기준 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내도록 상기 광 센서부를 제어하는 제어부를 구비하는
    것을 특징으로 하는 액정 장치.
  7. 제2항, 제3항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기준 수광 신호와 계측 수광 신호의 차분을, 검출한 수광 신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 화소부의 각각은, 일단이 상기 제1 스위칭 소자와 전기적으로 접속되고, 상기 표시 신호를 유지하는 축적 용량 소자(holding capacitive element)를 구비하고,
    상기 축적 용량 소자의 타단은 상기 제1 전원선과 전기적으로 접속되는
    것을 특징으로 하는 액정 장치.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    행 방향에 설치된 복수의 제2 전원선을 구비하고,
    상기 광전 변환 소자의 타단은 상기 제2 전원선과 전기적으로 접속되고,
    상기 복수의 화소부의 각각은, 일단이 상기 제1 스위칭 소자와 전기적으로 접속되고, 상기 표시 신호를 유지하는 축적 용량 소자를 구비하고,
    상기 축적 용량 소자의 타단은 상기 제2 전원선과 전기적으로 접속되는
    것을 특징으로 하는 액정 장치.
  10. 행 방향에 설치된 복수의 선택선과,
    열 방향에 설치된 복수의 신호선과,
    상기 선택선과 상기 신호선의 교차에 대응하여 설치된 복수의 제1 화소부와,
    K행(K는 자연수)마다 위치한 상기 선택선과 상기 신호선의 교차에 대응하여 설치된 복수의 제2 화소부와,
    상기 복수의 제2 화소부에 대응하여 설치된 복수의 광 센서부와,
    행 방향에 설치된 복수의 제1 전원선과,
    열 방향에 설치된 복수의 읽어내기선을 구비하고,
    상기 복수의 제1 화소부 및 제2 화소부의 각각은,
    상기 선택선을 통하여 공급되는 선택 신호가 어서트되면, 상기 신호선을 통하여 공급되는 표시 신호를 취득하는 제1 스위칭 소자와,
    상기 제1 스위칭 소자에 의해 취득된 상기 표시 신호에 따른 투과 상태로 되는 액정을 구비하고,
    상기 복수의 제2 화소부는, 상기 복수의 광 센서부에 입사하는 광의 광량을 조정하고,
    상기 복수의 광 센서부의 각각은,
    수광량에 따른 크기의 전류를 발생하는 광전 변환 소자와,
    상기 제1 전원선을 통하여 공급되는 리세트 전압으로 상기 광전 변환 소자의 한쪽의 단자를 리세트하는 제2 스위칭 소자와,
    상기 광전 변환 소자의 한쪽의 단자의 전압에 따른 크기의 출력 신호를 상기 읽어내기선에 출력하는 읽어내기부를 구비하고,
    상기 제2 스위칭 소자는, 상기 K행마다 위치한 선택선을 통하여 공급되는 상기 선택 신호에 기초하여 온 상태 또는 오프 상태 중 어느 하나로 제어되는
    것을 특징으로 하는 액정 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    K는 1이고,
    상기 제2 스위칭 소자는, 연속하는 2행의 선택선 중 어느 한쪽의 행의 선택선을 통하여 공급되는 상기 선택 신호에 기초하여 온 상태 또는 오프 상태 중 어느 하나로 제어되는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 읽어내기부는,
    상기 광전 변환 소자의 한쪽의 단자의 전압에 따른 크기의 출력 전류를 생성하는 증폭 트랜지스터와,
    상기 증폭 트랜지스터와 상기 읽어내기선 사이에 설치되고, 상기 선택선에 공급되는 광 센서 선택 신호가 어서트되면 온하는 스위칭 수단을 구비하고,
    상기 한쪽의 행의 선택선을 통하여 공급되는 선택 신호를 어서트한 후, 상기 출력 전류로서 기준 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내고, 상기 한쪽의 행의 선택선을 통하여 공급되는 선택 신호를 네게이트하여 소정 시간이 경과한 후, 상기 출력 전류로서 계측 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내도록 상기 광 센서부를 제어하는 제어부를 구비하는
    것을 특징으로 하는 액정 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 스위칭 수단은,
    상기 증폭 트랜지스터와 상기 읽어내기선 사이에 설치되고, 연속하는 행 중 한쪽의 행의 선택선을 통하여 공급되는 선택 신호에 의해 온 상태와 오프 상태 중 어느 한쪽으로 제어되는 제3 스위칭 소자와,
    상기 증폭 트랜지스터와 상기 읽어내기선 사이에 설치되고, 연속하는 행 중 다른 쪽의 행의 선택선을 통하여 공급되는 선택 신호에 의해 온 상태와 오프 상태 중 어느 한쪽으로 제어되는 제4 스위칭 소자
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 한쪽의 행의 선택선은, 상기 연속하는 선택선 중, 공급되는 선택 신호가 먼저 어서트되는 선택선이고,
    상기 제어부는, 상기 연속하는 선택선 중, 다른 쪽의 행의 선택선을 통하여 공급되는 선택 신호를 나중에 어서트하여, 상기 출력 전류로서 계측 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내도록 상기 제4 스위칭 소자를 제어하는
    것을 특징으로 하는 액정 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 한쪽의 행의 선택선은, 상기 연속하는 선택선 중, 공급되는 선택 신호가 나중에 어서트되는 선택선이고,
    상기 제어부는, 상기 연속하는 선택선 중, 다른 쪽의 행의 선택선을 통하여 공급되는 선택 신호를 상기 한쪽의 행의 선택선에 공급하는 선택 신호를 어서트하고나서 1프레임 기간이 경과한 후에 어서트하여, 상기 출력 전류로서 계측 수광 신호를 상기 읽어내기선에 읽어내도록 상기 제3 스위칭 소자를 제어하는
    것을 특징으로 하는 액정 장치.
  16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광전 변환 소자와 직렬로 역류 방지의 다이오드를 접속한 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  17. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기준 수광 신호와 상기 계측 수광 신호의 차분을, 검출한 수광 신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  18. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 화소부의 각각은, 일단이 상기 제1 스위칭 소자와 전기적으로 접속되고, 상기 표시 신호를 유지하는 축적 용량 소자를 구비하고,
    상기 한쪽의 행의 상기 제1 화소부에 포함되는 상기 축적 용량 소자의 타단은, 상기 제1 전원선에 접속되는
    것을 특징으로 하는 액정 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 다른 쪽의 행의 각각에 설치된 복수의 제2 전원선을 구비하고,
    상기 광전 변환 소자의 다른 쪽의 단자는, 상기 다른 쪽의 행의 상기 제2 전원선과 전기적으로 접속되며,
    상기 제2 전원선이 공급하는 전위는, 상기 제1 전원선이 공급하는 리세트 전압의 전위보다도 낮은
    것을 특징으로 하는 액정 장치.
  20. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    일단이 상기 광전 변환 소자의 한쪽의 단자에 접속되는 용량 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
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