KR20090113795A - 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 화소 영역에서 제1 전극 및 제2 전극이 액정층에 전계를 인가함으로써 화상을 표시하는 액정 패널을 포함하며, 상기 액정 패널은 화소 영역에서 액정층을 통해 입사광을 수광면에서 수광하여 수광 데이터를 생성하는 포토 센서 소자를 포함하며, 제1 전극 및 상기 제2 전극 중의 하나 이상이, 화소 영역에서 포토 센서 소자의 수광면에 대응하는 수광면 대응 영역 이외의 영역에 형성되어 있다.

포토 센서, 포토다이오드, 컬러 필터층, 백라이트, 수광 소자

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 액정층을 통하여 입사하는 광을 수광면에서 수광하여 수광 데이터를 생성하는 포토 센서 소자가 액정 패널의 화소 영역에 설치되어 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 한쌍의 기판의 사이에 액정층이 밀봉된 액정 패널을 표시 패널로서 가지고 있다. 액정 패널은 예를 들면 투과형 액정 패널로 형성되며, 액정 패널의 배면에 설치된 백라이트 등의 조명 장치에 의해 출사된 조명광을 변조하여 투과시킨다. 변조된 조명광에 의해 화상이 액정 패널의 정면에 형성된다.

이 액정 패널은 예를 들면 액티브 매트릭스 방식 액정 패널로서 형성되며, 화소 스위칭 소자로서 기능하는 복수의 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)가 화소 영역에 형성되어 있는 TFT 어레이 기판을 갖는다. 이 액정 패널에서는, TFT 어레이 기판에 대면하도록 대향 기판이 배치되어 있고, 그 TFT 어레이 기판 및 대향 기판의 사이에 액정층이 형성되어 있다.

이 액티브 매트릭스 방식의 액정 패널에서는, 화소 스위칭 소자가 화소 전극에 전위를 입력할 때에 화소 전극과 공통 전극 사이에서 발생하는 전계를 액정층에 인가하여, 액정층의 액정 분자의 배향을 변화시킨다. 그 결과, 그 화소를 투과하는 광의 투과율을 제어하여 그 화소를 투과한 광을 변조시켜 화상의 표시를 실시한다.

이러한 액정 패널에서는, TN(Twisted Nematic) 모드, ECB(Electrically Controlled Birefringence) 모드, 수직 배향 모드 등의 표시 모드가 알려져 있다. 또한, 이 외에 가로 전계를 액정층에 인가하는 모드로서, IPS(In-Plane-Switching) 방식, FFS(Fringe Field Switching) 방식 등의 다양한 표시 모드가 알려져 있다. 전술한 바와 같은 이러한 모드는 예를 들면 일본 특허출원 공개번호 2007-226200호 공보에 개시되어 있다.

또한, 상기와 같은 액정 패널에서는, 화소 스위칭 소자로서 기능하는 TFT 등의 반도체 소자 외에, 광을 수광하여 수광 데이터를 얻는 포토 센서 소자가 화소 영역에 내장된 것이 제안되어 있다. 이러한 유형의 액정 패널은 예를 들면 일본 특허출원 공개번호 2006-127212호 공보 및 일본 특허출원 공개번호 2007-128497호 공보에 개시되어 있다.

상기한 액정 패널은 내장된 포토 센서 소자를 위치 센서 소자로서 이용함으로써 사용자 인터페이스로서의 기능을 실현할 수 있다. 그러므로, 이러한 액정 패널은 I/O 터치 패널(Integrated-Optical touch panel)로 불리고 있다.

이 타입의 액정 패널에서는, 액정 패널의 앞면에, 별도로 저항막 방식 또는 정전 용량 방식의 터치 패널을 설치할 필요가 없어진다. 따라서, 장치의 크기 및 두께를 용이하게 감소시킬 수 있다. 또한, 저항막 방식 또는 정전 용량 방식의 터 치 패널을 설치한 경우에는, 그 터치 패널에 의해 화소 영역에서 액정 패널에 투과되는 광이 감소되거나 또는 그 광이 간섭되는 경우가 있으므로, 표시 화상의 품질이 저하되는 경우가 있다. 그러나, 상기한 바와 같이 위치 센서 소자로서 액정 패널에 포토 센서 소자를 내장함으로써, 이 문제점의 발생을 방지할 수 있다.

이 액정 패널에서는, 예를 들면, 액정 패널의 앞면에 접촉하는 사용자의 손가락 또는 터치펜 등의 피검지체로부터 반사된 가시광선이, 위치 센서 소자로서 내장된 포토 센서 소자에 의해 수광된다. 그 후, 그 위치 센서 소자로서 내장된 포토 센서 소자에 의해 얻어진 수광 데이터에 따라 그 피검지체가 접촉된 위치를 특정하고, 그 특정된 위치에 대응하는 조작이 액정 표시 장치 자체 또는 액정 표시 장치를 포함하는 전자 기기에 의해 실시된다.

상기한 바와 같이, 위치 센서 소자로서 내장된 포토 센서 소자를 사용하여 피검지체의 위치를 검출하는 경우에는, 그 포토 센서 소자에 의해 얻어지는 수광 데이터는 외부의 광에 포함되는 가시광선의 영향에 의해 많은 노이즈를 포함하는 경우가 있다. 또한, 화소 영역에서 블랙 표시(black display)를 실시하는 경우에, TFT 어레이 기판에 설치된 포토 센서 소자는 가시광선을 수광하는 것이 곤란하다. 그러므로, 피검지체의 위치를 정확하게 검출하는 것이 곤란한 경우가 있다.

이와 같은 문제점을 개선하기 위해, 가시광선 대신에 적외선 등의 비가시광선을 사용하는 기술이 제안되어 있다. 이러한 유형의 표시 장치는 예를 들면 일본 특허출원 공개번호 2004-318819호 공보 및 일본 특허출원 공개번호 2005-275644호 공보에 개시되어 있다.

전술한 표시 장치에서는, 피검지체로부터 출사되는 적외선 등의 비가시광선이 위치 센서 소자로서 내장된 포토 센서 소자에 의해 수광되어, 수광 데이터를 취득하고, 그 취득한 데이터에 따라 피검지체의 위치를 특정하고 있다.

그러나, 포토 센서 소자에 의해 얻어진 수광 데이터에 노이즈가 포함되어 있기 때문에, 충분히 높은 S/N비의 데이터를 얻는 것이 곤란한 경우가 있다. 예를 들면, 액정층에 전계를 인가하는 전극과 포토 센서 소자 간에 커플링이 발생함으로써, 많은 노이즈가 수광 데이터에 포함되는 경우가 있어, S/N비가 저하되는 경우가 있다. 그러므로, 피검지체의 위치를 정확하게 검출하는 것이 곤란하게 된다.

특히, 표시 모드가 FFS 방식인 경우에서는, TFT 어레이 기판에 화소 전극과 공통 전극의 양자가 형성되어 있고, 그 화소 전극의 하층에 절연막이 형성되고, 그 절연막의 하층에 공통 전극이 형성되어 있다. 그러므로, 공통 전극이 포토 센서 소자의 가까이에 형성되어 있으므로, 공통 전극과 포토 센서 소자 사이에 커플링이 발생하기 쉽고, 상기한 문제점이 표면화되는 경우가 있다.

따라서, 본 발명은 포토 센서 소자에 의해 얻어지는 수광 데이터의 S/N비를 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 화소 영역에서 제1 전극 및 제2 전극이 액정층에 전계를 인가함으로써 화상을 표시하는 액정 패널을 포함하며, 상기 액정 패널은, 상기 화소 영역에서 상기 액정층을 통해 입사 광을 수광면에서 수광하여 수광 데이터를 생성하는 포토 센서 소자를 포함하며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중의 하나 이상이, 상기 화소 영역에서 상기 포토 센서 소자의 수광면에 대응 하는 수광면 대응 영역 이외의 영역에 형성되어 있다.

바람직하게는, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중의 하나 이상이 상기 수광면 대응 영역을 포함하며, 상기 수광면 대응 영역보다 큰 제1 영역에 형성되지 않고, 상기 제1 영역 이외의 영역에 형성되어 있다.

바람직하게는, 상기 액정 패널은, 상기 화소 영역에 형성되어 있고, 상기 포토 센서 소자의 수광면에 입사하는 광 중에서 가시광선보다 비가시광선을 많이 투과하도록 설치되어 있는 필터층을 포함한다.

바람직하게는, 상기 필터층은 상기 제1 영역을 포함하고, 상기 제1 영역보다 큰 제2 영역을 피복하도록 배치되어 있다.

바람직하게는, 상기 필터층은, 상기 비가시광선으로서 적외광선을 투과하도록 형성되어 있다.

바람직하게는, 상기 필터층은, 적색 필터층, 녹색 필터층, 청색 필터층, 황록 필터층, 및 선녹색(emerald green) 필터층 중의 2개 이상이 적층된 컬러 필터 적층체이다.

바람직하게는, 상기 액정 표시 장치는 상기 액정 패널의 한쪽 면에 인접하여 위치된 피검지체의 위치를 검출하는 위치 검출부를 더 포함하며, 상기 화소 영역은, 상기 화소 영역에 배치되는 동시에, 상기 액정 패널의 한쪽 면의 측으로부터 다른쪽 면의 측을 향하는 광을 수광하는 복수의 상기 포토 센서 소자를 포함하며, 상기 위치 검출부는, 상기 복수의 포토 센서 소자에 의해 생성된 수광 데이터에 따라 상기 피검지체의 위치를 검출한다.

바람직하게는, 상기 액정 표시 장치는 상기 액정 패널의 다른 쪽의 면의 측에 조명광을 출사하도록 구성된 조명부를 더 포함하며, 상기 액정 패널은, 상기 조명부로부터 출사된 조명광이 상기 액정 패널의 상기 다른쪽 면의 측으로부터 상기 한쪽 면의 측으로 투과되어, 투과된 광을 이용하여 상기 화소 영역에 화상이 표시되도록 구성되며, 상기 포토 센서 소자는, 상기 조명부로부터 출사되어 상기 액정 패널을 투과한 조명광이 상기 액정 패널의 한쪽 면의 측에 위치된 피검지체에 의해 반사될 때에 반사광을 수광한다.

바람직하게는, 상기 조명부는, 가시광선과 비가시광선을 상기 조명광으로서 출사하도록 구성되어 있다.

바람직하게는, 상기 액정 패널은, 상기 액정 패널의 상기 다른쪽 면의 측에 위치하는 제1 기판과, 상기 액정 패널의 상기 한쪽 면의 측에 위치되고, 상기 액정층을 협지하도록, 상기 제1 기판으로부터 간격을 두고 대면하고 있는 제2 기판을 포함하며, 상기 필터층은 상기 제2 기판에 설치되어 있다.

바람직하게는, 상기 액정층은, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 서로 대면하는 면을 따라 수평 방향으로 액정 분자가 배향되고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, 상기 제1 기판에 형성되어 있고, 상기 액정층에 가로 전계(transverse electric field)를 인가한다.

바람직하게는, 상기 액정 패널은, 상기 화소가 상기 화소 영역에 복수개 배치되어 있고, 상기 화소를 구동하는 화소 스위칭 소자가 상기 화소 영역에서 상기 복수의 화소에 대응하도록 상기 제1 기판에 복수개 형성되어 있고, 상기 제1 전극 은 상기 화소 스위칭 소자에 접속된 화소 전극이며, 상기 복수의 화소의 각각에 대응하도록 상기 화소 영역에 형성되어 있고, 상기 제2 전극은 상기 복수의 제1 전극에 공통되는 공통 전극으로서, 상기 화소 영역에 설치되어 있다.

바람직하게는, 상기 제1 기판은, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 개재하도록 설치된 절연막을 포함하며, 상기 제2 전극은, 상기 화소 영역에서 상기 제1 영역 이외의 영역을 피복하도록 형성되고, 상기 제1 영역에는 형성되어 있지 않으며, 상기 절연막은, 상기 제2 전극보다 상기 액정층에 인접하여 형성되어 있고, 상기 제1 전극은, 상기 절연막보다 상기 액정층에 인접한 상기 화소 영역에서의 상기 제1 영역 이외의 영역에 형성되고, 상기 제1 영역에 형성되어 있지 않다.

바람직하게는, 상기 제1 전극은 상기 제1 기판에 형성되어 있고, 상기 제2 전극은 상기 제2 기판에 설치되어 있다.

바람직하게는, 상기 액정 패널은, 상기 화소가 상기 화소 영역에 복수개 배치되어 있고, 상기 화소를 구동하는 화소 스위칭 소자가 상기 화소 영역에서 상기 복수의 화소에 대응하도록 상기 제1 기판에 복수개 형성되어 있고, 상기 제1 전극은, 상기 화소 스위칭 소자에 접속된 화소 전극이며, 상기 복수의 화소의 각각에 대응하도록 상기 화소 영역에 형성되어 있고, 상기 제2 전극은, 상기 복수의 전극에 공통되는 공통 전극으로서, 상기 화소 영역에 설치되어 있다.

본 발명의 액정 표시 장치에서는, 액정층에 전계를 인가하는 제1 및 제2 전극 중의 적어도 한쪽이, 화소 영역에서 포토 센서 소자의 수광면에 대응하는 수광면 대응 영역 이외의 영역에 형성되어 있고, 수광면 대응 영역에 형성되어 있지 않 다. 그러므로, 제1 및 제2 전극 중 적어도 한쪽과 포토 센서 소자 사이에 전기적인 커플링이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 의하면, 포토 센서 소자에 의해 얻어지는 수광 데이터의 S/N비를 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

상기한 본 발명의 특징 및 장점과 기타 다른 특징 및 장점은 유사 구성요소 또는 부분에 유사한 도면부호가 부여되어 있는 첨부 도면을 참조한 이하의 상세한 설명 및 첨부된 청구범위로부터 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 실시예의 일례에 대하여 설명한다.

<제1 실시예＞

(액정 표시 장치의 구성)

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)의 구성을 나타낸 단면도이다.

본 실시예의 액정 표시 장치(100)는 도 1에 나타낸 바와 같이 액정 패널(200), 백라이트(300) 및 데이터 처리부(400)를 갖는다. 각 부에 대하여 이하에 차례로 설명한다.

액정 패널(200)은 액티브 매트릭스 방식이며, TFT 어레이 기판(201), 대향 기판(202) 및 액정층(203)을 갖는다.

이 액정 패널(200)에서는, TFT 어레이 기판(201)과 대향 기판(202)이 서로 간격을 두고 서로 대면하고 있다. 그리고, TFT 어레이 기판(201)과 대향 기판(202) 사이에 협지되도록 액정층(203)이 설치되어 있다.

그리고, 액정 패널(200)은 도 1에 나타낸 바와 같이 TFT 어레이 기판(201)에 인접하여 백라이트(300)가 배치되어 있다. 액정 패널(200)은, TFT 어레이 기판(201)에서 대향 기판(202)에 대면하고 있는 면과는 반대측의 면에, 백라이트(300)로부터 출사된 조명광이 조사된다.

이 액정 패널(200)은, 복수의 화소(도시하지 않음)가 배치되어 화상을 표시하는 화소 영역 PA를 포함한다. 그리고, 액정 패널(200)은 배면측에 설치된 백라이트(300)로부터 출사된 조명광 R을 제1 편광판(206)을 통하여 배면으로부터 수광하여, 그 배면으로부터 수광된 조명광 R을 화소 영역 PA에서 변조한다.

TFT 어레이 기판(201)은 화소에 대응하도록 복수의 화상 표시 소자(도시하지 않음)가 형성되어 있고, 그 화상 표시 소자를 구성하는 화소 스위칭 소자(도시하지 않음)가 화소의 스위칭을 제어함으로써 액정 패널(200)의 배면에서 수광된 조명광을 변조한다. 그리고, 그 변조된 조명광 R이 제2 편광판(207)을 통하여 정면측에 출사되고, 화소 영역 PA에서 화상이 표시된다. 즉, 본 실시예의 액정 패널(200)은 투과형으로서, 액정 패널(200)의 정면측에 컬러 화상을 표시한다.

본 실시예에서, 액정 표시 장치(100)는 노멀리 블랙 방식(normally black type)으로 되도록 각 부가 구성되어 있다. 구체적으로, 액정 패널(200)은, 액정층(203)에 전압을 가하지 않을 시에는 액정층(203)의 광투과율이 저하되어 액정 패널(200)이 블랙 표시를 수행하게 되지만, 액정층(203)에 전압을 가할 시에는 광투 과율이 증가하도록, 각 부가 구성되어 있다.

또한, 상세한 것에 대하여는 후술하지만, 이 액정 패널(200)은, 액정 패널(200)에서 백라이트(300)가 설치된 배면에 대하여 반대측이 되는 정면에, 사용자의 손가락 또는 터치펜 등의 피검지체 F가 접촉되거나 인접하여 위치된다. 그리고, 액정 패널(200)은, 그 피검지체 F에 의해 반사되는 반사광 H를 수광하여 수광 데이터를 생성하는 포토 센서 소자(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 예를 들면, 포토다이오드(도시하지 않음)를 포함하도록 이 포토 센서 소자가 형성되어 있고, 액정 패널(200)의 정면 측에서 손가락 등의 피검지체 F가 반사하는 반사광 H를 포토다이오드가 수광면에서 수광한다. 즉, 포토다이오드는 대향 기판(202)측으로부터 TFT 어레이 기판(201)측으로 향하는 반사광 H를 수광한다. 그리고, 포토 센서 소자는 포토다이오드를 광전 변환하여 수광 데이터를 생성한다.

백라이트(300)는 액정 패널(200)의 배면에 대면하고 있고, 액정 패널(200)의 화소 영역 PA에 조명광 R을 출사한다.

구체적으로, 백라이트(300)는, 액정 패널(200)을 구성하는 TFT 어레이 기판(201)과 대향 기판(202) 사이에서 TFT 어레이 기판(201)에 인접하여 위치되도록 배치되어 있다. 그리고, 백라이트(300)는 대향 기판(202)에 대면하고 있는 면에서 떨어져 있는 TFT 어레이 기판(201)의 면을 향해 조명광 R을 조사한다. 즉, 백라이트(300)는, TFT 어레이 기판(201)측으로부터 대향 기판(202)측을 향하도록 조명광 R을 조명한다.

데이터 처리부(400)는 제어부(401)와 위치 검출부(402)를 포함한다. 데이터 처리부(400)는 프로그램에 따라 여러 요소로서 동작하는 컴퓨터를 포함한다.

데이터 처리부(400)의 제어부(401)는, 액정 패널(200)과 백라이트(300)의 동작을 제어하도록 구성되어 있다. 제어부(401)는 외부로부터 공급되는 구동 신호에 따라 액정 패널(200)에 제어 신호를 공급함으로써 액정 패널(200)에 설치된 화소 스위칭 소자(도시하지 않음)의 동작을 제어한다. 예를 들면, 제어부(401)는 액정 패널(200)이 라인 순차 구동을 실행하도록 한다. 또한, 제어부(401)는 외부로부터 공급되는 구동 신호에 따라 백라이트(300)에 제어 신호를 공급함으로써 백라이트(300)의 동작을 제어하여, 백라이트(300)가 조명광 R을 조사하도록 한다. 이와 같이, 제어부(401)는 액정 패널(200)과 백라이트(300)의 동작을 제어함으로써 액정 패널(200)의 화소 영역 PA에 화상을 표시한다.

또한, 제어부(401)는 외부로부터 공급되는 구동 신호에 따라 액정 패널(200)에 제어 신호를 공급하고, 위치 센서 소자로서 설치된 포토 센서 소자(도시하지 않음)의 동작을 제어하여, 그 포토 센서 소자로부터 수광 데이터를 수집한다. 예를 들면, 제어부(401)는 라인 순차 구동을 실행시켜 수광 데이터를 수집한다.

데이터 처리부(400)의 위치 검출부(402)는, 액정 패널(200)의 정면측에서 화소 영역 PA에 사용자의 손가락 또는 터치펜 등의 피검지체가 접촉되거나 근접되는 위치를 검출한다. 여기서, 위치 검출부(402)는 액정 패널(200)에 설치된 포토 센서 소자(도시하지 않음)로부터 수집한 수광 데이터에 따라 그 위치를 검출한다. 예를 들면, 수광 데이터의 신호 강도가 기준값보다 큰 좌표 위치가, 피검지체 F가 화소 영역 PA에서 액정 패널(200)에 접촉하는 좌표 위치로서 검출된다.

(액정 패널의 구성)

액정 패널(200)의 전체 구성에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 패널(200)을 나타낸 평면도이다. 또한, 도 3a와 도 3b는 각각 액정 패널(200)의 화소 영역 PA에 형성된 화소의 화상 표시 소자(30a)와 포토 센서 소자(30b)를 나타낸 회로도이다.

액정 패널(200)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 화소 영역 PA와 주변 영역 CA를 갖는다.

액정 패널(200)의 화소 영역 PA에는, 도 2에 나타낸 바와 같은 방식으로 복수의 화소 P가 화소 영역 PA의 면에 배치되어 있다. 구체적으로, 화소 영역 PA에는, 복수의 화소 P가, x 방향과 x 방향에 수직인 y 방향의 각각에, 매트릭스형으로 배치되어 화상을 형성한다. 그리고, 도 3a 및 도 3b에 나타낸 바와 같이, 이 화소 P는 화상 표시 소자(30a)와 포토 센서 소자(30b)를 포함한다.

액정 패널(200)의 주변 영역 CA는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 화소 영역 PA의 주변을 둘러싸도록 위치하고 있다. 이 주변 영역 CA에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 표시용 수직 구동 회로(11), 표시용 수평 구동 회로(12), 센서용 수직 구동 회로(13), 및 센서용 수평 구동 회로(14)가 형성되어 있다. 상기한 화상 표시 소자(30a) 및 포토 센서 소자(30b)와 마찬가지로 하여 형성된 반도체 소자에 의해, 이들 회로의 각각이 구성되어 있다.

그리고, 화소 영역 PA에서 화소 P에 대응하도록 설치된 화상 표시 소자(30a)는, 표시용 수직 구동 회로(11) 및 표시용 수평 구동 회로(12)에 의해 구동되어 화 상 표시를 실행한다. 이와 동시에, 화소 영역 PA에서 화소 P에 대응하도록 설치된 포토 센서 소자(30b)는, 센서용 수직 구동 회로(13)와 센서용 수평 구동 회로(14)에 의해 구동되어 수광 데이터를 수집한다.

표시용 수직 구동 회로(11)는 도 2에 나타낸 바와 같이 주변 영역 CA에 설치되어 있다. 표시용 수직 구동 회로(11)는 도 3a에 나타낸 바와 같이 x 방향으로 연장되어 있는 게이트 라인 G1에 전기적으로 접속되어 있다. 여기서, 표시용 수직 구동 회로(11)는 y 방향으로 정렬된 복수의 게이트 라인 G1의 각각에 접속되어 있다. 그리고, 표시용 수직 구동 회로(11)는, 공급되는 제어 신호에 따라, y 방향으로 정렬된 게이트 라인 G1에 차례로 선택 펄스를 공급한다.

표시용 수평 구동 회로(12)는 도 2에 나타낸 바와 같은 방식으로 주변 영역 CA에 설치되어 있다. 표시용 수평 구동 회로(12)는 도 3a에 나타낸 바와 같이 y 방향으로 연장되는 제1 데이터 라인 S1에 전기적으로 접속되어 있다. 여기서, 표시용 수평 구동 회로(12)는 x 방향으로 정렬된 복수의 제1 데이터 라인 S1에 전기 접속되어 있다. 그리고, 표시용 수평 구동 회로(12)는, 공급되는 제어 신호에 기초하여 x 방향으로 정렬된 제1 데이터 라인 S1의 각각에 차례로 영상 신호를 공급한다.

센서용 수직 구동 회로(13)는 도 2에 나타낸 바와 같이 주변 영역 CA에 설치되어 있다. 센서용 수직 구동 회로(13)는, 도 3b에 나타낸 바와 같이, x 방향으로 연장하는 판독 라인(Read)에 전기적으로 접속되어 있다. 여기서, 센서용 수직 구동 회로(13)는 y 방향으로 정렬된 복수의 판독 라인(Read)에 전기 접속되어 있다. 그리고, 센서용 수직 구동 회로(13)는, 공급되는 제어 신호에 따라, y 방향으로 정렬된 판독 라인(Read)에 차례로 선택 펄스를 공급한다.

센서용 수평 구동 회로(14)는 도 2에 나타낸 바와 같이 주변 영역 CA에 설치되어 있다. 센서용 수평 구동 회로(14)는, 도 3b에 나타낸 바와 같이, y 방향으로 연장하는 제2 데이터 라인 S2에 전기적으로 접속되어 있다. 여기서, 센서용 수평 구동 회로(14)는 x 방향으로 정렬된 복수의 제2 데이터 라인 S2에 전기 접속되어 있다. 그리고, 센서용 수평 구동 회로(14)는, 공급되는 제어 신호에 따라 포토 센서 소자(30b)로부터 출력되는 수광 데이터를, x 방향으로 정렬된 제2 데이터 라인 S2을 통해 차례로 판독한다.

화상 표시 소자(30a)는 도 3a에 나타낸 바와 같이 화소 스위칭 소자(31)와 보조 용량 소자 Cs를 포함한다.

이 화상 표시 소자(30a)에서, 화소 스위칭 소자(31)와 보조 용량 소자 Cs는, 도 3a에 나타낸 바와 같이, y 방향으로 연장하는 제1 데이터 라인 S1과 x 방향으로 연장하는 게이트 라인 G1의 교점 부근에 설치되어 있다.

여기서, 화소 스위칭 소자(31)는 예를 들면 박막 트랜지스터로서, 게이트 전극이 게이트 라인 G1에 접속되고, 소스 전극이 제1 데이터 라인 S1에 접속되고, 드레인 전극이 보조 용량 소자 Cs 및 액정층(203)에 접속되어 있다.

또한, 보조 용량 소자 Cs는 도 3에 나타낸 바와 같이 커패시터로서, 한쪽의 전극에 공통 전위 Vcom가 인가되고 있고, 다른 쪽의 전극에 화소 스위칭 소자(31)의 드레인 전극이 접속되어 있다.

이 화상 표시 소자(30a)에서, 제어부(401)로부터 공급된 제어 신호에 따라 표시용 수직 구동 회로(11) 및 표시용 수평 구동 회로(12)에 의해 화소 스위칭 소자(31)가 라인 차례대로 구동되고, 화상 표시를 행한다.

구체적으로, 도 2 및 도 3a를 참조하면, 선택 펄스가 표시용 수직 구동 회로(11)로부터 게이트 라인 G1을 통해 화소 스위칭 소자(31)의 게이트에 공급되어, 화소 스위칭 소자(31)를 온 상태로 한다. 그리고, 이때, 표시용 수평 구동 회로(12)로부터 제1 데이터 라인 S1에 영상 신호가 공급되므로, 화소 스위칭 소자(31)가 영상 신호를 액정층(203)에 기입한다. 이로써, 그 영상 신호에 대응하는 전위가 화소 전극(62a)에 인가되므로, 액정층(203)에 전압이 인가되어 화상 표시가 실행된다.

포토 센서 소자(30b)는, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 수광 소자(32), 리셋 트랜지스터(33), 증폭 트랜지스터(35) 및 선택 트랜지스터(36)를 포함한다.

여기서, 수광 소자(32)는 포토다이오드이며, 컨트롤 전극(43), 애노드 전극(51) 및 캐소드 전극(52)을 포함한다. 컨트롤 전극(43)은 전원 전압 라인 HD에 접속되어 있고, 전원 전압 VDD가 공급된다. 또한, 애노드 전극(51)은 플로팅 디퓨전 FD에 접속되어 있다. 또한, 캐소드 전극(52)은 전원 전압 라인 HD에 접속되어 있고, 전원 전압 VDD가 공급된다.

리셋 트랜지스터(33)는 한쪽의 단자가 기준 전압 라인 HS에 접속되고, 기준 전압 VSS가 공급된다. 또한, 리셋 트랜지스터(33)는 다른 쪽의 단자가 플로팅 디퓨전 FD에 접속되어 있다. 한편, 리셋 트랜지스터(33)는 게이트 전극이 리셋 신호 라인 HR에 접속되어, 리셋 신호가 리셋 신호 라인 HR에 접속될 때, 리셋 트랜지스터(33)가 플로팅 디퓨전 FD의 전위를 리셋하도록 구성되어 있다.

증폭 트랜지스터(35)는 한쪽의 단자가 전원 전압 라인 HD에 접속되어 있고, 전원 전압 VDD가 공급된다. 그리고, 증폭 트랜지스터(35)는 다른 쪽의 단자가 선택 트랜지스터(36)에 접속되어 있다. 한편, 증폭 트랜지스터(35)는 게이트 전극이 플로팅 디퓨전 FD에 접속되어 있다.

또한, 선택 트랜지스터(36)는 한쪽의 단자가 증폭 트랜지스터(35)에 접속되고, 다른 쪽의 단자가 제2 데이터 라인 S2에 접속되어 있다. 또한, 선택 트랜지스터(36)는 게이트 전극이 판독 라인 HRe에 접속되어 있고, 판독 신호(Read)가 공급된다. 선택 트랜지스터(36)는 게이트 전극에 판독 신호가 공급되면 온 상태로 되어, 증폭 트랜지스터(35)에 의해 증폭된 수광 데이터를, 제2 데이터 라인 S2에 출력하도록 구성되어 있다.

또한, 여기서, 플로팅 디퓨전 FD와 기준 전압 VSS가 공급되는 기준 전압 라인 HS 사이에서 정전 용량(34)이 발생하고, 정전 용량(34)에 축적되는 전하량에 따라 플로팅 디퓨전 FD의 전압이 변화하도록 구성되어 있다.

이 포토 센서 소자(30b)는 센서용 수직 구동 회로(13) 및 센서용 수평 구동 회로(14)에 의해 구동되어 수광 데이터를 생성하고, 그 생성한 수광 데이터가 판독된다. 여기서, 예를 들면, 센서용 수직 구동 회로(13)가 리셋 신호 라인 HR을 통해 리셋 신호(Reset)를 공급한다. 그 후, 수광 소자(32)가 광을 수광하여 광전 변환함으로써 발생된 전하에 응답하여 플로팅 디퓨전 FD에서 변동하는 전위가, 증폭 트랜지스터(35)에 의해 증폭된다. 그리고, 센서용 수평 구동 회로(14)가 판독 신호를 선택 트랜지스터(36)의 게이트에 공급하고, 센서용 수평 구동 회로(14)가 제2 데이터 라인 S2를 통해 그 전위를 수광 데이터로서 판독한다. 그리고, 그 수광 데이터가 위치 검출부(402)에 출력된다.

(액정 패널의 화소 영역의 구성)

도 4는 본 발명에 따른 제1 실시예에서의 액정 패널(200)의 화소 영역 PA에 설치된 화소 P의 주요부를 모식적으로 나타낸 단면도이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 액정 패널(200)은, TFT 어레이 기판(201), 대향 기판(202) 및 액정층(203)을 갖는다.

이 액정 패널(200)에서, 도 4에 나타낸 바와 같이, TFT 어레이 기판(201)과 대향 기판(202)이 서로 간격을 두고 서로 합쳐지고 있고, TFT 어레이 기판(201)과 대향 기판(202) 사이의 간격에 액정층(203)이 설치되어 있다. 예를 들면, TFT 어레이 기판(201)과 대향 기판(202) 사이에 스페이서(도시하지 않음)를 개재시켜 간격이 형성되어, TFT 어레이 기판(201)과 대향 기판(202)이 서로 대향 관계로 서로 이격되어 있다. TFT 어레이 기판(201)과 대향 기판(202)은 시일재(도시하지 않음)를 사용하여 접합되어 있다.

그리고, 본 실시예에서, 액정 패널(200)은 FFS 방식의 표시 모드에 대응하도록 구성되어 있다.

액정 패널(200)에서, TFT 어레이 기판(201)은 광을 투과하는 절연재의 기판이며, 예를 들면 유리에 의해 형성되어 있다. 그리고, TFT 어레이 기판(201)에서 대향 기판(202)에 대면하는 측의 면에는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 수광 소자(32), 화소 전극(62a), 공통 전극(62b), 제1 데이터 라인 S1, 제2 데이터 라인 S2, 전원 전압 라인 HD 및 기준 전압 라인 HS가 형성되어 있다. 또한, 도 4에 도시하지는 않았지만, 전술한 부재에는 화소 스위칭 소자(31), 게이트 라인 G1, 리셋 트랜지스터(33), 증폭 트랜지스터(35), 선택 트랜지스터(36), 리셋 신호 라인 HR 및 판독 라인 HRe가 또한 설치되어 있다.

액정 패널(200)에서, 대향 기판(202)은 TFT 어레이 기판(201)와 마찬가지로 광을 투과시키는 절연체의 기판이며, 예를 들면 유리에 의해 형성되어 있다. 그리고, 대향 기판(202)은 도 4에 나타낸 바와 같이 TFT 어레이 기판(201)에 대하여 간격을 두고 대면하고 있다. 그리고, 대향 기판(202)에서 TFT 어레이 기판(201)에 대면하는 측의 면에는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 컬러 필터층(21)과 가시광선 컷 필터층(21S)이 형성되어 있다. 컬러 필터층(21)은 적색 필터층(21R), 녹색 필터층(21G) 및 청색 필터층(21B)을 포함하고, 적색, 녹색 및 청색의 3원색을 1세트로 하여 구성되어 있다.

액정 패널(200)에서, 액정층(203)은 도 4에 나타낸 바와 같이 TFT 어레이 기판(201)과 대향 기판(202) 사이에서 협지되어 있다. 그리고, 액정층(203)은 TFT 어레이 기판(201) 및 대향 기판(202)에서 서로 대면하는 면의 각각에 형성된 액정 배향막(도시하지 않음)에 의해 배향되어 있다. 본 실시예에서, 액정층(203)은 액정 분자가 수평으로 배향되어 있다. 즉, 액정층(203)은 액정 분자의 길이 방향이 TFT 어레이 기판(201)과 대향 기판(202)이 서로 대면하는 xy면의 방향으로 연장하 도록 배향되어 있다.

이 액정 패널(200)에서, TFT 어레이 기판(201)과 대향 기판(202)이 서로 대면하는 면에서, 화소 P가 표시 영역 TA와 센서 영역 RA에 구획되어 있다.

액정 패널(200)의 표시 영역 TA에, 도 4에 나타낸 바와 같이, 컬러 필터층(21), 화소 스위칭 소자(31)(도 5), 화소 전극(62a), 공통 전극(62b) 및 제1 데이터 라인 S1이 형성되어 있다.

도 5는 본 발명에 따른 제1 실시예에서 표시 영역 TA의 주요부를 나타낸 평면도이다. 도 5에서는, 범례에 나타낸 바와 같이, 각 부재를 구성하는 재료에 따라 상이한 해칭으로 나타내고 있는 동시에, 각 부재를 전기적으로 접속하는 컨택트의 위치를 나타내고 있다. 그리고, 도 5에서는, 도 4에 나타낸 화소 P에서 적색 필터층(21R)에 대응하는 도트 영역이 나타내어져 있지만, 그 외의 녹색 필터층(21G)과 청색 필터층(21B)에 대응하는 도트 영역의 각각에 있어서도, 이 적색 필터층(21R)에 대응하는 도트 영역의 경우와 마찬가지로 각 부재가 형성되어 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 표시 영역 TA에서는, 도 4에 나타낸 컬러 필터층(21), 화소 전극(62a), 공통 전극(62b) 및 제1 데이터 라인 S1 외에, 화소 스위칭 소자(31)와 게이트 라인 G1이 형성되어 있다.

이 표시 영역 TA에서, 백라이트(300)로부터 출사된 조명광 R이 TFT 어레이 기판(201)측으로부터 대향 기판(202)측으로 투과되어 화상 표시가 행해진다.

여기서, 제1 데이터 라인 S1과 게이트 라인 G1의 각 배선은 알루미늄 등의 금속 재료에 의해 형성되고, 광을 차광하도록 구성되어 있다. 그러므로, 표시 영 역 TA에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 그 각 배선에 의해 규정된 광투과 영역 HA를 조명광 R가 투과하고, 화상 표시가 실시된다.

본 실시예에서는, 전술한 바와 같이, 액정 패널(200)은 표시 모드가 FFS 방식의 것이므로, 화소 전극(62a)과 공통 전극(62b)의 각각에서부터 액정층(203)으로 가로 전계가 인가되어 화상을 표시한다.

한편, 액정 패널(200)의 센서 영역 RA에는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 가시광선 컷 필터층(21S), 수광 소자(32), 제2 데이터 라인 S2, 전원 전압 라인 HD, 기준 전압 라인 HS가 형성되어 있다.

도 6은 본 발명에 따른 제1 실시예에서 센서 영역 RA의 주요부를 나타낸 평면도이다. 도 6에서는, 범례에 나타낸 바와 같이, 각 부재를 구성하는 재료에 따라 상이한 해칭으로 나타내고 있는 동시에, 각 부재를 전기적으로 접속하는 컨택트의 위치를 나타내고 있다. 또한, 가시광선 컷 필터층(21S)을 일점 쇄선으로 나타내고 있다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 센서 영역 RA에는, 도 4에 나타낸 가시광선 컷 필터층(21S), 수광 소자(32), 제2 데이터 라인 S2, 전원 전압 라인 HD 및 기준 전압 라인 HS 외에, 리셋 트랜지스터(33), 증폭 트랜지스터(35), 선택 트랜지스터(36), 리셋 신호 라인 HR 및 판독 라인 HRe가 형성되어 있다.

이 센서 영역 RA에서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 액정 패널(200)의 정면측에서 피검지체 F에 의해 반사된 반사광 H가 수광 소자(32)에 의해 수광되어, 수광 데이터를 생성한다.

여기서, 제2 데이터 라인 S2, 전원 전압 라인 HD, 기준 전압 라인 HS, 리셋 신호 라인 HR, 및 판독 라인 HRe의 각각의 라인이 금속 재료에 의해 형성되고, 광을 차광하도록 구성되어 있다. 그러므로, 센서 영역 RA에는, 도 4 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 그 각각의 라인에 의해 규정된 수광 영역 SA에서 반사광 H가 수광 소자(32)의 수광면 JSa에 입사된다. 따라서, 그 수광 영역 SA에서, 가시광선 컷 필터층(21S)을 통하여 입사하는 반사광 H가 수광 소자(32)의 수광면 JSa에 의해 수광되어, 수광 데이터를 생성한다.

TFT 어레이 기판(201)에 설치된 각 부에 대하여 차례로 설명한다.

TFT 어레이 기판(201)에서, 화소 스위칭 소자(31)는 도 5에 나타낸 바와 같이 액정 패널(200)의 표시 영역 TA에 형성되어 있다. 화소 스위칭 소자(31)는, 도 4에 나타내고 있지 않지만, 도 4에 도시된 수광 소자(32)와 마찬가지로, TFT 어레이 기판(201)에서 대향 기판(202)에 대면하는 면에 형성되어 있다.

여기서, 화소 스위칭 소자(31)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 화소 P에서 컬러 필터층(21)을 구성하는 적색 필터층(21R), 녹색 필터층(21G) 및 청색 필터층(21B)의 각각에 대응하도록 설치되어 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에서의 화소 스위칭 소자(31)를 나타낸 단면도이다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 화소 스위칭 소자(31)는 게이트 전극(45), 게이트 절연막(46g), 반도체층(48)을 포함하고, LDD(Lightly Doped Drain) 구조의 보텀 게이트형 TFT로서 형성되어 있다.

구체적으로는, 화소 스위칭 소자(31)의 게이트 전극(45)은 예를 들면 몰리브 덴 등의 금속 재료를 사용하여 형성되어 있다. 여기서, 도 7에 나타낸 바와 같이, 게이트 전극(45)은 TFT 어레이 기판(201)의 면에서 게이트 절연막(46g)을 통해 반도체층(48)의 채널 영역(48C)에 대면하도록 설치되어 있다.

한편, 화소 스위칭 소자(31)의 게이트 절연막(46g)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등의 절연 재료를 사용하여 형성되어 있다. 여기서, 게이트 절연막(46g)은 도 7에 나타낸 바와 같이 게이트 전극(45)을 피복하도록 형성되어 있다.

또한, 화소 스위칭 소자(31)의 반도체층(48)은 예를 들면 다결정 실리콘으로 형성되어 있다. 반도체층(48)에서, 도 7에 나타낸 바와 같이, 게이트 전극(45)에 대응하도록 채널 영역(48C)이 형성되는 동시에, 그 채널 영역(48C)을 협지하도록 한 쌍의 소스-드레인 영역(48A, 48B)이 형성되어 있다. 이 한 쌍의 소스-드레인 영역(48A, 48B)에는 채널 영역(48C)을 협지하도록 한 쌍의 저농도 불순물 영역(48AL, 48BL)이 형성되고, 또한 저농도 불순물 영역(48AL, 48BL)보다 불순물의 농도가 높은 한 쌍의 고농도 불순물 영역(48AH, 48BH)이 그 한 쌍의 저농도 불순물 영역(48AL, 48BL)을 협지하도록 형성되어 있다. 그리고, 도 7에 나타낸 바와 같이, 반도체층(48)은 층간 절연막 Sz에 의해 피복되어 있다. 예를 들면, 층간 절연막 Sz은 실리콘 질화막, 실리콘 산화막 등에 의해 형성되어 있다.

그리고, 화소 스위칭 소자(31)의 소스 전극(53) 및 드레인 전극(54)은 알루미늄 등의 도전 재료를 사용하여 형성되어 있다. 여기서, 소스 전극(53)과 드레인 전극(54)의 각각은, 층간 절연막 Sz를 관통하도록 컨택트 홀이 형성된 후에, 그 컨택트 홀에 도전 재료를 매립하고, 패터닝함으로써 형성된다. 구체적으로, 소스 전 극(53)은 한 쪽의 소스-드레인 영역(48A)에 전기적으로 접속하도록 형성되어 있고, 드레인 전극(54)은 다른 쪽의 소스-드레인 영역(48B)에 전기적으로 접속하도록 설치되어 있다.

TFT 어레이 기판(201)에서, 수광 소자(32)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, TFT 어레이 기판(201)에서 대향 기판(202)에 대면하는 측의 면에 형성되어 있다.

여기서, 수광 소자(32)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 센서 영역 RA에서 수광 영역 SA에 대응하도록 형성되어 있고, 수광 영역 SA에서 대향 기판(202)측으로부터 TFT 어레이 기판(201)측으로 향하는 광을 액정층(203)을 통하여 수광한다. 그리고나서, 수광 소자(32)는 그 수광 영역 SA로부터 입사되는 광을 수광하여 광전 변환함으로써 수광 데이터를 생성하고, 생성된 수광 데이터가 판독된다.

본 실시예에서, 수광 소자(32)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 백라이트(300)로부터 출사되는 조명광 R가 피검지체 F에 의해 액정 패널(200)의 정면측으로부터 배면측으로 반사된 반사광 H를 수광함으로써, 수광 데이터를 생성한다. 예를 들면, 수광 소자(32)는 액정층(203)을 통하여 입사하는 반사광 H를 수광면 JSa 상에서 수광하고, 수광 데이터를 생성한다.

도 8은 본 발명에 따른 제1 실시예에서의 수광 소자(32)를 나타낸 단면도이다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 수광 소자(32)는 PIN(P-intrinsic-N) 구조의 포토다이오드이며, 컨트롤 전극(43), 그 컨트롤 전극(43) 상에 설치된 절연막(46s), 및 절연막(46s)을 통하여 컨트롤 전극(43)에 대면하는 반도체층(47)을 포함한다.

구체적으로, 수광 소자(32)의 컨트롤 전극(43)은 예를 들면 몰리브덴 등의 금속 재료를 사용하여 형성되어 있다. 여기서, 도 8에 나타낸 바와 같이, 컨트롤 전극(43)은, TFT 어레이 기판(201)의 면에 반도체층(47)의 i층(47i)에 대면하도록 설치되어 있다.

또한, 수광 소자(32)의 절연막(46s)은 실리콘 산화막 등의 절연 재료를 사용하여 형성되어 있다. 여기서, 절연막(46s)은, 도 8에 나타낸 바와 같이, 컨트롤 전극(43)을 피복하도록 형성되어 있다.

또한, 수광 소자(32)의 반도체층(47)은 예를 들면 폴리실리콘으로 형성되어 있고, 도 8에 나타낸 바와 같이, p층(47p), n층(47n) 및 i층(47i)을 포함한다. 여기서, 반도체층(47)은 p층(47p)과 n층(47n) 사이에 고저항의 i층(47i)이 개재하도록 설치되어 있다. i층(47i)은 수광면 JSa를 가지며, 그 수광면 JSa에서 광을 수광하고, 광전 변환이 실시된다. 그리고, 반도체층(47)은 도 8에 나타낸 바와 같이 층간 절연막 Sz에 의해 피복되어 있다.

수광 소자(32)의 애노드 전극(51)과 캐소드 전극(52)의 각각은 알루미늄을 사용하여 형성되어 있다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 애노드 전극(51)과 캐소드 전극(52)의 각각은, 층간 절연막 Sz를 관통하여 연장하도록 컨택트 홀이 형성된 후에, 그 컨택트 홀에 도전 재료를 매립하고, 패터닝함으로써 형성된다. 구체적으로, 애노드 전극(51)은 p층(47p)에 전기적으로 접속하도록 형성되어 있고, 캐소드 전극(52)은 n층(47n)에 전기적으로 접속하도록 설치되어 있다.

TFT 어레이 기판(201)에서, 리셋 트랜지스터(33), 증폭 트랜지스터(35) 및 선택 트랜지스터(36)는 도 6에 나타낸 바와 같이 액정 패널(200)의 센서 영역 RA에 형성되어 있다. 리셋 트랜지스터(33), 증폭 트랜지스터(35) 및 선택 트랜지스터(36)는, 예를 들면, 화소 스위칭 소자(31)와 마찬가지로 보텀 게이트형 TFT로서 형성되어 있다.

화소 전극(62a)은, 도 4에 나타낸 바와 같이, TFT 어레이 기판(201)에서 대향 기판(202)에 대면하는 면의 측에 형성되어 있다.

여기서는, 화소 전극(62a)은 TFT 어레이 기판(201)에서 공통 전극(62b)을 피복하도록 절연 재료로 형성된 절연막(60c) 상에 설치되어 있다. 예를 들면, 화소 전극(62a)은 실리콘 질화막으로서 형성된 절연막(60c) 상에 설치되어 있다. 이 화소 전극(62a)은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 컬러 필터층(21)을 구성하는 적색 필터층(21R), 녹색 필터층(21G) 및 청색 필터층(21B)의 각각에 대면하도록 설치되어 있다. 화소 전극(62)은 이른바 투명 전극으로서, 예를 들면 ITO를 사용하여 형성되어 있고, 화소 스위칭 소자(31)의 드레인 전극(54)에 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 화소 전극(62a)은 공통 전극(62b)과 연동하여 화소 스위칭 소자(31)로부터 영상 신호로서 공급되는 전위에 의해 공통 전극(62b) 사이에 가로 전계를 발생시켜, 액정층(203)에 전압을 인가한다.

본 실시예에서, 액정 패널(200)이 FFS 방식이므로, 화소 전극(62a)은 TFT 어레이 기판(201)에서 대향 기판(202)에 대면하는 xy면의 방향에서는 빗살형(comb-tooth shape)으로 형성되어 있다.

구체적으로, 도 5에 나타낸 바와 같이, 화소 전극(62a)은 기간부(trunk portion)(62ak)와 복수의 지부(brabch portion)(62ae)를 갖는다.

기간부(62ak)는 도 5에 나타낸 바와 같이 x 방향으로 연장되어 있다.

지부(62ae)는 도 5에 나타낸 바와 같이 y 방향으로 연장되어 있다. 이 지부(62ae)는 x 방향으로 서로 간격을 두고 정렬되도록 배치되어 있고, 이 지부(62ae)의 각각은 일단부가 기간부(62ak)에 접속되며, 지부(62ae)는 y 방향으로 서로 평행하게 되도록 연장되어 있다.

도 4를 참조하면, 공통 전극(62b)은 TFT 어레이 기판(201)에서 대향 기판(202)에 대면하는 면의 측에 형성되어 있다. 여기서, 공통 전극(62b)은 각각의 라인을 피복하도록 TFT 어레이 기판(201)에 형성된 평탄화막(60b) 상에 설치되어 있다. 예를 들면, 평탄화막(60b)은 아크릴 수지 등의 유기 화합물에 의해 형성된다. 공통 전극(62b)은 이른바 투명 전극으로서, 예를 들면 ITO를 사용하여 형성되어 있다. 공통 전극(62b)은 화소 P에 대응하도록 설치된 화소 전극(62a)에 절연막(60c)을 사이에 두고 대면하고 있다.

본 실시예에서, 액정 패널(200)이 FFS 방식이므로, 공통 전극(62b)은, 도 4에 나타낸 바와 같이, TFT 어레이 기판(201)에서 대향 기판(202)에 대면하는 xy면의 방향으로 표시 영역 TA의 전체면을 피복하도록 고체 상태로 형성되어 있다.

도 9는 본 발명에 따른 제1 실시예에의 공통 전극(62b)을 나타낸 평면도이다. 도 9를 참조하면, X1-X2 라인을 따라 절취한 단면은 도 4에 대응한다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 센서 영역 RA에서, 공통 전극(62b)은, 수광 소자(32)의 수광면 JSa에 대응하는 수광면 대응 영역 JT 이외의 영역에 설치되도록, 수광면 대응 영역 JT를 포함하는 제1 영역 A1에 형성된 개구를 갖는다.

구체적으로, 제1 영역 A1은, 수광면 대응 영역 JT의 주변과 센서 영역 RA의 주변 사이에서, 수광면 대응 영역 JT의 주변으로부터 센서 영역 RA의 주변으로 향하는 소정 범위에 구획되어 있고, 이 제1 영역 A1에 대응하여 개구가 형성되어 있다. 즉, 도 9에 나타낸 바와 같이, 공통 전극(62b)은 화소 영역 PA에서 제1 영역 A1에 형성되지 않고, 그 제1 영역 A1 이외의 영역에 형성되어 있다.

도 4를 참조하면, 제1 데이터 라인 S1은, 도 4에 나타낸 바와 같이 TFT 어레이 기판(201)에서 대향 기판(202)에 대면하는 면의 측에 형성되어 있다. 여기서, 제1 데이터 라인 S1은, 수광 소자(32) 등의 반도체 소자를 피복하도록, TFT 어레이 기판(201)에 형성된 절연막(60a) 상에 설치되어 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 데이터 라인 S1의 각각은 y 방향으로 연장되어 있고, 예를 들면 알루미늄 등의 금속 재료를 사용하여 형성되어 있다. 그리고, 제1 데이터 라인 S1은 화소 스위칭 소자(31)의 소스 전극에 전기적으로 접속되어 있다.

도 4를 참조하면, 제2 데이터 라인 S2, 전원 전압 라인 HD, 및 기준 전압 라인 HS는, 제1 데이터 라인 S1과 마찬가지로, TFT 어레이 기판(201)에서 대향 기판(202)에 대면하는 면의 측에 형성되어 있다. 제2 데이터 라인 S2, 전원 전압 라인 HD, 및 기준 전압 라인 HS는, 수광 소자(32) 등의 반도체 소자를 피복하도록, TFT 어레이 기판(201)에 형성된 절연막(60a) 상에 설치되어 있다.

그리고, 도 6에 나타낸 바와 같이, 제2 데이터 라인 S2, 전원 전압 라인 HD, 및 기준 전압 라인 HS는 y 방향으로 연장되어 있고, 예를 들면 알루미늄 등의 금속 재료를 사용하여 형성되어 있다. 제2 데이터 라인 S2는 도 6에 나타낸 바와 같이 선택 트랜지스터(36)에 전기적으로 접속되어 있다. 전원 전압 라인 HD는 도 6에 나타낸 바와 같이 수광 소자(32)와 증폭 트랜지스터(35)의 각각에 전기적으로 접속되어 있다. 기준 전압 라인 HS는 도 6에 나타낸 바와 같이 몰리브덴으로 형성된 리드 라인 HH를 통해 리셋 트랜지스터(33)에 접속되어 있다.

여기서, 도 4 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 제2 데이터 라인 S2, 전원 전압 라인 HD, 및 기준 전압 라인 HS의 각각의 라인은, 센서 영역 RA에서, 수광면 JSa에 대응하는 수광면 대응 영역 JT 이외의 영역에 설치되어 있다. 즉, 각각의 라인은 센서 영역 RA에서 수광 영역 SA를 구획하도록 설치되어 있다.

TFT 어레이 기판(201)에서, 게이트 라인 G1은 도 5에 나타낸 바와 같이 액정 패널(200)의 표시 영역 TA에 형성되어 있다. 이 게이트 라인 G1은 x 방향으로 연장되어 있고, 예를 들면 알루미늄 등의 금속 재료를 사용하여 형성되어 있다. 여기서, 게이트 라인 G1은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 화소 스위칭 소자(31)의 게이트에 전기적으로 접속되어 있고, 도 4에 나타내고 있는 수광 소자(32)와 마찬가지로 TFT 어레이 기판(201)에서 대향 기판(202)에 대면하는 측의 면에 형성되어 있다.

TFT 어레이 기판(201)에서, 리셋 신호 라인 HR 및 판독 라인 HRe은 도 6에 나타낸 바와 같이 액정 패널(200)의 센서 영역 RA에 형성되어 있다. 이 리셋 신호 라인 HR 및 판독 라인 HRe은 x 방향으로 연장되어 있고, 예를 들면 몰리브덴 등의 금속 재료를 사용하여 형성되어 있다. 리셋 신호 라인 HR은 도 6에 나타낸 바와 같이 리셋 트랜지스터(33)의 게이트에 전기적으로 접속되어 있다. 판독 라인 HRe는 도 6에 나타낸 바와 같이 선택 트랜지스터(36)의 게이트에 전기적으로 접속되어 있다.

대향 기판(202)에 설치된 각 부에 대하여 설명한다.

도 4를 참조하면, 컬러 필터층(21)은 대향 기판(202)에서 TFT 어레이 기판(201)에 대면하는 측의 면에 형성되어 있다. 컬러 필터층(21)은 적색과 녹색과 청색의 3원색을 1세트로 하여 구성되어 있고, 적색 필터층(21R)과 녹색 필터층(21G)과 청색 필터층(21B)을 포함한다. 이 컬러 필터층(21)은, 예를 들면 각각의 색상에 대응하는 착색 안료와 포토레지스트 재료를 포함하는 도포액을 스핀 코트법 등의 코팅 방법에 따라 도포하여 도막을 형성한 후, 리소그래피 기술에 의해 그 도막을 패터닝함으로써 형성된다. 여기서, 예를 들면, 폴리이미드 수지를 포토레지스트 재료로서 사용한다. 적색 필터층(21R), 녹색 필터층(21G) 및 청색 필터층(21B)은, 백라이트(300)로부터 출사된 조명광 R이 착색되어, TFT 어레이 기판(201)의 측으로부터 대향 기판(202)의 측으로 투과되도록 구성되어 있다. 구체적으로, 적색 필터층(21R)은 백색의 조명광 R를 적색으로 착색하고, 녹색 필터층(21G)은 조명광 R을 녹색으로 착색하고, 청색 필터층(21B)은 조명광 R를 청색으로 착색하여 투과하도록 구성되어 있다.

가시광선 컷 필터층(21S)은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 대향 기판(202)에 의해 TFT 어레이 기판(201)에 대면하는 측의 면에 형성되어 있다. 여기서, 가시광선 컷 필터층(21S)은 도 4에 나타낸 바와 같이 센서 영역 RA에 대응하도록 배치되어 있고, 그 센서 영역 RA에서 수광 소자(32)의 수광면 JSa에 입사하는 광에 있어서, 가시광선보다 적외광선을 많이 투과하도록 형성되어 있다.

본 실시예에서, 가시광선 컷 필터층(21S)은 도 4에 나타낸 바와 같이 적색 필터층(21Rs)과 청색 필터층(21Bs)을 포함하는 컬러 필터 적층체이며, 대향 기판(202)측으로부터 적색 필터층(21Rs)과 청색 필터층(21Bs)이 차례로 적층되어 구성되어 있다. 여기서, 적색 필터층(21Rs)과 청색 필터층(21Bs)의 각각은, 컬러 필터층(21)과 마찬가지로, 안료나 염료 등의 착색제를 함유하는 폴리이미드 수지를 사용하여 형성되어 있다.

도 10은 본 발명에 따른 실시예에서의 가시광선 컷 필터층(21S)의 분광 특성을 나타낸다. 도 10에서, 가로축은 입사광의 파장(nm)이며, 세로축은 입사광의 투과율(%)이다.

가시광선 컷 필터층(21S)은 전술한 바와 같이 적색 필터층(21Rs)과 청색 필터층(21Bs)을 포함하는 컬러 필터 적층체이다. 여기서, 적색 필터층(21Rs)은 가시광선에서 적색에 대응하는 파장 영역의 광을 다른 파장 영역의 광보다 많이 투과하고, 청색 필터층(21Bs)은 가시광선에서 청색에 대응하는 파장 영역의 광을 다른 파장 영역의 광보다 많이 투과하도록 구성되어 있다. 그러므로, 가시광선 컷 필터층(21S)은, 도 10에 나타낸 바와 같이, 가시광선에 대응하는 파장 영역에서의 광투과율보다, 적외광선에 대응하는 파장 영역에서의 광투과율이 높도록 형성되어 있다. 예를 들면, 가시광선 컷 필터층(21S)은, 중심 파장이 850nm인 적외광선에 대 하여는 광투과율이 약 80%이고, 가시광선에 대하여는 광투과율이 약 35% 이하로 되도록 구성되어 있다.

이 가시광선 컷 필터층(21S)은 컬러 필터층(21)을 구성하는 적색 필터층(21R)과 청색 필터층(21B)을 형성하는 공정과 동일한 공정에서 형성된다. 예를 들면, 적색의 착색 안료와 포토레지스트 재료를 포함하는 도포액을 스핀 코트법 등의 코팅 방법에 따라 도포하여 도막을 형성한다. 그 후, 리소그래피 기술에 의해 그 도포막을 패터닝함으로써, 컬러 필터층(21)의 적색 필터층(21R)과 가시광선 컷 필터층(21S)의 적색 필터층(21Rs)을 형성한다. 또한, 청색의 착색 안료와 포토레지스트 재료를 포함하는 도포액을 스핀 코트법 등의 코팅 방법에 따라 도포하여 도막을 형성한다. 그 후, 리소그래피 기술에 의해 그 도포막을 패터닝함으로써, 컬러 필터층(21)의 청색 필터층(21B)과 가시광선 컷 필터층(21S)의 청색 필터층(21Bs)을 형성한다. 여기서, 가시광선 컷 필터층(21S)의 적색 필터층(21Rs) 상에, 가시광선 컷 필터층(21S)의 청색 필터층(21Bs)이 적층되도록 패터닝이 수행된다.

도 11은 본 발명에 따른 제1 실시예에서의 대향 기판(202)의 주요부를 나타낸 평면도이다. 도 11을 참조하면, X1-X2 라인을 따라 절취한 단면은 도 4에 대응한다.

컬러 필터층(21)을 구성하는 적색 필터층(21R), 녹색 필터층(21G) 및 청색 필터층(21B)은 예를 들면 직사각형 형상으로 형성되며, x 방향으로 정렬되도록 형성되어 있다.

또한, 가시광선 컷 필터층(21S)은, 도 11에 나타낸 바와 같이, 컬러 필터층(21)을 구성하는 적색 필터층(21R), 녹색 필터층(21G) 및 청색 필터층(21B)과 마찬가지로, 예를 들면 직사각형 형상이며, 적색 필터층(21R), 녹색 필터층(21G) 및 청색 필터층(21B)과 x 방향으로 정렬되도록 형성되어 있다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 가시광선 컷 필터층(21S)은, 수광 소자(32)의 수광면 JSa에 대응하는 수광면 대응 영역 JT를 포함하도록, 센서 영역 RA에 형성되어 있다.

여기서, 가시광선 컷 필터층(21S)은 화소 영역 PA에서 수광면 대응 영역 JT보다 커지도록 구획되어 있는 제1 영역 A1을 포함하고, 그 제1 영역 A1보다 큰 제2 영역 A2를 피복한다.

구체적으로, 제2 영역 A2는, 제1 영역 A1의 주변과 센서 영역 RA의 주변 사이에서, 제1 영역 A1의 주변으로부터 센서 영역 RA의 주변측으로 향하는 소정 범위로 되도록 구획되어 있다. 가시광선 컷 필터층(21S)은 이 제2 영역 A2에 대응하도록 형성되어 있다.

본 실시예에서, 화소 영역 PA에서 제2 영역 A2에 대응하도록 센서 영역 RA가 형성되어 있고, 그 센서 영역 RA의 전체를 피복하도록 가시광선 컷 필터층(21S)이 설치되어 있다.

그리고, 상기한 액정 패널(200)에서는, 도 3a에 도시된 보조 용량 소자 Cs가 명시되어 있지 않지만, 도 4에 나타낸 바와 같이 화소 전극(62a)과 공통 전극(62b) 사이에 위치되어 있는 절연막(60c)의 부분이 이 보조 용량 소자 Cs로서 기능한다.

(백라이트의 구성)

도 12는 본 발명에 따른 실시예에서의 백라이트(300)를 모식적으로 나타낸 단면도이다. 도 13은 본 발명에 따른 실시예에서의 백라이트(300)의 주요부를 모식적으로 나타낸 사시도이다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 백라이트(300)는 광원(301)과 도광판(302)을 포함하며, 액정 패널(200)의 화소 영역 PA의 전체면을 조명하도록 조명광 R을 출사한다.

광원(301)은 광을 조사하는 광조사면 ES를 포함하며, 이 광조사면 ES가 광이 입사되는 입사면 IS에 대면하도록 배치되어 있다. 여기서, 도광판(302)의 측면에 설치되어 있는 입사면 IS에, 광원(301)의 광조사면 ES가 대면하고 있다. 그리고, 광원(301)은 제어 신호가 제어부(401)로부터 공급되고, 그 제어 신호에 따라 발광 동작을 실시하도록 구성되어 있다.

본 실시예에서, 광원(301)은 도 13에 나타낸 바와 같이 가시광원(301a)과 적외광원(301b)을 갖는다.

가시광원(301a)은 예를 들면 백색 LED이며, 백색의 가시광선을 조사하도록 구성되어 있다. 가시광원(301a)은, 도 13에 나타낸 바와 같이, 도광판(302)의 입사면 IS에 광조사면 ES가 대면하도록 배치되어 있고, 그 도광판(302)의 입사면 IS에 광조사면 ES로부터 가시광선이 조사된다. 여기서, 가시광원(301a)은 복수개이며, 그 복수개가 도광판(302)의 입사면 IS에 따르도록 정렬되어 배치되어 있다.

적외광원(301b)은 예를 들면 적외선 LED이며, 적외광선을 조사한다. 이 적 외광원(301b)은, 도 13에 나타낸 바와 같이, 도광판(302)의 입사면 IS에 광조사면 ES가 대면하도록 배치되어 있고, 그 도광판(302)의 입사면 IS에 광조사면 ES로부터 적외광선이 조사된다. 이 경우, 적외광원(301b)은 중심 파장이 850nm인 적외광선을 조사한다. 여기서, 하나의 적외광원(301b)이 설치되며, 가시광원(301a)이 설치된 도광판(302)의 입사면 IS에서 그 가시광원(301a)과 정렬되도록 배치되어 있다. 본 실시예에서, 도 13에 나타낸 바와 같이, 적외광원(301b)은 가시광원(301a)이 설치된 도광판(302)의 입사면 IS에서 대략 중앙 부분에 배치되어 있다.

도광판(302)은, 도 12에 나타낸 바와 같이, 입사면 IS에 광원(301)의 광조사면 ES가 대면하도록 형성되어 있고, 그 광조사면 ES로부터 조사된 광이 입사된다. 그리고나서, 도광판(302)은 그 입사면 IS에 입사된 광을 도광한다. 그 후, 도광된 광이, 입사면 IS에 대하여 직교하도록 설치된 출사면 PS1로부터 조명광 R로서 출사된다. 도광판(302)은 액정 패널(200)의 배면에 대면하도록 배치되고, 그 액정 패널(200)의 배면을 향하여 출사면 PS1로부터 조명광 R을 출사한다. 이 도광판(302)은 예를 들면 아크릴 수지 등의 광투과성이 높은 투명한 재료를 사용하여 사출 성형에 의해 형성된다.

본 실시예에서, 도광판(302)은, 가시광원(301a)으로부터 출사된 가시광선과 적외광원(301b)으로부터 출사된 적외광선의 양자가 입사면 IS에서 입사되고, 그 입사면 IS로부터 입사된 가시광선과 적외광선을 도광한다. 그리고나서, 도광된 가시광선과 적외광선이 출사면 PS1로부터 조명광 R로서 출사된다. 그러므로, 상기한 바와 같이 투과형의 액정 패널(200)의 화소 영역 PA에서 화상이 표시된다.

도광판(302)은 도 12에 나타낸 바와 같이 광학 필름(303)과 반사 필름(304)이 설치되어 있다.

광학 필름(303)은 도 12에 나타낸 바와 같이 도광판(302)에서 출사면 PS1에 대면하도록 설치되어 있다. 광학 필름(303)은 도광판(302)의 출사면 PS1로부터 출사되는 조명광 R를 수신하여 그 광학 특성을 변조하도록 구성되어 있다.

본 실시예에서, 광학 필름(303)은, 확산 시트(303a)와 프리즘 시트(303b)를 포함하며, 확산 시트(303a)와 프리즘 시트(303b)는 도광판(302)측으로부터 차례로 배치되어 있다. 확산 시트(303a)는 도광판(302)의 출사면 PS로부터 출사되는 광을 확산시키고, 프리즘 시트(303b)는 확산된 광을 도광판(302)의 출사면 PS의 법선 방향 z에 따르도록 집광한다. 이와 같이 함으로써, 광학 필름(303)은 도광판(302)으로부터 출사된 광을 평면광의 조명광 R로서 액정 패널(200)의 배면에 출사한다.

반사 필름(304)은 도광판(302)에서 출사면 PS에 대하여 떨어져 위치하는 면에 대면하도록 설치되어 있다. 반사 필름(304)은 도광판(302)에서 출사면 PS1에 대하여 반대측에 위치하는 면 PS2로부터 출사되는 광을 수신하고, 그 광을 도광판(302)의 출사면 PS1의 측으로 반사한다.

(동작)

이하에서는, 피검지체 F로서의 인체의 손가락이 액정 패널(200)의 화소 영역 PA에 접촉되거나 근접 위치되었을 때, 그 피검지체 F로부터 얻어지는 수광 데이터에 따라 피검지체 F의 위치를 검출하는, 상기한 액정 표시 장치(100)의 동작에 대하여 설명한다.

도 14a, 도 14b, 도 15a 및 도 15b는, 피검지체 F로서의 인체의 손가락이 액정 표시 장치(100)의 화소 영역 PA에 접촉되거나 인접하여 위치되었을 때, 그 피검지체 F로부터 얻어지는 수광 데이터에 따라 피검지체 F의 위치를 검출하는 상이한 방식을 모식적으로 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 14a 및 도 14b는 액정층(203)에의 전압의 인가가 오프 상태인 경우를 나타내는 한편, 도 15a 및 도 15b는 액정층(203)에의 전압의 인가가 온 상태인 경우를 나타내고 있다. 도 14a, 도 14b, 도 15a 및 도 15b에서는, 액정 표시 장치(100)의 주요부가 도시되어 있고, 그 외의 부분에 대하여는 도시되어 있지 않으며, 도 14a 및 도 15a는 단면도이고, 도 14b 및 도 15b는 평면도이다.

먼저, 액정층(203)에의 전압의 인가가 오프 상태인 경우에 대하여 설명한다.

이 경우에는, 도 14a 및 도 14b에 나타낸 바와 같이, 액정 패널(200)의 표시 영역 TA에서, 액정층(203)의 수평 배향된 액정 분자의 길이 방향은 예를 들면 y 방향을 따라 연장한다. 본 실시예에서, 표시 방법으로서 노멀리 블랙 방식이 이용된다. 그러므로, 액정 패널(200)의 표시 영역 TA에서, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R의 가시광선 VR은 제2 편광판(207)을 투과하지 않고 흡수되어, 블랙 표시가 실시된다.

한편, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R의 적외광선 IR은 제2 편광판(207)을 투과한다.

한편으로, 액정 패널(200)의 센서 영역 RA에서는, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R의 가시광선 VR은, 표시 영역 TA와 마찬가지로, 가시광선 컷 필터 층(21S)에 의해 흡수되어 액정 패널(200)을 투과하지 않는다.

이 센서 영역 RA에서, 전술한 바와 같이, 공통 전극(62b)의 개구가 설치된 제1 영역 A1의, 수광면 대응 영역 JT 이외의 영역에, 전원 전압 라인 HD와 기준 전압 라인 HS와 제2 데이터 라인 S2의 복수의 라인이 설치되어 있다. 전원 전압 라인 HD와 기준 전압 라인 HS와의 각각에서는 일정한 전위가 인가되어 있다. 그러므로, 전원 전압 라인 HD, 기준 전압 라인 HS 등의 라인은, 라인과 공통 전극(62b)의 단부 사이에 가로 전계를 발생시킨다. 따라서, 도 14a 및 도 14b에 나타낸 바와 같이, 액정층(203)에서 수평으로 배향된 액정 분자의 길이 방향이, y 방향과는 상이한 방향을 따르도록 변화된다. 그 결과, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R에 포함되는 가시광선 VR이, 액정층(203)의 액정 분자의 길이 방향이 변화된 부분을 통해 투과되고, 블랙 표시에 혼합되어 화상 품질이 저하되는 경우가 있다.

그러나, 본 실시예에서, 센서 영역 RA에 대응하도록 가시광선 컷 필터층(21S)이 형성되어 있으므로, 그 액정층(203)의 액정 분자의 길이 방향이 변화된 부분에서도, 가시광선 VR이 차광된다.

따라서, 본 실시예에서는, 액정층(203)의 액정 분자의 길이 방향이 변화된 부분에서도 가시광선 VR이 투과되지 않으므로, 화상 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R의 적외광선 IR은 도 14에 나타낸 바와 같이 수광 영역 SA에 의해 제2 편광판(207)을 투과한다. 그러므로, 인체의 손가락 등의 피검지체 F가 화소 영역 PA에 접촉되거나 이접하여 위치되는 경우 에는, 도 14a 및 도 14b에 나타낸 바와 같이, 투과된 적외광선 IR이 피검지체 F에 의해 반사된다. 그리고나서, 반사광 H가 액정 패널(200)에 설치된 수광 소자(32)에 의해 수광된다.

여기서, 수광면 JSa로 향하는 반사광 H는 수광 소자(32)의 수광면 JSa에서 수광되고, 수광 소자(32)에 의해 광전 변환된다. 그리고나서, 그 광전 변환에 의해 발생된 전하에 의한 수광 데이터가 주변 회로에 의해 판독된다.

그리고나서, 전술한 바와 같이, 위치 검출부(402)는 판독된 수광 데이터를 사용하여 액정 패널(200)의 정면측에 화소 영역 PA에 위치하는 피검지체 F의 상을 형성하고, 형성된 화상으로부터 피검지체 F의 위치를 검출한다.

액정층(203)에의 전압의 인가가 온 상태인 경우에 대하여 설명한다.

이 경우에, 도 15a 및 도 15b에 나타낸 바와 같이, 액정 패널(200)의 표시 영역 TA에서, 액정층(203)의 수평 배향된 액정 분자의 길이 방향은 y 방향과는 상이한 방향으로 경사진다. 그러므로, 액정 패널(200)의 표시 영역 TA에서, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R의 가시광선 VR이 제2 편광판(207)을 투과하여 흰색 표시가 실시된다. 또한, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R의 적외광선 IR 또한 제2 편광판(207)을 투과한다.

이에 대하여, 액정 패널(200)의 센서 영역 RA에서, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R의 가시광선 VR은 가시광선 컷 필터층(21S)에 의해 액정 패널(200)을 투과하지 않고 흡수된다.

이 센서 영역 RA에서는, 전술한 바와 같이, 제1 영역 A1에 대응하도록 공통 전극(62b)에 개구를 설치하고 있는 동시에, 화소 전극(62a)이 형성되어 있지 않으므로, 액정층(203)에 전압이 인가되지 않는다. 그러므로, 액정층(203)에의 전압의 인가가 오프 상태인 경우와 마찬가지로, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R에 포함되는 가시광선 VR이 가시광선 컷 필터층(21S)에 의해 흡수되어 차광된다.

또한, 상기와 마찬가지로, 전원 전압 라인 HD, 기준 전압 라인 HS 등의 라인은, 공통 전극(62b)의 단부와의 사이에서 가로 전계를 발생시킨다. 그러므로, 도 15a 및 도 15b에 나타낸 바와 같이, 액정층(203)의 수평 배향된 액정 분자의 길이 방향이 y 방향과는 상이한 방향을 따르도록 변화되는 경우가 있으므로, 화상 품질이 저하되는 경우가 있다. 그러나, 본 실시예에서는, 센서 영역 RA에 대응하도록 가시광선 컷 필터층(21S)이 설치되어 있다. 그러므로, 액정층(203)의 액정 분자의 길이 방향이 변화된 부분에서도, 가시광선 VR이 차광되므로, 화상 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R의 적외광선 IR은, 도 15a에 나타낸 바와 같이, 수광 영역 SA에서 제2 편광판(207)을 투과한다. 그러므로, 인체의 손가락 등의 피검지체 F가 화소 영역 PA에 접촉되거나 근접하여 위치된 경우에는, 도 15a 및 도 15b에 나타낸 바와 같이, 투과된 적외광선 IR가 피검지체 F에 의해 반사된다. 그리고나서, 반사광 H가 액정 패널(200)에 설치된 수광 소자(32)에 의해 수광된다. 수광면 JSa로 향하는 반사광 H가 수광 소자(32)의 수광면 JSa에서 수광되고, 수광 소자(32)에 의해 광전 변환된다. 그 후, 광전 변환에 의해 발생된 전하에 의한 수광 데이터가 주변 회로에 의해 판독된다.

그리고나서, 수광 소자(32)로부터 판독된 수광 데이터를 사용하여, 위치 검출부(402)가 액정 패널(200)의 정면측에서 화소 영역 PA에 위치된 피검지체 F의 상을 형성하고, 형성된 화상으로부터 피검지체 F의 위치를 검출한다.

이상과 같이, 본 실시예에서는, 화소 전극(62a)과 공통 전극(62b)은, 화소 영역 PA에서 수광 소자(32)의 수광면 JSa에 대응하는 수광면 대응 영역 JT 이외의 영역에 형성되어 있다. 그러므로, 본 실시예에서는, 액정층(203)에 전계를 인가하는 화소 전극(62a) 및 공통 전극(62b)과 수광 소자(32) 사이에서 커플링이 발생하는 것을 억제 가능하므로, 수광 데이터에 다수의 노이즈가 포함되는 것을 방지할 수 있고, S/N비를 향상시킬 수 있다. 따라서, 피검지체의 위치를 정확하게 검출하는 것이 용이하게 실현할 수 있다.

또한, 본 실시예에서, 화소 영역 PA에서 액정층(203)에 전압을 인가하여 화상 표시를 실시할 때, 수광 소자(32)의 수광면 JSa에 대응하는 수광면 대응 영역 JT에서 액정층(203)에 전압이 인가되지 않는다. 그러므로, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R에 포함되는 가시광선 VR이 차광된다. 또한, 화소 전극(62a)과 공통 전극(62b)을, 수광면 대응 영역 JT에, ITO를 사용하여 형성한 경우에는, ITO는 굴절률이 높고 그 계면에서의 반사가 크기 때문에, 수광 소자(32)에 입사하는 광량이 감소된다. 그러나, 본 실시예에서는, 이 수광면 대응 영역 JT에, 화소 전극(62a)과 공통 전극(62b)을 형성하고 있지 않다. 따라서, 본 실시예서는, 수광 소자(32)에 입사하는 광량이 감소되지 않는다.

또한, 본 실시예에서는, 화소 영역 PA에, 가시광선 VR보다 적외광선 IR를 많 이 투과하도록 가시광선 컷 필터층(21S)이 설치되어 있다. 여기서, 센서 영역 RA에는, 화소 전극(62b)이 형성되어 있지 않은 제1 영역 A1보다 큰 제2 영역 A2를 피복하도록, 가시광선 컷 필터층(21S)이 설치되어 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 센서 영역 RA에서의 광의 누출을 방지할 수 있으므로, 화상 품질을 향상시킬 수 있다.

＜제2 실시예＞

이하에서는 본 발명에 따른 제2 실시예에 대하여 설명한다.

(액정 패널의 화소 영역의 구성)

도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 패널(200)에서의 화소 영역 PA에 설치된 화소 P의 주요부를 모식적으로 나타낸 단면도이다.

도 16에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서의 액정 패널(200)은 전술한 제1 실시예에서의 액정 패널의 구성과 유사하다. 그러나, 본 실시예에서의 화소 P는 화소 전극(62a)의 형상과 공통 전극(62b)의 위치가 제1 실시예와 상이한 동시에, 절연막(60c)가 설치되어 있지 않다. 또한, 도 16에 도시된 액정 패널(200)에서는, TFT 어레이 기판(201)과 대향 기판(202)이 서로 대면하는 방향으로 액정 분자의 길이 방향이 연장하도록, 액정층(203)이 배향되어 있다. 즉, 본 실시예에서는, 표시 모드가 수직 배향 모드에 대응하도록 각각의 구성요소가 형성되어 있다. 또한, 노멀리 블랙 방식에 대응하도록, 제1 편광판(206)과 제2 편광판(207)이 클로즈 니콜 배열(close Nicole arrangement)로 배치되어 있다.

화소 전극(62a)은 TFT 어레이 기판(201)에서 대향 기판(202)에 대면하는 면 의 측에 형성되어 있다.

여기서, 화소 전극(62a)은 각각의 라인을 피복하도록 TFT 어레이 기판(201)에 절연 재료로 형성된 평탄화막(60b) 상에 설치되어 있다. 이 화소 전극(62a)은, 도 16에 나타낸 바와 같이, 컬러 필터층(21)을 구성하는 적색 필터층(21R), 녹색 필터층(21G) 및 청색 필터층(21B)의 각각에 대응하도록 설치되어 있다. 화소 전극(62a)은 이른바 투명 전극으로서, 예를 들면 ITO를 사용하여 형성되어 있고, 화소 스위칭 소자(31)의 드레인 전극(54)에 전기적으로 접속되어 있다. 화소 전극(62a)은 화소 스위칭 소자(31)로부터 영상 신호로서 공급되는 전위를 이용하여 화소 전극(62a)과 공통 전극(62b) 사이에 협지되는 액정층(203)에 전압을 인가한다.

도 17은 본 발명의 제2 실시예에서의 화소 전극(62a)을 나타낸 평면도이다. 도 17을 참조하면, X1-X2 라인을 따라 절취한 단면은 도 16에 대응한다.

본 실시예에서는, 화소 전극(62a)은, 도 17에 나타낸 바와 같이, TFT 어레이 기판(201)에서 대향 기판(202)에 대면하는 xy면의 방향으로 직사각형 형상으로 형성되어 있다.

구체적으로, 화소 전극(62a)은, x 방향과 y 방향에 따른 변에 의해 규정되어 있고, x 방향에서 서로 간격을 두고 정렬되도록 배치되어 있다.

공통 전극(62b)은, 도 16에 나타낸 바와 같이, 대향 기판(202)에서 TFT 어레이 기판(201)에 대면하는 면에 인접하여 형성되어 있다.

여기서, 공통 전극(62b)은 컬러 필터층(21)과 가시광선 컷 필터층(21S)을 피 복하도록 대향 기판(202)에 형성된 평탄화막(22) 상에 설치되어 있다. 공통 전극(62b)은 이른바 투명 전극으로서, 예를 들면 ITO를 사용하여 형성되어 있다. 공통 전극(62b)은 화소 P에 개별적으로 대응하도록 설치된 화소 전극(62a)에 액정층(203)을 통하여 대면하고 있다.

도 18은 본 발명의 제2 실시예에서의 공통 전극(62b)을 나타낸 평면도이다. 도 18을 참조하면, X1-X2 라인을 따라 절취한 단면은 도 16에 대응한다.

본 실시예에서, 공통 전극(62b)은, 도 18에 나타낸 바와 같이, 대향 기판(202)의 TFT 어레이 기판(201)에 대면하는 xy면의 방향에서, 표시 영역 TA의 전체면을 피복하도록 고체 상태로 형성되어 있다.

한편, 센서 영역 RA에서는, 수광 소자(32)의 수광면 JSa에 대응하는 공통 전극(62b)의 수광면 대응 영역 JT를 포함하는 제1 영역 A1에, 수광면 대응 영역 JT 이외의 영역에 설치되도록 개구가 형성되어 있다.

구체적으로, 제1 실시예와 마찬가지로, 제1 영역 A1은, 수광면 대응 영역 JT의 주변과 센서 영역 RA의 주변 사이에서, 수광면 대응 영역 JT의 주변으로부터 센서 영역 RA의 주변을 향하는 소정 범위로 구획되어 있고, 이 제1 영역 A1에 대응하여 개구가 형성되어 있다. 즉, 공통 전극(62b)은 화소 영역 PA에서 제1 영역 A1에 형성되지 않고, 제1 영역 A1 이외의 영역에 형성되어 있다.

(동작)

이하에서는, 상기한 액정 표시 장치(100)에서, 피검지체 F로서의 인체의 손가락이 액정 패널(200)의 화소 영역 PA에 접촉되거나 근접되었을 때, 그 피검지체 F에 의해 얻어지는 수광 데이터에 따라 피검지체 F의 위치를 검출하는 동작에 대하여 설명한다.

도 19 및 도 20은 본 발명의 제2 실시예에서의, 피검지체 F로서의 인체의 손가락이 액정 패널(200)의 화소 영역 PA에 접촉되거나 근접되었을 때, 그 피검지체 F로부터 얻어지는 수광 데이터에 따라 피검지체 F의 위치를 검출하는 상이한 방식을 모식적으로 나타낸 단면도이다. 여기서, 도 19는 액정층(203)에의 전압의 인가가 오프 상태인 경우를 나타내는 한쪽, 도 20은 액정층(203)에의 전압의 인가가 온 상태인 경우를 나타내고 있다.

액정층(203)에의 전압의 인가가 오프 상태인 경우의 동작에 대하여 설명한다.

이 경우에는, 도 19에 나타낸 바와 같이, 액정 패널(200)의 표시 영역 TA에서, 액정층(203)은 수직 배향된 액정 분자의 길이 방향이 예를 들면 z 방향으로 연장한다. 본 실시예에서, 표시 방식이 노멀리 블랙 방식으로 되도록 구성요소가 구성되어 있다. 그러므로, 표시 영역 TA에서는, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R에 포함되는 가시광선 VR이 제2 편광판(207)을 투과하지 않고 흡수되어, 블랙 표시가 실시된다.

한편, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R에 포함되는 적외광선 IR은 제2 편광판(207)을 투과한다.

이에 대하여, 액정 패널(200)의 센서 영역 RA에서는, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R에 포함되는 가시광선 VR이 가시광선 컷 필터층(21S)에 의해 액정 패널(200)을 투과하지 않고 흡수된다.

한편, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R의 적외광선 IR은, 도 19에 나타낸 바와 같이, 수광 영역 SA에서 제2 편광판(207)을 투과한다. 그러므로, 인체의 손가락 등의 피검지체 F가 화소 영역 PA에 접촉되거나 근접되는 경우에는, 도 19에 나타낸 바와 같이, 투과된 적외광선 IR가 피검지체 F에 의해 반사된다. 그 후, 반사광 H가 액정 패널(200)에 설치된 수광 소자(32)에 의해 수광된다.

여기서, 수광면 JSa로 향하는 반사광 H가 수광 소자(32)의 수광면 JSa에 의해 수광되어 광전 변환됨으로써 전하가 생성된다. 그리고나서, 생성된 전하에 기초하여 수광 데이터가 주변 회로에 의해 판독된다.

그리고나서, 수광 소자(32)로부터 판독한 수광 데이터를 사용하여, 위치 검출부(402)가 화소 영역 PA에 위치된 피검지체 F의 상을 액정 패널(200)의 정면측에 형성하고, 형성된 화상으로부터 피검지체 F의 위치를 검출한다.

액정층(203)에의 전압의 인가가 온 상태인 경우에 대하여 설명한다.

이 경우에는, 도 20에 나타낸 바와 같이, 액정 패널(200)의 표시 영역 TA에서, 액정층(203)은 수직 배향된 액정 분자의 길이 방향이 z 방향과는 상이한 방향으로 경사진다. 그러므로, 액정 패널(200)의 표시 영역 TA에서는, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R에 포함되는 가시광선 VR이 제2 편광판(207)을 투과하고, 흰색 표시가 실시된다. 또한, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R의 적외광선 IR 또한 제2 편광판(207)을 투과한다.

이에 대하여, 액정 패널(200)의 센서 영역 RA에서는, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R에 포함되는 가시광선 VR이 가시광선 컷 필터층(21S)에 의해 흡수되어 액정 패널(200)을 투과하지 않는다.

구체적으로, 센서 영역 RA에서는, 전술한 바와 같이, 제1 영역 A1에 대응하도록 공통 전극(62b)에 개구를 설치하고 있는 동시에, 화소 전극(62a)이 형성되어 있지 않으므로, 액정층(203)에 전압이 인가되지 않는다. 그러므로, 액정층(203)에의 전압의 인가가 오프 상태인 경우와 마찬가지로, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R에 포함되는 가시광선 VR이 가시광선 컷 필터층(21S)에 의해 흡수된다.

한편, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R의 적외광선 IR은, 상기와 마찬가지로, 도 20에 나타낸 바와 같이 수광 영역 SA에서 제2 편광판(207)을 투과한다. 그러므로, 인체의 손가락 등의 피검지체 F가 화소 영역 PA에 접촉되거나 근접된 경우에는, 투과된 적외광선 IR이 피검지체 F에 의해 반사되고, 반사광 H가 액정 패널(200)에 설치된 수광 소자(32)에 의해 수광된다. 그리고나서, 수광면 JSa로 향하는 반사광 H가 수광 소자(32)의 수광면 JSa에 의해 수광되고, 수광 소자(32)에 의해 광전 변환되어 수광 데이터를 생성한다. 그 후, 주변 회로에 의해 수광 데이터가 판독된다.

그리고, 전술한 바와 같이, 수광 소자(32)로부터 판독한 수광 데이터를 사용하여, 위치 검출부(402)가 화소 영역 PA에 위치하는 피검지체 F의 상을 액정 패널(200)의 정면측에 형성하고, 형성된 화상으로부터 피검지체 F의 위치를 검출한다.

이상과 같이, 본 실시예에서는 제1 실시예와 마찬가지로 화소 전극(62a)과 공통 전극(62b)은, 화소 영역 PA에서, 포토 센서 소자(30b)를 구성하는 수광 소자(32)의 수광면 JSa에 대응하는 수광면 대응 영역 JT 이외의 영역에 형성되어 있다. 그러므로, 본 실시예에서는, 제1 실시예와 마찬가지로, 수광 데이터에 다수의 노이즈가 포함되는 것을 방지할 수 있고, S/N비를 향상시킬 수 있다. 그러므로, 피검지체의 위치를 정확하게 검출하는 것을 용이하게 실현할 수 있다. 그리고, 또한 본 실시예에서는 화상 품질을 향상시킬 수 있다.

＜제3 실시예＞

이하에서는 본 발명에 따른 제3 실시예에 대하여 설명한다.

도 21은 본 발명에 따른 제3 실시예의 액정 패널(200)에서의 화소 영역 PA에 설치된 화소 P의 주요부를 모식적으로 나타낸 단면도이다.

본 실시예의 액정 패널(200)은 제2 실시예의 액정 패널(200)과 유사하지만, 도 21에 나타낸 바와 같이 화소 P가 투명 전극(62T)를 갖는다는 점에서 제2 실시예와 상이하다.

도 21을 참조하면, 투명 전극(62T)은, 화소 전극(62a)과 마찬가지로, TFT 어레이 기판(201)에서 대향 기판(202)에 대면하는 면에서 각각의 라인을 피복하도록 형성된 평탄화막(60b) 상에 설치되어 있다.

본 실시예에서, 투명 전극(62T)은 TFT 어레이 기판(201)에서 대향 기판(202)에 대면하는 xy 면의 방향에 설치되어 있다. 투명 전극(62T)은 예를 들면 ITO를 사용하여 형성되어 있다.

도 22는 본 발명의 제3 실시예에서의 화소 전극(62a)과 투명 전극(62T)를 나 타낸 평면도이다. 도 22를 참조하면, X1-X2 라인을 따라 절취한 단면은 도 21에 대응한다.

본 실시예에서, 투명 전극(62T)은, 화소 전극(62a)과 마찬가지로, 도 22에 나타낸 바와 같이, TFT 어레이 기판(201)에서 대향 기판(202)에 대면하는 xy면의 방향으로 직사각형 형상으로 형성되어 있다. 여기서, 도 22에 나타낸 바와 같이, 투명 전극(62T)은, x 방향에서 복수의 화소 전극(62a)에 대하여 간격을 두고 정렬되어 있다. 투명 전극(62T)은, 센서 영역 RA에서, 포토 센서 소자(30b)를 구성하는 수광 소자(32)의 수광면 JSa에 대응하는 수광면 대응 영역 JT를 포함하는 제1 영역 A1를 피복하도록 형성되어 있다.

이 투명 전극(62T)은, 화소 전극(62a)과 달리, 고정 전위가 인가되거나 또는 그라운드로 되도록 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 인접 화소의 대향 투명 전극과의 커플링의 영향을 제거할 수 있다. 그러므로, 표시 영역 TA에서 액정층(203)에 전압을 인가하여 흰색 표시를 실시할 때에도, 센서 영역 RA에서는, 액정층(203)이 인가된 전압에 의해 영향을 받지 않고, 블랙 표시가 실시되며, 화상 품질을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예에서는, 제2 실시예와 달리, 센서 영역 RA에 투명 전극(62T)을 설치하고 있다. 그러나, 공통 전극(62b)은, 제2 실시예와 마찬가지로, 화소 영역 PA에서, 수광 소자(32)의 수광면 JSa에 대응하는 수광면 대응 영역 JT 이외의 영역에 형성되어 있다. 그러므로, 본 실시예에서는, 제2 실시예와 마찬가지로, 센서 영역 RA에서의 광의 누출이 발생하는 것을 방지할 수 있으므로, 화상 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 수광 데이터에 다수의 노이즈가 포함되는 것을 방지할 수 있고, S/N비를 향상시킬 수 있다. 그러므로, 피검지체의 위치를 정확하게 검출하는 것을 용이하게 실현할 수 있다.

＜제4 실시예＞

이하에서는, 본 발명에 따른 제4 실시예에 대하여 설명한다.

도 23은 액정 패널(200)의 화소 영역 PA에 설치된 화소 P의 주요부를 모식적으로 나타낸 단면도이다.

본 실시예에서, 액정 패널(200)은 제3 실시예에서의 액정 패널(200)과 전반적으로 유사하지만 다소 상이하다. 구체적으로, 액정층(203)은 배향 방향이 제3 실시예와 상이하다. 여기서, 액정층(203)은 TFT 어레이 기판(201)과 대향 기판(202) 사이에서 액정 분자가 트위스트하도록 배향되어 있다. 즉, 본 실시예에서는, 표시 모드가 TN(Twisted Nematic) 모드에 대응하도록, 각각의 구성요소가 형성되어 있다. 또한, 노멀리 화이트 방식에 대응하도록, 제1 편광판(206)과 제2 편광판(207)이 예를 들면 클로즈 니콜 배열로 배치되어 있다.

본 실시예의 액정 표시 장치(100)에서, 피검지체 F로서의 인체의 손가락이 액정 패널(200)의 화소 영역 PA에 접촉되거나 근접되었을 때, 그 피검지체 F로부터 얻어지는 수광 데이터에 따라 피검지체 F의 위치를 검출하는 동작에 대하여 설명한다.

도 24 및 도 25는 본 발명의 제4 실시예에서의, 피검지체 F로서의 인체의 손가락이 액정 패널(200)의 화소 영역 PA에 접촉되거나 근접되었을 때, 그 피검지체 F로부터 얻어지는 수광 데이터에 따라 피검지체 F의 위치를 검출하는 상이한 방식을 모식적으로 나타낸 단면도이다. 구체적으로, 도 24는 액정층(203)에의 전압의 인가가 오프 상태인 경우를 나타내는 한편, 도 25는 액정층(203)에의 전압의 인가가 온 상태인 경우를 나타내고 있다.

액정층(203)에의 전압의 인가가 오프 상태인 경우에 대하여 설명한다.

본 실시예에서는, 상기한 바와 같이 표시 방식이 노멀리 화이트 방식으로 되도록 각각의 구성요소가 구성되어 있다. 그러므로, 액정층(203)에의 전압의 인가가 오프 상태인 경우, 표시 영역 TA에서는, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R에 포함되는 가시광선 VR이 제2 편광판(207)을 투과하고, 흰색 표시가 실시된다. 또한, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R에 포함되는 적외광선 IR 또한 제2 편광판(207)을 투과한다.

그러나, 액정 패널(200)의 센서 영역 RA에서는, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R에서의 가시광선 VR은 가시광선 컷 필터층(21S)에 의해 액정 패널(200)을 투과하지 않고 차광된다.

한편, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R의 적외광선 IR은, 상기와 마찬가지로, 도 24에 나타낸 바와 같이 차광 되지 않고, 수광 영역 SA에서 제2 편광판(207)을 투과한다. 그러므로, 인체의 손가락 등의 피검지체 F가 화소 영역 PA에 접촉되거나 근접되는 경우에는, 도 24에 나타낸 바와 같이, 투과된 적외광선 IR이 피검지체 F에 의해 반사되고, 반사광 H가 액정 패널(200)에 설치된 수광 소자(32)에 의해 수광된다. 그리고나서, 수광면 JSa로 향하는 반사광 H가 수광 소자(32)의 수광면 JSa에서 수광되고, 수광 소자(32)에 의해 광전 변환되어 전하를 발생하며, 그 전하에 따른 신호 강도의 수광 데이터가 주변 회로에 의해 판독된다.

그리고나서, 전술한 바와 같이, 수광 소자(32)로부터 판독된 수광 데이터를 사용하여, 위치 검출부(402)가 화소 영역 PA에 위치된 피검지체 F의 상을 액정 패널(200)의 정면측에 형성하고, 형성된 화상으로부터 피검지체 F의 위치를 검출한다.

액정층(203)에의 전압의 인가가 온 상태인 경우에 대하여 설명한다.

본 실시예에서는, 상기한 바와 같이, 표시 방식이 노멀리 화이트 방식으로 되도록 각각의 구성요소가 구성되어 있다. 그러므로, 액정층(203)에의 전압의 인가가 온 상태인 경우에는, 액정 패널(200)의 표시 영역 TA에서는, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R에 포함되는 가시광선 VR이 제2 편광판(207)을 투과 하지 않고, 흑표시가 실시된다. 한편, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R에 포함된 적외광선 IR은 제2 편광판(207)을 투과한다.

이에 대하여, 액정 패널(200)의 센서 영역 RA에서는, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R에서의 가시광선 VR이 가시광선 컷 필터층(21S)에 의해 액정 패널(200)을 투과하지 않고 차광된다.

한편, 백라이트(300)로부터 조명된 조명광 R의 적외광선 IR은 도 25에 나타낸 바와 같이 수광 영역 SA에서 제2 편광판(207)을 투과한다. 그러므로, 인체의 손가락 등의 피검지체 F가 화소 영역 PA에 접촉되거나 근접된 경우에는, 도 25에 나타낸 바와 같이, 투과된 적외광선 IR이 피검지체 F에 의해 반사된다. 그리고나 서, 반사광 H가 액정 패널(200)에 설치된 수광 소자(32)에 의해 수광되어 광전 변환됨으로써, 수광된 광량에 따른 신호 강도의 수광 데이터를 생성한다. 그 후, 주변 회로에 의해 수광 데이터가 판독된다. 그리고, 전술한 바와 같이, 수광 소자(32)로부터 판독한 수광 데이터를 사용하여, 위치 검출부(402)가 화소 영역 PA에 위치된 피검지체 F의 상을 액정 패널(200)의 정면측에 형성하고, 이와 같이 형성된 화상으로부터 피검지체 F의 위치를 검출한다.

이상과 같이, 본 실시예에서는, 제3 실시예와 마찬가지로, 센서 영역 RA에 투명 전극(62T)을 설치하고 있지만, 공통 전극(62b)은, 화소 영역 PA에서, 포토 센서 소자(30b)를 구성하는 수광 소자(32)의 수광면 JSa에 대응하는 수광면 대응 영역 JT 이외의 영역에 형성되어 있다. 그러므로, 본 실시예에서는, 제3 실시예와 마찬가지로, 센서 영역 RA에서 액정층(203)에 전압이 인가되지 않으므로, 센서 영역 RA에서의 광의 누출이 발생하는 것을 방지할 수 있으므로, 화상 품질을 향상시킬 수 있다. 그리고, 또한 본 실시예에서는, 수광 데이터에 다수의 노이즈가 포함되는 것을 방지할 수 있고, S/N비를 향상시킬 수 있다. 그러므로, 피검지체의 위치를 정확하게 검출하는 것을 용이하게 실현할 수 있다.

본 실시예에서는 TN 모드가 이용되었지만, ECB(Electrically Controlled Birefringence) 모드각 적용되는 경우에도 상기 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 여러 실시예를 설명하였자만, 본 발명의 실시예는 상기한 실시 형태로 한정되지 않고, 각종의 변형 형태를 채용할 수 있다.

예를 들면, 가시광선 컷 필터층(21S)에 대하여는, 적색 필터층(21Rs)과 청색 필터층(21Bs)을 적층하는 경우에 대하여 설명하였으나, 이것으로 한정되지 않는다. 가시광선 컷 필터층(21S)은 적색 필터층, 녹색 필터층, 청색 필터층, 황록 필터층, 및 선녹색(emerald green) 필터층 중의 적어도 2개를 적층함으로써 가시광선을 바람직하게 흡수하고, 적외광선을 선택적으로 투과할 수 있다. 그리고, 선녹색 필터층은 470 내지 560nm의 파장 대역에서 광투과율이 높아지도록 형성된 컬러 필터이다. 또한, 황록 필터층은 480 내지 560nm의 파장 대역에서 광투과율이 높아지도록 형성된 컬러 필터이다. 또한, 적색 필터층은 625 내지 740nm의 파장 대역에서 광투과율이 높아지도록 형성된 컬러 필터이다. 또한, 녹색 필터층은 500 내지 565nm의 파장 대역에서 광투과율이 높아지도록 형성된 컬러 필터이다. 또한, 청색 필터층은 430 내지 485nm의 파장 대역에서 광투과율이 높아지도록 형성된 컬러 필터이다.

도 26은 전술한 실시예에서 이용될 수 있는 가시광선 컷 필터층(21S)을 나타낸 단면도이다.

도 26에 나타낸 바와 같이, 적색 필터층(21Rs)과 녹색 필터층(21Gs)과 청색 필터층(21Bs)의 3원색 모두를 적층함으로써, 가시광선 컷 필터층(21S)을 구성해도 된다. 여기서는, 대향 기판(202)측으로부터 녹색 필터층(21Gs)과 적색 필터층(21Rs)과 청색 필터층(21Bs)이 차례로 적층되어 구성되어 있다. 녹색 필터층(21Gs), 적색 필터층(21Rs) 및 청색 필터층(21Bs)의 각각은, 컬러 필터층(21)과 마찬가지로, 안료나 염료 등의 착색제를 함유하는 폴리이미드 수지를 사용하여 형성되어 있다.

도 27은 도 26를 참조하여 설명한 바와 같은 방식으로 구성된 가시광선 컷 필터층(21S)의 분광 특성을 나타낸 도면이다. 도 27에서, 가로축은 입사광의 파장(nm)이며, 세로축은 입사광의 투과율(%)이다.

가시광선 컷 필터층(21S)은, 전술한 바와 같이, 녹색 필터층(21Gs), 적색 필터층(21Rs) 및 청색 필터층(21Bs)을 포함하는 컬러 필터 적층체이다. 여기서, 녹색 필터층(21Gs)은, 가시광선 중에서 녹색에 대응하는 파장 영역의 광을 다른 파장 영역의 광보다 많이 투과하도록 구성되어 있다. 한편, 적색 필터층(21Rs)은, 가시광선 중에서 적색에 대응하는 파장 영역의 광을 다른 파장 영역의 광보다 많이 투과하도록 구성되어 있다. 그리고, 청색 필터층(21Bs)은, 가시광선 중에서 청색에 대응하는 파장 영역의 광을 다른 파장 영역의 광보다 많이 투과하도록 구성되어 있다. 그러므로, 가시광선 컷 필터층(21S)은 가시광선에 대응하는 파장 영역에서의 광투과율보다, 적외광선에 대응하는 파장 영역에서의 광투과율이 높도록 형성되어 있다. 구체적으로, 중심 파장이 850nm인 적외광선에 대하여는, 도 27에 나타낸 바와 같이 광투과율이 약 70%이고, 가시광선에 대하여는 광투과율이 약 30% 이하로 되도록, 가시광선 컷 필터층(21S)이 구성되어 있다.

이 가시광선 컷 필터층(21S)은, 컬러 필터층(21)을 구성하는 적색 필터층(21R) 및 청색 필터층(21B)을 형성하는 공정과 동일한 공정에서 형성된다. 예를 들면, 녹색의 착색 안료와 포토레지스트 재료를 포함하는 도포액을 스핀 코트법 등의 코팅 방법에 따라 도포하여 도포막을 형성한다. 그 후, 리소그래피 기술에 의해, 그 도포막을 패터닝함으로써, 컬러 필터층(21)의 녹색 필터층(21G)과 가시광선 컷 필터층(21S)의 녹색 필터층(21Gs)를 형성한다. 그리고, 제1 실시예에 관련하여 나타낸 바와 같이, 적색의 착색 안료와 포토레지스트 재료를 포함하는 도포액을 스핀 코트법 등의 코팅 방법에 따라 도포하여 도포막을 형성한다. 그 후, 리소그라피 기술에 의해 도포막을 패터닝함으로써, 컬러 필터층(21)의 적색 필터층(21R)과 가시광선 컷 필터층(21S)의 적색 필터층(21Rs)을 형성한다. 그 후, 청색의 착색 안료와 포토레지스트 재료를 포함하는 도포액을 스핀 코트법 등의 코팅 방법에 따라 도포하여 도포막을 형성한다. 그 후, 리소그래피 기술에 의해, 도포막을 패터닝함으로써, 컬러 필터층(21)의 청색 필터층(21B)과 가시광선 컷 필터층(21S)의 청색 필터층(21Bs)을 형성한다.

또한, 전술한 실시예에서는, 화소 스위칭 소자(31)을 보텀 게이트형의 박막 트랜지스터로서 구성하는 경우에 대하여 설명하였으나, 이것으로 한정되지 않는다.

도 28은 전술한 실시예에 이용될 수 있는 화소 스위칭 소자(31)의 구성의 변형 형태를 나타낸 단면도이다.

도 28에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 탑 게이트형의 TFT를 화소 스위칭 소자(31)로서 형성해도 된다. 또한, 수광 소자(32)를 듀얼 게이트 구조로 되도록 형성해도 된다.

또한, 전술한 실시예에서는, 복수의 화소 P에 대응하도록 복수의 수광 소자(32)를 설치하는 경우에 대하여 나타냈으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 복수의 화소 P에 대하여 1개의 수광 소자(32)를 설치해도 되고, 역으로, 1개의 화소 P에 대하여 복수의 수광 소자(32)를 설치해도 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)는 다양한 전자 기기의 부품으로서 적용할 수 있다.

도 29 내지 도 33은 본 발명의 실시예 중의 하나에 따른 액정 표시 장치(100)을 적용한 전자 기기를 나타낸 도면이다.

먼저 도 29를 참조하면, 텔레비전 방송을 수신하여 표시하는 텔레비전은, 수신한 화상을 표시 화면에 표시하는 동시에 오퍼레이터의 조작 지령이 입력되는 표시 장치로서 액정 표시 장치(100)를 적용할 수 있다.

또한, 도 30에 나타낸 바와 같이, 디지털 스틸 카메라는 촬상 화상 등의 화상을 표시 화면에 표시하는 동시에 오퍼레이터의 조작 지령이 입력되는 표시 장치로서 액정 표시 장치(100)를 적용할 수 있다.

또한, 도 31에 나타낸 바와 같이, 노트북형 퍼스널 컴퓨터는 조작 화상 등을 표시 화면에 표시하는 동시에 오퍼레이터의 조작 지령이 입력되는 표시 장치로서 액정 표시 장치(100)를 적용할 수 있다.

또한, 도 32에 나타낸 바와 같이, 휴대 전화 단말기는 조작 화상 등을 표시 화면에 표시하는 동시에 오퍼레이터의 조작 지령이 입력되는 표시 장치로서 액정 표시 장치(100)를 적용할 수 있다.

또한, 도 33에 나타낸 바와 같이, 비디오 카메라는 조작 화상 등을 표시 화면에 표시하는 동시에 오퍼레이터의 조작 지령이 입력되는 표시 장치로서 액정 표시 장치(100)를 적용할 수 있다.

또한, 전술한 실시예에서는, 수광 소자(32)가 PIN형의 포토다이오드를 포함 하는 경우에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. i층에 불순물이 도핑된 PDN 구조의 포토다이오드를 수광 소자(32)로서 형성하여도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 포토트랜지스터를 수광 소자(32)로서 설치해도 된다.

또한, 전술한 실시예에서는, 적색 필터층(21R), 녹색 필터층(21G) 및 청색 필터층(21B)이 스트라이프 형상으로 형성하고, x 방향으로 정렬되도록 형성하는 동시에, 수광 영역 SA를 적색 필터층(21R), 녹색 필터층(21G) 및 청색 필터층(21B)에 정렬되도록 적색 필터층(21R)의 부근에 형성하고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 적색 필터층(21R), 녹색 필터층(21G) 및 청색 필터층(21B)과, 수광 영역 SA를 1세트로 하고, 적색 필터층(21R), 녹색 필터층(21G) 및 청색 필터층(21B)과 수광 영역 SA를 2×2의 매트릭스형으로 배치해도 된다.

또한, 전술한 실시예에서는, 비가시광선으로서 적외광선을 포함하도록 조명광을 조사하는 경우에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 비가시광선으로서 자외광선을 포함하도록 조명광을 조사해도 된다.

또한, 본 발명은 전술한 표시 모드 외에, IPS(In-Plane-Switching) 방식 등의 다양한 방식의 액정 패널에 적용할 수 있다.

그리고, 전술한 실시예에서, 액정 표시 장치(100)는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에 상당한다. 또한, 전술한 실시예에서, 액정 패널(200)은 본 발명의실시예에 따른 표시 장치의 표시 패널에 상당한다. 또한, 전술한 실시예에서, TFT 어레이 기판(201)은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 제1 기판에 상당한다. 또한, 전술한 실시예에서, 대향 기판(202)은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 제2 기판에 상당한다. 또한, 전술한 실시예에서, 액정층(203)은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 액정층에 상당한다. 또한, 전술한 실시예에서, 백라이트(300)는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 조명부에 상당한다. 또한, 전술한 실시예에서, 위치 검출부(402)는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 위치 검출부에 상당한다. 또한, 전술한 실시예에서, 가시광선 컷 필터층(21S)은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 필터층에 상당한다. 또한, 전술한 실시예에서, 적색 필터층(21Rs)은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 적색 필터층에 상당한다. 또한, 전술한 실시예에서, 녹색 필터층(21Gs)은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 녹색 필터층에 상당한다. 또한, 전술한 실시예에서, 청색 필터층(21Bs)은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 청색 필터층에 상당한다. 또한, 전술한 실시예에서, 포토 센서 소자(30b)는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 포토 센서 소자에 상당한다. 또한, 전술한 실시예에서, 절연막(60c)은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 절연막에 상당한다. 또한, 전술한 실시예에서, 화소 전극(62a)은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 제1 전극에 상당한다. 또한, 전술한 실시예에서, 공통 전극(62b)은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 공통 전극 또는 제2 전극에 상당한다. 또한, 전술한 실시예에서, 투명 전극(62T)은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 제1 전극에 상당한다. 또한, 전술한 실시예에서, 제1 영역 A1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 제1 영역에 상당한다. 또한, 전술한 실시예에서, 제2 영역 A2는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 제2 영역에 상당한다. 또한, 전술한 실시예에서, 수광면 JSa는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장 치의 수광면에 상당한다. 또한, 전술한 실시예에서, 수광면 대응 영역 JT는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 수광면 대응 영역에 상당한다. 또한, 전술한 실시예에서, 화소 영역 PA는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 화소 영역에 상당한다. 또한, 전술한 실시예에서, 화소 P는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 화소에 상당한다.

본 출원은 2008년 4월 28일자로 일본 특허청에 출원된 일본 우선권 특허 출원 JP 2008-117460에 개시된 기술 요지를 포함하고 있으며, 상기 특허의 전체 내용이 본 명세서에 발명의 일부로서 원용되어 있다.

설계 요건 및 기타 요인에 따라 첨부된 청구범위 또는 그 등가물의 범위 내에서 다양한 수정, 조합, 부분조합 및 변경이 이루어질 수 있음은 자명하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 2는 도 1의 액정 표시 장치의 액정 패널을 나타낸 평면도이다.

도 3은 도 2의 액정 패널의 화소 영역에 형성되는 화소를 나타낸 회로도이다.

도 4는 도 2의 액정 패널의 화소 영역에 설치된 화소의 주요부를 모식적으로 나타낸 단면도이다.

도 5는 도 2의 액정 패널의 화소 영역 내의 각각의 화소의 표시 영역의 주요부를 나타낸 평면도이다.

도 6은 도 2의 액정 패널의 화소 영역 내의 각각의 화소의 센서 영역의 주요부를 나타낸 평면도이다.

도 7은 도 2의 액정 패널 내의 화소 스위칭 소자를 나타낸 단면도이다.

도 8은 도 2의 액정 패널 내의 수광 소자를 나타낸 단면도이다.

도 9는 도 2의 액정 패널 내의 공통 전극을 나타낸 평면도이다.

도 10은 도 2의 액정 패널 내의 가시광선 컷 필터층의 분광 특성을 나타낸 도면이다.

도 11은 도 2의 액정 패널 내의 대향 기판의 주요부를 나타낸 평면도이다.

도 12는 도 2의 액정 패널 내의 백라이트를 모식적으로 나타낸 단면도이다.

도 13은 도 12의 백라이트의 주요부를 모식적으로 나타낸 사시도이다.

도 14a, 도 14b, 도 15a 및 도 15b는, 피검지체로서의 인체의 손가락이 도 2의 액정 패널의 화소 영역에 접촉되거나 인접하여 위치되었을 때, 그 피검지체로부터 얻어지는 수광 데이터에 따라 피검지체의 위치를 검출하는 상이한 방식을 모식적으로 나타낸 도면이다.

도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 액정 패널의 화소 영역에 설치된 화소의 주요부를 모식적으로 나타낸 단면도이다.

도 17은 도 16의 액정 패널 내의 화소 전극을 나타낸 평면도이다.

도 18은 도 16의 액정 패널 내의 공통 전극을 나타낸 평면도이다.

도 19 및 도 20은, 피검지체로서의 인체의 손가락이 도 16의 액정 패널의 화소 영역에 접촉되거나 인접하여 위치되었을 때, 그 피검지체로부터 얻어지는 수광 데이터에 따라 피검지체의 위치를 검출하는 상이한 방식을 모식적으로 나타낸 단면도이다.

도 21은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 패널에서의 화소 영역에 설치된 화소의 주요부를 모식적으로 나타낸 단면도이다.

도 22는 도 21의 액정 패널에서의 화소 전극과 투명 전극을 나타낸 평면도이다.

도 23은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 패널에서의 화소 영역에 설치된 화소의 주요부를 모식적으로 나타낸 단면도이다.

도 24 및 도 25는, 피검지체로서의 인체의 손가락이 도 23의 액정 패널의 화 소 영역에 접촉되거나 인접하여 위치되었을 때, 그 피검지체로부터 얻어지는 수광 데이터에 따라 피검지체의 위치를 검출하는 상이한 방식을 모식적으로 나타낸 단면도이다.

도 26은 도 1의 액정 표시 장치에 사용될 수 있는 가시광선 컷 필터층을 나타낸 단면도이다.

도 27은 도 26의 가시광선 컷 필터층의 분광 특성을 나타낸 그래프이다.

도 28은 도 7에 도시된 화소 스위칭 소자의 변형된 형태를 나타낸 단면도이다.

도 29 내지 도 33은 도 1의 액정 표시 장치를 적용한 전자 기기를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 액정 표시 장치 200 : 액정 패널

201 : TFT 어레이 기판(제1 기판) 202 : 대향 기판(제2 기판)

203 : 액정층 300 : 백라이트(조명부)

301 : 광원 302 : 도광판

303 : 광학 필름 304 : 반사 필름

400 : 데이터 처리부 401 : 제어부

402 : 위치 검출부

Claims (15)

1. 액정 표시 장치에 있어서,

   화소 영역에서 제1 전극 및 제2 전극이 액정층에 전계를 인가함으로써 화상을 표시하는 액정 패널

   을 포함하며,

   상기 액정 패널은, 상기 화소 영역에서 상기 액정층을 통해 입사 광을 수광면에서 수광하여 수광 데이터를 생성하는 포토 센서 소자를 포함하며,

   상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중의 하나 이상이, 상기 화소 영역에서 상기 포토 센서 소자의 수광면에 대응하는 수광면 대응 영역 이외의 영역에 형성되어 있는,

   액정 표시 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중의 하나 이상이 상기 수광면 대응 영역을 포함하며, 상기 수광면 대응 영역보다 큰 제1 영역에 형성되지 않고, 상기 제1 영역 이외의 영역에 형성되어 있는, 액정 표시 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 액정 패널은, 상기 화소 영역에 형성되어 있고, 상기 포토 센서 소자의 수광면에 입사하는 광 중에서 가시광선보다 비가시광선을 많이 투과하도록 설치되어 있는 필터층을 포함하는, 액정 표시 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 필터층은 상기 제1 영역을 포함하고, 상기 제1 영역보다 큰 제2 영역을 피복하도록 배치되어 있는, 액정 표시 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 필터층은, 상기 비가시광선으로서 적외광선을 투과하도록 형성되어 있는, 액정 표시 장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 필터층은, 적색 필터층, 녹색 필터층, 청색 필터층, 황록 필터층, 및 선녹색(emerald green) 필터층 중의 2개 이상이 적층된 컬러 필터 적층체인, 액정 표시 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 액정 패널의 한쪽 면에 인접하여 위치된 피검지체의 위치를 검출하는 위치 검출부를 더 포함하며,

   상기 화소 영역은, 상기 화소 영역에 배치되는 동시에, 상기 액정 패널의 한 쪽 면의 측으로부터 다른쪽 면의 측을 향하는 광을 수광하는 복수의 상기 포토 센서 소자를 포함하며,

   상기 위치 검출부는, 상기 복수의 포토 센서 소자에 의해 생성된 수광 데이터에 따라 상기 피검지체의 위치를 검출하는,

   액정 표시 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 액정 패널의 다른 쪽의 면의 측에 조명광을 출사하도록 구성된 조명부를 더 포함하며,

   상기 액정 패널은, 상기 조명부로부터 출사된 조명광이 상기 액정 패널의 상기 다른쪽 면의 측으로부터 상기 한쪽 면의 측으로 투과되어, 투과된 광을 이용하여 상기 화소 영역에 화상이 표시되도록 구성되며,

   상기 포토 센서 소자는, 상기 조명부로부터 출사되어 상기 액정 패널을 투과한 조명광이 상기 액정 패널의 한쪽 면의 측에 위치된 피검지체에 의해 반사될 때에 반사광을 수광하는,

   액정 표시 장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 조명부는, 가시광선과 비가시광선을 상기 조명광으로서 출사하도록 구성되어 있는, 액정 표시 장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 액정 패널은,

    상기 액정 패널의 상기 다른쪽 면의 측에 위치하는 제1 기판; 및

    상기 액정 패널의 상기 한쪽 면의 측에 위치되고, 상기 액정층을 협지하도록, 상기 제1 기판으로부터 간격을 두고 대면하고 있는 제2 기판

    을 포함하며,

    상기 필터층은 상기 제2 기판에 설치되어 있는,

    액정 표시 장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 액정층은, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 서로 대면하는 면을 따라 수평 방향으로 액정 분자가 배향되고,

    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, 상기 제1 기판에 형성되어 있고, 상기 액정층에 가로 전계(transverse electric field)를 인가하는,

    액정 표시 장치.
12. 제11항에 있어서,

    상기 액정 패널은, 상기 화소가 상기 화소 영역에 복수개 배치되어 있고, 상기 화소를 구동하는 화소 스위칭 소자가 상기 화소 영역에서 상기 복수의 화소에 대응하도록 상기 제1 기판에 복수개 형성되어 있고,

    상기 제1 전극은 상기 화소 스위칭 소자에 접속된 화소 전극이며, 상기 복수의 화소의 각각에 대응하도록 상기 화소 영역에 형성되어 있고,

    상기 제2 전극은 상기 복수의 제1 전극에 공통되는 공통 전극으로서, 상기 화소 영역에 설치되어 있는,

    액정 표시 장치.
13. 제12항에 있어서,

    상기 제1 기판은, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 개재하도록 설치된 절연막을 포함하며,

    상기 제2 전극은, 상기 화소 영역에서 상기 제1 영역 이외의 영역을 피복하도록 형성되고, 상기 제1 영역에는 형성되어 있지 않으며,

    상기 절연막은, 상기 제2 전극보다 상기 액정층에 인접하여 형성되어 있고,

    상기 제1 전극은, 상기 절연막보다 상기 액정층에 인접한 상기 화소 영역에서의 상기 제1 영역 이외의 영역에 형성되고, 상기 제1 영역에 형성되어 있지 않은,

    액정 표시 장치.
14. 제10항에 있어서,

    상기 제1 전극은 상기 제1 기판에 형성되어 있고, 상기 제2 전극은 상기 제2 기판에 설치되어 있는, 액정 표시 장치.
15. 제14항에 있어서,

    상기 액정 패널은, 상기 화소가 상기 화소 영역에 복수개 배치되어 있고, 상기 화소를 구동하는 화소 스위칭 소자가 상기 화소 영역에서 상기 복수의 화소에 대응하도록 상기 제1 기판에 복수개 형성되어 있고,

    상기 제1 전극은, 상기 화소 스위칭 소자에 접속된 화소 전극이며, 상기 복수의 화소의 각각에 대응하도록 상기 화소 영역에 형성되어 있고,

    상기 제2 전극은, 상기 복수의 전극에 공통되는 공통 전극으로서, 상기 화소 영역에 설치되어 있는,

    액정 표시 장치.

Images