KR20100075731A

KR20100075731A - 표시 패널 및 모듈 및 전자 기기

Info

Publication number: KR20100075731A
Application number: KR1020090119581A
Authority: KR
Inventors: 요코 후쿠나가; 테츠로 오치; 다이스케 타카마; 야스유키 마츠이
Original assignee: 소니 주식회사
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2010-07-05
Also published as: CN102736300A; JP2010152072A; US8952946B2; CN101762899B; US20100164906A1; CN101762899A; JP4650703B2; TW201037647A

Abstract

과제

액자 영역 부근에서, 양호한 광검출 정밀도를 확보하는 것이 가능한 표시 패널을 제공한다.

해결 수단

표시 장치(1)는, 표시 화면중의 유효 표시 영역(B)에 표시 화소로서의 액정 소자를 가지며, 유효 표시 영역(B)의 주변의 액자 영역(A)에는, 비가시광을 선택적 투과하고 가시광을 차단하는 비가시광 투과 블랙(24)이 배치된 것이다. 적어도 유효 표시 영역(B)에는, 소정의 피치로 비가시광을 검출하는 포토 센서(12B)가 배설되어 있다. 위치 판정부에서는, 포토 센서(12B)로부터의 출력에 의거하여, 표시 화면에 접촉한 손가락(2)의 위치를 판정한다. 액자 영역(A)에 비가시광을 투과시키는 비가시광 투과 블랙(24)이 마련되어 있음에 의해, 유효 표시 영역(B)의 액자 영역(A)과의 경계 부근에서의 광검출 강도의 저하를 억제할 수 있다.

Description

표시 패널 및 모듈 및 전자 기기{DISPLAY PANEL, MODULE AND ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은, 액정 소자나 유기 EL 소자 등을 이용하여 화상을 표시함과 함께, 유저의 손가락 등의 위치를 입력하는 것이 가능한 표시 패널 및 이것을 이용한 모듈 및 전자 기기에 관한 것이다.

근래, 휴대 전화나 휴대 정보 단말(PDA : Personal Digital Assistant), 디지털 스틸 카메라, PC(Personal Computer) 모니터 및 텔레비전 등에 사용되는 표시 장치에서는, 표시 화소로서, 액정 소자나 유기 전계 발광(EL : Electro Luminescence) 소자 등이 사용되고 있다. 이와 같은 표시 화소는, 기판상에 TFT(Thin Film Transistor ; 박막 트랜지스터) 등의 구동용의 트랜지스터와 함께 매트릭스형상으로 배치되어 있다.

다른 한편, 상기 TFT와 동층에 포토 센서를 형성함에 의해, 유저의 손가락이나 스타일러스 등의 위치 검출을 가능하게 한 표시 장치(터치 패널)가 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 2). 그런데, 이들 특허 문헌 1, 2에 기재된 표시 장치에서는, 손가락 등의 위치를 인식하기 위해, 외광이나 화상 표시광에 의해 생기는 그림자를 이용하고 있다. 이 때문에, 어두운밤이나, 표시 장치로부터의 출사광이 없는 경우, 즉 흑표시의 경우에는, 위치 검출이 곤란하였었다.

특허 문헌 1 : 일본 특개2006-127212호 공보

특허 문헌 2 : 일본 특개2007-128497호 공보

특허 문헌 3 : 일본 특개2006-301864호 공보

그래서, 외광이나 화상 표시광이 아니라, 비가시광(자외광 또는 적외광)을, 위치 검출용의 광으로서 이용한 수법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 3 참조). 이와 같은 표시 장치에서는, 화상 표시를 행하는 유효 표시 영역을 둘러싸도록, 액자(額緣) 영역이 형성되어 있다. 이 중 유효 표시 영역에는, 화상 표시 소자와 함께 비가시광을 검출하는 포토 센서가 마련되고, 액자 영역에는 차광층이 형성되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 가시광에 의거하여 화상 표시가 행하여지는 한편, 물체의 표면에서 확산 반사한 비가시광이 각 포토 센서에 의해 검출되고, 물체의 위치가 특정된다.

그러나, 상기한 바와 같은 표시 장치에서는, 유효 표시 영역의 액자 영역과의 경계 부근에서의 광검출 강도가 저하되고, 광검출 정밀도를 충분히 확보할 수가 없고, 개선의 여지가 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 액자 영역 부근에서, 양호한 광검출 정밀도를 확보하는 것이 가능한 표시 패널 및 이것을 이용한 모듈 및 전자 기기를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 표시 패널은, 표시 화면중의 유효 표시 영역에 배치된 화상 표시 소자와, 유효 표시 영역의 주변의 액자 영역에 배치되고, 비가시광을 투과하고 가시광을 차단하는 차광층과, 적어도 유효 표시 영역에 배치되고, 비가시광을 검출하 는 광검출 소자를 구비한 것이다. 또한, 본 발명의 모듈은, 비가시광과 가시광을 발하는 광원과 상기 본 발명의 표시 패널을 구비한 것이다. 본 발명의 전자 기기는, 상기 본 발명의 모듈을 탑재한 것이다.

본 발명의 표시 패널, 모듈 및 전자 기기에서는, 화상 표시 소자에 의해 유효 표시 영역에 화상이 표시되는 한편, 장치 상방에 손가락이나 스타일러스 등의 물체가 접촉 또는 근접하면, 물체의 표면에서 비가시광이 확산 반사하고, 이 반사광이 광검출 소자에 의해 검출된다. 이 때, 유효 표시 영역 주변의 액자 영역에 마련된 차광층이, 비가시광을 투과하고 가시광을 차단함에 의해, 액자 영역의 부근에 물체가 접촉 또는 근접하고 있는 경우에, 광원 및 물체로부터의 반사광이 액자 영역의 차광층에 의해 차단되기 어려워진다.

본 발명의 표시 패널, 모듈 및 전자 기기에 의하면, 광검출 소자를 적어도 유효 표시 영역에 배치함과 함께, 유효 표시 영역 주변의 액자 영역에, 비가시광을 투과하고 가시광을 차단하는 차광층을 마련하였기 때문에, 액자 영역의 부근에 물체가 접촉 또는 근접하고 있는 경우에도, 광원 및 물체로부터의 비가시광이 액자 영역에서 차단되기 어렵게 할 수 있다. 이 때, 광검출 소자와 물체의 표면 사이에는 일정한 거리가 있기 때문에, 액자 영역의 부근에 마련된 광검출 소자는 액자 영역측에서 확산 반사하여 오는 광도 검출한다. 따라서, 상기한 바와 같이 액자 영역의 차광층이 비가시광을 투과시킴에 의해, 특히 유효 표시 영역의 액자 영역과의 경계 부근에서의 광검출 강도의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 액자 영역 부근에 서, 양호한 광검출 정밀도를 확보하는 것이 가능해진다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 관해, 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

[제 1의 실시의 형태]

도 1은, 제 1의 실시의 형태에 관한 표시 장치(1)를 윗면(표시 패널(1A)의 측)에서 본 모식도이다. 도 2는, 도 1의 I-I선에서의 화살로 본 단면도이고, 액자 영역(A)과 유효 표시 영역(B)의 경계 부근의 영역에 관해 도시한 것이다. 표시 장치(1)는, 화상을 표시하는 화면상에 접촉 또는 근접한 손가락 등의 위치에 관한 정보를 출력하는 것이 가능한 표시 장치이고, 표시 패널(1A), 백라이트(40), 및 위치 판정부(도시 생략)로 구성되어 있다. 표시 패널(1A)에서는, 표시 화면에 사각형형상의 유효 표시 영역(B)이 마련되고, 이 유효 표시 영역(B)의 주변의 영역이 액자 영역(A)으로 되어 있다. 이와 같은 표시 패널(1A)의 단부(端部)에는, 예를 들면 TFT(Thin Film Transistor ; 박막 트랜지스터) 기판(10)상의 배선이 연장되어 노출한 영역 210이 마련되어 있고, 도시하지 않은 외부 접속 단자가 형성되어 있다. 이 외부 접속 단자에는, 신호의 입출력을 위한 플렉시블 프린트 배선 기판(FPC ; Flexible Printed Circuit)(도시 생략) 등이 접속된다. 이 FPC상에는, 위치 판정부로서의 각종 회로나 기억 소자 등이 집적된 IC(Integrated Circuit : 집적 회로) 칩이 배설된다. 또는, TFT 기판(10)의 배선상에 IC 칩이 배설되고, 그 외측에 FPC가 접속되어 있어도 좋다.

액자 영역(A)에는, 화상 표시용의 드라이버가 되는 신호선 구동 회로나 주사선 구동 회로 등의 주변 회로(도시 생략)가 형성되어 있다. 유효 표시 영역(B)은, 예를 들면 R, G, B의 3원색의 표시 화소(화상 표시 소자)가 매트릭스형상으로 배설된 것이고, 본 실시의 형태에서는, 이 표시 화소로서 액정 표시 소자를 이용하고 있다. 이들의 액자 영역(A) 및 유효 표시 영역(B)은, TFT 기판(10)과 CF(Color Filter) 기판(20) 사이에 액정층(30)을 밀봉하여 구성되고, TFT 기판(10)의 하방에 백라이트(40)를 갖고 있다. TFT 기판(10)의 광 입사측에는 편광판(17), CF 기판(20)의 광출사측에는 편광판(25)이 각각 접합되어 있다. 이하, TFT 기판(10), CF 기판(20), 액정층(30) 및 백라이트(40)의 구체적인 구성에 관해, 각 영역마다 설명한다.

(유효 표시 영역(B))

우선, 유효 표시 영역(B)에서의 각 구성 요소에 관해 설명한다. 유효 표시 영역(B)에서는, TFT 기판(10)에서, 유리 등으로 이루어지는 기판(11)상에, 복수의 TFT(12A)와 복수의 포토 센서(12B)(광검출 소자)가 소정의 피치로 배설되어 있다. TFT(12A)는, 상기 복수의 표시 화소를, 예를 들면 액티브 매트릭스 방식에 의해 구동하기 위한 것이고, 후술하는 화소 전극(16A)에 접속되어 있다. 포토 센서(12B)는, 반도체의 PN 접합부에 광을 조사한 때에, 전류나 전압을 검출하는 것이 가능한 광검출 소자이고, 예를 들면 실리콘 반도체를 이용한 PIN 포토 다이오드나 PDN(Photo sensitive doped layer : P-doped-N) 등으로 구성되어 있다. 이 포토 센서(12B)는, 비가시광 투과 블랙(23)의 하방에 마련되어 있다.

TFT(12A) 및 포토 센서(12B)는, 예를 들면 기판(11)상의 동층(同層)에, 동일한 박막 프로세스에 의해 형성하는 것이 가능하다. 또한, 이들 TFT(12A) 및 포토 센서(12B)의 상세한 구성에 관해서는 후술한다.

기판(11)상에는, 상기 TFT(12A) 및 포토 센서(12B)의 요철을 평탄화시키기 위한 평탄화층(13)이 형성되어 있다. 평탄화층(13)상에는, 공통 전극(14)과 복수의 화소 전극(16A)이, 절연막(15)을 통하여 대향하도록 마련되어 있다. 이 중, 공통 전극(14)은, 각 표시 화소에 공통의 전극으로서, 화소 전극(16A)은 표시 화소마다 분리하여 각각 배설되어 있다. 본 실시의 형태에서는, 각 화소 전극(16A)은, 예를 들면 즐치형상(櫛齒狀)으로 패터닝되어 있다. 이로써, 후술하는 액정층(30)과 함께, 횡전계 모드, 예를 들면 FFS(프린지 필드 스위칭) 모드나, IPS(인 플레인 스위칭) 모드 등의 표시 구동이 이루어지게 되어 있다.

이와 같은 화소 전극(16A)과 동층에는, 후술하는 비가시광 투과 블랙(23)에 대응하는 영역에, 흑표시용 전극(16B)이 마련되어 있다. 이 흑표시용 전극(16B)은, 공통 전극(14)에 대향하여 마련되고, 도시하지 않은 구동용 소자에 의해 액정층(30)에 입사하는 가시광을 차단하고, 항상 흑표시를 행하기 위한 것이다. 즉, 액정층(30)을 흑표시로 하는 일정한 전압을 인가할 수 있도록 되어 있다. 또한, 이 흑표시용 전극(16B) 및 후술하는 흑표시용 전극(16C)은, 상기 화소 전극(16A)과 동층에, 동일한 프로세스에 의해 형성할 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이, 흑표시용 전극(16B)을 배설하여, 흑표시용의 전압을 인가하도록 하여도 좋지만, 예를 들면 FFS 모드인 경우에는, 이 흑표시용 전극(16B)을 마련하지 않고, 공통 전극(14)을 이용하여 전압을 인가하도록 하여도 좋다.

CF 기판(20)에서는, 유리 등으로 이루어지는 기판(21)의 한 면에, 컬러 필터층(22)과, 비가시광 투과 블랙(23)(제 2의 차광층)이 주기적으로 배열하여 형성되어 있다. 컬러 필터층(22)은, 예를 들면, 적색의 컬러 필터층(22R), 녹색의 컬러 필터층(22G) 및 청색의 컬러 필터층(22B)으로 구성되고, 이들 3색의 컬러 필터층(22R, 22G, 22B)이 각 표시 화소(화소 전극(16A))에 대응하여 마련되어 있다. 비가시광 투과 블랙(23)은, 차광용의 블랙 매트릭스로서 기능하는 것이고, 표시 콘트라스트를 높이기 위해 마련된다. 단, 본 실시의 형태에서는, 이 비가시광 투과 블랙(23)은, 가시광을 차단하는 한편, 비가시광을 투과시키도록 되어 있고, 예를 들면 후술하는 비가시광 투과 블랙(24)(차광층)과 같은 재료에 의해 구성되어 있다.

2장의 편광판(17, 25)은, 크로스니콜의 상태로 배치된다. 편광판(17)은, 백라이트(40)의 측에서 입사하는 가시광중, 특정한 편광 성분을 선택적으로 투과시켜서(30)에 입사시키는 편광자이다. 편광판(25)은, 편광판(17)을 투과하는 광과 직교하는 편광 성분을 투과시켜서광을 상방으로 출사키는 검광자이다.

액정층(30)은, 전계의 상태에 응하여 그곳을 통과하는 광을 변조하는 것이고, 예를 들면 FFS 모드나 IPS 모드 등의 횡전계 모드의 액정을 이용할 수 있다. 이 액정층(30)은, TFT 기판(10)과 CF 기판(20) 사이에, 유효 표시 영역(B)으로부터 유효 표시 영역(B)에 근접하는 액자 영역(A)에 걸쳐 형성되어 있다. 또한, 액정층(30)과 TFT 기판(10) 사이, 및 액정층(30)과 CF 기판(20) 사이에는, 각각 도시하지 않은 배향막이 형성되어 있다. 또한, 액자 영역(A)의 주연부에는 도시하지 않은 밀봉층에 의해 액정층(30)이 밀봉되어 있다.

백라이트(40)는, 표시 패널(1A)을 조명하는 광원이고, 그 광출사면이, 유효 표시 영역(B) 및 액자 영역(A)의 전면(全面)을 마주 보도록 배치되어 있다. 이 백라이트(40)는, 가시광에 더하여 비가시광을 출사시키도록 되어 있다. 여기서, 도 3에 백라이트(40)의 단면 모식도를 도시한다. 이와 같이, 백라이트(40)는, 예를 들면, 평판상의 도광판(41)의 양단 위치에, 비가시광(L1)을 발하는 비가시광원(42A)과, 가시광(L2)을 발하는 가시광원(42B)을 배설한 것이다. 비가시광원(42A) 및 가시광원(42B)으로서는, 각각 예를 들면 발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode) 등을 이용할 수 있다. 이와 같은 구성에 의해, 비가시광원(42A)으로부터 발하여진 비가시광(L1)과, 가시광원(42B)으로부터 발하여진 가시광(L2)은, 각각 도광판(41) 내를 전파한 후, TFT 기판(10)측의 한 면에서 취출된다.

단, 비가시광(L1)은, 가시광(L2) 이외의 광, 즉 인간의 눈에 감도가 있는 파장이군(예를 들면 380㎚ 내지 780㎚) 이외의 파장의 광이다. 예를 들면, 가시광(L2)보다 단파장측의 자외광이나, 장파장측의 적외광 등이다. 특히, 자외광으로서는 근자외 영역(300㎚ 내지 380㎚), 적외광으로서는, Si 포토 다이오드의 감도와 매칭하는 근적외 영역(780㎚ 내지 1100㎚)의 광을 이용하는 것이 바람직하다. 단, 표시 패널(1A)의 양면에 마련된 편광판(17, 25)는, 가시 및 근자외 영역에서는 편광 특성을 갖기 때문에, 그 만큼 투과율이 저하되어 검출 광량이 적어지고, 또한 화소 전위에 응하여 변조된 화상광에 의존하여 버린다. 한편, 근적외 영역에서는, 편광 특성이 잃어버리기 때문에, 검출 광량의 저감을 억제할 수 있고, 또한 화상광 에도 의존하지 않는다. 이 때문에, 본 실시의 형태와 같이, 편광판을 필요로 하는 액정 소자를 이용한 경우에는, 비가시광으로서 근적외광을 이용하는 것이 바람직하다.

(액자 영역(A))

계속해서, 액자 영역(A)에서의 각 구성 요소에 관해 설명한다. 액자 영역(A)에서는, TFT 기판(10)에서, 기판(11)상에, 상기 유효 표시 영역(B)과 같은 포토 센서(12B)가 소정의 피치로 배설되어 있다. 각 포토 센서(12B)는, 액자 영역(A)으로부터 유효 표시 영역(B)에 걸쳐서, 등간격으로 배설되는 것이 바람직하다. 또한, 특히 후술하는 중심(重心) 보정을 행하지 않는 경우에는, 포토 센서(12B)는, 액자 영역(A)에서, 포토 센서(12B)로부터 편광판(25)의 표면(모듈 표면)까지의 거리와 같은 정도의 간격으로 배설되어 있는 것이 보다 바람직하다. 이것은, 관측광은, 손가락 등의 표면에서 확산 반사하고, 포토 센서(12B)로부터 모듈 표면까지의 거리와 같은 정도 확산되기 때문이다. 이들의 포토 센서(12B)는, 상기 유효 표시 영역(B)으로부터 연재되는 평탄화층(13)에 의해 평탄화되어 있다.

평탄화층(13)상에는, 공통 전극(14)이 유효 표시 영역(B)으로부터 연재되어 있고, 마찬가지 유효 표시 영역(B)으로부터 연재되는 절연막(15)을 통하여, 흑표시용 전극(16C)이 공통 전극(14)에 대향하여 배치되어 있다. 흑표시용 전극(16C)은, 상기 흑표시용 전극(16B)과 마찬가지로 액정층(30)에 입사하는 가시광을 차단하여, 항상 흑표시를 행하기 위한 것이다. 또한, 이 흑표시용 전극(16C)에 대해서도, 상기 흑표시용 전극(16B)과 마찬가지로 예를 들면 FFS 모드인 경우에는, 흑표시용 전 극(16C)을 마련하지 않고, 공통 전극(14)을 이용하여 흑표시용의 전압을 인가하도록 하여도 좋다. 또한, 흑표시용 전극(16B)과 흑표시용 전극(16C)과의 어느 한쪽을 배설하도록 하여도 좋다. 또한, 이들의 흑표시용 전극(16B) 및 흑표시용 전극(16C)은, 각각 개별적으로 구동하여도 좋지만, 일괄하여 구동하도록 하여도 좋다.

CF 기판(20)에서는, 기판(21)상의 액자 영역(A)의 거의 전역에 걸쳐서, 비가시광 투과 블랙(24)이 형성되어 있다. 비가시광 투과 블랙(24)은, 가시광을 차단하는 한편, 비가시광을 투과시키는 것이다. 단, 가시광을 완전하게 차단하고 있지 않더라도, 비가시광을 선택적으로 투과시키도록 구성되어 있으면 된다. 또한, 비가시광으로서, 백라이트(40)로부터 적외광을 공급하는 경우에는, 적외광을 선택적으로 투과시키고, 백라이트(40)로부터 자외광을 공급하는 경우에는, 자외광을 선택적으로 투과하도록 구성되어 있으면 족하다.

이 비가시광 투과 블랙(24)은, 예를 들면 감광성을 갖는 레지스트 재료에, 특정한 파장 영역의 광을 선택적으로 투과, 차단하는 안료를 분산시킨 안료 분산 레지스트를 이용할 수 있다. 레지스트 재료로서는, 아크릴계, 폴리이미드계, 노볼락계 등을 들 수 있다. 안료로서는, 제조 프로세스에서 내열성 및 내광성을 가지며, 컬러 필터 등에 사용되는 안료 분산 레지스트로, 근적외광을 투과한 성질을 갖는 것을 들 수 있다. 구체적으로는, 적색(Red), 황색(Yellow), 오렌지색(Orange)을 나타내는 아조 안료, 청색(Blue), 녹색(Green)을 나타내는 프탈로시아닌 안료, 및 자색(Violet)을 나타내는 디옥사진 안료 등중, 적어도 일종을 포함하는 것이다. 또는, 유기계 흑색의 안료를 이용하도록 하여도 좋다. 이와 같은 안료 분산 레지스트 는, 기판(21)상에 도포한 후, 노광, 현상, 베이크 등의 프로세스를 경유함에 의해 형성할 수 있다. 또한, 상기 유효 표시 영역(B)의 비가시광 투과 블랙(23)에 대해서도, 같은 재료, 같은 프로세스에 의해 형성할 수 있다.

액정층(30) 및 백라이트(40)는, 상기 유효 표시 영역(B)과 마찬가지이다.

계속해서, 도 4 및 도 5를 참조하여, TFT 기판(10)의 상세한 구성에 관해 설명한다. 도 4는, TFT 기판(10)에서, 기판(11)(도 4에는 도시 생략)상에 형성된 TFT(12A)와 포토 센서(12B)의 경계 부근의 확대 단면도이다. 도 5는, 실리콘 반도체의 광 감도를 설명하기 위한 특성도이다. 이하, TFT(12A) 및 포토 센서(12B)의 각각의 구성 요소에 관해 설명한다.

(TFT(12A))

TFT(12A)에서는, 기판(11)상에 화소 Tr. 게이트(121)가 배설되어 있고, 이 화소 Tr. 게이트(121)를 덮도록 게이트 절연막(18)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(18)상에는, 구동시에 채널으로 되는 P-도프층(124), LDD층(123A, 123B) 및 N+ 도프층(122A, 122B)이 형성되어 있다. 이들의 P-도프층(124), LDD층(123A, 123B) 및 N+ 도프층(122A, 122B)은 공통의, 예를 들면 p-Si(폴리실리콘)에 의해 구성되고, 불순물 도프량의 제어에 의해 얻어지는 것이다. N+ 도프층(122A, 122B)은 각각, 층간막(19)을 통하여 배설된 소스 전극(125) 및 드레인 전극(126)에 전기적으로 접속되어 있다. 층간막(19)상에는, 또한 표시 신호선(127)이 마련되고, 이들의 소스 전극(125), 드레인 전극(126) 및 표시 신호선(127)을 덮도록 평탄화층(13)이 형성되어 있다.

평탄화층(13)상에는, 절연막(15)을 통하여 공통 전극(14)과 화소 전극(16A)이 배치되어 있다. 공통 전극(14)은, 슬릿(141)에 의해, 화소상과 센서상이 전기적으로 절연되어 있고, 센서상에 화소 공통 전위와는 다른 전위를 줌에 의해, 항상 센서상의 액정층(30)을 흑표시시키는 것이 가능하게 되어 있다. 화소 전극(16A)의 평면 형상은, 반복하여 형성되어 있는 슬릿 161)에 의해 즐치형상이 되어 있고, 이 즐치형상 전극과 공통 전극(14) 사이의 전위차에 의해 액정층(30)에 횡전계를 인가하는 것이 가능하게 되어 있다.

(포토 센서(12B))

포토 센서(12B)에서는, 기판(11)상에 센서 게이트(131)가 배설되어 있고, 이 센서 게이트(131)를 덮도록 게이트 절연막(18)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(18)상에는, 구동시에 활성 영역이 되는 영역(133) 및 P+ 도프층(132A), N+ 도프층(132B)이 형성되어 있다. 이들의 영역(133) 및 P+ 도프층(132A), N+ 도프층(132B)은 공통의, 예를 들면 p-Si에 의해 구성되고, 불순물 도프량의 제어에 의해 얻어지는 것이다. N+ 도프층(132B)은, 층간막(19)을 통하여 배설되는 센서 전원 배선(135)에 전기적으로 접속되어 있다. 층간막(19)상에는, 또한 GND(134) 및 센서 신호선(136)이 마련되고, 이들의 GND(134), 센서 전원 배선(135) 및 센서 신호선(136)을 덮도록 평탄화층(13)이 형성되어 있다. 이로써, P+ 도프층(132A), 영역(133) 및 N+ 도프층(132B)이 되는 PN 접합에 역(逆)전압을 인가한 상태에서, 광이 영역(133)에 닿으면, 캐리어가 분리되어 광 전류가 생긴다. 이것이, P+ 도프층(132A)에 이어진 보조 용량(도시 생략)의 전위를 변화시키고, 보조 용량에 전기 적으로 접속된 센서 신호선(136)을 통하여, 전위가 판독된다.

이와 같은 포토 센서(12B)는, 다음과 같은 실리콘 반도체에 의해 구성되어 있다. 예를 들면, 폴리실리콘(p-Si : 다결정 실리콘), 어모퍼스 실리콘(a-Si : 비결정 실리콘) 및 마이크로 실리콘(μ-Si : 미결정 실리콘) 등이다. 여기서, 각 실리콘 반도체의 광양자 에너지(eV)에 대한 흡수 계수(㎝^-1)는, 예를 들면 도 5에 도시한 바와 같은 특성을 나타낸다. 이들의 실리콘 반도체중, 상기 비가시광(L1)으로서 예를 들면 적외광을 이용하는 경우에는, 적외광에 대응하는 영역(S)(1.0eV 내지 1.6eV)에 감도를 갖는 폴리실리콘(입경(粒徑) : 수 10㎛ 이상)이나 마이크로 실리콘(입경 : 수 10㎚ 이상)을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 도 5에 도시한 C-Si는 크리스탈 실리콘을 나타낸다.

표시 패널(1A)에 접속된 FPC상 또는 TFT 기판(10)의 배선상의 IC 칩에는, 상술한 바와 같이 위치 판정부(도시 생략)가 마련되어 있다. 이 위치 판정부는, 포토 센서(12B)로부터의 출력에 의거하여, 물체(손가락(2))의 위치의 판정을 행하는 것이다. 구체적으로는, 위치 판정부는, 모듈 구조 파라미터 등의 보정 파라미터를 격납하는 불휘발성 메모리(Non-volatile memory), 포토 센서(12B)로부터의 출력 신호(아날로그 신호)의 아날로그/디지털 변환을 행하는 AD 컨버터, 디지털화된 화상 신호나 노이즈 제거 후의 화상 신호를 격납하는 SRAＭ 등의 휘발성 메모리(volatile memory), 및 노이즈 제거 후 화상 신호로부터 면적이나 중심(重心) 위치의 로직 연산을 행하는 로직 연산 처리 회로 등이 집적된 것이다. 이와 같은 구 성에 의해, 위치 판정부는, 포토 센서(12B)로부터 출력된 아날로그 신호에 의거하여, 물체의 위치 정보로서 중심 좌표나 면적을 산출하는 화상 처리 연산부로서 기능한다. 이 위치 판정부에서의 연산 처리에 관해서는 후술한다. 또한, 위치 판정부는, 이와 같은 화상 처리 연산부에 더하여, CPＵ(Central Processing Unit) 등을 구비하고 있어도 좋다.

계속해서, 상기 표시 장치(1)의 작용, 효과에 관해 설명한다.

(표시 동작)

우선, 도 6 내지 도 8을 참조하여, 표시 장치(1)의 표시 동작에 관해 설명한다. 도 6은, 가시광(L2)에 의한 화상 표시에 관해 설명하기 위한 모식도이다. 도 7은, FFS 모드의 표시 동작 원리에 관해 설명하기 위한 모식도이다. 도 8은, 액정 소자의 주요부 단면을 확대하여 도시한 것이다. 도 7, 8에서, (A)는 전계 비인가시, (B)는 전계 인가시에 있어서의 액정 소자의 상태를 도시한다.

표시 장치(1)에서는, 유효 표시 영역(B)에서, 화상 신호에 의거하여, 공통 전극(14)과 화소 전극(16A) 사이에 소정의 임계치 전압 이상의 구동 전압이 공급되면, 액정층(30)에는, 소정의 전계가 인가되어 액정 상태의 변조가 행하여진다. 이로써, 백라이트(40)의 측부터 편광판(17)을 통하여 액정층(30)에 입사한 가시광(L2)은, 표시 화소마다 각각 변조된 후, 대응하는 컬러 필터층(22R, 22G, 22B)을 통과하여, 3색의 표시광(LR, LG, LB)으로서 편광판(25)의 상방으로 출사한다. 한편, 액자 영역(A)에서는, 백라이트(40)의 측으로부터 입사한 가시광(L2)은, 비가시광 투과 블랙(24)에 의해 차단된다. 이와 같이 하여, 유효 표시 영역(B)의 화상 표 시 에어리어(30A)에서, 화상 표시가 행하여진다.

또한, 백라이트(40)로부터 발하여지고, 비가시광 투과 블랙(23, 24)에 입사하는 광은, 비가시광 투과 블랙(23, 24)에서 차광되기 때문에, 표시광(LR, LG, LB)의 광학 특성에 악영향을 미치는 것이 방지된다.

여기서, 도 7을 참조하여, 상술한 FFS 모드의 표시 동작 원리에 관해, 상세히 설명하다. 또한, 도 7에서는, 복수의 서브 화소 전극(160)으로 이루어지는 화소 전극(16A)을 덮도록 배향막(32)이 형성되고, CF 기판(20)의 기판(21)(도 7에는 도시 생략)의 측에도 배향막(33)이 형성되어 있다. 또한, 2장의 배향막(32, 33)의 러빙 방향이 출사측의 편광판(25)의 투과축과고 일치하여 있는 경우를 나타낸다.

공통 전극(14)과 화소 전극(16A) 사이에 전압을 인가하지 않은 상태에서는(도 7(A), 도 8(A)), 액정층(30)을 구성하는 액정 분자(31)의 축이 입사측의 편광판(17)의 투과축과 직교하고, 또한, 출사측의 편광판(25)의 투과축과 평행한 상태가 된다. 이 때문에, 입사측의 편광판(17)을 투과한 입사광은, 액정층(30) 내에서 위상차가 생기는 일 없이 출사측의 편광판(25)에 달하고, 여기서 흡수되기 때문에, 흑표시가 된다. 한편, 공통 전극(14)과 화소 전극(16A) 사이에 전압을 인가한 상태에서는(도 7(B), 도 8(B)), 액정 분자(31)의 배향 방향이, 서브 화소 전극(160) 사이에 생기는 횡전계(E)에 의해, 화소 전극(16A)의 연장 방향에 대해 경사 방향으로 회전한다. 이 때, 액정층(30)의 두께 방향의 중앙에 위치하는 액정 분자(31)가 약 45도 회전하도록 백(白)표시시의 전기장 강도를 최적화한다. 이로써, 입사측의 편광판(17)을 투과한 입사광(h)에는, 액정층(30) 내를 투과하는 동안에 위상차가 생 기고, 90도 회전한 직선 편광이 되고, 출사측의 편광판(25)을 통과하기 때문에, 백 표시가 된다.

한편, 유효 표시 영역(B)의 흑표시 에어리어(30B) 및 액자 영역(A)의 흑표시 에어리어(30C)에서는, 공통 전극(14)과 흑표시용 전극(16B) 및 공통 전극(14)과 흑표시용 전극(16C) 사이에, 각각 소정의 임계치 전압 이상의 구동 전압이 공급되면, 액정층(30)에는, 소정의 전계가 인가되어 액정 상태의 변조가 행하여진다. 공통 전극(14), 흑표시용 전극(16B) 또는 흑표시용 전극(16C)에 주는 전위를 제어함에 의해, 액정층(30)에서 항상 흑표시로 되도록 제어된다.

(입력 동작)

계속해서, 도 9 내지 도 13을 참조하여, 표시 장치(1)의 입력 동작에 관해 설명한다. 도 9는, 비가시광(L1)의 수광(受光)의 양상에 관해 설명하기 위한 모식도이다. 도 10은, 물체의 접촉 영역과 검출되는 강도 분포에 관한 시뮬레이션 결과이다.

상술한 바와 같이 백라이트(40)로부터 출사된 가시광(L2)에 의거하여, 유효 표시 영역(B)에서 화상이 표시되는 한편, 백라이트(40)로부터의 비가시광(L1)은, 편광판(17), TFT 기판(10), 액정층(30), CF 기판(20) 및 편광판(25)을 차례로 투과한다. 또한, 이 때, 비가시광(L1)은, 액정층(30), 컬러 필터층(22) 및 비가시광 투과 블랙(23, 24)에 의해 차단되는 일 없이 통과한다. 여기서, 예를 들면 손가락(2)이 표시 패널(1A)의 윗면(편광판(25)의 윗면)에 놓여지면(접촉하면), 편광판(25)의 상방으로 출사된 비가시광(L1)은, 손가락(2)의 표면에서 확산 반사한다. 이 반사광 을, TFT 기판(10)에 배설된 포토 센서(12B)에 의해 수광함에 의해, 손가락(2)의 광강도 분포에 관한 정보를 취득한다. 얻어진 강도 분포에 관한 정보가 위치 판정부에 출력되면, 위치 판정부는, 손가락(2)의 중심 좌표를 산출함에 의해, 손가락(2)의 위치를 판정한다.

여기서, 손가락(2)의 접촉 위치와, 광강도 분포의 관계에 관해 설명한다. 우선, 도 10(A), (B)를 참조하여, 유효 표시 영역(B) 내의 중앙 부근에, 손가락(2)이 접촉하고 있는 경우에 관해 설명한다. 도 10(A)에 도시한 바와 같이, 접촉 영역(C)은, 유효 표시 영역(B)에서의 폭(W)의 영역으로 하고, 접촉면이 되는 편광판(25)과 포토 센서(12B)를 갖는 TFT 기판(10)까지의 거리를 d라고 한다. 이와 같은 경우에, 예를 들면 W=10㎜, d=1.5㎜라고 하면, 도 10(B)에 도시한 바와 같은 강도 분포가 된다. 단, 접촉 영역(C)의 폭방향을 x방향으로 하고, 폭(W)의 중앙 위치를 x=0이라고 한다. 이와 같이, 폭(W)=10㎜의 접촉 영역(C)에 대해, 실제보다도 넓은 범위에서 강도 분포가 얻어져 있는 것을 알 수 있다. 이것은, 비가시광(L1)이 손가락(2)의 표면에서 확산 반사한 후, 손가락(2)으로부터 포토 센서(12B)에 도달하기 까지의 사이에 확산되기 때문이다.

한편, 유효 표시 영역(B) 내의 액자 영역(A)의 부근의 영역에, 손가락(2)이 접촉하고 있는 경우에 관해, 비교예와 비교하면서 설명한다. 도 11(A), (B)에, 비가시광을 이용하여 위치 검출을 행하는 표시 장치(100)의 개략 구성을 도시하는 것이다. 단, 도 11(A)는, 표시 장치(100)의 전체 구성을 윗면에서 본 것이고, 도 11(B)는, (A)도 의 Ⅱ-Ⅱ선에서의 화살로 본 단면도이다. 도 12(A), (B)는, 도 11(A), (B)에 도시한 비교예의 표시 장치에 있어서, 액자 영역 부근에서의 광강도 분포에 관한 시뮬레이션 결과이다.

표시 장치(100)는, 표시 화면에 화상 표시 영역으로서의 유효 표시 영역(B100)과, 이 유효 표시 영역을 둘러싸는 액자 영역(A100)을 갖고 있다. 표시 장치(100)의 단부에서는, 배선층이 일부 노출한 영역(120)에서, 외부 기기와의 접속이 이루어지게 되어 있다. 이 표시 장치(100)는, 기판(1011)상에 TFT(1012A)와 비가시광을 검출하는 포토 센서(1012B)를 배치한 TFT 기판(101)과, 컬러 필터층(1022)이 형성된 CF 기판(102) 사이에, 액정층(103)을 밀봉하여 구성되어 있다. 액정층(103)의 하방에는, 가시광과 비가시광을 액정층(103)의 측에 조사하는 백라이트(104)가 마련되어 있다. 또한, 액자 영역(A100)에는, 차광용의 차광층(1024)이 형성되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 가시광에 의거하여 화상 표시를 행하는 한편, 각 포토 센서(1012B)로부터 검출한 비가시광의 강도 분포에 의거하여, 위치를 판정하게 되어 있다.

이와 같은 비교예에 관한 표시 장치(100)에 관해, 액자 영역(A100) 부근에서의 광검출에 관한 시뮬레이션을 행하였다. 단, 편광판(106)상에 검출 대상으로서 반사판을 접촉시킨 경우에 관해 광검출을 행하였다. 또한, 도 12(A)에서, 접촉면이 되는 편광판(106)과 포토 센서(1012B)를 갖는 TFT 기판(101)까지의 거리를 d로 하고, 액자 영역(A100)과 유효 표시 영역(B100)과의 경계를 x=0으로 한다. 이 결과, 도 12(B)에 도시한 바와 같은 강도 분포가 되었다. 여기서, 포토 센서(1012B)는 반사판의 표면에서 확산 반사한 광(이하, 확산광이라고 한다)을 검출하는데, 포토 센 서(1012B)와 반사판 사이에는 일정한 거리가 있다. 이 때문에, x=0 부근의 포토 센서(1012B)에는, 유효 표시 영역(B100)뿐만 아니라 액자 영역(A100)의 측으로부터도 확산광이 입사한다. 그런데, 이 때, 비교예에서는, 액자 영역(A100)에 비가시광을 차단하는 차광층(1024)이 마련되어 있기 때문에, x=0 부근에서의 확산광의 일부가 차단되어 버린다. 또한, 백라이트(104)로부터 발하여진 비가시광도 차광층(1024)에 의해 차단되기 때문에, 액자 영역(A100)상에 도달하지 않는다. 따라서, x=0 즉 유효 표시 영역(B100)의 액자 영역(A100)과의 경계 부근에서는, 실제보다도 검출 광량이 적어져 버린다. 이와 같이, 액자 영역(A100)에서, 검출용의 비가시광이 차광되어 버리면, 유효 표시 영역(B100)의 액자 영역(A100)과의 경계 부근에서의 광검출 강도가 저하되고, 광검출 정밀도를 충분히 확보할 수가 없었다.

이에 대해, 본 실시의 형태에서는, 액자 영역(A)에 마련된 비가시광 투과 블랙(24)이 가시광을 차단하는 한편, 비가시광을 투과한다. 이로써, 백라이트(40)로부터의 비가시광(L1)이 액자 영역(A)상에 도달함과 함께, 손가락(2)의 표면에서 반사한 비가시광(L1)은, 비가시광 투과 블랙(24)에서 차단되기 어려워진다. 여기서, 본 실시의 형태의 표시 장치(1)에 관해, 액자 영역(A) 부근에서의 광검출에 관한 시뮬레이션을 행하였다. 도 13(A), (B)는, 본 실시의 형태의 액자 영역(A) 부근의 광강도 분포에 관한 시뮬레이션 결과이다. 단, 편광판(106)상에 검출 대상으로서 반사판을 접촉시킨 경우에 관해 광검출을 행하였다. 또한, 접촉면이 되는 편광판(25)과 포토 센서(12B)를 갖는 TFT 기판(10)까지의 거리를 d로 하고, 액자 영역(A)과 유효 표시 영역(B)과의 경계를 x=0, 액자 영역(A)중 비가시광(L1)을 투과 시키는 영역의 폭은 2㎜로 하였다. 이와 같은 경우, 도 13(B)에 도시한 바와 같이, x=0 부근에서도 광검출 강도의 저하가 억제된 강도 분포가 된다. 이것은, 액자 영역(A)에 마련된 비가시광 투과 블랙(24)이 비가시광을 투과시킴에 의해, x=0 부근에 마련된 포토 센서(12B)에서, 액자 영역(A)의 측으로부터 입사하여 오는 확산광도 검출에 이용할 수 있기 때문이다. 이로써, x=0 즉 유효 표시 영역(B100)의 액자 영역(A100)과의 경계 부근에서의 광검출 강도의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 도 14에는, 상기한 바와 같은 비가시광 투과 블랙(23, 24)을 실제로 제작하고, 그 투과율에 관해 조사한 결과를 도시한다. 이 때, 비가시광(L1)을 발하는 광원으로서는, 발광 중심 파장 850㎚의 근적외 LED를 이용하였다. 또한, 비가시광 투과 블랙(23, 24)은, 아크릴계 감광 레지스트에, 구리프탈로시아닌 화합물(청, 녹) 및 아조 안료(적) 화합물 유기 안료를 분산시킨 안료 분산 레지스트를 이용하였다. 이와 같이 하여 제작한 비가시광 투과 블랙(23, 24)에서는, 도 14에 도시한 바와 같이, 적지만 가시광이 투과하고 있지만, 적외광이 선택적으로 투과하고 있는 것을 알 수 있다.

상기한 바와 같이 하여, 포토 센서(12B)에서 광검출이 이루어지면, 얻어진 강도 분포에 관한 정보는, 위치 판정부에 출력된다. 위치 판정부는, 포토 센서(12B)로부터의 출력에 의거하여, 손가락의 중심 좌표(G)를 산출한다. 구체적으로는, 포토 센서 12의 출력 신호(아날로그)를 AD 변환한 후, 디지털화된 화상 신호에 외광 성분을 제거하는 처리를 행하고, 도 15에 도시하는 바와 같이 어느 임계치 이상의 값을 갖는 영역을 2치화한다. 이 2치화 후의 화상으로부터 노이즈 제거를 행 한 후, 중심 좌표의 x, y값의 각각의 평균치를 산출함에 의해, 손가락(2)의 중심 좌표(G)를 산출한다. 예를 들면, x좌표군이 (4, 3, 4, 5, 2, 3, 4, 5, 6, 3, 4, 5, 4), y좌표군이 (4, 3, 4, 5, 2, 3, 4, 5, 6, 3, 4, 5, 4)인 경우에는, 이들의 중심(中心) 좌표는(x, y)=(4, 4)가 되고, 이것이 중심(重心) 좌표(G)가 된다. 이와 같이 하여, 손가락(2)의 위치가 판정된다.

또는, 2치화 전에, 소정의 구간에서의 신호 강도(AD 값)의 평균을 구하고, (Σ(좌표)×(AD값))/(AD값 평균)에 의해, 손가락(2)의 중심 좌표(G)를 산출하도록 하여도 좋다.

또한, 위치 판정부에서, 포토 센서(12B)에 의해 얻어진 강도 분포에 관한 정보에 의거하여, 손가락(2)의 접촉 면적 을 산출하도록 하여도 좋다. 예를 들면, 얻어진 강도 분포로부터, 소정의 스레시홀드 이상의 값을 나타내는 포토 센서(12B)를 특정함으로써, 특정한 포토 센서(12B)의 수나 설치 간격 등으로부터, 접촉 면적 을 구하는 것이 가능하다. 이와 같이 하여 산출된 접촉 면적 으로 관한 정보는, 접촉하고 있는 물체가 손가락인지 펜인지를 판정하는 것에 이용할 수 있다. 또한, 접촉 면적 이 소정의 기준치를 대폭적으로 상회하는 경우 등에, 손가락이나 펜 등에 의한 터치 입력이 아니라고 판정하는 어플리케이션에도 이용할 수 있다. 예를 들면, 포켓이나 가방 등에 수납한 경우나, 표시 장치(1)가 휴대 전화기로서 사용되는 경우에 있어서 디스플레이 부분에 귀를 접근한 경우 등의 오(誤)입력을 방지할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시의 형태에서는, 유효 표시 영역(B)에서의 액정 소자에 의해, 가시광에 의거한 화상 표시를 행할 수가 있다. 한편, 액자 영역(A)에, 가시광을 차단하고 비가시광을 투과시키는 비가시광 투과 블랙(24)을 마련하였기 때문에, 유효 표시 영역(B)의 액자 영역(A)과의 경계 부근에서의 광검출 강도의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 액자 영역(A)의 부근에 손가락(2)이 접촉하고 있는 경우, 양호한 광검출 정밀도를 실현할 수 있다. 또한, 이로써, 위치 판정부에서의 양호한 위치 판정 정밀도를 확보하는 것이 가능해진다.

또한, 비가시광을 검출하는 포토 센서(12B)를, 유효 표시 영역(B)뿐만 아니라 액자 영역(A)에도 배설하면, 손가락(2)의 표면에서 확산 반사하는 비가시광을, 유효 표시 영역(B)뿐만 아니라 액자 영역(A)에서도 검출할 수 있다. 이로써, 액자 영역(A)의 부근에서의 중심 좌표의 어긋남의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 유효 표시 영역(B)에서, 각 색의 컬러 필터층(22)과 함께 배열하여 마련되는 이른바 블랙 매트릭스로서, 상기 비가시광 투과 블랙(24)과 같은 특성을 갖는 비가시광 투과 블랙(23)을 마련하도록 하면, 비가시광 투과율을 향상시킬 수 있다. 이로써, 비가시광 투과율이 향상한 분만큼, 근적외 LED의 전류를 내려서, 저소비 전력화를 도모할 수 있다.

더하여, 액자 영역(A)의 비가시광 투과 블랙(24), 및 유효 표시 영역(B)의 비가시광 투과 블랙(23)에 대응하는 영역(흑표시 에어리어(30B, 30C))에 관해, 액정층(30) 및 공통 전극(14)을 연재시켜, 흑표시용 전극(16B, 16C)을 배설하면, 흑레벨을 향상시켜서, 가시광의 차광을 보다 효과적으로 실현할 수 있다. 즉, 예를 들면, 비가시광 투과 블랙(23, 24)에 이용한 재료가 적지만 가시광을 투과하여 버 리는 경우라도, 그것에 의한 광 누설을 억제할 수 있다. 환언하면, 비가시광 투과 블랙(23, 24)의 재료의 선택의 폭이 넓어진다. 또한, 유효 표시 영역(B)에서의 비가시광 투과 블랙(23)에서의 광 누설이 억제됨에 의해, 표시 콘트라스트가 향상한다.

다음에, 상기 제 1의 실시의 형태의 표시 장치(1)의 표시 패널의 변형례(변형례 1, 2)에 관해 설명한다. 이하에서는, 상기 제 1의 실시의 형태와 같은 구성 요소에 관해서는, 동일한 부호를 붙이고, 적절히 설명을 생략한다.

(변형례 1)

도 16은, 변형례 1에 관한 표시 패널(1B)의 액자 영역(A)과 유효 표시 영역(B)의 경계 부근의 단면도이다. 본 변형례에서는, 컬러 필터층의 구성과, 액자 영역(A) 및 유효 표시 영역(B)의 비가시광 투과 블랙(27)의 구성 이외는, 상기 제 1의 실시의 형태의 표시 장치(1)와 같은 구성으로 되어 있다.

비가시광 투과 블랙(27, 28)은, 가시광을 차단하고 비가시광을 투과시키는 차광층이고, 복수색의 컬러 필터층이 적층하여 구성되어 있다. 액자 영역(A)에 마련된 비가시광 투과 블랙(27)은, 기판(21)의 측부터 차례로, 적색의 컬러 필터층(26R), 녹색의 컬러 필터층(27G) 및 청색의 컬러 필터층(27B)이 적층한 것이다. 이들중, 컬러 필터층(26R)은, 화상 표시 에어리어(30A)까지 연재되어 형성되고, 이 연재되는 영역이, 녹색의 컬러 필터층(26G) 및 청색의 컬러 필터층(26B)과 함께, 화상 표시용의 컬러 필터층이 되어 있다. 마찬가지로, 유효 표시 영역(B)에 마련된 비가시광 투과 블랙(28)은, 기판(21)의 측부터 차례로, 적색의 컬러 필터층(28R), 녹색의 컬러 필터층(28G) 및 청색의 컬러 필터층(28B)이 적층한 것이다. 이들중, 컬러 필터층(28R)은, 화상 표시 에어리어(30A)까지 연재되어 형성되고, 이 연재된 영역이, 녹색의 컬러 필터층(26G) 및 청색의 컬러 필터층(26B)과 함께, 화상 표시용의 컬러 필터층이 되어 있다. 이들의 비가시광 투과 블랙(27, 28)과 화상 표시용의 컬러 필터층은, 동일한 재료 및 동일한 프로세스로 형성할 수 있다.

이와 같은 비가시광 투과 블랙(27, 28)의 적층 구조에 의해, CF 기판(20)의 일면측에는 단차가 생기기 때문에, 이 단차에 의한 표시 영향 회피를 위해, 평탄화층(29)가 형성되어 있다.

본 변형례에서는, 백라이트(40)(도 16에는 도시 생략)로부터의 가시광(L2)은, 화상 표시 에어리어(30A)에서 화상 표시에 사용되는 한편, 비가시광 투과 블랙(27, 28)에 대응하는 영역에서는 차단된다. 상세하게는, 비가시광 투과 블랙(27)에 입사한 가시광(L2)은, 컬러 필터층(27B), 컬러 필터층(27G) 및 컬러 필터층(26R)을 이 순서로 통과하는 과정에 있어서, 각 색의 보색 성분이 흡수된다. 비가시광 투과 블랙(28)에 관해서도 마찬가지이다. 따라서, 상기 제 1의 실시의 형태와 동등한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 변형례에서도, 항상 흑표시용의 흑표시 에어리어(30B, 30C)를 형성함에 의해, 보다 가시광의 광 누설을 억제하고, 흑레벨을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 변형례에서도, 흑표시 에어리어(30B, 30C)에서는, 공통 전극 및 흑표시용 전극의 양쪽이 배설되어 있어도 좋지만, 어느 한쪽이 배설된 구성이라도 좋다.

여기서, 도 17에는, 상기한 바와 같은 비가시광 투과 블랙(27, 28)의 구성 요소가 되는 적색 필터, 녹색 필터, 청색 필터의 투과율 측정 결과를 도시한다. 이 때, 비가시광(L1)을 발하는 광원으로서는, 발광 중심 파장 850㎚의 근적외 LED를 이용하였다. 또한, 적색 필터로서 아조 안료를 아크릴계 레지스트에 분산한 안료 분산 레지스트, 녹색 필터로서 염소화 프탈로시아닌 안료를 아크릴계 레지스트에 분산한 안료 분산 레지스트, 및 청색 필터로서 프탈로시아닌 안료를 아크릴계 레지스트에 분산한 안료 분산 레지스트를 각각 이용하였다. 도 17에 도시한 바와 같이, 적색 필터, 녹색 필터, 청색 필터에서는 각각 보색이 되는 색을 흡수하고, 또한 800㎚ 이상의 근적외 영역의 광을 투과하는 것을 알 수 있다. 또한, 본 변형례에서는, 비가시광 투과 블랙(27, 28)을 R, G, B의 3색의 컬러 필터를 적층함에 의해 실현하였지만, 반드시 3색 전부를 구비할 필요는 없고, 이들 3색중 어느 2색의 컬러 필터를 적층한 구조로 하여도 좋다.

(변형례 2)

도 18은, 변형례 2에 관한 표시 패널 1C의 액자 영역(A)과 유효 표시 영역(B)의 경계 부근의 단면도이다. 본 변형례에서는, 공통 전극(34)이 CF 기판(20B)의 컬러 필터층측에 배설되고, 이에 의한 액정 소자의 구동 모드가 다른 것 이외는, 상기 제 1의 실시의 형태의 표시 장치(1)와 같은 구성으로 되어 있다. 즉, 본 변형례에서는, TFT 기판(10A)에서, 기판(11)상의 평탄화층(13)상에 화소 전극(16A) 및 흑표시용 전극(16B, 16C)이 배설되고, 이들이 액정층(30-1)을 통하여 공통 전극(34)과 대향한 구성으로 되어 있다. 이와 같은 구성에서는, 액정층(30-1)으로서, 예를 들면 TN(트위스트 네마틱), VA(수직 배향), ECB(전계 제어 복굴절) 등의 각종 모드가 이용된다. 또한, 본 변형례에서는, 흑표시 에어리어에서 흑표시를 행하는 경우에는, 흑표시용 전극(16B, 16C)은 반드시 배설된다.

이와 같이, 표시용의 액정 소자로서는, 상술한 바와 같은 FFS 모드 등의 횡전계 모드로 한하지 않고, 다양한 구동 모드의 액정 소자를 이용할 수 있다. 이와 같이 구성한 경우라도, 상기 제 1의 실시의 형태와 동등한 효과를 얻을 수 있다.

[제 2의 실시의 형태]

도 19는, 제 2의 실시의 형태에 관한 표시 장치(3)에서의 액자 영역(A)과 유효 표시 영역(B)의 경계 부근의 단면도이다. 또한, 상기 제 1의 실시의 형태의 표시 장치(1)와 같은 구성 요소에 관해서는, 동일한 부호를 붙이고, 적절히 설명을 생략한다.

본 실시의 형태에서는, 유효 표시 영역(B)에서의 화상 표시 소자(표시 화소)로서, 예를 들면 R, G, B의 3원색의 전계 발광이 생기는 유기 EL 소자를 이용하고 있다. 이 표시 장치(3)는, 구동 기판(10B)상에 형성된 각 색의 유기 EL 소자를, 밀봉 기판(20C)에 의해 밀봉층(39)을 통하여 밀봉한 표시 패널(3A)과, 위치 검출용의 비가시광을 공급하는 광원으로서, 표시면측에 프런트 라이트(50)를 구비하고 있다. 또한, 유기 EL 소자는 자발 광소자이기 때문에, 화상 표시용의 광원은 특히 마련하고 있지 않다.

구동 기판(10)은, 기판(11)의 위에, 상기 제 1의 실시의 형태와 마찬가지로 유효 표시 영역(B)에서는, TFT(12A) 및 포토 센서(12B)는 소정의 피치로 배설되어 있다. 이들이 평탄화층(38)에 의해 평탄화되고, 이 평탄화층(38)의 상층에, 양극으 로서의 화소 전극(35)이 화소마다 마련되어 있다. 각 화소 전극(35)상에는, 적색의 광을 발생하는 발광층(26R)과, 녹색의 광을 발생하는 발광층(26G)과, 청색의 광을 발생하는 발광층(26B)이, 차례로 전체로서 매트릭스형상으로 마련되어 있다. 이들의 발광층(36R, 36G, 36B)상에는, 각 화소에 공통하여 음극으로서의 공통 전극(37)이 형성되어 있다. 또한, 화소 전극(35)과 발광층(36R, 36G, 36B) 사이에는, 각 화소에 공통하여 정공 주입층이나 정공 수송층이 마련되어 있어도 좋다. 또한, 공통 전극(37)과 발광층(36R, 36G, 36B) 사이에는, 각 화소에 공통하여 전자 주입층이나 전자 수송층이 마련되어 있어도 좋다. 또한, 화소 전극(35)을 음극, 공통 전극(37)을 양극으로서 기능시키도록 하여도 좋다.

발광층(36R)은, 형광성 또는 인광성을 갖는 발광 재료를 포함하여 구성되고, 전계를 걸음에 의해, 화소 전극(35)으로부터 주입된 정공의 일부와, 공통 전극(37)으로부터 주입된 전자의 일부가 재결합하여, 적색의 광을 발생하는 것이다. 또한, 발광층(36G, 36B)에 대해서도 마찬가지로, 각각 전계를 걸음에 의해, 정공과 전자의 재결합에 의해, 녹색 또는 청색의 광을 발생하는 것이다.

발광층(36R)으로서는, 예를 들면 4,4-비스(2,2-지페닐비닌)비페닐(DPVBi)에 2,6-비스[(4'-메톡시디페닐아미노)스티릴]-1,5-디시아노나프탈렌(BSN) 등이 사용된다. 발광층(36G)으로서는, 예를 들면 DPVBi에 구마린6을 혼합한 것 등이 사용된다. 발광층(36B)으로서는, 예를 들면 DPVBi에 4,4'-비스[2-{4-(N,N-디페닐아미노)페닐}비닐]비페닐(DPAVBi)을 혼합한 것 등이 사용된다.

한편, 액자 영역(A)에서는, 상기 제 1의 실시의 형태와 마찬가지로 기판(11) 상에 소정의 피치로 포토 센서(12B)가 배설되어 있다.

밀봉 기판(20C)은, 기판(21)의 일면에 있어서, 액자 영역(A)에 비가시광 투과 블랙(24), 유효 표시 영역(B)의 일부에 비가시광 투과 블랙(23)을 갖고 있다. 또한, 본 실시의 형태에서는, 기판(21)상에 컬러 필터층을 형성하고 있지 않지만, 각 색의 유기 EL 소자에 대응시켜서, 컬러 필터층을 마련하도록 하여도 좋다. 이로써, 각 층에서 반사된 외광 등이 흡수되고, 콘트라스트가 개선된다.

프런트 라이트(50)는, 예를 들면 도광판(51)의 단부에 비가시광원(52)이 배설된 것이고, 비가시광원(52)으로부터 발하여진 비가시광을 도광판 내로 전파시키고, 상방으로 출사하게 되어 있다. 비가시광원(52)으로서는, 예를 들면 적외광을 발하는 LED 등이 사용된다.

본 실시의 형태에서는, 유효 표시 영역(B)에서, 화소 전극(35)과 공통 전극(37) 사이에 소정의 구동 전압이 인가되면, 각 발광층(36R, 36G, 36B)에서, 각 색의 발광이 생기고 화상 표시가 행하여진다. 한편, 프런트 라이트(50)에 의해, 비가시광이 윗면에서 출사하면, 이 프런트 라이트(50)상에 접촉한 손가락(2)(도 19에는 도시 생략)의 표면에서 확산 반사되고, 구동 기판(10B)상의 포토 센서(12B)에서 수광된다. 이 때, 상기 제 1의 실시의 형태와 마찬가지로, 액자 영역(A)에 비가시광을 투과시키는 비가시광 투과 블랙(24)을 마련하였기 때문에, 유효 표시 영역(B)의 액자 영역(A)과의 경계 부근에서의 광검출 강도의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 상기 제 1의 실시의 형태와 거의 같은 효과를 얻을 수 있다.

다음에, 상기 제 2의 실시의 형태의 표시 패널의 변형례(변형례 3)에 관해 설명한다. 이하에서는, 상기 제 2의 실시의 형태와 같은 구성 요소에 관해서는, 동일한 부호를 붙이고, 적절히 설명을 생략한다.

(변형례 3)

도 20은, 변형례 3에 관한 표시 패널(3B)의 액자 영역(A)과 유효 표시 영역(B)의 경계 부근의 단면도이다. 본 변형례에서는, 유기 전계 발광이 생기는 발광층으로서, 비가시광을 발생하는 발광층을 이용하고 있고, 이 비가시광을 이용하여 화상 표시와 위치 검출의 양쪽을 실현하도록 되어 있다. 이 때문에, 상기 제 2의 실시의 형태에서 이용한 프런트 라이트(50)는 마련되어 있지 않는다.

구체적으로는, 구동 기판(10C)의 유효 표시 영역(B)에서, 화소 전극(35)상에, 각 화소 전극(35)에 공통의 층으로서, 자외광을 발생하는 자외 발광층(43)이 형성되어 있다. 이 자외 발광층(43)상에는, 공통 전극(37), 색변환층(44)이 차례로 형성되어 있다. 액자 영역(A)에서는, 평탄화층(38)상에 전극(35A)이 배설되어 있고, 이 전극(35A)상에, 유효 표시 영역(B)으로부터 연재되어 자외 발광층(43) 및 공통 전극(37)이 마련되어 있다.

자외 발광층(43)은, 형광성 또는 인광성을 갖는 발광 재료를 포함하여 구성되고, 전계를 걸음에 의해, 화소 전극(35)으로부터 주입된 정공의 일부와, 공통 전극(37)으로부터 주입된 전자의 일부가 재결합하여, 자외광을 발생하는 것이다. 이 자외 발광층(43)의 구성 재료로서는, 예를 들면 트리아졸계 유도체(TAZ) 등이 사용된다. 이 경우, BCP, B-phen, Bu-PBD 등의 와이드 갭의 캐리어 수송 재료와 조합시키는 것이 바람직하다. 자외 발광층(43)에 인접하는 정공 주입층, 정공 수송층, 전 자 수송층 및 전자 주입층(모두 도시 생략) 등으로의 에너지 이동에 의한 발광 효율 저하, 발광 파장의 장파장화를 회피할 수 있기 때문이다.

색변환층(44)은, 상기 자외 발광층(43)에서 발생한 자외광의 일부를, 적색의 광으로 색변환(에너지 변환)하는 색변환층(44R)과, 녹색의 광으로 색변환하는 색변환층(44G)과, 청색의 광으로 색변환하는 색변환층(44B)으로 구성되어 있다. 색변환층(44R)은, 예를 들면 발광층(36R)과 같은 재료에 의해 구성되어 있다. 색변환층(44G)은, 예를 들면 발광층(36G)과 같은 재료에 의해 구성되어 있다. 색변환층(44B)은, 예를 들면 발광층(36B)과 같은 재료에 의해 구성되어 있다. 이들의 색변환층(44R, 44G, 44B)의 재료나 두께는, 필요하게 되는 화상 표시용의 각 색광과, 검출용의 자외광과의 비율 등에 의해 적절히 선정된다.

밀봉 기판(20D)에서는, 기판(21)의 일면에서, 액자 영역(A)에는 자외 투과 블랙(24B)이 마련되고, 유효 표시 영역(B)의 일부에는, 자외 투과 블랙(23B)이 마련되어 있다. 이들의 자외 투과 블랙(23B, 24B)은, 각각 가시광을 차단하고, 자외광을 선택적으로 투과시키도록 되어 있다.

본 변형례에서는, 유효 표시 영역(B)에서, 화소 전극(35)과 공통 전극(37) 사이에 소정의 구동 전압이 인가되면, 자외 발광층(43)에서, 화소마다 비가시광으로서의 자외광이 발생한다. 이 자외광의 일부가, 각각 대응하는 색변환층(44R, 44G, 44B)을 통과함에 의해, 각 색의 광으로 색변환되어, 밀봉 기판(20D)의 상방으로부터 출사한다. 이로써, 화상 표시가 행하여진다. 한편, 자외 발광층(43)으로부터 발생한 자외광중, 상기 색변환층(44)에 의해 색변환에 기여하지 않은 자외광은, 그대로 밀봉 기판(20D)의 윗면에서 출사한다. 다른 한편, 액자 영역(A)에서는, 전극(35A)과 공통 전극(37) 사이에 소정의 구동 전압이 인가되면, 자외 발광층(43)으로부터 자외광이 발생하고, 이 자외광이 자외 투과 블랙(24B)을 투과하여 액자 영역(B)상에 도달한다. 이와 같이 하여, 액자 영역(A) 및 유효 표시 영역(B)으로부터 출사한 자외광은, 밀봉 기판(20D)상에 접촉한 손가락(2)(도 18에는 도시 생략)의 표면에서 반사되고, 구동 기판(10C)상의 포토 센서(12B)에서 수광된다. 이 때, 상기 제 1의 실시의 형태와 마찬가지로 액자 영역(A)에 자외광을 투과시키는 자외 투과 블랙(24B)을 마련하였기 때문에, 유효 표시 영역(B)의 액자 영역(A)과의 경계 부근에서의 광검출 강도의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 및 제 2의 실시의 형태와 거의 같은 효과를 얻을 수 있다.

[제 3의 실시의 형태]

도 21은, 제 3의 실시의 형태에 관한 표시 장치(4)에서의 액자 영역(A)과 유효 표시 영역(B)의 경계 부근의 단면도이다. 도 22 및 도 23은, 표시 장치(4)의 위치 판정부에서의 보정 연산 처리에 관해 설명하기 위한 개념도이다. 본 실시의 형태에서는, 표시 패널(4A)에서, 액자 영역(A)에 포토 센서(12B)가 배설되지 않은 점, 환언하면 유효 표시 영역(B)에만 포토 센서(12B)가 배설되어 있는 점이, 상기 제 1의 실시의 형태에서의 표시 장치(1)와 다르다. 또한, 위치 판정할 때에는, 위치 어긋남을 보정하기 위한 보정 수단을 구비하고 있다. 또한, 상기 제 1의 실시의 형태의 표시 장치(1)와 같은 구성 요소에 관해서는, 동일한 부호를 붙이고, 적절히 설명을 생략한다.

본 실시의 형태에서는, 유효 표시 영역(B)에서의 액정 소자에 의해, 가시광에 의거한 화상 표시가 행하여진다. 한편, 액자 영역(A)에, 가시광을 차단하고 비가시광을 투과시키는 비가시광 투과 블랙(24)이 마련되어 있음에 의해, 액자 영역(A)의 부근에 손가락(2)이 접촉하고 있는 경우에도, 손가락(2)의 표면에서 확산 반사하는 비가시광은, 액자 영역(A)에서 차단되기 어려워진다. 이로써, 상기 제 1의 실시의 형태 마찬가지로, 유효 표시 영역(B)의 액자 영역(A)과의 경계 부근에서, 광검출 강도의 저하를 억제할 수 있다. 단, 본 실시의 형태에서는, 상기 제 1 및 제 2의 실시의 형태와 달리, 액자 영역(A)에 포토 센서(12B)가 마련되어 있지 않다. 이 때문에, 액자 영역(A)의 부근의 위치 판정 정밀도를 높이기 위해, 도시하지 않은 위치 판정부에서, 이하와 같은 위치 판정 처리를 행하도록 되어 있다.

(위치 판정 처리)

구체적으로는, 우선, 상기 제 1의 실시의 형태와 마찬가지로 하여, 손가락(2)의 중심 좌표(G)를 산출한다. 이 때, 도 22에 도시한 바와 같이, 액자 영역(A), 즉 포토 센서(12B)가 없는 부분에서는, 신호(도 22중의 영역(2A)에 대응하는 신호)가 떨어져 나가 버린다. 이 때문에, 영역(2A) 및 영역(2B)에 의해 정해지는 진정한 중심 좌표(G)(x, y)에 대해, 실제로 산출되는 중심 좌표(G')(x', y')가 어긋나 버린다. 예를 들면, x좌표군이 (0, 0, 1, 0, 1, 2, 0, 1, 0), y좌표군이 (2, 3, 4, 5, 6, 3, 4, 5, 4)인 경우에는, 진정한 중심 좌표(G)(x, y)=(0, 4)에 대해, 중심 좌표(G')(x', y')=(0.556,4)가 되어 버린다.

그래서, 다음과 같은 중심 좌표의 어긋남 보정을 행하도록 한다. 즉, 도 23 에 도시한 바와 같이, 손가락(2)의 전체의 모양이 원형이나 타원형이라고 가정하여, 액자 영역(A)에 의해 결여된 형상의 중심 좌표(G0)를 구한다. 구체적으로는, 진정한 중심 좌표(G)와 액자 영역(A)에 의해 형성되는 삼각형과, 이 삼각형에 의해 잘라내지는 부채꼴에 대해, 각각의 면적 및 중심(重心) 좌표를 구한다. 이 때, 부채꼴의 면적(S1) 및 중심 좌표(G10은, 예를 들면 이하의 식(1) 내지 (3)으로부터, 식(4) 및식(5)에 의해 표시된다. 또한, 삼각형의 면적(S2) 및 중심 좌표(G2)는, 예를 들면 이하의 식(6) 및 식(7)에 의해 표시된다. 한편, 중심 좌표(G0)는, 이하의 식(8)에 의해 규정되기 때문에, 식(4) 내지 (8)으로부터, 식(9)이 된다. 또한, a는, 손가락(2)의 전체의 모양이 원형인 경우의 반경을 나타내고 있다. 또한, 손가락(2)의 전체의 모양이 타원형인 경우에는, 장축의 길이(2a), 단축의 길이(2b)를 이용하도록 하면 좋다.

[수식 1]

[수식 2]

따라서 손가락(2) 등의 물체의 크기 또는 형상에 관한 정보, 구체적으로는 캘리브레이션시의 물체의 면적이나 원형도(圓形度) 등을 미리 등록하여 둠으로써, 이들의 정보를 이용하여, 물체의 위치 어긋남을 보정하고, 진정한 중심 좌표(G)를 산출할 수 있다. 따라서, 상기 제 1의 실시의 형태와 동등한 효과를 얻을 수 있음과 함께, 액자 영역(A)에 포토 센서(12B)를 배치하지 않더라도, 상기한 바와 같은 알고리즘에 의해 물체 위치의 보정을 행함에 의해, 양호한 위치 판정 정밀도를 확보하는 것이 가능해진다.

이상, 몇가지의 실시의 형태 및 변형례를 들어 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 이들의 실시의 형태 등으로 한정되지 않고, 여러가지의 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기한 제 1, 제 3의 실시의 형태에서는, 액자 영역(A)과 유효 표시 영역(B)의 각 차광층에 대응하는 영역에, 흑표시 에어리어를 마련하고, 항상 흑표시가 이루어지도록 한 구성을 예로 들어 설명하였지만, 이 흑표시 에어리어는 반드시 마련되어 있지 않아도 좋다. 즉, 상기 차광층에 대응하는 영역에, 흑표시용 전극이나 액정층을 형성하지 않아도 좋다. 이와 같이 구성한 경우라도, 본 발명과 거의 동등한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 실시의 형태에서는, 표시 패널의 액자 영역 부분에 비가시광을 선택적으로 투과시키는 차광층을 마련하도록 하였지만, 이 차광층은, 예를 들면 도 24에 도시하는 바와 같은 전자 기기(5)에서의 다른 액자 부분에도 적용하는 것이 가능하다. 전자 기기(5)는, 백라이트(61(의 측부터 차례로, 표시 패널(62), 테두리체(63) 및 보호판(64) 등을 적층하여 구성되어 있다. 이 중, 예를 들면 가장 앞면에 배치되는 보호판(64)의 액자(64A)에, 비가시광을 선택적으로 투과시키는 본 발 명의 차광층을 마련하도록 하여도 좋다.

또는, 본 발명의 표시 패널은, 다른 전자 기기, 예를 들면 도 25에 도시한 바와 같은 디지털 스틸 카메라에도 적용 가능하다. 이 디지털 스틸 카메라는, 예를 들면, 플래시용의 발광부(410), 표시부(420), 메뉴 스위치(430) 및 셔터 버튼(440)을 갖고 있고, 표시부(420)가 본 발명의 표시 패널에 대응하고 있다. 또한, 도 26에 도시한 바와 같은 노트형 퍼스널 컴퓨터에도 적용 가능하다. 이 노트형 퍼스널 컴퓨터는, 예를 들면, 본체(510), 문자 등의 입력 조작을 위한 키보드(520) 및 화상을 표시하는 표시부(530)를 갖고 있고, 표시부(530)가 본 발명의 표시 패널에 대응하고 있다. 또한, 도 27에 도시한 바와 같은 디지털 비디오 카메라에도 적용 가능하다. 이 디지털 비디오 카메라는, 예를 들면, 본체부(610), 이 본체부(610)의 전방 측면에 마련된 피사체 촬영용의 렌즈(620), 촬영시의 스타트/스톱 스위치(630) 및 표시부(640)를 갖고 있고, 표시부(640)가 본 발명의 표시 패널에 대응하고 있다.

또한, 상기 실시의 형태에서는, 표시 패널의 표시측의 편광판이 노출하도록 되어 있고, 이 편광판의 윗면에 손가락 등의 물체가 접촉하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 편광판의 위에는 또한 다른 부재, 예를 들면 보호판 등이 배설되어 있어도 좋다. 또한, 본 발명과 같은 광학식의 위치 검출은, 물체의 표면에서 반사한 광을 검출함에 의해 행하여지기 때문에, 저항식 등의 위치 검출과 달리, 표시 화면이나 모듈 표면에서 물체가 떨어져 있는 경우에도, 위치 검출이 가능하다. 즉, 물체가 모듈 표면에 접촉하고 있는 경우로 한하지 않고, 근접하여 있는 경우 등에도, 접촉하여 있는 경우와 마찬가지로 위치 검출이 가능하다.

또한, 상기 실시의 형태에서는, 표시 장치로서 액정 소자를 이용한 액정 디스플레이 및 유기 EL 소자를 이용한 유기 EL 디스플레이를 예로 들어 설명하였지만, 그 밖의 표시 장치, 예를 들면 전기영동 등을 이용한 e-paper 등에도 적용 가능하다.

도 1은 본 발명의 제 1의 실시의 형태에 관한 표시 장치의 평면 구성을 도시하는 모식도.

도 2는 도 1에 도시한 표시 장치에서의 액자 영역과 유효 표시 영역의 경계 부근의 단면도.

도 3은 도 1에 도시한 백라이트의 개략 구성을 도시하는 모식도.

도 4는 도 1에 도시한 TFT와 포토 센서와의 경계 부근에서의 확대 단면도.

도 5는 실리콘 반도체의 광 감도를 설명하기 위한 특성도.

도 6은 가시광에 의한 화상 표시 동작에 관해 설명하기 위한 모식도.

도 7은 FFS 모드의 표시 동작 원리에 관해 설명하기 위한 모식도.

도 8은 액정 소자의 주요부 단면을 확대하여 도시한 도면.

도 9는 비가시광의 수광의 양상에 관해 설명하기 위한 모식도.

도 10은 반사판의 접촉 영역과 검출되는 강도 분포에 관한 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.

도 11은 비교예에 관한 표시 장치의 개략 구성을 도시하는 도면.

도 12는 도 11에 도시한 표시 장치의 액자 영역 부근에서의 강도 분포에 관한 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.

도 13은 액자 영역(A) 부근의 광강도 분포에 관한 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.

도 14는 제 1의 실시의 형태의 실시례에 관한 비가시광 투과 블랙의 투과율 을 도시하는 특성도.

도 15는 위치 판정부에서의 중심 좌표 산출에 관해 설명하기 위한 개념도.

도 16은 변형례 1에 관한 표시 장치에서의 액자 영역(A)과 유효 표시 영역(B)의 경계 부근의 단면도.

도 17은 변형례 1의 실시례에 관한 비가시광 투과 블랙의 투과율을 도시하는 특성도.

도 18은 변형례 2에 관한 표시 장치에서의 액자 영역(A)과 유효 표시 영역(B)의 경계 부근의 단면도.

도 19는 본 발명의 제 2의 실시의 형태에 관한 표시 장치에서의 액자 영역(A)과 유효 표시 영역(B)의 경계 부근의 단면도.

도 20은 변형례 3에 관한 표시 장치에서의 액자 영역(A)과 유효 표시 영역(B)의 경계 부근의 단면도.

도 21은 제 3의 실시의 형태에 관한 표시 장치에서의 액자 영역(A)과 유효 표시 영역(B)의 경계 부근의 단면도.

도 22는 도 21에 도시한 표시 장치의 위치 판정부에서의 액자 부근에서의 중심 좌표 검출에 관해 설명하기 위한 개념도.

도 23은 도 21에 도시한 표시 장치의 위치 판정부에서의 보정 연산 처리에 관해 설명하기 위한 모식도.

도 24는 본 발명의 표시 패널의 적용례를 도시하는 사시도.

도 25는 본 발명의 표시 패널의 다른 적용례를 도시하는 사시도.

도 26은 본 발명의 표시 패널의 다른 적용례를 도시하는 사시도.

도 27은 본 발명의 표시 패널의 다른 적용례를 도시하는 사시도.

[부호의 설명]

1, 3, 4 : 표시 장치

]1A : 표시 패널

10 : TFT 기판

20 : CF 기판

30 : 액정층

40 : 백라이트

50 : 프런트 라이트

11, 21 : 기판

12A : TFT

12B : 포토 센서

13 : 평탄화층

14, 37 : 공통 전극

15 : 절연막

16A, 35 : 화소 전극

16B, 16C : 흑표시용 전극

17, 25 : 편광판

22 : 컬러 필터층

23, 24 : 비가시광 투과 블랙

24B : 자외 투과 블랙

Claims

표시 화면중의 유효 표시 영역에 배치된 화상 표시 소자와,

상기 유효 표시 영역의 주변의 액자 영역에 배치되고, 비가시광을 투과하고 가시광을 차단하는 차광층과,

적어도 상기 유효 표시 영역에 배치되고, 비가시광을 검출하는 광검출 소자를 구비한 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제 1항에 있어서,

상기 광검출 소자는, 상기 유효 표시 영역 및 상기 액자 영역의 쌍방에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제 1항에 있어서,

상기 화상 표시 소자는 액정 소자에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제 3항에 있어서,

상기 액정 소자는,

복수의 표시 화소 전극과,

상기 표시 화소 전극에 대향하여 마련된 공통 전극과,

가시광에 의거하여 화상 표시를 행하는 액정층을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제 3항에 있어서,

상기 액자 영역에,

액정층과,

상기 액정층에 전압을 인가하여 흑표시를 행하기 위한 한 쌍의 전극을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제 1항에 있어서,

상기 유효 표시 영역에, 복수색의 컬러 필터층과, 비가시광을 투과하고 가시광을 차단하는 제 2의 차광층이 배치되고,

상기 제 2의 차광층의 하방에 상기 광검출 소자가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제 3항에 있어서,

상기 유효 표시 영역에, 복수색의 컬러 필터층과, 비가시광을 투과하고 가시광을 차단하는 제 2의 차광층이 배치되고,

상기 제 2의 차광층의 하방에 상기 광검출 소자가 배치되고,

상기 제 2의 차광층에 대응하는 영역에,

액정층과,

상기 액정층에 전압을 인가하여 흑표시를 행하기 위한 한 쌍의 전극을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제 1항에 있어서,

상기 화상 표시 소자는, 가시광을 발하는 유기 EL(Electro Luminescence)층을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제 1항에 있어서,

상기 비가시광은 적외광인 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제 1항에 있어서,

상기 화상 표시 소자는, 비가시광을 발하는 유기 EL층을 가지며, 상기 유기 EL층의 광출사측에, 상기 유기 EL층에서 발하여진 비가시광의 일부를 가시광으로 변환하는 색변환층이 배치되어 있는 것을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제 10항에 있어서,

상기 비가시광은 자외광인 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제 1항에 있어서,

상기 차광층은, 유기 안료를 분산시킨 수지층에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제 1항에 있어서,

상기 차광층은, 서로 다른 색의 복수의 컬러 필터층을 적층한 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제 1항에 있어서,

상기 광검출 소자로부터의 출력에 의거하여, 상기 표시 화면에 접촉 또는 근접한 물체의 위치를 판정하는 위치 판정부를 구비한 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제 1항에 있어서,

상기 위치 판정부는, 상기 광검출 소자에 의해 검출된 비가시광의 강도 분포에 의거하여, 물체의 중심 좌표를 산출함에 의해 물체의 위치를 판정하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제 15항에 있어서,

상기 광검출 소자는, 상기 유효 표시 영역에만 배치되고,

상기 위치 판정부는, 상기 물체의 크기 또는 형상에 관한 정보를 이용하여, 산출한 중심 좌표를 보정하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
비가시광과 가시광을 발하는 광원과,

표시 화면중의 유효 표시 영역에 배치된 화상 표시 소자와,

상기 유효 표시 영역의 주변의 액자 영역에 배치되고, 상기 광원으로부터의 비가시광을 투과하고 상기 가시광을 차단하는 차광층과,

적어도 상기 유효 표시 영역에 배치되고, 상기 비가시광을 검출하는 광검출 소자를 구비한 것을 특징으로 하는 모듈.
비가시광과 가시광을 발하는 광원과,

표시 화면중의 유효 표시 영역에 배치된 화상 표시 소자와,

상기 유효 표시 영역의 주변의 액자 영역에 배치되고, 상기 광원으로부터의 비가시광을 투과하고 상기 가시광을 차단하는 차광층과,

적어도 상기 유효 표시 영역에 배치되고, 상기 비가시광을 검출하는 광검출 소자를 탑재한 것을 특징으로 하는 전자 기기.