TWI390479B - 顯示裝置 - Google Patents

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TWI390479B
TWI390479B TW097130924A TW97130924A TWI390479B TW I390479 B TWI390479 B TW I390479B TW 097130924 A TW097130924 A TW 097130924A TW 97130924 A TW97130924 A TW 97130924A TW I390479 B TWI390479 B TW I390479B
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Takashi Kunimori
Yasushi Yamazaki
Takashi Sato
Masanori Yasumori
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Japan Display West Inc
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Description

顯示裝置
本發明係關於一種顯示裝置。
習知之光量檢測電路，為人所知者有一種技術，係利用薄膜電晶體的漏電流與受光量成比例之特性，藉由該漏電流對電壓檢測用電容器進行電荷之充電或放電，並監測該電容器的兩端間的電壓變化，藉此檢測出光量(例如參考專利文獻1)。
雖然薄膜電晶體的漏電流與受光量成比例，但漏電流值對受光量之感度，會因光曝露而降低。因此，於上述專利文獻1所記載之光量檢測電路中，會因感度的降低導致光量的檢測精準度降低。
為了防止此檢測精準度的降低，為人所知者有一種改良薄膜電晶體的產生方法，並提升對劣化特性之光電轉換元件(例如參考專利文獻2)。
[專利文獻1]日本特開2006－29832號公報[專利文獻2]日本特開平－232620號公報
於上述專利文獻2所記載之光電轉換元件中，由於須具備特殊的製造條件，因而導致製造成本上升之問題。具體而言，於使用薄膜電晶體之顯示裝置的內部製作光感測器，或於同一裝置中製造顯示裝置及光感測器時，由於無 法與顯示裝置的驅動電晶體之製程達到共通化，因此必須進行製程的追加或製造裝置之繁瑣的條件設定。
本發明係為了解決上述課題的至少一部分而研創者，且能夠以下列型態或適用例來實現。
[適用例1]本適用例之顯示裝置，係於基板上具有對應於各像素而具備開關元件之顯示區域之顯示裝置，其特徵為具備：光量檢測裝置，係具有：具備第1光感測器之第1光檢測部、具備第2光感測器之第2光檢測部、及光感測器讀取部，並輸出由前述第1光檢測部及前述第2光檢測部所檢測出之光量作為光量訊號；及減光手段，以俯視觀看時，係形成於與前述第1光感測器或前述第2光感測器的至少1者重疊之區域，並使入射於前述第1光感測器或前述第2光感測器之光量成為不同；前述第1光檢測部係具有：將根據入射於前述第1光感測器之入射光所得之第1輸出訊號，輸出至前述光感測器讀取部之第1光檢測電路；前述第2光檢測部係具有：將根據入射於前述第2光感測器之入射光所得之第2輸出訊號，輸出至前述光感測器讀取部之第2光檢測電路；前述光感測器讀取部係具備：劣化係數運算部，係運算出測定比例，該測定比例為前述第1輸出訊號與前述第2輸出訊號之間的比例；並且運算出光劣化校正係數，此光劣化校正係數為前述測定比例與初期比例之間的比例，而該初期比例為預先測定出之初期狀態的前述測定比例；光劣化率運算部，係根據前述光劣化校正係數， 導出前述第1或第2輸出訊號的光劣化率；及光訊號輸出部，係根據前述光劣化率，以成為初期狀態的光量訊號之方式校正前述第1或第2輸出訊號並予以輸出。
藉此，可從第1及第2輸出訊號與預先準備的初期比例，來算出初期狀態的第1或第2輸出訊號，因此，可在不對第1及第2光感測器的構造進行變更下，實現具備感度校正功能之顯示裝置。
此外，可使第1及第2光感測器的製程與顯示裝置的驅動電晶體之製程達到共通化，因此能夠以簡便的步驟製造出第1及第2光感測器。所以可降低成本。
[適用例2]於上述顯示裝置中，具有：第1之前述減光手段，係降低入射於前述第1光感測器之光量；及第2之前述減光手段，係降低入射於前述第2光感測器之光量；前述第2減光手段所致之入射光的降低率，較理想係比前述第1減光手段所致之入射光的降低率還大。
藉此，可降低入射於第1光感測器及第2光感測器之光量，因此可分別延緩各個光感測器的光劣化速度。所以，可延長至因各個光感測器之光劣化的進展而使第1輸出訊號與第2輸出訊號之間的比例不再改變所導致之無法充分進行校正為止之時間。根據本構成，可提供一種能夠延長校正壽命之顯示裝置。
[適用例3]於上述顯示裝置中，前述第1減光手段與前述第2減光手段之相對分光穿透率較理想為相等。
藉此，可抑制因入射光的差所導致之第1光感測器及 第2光感測器之光劣化量的波動。此係由於，光劣化量係由將各個光感測器之入射光的分光特性與各個光感測器的分光感度相乘所得之值所決定，藉由使用相對分光穿透率相等之減光手段，可抑制因入射光的差所導致之光劣化量的波動之故。因此可提供一種能夠進行穩定的校正之顯示裝置。
[適用例4]於上述顯示裝置中，前述減光手段較理想係具有將入射於前述第1光感測器或前述第2光感測器之光的一部分予以遮光之遮光構件。
藉此，可將入射於第1光感測器或第2光感測器之光予以減光。因此，可從第1及第2輸出訊號與預先準備的初期比例，來算出初期狀態的第1或第2輸出訊號，所以可在不對第1及第2光感測器的構造進行變更下，實現具備感度校正功能並可延長校正壽命之顯示裝置。
[適用例5]於上述顯示裝置中，前述減光手段較理想係具有將入射於前述第1光感測器或前述第2光感測器之光予以減光之減光構件以及前述遮光構件。
藉此，可將入射於第1光感測器或第2光感測器之光予以減光。因此，可從第1及第2輸出訊號與預先準備的初期比例，來算出初期狀態的第1或第2輸出訊號，所以可在不對第1及第2光感測器的構造進行變更下，實現具備感度校正功能並可延長校正壽命之顯示裝置。
[適用例6]於上述顯示裝置中，前述光劣化率運算部較理想係具備使前述光劣化校正係數與前述光劣化率相對應 之查詢表(look up table)。
當以光劣化校正係數為變數之函數來表示光劣化率時，若此函數為複雜的數學式，則電路規模會變得較大。因而導致製造成本的增大以及消耗電力的增加。光劣化率運算部係具有此查詢表來取代此函數，由於不需要大規模的電路，因而可提供一種能夠抑制製造成本並降低消耗電力之顯示裝置。
[適用例7]於上述顯示裝置中，前述光劣化率運算部在當前述光劣化校正係數未包含於前述查詢表時，較理想為藉由使用前述查詢表上的前述光劣化校正係數之內插計算，來導出前述光劣化率。
藉此，可導出對應於查詢表中所未包含之任意的光劣化校正係數之光劣化率，因此可提供一種能夠縮小查詢表並抑制資料量之顯示裝置。
[適用例8]於上述顯示裝置中，前述第1光感測器及前述第2光感測器較理想為薄膜電晶體，並具有對施加於前述薄膜電晶體的兩端之電壓進行充電之電容器。
藉此，充電於電容器之電位會因入射於光感測器之入射光及減光入射光的光量而產生變動，因此可提供一種將此電位作為第1及第2輸出訊號輸出至光感測器讀取部之顯示裝置。
[適用例9]於上述顯示裝置中，前述第1及第2輸出訊號較理想係藉由光電流量或對前述電容器進行電荷的充放電所致之電壓下降時間而求出。
藉此，於光感測器讀取部中可運算出光劣化校正係數及光劣化率，因此可提供一種能夠輸出校正後的光量訊號之顯示裝置。
[適用例10]於上述顯示裝置中，前述劣化係數運算部較理想係對前述第1及第2輸出訊號進行對數轉換來運算出前述光劣化校正係數；前述光劣化率運算部係參考使對數的前述光劣化校正係數與對數的前述光劣化率相對應之前述查詢表，從前述劣化係數運算部所輸出之前述對數的光劣化校正係數，取得前述對數的光劣化率；前述光訊號輸出部係在以前述對數的光劣化率對於對數的前述第1或第2輸出訊號進行校正後，將校正後之前述對數的第1或第2輸出訊號轉換回實數並予以輸出。
藉此，可將光感測器讀取部的乘算及除算電路取代為加算及減算電路，因此可提供一種能夠縮小電路規模並抑制消耗電力之顯示裝置。此外，可藉此降低製造成本。
[適用例11]於上述顯示裝置中，較理想係於前述顯示區域中具備光電物質層。
藉此，可於光感測器中檢測出光電物質層的入射光量，因此可提供一種於對應使用環境之適當的發光量下進行影像顯示之顯示裝置。
[適用例12]於上述顯示裝置中，前述第1光檢測部及前述第2光檢測部較理想係分別沿著前述顯示區域的外周緣並列配置於至少1邊。
藉此，可於僅可能接近顯示部之場所進行檢測並提高 檢測精準度。此外，藉由並列配置第1光檢測部及第2光檢測部，可抑制第1光感測器及第2光感測器的特性波動，而可更進一步提高檢測精準度。
[適用例13]於上述顯示裝置中，前述第1光檢測部及前述第2光檢測部較理想係分別沿著前述顯示區域的外周緣交互地配置於至少1邊。
藉此，可抑制照射於第1光感測器及第2光感測器之光量的波動，而降低第1光感測器及第2光感測器的劣化波動。
[適用例14]於上述顯示裝置中，前述第1光檢測部及前述第2光檢測部較理想係配設於前述像素內的一部分。
藉此，可直接檢測出照射至顯示區域之光量。因此更能夠提高檢測精準度。
[適用例15]於上述顯示裝置中，前述第1光感測器之大小的合計與前述第2光感測器之大小的合計較理想為相等。
藉此，由於各個光感測器的受光面積相等，因此可提高檢測精準度。
[適用例16]於上述顯示裝置中，前述減光手段較理想為濾色器或偏光板或相位差板。
藉此，由於可與一般顯示裝置所具備之濾色器或偏光板或相位差板之製程達到共通化，因此可在簡便的步驟下製造減光手段。所以可藉此降低製造成本。
[適用例17]於上述顯示裝置中，前述遮光構件較理想 為黑色矩陣。
藉此，作為遮光構件之黑色矩陣的形成，可與一般顯示裝置所具備之黑色矩陣之製程達到共通化，因此可在簡便的步驟下製造黑色矩陣。所以可藉此降低製造成本。
以下係使用圖式，說明本發明之顯示裝置。此外，本實施型態為表示本發明的一態樣，並非用以限制本發明者，於本發明之技術思想的範圍內，可進行任意的變更。此外，於以下圖式中，為了更容易明瞭各構成，實際的構造與各構造之縮小比例與數目等係有所不同。
[第1實施型態]
第1圖係顯示本發明的第1實施型態之半穿透型液晶顯示裝置(顯示裝置/電性光學裝置)的陣列基板之示意俯視圖。第1圖為透視濾色器來表示之圖式。第2圖係顯示第1圖之陣列基板的1個像素份之俯視圖。第3圖係顯示第2圖的III－III線之剖面圖。
如第1圖所示，液晶顯示裝置1000係具有互為對向配置之陣列基板AR(參考第3圖)及濾色器基板CF(參考第3圖)，陣列基板AR係於由矩形狀的透明絕緣材料、例如玻璃板所形成之透明基板1002上，形成種種配線等而成；同樣地，濾色器基板CF係於由矩形狀的透明絕緣材料所形成之透明基板1010上，形成種種配線等而成。陣列基板AR係當與濾色器基板CF對向配置時，以形成有預定空間的突出部1002A之方式，使用該尺比濾色器基板CF還大 者。於這些陣列基板AR及濾色器基板CF的外周圍，貼附有密封材(圖式中省略)，並於內部密封有液晶(電性光學物質)1014(參考第3圖)及間隔件(圖式中省略)而構成。
陣列基板AR係具有分別相對向之短邊1002a、1002b及長邊1002c、1002d，一方的短邊1002b係成為突出部1002A，於此突出部1002A裝載有源極驅動器及閘極驅動器用的半導體晶片Dr，於另一方的短邊1002a，配設有第1光檢測部10a及第2光檢測部10b。此外，於陣列基板AR的背面設置有作為照光手段之背光(圖式中省略)。此背光係根據第1光檢測部10a及第2光檢測部10b的輸出，藉由外部控制電路(圖式中省略)所控制。
此陣列基板AR係於與濾色器基板CF對向之一面、亦即與液晶接觸之一面，具有：往第1圖的橫向(X軸方向)延伸且隔著預定間隔所排列配置之複數條閘極線GW；以及與這些閘極線GW絕緣，並往第1圖的縱向(Y軸方向)延伸且隔著預定間隔所排列配置之複數條源極線SW。這些源極線SW及閘極線GW係配線為矩陣狀，於以相互交叉之閘極線GW與源極線SW所包圍之各區域，形成有藉由來自閘極線GW的掃描訊號而成為導通狀態之作為開關元件的TFT(參考第2圖)，以及經由開關元件供應有來自源極線SW的影像訊號之像素電極1026(參考第3圖)。
這些以閘極線GW與源極線SW所包圍之各區域，係構成所謂的像素，具有複數個像素之區域係成為顯示區域DA。此外，開關元件係使用例如薄膜電晶體(TFT)。
各閘極線GW及各源極線SW，係往顯示區域DA外、亦即往框緣區域延伸出，而連接於由LSI等的半導體晶片所構成之驅動器Dr。此外，陣列基板AR係於一方的長邊1002d側，配置有從第1、第2光檢測部10a、10b的第1、第2光檢測電路LS1、LS2所導出之拉出配線L1至L4，並連接於屬於與外部控制電路50之間的接點之端子T1至T4。拉出配線L1構成第1源極線，拉出配線L2構成第2源極線，拉出配線L3構成汲極線，拉出配線L4構成閘極線。
外部控制電路50係具有光感測器讀取部20及電位控制電路30。
光感測器讀取部20係與端子T1、T2連接，電位控制電路30與端子T3、T4連接。電位控制電路30係將基準電壓及閘極電壓等供應至第1、第2光檢測部10a、10b，並從第1、第2光檢測部10a、10b，將輸出訊號輸出至光感測器讀取部20。之後藉由來自光感測器讀取部20之光量訊號，來控制圖式中省略之背光。
透明基板1002上的驅動器Dr，可取代為具有驅動器Dr、光感測器讀取部20等之IC(Integrated Circuit：積體電路)晶片。
接下來主要參考第2圖及第3圖，說明各像素的具體構成。第2圖係顯示陣列基板的1個像素份之俯視圖，第3圖係顯示第2圖的III－III線之剖面圖。
於陣列基板AR之透明基板1002上的顯示區域DA， 閘極線GW以等間隔且平行地形成，並且從該閘極線GW延伸設置有構成開關元件之TFT的閘極電極G。此外，於相鄰的閘極線GW之間的大致中央處，以平行於閘極線GW之方式形成有輔助電容線1016，於此輔助電容線1016，形成有寬度比輔助電容線1016還寬之輔助電容電極1017。
此外，於透明基板1002的整面，以覆蓋閘極線GW、輔助電容線1016、輔助電容電極1017及閘極電極G之方式，層積有由氮化矽或氧化矽等透明絕緣材料所形成之閘極絕緣膜1018。於閘極電極G上，係隔介閘極絕緣膜1018形成有由非晶矽等所形成之半導體層1019。此外，於閘極絕緣膜1018上，複數條源極線SW及閘極線GW係以互相交叉之方式形成，並從該源極線SW，以接觸於半導體層1019之方式延伸設置TFT的源極電極S，此外，由與源極線SW及源極電極S相同之材料所形成之汲極電極D，同樣地以接觸於半導體層1019之方式，設置於閘極絕緣膜1018上。
在此，以閘極線GW與源極線SW所包圍之區域乃相當於1個像素。並藉由閘極電極G、閘極絕緣膜1018、半導體層1019、源極電極S、汲極電極D，來構成作為開關元件之TFT。此TFT係形成於各像素。此時，係藉由汲極電極D及輔助電容電極1017來形成各像素的輔助電容。
以覆蓋這些源極線SW、TFT、閘極絕緣膜1018之方式，涵蓋透明基板1002的全面而層積有例如由無機絕緣材料所形成之保護絕緣膜(亦稱為鈍化膜)1020，於此保護絕 緣膜1020上，涵蓋整個透明基板1002而層積有例如由包含負型受光材料之丙烯酸樹脂等所形成之層間膜(亦稱為平坦化膜)1021。此層間膜1021的表面係於反射部1022中形成有細微的凹凸(圖式中省略)，於穿透部1023中則形成為平坦。
此外，於反射部1022之層間膜1021的表面，係藉由濺鍍法形成有鋁或鋁合金製的反射板1024，於保護絕緣膜1020、層間膜1021及反射板1024，於對應於TFT的汲極電極D之位置上形成有接觸孔1025。
再者，於各個像素中，於反射板1024的表面、接觸孔1025內及穿透部1023之層間膜1021的表面，形成有例如由ITO(Indium Tin Oxide：氧化銦錫)或IZO(Indium Zinc Oxide：氧化銦鋅)所形成之像素電極1026，於此像素電極1026的上層，以覆蓋所有像素之方式層積有配向膜(圖式中省略)。
此外，濾色器基板CF係於由玻璃基板等所形成之透明基板1010的表面，以與陣列基板AR的閘極線GW與源極線SW對向之方式，形成有遮光層(圖式中省略)，並對應於由該遮光層所包圍之各個像素，設置例如由紅(R)、綠(G)、藍(B)所形成之濾色器層1027。再者，於對應於反射部1022的位置之濾色器層1027的表面，形成有頂塗層1028，於此頂塗層1028的表面及對應於穿透部1023的位置之濾色器層1027的表面，層積有共通電極1029及配向膜(圖式中省略)。濾色器層1027亦有適當地組合使用靛 (C)、洋紅(M)、黃(Y)等濾色器層之情形，於單色顯示用時，亦有未設置濾色器層之情形。
具備上述構成之陣列基板AR及濾色器基板CF，係隔介密封材(圖式中省略)而貼合，最後於以該兩基板及密封材所包圍之區域中，將液晶1014予以密封，藉此可獲得半穿透型液晶顯示裝置1000。於透明基板1002的下方，係配置有圖式中省略之一般所知之具有光源、導光板、擴散薄片等的背光乃至側光。
此時，若涵蓋像素電極1026的下部整體來設置反射板1024，則可獲得反射型液晶顯示面板，若為使用此反射型液晶顯示面板之反射型液晶顯示裝置時，則可使用前光來取代背光或側光。
第4圖係顯示由第1光檢測部10a及第2光檢測部10b及光感測器讀取部20所形成之光量檢測裝置1的構成之方塊圖。
第1光檢測部10a係具有第1光檢測電路LS1，第2光檢測部10b具有第2光檢測電路LS2。來自第1光檢測電路LS1之第1輸出訊號Sa及來自第2光檢測電路LS2之第2輸出訊號Sb，係輸出至光感測器讀取部20。
光感測器讀取部20係具有劣化係數運算部21、光劣化率運算部22、記憶體電路23、及光訊號輸出部24。
劣化係數運算部21係連接於第1光檢測電路LS1及第2光檢測電路LS2及記憶體電路23，並將第1輸出訊號Sa及第2輸出訊號Sb予以讀取而轉換為光感測器的漏電 流之第1光電流量及第2光電流量。之後，運算出屬於第1光電流量及第2光電流量之間的比例之測定比例，然後運算出光劣化校正係數K，此光劣化校正係數K係為與屬於記憶於記憶體電路23之預先準備之初期狀態的測定比例之初期比例之間的比例，之後，劣化係數運算部21係將光劣化校正係數K輸出至光劣化率運算部22。此外，將第2光電流量輸出至光訊號輸出部24。
光劣化率運算部22係連接於劣化係數運算部21及記憶體電路23。並參考使屬於光劣化校正係數K、與第2光電流量及初期狀態的第2光電流量之間的比例之光劣化率D相對應之查詢表(look up table)，而取得與從劣化係數運算部21所輸出之光劣化校正係數K對應之光劣化率D。然後將取得的光劣化率D輸出至光訊號輸出部24。
光訊號輸出部24係連接於劣化係數運算部21及光劣化率運算部22。之後，從劣化係數運算部21所輸出之第2光電流量以及光劣化率運算部22所輸出之光劣化率D，來運算出初期狀態的第2光電流量，將此初期狀態的第2光電流量作為相當於入射光量之光量訊號S並予以輸出。
第5圖係顯示第1、第2光檢測部10a、10b之電路構成圖。
第1光檢測部10a的第1光檢測電路LS1，係具備作為第1光感測器之薄膜電晶體100(以下略稱為「TFT100」)、電容器110、及開關元件120。TFT100係與電容器110並聯連接。亦即，TFT100的源極部101與電 容器110的電極111電性連接，TFT100的汲極部102與電容器110的電極112電性連接。源極部101與電極111連接於輸出端子140，並經介開關元件120連接於電源端子130。輸出端子140係經介第1圖的拉出配線L1與端子T1電性連接。
此外，TFT100的汲極部102及電容器110的電極112係電性連接於汲極端子191。汲極端子191係經介第1圖的拉出配線L3與端子T3電性連接。汲極端子191為接地，可於第1光檢測部10a內接地，或是經介端子T3而接地。此外，TFT100的閘極部103係與閘極端子190電性連接。
第2光檢測部10b的第2光檢測電路LS2，係具備作為第2光感測器之薄膜電晶體200(以下略稱為「TFT200」)、電容器210、開關元件220、及作為減光手段之濾色器(減光構件)250。濾色器250係以俯視觀看時形成於與TFT200重疊之區域，並降低入射至TFT200之光量。TFT200係與電容器210並聯連接。亦即，TFT200的源極部201與電容器210的電極211電性連接，TFT200的汲極部202與電容器210的電極212電性連接。濾色器250係配置於TFT200的光入射側，TFT200係檢測出經濾色器250減光後之光。源極部201與電極211連接於輸出端子240，並經介開關元件220連接於電源端子230。輸出端子240係經介第1圖的拉出配線L2與端子T2電性連接。
於以下的說明中，係總括地將第1光感測器及第2光感測器兩者稱為「光感測器」。
此外，TFT200的汲極部202及電容器210的電極112係電性連接於汲極端子191。汲極端子191為與TFT100共通之端子，係經介第1圖的拉出配線L3與端子T3電性連接。
此外，TFT200的閘極部203係和與TFT100共通之閘極端子190電性連接。
輸出端子240係經介第1圖的拉出配線L2與端子T2電性連接。汲極端子191係經介第1圖的拉出配線L3與端子T3電性連接。閘極端子190係經介第1圖的拉出配線L4與端子T4電性連接。
第6圖係顯示第1、第2光檢測部10a、10b之示意剖面圖，第6圖(a)係顯示第1光檢測電路LS1，第6圖(b)係顯示第2光檢測電路LS2。
首先說明第6圖(a)。於透明基板1002上，形成有構成第1光檢測電路LS1之TFT100、電容器110、及開關元件120。於透明基板1002上，形成有TFT100的閘極部103、電容器110的電極112、及作為開關元件120之薄膜電晶體的閘極部123。並以覆蓋閘極部103、電極112、及閘極部123之方式層積有閘極絕緣膜72。
於閘極絕緣膜72上，於閘極部103的上方形成有半導體層104，於閘極部123的上方形成有半導體層124。於閘極絕緣膜72形成有：與半導體層104的汲極部102連接之導電膜173、與源極部101及半導體層124的汲極部122連接之導電膜174、及與源極部121連接之導電膜175。導 電膜174係於電極112上的區域構成電容器110的電極111。
以覆蓋這些導電膜173、174、175之方式層積有保護絕緣膜76。並以平面狀地覆蓋開關元件120的半導體層124之方式，於保護絕緣膜76上形成黑色矩陣125。
第1光檢測電路LS1係形成於與顯示區域DA為同一基板上，所以可與陣列基板AR之製程的一部分達到共通化。例如，第1光檢測電路LS1的閘極絕緣膜72與陣列基板AR的閘極絕緣膜1018，第1光檢測電路LS1的保護絕緣膜76與陣列基板AR的保護絕緣膜1020，第1光檢測電路LS1的導電膜173、174、175與陣列基板AR的源極電極S、汲極電極D，以及第1光檢測電路LS1的半導體層104、124與陣列基板AR的半導體層1019等。
接下來說明第6圖(b)。於透明基板1002上，形成有構成第2光檢測電路LS2之TFT200、電容器210、及開關元件210。於透明基板1002上，形成有TFT200的閘極部203、電容器210的電極222、及屬於薄膜電晶體之開關元件220的閘極部223。並以覆蓋閘極部203及電極212及閘極部223之方式層積有閘極絕緣膜72。
於閘極絕緣膜72上，於閘極部203的上方形成有半導體層204，於閘極部223的上方形成有半導體層224。於閘極絕緣膜72形成有：與半導體層204的汲極部202連接之導電膜273；與源極部201及半導體層224的汲極部222連接之導電膜274；及與源極部221連接之導電膜275。導 電膜274係於電極212上的區域構成電容器210的電極211。
以覆蓋這些導電膜273、274、275之方式層積有保護絕緣膜76。並以平面狀地覆蓋開關元件220的半導體層224之方式，於保護絕緣膜76上形成黑色矩陣225。於與保護絕緣膜76對向設置之濾色器基板CF，形成有與TFT200對向之濾色器250。濾色器250係以俯視觀看時形成於與TFT200重疊之區域。藉由濾色器250，使入設至第2光檢測電路LS2之入射光相對於第1光檢測電路LS1減光為為1/n(n>1)。
第2光檢測電路LS2係形成於與顯示區域DA為同一基板上，所以可與陣列基板AR之製程的一部分達到共通化。例如，第2光檢測電路LS2的閘極絕緣膜72與陣列基板AR的閘極絕緣膜1018，第2光檢測電路LS2的保護絕緣膜76與陣列基板AR的保護絕緣膜1020，第2光檢測電路LS2的導電膜273、274、275與陣列基板AR的源極電極S、汲極電極D，以及第2光檢測電路LS2的半導體層204、224與陣列基板AR的半導體層1019等。
本實施型態之顯示裝置1000的光量檢測裝置1，係具備對於因光劣化所降低之光感測器的感度進行校正之功能。以下說明光感測器的感度校正原理。
首先，係將光照射至已將電容器110、210充電至預定電位為止之第1、第2光檢測部10a、10b。如此，於TFT100、200產生漏電流，因而使電容器110、210的電位隨時間經 過而降低。此時，係從第1光檢測部10a輸出電容器110之電極111的電位作為第1輸出訊號Sa，從第2光檢測部10B輸出電容器210之電極211的電位作為第2輸出訊號Sb。之後於光感測器讀取部20中，係從第1、第2光檢測部10a、10b所輸出之電位的訊號，讀取相當於光電流之資訊，於進行校正處理後，作為光量訊號而輸出。
因此，於以下的說明中，雖係說明依據光電流之運算方法，但運算中所使用之光電流，可與光感測器讀取部20的讀取值進行置換。
關於光感測器的感度校正，首先運算出光劣化校正係數K，此光劣化校正係數K係屬於經測定(劣化後)之第1光檢測電路LS1的第1光電流及第2光檢測電路LS2的第2光電流之間的比例之測定比例、與屬於初期狀態的測定比例之初期比例之間的比例。接著根據經由運算所算出之光劣化校正係數K，算出劣化後之第2光檢測電路LS2的第2光電流與初期狀態之第2光檢測電路LS2的第2光電流之間的比例之光劣化率D。然後從光劣化率D，輸出初期狀態之第2光檢測電路LS2的第2光電流，以作為入射光的光量訊號S。
在此說明光劣化校正係數K的運算方法。第7圖係顯示光電流I相對於入射光量L之函數之圖式。於第7圖中，表示出第1光檢測電路LS1的第1光電流相對於入射光量L之函數Ia(L)、及第2光檢測電路LS2的第2光電流相對於入射光量L之函數Ib(L)，從這些函數，可求取屬於劣 化前(初期狀態)之第1光電流Ia(L)與第2光電流Ib(L)之間的比例之初期比例。
光電流係與入射光量成比例而增加，若將第1光檢測電路LS1的初期感度設為Xa0，將第2光檢測電路LS2的初期感度設為Xb0，則第1光檢測電路LS1的第1光電流Ia(L)以及第2光檢測電路LS2的第2光電流Ib(L)係表示如下。
Ia(L)＝Xa0．L
Ib(L)＝Xb0．L
因此，當入射某光量L0作為入射光時，第2光檢測電路LS2之減光入射光的光量成為L0/n，因此，光量L0之第1光檢測電路LS1的第1光電流Ia(L0)以及第2光檢測電路LS2的第2光電流Ib(L0/n)係表示如下。
Ia(L0)＝Xa0．L0
Ib(L0/n)＝Xb0．(L0/n)
藉此，初期比例係成為Ia(L0)/Ib(L0/n)＝n．(Xa0/Xb0)。此初期比例不會受到入射光量L0的影響，而成為初期感度Xa0、Xb0及n之函數，因此，可將任意的入射光量L之測定比例設定為初期比例。
接下來運算劣化時的測定比例。第8圖係顯示劣化後之光電流I相對於入射光量L之函數之圖式。於第8圖中，表示初期狀態之第1光電流的函數Ia(L)、初期狀態之第2光電流的函數Ib(L)、劣化後之第1光檢測電路LS1的第1光電流的函數Iaa(L)、及劣化後之第2光檢測電路LS2的 第2光電流的函數Ibb(L)。第8圖係用以求取劣化後之測定比例。
光感測器係由於光曝露導致劣化而使光感度降低，使得光電流層相對初期狀態逐漸降低。如此之光感度的降低，可藉由屬於從初期狀態所照射之光量的累計值之累積光量p的函數R(p)(<1)來求取。若將經過某時間後之第1光檢測電路LS1的累積光量設為p，則第2光檢測電路LS2的累積光量為p/n。因此，若將受到累積光量p的光曝露後之第1光檢測電路LS1的感度設為Xa1，將受到累積光量p/n的光曝露後之第2光檢測電路LS2的感度設為Xb1，則可表示如下。
Xa1＝R(p)．Xa0
Xb1＝R(p/n)．Xb0
藉此，劣化後之第1光檢測電路LS1的第1光電流的函數Iaa(L)，及劣化後之第2光檢測電路LS2的第2光電流的函數Ibb(L)係表示如下。
Iaa(L)＝Xa1．L＝R(p)．Xa0．L
Ibb(L)＝Xb1．L＝R(p/n)．Xb0．L
由於不具有濾色器250等減光手段，因此第1光檢測電路LS1之累積光量係比第2光檢測電路LS2之累積光量還多。所以，屬於第1光感測器之TFT100的劣化較快速，第1光電流Iaa(L)的減少幅度較大。
因此，當入射某光量L1作為入射光時，第2光檢測電路LS2之減光入射光的光量成為L1/n，因此，光量L1 之第1光檢測電路LS1的第1光電流Iaa(L1)以及第2光檢測電路LS2的第2光電流Ibb(L1/n)係表示如下。
Iaa(L1)＝Xa1．L1＝R(p)．Xa0．L1
Ibb(L1/n)＝Xb1．(L1/n)＝R(p/n)．Xb0．(L1/n)
藉此，測定比例係成為Iaa(L1)/Ibb(L1/n)＝n．(R(p)/R(p/n))．(Xa0/Xb0)。此測定比例不會受到入射光量L1的影響，不論以任意的入射光量L來求取，均可獲得同一測定比例。
從如此求取之初期比例與劣化後之測定比例，導出光劣化校正係數K＝(Iaa(L1)/Ibb(L1/n))/(Ia(L0)/Ib(L0/n))＝R(p)/R(p/n)，作為累積光量p的函數。
藉由此光劣化校正係數K，可得知TFT100、200之劣化的行進度。
接下來說明光劣化率D。光劣化率D係於入射某光量L1/n作為減光入射光時所測定之Ibb(L1/n)、與初期狀態的第2光電流Ib(L1/n)之間的比例，表示為D＝Ibb(L1/n)/Ib(L1/n)＝R(p/n)。此值不受到入射光量的影響，而是由劣化狀態所決定之值。
此光劣化率D係與上述光劣化校正係數K相對應，藉由預先求取該對應關係，可從光劣化校正係數K求取光劣化率D。並且可從如此求取之光劣化率D與測定出之第2光電流Ibb(L1/n)，以Ib(L1/n)＝Ibb(L1/n)/D來算出初期狀態的第2光電流Ib(L1/n)。
藉由以上各步驟，可將劣化後之第2光電流Ibb(L1/n) 校正為初期狀態的第2光電流Ib(L1/n)並予以輸出。
接著說明於本發明之顯示裝置1000的光量檢測裝置1中進行此光電流的校正時之動作。
第9圖係顯示光電流的校正之流程圖。於第9圖中，係具有：於劣化係數運算部21中運算出測定比例之步驟S1；從記憶體電路23讀取初期比例，並運算出屬於測定比例與初期比例之間的比例之光劣化校正係數K的步驟S2；從記憶體電路23，讀取對應於所求取的光劣化校正係數K之光劣化率D之步驟S3；從所讀取之光劣化率D，運算出光劣化前的光電流之步驟S4；及將經由運算所導出之光電流作為入射光的光量訊號S並予以輸出之步驟S5。
首先，於步驟S1中，將電容器110、210充電至電位Vs為止。將光量L1的入射光及光量L1/n的減光入射光，分別入射於TFT100及TFT200，於TFT100及TFT200中產生光電流(漏電流)。如此，導致電容器110、210的電位降低。第1、第2光檢測部10a、10b係分別輸出此時之電容器110、210的電位，以作為第1輸出訊號Sa、第2輸出訊號Sb。
於劣化係數運算部21中，係將從第1、第2光檢測部10a、10b所輸出之第1輸出訊號Sa、及第2輸出訊號Sb的電位訊號予以讀取，並轉換為TFT100、200的光電流。充電於電容器110、210之電位係與TFT100、200之源極與汲極之間的電位差相等。由於入射光的光量愈大光電流愈多，所以電容器110、210的電位降低程度會變大。相對 於此，由於入射光的光量愈小光電流愈少，所以電容器110、210的電位降低程度會變小。因此，藉由取得從入射光的照射開始經過特定期間後的電位訊號，可轉換為光電流的訊號。亦即，屬於電位訊號之電容器110、210的電位愈低，光電流愈大，容器110、210的電位愈高，則光電流愈小。
於劣化係數運算部21中，係使電位訊號與光電流相對應，而從電位訊號，取得第1光電流Iaa(L1)及第2光電流Ibb(L1/n)之訊號。
從如此取得之第1光電流Iaa(L1)及第2光電流Ibb(L1/n)，運算出測定比例(Iaa(L1)/Ibb(L1/n))。
之後進行步驟S2，將預先記憶於記憶體電路23之初期比例(Ia(L0)/Ib(L0/n))讀取至劣化係數運算部21，並運算出光劣化校正係數K(＝(Iaa(L1)/Ibb(L1/n))/(Ia(L0)/Ib(L0/n))。
此時，於記憶體電路23中，亦可預先記憶上述初期狀態的第1光電流Ia(L0)及初期狀態的第2光電流Ib(L0/n)來取代初期比例，並於步驟S2中運算初期比例。
之後進行步驟S3，於步驟S3中，於步驟S2中所運算出之光劣化校正係數K係輸出至光劣化率運算部22。於光劣化率運算部22中，係參考記憶於記憶體電路23之查詢表，而取得對應於從劣化係數運算部21所輸出的光劣化校正係數K之光劣化率D。
在此說明查詢表。第10圖係顯示關於本發明之顯示裝 置1000的光量檢測裝置1之描繪出光劣化校正係數K與光劣化率D之測定資料之圖式。於第10圖中，橫軸表示光劣化校正係數K，縱軸表示光劣化率D。若劣化持續進行，則光劣化校正係數K與光劣化率D會降低。而且，光劣化率D的降低幅度係隨著光劣化校正係數K的降低而增大。
然而，當光劣化校正係數K降低至大約0.6以下，則光劣化率D顯現出一定之值。此係表示若劣化進行至某種程度，則第2光電流Ibb不再產生變化。
第10圖所示之函數曲線500係為以依據測定資料之光劣化校正係數K為變數之光劣化率D的函數。若可將實現此函數之電路構成於光劣化率運算部22內，則可運算出對應於某光劣化校正係數K之光劣化率D。然而，若欲以電路構成來實現此不規則的函數，則此電路構成會變得複雜。因此，於本實施型態中，係製作出使依據函數曲線500之光劣化校正係數K與光劣化率D相對應之查詢表，並記憶於記憶體電路23。
藉此，不需具有光劣化率D的運算所需之複雜的電路，因此可縮小電路規模。
當縮小記憶於記憶體電路23之查詢表的資料量時，例如能夠將光劣化校正係數K之值記憶於劃分為0.2刻度之查詢表。此外，當光劣化校正係數K的值不包含於查詢表時，可藉由使用相鄰的資料來進行內插計算，即使不包含於查詢表，亦可從光劣化校正係數K導出光劣化率D。
例如，可從第10圖的函數曲線500，選擇出對應於包夾某光劣化校正係數K的值之2個光劣化校正係數K的值之點，並以直線連結這些點，藉此規定出對應於不包含於查詢表之光劣化校正係數K之光劣化率D。具體而言，當光劣化校正係數K的值為0.3時，可藉由對應於光劣化校正係數K為0.2及0.4之光劣化率D的平均值，來導出光劣化率D。
返回第9圖的說明，於步驟S4中，於光訊號輸出部24中，係根據從光劣化率運算部22所傳送來之光劣化率D，對劣化後的第2光電流Ibb(L1/n)進行校正，並藉由運算而算出初期狀態的第2光電流Ib(L1/n)。之後於步驟S5中，輸出初期狀態的第2光電流Ib(L1/n)以作為入射光的光量訊號S。
根據具有如此構成之光量檢測裝置1之顯示裝置，可獲得以下的效果。
由於成為一種具有感度校正功能之光量檢測裝置，其中，此感度校正功能係從光劣化校正係數K及光劣化率D對劣化後的第2光電流Ibb(L)進行校正，以求取初期狀態的第2光電流Ib(L)，因此，即使產生因光曝露所造成的劣化，亦可輸出正確的光量訊號S。
此外，於第1、第2光檢測部10a、10b，並未採用使抗劣化特性提升之光電轉換元件，所以可與顯示裝置的驅動電晶體之製程達到共通化。因此能夠以簡便的步驟製造出光感測器，而降低成本。
藉由將查詢表記憶於記憶體電路23，而不需具有用於光劣化率D的運算之複雜的電路構成，因此可抑制消耗電力並減少電路面積，並可抑制製造成本。
當運算出之光劣化校正係數K不包含於查詢表時，可利用對應於包夾此光劣化校正係數K之2個光劣化校正係數K之光劣化率D，來進行內插計算，藉此導出光劣化率D。藉此可縮小查詢表並抑制資料量。
於本實施型態中，係經由運算來算出第2光檢測電路LS2之初期狀態的第2光電流Ib(L)以作為光量訊號S，但亦可算出第1光檢測電路LS1之初期狀態的第1光電流Ia(L)來作為光量訊號S。此時，只要於記憶體電路23中，記憶使光劣化校正係數K、與屬於第1光檢測電路LS1之測定出的第1光電流Iaa(L)及初期狀態的第1光電流Ia(L)之間的比例之光劣化率Da相對應之查詢表即可。藉此，可藉由運算Ia(L)＝Iaa(L)/Da，而將測定出的第1光電流Iaa校正為初期狀態的第1光電流Ia。
本實施型態的光量檢測裝置1之入射光量L的測定，可於每隔預定期間連續地進行。於進行下一次測定時，藉由將電位Vg施加於閘極端子190，可使TFT100、200成為導通狀態並對電容器110、210的電位進行放電。之後再對電容器110、210進行電位Vs的充電並進行測定。
光量檢測裝置1係連接於圖式中省略之背光，並將光量檢測裝置1所測定之外部環境光的光量訊號輸出至背光。於背光中，係根據來自光量檢測裝置1的光量訊號來 調整發光量。具體而言，如白天的自然光般之環境光較為明亮時，背光的發光量係設定為較大。另一方面，於夜間使用般之較暗的環境下使用時，背光的發光量係設定為較低。藉此，可在因應使用環境之適當的發光量下進行影像顯示。
在此係說明液晶顯示裝置，但亦可將顯示區域適用於下列顯示裝置，亦即為有機電激發光(EL)顯示裝置、將於極性不同的區域塗佈有不同色彩之扭轉球作為電性光學物質使用之扭轉球顯示器、將黑色碳粉作為電性光學物質使用之碳粉顯示器、將氦氣或氖氣等高壓氣體作為電性光學物質使用之電漿顯示器等顯示裝置。
於前述實施型態中，係說明將濾色器250作為對入射於光感測器之光進行減光的減光手段而設置在第2光檢測部10b之構成的例子，但減光手段的構成並不限定於此。以下係說明減光手段(第1減光手段、第2減光手段)的其他構成例。
(減光手段的構成例1)
以下係依循第11圖所示的電路構成圖，來說明減光手段的構成例1。與前述第1實施型態為相同構成者，係附加相同圖號並省略說明，並說明不同構成者。
如第11圖所示，第1光檢測部10a的第1光檢測電路LS1係具備包含作為第1光感測器之薄膜電晶體100(以下簡稱為「TFT100」)之種種元件(省略說明)。
於TFT100的入光側，設置有作為第1減光手段之濾 色器530。以俯視觀看時，濾色器530係形成於與TFT100重疊之區域。入射於濾色器530之光係藉由濾色器530所使用之色材而減光。藉此，經由濾色器530進行減光後之光係入射至TFT100。TFT100係檢測出該減光後的光。
第2光檢測部10b的第2光檢測電路LS2係具備包含作為第2光感測器之薄膜電晶體200(以下簡稱為「TFT200」)之種種元件(省略說明)。於TFT200的入光側，設置有作為第2減光手段之濾色器550。以俯視觀看時，濾色器550係形成於與TFT200重疊之區域。入射於濾色器550之光係藉由濾色器550所使用之色材而減光。藉此，經由濾色器50進行減光後之光係入射至TFT200。TFT200係檢測出該減光後的光。
此濾色器550係以其入射光的降低率(減光率)比濾色器530還大之方式形成。為了提高入射光的減光率，可藉由將濾色器550的厚度形成為比濾色器530的厚度還厚，或是將濾色器550所使用之色材的濃度形成為比濾色器530所使用之色材的濃度還濃等而實現。如此，藉由使濾色器550之入射光的減光率比濾色器530的減光率還高，可適用前述第1實施型態中所說明之感度校正功能。
此外，關於濾色器530及濾色器550，較理想係將所使用的色材設定為相同種類等，使相對分光穿透率成為相等。
如此，藉由使作為2個減光手段之濾色器530、550的相對分光穿透率成為相等，藉此，可抑制因入射光的差 所導致之TFT100、200之光劣化量的波動。此係由於，光劣化量係由將TFT100、200之入射光的分光特性與TFT100、200的分光感度相算所得之值而決定，藉由使用相對分光穿透率為相等之減光手段，可抑制因入射光的差所導致之光劣化量的波動之故。因此可提供一種能夠進行穩定的校正之顯示裝置。
為了使相對分光穿透率成為相等，如後述之減光手段的其他構成例，亦可使用遮光構件作為減光手段。
藉此，可減低入射至作為第1光感測器之TFT100及作為第2光感測器之TFT200的光量，因此，可分別延緩各個TFT100、200的光劣化速度。所以可延長到因各個TFT100、200之光劣化的進展面使第1輸出訊號與第2輸出訊號之間的比例不再改變所導致之無法充分進行校正為止之時間。
第12圖係顯示，於使經由兩者的光感測器予以減光後之光入射之情況與僅使經由其中之一的光感測器予以減光後之光入射之情況下，第1輸出訊號與第2輸出訊號之間的測定比例之變遷。如第12圖所示，於降低入射至TFT100及TFT200之光量時(虛線2)，10×106 (Lx．h)之後的比例不再改變。此外，於僅降低入射至其中的TFT200之光量時(虛線1)，2×106 (Lx．h)之後的比例不再改變。亦即，於降低入射至TFT100及TFT200兩者之光量時，相較於僅降低入射至其中的TFT200之光量時，係具有大致5倍之校正壽命。因此，根據本構成，可提供一種能夠延長校正壽命之 顯示裝置。
(減光手段的構成例2)
以下係依循第13圖所示的電路構成圖，來說明減光手段的構成例2。與前述第1實施型態為相同構成者，係附加相同符號並省略說明，並說明不同之構成。
如第13圖所示，第1光檢測部10a的第1光檢測電路LS1係具備包含作為第1光感測器之薄膜電晶體100(以下簡稱為「TFT100」)之種種元件(省略說明)。
於TFT100的入光側並未設置減光手段，TFT100係檢測出未經減光的光。
第2光檢測部10b的第2光檢測電路LS2係具備包含作為第2光感測器之薄膜電晶體200(以下簡稱為「TFT200」)之種種元件(省略說明)。於TFT200的入光側，設置有作為遮光構件之黑色矩陣660。以俯視觀看時，此黑色矩陣660係形成於與TFT200重疊之區域。於本構成例中，作為遮光構件之黑色矩陣660係構成減光手段。黑色矩陣660係藉由與圖中未顯示的濾色器為同層之黑色樹脂等遮光構件所形成。於此黑色矩陣660上，形成有開口部670。
朝向TFT200之光係藉由黑色矩陣660所遮光，並且僅從開口部670通過。因此可使通過的光量減少。亦即，具有開口部670之黑色矩陣660係作為減光手段而使用。藉此，因通過黑色矩陣660而減光之光係入射至TFT200。TFT200並檢測出該經減光後的光。
根據本構成例2，可將作為遮光構件之黑色矩陣660 的製程、與一般顯示裝置中所具備之黑色矩陣之製程達到共通化，因此可在簡便的步驟下製造出遮光構件。所以，使用本構成例2之顯示裝置係除了具有第1實施型態的效果之外，更可降低製造成本。
(減光手段的構成例3)
以下係依循第14圖所示的電路構成圖，來說明減光手段的構成例3。與前述第1實施型態為相同構成者，係附加相同符號並省略說明，並說明不同之構成。
如第14圖所示，第1光檢測部10a的第1光檢測電路LS1係具備包含作為第1光感測器之薄膜電晶體100(以下簡稱為「TFT100」)之種種元件(省略說明)。於TFT100的入光側，設置有作為第1減光手段之濾色器730。以俯視觀看時，濾色器730係形成於與TFT100重疊之區域。藉此，經由濾色器730進行減光後之光係入射至TFT100。TFT100係檢測出該經減光後的光。
第2光檢測部10b的第2光檢測電路LS2係具備包含作為第2光感測器之薄膜電晶體200(以下簡稱為「TFT200」)之種種元件(省略說明)。於TFT200的入光側，設置有作為減光構件之濾色器750、及設置於濾色器750的光入射側且作為遮光構件之黑色矩陣760，而作為第2減光手段。以俯視觀看時，濾色器750及黑色矩陣760係形成於與TFT200重疊之區域。黑色矩陣660係藉由黑色樹脂等遮光構件形成於濾色器750的基板上。於此黑色矩陣760形成有開口部770。
朝向TFT200之光係因首先通過形成於黑色矩陣760之開口部770而暫時被減光，接著通過濾色器750而再次被減光。如此，TFT200係檢測出經由重疊設置有遮光構件及減光構件之第2減光手段而減光之光。
藉此，可減低入射至作為第1光感測器之TFT100及作為第2光感測器之TFT200的光量，因此，可分別延緩各個TFT100、200的光劣化速度。所以可延長到因各個TFT100、200之光劣化的進行而使第1輸出訊號與第2輸出訊號之間的比例不再改變所導致之無法充分進行校正為止之時間。
此外，可將作為減光手段所使用之減光構件及遮光構件的製程、與一般顯示裝置之製程達到共通化，因此可在簡便的步驟下製造出減光手段。
作為減光手段之減光構件及遮光構件的配置並不限定於上述實施型態或構成例，亦可為其他組合。
此外，在此係說明使用濾色器以作為減光手段，但並不限定於此，亦可使用偏光板或相位差板等可進行減光之減光構件，亦具有同等效果。
(變形例)
於上述實施型態中，係將屬於第1光檢測電路LS1之電容器110的電極111的電位之第1輸出訊號Sa、及屬於第2光檢測電路LS2之電容器210的電極211的電位之第2輸出訊號Sb，於劣化係數運算部21中予以讀取轉換為光電流。然而，於本實施型態的變形例中，係將第1輸出 訊號Sa及第2輸出訊號Sb予以讀取轉換為電容器110的電極111的電位及電容器210的電極211的電位從Vs降低至預定電位Vc所需之時間，並對感度進行校正。
在此，說明本實施形態之變形例的補正方法。
第15圖係顯示當入射光量L1的入射光入射於第1光檢測電路LS1，入射光量L1/n的減光入射光入射於第2光檢測電路LS2時，充電至電容器110、210之電位的時間變化之圖式。於第15圖中，縱軸表示電容器的電位，橫軸表示從測定開始之經過時間。於第15圖中，函數曲線Va(t)係表示初期狀態之第1光檢測電路LS1之電容器110的電極111之電位的時間變化，函數曲線Vb(t)係表示初期狀態之第2光檢測電路LS2之電容器210的電極211之電位的時間變化，函數曲線Vaa(t)係表示於劣化後所測定之電容器110的電極111之電位的時間變化，函數曲線Vbb(t)係表示於劣化後所測定之電容器210的電極211之電位的時間變化。這些曲線表示出電位隨著時間的經過而緩慢降低之情形是因為，若作為第1光感測器之TFT100的源極部101與汲極部102之間的電位差、以及作為第2光感測器之TFT200的源極部201與汲極部202之間的電位差變小，則流通至TFT100、200之光電流會變小，使電位降低需花費較多時間之故。
第15圖的電位降低時間ta1係表示初期狀態之第1光檢測電路LS1之電容器110的電位Va降低至預定電位Vc為止所需之時間，電位降低時間tb1係表示初期狀態之第 2光檢測電路LS2之電容器210的電位Vb降低至預定電位Vc為止所需之時間，電位降低時間taa1係表示於劣化後所測定之電容器110的電位Vaa降低至預定電位Vc為止所需之時間，電位降低時間tbb1係表示於劣化後所測定之電容器210的電位Vbb降低至預定電位Vc為止所需之時間。
第1光檢測電路LS1之入射光的光量係比具有減光手段之第2光檢測電路LS2之減光入射光的光量還大，因此，TFT100的漏電流係比TFT200的漏電流還大。此外，初期狀態下的感度，係比因光曝露所導致之劣化後還高，因此，初期狀態下的漏電流較大。因此，初期狀態之第1光檢測電路LS1的電位降低時間為最短。
此外，TFT100的累積光量係比TFT200之累積光量還多，所以劣化速度較快。因此，關於劣化後相對於初期狀態之電位降低時間的變化幅度，第1光檢測電路LS1為較大。
電容器的電位與電位降低時間之間的關係，係與光電流與入射光量間的關係相同，因此可預先測定出對預定的入射光量L0之初期狀態的電位降低時間ta0、tb0，並求取初期比例ta0/tb0。
之後從測定出之電位降低時間taa1及電位降低時間tbb1，藉由運算來算出測定比例(taa1/tbb1)。
然後，作為測定比例(taa1/tbb1)與初期比例(ta0/tb0)之間的比例之本實施型態的變形例之光劣化校正係數 Kt，係表示為Kt＝(taa1/tbb1)/(ta0/tb0)。
接著說明本實施型態的變形例之光劣化率Dt。光劣化率Dt係以初期狀態之第2光檢測電路LS2的電位降低時間tb1與劣化後之第2光檢測電路LS2的電位降低時間tbb1之間的比例所規定，其係表示為Dt＝tbb1/tb1。
於本實施型態中，係能夠以使光劣化校正係數K與光劣化率D相對應之方式，使光劣化校正係數Kt與光劣化率Dt相對應。只需將查詢表變更為使光劣化校正係數Kt與光劣化率Dt相對應之查詢表即可。
藉此，可從光劣化校正係數Kt取得光劣化率Dt，而算出初期狀態之電容器210的電位降低時間tb1(＝tbb1/Dt)。之後將此電位降低時間tb1作為入射光的光量訊號S並予以輸出。
接著說明本實施型態的變形例之光量檢測裝置1的動作。本實施型態的變形例之動作的流程圖係與第9圖相同。
首先，於步驟S1中，將電容器110、210充電至電位Vs為止。將入射光量L1的入射光照射於TFT100，將入射光量L1/n的減光入射光照射於TFT200，而產生漏電流。之後，將電容器110之電極111的電位作為第1輸出訊號Sa，將電容器210之電極211的電位作為第2輸出訊號Sb，並輸入至劣化係數運算部21。於劣化係數運算部21中，係監測第1輸出訊號Sa、第2輸出訊號Sb的電位訊號，並予以讀取轉換為電位降低至Vc為止所需之電位降低時間。如此，可取得於劣化後所測定之第1光檢測電路LS1 的電位降低時間taa1、及第2光檢測電路LS2的電位降低時間tbb1，並從這些電位降低時間運算出測定比例(taa1/tbb1)。
此外，係將劣化後之第2光檢測電路LS2的電位降低時間tbb1輸出至光訊號輸出部24。
之後進行步驟S2，將初期比例(ta0/tb0)從記憶體電路23讀取至劣化係數運算部21，並運算出光劣化校正係數Kt(＝(taa1/tbb1)/(ta0/tb0))。之後將此光劣化校正係數Kt輸出至光訊號輸出部24。
此初期比例係於初期狀態中，為當入射光量L0的入射光入射於第1光檢測電路LS1，且入射光量L0/n的入射光入射於第2光檢測電路LS2時之電位降低時間，第1光檢測電路LS1的電位降低時間為ta0，第2光檢測電路LS2的電位降低時間為tb0。
之後進行步驟S3。於步驟S3中，於光劣化率運算部22中係參考記憶於記憶體電路23之使光劣化校正係數Kt與光劣化率Dt相對應之查詢表，而取得對應於從劣化係數運算部21所輸出的光劣化校正係數Kt之光劣化率Dt。然後，將所取得之光劣化率Dt輸出至光訊號輸出部24。
於步驟S4中，於光訊號輸出部24中，係根據從光劣化率運算部22所傳送來之光劣化率Dt以及從劣化係數運算部21所輸出之電位降低時間tbb1，運算出初期狀態的電位降低時間tb1(＝tbb1/Dt)，並對劣化後的電位降低時間tbb1進行校正。之後於步驟S5中，輸出初期狀態的電位 降低時間tb1以作為入射光的光量訊號S。
如以上所說明，亦可藉由將來自第1、第2光檢測部10a、10b之輸出訊號Sa、Sb讀取轉換為電容器110、210的電位降低時間，來進行光劣化時之感度校正。
[第2實施型態]
接下來說明第2實施型態。第2實施型態係將從第1、第2光檢測部10a、10b輸出至光感測器讀取部20之電位訊號，讀取轉換為光電流，並對此光電流進行對數轉換後再進行運算。
首先說明依據對數轉換之運算方法。若對第1實施型態之光劣化校正係數K進行對數轉換，則成為Log2K＝Log2{(Iaa(L1)/Ibb(L1/n))/(Ia(L0)/Ib(L0/n))}＝(Log2(Iaa(L1))－Log2(Ibb(L1/n)))－(Log2(Ia(L0))－Log2(Ib(L0/n)))。
若對光劣化率D進行對數轉換，則成為Log2D＝Log2(Ibb(L1/n)/Ib(L1/n))＝Log2(Ibb(L1/n))－Log2(Ib(L1/n))。
因此，藉由對數轉換，可將乘算及除算取代為加算及減算。
藉此，可從經對數轉換後的光劣化校正係數Log2K及經對數轉換後的光劣化率Log2D，藉由Log2(Ib(L1/n))＝Log2(Ibb(L1/n))－Log2D，來運算出初期狀態之經對數轉換後的光電流Log2(Ib(L1/n))。
之後，將經對數轉換後的光電流Log2(Ib)轉換為實數，並運算出初期狀態的第2光電流Ib(L1/n)(＝Ibb(L1/n)/D)。將如此獲得之初期狀態的第2光電流Ib作 為入射光的光量訊號S並予以輸出。
接著說明第2實施型態之顯示裝置1000的光量檢測裝置1之動作。
第16圖係顯示第2實施型態之光電流的校正之流程圖。於第16圖中，係具有將從第1、第2光檢測部10a、10b所輸出之第1輸出訊號Sa及第2輸出訊號Sb予以讀取轉換為第1光電流Iaa及第2光電流Ibb，並進行對數轉換之步驟S11；運算出經對數轉換後的測定比例之步驟S12；從記憶體電路23，讀取經對數轉換後的初期比例，並運算出經對數轉換後的光劣化校正係數Log2K之步驟S13；從記憶體電路23，取得對應於藉由運算所求取之經對數轉換後的光劣化校正係數Log2K之經對數轉換後的光劣化率Log2D之步驟S14；從記憶體電路23所取得之經對數轉換後的光劣化率Log2D，運算出經對數轉換後的光電流Log2(Ib)之步驟S15；將經對數轉換後的光電流Log2(Ib)轉換為實數之步驟S16；及將經實數轉換後的第2光電流Ib作為光量訊號S並予以輸出之步驟S17。
於第2實施型態之記憶體電路23中，係記憶經對數轉換後的初期比例Log2(Ia(L0))－Log2(Ib(L0/n))。並且記憶有使經對數轉換後的光劣化校正係數Log2K及經對數轉換後的光劣化率Log2D相對應之查詢表。
首先，於步驟S11中，於劣化係數運算部21中，從第1、第2光檢測部10a、10b所輸出之第1輸出訊號Sa及第2輸出訊號Sb，取得某入射光量L1之劣化後的第1 光電流Iaa(L1)及第2光電流Ibb(L1/n)，對這些第1光電流Iaa(L1)及第2光電流Ibb(L1/n)進行對數轉換而運算出Log2(Iaa(L1))及Log2(Ibb(L1/n))。
此外，將經對數轉換後的第2光電流Log2(Ibb(L1/n))輸出至光訊號輸出部24。
接著進行步驟S12，於劣化係數運算部21中，運算出經對數轉換後的測定比例Log2(Iaa(L1))－Log2(Ibb(L1/n))。
之後進行步驟S13，於劣化係數運算部21中，從記憶體電路23讀取經對數轉換後的初期比例Log2(Ia(L0))－Log2(Ib(L0/n))，並運算出經對數轉換後的光劣化校正係數Log2K＝(Log2(Iaa(L1))－Log2(Ibb(L1/n)))－(Log2(Ia(L0))－Log2(Ib(L0/n)))。
然後進行步驟S14，將於步驟S13中所運算出之經對數轉換後的光劣化校正係數Log2K，從劣化係數運算部21輸出至光劣化率運算部22。於光劣化率運算部22中，將從劣化係數運算部21所輸出之經對數轉換後的光劣化校正係數Log2K，輸出至記憶體電路23。於記憶體電路23中，從查詢表選擇對應於從光劣化率運算部22所輸出之經對數轉換後的光劣化校正係數Log2K之經對數轉換後的光劣化率Log2D，並將其輸出至光劣化率運算部22。之後，光劣化率運算部22係將從記憶體電路23所輸出之經對數轉換後的光劣化率Log2D，輸出至光訊號輸出部24。
然後進行步驟S15，於光訊號輸出部24中，根據從記憶體電路23所輸出之經對數轉換後的光劣化率Log2D及 從劣化係數運算部21所輸出之對數的第2光電流Log2(Ibb(L1/n))，運算出初期狀態之對數的光電流Log2(Ib(L1/n))(＝Log2(Ibb(L1/n))－Log2D)。
之後進行步驟S16，於光訊號輸出部24中，將初期狀態之經對數轉換後的光電流Log2Ib轉換為實數，並運算出初期狀態的第2光電流Ib(L1/n)(＝Ibb(L1/n)/D)。
於步驟S17中，將步驟S16中所運算出之初期狀態的第2光電流Ib作為入射光量L的光量訊號S並予以輸出。
根據第2實施型態，可獲得以下的效果。
藉由進行依據對數轉換之運算，可將乘算及除算取代為加算及減算，所以可縮小電路構成。藉此可減小電路面積並降低製造成本。此外，可抑制消耗電力。
此外，如第1實施型態所說明，將輸入至光感測器讀取部20之第1輸出訊號Sa及第2輸出訊號Sb予以讀取轉換為電容器110、210的電位從Vs降低至Vc為止所需之時間，並進行對數轉換而加以運算，藉此可算出光量訊號S並予以輸出。
此外，於本實施型態中，光量檢測裝置1之入射光量L的測定係於每隔預定期間連續地進行。於進行下一次測定時，藉由將電位Vg施加於閘極端子190，可使TFT100、200成為導通狀態並對電容器110、210的電位進行放電。之後再對電容器110、210進行電位Vs的充電並進行測定。
在此，關於第1光檢測部及第2光檢測部的配置，以下係使用第17圖至第19圖來說明光檢測部的配置例1乃 至光檢測部的配置例3。於與實施型態等所說明之構成相同者，係附加相同符號並省略該說明。
(光檢測部的配置例1)
以下依據第17圖來說明第1光檢測部及第2光檢測部的配置例1。第17圖係顯示第1光檢測部及第2光檢測部的配置例1之概略俯視圖。如第17圖所示，於陣列基板AR中，具有外周緣DA(a)、DA(b)、DA(c)、DA(d)，並設置配設有複數個像素400之顯示區域DA。於顯示區域DA的外周緣DA(a)、DA(b)、DA(c)，係分別沿著外周緣DA(a)、DA(b)、DA(c)配設有第2光檢測部10b。於第2光檢測部10b的外側(與顯示區域DA為相反側)，沿著第2光檢測部10b且大致並列之方式配設有第1光檢測部10a。第1光檢測部10a及第2光檢測部10b並不限於上述沿著外周緣DA(a)、DA(b)、DA(c)而設置之配置，亦可沿著外周緣DA(a)、DA(b)、DA(c)中至少1個外周緣而設置。
根據本配置例1的構成，可於接近顯示區域DA之位置進行光檢測，因此可提高檢測精準度。此外，藉由並列配置第1光檢測部10a及第2光檢測部10b，可抑制第1光感測器(圖中未顯示)及第2光感測器(圖中未顯示)的特性波動，而可更為提高檢測精準度。
關於第1光檢測部10a及第2光檢測部10b，亦可沿著外周緣DA(a)、DA(b)、DA(c)配設第1光檢測部10a，並沿著配設第1光檢測部10a的外側配設第2光檢測部10b，如此亦具有同樣之效果。
(光檢測部的配置例2)
以下依據第18圖來說明第1光檢測部及第2光檢測部的配置例2。第18圖係顯示第1光檢測部及第2光檢測部的配置例2之概略俯視圖。如第18圖所示，於陣列基板AR中，具有外周緣DA(a)、DA(b)、DA(c)、DA(d)，並設置配設有複數個像素400之顯示區域DA。於顯示區域DA的外周緣DA(a)、DA(b)、DA(c)，係分別沿著外周緣DA(a)、DA(b)、DA(c)，交互配設有第1光檢測部10a及第2光檢測部10b。第18圖中所示之第1光檢測部10a及第2光檢測部10b的數目僅為一例，各個的數目並無限制。
根據本配置例2的構成，可於接近顯示區域DA之位置進行光檢測，因此可提高檢測精準度。此外，藉由交互地配置第1光檢測部10a及第2光檢測部10b，可抑制照射於第1光感測器(圖中未顯示)及第2光感測器(圖中未顯示)之光量的波動，而降低第1光感測器及第2光感測器的劣化波動。
(光檢測部的配置例3)
以下依據第19圖來說明第1光檢測部及第2光檢測部的配置例3。第19圖係顯示第1光檢測部及第2光檢測部的配置例3之概略俯視圖。如第19圖所示，於陣列基板AR中，係設置配設有複數個像素400之顯示區域DA。於各個像素400的一部分(於本例中為中央的端部)，配設有第1光檢測部10a或第2光檢測部10b。較理想為於像素400的行或列上，於每個像素400中交互地配置第1光檢 測部10a及第2光檢測部10b。此外，第1光檢測部10a及第2光檢測部10b亦可於每個像素400中各自設置1個。根據本配置例3的構成，由於第1光檢測部10a及第2光檢測部10b係配設於像素400的一部分，所以第1光感測器(圖中未顯示)及第2光感測器(圖中未顯示)可直接檢測出照射至顯示區域之光量。因此，除了前述配置例1、2的效果之外，更能夠提高檢測精準度。
1‧‧‧光量檢測裝置
10a‧‧‧第1光檢測部
10b‧‧‧第2光檢測部
20‧‧‧光感測器讀取部
21‧‧‧劣化係數運算部
22‧‧‧光劣化率運算部
23‧‧‧記憶體電路
24‧‧‧光訊號輸出部
30‧‧‧電位控制電路
50‧‧‧外部控制電路
72、1018‧‧‧閘極絕緣膜
100‧‧‧薄膜電晶體(TFT)
102‧‧‧汲極部
103、123、203、223‧‧‧閘極部
110、210‧‧‧電容器
111、212‧‧‧電極
120、220‧‧‧開關元件
124、204、224、1019‧‧‧半導體層
125、660、760‧‧‧黑色矩陣
130‧‧‧電源端子
140、240‧‧‧輸出端子
173、174、175、273、274、275‧‧‧導電膜
190‧‧‧閘極端子
191‧‧‧汲極端子
200‧‧‧薄膜電晶體(TFT)
201‧‧‧源極部
250、530、550、730、750、CF‧‧‧濾色器
400‧‧‧像素
670、770‧‧‧開口部
1000‧‧‧液晶顯示裝置
1002、1010‧‧‧透明基板
1002A‧‧‧突出部
1002a、1002b‧‧‧短邊
1002c、1002d‧‧‧長邊
1014‧‧‧液晶
1016‧‧‧輔助電容線
1017‧‧‧輔助電容電極
1020‧‧‧保護絕緣膜
1021‧‧‧層間膜
1022‧‧‧反射部
1023‧‧‧穿透部
1024‧‧‧反射板
1025‧‧‧接觸孔
1026‧‧‧像素電極
1027‧‧‧濾色器層
1028‧‧‧頂塗層
D‧‧‧光劣化率
DA‧‧‧顯示區域
Dr‧‧‧驅動器
GW‧‧‧閘極線
Ia(L)、Iaa(L)、Ib(L)、Ibb(L)‧‧‧光電流
K‧‧‧光劣化校正係數
L‧‧‧入射光量
L1至L4‧‧‧拉出配線
LS1‧‧‧第1光檢測電路
LS2‧‧‧第2光檢測電路
S‧‧‧光量訊號
Sa‧‧‧第1輸出訊號
Sb‧‧‧第2輸出訊號
SW‧‧‧源極線
T1至T4‧‧‧端子
第1圖係顯示半穿透型液晶顯示裝置1000之俯視圖。
第2圖係顯示陣列基板的1個像素份之俯視圖。
第3圖係顯示第2圖的III－III線之剖面圖。
第4圖係顯示光量檢測裝置1的構成之方塊圖。
第5圖係顯示第1光檢測電路LS1、第2光檢測電路LS2之電路構成圖。
第6圖係顯示第1、第2光檢測部，(a)為第1光檢測電路LS1，(b)為第2光檢測電路LS2之示意剖面圖。
第7圖係顯示光電流I相對於入射光量L之函數之圖式。
第8圖係顯示光電流I相對於入射光量L之函數之圖式。
第9圖係顯示光電流的校正之流程圖。
第10圖係顯示關於光劣化校正係數K與光劣化率D之測定資料之圖式。
第11圖係顯示減光手段的構成例1之電路構成圖。
第12圖係顯示第1輸出訊號與第2輸出訊號之間的測定比例之曲線圖。
第13圖係顯示減光手段的構成例2之電路構成圖。
第14圖係顯示減光手段的構成例3之電路構成圖。
第15圖係顯示電容器之電位的時間變化之圖式。
第16圖係顯示光電流的校正之流程圖。
第17圖係顯示第1光檢測部及第2光檢測部的配置例1之概略俯視圖。
第18圖係顯示第1光檢測部及第2光檢測部的配置例2之概略俯視圖。
第19圖係顯示第1光檢測部及第2光檢測部的配置例3之概略俯視圖。
1‧‧‧光量檢測裝置
10a‧‧‧第1光檢測部
10b‧‧‧第2光檢測部
20‧‧‧光感測器讀取部
21‧‧‧劣化係數運算部
22‧‧‧光劣化率運算部
23‧‧‧記憶體電路
24‧‧‧光訊號輸出部
D‧‧‧光劣化率
K‧‧‧光劣化校正係數
LS1‧‧‧第1光檢測電路
LS2‧‧‧第2光檢測電路
S‧‧‧光量訊號
Sa‧‧‧第1輸出訊號
Sb‧‧‧第2輸出訊號

Claims (17)

  1. 一種顯示裝置，係於基板上具有對應於各像素而具備開關元件之顯示區域之顯示裝置，其特徵為，具備：光量檢測裝置，係具有：具備第1光感測器之第1光檢測部、具備第2光感測器之第2光檢測部、及光感測器讀取部，並輸出由前述第1光檢測部及前述第2光檢測部所檢測出之光量作為光量訊號；及減光手段，以俯視觀看時，係形成於與前述第1光感測器或前述第2光感測器的至少1者重疊之區域，並使入射於前述第1光感測器或前述第2光感測器之光量成為不同；前述第1光檢測部係具有：將根據入射於前述第1光感測器之入射光所得之第1輸出訊號，輸出至前述光感測器讀取部之第1光檢測電路；前述第2光檢測部係具有：將根據入射於前述第2光感測器之入射光所得之第2輸出訊號，輸出至前述光感測器讀取部之第2光檢測電路；前述光感測器讀取部係具備：劣化係數運算部，係運算出測定比例，該測定比例為前述第1輸出訊號與前述第2輸出訊號之間的比例；並且運算出光劣化校正係數，此光劣化校正係數係為前述測定比例與初期比例之間的比例，而該初期比例為預先測定出 之初期狀態的前述測定比例；光劣化率運算部，係根據前述光劣化校正係數，導出前述第1或第2輸出訊號的光劣化率；及光訊號輸出部，係根據前述光劣化率，以成為初期狀態的光量訊號之方式，校正前述第1或第2輸出訊號並予以輸出。
  2. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中具有：第1之前述減光手段，係降低入射於前述第1光感測器之光量；及第2之前述減光手段，係降低入射於前述第2光感測器之光量；前述第2減光手段所致之入射光的降低率，係比前述第1減光手段所致之入射光的降低率還大。
  3. 如申請專利範圍第2項之顯示裝置，其中，前述第1減光手段與前述第2減光手段之相對分光穿透率為相等。
  4. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中，前述減光手段係具有將入射於前述第1光感測器或前述第2光感測器之光的一部分予以遮光之遮光構件。
  5. 如申請專利範圍第4項之顯示裝置，其中，前述減光手段係具有將入射於前述第1光感測器或前述第2光感測器之光予以減光之減光構件以及前述遮光構件。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之顯示裝置，其中，前述光劣化率運算部係具備使前述光劣化校正係數與前述光劣化率相對應之查詢表。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載之顯示裝置，其中，前述光劣化率運算部在前述光劣化校正係數未包含於前述查詢表時，係藉由使用前述查詢表上的前述光劣化校正係數之內插計算，來導出前述光劣化率。
  8. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之顯示裝置，其中，前述第1光感測器及前述第2光感測器為薄膜電晶體，並具有對施加於前述薄膜電晶體的兩端之電壓進行充電之電容器。
  9. 如申請專利範圍第8項之顯示裝置，其中，前述第1及第2輸出訊號係藉由光電流量或對前述電容器進行電荷的充放電所致之電壓下降時間而求出。
  10. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之顯示裝置，其中，前述劣化係數運算部係對前述第1及第2輸出訊號進行對數轉換來運算出前述光劣化校正係數；前述光劣化率運算部係參考使對數的前述光劣化校正係數與對數的前述光劣化率相對應之前述查詢表，從前述劣化係數運算部所輸出之前述對數的光劣化校正係數，取得前述對數的光劣化率；前述光訊號輸出部係在以前述對數的光劣化率對於對數的前述第1或第2輸出訊號進行校正後，將校正後之前述對數的第1或第2輸出訊號轉換回實數並予以輸出。
  11. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之顯示裝置，其中，係於前述顯示區域中具備光電物質層。
  12. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之顯示裝置，其中，前述第1光檢測部及前述第2光檢測部係分別沿著前述顯示區域的外周緣並列配置於至少1邊。
  13. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之顯示裝置，其中，前述第1光檢測部及前述第2光檢測部係分別沿著前述顯示區域的外周緣交互地配置於至少1邊。
  14. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之顯示裝置，其中，前述第1光檢測部及前述第2光檢測部係配設於前述像素內的一部分。
  15. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之顯示裝置，其中，前述第1光感測器之大小的合計與前述第2光感測器之大小的合計為相等。
  16. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之顯示裝置，其中，前述減光手段為濾色器或偏光板或相位差板。
  17. 如申請專利範圍第4或5項之顯示裝置，其中，前述遮光構件為黑色矩陣。
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