TWI391898B - 光電裝置及半導體裝置 - Google Patents

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Description

光電裝置及半導體裝置
本發明係關於例如光電裝置、半導體裝置、顯示裝置及具備此裝置之電子機器。
近年來，於顯示裝置上搭載光感測功能，藉由測定外光照度而調整亮度等而謀求耗電量的減低與畫質提高的技術不斷被開發(例如專利文獻1)。作為光感測器可以舉出薄膜電晶體、PIN二極體、PN二極體等。任一場合受光部都是矽薄膜，為了不使製造上的成本增大，最好是能夠與構成顯示的開關元件之矽薄膜以相同的製造步驟來製造。此時，外光係指各種類的環境光，包括太陽光、螢光燈、燈泡、LED之光等，要求對於這些光感測器全都要檢測出正確的照度。
[專利文獻1]美國專利第5831693號說明書
太陽光總是保持一定的光量，而使用交流電源的人工光多半以一定的週期反覆明滅，特別是發熱放電形式的螢光燈為主要的環境光的場合在100Hz或者120Hz的頻率明滅很顯著，光感測器受到此影響，會無法正確檢測出照度。本發明實現即使有100Hz或120Hz的明滅的環境下也可 以精度佳地進行照度檢測的光電裝置。
本發明之光電裝置，係具備被形成在第1(在實施型態，為主動矩陣基板101)及第2基板(在實施型態，為對向基板912)間夾持光電物質(在實施型態，為向列相液晶材料922)而構成的顯示區域之面板(在實施型態，為液晶面板911)，及設於前述第1或第2基板上，檢測前述面板的周圍光的照度之光檢測部之光電裝置，其特徵為：前述光檢測部(在實施型態，為檢測電路360、受光感測器350P)，隔著特定的時間間隔(RST訊號之週期TR)，進行複數次檢測動作，前述特定之時間間隔以不是或者不接近1/100秒或1/120秒的整數倍的方式被設定。如此設定的話即使有100Hz或120Hz的明滅的環境下也可以藉短時間/少數次之採樣而提高照度檢測的精度。
本發明之半導體裝置，係具備被形成在基板上，供測定前述基板周邊的外光照度之光感測器(受光感測器350P)，及被連接於前述光感測器而對應於前述外光照度進行輸出的檢測電路(在實施型態，為檢測電路360)，前述檢測電路，根據來自前述光感測器的輸入進行複數次前述外光照度檢測動作，前述複數次檢測動作之第1檢測動作，與接著前述第1檢測動作而進行的第2檢測動作之時間間隔為T1時，前述時間間隔T1以不是或者不接近1/100秒或1/120秒的整數倍的方式被設定。如此設定的 話即使有100Hz或120Hz的明滅的環境下也可以藉短時間/少數次之採樣而提高照度檢測的精度。更具體而言，可以是前述時間間隔T1，在n為任意整數時，被設定為1/100秒之(n＋0.5)倍，或者被設定為1/120秒之(n＋0.5)倍，或者設在二者之間之半導體裝置，進而可以是具有進行複數次採樣前述檢測電路的輸出而進行統計處理之電路(在實施型態，為中央演算電路781)之半導體裝置。如此設定的話，最少可以2次之採樣而顯著提高精度。
進而本發明之半導體裝置，特徵為前述第2檢測動作，與接著前述第2檢測動作而進行的第3檢測動作之時間間隔為T2時，前述時間間隔T1與前述時間間隔T2互異。如此可藉由使檢測間隔不是固定的，而可以對應於所有外光的明滅週期。
進而，可以是特徵為前述光感測器是將前述外光照度變換為電流之元件，前述檢測電路，係將前述光感測器連接的節點之一端於每次前述檢測週期之開始重設為初期電位，藉由檢測前述節點的電位變化而進行前述檢測動作之電路之半導體裝置。這樣的檢測電路即使來自光感測器的輸出電流很微弱也可以高精度地檢測，因不需要一定的檢測動作期間，容易受到外光明滅的影響，最適於適用本實施例。
進而，本發明係特徵為使用薄膜多晶矽之PIN接合二極體或者PN接合二極體之半導體裝置。這樣的光感測器可以在液晶顯示裝置上廉價地製造，因為光電流效率不佳 ，所以適於適用本實施例。
進而，本發明是使用這些半導體裝置之顯示裝置及使用該顯示裝置之電子機器。因為內藏有在所有環境下都精度佳的光感測器，即使在室內也可以適切地調整畫質或亮度，可以提供視覺確認性佳、耗電量少而電池驅動時間長的裝置。此外，此時如果顯示的圖框週期是前述時間間隔T1的整數倍之顯示裝置的話，訊號產生很容易且有成本上的優勢。
以下，根據圖面說明相關於本發明的光電裝置、半導體裝置、顯示裝置及具備此之電子機器之實施型態。
〔第1實施型態〕
圖1係相關於本實施例之液晶顯示裝置910之立體構成圖(部分剖面圖)。液晶顯示裝置910，係藉由密封材將主動矩陣基板101與對向基板912隔著一定間隔貼合，具備夾持向列相液晶材料922的液晶面板911。於主動矩陣基板101上，雖未圖示，但由聚醯亞胺等所構成的配向材料被塗布而形成被施以摩擦處理的配向膜。此外，對向基板912，被形成：雖未圖示但對應於畫素之彩色濾光片、防止光穿透使對比提高之用的低反射/低透過率樹脂所構成的黑矩陣940、與主動矩陣基板101上之對向導通部330－1~330－2短路的被供給共通電位的ITO膜所構成的對 向電極930。與向列相液晶材料922接觸之面上被塗布由聚醯亞胺等所構成之配向材料，在與主動矩陣基板101的配向膜的磨擦處理方向直交的方向上被施以摩擦處理。
進而於對向基板912的外側，配置上偏光板924，在主動矩陣基板101的外側配置下偏光板925，以相互的偏光方向直交的方式(crossed Nichol狀)配置。進而於下偏光板925，被配置背光單元926與導光板927，光由背光單元926朝向導光板927照射，導光板927係以使來自背光單元926的光朝向主動矩陣基板101而成為垂直且均勻的面光源的方式使光反射曲折而作為液晶顯示裝置910的光源而發揮功能。背光單元926，在本實施例為LED單元，但也可以是冷陰極管(CCFL)。背光單元926通過連接器929被接續於電子機器本體，供給電源，但在本實施例具有藉由電源適宜適切地調整電流/電壓而調整來自背光單元的光量的功能。
雖未圖示，但亦可進而應需要而以外殼覆蓋周圍，或者在上偏光板924之上安裝保護用的玻璃或壓克力板，亦可貼上供改善視角之用的光學補償膜。
此外，於液晶顯示裝置910的外周部設有光感測器受光開口部990。此外，主動矩陣基板101，被設有由對向基板912伸出的伸出部102，於位在該伸出部102的訊號輸入端子320，被實裝FPC(可撓性基板)928而被導電接續。FPC(可撓性基板)928被接續於電子機器本體，被供給必要的電源、控制訊號等。
進而，於液晶顯示裝置910上被設有6個光感測器的受光開口部990-1~990-6。此受光開口部990-1~990-6藉由部分除去對向電極930上的黑矩陣940而形成，成為外部之光可以到達主動矩陣基板101上。各受光開口部990-1~990-6的周圍，對向電極930上的黑矩陣940並沒有被除去，成為外部之光不可以到達主動矩陣基板101上。
圖2為主動矩陣基板101之方塊圖。於主動矩陣基板101上，480條掃描線201-1~201-480與1920條資料線202-1~202-1920直交地形成，480條電容線203-1~203-480與掃描線201-1~201-480平行地配置。電容線203-1~203-480相互被短路，與共通電位配線335接續，進而與2個對向導通部330-1~330-2接續而由訊號輸入端子320提供0V-5V之反轉訊號、反轉時間為47.6μ秒之共通電位。掃描線201-1~201-480被接續於掃描線驅動電路301，此外資料線202-1~202-1920被接續於資料線驅動電路302，分別被適切地驅動。此外，掃描線驅動電路301、資料線驅動電路302由訊號輸入端子320供給驅動所必要的訊號。訊號輸入端子320被配置於伸出部102上。另一方面，掃描線驅動電路301、資料線驅動電路302被配置於與對向基板912重疊的區域，亦即伸出部102外。掃描線驅動電路301、資料線驅動電路302，藉由低溫多晶矽TFT製程在主動矩陣基板上集積驅動所必要的電路功能之系統面板(SOG,system-on-glass)技術，以在主動矩陣 基板上集積多晶矽薄膜電晶體而形成的，以與後述之畫素開關元件401－n－m相同的步驟所製造，成為所謂的驅動電路內藏型之液晶顯示裝置。
此外，於與6個受光開口部990－1~990－6平面重疊的區域分別被形成6個受光感測器350P－1~350P－6，以與其成為交互的方式形成6個遮光感測器350D－1~350D－6。 此受光感測器350P－1~350P－6與遮光感測器350D－1~350D－6都是藉由系統面板(SOG)技術，被形成於主動矩陣基板上。如此般藉由在玻璃基板上以與畫素開關元件401－n－m相同的步驟製造，可以降低製造成本。
受光感測器350P－1~350P－6與受光開口部990－1~990－6平面重疊而外光會到達感測器，但是遮光感測器350D－1~350D－6不與受光開口部990－1~990－6平面重疊，外光被對向電極930上之黑矩陣940吸收而幾乎不到達。受光感測器350P－1~350P－6與配線PBT、配線VSH、配線SENSE接續，遮光感測器350D－1~350D－6與配線DBT、配線VSL、配線SENSE接續。這些配線PBT、配線VSH、配線SENSE、配線DBT、配線VSL被接續於檢測電路360。檢測電路360，變換與來自受光感測器350P－1~350P－6與遮光感測器350D－1~350D－6的外光照度具有相關之輸出類比電流所對應的脈衝長之二值輸出訊號OUT，往訊號輸入端子320輸出。此外，配線VCHG、配線RST、配線VSL、配線VSH也透過訊號輸入端子320被供給至檢測電路。
詳細內容於稍後詳述，受光感測器350P－1~350P－6與背光遮光電極611P－1~611P－6平面重疊，遮光感測器350D－1~350D－6與背光遮光電極611D－1~611D－6平面重疊，來自背光的光分別被遮蔽，所以係以不會由於來自背光的光而導致外光的檢測精度降低的方式被構成。此外，受光感測器350P－1~350P－6也與透明電極612P－1~612P－6重疊，遮光感測器350D－1~350D－6也與透明電極612D－1~612D－6重疊，所以也不會由於驅動顯示區域310時產生的電磁雜訊而導致檢測精度降低。藉由這些構成，受光感測器350P－1~350P－6以及遮光感測器350D－1~350D－6即使配置於顯示區域310附近也不會使檢測精度降低，所以比從前的製品設計上的自由度更為提高。在本實施例受光開口部990－1~990－6之尺寸，亦即各受光感測器350P－1~350P－6上之黑矩陣940的開口尺寸設定為10mm×0.3mm，由受光開口部990－1~990－6的端部至顯示區域310為止的距離為0.5mm。
圖3係在圖2的虛線310部所示的顯示區域之第m條資料線202－m與第n條掃描線201－n之交叉部附近之電路圖。於掃描線201－n與資料線202－m之各交點附近被形成由N通道型場效應多晶矽薄膜電晶體所構成的畫素開關元件401－n－m，其閘極電極被連接於掃描線201－n，源極．汲極電極被分別連接於資料線202－m與畫素電極402－n－m。畫素電極402－n－m以及被短路於同一電位的電極形成電容線203－n與輔助電容量403－n－m，此外作為液晶顯示裝 置被組入時夾著液晶元件與對向電極930(共同電極)形成電容器。
此處，本實施例之圖框率為43.6Hz。亦即，各畫素開關元件401－n－m於每22.9毫秒(msec)由掃描線驅動電路301選擇，於各畫素電極402－n－m於22.9毫秒進行一次交互反轉極性之訊號被寫入。
圖4係顯示在本實施例之電子機器之具體構成之方塊圖。液晶顯示裝置910係圖1所說明之液晶顯示裝置，外部電源電路784、影像處理電路780通過FPC(可撓性基板)928以及連接器929將必要的訊號與電源供給至液晶顯示裝置910。中央演算電路781透過I/F電路782取得來自輸出機器783的輸入資料。此處作為輸出機器783例如為鍵盤、滑鼠、軌跡球、LED、喇叭、天線等。中央演算電路781以來自外部的資料為根本進行各種演算處理，將結果作為指令往影像處理電路780或外部I/F電路782轉送。影像處理電路780根據來自中央演算電路781的指令更新影像資訊，藉由變更往液晶顯示裝置910之訊號，改變液晶顯示裝置910之顯示影像。此外，來自液晶顯示裝置910上的檢測電路360之二值輸出訊號OUT通過FPC(可撓性基板)928被輸入至中央演算電路781，中央演算電路781將二值輸出訊號OUT的脈衝長變換為離散值。其次中央演算電路781存取由EEPROM(可電性抹除可程式唯讀記憶體，Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)所構成之參照表785， 將變換的離散值再變換為對應於適切的背光單元926的電壓之值，送訊至外部電源電路784。外部電源電路784通過連接器929將對應於此被送訊的值之電壓的電位電源供給至液晶顯示裝置910內之背光單元926。背光單元926的亮度係由從外部電源電路784供給的電壓而改變的，所以液晶顯示裝置910之全白顯適時的亮度也改變。此處所謂電子機器，具體而言可以舉出監視器、TV、筆記型電腦、PDA、數位相機、攝影機、行動電話、可攜相片播放器、可攜影帶播放器、可攜DVD播放器、可攜音樂播放器等。
又，在本實施例，藉由電子機器上的中央演算電路781控制背光單元926的亮度，但作為例如在液晶顯示裝置910內具備驅動器IC以及EEPROM的構成，亦可於此驅動器IC具備由二值輸出訊號OUT往離散值之變換功能、參照EEPROM之再變換功能、對背光單元926的輸出電壓之調整功能等。此外，不使用參照表，而以藉由數值計算從離散值再變換為對應於背光單元296的電壓之值的方式構成亦可。
圖5係顯示以圖3所示的畫素顯示區域的電路圖之實際構成之平面圖。如圖5之例所示，各網點不同的部位分別為不同的材料配線，相同的網點的部位係相同的材料配線。鉻膜(Cr)、多晶矽薄膜(Poly－Si)、鉬薄膜(Mo)、鋁釹合金薄膜(AlNd)、銦錫氧化物薄膜(ITO，Indium Tin Oxide)等5層薄膜所構成，分別之層間被形 成氧化矽、氮化矽、有機絕緣膜之任一或者這些層積之絕緣膜。具體而言，鉻膜(Cr)膜厚100nm、多晶矽薄膜(Poly－Si)膜厚50nm、鉬薄膜(Mo)膜厚200nm、鋁釹合金薄膜(AlNd)膜厚500nm、銦錫氧化物薄膜(ITO，Indium Tin Oxide)膜厚為100nm。此外鉻膜(Cr)與多晶矽薄膜(Poly－Si)之間被形成層積100nm的氮化矽膜與100nm的氧化矽膜之下底絕緣膜，多晶矽薄膜(Poly－Si)與鉬薄膜(Mo)之間被形成由100nm之氧化矽膜所構成之閘極絕緣膜，鉬薄膜(Mo)與鋁釹合金薄膜(AlNd)之間被形成層積200nm的氮化矽膜與500nm的氧化矽膜之層間絕緣膜，鋁釹合金薄膜(AlNd)與銦錫氧化物薄膜(ITO，Indium Tin Oxide)之間被形成層積200nm之氮化矽膜與平均1μm的有機平坦化膜之保護絕緣膜，相互之配線間為絕緣，於適切的位置開口出接觸孔而使相互接續。又，在圖5中不存在鉻薄膜(Cr)圖案。
如圖5所示，資料線202－m係由鋁釹合金薄膜(AlNd)所形成，透過接觸孔接續於畫素開關元件401－n－m的源極電極。掃描線201－n係以鉬薄膜(Mo)所構成，兼做畫素開關元件401－n－m的閘極電極。電容線203－n係由與掃描線201－n相同的配線材料所構成，畫素電極402－n－m係由銦錫氧化物薄膜所構成，通過接觸孔被接續於畫素開關元件401－n－m之汲極電極。此外，畫素開關元件401－n－m之汲極電極也被接續於由被高濃度摻雜磷的n＋型多晶矽薄膜所構成的電容部電極605，與電容線203－n平面重疊 構成補助電容電容器403-n-m。
圖6係供說明畫素開關元件401-n-m的構造之用的對應於圖5之A-A’線部的液晶顯示裝置910之部分剖面構造圖。又，為使圖容易辨認，比例尺並非固定。主動矩陣基板101係由無鹼玻璃所構成的厚度0.6mm的絕緣基板，於其上中介著層積200nm的氮化矽膜與300nm的氧化矽膜之下底絕緣膜而被配置由多晶矽薄膜所構成的矽島602，掃描線201-n挾著矽島602與前述之閘極絕緣膜被配置於上方。在與掃描線201-n重疊的區域，矽島602係由完全為摻雜或者只低濃度摻雜很低濃度的磷離子的真性半導體區域602I，於其左右存在磷離子被低濃度摻雜之薄膜電阻為20kΩ程度之n-區域602L，進而於其左右存在磷離子被高濃度摻雜之薄膜電阻為1kΩ程度之n+區域602N之LDD(Lightly Doped Drain，低摻雜汲極)構造。左右之n+區域602N透過在層間絕緣膜分別形成的接觸孔而與源極電極603、汲極電極604接續，源極電極603與資料線202-m接續，汲極電極604與被形成於平坦化絕緣膜上的畫素電極402-n-m接續。在畫素電極402-n-m與對向基板912上之對向電極930之間存在向列相液晶材料922。此外，以與畫素電極402-n-m部分重疊的方式在對向基板912上被形成黑矩陣940。又，在畫素開關元件401-n-m之光洩漏電流成為問題的場合，於矽島602下形成由鉻膜所構成的遮光層亦可。在本實施例因為光洩漏電流幾乎不成為問題，且因採這樣的構造的話，畫素開關元件401-n-m的 移動度會降低，所以選擇除去矽島602下之鉻膜的構成。
圖7係供說明輔助電容電容器403－n－m的構造之用的圖5的B－B’線部對應的液晶顯示裝置910的部分剖面構造圖，與汲極電極604連結的電容部電極605與電容線203－n係以挾著閘極絕緣膜而重疊的方式形成蓄積電容。
圖係受光感測器350P1(第光感測器)與遮光感測器350D－1(第2光感測器)附近的擴大平面圖。又，為使圖容易辨認，縱向與橫向的比例尺並非固定。此外，凡例與圖5相同。受光感測器350P－1係與以粗虛線所示之受光開口部990－1平面重疊，可以被外光照射到。受光感測器350P－1係由4個處所之孤立的受光部350P－1I與被接續於與其相鄰的配線SENSE的陽極區域350P－1P、被接續於配線VSH的陰極區域350P－1N所構成。受光部350P－1I、陽極區域350P－1P、陰極區域350P－1N均係由同樣之矽島隨著摻雜的濃度不同而被分離構成的，陽極區域350P－1P被摻雜比較高濃度的硼離子，陰極區域350P－1N係被摻雜比較高濃度的磷離子，受光部350P－1I只含有非常低濃度的硼離子/磷離子。此外，陽極區域350P－1P、陰極區域350P1－N、受光部350P－1I分別之寬幅為10μm，受光部350P－1I的長度分別為1000μm。如此般，受光感測器350P－1構成複數被併聯接續的PIN接合二極體。受光感測器350P－1以及遮光感測器350D－1之接近於顯示區域310側，被配置共通電位配線335，在本實施例於受光感測器350P－1以及遮光感測器350D－1不被接續，為了避免電磁 雜訊的影響隔開100μm而配置。
遮光感測器350D-1係由4個處所之孤立的受光部350D-1I與被接續於與其相鄰的配線VSL的陽極區域350D-1P、被接續於配線SENSE的陰極區域350D-1N所構成。除了陰極與陽極被接續的配線不同，及不與受光開口部990-1平面重疊以外受光感測器350P1與遮光感測器350D-1係同樣的構成，故省略其說明。此外，受光感測器350P-2~350P-5與受光感測器350P-1，以及遮光感測器350D-2~350D-5與遮光感測器350D-1之間除了配置位置以外係同樣的構成，故省略其說明。
圖9係供說明受光感測器350P-1的構造之用的對應於圖8之C-C’線部的液晶顯示裝置910之部分剖面構造圖。主動矩陣基板101上中介著下底絕緣膜被配置著背光遮光電極611P-1(第1遮光電極)，於其上挾著閘極絕緣膜被形成由薄膜多晶矽所構成的受光感測器350P-1。受光感測器350P-1係由4個處所之受光部350P-1I與被接續於與其相鄰的配線VSL的陽極區域350P-1P、被接續於配線SENSE的陰極區域350P-1N所構成如前所述。受光感測器350P-1的上方中介著層間絕緣膜、平坦化絕緣膜被配置由銦錫氧化物(ITO)所構成的透明電極612P-1(第1透明電極)，作為對受光部350P-1I之電場遮蔽而發揮功能。
透明電極612P-1的上方被封入向列相液晶材料922，還有被配置於對向基板912上的對向電極930。又，隨著受光感測器350P-1的配置位置不同，亦會有取代向列相液晶材料 922而被配置密封材的情形。受光開口部990－1係部分除去對向基板912上的黑矩陣940而形成的。雖未圖示，但在遮光感測器350D－1上不存在受光開口部，所以黑矩陣940不被除去。
成為由對向基板912的上方被照射外光LA，另一方面，由主動矩陣基板101的下方被照射來自背光單元926的光(背光光LB)的構成。
又，在本實施例雖未實施，但在受光開口部990－1部亦可插入光學補正層。例如構成對應於被形成在對向基板912的畫素之彩色濾光片的色材之中之一或者複數與受光開口部990－1重疊而形成，而使視感度分光特性與受光感測器350P－1更為一致亦可。例如使對應於綠色的畫素之色材重疊形成於受光開口部990－1上的話，因截去短波長與長波長側，所以受光感測器350P－1之分光特性即使比視感度分光特性更偏向短波長或者長波長亦可以補正。此外，亦可因應於目的而使受光開口部990－1部與反射防止膜或干涉層、偏光層等重疊。此外，在本圖雖未圖示，上偏光板924亦可與受光開口部990－1重疊，亦可除去。重疊的話，受光開口部990－1變得不會醒目，除去的話可以提高光感度。
在本實施例，液晶顯示裝置910為了低耗電量化，進行對共通電位配線335施加反轉訊號的共通電極反轉驅動(共同AC驅動)，所以在對向電極930被施加振幅0V~5V、頻率為14KHz的AC訊號。然而由對向電極930產生 的電磁波藉由透明電極612P－1遮蔽，所以對向電極930反轉時對受光感測器350P－1幾乎不帶入雜訊。同樣地對於來自下方的電磁雜訊有背光遮光電極611P－1發揮遮蔽的功能。
圖10係顯示對應於圖8之D－D’線部的液晶顯示裝置910之部分剖面構造圖。被形成於下底絕緣膜上的背光遮光電極611P－1(第1遮光電極)與背光遮光電極611D－1(第2遮光電極)藉由遮光電極間隙611G而相互離開，被提供不同的電位。此外被形成於平坦化絕緣膜上的透明電極612P－1(第1透明電極)與透明電極612D－1(第2透明電極)也藉由透明電極間隙612G而相互離開，分別被提供不同的電位。背光遮光電極611P－1與透明電極612P－1相互中介著被形成於中間電極613P－1與閘極絕緣膜、層間絕緣膜以及平坦化絕緣膜的接觸孔而接續，最終被接續於配線PBT。背光遮光電極611D－1與透明電極612D－1相互中介著被形成於中間電極613D－1與閘極絕緣膜、層間絕緣膜以及平坦化絕緣膜的接觸孔而接續，最終被接續於配線DBT。
此處遮光電極間隙611G與透明電極間隙612G於主動矩陣基板101以及對向基板912的垂直方向上不相互重疊。如此構成的話，平面俯視消除了上下都未被遮蔽的區域，所以由間隙進入的電磁雜訊很難往左右擴散，可以減輕由於間隙而導致遮蔽性能的降低。
此外，以與遮光電極間隙611G重疊的方式形成由鉬 (Mo)所構成的間隙遮光體610。藉此，由遮光電極間隙611G進入的背光光線被各種絕緣膜或玻璃之界面多重反射，成為迷光而到達受光感測器350P－1或遮光感測器350D－1的情形可以急遽減少。
如以上所述構成之受光感測器350P－1~350P－6、遮光感測器350D－1~350D－6之等價電路圖即為圖11。各受光感測器350P－1~350P－6、遮光感測器350D－1~350D－6分別有4個PIN二極體被併聯接續。此外，各受光感測器350P－1~350P－6也相互被併聯接續，遮光感測器350D－1~350D－6也相互被併聯接續。因而最終圖11係與圖12之電路圖等價。亦即，遮光感測器350D－1~350D－6係通道寬幅24000μm、通道長10μm的PIN二極體，其陽極被接續於配線VSL，其陰極被接續於配線SENSE。此外，與遮光感測器350D－1~350D－6平面重疊的背光遮光電極611D－1~611D－6以及透明電極612D－1~612D－6被接續於配線DBT。受光感測器350P－1~350P－6係通道寬幅24000μm、通道長10μm的PIN二極體，其陽極被接續於配線SENSE，其陰極被接續於配線VSH。此外，與受光感測器350P－1~350P－6平面重疊的背光遮光電極611P－1~611P－6以及透明電極612P－1~612P－6被接續於配線PBT。
圖13係顯示一定的外光照度LX被照射於液晶顯示裝置910時之構成受光感測器350P－1~350P－6與遮光感測器350D－1~350D－6之PIN二極體的特性圖。橫軸為偏壓 電位Vd(=陽極電位-陰極電位)，縱軸為陽極-陰極間所流過的電流量Id。實線所示之圖(A)係受光感測器350P-1~350P-6之特性，虛線所示之圖(B)係遮光感測器350D-1~350D-6之特性。如此般在順向偏壓區域(Id>0)二者幾乎一致，但在逆向偏壓區域(Id<0)受光感測器350P-1~350P-6之圖(B)其電流的絕對值變大。這是因為在遮光感測器350D-1~350D-6沒有被外光照射，僅有起因於溫度的熱電流量Ileak流過，在構成受光感測器350P-1~350P-6的PIN二極體之受光部350P-1I~350P-6I被光照射到的話產生載子對，會由光電流量Iphoto流過，所以在受光感測器350P-1~350P-6會有光電流量與熱電流量之和Iphoto+Ileak流過。熱電流量顯示出Vd(=陽極電位-陰極電位)依存性，在-5.0≦Vd≦-1.5的區域可以當城市斜率KA(KA>0)的直線而近似。在此KA係對溫度之函數，溫度上升的話成指數函數比例地上升。在此Vd區域(Vd=-5.0≦Vd≦-1.5)，受光感測器350P-1~350P-6所流過的光電流量Iphoto幾乎具有一定之值，比例於外光照度LX(以下，以Iphoto=LX×k表示)。而且，流過受光感測器350P-1~350P-6的電流(圖(A))、流過遮光感測器350D-1~350D-6之電流(圖(B))在-5.0≦Vd≦-1.5的區域內都是斜率KA(KA>0)的直線。
此處以使遮光感測器350D-1~350D-6與受光感測器350P-1~350P-6之Vd成為相同的方式設定偏壓，亦即使 配線SENSE之電位VSENSE成為配線VSH的電位VVSH與配線VSL之電位VVSL之剛好中間之值(VVSH＋VVSL)÷2的方式設定的話，流過受光感測器350P－1~350P－6與遮光感測器350D－1~350D－6的熱電流量(Ileak)會全部一致。此時，流過配線VSH的電流量(等於流過受光感測器350P－1~350p－6的電流量)係Iphoto＋Ileak，流過配線VSL的電流量(等於流過遮光感測器350D－1~350D－6的電流量)係Ileak，所以根據基爾霍夫(Kirchhoff)第1法則流過配線SENSE的電流量成為Iphoto＝LX×k，比例於外光照度LX。又，在實施例把受光感測器接續於高電位側，把遮光感測器接續於低電位側，但相反亦無妨，結論還是相同。
圖14係檢測電路360之電路圖。配線VCHG、配線RST、配線VSL、配線VSH·配線OUT與訊號輸入端子320接續，此外配線VSL、配線VSH、配線SENSE、配線PBT、配線DBT等配線被接續於受光感測器350P－1~350P－6以及遮光感測器350D－1~350D－6。此處配線VCHG、配線VSL、配線VSH係被接續於由外部電源電路784供給的DC電源，VCHG配線被供給電位VVCHG(＝2.0V)、VSL配線被供給電位VVSL(＝0.0V)、VSH配線被供給電位VVSH(＝5.0V)。又，此處VSL配線的電位VVSL係液晶顯示裝置910的接地(GND)。
配線SENSE被接續於第1電容器C1與第3電容器C3之各一端。此外，被接續於初期充電電晶體NC之汲極 電極。第3電容器C3之另一端被接續於配線VSL。第1電容器C1之另一端被接續於節點A。初期充電電晶體NC之源極電極被接續於配線VCHG，被供給電位VVCHG(＝0.2V)之電源。初期充電電晶體NC之閘極電極被連接於配線RST。節點A進而被接續於第1之N型電晶體N1的閘極電極與第1之P型電晶體P1的閘極電極與重設(reset)電晶體NR的汲極電極，進而被接續於第2電晶體C2的一端。第2電容器C2之另一端被接續於配線RST。
第1之N型電晶體N1的汲極電極與第1之P型電晶體P1的汲極電極與重設電晶體NR的源極電極被接續於節點B，節點B進而被接續於第2之N型電晶體N2的閘極電極與第2之P型電晶體P2的閘極電極。第2之N型電晶體N2的汲極電極與第2之P型電晶體P2的汲極電極被接續於節點C，節點C進而被接續於第3之N型電晶體N3的閘極電極與第3之P型電晶體P3的閘極電極。第3之N型電晶體N3的汲極電極與第3之P型電晶體P3的汲極電極被接續於節點D，節點D進而被接續於第4之N型電晶體N4的閘極電極與第4之P型電晶體P4的閘極電極。第4之N型電晶體N4的汲極電極與第4之P型電晶體P4的汲極電極被接續於配線OUT，配線OUT進也被接續於第5之N型電晶體N5的汲極電極。第5之N型電晶體N5的閘極電極與第5之P型電晶體P5的閘極電極被接續於配線RST，第5之P型電晶體P5的汲極電極被接續於第4之P型電晶體P4的源極電極。第1~第5之N型 電晶體N1~N5之源極電極被接續於配線VSL，被供給電位VVSL(=0V)。此外第1~第3之P型電晶體P1~P3以及第5之P型電晶體P5之源極電極被接續於配線VSH，被供給電位VVSH(=+5V)。
此外，於檢測電路360也具備使對配線PBT與配線DBT施加的電位由電晶體的閾值電壓(Vth)自動補正之自己補正電壓電路361。自己補正電壓電路361，其第6之N型電晶體N11、與第6之P型電晶體P11之汲極電極以及閘極電極分別被接續於配線PBT，第7之N型電晶體N21與第7之P型電晶體P21之汲極電極以及閘極電極分別被接續於配線DBT，第6之N型電晶體N11與第7之N型電晶體N21之源極電極被接續於配線VSL而被供給電位VVSL(=0V)，第6之P型電晶體P11與第7之P型電晶體P21之源極電極被接續於配線VSH，被供給電位VVSH(+5V)而構成。
此外，檢測電路360藉由以與構成畫素電極402-n-m的銦錫氧化物薄膜(ITO)相同的膜所形成的遮蔽電極369而覆蓋全面。遮蔽電極369通過配線VSL被接續於液晶顯示裝置910之接地(GND)電位，對於電磁雜訊作為遮蔽而發揮功能。
此處在本實施例，第1之N型電晶體N1的通道寬幅為10μm，第2之N型電晶體N2的通道寬幅為35μm，第3之N型電晶體N3的通道寬幅為100μm，第4之N型電晶體N4的通道寬幅為150μm，第5之N型電晶體N5的 通道寬幅為150μm，第6之N型電晶體N11的通道寬幅為4μm，第7之N型電晶體N21的通道寬幅為200μm，第1之P型電晶體P1的通道寬幅為10μm，第2之P型電晶體P2的通道寬幅為35μm，第3之P型電晶體P3的通道寬幅為100μm，第4之P型電晶體P4的通道寬幅為300μm，第5之P型電晶體P5的通道寬幅為300μm，第6之P型電晶體P11的通道寬幅為200μm，第7之P型電晶體P21的通道寬幅為4μm，重設電晶體NR的通道寬幅為2μm，初期充電電晶體NC之通道寬幅為50μm，所有的N型電晶體之通道長為8μm，所有的P型電晶體之通道長為6μm，所有的N型電晶體之移動度為80cm2 /Vsec，所有的P型電晶體之移動度為60cm2 /Vsec，所有的N型電晶體之閾值電壓(Vth)為＋1.0V，所有的P型電晶體之閾值電壓(Vth)為－1.0V，第1電容器C1之電容為1pF，第2電容器C2的電容為100fF，第3電容器C3之電容為100pF。
配線RST係電位振幅0－5V之脈衝波，週期為22.9毫秒脈衝長100μ秒之間被保持於高電位(5V)，剩下的22.8秒鐘被保持於低電位(0V)的方式藉由影像驅動電路780驅動。RST配線於每22.9毫秒成為高位準(5V)時，初期充電電晶體NC與重設電晶體NR打開(ON)，於配線SENSE被充電VCHG配線的電位(2.0V)，節點A與節點B短路。第1之N型電晶體N1與第1之P型電晶體P1構成反相器電路，所以反相器電路之IN/OUT被短路。此時，節點A與節點B的電位最終到達以下式數學式所表 示的電位VS(詳細的計算例如可參考Kang Leblebici著”CMOS Digital Integrated Circuits”Third Edition P206等。)
此處，Wn：第1之N型電晶體N1之通道寬幅，Ln：第1之N型電晶體N1之通道寬長，μn：第1之N型電晶體N1之移動度，Vthn：第1之N型電晶體N1之閾值電壓，Wp：第1之PN型電晶體P1之通道寬幅，Lp：第1之P型電晶體P1之通道寬長，μp：第1之P型電晶體P1之移動度，Vthp：第1之P型電晶體P1之閾值電壓，所以在本實施例以VS＝2.5(V)計算。又，配線RST為高位準(5V)的期間第5之N型電晶體N5打開，第5之P型電晶體P5關閉，所以OUT配線為0V。
RST配線100微秒後成為低位準(0V)時重設電晶體NR關閉，節點A與節點B電氣分離。此時，第1之N型電晶體N1與第1之P型電晶體P1所構成的反相器電路在節點A的電位比VS還低的話對節點B輸出比VS還要高的電位，節點A的電位比VS還要高的話，對節點B輸出比VS還要低的電位。第2之N型電晶體N2與第2之P型電晶體P2，以及第3之N型電晶體N3與第3之P型電 晶體P3也分別構成反相器電路，同樣地輸入段的電位比VS還要低的話輸出比VS還要高的電位，輸入段的電位比VS還要高的話，輸出比VS還要低的電位。此時，與輸入段的電位與VS之差相比，輸出段的電位與VS之差更大，往配線VSH之電位VVSH(＝＋5V)或者配線VSL之電位VVSL(＝0V)接近。結果，節點A的電位比VS還要低的話，節點D幾乎成為VSH配線的電位VVSH(＝＋5V)，節點A的電位比VS還要高的話，節點D幾乎成為VSL配線的電位VVSL(＝0V)。第4及第5之N型電晶體N4、N5，第4及第5之P型電晶體P4、P5構成NOR電路，所以RST配線之電位為低位準(0V)的期間節點D，若為高位準(＋5V)的話將Low(0V)送往OUT配線，若為低位準(0V)的話將High(＋5V)輸出至OUT配線。亦即，RST配線之電位在低位準(0V)的期間節點A的電位若比VS還要低則對OUT配線之輸出為低(Low，0V)，節點A的電位比VS還要高的話，對OUT配線的輸出成為高位準(＋5V)。
節點A如前所述，配線RST成為低位準(0V)重設電晶體NR關閉，節點A與節點B電氣切離，與此同時藉由第2之電晶體C2的結合而電位與配線RST同時下降。此處，第1之電容器C1的電容量CC1(＝1pF)如果必電容器C2的電容量CC2(＝100fF)以及第1之N型電晶體N1、第1之P型電晶體P1、重設電晶體NR之閘極/汲極間電容(在本實施例均為10fF以下)還要充分大的話， 此外重設電晶體NR之寫入阻抗與第1電晶體C1之電容量之積(在本實施例為約一微秒)比配線RST之電位的升起降下期間(在本實施例為100奈秒)更充分大的話，配線RST成為低位準(0V)時(以下將此當作時間t＝0)之節點A的電位(以下稱為VA(t))以下列數學式表示。
在本實施例，VA(t＝0)＝2.0V。此時，相關於受光感測器350P－1的偏壓為Vd＝－3.0V，相關於遮光感測器350D－1的偏壓為Vd＝－2.0V。由圖13之說明可知，此時，構成受光感測器350P－1與遮光感測器350D－1的PIN二極體之熱電流量Ileak之差以KA×1.0表示。亦即，於配線SENSE流動著對因應於被照射在受光感測器350P－1的外光之光電流量Iphoto加上電流量KA×1.0的電流。此處，KA<<Iphoto的話流過配線SENSE的電流量可以近似於僅Iphoto，而可以除去熱電流的貢獻。在本實施例，動作保證溫度上限之70℃之KA與照度10Lux之Iphoto變得相等。由此，如果外光照度100Lux以上的話，於動作保證溫度範圍可以有效果地除去熱洩漏。
此處外光與Iphoto之關係如前所述，在此偏壓條件外光比例於照射受光感測器350P－1的外光照度LX而對Vd並不依存而成為Iphoto＝LX．k(k為一定之係數)。RST配線成為低位準(0V)時，節點A為浮動(floating)狀 態，所以如果忽視第2電容器C2的電容量CC2以及第1之N型電晶體N1、第1之P型電晶體P1之閘極/源極間電容量等的話，實際的電容量幾乎成為僅第3電容器C3的電容量CC3，配線SENSE的電位VSENSE以下列數學式的方式改變。
又，在此為了說明而忽視了在受光感測器350P－1以及遮光感測器350D－1、以及拉回配線之附加電容而進行說明。這些之附加電容的部分對前述之CC3再加上去即可。此外，在受光感測器350P－1以及遮光感測器350D－1、以及拉回配線之附加電容充分大的場合，沒有第3電容器C3亦可。亦即，CC3之值係由受光感測器350P－1以及遮光感測器350D－1、以及拉回配線之附加電容而決定下限。
VA(t)在VSENSE(t)改變時因電容結合而同樣改變電位份。亦即，節點A的電位VA如以下數學式所表示。
此處成為VA(t)＝VS的時間t0，如以下數學式所示 。
亦即，在時間t0，OUT輸出由低位準(0V)往高位準(5V)反轉，由此時間t0可以容易求出外光照度LX。
檢測電路360在RST配線為低位準(0V)的期間，節點A成為浮動狀態，於此若有電磁雜訊進入而節點A的電位改變的話會有誤動作。亦即，電磁雜訊的防止極為重要，因此配置遮蔽電極369。
接著如本構成所述的側面(lateral)構造的PIN型二極體或PN型二極體，對垂直方向的電場會有光電流量Iphoto改變的問題。配合本實施例具體而言，被接續於配線PBT的透明電極612P－1~612P－6與背光遮光電極611P－1~611P－6之電位(以下稱為VPBT)受到受光感測器350P－1~350P－6的特性影響，被接續於配線DBT的透明電極612D－1~612D－6與背光遮光電極611P－1~611P－6之電位(以下稱為VDBT)受到遮光感測器350D－1~350D－6的特性影響。VPBT以及VDBT之最適電位隨著製造的差異而再每個製品都不相同，這些與薄膜電晶體的閾值(Vth)具有很強的關連性。在本實施例，使用以薄膜電晶體的閾值(Vth)為根本將把自己補正電壓的電位VPBT與電位VDBT分別施加於配線PBT與配線DBT的自己補正電壓電路361。在本實施例之製造差異中的平均的值，為VthN＝＋1.0、VthP＝－1.0，此時自己補正電壓電路361對 配線PBT施加3.6V而對配線DBT施加1.4V。在受光感測器350P－1~350P－6陰極與配線VSH接續而為5.0V，所以背光遮光電極611P－1~611P－6以及透明電極612P－1~612P－6與陰極之電位差為－1.4V，此為可得光電流的最適電位。因製造差異使電晶體的特性變動，例如VthN＝＋1.5、VthP＝－0.5的話，在配線PBT被施加4.1V而在配線DBT被施加1.9V。同樣地例如VthN＝＋0.5、VthP＝－1.5的話，在配線PBT被施加3.1V而在配線DBT被施加0.9V。在任一場合電晶體的閾值改變的話配合其改變被施加至配線PBT與配線DBT的電位VPBT、VDBT也改變，所以總是可得到幾乎最大的光電流。
進而，在到此為止的說明係固定外光照度LX而進行說明的，於發熱放電形式的螢光燈下等環境光會週期性地明滅。螢光燈的電源為正弦波，如果照度比例於瞬間之電壓的話時間t’的函數之外光照度LX(t’)以下列數學式表示。
此處TH為電源週期，亦即幾乎在全世界都是1/50或1/60秒。數學式6成為具有TH/2亦即1/100秒或者1/200秒的週期之波形。此處週期不是TH，而採TH/2是因為即使電位為正或者為負照度都是相同的，電位成為0的瞬間在期間TH之中共有2次(電位由正變負的瞬間，以及由負變正的瞬間)。Δt係最後螢光燈的電源電位成為0而照 度成為0的瞬間起，至RST訊號成為低位準(0V)檢測電路360的檢測開始進行為止的期間，成為0~TH/2為止之隨機的值。
考察這樣的LX(t’)的時間變化的話，數學式4可如以下所示變形。
由以上數學式可知，VA(t)之值依存於Δt而改變，所以VA(t0)＝VS的時間t0也依存於Δt，因此隨機產生差異而使精度降低。此精度降低是在t0越小時變得越大，所以感度佳的感測器該現象更為顯著。為了避免這樣的精度降低只要進行複數次測定，取其平均值即可。但是在第1次的檢測為Δt＝Δt0時，使RST訊號的週期為TR(時間間隔T1)的話，在第二次的計時Δt成為對Δt0加上TR與TH/2之餘數之數值。亦即，TR為TH/2的整數倍(餘數為0)的話，第2次的測定也為Δt＝Δt0。如此般，RST訊號的週期為TH/2的整數倍的話精度會降低。這樣的問題點使用圖15及圖16具體說明如下。
圖15之圖(A)係電源頻率50Hz時的AC電源。期間TH為20毫秒。圖(B)為此時之發熱放電形式的螢光燈下之照度，以10毫秒的週期明滅。在測定的環境光下，於液晶顯示裝置910並不被照射到其他光線。圖(C)係配線RST之訊號電位。此處配線RST的訊號週期TR＝ 40毫秒。首先在t＝0時在RST訊號由高位準(5V)變成低位準(0V)的計時，假設外光照度LX＝0(Δt＝0)。此時在t＝t0＝12毫秒由檢測電路360輸出的配線OUT的電位反轉。在次一檢測期間在t＝40毫秒再度RST訊號由高位準(5V)變成低位準(0V)，但TR為TH/2的整數倍(4倍)，所以再度檢測期間由照度為0的計時開始，(Δt＝0)，t＝t0＋TR＝52秒，亦即RST訊號由高位準(5V)變成低位準(0V)的計時起同樣在t0＝12毫秒反轉。亦即，第1次與第2次檢測照度都相同，以後無論反覆幾次結果都相同。
圖16係在圖15的測定後，一度將電子機器之電源再次打開時之完全相同環境光下之測定結果。各記號的說明與圖15相同。因為再次打開電子機器之電源，所以計時會有微妙的改變，這次RST訊號由高位準(5V)變為低位準(0V)時之計時外光照度LX為MAX(＝LX0)(Δt＝5毫秒)。如此一來，因為照度由MAX狀態開始，與圖15所示之計時比較，積分電流很早就達到一定，配線OUT的反轉比圖15更早在t0＝10.3毫秒就反轉。因此，與圖15之測定結果比較照度被算出大了17%。TR同樣為40毫秒，所以第2次也是同樣的檢測結果，無論採樣多少次取其平均結果都相同。
如此，即使外光條件完全相同，每次打開/關閉開關時檢測結果都會有最大達17%的差異。此差異在檢測時間(t0)越短時更為顯著。特別是顯示裝置多半以60Hz之 圖框速率驅動，為了使產生訊號的電路(在本實施例為影像處理電路780)之構成簡化而使用顯示裝置的驅動訊號產生配線RST的訊號的話TR多半是成為1/60秒的整數倍的週期，在AC電源60Hz的區域很容易產生前述的問題。
在到此為止之例，都是RST週期TR為TH/2的整數倍的場合，在RST週期TR極為接近TH/2的整數倍的場合，檢測結果會具有長週期之波浪狀。例如TH＝1/50秒，RST週期為TR＝1/101秒的話，檢測結果會有以1秒為週期的平緩的改變，所以不進行1秒鐘以上的採樣的話，無法正確算出平均值，感測器的回應性變得非常差。如以上所述，RST週期TR為1/100以及1/120的整數倍以及接近整數倍之值是應該避免的。
圖17係顯示TR被改善為TH/2的整數＋0.5倍的例子。各記號的說明還是與圖15相同。在此事例TR＝35毫秒。TH為20毫秒並未改變所以TR為TH/2的3.5倍。與圖15同樣在t＝0在照度＝0開始測定，所以在t0＝12毫秒算出第1次的測定結果。但是因為TR為TH/2的整數＋0.5倍，所以次2次的測定由照度為最大MAX時開始。亦即，在第2次的測定被檢測的時間t0為時間t0＝10.3秒。藉由平均此2次的結果，如圖15、圖16所說明的計算差異後平均之，可以抑制為約41%。
但是，實際上存在著有TH為1/50秒的區域與1/60秒的區域，在所有的區域都採TR為TH/2的整數＋0.5倍 的話，TF會變得非長長。在此，只要採1/100秒至1/120秒之間的值的整數+0.5倍即可。在本實施例採用1/109秒之2.5倍以22.9毫秒為TR。計算上，與使TR為TH/2的整數倍的場合(例如20毫秒)相比，即使最差也可以抑制差異至51%。
當然，如果是電力只使用在50Hz或者60Hz的區域的機器，只要使用1/100或1/120秒的整數+0.5倍即可。此外，具有2種TR，而可以藉影像處理電路780切換的方式構成亦可。此時，切換亦可由使用者來進行，亦可藉由影像處理電路780自動切換的方式構成。
在本實施例，中央演算電路781監視端子OUT的訊號，首先由反轉的時間t0得到離散值V10。離散值V10被2次採樣，得其平均值V10_。由此V10_參照參照表785，而得到對應於V10_的適切的背光單元926的電壓設定值VV2。中央演算電路781將此V20值送至外部電源電路784使背光單元926的亮度被改變。藉此，液晶顯示裝置910之全白顯示時亮度改變，對使用者而言可以抑制過剩的亮度提高視覺確認性同時可以抑制耗電量的增大。又，採樣的次數亦可不為2次，只要為偶數可以為任意次數。
配線RST的訊號係由影像處理電路780提供，液晶顯示裝置910的圖框速率與配線RST的訊號週期一致，所以配線RST的訊號可以由掃描線驅動電路301或資料線驅動電路302的驅動訊號產生所使用的相同的基礎時脈(base clock) 容易產生輸出訊號。因此，供配線RST的訊號之用的電路規模不會變大，可以抑制成本。
在本實施例，外部光的檢測照度與背光亮度之關係如圖19所示般地設定。使背光的照度緩慢上升至檢測照度300(Lux)為止，在300Lux以上以較陡峭的斜率提高照度。照度在2000Lux亮度成為最大，以後成為相同的狀態。這樣設定的話，外光在300Lux以下時周圍非常暗，使用者的瞳孔張大時使背光抑制為不會目眩的程度，在300Lux~2000Lux之間的外光在液晶面板映入的區域可以配合周圍的亮度而急速增加亮度而不使視覺確認性降低。
另一方面，不是如本實施例這樣的透過型，而使用半透過型液晶的場合如圖19所示處理即可。外光照度至5000Lux為止也同樣處理，照度更高時僅靠其反射部分就有足夠的視覺確認性，所以將背光完全關閉，可以節省耗電量，特別是在戶外使用時可以使電子機器的電池驅動時間大幅延長。
當然，此控制曲線僅為一例而已，也可以因應用途而設定不同的曲線，為了抑制閃爍而使曲線具有滯後現象(Hysteresis)亦可。此外，不是每次測定都調整亮度而是測定複數次，取其平均或中間值而調整亮度等亦可。
〔第2實施型態〕
圖20係相關於第2實施例之配線RST電位的計時圖。又，以圖之易辨認性為優先，比例尺並非同一。在本實 施例，RST訊號成為高位準(5V)第1檢測期間開始的脈衝PS1與第2檢測期間開始的脈衝PS2之間隔為102毫秒。其次第3檢測期間開始的脈衝PS3是在脈衝PS2的99毫秒之後。又其次第4檢測期間開始的脈衝PS4是在脈衝PS3的105毫秒之後。其次第5檢測期間開始的脈衝PS5是在脈衝PS4的102毫秒之後返回，以後，以306毫秒為週期反覆進行這些動作。
液晶顯示裝置910或電子機器的構成與第1實施例完全相同所以省略其說明。
在本實施例，中央演算電路781監視端子OUT的訊號，由反轉的時間t0起首先得到離散值V1，在次一檢測期間之反轉的時間t0起得到離散值V2，進而，由在次依檢測期間之反轉的時間t0起得到離散值V3。此處，V1,V2,V3係依照值的大小順序排列，由V1,V2,V3之最大值與V1,V2,V3之最小值之平均得到值V1_。由此V1_參照參照表785而得到對應於V1_的適切的背光單元926的電壓設定值VV2。中央演算電路781將此V2值送至外部電源電路784使背光單元926的亮度被改變。
如此般，一點一點改變檢測期間同時進行3次以上的採樣，其中找出相互最接近的2個值捨去一方之值(最近的值的檢測期間有可能是一致於外光的明滅週期之整數倍)，以剩下來的值進行平均等統計處理，而可以對應於所有的外光之明滅週期。
藉由這樣的構成，外光的明滅週期不限於1/100秒或 1/120秒的特殊環境下也可以精度佳地進行檢測。具體而言，在電力供應的條件很差的地區，電力的頻率顯著偏離50Hz或60Hz的場合也是會有的。此外，在特殊的照明機器等明滅週期不限於1/100秒或1/120秒，但在這樣的環境下在本實施例也可以精度佳地進行檢測。
此處互異的複數檢測期間之中，只少有一不是1/100秒．1/120秒的整數倍較佳，更佳者為所有的檢測期間都不是1/100秒．1/120秒的整數倍。碰到外光的明滅週期為1/100秒．1/120秒的環境的機率相當高，所以最好能避開其整數倍。考慮到這一點，在本實施例使檢測期間分別為102毫秒、99毫秒、105毫秒等三種類。
如此般預先設定複數之檢測期間以外，使檢測期間隨機設定亦可。亦可使用亂數產生電路或亂數表，如果電子機器具有某種外部因素，例如震動感測器等其他感測器的話，也可以將其測定結果輸入而定出檢測期間。
又，本次揭示之實施型態，所有各點僅為例示不應該視為限制條件。本發明之範圍不以前述實施型態之說明為限而係如申請專利範圍所示，進而還包括與申請專利範圍均等之範圍內的所有變更。
[產業上利用可能性]
本發明並不以實施例為限定，亦可適用於具有所有種類的光感測器之機器。特別是可能在屋內使用的電子機器其效果更大。
此外，作為顯示裝置不限利用於TN模式，亦可利用於垂直配向模式(VA模式)、利用橫電場之IPS模式、利用邊緣電場的FFS模式等液晶顯示裝置。此外，不僅全透過型而已，亦可為全反射型或反射透過兼用型。此外，不僅液晶顯示裝置，亦可使用於有機EL顯示器、場發射型顯示器，亦可使用於液晶顯示裝置以外之半導體裝置。
101‧‧‧主動矩陣基板
102‧‧‧伸出部
201－1~201－480‧‧‧掃描線
202－1~202－1920‧‧‧資料線
301‧‧‧掃描線驅動電路
302‧‧‧資料線驅動電路
320‧‧‧訊號輸入端子
330－1~330－2‧‧‧對向導通部
335‧‧‧共通電位配線
350P－1~350P－6‧‧‧受光感測器(本發明之「第1光感測器」之一例)
350D－1~350D－6‧‧‧遮光感測器(本發明之「第2光感測器」之一例)
360‧‧‧檢測電路(本發明之「光檢測部」之一例)
361‧‧‧自己補正電壓電路
611P－1~611P－6,611D－1~611D－6‧‧‧背光遮光電極
612P－1,612D－1‧‧‧透明電極
781‧‧‧中央演算電路
784‧‧‧外部電源電路
910‧‧‧液晶顯示裝置
911‧‧‧液晶面板(本發明之「面板」之一例)
912‧‧‧對向基板(本發明之「第2基板」之一例)
922‧‧‧向列相液晶材料
923‧‧‧密封材
926‧‧‧背光單元
927‧‧‧導光板
940‧‧‧黑矩陣
990-1~990-6‧‧‧受光開口部
LA‧‧‧外光
LB‧‧‧背光光
圖1係本發明之實施例之液晶顯示裝置910之立體圖。
圖2係相關於本發明之第1實施型態之主動矩陣基板101之構成圖。
圖3係本發明之實施例之主動矩陣基板101之畫素電路圖。
圖4係顯示本發明之電子機器之實施例之方塊圖。
圖5係本發明之實施例之主動矩陣基板101之畫素部之平面圖。
圖6為圖5之A－A’剖面圖。
圖7為圖5之B－B’剖面圖。
圖8係相關於本發明之第1實施例之受光感測器350P－1、遮光感測器350D－1之平面圖。
圖9為圖8之C－C’剖面圖。
圖10為圖8之D－D’剖面圖。
圖11係相關於本發明之第1實施例之受光感測器 350P－1~350P－6、遮光感測器350D－1~350D－6之等價電路圖。
圖12係相關於本發明之第1實施例之受光感測器350P－1~350P－6、遮光感測器350D－1~350D－6之等價電路圖。
圖13係顯示構成相關於本發明之第1實施例之受光感測器350P－1~350P－6、遮光感測器350D－1~350D－6之PIN二極體的特性圖。
圖14係相關於本發明之第1實施型態之檢測電路360之電路圖。
圖15係供說明本發明之從前的課題之計時圖。
圖16係供說明本發明之從前的課題之第2計時圖。
圖17係供說明本發明之效果之計時圖。
圖18係相關於本發明之實施例之外部光的檢出照度與背光亮度之設定圖。
圖19係供半透過液晶顯示裝置之用的外部光的檢出照度與背光亮度之設定圖。
圖20係相關於本發明之第2實施例之配線RST的訊號電位之計時圖。

Claims (7)

  1. 一種光電裝置，係具備被形成在第1及第2基板間夾持光電物質而構成的顯示區域之面板，及設於前述第1或第2基板上，檢測前述面板的周圍光的照度之光檢測部之光電裝置，其特徵為：前述光檢測部，隔著特定的時間間隔，進行複數次檢測動作，前述特定之時間間隔以不是或者不接近1/100秒或1/120秒的整數倍的方式被設定。
  2. 一種半導體裝置，其特徵為：具備被形成在基板上，供測定前述基板周邊的外光照度之光感測器，及被連接於前述光感測器而對應於前述外光照度進行輸出的檢測電路；前述檢測電路，根據來自前述光感測器的輸入進行複數次前述外光照度檢測動作，前述複數次檢測動作之第1檢測動作，與接著前述第1檢測動作而進行的第2檢測動作之時間間隔為T1時，前述時間間隔T1以不是或者不接近1/100秒或1/120秒的整數倍的方式被設定。
  3. 如申請專利範圍第2項之半導體裝置，其中前述時間間隔T1，在n為任意整數時， 被設定為1/100秒之(n+0.5)倍，或者被設定為1/120秒之(n+0.5)倍，或者設在二者之間。
  4. 如申請專利範圍第3項之半導體裝置，其中具有進行複數次採樣前述檢測電路的輸出而進行統計處理之電路(中央演算電路781)。
  5. 如申請專利範圍第2至4之任一項之半導體裝置，其中前述第2檢測動作，與接著前述第2檢測動作而進行的第3檢測動作之時間間隔為T2時，前述時間間隔T1與前述時間間隔T2互異。
  6. 如申請專利範圍第2至4之任一項之半導體裝置，其中前述光感測器是將前述外光照度變換為電流之元件，前述檢測電路，係將前述光感測器連接的節點之一端於每次前述檢測週期之開始重設為初期電位，藉由檢測前述節點的電位變化而進行前述檢測動作之電路。
  7. 如申請專利範圍第2至4之任一項之半導體裝置，其中前述光感測器係使用薄膜多晶矽之PIN接合二極體或者PN接合二極體。
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