TWI402560B - 顯示裝置及具備該顯示裝置之電子機器 - Google Patents

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Description

顯示裝置及具備該顯示裝置之電子機器
本發明係關於例如顯示裝置及具備此裝置之電子機器。
近年來，於顯示裝置上，進行著特別是於使用薄膜電晶體之液晶顯示裝置上搭載光感測器功能的技術之開發。搭載光感測器的目的可以舉出3種：(1)測定外光調整亮度等以謀求耗電量的減低與畫質提高；(2)測定背光而調整亮度或色度；(3)認識手指或光筆的位置而作為觸控鍵使用。作為光感測器可以舉出薄膜電晶體、PIN(p-intrinsic-n)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。
[專利文獻1]日本專利特開2006-118965號公報
由光照度測定的精度或是設計上的觀點來看，光感測器的設置位置最好是配置在接近顯示裝置的顯示區域，但在驅動電路內藏型液晶顯示裝置，要在比驅動電路更內側配置光感測器是有困難的。此外，在如此配置的場合，光感測器容易受到顯示區域驅動的電氣雜訊的影響，此外來 自顯示區域的迷光所導致的影響也無法忽視，所以有光感測器的精度低下的課題，特別是在液晶顯示裝置進行共通電位反轉驅動的場合，此一問題變得顯著。
本發明，係由具備光感測器、顯示用之主動矩陣電路、被接續於前述主動矩陣電路而傳達驅動訊號之複數匯流排線、以及對前述複數匯流排線輸出驅動訊號之驅動電路的主動矩陣基板所構成之顯示裝置，前述光感測器，被配置於以前述複數匯流排線區隔的複數次區域，前述複數次區域被配置於前述主動矩陣電路與前述驅動電路之間。如此配置的話，即使驅動電路內藏型顯示器，也因為可以將光感測器配置於顯示區域的附近，所以可正確測定外光照度，搭載的電子機器之設計自由度也提高。
此外，本發明之特徵為進而具備：被接續於前述主動矩陣電路之複數畫素電極、在第1電位與第2電位之間被反轉驅動的共通電極、對應於被施加在前述複數畫素電極與前述共通電極之間的電場而改變配向狀態之液晶元件、被接續於前述光感測器的感測器配線、以及被接續於前述感測器配線而檢測出前述感測器配線的電位或者電流之檢測電路；前述檢測電路，係前述共通電極以前述第1電位或第2電位之任一方的計時，檢測前述感測器配線的電位或者電流。如此構成的話，反轉驅動共通電極之所謂的共同AC驅動而使液晶顯示裝置之耗電量下降，可以防止共 通電極的反轉導致的電磁雜訊或與共通電極之結合電容導致的感測器配線電位的變動等所導致的精度降低。
此外，本發明之特徵為前述檢測電路反覆進行使前述感測器配線的電位回到初期狀態之重設動作，前述重設動作結束之計時，係前述共通電極以前述第1電位或比前述第1電位更低的第2電位之任一方之計時。如此設定的話，即使感測器配線係以與共通電極之結合電容決定振幅，也因為總是在電位回到原來的狀態下檢測電路才進行動作，所以檢測精度不會降低。
此外，本發明之特徵為前述感測器配線，係以與前述共通電極的電位相同的計時改變電位的。如此一來，沒有必要去留意前述感測器配線與共通電極之間的結合電容或前述感測器配線之阻抗，所以提高配置上的自由度，可以縮小面板的外型。具體而言，特徵為前述感測器配線係與前述共通電極短路。在此場合，感測器配線與共通電極的電位變成相等，可以忽視結合電容。或者，特徵為前述感測器配線，僅在前述共通電位以前述不同的複數電位之中，特定電位之計時，被連接於由外部供給電位的電源配線，在其餘的期間成為浮動(floating)狀態。如此構成的話，感測器配線係以與共通電極之結合電容決定振幅，即使與共通電極之結合電容很大，或者感測器配線之電阻很大的場合，也沒有關係。
此外，本發明具有被形成在與前述光感測器平面重疊的區域的第1電極，在前述第1電極與前述匯流排線平面 重疊的區域配置第2電極。如此構成的話，即使因遮光或遮蔽的目的而形成第1電極，也會使前述光感測器經由第1電極而受到匯流排線(掃描線或資料線等)之電位變動的影響變少，更為提高精度。此外，本發明之特徵為前述第2電極係與共通電極接續。共通電極，為了提高畫質，將輸出阻抗或配線阻抗設計得較低，所以作為第2電極之電位固定目標而使用的話，提高遮蔽性能，此外沒有必要多餘的配線所以可使顯示裝置的外型縮小。
此外本發明特徵為具有與前述光感測器重疊的第1電極，前述第1電極係供遮蔽背光之用的複數遮光電極，於前述複數遮光電極間的間隙配置前述匯流排線或者前述第2電極。使背光遮光電極與光感測器重疊時於其間隙上配置匯流排線的話不會漏光，可以防止迷光。
此外本發明特徵為前述複數之次區域係沿著前述主動矩陣電路之外週部之複數邊配置的。因為於複數邊配置光感測器，所以液晶之顯示狀態所導致的迷光差異變少，此外，特別是在對顯示裝置重疊上觸控面板等而使用的場合，因操作而手指接近而無法避免的光的影響也變少。
此外，本發明之特徵為前述檢測電路係複數之檢測電路，具備與前述複數檢測電路接續之多數決電路，前述多數決電路，在來自前述複數之檢測電路之複數輸出結果之中，2以上之輸出結果改變時，使輸出改變。如此構成的話，即使如前所述因手指而導致陰影，或者相反的於任一邊有外光所導致的強光點光，該區域之結果也被除外所以 提高了檢測精度。進而，在本發明，也配合提出了於前述複數檢測電路之一之第1檢測電路透過前述感測器配線接續之前述複數次區域，沿著前述主動矩陣電路之外週部之某個邊配置，於前述複數檢測電路之其他之一之第2檢測電路透過前述感測器配線被連接的前述複數次區域，係沿著前述主動矩陣電路之外週部之其他的邊而被配置的。如此構成的話，因為採用以邊為單位之結果的多數決，所以即使僅有特定的邊上有光影，或者相反的有光的時候也不會誤動作，可以進而精度佳地檢測外光。
此外，本發明之特徵為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，前述驅動電路藉由使用薄膜多晶矽的電晶體來構成。如此構成的話，可以使光感測器與薄膜電晶體以同一個製造步驟來形成，即使內藏光感測器也不會增加成本。
此外，在本發明提案出使用這些顯示裝置之電子機器。因為內藏精度佳的光感測器所以容易配合外光而控制背光，不會使耗電量無意義地增加，成本也不會上升。此外，可以在顯示區域附近配置光感測器，所以設計的自由度也提高。
以下，根據圖面說明將本發明具體化之實施型態。
[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，夾持向列相液晶材料922。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ITO膜所構成的作為共通電極之對向電極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，主動矩陣基板101，被設有由對向基板912伸出的伸出部921，於位在該伸出部921的訊號輸入端子320，被實裝作為可撓性基板之FPC 928而被導電接續。作為可撓性基板之FPC 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，第1個第1邊受光開口部991-1~第3個第1邊受光開口部991-3、第1個第2邊受光開口部992-1~第4個第2邊受光開口部992-4、第1個第3邊受光開口部993-1~第3個第3邊受光開口部993-3、第1個第4邊受光開口部994-1~第4個第4邊受光開口部994-4、分別藉由部分除去對向基板912上之黑矩陣940而被形成，外部之光通過這些開口部到達主動矩陣基板101上。
圖2為主動矩陣基板101之方塊圖。於主動矩陣基板101上之顯示區域310，作為主動矩陣電路，480條掃描線201 (201-1~201-480)與1920條資料線202 (202-1~202-1920)直交地形成，480條電容線203 (203-1~203-480)與掃描線201 (201-1~201-480)平行地配置。電容線203 (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 (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35μ秒之共通電位。掃描線201 (201-1~201-480)被接續於掃描線驅動電路301，此外資料線202 (202-1~202-1920)被接續於資料線驅動電路302及預充電電路303，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、預充電電路303由訊號輸入端子302供給驅動所必要的訊號。訊號輸入端子302被配置於伸出部921上。掃描線驅動電路301、資料線驅動電路302、預充電電路303係在主動矩陣基板101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 (401-n-m)相同的步驟所製造，成為所謂的驅動電路內藏型液晶顯示裝置。
此外，在掃描線驅動電路301與顯示區域310所夾的區域作為480個之光感測器之第1邊光感測器351-1~351-480作為光感測器351被配置。第n個之第n之第1邊光感測器351-n分別被配置在掃描線201-n與掃描線201-n+1之間的區域(次區域之一例)。此處，第81個第1邊光感測器351-81~第160個第1邊光感測器351-160與第1個第1邊受光開口部991-1平面重疊地配置，第241個第1邊光感測器351-241~第320個第1邊光感測器351-320與第2個第1邊受光開口部991-2平面重疊地配置，第401個第1邊光感測器351-401~第480個第1邊光感測器351-480與第3個第1邊受光開口部991-3平面重疊地配置。總稱與這些第1個第1邊受光開口部991- 1~第3個第1邊受光開口部991-3之任一平面重疊的第n個第1邊光感測器351-n稱之為第1邊受光感測器群。此外，總稱與第1個第1邊受光開口部991-1~第3個第1邊受光開口部991-3之任一不重疊的第n個第1邊光感測器351-n稱之為第1邊遮光感測器群。
同樣地，在預充電電路303與顯示區域310所夾的區域作為1920個之光感測器之第2邊光感測器352-1~352-1920作為光感測器352被配置。第n之第2邊光感測器352-n分別被配置在資料線202-n與資料線202-n+1之間的區域(次區域之一例)。此處，第1之第2邊光感測器352-1~第240個第2邊光感測器352-240與第1之第2邊受光開口部992-1平面重疊地配置，第481個第2邊光感測器352-481~第720個第2邊光感測器352-720與第2個第2邊受光開口部992-2平面重疊地配置，第961個第2邊光感測器352-961~第1200個第2邊光感測器352-1200與第3個第2邊受光開口部992-3平面重疊地配置，第1441個第2邊光感測器352-1441~第1680個第2邊光感測器352-1680與第4個第2邊受光開口部992-4平面重疊地配置。總稱與這些第1個第2邊受光開口部992-1~第4個第2邊受光開口部992-4之任一平面重疊的第n個第2邊光感測器352-n稱之為第2邊受光感測器群。此外，總稱與第1個第2邊受光開口部992-1~第4個第2邊受光開口部992-4之任一不重疊的第n個第2邊光感測器352-n稱之為第2邊遮光感測器群。
同樣地，在夾著掃描線驅動電路301與顯示區域310而對向的週緣部作為光感測器之480個之第3邊光感測器353-1~353-480作為光感測器353被配置。第n之第3邊光感測器353-n分別被配置在電容線203-n與電容線203-n+1之間的區域。此處，第1個第3邊光感測器353-1~第80個第3邊光感測器353-80與第1個第3邊受光開口部993-1平面重疊地配置，第161個第3邊光感測器353-161~第240個第3邊光感測器353-240與第2個第3邊受光開口部993-2平面重疊地配置，第321個第3邊光感測器353-321~第400個第3邊光感測器353-400與第3個第3邊受光開口部993-3平面重疊地配置。總稱與這些第1個第3邊受光開口部993-1~第3個第1邊受光開口部993-3之任一平面重疊的第n個第3邊光感測器353-n稱之為第3邊受光感測器群。此外，總稱與第1個第3邊受光開口部993-1~第3個第1邊受光開口部993-3之任一不重疊的第n個第3邊光感測器353-n稱之為第3邊遮光感測器群。
同樣地，在資料線驅動電路302與顯示區域310所夾的區域作為光感測器之1920個之第4邊光感測器354-1~354-1920作為光感測器354被配置。第n之第4邊光感測器354-n分別被配置在資料線202-n與資料線202-n+1之間的區域。此處，第241之第4邊光感測器354-241~第480個第4邊光感測器354-480與第1之第4邊受光開口部994-1平面重疊地配置，第721個第4邊光感測器354- 721~第960個第4邊光感測器354-960與第2個第4邊受光開口部994-2平面重疊地配置，第1201個第4邊光感測器354-1201~第1440個第4邊光感測器354-1440與第3個第4邊受光開口部994-3平面重疊地配置，第1681個第4邊光感測器354-1681~第1920個第4邊光感測器354-1920與第4個第4邊受光開口部994-4平面重疊地配置。總稱與這些第1個第4邊受光開口部994-1~第4個第4邊受光開口部994-4之任一平面重疊的第n個第4邊光感測器354-n稱之為第4邊受光感測器群。此外，總稱與第1個第4邊受光開口部994-1~第4個第4邊受光開口部994-4之任一不重疊的第n個第4邊光感測器354-n稱之為第4邊遮光感測器群。
此處，第1邊受光感測器群被接續於配線SENSE (SENSE1)與配線VSH (VSH1)。第1邊遮光感測器群被接續於配線SENSE1與配線VSL (VSL1)與配線VDBT (VDBT1)。第2邊受光感測器群被接續於配線SENSE (SENSE2)與配線VSH (VSH2)。第2邊遮光感測器群被接續於配線SENSE2與配線VSL (VSL2)與配線VDBT (VDBT2)。第3邊受光感測器群被接續於配線SENSE (SENSE3)與配線VSH (VSH3)。第3邊遮光感測器群被接續於配線SENSE3與配線VSL (VSL3)與配線VDBT (VDBT3)。第4邊受光感測器群被接續於配線SENSE (SENSE4)與配線VSH (VSH4)。第4邊遮光感測器群被接續於配線SENSE4與配線VSL (VSL4)與配線VDBT ( VDBT4)。
配線SENSE1與配線VSH1與配線VSL1與配線VDBT1作為檢測電路360被接續於第1檢測電路360-1。配線SENSE2與配線VSH2與配線VSL2與配線VDBT2作為檢測電路360被接續於第2檢測電路360-2。配線SENSE3與配線VSH3與配線VSL3與配線VDBT3作為檢測電路360被接續於第3檢測電路360-3。配線SENSE4與配線VSH4與配線VSL4與配線VDBT4作為檢測電路360被接續於第4檢測電路360-4。
來自第1檢測電路360-1之輸出配線OUT1，與來自第2檢測電路360-2的輸出配線OUT2，與來自第3檢測電路360-3的輸出配線OUT3，與來自第4檢測電路360-4的輸出配線OUT4被接續於多數決電路370，來自多數決電路370的輸出配線OUT透過訊號輸入端子320之一被接續於外部電路。
圖3係在顯示區域310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 (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 (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形成電容器。
圖4係顯示在本實施例之電子機器之具體構成之方塊圖。s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通過作為可撓性基板之FPC 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上的多數決電路370之輸出配線OUT通過作為可撓性基板之FPC 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)的脈衝長變換為對應的離散值。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 (Personal Digital (Data)Assistants)、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上之作為共通電極之對向電極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8係第1邊受光感測器群之一之第n個第1邊光感測器351-n之平面擴大圖。凡例與圖5相同。此外，圖9係顯示對應於圖8之C-C'線部的液晶顯示裝置910之部分剖面構造圖。第n個第1邊光感測器351-n係由陽極區域610P (610P-n)、真性區域610I (610I-n)、陰極區域610N (610N-n)所形成的。陽極區域610P-n、真性區域610I-n、陰極區域610N-n均係藉由對與形成畫素開關元件410-n-m相同的多晶矽薄膜(Poly-Si)所構成的同一島嶼圖案(island pattern)進行適切的不純物注入而分別形成的。具體而言對陽極區域610P-n被注入高濃度的硼離子使薄膜電阻被調整為約2kΩ，對陰極區域610N-n被注入高濃度的磷離子使薄膜電阻被調整為約1kΩ。於真性區域610I-n硼離子、磷離子都僅注入極微量，或者完全不注入，被形成為真性半導體。如此般第n個第1邊光感測器351-n被形成為橫向(lateral)型PIN接合二極體。真性區域610I-n之尺寸在平行於接合面的方向為100μm，在垂直方向為10μm。
此外，第n個第1邊光感測器351-n係與全區域由鉻薄膜(Cr)所構成的遮光電極611 (611-n)及與構成畫素電極402-n-m者相同的作為銦錫氧化物薄膜(ITO)所構成的透明遮蔽電極612之透明遮蔽電極612-n重疊而被形成。遮光電極611-n係作為防止背光926之光入射至第n個第1邊光感測器351-n的遮光膜而發揮功能。此外，透明遮蔽電極612-n防止由於電磁雜訊導致照度檢測精度降 低。第n個第1邊光感測器351-n與第k個第1邊受光開口部991-k重疊。在第k個第1邊受光開口部991-k因為對向基板912上之黑矩陣940被除去，所以是以外光通過第k個第1邊受光開口部991-k而到達第n個第1邊光感測器351-n的方式被形成。k係對應於n的數字，n=81~160對應於k=1，n=241~320對應於k=2，n=401~80對應於k=3。
此處，陽極區域610P-n中介著接觸孔被接續於陽極電極615 (615-n)。此處，陰極區域610N-n中介著接觸孔被接續於陰極電極616 (616-n)。遮光電極611-n及透明遮蔽電極612-n中介著接觸孔被接續於BT電極617 (617-n)。進而，雖未圖示，但陽極電極615-n被接續於配線SENSE1，陰極電極616-n被接續於配線VSH1，BT電極617-n也被接續於配線VSH1。
又，除了第1邊遮光感測器群之一之第n'個第1邊光感測器351-n'不與第k個第1邊受光開口部991-k重疊，及陽極電極615 (615-n)被接續於配線VSL1，陰極電極616 (616-n')被接續於配線SENSE1，BT電極617 (617-n')被接續於配線VDBT1以外，與第1邊受光感測器群之一之第n個第1邊光感測器351-n相同所以省略說明。
又，在本實施例，將遮光電極611-n、透明遮蔽電極612-n個別島嶼化，以相互間有間隙的方式形成，但因為第1邊受光感測器群與第1邊遮光感測器群相鄰的處所，亦即除了n=80與n=81之間、n=160與n=161之間、 n=240與n=241之間、n=320與n=321之間、n=400與n=401之間以外互為相同電位，所以使其短路亦可。無論如何，遮光電極間的間隙如本實施例這樣以某種金屬電極覆蓋可以防止來自間隙的迷光，進而較佳者為如果作為金屬電極使用匯流排線的話可以削減電路面積。
圖10係第2邊受光感測器群之一之第m個第2邊光感測器352-m之平面擴大圖。凡例與圖5相同。第m個第2邊光感測器352-m，係由陽極區域620P (620P-m)、真性區域620I (620I-m)、陰極區域620N (620N-m)所形成，被配置於資料線202-m與資料線202-m+1之間，被形成為與第j個第2邊受光開口部992-j重疊。j係對應於m的數字，m=1~240對應於j=1，n=481~720對應於j=2，m=961~1200對應於j=3，m=1441~1680對應於j=4。
除了陽極區域620P-m、真性區域620I-m、陰極區域620N-m分別之平行於接合面的長度為25μm以外，與圖8之陽極區域610P-n、真性區域610I-n、陰極區域610N-n係相同的構成所以省略其說明。此外，第m個第2邊光感測器352-m係使全區域與遮光電極621 (621-m)及透明遮蔽電極622 (622-m)重疊而被形成，這些分別與圖8之遮光電極611-n及透明遮蔽電極612-n為相同的構成所以省略說明。此外，陽極區域620P-m與陽極電極625 (625-m)中介著接觸孔而被接續，陰極區域620N-m與陽極電極626 (626-m)中介著接觸孔而被接續，遮光電極621-m及透明遮蔽電極622-m係與BT電極627 (627-m) 中介著接觸孔而被接續，這些也與圖8之陽極電極615-n、陰極電極616-n、BT電極617-n為相同的構成所以省略說明。沿著圖10的D-D'之剖面圖也除了符號以外與圖9之C-C'之剖面圖沒有不同，故省略說明。
又，除了第2邊遮光感測器群之一之第m'個第2邊光感測器352-m'不與第j個第2邊受光開口部992-j重疊，及陽極電極625 (625-m)被接續於配線VSL2，陰極電極626 (626-m')被接續於配線SENSE2，BT電極627 (627-m')被接續於配線VDBT2以外，與第2邊受光感測器群之一之第m個第2邊光感測器352-m相同。
第n個第3邊光感測器353-n與第n個第1邊光感測器351-n相比，除了位於電容線203-n-1與電容線203-n之間，圖8所示之配置旋轉180度，使連接於配線SENSE1、配線VSH1、配線VSL1、配線BDBT1的部分接續於配線SENSE3、配線VSH3、配線VSL3、配線VDBT3是不同的以外其他都相同所以省略說明。此外，同樣的，第m個第4邊光感測器354-m與第m個第2邊光感測器352-m相比，除了圖10所示之配置旋轉180度，使連接於配線SENSE2、配線VSH2、配線VSL2、配線BDBT2的部分接續於配線SENSE4、配線VSH4、配線VSL4、配線VDBT4是不同的以外其他都相同所以省略說明。
圖11係作為檢測電路360顯示第n個檢測電路360-n(n=1~4)之電路圖。配線SMP、配線VCHG、配線RST、配線VSL、配線VSH係與訊號輸入端子320接續，由 外部電源電路784供給適切之電位/訊號。此處配線VCHG供給電位VVCHG (=2.0V)、配線VSL供給電位VVSL (=0.0V)、配線VSH供給電位VVSH (=5.0V)。又，此處配線VSL的電位VVSL係液晶顯示裝置910的接地(GND)。輸出配線OUTn被接續於多數決電路370。
此外，配線VDBT (VDBTn)被接續於第1開關SW1之一端，配線VSL (VSLn)被接續於第2開關SW2之一端，配線VSH (VSHn)被接續於第3開關SW3之一端，配線SENSE (SENSEn)被接續於第4開關SW4之一端。此處第1開關SW1~第4開關SW4係以CMOS傳送閘所構成。第1開關SW1之另一端被接續於配線VCHG，第2開關SW2之另一端被接續於配線VSL，第3開關SW3之另一端被接續於配線CSH，第4開關SW4之另一端被接續於節點SIN。構成第1開關SW1~第4開關SW4的所有的n通道型電晶體之閘極電極被接續於配線SMP，所有的p通道型電晶體之閘極電極被接續於反相器電路INV1之輸出端子。此外反相器電路INV1之輸入端子被接續於配線SMP。
節點SIN被接續於第1電容器C1之一端，第1電容器C1之另一端被接續於節點A。初期化電晶體NC之源極電極被接續於配線VCHG，被供給電位VVCH (=2.0V)之電源。初期化電晶體NC之閘極電極被接續於配線RST，汲極電極被接續於配線SENSEn。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輸出配線OUTn，輸出配線OUTn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之N型電晶體N1~第5之N型電晶體N5之源極電極被接續於配線VSL，被供給電位VVSL (=0V)。此外第1之P型電晶體P1~第3之P型電晶體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，反相器電路INV1被供給+9V與-4V之電源。
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，初期化電晶體NC之通道寬幅為50μm，構成第1開關SW1~第4開關SW4之N型電晶體及P型電晶體之通道寬幅為100μm，構成反相器電路INV1及反相器電路INV2之型電晶體及P型電晶體之通道寬幅為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38fF。
圖12係被施加至配線RST、配線SMP、共通電位配線335、掃描線201-1、掃描線201-2的訊號之計時圖。又 ，以圖之易辨認性為優先，縱橫軸之尺度並非固定。掃描線201-1、掃描線201-2係藉由掃描線驅動電路301所驅動，每16.7m秒被選擇31.2μ秒鐘。掃描線201-2在掃描線201-1被選擇起34.6μ秒後被選擇，以下掃描線201-3、201-4、…係以34.6μ秒的間隔依次被選擇。共通電位配線335於每34.6μ秒在High電位(=5V)與Low電位(=0V)間反轉，但每16.7m秒相位偏移半個週期。因此，掃描線201-n每次被選擇時被施加於共通電位配線335的極性會反轉，亦即所謂的進行1H共同反轉驅動。RST訊號在掃描線201-1被選擇的32.9μ秒前被選擇27.7μ秒鐘。此時，共通電位配線335的電位必為Low電位(=0V)，所有的掃描線201-1~201-480未被選擇。SMP訊號在共通電位配線335為Low的期間，藉由共通電位配線335之反轉計時而在3.5μ秒後被選擇27.7μ秒鐘。RST訊號為ON的期間SMP訊號必為ON。此處，RST訊號、SMP訊號、掃描線201-n選擇時，亦即High電位為+9V，非選擇時，亦即Low電位為-4V。
如此構成的話，在配線RST為High (=+9V)的計時於配線SENSEn及節點SIN被充電電位VVCHG (=2.0V)。此外，於配線VDBTn被充電電位VVCHG，於配線VSLn被充電電位VVSL，於配線VSH被充電VVSH。此外，重設電晶體NR打開(ON)，所以節點A與節點B短路，於本實施例，兩節點被充電於2.5V。又，配線RST為High (=9V)的期間第5之N型電晶體N5打開(ON)
，第5之P型電晶體P5關閉(OFF)，所以輸出配線OUTn為0V。
配線RST於27.7μ秒後成為Low (=-4V)時，重設電晶體NR關閉，節點A與節點B電氣切離，節點A藉由第2電容器C2的結合而電位與配線RST同時下降0.5V成為2.0V。配線RST於27.7μ秒後成為Low (=-4V)的瞬間，配線SENSEn為電位VVCHG (=2.0V)，配線VSLn為電位VVSL (=0.0V)，配線VSHn為電位VVSH (=5.0V)。亦即，由第1邊之受光感測器群對第4邊之受光感測器群為被施加逆向偏壓3.0V，由第1邊之遮光感測器群對第4邊之遮光感測器群為被施加逆向偏壓2.0V。此外，由輸出配線OUTn被輸出電位VVSL。此時，由第1邊之受光感測器群往第4邊之受光感測器群，與由第1邊之遮光感測器群往第4邊之遮光感測器群流動的熱電流大致變得相等，於配線SENSEn流入比例於從第1邊之受光感測器群往第4邊之受光感測器群照射的外光照度之光電流Iphoto，配線SENSEn的電位以比例於光電流Iphoto的速度上升。於配線VSHn、配線VSLn也有電流流過，都些許接近配線SENSEn的電位，每69.2μ秒以配線SMP成為High(=9V)的計時使第開關SW2及第3開關SW3成為打開(ON)而回到原來的電位，幾乎沒有變化。
又，配線SENSEn的電位變化的速度與被照射至第n邊的受光感測器群之光量的關係以一次式表示，顯示其斜率的係數係由配線SENSEn及被接續於其之第n邊的受光 感測器群之陽極電極及第n邊之遮光感測器群之陰極電極的負荷電容的總和所決定，在本實施例顯示此斜率之係數係以從第1邊至第4邊(n=1~4)沒有差異，亦即由第1邊之受光感測器群在第4邊之受光感測器群之一定光量之「光電流Iphoto」÷「配線SENSEn」之電容係以在各邊成為相等的方式調整的。
如此般配線RST為Low (=-4V)的期間，節點A成為浮動狀態，所以藉由與第1電容器C1之電容結合而與節點SIN結合電位同時上升，節點A及節點SIN成為2.5V時輸出配線OUTn的電位反轉為High (=5V)。
在本實施例由第1邊之受光感測器群起第4邊之受光感測器群被配置為接近顯示區域310，陽極電極615-n、陰極電極616-n、BT電極617-n與共通電位配線335交叉。此外，掃描線201-n、資料線202-m、電容線203-n之任一都存在著與經由遮光電極的電容，通過這些電容容易混入電磁雜訊。特別是共通電位配線335與配線SENSEn藉由無法忽視的電容而結合，由於共通電位配線335的極性使得配線SENSEn的電位上上下下。作為一例於圖12顯示配線SENSEn之計時圖。如此般，配線SENSEn在共通電位配線335反轉為Low (=0V)→High (=5V)時藉由電容結合使ΔV電位上升，反轉為High (=5V)→Low (=0V)時ΔV電位下降。但是，在本實施例，SMP訊號僅在ON之計時導通節點SIN與配線SENSEn，所以如圖12所示，在節點SIN，極性反轉時不變動。亦即不會產生由 於共通電位配線335之反轉所導致的誤動作。
同樣地在本實施例，配線VDBTn、配線VSLn、配線VSHn (n=1~4)也僅在SMP訊號為打開(ON)的計時分別與配線VCHG、配線VSL、配線VSH導通，在SMP訊號關閉(OFF)的計時成為浮動狀態。如此構成的話，配線VDBTn、配線VSLn、配線VSHn (n=1~4)也在共通電位配線335之極性反轉時因電容結合而僅變動Δ V之電位。亦即，即使共通電位配線335之極性反轉由第1邊之受光感測器群對第4邊之受光感測器群施加的偏壓與由第1邊之遮光感測器群對第4邊之遮光感測器群施加的偏壓不會改變，亦即由第1邊之受光感測器群往第4邊之受光感測器群流動的光電流Iphoto與熱電流及由第1邊之遮光感測器群往第4邊之遮光感測器群流動的熱電流不隨共通電位配線335的極性改變而維持一定。
在本實施例因為Δ V比較大所以採這樣的構成，但在Δ V比較小之不滿1V的場合，亦可除去第1開關SW1、第2開關SW2、第4開關SW4。作為這樣的場合之檢測電路之其他構成例之檢測電路360'的第n檢測電路360'-n之電路圖顯示於圖13。在本其他實施例與圖11所示之第n個檢測電路360-n相比，第1開關SW1~第4開關SW4被除去，配線VDBTn與配線VCHG短路，配線VSLn與配線VSL短路，配線VSHn與配線VSH短路，配線SENSEn與節點SIN短路。採這樣的構成的話，節點SIN顯示因應於共通電位配線335的極性之振幅(成為正好如 圖12的配線SENSEn所示之圖)。因此，維持原狀跨全期間進行檢測動作的話，共通電位配線335反轉為High (=5V)時會引起誤動作。在此，除去第3之N型電晶體N3~第5之N型電晶體及第3之P型電晶體~第5之P型電晶體P5，替代地將第2N型電晶體N2與第2P型電晶體P2之汲極電極接續於第1NAND電路NAND1之輸入端子之一，將第1NAND電路NAND1之輸入端子之另一方接續於SMP訊號，將第1NAND電路NAND1之輸出端子接續於第2NAND電路NAND2之輸入端子之一方，將第2NAND電路NAND2之輸入端子之另一方接續於第3NAND電路NAND3之輸出端子，將第3NAND電路NAND3之輸入端子之一方接續於第2NAND電路NAND2之輸出端子，將第3NAND電路NAND3之輸入端子之另一方接續於反相器電路INV3之輸出端子，將反相器電路INV3之輸入端子接續於配線RST。第1NAND電路NAND1~第3NAND電路NAND3以及反相器電路INV3之電源接續於配線VSH及配線VSL。其他之電路構成與動作與圖11相同所以賦予相同符號而省略說明。如此構成的話，節點SIN的電位為2.5V以上且僅在SMP訊號為High時，第1NAND電路NAND1的輸出成為Low。第2NAND電路NAND2與第3NAND電路NAND3成為RS觸發器電路(flip-flop)，第1NAND電路NAND1的輸出成為負極性之設定(set)訊號，反相器電路INV3之輸出成為負極性之重設(reset)訊號。亦即重設(RESET)訊號 成為High (=9V)時對輸出配線OUTn之輸出被閂鎖於Low，節點SIN的電位為2.5V以上且SMP訊號成為High之最初的計時往輸出配線OUTn之輸出被閂鎖於High。亦即，共通電位配線335在High (=5V)之期間之檢測結果被視為無效，不會引起誤動作。
圖14係多數決電路370之電路圖。於第4NAND電路NAND11、第5NAND電路NAND12、第6NAND電路NAND13、第7NAND電路NAND14、第8NAND電路NAND15、第9NAND電路NAND16之輸入端子分別順列組合而接續輸出配線OUT1~OUT4之中的任兩條。第4NAND電路NAND11、第5NAND電路NAND12、第6NAND電路NAND13之輸出端子被接續於第10NAND電路NAND21的輸入端子，第7NAND電路NAND14、第8NAND電路NAND15、第9NAND電路NAND16之輸出端子被接續於第11NAND電路NAND22的輸入端子，第10NAND電路NAND21、第11NAND電路NAND22之輸出端子被接續於第1NOR電路30的輸入端子，第1NOR電路30之輸出端子被接續於反相器電路INV4之輸入端子，反相器電路INV4之輸出端子被接續往輸出配線OUT。於第4NAND電路NAND11、第5NAND電路NAND12、第6NAND電路NANE13、第7NAND電路NAND14、第8NAND電路NAND15、第9NAND電路NAND16、第10NAND電路NAND21、第11NAND電路NAND22、第1NOR電路30之電源被接續於配線VSH及配線VSL。此 電路，是對輸出配線OUT1~OUT4之中，任何二以上之配線成為High (=5V)時往輸出配線OUT輸出High (=5V)，輸出配線OUT1~OUT4之全部為Low (=0V)或是僅有任一為High (=5V)時往輸出配線OUT輸出Low (=0V)之電路。如此構成的話，配線RST成為Low (=-4V)之後直到輸出配線OUT反轉為High (=5V)為止的時間，成為反比例於由第1邊之受光感測器群起第4邊之受光感測器群之中，光之照射量第2大的邊之光照射量。在本實施例如此般搭載多數決電路370，各邊之照度檢測結果之中，排除照度最高的結果以防止在該邊由於有很強的光點光時發生誤動作。此外，原本就排除照度低的結果以及照度第2低的結果，例如即使在4邊之中有兩邊有手指等之影子也可以得到正確的結果。
圖15係本實施例之根據來自輸出配線OUT之輸出的外部光檢測照度與背光亮度之設定例。被設定為在外部照度非常低時使背光亮度和緩變化，徐徐使變化增大在外部照度500Lux時使亮度變化達到最大之後，再使其和緩地變化之S字形曲線，在1500Lux以上以保持最大亮度的方式設定。因應於電子機器的特性此曲線亦可自由設定，為了防止亮度的明滅以一定期間之平均值使其和緩地改變亦可，亦可以使亮度與照度之關係具有滯後現象(hysteresis)。此外，亦可因應於等待時與操作時等，電子機器之操作狀態等而使曲線改變。
如此般，在本實施例即使讓受光開口部極為接近顯示 區域，使用共同反轉驅動法也不會有誤動作，因為光檢測的精度很高總是可以把顯示裝置設定於最適當的亮度，可以提高視覺確認性同時對降低耗電量也有貢獻。此外，有1邊~2邊以手指蓋住，或是光點光照到某一處所時也可以正確測定外環境光，使背光亮度總是保持於最佳。
[第2實施型態]
圖16係相關於第2實施例之第1邊受光感測器群之一之第n個第1邊光感測器351-n的平面擴大圖，係對應於第1實施例之圖8之圖。凡例與圖5相同。以下以與圖8之不同點為中心說明圖16。
在圖16與圖8不同，掃描線201-n係在與遮光電極611-n平面重疊的區域中介著接觸孔以鋁釹合金薄膜(AlNd)所形成的配線來構成，在掃描線201-n與遮光電極611-n之間被形成以鉬(Mo)構成的共通電位分枝配線618-n。共通電位分枝配線618-n係中介著接觸孔而與共通電位配線接續，被提供共通電位(COM)。其他之點，圖16與圖8沒有不同所以賦予相同符號而省略說明。
圖17係相關於第2實施例之第2邊受光感測器群之一之第n個第2邊光感測器352-n的平面擴大圖，係對應於第1實施例之圖10之圖。凡例與圖5相同。以下以與圖10之不同點為中心說明圖17。
在圖17與圖10不同，資料線202-n與遮光電極621(621-n)在平面重疊的區域間被形成以鉬薄膜(Mo)構 成的共通電位分枝配線628-n。共通電位分枝配線628-n係中介著接觸孔而與共通電位配線接續，被提供共通電位(COM)。其他之點，圖17與圖10沒有不同所以賦予相同符號而省略說明。
本實施例之主動矩陣基板101、液晶顯示裝置910的構成與第1實施例同樣，電子機器的構成、外光照度與亮度之設定也與第1實施例相同所以省略說明。
在本實施例與第1實施例比較，掃描線201-n與遮光電極611-n平面重疊的部分，以及資料線202-n與遮光電極621-n平面重疊的部分，隔著間隔被配置連接於共通電位配線335之共通電位分枝配線618-n、628-n，所以不具有直接之交叉電容。因此，掃描線201-n、資料線202-n的電位改變時，亦即掃描線201-n以掃描線驅動電路301選擇的計時或是資料線202-n以資料線驅動電路302或預充電電路303而被寫入不同的電位(影像)時遮光電極611-n與遮光電極621-n的電位也不易變動。遮光電極611-n以及遮光電極621-n之電位改變時配線SENSE1、配線SENSE2之電位也隨著電容結合而改變，本實施例與第1實施例相比，可以進行精度更高的照度測定。此外，夾於間隙供遮蔽之用的配線連接於共通電位配線335，所以不需要新配線遮蔽用的電源。共通電位配線335為了維持畫質原本即已低阻抗來配置，所以作為遮蔽電位使用極為有效。共通電位配線335因為被反轉驅動所以有成為對遮光電極之雜訊的問題，但在本實施例因為進行與第1實施 例同樣的驅動，所以不會有因為與共通電位配線之電容結合而導致電位變動之精度降低。另一方面，本實施例因為共通電位配線335之電容增大，所以會有耗電量增大等的問題。若要選擇第1實施例的構成或第2實施例之構成之任一，只要考量以上所述之優點、缺點再因應電子機器的使用用途來選擇即可。
又，在本實施例僅關於重疊於第n之第1邊光感測器351-n、第n之第2邊光感測器352-n的遮光電極尋求對策，因應需要將同樣的對策應用於第n之第3邊光感測器353-n、第n之第4邊光感測器354-n的遮光電極亦可。
[第3實施型態]
圖18係相關於第3實施例之主動矩陣基板102之方塊圖，以下，說明與第1實施例之圖2所示的主動矩陣基板101之差異，針對與第1實施例之圖2相同的構成者賦予同一記號而省略說明。在本實施例，替代第1實施例之第1邊光感測器351-1~351-480作為光感測器之第1邊光感測器351'-1~351'-480作為光感測器351'被配置，替代第2邊光感測器352-1~352-1920作為光感測器之第2邊光感測器352'-1~352'-1920作為光感測器352'被配置，替代第3邊光感測器353-1~353-480作為光感測器之第3邊光感測器353'-1~353'-480作為光感測器353'被配置，替代第4邊光感測器354-1~354-1920作為光感測器之第4邊光感測器354'-1~354'-1920作為光感測器354'被配 置。此外替代第1檢測電路360-1~第4檢測電路360-4配置檢測電路361。
第1邊光感測器351'-1~351'-480之中，與第1之第1邊受光開口部991-1~第3之第1邊受光開口部991-3重疊者(第1邊受光感測器群)與配線SENSE (SENSEP)接續，均沒有重疊者(第1邊遮光感測器群)與配線SENSE (SENSED)接續。同樣地第2邊光感測器352'-1~352'-1920之中，與第1之第2邊受光開口部992-1~第4之第2邊受光開口部992-4重疊者(第2邊受光感測器群)與配線SENSEP接續，均沒有重疊者(第2邊遮光感測器群)與配線SENSED接續；第3邊光感測器353'-3~353'-480之中，與第1之第3邊受光開口部993-1~第3之第3邊受光開口部993-3重疊者(第3邊受光感測器群)與配線SENSEP接續，均沒有重疊者(第3邊遮光感測器群)與配線SENSED接續；第4邊光感測器354'-1~354'-1920之中，與第1之第4邊受光開口部994-1~第4之第4邊受光開口部994-4重疊者(第4邊受光感測器群)與配線SENSEP接續，均沒有重疊者(第4邊遮光感測器群)與配線SENSED接續。配線SENSED與配線SENSEP被接續於檢測電路361，檢測電路361之輸出配線OUT通過訊號輸入端子320往外部連接。
圖19係相關於第3實施例之第1邊受光感測器群之一之第n個第1邊光感測器351'-n的平面擴大圖，係對應於第1實施例之圖8之圖。凡例與圖5相同。以下以與圖 8之不同點為中心說明圖19。
圖19之第n之第1邊光感測器351'-n係由陽極區域610P' (610P'-n)、真性區域610I' (610I'-n)、陰極區域610N' (610N'-n)所構成之橫向(lateral)型PIN二極體，這些分別與第1實施例之圖8所說明的陽極區域610P-n、真性區域610I-n、陰極區域610N-n為相同構成所以省略說明。陽極區域610P'-n中介著接觸孔被接續於陽極電極615' (615'-n)，陽極電極615'-n被接續於配線SENSEP。陰極區域610N'-n、遮光電極611' (611'-n)、作為透明遮蔽電極612'之透明遮蔽電極612'-n分別透過接觸孔被接續於共通電位配線335，被提供共通電位(COM)。其他之點，圖19與圖8沒有不同所以賦予相同符號而省略說明。
針對第1邊遮光感測器群之一之第n'之第1邊光感測器351'-n'，除了與第1之第1邊受光開口部991-1~第3之第1邊受光開口部991-3之任一均不重疊，與陽極電極615' (615'-n')被連接於配線SENSED以外與圖19所說明的相同所以省略。
圖20係相關於第3實施例之第2邊受光感測器群之一之第m個第2邊光感測器352'-m的平面擴大圖，係對應於第1實施例之圖10之圖。凡例與圖5相同。以下以與圖10之不同點為中心說明圖20。
圖20之第m之第2邊光感測器352'-m係由陽極區域620P' (620P'-m)、真性區域620I' (620I'-m)、陰極區 域620N' (620N'-m)所構成之橫向(lateral)型PIN二極體，這些分別與第1實施例之圖10所說明的陽極區域620P-m、真性區域620I-m、陰極區域620N-m為相同構成所以省略說明。陽極區域620P'-m中介著接觸孔被接續於陽極電極625' (625'-m)，陽極電極625'-m被接續於配線SENSEP。陰極區域620N'-m、透明遮蔽電極622' (622'-n)、遮光電極621' (621'-n)分別透過接觸孔被接續於共通電位配線335，被提供共通電位(COM)。其他之點，圖20與圖10沒有不同所以賦予相同符號而省略說明。
針對第2邊遮光感測器群之一之第n'之第2邊光感測器352'-n'，除了與第1之第2邊受光開口部992-1~第4之第2邊受光開口部992-4之任一均不重疊，與陽極電極625' (625'-n')被連接於配線SENSED以外與圖19所說明的相同所以省略。
第n之第3邊光感測器353'-n與第n之第1邊光感測器351'-n比較，除了位於電容線203-n-1與電容線203-n之間，圖20所示之配置旋轉180度以外餘皆相同所以省略說明。此外，第n之第4邊光感測器354'-n與第n之第2邊光感測器352'-n比較，除了圖20所示之配置旋轉180度以外餘皆相同所以省略說明。
圖21係檢測電路361之電路圖。配線SMP1、配線SMP2、配線RST、配線VCHG、配線VSL、配線VSH係與訊號輸入端子320接續，由外部電源電路784供給適切 之電位/訊號。此處配線VCHG供給電位VVCHG (=-2.0V)、配線VSL供給電位VVSL (=0.0V)、配線VSH供給電位VVSH (=5.0V)。又，此處配線VSL的電位VVSL係液晶顯示裝置910的接地(GND)。輸出配線OUTn與訊號輸入端子320接續，往外部電路輸出。
配線SENSED被接續於第5開關SW5之一端，配線SENSEP被接續於第6開關SW6之一端。第5開關SW5及第6開關SW6之另一端都被接續至節點SIN'。此處第5開關SW5~第6開關SW6係以CMOS傳送閘所構成。構成第5開關SW5的n通道型電晶體之閘極電極被接續於配線SMP1'p通道型電晶體之閘極電極被接續於反相器電路INV5之輸出端子。反相器電路INV5之輸入端子被接續於配線SMP1。此外構成第6開關SW6的n通道型電晶體之閘極電極被接續於配線SMP2，p通道型電晶體之閘極電極被接續於反相器電路INV6之輸出端子。反相器電路INV6之輸入端子被接續於配線SMP2。
此外，節點SIN'被接續於第3電容器C3之一端與初期化電晶體NC'之汲極電極，第3電容器C3之另一端被接續於節點A'。初期化電晶體NC'之源極電極被接續於配線VCHG，被供給電位VVCHG (=-2.0V)之電源。初期化電晶體NC'之閘極電極被連接於配線RST。節點A'進而被接續於第6之N型電晶體N'1的閘極電極與第6之P型電晶體P'1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4電晶體C4的一端。第4電容器 C4之另一端被接續於配線RST。
第6之N型電晶體N'1的汲極電極與第6之P型電晶體P'1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7之N型電晶體N'2的閘極電極與第7之P型電晶體P'2的閘極電極。第7之N型電晶體N'2的汲極電極與第7之P型電晶體P'2的汲極電極被接續於節點C'，節點C'進而被接續於第8之N型電晶體N'3的閘極電極與第8之P型電晶體P'3的閘極電極。第8之N型電晶體N'3的汲極電極與第8之P型電晶體P'3的汲極電極被接續於節點D'，節點D'進而被接續於第9之N型電晶體N'4的閘極電極與第9之P型電晶體P'4的閘極電極。第9之N型電晶體N'4的汲極電極與第9之P型電晶體P'4的汲極電極被接續於輸出配線OUT，輸出配線OUT進也被接續於第10之N型電晶體N'5的汲極電極。第10之N型電晶體N'5的閘極電極與第10之P型電晶體P'5的閘極電極被接續於配線RST，第10之P型電晶體P'5的汲極電極被接續於第9之P型電晶體P'4的源極電極。第6之N型電晶體N'1~第10之N型電晶體N'5之源極電極被接續於配線VSL，被供給電位VVSL (=0V)。此外第6之P型電晶體P'1~第8之P型電晶體P'3以及第10之P型電晶體P'5之源極電極被接續於配線VSH'被供給電位VVSH (=+5V)。此外，反相器電路INV5及反相器電路INV6被供給+9V與-4V之電源。
此處在本實施例，第6之N型電晶體N'1的通道寬幅 為10μm，第7之N型電晶體N'2的通道寬幅為35μm，第8之N型電晶體N'3的通道寬幅為100μm，第9之N型電晶體N'4的通道寬幅為150μm，第10之N型電晶體N'5的通道寬幅為150μm，第6之P型電晶體P'1的通道寬幅為10μm，第7之P型電晶體P'2的通道寬幅為35μm，第8之P型電晶體P'3的通道寬幅為100μm，第9之P型電晶體P'4的通道寬幅為300μm，第10之P型電晶體P'5的通道寬幅為300μm，重設電晶體NR'的通道寬幅為10μm，初期化電晶體NC'之通道寬幅為150μm，構成第5開關SW5~第6開關SW6的N型電晶體及P型電晶體之通道寬幅為1008μm，構成反相器電路INV5及反相器電路INV6的N型電晶體及P型電晶體之通道寬幅為50μm，這些所有的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60cm5 /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3電容器C3之電容為1pF，第4電容器C4的電容為38fF。
其次圖22本實施例之計時圖。以圖之易辨認性為優先，縱橫軸之尺度並非固定。針對共通電位配線335、掃描線201-1、掃描線201-2、配線RST如同在第1實施例之圖12所說明的，因此省略說明。配線SMP1在共通配線335為Low (=0V)時被選擇13.8μ秒，週期為69.2μ秒。配線SMP2同樣在共通配線335為Low時接著配線 SMP1被選擇13.8μ秒。配線SMP1、配線SMP2在選擇時，亦即電位為High時係+9V之訊號，而在非選擇時，亦即電位為Low時為-4V之訊號。
如此般構成電路的話，共通電位配線335在Low (=0V)的期間首先配線SMP1被選擇，配線SENSED與節點SIN'接續，同時節點A'與節點B'藉由重設電晶體NR'而短路，被充電至2.5V。此間往輸出配線OUT之輸出必為Low (=0V)。其次13.8μ秒後配線SMP1成為非選擇同時配線SMP2被選擇，配線SENSEP與節點SIN'接續，節點A'與節點B'被電氣分離同時藉由第4電容器C4使節點A'之電位降低至2.0V。此後，通過第5開關SW5節點SIN'的電位由配線SENSED的電位朝向配線SENSEP變動，藉由電容結合使得節點A'的電位也改變。亦即，配線SMP2在成為非選擇之前，節點A之電位為「2.0V」+「配線SENSEP的電位」-「配線SENSED的電位」，此值超過2.5V的話檢測電路361往輸出配線OUT輸出High。配線SENSED之電位以比例於由第1邊之遮光感測器群往第4邊之遮光感測器群流過的熱電流成比例之斜率改變，配線SENSEP的電位以與由第1邊之受光感測器群往第4邊之受光感測器群流動的「熱電流」＋「光電流Iphoto」成比例的斜率改變，所以配線SENSEP與配線SENSED之電位差以與光電流Iphoto成比例的斜率改變。由此，與第1實施例同樣，配線RST成為非選擇起直到輸出配線OUT最初成為High為止的期間成為比例於外光照度的倒數。
其次共通電位配線335反轉至High (=5V)之前配線SMP1、配線SMP2都成為非選擇，共通電位配線335為High (=5V)之期間沒有被選擇。作為圖12之圖，如配線SENSED、配線SENSEP所示配線SENSED、配線SENSEP在共通電位配線335反轉為High (=5V)時，因電容結合而電位上升約5V。但是，同樣地如圖12所示，此期間第開關SW5及第6開關SW6關閉，所以節點SIN'的電位不受到影響。亦即，與第1實施例同樣不會受到共通電位配線335的反轉的影響，可以高精度地檢測。
本實施例之檢測電路361的構成，與第1實施例的檢測電路360之構成相比，電路內之節點A成為浮動的期間很短，具有對雜訊比較不受影響之優點。另一方面，容易受到第開關SW5與第6開關SW6之開關雜訊的影響，而有精度變差的情形。要採用哪種構成只要考慮兩者的優點再選擇即可。於任一種構成，都是重設動作結束(在實施例為配線RST的電位回到Low)的計時之共通電位(COM)，與檢測電路361動作(在實施例為配線SMP、配線SMP1、配線SMP2成為High)的期間之共通電位(COM)一致是很重要的，只要是成為那樣的構成之電路，也可以採用與本說明書所舉例之電路以外的已知的各種電路來構成檢測電路361。
本實施例之液晶顯示裝置與圖1所示之第1實施例之液晶顯示裝置910相比除了把主動矩陣基板101置換為主動矩陣基板102以外沒有不同，所以省略說明。此外，電 子機器之構成、外光照度與亮度的設定等也與第1實施例相同，所以省略。
在本實施例接續於光感測器的電源使用共通電位配線335之共通電位(COM)。在本實施例遮光電極/透明電極也接續於共通電位配線335，所以光感測器幾乎完全被結合至共通電位配線335之共通電位(COM)，配線SENSEP及配線SENSED成為與共通電位配線335相同的週期/相位而以約略相同的電位振盪。因此，被施加於二極體的偏壓幾乎不會隨著共通電位配線335的極性而改變。此外，與第1實施例相比，可以大幅削減配線數，所以可以縮小液晶顯示裝置的外型尺寸。另一方面，檢測電路361之電源電位可以為DC電位，所以可以與掃描線驅動電路301或資料線驅動電路302之電源電位共用，不會使供給的電源數無效益地增加。又，在有共通電位配線335的電位變動或由於雜訊增大而影響畫質的顧慮時，亦可採用把其他的電源電位供給往光感測器的構成。
此外，在本實施例接續全邊之配線SENSEP與配線SENSED，與一個檢測電路361接續，但如第1實施例那樣在各邊分離配線SENSEP與配線SENSED而於各邊配置檢測電路361-1~361-4，使其輸出以第1實施例所示之多數決電路370來判定亦可。此外，相反的以在第1實施例之第n之檢測電路360-n為一個，使各邊之配線短路亦可。如本實施例這樣短路各邊使檢測電路為一個的話，可以大幅削減電路規模，可以縮小液晶顯示裝置910的外型。 另一方面，可以檢測的外光照度為各邊的外光照度的平均，所在手指等大幅遮蔽外光的場合會把外光照度檢測為比實際更暗。無論選擇哪一種，只要決定電子機器的構成、操作方法、液晶顯示裝置的尺寸等即可。
此外，本說明書之各實施例係於顯示區域310之4邊配置光感測器，但有外型等限制的場合，當然亦可於3邊或者更少邊配置光感測器。
[產業上利用可能性]
本發明並不以實施型態為限，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、或利用邊緣電場的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。
此外，不僅如本實施例所示的配合外光之顯示亮度的控制，亦可用於測定顯示裝置之亮度或色度而將其反饋之沒有色偏或經年老化的顯示裝置。
101,102‧‧‧主動矩陣基板
201,201-1~201-480‧‧‧掃描線
202,202-1~202-1920‧‧‧資料線
203,203-1~203-480‧‧‧電容線
301‧‧‧掃描線驅動電路
302‧‧‧資料線驅動電路
303‧‧‧充電電路
310‧‧‧顯示區域
320‧‧‧訊號輸入端子
330‧‧‧對向導通部
335‧‧‧共通電位配線
351,351',352,352',353,353',354,354'‧‧‧光感測器
351-1~351-480,351'-1~351'-480‧‧‧作為光感測器之第1邊光感測器
352-1~352-1920,352'-1~352'-1920‧‧‧作為光感測器之第2邊光感測器
353-1~353-480,353'-1~353'-480‧‧‧作為光感測器之第3邊光感測器
354-1~354-1920,354'-1~354'-1920‧‧‧作為光感測器之第4邊光感測器
360,360',361‧‧‧檢測電路
370‧‧‧多數決電路
401‧‧‧畫素開關元件
402‧‧‧畫素電極
403‧‧‧輔助電容電容器
602‧‧‧矽島(silicon island)
603‧‧‧源極電極
604‧‧‧汲極電極
610P,610P',620P,620P'‧‧‧陽極區域
610N,610N',620N,620N'‧‧‧陰極區域
610I,610I',620I,620I'‧‧‧真性區域
611,611',621,621'‧‧‧遮光電極
612,622,622'‧‧‧透明遮蔽電極
615,615',625,625'‧‧‧陽極電極
616,626‧‧‧陰極電極
617,627‧‧‧BT電極
780‧‧‧影像處理電路
781‧‧‧中央演算電路
782‧‧‧外部I/F電路
784‧‧‧外部電源電路
785‧‧‧參照表
783‧‧‧輸出入機器
910‧‧‧液晶顯示裝置
912‧‧‧對向基板
921‧‧‧伸出部
922‧‧‧向列相液晶材料
923‧‧‧密封材
924‧‧‧上偏光板
925‧‧‧下偏光板
926‧‧‧背光單元
927‧‧‧導光板
928‧‧‧作為可撓性基板之FPC
929‧‧‧連接器
930‧‧‧作為共通電極之對向電極
940‧‧‧黑矩陣
991-1~991-3‧‧‧第1個第1邊受光開口部~第3個第1邊受光開口部
992-1~992-4‧‧‧第1個第2邊受光開口部~第4個第2邊受光開口部
993-1~993-3‧‧‧第1個第3邊受光開口部~第3個第3邊受光開口部
994-1~994-4‧‧‧第1個第4邊受光開口部~第4個第4邊受光開口部
SENSE,VSH,VSL,VDBT,VCHG‧‧‧配線
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及第2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係圖5之A-A'剖面圖。
圖7係圖5之B-B'剖面圖。
圖8係相關於本發明之第1實施例之第1邊受光感測器群之一之第n個第1邊光感測器351-n的平面擴大圖。
圖9係圖8之C-C'剖面圖。
圖10係相關於本發明之第1實施例之第2邊受光感測器群之一之第n個第2邊光感測器352-n的平面擴大圖。
圖11係相關於本發明之實施例之第n個檢測電路360-n之電路圖。
圖12係相關於本發明之實施例之計時圖。
圖13係相關於本發明之其他實施例之第n個檢測電路360'-n之電路圖。
圖14係相關於本發明的實施例之多數決電路370之電路圖。
圖15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16係相關於本發明之第2實施例之第1邊受光感 測器群之一之第n個第1邊光感測器351-n的平面擴大圖。
圖17係相關於本發明之第2實施例之第2邊受光感測器群之一之第n個第2邊光感測器352-n的平面擴大圖。
圖18係相關於本發明之第3實施型態之主動矩陣基板102之構成圖。
圖19係相關於本發明之第3實施例之第1邊受光感測器群之一之第n個第1邊光感測器351-n的平面擴大圖。
圖20係相關於本發明之第3實施例之第2邊受光感測器群之一之第n個第2邊光感測器352-n的平面擴大圖。
圖21係相關於本發明之第3實施型態之檢測電路361之電路圖。
圖22係相關於本發明之第3實施例之計時圖。
370‧‧‧多數決電路
320‧‧‧訊號輸入端子

Claims (14)

  1. 一種顯示裝置，係於基板上具備顯示用之主動矩陣電路、被接續於前述主動矩陣電路而傳達驅動訊號之複數匯流排線、以及對前述複數匯流排線輸出驅動訊號之驅動電路之顯示裝置，其特徵為：於前述基板上具備光感測器，前述光感測器，被配置於以前述複數匯流排線區隔的複數次區域，前述複數次區域被配置於前述主動矩陣電路與前述驅動電路之間。
  2. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中具備：被接續於前述主動矩陣電路之複數畫素電極、在第1電位與電位比前述第1電位更低的第2電位之間被反轉驅動的共通電極、藉由對前述複數畫素電極與前述共通電極之間施加的電場而改變配向狀態之液晶元件、被接續於前述光感測器的感測器配線、以及被接續於前述感測器配線而檢測出前述感測器配線的電位或者電流之檢測電路；前述檢測電路，係前述共通電極以前述第1電位或第 2電位之任一方的計時，檢測前述感測器配線的電位或者電流。
  3. 如申請專利範圍第2項之顯示裝置，其中前述檢測電路反覆進行使前述感測器配線的電位回到初期狀態之重設動作，前述重設動作，係前述共通電極以前述第1電位或第2電位之前述任一方之他方的計時進行的。
  4. 如申請專利範圍第2或3項之顯示裝置，其中前述感測器配線，係以與前述共通電極相同之計時改變電位。
  5. 如申請專利範圍第3項之顯示裝置，其中前述感測器配線，係與前述共通電極短路。
  6. 如申請專利範圍第3項之顯示裝置，其中前述感測器配線，在前述共通電極於前述第1電位或第2電位之前述任一方之他方的期間中，被接續至由外部供給電位之電源配線，而於一方之期間成為浮動狀態。
  7. 如申請專利範圍第1至3項之任一項之顯示裝置，其中在與前述光感測器平面重疊的區域形成第1電極，於前述第1電極與前述匯流排線平面重疊的區域，配置第2電極。
  8. 如申請專利範圍第7項之顯示裝置，其中前述第2電極與共通電極接續。
  9. 如申請專利範圍第8項之顯示裝置，其中前述第1電極係供遮住背光之用的複數遮光電極，於前述複數遮光電極間之間隙，配置前述匯流排線或前述第2電極。
  10. 如申請專利範圍第1至3項之任一項之顯示裝置，其中前述複數次區域係沿著前述主動矩陣電路之外周部之邊配置的。
  11. 如申請專利範圍第2或3項之顯示裝置，其中前述檢測電路係由複數檢測電路所構成，具備與前述複數檢測電路接續之多數決電路，前述多數決電路，在來自前述複數之檢測電路之複數輸出結果之中，2以上之輸出結果改變時，使輸出改變。
  12. 如申請專利範圍第10項之顯示裝置，其中前述複數檢測電路，具備第1檢測電路與第2檢測電路，前述第1檢測電路之次區域與前述第2檢測電路之次區域，被配置於前述主動矩陣電路之外周部之不同的邊。
  13. 如申請專利範圍第1至3項之任一項之顯示裝置，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，前述驅動電路藉由使用薄膜多晶矽的電晶體來構成。
  14. 一種電子機器，其特徵為使用申請專利範圍第1至13項之任一項所記載的顯示裝置。
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