液晶显示设备的制作方法

专利名称：液晶显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有典型地确定与i殳备的显示面4妄触或4妄近的物 体位置的功能的液晶显示i殳备。
背景技术：
过去，已经介绍了很多技术，每一个都被用于典型地确定与显 10示设备的显示面接触或接近的物体的位置。所介绍的技术包括作为 用于实现显示设备的触摸板、通常在很宽的应用范围内流行的代表 性技术。
存在各种类型的触摸板。通常流行的触摸板为用于检测静电电 容的面板。在这种触4莫4反的情况下，当屏幕^皮一个物体例如手指触 15摸时，检测面板表面的电荷改变，从而确定表面上被触摸的位置。 因此，通过使用这种屏幕，允许用户直观地执行面板上的操作。
另外，近年来，提出了不在显示面上提供这种触摸板而典型地 确定物体位置的各种纟支术。例如，通过包括N. Tada的六个作者所撰写的"使用LTPS技 术的触4莫4反功能集成LCD ( A Touch Panel Function Integrated LCD Using LTPS Technology )，，，第十一界国际显示器研讨会的IDW, 04 会议录，国际显示器研讨会(IDW ，04 Proceedings of the 11th International Display Workshops, International Display Workshops ), pp.
温多晶硅所制造的液晶显示设备上的每个像素中设置光传感器来 典型地捕获物体图像的技术。

发明内容
10 通过使用在非专利文献1中所披露的液晶显示设备，典型地，
能够根据所捕获的物体图像来确定作为检测对象的物体位置。因 此，通过使用这种液晶显示设备，典型地，能够以简单结构确定物 体的位置，避免了对于特殊提供诸如这种触摸板的组件的需要。
但是，在这种液晶显示设备中典型地捕获物体图像的操作中， 15 所接收光的亮度(luminance)受到周围环境的明度(brightness)的 影响。因此，在暗的周围环境中，出现了不期望地难以冲艮据所捕获 的物体图^f象来典型地确定物体位置的情况。如参考文献的图5所示， 参考文献描述了当例如诸如手指的物体接触或接近显示面时，物体 反射显示光，并且通过4吏用所反射的显示光，即4吏周围环境暗，也 20 能确定物体的4立置。
但是，如果使用通过物体接触或接近显示面所反射的显示光， 则所反射的显示光的亮度成为问题。具体而言，接收光的亮度被所 反射的显示光的亮度所影响，并且所反射的显示光的亮度根据图像 凄t据而改变。结果，当显示面处于所谓的黑显示状态时，依然出J见 25 了不期望地难以根据所捕获的物体图像来典型确定物体位置的情 况。为了解决所述问题，可以考虑通过4吏用诸如红外光的非可见光
来才企测物体。这是因为，通过从液晶显示i殳备的显示面与显示光 (即，可见光) 一起发射这种非可见光，即-使显示面处于所谓的黑 显示状态，也能非常可靠地4企测与显示面4妄触或4妄近的物体。
5 但是，当通过使用诸如红外光的非可见光来检测物体时，根据
液晶显示设备的结构，非可见光的利用率会劣化，液晶显示设备整 体的功率消耗会过度增大。
但是，当通过采用现有技术来冲企测与该液晶显示设备的显示面 4妄触或接近的物体时，不可避免地难以通过使用简单的结构不受i殳 10 备的使用状态(如显示光的亮度)的限制来可靠地检测物体，而不 会过度增加液晶显示设备的功率消耗。因此，这种现有技术的改进 仍然存在^艮大空间。
鉴于上述问题，本发明的发明人已经创新了一种液晶显示诏二 备，能够通过使用简单的结构不受设备的使用状态的限制而可靠地 15 检测物体，而不会过度增大液晶显示设备的功率消耗。
根据本发明实施方式的液晶显示设备采用光源，用于生成可 见区光和非可见区光；多个液晶装置，祐j文置在液晶显示i殳备的显 示面区域中，用于根据图像数据调制通过光源所生成的可见区光， 并透射通过光源所生成的非可见区光；多个光接收装置，被放置在
20 显示面区域中，作为用于接收非可见区光的装置；显示驱动部，被 配置为根据图像数据，驱动液晶装置发射来自显示面的可见区光作 为显示光；光接收驱动部，被配置为驱动光接收装置，检测从显示 面所发射并且通过4企测对象物体所反射的非可见区光来作为纟皮检 测光，该检测对象物体反射由光源所生成并从显示面所发射的非可
25 见区光；以及检测部，被配置为根据从光接收装置所获取的接收光 信号来^企测所述4企测对象物体。通过光接收装置所检测的光(作为非可见区中的光)为由检测 对象物体所反射的光(作为具有可见区之外的波长的光)。通常，
可见区之外的波长为400 nm~700 nm的范围。通过液晶装置所发 射的显示光为作为根据图像数据调制通过光源所生成的可见区光 5的结果所获取的光。检测对象物体为接触或接近显示面的物体。检 测对象物体的实例为手指或指针。
在才艮据本发明实施方式的液晶显示"i殳备中，光源生成作为可见 区中的光的可见区光和作为非可见区中的光的非可见区光。显示驱 动部^M亍显示驱动才乘作，驱动》欠置在显示面上的液晶装置，乂人而通
10 过根据图像数据调制通过光源所生成的可见区光，从显示面发射可 见区中的光，作为显示光。另一方面，位于显示面上的液晶装置也 为了发射非可见区中的光而透射也是通过光源所生成的非可见区 光。如果在那个时候;险测对象物体正与显示面^妄触或接近，则物体 反射由光源所生成并从显示面所发射的非可见区光，并且光接收装
15 置^r测通过物体所反射的非可见区光，作为在通过光接收驱动部所 驱动的光接收操作中的被检测光。随后，检测部根据从光接收装置 所获取的接收光信号来检测所述检测对象物体。由于被4全测光为非 可见区中的光，所以能够通过识别被检测光来检测作为检测对象的 物体，而不会被设备使用状态所影响。设备使用状态的实例为根据
20图像数据而改变亮度的显示光。另夕卜，能够以简单结构识别被检测 光，而避免了对于特殊提供诸如触摸板的组件的需要。除此之外， 由于位于显示面上的液晶装置为了发射非可见区中的光而透射也 通过光源所生成的非可见区光，所以与例如4又/人显示面的局部区&戈 发射通过光源所生成的非可见区光的结构的情况相比，通过光源所
25 生成的非可见区光的利用率4交好。这种显示面的局部区域净皮称作用 于非可见区中的光的发射区。在根据本发明实施方式的液晶显示设备中，在显示面上配置液 晶装置，从而形成矩阵。同样，也在显示面上配置光接收装置，乂人
而形成矩阵。另外，显示驱动部驱动液晶装置4;M亍^f亍序显示才乘作， 该操作被定义为以每条线作为操作单元而逐线执行的显示操作。另 5 —方面，光接收驱动部驱动光接收装置执行行序光4妻收才喿作，该才喿 作被定义为以每条线作为操作单位而逐线执行的光接收操作。
因此，矩阵包括液晶装置和光接收装置，每一个光4娄收装置都 形成与其中 一个液晶装置连接的 一对，从而作为矩阵的器件对 (device-pair )元件。在矩阵中，在显示面的水平4亍和垂直线方向 10上配置'液晶装置。同4丰，也在显示面的7K平4于和垂直线方向上配置 光接收装置。矩阵的每个器件对元件被称作像素。行序显示操作为 以逐线顺序的方式通过在水平4于上的每个^f象素的液晶装置所4丸4亍
的显示才喿作。另一方面，^f亍序光接收^:作为以逐线顺序的方式通过
在水平行上的每个像素的光接收装置所执行的光接收操作。在液晶 15显示设备的整个显示面上执行行序显示操作和行序光接收操作，使 得一个画面的图^f象^t据能够;波显示，并且4皮;险测的光能够被画面上 所有像素接收。
才艮据本实施方式所提供的液晶显示i殳备，光4妄收驱动部在光才矣 收操作中驱动光4妾收装置4企测乂人显示面所发射并^皮;险测对象物体
非可见区光，作为^皮4企测光，并且4企测部4艮据乂人光《1妄收装置所获取 的作为表示被检测光的信号的接收光信号来检测所述检测对象物 体。因此，能够通过不被设备使用状态影响来识别被;险测光从而以 高可靠度来检测作为检测对象的物体。另外，能够以简单结构识别 25 被检测光，而避免了对于特别提供诸如触摸板的组件的需要。除此 之外，由于位于显示面上的液晶装置为了乂人显示面发射非可见区中 的光而透射也通过光源所生成的非可见区光，所以能够改善通过光源所生成的非可见区光的利用率。结果，#4居本发明实施方式的液 晶显示设备能够通过使用简单的结构、不受设备的使用状态的限制 而可靠地检测作为检测对象的物体，而不会过度增大液晶显示设备 的功率消诔毛。
5 附图i兑明
下面，通过结合附图对本发明的优选实施方式进行说明，本发 明的上述和其他的特征将更加明显。


图1示出了才艮据本发明实施方式的液晶显示设备的整体结构的 框10 图2示出了在图1的框图中所示的液晶显示设备中所采用的像
素的光发射/光接收单元的典型结构的顶视^莫型的示图3示出了作为显示部的典型截面模型、在图2的示图中通过 箭头A所表示的A-A部的截面的截面图4A 图4C为每一个都示出了通过在图2的示图中所示的光 个示图5示出了在图2的示图中所示的每个像素中所采用的光发射 /光接收单元的典型电路结构的示图6A ~图6C示出了在通过在普通显示状态中^M亍4亍序I喿作来 20 4企测4妄触或4妾近显示部的显示面的4全测对象物体的典型处理的描 述中所参照的多个示图；图7示出了在相应于黑显示状态的条件下的显示部的截面部的 截面图8A~图8C示出了在通过在黑显示状态中执行行序操作来枱r 测接触或接近显示部的显示面的检测对象物体的典型处理的描述 5 中所参照的多个示图9A~图9F示出了在图1的示图中所示的液晶显示设备所执 行的作为确定检测对象物体的位置的处理的定时的多个时序图10示出了在作为对比液晶显示i殳备的液晶显示i殳备中所采 用的显示部的截面部的截面10 图11示出了另一个实例的^f象素的光发射/光接收单元的典型结
构的顶—见才莫型的示图12A和图12B为每一个都示出了又一个实例的像素的典型 布局的多个示图；并且
图13示出了又一个实例的显示部的典型截面才莫型的截面图。
15
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明的优选实施方式。在下面的描 述中，优选实施方式4皮简单称作实施方式。需要注意，在下面所描 述的实施方式中，光的非可见区为波长大于可见光区的非可见光 区。因此，光的非可见区包括近红外光区和红外光区。
20 图1示出了根据本发明实施方式的液晶显示设备的整体结构的
框图。液晶显示i殳备采用显示部1、显示信号生成部21、显示信号 保存控制部22、显示信号驱动器23、可见光发射扫描器24、光接收扫描器31、接收光信号接收器32、接收光信号保存部33及位置 检测部34。显示部1为用于根据图像数据来显示图像的部。另夕卜， 液晶显示i殳备能够确定与显示部1的显示面10 4娄触或4妄近的物体 的位置。在下面的描述中，物体#皮称作4企测对象物体12。
5 显示部1为包:^舌配置在整个显示部1上的用于形成矩阵的多个
〃像素11的LCD (液晶显示器)单元。如将要在随后所描述的，通 过执行行序操作，显示部1显示作为预定图形和/或文字的图像。像
发射/光4秦收单元CWR。光发射子单元纟且块CW为能够生成可见光 10 以及非可见光的单元，而光接收子单元CR能够接收可见光以及非 可见光。因此，如将在随后被描述的一样，每个像素11能够执行 操作，从而生成并接收光。需要注意，将在随后说明显示部l的结 构的纟田节。
显示信号生成部21是这样一个部件，它用于4艮据从没有显示 15在图1的冲匡图中的i者如CPU(中央处理单元)的组件中所4妄收的图 4象H据来生成用于对于一个画面11 (或每个场)在显示部1上典型 地显示图像的显示信号。显示信号生成部21将以这种方式所生成 的显示信号输出至显示信号保存控制部22。
显示信号保存控制部22是这样一个部件，它用于通过在诸如 20 SRAM (静态随机存取存储器)的场存储器中存储信号来保存对于 一个画面(或每个场)所典型生成的显示信号。显示信号保存控制 部22也扮演控制器的角色，用于控制显示信号驱动器23、可见光 发射扫描器24及光接收扫描器31，使得显示信号驱动器23、可见 光发射扫描器24及光接收扫描器31以彼此被互锁的状态操作。可 25 见光发射扫描器24为用于执行操作从而驱动光发射子单元CW的 部件，而光4妾收扫描器31为用于执4于#:作/人而驱动光4妄收子单元 CR的部件。具体而言，显示信号保存控制部22将光发射定时控制信号41输出至可见光发射扫描器24,并且将光接收定时控制信号 42输出至光接收扫描器31。另外，显示信号保存控制部22为显示 信号驱动器23提供用于一个水平行的控制信号以及显示信号。用 于一个水平行的显示信号是基于在显示信号保存控制部22中所采
5 用的场存储器中所存储的作为用于一个画面的显示信号的显示信 号。如将在随后所描述的一样，显示信号保存控制部22将光发射 定时控制信号41输出至可见光发射扫描器24，将光接收定时控制 信号42输出至光接收扫描器31，并且为显示信号驱动器23提供用 于一个水平行的控制信号和显示信号，/人而在通过图1的框图中的
10箭头X所表示的方向上典型地执行行序操作。
可见光发射扫描器24是这样一个部件，它用于根据从显示信 号保存控制部22所接收的光发射定时控制信号41选择光发射子单 元组块CW作为驱动对象。具体而言，可见光发射扫描器24通过 连接至〗象素11的光发射棚4及线向作为驱动对象的光发射子单元组
15 块CW提供光发射选择信号，其中像.素11被包括在显示部1中并 且包括该光发射子单元组块CW，该光发射选择信号用于控制在光 发射子单元组块CW中所采用的光发射装置选择开关。即，当通过 被4是供至光发射子单元组块CW的光发射选择信号来施加电压，作 为导通光发射装置选择开关的电压时，包括光发射子单元组块CW
20 的像素11执行操作，发射具有通过从显示信号驱动器23所接收的 电压所确定的亮度的光。
显示信号驱动器23是这样一个部件，它用于根据从显示信号 保存控制部22所接收的用于一个水平行的显示信号将表示显示数 据的电压提供至作为驱动对象的光发射子单元组块CW。具体而言， 25 显示信号驱动器23通过被连接至显示部1的像素11的数据供给线 将表示显示数据的电压提供至通过可见光发射扫描器24所选择的 像素11。通过这种方式，显示信号驱动器23和可见光发射扫描器24以彼此一皮互锁的状态执^^f亍序才喿作， -使得在显示部1上显示才艮据 任意显示#:据的图4象。
光接收扫描器31是这样一个部件，它用于根据从显示信号保 存控制部22所接收的光接收定时控制信号42选择光接收子单元 5 CR作为驱动对象。具体而言，光4妄收扫描器31通过^皮连4妾至4皮包 括在显示部1中的像素11的光接收栅极线将光接收选择信号提供 至作为驱动对象的光接收子单元CR，用于控制光接收装置选择开 关。即，以与可见光发射扫描器的操作相同的方式，当光接收选择 信号施加电压作为导通光接收装置选择开关的电压时，显示部1的 10 像素11执行操作，将通过像素11所检测的接收光信号输出至接收 光信号接收器32。通过在像素11中所采用的光接收子单元CR所 检测的接收光为可见光和非可见光。
需要注意，光接收扫描器31将光接收组块控制信号43输出至 接收光信号接收器32和接收光信号保存部33的每一个，从而执行 15控制器的功能以控制包括在接收光信号接收器32和接收光信号保 存部33中的对于接收光操作有用的部分的操作。
接收光信号接收器32是这样一个部件，它用于根据从光接收 扫描器31所接收的光接收组块控制信号43获耳又光接收子单元CR 所生成的用于一个水平行的接收光信号。接收光信号接收器32将 20以这种方式获耳又的用于 一个水平4亍的4妾收光信号l命出至4妄收光信 号^f呆存部33。
接收光信号保存部33是这样一个部件，它用于根据从光接收 扫描器31所接收的光接收组块控制信号43将从接收光信号接收器 32所接收的接收光信号重构成用于一个画面(或每个场)的接收光 25信号，并通过在诸如SRAM的场存4诸器中存^^皮重构的4妄收光信号 来保存作为重构处理的结果所获取的接收光信号。随后，接收光信号保存部33将在场存储器中所存储的接收光信号输出至位置检测
部34。需要注意，接收光信号保存部33可以采用除诸如场存储器
的数字存储器之外的存储装置。例如，接收光信号保存部33可以 作为模拟数据来存储接收光信号。
5 位置4企测部34是这样一个部件，它才艮据从4妄收光信号保存部
33所接收的作为表示接收光的信号的接收光信号来执行信号处理， 从而从;险测接收光的每个光接收子单元CR的位置中典型地确定与 显示部1的显示面4妄触或4妄近的4企测对象物体的位置。通过这种方 式，位置4企测部34典型地确定与显示部1的显示面IO接触或接近 10 的检测对象物体的位置。需要注意，液晶显示设备也设置有一种结 构，其中，如果接收光信号保存部33如上所述作为模拟数据在存 储装置中存储接收光信号，则位置检测部34执行A/D (模/数)转 换处理，将模拟数据转换成随后进行信号处理的数字数据。
也值得注意，显示信号驱动器23和可见光发射扫描器24为本 15发明所提供的显示驱动部的典型具体实例，而光接收扫描器31为 本发明所提供的光接收驱动部的典型具体实例。
参照图2~图5的示图，下面的描述说明了显示部1和光发射/ 光4矣tl丈单元CWR的结构的细节。
图2示出了在<象素11中所采用的光发射/光接收单元CWR的 20 典型结构的顶4见图。如先前所述，光发射/光冲姿收单元CWR包4舌光 发射子单元组块CW和光4姿收子单元CR。光发射子单元组块CW 具有红色光发射子单元CWr、绿色光发射子单元CWg及蓝色光发 射子单元CWb。红色光发射子单元CWr包括作为用于发射红色光 的组件的红色光发射装置CLr和包括作为用于如随后所描述地驱动 25 红色光发射装置CLr的开关装置的前述红色光发射装置选择开关 SW1R的红色TFT (薄膜晶体管)电路部113R。同样，绿色光发射子单元CWg包括作为用于发射绿色光的组件的绿色光发射装置 CLg和包括作为用于如随后所描述地驱动绿色光发射装置CLg的 开关装置的前述绿色光发射装置选择开关SWIG的绿色TFT(薄膜 晶体管)电路部113G。同样，蓝色光发射子单元CWb包括作为用 5 于发射蓝色光的组件的蓝色光发射装置CLb和包括作为用于如随 后所描述地驱动蓝色光发射装置CLb的开关装置的前述蓝色光发 射装置选择开关SW1B的蓝色TFT (薄膜晶体管)电路部113B。 需要注意，如随后所详细说明的，在用于建立红色光发射装置CLr、 绿色光发射装置CLg及蓝色光发射装置CLb的每个区域中，如图3 10 的截面图中所示，放置了滤光片107，使得从每个区域也发射非可 见光。
光4妻收子单元CR具有光4企测传感器111和光纟企测传感器电路 部112。光4企测4专感器111为用于^r测可见光和非可见光的光4妄收 装置。光4企测传感器电^各部112包括作为用于驱动光4企测传感器111
15 的开关装置的将在下面描述的上述光接收装置选择开关SW2。典型 地，光4企测传感器111为由单晶珪、多晶硅(poly-silicon)或非晶 硅所典型地构成的光电二极管。在使用具有大于可见区中的光波长 的波长的非可见光的实施方式的情况下，期望通过单晶硅而不是多 晶硅或非晶硅来制成光检测传感器111。这是因为，通过用单晶硅
20 制成光检测传感器111，所能够接收的光的波长范围变得更宽。可 4矣收光的波长范围为不超过大约1100 nm <直的波长范围。
需要注意，通过参照图5的示图，随后的描述将说明红色发光 装置CLr和红色TFT电路部113R之间、绿色发光装置CLg和绿色 TFT电路部113G之间及蓝色发光装置CLb和蓝色TFT电路部113B 25之间的连接的具体情况。描述也将说明已经在之前所描述的红色 TFT电^各部113R、绿色TFT电路部113G及蓝色TFT电i 各部113B如何纟皮连接至显示信号驱动器23、可见光发射扫描器24、光4妄收 扫描器31及接收光信号接收器32的具体情况。
红色光发射装置CLr、绿色光发射装置CLg及蓝色光发射装置 CLb的每一个都为本发明所提供的液晶装置的典型实例，而光检测 5传感器111为本发明所提供的光接收装置的典型实例。
图3示出了作为显示部1的典型截面结构、在图2的示图中通 过箭头A所表示的A-A面的截面的截面图。显示部1具有层叠结 构，包纟舌光源lOO和i殳置在光源IOO上面的上层。上层构成了包括-红色光发射装置CLr的红色光发射子单元CWr、包括绿色光发射装
10置CLg的绿色光发射子单元CWg、包括蓝色光发射装置CLb的蓝 色光发射子单元CWb及包括作为光4妄收装置的光4企测传感器111 的光接收子单元CR。具体而言，上层具有下偏光板IOIA、下玻璃 基板102A、电3各部103 (包括绝缘层104和透明像素电极105A )、 液晶层106、透明7^共电才及105B、包4舌滤光片107和黑矩P车109的
15 层、上3皮璃基4反102B及上偏光一反101B,它们以从下至上的方向逐 层设置在光源100上。因此，光发射装置CLr、 CLg及CLb的每一 个都是设置有通过彼此面对的上下玻璃基板102B和102A而夹在中 间的液晶层106的液晶装置。
20 的背光。上下玻璃基板102B和102A的每一个都为玻璃材料所构成 的透明基板。代替玻璃材料，也可以由塑料材料构成上下玻璃基板 102B和102A的每一个。需要注意，上下玻璃基板102B和102A 都是本发明所提供的一对透明基板的典型实例。
电i 各部103为相应于图2的示图中所示的红色TFT电3各部 25113R、绿色TFT电路部113G、蓝色TFT电^各部113B、光才全测传 感器111及光检测传感器电路部112的部件。电路部103被电连接至每个透明器件电极105A。在红色光发射子单元CWr、绿色光发 射子单元CWg及蓝色光发射子单元CWb中的一个中i殳置由i者如 ITO (铟锡氧化物)的透明材料制成的各个透明器件电极105A。透 明7>共电极105B为面对透明器件电极105A的7>共电极。类似于透 5 明器件电才及105A,透明7^共电才及105B也由i者如ITO的透明材津+构 成。在多个电3各部103的部分之间建立每个绝^彖层104。在透明器 件电极105A和透明公共电极105B之间施加根据图像数据的电压， 使得液晶层106调制通过光源100所生成的背光的光LO的可见光 Lrgb。可见光Lrgb为红色光Lr、绿色光Lg及蓝色光Lb。
10 如图3的截面图中所示，在作为在4妄近于显示面10的一侧所
;故置的上JE皮璃基4反102B的下表面上的区i成，即与光发射单元(即 红色光发射子单元CWr、绿色光发射子单元CWg及蓝色光发射子 单元CWb)相关的区域中提供滤光片107。每个滤光片107为这样 一个部件，其每个都用于选择性透射作为背光的光LO的组分的透
15 过液晶层106的光组分。光组分包4舌相应于透射背光的光LO的滤 光片107的可见光和非可见光LIR。可见光为红色光Lr、绿色光 Lg及蓝色光Lb的其中一种。需要注意，在相应于光4妄收子单元CR 的区域中没有设置滤光片107。
在光发射子单元CW之间以及在蓝色光发射子单元CWb与光 20 接收子单元CR之间提供黑矩阵109。黑矩阵109遮挡通过光源100 所生成的背光的光LO，使得背光的光LO没有发射至显示面10侧。
如上所述，滤光片107透射由光源100所生成的背光的光LO， 使得红色光发射子单元CWr、绿色光发射子单元CWg及蓝色光发 射子单元CWb除了非可见光LIR之外分别发射红色光Lr、绿色光 25 Lg及蓝色光Lb。具体而言，红色光发射子单元CWr发射红色光 Lr和非可见光LIR,绿色光发射子单元CWg发射绿色光Lg和非可 见光LIR，而蓝色光发射子单元CWb发射蓝色光Lb和非可见光LIR。由于在相应于光接收子单元CR的区域中没有设置滤光片107， 所以另一方面，光4妄收子单元CR能够接收通过作为才企测对象的物 体所反射的可见光Lrgb和非可见光LIR。
图4A-图4C的示图中示出可见光Lrgb和非可见光LIR的发 射光谱。具体而言，图4A的示图示出了对于蓝色光发射子单元CWb 在可见光区中所7见察到的光"i普，作为具有小于阈值波长W1的波长 的蓝色光的发射蓝色光谱Pb，以及在非可见光区中所观察到的光 i普，作为具有大于阈值波长W1的波长的非可见光的发射非可见光 谱PIR。同样，图4B的示图示出了对于绿色光发射子单元CWg在 可见光区中所观察到的光i普，作为具有小于阈值波长W1的波长的 绿色光的发射绿色光语Pg,以及在非可见光区中所观察到的光谱， 作为具有大于阈值波长wi的波长的非可见光的发射非可见光谱 PIR。同样，图4C的示图示出了对于红色光发射子单元CWr在可 见光区中所观察到的光谱，作为具有小于阈值波长W1的波长的红 色光的发射红色光谱Pr，以及在非可见光区中所观察到的光谱，作
图5示出了在每个像素11中所采用的光发射/光接收单元CWR 的典型电^各结构的示图。如先前所述，光发射/光4妄收单元CWR具 有包括红色光发射子单元CWr、绿色光发射子单元CWg及蓝色光
20 发射子单元CWb的光发射子单元CW以及光接收子单元CR。光发 射子单元CW被连接至与显示信号驱动器23所链接的显示数据供 给线DW,并且^皮连4妄至与可见光发射扫描器24所链接的光发射 栅极线GW。具体而言，红色光发射子单元CWr被连接至红色显示 数据供给线DWr和光发射栅极线GW,绿色光发射子单元CWg被
25连接至绿色显示数据供给线DWg和光发射栅极线GW,而蓝色光
线GW。另一方面，光4妄收子单元CR^皮连冲妻至与光4妄收扫描器31所链接的光接收栅极线GR,并且被连接至与接收光信号接收器32 所链接的数据读取线DR。
红色光发射子单元CWr采用先前所描述的红色光发射装置 CLr以及在红色TFT电路部113R中所设置的红色光发射装置选择 5 开关SW1R。同样地，绿色光发射子单元CWg采用先前所描述的 绿色光发射装置CLg以及在绿色TFT电路部113G中所设置的绿色 光发射装置选择开关SW1G。同样，蓝色光发射子单元CWb采用 先前所描述的蓝色光发射装置CLb以及在蓝色TFT电路部113B中 所设置的蓝色光发射装置选择开关SW1B。另一方面，光接收子单
10 元CR采用光一企测传感器111和光"t妄收装置选择开关SW2。光4企测 传感器111用作为先前所说明的光接收装置。在图5的示图中所示 的典型电路结构中，光检测传感器111为光电二极管。光接收装置 选才奪开关SW2为在先前所述的光4企测传感器电路部112中所i殳置 的开关。需要注意，红色光发射装置选择开关SW1R、绿色光发射
15 装置选择开关SW1G及蓝色光发射装置选择开关SW1B的每一个都 为用作开关装置的典型TFT。在与诸如光4企测传感器111的组件的 透明基板相同的透明基板上建立每一个红色光发射装置选择开关 SW1R、绿色光发射装置选择开关SW1G及蓝色光发射装置选择开 关SW1B。在图3的截面图中所示的典型显示部1的情况下，透明
20基板为下玻璃基板102A。
通过光发射栅极线GW来控制每一个红色光发射装置选择开 关SW1R、绿色光发射装置选择开关SW1G及蓝色光发射装置选择 开关SW1B,从而执行操作，进入导通或截止状态。红色光发射装 置选4奪开关SW1R的其中一个指定电招j皮连4妄至红色显示lt据供 25 给线DWr，而红色光发射装置选择开关SW1R的另一个电极被连接 至红色光发射装置CLr的其中一个指定终端，并且红色光发射装置 CLr的另一个终端被接地。具体而言，红色光发射装置CLr的指定终端为图3的截面图中所示的透明器件电才及105A,而红色光发射 装置CLr的另一个终端为在同一截面图中所示的透明/>共电^1 105B。同样，绿色光发射装置选择开关SW1G的其中一个指定电招^ 被连接至绿色显示数据供给线DWg，而绿色光发射装置选择开关 5 SW1G的另 一个电招j皮连4妾至绿色光发射装置CLg的其中 一个指定 终端，并且绿色光发射装置CLg的另一个终端4皮接地。具体而言， 绿色光发射装置CLg的指定终端为图3的截面图中所示的透明器件 电极105A,而绿色光发射装置CLg的另一个终端为在同一截面图 中所示的透明公共电极105B。同样地，蓝色光发射装置选择开关
10 SW1B的其中一个指定电招j皮连4妄至蓝色显示凝:据供《合线DWb，而 蓝色光发射装置选择开关SW1B的另一个电极被连接至蓝色光发 射装置CLb的其中一个指定终端，并且蓝色光发射装置CLb的另 一个终端被接地。具体而言，蓝色光发射装置CLb的指定终端为图 3的截面图中所示的透明器件电才及105A，而蓝色光发射装置CLb
15的另一个终端为在同一截面图中所示的透明7>共电极105B。
通过光接收栅极线GR来控制光接收装置选择开关SW2,从而 执行操作，进入导通和截止状态。光接收装置选择开关SW2的其 中一个指定电极被连接至数据读取线DR，而光接收装置选择开关 SW2的另一个电极被连接至光检测传感器111的其中一个指定终 20 端，并且光检测传感器111的另一个终端被接地或被连接至图5的 电^各图中未示出的正4扁压(positive bias )点。
在上述电路结构中，光发射/光接收单元CWR如下执行光发射 操作和光接收操作。
首先，在通过红色光发射子单元CWr、绿色光发射子单元CWg 25及蓝色光发射子单元CWb执行光发射操作从而发射可见光Lrgb和 非可见光LIR的过程中，在光发射栅极线GW上所施加的光发射选 择信号使在一个水平行上所设置的红色光发射装置选择开关SW1R、绿色光发射装置选择开关SW1G及蓝色光发射装置选择开 关SW1B中的每一个都处于导通状态。随后，通过分别包括红色显 示数据供给线DWr、绿色显示数据供给线DWg及蓝色显示数据供 给线DWb以及红色光发射装置选择开关SW1R、绿色光发射装置 5 选择开关SW1G及蓝色光发射装置选择开关SW1B的每个路径Ilr、 Ilg及Ilb，在每个红色光发射装置CLr、绿色光发射装置CLg及蓝 色光发射装置CLb中存储表示显示信号的电荷，使得红色光发射装 置CLr、绿色光发射装置CLg及蓝色光发射装置CLb的每一个都 发射具有根据显示信号的亮度的可见光Lrgb和具有恒定亮度的非 10 可见光LIR。
需要注意，在通过红色光发射子单元CWr、绿色光发射子单元 CWg及蓝色光发射子单元CWb的每一个来执4亍光发射才乘作从而发 射通过光源IOO所生成的非可见光LIR的过程中，非可见光LIR不 依赖于通过显示信号所传送的显示ft据。事实上，非可见光LIR总
15 是透过在显示面上的红色光发射子单元CWr、绿色光发射子单元 CWg及蓝色光发射子单元CWb中所分别釆用的红色光发射装置 CLr、绿色发射装置CLg及蓝色发射装置CLb的每一个。因此，在 红色光发射子单元CWr、绿色光发射子单元CWg及蓝色光发射子 单元CWb中所分别采用的红色光发射装置CLr、绿色发射装置CLg
20 及蓝色发射装置CLb的每一个执行光发射操作，从而发射具有恒定 亮度的非可见光LIR。
在通过光接收子单元CR执行光接收操作从而接收可见光Lrgb 和非可见光LIR的过程中，另一方面，在光接收^f册极线GR上所施 加的光接收选择信号使在 一 个水平行上所设置的每个光接收装置 25选择开关SW2处于导通状态。随后，通过光纟企测传感器111生成了 具有通过光4妾收子单元CR所4妄收的光量所确定的量级的电流，并且其通过包括光接收装置选择开关SW2的路径12流入数据读取线 DR。
需要注意，当既不才丸4亍发射可见光Lrgb和非可见光LIR的光 发射4喿作也不扭^f亍4姿收可见光Lrgb和非可见光LIR的光4妄收"l喿作 5 时，红色光发射装置选择开关SW1R、绿色光发射装置选择开关 SW1G及蓝色光发射装置选择开关SW1B的每一个以及光接收装置 选择开关SW2被置于截止状态，从而断开红色光发射装置CLr与 红色显示数据供给线DWr的连接，断开绿色光发射装置CLg与绿 色显示数据供给线DWg的连接，断开蓝色光发射装置CLb与蓝色 10 显示数据供给线DWbr的连接并且断开光检测传感器111与数据读 取线DR的连4妄。
下面的描述通过将说明划分为在黑显示状态下所4丸4于的处理 的描述和在除了黑显示状态之外的普通显示状态中所4丸4亍的处理 的描述，来说明检测作为与显示部1的显示面IO接触或接近的检 15测对象的物体的处理。
首先，通过参照图6~图8的示图，下面的描述说明了检测作 为与显示部1的显示面10 4妄触或4妄近的4企测对象的物体的处理的 概要。图6A~图6C为通过在普通显示状态下执行行序操作来检测 作为与显示部i的显示面10接触或接近的检测对象的物体的典型 20 处理的描述中所参照的多个示图。图7示出了净皮置于相应于黑显示 状态的条件的显示部1的截面的截面图。图8A~图8C为通过在黑 显示状态下执行行序操作来检测作为与显示部1的显示面10接触 或接近的>^企测对象的物体的典型处理的描述中所参照的多个示图。
需要注意，黑显示状态通常^皮定义为乂人显示部1的<象素11中 25没有可见光Lrgb ^皮发射的状态。4旦是，在下面的描述中，黑显示 状态;陂定义为在显示部1上所显示的图^f象显示为遍及显示部1上的所有^f象素11的黑图〗象的状态。图6和图8的示图中所示的每个方 形块表示显示部1上的一个l象素11。
首先，通过参照图6A 图6C，下面的描述i兌明了通过在普通 显示状态下执行行序操作来检测作为与显示部1的显示面10接触 5或4妄近的检测7寸象的物体的典型处J里。
图6A示出了如先前所述从红色光发射子单元CWr、绿色光发 射子单元CWg及蓝色光发射子单元CWb的每一个以恒定亮度发射 非可见光LIR的状态的示图。因此，在显示部1上的所有^f象素11 形成了图6A的示图中所示的非可见光发射区51。
10 图6B和图6C的每一个都示出了执行行序光发射操作从而得到
可见光发射区52的状态，该可见光发射区52沿箭头X所示方向移 动并且作为具有每个都执行光发射操作的发光装置CLrgb的多个水 平行的区域，以及示出了以与行序光发射操作同步的方式执行行序 光4妄收才喿作乂人而得到可见光4妄收区53的状态，该可见光4妄收区53
15 沿箭头X所示方向移动并且作为具有每个都执行光接收操作的光 接收子单元CR的一个水平行的区域。行序光发射操作和行序光接 收才喿作允许整个显示部1通过发射非可见光LIR以及可见光Lrgb 来显示图^f象，并4姿收通过作为4企测对象的物体12所反射的可见光 Lrgb以及非可见光LIR。由于4企测对象物体12与显示部1的显示
20 面10接触或接近，所以检测对象物体12反射从可见光发射区52 所发射的可见光Lrgb和乂人非可见光发射区51所发射的非可见光 LIR。此时，接近于发射可见光Lrgb和/或非可见光LIR的指定像 素11的<象素11接收通过才企测对象物体12所发射的可见光Lrgb和/ 或非可见光LIR。接收通过检测对象物体12所发射的可见光Lrgb
25 和/或非可见光LIR的像素11的实例为在作为通过图6B的示图中 的符号P3所表示的可见光^f妄收区53的水平4亍上的^f象素11。另一方 面，远离发射可见光Lrgb和/或非可见光LIR的指定像素11的像素11不接收由检测对象物体12所发射的可见光Lrgb和/或非可见光 LIR。不接收由检测对象物体12所发射的可见光Lrgb和/或非可见 光LIR的^象素11的实例为在作为通过图6C的示图中的符号P6所 表示的可见光接收区53的水平行上的像素11。因此，位于检测对 5 象物体12附近位置的每个4象素11的光检测传感器111生成接收光 信号。另一方面，位于检测对象物体12远处位置的每个像素11的 光斥全测传感器111不生成4妾收光<言号。结果，可以4企测显示部1上 的^f立置作为^r测^"象物体12^妄触或4矣近的^f立置。
10Lrgb以及非可见光LIR,并且进行行序光接收操作从而检测通过检 测只于象物体12所反射的可见光Lrgb和非可见光LIR。通过以这种 方式执行行序光发射操作和行序光接收操作，整个显示部1能够用 作光发射区和光接收区，使得根据通过光检测传感器111所生成、 作为表示被检测的接收光的信号的接收光信号，能够在整个显示部
15 l上显示图〗象^:据，并确定4企测对象物体12是否存在于在显示部1 附近的位置，并且如果确定4企测对象物体12存在于显示部1附近 的位置，则检测所述位置。
在黑显示状态的情况下，如前所述，所有^f象素11示出黑显示。 即，如图7的示图所示，在红色光发射子单元CWr、绿色光发射子
20 单元CWg及蓝色光发射子单元CWb中，液晶层106分别调制通过 光源100所生成的背光的光LO的红色光Lr、绿色光Lg及蓝色光 Lb，而上偏光斗反101B则遮挡所调制的红色光Lr、,录色光Lg及蓝 色光Lb。同时，也如图7的示图所示，在红色光发射子单元CWr、 绿色光光发射子单元CWg及蓝色光发射子单元CWb中，液晶层
25 106不分别调制通过光源100所生成的背光的光LO的非可见光 LIR，并且上偏光^反101B透射非可见光LIR。因此，显示部1总是 发射固定亮度的非可见光LIR。结果，即使在黑显示状态的情况下，参照图8A~图8C的示图，通过4吏用如上所述地由非可见光发射区 51所发射的非可见光LIR，能够以与在图6A~图6C的示图中所示 的普通显示状态相同的方式来确定4企测只于象物体12的4立置。通过 这种方式，能够确定4企测对象物体12的位置，而不会^皮通过图《象 5 数据所引起的亮度变化和液晶显示设备的使用条件所影响。液晶显 示设备的使用条件包括液晶显示设备周围环境的状态。液晶显示设 备周围环境状态的实例为环境的暗和亮状态。
参照图9A~图9F的时序图，下面的描述通过将说明划分为在 黑显示状态下所执行的处理的描述和在除黑显示状态之外的普通
10 显示状态下所才丸^f亍的处理的描述来"i兌明图1的示图所示出的液晶显 示设备所执行的用于确定显示对象物体12的位置的处理的具体情 况。图9A 图9F的时序图包4舌示出了图1的示图所示的液晶显示 设备所执行的用于确定显示对象物体12的位置的处理的定时的多 个时序图。具体而言，图9A示出了用于在显示凄t据供给线DWi上
15 所施加的信号的时序图，而图9B示出了用于通过光发射/光4妄收单 元CWRi所发射的非可见光LIR的时序图。图9C示出了用于在分 别相应于第一至第n个水平行的光发射栅极线GW (即，光发射片册 极线GW1-GWn)上所施加的脉冲的多个时序图。图9D示出了用 于在分别相应于第一至第n个水平行的光接收栅极线GR (即，光
20 接收栅极线GR1 ~GRn)上所施加的脉冲的多个时序图。图9E示 出了用于分别相应于第一至第n个水平行的光发射/光接收单元 CWRi (即，光发射/光接收单元CWRil ~ CWRin )的周期TRW和 TW的多个时序图。随后，将描述周期TRW和TW。图9F示出了 用于出现在与光发射/光接收单元CWRi相连的数据读取线DRi上
25 的信号的时序图。在图9A-图9F的时序图中所使用的每个符号i、 j、 n及m为表示位置的整凄t。图9A-图9F的时序图的水平轴表示时间的流逝。在图9A~ 图9F的时序图的顶部所示的每个垂直周期TH1和THm分别表示 在普通显示状态和黑显示状态中扫描整个显示部1所花费的时间。 即，每个垂直周期TH1和THm表示可见光发射扫描器24如在图 5 9C的时序图中所示在光发射4册才及线GW1 ~ GWn上施加月永冲/人而扫 描整个显示部1以及光4妾收扫描器31如在图9D的时序图中所示在 光4妻收栅4及线GR1 ~ GRn上施加3永沖/人而扫描整个显示部1所需的 时间。假设检测对象物体12位于在显示部1上的光发射/光接收单 元CWRi(j-l)、 CWRij及CWRi(j+l)附近的位置。因此，通过光发
10 射/光接收单元CWRi(j-l)、 CWRij及CWRi(j+l)才企测接收光，并且 在光发射/光接收单元CWRi(j-l)、 CWRij及CWRi(j+l)的TRW周 期内(即，如图9F的时序图所示，在通常显示状态垂直周期TH1 中的定时t3和t6之间的接收光信号检测周期TF1期间内以及在黑 显示状态垂直周期THm中的定时t8和tll之间的^^妄收光信号4企测
15 周期TFm期间内)通过光发射/光接收单元CWRi(j-l)、 CWRij及 CWRi(j+l)生成接收光信号。如图9A的时序图所示施加在显示数据 供给线DWi上的信号表示确定通过被连接至显示数据供给线DWi 的每个像素11所生成的光的亮度的数据。垂直周期TH1为通常显 示状态的长度，而垂直周期THm为黑显示状态的长度。图9B为用
20于通过光发射/光接收单元CWRi所发射的非可见光LIR的亮度 (即，非可见光LIR的量)的时序图。在图9E的每个时序图中所 示的周期TRW是通过光发射/光接收单元CWRi发射和接收可见光 Lrgb和非可见光LIR的光发射/光4妄收周期。在图9E的每个时序图 中所示的周期TW是通过光发射/光接收单元CWRi发射可见光
25 Lrgb的光发射周期。
通过在图9A 图9F的时序图中所示的定时所执4亍的处理为通 过在同 一水平4亍上以相同定时才丸^^亍序才喿作由可见光发射扫描器 24所执行的光发射操作中的典型扫描和由光接收扫描器31所执行的光接收操作中的典型扫描。但是，也能够提供一种结构，其中，
独立于在接收可见光Lrgb和非可见光LIR的光接收操作中的扫描 而扭J亍在发射可见光Lrgb和非可见光LIR的光发射才喿作中的扫描。 另夕卜，如图9F的时序图中所示出现在^皮连4妄至光发射/光4妄收单元 5 CWRi的数据读取线DRi上的信号被作为模拟信号典型地存储在接 收光信号保存部33中。但是，如先前所述，也可以提供一种结构， 其中，所述信号被作为数字数据典型地存储在接收光信号保存部33 中。
首先，说明通过垂直周期TH1所表示的普通显示状态。
10 在定时tO和tl之间的周期内，不为每个光发射栅极线GW和
每个光接收栅极线GR提供选择信号。因此，在这个周期内，在光 发射/光接收单元CWRi中所采用的每个光发射装置选择开关SW1 和光接收装置选择开关SW2每个都处于截止状态。结果，红色光 发射装置CLr不与红色显示数据供给线DWr电连接，绿色光发射
15 装置CLg不与绿色显示数据供给线DWg电连接，蓝色光发射装置 CLb不与蓝色色显示凄t据供给线DWb电连接，并且光4企测传感器 111不与数据读取线DR电连接。因此，每个光发射/光接收单元 CWRi处于停止发射可见光Lrgb的光发射操作的状态。但是，如图 9B的时序图所示，每个光发射/光4妄收单元CWRi正在发射具有恒
20 定亮度的非可见光LIR。
在定时tl和t2之间的下一个周期中，光发射选4奪信号净皮才是供 至光发射栅极线GW1,而光接收选择信号被提供至光接收栅极线 GR1，从而同时导通在被连接至光发射栅极线GW1和光接收栅4 L 线GR1的每个光发射/光4妾收单元CWR11 、 CWR21 、一、及CWRml 25 中所采用的每个光发射装置选择开关SW1和光接收装置选择开关 SW2。在作为定时tl和t2之间的周期的在图9A~图9F的时序图 中所示的光发射/光接收周期TRW中，在光发射/光接收单元CWRi的红色光发射子单元CWr、绿色光发射子单元CWg及蓝色光发射 子单元CWb中所分别采用的红色光发射装置CLr、绿色光发射装 置CLg及蓝色光发射装置CLb的每一个都执行光发射操作，从而 分别发射具有通过在显示lt据供给线DWi上所施加的信号所确定 5 的亮度的红色光Lr、绿色光Lg及蓝色光Lb，而在光发射/光接收 单元CWRi的光接收子单元CR中所采用的光检测传感器111执行 光接收操作，从而将具有通过光接收传感器111所接收的光量所确 定的量级的电流提供至数据读取线DRi。需要注意，在定时tl和t2 之间的光发射/光接收周期TRW中，没有检测到表示检测对象物体 1012的存在的接收光信号。因此，没有从数据读取线DRi检测信号。
在定时t2之后的周期中，以与定时tl和t2之间的光发射/光接 收周期TRW相同的方式，将光发射选择信号提供至光发射栅极线 GW2，而将光接收选择信号提供至光接收栅极线GR2，将光发射选 择信号提供至光发射栅极线GW3，而将光接收选择信号提供至光 15 接收栅极线GR3等，从而执行行序光发射和接收操作。但是，也没 有检测表示检测对象物体12的存在的接收光信号。因此，没有从 数据读取线DRi检测到信号。需要注意，每个光发射/光接收单元 CWRi在光发射/光接收周期TRW结束后维持固定时间周期的光发 射周期TW。
20 在定时t3和t6之间的下一个"l妄收光信号一企测周期TF1中，每
个光发射/光接收单元CWRi(j-l)、 CWRij及CWRi(j+l)接收通过4企 测对象物体12所反射的光。每个光发射/光接收单元CWRi(j-l)、 CWRij及CWRi(j+l)将接收光转换成具有通过接收光量所确定的量 级的电流，并且将所述电流输出至被连接至光发射/光接收单元
25CWRi的数据读取线DRi (接收光信号检测周期TF1 )。需要注意， 在这种情况下，通过每个光发射/光接收单元CWRi(j-l)、 CWRij及 CWRi(j+l)从检测对象物体12所接收的光包括通过红色光发射子单元CWr、绿色光发射子单元CWg及蓝色光发射子单元CWb所发射 的可见光Lrgb和非可见光LIR。因此，通过由光发射/光接收单元 CWRi所发射的可见光Lrgb和非可见光LIR的强度来确定4皮專命出至 数据读取线DRi的电流的量级。如前所述，通过在显示数据供给线 5DWi上所施加的信号来确定可见光Lrgb的强度。
以与在定时tl和t3之间的周期相同的方式，在定时t6和定时 t7之间的周期中，光发射选择信号被提供至光发射栅极线GWj+2， 而光接收选择信号被提供至光接收栅极线GRj+2，光发射选择信号 被提供至光发射栅极线GWj+3，而光接收选择信号被提供至光接收 10 栅极线GRj+3，--，并且光发射选择信号被提供至光发射栅极线 GWn，而光接收选4奪信号被提供至光接收斥册极线GRn，从而执4亍4亍 序光发射和接收4喿作。{旦是，也没有4企测到表示4企测对象物体12 的存在的接收光信号。因此，没有从数据读取线DRi检测信号。
因此，如上所述，在普通显示状态垂直周期TH1中的接收光信 15号检测周期TF1期间内，能够检测位于光发射/光接收单元 CWRi(j-l)、 CWRij及CWRi(j+l)附近的4企测对象物体12的存在。
在黑显示状态的黑显示状态垂直周期THm中，也执4亍基本上 与在普通显示状态的普通显示状态垂直周期TH1中的纟喿作一致的 才喿作。即，在光发射/光4妄收单元CWRi的红色光发射子单元CWr、
20 绿色光发射子单元CWg及蓝色光发射子单元CWb中^皮分别采用的 每个红色光发射装置CLr、绿色光发射装置CLg及蓝色光发射装置 CLb都执行光发射操作，从而分别发射具有通过在显示数据供给线 DWi上所施加的信号所确定的亮度的红色光Lr、乡录色光Lg及蓝色 光Lb，而在光发射/光接收单元CWRi的光接收子单元CR中所采
25 用的光检测传感器111执行光接收操作，从而将具有通过光检测传 感器111所接收的光量所确定的量级的电流纟是供至凄史据读取线 DRi。但是，在黑显示状态的情况下，作为所发射的可见光的亮度的由施加在显示数据供给线DWi上的信号所确定的亮度约为0，使 得光检测传感器111仅接收通过检测对象物体12所反射的非可见光 LIR。即，每个光发射/光接收单元CWRi(j國l)、 CWRij及CWRi(j+l) 仅4妄收通过#全测对象物体12所反射的非可见光LIR,使得通过非可 5 见光LIR的强度来确定被输出至数据读取线DRi的电流信号的量 级。通过这种方式，在黑显示状态的黑显示状态垂直周期THm中 的接收光信号检测周期TFm中，电流信号被输出至数据读取线 DRi,使得也能够才企测位于光发射/光接收单元CWRi(j-l)、 CWRij 及CWRi(j+l)附近位置处的检测对象物体12的存在。
10 如上所述，在根据实施方式的液晶显示设备中，光源100生成
包括可见光Lrgb和非可见光LIR的背光的光LO。随后，被置于显 示面10上作为红色光发射装置CLr、绿色光发射装置CLg及蓝色 光发射装置CLb的每个液晶装置根据通过显示信号驱动器23和可 见光发射扫描器24所执行的显示驱动操作、基于待被显示的图像
15 数据，来调制通过光源100所生成的可见光Lrgb,并从显示面10 发射一皮调制的可见光Lrgb作为显示光。另一方面，净皮置于显示面 10上作为红色光发射装置CLr、绿色光发射装置CLg及蓝色光发射 装置CLb的每个液晶显示装置透射通过光源100所生成的非可见光 LIR,并从显示面IO发射非可见光LIR。如果此时4企测对象物体12
20正在4妻触或4姿近显示面10,则4企测对象物体12反射乂人显示面10所 发射的可见光Lrgb和非可见光LIR。在显示面10上的光检测传感 器111根据由光接收扫描器31所执行的控制来执行光接收操作，来 检测作为被检测光的所发射的可见光Lrgb和非可见光LIR。最终， 才艮据由光4会测传感器111所生成的作为具有4艮据祐^企测光量的量级
25 的信号的接收光信号来确定检测对象物体12的位置。通过这种方 式，能够确定4企测对象物体12的位置，而不会^皮通过图傳4t据所 引起的亮度变化和液晶显示设备的使用条件所影响。液晶显示设备的使用条件包括液晶显示设备周围环境的状态。液晶显示设备周围 环境状态的实例为环境的暗和亮状态。
另外，被检测光能够以筒单的结构被识别，避免了特殊提供诸 如触4莫一反的组件的需要。
5 另夕卜，在根据实施方式的液晶显示设备中，如图3和图7的截
面图所示，被置于显示面lO上的作为在红色光发射子单元CWr中 所包括的红色光发射装置CLr、在绿色光发射子单元CWg中所包 括的绿色光发射装置CLg及在蓝色光发射子单元CWb中所包括的 蓝色光发射装置CLb的每个液晶装置透射通过光源100所生成的非 10可见光LIR,并且从显示面IO发射非可见光LIR。
另外，图10示出了在作为要与根据实施方式的液晶显示设备 进行比较的液晶显示设备的对比液晶显示设备200中所采用的显示 部的截面的截面图。对比液晶显示设备200采用了可见光发射子单 元CWrgb和非可见光发射子单元CWIR。可见光发射子单元CWrgb
15 为红色光发射子单元CWr、绿色光发射子单元CWg及蓝色光发射 子单元CWb。在每个红色光发射子单元CWr、绿色光发射子单元 CWg及蓝色光发射子单元CWb中所包4舌的可见光选4奪/透射滤光镇: 207通过从由光源100所生成的背光的光LO中选4奪红色光Lr、绿 色光Lg或蓝色光Lb来选择性发射可见光Lrgb。另一方面，在非可
20 见光发射子单元CWIR中所包括的非可见光选择/透射滤光镜208 通过从由光源IOO所生成的背光的光LO中选择非可见光LIR来选 择性发射非可见光LIR。因此，在对比液晶显示设备200的情况下， 仅从显示面10上的局部区域中发射从由光源100所生成的背光的 光LO中所选4奪的非可见光LIR。显示面IO上的这个局部区域为作
射的发射区。与对比液晶显示设备200相比，根据实施方式的液晶显示设备能够改善在由作为背光的光源100所生成的背光的光LO 中所包括的非可见光LIR的利用率。
如上所述，非可见光LIR从显示面104皮发射，并且通过检测 对象物体12被反射回显示面10，作为被检测光。随后，根据作为 5 所反射的非可见光LIR的检测结果所获取的被检测光，检测到4企测 对象物体12的存在。因此，能够以高可靠度来确定才全测对象物体 12的位置，而不会被液晶显示设备的使用条件所影响。另外，能够 识别祐:检测光从而以简单结构来典型地确定^r测对象物体12的位 置，而避免特殊提供诸如触4莫4反的组件的需要。另外，通过光源100 10 所生成的非可见光LIR透过显示面10， 乂人显示面10^皮发射。因此， 能够改善从显示面10所发射的非可见光LIR的利用率。结果，才艮 据本实施方式的液晶显示设备能够通过使用简单的结构、不受设备 的使用状态如显示光的亮度的限制来可靠地检测所述检测对象物 体12,而不会过度增加液晶显示设备的功率消耗。
15 另夕卜，在光接收子单元CR中所采用的光检测传感器111接收
通过4企测对象物体12所反射的可见光Lrgb以及通过检测对象物体 12所反射的非可见光LIR。因此，除了通过才艮据本实施方式的液晶 显示设备所执行、用来检测检测对象物体12的存在的处理之外， 例如，也可执行获取外部物体图像的处理。即，本发明也能够被应
20 用于扫描器。
另外，每个光发射子单元组块CW—直以固定的亮度来发射非 可见光LIR，4吏得红色光发射子单元CWr、乡录色光发射子单元CWg、 蓝色光发射子单元CWb及光4秦收子单元CR的每一个都不需要除 光发射装置选#^开关SW1和光接收装置选择开关SW2之外的选择 25开关。因此，能够更加简化光发射/光接收单元CWR的结构。如迄今为止所进行的描述，实施方式实现了一种结构，其中，
在图2的示图中所示的配置中，每个像素11的光发射/光接收单元 CWR采用红色光发射子单元CWr、绿色光发射子单元CWg、蓝色 光发射子单元CWb及光接收子单元CR。但是，需要注意，也可以 5 采用类似于图11的示图中所示的那样作为^象素11A配置的配置。 在图11的示图中所示的作为在像素11A中所采用的光发射/光4妄收 单元CWR的配置的配置中，光4妄^l文子单元CR净皮置于红色光发射 子单元CWr、绿色光发射子单元CWg及蓝色光发射子单元CWb 下方的位置。
10 另外，在实施方式中，光检测传感器lll接收通过检测对象物
体12所反射的可见光Lrgb以及通过4企测对象物体12所反射的非 可见光LIR。图12A和12B为每个都示出像素11的典型配置的多 个示图。具体而言，图12A示出了在相应于光检测传感器111的区 域中包括用于选4奪性透过非可见光LIR的非可见光选择/透射滤光
15 镜108的像素11B的典型配置的示图。在图12A的示图中所示的在 相应于光才企测传感器111的区域中包括非可见光选择/透射滤光镇: 108的配置的情况下，光冲企测传感器111仅接收非可见光LIR。因 此，在这种配置中，能够消除可见光Lrgb的影响，使得能够以高 可靠度来4企测检测对象物体12的存在。
20 另一方面，图12B示出了将包括在光接收子单元CR中的光接
收传感器111划分成多个光4妄收子传感器的^f象素11C的典型配置的 示图。在像素11C的情况下，在光接收子单元CR中所包括的光检 测传感器111被划分为两个光4企测子传感器111A和111B。光4企测 子传感器111A为用于4企测可见光Lrgb和非可见光LIR的传感器，
25 而光4全测子传感器111B为4又用于4全测非可见光LIR的传感器。在 这种情况下，能够驱动^f象素11C来将光4妄收子单元CR^人光4全测子 传感器111A切换至光检测子传感器111B,反之亦然。通过在这种结构中能够同时检测可见光Lrgb和非可见光LIR或仅检测非可见 光LIR的光4姿收子单元CR，能够以与早先所描述的实施方式相同 的方式将通过液晶显示设备所执行的处理从通过检测可见光Lrgb 和非可见光LIR来获取外部物体图^f象的处理自由切换至通过4又4企测 5非可见光LIR来4全测;险测对象物体12的存在的处理，反之亦然。
需要注意，光检测子传感器111A也可以设置有在图12A的配 置图中没有一皮示出的可见光选4奪/透射滤光4竟。可见光选4奪/透射滤 光4竟一皮用作用于选择性地/f又透射可见光Lrgb的滤光4竟， -使得光枱r 测子传感器111A〗又能够^r测可见光Lrgb。在这种结构中，光检测 10 子传感器111A为根据本发明实施方式的第一光接收子装置的典型 实例，而光^:测子传感器111B为通过本实施方式所纟是供的第二光 接收子装置的典型实例。
另外，光4妻收扫描器31也可以;故配置为相对于可见光发射扫 描器24执行驱动操作的次数来减少执行驱动操作的次数。例如，
15光4妄收扫描器31 ^皮配置为每隔通过可见光发射扫描器24所4丸4亍的 两次或三次驱动操作来执行一次驱动操作。通过将光接收扫描器31 设计成这种结构，除了实施方式所展现的效果外，也能够减小通过 接收光信号所传送的数据量，使得能够简化诸如光接收扫描器31、 接收光信号接收器32及接收光信号保存部33的光接收电路，并减
20 小功率消耗。因此，所述结构对于以降低与显示面10接触或接近 的检测对象物体位置的检测精度为代价来简化光接收侧的电路并 且降低功率消耗的作用具有特别的效果。
也可以提供一种结构，其中，多个光4妄收子单元CR4妄收通过 多个红色光发射子单元CWr、多个绿色光发射子单元CWg及多个 25蓝色光发射子单元CWb所发射的光束，生成多个接收光信号，它 们被加算从而得到 一 个接收光信号作为输出信号。通过这个结构， 除通过实施方式所展现的效果之外，也能够减小通过接收光信号所传送的数据量，使得能够简化诸如光接收扫描器31、接收光信号接 收器32及接收光信号保存部33的光接收电路，并减小功率消耗。 另外，在这种结构中，多个接收光信号被加算起来得到一个接收光 信号，作为被提供至接收光信号接收器32的输出信号。因此，能 5 够通过增大输出信号的量级来提高S/N比(信噪比)并提高4企测壽文 感度。
也可以提供一种结构，其中，相对于红色光发射子单元CWr、 绿色光发射子单元CWg及蓝色光发射子单元CWb,来减少光接收 子单元CR的位置数。通过这种结构，除通过实施方式所展现的效
10 果之外，也能够减小通过接收光信号所传送的数据量，使得能够简 化诸如光接收扫描器31、接收光信号接收器32及接收光信号保存 部33的光接收电路，并减小功率消耗。相反，多个光接收子单元 CR可以被用于包括红色光发射子单元CWr、绿色光发射子单元组 块CWg及蓝色光发射子单元组块CWb的每个组。通过这种结构，
15 除通过实施方式所展现的效果之外，能够更精确地4企测与显示面10 接触或接近的检测对象物体12的位置。
目前为止已经说明了本发明的实施方式。但是，并不意味着本 发明的范围^皮限制于实施方式。即，能够4是供来源于实施方式的多 种变形版本。
20 例如，上述实施方式根据作为表示接收光的信号的接收光信号
在显示部1上确定检测对象物体12的位置。但是，能够提供可用 于根据表示接收光的信号来确定检测对象物体12的位置和大小中 的至少一个的变形版本。也能够提供可用于检测同时存在的多个检 测对象实体的变形版本。
25 另夕卜，上述实施方式实现了显示部1,其中，如图3的截面图
所示，在作为位于接近于显示面10侧的上玻璃基板102B的下表面上的区域，即与光发射单元(即，红色光发射子单元CWr、绿色光 发射子单元CWg及蓝色光发射子单元CWb )相关的区域中设置了 滤光片107。但是，可以提供类似于图13的截面图中所示的显示部 1A的结构。在这种结构中，与图3的截面图中所示的显示部l相 5 比，位于4妄近于透明7>共电才及105B侧的玻璃基板102B的位置和4立 于接近于透明器件电极105A侧的玻璃基板102A的位置相对于液 晶层106被上下颠倒。另夕卜，可以在作为位于显示面10的远边(即， 4妄近于光源100的边)的玻璃基板102B上表面上的区域，即与光 发射单元(即，红色光发射子单元CWr、绿色光发射子单元CWg 10 及蓝色光发射子单元CWb)相关的区域中设置滤光片107。作为替 代，能够在形成玻璃基板对的玻璃基板102A和玻璃基板102B上都 -没置滤光片107。
除此之外，在上述实施方式中，红色光发射子单元CWr、纟录色 光发射子单元CWg及蓝色光发射子单元CWb的每一个都发射一直 15 具有恒定亮度的非可见光LIR。但是，亮度不必非得在所有时间都 是恒定的。例如，也能够提供这样一种结构，其中，利用具有预先 所确定的周期的脉沖波形的形状来发射非可见光LIR。通过这种结 构，除了通过实施方式所展现的效果之外，还能够减小功率消耗。
另夕卜，在上述实施方式中，光源100能够发射包括可见光Lrgb 20和非可见光LIR的背光的光LO。但是，作为替代，也可以提供包 :括能够发射可见光Lrgb的第一光源和与第一光源;陂物理分开的作 为能够发射非可见光LIR的光源的第二光源的结构。
除此之外，在上述实施方式中，非可见光LIR为在波长大于可 见光区的区域中的光。非可见光LIR的实例为近红外光和红外光。 25但是，也可以提供非可见光LIR相反地为在波长小于可见光区的区 i^中的光的结构。这种非可见光LIR的实例为紫外光。另外，在上述实施方式中，作为采用光发射装置和光接收装置 的像素在显示部1中所包括的每个像素11被配置从而形成矩阵， 并且进行行序操作。但是，作为采用光发射装置和光接收装置的像 素在显示部1中所包括的每个〗象素11的配置和驱动方法绝非必须
5 为实施方式所提供的配置和驱动方法。例如，作为采用光发射装置 和光4妄收装置的^f象素的在显示部1中所包4舌的每个<象素11可以配 置形成像扇形 一 样的预定形状。
另外，本领域技术人员应当理解，根据设计需要和其他因素， 可以进行各种变更、组合、子组合和变形，只要它们属于所附权利 10要求或它们的等同替换的范围。
权利要求
1. 一种液晶显示设备，包括光源，用于生成可见区光和非可见区光；多个液晶装置，被配置在所述液晶显示设备的显示面区域中，用于根据图像数据来调制由所述光源生成的可见区光，并且透射由所述光源生成的非可见区光；多个光接收装置，被配置在所述显示面区域中，每个都作为用于接收非可见区光的装置；显示驱动装置，用于根据所述图像数据，来驱动所述液晶装置发射来自所述显示面的可见区光来作为显示光；光接收驱动装置，用于驱动所述光接收装置检测从所述显示面发射并通过检测对象物体所反射的非可见区光，作为被检测光，所述检测对象物体反射由所述光源生成并从所述显示面发射的所述非可见区光；以及检测装置，用于根据从所述光接收装置所获取的接收光信号来检测所述检测对象物体。
2. 根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中，根据所述被检测 光来一企测所述4全测对象物体的位置和尺寸中的至少一个。
3. 根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中，根据所述被检测 光来4企测多个才企测对象物体。
4. 根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述液晶装置和所述光接收装置^皮配置在所述显示面 上，/人而形成头巨阵；所述显示驱动装置在行序显示才喿作中驱动所述液晶装置发光；并且所述光接收驱动装置在4亍序光4妄收才喿作中驱动所述光4妄 收装置接收光。
5. 根据权利要求4所述的液晶显示设备，其中，所述光接收驱动 装置在每一个都与所述行序显示操作之一同步的所述行序光接收操作中驱动所述光接收装置来接收光。
6. 根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中每个所述光接收装置也能够接收可见区光；并且所述光接收驱动装置驱动所述光接收装置来检测从所述 显示面发射并通过所述4企测对象物体所反射的可见区光，作为 所述^皮;险测光，所述4企测对象物体反射由所述光源生成并,人所 述显示面发射的所述可见区光。
7. 根据权利要求6所述的液晶显示设备，其中每个所述光接收装置包括用于接收可见区光的第 一光接 收子装置和用于接收非可见区光的第二光接收子装置；并且所述光4妄收驱动装置驱动所述第 一光4妄收子装置和所述 第二光接收子装置，使得所述第一光接收子装置检测通过所述 检测对象物体所反射的可见区光，而所述第二光接收子装置检 测通过所述4企测对象物体所反射的非可见区光。
8. 根据权利要求7所述的液晶显示设备，其中，所述光接收驱动 装置通过将所述光接收装置从所述第一光接收子装置切换至 所述第二光接收子装置或者反之来驱动所述第一光接收子装 置和所述第二光接收子装置。
9. 根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中，所述光源包括用于生成可见区光的第一子光源和用于生成非可见区光的第二 子光源。
10. 根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中每个所述液晶装置包括一对彼此面对的透明基板和夹在 所述透明基板之间的液晶层；所述显示驱动装置包括用于驱动每个所述液晶装置的切 才奂装置；以及所述光接收装置和所述切换装置设置在同一透明基板上。
11. 根据权利要求10所述的液晶显示设备，其中，每个所述液晶 装置包括在所述成对的所述透明基板上的至少其中 一 个上所 i殳置的滤光片。
12. 根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中，每个所述光接收 装置由单晶硅、多晶硅或非晶硅构成。
全文摘要
本发明公开了一种液晶显示设备，包括光源，用于生成可见区光和非可见区光；多个液晶装置，被配置在液晶显示设备的显示面区域中，用于调制可见区光，并透射通过光源所生成的非可见区光；多个光接收装置，被配置在显示面区域中，每个都作为用于接收非可见区光的装置；显示驱动部，被配置为驱动液晶装置发射来自显示面的可见区光作为显示光；光接收驱动部，被配置为驱动光接收装置来检测从显示面所发射并通过检测对象物体所反射的非可见区光来作为被检测光；以及检测部，被配置为根据从光接收装置所获取的接收光信号来检测检测对象物体。
文档编号G02F1/133GK101446704SQ20081017904
公开日2009年6月3日 申请日期2008年11月27日 优先权日2007年11月28日
发明者原田勉, 山口和范, 建内满, 津崎亮一, 高间大辅 申请人:索尼株式会社