专利名称：液晶装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过检测外光来进行手指等指示物体的位置确定、区域检 测的带光检测功能的液晶装置、和具有这种液晶装置的电子设备的技术领 域。
背景技术：
在作为电子设备等的显示装置而广泛使用的液晶装置中，提出了在多 个像素部的每一个上、或在以任意个数的像素部作为一群的每个群上配置 光传感器，从而可进行基于透过像素部的透过光的图像显示、和经手指等 指示物体而向液晶装置进行信息输入、即具有所谓触摸屏功能的液晶装 置。这种液晶装置中，通过光传感器检测到手指或指示部件等指示物体接 触液晶装置的显示面、或在显示面上运动，可对该液晶装置进行信息输入。
例如，根据非专利文献l ，在可通过由具有低温多晶硅(LowTemperature Poly Silicon: LTPS)的TFT构成的驱动电路的动作而显示图像的液晶装 置中，公开了可根据通过配置在各像素上的光传感器取得的指示物体的图 像而输入各种信息的具有触摸屏功能的液晶装置。
装载了这种液晶装置的光传感器构成为包含例如光电二极管和电容 器彼此电连接的电路结构。在电容器中存储的电荷根据接受入射光的光电 二极管上产生的光电流而放电，并根据通过该放电变化的电位来确定图像 的灰度等级。更具体的，例如，在显示了图像的显示区域中、与指示物体 相重合的区域上配置的光传感器，换言之，在与指示物体的影子重合的区 域上配置的光传感器检测出与指示物体的影子对应的入射光的光量，在与 指示物体不重合的区域上配置的光传感器将没有被指示物体遮住的外光 作为入射光，并检测其光量，取得对应于光量差而在各图像部分的灰度等 级上设有差的图像。因此，在这种液晶装置中，可以检测出从显示图像的 显示面入射的入射光的光量，并根据分别对应于通过各光传感器检测出的
入射光的光量而确定了灰度等级的图像部分构成的图像来确定指示物体 的位置。
通过光传感器的设计来规定可通过装载在这种液晶装置上的光传感 器检测出的光量的可检测范围、即可生成与入射光的光量相对应的光电流 的入射光的光量范围。因此，在光传感器接受了具有比可检测范围高的光 量的入射光的情况下，根据光量所产生的光电流变为饱和状态，由于不会 发生随光电流产生的电压变化，所以不能将指示物体的图像部分与其他图 像部分加以识别。
在液晶装置的显示区域中，在与指示物体不同的其他部分与该指示物 体重合的情况下，不能彼此识别指示物体和其他部分各自的影子。
在根据由光传感器接受的入射光的光量，图像仅由白色图像部分(灰 度等级高的明亮图像)和黑色图像部分(灰度等级低的暗图像)中的一个 构成的情况下，还考虑通过同样调节入射到显示区域上形成的多个光传感 器的入射光的光量来调节入射光的光量，以使由光传感器检测到的光量进 入到可检测范围，调整图像的灰度等级，以便可以将指示物体的图像部分 与其他图像部分加以识别的方法。
非专利文献1Touch Panel Function Integrated LCD Using LTPS Technology, N.Nakamura et al， IDW/AD'05 p.1003-1006
但是，这种液晶装置中，在根据指示物体周围的环境、更具体的是根 据外光的光强度、或与指示物体重合的其他部分(即、大小)的存在而取 得了包含白色图像部分和黑色图像部分的图像的情况下，产生确定白色 图像部分和黑色图像部分的哪一个图像部分中包含指示物体的图像部分 变得困难，通过将指示物体的图像部分识别为其他图像部分来确定指示物 体的位置变得困难等技术上的问题。
尤其，在包含指示物体的图像部分的图像的图像数据具有可识别指示 物体的图像部分程度的灰度等级的情况下，还可以通过对图像数据实施各 种运算处理而将指示物体的图像部分识别为其他部分，但是在检测到光传 感器的光量可检测范围以外的光量时，不能通过运算处理从包含可确定的 灰度数据的图像数据中取得指示物体的图像部分。
这里，与在光学系统中具有机械光圈机构和快门结构的照相机等摄像
装置相同，还考虑在各光传感器部上设置光圈机构和快门结构，但是沿入 射光的光路来确保在光传感器部的受光侧设置光圈机构等的空间变得困 难。尤其，这种液晶装置中，由于光传感器部需要设置在液晶装置的显示 区域上，所以提供液晶装置的显示性能、更具体的是显示区域中显示图像 时实质上提供的显示光透过的开口区域大大变窄，难以确保设置光圈机构 等用的空间。'
另外，在检测检测对象物的图像的图像传感器中，也与具有触摸屏功 能的液晶装置相同，有将检测对象物的图像部分识别为其他图像部分来进 行检测变得困难的技术问题点。
发明内容
因此，本发明鉴于上述问题等而作出，其所要解决的技术问题是提供 一种以不会大大损害显示区域的开口率的方式构成液晶装置和具有这种 液晶装置的电子设备的技术，其中通过准确确定例如手指等指示物体的位 置、区域，可经手指等指示物体准确输入各种信息的功能。
本发明的液晶装置为了解决上述问题，其特征在于，包括在行方向
上设置的多条选择线；在列方向上设置的多条信号线；对应于所迷选择线 和所述信号线的交叉部设置的多个像素部；对应于所述多个像素部的一部 分设置的多个光传感器部；在行方向上设置的多条第一电源线；在列方向 上设置的多条读出线；所述多个像素部分别包括第一开关元件，其在使 经所述选择线供给的选择信号有效后，获得经所述信号线供给的显示信 号；液晶，其为与通过所述第一开关元件获得的所述显示信号对应的透过 状态；所述多个像素部的一部分调整入射到所述多个光传感器部的光的光 量；所述多个光传感器部分别包括光电转换元件，其产生与受光量对应 大小的电流；电容元件，其一端与所述光电转换元件电连接；第二开关元 件，其以经所述第一电源线供给的复位电压来复位所述电容元件的一端； 读出部，其向所述读出线输出与所述电容元件的一端的电压对应大小的输 出信号；所述第二开关元件根据经所述选择线供给的所述选择信号，而被 控制为导通状态或截止状态的其中之一。
根据本发明，光传感器部的第二幵关元件作为将复位电压提供给电容元件的一端而初始化输出信号的大小的机构发挥作用，第二开关元件通过 控制像素部的选择信号来控制导通'截止。因此，由于控制第二开关元件用 的信号线可以与选择线兼用，所以可以减少布线数而提高开口率。另外， 由于无需为了控制第二开关元件而生成个别的控制信号，所以可以简化结 构。
更具体的，最好包括在行方向上设置的多条光传感器选择线；所述读 出部包括晶体管，其生成与所述电容元件的一端的电压相对应大小的所 述输出信号；第三开关元件，其设置在所述晶体管和所述读出线之间，若 使提供给所述光传感器选择线的光传感器选择信号有效，则该第三开关元 件导通；该液晶装置还包括控制部，其控制所述光传感器部，以便在使所 述选择信号有效后，使所述光传感器选择信号有效，并将基准受光信号作 为所述输出信号读出到所述读出线，且使所述选择信号无效而经过预定时 间后，使所述光传感器选择信号有效，并将测量受光信号作为所述输出信 号读出到所述读出线。这时，在对光电转换元件的曝光前生成基准受光信 号，在曝光后生成测量受光信号。
最好包括在行方向上设置的多条光传感器选择线；所述读出部包括-晶体管，其生成与所述电容元件的一端的电压对应大小的输出信号；第三 开关元件，其设置在所述晶体管和所述读出线之间，若使提供给所述光传 感器选择线的光传感器选择信号有效，则该第三开关元件变为导通状态； 该液晶装置进一步包括控制部，其控制所述光传感器部，以便在将所述选 择信号从有效切换为无效，并经过预定时间后，使所述光传感器选择信号
有效，并将测量受光信号作为所述输出信号读出到所述读出线，在使所述 选择信号有效后，将基准受光信号作为所述输出信号读出到所述读出线。 这时，最先读出测量受光信号，之后，读出基准受光信号。
本发明涉及的液晶装置，其特征在于，包括在行方向上设置的多条
选择线；在列方向上设置的多条信号线；对应于所述选择线和所述信号线 的交叉部设置的多个像素部；对应于所述多个像素部的一部分设置的多个 光传感器部；在行方向上设置的多条第一电源线；在列方向上设置的多条 读出线；所述多个像素部分别包括第一开关元件，其在使经所述选择线 供给的选择信号有效后，获得经所述信号线供给的显示信号；液晶，其为
与通过所述第一开关元件获得的所述显示信号对应的透过状态；所述多个 像素部的一部分调整入射到所述多个光传感器部的光的光量；所述多个光 传感器部分别包括光电转换元件，其产生与受光量对应大小的电流；电 容元件，其一端与所述光电转换元件电连接；第二开关元件，其通过经所 述第一电源线供给的复位电压来复位所述电容元件的一端；晶体管，其生 成与所述电容元件的一端的电压对应大小的输出信号；第三开关元件，其 设置在所述晶体管和所述读出线之间；所述第三开关元件根据经所述选择 线供给的所述选择信号控制为导通状态或截止状态的其中之一。
根据本发明，光传感器部的第三开关元件作为选择是否将输出信号提 供给读出线的单元发挥作用，但是第三开关元件可通过控制像素部的选择 信号来控制导通'截止。因此，由于可以将控制第三开关元件用的信号线与 选择线兼用，所以可以减少布线数而提高开口率。另外，由于无需为了控 制第三开关元件而生成个别的控制信号，所以可以简化结构。
更具体的是，最好包括在行方向上设置的多条复位信号线；该液晶装 置还包括控制部，其控制所述光传感器部，以便在使经所述选择信号线和 所述复位信号线供给的复位信号有效后，将基准受光信号作为所述输出信 号读出到所述读出线，使所述复位信号无效而经过预定时间后，使所述选 择信号有效，并将测量受光信号作为所述输出信号读出到所述读出线。这 时，在对光电转换元件的曝光前生成基准受光信号，在曝光后生成测量受 光信号。
另外，最好包括在行方向上设置的多条复位信号线；该液晶装置还包 括控制部，其控制所述光传感器部，以便在将经所述复位信号线供给的复 位信号从有效切换为无效，并在预定时间经过后，使所述光传感器选择信 号有效，将测量受光信号作为所述输出信号读出到所述读出线，并在使所 述选择信号有效后，将基准受光信号作为所述输出信号读出到所述读出 线。这时，先读出测量受光信号，之后读出基准受光信号。
这里，所述控制部最好将所述基准受光信号和测量受光信号的差值作 为检测出的受光信号输出。由于复位电压恒定，所以输出信号的差值是在 预定的曝光期间光电转换元件接受的光量。
上述液晶装置中，所述多个像素部最好分别包括一端与所述第一开关
元件电连接并保持所述显示信号的保持电容元件；所述保持电容元件的另
一端与所述第一电源线电连接。这时，由于将向保持电容元件供给恒定电 压的布线与第一电源线共用，所以可以进一步减少布线数，提高开口率。
上述液晶装置中，最好包括在行方向上设置的多条第二电源线；所述 光电转换元件的另一端与所述第二电源线电连接；所述多个像素部分别具 有一端与所述第一开关元件电连接并保持所述显示信号的保持电容元件； 所述保持电容元件的另一端与所述第二电源线电连接。这时，由于可以将 向保持电容元件供给恒定电压的布线与第一电源线共用，所以可以进一步 减少了布线数，提高开口率。
本发明的液晶装置为了解决上述问题，其特征在于，包括在行方向 上设置的多条选择线；在列方向上设置的多条信号线；多个第一像素部， 对应于所述选择线和所述信号线的交叉部设置；多个第二像素部，对应于 相隔K行(K是自然数)的所述选择线和所述信号线的交叉部设置；多个 光传感器部，对应于所述多个第二像素部进行设置；在行方向上设置的多 条第一电源线；在列方向上设置的多条读出线；所述多个第一像素部和第 二像素部分别包括第一开关元件，若使经所述选择线供给的选择信号有 效，则获得经所述信号线供给的显示信号；液晶，其为与通过所述第一开 关元件获得的所述显示信号对应的透过状态；所述多个第二像素部调整入 射到所述多个光传感器部的光的光量；所述多个光传感器部分别包括光 电转换元件，其产生与受光量对应大小的电流；第二开关元件，其通过经 所述第一电源线供给的复位电压来复位所述光电转换元件的一个端子；读 出部，其将与所述光电转换元件的一个端子的电压对应大小的输出信号输 出到所述读出线；所述第二开关元件根据经所述相隔K行的选择线供给的 所述选择信号控制为导通状态或截止状态的其中之一。
根据本发明，对K行的第一像素部设置一个光传感器部。另外，光传 感器部的第二开关元件作为将复位电压供给光电转换元件的一个端子并 初始化输出信号的大小的单元发挥作用，但是第二开关元件通过控制相隔 K行的第一像素部的选择信号来控制导通'截止。因此，由于可以将控制第 二开关元件用的信号线与选择线兼用，所以可以减少布线数提高开口率。 由于无需为了控制第二开关元件而生成个别的控制信号，所以可以简化结
构。另外，在光电转换元件的一个端子上最好包括保持电荷的保持单元。 在该情况下，保持手段可以由电容元件形成，或也可由布线或能动元件的 寄生电容构成。
更具体的是，最好K是1;所述第二开关元件根据连续2行的选择线 中其中一行的选择线供给的所述选择信号而被控制为导通状态或截止状 态的其中之一。这时，以2行中1行的比例来设置第二像素部。
所述读出部最好包括放大晶体管，其生成与所述光电转换元件的一
个端子的电压对应大小的输出电流；开关单元，其设置在所述放大晶体管 和所述读出线之间，若是提供给所述选择线的光传感器选择信号有效，则 该开关单元导通；控制部，其控制所述光传感器部，以便在使经所述一行 的选择线供给的选择信号有效后，将基准受光信号作为所述输出电流读出 到所述读出线，使经所述一个行的选择线供给的选择信号无效而经过预定 时间后，将测量受光信号作为所述输出电流读出到所述读出线。这时，在 对光电转换元件的曝光前生成基准受光信号，在曝光后，生成测量受光信 号。
作为开关单元的具体方式，最好包括第三幵关元件，其设置在所述放 大晶体管和所述读出线之间，通过经连续行中一行的选择线供给的选择信
号而被控制为导通状态和截止状态的其中之一；和第四开关元件，其设置 在所述放大晶体管和所述读出线之间，通过经连续行中另一行的选择线供 给的选择信号而被控制为导通状态和截止状态的其中之一。这时，若第三 开关元件和第四开关元件的其中之一为导通状态，则将信号输出到读出 线。
这里，所述一行选择线可以是所述连续选择线中先使所供给的选择信 号有效的选择线；所述控制部控制所述第四开关元件，以便在之后使经连 续的选择线中另一行选择线供给的选择信号有效，并将测量受光信号作为 所述输出电流读出到所述读出线中。这时，縮短了复位后到读出测量受光 元件的时间。
所述一行选择线最好是所述连续的选择线中后使所供给的选择信号 有效的选择线；所述控制部控制所述第三开关元件，以便在使提供给所述 一行的选择线的选择信号有效后大致经1帧期间后，使经所述连续的选择
线中另一行选择线供给的选择信号有效，并将测量受光信号作为所述输出 电流读出到所述读出线。这时，增长了复位后到读出测量受光元件的时间。
通过与所述光电转换元件串联连接防逆流的二极管，可以防止顺方向 偏置光电转换元件时的电流所产生的耗电量的增加。
这里，所述控制部最好将所述基准受光信号和所述测量受光信号的差 值作为检测出的受光信号输出。由于复位电压恒定，所以输出信号的差值 为在预定的曝光期间光电转换元件所接受的光量。
所述多个第一像素部最好分别包括一端与所述第一开关元件电连接 并保持所述显示信号的保持电容元件；所述一行的所述第一像素部中包含 的所述保持电容元件的另一端与所述第一电源线相连。这时，由于可以共 用向保持电容元件供给一定电压的布线和第一电源线，所以可以进一步减 少布线数，提高开口率。
进一步，最好包括在所述另一行上分别设置的多条第二电源线；所述 光电转换元件的另一端子与所述另一行的所述第二电源线电连接；所述第 二电源线供给的电位比所述第一电源线供给的复位电压的电位低。这时， 可以逆偏置光电转换元件，因此，可以兼用提供所需电位的布线和向保持 电容元件供给电位的第二电源线。由此，可以进一步减少布线数，提高开 口率。
上述液晶装置中，最好包括一端与所述光电转换元件的一个端子相连 的电容元件。
本发明的电子设备，其特征在于，包括上述液晶装置。
图1是表示本实施方式的液晶装置的主要电路结构的框图2是本实施方式的液晶装置在图像显示区域中的等效电路；
图3是本实施方式的液晶装置具有的像素部的示意平面图4是图3的V I I —V I I '剖视图5是图3的V I I I — V I I I '剖视图6是图3的I X — I X'剖视图7是详细地表示图6所示的横截面的剖视图8是表示光检测电路部的电结构的电路图9是表示第一实施例的光检测电路部的结构的电路图IO是第一实施例的光检测处理的定时图11是第一实施例的光检测处理的另一例定时图12是表示第一实施例的变形例1的光检测电路部的结构的电路图13是表示第一实施例的变形例2的光检测电路部的结构的电路图14是表示第2实施例的光检测电路部的结构的电路图15是第2实施例的光检测处理的定时图16是第2实施例的光检测处理的另一例定时图17是表示第2实施例的变形例1中的光检测电路部的结构的电路
图18是表示第2实施例的变形例2中的光检测电路部的结构的电路
图19是表示第3实施例的光检测电路部的结构的电路图； 图20是第3实施例的光检测处理的定时图21是表示第3实施例的变形例的光检测电路部的结构的电路图； 图22是表示第4实施例的光检测电路部的结构的电路图； 图23是第4实施例的光检测处理的定时图24是表示第4实施例的变形例的光检测电路部的结构的电路图； 图25是与液晶装置的一变形例的图7对应的剖视图； 图26是与液晶装置的另一变形例的图7对应的剖视图； 图27是表示本实施方式的电子设备的一例的立体图； 图28是表示本实施方式的电子设备的另一例的立体图。 图中l一液晶装置、3a—显示行选择信号线、72 —像素部、82 —光 量调节部、150 —光传感器部、151—受光元件、250 —光检测电路部、300 一电容电位线、350 —光传感器复位信号线、351 —光传感器第一电源线、 352 —光传感器第2电源线、353 —光传感器行选择信号线。
具体实施例方式
下面，参考附图来说明本发明的液晶装置和电子设备的各实施方式。
< 1 :液晶装置>
< 1 一 1 :液晶装置的构成>
首先，说明本实施方式的液晶装置l的主要构成。本实施方式的液晶 装置1通过驱动电路内置型的TFT有源矩阵驱动方式来加以驱动。图1是 显示液晶装置l的主要结构的框图。该图中，液晶装置l包括显示信号线 驱动电路部l 0 1、扫描线驱动电路部l 0 4\传感器灵敏度调整电路部
2 0 5 、传感器用扫描电路部2 0 4 、受光信号处理电路部2 15、图像 处理电路部2 1 6和包含图像显示区域1 0 a的显示部l 1 0。
显示部l 1 0的图像显示区域1 0 a如后所述，构成为包含按矩阵状 排列的多个像素部。显示信号线驱动电路部l 0 l和扫描线驱动电路部l
0 4以预定的定时将扫描信号和图像信号提供给显示部l 1 0，以驱动各
像素部。
传感器用扫描电路部2 0 4在液晶装置1工作时，将使后述的光传感 器部l 5 0 (参照图2)工作用的信号提供给各光传感器部l 5 0。受光 信号处理电路部2 1 5处理从光传感器部1 5 0输出的受光信号。
图像处理电路部216根据从受光信号处理电路部215提供的己 处理信号来处理图像数据。图像处理电路部2 1 6根据显示部1 1 0具有 的多个光传感器部l 5 O各自的受光信号来确定图像，在可识别指示显示 部l 1 O的显示面的手指等指示物体的情况下，确定指示显示面的指示物 体的位置，并将所确定出的位置作为触摸位置信息输出到图中未示出的外 部电路部。另一方面，在不能确定指示物体的位置时，将校正光传感器部
1 5 0的灵敏度用的校正信号提供给显示信号线驱动电路部l 0 1 。根据 该校正信号，后述的光量调节部8 2按每个光量调节部调节縮小入射光的
、<、1一2:像素部的构成〉
接着，详细说明液晶装置l的像素部的结构。图2是构成液晶装置1 的图像显示区域l 0 a的按矩阵状形成的多个像素中的各种元件、布线等 的等效电路。该图中，与TFT阵列基板上按矩阵状配置的多个像素部中 实质上有助于图像显示的部分的电路结构一起来表示光检测电路部2 5 0。图3是像素部的示意平面图。图4是图3的VI I—VI I'剖视图。
图5是图3的V I I I —V I I I '剖视图。图6是图3的I X — I X'剖 视图。图7是详细表示图6所示的橫截面的剖视图。在图4 图7中，为 了使各层'各部件成为可在附图上识别程度的大小，所以使该各层.各部材 各自的縮放比例不同。
图2中，构成液晶装置1的图像显示区域1 0 a的按矩阵状形成的多 个像素部7 2分别构成为包含显示红色的子像素部7 2 R、显示绿色的 子像素部7 2 G 、和显示蓝色的子像素部7 2 B 。因此，液晶装置1是可 显示彩色图像的显示装置。像素部7 2与在图像显示区域1 0 a上形成的 光检测电路部2 5 0电连接。后面详细描述电连接方式。光检测电路部2 5 0具有光传感器部1 5 0和光量调节部8 2 。子像素部7 2 R、 7 2 G 和7 2 B分别具有像素电极9 a 、 T F T 3 0 、存储电容7 0 、和被像素 电极9 a夹持的液晶元件5 0 a 。
T F T 3 0与像素电极9 a电连接，在液晶装置1工作时切换控制像 素电极9 a 。将被供给图像信号的显示信号线6 a与T F T 3 0的源极电 连接。写入显示信号线6 a的图像信号S 1、 S 2、...可以不以该顺序按 线顺序供给，可以对相邻的多个显示信号线6 a彼此按每一组来进行供 给。
将显示行选择信号线3 a与T F T 3 0的栅极电连接，液晶装置1构 成为以预定的定时按脉冲状将扫描信号G 1 、 G 2 、...以该顺序按线顺序 施加给显示行选择信号线3 a 。像素电极9 a与T F T 3 0的漏极电连 接，通过使作为开关元件的TFT 3 O在一定期间关闭其开关，从而以预 定的定时写入从显示信号线6 a供给的图像信号S 1、 S 2、...。与形成
在对置基板上的对置电极之间在一定期间保持经像素电极9 a写入到液 晶元件5 0 a的预定电平的图像信号S 1 、 S2、...。
通过根据所施加的电压电平而使分子集合的取向和秩序变化，从而由 像素电极9 a夹持着的液晶元件5 0 a可调制光，进行灰度显示。若是正
常白色模式，则根据以各子像素部为单位所施加的电压，减小入射光的透 过率，若是正常黑色模式，则根据以各子像素部为单位所施加的电压，增 加入射光的透过率，作为整体，从液晶装置1射出具有对应于图像信号的 对比度的光。为了防止图像信号泄漏，与形成在像素电极9 a和相对电极
之间的液晶元件5 0 a并列地附加有贮存电容7 0。电容电位线3 0 0是 贮存电容7 O具有的一对电极中固定电位侧的电极。在液晶元件5 0 a的 电容足够大的情况下或因寄生电容等图像信号的泄漏不成为问题时，也可 不设置贮存电容7 0 。
如图3所示，像素部7 2具有沿X方向排列的3个子像素部7 2 R、 7 2 G和7 2 B、及光检测电路部2 5 0 。子像素部7 2 R、 7 2 G禾口7 2 B子像素部分别具有开口部7 3 R、 7 3 G和7 3 B。在液晶装置1工 作时，通过从开口部7 3 R、 7 3 G和7 3 B分别射出红色光、绿色光、 和蓝色光，从而可进行液晶装置l的彩色图像显示。除此之外，子像素部 7 2R、 7 2G和7 2 B分别具有对各子像素部进行开关的TFT 3 0。
光检测电路部2 5 0具有调节控制用TFT130、开口部83和T F T电路部8 0 。光检测电路部2 5 0检测入射到显示面的入射光。T F T电路部8 0如后所述，构成为包含复位用T F T 1 6 3 、电压放大用T F T 1 5 4和输出控制用T F T 1 5 5 ，控制面对开口部8 3的受光元件
1 5 1的动作，同时向读出信号线6 a 2供给与受光元件1 5 1生成的光
电流对应的电压变化。
图4 图7中，液晶装置1包括遮光膜1 1和1 5 3、嵌入到平坦膜
2 0 a内的3种滤色器1 5 4 R、 1 5 4 G和1 5 4 B 、液晶元件5 0 b、 受光元件15 1、背光灯2 0 6 、第一偏振层301、第二偏振层3 0 2 和第三偏振层。
背光灯2 0 6构成为包括导光板2 0 6 a和显示用光源2 0 6 b，配 置在图中TFT阵列基板1O的下侧。
显示用光源2 0 6 b生成在图像显示区域l 0 a上显示图像用的显 示用光L 1 。显示用光L l是可见光，根据各子像素部的驱动而通过液晶 层5 O进行调制。
导光板2 0 6 a例如，由可透过显示用光L l的丙烯酸树脂构成，将 显示用光L l导入到图像显示区域l 0 a。液晶装置l为了显示图像而利 用显示用光L 1，并且为了检测指示物体F而利用显示用光L l和外光。
第一偏振层3 0 1和第二偏振层3 0 2分别构成光量调节部8 2的 一部分，沿图中上下方向分别配置在液晶元件5 0 b的两侧。第一偏振层
3 0 l和第二偏振层3 0 2分别以各自的光轴彼此相交的方式进行交叉 尼科尔棱镜配置。液晶元件5 0 b具有与液晶层5 0中受光元件1 5 1重 合的液晶部分和夹持该液晶部分的第一电极l 5 9 a及第二电极2 1 a。
光量调节部8 2作为调节从显示面3 0 2 s入射到开口部8 3的入 射光L 2的光量的光圈机构发挥作用。本实施方式中，如后面详细描述的， 由于可控制液晶元件5 0 b具有的液晶部分的取向状态，所以可以按每个 光量调节部8 2独立调节入射光L 2的光量，与在各像素中通过控制液晶 层的取向状态来控制显示用光的光强度的情况相同，可以独立调节入射到 各光传感器部1 5 0的受光元件1 5 1的入射光L 2 '的光量。
因此，根据多个光量调节部8 2,即使在构成图像显示区域l 0 a的 多个区域的每一个内从显示面3 0 2 s入射的入射光L 2的光量分别在 各光传感器部l 5 O可检测光量的可检测范围外的情况下，也可以按照每 个光传感器部l 5 Q或以任意个数的光传感器部l 5 0为一群的每个群， 对光量进行调节，以使入射到各光传感器部l 5 O的入射光的光量进入可 检测的范围。
尤其，在构成图像显示区域l 0 a的多个区域各自中，因被手指等指 示物体遮光的外光等环境的变化而不能将指示物体与其周围加以识别的 情况下，更具体的，因例如外光的光量过强，在分别入射到显示面3 0 2
s中投影了指示物体的影子的区域与该区域的周围区域的入射光L 2的 光量在受光元件l 5 1的光量可检测范围之外的情况下，各光量调节部8
2调节光量，以便将分别入射到投影指示物体的影子的区域及其区域的周 围区域的入射光L 2的光量偏移到可检测范围中。g卩，多个光量调节部S
2分别作为可彼此独立调节入射到各光传感器部1 5 0的入射光L 2的 光量的光圈机构起作用。
这样，根据液晶装置1 ，在入射到光传感器部1 5 0的入射光L 2的 光量处于光传感器部的可检测范围之外的情况下，调节入射光L 2的光 量，使得光量包含在该可检测范围内，并向光传感器部l 5 0照射将光量 调节到可检测范围后的入射光L 1 。因此，在无需通过光量调节部8 2调 节光量而将入射光L 2直接入射到光传感器部1 5 0的情况下，可以识别
出不能识别的指示物体，可以确定出显示面3 0 2 s上的图像显示区域l
0 a中的指示物体的位置。
除此之外，由于多个光量调节部8 2可以分别彼此独立地调节光量， 所以在包含外光的入射光L 2的光强度在图像显示区域1 0 a内的各区 域中彼此不同的情况下，对于光量在光传感器部l 5 O的可检测范围之外 的区域，可以有选择地调节光量，从而可提高检测指示物体的检测精度。
因此，液晶装置1与在光学系统中设置了机械光圈机构的相机等的摄 像装置不同，由于可以利用本来用于显示图像的液晶层的一部分来调节入 射光L 2的光量，所以即使不能确保在液晶装置1内设置光圈机构用的空 间，也可调节入射光L 2的光量，可以提高检测指示物体的检测精度。
第一电极l 5 9 a与分别设置在TFT阵列基板l 0上构成图像显 示区域l 0 a的多个像素部7 2上的多个像素电极9 a同层形成。因此， 可以通过与形成由I T0等透明导电材料构成的像素电极9 a的工序相 同的工序来形成第一电极l 5 9 a，可以简化液晶装置l的制造处理过 程。第二电极2 1 a是对置电极2 l与受光元件l 5 l重合的部分。
第一偏振层3 0 l是通过在一个方向上施加应力，同时在绝缘膜4 2
上涂敷溶解了水溶性的二色性染料后的水溶液后使其干燥而形成的。第一 偏振层3 0 1可以在形成了由聚酰亚胺等透明有机材料形成的取向膜后 以预定的膜厚来涂敷具有二色性染料的热变性高分子液晶而形成。在这种 情况下，使用旋转器(spirmer)来涂敷具有二色性染料的热变性高分子液
曰
曰曰o
分别延长第一偏振层3 0 l和第二偏振层3 0 2，使其与像素电极9 a重合。第一偏振层3 0 l和第二偏振层3 0 2中与各像素电极9 a重合
的部分作为有选择地透过在图像显示区域l 0 a中被调制的显示用光L 1中的直线偏振光成分的偏振层起作用。因此，通过与形成第一偏振层3 0 l和第二偏振层3 0 2共用的工序，可以形成规定显示图像用的显示用
光L 2的透过量的偏振层，与通过与形成第一偏振层3 0 l和第二偏振层 3 0 2的工序不同的工序来形成偏振层的情况相比，可以使制造过程更简便。
液晶装置1具有沿第一偏振层3 0 1的光轴延伸的光轴，从光传感器 部l 5 0看，在TFT阵列基板1 0侧具有以与像素电极9 a重合的方式
延伸的第三偏振层3 0 3 。根据第三偏振层3 0 3，可以与第一偏振层3 0 1中的和像素电极9 a重合的部分一起使入射到各像素的显示用光L 1可靠地进行直线偏振。
另外，第二偏振层3 0 2和第三偏振层3 0 3构成为被由TAC (三 乙酰基纤维素，Triacetyl Cellulose)构成的保护膜夹持延伸的P V A (聚 乙烯醇)膜。 ，
图4 图6中，开口部7 3 R经可透过显示用光L l被液晶层5 0调 制后的调制光中红色光的滤色器l 5 4 R来显示红色光L 1 R。幵口部7
3 G和7 3 B分别与开口部7 3 R同样，分别经滤色器1 5 4 G和1 5 4 B分别显示绿色光L G 1和蓝色光L B 1 。
将受光元件1 5 1形成在T F T阵列基板1 0上，使其在平面上看面 向开口部8 3。受光元件l 5 1形成在TFT阵列基板1 G上形成的缘膜
4 l上，并由绝缘膜4 2覆盖。
受光元件1 5 1例如是使用了通过与形成T F T电路部8 0具有的 T F T等半导体元件的工序相同的工序形成的结晶硅或G a A s等的半 导体的P IN二极管、或使用了P b S的光电元件等的受光元件。受光元 件l 5 l检测通过光量调节部8 2调节了入射光L 2的光量后的入射光 L 2 '。
如图4和图5所示，遮光膜l 5 3是规定开口区域边缘的至少一部分 的所谓黑色矩阵。因此，根据遮光膜l 5 3，可以减小可见光L2从显示 面3 0 2 s侧照射到形成在非开口区域上的像素开关用TFT 3 0等的 半导体元件和T F T电路部8 0 ，可以减小TFT3 0和TFT电路部8 0中包含的半导体元件所产生的光泄漏电流。
如图3 图6所示，光量调节部8 2在TFT阵列基板1 0上，形成 于彼此隔开像素部7 2的开口区域的非开口区域内。液晶装置1中，从开 口部73R、73G和73 B分别射出显示用光L 1 R、 L 1 G和L 1 B。 因此，根据液晶装置l，不会由光量调节部8 2遮住显示用光LR 1 、 L G 1和L B 1 。
液晶装置1在T F T阵列基板1 0上具备形成于受光元件1 5 1的 下层侧的遮光膜l 1 。遮光膜l 1由金属膜等具有遮光性的材料构成，以 使从背光灯2 0 6射出的可见光L l不会照射到受光元件l 5 l上的方 式遮住这些光。因此，根据遮光膜l 1，可以减小因照射显示用光L l而 产生的受光元件1 5 1的误动作。这种遮光膜1 1可以在与T F T阵列基 板l O上形成的其他元件的一部分、或构成布线的导电膜等的具有遮光性 的膜同一层使用公共的工序来形成。
除此之外，遮光膜1 1以与T F T电路部8 0和像素开关用T F T 3 0重合的方式在TFT阵列基板1 0上延伸。因此，根据遮光膜l 1，还 可以遮光像素开关用T F T 3 O和T F T电路部8 0 ，还可以减少T F T 3 0和T F T电路部8 0的误动作。
接着，参考图7，同时说明光检测电路部2 5 O的详细结构。图7中， 调节控制用T F T 1 3 0具有半导体层1 a 、接触孔1 8 1和1 8 2 、源 电极9 1、漏电极9 2和栅电极3 a 1 。
半导体层l a例如是低温多晶硅层，包含与栅电极3 a l重合的沟道 区域l a'、源极区域l b'和漏极区域l c'。沟道区域l a'内，在调节控 制用TFT 1 3 O工作时，通过来自与显示行选择信号线3 a电连接的栅 电极3 a 1的电场来形成沟道。在构成绝缘膜4 2的一部分的绝缘膜4 2 a中、在栅电极3 a 1和半导体层1 a间延伸的部分构成调节控制用T F T 1 3 O的栅极绝缘膜。源极区域l b'和漏极区域l c'分别在沟道区域 1 a '两侧形成为镜像对称。
栅极电极3 a 1由多晶硅膜等导电膜和包含例如T i 、 C r、 W、 T
a 、 M o 、 P d 、 A 1等金属中的至少一种的金属单体、合金、金属硅化 物、多硅化物、层叠了这些材料后的物质等形成，以不与源极区域l b' 和漏极区域l c '重合的方式，隔着绝缘膜4 2 a设置在沟道区域l a '上。 调节控制用T F T 1 3 0也可具有分别在源极区域1 b '和漏极区域
1 c '内形成了低浓度源极区域和低浓度漏极区域的L D D (Lightly D叩ed Drain)结构。
接触孔1 8 1和1 8 2以将构成绝缘膜4 2的绝缘膜4 2 a禾卩4 2 b贯通到半导体层1 a为止的方式分别形成，并分别与源极区域1 b '和漏 极区域l c'电连接。源电极9 l和漏电极9 2分别形成在绝缘膜4 2 b 上，且分别与接触孔l 8 l及l 8 2电连接。源电极9 l和漏电极9 2分
极9 2经接触孔而与第一电极1 5 9 a电连 接。
受光元件1 5 1具有半导体层1 5 0 a 、接触孔1 8 3及1 8 4 、电 极9 3和电极9 4。半导体层l 5 0 a具有形成在绝缘膜4 1上的N型 半导体层1 5 0 b '和P型半导体层1 5 0 c ';在这些半导体层之间形成， 且电'阻比这些半导体层大的中间层1 5 0 a '。接触孔1 8 3和1 8 4以将 绝缘膜4 2 a、 4 2 b贯通到半导体层l 5 0 a为止的方式形成，并分别 与N型半导体层15 0b '和P型半导体层150c '电连接。电极9 3和 电极9 4分别形成在绝缘膜4 2 b上，并分别与接触孔l 8 3和1 8 4电 连接。
在将外光和由指示物体反射了显示用光LR 1 、 LG 1和LB l后的 反射光L 2照射到半导体层1 5 0 a时，根据所照射的光的光强度，而在 受光元件1 5 1中流过电流。通过图1所示的受光信号处理电路部2 1 5 处理后的受光信号是与根据受光元件l51中流过的光电流产生的电压 变化相对应的信号。通过由受光信号处理电路部215和图像处理电路部 2 1 6依次处理受光信号，从而可以确定指示显示面3 0 2 s的指示物体 的位置等，可以经指示物体对液晶装置1输入各种信息。
T F T电路部8 0中包含的复位用T F T 1 6 3构成为具有包括沟 道区域1 6 0 a '、源极区域16 0b '和漏极区域160c '的半导体层1 6 0a;接触孔1 6 1禾Q 1 6 2 ;源电极1 6 4和漏电极165;以及栅 电极1 6 3 a 。复位用T F T 1 6 3经未图示的布线而与受光元件1 5 1 电连接。
接着，参考图8来说明光检测电路部2 5 0的详细电路结构。首先， 为了简便，说明设置光检测电路部2 5 0用的信号线'电源线(光传感器复 位信号线3 5 0 、光传感器第一电源线3 5 1、光传感器第二电源线3 5 2 、光传感器行选择信号线3 5 3 )，并可与像素部7 2相独立地控制光 检测电路部2 5 0的情形。其中，显示行选择信号线3 a和电容电位线3 0 o与像素部7 2共用。
图8中，光检测电路部2 5 0包括光量调节部8 2和光传感器部1 5 0 。光量调节部8 2构成为具有液晶元件5 0 b 、调节控制用T F T 1 3
0和贮存电容17 0。光量调节部8 2分别包含在多个光检测电路部2 5
0中，在传感器灵敏度调整电路部2 0 5的控制下，在图像显示区域l 0
a中彼此相独立地控制其动作。
液晶元件5 0 b分别与调节控制用T F T 1 3 0和贮存电容1 7 0 电连接，通过调节控制用T F T 1 3 Q来控制液晶元件5 0 b具有的液晶 部分的取向状态，并调节入射到光传感器部l 5 0的入射光的光量。贮存 电容l 7 0具有的一对电容电极的一个与电容电位线3 0 O电连接。
调节控制用T F T 1 3 0的栅极和源极各自与显示行选择信号线3
a和光量调节信号线6 a 1分别进行电连接。调节控制T F T 1 3 0构成 为可通过提供经显示行选择信号线3 a供给的选择信号来切换其导通截 止。调节控制用TFT 1 3 O根据该导通截止，将经光量调节信号线6 a
1提供的调节信号提供给液晶元件5 0 b 。液晶元件5 Q b通过根据调节 信号来控制液晶部分的取向状态，从而调节入射到光传感器部1 5 O的入 射光的光量。
光传感器部l 5 0构成为具有光电二极管等的受光元件1 5 1 、贮存 电容1 5 2 、复位T F T 1 6 3 、信号放大用T F T 1 5 4和输出控制用 丁 F 丁 1 5 5 。
受光元件1 5 1在图像显示区域1 0 a内接受从液晶装置1的显示 面3 0 2 s入射的入射光L 2中由光量调节部8 2调节光量后的入射光 L 2'(参考图4 图6。)。复位用TFT 1 6 3的、源极、栅极和漏极各
自与受光元件15 1、光传感器复位信号线3 5 0和信号放大用T F T 1
5 4分别进行电连接。信号放大用T F T 1 5 4的源极、栅极和漏极各自 与光传感器第一电源线3 5 1、受光元件1 5 1和输出控制用T F T 1 5
5分别进行电连接。输出控制用TFT 1 5 5的源极、栅极和漏极各自与 信号放大用T F T 1 5 4、光传感器行选择信号线3 5 3和读出信号线6
a 2分别进行电连接。
在受光元件l 5 l接受到入射光时，在受光元件l 5 l上产生光电 流，并根据复位用T F T 1 6 3、电压放大用T F T 1 5 4和输出控制用
TFT 1 5 5各自的动作，将与受光元件l 5 l电连接的光传感器第二电 源线3 5 2和节点a之间的电压V相对应的信号读出到读出信号线6 a2 。
这样，由于光量调节部8 2进行光传感器部1 5 0的灵敏度调整，所 以包括光检测电路部2 5 0的液晶装置1可以防止位置检测时的误动作， 可以提高精度。 '
但是，因包括光检测电路部2 5 0，具有信号线的数目增加这样的问 题。S卩，除了现有技术中像素部7-2的控制所需的显示行选择信号线3 a 和电容电位线3 0 0之外，如图8所示，还需要按照每条扫描线新设置光 传感器复位信号线3 5 0 、光传感器第一电源线3 5 1、光传感器第二电 源线3 5 2 、光传感器行选择信号线3 5 3 。若确保了这些布线用的区域， 则降低了液晶装置l的像素部7 2的开口率。为了克服开口率的降低，若 增加背光灯的光量，则耗电量增加，光传感器部l 5 O中的散射光增加， 变为位置检测时的噪声成分，不太好。
因此，本实施方式中，通过使光检测电路部2 5 0和像素部7 2共用 信号线和电源线，使得信号线和电源线的条数减少，防止了开口率的降低。 下面，说明具体实施例。
< 2 — 1 :第一实施例>
第一实施例中，构成为还通过将显示行选择信号线3 a用作光传感器 复位信号线而省去了光传感器复位信号线3 5 0 。图9是表示第一实施例 的结构的电路图。如该图所示，第一实施例中，在光传感器部l 5 0中， 将复位用T F T 1 6 3的栅极与显示行选择信号线3 a相连，除省去了光 传感器复位信号线3 5 0之外，为与图8相同结构。
图l O是表示第一实施例中的光检测处理顺序的定时图。在光检测处 理中，进行复位光传感器部l 5 O而成为基准的基准受光信号的读出和 在曝光期间(We x p)后的测量受光信号的读出等两次光检测，并将测 量受光信号和基准受光信号的差值处理为检测对象的受光信号。测量受光 信号和基准受光信号可以以电压形式提供，也可以以电流形式提供。
在本定时图中，在使显示行选择信号(光传感器复位信号)有效(assert) 并向像素部7 2写入图像信号后，使光传感器行选择信号有效而复位光传 感器部l 5 0，并从光传感器部l 5 0中读出与节点A的电压V r e f对 应的基准受光信号。在经过l行选择期间Ws e l后，使显示行选择信号
(光传感器复位信号)无效而开始曝光，并在经过曝光期间We x p后读 出与节点A的电压Vs i g对应的测量受光信号。并且，使光传感器行选
择信号无效，结束一个循环。
跟踪图中的节点A的电压的时间变化来进一步详细说明。若使向作为 对象的显示行选择信号线3 a提供的显示行选择信号(光传感器复位信 号)有效，则复位用TFT 1 6 3变为导通状态，"节点A的电压变为光传 感器第一电源线3 5 1的电压。进一步，若使对光传感器行选择信号线3 5 3提供的光传感器行选择信号有效，则经电压放大用T F T 1 5 4 ，伴 随一定的补偿电压而向读出信号线6 a 2读出对应于电压V r e f的作
为参考的基准受光信号。
若使向显示行选择信号线3 a提供的显示行选择信号(光传感器复位 信号)无效，则复位用TFT 1 6 3变为截止状态，则在受光元件l 5 1 中流过与所接受的光强度对应的电流，节点A的电压向光传感器第二电源 线3 5 2的电压变化。在经过预定的曝光期间We x p后，将节点A的电 压V s i g作为测量受光信号读出到读出信号线6 a 2中。未图示的外围 电路将测量受光信号和基准受光信号的差值作为所接受到的光强度对应 的受光信号来进行处理。
图1 1是表示第一实施例中的光检测处理顺序的另一例的定时图。在 该另一例中，首先，使光传感器行选择信号有效而从光传感器部1 5 0读 出与电压V s i g对应的测量受光信号。之后，使显示行选择信号(光传 感器复位信号)有效而向像素部7 2写入图像信号，同时复位光传感器部 15 0，读出与电压V r e f对应的基准受光信号。在经过l行选择期间 Ws e l后，使显示行选择信号(光传感器复位信号)无效后开始曝光。 在曝光过程中，可以使节点A的电位向光传感器第二电源线3 5 2的电压 变化，在下一循环的读出定时T v s i g中读出与电压V s i g对应的测 量受光信号。因此，曝光期间We x p与垂直扫描期间大致相等。
在任何一个例子中，在曝光期间W e x p内的受光引起的节点A的电 压变化量是合适值时，可以得到与受光强度对应的受光信号。在节点A的 电压变化量非常小的情况下，变为不能与各种各样的噪声相区分，相反， 若节点A的电压变化量过大而超过了光传感器第二电源线3 5 2的电压，
则受光信号不与受光强度相对应。
因此， 一般上，在光强度大时，考虑曝光期间We X p短的图l 0所 示的顺序是合适的，在光强度小时，考虑曝光期间We x p长的图l l所 示的顺序是合适的，但是本实施例中，还将显示行选择信号用作光传感器 复位信号，所以光传感器部1 5 0中的曝光期间W e x p由像素部7 2的 显示的定时所规定。因此，不能自由设置曝光期间We x p。
但是，本实施例中，由于进一步由光量调节部8 2来进行光传感器部 1 5 0的灵敏度调整，所以即使曝光期间We x p设置的自由度低，也可 以使节点A的电压变化量为适当的值，从而可得到与受光强度对应的受光 信号。因此，即使减小信号线数，也可防止位置检测时的误动作，可以提
咼精度。
(变形例l)
图1 2是表示第一实施例的变形例1的电路图。本变形例中构成为通 过进一步将电容电位线3 0 O用作光传感器第二电源线，除了光传感器复 位信号线3 5 0之外，还省去了光传感器第二电源线3 5 2 。由此，可以
进一步防止开口率的降低。另外，光检测顺序与第一实施例相同。 (变形例2)
图1 3是表示第一实施例的变形例2的电路图。本变形例中进一步构 成为通过还将电容电位线3 0 O用作光传感器第一电源线，除了光传感器 复位信号线3 5 0，还省去了光传感器第一电源线3 5 1 。由此，可以进
一步防止开口率的降低。另外，光检测顺序与第一实施例相同。 <2 — 2:第二实施例〉
第二实施例中，构成为通过还将显示行选择信号线3 a用作光传感器 行选择信号线，而省去了光传感器行选择信号线3 5 3 。图l 4是表示第 二实施例的构成的电路图。如该图所示，第二实施例中，在光传感器部l 5 0中，除了将输出控制用T F T 1 5 5的栅极与显示行选择信号线3 a 相连而省去了光传感器行选择信号线3 5 3之外，为与图8相同的结构。 图l 5是表示第二实施例中的光检测处理顺序的定时图。在该定时图 中，使显示行选择信号(光传感器行选择信号)和光传感器复位信号有效，
并向像素部7 2写入图像信号，同时复位光传感器部l 5 0。之后，读出 与电压V r e f对应的基准受光信号后，使光传感器复位信号无效后开始 曝光，在经过曝光期间We x p后，读出与电压V s i g对应的测量受光 信号。并且，使显示行选择信号(光传感器行选择信号)无效而结束一次 循环。
跟踪图中的节点A的电压的时间变化来进行详细说明。若使提供给作 为对象的显示行选择信号线3 a的显示行选择信号(光传感器行选择信 号)有效，则使输出控制用TFT 1 5 5变为导通状态。若使提供给光传 感器复位信号线3 5 0的光传感器复位信号有效，则节点A的电压变为光 传感器第一电源线3 5 1的电压。该节点A的电压V r e f经电压放大用 T F T 1 5 4 ，伴随一定的补偿电压，作为参考的基准受光信号而被读出 到读出信号线6 a 2上。
若使光传感器复位信号无效，而使复位用TFT 1 6 3变为截止状 态，则在受光元件l 5 1中流过对应于所接受的光的强度的电流，而使节 点A的电压向光传感器第二电源线3 5 2的电压变化。在经过在l行选择 期间W s e 1结束前所结束的预定的曝光期间We x p后，将与节点A的 电压V s i g对应的测量受光信号读出到读出信号线6 a 2。未图示的外 围电路将测量受光信号和基准受光信号的差值作为与接受了的光的强度 对应的受光信号来处理。
图l 6是表示第二实施例中的光检测处理顺序的另一例的定时图。在
该另一例中，使显示行选择信号(光传感器行选择信号)有效而从光传感 器部l 5 O读出与电压V s i g对应的测量受光信号。之后，使光传感器 复位信号有效而复位光传感器部1 5 0，读出与电压V r e f对应的基准 受光信号。在经过l行选择期间Ws e l后，使光传感器复位信号无效而 开始曝光。在曝光中，使节点A的电位向光传感器第二电源线3 5 2的电 压变化，在下一循环的读出定时T v s i g中将电压V s i g作为测量受 光信号读出。因此，曝光期间We x p与垂直扫描期间大致相等。
在任意一例中，曝光期间We x p中的受光产生的节点A的电压变化 量为合适值时，都可以得到与受光强度对应的受光信号。在节点A的电压 变化量非常小的情况下，不能与各种各样的噪声相区分，相反，若节点A
的电压变化量过大而超过了光传感器第二电源线3 5 2的电压，则受光信
号不与受光强度对应。
因此， 一般上，在光强度大时，考虑曝光期间We x p短的图l 5所 示的顺序是合适的，光强度小时，考虑曝光期间We x p长的图l 6所示 的顺序是合适的，但是本实施例中，由于还将显示行选择信号用作光传感 器复位信号，所以传感器部1 5 0的曝光期间W e x p由像素部7 2的显 示的定时所规定。因此，不能自由设置曝光期间We x p。
但是，本实施例中，由于光量调节部8 2进一步进行光传感器部1 5 0的灵敏度调整，所以即使曝光期间We x p設定的自由度低，节点A的 电压变化量也可以为合适的值，从而可得到与受光强度对应的受光信号。 因此，即使减小了信号线数，也可防止位置检测时的误动作，可以提高精 度。
(变形例l)
图l 7是表示第二实施例的变形例1的电路图。本变形例中，构成为 通过将电容电位线3 0 O进一步用作光传感器第二电源线，除了光传感器 行选择信号线3 5 3之外，还省去了光传感器第二电源线3 5 2 。由此， 可以进一步防止开口率的降低。光检测顺序与第二实施例相同。 (变形例2)
图l 8是表示第二实施例的变形例2的电路图。本变形例中，构成为 还进一步将电容电位线3 0 O用作光传感器第一电源线，除了光传感器行 选择信号线3 5 3之外，还省去了光传感器第一电源线3 5 1 。由此，可
以进一步防止开口率的降低。光检测顺序与第二实施例相同。 < 2 — 3 :第三实施例〉
图l 9是表示第三实施例的结构的电路图。如该图所示，在第三实施 例中，对2行像素部7 2配置一个光检测电路2 5 0 。并且，还将第N( 1 ，
3， 5，...)行的显示行选择信号线3 a (N)用作光传感器复位信号线 和光传感器行选择信号线a ，将第N十1行的显示行选择信号线3 a (N + 1 )用作光传感器行选择信号线b。因此，作为输出控制用TFT群1
5 5 ，使用输出控制用T F T 1 5 5 a和输出控制用T F T 1 5 5 b 。另
外，并不限于2行的像素部7 2，还可对N行(N是自然数)的像素部7 2配置一个光检测电路2 5 0 。
还将第N行的电容电位线3 0 0 (N)用作光传感器第一电源线，将 第N十l行的电容电位线3 0 0 (N+1 )用作光传感器第二电源线。由 此，为省去了光传感器复位信号线3 5 0 、光传感器第一电源线3 5 1 、 光传感器第二电源线3 5 2 、光传感器行选择信号线3 5 3的结构。像素 部7 2与图2所示的结构相同。
由于作用为光传感器第一电源线、光传感器第二电源线，所以将第N 行的电容电位线3 0 0 (N)的电压和第N+1行的电容电位线3 0 0 (N + 1 )的电压设置为不同的电压。具体上，设置为使第N十1行的电容电 位线3 0 0 (N+l)的电压比第N行的电容电位线3 0 0 (N)的电压 小。另外，在使提供给第N行的显示行选择信号线3 a (N)的显示行选 择信号和提供给第N十1行的显示行选择信号线3 a (N+1 )的显示行 选择信号的至少一个有效时，可以从光传感器部l 5 0的读出信号线6 a 2读出受光信号。
图2 0是表示第三实施例的光检测处理的顺序的定时图。在光检测处 理中，进行复位光传感器部l 5 O读出而成为基准的基准受光信号的读 出和在曝光期间(W e x p)后测量受光信号的读出等2次光检测，并将 测量受光信号和基准受光信号的差值作为检测对象的受光信号加以处理。 另外，测量受光信号和基准受光信号可以以电压的形式来提供，也可以以 电流的形式来提供。
跟踪图中的节点A的电压的时间变化来加以说明。若使提供给作为显 示对象的第N行的显示行选择信号线3 a (N)的显示行选择信号有效， 则进行基于显示信号向像素部7 3的写入和基于光量调节信号向光量调 节部8 2的写入。另外，若使显示行选择信号线3 a (N)的显示行选择 信号有效，则复位用TFT 1 6 3变为导通状态，而将节点A的电压复位 为第N行的电容电位线(光传感器第一电源线)3 0 0 (N)的电压。由 于输出控制用TFT 1 5 5 a也为导通状态，所以节点A的电压经电压放 大用T F T 1 5 4，伴随一定的补偿电压，向读出信号线6 a 2读出与电 压V r e f对应的作为参考的基准受光信号。
接着，若使第N行的显示行选择信号线3 a (N)的显示行选择信号 无效，而使复位用TFT 1 6 3变为截止状态，则由于在受光元件l 5 1 中流过与所受光的光的强度对应的电流，所以节点A的电压向第N十l行 的电容电位线(光传感器第二电源线)3 0 0 (N+l )的电压变化。同 时，由于使第N+1行的显示行选择信号线3a (N+l)的显示行选择 信号有效，而使输出控制用TFT 1 5 5 b变为导通状态，所以在经过预 定的曝光期间We x p后，将接点A的电压V s i g作为测量受光信号读 出到读出信号线6 a 2。未图示的外围电路将测量受光信号和基准受光信
号的差值作为所接受的光的强度相对应的受光信号来处理。这时的曝光期 间W e x p是比1行选择期间W s e 1稍小的値。
上述顺序中，曝光期间We x p中的受光产生的节点A的电压变化量 为合适值时，得到与受光强度对应的受光信号。在节点A的电压变化量非 常小的情况下，不能与各种各样的噪声相区分，相反，若节点A的电压变 化量过大，而超过了第N十l行的电容电位线(光传感器第二电源线)3 0 0 (N+l)的电压，则受光信号不与受光强度对应。
因此，最好设置合适的曝光期间We x p，但是在本实施例中，由于 使光传感器部l 5 0的信号线与像素部7 2的信号线共用，所以光传感器 部1 5 0的曝光期间W e x p由像素部7 2的显示的定时所规定。因此， 不能自由设置曝光期间We x p。
但是，本实施例中，由于光量调节部8 2进一步进行光传感器部1 5 O的灵敏度调整，所以即使曝光期间We x p設定的自由度低，节点A的 电压变化量也可以为合适的值，而可得到与受光强度对应的受光信号。因 此，即使减小了信号线数，也可防止位置检测时的误动作，可以提高精度。 (变形例)
对于显示部的驱动方法， 一般知道有准备2个等级的电容电位线的电 压等级，按每条选择扫描线或每条垂直扫描线来交替改变的驱动方法。若 采用这种驱动方法，则可以减小数据驱动器的输出电压范围，有使耗电量 减小的效果，所以可广泛采用。如图2 l所示，通过在受光元件l 5 l上 串联追加二极管l 5 9 ，可以防止受光元件l 5 1向顺方向偏置时的电流 引起的耗电量的增加。二极管l 5 9可以通过与二极管相连的TFT和构
成TFT的硅膜而容易实现。
<2 — 4:第四实施例>
图2 2是表示第四实施例的结构的电路图。如该图所示，第四实施例 中，对2行像素部7 2配置一个光检测电路2 5 0 。并且，还将第N ( 1 ，
3， 5，...)行的显示行选择信号线3 a (N)用作光传感器行选择信号 线a，将第N+1行的显示行选择信号线3 a (N+l)用作光传感器复 位信号线和光传感器行选择信号线b 。因此，作为输出控制用T F T群1
5 5使用了输出控制用T F T 1 5 5 a和输出控制用T F T 1 5 5 b 。并 不限于2行像素部7 2，还可对N行(N是自然数)像素部7 2配置一个 光检测电路2 5 0 。
进一步，还可将第N行的电容电位线3 0 0 (N)用作光传感器第一 电源线，将第N十l行的电容电位线3 0 0 (N+ 1 )用作光传感器第二 电源线。由此，为省去了光传感器复位信号线3 5 0 、光传感器第一电源 线3 5 1 、光传感器第二电源线3 5 2 、光传感器行选择信号线3 5 3的 结构。像素部7 2与图2所示的结构相同。
由于作为光传感器第一电源线、光传感器第二电源线起作用，所以将 第N行的电容电位线3 0 0 (N)的电压和第N十l行的电容电位线3 0 0 (N+l)的电压设置为不同的电压。具体是，设置为使第N+1行的 电容电位线3 0 0 (N+l)的电压比第N行的电容电位线3 0 0 (N) 的电压小。另外，在使第N行的显示行选择信号线3 a (N)和第N+1 行的显示行选择信号线3 a (N+l)的至少一个有效时，可以从光传感 器部l 5 0的读出信号线6 a 2读出受光信号。
图2 3是表示第四实施例中的光检测处理的顺序的定时图。跟踪图中 的节点A的电压的时间变化来加以说明。若使作为显示对象的第N行的显 示行选择信号线3 a (N)的显示行选择信号有效，则进行基于显示信号 的向像素部7 3的写入和基于光量调节信号的向光量调节部8 2的写入。 光传感器部l 5中，由于输出控制用TFT 1 5 5 a为导通状态，所以在 前次循环的曝光开始时到经过预定的曝光期间We x p后，将节点A的电 压V s i g作为测量受光信号读出到读出信号线6 a 2上。
接着，使提供给第N十l行的显示行选择信号线3 a (N+1 )的显 示行选择信号有效，而使复位用TFT 1 6 3变为导通状态，而将节点A 的电压复位为第N行的电容电位线(光传感器第一电源线)3 0 0 (N) 的电压。这时，由于输出控制用TFT 1 5 5 b变为导通状态，所以节点 A的电压V r e f经电压放大用T F T 1 5 4伴随一定的补偿电压而作 为参考的'基准受光信号向读出信号线6 a 2读出。未图示的外围电路将测 量受光信号和基准受光信号的差值作为与所接受到的光的强度对应的受 光信号来处理。这时的曝光期间We x p大致是一个垂直扫描期间。
若使第N十1行的显示行选择信号线3 a (N+1 )的显示行选择信 号无效，则复位用TFT 1 6 3变为截止状态，开始本次循环的曝光期间 W e x p 。在曝光期间W e x p中，由于在受光元件1 5 1中流过与所受 光的光的强度对应的电流，所以节点A的电压向第N屮1行的电容电位线 (光传感器第二电源线)3 0 0 (N + 1 )的电压变化。
上述顺序中，在曝光期间We x p的受光引起的节点A的电压变化量 为合适的值时，可以得到与受光强度对应的受光信号。在节点A的电压变 化量非常小的情况下，不能与各种各样的噪声相区分，相反，若节点A的 电压变化量过大而超过了第N+ 1行的电容电位线(光传感器第二电源 线)3 0 0 (N+l)的电压，则受光信号不与受光强度对应。
因此，最好设置合适的曝光期间We x p，但是在本实施例中，由于 使光传感器部l 5 0的信号线与像素部7 2的信号线共用，所以光传感器 部1 5 0的曝光期间W e x p由像素部7 2的显示的定时所规定。因此， 不能自由设置曝光期间W e x p 。
但是，本实施例中，由于光量调节部8 2进一步进行光传感器部1 5 O的灵敏度调整，所以即使曝光期间We x p設定的自由度低，节点A的 电压变化量也可以为合适的值，而可得到与受光强度对应的受光信号。因 此，即使减小了信号线数，也可防止位置检测时的误动作，可以提高精度。 (变形例)
即使第四实施例中，如图2 4所示，通过在受光元件l 5上串联追加 二极管l 5 9，可以防止受光元件l 5 l沿顺方向偏置时的电流引起的耗 电量的增加。二极管l 5 9可以通过二极管连接的TFT和构成TFT的
硅膜而容易地实现。
<2 — 5:其他变形例> (变形例l)
接着，参考图2 5来详细说明液晶装置1的变形例。图2 5是与液晶
装置的变形例中的图7对应的剖视图。在以下说明的各变形例中，在与上
述液晶装置1公共的部分添加共同的附图标记，而省略详细说明。
图2 5中，在本例的液晶装置中，将第一偏振层3 0 l形成在第一电 极l 5 9 a上。在作为第一偏振层3 0 l使用了具有二色性染料的热变性 高分子液晶的情况下的例子中，具有彼此层叠了偏振层用取向层3 0 1 a 和二色性热变性高分子液晶层3 0 1 b的层叠结构。经第一偏振层3 0 1 来施加控制液晶层5 0的电场。由于在形成了第一电极l 5 9 a后形成第 一偏振层3 0 1，所以第一偏振层3 0 1可以避免第一电极1 5 9 a形成
时的热影响。因此，可以良好保持偏振性。 (变形例2 )
接着，参考图2 6来说明液晶装置1的另一变形例。图2 6是与液晶 装置的另一变形例的图7对应的剖视图。图2 6中，本例的液晶装置具有 的第一偏振层3 0 1 c形成在绝缘膜4 2 b上，将其厚度形成为1 5 p m，而作为相互隔离复位用TFT 1 6 3及调节控制用TFT 1 3 0、和 第一电极l 5 9 a的平坦化绝缘层来兼用。
< 3 :电子设备>
接着，参考图2 7和图2 8来说明具有上述液晶装置的电子设备的实 施方式。图2 7是采用了上述液晶装置的移动型个人计算机的立体图。图 2 7中，计算机1 2 0 0由具有键盘1 2 0 2的主体部1 2 0 4和包含上 述液晶装置的液晶显示单元l 2 0 6构成。液晶显示单元l 2 0 6是通过 在液晶面板1 0 0 5的背面添加背光灯而构成，从而具有可准确输入各种 信息的触摸屏功能。
接着，说明将上述液晶装置适用于移动电话的例子。图2 8是作为本 实施方式的电子设备的一例的移动电话的立体图。图2 8中，移动电话l3 0 0包括多个操作按钮1 3 0 2，同时有采用反射型的显示形式且与上 述液晶装置具有相同结构的液晶装置l 0 0 5 。根据移动电话l 3 0 0， 可以进行高质量的图像显示，同时可以通过手指等指示物体经显示面准确
输入信息。
另外，在将上述液晶装置用作图像传感器的情况下，与确定手指等的 指示物体的显示面上的位置同样，可以将检测对象物所占的显示面上的区 域部分识别为其他区域。
权利要求
1、一种液晶装置，包括在行方向上设置的多条选择线；在列方向上设置的多条信号线；对应于所述选择线和所述信号线的交叉部设置的多个像素部；对应于所述多个像素部的一部分设置的多个光传感器部；在行方向上设置的多条第一电源线；在列方向上设置的多条读出线；所述多个像素部分别包括第一开关元件，其在使经所述选择线供给的选择信号有效后，获得经所述信号线供给的显示信号；和液晶，其为与由所述第一开关元件获得的所述显示信号对应的透过状态；所述多个像素部的一部分调整入射到所述多个光传感器部的光的光量；所述多个光传感器部分别包括光电转换元件，其产生与受光量对应大小的电流；电容元件，其一端与所述光电转换元件电连接；第二开关元件，其以经所述第一电源线供给的复位电压来复位所述电容元件的一端；和读出部，其向所述读出线输出与所述电容元件一端的电压对应的大小的输出信号，所述第二开关元件根据经所述选择线供给的所述选择信号，而被控制为导通状态或截止状态中的一种状态。
2、 根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于， 该液晶装置还包括在行方向上设置的多条光传感器选择线； 所述读出部包括晶体管，其生成与所述电容元件一端的电压对应大小的所述输出信号；第三幵关元件，其设置在所述晶体管和所述读出线之间，若使提供给 所述光传感器选择线的光传感器选择信号有效，则该第三开关元件导通；该液晶装置还包括控制部，其控制所述光传感器部，以便在使所述选 择信号有效后，使所述光传感器选择信号有效，并将基准受光信号作为所 述输出信号读出到所述读出线，且使所述选择信号无效并经过预定时间 后，使所述光传感器选择信号，并将测量受光信号作为所述输出信号读出 到所述读出线。
3、 根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于， 该液晶装置还包括在行方向上设置的多条光传感器选择线； 所述读出部包括晶体管，其生成与所述电容元件一端的电压对应大小的输出信号； 第三开关元件，其设置在所述晶体管和所述读出线之间，若使提供给所述光传感器选择线的光传感器选择信号有效，则该第三开关元件呈导通状态；该液晶装置进一步包括控制部，其控制所述光传感器部，以便将所述 选择信号从有效切换为无效，在经过预定时间后，使所述光传感器选择信 号有效，并将测量受光信号作为所述输出信号读出到所述读出线，在使所 述选择信号有效后，将基准受光信号作为所述输出信号读出到所述读出 线。
4、 一种液晶装置，包括 在行方向上设置的多条选择线； 在列方向上设置的多条信号线；对应于所述选择线和所述信号线的交叉部设置的多个像素部； 对应于所述多个像素部的一部分设置的多个光传感器部； 在行方向上设置的多条第一 电源线； 在列方向上设置的多条读出线；所述多个像素部分别包括第一开关元件，其在使经所述选择线供给的选择信号有效后，获得经所述信号线供给的显示信号；和液晶，其为与由所述第一开关元件获得的所述显示信号对应的透过状 态；所述多个像素部的一部分调整入射到所述多个光传感器部的光的光 所述多个光传感器部分别包括光电转换元件，其产生与受光量对应大小的电流； 电容元件，其一端与所述光电转换元件电连接；第二开关元件，其以经所述第一电源线供给的复位电压来复位所述电 容元件的一端；晶体管，其生成与所述电容元件一端的电压对应大小的输出信号；和 第三开关元件，其设置在所述晶体管和所述读出线之间； 所述第三幵关元件根据经所述选择线供给的所述选择信号而被控制 为导通状态或截止状态中的一种状态。
5、 根据权利要求4所述的液晶装置，其特征在于， 该液晶装置还包括在行方向上设置的多条复位信号线；和控制部，其控制所述光传感器部，以便在使经所述选择信号线和所述 复位信号线供给的复位信号有效后，将基准受光信号作为所述输出信号读 出到所述读出线，使所述复位信号无效并经过预定时间后，使所述选择信 号有效，并将测量受光信号作为所述输出信号读出到所述读出线。
6、 根据权利要求4所述的液晶装置，其特征在于， 该液晶装置还包括在行方向上设置的多条复位信号线；和控制部，其控制所述光传感器部，以便将经所述复位信号线供给的复 位信号从有效切换为无效，并在经过预定时间后，使所述光传感器选择信 号有效，将测量受光信号作为所述输出信号读出到所述读出线，并在使所 述选择信号有效后，将基准受光信号作为所述输出信号读出到所述读出 线。
7、 根据权利要求2、 3、 5或6中任一项所述的液晶装置，其特征在于，所述控制部将所述基准受光信号和测量受光信号的差值作为检测出 的受光信号输出。
8、 根据权利要求1 7中任一项所述的液晶装置，其特征在于， 所述多个像素部分别包括保持电容元件，其一端与所述第一开关元件电连接，并保持所述显示信号，所述保持电容元件的另一端与所述第一电源线电连接。
9、 根据权利要求1 7中任一项所述的液晶装置，其特征在于，该液晶装置包括在行方向上设置的多条第二电源线， 所述光电转换元件的另一端与所述第二电源线电连接， 所述多个像素部分别具有保持电容元件，其一端与所述第一开关元件 电连接，并保持所述显示信号，所述保持电容元件的另一端与所述第二电源线电连接。
10、 一种液晶装置，包括在行方向上设置的多条选择线； 在列方向上设置的多条信号线；多个第一像素部，对应于所述选择线和所述信号线的交叉部设置； 多个第二像素部，对应于相隔K行的所述选择线和所述信号线的交叉 部设置，其中K是自然数；多个光传感器部，对应于所述多个第二像素部设置； 在行方向上设置的多条第一电源线；和 在列方向上设置的多条读出线； 所述多个第一像素部和第二像素部分别包括第一开关元件，若使经所述选择线供给的选择信号有效，则获得经所 述信号线供给的显示信号；和液晶，其为与通过所述第一开关元件获得的所述显示信号对应的透过状态；所述多个第二像素部调整入射到所述多个光传感器部的光的光量， 所述多个光传感器部分别包括 光电转换元件，其产生与受光量对应大小的电流； 第二开关元件，其以经所述第一电源线供给的复位电压来复位所述光 电转换元件的一个端子；和 读出部，其将与所述光电转换元件的一个端子的电压对应大小的输出 信号输出到所述读出线；所述第二开关元件根据经所述相隔K行的选择线供给的所述选择信 号而被控制为导通状态或截止状态中的一种状态。
11、 根据权利要求10所述的液晶装置，其特征在于， K是1，所述第二开关元件根据经连续2行的选择线中的一行选择线供给的所 述选择信号而被控制为导通状态或截止状态的其中之一。
12、 根据权利要求ll所述的液晶装置，其特征在于， 所述读出部包括放大晶体管，其生成与所述光电转换元件的一个端子的电压对应大小 的输出电流；开关单元，其设置在所述放大晶体管和所述读出线之间，若使提供给 所述选择线的光传感器选择信号有效，则该开关单元导通；和控制部，其控制所述光传感器部，以便使经所述一行的选择线供给的 选择信号有效后，将基准受光信号作为所述输出电流读出到所述读出线， 使经所述一行的选择线供给的选择信号无效并经过预定时间后，将测量受 光信号作为所述输出电流读出到所述读出线。
13、 根据权利要求12所述的液晶装置，其特征在于， 所述开关单元包括第三开关元件，其设置在所述放大晶体管和所述读出线之间，通过经 连续行中的一行的选择线供给的选择信号而被控制为导通状态和截止状 态的其中之一；第四开关元件，其设置在所述放大晶体管和所述读出线之间，通过经 连续行中的另一行选择线供给的选择信号而被控制为导通状态和截止状 态的其中之一。
14、 根据权利要求13所述的液晶装置，其特征在于， 所述一行的选择线是所述连续的选择线中先使所供给的选择信号有效的选择线；所述控制部控制所述第四开关元件，以便之后使经所述连续的选择线中的另一行选择线供给的选择信号有效，并将测量受光信号作为所述输出 电流读出到所述读出线中。
15、 根据权利要求13所述的液晶装置，其特征在于， 所述一行选择线是所述连续的选择线中后使所供给的选择信号有效的选择线；所述控制部控制所述第三开关元件，以便在使提供给所述一行选择线 的选择信号有效后大致经1帧期间之后，使经所述连续的选择线中的另一 行选择线供给的选择信号有效，并将测量受光信号作为所述输出电流读出 到所述读出线。
16、 根据权利要求10—15中任一项所述的液晶装置，其特征在于， 与所述光电转换元件串联连接防逆流的二极管。
17、 根据权利要求12 — 16中任一项所述的液晶装置，其特征在于，所述控制部将所述基准受光信号和所述测量受光信号的差值作为检 测出的受光信号输出。
18、 根据权利要求10—17中任一项所述的液晶装置，其特征在于， 所述多个第一像素部分别包括保持电容元件，其一端与所述第一开关元件电连接，并保持所述显示信号，所述一行的所述第一像素部中包含的所述保持电容元件的另一端与 所述第一电源线相连。
19、 根据权利要求18所述的液晶装置，其特征在于，该液晶装置还包括在所述另一行上分别设置的多条第二电源线， 所述光电转换元件的另一端子与所述另一行的所述第二电源线电连接；所述第二电源线供给的电位比所述第一电源线供给的复位电压的电 位还低。
20、 根据权利要求10—19中任一项所述的液晶装置，其特征在于， 该液晶装置还包括一端与所述光电转换元件的一个端子相连的电容元件。
全文摘要
本发明的液晶装置具备包括通过显示选择信号而变为与显示信号对应的光透过状态的液晶像素部和电容元件的像素部；包括被供给第二电压而生成光电流的受光元件，通过光传感器选择信号而变为可读取受光信号的状态，通过复位信号将受光信号复位为第一电压的光传感器部；具有通过显示选择信号而变为与调节信号对应的光透过状态的液晶像素部和电容元件，并调节对光传感器部输入的光量的光量调节部；供给显示选择信号和复位信号的显示选择信号线；将固定电位提供给电容元件的电容电位线；供给第一电压的第一电源线；供给第二电压的第二电源线；和供给光传感器选择信号的光传感器行选择信号线。
文档编号G06F3/042GK101359111SQ200810144898
公开日2009年2月4日 申请日期2008年7月31日 优先权日2007年8月1日
发明者太田人嗣, 石黑英人, 神田英二 申请人:精工爱普生株式会社