(57)【要約】【課題】確実に誤動作を防止する。【解決手段】受光用素子として、駆動用のスイッチング素子と略同一の構造のＴＦＴを用い、特に、その半導体層は、ドーピングされていないａ−Ｓｉ層と、ドーピングしてｎ＋形とされたｎ＋形ａ−Ｓｉ層とから構成されている。各受光用ＴＦＴ７ａｍｎ，７ｂｍｎは、そのゲート電極が、自身のソース電極又はドレイン電極と接続されている。これによって、各受光用ＴＦＴ７ａｍｎ，７ｂｍｎは、誤ってオン状態となることがない。また、バイアスの設定の仕方に関わらず、オフ状態を確実に保持することができる。したがって、確実に誤動作を防止することができる。受光用素子７ａｍｎ，７ｂｍｎで発生した光電流を検出することによって、確実にかつ正確に、光入力位置を特定することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査信号が供給される走査線と、表示信号が供給される信号線と、マトリックス状に配置され、液晶層に電圧を印加するための画素電極と、前記走査線と前記信号線との交差部近傍に設けられ、対応する前記画素電極へ与える表示信号を走査信号によりスイッチングするための電界効果トランジスタからなるスイッチング素子と、少なくとも一部の前記画素電極に対応して設けられ、表示画面に光を当てて座標位置を指示するための位置指示手段から出射された光を受けると、前記位置指示手段によって指示された座標位置を示すための座標位置検出信号を出力する座標位置検出素子とを備え、前記座標位置検出素子は、電界効果トランジスタからなることを特徴とするタブレット機能を備えた液晶表示装置。
【請求項２】
前記座標位置検出素子のゲート電極は、自身のドレイン電極又はソース電極に接続されていることを特徴とする請求項１記載のタブレット機能を備えた液晶表示装置。
【請求項３】
前記ドレイン電極又はソース電極が共通とされ、互いに対称な構造を有する一対の前記座標位置検出素子を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のタブレット機能を備えた液晶表示装置。
【請求項４】
前記スイッチング素子と前記座標位置検出素子とは、略同一の層状構造を有していることを特徴とする請求項１、２又は３記載のタブレット機能を備えた液晶表示装置。
【請求項５】
前記座標位置検出信号を受け取って前記座標位置検出素子で発生した光電流を計測する光電流計測手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載のタブレット機能を備えた液晶表示装置。
【請求項６】
前記座標位置検出素子に接続され、前記座標位置検出素子から出力された前記座標位置検出信号を読み出すための第１の配線及び第２の配線を備え、前記座標位置検出素子は、前記第１の配線と前記第２の配線との交差部近傍に設けられ、前記座標位置検出素子の前記ドレイン電極又は前記ソース電極は、前記第１の配線又は前記第２の配線に接続されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載のタブレット機能を備えた液晶表示装置。
【請求項７】
光入力の有無の検知のための前記座標位置検出素子の選択を行い、前記光電流計測手段を、前記第１の配線及び前記第２の配線を介して、選択された前記座標位置検出素子に接続する駆動制御手段と、前記座標位置検出信号が得られた前記座標位置検出素子の配置位置に基づいて、前記位置指示手段によって指示入力された座標位置を特定する座標位置特定手段とを備えたことを特徴とする請求項６記載のタブレット機能を備えた液晶表示装置。
【請求項８】
前記第１の配線と前記第２の配線とのうち、少なくとも一方は、前記走査線又は前記信号線が兼ねていることを特徴とする請求項６又は７記載のタブレット機能液晶表示装置。
【請求項９】
前記座標位置検出素子は、前記第１の配線を兼ねる前記走査線と、前記第２の配線を兼ねる前記信号線とに接続されていることを特徴とする請求項８記載のタブレット機能を備えた液晶表示装置。
【請求項１０】
前記駆動制御手段は、前記スイッチング素子がオフ状態とされた書込休止期間に、前記スイッチング素子に対応する前記座標位置検出素子を、座標位置検出信号読出対象の座標位置検出素子として選択することを特徴とする請求項７、８又は９記載のタブレット機能を備えた液晶表示装置。
【請求項１１】
前記座標位置検出素子の半導体層は、不純物がドーピングされていない第１のアモルファスシリコン層と、前記第１のアモルファスシリコン層上に形成され、ｎ形又はｐ形の不純物がドーピングされた第２のアモルファスシリコン層とから構成されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１に記載のタブレット機能を備えた液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、タブレット機能を備えた液晶表示装置に係り、例えば、ライトペン等からの出射光を受光して指示入力された座標位置を検知するための多数の受光素子が、画素電極とスイッチング素子とがマトリックス状に配置された基板上に設けられたタブレット機能を備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、タブレットＰＣ（Personal  Computer）と呼ばれ、液晶パネルの表面に、圧力を検出して位置入力を可能とするタブレットが積層された情報処理装置が普及している。
このタブレットＰＣには、位置検出用タブレットとして、２枚の透明電極が形成された透明基板が所定の離隔を保って両透明基板の透明電極が互いに対向配置された構造のものが組み込まれ、押圧されることによって互いに接触した透明電極の位置を、検出回路によって検出して、位置情報を制御部へ送っていた。
このようなタブレットＰＣでは、液晶表示パネルの上に位置検出用のタブレットが積層されているために、表示画面が奥まったように視認されて見難くなり（深窓効果）、かつ、厚く重いという問題点もあった。
【０００３】
このため、液晶表示パネルを構成するＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板に、スイッチング素子と共に受光素子を形成し、ライトペン等から照射された光を受光素子によって受光して、位置検出を可能とした液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
ここで、駆動用のスイッチング素子としては、例えば、横型のｎｐｎ構造のＴＦＴが用いられ、受光素子としては、ｐｎｐ構造又はｎｐｎ構造のフォトトランジスタや、ｐ形又はｎ形の単一極性の半導体が用いられる。
【０００４】
上記スイッチング素子では、透明絶縁基板上に形成されたゲート電極がゲート絶縁膜によって被覆され、ゲート絶縁膜上に半導体層が形成され、半導体層と接触してドレイン電極とソース電極とが形成されている。半導体層は、ゲート電極の上方に形成されたｐ形領域と、ｐ形領域の両側のｎ形領域とからなっている。
上記半導体層は、ゲート絶縁膜形成後に、Ｐ（リン）をドープしたｎ形のアモルファスシリコン層をパターニングしてソース及びドレインとし、さらに、Ｂ（ボロン）をドープしたｐ形のアモルファスシリコン層を積層して形成される。
【０００５】
ここで、ソース及びドレインのエッジ付近では、上層側のｐ形のアモルファスシリコン層のみエッチングする必要がある。すなわち、ｐ形のアモルファスシリコン層は全て除去し、ｎ形のアモルファスシリコン層は所定の厚さ分残す必要がある。このため、同一材料であるｐ形及びｎ形のアモルファスシリコン層で、選択比を持たせてエッチングを行わなければならない。
上記受光素子もスイッチング素子の形成工程と同様の工程で同時に形成される。
【０００６】
また、受光素子として単一極性の半導体を用いる場合に、この受光素子を、対応する画素電極へ与える表示信号が供給されるデータ線と、走査信号が供給される走査線とに接続する際に、当該受光素子を、画素への書込用のスイッチング素子とは別に、読出用のスイッチング素子を介して走査線側に接続する技術が提案されている。
読出用のスイッチング素子は、書込用のスイッチング素子と同様にＴＦＴからなり、そのゲートはデータ線に接続され、そのドレイン及びソースは、それぞれ受光素子及び走査線に接続される。
【０００７】
ここで、走査線をオフ状態とするためのオフ電位は、通常−１０Ｖ程度とされる。このオフ電位は、半導体層の構成材料としてアモルファスシリコンを用いる場合、オフ状態でのリーク電流が、−５Ｖ程度まで、逆バイアスのゲート電圧に従って小さくなることにより、小さい画素電極からのリークを防止するために設定される。また、走査線をオン状態とするためのオン電位は、通常＋２０Ｖ程度とされる。また、信号線に供給される画素への書込電圧は、数Ｖとされる。
【特許文献１】特開昭５６−０８５７９２号公報（図８、図１２、図１４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点は、上記従来技術では、受光素子が誤ってオン状態となることがあるという点である。
受光素子としてフォトトランジスタを用いる場合に、ライトペン等からの光照射がなくても、例えば、バックライトからの漏れ光によっても、誤ってオン状態となることがある。
すなわち、受光素子として、バイポーラのフォトトランジスタを用いる場合に、ベースがフローティングとされたｐｎｐ構造又はｎｐｎ構造が採用されているため、両端（エミッタ・コレクタ間）の電位差が大きい場合には、寄生素子の影響により、誤ってオン状態となってしまうことがある。
【０００９】
また、受光素子として単一極性の半導体を用い、受光素子に読出用のスイッチング素子としてのＴＦＴを接続して、光入力検出を行う場合には、不要動作を含む誤動作を引き起こしてしまうことがある。
例えば、所定の画素の次段の行の走査線が選択されてオン状態とされた場合は、上記所定の画素のＴＦＴ基板の表面に沿って直下の同列の画素に、表示信号が供給されるので、同一の信号線にそのゲートが接続された上記所定の画素に対応した読出用のスイッチング素子は、オン状態とされ、不要動作を引き起こしてしまう。
【００１０】
上記所定の画素以外の同列の選択されていない画素についても同様に、対応した読出用のスイッチング素子はオン状態とされる。この場合、読出用のスイッチング素子は、本来の機能を果たさず、消費電流を無駄に増加させてしまう。
このように、バイアス電圧の設定の仕方によって、選択されていない受光素子に対応した読出用のスイッチング素子までオン状態とされて、誤動作を引き起こしてしまうことがある。
【００１１】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、光入力検出の際の誤動作を確実に防止することができるタブレット機能を備えた液晶表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明に係るタブレット機能を備えた液晶表示装置は、走査信号が供給される走査線と、表示信号が供給される信号線と、マトリックス状に配置され、液晶層に電圧を印加するための画素電極と、上記走査線と上記信号線との交差部近傍に設けられ、対応する上記画素電極へ与える表示信号を走査信号によりスイッチングするための電界効果トランジスタからなるスイッチング素子と、少なくとも一部の上記画素電極に対応して設けられ、表示画面に光を当てて座標位置を指示するための位置指示手段から出射された光を受けると、上記位置指示手段によって指示された座標位置を示すための座標位置検出信号を出力する座標位置検出素子とを備え、上記座標位置検出素子は、電界効果トランジスタからなることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のタブレット機能を備えた液晶表示装置は、上記座標位置検出素子のゲート電極は、自身のドレイン電極又はソース電極に接続されていることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のタブレット機能を備えた液晶表示装置に係り、上記ドレイン電極又はソース電極が共通とされ、互いに対称な構造を有する一対の上記座標位置検出素子を備えたことを特徴としている。
【００１５】
また、請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載のタブレット機能を備えた液晶表示装置に係り、上記スイッチング素子と上記座標位置検出素子とは、略同一の層状構造を有していることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１に記載のタブレット機能を備えた液晶表示装置に係り、上記座標位置検出信号を受け取って上記座標位置検出素子で発生した光電流を計測する光電流計測手段を備えたことを特徴としている。
【００１７】
また、請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１に記載のタブレット機能を備えた液晶表示装置に係り、上記座標位置検出素子に接続され、上記座標位置検出素子から出力された上記座標位置検出信号を読み出すための第１の配線及び第２の配線を備え、上記座標位置検出素子は、上記第１の配線と上記第２の配線との交差部近傍に設けられ、上記座標位置検出素子の上記ドレイン電極又は上記ソース電極は、上記第１の配線又は上記第２の配線に接続されていることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項７記載の発明は、請求項６記載のタブレット機能を備えた液晶表示装置に係り、光入力の有無の検知のための上記座標位置検出素子の選択を行い、上記光電流計測手段を、上記第１の配線及び上記第２の配線を介して、選択された上記座標位置検出素子に接続する駆動制御手段と、上記座標位置検出信号が得られた上記座標位置検出素子の配置位置に基づいて、上記位置指示手段によって指示入力された座標位置を特定する座標位置特定手段とを備えたことを特徴としている。
【００１９】
また、請求項８記載の発明は、請求項６又は７記載のタブレット機能を備えた液晶表示装置に係り、上記第１の配線と上記第２の配線とのうち、少なくとも一方は、上記走査線又は上記信号線が兼ねていることを特徴としている。
【００２０】
また、請求項９記載の発明は、請求項８記載のタブレット機能を備えた液晶表示装置に係り、上記座標位置検出素子は、上記第１の配線を兼ねる上記走査線と、上記第２の配線を兼ねる上記信号線とに接続されていることを特徴としている。
【００２１】
また、請求項１０記載の発明は、請求項７、８又は９記載のタブレット機能を備えた液晶表示装置に係り、上記駆動制御手段は、上記スイッチング素子がオフ状態とされた書込休止期間に、上記スイッチング素子に対応する上記座標位置検出素子を、座標位置検出信号読出対象の座標位置検出素子として選択することを特徴としている。
【００２２】
また、請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれか１に記載のタブレット機能を備えた液晶表示装置に係り、上記座標位置検出素子の半導体層は、不純物がドーピングされていない第１のアモルファスシリコン層と、上記第１のアモルファスシリコン層上に形成され、ｎ形又はｐ形の不純物がドーピングされた第２のアモルファスシリコン層とから構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
この発明のタブレット機能を備えた液晶表示装置の構成によれば、少なくとも一部の画素電極に対応して設けられた座標位置検出素子が、光によって座標位置を指示入力するための位置指示手段から出射された光を受けると、位置指示手段によって指示入力された座標位置を示すための座標位置検出信号を出力し、この座標位置検出素子は、電界効果トランジスタからなっているので、光入力検出の際の誤動作を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
少なくとも一部の画素電極に対応して設けられた座標位置検出素子が、光によって座標位置を指示入力するための位置指示手段から出射された光を受けると、位置指示手段によって指示入力された座標位置を示すための座標位置検出信号を出力し、この座標位置検出素子は、電界効果トランジスタからなっていることによって、光入力検出の際の誤動作を確実に防止するという目的を実現した。
【実施例１】
【００２５】
図１は、この発明の第１の実施例に係る液晶表示パネルの電気的構成を示す等価回路図、図２は、同液晶表示パネルの構成を模式的に示す斜視図、図３は、同液晶表示パネルの構成を模式的に示す断面図、図４は、同液晶表示パネルを用いた液晶表示装置の電気的構成を示すブロック図、図５は、同液晶表示パネルのＴＦＴ基板の構成を示す平面図、また、図６は、図５のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００２６】
この例の液晶表示装置１は、例えば、タブレットＰＣの入力装置及び表示装置として用いられ、図２乃至図４に示すように、液晶表示パネル２と、液晶表示パネル２を駆動するためのＬＣＤ（Liquid Crystal Display）駆動回路部３と、液晶表示パネル２に照明光を与えるためのバックライト装置４とを備え、表示機能と共に、例えば、位置指示手段（ポインティングデバイス）としてのライトペンＲを用いた座標位置情報の入力機能を有している。
液晶表示パネル２は、例えばＴＦＴ構造の透過型の液晶表示パネルであり、図１乃至図３に示すように、駆動用ＴＦＴ６ｍｎ（ｍ，ｎ：自然数）、一対の受光用ＴＦＴ７ａｍｎ，７ｂｍｎからなる受光部７ｍｎ、及び透明画素電極８ｍｎが多数形成されているＴＦＴ基板９と、ＴＦＴ基板９と数［μm］の間隙を介して対向して固定され、着色層（カラーフィルタ）１１が形成された対向基板１２と、上記間隙に封入された液晶層１３と、ＴＦＴ基板９、対向基板１２の外側に配設された一対の偏向板１４，１５とを有している。
なお、駆動用ＴＦＴ６ｍｎ等における添字ｍ，ｎは、ｍが行数、ｎが列数を示し、例えば、駆動用ＴＦＴ６ｍｎは、ｍ行ｎ列の位置に配置され、ｍ番目の走査線Ｇｍとｎ番目の信号線Ｄｎとに接続された駆動用ＴＦＴであることを示す。
【００２７】
ＴＦＴ基板９には、多数の透明画素電極８１１，８１２，…がマトリックス状に配置され、透明画素電極８１１，８１２，…の周囲に、互いに直交するように、走査信号を供給するための各走査線Ｇｍと、表示信号を供給するための各信号線Ｄｎとが設けられている。上記走査信号及び表示信号は、それぞれ、外部回路と接続される外部入力端子部から入力される。
駆動用ＴＦＴ６ｍｎ及び受光用ＴＦＴ７ａｍｎ，７ｂｍｎは、走査線Ｇｍと信号線Ｄｎとの各交差箇所近傍に配置され、駆動用ＴＦＴ６ｍｎは、そのソース電極が透明画素電極８ｍｎに接続されて対応する液晶セルに信号電荷を印加するたスイッチング素子として用いられ、受光用ＴＦＴ７ａｍｎ，７ｂｍｎは、ライトペンＲから出射された光を受光する座標位置検出素子（受光素子）として用いられる。
【００２８】
駆動用ＴＦＴ６ｍｎは、走査線Ｇｍに接続されたゲート電極に、走査線Ｇｍを介して走査信号が入力されると共に、信号線Ｄｎに接続されたドレイン電極に表示信号（データ信号）が入力されることによって、駆動制御される。
また、駆動用ＴＦＴ６ｍｎのソース電極は、コンタクトホールを介して、透明画素電極８ｍｎに接続されている。、また、駆動用ＴＦＴ６ｍｎについて、必要に応じて、上方からの光に対する遮光が施される。
この例では、受光部７ｍｎは、互いに接続された一対の受光用ＴＦＴ７ａｍｎ，７ｂｍｎから構成している。
すなわち、受光用ＴＦＴ７ａｍｎのゲート電極は、自身のドレイン電極及び信号線Ｄｎに接続され、そのソース電極は、受光用ＴＦＴ７ｂｍｎのドレイン電極に接続されている。また、受光用ＴＦＴ７ｂｍｎのゲート電極は、自身のソース電極及び走査線Ｇｍに接続され、そのドレイン電極は、受光用ＴＦＴ７ａｍｎのソース電極に接続されている。
【００２９】
このように、受光用ＴＦＴ７ａｍｎのゲート電極は、自身のドレイン電極に接続され、かつ、受光用ＴＦＴ７ｂｍｎのゲート電極は、自身のソース電極に接続されているため、いかなるバイアスがかかっても、オフ状態が確実に保持される。
この例では、駆動用ＴＦＴ６ｍｎと受光用ＴＦＴ７ａｍｎ，７ｂｍｎとは、略同一の構造を有しており、同一の工程を経て同時に形成され、特に、半導体層は、ドーピングされていない第１のアモルファスシリコン層としてのアモルファスシリコン（以下、ａ−Ｓｉという）層と、ｎ形不純物としてＰ（リン）をドーピングしてｎ＋形とされた第２のアモルファスシリコン層としてのアモルファスシリコン（以下、ｎ＋形ａ−Ｓｉという）層とからなっている。
【００３０】
ＴＦＴ基板９は、透明絶縁基板（パネル基板）１７上に各電極や絶縁膜等が積層された構造を有している。すなわち、図５及び図６に示すように、透明絶縁基板１７上に、ゲート電極１８が形成され、ゲート電極１８がゲート絶縁膜１９によって被覆され、ゲート電極１８の上方のゲート絶縁膜１９上に半導体層２１が形成され、ゲート絶縁膜１９上で半導体層２１と接触してドレイン電極２２とソース電極２３とが形成され、ゲート絶縁膜１９と半導体層２１とドレイン電極２２とソース電極２３とがパッシベーション膜２４により被覆されている。パッシベーション膜２４の所定の領域は、ＩＴＯ膜２５により被覆されている。
なお、図５で、Ｈａは、ドレイン電極又はソース電極側のコンタクトホール、Ｈｂは、ゲート電極側のコンタクトホールである。ここで、走査線Ｇｍは、ゲート電極１８と同層に形成されている。
また、受光用ＴＦＴ７ａｍｎ，７ｂｍｎの配置領域に形成されたゲート電極１８は、バックライト装置４からの照明光を遮光して、受光用ＴＦＴ７ａｍｎ，７ｂｍｎに無用な光が照射されることを防止する機能を兼ねている。
【００３１】
このようにして、駆動用ＴＦＴ６ｍｎと受光用ＴＦＴ７ａｍｎ，７ｂｍｎとが、透明絶縁基板１７上に形成されている。なお、ＩＴＯ膜２５の所定の領域は、透明画素電極８ｍｎとされている。
また、透明画素電極層８ｍｎ（ＩＴＯ膜２５）上には、透明画素電極層８ｍｎを覆うように、液晶配向膜２６が形成されている。
また、対向基板１２は、透明絶縁基板２８を覆うように例えばモザイク状に赤色、緑色、青色の着色層１１が配列され、着色層１１を覆うように対向電極２９が形成されてなっている。さらに、対向電極２９を覆うように、液晶配向膜３１が形成されている。
ＴＦＴ基板９と対向基板１２とは、液晶配向膜２６と液晶配向膜３１とが向かい合うように配置され、液晶配向膜２６と液晶配向膜３１との間に液晶層１３が挟持されている。
【００３２】
ＬＣＤ駆動回路部３は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）を有してなり構成各部を制御する制御部３５と、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の半導体メモリ等からなり、制御部３５が実行する処理プログラムや、光入力による図形や文字パターン等の各種データ等を記憶するための記憶部３６と、各信号線Ｄｎに表示信号（データ信号）を供給するデータ電極駆動回路３７と、各走査線Ｇｍに走査信号を供給する走査電極駆動回路３８と、各受光部７ｍｎを流れる光電流を計測してライトペンＲからの光入力を検出するための光入力検出部３９とを有している。
【００３３】
制御部３５は、データ電極駆動回路３７及び走査電極駆動回路３８を制御して、各画素へ書込みを行うと共に、対応する画素へ書込みを行っていない受光部７ｍｎ（すなわち、オフ期間の画素に対応する受光部７ｍｎ）を選択して、光入力の有無を検知するために、光入力検出部３９、データ電極駆動回路３７、及び走査電極駆動回路３８を制御して、選択された受光部７ｍｎと対応する走査線Ｇｍ及び信号線Ｄｎと光入力検出部３９の対応する電流計測回路とによって閉回路が形成されるようにする。
制御部３５は、対応する画素へ書込みを行っている受光部７ｍｎが接続されている走査線Ｇｍ及び信号線Ｄｎに接続されている受光部７ｍｎを除く受光部７ｍｎを（対応する画素へ書込みを行っている受光部７ｍｎが属する行及び列以外の全ての受光部７ｍｎ）を光入力検知対象として選択することが可能である。
ここで、光入力検知対象として選択された受光部７ｍｎが接続された走査線Ｇｍ及び信号線Ｄｎへの走査信号及び表示信号の供給は休止される。
【００３４】
この例では、制御部３５は、受光部７１１に対応する画素へ書込みを行っている場合には、走査線Ｇ１及び信号線Ｄ１に接続されていない受光部７２２，７２３，…，７３２，７３３，…を選択する。
例えば、制御部３５は、走査線Ｇｍをｍ＝１から選択して、書込処理と光入力検出処理とを交互に実行する。すなわち、走査線Ｇ１を選択し、走査線Ｇ１に接続された画素への書込処理後に、走査線Ｇ１に接続された受光部７１ｎを選択して、この行の全ての受光部７１ｎについて略同時に光入力検出処理を行い、次に、走査線Ｇ２を選択して、書込処理後に光入力検出処理を実行し、以降、行ｍを１つずつ変えて書込処理と光入力検出処理とを実行していく。
【００３５】
制御部３５は、光入力検出部３９から送られてきた計測信号に基づいて、ライトペンＲによって指定された位置（座標）を特定する。
光入力検出部３９は、例えば、複数（信号線数ｎ）の電流計測回路を有し、各電流計測回路は、同一の信号線Ｄｎに接続された複数（走査線数ｍ）の受光部７ｍｎに流れる電流を切り換えて列単位で計測する。この例では、同一の走査線Ｇｍに接続された受光部７ｍｎに流れる電流は、略同時に計測される。
各電流計測回路は、光照射時には、対応する受光部７ｍｎに流れる光電流（通常、光非照射時の暗電流の１０００倍以上）を計測する。
【００３６】
バックライト装置４は、例えば、複数のＬＥＤからなる光源ユニットと、光源ユニットから出射した光を受光し面状の照明光を液晶表示パネル２へ向けて出射する導光板、輝度のばらつきを補正するための拡散シート及び導光板側から入射した照明光を集光するプリズムシートを含む光学部材群とを有してなり、液晶表示パネル２に裏面側から照明光を照射して、液晶表示パネル２を透過した光を観察者に視認させる。
【００３７】
次に、図６を参照して、この例のＴＦＴ基板９の製造方法について説明する。
まず、同図に示すように、超音波洗浄等によって清浄化したガラス製の透明絶縁基板１７上に、スパッタ法により、ゲート電極形成材料として、例えば、クロムを２００ｎｍ程成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングを行って、ゲート電極１８を形成する。例えば、駆動用ＴＦＴ６ｍｎと受光用ＴＦＴ７ｂｍｎとのゲート電極１８は、兼用される。
次に、化学的気相成長法（以下、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法という）やスパッタ法によって、窒化シリコン膜又は酸化シリコン膜を全面に４００ｎｍ程成膜し、ゲート絶縁膜１９を形成する。
【００３８】
次に、ドーピングされていないａ−Ｓｉと、リンをドーピングしてｎ＋形とされたｎ＋形ａ−Ｓｉとを連続してＣＶＤ法によって、それぞれ、２５０ｎｍ、５０ｎｍ程成膜し、フォトリソグラフィ技術と反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）とを用いて、これらをパターニングして、半導体層２１を形成して、駆動用ＴＦＴ６ｍｎと受光用ＴＦＴ７ａｍｎ，７ｂｍｎとの形成のために必要な領域にａ−Ｓｉ層及びｎ＋形ａ−Ｓｉ層を残す。
次に、半導体層２１上に、ドレイン・ソース電極形成材料として、例えば、クロムをスパッタ法によって２００ｎｍ程成膜し、このクロム膜を、フォトリソグラフィ技術と、例えば、硝酸セリウム系エッチング液を用いたエッチングとによって、パターニングし、ソース電極２３とドレイン電極２２とを形成する。
次に、六弗化硫黄（ＳＦ６）と塩化水素（ＨＣｌ）と含むエッチングガスを用いたＰＥ（プラズマエッチング）によって、チャネル部のｎ＋形ａ−Ｓｉが全て除かれるように、１００ｎｍ程エッチングする。
【００３９】
次に、ＣＶＤ法によって窒化シリコン膜を１５０ｎｍ程パッシベーション膜２４として成膜し、この窒化シリコン膜を、フォトリソグラフィ技術と、例えば、フッ酸系エッチング液を用いたエッチングとによって、コンタクトホールＨａ，Ｈｂを形成する。
次に、パッシベーション膜２４上にＩＴＯ膜２５をスパッタ法によって成膜し、フォトリソグラフィ技術と、例えば、王水系エッチング液を用いたエッチングとによって、パターニングして透明画素電極８ｍｎを形成する。
【００４０】
次に、図３及び図４を参照して、この例の液晶表示装置１の動作について説明する。
制御部３５は、データ電極駆動回路３７及び走査電極駆動回路３８を制御して、各画素へ書込みを行うと共に、対応する画素へ書込みを行っていない受光部７ｍｎ（すなわち、オフ期間の画素に対応する受光部７ｍｎ）を選択して、光入力の有無を検知するために、光入力検出部３９、データ電極駆動回路３７、及び走査電極駆動回路３８を制御して、選択された受光部７ｍｎと対応する走査線Ｇｍ及び信号線Ｄｎと光入力検出部３９の対応する電流計測回路とによって閉回路が形成されるようにする。
【００４１】
制御部３５は、対応する画素へ書込みを行っている受光部７ｍｎが接続されている走査線Ｇｍ及び信号線Ｄｎに接続されている受光部７ｍｎを除く受光部７ｍｎを（対応する画素へ書込みを行っている受光部７ｍｎが属する行及び列以外の全ての受光部７ｍｎ）を選択することが可能である。
ここで、光入力検知対象として選択された受光部７ｍｎが接続された走査線Ｇｍ及び信号線Ｄｎへの走査信号及び表示信号の供給は休止される。
【００４２】
この例では、制御部３５は、受光部７１１に対応する画素へ書込みを行っている場合には、走査線Ｇ１及び信号線Ｄ１に接続されていない受光部７２２，７２３，…，７３２，７３３，…を選択する。
例えば、制御部３５は、走査線Ｇｍをｍ＝１から選択して、書込処理と光入力検出処理とを交互に実行する。すなわち、走査線Ｇ１を選択し、走査線Ｇ１に接続された画素への書込処理後に、走査線Ｇ１に接続された受光部７１ｎを選択して、この行の全ての受光部７１ｎについて略同時に光入力検出処理を行い、次に、走査線Ｇ２を選択して、書込処理後に光入力検出処理を実行し、以降、行ｍを１つずつ変えて書込処理と光入力検出処理とを実行していく。
【００４３】
光入力検出部３９の各電流計測回路は、同一の信号線Ｄｎに接続された複数（走査線数ｍ）の受光部７ｍｎに流れる電流を切り換えて列単位で計測する。この例では、同一の走査線Ｇｍに接続された受光部７ｍｎに流れる電流は、略同時に計測される。
各電流計測回路は、ライトペンＲによる光照射時には、対応する受光部７ｍｎに流れる光電流（通常、光非照射時の暗電流の１０００倍以上）を計測する。
ここで、光非照射時には、受光用ＴＦＴは、そのゲート電極が、自身のソース電極又はドレイン電極と接続されているので、バイアスの設定の仕方に関わらず、オフ状態が確実に保持される。
制御部３５は、光入力検出部３９から送られてきた計測信号に基づいて、ライトペンＲによって指定された位置（座標）を特定する。
【００４４】
このように、この例の構成によれば、受光用素子として、駆動用のスイッチング素子と略同一の構造のＴＦＴを用い、特に、その半導体層は、ドーピングされていないａ−Ｓｉ層と、ドーピングしてｎ＋形とされたｎ＋形ａ−Ｓｉ層とから構成されているので、従来技術で例えばバイポーラのフォトトランジスタを用いた場合のように、誤ってオン状態となる（寄生ターンオンする）ことがない。
【００４５】
また、各受光用ＴＦＴ７ａｍｎ，７ｂｍｎは、そのゲート電極が、自身のソース電極又はドレイン電極と接続されているので、バイアスの設定の仕方に関わらず、オフ状態を確実に保持することができる。したがって、確実に誤動作を防止することができる。
また、受光用素子７ａｍｎ，７ｂｍｎで発生した光電流を検出することによって、確実にかつ正確に、光入力位置を特定することができる。
また、受光用ＴＦＴ７ａｍｎ，７ｂｍｎにおいて、少なくともそのゲート電極がバックライト装置４から照射される照明光を遮光するので、照明光による誤動作を防止することができる。
【実施例２】
【００４６】
図７は、この発明の第２の実施例に係る液晶表示パネルの電気的構成を示す等価回路図、図８は、同液晶表示パネルのＴＦＴ基板の構成を示す平面図、また、図９は、図８のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
この例が上述した第１の実施例と大きく異なるところは、受光部をゲート電極同士を接続した一対の受光用ＴＦＴから構成した点である。
これ以外の構成は、上述した第１の実施例の構成と略同一であるので、その説明を簡略にする。
【００４７】
この例では、ＴＦＴ基板４１には、多数の透明画素電極４２１１，４２１２，…がマトリックス状に配置され、透明画素電極４２１１，４２１２，…の周囲に、互いに直交するように、走査信号を供給するための各走査線Ｇｍと、表示信号を供給するための各信号線Ｄｎとが設けられている。
駆動用ＴＦＴ４３ｍｎ及び受光用ＴＦＴ４４ａｍｎ，４４ｂｍｎは、走査線Ｇｍと信号線Ｄｎとの各交差箇所近傍に配置され、駆動用ＴＦＴ４３ｍｎは、そのソース電極が透明画素電極４２ｍｎに接続されて対応する液晶セルに信号電荷を印加するたスイッチング素子として用いられ、受光用ＴＦＴ４４ａｍｎ，４４ｂｍｎは、ライトペンＲから出射された光を受光する受光素子として用いられる。
【００４８】
駆動用ＴＦＴ４３ｍｎは、走査線Ｇｍに接続されたゲート電極に、走査線Ｇｍを介して走査信号が入力されると共に、信号線Ｄｎに接続されたドレイン電極に表示信号（データ信号）が入力されることによって、駆動制御される。
また、駆動用ＴＦＴ４３ｍｎのソース電極は、コンタクトホールを介して、透明画素電極４２ｍｎに接続されている。
この例では、受光部４４ｍｎは、互いに接続された一対の受光用ＴＦＴ４４ａｍｎ，４４ｂｍｎから構成している。
すなわち、受光用ＴＦＴ４４ａｍｎのゲート電極は、自身のソース電極と、受光用ＴＦＴ４４ｂｍｎのゲート電極及びドレイン電極とに接続され、そのドレイン電極は、信号線Ｄｎに接続され、そのソース電極は、自身のゲート電極と、受光用ＴＦＴ４４ｂｍｎのゲート電極及びドレイン電極とに接続されている。
【００４９】
また、受光用ＴＦＴ４４ｂｍｎのゲート電極は、自身のドレイン電極と、受光用ＴＦＴ４４ａｍｎのゲート電極及びソース電極とに接続され、そのドレイン電極は、自身のゲート電極と、受光用ＴＦＴ４４ａｍｎのゲート電極及びソース電極とに接続され、そのソース電極は、走査線Ｇｍに接続されている。
ＴＦＴ基板４１は、図８及び図９に示すように、透明絶縁基板４６上に、ゲート電極４７が形成され、ゲート電極４７がゲート絶縁膜４８によって被覆され、ゲート電極４７の上方のゲート絶縁膜４８上に半導体層４９が形成され、ゲート絶縁膜４８上で半導体層４９と接触してドレイン・ソース電極５１とが形成され、ゲート絶縁膜４８と半導体層４９とドレイン・ソース電極５１とがパッシベーション膜５４により被覆されている。パッシベーション膜５４の所定の領域は、ＩＴＯ膜５５により被覆されている。
【００５０】
なお、図８で、Ｈｃは、ドレイン電極又はソース電極側のコンタクトホール、Ｈｄは、ゲート電極側のコンタクトホールである。ここで、走査線Ｇｍは、ゲート電極５５と同層に形成されている。
また、受光用ＴＦＴ４４ａｍｎ，４４ｂｍｎの配置領域に形成されたゲート電極５５は、バックライト装置４からの照明光を遮光して、受光用ＴＦＴ４４ａｍｎ，４４ｂｍｎに無用な光が照射されることを防止する機能を兼ねている。
【００５１】
このように、この例の構成によれば、上述した第１の実施例と略同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００５２】
図１０は、この発明の第３の実施例に係る液晶表示パネルの電気的構成を示す等価回路図である。
この例が上述した第１の実施例と大きく異なるところは、受光部を単一の受光用ＴＦＴから構成し、受光用ＴＦＴを、信号線と、走査線に代えて走査線に平行に設けた光検出用配線とに接続した点である。
これ以外の構成は、上述した第１の実施例の構成と略同一であるので、その説明を簡略にする。
【００５３】
図１０に示すように、この例のＴＦＴ基板には、多数の透明画素電極６１１１，６１１２，…がマトリックス状に配置され、透明画素電極６１１１，６１１２，…の周囲に、互いに直交するように、走査信号を供給するための各走査線Ｇｍと、表示信号を供給するための各信号線Ｄｎと、光入力を検出するための光検出用配線Ｐｍとが設けられている。
駆動用ＴＦＴ６２ｍｎ及び受光用ＴＦＴ６３ａｍｎは、走査線Ｇｍ（光検出用配線Ｐｍ）と信号線Ｄｎとの各交差箇所近傍に配置され、駆動用ＴＦＴ６２ｍｎは、そのソース電極が透明画素電極６１ｍｎに接続されて対応する液晶セルに信号電荷を印加するたスイッチング素子として用いられ、受光用ＴＦＴ６３ａｍｎは、ライトペンＲから出射された光を受光する受光素子として用いられる。
【００５４】
駆動用ＴＦＴ６２ｍｎは、走査線Ｇｍに接続されたゲート電極に、走査線Ｇｍを介して走査信号が入力されると共に、信号線Ｄｎに接続されたドレイン電極に表示信号（データ信号）が入力されることによって、駆動制御される。
また、駆動用ＴＦＴ６２ｍｎのソース電極は、コンタクトホールを介して、透明画素電極６１ｍｎに接続されている。
この例では、受光部は、単一の受光用ＴＦＴ６３ａｍｎから構成されている。受光用ＴＦＴ６３ａｍｎのゲート電極は、自身のソース電極と、光検出用配線Ｐｍとに接続され、そのドレイン電極は、信号線Ｄｎに接続され、そのソース電極は、自身のゲート電極と、光検出用配線Ｐｍとに接続されている。
この例では、検出用配線Ｐｍは高電位に、信号線Ｄｎは低電位に保持される。
【００５５】
制御部３５は、各画素へ書込みを行うと共に、対応する画素へ書込みを行っていない受光部（すなわち、オフ期間の画素に対応する受光部）を選択して、光入力の有無を検知するために、選択された受光部と対応する光検出用配線Ｐｍ及び信号線Ｄｎと光入力検出部の対応する電流計測回路とによって閉回路が形成されるようにする。
【００５６】
このように、この例の構成によれば、上述した第１の実施例と略同様の効果を得ることができる。
加えて、光検出用配線Ｐｍを独立に設けたので、画素へのデータ書込と、受光用ＴＦＴ６３ａｍｎからの光電流読出を独立に（例えば同時に）行うことができる。
【００５７】
以上、この発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
例えば、上述の実施例では、ゲート電極をクロムを用いて構成する場合について述べたが、ゲート電極をクロムに代えてアルミニウムや、タンタル、モリブデン等の金属を用いて構成するようにしても良い。
【００５８】
また、ドーピングされていないａ−Ｓｉ層に代えて、ドーピングしてｎ−形とされたｎ−形ａ−Ｓｉ層が形成された半導体層を用いても良い。
また、ＴＦＴ基板の周縁に形成された外部入力端子部においては、必要に応じて、例えば、走査線が、信号線と同電位となるような構造を形成するようにしても良い。
また、音声出力部として、透明部材が用いられ、液晶表示パネルを保護するスクリーン部材を兼ねる振動板と、圧電素子を有し振動板を振動させて音波を放射させるアクチュエータモジュールとを有するフラットパネルスピーカ（ＦＰＳ）を設ける場合に適用できる。
また、バックライト装置の光源ユニットとしては、ＬＥＤに限らず、例えば、アパーチャ形蛍光ランプ等を用いても良い。また、ＬＥＤとしては、白色ＬＥＤでも良いし、これ以外の単色ＬＥＤでも良い。また、点状光源として、ＬＥＤ以外にも白熱電球を用いても良い。
【００５９】
また、第１の実施例で、光入力検出部は、書込箇所に接続された走査線及び信号線に接続された箇所以外の箇所について、列単位又は行単位で同時に計測し、切換走査を行う場合について述べたが、列単位や行単位と限らず、所定のグループ毎に切り換えて同時に計測しても良いし、１つ単位で切り換えて計測しても良いし、計測可能な箇所について全て同時に計測するようにしても良い。
また、駆動用ＴＦＴと、受光用ＴＦＴとは、１対１に対応していなくても良く、両者は、互いに独立に配置するようにしても良い。
【００６０】
また、各電流計測回路が、同一の信号線Ｄｎに接続された複数（走査線数ｍ）の受光部７ｍｎに流れる電流を切り換えて列単位で計測する場合について述べたが、行単位で計測するようにしても良い。
また、走査線Ｇｍをｍ＝１から選択して、光入力検出処理後に書込処理を行うようにしても良い。
また、全ての走査線Ｇｍについて、書込処理を実行した後に、行を変えながら全ての受光部７ｍｎについて、光入力検出処理を行うようにしても良い。
また、ＣＶＤ法としては、例えば、常圧ＣＶＤ法や、減圧ＣＶＤ法、プラズマ増速ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ：Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）法等を選択することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
半導体層を、アモルファスシリコンを用いて形成する場合のほか、ポリシリコンを用いて形成する場合に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明の第１の実施例である液晶表示パネルの電気的構成を示す等価回路図である。
【図２】同液晶表示パネルの構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】同液晶表示パネルの構成を模式的に示す断面図である。
【図４】同液晶表示パネルを用いた液晶表示装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】同液晶表示パネルのＴＦＴ基板の構成を示す平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図７】この発明の第２の実施例である液晶表示パネルの電気的構成を示す等価回路図である。
【図８】同液晶表示パネルのＴＦＴ基板の構成を示す平面図である。
【図９】図８のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図１０】この発明の第３の実施例である液晶表示パネルの電気的構成を示す等価回路図である。
【符号の説明】
【００６３】
１      液晶表示装置
２      液晶表示パネル
３      ＬＣＤ駆動回路部
６ｍｎ，４３ｍｎ，６２ｍｎ      駆動用ＴＦＴ（スイッチング素子）
７ｍｎ，４４ｍｎ      受光部
７ａｍｎ，７ｂｍｎ，４４ａｍｎ，４４ｂｍｎ，６３ａｍｎ      受光用ＴＦＴ（座標位置検出素子）
８ｍｎ，４２ｍｎ，６１ｍｎ      透明明画素電極（画素電極）
９      ＴＦＴ基板
１８，４７      ゲート電極
２１，４９      半導体層
２２      ドレイン電極
２３      ソース電極
３５      制御部（駆動制御手段、座標位置特定手段）
３９      光入力検出部（光電流計測手段）
Ｄｎ      信号線（第２の配線）
Ｇｍ      走査線（第１の配線）
Ｐｍ      光検出用配線（第１の配線）
Ｒ      ライトペン（位置指示手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006330649.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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