(57)【要約】【課題】光センサに薄膜トランジスタを使用し、ゲート電極に偏った極性の電圧が印加されることによる光センサ素子の劣化を防止する液晶表示装置を提供すること。【解決手段】液晶表示パネルと、液晶表示パネルに組み込まれたＴＦＴ光センサを有する光検出部ＬＳ１と、ＴＦＴ光センサの光リークによる電圧を読み取る光センサ読取部Ｒｅ１と、光検出部及び光センサ読取部を制御するとともに光センサ読取部の出力によりバックライト等２４を制御する制御装置２０とを備えた液晶表示装置１において、光検出部は、ＴＦＴ光センサのソース電極ＳＬに接続されたソース線とドレイン電極ＤＬに接続されたドレイン線との間にスイッチング素子ＳＷ２が接続され、制御装置２０は、ＴＦＴ光センサのゲート電圧を変化させる際に、スイッチング素子ＳＷ２をオン状態にさせておくことで、ＴＦＴ光センサのソース線とドレイン線とが共通電位に接続される。【選択図】図２
2008083313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルと、該液晶表示パネルに組み込まれて外光を検出する薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）からなるＴＦＴ光センサを有する光検出部と、前記ＴＦＴ光センサの光リーク
による電圧を読み取る光センサ読取部と、前記光検出部及び光センサ読取部を制御すると
ともに該光センサ読取部の出力により前記液晶表示パネルを照明する照光手段を制御する
制御手段とを備えた液晶表示装置において、
前記光検出部は、前記ＴＦＴ光センサのソース電極に接続されたソース線とドレイン電
極に接続されたドレイン線との間にスイッチング素子が接続され、前記制御手段は、前記
ＴＦＴ光センサのゲート電極に接続されたゲート線に与えるゲート電圧を変化させる際に
、前記スイッチング素子をオン状態にさせておくことで、前記ＴＦＴ光センサのソース線
とドレイン線とを短絡させることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記ＴＦＴ光センサのソース線とドレイン線のどちらか一方は、接地電位又は直流電位
に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記ＴＦＴ光センサのゲート電圧は、負電圧印加状態から正電圧に変換され、一定期間
後に負電圧に変換されるよう変化させるものであり、前記スイッチング素子は、前記ゲー
ト電圧が負電圧から正電圧に変換される直前から正電圧から負電圧に変換される直後まで
の間オン状態にされることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記ＴＦＴ光センサのゲート電圧は、負電圧印加状態から正電圧に変換され、一定期間
後に負電圧に変換されるよう変化させるものであり、前記スイッチング素子は、前記ゲー
ト電圧が負電圧から正電圧に変換される直前から直後までの間、及び前記ゲート電圧が正
電圧から負電圧に変換される直前から直後までの間、オン状態にされることを特徴とする
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記ＴＦＴ光センサのゲート電圧を変化させる際に、該ゲート電圧を
段階的に変化させることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記光検出部は、前記ゲート線に抵抗とコンデンサとが接続されていることを特徴とす
る請求項１〜４の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記制御手段は、液晶表示パネルを搭載した機器の動作状態が通常の動作状態か待ち受
け状態かを判定する待ち受け状態判定部を設け、この待ち受け状態判定部で機器が通常の
動作状態から待ち受け状態へ変更されたのを判定したときに、前記スイッチング素子のオ
ン動作を開始させることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記待ち受け状態判定部は、前記液晶表示パネルの表示領域の一部領域が表示状態とさ
れ、残りの領域が非表示状態とされたときに待ち受け状態と判定することを特徴とする請
求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記待ち受け状態判定部は、前記液晶表示パネルの表示領域の全領域が非表示状態とさ
れたときに待ち受け状態と判定することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記ＴＦＴ光センサは、前記液晶表示パネルの製造工程においてスイッチング素子とし
てのＴＦＴと同時に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示パネルを照射する照光手段を備えた液晶表示装置に係り、特に外光を
検出する光センサを液晶表示パネルに組込み、この光センサの出力により照光手段を制御
する液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報通信機器のみならず一般の電気機器においても表示装置として、特に液晶表
示装置が多く使用されている。この液晶表示装置は、液晶が非発光材であるため暗い場所
で表示画像が見え難くなることから、バックライトないしはサイドライト等を設け、この
バックライト等を外光が暗いときに点灯させて表示画像を照射するようにしている。
【０００３】
ところが、手動によるバックライト等のオン／オフ操作は、その都度ユーザが外光の明
暗を判断して行わなければならないので、そのオン／オフ操作が極めて面倒となり、とき
どき明るいときにも点灯してしまうことがある。このような場合、例えば、携帯電話機で
は、電池の消耗を速めてしまうことになる。
【０００４】
そこで、このような課題の解決策として、液晶表示パネルに光センサを組み込み、この
光センサによって外光の明暗を検出し、この検出結果に基づいてバックライト等のオン／
オフを制御する技術が知られている（例えば、下記特許文献１、２参照）。
【０００５】
例えば、下記特許文献１に記載された液晶表示装置は、液晶表示パネルに薄膜トランジ
スタ（ＴＦＴ）からなる光検出部を組み込んだもので、このＴＦＴ光センサの光リーク電
流を検出することにより外光の明るさを検出して、バックライト等を自動的にオン／オフ
している。また、下記特許文献２に記載された液晶表示装置は、外光照度検出センサ及び
バックライト照度検出センサを設け、両センサの検出結果によりバックライト等を制御す
るもので、これらのセンサにはいずれも薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が使用されている。
【特許文献１】特開２００２−１３１７１９号公報（特許請求の範囲、段落［０００６］〜［００１３］、図１）
【特許文献２】特開２０００−１２２５７５号公報（段落〔００１３〕〜〔００１６〕、図４）
【特許文献３】特開２００１−１６９１９０号公報（段落〔００５３〕、〔００５４〕、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１、２の液晶表示装置に組み込まれるＴＦＴ光センサは、図９に示すよう
に、光が当たらないときはそのゲートオフ領域において僅かな漏れ電流（暗電流）が流れ
、一方、光が当たるとその光の強さ（明るさ）に応じて大きな漏れ電流が流れる、いわゆ
る光リーク特性を有している。このような特性をもつＴＦＴセンサは、例えば、図１０に
示すような光検出回路ＬＳに組み込まれて使用される。光検出回路ＬＳは、ＴＦＴ光セン
サのドレイン電極ＤＬとソース電極ＳＬ間にコンデンサＣが並列接続され、ソース電極Ｓ
ＬとコンデンサＣの一方の端子がスイッチング素子ＳＷを介して基準電圧源Ｖｓに接続さ
れ、更に、ＴＦＴ光センサのドレイン電極ＤＬ及びコンデンサＣの他方の端子が接地ＧＲ
された構成を有している。
【０００７】
この光検出回路ＬＳの動作は、ＴＦＴ光センサのゲート電極ＧＬに一定の逆バイアス電
圧ＧＶ（例えば−１０Ｖ）を印加しておき、スイッチング素子ＳＷをオンして一定の基準
電圧Ｖｓ（例えば＋２Ｖ）をコンデンサＣの両端に印加して充電し、所定時間後にこのス
イッチング素子ＳＷをオフにする。これにより、コンデンサＣの両端には、ＴＦＴ光セン
サの周囲の明るさに応じて、図１１に示すように、時間とともに低下するソース電圧、す
なわち充電電圧が得られる。したがって、スイッチング素子ＳＷをオフにしてから所定時
間ｔ０後にコンデンサＣの両端の充電電圧を測定すれば、その電圧とＴＦＴ光センサの周
囲の明るさとが反比例しているので、この関係から外光の明るさを検出することができる
。
【０００８】
しかしながら、このような光検出回路ＬＳは、ＴＦＴ光センサのゲート電極に、常に一
定の逆バイアス電圧を印加しているので、極性の偏った電圧が常時印加された状態が続き
、ＴＦＴのゲート電極部分に電荷がトラップされる現象が発生する。このため、ＴＦＴセ
ンサ素子の劣化や特性の変化が起り、センサ感度の低下をきたし正確な光検出ができなく
なる。そこで、このような極性の偏りに起因するセンサ素子の劣化を防ぐために、ゲート
電極にリセット信号を印加し、これによって劣化を防止する方法が知られている（例えば
、上記特許文献３参照）。しかしながら、このようなリセット信号を光検出回路に印加し
ようとすると、その印加するタイミングが難しく、例えば光センサへ充電時或いは読み取
り時に印加すると光検出部及び読取部が誤動作する恐れがあり、また、他の時点で印加す
ると、リセット、充電及び読み出しを制御するシーケンス制御が必要となって、その制御
回路が複雑になる。
【０００９】
また、このような光検出回路ＬＳでは、回路動作時にゲート電極ＧＬ−ドレイン電極Ｄ
Ｌ間及びゲート電極ＧＬ−ソース電極ＳＬ間にそれぞれ寄生容量Ｃ１、Ｃ２が形成される
。これらの寄生容量Ｃ１、Ｃ２は、ＴＦＴ光センサをＴＦＴ基板に組み込むと、ＴＦＴ素
子の構造上、上記の電極間に形成されることは回避できないものとなっている。また、一
方で、このＴＦＴ光センサの出力ライン（ソース電極ＳＬに接続されたライン）は、充電
されていないときは高インピーダンス状態となっている。このため、図１２（ａ）に示す
ように、ゲートをオンし、逆バイアス電圧を−１０Vから＋１５Vに変換した瞬間に、寄生
容量Ｃ１、Ｃ２の存在によって光センサ出力電圧が持ち上がる（例えば＋８Ｖ）という現
象が発生する（図１２（ｃ）参照）。同様に、ゲートをオフしてバイアス電圧を０Vにし
た瞬間もこの寄生容量Ｃ１、Ｃ２によってドレイン側の電圧が瞬間的に引下げられる（例
えば−１０Ｖ）現象が発生する。その結果、これらの突き上げ電圧及びこの突き上げ電圧
によって発生する突入電流が出力ラインを介して外部回路へ加わり出力ラインに接続され
た外部回路素子を破壊する恐れがある。
【００１０】
さらに、上記特許文献１、２の液晶表示装置に、上記のような外光検出回路が組み込ま
れると、通常、外光の非検出時、例えば携帯電話機の待ち受け状態で必要最小限の一部画
像を表示させる、いわゆるパーシャル駆動のときにも、光検出回路が作動するので、余分
な電力が消費されて電池の消耗が速くなるという問題点が顕在化する。
【００１１】
本発明は、上記従来技術が抱える課題を解消するためになされたもので、本発明の目的
は、光センサに薄膜トランジスタを使用し、ゲート電極に偏った極性の電圧が印加される
ことによる光センサ素子の劣化を防止する液晶表示装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、光センサ素子の劣化を防止する手段によって、光センサに接続さ
れた制御回路素子の破壊が起らないようにした液晶表示装置を提供することにある。
【００１３】
本発明のさらに他の目的は、光センサを有する光検出部の電力消費量を少なくした液晶
表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の液晶表示装置の発明は、液晶表示パネル
と、該液晶表示パネルに組み込まれて外光を検出する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）からな
るＴＦＴ光センサを有する光検出部と、前記ＴＦＴ光センサの光リークによる電圧を読み
取る光センサ読取部と、前記光検出部及び光センサ読取部を制御するとともに該光センサ
読取部の出力により前記液晶表示パネルを照明する照光手段を制御する制御手段とを備え
た液晶表示装置において、
前記光検出部は、前記ＴＦＴ光センサのソース電極に接続されたソース線とドレイン電
極に接続されたドレイン線との間にスイッチング素子が接続され、前記制御手段は、前記
ＴＦＴ光センサのゲート電極に接続されたゲート線に与えるゲート電圧を変化させる際に
、前記スイッチング素子をオン状態にさせておくことで、前記ＴＦＴ光センサのソース線
とドレイン線とを短絡させることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液晶表示装置において、前記ＴＦＴ光セン
サのソース線とドレイン線のどちらか一方は、接地電位又は直流電位に固定されているこ
とを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の液晶表示装置において、前記ＴＦＴ光セン
サのゲート電圧は、負電圧印加状態から正電圧に変換され、一定期間後に負電圧に変換さ
れるよう変化させるものであり、前記スイッチング素子は、前記ゲート電圧が負電圧から
正電圧に変換される直前から正電圧から負電圧に変換される直後までの間オン状態にされ
ることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の液晶表示装置において、前記ＴＦＴ光セン
サのゲート電圧は、負電圧印加状態から正電圧に変換され、一定期間後に負電圧に変換さ
れるよう変化させるものであり、前記スイッチング素子は、前記ゲート電圧が負電圧から
正電圧に変換される直前から直後までの間、及び前記ゲート電圧が正電圧から負電圧に変
換される直前から直後までの間、オン状態にされることを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の液晶表示装置において、前記
制御手段は、前記ＴＦＴ光センサのゲート電圧を変化させる際に、該ゲート電圧を段階的
に変化させることを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の液晶表示装置において、前記
光検出部は、前記ゲート線に抵抗とコンデンサとが接続されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の液晶表示装置において、前記制御手段は、
液晶表示パネルを搭載した機器の動作状態が通常の動作状態か待ち受け状態かを判定する
待ち受け状態判定部を設け、この待ち受け状態判定部で機器が通常の動作状態から待ち受
け状態へ変更されたのを判定したときに、前記スイッチング素子のオン動作を開始させる
ことを特徴とする。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の液晶表示装置において、前記待ち受け状態
判定部は、前記液晶表示パネルの表示領域の一部領域が表示状態とされ、残りの領域が非
表示状態とされたときに待ち受け状態と判定することを特徴とする。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の液晶表示装置において、前記待ち受け状態
判定部は、前記液晶表示パネルの表示領域の全領域が非表示状態とされたときに待ち受け
状態と判定することを特徴とする。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載の液晶表示装置において、前記ＴＦＴ光セ
ンサは、前記液晶表示パネルの製造工程においてスイッチング素子としてのＴＦＴと同時
に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、上記構成を備えることにより以下に示すような優れた効果を奏する。すなわ
ち、請求項１、２の発明によれば、ＴＦＴ光センサのゲート電極に印加されるゲート電圧
を変化させる際に、スイッチ素子をオン動作することでＴＦＴ光センサのソース線とドレ
イン線とが共通電位となるので、ＴＦＴ光センサのゲート電極−ソース電極間及びゲート
電極−ドレイン電極間にそれぞれ寄生容量が形成されても、これらの寄生容量に蓄積され
た電荷がスイッチング素子を介して放出されるようになり、従来技術のように、過度な突
入電圧及び突入電流の発生がなくなり、光センサに接続された外部制御回路の素子破壊等
を起こすことなく、しかもＴＦＴ光センサの劣化を防止できる。
【００２５】
また、請求項３の発明によれば、液晶表示装置を待ち受け状態に移行する際に、ゲート
電圧を負圧印加状態から所定期間正電圧を印加し、さらに負電圧（オフ電圧）を印加する
という処理を行い、このようにゲート電圧が変化した期間の直前から直後までスイッチ素
子をオフするので、簡単な処理により液晶表示装置の待ち受け状態への安全な移行が可能
になる。
【００２６】
また、請求項４の発明によれば、液晶表示装置を待ち受け状態に移行する際に、ゲート
電圧を負圧印加状態から所定期間正電圧を印加し、さらに負電圧（オフ電圧）を印加する
という処理を行い、このようにゲート電圧が変化した期間のうち、負電圧印加状態から正
電圧が印加されるように変換される直前から直後までとこの正電圧印加状態から負電圧（
オフ電圧）が印加されるように変換される直前から直後までにスイッチ素子をオフするの
で、簡単な処理により液晶表示装置の待ち受け状態への安全な移行が可能になる。
【００２７】
また、請求項５、６の発明によれば、過度な突入電圧及び突入電流の発生を殆どなくす
ることができる。
【００２８】
請求項７の発明によれば、液晶表示パネルを搭載した機器の動作状態が通常の動作状態
か待ち受け状態かを判定する待ち受け状態判定部を設け、この待ち受け状態判定部で機器
が通常の動作状態から待ち受け状態へ変更されたのを判定してＴＦＴ光センサのゲート電
極に一定期間正電圧を印加するので、極めて簡単な判定制御により、ＴＦＴ光センサ素子
の劣化を防止でき、光センサの感度特性を維持できる。また、ＴＦＴ光センサのゲート電
極への正電圧は、待ち受け状態に変更されたときに印加され、このとき光センサ読取部は
不作動になっているので、この読取に影響を与えることがない。さらに、待ち受け状態へ
の変更時に、光検出部及び光センサ読取部並びにスイッチング部の動作を停止させるので
無駄な電力の消費をなくすることができる。
【００２９】
請求項８、９の発明によれば、待ち受け状態判定部が液晶表示パネルの表示領域の一部
領域が表示状態とされ、残りの領域が非表示状態とされたとき、また、液晶表示パネルの
表示領域の全領域が非表示状態とされたときに待ち受け状態と判定することにより、待ち
受け状態の判定が極めて簡単になる。
【００３０】
請求項１０の発明によれば、ＴＦＴ光センサは、液晶表示パネルのスイッチング素子と
してのＴＦＴ製造時に同時に製造することができるので、光センサを設けるために特に製
造工数を増加させる必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態
は、本発明の技術思想を具体化する液晶表示装置を例示するものであって、本発明をこの
液晶表示装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他
の実施形態のものも等しく適応し得るものである。
【実施例１】
【００３２】
図１は本発明の実施例１に係る液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して表したア
クティブマトリクス基板を模式的に示した平面図である。
液晶表示装置１は、図１に示すように、互いに対向配置される矩形状の透明材料、例え
ばガラス板に種々の配線等を施してなるアクティブマトリクス基板（以下、ＴＦＴ基板と
いう）２と、カラーフィルタ基板（以下、ＣＦ基板という）１０とを有し、ＴＦＴ基板２
は、ＣＦ基板１０と対向配置させたときに所定スペースの張出し部２Ａが形成されるよう
にＣＦ基板１０よりサイズが大きいものが使用され、これらＴＦＴ基板２及びＣＦ基板１
０の外周囲にシール材（図示省略）が貼付されて、内部に液晶及びスペーサが封入された
構成となっている。
【００３３】
ＴＦＴ基板２及びＣＦ基板１０の対向面側には種々の配線等が形成されている。このう
ち、ＣＦ基板１０には、ＴＦＴ基板２の表示領域ＤＡ内の画素領域に合わせてマトリクス
状に設けられた金属クロム等からなるブラックマトリクスと、このブラックマトリクスで
囲まれた領域に設けた例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）からなるカラーフィルタ及び
ＴＦＴ基板２側の電極に電気的に接続されＣＦ基板１０の対向面を覆うように設けられた
共通（コモン）電極とが設けられている。共通電極は、例えば酸化インジウム、酸化スズ
等の透明材料で形成されている。これらカラーフィルタ、ブラックマトリクス及び共通電
極の具体的な構成は図示しないが、これらはＴＦＴ基板２に形成された光検出部ＬＳ１及
び光検出部ＬＳ１から導出される複数本の引出し配線Ｌと対向する箇所まで延設されてい
る。
【００３４】
また、ＴＦＴ基板２の背面には照光手段としてのバックライト（図示省略）が設けられ
ている。このバックライトは光検出部ＬＳ１の出力によって制御される。
ＴＦＴ基板２は、それぞれ対向する短辺２ａ、２ｂ及び長辺２ｃ、２ｄを有し、一方の
短辺２ｂ側が張出し部２Ａとなっており、この張出し部２Ａにソースドライバ及びゲート
ドライバ用の半導体チップＤｒが搭載され、他方の短辺２ａ側に光検出部ＬＳ１が配設さ
れている。
【００３５】
このＴＦＴ基板２は、その対向面、すなわち液晶と接触する面に、図１の行方向（横方
向）に所定間隔をあけて配列された複数本のゲート線ＧＷ１〜ＧＷｎ（ｎ＝２、３、４、
…）と、これらのゲート線ＧＷ１〜ＧＷｎと絶縁され列方向（縦方向）に配列された複数
本のソース線ＳＷ１〜ＳＷｍ（ｍ＝２、３、４、…）とを有し、これらのソース線ＳＷ１
〜ＳＷｍとゲート線ＧＷ１〜ＧＷｎとがマトリクス状に配線され、互いに交差するゲート
線ＧＷ１〜ＧＷｎとソース線ＳＷ１〜ＳＷｍとで囲まれる各領域に、ゲート線ＧＷ１〜Ｇ
Ｗｎからの走査信号によってオン状態となるスイッチング素子（図示省略）及びソース線
ＳＷ１〜ＳＷｍからの映像信号がスイッチング素子を介して供給される画素電極が形成さ
れている。
【００３６】
これらのゲート線ＧＷ１〜ＧＷｎとソース線ＳＷ１〜ＳＷｍとで囲まれる各領域は、い
わゆる画素を構成し、これらの画素が形成されたエリアが表示領域ＤＡ、すなわち画像表
示部となっている。スイッチング素子には例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が使用され
る。
【００３７】
各ゲート線ＧＷ１〜ＧＷｎ及び各ソース線ＳＷ１〜ＳＷｍは、表示領域ＤＡの外へ延出
されて表示領域ＤＡ外の外周辺の領域に引回されてソースドライバ及びゲートドライバ用
半導体チップＤｒに接続されている。また、ＴＦＴ基板２は、一方の長辺２ｄ側に光検出
部ＬＳ１の光センサから導出された各引出し配線Ｌが配線されて外部制御回路が接続され
る端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３に接続されている。各端子Ｔ１〜Ｔ３には外部の制御回路が接続
され、この制御回路から光検出部ＬＳ１へ基準電圧、ゲート電圧等が供給され、さらに光
検出部ＬＳ１からの出力が送出される。
【００３８】
次に図２及び図３を参照して、光検出部ＬＳ１及び光センサ読取部Ｒｅ１の構成及び動
作を説明する。なお、図２は光検出部及び光センサ読取部の等価回路図、図３は図１のＴ
ＦＴ基板に形成された光検出部の構造断面図である。
光検出部ＬＳ１は、図２に示すように、ＴＦＴ光センサのドレイン電極ＤＬとソース電
極ＳＬ間にコンデンサＣｗが並列接続され、ソース電極ＳＬとコンデンサＣｗの一方の端
子がスイッチング素子ＳＷ１を介して基準電圧源Ｖｓに接続され、さらに、ＴＦＴ光セン
サのドレイン電極ＤＬ及びコンデンサＣｗの他方の端子が接地ＧＲされ、ソース電極ＳＬ
に接続された出力線とドレイン電極ＤＬ間にスイッチング素子ＳＷ２が接続された回路構
成となっている。なお、このスイッチング素子ＳＷ２の他端は接地ＧＲされている。なお
、スイッチング素子ＳＷ２は、その端部を接地ＧＲしてスイッチング素子ＳＷ２が閉じら
れたとき、ソース電極に接続されたソース線が接地電位になるようにしたが、この電位は
接地電位に限定されるものではなく、例えば所定の直流電圧でもよい。
【００３９】
また、光センサ読取部Ｒｅ１は、公知のサンプリングホールド回路ＳＨから構成されて
おり、光検出部ＬＳ１のコンデンサＣｗの電荷を蓄積するホールド用コンデンサＣｒと、
このホールド用コンデンサＣｒの出力電圧を増幅するＯＰアンプと、このＯＰアンプ出力
をアナログからデジタル値に変更するＡ／Ｄ変換器とで構成されている。そして、光検出
部ＬＳ１と光センサ読取部Ｒｅ１とは、スイッチング素子ＳＷ３で接続されている。
【００４０】
光検出部ＬＳ１を構成するＴＦＴ光センサ及びスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２は、い
ずれもＴＦＴで構成され、ＴＦＴ基板２上に形成される。すなわち、図３に示すように、
ＴＦＴ基板２上に、先ず、ＴＦＴ光センサのゲート電極ＧＬ、コンデンサＣｗの一方の端
子Ｃ１及びスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２を構成するＴＦＴのゲート電極ＧＳが形成さ
れ、これらの表面を覆うようにして窒化シリコンや酸化シリコンなどからなるゲート絶縁
膜９が積層される。ＴＦＴ光センサのゲート電極ＧＬの上及びスイッチング素子ＳＷ１、
ＳＷ２を構成するＴＦＴのゲート電極ＧＳの上には、それぞれゲート絶縁膜９を介して非
晶質シリコンや多結晶シリコンなどからなる半導体層１１Ｌ及び１１Ｓが形成され、また
ゲート絶縁膜９上にアルミニウムやモリブデン等の金属からなるＴＦＴ光センサのソース
電極ＳＬ及びドレイン電極ＤＬ、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２を構成するＴＦＴのソ
ース電極ＳＳ及びドレイン電極ＤＳがそれぞれの半導体層１１Ｌ及び１１Ｓと接触するよ
うに設けられる。
【００４１】
さらに、ＴＦＴ光センサ、コンデンサＣｗ及びＴＦＴからなるスイッチング素子ＳＷ１
、ＳＷ２の表面を覆うようにして例えば無機絶縁材料からなる保護絶縁膜１０が積層され
、また、ＴＦＴからなるスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２の表面には、外部光の影響を受
けないようにするために、遮光膜としてのブラックマトリクス１２が被覆される。
【００４２】
この光検出部ＬＳ１は、液晶表示パネルの製造工程において液晶駆動用のスイッチング
素子としてのＴＦＴと同時に形成される。これにより、光検出部ＬＳ１を設けるために特
に製造工数を増加させる必要がなくなる。また、ＴＦＴ光センサは、１個でなく複数個用
い、これらを短辺２ａに沿って一列に設けてもよい。このように複数個のＴＦＴ光センサ
を一列に配設することにより、使用者が不注意に指等で一部のＴＦＴ光センサを遮るよう
なことがあっても、全てのＴＦＴ光センサが同時に遮られることは少ないことから、遮光
されていないＴＦＴ光センサで光検出が可能になる。
【００４３】
次に、光検出部ＬＳ１及び光センサ読取部Ｒｅ１の動作を説明する。
通常の光検出、すなわち、携帯電話機等に搭載された液晶表示装置１の作動中における
光検出の基本的な動作は（図１０に示した回路による）従来技術のものと同じである。す
なわち、図２に示すように、外部の制御手段２５（図４参照）から、ＴＦＴ光センサのゲ
ート電極ＧＬに所定の逆バイアス電圧（−１０Ｖ）を印加しておき、スイッチング素子Ｓ
Ｗ１をオンして所定の基準電圧Ｖｓ（例えば、＋２Ｖ）をコンデンサＣｗに充電する。ス
イッチング素子ＳＷ１はこのコンデンサＣｗに所定時間充電した後はオフする。この状態
でＴＦＴ光センサに外光が当たっていると、その外光の強さによってコンデンサＣｗの充
電電圧が低下するので、この電圧降下値をスイッチング素子ＳＷ３を閉じてホールド用コ
ンデンサＣｒに充電する。ホールド用コンデンサＣｒに充電された充電電圧、すなわち上
記電圧降下値は、外光の強さに比例したものとなっている。
【００４４】
このとき、上述した動作を複数回繰り返して、ホールド用コンデンサＣｒに充電するの
が好ましい。この繰り返しにより、コンデンサＣｗに蓄積された電圧が瞬間的な光量の変
化あるいはノイズ等で変化した場合でも、ホールド用コンデンサＣｒでの蓄積電圧には大
きな影響を及ぼすことがなく安定した光検出結果が得られる。
【００４５】
ホールド用コンデンサＣｒに蓄積された電圧は、ＯＰアンプに入力・増幅されＡ／Ｄ変
換されて読取出力Ｐが得られる。この光センサ読取部Ｒｅ１の出力Ｐは、制御装置２０に
入力されてバックライト等２４のオン／オフ制御がなされる。
【００４６】
次に、図４及び図５を参照して、携帯電話機等に搭載された液晶表示装置１のバックラ
イト等２４のオン／オフ制御について説明する。なお、図４はバックライト等を制御する
制御装置を構成するブロック図、図５は図４の制御装置の動作波形図である。
制御装置２０は、光センサ読取部Ｒｅ１で読み取られた読取値Ｐと閾値記憶部２１から
の閾値とを比較する比較部２２と、所定の明暗でバックライト等２４をオンする基準値が
記憶された閾値記憶部２１と、比較部２２の比較結果に基づいてバックライト等２４をオ
ン／オフ制御するスイッチング部２３と、バックライト等２４と、光検出部ＬＳ１、光セ
ンサ読取部Ｒｅ１及びスイッチング部２３等を制御する制御手段２５とを有している。
【００４７】
この制御手段２５は、また、液晶表示装置１が搭載された機器の待ち受け状態を判定す
る待ち受け状態判定部２５Ａを有している。この待ち受け状態判定部２５Ａは、携帯電話
機が一時休止されて、液晶表示装置１の一部ないし全表示領域が非表示状態になったとき
に待ち受け状態と判定する。
【００４８】
この待ち受け状態判定部２５Ａにより、機器からの待ち受け信号を受けて待ち受け状態
と判定、すなわち待ち受け判定信号がオンされたときに（図５（ａ））、先ず、スイッチ
ング素子ＳＷ２をオン（図５（ｅ））して、その後、ＴＦＴ光センサに印加されているゲ
ート電圧ＧＶを負電圧から一定期間正電圧にする。すなわちスイッチング素子ＳＷ２をオ
ンした後、ゲート電圧ＧＶをこれまでの−１０Ｖから一定期間だけ＋１５Ｖに変換する（
図５（ｃ））。このゲート電圧ＧＶを正電圧に変換することにより、光検出部ＬＳ１はそ
の動作がオフ、すなわち停止され（図５（ｄ））、液晶表示パネルは通常状態から待ち受
け状態へ移行する（図５（ｂ））。一定期間経過後は、ゲート電圧は＋１５Ｖから０Ｖ（
オフ電圧）へ変換される。この時点では、スイッチング素子ＳＷ２は閉じた（オン）状態
が維持されている。すなわち、ゲート電圧が０Ｖへ変換されても暫くの間スイッチング素
子ＳＷ２はオンされている。したがって、スイッチング素子ＳＷ２は、機器が待ち受け状
態に入ったときにオンされ、その後にゲート電圧が負電圧（−１０Ｖ）から正電圧（＋１
５Ｖ）へ変換され、さらに正電圧（＋１５Ｖ）から負電圧（０Ｖ、オフ電圧）へ変換され
た後にスイッチング素子ＳＷ２がオフされ、このスイッチング素子ＳＷ２がオンされてい
る期間、ＴＦＴ光センサに接続されたソース・ドレイン線が接地される。
【００４９】
これにより、光検出回路ＬＳ１において、ゲート電極ＧＬ−ソース電極ＳＬ間及びゲー
ト電極ＧＬ−ドレイン電極ＤＬ間にそれぞれ寄生容量Ｃ１、Ｃ２が発生しても、これらの
容量に蓄積された電荷がスイッチング素子ＳＷ２を介して放電されるので、図５（ｆ）に
示すように、光検出部ＬＳ１の出力ＳＬ１は、ゲートオン時に例えば＋０．２Ｖ、オフ時
に−０．３Ｖに変化するのみで、従来技術のように、ドレイン側の電圧が瞬間的に引下げ
られる現象がなくなり、外部回路への悪影響をなくすることができる。
【００５０】
なお、上記実施形態（図５（ｅ）参照）に示すようなスイッチング素子ＳＷ２の操作で
はなく、図５（ｅ'）に示すように、ゲート電圧ＧＶが負電圧（−１０Ｖ）から正電圧（
１５Ｖ）に変換されるとき、及び正電圧（１５Ｖ）からオフ電圧（０Ｖ）に変換されると
きの直前から直後までの期間のみスイッチング素子ＳＷ２をオフ操作するようにしても、
上述と同様の効果を奏することができる。
【００５１】
スイッチング素子ＳＷ２のオン時に、ゲート電極ＧＬに印加するゲート電圧ＧＶ（図５
（ｃ））は一気に変換させるようにしたが、段階的に変換させるようにしたものでもよい
。なお、図６は図４の制御装置においてゲート電圧の印加状態を変更した動作波形図であ
る。
制御手段２５は、図６（ｃ）に示すように、ＴＦＴ光センサのゲート電極に負電圧印加
状態から一定期間正電圧を印加する際に、負電圧から正電圧への変換時はゲート電圧を段
階的に上昇させ、一方、正電圧から負電圧への変換時はそのゲート電圧を段階的低下させ
た電圧を印加する。その結果、図６（ｆ）に示すように、光検出部ＬＳ１の出力ＳＬ１は
殆ど０Ｖにすることができる。また、制御手段２５は、ゲート電圧ＧＶを０Ｖにした後は
、光検出部ＬＳ１、光センサ読取部Ｒｅ１、比較部２２及びスイッチング部２３をオフ状
態にする（図６（ｄ））。
【００５２】
したがって、バックライト等２４を制御する制御装置２０に待ち受け状態判定部２５Ａ
を設けて、この判定結果によりＴＦＴ光センサのゲート電極ＧＬに一定期間正電圧を印加
するという極めて簡単な判定制御により、ＴＦＴ光センサ素子の劣化を防止でき、光セン
サの感度特性を維持できる。また、ＴＦＴ光センサのゲート電極ＧＬへ印加される正電圧
は、待ち受け状態に変更されたときに印加され、このとき光センサ読取部Ｒｅ１がオフ状
態となるので読取に影響を与えることがない。さらに、待ち受け状態への変更時に、光検
出部ＬＳ１及び光センサ読取部Ｒｅ１並びにスイッチング部２３の動作を停止させるので
無駄な電力の消費をなくすることができる。さらにまた、ドレイン側の電圧が瞬間的に持
ち上げられ或いは引下げられる現象がなくなり、外部回路への悪影響をなくすることがで
きる。
【実施例２】
【００５３】
次に、図７及び図８を参照して本発明の実施例２の液晶表示装置を説明する。なお、図
７は実施例２の液晶表示装置に組み込まれた光検出部の等価回路図、図８は図７の制御装
置の動作波形図である。
この液晶表示装置は、実施例１の光検出部の一部が異なるだけで他は同じである。光検
出部以外の説明は、実施例１の説明を援用してその説明を省略する。
【００５４】
光検出部ＬＳ２は、実施例１の光検出部ＬＳ１のスイッチング素子ＳＷ２の他に、ゲー
ト電極ＧＬに接続されたゲート線上に抵抗Ｒｇを接続し、このゲート線をコンデンサＣｇ
を介して接地ＧＲした構成となっている。
【００５５】
ゲート線上に抵抗Ｒｇ及びコンデンサＣｇ接続した状態で矩形波のゲート電圧ＧＶを印
加すると、ゲート電極ＧＬには、図８（ｃ）に示すように、負電圧印加状態から一定期間
正電圧を印加する際に、負電圧から正電圧への変換時は矩形波が鈍った波形波の電圧が印
加され、一方、正電圧から負電圧への変換時も減衰波となり、その結果、光検出部ＬＳ２
の出力ＳＬ２は殆ど０Ｖになる。これにより、ドレイン側の電圧が瞬間的に持ち上げられ
或いは引下げられる現象がなくなり、外部回路への悪影響をなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は本発明の実施例に係る液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して表したアクティブマトリクス基板を模式的に示した平面図である。
【図２】図２は光検出部及び光センサ読取部の等価回路図である。
【図３】図３は図１のＴＦＴ基板に形成された光検出部の構造断面図である。
【図４】図４はバックライト等を制御する制御装置のブロック図である。
【図５】図５は図４の制御装置の動作波形図である。
【図６】図６は図４の制御装置においてゲート電圧の印加状態を変更した動作波形図である。
【図７】図７は本発明の実施例２に係る液晶表示装置の光検出部の等価回路図である。
【図８】図８は図７の回路の動作波形図である。
【図９】図９はＴＦＴ光センサの電圧−電流曲線の一例を示す図である。
【図１０】図１０はＴＦＴ光センサを使用した公知の光検出回路図である。
【図１１】図１１は明るさが異なる場合の図１０に示した回路図におけるコンデンサの両端の電圧−時間曲線を示す図である。
【図１２】図１２は図１０の光検出回路の動作波形図である。
【符号の説明】
【００５７】
１              液晶表示装置
２              アクティブマトリクス基板（ＴＦＴ基板）
１０            カラーフィルタ基板（ＣＦ基板）
ＬＳ１、ＬＳ２  光検出部
ＤＬ            ドレイン電極
ＧＬ            ゲート電極
ＳＬ            ソース電極
Ｃｗ            コンデンサ
Ｃｒ            ホールド用コンデンサ
Ｃ１、Ｃ２      寄生容量
Ｒｅ１          光センサ読取部
２０            制御装置
２２            比較部
２３            スイッチング部
２４            バックライト等
２５            制御手段
ＳＷ１〜ＳＷ３  スイッチング素子
【図１】
2008083313.tif 000003
【図２】
2008083313.tif 000004
【図３】
2008083313.tif 000005
【図４】
2008083313.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2008083313.tif 000010
【図９】
2008083313.tif 000011
【図１０】
2008083313.tif 000012
【図１１】
2008083313.tif 000013
【図１２】
2008083313.tif 000014