(57)【要約】【課題】表示パネルに組み込んだ光検知部において安定した光検知ができるようにした表示装置を提供すること。【解決手段】照明装置を有する表示パネルと、光センサに接続された光検知部と、照明装置を制御する制御手段を備えた表示装置において、表示パネルは対向電極を有し、光検知部は、光センサとしてＴＦＴを用い、ＴＦＴのソース・ドレイン電極間にコンデンサを接続し、コンデンサの一方の端子側をスイッチ素子を介して基準電圧源に、他方の端子側は対向電極に接続し、ＴＦＴのゲート電極には対向電極に印加される電圧よりも常に逆バイアス電圧に対応する一定の低い電圧を印加し、スイッチ素子を対向電極電圧に同期して短時間作動させることにより基準電圧源からの基準電圧をコンデンサに印加して充電し、その後のコンデンサの電圧を対向電圧電極に同期したサンプリングホールド回路を経て検知することにより外光を検知するようにした。【選択図】図８
2007140106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明装置と、表示パネルと、外光を検知する光センサを有する光検知部と、前記光検知部
の出力により前記照明装置を制御する制御手段を備えた表示装置において、前記光検知部
は、前記光センサとして薄膜電界効果トランジスタを用い、該薄膜電界効果トランジスタ
のソース・ドレイン電極間にコンデンサを接続し、該コンデンサの一方の端子側をスイッ
チ素子を介して基準電圧源に、他方の端子側は前記対向電極に接続し、前記薄膜電界効果
トランジスタのゲート電極には前記対向電極に印加される電圧よりも常に逆バイアス電圧
に対応する一定の低い電圧を印加し、前記スイッチ素子を前記対向電極に印加される電圧
に同期して短時間作動させることにより前記基準電圧源からの基準電圧を前記コンデンサ
に印加して充電し、前記スイッチ素子をオフにしてから所定時間後の前記コンデンサの電
圧を前記スイッチ素子の作動に同期したサンプリングホールド回路を経て検知することに
より外光を検知するようにしたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記対向電極には所定の周期の矩形状に変化する電圧を印加したことを特徴とする請求項
１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記コンデンサの容量は、前記サンプリングホールド回路のホールド用コンデンサの容量
よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示パネルはアクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板との間に液晶層が設け
られた液晶表示パネルであり、前記光検知部は前記アクティブマトリクス基板の製造工程
において前記液晶表示パネルのスイッチング素子としての薄膜電界効果トランジスタと同
時に形成された光センサとしての薄膜電界効果トランジスタを備えていることを特徴とす
る請求項１〜３の何れかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記制御手段は閾値記憶部及び比較部を有し、通常動作モード時には、前記光検知部の出
力と前記閾値記憶部に格納されている閾値を前記比較部にて比較し、この比較結果に基づ
いて前記照明装置のオン／オフ制御を行い、初期設定モード時には、前記光センサに基準
となる光を照射しつつ、前記光検知部の出力を前記閾値記憶部に格納するようにしたこと
を特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の表示装置。
【請求項６】
前記照明装置はバックライト又はサイドライトであり、前記表示パネルは透過型又は半透
過型液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の表示装置。
【請求項７】
前記照明装置はフロントライトであり、前記表示パネルは反射型液晶表示パネルであるこ
とを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の表示装置。
【請求項８】
照明装置と、表示パネルと、外光を検知する光センサを有する光検知部と、前記光検知部
の出力により前記照明装置を制御する制御手段を備えた表示装置において、前記光検知部
は、前記光センサとして薄膜電界効果トランジスタを用い、該薄膜電界効果トランジスタ
のソース・ドレイン電極間にコンデンサを接続し、該コンデンサの一方の端子側を第１、
第２スイッチ素子を介して第１、第２基準電圧源に、他方の端子側は前記対向電極に接続
し、前記薄膜電界効果トランジスタのゲート電極には前記対向電極に印加される電圧より
も常に逆バイアス電圧に対応する一定の低い電圧を印加し、前記第１、第２スイッチ素子
を前記対向電極に印加される電圧に同期して短時間順次切換え作動させることにより前記
第１又は第２基準電圧源からの基準電圧を前記コンデンサに印加して充電し、前記スイッ
チ素子をオフにしてから所定時間後の前記コンデンサの電圧をそれぞれ前記対向電極に印
加される電圧に同期して作動する２つの第１、第２サンプリングホールド回路を経て別々
に検知することにより外光を検知するようにしたことを特徴とする表示装置。
【請求項９】
前記対向電極には所定の周期の矩形状に変化する電圧を印加したことを特徴とする請求項
８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第１基準電圧源は前記対向電極に供給される低い方の電圧よりも高い基準電圧を供給
し、前記第２基準電圧源は前記対向電極に供給される高い方の電圧よりも低い基準電圧を
供給し、前記第１スイッチ素子は前記対向電極に供給される電圧がローレベルの時に第１
基準電圧を前記コンデンサに印加し、前記第２スイッチ素子は前記対向電極に供給される
電圧がハイレベルの時に前記第２基準電圧を前記コンデンサに印加するように制御される
ことを特徴とする請求項８又は９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記コンデンサの容量は、前記第１、第２サンプリングホールド回路のホールド用コンデ
ンサの容量よりも小さいことを特徴とする請求項８〜１０の何れかに記載の表示装置。
【請求項１２】
前記表示パネルはアクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板との間に液晶層が設け
られた液晶表示パネルであり、前記光検知部は前記アクティブマトリクス基板の製造工程
において前記液晶表示パネルのスイッチング素子としての薄膜電界効果トランジスタと同
時に形成された光センサとしての薄膜電界効果トランジスタを備えていることを特徴とす
る請求項８〜１１の何れかに記載の表示装置。
【請求項１３】
前記制御手段は閾値記憶部及び比較部を有し、通常動作モード時には、前記光検知部の出
力と前記閾値記憶部に格納されている閾値を前記比較部にて比較し、この比較結果に基づ
いて前記照明装置のオン／オフ制御を行い、初期設定モード時には、前記光センサに基準
となる光を照射しつつ、前記光検知部の出力を前記閾値記憶部に格納するようにしたこと
を特徴とする請求項８〜１２の何れかに記載の表示装置。
【請求項１４】
前記照明装置はバックライト又はサイドライトであり、前記表示パネルは透過型又は半透
過型液晶表示パネルであることを特徴とする請求項８〜１３の何れかに記載の表示装置。
【請求項１５】
前記照明装置はフロントライトであり、前記表示パネルは反射型液晶表示パネルであるこ
とを特徴とする請求項８〜１３の何れかに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に係り、特にバックライトやフロントライト等の光源を有する表示
装置において、外光の明るさに応じて自動的に光源の明るさを変えることのできる表示装
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液晶表示装置の適用が急速に
普及している。特に、携帯型のものは、消費電力を減少させるために、透過型液晶表示装
置のようなバックライトないしはサイドライト（以下、両者をまとめて「バックライト等
」という）を必要としない反射型の液晶表示装置が多く用いられているが、この反射型液
晶表示装置は、外光を光源として用いるので暗い室内などでは見えにくくなってしまうた
めに、フロントライトを使用したもの（下記特許文献１参照）や、透過型と反射型の性質
を併せ持つ半透過型の液晶表示装置の開発が進められてきている（下記特許文献２参照）
。
【０００３】
例えば、フロントライトを使用した反射型液晶表示装置は、暗い場所においてはフロン
トライトを点灯させて画像を表示し、明るい場所ではフロントライトを点灯させることな
く外光を利用して画像を表示することができるので、常時フロントライトを点灯する必要
がなくなり、消費電力を大幅に削減することができる。また、半透過型液晶表示装置は、
一つの画素内に透明電極を備えた透過部と反射電極を備えた反射部を有しており、暗い場
所においてはバックライト等を点灯して画素領域の透過部を利用して画像を表示し、明る
い場所においてはバックライト等を点灯することなく反射部において外光を利用して画像
を表示しているため、この場合も常時バックライト等を点灯する必要がなくなるので、消
費電力を大幅に低減させることができるという利点を有している。
【０００４】
上述のような反射型液晶表示装置や半透過型液晶表示装置においては、外光の強さによ
り液晶表示画面の見えやすさが異なる。このため、エンドユーザは、液晶表示画面を見や
すくするために、外光の強さに応じてバックライト等ないしはフロントライトを点灯すべ
きレベルであるか否かを自ら判断してバックライト等ないしはフロントライトを点灯、減
灯ないしは消灯するという煩雑な操作を行う必要があった。更に、外光の明るさが十分で
ある時にも、不必要にバックライト等ないしはフロントライトを点灯してしまう場合もあ
り、このような場合には、無駄な消費電力が増大するため、携帯電話機等の携帯型の機器
においては電池の消耗が早くなるという問題点が顕在する。
【０００５】
このような問題点に対処するための従来技術として、光センサを液晶表示装置に設け、
この光センサによって外光の明暗を検知し、光センサの検知結果に基づいてバックライト
等のオン／オフを制御する発明が知られている（下記特許文献３〜５参照）。
【０００６】
下記特許文献３に記載された液晶表示装置は、液晶表示パネルの基板上に光センサを有
する光検知部を配置したもので、光センサとして薄膜電界効果トランジスタ（ＴＦＴ）を
用い、このＴＦＴを液晶表示パネルのＴＦＴと同時に基板上に作成し、このＴＦＴ光セン
サの光リーク電流を検知することにより、周囲の明るさに応じてバックライトを自動的に
オン／オフさせるようにしたものである。また、下記特許文献４の液晶表示装置は、光セ
ンサとしてフォトダイオードを使用し、周囲の明るさに応じてバックライトとしての発光
ダイオードに温度保証した電流を供給するようにしたものである。更に、下記特許文献５
のものは、バックライトないし機器の動作表示手段として使用されている発光ダイオード
を光センサと兼用し、周囲の明るさに応じた発光ダイオードの起電力に基づいてバックラ
イトの点灯を制御するようにしたものである。
【特許文献１】特開２００２−１３１７４２号公報（特許請求の範囲、図１〜図３）
【特許文献２】特開２００１−３５０１５８号公報（特許請求の範囲、図４）
【特許文献３】特開２００２−１３１７１９号公報（特許請求の範囲、段落［００１０］〜［００１３］、図１）
【特許文献４】特開２００３−２１５５３４号公報（特許請求の範囲、段落［０００７］〜［００１９］、図１〜図３）
【特許文献５】特開２００４−００７２３７号公報（特許請求の範囲、段落［００２３］〜［００２８］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献３に記載されている液晶表示装置のように、光検知部のＴＦＴセンサと液
晶表示パネル用のＴＦＴとを基板上に同時に作成して光検知部を表示パネルに組み込むと
、この光検知部はその回路構成上アース接続する必要がある。ところが基板上で光検知部
をアース接続しようとすると、新たにアース電極、アース線及び接地用トランスファ電極
等を基板上に配設しなければならなくなり、そのため基板の回路設計が複雑になると共に
製造が難しくなる。そこで、このような課題を解消するために光検知部の接続をアース接
続に代えて表示パネルの対向電極に接続する方法が考えられる。
【０００８】
ところが、光検知部を対向電極に接続すると、この対向電極には、通常数ボルトの矩形
波からなる対向電極電圧が印加されているので、光検知部は、この変動する電圧、すなわ
ち所定周期毎に極性が変わる電圧に対応させて光検知部を作動させなければならなくなり
そのため光検知が不安定となる。例えば、周囲の光量が瞬間的に変動するような場合或い
はノイズが侵入すると、光検知部が誤動作する恐れがある。
【０００９】
また、これまでの液晶表示装置は、光センサにより周囲の明るさを検知してバックライ
ト等を自動的にオン／オフさせるのに、予め定めた所定の明るさでバックライト等を自動
的にオン／オフさせるようになしている。この場合、上記特許文献３の液晶表示装置のよ
うに液晶表示パネルにＴＦＴ光センサを組み込み、或いは上記特許文献５に開示されてい
る発明のようにバックライトないし機器の動作表示手段として使用されている発光ダイオ
ードを光センサとして兼用する場合等のように、別途フォトダイオード等の光センサを用
意して液晶表示装置に組み込む場合には、光センサを特性に応じて選別することができる
ので、光センサの特性のバラツキをあまり考慮しないですむ。しかしながら、液晶表示パ
ネルと同時に光センサを作製するような場合には、それぞれの光センサの特性のバラツキ
が大きいため、必ずしも予め定めた所定の明るさでバックライト等を自動的にオン／オフ
させることができないという問題がある。このため、固定の閾値でバックライト等のオン
／オフを認識させてしまうと、個々の製品によりバックライト等が点灯／消灯する明るさ
が異なるため、液晶表示装置としては都合が悪くなる。更にこれまでの液晶表示装置は、
エンドユーザが個々の好みの周囲の明るさでバックライト等を自動的にオン／オフできる
ように設定することは考慮されていなかった。
【００１０】
そこで本発明はこのような不都合を解消するためになされたもので、本発明の目的は、
液晶表示パネルに組み込んだ光検知部がノイズ或いは光量の変動による影響をなくして安
定した光検知ができるようにした表示装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、光センサの特性のバラツキを補正して、予め定めた所定の
明るさでバックライト等を自動的にオン／オフ制御できるようにするとともに、エンドユ
ーザが任意の周囲の明るさでバックライト等を自動的にオン／オフできるように設定する
ことができるようにした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】
【００１２】
本発明の上記目的は以下の構成により達成し得る。すなわち、請求項１に記載の表示装
置の発明は、照明装置と、表示パネルと、外光を検知する光センサを有する光検知部と、
前記光検知部の出力により前記照明装置を制御する制御手段を備えた表示装置において、
前記光検知部は、前記光センサとして薄膜電界効果トランジスタを用い、該薄膜電界効
果トランジスタのソース・ドレイン電極間にコンデンサを接続し、該コンデンサの一方の
端子側をスイッチ素子を介して基準電圧源に、他方の端子側は前記対向電極に接続し、
前記薄膜電界効果トランジスタのゲート電極には前記対向電極に印加される電圧よりも
常に逆バイアス電圧に対応する一定の低い電圧を印加し、
前記スイッチ素子を前記対向電極に印加される電圧に同期して短時間作動させることに
より前記基準電圧源からの基準電圧を前記コンデンサに印加して充電し、
前記スイッチ素子をオフにしてから所定時間後の前記コンデンサの電圧を前記スイッチ
素子の作動に同期したサンプリングホールド回路を経て検知することにより外光を検知す
るようにしたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の表示装置において、前記対向電極に
は所定の周期の矩形状に変化する電圧を印加したことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の表示装置において、前記コン
デンサの容量は、前記サンプリングホールド回路のホールド用コンデンサの容量よりも小
さいことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の表示装置において、前
記表示パネルはアクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板との間に液晶層が設けら
れた液晶表示パネルであり、前記光検知部は前記アクティブマトリクス基板の製造工程に
おいて前記液晶表示パネルのスイッチング素子としての薄膜電界効果トランジスタと同時
に形成された光センサとしての薄膜電界効果トランジスタを備えていることを特徴とする
。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の表示装置において、前
記制御手段は閾値記憶部及び比較部を有し、通常動作モード時には、前記光検知部の出力
と前記閾値記憶部に格納されている閾値を前記比較部にて比較し、この比較結果に基づい
て前記照明装置のオン／オフ制御を行い、初期設定モード時には、前記光センサに基準と
なる光を照射しつつ、前記光検知部の出力を前記閾値記憶部に格納するようにしたことを
特徴とする。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の表示装置において、前
記照明装置はバックライト又はサイドライトであり、前記表示パネルは透過型又は半透過
型液晶表示パネルであることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の表示装置において、前
記照明装置はフロントライトであり、前記表示パネルは反射型液晶表示パネルであること
を特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載の表示装置の発明は、照明装置と、表示パネルと、外光を検知する光セ
ンサを有する光検知部と、前記光検知部の出力により前記照明装置を制御する制御手段を
備えた表示装置において、
前記光検知部は、前記光センサとして薄膜電界効果トランジスタを用い、該薄膜電界効
果トランジスタのソース・ドレイン電極間にコンデンサを接続し、該コンデンサの一方の
端子側を第１、第２スイッチ素子を介して第１、第２基準電圧源に、他方の端子側は前記
対向電極に接続し、
前記薄膜電界効果トランジスタのゲート電極には前記対向電極に印加される電圧よりも
常に逆バイアス電圧に対応する一定の低い電圧を印加し、
前記第１、第２スイッチ素子を前記対向電極に印加される電圧に同期して短時間順次切
換え作動させることにより前記第１又は第２基準電圧源からの基準電圧を前記コンデンサ
に印加して充電し、
前記スイッチ素子をオフにしてから所定時間後の前記コンデンサの電圧をそれぞれ前記
対向電極に印加される電圧に同期して作動する２つの第１、第２サンプリングホールド回
路を経て別々に検知することにより外光を検知するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の表示装置において、前記対向電極に
は所定の周期の矩形状に変化する電圧を印加したことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９に記載の表示装置において、前記第
１基準電圧源は前記対向電極に供給される低い方の電圧よりも高い基準電圧を供給し、前
記第２基準電圧源は前記対向電極に供給される高い方の電圧よりも低い基準電圧を供給し
、前記第１スイッチ素子は前記対向電極に供給される電圧がローレベルの時に第１基準電
圧を前記コンデンサに印加し、前記第２スイッチ素子は前記対向電極に供給される電圧が
ハイレベルの時に前記第２基準電圧を前記コンデンサに印加するように制御されることを
特徴とする。
【００２２】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項８〜１０の何れかに記載の表示装置において
、前記コンデンサの容量は、前記第１、第２サンプリングホールド回路のホールド用コン
デンサの容量よりも小さいことを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１２に記載の発明は、請求項８〜１１の何れかに記載の表示装置において
、前記表示パネルはアクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板との間に液晶層が設
けられた液晶表示パネルであり、前記光検知部は前記アクティブマトリクス基板の製造工
程において前記液晶表示パネルのスイッチング素子としての薄膜電界効果トランジスタと
同時に形成された光センサとしての薄膜電界効果トランジスタを備えていることを特徴と
する。
【００２４】
また、請求項１３に記載の発明は、請求項８〜１２の何れかに記載の表示装置において
、前記制御手段は閾値記憶部及び比較部を有し、通常動作モード時には、前記光検知部の
出力と前記閾値記憶部に格納されている閾値を前記比較部にて比較し、この比較結果に基
づいて前記照明装置のオン／オフ制御を行い、初期設定モード時には、前記光センサに基
準となる光を照射しつつ、前記光検知部の出力を前記閾値記憶部に格納するようにしたこ
とを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１４に記載の発明は、請求項８〜１３の何れかに記載の表示装置において
、前記照明装置はバックライト又はサイドライトであり、前記表示パネルは透過型又は半
透過型液晶表示パネルであることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１５に記載の発明は、請求項８〜１３の何れかに記載の表示装置において
、前記照明装置はフロントライトであり、前記表示パネルは反射型液晶表示パネルである
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は上記のような構成を備えることにより以下に述べるような優れた効果を奏する
。すなわち、請求項１及び２の発明によれば、スイッチ素子等を対向電極に印加される電
圧、詳しくは所定の周期の矩形状に変化する電圧に同期して作動させるので、表示パネル
の基板上にアース電極やアース線等を設ける必要がなくなり、基板の回路設計を簡略化で
きる。また、スイッチ素子を対向電圧に印加される電圧に同期してコンデンサに充電させ
、このコンデンサの電圧、すなわち光センサの外光の明るさに対応する出力を同じく対向
電極に印加される電圧に同期したサンプリングホールド回路により読み取るようにしたの
で、所定期間、例えば１フレーム期間に不安定な状態となった場合、例えば周囲の光量が
瞬間的に変動あるいはノイズが侵入したような場合でも、１フレーム期間を超えた長い期
間で積分した電圧を読取出力することにより、このような微小変動を吸収できるので、誤
動作がなくなり、精度よく安定した外光の検出を行うことができるため、高精度に照明装
置を制御することができる。
【００２８】
また、請求項３の発明によれば、光センサのソース・ドレイン電極間に接続されるコン
デンサの容量をサンプリングホールド回路内のホールド用コンデンサの容量に比べて小さ
くすることにより、長い期間の積分が可能となるので、より精度よく安定した光の出録画
できる。
【００２９】
また、請求項４の発明によれば、光センサとしての薄膜電界効果トランジスタを表示パ
ネルのスイッチング素子としての薄膜電界効果トランジスタと同時に形成することができ
るので、表示パネルにこの光センサを形成する工程を別途追加する必要がなく、製造工程
を少なくすることができる。
【００３０】
また、請求項５の発明によれば、光センサに特性のバラツキがあっても、初期設定モー
ド時に基準となる光を照射することにより校正されているので、正確に予め定めた所定の
明るさで照明装置を自動的にオン／オフ制御できるようになる。しかも、基準となる光は
エンドユーザが任意に選択できるから、エンドユーザが任意の周囲の明るさで自動的に照
明をオン／オフできるように設定することができる。
【００３１】
また、請求項６及び７の発明によれば、それぞれ透過型液晶表示パネルないしは半透過
型液晶表示パネル（請求項６）の場合、或いは反射型液晶表示パネル（請求項７）の場合
でも、同様に請求項１〜５に係る発明の効果を奏する表示装置が得られる。
【００３２】
請求項８及び９の発明によれば、スイッチ素子等を対向電極に印加される電圧、詳しく
は所定の周期の矩形状に変化する電圧に同期して作動させるので、表示パネルの基板上に
アース電極やアース線等を設ける必要がなくなり、基板の回路設計を簡略化できる。また
、光検知部を対向電極に接続し、この対向電極に所定の周期の矩形状に変化する電圧、例
えば所定フレーム期間毎に極性の異なる対向電極電圧を加え、第１、第２スイッチ素子を
対向電極電圧に同期して制御することで基準電圧をこの対向電極電圧の所定フレーム期間
ごとに同調させて供給することでコンデンサを充電する。そしてコンデンサに充電された
電圧は、対向電極電圧と同期して作動する２つの第１、第２サンプリングホールド回路を
経て出力されるので、各スイッチ素子に対応したそれぞれの基準電圧に基づくコンデンサ
の電圧を別個に検出できるようになるため、ノイズが少なくなり、正確な測定値が得られ
るので、照明装置の制御精度を飛躍的に向上させることができる。
【００３３】
また、請求項１０の発明によれば、第１基準電圧源は対向電極に供給される低い方の電
圧よりも高い電圧を供給し、第２基準電圧源は対向電極に供給される高い方の電圧よりも
低い基準電圧を供給し、第１スイッチ素子は対向電極に供給される電圧がローレベルの時
に第１基準電圧をコンデンサに印加し、第２スイッチ素子は対向電極に供給される電圧が
ハイレベルの時に第２基準電圧をコンデンサに印加するように制御しているため、対向電
極と光センサとの間に交流成分の電圧が印加されるので常時直流成分が加わることがなく
なり、液晶にダメージがなく劣化が抑えられる。
【００３４】
また、請求項１１〜１５の発明によれば、請求項８〜１０の発明の効果に加えて請求項
３〜７に記載の発明の効果を奏する表示装置を提供することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて詳細に説明するが、以下に述べ
る実施例は、本発明の技術思想を具体化するための表示装置として半透過型液晶表示装置
を例示するものであって、本発明をこの実施例に特定することを意図するものではなく、
本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものに
も均しく適用し得るものである。
【００３６】
最初に、光センサとしてのＴＦＴ（以下、ＴＦＴ光センサという）の公知の動作原理及
び駆動回路について図１〜図３を用いて説明する。なお、図１はＴＦＴ光センサの電圧−
電流曲線の一例を示す図であり、図２はＴＦＴ光センサを使用した光検知部の回路図であ
り、また、図３は明るさが異なる場合の図２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。
【００３７】
ＴＦＴ光センサは、実質的にアクティブマトリクス型液晶表示パネルのスイッチング素
子として用いられているＴＦＴと同一の構成を備えている。このＴＦＴ光センサは、図１
に示したように、遮光されている場合にはゲートオフ領域で非常に僅かな暗電流が流れて
いるが、チャネル部に光が当たるとその光の強さ（明るさ）に応じて漏れ電流が大きくな
るという特性を有している。したがって、図２の光検知部ＬＳの回路図に示したように、
ＴＦＴ光センサのゲート電極ＧＬにゲートオフ領域となる一定の逆バイアス電圧（例えば
−１０Ｖ）を印加し、ドレイン電極ＤＬとソース電極ＳＬとの間にコンデンサＣを並列に
接続し、一定の基準電圧Ｖｓ（例えば＋２Ｖ）をスイッチ素子ＳＷをオンにしてコンデン
サＣの両端に印加した後、スイッチ素子ＳＷをオフにすると、コンデンサＣの両端の電圧
はＴＦＴ光センサの周囲の明るさに応じて図３に示したように時間とともに低下する。し
たがって、スイッチ素子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の間に反比例関係が成立す
るから、ＴＦＴ光センサの周囲の明るさを求めることができることになる。
【実施例１】
【００３８】
次に、本発明の実施例に係る光センサを組み込んだ半透過型液晶表示装置を図４〜図５
を用いて説明する。なお、図４は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、図５は図４のＸ−Ｘ線で切断した断面
図である。
【００３９】
液晶表示装置１は、図５に示すように、表面に薄膜電界効果トランジスタ（ＴＦＴ）等
を搭載した透明な絶縁性を有する材料、例えばガラス基板からなるアクティブマトリクス
基板（以下、ＴＦＴ基板という）２と、表面にカラーフィルタ等が形成されたカラーフィ
ルタ基板（以下、ＣＦ基板という）２５との間に液晶層１４が形成された構成を有してい
る。
【００４０】
このうちＴＦＴ基板２は、その表示領域ＤＡにゲート線４及びソース線５がマトリクス
状に形成されており、ゲート線４とソース線５で囲まれる部分に画素電極１２が形成され
、ゲート線４とソース線５の交差部に画素電極１２と接続されたスイッチング素子として
のＴＦＴが形成されている（図７参照）。なお、光検知部ＬＳ１は、後述するように表示
領域ＤＡの外周縁部、さらに詳しくはトランスファ電極１０２と表示領域ＤＡとの間に設
けられている。
【００４１】
これら各配線、ＴＦＴ及び画素電極は、図５においてこれらを模式的に第１構造物３と
して示し、具体的な構成は、図６〜図８に示し後述する。
【００４２】
ＴＦＴ基板２は、図４に示すように、その短辺部に液晶表示装置１を駆動するための画
像供給装置（図示せず）と接続するためのフレキシブル配線基板ＦＰＣが設けられ、この
フレキシブル配線基板ＦＰＣは画像供給装置からのデータ線及び制御線をドライバＩＣに
接続している。ＶＣＯＭ信号、ソース信号、ゲート信号はドライバＩＣ内で生成され、そ
れぞれＴＦＴ基板２上のコモン線１１、ソース線５、ゲート線４に接続される。
【００４３】
また、ＴＦＴ基板２の四隅には、複数のトランスファ電極１０１〜１０４が設けられて
いる。これらのトランスファ電極１０１〜１０４はコモン線１１を介して互いに直接接続
ないしはドライバＩＣ内で互いに接続されて同電位となるようになっている。各トランス
ファ電極１０１〜１０４は後述する対向電極２６と電気的に接続され、ドライバＩＣから
出力される対向電極電圧が対向電極２６に印加されるようになっている。
【００４４】
ＣＦ基板２５は、ガラス基板の表面にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）等の複数色からな
るカラーフィルタと、ブラックマトリクスが形成されている。このＣＦ基板はＴＦＴ基板
２に対向配置されるとともに、ブラックマトリクスが少なくともＴＦＴ基板２のゲート線
やソース線に対応する位置に配置され、このブラックマトリクスによって区画された領域
にカラーフィルタが設けられている。これらカラーフィルタ等の具体的な構成は図示しな
いが、図５ではこれらを模式的に第２構造物２７として示してある。また、ＣＦ基板２５
には、更に酸化インジウム、酸化スズ等で構成された透明電極からなる対向電極２６が設
けられており、この対向電極２６はＴＦＴ基板２に形成された光検知部ＬＳ１と対向する
箇所まで延設されている（図５参照）。
【００４５】
シール材６は、ＴＦＴ基板２の表示領域ＤＡの周囲に注入口（図示せず）を除いて塗布
されている。このシール材６は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に絶縁性粒体のフ
ィラを混入したものである。また、両基板を接続するコンタクト材１０ａは例えば表面に
金属メッキが施された導電性粒子と熱硬化性樹脂とから構成される。
【００４６】
両基板２、２５を貼り合わせるときは以下の手順で行なわれる。まず、ＴＦＴ基板２を
第１のディスペンサ装置にセットしてシール材６を所定パターンで塗布し、次にＴＦＴ基
板２を第２のディスペンサ装置にセットしてコンタクト材１０ａを各トランスファ電極１
０１〜１０４上に塗布する。その後、ＴＦＴ基板２の表示領域ＤＡにスペーサ１５を均一
に散布し、ＣＦ基板２５のシール材６やコンタクト材１０ａが当接する部分に仮止め用接
着剤を塗布する。その後、ＴＦＴ基板２とＣＦ基板２５を貼り合わせ、仮止め用接着剤を
硬化させて仮止めが完了する。そして仮止めされた両基板２、２５を加圧しながら加熱処
理するとシール材６及びコンタクト材１０ａの熱硬化性樹脂が硬化し、空の液晶表示パネ
ルが完成する。この空の液晶表示パネル内に注入口（図示せず）から液晶１４を注入し、
この注入口を封止剤で塞ぐと半透過型の液晶表示装置１が完成する。なお、ＴＦＴ基板２
の下方には、図示しない周知の光源、導光板、拡散シート等を有するバックライトないし
はサイドライトが配置されている。
【００４７】
次に、この液晶表示装置の画素構成を図６〜図７で説明する。なお、図６は液晶表示装
置のＣＦ基板を透視して表した１画素分の平面図、図７はＣＦ基板を含む図６のＡ−Ａ断
面図である。
【００４８】
ＴＦＴ基板２の表示領域ＤＡ上には、アルミニウムやモリブデン等の金属からなる複数
のゲート線４が等間隔で平行に形成されており、また、隣り合うゲート線４間の略中央に
はゲート線４と同時に補助容量線１６が平行に形成され、ゲート線４からはＴＦＴのゲー
ト電極Ｇが延設されている。更に、ＴＦＴ基板２上には、ゲート線４、補助容量線１６、
ゲート電極Ｇ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１
７が積層されている。ゲート電極Ｇの上にはゲート絶縁膜１７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１９が形成され、またゲート絶縁膜１７上にはアル
ミニウムやモリブデン等の金属からなる複数のソース線５がゲート線４と直交するように
して形成されており、このソース線５からはＴＦＴのソース電極Ｓが延設され、このソー
ス電極Ｓは半導体層１９と接触している。更にまた、ソース線５及びソース電極Ｓと同一
の材料でかつ同時形成されたドレイン電極Ｄがゲート絶縁膜１７上に設けられており、こ
のドレイン電極Ｄも半導体層１９と接触している。
【００４９】
ここで、ゲート線４とソース線５とで囲まれた領域が１画素に相当する。そしてゲート
電極Ｇ、ゲート絶縁膜１７、半導体層１９、ソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄによってスイ
ッチング素子となるＴＦＴが構成され、それぞれの画素にこのＴＦＴが形成される。この
場合、ドレイン電極Ｄと補助容量線１６によって各画素の補助容量を形成することになる
。
【００５０】
これらのソース線５、ＴＦＴ、ゲート絶縁膜１７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１８が積層され、この保護絶縁膜１８上に、有機絶縁膜からなる層間
膜２０が積層されている。この層間膜２０の表面は、反射部Ｒには微細な凹凸部が形成さ
れ、透過部Ｔは平坦となっている。なお、図７においては反射部Ｒにおける層間膜２０の
凹凸部は省略してある。そして保護絶縁膜１８と層間膜２０には、ＴＦＴのドレイン電極
Ｄに対応する位置にコンタクトホール１３が形成されている。また、それぞれの画素にお
いて、コンタクトホール１３上及び層間膜２０の表面の一部分には、反射部Ｒに例えばア
ルミニウム金属からなる反射電極Ｒ０が設けられ、この反射電極Ｒ０の表面及び透過部Ｔ
における層間膜２０の表面には例えばＩＴＯからなる画素電極１２が形成されている。
【００５１】
ＴＦＴ光センサ及びスイッチ素子ＳＷ１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１０に示すように、ＴＦＴ基板２上には、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及び一方のスイッチ素子ＳＷ１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１７が積層されている。ＴＦＴ光センサのゲー
ト電極ＧＬの上及びスイッチ素子ＳＷ１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１７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
１９Ｌ及び１９Ｓが形成され、またゲート絶縁膜１７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、一方のスイッチ素
子ＳＷ１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
１９Ｌ及び１９Ｓと接触するように設けられている。このうち、ＴＦＴ光センサのソース
電極ＳＬ及びスイッチ素子ＳＷ１を構成するＴＦＴのドレイン電極ＤＳは、互いに延長さ
れて接続されてコンデンサＣｗの他方の端子Ｃ２を形成している。更に、ＴＦＴ光センサ
、コンデンサＣｗ及びＴＦＴからなるスイッチ素子ＳＷ１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１８が積層されており、また、ＴＦＴからなるスイッチ
素子ＳＷ１の表面には、外部光の影響を受けないようにするために、ブラックマトリクス
２１が被覆されている。また、この光検知部ＬＳ１が配設された向かい側のＣＦ基板２５
上には、この光検知部ＬＳ１と対向する位置まで対向電極２６が延設され、光検知部ＬＳ
１を構成するＴＦＴ光センサのドレイン電極ＤＬ及びコンデンサＣｗのグラウンド端子Ｇ
Ｒ側の他方の端子Ｃ２がこの対向電極２６にトランスファ電極１０２を介して接続されて
いる（図４、図８参照）。また、光検知部ＬＳ１及びセンサ読取部Ｒｅ１はＴＦＴ基板２
の表示領域ＤＡの外周縁に設けられているが、特に光検知部ＬＳ１においては、表示領域
ＤＡの内周縁部に設けられていてもよい。
【００５２】
次に、本実施例にかかる光検知部ＬＳ１及びセンサ読取部Ｒｅ１の構成及び動作を図８
〜図１０を用いて説明する。なお、図８は光検知部及びセンサ読取部の回路図、図９は図
８の各部の出力波形を示すタイミングチャート、図１０はＴＦＴ基板上の光センサ及びス
イッチ素子の断面図である。
【００５３】
光検知部ＬＳ１は、図８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
子がスイッチ素子ＳＷ１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Ｃｗの他方の端子が対向電極（ＶＣＯＭ）に接続された構
成を有している。
【００５４】
また、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、光検知部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、光検知部
ＬＳ１とセンサ読取部Ｒｅ１とは、スイッチ素子ＳＷ３で接続されている。ホールド用コ
ンデンサＣｒには、コンデンサＣｗより容量が大きいものが使用される。
【００５５】
以下に、この光検知部ＬＳ１及び光センサ読取部Ｒｅ１の動作を説明する。
【００５６】
液晶表示パネルの対向電極２６には、所定振幅の対向電極電圧（以下、ＶＣＯＭという
）が印加されており、この対向電極電圧ＶＣＯＭを形成し、図９においては、ハイレベル
の電圧をＶＣＯＭＨ、ローレベルの電圧をＶＣＯＭＬ、その電圧幅をＶＣＯＭＷとして示
されている。また、このＶＣＯＭはＴＦＴ光センサ及びコンデンサＣｗに印加されている
。加えて、ＴＦＴ光センサのゲート電極ＧＬには、このＶＣＯＭと同期して所定のマイナ
ス電圧ＧＶが印加されている。このＧＶはＶＣＯＭとその振幅が同一であり、かつＶＣＯ
Ｍの電圧よりも常に所定の逆バイアス電圧分、例えば１０Ｖだけ電圧が低く設定されてい
る。すなわち、このＧＶのハイレベルの電圧であるＧＶＨはＶＣＯＭＨ−１０Ｖであり、
ローレベルの電圧であるＧＶＬはＶＣＯＭＬ−１０Ｖに設定されている。
【００５７】
この状態において、光検知部ＬＳ１は所定のフレーム期間、例えば奇数（ＯＤＤ）フレ
ーム及び偶数（ＥＶＥＮ）フレーム期間毎にスイッチ素子ＳＷ１を制御することで基準電
圧源ＶＳから所定の基準電圧Ｖｓが印加される。例えばＯＤＤフレーム期間におけるＶＣ
ＯＭＬ期間にスイッチ素子ＳＷ１をオンして、基準電圧ＶｓをコンデンサＣｗに印加して
充電する。この充電により、コンデンサＣｗの両端には基準電圧ＶＳとＶＣＯＭＬ間の電
位差Ｖａがかかり、充電されるが、ゲート電極ＧＬにはＧＶＬが印加されてゲートオフさ
れているので、スイッチ素子ＳＷ１をオフすると、ＴＦＴ光センサへ光が照射されること
により生じる漏れ電流によってこの電位が低下する。そして、この同じＯＤＤフレーム期
間のＶＣＯＭＬ期間にスイッチ素子ＳＷ３をオンしてコンデンサＣｗから電荷をホールド
用コンデンサＣｒへ移し、充電する。次のＯＤＤフレーム期間において、同様にしてＶＣ
ＯＭＬ期間に再びスイッチ素子ＳＷ１をオンして、コンデンサＣｗに電圧Ｖａを充電し、
スイッチ素子ＳＷ１をオフし代ってスイッチ素子ＳＷ３をオンして、コンデンサＣｗから
電荷をホールド用コンデンサＣｒへ移し、充電する。以後同様に各スイッチ素子ＳＷ１、
ＳＷ３のオン・オフ動作を繰り返して、コンデンサＣｗの蓄積電圧をホールド用コンデン
サＣｒに順次充電する。したがって、各スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ３のオン・オフ動作を
繰り返して、複数のフレーム期間に亘って蓄積されたホールド用コンデンサＣｒを検知す
ることで光検出を行うようになせば、１つのフレーム期間においてコンデンサ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知結果が得られ
る。なお、この光検知部ＬＳ１では、ＶＣＯＭＬ期間でスイッチ素子ＳＷ１をオンして光
検知を行ったがＶＣＯＭＨの期間で行っても同様の検知出力が得られる。また、この例で
はＥＶＥＮフレームでは各スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ３のオン・オフ動作を行わなかった
が、ＥＶＥＮフレームでも動作させてよい。
【００５８】
このように所定のフレーム期間に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。
【００５９】
この光センサ読取部Ｒｅ１の出力Ｐは、制御手段１Ａに入力されて照明装置のオン／オ
フ制御がされる。なお、図１１は制御手段を構成するブロック図である。
【００６０】
この光センサ読取部Ｒｅ１の出力は、センサ制御部３０で処理されて比較部３３の一方
の端に入力されるとともに、モード制御部３１にも入力される。モード制御部３１は、外
部からの入力信号により通常動作モードと初期設定モードとを切換えるものであり、初期
設定モード時にはセンサ制御部３０の出力を閾値記憶部３２に入力して記憶させ、通常動
作モード時にはセンサ制御部３０の出力を遮断するようになされており、また、閾値記憶
部３２は記憶している閾値を比較部３３の他方の端子へ出力するようにされている。
【００６１】
そして、通常動作モード時には、比較部３３はセンサ制御部３０からの入力信号と閾値
記憶部３２からの入力信号とを比較し、センサ制御部３０からの入力信号が閾値記憶部３
２に記憶されている閾値よりも大きい（明るい）場合にはスイッチング部３４を介して照
明装置であるバックライト等３５を消灯し、逆にセンサ制御部３０からの入力信号が閾値
記憶部３３に記憶されている閾値よりも小さい（暗い）場合にはスイッチング部３４を介
してバックライト等３５を点灯するようになされている。
【００６２】
また、初期設定モードが選択された場合は、モード制御部３１において、センサ制御部
３０からの出力を閾値記憶部３２に記憶するようになされているため、ＴＦＴ光センサに
予め定めた明るさの光を照射することによりその光の明るさに対応する閾値を記憶させる
ことができる。したがって、ＴＦＴ光センサの光−電気特性にバラツキがあっても、バッ
クライト等を予め定めた明るさを境として正確にオン／オフ制御することができるように
なる。
【００６３】
この場合、予め定めた光の明るさは製造工程で一律に定めてもよく、あるいはエンドユ
ーザが好みに応じて適宜の明るさで自動的にバックライト等をオン／オフ制御できるよう
に変更可能としてもよい。なお、比較部３３として、頻繁にバックライト等がオン／オフ
制御されないようにするため、オンになるときの明るさとオフになるときの明るさを変え
る、すなわちヒステリシス特性を持たせてもよい。このヒステリシス特性は比較部３３に
ヒステリシスコンパレータを備えることにより簡単に達成することができる。
【００６４】
また、使用されるＴＦＴ光センサは一つに限らず、複数個用いることもできる。すなわ
ち、複数のＴＦＴ光センサの出力を平均化して使用したり、あるいは一方のＴＦＴ光セン
サを完全遮光して暗基準値として用いて他方の遮光しないＴＦＴ光センサの出力との差分
を取ることにより、明るさの測定精度を向上させることができる。
【００６５】
また、本実施例では、センサ制御部３０、比較部３３、モード制御部３１、閾値記憶部
３２、スイッチング部３４は、液晶表示装置のドライバＩＣに組み込むこともできる。閾
値記憶部３２は液晶表示装置１内部に設けなくてもよいが、この場合は液晶表示装置１の
電源立ち上げ時に外部の閾値記憶部３２を有するホストＰＣから液晶表示装置１を初期化
するように構成されていればよい。
【実施例２】
【００６６】
図１２は本発明の実施例２に係る表示装置に搭載された光検知部及び光センサ読取部の
回路図、図１３は図１２の各部の出力波形を示すタイミングチャートである。
【００６７】
この光検知部ＬＳ２及び光センサ読取部Ｒｅ２は、実施例１の光検知部ＬＳ１及びセン
サ読取部Ｒｅ１とほぼ同じ構成を有し、異なる点は２種類の第１、第２基準電圧源ＶＳＰ
、ＶＳＭとこの基準電圧源に対応した２種類のスイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２及び２種類の
第１、第２サンプリングホールド回路ＳＨ１、ＳＨ２を有している点が異なる。そこで共
通する構成には、実施例１と同じ符号を付して説明を省略する。
【００６８】
この光検知部ＬＳ２は、図１２に示すように、２つの第１、第２基準電圧源ＶＳＰ、Ｖ
ＳＭを有し、これらが異なる第１、第２スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２を介してコンデンサ
Ｃｗに並列接続されている。一方、光センサ読取部Ｒｅ２には、これら第１、第２基準電
圧源ＶＳＰ、ＶＳＭに対応する第１、第２サンプリングホールド回路ＳＨ１、ＳＨ２を有
し、両サンプリングホールド回路ＳＨ１、ＳＨ２はホールド用コンデンサＣｒｐ、Ｃｒｍ
を有し、これらが第３、第４スイッチ素子ＳＷ３、ＳＷ４を介して光検知部ＬＳ２に接続
されている。また、ホールド用コンデンサＣｒｐ、Ｃｒｍは、ＯＰアンプ及びＡ／Ｄ変換
器に接続されて出力Ｐ１、Ｐ２が得られるようになっている。また、各ホールド用コンデ
ンサＣｒｐ、Ｃｒｍは、コンデンサＣｗよりその容量が大きくなっている。
【００６９】
光検知部ＬＳ２を構成するＴＦＴ光センサ及びスイッチＳＷ１、ＳＷ２は、いずれもＴ
ＦＴで構成され、これらのＴＦＴは実施例１と同様にＴＦＴ基板２のＴＦＴと同時に作成
されている（図１０参照）。
【００７０】
次に、この光検知部ＬＳ２及び光センサ読取部Ｒｅ２の動作を説明する。
【００７１】
本実施例の液晶表示パネルの対向電極２６には、所定振幅の対向電極電圧（以下、ＶＣ
ＯＭという）が印加されており、この対向電極電圧ＶＣＯＭを形成し、図１３においては
、ハイレベルの電圧をＶＣＯＭＨ、ローレベルの電圧をＶＣＯＭＬ、その電圧幅をＶＣＯ
ＭＷとして示されている。また、このＶＣＯＭはＴＦＴ光センサ及びコンデンサＣｗに印
加されている。加えて、ＴＦＴ光センサのゲート電極ＧＬには、このＶＣＯＭと同期して
所定のマイナス電圧ＧＶが印加されている。このＧＶはＶＣＯＭとその振幅が同一であり
、かつＶＣＯＭの電圧よりも常に所定の逆バイアス電圧分、例えば１０Ｖだけ電圧が低く
設定されている。すなわち、このＧＶのハイレベルの電圧であるＧＶＨはＶＣＯＭＨ−１
０Ｖであり、ローレベルの電圧であるＧＶＬはＶＣＯＭＬ−１０Ｖに設定されている。
【００７２】
この状態において、光検知部ＬＳ２は、ＯＤＤフレーム及びＥＶＥＮフレーム期間毎に
異なる基準電圧源ＶＳＰ、ＶＳＭから第１、第２スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２を制御する
ことにより印加される。なお、コンデンサＣｗには、電圧Ｖａ（＝ＶＳＰ−ＶＣＯＭＬ）
と電圧−Ｖａ（＝ＶＳＭ−ＶＣＯＭＨ）が交互に充電されるようにする。なお、コンデン
サにかかる電圧Ｖａと−Ｖａの絶対値は対向電極電圧ＶＣＯＭの電圧幅ＶＣＯＭＷの１／
２が好ましい。このようになせば両基準電圧源ＶＳＰ、ＶＳＭとして対向電極電圧を簡単
な回路構成で利用することができるようになる。
【００７３】
このＴＦＴ光センサ駆動時には、例えば先ずＯＤＤフレーム期間におけるＶＣＯＭＬ期
間に第１スイッチ素子ＳＷ１をオン（このとき他の第１〜第３スイッチ素子ＳＷ２、３、
４はオフ）して、電圧ＶａをコンデンサＣｗに短時間印加して充電する。この充電により
、コンデンサＣｗの両端には、電圧Ｖａの電位差が生じるが、ゲート電極ＧＬにＧＶＬが
印加されているので、ＴＦＴ光センサへの光照射によって暗電流が流れてこの電位差Ｖａ
は低下する。
【００７４】
そして、第１スイッチ素子ＳＷ１をオフした後に同じＯＤＤフレーム期間におけるＶＣ
ＯＭＬ期間に第３スイッチ素子ＳＷ３をオンしてコンデンサＣｗから電荷をホールド用コ
ンデンサＣｒｐへ移し、充電する。
【００７５】
次のＥＶＥＮフレーム期間においては、今度は、極性を変更してＶＣＯＭＨのときに第
２スイッチ素子ＳＷ２をオン（このとき第１、第３、第４スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ３、
ＳＷ４はオフ）して、電圧−ＶａをコンデンサＣｗに印加して充電する。その後、スイッ
チ素子ＳＷ２をオフすると、コンデンサＣｗの両端には電圧−Ｖａが得られる。そして、
第２スイッチ素子ＳＷ２をオフした後に同じＥＶＥＮフレーム期間におけるＶＣＯＭＨ期
間に第４スイッチ素子ＳＷ４をオンしてコンデンサＣｗの電荷をホールド用コンデンサＣ
ｒｍへ移し、充電する。以後同様にして、各スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４のオン・オフ動
作を繰り返して、コンデンサＣｗに充電された電圧を第１又は第２サンプリングホールド
回路ＳＨ１、ＳＨ２のホールド用コンデンサＣｒｐ、Ｃｒｍに充電し蓄積する。
【００７６】
第１、第２サンプリングホールド回路ＳＨ１、ＳＨ２のホールド用コンデンサＣｒｐ、
Ｃｒｍに蓄積された電荷の量に対応した電位がＯＰアンプに入力され、これにより一意に
決定された電位でＯＰアンプから出力される。これが１サイクルであり、これを繰り返し
ていくのであるが、コンデンサＣｗに対して、第１、第２サンプリングホールド回路ＳＨ
１、ＳＨ２のホールド用コンデンサＣｒｐ、Ｃｒｍが大きいと、複数フレーム期間に亘っ
て電荷が第１又は第２サンプリングホールド回路ＳＨ１、ＳＨ２のホールド用コンデンサ
Ｃｒｐ、Ｃｒｍに蓄積されることになる。したがって、例えば複数フレーム期間のうちの
１つにおいてコンデンサＣｗに蓄積された電荷がノイズ等で少なくなったような場合でも
、順次電荷が蓄積されているホールド用コンデンサＣｒｐ、Ｃｒｍにとっては大きな影響
はなく、よって出力結果は安定したものが得られる。このように、１フレーム期間の電位
のみを検出するのではなく、複数のフレーム期間の電位の積算を検出するため、ノイズや
周囲光の微小な変動を積分効果により吸収させることができ、安定した結果が得られる。
【００７７】
また、フレーム期間毎にＶＣＯＭの極性を変えてコンデンサＣｗへの基準電圧を印加す
ることにより、光検知部からは交流成分の検知出力が得られ、同時にこの出力電圧が表示
パネルの液晶に加えられ、光検知部の作動時に常時直流が加わることがなく液晶の劣化が
なくなるとともにノイズが抑えられる。
【００７８】
なお、反射電極Ｒ０を省略すると透過型液晶表示装置が得られ、逆に反射電極を画素電
極１２の下部全体にわたって設けると反射型液晶表示装置が得られる。ただし、反射型液
晶表示装置の場合は、バックライトないしはサイドライトに換えてフロントライトが使用
される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図１はＴＦＴ光センサの電圧−電流曲線の一例を示す図である。
【図２】図２はＴＦＴ光センサを使用した光検知部の回路図である。
【図３】図３は明るさが異なる場合の図２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４】図４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。
【図５】図５は図４のＸ−Ｘ線で切断した断面図である。
【図６】図６は半透過型液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して表した１画素分の平面図である。
【図７】図７はカラーフィルタ基板を含む図７のＡ−Ａ断面図である。
【図８】図８は光検知部及びセンサ読取部の回路図である。
【図９】図９は図８の各部の出力波形を示すタイミングチャートである。
【図１０】図１０はＴＦＴ基板上の光センサ及びスイッチ素子の断面図である。
【図１１】図１１は制御手段を構成するブロック図である。
【図１２】図１２は本発明の実施例２に係る表示装置に搭載された光検知部及び光センサ読取部の回路図である。
【図１３】図１３は図１２の各部の出力波形を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１                半透過型液晶表示装置
１Ａ              バックライト制御手段
２                ＴＦＴ基板
４                ゲート線
５                ソース線
１０１〜１０４      トランスファ電極
１０ａ            コンタクト材
１１              コモン線
１２              画素電極
２５              ＣＦ基板
２６              対向電極
３０              センサ制御部
３１              モード制御部
３２              閾値制御部
３３              比較部
３４              スイッチング部
３５              バックライト等
ＬＳ１、ＬＳ２    光検知部
Ｓ、ＳＬ、ＳＳ      ソース電極
Ｇ、ＧＬ、ＧＳ      ゲート電極
Ｄ、ＤＬ、ＤＳ      ドレイン電極
ＳＷ１〜ＳＷ４    スイッチ素子
Ｃｗ              コンデンサ
ＶＣＯＭ          対向電極電圧
Ｔ                透過部
Ｒ                反射部
Ｒ０                反射電極
ＳＨ、ＳＨ１、ＳＨ２  サンプリングホールド回路
Ｃｒｐ、Ｃｒｍ    ホールド用コンデンサ
ＶＳ  、ＶＳＰ、ＶＳＭ  基準電圧源
【図１】
2007140106.tif 000003
【図２】
2007140106.tif 000004
【図３】
2007140106.tif 000005
【図４】
2007140106.tif 000006
【図５】
2007140106.tif 000007
【図６】
2007140106.tif 000008
【図７】
2007140106.tif 000009
【図８】
2007140106.tif 000010
【図９】
2007140106.tif 000011
【図１０】
2007140106.tif 000012
【図１１】
2007140106.tif 000013
【図１２】
2007140106.tif 000014
【図１３】
2007140106.tif 000015