(57)【要約】【課題】シリコン薄膜を受光部とした構成の光センサーを用いた場合であっても、外部環境や表示画像の状態に影響されることなく常に感度良好な光検知によって表示面側の対象物を検出することが可能なタッチパネル機能付きの表示装置を提供する。【解決手段】画素駆動用の薄膜トランジスタＴｒと共に光センサーＳが設けられた第１基板２１と、第１基板２１に対向配置された第２基板４１と、第１基板２１と第２基板４１との間に狭持された液晶層ＬＣと、第１基板２１の外側に設けられたバックライト５とを有し、バックライト５からの光を第２基板４１側に接近して配置された物体に反射させて光センサーＳで検出する機能を備えた表示装置１ａにおいて、バックライト５は、可視光と共に紫外光を射出することを特徴としている。【選択図】図１
2009063803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素駆動用のスイッチング素子と共に光センサーが設けられた第１基板と、当該第１基板に対向配置された第２基板と、当該第１基板と第２基板との間に狭持された液晶層と、前記第１基板の外側に設けられたバックライトとを有し、
前記バックライトからの光を前記第２基板側に接近して配置された物体に反射させて前記光センサーで検出する機能を備えた表示装置において、
前記バックライトは、可視光と共に紫外光を射出する
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の表示装置において、
前記スイッチング素子は、シリコン薄膜を活性層として用いた薄膜トランジスタからなり、
前記光センサーは、前記活性層と同一層のシリコン薄膜を受光部として用いている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１記載の表示装置において、
前記バックライトから射出された可視光は前記第２基板側から表示光として取り出されて画像表示がなされ、
前記画像表示が黒表示の際にも前記バックライトから射出された紫外光は当該第２基板側から取り出される
ことを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項３記載の表示装置において、
前記第２基板には、前記光センサーが設けられた位置に対応して、可視光を透過せずに紫外光を透過するフィルタが設けられている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項３記載の表示装置において、
前記第１基板には、前記光センサーが設けられた位置に対応して、常に黒表示となるように前記液晶層を配向させるための液晶制御電極がパターン形成され、
前記バックライトと前記第１基板との間、および前記第２基板の外側には、当該バックライトから射出された紫外光に対して可視光のみを直線偏光とする偏光板が設けられている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項５記載の表示装置において、
前記第２基板には、前記光センサーが設けられた位置を外した位置のみに波長分光用のフィルタが設けられている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項３記載の表示装置において、
前記第２基板には、前記光センサーが設けられた位置に対応して、特定波長領域の可視光と共に紫外光を透過するフィルタが設けられている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１記載の表示装置において、
前記バックライトは、可視光の光源と共に紫外光の光源を備え、
前記バックライトから射出された可視光は前記第２基板側から表示光として取り出されて画像表示がなされ、
前記画像表示が黒表示の際にも前記バックライトから射出された紫外光は当該第２基板側から取り出される
ことを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項８記載の表示装置において、
前記バックライトは、可視光と紫外光と交互に点滅させるものである
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項８記載の表示装置において、
前記バックライトは、可視光として赤、緑、青の各色光を交互に点滅するフィールドシーケンシャル駆動を行うものである
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の表示装置において、
前記バックライトは、前記紫外光を常時点灯させるものであり、
前記バックライトと前記第１基板との間、および前記第２基板の外側には、当該バックライトから射出された紫外光に対して可視光のみを直線偏光とする偏光板が設けられている
ことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に関し、特には光センサーを用いた位置情報入力手段を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ）などの表示部に用いられる液晶表示装置には、位置情報入力手段が設けられたタッチパネル機能付きのものがある。位置情報入力手段としては、例えば光センサーが用いられている。この場合、液晶の駆動を制御するためのスイッチング素子が設けられた駆動基板上に光センサーを設けている。そして、外光の影を光センサーで検知するか、またはバックライトからの光を反射させて反射光を検知することによって、表示画面における指やスタイラペンの接触位置を検出している。
【０００３】
ところが、外光の影を光センサーで検知する構成では、暗闇の中での使用においてタッチパネル機能を果たさない。またバックライトからの光の反射光を検知する構成では、完全黒表示の場合においてタッチパネル機能を果たさない言った問題があった。そこで、バックライトから不可視光として赤外光を照射し、その反射光を光センサーで検知することにより、暗闇の中や完全黒表示の場合であっても位置情報を検出可能な構成が提案されている（下記特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７５６４４（特に段落００２１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、赤外光を光センサーで検知させる構成には、次のような課題があった。すなわち、上述した光センサーとしては、液晶を駆動するためのスイッチング素子として用いられている薄膜トランジスタ（thin film transistor：ＴＦＴ）と同一の工程で作製が可能なＰＩＮ型センサーやＭＯＳ型センサーを用いている。この場合、光センサーの受光部は、非晶質シリコンや多結晶シリコンなどからなるシリコン薄膜で構成されるが、図１８に示すように、これらのシリコン薄膜は、光吸収率が長波長側で小さくなる。そして、ＴＦＴの活性層として適する膜厚０．０４μｍ程度のシリコン薄膜では、波長６００ｎｍを越えた範囲の光をほとんど吸収しないことが分かる。
【０００６】
したがって、赤外光を光センサーで検知させる構成では、光センサーに十分な感度を得ることができなかった。
【０００７】
そこで本発明は、シリコン薄膜を受光部とした構成の光センサーを用いた場合であっても、外部環境や表示画像の状態に影響されることなく常に感度良好な光検知によって表示面側の対象物を検出することが可能なタッチパネル機能付きの表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するための本発明の表示装置は、画素駆動用のスイッチング素子と共に光センサーが設けられた第１基板と、当該第１基板に対向配置された第２基板と、当該第１基板と第２基板との間に狭持された液晶層と、第１基板の外側に設けられたバックライトとを有し、バックライトからの光を第２基板側に接近して配置された物体に反射させて光センサーで検出する機能を備えている。そして特に、バックライトは、可視光と共に紫外光を射出することを特徴としている。
【０００９】
このような構成の表示装置では、バックライトから可視光と共に紫外光を射出させることにより、可視光と共に紫外光が、第２基板側に接近して配置された物体に反射して光センサーで検出されることになる。このため、暗闇の中だけではなく、画像表示が可視光を透過させない完全黒表示の場合であっても、上述した物体の検出が行われるようになる。特に、紫外光は、赤外光と比べて、画素駆動用のスイッチング素子に用いられる膜厚０．０４μｍ程度のシリコン薄膜からなる受光部に対する吸収率も高いため、十分な感度が得られる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように本発明の表示装置によれば、シリコン薄膜を受光部とした構成の光センサーを設けた場合であっても、外部環境や画像表示の状態に影響されることなく常に感度良好な光検知によって対象物体の位置情報を検出することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下本発明の実施の形態を説明する。先ず、各実施の形態を説明するのに先立ち本発明が適用される表示装置の全体構成、回路構成、および素子構成を説明する。
【００１２】
＜表示装置の全体構成＞
図１は、本発明に係る表示装置１の全体構成を表すものである。この表示装置１は、Ｉ／Ｏ表示パネル３と、バックライト５と、表示ドライブ回路７と、受光ドライブ回路９と、画像処理部１１と、アプリケーションプログラム実行部１３とを備えている。
【００１３】
Ｉ／Ｏ表示パネル３は、中央の表示領域３ａに複数の画素が全面に渡ってマトリクス状に配置された液晶パネル（ＬＣＤ（Liquid Crystal Display））からなり、線順次動作をしながら表示データに基づく所定の図形や文字などの画像を表示する機能（表示機能）を有する。また、後述するように、表示領域３ａには、Ｉ／Ｏ表示パネル３の表示面に接触または近接する物体を検知するセンサー機能（撮像機能）が設けられている。
【００１４】
また、バックライト５は、Ｉ／Ｏ表示パネル３の光源であり、例えば複数の発光ダイオードを面内に配列してなる。このバックライト５は、後述するようにＩ／Ｏ表示パネル３の動作タイミングに同期した所定のタイミングで、高速に発光ダイオードのオン・オフ動作を行うようになっている。特に本発明においては、後述するようにバックライト５が、画像表示のための可視光と共に、紫外光を射出するものであることが第１の特徴である。
【００１５】
表示ドライブ回路７は、Ｉ／Ｏ表示パネル３において表示データに基づく画像が表示されるように（表示動作を行うように）、このＩ／Ｏ表示パネル３の駆動を行う（線順次動作の駆動を行う）回路である。
【００１６】
受光ドライブ回路９は、Ｉ／Ｏ表示パネル３において受光データが得られるように（物体を撮像するように）、このＩ／Ｏ表示パネル３の駆動を行う（線順次動作の駆動を行う）回路である。なお、各画素での受光データは、例えばフレーム単位でフレームメモリ９Ａに蓄積され、撮像画像として画像処理部１１へ出力されるようになっている。
【００１７】
画像処理部１１は、受光ドライブ回路９から出力される撮像画像に基づいて所定の画像処理（演算処理）を行い、Ｉ／Ｏ表示パネル３に接触または近接する物体に関する情報（位置座標データ、物体の形状や大きさに関するデータなど）を検出し、取得するものである。なお、この検知する処理の詳細については後述する。
【００１８】
アプリケーションプログラム実行部１３は、画像処理部１１による検知結果に基づいて所定のアプリケーションソフトに応じた処理を実行するものであり、例えば検知した物体の位置座標を表示データに含むようにし、Ｉ／Ｏ表示パネル３上に表示させるものなどが挙げられる。なお、このアプリケーションプログラム実行部１３で生成される表示データは表示ドライブ回路７へ供給されるようになっている。
【００１９】
＜表示領域の回路構成＞
図２は、Ｉ／Ｏ表示パネル３の表示領域３ａにおける回路構成を示す図である。
【００２０】
この図２に示すように、表示領域３ａには、複数の画素部３１と、複数のセンサー部３２とが配列形成されている。
【００２１】
画素部３１は、表示領域３ａ内において、水平方向に配線された複数の走査線３１ａと垂直方向に配線された複数の信号線３１ｂとの各交差部に配置される。各画素部３１には、例えばスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）Ｔｒが設けられている。
【００２２】
薄膜トランジスタＴｒは、ゲートが走査線３１ａに接続され、ソース／ドレインの一方が信号線３１ｂに接続され、ソース／ドレインの他方が画素電極３１ｃに接続されている。また、各画素部３１には、全ての画素部３１に共通電位Ｖcomを与える共通電極３１ｄ
が設けられており、これらの各画素電極３１ｃと共通電極３１ｄとの間に液晶層が挟持される。
【００２３】
そして、走査線３１ａを介して供給される駆動信号に基づいて薄膜トランジスタＴｒがオン・オフ動作し、オン状態のときに信号線３１ｂから供給される表示信号に基づいて画素電極３１ｃに画素電圧が印加され、画素電極３１ｃと共通電極３１ｄとの間の電界によって液晶層が駆動される構成となっている。
【００２４】
一方、センサー部３２は、表示領域３ａ内における所定部に配置され、各画素部３１に対応して設けられていても良い。このセンサー部３２には、次に詳細に説明するように薄膜トランジスタＴｒと同一層を用いて構成された光センサーＳが設けられているところが第２の特徴部である。このような光センサーＳとしては、ＰＩＮ型ダイオードやＭＯＳ型ダイオードが用いられる。
【００２５】
各光センサーＳには、電源電圧Ｖｄｄが供給されるようになっている。また、この光センサーＳには、リセットスイッチ３２ａとコンデンサ３２ｂが接続され、リセットスイッチ３２ａによってリセットされながら、コンデンサ３２ｂにおいて受光量に対応した電荷が蓄積されるようになっている。そして蓄積された電荷は読み出しスイッチ３２ｃがオンとなるタイミングで、バッファアンプ３２ｄを介して信号出力用電極３２ｅに供給され、外部へ出力される。また、リセットスイッチ３２ａのオン・オフ動作はリセット電極３２ｆにより供給される信号により制御され、読み出しスイッチ３２ｃのオン・オフ動作は、読出し制御電極３２ｇにより供給される信号により制御される。
【００２６】
尚、光センサーとして、受光部に積層させて制御電極を用いたＰＩＮ型ダイオードや、ＭＯＳ型ダイオードを適用する場合、ここでの図示を省略した配線がさらに追加され、ＰＩＮ型ダイオードの制御電極やＭＯＳ型ダイオードのゲート電極に接続される。
【００２７】
＜素子構成＞
図３は、画素部３１に配置される薄膜トランジスタＴｒの構成と、センサー部３２に配置される光センサーＳの構成を説明するためのＩ／Ｏ表示パネル３の表示領域３ａの概略断面図である。尚、図２で説明したと同様の構成要素には同一の符号を付している。
【００２８】
この図に示すように、画素部３１には、画素駆動用のスイッチング素子としてボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒが設けられ、一方、センサー部３２には、制御電極を備えたＰＩＮ型ダイオードからなる光センサーＳが設けられている。そして、特にこれらの薄膜トランジスタＴｒと光センサーＳとは、同一工程で形成された膜厚０．０４μｍ程度のシリコン薄膜を用いて次のように構成されていることが特徴的である。
【００２９】
すなわち、薄膜トランジスタＴｒは、光透過性材料からなる第１基板２１上に走査線３１ａから延設されたゲート電極２２ｇを備え、これを覆う状態でゲート絶縁膜２３が設けられている。ゲート絶縁膜２３上には、ゲート電極２２ｇ上からその両脇に掛けてを覆う状態で、膜厚０．０４μｍ程度のシリコン薄膜２４がパターン形成されている。このシリコン薄膜２４には、ゲート電極２２ｇの両脇に不純物を導入したソース／ドレイン２４ｓｄが設けられている。また、シリコン薄膜２４において、ゲート電極２２ｇと重なる部分は、チャネル部が形成される活性層２４ｃｈとして用いられる。また、ソース／ドレイン２４ｓｄと活性層２４ｃｈとの間には、低濃度で不純物が導入されたＬＤＤが設けられている。
【００３０】
尚、シリコン薄膜２４は、非晶質シリコン、微結晶シリコン、または多結晶シリコン、さらにはこれらの混相からなる膜であることとする。
【００３１】
一方、光センサーＳは、第１基板２１上に制御電極２２ｓを備え、この制御電極２２がゲート絶縁膜２３で覆われて入る。ゲート絶縁膜２３上には、制御電極２２ｓ上からその両脇に掛けてを覆う状態で、シリコン薄膜２４がパターン形成されている。このシリコン薄膜２４には、制御電極２２ｓの一方側にｐ型拡散層２４ｐが設けられ、制御電極２２ｓの他方側にｎ型拡散層２４ｎが設けられている。また、制御電極２２ｓと重なる位置のシリコン薄膜２４部分は、不純物濃度が低く抑えられた受光部（光電変換部）２４iとして用いられ、ＰＩＮ型ダイオードを構成している。
【００３２】
このような構成の薄膜トランジスタＴｒおよび光センサーＳにおいて、ゲート電極２２ｇおよび制御電極２２ｓは同一層からなり、シリコン薄膜２４,２４は同一工程で形成された同一層からなる。尚、第１基板２１上には、ｐＭＯＳおよびｎＭＯＳ構成の薄膜トランジスタＴｒが形成され、これらのソース／ドレイン２４ｓｄを形成するための不純物導入において、光センサーＳのｐ型拡散層２４ｐおよびｎ型拡散層２４ｎが形成される。
【００３３】
以上のような薄膜トランジスタＴｒおよび光センサーＳを覆う状態で層間絶縁膜２５が設けられている。この層間絶縁膜２５上には、薄膜トランジスタＴｒのソース／ドレイン２４ｓｄや光センサーＳの拡散層２４ｐ，２４ｎに接続された複数の取出電極２６が設けられている。薄膜トランジスタＴｒに接続された一方の取出電極２６は信号線（３１ｂ）に接続されている。また、光センサーＳに接続された一方の取出電極２６は電源電圧Ｖｄｄに接続され、他方の取出電極２６はリセットスイッチ（３２ａ）とコンデンサ（３２ｂ）とに接続される。
【００３４】
そして、これらの取出電極２６を覆う状態で、平坦化絶縁膜２７が設けられ、この平坦化絶縁膜２７上に画素電極３１ｃが設けられている。この画素電極３１ｃは、透明導電性材料からなり、平坦化絶縁膜２７に設けられた接続孔を介して薄膜トランジスタＴｒの取出電極２６に接続されている。
【００３５】
また、この画素電極３１ｃを覆う状態で、配向膜（図示省略）が設けられ、第１基板２１の上部が構成されている。
【００３６】
一方、以上のような第１基板２１における画素電極３１ｃの形成面側には、第２基板４１が対向配置されている。この第２基板４１は、光透過性材料からなり画素電極３１ｃに向かう面上には、必要に応じて各色カラーフィルタが画素毎にパターン形成されたカラーフィルタ層４２が設けられている。そして、このカラーフィルタ層４２を覆う状態で、透明導電性材料からなる共通電極３１ｄ、および配向膜（図示省略）が設けられている。そして、二つの基板２１，４１の配向膜間に、スペーサ（図示省略）と共に液晶層ＬＣが挟持されている。
【００３７】
また、基板２１，４１の外側には、偏向板４３，４４を配置してＩ／Ｏ表示パネル３が構成されている。
【００３８】
次に、以上のような基本構成を備えた表示装置１における特徴部を、各実施形態において説明する。
【００３９】
＜第１実施形態＞
図４は、第１実施形態の表示装置１ａを説明するための要部概略断面図である。
【００４０】
この図に示す第１実施形態の表示装置１ａにおいて、バックライト５は、赤色光、緑色光、青色光と共に、紫外光を射出するものである。本第１実施形態においては、これらの各波長領域の光は同時に射出されて良い。尚、紫外光としては、波長領域λ＝３００ｎｍ〜４００ｎｍの近紫外光を用いる。
【００４１】
また、第１基板２１上には、図３を用いて説明した薄膜トランジスタＴｒと画素電極３１ｃとを備えた画素部３１と、光センサーＳが設けられたセンサー部３２とが設けられている。ここでは、例えば、赤色画素３１ｒ、緑色画素３１ｇ、および青色画素３１ｂの３つの画素部を１組としたサブ画素に対して、１つのセンサー部３２が設けられていることとする。また、先に説明したように、薄膜トランジスタＴｒの活性層と光センサーＳの受光部とは、同一工程で形成された膜厚０．０４μｍ程度のシリコン薄膜を用いて構成されたものである。
【００４２】
また、画素部３１の画素電極３１ｃは、センサー部３２の光センサーＳ上には設けられていないこととする。
【００４３】
一方、第２基板４１のカラーフィルタ層４２には、赤色画素３１ｒの画素電極３１ｃに対向して赤色のＲフィルタ４２ｒが設けられ、緑色画素３１ｇの画素電極３１ｃに対向して緑色のＧフィルタ４２ｇが設けられ、青色画素３１ｂの画素電極３１ｃに対向して青色のＢフィルタ４２ｂが設けられる。そしてさらに、このカラーフィルタ層４２には、センサー部３２に対向して紫外光のみを通過するＵＶフィルタ４２ｕｖが設けられていることが特徴的である。
【００４４】
ＵＶフィルタ４２ｕｖとしては、例えばＲフィルタとＢフィルタとを積層して用いることができる。
【００４５】
図５には、各色フィルタ４２ｒ，４２ｇ，４２ｂ，４２ｕｖの透過率分光特性を示す。このうち、Ｒフィルタ４２ｒ、Ｇフィルタ４２ｇ、およびＢフィルタ４２ｂは、代表的に用いられているカラーフィルタである。そして、ＵＶフィルタ４２ｕｖは、この分光特性を示すＲフィルタとＢフィルタとを積層した構成であり、３８０ｎｍ付近の紫外光は透過するが、可視光領域は、ほぼ透過しないフィルタであることが分かる。
【００４６】
尚、ＵＶフィルタ４２ｕｖとしては、以上のようなＲフィルタとＢフィルタとを積層して用いるものに限定されることはなく、専用の色素を用いて、近紫外領域の透過率を高めたブラックレジストを用いても良い。
【００４７】
そして以上のような構成の表示パネル３は、例えば画素電極３１ｃへの電圧無印加時に白表示を行うノーマリーホワイトモードに構成されていることとする。
【００４８】
このような構成の表示装置１ａでは、各画素部３１ｒ，３１ｇ，３１ｂに設けた薄膜トランジスタＴｒによる画素電極３１ｃの駆動によって、液晶層ＬＣの配向が制御される。これにより、バックライト５からの光ｈのうち、各色フィルタ４２ｒ，４２ｇ，４２ｂを透過できる波長の光みが、液晶層ＬＣの配向に応じて表示パネル３を通過し、各色の表示光として第２基板４１側から取り出されて画像表示が行われる。
【００４９】
この際、バックライト５から射出された紫外光は、ＵＶフィルタ４２ｕｖを通過して表示パネル３の第２基板４１側から取り出されるが、画像表示に影響をおよぼすことはない。
【００５０】
また、表示パネル３の表示面側の物体Ａで反射して再度表示パネル３に入射し、各色フィルタ４２ｒ，４２ｇ，４２ｂおよびＵＶフィルタ４２ｕｖを通過した光ｈは、センサー部３２の光センサーＳで受光され、光センサーＳの駆動によって電気信号として取り出される。これにより、外光のない暗闇の中であっても、表示パネル３における表示面側の物体Ａを検知することができる。
【００５１】
また、各画素部３１ｒ，３１ｇ，３１ｂの表示状態に係わらず、センサー部３２には画素電極３１ｃが配置されていないことにより、液晶層ＬＣには電圧が印加されないため液晶層ＬＣの配向状態が変化することはない。
【００５２】
したがって、画素部３１ｒ，３１ｇ，３１ｂに電圧を印加した黒表示の場合であっても、表示パネル３のセンサー部３２においては、バックライト５から射出された光ｈのうちの紫外光のみが、第２基板４１側から取り出される。このため、この紫外光の反射によって、表示パネルの表示面側の物体Ａを検知することができる。
【００５３】
しかも紫外光は、光センサーＳの受光部（光電変換部）を構成するシリコン膜に対する吸収率が高く、膜厚０．０４μｍ程度のシリコン薄膜からなる受光部であっても、光検知が可能である。
【００５４】
この結果、薄膜トランジスタの活性部と同一工程で形成されたシリコン薄膜を受光部とした光センサーＳを用いながらも、外部環境や表示状態に影響されることなく常に感度良好な光検知によって位置情報を検出することが可能になる。
【００５５】
＜第２実施形態＞
図６は、第２実施形態の表示装置１ｂを説明するための要部概略断面図である。
【００５６】
この図に示す第２実施形態の表示装置１ｂが、第１実施形態の表示装置と異なるところは、センサー部３２における液晶層ＬＣの配向状態も変化させるように構成されているところにある。
【００５７】
すなわち、センサー部３２にも第１基板２１上に液晶制御電極３２ｈを設けることにより、センサー部３２における液晶層ＬＣに電圧を印加して常に黒表示にしておく。この画素電極３２は、画素部３１の画素電極３１ｃと同一層で形成されていて良い。
【００５８】
また、偏光板４３，４４には、可視光領域の光は偏光するが、紫外光を偏光させないような波長分散のある偏光板を用いる。この場合、センサー部３２には、第１実施形態で設けたようなＵＶフィルタを設けなくても良い。
【００５９】
以上の構成以外は、第１実施形態と同様である。
【００６０】
このような構成の表示装置１ｂでは、画素部３１の表示状態に係わらず、センサー部３２は常に黒表示になる。このため、画素部３１において、バックライト５からの光ｈのうち、各色フィルタ４２ｒ，４２ｇ，４２ｂを透過できる波長の光を表示光として第２基板４１側から取り出して画像表示を行う場合に、これらの表示光がセンサー部３２から漏れ出すことはない。したがって、センサー部３２にＵＶフィルタを設けていないことが、画素部３１での画像表示に影響を及ぼすことはない。
【００６１】
また上記画像表示を行う場合には、第１実施形態と同様に、表示パネル３の表示面側の物体Ａで反射して再度表示パネル３に入射し、各色フィルタ４２ｒ，４２ｇ，４２ｂを通過した光ｈは、センサー部３２の光センサーＳで受光され、光センサーＳの駆動によって電気信号として取り出される。これにより、外光のない暗闇の中であっても、表示パネル３における表示面側の物体Ａを検知することができる。
【００６２】
また、偏光板４３，４４として、紫外光を偏光させないような波長分散のあるものが用いられているため、各画素部３１ｒ，３１ｇ，３１ｂの表示状態に係わらず、画素部３１およびセンサー部３２の両方において、バックライト５から射出された光ｈのうちの紫外光のみは、常に第２基板４１側から取り出される。このため、黒表示であても、この紫外光の反射によって、表示パネルの表示面側の物体Ａを検知することができる。
【００６３】
しかも紫外光は、光センサーＳの受光部（光電変換部）を構成するシリコン膜に対する吸収率が高く、膜厚０．０４μｍ程度のシリコン薄膜からなる受光部であっても、光検知が可能であることは、第１実施形態と同様である。
【００６４】
この結果、第１実施形態と同様に、薄膜トランジスタの活性部と同一工程で形成されたシリコン薄膜を受光部とした光センサーＳを用いながらも、外部環境や表示状態に影響されることなく常に感度良好な光検知によって位置情報を検出することが可能になる。
【００６５】
さらに、センサー部３２にＵＶフィルタを設けていないことにより、ＵＶフィルタによる紫外光の減衰がないため、実質的なセンサー感度が向上する。
【００６６】
＜第３実施形態＞
図７は、第３実施形態の表示装置１ｃを説明するための要部概略断面図である。
【００６７】
この図に示す第３実施形態の表示装置１ｃが、第１実施形態の表示装置と異なるところは、特定の色フィルタをセンサー部３２に重ねて配置したところにある。
【００６８】
すなわちここでは、可視光のうちの特定波長と共に、紫外光に対する透過性を有する色フィルタを、センサー部３２に重ねて設けることとする。
【００６９】
図８には、各色フィルタ４２ｒ，４２ｇ，４２ｂの透過率分光特性を示す。このうち、Ｒフィルタ４２ｒ、Ｇフィルタ４２ｇ、およびＢフィルタ４２ｂは、代表的に用いられているカラーフィルタである。この透過率分光特性から、赤色画素３１ｒに設けられるＲフィルタ４２ｒが、紫外光に対しても光吸収性を有していることが分かる。このため、各赤色画素３１ｒに隣接してセンサー部３２を配置し、このセンサー部３２にＲフィルタ４２ｒを重ねて配置する。これにより、カラーフィルタ層には第１実施形態で示したＵＶフィルタを設ける必要はない。
【００７０】
尚、センサー部３２に積層させる色フィルタは、上述したように可視光のうちの特定波長と共に紫外光に対する透過性を有する色フィルタであれば良く、色フィルタの分光特性によって適宜選択されることとする。複数の色フィルタが、可視光のうちの特徴波長と共に紫外光に対する透過性を有する場合には、最も紫外光の透過率が高い色フィルタをセンサー部３２に重ねて配置することが好ましい。
【００７１】
以上の構成以外は、第１実施形態と同様である。
【００７２】
このような構成の表示装置１ｃでは、第１実施形態と同様にして画像表示および表示パネルの表示面側の物体Ａを検知することができる。
【００７３】
すなわち、各画素部３１ｒ，３１ｇ，３１ｂに設けた薄膜トランジスタＴｒによる画素電極３１ｃの駆動によって、液晶層ＬＣの配向が制御される。これにより、バックライト５からの光ｈのうち、各色フィルタ４２ｒ，４２ｇ，４２ｂを透過できる波長の光みが、カラーフィルタ液晶層ＬＣの配向に応じて表示パネル３を通過し、各色の表示光として第２基板４１側から取り出されて画像表示が行われる。
【００７４】
この際、バックライト５から射出された紫外光は、Ｒフィルタ４２ｒを通過して表示パネル３の第２基板４１側から取り出されるが、画像表示に影響をおよぼすことはない。
【００７５】
また、表示パネル３の表示面側の物体Ａで反射して再度表示パネル３に入射し、各色フィルタ４２ｒ，４２ｇ，４２ｂを通過した光ｈは、センサー部３２の光センサーＳで受光され、光センサーＳの駆動によって電気信号として取り出される。これにより、外光のない暗闇の中であっても、表示パネル３における表示面側の物体Ａを検知することができる。
【００７６】
また、各画素部３１ｒ，３１ｇ，３１ｂの表示状態に係わらず、センサー部３２には画素電極３１ｃが配置されていないことにより、液晶層ＬＣには電圧が印加されないため液晶層ＬＣの配向状態が変化することはない。
【００７７】
したがって、画素部３１ｒ，３１ｇ，３１ｂに電圧を印加した黒表示の場合であっても、表示パネル３のセンサー部３２においては、バックライト５から射出された光ｈのうちの紫外光のみが、第２基板４１側から取り出される。このため、この紫外光の反射によって、表示パネルの表示面側の物体Ａを検知することができる。
【００７８】
しかも紫外光は、光センサーＳの受光部（光電変換部）を構成するシリコン膜に対する吸収率が高く、膜厚０．０４μｍ程度のシリコン薄膜からなる受光部であっても、光検知が可能であることは、第１実施形態と同様である。
【００７９】
この結果、第１実施形態と同様に、薄膜トランジスタの活性部と同一工程で形成されたシリコン薄膜を受光部とした光センサーＳを用いながらも、外部環境や表示状態に影響されることなく常に感度良好な光検知によって位置情報を検出することが可能になる。
【００８０】
＜第４実施形態＞
図９は、第４実施形態の表示装置１ｄを説明するための要部概略断面図である。この図に示す第４実施形態の表示装置１ｄは、１つの画素で赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の表示を行なうフィールドシーケンシャル駆動の表示装置である。
【００８１】
すなわち、このような表示装置１ｄにおいては、バックライト５として、Ｒ光ｈｒ、Ｇ光ｈｇ、Ｂ光ｈｂの３色光源と共に、紫外光ＵＶの光源を有し、時分割で３色光の明滅を繰り返すと共に、紫外光ＵＶを射出するものである。
【００８２】
そして、各画素部３１の画素電極３１ｃに積層させて、センサー部３２の光センサーＳを配置する。これにより、画素部３１内にセンサー部３２が配置された状態となる。尚、センセー部３２は、全ての画素部３１内に配置する必要はなく、適宜の間隔で設けても良い。
【００８３】
また、第２基板４１側には、カラーフィルタ層を設ける必要はない。
【００８４】
以上の構成以外は、第１実施形態と同様である。
【００８５】
このような構成の表示装置１ｄにおいては、次のようにバックライトを駆動させる。
【００８６】
図１０には、バックライトの点滅のシーケンスの第１例を示す。第１例では、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を順次点灯させた後に、独立して紫外光を点灯させる。そして、３色光の点灯時に画像表示を行い、画像表示の間の紫外光の点灯時に、表示パネルの表示面側の物体Ａの検知を行う。紫外線の点灯時には、透過率最大の白表示となるように画素電極３１ｃを駆動する。尚、紫外線は、常時点灯させておいても良い。
【００８７】
図１１には、バックライトの点滅のシーケンスの第２例を示す。第２例では、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を順次点灯させる各間に、逐次紫外光を点灯させる。そして、３色光の点灯による画像表示の間に、表示パネルの表示面側の物体Ａの検知を行う。紫外線の点灯時には、透過率最大の白表示となるように画素電極３１ｃを駆動する。尚、紫外線は、常時点灯させておいても良い。
【００８８】
以上のような表示装置１ｄでは、各画素部３１に設けた薄膜トランジスタＴｒによる画素電極３１ｃの駆動によって、液晶層ＬＣの配向が制御される。そして、バックライト５から順次射出される各色光が液晶層ＬＣの配向に応じて表示パネル３を通過し、各色の表示光として第２基板４１側から順次取り出されて画像表示が行われる。
【００８９】
この際、バックライト５から射出された紫外光は、表示パネル３の第２基板４１側から取り出されるが、画像表示に影響をおよぼすことはない。
【００９０】
また、表示パネル３の表示面側の物体Ａで反射して再度表示パネル３に入射した光は、センサー部３２の光センサーＳで受光され、光センサーＳの駆動によって電気信号として取り出される。これにより、外光のない暗闇の中であっても、表示パネル３における表示面側の物体Ａを検知することができる。
【００９１】
また、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を順次点灯させる間に、透過率最大の白表示となるように画素電極３１ｃを駆動して紫外線を点灯する。このため、各画素部３１の表示状態に係わらず、つまり完全に黒表示であっても、センサー部３２においては、バックライト５から射出された紫外光の反射によって、表示パネルの表示面側の物体Ａを検知することができる。
【００９２】
しかも紫外光は、光センサーＳの受光部（光電変換部）を構成するシリコン膜に対する吸収率が高く、膜厚０．０４μｍ程度のシリコン薄膜からなる受光部であっても、光検知が可能であることは、第１実施形態と同様である。
【００９３】
この結果、第１実施形態と同様に、薄膜トランジスタの活性部と同一工程で形成されたシリコン薄膜を受光部とした光センサーＳを用いながらも、外部環境や表示状態に影響されることなく常に感度良好な光検知によって位置情報を検出することが可能になる。
【００９４】
さらに、本第４実施形態では、各画素部３１にカラーフィルタを必要としないので、他の実施例と比較した紫外光の透過率が向上し、光センサーＳに達する紫外光が増加し、実質的なセンサー感度が向上する利点がある。
【００９５】
また、反射光だけではなく外光を用いて、表示パネルの表示面側の物体Ａを検知する場合にも、カラーフィルタによる外光の減衰が無いため、実質的なセンサー感度が向上する。
【００９６】
また、特に紫外光の点灯時間を長くするほど、つまり、図１０のシーケンスより、図１１に示したシーケンスを採用することにより、実質的なセンサー感度の向上を図ることが可能である。
【００９７】
以上の他にも、画素部３１内にセンサー部３２が配置される構成となるため、画素部３１とは別にセンサー部３２を設ける必要がなくなり、高精細化が可能となる。
【００９８】
＜第５実施形態＞
本第５実施形態の表示装置は、図９に示した第４実施形態の表示装置１ｄにおいて、偏光板４３，４４には、可視光領域の光は偏光するが、紫外光を偏光させないような波長分散のある偏光板を用いたものである。
【００９９】
図１２には、このような構成の表示装置におけるバックライトの点滅のシーケンスを示す。この図に示すように、バックライトは、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を順点灯させる間に、常時紫外光を点灯させる。そして、画像表示と同時に表示パネルの表示面側の物体Ａの検知を行う。画素電極３１ｃの駆動は、画像表示に従って行えば良い。
【０１００】
以上のような表示装置１ｄでは、各画素部３１に設けた薄膜トランジスタＴｒによる画素電極３１ｃの駆動によって、液晶層ＬＣの配向が制御される。そして、バックライト５から順次射出される各色光が液晶層ＬＣの配向に応じて表示パネル３を通過し、各色の表示光として第２基板４１側から順次取り出されて画像表示が行われる。
【０１０１】
この際、バックライト５から射出された紫外光は、表示パネル３の第２基板４１側から取り出されるが、画像表示に影響をおよぼすことはない。
【０１０２】
また、表示パネル３の表示面側の物体Ａで反射して再度表示パネル３に入射したＲ光、Ｇ光、Ｂ光および紫外光は、センサー部３２の光センサーＳで受光され、光センサーＳの駆動によって電気信号として取り出される。これにより、外光のない暗闇の中であっても、表示パネル３における表示面側の物体Ａを検知することができる。
【０１０３】
また、偏光板４３，４４として、紫外光を偏光させないような波長分散のあるものが用いられているため、各画素部３１ｒ，３１ｇ，３１ｂの表示状態に係わらず、画素部３１およびセンサー部３２の両方において、バックライト５から射出された光のうちの紫外光ＵＶのみは、常に第２基板４１側から取り出される。このため、黒表示であても、この紫外光の反射によって、表示パネルの表示面側の物体Ａを検知することができる。
【０１０４】
しかも紫外光は、光センサーＳの受光部（光電変換部）を構成するシリコン膜に対する吸収率が高く、膜厚０．０４μｍ程度のシリコン薄膜からなる受光部であっても、光検知が可能であることは、第１実施形態と同様である。
【０１０５】
この結果、第１実施形態と同様に、薄膜トランジスタの活性部と同一工程で形成されたシリコン薄膜を受光部とした光センサーＳを用いながらも、外部環境や表示状態に影響されることなく常に感度良好な光検知によって位置情報を検出することが可能になる。
【０１０６】
さらに、実質的なセンサー感度が向上すること、および画素部３１とは別にセンサー部３２を設ける必要がなくなり高精細化が可能となることは、第４実施形態と同様である。
【０１０７】
＜適用例＞
以上説明した本発明に係る表示装置は、図１３〜図１７に示す様々な電子機器、例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラなど、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。以下に、本発明が適用される電子機器の一例について説明する。
【０１０８】
図１３は、本発明が適用されるテレビを示す斜視図である。本適用例に係るテレビは、フロントパネル１０２やフィルターガラス１０３等から構成される映像表示画面部１０１を含み、その映像表示画面部１０１として本発明に係る表示装置を用いることにより作成される。 
【０１０９】
図１４は、本発明が適用されるデジタルカメラを示す図であり、（Ａ）は表側から見た斜視図、（Ｂ）は裏側から見た斜視図である。本適用例に係るデジタルカメラは、フラッシュ用の発光部１１１、表示部１１２、メニュースイッチ１１３、シャッターボタン１１４等を含み、その表示部１１２として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。
【０１１０】
図１５は、本発明が適用されるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。本適用例に係るノート型パーソナルコンピュータは、本体１２１に、文字等を入力するとき操作されるキーボード１２２、画像を表示する表示部１２３等を含み、その表示部１２３として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。 
【０１１１】
図１６は、本発明が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。本適用例に係るビデオカメラは、本体部１３１、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ１３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ１３３、表示部１３４等を含み、その表示部１３４として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。
【０１１２】
図１７は、本発明が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す図であり、（Ａ）は開いた状態での正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態での正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。本適用例に係る携帯電話機は、上側筐体１４１、下側筐体１４２、連結部（ここではヒンジ部）１４３、ディスプレイ１４４、サブディスプレイ１４５、ピクチャーライト１４６、カメラ１４７等を含み、そのディスプレイ１４４やサブディスプレイ１４５として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明に係る表示装置の全体構成を表す図である。
【図２】Ｉ／Ｏ表示パネルの表示領域における回路構成を示す図である。
【図３】画素部の構成とセンサー部の構成を説明するための表示領域の概略断面図である。
【図４】第１実施形態の表示装置を説明するための要部概略断面図である。
【図５】各色フィルタおよびＵＶフィルタの透過率分光特性を示す図である。
【図６】第２実施形態の表示装置を説明するための要部概略断面図である。
【図７】第３実施形態の表示装置を説明するための要部概略断面図である。
【図８】各色フィルタの透過率分光特性を示す図である。
【図９】第４実施形態の表示装置を説明するための要部概略断面図である。
【図１０】第４実施形態の表示装置においてバックライトの点滅のシーケンスの第１例を示す図である。
【図１１】第４実施形態の表示装置においてバックライトの点滅のシーケンスの第２例を示す図である。
【図１２】第５実施形態の表示装置においてバックライトの点滅のシーケンスを示す図である。
【図１３】本発明が適用されるテレビを示す斜視図である。
【図１４】本発明が適用されるデジタルカメラを示す図であり、（Ａ）は表側から見た斜視図、（Ｂ）は裏側から見た斜視図である。
【図１５】本発明が適用されるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。
【図１６】本発明が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。
【図１７】本発明が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す図であり、（Ａ）は開いた状態での正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態での正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。
【図１８】各膜厚のシリコン薄膜における光吸収率を示す図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…表示装置、２１…第１基板、５…バックライト、２４…シリコン薄膜、２４ｃｈ…活性層、２４ｉ…受光部、３２ｈ…液晶制御電極、４１…第２基板、４２ｒ…Ｒフィルタ、４２ｇ…Ｇフィルタ、４２ｂ…Ｂフィルタ、４２ｕｖ…ＵＶフィルタ、４３，４４…偏光板、ＬＣ…液晶層、Ｓ…光センサー、Ｔｒ…薄膜トランジスタ（スイッチング素子）
【図１】
2009063803.tif 000003
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2009063803.tif 000016
【図１５】
2009063803.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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