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JP4501947B2 - Electro-optical device, display device, and electronic apparatus including the same - Google Patents

Electro-optical device, display device, and electronic apparatus including the same Download PDF

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JP4501947B2 JP2007045050A JP2007045050A JP4501947B2 JP 4501947 B2 JP4501947 B2 JP 4501947B2 JP 2007045050 A JP2007045050 A JP 2007045050A JP 2007045050 A JP2007045050 A JP 2007045050A JP 4501947 B2 JP4501947 B2 JP 4501947B2
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Description

本発明は、例えば、電気光学装置、表示装置およびこれを備える電子機器に関する。   The present invention relates to, for example, an electro-optical device, a display device, and an electronic apparatus including the same.

近年、表示装置上、特に薄膜トランジスターを用いた液晶表示装置において光センサー機能を搭載する技術の開発が進んでいる(例えば特許文献1)。光センサーを搭載する目的は(1)外光を測定して輝度等を調整することで消費電力低減・画質向上を図る、(2)バックライトを測定し輝度あるいは色度を調整する、(3)指やライトペンの位置を認識しタッチキーとして使用する、の3つがあげられる。光センサーとしては薄膜トランジスター、PIN(p-intrinsic-n)ダイオード、PNダイオードなどがあげられる。いずれの場合も受光部はシリコン薄膜であって、製造上のコストを増大させないため、表示のスイッチング素子を構成するシリコン薄膜と同一製造工程で製造されることが望ましい。光センサーを薄膜トランジスター、PINダイオード、PNダイオードなどで構成する場合、センサーに流れる電流は照射する光の照度に応じて変化する光電流とセンサーの絶対温度の指数関数で増大する熱電流の和になる。このため、比較的高温でも正しい照度を得るためにはこの熱電流を効果的に除去する必要がある。このため、熱電流リファレンスのための遮光された遮光センサーと、遮光されていない受光センサーを配置する場合がある(例えば特許文献1)。   2. Description of the Related Art In recent years, a technology for mounting a photosensor function on a display device, particularly in a liquid crystal display device using a thin film transistor, has been developed (for example, Patent Document 1). The purpose of mounting the optical sensor is (1) to reduce power consumption and improve image quality by measuring external light and adjusting brightness, etc. (2) measuring backlight and adjusting brightness or chromaticity, (3 3) The position of the finger or light pen is recognized and used as a touch key. Examples of the optical sensor include a thin film transistor, a PIN (p-intrinsic-n) diode, and a PN diode. In any case, the light receiving portion is a silicon thin film and does not increase the manufacturing cost. Therefore, it is desirable that the light receiving portion is manufactured in the same manufacturing process as the silicon thin film constituting the display switching element. When the photosensor is composed of a thin film transistor, PIN diode, PN diode, etc., the current flowing through the sensor is the sum of the photocurrent that changes according to the illuminance of the irradiated light and the thermal current that increases with an exponential function of the absolute temperature of the sensor. Become. For this reason, in order to obtain correct illuminance even at a relatively high temperature, it is necessary to effectively remove this thermal current. For this reason, there is a case where a light-shielded light-shielding sensor for a thermal current reference and a light-receiving sensor that is not shielded from light are arranged (for example, Patent Document 1).

特開2006−118965号公報JP 2006-118965 A

遮光センサーと受光センサーを表示領域近辺に置く場合に表示領域からの光が迷光となって一部、受光センサーと遮光センサーに照射されるため、迷光分の光電流が誤差となって検出される。また、受光センサーと遮光センサー間で温度差が生じ、熱電流が均一にならず、この熱電流差も誤差となる。本発明ではこれらの課題を解決し、より精度の良いフォトセンサーを備えた電気光学装置を実現する。   When the light-shielding sensor and light-receiving sensor are placed near the display area, the light from the display area partially becomes stray light and is irradiated to the light-receiving sensor and the light-shielding sensor, so the photocurrent for stray light is detected as an error. . In addition, a temperature difference occurs between the light receiving sensor and the light shielding sensor, the thermal current is not uniform, and this thermal current difference also becomes an error. The present invention solves these problems and realizes an electro-optical device including a photosensor with higher accuracy.

本発明は、第1および第2の基板間に電気光学物質(実施の形態では、ネマティック相液晶材料922)が挟持されてなる表示領域が形成されたパネル(実施の形態では、液晶パネル911)と、前記パネルの周囲光の照度を検出する光検出部(実施の形態では、検出回路360、受光センサー350P他)と、前記パネルの表示領域に光を照射する光源(実施の形態では、バックライトユニット926)とを備えた電気光学装置であって、前記第2の基板には周期的に反転する信号が印加された対向電極が設けられ、前記光検出部は、前記第1の基板の前記表示領域周縁部に設けられ、外光が照射される第1の光センサー(受光センサー350P)と、外光の照射が遮断される第2の光センサー(実施の形態では、遮光センサー350D)とを備え、前記第1の光センサーと前記第2の光センサーとは、それぞれ前記光源からの光の照射を遮断する遮光電極と前記第2の基板に対向する側に配置された透明電極を備え、前記第1の光センサーと第2の光センサーは前記対向電極に対向するとともに、前記表示領域周縁部に複数配置される電気光学装置である。このように配置すると、指や小さな影によって検出結果が著しく変化してしまうことを防ぐと同時に、装置内の温度分布起因の熱電流差による精度低下を防止できる。 The present invention relates to a panel (a liquid crystal panel 911 in the embodiment) in which a display region is formed by sandwiching an electro-optical material (a nematic phase liquid crystal material 922 in the embodiment) between the first and second substrates. A light detection unit (in the embodiment, a detection circuit 360, a light receiving sensor 350P, and the like) that detects the illuminance of ambient light of the panel, and a light source (in the embodiment, a back light) that irradiates the display area of the panel The second substrate is provided with a counter electrode to which a signal that is periodically inverted is applied, and the light detection unit is provided on the first substrate. A first photosensor (light receiving sensor 350P) provided at the peripheral edge of the display area and irradiated with external light, and a second photosensor (blocking sensor 350D in the embodiment) that blocks external light irradiation. Wherein the a first optical sensor and the second optical sensor includes a light shielding electrode and the second transparent electrode disposed on the side opposite the substrate that blocks emission of light from a light source The first optical sensor and the second optical sensor are electro-optical devices which are opposed to the counter electrode and are arranged in a plurality at the periphery of the display area. With this arrangement, it is possible to prevent the detection result from being remarkably changed by a finger or a small shadow, and at the same time, it is possible to prevent a decrease in accuracy due to a thermal current difference caused by the temperature distribution in the apparatus.

また本発明は、前記光源は、表示領域周縁部において、前記第1の
光センサーと第2の光センサーが配置されない辺に配置されている電気光学装置である。
このように構成すると、光源による温度勾配による前記第1の光センサーと前記第2の光センサー間の熱電流の差異を極力小さくできるため、精度よく熱電流を除外できる。
The present invention, before Symbol light source is a display region periphery, the first optical sensor and the second optical sensor is an electro-optical device is disposed on a side that is not disposed.
If comprised in this way, since the difference of the thermal current between the said 1st photosensor and said 2nd photosensor by the temperature gradient by a light source can be made as small as possible, a thermal current can be excluded accurately.

また本発明は、前記第1の光センサーと前記第2の光センサーは互いに交互に配置されている電気光学装置である。このように配置すると、表示装置内で温度分布があっても、第1の光センサーと第2の光センサーの平均温度に大きな差異がないため、より精度よく熱電流を除外できる。   The present invention is the electro-optical device in which the first photosensor and the second photosensor are alternately arranged. With this arrangement, even if there is a temperature distribution in the display device, there is no significant difference between the average temperatures of the first photosensor and the second photosensor, so that the thermal current can be excluded more accurately.

また本発明は、前記第1の光センサーとそれに隣接して配置された前記第2の光センサーは、互いに前記表示領域の境界辺(実施の形態では、表示領域310の境界辺を示す点線)からの距離が略等しいことを特徴とする電気光学装置である。このように配置すると、表示領域からの光がガラス基板や絶縁膜の界面で多重反射されことで生じるいわゆる迷光が第1の光センサーと第2の光センサーで均等に照射されるため、第1の光センサーと第2の光センサーの電流差をとることで迷光による精度低下が生じない。   Further, according to the present invention, the first photosensor and the second photosensor arranged adjacent to the first photosensor are mutually connected to a boundary side of the display region (in the embodiment, a dotted line indicating a boundary side of the display region 310). The electro-optical device is characterized in that the distances from are substantially equal. With this arrangement, so-called stray light generated by multiple reflection of light from the display region at the interface between the glass substrate and the insulating film is evenly emitted by the first photosensor and the second photosensor. The accuracy difference due to stray light does not occur by taking the current difference between the first optical sensor and the second optical sensor.

また本発明は、前記第1の光センサーに前記パネルの周囲光を照射するために第1または第2の基板に設けられた複数の開口部(実施の形態では、受光開口部990−1〜990−10)サイズを、前記開口部が配置された表示領域周縁部の境界辺と平行な方向には0.5mm以上且つ20mm以下の範囲、また、前記開口部が配置された前記表示領域周縁部の境界辺と直交する方向には0.05mm以上且つ前記対向基板の厚さ以下に形成したことを特徴とした電気光学装置である。このように開口部を設定すると、迷光が少なく、装置内の温度分布起因の熱電流差も小さくなるので精度低下を防止できる。   Further, the present invention provides a plurality of openings (in the embodiment, light receiving openings 990-1 to 990-1) provided in the first or second substrate for irradiating the first light sensor with ambient light of the panel. 990-10) The size is in the range of 0.5 mm to 20 mm in the direction parallel to the boundary edge of the display area periphery where the opening is disposed, and the display area periphery where the opening is disposed. The electro-optical device is formed to have a thickness of 0.05 mm or more and not more than the thickness of the counter substrate in a direction orthogonal to the boundary side of the part. When the opening is set in this way, the stray light is small and the difference in thermal current due to the temperature distribution in the apparatus is also reduced, so that a reduction in accuracy can be prevented.

また本発明は、前記複数の開口部は、前記表領域周縁部において、前記光源が配置された配置辺に対向する辺に配置された第1の開口部(実施の形態では、受光開口部990−1〜990−6)と、配置辺に略直交する辺に配置された第2の開口部(実施の形態では、受光開口部990−7〜990−10)とを備え、前記第1の開口部の開口面積は、前記第2の開口面積よりも大きいことを特徴とした電気光学装置である。開口部の配置場所によって温度勾配が異なる場合、温度勾配が大きいほど開口部のサイズを小さくすれば温度勾配の影響を低減できる。より具体的には前記表示領域の四辺のうち前記第1の開口部に近い辺と前記第2の開口部に近い辺は互いに異なる表示装置である。温度勾配の大きな辺ほど開口部のサイズを小さくすればよい。   Further, according to the present invention, the plurality of openings are a first opening (in the embodiment, a light receiving opening 990) disposed on a side opposite to the side on which the light source is disposed, in the periphery of the front region. -1 to 990-6) and a second opening (in the embodiment, light receiving openings 990-7 to 990-10) arranged on a side substantially orthogonal to the arrangement side, the first In the electro-optical device, the opening area of the opening is larger than the second opening area. When the temperature gradient varies depending on the location of the opening, the influence of the temperature gradient can be reduced by reducing the size of the opening as the temperature gradient increases. More specifically, among the four sides of the display area, the side close to the first opening and the side close to the second opening are different display devices. The size of the opening may be reduced as the temperature gradient becomes larger.

また本発明は前記第1の光センサー及び前記第2の光センサーは薄膜ポリシリコンを用いたPIN接合ダイオードもしくはPN接合ダイオードであることを特徴とする。このようなダイオードはポリシリコン薄膜トランジスターを用いた半導体装置上に製造上の追加工程無く形成できるメリットを有するが、光電流に対する熱電流の比が単結晶ウェハ上に形成したフォトセンサー類より大きいため、本発明を適用するのにふさわしい。   In the invention, it is preferable that the first photosensor and the second photosensor are PIN junction diodes or PN junction diodes using thin film polysilicon. Such a diode has the merit that it can be formed on a semiconductor device using a polysilicon thin film transistor without an additional manufacturing step, but the ratio of the thermal current to the photocurrent is larger than the photosensors formed on the single crystal wafer. It is suitable for applying the present invention.

また、本発明ではこれらの表示装置を用いた電子機器を提案する。温度によらず精度の良い光センサーを内蔵しているので容易に外光にあわせてバックライトを制御でき、消費電力を無意味に増大させることが無く、コストも上昇しない。また、表示エリア近くにフォトセンサーを配置できるのでデザイン的な自由度も向上する。   The present invention also proposes an electronic device using these display devices. The built-in photo sensor with high accuracy regardless of temperature makes it easy to control the backlight according to the external light, does not increase the power consumption meaningless, and does not increase the cost. In addition, since the photo sensor can be arranged near the display area, the degree of freedom in design is improved.

以下、本発明に係る電気光学装置、表示装置およびこれを備える電子機器の実施の形態について、図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of an electro-optical device, a display device, and an electronic apparatus including the same according to the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1の実施の形態]
図1は本実施例に係る液晶表示装置910の斜視構成図(一部断面図)である。液晶表示装置910は、アクティブマトリクス基板101(半導体装置)と対向基板912とをシール材923により一定の間隔で貼り合わせ、ネマティック相液晶材料922を挟持してなる。アクティブマトリクス基板101上には図示しないがポリイミドなどからなる配向材料が塗布されラビング処理されて配向膜が形成されている。また、対向基板912は、図示しないが画素に対応したカラーフィルタと、光抜けを防止し、コントラストを向上させるための低反射・低透過率樹脂よりなるブラックマトリクス940と、アクティブマトリクス基板101上の対向導通部330−1〜330−2と短絡される共通電位が供給されるITO膜でなる対向電極930が形成される。ネマティック相液晶材料922と接触する面にはポリイミドなどからなる配向材料が塗布され、アクティブマトリクス基板101の配向膜のラビング処理の方向とは直交する方向にラビング処理されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective configuration diagram (partially sectional view) of a liquid crystal display device 910 according to the present embodiment. The liquid crystal display device 910 includes an active matrix substrate 101 (semiconductor device) and a counter substrate 912 that are bonded to each other with a sealant 923 at a predetermined interval and sandwiched with a nematic phase liquid crystal material 922. Although not shown, an alignment material made of polyimide or the like is applied onto the active matrix substrate 101 and rubbed to form an alignment film. The counter substrate 912 includes a color filter corresponding to a pixel (not shown), a black matrix 940 made of a low-reflection / low-transmittance resin for preventing light leakage and improving contrast, and an active matrix substrate 101. A counter electrode 930 made of an ITO film to which a common potential that is short-circuited with the counter conductive portions 330-1 to 330-2 is supplied is formed. An alignment material made of polyimide or the like is applied to the surface in contact with the nematic phase liquid crystal material 922, and is rubbed in a direction orthogonal to the direction of the rubbing treatment of the alignment film of the active matrix substrate 101.

さらに対向基板912の外側には、上偏光板924を、アクティブマトリクス基板101の外側には、下偏光板925を各々配置し、互いの偏光方向が直交するよう(クロスニコル状)に配置する。さらに下偏光板925下には、バックライトユニット926と導光板927が配置され、バックライトユニット926から導光板927に向かって光が照射され、導光板927はバックライトユニット926からの光をアクティブマトリクス基板101に向かって垂直かつ均一な面光源となるように光を反射屈折させることで液晶表示装置910の光源として機能する。バックライトユニット926は、本実施例ではLEDユニットであるが、冷陰極間(CCFL)であってもよい。バックライトユニット926はコネクタ929を通じて電子機器本体に接続され、電源を供給されるが、本実施例では電源が適宜適切な電流・電圧に調整されることでバックライトユニット926からの光量が調整される機能を有する。   Further, an upper polarizing plate 924 is disposed outside the counter substrate 912, and a lower polarizing plate 925 is disposed outside the active matrix substrate 101, so that the polarization directions thereof are orthogonal to each other (crossed Nicols). Further, a backlight unit 926 and a light guide plate 927 are disposed below the lower polarizing plate 925, and light is emitted from the backlight unit 926 toward the light guide plate 927. The light guide plate 927 activates light from the backlight unit 926. It functions as a light source of the liquid crystal display device 910 by reflecting and refracting light so that it becomes a vertical and uniform surface light source toward the matrix substrate 101. The backlight unit 926 is an LED unit in this embodiment, but may be between cold cathodes (CCFL). The backlight unit 926 is connected to the electronic device main body through the connector 929 and supplied with power. In this embodiment, the amount of light from the backlight unit 926 is adjusted by appropriately adjusting the power source to an appropriate current and voltage. It has a function.

図示しないが、さらに必要に応じて、周囲を外殻で覆っても良いし、あるいは上偏光板924のさらに上に保護用のガラスやアクリル板を取り付けても良いし、視野角改善のため光学補償フィルムを貼っても良い。   Although not shown, if necessary, the periphery may be covered with an outer shell, or a protective glass or acrylic plate may be attached further above the upper polarizing plate 924, and optical for improving the viewing angle. A compensation film may be attached.

また、液晶表示装置910の外周部には光センサー受光開口部990が設けられる。また、アクティブマトリクス基板101は、対向基板912から張り出す張り出し部102が設けられ、その張り出し部102にある信号入力端子320には、FPC(可撓性基板)928が実装され電気的に接続されている。FPC(可撓性基板)928は電子機器本体に接続され、必要な電源、制御信号等を供給される。   Further, an optical sensor light receiving opening 990 is provided on the outer peripheral portion of the liquid crystal display device 910. The active matrix substrate 101 is provided with a protruding portion 102 that extends from the counter substrate 912, and an FPC (flexible substrate) 928 is mounted on and electrically connected to the signal input terminal 320 in the protruding portion 102. ing. An FPC (flexible substrate) 928 is connected to the main body of the electronic device and supplied with necessary power, control signals, and the like.

さらに液晶表示装置910上には6個の光センサーの受光開口部990−1〜990−6が設けられる。この受光開口部990−1〜990−6は対向電極930上のブラックマトリクス940を部分的に除去することで形成されており、外部の光がアクティブマトリクス基板101上に到達するようになっている。各受光開口部990−1〜990−6の周囲は対向電極930上のブラックマトリクス940は除去されておらず、外光はアクティブマトリクス基板101上に到達しないようになっている。   Further, on the liquid crystal display device 910, six light sensor light receiving openings 990-1 to 990-6 are provided. These light receiving openings 990-1 to 990-6 are formed by partially removing the black matrix 940 on the counter electrode 930 so that external light reaches the active matrix substrate 101. . The black matrix 940 on the counter electrode 930 is not removed around each of the light receiving openings 990-1 to 990-6, and external light does not reach the active matrix substrate 101.

図2はアクティブマトリクス基板101のブロック図である。アクティブマトリクス基板101上には、480本の走査線201−1〜201−480と1920本のデータ線202−1〜202−1920が直交して形成されており、480本の容量線203−1〜203−480は走査線201−1〜201−480と並行に配置されている。容量線203−1〜203−480は相互に短絡され、共通電位配線335と接続され、さらに2個の対向導通部330−1〜330−2と接続されて信号入力端子320より0V−5Vの反転信号、反転時間は35μ秒である共通電位を与えられる。走査線201−1〜201−480は走査線駆動回路301に接続され、またデータ線202−1〜202−1920はデータ線駆動回路302に接続され、それぞれ適切に駆動される。また走査線駆動回路301、データ線駆動回路302は信号入力端子320から駆動に必要な信号を供給される。信号入力端子320は張り出し部102上に配置される。一方、走査線駆動回路301、データ線駆動回路302は対向基板912と重なる領域、すなわち張り出し部102外に配置される。走査線駆動回路301、データ線駆動回路302は、低温ポリシリコンTFTプロセスによりアクティブマトリクス基板上に駆動に必要な回路機能をに集積するシステム・オン・グラス(SOG)技術により、アクティブマトリクス基板上にポリシリコン薄膜トランジスターを集積することで形成されており、後述する画素スイッチング素子401−n−mと同一工程で製造される、いわゆる駆動回路内蔵型の液晶表示装置となっている。   FIG. 2 is a block diagram of the active matrix substrate 101. On the active matrix substrate 101, 480 scanning lines 201-1 to 201-480 and 1920 data lines 202-1 to 202-1920 are formed orthogonally, and 480 capacitance lines 203-1 are formed. ˜203-480 are arranged in parallel with the scanning lines 201-1 to 201-480. The capacitor lines 203-1 to 203-480 are short-circuited to each other, connected to the common potential wiring 335, and further connected to the two opposing conductive portions 330-1 to 330-2, and 0 V-5 V from the signal input terminal 320. A common potential having an inversion signal and an inversion time of 35 μsec is applied. The scanning lines 201-1 to 201-480 are connected to the scanning line driving circuit 301, and the data lines 202-1 to 202-1920 are connected to the data line driving circuit 302 and are driven appropriately. The scanning line driver circuit 301 and the data line driver circuit 302 are supplied with signals necessary for driving from a signal input terminal 320. The signal input terminal 320 is disposed on the overhanging portion 102. On the other hand, the scanning line driver circuit 301 and the data line driver circuit 302 are arranged in a region overlapping with the counter substrate 912, that is, outside the projecting portion 102. The scanning line driving circuit 301 and the data line driving circuit 302 are formed on the active matrix substrate by a system-on-glass (SOG) technology that integrates circuit functions necessary for driving on the active matrix substrate by a low-temperature polysilicon TFT process. It is formed by integrating polysilicon thin film transistors, and is a so-called drive circuit built-in type liquid crystal display device manufactured in the same process as a pixel switching element 401-nm described later.

また6個の受光開口部990−1〜990−6と平面的に重なる領域にそれぞれ6個の受光センサー350P−1〜350P−6が形成され、それと交互になるように6個の遮光センサー350D−1〜350D−6が形成される。この受光センサー350P−1〜350P−6と遮光センサー350D−1〜350D−6もシステム・オン・グラス(SOG)技術により、アクティブマトリクス基板上に形成される。このようにガラス基板上に画素スイッチング素子401−n−mと同一工程で製造することで、製造コストを下げることができる。   In addition, six light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 are respectively formed in areas overlapping with the six light receiving openings 990-1 to 990-6, and the six light shielding sensors 350D are alternately arranged. -1 to 350D-6 are formed. The light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 are also formed on the active matrix substrate by the system on glass (SOG) technology. Thus, manufacturing cost can be reduced by manufacturing on the glass substrate by the same process as pixel switching element 401-nm.

受光センサー350P−1〜350P−6は受光開口部990−1〜990−6と平面的に重なっており外光がセンサーに到達するが、遮光センサー350D−1〜350D−6は受光開口部990−1〜990−6と平面的に重なっておらず、外光は対向電極930上のブラックマトリクス940で吸収されほとんど到達しない。受光センサー350P−1〜350P−6は配線PBT、配線VSH、配線SENSEと、遮光センサー350D−1〜350D−6は配線DBT、配線VSL、配線SENSEと接続される。これらの配線PBT、配線VSH、配線SENSE、配線DBT、配線VSLは検出回路360に接続される。検出回路360は受光センサー350P−1〜350P−6と遮光センサー350D−1〜350D−6からの外光照度と相関を持つ出力アナログ電流に対応したパルス長の二値出力信号OUTに変換し、信号入力端子320へ出力する。また、配線VCHG、配線RST、配線VSL、配線VSHも信号入力端子320を介して検出回路360に供給される。   The light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 overlap with the light receiving openings 990-1 to 990-6 in plan view, and external light reaches the sensor, but the light blocking sensors 350D-1 to 350D-6 are light receiving openings 990. -1 to 990-6 do not overlap in plane, and external light is absorbed by the black matrix 940 on the counter electrode 930 and hardly reaches. The light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 are connected to the wiring PBT, the wiring VSH, and the wiring SENSE, and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 are connected to the wiring DBT, the wiring VSL, and the wiring SENSE. These wiring PBT, wiring VSH, wiring SENSE, wiring DBT, and wiring VSL are connected to the detection circuit 360. The detection circuit 360 converts the signal into a binary output signal OUT having a pulse length corresponding to the output analog current correlated with the external light illuminance from the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6. Output to the input terminal 320. Further, the wiring VCHG, the wiring RST, the wiring VSL, and the wiring VSH are also supplied to the detection circuit 360 through the signal input terminal 320.

詳細は後述するが、受光センサー350P−1〜350P−6はバックライト遮光電極611P−1〜611P−6、遮光センサー350D−1〜350D−6はバックライト遮光電極611D−1〜611D−6とそれぞれ平面的に重なり、それぞれバックライトからの光は遮蔽されているので、バックライトからの光によって外光の検出精度が低下することがないように構成されている。また、受光センサー350P−1〜350P−6は透明電極612P−1〜612P−6、遮光センサー350D−1〜350D−6は透明電極612D−1〜612D−6とも重なっており、表示領域310(点線は表示領域310の境界辺を示す。)を駆動する際に発生した電磁ノイズによって検出精度が低下することもない。これらの構成によって、受光センサー350P−1〜350P−6および遮光センサー350D−1〜350D−6は表示領域310近くに配置しても検出精度が低下しないので、従来の製品よりデザイン的な自由度が向上している。   Although details will be described later, the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 are backlight light shielding electrodes 611P-1 to 611P-6, and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 are backlight light shielding electrodes 611D-1 to 611D-6. Since the light beams from the backlights are shielded from each other in a planar manner, the detection accuracy of the external light is not lowered by the light from the backlights. The light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 also overlap with the transparent electrodes 612P-1 to 612P-6, and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 overlap with the transparent electrodes 612D-1 to 612D-6. The dotted line indicates the boundary side of the display area 310.) The detection accuracy is not deteriorated by electromagnetic noise generated when driving. With these configurations, the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 do not deteriorate the detection accuracy even if they are arranged near the display area 310, so that the degree of freedom in design is higher than that of conventional products. Has improved.

ここで受光開口部990−1〜990−6については本実施例に示すように、複数に分割し、なるべく広い範囲に分散させて配置することが好ましい。例えば指などの影が部分的に液晶表示装置910上を覆っても、外光検出への影響を少なくすることを考慮すると受光開口部の総面積はなるべく広い方が好ましいが、面積の広い受光センサーを一箇所にまとめてしまうと遮光センサーとの距離を離さざるを得ず、液晶表示装置910内には温度分布が出来るので、受光センサー部と遮光センサー部で平均温度差が生じてしまう。そこで本実施例のようにセンサーを幾つかに分割し、さらに望ましくは交互に配置すると受光センサー部と遮光センサー部の平均温度をほぼ等しく出来る。本実施例では6分割としたが、もちろんこれより少なくてもよいし、多くても良い。   Here, as shown in the present embodiment, the light receiving openings 990-1 to 990-6 are preferably divided into a plurality of portions and dispersed in as wide a range as possible. For example, even if a shadow such as a finger partially covers the liquid crystal display device 910, the total area of the light receiving openings is preferably as large as possible in consideration of reducing the influence on the detection of external light. If the sensors are gathered in one place, the distance from the light shielding sensor is inevitably increased, and a temperature distribution is generated in the liquid crystal display device 910, so that an average temperature difference occurs between the light receiving sensor portion and the light shielding sensor portion. Therefore, if the sensor is divided into several parts as in the present embodiment and more preferably alternately arranged, the average temperature of the light receiving sensor part and the light shielding sensor part can be made substantially equal. In the present embodiment, it is divided into six, but of course, it may be smaller or larger.

またこの際、各受光開口部990−1〜990−6から表示領域310までの距離は等しくなるように配置すると良い。同様に各受光センサー350P−1〜350P−6、各遮光センサー350D−1〜350D−6から表示領域310までの距離は等しくなるように配置すると良い。表示領域310から外部へ表示のために透過される光は例えばアクティブマトリクス基板101や対向基板912を構成するガラスや上偏光板924の表面や各種絶縁膜の界面などで多重反射され、一部の迷光が各光センサーに入り込むが、この際、上記のように配置すると各受光センサー350P−1〜350P−6、各遮光センサー350D−1〜350D−6間で迷光の光量がほぼ一定になるので、本実施例のように各受光センサー350P−1〜350P−6と各遮光センサー350D−1〜350D−6間の電流差分をとると迷光分はほぼ除去できる。この観点からも受光開口部990−1〜990−6は複数に分割し、なるべく広い範囲に分散させて配置すると表示領域310の表示パターンに影響されにくくなるので好ましい。   At this time, the light receiving openings 990-1 to 990-6 may be arranged to have the same distance from the display area 310. Similarly, the distances from the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 to the display area 310 are preferably equal. Light that is transmitted from the display region 310 to the outside for display is, for example, multiply reflected by the glass constituting the active matrix substrate 101 and the counter substrate 912, the surface of the upper polarizing plate 924, the interfaces of various insulating films, and the like. Although stray light enters each optical sensor, the amount of stray light between the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 becomes substantially constant when arranged as described above. If the current difference between each light receiving sensor 350P-1 to 350P-6 and each light shielding sensor 350D-1 to 350D-6 is taken as in this embodiment, the stray light component can be substantially removed. From this point of view, it is preferable that the light receiving openings 990-1 to 990-6 are divided into a plurality of parts and dispersed in as wide a range as possible because the display pattern of the display area 310 is less affected.

また、各受光センサー350P−1〜350P−6、各遮光センサー350D−1〜350D−6は本実施例に示すようにバックライトユニット926とはなるべく遠い辺に配置されることが好ましい。バックライトユニット926はLEDであれCCFLであれ熱源になるため、バックライトユニット926に近いほど、アクティブマトリクス基板101内で熱勾配が大きくなり、各受光センサー350P−1〜350P−6、各遮光センサー350D−1〜350D−6の間で温度差ができやすいためである。   Further, it is preferable that the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 are arranged as far as possible from the backlight unit 926 as shown in the present embodiment. Since the backlight unit 926 is a heat source, whether it is an LED or a CCFL, the closer to the backlight unit 926, the greater the thermal gradient in the active matrix substrate 101, and the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6, the light shielding sensors. This is because a temperature difference is easily generated between 350D-1 to 350D-6.

また、受光開口部990−1〜990−6のサイズについては、該受光開口部990−1〜990−6が配置された表示領域310の周縁部の境界辺に平行な方向(以下、X方向とする)に大きくすると温度分布や迷光の影響を受ける。また、表示領域310の境界辺に直交する方向(以下、Y方向とする)について大きくすると額縁領域が大きくなって液晶表示装置910の外形サイズが大きくなってしまう上に対向基板912と上偏光板924の界面で反射された表示領域310の光が各受光センサー350P−1〜350P−6、各遮光センサー350D−1〜350D−6に迷光として強く照射されてしまい、測定誤差の要因となる。一方で、X方向についてあまり小さくしてしまうと配置効率が悪くなり、PINダイオードのチャネル幅(W)が小さくなってしまうし、Y方向について小さくすると光の取り込み効率が悪くなり、検出精度に影響が生じる。以上のような条件を元に検討した結果、X方向については0.5mm〜20mm、Y方向については0.05mm〜対向基板912の板厚(本実施例では0.6mm)の範囲内が望ましいとの結論に達した。以上をふまえ、本実施例ではX方向は10mm、Y方向は0.3mmのサイズに設定している。   The size of the light receiving openings 990-1 to 990-6 is a direction parallel to the boundary edge of the peripheral portion of the display area 310 where the light receiving openings 990-1 to 990-6 are arranged (hereinafter referred to as X direction). )), It is affected by temperature distribution and stray light. Further, if the size is increased in a direction orthogonal to the boundary side of the display area 310 (hereinafter referred to as Y direction), the frame area becomes larger and the outer size of the liquid crystal display device 910 becomes larger, and the counter substrate 912 and the upper polarizing plate. The light in the display area 310 reflected at the interface 924 is strongly irradiated as stray light to the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6, which causes a measurement error. On the other hand, if it is made too small in the X direction, the placement efficiency will deteriorate, the channel width (W) of the PIN diode will become small, and if it is made small in the Y direction, the light capture efficiency will deteriorate, affecting the detection accuracy. Occurs. As a result of examination based on the above conditions, it is desirable that the thickness is in the range of 0.5 mm to 20 mm in the X direction and 0.05 mm to the thickness of the counter substrate 912 (0.6 mm in this embodiment) in the Y direction. The conclusion was reached. Based on the above, in this embodiment, the X direction is set to 10 mm and the Y direction is set to 0.3 mm.

受光開口部990−1〜990−6の配置ピッチは20mmであり、また受光センサー350P−1と遮光センサー350D−1のピッチは10mm、遮光センサー350D−1のピッチと受光センサー350P−2のピッチも10mm、というように受光センサー350P−1〜350P−6と遮光センサー350D−1〜350D−6が10mmピッチで交互に配置されている。   The arrangement pitch of the light receiving openings 990-1 to 990-6 is 20 mm, the pitch of the light receiving sensor 350P-1 and the light shielding sensor 350D-1 is 10 mm, the pitch of the light shielding sensor 350D-1 and the pitch of the light receiving sensor 350P-2. The light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 are alternately arranged at a pitch of 10 mm.

図3は図2の点線310部で示す表示領域のm番目のデータ線202−mとn番目の走査線201−nの交差部付近の回路図である。走査線201−nとデータ線202−mの各交点にはNチャネル型電界効果ポリシリコン薄膜トランジスターよりなる画素スイッチング素子401−n−mが形成されており、そのゲート電極は走査線201−nに、ソース、ドレイン電極はそれぞれデータ線202−mと画素電極402−n−mに接続されている。画素電極402−n−m及び同一電位に短絡される電極は容量線203−nと補助容量コンデンサー403−n−mを形成し、また液晶表示装置として組み立てられた際には液晶素子をはさんで対向電極930(コモン電極)とやはりコンデンサーを形成する。   FIG. 3 is a circuit diagram near the intersection of the mth data line 202-m and the nth scanning line 201-n in the display area indicated by the dotted line 310 in FIG. A pixel switching element 401-nm including an N-channel field effect polysilicon thin film transistor is formed at each intersection of the scanning line 201-n and the data line 202-m, and the gate electrode thereof is the scanning line 201-n. The source and drain electrodes are connected to the data line 202-m and the pixel electrode 402-nm, respectively. The pixel electrode 402-nm and the electrode short-circuited to the same potential form a capacitor line 203-n and an auxiliary capacitor 403-nm, and when assembled as a liquid crystal display device, the liquid crystal element is sandwiched. Thus, a capacitor is formed with the counter electrode 930 (common electrode).

図4は本実施例での電子機器の具体的な構成を示すブロック図である。液晶表示装置910は図1で説明した液晶表示装置であって、外部電源回路784、映像処理回路780がFPC(可撓性基板)928およびコネクタ929を通じて必要な信号と電源を液晶表示装置910に供給する。中央演算回路781は外部I/F回路782を介して入出力機器783からの入力データを取得する。ここで入出力機器783とは例えばキーボード、マウス、トラックボール、LED、スピーカー、アンテナなどである。中央演算回路781は外部からのデータをもとに各種演算処理を行い、結果をコマンドとして映像処理回路780あるいは外部I/F回路782へ転送する。映像処理回路780は中央演算回路781からのコマンドに基づき映像情報を更新し、液晶表示装置910への信号を変更することで、液晶表示装置910の表示映像が変化する。また、液晶表示装置910上の検出回路360からの二値出力信号OUTがFPC(可撓性基板)928を通じて中央演算回路781に入力され、中央演算回路781は二値出力信号OUTのパルス長を対応する離散値に変換する。次に中央演算回路781はEEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)よりなる参照テーブル785にアクセスし、変換した離散値を適切なバックライトユニット926の電圧に対応する値に再変換し、外部電源回路784に送信する。外部電源回路784はこの送信された値に対応した電圧の電位電源を液晶表示装置910内のバックライトユニット926にコネクタ929を通じて供給する。バックライトユニット926の輝度は外部電源回路784より供給される電圧によって変化するので、液晶表示装置910の全白表示時輝度も変化することになる。ここで電子機器とは具体的にはモニター、TV、ノートパソコン、PDA、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話、携帯フォトビューワー、携帯ビデオプレイヤー、携帯DVDプレイヤー、携帯オーディオプレイヤーなどである。   FIG. 4 is a block diagram showing a specific configuration of the electronic apparatus in this embodiment. The liquid crystal display device 910 is the liquid crystal display device described in FIG. 1, and the external power supply circuit 784 and the video processing circuit 780 send necessary signals and power to the liquid crystal display device 910 through an FPC (flexible substrate) 928 and a connector 929. Supply. The central processing circuit 781 acquires input data from the input / output device 783 via the external I / F circuit 782. Here, the input / output device 783 is, for example, a keyboard, a mouse, a trackball, an LED, a speaker, an antenna, or the like. The central processing circuit 781 performs various arithmetic processing based on data from the outside, and transfers the result to the video processing circuit 780 or the external I / F circuit 782 as a command. The video processing circuit 780 updates the video information based on the command from the central processing circuit 781 and changes the signal to the liquid crystal display device 910, whereby the display video of the liquid crystal display device 910 changes. Further, the binary output signal OUT from the detection circuit 360 on the liquid crystal display device 910 is input to the central arithmetic circuit 781 through the FPC (flexible substrate) 928, and the central arithmetic circuit 781 determines the pulse length of the binary output signal OUT. Convert to the corresponding discrete value. Next, the central processing circuit 781 accesses a reference table 785 comprising an EEPROM (Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory), reconverts the converted discrete value into a value corresponding to an appropriate voltage of the backlight unit 926, and external power supply. Transmit to circuit 784. The external power supply circuit 784 supplies a potential power supply having a voltage corresponding to the transmitted value to the backlight unit 926 in the liquid crystal display device 910 through the connector 929. Since the luminance of the backlight unit 926 varies depending on the voltage supplied from the external power supply circuit 784, the luminance of the liquid crystal display device 910 when displaying all white also varies. Specifically, the electronic device includes a monitor, a TV, a notebook computer, a PDA, a digital camera, a video camera, a mobile phone, a mobile photo viewer, a mobile video player, a mobile DVD player, a mobile audio player, and the like.

なお、本実施例では電子機器上の中央演算回路781によってバックライトユニット926の輝度を制御したが、例えば液晶表示装置910内にドライバーIC及びEEPROMを備えた構成とし、このドライバーICに二値出力信号OUTから離散値への変換機能、EEPROMを参照しての再変換機能、バックライトユニット926への出力電圧の調整機能を持たせても良い。また、参照テーブルを用いず、数値計算によって離散値からバックライトユニット926の電圧に対応する値に再変換するように構成しても良い。   In this embodiment, the luminance of the backlight unit 926 is controlled by the central processing circuit 781 on the electronic device. For example, the liquid crystal display device 910 includes a driver IC and an EEPROM, and the driver IC has a binary output. A conversion function from the signal OUT to the discrete value, a re-conversion function with reference to the EEPROM, and a function for adjusting the output voltage to the backlight unit 926 may be provided. Further, a configuration may be adopted in which a discrete value is converted into a value corresponding to the voltage of the backlight unit 926 by numerical calculation without using a reference table.

図5は図3で示した画素表示領域の回路図の実際の構成を示す平面図である。図5の凡例に示す通り、各網掛けの異なる部位はそれぞれ異なる材料配線であることを示し、同じ網掛けで示した部位は同じ材料配線であることを示す。クロム薄膜(Cr)、ポリシリコン薄膜(Poly−Si)、モリブデン薄膜(Mo)、アルミ・ネオジウム合金薄膜(AlNd)、酸化インディウム・錫薄膜(Indium Tin Oxiced=ITO)の5層薄膜より構成されてなり、それぞれの層間には酸化シリコン、窒化シリコン、有機絶縁膜のいずれかあるいはそれらを積層した絶縁膜が形成される。具体的にはクロム薄膜(Cr)は膜厚100nm、ポリシリコン薄膜(Poly−Si)は膜厚50nm、モリブデン薄膜(Mo)は膜厚200nm、アルミ・ネオジウム合金薄膜(AlNd)は膜厚500nm、酸化インディウム・錫薄膜(ITO)は膜厚100nmとする。また、クロム薄膜(Cr)とポリシリコン薄膜(Poly−Si)の間には100nmの窒化シリコン膜と100nmの酸化シリコン膜を積層した下地絶縁膜が形成され、ポリシリコン薄膜(Poly−Si)とモリブデン薄膜(Mo)の間には100nmの酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜が形成され、モリブデン薄膜(Mo)とアルミ・ネオジウム合金薄膜(AlNd)の間には200nmの窒化シリコン膜と500nmの酸化シリコン膜を積層した層間絶縁膜が形成され、アルミ・ネオジウム合金薄膜(AlNd)と酸化インディウム・錫薄膜(ITO)の間には200nmの窒化シリコン膜と平均1μmの有機平坦化膜を積層した保護絶縁膜が形成され、互いの配線間を絶縁しており、適切な位置にコンタクトホールを開口して互いに接続される。なお、図5中にはクロム薄膜(Cr)パターンは存在しない。   FIG. 5 is a plan view showing an actual configuration of the circuit diagram of the pixel display region shown in FIG. As shown in the legend of FIG. 5, different shaded parts indicate different material wirings, and the same shaded parts indicate the same material wiring. It consists of a five-layer thin film of chromium thin film (Cr), polysilicon thin film (Poly-Si), molybdenum thin film (Mo), aluminum neodymium alloy thin film (AlNd), and indium tin oxide thin film (Indium Tin Oxed = ITO). Thus, an insulating film formed by laminating any one of silicon oxide, silicon nitride, and an organic insulating film is formed between the respective layers. Specifically, the chromium thin film (Cr) has a thickness of 100 nm, the polysilicon thin film (Poly-Si) has a thickness of 50 nm, the molybdenum thin film (Mo) has a thickness of 200 nm, the aluminum-neodymium alloy thin film (AlNd) has a thickness of 500 nm, The indium oxide / tin thin film (ITO) has a thickness of 100 nm. In addition, a base insulating film in which a 100 nm silicon nitride film and a 100 nm silicon oxide film are stacked is formed between the chromium thin film (Cr) and the polysilicon thin film (Poly-Si), and the polysilicon thin film (Poly-Si) and Between the molybdenum thin film (Mo), a gate insulating film made of a 100 nm silicon oxide film is formed. Between the molybdenum thin film (Mo) and the aluminum-neodymium alloy thin film (AlNd), a 200 nm silicon nitride film and a 500 nm oxide film are formed. An interlayer insulating film formed by laminating a silicon film is formed, and a 200 nm silicon nitride film and an average 1 μm organic planarizing film are laminated between an aluminum / neodymium alloy thin film (AlNd) and an indium oxide / tin thin film (ITO). A protective insulating film is formed to insulate the wires from each other, and contact holes are opened at appropriate positions. It is connected to the stomach. In FIG. 5, there is no chromium thin film (Cr) pattern.

図5で示すように、データ線202−mはアルミ・ネオジウム合金薄膜(AlNd)により形成され、コンタクトホールを介して画素スイッチング素子401−n−mのソース電極に接続される。走査線201−nはモリブデン薄膜(Mo)で構成され、画素スイッチング素子401−n−mのゲート電極を兼用する。容量線203−nは走査線201−nと同じ配線材料から構成され、画素電極402−n−mは酸化インディウム・錫薄膜よりなり、画素スイッチング素子401−n−mのドレイン電極にコンタクトホールを通じて接続される。また、画素スイッチング素子401−n−mのドレイン電極はリンを高濃度ドープされたn+型ポリシリコン薄膜よりなる容量部電極605にも接続され、容量線203−nと平面的に重なって補助容量コンデンサー403−n−mを構成する。   As shown in FIG. 5, the data line 202-m is formed of an aluminum-neodymium alloy thin film (AlNd) and is connected to the source electrode of the pixel switching element 401-nm through a contact hole. The scanning line 201-n is composed of a molybdenum thin film (Mo) and also serves as the gate electrode of the pixel switching element 401-nm. The capacitor line 203-n is made of the same wiring material as the scanning line 201-n, the pixel electrode 402-nm is made of an indium oxide / tin thin film, and a contact hole is formed in the drain electrode of the pixel switching element 401-nm. Connected through. Further, the drain electrode of the pixel switching element 401-nm is also connected to a capacitor electrode 605 made of an n + type polysilicon thin film heavily doped with phosphorus, and overlaps the capacitor line 203-n in plan view to form an auxiliary capacitor. Condenser 403-nm is formed.

図6は画素スイッチング素子401−n−mの構造を説明するための図5のA−A'線部に対応する液晶表示装置910の一部の断面構造を示す図である。なお、図を見やすくするために縮尺は一定でない。アクティブマトリクス基板101は無アルカリガラスよりなる厚さ0.6mmの絶縁基板であって、その上に200nmの窒化シリコン膜と300nmの酸化シリコン膜を積層した下地絶縁膜を介してポリシリコン薄膜よりなるシリコンアイランド602が配置され、走査線201−nはシリコンアイランド602と前述のゲート絶縁膜を挟んで上方に配置される。   FIG. 6 is a diagram showing a partial cross-sectional structure of the liquid crystal display device 910 corresponding to the AA ′ line portion of FIG. 5 for explaining the structure of the pixel switching element 401 -nm. Note that the scale is not constant in order to make the drawing easier to see. The active matrix substrate 101 is an insulating substrate made of alkali-free glass and having a thickness of 0.6 mm, and is made of a polysilicon thin film through a base insulating film in which a 200 nm silicon nitride film and a 300 nm silicon oxide film are stacked on the substrate. A silicon island 602 is arranged, and the scanning line 201-n is arranged above the silicon island 602 and the gate insulating film.

走査線201−nとオーバーラップする領域ではシリコンアイランド602はリンイオンが全く、あるいはごく低濃度しかドープされていない真性半導体領域602Iであり、その左右にリンイオンが低濃度にドープされたシート抵抗20kΩ程度のn−領域602Lが存在し、さらにその左右にリンイオンが高濃度にドープされたシート抵抗1kΩ程度のn+領域602Nが存在する、LDD(Lightly Doped Drain)構造である。左右のn+領域602Nは層間絶縁膜にそれぞれ形成したコンタクトホールを介してソース電極603、ドレイン電極604と接続しており、ソース電極603はデータ線202−mと、ドレイン電極604は層間絶縁膜にそれぞれ形成した画素電極402−n−mとそれぞれ接続している。画素電極402−n−mと対向基板912上の対向電極930との間にはネマティック相液晶材料922が存在する。また、画素電極402−n−mと一部重なるようにしてブラックマトリクス940が対向基板912上に形成されている。なお、画素スイッチング素子401−n−mの光リーク電流が問題になる場合はシリコンアイランド602下にCr膜よりなる遮光層を形成しても良い。本実施例では光リーク電流はほとんど問題ではなく、かつこのような構造をとると、画素スイッチング素子401−n−mの移動度が下がるため、シリコンアイランド602下のCr膜は除去する構成を選択した。   In the region overlapping with the scanning line 201-n, the silicon island 602 is an intrinsic semiconductor region 602I in which phosphorus ions are not doped at all or only in a very low concentration, and a sheet resistance of about 20 kΩ in which phosphorus ions are lightly doped on the left and right sides thereof. This is an LDD (Lightly Doped Drain) structure in which n-regions 602L exist and n + regions 602N having a sheet resistance of about 1 kΩ doped with phosphorus ions at a high concentration are present on the left and right sides thereof. The left and right n + regions 602N are connected to the source electrode 603 and the drain electrode 604 through contact holes respectively formed in the interlayer insulating film. The source electrode 603 is connected to the data line 202-m, and the drain electrode 604 is connected to the interlayer insulating film. The pixel electrodes 402-nm are respectively connected to the pixel electrodes 402-nm. A nematic phase liquid crystal material 922 exists between the pixel electrode 402 -nm and the counter electrode 930 on the counter substrate 912. In addition, a black matrix 940 is formed over the counter substrate 912 so as to partially overlap with the pixel electrodes 402-nm. In the case where the light leakage current of the pixel switching element 401-nm becomes a problem, a light shielding layer made of a Cr film may be formed under the silicon island 602. In this embodiment, the light leakage current is hardly a problem, and if such a structure is adopted, the mobility of the pixel switching element 401-nm is lowered, and therefore a configuration in which the Cr film under the silicon island 602 is removed is selected. did.

図7は補助容量コンデンサー403−n−mの構造を説明するための図5のB−B'線部に対応する液晶表示装置910の一部の断面構造を示す図であり、ドレイン電極604と繋がる容量部電極605と容量線203−nがゲート絶縁膜をはさんで重なることで蓄積容量を形成している。   FIG. 7 is a diagram showing a partial cross-sectional structure of the liquid crystal display device 910 corresponding to the BB ′ line portion of FIG. 5 for explaining the structure of the auxiliary capacitor 403-nm. The connected capacitor electrode 605 and the capacitor line 203-n overlap with each other with the gate insulating film interposed therebetween to form a storage capacitor.

図8は受光センサー350P−1(第1の光センサー)と遮光センサー350D−1(第2の光センサー)付近の拡大平面図である。なお、図を見やすくするために縦と横の縮尺は一定でない。また、凡例は図5と同様である。受光センサー350P−1は太点線で示す受光開口部990−1と平面的に重なっており、外光が照射されるようになっている。受光センサー350P−1は4箇所の孤立した受光部350P−1Iとそれに隣り合う配線SENSEに接続されるアノード領域350P−1Pと、配線VSHに接続されるカソード領域350P−1Nとによって構成される。受光部350P−1I、アノード領域350P−1P、カソード領域350P−1Nはいずれも同一のポリシリコン薄膜アイランドがドープ濃度の違いによって分離されることで構成され、アノード領域350P−1Pは比較的高濃度のボロンイオンがドープされ、カソード領域350P−1Nは比較的高濃度のリンイオンがドープされ、受光部350P−1Iはごく低濃度でしかボロンイオン・リンイオンを含まない。また、アノード領域350P−1P、カソード領域350P−1N、受光部350P−1Iはそれぞれ幅10μmであって、受光部350P−1Iの長さはそれぞれ1000μmである。このように受光センサー350P−1は複数の並列接続されたPIN接合ダイオードを構成している。受光センサー350P−1及び遮光センサー350D−1の表示領域310に近い側には共通電位配線335が配置されるが、本実施例では受光センサー350P−1及び遮光センサー350D−1には接続されず、電磁ノイズの影響を避けるため100μm離して配置している。   FIG. 8 is an enlarged plan view of the vicinity of the light receiving sensor 350P-1 (first optical sensor) and the light shielding sensor 350D-1 (second optical sensor). Note that the vertical and horizontal scales are not constant for easy viewing of the figure. The legend is the same as in FIG. The light receiving sensor 350P-1 overlaps the light receiving opening 990-1 indicated by a thick dotted line in a plan view so that external light is irradiated. The light receiving sensor 350P-1 includes four isolated light receiving portions 350P-1I, an anode region 350P-1P connected to the wiring SENSE adjacent thereto, and a cathode region 350P-1N connected to the wiring VSH. The light receiving part 350P-1I, the anode region 350P-1P, and the cathode region 350P-1N are all configured by separating the same polysilicon thin film islands by the difference in doping concentration, and the anode region 350P-1P has a relatively high concentration. The cathode region 350P-1N is doped with a relatively high concentration of phosphorus ions, and the light receiving portion 350P-1I contains boron ions and phosphorus ions only at a very low concentration. The anode region 350P-1P, the cathode region 350P-1N, and the light receiving portion 350P-1I each have a width of 10 μm, and the length of the light receiving portion 350P-1I is 1000 μm. Thus, the light receiving sensor 350P-1 constitutes a plurality of parallel-connected PIN junction diodes. Although the common potential wiring 335 is disposed on the side of the light receiving sensor 350P-1 and the light shielding sensor 350D-1 that are close to the display area 310, in this embodiment, it is not connected to the light receiving sensor 350P-1 and the light shielding sensor 350D-1. In order to avoid the influence of electromagnetic noise, they are arranged 100 μm apart.

遮光センサー350D−1は4箇所の孤立した受光部350D−1Iとそれに隣り合う配線VSLに接続されるアノード領域350D−1Pと、配線SENSEに接続されるカソード領域350D−1Nとによって構成される。カソードとアノードが接続される配線が異なることと、受光開口部990−1と平面的に重なっていないこと以外は受光センサー350P−1と遮光センサー350D−1は同一の構成であるので、これ以上の説明は省略する。また、受光センサー350P−2〜350P−5は受光センサー350P−1と、遮光センサー350D−2〜350D−5は遮光センサー350D−1と、それぞれ配置位置を除いて同様の構成であるので説明は省略する。   The light shielding sensor 350D-1 includes four isolated light receiving portions 350D-1I, an anode region 350D-1P connected to the wiring VSL adjacent thereto, and a cathode region 350D-1N connected to the wiring SENSE. The light receiving sensor 350P-1 and the light shielding sensor 350D-1 have the same configuration except that the wiring to which the cathode and the anode are connected is different and that the light receiving opening 990-1 does not overlap in plan view. Description of is omitted. The light receiving sensors 350P-2 to 350P-5 have the same configuration except for the light receiving sensor 350P-1, and the light shielding sensors 350D-2 to 350D-5 have the same structure except for the arrangement positions. Omitted.

図9は受光センサー350P−1の構造を説明するための図8の線C−C'線部に対応する液晶表示装置910の一部の断面構造を示す図である。アクティブマトリクス基板101上には下地絶縁膜を介してバックライト遮光電極611P−1(第1の遮光電極)が配置され、その上に薄膜ポリシリコンよりなる受光センサー350P−1がゲート絶縁膜を挟んで形成される。。受光センサー350P−1が4箇所の受光部350P−1Iとそれに隣り合う配線VSLに接続されるアノード領域350P−1Pと、配線SENSEに接続されるカソード領域350P−1Nとによって構成されるのは前述の通りである。受光センサー350P−1の上方には層間絶縁膜、平坦化絶縁膜を介して酸化インディウム・錫薄膜(ITO)よりなる透明電極612P−1(第1の透明電極)が配置され、受光部350P−1Iに対する電界シールドとして機能する。透明電極612P−1の上方はネマティック相液晶材料922が封入され、対向基板912上の対向電極930が配置される。なお、受光センサー350P−1配置位置によってはネマティック相液晶材料922のかわりにシール材923が配置されることもある。受光開口部990−1は対向基板912上のブラックマトリクス940を部分的に除去することで形成されてなる。図示しないが、遮光センサー350D−1上には受光開口部は存在しないので、ブラックマトリクス940は除去されない。   FIG. 9 is a diagram showing a partial cross-sectional structure of the liquid crystal display device 910 corresponding to the line CC ′ line portion of FIG. 8 for explaining the structure of the light receiving sensor 350P-1. A backlight light shielding electrode 611P-1 (first light shielding electrode) is disposed on the active matrix substrate 101 via a base insulating film, and a light receiving sensor 350P-1 made of thin film polysilicon sandwiches the gate insulating film thereon. Formed with. . The light receiving sensor 350P-1 is configured by the four light receiving portions 350P-1I, the anode region 350P-1P connected to the wiring VSL adjacent thereto, and the cathode region 350P-1N connected to the wiring SENSE. It is as follows. Above the light receiving sensor 350P-1, a transparent electrode 612P-1 (first transparent electrode) made of indium oxide and tin thin film (ITO) is disposed via an interlayer insulating film and a planarizing insulating film, and the light receiving part 350P. It functions as an electric field shield against -1I. A nematic liquid crystal material 922 is sealed above the transparent electrode 612P-1, and the counter electrode 930 on the counter substrate 912 is disposed. Depending on the arrangement position of the light receiving sensor 350P-1, a sealing material 923 may be arranged instead of the nematic liquid crystal material 922. The light receiving opening 990-1 is formed by partially removing the black matrix 940 on the counter substrate 912. Although not shown, since the light receiving opening does not exist on the light shielding sensor 350D-1, the black matrix 940 is not removed.

対向基板912の上方からは外光LAが照射され、他方、アクティブマトリクス基板101の下方からはバックライトユニット926からの光(バックライト光LB)が照射される構成となっている。   External light LA is irradiated from above the counter substrate 912, while light (backlight light LB) from the backlight unit 926 is irradiated from below the active matrix substrate 101.

なお、本実施例では実施していないが、受光開口部990−1部に光学的な補正層を入れてもよい。例えば対向基板912に形成される画素に対応したカラーフィルタを構成する色材のうちの一つあるいは複数を受光開口部990−1と重ねて形成して、視感度分光特性と受光センサー350P−1をより一致させるようにしてもよい。例えばグリーンの画素に対応する色材を受光開口部990−1上に重ねて形成すれば、短波長と長波長側をカットするため、受光センサー350P−1の分光特性が視感度分光特性より短波長あるいは長波長にずれていても補正できる。その他、反射防止膜や干渉層、偏光層等と目的に応じて受光開口部990−1部を重ねればよい。また、本図では図示してないが、上偏光板924は受光開口部990−1と重ねてもよいし、除去しても良い。重ねた方が受光開口部990−1は目立たなくなるが、除去すると光感度が向上する。   Although not implemented in this embodiment, an optical correction layer may be inserted in the light receiving opening 990-1 portion. For example, one or a plurality of color materials constituting a color filter corresponding to the pixels formed on the counter substrate 912 are formed so as to overlap with the light receiving opening 990-1, so that the spectral sensitivity characteristics and the light receiving sensor 350P-1 are formed. May be made more consistent. For example, if a color material corresponding to a green pixel is formed on the light receiving opening 990-1, the short wavelength and the long wavelength side are cut, so that the spectral characteristic of the light receiving sensor 350P-1 is shorter than the visibility spectral characteristic. Correction is possible even if the wavelength or wavelength is shifted. In addition, the light receiving opening 990-1 may be overlapped with the antireflection film, the interference layer, the polarizing layer, or the like according to the purpose. Although not shown in the drawing, the upper polarizing plate 924 may be overlapped with the light receiving opening 990-1 or may be removed. The light receiving opening 990-1 is less noticeable when it is overlapped, but if it is removed, the light sensitivity is improved.

本実施例では液晶表示装置910は低消費電力化のため、共通電位配線335に反転信号を印加する共通電極反転駆動(コモンAC駆動)を行っているので、対向電極930には振幅V0〜5V、周波数14KHzのAC信号が印加される。しかしながら対向電極930より生じる電磁波は透明電極612P−1によってシールドされるため、対向電極930反転時に受光センサー350P−1にノイズがほとんどのることがない。同様に下方からの電磁ノイズに対してはバックライト遮光電極611P−1がシールドとして機能する。   In this embodiment, the liquid crystal display device 910 performs common electrode inversion driving (common AC driving) for applying an inversion signal to the common potential wiring 335 in order to reduce power consumption. Therefore, the counter electrode 930 has an amplitude of V0 to 5V. An AC signal having a frequency of 14 KHz is applied. However, since the electromagnetic wave generated from the counter electrode 930 is shielded by the transparent electrode 612P-1, noise hardly occurs in the light receiving sensor 350P-1 when the counter electrode 930 is reversed. Similarly, the backlight light-shielding electrode 611P-1 functions as a shield against electromagnetic noise from below.

図10は図8の線D−D'線部に対応する液晶表示装置910の一部の断面構造を示す図である。下地絶縁膜上に形成されるバックライト遮光電極611P−1(第1の遮光電極)とバックライト遮光電極611D−1(第2の遮光電極)は遮光電極間隙611Gによって互いに離間しており、別々の電位を与えられる。また平坦化絶縁膜上に形成される透明電極612P−1(第1の透明電極)と透明電極612D−1(第2の透明電極)も透明電極間隙612Gによって互いに離間しており、別々の電位を与えられる。バックライト遮光電極611P−1と透明電極612P−1は互いに中間電極613P−1とゲート絶縁膜、層間絶縁膜および平坦化絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して接続されており、最終的に配線PBTに接続される。バックライト遮光電極611D−1と透明電極612D−1は互いに中間電極613D−1とゲート絶縁膜、層間絶縁膜および平坦化絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して接続されており、最終的に配線DBTに接続される。   FIG. 10 is a diagram showing a partial cross-sectional structure of the liquid crystal display device 910 corresponding to the line DD ′ line portion of FIG. The backlight light shielding electrode 611P-1 (first light shielding electrode) and the backlight light shielding electrode 611D-1 (second light shielding electrode) formed on the base insulating film are separated from each other by a light shielding electrode gap 611G, and are separately provided. Given potential. Further, the transparent electrode 612P-1 (first transparent electrode) and the transparent electrode 612D-1 (second transparent electrode) formed on the planarization insulating film are also separated from each other by the transparent electrode gap 612G, and have different potentials. Is given. The backlight shading electrode 611P-1 and the transparent electrode 612P-1 are connected to the intermediate electrode 613P-1 through contact holes formed in the gate insulating film, the interlayer insulating film, and the planarizing insulating film. Connected to the wiring PBT. The backlight shading electrode 611D-1 and the transparent electrode 612D-1 are connected to the intermediate electrode 613D-1 through contact holes formed in the gate insulating film, the interlayer insulating film, and the planarizing insulating film. Connected to the wiring DBT.

ここで遮光電極間隙611Gと透明電極間隙612Gはアクティブマトリクス基板101および対向基板912の鉛直方向において互いに重ならない。このように構成すると、平面的に上下ともにシールドされていない領域がなくなるので、間隙から進入する電磁ノイズが左右に広がりにくくなり、間隙によるシールド性能の低下を軽減できる。   Here, the light shielding electrode gap 611G and the transparent electrode gap 612G do not overlap with each other in the vertical direction of the active matrix substrate 101 and the counter substrate 912. With this configuration, since there is no area that is not shielded both vertically and horizontally, electromagnetic noise entering from the gap is less likely to spread to the left and right, and a reduction in shielding performance due to the gap can be reduced.

また、遮光電極間隙611Gと重なるようにモリブデン薄膜(Mo)よりなる間隙遮光体610が形成される。これにより、遮光電極間隙611Gより進入するバックライト光が各種絶縁膜やガラスの界面等で多重反射され、迷光となって受光センサー350P−1や遮光センサー350D−1に到達する割合を飛躍的に軽減できる。   A gap light shielding body 610 made of a molybdenum thin film (Mo) is formed so as to overlap the light shielding electrode gap 611G. As a result, the ratio of the backlight light entering from the light shielding electrode gap 611G is reflected multiple times at various insulating films, glass interfaces, etc., and becomes stray light to reach the light receiving sensor 350P-1 and the light shielding sensor 350D-1. Can be reduced.

以上のような構成による受光センサー350P−1〜350P−6、遮光センサー350D−1〜350D−6の等価回路が図11である。各受光センサー350P−1〜350P−6、遮光センサー350D−1〜350D−6はそれぞれ、4つのPINダイオードが並列に接続されている。また、各受光センサー350P−1〜350P−6も互いに並列に接続されており、遮光センサー350D−1〜350D−6も互いに並列に接続されている。ゆえに最終的に図11は図12の回路図と等価である。すなわち、遮光センサー350D−1〜350D−6はチャネル幅24000μm、チャネル長10μmのPINダイオードであり、そのアノードは配線VSLに接続され、そのカソードは配線SENSEに接続される。また、遮光センサー350D−1〜350D−6と平面的に重なるバックライト遮光電極611D−1〜611D−6及び透明電極612D−1〜612D−6は配線DBTに接続される。受光センサー350P−1〜350P−6はチャネル幅24000μm、チャネル長10μmのPINダイオードであり、そのアノードは配線SENSEに接続され、そのカソードは配線VSHに接続される。また、受光センサー350P−1〜350P−6と平面的に重なるバックライト遮光電極611P−1〜611P−6及び透明電極612P−1〜612P−6は配線PBTに接続される。   FIG. 11 shows an equivalent circuit of the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 configured as described above. Each of the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 has four PIN diodes connected in parallel. The light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 are also connected in parallel to each other, and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 are also connected to each other in parallel. Therefore, finally, FIG. 11 is equivalent to the circuit diagram of FIG. That is, the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 are PIN diodes having a channel width of 24000 μm and a channel length of 10 μm, their anodes connected to the wiring VSL, and their cathodes connected to the wiring SENSE. Further, the backlight light shielding electrodes 611D-1 to 611D-6 and the transparent electrodes 612D-1 to 612D-6, which overlap the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 in a plane, are connected to the wiring DBT. The light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 are PIN diodes having a channel width of 24000 μm and a channel length of 10 μm, and their anodes are connected to the wiring SENSE and their cathodes are connected to the wiring VSH. Further, the backlight light shielding electrodes 611P-1 to 611P-6 and the transparent electrodes 612P-1 to 612P-6, which overlap the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 in a plane, are connected to the wiring PBT.

図13は一定の外光照度LXが液晶表示装置910に照射された時の受光センサー350P−1〜350P−6と遮光センサー350D−1〜350D−6を構成するPINダイオードの特性を示したグラフである。横軸はバイアス電位Vd(=アノード電位−カソード電位)であり、縦軸はアノード−カソード間に流れる電流量Idである。実線で示したグラフ(A)は受光センサー350P−1〜350P−6の特性であり、破線で示したグラフ(B)は遮光センサー350D−1〜350D−6の特性である。このように順バイアス領域(Id>0)ではほぼ両者は一致するが、逆バイアス領域(Id<0)では受光センサー350P−1〜350P−6のグラフ(B)方が電流の絶対値が大きくなる。これは遮光センサー350D−1〜350D−6には外光が照射されないため、温度に起因する熱電流量Ileakのみが流れるが、受光センサー350P−1〜350P−6を構成するPINダイオードの受光部350P−1I〜350P−6Iに光が照射されるとキャリア対が生成され、光電流量Iphotoが流れるため、受光センサー350P−1〜350P−6では光電流量と熱電流量の和、Iphoto+Ileakが流れるためである。熱電流量IleakはVd(=アノード電位−カソード電位)依存性を示し、−5.0≦Vd≦−1.5の領域では傾きKA(KA>0)の直線として近似できる。ここでKAは温度に対する関数であって、温度が上昇すると指数関数的に上昇する。このVd領域(Vd=−5.0≦Vd≦−1.5)では受光センサー350P−1〜350P−6に流れる光電流量Iphotoはほぼ一定の値を有し、外光照度LXに比例する(以下、Iphoto=LX×kとする)。ゆえに、受光センサー350P−1〜350P−6に流れる電流(グラフ(A))、遮光センサー350D−1〜350D−6に流れる電流(グラフ(B))ともに−5.0≦Vd≦−1.5の領域では傾きKA(KA>0)の直線である。   FIG. 13 is a graph showing characteristics of PIN diodes constituting the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 when the liquid crystal display device 910 is irradiated with a constant illuminance LX. is there. The horizontal axis represents the bias potential Vd (= anode potential−cathode potential), and the vertical axis represents the amount of current Id flowing between the anode and the cathode. A graph (A) indicated by a solid line is a characteristic of the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6, and a graph (B) indicated by a broken line is a characteristic of the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6. As described above, in the forward bias region (Id> 0), both are almost the same, but in the reverse bias region (Id <0), the graph (B) of the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 has a larger absolute value of the current. Become. Since the outside light is not irradiated to the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6, only the thermal current amount Ileak caused by the temperature flows, but the light receiving part 350P of the PIN diode constituting the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6. When light is irradiated to -1I to 350P-6I, a carrier pair is generated and the photoelectric flow rate Iphoto flows. Therefore, in the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6, the sum of the photoelectric flow rate and the thermal current amount, Iphoto + Ileak flows. . The amount of thermal current Ileak is dependent on Vd (= anode potential−cathode potential), and can be approximated as a straight line with a slope KA (KA> 0) in the region of −5.0 ≦ Vd ≦ −1.5. Here, KA is a function with respect to temperature, and increases exponentially as the temperature increases. In this Vd region (Vd = −5.0 ≦ Vd ≦ −1.5), the photoelectric flow rate Iphoto flowing through the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 has a substantially constant value, and is proportional to the external light illuminance LX (hereinafter referred to as “light-emitting sensor”). , Iphoto = LX × k). Therefore, the current flowing through the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 (graph (A)) and the current flowing through the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 (graph (B)) are both −5.0 ≦ Vd ≦ −1. The region 5 is a straight line with an inclination KA (KA> 0).

ここで遮光センサー350D−1〜350D−6と受光センサー350P−1〜350P−6のVdを同じになるようにバイアスを設定する、すなわち配線SENSEの電位VSENSEを配線VSHの電位VVSHと配線VSLの電位VVSLのちょうど中間である(VVSH+VVSL)÷2に設定すると、受光センサー350P−1〜350P−6と遮光センサー350D−1〜350D−6に流れる熱電流量(Ileak)は全く一致する。このとき、配線VSHに流れる電流量(=受光センサー350P−1〜350P−6に流れる電流量)はIphoto+Ileakであり、配線VSLにながれる電流量(=遮光センサー350D−1〜350D−6に流れる電流量)はIleakであるので、キルヒホッフ第1法則から配線SENSEに流れる電流量はIphoto=LX×kとなって、外光照度LXに比例する。なお実施例では受光センサーを高電位側に、遮光センサーを低電位側に接続したが、もちろん別でも差し支えないし、結論は同じである。   Here, the bias is set so that the Vd of the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 and the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 are the same, that is, the potential VSENSE of the wiring SENSE is set to the potential VVSH of the wiring VSH and the wiring VSL. When set to (VVSH + VVSL) / 2, which is exactly the middle of the potential VVSL, the amount of thermal current (Ileak) flowing through the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 is exactly the same. At this time, the amount of current flowing through the wiring VSH (= the amount of current flowing through the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6) is Iphoto + Ileak, and the amount of current flowing through the wiring VSL (= the current flowing through the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6). The amount of current flowing through the wiring SENSE from Kirchhoff's first law is Iphoto = LX × k, which is proportional to the external light illuminance LX. In the embodiment, the light receiving sensor is connected to the high potential side and the light shielding sensor is connected to the low potential side.

図14は検出回路360の回路図である。配線VCHG、配線RST、配線VSL、配線VSH、配線OUTは信号入力端子320と接続され、また配線VSL、配線VSH、配線SENSE、配線PBT、配線DBT配線は受光センサー350P−1〜350P−6及び遮光センサー350D−1〜350D−6に接続される。ここで配線VCHG、配線VSL、配線VSHは外部電源回路784より供給されるDC電源に接続され、VCHG配線は電位VVCHG(=2.0V)、VSL配線は電位VVSL(=0.0V)、VSH配線は電位VVSH(=5.0V)を供給される。なお、ここでVSL配線の電位VVSLは液晶表示装置910のGNDである。   FIG. 14 is a circuit diagram of the detection circuit 360. The wiring VCHG, the wiring RST, the wiring VSL, the wiring VSH, and the wiring OUT are connected to the signal input terminal 320, and the wiring VSL, the wiring VSH, the wiring SENSE, the wiring PBT, and the wiring DBT wiring are the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 and The light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 are connected. Here, the wiring VCHG, the wiring VSL, and the wiring VSH are connected to a DC power supply supplied from the external power supply circuit 784, the VCHG wiring is at a potential VVCHG (= 2.0V), the VSL wiring is at a potential VVSL (= 0.0V), and VSH. The wiring is supplied with a potential VVSH (= 5.0 V). Note that the potential VVSL of the VSL wiring is GND of the liquid crystal display device 910 here.

配線SENSEは第1のコンデンサーC1と、第3のコンデンサーC3の各一端に接続される。また、初期充電トランジスターNCのドレイン電極に接続される。第3のコンデンサーC3の他端は配線VSLに接続される。第1のコンデンサーC1の他端はノードAに接続される。初期充電トランジスターNCのソース電極は配線VCHGに接続され、電位VVCH(=2.0V)電源を供給される。初期充電トランジスターNCのゲート電極は配線RSTに接続される。ノードAはさらに第1のN型トランジスターN1のゲート電極と第1のP型トランジスターP1のゲート電極とリセットトランジスターNRのドレイン電極に接続され、さらに第2のコンデンサーC2の一端に接続される。第2のコンデンサーC2の他端は配線RSTに接続される。第1のN型トランジスターN1のドレイン電極と第1のP型トランジスターP1のドレイン電極とリセットトランジスターNRのソース電極はノードBに接続され、ノードBはさらに第2のN型トランジスターN2のゲート電極と第2のP型トランジスターP2のゲート電極に接続される。第2のN型トランジスターN2のドレイン電極と第2のP型トランジスターP2のドレイン電極はノードCに接続され、ノードCはさらに第3のN型トランジスターN3のゲート電極と第3のP型トランジスターP3のゲート電極に接続される。第3のN型トランジスターN3のドレイン電極と第3のP型トランジスターP3のドレイン電極はノードDに接続され、ノードDはさらに第4のN型トランジスターN4のゲート電極と第4のP型トランジスターP4のゲート電極に接続される。第4のN型トランジスターN4のドレイン電極と第4のP型トランジスターP4のドレイン電極は配線OUTに接続され、配線OUTはさらに第5のN型トランジスターN5のドレイン電極にも接続される。第5のN型トランジスターN5のゲート電極と第5のP型トランジスターP5のゲート電極は配線RSTに接続され、第5のP型トランジスターP5のドレイン電極は第4のP型トランジスターP4のソース電極に接続される。第1〜5のN型トランジスターN1〜N5のソース電極は配線VSLに接続され、電位VVSL(=0V)を供給されてなる。また第1〜3のP型トランジスターP1〜P3及び第5のP型トランジスターP5のソース電極は配線VSHに接続され、電位VVSH(=+5V)を供給されてなる。   The wiring SENSE is connected to each end of the first capacitor C1 and the third capacitor C3. Further, it is connected to the drain electrode of the initial charging transistor NC. The other end of the third capacitor C3 is connected to the wiring VSL. The other end of the first capacitor C1 is connected to the node A. The source electrode of the initial charging transistor NC is connected to the wiring VCHG and is supplied with a potential VVCH (= 2.0 V) power source. The gate electrode of the initial charging transistor NC is connected to the wiring RST. The node A is further connected to the gate electrode of the first N-type transistor N1, the gate electrode of the first P-type transistor P1, and the drain electrode of the reset transistor NR, and further connected to one end of the second capacitor C2. The other end of the second capacitor C2 is connected to the wiring RST. The drain electrode of the first N-type transistor N1, the drain electrode of the first P-type transistor P1, and the source electrode of the reset transistor NR are connected to the node B, and the node B is further connected to the gate electrode of the second N-type transistor N2. Connected to the gate electrode of the second P-type transistor P2. The drain electrode of the second N-type transistor N2 and the drain electrode of the second P-type transistor P2 are connected to the node C. The node C is further connected to the gate electrode of the third N-type transistor N3 and the third P-type transistor P3. To the gate electrode. The drain electrode of the third N-type transistor N3 and the drain electrode of the third P-type transistor P3 are connected to the node D. The node D is further connected to the gate electrode of the fourth N-type transistor N4 and the fourth P-type transistor P4. To the gate electrode. The drain electrode of the fourth N-type transistor N4 and the drain electrode of the fourth P-type transistor P4 are connected to the wiring OUT, and the wiring OUT is further connected to the drain electrode of the fifth N-type transistor N5. The gate electrode of the fifth N-type transistor N5 and the gate electrode of the fifth P-type transistor P5 are connected to the wiring RST, and the drain electrode of the fifth P-type transistor P5 is connected to the source electrode of the fourth P-type transistor P4. Connected. The source electrodes of the first to fifth N-type transistors N1 to N5 are connected to the wiring VSL and supplied with the potential VVSL (= 0V). The source electrodes of the first to third P-type transistors P1 to P3 and the fifth P-type transistor P5 are connected to the wiring VSH and supplied with the potential VVSH (= + 5 V).

また、検出回路360には配線PBTと配線DBTに印加する電位をトランジスターの閾値電圧(Vth)から自動的に補正する自己補正電圧回路361も備えてなる。自己補正電圧回路361は第6のN型トランジスターN11と、第6のP型トランジスターP11のドレイン電極及びゲート電極がそれぞれ配線PBTに接続され、第7のN型トランジスターN21と、第7のP型トランジスターP21のドレイン電極及びゲート電極がそれぞれ配線DBTに接続され、第6のN型トランジスターN11と、第7のN型トランジスターN21のソース電極は配線VSLに接続されて電位VVSL(=0V)を供給され、第6のP型トランジスターP11と、第7のP型トランジスターP21のソース電極は配線VSHに接続され、電位VVSH(=+5V)を供給されて構成される。   The detection circuit 360 also includes a self-correction voltage circuit 361 that automatically corrects the potential applied to the wiring PBT and the wiring DBT from the threshold voltage (Vth) of the transistor. The self-correcting voltage circuit 361 includes a sixth N-type transistor N11, a drain electrode and a gate electrode of the sixth P-type transistor P11 connected to the wiring PBT, and a seventh N-type transistor N21 and a seventh P-type transistor. The drain electrode and the gate electrode of the transistor P21 are respectively connected to the wiring DBT, and the source electrodes of the sixth N-type transistor N11 and the seventh N-type transistor N21 are connected to the wiring VSL to supply the potential VVSL (= 0V). The source electrodes of the sixth P-type transistor P11 and the seventh P-type transistor P21 are connected to the wiring VSH and supplied with the potential VVSH (= + 5 V).

また、検出回路360は画素電極402−n−mを構成する酸化インディウム・錫薄膜(ITO)と同一の膜で形成されたシールド電極369によって全面を覆われる。シールド電極369は配線VSLを通じて液晶表示装置910のGND電位に接続され、電磁ノイズに対するシールドとして機能する。   The entire surface of the detection circuit 360 is covered with a shield electrode 369 made of the same film as the indium oxide / tin thin film (ITO) constituting the pixel electrode 402-nm. The shield electrode 369 is connected to the GND potential of the liquid crystal display device 910 through the wiring VSL and functions as a shield against electromagnetic noise.

ここで本実施例では第1のN型トランジスターN1のチャネル幅は10μmであり、第2のN型トランジスターN2のチャネル幅は35μmであり、第3のN型トランジスターN3のチャネル幅は100μmであり、第4のN型トランジスターN4のチャネル幅は150μmであり、第5のN型トランジスターN5のチャネル幅は150μmであり、第6のN型トランジスターN11のチャネル幅は4μmであり、第7のN型トランジスターN21のチャネル幅は200μmであり、第1のP型トランジスターP1のチャネル幅は10μmであり、第2のP型トランジスターP2のチャネル幅は35μmであり、第3のP型トランジスターP3のチャネル幅は100μmであり、第4のP型トランジスターP4のチャネル幅は300μmであり、第5のP型トランジスターP5のチャネル幅は300μmであり、第6のP型トランジスターP11のチャネル幅は200μmであり、第7のP型トランジスターP21のチャネル幅は4μmであり、リセットトランジスターNRのチャネル幅は2μmであり、初期充電トランジスターNCのチャネル幅は50μmであり、全てのN型トランジスターのチャネル長は8μmであり、全てのP型トランジスターのチャネル長は6μmであり、全てのN型トランジスターの移動度は80cm2/Vsecであり、全てのP型トランジスターの移動度は60cm2/Vsecであり、全てのN型トランジスターの閾値電圧(Vth)は+1.0Vであり、全てのP型トランジスターの閾値電圧(Vth)は−1.0Vであり、第1のコンデンサーC1の容量は1pFであり、第2のコンデンサーC2の容量は100fFであり、第3のコンデンサーC3の容量は100pFである。 In this embodiment, the channel width of the first N-type transistor N1 is 10 μm, the channel width of the second N-type transistor N2 is 35 μm, and the channel width of the third N-type transistor N3 is 100 μm. The channel width of the fourth N-type transistor N4 is 150 μm, the channel width of the fifth N-type transistor N5 is 150 μm, the channel width of the sixth N-type transistor N11 is 4 μm, and the seventh N-type transistor N5 The channel width of the N-type transistor N21 is 200 μm, the channel width of the first P-type transistor P1 is 10 μm, the channel width of the second P-type transistor P2 is 35 μm, and the channel width of the third P-type transistor P3 The width is 100 μm, the channel width of the fourth P-type transistor P4 is 300 μm, and the fifth The channel width of the P-type transistor P5 is 300 μm, the channel width of the sixth P-type transistor P11 is 200 μm, the channel width of the seventh P-type transistor P21 is 4 μm, and the channel width of the reset transistor NR is The initial charging transistor NC has a channel width of 50 μm, the channel length of all N-type transistors is 8 μm, the channel length of all P-type transistors is 6 μm, and the mobility of all N-type transistors Is 80 cm 2 / Vsec, the mobility of all P-type transistors is 60 cm 2 / Vsec, the threshold voltage (Vth) of all N-type transistors is +1.0 V, and the threshold voltage of all P-type transistors (Vth) is −1.0 V, and the capacitance of the first capacitor C1 It is 1 pF, the capacitance of the second capacitor C2 is 100 fF, the capacitance of the third capacitor C3 is 100 pF.

配線RSTは電位振幅0−5Vのパルス波であって、周期510m秒毎にパルス長100μ秒の間High電位(5V)に保持され、残りの509.9m秒間はLow電位(0V)に保持される。RST配線が510m秒毎にHigh(5V)になると、初期充電トランジスターNCとリセットトランジスターNRがONし、配線SENSEにはVCHG配線の電位(2.0V)がチャージされ、ノードAとノードBは短絡する。第1のN型トランジスターN1と第1のP型トランジスターP1はインバーター回路を構成するから、インバーター回路のIN/OUTが短絡される。このとき、ノードAとノードBの電位は最終的に以下の数式で表される電位VSに到達する(詳細なる計算は例えばKang Leblebici著”CMOS Digital Integrated Circuits” Third Edition P206などを参照)。   The wiring RST is a pulse wave having a potential amplitude of 0 to 5 V, and is held at a high potential (5 V) for a pulse length of 100 μsec every period of 510 msec, and is maintained at a low potential (0 V) for the remaining 509.9 msec. The When the RST wiring becomes High (5 V) every 510 msec, the initial charging transistor NC and the reset transistor NR are turned ON, the potential of the VCHG wiring (2.0 V) is charged to the wiring SENSE, and the nodes A and B are short-circuited. To do. Since the first N-type transistor N1 and the first P-type transistor P1 constitute an inverter circuit, IN / OUT of the inverter circuit is short-circuited. At this time, the potentials of the node A and the node B finally reach the potential VS represented by the following formula (for detailed calculation, refer to, for example, “Kang Digital Integrated Circuits” Third Edition P206 by Kang Leblebichi).

Figure 0004501947
Figure 0004501947

ここで、Wn:第1のN型トランジスターN1のチャネル幅、Ln:第1のN型トランジスターN1のチャネル長、μn:第1のN型トランジスターN1の移動度、Vthn:第1のN型トランジスターN1の閾値電圧、Wp:第1のP型トランジスターP1のチャネル幅、Lp:第1のP型トランジスターP1のチャネル長、μp:第1のP型トランジスターP1の移動度、Vthp:第1のP型トランジスターP1の閾値電圧であるので、本実施例においてはVS=2.5(V)と計算される。なお、配線RSTがHigh(5V)である間は第5のN型トランジスターN5がONし、第5のP型トランジスターP5がOFFしているのでOUT配線は0Vである。   Here, Wn: channel width of the first N-type transistor N1, Ln: channel length of the first N-type transistor N1, μn: mobility of the first N-type transistor N1, Vthn: first N-type transistor N1 threshold voltage, Wp: channel width of the first P-type transistor P1, Lp: channel length of the first P-type transistor P1, μp: mobility of the first P-type transistor P1, Vthp: first P Since this is the threshold voltage of the type transistor P1, in this embodiment, VS = 2.5 (V) is calculated. Note that while the wiring RST is High (5 V), the fifth N-type transistor N5 is ON and the fifth P-type transistor P5 is OFF, so the OUT wiring is 0 V.

RST配線が100μ秒後にLow(0V)になると、リセットトランジスターNRがOFFし、ノードAとノードBは電気的に切り離される。この時、第1のN型トランジスターN1と第1のP型トランジスターP1で構成されるインバーター回路はノードAの電位がVSより低ければノードBにVSより高い電位を出力し、ノードAの電位がVSより高ければノードBにVSより低い電位を出力する。第2のN型トランジスターN2と第2のP型トランジスターP2および第3のN型トランジスターN3と第3のP型トランジスターP3もそれぞれインバーター回路を構成するが、同様に入力段の電位がVSより低ければVSより高い電位を、入力段の電位がVSより高ければVSより低い電位を、それぞれ出力する。この時、入力段の電位のVSとの差より出力段の電位のVSとの差はより大きくなり、配線VSHの電位VVSH(=+5V)もしくは配線VSLの電位VVSL(=0V)へと近づく。結果、ノードAの電位がVSより低ければノードDはほぼVSH配線の電位VVSH(=+5V)となり、ノードAの電位がVSより高ければノードDはほぼVSL配線の電位VVSL(=0V)となる。第4のN型トランジスターN4及び第5のN型トランジスターN5、第4のP型トランジスターP4及び第5のP型トランジスターP5はNOR回路を構成してなるので、RST配線の電位がLow(0V)である期間ではノードDがHigh(+5V)であればLow(0V)を、ノードDがLow(0V)であればHigh(+5V)を、それぞれOUT配線へ出力する。すなわち、RST配線の電位がLow(0V)である期間ではノードAの電位がVSより低ければOUT配線への出力はLow(0V)であり、ノードAの電位がVSより高ければOUT配線への出力はHigh(+5V)となる。   When the RST wiring becomes Low (0 V) after 100 μs, the reset transistor NR is turned OFF and the node A and the node B are electrically disconnected. At this time, the inverter circuit composed of the first N-type transistor N1 and the first P-type transistor P1 outputs a potential higher than VS to the node B if the potential of the node A is lower than VS, and the potential of the node A is If higher than VS, a potential lower than VS is output to node B. The second N-type transistor N2, the second P-type transistor P2, and the third N-type transistor N3 and the third P-type transistor P3 also constitute an inverter circuit, respectively. Similarly, the potential of the input stage is lower than VS. If the input stage potential is higher than VS, a potential lower than VS is output. At this time, the difference between the input stage potential VS and the output stage potential VS is larger than the difference between the output stage potential VS and the potential VVSH (= + 5 V) of the wiring VSH or the potential VVSL (= 0 V) of the wiring VSL. As a result, if the potential of the node A is lower than VS, the node D becomes approximately the potential VVSH (= + 5 V) of the VSH wiring, and if the potential of the node A is higher than VS, the node D becomes approximately the potential VVSL of the VSL wiring (= 0 V). . Since the fourth N-type transistor N4, the fifth N-type transistor N5, the fourth P-type transistor P4, and the fifth P-type transistor P5 constitute a NOR circuit, the potential of the RST wiring is Low (0 V). During the period, when the node D is High (+5 V), Low (0 V) is output to the OUT wiring, and when the node D is Low (0 V), High (+5 V) is output to the OUT wiring. That is, during the period when the potential of the RST wiring is Low (0V), if the potential of the node A is lower than VS, the output to the OUT wiring is Low (0V), and if the potential of the node A is higher than VS, the output to the OUT wiring is performed. The output becomes High (+ 5V).

ノードAは前述の通り、配線RSTがLow(0V)になってリセットトランジスターNRがOFFし、ノードAとノードBは電気的に切り離されるが、これと同時に第2のコンデンサーC2の結合によって配線RSTと同時に電位が下がる。ここで第1のコンデンサーC1の容量CC1(=1pF)がコンデンサーC2の容量CC2(=100fF)及び第1のN型トランジスターN1、第1のP型トランジスターP1、リセットトランジスターNRのゲート・ドレイン間容量(本実施例ではいずれも10fF以下)より十分大きければ、またリセットトランジスターNRの書き込みインピーダンスと第1のコンデンサーC1の容量の積(本実施例では約1μ秒)が配線RSTの電位の立ち下げ期間(本実施例では100n秒)より十分大きければ配線RSTがLow(0V)になったとき(以下、これを時間t=0)とするのノードAの電位(以下、VA(t)とする)は以下の式で表される。   As described above, in the node A, the wiring RST becomes Low (0 V), the reset transistor NR is turned OFF, and the node A and the node B are electrically disconnected. At the same time, the wiring RST is coupled by the coupling of the second capacitor C2. At the same time, the potential drops. Here, the capacitance CC1 (= 1 pF) of the first capacitor C1 is the capacitance CC2 (= 100 fF) of the capacitor C2, and the gate-drain capacitance of the first N-type transistor N1, the first P-type transistor P1, and the reset transistor NR. (In this embodiment, all are less than 10 fF), and the product of the write impedance of the reset transistor NR and the capacitance of the first capacitor C1 (about 1 μsec in this embodiment) is the falling period of the potential of the wiring RST If it is sufficiently larger than (in this embodiment, 100 nsec), the potential of the node A (hereinafter referred to as VA (t)) when the wiring RST becomes Low (0 V) (hereinafter, this is time t = 0). Is represented by the following equation.

Figure 0004501947
Figure 0004501947

本実施例ではVA(t=0)=2.0Vとなる。このとき、受光センサー350P−1にかかるバイアスはVd=−3.0Vであり、遮光センサー350D−1にかかるバイアスはVd=−2.0Vである。図13の説明から明らかなように、このとき、受光センサー350P−1と遮光センサー350D−1を構成するPINダイオードの熱電流量Ileakの差はKA×1.0で表される。従って、配線SENSEには受光センサー350P−1に照射される外光に応じた光電流量Iphotoに電流量KA×1.0を加えた電流が流れる。ここで、KA<<Iphotoであれば配線SENSEに流れる電流量はIphotoのみと近似でき、熱電流の寄与を除去できることになる。本実施例では動作保証温度上限の70℃におけるKAと照度10ルクスにおけるIphotoが等しくなった。このことから、外光照度100ルクス以上であれば動作保証温度範囲内において効果的に熱リークを除去できる。   In this embodiment, VA (t = 0) = 2.0V. At this time, the bias applied to the light receiving sensor 350P-1 is Vd = −3.0V, and the bias applied to the light shielding sensor 350D-1 is Vd = −2.0V. As is apparent from the description of FIG. 13, at this time, the difference between the thermal current amounts Ileak of the PIN diodes constituting the light receiving sensor 350P-1 and the light shielding sensor 350D-1 is expressed by KA × 1.0. Therefore, a current obtained by adding the current amount KA × 1.0 to the photoelectric flow rate Iphoto corresponding to the external light applied to the light receiving sensor 350P-1 flows through the wiring SENSE. Here, if KA << Iphoto, the amount of current flowing through the wiring SENSE can be approximated to only Iphoto, and the contribution of thermal current can be removed. In this embodiment, KA at 70 ° C., which is the upper limit of the guaranteed operating temperature, and Iphoto at an illuminance of 10 lux are equal. Therefore, heat leakage can be effectively removed within the guaranteed operating temperature range when the ambient light illuminance is 100 lux or more.

ここで外光とIphotoの関係は前述の通り、このバイアス条件では外光が受光センサー350P−1を照らす外光照度LXに比例してVdには依存せずIphoto=LX・kとなる(kは一定の係数)。RST配線がLow(0V)になると、ノードAはフローティング状態であるので、第2のコンデンサーC2の容量CC2及び第1のN型トランジスターN1、第1のP型トランジスターP1のゲート・ソース間容量を無視すればほぼ実効的な容量は第3のコンデンサーC3の容量CC3のみとなって、配線SENSEの電位VSENSEは以下の式で示すように変化する。   Here, as described above, the relationship between the external light and Iphoto is proportional to the external light illuminance LX in which the external light illuminates the light receiving sensor 350P-1 under this bias condition, and Iphoto = LX · k (k is independent of Vd). Constant factor). Since the node A is in a floating state when the RST wiring becomes Low (0 V), the capacitance CC2 of the second capacitor C2, the gate-source capacitance of the first N-type transistor N1, and the first P-type transistor P1 are set. If ignored, the almost effective capacitance is only the capacitance CC3 of the third capacitor C3, and the potential VSENSE of the wiring SENSE changes as shown by the following equation.

Figure 0004501947
Figure 0004501947

なお、ここでは説明のために受光センサー350P−1及び遮光センサー350D−1、及び引き回し配線での付加容量を無視して説明をしている。これらの付加容量分は上記のCC3に加算すればよい。また、受光センサー350P−1及び遮光センサー350D−1、及び引き回し配線での付加容量が十分大きい場合は第3のコンデンサーC3は無くても良い。従って、CC3の値は受光センサー350P−1及び遮光センサー350D−1、及び引き回し配線の付加容量から下限が決定される。   Here, for the purpose of explanation, the light receiving sensor 350P-1, the light shielding sensor 350D-1, and the additional capacitance in the lead wiring are ignored. What is necessary is just to add these additional capacity part to said CC3. In addition, when the additional capacitance in the light receiving sensor 350P-1 and the light shielding sensor 350D-1 and the routing wiring is sufficiently large, the third capacitor C3 may be omitted. Therefore, the lower limit of the value of CC3 is determined from the light receiving sensor 350P-1, the light shielding sensor 350D-1, and the additional capacity of the routing wiring.

VA(t)はVSENSE(t)が変化すると容量結合で同じ電位分変化する。従って、ノードAの電位VAは以下のような式で表される。   When VSENSE (t) changes, VA (t) changes by the same potential by capacitive coupling. Therefore, the potential VA of the node A is expressed by the following equation.

Figure 0004501947
Figure 0004501947

ここでVA(t)=VSとなる時間t0は、以下のような式で表される。   Here, the time t0 when VA (t) = VS is expressed by the following equation.

Figure 0004501947
Figure 0004501947

すなわち、時間t0でOUT出力はLow(0V)→High(5V)へと反転することになり、この時間t0から外光照度LXは容易にもとまる。   That is, at time t0, the OUT output is inverted from Low (0 V) to High (5 V), and the ambient light illuminance LX is easily stopped from this time t0.

検出回路360はRST配線がLow(0V)である間、ノードAがフローティング状態となり、ここに電磁ノイズが進入してノードAの電位が変化すると誤動作する。従って、電磁ノイズの防止が極めて重要であり、このためにシールド電極369を配置している。   The detection circuit 360 malfunctions when the node A is in a floating state while the RST wiring is Low (0 V), and electromagnetic potential enters here and the potential of the node A changes. Therefore, prevention of electromagnetic noise is extremely important, and the shield electrode 369 is disposed for this purpose.

さて本構成のようなラテラル構造のPIN型ダイオードやPN型ダイオードは垂直方向の電界に対して光電流量Iphotoが変化するという問題がある。本実施例にあわせて具体的に言うと、配線PBTに接続される透明電極612P−1〜612P−6とバックライト遮光電極611P−1〜611P−6の電位(以下、VPBT)が受光センサー350P−1〜350P−6の特性に、配線DBTに接続される透明電極612D−1〜612D−6とバックライト遮光電極611P−1〜611P−6の電位(以下、VDBT)が遮光センサー350D−1〜350D−6の特性に、それぞれ影響する。   The lateral type PIN diode or PN type diode as in this configuration has a problem that the photoelectric flow rate Iphoto changes with respect to the electric field in the vertical direction. More specifically, according to the present embodiment, the potentials of the transparent electrodes 612P-1 to 612P-6 and the backlight light shielding electrodes 611P-1 to 611P-6 connected to the wiring PBT (hereinafter referred to as VPBT) are the light receiving sensor 350P. -1 to 350P-6, the potential of the transparent electrodes 612D-1 to 612D-6 and the backlight light shielding electrodes 611P-1 to 611P-6 connected to the wiring DBT (hereinafter referred to as VDBT) is the light shielding sensor 350D-1. It affects the characteristics of ˜350D-6.

図15は受光センサー350P−1〜350P−6及び遮光センサー350D−1〜350D−6を構成するダイオードの特性について、遮光電極(及び透明電極)−カソード電極間の電位差を横軸にとり、PINダイオードの23℃、バイアスVd=−2.5V、外光1000ルクス条件におけるアノード・カソード間電流を縦軸にとった時のグラフである。本実施例では横軸は受光センサー350P−1〜350P−6ではVPBT−VVSH、遮光センサー350D−1〜350D−6ではVDBT−VSENSEに相当する。   FIG. 15 shows the characteristics of the diodes constituting the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6. The horizontal axis indicates the potential difference between the light shielding electrode (and the transparent electrode) and the cathode electrode. Is a graph when the vertical axis represents the anode-cathode current under conditions of 23 ° C., bias Vd = −2.5 V, and external light of 1000 lux. In this embodiment, the horizontal axis corresponds to VPBT-VVSH for the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 and VDBT-VSENSE for the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6.

実線(A)はピーク電流を示す横軸の電圧値が複数サンプル数を測定したうち、中央値を示したサンプルの結果であり、点線(B)は同じくピーク電流を示す横軸の電圧値が複数サンプル測定したうち、最大値を示したサンプルの結果であり、破線(C)は同じくピーク電流を示す横軸の電圧値が複数サンプル測定したうち、最小値を示したサンプルの結果である。いずれもある適正電圧をピークにもつことがわかる(この光電流がピークになる遮光電極(及び透明電極)−カソード電極間の電位差を以下VMAXと呼ぶ)。これは遮光電極(及び透明電極)−カソード電極間の電位差が適正電圧であるとPIN接合ダイオードの受光部(図8における受光部350P−1I、受光部350D−1Iが相当する)が空乏化して全域で光によってキャリアが励起されるのに対し、遮光電極(及び透明電極)−カソード電極間の電位差が適正電圧よりプラスになると受光部がN型化、同じく適正電圧よりマイナスになると受光部がP型化し、空乏層の幅が狭くなり、光によってキャリアが励起される面積が制限されるためである。従って、光電流を十分に得るためにはVPBT,VDBTを適正に制御し、VMAX点になるようにする必要がある。図15のグラフ(A)からわかるように、製造バラツキの中央値において遮光層及び透明電極の電位はカソード電極に印加している電位から1.4V程度低い電位にすることが好ましい。しかし、グラフ(A)とグラフ(B)とグラフ(C)を比較してわかるように、実際には製造ばらつきによって適正電位VMAXは若干ずれる。これは、ポリシリコン薄膜中の欠陥準位や下地絶縁膜・ゲート絶縁膜界面の固定電荷などが製造工程でばらつくために発生する現象である。   The solid line (A) is the result of the sample showing the median value, while the voltage value on the horizontal axis showing the peak current measured the number of samples, and the dotted line (B) is the voltage value on the horizontal axis showing the peak current. Among a plurality of samples measured, the result of the sample showing the maximum value is shown, and the broken line (C) shows the result of the sample showing the minimum value among the plurality of samples measured on the horizontal axis indicating the peak current. It can be seen that all have a proper voltage at the peak (the potential difference between the light-shielding electrode (and the transparent electrode) and the cathode electrode at which the photocurrent reaches a peak is hereinafter referred to as VMAX). This is because if the potential difference between the light shielding electrode (and the transparent electrode) and the cathode electrode is an appropriate voltage, the light receiving portions of the PIN junction diode (corresponding to the light receiving portions 350P-1I and 350D-1I in FIG. 8) are depleted. While light is excited throughout the entire area, the light receiving portion becomes N-type when the potential difference between the light shielding electrode (and the transparent electrode) and the cathode electrode becomes positive from the appropriate voltage. This is because it becomes P-type, the width of the depletion layer is narrowed, and the area where carriers are excited by light is limited. Therefore, in order to obtain a sufficient photocurrent, it is necessary to appropriately control VPBT and VDBT so that they become VMAX points. As can be seen from the graph (A) in FIG. 15, the potential of the light shielding layer and the transparent electrode is preferably about 1.4 V lower than the potential applied to the cathode electrode at the median value of manufacturing variation. However, as can be seen by comparing the graph (A), the graph (B), and the graph (C), the appropriate potential VMAX is actually slightly shifted due to manufacturing variations. This is a phenomenon that occurs because the defect level in the polysilicon thin film and the fixed charge at the interface between the base insulating film and the gate insulating film vary in the manufacturing process.

図16は同一基板上に作成した薄膜トランジスターとPINダイオードの相関を示す散布図である。N型薄膜トランジスターの閾値電圧(VthN)とP型薄膜トランジスターの閾値電圧(VthP)の平均を横軸に、PINダイオードの光電流を最大にする適正電位VMAXを縦軸にしている。図16から分かるとおり、薄膜トランジスターの閾値とPINダイオードの光電流を最大にする適正電位VMAXは強い正の相関を有する。本実施例では図16グラフ(A)のように、遮光電極(及び透明電極)がカソード電極電位に比べ1.4V程度低い時に光電流は最大値を示し(VMAX)、この時のN型薄膜トランジスターの閾値電圧(VthN)は+1.0V、とP型薄膜トランジスターの閾値電圧(VthP)は−1.0Vであるのが製造ばらつき中の平均的な状態であり、製造ばらつきでVthNとVthPの平均が1VずれるとVMAXも1Vずれる、ほぼy=x(点線)の正の相関を示していた。   FIG. 16 is a scatter diagram showing the correlation between thin film transistors and PIN diodes formed on the same substrate. The horizontal axis represents the average of the threshold voltage (VthN) of the N-type thin film transistor and the threshold voltage (VthP) of the P-type thin film transistor, and the vertical axis represents the appropriate potential VMAX that maximizes the photocurrent of the PIN diode. As can be seen from FIG. 16, the threshold value of the thin film transistor and the appropriate potential VMAX that maximizes the photocurrent of the PIN diode have a strong positive correlation. In this embodiment, as shown in FIG. 16A, when the light shielding electrode (and the transparent electrode) is about 1.4 V lower than the cathode electrode potential, the photocurrent shows the maximum value (VMAX), and the N-type thin film at this time The threshold voltage (VthN) of the transistor is +1.0 V, and the threshold voltage (VthP) of the P-type thin film transistor is −1.0 V, which is an average state during manufacturing variation. When the average was shifted by 1V, VMAX was also shifted by 1V, indicating a positive correlation of approximately y = x (dotted line).

以上をふまえ、本実施例では薄膜トランジスターの閾値(Vth)をもとに電圧を自己補正し、配線PBTと配線DBTに電圧を印加する自己補正電圧回路361を用いている。本実施例での製造ばらつき中の平均的な値では、VthN=+1.0、VthP=−1.0であって、このとき自己補正電圧回路361は配線PBTには3.6Vが、配線DBTには1.4Vを印加する。受光センサー350P−1〜350P−6ではカソードは配線VSHと接続され5.0Vであるから、バックライト遮光電極611P−1〜611P−6及び透明電極612P−1〜612P−6とカソードの電位差は−1.4Vとなり、これが光電流を得られる最適電位(VMAX)となる。製造ばらつきでトランジスターの特性が変動し、例えばVthN=+1.5、VthP=−0.5であれば配線PBTには4.1Vが、配線DBTには1.9Vが印加される。同様に例えばVthN=+0.5、VthP=−1.5であれば配線PBTには3.1Vが、配線DBTには0.9Vがそれぞれ印加される。いずれの場合もトランジスターのしきい値が変動するとそれにあわせて配線PBTと配線DBTに印加される電位も変動するので、常に光電流がほぼ最大に得られるのである。   Based on the above, in this embodiment, the self-correction voltage circuit 361 that self-corrects the voltage based on the threshold value (Vth) of the thin film transistor and applies the voltage to the wiring PBT and the wiring DBT is used. In the present embodiment, average values during the manufacturing variation are VthN = + 1.0 and VthP = −1.0. At this time, the self-correction voltage circuit 361 has 3.6 V in the wiring PBT and wiring DBT. Is applied with 1.4V. In the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6, the cathode is connected to the wiring VSH and is 5.0 V. Therefore, the potential difference between the backlight shading electrodes 611P-1 to 611P-6 and the transparent electrodes 612P-1 to 612P-6 and the cathode is It becomes -1.4V, and this is the optimum potential (VMAX) at which a photocurrent can be obtained. The transistor characteristics fluctuate due to manufacturing variations. For example, when VthN = + 1.5 and VthP = −0.5, 4.1 V is applied to the wiring PBT and 1.9 V is applied to the wiring DBT. Similarly, for example, when VthN = + 0.5 and VthP = −1.5, 3.1 V is applied to the wiring PBT and 0.9 V is applied to the wiring DBT. In any case, if the threshold value of the transistor fluctuates, the potential applied to the wiring PBT and the wiring DBT also fluctuates accordingly, so that the photocurrent is always obtained almost at the maximum.

図17は図16の自己補正電圧回路361の別なる構成である第2の自己補正電圧回路361'を示す回路図である。第8のN型トランジスターN31のゲート電極とドレイン電極と第8のP型トランジスターP31のゲート電極とドレイン電極は全てノードEに接続される。また、ノードEは第9のP型トランジスターP41のゲート電極と、第9のN型トランジスターN41のゲート電極にも接続される。第9のP型トランジスターP41のソース電極は配線PBTに接続され、ドレイン電極は配線VSLに接続される。また、第10のP型トランジスターP42のドレイン電極は配線PBTに接続され、ソース電極は配線VSHに接続され、ゲート電極は調整電源配線Voff1に接続される。る。第9のN型トランジスターN41のソース電極は配線DBTに接続され、ドレイン電極は配線VSHに接続される。第10のN型トランジスターN42のドレイン電極は配線DBTに接続され、ソース電極は配線VSLに接続され、ゲート電極は調整電源配線Voff2に接続される。調整電源配線Voff1及び調整電源配線Voff2は信号入力端子320を通じて外部電源回路784より供給される電源であって、調整電源配線Voff1は3.9V、調整電源配線Voff2は1.1Vに設定される。ここで、第8のN型トランジスターN31のチャネル幅は10μm、第8のP型トランジスターP31のチャネル幅は10μm、第9のN型トランジスターN41のチャネル幅は100μm、第10のN型トランジスターN42のチャネル幅は100μm、第9のP型トランジスターP41のチャネル幅は100μm、第10のP型トランジスターP42のチャネル幅は100μmであり、全てのN型トランジスターのチャネル長は8μmであり、全てのP型トランジスターのチャネル長は6μmであり、全てのN型トランジスターの移動度は80cm2/Vsecであり、全てのP型トランジスターの移動度は60cm2/Vsecである。以上のように構成すると、第2の自己補正電圧回路361'より配線DBTに出力される電圧および配線PBTに出力される電圧と薄膜トランジスターの閾値電圧(Vth)の関係は図14の自己補正電圧回路361の時と全く同様になる。 FIG. 17 is a circuit diagram showing a second self-correction voltage circuit 361 ′ which is another configuration of the self-correction voltage circuit 361 of FIG. The gate electrode and drain electrode of the eighth N-type transistor N31 and the gate electrode and drain electrode of the eighth P-type transistor P31 are all connected to the node E. The node E is also connected to the gate electrode of the ninth P-type transistor P41 and the gate electrode of the ninth N-type transistor N41. The source electrode of the ninth P-type transistor P41 is connected to the wiring PBT, and the drain electrode is connected to the wiring VSL. The drain electrode of the tenth P-type transistor P42 is connected to the wiring PBT, the source electrode is connected to the wiring VSH, and the gate electrode is connected to the adjustment power supply wiring Voff1. The The source electrode of the ninth N-type transistor N41 is connected to the wiring DBT, and the drain electrode is connected to the wiring VSH. The drain electrode of the tenth N-type transistor N42 is connected to the wiring DBT, the source electrode is connected to the wiring VSL, and the gate electrode is connected to the adjustment power supply wiring Voff2. The adjustment power supply wiring Voff1 and the adjustment power supply wiring Voff2 are power supplied from the external power supply circuit 784 through the signal input terminal 320. The adjustment power supply wiring Voff1 is set to 3.9V, and the adjustment power supply wiring Voff2 is set to 1.1V. Here, the channel width of the eighth N-type transistor N31 is 10 μm, the channel width of the eighth P-type transistor P31 is 10 μm, the channel width of the ninth N-type transistor N41 is 100 μm, and the channel width of the tenth N-type transistor N42 is The channel width is 100 μm, the channel width of the ninth P-type transistor P41 is 100 μm, the channel width of the tenth P-type transistor P42 is 100 μm, the channel length of all N-type transistors is 8 μm, and all the P-type transistors The transistor channel length is 6 μm, the mobility of all N-type transistors is 80 cm 2 / Vsec, and the mobility of all P-type transistors is 60 cm 2 / Vsec. With the above configuration, the relationship between the voltage output to the wiring DBT from the second self-correction voltage circuit 361 ′, the voltage output to the wiring PBT, and the threshold voltage (Vth) of the thin film transistor is the self-correction voltage in FIG. This is exactly the same as the circuit 361.

図14の自己補正電圧回路361の構成と比較して図17の第2の自己補正電圧回路361'の構成は調整電源配線Voff1及び調整電源配線Voff2の電位を調整することでアクティブマトリクス基板101を変更することなく配線DBTに出力される電圧および配線PBTに出力される電圧を調整可能である点が利点である。一方、素子数、配線数、端子数が増大するため、回路面積の観点からは不利な構成となっているので、いずれを採用するかはそれぞれの長短所をふまえた上で任意に決定すればよい。また、本発明はこれらの回路構成に限定されるものではなく、その他、既知のあらゆる電圧回路を自己補正電圧回路361の代わりに使用して差し支えない。また、配線DBTおよび配線PBTを信号入力端子320を介して外部電源回路784に接続し、適切な電位を外部電源回路784から供給してもよい。この場合、外部電源回路784から出力する電位の設定値をEEPROMなどに製品毎に書き込むことで製品ばらつきに対する制御も可能となる。   Compared with the configuration of the self-correction voltage circuit 361 in FIG. 14, the configuration of the second self-correction voltage circuit 361 ′ in FIG. 17 adjusts the potentials of the adjustment power supply wiring Voff1 and the adjustment power supply wiring Voff2 to adjust the active matrix substrate 101. An advantage is that the voltage output to the wiring DBT and the voltage output to the wiring PBT can be adjusted without change. On the other hand, since the number of elements, the number of wirings, and the number of terminals increase, it is a disadvantageous configuration from the viewpoint of circuit area, so which one to adopt can be arbitrarily determined based on the advantages and disadvantages of each Good. Further, the present invention is not limited to these circuit configurations, and any other known voltage circuit may be used instead of the self-correcting voltage circuit 361. Alternatively, the wiring DBT and the wiring PBT may be connected to the external power supply circuit 784 through the signal input terminal 320 and an appropriate potential may be supplied from the external power supply circuit 784. In this case, the product variation can be controlled by writing the set value of the potential output from the external power supply circuit 784 in the EEPROM or the like for each product.

なお、今回の実施例では受光センサー350P−1〜350P−6および遮光センサー350D−1〜350D−6に接続する電源の配線VSHと電源の配線VSLを検出回路360の駆動電源としても用いたが、これらは別の電源配線としてもよい。このように構成すると、配線や端子数が増大する一方で、検出回路360の動作ノイズが受光センサー350P−1〜350P−6および遮光センサー350D−1〜350D−6に影響しにくいという利点がある。   In this embodiment, the power supply wiring VSH and the power supply wiring VSL connected to the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 are also used as the driving power supply for the detection circuit 360. These may be separate power supply wirings. With this configuration, there is an advantage that the number of wirings and terminals increases, and the operation noise of the detection circuit 360 hardly affects the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6. .

本実施例では、中央演算回路781が端子OUTの信号を監視し、反転した時間t0から離散値V10をまず得る。離散値V10は任意の回数サンプリングされ、この平均値V10_を得る。このV10_から参照テーブル785を参照し、V10_に対応する適切なバックライトユニット926の電圧設定値V20を得る。中央演算回路781はこのV20値を外部電源回路784に送ることでバックライトユニット926の輝度が変更される。これにより液晶表示装置910の全白表示時輝度が変化し、ユーザーにとって過剰な輝度を抑えることで視認性を向上させるとともに消費電力の増大を抑えることができるのである。   In this embodiment, the central processing circuit 781 monitors the signal at the terminal OUT and first obtains the discrete value V10 from the inverted time t0. The discrete value V10 is sampled an arbitrary number of times to obtain the average value V10_. The reference table 785 is referred to from V10_, and an appropriate voltage setting value V20 of the backlight unit 926 corresponding to V10_ is obtained. The central processing circuit 781 sends the V20 value to the external power supply circuit 784 so that the luminance of the backlight unit 926 is changed. Thereby, the brightness at the time of all white display of the liquid crystal display device 910 changes. By suppressing excessive brightness for the user, visibility can be improved and an increase in power consumption can be suppressed.

本実施例では外部光の検出照度とバックライト輝度の関係は図18のように設定した。検出照度300(ルクス)まではバックライトの照度を緩やかに上げ、300ルクス以上では比較的傾きを大きくして照度を上げる。検出照度2000ルクスで輝度はMAXとなって以降は同じ状態となる。このように設定すると、外光が300ルクス以下で周囲がごく暗く、ユーザーの瞳孔が開いている時にはまぶしくない程度にバックライトを抑え、300ルクス〜2000ルクスまでの外光が液晶パネルに映り込む領域では周囲の明るさに合わせて輝度を急速に上げて視認性を低下させないことが出来る。   In the present embodiment, the relationship between the detected illuminance of external light and the backlight luminance is set as shown in FIG. The illuminance of the backlight is gradually increased up to a detected illuminance of 300 (lux), and the illuminance is increased by a relatively large inclination above 300 lux. The luminance becomes MAX at a detection illuminance of 2000 lux, and thereafter the same state is obtained. With this setting, the backlight is suppressed to the extent that it is not dazzling when the external light is 300 lux or less and the surroundings are extremely dark, and the user's pupil is open, and external light from 300 lux to 2000 lux is reflected on the liquid crystal panel. In the area, the brightness can be increased rapidly in accordance with the surrounding brightness so that the visibility cannot be lowered.

一方、本実施例のように透過型ではなく、半透過型液晶を使う場合は図19のようにすればよい。外光照度5000ルクスまでは同様であるが、それ以上では反射部分だけで十分な視認性になるため、バックライトを完全にOFFし、消費電力を節約できるようになっているため、特に屋外で使用すると搭載する電子機器のバッテリー駆動時間が飛躍的に延びる。   On the other hand, when a transflective liquid crystal is used instead of a transmissive liquid crystal as in this embodiment, it may be as shown in FIG. The same is true for external light illuminance up to 5000 lux, but beyond that, the reflective part alone provides sufficient visibility, so the backlight is completely turned off and power consumption can be saved. As a result, the battery drive time of the electronic device to be mounted is greatly increased.

もちろん、この制御カーブは一例であって、用途に応じ、どのようなカーブの設定にしてもよいし、ちらつきを抑えるためにカーブにヒステリシスを持たせるなどしてもよい。また、測定毎に輝度調整するのではなく、複数回数を測定し、平均や中央値をとって輝度を調整するなどしてもよい。   Of course, this control curve is an example, and any curve may be set according to the application, or the curve may be provided with hysteresis in order to suppress flicker. Also, instead of adjusting the brightness for each measurement, the brightness may be adjusted by measuring a plurality of times and taking an average or median value.

受光センサー350P−1〜350P−6および遮光センサー350D−1〜350D−6をフォトトランジスターで構成する場合も基本的に本実施例で述べたように、受光センサー350P−1〜350P−6および遮光センサー350D−1〜350D−6と平面的に重なる電極に印加する電圧は個別に最適化することが好ましい。フォトトランジスターにおける空乏層の広がりもまた、平面的に重なる電極の影響を受けるからである。   Even when the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 are configured by phototransistors, basically, as described in the present embodiment, the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 and the light shielding sensors. It is preferable to individually optimize the voltages applied to the electrodes that overlap the sensors 350D-1 to 350D-6 in a planar manner. This is because the spread of the depletion layer in the phototransistor is also affected by the overlapping electrodes.

[第2の実施の形態]
図20は第2の実施例に係る液晶表示装置910Bの斜視構成図(一部断面図)であって、第1の実施例における図1で説明された液晶表示装置910にかわるものである。以下、第1の実施例での図1での液晶表示装置910との差異を説明する。
[Second Embodiment]
FIG. 20 is a perspective configuration view (partially sectional view) of a liquid crystal display device 910B according to the second embodiment, which replaces the liquid crystal display device 910 described in FIG. 1 in the first embodiment. In the following, differences from the liquid crystal display device 910 in FIG. 1 in the first embodiment will be described.

本実施例では受光開口部990−1〜990−6にかわり、10個の受光開口部991−1〜991−10が配置される。ここで受光開口部991−1〜991−6は張り出し部102から遠い対向する周縁部に設置され、受光開口部991−7〜991−10は張り出し部102に直交する周縁部の辺に設置される。また、アクティブマトリクス基板101にかわり、アクティブマトリクス基板101Bが使用され、対向基板912は対向基板912Bにおきかわる。ここで対向基板912Bはその厚みが0.25mmであることを除き、対向基板912同様の構成である。その他の点は第1の実施例での図1と相違ないので同じ記号を付与して説明は省略する。   In the present embodiment, ten light receiving openings 991-1 to 991-10 are arranged instead of the light receiving openings 990-1 to 990-6. Here, the light receiving openings 991-1 to 991-6 are installed at the opposite peripheral edge far from the projecting portion 102, and the light receiving openings 991-7 to 991-10 are installed at the peripheral edge perpendicular to the projecting portion 102. The Further, an active matrix substrate 101B is used instead of the active matrix substrate 101, and the counter substrate 912 is replaced with the counter substrate 912B. Here, the counter substrate 912B has the same configuration as the counter substrate 912 except that the thickness thereof is 0.25 mm. Since the other points are not different from those of the first embodiment shown in FIG.

図21は第2の実施例に係るアクティブマトリクス基板101Bのブロック図であって第1の実施例における図2で説明されたアクティブマトリクス基板101にかわるものであり、以下、第1の実施例の図2でのアクティブマトリクス基板101との相違点を中心に説明する。本実施例では配線DBT、配線PBTは存在せず、受光センサー350P−1〜350P−6は受光センサー351P−1〜351P−10に、遮光センサー350D−1〜350D−6は遮光センサー351D−1〜351D−10にそれぞれ置き換えられる。ここで受光センサー351P−1〜351P−6及び遮光センサー351D−1〜351D−10は受光開口部991−1〜991−6が設けられた周縁部と同じ辺に配置され、受光センサー351P−1〜351P−6は受光開口部991−1〜991−6と平面的に重なって配置構成される。また受光センサー351P−7〜351P−10及び遮光センサー351D−7〜351D−10は受光開口部991−1〜991−6が設けられた周縁部と同じ辺に配置され、受光センサー351P−1〜351P−6は受光開口部991−1〜991−6と平面的に重なって配置構成される。受光センサー351P−1〜351P−10は配線SENSE及び配線VSHに接続され、遮光センサー351D−1〜351D−10は配線VSLと配線SENSEと配線VCHGに接続される。検出回路360は検出回路362に置き換えられる。その他の点においては第1の実施例となんら相違無いので、同じ記号を付与することで説明は省略する。また、本実施例における配線VSHに与えられる電位は5.0Vであり、配線VSLに与えられる電位は0.0Vであり、配線VCHGに与えられる電位は2.0Vであり、配線RSTに与えられる信号は電位振幅0−5Vのパルス波であって、周期510m秒毎にパルス長100μ秒の間High電位(5V)に保持され、残りの509.9m秒間はLow電位(0V)に保持される。これらも第1の実施例と相違無い。   FIG. 21 is a block diagram of the active matrix substrate 101B according to the second embodiment, which replaces the active matrix substrate 101 described with reference to FIG. 2 in the first embodiment. The difference from the active matrix substrate 101 in FIG. 2 will be mainly described. In this embodiment, the wiring DBT and the wiring PBT do not exist, the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 are the light receiving sensors 351P-1 to 351P-10, and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 are the light shielding sensor 351D-1. Replaced with ~ 351D-10, respectively. Here, the light receiving sensors 351P-1 to 351P-6 and the light shielding sensors 351D-1 to 351D-10 are disposed on the same side as the peripheral edge where the light receiving openings 991-1 to 991-6 are provided, and the light receiving sensor 351P-1 ˜351P-6 are arranged to overlap with the light receiving openings 991-1 to 991-6 in a plane. The light receiving sensors 351P-7 to 351P-10 and the light shielding sensors 351D-7 to 351D-10 are disposed on the same side as the peripheral edge where the light receiving openings 991-1 to 991-6 are provided, and the light receiving sensors 351P-1 to 351P-1 are disposed. 351P-6 is configured to overlap with the light receiving openings 991-1 to 991-6 in a planar manner. The light receiving sensors 351P-1 to 351P-10 are connected to the wiring SENSE and the wiring VSH, and the light shielding sensors 351D-1 to 351D-10 are connected to the wiring VSL, the wiring SENSE, and the wiring VCHG. The detection circuit 360 is replaced with a detection circuit 362. In other respects, there is no difference from the first embodiment, and the description is omitted by giving the same symbols. In this embodiment, the potential applied to the wiring VSH is 5.0 V, the potential applied to the wiring VSL is 0.0 V, and the potential applied to the wiring VCHG is 2.0 V, which is applied to the wiring RST. The signal is a pulse wave having a potential amplitude of 0 to 5 V, and is held at a high potential (5 V) for a pulse length of 100 μsec every period of 510 msec, and is held at a low potential (0 V) for the remaining 509.9 msec. . These are no different from those of the first embodiment.

図22は検出回路362の回路図であり、第1の実施例の図14に示した検出回路360との相違点を説明する。本実施例では配線DBT、配線PBTは存在せず、また自己補正電圧回路361も存在しない。変わりに配線VCHGを遮光センサー351D−1〜351D−10へそのまま出力している。また、シールド電極369は存在しない。これにより、第1の実施例に比べ、回路の付加容量が小さくなり、より高速かつ精度よく動作可能になっているが、一方で電磁ノイズには弱くなっており、シールド電極369の有無は検出回路の配置位置等による電磁ノイズの大小で決めればよい。第1のコンデンサーC1、第2のコンデンサーC2、第3のコンデンサーC3の接続および容量、初期充電トランジスターNC、初期充電トランジスターNC、第1〜第5のN型トランジスターN1〜N5、第1〜第5のP型トランジスターP1〜P5の構成、サイズ、移動度、閾値電圧(Vth)の設定は全て第1の実施例と同様であるので説明は省略する。   FIG. 22 is a circuit diagram of the detection circuit 362. Differences from the detection circuit 360 shown in FIG. 14 of the first embodiment will be described. In this embodiment, the wiring DBT and the wiring PBT do not exist, and the self-correction voltage circuit 361 does not exist. Instead, the wiring VCHG is output to the light shielding sensors 351D-1 to 351D-10 as they are. Further, the shield electrode 369 does not exist. As a result, compared with the first embodiment, the additional capacitance of the circuit is reduced, and the operation can be performed more quickly and accurately. On the other hand, it is weak against electromagnetic noise, and the presence / absence of the shield electrode 369 is detected. What is necessary is just to decide by the magnitude of the electromagnetic noise by the arrangement position etc. of a circuit. Connection and capacitance of the first capacitor C1, the second capacitor C2, the third capacitor C3, the initial charging transistor NC, the initial charging transistor NC, the first to fifth N-type transistors N1 to N5, the first to fifth Since the configuration, size, mobility, and threshold voltage (Vth) of the P-type transistors P1 to P5 are all the same as in the first embodiment, description thereof is omitted.

図23は受光センサー351P−1(第1の光センサー)と遮光センサー351D−1(第1の光センサー)付近の拡大平面図である。第1の実施例の図8と比較しながら説明する。受光センサー351P−1は受光開口部990−1と平面的に重なっていて外光が照射されるようになっており、受光部351P−1I、アノード領域351P−1P、カソード領域351P−1Nによって構成され、遮光センサー351D−1は受光開口部990−1とは平面的に重なっておらず、受光部351D−1I、アノード領域351D−1P、カソード領域351D−1Nによって構成される。受光部351P−1I、アノード領域351P−1P、カソード領域351P−1N、受光部351D−1I、アノード領域351D−1P、カソード領域351D−1Nはそれぞれ第1の実施例における受光部350P−1I、アノード領域350P−1P、カソード領域350P−1N、受光部350D−1I、アノード領域350D−1P、カソード領域350D−1Nと構成・サイズ・接続先等は何ら変わりはないので説明は省略する。本実施例では受光センサー351P−1と重なるバックライト遮光電極614P−1は中間電極616P−1を通じて配線VSHに接続され、遮光センサー351D−1と重なるバックライト遮光電極614D−1は中間電極616D−1を通じて配線VCHGに接続される。また、受光センサー351P−1に重なる透明電極615は遮光センサー351D−1にも重なり、互いに分離されておらず、従って第1の実施例における透明電極間隙612Gは存在しない。透明電極614は受光センサー351P−1及び遮光センサー351D−1の表示領域310に近い側に配置される共通電位配線335が配置され、共通電位を与えられる。本実施例では共通電位配線335にはDC電位が印加され、その電位は4.0Vである。受光センサー351P−2〜351P−10は受光センサー351P−1と、遮光センサー351D−2〜351D−10は遮光センサー351D−1と、配置の位置・ピッチ・方向を除いて全く同一であるので説明を省略する。   FIG. 23 is an enlarged plan view of the vicinity of the light receiving sensor 351P-1 (first optical sensor) and the light shielding sensor 351D-1 (first optical sensor). This will be described in comparison with FIG. 8 of the first embodiment. The light receiving sensor 351P-1 is planarly overlapped with the light receiving opening 990-1, and is irradiated with external light. The light receiving sensor 351P-1 includes a light receiving portion 351P-1I, an anode region 351P-1P, and a cathode region 351P-1N. The light shielding sensor 351D-1 does not overlap the light receiving opening 990-1 in a planar manner, and includes a light receiving portion 351D-1I, an anode region 351D-1P, and a cathode region 351D-1N. The light receiving portion 351P-1I, the anode region 351P-1P, the cathode region 351P-1N, the light receiving portion 351D-1I, the anode region 351D-1P, and the cathode region 351D-1N are respectively the light receiving portion 350P-1I and the anode in the first embodiment. Since the configuration, size, connection destination, and the like of the region 350P-1P, the cathode region 350P-1N, the light receiving unit 350D-1I, the anode region 350D-1P, and the cathode region 350D-1N are the same, description thereof is omitted. In this embodiment, the backlight light shielding electrode 614P-1 overlapping with the light receiving sensor 351P-1 is connected to the wiring VSH through the intermediate electrode 616P-1, and the backlight light shielding electrode 614D-1 overlapping with the light shielding sensor 351D-1 is connected to the intermediate electrode 616D-. 1 to the wiring VCHG. Further, the transparent electrode 615 that overlaps the light receiving sensor 351P-1 also overlaps the light shielding sensor 351D-1, and is not separated from each other. Therefore, the transparent electrode gap 612G in the first embodiment does not exist. The transparent electrode 614 is provided with a common potential wiring 335 disposed on the side close to the display area 310 of the light receiving sensor 351P-1 and the light shielding sensor 351D-1, and is given a common potential. In this embodiment, a DC potential is applied to the common potential wiring 335, and the potential is 4.0V. The light receiving sensors 351P-2 to 351P-10 are the same as the light receiving sensor 351P-1, and the light shielding sensors 351D-2 to 351D-10 are exactly the same as the light shielding sensor 351D-1, except for the position, pitch, and direction of arrangement. Is omitted.

液晶表示装置910Bを用いた電子機器については第1の実施例の図4の説明の通りであるので詳細は省略する。   Since the electronic apparatus using the liquid crystal display device 910B is as described in FIG. 4 of the first embodiment, the details are omitted.

受光開口部991−1〜991−6のサイズについては、該受光開口部990−1〜990−6が配置された表示領域310の周縁部の境界辺に平行な方向(以下、X方向とする)は第1の実施例と同じ10mmである。一方、受光開口部991−7〜991−10のX方向のサイズはバックライトユニット926に近い辺であって温度勾配が強くなることを勘案し、7mmと短くしている。これに応じて、受光開口部991−1〜991−6の配置ピッチは20mm、受光開口部991−7〜991−10の配置ピッチは14mmである。   The size of the light receiving openings 991-1 to 991-6 is a direction parallel to the boundary edge of the peripheral edge of the display area 310 where the light receiving openings 990-1 to 990-6 are arranged (hereinafter referred to as the X direction). ) Is the same 10 mm as in the first embodiment. On the other hand, the size in the X direction of the light receiving openings 991-7 to 991-10 is as short as 7 mm in consideration of the fact that the temperature gradient is strong on the side close to the backlight unit 926. Accordingly, the arrangement pitch of the light receiving openings 991-1 to 991-6 is 20 mm, and the arrangement pitch of the light receiving openings 991-7 to 991-10 is 14 mm.

表示領域310の境界辺に直交する方向(以下、Y方向とする)については、対向基板912Bの厚みが0.25mmであるので、第1の実施例と同じ0.3mmでは迷光が強くなり、測定精度が低下してしまうので、受光開口部991−1〜991−10全てでY方向は0.2mmのサイズに設定している。   In the direction orthogonal to the boundary side of the display area 310 (hereinafter referred to as Y direction), the thickness of the counter substrate 912B is 0.25 mm, so stray light becomes strong at 0.3 mm, which is the same as in the first embodiment. Since the measurement accuracy deteriorates, the Y direction is set to a size of 0.2 mm in all the light receiving openings 991-1 to 991-10.

本実施例のように、複数の辺に受光センサーを配置すると、より指や小さな影の影響を除去できるため、ますます好ましくなるが、光源との位置関係から温度勾配に気を使う必要がある。本実施例では2辺に受光センサーを配置したが、当然、3辺あるいは4辺に配置してもよい。また、本実施例では辺によってセンサーピッチ及び開口部のサイズを変えたが、同一辺の中で温度勾配が著しく異なるのであれば、同一辺内でセンサーピッチ及び開口部のサイズを変えても構わない。   As shown in this example, it is more preferable to arrange the light receiving sensors on multiple sides, because the influence of fingers and small shadows can be removed. However, it is necessary to pay attention to the temperature gradient from the positional relationship with the light source. . In the present embodiment, the light receiving sensors are arranged on two sides, but naturally, they may be arranged on three or four sides. In this embodiment, the sensor pitch and the size of the opening are changed depending on the side. However, if the temperature gradient is significantly different in the same side, the sensor pitch and the size of the opening may be changed in the same side. Absent.

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

[産業上の利用可能性]
本発明は実施例の形態に限定されるものではなく、TNモードではなく垂直配向モード(VAモード)、横電界を利用したIPSモード、フリンジ電界を利用したFFSモードなどの液晶表示装置に利用しても構わない。また、全透過型のみならず全反射型、反射透過兼用型であっても構わない。また、液晶表示装置ではなく、有機ELディスプレイ、フィールドエミッション型ディスプレイに用いても良いし、液晶表示装置以外の半導体装置に用いても良い。
[Industrial applicability]
The present invention is not limited to the embodiments, and is used for liquid crystal display devices such as a vertical alignment mode (VA mode) instead of the TN mode, an IPS mode using a lateral electric field, and an FFS mode using a fringe electric field. It doesn't matter. Moreover, not only a total transmission type but also a total reflection type and a reflection / transmission combined type may be used. Further, instead of the liquid crystal display device, it may be used for an organic EL display, a field emission type display, or a semiconductor device other than the liquid crystal display device.

また、本実施例で示したような外光にあわせた表示輝度の制御だけでなく、表示装置の輝度や色度を測定してこれをフィードバックし、ムラや経年変化のない表示装置に用いても構わない。   In addition to controlling the display brightness according to the external light as shown in this embodiment, the brightness and chromaticity of the display device are measured and fed back, and used for a display device free from unevenness and aging. It doesn't matter.

本発明の実施例に係る液晶表示装置910の斜視図。The perspective view of the liquid crystal display device 910 which concerns on the Example of this invention. 本発明の第1の実施例に係るアクティブマトリクス基板101の構成図。1 is a configuration diagram of an active matrix substrate 101 according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施例に係るアクティブマトリクス基板101の画素回路図。1 is a pixel circuit diagram of an active matrix substrate 101 according to an embodiment of the present invention. 本発明の電子機器の実施例を示すブロック図。1 is a block diagram illustrating an embodiment of an electronic device of the present invention. 本発明の実施例に係るアクティブマトリクス基板101の画素部の平面図。The top view of the pixel part of the active matrix substrate 101 which concerns on the Example of this invention. 図5A−A'に沿った断面図。FIG. 5A is a cross-sectional view along AA ′. 図5B−B'に沿った断面図。FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line BB ′. 本発明の第1の実施例に係る受光センサー350P−1、遮光センサー350D−1の平面図。The top view of the light reception sensor 350P-1 and the light-shielding sensor 350D-1 which concern on 1st Example of this invention. 図8C−C'に沿った断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line CC ′. 図8D−D'に沿った断面図。FIG. 8D is a cross-sectional view taken along the line DD ′. 本発明の第1の実施例に係る受光センサー350P−1〜350P−6、遮光センサー350D−1〜350D−6の等価回路図。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施例に係る受光センサー350P−1〜350P−6、遮光センサー350D−1〜350D−6の簡略化した等価回路図。FIG. 4 is a simplified equivalent circuit diagram of the light receiving sensors 350P-1 to 350P-6 and the light shielding sensors 350D-1 to 350D-6 according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施例に係る受光センサー350P−1〜350P−6、遮光センサー350D−1〜350D−6を構成するPINダイオードの特性を示したグラフ。The graph which showed the characteristic of the PIN diode which comprises the light reception sensor 350P-1 to 350P-6 and the light shielding sensor 350D-1 to 350D-6 which concern on 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例に係る検出回路360の回路図。The circuit diagram of the detection circuit 360 concerning the 1st example of the present invention. 本発明の第1の実施例に係るPINダイオードの電流と遮光電極−カソード電極間電位のグラフ。The graph of the electric current of the PIN diode which concerns on 1st Example of this invention, and the electric potential between light-shielding electrodes-cathode electrodes. 本発明の実施例に係る薄膜トランジスターとPINダイオードの特性相関を示す散布図。The scatter diagram which shows the characteristic correlation of the thin-film transistor and PIN diode which concern on the Example of this invention. 本発明の第1の実施例の別なる構成例に係る第2の自己補正電圧回路361'の回路図。The circuit diagram of 2nd self-correction voltage circuit 361 'which concerns on another structural example of the 1st Example of this invention. 本発明の実施例に係る外部光の検出照度とバックライト輝度の設定図。FIG. 3 is a setting diagram of detected illuminance of external light and backlight luminance according to an embodiment of the present invention. 半透過液晶表示装置のための外部光の検出照度とバックライト輝度の設定図。FIG. 5 is a setting diagram of detection illuminance of external light and backlight luminance for a transflective liquid crystal display device. 本発明の第2の実施例に係る液晶表示装置910Bの斜視図。The perspective view of liquid crystal display device 910B which concerns on the 2nd Example of this invention. 本発明の第2の実施例に係るアクティブマトリクス基板101Bのブロック図。The block diagram of the active-matrix board | substrate 101B which concerns on the 2nd Example of this invention. 本発明の第2の実施例に係る検出回路362の回路図。The circuit diagram of the detection circuit 362 which concerns on the 2nd Example of this invention. 本発明の第2の実施例に係る受光センサー351P−1、遮光センサー351D−1の平面図。The top view of the light reception sensor 351P-1 and the light-shielding sensor 351D-1 which concern on the 2nd Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

101,101B…アクティブマトリクス基板(本発明の「第1の基板」、「半導体装置」の一例)、102…張り出し部、201−1〜201−480…走査線、202−1〜202−1920…データ線、301…走査線駆動回路、302…データ線駆動回路、320…信号入力端子、330−1〜330−2…対向導通部、335…共通電位配線、350P−1〜350P−6,351P−1〜351P−6…受光センサー(本発明の「第1の光センサー」の一例)、350D−1〜350D−6,351D−1〜351D−6…遮光センサー(本発明の「第2の光センサー」の一例)、360,362…検出回路(本発明の「光検出部」の一例)、361,361'…自己補正電圧回路、611P−1〜611P−6,611D−1〜611D−6…バックライト遮光電極、612P−1〜612P−6,612D−1〜612D−6…透明電極、781…中央演算回路、784…外部電源回路、910…液晶表示装置、911…液晶パネル(本発明の「パネル」の一例)、912…対向基板(本発明の「第2の基板」の一例)、922…ネマティック相液晶材料、923…シール材、926…バックライトユニット、927…導光板、940…ブラックマトリクス、990−1〜990−6,991−1〜991−10…受光開口部、LA…外光、LB…バックライト光。   101, 101B... Active matrix substrate (an example of the “first substrate” or “semiconductor device” of the present invention), 102 ... an overhang, 201-1 to 201-480 ... scanning lines, 202-1 to 202-1920. Data line 301... Scan line driving circuit 302... Data line driving circuit 320 320 Signal input terminal 330-1 to 330-2 Opposing conductive part 335 Common potential wiring 350 P-1 350 P-6, 351 P -1 to 351P-6... Light receiving sensor (an example of the “first optical sensor” in the present invention), 350D-1 to 350D-6, 351D-1 to 351D-6. Example of “optical sensor”), 360, 362... Detection circuit (example of “photodetection unit” of the present invention), 361, 361 ′... Self-correction voltage circuit, 611P-1 to 611P-6, 611D-1 611D-6: Backlight shielding electrode, 612P-1 to 612P-6, 612D-1 to 612D-6 ... Transparent electrode, 781 ... Central processing circuit, 784 ... External power supply circuit, 910 ... Liquid crystal display device, 911 ... Liquid crystal panel (An example of “panel” of the present invention), 912... Counter substrate (an example of “second substrate” of the present invention), 922... Nematic phase liquid crystal material, 923... Sealing material, 926. Light plate, 940... Black matrix, 990-1 to 990-6, 991-1 to 991-10... Light receiving opening, LA .. External light, LB.

Claims (9)

第1および第2の基板間に電気光学物質が挟持されてなる表示領域が形成されたパネルと、前記パネルの周囲光の照度を検出する光検出部と、前記パネルの表示領域に光を照射する光源とを備えた電気光学装置であって、
前記第2の基板には周期的に反転する信号が印加された対向電極が設けられ、
前記光検出部は、前記第1の基板の前記表示領域周縁部に設けられ、
外光が照射される第1の光センサーと、
外光の照射が遮断される第2の光センサーとを備え、
前記第1の光センサーと前記第2の光センサーとは、それぞれ前記光源からの光の照射を遮断する遮光電極と前記第2の基板に対向する側に配置された透明電極を備え、
前記第1の光センサーと第2の光センサーは前記対向電極に対向するとともに、前記表示領域周縁部に複数配置されている
ことを特徴とする電気光学装置。
A panel formed with a display region in which an electro-optical material is sandwiched between first and second substrates, a light detection unit for detecting the illuminance of ambient light of the panel, and irradiating light on the display region of the panel An electro-optical device having a light source
The second substrate is provided with a counter electrode to which a periodically inverted signal is applied,
The light detection unit is provided on the periphery of the display area of the first substrate,
A first light sensor irradiated with external light;
A second optical sensor for blocking external light irradiation,
The first photosensor and the second photosensor each include a light-shielding electrode that blocks light irradiation from the light source and a transparent electrode disposed on the side facing the second substrate ,
The first optical sensor and the second optical sensor are opposed to the counter electrode, and a plurality of the first optical sensor and the second optical sensor are arranged at a peripheral portion of the display area.
前記光源は、表示領域周縁部において、前記第1の光センサーと第2の光センサーが配置されない辺に配置されている
ことを特徴とした請求項1に記載の電気光学装置。
2. The electro-optical device according to claim 1, wherein the light source is arranged on a side where the first photosensor and the second photosensor are not arranged at a peripheral portion of the display area.
前記第1の光センサーと、
前記第2の光センサーは互いに交互に配置されている
ことを特徴とした請求項1又は請求項2に記載の電気光学装置。
The first light sensor;
The electro-optical device according to claim 1, wherein the second optical sensors are alternately arranged with each other.
前記第1の光センサーとそれに隣接して配置された前記第2の光センサーは、互いに前記表示領域の境界辺からの距離が略等しい
ことを特徴とした請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電気光学装置。
The distance between the first photosensor and the second photosensor arranged adjacent to the first photosensor is substantially equal to the boundary side of the display area. The electro-optical device according to one item.
前記第1の光センサーに前記パネルの周囲光を照射するために第1または第2の基板に設けられた複数の開口部サイズを、
前記開口部が配置された表示領域周縁部の境界辺と平行な方向には0.5mm以上且つ20mm以下の範囲、また、前記開口部が配置された前記表示領域周縁部の境界辺と直交する方向には0.05mm以上且つ前記対向基板の厚さ以下に形成した
ことを特徴とした請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の電気光学装置。
A plurality of opening sizes provided in the first or second substrate for irradiating the first light sensor with ambient light of the panel,
In a direction parallel to the boundary edge of the display area peripheral edge where the opening is arranged, a range of 0.5 mm or more and 20 mm or less is orthogonal to the boundary edge of the display area peripheral edge where the opening is arranged. 5. The electro-optical device according to claim 1, wherein the electro-optical device is formed to have a thickness of 0.05 mm or more and not more than a thickness of the counter substrate.
前記複数の開口部は、前記表領域周縁部において、前記光源が配置された配置辺に対向する辺に配置された第1の開口部と、配置辺に略直交する辺に配置された第2の開口部とを備え、
前記第1の開口部の開口面積は、前記第2の開口面積よりも大きい
ことを特徴とした請求項5に記載の電気光学装置。
The plurality of openings are a first opening disposed on a side facing the arrangement side on which the light source is arranged, and a second arranged on a side substantially orthogonal to the arrangement side at the peripheral edge of the front region. With an opening of
The electro-optical device according to claim 5, wherein an opening area of the first opening is larger than the second opening area.
前記第1の光センサー及び前記第2の光センサーは薄膜ポリシリコンを用いたPIN接合ダイオードもしくはPN接合ダイオードである
ことを特徴とした請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の電気光学装置。
7. The electricity according to claim 1, wherein each of the first photosensor and the second photosensor is a PIN junction diode or a PN junction diode using thin film polysilicon. Optical device.
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の電気光学装置よりなる表示装置。   A display device comprising the electro-optical device according to claim 1. 請求項8に記載の表示装置を用いた電子機器。   An electronic apparatus using the display device according to claim 8.
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