KR101466727B1

KR101466727B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR101466727B1
Application number: KR1020080080286A
Authority: KR
Inventors: 다이스케 타카마; 나오유키 이타쿠라; 타카유키 나카니시; 요시하루 나카지마
Original assignee: 재팬 디스프레이 웨스트 인코포레이트
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2008-08-18
Publication date: 2014-11-28
Anticipated expiration: 2028-08-18
Also published as: US7973863B2; KR20090026042A; US20110141408A1; JP5283451B2; TW200916900A; TWI384277B; CN101382695B; JP2009080469A; US20090066866A1; US8558974B2; CN101382695A

Abstract

화상을 표시하는 표시 영역과 이 표시 영역에 배치된 복수의 화소를 갖는 액정 패널을 포함하고, 한쌍의 제1 및 제2 편광판이 표시 영역을 거쳐서 대면하도록 설치되며, 액정 패널이, 제1기판과, 제1기판에 대하여 간격을 사이에 두도록 대면하고 있는 제2기판과, 제1기판과 제2기판 사이에서 끼워져 있고 배향처리된 액정층을 포함하는 액정표시장치가 제공된다.

액정표시장치, 광 누설, 액정 패널, 수광소자, 액정층

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}

본 발명은, 액정표시장치에 관한 것이다. 특히, 화상을 표시하는 화소가 복수 배치된 표시 영역에, 빛을 검출하는 수광소자가 복수 형성되어 있는 액정 패널을 가지고, 피검지체가 액정 패널의 면에 접촉한 위치를, 그 수광소자에 의해 검출된 빛에 의거하여 검지하는 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는, 초박형, 경량, 저소비 전력이라고 하는 이점을 가진다. 이 때문에, 액정표시장치는, 휴대전화, 디지털 카메라 등의 모바일 용도의 전자기기에 있어서 많이 사용되고 있다.

액정표시장치는, 한쌍의 기판 사이에 액정층이 봉입된 액정 패널을 가지고 있고, 그 액정 패널의 배면에 설치된 백라이트 등의 평면 광원이 조사한 빛을, 그 액정 패널이 변조해서 투과시킨다. 그리고, 액정 패널을 투과한 변조된 빛을 사용하여 액정 패널의 정면에서 화상이 표시된다.

이 액정 패널은, 예를들면, 액티브 매트릭스 방식이며, 화상을 표시하는 표 시 영역에, 화소 스위칭 소자로서 기능하는 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)가 형성되고, 그 화소 스위칭 소자가 화소전극에 전위를 입력함으로써, 액정층에 인가하는 전압을 가변하고, 그 화소를 투과하는 빛의 투과율을 제어하여, 그 빛을 변조시킨다.

액정 패널에 있어서는, 상기한 화소 스위칭소자로서 기능하는 TFT 이외에, 수광소자가 내장된 것이 제안되어 있다. 예를들면, 화소 스위칭소자로서 기능하는 TFT를 어레이 모양으로 복수 형성한 TFT 어레이 기판에, 수광소자로서 기능하는 TFT를 형성하는 것이 제안되어 있다. 방금 설명한 액정 패널은, 예를 들면, 일본국 특개 2007-18458호 공보에 개시되어 있다.

상기한 바와 같이 액정표시장치에 수광소자를 내장할 경우에 있어서는, 유저 인터페이스로서의 기능을 실현할 수 있기 때문에, 액정 패널의 전방면에 별도로 터치패널을 설치할 필요가 없어진다. 이 때문에, 유저 인터페이스로서 소형화가 용이하게 되어 있다. 이 때문에, 이 액정 패널은, I/O 터치패널(Integrated-Optical touch panel)로 부르고 있다.

이 액정 패널에 있어서는, 예를들면, 액정 패널의 전방면에 접촉된 유저의 손가락이나 터치펜 등의 피검지체의 상에 의한 빛을, 그것의 내장된 수광소자가 검출한다. 예를들면, TFT 어레이 기판에 대향하도록, 정면측에 위치하고 있는 대향기판의 측으로부터, 배면측에 위치하는 TFT 어레이 기판의 측으로 향하는 빛이 투과하는 개구가, 수광 영역에 대응하도록 설치되고, 그 개구에 대응하도록 수광소자가 형성되어 있다. 그리고, 그 수광 영역을 투과한 빛을 수광소자가 수광한다. 그 후 에 그 수광소자에 의해 검출된 빛에 의거하여 그 피검지체가 액정 패널과 접촉한 위치를 특정한다. 그후, 그 특정된 위치에 대응하는 조작이, 액정표시장치 자신이나, 그 액정표시장치에 접속된 다른 전자기기에서 실시된다. 방금 설명한 형태의 액정표시장치는, 예를 들어, 일본국 특개 2006-330578호 공에 개시되어 있다.

그렇지만, 상기한 액정 패널에 있어서는, 빛이 투과하도록 수광 영역이 개구되어 있기 때문에, 배면에서 조사된 배면광이, 그 수광 영역에 있어서 정면의 측으로 투과하여, 화상품질이 저하하는 경우가 있다.

특히, 표시 영역에 있어서 형성한 블랙 매트릭스층에, 수광소자에 입사하는 빛의 강도를 유지하기 위해, 액정 패널의 정면측에서 입사하는 빛이 투과하는 개구를, 수광 영역에 대응하도록 형성했을 경우에 있어서는, 상기한 문제점이 현실화되는 경우가 있다. 즉, 수광 영역의 주변은, 블랙 매트릭스층에 의해 마스킹되어, 빛이 차광되지만, 그 수광 영역에 있어서는, 백라이트에 의해 조사된 배면광이 마스킹되지 않고 투과하기 때문에, 표시 영역에 있어서는, 「광 누설」을 일으키는 일이 있다. 이와 같은 광 누설이 발생하면, 화소 이외의 부분이 빛나게 되어, 표시 영역에서 표시하는 화상의 품질이 저하하는 경우가 있다.

이 문제점을 해소하기 위해, 백라이트로부터의 빛이 액정 패널의 정면측으로 투과하지 않도록, 차광층을 수광 영역에 대응하도록 형성하는 것을 고려할 수 있 다. 그러나, 수광소자를 형성한 TFT 어레이 기판에 차광층을 형성하는 것은, 레이아웃의 제약상, 곤란한 경우가 있다. 또한 TFT 어레이 기판에 대향하는 대향기판에 차광층을 설치한 경우에는, 그 수광소자를 형성한 TFT 어레이 기판 위에 대향 전극을 중첩시킬 때의 오차를 고려할 필요가 있다. 이것은 그 차광층의 면적을 크게 할 필요가 생기기 때문에, 표시 영역에 있어서의 개구율이 저하하고, 화상품질이 저하하는 경우가 있다.

이렇게, 수광소자가 내장된 액정표시장치에 있어서는, 수광 영역에 기인하여, 화상품질이 저하하는 경우가 있다.

따라서, 본 발명은, 수광 영역에 있어서의 "광 누설"을 방지하여, 화상품질을 향상가능한 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 화상을 표시하는 표시 영역과 이 표시 영역에 배치된 복수의 화소를 갖는 액정 패널을 포함하고, 한쌍의 제1 및 제2 편광판이 상기 표시 영역을 거쳐서 대면하도록 설치되는 액정표시장치로서, 상기 액정 패널은, 제1기판과, 상기 제1기판에 대하여 간격을 사이에 두도록 대면하고 있는 제2기판과, 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에서 끼워져 있고, 배향처리된 액정층을 포함하고, 상기 액정 패널은, 상기 제1기판과 상기 제2기판이 대면하는 면들 중에서 한 개의 면에, 상기 제2기판의 측으로부터 상기 제1기판의 측으로 향하는 빛을 수광하도록 수광소자가 형성되어 있는 수광 영역을 가지고 있고, 해당 수광 영역에 서 상기 제1기판의 측으로부터 상기 제2기판의 측으로 향하는 빛이 차광되도록, 상기 제1 및 제2 편광판과 상기 액정층이 배치되어 있는 액정표시장치가 제공된다.

바람직하게는, 상기 액정 패널은, 상기 표시 영역에서 상기 복수의 화소를 구획하는 동시에 빛을 차광하도록 형성되어 있는 블랙 매트릭스층을 더 포함하고, 상기 블랙 매트릭스층은, 빛이 투과하는 개구가 상기 수광 영역에 대응하도록 형성되어 있고, 상기 액정 패널은, 상기 제2기판의 측으로부터 상기 제1기판의 측으로 향하는 빛에 있어서, 상기 블랙 매트릭스층에 형성된 개구를 투과하는 빛을 상기 수광소자가 수광하도록 형성되는 동시에, 상기 제1기판의 측으로부터 상기 제2기판의 측으로 향하는 빛이 상기 블랙 매트릭스층에 형성된 개구를 투과하지 않고 차광되도록 상기 액정층이 형성되어 있다.

바람직하게는, 상기 수광소자는, 상기 제2기판의 측으로부터 상기 제1기판의 측으로 향하는 빛을 상기 액정층을 통해 수광하도록, 상기 제1기판 위에 설치되어 있다.

바람직하게는, 상기 액정표시장치는, 상기 제 1 기판에 인접한 상기 액정 패널의 면에 대면하도록 배치되어 있고 상기 제1기판의 측으로부터 상기 제2기판의 측으로 향하도록 빛을 조명하도록 구성된 조명부를 더 구비하고, 상기 액정 패널은, 상기 조명부에 의해 조명된 빛을 상기 화소가 변조함으로써 상기 표시 영역에 화상을 표시하는 동시에, 상기 액정층이 상기 조명부에 의해 조명된 빛을 상기 수광 영역에서 차광하도록 형성되어 있다.

바람직하게는, 상기 액정 패널은, 노멀리 블랙 방식에 의해 상기 표시 영역 에서 화상을 표시하도록 구성되어 있고, 상기 표시 영역에 있어서 화상을 표시할 때에, 상기 수광 영역에서 상기 액정층에 전압이 인가되지 않도록 구성되어 있다.

바람직하게는, 상기 액정표시장치는, 상기 수광 영역에 대응하도록 형성되고 상기 액정층에 접속되어 있는 도전층을 더 구비하고, 상기 도전층이 접지 상태가 되도록 배치되어 있다.

바람직하게는, 상기 액정표시장치는, 상기 수광 영역에 대응하도록 상기 제2기판과 대면하는 상기 제 1 기판의 면에 형성되고 상기 액정층에 접속되어 있는 제1전극과, 상기 액정층을 통해 상기 제1전극에 대향하도록 상기 제1기판에 대면하는 상기 제 2 기판의 면에 형성되고 상기 액정층에 접속되어 있는 제2전극을 더 구비하고, 상기 표시 영역에 있어서 화상을 표시할 때에, 상기 제1전극과 상기 제2전극에 서로 같은 전위가 입력되어, 상기 액정층에 전압이 인가되지 않도록 구성되어 있다.

바람직하게는, 상기 제1전극과 상기 제2전극 중 한쪽은 접지 상태로 위치하고, 다른 쪽은 플로팅 상태로 위치하도록 구성되어 있다.

바람직하게는, 상기 액정 패널은, 노멀리 화이트 방식에 의해 상기 표시 영역에 화상을 표시하도록 구성되어 있고, 상기 표시 영역에서 화상을 표시할 때에, 상기 수광 영역에서 상기 액정층에 전압이 인가되도록 구성되어 있다.

바람직하게는, 상기 수광 영역에 대응하도록 상기 제2기판과 대면하는 상기 제 1 기판의 면에 형성되고 상기 액정층에 접속되어 있는 제1전극과, 상기 액정층을 통해 상기 제1전극에 대향하도록 상기 제1기판에 대면하는 상기 제 2 기판의 면 에 형성되고 상기 액정층에 접속되어 있는 제2전극을 더 구비하고, 상기 표시 영역에 있어서 화상을 표시할 때에, 상기 제1전극과 상기 제2전극에 서로 다른 전위가 입력되도록 구성되어 있다.

상기한 액정표시장치에 있어서는, 수광 영역에서 제1기판의 측으로부터 제2기판의 측으로 향하는 빛이, 제1 편광판과 제2 편광판과 액정층에 의해 차광된다.

본 발명의 액정표시장치에 따르면, 수광 영역에 있어서의 "광 누설"을 방지하여, 표시 화상의 화상품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 상기한 특징과 이점은, 유사한 부분이나 구성요소를 유사한 참조번호로 표시한 첨부도면을 참조하여 주어지는 이하의 상세한 설명과 첨부된 청구범위로부터 명백해질 것이다.

<실시예 1>

(액정표시장치의 전체 구성)

도 1은, 본 발명의 실시예 1에 있어서, 액정표시장치(100)의 구성을 나타낸 단면도이다.

본 실시예의 액정표시장치(100)는, 도 1에 도시된 것과 같이, 액정 패널(200)과, 백라이트(300)와, 제어부(400)를 가진다. 각 부분에 대해서 순차 설명 한다.

액정 패널(200)은, TFT 어레이 기판(201)과 대향기판(202)과 액정층(203)을 가진다.

이 액정 패널(200)에 있어서는, TFT 어레이 기판(201)과 대향기판(202)이 간격을 사이에 두도록 대면하고 있다. 그리고, 그 TFT 어레이 기판(201)과 대향기판(202) 사이에 끼워지도록, 액정층(203)이 설치되어 있다.

또한, 제1 편광판(206)과 제2 편광판(207) 각각이, 액정 패널(200)의 양면측에 있어서 대면하도록 설치되어 있다. 여기에서는, 제1 편광판(206)이 TFT 어레이 기판(201)의 측에 배치되고, 제2 편광판(207)이 대향기판(202)의 측에 배치되어 있다.

그리고, 액정 패널(200)의 TFT 어레이 기판(201)의 측에 위치하도록 백라이트(300)가 배치되어 있고, TFT 어레이 기판(201)에 있어서 대향기판(202)에 대면 하고 있지 않는 측의 면에, 백라이트(300)로부터 출사된 빛이 조사된다. 그리고, 액정 패널(200)은, 화상을 표시하는 표시 영역 PA를 포함하고, 그 액정 패널(200)의 배면측에 설치된 백라이트(300)가 조명한 빛을, 제1 편광판(206)을 통해 배면에서 받고, 그 배면에서 받은 빛을 표시 영역 PA에서 변조한다. 그리고, 그 변조된 빛이 제2 편광판(207)을 통해 정면측에 출사하여 표시 영역 PA에서 화상이 표시된다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 액정 패널(200)은 소위 I/O 터치패널로서, 상세에 관해서는 후술하지만, 대향기판(202)의 측으로부터 TFT 어레이 기판(201)의 측으로 향하는 빛을 수광하도록 형성된 미도시된 수광소자를 구비한다. 구체적으로는, 액정 패널(200)에 있어서 백라이트(300)가 설치된 배면에 대하여 반대측이 되는 정면에, 유저의 손가락이나 터치펜 등의 피검지체가 접촉했을 때에, 그 피검지체의 상을 이 수광소자가 수광하여, 수광신호를 출력한다.

백라이트(300)는 액정 패널(200)의 배면에 대면하고 있고, 그 액정 패널(200)의 표시 영역 PA에 빛을 조명한다. 백라이트(300)는, 예를들면, LED 등의 미도시된 광원과, 그 광원으로부터의 빛을 면 형태의 빛으로 변환하는 미도시된 도광판을 가지고 있다. 따라서, 백라이트(300)는 액정 패널(200)의 표시 영역 PA의 전체면에 백색광을 평면광으로서 조사한다.

본 실시예에 있어서는, 백라이트(300)는, 액정 패널(200)을 구성하는 TFT 어레이 기판(201)과 대향기판(202) 사이에 있어서, TFT 어레이 기판(201)의 측에 위치하도록 배치되어 있다. 그리고, 백라이트(300)는 TFT 어레이 기판(201)에 있어서 대향기판(202)에 대면하고 있지 않는 측의 면에, 그 평면광을 조사한다. 즉, 백라이트(300)는, TFT 어레이 기판(201)의 측으로부터 대향기판(202)의 측으로 빛이 향하도록 빛을 조명한다.

제어부(400)는, 애플리케이션 프로그램 실행부(411)와, 표시 드라이브 회로(412)와, 수광 드라이브 회로(413)와, 화상처리부(414)를 포함한다.

제어부(400)에 있어서 애플리케이션 프로그램 실행부(411)는, 컴퓨터를 포함하고, 그 컴퓨터가 애플리케이션 프로그램을 실행하여, 액정표시장치(100)의 각 부분에 제어신호를 출력함으로써, 각 부분를 제어한다. 또한, 표시 드라이브 회 로(412)는, 애플리케이션 프로그램 실행부(411)로부터 출력된 제어신호에 의거하여 액정 패널(200)이 화상표시의 동작을 실시하도록 액정 패널(200)을 구동시킨다. 예를들면, 표시 드라이버 회로(412)는 선 순차 구동을 실행하도록 액정 패널(200)을 구동한다. 또한, 수광 드라이브 회로(413)는, 애플리케이션 프로그램 실행부(411)로부터 출력된 제어신호에 의거하여 액정 패널(200)에 설치된 수광소자가 생성한 수광신호를 판독하도록, 수광소자를 구동시킨다. 예를들면, 표시 드라이버 회로(412)는 선 순차 구동을 실행하도록 액정 패널(200)을 구동한다. 또한, 화상처리부(414)는, 애플리케이션 프로그램 실행부(411)로부터 출력된 제어신호에 의거하여 화상처리를 실시한다. 여기에서는, 수광 드라이브 회로(413)가 판독한 수광신호에 의거하여 유저의 손가락이나 터치펜 등의 피검지체가 접촉한 위치를 해석하여, 해석 데이터를 생성한다.

(액정 패널의 전체 구성)

액정 패널(200)에 대해서 상세하게 설명한다.

도 2는 액정 패널(200)을 나타낸 평면도이고, 도 3은 표시 영역 PA에 형성되는 회로의 일부를 나타낸 회로도이다.

도 2에 도시된 것과 같이, 액정 패널(200)은, 표시용 수직 구동회로(11)와, 표시용 수평 구동회로(12)와, 센서용 수직 구동회로(13)와, 센서 판독용 수평 구동회로(14)를 가지고 있다. 이들 표시용 수직 구동회로(11)와, 표시용 수평 구동회로(12)와, 센서용 수직 구동회로(13)와, 센서 판독용 수평 구동회로(14) 각각이, 표시 영역 PA의 주위에 위치하는 주변영역 CA에 형성되어 있다.

그리고, 액정 패널(200)에 있어서 표시 영역 PA에 대응하는 영역에는, 복수의 화소 P가 수평방향 x와 수직방향 y의 각각 매트릭스 모양으로 늘어서도록 배치되어 있다. 여기에서는, 도 3에 도시된 것과 같이, 화소 P는, 화소회로(30a)와 센서 회로(30b)를 포함하도록 형성되어 있다.

각 부분에 대해서, 순차 설명한다.

표시용 수직 구동회로(11)는, 도 3에 도시된 것과 같이, 수평방향 x로 연장하도록 형성되고, 수직방향 y로 늘어선 복수의 게이트 선 G1의 각각 접속되어 있다. 그리고, 표시 드라이브 회로(412)로부터 공급되는 구동신호에 의거하여 표시용 수직 수동회로(11)는 수직방향 y로 늘어선 게이트 선 G1의 각각에 순차 선택 펄스를 공급한다.

표시용 수평 구동회로(12)는, 도 3에 도시된 것과 같이, 수직방향 y로 연장하도록 형성되고, 수평방향 x에 나란히 선 복수의 제1데이터 선 S1의 각각에 접속되어 있다. 그리고, 표시용 수평 구동회로(12)는 표시 드라이브 회로(412)로부터 공급되는 구동신호에 의거하여 수평방향 x에 나란히 선 제1데이터 선 S1의 각각에 순차 영상신호를 공급한다.

센서용 수직 구동회로(13)는, 수평방향 x로 연장하도록 형성되고, 수직방향 y로 늘어선 복수의 판독선 Read의 각각에 접속되어 있다. 그리고, 센서용 수평 구동회로(13)는 수직방향 y로 늘어선 판독선 Read의 각각에 순차 선택 펄스를 공급한다.

센서 판독용 수평 구동회로(14)는, 수직방향 y로 연장하도록 형성되고, 수평방향 x에 나란히 선 복수의 제2데이터 선 S2의 각각에 접속되어 있다. 그리고, 센서 판독용 수평 구동회로(14)는 수평방향 x에 나란히 선 제2데이터 선 S2의 각각으로부터 순차 수광신호를 판독한다.

화소회로(30a)는, 화소 스위칭소자(31)와, 보조 용량소자 Cs를 포함하고, 화소 P를 구동한다.

이 화소회로(30a)에 있어서, 화소 스위칭소자(31)와 보조 용량소자 Cs의 각각은, 도 3에 도시된 것과 같이, 수직방향 y로 연장하는 표시용의 제1데이터 선 S1과, 수평방향 x로 연장하는 게이트 선 G1의 교점 부근에 설치되어 있다. 그리고, 화소 스위칭소자(31)는, 게이트 전극이 게이트 선 G1에 접속되고, 소스 전극이 제1데이터 선 S1에 접속되고, 드레인 전극이 보조 용량소자 Cs 및 액정층(203)에 접속되어 있다. 또한, 보조 용량소자 Cs는, 한쪽의 전극이 보조 용량선에 접속되고, 다른 쪽의 전극이, 화소 스위칭소자(31)의 소스 전극에 접속되어 있다. 그리고, 게이트 선 G1이 표시용 수직 구동회로(11)에 접속되고, 제1데이터 선 S1이 표시용 수평 구동회로(12)에 접속되어 있다.

이 때문에, 표시용 수직 구동회로(11)에 의해 게이트 선 G1에 선택 펄스가 공급되어 화소 스위칭소자(31)가 온 상태가 된 후, 표시용 수평 구동회로(12)에 의해 제1데이터 선 S1에 영상신호가 공급되었을 경우에, 화소 스위칭소자(31)는, 그 영상신호를 보조 용량소자 Cs 및 액정층(203)에 기록한다.

센서 회로(30b)는, 수광소자(32)와, 리셋 트랜지스터(33)와, 커패시터(34) 와, 증폭 트랜지스터(35)와, 선택 트랜지스터(36)를 가진다.

여기에서, 수광소자(32)는, 기준전위 Vss에 소스가, 플로팅 디퓨전 FD에 드레인이 접속되어 있다. 수광소자(32)의 게이트에는, 수광소자(32)의 임계전압보다 작은 전압 Vg가 인가된다.

또한, 리셋 트랜지스터(33)는, 전원전압 Vdd에 드레인이, 플로팅 디퓨전 FD에 소스가 접속되어 있다. 리셋 트랜지스터(33)의 게이트에 리셋 신호(Reset)가 주어짐으로써, 플로팅 디퓨전 FD의 전위가 리셋된다.

또한, 커패시터(34)는, 플로팅 디퓨전 FD와 기준전위 Vss 사이에 접속되어 있다. 커패시터(34)에 축적되는 전하량에 따라 플로팅 디퓨전의 전위가 변화한다.

또한, 증폭 트랜지스터(35)는, 플로팅 디퓨전 FD에 게이트가, 전원전압 Vdd에 드레인이, 선택 트랜지스터(36)의 드레인에 소스가 접속되어, 소스 폴로워 회로를 구성하고 있다.

또한, 선택 트랜지스터(36)는, 증폭 트랜지스터(35)의 소스에 드레인이, 제2데이터 선 S2에 소스가 접속되어 있다. 센서용 수직 구동회로(13)에 의해 선택 트랜지스터(36)의 게이트에 판독 신호(Read)가 공급되면, 선택 트랜지스터(36)는 온 상태가 되어, 증폭 트랜지스터(35)에 의해 증폭된 신호가 제2데이터 선 S2에 출력된다.

센서 회로(30b)에서는, 리셋 트랜지스터(33)의 게이트에 리셋 신호가 공급되면, 리셋 트랜지스터(33)가 온 상태가 되고, 커패시터(34)에 전하가 축적되어, 플로팅 디퓨전 FD의 전압이 전원전압 Vdd에 따른 값이 된다. 그 후에 리셋 트랜지스 터(33)는 오프 상태로 된다. 그리고, 수광소자(32)가 수광하면, 광량에 따른 리크 전류 또는 오프 전류가 생긴다. 이에 따라 커패시터(34)에 축적된 전하가 방전하여, 플로팅 디퓨전 FD의 전압이 떨어진다. 그리고, 이 플로팅 디퓨전 FD의 전압은 증폭 트랜지스터(35)에 의해 증폭되고, 센서용 수직 구동회로(13)에 의해 판독 신호가 선택 트랜지스터(36)의 게이트에 공급됨으로써, 신호 전압으로서 제2데이터 선 S2로 판독된다. 그리고, 제2데이터 선 S2에 판독된 신호 전압은, 수광소자(32)의 수광량에 따른 값이 된다. 그 후에 이 신호 전압이 센서 판독용 수평 구동회로(14)에 보내진다.

(액정 패널의 세부 구성)

도 4는, 액정 패널(200)에 있어서의 표시 영역 PA의 단면의 개략을 모식적으로 나타낸 단면도이고, 도 5는, 도 2의 액정 패널(200)의 표시 영역 PA의 평면의 개략을 모식적으로 나타낸 평면도이다. 도 4는, 도 5에 있어서 IV-IV 부분에 대응하는 부분을 보이고 있다.

도 4에 도시된 것과 같이, 액정 패널(200)은, TFT 어레이 기판(201)과, 대향기판(202)과, 액정층(203)을 가지고 있다. 액정 패널(200)에서, TFT 어레이 기판(201)과 대향기판(202)은 미도시된 스페이서에 의해 간격을 두고 부착되어 있다. 그 TFT 어레이 기판(201)과 대향기판(202) 사이의 간격에 액정층(203)이 설치되어 있다.

또한, 도 4와 도 5에 도시된 것과 같이, 액정 패널(200)은, 광투과 영역 TA 와 차광 영역 RA를 포함한다.

광투과 영역 TA에 있어서는, 백라이트(300)로부터 조명된 빛을, TFT 어레이 기판(201)의 측으로부터 대향기판(202)의 측으로 투과시킨다. 여기에서는, 광투과 영역 TA에는, 도 4와 도 5에 도시된 것과 같이, 칼라필터층(21)이 형성되어 있고, 백라이트(300)로부터 조명된 빛을 착색시켜서, TFT 어레이 기판(201)의 측으로부터 대향기판(202)의 측으로 투과시킨다.

한편, 차광 영역 RA에 있어서는, 도 4에 도시된 것과 같이, 블랙 매트릭스층(21K)이 형성되어 있고, 도 5에 도시된 것과 같이, 백라이트(300)로부터 조명된 빛을, 블랙 매트릭스층(21K)이 칼라필터층(21)의 주위에서 차광한다.

그리고, 액정 패널(200)은, 도 4와 도 5에 도시된 것과 같이, 수광 영역 SA를 포함한다.

이 수광 영역 SA에 있어서는, 수광소자(32)가 TFT 어레이 기판(201)과 대향기판(202)이 대면하는 면에 형성되어, 대향기판(202)의 측으로부터 TFT 어레이 기판(201)의 측으로 향하는 빛을 수광하도록 한다. 이 수광소자(32)는, 도 4에 도시된 것과 같이, 유저의 손가락 등의 피검지체의 상에 의한 빛을, 대향기판(202)의 측에서 수광한다.

또한, 상세에 관해서는 후술하지만, 이 수광 영역 SA에 있어서는, TFT 어레이 기판(201)의 측으로부터 대향기판(202)의 측으로 향하는 빛이 차광되도록, 액정층(203)이 형성되어 있다.

여기에서는, 도 4에 도시된 것과 같이, 대향기판(202)의 측으로부터 TFT 어 레이 기판(201)의 측으로 향하는 빛에 있어서, 블랙 매트릭스층(21K)에 형성된 개구(21a)를 투과하는 빛을, 수광소자(32)가 수광하도록 형성되어 있고, 더구나, TFT 어레이 기판(201)의 측으로부터 대향기판(202)의 측으로 향하는 빛이, 그 블랙 매트릭스층(21K)에 형성된 개구(21a)로부터 투과되지 않고 차광되도록, 액정층(203)이 형성되어 있다. 구체적으로는, 액정 패널(200)의 액정층(203)은, 백라이트(300)에 의해 조명된 빛이 변조되어 표시 영역 PA에서 화상을 표시하는 동시에, 그 백라이트(300)에 의해 조명된 빛이 수광 영역 SA에서 차광되도록 형성된다.

본 실시예에 있어서는, 액정 패널(200)은, 노멀리 블랙 방식에 의해 표시 영역 PA에서 화상을 표시하도록 구성되어 있고, 상세에 관해서는 후술하지만, 액정 패널(200)은, 그 표시 영역 PA에 있어서 화상을 표시할 때에, 수광 영역 SA에서 액정층에 전압이 인가되지 않도록 구성되어 있다.

액정 패널(200)의 각 부분에 관하여 설명한다.

먼저, TFT 어레이 기판(201)에 대해 설명한다.

TFT 어레이 기판(201)은, 빛을 투과하는 절연체의 기판이며, 예를들면, 유리에 의해 형성되어 있다. 이 TFT 어레이 기판(201)에 있어서는, 도 4에 도시된 것과 같이, 대향기판(202)에 대면하는 쪽의 TFT 어레이 기판(201)의 면에, 화소 스위칭소자(31)와, 보조 용량소자 Cs와, 수광소자(32)와, 화소전극(62)이 형성되어 있다.

또한, 전술한 리셋 트랜지스터(33)와 커패시터(34)와 증폭 트랜지스터(35)와 선택 트랜지스터(36)가 이 차광 영역 RA에서 집적 형성되어 있지만, 도면의 간략화를 위해, 이것 소자에 관한 기재는 생략하고 있다. 또한, 도 4에 있어서는, 표시 영역 PA의 칼라필터층(21)에 있어서 적색 필터층(21R)에 대응하는 도트 영역에 대해서 보이고 있지만, 그 밖의 녹색 필터층(21G)과 청색 필터층(21B)에 대응하는 도트 영역에 있어서는, 수광소자(32) 등의 광센서 회로를 제외한 다른 부재가, 적색 필터층(21R)에 대응하는 도트 영역의 경우와 마찬가지로 형성되어 있다.

TFT 어레이 기판(201)의 각 부분에 대해서 나타낸다.

화소 스위칭소자(31)는, 도 4에 도시된 것과 같이, TFT 어레이 기판(201)에 있어서 대향기판(202)에 대면하는 측의 면에, 절연층(42)을 개재하여 형성되어 있다. 화소 스위칭소자(31)는, 게이트 전극(45)과, 게이트 절연막(46g)과, 반도체층(48)을 포함하고, 예를들면, 보텀 게이트형 TFT로서 형성되어 있다.

구체적으로는, 게이트 전극(45)은, 예를들면, 몰리브덴 등의 금속재료를 사용해서 형성되어 있다. 한편, 게이트 절연막(46g)은, 실리콘 산화막 등의 절연재료를 사용해서 형성되어 있다. 또한, 반도체층(48)은, 예를들면, 폴리실리콘 등의 반도체 재료를 사용해서 형성되어 있다. 그리고, 반도체층(48)에 있어서는, 게이트 전극(45)에 대응하도록 채널 형성 영역이 형성되는 동시에, 그 채널 영역을 사이에 끼우도록 한 쌍의 소스·드레인 영역이 형성되어 있다. 그리고, 드레인 전극(53)과 소스 전극(54)이, 반도체층(48)을 피복하는 절연층(49)에 설치된 개구에, 알루미늄 등의 도전 재료를 개구에 매립하고 이 도전 재료를 패턴 가공함으로써 형성되어 있다.

보조 용량소자 Cs는, TFT 어레이 기판(201)에 있어서 대향기판(202)에 대면하는 측의 면에, 절연층(42)을 개재하여 형성되어 있다. 본 실시예에 있어서는, 상 부전극(44a)과 하부전극(44b)의 각각에 의해, 이들 사이에 유전체막(46c)을 사이에 끼우도록 보조 용량소자 Cs가 형성되어 있다. 여기에서는, 화소 스위칭소자(31)의 게이트 전극(45)과 동일한 공정으로 상부전극(44a)이 형성되고, 화소 스위칭소자(31)의 게이트 절연막(46g)과 동일한 공정으로 유전체막(46c)이 형성되고, 반도체층(48)과 동일한 공정으로 하부전극(44b)이 형성된다. 그리고, 보조 용량소자 Cs는, 액정층(203)에 의한 정전용량과 병렬 접속되도록 형성되고, 액정층(203)에 인가되는 데이터 신호에 의한 전하를 유지한다.

수광소자(32)는, TFT 어레이 기판(201)에 있어서 대향기판(202)에 대면하는 측의 면에, 절연층(42)을 개재하여 형성되어 있다. 여기에서는, 수광소자(32)는, 도 4에 도시된 것과 같이, 대향기판(202)의 측으로부터 TFT 어레이 기판(201)의 측으로 향하는 빛을, 액정층(203)을 통해 수광하도록, TFT 어레이 기판(201)에 설치되어 있다. 이 수광소자(32)는, 소위 포토 트랜지스터이며, 게이트 전극(43)과, 게이트 절연막(46s)과, 반도체층(47)을 포함하고, 예를들면, 보텀 게이트형 TFT로서 형성되어 있다. 그리고, 수광소자(32)는, 수광 영역 SA로부터 입사하는 빛을 수광하고, 광전변환함으로써, 수광신호를 생성한다.

구체적으로는, 수광소자(32)에 있어서, 게이트 전극(43)은, 예를들면, 몰리브덴 등의 금속재료를 사용해서 형성되어 있다. 또한, 게이트 절연막(46s)은, 실리콘 산화막 등의 절연재료를 사용해서 형성되어 있다. 또한, 반도체층(47)은, 예를들면, 폴리실리콘 등의 반도체재료를 사용해서 형성되어 있다. 그리고, 이 반도체층(47)에 있어서는, 게이트 전극(43)에 대응하도록 채널 형성 영역이 형성되는 동 시에, 그 채널 영역을 사이에 끼우도록 한 쌍의 소스·드레인 영역이 형성되어 있다. 그리고, 소스 전극(51)과 드레인 전극(52)이, 절연층(49)에 설치된 개구에 알루미늄을 매립함으로써 형성되어 있다. 여기에서는, 화소 스위칭소자(31)와 동일한 공정으로 각 부분이 형성된다.

화소전극(62)은, TFT 어레이 기판(201)에 있어서 대향기판(202)에 대면하는 면을 피복하도록 형성된 층간 절연막(60)을 덮도록 형성되어 있다. 여기에서는, 화소전극(62)은, 층간 절연막(60) 위의 광투과 영역 TA에 대응하도록 형성되어 있고, 액정층(203)에 접속되어 있다. 또한, 화소전극(62)은, 소위 투명 전극으로서, 예를들면, ITO를 사용해서 형성되어 있다. 그리고, 화소전극(62)은, 백라이트(300)에 의해 조명된 빛을 변조하기 위해, 대향전극(23)과 함께, 액정층(203)에 전압을 인가한다. 또한, 이 화소전극(62)은 표시 영역 PA에 있어서 복수의 화소 P의 각각에 대응하도록 매트릭스 모양이 되도록 배치되어 있다.

도전층(63)은, 도 4에 도시된 것과 같이, TFT 어레이 기판(201)에 있어서 대향기판(202)에 대면하는 면을 피복하도록 형성된 층간 절연막(60) 위에 형성되어 있다. 여기에서는, 도전층(63)은, 수광 영역 SA에 대응하도록 형성되고, 액정층(203)에 접속되어 있다. 여기에서는, 도전층(63)은, 층간 절연막(60)에 있어서 수광 영역 SA에 대응하는 부분을 피복하도록 형성되고, 액정층(203)에 접속되어 있다. 이 도전층(63)은, 화소전극(62)과 마찬가지로, 예를들면, ITO를 사용해서 형성되어 있고, 화소전극(62)으로부터 간격을 두도록 패턴 가공되어 있다.

대향기판(202)에 대해서 나타낸다.

대향기판(202)은, TFT 어레이 기판(201)의 경우와 마찬가지로, 빛을 투과하는 절연체의 기판으로, 유리에 의해 형성되어 있다. 그리고, 대향기판(202)은, 도 1에 도시된 것과 같이, TFT 어레이 기판(201)에 대하여 간격을 두고 대면하고 있다. 그리고, 대향기판(202)에는, 도 4에 도시된 것과 같이, 칼라필터층(21)과, 블랙 매트릭스층(21K)과, 평탄화 막(22)과, 대향전극(23)이 형성되어 있다.

대향기판(202)의 각 부분에 대해서 나타낸다.

칼라필터층(21)은, 대향기판(202)에서 TFT 어레이 기판(201)에 대면하는 측의 면에 형성되어 있다. 칼라필터층(21)은, 도 5에 도시된 것과 같이, 광투과 영역 TA에 대응하도록, 적색 필터층(21R)과 녹색 필터층(21G)과 청색 필터층(21B)이 형성되어 있다. 여기에서는, 적색 필터층(21R)과 녹색 필터층(21G)과 청색 필터층(21B)의 각각은, 사각형 형상으로, 수평방향 x에 나란하도록 형성되어 있다. 칼라필터층(21)은, 예를들면, 안료나 염료 등의 착색제를 함유하는 폴리이미드 수지를 사용해서 형성된다. 여기에서는, 적색과 녹색과 청색의 3원색에 대한 필터가 1조로 하여 구성되어 있다. 그리고, 칼라필터층(21)은, 백라이트(300)로부터 조사된 빛을 착색한다.

블랙 매트릭스층(21K)은, 도 4에 도시된 것과 같이, 표시 영역 PA에 있어서 복수의 화소 P를 구획하도록 차광 영역 RA에 형성되어, 빛을 차광한다. 여기에서는, 블랙 매트릭스층(21K)은, 대향기판(202)에 있어서 TFT 어레이 기판(201)에 대면하는 측의 면에 형성되어 있다. 또한, 빛이 투과하는 칼라 필터층(21)의 개구(21a)가, 수광 영역 SA에 대응하도록 형성되어 있다. 즉, 블랙 매트릭스층(21K) 은, 도 4와 도 5에 도시된 것과 같이, 차광 영역 RA에 있어서 수광 영역 SA 이외의 영역에 대응하도록 형성되어 있다. 예를들면, 블랙 매트릭스층(21K)은, 흑색의 금속 산화막을 사용해서 형성된다.

평탄화 막(22)은, 광투과 영역 TA와, 차광 영역 RA의 각각에 대응하도록, 대향기판(202)에 있어서 TFT 어레이 기판(201)에 대면하는 측의 면에 형성되어 있다. 여기에서는, 평탄화 막(22)은, 광 투과성의 절연재료에 의해 형성되어 있다. 그리고, 평탄화 막(22)은 칼라필터층(21)과 블랙 매트릭스층(21K)의 각각을 피복하여, 대향기판(202)에 있어서 TFT 어레이 기판(201)에 대면하는 면 측을 평탄화하고 있다.

대향전극(23)은, 대향기판(202)에서 TFT 어레이 기판(201)에 대면하는 측의 면에 형성되어 있다. 여기에서, 대향전극(23)은, 평탄화 막(22)을 피복하도록 형성되어 있다. 대향전극(23)은, 소위 투명전극으로, 예를들면, ITO를 사용해서 형성되어 있다.

도6은, 액정 패널(200)에 있어서 TFT 어레이 기판(201)에 형성된 화소전극(62) 및 도전층(63)과, 대향기판(202)에 형성된 대향전극(23)을 나타낸 사시도이다.

도 6에 도시된 것과 같이, 대향전극(23)은, 표시 영역 PA에 있어서 빛을 투과하는 광투과 영역 TA에 있어서는, 복수의 화소 P에 대응하도록 형성된 복수의 화소전극(62)의 각각에 대응하도록 설치되고, 각 화소 P에 있어서 공통의 공통 전극으로서 기능한다.

한편, 표시 영역 PA에 있어서 빛을 차광하는 차광 영역 RA에 있어서는, 대향전극(23)은, 수광 영역 SA 이외의 영역에 대해서는, 광투과 영역 TA로부터 연속적으로 연장되어 차광 영역 RA를 피복하도록 형성되어 있지만, 수광 영역 SA에서는, 대향전극(23)이 형성되어 있지 않다.

즉, 도 6에 도시된 것과 같이, 광투과 영역 TA와, 수광 영역 SA를 제외한 차광 영역 RA에 있어서는, 화소전극(62)과 대향전극(23)과 마찬가지로, 복수의 도전층이 액정층(203)을 개재하여 서로 대향하도록 설치되어 있다. 이에 대하여, 수광 영역 SA에 있어서는, 한쪽 측에만 도전층(63)이 형성되고, 액정층(203)을 거쳐 그 도전층(63)에 대면하는 수광 영역 SA의 위치에는 도전층이 형성되어 있지 않다. 그리고, 도전층(63)은, 도 6에 도시된 것과 같이, 접지 상태(GND)가 되도록 구성되어 있다.

액정층(203)에 대해서 나타낸다.

액정층(203)은, 도 4에 도시된 것과 같이, TFT 어레이 기판(201)과 대향기판(202) 사이에서 끼워져 있으며, 배향처리되어 있다. 예를들면, 액정층(203)은, TFT 어레이 기판(201)과 대향기판(202) 사이에 형성되고, 미도시된 스페이서에 의해 소정의 거리가 유지된 간격으로 봉입되어 있다. 그리고, 액정층(203)은, TFT 어레이 기판(201) 및 대향기판(202)에 형성된 미도시된 액정배향막에 의해 배향되어 있다. 본 실시예에 있어서는, 액정 패널(200)이 노멀리 블랙 방식에 의해 표시 영역 PA에서 화상을 표시하도록, 액정층(203)이 배향처리되어 있다. 예를들면, 액정분자가 수직배향하도록 액정층(203)을 형성하고, 그리고, 이 액정층(203)에 전압이 인가되지 않고 있는 상태에서, 백라이트(300)로부터의 빛이 차광되어, 표시 영역 PA에서 흑색 표시가 되도록, 제1 편광판(206)과 제2 편광판(207)이 배치된다.

구체적으로는, 이하와 같은 광학설계에서, 각 부분을 형성한다. 예를들면, 하측에 배치하는 제1 편광판(206)과, 상측에 배치하는 제2 편광판(207)으로서, 원편광판을 사용한다. 여기에서는, 예를 들면 λ=550nm의 빛에 대하여, 140nm의 위상차 필름을 부착시킨 선편광판을 사용한다. 이때, 그 필름의 상 지연축과 직선편광판의 흡수축이 이루는 각이 45°가 되도록 위상차 필름과 선편광판을 부착한다. 그리고, 노멀리 블랙 표시를 실현하기 위해서, 액정재료로서는, 수직배향용의 액정을 사용한다. 이에 따라 액정재료에 전압이 인가되지 않은 상태에서는, 흑색 표시를 실현할 수 있다.

또한, 이렇게 함으로써, TFT 어레이 기판(201)과 대향기판(202)이 대면하는 면에 있어서, 수광 영역 SA에서 대향기판(202)의 측으로부터 TFT 어레이 기판(201)의 측으로 향하는 빛을 수광소자가 수광할 수 있다. 또한, 이 수광 영역 SA에 있어서 TFT 어레이 기판(201)의 측으로부터 대향기판(202)의 측으로 향하는 빛이 차광된다.

(동작)

이하에서는, 상기한 액정표시장치(100)에 있어서, 유저의 손가락 등의 피검지체가 액정 패널(200)의 표시 영역 PA에 접촉 혹은 이동된 위치를 검출할 때의 동작에 관하여 설명한다.

유저의 손가락 등의 피검지체가 표시 영역 PA에 접촉 혹은 표시 영역으로 이동되었을 경우에는, 그 피검지체의 상에 의한 빛을, 액정 패널(200) 상의 수광 영역 SA에 대응하도록 형성된 수광소자(32)가 수광한다.

여기에서는, 피검지체 F의 상에 의한 빛, 제2 편광판(207)에 의해 편광상태가 원편광이 되고, 액정층(203)에 의해 편광상태가 그대로 유지된 상태로 투과한 후에, 수광소자(32)에 의해 수광된다.

그리고, 수광소자(32)가, 그 수광된 빛의 강도에 따른 신호 강도의 수광신호를 생성한다. 그 후에 센서용 수직 구동회로(13) 및 센서 판독용 수평 구동회로(14)에 의해 수광신호가 판독되어, 그 수광소자(32)의 위치와, 그 수광소자(32)로부터 판독된 수광신호의 강도의 각각에 의거하여, 피검지체 F가 표시 영역 PA에서 접촉한 위치가 산출된다.

이하에서는, 액정 패널(200)이 구동되었을 때의 상기한 액정표시장치(100)의 동작에 관하여 설명한다.

도 7a, 도 7b, 도 8a 및 도 8b는 액정 패널(200)이 구동되었을 때의 모양을 도시한 도면이다.

여기에서, 도 7a 및 도 7b는 액정 패널(200)이 구동되었을 때의 모양을 모식적으로 나타낸 단면도이다. 한편, 도8a 및 도 8b는 액정 패널(200)이 구동되었을 때의 모양을 나타낸 평면도이다. 도 7s 매지 도 8b는 액정 패널(200)에 있어서 수광 영역 SA와 그 주변에 대응하는 부분의 주요부를 확대하여 모식적으로 나타내고 있고, 도 7a 및 도 8a는 액정 패널(200)에 있어서 액정층(203)에 전압이 인가되지 않고 있는 상태를 나타내고, 도 7b 및 도 8b는 액정 패널(200)에 있어서 액정층(203)에 전압이 인가된 상태를 보이고 있다.

액정 패널(200)에 있어서 액정층(203)에 전압이 인가되지 않고 있는 상태의 경우에 있어서는, 본 실시예의 액정표시장치(100)가 상기한 바와 같이 노멀리 블랙 방식을 사용하기 때문에, 도7a에 도시된 것과 같이, 액정층(203)의 배향상태가, 광투과 영역 TA와 차광 영역 RA의 각각에 있어서 동일하게 유지된다.

이 때문에, 화소전극(62)과 대향전극(23)이 대향하고 있는 광투과 영역 TA에 있어서는, 도8a에 도시된 것과 같이, 백라이트(300)로부터의 빛이 차광되어, 흑색 표시가 실시된다. 그리고, 차광 영역 RA에 있어서는, 도8a에 도시된 것과 같이, 백라이트(300)로부터의 빛이 블랙 매트릭스층(21K)에 의해 차광되는 동시에, 블랙 매트릭스층(21K)에 있어서 개구(21a)가 형성되어 있는 수광 영역 SA에 관해서도, 백라이트(300)로부터의 빛이 투과하지 않고 차광된다.

구체적으로는, 백라이트(300)가 조명한 빛은, 제1 편광판(206)에 의해 편광상태가 원편광이 되고, 액정층(203)에 의해 편광상태가 변화되지 않고 투과한다. 그후, 제2 편광판(207)에 의해 이 빛의 편광상태가, 원편광으로부터 직선편광이 된다. 이 때, 그 빛의 진동축은 제2 편광판(207)의 흡수축과 일치하므로, 정면측으로 투과하지 않는다. 따라서, 수광 영역 SA에 있어서 배면측에서 조명된 빛은, 정면측으로 투과하지 않는다.

요컨대, 도8a에 도시된 것과 같이, 광투과 영역 TA와 차광 영역 RA의 각각에 있어서, 백라이트(300)로부터의 빛이 투과하지 않고 차광된다. 따라서, 차광 영역 RA의 전체면에 걸쳐서 빛이 차광되기 때문에, 수광 영역 SA에 있어서 "광 누설"이 발생되는 것이 방지된다.

한편, 액정 패널(200)에 있어서 액정층(203)에 전압이 인가된 상태의 경우에 있어서는, 표시 방식이 노멀리 블랙 방식이기 때문에, 도 7b에 도시된 것과 같이, 광투과 영역 TA에 있어서는, 화소전극(62)과 대향전극(23)의 전위차에 따라 액정층(203)에 전압이 인가된다. 따라서, 액정층(203)의 배향상태가 변화한다. 이에 대하여, 차광 영역 RA에 있어서는, 수광 영역 SA에 대응하도록 TFT 어레이 기판(201)의 측에 도전층(63)이 형성되어 있지만, 대향기판(202)에 있어서 도전층(63)에 대향하는 부분에는 도전층이 형성되어 있지 않기 때문에, 액정층(203)에 전압이 인가되지 않아. 그 결과, 액정층(203)의 배향상태가 유지된다.

이 때문에, 화소전극(62)과 대향전극(23)이 대향하고 있는 광투과 영역 TA에 있어서는, 도 8b에 도시된 것과 같이, 백라이트(300)로부터 조사된 빛이 투과되어, 컬러 표시가 실시된다. 이에 대하여, 차광 영역 RA에 있어서는, 도8a에 나타낸 경우와 동일하기 때문에, 도 8b에 도시된 것과 같이, 백라이트(300)로부터 조사된 빛이 블랙 매트릭스층(21K)에 의해 차광된다. 더구나, 블랙 매트릭스층(21K)에 개구(21a)가 형성되어 있는 수광 영역 SA에 대해서도, 백라이트(300)로부터의 빛이 투과하지 않고, 차광된다. 따라서, 차광 영역 RA의 전체면에 걸쳐서 빛이 차광되기 때문에, 수광 영역 SA에서 "광 누설"이 발생되는 것이 방지된다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 수광 영역 SA에 대응하도록 TFT 어레이 기판(201)의 측에 도전층(63)을 형성하고, 그 도전층(63)을 접지 상태로 하도록 구성 하고 있기 때문에, 수광소자(32)에의 전계 노이즈를 차폐할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예는, 백라이트(300)에 의해 TFT 어레이 기판(201)의 측으로부터 대향기판(202)의 측으로 향하도록 조사된 빛이, 수광 영역 SA에서 차광되고, 대향기판(202)의 측으로부터 투과하지 않도록, 액정층(203)과 제1 편광판(206)과 제2 편광판(207)이 광학설계되어서 설치된다. 여기에서는, 이 백라이트(300)에 의해 조사된 빛이, 블랙 매트릭스층(21K)에서 수광 영역 SA에 대응하도록 형성된 개구(21a)로부터 투과되지 않고 차광되도록 형성되어 있다. 구체적으로는, 본 실시예는, 노멀리 블랙 방식에 의해 표시 영역 PA에 있어서 화상을 표시하도록 구성되어 있다. 더구나, 그 표시 영역 PA에 있어서 화상을 표시할 때에, 수광 영역 SA에 있어서 액정층(203)에 전압이 인가되지 않도록 구성되어 있다. 따라서, 본 실시예는, 상기한 바와 같이, 수광 영역 SA에 있어서 "광 누설"이 발생되는 것이 방지된다.

또한, 상기한 바와 같이, 수광 영역 SA에 대응하도록 TFT 어레이 기판(201)의 측에 도전층(63)을 형성하고, 그 도전층(63)을 접지 상태로 하도록 구성함으로써, 수광소자(32)에의 전계 노이즈를 차폐가능하다.

따라서, 본 실시예의 액정표시장치에 따르면, 표시 화상의 화상품질을 향상시킬 수 있다.

<실시예2>

도 9는, 본 발명에 따른 실시예 2에 있어서 액정 패널(200)을 나타낸 사시도 이다.

도 9에 도시된 것과 같이, 본 실시예는, 도 6에 도시된 액정 패널(200)과 비교하여 알 수 있는 것과 같이, 본 실시예의 액정 패널(210)은 대향기판(202)에 있어서 형성된 대향전극(23)의 형상이 다른 동시에, 대향기판(202)에 도전층(64)이 별도 형성되어 있다는 점에서 다르다. 이 점을 제외하고, 본 실시예의 액정표시장치는 실시예 1과 유사하며, 이 때문에, 중복하는 개소에 대해서는, 설명을 생략한다.

본 실시예에 있어서는, 대향전극(23)은, 표시 영역 PA의 광투과 영역 TA에 있어서는, 복수의 화소 P에 대응하도록 형성된 복수의 화소전극(62)의 각각에 대향하도록 설치된다.

한편, 표시 영역 PA에 있어서 빛을 차광하는 차광 영역 RA에 있어서는, TFT 어레이 기판(201)에 있어서 수광 영역 SA에 대응하도록 형성된 도전층(63)에 대향하도록, 대향기판(202)에 있어서 수광 영역 SA에 대응하는 부분에 도전층(64)이 형성되어 있다.

즉, 수광 영역 SA에 있어서는, 액정층(203)을 개재하도록 한쌍의 도전층(63, 64)이 형성되어 있다.

그리고, TFT 어레이 기판(201)에 형성된 도전층(63)은, 실시예 1과 마찬가지로, 접지(GND) 상태로 설정되도록 구성되어 있다. 한편, 대향기판(202)에 형성된 도전층(64)은 플로팅(floating) 상태가 되도록 구성되어 있다. 즉, 액정층(203)에 전압이 인가되지 않도록 도전층(63, 64)이 구성되어 있다.

이 때문에, 본 실시예는, 블랙 매트릭스층(21K)에 개구(21a)가 형성되어 있는 수광 영역 SA에 있어서, 백라이트(300)로부터의 빛이 투과하지 않고, 차광된다.

따라서, 본 실시예의 액정표시장치에 따르면, 실시예 1의 액정표시장치와 마찬가지로, 수광 영역 SA에 있어서, 「광 누설」이 발생하는 것이 방지되기 때문에, 표시 화상의 화상품질을 향상시킬 수 있다.

<실시예3>

도 10은, 본 발명에 따른 실시예 3에 있어서, 액정표시장치의 액정 패널(200)을 나타낸 사시도이다.

도 10에 도시된 것과 같이, 본 실시예는, 도 9에 도시된 액정 패널(210)과의 비교에 의해 알 수 있는 것과 같이, 실시예 2의 액정표시장치에서와 마찬가지로, 대향기판(202)에 대향전극(23)과 도전층(64)이 형성되어 있다. 그러나, 본 실시예의 액정 패널(200)은 실시예 2와 달리, TFT 어레이 기판(201)에 형성된 도전층(63)이 접지(GND) 상태가 아니다. 또한, 본 실시예의 액정 패널(220)은 실시예 2와 달리, 대향기판(202)에 형성된 도전층(64)이 플로팅 상태가 아니다. 이 점을 제외하고, 본 실시예의 액정표시장치는 실시예 2와 유사하며, 이 때문에, 중복하는 개소에 대해서는 설명을 생략한다.

본 실시예의 액정 패널(220)에 있어서는, 도 10에 도시된 것과 같이, TFT 어레이 기판(201)에 형성된 도전층(63)이 접지(GND)상태가 아니라, 소정의 전위가 되도록 구성되어 있다. 한편, 대향기판(202)에 형성된 도전층(64)은 플로팅 상태가 아니라, TFT 어레이 기판(201)에 형성된 도전층(63)의 전위와 같은 전위가 되도록 구성되어 있다. 즉, 액정층(203)에 전압이 인가되지 않도록 액정 패널(220)이 구성되어 있다.

이 때문에, 본 실시예는, 실시예 2와 마찬가지로, 블랙 매트릭스층(21K)에 개구(21a)가 형성되어 있는 수광 영역 SA에 있어서, 백라이트(300)로부터의 빛이 투과하지 않고 차광된다.

따라서, 본 실시예의 액정표시장치에 따르면, 실시예 2의 액정표시장치와 마찬가지로, 수광 영역 SA에 있어서, "광 누설"이 발생되는 것이 방지되기 때문에, 표시 화상의 화상품질을 향상시킬 수 있다.

<실시예 4>

도11은, 본 발명에 따른 실시예 4에 있어서, 액정표시장치의 액정 패널(200)을 나타낸 사시도이다. 또한, 도 12는, 도 11의 액정 패널(200)을 나타낸 단면도로서, 액정 패널(200)에 있어서 화상표시를 실시할 때에 있어서의, 수광 영역 SA와, 그 주변에 대응하는 부분의 주요부를 확대하여, 모식적으로 나타내고 있다.

도 11에 도시된 것과 같이, 본 실시예의 액정 패널(230)은, 도 10에 도시된 액정 패널(22)과의 비교에서 알 수 있는 것과 같이, 실시예 3의 경우와 마찬가지로, 대향기판(202)에 대향전극(23)과 도전층(64)이 형성되어 있다. 그러나, 본 실시예의 액정 패널은, 제 3 실시예의 액정 패널(220)이 노멀리 블랙 방식인데 반해, 본 실시예의 액정 패널(230)이 노멀리 화이트 방식이 되도록 구성되어 있다는 점에 서 제 3 실시예와 다르다. 이 때문에, 수광 영역 SA에서 흑색 표시를 하기 위해서는, TFT 어레이 기판(201)에 형성된 도전층(63)과 대향기판(202)에 형성된 도전층(64) 사이에 전위차를 일으키도록 액정 패널(230)이 구성되어 있다. 또한, 노멀리 화이트 방식이 사용되기 때문에, 도 12에 도시된 것과 같이, 액정층(203)의 배향방향이, 다른 실시예와 다르다. 이 점을 제외하고, 본 실시예는, 실시예 3과 동일하다. 이 때문에, 중복하는 개소에 대해서는, 설명을 생략한다. 또한, 도 12에 있어서는, 도 11에 도시된 것과 같이, TFT 어레이 기판(201)에 형성된 도전층(63)과 대향기판(202)에 형성된 도전층(64) 사이에 전위차가 생기도록 구동되었을 때의 모양을 나타내고 있다.

본 실시예에 있어서는, 상기한 바와 같이, 액정 패널(200)이 노멀리 화이트 방식에 의해 표시 영역 PA에서 화상을 표시하도록, 액정층(203)은, 도 11에 도시된 것과 같이, 배향처리되어 있다.

예를들면, 액정분자가 수평배향하도록 액정층(203)을 형성하고, 그리고, 이 액정층(203)에 전압이 인가되지 않는 상태에서, 백라이트(300)로부터의 빛이 투과되어, 표시영역 PA에서 백색 표시가 되도록, 제1 편광판(206)과 제2 편광판(207)을 배치한다.

구체적으로는, 이하와 같은 광학설계에서 각 부분을 형성한다. 예를들면, 하측에 배치하는 제1 편광판(206)과, 상측에 배치하는 제2 편광판(207)으로서, 원 또는 타원 편광판을 사용한다. 일례로서, 제2 편광판(207)으로서는, 파장 λ가 550nm인 빛에 대하여, 140nm의 위상차 필름을 선편광판에 부착시켜 형성된 원 또는 타원 편광판을 사용한다. 또한, 제1 편광판(206)으로서는, 파장 λ가 550nm의 빛에 대하여, 120nm의 위상차 필름을 선편광판에 부착시켜 형성된 원 또는 타원 편광판을 사용한다. 그리고, 액정재료에는, 수평배향용의 재료를 사용하여, 액정층에의 인가전압이 없을 때에 노멀리 화이트 표시를 실현할 수 있는 구성으로 했다. 이 구성에서는, 액정층에 소정의 전압을 인가하면 흑색 표시할 수 있다.

그리고, 본 실시예에 있어서는, 액정 패널(200)을 구동시킬 때에는, 화소구동과는 독립하도록, 도 11에 도시된 것과 같이, TFT 어레이 기판(201)에 형성된 도전층(63)과, 대향기판(202)에 형성된 도전층(64) 사이에 전위차가 생기게 하고, 액정층(203)에 전압을 인가한다.

여기에서는, 도 11에 도시된 것과 같이, 예를들면, TFT 어레이 기판(201)에 형성된 도전층(63)과, 대향기판(202)에 형성된 도전층(64) 사이에 있어서, 교류전압을 인가한다. 예를들면, 5V의 전압을 액정층(203)에 인가함으로써, 수광 영역 SA에 있어서 흑색 표시를 실시한다.

이렇게 함에 의해, 차광 영역 RA에 있어서는, 백라이트(300)로부터의 빛이 블랙 매트릭스층(21K)에 의해 차광되는 동시에, 블랙 매트릭스층(21K)에 있어서 개구(21a)가 형성되어 있는 수광 영역 SA에 대해서도, 백라이트(300)로부터의 빛이 투과하지 않고, 차광된다.

구체적으로는, 백라이트(300)가 조명한 빛이, 제1 편광판(206)에 의해 편광상태가 원편광이 되고, 실제로는 타원편광이 된다. 그후, 전압을 인가된 액정층(203)에 의해 빛의 편광상태가 역회전의 원편광이 된다. 그후, 제2 편광판(207) 에 의해 빛의 편광상태가, 제 2 편광판(207)의 흡수축과 일치하도록 직선편광을 갖는 선편광으로 변환된다. 이 때문에, 수광 영역 SA에서, 액정 패널(230)의 배면측에서 조명된 빛이 정면측으로 투과하지 않는다.

이 때문에, 본 실시예에 있어서는, 각 실시예와 마찬가지로, 차광 영역 RA의 전체면에 걸쳐 빛이 차광되기 때문에, 수광 영역 SA에 있어서 "광 누설"이 발생되는 것이 방지된다. 따라서, 본 실시예의 액정표시장치에 따르면, 표시 화상의 화상품질을 향상시킬 수 있다.

이때, 본 발명의 실시에 있어서는, 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형 형태를 채용할 수 있다.

예를들면, 본 실시예에 있어서는, 화소 스위칭소자(31)와 수광소자(32)를 보텀 게이트형의 박막 트랜지스터로서 구성하는 경우에 관하여 설명했지만, 화소 스위칭소자(31)와 수광소자(32)가 이것에 한정되지 않는다. 예를들면, 화소 스위칭소자(31)와 수관소자(32)는 톱 게이트형의 박막 트랜지스터로 구성할 수도 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 화소 스위칭소자(31)와 수광소자(32)를 박막 트랜지스터로서 구성할 경우에 관하여 설명했지만, 화소 스위칭소자(31)와 수광소자(32)는 이것에 한정되지 않는다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 복수의 화소 P에 대하여 한쌍이 되도록 수광소자(32)를 설치하는 경우에 대해서 나타냈지만, 수광소자(32)의 배치가 이것에 한정되지 않는다. 예를들면, 복수의 화소 P에 대하여 1개의 수광소자(32)를 형성해도 되고, 반대로, 1개의 화소 P에 대하여 복수의 수광소자(32)를 설치해도 된다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 표시 영역 PA에 수광 영역 SA가 설치되었을 경우에 대해서 나타냈지만, 수광 영역 SA의 설치가 이것에 한정되지 않는다.

도 13은, 본 발명에 따른 실시예에 있어서, 변형예를 나타낸 평면도이다.

도 13에 도시된 것과 같이, 표시 영역 PA의 주위를 둘러싸도록 설치된 차광 영역 RA에 있어서 개구된 수광 영역 SA에, 상기한 실시예의 구성을 적용해도 된다.

또한, 상기 실시예 1에 있어서는, 수광 영역 SA에 있어서 TFT 어레이 기판(201)의 측에만 도전층(63)을 형성하는 경우에 관하여 설명했지만, 도전층(63)의 형성이 이것에 한정되지 않는다. 예를들면, 수광 영역 SA에 있어서 대향기판(202)의 측에만 도전층을 형성하는 경우에 있어서도, 액정층(203)에 전압이 인가되지 않기 때문에, 실시예 1과 같은 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 실시예 2에 있어서는, TFT 어레이 기판(201)에 형성된 도전층(63)이 접지(GND) 상태이며, 대향기판(202)에 형성된 도전층(64)이 플로팅 상태로 하는 경우에 관하여 설명했지만, 도전층 63 및 64에 대한 상태의 설정이 이것에 한정되지 않는다. 예를들면, TFT 어레이 기판(201)에 형성된 도전층(63)이 플로팅 상태이며, 대향기판(202)에 형성된 도전층(64)이 접지 상태라도, 액정층(203)에 전압이 인가되지 않기 때문에, 실시예 2와 같은 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예의 액정표시장치(100)는 다양한 전자기기 부품으로서 적용할 수 있다.

더구나, 제 1 내지 제 4 실시예에서는, 대향전극(23)이 대향기판(202)에 설치되는 것으로 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 공통전 극으로서의 기능을 하는 대향전극과 화소전극이 화소 절연막을 개재한 상태에서 TFT 기판측에 설치되고, 화소전극에 슬릿의 형태를 갖는 임의의 간극이 뚫려 대향전극과 화소전극 사이에 횡 전계가 발생되어 간극을 통해 액정을 구동하는 IPS(In-Plane Switching) 모드 또는 FPS(Fringe Field Switching) 모드의 액정표시장치에서 본 발명이 적용될 수도 있다.

특히 FPS 모드의 액정표시장치에서는, 데향전극이 절연층을 개재한 상태에서 화소전극 아래의 전체 영역 위에 설치되고, 화소를 구동하기 위한 TFT를 형성하는 반도체층이 대향전극 아래에 설치된다. 반도체층과 동일한 층에서는, 센서를 형성하는 또 다른 반도체층이 수광 영역에 대응하여 형성되고, 대향전극이 센서 위를 덮도록 수광 영역으로 연장된다. 이 구성에 의해, 수광 영역에 있는 액정의 배향에 미치는 횡전계의 영향을 방지할 수 있다.

도 14 내지 도 18은, 본 발명에 따른 실시예의 액정표시장치(100)를 적용한 전자기기를 도시한 도면이다.

도 14에 도시된 것과 같이, 텔레비전 방송을 수신해 표시하는 텔레비전에 액정표시장치(100)가 적용될 수 있다. 이 텔레비전 장치에서는, 그 수신한 화상을 표시 화면에 표시하는 동시에, 오퍼레이터의 조작 지령이 입력되는 표시장치로서 액정표시장치(100)를 적용할 수 있다.

또한, 도 15에 도시된 것과 같이, 디지털 카메라에 액정표시장치(100)가 적용될 수 있다. 이 디지털 카메라에서는, 그것의 촬영화상 등의 화상을 표시 화면에 표시하는 동시에, 오퍼레이터의 조작 지령이 입력되는 표시장치로서 액정표시장 치(100)를 적용할 수 있다.

또한, 도16에 도시된 것과 같이, 랩탑형의 퍼스널컴퓨터에 액정표시장치(100)를 적용할 수 있다, 이 랩탑형의 퍼스널컴퓨터에 있어서는, 조작 화상 등을 표시 화면에 표시하는 동시에, 오퍼레이터의 조작 지령이 입력되는 표시장치로서 액정표시장치(100)를 적용할 수 있다.

또한, 도17에 도시된 것과 같이, 휴대전화단말에 있어서 액정표시장치(100)를 적용할 수 있다. 이 휴대전화단말에서는, 조작 화상 등을 표시 화면에 표시하는 동시에, 오퍼레이터의 조작 지령이 입력되는 표시장치로서 액정표시장치(100)를 적용할 수 있다.

또한, 도 18에 도시된 것과 같이, 비디오카메라에 액정표시장치(100)를 적용할 수 있다. 이 비디오 카메라에 있어서는, 조작 화상 등을 표시 화면에 표시하는 동시에, 오퍼레이터의 조작 지령이 입력되는 표시장치로서 액정표시장치(100)를 적용할 수 있다.

또한, 상기 실시예에 있어서, 액정표시장치(100)는, 본 발명의 액정표시장치의 일례이다. 또한, 상기 실시예에 있어서, 액정 패널(200, 210, 220, 230)은, 본 발명의 액정 패널의 일례이다. 또한, 상기한 실시예에 있어서, TFT 어레이 기판(201)은, 본 발명의 제1기판의 일례이다. 또한, 상기한 실시예에 있어서, 대향기판(202)은, 본 발명의 제2기판의 일례이다. 또한, 상기한 실시예에 있어서, 액정층(203)은, 본 발명의 액정층의 일례이다. 또한, 상기한 실시예에 있어서, 제1 편광판(206)은, 본 발명의 제1 편광판의 일례이다. 또한, 상기한 실시예에 있어서, 제2 편광판(207)은, 본 발명의 제2 편광판의 일례이다. 또한, 상기한 실시예에 있어서, 백라이트(300)는, 본 발명의 조명부의 일례이다. 또한, 상기한 실시예에 있어서, 화소 P는, 본 발명의 화소의 일례이다. 또한, 상기한 실시예에 있어서, 표시 영역 PA는, 본 발명의 표시 영역의 일례이다. 또한, 상기한 실시예에 있어서, 수광 영역 SA는, 본 발명의 수광 영역의 일례이다. 또한, 상기한 실시예에 있어서, 개구(21a)는, 본 발명의 개구의 일례이다. 또한, 상기한 실시예에 있어서, 블랙 매트릭스층(21K)은, 본 발명의 블랙 매트릭스층의 일례이다. 또한, 상기한 실시예에 있어서, 수광소자(32)는, 본 발명의 수광소자의 일례이다. 또한, 상기한 실시예에 있어서, 도전층(63)은, 본 발명의 도전층, 제1전극의 일례이다. 또한, 상기한 실시예에 있어서, 도전층(64)은, 본 발명의 제2전극의 일례이다.

첨부된 청구범위 또는 이것의 동등물의 보호범위 내에 속하는 한, 설계 요구사항 및 기타의 요인에 의존하여 다양한 변화, 조합, 변형, 변경이 이루어질 수 있다는 것은 본 발명이 속한 기술분야의 당업자에게 있어서 자명할 것이다.

도 1은, 본 발명의 실시예 1에 있어서 액정표시장치의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 2는 도 1의 액정표시장치의 액정 패널을 나타낸 평면도이다.

도 3은, 도 2의 액정 패널의 표시 영역에 형성되는 회로의 일부를 나타낸 회로도이다.

도 4는, 도 2의 액정 패널에 있어서의 표시 영역의 단면의 개략을 모식적으로 나타낸 단면도이다.

도 5는, 도 2의 액정 패널의 표시 영역의 평면의 개략을 모식적으로 나타낸 평면도이다.

도 6은, 도 2의 액정 패널에 있어서 TFT 어레이 기판에 형성된 화소전극 및 도전층과, 대향기판에 형성된 대향전극을 나타낸 사시도이다.

도 7a 및 도 7b는, 도 2의 액정 패널이 구동되었을 때의 모양을 모식적으로 나타낸 단면도이다.

도 8a 및 도 8b는 도 2의 액정 패널이 구동되었을 때의 모양을 나타낸 평면도이다.

도 9는, 본 발명에 따른 실시예 2에 있어서 액정표시장치의 액정 패널을 나타낸 사시도이다.

도 10은, 본 발명에 따른 실시예 3에 있어서 액정표시장치의 액정 패널을 나타낸 사시도이다.

도 11은, 본 발명에 따른 실시예 4에 있어서 액정표시장치의 액정 패널을 나타낸 사시도이다.

도 12는, 도 11의 액정 패널을 나타낸 단면도이다.

도 13은, 본 발명에 따른 실시예의 액정표시장치에 대한 변형예를 나타낸 평면도이다.

도 14, 도 15, 도 16, 도 17 및 도 18은 본 발명에 따른 실시예의 액정표시장치를 적용한 전자기기를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

11: 표시용 수직 구동회로 12: 표시용 수평 구동회로

13: 센서용 수직 구동회로 14: 센서 판독용 수평 구동회로

21: 칼라필터층 21a: 개구

21K: 블랙 매트릭스층 22: 평탄화 막

23: 대향전극 30a: 화소회로

30b: 센서 회로 31: 화소 스위칭소자

32: 수광소자 33: 리셋 트랜지스터

34: 커패시터 35: 증폭 트랜지스터

36: 선택 트랜지스터 43: 게이트 전극

44a: 상부전극 44b: 하부전극

45: 게이트 전극 46g: 게이트 절연막

46c: 유전체막 46s: 게이트 절연막

47: 반도체층 48: 반도체층

62: 화소전극 63: 도전층(도전층, 제1전극)

64: 도전층(제2전극) 100: 액정표시장치

200: 액정 패널 201: TFT 어레이 기판(제1기판)

202: 대향기판(제2기판) 203: 액정층

206: 제1 편광판 207: 제2 편광판

300: 백라이트(조명부) 400: 제어부

411: 애플리케이션 프로그램 실행부

412: 표시 드라이브 회로 413: 수광 드라이브 회로

414: 화상처리부 Cs: 보조 용량소자

P: 화소 PA: 표시 영역

TA: 광투과 영역 RA: 차광 영역

SA: 수광 영역

Claims

화상을 표시하는 표시 영역과 이 표시 영역에 배치된 복수의 화소를 갖는 액정 패널을 포함하고,

한쌍의 제1 및 제2 편광판이 상기 표시 영역을 거쳐서 대면하도록 설치되는 액정표시장치로서,

상기 액정 패널은,

제1기판과,

상기 제1기판에 대하여 간격을 사이에 두도록 대면하고 있는 제2기판과,

상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에서 끼워져 있고, 배향처리된 액정층을 포함하고,

상기 액정 패널은, 상기 제1기판과 상기 제2기판이 대면하는 면들 중에서 한 개의 면에, 상기 제2기판의 측으로부터 상기 제1기판의 측으로 향하는 빛을 수광하도록 수광소자가 형성되어 있는 수광 영역을 가지고 있고,

해당 수광 영역에서 상기 제1기판의 측으로부터 상기 제2기판의 측으로 향하는 빛이 차광되도록, 상기 제1 및 제2 편광판과 상기 액정층이 배치되어 있으며,

상기 액정 패널은, 상기 표시 영역에서 상기 복수의 화소를 구획하는 동시에 빛을 차광하도록 형성되어 있는 블랙 매트릭스층을 더 포함하고,

상기 블랙 매트릭스층은, 빛이 투과하는 개구가 상기 수광 영역에 대응하도록 형성되어 있고,

상기 액정 패널은, 상기 제2기판의 측으로부터 상기 제1기판의 측으로 향하는 빛에 있어서, 상기 블랙 매트릭스층에 형성된 개구를 투과하는 빛을 상기 수광소자가 수광하도록 형성되는 동시에,

상기 제1기판의 측으로부터 상기 제2기판의 측으로 향하는 빛이 상기 블랙 매트릭스층에 형성된 개구를 투과하지 않고 차광되도록 상기 액정층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 수광소자는, 상기 제2기판의 측으로부터 상기 제1기판의 측으로 향하는 빛을 상기 액정층을 통해 수광하도록, 상기 제1기판 위에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 3항에 있어서,

상기 제 1 기판에 인접한 상기 액정 패널의 면에 대면하도록 배치되어 있고 상기 제1기판의 측으로부터 상기 제2기판의 측으로 향하도록 빛을 조명하도록 구성된 조명부를 더 구비하고,

상기 액정 패널은, 상기 조명부에 의해 조명된 빛을 상기 화소가 변조함으로써 상기 표시 영역에 화상을 표시하는 동시에, 상기 액정층이 상기 조명부에 의해 조명된 빛을 상기 수광 영역에서 차광하도록 형성되어 있는 특징으로 하는 액정표시장치.
제 4항에 있어서,

상기 액정 패널은, 노멀리 블랙 방식에 의해 상기 표시 영역에서 화상을 표시하도록 구성되어 있고, 상기 표시 영역에 있어서 화상을 표시할 때에, 상기 수광 영역에서 상기 액정층에 전압이 인가되지 않도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 5항에 있어서,

상기 수광 영역에 대응하도록 형성되고 상기 액정층에 접속되어 있는 도전층을 더 구비하고,

상기 도전층이 접지 상태가 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 5항에 있어서,

상기 수광 영역에 대응하도록 상기 제2기판과 대면하는 상기 제 1 기판의 면에 형성되고 상기 액정층에 접속되어 있는 제1전극과,

상기 액정층을 통해 상기 제1전극에 대향하도록 상기 제1기판에 대면하는 상기 제 2 기판의 면에 형성되고 상기 액정층에 접속되어 있는 제2전극을 더 구비하고,

상기 표시 영역에 있어서 화상을 표시할 때에, 상기 제1전극과 상기 제2전극에 서로 같은 전위가 입력되어, 상기 액정층에 전압이 인가되지 않도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 7항에 있어서,

상기 제1전극과 상기 제2전극 중 한쪽은 접지 상태로 위치하고, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 중 다른 한 쪽은 플로팅 상태로 위치하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 4항에 있어서,

상기 액정 패널은, 노멀리 화이트 방식에 의해 상기 표시 영역에 화상을 표시하도록 구성되어 있고, 상기 표시 영역에서 화상을 표시할 때에, 상기 수광 영역에서 상기 액정층에 전압이 인가되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 9항에 있어서,

상기 수광 영역에 대응하도록 상기 제2기판과 대면하는 상기 제 1 기판의 면에 형성되고 상기 액정층에 접속되어 있는 제1전극과,

상기 액정층을 통해 상기 제1전극에 대향하도록 상기 제1기판에 대면하는 상기 제 2 기판의 면에 형성되고 상기 액정층에 접속되어 있는 제2전극을 더 구비하고,

상기 표시 영역에 있어서 화상을 표시할 때에, 상기 제1전극과 상기 제2전극에 서로 다른 전위가 입력되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.