JP2008218854A - Light quantity detecting circuit, electrooptical device, and electronic equipment - Google Patents

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JP2008218854A JP2007056691A JP2007056691A JP2008218854A JP 2008218854 A JP2008218854 A JP 2008218854A JP 2007056691 A JP2007056691 A JP 2007056691A JP 2007056691 A JP2007056691 A JP 2007056691A JP 2008218854 A JP2008218854 A JP 2008218854A
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Katsunori Yamazaki
克則 山崎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate the need for a high-impedance input circuit or not make a transistor for light quantity detection large in size. <P>SOLUTION: A light quantity detecting circuit includes a TFT 11 which is applied with a predetermined voltage at its gate electrode to generate a current corresponding to the quantity of photodetection and flowing to source and drain electrodes; a capacitance element 14 connected between a high-potential power supply line and a low-potential power supply line in series with the TFT 11, a TFT 12 having source and drain electrodes connected to the capacitance element 14 in parallel; a pulse generating circuit 15 which switches the source and drain of the TFT 12 from a mutual conduction state to a non-conduction state; and a TFT 13 which is provided in a light-shielded region and has its gate electrode connected to the gate electrode of the TFT 11 to generate a constant current Iref flowing to source and drain electrodes. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば薄膜トランジスタを用いて光検出を行う技術に関する。   The present invention relates to a technique for performing light detection using, for example, a thin film transistor.

近年、携帯電話や個人向携帯端末（Personal Digital Assistance）などの電子機器に
、液晶素子や有機ＥＬ（Electronic Luminescence）素子などをマトリクス状に配列させ
た表示パネルが広く用いられている。この表示パネルは、明るい状態から暗い状態まで様
々な環境下で使用されるので、外光の光量を検出するとともに、その検出結果に合わせて
明るさや画質などの表示画像を制御する構成となっている。
このような構成において、光量検出のための回路を表示パネルと別体に設けると、実装
するスペースが余計に必要となったり、電子機器の外装部に外光を検出するための開口部
を設ける必要が生じたりするなどの問題が生じる。
そこで、表示パネルの画素をスイッチングする薄膜トランジスタと共通プロセスによっ
て、光量検出のための回路を形成して、表示パネル自体で外光を検出する技術が提案され
ている（特許文献１参照）。
特開２００６−２９８３２号公報（図１参照） In recent years, display panels in which liquid crystal elements, organic EL (Electronic Luminescence) elements, and the like are arranged in a matrix are widely used in electronic devices such as mobile phones and personal digital assistants (Personal Digital Assistance). Since this display panel is used in various environments from a bright state to a dark state, it is configured to detect the amount of external light and control the display image such as brightness and image quality according to the detection result. Yes.
In such a configuration, when a circuit for detecting the amount of light is provided separately from the display panel, an extra space is required for mounting, or an opening for detecting external light is provided in the exterior of the electronic device. Problems such as need arise.
In view of this, a technique has been proposed in which a circuit for detecting the amount of light is formed by a common process with a thin film transistor that switches pixels of a display panel, and external light is detected by the display panel itself (see Patent Document 1).
JP 2006-29832 A (see FIG. 1)

しかしながら、上記技術では、電圧検出のために高インピーダンス入力回路が必要とな
る、あるいは、光量検出のためのトランジスタサイズを大きくせざるを得ない、といった
問題が指摘されている。
本発明は、上述した背景に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、高インピ
ーダンス入力回路を必要とせず、また、光量検出のためのトランジスタサイズを大きくし
なくて済む光量検出回路、電気光学装置および電子機器を提供することにある。 However, in the above technique, a problem is pointed out that a high-impedance input circuit is necessary for voltage detection, or a transistor size for light amount detection must be increased.
The present invention has been made in view of the above-described background, and the object thereof is a light amount detection circuit that does not require a high impedance input circuit and does not require an increase in transistor size for light amount detection, An object is to provide an electro-optical device and an electronic apparatus.

上記目的を達成するために本発明に係る光量検出回路は、受光量に応じた電流がソース
・ドレイン電極に流れる第１トランジスタと、高電位の給電線および低電位の給電線の間
に前記第１トランジスタと直列接続された容量素子と、前記容量素子に対して、ソース・
ドレイン電極が並列接続された第２トランジスタと、前記第２トランジスタのソース・ド
レイン電極間を導通状態から非導通状態に切り替える切替回路と、遮光された領域に設け
られ、ゲート電極が、前記第１トランジスタのゲート電極に接続されて、ソース・ドレイ
ン電極に定電流が流れるように制御された第３トランジスタと、を有し、前記容量素子と
第１トランジスタとの接続点における電位に基づいて前記受光量を検出することを特徴と
する。
本発明によれば、第１トランジスタのソース・ドレイン電極間に流れる定電流によって
、第１および第３トランジスタのゲート電極の電圧が一定となるように制御される。この
ため、容量素子と第１トランジスタとの接続点を高インピーダンス状態とさせなくても済
み、また、第１トランジスタのサイズを大きくしなくても済む。 In order to achieve the above object, a light quantity detection circuit according to the present invention includes a first light source current flowing through a source / drain electrode, and a first potential between a high potential power supply line and a low potential power supply line. A capacitor connected in series with one transistor, and a source
A second transistor having a drain electrode connected in parallel; a switching circuit for switching a source / drain electrode of the second transistor from a conducting state to a non-conducting state; and a gate electrode provided in a light-shielded region. A third transistor connected to the gate electrode of the transistor and controlled to allow a constant current to flow through the source / drain electrodes, and receiving the light based on a potential at a connection point between the capacitive element and the first transistor. It is characterized by detecting the quantity.
According to the present invention, the voltage of the gate electrodes of the first and third transistors is controlled to be constant by the constant current flowing between the source and drain electrodes of the first transistor. For this reason, the connection point between the capacitive element and the first transistor need not be in a high impedance state, and the size of the first transistor need not be increased.

本発明において、前記第１および第３トランジスタのゲート電極は、前記第３トランジ
スタのドレイン電極に接続されたカレントミラー回路としても良い。
また、本発明において、一方の端子が所定の基準電位の給電線に接続され、他方の端子
が前記第３トランジスタのドレイン電極に接続された抵抗素子と、一方および他方の端子
間で所定の電圧を保ち、前記一方の端子が前記給電線に接続された電圧源と、前記電圧源
の他方の端子における電位が前記第３トランジスタのドレイン電極の電位よりも高ければ
、前記第１および３トランジスタのゲート電極の電位を低くし、前記電圧源の他方の端子
における電位が前記第３トランジスタのドレイン電極の電位よりも低ければ、前記第１お
よび３トランジスタのゲート電極の電位を高くする演算回路と、を、さらに有する構成と
しても良い。
さらに、定電流を検出した受光量に応じて変更する回路を設けても良い。
なお、本発明は、光量検出回路のみならず、この光量検出回路を基板上に有し、所定の
表示を行う電気光学装置としても、さらに、この電気光学装置と、前記電気光学装置の表
示を照明する光源と、前記光量検出回路により検出された受光量に応じて、前記光源によ
る照明光を制御する照明制御回路とを有する電子機器としても概念することが可能である
。 In the present invention, the gate electrodes of the first and third transistors may be current mirror circuits connected to the drain electrode of the third transistor.
Further, in the present invention, a predetermined voltage is applied between a resistance element having one terminal connected to a power supply line having a predetermined reference potential and the other terminal connected to the drain electrode of the third transistor, and one and the other terminals. If the potential at the other terminal of the voltage source is higher than the potential of the drain electrode of the third transistor, the voltage source having one terminal connected to the power supply line An arithmetic circuit that lowers the potential of the gate electrode and increases the potential of the gate electrodes of the first and third transistors if the potential at the other terminal of the voltage source is lower than the potential of the drain electrode of the third transistor; It is good also as a structure which has these.
Furthermore, a circuit that changes according to the amount of light received by detecting the constant current may be provided.
In the present invention, not only the light amount detection circuit but also an electro-optical device having the light amount detection circuit on the substrate and performing a predetermined display, the electro-optical device and the display of the electro-optical device are further displayed. It can also be conceptualized as an electronic device having an illumination light source and an illumination control circuit that controls illumination light from the light source in accordance with the amount of received light detected by the light amount detection circuit.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る光量検出回路を適用した電気光学装置の構成を示す図であ
る。
この図に示される電気光学装置１において、光量検出回路１０は、表示パネル１００の
内部に形成される。表示パネル１００は、特に図示しないが、マトリクス状に配列する複
数の画素によって所定の表示を行うものであり、素子基板と対向基板との一対の基板を有
し、このうち、素子基板には、画素をスイッチングするためのＴＦＴ（thin film transi
stor、以下、適宜「ＴＦＴ」と略称する）や画素電極が形成され、対向基板には、画素電
極に対向するようなコモン電極が形成されて、互いの電極形成面が対向するように、かつ
、液晶を挟持するように、一定の間隙を保って素子基板と対向基板とを貼り合わせられた
構成となっている。
表示パネル１００は、バックライトによる透過光と、外光による反射光との双方を変調
させる半透過・半反射型であり、画素は図示しない駆動回路によって駆動される構成とな
っている。 <First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an electro-optical device to which the light amount detection circuit according to the first embodiment is applied.
In the electro-optical device 1 shown in this figure, the light amount detection circuit 10 is formed inside the display panel 100. Although not particularly shown, the display panel 100 performs a predetermined display with a plurality of pixels arranged in a matrix, and has a pair of substrates of an element substrate and a counter substrate. Among these, the element substrate includes: TFT (thin film transi) for switching pixels
stor, hereinafter abbreviated as “TFT” as appropriate) and a pixel electrode are formed, a common electrode is formed on the counter substrate so as to face the pixel electrode, and the electrode forming surfaces face each other, and The element substrate and the counter substrate are bonded to each other so as to hold the liquid crystal so as to hold the liquid crystal.
The display panel 100 is a semi-transmissive / semi-reflective type that modulates both the transmitted light by the backlight and the reflected light by the external light, and the pixel is driven by a drive circuit (not shown).

バックライト制御回路３０（照明制御回路）は、光量検出回路１０から出力されたＶde
tに応じて、白色ＬＥＤ５０に供給する電流を制御するものである。ＬＥＤ５０は、表示
パネル１００を照明するバックライトユニットの光源である。 The backlight control circuit 30 (illumination control circuit) outputs Vde output from the light amount detection circuit 10.
The current supplied to the white LED 50 is controlled according to t. The LED 50 is a light source of a backlight unit that illuminates the display panel 100.

図２は、光量検出回路１０の構成を示す回路図である。この図に示されるように、光量
検出回路１０は、ｎチャネル型のＴＦＴ１１、１２、１３、容量素子１４、パルス発生回
路１５および定電流源１６を有し、このうち、少なくともＴＦＴ１１、１２、１３は、表
示パネル１００の素子基板上に、画素をスイッチングするＴＦＴと共通プロセスによって
形成される。 FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the light quantity detection circuit 10. As shown in this figure, the light amount detection circuit 10 includes n-channel TFTs 11, 12, 13, a capacitor element 14, a pulse generation circuit 15, and a constant current source 16, and among these, at least the TFTs 11, 12, 13 are included. Are formed on the element substrate of the display panel 100 by a process common to TFTs for switching pixels.

図において、電位Ｖd、Ｇndは、それぞれ電源の高位側、低位側である。ＴＦＴ１１（
第１トランジスタ）のソース電極は電位Ｇndに接地され、そのドレイン電極は、ＴＦＴ１
２（第２トランジスタ）のソース電極および容量素子１４における一方の端子に接続され
ている。本実施形態では、ＴＦＴ１１のドレイン電極と容量素子１４との接続点をノード
Ａとし、その電圧Ｖdet（接地電位ＧndとノードＡの電位差）が外部に出力される。ＴＦ
Ｔ１１は、表示パネル１００において外部に開口する領域、すなわち外部から光を検出す
るための領域に設けられる。
ＴＦＴ１２のドレイン電極および容量素子１４の他方の端子は、それぞれ電位Ｖdを給
電する給電線に接続されている。
したがって、ＴＦＴ１１と容量素子１４は、高電位Ｖdを給電する給電線と低電位Ｇnd
を給電する給電線との間において直列接続され、また、ＴＦＴ１２と容量素子１４とは、
高電位Ｖdを給電する給電線とノードＡとの間において並列接続された構成となる。 In the figure, the potentials Vd and Gnd are on the higher and lower sides of the power supply, respectively. TFT11 (
The source electrode of the first transistor) is grounded to the potential Gnd, and its drain electrode is connected to the TFT1.
2 (second transistor) source electrode and one terminal of the capacitor 14 are connected. In this embodiment, the connection point between the drain electrode of the TFT 11 and the capacitive element 14 is a node A, and the voltage Vdet (potential difference between the ground potential Gnd and the node A) is output to the outside. TF
T11 is provided in a region that opens to the outside in the display panel 100, that is, a region for detecting light from the outside.
The drain electrode of the TFT 12 and the other terminal of the capacitive element 14 are each connected to a feed line that feeds the potential Vd.
Therefore, the TFT 11 and the capacitive element 14 include the power supply line that supplies the high potential Vd and the low potential Gnd.
The TFT 12 and the capacitor element 14 are connected in series with a power supply line that supplies power.
The power supply line that supplies the high potential Vd and the node A are connected in parallel.

パルス発生回路１５（切替回路）は、電位Ｖdから電位Ｇndに切り替わるパルス状の信
号Ｖgを、ＴＦＴ１２のゲート電極に供給するものである。したがって、ＴＦＴ１２のソ
ース・ドレイン電極間は、信号Ｖgが電位Ｖdになると導通（オン）状態となり、電位Ｇnd
になると非導通（オフ）状態となる。
ＴＦＴ１３（第３トランジスタ）は、表示パネル１００において遮光された領域に形成
され、そのソース電極は電位Ｇndに接地され、そのドレイン電極には、定電流源１６によ
る定電流Ｉrefが供給される。ＴＦＴ１３のドレイン電極は、ＴＦＴ１１のゲート電極お
よび自身のゲート電極に接続されている。
なお、本実施形態において、ＴＦＴ１１、１３のトランジスタサイズ（チャネル幅およ
びチャネル長）は、互いに同一となるように設計されている。このため、ＴＦＴ１１、１
３のトランジスタの特性は互いに同一である。 The pulse generation circuit 15 (switching circuit) supplies a pulse signal Vg that switches from the potential Vd to the potential Gnd to the gate electrode of the TFT 12. Therefore, between the source and drain electrodes of the TFT 12, when the signal Vg becomes the potential Vd, it becomes conductive (ON), and the potential Gnd
When it becomes, it will be in a non-conduction (off) state.
The TFT 13 (third transistor) is formed in a light-shielded region in the display panel 100, its source electrode is grounded to the potential Gnd, and its drain electrode is supplied with a constant current Iref from the constant current source 16. The drain electrode of the TFT 13 is connected to the gate electrode of the TFT 11 and its own gate electrode.
In the present embodiment, the transistor sizes (channel width and channel length) of the TFTs 11 and 13 are designed to be the same. For this reason, TFT11, 1
The three transistors have the same characteristics.

この構成にかかる光量検出回路１０の動作について説明する。
まず、パルス発生回路１５による信号Ｖgが電位Ｖdになると、ＴＦＴ１２がオン状態に
なり、容量素子１４の両端子が短絡されるので、容量素子１４に蓄積された電荷がクリア
されるとともに、ノードＡが電位Ｖdとなる。
次に、信号Ｖgが電位Ｇndになると、ＴＦＴ１２がオフ状態に切り替わる。ＴＦＴ１１
では、そのドレイン・ソース電極間に、受光された光量に応じて、漏れ電流が流れる。こ
のため、容量素子１４は、この漏れ電流に応じた充電がなされるので、ノードＡは、すな
わち、電圧Ｖdetは、Ｖdから徐々にＧndに向かって低下する。 The operation of the light quantity detection circuit 10 according to this configuration will be described.
First, when the signal Vg from the pulse generation circuit 15 becomes the potential Vd, the TFT 12 is turned on and both terminals of the capacitor element 14 are short-circuited, so that the charge accumulated in the capacitor element 14 is cleared and the node A Becomes the potential Vd.
Next, when the signal Vg becomes the potential Gnd, the TFT 12 is turned off. TFT11
Then, a leakage current flows between the drain and source electrodes according to the amount of light received. For this reason, since the capacitive element 14 is charged according to this leakage current, the node A, that is, the voltage Vdet gradually decreases from Vd toward Gnd.

したがって、バックライト制御回路３０は、ＶdとＧndとの間でしきい値Ｖthを設定す
るとともに、信号Ｖgが電位ＧndになってからＶdetが当該しきい値Ｖthに達するまでの時
間を計測することにより、ＴＦＴ１１で受光された光量を求めることができる。例えば、
ＴＦＴ１１で受光された光量が多ければ、漏れ電流が大きくなるので、図３において実線
で示されるように、Ｖdetの電位低下の度合いも大きくなる。このため、信号Ｖgが電位Ｇ
ndになってからＶdetが当該しきい値Ｖthに達するまでの時間Ｔaは短くなる。一方、ＴＦ
Ｔ１１で受光された光量が少なければ、漏れ電流が小さくなるので、Ｖdetの電位低下の
度合いも小さくなる。このため、信号Ｖgが電位ＧndになってからＶdetが当該しきい値Ｖ
thに達するまでの時間Ｔbは長くなる。 Therefore, the backlight control circuit 30 sets the threshold value Vth between Vd and Gnd, and measures the time from when the signal Vg reaches the potential Gnd until Vdet reaches the threshold value Vth. Thus, the amount of light received by the TFT 11 can be obtained. For example,
If the amount of light received by the TFT 11 is large, the leakage current increases, so that the degree of potential decrease of Vdet also increases as shown by the solid line in FIG. For this reason, the signal Vg has the potential G
The time Ta from when nd is reached until Vdet reaches the threshold value Vth is shortened. On the other hand, TF
If the amount of light received at T11 is small, the leakage current is small, and the degree of potential decrease of Vdet is also small. For this reason, Vdet becomes the threshold value V after the signal Vg becomes the potential Gnd.
The time Tb until reaching th becomes longer.

このように、ＴＦＴ１１で受光された光量は、信号Ｖgが電位ＧndになってからＶdetが
しきい値Ｖthに達するまでの時間に反映される。なお、ここでは、信号Ｖgが電位Ｇndに
なってからＶdetがしきい値Ｖthに達するまでの時間を計測しているが、信号ＶgがＬレベ
ルになってから時間Ｔcだけ経過した時点におけるＶdetの電圧を計測しても良いし、ＴＦ
Ｔ１１のドレイン・ソース電極間に流れる電流を直接計測するようにしても良い。
いずれにしても、電圧Ｖdetに基づいてＴＦＴ１１で受光された光量を求めることがで
きる。 Thus, the amount of light received by the TFT 11 is reflected in the time from when the signal Vg becomes the potential Gnd to when Vdet reaches the threshold value Vth. Note that, here, the time from when the signal Vg becomes the potential Gnd to when the Vdet reaches the threshold value Vth is measured, but Vdet at the time when the time Tc has elapsed since the signal Vg became the L level is measured. You can measure the voltage or TF
The current flowing between the drain and source electrodes of T11 may be directly measured.
In any case, the amount of light received by the TFT 11 can be obtained based on the voltage Vdet.

バックライト制御回路３０は、求めた受光量に対して、図４に示されるような特性でバ
ックライトの光量（ＬＥＤ５０への電流）を制御する。詳細には、バックライト制御回路
３０は、求めた受光量が予め定められたしきい値Ｔh1以上Ｔh2以下の領域にあれば、受光
量に対してバックライトによる光量をＭin以上Ｍax以下となるようにリニアに制御する。
これにより、外部環境の明るさに応じてバックライトの照明光量、すなわち、画素を透過
して視認される光量が増減されるので、透過重視の適切な表示が可能となる。
また、バックライト制御回路３０は、求めた受光量が予め定められたしきい値Ｔh2より
も多く、しきい値Ｔh3よりも少なければバックライトによる光量をＭaxで一定となるよう
に制御する。これにより、外部が一定の範囲で明るいのであれば、透過光と反射光との双
方を併せた適切な表示が可能となる。
さらに、バックライト制御回路３０は、求めた受光量がしきい値Ｔh3以上であれば、バ
ックライトをオフさせるように制御する。これにより、反射重視の表示となり、バックラ
イトにより消費される電力を抑えることが可能となる。 The backlight control circuit 30 controls the amount of light of the backlight (current to the LED 50) with the characteristics shown in FIG. 4 with respect to the obtained received light amount. More specifically, the backlight control circuit 30 causes the amount of light from the backlight to be not less than Min and not more than Max with respect to the amount of received light if the obtained amount of received light is within a predetermined threshold value Th1 to Th2 and below. Control linearly.
As a result, the amount of illumination light of the backlight, that is, the amount of light that is visible through the pixels is increased or decreased according to the brightness of the external environment, so that appropriate display with emphasis on transmission is possible.
Further, the backlight control circuit 30 controls the amount of light from the backlight to be constant at Max if the amount of received light is greater than a predetermined threshold Th2 and less than the threshold Th3. As a result, if the outside is bright within a certain range, it is possible to appropriately display both the transmitted light and the reflected light.
Furthermore, the backlight control circuit 30 performs control so that the backlight is turned off when the obtained amount of received light is equal to or greater than the threshold value Th3. As a result, the display is focused on reflection, and the power consumed by the backlight can be suppressed.

本実施形態に係る光量検出回路１０において、定電流Ｉrefは、遮光状態にあるＴＦＴ
１３のドレイン・ソース電極間に流れる暗電流である。ＴＦＴ１１のゲート電極は、当該
定電流ＩrefがＴＦＴ１３のドレイン・ソース電極間に流れるときにおけるＴＦＴ１３の
ゲート電極の電圧となるので、ＴＦＴ１１の受光量がゼロであれば、ＴＦＴ１１のドレイ
ン・ソース電極間に流れる電流はＩrefに等しくなる。ただし、ＴＦＴ１１での受光量が
多くなるにつれて、ＴＦＴ１１のドレイン・ソース電極間に流れる電流もＩrefから多く
なる。
ここで、本実施形態では、ＴＦＴ１３のドレイン・ソース電極間に流れる電流は、Ｉre
fで一定となるように制御されているので、ＴＦＴ１１、１３のゲート電圧も一定となる
ように制御される。ゲート電圧が一定であるので、ＴＦＴ１１では、周囲温度等が変化し
ても、受光量に対する漏れ電流の特性が変動しないことになる。 In the light amount detection circuit 10 according to the present embodiment, the constant current Iref is a TFT in a light shielding state.
13 is a dark current flowing between the drain and source electrodes. The gate electrode of the TFT 11 becomes the voltage of the gate electrode of the TFT 13 when the constant current Iref flows between the drain and source electrodes of the TFT 13. The flowing current is equal to Iref. However, as the amount of light received by the TFT 11 increases, the current flowing between the drain and source electrodes of the TFT 11 also increases from Iref.
In this embodiment, the current flowing between the drain and source electrodes of the TFT 13 is Ire
Since f is controlled to be constant, the gate voltages of the TFTs 11 and 13 are also controlled to be constant. Since the gate voltage is constant, the TFT 11 does not change the leakage current characteristic with respect to the amount of received light even if the ambient temperature or the like changes.

一方、背景技術で述べた光量検出回路は、図７に示されるように、ＴＦＴ１１のゲート
電極に、漏れ電流を流すためのバイアス電圧Ｖoffを印加する構成である。ここで、電圧
Ｖoffが高くなると（逆バイアスが浅くなると）、受光量が同じでも漏れ電流が大きくな
る。ただし、ＴＦＴ１１において、逆バイアスが浅い状態では、周囲温度に対する漏れ電
流の変動が顕著に大きくなる。このため、周囲温度の影響を少なくするためには、ＴＦＴ
１１を逆バイアスが浅くない領域で、すなわち、漏れ電流が小さい状態で動作させる必要
があり、ノードＡの電圧を高インピーダンス状態で判定する必要がある。ノードＡが高イ
ンピーダンス状態となるのを避けるためには、ＴＦＴ１１のトランジスタサイズを大きく
すれば良いが、上述したように、表示パネル１００の素子基板上に光量検出回路を設ける
場合には、表示に寄与しないデッドスペースをそれだけ多く必要となり、素子基板におい
て表示領域を圧迫することになる。
本実施形態によれば、上述したように周囲温度等によらずに受光量に対する漏れ電流の
特性が変動しないので、ノードＡの電圧を高インピーダンス状態で判定する必要がない。
このため、本実施形態では、ＴＦＴ１１のトランジスタサイズを大きくする必要もない。 On the other hand, the light quantity detection circuit described in the background art is configured to apply a bias voltage Voff for flowing a leakage current to the gate electrode of the TFT 11 as shown in FIG. Here, when the voltage Voff increases (when the reverse bias becomes shallow), the leakage current increases even if the amount of received light is the same. However, in the TFT 11, when the reverse bias is shallow, the fluctuation of the leakage current with respect to the ambient temperature becomes significantly large. Therefore, in order to reduce the influence of ambient temperature, TFT
11 must be operated in a region where the reverse bias is not shallow, that is, in a state where the leakage current is small, and the voltage of the node A needs to be determined in a high impedance state. In order to avoid the node A from being in a high impedance state, the transistor size of the TFT 11 may be increased. However, as described above, when a light amount detection circuit is provided on the element substrate of the display panel 100, display is performed. A large amount of dead space that does not contribute is required, and the display area is pressed on the element substrate.
According to the present embodiment, as described above, the leakage current characteristic with respect to the amount of received light does not vary regardless of the ambient temperature or the like, so that it is not necessary to determine the voltage at the node A in a high impedance state.
For this reason, in this embodiment, it is not necessary to increase the transistor size of the TFT 11.

なお、ＴＦＴ１１、１３のトランジスタサイズは互いに同一である必要はない。たとえ
ば、ＴＦＴ１１のチャネル幅をＷ１１、チャネル長をＬ１１として、その比率をＴＲ１１
（＝Ｗ１１／Ｌ１１）で表し、ＴＦＴ１３のチャネル幅をＷ１３、チャネル長をＬ１３と
して、その比率をＴＲ１３（＝Ｗ１３／Ｌ１３）で表したとき、受光量ゼロのときにＴＦ
Ｔ１１のドレイン・ソース電極間に流れる電流は、概ねＩre f・ＴＲ１１／ＴＲ１３とな
る。
このように、ＴＦＴ１１のチャネル比率ＴＲ１１およびＴＦＴ１３のチャネル比率ＴＲ
１３を定めることによって、ＴＦＴ１１の漏れ電流が適正となるように設定することが可
能となる。 Note that the transistor sizes of the TFTs 11 and 13 do not have to be the same. For example, the channel width of the TFT 11 is W 11 , the channel length is L 11 , and the ratio is TR 11.
(= W 11 / L 11 ), when the channel width of the TFT 13 is W 13 , the channel length is L 13 , and the ratio is represented by TR 13 (= W 13 / L 13 ), when the amount of received light is zero TF
The current flowing between the drain and source electrodes of T11 is approximately Iref · T R11 / T R13 .
Thus, the channel ratio T R11 of the TFT 11 and the channel ratio T R of the TFT 13
By setting 13 , it is possible to set the leakage current of the TFT 11 to be appropriate.

＜第２実施形態＞
上述した第１実施形態では、定電流Ｉrefを、遮光状態にあるＴＦＴ１１のドレイン・
ソース電極間に流れる電流値としたが、この第２実施形態では、この定電流Ｉrefを変更
可能としたものである。 Second Embodiment
In the first embodiment described above, the constant current Iref is applied to the drain / drain of the TFT 11 in the light shielding state.
Although the current value flowing between the source electrodes is used, in the second embodiment, the constant current Iref can be changed.

図５は、第２実施形態に係る光量検出回路１０の構成を示す回路図である。
この図に示されるように、ＴＦＴ１３のゲート電極は、自身のドレイン電極に接続され
ておらず、演算回路１９の出力端に接続されている。ＴＦＴ１３のドレイン電極は、電位
Ｖdを給電する給電線に対し、抵抗値がＲである抵抗素子１７を介して接続されている。
また、ＴＦＴ１３のドレイン電極は、演算回路１９における加算入力端（＋）にも接続さ
れている。
電圧源１８は、両端子間で電圧Ｖstdを発生させるものであり、その正極端子は、電位
Ｖdを給電する給電線に接続され、負極端子は、演算回路１９の減算入力端（−）に接続
されている。
演算回路１９は、加算入力端（＋）の電圧から減算入力端（−）の電圧を減じた電圧と
比例関係にある電圧を出力するものである。 FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of the light quantity detection circuit 10 according to the second embodiment.
As shown in this figure, the gate electrode of the TFT 13 is not connected to its own drain electrode, but is connected to the output terminal of the arithmetic circuit 19. The drain electrode of the TFT 13 is connected to a power supply line that supplies the potential Vd via a resistance element 17 having a resistance value R.
The drain electrode of the TFT 13 is also connected to the addition input terminal (+) in the arithmetic circuit 19.
The voltage source 18 generates a voltage Vstd between both terminals, its positive terminal is connected to a power supply line that feeds the potential Vd, and its negative terminal is connected to the subtraction input terminal (−) of the arithmetic circuit 19. Has been.
The arithmetic circuit 19 outputs a voltage proportional to the voltage obtained by subtracting the voltage at the subtraction input terminal (−) from the voltage at the addition input terminal (+).

この構成において、抵抗素子１７の両端子にはＲ・Ｉrefの電圧が発生するので、ＴＦ
Ｔ１３のドレイン電極および演算回路１９における加算入力端（＋）の電圧は（Ｖd−Ｒ
・Ｉref）となる。一方、演算回路１９における減算入力端（−）の電圧は（Ｖd−Ｖstd
）となる。
ここで、電圧Ｖstdが電圧Ｒ・Ｉrefよりも高ければ、すなわち、減算入力端（−）の電
圧（Ｖd−Ｖstd）が加算入力端（＋）の電圧（Ｖd−Ｒ・Ｉref）よりも低ければ、演算回
路１９の出力電圧が高くなるので、電流Ｉrefが大きくなる方向に働く。一方、電圧Ｖstd
が電圧Ｒ・Ｉrefよりも低ければ、すなわち、減算入力端（−）の電圧（Ｖd−Ｖstd）が
加算入力端（＋）の電圧（Ｖd−Ｒ・Ｉref）よりも高ければ、演算回路１９の出力電圧が
低くなるので、電流Ｉrefが小さくなる方向に働く。このため、抵抗素子１７の両端子間
の電圧Ｒ・Ｉrefは、電圧源１８の電圧Ｖstdと等しくなる地点で均衡する。
したがって、定電流Ｉrefは、Ｖstd／Ｒとなるように調整されるので、電圧源８の電圧
Ｖstd、または、抵抗素子１７の抵抗値Ｒの一方を、もしくは、双方を調整可能にすると
、定電流Ｉrefを適切な値に変更することが可能となる。 In this configuration, since the voltage of R · Iref is generated at both terminals of the resistance element 17, TF
The voltage at the drain electrode of T13 and the addition input terminal (+) in the arithmetic circuit 19 is (Vd-R
-Iref). On the other hand, the voltage at the subtraction input terminal (−) in the arithmetic circuit 19 is (Vd−Vstd).
)
If the voltage Vstd is higher than the voltage R · Iref, that is, if the voltage (Vd−Vstd) at the subtraction input terminal (−) is lower than the voltage (Vd−R · Iref) at the addition input terminal (+). Since the output voltage of the arithmetic circuit 19 is increased, the current Iref is increased. On the other hand, the voltage Vstd
Is lower than the voltage R · Iref, that is, when the voltage (Vd−Vstd) at the subtraction input terminal (−) is higher than the voltage (Vd−R · Iref) at the addition input terminal (+), Since the output voltage is lowered, the current Iref is reduced. Therefore, the voltage R · Iref between both terminals of the resistance element 17 is balanced at a point where the voltage Vstd of the voltage source 18 becomes equal.
Therefore, the constant current Iref is adjusted to be Vstd / R. Therefore, if one or both of the voltage Vstd of the voltage source 8 and the resistance value R of the resistance element 17 can be adjusted, the constant current Iref It becomes possible to change Iref to an appropriate value.

定電流Ｉrefは、ＴＦＴ１１（１３）のゲート電圧を規定するので、受光量に対する漏
れ電流を定めることになる。
ここで、受光量が多い状態（明るい状態）である場合に、ＴＦＴ１１の漏れ電流が大き
いと、Ｖdetが短期間のうちに電位Ｖdから電位Ｇndに低下してしまうので、受光量を精度
良く求めることができない。受光量が少ない状態（暗い状態）である場合に、ＴＦＴ１１
の漏れ電流が小さいと、Ｖdetが電位Ｖdから低下しにくくなるので、やはり、受光量を精
度良く求めることができない。
このため、定電流Ｉrefを受光量に応じて適切な値に変更可能とする構成は、受光量を
精度良く観測する点において有利となる。例えば、あるタイミングでバックライト制御回
路３０が受光量を求めたときに、当該受光量に対した適切な定電流Ｉrefを再設定する構
成により、受光量を、広範囲で、かつ、精度良く観測することが可能となる。
なお、当該受光量に対した適切な定電流Ｉrefを再設定する構成については、第２実施
形態のみならず、第１実施形態においても適用可能である。 Since the constant current Iref defines the gate voltage of the TFT 11 (13), it determines the leakage current with respect to the amount of received light.
Here, when the amount of received light is large (bright state), if the leakage current of the TFT 11 is large, Vdet decreases from the potential Vd to the potential Gnd within a short period of time, and thus the amount of received light is accurately obtained. I can't. When the amount of received light is small (dark state), the TFT 11
If the leakage current is small, Vdet is unlikely to decrease from the potential Vd, so that the amount of received light cannot be obtained with high accuracy.
For this reason, the configuration in which the constant current Iref can be changed to an appropriate value according to the amount of received light is advantageous in that the amount of received light is accurately observed. For example, when the backlight control circuit 30 obtains the amount of received light at a certain timing, the amount of received light is observed over a wide range and with high accuracy by resetting an appropriate constant current Iref for the received amount of light. It becomes possible.
In addition, about the structure which resets the appropriate constant current Iref with respect to the said light reception amount, it is applicable not only in 2nd Embodiment but in 1st Embodiment.

＜電子機器＞
次に、上述した実施形態に係る光量検出回路１０を有する電気光学装置１を適用した電
子機器について説明する。図６は、この電気光学装置を用いた携帯電話１２００の構成を
示す図である。
この図に示されるように、携帯電話１２００は、複数の操作ボタン１２０２のほか、受
話口１２０４、送話口１２０６とともに、上述した電気光学装置１を備えるものである。
なお、電気光学装置のうち、表示パネル１００に相当する部分以外の構成要素については
外観としては現れない。
なお、電気光学装置１が適用される電子機器としては、図６に示される携帯電話の他に
も、デジタルスチルカメラや、フォトストレージ、ノートパソコン、液晶テレビ、ビュー
ファインダ型（または、モニタ直視型）のビデオレコーダ、カーナビゲーション装置、ペ
ージャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ
端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の
表示装置として、上述した電気光学装置１が適用可能であることは言うまでもない。 <Electronic equipment>
Next, an electronic apparatus to which the electro-optical device 1 having the light amount detection circuit 10 according to the above-described embodiment is applied will be described. FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a cellular phone 1200 using this electro-optical device.
As shown in this figure, a cellular phone 1200 includes the electro-optical device 1 described above, together with a plurality of operation buttons 1202, an earpiece 1204 and a mouthpiece 1206.
Note that components of the electro-optical device other than the portion corresponding to the display panel 100 do not appear as an appearance.
As an electronic apparatus to which the electro-optical device 1 is applied, in addition to the mobile phone shown in FIG. 6, a digital still camera, a photo storage, a laptop computer, a liquid crystal television, a viewfinder type (or a monitor direct view type) ) Video recorder, car navigation device, pager, electronic notebook, calculator, word processor, workstation, video phone, POS
Examples include terminals and devices equipped with touch panels. Needless to say, the above-described electro-optical device 1 is applicable as a display device of these various electronic devices.

第１実施形態に係る光量検出回路が適用される電気光学装置を示す図である。It is a figure which shows the electro-optical apparatus with which the light quantity detection circuit which concerns on 1st Embodiment is applied. 同光量検出回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the same light quantity detection circuit. 同光量検出回路の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the same light amount detection circuit. 同電気光学装置におけるバックライト制御を示す図である。It is a figure which shows the backlight control in the same electro-optical apparatus. 第２実施形態に係る光量検出回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the light quantity detection circuit which concerns on 2nd Embodiment. 同電気光学装置が適用された携帯電話の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the mobile telephone to which the same electro-optical apparatus was applied. 従来の光量検出回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional light quantity detection circuit.

符号の説明Explanation of symbols

１…電気光学装置、１０…光量検出回路、１１、１２、１３…ＴＦＴ、１４…容量素子
、１５…パルス発生回路、１６…定電流源、１７…抵抗素子、１８…電圧源、１９…演算
回路、３０…バックライト制御回路、５０…ＬＥＤ、１００…表示パネル、１２００…携
帯電話 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electro-optical apparatus, 10 ... Light quantity detection circuit, 11, 12, 13 ... TFT, 14 ... Capacitance element, 15 ... Pulse generation circuit, 16 ... Constant current source, 17 ... Resistance element, 18 ... Voltage source, 19 ... Calculation Circuit, 30 ... Backlight control circuit, 50 ... LED, 100 ... Display panel, 1200 ... Mobile phone

Claims (5)

受光量に応じた電流がソース・ドレイン電極に流れる第１トランジスタと、
高電位の給電線および低電位の給電線の間に前記第１トランジスタと直列接続された容
量素子と、
前記容量素子に対して、ソース・ドレイン電極が並列接続された第２トランジスタと、
前記第２トランジスタのソース・ドレイン電極間を導通状態から非導通状態に切り替え
る切替回路と、
遮光された領域に設けられ、ゲート電極が、前記第１トランジスタのゲート電極に接続
されて、ソース・ドレイン電極に定電流が流れるように制御された第３トランジスタと、
を有し、前記容量素子と第１トランジスタとの接続点における電位に基づいて前記受光
量を検出する
ことを特徴とする光量検出回路。 A first transistor in which a current corresponding to the amount of received light flows to the source / drain electrodes;
A capacitive element connected in series with the first transistor between a high-potential feed line and a low-potential feed line;
A second transistor having a source / drain electrode connected in parallel to the capacitive element;
A switching circuit for switching between a conductive state and a non-conductive state between the source and drain electrodes of the second transistor;
A third transistor provided in a light-shielded region and having a gate electrode connected to the gate electrode of the first transistor and controlled so that a constant current flows through the source / drain electrodes;
A light amount detection circuit comprising: detecting the amount of received light based on a potential at a connection point between the capacitive element and the first transistor. 前記第１および第３トランジスタのゲート電極は、前記第３トランジスタのドレイン電
極に接続された
ことを特徴とする請求項１に記載の光量検出回路。 The light amount detection circuit according to claim 1, wherein gate electrodes of the first and third transistors are connected to a drain electrode of the third transistor. 一方の端子が所定の基準電位の給電線に接続され、他方の端子が前記第３トランジスタ
のドレイン電極に接続された抵抗素子と、
一方および他方の端子間で所定の電圧を保ち、前記一方の端子が前記給電線に接続され
た電圧源と、
前記電圧源の他方の端子における電位が前記第３トランジスタのドレイン電極の電位よ
りも高ければ、前記第１および３トランジスタのゲート電極の電位を低くし、前記電圧源
の他方の端子における電位が前記第３トランジスタのドレイン電極の電位よりも低ければ
、前記第１および３トランジスタのゲート電極の電位を高くする演算回路と、
を、さらに有する
ことを特徴とする請求項１に記載の光量検出回路。 A resistance element having one terminal connected to a power supply line having a predetermined reference potential and the other terminal connected to the drain electrode of the third transistor;
Maintaining a predetermined voltage between one and the other terminals, the one terminal connected to the feeder line, and a voltage source;
If the potential at the other terminal of the voltage source is higher than the potential at the drain electrode of the third transistor, the potential at the gate electrode of the first and third transistors is lowered, and the potential at the other terminal of the voltage source is An arithmetic circuit that raises the potential of the gate electrodes of the first and third transistors if lower than the potential of the drain electrode of the third transistor;
The light quantity detection circuit according to claim 1, further comprising: 請求項１乃至３のいずれかに記載の光量検出回路を基板上に有し、所定の表示を行う
ことを特徴とする電気光学装置。 An electro-optical device comprising the light amount detection circuit according to claim 1 on a substrate and performing predetermined display. 請求項４に記載の電気光学装置と、
前記電気光学装置の表示を照明する光源と、
前記光量検出回路により検出された受光量に応じて、前記光源による照明光を制御する
照明制御回路と、
を有することを特徴とする電子機器。 An electro-optical device according to claim 4,
A light source for illuminating a display of the electro-optical device;
An illumination control circuit that controls illumination light from the light source according to the amount of received light detected by the light amount detection circuit;
An electronic device comprising:
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010238950A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Casio Computer Co Ltd Photodetector
RU2488154C1 (en) * 2009-03-30 2013-07-20 Шарп Кабусики Кайся Display device and operation method thereof
CN110286294A (en) * 2019-07-25 2019-09-27 云南电网有限责任公司电力科学研究院 A kind of self-energizing device and method for monitoring of leaking electricity
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