JP2008241511A - 光検出装置および電気光学装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電気光学装置100において、光センサ部310は液晶パネル100pに用いた素子基板10上に形成されているが、検出回路320は、素子基板10とは別体の制御用IC500(ディスクリート部品)に構成されているため、素子基板10の構成が変わっても、検出回路320および制御用IC500については、同一のものを用いることができる。
【選択図】図4
Description
(全体構成)
図1は、本発明を適用した電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。図1に示す電気光学装置100は、全透過型の液晶装置であり、液晶パネル100pと、この液晶パネル100pにバックライト光を照射するバックライト装置600と、液晶パネル100pおよびバックライト装置600に接続されたフレキシブル配線基板108とを備えている。液晶パネル100pには、駆動用IC400が実装されており、この駆動用IC400には、画像処理回路、タイミング発生回路、および電源回路などが構成されている。駆動用IC400において、タイミング発生回路では、液晶パネル100pの各画素100aを駆動するためのドットクロックが生成され、このドットクロックに基づいて、クロック信号、反転クロック信号、転送開始パルスが生成される。画像処理回路は、外部から入力画像データが入力されると、この入力画像データに基づいて画像信号を生成し、出力する。電源回路は、複数の電源を生成して出力する。
図2(a)、(b)は各々、本発明を適用した電気光学装置100の液晶パネル100pを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのH−H′断面図である。図2(a)、(b)に示すように、電気光学装置100の液晶パネル100pでは、所定の隙間を介して素子基板10と、ガラスなどを基材とする透光性の対向基板20とがシール材107(図2(a)において右下がりの斜線を付した領域)によって貼り合わされており、シール材107は対向基板20の外周縁に沿うように配置されている。シール材107は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂などからなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー、あるいはガラスビーズ等のギャップ材が配合されている。対向基板20のコーナー部などにおいては、素子基板10と対向基板20との間で電気的導通をとるための上下導通材(図示せず)が形成されている。
図3(a)、(b)は各々、本発明を適用した電気光学装置100に用いた素子基板10において相隣接する画素の平面図、およびそのA−A′線に相当する位置で電気光学装置100を切断したときの断面図である。
再び図2(a)において、本形態の電気光学装置100では、素子基板10の表面側のうち、画素領域10bの周辺領域を利用してデータ線駆動回路101および走査線駆動回路104などの内部回路が形成されている。このようなデータ線駆動回路101および走査線駆動回路104のシフトレジスタなどを構成するにあたっては、図示を省略するが、薄膜トランジスタ30と同様、ポリシリコン膜を用いて、Nチャネル型の薄膜トランジスタとPチャネル型の薄膜トランジスタとを備えた相補型薄膜トランジスタが用いられる。
図4(a)、(b)は、本発明を適用した電気光学装置に構成した光検出装置の等価回路図、およびその検出原理を示す説明図である。図1に示す電気光学装置100に用いた液晶パネル100p(素子基板10)には対象光と外乱光とが入射光として入射するが、本形態の光検出装置300は、対象光に応じた出力に基づいて、対象光の強度を検出する。すなわち、本形態の光検出装置300は、図4(a)に示すように、入射光(対象光および外乱光)が入射する主センサ310Aと、外乱光が入射する副センサ310BとがノードQを介して直列に電気的接続されたセンサ部310を備えている。ここで、副センサ310Bには、遮光層23bが配置されているため、外乱光は入射するが、対象光は入射しない。これに対して、主センサ310Aには、遮光層23bが配置されていないため、対象光および外乱光が入射する。
V=(Iph/C)・t
で表わされ、電圧Vは、経過時間tに対して直線的な変化を示す。それ故、Vresによりスイッチ360を一旦閉じた後、再び開いてから、検出回路320によって、電圧Vが所定の閾値電圧Vthまで下がるまでの時間txを計測する。ここで、先の関係式から、以下の式
tx=(C/Iph)・(VCHG−Vth)
が成り立つので、時間txは、外光に応じた電流Iphと反比例している。それ故、検出回路320によれば、暗電流や外乱光の影響をうけずに外光(対象光)の光量に対応する値を得ることができ、かかる値に基づいて、調光回路650は、予め規定されている条件に沿ってバックライト装置600の光源であるLED素子610の駆動条件を最適な条件に調整する。それ故、日中の自然光の下では、バックライト装置600の発光輝度を高く設定して明るい画面を表示する一方、夜間の暗い環境の下では、バックライト装置600の発光輝度を低下させることができる。
図5(a)、(b)は、本発明を適用した電気光学装置に用いた光センサ部およびその近傍の平面図、およびそのB−B′断面図であり、図5(b)には、駆動回路において相補型薄膜トランジスタを構成するNチャネル型の薄膜トランジスタおよびPチャネル型の薄膜トランジスタのうち、Nチャネル型の薄膜トランジスタも示してある。
以上説明したように、本形態の電気光学装置100では、光センサ部310は液晶パネル100pに用いた素子基板10上に形成されているが、検出回路320は、素子基板10とは別体の制御用IC500(ディスクリート部品)に構成されているため、素子基板10の構成が変わっても、検出回路320および制御用IC500については、同一のものを用いることができる。すなわち、本形態において、検出回路320および制御用IC500については、ポリシリコン膜を能動層とする薄膜トランジスタ30、80と光センサ部30とを素子基板10上に同時形成した電気光学装置100に用いることができるととともに、アモルファスシリコン膜を能動層とする薄膜トランジスタと光センサ部を同時形成した電気光学装置についても用いることができる。それ故、タイプの異なる電気光学装置を製造する場合でも、検出回路320および制御用IC500については、双方で共通化することができる。
図6は、本発明の実施の形態2に係る電気光学装置に構成した光検出装置の等価回路図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
上記実施の形態2では、蓄積容量340を、検出回路320と同様、制御用IC500に構成したが、蓄積容量340については、制御用IC500とは別のディスクリート部品としてフレキシブル配線基板108上に実装してもよい。静電容量が数百pFの比較的大きな蓄積容量340の場合、制御用IC500や素子基板10に対して薄膜によって作りこむと、静電気などの影響で短絡などの不具合が発生しやすいが、蓄積容量340として、制御用IC500とは別のディスクリート部品を用いた場合にはかかる問題を回避することができる。
図7は、本発明の実施の形態3に係る電気光学装置に構成した光検出装置の等価回路図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図8(a)、(b)は各々、本発明の実施の形態4に係る電気光学装置に構成した出力線330に対するシールド構造を示す断面図である。図1および図2(a)に示すように、本形態の電気光学装置100では、光センサ部310のノードQと検出回路320とを電気的に接続する出力線330は長く、ノイズが侵入しやすい。そこで、出力線330にノイズが侵入するのを防止する目的で、図8(a)、(b)に示すように、出力線330のうち、素子基板10上に形成した部分の少なくとも一部の周りを導電層で囲むことが好ましい。
上記実施の形態では、主センサ310Aおよび副センサ310BのPINフォトダイオードを用いたが、N型の薄膜トランジスタをダイオード接続したMOS型ダイオード、あるいはP型の薄膜トランジスタをダイオード接続したMOS型ダイオードを光センサ部310に用いた場合に本発明を適用してもよい。
次に、上述した実施形態に係る電気光学装置100を適用した電子機器について説明する。図9(a)に、電気光学装置100を備えたモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ2000は、表示ユニットとしての電気光学装置100と本体部2010を備える。本体部2010には、電源スイッチ2001及びキーボード2002が設けられている。図9(b)に、電気光学装置100を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001及びスクロールボタン3002、並びに表示ユニットとしての電気光学装置100を備える。スクロールボタン3002を操作することによって、電気光学装置100に表示される画面がスクロールされる。図9(c)に、電気光学装置100を適用した情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)の構成を示す。情報携帯端末4000は、複数の操作ボタン4001及び電源スイッチ4002、並びに表示ユニットとしての電気光学装置100を備える。電源スイッチ4002を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が電気光学装置100に表示される。
Claims (10)
- 対象光および外乱光が入射する基板への前記対象光の入射光量を検出する光検出装置において、
前記対象光および前記外乱光が入射する主センサと、外乱光が入射する副センサとがノードを介して直列に電気的接続された光センサ部と、前記ノードに電気的に接続され、前記主センサと前記副センサとの差動を検出可能な検出回路と、を有し、
前記光センサ部は前記基板上に形成され、前記検出回路は、前記基板とは別体のディスクリート部品に構成されていることを特徴とするとする光検出装置。 - 前記基板にはフレキシブル配線基板が接続され、
当該フレキシブル配線基板に、前記検出回路が構成された前記ディスクリート部品が実装されていることを特徴とする請求項1に記載の光検出装置 - 前記ノードに電気的に接続された蓄積容量を備え、
当該蓄積容量は、前記ノードの電圧変化に対応する電荷を蓄積することを特徴とする請求項1または2に記載の光検出装置。 - 前記検出回路は、前記ノードの電圧を所定の電圧にリセットした後、前記ノードの電圧が所定の閾値電圧まで変化するまでの時間を形成することを特徴とする請求項3に記載の光検出装置。
- 前記蓄積容量は、前記基板上に形成されていることを特徴とする請求項3または4に記載の光検出装置。
- 前記蓄積容量は、前記基板とは別体のディスクリート部品に形成されていることを特徴とする請求項3または4に記載の光検出装置。
- 前記ノードと前記検出回路とを電気的に接続する出力線は、前記基板上に形成されている部分の少なくとも一部が導電層により周りが囲まれていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の光検出装置。
- 前記主センサおよび前記副センサのうち、主センサの一方の端子が接地されていることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の光検出装置。
- 請求項1乃至8の何れか一項に記載の光検出装置を備えた電気光学装置であって、
前記光検出装置による前記対象光の検出結果に基づいて駆動条件が調整されることを特徴とする電気光学装置。 - 前記基板に対向配置された対向基板と前記基板との間に液晶が保持された液晶パネルと、当該液晶パネルにバックライト光を出射するバックライト装置とを備え、
前記対象光の検出結果に基づいて、前バックライト装置から出射される光量が調整されることを特徴とする請求項9に記載の電気光学装置。
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