JP5243108B2 - 電気光学パネル、電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示パネル等の電気光学パネル、該電気光学パネルを表示モジュールとして備えた電気光学装置、および当該電気光学装置を備える電子機器に関する。

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、ＳＯＧ（システム・オン・グラス）の技術を用いてガラス基板上に光センサー素子を形成することで光センサー機能を基板上に内蔵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。光センサー素子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。特に表示のスイッチング素子をポリシリコン薄膜で製造する場合は光センサーの検出機能や表示の駆動回路を部分的にポリシリコン薄膜トランジスターで形成することでコストの低減や額縁の縮小が達成できる。この場合、特許文献２に記載されているように駆動回路と光センサーの配置位置はお互いに干渉しないようにする必要がある。

特開２００６−１１８９６５号公報 特開２００７−７２２４２号公報

基板上に内蔵した光センサーで外光の光照度を正確に検出しようとする場合、例えば操作者の指の影などが光センサーにかかって検出結果に影響しないように、表示領域に対して光センサーをなるべく多くの周縁辺に分散して配置することが望ましい。しかしながら、前記のように光センサーの配置位置は内蔵駆動回路と互いに干渉しないように配置する必要がある。このため、駆動回路を配置した辺に光センサーを内蔵すると、通常は駆動回路の幅だけ光センサーの表示領域からの距離が遠くなる。これは電子機器での外光取り込み開口部をデザインする際に制約が多くなり好ましくない。また、駆動回路と光センサーの両方を配置できるようにすると周縁部のサイズ（額縁）が大きくなり、液晶表示装置を搭載する電子機器の小型化が難しくなる。

上記課題を解決するため、本発明に係る電気光学パネルは、表示領域（実施の形態において、表示領域３１０が対応する）と、表示領域に配置されるデータ線（実施の形態において、データ線２０２が対応する）と、表示領域の周囲に位置する周縁部（実施の形態において、右側周縁辺部１１１、左側周縁辺部１１２、上側周縁辺部１１３、下側周縁辺部１１４（または張り出し部１１０）が対応する）と、データ線が延在する周縁部の１辺（実施の形態において、データ線が延びる方向にある周縁部の右側周縁辺部１１１または左側周縁辺部１１２が対応する）又は対峙する２辺（実施の形態において、右側周縁辺部１１１および左側周縁辺部１１２が対応する）に配置され、それぞれが１乃至複数のデータ線を駆動する複数のデータ線駆動回路（実施の形態において、データ線駆動回路としてのデマルチプレクサ回路５１０−１〜５１０−８００または検査回路５２０が対応する）と、周縁部の辺に沿って配置され、複数のデータ線駆動回路のそれぞれに接続されて、駆動信号を供給する複数の信号線（実施の形態において、ビデオ配線５０１が対応する）と、周縁部の辺に沿って配置され、データ線駆動回路と表示領域の間の（隙間）領域に配置される複数の光センサー素子（実施の形態において、光センサーユニット５３１または光センサーユニット５４０が対応する）と、を備えてなる電気光学パネル（実施の形態において、アクティブマトリクス基板１０１，１０２，１０３が対応する）であって、複数の信号線は、周縁部の辺において、線長の短いものから表示領域に近い位置に配線され、データ線駆動回路と表示領域との間隔が、信号線の配置位置に応じて、表示領域に近い位置よりも遠い位置に配線されたものの方が、広くなるように配置される。

このように構成すると、光センサー素子をデータ線駆動回路と表示領域の間に配置することができるため、周縁部サイズが増大することなく光センサーと表示領域の距離を近くすることができる。

更に本発明に係る電気光学パネルは、データ線駆動回路は、駆動信号に基づき複数のデータ線のそれぞれに供給される信号に復号するデマルチプレクサ回路（実施の形態において、デマルチプレクサ回路５１０が対応する）であることが好ましい。

このように構成すると、光センサー素子をデマルチプレクサ回路と表示領域の間に配置することができるため、周縁部サイズが増大することなく光センサーと表示領域の距離を近くすることができる。

更に本発明に係る電気光学パネルは、光センサー素子は、データ線の線間に配置されていることが好ましい。

このように構成すると、光センサー素子をデマルチプレクサ回路と表示領域の間であって、データ線の線間に配置することができるため、周縁部サイズが増大することなく光センサーと表示領域の距離を近くすることができる。

また、更に本発明に係る電気光学パネルは、データ線駆動回路は、検査時にデータ線を駆動するための検査回路（実施の形態において、検査回路５２０が対応する）であり、その出力は、デマルチプレクサ回路を介してデータ線に接続されていることが好ましい。

このように構成すると、光センサー素子を検査回路と表示領域の間に配置することができるため、周縁部サイズが増大することなく光センサーと表示領域の距離を近くすることができる。

更に本発明に係る電気光学パネルは、光センサー素子は、検査回路とデマルチプレクサ回路を接続する配線間に配置されることが好ましい。

このように構成すると、光センサー素子を検査回路と表示領域の間であって、検査回路とデマルチプレクサ回路を接続する配線間に配置することができるため、周縁部サイズが増大することなく光センサーと表示領域の距離を近くすることができる。

また、更に本発明に係る電気光学パネルは、周縁部の１辺又は対峙する２辺と略直交する辺（実施の形態において、下側周縁辺部１１４または張り出し部１１０が対応する）に、信号線に駆動信号を供給する端子部（実施の形態において、端子１１０ａが対応する）が備えられる電気光学パネルであることが好ましい。

このように構成すると、表示領域の周縁部の１辺又は対峙する２辺において、端子部が配置される辺から遠くなるほど、配置される信号線の本数が少なくなるため、データ線駆動回路と表示領域の間に光センサー素子を配置可能な領域が出来るため、光センサー素子を表示領域の周辺に配置しても周縁部サイズの増大に繋がることがない。

また更に、データ線駆動回路を構成する薄膜トランジスター（実施の形態において、伝送ゲート５１２，５１３，５１４、または、伝送ゲート５２２が対応する）と、光センサー素子を構成する光素子（実施の形態において、ＰＩＮダイオード５３２，５３３が対応する）と、は同じ膜厚の薄膜シリコンで構成されることが好ましい。このように構成すると、表示領域のアクティブマトリクス部や周縁部のデータ線駆動回路等を製造するのと同一の半導体製造工程で光センサーを製造できるため、コストの上昇を抑えることができる。

また、本発明ではこれらの電気光学パネルを表示モジュールとして備える電気光学装置（実施の形態において、液晶表示装置９１０が対応する）、およびその電気光学装置を用いた電子機器（実施の形態において、電子機器１０００が対応する）を提案する。このような電気光学装置および電子機器によれば、表示モジュールに光センサーを内蔵しているので指等の影による誤検出を抑えつつ精度良く照度を測定することができ、この測定結果を用いて、バックライトの無駄な点灯や発光量を制御でき、消費電力を無意味に増大させることが無く、コストも抑えることができる。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に基づいて説明する。

［第１の実施の形態］
図１は本実施形態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装置としてのアクティブマトリクス基板１０１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、光抜けを防止して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とが形成される。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の配向膜ラビング処理方向と平行かつ逆向きにラビング処理されている。

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、本実施形態ではＬＥＤユニットであるが、冷陰極管（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１０００本体に接続され、電源を供給されるが、本実施形態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。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。

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１１０が設けられ、その張り出し部１１０には、ＦＰＣ（可撓性基板）９２８及び駆動ＩＣ９２１が実装され張り出し部１１０上に設けられた端子１１０ａを通じて電気的に接続されている。駆動ＩＣ９２１はアクティブマトリクス基板１０１の駆動に必要な信号と電源を供給し、ＦＰＣ９２８は電子機器１０００本体に接続され、外部電源回路７８４及び映像処理回路７８０（図４参照）から必要な信号と電源を駆動ＩＣ９２１及びアクティブマトリクス基板１０１に供給する。なお、本実施形態では、張り出し部１１０に駆動ＩＣ９２１を実装するＣＯＧ（Chip On Glass）実装としたが、張り出し部１１０にはＦＰＣ９２８のみを実装し、駆動ＩＣ９２１はＦＰＣ９２８に実装するＣＯＦ（Chip On Film）実装としてもよい。

図２はアクティブマトリクス基板１０１の構成図である。アクティブマトリクス基板１０１上には４８０本の走査線２０１（２０１−１〜２０１−４８０）と２４００本のデータ線２０２（２０２−１〜２０２−２４００）が直交して形成されている。走査線２０１−１〜２０１−４８０は走査線駆動回路３０１に接続されて、適切に駆動される。走査線駆動回路３０１を構成する薄膜トランジスターは後述する画素スイッチング素子４０１（４０１−ｎ−ｍ）と同一の製造工程で製造された、いわゆる駆動回路内蔵型のアクティブマトリクス基板である。

データ線２０２−１〜２０２−３は第１のデマルチプレクサ回路（ＤＥＭＵＸ）５１０−１に接続されてなり、データ線２０２−４〜２０２−６は第２のデマルチプレクサ回路５１０−２に接続されてなり、以下同様にデータ線２０２−（ｎ−１）×３＋１〜データ線２０２−（ｎ−１）×３＋３は第ｎのデマルチプレクサ回路５１０−ｎに接続されてなる（ｎ＝１〜８００）。また第ｎのデマルチプレクサ回路５１０−ｎ（ｎ＝１〜８００）の入力側には第ｎの検査回路（ＴＥＳＴ）５２０−ｎを介して第ｎのビデオ配線５０１−ｎが接続される。

ここで、第ｎのビデオ配線５０１−ｎ（ｎ＝１〜８００）は右側周縁辺部１１１において、５μｍピッチで配線されている。すなわち、第１のデマルチプレクサ回路５１０−１と第１の検査回路５２０−１近傍においては、８００本のビデオ配線が４ｍｍのスペースの中に配線されており、第ｎのデマルチプレクサ回路５１０−ｎと第ｎの検査回路５２０−ｎ近傍においては（８０１−ｎ）本の配線が、０．００５×（８０１−ｎ）ｍｍのスペースの中に配線されていることになる。また、第１のデマルチプレクサ回路５１０−１から表示領域３１０までの距離は１００μｍであって、第２のデマルチプレクサ回路５１０−２から表示領域３１０までの距離は１０５μｍであって、第３のデマルチプレクサ回路５１０−３から表示領域３１０までの距離は１１０μｍであって、以下、第ｎのデマルチプレクサ回路５１０−ｎから表示領域３１０までの距離は１００＋（ｎ−１）×５μｍである。

また、第ｎのデマルチプレクサ回路５１０−ｎと第ｎの検査回路５２０−ｎの距離は１００μｍでｎ＝１〜８００で全て一定である。すなわち、張り出し部１１０から離れるほどビデオ配線は少なくなるので、減った配線スペース分だけデマルチプレクサ回路と検査回路を表示領域から離すようにレイアウトされているのである。

さらに右側周縁辺部１１１にはデータ線２０２−１２００とデータ線２０２−１２０１に挟まれ、第４０１のデマルチプレクサ回路５１０−４０１より表示領域３１０に近い領域に第１の光センサーユニット（ＡＬＳ）５３１−１が配置され、データ線２０２−１２０１とデータ線２０２−１２０２に挟まれ、第４０１のデマルチプレクサ回路５１０−４０１より表示領域３１０に近い領域に第２の光センサーユニット（ＡＬＳ）５３１−２が配置され、以下同様に、データ線２０２−ｎ＋１１９９とデータ線２０２−ｎ＋１２００に挟まれ、これらのデータ線に接続された第ｍのデマルチプレクサ回路５１０−ｍより内側の隙間領域に第ｎの光センサーユニット（ＡＬＳ）５３１−ｎが配置される（ｎ＝１〜１２００）。

また、第ｎの光センサーユニット（ＡＬＳ）５３１−ｎ（ｎ＝１〜１２００）と表示領域３１０を隔てて逆側の左側周縁辺部１１２の対称な位置に第ｎ＋１２００の光センサーユニット（ＡＬＳ）５３１−ｎ＋１２００が配置される。

第ｎのデマルチプレクサ回路５１０−ｎはデマルチプレクサ回路駆動配線群５１１に、第ｎの検査回路５２０−ｎは検査回路駆動配線群５２１に、第ｎの光センサーユニット５３１−ｎは光センサー配線群５３９に、それぞれ接続される（いずれもｎ＝１〜８００）。ここでデマルチプレクサ回路駆動配線群５１１、検査回路駆動配線群５２１、光センサー配線群５３９はそれぞれ接続される回路・センサーを駆動するのに必要な電源・信号を供給するための複数の配線であって、張り出し部１１０に引き出されて駆動ＩＣ９２１に接続され、適切な電源あるいは信号を供給される。同様に、第ｎのビデオ配線５０１−ｎ（ｎ＝１〜８００）も張り出し部１１０で駆動ＩＣ９２１に接続されて適切な映像電位を供給される。

図３は表示領域３１０における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（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（４０２−ｎ−ｍ）に接続されている。画素電極４０２−ｎ−ｍは共通電極（ＣＯＭ）９３０と誘電体をはさんで補助容量コンデンサーを形成し、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共通電極（ＣＯＭ）９３０とやはりコンデンサーを形成する。ここで共通電極（ＣＯＭ）９３０はアクティブマトリクス基板１０１上の表示領域３１０全体に配置された透明な共通電極であって、各画素電極４０２−ｎ−ｍとアクティブマトリクス基板１０１上でコンデンサーを形成し、電界がアクティブマトリクス基板１０１と平行な方向に印加されるいわゆるＩＰＳ（In Plane Switching）モードの液晶表示装置となるように構成されている。共通電極（ＣＯＭ）９３０は本実施形態では一定周期で反転するＡＣ駆動を行われるが、常に一定電位を保つＤＣ駆動であっても差し支えない。

図４は本実施形態での電子機器１０００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上の光センサーユニット５３１−１〜５３１−２４００の出力は駆動ＩＣ９２１に入力され、駆動ＩＣ９２１で照度に変換された後、照度データをＦＰＣ（可撓性基板）９２８を通じて中央演算回路７８１に出力する。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、入力された照度データから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ＰＷＭ波形の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ＰＷＭ波形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１０００とは具体的にはモニター、ＴＶ、ノートパソコン、ＰＤＡ（Personal Digital（Data） Assistants）、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。

図５は参照テーブル７８５によって設定される検出された外光の照度データとバックライトユニット９２６の出力の関係式である。このように、外光の照度があがるほどバックライトユニット９２６の出力を上げて表示領域の輝度を上げ、外光の照度が１５００ルクス程度でバックライトユニットの出力は最大になるように設定することで常に外光の照度に対して最適化された輝度で表示することができ、外光に関わらず視認性を良好に保つと共に、平均的な消費電力を低減できるのである。なお、ここでいうバックライトユニット９２６の出力とは、外部電源回路７８４からバックライトユニット９２６へ供給されるＰＷＭ波形の電源のデューティー比に対応する。

図６は第ｎのデマルチプレクサ回路５１０−ｎの回路図である（ｎ＝１〜８００）。第１の伝送ゲート５１２−ｎ、第２の伝送ゲート５１３−ｎ、第３の伝送ゲート５１４−ｎより構成される。ここで第１の伝送ゲート５１２−ｎ、第２の伝送ゲート５１３−ｎ、第３の伝送ゲート５１４−ｎはいずれもｎチャネル型薄膜トランジスター一個とｐチャネル型薄膜トランジスター一個を組み合わせたＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型伝送ゲートである。第１の伝送ゲート５１２−ｎ、第２の伝送ゲート５１３−ｎ、第３の伝送ゲート５１４−ｎはいずれもその一端は第ｎのビデオ配線５０１−ｎに接続される。第１の伝送ゲート５１２−ｎの他端は第ｎ１のデータ線２０２−ｎ１に接続され（ここでｎ１＝ｎ×３＋１）、ｎチャネル型薄膜トランジスターゲート電極は信号ＥＮＢ１に接続され、ｐチャネル型薄膜トランジスターゲート電極は信号ＸＥＮＢ１に接続される。また、第２の伝送ゲート５１３−ｎの他端は第ｎ２のデータ線２０２−ｎ２に接続され（ここでｎ２＝ｎ×３＋２）、ｎチャネル型薄膜トランジスターゲート電極は信号ＥＮＢ２に接続され、ｐチャネル型薄膜トランジスターゲート電極は信号ＸＥＮＢ２に接続される。

また、第３の伝送ゲート５１４−ｎの他端は第ｎ３のデータ線２０２−ｎ３に接続され（ここでｎ３＝ｎ×３＋３）、ｎチャネル型薄膜トランジスターゲート電極は信号ＥＮＢ３に接続され、ｐチャネル型薄膜トランジスターゲート電極は信号ＸＥＮＢ３に接続される。信号ＥＮＢ１と信号ＸＥＮＢ１、信号ＥＮＢ２と信号ＸＥＮＢ２、信号ＥＮＢ３と信号ＸＥＮＢ３はいずれも互いに逆極性の反転信号である。また、信号ＥＮＢ１、信号ＸＥＮＢ１、信号ＥＮＢ２、信号ＸＥＮＢ２、信号ＥＮＢ３、信号ＸＥＮＢ３を供給する配線群が図２のデマルチプレクサ回路駆動配線群５１１である。このように構成することで、一本のビデオ信号配線を３本のデータ線に時分割で配分する、１：３のデマルチプレクサ回路を構成している。またここで、第１の伝送ゲート５１２−ｎ、第２の伝送ゲート５１３−ｎ、第３の伝送ゲート５１４−ｎを構成する薄膜トランジスターは画素スイッチング素子４０１−ｎ−ｍと同一の製造工程で製造されたものである。

図７は第ｎの検査回路５２０−ｎの回路図である（ｎ＝１〜８００）。第４の伝送ゲート５２２−ｎはｎチャネル型薄膜トランジスター一個とｐチャネル型薄膜トランジスター一個を組み合わせたＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型伝送ゲートであって、一端は第ｎのビデオ配線５０１−ｎに接続され、他端は検査映像信号ＴＤＡＴＡに接続され、ｎチャネル型薄膜トランジスターゲート電極は信号ＴＳＴに接続され、ｐチャネル型薄膜トランジスターゲート電極は信号ＸＴＳＴに接続される。ここで信号ＴＳＴと信号ＸＴＳＴは互いに逆極性の反転信号であり、製造工程の検査工程で信号ＴＳＴ＝ＨＩＧＨ電位、信号ＸＴＳＴ＝ＬＯＷ電位を与えることで第ｎのビデオ配線５０１−ｎに検査映像信号ＴＤＡＴＡの電位を印加することができ、これによって液晶表示装置９０１に検査用のラスター映像を表示することが出来る。ここで信号ＴＳＴと信号ＸＴＳＴと検査映像信号ＴＤＡＴＡを供給する配線群が図２の検査回路駆動配線群５２１であって、駆動ＩＣ９２１から駆動される際には信号ＴＳＴ＝ＬＯＷ電位、信号ＸＴＳＴ＝ＨＩＧＨ電位、検査映像信号ＴＤＡＴＡ＝ＬＯＷ電位が印加され、検査回路はＯＦＦ状態となる。ここで、第４の伝送ゲート５２２−ｎを構成する薄膜トランジスターは画素スイッチング素子４０１−ｎ−ｍと同一の製造工程で製造されたものである。

図８は第ｎの光センサーユニット５３１−ｎの回路図である（ｎ＝１〜２４００）。第１のＰＩＮダイオード５３２−ｎ及び第２のＰＩＮダイオード５３３−ｎはいずれもラテラル型薄膜シリコンＰＩＮダイオードであり、そのチャネル幅は１００μｍであり、チャネル長は１０μｍである。第１のＰＩＮダイオード５３２−ｎ及び第２のＰＩＮダイオード５３３−ｎは画素スイッチング素子４０１−ｎ−ｍを構成する薄膜シリコンと同一の製造工程で作られた薄膜シリコンを能動層として有する。また、第１のＰＩＮダイオード５３２−ｎは液晶モジュールとしての液晶表示装置９１０に組み込まれた時には外光が照射される位置に配置されてなり、第２のＰＩＮダイオード５３３−ｎは外光が遮光される位置に配置されてなる。

第１のＰＩＮダイオード５３２−ｎのカソード電極は電源配線ＶＨに接続され、第２のＰＩＮダイオード５３３−ｎのアノード電極は電源配線ＶＬに接続され、第１のＰＩＮダイオード５３２−ｎのアノード電極及び第２のＰＩＮダイオード５３３−ｎのカソード電極は配線ＳＥＮＳＥに接続される。ここで電源配線ＶＨ、電源配線ＶＬ、配線ＳＥＮＳＥは図２の光センサー配線群５３９であって、駆動ＩＣ９２１に接続される。駆動ＩＣ９２１から電源配線ＶＨには電位５Ｖが与えられ、電源配線ＶＬには電位０Ｖが与えられる。

配線ＳＥＮＳＥには周期的に２Ｖ電位が印加された後、一定期間フローティング状態となる。このように構成されると、配線ＳＥＮＳＥの電位はフローティング状態にある間、外光の照射量に比例した速度で電位が２．５Ｖに近づく。そこで配線ＳＥＮＳＥがフローティング状態になってから電位が２．５Ｖになるまでの時間ｔ１を駆動ＩＣ９２１で測定すれば、時間ｔ１は外光照度の逆数となるので容易に外光状態が判明するので、図４及び図５で説明したようなバックライトの外光照度に応じた調整が可能となる。なお、本実施形態では全ての光センサーを同一の配線ＳＥＮＳＥに接続することで全ての光センサーの平均値を照度として測定するように構成されている。このため、指等で影になった光センサーの個数が全体の数より十分少なければ照度の検出に大きな影響を与えない。表示領域自体が小さい表示装置などでこの前提が確保できない場合、別の構成としていくつかの光センサー群（例えば左右領域の光センサーそれぞれ）を別々の配線に接続し、光センサー群ごとに照度を検出して、その中で確からしい（例えば最も照度の高い）データのみを選択するというような構成としてもよい。

本実施形態ではデマルチプレクサ回路５１０−ｎ（ｎ＝１〜８００）及び検査回路５２０−ｎ（ｎ＝１〜８００）を張り出し部１１０から遠くなるほど表示領域３１０から離して配置することで光センサーユニット５３１−１〜５３１−１２００を配置する領域を右側周縁辺部１１１のデマルチプレクサ回路５１０−ｎ（ｎ＝１〜８００）と表示領域３１０の間に確保している。表示領域３１０から離す距離（表示領域３１０との間の間隔）は、ビデオ配線５０１−ｎ（ｎ＝１〜８００）の配線位置に応じて、各段ごとに変えているが、光センサーユニット５３１−ｎ（ｎ＝１〜２４００）を配置する領域と、配置しない領域で、少なくとも２以上の異なる間隔を設ければよい。

光センサーユニット５３１−１〜５３１−１２００を配置しているのは右側周縁辺部１１１のうち張り出し部１１０からみて遠い側の半分だけであり、張り出し部１１０から遠くなるほど右側周縁辺部１１１に配置されるビデオ配線５０１−ｎ（ｎ＝１〜８００）の本数は減っていくので、このように配置しても周縁部のサイズは大きくならない。本実施形態では第４００のデマルチプレクサ回路５１０−４００から表示領域３１０の間に幅２ｍｍの空き領域が存在するので、余裕を持って光センサーユニット５３１−１〜５３１−１２００を配置できる。

なお、本実施形態では光センサーの配置幅を走査線２０１−ｎに平行な方向の表示領域３１０の長さの半分としたが、もちろん光センサーに必要な空きスペースとビデオ配線５０１−ｎ（ｎ＝１〜８００）の配線ピッチの関係で光センサーの長さは変えて差し支えない。このように、本実施形態の構成では特許文献２に記載されているような配置の制限がなく左右両側に光センサーを配置でき、それによる周縁部の増大も無く、光センサーを表示領域３１０近傍に配置できる。本実施形態ではデータ線駆動回路として張り出しより遠くなるほど配線すべきビデオ配線の本数が少なくなるデマルチプレクサ回路を採用しているため周縁部のサイズを拡大せずにレイアウトできるのであるが、周縁部のサイズを気にしないのであれば、データ線駆動回路にスキャナー回路を用いたアナログ順次駆動方式やＤＡＣをガラス基板上に内蔵したデータ線駆動回路方式にもデータ線駆動線回路ユニットを同様に表示領域から徐々に離して配置し、表示領域とデータ線駆動回路の間に光センサーを配置する構成をとれば本発明は適用可能である。また本実施形態では２辺の周縁部に光センサーを配置したが、さらに走査線駆動回路３０１の配置されている側の周縁部（下側周縁辺部１１４（または張り出し部１１０））とその辺に表示領域３１０を介して対峙する周縁部（上側周縁辺部１１３）に光センサーを配置して４辺の周縁辺に光センサーを配置してもよいし、そのうち３辺のみとしてももちろん構わない。

また本発明は本実施形態で記載のように駆動ＩＣ９２１が実装される周縁辺を下としたとき、光センサー及びデータ線駆動回路を右側周縁辺部１１１と左側周縁辺部１１２に配置したが、下側周縁辺部１１４及び上側周縁辺部１１３に配置しても構わない。ただしこの場合、走査線駆動回路３０１、ビデオ配線５０１−ｎ（ｎ＝１〜８００）、デマルチプレクサ回路駆動配線群５１１、検査回路駆動配線群５２１、光センサー配線群５３９を右側周縁辺および左側周縁辺に配置しなくてはならないため、本実施の形態のような構成に比べると外形が大きくなってしまうという問題点を有する。

［第２の実施の形態］
図９は本実施形態のアクティブマトリクス基板１０２の構成図である。アクティブマトリクス基板１０２は第１の実施の形態で図２を用いた説明したアクティブマトリクス基板１０１にかわるものである。本実施形態ではｎが奇数の第１，３，５，…，７９９のデマルチプレクサ回路５１０−１，５１０−３，５１０−５，…，５１０−７９９は端子辺（下側周縁辺部１１４（または張り出し部１１０））を下にしたときに表示領域の右側周縁辺部１１１に配置され、ｎが偶数の第２，４，６，…，８００のデマルチプレクサ回路５１０−２，５１０−４，５１０−６，…，５１０−８００は端子辺を下にしたときに表示領域の左側周縁辺部１１２に配置される。すなわち、８００個のデマルチプレクサ回路５１０−ｎ（ｎ＝１〜８００）は一つずつ交互に表示領域を隔てて逆側に配置される。またｎが奇数の第１，３，５，…，７９９の検査回路５２０−１，５２０−３，５２０−５，…，５２０−７９９及び第１，３，５，…，７９９のビデオ配線５０１−１，５０１−３，５０１−５，…，５０１−７９９は表示領域の右側周縁辺に配置され、ｎが偶数の第２，４，６，…，８００の検査回路５２０−２，５２０−４，５２０−６，…，５２０−８００及び第２，４，６，…，８００のビデオ配線５０１−２，５０１−４，５０１−６，…，５０１−８００は表示領域の左側周縁辺に配置される。第２，４，６，…，８００のビデオ配線５０１−２，５０１−４，５０１−６，…，５０１−８００及び第１，３，５，…，７９９のビデオ配線５０１−１，５０１−３，５０１−５，…，５０１−７９９はそれぞれ、５μのピッチで幅２ｍｍの領域に配線される。

ここで、第ｎ＋２のデマルチプレクサ回路５１０−ｎ＋２は第ｎのデマルチプレクサ回路５１０−ｎより表示領域３１０までの距離が５μｍ離れてレイアウトされる。（ｎ＝１〜７９８）。すなわち、張り出し部１１０から離れるほどビデオ配線は少なくなる分、デマルチプレクサ回路と検査回路を表示領域から離すようにレイアウトされているのは第１の実施形態と同様である。説明した以外の構成は図２で説明した第１の実施形態と同様であるので同じ番号を付与することで説明は省略する。

また、本実施形態において、アクティブマトリクス基板１０２を用いた液晶表示装置及び電子機器１０００の説明は第１の実施の形態において図１で説明した液晶表示装置９１０及び図４で説明した電子機器１０００と、それぞれアクティブマトリクス基板１０１にかわってアクティブマトリクス基板１０２を用いる他に差異はないので説明は省略する。また、同様に表示領域３１０における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は図３と、第ｎのデマルチプレクサ回路５１０−ｎの回路図は図６と、第ｎの検査回路５２０−ｎの回路図は図７と、第ｎの光センサーユニット５３１−ｎの回路図は図８と、それぞれ相違ないので同じ記号を付与することで説明は省略する。

本実施形態はデータ線駆動回路（デマルチプレクサ回路）を左右両辺に配置することで、左右に均等な本数ビデオ配線を配線できるので、右側周縁辺のサイズと左側周縁辺のサイズを対称にでき、右側周縁辺のサイズは第１の実施形態より約２ｍｍ少なくなるため、よりデザインの制約が少なく電子機器１０００のサイズを小さく出来る。また、右側周縁辺と左側周縁辺で光センサーの近傍の回路レイアウトも対称になるので、ノイズの影響等、光センサー性能も左右で第１の実施形態より差異が出にくい。このように、本実施の形態によれば第１の実施形態よりさらに周縁部を削減しつつ、より高性能な光センサーを提供できるのである。

［第３の実施の形態］
図１０は本実施形態のアクティブマトリクス基板１０３の構成図である。アクティブマトリクス基板１０３は第１の実施の形態で図２を用いた説明したアクティブマトリクス基板１０１及び第２の実施の形態で図９を用いた説明したアクティブマトリクス基板１０２かわるものである。

本実施形態では左側周縁辺部１１２および右側周縁辺部１１１に交互にデマルチプレクサ回路及び検査回路を配置する点では第２の実施の形態で図９を用いた説明したアクティブマトリクス基板１０２と同様である。すなわち、ｎが奇数の第１，３，５，…，７９９のデマルチプレクサ回路５１０−１，５１０−３，５１０−５，…，５１０−７９９は端子辺を下にしたときに表示領域の右側周縁辺部１１１に配置され、ｎが偶数の第２，４，６，…，８００のデマルチプレクサ回路５１０−２，５１０−４，５１０−６，…，５１０−８００は端子辺を下にしたときに表示領域の左側周縁辺部１１２に配置される。すなわち、８００個のデマルチプレクサ回路５１０−ｎ（ｎ＝１〜８００）は一つずつ交互に表示領域を隔てて逆側に配置される。またｎが奇数の第１，３，５，…，７９９の検査回路５２０−１，５２０−３，５２０−５，…，５２０−７９９及び第１，３，５，…，７９９のビデオ配線５０１−１，５０１−３，５０１−５，…，５０１−７９９は表示領域の右側周縁辺部１１１に配置され、ｎが偶数の第２，４，６，…，８００の検査回路５２０−２，５２０−４，５２０−６，…，５２０−８００及び第２，４，６，…，８００のビデオ配線５０１−２，５０１−４，５０１−６，…，５０１−８００は表示領域の左側周縁辺部１１２に配置される。第２，４，６，…，８００のビデオ配線５０１−２，５０１−４，５０１−６，…，５０１−８００及び第１，３，５，…，７９９のビデオ配線５０１−１，５０１−３，５０１−５，…，５０１−７９９はそれぞれ、５μのピッチで配線される。

一方、本実施形態では第２の実施形態と異なり、第ｎのデマルチプレクサ回路５１０−ｎ（ｎ＝１〜８００）の表示領域３１０からの距離は全て１００μｍで等しい。一方、第ｎの検査装置５２０−ｎは第ｎ＋２の検査回路５２０−ｎ＋２は第ｎの検査回路５２０−ｎより表示領域３１０までの距離が５μｍ長くレイアウトされる。すなわち、張り出し部１１０から離れるほど、デマルチプレクサ回路と検査回路の間のスペースは広がっていく。

第１の光センサーユニット５４０−１は右側周縁辺部１１１の第３９９のビデオ配線５０１−３９９と第４０１のビデオ配線５０１−４０１との間に挟まれた領域に配置され、第２の光センサーユニット５４０−２は左側周縁辺部１１２の第４００のビデオ配線５０１−４００と第４０２のビデオ配線５０１−４０２との間に挟まれた領域に配置され、第３の光センサーユニット５４０−３は右側周縁辺部１１１の第４０１のビデオ配線５０１−４０１と第４０３のビデオ配線５０１−４０３との間に挟まれた領域に配置され、以下同様に第ｎの光センサーユニット５４０−ｎ（ｎ＝１〜４００）は、第ｎ＋３９８のビデオ配線５０１−ｎ＋３９８と第ｎ＋４００のビデオ配線５０１−ｎ＋４００との間に挟まれた領域に配置される。ここでｎが奇数であれば右側周縁辺部１１１、ｎが偶数であれば左側周縁辺部１１２に配置されることになる。また、第ｎの光センサーユニット５４０−ｎ（ｎ＝１〜４００）は全て表示領域から２００μｍ離して、前述のデマルチプレクサ回路と検査回路間のスペース領域に配置される。説明した以外の構成は図２で説明した第１の実施形態と同様であるので同じ番号を付与することで説明は省略する。

図１１は第ｎの光センサーユニット５４０−ｎ（ｎ＝１〜４００）の回路図である。第３のＰＩＮダイオード５４２−ｎ及び第４のＰＩＮダイオード５４３−ｎはいずれもラテラル型薄膜シリコンＰＩＮダイオードであり、そのチャネル幅は８００μｍであり、チャネル長は１０μｍである。第３のＰＩＮダイオード５４２−ｎ及び第４のＰＩＮダイオード５４３−ｎは画素スイッチング素子４０１−ｎ−ｍを構成する薄膜シリコンと同一の製造工程で作られた薄膜シリコンを能動層として有する。また、第３のＰＩＮダイオード５４２−ｎは液晶モジュールとしての液晶表示装置９１０に組み込まれた時には外光が照射される位置に配置されてなり、第４のＰＩＮダイオード５４３−ｎは外光が遮光される位置に配置されてなる。第３のＰＩＮダイオード５４２−ｎのカソード電極は電源配線ＶＨに接続され、第４のＰＩＮダイオード５４３−ｎのアノード電極は電源配線ＶＬに接続され、第３のＰＩＮダイオード５４２−ｎのアノード電極及び第４のＰＩＮダイオード５４３−ｎのカソード電極は配線ＳＥＮＳＥに接続される。配線ＳＥＮＳＥの駆動方法及び外光照度の検出方法は第１の実施形態の図８で説明したとおりであり、差異は無いので説明は省略する。

また、本実施形態において、アクティブマトリクス基板１０３を用いた液晶表示装置及び電子機器１０００の説明は第１の実施の形態において図１で説明した液晶表示装置９１０及び図４で説明した電子機器１０００と、それぞれアクティブマトリクス基板１０１にかわってアクティブマトリクス基板１０３を用いる他に差異はないので説明は省略する。また、同様に表示領域３１０における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は図３と、第ｎのデマルチプレクサ回路５１０−ｎの回路図は図６と、第ｎの検査回路５２０−ｎの回路図は図７と、それぞれ相違ないので同じ記号を付与することで説明は省略する。

本実施形態においては、第１及び第２の実施形態と比較し、光センサーユニットの分割数が１／６であって、各光センサーユニットとデータ線等とに必要なスペースによるデッドエリアが削減でき、光センサーの面積あたりのチャネル幅が大きくレイアウトできるため光電流効率が３割程度よくなっており、ノイズの影響を受けにくいというメリットを有する一方で、表示領域から光センサーまでの距離をデマルチプレクサの配置スペース分（１００μｍ）、離して配置せざるを得ないというデメリットがある。第１及び第２の実施形態の構成と本実施の形態の構成どちらを選択するかはこれらのメリット・デメリットとそれぞれの電子機器１０００の特性等を考慮して決めればよい。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、ＩＰＳモードではなく垂直配向モード（ＶＡモード）やツイスティッド・ネマティック（ＴＮ）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し、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）に用いてもよい。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。データ線駆動回路や光センサーの構成についても本実施の形態の回路構成のみならず、既知のあらゆるデータ線駆動回路や光センサーを用いてさしつかえない。

また、光センサーの応用事例として外光の照度に応じてバックライトの輝度を変化させる構成としたが、例えば外光の照度に応じて表示ガンマ特性を変動させたり、バックライトや有機ＥＬの輝度を測定して経時変化をフィードバックしたり、指やスタイラスの影を検出することでキー入力機能を持たせたデバイスにするなどしてもよい。

液晶表示装置の斜視構成図。 アクティブマトリクス基板の構成図。 アクティブマトリクス基板の画素回路図。 電子機器１０００の実施形態を示すブロック図。 外光照度によるバックライト電圧の制御を示すグラフ。 デマルチプレクサ回路の回路図。 検査回路の回路図。 光センサーの回路図。 第２実施形態におけるアクティブマトリクス基板の構成図。 第３実施形態におけるアクティブマトリクス基板の構成図。 第３実施形態における光センサーの回路図。

符号の説明

１０１，１０２，１０３…アクティブマトリクス基板、２０１…走査線、２０２…データ線、３０１…走査線駆動回路、５０１…ビデオ配線、５１０…デマルチプレクサ回路、５２０…検査回路、５３１…光センサーユニット、５４０…光センサーユニット、４０１…画素スイッチング素子、４０２…画素電極、９１０…液晶表示装置、９２１…駆動ＩＣ、１０００…電子機器。

Claims (9)

1. 表示領域と、
   前記表示領域に配置されるデータ線と、
   前記表示領域の周囲に位置する周縁部と、
   前記データ線が延在する前記周縁部の１辺又は対峙する２辺に配置され、それぞれが１乃至複数の前記データ線を駆動する複数のデータ線駆動回路と、
   前記周縁部の辺に沿って配置され、前記複数のデータ線駆動回路のそれぞれに接続されて、駆動信号を供給する複数の信号線と、
   前記周縁部の辺に沿って配置され、前記データ線駆動回路と前記表示領域の間に配置される複数の光センサー素子と、
   を備えてなる電気光学パネルであって、
   前記複数の信号線は、前記周縁部の辺において、線長の短いものから前記表示領域に近い位置に配線され、
   前記データ線駆動回路と前記表示領域との間隔が、前記信号線の配置位置に応じて、前記表示領域に近い位置よりも遠い位置に配線されたものの方が、広くなるように配置される、
   電気光学パネル。
2. 前記データ線駆動回路は、前記駆動信号に基づき前記複数のデータ線のそれぞれに供給される信号に復号するデマルチプレクサ回路である、請求項１に記載の電気光学パネル。
3. 前記光センサー素子は、前記データ線の線間に配置されている、請求項２に記載の電気光学パネル。
4. 前記データ線駆動回路は、検査時に前記データ線を駆動するための検査回路であり、その出力は、デマルチプレクサ回路を介して前記データ線に接続されている、請求項１に記載の電気光学パネル。
5. 前記光センサー素子は、前記検査回路と前記デマルチプレクサ回路を接続する配線間に配置される、請求項４に記載の電気光学パネル。
6. 前記周縁部の１辺又は対峙する２辺と略直交する辺に、前記信号線に前記駆動信号を供給する端子部が備えられる、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の電気光学パネル。
7. 前記データ線駆動回路を構成する薄膜トランジスターと、前記光センサー素子を構成する光素子とは同じの膜厚の薄膜シリコンで構成される、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の電気光学パネル。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の電気光学パネルを表示モジュールとして備える、電気光学装置。
9. 請求項８に記載の電気光学装置を備える、電子機器。

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