電気光学パネル、電気光学表示装置及び電子機器
【課題】光センサーと駆動回路をアクティブマトリクス基板上の同一辺に配置しても周縁部の増大がないアクティブマトリクス装置を提供する。
【解決手段】走査線駆動回路を左右両周縁部に分散配置し、その表示領域を隔てて逆側に光センサーを配置する。また、光センサーと走査線駆動回路を交互に配置し、走査線駆動回路ユニット間は走査線でタイミングの受け渡しを行う。
【解決手段】走査線駆動回路を左右両周縁部に分散配置し、その表示領域を隔てて逆側に光センサーを配置する。また、光センサーと走査線駆動回路を交互に配置し、走査線駆動回路ユニット間は走査線でタイミングの受け渡しを行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学パネル、当該電気光学パネルを備える電気光学表示装置、及び当該電気光学表示装置を備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置上、特に薄膜トランジスターを用いた液晶表示装置において光センサー機能を搭載する技術の開発が進んでいる（例えば特許文献１）。光センサーを搭載する目的は（１）外光を測定して輝度等を調整することで消費電力低減・画質向上を図る、（２）バックライトを測定し輝度あるいは色度を調整する、（３）指やライトペンの位置を認識しタッチキーとして使用する、の３つがあげられる。光センサー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。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１８９６５号公報
【特許文献２】特開２００７−７２２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は例えば、表示領域と、前記表示領域の第１の周縁部と、前記表示領域の第２の周縁部と、前記表示領域内に配置される走査線と、前記第１の周縁部に配置され、前記走査線を駆動する第１の走査線駆動回路と、前記第２の周縁部に配置され、前記走査線を駆動する第２の走査線駆動回路と、前記第１の周縁部に配置される第１の光センサーと、前記第２の周縁部に配置される第２の光センサーと、を備えてなる電気光学パネルであって、前記第１の周縁部と前記第２の周縁部は前記表示領域を隔てて向かい合った領域に位置することを特徴とした電気光学パネルを提案する。
【０００６】
このように走査線駆動回路ならびに光センサーを互いに向かい合った周縁部（額縁領域）に分散して配置することで、電気光学パネルの外形サイズを小さくすることができ、なおかつ光センサーも互いに向かい合った周縁部に分散して配置されるから、指などで光センサーをふさぐことで誤検出することがない。
【０００７】
またさらに、前記第１の光センサーは複数の第１の光センサーユニットより構成され、前記第２の光センサーは複数の第２の光センサーユニットより構成され、前記第１の走査線駆動回路は複数の第１の走査線駆動回路ユニットより構成され、前記第２の走査線駆動回路は複数の第２の走査線駆動回路ユニットより構成され、前記複数の第１の光センサーユニットと前記複数の第１の走査線駆動回路ユニットは前記表示領域に沿って交互に配置され、前記複数の第２の光センサーユニットと前記複数の第２の走査線駆動回路ユニットは前記表示領域に沿って交互に配置されることを提案する。
【０００８】
このようにそれぞれのユニットを交互にならべることで、光センサーユニットを両周縁部（額縁）の全領域に分散配置できるのでより効果的に指などで光センサーをふさぐことでの誤動作を防止でき、かつ外形サイズが大きくなることもない。
【０００９】
またさらに、前記複数の第１の走査線駆動回路ユニットの一つと前記複数の第２の走査線駆動回路ユニットは互いに前記複数の走査線の一つを介してタイミング信号の受け渡しを行い、前記複数の第１の走査線駆動回路ユニットの隣接したユニット間でタイミング信号の受け渡しを行うための配線が存在せず、前記複数の第２の走査線駆動回路ユニットの隣接したユニット間でタイミング信号の受け渡しを行うための配線が存在しないことを提案する。
【００１０】
このように構成すると、左右の周縁部に配置された走査線駆動回路ユニットのタイミングのやりとりに走査線の信号を使用することで隣接したユニット間のタイミング信号配線が存在せず、光センサーユニットを置く間隙を最大化できる。
【００１１】
またさらに、本発明では前記第１の走査線駆動回路を構成する薄膜トランジスターと、前記第２の走査線駆動回路を構成する薄膜トランジスターと、前記第１の光センサーを構成する光素子と、前記第２の光センサーを構成する光素子と、は製造工程において同時に形成され、同一の膜厚の薄膜シリコンで構成されることを提案する。
【００１２】
このように構成することで、走査線駆動回路と光センサーを同時に内蔵しつつ、コストの増大をおさえることができる。
【００１３】
また、本発明ではこれらのアクティブマトリクス基板を用いた表示装置、およびその表示装置を用いた電子機器を提案する。複数辺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してバックライトを制御でき、消費電力を無意味に増大させることが無く、コストも上昇しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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を構成する外部電源回路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。
【００１８】
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は第１の走査線駆動回路３０１（３０１−１）および第２の走査線駆動回路３０１（３０１−２）に接続されて駆動される。また、データ線２０２−１〜２０２−１９２０はデータ線駆動回路３０２に接続されて駆動される。ここで第１の走査線駆動回路３０１−１、第２の走査線駆動回路３０１−２、データ線駆動回路３０２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１０１である。
【００１９】
第１の走査線駆動回路３０１−１は第１の周縁部１２１に、第２の走査線駆動回路３０１−２は第２の周縁部１２２に配置されてなる。ここで第１の周縁部１２１と第２の周縁部１２２は互いに表示領域を隔てて向かい合う位置に存在する周縁部である。
【００２０】
第１の走査線駆動回路３０１−１は第１，３，５，…，４７９の走査線駆動回路ユニット５１０（５１０−１，５１０−３，５１０−５，…，５１０−４７９）（図面では「Ｖｕｎｉｔ」で示す）により構成される。第２の走査線駆動回路３０１−２は第２，４，６，…，４８０の走査線駆動回路ユニット５１０−２，５１０−４，５１０−６，…，５１０−４８０により構成される。ここで第ｎの走査線駆動回路ユニット５１０−ｎ（ｎ＝１〜４８０）は互いに同一の回路から構成される回路ユニットであり、それぞれ第ｎ−１の走査線２０１−ｎ−１（ｎ＝１の場合のみ信号ＧＳＰ）、第ｎの走査線２０１−ｎ、第ｎ＋１の走査線２０１−ｎ＋１（ｎ＝４８０の場合のみ信号ＧＳＰ）に接続され、第ｎ−１の走査線２０１−ｎ−１（ｎ＝１の場合のみ信号ＧＳＰ）または第ｎ＋１の走査線２０１−ｎ＋１（ｎ＝４８０の場合のみ信号ＧＳＰ）のいずれかの信号タイミングを入力して第ｎの走査線２０１−ｎを駆動する回路ユニットである。
【００２１】
また第１の光センサー３０９（３０９−１）が第１の周縁部１２１に、また第２の光センサー３０９（３０９−２）が第２の周縁部１２２に、それぞれ配置される。第１の光センサー３０９−１は第２，４，６，…，４８０の光センサーユニット５３０（５３０−２，５３０−４，５３０−６，…，５３０−４８０）（図面では「ＡＬＳ」で示す）よりなり、第２の光センサー３０９−２は第１，３，５，…，４７９の光センサーユニット５３０（５３０−１，５３０−３，５３０−５，…，５３０−４７９）よりなる。第ｎの光センサーユニット５３０−ｎ（ｎ＝１〜４８０）は互いに同一の回路構成よりなるユニットであって、第ｎ−１の走査線駆動回路ユニット５１０−ｎ−１と第ｎ＋１の走査線駆動回路ユニット５１０−ｎ＋１に隣接して配置される。
【００２２】
第１の走査線駆動回路３０１−１および第２の走査線駆動回路３０１−２は走査線駆動配線群５１１に接続される。また、第１の光センサー３０９−１および第２の光センサー３０９−２を構成する第ｎの光センサーユニット５３０−ｎ（ｎ＝１〜４８０）は光センサー配線群５３１に接続される。走査線駆動配線群５１１および光センサー配線群５３１はそれぞれ張り出し部１１０で実装端子に接続され、駆動ＩＣ９２１により適切に駆動される。
【００２３】
図３は表示領域３１０におけるｍ番目の第ｍのデータ線２０２−ｍとｎ番目の第ｎの走査線２０１−ｎの交差部付近の回路図である。第ｎの走査線２０１−ｎと第ｍのデータ線２０２−ｍの各交点にはｎチャネル型電界効果ポリシリコン薄膜トランジスターよりなる画素スイッチング素子４０１−ｎ−ｍが形成されており、そのゲート電極は第ｎの走査線２０１−ｎに、ソース・ドレイン電極はそれぞれ第ｍのデータ線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。
【００２４】
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。
【００２５】
また、液晶表示装置９１０上の光センサーユニット５３０（５３０−１〜５３０−４８０）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へ出力するＰＷＭ波形デューディー比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デューディー比のＰＷＭ波形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波形デューティー比によって変化するので、液晶表示装置９１０の全白表示時輝度も変化することになる。ここで電子機器とは具体的にはモニター、ＴＶ、ノートパソコン、ＰＤＡ（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。
【００２６】
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。
【００２７】
図６は第ｎの光センサーユニット５３０−ｎの回路図である（ｎ＝１〜４８０）。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５３１を構成する配線であって、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。
【００２８】
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構成としてもよい。
【００２９】
図７（ａ）は第１の走査線駆動回路３０１−１を構成する第１，３，５，…，４７９の走査線駆動回路ユニット５１０−１，５１０−３，５１０−５，…，５１０−４７９の回路図である。第１のインバーター回路４２１と第２のインバーター回路４２２は互いに出力端と入力端を接続したＳＲＡＭ型ラッチ回路を構成する。第１のインバーター回路４２１の入力端であるノードＡにはｎチャネル型トランジスター４３２とｎチャネル型トランジスター４２９とｎチャネル型トランジスター４３０のドレイン電極が接続され、第２のインバーター回路４２２の入力電極であるノードＢにはｎチャネル型トランジスター４２７とｎチャネル型トランジスター４２８のドレイン電極とｎチャネル型トランジスター４３３のゲート電極が接続される。ｎチャネル型トランジスター４２９のソース電極はｎチャネル型トランジスター４２４のドレイン電極に接続され、ｎチャネル型トランジスター４３０ソース電極はｎチャネル型トランジスター４２６のドレイン電極に接続され、ｎチャネル型トランジスター４２７のソース電極はｎチャネル型トランジスター４２３のドレイン電極に接続され、ｎチャネル型トランジスター４２８ソース電極はｎチャネル型トランジスター４２５のドレイン電極に接続される。
【００３０】
ｎチャネル型トランジスター４２３、ｎチャネル型トランジスター４２４、ｎチャネル型トランジスター４２５、ｎチャネル型トランジスター４２６、ｎチャネル型トランジスター４３２、ｎチャネル型トランジスター４３３の各ソース電極は負電源（Ｌｏｗ電位）に接続される。ｎチャネル型トランジスター４２３、ｎチャネル型トランジスター４２４のゲート電極は信号ＵＤに、ｎチャネル型トランジスター４２５、ｎチャネル型トランジスター４２６のゲート電極は信号ＸＵＤに、ｎチャネル型トランジスター４２８、ｎチャネル型トランジスター４２９のゲート電極は第ｎ−１の走査線２０１−ｎ−１（ｎ＝１の場合は信号ＧＳＰ）に、ｎチャネル型トランジスター４２７、ｎチャネル型トランジスター４３０のゲート電極は第ｎ＋１の走査線２０１−ｎ＋１（ｎ＝４８０の場合は信号ＧＳＰ）に、それぞれ接続される。ｎチャネル型トランジスター４３２のゲート電極は信号ＲＳＴに接続される。伝送ゲート４３１の一端は信号ＧＥＮ１（ｎ＝１，３，５，…，４７９の場合）もしくは信号ＧＥＮ２（ｎ＝２，４，６，…，４８０の場合）に接続され、他端はｎチャネル型トランジスター４３３のドレイン電極および第３のインバーター回路４３４の入力端子に接続される。伝送ゲート４３１を構成するｎチャネル型トランジスターのゲート電極はノードＡに、伝送ゲート４３１を構成するｐチャネル型トランジスターのゲート電極はノードＢに接続される。第３のインバーター回路４３４の出力端子は第４のインバーター回路４３５の入力端子に接続され、第４のインバーター回路４３５の出力端子は第ｎの走査線２０１−ｎに接続される。
【００３１】
図７（ｂ）は第２の走査線駆動回路３０１−２を構成する第２，４，６，…，４８０の走査線駆動回路ユニット５１０−２，５１０−４，５１０−６，…，５１０−４８０の回路図である。図７（ａ）と比較して互いに左右反転であること、第１，３，５，…，４７９の走査線駆動回路ユニット５１０−１，５１０−３，５１０−５，…，５１０−４７９では伝送ゲート４３１の一端が信号ＧＥＮ１に、第２，４，６，…，４８０の走査線駆動回路ユニット５１０−２，５１０−４，５１０−６，…，５１０−４８０では伝送ゲート４３１の一端が信号ＧＥＮ２に接続されるほかは同一の回路構成であるので、同じ番号を付与することで説明は省略する。
【００３２】
ここで信号ＵＤ、信号ＸＵＤ、信号ＧＳＰ、信号ＧＥＮ１、信号ＧＥＮ２はいずれも走査線駆動配線群５１１を構成する配線信号であり、駆動ＩＣ９２１から−４．５Ｖ／＋９．５Ｖで駆動される。また、第１の走査線駆動回路３０１−１および第２の走査線駆動回路３０１−２の正電源は＋９．５Ｖ、負電源は−４．５Ｖを同じく駆動ＩＣ９２１より供給される。
【００３３】
このように回路を構成すると、スキャン方向信号ＵＤ＝Ｈｉｇｈ（＋９．５Ｖ）、反転スキャン方向信号ＸＵＤ＝Ｌｏｗ（−４．５Ｖ）の時（正方向スキャン時）、各走査線駆動回路ユニット５１０−ｎは、前段に接続された第ｎ−１の走査線２０１−ｎ−１がＨｉｇｈ（＋９．５Ｖ）になってから、次段に接続された第ｎ＋１の走査線２０１−ｎ＋１がＨｉｇｈ（＋９．５Ｖ）になるまでの期間は信号ＧＥＮ１もしくは信号ＧＥＮ２と同一のタイミングを第ｎの走査線２０１−ｎに出力し、それ以外の期間は第ｎの走査線２０１−ｎにＬｏｗ（−４．５Ｖ）を出力する。スキャン方向信号ＵＤ＝Ｌｏｗ（−４．５Ｖ）、反転スキャン方向信号ＸＵＤ＝Ｈｉｇｈ（＋９．５Ｖ）の時（逆方向スキャン時）は次段と前段が逆転する。
【００３４】
図８はスキャン方向信号ＵＤ＝Ｈｉｇｈ（＋９．５Ｖ）、反転スキャン方向信号ＸＵＤ＝Ｌｏｗ（−４．５Ｖ）の時（正方向スキャン時）の走査線駆動回路３０１のタイミングチャートである。信号ＲＳＴは電源立ち上がり後、最初のスキャンが行われる（すなわち最初に信号ＧＳＰがＨｉｇｈになる）前に５０μ秒間Ｈｉｇｈになり、その後は電源立ち下げまでの間、Ｌｏｗになる。また、信号ＧＳＰは１６．６６７ｍ秒間隔で２８μ秒間Ｈｉｇｈになるスタートパルス信号である。信号ＧＥＮ１は信号ＧＳＰがＨｉｇｈになってから３４．６μ秒後に最初にＨｉｇｈになり、パルス幅２８μ秒、周期６９．２μ秒で２４１回Ｈｉｇｈになるパルス信号である。信号ＧＥＮ２は信号ＧＥＮ１と３４．６μ秒位相がずれるほかは全く同一の信号である。ＣＯＭは共通電極（ＣＯＭ）９３０に供給される電位であって３４．６μ秒毎に０．２Ｖ／４．２Ｖ間で反転する信号であり、１６．６６７ｍ秒毎に位相が逆になるように設定される。すなわち、第ｎの走査線２０１−ｎが選択される毎に共通電極（ＣＯＭ）９３０の極性は反転する。
【００３５】
このような信号を入力して走査線駆動回路３０１を駆動すると、走査線２０１−１、走査線２０１−２、走査線２０１−３、…、走査線２０１−４８０の順に、３４．６μ秒間隔で２８μ秒ずつ走査線が順次選択される。図示しないが、スキャン方向信号ＵＤ＝Ｌｏｗ（−４．５Ｖ）、反転スキャン方向信号ＸＵＤ＝Ｈｉｇｈ（＋９．５Ｖ）の時（逆方向スキャン時）は信号ＧＥＮ１と信号ＧＥＮ２が逆転するほかは全く同一の信号を入力すれば、走査線２０１−４８０、走査線２０１−４７９、走査線２０１−４７８、…走査線２０１−１というように逆順で選択されていく。
なお、本発明における走査線駆動回路は本実施形態の回路構成に限定されるものではなく、既知のあらゆるシフトレジスタ回路、順次選択回路を用いてもよいことはもちろんである。
【００３６】
図９はデータ線駆動回路３０２の回路図であり、１：３のデマルチプレクサ回路構成となっている。１９２０本のデータ線２０２−１〜２０２−１９２０にｎチャネル型トランジスターであるデータ線スイッチ４５１−１〜４５１−１９２０のドレイン電極がそれぞれ接続される。データ線スイッチ４５１−１〜４５１−３のソース電極は信号ＶＩＤＥＯ１に接続され、データ線スイッチ４５１−４〜４５１−６のソース電極は信号ＶＩＤＥＯ２に接続され、以下同様にデータ線スイッチ４５１−（ｎ×３−２）〜４５１−（ｎ×３）のソース電極は信号ＶＩＤＥＯｎに接続される（ｎ＝１〜６４０）。またデータ線スイッチ４５１−１，４５１−４，４５１−７，…，４５１−１９１８のゲート電極は信号ＲＥＮＢに、データ線スイッチ４５１−２，４５１−５，４５１−８，…，４５１−１９１９のゲート電極は信号ＧＥＮＢに、データ線スイッチ４５１−３，４５１−６，４５１−９，…，４５１−１９２０のゲート電極は信号ＢＥＮＢに、それぞれ接続される。
【００３７】
図１０はデータ線駆動回路３０２の動作を説明するためのタイミングチャートである。信号ＲＥＮＢは、図８で説明したように各第ｎの走査線２０１−ｎ（ｎ＝１〜４８０）が選択された（Ｈｉｇｈ：＋９．５Ｖになった）タイミングから２μ秒後にＨｉｇｈ（＋９．５Ｖ）になり、７μ秒後にＬｏｗ（−４．５Ｖ）に戻る信号である。信号ＧＥＮＢは信号ＲＥＮＢから９μ秒、信号ＢＥＮＢは信号ＲＥＮＢから１８μ秒、それぞれ位相がずれている他は信号ＲＥＮＢと同一の信号である。ここで信号ＲＥＮＢ、信号ＧＥＮＢ、信号ＢＥＮＢは、いずれも駆動ＩＣ９２１から−４．５Ｖ／＋９．５Ｖ振幅で供給され、信号ＶＩＤＥＯ１〜ＶＩＤＥＯ６４０は駆動ＩＣ９２１から信号入力端子３２０を介して供給される０Ｖ〜４Ｖのアナログ電位信号であり、信号ＲＥＮＢ、信号ＧＥＮＢ、信号ＢＥＮＢに同期したタイミングで画像に対応した適切な電位が供給される。
【００３８】
なお、本発明におけるデータ線駆動回路は本実施形態の回路構成に限定されるものではなく、例えばアナログ順次駆動回路やＤＡＣ内蔵駆動回路など既知のあらゆるデータ線駆動回路を用いてもよいことはもちろんであるし、データ線駆動回路は内蔵せず、駆動ＩＣから直接データ線を駆動しても良い。
【００３９】
本実施形態では第１の走査線駆動回路３０１−１を第１の周縁部１２１、第２の走査線駆動回路３０１−２を第２の周縁部１２２に分散して配置し、第ｎの走査線駆動回路ユニット５１０−ｎ間に間隙をもうけて第ｎの光センサーユニット５３０−ｎを両周縁部全域に配置している。このように構成することで、例えば指などが液晶表示装置９１０にかかったとしても、両方の辺を同時に指等が塞ぐことはほとんど考えられないから、光センサーユニット５３０−１〜５３０−４８０のうち、影になるのはごく一部だけである。駆動ＩＣ９２１は全ての光センサーユニット５３０−１〜５３０−４８０の平均光量を外光として処理するので、ほとんど影響をうけない。従って、指等の影の影響をうけずに外光を正確に測定できるので、より正確にバックライトを適切な見やすい光量に設定できるため視認性があがり、無駄な電力を消費しない。また周縁部のサイズ増大がほとんどないため、よりコンパクトな電子機器を製造できる。また、走査線駆動回路として、走査線自体をタイミングの受け渡しに使用する回路構成をとっているため、第ｎの光センサーユニット５３０−ｎのサイズを最大化でき、感度に優れている。
【００４０】
なお、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、光センサー及び走査線駆動回路を右側周縁辺と左側周縁辺に配置したが、下側周縁辺及び上側周縁辺に配置しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】液晶表示装置の斜視構成図。
【図２】アクティブマトリクス基板の構成図。
【図３】アクティブマトリクス基板の画素回路図。
【図４】電子機器の実施形態を示すブロック図。
【図５】外光照度によるバックライト電圧の制御を示すグラフ。
【図６】光センサーユニットの回路図。
【図７】（ａ）、（ｂ）は走査線駆動回路ユニットの回路図。
【図８】走査線駆動回路の駆動を示すタイミングチャート。
【図９】データ線駆動回路の回路図。
【図１０】データ線駆動回路の駆動を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００４２】
１０１…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、３０２…データ線駆動回路、３０９…光センサー、５１０…走査線駆動回路ユニット、５３０…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。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学パネル、当該電気光学パネルを備える電気光学表示装置、及び当該電気光学表示装置を備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置上、特に薄膜トランジスターを用いた液晶表示装置において光センサー機能を搭載する技術の開発が進んでいる（例えば特許文献１）。光センサーを搭載する目的は（１）外光を測定して輝度等を調整することで消費電力低減・画質向上を図る、（２）バックライトを測定し輝度あるいは色度を調整する、（３）指やライトペンの位置を認識しタッチキーとして使用する、の３つがあげられる。光センサー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。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１８９６５号公報
【特許文献２】特開２００７−７２２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は例えば、表示領域と、前記表示領域の第１の周縁部と、前記表示領域の第２の周縁部と、前記表示領域内に配置される走査線と、前記第１の周縁部に配置され、前記走査線を駆動する第１の走査線駆動回路と、前記第２の周縁部に配置され、前記走査線を駆動する第２の走査線駆動回路と、前記第１の周縁部に配置される第１の光センサーと、前記第２の周縁部に配置される第２の光センサーと、を備えてなる電気光学パネルであって、前記第１の周縁部と前記第２の周縁部は前記表示領域を隔てて向かい合った領域に位置することを特徴とした電気光学パネルを提案する。
【０００６】
このように走査線駆動回路ならびに光センサーを互いに向かい合った周縁部（額縁領域）に分散して配置することで、電気光学パネルの外形サイズを小さくすることができ、なおかつ光センサーも互いに向かい合った周縁部に分散して配置されるから、指などで光センサーをふさぐことで誤検出することがない。
【０００７】
またさらに、前記第１の光センサーは複数の第１の光センサーユニットより構成され、前記第２の光センサーは複数の第２の光センサーユニットより構成され、前記第１の走査線駆動回路は複数の第１の走査線駆動回路ユニットより構成され、前記第２の走査線駆動回路は複数の第２の走査線駆動回路ユニットより構成され、前記複数の第１の光センサーユニットと前記複数の第１の走査線駆動回路ユニットは前記表示領域に沿って交互に配置され、前記複数の第２の光センサーユニットと前記複数の第２の走査線駆動回路ユニットは前記表示領域に沿って交互に配置されることを提案する。
【０００８】
このようにそれぞれのユニットを交互にならべることで、光センサーユニットを両周縁部（額縁）の全領域に分散配置できるのでより効果的に指などで光センサーをふさぐことでの誤動作を防止でき、かつ外形サイズが大きくなることもない。
【０００９】
またさらに、前記複数の第１の走査線駆動回路ユニットの一つと前記複数の第２の走査線駆動回路ユニットは互いに前記複数の走査線の一つを介してタイミング信号の受け渡しを行い、前記複数の第１の走査線駆動回路ユニットの隣接したユニット間でタイミング信号の受け渡しを行うための配線が存在せず、前記複数の第２の走査線駆動回路ユニットの隣接したユニット間でタイミング信号の受け渡しを行うための配線が存在しないことを提案する。
【００１０】
このように構成すると、左右の周縁部に配置された走査線駆動回路ユニットのタイミングのやりとりに走査線の信号を使用することで隣接したユニット間のタイミング信号配線が存在せず、光センサーユニットを置く間隙を最大化できる。
【００１１】
またさらに、本発明では前記第１の走査線駆動回路を構成する薄膜トランジスターと、前記第２の走査線駆動回路を構成する薄膜トランジスターと、前記第１の光センサーを構成する光素子と、前記第２の光センサーを構成する光素子と、は製造工程において同時に形成され、同一の膜厚の薄膜シリコンで構成されることを提案する。
【００１２】
このように構成することで、走査線駆動回路と光センサーを同時に内蔵しつつ、コストの増大をおさえることができる。
【００１３】
また、本発明ではこれらのアクティブマトリクス基板を用いた表示装置、およびその表示装置を用いた電子機器を提案する。複数辺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してバックライトを制御でき、消費電力を無意味に増大させることが無く、コストも上昇しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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を構成する外部電源回路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。
【００１８】
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は第１の走査線駆動回路３０１（３０１−１）および第２の走査線駆動回路３０１（３０１−２）に接続されて駆動される。また、データ線２０２−１〜２０２−１９２０はデータ線駆動回路３０２に接続されて駆動される。ここで第１の走査線駆動回路３０１−１、第２の走査線駆動回路３０１−２、データ線駆動回路３０２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１０１である。
【００１９】
第１の走査線駆動回路３０１−１は第１の周縁部１２１に、第２の走査線駆動回路３０１−２は第２の周縁部１２２に配置されてなる。ここで第１の周縁部１２１と第２の周縁部１２２は互いに表示領域を隔てて向かい合う位置に存在する周縁部である。
【００２０】
第１の走査線駆動回路３０１−１は第１，３，５，…，４７９の走査線駆動回路ユニット５１０（５１０−１，５１０−３，５１０−５，…，５１０−４７９）（図面では「Ｖｕｎｉｔ」で示す）により構成される。第２の走査線駆動回路３０１−２は第２，４，６，…，４８０の走査線駆動回路ユニット５１０−２，５１０−４，５１０−６，…，５１０−４８０により構成される。ここで第ｎの走査線駆動回路ユニット５１０−ｎ（ｎ＝１〜４８０）は互いに同一の回路から構成される回路ユニットであり、それぞれ第ｎ−１の走査線２０１−ｎ−１（ｎ＝１の場合のみ信号ＧＳＰ）、第ｎの走査線２０１−ｎ、第ｎ＋１の走査線２０１−ｎ＋１（ｎ＝４８０の場合のみ信号ＧＳＰ）に接続され、第ｎ−１の走査線２０１−ｎ−１（ｎ＝１の場合のみ信号ＧＳＰ）または第ｎ＋１の走査線２０１−ｎ＋１（ｎ＝４８０の場合のみ信号ＧＳＰ）のいずれかの信号タイミングを入力して第ｎの走査線２０１−ｎを駆動する回路ユニットである。
【００２１】
また第１の光センサー３０９（３０９−１）が第１の周縁部１２１に、また第２の光センサー３０９（３０９−２）が第２の周縁部１２２に、それぞれ配置される。第１の光センサー３０９−１は第２，４，６，…，４８０の光センサーユニット５３０（５３０−２，５３０−４，５３０−６，…，５３０−４８０）（図面では「ＡＬＳ」で示す）よりなり、第２の光センサー３０９−２は第１，３，５，…，４７９の光センサーユニット５３０（５３０−１，５３０−３，５３０−５，…，５３０−４７９）よりなる。第ｎの光センサーユニット５３０−ｎ（ｎ＝１〜４８０）は互いに同一の回路構成よりなるユニットであって、第ｎ−１の走査線駆動回路ユニット５１０−ｎ−１と第ｎ＋１の走査線駆動回路ユニット５１０−ｎ＋１に隣接して配置される。
【００２２】
第１の走査線駆動回路３０１−１および第２の走査線駆動回路３０１−２は走査線駆動配線群５１１に接続される。また、第１の光センサー３０９−１および第２の光センサー３０９−２を構成する第ｎの光センサーユニット５３０−ｎ（ｎ＝１〜４８０）は光センサー配線群５３１に接続される。走査線駆動配線群５１１および光センサー配線群５３１はそれぞれ張り出し部１１０で実装端子に接続され、駆動ＩＣ９２１により適切に駆動される。
【００２３】
図３は表示領域３１０におけるｍ番目の第ｍのデータ線２０２−ｍとｎ番目の第ｎの走査線２０１−ｎの交差部付近の回路図である。第ｎの走査線２０１−ｎと第ｍのデータ線２０２−ｍの各交点にはｎチャネル型電界効果ポリシリコン薄膜トランジスターよりなる画素スイッチング素子４０１−ｎ−ｍが形成されており、そのゲート電極は第ｎの走査線２０１−ｎに、ソース・ドレイン電極はそれぞれ第ｍのデータ線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。
【００２４】
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。
【００２５】
また、液晶表示装置９１０上の光センサーユニット５３０（５３０−１〜５３０−４８０）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へ出力するＰＷＭ波形デューディー比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デューディー比のＰＷＭ波形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波形デューティー比によって変化するので、液晶表示装置９１０の全白表示時輝度も変化することになる。ここで電子機器とは具体的にはモニター、ＴＶ、ノートパソコン、ＰＤＡ（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。
【００２６】
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。
【００２７】
図６は第ｎの光センサーユニット５３０−ｎの回路図である（ｎ＝１〜４８０）。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５３１を構成する配線であって、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。
【００２８】
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構成としてもよい。
【００２９】
図７（ａ）は第１の走査線駆動回路３０１−１を構成する第１，３，５，…，４７９の走査線駆動回路ユニット５１０−１，５１０−３，５１０−５，…，５１０−４７９の回路図である。第１のインバーター回路４２１と第２のインバーター回路４２２は互いに出力端と入力端を接続したＳＲＡＭ型ラッチ回路を構成する。第１のインバーター回路４２１の入力端であるノードＡにはｎチャネル型トランジスター４３２とｎチャネル型トランジスター４２９とｎチャネル型トランジスター４３０のドレイン電極が接続され、第２のインバーター回路４２２の入力電極であるノードＢにはｎチャネル型トランジスター４２７とｎチャネル型トランジスター４２８のドレイン電極とｎチャネル型トランジスター４３３のゲート電極が接続される。ｎチャネル型トランジスター４２９のソース電極はｎチャネル型トランジスター４２４のドレイン電極に接続され、ｎチャネル型トランジスター４３０ソース電極はｎチャネル型トランジスター４２６のドレイン電極に接続され、ｎチャネル型トランジスター４２７のソース電極はｎチャネル型トランジスター４２３のドレイン電極に接続され、ｎチャネル型トランジスター４２８ソース電極はｎチャネル型トランジスター４２５のドレイン電極に接続される。
【００３０】
ｎチャネル型トランジスター４２３、ｎチャネル型トランジスター４２４、ｎチャネル型トランジスター４２５、ｎチャネル型トランジスター４２６、ｎチャネル型トランジスター４３２、ｎチャネル型トランジスター４３３の各ソース電極は負電源（Ｌｏｗ電位）に接続される。ｎチャネル型トランジスター４２３、ｎチャネル型トランジスター４２４のゲート電極は信号ＵＤに、ｎチャネル型トランジスター４２５、ｎチャネル型トランジスター４２６のゲート電極は信号ＸＵＤに、ｎチャネル型トランジスター４２８、ｎチャネル型トランジスター４２９のゲート電極は第ｎ−１の走査線２０１−ｎ−１（ｎ＝１の場合は信号ＧＳＰ）に、ｎチャネル型トランジスター４２７、ｎチャネル型トランジスター４３０のゲート電極は第ｎ＋１の走査線２０１−ｎ＋１（ｎ＝４８０の場合は信号ＧＳＰ）に、それぞれ接続される。ｎチャネル型トランジスター４３２のゲート電極は信号ＲＳＴに接続される。伝送ゲート４３１の一端は信号ＧＥＮ１（ｎ＝１，３，５，…，４７９の場合）もしくは信号ＧＥＮ２（ｎ＝２，４，６，…，４８０の場合）に接続され、他端はｎチャネル型トランジスター４３３のドレイン電極および第３のインバーター回路４３４の入力端子に接続される。伝送ゲート４３１を構成するｎチャネル型トランジスターのゲート電極はノードＡに、伝送ゲート４３１を構成するｐチャネル型トランジスターのゲート電極はノードＢに接続される。第３のインバーター回路４３４の出力端子は第４のインバーター回路４３５の入力端子に接続され、第４のインバーター回路４３５の出力端子は第ｎの走査線２０１−ｎに接続される。
【００３１】
図７（ｂ）は第２の走査線駆動回路３０１−２を構成する第２，４，６，…，４８０の走査線駆動回路ユニット５１０−２，５１０−４，５１０−６，…，５１０−４８０の回路図である。図７（ａ）と比較して互いに左右反転であること、第１，３，５，…，４７９の走査線駆動回路ユニット５１０−１，５１０−３，５１０−５，…，５１０−４７９では伝送ゲート４３１の一端が信号ＧＥＮ１に、第２，４，６，…，４８０の走査線駆動回路ユニット５１０−２，５１０−４，５１０−６，…，５１０−４８０では伝送ゲート４３１の一端が信号ＧＥＮ２に接続されるほかは同一の回路構成であるので、同じ番号を付与することで説明は省略する。
【００３２】
ここで信号ＵＤ、信号ＸＵＤ、信号ＧＳＰ、信号ＧＥＮ１、信号ＧＥＮ２はいずれも走査線駆動配線群５１１を構成する配線信号であり、駆動ＩＣ９２１から−４．５Ｖ／＋９．５Ｖで駆動される。また、第１の走査線駆動回路３０１−１および第２の走査線駆動回路３０１−２の正電源は＋９．５Ｖ、負電源は−４．５Ｖを同じく駆動ＩＣ９２１より供給される。
【００３３】
このように回路を構成すると、スキャン方向信号ＵＤ＝Ｈｉｇｈ（＋９．５Ｖ）、反転スキャン方向信号ＸＵＤ＝Ｌｏｗ（−４．５Ｖ）の時（正方向スキャン時）、各走査線駆動回路ユニット５１０−ｎは、前段に接続された第ｎ−１の走査線２０１−ｎ−１がＨｉｇｈ（＋９．５Ｖ）になってから、次段に接続された第ｎ＋１の走査線２０１−ｎ＋１がＨｉｇｈ（＋９．５Ｖ）になるまでの期間は信号ＧＥＮ１もしくは信号ＧＥＮ２と同一のタイミングを第ｎの走査線２０１−ｎに出力し、それ以外の期間は第ｎの走査線２０１−ｎにＬｏｗ（−４．５Ｖ）を出力する。スキャン方向信号ＵＤ＝Ｌｏｗ（−４．５Ｖ）、反転スキャン方向信号ＸＵＤ＝Ｈｉｇｈ（＋９．５Ｖ）の時（逆方向スキャン時）は次段と前段が逆転する。
【００３４】
図８はスキャン方向信号ＵＤ＝Ｈｉｇｈ（＋９．５Ｖ）、反転スキャン方向信号ＸＵＤ＝Ｌｏｗ（−４．５Ｖ）の時（正方向スキャン時）の走査線駆動回路３０１のタイミングチャートである。信号ＲＳＴは電源立ち上がり後、最初のスキャンが行われる（すなわち最初に信号ＧＳＰがＨｉｇｈになる）前に５０μ秒間Ｈｉｇｈになり、その後は電源立ち下げまでの間、Ｌｏｗになる。また、信号ＧＳＰは１６．６６７ｍ秒間隔で２８μ秒間Ｈｉｇｈになるスタートパルス信号である。信号ＧＥＮ１は信号ＧＳＰがＨｉｇｈになってから３４．６μ秒後に最初にＨｉｇｈになり、パルス幅２８μ秒、周期６９．２μ秒で２４１回Ｈｉｇｈになるパルス信号である。信号ＧＥＮ２は信号ＧＥＮ１と３４．６μ秒位相がずれるほかは全く同一の信号である。ＣＯＭは共通電極（ＣＯＭ）９３０に供給される電位であって３４．６μ秒毎に０．２Ｖ／４．２Ｖ間で反転する信号であり、１６．６６７ｍ秒毎に位相が逆になるように設定される。すなわち、第ｎの走査線２０１−ｎが選択される毎に共通電極（ＣＯＭ）９３０の極性は反転する。
【００３５】
このような信号を入力して走査線駆動回路３０１を駆動すると、走査線２０１−１、走査線２０１−２、走査線２０１−３、…、走査線２０１−４８０の順に、３４．６μ秒間隔で２８μ秒ずつ走査線が順次選択される。図示しないが、スキャン方向信号ＵＤ＝Ｌｏｗ（−４．５Ｖ）、反転スキャン方向信号ＸＵＤ＝Ｈｉｇｈ（＋９．５Ｖ）の時（逆方向スキャン時）は信号ＧＥＮ１と信号ＧＥＮ２が逆転するほかは全く同一の信号を入力すれば、走査線２０１−４８０、走査線２０１−４７９、走査線２０１−４７８、…走査線２０１−１というように逆順で選択されていく。
なお、本発明における走査線駆動回路は本実施形態の回路構成に限定されるものではなく、既知のあらゆるシフトレジスタ回路、順次選択回路を用いてもよいことはもちろんである。
【００３６】
図９はデータ線駆動回路３０２の回路図であり、１：３のデマルチプレクサ回路構成となっている。１９２０本のデータ線２０２−１〜２０２−１９２０にｎチャネル型トランジスターであるデータ線スイッチ４５１−１〜４５１−１９２０のドレイン電極がそれぞれ接続される。データ線スイッチ４５１−１〜４５１−３のソース電極は信号ＶＩＤＥＯ１に接続され、データ線スイッチ４５１−４〜４５１−６のソース電極は信号ＶＩＤＥＯ２に接続され、以下同様にデータ線スイッチ４５１−（ｎ×３−２）〜４５１−（ｎ×３）のソース電極は信号ＶＩＤＥＯｎに接続される（ｎ＝１〜６４０）。またデータ線スイッチ４５１−１，４５１−４，４５１−７，…，４５１−１９１８のゲート電極は信号ＲＥＮＢに、データ線スイッチ４５１−２，４５１−５，４５１−８，…，４５１−１９１９のゲート電極は信号ＧＥＮＢに、データ線スイッチ４５１−３，４５１−６，４５１−９，…，４５１−１９２０のゲート電極は信号ＢＥＮＢに、それぞれ接続される。
【００３７】
図１０はデータ線駆動回路３０２の動作を説明するためのタイミングチャートである。信号ＲＥＮＢは、図８で説明したように各第ｎの走査線２０１−ｎ（ｎ＝１〜４８０）が選択された（Ｈｉｇｈ：＋９．５Ｖになった）タイミングから２μ秒後にＨｉｇｈ（＋９．５Ｖ）になり、７μ秒後にＬｏｗ（−４．５Ｖ）に戻る信号である。信号ＧＥＮＢは信号ＲＥＮＢから９μ秒、信号ＢＥＮＢは信号ＲＥＮＢから１８μ秒、それぞれ位相がずれている他は信号ＲＥＮＢと同一の信号である。ここで信号ＲＥＮＢ、信号ＧＥＮＢ、信号ＢＥＮＢは、いずれも駆動ＩＣ９２１から−４．５Ｖ／＋９．５Ｖ振幅で供給され、信号ＶＩＤＥＯ１〜ＶＩＤＥＯ６４０は駆動ＩＣ９２１から信号入力端子３２０を介して供給される０Ｖ〜４Ｖのアナログ電位信号であり、信号ＲＥＮＢ、信号ＧＥＮＢ、信号ＢＥＮＢに同期したタイミングで画像に対応した適切な電位が供給される。
【００３８】
なお、本発明におけるデータ線駆動回路は本実施形態の回路構成に限定されるものではなく、例えばアナログ順次駆動回路やＤＡＣ内蔵駆動回路など既知のあらゆるデータ線駆動回路を用いてもよいことはもちろんであるし、データ線駆動回路は内蔵せず、駆動ＩＣから直接データ線を駆動しても良い。
【００３９】
本実施形態では第１の走査線駆動回路３０１−１を第１の周縁部１２１、第２の走査線駆動回路３０１−２を第２の周縁部１２２に分散して配置し、第ｎの走査線駆動回路ユニット５１０−ｎ間に間隙をもうけて第ｎの光センサーユニット５３０−ｎを両周縁部全域に配置している。このように構成することで、例えば指などが液晶表示装置９１０にかかったとしても、両方の辺を同時に指等が塞ぐことはほとんど考えられないから、光センサーユニット５３０−１〜５３０−４８０のうち、影になるのはごく一部だけである。駆動ＩＣ９２１は全ての光センサーユニット５３０−１〜５３０−４８０の平均光量を外光として処理するので、ほとんど影響をうけない。従って、指等の影の影響をうけずに外光を正確に測定できるので、より正確にバックライトを適切な見やすい光量に設定できるため視認性があがり、無駄な電力を消費しない。また周縁部のサイズ増大がほとんどないため、よりコンパクトな電子機器を製造できる。また、走査線駆動回路として、走査線自体をタイミングの受け渡しに使用する回路構成をとっているため、第ｎの光センサーユニット５３０−ｎのサイズを最大化でき、感度に優れている。
【００４０】
なお、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、光センサー及び走査線駆動回路を右側周縁辺と左側周縁辺に配置したが、下側周縁辺及び上側周縁辺に配置しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】液晶表示装置の斜視構成図。
【図２】アクティブマトリクス基板の構成図。
【図３】アクティブマトリクス基板の画素回路図。
【図４】電子機器の実施形態を示すブロック図。
【図５】外光照度によるバックライト電圧の制御を示すグラフ。
【図６】光センサーユニットの回路図。
【図７】（ａ）、（ｂ）は走査線駆動回路ユニットの回路図。
【図８】走査線駆動回路の駆動を示すタイミングチャート。
【図９】データ線駆動回路の回路図。
【図１０】データ線駆動回路の駆動を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００４２】
１０１…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、３０２…データ線駆動回路、３０９…光センサー、５１０…走査線駆動回路ユニット、５３０…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。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示領域と、
前記表示領域の第１の周縁部と、
前記表示領域の第２の周縁部と、
前記表示領域内に配置される走査線と、
前記第１の周縁部に配置され、前記走査線を駆動する第１の走査線駆動回路と、
前記第２の周縁部に配置され、前記走査線を駆動する第２の走査線駆動回路と、
前記第１の周縁部に配置される第１の光センサーと、
前記第２の周縁部に配置される第２の光センサーと、
を備えてなる電気光学パネルであって、
前記第１の周縁部と前記第２の周縁部は前記表示領域を隔てて向かい合った領域に位置することを特徴とする電気光学パネル。
【請求項２】
前記第１の光センサーは複数の第１の光センサーユニットより構成され、
前記第２の光センサーは複数の第２の光センサーユニットより構成され、
前記第１の走査線駆動回路は複数の第１の走査線駆動回路ユニットより構成され、
前記第２の走査線駆動回路は複数の第２の走査線駆動回路ユニットより構成され、
前記複数の第１の光センサーユニットと前記複数の第１の走査線駆動回路ユニットは前記表示領域に沿って交互に配置され、
前記複数の第２の光センサーユニットと前記複数の第２の走査線駆動回路ユニットは前記表示領域に沿って交互に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電気光学パネル。
【請求項３】
前記複数の第１の走査線駆動回路ユニットの一つと前記複数の第２の走査線駆動回路ユニットの一つは互いに前記複数の走査線の一つを介してタイミング信号の受け渡しを行い、前記複数の第１の走査線駆動回路ユニットの隣接したユニット間でタイミング信号の受け渡しを行うための配線が存在せず、前記複数の第２の走査線駆動回路ユニットの隣接したユニット間でタイミング信号の受け渡しを行うための配線が存在しないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気光学パネル。
【請求項４】
前記第１の走査線駆動回路を構成する薄膜トランジスターと、
前記第２の走査線駆動回路を構成する薄膜トランジスターと、
前記第１の光センサーを構成する光素子と、
前記第２の光センサーを構成する光素子と、
は製造工程において同時に形成され、同一の膜厚の薄膜シリコンで構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電気光学パネル。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の電気光学パネルを備えることを特徴とする電気光学表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電気光学表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
表示領域と、
前記表示領域の第１の周縁部と、
前記表示領域の第２の周縁部と、
前記表示領域内に配置される走査線と、
前記第１の周縁部に配置され、前記走査線を駆動する第１の走査線駆動回路と、
前記第２の周縁部に配置され、前記走査線を駆動する第２の走査線駆動回路と、
前記第１の周縁部に配置される第１の光センサーと、
前記第２の周縁部に配置される第２の光センサーと、
を備えてなる電気光学パネルであって、
前記第１の周縁部と前記第２の周縁部は前記表示領域を隔てて向かい合った領域に位置することを特徴とする電気光学パネル。
【請求項２】
前記第１の光センサーは複数の第１の光センサーユニットより構成され、
前記第２の光センサーは複数の第２の光センサーユニットより構成され、
前記第１の走査線駆動回路は複数の第１の走査線駆動回路ユニットより構成され、
前記第２の走査線駆動回路は複数の第２の走査線駆動回路ユニットより構成され、
前記複数の第１の光センサーユニットと前記複数の第１の走査線駆動回路ユニットは前記表示領域に沿って交互に配置され、
前記複数の第２の光センサーユニットと前記複数の第２の走査線駆動回路ユニットは前記表示領域に沿って交互に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電気光学パネル。
【請求項３】
前記複数の第１の走査線駆動回路ユニットの一つと前記複数の第２の走査線駆動回路ユニットの一つは互いに前記複数の走査線の一つを介してタイミング信号の受け渡しを行い、前記複数の第１の走査線駆動回路ユニットの隣接したユニット間でタイミング信号の受け渡しを行うための配線が存在せず、前記複数の第２の走査線駆動回路ユニットの隣接したユニット間でタイミング信号の受け渡しを行うための配線が存在しないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気光学パネル。
【請求項４】
前記第１の走査線駆動回路を構成する薄膜トランジスターと、
前記第２の走査線駆動回路を構成する薄膜トランジスターと、
前記第１の光センサーを構成する光素子と、
前記第２の光センサーを構成する光素子と、
は製造工程において同時に形成され、同一の膜厚の薄膜シリコンで構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電気光学パネル。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の電気光学パネルを備えることを特徴とする電気光学表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電気光学表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１２２３３７（Ｐ２０１０−１２２３３７Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９４１４９（Ｐ２００８−２９４１４９）
【出願日】平成２０年１１月１８日（２００８．１１．１８）
【出願人】（３０４０５３８５４）エプソンイメージングデバイス株式会社 (2,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１８日（２００８．１１．１８）
【出願人】（３０４０５３８５４）エプソンイメージングデバイス株式会社 (2,386)
【Ｆターム（参考）】
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