[发明专利]具有画面输入功能的图像显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及在显示面板内内置光学传感器的图像显示装置，尤其涉及可不降低像素的开口率地进行直接画面输入的具有画面输入功能的图像显示装置。 

背景技术

具有以使用者的手指在画面进行触摸操作(以下，仅称为触摸)而在上方进行输入的画面输入功能的图像显示装置，被广泛用于PDA等具有触摸传感器的便携终端、自动柜员机等固定式顾客向导终端。在具有这样的图像触摸输入功能的图像显示装置中，公知有检测以触摸所按压的部分的电阻值变化或电容变化的方式、检测由触摸所遮蔽的部分的光量变化的方式等。

特别是近年来，正在开发在构成画面的像素构造中检测外来光的光量变化而检测出触摸部分的坐标的方式。例如，在专利文献1中公开有在构成液晶显示装置的液晶显示面板的像素单位用薄膜晶体管(TFT)形成光传感元件(光传感器)。

图20是说明在像素电位形成光传感器的一般的液晶显示面板的现有例的像素结构的等效电路图，被公开在上述专利文献1中。该液晶显示面板包括多条选通线GL、多条数据线DL，电连接选通线GL和数据线DL的第一开关元件Q1、连接第一开关元件Q1的液晶电容CLC、以及第一存储电容CST1。还包括第一电压线VL1、第二电压线VL2、检测外来光的强度而变换为电流的第二开关元件TS1、保存由从第二开关元件TS1提供的电流形成的电荷的第二存储电容CST2、输出被保存在第二存储电容CTS2中的电荷的第三开关元件TS2、以及读出线ROL。上述第二开关元件TS1、第二存储电容CTS2、以及第三开关元件TS2形成一种光传感部。

专利文献1：日本特开2005-129948号公报

发明内容

专利文献1中公开的光传感器结构需要每个像素包括多个薄膜晶体管的元件数量，因此用于显示的像素的开口率变低，元件数量增加，功耗增大。开口率的降低使图像的亮度恶化，功耗的增大尤其在便携式终端中会导致工作时间缩短。

本发明的目的在于提供一种具有可不降低像素的开口率地进行直接画面输入的画面输入功能的图像显示装置。

为实现上述目的，以液晶显示装置为例公开本发明的代表性结构和动作如下。本发明的具有画面输入功能的图像显示装置在玻璃基板等绝缘基板上的像素区域形成由薄膜晶体管构成的光传感器，以形成后述那样的构造和进行后述那样的动作。

(1)在从画面的显示面侧所输入的光被遮蔽的开关用薄膜晶体管(开关TFT)的漏极电极或源极电极(这里为漏极电极)上，连接接受从画面的显示面侧输入的光的光传感器用薄膜晶体管(光检测TFT)的源极电极或漏极电极(这里为源极电极)，从而将两个TFT串联连接。

(2)在光检测TFT的源极电极或漏极电极连接辅助电容和像素电极。

(3)在光检测TFT的栅极电极连接传感器控制线，在开关TFT的栅极电极连接像素选择用选通线。

(4)在开关TFT的漏极电极或源极电极(这里为源极电极)连接数据线。

(5)在光检测TFT的漏极电极或源极电极(这里为漏极电极)并联连接保持电容的一个电极和像素电极。

(6)在存储线连接上述保持电容的另一个电极。

(7)在触摸期间(传感期间)中，以由传感器控制线施加的传感期间选择信号使光检测TFT导通，光检测TFT感受到的光检测电流作为电荷被积蓄在保持电容中。

(8)经由开关TFT将该积蓄电荷作为光检测电流读出到数据线上，将电压变换后的信号传送到设置在像素区域之外的传感器信号处理电路。

(9)传感器信号处理电路生成根据传送的电压信号判断有无触摸的2值信号等判断信号。

(10)表示有无触摸的判断信号被传送到图像显示装置的上位控制电路，执行在所触摸的像素区域的坐标(触摸按键的位置等)上所设定的指令。

薄膜晶体管TFT的源极电极和漏极电极在显示面板的动作中相互替换，但为了便于说明，如上述那样，固定源极电极和漏极电极来进行说明。

本发明适用于有源驱动的液晶显示装置，但也能够适用于同为有源驱动的有机EL显示装置、其它同样的图像显示装置、以及光传感器应用设备。以下，记述本发明的特征结构的例子。

本发明是通过对绝缘基板的像素区域的触摸操作来输入信息的具有画面输入功能的图像显示装置，其特征在于：

在上述绝缘基板的主面，在由构成上述画面的多个像素组成的像素区域中的该各像素的每一个中，具有来自外来光的照射被遮蔽的第一薄膜晶体管和与第一薄膜晶体管串联连接并接受上述外来光的照射的第二薄膜晶体管，

包括：