[发明专利]带画面输入功能的图像显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及在显示板内内置有光学传感器的图像显示装置，尤其涉及不降低像素的开口率而使直接画面输入成为可能的高速且高精度的带画面输入功能的图像显示装置。

背景技术

通过使用者的手指等在画面上进行触摸操作(以下也简称为触摸)来输入信息的带有画面输入功能的图像显示装置被用于PDA等便携终端、自助受理机等固定式顾客引导终端上。这样的带有画面输入功能的图像显示装置已知有检测由触摸操作被按下部分的电阻值变化或电容变化的方式、和检测被触摸所屏蔽的部分的光量变化的方式。

尤其是，近年来开发出通过在构成画面的像素结构中检测外部光的光量变化而检测触摸部分的坐标的方式。例如，专利文献1中公开了一种在构成液晶显示装置的液晶显示板的像素单位上用薄膜晶体管(TFT)来形成光感知元件(光传感器)的技术。

图15是说明在像素内形成光传感器的带画面输入功能的现有的图像显示装置的像素结构例的概念图。图像显示装置2由在像素内具有光传感器(第三光传感器，未图示)的液晶显示板构成。在图像显示装置2的显示区域16内的上端配置有基准光传感器PSA(第一光传感器)。另外，在图像显示装置2的显示区域16的外侧配置有基准光传感器PSB(第二光传感器)。第一光传感器检测从观测面一侧入射的光(外部光)和背光源的光。第二光传感器检测背光源的光，而从观察面侧入射的光被屏蔽。

即，在上述现有技术中具有光检测依赖于外部光和背光源的光的第一光传感器、外部光被屏蔽而仅依赖于背光源的光进行光检测的第二光传感器、以及接收外部光和背光源的光并依赖于基于使用者的接触的光的第三传感器。而且，具有：从第一光传感器、第二光传感器、第三光传感器接收第一感知信号、第二感知信号、第三感知信号，进行信号处理的信号读取部；以及根据来自信号读取部的进行了处理的第一感知信号、第二感知信号来调节第三光传感器的感知信号的信号处理部。这样，在现有技术中，利用第一光传感器的感知信号和第二光传感器的感知信号来调整第三光传感器的感知信号，由此即使外部环境发生变化也能判断基于使用者手指等对画面的接触的接触信息。

图16是说明在像素单位上形成光传感器的带画面输入功能的图像显示装置的现有例的像素结构的等价电路图。该图像显示装置使用液晶显示板，并公开在下述专利文献1中。由液晶显示板构成的图像显示装置包括多条栅极线GL、多条数据线DL、与栅极线和数据线电连接的第一开关元件Q1、与第一开关元件Q1连接的液晶CLC和第一存储电容(保持电容)CST1。还包括第一电压线VL1、第二电压线VL2、检测外部光L的强度而使其转换成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、输出保存在第二存储电容CST2内的电荷的第三开关元件TS2、以及读出线R。上述第二开关元件TS1、第二存储电容CST2和第三开关元件TS2形成一种光感知部。

专利文献1：日本特开2005-129948号公报

发明内容

专利文献1公开的光传感器结构具有以下的课题。

(1)第一光传感器、第二光传感器配置在显示区域外或显示区域内的端部，因此受到第一光传感器、第二光传感器的温度特性的差异、元件特性的偏移的影响，用于感知显示中心部等的外部光状态的精度较低。

(2)第一光传感器、第二传感器与第三传感器的配置位置分离而形成，因此在传送各光传感器的光检测信号的信号线的电阻值上产生差异，检测信号的传送精度变低。

(3)在作为外围电路的信号读取部将显示装置内的光传感器的感知信号转换成判断信号，进一步在信号控制部转换成控制信号，调整配置在显示板画面内的检测用光传感器的灵敏度，因此难于进行处理时间的高速化。

(4)由于搭载了信号读取电路、信号控制电路等，因此外围电路的规模增大。

(5)另外，在上述现有技术中，由于各像素需要具有多个薄膜晶体管的元件，因此显示用的像素开口率变低，还由于元件数目的增加而增加功耗。开口率的降低使画面的亮度发生劣化，功耗的增大导致尤其是便携终端的工作时间的缩短。另外，按读出线的顺序通过开关元件依次在纵向(垂直方向、第二方向)上读出在由像素选择线(栅极线)、显示数据线(信号线、数据线)和读出线(感知线)定义的区域内在横向(水平方向，第一方向)上配置多列的光检测元件的光泄漏电流。为此，光检测元件和开关元件的数目越多，为了得到纵横二维的光信号所需的时间也越长。因此，越高精细化，检测速度就越慢。