区域传感器和带区域传感器的液晶显示装置的制作方法

专利名称：区域传感器和带区域传感器的液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具备光传感元件、检测从外部输入的位置的区域传感器和内置这种区域传感器的液晶显示装置。
背景技术：
在液晶显示装置等显示装置中，开发了如下触摸面板一体型的显示装置，其具备当用输入用笔触摸面板表面时，可以检测该触摸位置的触摸面板(区域传感器)功能。在现有的触摸面板一体型显示装置中，电阻膜方式(按压时，通过上面的导电性基板与下面的导电性基板接触来探测输入位置的方式)、静电电容式(通过探测触摸部位的电容变化来探测输入位置的方式)成为主流。但是，近年来，在像素显示区域内的每一像素(或者以多个像素为单位)中具备光敏二极管、光敏晶体管等光传感元件的液晶显示装置的开发得以发展(例如，参照专利文献1)。这样，在每一像素中内置光传感元件，由此用通常的液晶显示装置可以实现作为区域传感器的功能(具体地说，扫描仪功能、触摸面板功能等)。即，上述光传感元件发挥作为区域传感器的功能，由此可以实现触摸面板(或者扫描仪)一体型的显示装置。现有技术文献专利文献专利文献1 日本公开专利公报“特开2006-18219号公报(2006年1月19日公开)”

发明内容
发明要解决的问题在将具备上述光传感元件的液晶显示装置用作具有触摸面板功能的显示装置的情况下，光传感元件将在显示面板上映出的笔或者手指作为图像进行捕捉，探测笔尖或者手指尖的位置来进行位置检测。但是，在通过光传感元件识别在显示面板上映出的手指等来实现触摸面板功能的显示装置中，产生如下问题受周围的亮度的影响，变得难以识别显示面板上的图像。艮口， 在环境照度较亮的情况和较暗的情况下的任一方中，产生不能读取显示面板上的图像的问题。因此，在专利文献1公开的显示装置中，在显示面板上配置感光灵敏度不同的2种以上的光传感元件。并且，在外光较弱的情况下，使用高灵敏度的光传感元件进行光信息输入，在外光较强的情况下，使用低灵敏度的光传感元件进行光信息输入，由此在外光较强和较弱的情况下的两方，通过光实现信息输入。但是，设置于专利文献1所述的显示装置的种类不同的各光传感元件与光量大小相对应的感光灵敏度彼此不同，但是可以检测的光的波长特性是相同的。因此，例如，在以通过传感对象的反射光进行的传感器输出与通过环境光进行的传感器输出相等的状态使用装置的情况下，在灵敏度彼此不同的任一光传感元件中，都不能进行图像的读取。这样， 仅通过使用感光灵敏度彼此不同的多种光传感元件，可以使用的环境照度的范围依然被限制。本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于实现在更广范围的环境照度下可以进行准确的位置检测的区域传感器和带区域传感器的液晶显示装置。用于解决问题的方案为了解决上述课题，本发明的区域传感器的特征在于通过探测检测对象面上的图像来检测从外部输入的位置，具备位置检测部，其具有包括探测所接受的可见光的强度的光传感元件的可见光传感器和包括探测所接受的红外光的强度的光传感元件的红外光传感器，通过该可见光传感器和该红外光传感器分别探测检测对象面上的图像来检测输入位置；和发光部，其对上述位置检测部从背面照射包括红外光的光。本发明的区域传感器具有对位置检测部从背面照射包括红外光的光的发光部。在此，发光部对位置检测部从背面照射光，是指从位置检测部的与检测对象面相反一侧照射光。如上所述，发光部照射包括红外光的光，由此可以通过设于位置检测部的红外光传感器，在手指、输入笔等触摸到检测对象面上的情况下，根据红外光的光量的强度来探测触摸到检测对象面的哪一位置。另外，本发明的区域传感器包含如下2种传感器而构成包括接受可见光的光传感元件的可见光传感器和包括接受红外光的光传感元件的红外光传感器，上述2种传感器所探测的光的波长区域彼此不同。根据上述结构，可以通过所探测的光的波长区域彼此不同的可见光传感器和红外光传感器，分别探测检测对象面上的图像。可见光传感器和红外光传感器在彼此不同的环境照度的范围内，与另一传感器相比可以进行更准确的位置检测。因此，根据本发明的区域传感器，与仅使用感光灵敏度不同的2种传感器的现有的区域传感器相比，可以在更广范围的环境照度下，进行良好的位置检测。优选在本发明的区域传感器中，上述红外光传感器所包括的光传感元件上设有遮挡可见光的光学滤光片。根据上述结构，红外光传感器所包括的光传感元件可以接受由光学滤光片截断了可见光的光，因此，可以得到能够准确地探测所接受的红外光的强度的红外光传感器。优选在上述区域传感器中，上述光学滤光片是混合红色的颜料、绿色的颜料以及蓝色的颜料而形成的。根据上述结构，可以得到能够更可靠地遮挡可见光的光学滤光片。另外，可以使滤光片的厚度薄于层叠了彩色滤光片的构造。优选在上述区域传感器中，上述光学滤光片具有红色的彩色滤光片和蓝色的彩色滤光片的层叠构造。根据上述结构，可以得到能够可靠地遮挡可见光的光学滤光片。优选本发明的区域传感器在该区域传感器所放置的环境的红外线的强度是规定值以上的情况下，上述位置检测部通过上述可见光传感器进行位置检测，在该区域传感器所放置的环境的红外线的强度不到规定值的情况下，上述位置检测部通过上述红外光传感器进行位置检测。通常，在周围环境较亮(即，周围的环境照度较高)的情况下，可见光传感器可以进行良好的位置检测。但是，例如，在周围环境变暗的情况等，在传感对象的反射光造成的传感器输出与环境光造成的传感器输出相等的状态使用装置的情况下，不能通过传感对象物的反射特征和影特征这两者进行检测，因此，在仅使用可见光传感器的情况下，不能识别触摸的部分。但是，在可见光传感器和红外光传感器中，即使在周围环境相同的情况下，各自的传感器输出特性也不同。并且，红外光传感器在外光的红外线的强度较小的情况下，可以进行良好的位置检测。因此，如上所述，在环境下的红外线的强度是规定值以上的情况下，通过可见光传感器进行位置检测，在环境下的红外线的强度不到规定值的情况下，通过红外光传感器进行位置检测，由此可以在更广范围的环境照度下进行准确的位置检测。优选本发明的区域传感器还具备光强度传感器，其测定该区域传感器所放置的环境的红外线的强度；和传感器切换部，其根据通过上述光强度传感器测定的红外线的强度，在测定强度是规定值以上的情况下，将从上述可见光传感器得到的信息用作位置信息， 在测定强度不到规定值的情况下，将从上述红外光传感器得到的信息用作位置信息。在此，光强度是指照射到每一单位面积的光的累计辐射强度或者单位面积所接受的光通量(其也被称为照度)。因此，光强度传感器是指探测照射到每一单位面积的光的累计辐射强度或者照度的传感器。并且，红外线强度是指照射到每一单位面积的光(例如，λ =800 IOOOnm)的累计辐射强度。根据上述结构，在环境下的红外线的强度是规定值以上的情况下，通过可见光传感器进行位置检测，在环境下的红外线的强度不到规定值的情况下，通过红外光传感器进行位置检测，由此可以在更广范围的环境照度下进行准确的位置检测。另外，根据上述结构，传感器切换部可以根据周围的照度，选择是将来自可见光传感器的信息作为位置信息进行提取，还是将来自红外光传感器的信息作为位置信息进行提取。由此，可以在1个坐标提取电路中检测来自可见光传感器和红外光传感器这2种传感器的位置信息，因此，可以缩小电路规模。另外，根据上述结构，无需将来自可见光传感器和红外光传感器的信息分别作为位置信息进行读出，因此，还可以减少信息的处理量。由此， 可以抑制装置的成本，并且可以抑制功耗。优选在上述区域传感器中，上述红外线的强度的规定值按波长为800 IOOOnm的光的累计辐射强度是1. 00 1. 80mff/cm2的范围内的值。根据上述结构，在环境下的红外线强度是上述范围内的值以上的较高的情况下， 通过可见光传感器进行位置检测，在环境下的红外线强度是上述范围内的值以上的较低的情况下，通过红外光传感器进行位置检测，由此无论红外线的强度是怎样的值都可以进行良好的位置检测。由此，无论例如太阳光和荧光灯等对装置进行照射的光的种类如何，都可以进行良好的位置检测。优选本发明的区域传感器在该区域传感器所放置的环境的照度是规定值以上的情况下，上述位置检测部通过上述可见光传感器进行位置检测，在该区域传感器所放置的环境的照度不到规定值的情况下，上述位置检测部通过上述红外光传感器进行位置检测。通常，在周围环境较亮(即，周围的环境照度较高)的情况下，可见光传感器可以进行良好的位置检测。但是，例如在周围环境变暗的情况等在传感对象的反射光造成的传感器输出与环境光造成的传感器输出相等的状态来使用装置的情况下，不能通过传感对象物的反射特征和影特征这两者进行检测，因此，在仅使用可见光传感器的情况下，不能识别触摸的部分。但是，在可见光传感器和红外光传感器中，即使在周围环境相同的情况下，各自的传感器输出特性也不同。因此，如上所述，在环境照度是规定值以上的较亮的情况下，通过可见光传感器进行位置检测，在环境照度不到规定值的较暗的情况下，通过红外光传感器进行位置检测，由此可以在更广范围的环境照度下进行准确的位置检测。优选本发明的区域传感器还具备照度传感器，其测定该区域传感器所放置的环境的照度；和传感器切换部，其根据通过上述照度传感器测定的照度，在测定照度是规定值以上的情况下，将从上述可见光传感器得到的信息用作位置信息，在测定照度不到规定值的情况下，将从上述红外光传感器得到的信息用作位置信息。根据上述结构，在环境照度是规定值以上的较亮的情况下，通过可见光传感器进行位置检测，在环境照度不到规定值的较暗的情况下，通过红外光传感器进行位置检测，由此可以在更广范围的环境照度下进行准确的位置检测。另外，根据上述结构，传感器切换部可以根据周围的照度，选择是将来自可见光传感器的信息作为位置信息进行提取，还是将来自红外光传感器的信息作为位置信息进行提取。由此可以在1个坐标提取电路中检测来自可见光传感器和红外光传感器这2种传感器的位置信息，因此，可以缩小电路规模。另外，根据上述结构，无需将来自可见光传感器和红外光传感器的信息分别作为位置信息进行读出，因此，还可以减少信息的处理量。由此，可以抑制装置的成本，并且可以抑制功耗。优选在本发明的区域传感器中，上述可见光传感器和上述红外光传感器纵横地矩阵状地配置，并且上述可见光传感器和上述红外光传感器格状地交错地配置。根据上述结构，在光传感器的总数相同的情况下，与仅由1种光传感器构成的区域传感器的分辨率相比，可以将具备2种光传感器而造成的分辨率的降低抑制到最小限度。本发明的液晶显示装置具有液晶面板，所述液晶面板具备上述任一区域传感器。根据上述结构，具备上述任一区域传感器，由此可以实现在更广范围的环境照度下能够进行准确的位置检测的带区域传感器的液晶显示装置。为了解决上述课题，本发明的液晶显示装置的特征在于具备在有源矩阵基板和相对基板之间配置有液晶层的液晶面板，该液晶面板具有通过探测面板表面上的图像来检测从外部输入的位置的区域传感功能，所述液晶显示装置具备位置检测部，其具有包括探测所接受的可见光的强度的光传感元件的可见光传感器和包括探测所接受的红外光的强度的光传感元件的红外光传感器，通过该可见光传感器和该红外光传感器分别探测面板表面上的图像来检测输入位置；和背光源，其对上述液晶面板照射包括红外光的光。在本发明的液晶显示装置中，背光源照射包括红外光的光，由此通过设于位置检测部的红外光传感器，在手指、输入笔等触摸到检测对象面上的情况下，可以通过红外光的光量的强度来探测触摸到面板表面的哪一位置。另外，本发明的液晶显示装置的位置检测部包含如下2种传感器而构成包括接受可见光的光传感元件的可见光传感器和包括接受红外光的光传感元件的红外光传感器， 上述2种传感器所探测的光的波长区域彼此不同。根据上述结构，可以通过所探测的光的波长区域彼此不同的可见光传感器和红外光传感器，分别探测面板表面上的图像。可见光传感器和红外光传感器在彼此不同的环境照度的范围内，与另一传感器相比可以进行更准确的位置检测。因此，根据本发明的液晶显示装置，与仅使用了感光灵敏度不同的2种传感器的现有的带区域传感器的液晶显示装置相比，可以在更广范围的环境照度下进行良好的位置检测。优选在本发明的液晶显示装装置中，上述红外光传感器所包括的光传感元件上设有遮挡可见光的光学滤光片。根据上述结构，红外光传感器所包括的光传感元件可以接受由光学滤光片截断了可见光的光，因此，可以得到能够准确地探测所接受的红外光的强度的红外光传感器。优选在上述液晶显示装置中，上述光学滤光片是混合红色的颜料、绿色的颜料以及蓝色的颜料而形成的。根据上述结构，可以得到能够更可靠地遮挡可见光的光学滤光片。另外，可以使滤光片的厚度薄于层叠了彩色滤光片的构造。优选在上述液晶显示装置中，上述光学滤光片具有红色的彩色滤光片和蓝色的彩色滤光片的层叠构造。根据上述结构，可以得到能够可靠地遮挡可见光的光学滤光片。另外，通常在彩色液晶显示装置中，彩色滤光片层设于与有源矩阵基板相对配置的相对基板。因此，在与对设于该相对基板的彩色滤光片层上的红外光的强度进行探测的光传感元件对应的区域，形成上述彩色滤光片的层叠构造，由此可以在彩色滤光片的形成工序中同时还形成上述层叠构造。由此，可以不改变制造工序而容易且低廉地在液晶面板内形成分光灵敏度特性不同的2种传感器。优选本发明的液晶显示装置在该液晶显示装置所放置的环境的红外线的强度是规定值以上的情况下，上述位置检测部通过上述可见光传感器进行位置检测，在该液晶显示装置所放置的环境的红外线的强度不到规定值的情况下，上述位置检测部通过上述红外光传感器进行位置检测。通常，在周围环境较亮(即，周围的环境照度较高)的情况下，可见光传感器可以进行良好的位置检测。但是，例如在周围环境变暗的情况等在传感对象的反射光造成的传感器输出与环境光造成的传感器输出相等的状态使用装置的情况下，不能通过传感对象物的反射特征和影特征这两者进行检测，因此，在仅使用可见光传感器的情况下，不能识别触摸的部分。但是，在可见光传感器和红外光传感器中，即使在周围环境相同的情况下，各自的传感器输出特性也不同。并且，红外光传感器在外光的红外线强度较小的情况下，可以进行良好的位置检测。因此，如上所述，在环境下的红外线强度是规定值以上的情况下，通过可见光传感器进行位置检测，在环境下的红外线强度不到规定值的情况下，通过红外光传感器进行位置检测，由此可以在更广范围的环境照度下进行准确的位置检测。优选本发明的液晶显示装置还具备光强度传感器，其测定该液晶显示装置所放置的环境的红外线的强度；和传感器切换部，其根据通过上述光强度传感器测定的红外线的强度，在测定强度是规定值以上的情况下，将从上述可见光传感器得到的信息用作位置信息，在测定强度不到规定值的情况下，将从上述红外光传感器得到的信息用作位置信息。根据上述结构，在环境下的红外线的强度是规定值以上的情况下，通过可见光传感器进行位置检测，在环境下的红外线的强度不到规定值的情况下，通过红外光传感器进行位置检测，由此可以在更广范围的环境照度下进行准确的位置检测。另外，根据上述结构，传感器切换部可以根据周围的照度，选择是将来自可见光传感器的信息作为位置信息进行提取，还是将来自红外光传感器的信息作为位置信息进行提取。由此，可以在1个坐标提取电路中检测来自可见光传感器和红外光传感器这2种传感器的位置信息，因此，可以缩小电路规模。另外，根据上述结构，无需将来自可见光传感器和红外光传感器的信息分别作为位置信息进行读出，因此，还可以减少信息的处理量。由此， 可以抑制装置的成本，并且可以抑制功耗。优选在本发明的液晶显示装置中，上述红外线的强度的规定值按波长为800 IOOOnm的光的累计辐射强度是1. 00 1. 80mff/cm2的范围内的值。根据上述结构，在环境下的红外线强度是上述范围内的值以上的较高的情况下， 通过可见光传感器进行位置检测，在环境下的红外线强度是上述范围内的值以上的较低的情况下，通过红外光传感器进行位置检测，由此无论红外线的强度是怎样的值都可以进行良好的位置检测。由此，无论例如太阳光和荧光灯等对装置进行照射的光的种类如何，都可以进行良好的位置检测。优选本发明的液晶显示装置在该液晶显示装置所放置的环境的照度是规定值以上的情况下，上述位置检测部通过上述可见光传感器进行位置检测，在该液晶显示装置所放置的环境的照度不到规定值的情况下，上述位置检测部通过上述红外光传感器进行位置检测。通常，在周围环境较亮(即，周围的环境照度较高)的情况下，可见光传感器可以进行良好的位置检测。但是，例如在周围环境变暗的情况等在传感对象的反射光造成的传感器输出与环境光造成的传感器输出相等的状态使用装置的情况下，不能通过传感对象物的反射特征和影特征这两者进行检测，因此，在仅使用可见光传感器的情况下，不能识别触摸的部分。但是，在可见光传感器和红外光传感器中，即使在周围环境相同的情况下，各自的传感器输出特性也不同。因此，如上所述，在环境照度是规定值以上的较亮的情况下，通过可见光传感器进行位置检测，在环境照度不到规定值的较暗的情况下，通过红外光传感器进行位置检测，由此可以在更广范围的环境照度下进行准确的位置检测。优选本发明的液晶显示装置还具备照度传感器，其测定该液晶显示装置所放置的环境的照度；和传感器切换部，其根据通过上述照度传感器测定的照度，在测定照度是规定值以上的情况下，将从上述可见光传感器得到的信息用作位置信息，在测定照度不到规定值的情况下，将从上述红外光传感器得到的信息用作位置信息。根据上述结构，在环境照度是规定值以上的较亮的情况下，通过可见光传感器进行位置检测，在环境照度不到规定值的较暗的情况下，通过红外光传感器进行位置检测，由此可以在更广范围的环境照度下进行准确的位置检测。另外，根据上述结构，传感器切换部可以根据周围的照度，选择是将来自可见光传感器的信息作为位置信息进行提取，还是将来自红外光传感器的信息作为位置信息进行提取。由此，可以在1个坐标提取电路中检测来自可见光传感器和红外光传感器这2种传感器的位置信息，因此，可以缩小电路规模。另外，根据上述结构，无需将来自可见光传感器和红外光传感器的信息分别作为位置信息进行读出，因此，还可以减少信息的处理量。由此， 可以抑制装置的成本，并且可以抑制功耗。优选在本发明的液晶显示装置中，上述可见光传感器和上述红外光传感器沿着设于上述液晶面板的多个像素的配置纵横地矩阵状地配置，并且上述可见光传感器和上述红外光传感器格状地交错地配置。根据上述结构，在光传感器的总数相同的情况下，与仅由1种的光传感器构成的区域传感器的分辨率相比，可以将具备2种光传感器而造成的分辨率的降低抑制到最小限度。发明效果本发明的区域传感器具备位置检测部，其具有包括探测所接受的可见光的强度的光传感元件的可见光传感器和包括探测所接受的红外光的强度的光传感元件的红外光传感器，通过该可见光传感器和该红外光传感器分别探测检测对象面上的图像来检测输入位置；和发光部，其对上述位置检测部从背面照射包括红外光的光。根据本发明的区域传感器，与仅使用了感光灵敏度不同的2种传感器的现有的区域传感器相比，可以在更广范围的环境照度下进行良好的位置检测。另外，本发明的液晶显示装置具备位置检测部，其具有包括探测所接受的可见光的强度的光传感元件的可见光传感器和包括探测所接受的红外光的强度的光传感元件的红外光传感器，通过该可见光传感器和该红外光传感器分别探测面板表面上的图像来检测输入位置；和背光源，其对上述液晶面板照射包括红外光的光。因此，根据本发明的液晶显示装置，与仅使用了感光灵敏度不同的2种传感器的现有的带区域传感器的液晶显示装置相比，可以在更广范围的环境照度下进行良好的位置检测。


图1是示出图2所示液晶显示装置所具备的液晶面板中的各传感器的结构的平面图。图2是示出本发明的第1实施方式的液晶显示装置的结构的示意图。图3是示出设置于图1所示的液晶面板的传感器A(可见光传感器)的结构的示意图。图4是示出设置于图1所示的液晶面板的传感器B (红外光传感器)的结构的示意图。图5的(a)是示出图3所示可见光传感器的X-X'部分的结构的截面图，(b)是示出图4所示红外光传感器的Y-Y'部分的结构的截面图，(c)是示出图3所示可见光传感器和图4所示红外光传感器的Z-Z'部分的结构的截面图。(d)示出具有与(b)不同的构造的红外光传感器，是示出图4所示红外光传感器的Y-Y'部分的结构的截面图。图6是用于说明图1所示液晶面板的结构的示意图。
图7的(a)是示出具有图5的(b)所示构造的光学滤光片的各波长的光的透射率的坐标图，(b)是示出具有图5的(d)所示构造的光学滤光片的各波长的光的透射率的坐标图。图8的(a)是示出图6所示液晶面板20的传感器A的分光灵敏度(各波长的传感器输出)的坐标图，(b)是示出图6所示液晶面板20的传感器B的分光灵敏度(各波长的传感器输出)的坐标图。图9的(a) (d)是示出设置于图1所示液晶面板的光强度传感器的结构例的示意图。图10的(a)是示出在使用了传感器A的情况下的识别图像的示意图，(b)是示出在使用了传感器B的情况下的识别图像的示意图。图11的(a)是示出通过传感器A进行探测的情况所优选的对象照度范围的示意图，(b)是示出通过传感器B进行探测的情况所优选的对象照度范围的示意图，(c)是示出用传感器A和传感器B两者进行探测的情况的对象照度范围的示意图。图12的(a)是示出传感器A和传感器B格状地交错地配置的液晶面板的结构例的示意图，(b)是示出传感器A和传感器B按1列1列交替地配置的液晶面板的结构例的示意图。图13是示出传感器A和传感器B格状地交替地配置的液晶面板的构造的例子的示意图。图14是示出本发明的第2实施方式的液晶显示装置的结构的示意图。图15是示出图14所示液晶显示装置所具备的液晶面板的各传感器的结构的平面图。图16是示出本发明的一种实施方式的区域传感器的结构的示意图。
具体实施例方式[实施方式1]下面根据图1 图13说明本发明的一种实施方式。此外，本发明不限定于此。在本实施方式中，说明具备区域传感功能(具体地说，触摸面板功能)的触摸面板一体型的液晶显示装置。首先，参照图2来说明本实施方式的触摸面板一体型液晶显示装置的结构。图2 示出的触摸面板一体型液晶显示装置100(也简称为液晶显示装置100)具有通过设置于每一像素的光传感元件探测显示面板的表面的图像来检测输入位置的触摸面板功能。如图2所示，本实施方式的触摸面板一体型液晶显示装置100具备液晶面板 20 (位置检测部)以及对设置于液晶面板20的背面侧的该液晶面板照射光的背光源10 (发光部)。液晶面板20具有如下构造具备多个像素矩阵状地进行排列的有源矩阵基板21 和与其相对而配置的相对基板22，而且，在这2个基板之间夹持着作为显示介质的液晶层 23。此外，在本实施方式中，没有特别限定液晶面板20的显示模式，可以使用TN模式、IPS 模式、VA模式等所有显示模式。另外，在液晶面板20的外侧，夹着液晶面板20而分别设有表面侧偏光板40a和背面侧偏光板40b。各偏光板40a和40b发挥作为起偏镜的功能。例如，在封入到液晶层的液晶材料是垂直取向型的情况下，通过将表面侧偏光板40a的偏振方向与背面侧偏光板40b的偏振方向配置为相互成为正交尼科尔的关系，由此可以实现常黑模式的液晶显示装置。对于有源矩阵基板21，设有作为用于驱动各像素的开关元件的TFT(未图示)、取向膜(未图示)、可见光传感器31A、红外光传感器31B、光强度传感器(照度传感器)50等。 可见光传感器31A、红外光传感器31B以及光强度传感器50包括设置于各像素区域的光传感元件30而构成。另外，对于相对基板22，虽然未图示，但是形成有彩色滤光片层、相对电极以及取向膜等。彩色滤光片层由具有红(R)、绿(G)、蓝(B)的各种颜色的着色部和黑矩阵构成。如上所述，在本实施方式的触摸面板一体型液晶显示装置100中，在各像素区域设有光传感元件30，由此形成有可见光传感器31A和红外光传感器31B。该可见光传感器 31A和红外光传感器31B分别探测面板表面上的图像，由此实现检测从外部输入的位置的区域传感器。并且，在手指、输入笔接触液晶面板20的表面(检测对象面100a)的特定位置的情况下，光传感元件30可以读取该位置，对装置输入信息，执行目标动作。这样，在本实施方式的液晶显示装置100中，可以通过光传感元件30实现触摸面板功能。光传感元件30由光敏二极管或者光敏晶体管形成，流过与所接受的光的强度对应的电流，由此探测感光量。TFT和光传感元件30也可以是在有源矩阵基板21上，通过大致相同的工艺形成为单片。即，光传感元件30的一部分的构成构件也可以与TFT的一部分的构成构件同时形成。可以根据现有公知的光传感元件内置型液晶显示装置的制造方法来进行这种光传感元件的形成方法。光强度传感器50是测定液晶显示装置100所放置环境下的外光的强度(将其称为环境光强度)。在本实施方式中，作为构成光强度传感器50的光传感元件，使用了与构成区域传感器的光传感元件30相同结构的光传感元件30。后述光强度传感器50的具体的结构。背光源10对液晶面板20照射光，但是在本实施方式中，除了白色光以外，背光源 10还对液晶面板20照射红外光。照射包括这种红外光的光的背光源可以用公知的方法来实现。另外，在图2中虽未示出，但是在本发明的液晶显示装置中，也可以在有源矩阵基板21和相对基板22的外侧，作为光学补偿元件，分别设置表面侧相位差板和背面侧相位差板。另外，在图2中，示出了对液晶面板20进行显示驱动的液晶驱动电路60以及用于驱动区域传感器的区域传感器控制部70。对于区域传感器控制部70，还示出其内部结构。 此外，对于本实施方式的液晶驱动电路的结构，可以使用现有公知的结构。如图2所示，在区域传感器控制部70内，设有时序产生电路71、区域传感器驱动电路72、区域传感器读出电路73、坐标提取电路74、接口电路75、光强度传感器读出电路76 以及光强度测定部77。时序产生电路71产生用于同步地控制各电路的动作的时序信号。区域传感器驱动电路72提供用于驱动各光传感元件30的电源。
区域传感器读出电路73从流过根据感光量不同而值不同的电流的光传感元件30 接受感光信号，从所得到的电流值算出感光量。坐标提取电路74根据由区域传感器读出电路73算出的各光传感元件30的感光量，算出对液晶面板的表面(检测对象面100a)进行触摸的手指的坐标。接口电路75将在坐标提取电路74中算出的手指的坐标信息(位置信息)向液晶显示装置100的外部输出。液晶显示装置100通过该接口电路75与PC等连接。光强度传感器读出电路76从光强度传感器50内所包括的光传感元件30接受感光信号，从所得到的电流值算出感光量。光强度测定部77根据由光强度传感器读出电路76算出的光传感元件30的感光量，算出装置所放置环境的光强度(具体地说，红外线的强度、照度(亮度)等)。在此，根据所得到的环境光强度，坐标提取电路74决定是提取来自可见光传感器31A所包括的光传感元件30的感光信号，还是提取来自红外光传感器31B所包括的光传感元件30的感光信号。由此，可以根据周围的环境光强度，适当分开使用可见光传感器31A和红外光传感器 31B。此外，虽未图示，但是在区域传感器控制部70内，还设有用于驱动构成光强度传感器的各光传感元件30的驱动电路等。另外，在本实施方式中，构成区域传感器和光强度传感器的各光传感元件可以通过相同的设计和工艺(制造工序)进行制造，因此，也可以将区域传感器驱动电路72用作用于驱动构成光强度传感器的各光传感元件30的驱动电路。液晶显示装置100通过具有上述结构，在手指或者输入笔触摸装置的表面(检测对象面100a)的情况下，形成于液晶面板20内的光传感元件30将手指或者输入笔作为图像进行捕捉，由此可以检测输入位置。接着，说明设置于液晶面板20的各传感器(可见光传感器31A、红外光传感器31B 以及光强度传感器50)的结构。在下面的说明中，将可见光传感器31A作为传感器A，将红外光传感器31B作为传感器B。在图1中，示意地示出液晶面板20的显示区域(有源区域)20a内的各传感器的结构。在图1中，虽未示出液晶面板20内的具体的结构，但是在液晶面板20内，多个数据信号线和多个栅极信号线相互交叉地配置，在各交叉部的附近通过TFT配置有像素电极。另外，在液晶面板20内的相对基板22上设置的彩色滤光片层中，在与各像素电极相对的位置形成红(R)、绿(G)或者蓝(B)的着色部，由此可以分别得到红色的像素电极、绿色的像素电极、蓝色的像素电极。一个像素由包括R的像素电极、G的像素电极以及B的像素电极的3 个像素电极构成。由此，在液晶面板20内，多个像素纵横地矩阵状地配置。如图1所示，在本实施方式的液晶面板20中，配置于显示区域20a内最外周区域的各像素所设置的光传感元件30被用作光强度传感器50。另外，对显示区域20a内最外周区域以外的各像素也设置光传感元件30，该各光传感元件构成传感器A或者传感器B的任一个。如图1所示，传感器A和传感器B沿着各像素的配置纵横地矩阵状地配置。而且，在本实施方式中，传感器A和传感器B格状地交错地配置。在图3中，示出传感器A的更详细的结构。另外，在图4中，示出传感器B的更详细的结构。如这些图所示，在1个单位的传感器A内和1个单位的传感器B内，分别包括由4像素X4像素构成的合计16个像素。此外，一个像素如上所述由R、G、B的3个像素电极构成。如图3所示，在传感器A内，包括多个光传感元件30，分为探测所接受的可见光的强度的光传感元件30a和用于进行该光传感元件30a的温度补偿的暗电流补偿用光传感元件30c这2种。另外，如图4所示，在传感器B内，包括多个光传感元件，分为探测所接受的红外光的强度的光传感元件30b和用于进行该光传感元件30b的温度补偿的暗电流补偿用光传感元件30c这2种。在此，所谓暗电流补偿用光传感元件30c是为了实现更高精度的传感器，为了对因为温度等外在原因而发生变化的光传感器的检测特性进行补偿而设置的校正用传感器。 暗电流补偿用光传感元件30c可以使用现有公知的手法来形成。传感器A所包括的光传感元件30c和传感器B所包括的光传感元件30c具有相同的构造。在图5的(a) (c)中，分别示出光传感元件30a、光传感元件30b、光传感元件 30c的截面结构。图5的(a)示出图3的可见光传感器31A的X-X’部分的截面结构，图5 的(b)示出图4的红外光传感器31B的Y-Y’部分的截面结构，图5的(c)示出可见光传感器31A和红外光传感器31B的Z-Z’部分的截面结构。另外，在图5的(d)中，示出光传感元件30b的其它的结构例。即使在图5的(d) 中，也与图5的(b)所示的光传感元件30b相同地，示出图4的红外光传感器31B的Y-Y’ 部分的截面结构。图5的(a)示出的光传感元件30a具有形成于有源矩阵基板21上的光传感元件 30。对于用于探测可见光的强度的光传感元件30a的结构，可以使用与设置于现有的触摸面板一体型的液晶显示装置的光传感元件相同的结构。图5的(b)示出的光传感元件30b与光传感元件30a相同地，具有在有源矩阵基板21上形成的光传感元件30。并且，对光传感元件30b，在相对基板22侧的与配置有光传感元件30的区域相对应的位置，设有遮挡可见光的光学滤光片25 (25A)。光学滤光片25A 具有形成彩色滤光片层的着色部的红色的彩色滤光片25R与蓝色的彩色滤光片25B的层叠构造。由此，可以遮挡射入到光传感元件30的光的成分中的可见光成分。此外，在本实施方式中，如图5的(a)所示，在配置有光传感元件30a的区域的相对基板22上，也设有与设置于光传感元件30b上的光学滤光片25相同构造的光学滤光片 25，在光传感元件30b的正上部分，设有用于使光(整个波长区域的光)透射的开口部25c。 这样，对传感器A也设置光学滤光片25，由此可以在具有传感器A的像素和具有传感器B的像素之间，防止显示的呈现方式产生不同。在此，优选在将基板上的各层的层叠方向上的光传感元件30与光学滤光片25之间的距离设为dl的情况下，沿着基板表面的方向上的光传感元件30的端部与光学滤光片 25的端部(开口部25c的端部)之间的距离d2成为下面的值以上。d2 = dl+a在此，上述α是对光传感元件30和光学滤光片25的成品尺寸公差加上有源矩阵基板21与相对基板22的贴合公差后的值(距离)。由此，在传感器A中，从面板表面来看， 可以可靠地防止光传感元件30与光学滤光片25重叠配置。
图5的(c)示出的光传感元件30c与光传感元件30a相同地具有在有源矩阵基板21上形成的光传感元件30。但是，对于光传感元件30c，作为与光传感元件30a不同的结构，在相对基板22侧的与配置有光传感元件30的区域相对应的位置，设有遮挡光的黑矩阵27。由此，可以从光传感器30c得到的光伏电流中排除光的强度造成的光伏电流，可以探测因为光的强度以外的原因(例如，温度等)而产生的光伏电流。并且，通过从光传感元件30a和光传感元件30b的检测值中分别减去光传感元件30c的检测值，由此可以进行光传感元件30a和光传感元件30b的校正。另外，图5的(d)示出的光传感元件30b与光传感元件30a相同地，具有在有源矩阵基板21上形成的光传感元件30。但是，对于光传感元件30b，作为与光传感元件30a不同的结构，在相对基板22侧的与配置有光传感元件30的区域相对应的位置，设有遮挡可见光的光学滤光片25D。光学滤光片25D是混合红色的颜料、绿色的颜料以及蓝色的颜料而形成的。由此，可以遮挡射入到光传感元件30的光的成分中的可见光成分。如上所述，在本实施方式的液晶面板20中，通过在与现有相同结构的光传感元件 30上设置或者不设置光学滤光片25A(或者光学滤光片25D)(换言之，对在光传感元件30 上形成的光学滤光片25设置或者不设置开口部25c)，也可以分别实现2种传感器A和传感器B。关于该点，参照图6 图8进行说明。在图6中，示出将设有传感器A的液晶面板20c与光学滤光片构造沈组合后来实现本实施方式的液晶面板的例子。此外，图6的右上段示出的坐标图是示出传感器A的分光灵敏度(各波长的传感器输出)的坐标图，右中段示出的坐标图是示出光学滤光片构造 26所设的可见光遮挡部^a的分光透射率(各波长的光的透射率)的坐标图。图6示出的液晶面板20c具有上述传感器A (可见光传感器)纵横地矩阵状地配置的结构。在此，传感器A如右上段的坐标图所示，在从可见光到红外光的整个波长区域具有某一程度的灵敏度。另外，图6示出的光学滤光片构造沈具有可见光遮挡部26a和可见光透射部26b 格状地交错地配置的结构。各可见光遮挡部^a和各可见光透射部26b的平面形状和大小与传感器A的平面形状和大小相同。在图6的右中段的坐标图中，示出光学滤光片构造沈的可见光遮挡部26a中的分光透射率。如该坐标图所示，可见光遮挡部26a遮挡可见光(即，780nm以下的波长)。作为可见光遮挡部的原材料，只要具有遮挡可见光(即，780nm以下的波长)，使红外光透射的特性，则可以使用任何原材料。作为可见光遮挡部26a的构造的具体例子，可以举出如上述光学滤光片25A那样， 层叠了红色的彩色滤光片25R和蓝色的彩色滤光片25B，或者，如上述光学滤光片25D那样， 是混合红色的颜料、绿色的颜料以及蓝色的颜料而形成的结构。根据光学滤光片25A，通过组合红色和蓝色的彩色滤光片，可以可靠地遮挡可见光。另外，除此以外，还具有可以对设置于液晶面板20的相对基板22的彩色滤光片层组合光学滤光片构造26的优点。另外，根据光学滤光片25D，与层叠彩色滤光片而得到的光学滤光片25A相比，可以进一步提高可见光遮挡性能。关于该点，参照图7进行说明。在图7的(a)中，示出光学滤光片25A的分光透射率，在图7的(b)中，示出光学滤光片25D的分光透射率。
在层叠红色的彩色滤光片25A和蓝色的彩色滤光片25B而构成的光学滤光片25A 中，如图7的(a)所示，可知在波长为350 500nm和波长为700nm附近的可见光区域(图 7的(a)中用虚线框包围的部分)的光的透射率变高，不能充分地遮挡该区域的可见光。与此相对地，在混合RGB各色颜料而形成的光学滤光片25D中，如图7的(b)所示，与光学滤光片25A相比可以大幅度地减少可见光区域的漏光。另外，在光学滤光片25D中，混合彩色滤光片所用的各色颜料来形成滤光片，因此，与层叠了 RGB各色的彩色滤光片的结构相比， 可以使膜厚变薄。在光学滤光片构造沈的可见光透射部26b中，在与传感器A的光传感元件30a的感光部相对应的位置形成有开口部。由此，整个波长区域的光射入到光传感元件30a的感光部。此外，可见光透射部^b的开口部以外的区域由与可见光遮挡部26a相同构造的光学滤光片形成。在图13中，示意地示出在光学滤光片25中形成开口部25c的传感器A和形成有不具有开口部的光学滤光片25的传感器B交替地配置的构造。将上述光学滤光片构造沈插入到上述液晶面板20c，由此，如图6所示，得到传感器A和传感器B格状地交错地配置的液晶面板20。在图8的(a)中，示出图6所示液晶面板20的传感器A的分光灵敏度，在图8的(b)中，示出图6所示液晶面板20的传感器B的分光灵敏度。如图8的(a)所示，可知传感器A对可见光区域和红外区域的波长产生反应，可以探测包括可见光和红外光两者的光的强度。另外，如图8的(b)所示，传感器B仅对红外区域的波长产生反应，可以探测红外光的强度。根据上述结构，在液晶面板20中，传感器A和传感器B这2种光传感器可以分别探测面板表面上的图像。即，在液晶面板20中，可以使用如下2种方法进行输入位置的检测使用传感器A带来的触摸面板功能的输入位置的检测以及使用传感器B带来的触摸面板功能的输入位置的检测。接着，说明作为设置于液晶面板20的另一个传感器的光强度传感器50。如图1所示，对于本实施方式的液晶面板20，在其显示区域20a的最外周区域配置光强度传感器50。即，光强度传感器50由光传感元件30构成，所述光传感元件30在位于在显示区域内纵横地矩阵状地配置的像素的最外周的各像素内形成。并且，光强度传感器 50包围矩阵状地配置的传感器A和传感器B的周围而配置。这样，在本实施方式中，通过配置于显示区域的最外周区域的多个光传感元件30， 构成光强度传感器50，采用从构成光强度传感器50的各光传感元件30得到的感光量的平均值，将其作为环境光强度进行算出。另外，本实施方式的光强度传感器50的感光灵敏度与显示区域内所设的可见光传感器31A的感光灵敏度相比，成为l/n(在此，η是大于1的任意的数)。由此，使光强度传感器50的输出低于可见光传感器31Α，且在可见光传感器3IA中，在输出高于饱和时的光强度的光强度下，传感器输出趋于饱和。由此，在希望测定的光强度范围内，传感器输出不会饱和，可以准确地测定较广范围的环境光强度。在图9的(a) (d)中，示出构成光强度传感器50的光传感元件的结构例。如图9的(a) (d)所示，光传感元件30连接到位于显示区域内最外周区域的各像素所设的TFT63的漏极电极。此外，在图9的(a) (d)中，还示出连接到TFT63的栅极信号线61和数据信号线62。图9的(a)示出的光强度传感器50是Ii1个(在此，Ii1是2以上的整数)光传感元件30中仅1个光传感元件30接受外光的结构。因此，如图所示，在Ii1个光传感元件30 中的(叫-1)个光传感元件30上设置遮光构件51，在1个光传感元件30上的遮光构件51 中形成开口部51a。根据这种结构，与不设置遮光构件的情况相比，可以使构成光强度传感器50的多个光传感元件30作为整体接受的光量成为IAi1。因此，可以使光强度传感器50 的感光灵敏度成为可见光传感器3IA的感光灵敏度的IAi1。此外，作为遮光构件51的材料，可以适当使用不使光透射的原材料。作为遮光构件51的材料，具体地可以举出金属材料、黑色树脂等。例如，遮光构件51可以使用炭黑来形成，所述炭黑构成了形成于相对基板22的彩色滤光片层。在这种情况下，在彩色滤光片层的形成工序中，图案化炭黑，使炭黑位于与构成光强度传感器50的光传感元件30中规定数量的光传感元件30d相对应的区域即可。另外，从可以更可靠地遮挡光这一点来看，优选将金属材料用作遮光构件。图9的(b)示出的光强度传感器50采用如下结构n2个(在此，η是2以上的整数)光传感元件30中仅1个光传感元件30与用于驱动该传感元件的配线(即，数据信号线62)连接。即，在(Ii2-I)个光传感元件30中，如图9的(b)的A所示，TFT63的源极电极侧的配线与数据信号线分离。未连接到光强度传感器驱动电路78的光传感元件30不发挥作为光强度传感器的功能，因此，在上述结构中，n2个元件中仅1个发挥作为光强度传感器的功能。根据上述结构，与所有的光传感元件30与数据信号线62连接的情况相比，可以使构成光强度传感器50的多个光传感元件30作为整体所探测的光量成为l/n2。因此，可以使光强度传感器50的感光灵敏度成为可见光传感器31A的感光灵敏度的l/n2。图9的(c)示出的光强度传感器50是在构成光强度传感器50的各光传感元件30 上设有使透射光量减少为1/n的减光滤光片M的结构。根据这种结构，与未设有减光滤光片M的情况相比，可以使构成光强度传感器50的各光传感元件30所接受的光量成为1/n。 因此，可以使光强度传感器50的感光灵敏度成为可见光传感器31A的感光灵敏度的1/n。作为这种减光滤光片M，可以使用宽带的ND (Neutral Dencity 中密度)滤光片。 所谓ND滤光片是一律降低分光透射率的滤光片，有吸光型、反射型、复合型等。图9的(d)示出的光强度传感器50是在构成光强度传感器50的各光传感元件30 上设有遮光构件阳的结构。对于该遮光构件阳，形成有具有光传感元件30的感光部的面积的1/n的面积的开口部55a。根据这种结构，与未设有遮光构件55的情况相比，可以使构成光强度传感器50的各光传感元件30所接受的光量成为1/n。因此，可以使光强度传感器 50的感光灵敏度成为可见光传感器31A的感光灵敏度的1/n。此外，作为遮光构件55的材料，可以适当使用不使光透射的原材料。作为遮光构件55的材料，具体地可以举出金属材料、黑色树脂等，但是从可以更可靠地遮挡光的理由出发，优选金属材料。此外，虽未在图9的(a) (d)中示出，但是在光强度传感器50中，与可见光传感器31A和红外光传感器31B相同地，作为用于对因为温度等外在原因而发生变化的光传感器的检测特性进行补偿的校正用传感器，也可以包括暗电流补偿用光传感元件。
如上所述，在本实施方式中，使光传感元件作为光强度传感器用光传感元件，所述光传感元件针对构成区域传感器的光传感元件使灵敏度下降规定的比例。并且，关于光传感元件本身的构造(即，构成光传感元件的光敏二极管、光敏晶体管等构造)，区域传感器用光传感元件(例如，光传感元件30a、30b等)与光强度传感器用光传感元件30采用相同的结构。因此，可以使光强度传感器的传感特性和区域传感器(可见光传感器和红外光传感器)的传感特性一致。根据上述结构，通过使光强度传感器用光传感元件的感光灵敏度下降规定的比例，可以准确地测定较广范围的环境光强度。另外，可以使光强度传感器的传感特性与作为显示区域内的区域传感器而使用的光传感元件相同，因此，可以将通过光强度传感器得到环境光强度准确地反映到区域传感器用光传感元件。另外，在仅对显示区域的一部分的区域(点的区域)设置光强度传感器的情况下， 对于光强度传感器，当用手指等触摸面板表面时，手掌等位于光强度传感器上时，通过光强度传感器探测的光强度可能成为低于实际的环境光强度的值。但是，如果在显示区域的最外周区域设置光强度传感器，则与仅对显示区域的一部分的区域设置光强度传感器的情况相比，光强度传感器所接受的光被手掌等遮住的比例变小，因此，可以得到更准确的环境光强度。另外，当在显示区域内配置光强度传感器时，在显示图像内该光强度传感器部分成为黑点而被视认，但是如上所述，在显示区域的最外周配置光强度传感器，由此可以实现不对显示图像带来影响的光强度传感器。另外，在本实施方式中，如图1所示，在构成光强度传感器50的光传感元件30中， 也可以包括探测可见光的强度的传感器(将其作为光强度传感器A)和探测红外光的强度的传感器(将其作为光强度传感器B)这2种传感器。在图1中，对于构成光强度传感器50 的光传感元件30附上影线。光强度传感器A的基本的结构与图3和图5的(a)示出的可见光传感器31A相同， 光强度传感器B的基本的结构与图4和图5的(b)示出的红外光传感器31B相同。但是， 光强度传感器A与可见光传感器3IA相比，其感光灵敏度下降规定的比例。另外，光强度传感器B与红外光传感器3IA相比，其感光灵敏度下降规定的比例。这样，包括2种光强度传感器，由此可以根据情况适当选择与红外光的强度相应的区域传感器的切换以及与可见光的强度相应的区域传感器的切换。即，在使用光强度传感器50所包括的光强度传感器A的情况下，根据红外光的强度，决定使用可见光传感器31A 和红外光传感器31B的任一个来进行位置检测，在使用光强度传感器50所包括的光强度传感器B的情况下，根据可见光的强度(即，照度)，决定使用可见光传感器31A和红外光传感器3IB的任一个来进行位置检测。接着，说明在本实施方式的液晶显示装置100中，进行输入位置的检测的方法。在本实施方式的液晶显示装置100中，进行如下切换根据由光强度传感器50检测的光强度，是进行使用了可见光传感器3IA (传感器A)的位置检测，还是进行使用了红外光传感器31B(传感器B)的位置检测。可以着眼于在特定的光强度范围内，使用哪一传感器的情况下可以进行更准确的位置检测这一点来决定该传感器的切换。在此，说明对于各个传感器A和传感器B擅长的光强度范围(可以进行准确的位置检测的光强度范围)和不擅长的光强度范围(位置检测有可能产生误差的光强度范围)。
在图10的(a)和图10的(b)中，示出在使用了传感器A的情况和使用了传感器 B的情况下，在区域传感器控制部70中，如何进行面板表面中触摸到的部分的识别。图10 的(a)是使用了传感器A的情况，图10的(b)是使用了传感器B的情况。在使用了传感器A的情况下，如图10的(a)所示，手指等触摸的部分Tl与其它部分相比成为较暗的图像。其原因是在触摸的部分，外光被遮住，因此光传感元件30a的感光量少于其它区域的光传感元件30a。与此相对地，在使用了传感器B的情况下，如图10的 (b)所示，触摸的部分T2与其它部分相比成为较亮的图像。其原因是从液晶显示装置100的背光源10照射包括红外光的光，在触摸的部分，红外光被触摸到面板表面的手指等反射， 与此相对地，在未触摸的部分，红外光向液晶面板外逃逸(参照图2)。并且，传感器A具有上述特性，由此通过传感器A进行位置检测时的优选的照度范围如图11的(a)所示，是较亮的1万勒克斯(Ix) 10万勒克斯(IX)。其原因是在较暗的环境下，通过可见光难以区别触摸的部分和未触摸的部分。并且，在这种较暗的环境下，特别是在液晶面板20中进行白显示等较亮的图像显示，手指等触摸到该较亮的图像显示区域的情况下，触摸的部分也会作为较亮的图像而被传感器A识别，因此，易于产生误识别。另一方面，传感器B具有上述特性，由此通过传感器B进行位置检测时的优选的照度范围如图11的(b)所示。如该图所示，在外光是荧光灯带来的照射光的情况下，在所有照度范围(具体地说，0 10万勒克斯(Ix))内，可以进行良好的位置检测。其原因是在荧光灯中不包括红外光，因此，可以不受环境光强度的影响而进行位置检测。另外，在外光是太阳光的情况下，较暗的0 1万勒克斯(Ix)成为优选的照度范围。其原因是在太阳光中包括红外光，因此，在太阳光较强的情况下，红外光的强度变高，即使在未触摸部分的光传感器30b中，红外光也会被探测到。在用红外线的强度来表示通过传感器B进行位置检测时的优选的光强度范围的情况下，如果液晶显示装置100所放置的环境的红外线强度是1. 00 1. 80mff/cm2的范围内的值以下，则可以进行良好的位置检测。此外，此处的红外线的强度用波长为800 IOOOnm 的光的累计辐射强度来表示。因此，在本实施方式的液晶显示装置100中，例如，可以将传感器A和传感器B各自的对象照度范围如图11的(C)所示地分开，根据光强度传感器50所探测的环境照度存在于哪一对象照度范围内，来进行所用传感器的切换。在图11的(c)示出的例子中，在照度是0勒克斯(Ix)以上且不到1万勒克斯(Ix)的范围内的情况下，通过传感器B进行位置检测，在照度是1万勒克斯(Ix)以上且10万勒克斯(Ix)以下的范围内的情况下，通过传感器A进行位置检测。另外，作为其它的切换方法，可以根据液晶显示装置100所放置的环境的红外线的强度是不是规定值以上来进行所用传感器的切换。在此，优选上述的规定值是1.00 1. 80mff/cm2的范围内的值。在进行这种传感器的切换的情况下，通过图2示出的区域传感器控制部70，如下地进行处理。首先，以被光强度传感器50探测的信息为基础，通过光强度传感器读出电路76和光强度测定部77来算出环境光强度。与此并行地，通过区域传感器读出电路73来读取被传感器A和传感器B探测的位置信息。通过区域传感器读出电路73得到的传感器A和传感器B的位置信息被送到坐标提取电路74 (传感器切换部)。在坐标提取电路74中，根据从光强度测定部77发送的环境光强度的信息，来决定使用被传感器A探测的位置信息以及被传感器B探测的位置信息中的哪一个来进行位置检测。下面，说明在使用光强度传感器A进行区域传感器的切换的情况，以及在使用光强度传感器B进行区域传感器的切换的情况的各自的情况。(1)使用光强度传感器A进行区域传感器的切换的情况在坐标提取电路74中，根据从光强度测定部77发送的环境照度(环境光强度) 的信息，在所发送的环境照度例如是1万勒克斯以上的情况下，如图10的(a)所示，将白色区域内以黑色示出的区域(Tl)识别为输入位置。另一方面，在从光强度测定部77发送的环境照度例如是不到1万勒克斯的情况下，如图10的(b)所示，将暗区域内以白色示出的区域(T2)识别为输入位置。这样，在坐标提取电路74中，根据环境照度是否是阈值(例如，1万勒克斯)以上，来改变输入位置的检测方法。并且，在环境光强度是阈值以上的情况下，将通过传感器 A得到的信息用作位置信息来检测输入位置，在环境照度不到阈值的情况下，将通过传感器 B得到的信息用作位置信息来检测输入位置。(2)使用光强度传感器B进行区域传感器的切换的情况在坐标提取电路74中，根据从光强度测定部77发送的红外线强度(环境光强度) 的信息，在所发送的红外线强度是规定值(例如1. 40mff/cm2)以上的情况下，如图10的(a) 所示，将白色区域内以黑色示出的区域(Tl)识别为输入位置。另一方面，在从光强度测定部77发送的环境照度不到规定值(例如1.40mW/cm2)的情况下，如图10的(b)所示，将暗区域内以白色示出的区域(T2)识别为输入位置。这样，在坐标提取电路74中，根据环境下的红外线强度是不是阈值以上来改变输入位置的检测方法。并且，在环境下的红外线强度是阈值以上的情况下，将通过传感器A得到的信息用作位置信息来检测输入位置，在环境下的红外线强度不到阈值的情况下，将通过传感器B得到的信息用作位置信息来检测输入位置。此外，优选作为上述红外线强度的规定值(阈值)，选择例如1. 00 1. 80mff/cm2 的范围内的值。如上所述，在坐标提取电路74中得到的位置信息通过接口电路75向外部输出。如上所述，在本实施方式的液晶显示装置100中，坐标提取电路74可以根据环境光强度来改变输入位置的检测方法。因此，可以不用分别设置传感器A用坐标提取电路和传感器B用坐标提取电路，而通过1个坐标提取电路来进行来自2种传感器的位置检测。由此，可以缩小电路规模，并且还可以减少信息的处理量。如上所述，在本实施方式的液晶显示装置100中，可以分别使用探测可见光的传感器A和探测红外光的传感器B这2种传感器来进行位置检测。由此，可以根据各自擅长的照度范围或者红外光的强度范围来分开使用各传感器，与仅使用感光灵敏度不同的2种传感器的区域传感器相比，可以在更广范围的环境光强度下进行准确的位置检测。而且，在本实施方式的液晶显示装置100中，根据环境光强度，切换坐标提取的方法，由此根据来自任一方的传感器的探测信息，进行所触摸的位置的坐标提取。因此，可以通过1个坐标提取电路从2种传感器进行坐标提取。
在上述实施方式中，举例并说明了传感器A和传感器B格状地交错地配置的结构， 但是本发明不限定于这种结构。传感器A和传感器B可以不规则地配置，传感器A和传感器B也可以按1列1列交替地配置。但是，从可以将具备2种光传感器带来的分辨率的下降抑制到最小限度这一点来看，优选如本实施方式那样，传感器A和传感器B格状地交错地配置。关于该点，参照图12的(a) (b)进行说明。图12的(a)是传感器A和传感器B格状地交错地配置的例子，图12的(b)是传感器A和传感器B按1列1列交替地配置的例子。例如，当将仅纵横地矩阵状地配置传感器A的情况下的传感器A的分辨率设为 60dpi(点/英寸)时，如图12的(a)所示，在格状地配置2种传感器(传感器A和传感器B)
的情况下，横向(χ方向)和纵向(y方向)的分辨率均成为(1/W) X60^42dpi)o与此相对地，如图12的(b)所示，按1列1列交替地配置2种传感器(传感器A和传感器B)的情况下，横向(χ方向)的分辨率保持60dpi的原样，另一方面，纵向(y方向) 的分辨率成为1/2X60 = 30dpi。在这种情况下，作为整体的分辨率成为分辨率较小的纵向的分辨率。另外，在横向和纵向，产生分辨度的差异。这样，通过格状地配置传感器A和传感器B，在光传感器的总数相同的情况下，与仅由1种光传感器构成的区域传感器的分辨率相比，可以将具备2种光传感器造成的分辨率的降低抑制到最小限度。另外，在上述实施方式中，将对每一像素设有光传感元件的结构举为例子，但是在本发明中，光传感元件也可以不必设置于每一像素。另外，在本发明中，也可以是在构成一个像素的R、G、B像素电极中的某1个像素电极中均具备光传感元件的结构。此外，在上述实施方式中，作为光强度传感器50，使用了具有与构成区域传感器的光传感元件30相同结构的光传感元件30的传感器，但是本发明不限定于这种结构。即，本发明的光强度传感器可以是安装于液晶面板的外部的传感元件，也可以是与光传感元件30 不同结构的传感元件。另外，也可以是不设置光强度传感器的结构。在下面的实施方式2 中，作为本发明的其它的结构例，对不设置光强度传感器的液晶显示装置进行说明。[实施方式2]在图14中，示出本发明的第2实施方式的触摸面板一体型液晶显示装置200(也简称为液晶显示装置200)的结构。图14示出的液晶显示装置200具有通过设于每一像素的光传感元件探测显示面板的表面的图像来检测输入位置的触摸面板功能。如图14所示， 本实施方式的触摸面板一体型液晶显示装置200具备液晶面板120(位置检测部)以及设于液晶面板120的背面侧的对该液晶面板照射光的背光源10 (发光部)。液晶面板120的结构与在实施方式1中说明的液晶显示装置100内的液晶面板20 的结构是大致相同的。因此，在此仅说明与液晶面板20的不同点。另外，背光源10的结构与在实施方式1中说明的液晶显示装置100内的背光源10的结构是相同的，因此，省略其说明。在图15中，示意地示出液晶面板120的显示区域(有源区域)120a内的各传感器的结构。实施方式1的液晶面板20如图1所示，配置于显示区域20a内的最外周区域的各像素所设置的光传感元件30被用作光强度传感器50，但是在本实施方式2的液晶面板120 中，不设置光强度传感器。在液晶面板120中，对显示区域120a内的各像素设置光传感元件30，这些各光传感元件构成传感器A或者传感器B的任一个(参照图15)。除了包括传感器A和传感器B的结构以外的液晶面板120的结构，与液晶面板20是相同，因此，省略其说明。如图14所示，在液晶显示装置200中，设有对液晶面板120进行显示驱动的液晶驱动电路60以及用于驱动区域传感器的区域传感器控制部70a。对于区域传感器控制部 70a，还示出了其内部的结构。此外，本实施方式的液晶驱动电路的结构可以使用现有公知的结构。如图14所示，在区域传感器控制部70内，设有时序产生电路71、区域传感器驱动电路72、区域传感器读出电路73、坐标提取电路(A)7^、坐标提取电路(B)74b以及接口电路75。时序产生电路71产生用于同步地控制各电路的动作的时序信号。区域传感器驱动电路72提供用于驱动各光传感元件30的电源。区域传感器读出电路73从流过根据感光量不同而值不同的电流的光传感元件30 接受感光信号，从所得到的电流值算出感光量。坐标提取电路(A) 7 和坐标提取电路(B) 74b根据由区域传感器读出电路73算出的各光传感元件30的感光量，算出触摸到液晶面板的表面(检测对象面200a)的手指的坐标。此外，坐标提取电路(A) 74a根据来自传感器A内的光传感元件30a的信息来算出触摸的手指的坐标，坐标提取电路(B) 74b根据来自传感器B内的光传感元件30b的信息来算出触摸的手指的坐标。接口电路75将在坐标提取电路74中算出的手指的坐标信息(位置信息)向液晶显示装置200的外部输出。液晶显示装置200通过该接口电路75与PC等连接。下面，说明在图14示出的区域传感器控制部70中，进行位置信息的检测处理的流程。通过区域传感器读出电路73分别读取由传感器A和传感器B探测的信息。其后， 区域传感器读出电路73向坐标提取电路(A)7^发送来自传感器A的信息，向坐标提取电路(B) 74b发送来自传感器B的信息。坐标提取电路(A)7^如图10的(a)所示，是将白色区域内以黑色示出的区域识别为输入位置的电路，另一方面，坐标提取电路(B)74b如图10的(b)所示，是将暗区域内以白色示出的区域识别为输入位置的电路。通过接口电路75，以从上述2个电路中的任一个得到的信息为基础，来检测输入位置。在此，可以根据用途来适当决定采用哪一信息作为位置信息。此外，如在实施方式 1中所说明的，在传感器A和传感器B中，分别存在优选的对象照度范围，因此，也可以将来自根据其照度可以得到更良好的位置信息的一方传感器的信息作为区域传感器的位置信息进行采用。另外，在各个传感器中，在从优选的对象照度范围偏离较大的环境照度下进行探测的情况下，如图10的(a)和图10的(b)等所示，触摸的部分不能作为可以明确地进行探测的图像信息进行识别。这样，任一方的传感器在本身不能进行探测的情况下可以将来自可以探测的传感器的信息作为区域传感器的位置信息进行采用来进行位置检测。如上所述，在本实施方式的液晶显示装置200中，分别使用探测可见光的传感器A 和探测红外光的传感器B这2种传感器来进行位置检测。并且，将来自任一方的位置检测结果作为区域传感器的位置检测结果进行采用。由此，与仅使用感光灵敏度不同的2种传感器的区域传感器相比，可以在更广范围的环境照度下进行准确的位置检测。[实施方式3]如下所述，根据图16来说明本发明的第3实施方式。此外，本发明不限定于此。在上述的实施方式1中，说明了具备区域传感功能(具体地说，触摸面板功能)的触摸面板一体型液晶显示装置，但是在实施方式3中，说明没有与显示装置实现一体化的区域传感器。图16示出的区域传感器80具备传感部81，传感部81通过设于基板上的多个光传感元件30探测检测对象面80a上的图像来检测输入位置，由此实现触摸面板功能。如图16所示，区域传感器80具备在基板83上具有多个光传感元件30的传感部 81 (位置检测部)，以及对设于基板83的背面侧的传感部81照射光的发光部82。光传感元件30由光敏二极管或者光敏晶体管形成，流过与接受的光的强度相对应的电流，由此探测感光量。这种光传感元件的形成方法可以根据现有公知的区域传感器的制造方法来进行。 另外，本实施方式3的光传感元件30的结构可以使用与实施方式1的光传感元件30相同的结构。在本实施方式的区域传感器80中，与实施方式1相同地，设有可见光传感器84A、 红外光传感器84B以及光强度传感器(照度传感器)90这3种传感器。该各传感器分别包括光传感元件30而构成。各光传感元件30在基板83上纵横地排列为矩阵状配置。因此， 包括1个或者多个该光传感元件30而构成的各传感器(可见光传感器84A、红外光传感器 84B以及光强度传感器90)也沿着光传感元件30的配置纵横地矩阵状地配置。配置于基板83上的各传感器的平面结构可以使用与图1示出的液晶面板20相同的结构。即，优选当将可见光传感器84A作为传感器A，将红外光传感器84B作为传感器B 时，传感器A和传感器B格状地交错地配置。光强度传感器90也使用与图1示出的液晶面板20相同的结构，将配置各传感器的传感区域内最外周区域所配置的光传感元件30用作光强度传感器50。另外，在红外光传感器84B上设有遮挡可见光的光学滤光片85。该光学滤光片85 的结构与实施方式1的光学滤光片25A相同地，可以采用红色的彩色滤光片与蓝色的彩色滤光片的层叠构造。另外，与实施方式1相同地，在可见光传感器84A和红外光传感84B中，作为对因为温度等外在原因发生变化的光传感器的检测特性进行补偿的补偿用传感器，也可以包括暗电流补偿用光传感元件。发光部82配置于基板83的背面(与检测对象面80a相反一侧的面)，对传感部 81照射光，但是在本实施方式中，发光部82除了白色光以外还照射红外光。这种照射包括红外光的光的发光部用公知的方法可以实现。另外，对于区域传感器80，设有用于驱动区域传感器的区域传感器控制部70。如图16所示，在区域传感器控制部70内，设有时序产生电路71、区域传感器驱动电路72、区域传感器读出电路73、坐标提取电路74、接口电路75、光强度传感器读出电路76以及光强度测定部77。区域传感器控制部的结构可以使用上述实施方式1的结构，因此，省略详细的说明。区域传感器80具有上述的结构，由此在手指或者输入笔触摸到检测对象面80a的情况下，形成于基板83上的光传感元件30将手指或者输入笔作为图像进行捕捉，由此可以检测输入位置。另外，在本实施方式的区域传感器80中，可以分别使用探测可见光的可见光传感器84A和探测红外光的红外光传感器84B这2种传感器来进行位置检测。由此，可以根据各自所擅长的光强度范围来分开使用各传感器，与仅使用了感光灵敏度不同的2种传感器的区域传感器相比，可以在更广范围的环境光强度下，进行准确的位置检测。而且，在本实施方式的区域传感器80中，根据环境光强度来切换坐标提取的方法，由此根据来自任一方的传感器的探测信息进行触摸位置的坐标提取。因此，可以通过1 个坐标提取电路进行来自2种传感器的坐标提取。本发明不限定于上述各实施方式，可以在权利要求示出的范围内进行各种变更。 即，在权利要求示出的范围内进行适当变更的技术方案或者组合了在其它的实施方式中说明的技术方案而得到的实施方式也包括在本发明的技术范围内。工业上的可利用件根据本发明的区域传感器和带区域传感器的液晶显示装置，可以在更广范围的环境光强度下进行准确的位置检测。本发明可以适用于显示画面具有触摸面板功能的手机、 PC等的显示装置等。附图标记说明10背光源(发光部)20液晶面板(位置检测部)21有源矩阵基板22相对基板23液晶层25光学滤光片25A光学滤光片25B蓝色的彩色滤光片25R红色的彩色滤光片25D光学滤光片26光学滤光片构造30光传感元件30a (可见光传感器的)光传感元件30b (红外光传感器的)光传感元件3IA可见光传感器3IB红外光传感器40a表面侧偏光板40b背面侧偏光板
50光强度传感器(照度传感器)70区域传感器控制部70a区域传感器控制部74坐标提取电路74a坐标提取电路(A)74b坐标提取电路(B)80区域传感器80a检测对象面82发光部84A可见光传感器84B红外光传感器85光学滤光片90光强度传感器(照度传感器)100触摸面板一体型液晶显示装置(液晶显示装置)IOOa面板表面(检测对象面)120液晶面板200触摸面板一体型液晶显示装置(液晶显示装置)200a面板表面(检测对象面)
权利要求
1.一种区域传感器，其特征在于通过探测检测对象面上的图像来检测从外部输入的位置， 具备位置检测部，其具有包括探测所接受的可见光的强度的光传感元件的可见光传感器和包括探测所接受的红外光的强度的光传感元件的红外光传感器，通过该可见光传感器和该红外光传感器分别探测检测对象面上的图像来检测输入位置；和发光部，其对上述位置检测部从背面照射包括红外光的光。
2.根据权利要求1所述的区域传感器，其特征在于上述红外光传感器所包括的光传感元件上设有遮挡可见光的光学滤光片。
3.根据权利要求2所述的区域传感器，其特征在于上述光学滤光片是混合红色的颜料、绿色的颜料以及蓝色的颜料而形成的。
4.根据权利要求2所述的区域传感器，其特征在于上述光学滤光片具有红色的彩色滤光片和蓝色的彩色滤光片的层叠构造。
5.根据权利要求1 4中的任一项所述的区域传感器，其特征在于在该区域传感器所放置的环境的红外线的强度是规定值以上的情况下，上述位置检测部通过上述可见光传感器进行位置检测，在该区域传感器所放置的环境的红外线的强度不到规定值的情况下，上述位置检测部通过上述红外光传感器进行位置检测。
6.根据权利要求1 4中的任一项所述的区域传感器，其特征在于 还具备光强度传感器，其测定该区域传感器所放置的环境的红外线的强度；和传感器切换部，其根据通过上述光强度传感器测定的红外线的强度，在测定强度是规定值以上的情况下，将从上述可见光传感器得到的信息用作位置信息，在测定强度不到规定值的情况下，将从上述红外光传感器得到的信息用作位置信息。
7.根据权利要求5或者6所述的区域传感器，其特征在于上述红外线的强度的规定值按波长为800 IOOOnm的光的累计辐射强度是1. 00 1. 80mff/cm2的范围内的值。
8.根据权利要求1 4中的任一项所述的区域传感器，其特征在于在该区域传感器所放置的环境的照度是规定值以上的情况下，上述位置检测部通过上述可见光传感器进行位置检测，在该区域传感器所放置的环境的照度不到规定值的情况下，上述位置检测部通过上述红外光传感器进行位置检测。
9.根据权利要求1 4中的任一项所述的区域传感器，其特征在于 还具备照度传感器，其测定该区域传感器所放置的环境的照度；和传感器切换部，其根据通过上述照度传感器测定的照度，在测定照度是规定值以上的情况下，将从上述可见光传感器得到的信息用作位置信息，在测定照度不到规定值的情况下，将从上述红外光传感器得到的信息用作位置信息。
10.根据权利要求1 9中的任一项所述的区域传感器，其特征在于上述可见光传感器和上述红外光传感器纵横地矩阵状地配置，并且上述可见光传感器和上述红外光传感器格状地交错地配置。
11.一种液晶显示装置，其特征在于具有液晶面板，所述液晶面板具备权利要求1 10中的任一项所述的区域传感器。
12.一种液晶显示装置，其特征在于具备在有源矩阵基板和相对基板之间配置有液晶层的液晶面板，该液晶面板具有通过探测面板表面上的图像来检测从外部输入的位置的区域传感功能， 所述液晶显示装置具备位置检测部，其具有包括探测所接受的可见光的强度的光传感元件的可见光传感器和包括探测所接受的红外光的强度的光传感元件的红外光传感器，通过该可见光传感器和该红外光传感器分别探测面板表面上的图像来检测输入位置；和背光源，其对上述液晶面板照射包括红外光的光。
13.根据权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于上述红外光传感器所包括的光传感元件上设有遮挡可见光的光学滤光片。
14.根据权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于上述光学滤光片是混合红色的颜料、绿色的颜料以及蓝色的颜料而形成的。
15.根据权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于上述光学滤光片具有红色的彩色滤光片和蓝色的彩色滤光片的层叠构造。
16.根据权利要求12 15中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于在该液晶显示装置所放置的环境的红外线的强度是规定值以上的情况下，上述位置检测部通过上述可见光传感器进行位置检测，在该液晶显示装置所放置的环境的红外线的强度不到规定值的情况下，上述位置检测部通过上述红外光传感器进行位置检测。
17.根据权利要求12 15中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 还具备光强度传感器，其测定该液晶显示装置所放置的环境的红外线的强度；和传感器切换部，其根据通过上述光强度传感器测定的红外线的强度，在测定强度是规定值以上的情况下，将从上述可见光传感器得到的信息用作位置信息，在测定强度不到规定值的情况下，将从上述红外光传感器得到的信息用作位置信息。
18.根据权利要求16或者17所述的液晶显示装置，其特征在于上述红外线的强度的规定值按波长为800 IOOOnm的光的累计辐射强度是1. 00 1. 80mff/cm2的范围内的值。
19.根据权利要求12 15中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于在该液晶显示装置所放置的环境的照度是规定值以上的情况下，上述位置检测部通过上述可见光传感器进行位置检测，在该液晶显示装置所放置的环境的照度不到规定值的情况下，上述位置检测部通过上述红外光传感器进行位置检测。
20.根据权利要求12 15中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 还具备照度传感器，其测定该液晶显示装置所放置的环境的照度；和传感器切换部，其根据通过上述照度传感器测定的照度，在测定照度是规定值以上的情况下，将从上述可见光传感器得到的信息用作位置信息，在测定照度不到规定值的情况下，将从上述红外光传感器得到的信息用作位置信息。
21.根据权利要求12 20中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 上述可见光传感器和上述红外光传感器沿着设于上述液晶面板的多个像素的配置纵横地矩阵状地配置，并且上述可见光传感器和上述红外光传感器格状地交错地配置。
全文摘要
本发明的液晶显示装置所具备的液晶面板(20)具有通过探测面板表面上的图像来检测从外部输入的位置的区域传感功能。该液晶面板(20)(位置检测部)具有包括探测所接受的可见光的强度的光传感元件(30)的可见光传感器(31A)和包括探测所接受的红外光的强度的光传感元件(30)的红外光传感器(31B)，通过可见光传感器(31A)和红外光传感器(31B)分别探测面板表面上的图像来检测输入位置。而且，在液晶显示装置中，具备对液晶面板(20)照射包括红外光的光的背光源(发光部)。由此，实现可以在更广范围的环境照度下能够进行准确的位置检测的区域传感器和带区域传感器的液晶显示装置。
文档编号G02F1/133GK102282532SQ20098015499
公开日2011年12月14日 申请日期2009年8月28日 优先权日2009年1月20日
发明者吉本良治, 宫崎伸一, 岩崎圭介, 野间干弘, 高滨健吾 申请人:夏普株式会社