JPH0522217B2 - - Google Patents
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- JPH0522217B2 JPH0522217B2 JP57228186A JP22818682A JPH0522217B2 JP H0522217 B2 JPH0522217 B2 JP H0522217B2 JP 57228186 A JP57228186 A JP 57228186A JP 22818682 A JP22818682 A JP 22818682A JP H0522217 B2 JPH0522217 B2 JP H0522217B2
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- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は液晶表示装置に係り、特に各画素ごと
に表示部および光検出器を有するマトリクス液晶
表示装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a matrix liquid crystal display device having a display section and a photodetector for each pixel.
近年、非晶質シリコン、多結晶シリコンを半導
体膜として用いた薄膜トランジスタをスイツチ素
子として用いたマトリクス液晶表示装置の開発が
盛んである。更に、各画素毎に光検出器を設けて
撮影機能や、ライトペンによる光書き込み機能を
持たせることも試みられている。 In recent years, there has been active development of matrix liquid crystal display devices using thin film transistors as switch elements using amorphous silicon or polycrystalline silicon as semiconductor films. Furthermore, attempts have been made to provide a photodetector for each pixel to provide a photographing function or an optical writing function using a light pen.
第1図は、従来の各画素に光検出器をマトリク
ス液晶表示装置の等価回路図で、1はスイツチ用
MOSトランジスタ、2は画像信号をフレーム周
期蓄えておくキヤパシタンス、3は液晶セルを示
している。液晶セルの一方の電極4は全画素に共
通な電位になつている。各画素の光検出器は、検
出信号を外部に取り出すためのMOSトランジス
タによるスイツチ5及び光起電力を発生するダイ
オード6で構成されている。この表示装置で画像
を表示するには、Xライン走査信号発生器7で、
X1のラインをON状態、即ちこのライン上の
MOSトランジスタを総てONにする。この状態
で、各画素の映像信号を、Yライン走査器8によ
り、Y1,Y2……Ynと順次X1ラインにそつた各画
素に書き込み、その後X1ラインのゲートをOFF
にすれば、キヤパシタンス2に保持された映像信
号は次の書きかえを行うまでの間、液晶セル3に
印加され続ける。以下同様な動作をX1〜Xoライ
ンでくり返す。次に光検出を行うには、Xライン
については、画像表示と同様にしてMOSトラン
ジスタ5がONのときダイオード6で発生する光
電流を、S1ラインを介して検出する。Sライン走
査回路9でS1〜Soまでくり返し走査すれば一ライ
ン分が、これをX1〜Xoまでくり返せば一画面分
の画像信号を検出できる。以上の様にして、第1
図に示したマトリクス液晶表示装置は、画像の表
示と、撮影とを行えるが、以下に記す欠点を持つ
ている。即ち
(1) 同一画素内で光検出と表示を行うので、配線
や、光検出に要する面積が大きくなり、表示の
明るさが低下する。 Figure 1 is an equivalent circuit diagram of a conventional matrix liquid crystal display device in which each pixel is equipped with a photodetector.
A MOS transistor, 2 a capacitance for storing an image signal for a frame period, and 3 a liquid crystal cell. One electrode 4 of the liquid crystal cell has a potential common to all pixels. The photodetector of each pixel is composed of a switch 5 using a MOS transistor for extracting a detection signal to the outside, and a diode 6 for generating photovoltaic force. To display an image on this display device, an X-line scanning signal generator 7
X 1 line is in ON state, i.e. on this line
Turn on all MOS transistors. In this state, the video signal of each pixel is sequentially written as Y 1 , Y 2 ... Yn to each pixel along the X 1 line by the Y line scanner 8, and then the gate of the X 1 line is turned off.
If so, the video signal held in the capacitance 2 continues to be applied to the liquid crystal cell 3 until the next rewriting is performed. The same operation is then repeated on the X 1 to X o lines. Next, to perform photodetection, for the X line, the photocurrent generated in the diode 6 when the MOS transistor 5 is ON is detected via the S1 line in the same way as for image display. If the S line scanning circuit 9 repeatedly scans from S 1 to S o , one line's worth of image signals can be detected, and by repeating this from X 1 to X o , one screen's worth of image signals can be detected. In the above manner, the first
Although the matrix liquid crystal display device shown in the figure can display images and take pictures, it has the following drawbacks. That is, (1) since light detection and display are performed within the same pixel, the area required for wiring and light detection increases, and the brightness of the display decreases.
(2) 構造が複雑であるので、製造上高い歩留りが
期待できない。(2) Since the structure is complex, high manufacturing yields cannot be expected.
本発明の目的は、従来の欠点を無くして、表示
用の回路と、光検出回路を別の基板上に設けるこ
とにより、
(1) 表示面積の減少を防いだ明るい表示
(2) パネル構造の簡単化による製造歩留りの向上
である。 The purpose of the present invention is to eliminate the drawbacks of the conventional art and provide a display circuit and a photodetection circuit on separate substrates, thereby (1) providing a bright display that prevents a reduction in display area; and (2) improving the panel structure. This is an improvement in manufacturing yield due to simplification.
以上図面により本発明を詳細に説明する。第2
図は本発明の一実施例について、単位画素の部分
の断面を示す図であり、第3は、第2図の11で
示される液晶駆動用のMOSトランジスタが設け
られた基板の等価回路を示す図、第4図は、第2
図の12で示される光検出素子の設けられた基板
の等価回路を示す図である。第1図で11はガラ
スなどの透明絶縁物からなる基板で、11の上に
はゲート電極13、ゲート絶縁膜14、アモルフ
アス又は多結晶シリコン等からなる半導体膜1
5、ソース電極16、ドレイン電極17から第1
の薄膜トランジスタが形成されており、ドレイン
電極17には、液晶駆動用の第1透明電極18が
接続されている。半導体膜15がアモルフアンシ
リコンの場合、光照射によるトランジスタのリー
ク電流をさける為、ゲート電極13は、アルミニ
ウム等の不透明導電膜が望ましい。またアモルフ
アスシリコン膜の厚さも2μm以上あることが望ま
しい。MOSトランジスタ及び液晶駆動電極18
の上は、赤、緑、青の三原色からなるカラーフイ
ルター19が各画素毎に設けられており、カラー
画素の表示を可能にしている。基板1に対向する
基板2もガラスなどの透明絶縁物からなり、基板
12の上には、基板11と同様に、ゲート電極2
0、ゲート絶縁膜21、半導体膜22、ソース電
極23、ドレイン電極24からなる第2の薄膜ト
ランジスタが形成されており、ドレイン電極24
には、Pin型又はPn型の光検出素子であるダイオ
ードが接続されており、ダイオード25はn+型
のオートミツク接合層26を介して、アース電極
27に接続される。第2透明電極27はアースに
接続されており、第1透明電極18との間で液晶
層の駆動も行う。第2図では説明の簡単の為キヤ
パシタンスについては省略してある。 The present invention will be described in detail with reference to the drawings. Second
The figure is a cross-sectional view of a unit pixel in one embodiment of the present invention, and the third figure shows an equivalent circuit of a substrate provided with a MOS transistor for driving the liquid crystal shown by 11 in FIG. Figure 4 is the second
FIG. 2 is a diagram showing an equivalent circuit of a substrate provided with a photodetector element indicated by 12 in the figure. In FIG. 1, 11 is a substrate made of a transparent insulator such as glass, and on top of 11 is a gate electrode 13, a gate insulating film 14, and a semiconductor film 1 made of amorphous or polycrystalline silicon.
5, the first from the source electrode 16 and the drain electrode 17
A thin film transistor is formed, and a first transparent electrode 18 for driving the liquid crystal is connected to the drain electrode 17. When the semiconductor film 15 is amorphous silicon, the gate electrode 13 is preferably an opaque conductive film such as aluminum in order to avoid leakage current of the transistor due to light irradiation. Further, it is desirable that the thickness of the amorphous silicon film is 2 μm or more. MOS transistor and liquid crystal drive electrode 18
Above, a color filter 19 consisting of the three primary colors of red, green, and blue is provided for each pixel, making it possible to display color pixels. A substrate 2 facing the substrate 1 is also made of a transparent insulator such as glass, and on the substrate 12, like the substrate 11, a gate electrode 2 is provided.
0, a second thin film transistor consisting of a gate insulating film 21, a semiconductor film 22, a source electrode 23, and a drain electrode 24 is formed, and the drain electrode 24
A diode, which is a Pin type or Pn type photodetecting element, is connected to the diode 25, and the diode 25 is connected to a ground electrode 27 via an n + type automic junction layer 26. The second transparent electrode 27 is connected to ground, and also drives the liquid crystal layer between it and the first transparent electrode 18. In FIG. 2, capacitance is omitted for simplicity of explanation.
次に動作について説明する。 Next, the operation will be explained.
基板11の上にあるMOSトランジスタ28
(第3図)は、第1Xライン電極であるX1ライン
のゲート信号でONし、第1Yライン電極である
Y1ラインからの映像信号をキヤパシタンス29
に書き込み、ゲートがオフになつた後も液晶セル
30に電圧が加わり続ける。31はXライン走査
回路、32はYライン走査回路である。基板12
の上にあるMOSトランジスタ33(第4図)も
第2Xライン電極であるSX1ラインのゲート信号
でONし、光検出素子であるダイオード34で発
生した光電流を第2ライン電極であるS1ライン
によつて検出することができる。35はSXライ
ン走査回路、36はSライン走査回路である。光
検出を行う場合は、基板11の側から光を入射さ
せ基板2で検出することにより、フイルター層1
9でカラー変調された光を検出するので、カラー
画像についても検出することができる。 MOS transistor 28 on the substrate 11
(Figure 3) is turned on by the gate signal of the X1 line, which is the first X line electrode, and is turned on by the gate signal of the first Y line electrode.
Capacitance 29 for video signal from Y 1 line
, and voltage continues to be applied to the liquid crystal cell 30 even after the gate is turned off. 31 is an X line scanning circuit, and 32 is a Y line scanning circuit. Substrate 12
The upper MOS transistor 33 (Fig. 4) is also turned on by the gate signal of the SX1 line, which is the second X line electrode, and transfers the photocurrent generated by the diode 34, which is the photodetecting element, to the S1 line, which is the second line electrode. It can then be detected. 35 is an SX line scanning circuit, and 36 is an S line scanning circuit. When performing light detection, light is incident from the substrate 11 side and detected by the substrate 2, thereby detecting the filter layer 1.
Since color-modulated light is detected in step 9, color images can also be detected.
以上に説明したごとく、本発明では、上下2板
の基板上に、薄膜トランジスタで、光検出アレイ
と液晶駆動アレイを別々に形成することにより、
各画素の開口率の大きな明るい表示、個々の基板
構成の簡単化による製造歩留りの高い、カラーで
表示し、撮影あるいは書き込みの可能な液晶表示
パネルを実現した。尚、第2図で光検出ダイオー
ドが液晶表示部で大きな面積を占めるように見え
るが、これは説明の分かりやすさの為、ダイオー
ドの形を大きくしたのであつて、実際は画素面積
に比べ充分小さなダイオードでも光検出には充分
である。その他のトランジスタ、配線部は、基板
11と基板12で同じ配線パターン、トランジス
タを用いることにより、影響を無視できる。液晶
の種類については、電界効果型のツイストネマチ
ツク型、ゲストホスト型等を用いる。フイルタ
ー、反射板等は、必要に応じて用いることにより
表示パネルを構成できることは明らかである。 As explained above, in the present invention, by separately forming a photodetection array and a liquid crystal drive array using thin film transistors on two upper and lower substrates,
We have realized a liquid crystal display panel that has a bright display with a large aperture ratio for each pixel, has a high manufacturing yield due to the simplified structure of each substrate, and is capable of displaying in color, photographing, and writing. In Figure 2, it appears that the photodetector diode occupies a large area of the liquid crystal display, but this is because the shape of the diode has been made large for the sake of ease of explanation; in reality, the photodetector diode is sufficiently small compared to the pixel area. A diode is also sufficient for photodetection. For other transistors and wiring sections, the influence can be ignored by using the same wiring pattern and transistors on the substrate 11 and the substrate 12. Regarding the type of liquid crystal, a field effect type, twisted nematic type, guest host type, etc. are used. It is clear that the display panel can be constructed by using filters, reflectors, etc. as necessary.
第1図は従来の実施例を示す図、第2図は本発
明の実施例の断面を示す図、第3図と第4図はそ
れぞれ本発明の実施例の等価回路を示す図であ
る。
1……トランジスタ、2……キヤパシタンス、
3……液晶セル、4……共通電極、5……トラン
ジスタ、6……ダイオード、7,8,9……走査
回路、11,12……基板、13……ゲート、1
4……絶縁膜、15……半導体膜、16,17…
…電極、18……第1透明電極、19……フイル
ター、20……ゲート、21……絶縁膜、22…
…半導体膜、23,24……電極、25……ダイ
オード、26……電極、27……第2透明電極、
28……トランジスタ、29……キヤパシタン
ス、30……液晶セル、31,32……走査回
路、33……トランジスタ、34……ダイオー
ド、35,36……走査回路。
FIG. 1 is a diagram showing a conventional embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional diagram of an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are diagrams each showing an equivalent circuit of the embodiment of the present invention. 1...transistor, 2...capacitance,
3...Liquid crystal cell, 4...Common electrode, 5...Transistor, 6...Diode, 7, 8, 9...Scanning circuit, 11, 12...Substrate, 13...Gate, 1
4... Insulating film, 15... Semiconductor film, 16, 17...
...Electrode, 18...First transparent electrode, 19...Filter, 20...Gate, 21...Insulating film, 22...
... semiconductor film, 23, 24 ... electrode, 25 ... diode, 26 ... electrode, 27 ... second transparent electrode,
28...Transistor, 29...Capacitance, 30...Liquid crystal cell, 31, 32...Scanning circuit, 33...Transistor, 34...Diode, 35, 36...Scanning circuit.
Claims (1)
数の第1Yライン電極とを格子状に形成し、前記
第1Xライン電極と前記第1Yライン電極との各交
差部に第1の薄膜トランジスタと第1透明電極を
形成し、 他方の基板に、複数の第2Xライン電極と複数
の第2Yライン電極とを格子状に形成し、前記第
2Xライン電極と前記第2Yライン電極の各交差部
に第2の薄膜トランジスタと光検出素子、およ
び、第2透明電極とを形成し、 前記一方の基板と前記他方の基板とを間隔を設
けて電極が対向するように配置し、前記間隔に液
晶を封入し、前記液晶を挟んだ前記第1透明電極
と前記第2透明電極により画素を構成する液晶パ
ネルであつて、 前記第1Xライン電極へ線順次にゲート信号を
供給して前記第1Xライン電極上の前記第1の薄
膜トランジスタをON状態にし、前記第1Yライン
電極に画像信号を供給し、前記第1の薄膜トラン
ジスタを介して前記画素の液晶に前記画像信号を
供給して表示動作を行うとともに、 前記第2Xライン電極へ線順次にゲート信号を
供給して前記第2Xライン電極上の前記第2の薄
膜トランジスタをON状態にし、前記光検出素子
からの光電流を、前記第2の薄膜トランジスタと
前記第2Yライン電極を介して検出することを特
徴とするマトリクス液晶表示装置。[Claims] 1. A plurality of first X line electrodes and a plurality of first Y line electrodes are formed in a lattice shape on one substrate, and at each intersection of the first X line electrode and the first Y line electrode. A first thin film transistor and a first transparent electrode are formed, a plurality of second X line electrodes and a plurality of second Y line electrodes are formed in a lattice shape on the other substrate, and the
A second thin film transistor, a photodetection element, and a second transparent electrode are formed at each intersection of the 2X line electrode and the second Y line electrode, and the one substrate and the other substrate are spaced apart from each other. A liquid crystal panel in which a pixel is constituted by the first transparent electrode and the second transparent electrode, which are arranged so that they face each other, a liquid crystal is sealed in the interval, and the liquid crystal is sandwiched between the first transparent electrode and the second transparent electrode, wherein a line is connected to the first X-line electrode. A gate signal is sequentially supplied to turn on the first thin film transistor on the first X line electrode, an image signal is supplied to the first Y line electrode, and the image signal is applied to the liquid crystal of the pixel via the first thin film transistor. The image signal is supplied to perform a display operation, and the second thin film transistor on the second X-line electrode is turned on by supplying a gate signal line-sequentially to the second X-line electrode, and the second thin-film transistor on the second X-line electrode is turned on. A matrix liquid crystal display device, characterized in that a photocurrent of is detected through the second thin film transistor and the second Y line electrode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57228186A JPS59116618A (en) | 1982-12-23 | 1982-12-23 | Matrix liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57228186A JPS59116618A (en) | 1982-12-23 | 1982-12-23 | Matrix liquid crystal display device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59116618A JPS59116618A (en) | 1984-07-05 |
| JPH0522217B2 true JPH0522217B2 (en) | 1993-03-26 |
Family
ID=16872552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57228186A Granted JPS59116618A (en) | 1982-12-23 | 1982-12-23 | Matrix liquid crystal display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59116618A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100500692B1 (en) | 2002-03-12 | 2005-07-12 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | A liquid crystal display device which accomplishes both image display mode and fingerprint recognition mode |
| JP4501995B2 (en) * | 2007-11-20 | 2010-07-14 | ソニー株式会社 | Display device |
| JP2009146100A (en) * | 2007-12-13 | 2009-07-02 | Sony Corp | Display device and optical sensor element |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5622474A (en) * | 1979-07-31 | 1981-03-03 | Sharp Kk | Liquid crystal display unit |
| JPS5638085A (en) * | 1979-09-04 | 1981-04-13 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Transmission type liquid crystal matrix display unit |
-
1982
- 1982-12-23 JP JP57228186A patent/JPS59116618A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59116618A (en) | 1984-07-05 |
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