專利名稱：顯示面板，模塊和電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可利用液晶元件、有機(jī)EL元件等顯示圖像，并且可被輸入用戶手指等的位置的顯示面板，還涉及利用該顯示面板的模塊，利用該顯示面板的電子裝置。
背景技術(shù)：
近年來，用于移動(dòng)電話機(jī)和個(gè)人數(shù)字助手(PDA)，數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)，PC (個(gè)人計(jì)算 機(jī))監(jiān)視器和電視機(jī)的顯示裝置把液晶元件或有機(jī)電致發(fā)光(EL)元件用于顯示像素。這種顯示像素和諸如TFT (薄膜晶體管)之類的驅(qū)動(dòng)晶體管一起成矩陣形式被排列在基板上。另一方面，提出一種顯示裝置(觸摸屏)，其中在和TFT相同的一層中形成光傳感器，從而可檢測(cè)用戶手指或鐵筆的位置(例如，未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)，公開號(hào)2006-127212和公開號(hào)2007-128497)。不過，在這兩件專利申請(qǐng)公開文件中描述的顯示裝置都使用由外部光或圖像顯示光形成的陰影來識(shí)別手指等的位置。于是，在黑暗中難以進(jìn)行位置檢測(cè)，或者當(dāng)顯示裝置不發(fā)光時(shí)，即，在黑色顯示的情況下難以進(jìn)行位置檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
從而，提出一種方法，其中代替外部光或圖像顯示光，使用不可見光(紫外光或紅外光)作為位置檢測(cè)光(例如參見未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)，公開號(hào)2006-301864)。在這種顯示裝置中，圍繞用于進(jìn)行圖像顯示的有效顯示區(qū)形成框架區(qū)。在有效顯示區(qū)中，除了圖像顯示元件之外還設(shè)置檢測(cè)不可見光的光傳感器，并在框架區(qū)中形成屏蔽層。按照這樣的構(gòu)型，在根據(jù)可見光進(jìn)行圖像顯示的時(shí)候，從物體表面反射和漫射的不可見光被光傳感器檢測(cè)，從而確定物體的位置。但是，在上面的顯示裝置中，在有效顯示區(qū)的接近與框架區(qū)的邊界的區(qū)域中，光檢測(cè)強(qiáng)度較低，從而在該區(qū)域中不能充分保證光檢測(cè)精度，因此一直希望對(duì)此加以改進(jìn)。鑒于上面所述，理想的是提供一種顯示面板，其中在接近框架區(qū)的區(qū)域中能夠保證高的光檢測(cè)精度，利用該顯示面板的模塊，和利用該顯示面板的電子裝置。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的顯示面板包括置于顯示屏的有效顯示區(qū)中的圖像顯示元件；置于圍繞有效顯示區(qū)的框架區(qū)中的光屏蔽層，所述光屏蔽層透過不可見光，同時(shí)屏蔽可見光；和置于有效顯示區(qū)中、或者同時(shí)置于有效顯示區(qū)和框架區(qū)中的光檢測(cè)元件，所述光檢測(cè)元件檢測(cè)不可見光。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的模塊包括發(fā)出不可見光和可見光的光源，和上面所述的本發(fā)明的實(shí)施例的顯示面板。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電子裝置安裝有上面所述的本發(fā)明的實(shí)施例的模塊。在本發(fā)明的實(shí)施例的顯示面板、模塊和電子裝置中，圖像由圖像顯示元件顯示在有效顯示區(qū)中，當(dāng)諸如手指或鐵筆之類的物體接觸或者接近裝置的上表面時(shí)，不可見光從物體的表面被反射和漫射，這種反射光被光檢測(cè)元件檢測(cè)。此時(shí)，設(shè)置在圍繞有效顯示區(qū)的框架區(qū)中的屏蔽層透射不可見光，同時(shí)屏蔽可見光。從而，當(dāng)所述物體接觸或接近框架區(qū)附近的部分時(shí)，來自光源和來自物體的不可見光難以被框架區(qū)中的屏蔽層屏蔽。按照本發(fā)明的實(shí)施例的顯示面板、模塊和電子裝置，光檢測(cè)元件被置于有效顯示區(qū)中，或者同時(shí)置于有效顯示區(qū)和框架區(qū)中，透射不可見光并屏蔽可見光的屏蔽層設(shè)置在圍繞有效顯示區(qū)的框架區(qū)中。從而，即使物體接觸或接近框架區(qū)附近的部分，來自光源和來自物體的不可見光也難以在框架區(qū)中被屏蔽。此時(shí)，由于在光檢測(cè)元件和物體的表面之間存在一定的距離，因此設(shè)置在框架區(qū)附近的光檢測(cè)元件同樣檢測(cè)從框架區(qū)一側(cè)反射和漫射的光。從而，框架區(qū)中的屏蔽層如上所述透射不可見光，從而，能夠抑制光檢測(cè)強(qiáng)度的降低，尤其是有效顯示區(qū)的接近與框架區(qū)的邊界的區(qū)域中的光檢測(cè)強(qiáng)度的降低。于是，能夠在接近框架區(qū)的區(qū)域中保證高的光檢測(cè)精度。



圖I是表示按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的顯示裝置的平面構(gòu)型的示意圖；圖2是表示接近圖I中所示的顯示裝置的框架區(qū)和有效顯示區(qū)之間的邊界的區(qū)域的剖面圖；圖3是表示圖I中所示的背光的示意構(gòu)型的圖；圖4是接近如圖I中所示的TFT和光傳感器之間的邊界的部分的放大剖面圖；圖5是圖解說明硅半導(dǎo)體的光敏度的特性圖；圖6是圖解說明基于可見光的圖像顯示操作的示意圖；圖7A和7B是圖解說明FFS模式下的顯示操作原理的示意圖；圖8A和8B放大表不液晶兀件的有關(guān)部分的圖；圖9是圖解說明接收不可見光的狀態(tài)的示意圖；圖IOA和IOB是表示相對(duì)于反射板的接觸區(qū)域的檢測(cè)強(qiáng)度分布的模擬結(jié)果的示圖；圖IlA和IlB是表示按照比較例的顯示裝置的示意構(gòu)型的圖；圖12A和12B是表示在圖IlA和IlB中所示的顯示裝置的框架區(qū)附近的部分中的強(qiáng)度分布的模擬結(jié)果的圖；圖13A和13B是表示在框架區(qū)A附近的部分中的光強(qiáng)度分布的模擬結(jié)果的圖；圖14是表示按照第一實(shí)施例的一個(gè)例子的不可見光透射黑色填料的透射率的特性圖；圖15是圖解說明位置確定部分進(jìn)行的重心坐標(biāo)計(jì)算的原理圖；圖16是接近按照改進(jìn)I的顯示裝置的框架區(qū)A和有效顯示區(qū)B之間的邊界的區(qū)域的剖面圖；圖17是表示按照改進(jìn)I的例子的不可見光透射顏料的透射率的特性圖；圖18是接近按照改進(jìn)2的顯示裝置的框架區(qū)A和有效顯示區(qū)B之間的邊界的區(qū)域的剖面圖；圖19是接近按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的顯示裝置的框架區(qū)A和有效顯示區(qū)B之間的邊界的區(qū)域的剖面圖20是接近按照改進(jìn)3的顯示裝置的框架區(qū)A和有效顯示區(qū)B之間的邊界的區(qū)域的剖面圖；圖21是接近按照第三實(shí)施例的顯示裝置的框架區(qū)A和有效顯示區(qū)B之間的邊界的區(qū)域的剖面圖；圖22是圖解說明圖21中所示的顯示裝置的位置確定部分進(jìn)行的接近框架的重心坐標(biāo)的檢測(cè)的原理圖；圖23是圖解說明圖21中所示的顯示裝置的位置確定部分的校正處理的原理圖；圖24是表示本發(fā)明的實(shí)施例的顯示面板的應(yīng)用例子的透視圖；圖25A和25B是表不本發(fā)明的實(shí)施例的顯不面板的另一應(yīng)用例子的透視圖； 圖26是表示本發(fā)明的實(shí)施例的顯示面板的另一應(yīng)用例子的透視圖；圖27是表示本發(fā)明的實(shí)施例的顯示面板的另一應(yīng)用例子的透視圖。
具體實(shí)施例方式下面，參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。第一實(shí)施例圖I是從上面(顯示面板IA 一側(cè))觀察的按照第一實(shí)施例的顯示裝置I的示意圖。圖2是順著圖I的線I-I，沿箭頭方向的剖面圖，表示接近框架區(qū)A和有效顯示區(qū)B之間的邊界的區(qū)域。顯示裝置I可輸出有關(guān)接觸或接近顯示圖像的屏幕的上表面的手指等的位置的信息，包括顯示面板1A、背光40和位置確定部分(未示出)。顯示面板IA具有在顯示屏中的矩形有效顯示區(qū)B，框架區(qū)A被設(shè)置成圍繞有效顯示區(qū)B的區(qū)域。這樣的顯示面板IA具有位于其一端的區(qū)域210，并且，TFT (薄膜晶體管)基板10上的線路被延伸到該區(qū)域，并在該區(qū)域中外露，形成圖中未示出的外部連接端子。所述外部連接端子與用于輸入/輸出信號(hào)的柔性印刷電路板(FPC)(未示出)連接。與各種電路、存儲(chǔ)元件等集成的IC(集成電路)芯片被設(shè)置在FPC上，作為位置確定部分。另一方面，IC芯片可被設(shè)置在TFT基板10的線路上，F(xiàn)PC可與IC芯片的外側(cè)連接。諸如作為圖像顯示用驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路和掃描線驅(qū)動(dòng)電路之類的周邊電路(未示出)形成于框架區(qū)A中。在有效顯示區(qū)B中，例如，三原色R、G和B的顯示像素(圖像顯示元件)被排列成矩陣型式，液晶元件被用于本實(shí)施例中的每個(gè)顯示像素。在框架區(qū)A和有效顯示區(qū)B中，液晶層30被封閉在TFT基板10和CF(濾色器)基板20之間，背光40被設(shè)置在TFT基板10之下。偏光板17在TFT基板10的光入射側(cè)附著在TFT基板10上，偏光板25在CF基板20的光出射側(cè)附著在CF基板20上。下面，關(guān)于每個(gè)區(qū)域，分別說明TFT基板10、CF基板20、液晶層30和背光40的具體構(gòu)型。有效顯示區(qū)B首先，說明有效顯示區(qū)B中的元件。在有效顯示區(qū)B中，多個(gè)TFT 12A和多個(gè)光傳感器12B (光檢測(cè)元件)間隔一定間距地排列在TFT基板10中的包括玻璃等的基板11上。TFT 12A用有源矩陣方法驅(qū)動(dòng)顯示像素，并與后面說明的像素電極16A連接。每個(gè)光傳感器12B是可檢測(cè)當(dāng)光被照射到半導(dǎo)體的PN結(jié)時(shí)的電流或電壓的光檢測(cè)裝置，例如包括利用硅半導(dǎo)體的PIN光電二極管或TON(光敏摻雜層P-doped-N)。光傳感器12B被分別設(shè)置在不可見光透射黑色填料23之下。
可利用相同的薄膜工藝，在基板11上的相同層中形成TFT 12A和光傳感器12B。后面說明每個(gè)TFT 12A的詳細(xì)構(gòu)型和每個(gè)光傳感器12B的詳細(xì)構(gòu)型。在基板11上形成平面化層13，用于使TFT 12A和光傳感器12B上的凹凸不平變平整。公共電極14和多個(gè)像素電極16A按照經(jīng)絕緣層15彼此相對(duì)的方式被設(shè)置在平面化層13上。提供公共電極14，作為顯示像素所共有的電極，為每個(gè)顯示像素分隔地排列像素電極16A。在本實(shí)施例中，像素電極16A被圖案化成例如梳狀。從而，驅(qū)動(dòng)電極16A，以便與如后所述的液晶層30合作地實(shí)現(xiàn)橫向電場(chǎng)模式(比如FFS (邊緣場(chǎng)切換)模式或IPS (面內(nèi)切換)模式)的顯示。黑色顯示電極16B與像素電極16A同層地被設(shè)置在對(duì)應(yīng)于后面所述的不可見光透射黑色填料23的區(qū)域中。黑色顯示電極16B面對(duì)公共電極14，并由未示出的驅(qū)動(dòng)元件驅(qū)動(dòng)，以屏蔽進(jìn)入液晶層30的可見光，從而持續(xù)實(shí)現(xiàn)黑色顯示。即，電極16B可被施加以一定的電壓，以便借助液晶層30實(shí)現(xiàn)黑色顯示。黑色顯示電極16B和后面說明的黑色顯示電極16C可用相同的工藝，在和像素電極16A相同的一層中形成。盡管如上所述可提供黑色顯示 電極16B來施加用于黑色顯示的電壓，不過例如在FFS模式下，在不設(shè)置黑色顯示電極16B的情況下，可利用公共電極14施加電壓。在CF基板20中，濾色器層22和不可見光透射黑色填料23 (第二屏蔽層)被周期性地排列在包括例如玻璃的基板21的表面上。例如，每個(gè)濾色器層22包括紅色濾色器層22R、綠色濾色器層22G和藍(lán)色濾色器層22B，三色濾色器層22R、22G和22B是對(duì)應(yīng)于顯示像素(像素電極16A)設(shè)置的。設(shè)置充當(dāng)屏蔽用黑矩陣的不可見光透射黑色填料23，以改善顯示對(duì)比度。不過，在本實(shí)施例中，不可見光透射黑色填料23透射不可見光，同時(shí)屏蔽可見光，包括和后面說明的不可見光透射黑色填料24相同或相似的材料。兩個(gè)偏光板17和25被布置成正交Nicol鏡。偏光板17是有選擇地透射從背光40 —側(cè)進(jìn)入的可見光的特定偏光分量，以便入射在液晶層30上的偏光器。偏光板25是透射與偏光板17透射的光正交的偏光分量，以致在上方射出顯不光的檢偏器(analyzer)。液晶層30根據(jù)電場(chǎng)的狀態(tài)，調(diào)制通過液晶層的光。例如，橫向電場(chǎng)模式，比如FFS模式或IPS模式的液晶可被用于液晶層。液晶層30形成于TFT基板10和CF基板20之間，同時(shí)從有效顯示區(qū)B —直延伸到與有效顯示區(qū)B相鄰的框架區(qū)A。分別在液晶層30與TFT基板10之間，和在液晶層30與CF基板20之間形成未示出的取向膜。在框架區(qū)A的周圍部分，用未示出的密封層密封液晶層30。背光40是照射顯示面板IA的光源，并被布置成以致背光的光出射面完全與有效顯示區(qū)B和框架區(qū)A的表面相對(duì)。除了可見光之外，背光40還發(fā)出不可見光。圖3表示背光40的示意剖視圖。如圖3中所示，背光40具有分別布置在平板導(dǎo)光板41的兩端位置的發(fā)出不可見光LI的不可見光光源42A,和發(fā)出可見光L2的可見光光源42B。例如，發(fā)光二極管(LED)可被用于每個(gè)光源42A和42B。按照這樣的構(gòu)型，從光源42A發(fā)出的不可見光LI和從光源42B發(fā)出的可見光L2分別在導(dǎo)光板41內(nèi)傳播,隨后從導(dǎo)光板41的位于TFT基板10—側(cè)的表面被引出。不可見光LI是除可見光L2之外的光，即，波長(zhǎng)在除視覺敏感的波長(zhǎng)范圍(例如，380nm-780nm)外的范圍中的光。例如，不可見光LI是相對(duì)于可見光L2，在短波長(zhǎng)一側(cè)的紫外光，或者在長(zhǎng)波長(zhǎng)一側(cè)的紅外光。特別理想的是使用在近紫外區(qū)(300nm-380nm)中的光作為紫外光，使用在與Si光電二極管的靈敏度匹配的近紅外區(qū)(780nm-lIOOnm)中的光作為紅外光。不過，由于設(shè)置在顯示面板IA兩側(cè)的偏光板17和25在可見光區(qū)和近紫外區(qū)具有偏光性，因此透射率相應(yīng)被減小，從而，在這樣的區(qū)域中，檢測(cè)到的光的量被減小，此外，所述光的量還取決于按照像素電位調(diào)制的圖像光。相反，在近紅外區(qū)，由于失去偏光性，因此能夠抑制檢測(cè)到的光的量的減小，此外，所述光的量不依賴于圖像光。于是，當(dāng)如在本實(shí)施例中那樣使用具有偏光板的液晶元件時(shí)，最好使用近紅外光作為不可見光?？蚣軈^(qū)A下面，說明框架區(qū)A中的元件。在框架區(qū)A中，和有效顯示區(qū)B中一樣，光傳感器12B間隔一定間距被排列在TFT基板10中的基板11上?？扇〉氖菑目蚣軈^(qū)A —直到有效顯示區(qū)B，隔開均勻的間距排列光傳感器12B。特別地，當(dāng)不進(jìn)行后面說明的重心的校正時(shí)，更可取的是以近似和從光傳感器到偏光板25的表面(模塊表面)的距離相等的間距排列光傳感器12B。這是因?yàn)橛^測(cè)光從手指等的表面被反射和漫射，從而擴(kuò)散在近似與從光傳感 器到模塊表面的距離對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)。用從有效顯示區(qū)B延伸出的平面化層13使光傳感器12B變平整。在平面化層13上，公共電極14延伸自有效顯示區(qū)B，黑色顯示電極16C被布置成經(jīng)同樣延伸自有效顯示區(qū)B的絕緣膜15面對(duì)公共電極14。黑色顯示電極16C屏蔽進(jìn)入液晶層30的可見光，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)黑色顯示，和黑色顯示電極16B的情況一樣。即使就黑色顯示電極16C來說，和黑色顯示電極16B的情況一樣，例如在FFS模式下，通過利用公共電極14，而不設(shè)置黑色顯示電極16C，也可施加黑色顯示電壓。另一方面，可以僅僅布置黑色顯示電極16B和16C之一。此外，盡管黑色顯示電極16B和黑色顯示電極16C可以是獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的，不過這兩個(gè)電極也可一起被驅(qū)動(dòng)。在CF基板20中，基本上在框架區(qū)A的整個(gè)區(qū)域內(nèi)，在基板21上形成不可見光透射黑色填料24。不可見光透射黑色填料24透射不可見光，同時(shí)屏蔽可見光。不過，即使黑色填料并不很好地屏蔽可見光，黑色填料24也可被配置成有選擇地透射不可見光。當(dāng)從背光40供給紅外光作為不可見光時(shí)，有選擇地透射該紅外光，當(dāng)從背光40供給紫外光作為不可見光時(shí)，有選擇地透射該紫外光就足夠了。散布顏料的光刻膠可被用于不可見光透射黑色填料24,例如,光刻膠包括分散在感光性光刻膠材料中的顏料，所述顏料有選擇透射或屏蔽特定波長(zhǎng)區(qū)內(nèi)的光。光刻膠材料包括丙烯酸材料、聚酰亞胺材料和酚醛清漆材料。顏料包括在制造過程中具有耐熱性和耐光性，并且具有以用于濾色器的散布顏料的光刻膠的形式透射近紅外光的性質(zhì)的顏料。具體地說，顏料包括紅、黃、橙偶氮顏料，藍(lán)色和綠色酞菁顏料，和紫色二噁嗪顏料中的至少一個(gè)。另一方面，可以使用有機(jī)黑色顏料。這種散布顏料的光刻膠被涂在基板21上，隨后通過曝光、顯影、烘焙等工藝，形成不可見光透射黑色填料24。有效顯示區(qū)B中的不可見光透射黑色填料23可利用相同或相似的材料和相同或相似的工藝來形成。液晶層30和背光40與有效顯示區(qū)B中的相同或相似。下面，參考圖4和5說明TFT基板10的詳細(xì)構(gòu)型。圖4是TFT基板10的與在基板11(圖4中未示出)上形成的TFT 12A和光傳感器12B之間的邊界相鄰的區(qū)域的放大剖面圖。圖5是圖解說明硅半導(dǎo)體的光敏度的特性圖。下面，分別說明TFT 12A和光傳感器12B的元件。
TFT 12A在TFT 12A中，在基板11上設(shè)置像素Tr柵極121，形成覆蓋柵極121的柵極絕緣膜18。在柵極絕緣膜18上形成當(dāng)驅(qū)動(dòng)TFT時(shí)，充當(dāng)溝道的p—1摻雜層124，LDD層123A和123B,及N+摻雜層122A和122B。p_1摻雜層124，LDD層123A和123B,及N+摻雜層122A和122B包括相同材料，例如P-Si (多晶硅)，并且分別在雜質(zhì)摻雜量方面受到控制。N+摻雜層122A和122B與分別借助于層間薄膜19設(shè)置 的源電極125和漏電極126電連接。另外在層間薄膜19上設(shè)置顯示信號(hào)線17，形成覆蓋源電極125，漏電極126和顯示信號(hào)線127的平面化層13。公共電極14和像素電極16A借助于絕緣膜15被置于平面化層13上。公共電極14在電氣上被狹縫141分成在像素上的部分和在傳感器上的部分，與像素公共電位不同的電位被提供給傳感器上的部分，從而，傳感器上的液晶層30可持續(xù)顯示黑色。依據(jù)反復(fù)形成的狹縫161，像素電極16A的平面形狀是梳狀，梳狀電極和公共電極14之間的電位差可對(duì)液晶層30施加橫向電場(chǎng)。光傳感器12B在光傳感器12B中，在基板11上設(shè)置傳感器柵極131，并形成覆蓋柵極131的柵極絕緣膜18。在柵極絕緣膜18上形成當(dāng)驅(qū)動(dòng)傳感器時(shí)，充當(dāng)活性區(qū)的區(qū)域133、p_摻雜層132A，和N+摻雜層132B。區(qū)域133、p_摻雜層132A，和N+摻雜層132B包括相同材料，例如P-Si，并且分別在雜質(zhì)摻雜量方面受到控制。N+摻雜層132B與借助層間薄膜19設(shè)置的傳感器源極線135電連接。另外在層間薄膜19上設(shè)置GND線134和傳感器信號(hào)線136，并形成覆蓋GND線134、傳感器源極線135和傳感器信號(hào)線136的平面化層13。從而，在對(duì)包括口_摻雜層132A、區(qū)域133和N+摻雜層132B的PN結(jié)施加反向電壓的時(shí)候，當(dāng)光射到區(qū)域133時(shí)，載流子被分離，以致產(chǎn)生光電流。這將改變與p_摻雜層132A連接的輔助電容(未示出)的電位，通過與輔助電容電連接的傳感器信號(hào)線136讀出該電位。這種光傳感器12B包括下述娃半導(dǎo)體例如，多晶娃(p-Si),非晶娃(a-Si)和微晶硅(U-Si)。每種硅半導(dǎo)體相對(duì)于光子能量m的吸收系數(shù)(cnT1)具有如圖5中所示的特性。例如，當(dāng)使用紅外光作為不可見光LI時(shí)，最好使用對(duì)與紅外光對(duì)應(yīng)的區(qū)域S (I. OeV-1. 6eV)敏感的多晶硅(粒度幾十微米或更大)或者微晶硅(粒度幾十納米或更大)。在圖5中，C-Si表示晶體硅。如前所述，位置確定部分(未示出)被設(shè)置在與顯示面板IA連接的FPC或TFT基板10上的線路之上的IC芯片中。位置確定部分根據(jù)來自光傳感器12B的輸出，確定物體(手指2)的位置。具體地說，通過集成保存諸如模塊結(jié)構(gòu)參數(shù)之類校正參數(shù)的非易失性存儲(chǔ)器，進(jìn)行來自光傳感器12B的輸出信號(hào)(模擬信號(hào))的模/數(shù)轉(zhuǎn)換的AD轉(zhuǎn)換器，保存數(shù)字化圖像信號(hào)或噪聲消除圖像信號(hào)的諸如SRAM之類易失性存儲(chǔ)器，和根據(jù)噪聲消除圖像信號(hào)進(jìn)行面積或重心位置的邏輯運(yùn)算的邏輯運(yùn)算電路，形成位置確定部分。按照這樣的構(gòu)型，位置確定部分充當(dāng)根據(jù)從光傳感器12B輸出的模擬信號(hào)，計(jì)算作為物體的位置信息的重心坐標(biāo)或面積。后面說明位置確定部分的這種運(yùn)算處理。除了這樣的圖像處理運(yùn)算單元之外，位置確定部分還可具有CPU(中央處理器)。下面，說明顯示裝置I的操作和效果。顯示操作
首先，參考圖6-8說明顯示裝置I的顯示操作。圖6是圖解說明利用可見光L2的圖像顯示的示意圖。圖7A和7B是圖解說明FFS模式下的顯示操作原理的示意圖。圖8A和8B是放大地表示液晶元件的有關(guān)部分的圖。在圖7A-8B中，圖7A或8A表示在不施加電場(chǎng)期間液晶元件的狀態(tài)，圖7B或8B表示在施加電場(chǎng)期間液晶元件的狀態(tài)。在顯示裝置I中，當(dāng)根據(jù)有效顯示區(qū)B中的圖像信號(hào)，在公共電極14和像素電極16A之間供給預(yù)定閾值電壓或更高的驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，液晶層30被施加以預(yù)定電場(chǎng)，以致液晶狀態(tài)被調(diào)制。從而，為每個(gè)顯示像素調(diào)制經(jīng)偏光板17從背光40 —側(cè)進(jìn)入液晶層30的可見光L2，所述可見光L2隨后通過對(duì)應(yīng)的濾色器層22R、22G和22B，以三色顯示光LR、LG和LB的形式從偏光板25上方射出。相反，在框架區(qū)A中，從背光40 —側(cè)進(jìn)入的可見光L2被不可見光透射黑色填料24屏蔽。這樣，在有效顯示區(qū)B的圖像顯示區(qū)30A中實(shí)現(xiàn)圖像顯示。此外，從背光40發(fā)出并進(jìn)入不可見光透射黑色填料23和24的光被不可見光透射黑色填料23和24屏蔽，于是，防止該光不利地影響顯示光LR、LG和LB的光學(xué)特性。這里，參考圖7A和7B詳細(xì)說明FFS模式下的顯示操作原理。在圖7A和7B中，形 成覆蓋包括多個(gè)子像素電極160的像素電極16A的取向膜32，還在CF基板20的基板21 (圖7A和7B中未示出)一側(cè)形成取向膜33。另外，圖7A和7B表示兩個(gè)取向膜32和33每一個(gè)的摩擦方向?qū)?yīng)于在光出射側(cè)的偏光板25的透射軸的情況。當(dāng)未在公共電極14和像素電極16A之間施加電壓時(shí)(圖7A和圖8A)，構(gòu)成液晶層30的液晶分子的軸垂直于在入射側(cè)的偏光板17的透射軸，平行于在光出射側(cè)的偏光板25的透射軸。從而，由在入射側(cè)的偏光板17透射的入射光在不在液晶層30中引起相差的情況下到達(dá)在光出射側(cè)的偏光板25，并被偏光板25吸收，導(dǎo)致黑色顯示。相反，當(dāng)在公共電極14和像素電極16A之間施加電壓時(shí)(圖7B和圖8B)，在子像素電極160之間產(chǎn)生的橫向電場(chǎng)E沿相對(duì)于每個(gè)像素電極16A的延伸方向的傾斜方向旋轉(zhuǎn)液晶分子31的取向方向。此時(shí)，白色顯示中的電場(chǎng)強(qiáng)度被優(yōu)化，以致位于液晶層30的厚度方向中心的液晶分子31被旋轉(zhuǎn)約45°。從而，在通過液晶層30期間，在由位于入射側(cè)的偏光板17透射的入射光h中產(chǎn)生相差,導(dǎo)致線性偏振光被旋轉(zhuǎn)90° ,線性偏振光通過在光出射側(cè)的偏光板25,導(dǎo)致白色顯示。相反，當(dāng)分別在有效顯示區(qū)B的黑色顯示區(qū)30B和框架區(qū)A的黑色顯示區(qū)30C中，在公共電極14和黑色顯示電極16B，及在公共電極14和黑色顯示電極16C之間供給預(yù)定閾值電壓或更高的驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，液晶層被施加以預(yù)定電場(chǎng)，以致液晶狀態(tài)被調(diào)制?？刂品謩e向公共電極14和黑色顯示電極16B或16C提供的電位，以連續(xù)進(jìn)行黑色顯示。輸入操作下面參考圖9-圖13B，說明顯示裝置I的輸入操作。圖9是圖解說明接收不可見光LI的狀態(tài)的示意圖。圖IOA和IOB表示相對(duì)于物體的接觸區(qū)域的檢測(cè)強(qiáng)度分布的模擬結(jié)果。如前所述，在基于從背光40發(fā)出的可見光L2，在有效顯示區(qū)B中顯示圖像時(shí)，來自背光40的不可見光LI依次被偏光板17、TFT基板10、液晶層30、CF基板20和偏光板25透射。此時(shí)，不可見光LI通過液晶層30、濾色器層22及不可見光透射黑色填料23和24而不被它們屏蔽。例如，當(dāng)手指2放在(接觸)顯示面板IA的上方(偏光板25的上方)時(shí)，從偏光板25的上方射出的不可見光LI從手指2的表面被反射和漫射。這種反射光被排列在TFT基板10的光傳感器12B接收，從而獲得手指2的光強(qiáng)度分布信息。當(dāng)光強(qiáng)度分布信息被輸出給位置確定部分時(shí)，位置確定部分計(jì)算手指2的重心坐標(biāo)，從而確定手指2的位置。下面說明手指2的接觸位置和光強(qiáng)度分布之間的關(guān)系。首先，參考圖IOA和IOB說明使手指2接觸接近有效顯示區(qū)B的中心的位置的情況。如圖IOA中所示，接觸區(qū)C被假定為有效顯示區(qū)B中寬度為W的區(qū)域，成為接觸面的偏光板25和具有光傳感器12B的TFT基板10之間的距離被假定為d。在這種情況下,例如，當(dāng)假定W=IOmm并且d=l. 5mm時(shí),產(chǎn)生如圖IOB中所示的強(qiáng)度分布。不過，接觸區(qū)C的寬度方向被假定為X方向，寬度W的中心位置被假定為x=0。從圖中可看出強(qiáng)度分布延伸到比寬度W=IOmm的實(shí)際接觸區(qū)C更寬的范圍內(nèi)。這是因?yàn)樵诓豢梢姽釲I從手指2的表面被反射和漫射之后，不可見光LI擴(kuò)散開，之后到達(dá)光傳感器12B。另一方面，對(duì)比比較例說明使手指2接觸有效顯示區(qū)B的與框架區(qū)A相鄰的區(qū)域的情況。圖IlA和IlB表示通過利用不可見光進(jìn)行位置檢測(cè)的顯示裝置100的示意構(gòu)型。 圖IlA表示從頂部觀察的顯示裝置100的一般構(gòu)型，圖IlB是順著圖IlA的線II-II沿箭頭方向的剖面圖。圖12A和12B表示在與圖IlA和IlB中所示的比較例的顯示裝置中的框架區(qū)相鄰的區(qū)域中的光強(qiáng)度分布的模擬結(jié)果。顯示裝置100具有顯示屏幕，顯示屏幕具有作為圖像顯示區(qū)的有效顯示區(qū)B100，和環(huán)繞有效顯示區(qū)的框架區(qū)A100。顯示裝置100在部分露出配線層的區(qū)域120中與位于顯示裝置一端的外部裝置連接。顯示裝置100包括封閉在TFT基板101和CF基板102之間的液晶層103，在TFT基板101中，TFT 1012A和檢測(cè)不可見光的光傳感器1012B被布置在基板1011上，在CF基板02上形成濾色器層1022。向液晶層103的一側(cè)照射可見光和不可見光的背光104設(shè)置在液晶層103下面。在框架區(qū)AlOO中形成屏蔽光的屏蔽層1024。按照這樣的構(gòu)型，在根據(jù)可見光進(jìn)行圖像顯示的時(shí)候，根據(jù)從光傳感器12B檢測(cè)的不可見光的強(qiáng)度分布，確定位置。關(guān)于接近框架區(qū)AlOO的區(qū)域中的光檢測(cè)，對(duì)按照該比較例的顯示裝置100進(jìn)行模擬。假定使作為檢測(cè)對(duì)象的反射板接觸偏光板106的上方，模擬進(jìn)行光檢測(cè)。在圖12A中，成為接觸面的偏光板106和具有光傳感器1012B的TFT基板101之間的距離被假定為d，框架區(qū)AlOO和有效顯示區(qū)BlOO之間的邊界被假定為x=0。從而，產(chǎn)生如圖12B中所示的強(qiáng)度分布。在每個(gè)光傳感器1012B檢測(cè)從反射板的表面反射和漫射的光(下面稱為漫射光)的時(shí)候，在光傳感器1012B和反射板之間存在一定的距離。于是，漫射光不僅從有效顯示區(qū)BlOO—側(cè)，而且從框架區(qū)AlOO —側(cè)入射到接近X=O的光傳感器1012B上。不過，在該比較例中，由于屏蔽不可見光的屏蔽層1024設(shè)置在框架區(qū)AlOO中，因此在接近X=O的區(qū)域中，漫射光被部分屏蔽。另外，由于從背光104發(fā)出的不可見光也被屏蔽層1024屏蔽，因此不可見光不會(huì)到達(dá)框架區(qū)AlOO的上方。于是，接近x=0，即在有效顯示區(qū)BlOO的接近和框架區(qū)AlOO的邊界的區(qū)域中，檢測(cè)到的光的量與實(shí)際量相比被減少。這樣，當(dāng)用于檢測(cè)的不可見光在框架區(qū)AlOO中被屏蔽時(shí)，在有效顯示區(qū)BlOO的接近和框架區(qū)AlOO的邊界的區(qū)域中，光檢測(cè)強(qiáng)度被降低，于是，在接近邊界的區(qū)域中不能充分保證光檢測(cè)精度。另一方面，在本實(shí)施例中，設(shè)置在框架區(qū)A中的不可見光透射黑色填料24屏蔽可見光，透過不可見光。從而，來自背光40的不可見光LI可到達(dá)框架區(qū)A的上方，在手指2的表面反射的不可見光LI很難被不可見光透射黑色填料24屏蔽。關(guān)于在接近框架區(qū)A的區(qū)域中的光檢測(cè)，對(duì)本實(shí)施例的顯示裝置I進(jìn)行模擬。圖13A和13B表示本實(shí)施例的在接近框架區(qū)A的區(qū)域中的光強(qiáng)度分布的模擬結(jié)果。假定使作為檢測(cè)對(duì)象的反射板接觸偏光板25的上方，模擬進(jìn)行光檢測(cè)。成為接觸面的偏光板25和具有光傳感器12B的TFT基板10之間的距離被假定為d，框架區(qū)A和有效顯示區(qū)B之間的邊界被假定為x=0，框架區(qū)A中可透過不可見光LI的區(qū)域的寬度被假定為2mm。在這種情況下，產(chǎn)生如圖13B中所示的強(qiáng)度分布，其中即使在接近X=O的區(qū)域中，光檢測(cè)強(qiáng)度的降低也受到抑制。這是因?yàn)樵O(shè)置在框架區(qū)A中的不可見光透射黑色填料24透過不可見光，從而即使從框架區(qū)A —側(cè)進(jìn)入的漫射光也可被接近X=O設(shè)置的光傳感器12B用于檢測(cè)。這可抑制接近X=O的區(qū)域中，即，有效顯示區(qū)B的接近和框架區(qū)A的邊界的區(qū)域中的光檢測(cè)強(qiáng)度的降低。圖14表示分別測(cè)量實(shí)際制備的不可見光透射黑色填料23和24的透射率的結(jié)果。發(fā)光中心波長(zhǎng)為850nm的近紅外LED被用作發(fā)出不可見光LI的光源。散布顏料的光刻膠，包括分散有酞菁銅化合物(藍(lán)色和綠色)和偶氮顏料(紅色)化合物有機(jī)顏料的丙烯酸光刻膠被用于不可見光透射黑色填料23或24。如圖14中所示，這樣制備的不可見光透射黑色填料23或24有選擇地透射紅外光，同時(shí)稍微透射可見光。當(dāng)光傳感器12B按照上面的方式進(jìn)行光檢測(cè)時(shí)，獲得的強(qiáng)度分布信息被輸出給位置確定部分。位置確定部分根據(jù)光傳感器12B的輸出，計(jì)算手指的重心坐標(biāo)G。具體地說，對(duì)光傳感器12B的(模擬)輸出信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，隨后對(duì)這樣的數(shù)字化圖像信號(hào)進(jìn)行除去外部光分量的處理，之后均具有等于或大于某一閾值的區(qū)域被二值化，如圖15中所示。從二值化圖像中除去噪聲，隨后計(jì)算中心坐標(biāo)的X值的平均值和y值的平均值，從而計(jì)算手指2的重心坐標(biāo)G0例如，當(dāng)X坐標(biāo)組為(4，3，4，5，2，3，4，5，6，3，4，5，4)，并且y坐標(biāo)組為(4，3，4，5，2，3，4，5，6，3，4，5，4)時(shí)，它們的中心坐標(biāo)是作為重心坐標(biāo)G的(x, y) = (4, 4)。這樣，手指2的位置被確定。另一方面，在二值化之前，可獲得預(yù)定間隔內(nèi)的信號(hào)強(qiáng)度(AD值)的平均值，以便根據(jù)(2 (坐標(biāo))* (AD值))/ (AD值的平均值)，計(jì)算手指2的重心坐標(biāo)G。另一方面，位置確定部分可根據(jù)光傳感器12B獲得的強(qiáng)度分布信息，計(jì)算手指2的接觸面積。例如，根據(jù)獲得的強(qiáng)度分布，確定輸出與預(yù)定閾值相等或更大的值的光傳感器12B，從而根據(jù)確定的光傳感器12B的數(shù)目，光傳感器之間的間隔等，可獲得接觸面積。按照這種方式計(jì)算的接觸面積信息可被用于確定接觸的物體是手指還是筆。另外，該信息可被 用于諸如當(dāng)接觸面積過度超過預(yù)定基準(zhǔn)值時(shí)，確定手指或筆未進(jìn)行接觸輸入之類的應(yīng)用。這可避免例如在包括顯示裝置I的物體被放在口袋或包中，或者當(dāng)顯示裝置I被用于移動(dòng)電話機(jī)時(shí)，耳朵靠近顯示部分的情況下可能發(fā)生的誤輸入。如前所述，在本實(shí)施例中，有效顯示區(qū)B中的液晶元件可實(shí)現(xiàn)基于可見光的圖像顯示。相反，由于屏蔽可見光和透過不可見光的不可見光透射黑色填料24被設(shè)置在框架區(qū)A中，因此在有效顯示區(qū)B的接近和框架區(qū)A的邊界的區(qū)域中，能夠抑制光檢測(cè)強(qiáng)度的降低。從而，當(dāng)手指2接觸接近框架區(qū)A的部分時(shí)，可獲得高的光檢測(cè)精度。此外，從而位置確定部分可保證高的位置確定精度。另外，當(dāng)不僅在有效顯示區(qū)B中，而且在框架區(qū)A中設(shè)置檢測(cè)不可見光的光傳感器12B時(shí)，不僅在有效顯示區(qū)B中，而且在框架區(qū)A中都可檢測(cè)從手指2的表面反射和漫射的不可見光。從而，在接近框架區(qū)A的區(qū)域中，可抑制重心坐標(biāo)G的移動(dòng)。
此外，當(dāng)作為與多種顏色的濾色器層22 —起排列的所謂的黑矩陣，在有效顯示區(qū)B中設(shè)置與不可見光透射黑色填料24具有相同或相似特性的不可見光透射黑色填料23時(shí)，可增大不可見光的透射率。從而，對(duì)應(yīng)于不可見光的透射率的增大，可降低近紅外LED的電流水平，導(dǎo)致功耗低。另外，當(dāng)液晶層30和公共電極14被擴(kuò)展到與框架區(qū)A中的不可見光透射黑色填料24及有效顯示區(qū)B中的不可見光透射黑色填料23對(duì)應(yīng)的區(qū)域(黑色顯示區(qū)30B和30C)，并且分別在這些區(qū)域中設(shè)置黑色顯示電極16B和16C時(shí)，可改善黑度，從而可更有效地屏蔽可見光。即，例如，即使用于不可見光透射黑色填料23和24的材料稍微透射可見光，也能夠抑制歸因于這種透射的漏光。換句話說，擴(kuò)展了不可見光透射黑色填料23和24的材料選擇范圍。此外，由于在有效顯示區(qū)B中抑制了源于不可見光透射黑色填料23的漏光，改善了顯示對(duì)比度。下面，說明第一實(shí)施例的顯示裝置I的顯示面板的改進(jìn)(改進(jìn)I和2)。下面，和第一實(shí)施例相同或等效的元件用相同的附圖標(biāo)記表示，并適當(dāng)省略其說明。 改進(jìn)I圖16是接近按照改進(jìn)I的顯示面板IB的框架區(qū)A和有效顯示區(qū)B之間的邊界的區(qū)域的剖面圖。除了濾色器層的構(gòu)型，以及顯示面板IB的框架區(qū)A和有效顯示區(qū)B中的不可見光透射黑色填料27和28的構(gòu)型之外，改進(jìn)I具有和第一實(shí)施例的顯示裝置I的構(gòu)型相同或相似的構(gòu)型。不可見光透射黑色填料27和28都是屏蔽可見光、透射不可見光的屏蔽層，由多個(gè)堆疊的顏色彼此不同的濾色器構(gòu)成。通過從基板21 —側(cè)順序堆疊紅色濾色器層26R、綠色濾色器層27G和藍(lán)色濾色器層27B，形成設(shè)置在有效顯示區(qū)B中的不可見光透射黑色填料
27。濾色器層26R被延伸到圖像顯示區(qū)30A，這樣的延伸區(qū)域與綠色濾色器層26G和藍(lán)色濾色器層26B —起形成圖像顯示用濾色器層。類似地，通過從基板21 —側(cè)順序堆疊紅色濾色器層28R、綠色濾色器層28G和藍(lán)色濾色器層28B，形成設(shè)置在框架區(qū)A中的不可見光透射黑色填料28。濾色器層28R被延伸到圖像顯示區(qū)30A，這樣的延伸區(qū)域與綠色濾色器層26G和藍(lán)色濾色器層26B —起形成圖像顯示用濾色器層?？衫孟嗤蛳嗨频牟牧虾拖嗤蛳嗨频墓に嚕纬刹豢梢姽馔干浜谏盍?7和28，及圖像顯示用濾色器層。不可見光透射黑色填料27或28的這種堆疊結(jié)構(gòu)在CF基板20的一側(cè)造成高低差另IJ。于是，為了避免高低差別對(duì)圖像顯示的影響，形成平面化層29。在本改進(jìn)中，來自背光40(圖16中未示出)的可見光L2在有效顯示區(qū)B中被用于圖像顯示，在與不可見光透射黑色填料27和28對(duì)應(yīng)的區(qū)域中被屏蔽。具體地說，進(jìn)入不可見光透射黑色填料27的可見光L2順序通過濾色器層27B，濾色器層27G和濾色器層26R，在這樣的通過過程中，光的相應(yīng)顏色的補(bǔ)色成分被吸收。對(duì)不可見光透射黑色填料28來說同樣如此。于是，可獲得和第一實(shí)施例相同或等效的優(yōu)點(diǎn)。另外，在本改進(jìn)中，甚至也形成了用于連續(xù)黑色顯示的黑色顯示區(qū)30B和30C，從而可進(jìn)一步抑制可見光的漏光，導(dǎo)致黑度的改善。這里，在本改進(jìn)中，盡管可在黑色顯示區(qū)30B或30C中設(shè)置公共電極和黑色顯示電極，不過甚至也可在黑色顯示區(qū)30B或30C中只設(shè)置公共電極和黑色顯示電極之一。圖17表示作為不可見光透射黑色填料27或28的元件的紅色、綠色和藍(lán)色濾色器的透射率的測(cè)量結(jié)果。發(fā)光中心波長(zhǎng)為850nm的近紅外LED被用作發(fā)出不可見光LI的光源。包括分散在丙烯酸光刻膠中的偶氮顏料的散布顏料光刻膠被用作紅色濾色器，包括分散在丙烯酸光刻膠中的氯化酞菁顏料的散布顏料光刻膠被用作綠色濾色器，包括分散在丙烯酸光刻膠中的酞菁顏料的散布顏料光刻膠被用作藍(lán)色濾色器。如圖17中所示，紅色、綠色和藍(lán)色濾色器吸收為相應(yīng)顏色的補(bǔ)色的顏色，并透射在SOOnm以上的近紅外區(qū)中的光。在本改進(jìn)中，通過堆疊三種顏色R、G和B的濾色器，實(shí)現(xiàn)不可見光透射黑色填料27和28。不過，可不必準(zhǔn)備所有這三種顏色，可以使用堆疊三種顏色中的兩種顏色的濾色器的結(jié)構(gòu)。改進(jìn)2圖18是在按照改進(jìn)2的顯示面板IC的框架區(qū)A和有效顯示區(qū)B之間的邊界附近的區(qū)域的剖面圖。除了公共電極34被設(shè)置在CF基板20B的濾色器層一側(cè)，以致液晶元件的驅(qū)動(dòng)模式不同之外，改進(jìn)2的構(gòu)型和第一實(shí)施例的顯示裝置I的構(gòu)型相同或相當(dāng)。即，在本改進(jìn)中，TFT基板IOA被這樣配置，以致像素電極16A及黑色顯示電極16B和16C被設(shè)置在基板11上的平面化層13上，這些電極經(jīng)液晶層30-1與公共電極34相對(duì)。在這樣的構(gòu)型中，各種模式，比如TN(扭曲向列)模式，VA(垂直取向)模式和ECB (電場(chǎng)控制雙折射)模式被用于液晶層30-1。在本改進(jìn)中，當(dāng)在黑色顯示區(qū)中進(jìn)行黑色顯示時(shí)，設(shè)置黑色顯示電 極 16B 和 16C。這樣，不僅諸如FFS模式之類的橫向電場(chǎng)模式，而且各種驅(qū)動(dòng)模式可被用于圖像顯示用液晶元件。即使在這種構(gòu)型的情況下，也能夠獲得和第一實(shí)施例相同或相當(dāng)?shù)膬?yōu)點(diǎn)。第二實(shí)施例圖19是在按照第二實(shí)施例的顯示裝置3的框架區(qū)A和有效顯示區(qū)B之間的邊界附近的區(qū)域的剖面圖。和第一實(shí)施例的顯示裝置I的元件相同或相當(dāng)?shù)脑孟嗤母綀D標(biāo)記表示，并適當(dāng)?shù)氖÷云湔f明。在本實(shí)施例中，例如，表現(xiàn)出三原色R、G和B的電致發(fā)光的有機(jī)EL元件被用作有效顯示區(qū)B中的圖像顯示元件(顯示像素)。顯示裝置3具有其中借助密封層39，用密封基板20C密封在驅(qū)動(dòng)基板IOB上形成的相應(yīng)顏色的有機(jī)EL元件的顯示面板3A，和在顯示面一側(cè)的作為提供用于位置檢測(cè)的不可見光的光源的前光50。由于每個(gè)有機(jī)EL元件是自發(fā)光元件，并不特別提供圖像顯示用光源。在驅(qū)動(dòng)基板10中，和第一實(shí)施例中一樣，TFT 12A和光傳感器12B隔開一定間距地分別排列在有效顯示區(qū)B中的基板11上。平面化層38使TFT 12A和光傳感器12B變平整，對(duì)于每個(gè)像素在平面化層38上設(shè)置作為陽極的像素電極35。發(fā)出紅光的發(fā)光層36R，發(fā)出綠光的發(fā)光層36G和發(fā)出藍(lán)光的發(fā)光層36B通常按照矩陣形式被順序設(shè)置在像素電極35上。在發(fā)光層36R、36G和36B上形成公共電極37，作為各個(gè)像素共有的陰極。在像素電極35與發(fā)光層36R、36G和36B之間可以設(shè)置各個(gè)像素共有的空穴注入層或空穴輸送層。在公共電極37與發(fā)光層36R、36G和36B之間可以設(shè)置各個(gè)像素共有的電子注入層或電子輸送層。此外，它可被配置成以致像素電極35充當(dāng)陰極，公共電極37充當(dāng)陽極。發(fā)光層36R包括突光或磷光發(fā)光材料,其中對(duì)該層施加電場(chǎng),從而從像素電極35注入的部分空穴與從公共電極37注入的部分電子重新結(jié)合，以致產(chǎn)生紅光。類似地，對(duì)發(fā)光層36G或36B施加電場(chǎng)，以致由于電子和空穴的重新結(jié)合而產(chǎn)生綠光或藍(lán)光。對(duì)于發(fā)光層36R，例如，使用4，4- 二(2，2_ 二苯乙烯基)聯(lián)苯(DPVBi)和2，6- 二[(4’_甲氧基二苯胺)苯乙烯基]-1，5-二氰基萘(BSN)等的混合物。對(duì)于發(fā)光層36G，例如，使用DPVBi和香豆素6的混合物。對(duì)于發(fā)光層36B，例如，使用DPVBi和4，4- 二[2-{4-N, N- 二苯胺)苯基}乙烯基]聯(lián)苯(DPAVBi)等的混合物。相反,和第一實(shí)施例中一樣，光傳感器12B隔開一定間距地排列在框架區(qū)A中的基板11上。密封基板20C具有在基板21的一個(gè)表面上，在框架區(qū)A中的不可見光透射黑色填料24和在有效顯示區(qū)B中的不可見光透射黑色填料23。盡管在本實(shí)施例中不在基板21上形成濾色器層，不過可對(duì)應(yīng)于相應(yīng)顏色的有機(jī)EL元件設(shè)置濾色器層。從而，在每一層或類似物上反射的外部光被吸收，導(dǎo)致對(duì)比度的改進(jìn)。前光50具有設(shè)置在導(dǎo)光板51的一端的不可見光光源52，其中不可見光從不可見光光源52發(fā)出，在導(dǎo)光板內(nèi)傳播,隨后從上方射出。例如，發(fā)出紅外光的LED被用作不可見光光源52。 在本實(shí)施例中，當(dāng)在有效顯示區(qū)B中的像素電極35和公共電極37之間施加預(yù)定的驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，發(fā)光層36R、36G和36B發(fā)出相應(yīng)顏色的光，從而實(shí)現(xiàn)圖像顯示。相反，當(dāng)前光50從上部發(fā)出不可見光時(shí)，不可見光從與前光50的上部接觸的手指2(圖19中未示出)的表面被反射和漫射，并被驅(qū)動(dòng)基板IOB上的光傳感器12B接收。由于透射不可見光的不可見光透射黑色填料24設(shè)置在框架區(qū)A中，和第一實(shí)施例中一樣，在有效顯示區(qū)B的接近與框架區(qū)A的邊界的區(qū)域中，可抑制光檢測(cè)強(qiáng)度的降低。從而，可獲得和第一實(shí)施例基本相同的優(yōu)點(diǎn)。下面，說明第二實(shí)施例的顯示面板的改進(jìn)(改進(jìn)3)。下面，和第二實(shí)施例中的元件相同或相當(dāng)?shù)脑孟嗤母綀D標(biāo)記表示，并適當(dāng)省略其說明。改進(jìn)3圖20是接近按照改進(jìn)3的顯示面板3B的框架區(qū)A和有效顯示區(qū)B之間的邊界的區(qū)域的剖面圖。在本改進(jìn)中，產(chǎn)生不可見光的發(fā)光層被用作表現(xiàn)出有機(jī)電致發(fā)光的發(fā)光層，使用不可見光來實(shí)現(xiàn)圖像顯示和位置檢測(cè)。于是，不設(shè)置第二實(shí)施例中使用的前光50。具體地說，在驅(qū)動(dòng)基板IOC的有效顯示區(qū)B中，在每個(gè)像素電極35上形成發(fā)出紫外光的紫外光發(fā)光層43，作為像素電極35的公共層。在紫外光發(fā)光層43上順序形成公共電極37和顏色轉(zhuǎn)換層44。在框架區(qū)A中，電極35A被設(shè)置在平面化層38上，紫外光發(fā)光層43和公共電極37按照延伸自有效顯示區(qū)B的方式被設(shè)置在電極35A上。紫外光發(fā)光層43包括突光或磷光發(fā)光材料,該層被施加電場(chǎng),從而從像素電極35注入的部分空穴與從公共電極37注入的部分電子重新結(jié)合，以致產(chǎn)生紫外光。例如，三唑衍生物(TAZ)等被用作紫外光發(fā)光層43的材料。這種情況下，該材料最好與諸如BCP、B-phen和Bu-PBD之類寬禁帶(wide-gap)載流子輸送材料結(jié)合。這是因?yàn)檫@樣的結(jié)合可防止由對(duì)與紫外光發(fā)光層43相鄰的空穴注入層，空穴輸送層，電子輸送層和電子注入層(所有各層都未示出)的能量轉(zhuǎn)移而引起的發(fā)光效率的降低和發(fā)光波長(zhǎng)的增大。顏色轉(zhuǎn)換層44包括進(jìn)行從紫外光發(fā)光層43發(fā)出的部分紫外光到紅光的顏色轉(zhuǎn)換(能量轉(zhuǎn)換)的顏色轉(zhuǎn)換層44R，進(jìn)行部分紫外光到綠光的顏色轉(zhuǎn)換的顏色轉(zhuǎn)換層44G，和進(jìn)行部分紫外光到藍(lán)光的顏色轉(zhuǎn)換的顏色轉(zhuǎn)換層44B。顏色轉(zhuǎn)換層44R例如包括和發(fā)光層36R相同或相似的材料。顏色轉(zhuǎn)換層44G例如包括和發(fā)光層36G相同或相似的材料。顏色轉(zhuǎn)換層44B例如包括和發(fā)光層36B相同或相似的材料。根據(jù)用于圖像顯示的每種顏色的必需光與用于檢測(cè)的紫外光的光之比，恰當(dāng)?shù)剡x擇每個(gè)顏色轉(zhuǎn)換層44R、44G和44B的材料或厚度。在基板21的表面上，密封基板20D具有在框架區(qū)A中的紫外光透射黑色填料24B，和在部分有效顯示區(qū)B中的紫外光透射黑色填料23B。紫外光透射黑色填料23B和24B都屏蔽可見光，并有選擇地透射紫外光。在本改進(jìn)中，在有效顯示區(qū)B中，當(dāng)在像素電極35和公共電極37之間施加預(yù)定的驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，紫外光發(fā)光層43為每個(gè)像素發(fā)出紫外光。一部分的紫外光通過每個(gè)對(duì)應(yīng)的顏色轉(zhuǎn)換層44R、44G和44B，從而所述一部分的紫外光被轉(zhuǎn)換成每個(gè)顏色光，并從密封基板20D的上部射出。從而，實(shí)現(xiàn)圖像顯示。相反，從發(fā)光層43發(fā)出的未由顏色轉(zhuǎn)換層44進(jìn)行顏色轉(zhuǎn)換的一部分紫外光直接從密封基板20D的上方射出。另一方面，在框架區(qū)A中，當(dāng)在電極35A和公共電極37之間施加預(yù)定的驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，紫外光發(fā)光層43發(fā)出紫外光，該紫外光通過紫外光透射黑色填料24B —直傳播到框架區(qū)A的上部。這樣，紫外光從框架區(qū)A和 從有效顯示區(qū)B射出，射出的紫外光在接觸密封基板20D的上部的手指2(圖20中未示出)的表面被反射，并被驅(qū)動(dòng)基板IOC上的光傳感器12B接收。由于和第一實(shí)施例中一樣,透射紫外光的紫外光透射黑色填料24B被設(shè)置在框架區(qū)A中，因此在有效顯示區(qū)B的接近與框架區(qū)A的邊界的區(qū)域中，能夠抑制光檢測(cè)強(qiáng)度的降低。從而，能夠獲得與第一和第二實(shí)施例基本相同的優(yōu)點(diǎn)。第三實(shí)施例圖21是在按照第三實(shí)施例的顯示裝置4的框架區(qū)A和有效顯示區(qū)B之間的邊界附近的區(qū)域的剖面圖。圖22和23是圖解說明顯示裝置4的位置確定部分的校正處理的原理圖。本實(shí)施例和第一實(shí)施例的顯示裝置I的不同之處在于顯示面板4A在框架區(qū)A中沒有光傳感器12B，換句話說，只在有效顯示區(qū)B中才有光傳感器12B。另外，設(shè)置校正單元，用于校正位置確定期間的位置偏移。和第一實(shí)施例的顯示裝置I的元件相同或相當(dāng)?shù)脑孟嗤母綀D標(biāo)記表示，并適當(dāng)省略其說明。在本實(shí)施例中，由有效顯示區(qū)B中的液晶元件，根據(jù)可見光進(jìn)行圖像顯示。另外，由于屏蔽可見光和透射不可見光的不可見光透射黑色填料24被設(shè)置在框架區(qū)A中，因此即使手指接觸鄰近框架區(qū)A的部分，從手指2的表面被反射和漫射的不可見光也很難在框架區(qū)A中被屏蔽。從而，和第一實(shí)施例中一樣，在有效顯示區(qū)B的鄰近與框架區(qū)A的邊界的區(qū)域中，可抑制光檢測(cè)強(qiáng)度的降低。不過，不同于第一和第二實(shí)施例中，在本實(shí)施例中，在框架區(qū)A中未設(shè)置光傳感器12B。于是，未示出的位置確定部分進(jìn)行下述位置確定處理，以便提高鄰近框架區(qū)A的區(qū)域中的位置確定精度。位置確定處理具體地說，首先，按照和第一實(shí)施例相同的方式計(jì)算手指2的重心坐標(biāo)G。在所述計(jì)算中，如圖22中所示，在框架區(qū)A中，S卩，在不存在光傳感器12B的區(qū)域中失去信號(hào)(對(duì)應(yīng)于圖22中的區(qū)域2A的信號(hào))。于是，實(shí)際計(jì)算的重心坐標(biāo)G’(x’，y’)偏離由區(qū)域2A和區(qū)域2B確定的真實(shí)重心坐標(biāo)G (X，y)。例如，當(dāng)X坐標(biāo)組包括(0，0, I, 0, I, 2，0, I, 0),并且y坐標(biāo)組包括(2，3，4，5，6，3，4，5，4)時(shí)，與真實(shí)的重心坐標(biāo)G (x, y) = (0，4)相比,給出重心坐標(biāo) G’ (x，，y' ) = (0. 556，4)。從而，進(jìn)行重心坐標(biāo)的下述偏移校正。S卩，如圖2中所示，假定手指2的形狀為圓形或橢圓形，獲得部分被框架區(qū)A丟失的形狀的重心坐標(biāo)GO。具體地說，對(duì)于由真實(shí)的重心坐標(biāo)G和框架區(qū)A形成的三角形，和切去所述三角形的扇形，分別獲得面積和重心坐標(biāo)。扇形的面積SI和重心坐標(biāo)Gl用基于方程式(1)-(3)的下述方程式(4)和(5)表述。三角形的面積S2和重心坐標(biāo)G2用下述方程式(6)和(7)表述。相反，由于重心坐標(biāo)GO由下述方程式(8)表述，因此坐標(biāo)GO由基于方程式(4)-(8)的方程式(9)表述。在方程式中，“a”表示當(dāng)手指2的形狀為圓形時(shí)的半徑。當(dāng)手指2的形狀為橢圓形時(shí)，可以使用長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度2a和短軸的長(zhǎng)度2b。數(shù)值表達(dá)式IdS=dr rd 0 =rdrd 0x = rcos 0(I)

數(shù)值表達(dá)式2Sl=a24)(4)Gl= (2/3) a (sin ￠/￠) (5)S2=a2cos sin(6)G2=(2/3)acos<j5(7)被幀部分丟失的圓形的重心坐標(biāo)G0=((三角形的重心*其面積)+ (扇形的重心*其面積))/總面積 (8)G0=2.asin#(l + cos2#)⑶
3 # + cos^sin 多于是，諸如手指2之類的物體的尺寸或形狀信息，具體地說，校準(zhǔn)中的物體的面積或圓度被預(yù)先記錄，從而利用這種信息可校正物體的位置偏移，以致可計(jì)算真實(shí)的重心坐標(biāo)G。從而，可獲得和第一實(shí)施例相同或相當(dāng)?shù)膬?yōu)點(diǎn)，并且即使在框架區(qū)A中沒有布置光傳感器12B，也可按照上述算法校正物體位置，從而保證高的位置確定精度。盡管上面關(guān)于實(shí)施例及其改進(jìn)說明了本發(fā)明，不過本發(fā)明并不局限于所述實(shí)施例等，可以進(jìn)行各種修改或變更。例如，盡管關(guān)于在與框架區(qū)A和有效顯示B中的每個(gè)屏蔽層對(duì)應(yīng)的區(qū)域中設(shè)置黑色顯示區(qū)，以致連續(xù)進(jìn)行黑色顯示的構(gòu)型進(jìn)行了舉例說明，不過可不必設(shè)置黑色顯示區(qū)。即，可不在對(duì)應(yīng)于屏蔽層的區(qū)域中形成黑色顯示電極或液晶層。即使在這種構(gòu)型中，也能夠獲得和本發(fā)明的實(shí)施例基本相同的效果。此外，盡管在各個(gè)實(shí)施例中，在顯示面板的框架區(qū)中設(shè)置有選擇地透射不可見光的屏蔽層，屏蔽層可被應(yīng)用于另一框架部分，例如如圖24中所示的電子裝置5的框架部分。通過從背光61 —側(cè)順序堆疊顯示面板62、框架體63和保護(hù)板64構(gòu)成電子裝置5。本發(fā)明的實(shí)施例的有選擇透射不可見光的屏蔽層可被設(shè)置在置于最前端的保護(hù)板64的框架64A上。另一方面，本發(fā)明的實(shí)施例的顯示面板可被應(yīng)用于其它電子裝置，比如圖25中所示的數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)。例如，數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)具有閃光用發(fā)光部分410，顯示部分420，菜單開關(guān)430和快門釋放按鈕440，顯示部分420對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的實(shí)施例的顯示面板。此外，顯示面板可應(yīng)用于如圖26中所示的筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī)。例如，筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī)具有主體510，用于字母等的輸入操作的鍵盤520，和用于顯示圖像的顯示部分530，顯示部分530對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的實(shí)施例的顯示面板。此外，顯示面板可應(yīng)用于如圖27中所示的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。例如，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)具有主體610，在主體610的前端側(cè)面的用于拍攝被攝物體的透鏡620，拍 攝開始/停止開關(guān)630，和顯示部分640，顯示部分640對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的實(shí)施例的顯示面板。此外，盡管在各個(gè)實(shí)施例中，關(guān)于在顯示面板的顯示側(cè)的偏光板被曝露，并且諸如手指之類的物體接觸偏光板的上部的情況進(jìn)行了舉例說明，不過在偏光板上可以設(shè)置另一個(gè)部件，比如保護(hù)板。此外，由于如本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例中的光學(xué)位置檢測(cè)是通過檢測(cè)在物體的表面反射的光而實(shí)現(xiàn)的，因此即使所述物體與顯示屏幕或模塊表面分離，也能夠進(jìn)行位置檢測(cè)，而不同于電阻式位置檢測(cè)等。即，不僅在使物體接觸模塊表面的情況下，而且在物體鄰近模塊表面的情況下，也能夠和物體接觸模塊表面的情況一樣地進(jìn)行位置檢測(cè)。盡管關(guān)于利用液晶元件作為顯示裝置的液晶顯示，和利用有機(jī)EL元件作為顯示裝置的有機(jī)EL顯示舉例說明了實(shí)施例，不過本發(fā)明的實(shí)施例也可適用于其它顯示裝置，t匕如利用電泳的電子紙張。本申請(qǐng)包含與在2008年12月25日向日本專利局提出的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)JP208-329918中公開的主題相關(guān)的主題，該專利申請(qǐng)的整個(gè)內(nèi)容在此引為參考。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素，可產(chǎn)生各種修改、組合、子組合和變更，只要它們?cè)诟郊訖?quán)利要求或其等同物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種顯不面板，包括 包括圖像顯示元件的有效顯示區(qū)；和 圍繞有效顯示區(qū)的框架區(qū)； 其中在所述框架區(qū)內(nèi)設(shè)置透射不可見光、同時(shí)屏蔽可見光的光屏蔽層(24)，黑色顯示電極(16C)被設(shè)置在對(duì)應(yīng)于所述光屏蔽層(24)的區(qū)域中；并且 其中在所述有效顯示區(qū)內(nèi)設(shè)置透射不可見光、同時(shí)屏蔽可見光的第二光屏蔽層(23)，第二黑色顯示電極(16B)被設(shè)置在對(duì)應(yīng)于所述第二光屏蔽層(23)的區(qū)域中。
2.按照權(quán)利要求I所述的顯示面板，其中光檢測(cè)元件既被置于有效顯示區(qū)中、又被置于框架區(qū)中。
3.按照權(quán)利要求I所述的顯示面板，其中圖像顯示元件由液晶元件構(gòu)成。
4.按照權(quán)利要求3所述的顯示面板，其中液晶元件包括 多個(gè)顯示像素電極； 面對(duì)顯示像素電極設(shè)置的公共電極；和 根據(jù)可見光進(jìn)行圖像顯示的液晶層。
5.按照權(quán)利要求I所述的顯示面板，在有效顯示區(qū)中還包括多種顏色的濾色器層，其中光檢測(cè)元件被置于第二光屏蔽層之下。
6.按照權(quán)利要求I所述的顯示面板，其中每個(gè)圖像顯示元件具有發(fā)出可見光的有機(jī)電致發(fā)光層。
7.按照權(quán)利要求I所述的顯示面板，其中不可見光是紅外光。
8.按照權(quán)利要求I所述的顯示面板，其中每個(gè)圖像顯示元件具有發(fā)出不可見光的有機(jī)電致發(fā)光層，并且 把從有機(jī)電致發(fā)光層發(fā)出的部分不可見光轉(zhuǎn)換成可見光的顏色轉(zhuǎn)換層被置于有機(jī)電致發(fā)光層的出光側(cè)。
9.按照權(quán)利要求8所述的顯示面板，其中不可見光是紫外光。
10.按照權(quán)利要求I所述的顯示面板，其中光屏蔽層包括分散有有機(jī)顏料的樹脂層。
11.按照權(quán)利要求I所述的顯示面板，其中光屏蔽層由多個(gè)堆疊的顏色彼此不同的濾色器層構(gòu)成。
12.按照權(quán)利要求I所述的顯示面板，還包括位置確定部分，用于根據(jù)光檢測(cè)元件的輸出來確定與顯示屏接觸或者接近的對(duì)象的位置。
13.按照權(quán)利要求12所述的顯示面板，其中位置確定部分根據(jù)光檢測(cè)元件檢測(cè)的不可見光的強(qiáng)度分布，計(jì)算對(duì)象的重心坐標(biāo)，從而確定對(duì)象的位置。
14.按照權(quán)利要求13所述的顯示面板，其中光檢測(cè)元件僅被置于有效顯示區(qū)中，并且 位置確定部分利用和對(duì)象的大小或形狀有關(guān)的信息來校正計(jì)算的重心坐標(biāo)。
15.一種用于進(jìn)行顯示的模塊，包括 發(fā)出不可見光和可見光的光源； 包括圖像顯示元件的有效顯示區(qū)；和 圍繞有效顯示區(qū)的框架區(qū)； 其中在所述框架區(qū)內(nèi)設(shè)置透射不可見光、同時(shí)屏蔽可見光的光屏蔽層(24)，黑色顯示電極(16C)被設(shè)置在對(duì)應(yīng)于所述光屏蔽層(24)的區(qū)域中；并且其中在所述有效顯示區(qū)內(nèi)設(shè)置透射不可見光、同時(shí)屏蔽可見光的第二光屏蔽層(23)，第二黑色顯示電極(16B)被設(shè)置在對(duì)應(yīng)于所述第二光屏蔽層(23)的區(qū)域中。
16.一種電子裝置，包括 發(fā)出不可見光和可見光的光源； 包括圖像顯示元件的有效顯示區(qū)；和 圍繞有效顯示區(qū)的框架區(qū)； 其中在所述框架區(qū)內(nèi)設(shè)置透射不可見光、同時(shí)屏蔽可見光的光屏蔽層(24)，黑色顯示電極(16C)被設(shè)置在對(duì)應(yīng)于所述光屏蔽層(24)的區(qū)域中；并且 其中在所述有效顯示區(qū)內(nèi)設(shè)置透射不可見光、同時(shí)屏蔽可見光的第二光屏蔽層(23)，第二黑色顯示電極(16B)被設(shè)置在對(duì)應(yīng)于所述第二光屏蔽層(23)的區(qū)域中。
全文摘要
本發(fā)明涉及顯示面板，模塊和電子裝置。所述顯示面板包括包括圖像顯示元件的有效顯示區(qū)；和圍繞有效顯示區(qū)的框架區(qū)；其中在所述框架區(qū)內(nèi)設(shè)置透射不可見光、同時(shí)屏蔽可見光的光屏蔽層(24)，黑色顯示電極(16C)被設(shè)置在對(duì)應(yīng)于所述光屏蔽層(24)的區(qū)域中；并且其中在所述有效顯示區(qū)內(nèi)設(shè)置透射不可見光、同時(shí)屏蔽可見光的第二光屏蔽層(23)，第二黑色顯示電極(16B)被設(shè)置在對(duì)應(yīng)于所述第二光屏蔽層(23)的區(qū)域中。
文檔編號(hào)G02F1/1333GK102736300SQ201210196019
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日
發(fā)明者松井靖幸, 福永容子, 越智鐵朗, 高間大輔 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社