JP2975528B2

JP2975528B2 - 表示一体型の液晶画像読取装置

Info

Publication number: JP2975528B2
Application number: JP10121694A
Authority: JP
Inventors: 和成岡村
Original assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Current assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Priority date: 1994-05-16
Filing date: 1994-05-16
Publication date: 1999-11-10
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: JPH07311377A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＯＡ（Office Automat
ion）機器やその他の情報機器の入出力装置として液晶
表示と画像読み取りが可能となる表示一体型の液晶画像
読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パーソナルコンピュータやワード
プロセッサなどの情報機器は、ますます小型軽量化が要
求され、特にＰＤＡ（Personal Digital Assistant）や
ＰＣＳ（Personal Communication Service）などの携帯
機器では低消費電力を図る必要性からも、表示装置とし
ての液晶表示装置が広く利用されている。また、これら
情報機器の入力装置には、キーボードの他に、座標入力
装置（タブレット）や画像読取装置（イメージスキャ
ナ）が広く用いられるようになってきた。

【０００３】ところが、これら液晶表示装置と座標入力
装置または画像読取装置とをそれぞれ独立して設けたの
では、装置の全体構成が大型化し小型軽量化や携帯性の
要請に反すると共に、共通した機能を有するインターフ
ェイス回路やドライバ回路などが重複し無駄が大きくな
る。そこで、液晶表示装置に座標入力装置や画像読取装
置を一体的に組み込んで共通する機能をできるだけ兼用
させるようにしたものが従来から多数提案されている。

【０００４】上記従来の表示一体型の液晶画像読取装置
の一例を図７および図８に示す。

【０００５】この表示一体型の液晶画像読取装置は、表
示装置としては、図７に示すように複数本のセグメント
電極４１とコモン電極４２を互いに交差させて配置した
単純マトリクス方式の液晶表示装置である。しかし、図
８に示すように、セグメント電極４１の図示上方には、
各絵素ごとに光導電体４３を介して島電極４４が接続さ
れ、この島電極４４とコモン電極４２との間に液晶４５
を充填している。そして、セグメント電極４１の図示下
面にはマイクロレンズ４６が形成されると共に、コモン
電極４２の図示上面には各光導電体４３の形成位置に遮
光膜４７が形成されている。

【０００６】上記表示一体型の液晶画像読取装置は、図
７に示すバックライト光源４８からのバックライトがコ
モン電極４２側の図示上方から下方に向けて照射され、
このコモン電極４２，液晶４５，島電極４４，セグメン
ト電極４１およびマイクロレンズ４６を通って外部に出
射される。従って、単純マトリクス方式によってセグメ
ント電極４１とコモン電極４２を駆動し液晶４５を制御
すれば、通常の液晶表示ができる。

【０００７】これに対して、画像読み取りの場合には、
上記バックライトをマイクロレンズ４６で集光してセグ
メント電極４１の図示下方側に載置した原稿４９上に収
束させ、その反射光を光導電体４３に照射させる。な
お、このバックライトは、遮光膜４７に遮られて図示上
方から直接光導電体４３に照射されることはない。原稿
４９からの反射光量が大きい場合には、光導電体４３に
照射される光量も大きくなるので、この光導電体４３の
導電率が高くなり（低抵抗になり）、セグメント電極４
１と島電極４４とをほぼ同電位にする。そして、これに
より液晶４５への印加電圧が低下して絵素の表示が変化
する。また、この液晶４５への印加電圧の低下は、コモ
ン電極４２を介して図７に示す画像データ検出回路５０
によって検出され、これによって原稿４９の画像を読み
取ることができる。

【０００８】また、座標入力装置による入力は、液晶表
示により操作者に指示すべき座標を表示した状態で行
う。そして、操作者が入力ペンによって画面上のいずれ
かの座標を指示すると、このペン先からの光が上記原稿
４９からの反射光と同様に作用して画像データ検出回路
５０により入力ペンの指示座標を検出することができ
る。しかも、この際入力ペンの指示座標の表示が変化す
るので、指示間違いがないかどうかの確認を行うことも
できる。

【０００９】従来の表示一体型の液晶画像読取装置の他
の例としては、図９に示すように、各絵素内にフォトト
ランジスタなどの受光素子５１を複数配置したもの（特
公平５−４６５５３号公報第３頁，特開昭５９−１２９
８９２号公報第２頁，特開平５−１２１７１５号公報）
や、図１０に示すように、カラーフィルタを設けた共通
電極側基板６１と液晶６２と絵素電極やＴＦＴを設けた
絵素電極側基板６３からなるカラー液晶パネルの裏面に
ＣＣＤイメージセンサ６４を配置したもの（特開平４−
２８２６０９号公報第２頁）などがある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、座標入力装
置による入力は、入力ペンで随時指示しながら入力を行
うものなので、大量の文字データや画像データの入力に
は不向きである。しかし、画像読取装置は、画像データ
を一括して入力することができると共に、ＯＣＲ（Opti
cal Character Reader）の入力装置として使用すれば、
大量の文字入力も簡単に行うことができるようになる。
従って、液晶表示装置と組み合わせる入力装置として
は、特に画像読取装置の要望が高い。

【００１１】ここで、専用の画像読取装置は、図１１に
示す密着型イメージセンサのように、光源７１からの光
を斜め方向から原稿７２に当て、この反射光を多数のマ
イクロレンズ７３を介してこれらに対応する各受光素子
７４上に集光させるようになっている。即ち、専用の画
像読取装置では、原稿７２の照明を行う光源７１を装置
側方に配置して、ここからの光が直接受光素子７４に照
射されないようにしている。しかしながら、液晶表示装
置に画像読取装置を組み合わせる場合には、原稿の照明
光と原稿からの反射光の経路が同じにならざるを得ない
ため、照明光が直接受光素子に照射するのを防止するた
めの遮蔽膜が絵素の開口率を低下させる原因になるとい
う問題が発生する。

【００１２】また、図１２に示すように、液晶表示装置
における絵素電極側基板８１上に形成されたＴＦＴ８２
の図示上方に透明保護層８３を介してマイクロレンズ８
４を配置すると、原稿からの反射光をマイクロレンズ８
４で集光してＴＦＴ８２に照射することができ、このと
き誘起される電圧を検出することにより、画像データを
読み取ることができる。そして、この場合には、本来不
透明なＴＦＴ８２の部分のみを原稿への照明光から遮蔽
すれば足りるので、絵素の開口率への影響はほとんどな
くなる。しかし、このように絵素の開口部にマイクロレ
ンズ８４を配置すると、ここでの透過光の透過率や透過
方向が変化するため、これによって表示品質が低下する
という問題も生じる。

【００１３】そして、上記従来例では、いずれもこれら
の問題を解消し得ない。即ち、図７および図８に示した
表示一体型の液晶画像読取装置では、液晶表示時のバッ
クライトが遮光膜４７に遮られマイクロレンズ４６によ
って歪むので表示品質が低下する。また、図９に示した
表示一体型の液晶画像読取装置の場合には、絵素領域に
数多くの受光素子５１が形成されるので、絵素の開口率
が著しく低下する。さらに、図１０に示した表示一体型
の液晶画像読取装置の場合には、バックライトが原稿に
達しその反射光がＣＣＤイメージセンサ６４に照射され
るまでにカラー液晶パネルを１往復するので、この間の
ロスによって検出光量が微小となりノイズなどの影響を
受け易くなって、明瞭な画像データを読み取れなくな
る。例えばここでのカラー液晶パネルの光透過率を４０
％とすると、０．４×０．４＝０．１６の計算からＣＣＤイメージセンサ６４には１６％の光量
しか到達しないことになる。

【００１４】しかも、カラー液晶表示装置では、カラー
フィルタなどによって光の透過率がさらに低下するの
で、これに画像読取装置を組み合わせる場合には、上記
問題がより一層深刻なものとなる。また、従来の通常の
液晶表示装置は、図１３に示すように、隣接する絵素領
域から漏れ出した光を吸収するためのブラックマトリク
ス９１が絵素電極９２を形成した絵素電極側基板９３上
ではなく、液晶９４を介して対向して組み立て配置され
る共通電極側基板９５上に形成されているため、絵素電
極９２の配置によって設定される各絵素領域とブラック
マトリクス９１の位置との間に組み立て工程での比較的
粗い精度によるずれが生じ易く、このずれによる絵素の
開口率の低下も問題となっていた。

【００１５】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、画像読み取り用の光学系をブラックマトリクスの裏
面側に配置することにより、表示品質を低下させること
なく液晶表示装置と画像読取装置とを一体化することが
できる表示一体型の液晶画像読取装置を提供することを
目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の表示一体型の液
晶画像読取装置は、透明な絵素電極側基板と透明な共通
電極側基板とを向かい合わせに配置しこの間に液晶を充
填したものであって、これらの基板上にはマトリクス状
に多数の絵素領域が設定され、該絵素電極側基板の対向
面上には、各絵素領域ごとに透明な絵素電極と半導体ス
イッチ素子とがそれぞれ形成されると共に、該各絵素電
極がそれぞれ該半導体スイッチ素子を介して同じ対向面
上に形成されたドライバ線に接続され、該共通電極側基
板の対向面上には、全絵素領域を覆う透明な共通電極が
形成されたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置に
おいて、該絵素電極側基板の対向面上に該半導体スイッ
チ素子を覆う透明保護層が形成されると共に、該透明保
護層上における各絵素領域の境界部分に光を吸収するブ
ラックマトリクスが形成され、かつ、各絵素領域ごと
に、該共通電極側基板を通して入射した入射光を反射し
該絵素電極側基板における該絵素領域の該半導体スイッ
チ素子に照射するミラーと、該ミラーの反射光を該半導
体スイッチ素子に集光するマイクロレンズとが少なくと
も一部を該ブラックマトリクス形成位置に重ねて該透明
保護層中に配置されたものであり、そのことにより上記
目的が達成される。

【００１７】また、本発明の表示一体型の液晶画像読取
装置は、透明な絵素電極側基板と透明な共通電極側基板
とを向かい合わせに配置しこの間に液晶を充填したもの
であって、これらの基板上にはマトリクス状に多数の絵
素領域が設定され、該絵素電極側基板の対向面上には、
各絵素領域ごとに透明な絵素電極と半導体スイッチ素子
とがそれぞれ形成されると共に、該各絵素電極がそれぞ
れ該半導体スイッチ素子を介して同じ対向面上に形成さ
れたドライバ線に接続され、該共通電極側基板の対向面
上には、少なくとも各絵素領域に透明な共通電極が形成
されると共に、各絵素領域の境界部分に光を吸収するブ
ラックマトリクスが形成されたアクティブマトリクス方
式の液晶表示装置において、各絵素領域ごとに、該共通
電極側基板を通して入射した入射光を反射し該絵素電極
側基板における該絵素領域の該半導体スイッチ素子に照
射するミラーと、該ミラーの反射光を該半導体スイッチ
素子に集光するマイクロレンズとが少なくとも一部を該
ブラックマトリクス形成位置に重ねて該共通電極側基板
と該絵素電極側基板との間に配置されたものであり、そ
のことにより上記目的が達成される。

【００１８】さらに、本発明の表示一体型の液晶画像読
取装置は、透明な絵素電極側基板と透明な共通電極側基
板とを向かい合わせに配置しこの間に液晶を充填したも
のであって、これらの基板上にはマトリクス状に多数の
絵素領域が設定され、該絵素電極側基板の対向面上に
は、各絵素領域ごとに透明な絵素電極と半導体スイッチ
素子とがそれぞれ形成されると共に、該各絵素電極がそ
れぞれ該半導体スイッチ素子を介して同じ対向面上に形
成されたドライバ線に接続され、該共通電極側基板の対
向面上には、全絵素領域を覆う透明な共通電極が形成さ
れたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置におい
て、該絵素電極側基板の対向面上に透明保護層が形成さ
れると共に、該透明保護層上における各絵素領域の境界
部分に光を吸収するブラックマトリクスが形成され、か
つ、各絵素領域ごとに、該絵素電極側基板の対向面上に
おける該ブラックマトリクス形成位置の透明保護層下部
に遮光膜を介して光電変換素子または光導電膜が形成さ
れると共に、該共通電極側基板を通して入射した入射光
を該光電変換素子または光導電膜に集光するマイクロレ
ンズが該透明保護層中に配置されたものであり、そのこ
とにより上記目的が達成される。

【００１９】さらに、本発明の表示一体型の液晶画像読
取装置は、透明な絵素電極側基板と透明な共通電極側基
板とを向かい合わせに配置しこの間に液晶を充填したも
のであって、これらの基板上にはマトリクス状に多数の
絵素領域が設定され、該絵素電極側基板の対向面上に
は、各絵素領域ごとに透明な絵素電極と半導体スイッチ
素子とがそれぞれ形成されると共に、該各絵素電極がそ
れぞれ該半導体スイッチ素子を介して同じ対向面上に形
成されたドライバ線に接続され、該共通電極側基板の対
向面上には、少なくとも各絵素領域に透明な共通電極が
形成されると共に、各絵素領域の境界部分に光を吸収す
るブラックマトリクスが形成されたアクティブマトリク
ス方式の液晶表示装置において、各絵素領域ごとに、該
絵素電極側基板の対向面上における該ブラックマトリク
ス形成位置に遮光膜を介して光電変換素子または光導電
膜が形成されると共に、該共通電極側基板を通して入射
した入射光を該光電変換素子または光導電膜に集光する
マイクロレンズが該共通電極側基板と該絵素電極側基板
との間に配置されたものであり、そのことにより上記目
的が達成される。

【００２０】さらに、好ましくは、本発明の表示一体型
の液晶画像読取装置における光電変換素子または光導電
膜が絵素電極と半導体スイッチ素子との接続ノードに接
続される。また、好ましくは、本発明の表示一体型の液
晶画像読取装置における半導体スイッチ素子が薄膜トラ
ンジスタである。

【００２１】

【作用】本発明の液晶画像読取装置は、表示一体型であ
り、いずれもアクティブマトリクス方式の液晶表示装置
として従来と同様の表示動作を行うことができる。

【００２２】この液晶画像読取装置を用いて表示を行う
場合には、ドライバ線に表示信号を印加した状態で半導
体スイッチ素子を導通させることにより、各絵素領域の
絵素電極に順次表示信号に応じた電荷を供給する。各絵
素電極に供給された電荷は、半導体スイッチ素子が遮断
した後も保持されるので、これによって生じる電圧によ
り各絵素領域の液晶が制御される。液晶は、直接透過光
の透過率を変化させるように制御することもできるが、
通常は透過光の偏光方向を回転させるように制御して、
偏光板と組み合わせることによりこれらを透過する光の
透過率を変化させるようにしている。この際、光の透過
率の変化は、表示信号に応じた絵素電極への電荷の蓄積
量によって定まるので、例えば絵素電極側基板側のさら
に後方からバックライトを照射させれば、共通電極側基
板よりもさらに前方にはこの透過率に応じた光量の光が
出射し、これによって各絵素領域ごとに任意の表示が可
能となる。

【００２３】請求項１の液晶画像読取装置では、絵素電
極側基板の対向面上を透明保護層で覆い、この透明保護
層上にブラックマトリクスを形成している。従って、こ
のブラックマトリクスが絵素電極と同じ絵素電極側基板
上に形成されるので、基板製造プロセスの精度で位置関
係を制御できほとんどずれが生じないため、このずれに
よって各絵素領域の開口率が低下するようなことがなく
なる。なお、絵素電極は、液晶の制御効率を高めるため
に、通常は絵素電極側基板の対向面上であるこの透明保
護層上に形成される。

【００２４】この請求項１の液晶画像読取装置によって
画像を読み取る場合には、原稿を共通電極側基板よりも
さらに前方に配置して照明を当て、この原稿面で反射し
た散乱光を液晶層を介して取り込み検出する。従って、
この画像読み取り時には、予め適当な表示信号を各絵素
電極に供給して光が液晶層を十分に透過できるような状
態にしておく。なお、通常は表示の際に用いるバックラ
イトを利用してこの原稿の照明を行う。

【００２５】上記原稿からの散乱光は、原稿面からあら
ゆる角度に反射する光であるため、ブラックマトリクス
形成位置の裏面側の透明保護層中にも入射しここに配置
されたミラーで反射される。すると、この反射光はマイ
クロレンズで集光されて半導体スイッチ素子に照射され
る。一般に半導体のｐｎ接合に光を照射すると、その両
端に電圧が誘起されるため、半導体スイッチ素子に光を
照射した場合にも、この照射光量に応じた電圧が発生す
る。従って、各絵素領域ごとに、この半導体スイッチ素
子で発生した電圧を検出すれば、原稿の画像を読み取る
ことができる。

【００２６】なお、半導体スイッチ素子で電圧が誘起さ
れると、液晶に光を透過させるために予め一定に設定さ
れた絵素電極の電圧がわずかに上昇するので、これを各
半導体スイッチ素子を導通させてドライバ線に読み出す
ことにより検出することができる。この検出は、電圧変
化が微小であるため、予め設定された電圧との差を入力
インピーダンスの大きい差動増幅器で増幅して行うのが
適当である。そして、増幅された電圧は、通常はＡＤ変
換によりディジタル画像信号に変換される。このディジ
タル画像信号は、通常の表示動作によって直ちに表示す
ることもできる。

【００２７】ここで、半導体スイッチ素子には、原稿か
らの散乱光がミラーやマイクロレンズを介することなく
直接的にも照射される。しかし、このような直接的な光
はレンズで集光されることなく照射されるので、これに
よって半導体スイッチ素子に生じる電圧を検出すること
は従来から不可能であった。しかし、本発明では、原稿
からの散乱光をミラーで反射させた後にマイクロレンズ
で集光して照射するので、検出のための十分な電圧を誘
起させることができる。また、このことは、他の絵素領
域からの光がこの半導体スイッチ素子に照射された場合
にも、ほとんど影響を受けないことを意味するので、ノ
イズの少ない検出を行うことができる。

【００２８】この結果、請求項１の液晶画像読取装置
は、液晶表示装置の基板を用いて画像の読み取り部を構
成することにより、表示部と読み取り部が一体化され
る。また、画像読み取りのための光学系であるミラーと
マイクロレンズをブラックマトリクスの裏面側に配置し
ているので、表示や画像読み取りのための各絵素領域の
開口部が狭くなり開口率が低下するというようなことも
なくなる。しかも、アクティブマトリクス方式の表示用
の半導体スイッチ素子を用いて画像を読み取るので、別
途光検出素子を設ける必要がなくなる。

【００２９】請求項２の液晶画像読取装置は、ブラック
マトリクスが従来通り共通電極側基板上に設けられ、原
稿からの散乱光を半導体スイッチ素子に集光して照射す
るためのミラーとマイクロレンズがこのブラックマトリ
クス形成位置における共通電極側基板と絵素電極側基板
との間に配置されている。従って、ブラックマトリクス
のずれが絵素領域の開口率を低下させるという問題は解
消されないが、その他は請求項１の発明と同様の効果を
得ることができ、しかも、絵素電極側基板に透明保護層
を成形する必要もなくなる。

【００３０】請求項３と請求項４の液晶画像読取装置
は、ブラックマトリクスの裏面側に集光用のマイクロレ
ンズと光電変換素子または光導電膜を配置することによ
り、それぞれ請求項１と請求項２の液晶画像読取装置に
おける半導体スイッチ素子に代えて原稿からの散乱光の
検出を行うようにしたものである。光電変換素子は、半
導体のｐｎ接合により照射光を電圧に変換する光検出素
子であり、光導電膜は、半導体材料に光を照射したとき
に導電率が高くなる現象を利用した光検出素子である。
従って、これらの液晶画像読取装置は、専用の光検出素
子を用いることにより半導体スイッチ素子よりも効率の
よい検出が可能になる。また、原稿からの散乱光をブラ
ックマトリクスの裏面側で一旦反射させる必要がなくな
るのでミラーが不要となり、光電変換素子または光導電
膜は形成しなければならないが、全体として基板の製造
が簡単になる。なお、遮光膜は、絵素電極側基板を通し
てバックライトなどの光が光電変換素子または光導電膜
に照射されるのを防ぐためにこれらの下層に形成され
る。

【００３１】請求項５の液晶画像読取装置は、請求項３
と請求項４の光電変換素子または光導電膜を半導体スイ
ッチ素子と絵素電極との接続ノードに接続したものであ
る。この場合、光電変換素子に光が照射されると絵素電
極の電圧が上昇し、光導電膜に光が照射されるとこの光
導電膜の他端側の電位に応じて絵素電極の電圧が変化す
る。そして、半導体スイッチ素子を導通させれば、これ
らの電圧変化をドライバ線に読み出すことができるの
で、別途画像読み取り用の出力線を絵素電極側基板に設
ける必要がなくなる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００３３】図１〜図４は本発明の第１実施例を示すも
のであって、図１は表示一体型の液晶画像読取装置にお
ける１の絵素領域付近を示す部分縦断面図、図２は図１
におけるブラックマトリクス近傍の部分拡大縦断面図、
図３は絵素の等価回路図、図４はドライバ回路のブロッ
ク図である。

【００３４】本実施例の表示一体型の液晶画像読取装置
は、図１に示すように、絵素電極側基板１の上方に共通
電極側基板２を互いに対向面同士を向かい合わせにして
配置し、これらの間に液晶３を充填したものである。こ
れら絵素電極側基板１と共通電極側基板２は、それぞれ
透明なガラス基板からなる。また、ここでは、液晶３は
電圧の印加により透過光の偏光方向を回転させるものが
用いられいてる。

【００３５】絵素電極側基板１の対向面上には、ソース
バスラインとゲートバスライン（図１では示していな
い）が縦横に形成されると共に、各絵素領域ごとにこれ
らソースバスラインとゲートバスラインの交差部付近に
ＴＦＴ（[Thin Film Transistor]薄膜トランジスタ）４
が形成されている。また、この対向面上は、透明保護層
５で覆われ、ＴＦＴ４や各バスラインはこの下部に位置
する。透明保護層５上には、各絵素領域の開口部となる
部分に透明な絵素電極６が形成されると共に、各絵素領
域の境界部に光を吸収するブラックマトリクス７が形成
されている。なお、ＴＦＴ４に代えて他の半導体スイッ
チ素子を用いることもできる。

【００３６】上記ＴＦＴ４は、アモルファスシリコンに
よって構成され、図３に示すように、ソース端子がソー
スバスライン２１に接続されると共に、ドレイン端子が
絵素電極６と補助容量２３（図１では示していない）に
接続され、ゲート端子はゲートバスライン２２に接続さ
れている。絵素電極６は、液晶３を介して後に説明する
共通電極１１との間に絵素容量を形成する。また、補助
容量は、この絵素容量による電荷の蓄積を補助するため
のものである。なお、このＴＦＴ４は、ソースバスライ
ン２１とゲートバスライン２２の交差部付近に形成され
るので、上記ブラックマトリクス７にも比較的近い位置
となる。

【００３７】上記透明保護層５におけるブラックマトリ
クス７の形成位置には、ミラー８とマイクロレンズ９が
配置されている。このミラー８は、共通電極側基板２を
通してブラックマトリクス７の裏面側に入射して来た光
を反射するための光学系であり、マイクロレンズ９は、
この反射光を集光して最寄りのＴＦＴ４に照射するため
の光学系である。そして、図２に示すように、ミラー８
は、透明保護層５の上部から下部にかけて斜めに配置さ
れ、マイクロレンズ９は、これよりもＴＦＴ４に近い側
に逆方向の斜めに配置されている。

【００３８】ここで、図２に示す入射光Ｂ（散乱光Ｂ）
の入射角をβ，反射光ＣがＴＦＴ４に照射される際の絵
素電極側基板１との角度をαとすると、このミラー８の
傾斜角度はα＋βに設定される。また、マイクロレンズ
９の取り付け角度もαとなり、ＴＦＴ４との間隔をｄと
すると、このマイクロレンズ９の取り付け高さｈは、ｈ＝ｄ・tanα となり、焦点距離ｆは、ｆ＝ｄ／cosα となる。これらのミラー８およびマイクロレンズ９は、
ＴＦＴ４に最も近いブラックマトリクス７形成位置に配
置することにより、距離ｄをできるだけ短くしてミラー
８での反射光Ｃを効率よく集光しＴＦＴ４に照射できる
ようにする。

【００３９】上記ミラー８は、ここではアルミニウムの
表面に凹凸形状を形成した指向性反射構造としている。
従って、このミラー８の反射特性は、凹凸形状のピッチ
や高さで決まる傾斜角度によって定まり、この傾斜角度
を上記α＋βに設定する。

【００４０】マイクロレンズ９は、ガラスの屈折率を高
めるイオンをガラス中のアルカリイオンとの交換で拡散
させて形成する方法が一般的である。ただし、レンズ作
用を有するものであればこれに限定されず、光ファイバ
を束ねたものなどであってもよい。また、表示一体型の
液晶画像読取装置が表示を行う際に、外光がこれらミラ
ー８とマイクロレンズ９を通してＴＦＴ４に照射される
のを防ぐために、例えばこのマイクロレンズ９を液晶で
構成し、液晶の印加電圧を制御して表示時には不透明状
態になるようにしてもよい。

【００４１】共通電極側基板２の対向面（図示下向き
面）上には、各絵素領域ごとに３原色に色分けされたカ
ラーフィルタ１０が形成され、このカラーフィルタ１０
の上層（図示下方層）全面に上記共通電極１１が形成さ
れている。また、共通電極側基板２の上側には偏光板１
２が配置され、さらに上方に空気層１３を介して透明な
前面保護板１４が配置されている。偏光板１２は、所定
の偏光方向のみの光を透過させる半透明板である。絵素
電極側基板１の下方にはバックライト光源が配置されて
いて、図示しない別の偏光板を介してこの表示一体型の
液晶画像読取装置をバックライトＡが下方から上方に向
けて透過されるようになっている。そして、この偏光板
の偏光方向を共通電極側基板２の上側の偏光板１２と直
交するように設定している。従って、液晶３に電圧が印
加されない場合にはバックライトＡが透過せず、電圧が
印加されたときにバックライトＡが透過する。

【００４２】上記構成の表示一体型の液晶画像読取装置
のドライバ回路を図４に示す。

【００４３】ｎ本の各ソースバスライン２１には、それ
ぞれ表示信号ドライバ回路３１が接続されている。各表
示信号ドライバ回路３１には、データバスライン３２か
ら表示期間のみ動作するバッファ３３を介して各絵素の
階調を示すｋ＋１ビットの表示信号Ｄ0〜Ｄkが入力され
る。また、シフトレジスタ３４は、図示しないコントロ
ーラからの水平同期信号とクロック信号を受け取り画像
表示期間をｎ等分するサンプリング信号Ｃ1〜Ｃnとホー
ルド信号ＴＲを生成し、ｎ種類のサンプリング信号Ｃ1
〜Ｃnはｎ個の各表示信号ドライバ回路３１にそれぞれ
分配すると共に、ホールド信号ＴＲは全ての表示信号ド
ライバ回路３１に共通に送る。各表示信号ドライバ回路
３１では、サンプルホールド回路３１ａがシフトレジス
タ３４からのいずれかのサンプリング信号Ｃ1〜Ｃnを受
け取ることにより順次表示信号Ｄ0〜Ｄkをサンプリング
すると共に、ホールド信号ＴＲを受け取ることにより一
斉にこの表示信号Ｄ0〜Ｄkをホールドし出力する。サン
プルホールド回路３１ａから出力された表示信号Ｄ0〜
Ｄkは、デコーダ３１ｂでデコードされて階調選択回路
３１ｃに送られる。そして、階調選択回路３１ｃでは、
このデコーダ３１ｂのデコード結果に応じてアナログス
イッチによりいずれかの階調電圧Ｖ1〜Ｖmを選択しソー
スバスライン２１に出力する。即ち、このｎ個の表示信
号ドライバ回路３１は、バッファ３３を介して順次送ら
れて来る表示信号Ｄ0〜Ｄkを分担して順にサンプリング
すると共に、ｎ個の表示信号Ｄ0〜Ｄkが全てサンプリン
グされると一斉にそれぞれのディジタル値が示す階調電
圧Ｖ1〜Ｖmに変換して出力する回路であり、Ｄ／Ａ変換
回路として機能する。

【００４４】また、各ソースバスライン２１は、選択回
路３５を介して増幅回路３６に接続されている。選択回
路３５は、上記シフトレジスタ３４からのサンプリング
信号Ｃ1〜Ｃnを受け取ることによりソースバスライン２
１を１本ずつ選択し順次増幅回路３６に接続する回路で
ある。増幅回路３６は、選択回路３５によって選択され
たソースバスライン２１の電圧と所定電圧との差を差動
増幅して出力する回路である。また、この増幅回路３６
は、入力インピーダンスの高いＦＥＴ（FieldEffect Tr
ansistor）を入力段に使用したオペレーショナルアンプ
（演算増幅器）を数個使用して差動増幅器を構成するこ
とにより、所定電圧との微小な電位差を確実かつ高増幅
率で増幅できるようになっている。この増幅回路３６の
出力電圧は読み取り期間のみ動作するＡ／Ｄ変換器３７
でｋ＋１ビットの読取信号Ｄ0〜Ｄkに変換され、同じく
読み取り期間のみ動作するバッファ３８を介して上記デ
ータバスライン３２に出力される。なお、このＡ／Ｄ変
換器３７は、上記サンプリング信号Ｃ1〜Ｃnが１順する
間にｎ回のサンプリングを行って順次読取信号Ｄ0〜Ｄk
を出力する。

【００４５】上記構成の表示一体型の液晶画像読取装置
の動作を説明する。

【００４６】まず液晶表示を行う場合には、図４に示し
たドライバ回路にデータバスライン３２を介して表示信
号Ｄ0〜Ｄkを順に送り込み、各表示信号ドライバ回路３
１からソースバスライン２１にいずれかの階調電圧Ｖ1
〜Ｖmを出力する。そして、このソースバスライン２１
に階調電圧Ｖ1〜Ｖmが出力されるたびに、図示しない行
走査回路によってゲートバスラインを順にアクティブに
すると、各ゲートバスラインに接続される１行分ずつの
絵素にこれらの階調電圧Ｖ1〜Ｖmが順に書き込まれる。

【００４７】即ち、図３に示したゲートバスライン２２
がアクティブになったとすると、ＴＦＴ４が導通して絵
素電極６と補助容量２３に階調電圧Ｖ1〜Ｖmに応じた電
荷が蓄積される。また、ゲートバスライン２２が非アク
ティブに戻ると、ＴＦＴ４が遮断されて絵素電極６と補
助容量２３に蓄積された電荷が保持される。そして、表
示信号ドライバ回路３１がソースバスライン２１に次の
階調電圧Ｖ1〜Ｖmを出力すると、行走査回路が先のゲー
トバスライン２２とは別のゲートバスラインをアクティ
ブとして、以降同様の動作を繰り返すことにより各絵素
領域の絵素電極６と補助容量２３に電荷が保持させる。

【００４８】絵素電極６に電荷が保持されると、図１に
示すように、この絵素電極６と共通電極１１との間の液
晶３に電圧が印加される。この際、図示しない偏光板を
通過したバックライトＡは、絵素電極側基板１，透明保
護層５および絵素電極６を介して液晶３を通り、共通電
極１１，カラーフィルタ１０および共通電極側基板２を
介して偏光板１２に至って、さらに空気層１３，前面保
護板１４を介して外部に出射される。ところが、図示し
ない偏光板と偏光板１２とは偏光方向が直交している。
そして、液晶３は、十分高い電圧が印加されていれば、
透過光の偏光方向を９０°回転する。従って、この液晶
３に電圧が印加されていなければ、バックライトＡは偏
光板１２を通過することができず、液晶３の印加電圧が
高いほど偏光板１２を通過する光量が増加する。従っ
て、各絵素領域では、表示信号Ｄ0〜Ｄkに応じた階調電
圧Ｖ1〜Ｖmが絵素電極６に供給され、これに応じて蓄積
された電荷による電圧が液晶３に印加されるので、結果
的に表示信号Ｄ0〜Ｄkのディジタル値に応じた階調の発
光表示が行われる。

【００４９】ブラックマトリクス７は、この液晶表示の
際に他の絵素領域から漏れ出した光を絵素領域の境界部
分で吸収して表示品質が低下するのを防止するものであ
る。そして、本実施例では、このブラックマトリクス７
を絵素電極６と同じ絵素電極側基板１上に形成するの
で、これらの位置関係を基板製造プロセスの精度で制御
することができ、ブラックマトリクス７が絵素領域から
ずれるのを防いで絵素領域の開口率が設計よりも低下す
ることがないようにしている。

【００５０】次に、図１に示す前面保護板１４の上方に
載置された原稿１５の画像を読み取る場合には、バック
ライトＡを絵素電極側基板１，透明保護層５，絵素電極
６，液晶３，共通電極１１，カラーフィルタ１０，共通
電極側基板２，偏光板１２，空気層１３および前面保護
板１４を介して照射し原稿１５を照明する。従って、こ
の場合には予め各絵素領域の液晶３に最大の電圧が印加
されるような表示信号Ｄ0〜Ｄkを１画面分送って表示動
作を行わせ、バックライトＡの照射光量が最も大きくな
るようにしておく。ただし、これはモノクロ画像を読み
取る場合であり、カラー画像の場合には、カラーフィル
タ１０のＲＧＢ各色ごとに３回に分けて、それぞれの色
の絵素領域の液晶３にのみ最大の電圧が印加されるよう
な表示信号Ｄ0〜Ｄkを送って表示動作を行わせる。

【００５１】上記バックライトＡの照明による原稿１５
の散乱光Ｂは、前面保護板１４，空気層１３，偏光板１
２，共通電極側基板２，カラーフィルタ１０，共通電極
１１および液晶３を通って一部がブラックマトリクス７
の裏面側の透明保護層５に達する。そして、この散乱光
Ｂは、図２に示すように、透明保護層５中に配置された
ミラー８で反射され、反射光Ｃとなってマイクロレンズ
９で集光されてＴＦＴ４に照射される。この際、反射光
Ｃは、マイクロレンズ９によって確実に集光されてＴＦ
Ｔ４に照射されるので、隣接する他の絵素領域などから
の入射光の影響やノイズの影響を受けるようなことがな
い。また、ＴＦＴ４は、上記のようにブラックマトリク
ス７の近傍に形成されるので、反射光Ｃの光路が長くな
りすぎるようなことがなく、光のロスが少なくなる。さ
らに、これら画像読み取り用の光学系であるミラー８や
マイクロレンズ９は、そのほとんどがブラックマトリク
ス７の裏面側に隠れているので、絵素領域の開口部の開
口率を低下させるようなことがなく、液晶表示の表示品
質を落とさずに画像取り込み時のコントラストを向上さ
せることができる。

【００５２】ここで、ＴＦＴ４に反射光Ｃが照射される
と、このＴＦＴ４におけるアモルファスシリコン（ａ−
Ｓｉ）のｐｎ接合による光電変換特性により電圧が誘起
され、図３に示す絵素電極６の電圧を上昇させる。そし
て、このとき変化する電圧Ｖδは、反射光Ｃの光量に応
じたものとなる。また、反射光Ｃが照射される前の絵素
電極６の初期電圧をＶｉとすると、電圧変化後の絵素電
極６の電圧Ｖｄは、Ｖｄ＝Ｖｉ＋Ｖδ となる。

【００５３】上記の状態で図示しない行走査回路によっ
てゲートバスラインを順にアクティブにすると、各ゲー
トバスラインに接続される１行分ずつの絵素における絵
素電極６の電圧が図４に示す各ソースバスライン２１に
それぞれ読み出され、選択回路３５を介して順に増幅回
路３６に送られる。増幅回路３６では、所定電圧を上記
初期電圧Ｖｉとしてソースバスライン２１に読み出され
た電圧Ｖｄを差動増幅し、Ｖδ＝Ｖｄ−Ｖｉの式から反射光Ｃの照射により変化した電圧Ｖδのみを
高増幅率で増幅する。そして、この増幅出力はＡ／Ｄ変
換器３７でディジタル信号の読取信号Ｄ0〜Ｄkに変換さ
れバッファ３８を介してデータバスライン３２に出力さ
れる。

【００５４】従って、このデータバスライン３２に出力
された読取信号Ｄ0〜Ｄkにより原稿１５の画像データの
読み取りを行うことができる。なお、このようにして読
み取った読取信号Ｄ0〜Ｄkは、再度表示信号Ｄ0〜Ｄkと
してデータバスライン３２に送り込み、上記表示動作を
行うことにより液晶表示させることができる。

【００５５】この結果、本実施例の表示一体型の液晶画
像読取装置によれば、液晶表示装置を用いて原稿１５の
画像を読み取ることができるので、装置を小型軽量化す
ることができる。また、画像読み取りのためのミラー８
やマイクロレンズ９をブラックマトリクス７の裏面側に
配置するので、絵素領域の開口率が低下することがなく
なり、表示品質の低下を防止すると共に入力画像のコン
トラストも高めることができる。さらに、アクティブマ
トリクス方式の液晶表示に用いるＴＦＴ４を画像読み取
りのための光電変換素子として兼用するので、別途光検
出素子を設ける必要もなくなる。しかも、画像を読み取
った信号を液晶表示に用いるソースバスライン２１を介
して出力できるので、別系統の読み出し線を設ける必要
がなくなる。また、ブラックマトリクス７を絵素電極６
と同じ絵素電極側基板１上に形成して位置ずれをなくす
ことができるので、これによる絵素領域の開口率の低下
も防止することができる。

【００５６】図５および図６は本発明の第２実施例を示
すものであって、図５は表示一体型の液晶画像読取装置
におけるブラックマトリクス近傍の部分拡大縦断面図、
図６は絵素の等価回路図である。なお、第１実施例と同
様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記して説明
を省略する。

【００５７】本実施例の表示一体型の液晶画像読取装置
は、図５に示すように、ブラックマトリクス７の形成位
置における絵素電極側基板１上に光電変換素子１６を形
成すると共に、原稿１５からの散乱光Ｂをこの光電変換
素子１６に集光するように透明保護層５中にマイクロレ
ンズ９を配置したものである。マイクロレンズ９は、第
１実施例の場合と同様のものでよい。光電変換素子１６
と絵素電極側基板１との間には遮光膜１７が形成されて
いる。遮光膜１７は、バックライトＡが絵素電極側基板
１を通ってこの光電変換素子１６に照射され誤検出が生
じるのを防止するためのものである。この光電変換素子
１６は、光を照射した場合に照射光量に応じた電圧を誘
起する光検出素子である。また、この光電変換素子１６
に代えて光導電膜を形成することもできる。光導電膜
は、光を照射した場合に照射光量に応じて導電率が高く
なる光検出素子である。

【００５８】ここで、図５に示す入射光Ｂ（散乱光Ｂ）
の入射角をθ、マイクロレンズ９と光電変換素子１６と
の距離をｄとすると、このマイクロレンズ９の取り付け
高さｈは、ｈ＝ｄ・tanθ となり、焦点距離ｆは、ｆ＝ｄ／cosθ となる。これらのマイクロレンズ９と光電変換素子１６
との距離は、ブラックマトリクス７の裏面側で極めて接
近させることができるので、原稿１５の散乱光Ｂを効率
よく集光し光電変換素子１６に照射することができる。

【００５９】上記光電変換素子１６は、図６に示すよう
に、一端がＴＦＴ４のドレイン端子に接続されると共
に、他端が接地されている。従って、この光電変換素子
１６に散乱光Ｂが照射されると、第１実施例の場合と同
様に、絵素電極６の電圧がＶδだけ上昇する。従って、
本実施例の表示一体型の液晶画像読取装置も、第１実施
例の場合と同様に液晶表示と画像の読み取りを行うこと
ができる。

【００６０】上記光電変換素子１６に代えて光導電膜を
形成した場合には、この光導電膜に散乱光Ｂが照射され
ると、絵素電極６の電圧がＶδだけ低下する。従って、
電圧変化後の絵素電極６の電圧Ｖｄは、Ｖｄ＝Ｖｉ−Ｖδ となり、増幅回路３６で差動増幅される電圧はＶδ＝Ｖｉ−Ｖｄとなるが、この増幅回路３６に入力される電圧Ｖｄと初
期電圧Ｖｉとを入れ返れば第１実施例の場合と同じＶδ＝Ｖｄ−Ｖｉとなるので、この場合も第１実施例の場合と同様に液晶
表示と画像の読み取りを行うことができる。

【００６１】なお、上記光電変換素子１６または光導電
膜をＴＦＴ４のドレインに接続せず、全く別系統の読み
出し線に接続して画像の読み取りを行うようにすること
も可能である。

【００６２】この結果、本実施例の表示一体型の液晶画
像読取装置によれば、第１実施例と同様に、液晶表示装
置を用いて原稿１５の画像を読み取ることができるの
で、装置を小型軽量化することができる。また、画像読
み取りのためのマイクロレンズ９や光電変換素子１６ま
たは光導電膜をブラックマトリクス７の裏面側に配置す
るので、絵素領域の開口率が低下することがなくなり、
表示品質の低下を防止すると共に入力画像のコントラス
トも高めることができる。さらに、ブラックマトリクス
７を絵素電極６と同じ絵素電極側基板１上に形成して位
置ずれをなくすことができるので、これによる絵素領域
の開口率の低下も防止することができる。しかも、光電
変換素子１６または光導電膜をＴＦＴ４のドレイン端子
に接続した場合には、画像を読み取った信号を液晶表示
に用いるソースバスライン２１を介して出力できるの
で、別系統の読み出し線を設ける必要がなくなる。

【００６３】また、本実施例の場合には、ＴＦＴ４に代
えて専用の光電変換素子１６または光導電膜を用いて散
乱光Ｂの検出を行うので、画像の読み取りを効率よく行
うことができる。さらに、第１実施例の場合のミラー８
が不要となるので、全体として基板の製造も簡単にな
る。

【００６４】なお、上記第１実施例と第２実施例のブラ
ックマトリクス７を従来通り共通電極側基板２上に形成
し、ミラー８とマイクロレンズ９またはマイクロレンズ
９と光電変換素子１６をこのブラックマトリクス７形成
位置における絵素電極側基板１と共通電極側基板２との
間に配置することもできる。そして、この場合には、ブ
ラックマトリクス７の位置ずれによる開口率の低下は防
ぎ得ないが、その他は第１実施例または第２実施例と同
様の効果を得ることができる。また、この場合には、絵
素電極側基板１上に透明保護層５を形成する必要もなく
なる。

【００６５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１〜請求項５の本発明によれば、液晶表示装置の表示部
と画像の読み取り部が一体化されるので、装置を小型軽
量化でき、かつ安価にすることができる。また、画像読
み取りのための光学系をブラックマトリクスの裏面側に
配置するので、絵素領域の開口率が低下するというよう
なことがなくなり、表示品質の低下を防止すると共に入
力画像のコントラストも高めることができる。

【００６６】また、請求項１の発明によれば、上記本発
明に共通する効果に加えて、ブラックマトリクスの位置
ずれをなくすので、これによる絵素領域の開口率の低下
を防止することができる。また、表示用の半導体スイッ
チ素子を画像読み取りのために兼用するので、別途光検
出素子を設ける必要もなくなる。

【００６７】さらに、請求項２の発明は、請求項１のよ
うにブラックマトリクスの位置ずれをなくすことはでき
ないが、その他は請求項１と同様の効果が得られ、絵素
電極側基板に透明保護層を成形する必要もなくなる。

【００６８】さらに、請求項３と請求項４の発明は、請
求項１と請求項２の半導体スイッチ素子に代えて専用の
光電変換素子または光導電膜を用いることにより、それ
ぞれこれらと同様の効果を得ると共に、画像の読み取り
を効率よく行うこともできる。また、ミラーが不要とな
るので、全体として基板の製造も簡単になる。

【００６９】さらに、請求項５の発明によれば、請求項
３と請求項４の効果に加えて、光電変換素子または光導
電膜の電圧変化を半導体スイッチ素子を介してドライバ
線に読み出すことができるので、別途画像読み取り用の
出力線を設ける必要をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すものであって、表示
一体型の液晶画像読取装置における１の絵素領域付近を
示す部分縦断面図である。

【図２】本発明の第１実施例を示すものであって、図１
におけるブラックマトリクス近傍の部分拡大縦断面図で
ある。

【図３】本発明の第１実施例を示すものであって、絵素
の等価回路図である。

【図４】本発明の第１実施例を示すものであって、ドラ
イバ回路のブロック図である。

【図５】本発明の第２実施例を示すものであって、表示
一体型の液晶画像読取装置におけるブラックマトリクス
近傍の部分拡大縦断面図である。

【図６】本発明の第２実施例を示すものであって、絵素
の等価回路図である。

【図７】従来例を示すものであって、表示一体型の液晶
画像読取装置の全体構成を示すブロック図である。

【図８】従来例を示すものであって、表示一体型の液晶
画像読取装置における部分縦断面図である。

【図９】従来例を示すものであって、表示一体型の液晶
画像読取装置における部分平面図である。

【図１０】従来例を示すものであって、表示一体型の液
晶画像読取装置の組み立て状態を示す斜視図である。

【図１１】従来例を示すものであって、専用の画像読取
装置の構成を示す縦断面図である。

【図１２】従来例を示すものであって、表示一体型の液
晶画像読取装置におけるブラックマトリクス近傍の部分
拡大縦断面図である。

【図１３】従来例を示すものであって、表示一体型の液
晶画像読取装置における１の絵素領域付近を示す部分縦
断面図である。

【符号の説明】

１絵素電極側基板２共通電極側基板３液晶４ＴＦＴ５透明保護層６絵素電極７ブラックマトリクス８ミラー９マイクロレンズ１１共通電極１６光電変換素子１７遮光膜２１ソースバスライン

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０４Ｎ 1/028 Ｇ０６Ｆ 15/64 1/04 Ｈ０４Ｎ 1/04 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/133 530 G02F 1/1335 G06T 1/00 G09F 9/35 G09G 3/36 H04N 1/028 H04N 1/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】透明な絵素電極側基板と透明な共通電極
側基板とを向かい合わせに配置しこの間に液晶を充填し
たものであって、これらの基板上にはマトリクス状に多
数の絵素領域が設定され、該絵素電極側基板の対向面上
には、各絵素領域ごとに透明な絵素電極と半導体スイッ
チ素子とがそれぞれ形成されると共に、該各絵素電極が
それぞれ該半導体スイッチ素子を介して同じ対向面上に
形成されたドライバ線に接続され、該共通電極側基板の
対向面上には、全絵素領域を覆う透明な共通電極が形成
されたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置におい
て、該絵素電極側基板の対向面上に該半導体スイッチ素子を
覆う透明保護層が形成されると共に、該透明保護層上に
おける各絵素領域の境界部分に光を吸収するブラックマ
トリクスが形成され、かつ、各絵素領域ごとに、該共通
電極側基板を通して入射した入射光を反射し該絵素電極
側基板における該絵素領域の該半導体スイッチ素子に照
射するミラーと、該ミラーの反射光を該半導体スイッチ
素子に集光するマイクロレンズとが少なくとも一部を該
ブラックマトリクス形成位置に重ねて該透明保護層中に
配置された表示一体型の液晶画像読取装置。
【請求項２】透明な絵素電極側基板と透明な共通電極
側基板とを向かい合わせに配置しこの間に液晶を充填し
たものであって、これらの基板上にはマトリクス状に多
数の絵素領域が設定され、該絵素電極側基板の対向面上
には、各絵素領域ごとに透明な絵素電極と半導体スイッ
チ素子とがそれぞれ形成されると共に、該各絵素電極が
それぞれ該半導体スイッチ素子を介して同じ対向面上に
形成されたドライバ線に接続され、該共通電極側基板の
対向面上には、少なくとも各絵素領域に透明な共通電極
が形成されると共に、各絵素領域の境界部分に光を吸収
するブラックマトリクスが形成されたアクティブマトリ
クス方式の液晶表示装置において、各絵素領域ごとに、該共通電極側基板を通して入射した
入射光を反射し該絵素電極側基板における該絵素領域の
該半導体スイッチ素子に照射するミラーと、該ミラーの
反射光を該半導体スイッチ素子に集光するマイクロレン
ズとが少なくとも一部を該ブラックマトリクス形成位置
に重ねて該共通電極側基板と該絵素電極側基板との間に
配置された表示一体型の液晶画像読取装置。
【請求項３】透明な絵素電極側基板と透明な共通電極
側基板とを向かい合わせに配置しこの間に液晶を充填し
たものであって、これらの基板上にはマトリクス状に多
数の絵素領域が設定され、該絵素電極側基板の対向面上
には、各絵素領域ごとに透明な絵素電極と半導体スイッ
チ素子とがそれぞれ形成されると共に、該各絵素電極が
それぞれ該半導体スイッチ素子を介して同じ対向面上に
形成されたドライバ線に接続され、該共通電極側基板の
対向面上には、全絵素領域を覆う透明な共通電極が形成
されたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置におい
て、該絵素電極側基板の対向面上に透明保護層が形成される
と共に、該透明保護層上における各絵素領域の境界部分
に光を吸収するブラックマトリクスが形成され、かつ、
各絵素領域ごとに、該絵素電極側基板の対向面上におけ
る該ブラックマトリクス形成位置の透明保護層下部に遮
光膜を介して光電変換素子または光導電膜が形成される
と共に、該共通電極側基板を通して入射した入射光を該
光電変換素子または光導電膜に集光するマイクロレンズ
が該透明保護層中に配置された表示一体型の液晶画像読
取装置。
【請求項４】透明な絵素電極側基板と透明な共通電極
側基板とを向かい合わせに配置しこの間に液晶を充填し
たものであって、これらの基板上にはマトリクス状に多
数の絵素領域が設定され、該絵素電極側基板の対向面上
には、各絵素領域ごとに透明な絵素電極と半導体スイッ
チ素子とがそれぞれ形成されると共に、該各絵素電極が
それぞれ該半導体スイッチ素子を介して同じ対向面上に
形成されたドライバ線に接続され、該共通電極側基板の
対向面上には、少なくとも各絵素領域に透明な共通電極
が形成されると共に、各絵素領域の境界部分に光を吸収
するブラックマトリクスが形成されたアクティブマトリ
クス方式の液晶表示装置において、各絵素領域ごとに、該絵素電極側基板の対向面上におけ
る該ブラックマトリクス形成位置に遮光膜を介して光電
変換素子または光導電膜が形成されると共に、該共通電
極側基板を通して入射した入射光を該光電変換素子また
は光導電膜に集光するマイクロレンズが該共通電極側基
板と該絵素電極側基板との間に配置された表示一体型の
液晶画像読取装置。
【請求項５】前記光電変換素子または光導電膜が前記
絵素電極と半導体スイッチ素子との接続ノードに接続さ
れた請求項３または４記載の表示一体型の液晶画像読取
装置。