專利名稱：圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有光檢測單元的圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
下面使用圖21對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行說明。
首先說明現(xiàn)有例子的結(jié)構(gòu)。
圖21是現(xiàn)有的具有光檢測單元的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)圖。各個象素由液晶元件201、存儲電容202、象素開關(guān)203構(gòu)成，存儲電容202的一端連接在固定電壓線204，另一端連接在象素開關(guān)203的一端。另外，象素開關(guān)203的另一端連接在信號線206，柵極連接到柵極線205。
雖然這只是通常的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)，但是對于該現(xiàn)有例子來說，特別地設(shè)置有由光檢測用TFT(薄膜晶體管)207、光信號電荷電容208、掃描開關(guān)209構(gòu)成的光檢測元件211。在此，光檢測用TFT207的柵極連接到固定電壓線204，光檢測用TFT207的一端連接掃描開關(guān)209，同時(shí)通過光信號電荷電容208連接到固定電壓線204。掃描開關(guān)209的另一端連接到光信號輸出線210，柵極連接到柵極線205。光信號輸出線210的另一端輸入到由反饋電容213和復(fù)位開關(guān)214、差動放大器212構(gòu)成的積分器。
接下來，描述該現(xiàn)有例子的動作。
通過信號線206輸入的信號電壓寫入由柵極線205掃描的象素內(nèi)的存儲電容202，關(guān)于液晶元件201通過表示對應(yīng)于信號電壓的光學(xué)特性來顯示圖像這一點(diǎn)與通常的液晶顯示器的動作相同。
在此，對于該現(xiàn)有的例子，由于柵極線205的掃描，同時(shí)掃描光信號電荷電容，存儲在光信號電荷電容208中的光信號電荷通過光信號輸出線210輸入到積分器。積分器對存儲在光信號電荷電容208中的信號電荷進(jìn)行緩沖并作為電壓Vout輸出?，F(xiàn)有的例子通過上述動作，不僅可以對顯示信號進(jìn)行圖像顯示，還可以將入射到顯示器上的光學(xué)圖像作為電信號輸出。
2003 SID Digest of Technical Papers，pp.1494-1497發(fā)明內(nèi)容在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，為了讀取一畫面大小的光學(xué)圖像需要一次掃描柵極線205。但是，柵極線205在整個顯示畫面上布線，不適合高速掃描。為此，讀取光學(xué)圖像基本上需要1幀的時(shí)間。此時(shí)，由于在顯示畫面中顯示常時(shí)圖像，所以在顯示圖像和讀取的光學(xué)圖像之間，必然產(chǎn)生串?dāng)_的問題。特別是對于觸摸屏之類的點(diǎn)狀的圖像輸入將會成為輸入故障。
接下來展示本發(fā)明的代表性裝置的一個例子。即，本發(fā)明的圖像顯示裝置包括具有由顯示信號控制的顯示亮度調(diào)制單元的多個象素，配置有上述多個象素的顯示部，和在上述顯示部內(nèi)的多個光檢測單元，其特征在于上述光檢測單元具有將各個入射光變換為信號電荷的光傳感器單元、對上述信號電荷進(jìn)行復(fù)位的信號電荷復(fù)位單元，和檢測上述信號電荷并調(diào)制輸出阻抗的輸出阻抗調(diào)制單元；且多個上述光檢測單元的各個輸出阻抗的調(diào)制單元相互串聯(lián)連接。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供顯示圖像和光學(xué)輸入不會串?dāng)_，具有無輸入故障的光學(xué)觸摸屏的圖像顯示裝置。另外，通過將該光學(xué)觸摸屏與顯示器一體化，可以提供低成本的圖像顯示裝置。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置的第一實(shí)施例的便攜式終端的顯示器部的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是第一實(shí)施例中象素的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是第一實(shí)施例中光檢測元件的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是第一實(shí)施例中光檢測元件的線路圖。
圖5是沿圖4所示的AA-BB線的部分的剖視結(jié)構(gòu)圖。
圖6是第一實(shí)施例中1幀的結(jié)構(gòu)圖。
圖7是第一實(shí)施例中寫入期間的動作的時(shí)序圖。
圖8是第一實(shí)施例中發(fā)光期間的動作的時(shí)序圖。
圖9是第一實(shí)施例中檢測期間的動作的時(shí)序圖。
圖10是第一實(shí)施例中X輸出掃描電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖11是第一實(shí)施例中便攜式終端的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖12是第二實(shí)施例中光檢測元件的結(jié)構(gòu)圖。
圖13是第二實(shí)施例中檢測期間的動作時(shí)序圖。
圖14是第三實(shí)施例中光檢測元件的結(jié)構(gòu)圖。
圖15是第三實(shí)施例中發(fā)光期間、檢測期間、寫入期間的動作時(shí)序圖。
圖16是第四實(shí)施例中光檢測元件的結(jié)構(gòu)圖。
圖17是第四實(shí)施例中檢測期間的動作時(shí)序圖。
圖18是第五實(shí)施例中光檢測元件的結(jié)構(gòu)圖。
圖19是第六實(shí)施例中檢測期間的動作時(shí)序圖。
圖20是第六實(shí)施例中X輸出掃描電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖21是具有現(xiàn)有的光檢測單元的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)圖。
附圖標(biāo)記說明1 顯示區(qū)域；2 象素；3，3A～3E 光檢測元件；4A 復(fù)位線；4B 點(diǎn)亮線；5 信號線；6 垂直掃描電路(VTSCN)；7 信號電壓輸入電路(SGVIN)；8 顯示信號輸入線；10 高電壓電源端子；11 Y輸出線；12 X輸出線；13 Y輸出掃描電路(SCN_YOUT)；14，14F X輸出掃描電路(SCN_XOUT)；
15 Y信號輸出線；16 X信號輸出線；20 有機(jī)EL發(fā)光元件；21 驅(qū)動TFT；22 點(diǎn)亮開關(guān)；23 復(fù)位開關(guān)；24 存儲電容；25，26，26D，26E 電源線；30 光檢測二極管；31，31B，31C 檢測元件復(fù)位開關(guān)；32 Y輸出TFT；33 X輸出TFT；34 檢測元件復(fù)位線；36 玻璃基板(GLS)；37 顯示器部；41 復(fù)位開關(guān)；43 X輸出線電容；44 X掃描電路(SCN_X)；45 X掃描開關(guān)；46F 采樣開關(guān)；47F 采樣?xùn)艠O線；50 顯示器部(DISP)；51 控制信號線；52 時(shí)鐘控制器電路(TMCTL)；53 圖形控制器電路(GRPCTL)；54 位置檢測電路(POS)；55 CPU；56 幀存儲器；57 輸入接口電路(I/F)；58 便攜終端；60 系統(tǒng)；CC 公共陰極；SNS 檢測期間；ILM 發(fā)光期間；V5信號線5的電壓；WRT寫入期間。
具體實(shí)施例方式
下面使用附圖對本發(fā)明圖像顯示裝置的最佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
使用圖1～圖11，依次說明根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和動作。
圖1是表示本發(fā)明圖像顯示裝置的第一實(shí)施例的圖，是具有光學(xué)觸摸屏的便攜式終端的顯示器部的結(jié)構(gòu)圖。在顯示區(qū)域1上象素2配置成矩陣形狀。象素2在水平方向上連接復(fù)位線4A和點(diǎn)亮線4B，在垂直方向上連接信號線5。另外，在復(fù)位線4A和點(diǎn)亮線4B一端設(shè)置有垂直掃描電路(VTSCN)6，信號線5的一端設(shè)置有信號電壓輸入電路(SGVIN)7，在信號電壓輸入電路7連接顯示信號輸入線8。
同時(shí)，在顯示區(qū)域1上光檢測元件3也設(shè)置成矩陣形狀。光檢測元件3在水平方向上連接Y輸出線，在垂直方向上連接X輸出線12，Y輸出線11的一端連接Y輸出掃描電路(SCN_XOUT)13，X輸出線12的一端連接X輸出掃描電路(SCN_XOUT)14。另外，從Y輸出掃描電路13和X輸出掃描電路14分別輸出Y信號輸出線15和X信號輸出線16。另外，Y輸出線11和X輸出線12的另一端都與高電壓電源端子10連接。
接下來，說明象素2的結(jié)構(gòu)。
圖2是象素2的結(jié)構(gòu)圖。信號線5連接在存儲電容24的一端，存儲電容24的另一端連接在P型多晶驅(qū)動TFT21的柵極。驅(qū)動TFT21的源極連接電源線25，驅(qū)動TFT21的漏極通過作為n型多晶驅(qū)動TFT的點(diǎn)亮開關(guān)22連接到有機(jī)EL(電致發(fā)光)發(fā)光元件20。另外，有機(jī)EL發(fā)光元件20的另一端連接到公共陰極CC。而且，在驅(qū)動TFT21的漏極和柵極之間設(shè)置有作為n型多晶驅(qū)動TFT的復(fù)位開關(guān)23，點(diǎn)亮開關(guān)22和復(fù)位開關(guān)23的柵極分別連接到點(diǎn)亮線4B和復(fù)位線4A。
接下來，說明光檢測元件3的結(jié)構(gòu)。
圖3是上述光檢測元件3的結(jié)構(gòu)圖。在電源線25上連接有作為n型多晶Si-TFT的檢測元件復(fù)位開關(guān)31，檢測元件復(fù)位開關(guān)31的另一端連接到作為p型多晶Si-TFT的X輸出TFT33的柵極、作為p型多晶Si-TFT的Y輸出TFT32的柵極、以及作為多晶Si薄膜二極管的光檢測二極管30。另外，光檢測二極管30的另一端連接到低電壓電源線26。在檢測元件復(fù)位開關(guān)31的柵極上連接有檢測元件復(fù)位線34，Y輸出TFT32的兩端和X輸出TFT33的兩端分別連接到Y(jié)輸出線11和X輸出線12。
在此，使用圖4和圖5對光檢測元件3的物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖4是光檢測元件3的布線圖，細(xì)實(shí)線表示鋁(Al)布線，粗實(shí)線表示柵極布線，虛線表示多晶Si島，圓圈表示接觸孔。因此，判斷檢測元件復(fù)位開關(guān)31、Y輸出TFT32、X輸出TFT33分別作為粗實(shí)線和虛線的交叉區(qū)域?qū)崿F(xiàn)。另外，在此，Al布線35是用于連接多晶Si島和TFT的柵極電極的結(jié)構(gòu)。
圖5是圖4中AA-BB間剖面結(jié)構(gòu)圖。顯示器部37本身設(shè)置在玻璃基板(GLS)36上，在上述AA-BB之間形成有一個多晶Si島。在該多晶Si島上，除了檢測元件復(fù)位開關(guān)31的柵極正下方的非摻雜區(qū)i，如圖所示分別用p型、n型等雜物摻雜，由此也制成光檢測二極管30。另外，在檢測元件復(fù)位開關(guān)31的柵極端的溝道區(qū)設(shè)置有n-區(qū)。由于該n-區(qū)，檢測元件復(fù)位開關(guān)31得到用于降低截止電流的LDD(輕摻雜漏)結(jié)構(gòu)。
接下來，使用圖6～圖9對本顯示器部的動作進(jìn)行說明。
圖6是表示該顯示器部的1幀(FRM)的結(jié)構(gòu)的圖。1幀的期間由如圖所示的寫入期間WRT、發(fā)光期間ILM、檢測期間SNS三個期間構(gòu)成。在圖6中，時(shí)間t向右方前進(jìn)。下面，順序地說明各個期間中的動作。
圖7是寫入期間WRT的動作的時(shí)序圖，上表示柵極連接到復(fù)位線4A和點(diǎn)亮線4B的各個TFT導(dǎo)通，下表示截止。還有關(guān)于信號線5的電壓V5，上是高電壓，下是低電壓。該期間是進(jìn)行向各個象素2寫入信號電壓的期間，在圖7中表示第N個、第N+1個，第N+2個這三行的寫入。在進(jìn)行第N行寫入時(shí)，首先復(fù)位線4A和點(diǎn)亮線4B導(dǎo)通，此時(shí)，對于信號線5施加顯示信號電壓。如果復(fù)位線4A和點(diǎn)亮線4B導(dǎo)通，在象素2中，驅(qū)動TFT 21連接到二極管，同時(shí)，有機(jī)EL元件22串聯(lián)連接，在這兩者中流動著貫通電流。
接下來，如果點(diǎn)亮線4B關(guān)閉，那么點(diǎn)亮開關(guān)22關(guān)閉，驅(qū)動TFT21的柵極電壓在變?yōu)殚撝惦妷旱臅r(shí)刻穩(wěn)定。此時(shí)，在存儲電容24的另一端施加顯示信號電壓。在此，如果復(fù)位線4A使復(fù)位開關(guān)23關(guān)閉，在給信號線5側(cè)施加顯示信號電壓時(shí)，存儲電容24中存儲在驅(qū)動TFT21的柵極側(cè)產(chǎn)生驅(qū)動TFT21的閾值電壓Vth的狀態(tài)。以上是向一行大小的象素2寫入顯示信號電壓，關(guān)于下面的各行，重復(fù)上述操作。
接下來，圖8是發(fā)光期間ILM中點(diǎn)亮線4B和信號線5的動作時(shí)序圖，與圖7相同，上表示導(dǎo)通，下表示截止，在信號線5的電壓V5中也是上表示高電壓，下表示低電壓。該期間是各象素2的發(fā)光期間，通過使全部的點(diǎn)亮線4B導(dǎo)通，全部象素的點(diǎn)亮開關(guān)22是導(dǎo)通狀態(tài)。
在此，作為信號線5的電壓V5，如果輸入如圖8所示的三角形波，各個象素的驅(qū)動TFT21在三角波電壓比預(yù)先寫入的顯示信號電壓大的期間關(guān)閉，在三角波電壓比預(yù)先寫入的顯示信號電壓小的期間導(dǎo)通。即，通過寫入的顯示信號電壓可以調(diào)制有機(jī)EL元件20的發(fā)光期間，由此可不影響構(gòu)成象素2的TFT的特性偏差地實(shí)現(xiàn)對應(yīng)于顯示信號電壓的發(fā)光顯示。
接下來，圖9是檢測期間SNS的動作時(shí)序圖，檢測元件復(fù)位線34與圖7相同，上表示導(dǎo)通，下表示關(guān)閉。Vsns是檢測電壓，這里表示光檢測二極管30的兩端電壓，上是高電壓，下是低電壓。另外，雖然也同時(shí)描述了Y輸出掃描電路13和X輸出掃描電路14的動作，但是對此使用圖10在后面描述。
該期間是光檢測期間，通過使圖8所示的全部點(diǎn)亮線4B關(guān)閉，象素熄滅。在此，首先，通過檢測元件復(fù)位線34導(dǎo)通一定期間，檢測元件復(fù)位開關(guān)31打開，在光檢測二極管30的兩端施加復(fù)位電壓。此后，如果檢測元件復(fù)位線34變?yōu)殛P(guān)閉，并且檢測元件復(fù)位開關(guān)31關(guān)閉，光檢測二極管30的檢測電壓Vsns在沒有入射光的情況(CA1)下如示出的那樣仍是高電壓“H”，在入射光的情況(CA2)下降低到低電壓“L”。
此時(shí)，由于光檢測二極管30的電壓原樣施加給作為p型TFT的Y輸出TFT32和X輸出TFT33的柵極，沒有入射光的CA1的情況下Y輸出TFT32和X輸出TFT33仍然是關(guān)閉狀態(tài)，入射光的CA2的情況下變?yōu)閅輸出TFT32和X輸出TFT33的導(dǎo)通狀態(tài)。
在此，由于Y輸出TFT32和X輸出TFT33的漏極_源極路徑分別通過Y輸出線11和X輸出線12串聯(lián)連接，如果如圖1所示的串聯(lián)連接的光檢測元件3中具有沒有被照射光，或者照射亮度低的光檢測元件，那么Y輸出線11和X輸出線12的輸出本身變?yōu)楦咦杩埂Ｍㄟ^在X和Y方向上檢測此現(xiàn)象，可以容易地知道沒有被照射光的光檢測元件3、或照射亮度低的光檢測元件3的地址。
接下來使用圖10對該地址檢測的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖10是圖1所示的X輸出掃描電路14的結(jié)構(gòu)圖。在平行輸入的X輸出線12上連接有由復(fù)位線42控制的復(fù)位開關(guān)41的一端，復(fù)位開關(guān)41的另一端接地。另外，X輸出線12的端部在通過X輸出線電容43接地的同時(shí)，還通過X掃描開關(guān)45連接到X信號輸出線16。另外，在此X掃描開關(guān)45的柵極由X掃描電路(SCN_X)44順序掃描。
X輸出掃描電路14如圖9所示動作。檢測元件復(fù)位線34關(guān)閉后，由復(fù)位線42控制的復(fù)位開關(guān)41導(dǎo)通，對X輸出線電容43進(jìn)行復(fù)位(PST)。此后，如果X輸出線12的輸出變?yōu)榈妥杩?，雖然通過設(shè)置在X輸出線12另一端的電源，X輸出線電容43返回到高電壓，但如果X輸出線12的輸出變?yōu)楦咦杩梗敲碭輸出線電容43仍然被復(fù)位到低電壓。通過X輸出電路44的掃描順序地讀出此時(shí)的X輸出線電容43的值，判斷在當(dāng)前行的上述光檢測元件3中是否具有沒有被光照射的光檢測元件或照射亮度低的光檢測元件。另外，由于Y輸出掃描電路13的動作與X輸出掃描電路14相同，所以這里省略對其說明。
在本實(shí)施例中，雖然如上所述在1幀內(nèi)進(jìn)行光檢測元件3的光檢測，由于X掃描電路44和Y掃描電路的掃描僅單獨(dú)掃描X輸出線電容43和Y輸出線電容，所以可以在幾乎1水平期間左右的短時(shí)間內(nèi)結(jié)束。該檢測期間SNS例如可以是50μ秒到100μ秒的值。另外，在該光檢測期間內(nèi)，由于全部象素的發(fā)光停止，所以不產(chǎn)生顯示圖像對光檢測的串?dāng)_。這樣，在本實(shí)施例中由于可以在這么短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行光檢測，所以可以使光檢測期間的發(fā)光停止并避免串?dāng)_。
接下來，對具有本實(shí)施例的光學(xué)觸摸屏的便攜式終端的整體結(jié)構(gòu)和動作進(jìn)行說明。
圖11是具有本實(shí)施例的光學(xué)觸摸屏的便攜式終端的整體結(jié)構(gòu)圖。在便攜式終端58內(nèi)，CPU(中央處理單元)55、幀存儲器(MEM)56、數(shù)字鍵盤和無線輸入接口電路(I/F)57通過系統(tǒng)總線60連接到圖形控制電路(GRPCTL)53。圖形控制電路53的輸出輸入到時(shí)鐘控制電路(TMCTL)52，顯示信號輸入線8和預(yù)定的控制信號線51從時(shí)鐘控制電路52連接到顯示器部(DISP)50。
在此，關(guān)于顯示器部50的詳細(xì)說明已經(jīng)描述過了。由顯示器部50輸出Y信號輸出線15和X信號輸出線16，這樣通過位置檢測電路(POS)54輸入到圖形控制電路53。
接下來，對本實(shí)施例的動作進(jìn)行說明。
從輸入接口電路57通過系統(tǒng)總線60將預(yù)定的命令輸入到CPU55，CPU55根據(jù)該命令CPU對幀存儲器56進(jìn)行操作，并將必要的命令和顯示數(shù)據(jù)傳輸給圖形控制電路53。圖形控制電路53在此將預(yù)定的命令和顯示數(shù)據(jù)輸入到時(shí)鐘控制電路52，時(shí)鐘控制電路52在將這樣的信號變換為具有預(yù)定的電壓振幅的信號的同時(shí)，將控制信號和顯示信號傳輸給作為顯示器部50的設(shè)置在玻璃基板上的各個電路。顯示器部50顯示被傳輸?shù)娘@示信號，同時(shí)，根據(jù)要求隨時(shí)將光學(xué)觸摸屏的輸出輸出到Y(jié)信號輸出線15和X信號輸出線16。
位置檢測電路54從這些輸出中抽出通過手指或棒等輸入的觸摸輸入地址信息，將得到的觸摸輸入地址信息實(shí)時(shí)地反饋到圖形控制電路53。由此CPU55判斷輸入的是哪一種觸摸輸入命令，根據(jù)需要變更顯示信號。其中也包含例如變更被觸摸的部分的顯示圖像等。
在上述的本實(shí)施例中，在不脫離本發(fā)明精神的范圍內(nèi)，不用說可以進(jìn)行各種設(shè)計(jì)變更。例如，雖然在本實(shí)施例中使用玻璃基板作為TFT基板，也可以將此變更為石英基板和透明的塑料基板等其它透明絕緣基板。另外，如果有機(jī)EL發(fā)光元件13是頂部發(fā)光的結(jié)構(gòu)，也可以使用不透明基板。
另外，在本實(shí)施例的說明中，沒有提及象素?cái)?shù)和屏幕尺寸等。本發(fā)明并不特別局限于這些規(guī)格或格式。另外，很明顯，對于顯示象素?cái)?shù)量，通過適當(dāng)?shù)販p少光檢測元件的數(shù)量，可以增大顯示象素的開口。
另外，在本實(shí)施例中雖然使用有機(jī)EL元件作為象素部，但是也可以代替該有機(jī)EL元件使用液晶顯示元件。此種情況下即使將背照光源全部熄滅也可以進(jìn)行沒有亮度和色度干擾的光檢測。另外，此種情況下未必完全熄滅，也可以降低到?jīng)]有色度和亮度干擾的程度的亮度。另外，此種情況下，很明顯，最好是光檢測部分的發(fā)光亮度盡可能地均勻發(fā)光。
另外，在本實(shí)施例中雖然使用n型多晶Si-TFT作為檢測元件復(fù)位開關(guān)31，但很明顯，如果使用p型多晶Si-TFT可以降低檢測元件復(fù)位線34的電壓。
以上的各種變更并不局限于本實(shí)施例，在下面的實(shí)施例中，基本上也可以同樣適用。
使用圖12和圖13，對根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置的第二實(shí)施例進(jìn)行說明。
第二實(shí)施例的具有光學(xué)觸摸屏的便攜式終端的基本結(jié)構(gòu)和動作與已經(jīng)描述的第一實(shí)施例相同，與第一實(shí)施例不同的是光檢測元件的結(jié)構(gòu)和動作，下面對此進(jìn)行說明。
圖12是光檢測元件3B的結(jié)構(gòu)圖。在電源線25上連接作為多晶Si薄膜二極管的光檢測二極管30的陰極，在光檢測二極管30的陽極上連接作為n型多晶Si-TFT的X輸出TFT33B的柵極、作為n型多晶Si-TFT的Y輸出TFT32B的柵極、以及作為n型多晶Si-TFT的檢測元件復(fù)位開關(guān)31B的一端。另外，檢測元件復(fù)位開關(guān)31B的另一端連接低電壓電源線26。在檢測元件復(fù)位開關(guān)31B的柵極上連接檢測元件復(fù)位線34，Y輸出TFT32B的兩端和X輸出TFT33B的兩端分別連接Y輸出線11和X輸出線12。
接下來，描述光檢測元件3B的動作。
圖13是檢測期間SNS的動作時(shí)序圖，檢測元件復(fù)位線34中上表示導(dǎo)通，下表示截止。另外，Vsns是檢測電壓，這里表示光檢測二極管30的陽極側(cè)電壓，上是高電壓，下是低電壓。該期間是光檢測期間，與第一實(shí)施例相同，通過使所有的點(diǎn)亮線4B關(guān)閉，象素熄滅。
在此，首先通過檢測元件復(fù)位線34導(dǎo)通一定期間而檢測元件復(fù)位開關(guān)31B導(dǎo)通，使光檢測二極管30的陽極電壓復(fù)位為低電壓。然后，如果檢測元件復(fù)位線34變?yōu)殛P(guān)閉而檢測元件開關(guān)31B關(guān)閉，則光檢測二極管30的陽極電壓Vsns在沒有光入射的情況下(CA1)仍是低電壓“L”，在光入射的情況下(CA2)上升為高電壓“H”。
此時(shí)，光檢測二極管30的陽極電壓Vsns原樣施加給作為n型TFT的Y輸出TFT32B和X輸出TFT33B的柵極。因此，沒有入射光的情況下Y輸出TFT32B和X輸出TFT33B仍然是截止?fàn)顟B(tài)，光入射的情況下Y輸出TFT32B和X輸出TFT33B變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。在此，由于Y輸出TFT32B和X輸出TFT33B分別通過Y輸出線11和X輸出線12串聯(lián)連接，如果串聯(lián)連接的光檢測元件3中具有沒有被光照射的光檢測元件、或是照射亮度低的光檢測元件，那么Y輸出線11和X輸出線12的輸出本身變?yōu)楦咦杩?。通過在X和Y方向檢測此現(xiàn)象，可以很容易地知道沒有被光照射或是照射亮度低的光檢測元件3的地址，這與第一實(shí)施例相同。
使用圖14和圖15，對本發(fā)明的圖像顯示裝置的第三實(shí)施例進(jìn)行說明。
第三實(shí)施例的具有光觸摸屏的便攜終端的基本結(jié)構(gòu)和動作與已經(jīng)描述的第二實(shí)施例相同，與第二實(shí)施例不同的是光檢測元件的結(jié)構(gòu)和動作，下面對此進(jìn)行說明。
圖14是光檢測元件3C的結(jié)構(gòu)圖。在電源線25上連接作為多晶Si薄膜二極管的光檢測二極管30，在光檢測二極管30的陽極連接作為p型多晶Si-TFT的X輸出TFT33C的柵極、作為p型多晶Si-TFT的Y輸出TFT32C的柵極、和作為n型多晶Si-TFT的檢測元件復(fù)位開關(guān)31C。另外，檢測元件復(fù)位開關(guān)31C的另一端連接在低電壓電源線26。在檢測元件復(fù)位開關(guān)31C的柵極連接有檢測元件復(fù)位線34，Y輸出TFT32C的兩端和X輸出TFT33C的兩端分別連接有Y輸出線11和X輸出線12。
接下來，對光檢測元件3C的動作進(jìn)行描述。
圖15是檢測期間SNS、發(fā)光期間ILM、寫入期間WRT的動作時(shí)序圖，點(diǎn)亮線4B中上表示導(dǎo)通，下表示關(guān)閉。對于信號線5的電壓V5，上是高電壓，下是低電壓。在此，如果將圖15與第一實(shí)施例的時(shí)序圖的圖8進(jìn)行比較，在檢測期間中SNS判斷信號線5的電壓V5變?yōu)榈碗妷骸Ｓ纱?，在檢測期間SNS中全部象素發(fā)光。
在本實(shí)施例中，與第二實(shí)施例進(jìn)行比較，X輸出TFT33C和Y輸出TFT32C從n型變?yōu)閜型多晶Si-TFT。由此，本實(shí)施例的輸出在沒有光入射的情況下Y輸出TFT32C和X輸出TFT33C仍然是導(dǎo)通狀態(tài)，光入射的情況下Y輸出TFT32C和X輸出TFT33C變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)。在此，由于Y輸出TFT32C和X輸出TFT33C分別通過Y輸出線11和X輸出線12串聯(lián)連接，如果在串聯(lián)連接的光檢測元件3中具有被光照射的光檢測元件、或照射亮度高的光檢測元件，那么Y輸出線11和X輸出線12的輸出本身變?yōu)楦咦杩埂?br> 在本實(shí)施例中，由于在檢測期間中全部象素發(fā)光，在顯示器上接觸任何部分的情況下，該部分的反射變大，可以發(fā)現(xiàn)恰好該部分的亮度提高。由此在本實(shí)施例中，通過檢測亮度高的部分，可以實(shí)現(xiàn)觸摸屏性能。因此，本實(shí)施例，特別是，即使在周圍環(huán)境的亮度低的情況下，也可以得到高靈敏度的觸摸屏性能。
另外，很明顯可以使第二實(shí)施例那樣的外部光遮蔽型的光檢測和本實(shí)施例那樣的接觸部反射型的光檢測在一個顯示器內(nèi)共存，可以任意靈活運(yùn)用。
使用圖16和圖17，說明本發(fā)明圖像顯示裝置的第四實(shí)施例。
第四實(shí)施例的具有光學(xué)觸摸屏的便攜終端的基本結(jié)構(gòu)和動作與已經(jīng)描述的第一實(shí)施例相同，與第一實(shí)施例不同的光檢測元件的結(jié)構(gòu)和動作，在下面對此進(jìn)行說明。
圖16是光檢測元件3D的結(jié)構(gòu)圖。在電源線26D上連接有作為多晶Si薄膜二極管的光檢測二極管30，光檢測二極管30的另一端連接有作為p型多晶Si-TFT的X輸出TFT33的柵極、作為p型多晶Si-TFT的Y輸出TFT32的柵極。Y輸出TFT32的兩端和X輸出TFT33的兩端分別連接Y輸出線11和X輸出線12。
接下來，對光檢測元件3D的動作進(jìn)行說明。
圖17是檢測期間SNS的動作時(shí)序圖，電源線26D中上表示導(dǎo)通(高電壓)，下表示截止(低電壓)。另外，Vsns是檢測電壓，在此，表示光檢測二極管30的源極側(cè)的電壓，上是高電壓，下是低電壓。
該期間是光檢測期間，與第一實(shí)施例相同，由于所有的點(diǎn)亮線4B變?yōu)殛P(guān)閉，所以象素不點(diǎn)亮。
在此，首先通過使電源線26D導(dǎo)通一定期間而光檢測二極管30在正方向被偏置，光檢測二極管30的源極電壓被復(fù)位為高電壓。此后，如果電源線26D關(guān)閉，光檢測二極管30的源極電壓Vsns在沒有光入射的情況下(CA1)仍為高電壓“H”，在光入射的情況下(CA2)降低為低電壓“L”。此時(shí)，光檢測二極管30的源極電壓Vsns仍然施加給作為p型TFT的Y輸出TFT32和X輸出TFT33的源極。因此，沒有光入射的情況下Y輸出TFT32和X輸出TFT33仍然是截止?fàn)顟B(tài)，光入射的情況下Y輸出TFT32和X輸出TFT33變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。在此，由于Y輸出TFT32和X輸出TFT33分別通過Y輸出線11和X輸出線12串聯(lián)連接，所以如果在串聯(lián)連接的上述光檢測元件3中具有沒有被光照射的光檢測元件或照射亮度低的光檢測元件，那么Y輸出線11和X輸出線12本身的輸出變?yōu)楦咦杩?。通過在X和Y方向上對此進(jìn)行檢測，可以容易地得知沒有被光照射的，或是照射亮度低的光檢測元件3的地址，對于這一點(diǎn)，與第一實(shí)施例相同。
在本實(shí)施例中，通過使電源線26D的電壓可變，具有可以簡化光檢測元件的結(jié)構(gòu)、大大地確保顯示象素區(qū)域的面積的優(yōu)點(diǎn)。
使用圖18，對本發(fā)明的象素顯示裝置的第五實(shí)施例進(jìn)行說明。
第五實(shí)施例的具有光學(xué)觸摸屏的便攜式終端的基本結(jié)構(gòu)和動作與已經(jīng)描述過的第四實(shí)施例相同，與第四實(shí)施例不同的光檢測元件的結(jié)構(gòu)在下面進(jìn)行說明。
圖18是光檢測元件3E的結(jié)構(gòu)圖。在電源線26E上連接有光檢測二極管30E，該光檢測二極管30E連接p型多晶Si-TFT而構(gòu)成，光檢測二極管30E的另一端連接有作為p型多晶Si-TFT的X輸出TFT33的柵極、作為p型多晶Si-TFT的Y輸出TFT32的柵極。Y輸出TFT32的兩端和X輸出TFT33的兩端分別連接有Y輸出線11和X輸出線12。
在本實(shí)施例中，除了具有與第四實(shí)施例相同的效果以外，還具有可以全部由TFT結(jié)構(gòu)制造的優(yōu)點(diǎn)。另外，如果將p型TFT變?yōu)閚型TFT從而使電壓關(guān)系相反也可以具有相同的結(jié)構(gòu)，通過適宜地組合顯示象素的結(jié)構(gòu)，具有也可以使用全pMOS工序或全nMOS工序降低成本的優(yōu)點(diǎn)。
使用圖19和圖20，對本發(fā)明的圖像顯示裝置的第六實(shí)施例進(jìn)行說明。
由于第六實(shí)施例的具有光學(xué)觸摸屏的便攜式終端的基本結(jié)構(gòu)和動作與已經(jīng)描述過的第一實(shí)施例相同，與第一實(shí)施例的不同在于X輸出掃描電路14F和Y輸出掃描電路13F的結(jié)構(gòu)及其動作，現(xiàn)對其進(jìn)行說明。
圖19是檢測期間SNS的動作時(shí)序圖，檢測元件復(fù)位線34中上表示導(dǎo)通，下表示截止。另外，Vsns是檢測電壓，這里表示光檢測二極管30的兩端電壓，上是高電壓，下是低電壓。另外，雖然一同描述了Y輸出掃描電路13F和X輸出掃描電路14F的動作，但在后面使用圖20描述它。
該期間是光檢測期間，由于全部點(diǎn)亮線4B變?yōu)殛P(guān)閉，象素沒有點(diǎn)亮。
在此，首先通過使檢測元件復(fù)位線34導(dǎo)通一定期間而接通檢測元件復(fù)位開關(guān)31，在光檢測二極管30的兩端施加復(fù)位電壓。此后如果檢測元件復(fù)位線34關(guān)閉而檢測元件開關(guān)31截止，那么光檢測二極管30的電壓Vsns在沒有光輸入的情況下(CA1)仍然是高電壓“H”，在光入射的情況下(CA2)降低到低電壓“L”。
此時(shí)，由于光檢測二極管30的電壓Vsns仍然施加給作為p型TFT的Y輸出TFT32和X輸出TFT33的柵極，所以在沒有光入射的情況下Y輸出TFT32和X輸出TFT33仍然是截止?fàn)顟B(tài)，在光入射的情況下Y輸出TFT32和X輸出TFT33變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。在此，由于Y輸出TFT32和X輸出TFT33分別通過Y輸出線11和X輸出線12串聯(lián)連接，如果串聯(lián)連接的光檢測元件3中具有沒有被光照射的光檢測元件、或照射亮度低的光檢測元件，那么Y輸出線11和X輸出線12本身的輸出變?yōu)楦咦杩?。通過在X和Y方向上對此進(jìn)行檢測，可以容易地得知沒有被光照射的、或是照射亮度低的光檢測元件3的地址。
接下來，使用圖20對該地址檢測電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖20是X輸出掃描電路(SCN_X)14F的結(jié)構(gòu)圖。在平行輸入的X輸出線12設(shè)置有被復(fù)位線42控制的復(fù)位開關(guān)41，復(fù)位開關(guān)41的另一端接地。另外，X輸出線12通過由采樣?xùn)艠O線47F控制的采樣開關(guān)46連接在X輸出線電容43，特別是通過掃描開關(guān)45連接X信號輸出線16。另外，在此，X掃描開關(guān)45的柵極由X掃描電路順序掃描。
X掃描電路14F如圖19所示動作。檢測元件復(fù)位線34接通的過程中，由復(fù)位線42控制的復(fù)位開關(guān)41導(dǎo)通，對X輸出線12進(jìn)行復(fù)位(PST)。此后，如果X輸出線12的輸出變?yōu)榈妥杩?，雖然由于連接設(shè)置在X輸出線12的另一端的電源端子10的未圖示的電源，X輸出線電容43恢復(fù)為高電壓，但是如果X輸出線12的輸出變?yōu)楦咦杩?，那么X輸出線電容43仍然復(fù)位為低電壓。
由采樣?xùn)艠O線47控制的采樣開關(guān)46F對X輸出電容線電容43的值進(jìn)行采樣(SPL)和存儲后，利用X掃描電路(SCN_X)44的掃描順序讀出此時(shí)的X輸出線電容43的值，判斷在該行的上述光檢測元件3中是否具有沒有被光照射的光檢測元件、或照射亮度低的光檢測元件。另外，由于Y輸出掃描電路3的動作與X輸出掃描電路14相同，所以在此省略說明。
在本實(shí)施例中，由于可以同時(shí)對各個X輸出線12和Y輸出線11進(jìn)行采樣，所以具有可以避免由于X掃描電路44和Y掃描電路的掃描時(shí)間差引起的影響，并更高精度地光檢測的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，包括具有由顯示信號控制的顯示亮度調(diào)制單元的多個象素，配置有上述多個象素的顯示部，以及在上述顯示部內(nèi)的多個光檢測單元，其特征在于上述光檢測單元具有分別將入射光變換為信號電荷的光檢測單元、對上述信號電荷進(jìn)行復(fù)位的信號電荷復(fù)位單元、以及檢測上述信號電荷并對輸出阻抗進(jìn)行調(diào)制的輸出阻抗調(diào)制單元，且多個上述光檢測單元的各輸出阻抗調(diào)制單元相互串聯(lián)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的圖像顯示裝置，其特征在于上述光檢測單元由TFT構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1記載的圖像顯示裝置，其特征在于上述光檢測單元由二極管構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1記載的圖像顯示裝置，其特征在于上述信號電荷復(fù)位單元由TFT構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4記載的圖像顯示裝置，其特征在于上述光檢測單元和上述信號電荷復(fù)位單元共用同一個TFT而構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1記載的圖像顯示裝置，其特征在于上述輸出阻抗調(diào)制單元由向柵極輸入上述信號電荷、并以漏極和源極端子間的輸出阻抗作為輸出的TFT構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6記載的圖像顯示裝置，其特征在于上述輸出阻抗調(diào)制單元由n溝道TFT構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6記載的圖像顯示裝置，其特征在于上述輸出阻抗調(diào)制單元由p溝道TFT構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1記載的圖像顯示裝置，其特征在于多個上述輸出阻抗調(diào)制單元串聯(lián)連接的一端與直流電壓電源連接，另一端通過掃描電路與顯示部位置檢測電路連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1記載的圖像顯示裝置，其特征在于上述輸出阻抗調(diào)制單元在行和列方向上分別串聯(lián)連接多個。
11.根據(jù)權(quán)利要求1記載的圖像顯示裝置，其特征在于在上述光檢測單元被驅(qū)動時(shí)，上述多個象素的顯示亮度是均勻的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11記載的圖像顯示裝置，其特征在于在上述光檢測單元被驅(qū)動時(shí)，上述多個象素的顯示亮度最大。
13.根據(jù)權(quán)利要求11記載的圖像顯示裝置，其特征在于在上述光檢測單元被驅(qū)動時(shí)，上述多個象素的顯示亮度最小。
14.根據(jù)權(quán)利要求1記載的圖像顯示裝置，其特征在于上述多個象素的每一個使用有機(jī)EL元件發(fā)光。
15.根據(jù)權(quán)利要求14記載的圖像顯示裝置，其特征在于上述圖像顯示裝置在一幀期間內(nèi)，連續(xù)地進(jìn)行向上述各個象素的顯示信號的寫入、象素的發(fā)光顯示和光檢測。
16.根據(jù)權(quán)利要求14記載的圖像顯示裝置，其特征在于上述有機(jī)EL元件的電源被上述信號電荷復(fù)位單元共用。
17.根據(jù)權(quán)利要求1記載的圖像顯示裝置，其特征在于上述多個象素的每一個使用液晶元件調(diào)制背光源的發(fā)光。
18.一種圖像顯示裝置，包括保持被輸入的數(shù)據(jù)的存儲單元；根據(jù)上述數(shù)據(jù)產(chǎn)生顯示信號的顯示信號數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元；具有由上述顯示信號控制的顯示亮度調(diào)制單元的多個象素；配置有上述多個象素的顯示部；以及在上述顯示部內(nèi)的多個光檢測單元，其特征在于上述多個光檢測單元的每一個具有將入射光變換為信號電荷的光檢測單元；對上述信號電荷進(jìn)行復(fù)位的信號電荷復(fù)位單元；以及檢測上述信號電荷并對輸出阻抗進(jìn)行調(diào)制的輸出阻抗調(diào)制單元，且上述多個光檢測單元的各個輸出阻抗調(diào)制單元相互串聯(lián)連接。
19.根據(jù)權(quán)利要求18記載的圖像顯示裝置，其特征在于基于上述光檢測單元的輸出結(jié)果對顯示部內(nèi)的上述入射光的位置進(jìn)行檢測，并基于上述入射光位置的輸入信息變更上述顯示信號。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不產(chǎn)生與顯示圖像串?dāng)_的光學(xué)觸摸屏一體型圖像顯示裝置。該圖像顯示裝置包括具有由顯示信號控制的顯示亮度調(diào)制單元的多個象素(2)、配置有多個這種象素的顯示部(1)、和在顯示部內(nèi)的多個光檢測元件(3)。各個光檢測元件具有將入射光變換為信號電荷的光檢測二極管、對信號電荷進(jìn)行復(fù)位的信號電荷復(fù)位單元、以及檢測信號電荷并對輸出阻抗進(jìn)行調(diào)制的輸出阻抗調(diào)制單元。各個光檢測元件(3)內(nèi)的輸出阻抗調(diào)制單元相互串聯(lián)，與Y輸出線(11)和X輸出線(12)連接。
文檔編號G09F9/30GK1722210SQ2005100648
公開日2006年1月18日 申請日期2005年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月7日
發(fā)明者秋元肇 申請人:株式會社日立顯示器