專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有光檢測(cè)元件的帶光傳感器的顯示裝置。
技術(shù)背景
現(xiàn)有技術(shù)中，提出了帶圖像取入功能的顯示裝置，例如，利用在像素內(nèi)具備光電二 極管等的光檢測(cè)元件，能夠攝取接近顯示器的物體的圖像。這樣的帶圖像取入功能的顯示 裝置假定被用作雙方向通信用顯示裝置或帶觸摸面板功能的顯示裝置。
現(xiàn)有技術(shù)的帶圖像取入功能的顯示裝置中，在有源矩陣基板上，通過半導(dǎo)體處理 而形成信號(hào)線和掃描線、TFTCThin Film Transistor 薄膜晶體管)、像素電極等的眾所周 知的構(gòu)成要素時(shí)，同時(shí)在像素內(nèi)嵌入光電二極管(參照專利文獻(xiàn)1、非專利文獻(xiàn)1)。
圖23表示形成于有源矩陣基板上的現(xiàn)有技術(shù)的光傳感器(專利文獻(xiàn)2、；3)的一個(gè) 例子。圖23所示的現(xiàn)有技術(shù)的光傳感器包括光電二極管PD、電容器Cint、晶體管M2。在光 電二極管PD的陽極連接有用于供給復(fù)位信號(hào)的配線RST。在光電二極管PD的陰極連接有 電容器Cint的電極的一方和晶體管M2的柵極。晶體管M2的漏極與配線VDD連接，源極與 配線OUT連接。圖23中，用Vint表示光電二極管PD的陰極、電容器Cint的電極的一方與晶 體管M2的柵極的連接點(diǎn)的電位。電容器Cint的電極的另一方與用于供給讀出信號(hào)的配線 RffS連接。
在該結(jié)構(gòu)中，分別按照規(guī)定的定時(shí)向配線RST供給復(fù)位信號(hào)、向配線RWS供給讀 出信號(hào)，由此，能夠得到與光電二極管所接受的光量相應(yīng)的傳感器輸出。這里，參照?qǐng)D24， 說明圖23所示的現(xiàn)有技術(shù)的光傳感器的動(dòng)作。此外，用VKSu表示復(fù)位信號(hào)的低電平(例 如-4V)，用^^表示復(fù)位信號(hào)的高電平(例如0V)，用VKWu表示讀出信號(hào)的低電平(例如 0V)，用VKWS.H表示讀出信號(hào)的高電平(例如8V)。
首先，當(dāng)向配線RST供給高電平的復(fù)位信號(hào)VKST.H(圖M中，t = RST的定時(shí))時(shí)， 光電二極管PD成為順向偏置，用下式(1)表示晶體管M2的柵極的電位VINT。
Vint = Veslh-Vf ... (1)
式(1)中Vf是光電二極管PD的順向電壓，AVkst是復(fù)位信號(hào)的脈沖的高度(VKST. H_VKSu)，這時(shí)的Vint比晶體管M2的閾值電壓低，所以晶體管M2在復(fù)位期間成為非導(dǎo)通狀 態(tài)。
接著，復(fù)位信號(hào)回到低電平VKSu，由此，光電流的積分期間(圖M所示的Tint的期 間)開始。積分期間中，從電容器Cint流出與入射到光電二極管PD的入射光量成比例的光 電流，使得電容器Cint放電。由此，用下式(2)表示積分期間結(jié)束時(shí)的晶體管M2的柵極的^A/. Vint °
Vint 一 VEST_H-Vf- Δ Vest · CPD/CT_Iphoto · Tint/Ct ··· (2)
式(2)中，IPH_是光電二極管PD的光電流，Tint是積分期間的長度。在積分期間 中Vint比晶體管M2的閾值電壓低，所以晶體管M2成為非導(dǎo)通狀態(tài)。Cpd是光電二極管PD的 電容。Ct是電容器Cint的電容、光電二極管PD的電容Cpd與晶體管M2的電容Ctft的總和。
當(dāng)積分期間結(jié)束時(shí)，在圖M所示的t = RWS的定時(shí)，讀出信號(hào)RWS上升，從而讀出期間開始。在此，對(duì)于電容器Cint產(chǎn)生電荷注入。結(jié)果，用下式(3)表示晶體管M2的柵極 的電位Vint。
Vint 一 Vrst. h_vf_ I photo · TINT/CT+ Δ VEWS · CINT/CT ... (3)
Δ Vews是讀出信號(hào)的脈沖的高度(VKWS. H-Vews. J。由此，晶體管Μ2的柵極的電位Vint 變得比閾值電壓高，所以晶體管Μ2成為導(dǎo)通狀態(tài)，與各列中設(shè)置在配線OUT的端部的偏置 晶體管(圖M中沒有圖示)一起作為源極跟隨放大器(follower amplifier)發(fā)揮作用。 艮口，來自晶體管M2的輸出信號(hào)電壓與積分期間中的光電二極管PD的光電流的積分值成比 例。
此外，在圖M中，波狀線所示的波形表示入射到光電二極管PD的光少的情況下的電位Vint的變化，實(shí)線所示的波形表示外部光入射到光電二極管PD的情況下的電位Vint的 變化。圖對(duì)的Δ V是與入射到光電二極管PD的光量成比例的電位差。
專利文獻(xiàn)1 特開2006-3857號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 國際公開第2007/145346號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3 國際公開第2007/145347號(hào)公報(bào)
非專利文獻(xiàn) 1 :"A Touch Panel Function Integrated LCD Including LTPS A/D Converter", T. Nakamura 等，SID 05 DIGEST, ppl054_1055，2005發(fā)明內(nèi)容
上述現(xiàn)有技術(shù)的光傳感器具有用于存儲(chǔ)光電流的電容器。但是，當(dāng)在有源矩陣基 板上形成光傳感器時(shí)，優(yōu)選光傳感器的尺寸極小，并且優(yōu)選光傳感器的構(gòu)成部件極少。例 如，在如上所述，將光傳感器形成在像素內(nèi)的情況下，光傳感器的構(gòu)成部件的占有面積小則 開口率變高，所以是優(yōu)選的。另外，即使在將光傳感器配置在像素區(qū)域外的情況下，由于邊 緣區(qū)域越窄越好等的理由，所以也是光傳感器小為好。
因此，本發(fā)明就是鑒于上述課題而提出的，其目的在于在帶光傳感器的顯示裝置 中，減小光傳感器的尺寸。
為了解決上述課題，本發(fā)明的顯示裝置提供一種在有源矩陣基板具備光傳感器的 顯示裝置，上述光傳感器具備接受入射光的光檢測(cè)元件；向該光傳感器供給復(fù)位信號(hào)的 復(fù)位信號(hào)配線；向該光傳感器供給讀出信號(hào)的讀出信號(hào)配線；和傳感器開關(guān)元件，其按照 上述讀出信號(hào)，讀出在從供給上述復(fù)位信號(hào)到供給上述讀出信號(hào)為止的期間從上述光檢測(cè) 元件輸出的光電流，其中，上述傳感器開關(guān)元件是具有兩個(gè)控制電極的4端子放大器。
根據(jù)本發(fā)明，在帶光傳感器的顯示裝置中，能夠降低光傳感器的尺寸。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中涉及的顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的顯示裝置中的一個(gè)像素的結(jié)構(gòu)的等價(jià) 電路圖。
圖3(a)是表示第一實(shí)施方式的光傳感器的俯視圖。圖3(b)是表示圖3(a)中的 A-B剖面的剖視圖。
圖4(a)是表示晶體管M2的頂柵極的電位Vtc、漏極電流ID與底柵極的電位VBe (單 位是V)的關(guān)系的特性圖。圖4(b)是表示晶體管M2的漏極一源極間的電位差Vds、漏極電 流ID與底柵極的電位VBe的關(guān)系的特性圖。
圖5是分別表示復(fù)位信號(hào)和讀出信號(hào)的波形的時(shí)序圖。
圖6是表示連接點(diǎn)INT的電位Vint與輸出信號(hào)電壓Vsqut的關(guān)系的說明圖。
圖7是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的顯示裝置中的傳感器驅(qū)動(dòng)定時(shí)的時(shí)序 圖。
圖8是表示傳感器像素讀出電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖9是表示讀出信號(hào)、傳感器輸出與傳感器像素讀出電路的輸出的關(guān)系的波形 圖。
圖10是表示傳感器列放大器(sensor column amplifier)的結(jié)構(gòu)例的電路圖。
圖11是表示第二實(shí)施方式中的光傳感器的等價(jià)電路圖。
圖12(a)是表示第二實(shí)施方式的光傳感器的俯視圖。圖12(b)是表示圖12(a)中 的A-B剖面的剖視圖。
圖13是表示第二實(shí)施方式涉及的顯示裝置具備的光傳感器電路和參照電路的等 價(jià)電路圖。
圖14是表示圖13所示的結(jié)構(gòu)的變形例所涉及的光傳感器電路和參照電路的等價(jià) 電路圖。
圖15是表示第三實(shí)施方式涉及的顯示裝置所具備的光傳感器電路和參照電路的 等價(jià)電路圖。
圖16是表示第三實(shí)施方式的光傳感器中的輸入信號(hào)(RST、RffS)與Vint的關(guān)系的 波形圖。
圖17是表示第三實(shí)施方式的變形例涉及的顯示裝置所具備的光傳感器電路和參 照電路的等價(jià)電路圖。
圖18是表示施加到第三實(shí)施方式的變形例涉及的光傳感器的各種信號(hào)與Vint的 關(guān)系的波形圖。
圖19是作為比較例而表示在圖15所示的結(jié)構(gòu)中復(fù)位信號(hào)RST的電位下降不急促 的情況下的Vint的變化的波形圖。
圖20是表示第四實(shí)施方式涉及的顯示裝置具備的一個(gè)像素的結(jié)構(gòu)的等價(jià)電路 圖。
圖21 (a)是表示浮置柵極TFTM6的控制柵極CGl的電位Vra、漏極電流ID、控制柵 極CG2的電位Vra2的關(guān)系的特性圖。圖21 (b)是表示浮置柵極TFTM6的漏極一源極間的電 位差Vds、漏極電流ID與控制柵極CG2的電位Vra2的關(guān)系的特性圖。
圖22 (a)是表示浮置柵極TFTM6的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖22 (b)是表示圖22 (a)處的 A-A箭頭所示剖視圖。圖22(c)是表示圖22(a)處的B-B箭頭所示剖視圖。
圖23是表示現(xiàn)有的光傳感器的結(jié)構(gòu)例的等價(jià)電路圖。
圖M是表示對(duì)現(xiàn)有的光傳感器施加復(fù)位信號(hào)RST和讀出信號(hào)RWS的情況下的Vint 的波形圖。
附圖標(biāo)記說明
1 像素區(qū)域
2 顯示器柵極驅(qū)動(dòng)器
3:顯示器源極驅(qū)動(dòng)器
4 傳感器列(column)驅(qū)動(dòng)器
42 傳感器列放大器
43:傳感器列掃描電路
5 傳感器行(row)驅(qū)動(dòng)器
6 緩沖放大器
7 =FPC 連接器
8 信號(hào)處理電路
9 =FPC
11 遮光層
12:半導(dǎo)體層
13 接觸部
21 底柵極
22 半導(dǎo)體層
23 接觸部
24 頂柵極
30 玻璃基板
31 柵極絕緣膜
32 柵極絕緣膜
33 絕緣層
41 傳感器像素讀出電路
100 有源矩陣基板
M2 雙柵極 TFT
M6 浮置柵極TFT
CG1、CG2:控制柵極具體實(shí)施方式
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的顯示裝置是在有源矩陣基板具備光傳感器的顯示 裝置，上述光傳感器具備接受入射光的光檢測(cè)元件；向該光傳感器供給復(fù)位信號(hào)的復(fù)位 信號(hào)配線；向該光傳感器供給讀出信號(hào)的讀出信號(hào)配線；和傳感器開關(guān)元件，其按照上述 讀出信號(hào)，讀出在從供給上述復(fù)位信號(hào)到供給上述讀出信號(hào)為止的期間從上述光檢測(cè)元件 輸出的光電流。此外，上述傳感器開關(guān)元件是具有兩個(gè)控制電極的4端子放大器。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，傳感器開關(guān)元件的控制電極的任意一個(gè)作為存儲(chǔ)光電流的電容而發(fā) 揮作用，所以沒有必要如現(xiàn)有技術(shù)那樣另外形成電容。因此，在帶光傳感器的顯示裝置中， 能夠降低光傳感器的尺寸。
作為上述4端子放大器，能夠使用具有頂柵極和底柵極的雙柵極TFT作為上述控 制電極。該結(jié)構(gòu)中，可以是上述頂柵極與上述光檢測(cè)元件的輸出連接而上述底柵極與上述讀出信號(hào)配線連接的形態(tài)，也可以是上述頂柵極與上述讀出信號(hào)配線連接而上述底柵極與 上述光檢測(cè)元件的輸出連接的形態(tài)。
另外，在具備雙柵極TFT的上述顯示裝置中，優(yōu)選還具備背光源，上述光傳感器在 上述光檢測(cè)元件與上述背光源之間還具備遮光層，上述遮光層和上述底柵極通過相同的金 屬材料形成。能夠通過同一工序形成遮光層和底柵極，提高制造效率。進(jìn)而，優(yōu)選上述遮光 層和上述底柵極具有相同的厚度。
或者，作為上述4端子放大器，能夠使用具有兩個(gè)浮置柵極作為上述控制電極的 浮置柵極TFT。
另外，在上述顯示裝置中，優(yōu)選上述光檢測(cè)元件含有接受光的受光元件；和參照 用元件，其被遮光層遮光并檢測(cè)暗電流，并且顯示裝置還包括修正電路，該修正電路使用來 自上述參照用元件的輸出修正上述受光元件的輸出。在光檢測(cè)元件的特性隨著環(huán)境溫度的 變化而變化的情況下，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行補(bǔ)償。此外，上述受光元件和上述參照用元件可以設(shè)置 于上述有源矩陣基板的像素區(qū)域，也可以設(shè)置于像素區(qū)域外。
更加優(yōu)選上述遮光層構(gòu)成為通過與形成于上述有源矩陣基板的任一金屬層(并 不限定于此，例如，有源元件的電極、各種配線、或者、半透過型液晶面板等的情況下使用的 反射層等)相同的材料形成。通過利用相同的材料，能夠利用同一工序形成遮光層和有源 矩陣基板上的其他的金屬層，所以能夠簡化制造工序?；蛘撸谙嗤睦碛?，也優(yōu)選通過 與形成于上述有源矩陣基板或?qū)χ没宓暮诰仃囅嗤牟牧闲纬缮鲜稣诠鈱印?br> 另外，作為上述光檢測(cè)元件能夠使用光電二極管。這種情況下，能夠構(gòu)成為上述控 制電極的一方與上述讀出信號(hào)配線連接，上述控制電極的另一方與上述光電二極管的陰極 連接。或者，也可以構(gòu)成為上述4端子放大器中的控制電極以外的2端子的一方與定電位 配線連接，上述4端子放大器中的控制電極以外的2端子的另一方與來自該光傳感器的傳 感器信號(hào)輸出配線連接。或者，作為上述光檢測(cè)元件也能夠使用光電晶體管。
上述光檢測(cè)元件可以設(shè)置于上述有源矩陣基板的像素區(qū)域內(nèi)，也可以設(shè)置于像素 區(qū)域外。
另外，上述的顯示裝置能夠作為液晶顯示裝置加以實(shí)施，該液晶顯示裝置還具備 與有源矩陣基板相對(duì)的對(duì)置基板；和被夾持在上述有源矩陣基板與對(duì)置基板之間的液晶。
下面，參照

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。此外，以下的實(shí)施方式表示了將本發(fā) 明的顯示裝置作為液晶顯示裝置加以實(shí)施的結(jié)構(gòu)例，但是本發(fā)明涉及的顯示裝置并不限定 于液晶顯示裝置，能夠適用于使用有源矩陣基板的任意的顯示裝置。此外，本發(fā)明所涉及的 顯示裝置具有圖像取入功能，從而設(shè)想其能夠利用于檢測(cè)接近畫面的物體而進(jìn)行輸入操作 的帶觸摸面板的顯示裝置、或者具有顯示功能和攝像功能的雙向通信用顯示裝置等。
另外，下面所參照的各圖為了說明的方便，只是簡化表示本發(fā)明的實(shí)施方式的構(gòu) 成部件中，為了說明本發(fā)明所必需的主要部件。因此，本發(fā)明涉及的顯示裝置能夠具備本說 明書所參照的各圖中沒有表示的任意的構(gòu)成部件。另外，各圖中的部件的尺寸也沒有確切 地表示實(shí)際構(gòu)成部件的尺寸和各部件的尺寸比率等。
[第一實(shí)施方式]
首先，參照?qǐng)D1和圖2說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置所具備的 有源矩陣基板的結(jié)構(gòu)。
圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的液晶顯示裝置所具備的有源矩陣基板 100的概略結(jié)構(gòu)的框圖。如圖1所示，有源矩陣基板100至少在玻璃基板上具備像素區(qū) 域1 ；顯示器柵極驅(qū)動(dòng)器2 ；顯示器源極驅(qū)動(dòng)器3 ；傳感器列(column)驅(qū)動(dòng)器4 ；傳感器行 (row)驅(qū)動(dòng)器5 ；緩沖放大器6 ；和FPC連接器7。另外，用于對(duì)通過像素區(qū)域1內(nèi)的光檢測(cè) 元件(后述)取入的圖像信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理電路8經(jīng)由上述FPC連接器7和FPC9 而與有源矩陣基板100連接。
此外，有源矩陣基板100上的上述構(gòu)成部件也能夠通過半導(dǎo)體處理而集成地形成 于玻璃基板上?；蛘?，也可以構(gòu)成為通過例如COG (Chip On Glass:玻璃基芯片)技術(shù)等將 上述構(gòu)成部件中的放大器或驅(qū)動(dòng)器類安裝在玻璃基板上?；蛘撸部梢钥紤]圖1中在有源 矩陣基板100上表示的上述構(gòu)成部件的至少一部分安裝在FPC9上。有源矩陣基板100與 在整個(gè)面形成有對(duì)置電極的對(duì)置基板(未圖示)貼合，在其間隙中封入液晶材料。
像素區(qū)域1是為了顯示圖像而形成有多個(gè)像素的區(qū)域。本實(shí)施方式中，在像素區(qū) 域1中的各像素內(nèi)，設(shè)置有用于取入圖像的光傳感器。圖2是表示有源矩陣基板100的像 素區(qū)域1中的像素和光傳感器的配置的等價(jià)電路圖。圖2的例子中，1個(gè)像素由R(紅)、 G(綠)、B(藍(lán))3色的圖像元素形成，在該由3圖像元素構(gòu)成的1個(gè)像素內(nèi)設(shè)置有1個(gè)光傳 感器。像素區(qū)域1具有呈M行XN列的矩陣狀配置的像素和同樣配置為M行XN列的矩陣 狀的光傳感器。此外，如上所述，圖像元素?cái)?shù)是MX 3N。
因此，如圖2所示，像素區(qū)域1具有配置為矩陣狀的柵極線GL和源極線COL作為 像素用的配線。柵極線GL與顯示器柵極驅(qū)動(dòng)器2連接。源極線COL與顯示器源極驅(qū)動(dòng)器 3連接。此外，柵極線GL在像素區(qū)域1內(nèi)設(shè)置有M行。以下，有必要分別說明各柵極線GL 的情況下，標(biāo)記為GLi (i = 1 M)。另一方面，如上所述，為了對(duì)一個(gè)像素內(nèi)的3圖像元素 分別供給圖像數(shù)據(jù)，在每1像素設(shè)置有3根源極線C0L。在有必要分別說明各源極線COL的 情況下，標(biāo)記為 COLr j、COLgj、COLbj (j = 1 N)。
在柵極線GL與源極線COL的交點(diǎn)設(shè)置有薄膜晶體管(TFT)Ml作為像素用的開關(guān) 元件。此外，在圖2中，將設(shè)置于紅色、綠色、藍(lán)色的各圖像元素中的薄膜晶體管Ml分別表 示為Mlr、Mlg、Mlb。薄膜晶體管Ml的柵極電極與柵極線GL連接，源極電極與源極線COL 連接，漏極電極與未圖示的像素電極連接。由此，如圖2所示，在薄膜晶體管Ml的漏極電極 與對(duì)置電極(VCOM)之間形成液晶電容LC。另外，在漏極電極與TFTCOM之間形成有輔助電 容LS。
在圖2中，被連接于1根柵極線GLi與1根源極線COLrj的交點(diǎn)的薄膜晶體管Mlr 驅(qū)動(dòng)的圖像元素，與該圖像元素對(duì)應(yīng)設(shè)置有紅色的彩色濾光片，且經(jīng)由源極線COLrj從顯 示器源極驅(qū)動(dòng)器3供給紅色的圖像數(shù)據(jù)，由此作為紅色的圖像元素發(fā)揮作用。另外，被連接 于柵極線GLi與源極線COLgj的交點(diǎn)的薄膜晶體管Mlg驅(qū)動(dòng)的圖像元素，與該圖像元素對(duì) 應(yīng)設(shè)置有綠色的彩色濾光片，且經(jīng)由源極線COLgj而從顯示器源極驅(qū)動(dòng)器3供給綠色的圖 像數(shù)據(jù)，由此作為綠色的圖像元素發(fā)揮作用。進(jìn)而，被連接于柵極線GLi與源極線COLbj的 交點(diǎn)的薄膜晶體管Mlb驅(qū)動(dòng)的圖像元素，與該圖像元素對(duì)應(yīng)設(shè)置有藍(lán)色的彩色濾光片，且 經(jīng)由源極線COLbj而從顯示器源極驅(qū)動(dòng)器3供給藍(lán)色的圖像數(shù)據(jù)，由此作為藍(lán)色的圖像元 素發(fā)揮作用。
此外，圖2的例子中，在像素區(qū)域1中，按照在1像素(3圖像元素)設(shè)置1個(gè)光傳感器的比率設(shè)置光傳感器。但是，像素與光傳感器的配置比率并不限定于該例子，是任意 的。例如，也可以對(duì)每1圖像元素配置1個(gè)光傳感器，或者是對(duì)多個(gè)像素配置1個(gè)光傳感器 的結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，光傳感器包括作為光檢測(cè)元件的光電二極管Dl和晶體管M2。圖2 的例子中，源極線COLr兼作用于從傳感器列驅(qū)動(dòng)器4向光傳感器供給恒定電壓Vdd的配線 VDD0另外，源極線COLg兼作傳感器輸出用的配線OUT。
晶體管M2是具有兩個(gè)柵極的TFT (下面，稱為雙柵極TFT)。這里，將晶體管M2中 處于下層(玻璃基板側(cè))的柵極稱為底柵極，將處于上層的柵極稱為頂柵極。圖2的例子 中，頂柵極與配線RWS連接，而被施加讀出信號(hào)。底柵極與光電二極管Dl的陰極連接。晶 體管M2的漏極與配線VDD連接，而源極與配線OUT連接。在光電二極管Dl的陽極連接有 用于供給復(fù)位信號(hào)的配線RST。
這里，參照?qǐng)D3(a)和圖3(b)，說明本實(shí)施方式的光傳感器的一個(gè)結(jié)構(gòu)。圖3 (a)是 表示本實(shí)施方式的光傳感器的俯視圖。圖3(b)是表示圖3(a)中的A-B剖面的剖視圖。
如圖3(a)和圖3(b)所示，光電二極管Dl和晶體管M2通過半導(dǎo)體處理而形成在 有源矩陣基板100的玻璃基板30上。光電二極管Dl構(gòu)成為依次層疊有遮光層11 ；柵極 絕緣膜31 ；半導(dǎo)體層12 ；柵極絕緣膜32 ；和絕緣層33。此外，在這里所圖示的各層之外也 可以設(shè)置有底涂層等。光電二極管Dl的半導(dǎo)體層12具有例如橫向結(jié)構(gòu)的PN結(jié)或PIN結(jié)。 半導(dǎo)體層12的陽極經(jīng)由接觸部13與復(fù)位信號(hào)配線RST連接。晶體管M2構(gòu)成為在玻璃基 板30上依次層疊有底柵極21 ；柵極絕緣膜31 ；半導(dǎo)體層22 ；柵極絕緣膜32 ；頂柵極M ； 和絕緣層33。光電晶體管Dl的半導(dǎo)體層12的陰極經(jīng)由接觸部13、配線15、接觸部23與晶 體管M2的底柵極21連接。頂柵極M與讀出信號(hào)配線RWS連接。
遮光層11是為了使得來自背光源(未圖示)的光不入射到光電二極管Dl的半導(dǎo) 體層12而設(shè)置的。晶體管M2的底柵極21優(yōu)選與遮光層11使用相同的材料，通過相同的 工序來形成為相同的膜厚。
在上述結(jié)構(gòu)的晶體管M2中，通過使得施加到底柵極的電壓變化，能夠控制晶體管 M2的閾值電壓。圖4(a)是表示晶體管M2的頂柵極的電位^(單位是V)、漏極電流ID(單 位是A)與底柵極的電位VBe (單位是V)的關(guān)系的特性圖。另外，圖4(b)是表示晶體管M2 的漏極一源極間的電位差Vds (單位是V)、漏極電流ID (單位是A)與底柵極的電位VBe (單 位是V)的關(guān)系的特性圖。此外，圖4(a)中，表示漏極與源極間的電位差是0. IV時(shí)的特性， 圖4(b)中，表示晶體管M2的頂柵極的電位Vtc是5乂時(shí)的特性，這些僅僅是一個(gè)例子，并不 將能夠適用于本發(fā)明的雙柵極TFT的特性限定于上述例子。
此外，使用雙柵極TFT作為晶體管M2的優(yōu)點(diǎn)如下所述。首先，由于底柵極的電容 作為將來自光電二極管Dl的光電流放電的電容CBe而起作用，所以沒有必要如圖23所示的 現(xiàn)有的光傳感器那樣另外設(shè)置電容器CINT。本實(shí)施方式的光傳感器與上述現(xiàn)有技術(shù)中的光 傳感器相比，與不需要電容器的量相應(yīng)地能夠減少構(gòu)成部件的量，能夠提高像素的開口率。
另外，由晶體管M2的頂柵極，屏蔽在其上層形成的像素電極對(duì)本實(shí)施方式的電容 Cbc所產(chǎn)生的影響。因此，伴隨對(duì)像素的寫入而產(chǎn)生的像素電極的電位變動(dòng)不會(huì)對(duì)電容Cbc造 成影響，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的傳感器輸出。進(jìn)而，根據(jù)本實(shí)施方式的光傳感器，還具有如下的優(yōu) 點(diǎn)。即，在圖23所示的現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中，光的靈敏度的大小(二極管尺寸)會(huì)對(duì)讀出電壓和讀出速度帶來直接影響，所以需要考慮兩者的平衡，來確定電容和二極管尺寸。另一方面， 根據(jù)本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，通過由受光導(dǎo)致的底柵極的電壓變化來控制晶體管的閾值，從而 進(jìn)行讀出，所以能夠與光靈敏度(圖23的結(jié)構(gòu)中的二極管尺寸)無關(guān)地設(shè)定讀出電壓和讀 出速度，能夠分別將兩者最優(yōu)化。
配線RST、RWS與傳感器行驅(qū)動(dòng)器5連接。由于在每一行設(shè)置有這些配線RST、RWS， 所以在以后需要區(qū)別各配線的情況下，標(biāo)記為RSTi、RWSi (i = 1 Μ)。
傳感器行驅(qū)動(dòng)器5按照規(guī)定的時(shí)間間隔traw選擇圖2所示配線RSTi和RWSi的組。 由此，依次選擇在像素區(qū)域1中應(yīng)該讀出信號(hào)電荷的光傳感器的行(row)。
此外，如圖2所示，在配線OUT的端部連接有絕緣柵極型場(chǎng)效應(yīng)晶體管M3的漏極。 另外，在該晶體管M3的漏極連接有輸出配線S0UT，晶體管M3的漏極的電位Vsqut作為來自 光傳感器的輸出信號(hào)而向傳感器列驅(qū)動(dòng)器4輸出。晶體管M3的源極與配線VSS連接。晶 體管M3的柵極經(jīng)由參照電壓配線VB而與參照電壓電源(未圖示)連接。
這里，參照?qǐng)D5說明來自像素區(qū)域1的傳感器輸出的讀出。圖5是分別表示從配 線RST向光傳感器供給的復(fù)位信號(hào)和從配線RWS向光傳感器供給的讀出信號(hào)的波形的時(shí)序 圖。如圖5所示，復(fù)位信號(hào)的高電平^^是抓，低電平VKSu是-2V。該例子中，復(fù)位信號(hào) 的高電平VKST.H與Vss相等。另外，讀出信號(hào)的高電平VKWS.H是5V，低電平VKWu是0V。該例 子中，讀出信號(hào)的高電平VKWS.H與Vdd相等，低電平VKWu與Vss相等。
首先，當(dāng)從傳感器行驅(qū)動(dòng)器5向配線RST供給的復(fù)位信號(hào)從低電平(-2V)上升而 成為高電平(OV)時(shí)，光電二極管Dl成為順向偏置，用下述式(4)表示連接點(diǎn)INT的電位 VINT。此外，連接點(diǎn)INT電位Vint與晶體管M2的底柵極的電位相等。
Vint = Veslh-Vf …^)
式(4)中，VKST.H是作為復(fù)位信號(hào)的高電平的0V，Vf是光電二極管Dl的順向電壓， AVest是復(fù)位信號(hào)的脈沖的高度(VKST.H-VKSu)，在該復(fù)位時(shí)施加到頂柵極的讀出信號(hào)RWS是 0V，所以晶體管M2在復(fù)位期間成為非導(dǎo)通狀態(tài)。
接著，復(fù)位信號(hào)返回低電平VKSu，從而光電流的積分期間(tINT)開始。積分期間 中，從底柵極流出與入射到光電二極管Dl的入射光量成比例的光電流，使得底柵極的電容 Ck放電。由此，用下式(5)表示積分期間結(jié)束時(shí)的連接點(diǎn)INT的電位VINT。
Vint 一 VEST_H-Vf- Δ Vest · CPD/CT_Iphoto · tINT/CT ··· (5)
式(5)中，IPH_是光電二極管Dl的光電流，tINT是積分期間的長度。積分期間中， 由于施加到頂柵極的讀出信號(hào)RWS也是0V，所以晶體管M2仍保持非導(dǎo)通狀態(tài)。Cpd是光電 二極管Dl的電容。Ct是連接點(diǎn)INT的總電容，是底柵極的電容Ck、光電二極管Dl的電容 Cpd和晶體管M2的寄生電容Cpak的總和。
當(dāng)積分期間結(jié)束時(shí)，如圖5所示，通過將讀出信號(hào)RWS切換為高電平，讀出期間開 始。當(dāng)讀出信號(hào)RWS成為高電平(5V)時(shí)，晶體管M2成為導(dǎo)通狀態(tài)。晶體管M2當(dāng)成為導(dǎo)通 狀態(tài)時(shí)，與各列中設(shè)置在配線OUT的端部的偏置晶體管M3 —起作為源極跟隨放大器而發(fā)揮 作用。即，來自晶體管M3的漏極且從輸出配線SOUT輸出的輸出信號(hào)電壓Vsqut，在積分期間 tINT中成為光電二極管Dl所接收的光量的函數(shù)。
圖6是表示連接點(diǎn)INT的電位Vint與輸出信號(hào)電壓Vsott的關(guān)系的說明圖。積分期 間中的電位Vint的變化率受其周圍的明亮度的影響。在周圍非常明亮的情況下，如圖6的上側(cè)的圖中的線H所示，連接點(diǎn)INT的電位Vint急速下降，在積分期間的中途成為飽和狀態(tài)。 另外，在周圍的明亮度為中等程度的情況下，如該圖中的線M所示，連接點(diǎn)INT的電位Vint比 較和緩地下降。在周圍暗的情況下，如該圖中的線L所示，連接點(diǎn)INT的電位Vint更加和緩 地下降。另外，如圖6的下側(cè)的圖表所示，表示來自晶體管M2的輸出電流值Im2的線L、M、H 與晶體管M3中流動(dòng)的電流值Im3的交點(diǎn)表示輸出信號(hào)電壓Vsott。如圖6的下側(cè)的圖所示， 輸出信號(hào)電壓Vsot的值在從VDD到VSS之間成為與積分期間中的周圍光的明亮度相對(duì)應(yīng)的 唯一的值。因此，能夠使用輸出信號(hào)電壓Vsot的值作為表示周圍的明亮度的指標(biāo)。
如上所述，本實(shí)施方式中，將源極線COLr、COLg, COLb共用為光傳感器用的配線 VDD、0UT，所以，如圖7所示，有必要區(qū)分經(jīng)由源極線C0Lr、C0Lg、C0Lb輸入顯示用的圖像數(shù) 據(jù)信號(hào)的定時(shí)和讀出傳感器輸出Vsott的定時(shí)。在圖7的例子中，水平掃描期間中顯示用圖 像數(shù)據(jù)信號(hào)的輸入結(jié)束后，利用水平消隱期間等，進(jìn)行傳感器輸出Vsot的讀出。
如圖1所示，傳感器列驅(qū)動(dòng)器4包括傳感器像素讀出電路41 ；傳感器列放大器 42 ；和傳感器列掃描電路43。在傳感器像素讀出電路41連接有從像素區(qū)域1輸出傳感器 輸出Vsott的配線SOUT (參照?qǐng)D2)。圖1中，將從配線SOUTj (j = 1 N)輸出的傳感器輸 出標(biāo)記為VSQUTj。傳感器像素讀出電路41向傳感器列放大器42輸出傳感器輸出VSQUTj的峰 值保持電壓V”。傳感器列放大器42內(nèi)置有分別與像素區(qū)域1的N列的光傳感器對(duì)應(yīng)的N 個(gè)列放大器，通過各列放大器將峰值保持電壓V” (j = 1 N)放大，并作為Votit向緩沖放大 器6輸出。傳感器列掃描電路43為了將傳感器列放大器42的列放大器依次連接到緩沖放 大器6的輸出，而向傳感器列放大器42輸出列選擇信號(hào)C。(j = 1 N)。
這里，參照?qǐng)D8和圖9，對(duì)從像素區(qū)域1讀出傳感器輸出Vsqut后的傳感器列驅(qū)動(dòng)器 4和緩沖放大器6的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖8是表示傳感器像素讀出電路41的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電 路圖。圖9是表示讀出信號(hào)Vkws、傳感器輸出Vsot與傳感器像素讀出電路的輸出Vs的關(guān)系 的波形圖。如上所述，讀出信號(hào)成為高電平VKWS.H時(shí)，晶體管M2導(dǎo)通，從而通過晶體管M2、 M3形成源極跟隨放大器，傳感器輸出Vsqut存儲(chǔ)在傳感器像素讀出電路41的采樣電容器Csam 中。由此，在讀出信號(hào)成為低電平VKWu后，其行的選擇期間(traw)中，從傳感器像素讀出電 路41向傳感器列放大器42輸出的輸出電壓Vs也如圖8所示，保持為與傳感器輸出Vsqut的 峰值相等的電平。
下面，參照?qǐng)D10說明傳感器列放大器42的動(dòng)作。如圖10所示，從傳感器像素讀 出電路41向傳感器列放大器42的N個(gè)列放大器輸入各列的輸出電壓Vsj (j = 1 N)。如 圖10所示，各列放大器包括晶體管M6、M7。傳感器列掃描電路43所生成的列選擇信號(hào)CSj 在一行的選擇期間(trJ中，對(duì)于N列的列的每一個(gè)依次成為0N，由此，傳感器列放大器42 中的N個(gè)列放大器中僅任意一個(gè)的晶體管M6成為0N，經(jīng)由該晶體管M6，僅輸出各列的輸出 電壓、_(j = 1 N)中的任意一個(gè)，作為來自傳感器列放大器42的輸出νωυτ。緩沖放大器 6進(jìn)一步放大從傳感器列放大器42輸出的VrouT，并作為脈沖輸出(光傳感器信號(hào))Vout而向 信號(hào)處理電路8輸出。
此外，傳感器列掃描電路43可以如上所述逐列掃描光傳感器的列，但是并不限定 于此，也可以構(gòu)成為隔行掃描光傳感器的列。另外，傳感器列掃描電路43也可以形成為例 如4相等的多相驅(qū)動(dòng)掃描電路。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，本實(shí)施方式中的顯示裝置在像素區(qū)域1中得到與在每個(gè)像素形成的光電二極管Dl的受光量相應(yīng)的面板輸出VOTT。面板輸出Vott被輸送到信號(hào)處理電路8 而進(jìn)行A/D變換，并作為面板輸出數(shù)據(jù)而存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器(未圖示)中。即，該存儲(chǔ)器中存儲(chǔ) 有與像素區(qū)域1的像素?cái)?shù)(光傳感器數(shù))同等數(shù)量的面板輸出數(shù)據(jù)。信號(hào)處理電路8中，使 用存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中的面板輸出數(shù)據(jù)，進(jìn)行圖像取入或觸摸區(qū)域的檢測(cè)等的各種信號(hào)處理。 此外，本實(shí)施方式中，信號(hào)處理電路8的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有與像素區(qū)域1的像素?cái)?shù)(光傳感器 數(shù))同等數(shù)量的面板輸出數(shù)據(jù)，但是由于存儲(chǔ)器電容等的制約，未必需要存儲(chǔ)與像素?cái)?shù)同 等數(shù)量的面板輸出數(shù)據(jù)。
此外，在上述的說明中，表示了在晶體管M2的底柵極連接有光電二極管Dl的陰極 而在頂柵極連接有讀出信號(hào)配線RWS的結(jié)構(gòu)。但是，如圖11所示，在晶體管M2的頂柵極連 接有光電二極管Dl的陰極而在底柵極連接有讀出信號(hào)配線RWS的結(jié)構(gòu)也是第一實(shí)施方式 (變形例)。在圖12(a)和(b)中表示這時(shí)的晶體管M2的俯視圖和剖視圖。如圖12(a)和 (b)所示，在該變形例中，晶體管M2的底柵極21經(jīng)由接觸部沈與讀出信號(hào)配線RWS連接。 另外，頂柵極M經(jīng)由接觸部25而與光電二極管Dl的陰極連接。此外，由于該結(jié)構(gòu)下的光 傳感器的動(dòng)作與上述動(dòng)作相同，所以省略說明。
[第二實(shí)施方式]
下面說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的顯示裝置。此外，對(duì)于與在上述第一實(shí)施 方式中說明過的結(jié)構(gòu)具有相同功能的結(jié)構(gòu)標(biāo)記相同的參照附圖標(biāo)記，省略其詳細(xì)說明。
第二實(shí)施方式涉及的顯示裝置的結(jié)構(gòu)為，在如第一實(shí)施方式的說明檢測(cè)外部光的 明亮度的光傳感器(受光元件)以外，設(shè)置有被遮光的光電二極管(參照用元件)，使得外 部光不入射到有源矩陣基板100的像素區(qū)域1中的至少一部分的像素。即，在該結(jié)構(gòu)中， 通過上述被遮光的光電二極管(參照用元件)檢測(cè)暗電流，使用其檢測(cè)結(jié)果修正光傳感器 (受光元件)的輸出。即，是通過由參照用元件檢測(cè)到的暗電流值補(bǔ)償光電二極管的溫度依 存性的結(jié)構(gòu)。
參照用元件的遮光層能夠使用與有源矩陣基板100的像素區(qū)域1中的像素驅(qū)動(dòng)用 的TFT(圖2所示的Mlr、Mlg、Mlb)的電極相同的材料、或者與設(shè)置于有源矩陣基板100或 對(duì)置基板的黑矩陣相同的材料，能夠通過與上述結(jié)構(gòu)相同的工序同時(shí)形成?；蛘?，能夠通過 與有源矩陣基板100中的各種配線(例如源極配線、多層配線的情況下設(shè)置于源極配線的 上層的配線等)相同的材料形成該遮光層。另外，在將顯示裝置構(gòu)成為半透過型液晶面板 的情況下，也可以使用與反射層相同的材料。
圖13是第二實(shí)施方式中的顯示裝置的一例，是具有接受外部光的光電二極管 Dl (受光元件)的光傳感器電路和具有以外部光不入射的方式被遮光的光電二極管D2 (參 照用元件)的參照電路，以與共用的VDD配線連接的方式相鄰配置的結(jié)構(gòu)的等價(jià)電路圖。 此外，按照什么樣的密度和比率配置受光元件和參照用元件是需要適當(dāng)設(shè)計(jì)的事項(xiàng)。例如， 可以使用1列的參照用元件，修正相鄰的1列受光元件的輸出，也可以使用1列的參照用元 件，修正附近的多列受光元件的輸出。
在圖13的結(jié)構(gòu)中，由于在參照電路中光電二極管D2被遮光，所以與外部光的明亮 度無關(guān)，只輸出暗電流成分作為VSOTT(DMK)。另一方面，在光傳感器電路中，光電二極管Dl接 受外部光，輸出與其明亮度相應(yīng)的VSOTT(PH_)。因此，通過由VSOTT(DAKK)修正VSOTT(PH_)，能夠得 到?jīng)]有溫度依存性的光傳感器輸出。
此外，圖13中，表示了光傳感器電路和參照電路與共用的VDD配線連接的結(jié)構(gòu)的 例子，但是如圖14所示，也可以是光傳感器電路和參照電路與不同的相鄰的VDD配線連接 的結(jié)構(gòu)。這種情況下，動(dòng)作與圖13的結(jié)構(gòu)下的動(dòng)作相同。另外，在圖13和圖14所示的結(jié) 構(gòu)中，VDD配線也可以兼作第一實(shí)施方式中圖2所示的任意的源極線，也可以是不同于源極 線的獨(dú)立的配線。
[第三實(shí)施方式]
下面說明本發(fā)明的第三實(shí)施方式涉及的顯示裝置。此外，對(duì)于與上述第一實(shí)施方 式或第二實(shí)施方式中說明的結(jié)構(gòu)具有相同功能的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的參照附圖標(biāo)記，省略其詳 細(xì)說明。
如圖15所示，第三實(shí)施方式中的顯示裝置，在第一實(shí)施方式說明的光傳感器中， 具備光電晶體管(光電TFT)M4取代光電二極管Dl這一點(diǎn)與第一實(shí)施方式不同。
光電晶體管M4的柵極和源極都與復(fù)位配線RST連接。作為光電晶體管M4不限于 移動(dòng)度高的多晶硅TFT，也可以使用非晶硅TFT或者微結(jié)晶硅TFT。此外，晶體管M2也能夠 通過非晶硅TFT或者微結(jié)晶硅TFT實(shí)現(xiàn)。因此，能夠使用相同的材料同時(shí)形成晶體管M2和 光電晶體管M4。
這里，參照?qǐng)D16說明本實(shí)施方式中的光傳感器的動(dòng)作。圖16是表示第三實(shí)施方 式的光傳感器中的輸入信號(hào)(RST、RWS)與Vint的關(guān)系的波形圖。此外，復(fù)位信號(hào)RST和讀 出信號(hào)RWS與在第一實(shí)施方式中圖5所示的信號(hào)相同。本實(shí)施方式的光傳感器中，在復(fù)位 信號(hào)RST成為高電平時(shí)，用下式(6)表示晶體管M2的柵極電極的電位VINT。
VINT = VEST. H-VT, M2...(6)
式(6)中，Vt,表示晶體管M2的閾值電壓，Δ Vkst表示復(fù)位信號(hào)的脈沖的高度(VKST. H_VKSTJ，這時(shí)，由于讀出信號(hào)RWS是0V，所以晶體管M2成為非導(dǎo)通狀態(tài)。
接著，復(fù)位信號(hào)回到低電平VKSu，從而開始光電流的積分期間。在積分期間中，與 入射到光電晶體管M4的入射光量成比例的光電流從底柵極的電容CBe流出，使得電容CBe放 電。由此，用下式(7)表示積分期間結(jié)束時(shí)的晶體管M2的柵極的電位VINT。
Vint 一 VEST_H_VT M2~ Δ Vest · CSENS0E/CT_Iphoto · Tint/Ct ··· (7)
式(7)中，IP_表示光電晶體管M4的光電流，Tint表示積分期間的長度。在積分 期間中，由于讀出信號(hào)RWS是0V，所以晶體管M2成為非導(dǎo)通狀態(tài)。Csensm是光電晶體管M4 的電容。Ct是底柵極的電容CBe、光電晶體管M4的電容Csensqk和晶體管M2的寄生電容Ctft 的總和。
當(dāng)積分期間結(jié)束時(shí)，讀出信號(hào)RWS上升從而讀出期間開始。此外，讀出期間在讀出 信號(hào)RWS為高電平的期間持續(xù)。這里的讀出原理與第一實(shí)施方式中說明過的原理相同所以 省略重復(fù)說明。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式涉及的顯示裝置，即使使用光電晶體管M4代替光電二 極管作為光傳感器的光檢測(cè)元件，也能夠得到光傳感器輸出。另外，尤其是若通過非晶硅 TFT或者微結(jié)晶硅TFT形成晶體管M2和光電晶體管M4，則與使用多晶硅相比具有能夠廉價(jià) 地制造的優(yōu)點(diǎn)。
這里，參照?qǐng)D17 圖19說明第三實(shí)施方式的變形例。如圖17所示，該變形例涉 及的顯示裝置具有光電晶體管M5以代替圖15中所示的光電晶體管M4。光電晶體管M5的柵極與復(fù)位配線RST連接，這與光電晶體管M4相同，但是源極與供給不同于復(fù)位信號(hào)RST 的第二復(fù)位信號(hào)VRST的配線連接。
這里，參照?qǐng)D18和圖19，說明該變形例中的光傳感器的動(dòng)作。圖18是表示施加到 該變形例中的光傳感器的各種信號(hào)與Vint的關(guān)系的波形圖。圖19是作為比較例而表示在 圖15所示的結(jié)構(gòu)中，復(fù)位信號(hào)RST的電位下降不急劇的情況下的Vint的變化的波形圖。
如圖19所示，在圖15所示的結(jié)構(gòu)中復(fù)位信號(hào)RST的電位下降不急劇的情況下，晶 體管M2的柵極電極的電位Vint在復(fù)位信號(hào)RST的電位下降期間下降相當(dāng)?shù)牧?圖19所示 的AVbm)。其理由在于光電晶體管M4與光電二極管不同具有雙方向?qū)ㄐ浴＿@種情況下， 產(chǎn)生像素的動(dòng)態(tài)范圍與上述AVbacx的下降量相應(yīng)地變小，僅少量的光就達(dá)到飽和的問題。
本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，為了改善該問題，如上所述，對(duì)光電晶體管Μ5的柵極與源 極分別施加不同的復(fù)位信號(hào)RST、VRST。如圖18所示，施加到光電晶體管Μ5的源極的第二復(fù) 位信號(hào)VRST，在復(fù)位信號(hào)RST完全成為低電平后，即從光電晶體管M5被切換為斷開(OFF) 狀態(tài)，開始電位降下。由此，通過比較圖18和圖19可知，在上述變形例的結(jié)構(gòu)中，不產(chǎn)生圖 19中所見的電位Vint的下降(△ Vbacx),能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)范圍寬的光傳感器。
此外，在上述說明中，表示了在第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中將光電二極管置換為光電 晶體管的結(jié)構(gòu)。但是，也可以將第二實(shí)施方式的光電二極管置換為光電晶體管，該結(jié)構(gòu)也是 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。
[第四實(shí)施方式]
下面，說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式涉及的顯示裝置。此外，對(duì)于與上述第一實(shí)施方 式 第三實(shí)施方式中說明的結(jié)構(gòu)具有相同功能的結(jié)構(gòu)標(biāo)記相同的參照附圖標(biāo)記，省略其詳 細(xì)說明。
本實(shí)施方式中的顯示裝置是如圖20所示，將第一實(shí)施方式中的顯示裝置具備的 雙柵極TFT置換為浮置柵極TFT(M6)的結(jié)構(gòu)。
浮置柵極TFTM6具備兩個(gè)控制柵極CGI、CG2?？刂茤艠OCGl與讀出信號(hào)配線RWS 連接?？刂茤艠OCG2與光電二極管Dl的陰極連接。控制柵極CG2能夠用于對(duì)控制柵極CGl 的閾值電壓進(jìn)行控制。
圖21 (a)是表示浮置柵極TFTM6的控制柵極CGl的電位Vra (單位是V)、漏極電流 ID(單位是A)與控制柵極CG2的電位Vra2 (單位是V)的關(guān)系的特性圖。另外，圖21(b)是 表示浮置柵極TFTM6的漏極一源極間的電位差Vds (單位是V)、漏極電流ID(單位是A)與控 制柵極CG2的電位Vra2 (單位是V)的關(guān)系的特性圖。此外，圖21(a)中，表示漏極與源極之 間的電位差為0. IV時(shí)的特性，圖21 (b)中，表示控制柵極CGl的電位Vra為5V時(shí)的特性， 但是這些都只是一個(gè)例子，其主旨不在于將能夠適用于本發(fā)明的浮置柵極TFT的特性僅僅 限定于該例子。
圖22 (a)是表示浮置柵極TFTM6的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖22 (b)是圖22 (a)中的A-A 箭頭方向的剖視圖。圖22(c)是圖22(a)中的B-B箭頭方向的剖視圖。如圖22(a) 圖 22(c)所示，浮置柵極TFTM6構(gòu)成為在有源矩陣基板100的玻璃基板50上依次形成有底 涂層51 ；半導(dǎo)體層52 ；柵極絕緣膜53 ；浮置柵極57 ；和層間絕緣膜M?？刂茤艠OCGI、CG2 形成在層間絕緣膜M上。在半導(dǎo)體層52連接有源極電極55和漏極電極56。
用下式⑶表示浮置柵極57上的電壓Vre。
Vfg = CCG1/CTXVCG1+CCG2/CTXVCG2+Cgs/CTXVs+Cgd/CTXVd ... (8)
此外，Ct= CCG1+CGG2+Cgd+Cgs。
另外，在Cgd和Cgs同Cra和Cra2相比極小的情況下，從上述式⑶可知，浮置柵極 57上的電SVre能夠由下式(9)表示。
Vfg = CCG1/CTXVCG1+CCG2/CTXVCG2 ... (9)
此外，通過調(diào)整控制柵極CGI、CG2的面積能夠適當(dāng)調(diào)整Cra和Cra2的大小。
此外，由于本實(shí)施方式中的光傳感器的動(dòng)作與第一實(shí)施方式中說明的光傳感器的 動(dòng)作相同，所以省略重復(fù)說明。
此外，在本實(shí)施方式涉及的顯示裝置中，使用浮置柵極TFT的優(yōu)點(diǎn)如下所述。首 先，形成于控制柵極CG2與浮置柵極之間的電容Cra2作為存儲(chǔ)來自光電二極管Dl的光電 流的電容而發(fā)揮作用，所以沒有必要如圖23表示的現(xiàn)有的光傳感器那樣另外設(shè)置電容器 CINT。本實(shí)施方式的光傳感器與上述現(xiàn)有的光傳感器相比，與不需要電容器的量相應(yīng)地能夠 減少的構(gòu)成部件的數(shù)量，能夠提高像素的開口率。
如上所述，說明了本發(fā)明的第一實(shí)施方式 第四實(shí)施方式，但是本發(fā)明并不僅限 定于上述各實(shí)施方式，能夠在發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。
例如，在上述的實(shí)施方式中，例示了與光傳感器連接的配線VDD和OUT與源極配線 COL共用的結(jié)構(gòu)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，具有像素開口率高的優(yōu)點(diǎn)。但是，也可以構(gòu)成為區(qū)別于源極 配線COL地設(shè)置光傳感器用的配線VDD和OUT。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明在產(chǎn)業(yè)上能夠應(yīng)用為具有光傳感器的顯示裝置。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，其在有源矩陣基板具備光傳感器，該顯示裝置的特征在于 所述光傳感器具備接受入射光的光檢測(cè)元件； 向該光傳感器供給復(fù)位信號(hào)的復(fù)位信號(hào)配線； 向該光傳感器供給讀出信號(hào)的讀出信號(hào)配線；和傳感器開關(guān)元件，其按照所述讀出信號(hào)，讀出在從供給所述復(fù)位信號(hào)到供給所述讀出 信號(hào)為止的期間從所述光檢測(cè)元件輸出的光電流，所述傳感器開關(guān)元件是具有兩個(gè)控制電極的4端子放大器。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于所述4端子放大器是具有頂柵極和底柵極作為所述控制電極的雙柵極TFT。
3.如權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于所述頂柵極與所述光檢測(cè)元件的輸出連接，所述底柵極與所述讀出信號(hào)配線連接。
4.如權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于所述頂柵極與所述讀出信號(hào)配線連接，所述底柵極與所述光檢測(cè)元件的輸出連接。
5.如權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征在于 還具備背光源，所述光傳感器在所述光檢測(cè)元件與所述背光源之間還具備遮光層， 所述遮光層和所述底柵極由相同的金屬材料形成。
6.如權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其特征在于 所述遮光層和所述底柵極具有相同的厚度。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于所述4端子放大器是具有兩個(gè)浮置柵極作為所述控制電極的浮置柵極TFT。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征在于所述光檢測(cè)元件含有接受光的受光元件；和參照用元件，其被遮光層遮光并檢測(cè)暗 電流，還包括修正電路，該修正電路使用來自所述參照用元件的輸出修正所述受光元件的輸出ο
9.如權(quán)利要求8所述的顯示裝置，其特征在于所述受光元件和所述參照用元件設(shè)置于所述有源矩陣基板的像素區(qū)域。
10.如權(quán)利要求8或9所述的顯示裝置，其特征在于所述遮光層通過與形成于所述有源矩陣基板的任一金屬層相同的材料形成。
11.如權(quán)利要求8或9所述的顯示裝置，其特征在于所述遮光層通過與形成于所述有源矩陣基板或者對(duì)置基板的黑矩陣相同的材料形成。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征在于 所述光檢測(cè)元件是光電二極管。
13.如權(quán)利要求12所述的顯示裝置，其特征在于 所述控制電極的一方與所述讀出信號(hào)配線連接， 所述控制電極的另一方與所述光電二極管的陰極連接。
14.如權(quán)利要求12所述的顯示裝置，其特征在于所述4端子放大器中的控制電極以外的2端子的一方與定電位配線連接， 所述4端子放大器中的控制電極以外的2端子的另一方與來自該光傳感器的傳感器信 號(hào)輸出配線連接。
15.如權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征在于 所述光電二極管的陽極與所述復(fù)位信號(hào)配線連接。
16.如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征在于 所述光檢測(cè)元件是光電晶體管。
17.如權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征在于 所述光檢測(cè)元件設(shè)置在所述有源矩陣基板的像素區(qū)域內(nèi)。
18.如權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征在于，還具備 與所述有源矩陣基板相對(duì)的對(duì)置基板；和被夾持在所述有源矩陣基板與對(duì)置基板之間的液晶。
全文摘要
本發(fā)明提供一種顯示裝置。在有源矩陣基板具備光傳感器的顯示裝置中，上述光傳感器具備接受入射光的光檢測(cè)元件(D1)；向該光傳感器供給復(fù)位信號(hào)的復(fù)位信號(hào)配線(RST)；向該光傳感器供給讀出信號(hào)的讀出信號(hào)配線(RWS)；和傳感器開關(guān)元件(M2)，其按照上述讀出信號(hào)，讀出在從供給上述復(fù)位信號(hào)到供給上述讀出信號(hào)為止的期間從上述光檢測(cè)元件(D1)輸出的光電流。上述傳感器開關(guān)元件(M2)是具有例如雙柵極TFT或浮置柵極TFT等的兩個(gè)控制電極的4端子放大器。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK102037432SQ200980118150
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月3日
發(fā)明者C·布朗, 加藤浩巳, 田中耕平 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社