專利名稱：顯示裝置的驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及顯示裝置，其中各具有光傳感器的像素布置在矩陣中，以及涉及顯示裝置的驅(qū)動方法。另外，本發(fā)明的實(shí)施例涉及包括顯示裝置的電子裝置。
背景技術(shù)：
近年來，設(shè)置有光檢測傳感器(也稱為光傳感器)的顯示裝置引起了關(guān)注。在顯示區(qū)中具有光傳感器的、能夠檢測在顯示區(qū)上的待檢測對象(例如，筆和手指)的觸摸的顯示裝置稱為觸摸面板、觸摸屏等(在下文中簡稱為“觸摸面板”)。這種設(shè)置在顯示區(qū)中的光傳感器使顯示區(qū)能夠兼作輸入?yún)^(qū)域；作為一個示例，在專利文獻(xiàn)I中公開了具有圖像加載功能的半導(dǎo)體裝置。[參考]
專利文獻(xiàn)I :日本專利申請公開NO. 2001-292276。

發(fā)明內(nèi)容
包括這種光傳感器的顯示裝置感知到靠近作為觸摸面板而起作用的顯示區(qū)的指尖或筆尖的影子。然而，在顯示裝置包括背光的情況下，從背光傳遞的光反射離開指尖或筆尖，而光傳感器有時檢測反射光。在外部光具有高亮度的情況下，對于光傳感器，感知指尖、筆尖等的影子是容易的。然而，在外部光具有低亮度的情況下，從背光發(fā)射且被反射的光與外部光之間的強(qiáng)度差不足，從而光傳感器不能感知指尖、筆尖等的影子，這引起作為觸摸面板的顯示裝置的性能不足的問題。因此，在本說明書中公開的本發(fā)明的實(shí)施例為能夠解決以上的問題的顯示裝置，或該顯示裝置的驅(qū)動方法。在本說明書中公開的本發(fā)明的實(shí)施例涉及顯示裝置，該顯示裝置在背光關(guān)閉時利用包括在顯示區(qū)中的光傳感器來感知待檢測對象的影子。在本說明書中公開的本發(fā)明的實(shí)施例為顯示裝置，該顯示裝置具有包括設(shè)置在矩陣中的多個像素的像素陣列，包括在像素中的顯示元件部分，包括在像素中的光傳感器部分，以及設(shè)置成面對其上形成有像素陣列的襯底的背光。在顯示裝置中，光傳感器部分在背光被關(guān)閉的期間利用所有的像素積聚電荷。在背光切斷期間執(zhí)行光傳感器部分的電荷積聚操作，而在其它期間不執(zhí)行。因此，光傳感器不檢測從背光發(fā)射和反射的光，使得由外部光所生成的待檢測的對象的影子能夠被精確地感知。在此背光切斷期間為顯示器元件部分保持圖像的一個幀期間的一部分，。在本說明書中公開的本發(fā)明的實(shí)施例為顯示裝置，該顯示裝置具有包括設(shè)置在矩陣中的多個像素的像素陣列，包括在像素中的顯示元件部分，包括在像素中的光傳感器部分。在顯示裝置中，在顯示器元件部分顯示黑圖像的期間內(nèi)，光傳感器部分借助于所有的像素來積聚電荷。
在此黑圖像的顯示和主圖像的顯示是交替執(zhí)行的。注意“主圖像”為由顯示裝置的用戶有意顯示的圖像；例如，給出了電視節(jié)目的圖像和寫入在記錄介質(zhì)中的圖像。在本說明書中公開的本發(fā)明的實(shí)施例為顯示裝置的驅(qū)動方法，該顯示裝置具有包括設(shè)置在矩陣中的多個像素的像素陣列，包括在像素中的顯示元件部分，包括在像素中的光傳感器部分，以及設(shè)置成面對其上形成有像素陣列的襯底的背光。顯示裝置執(zhí)行以下操作打開背光，在顯示器元件部分上顯示圖像，關(guān)閉背光，使光傳感器部分的信號電荷積聚部分的電位復(fù)位，積聚電荷至光傳感器部分的信號電荷積聚部分，保持光傳感器部分的信號電荷積聚部分的電荷，打開背光，以及在對每一行 依次選擇像素之后輸出對應(yīng)于光傳感器部分的信號電荷積聚部分的電位的信號。在此，在顯示元件保持圖像的一個幀期間內(nèi)執(zhí)行從關(guān)閉背光至輸出信號的操作，由此光傳感器的積聚操作能夠在所有的幀期間內(nèi)進(jìn)行。在本說明書中公開的本發(fā)明的實(shí)施例為顯示裝置的驅(qū)動方法，該顯示裝置具有包括設(shè)置在矩陣中的多個像素的像素陣列，包括在像素中的顯示元件部分，包括在像素中的光傳感器部分。顯示裝置執(zhí)行在顯示元件部分上顯示圖像和在顯示元件部分上顯示黑圖像的操作。在顯示元件部分上顯示黑圖像的期間，顯示裝置執(zhí)行下列操作使光傳感器部分的信號電荷積聚部分的電位復(fù)位，積聚電荷至光傳感器部分的信號電荷積聚部分，保持光傳感器部分的信號電荷積聚部分的電荷，以及在對每一行依次選擇像素之后輸出對應(yīng)于光傳感器部分的信號電荷積聚部分的電位的信號。這里，在顯示元件部分上的主圖像的顯示和黑圖像的顯示是交替進(jìn)行的。此外，黑圖像顯示或背光關(guān)閉一個幀期間或更短，使得顯示裝置能夠具有減少運(yùn)動圖像的殘留圖像的效果。利用本發(fā)明的實(shí)施例，光傳感器部分檢測從背光發(fā)射并且反射離開待檢測對象的少量光，使得光傳感器能夠精確地感知由外部光生成的影子。因此，能夠提供具有高分辨率的觸摸面板。


圖I示出顯示區(qū)設(shè)置有顯示元件和光傳感器兩者的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；
圖2為具有顯示區(qū)設(shè)置有顯示元件和光傳感器兩者的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的電路 圖3A和圖3B為光傳感器的操作的時序 圖4為光傳感器的操作的時序 圖5為光傳感器的操作的時序 圖6為光傳感器的操作時序 圖7A至圖7C各示出卷簾快門系統(tǒng)和全局快門系統(tǒng)的成像示例；
圖8A至圖8E為示出科學(xué)計(jì)算的圖表；
圖9示出光傳感器的像素的電路結(jié)構(gòu)；
圖10示出光傳感器的像素的電路結(jié)構(gòu)；
圖11示出光傳感器的像素的電路結(jié)構(gòu)；
圖12A和圖12B為各示出光傳感器的像素電路的操作的時序 圖13示出光傳感器的像素的電路結(jié)構(gòu)；圖14A和圖14B為各示出光傳感器的像素電路的操作的時序 圖15示出光傳感器的像素的電路結(jié)構(gòu)；
圖16A和圖16B為各示出光傳感器的像素電路的操作的時序 圖17示出光傳感器的像素的電路結(jié)構(gòu)；
圖18為示出光傳感器的像素電路的操作的時序 圖19示出光傳感器的像素的電路結(jié)構(gòu)； 圖20為示出光傳感器的像素電路的操作的時序 圖21為顯示區(qū)設(shè)置有顯示元件和光傳感器兩者的顯示裝置的截面 圖22為顯示區(qū)設(shè)置有顯示元件和光傳感器兩者的顯示裝置的截面 圖23為顯示區(qū)設(shè)置有顯示元件和光傳感器兩者的顯示裝置的截面 圖24為顯示區(qū)設(shè)置有顯示元件和光傳感器兩者的顯示裝置的截面 圖25示出電子裝置的具體示例；
圖26示出顯示裝置的結(jié)構(gòu)；
圖27A至圖27D各示出電子裝置的具體示例；
圖28示出光傳感器的像素的電路結(jié)構(gòu)；
圖29示出光傳感器的像素的電路結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式在下文中，參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，本發(fā)明不限于下列描述，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本文公開的模式和細(xì)節(jié)能夠以多種方式修改。因此，本發(fā)明不解釋為局限于本實(shí)施例的描述。注意，在用于解釋實(shí)施例的附圖中，相同的部件或具有相似的功能的部件由相同的參考標(biāo)號來表示，并且不重復(fù)這些部件的描述。(實(shí)施例I)
在本實(shí)施例中，參照附圖描述了作為本發(fā)明的實(shí)施例的具有背光的透射性液晶顯示裝置。圖I示出了透射性液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的示例。顯示裝置100包括像素陣列101、顯示器元件控制電路102以及光傳感器控制電路
103。像素陣列101包括布置在矩陣中的多個像素104。例如，每個像素104包括顯示元件部分105和光傳感器部分106。為了成像設(shè)置了光傳感器部分106，但沒有必要對所有的像素設(shè)置光傳感器部分。光傳感器部分可根據(jù)目的來形成。在圖I中示出的顯示元件控制電路102為用于控制顯示元件部分105的電路，并且包括了顯示元件驅(qū)動電路107和顯示元件驅(qū)動電路108,顯示元件驅(qū)動電路107通過源極信號線(諸如視頻-數(shù)據(jù)信號線)輸入信號至顯示元件部分105，而顯示元件驅(qū)動電路108通過柵極信號線(掃描線)輸入信號至顯示元件部分105。例如，連接至掃描線的顯示元件驅(qū)動電路108具有選擇布置在特定的行中的像素中所包括的顯示元件的功能。此外，連接至信號線的顯示元件驅(qū)動電路107具有施加預(yù)定的電位至布置在選擇的行中的像素中所包括的顯示元件的功能。注意，在顯示元件部分中，高電位從顯示元件驅(qū)動電路108施加至柵極信號線，晶體管導(dǎo)通，并且從顯示元件驅(qū)動電路107施加至源極信號線的電位施加至顯示元件部分。光傳感器控制電路103為用于控制光傳感器部分106的電路，并且包括諸如光傳感器輸出信號線(在下文中稱為輸出信號線)、光傳感器參考信號線(在下文中稱為參考信號線)等的信號線的光傳感器讀取電路109，以及諸如復(fù)位信號線、用于行選擇的柵極信號線(在下文中稱為選擇信號線)等的掃描線的光傳感器驅(qū)動電路110。光傳感器驅(qū)動電路110具有對特定的行中的每個像素中所包括的光傳感器部分106進(jìn)行隨后描述的復(fù)位操作、積聚操作以及選擇操作的功能。另外，光傳感器讀取電路109具有抽取行中的選擇的像素中所包括的光傳感器部分的輸出信號的功能。注意，光傳感器讀取電路109能夠具有這樣一系統(tǒng)，其中，通過OP放大器將光傳感器部分的作為模擬信號的輸出作為模擬信號抽取至外部；或具有這樣一系統(tǒng)，其中，通過A/D轉(zhuǎn)換器電路將輸出轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并且然后抽取至外部。參照圖2描述像素104的電路圖。注意，為了方便而給本實(shí)施例中的晶體管和布 線命名。任意名字是可接受的，只要描述了晶體管和布線的功能。首先，描述顯示元件部分105。晶體管201的柵極電連接至柵極信號線215，晶體管201的源極和漏極之一電連接至源極信號線216，并且晶體管201的源極和漏極的另一個電連接至存儲電容器202的電極之一和液晶元件203的電極之一。存儲電容器202的另一個電極和液晶元件203的另一個電極各保持在預(yù)定的電位。液晶元件203為包括設(shè)置在一對電極之間的液晶層的元件。晶體管201具有控制對存儲電容器202的電荷注入和從存儲電容器202的電荷放出的功能。例如，在高電位施加至柵極信號線215時，源極信號線216的電位施加至存儲電容器202和液晶元件203。存儲電容器202具有保存對應(yīng)于施加至液晶元件203的電壓的電荷的功能。以這樣的方式實(shí)現(xiàn)圖像顯示器，S卩，通過利用其中通過施加電壓至液晶元件203來改變極化方向的現(xiàn)象制造穿過液晶元件203的光的對比度(灰度)。雖然也能夠使用非晶硅、微晶硅、多晶硅等的半導(dǎo)體層，但是優(yōu)選的是，氧化物半導(dǎo)體用于晶體管201。在包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管中，顯示了極低的斷態(tài)電流特性；因此，保持電荷的功能能夠改善。隨后，描述光傳感器部分106。光電二極管204根據(jù)在像素上的光入射量來生成電流。放大晶體管207輸出對應(yīng)于信號電荷積聚部分210 (FD)的電位的信號。電荷積聚控制晶體管205控制通過光電二極管204來執(zhí)行的在信號電荷積聚部分210中的電荷積聚。復(fù)位晶體管206控制信號電荷積聚部分210的電位的初始化。選擇晶體管208控制在讀取中的像素的選擇。信號電荷積聚部分210為電荷保持結(jié)點(diǎn)，并且保持根據(jù)通過光電二極管204接收的光量而變化的電荷。電荷積聚控制信號線213為控制電荷積聚控制晶體管205的信號線。復(fù)位信號線214為控制復(fù)位晶體管206的信號線。選擇信號線209為控制選擇晶體管208的信號線。輸出信號線211為用作通過放大晶體管207生成的信號的輸出目的地的信號線。電源供應(yīng)線230為供應(yīng)電源電壓的信號線。參考信號線212為設(shè)置了參考電位的信號線。電荷積聚控制晶體管205的柵極連接至電荷積聚控制信號線213，電荷積聚控制晶體管205的源極和漏極之一連接至光電二極管204的陰極，并且源極和漏極的另一個連接至信號電荷積聚部分210。此外，光電二極管204的陽極連接至參考信號線212。在此電荷保持電容器可連接至信號電荷積聚部分210和參考信號線212之間。注意，實(shí)質(zhì)的信號電荷積聚部分為晶體管的源極區(qū)或漏極區(qū)附近的耗盡層的電容、放大晶體管的柵極電容等；然而，信號電荷積聚部分便利地描述為在本說明書中的電路圖的一部分。因此，布置的描述應(yīng)該服從電路圖。放大晶體管207的柵極連接至信號電荷積聚部分210，放大晶體管207的源極和漏極之一連接至電源線230，并且放大晶體管207的源極和漏極的另一個連接至選擇晶體管208的源極和漏極之一。復(fù)位晶體管206的柵極連接至復(fù)位信號線214，復(fù)位晶體管206的源極和漏極之一連接至電源線230，并且復(fù)位晶體管206的源極和漏極的另一個連接至信號電荷積聚部分210。選擇晶體管208的柵極連接至選擇信號線209，并且選擇晶體管208的源極和漏極 的另一個連接至輸出信號線211。隨后，描述了光傳感器部分106的各元件的結(jié)構(gòu)。能夠使用具有PN結(jié)或PIN結(jié)的硅半導(dǎo)體來形成光電二極管204。在此，使用其中利用非晶硅形成的i型半導(dǎo)體層的PIN光電二極管。因?yàn)榉蔷Ч杈哂锌梢姽獠ㄩL區(qū)域內(nèi)的光學(xué)吸收性質(zhì)，所以不需要設(shè)置紅外線截止濾波器等；因此，能夠以低成本形成非晶硅。相反，因?yàn)榫w硅除了在可見光波長區(qū)域之外還在紅外波長區(qū)域內(nèi)具有光學(xué)吸收性質(zhì)，所以當(dāng)利用晶體硅形成PIN光電二極管的i型半導(dǎo)體層并且與紅外線傳送濾波器相結(jié)合時，僅僅能夠檢測紅外線。雖然電荷積聚控制晶體管205、復(fù)位晶體管206、放大晶體管207以及選擇晶體管208也能夠利用硅半導(dǎo)體形成，但優(yōu)選地利用氧化物半導(dǎo)體形成。包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管具有十分低的斷態(tài)電流。具體地，如果連接至信號電荷積聚部分210的電荷積聚控制晶體管205和復(fù)位晶體管206具有較大的泄漏電流，則電荷能夠保持在信號電荷積聚部分210中的時間是不足夠的；因此，至少晶體管利用氧化物半導(dǎo)體優(yōu)選地形成。在包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管用于晶體管時，能夠防止通過晶體管的電荷的不需要的泄漏。對于氧化物半導(dǎo)體,能夠使用由化學(xué)式InM03 (ZnO)m (m > O)所表示的薄膜。在此皿表示從211、6&、41、111和(0中選擇的一種或者多種金屬元素。例如，M能夠是Ga、Ga和Al、Ga和Mn、Ga和Co等。因?yàn)槔醚趸锇雽?dǎo)體來形成晶體管，所以斷態(tài)電流能夠大大地減小。隨后，描述包括在光傳感器讀取電路109中的預(yù)充電電路。在圖2中，用于一列像素的預(yù)充電電路300包括晶體管301、存儲電容器302、以及預(yù)充電信號線303。在此，ρ溝道晶體管用作晶體管301。注意，OP放大器或A/D轉(zhuǎn)換器電路能夠連接至預(yù)充電電路300的下一級。在預(yù)充電電路300中，在像素中的光傳感器部分的操作之前，輸出信號線211的電位設(shè)置在參考電位。在圖2的配置中，預(yù)充電信號線303的電位設(shè)置為低電平，使得晶體管301導(dǎo)通，由此輸出信號線211的電位能夠設(shè)置在參考電位(在此為高電位)。為輸出信號線211設(shè)置存儲電容器302，使得輸出信號線211的電位是穩(wěn)定的。注意，如果輸出信號線211具有大的寄生電容，就不必設(shè)置存儲電容器302。注意，參考電位可設(shè)置在低電位。在這種情況下，借助于將η溝道晶體管作為晶體管301，預(yù)充電信號線303的電位設(shè)置成高電平，由此輸出信號線211的電位能夠設(shè)置在低電位。隨后，參照圖3Α和圖3Β的時序圖來描述為本實(shí)施例中的顯示裝置而設(shè)置的光傳感器的讀取操作。在圖3Α和圖3Β中，從頂部開始依次示出電荷積聚控制信號線213的電位513、復(fù)位信號線214的電位514、選擇信號線209的電位509、信號電荷積聚部分210的電位510、輸出信號線211的電位511以及預(yù)充電信號線303的電位503。首先，描述根據(jù)圖3Α的操作模式。當(dāng)電荷積聚控制信號線213的電位513在時間231設(shè)置成高電平，并且然后復(fù)位信號線214的電位514在時間232設(shè)置成高電平時，信號電荷積聚部分210的電位510初始化為將成為復(fù)位電位的電源線230的電位。以上是復(fù)位操作的開始。 當(dāng)預(yù)充電信號線303的電位503設(shè)置成低電平時，輸出信號線211的電位511預(yù)充電為高電平。復(fù)位信號線214的電位514在時間233設(shè)置成低電平，并且復(fù)位操作終止。這時，信號電荷積聚部分210的電位510被保持,并且反向偏置電壓施加至光電二極管204。這個階段變成積聚操作的開始。然后，對應(yīng)光量的反向電流流至光電二極管204，并且信號電荷積聚部分210的電位510變化。然后，預(yù)充電信號線303的電位503設(shè)置為高電平，并且輸出信號線211完成被預(yù)充電。只要在選擇晶體管208導(dǎo)通之前，預(yù)充電能夠在任意定時完成。當(dāng)電荷積聚控制信號線213的電位513在時間234設(shè)置成低電平時，從信號電荷積聚部分210至光電二極管204的電荷的轉(zhuǎn)移停止，并且積聚操作終止。另外，信號電荷積聚部分210的電位510保持在一定值。當(dāng)選擇信號線209的電位509在時間235設(shè)置成高電平時，選擇操作開始，并且輸出信號線211的電位511根據(jù)信號電荷積聚部分的電位510來改變。當(dāng)選擇信號線209的電位509在時間236設(shè)置成低電平時，輸出信號線211的電位511具有一定的值。在這個階段，選擇操作和讀取操作終止。在那之后，執(zhí)行在時間231的操作并且重復(fù)相同的操作，使得能夠形成取出(taken-out)圖像。隨后，描述根據(jù)圖3B的操作模式。當(dāng)電荷積聚控制信號線213的電位513在時間231設(shè)置成高電平，并且復(fù)位信號線214的電位514在時間232設(shè)置成高電平時，信號電荷積聚部分210的電位510和光電二極管204的陰極的電位初始化至將成為復(fù)位電位的電源線230的電位。以上是復(fù)位操作的開始。當(dāng)預(yù)充電信號線303的電位503設(shè)置成低電平時，輸出信號線211的電位511預(yù)充電至高電平。當(dāng)電荷積聚控制信號線213的電位513在時間237設(shè)置成低電平，并且復(fù)位信號線214的電位514在時間238設(shè)置成低電平時，復(fù)位操作終止；因此，對應(yīng)于光量的反向電流流動至施加了反偏壓的光電二極管204，由此光電二極管204的陰極的電位改變。當(dāng)電荷積聚控制信號線213的電位513在時間233再次設(shè)置成高電平時，電流通過信號電荷積聚部分210的電位510和光電二極管204的陰極之間的電位差而流動，并且信號電荷積聚部分210的電位510改變。在此之后的步驟與根據(jù)圖3A的操作模式相同。按像素矩陣的每行順次重復(fù)復(fù)位操作、積聚操作以及選擇操作，并且讀取來自每個像素的輸出，由此，觸摸或靠近顯示面板的待檢測的對象能夠成像。以上一系列操作為光電二極管204的陰極連接至電荷積聚控制晶體管205的源極和漏極之一的情況下的示例。在光電二極管204的陽極連接至電荷積聚控制晶體管205源極和漏極之一的情況下，這樣的生成輸出信號的操作也能夠執(zhí)行。根據(jù)以上一系列操作，信號電荷積聚部分210的電位510初始化至高電平，并且通過由光生成的反向電流放電，光電二極管204利用該光來照射，并且通過放大晶體管207來確定輸出信號。 另一方面，在反向地連接光電二極管204的情況下，信號電荷積聚部分210的電位510初始化至低電平，并且利用通過傳送光至光電二極管204而生成的反向電流來充電，使得通過放大晶體管207來確定輸出信號。作為在所有像素中的積聚操作和讀取操作的系統(tǒng)，以下兩個系統(tǒng)是已知的卷簾快門系統(tǒng)和全局快門系統(tǒng)。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，也能夠采用卷簾快門系統(tǒng)；然而，優(yōu)選地使用全局快門系統(tǒng)。利用全局快門系統(tǒng)，甚至在對象以特別高速運(yùn)動時，也能夠在沒有失真的情況下獲得圖像，因?yàn)榉e聚操作能夠基本上同時在所有的像素中執(zhí)行。在觸摸面板的情況下對象也運(yùn)動，并且適當(dāng)?shù)氖牵瑸榱双@取顯示區(qū)中的精確的位置信息而使用全局快門系統(tǒng)。在本實(shí)施例中描述的包括光傳感器的顯示裝置具有CMOS傳感器類型系統(tǒng)，其中對每行依次讀出像素信號。因此，當(dāng)使用全局快門系統(tǒng)時，從積聚操作的終止至選擇操作的開始的期間根據(jù)像素而不同。此外，當(dāng)電荷保持期間變得更長時，由于電荷的泄漏而信號劣化，在一些情況下不能夠正常地獲取圖像。然而，在本發(fā)明的實(shí)施例中，包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管用于連接至用于電荷的積聚的信號電荷積聚部分的晶體管，使得泄漏電荷能夠盡可能地抑制。如上所述，包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管顯示了極低的斷態(tài)電流；因此，不管傳送至光電二極管的光量如何，能夠防止不需要的泄漏電流。因此，全局快門系統(tǒng)能夠容易地驅(qū)動。在本發(fā)明的實(shí)施例中的顯示裝置為具有背光的透射性液晶顯示裝置。因此，光傳感器檢測從背光發(fā)射和反射離開待檢測對象的光，而有時不會感知對象的影子。為了解決這個問題，關(guān)閉背光并且在本發(fā)明的實(shí)施例中的關(guān)閉期間執(zhí)行光傳感器的積聚操作。利用該驅(qū)動方法，光傳感器不會檢測從背光發(fā)射并且反射離開對象的光，從而能夠防止觸摸面板的誤感知。在此優(yōu)選的是，為了不降低顯示裝置的性能，背光關(guān)閉期極其短。在顯示元件部分保持圖像的一個幀期間的一部分中執(zhí)行背光關(guān)閉。為了在極其短的時間內(nèi)執(zhí)行光傳感器的積聚操作，以上全局快門系統(tǒng)是更優(yōu)選的。注意，雖然也能夠使用卷簾快門系統(tǒng)，但是需要以高速取出圖像，以使背光關(guān)閉期間可以不長。另外，背光關(guān)閉能夠提供改進(jìn)顯示裝置的顯示特性的效果。液晶顯示裝置有在顯示運(yùn)動圖像時發(fā)生殘留圖像的問題。作為改進(jìn)液晶顯示裝置的運(yùn)動圖像特性的方法，稱為黑幀插入的驅(qū)動技術(shù)是已知的，其中黑色每隔一個幀期間或在一個幀期間的一部分中顯示在整個屏幕上。液晶元件的驅(qū)動方法為保持型，并且相同的圖像保持一個幀期間。因此，人眼保持看見相同的圖像直到下一幀到來之前的一刻，由此感知到殘留圖像。用于去除殘留圖像的一個方法為黑幀插入技術(shù)，其中插入黑圖像以去除殘留圖像。黑幀插入的一種具體方法為背光關(guān)閉。因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，觸摸面板的誤感知得到防止，并且運(yùn)動圖像顯示特性能夠改善。通過對一個幀期間的顯示黑圖像的方法，光傳感器的積聚操作可在期間內(nèi)執(zhí)行。在這種情況下，背光關(guān)閉是不需要的。因?yàn)樯倭康谋彻庠陲@示黑圖像時穿過液晶元件，所以從背光發(fā)射并且反射離開對象的光不會在幀期間中生成。因此，能夠在顯示黑圖像的幀期間之內(nèi)通過執(zhí)行光傳感器的積聚操作來防止觸摸面板的誤感知。注意，黑圖像和主圖像是交替地顯示的，由此能夠獲得如上所述的黑幀插入的效果；因此，能夠改善運(yùn)動圖像的顯示特性。
隨后，參照圖4的時序圖來描述包括圖2中的光傳感器部分106的顯示裝置的成像操作，該成像操作包括背光關(guān)閉操作。注意，成像操作驅(qū)動全局快門系統(tǒng)，但也能夠驅(qū)動卷簾快門系統(tǒng)。首先，在時間4721或在時間4721之前關(guān)閉背光。當(dāng)從第一電荷積聚控制信號線至第η電荷積聚控制信號線的所有線的電位4701至4705同時設(shè)置為高電平時，開始第一行至第η行中的像素的積聚操作。當(dāng)從第一電荷積聚控制信號線至第η電荷積聚控制信號線的所有線的電位4701至4705在時間4722設(shè)置為高電平時，完成第一行至第η行中的像素的積聚操作。然后，打開背光。在此，只要期間4720至少包括從時間4721至?xí)r間4722的期間，其中背光被關(guān)閉的期間4720是可接受的，并且可包括下一個讀取操作的期間。當(dāng)?shù)谝贿x擇信號線的電位4711在時間4723設(shè)置成高電平時，開始在第一行中讀取像素的操作。在時間4724，第一選擇信號線的電位4711設(shè)置為低電平，并且第二選擇信號線的電位4712設(shè)置成高電平時，完成第一行中讀取像素的操作，并且開始第二行中的讀取像素的操作。在時間4725，第二選擇信號線的電位4712設(shè)置為低電平，并且第三選擇信號線的電位4713設(shè)置成高電平時，完成第二行中的讀取像素的操作，并且開始第三行中的讀取像素的操作。當(dāng)?shù)谌x擇信號線的電位4713在時間4726設(shè)置為低電平時，完成第三行中的讀取像素的操作。當(dāng)?shù)?η-l)行選擇信號線的電位4714在時間4727設(shè)置成高電平時，開始第(η_1)行中的讀取像素的操作。在時間4728，第(η-l)選擇信號線的電位4714設(shè)置為低電平，并且第η選擇信號線的電位4715設(shè)置成高電平時，完成第(η-l)行中的讀取像素的操作，并且開始第η行中的讀取像素的操作。當(dāng)?shù)讦沁x擇信號線的電位4715在時間4729設(shè)置為低電平時，完成第η行中的讀取像素的操作。在那之后，執(zhí)行在時間4721的操作并且重復(fù)相同的操作，使得能夠提供具有高感知成像的顯示裝置。通過以上步驟，在本發(fā)明的實(shí)施例中，使用全局快門系統(tǒng)并且在光傳感器的積聚操作中關(guān)閉背光，使得對象能夠進(jìn)一步精確地檢測。此外，利用背光關(guān)閉的方法，光傳感器的積聚操作能夠在所有的連續(xù)幀中執(zhí)行并且觸摸板的感知精度能夠改善。另外，能夠在顯示黑圖像的幀期間之內(nèi)通過執(zhí)行光傳感器的積聚操作進(jìn)一步精確地檢測對象。在這種情況下，雖然該操作與參照圖4描述的操作相似，但是不需要背光關(guān)閉。此外，對于驅(qū)動積聚時間較長的卷簾快門系統(tǒng)，這個方法是有效的。另外，背光關(guān)閉或黑圖像顯示的插入能夠?qū)︼@示裝置提供稱為黑幀插入效果的效果，使得運(yùn)動圖像顯示特性能夠改善。這個實(shí)施例能夠與任意其它實(shí)施例或示例適當(dāng)?shù)亟M合來實(shí)現(xiàn)。 (實(shí)施例2)
在本實(shí)施例中，描述了積聚操作的系統(tǒng)和成像裝置的讀取操作。注意，在本發(fā)明的實(shí)施例中的顯示裝置包括光傳感器部分和成像裝置的功能。作為成像裝置的積聚操作和讀取操作的系統(tǒng)，已知下列兩個系統(tǒng)卷簾快門系統(tǒng)和全局快門系統(tǒng)。利用電荷積聚控制信號線的電位和選擇信號線的電位簡短描述了這些系統(tǒng)的差別。圖5為使用卷簾快門系統(tǒng)的情況下的時序圖。首先，第一電荷積聚控制信號線的電位3001設(shè)置成高電平，并且對應(yīng)于光量的電荷在積聚期間311中積聚在第一行的像素中的信號電荷積聚部分。隨后，第一電荷積聚控制信號線的電位3001設(shè)置為低電平，并且第一選擇信號線的電位3501在電荷保持期間312之后設(shè)置成高電平。在期間313中讀取對應(yīng)于積聚電位的電壓之后，第一選擇信號線的電位3501設(shè)置為低電平。在期間313中，第二電荷積聚控制信號線的電位3002設(shè)置成高電平，并且對應(yīng)于光量的電荷積聚在第二行的像素中的信號電荷積聚部分。隨后，第二電荷積聚控制信號線的電位3002設(shè)置為低電平，并且第二選擇信號線的電位3502在電荷保持期間314之后設(shè)置成高電平。在期間315中讀取對應(yīng)于積聚電位的電壓之后，第二選擇信號線的電位3502設(shè)置為低電平。類似地，在最后一行為例如第480行時，順序地控制從第三電荷積聚控制信號線的電位3003至第480電荷積聚控制信號線的電位3480的電位，以及從第三選擇信號線的電位3503至第480電荷積聚控制信號線的電位3980的電位，由此執(zhí)行在所有像素中的讀取操作。這樣，完成一幀的讀取。在卷簾快門系統(tǒng)中，在每一行對像素中的信號電荷積聚部分執(zhí)行電荷積聚；因此，電荷積聚的定時每一行不同。換句話說，卷簾快門系統(tǒng)為這樣的系統(tǒng)，其中不同時在所有的像素中執(zhí)行電荷的積聚操作并且積聚操作的時間差在每行發(fā)生。注意，從積聚操作至讀取操作的電荷保持期間在所有行中是相同的。隨后，利用圖6的時序圖描述了全局快門系統(tǒng)。類似于上述示例，在最后一行為第480行時,從第一行的第一電荷積聚控制信號線的電位4001至第480行的第480電荷積聚控制信號線的電位4480的電位同時設(shè)置成高電平，由此在期間401中同時在所有的像素中執(zhí)行電荷的積聚操作。在電荷保持期間402之后的期間403中，第一選擇信號線的電位4501設(shè)置成高電平,選擇第一行的像素,并且輸出對應(yīng)于積聚電位的電壓。隨后，選擇信號線的電位4501設(shè)置為低電平。在電荷保持期間404之后的期間405中，第二選擇信號線的電位4502設(shè)置成高電平，選擇第二行的像素，并且輸出對應(yīng)于積聚電位的電壓。在那之后，順序地執(zhí)行每行的讀取，在最后一行中，第480選擇信號線4980的電位在電荷保持期間406之后設(shè)置成高電平，選擇第480行的像素，并且輸出對應(yīng)于積聚電位的電壓。這樣，完成一巾貞的讀取。在全局快門系統(tǒng)中，對信號電荷積聚部分的電荷積聚的定時在所有的像素中是相同的。注意，從電荷積聚操作至讀取操作的時間期間每行不同，并且直到最后行的讀取的電荷保持期間406是最長的。如上所述，全局快門系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠在沒有關(guān)于運(yùn)動對象的失真的情況下取 出圖像，因?yàn)樵谒邢袼刂袥]有電荷積聚的時間差。然而，電荷保持期間更長；因此，有這樣的問題，即與卷簾快門系統(tǒng)相比，傳感器容易受由于電荷積聚控制晶體管或復(fù)位晶體管等的斷態(tài)電流而產(chǎn)生的泄漏的影響。隨后，參照圖7A至圖7C描述利用卷簾快門系統(tǒng)和全局快門系統(tǒng)來獲取圖像的示例。在此，作為對象快速運(yùn)動的情況下的示例，考慮了獲取如圖7A中示出的運(yùn)動的汽車的圖像的情況。在使用卷簾快門系統(tǒng)的情況下，像素的電荷積聚的定時每行不同；因此，圖像的上部的成像和的圖像下部的成像不能夠同時進(jìn)行，并且圖像生成為如圖7B中所示的失真對象。在卷簾快門系統(tǒng)中，在感知到對象快速運(yùn)動時，取出的圖像的失真尤其地增加；因此，難以獲取對象的實(shí)際形狀的圖像。相反，在使用全局快門系統(tǒng)的情況下，像素的電荷積聚的定時在所有像素中是相同的。因此，整個圖像能夠即刻獲??；因此，能夠獲取如圖7C中所示的沒有失真的圖像。全局快門系統(tǒng)為用于獲取快速運(yùn)動對象的圖像的極好系統(tǒng)。如上所述，發(fā)現(xiàn)不是卷簾快門系統(tǒng)而是全局快門系統(tǒng)適合于獲取快速運(yùn)動對象的圖像。注意，因?yàn)榘ü璋雽?dǎo)體的傳統(tǒng)晶體管的大的斷態(tài)電流，所以不能夠僅僅在CMOS圖像傳感器中通過從卷簾快門系統(tǒng)改變成全局快門系統(tǒng)來取出正常的圖像。為了解決這個問題，優(yōu)選的是，具有低的斷態(tài)電流的晶體管用于連接至信號電荷積聚部分的晶體管。作為具有極其低的斷態(tài)電流的晶體管，給出了包括氧化物半導(dǎo)體等的晶體管。隨后，描述了對圖像的科學(xué)計(jì)算結(jié)果。用于科學(xué)計(jì)算的對象為圖8A中所示的具有用作轉(zhuǎn)子的三個葉片的圖像。這三個葉片能夠利用作為中央軸的連接點(diǎn)來旋轉(zhuǎn)。這個科學(xué)計(jì)算目的在于在取出這三個旋轉(zhuǎn)葉片的圖像時獲取一個幀的圖像。用于科學(xué)計(jì)算的軟件為用C語言寫的圖像處理軟件，該軟件用于在圖像傳感器的每個像素中計(jì)算電荷積聚操作和讀取操作的定時和以及每行的來自信號電荷積聚部分的泄漏量，以創(chuàng)建圖片。圖SB至圖SE示出科學(xué)計(jì)算結(jié)果。注意，科學(xué)計(jì)算在下列四條件下進(jìn)行。第一條件為具有在圖28中示出的像素電路并且驅(qū)動卷簾快門系統(tǒng)的VGA圖像傳感器(光傳感器)。在圖28的像素電路結(jié)構(gòu)中，電荷積聚控制晶體管803、復(fù)位晶體管804、放大晶體管802以及選擇晶體管805為包括硅半導(dǎo)體的晶體管。第二條件為具有圖28的像素電路并且驅(qū)動球形快門系統(tǒng)的VGA圖像傳感器。電路的結(jié)構(gòu)與第一條件的相同，并且僅僅快門系統(tǒng)不同。第三條件為具有圖29的像素電路并且驅(qū)動卷簾快門系統(tǒng)的VGA圖像傳感器。雖然圖29的像素電路結(jié)構(gòu)與圖2中的光傳感器部分106的像素電路基本相同，電荷積聚控制晶體管903和復(fù)位晶體管904為包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管，但放大晶體管902和選擇晶體管905為包括娃半導(dǎo)體的晶體管。第四條件為具有圖29的像素電路并且驅(qū)動全局快門系統(tǒng)的VGA圖像傳感器。電路的結(jié)構(gòu)與第三條件的相同，并且僅僅快門系統(tǒng)不同。注意，在圖28和圖29的像素電路中包括硅半導(dǎo)體的各晶體管具有3μπι的溝道長度L、5 μ m的溝道寬度W以及20nm的柵極絕緣膜厚度d。此外，包括氧化物半導(dǎo)體的各晶體管具有3 μ m的溝道長度L，5 μ m的溝道寬度W以及200nm的柵極絕緣膜的厚度。 另外，成像頻率設(shè)置成60Hz，并且包括硅半導(dǎo)體的晶體管的電特性滿足Icut=IOpA,并且包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管的電特性滿足Icut=O. laA。本實(shí)施例中的術(shù)語Icut表示在柵極電壓設(shè)置成OV并且漏極電壓設(shè)置成5V時流動在源極和漏極之間的電流量。在圖8A示出的三個葉片的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的條件設(shè)置成在順時針方向上640 rpm。注意，在轉(zhuǎn)數(shù)為640 rpm時，三個葉片在卷簾快門的積聚操作時在一幀(l/60s)內(nèi)旋轉(zhuǎn)大約60度。在第一條件(晶體管僅僅為硅半導(dǎo)體晶體管并且驅(qū)動卷簾快門系統(tǒng))的情況下，在像素的信號電荷積聚部分中積聚電荷的定時每行不同；因此，在如圖8B中示出的圖像中發(fā)
生失真。在第二條件(晶體管僅僅為硅半導(dǎo)體晶體管并且驅(qū)動全局快門系統(tǒng))的情況下，灰度的變化參見如圖8C中所示，該變化由于電荷積聚控制晶體管803和復(fù)位晶體管804的斷態(tài)電流而產(chǎn)生的電荷泄漏而引起。隨著更靠近下側(cè)的最后行，電荷保持期間變得更長，因此，變化變得顯著。在第三條件(電荷積聚控制晶體管和復(fù)位晶體管為氧化物半導(dǎo)體晶體管，并且驅(qū)動卷簾快門系統(tǒng))的情況下，如圖8D中所示，圖像是失真的，這與第一條件的情況相似。在第四條件(電荷積聚控制晶體管和復(fù)位晶體管為氧化物半導(dǎo)體晶體管，并且驅(qū)動全局快門系統(tǒng))的情況下，存在很少的由于晶體管的斷態(tài)電流而產(chǎn)生的電荷泄漏，并且如圖8E中所示適當(dāng)?shù)仫@示灰度，如圖8A中那樣。從圖8B至圖8E中示出的結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，卷簾快門系統(tǒng)在圖9或圖10的像素電路中引起圖像失真并且在圖像的失真和斷態(tài)電流之間沒有強(qiáng)的相關(guān)性。換句話說，為了降低圖像的失真，通過使在像素的信號電荷積聚部分中積聚電荷的定時在所有像素中相同來高效地驅(qū)動全局快門系統(tǒng)。然而，在利用包括硅半導(dǎo)體的傳統(tǒng)的晶體管來形成電路時，發(fā)現(xiàn)全局快門系統(tǒng)存在一問題，即由于電荷積聚控制晶體管和復(fù)位晶體管的斷態(tài)電流而產(chǎn)生的電荷泄漏，從而灰度變化。另一方面，在包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管用于電荷積聚控制晶體管和復(fù)位晶體管的情況下，發(fā)現(xiàn)通過極低的斷態(tài)電流來防止電荷流出，并且灰度正確地顯示。因此，具有設(shè)置有包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管的像素電路的成像裝置能夠容易地驅(qū)動全局快門系統(tǒng)。這個實(shí)施例能夠與任意其它實(shí)施例或示例適當(dāng)?shù)亟M合來實(shí)現(xiàn)。(實(shí)施例3)
在本實(shí)施例中，描述了作為本發(fā)明的一個實(shí)施例的、顯不裝置的光傳感器部分的電路結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的實(shí)施例的顯示裝置中，多種電路能夠用于光傳感器部分。在本實(shí)施例中，描述除去在實(shí)施例I的圖2中示出的光傳感器部分106的電路結(jié)構(gòu)之外的電路結(jié)構(gòu)。注意，在本實(shí)施例中描述的晶體管和布線的名稱是為方便起見而命名的；因此，只要描述了晶體管和布線的功能，任意名稱是可接受的。
圖9為四個晶體管的像素電路結(jié)構(gòu)，其與圖2的光傳感器部分106中的相同。像素電路用光電二極管1601、放大晶體管1602、電荷積聚控制晶體管1603、復(fù)位晶體管1604以及選擇晶體管1605形成。圖9的電路結(jié)構(gòu)在選擇晶體管1605的位置與圖I的不同。電荷積聚控制晶體管1603的柵極連接至電荷積聚控制信號線1613，電荷積聚控制晶體管1603的源極和漏極之一連接至光電二極管1601的陰極，并且電荷積聚控制晶體管1603的源極和漏極的另一個連接至信號電荷積聚部分1612。光電二極管1601的陽極連接至參考信號線1631。柵極放大晶體管1602連接至信號電荷積聚部分1612，放大晶體管1602的源極和漏極之一連接至選擇晶體管1605的源極和漏極之一，并且放大晶體管1602的源極和漏極的另一個連接至輸出信號線1620。復(fù)位晶體管1604的柵極連接至復(fù)位信號線1614，復(fù)位晶體管1604的源極和漏極之一連接至電源線1630，并且復(fù)位晶體管1604的源極和漏極的另一個連接至信號電荷積聚部分1612。選擇晶體管1605的柵極連接至選擇信號線1615，并且選擇晶體管1605的源極和漏極的另一個連接至電源線1630。在此，電荷保持電容器可連接在信號電荷積聚部分1612和參考信號線1631之間。隨后，描述形成圖9的像素電路的元件的功能。光電二極管1601根據(jù)入射在像素上的光量來生成電流。放大晶體管1602輸出對應(yīng)于信號電荷積聚部分1612的電位的信號。電荷積聚控制晶體管1603控制通過光電二極管1601執(zhí)行的、在信號電荷積聚部分1612中的電荷積聚。復(fù)位晶體管1604控制信號電荷積聚部分1612的電位的初始化。選擇晶體管1605控制在讀取中的像素的選擇。信號電荷積聚部分1612是電荷保持結(jié)點(diǎn)，并且保持電荷，該電荷根據(jù)通過光電二極管1601接收的光量來變化。電荷積聚控制信號線1613為控制電荷積聚控制晶體管1603的信號線。復(fù)位信號線1614為控制復(fù)位晶體管1604的信號線。選擇信號線1615為控制選擇晶體管1605的信號線。輸出信號線1620為用作通過放大晶體管1602生成的信號的輸出目的地的信號線。電源線1630為供應(yīng)電源電壓的信號線。參考信號線1631為設(shè)置參考電位的信號線。在圖9中示出的像素電路的操作與在實(shí)施例I中描述的圖2中的光傳感器部分106的像素電路的操作相似。隨后，描述了在圖10中示出的三個晶體管的像素電路結(jié)構(gòu)。像素電路用光電二極管1701、放大晶體管1702、電荷積聚控制晶體管1703以及復(fù)位晶體管1704形成。電荷積聚控制晶體管1703的柵極連接至電荷積聚控制信號線1713，電荷積聚控制晶體管1703的源極和漏極之一連接至光電二極管1701的陰極，并且電荷積聚控制晶體管1703的源極和漏極的另一個連接至信號電荷積聚部分1712。光電二極管1701的陽極連接至參考信號線1731。放大晶體管1702的柵極連接至信號電荷積聚部分1712，放大晶體管1702的源極和漏極之一連接至電源線1730，并且放大晶體管1702的源極和漏極的另一個連接至輸出信號線1720。復(fù)位晶體管1704的柵極連接至復(fù)位信號線1714，復(fù)位晶體管1704的源極和漏極之一連接至電源線1730，并且復(fù)位晶體管1704的源極和漏極的另一個連接至信號電荷積聚部分1712。在此，電荷保持電容器可連接在信號電荷積聚部分171與參考信號線1731之 間。
隨后，描述了形成圖10的像素電路的元件的功能。光電二極管1701根據(jù)在像素上的光入射量來生成電流。放大晶體管1702輸出對應(yīng)于信號電荷積聚部分1712的電位的信號。電荷積聚控制晶體管1703控制通過光電二極管1701進(jìn)行的、在信號電荷積聚部分1712中的電荷積聚。復(fù)位晶體管1704控制信號電荷積聚部分1712的電位的初始化。信號電荷積聚部分1712為電荷保持結(jié)點(diǎn)，并且保持根據(jù)通過光電二極管1701接收的光量而變化的電荷。電荷積聚控制信號線1713為控制電荷積聚控制晶體管1703的信號線。復(fù)位信號線1714為控制復(fù)位晶體管1704的信號線。輸出信號線1720為用作通過放大晶體管1702生成的信號的輸出目的地的信號線。電源線1730為供應(yīng)電源電壓的信號線。參考信號線1731為設(shè)置參考電位的信號線。在圖11中示出了三個晶體管的像素電路結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與圖10中的不同。像素電路包括光電二極管3801、放大晶體管3802、電荷積聚控制晶體管3803以及復(fù)位晶體管3804。電荷積聚控制晶體管3803的柵極連接至電荷積聚控制信號線3813，電荷積聚控制晶體管3803的源極和漏極之一連接至光電二極管3801的陰極，并且電荷積聚控制晶體管3803的源極和漏極的另一個連接至信號電荷積聚部分3812。光電二極管3801的陽極連接至參考信號線3831。放大晶體管3802的柵極連接至信號電荷積聚部分3812，放大晶體管3802的源極和漏極之一連接至電源線3830，并且放大晶體管3802的源極和漏極的另一個連接至輸出信號線3820。復(fù)位晶體管3804的柵極連接至復(fù)位信號線3814，復(fù)位晶體管3804的源極和漏極之一連接至復(fù)位電源線3832，并且復(fù)位晶體管3804的源極和漏極的另一個連接至信號電荷積聚部分3812。在此，電荷保持電容器可連接在信號電荷積聚部分3812與參考信號線3831之間。隨后，描述了形成圖11的像素電路的元件的功能。光電二極管3801根據(jù)在像素上的光入射量來生成電流。放大晶體管3802輸出對應(yīng)于信號電荷積聚部分3812的電位的信號。電荷積聚控制晶體管3803控制通過光電二極管3801進(jìn)行的、在信號電荷積聚部分3812中的電荷積聚。復(fù)位晶體管3804控制信號電荷積聚部分3812的電位的初始化。信號電荷積聚部分3812為電荷保持結(jié)點(diǎn)，并且保持電荷根據(jù)通過光電二極管3801接收的光量而變化。電荷積聚控制信號線3813為控制電荷積聚控制晶體管3803的信號線。復(fù)位信號線3814為控制復(fù)位晶體管3804的信號線。輸出信號線3820為用作通過放大晶體管3802生成的信號的輸出目的地的信號線。復(fù)位電源線3832為不同于電源線3830的電源線，并且復(fù)位電源線3832能夠初始化信號電荷積聚部分3812的電位，其不同于電源線3830的電位。電源線3830為供應(yīng)電源電壓的信號線。參考信號線3831為設(shè)置參考電位的信號線。隨后，利用在圖12A和圖12B中示出的時序圖來描述圖10和圖11的像素電路的操作。注意，在圖10中示出的電路的操作基本上與圖11中的相同；因此，這里描述 圖10的結(jié)構(gòu)。為了圖12A和圖12B中的簡單說明，電荷積聚控制信號線1713的電位3913和復(fù)位信號線1714的電位3914為在兩個電平之間變化的信號。注意，因?yàn)楦麟娢粸槟M信號，所以實(shí)際上根據(jù)情況，電位能夠具有多個電平，而不限制在兩個電平上。首先，描述根據(jù)圖12A的操作模式。電荷積聚控制信號線1713的電位3913在時間3930設(shè)置成高電平。隨后，當(dāng)電荷積聚控制信號線1714的電位3914在時間3931又設(shè)置成高電平時，連接至復(fù)位晶體管1704的源極和漏極之一的電源線1730的電位，作為信號電荷積聚部分1712的電位3912而供應(yīng)。這些步驟稱為復(fù)位操作。在復(fù)位信號線1714的電位3914在時間3932設(shè)置成低電平時,信號電荷積聚部分的電位3912保持與電源線1730的電位相同的電位，由此反偏壓施加至光電二極管1701。在這一階段，積聚操作開始。然后，因?yàn)閷?yīng)于光量的反向電流流動至光電二極管1701，積聚在信號電荷積聚部分1712的電荷量根據(jù)光量改變。同時，根據(jù)信號電荷積聚部分1712的電位3912，電荷從電源線1730供應(yīng)至輸出信號線1720。在這個階段，讀取操作開始。當(dāng)電荷積聚控制信號線1713的電位3913在時間3933設(shè)置成低電平時，從信號電荷積聚部分1712至光電二極管1701的電荷的轉(zhuǎn)移停止，由此確定積聚在信號電荷積聚部分1712的電荷量。在此，積聚操作終止。然后，從電源線1730供應(yīng)至輸出信號線1720的電荷停止，并且確定輸出信號線的電位3920。在此，讀取操作終止。隨后，描述根據(jù)圖12B的操作模式。電荷積聚控制信號線1713的電位3913在時間3930設(shè)置成高電平。隨后，在復(fù)位信號線1714的電位3914在時間3931設(shè)置成高電平時，信號電荷積聚部分1712的電位3912和光電二極管1701的陰極的電位初始化至連接至復(fù)位晶體管1704的源極和漏極之一的電源線1730的電位。這些步驟稱為復(fù)位操作。在電荷積聚控制信號線1713的電位3913在時間3934設(shè)置成低電平，并且然后復(fù)位信號線1714的電位3914在時間3935設(shè)置成低電平時，復(fù)位操作終止；因此，對應(yīng)于光量的反向電流流動至施加了反偏壓的光電二極管，由此光電二極管1701的陰極的電位改變。在電荷積聚控制信號線1713的電位3913在時間3932再次設(shè)置成高電平時，電流通過信號電荷積聚部分1712的電位3912和光電二極管1701的陰極的電位之間的電位差來流動，并且信號電荷積聚部分1712的電位3912變化。在這之后的步驟與根據(jù)圖12A的操作模式相同。隨后，在圖13中示出不同于以上所述的三個晶體管的像素電路結(jié)構(gòu)。像素電路用光電二極管2001、放大晶體管2002、電荷積聚控制晶體管2003以及復(fù)位晶體管2004形成。光電二極管2001的陽極連接至參考信號線2031。電荷積聚控制晶體管2003的柵極連接至電荷積聚控制信號線2013，電荷積聚控制晶體管2003的源極和漏極之一連接至光電二極管2001的陰極，并且電荷積聚控制晶體管2003的源極和漏極的另一個連接至信號電荷積聚部分2012。放大晶體管2002的柵極連接至信號電荷積聚部分2012，放大晶體管2002的源極和漏極之一連接至電源線2030，并且放大晶體管2002的源極和漏極的另一個連接至輸出信號線2020。
復(fù)位晶體管2004的柵極連接至復(fù)位信號線2014，復(fù)位晶體管2004的源極和漏極之一連接至信號電荷積聚部分2012，并且復(fù)位晶體管2004的源極和漏極的另一個連接至輸出信號線2020。在此，電荷保持電容器可連接在信號電荷積聚部分2012和參考信號線2031之間。隨后，描述形成圖13的像素電路的元件的功能。光電二極管2001根據(jù)像素上的光入射量來生成電流。放大晶體管2002輸出對應(yīng)于信號電荷積聚部分2012的電位的信號。電荷積聚控制晶體管2003控制通過光電二極管2001執(zhí)行的、在信號電荷積聚部分2012中的電荷積聚。復(fù)位晶體管2004控制信號電荷積聚部分2012的電位的初始化。信號電荷積聚部分2012為電荷保持結(jié)點(diǎn)，并且保持根據(jù)通過光電二極管2001接收的光量而變化的電荷。電荷積聚控制信號線2013為控制電荷積聚控制晶體管2003的信號線。復(fù)位信號線2014為控制復(fù)位晶體管2004的信號線。輸出信號線2020為用作通過放大晶體管2002所生成的信號的輸出目的地的信號線。電源線2030為供應(yīng)電源電壓的信號線。參考信號線2031為設(shè)置參考電位的信號線。隨后，利用在圖14A和圖14B中示出的時序圖描述圖13的像素電路的操作。為了圖14A和圖14B中的簡單說明，電荷積聚控制信號線2013的電位2113和復(fù)位信號線2014的電位2114為在兩個電平之間變化的信號。注意因?yàn)楦麟娢粸槟M信號，所以實(shí)際上根據(jù)情況，電位能夠具有多個電平，而不限制在兩個電平上。首先，描述根據(jù)圖14A的操作模式。電荷積聚控制信號線2013的電位2113在時間2130設(shè)置成高電平。隨后，在復(fù)位信號線2014的電位2114在時間2131再次設(shè)置成高電平時，復(fù)位電位從連接至復(fù)位晶體管2004的源極和漏極的另一個的輸出信號線2020的電位2120供應(yīng)至信號電荷積聚部分2012作為信號電荷積聚部分2012的電位2112。這些步驟稱為復(fù)位操作。在復(fù)位信號線2014的電位2114在時間2132設(shè)置成低電平時，信號電荷積聚部分2012的電位2112保持復(fù)位電位，由此反偏壓施加至光電二極管2001。在這個階段，積聚操作開始。然后，因?yàn)閷?yīng)于光量的反向電流流動至光電二極管2001，積聚在信號電荷積聚部分2012的電荷的量根據(jù)光量來變化。同時，電荷根據(jù)信號電荷積聚部分2012的電位2112從電源線2030供應(yīng)至輸出信號線2020。在這個階段，讀取操作開始。在電荷積聚控制信號線2013的電位2113在時間2133設(shè)置成低電平時，從信號電荷積聚部分2012至光電二極管2001的電荷的轉(zhuǎn)移停止，由此確定積聚在信號電荷積聚部分2012的電荷量。在此，積聚操作終止。然后，從電源線2030至輸出信號線2020的電荷供應(yīng)停止，并且確定輸出信號線的電位2120。在此，讀取操作終止。隨后，描述根據(jù)圖14B的操作模式。電荷積聚控制信號線2013的電位2113在時間2130設(shè)置成高電平。隨后，在復(fù)位信號線2014的電位2114在時間2131設(shè)置成高電平時，信號電荷積聚部分2012的電位2112和光電二極管2001的陰極的電位初始化至連接至復(fù)位晶體管2004的源極和漏極的另 一個的輸出信號線2020的電位2120。這些步驟稱為復(fù)位操作。
在電荷積聚控制信號線2013的電位2113在時間2134設(shè)置成低電平，并且然后復(fù)位信號線2014的電位2114在時間2135設(shè)置成低電平時，復(fù)位操作終止；因此，對應(yīng)于光量的反向電流流動至施加了反偏壓的光電二極管，由此光電二極管2001的陰極的電位變化。在電荷積聚控制信號線2013的電位2113在時間2132再次設(shè)置成高電平時，電流通過信號電荷積聚部分2012的電位2112和光電二極管2001的陰極的電位之間的電位差而流動，并且信號電荷積聚部分2012的電位2112變化。在這之后的步驟與根據(jù)圖14A的操作模式相同。隨后，在圖15中示出不同于上述的結(jié)構(gòu)的、三個晶體管的像素電路結(jié)構(gòu)。像素電路包括光電二極管2201、放大晶體管2202、電荷積聚控制晶體管2203以及選擇晶體管2205。光電二極管2201的陽極連接至復(fù)位信號線2216。電荷積聚控制晶體管2203的柵極連接至電荷積聚控制信號線2213，電荷積聚控制晶體管2203的源極和漏極之一連接至光電二極管2201的陰極，并且電荷積聚控制晶體管2203的源極和漏極的另一個連接至信號電荷積聚部分2212。放大晶體管2202的柵極連接至信號電荷積聚部分2212，放大晶體管2202的源極和漏極之一連接至電源線2230，并且放大晶體管2202的源極和漏極的另一個連接至選擇晶體管2205的源極和漏極之一。選擇晶體管2205的柵極連接至選擇信號線2215，并且選擇晶體管2205的源極和漏極的另一個連接至輸出信號線2220。在此，電荷保持電容器可連接在信號電荷積聚部分2212和參考信號線之間。隨后，描述形成圖15的像素電路的元件的功能。光電二極管2201根據(jù)像素上的光入射量生成電流。放大晶體管2202輸出對應(yīng)于信號電荷積聚部分2212的電位的信號。電荷積聚控制晶體管2203控制通過光電二極管2201執(zhí)行的、在信號電荷積聚部分2212中的電荷積聚。選擇晶體管2205控制在讀取中的像素的選擇。信號電荷積聚部分2212為電荷保持結(jié)點(diǎn)，并且保持根據(jù)通過光電二極管2201接收的光量來變化的電荷。電荷積聚控制信號線2213為控制電荷積聚控制晶體管2203的信號線。復(fù)位信號線2216為供應(yīng)復(fù)位電位至信號電荷積聚部分2212的信號線。輸出信號線2220為用作通過放大晶體管2202生成的信號的輸出目的地的信號線。選擇信號線2215為控制選擇晶體管2205的信號線。電源線2230為供應(yīng)電源電壓的信號線。
隨后，利用圖16A和圖16B中示出的時序圖來描述圖15的像素電路的操作。對于圖16A和圖16B中的簡單說明，電荷積聚控制信號線2213的電位2313、復(fù)位信號線2216的電位2316以及選擇信號線2215的電位2315為在兩個電平之間變化的信號。注意因?yàn)楦麟娢粸槟M信號，所以實(shí)際上根據(jù)情況，電位能夠具有多個電平，而不限制在兩個電平上。首先，描述根據(jù)圖16A的操作模式。電荷積聚控制信號線2213的電位2313在時間2330設(shè)置成高電平。隨后，在復(fù)位信號線2216的電位2316在時間2331設(shè)置成高電平時，信號電荷積聚部分2212的電位2312和光電二極管2201的陰極的電位，通過光電二極管2201的正向電壓初始化至低于復(fù)位信號線2216的電位2316的電位。這些步驟稱為復(fù)位操作。在復(fù)位信號線2216的電位2316在時間2332設(shè)置成低電平時,信號電荷積聚部分2212的電位2312保持在高電平，由此反偏壓施加至光電二極管2201。在這個階段，積聚操 作開始。然后，因?yàn)閷?yīng)于光量的反向電流流動至光電二極管2201，所以積聚在信號電荷積聚部分2212中的電荷量根據(jù)光量來變化。在電荷積聚控制信號線2213的電位2313在時間2333設(shè)置成低電平時，從信號電荷積聚部分2212至光電二極管2201的電荷的轉(zhuǎn)移停止，由此確定積聚在信號電荷積聚部分2212中的電荷量。在此，積聚操作終止。在選擇信號線2215的電位2315在時間2334設(shè)置成高電平時，電荷根據(jù)信號電荷積聚部分2212的電位2312從電源線2230供應(yīng)至輸出信號線2220。在這個階段，讀取操作開始。 在選擇信號線2215的電位2315在時間2335設(shè)置成低電平時，從電源線2230供應(yīng)至輸出信號線2220的電荷停止，并且輸出信號線的電位2320確定為2220。在此，讀取操作終止。隨后，描述根據(jù)圖16B的操作模式。電荷積聚控制信號線2213的電位2313在時間2330設(shè)置成高電平。隨后，在復(fù)位信號線2216的電位2316在時間2331設(shè)置成高電平時，信號電荷積聚部分2212的電位2312和光電二極管2201的陰極的電位，通過光電二極管2201的正向電壓初始化至低于復(fù)位信號線的電位2316的復(fù)位電位。這些步驟稱為復(fù)位操作。在電荷積聚控制信號線2213的電位2313在時間2336設(shè)置成低電平，并且然后復(fù)位信號線2216的電位2316在時間2337設(shè)置成低電平時，復(fù)位操作終止；因此，對應(yīng)于光量的反向電流流動至施加了反偏壓的光電二極管，由此光電二極管2201的陰極的電位變化。在電荷積聚控制信號線2213的電位2313在時間2332再次設(shè)置成高電平時，電流通過在信號電荷積聚部分2212的電位2312和光電二極管2201的陰極的電位之間的電位差而流動，由此信號電荷積聚部分2212的電位2312變化。在這之后的步驟與根據(jù)圖16A的操作模式相同。隨后，描述在圖17中示出的兩種晶體管類型的像素電路結(jié)構(gòu)。像素電路包括光電二極管4401、放大晶體管4402以及選擇晶體管4405。柵極放大晶體管4402連接至信號電荷積聚部分4412，放大晶體管4402的源極和漏極之一連接至電源線4430，并且放大晶體管4402的源極和漏極的另一個連接至選擇晶體管4405的源極和漏極之一。選擇晶體管4405的柵極連接至選擇信號線4415，并且選擇晶體管4405的源極和漏極的另一個連接至輸出信號線4420。光電二極管4401的陰極連接至信號電荷積聚部分4412，并且光電二極管4401的陽極連接至復(fù)位信號線4416。在此，電荷保持電容器連接在信號電荷積聚部分4412與參考信號線之間。隨后，描述包括在圖17中的像素電路中的元件的功能。光電二極管4401根據(jù)在像素上的光入射量來生成電流。放大晶體管4402輸出對應(yīng)于信號電荷積聚部分4412的電位的信號。選擇晶體管4405控制在讀取中的像素的選擇。信號電荷積聚部分4412為電荷保持結(jié)點(diǎn)，并且保持根據(jù)通過光電二極管4401接收的光量而變化的電荷。
復(fù)位信號線4416為供應(yīng)復(fù)位電位至信號電荷積聚部分4412的信號線。輸出信號線4420為用作通過放大晶體管4402生成的信號的輸出目的地的信號線。選擇信號線4415為控制選擇晶體管4405的信號線。電源線4430為供應(yīng)電源電壓的信號線。隨后，利用圖18中示出的時序圖來描述圖17的像素電路的操作。為了圖18中的簡單說明，復(fù)位信號線4416的電位3716和選擇信號線4415的電位3715為在兩個電平之間變化的信號。注意，因?yàn)楦麟娢粸槟M信號，所以實(shí)際上根據(jù)情況，電位能夠具有多個電平，而不限制在兩個電平上。在復(fù)位信號線4416的電位3716在時間3730設(shè)置成高電平時，信號電荷積聚部分4412的電位3712通過光電二極管4401的正向電壓初始化至低于復(fù)位信號線4416的電位3716的復(fù)位電位。這些步驟稱為復(fù)位操作。在復(fù)位信號線4416的電位3716在時間3731設(shè)置成低電平時,信號電荷積聚部分4412的電位3712保持復(fù)位電位，由此反偏壓施加至光電二極管2001。在這個階段，積聚操作開始。然后，因?yàn)閷?yīng)于光量的反向電流流動至光電二極管4401，所以積聚在信號電荷積聚部分4412的電荷量根據(jù)光量而變化。在選擇信號線4415的電位3715在時間3732設(shè)置成高電平時，電荷根據(jù)信號電荷積聚部分4412的電位3712從電源線4430供應(yīng)至輸出信號線4420。在這個階段，讀取操作開始。在選擇信號線4415的電位3715在時間3733設(shè)置成低電平時,從信號電荷積聚部分4412至光電二極管4401的電荷的轉(zhuǎn)移停止，由此確定積聚在信號電荷積聚部分4412中的電荷量。在此，積聚操作終止。然后，從電源線4430至輸出信號線4420的電荷供應(yīng)停止，并且確定輸出信號線的電位3720。在此，讀取操作終止。隨后，在圖19中示出一個晶體管的像素電路結(jié)構(gòu)。像素電路包括光電二極管2601、放大晶體管2602以及電容器2606。放大晶體管2602的柵極連接至信號電荷積聚部分2612，放大晶體管2602的源極和漏極之一連接至電源線2630，并且放大晶體管2602的源極和漏極的另一個連接至輸出信號線2620。
光電二極管2601的陰極連接至信號電荷積聚部分2612，并且光電二極管2601的陽極連接至復(fù)位信號線2616。電容器2606的端子之一連接至信號電荷積聚部分2612，并且另一個連接至選擇信號線2615。在此，電荷保持電容器連接在信號電荷積聚部分2612和參考信號線之間。隨后，描述圖19的形成像素電路的元件的功能。光電二極管2601根據(jù)像素上的光入射量來生成電流。放大晶體管2602輸出對應(yīng)于信號電荷積聚部分2612的電位的信號。信號電荷積聚部分2612為電荷保持結(jié)點(diǎn)，并且保持根據(jù)通過光電二極管2601接收的光量而變化的電荷。注意，選擇信號線2615借助于電容稱合來控制信號電荷積聚部分2612的電位。復(fù)位信號線2616為供應(yīng)復(fù)位電位 至信號電荷積聚部分2612的信號線。輸出信號線2620為用作通過放大晶體管2602生成的信號的輸出目的地的信號線。選擇信號線2615為控制電容器2606的信號線。電源線2630為供應(yīng)電源電壓的信號線。隨后，利用圖20中示出的時序圖來描述圖19的像素電路的操作。為了在圖20中簡單說明，復(fù)位信號線2616的電位2716和選擇信號線2615的電位2715為在兩個電平之間變化的信號。注意因?yàn)楦麟娢粸槟M信號，所以實(shí)際上根據(jù)情況，電位能夠具有多個電平，而不限制在兩個電平上。在復(fù)位信號線2616的電位2716在時間2730設(shè)置成高電平時，信號電荷積聚部分2612的電位2712通過光電二極管2601的正向電壓初始化至低于復(fù)位信號線2616的電位2716的復(fù)位電位。這些步驟稱為復(fù)位操作。隨后，在復(fù)位信號線2616的電位2716在時間2731設(shè)置成低電平時,信號電荷積聚部分2612的電位2712保持復(fù)位電位，由此反偏壓施加至光電二極管2601。在這個階段，積聚操作開始。然后，因?yàn)閷?yīng)于光量的反向電流流動至光電二極管2601，積聚在信號電荷積聚部分2612的電荷量根據(jù)光量而變化。選擇信號線2615的電位2715在時間2732設(shè)置成高電平，使得信號電荷積聚部分2612的電位2712由于電容耦合而變得更高；因此，放大晶體管2602導(dǎo)通。另外，電荷根據(jù)信號電荷積聚部分2612的電位2712從電源線2630供應(yīng)至輸出信號線2620。在這個階段，讀取操作開始。在選擇信號線2615的電位2715在時間2733設(shè)置成低電平時,信號電荷積聚部分2612的電位2712通過電容耦合來降低，并且從信號電荷積聚部分2612至光電二極管2601電荷的轉(zhuǎn)移停止，由此確定積聚在信號電荷積聚部分2612中電荷量。在此，積聚操作終止。然后，從電源線2630至輸出信號線2620的電荷供應(yīng)停止，并且確定輸出信號線2620的電位2720。在此，讀取操作終止。注意，在圖17和圖19中的像素電路結(jié)構(gòu)優(yōu)選地具有遮擋至光電二極管的入射光的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樾盘栯姾煞e聚部分的電荷通過具有以上結(jié)構(gòu)的光電二極管流出。這個實(shí)施例能夠與任意其它實(shí)施例或示例適當(dāng)?shù)亟M合來實(shí)現(xiàn)。(實(shí)施例4)
在本實(shí)施例中，描述了作為本說明書中公開的顯示裝置的示例的液晶顯示裝置。圖21示出液晶顯示裝置的截面圖的示例。在本實(shí)施例中的液晶顯示裝置中，光電二極管1002、晶體管1003a、晶體管1003b、晶體管1003c、晶體管1003d、存儲電容器1004以及液晶元件1005設(shè)置在具有絕緣表面的襯底1001之上。注意，光傳感器和顯示器元件分別部分地示出在穿過圖21中的液晶顯示裝置的短虛線的左側(cè)和右側(cè)，并且這些結(jié)構(gòu)與在實(shí)施例I中描述的圖2中的光傳感器部分106的結(jié)構(gòu)等效。注意，對應(yīng)于復(fù)位晶體管的晶體管未不出。
雖然示出頂柵極結(jié)構(gòu)作為晶體管1003a、晶體管1003b、晶體管1003以及晶體管1003d的每一個結(jié)構(gòu)的的典型示例，但沒有限制于此，可應(yīng)用諸如自對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)或底柵極結(jié)構(gòu)的另外的結(jié)構(gòu)。設(shè)置在光傳感器中的晶體管1003a對應(yīng)于電荷積聚控制晶體管。布線1030連接至晶體管1003a的源電極和漏電極之一并且電連接至光電二極管1002的陰極。另外，晶體管1003a的源電極和漏電極的另一個連接至布線1036和晶體管1003b的柵電極。注意，布線1030和布線1036可代替保護(hù)絕緣膜1031形成于絕緣膜1033之上。晶體管1003b對應(yīng)于放大晶體管。晶體管1003b的源電極和漏電極之一連接至未示出的電源線。晶體管1003b的源電極和漏電極的另一個連接至晶體管1003c的源電極和漏電極之一。晶體管1003c對應(yīng)于選擇晶體管。晶體管1003c的源電極和漏電極的另一個連接至未示出的輸出信號線。在此，對應(yīng)于未示出的復(fù)位晶體管的晶體管的源電極和漏電極之一連接至布線1036，并且晶體管的源電極和漏電極的另一個連接至未示出的電源線。光電二極管1002具有疊層類型的PIN結(jié)，該P(yáng)IN結(jié)包括包含賦予p型導(dǎo)電型的雜質(zhì)的P型半導(dǎo)體層1041、具有本征半導(dǎo)體的特性的i型半導(dǎo)體層1042以及包含賦予n型導(dǎo)電型的雜質(zhì)的n型半導(dǎo)體層1043。作為典型示例，能夠給出其中非晶硅用于i型半導(dǎo)體層1042的光電二極管。雖然在這種情況下非晶硅也能夠用于P型半導(dǎo)體層1041和n型半導(dǎo)體層1043，但是優(yōu)選的是使用具有高的導(dǎo)電性的微晶硅。其中非晶硅用于i型半導(dǎo)體層1042的光電二極管在可見光區(qū)域中具有光敏性，并且能夠防止由于紅外線而產(chǎn)生的故障。在此，作為光電二極管1002的陽極的p型半導(dǎo)體層1041電連接至信號布線1035，并且作為光電二極管1002的陰極的n型半導(dǎo)體層1043電連接至如上所述的晶體管1003a的源電極和漏電極之一。注意，信號布線1035對應(yīng)于參考信號線。注意，雖然沒有示出，透光導(dǎo)電層可設(shè)置在p型半導(dǎo)體層1041的入射光側(cè)。此外，導(dǎo)電層可設(shè)置在具有n型半導(dǎo)體層1043的絕緣膜1033的界面?zhèn)?。例如，布線1030可延伸至覆蓋n型半導(dǎo)體層1043。利用這樣設(shè)置的導(dǎo)電層，能夠減小由于p型半導(dǎo)體層1041或n型半導(dǎo)體層1043的電阻而產(chǎn)生的電荷的損耗。注意，雖然在本實(shí)施例中示出光電二極管1002為PIN 二極管的情況，但光電二極管1002可為PN 二極管。在這種情況下，高質(zhì)量晶體硅優(yōu)選地用于p型半導(dǎo)體層和n型半導(dǎo)體層。光電二極管可具有如圖22中示出的水平結(jié)的結(jié)構(gòu)。在PIN水平結(jié)光電二極管中，P型半導(dǎo)體層1041、i型半導(dǎo)體層1042以及n型半導(dǎo)體層1043能夠如下地設(shè)置形成i型半導(dǎo)體層，并且添加賦予P型導(dǎo)電型的雜質(zhì)和賦予n型導(dǎo)電型的雜質(zhì)至i型半導(dǎo)體層的部件中。晶體管1003d設(shè)置在顯示元件中以驅(qū)動液晶元件。晶體管1003d的源電極和漏電極之一電連接至像素電極1007，并且雖然沒有示出，源電極和漏電極的另一個電連接至信號布線。存儲電容器1004能夠在形成晶體管1003a、晶體管1003b、晶體管1003c以及晶體管1003d的步驟中形成。電容器布線和電容器電極在形成晶體管的柵電極和用于形成其源電極或漏電極的相應(yīng)步驟中形成，并且作為存儲電容器1004的電容的絕緣膜在形成晶體管的柵極絕緣膜的步驟中形成。存儲電容器1004電連接至平行于液晶元件1005的晶體管1003d的源電極和漏電極之一。液晶元件1005包括像素電極1007、液晶1008以及對電極1009。像素電極1007形成于平面化絕緣膜1032之上并且電連接至晶體管1003d和源電極和漏電極之一和存儲電容器1004。另外，為對襯底1013設(shè)置了對電極1009，并且液晶1008設(shè)置在像素電極1007和對電極1009之間。 能夠通過利用間隔物1016來控制像素電極1007和對電極1009之間的單元間隙。雖然單元間隙利用通過光刻選擇性地形成的間隔物1016來控制，并且具有圖21和圖22的柱形，但備選地單元間隙能夠通過分散在像素電極1007和對電極1009之間的球形間隔物來控制。在圖21和圖22中的間隔物1016的位置為一個示例，并且能夠通過實(shí)踐者適當(dāng)?shù)卮_定間隔物的位置。另外，在襯底1001和對襯底1013之間的液晶1008被密封材料包圍。液晶1008
可通過分配方法(液滴方法)或浸潰方法(泵送方法)來注入。像素電極1007能夠利用諸如氧化錫銦(IT0)、包含氧化硅的氧化銦錫、有機(jī)銦、有機(jī)錫、氧化鋅、包含氧化鋅的氧化銦鋅(IZ0)、包含鎵的氧化鋅、氧化錫、包含氧化鶴的氧化銦、包含氧化鎢的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫等的透光導(dǎo)電材料來形成。此外，因?yàn)榻o出了透明液晶元件1005作為本實(shí)施例中的示例,所以對電極1009也能夠利用以上的透光導(dǎo)電材料來形成，如像素電極1007的情況那樣。對準(zhǔn)膜1011設(shè)置在像素電極1007和液晶1008和之間，并且對準(zhǔn)膜1012設(shè)置在對電極1009和液晶1008之間。對準(zhǔn)膜1011和對準(zhǔn)膜1012能夠利用諸如聚酰亞胺或聚乙烯醇的有機(jī)樹脂來形成。為了在一定的方向?qū)?zhǔn)液晶分子，對它們表面進(jìn)行諸如研磨的對準(zhǔn)處理。研磨能夠在向?qū)?zhǔn)膜施加壓力的同時通過滾動包有尼龍等的織物的滾筒來進(jìn)行，使得在一定的方向研磨對準(zhǔn)膜的表面。通過利用諸如氧化硅的無機(jī)材料，各具有對準(zhǔn)性質(zhì)的對準(zhǔn)膜1011和對準(zhǔn)膜1012能夠在沒有進(jìn)行對準(zhǔn)處理的情況下通過蒸發(fā)方法來直接形成。另外，為對襯底1013設(shè)置能夠傳送具有特定波長的光的濾色器1014，以便與液晶元件1005重疊。濾色器1014能夠如下地選擇性形成其中分散了色素的諸如丙烯酸類樹脂的有機(jī)樹脂敷在對襯底1013上，并且經(jīng)受光刻。備選地，濾色器1014能夠如下地選擇性形成其中分散了色素的聚酰亞胺類樹脂敷在對襯底1013上，并且經(jīng)受蝕刻。又備選地，濾色器1014能夠通過諸如噴墨方法之類的液滴放電方法來選擇性地形成。注意，其中沒有設(shè)置濾色器1014的結(jié)構(gòu)也是可能的。另外，為對襯底1013設(shè)置能夠遮光的遮擋膜1015，以便與光電二極管1002重疊。遮擋膜1015能夠防止穿過對襯底1013的背光的光對光電二極管1002的直接照射。此外，遮擋膜1015能夠防止由于從被觀察的像素的液晶1008的對準(zhǔn)無序而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)位移。遮擋膜1015能夠利用包含諸如碳黑或低氧化鈦之類的黑色著色劑的有機(jī)樹脂來形成。備選地，遮擋膜1015能夠使用鉻膜來形成。另外，偏光板1017設(shè)置在襯底1001 —側(cè)，該側(cè)與設(shè)置了像素電極1007的一側(cè)相反，并且偏光板1018設(shè)置在對襯底1013的一側(cè)，該側(cè)與設(shè)置了對電極1009的一側(cè)相反。液晶元件可為TN (扭曲向列)型、VA (垂直對準(zhǔn))型、OCB (光學(xué)補(bǔ)償雙折射)型、IPS (面內(nèi)開關(guān))型等。雖然作為本實(shí)施例中的示例，描述了其中液晶1008設(shè)置在像素電極1007和對電極1009之間的液晶元件1005，但是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的顯示裝置不限于這個結(jié)構(gòu)。其中一對電極設(shè)置在諸如IPS型液晶元件的襯底1001的一側(cè)上的液晶元件也可米用。將通過光電二極管1002檢測的外部光在由箭頭1025所指示的方向上進(jìn)入襯底1001以達(dá)到光電二極管1002。例如，在待檢測對象1021存在時，待檢測對象1021阻擋了 外部光，使得防止外部光入射至光電二極管1002。通過檢測因此進(jìn)入光電二極管和其陰影的光，顯示裝置能夠作為觸摸面板而起作用。另外，待檢測對象可以與襯底1001緊密接觸，并且穿過待檢測對象的外部光可通過光電二極管來檢測，使得顯示裝置能夠作為接觸型圖像傳感器而起作用。這個實(shí)施例能夠與任意其它實(shí)施例或示例適當(dāng)?shù)亟M合來實(shí)現(xiàn)。(實(shí)施例5)
在本實(shí)施例中，描述了不同于實(shí)施例4的液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的顯示裝置的示例。除了下面所做的描述以外，能夠參照實(shí)施例3。例如，晶體管、光電二極管、液晶元件等能夠利用與實(shí)施例3中的相同材料來形成。圖23為不同于實(shí)施例4的顯示裝置的截面圖的示例。和其中光從其上制造了光傳感器的襯底側(cè)進(jìn)入的實(shí)施例4不同，光從對襯底側(cè)進(jìn)入光傳感器，即，通過本實(shí)施例中的
液晶層。因此，需要在為對襯底1013設(shè)置了遮擋膜1015的區(qū)域形成開口，該開口與光電二極管1002重疊。濾色器1014可在如附圖中所示的開口中形成。設(shè)置有具有R(紅)、G (綠)和B (藍(lán))色的濾色器的多個光傳感器可設(shè)置在像素中，以形成顏色傳感器，并且能夠提供顏色圖像傳感器功能。雖然光從實(shí)施例4中的光電二極管1002的p型半導(dǎo)體層1041側(cè)進(jìn)入，但是在光電二極管具有與實(shí)施例4的相似的結(jié)構(gòu)的情況下，光從本實(shí)施例中的n型半導(dǎo)體層1043側(cè)進(jìn)入。使光從P型半導(dǎo)體層側(cè)進(jìn)入的理由在于擴(kuò)散長度較短的孔能夠有效地取出，即，更大的電流量能夠從光電二極管取出，并且只要滿足設(shè)計(jì)電流值，光就可從n型半導(dǎo)體層側(cè)進(jìn)入。在本實(shí)施例中，p型半導(dǎo)體層1041和n型半導(dǎo)體層1043可在光電二極管1002中互相調(diào)換，使得光能夠從P型半導(dǎo)體層側(cè)容易地進(jìn)入。注意，在這種情況下，操作方法與在實(shí)施例4中描述的不同，因?yàn)闁烹姌O在p型半導(dǎo)體層(陽極)側(cè)連接至晶體管1003a。對于每個操作方法，能夠參照實(shí)施例I。
光電二極管1002可形成為與如圖24中示出的晶體管1003a重疊并且在晶體管1003a之上。當(dāng)然，光電二極管1002可與另一個晶體管重疊。在這種情況下，晶體管1003a的源電極和漏電極之一能夠容易地連接至光電二極管1002的n型半導(dǎo)體層1043，并且光能夠從P型半導(dǎo)體層1041側(cè)進(jìn)入。另外，光電二極管能夠形成為具有大的面積，從而改進(jìn)光接收靈敏度。雖然沒有示出，但是透光導(dǎo)電層可設(shè)置在圖23和圖24的任一個中的光電二極管1002的光入射側(cè)。導(dǎo)電層可設(shè)置在光電二極管1002的光入射側(cè)的相反側(cè)。利用這樣設(shè)置的導(dǎo)電層，由于P型半導(dǎo)體層1041或n型半導(dǎo)體層1043的電阻而產(chǎn)生的電荷的損失能夠減少。在本實(shí)施例中，遮擋膜2015設(shè)置在光電二極管1002的光接收側(cè)的相反側(cè)。遮擋膜2015防止光電二極管1002被穿過襯底1001的背光的光直接照射并且進(jìn)入顯示面板，使得能夠進(jìn)行高精度成像。遮擋膜2015能夠利用包含諸如碳黑或低氧化鈦之類的黑色著色劑的有機(jī)樹脂來形成。備選地，遮擋膜2015能夠使用鉻膜來形成。 將通過光電二極管1002檢測的外部光在通過箭頭1025所指示方向上進(jìn)入對襯底1013以達(dá)到光電二極管1002。例如，在待檢測對象1021存在時，待檢測對象1021阻擋了外部光，使得阻擋外部光入射至光電二極管1002中。顯示裝置能夠通過檢測因此進(jìn)入光電二極管的光的強(qiáng)度而作為觸摸面板起作用。另外，待檢測對象可與對襯底1013緊密接觸并且穿過對象的外部光可通過光電二極管來檢測，使得能夠提供能作為接觸型圖像傳感器而起作用的顯示裝置。這個實(shí)施例能夠與任意其它實(shí)施例或示例適當(dāng)?shù)亟M合來實(shí)現(xiàn)。(實(shí)施例6)
在本實(shí)施例中，描述了利用包括光傳感器的顯示面板的書寫板(諸如黑板和白板)的示例。例如，包括光傳感器的顯示面板設(shè)置在圖25中的顯示面板9696的位置。顯不器面板9696具有光傳感器和顯不兀件。這里，有可能利用標(biāo)記筆等在顯示面板9696的表面上自由地書寫。注意，如果利用沒有固定器的標(biāo)記筆等來書寫字母，那么容易擦除字母。此外，為了標(biāo)記筆的墨水可以容易地去除，優(yōu)選的是，顯示面板9696的表面足夠的光滑。例如,在玻璃襯底等用于顯不器面板9696的表面時,顯不面板9696的表面具有足夠的光滑度。備選地，透明合成樹脂片等可附連至顯示面板9696的表面。例如，優(yōu)選地使用丙烯酸樹脂作為合成樹脂。在這種情況下，合成樹脂片的表面優(yōu)選地光滑。此外，因?yàn)轱@示面板9696包括顯示元件,顯示面板9696能夠顯示具體的圖像并且同時，有可能利用標(biāo)記筆在顯示面板9696的表面上寫下字母等。另外，顯示面板9696包括光傳感器，使得如果顯示面板9696連接至打印機(jī)等，則利用標(biāo)記筆書寫的字母能夠被讀取和打印。另外，因?yàn)轱@示面板9696包括光傳感器和顯示元件,所以通過在顯示面板9696的表面上寫入顯示圖像的文本、附圖等，通過光傳感器來讀取的標(biāo)記筆的蹤跡以及圖像能夠合成和顯示在顯示面板9696上。注意，能夠僅僅在與利用標(biāo)記筆等進(jìn)行書寫的同時來進(jìn)行利用電阻式觸覺傳感器、電容式觸覺傳感器等的感測。另一方面，利用光傳感器感測的優(yōu)點(diǎn)在于，感測能夠在用標(biāo)記器寫了某些東西之后的任何時候進(jìn)行，即使超過時間。這個實(shí)施例能夠與任意其它實(shí)施例或示例適當(dāng)?shù)亟M合來實(shí)現(xiàn)。[示例 I]
在這個示例中，描述了光源和面板的位置。圖26為示出顯示面板的結(jié)構(gòu)的透視圖的示例。在圖26中示出的顯示面板包括面板1801、第一擴(kuò)散板1802、棱鏡片1803、第二擴(kuò)散板1804、導(dǎo)光板1805、反射器板1806、背光的多個光源1807以及電路板1809，在面板1801中， 包括液晶元件、光電二極管、薄膜晶體管等的像素形成在一對襯底之間。面板1801、第一擴(kuò)散板1802、棱鏡片1803、第二擴(kuò)散板1804、導(dǎo)光板1805以及反射器板1806依次層疊。背光的光源1807設(shè)置在導(dǎo)光板1805的端部。從背光的光源1807擴(kuò)散至導(dǎo)光板1805的光借助于第一擴(kuò)散板1802、棱鏡片1803以及第二擴(kuò)散板1804從面板1801上的對襯底側(cè)均勻地傳遞。雖然在這個示例中使用第一擴(kuò)散板1802和第二擴(kuò)散板1804，但是擴(kuò)散板的數(shù)量并不限制于此。擴(kuò)散板的數(shù)量可為一個，或可為三個或者更多。擴(kuò)散板可在任意地方，只要擴(kuò)散板設(shè)置在導(dǎo)光板1805和面板1801之間。因此,擴(kuò)散板可僅僅設(shè)置在比棱鏡片1803更靠近面板1801的一側(cè)，或可僅僅設(shè)置在比棱鏡片1803更靠近導(dǎo)光板1805的一側(cè)。另外，在圖26中示出的棱鏡片1803的橫截面形狀不僅僅為鋸齒狀，并且該形狀可為這樣一形狀，利用該形狀來自導(dǎo)光板1805的光能夠聚集在面板1801偵U。電路板1809設(shè)置有用于生成或處理輸入至面板1801的多種信號的電路、用于處理從面板1801等輸出的多種信號的電路。在圖26中，電路板1809和面板1801通過柔性印刷電路(FPC) 1811互相連接。注意，以上電路可通過玻璃上芯片(COG)方法連接至面板1801，或以上電路的一部分可通過膜上芯片(COF)方法連接至FPC1811。圖26示出示例，其中電路板1809設(shè)置有用于控制背光的光源1807的驅(qū)動的控制電路，并且控制電路和背光的光源1807通過FPC1810互相連接。然而，控制電路可形成于面板1801之上，并且在這種情況下，使面板1801和背光的光源1807通過FPC等互相連接。注意，雖然圖26示出邊緣照明型光源，其中背光的光源1807設(shè)置在面板1801的邊緣上，但是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的顯示面板可為正下方型顯示面板，其中背光的光源1807設(shè)置在面板1801正下方。例如，在作為待檢測對象的手指1812從上側(cè)靠近面板1801時，穿過面板1801的光的一部分反射離開手指1812并且再次進(jìn)入面板1801。作為待檢測對象的手指1812的彩色圖像數(shù)據(jù)能夠通過依次點(diǎn)亮對應(yīng)于單獨(dú)的顏色的背光的光源1807并且獲取每種顏色的圖像數(shù)據(jù)來獲取。另外，作為待檢測對象的手指1812的位置能夠從圖像數(shù)據(jù)來識別，利用這一點(diǎn)，顯示圖像的數(shù)據(jù)能夠組合成提供作為觸摸面板的功能。這個實(shí)施例能夠與任意其它實(shí)施例或示例適當(dāng)?shù)亟M合來實(shí)現(xiàn)。[示例2]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的顯示裝置通過獲取圖像數(shù)據(jù)來表征。因此，通過增加顯示裝置作為部件，利用根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的顯示裝置的電子裝置能夠更加完善。例如，顯示裝置能夠用于顯示器、膝上型計(jì)算機(jī)或設(shè)置有記錄介質(zhì)(典型地，再現(xiàn)諸如DVD (數(shù)字通用盤)的記錄介質(zhì)的內(nèi)容的裝置，且具有用于顯示再現(xiàn)的圖像的顯示器)的圖像再現(xiàn)裝置。除了以上示例以外，作為能夠包括根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的顯示裝置的電子裝置，能夠給出移動電話機(jī)、便攜游戲機(jī)、便攜信息終端、電子書閱讀器、攝影機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、護(hù)目鏡型顯示器(頭戴式顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、音頻再現(xiàn)裝置(例如，汽車音頻部件和數(shù)字音頻播放器)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、打印機(jī)、多功能打印機(jī)、自動柜員機(jī)(ATM)、終端機(jī)等。這些電子裝置的具體示例在圖27A至27D中示出。圖27A示出包括殼體5001、顯示部分5002、支座5003等的顯示裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的顯示裝置能夠用于顯示部分5002。對顯示部分5002利用根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的顯示裝置，能夠提供能獲取具有高感知性能的圖像數(shù)據(jù)并且能配備有更高功能 的應(yīng)用的顯示裝置。注意，顯示裝置包括用于顯示信息的所有顯示裝置，諸如用于個人計(jì)算機(jī)的顯示裝置、用于接收TV廣播的顯示裝置以及用于顯示廣告的顯示裝置。圖27B示出包括殼體5101、顯示部分5102、開關(guān)5103、操作鍵5104、紅外線端口5105等的便攜信息終端。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的顯示裝置能夠用于顯示部分5102。對顯示部分5102利用根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的顯示裝置，能夠提供能獲取具有高感知性能的圖像數(shù)據(jù)并且能配備有更高功能的應(yīng)用的便攜式信息終端。圖27C示出包括殼體5201、顯示部分5202、投幣口 5203、紙幣槽5204、卡片槽5205、存折槽5206等的自動柜員機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的顯示裝置能夠用于顯示部分5202。對顯示部分5202利用根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的顯示裝置，能夠提供能獲取具有高感知性能的圖像數(shù)據(jù)并且更加完善的自動柜員機(jī)。利用根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的顯示裝置的自動柜員機(jī)能夠讀取諸如用于具有較高精度的生物測定學(xué)的手指印、臉、手印、手掌印、手背靜脈圖案、虹膜等的活體的信息。因此，能夠抑制將待標(biāo)識的人錯誤識別為不同的人而引起的錯誤不匹配率，以及將不同的人錯誤識別為待標(biāo)識的人而引起的錯誤接受率。圖27D示出包括殼體5301、殼體5302、顯示部分5303、顯示部分5304、擴(kuò)音器5305、揚(yáng)聲器5306、操作鍵5307、觸屏筆5308等的便攜游戲機(jī)。對顯示部分5303或顯示部分5304利用根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的顯示裝置，能夠提供能獲取具有高感知性能的圖像數(shù)據(jù)并且能配備有較高功能的應(yīng)用的便攜游戲機(jī)。注意，雖然在圖27D中示出的便攜游戲包括兩個顯示部分5303和5304，但是包括在便攜游戲機(jī)中的顯示部分的數(shù)量不限于兩個。這個實(shí)施例能夠與任意其它實(shí)施例或其它示例適當(dāng)?shù)亟M合來實(shí)現(xiàn)。本申請基于2010年3月12日向日本專利局提交的序號為2010-055878的日本專利申請，通過引用將其完整內(nèi)容結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動顯示裝置的方法，其中所述顯示裝置包括 像素陣列，包括 第一像素，包括第一顯不兀件部分和第一光傳感器部分； 第二像素，包括第二顯示元件部分和第二光傳感器部分； 所述方法包括如下步驟 當(dāng)在所述像素陣列中顯示黑圖像時，在所述第一光傳感器部分和所述第二光傳感器部分執(zhí)行電荷積聚操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法，還包括如下步驟 根據(jù)積聚在所述第一光傳感器部分的第一電荷從所述第一光傳感器部分輸出第一信號至所述第一顯示元件部分；以及 根據(jù)積聚在所述第二光傳感器部分的第二電荷從所述第二光傳感器部分輸出第二信號至所述第二顯示元件部分， 其中，在所述第一信號輸出之后輸出所述第二信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法，其中，在一個幀期間內(nèi)執(zhí)行如下步驟執(zhí)行所述電荷積聚操作，輸出所述第一信號，以及輸出所述第二信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法， 其中，所述顯示裝置包括背光，并且 其中，通過關(guān)閉所述背光來顯示所述黑圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法， 其中，所述像素陣列包括液晶和背光，并且 其中，通過利用所述液晶遮擋從所述背光發(fā)射的光來顯示所述黑圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法， 其中，通過用光照射所述第一光傳感器部分和所述第二光傳感器部分來執(zhí)行所述電荷積聚操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法，其中，所述第一光傳感器部分和所述第二光傳感器部分的每個包括光電二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法，還包括在執(zhí)行所述電荷積聚操作之前執(zhí)行所述復(fù)位操作的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法，其中，所述電荷積聚操作在所述第一光傳感器部分和所述第二光傳感器部分中同時執(zhí)行。
10.一種用于驅(qū)動顯示裝置的方法，其中所述顯示裝置包括 第一光傳感器部分，包括 第一光電二極管； 第一晶體管，包括第一柵極、第一端子以及第二端子，其中，所述第一端子電連接至所述第一光電二極管； 第二晶體管，包括電連接至所述第二端子的第二柵極； 第二光傳感器部分，包括 第二光電二極管； 第三晶體管，包括第三柵極、第三端子以及第四端子，其中，所述第三端子電連接至所述第二光電二極管； 第四晶體管，包括電連接至所述第四端子的第四柵極； 背光; 所述方法包括如下步驟 關(guān)閉所述背光； 使所述第一晶體管和所述第三晶體管導(dǎo)通； 在使所述第一晶體管和所述第三晶體管導(dǎo)通之后，關(guān)閉所述第一晶體管和所述第三晶體管； 在使所述第一晶體管和所述第三晶體管截止之后，打開所述背光。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法，其中所述第一晶體管和所述第三晶體管的每個包括氧化物半導(dǎo)體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法，其中，所述氧化物半導(dǎo)體包括銦。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法， 其中，所述第一柵極電連接至第一布線，以及 其中，所述第三柵極電連接至不同于所述第一布線的第二布線。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法， 其中，所述第一晶體管和所述第三晶體管同時導(dǎo)通，并且 其中，所述第一晶體管和所述第三晶體管同時截止。
15.一種用于驅(qū)動顯示裝置的方法，其中所述顯示裝置包括 像素陣列，包括 多個顯示元件部分； 多個光傳感器部分，所述多個光傳感器部分的每個包括 光電二極管； 第一晶體管，包括第一柵極、第一端子以及第二端子，其中，所述第一端子電連接至所述光電二極管； 第二晶體管，包括第二柵極、第三端子以及第四端子，其中，所述第二柵極電連接至所述第二端子； 所述方法包括如下步驟 施加第一電位至所述第一柵極，并且在所述多個顯示元件部分上顯示黑圖像的同時，通過用光照射所述光電二極管，在所述第二端子和所述第二柵極之間的結(jié)點(diǎn)中將第二電位變成第三電位； 其中，所述光從所述顯示裝置照射出來。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法， 其中，所述顯示裝置包括背光，以及 其中，通過關(guān)閉所述背光來顯示所述黑圖像。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法， 其中，所述像素陣列包括液晶和背光，以及 其中，通過遮擋從所述液晶的背光發(fā)射的光來顯示所述黑圖像。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法，其中，所述第一晶體管包括氧化物半導(dǎo)體。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法，其中，所述氧化物半導(dǎo)體包括銦。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于驅(qū)動顯示裝置的方法，其中，所述第一電位同時施加至所有所述第一晶體管。
全文摘要
顯示裝置具有包括布置在矩陣中的多個像素的像素陣列，以及設(shè)置成面對襯底的背光，該像素陣列形成于襯底之上，并且顯示元件部分、光傳感器部分形成于像素中。在顯示裝置中，在用于顯示插入在形成圖像的兩個連續(xù)期間之間的黑圖像的一個幀期間，或在顯示元件部分保持圖像的一個幀期間中的背光關(guān)閉期中，執(zhí)行光傳感器部分的積聚操作，對每行連續(xù)地選擇像素，并且輸出對應(yīng)于光傳感器部分的信號電荷積聚部分的電位的信號。
文檔編號G02F1/1333GK102782622SQ20118001365
公開日2012年11月14日 申請日期2011年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者池田隆之, 黑川義元 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所