專利名稱：圖像拾取裝置和顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括光電轉(zhuǎn)換元件的圖像拾取裝置和顯示裝置。
技術(shù)背景雖然通常將諸如CCD (電荷耦合器件)傳感器和CMOS (互 補金屬氧化物半導(dǎo)體)傳感器的光電轉(zhuǎn)換元件認(rèn)為是拾取圖像的圖 像拾取裝置，但近年來已經(jīng)提出了薄膜晶體管(下文將"薄膜晶體 管"簡稱為"TFT")與電容器等結(jié)合起到光電轉(zhuǎn)換元件的作用。作 為這種圖像拾取裝置的一個實例，例如，存在圖像拾取裝置，其包 括液晶顯示元件、對設(shè)置為矩陣的各個像素用作光電轉(zhuǎn)換元件的 TFT等，并且還包括用作光源的背光或前光。配置圖^f象拾取裝置， 使得能夠通過利用入射到TFT上的光執(zhí)行信息輸入，同時圖像拾取 裝置通過液晶顯示元件利用來自光源的光的傳輸來執(zhí)行圖像顯示 (例嗩o,參見專利文獻(xiàn)l)。因為可以在上述配置中在相同的顯示區(qū) 域中執(zhí)行圖像顯示和信息輸入，所以期望圖像拾取裝置代替觸摸面 板而用作信息輸入/輸出裝置。當(dāng)使用眾所周知的低溫多晶硅技術(shù)實現(xiàn)上述顯示功能集成型 的圖像拾取裝置時，考慮到因為不可能忽略由面板中的寄生電容所 引起的信號衰減，所以難以獲得準(zhǔn)確的輸出值。原因在于在低溫多 晶硅(下文簡稱為"p-Si")情況下由于光照射所產(chǎn)生的光電流小于 在非晶石圭(下文簡稱為"a-Si，，)情況下的光電流。因此，為了實現(xiàn) 使用p-Si的顯示功能集成型的圖像拾取裝置，需要特定的放大功能。作為這種放大功能的具體實例，存在根據(jù)在光電轉(zhuǎn)換元件中生 成的電信號在諸如電容器的電容中存儲電荷，將電荷轉(zhuǎn)換成電壓，
將所轉(zhuǎn)換的電壓存儲在SRAM (靜態(tài)隨機存取存儲器)中，并輸出 電壓作為^t字值"1"或"0"的》文大功能(例如，參見專利文獻(xiàn)2 和3)。才艮據(jù)該;故大功能，因為SRAM同樣具有》文大功能，所以不 會產(chǎn)生由面板中的寄生電容所引起的信號衰減。此外，因為輸出電 壓作為凄t字值，所以電壓的輸出結(jié)果具有才及好的噪聲耐量。
專利文獻(xiàn)1:日本未審查專利申i青/厶開第2002-268615號
專利文獻(xiàn)2:曰本未審查專利申請/^開第2001-292276號
專利文獻(xiàn)3:日本未審查專利申"i青^^開第2001-339640號

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，執(zhí)行放大功能之后的輸出是"1" 或"0"的數(shù)字值，即，二進(jìn)制值。因此，很難為圖像拾取結(jié)果極 好地表示半色調(diào)，并且為了表示半色調(diào)需要諸如多個圖像拾取條件 的i殳定的復(fù)雜處理或4喿作。
因此，本發(fā)明的目的在于才是供圖像拾取裝置和顯示裝置，例如， 即使當(dāng)使用p-Si配置顯示功能集成型的圖像拾取裝置時，也可以執(zhí) 行允許極好地表示半色調(diào)的模擬輸出。
才支術(shù)解決方案
本發(fā)明提供了為了實現(xiàn)上述目的而發(fā)明的圖像拾取裝置。圖像 寺合取裝置的特征在于，包括光電轉(zhuǎn)換元件，將光轉(zhuǎn)換為電荷；存儲電容器，存儲光電轉(zhuǎn)換元件已經(jīng)通過轉(zhuǎn)換獲得的電荷；復(fù)位裝置， 用于釋放存儲電容器中的電荷；以及放大薄膜晶體管，接收、放大 并輸出存儲在存儲電容器中的電荷。放大薄膜晶體管的源電極連接 至電源供給線，放大薄膜晶體管的柵電極連接至存儲電容器，以及 i文大薄月莫晶體管形成源級^艮隨電3各(source follower circuit )。
在如上述配置的圖像拾取裝置中，由于放大薄膜晶體管形成源 級跟隨電路，所以當(dāng)放大薄膜晶體管放大并輸出存儲在存儲電容器 中的電荷時，可以通過利用源級跟隨電路執(zhí)行模擬輸出。因此，例 如，即使當(dāng)光電轉(zhuǎn)換元件是薄膜晶體管以容易集成顯示功能時，也 可以與在作為一^殳圖傳_拾取元件的CCD(電荷耦合器件)、CMOS (互補金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器等的情況下一樣來執(zhí)行模擬 輸出?？梢砸愿咚僮x取圖像拾取結(jié)果，并且可以實現(xiàn)用于增加圖像 才合取結(jié)果的灰階(gradation) 4汰的"i殳置。
技術(shù)效果
才艮據(jù)本發(fā)明，因為i文大功能取決于源級跟隨電路，所以可以與 在作為一般圖像拾取裝置的CCD或CMOS圖像傳感器的情況下一 樣來實現(xiàn)模擬輸出?？梢栽黾訄D像拾取處理的速度，也可以增加圖 像拾取結(jié)果的灰階數(shù)。因此，通過使用允許極好地表示半色調(diào)的模 擬輸出的特性，可以實現(xiàn)觸摸面板功能、掃描器功能等。此外，可 以考慮圖像拾取裝置被用作液晶顯示裝置中的背光的調(diào)光傳感器。 此外，放大薄膜晶體管4丸4亍才莫擬輸出，從而實現(xiàn);改大功能。因此， 例如，當(dāng)TFT型光敏傳感器被用作光電轉(zhuǎn)換元件時，可以使用與典 型TFT相同的處理制造圖像拾取裝置的各個組成元件。例如，可以 在液晶顯示裝置的顯示像素中設(shè)置各個組成元件。換句話說，圖像 才合取裝置非常適合于集成顯示功能的實現(xiàn)。此外，例如，當(dāng)在液晶 顯示裝置的顯示像素中嵌入圖像拾取裝置時，可以設(shè)置圖像拾取裝 置以減少孔徑比的大幅下降，并且可以對各個顯示Y象素容易地以矩
7陣形式進(jìn)行設(shè)置。因此，例如，可以實現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)中難以在觸摸 面板中實現(xiàn)的多點識別，并且可以期望圖像才合耳又裝置將用作在現(xiàn)有 技術(shù)中不存在的新用戶界面的關(guān)鍵裝置的可能性。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置的示意性結(jié)構(gòu)實例的電路
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的圖像拾取裝置的第 一實施例中的主要 部分的結(jié)構(gòu)實例的電3各圖3是示出本發(fā)明第一實施例中的驅(qū)動控制實例的時序圖(部 分1);
圖4是示出本發(fā)明第一實施例中的驅(qū)動控制實例的時序圖(部 分2);
圖5是示出本發(fā)明第一實施例中的驅(qū)動控制實例的時序圖(部 分3);
圖6是示出本發(fā)明第一實施例中的驅(qū)動控制實例的時序圖(部 分4);
圖7是示出^f艮據(jù)本發(fā)明的圖像拾取裝置的第二實施例中的主要 部分的結(jié)構(gòu)實例的電^各圖8是示出本發(fā)明第二實施例中的驅(qū)動控制實例的時序圖(部 分l);圖9是示出本發(fā)明第二實施例中的驅(qū)動控制實例的時序圖(部 分2);以及
圖10是示出本發(fā)明第二實施例中的驅(qū)動控制實例的時序圖(部 分3)。
具體實施例方式
下文將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的圖像拾取裝置和顯示裝置。 [第一實施例]
首先，描述本發(fā)明的第一實施例。圖l是示出根據(jù)本發(fā)明的顯 示裝置的示意性結(jié)構(gòu)實例的電路圖。圖2是示出作為顯示裝置主要 部分的圖傳_拾取裝置的第 一 實施例的電路圖。
首先，描述整個顯示裝置。在實施例中描述的顯示裝置是集成 了顯示功能和圖像拾取功能的顯示裝置。在大概的分類中，如圖1 所示，通過包括圖像顯示區(qū)域部1、用作光源的背光或前光(但是 沒有示出)以及用于執(zhí)行圖像顯示區(qū)域部1的驅(qū)動控制的驅(qū)動電路 部(但是沒有示出)來配置顯示裝置。
由以矩陣進(jìn)^f亍i殳置的多個〗象素單元2構(gòu)成圖^象顯示區(qū)域部1。 此夕卜，每個像素單元2都由顯示元件部3和圖像拾取元件部4構(gòu)成。 此外，為以矩陣進(jìn)行設(shè)置的各個像素單元2的每行和每列都設(shè)置有 各種類型的信號線。此外，在各種類型的信號線的末端處都設(shè)置有 電;充源。
顯示元件部3是用于提供所謂的p-Si液晶功能的顯示元件部。 具體地，顯示元件部3包括形成在多晶硅(p-Si)基板上的液晶顯 示元件。液晶顯示元件選4奪性地傳輸來自背光或前光的光，/人而#1行圖^f象顯示。換句話說，顯示元件部3在本發(fā)明中起到與光源(背 光或前光)相結(jié)合的圖像顯示元件的功能。此外，盡管因為公眾所 知其細(xì)節(jié)而在這里省略了 p-Si液晶的詳纟田描述，^f旦是可以獲得以下 特性因為p-Si與非晶石圭(a-Si)相比更容易導(dǎo)電，所以4是高了液 晶的反應(yīng)速度，以及還因為可以減小用于控制液晶的晶體管的尺 寸，所以可以通過增力口: L徑區(qū)i或來增力口亮度。
圖像拾取元件部4起到根據(jù)本發(fā)明的圖像拾取裝置的作用。如 圖2所示，圖傳^合耳又元件部4包括形成在p-Si基4反上的傳感器TFT 5、電容器6、復(fù)^f立TFT7、方文大TFT8和讀取TFT9。
傳感器TFT5用作將光轉(zhuǎn)換為電荷的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，漏 電流根據(jù)所接收的光量而變化。因此，傳感器TFT5的源電極連接 至電源線VDD,其4冊電才及連4妄至偏置線Bias。 ^L偏置線Bias向棚-電極施加使傳感器的靈敏度和S/N最優(yōu)化的施加電壓。此外，可以 使用起諸如PN型二極管或PIN型二極管的光電轉(zhuǎn)換元件作用的任 意其它元件(除了 TFT)來配置傳感器TFT5。
電容器6是使用電容存儲和釋放電荷(電能)的無源元件，并 用作存儲傳感器TFT 5通過轉(zhuǎn)換所獲得的電荷的存儲電容器。因此， 電容器6的一端連4妻至地線GND，其另一端連4妄至傳感器TFT 5 和復(fù)位TFT 7。通過在傳感器TFT 5中生成的光電流(電荷)對電 容器6進(jìn)行充電，從而根據(jù)電荷量來生成電壓。從光電流AI轉(zhuǎn)換 的電壓AV取決于電容器6的電容Cp和光存儲時間AT,并且可以 通過/^式AV-I/Cp x AT表示。因此，光存儲時間AT越長以及電容 器6的電容Cp越低，從光電流轉(zhuǎn)換為電壓的效率就越高。然而， 當(dāng)電容器6的電容Cp明顯專交低時，應(yīng)注意，不能忽略傳感器TFT5 的寄生電容或配線之間的寄生電容的影響。復(fù)位TFT 7 i殳置在電容器6和地線GND之間，以釋方文電容器 6中的存4諸電荷。更具體地，以以下方式來i殳置復(fù)位TFT 7:復(fù)位 TFT7的源電極連接至地線GND,其漏電極連接至傳感器TFT 5和 電容器6，以及其4冊電4及連4妄至復(fù)位信號線RS。因此，復(fù)位TFT7 起到用于根據(jù)復(fù)位信號線RS的復(fù)位信號釋放電容器6中的存儲電 荷的復(fù)位裝置的作用。
放大TFT8接收、放大并輸出存儲在電容器6中的電荷。換句 話說，放大TFT 8具有放大對應(yīng)于電容器6的電荷量的電壓的功能。 此夕卜，》文大TFT 8的源電極連接至電源線VDD，其柵電極連接至 傳感器TFT5、電容器6和復(fù)位TFT7。放大TFT8與位于傳感器 信號線S末端的電流源一起形成源級3艮隨電路。
讀取TFT 9 #1行圖像拾取元件部4的選擇和圖像拾取元件部4 的圖像拾取結(jié)果的讀取。讀取TFT9與放大TFT8串聯(lián)連接，并且 讀取TFT 9的棚-極端連接至讀取線RD。因此，配置讀取TFT 9使 得能執(zhí)行由放大TFT 8放大的圖像拾取結(jié)果的線順序讀取。
在p-Si基板上形成具有使用傳感器TFT 5、電容器6、復(fù)位TFT 7 、放大TFT 8和讀取TFT 9的組合的上述結(jié)構(gòu)的圖像才合耳又元件部4 。 因此，建立圖像顯示區(qū)域部1作為為相同基板上的各個像素單元2 i殳置顯示元件部3和圖像拾耳又元件部4的集成型有源像素傳感器陣 列。換句話說，集成了圖像拾取元件部4的各個組成元件，并且與 各個像素單元2的顯示元件部3相對應(yīng)地分別進(jìn)行設(shè)置。因此，可 以使圖像拾取結(jié)果的分辨率與顯示圖像項的分辨率相等。然而，沒 有必要為各個〗象素單元2分別設(shè)置圖〗象拾取元件部4。換句話說， 僅需要與顯示元件部3相對應(yīng)地設(shè)置圖像拾取元件部4。可以實現(xiàn) 在圖l象顯示區(qū)域部1中以預(yù)定的配置密度設(shè)置圖傳j合取元件部4， 以及還在圖〗象顯示區(qū)域部1的附近i殳置預(yù)定凄t量的圖像才合取元件部 4。在每個上述配置的圖4象才合取元件部4中，通過復(fù)位TFT 7的復(fù) 位處理釋放電容器6中的電荷，使得將電容器6設(shè)置為初始狀態(tài)。 此后，通過才艮據(jù)所4妄收光量而變化的傳感器TFT5的漏電流對電容 器6進(jìn)行充電。對于與利用其對電容器6進(jìn)行充電的電荷量相對應(yīng) 的電容器6兩端的電壓，通過形成源級跟隨電路的放大TFT8執(zhí)行 阻抗變換。在特定的時間段之后，讀取TFT9導(dǎo)通，并且傳感器輸 出讀出至讀取線RD。因此，圖像拾取元件部4起到根據(jù)本發(fā)明的 圖像拾取裝置的作用。
在這種情況下，在圖像拾取元件部4中，放大TFT8形成源級 跟隨電路。換句話說，通過放大TFT8放大電容器6兩端所生成的 電壓，并且將模擬電壓讀出至讀取線RD。因此，不用設(shè)定復(fù)雜的 圖像拾取條件就可以實現(xiàn)圖像拾取結(jié)果的灰階數(shù)的增加。此外，當(dāng) 使用源級跟隨電路時，在輸出值中產(chǎn)生主要由晶體管中的Vth變化、 電流源電路的電流變化等所引起的偏移誤差。然而，例如，在輸出 值和在根本沒有光照射的情況下的輸出值、在復(fù)位情況下的輸出值 等之間執(zhí)行差分處理，從而可以消除誤差。
接下來，描述在驅(qū)動如上所述配置的圖像拾取元件部4的情況 下的處理操作。圖3 ~圖6是示出對圖像拾取元件部4執(zhí)行的驅(qū)動 控制實例的時序圖。
對于包括如上配置的圖像拾取元件部4的圖像顯示區(qū)域部1， 對圖像顯示區(qū)域部1執(zhí)行驅(qū)動控制的驅(qū)動電路部與在通常的液晶驅(qū) 動方法的情況一樣，以一場(field)(下文中，"場，，簡稱為"F，，) 周期為單位對圖像顯示區(qū)域部1和圖像拾取區(qū)域部1的光源執(zhí)行驅(qū) 動控制。例如，作為用于驅(qū)動控制的處理單位的上述1F周期凈皮定 義為16.6 ms。
12例如，在圖3所示的驅(qū)動控制實例中，F(xiàn)周期一皮定義為復(fù)位周 期，并且下一個F周期^皮定義為讀取周期。重復(fù)這些周期。此外， 在復(fù)位周期中，通過復(fù)位TFT7執(zhí)行電容器6中的電荷的釋放，并 執(zhí)行緊接執(zhí)行電荷的釋放之后的電容器6中的存儲電荷(兩端的電 壓)的讀取。此外，在讀取周期中，執(zhí)行沒有通過復(fù)位TFT 7執(zhí)行 電荷釋放的狀態(tài)下的電容器6中的存儲電荷的讀取。以這種方式， 可以由各個讀結(jié)果之間的差來確定已經(jīng)通過傳感器TFT 5轉(zhuǎn)換的電 荷量。
更具體地，如圖3所示，在復(fù)位周期的1F周期中，驅(qū)動電3各 部將驅(qū)動信號RS1和RD1施加《合i殳置在矩陣中的第一4亍的復(fù)位信 號線(下文簡稱為"行復(fù)位線")RS1和讀取線(下文簡稱"行選 擇線")RD1，從而選擇行復(fù)位線RS1和行選擇線RD1,并將連接 至行復(fù)位線RS1和行選4奪線RD1的復(fù)位TFT 7和讀取TFT 9設(shè)定 為導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)復(fù)位TFT7處于導(dǎo)通狀態(tài)時，在電容器6中，釋放 所存儲的電荷，并共同將兩個電極之間的電位設(shè)定為GND。此外， 當(dāng)讀取TFT 9處于導(dǎo)通狀態(tài)時，將復(fù)位電容器6的時間點的輸出(存 儲電荷)線順序地讀出至傳感器信號線Sl。讀取復(fù)位電容器6的時 間點的輸出的目的是消除形成源級跟隨電路的放大TFT 8的偏移， 并且通過執(zhí)行輸出和在執(zhí)行跟隨圖像拾取之后獲得的輸出之間的 差分處理，大大減少由TFT的特性變化所引起的輸出誤差。此后， 驅(qū)動電路部將驅(qū)動信號PCG施加給預(yù)充電線PCG，從而將連接至 預(yù)充電線PCG的TFTi殳定為導(dǎo)通狀態(tài)，并且以基準(zhǔn)電位對傳感器 信號線Sl進(jìn)4于預(yù)充電。在上述處理纟乘作之后，驅(qū)動電3各部將驅(qū)動 信號RS2和RD2施加給設(shè)置在矩陣中的第二行的行復(fù)位線RS2和 行選才奪線RD2 ，從而選沖奪行復(fù)位線RS2和行選4奪線RD2。驅(qū)動電 路部進(jìn) 一 步執(zhí)行與對第 一 行執(zhí)行的控制處理類似的控制處理。然 后，驅(qū)動電路部重復(fù)上述一 系列處理直到其選擇作為設(shè)置在矩陣中的最后一行的第m行的行復(fù)位線RSm和行選擇線RDm為止，并 在結(jié)束第m^亍的一系列處理之后終止1F周期。
相反，在讀取周期的2F周期中，首先，驅(qū)動電路部將驅(qū)動信 號RD1施加給4于選擇線RD1， 乂人而選擇4于選擇線RD1并將連4妄至 行選擇線RD1的讀取TFT 9設(shè)定為導(dǎo)通狀態(tài)。在這種情況下，在 1F周期中獲得的圖像拾取結(jié)果作為電壓保持在電容器6中。因此， 當(dāng)讀取TFT9處于導(dǎo)通狀態(tài)時，讀取TFT9將保持在電容器6中的 電壓經(jīng)由形成源級跟隨電路的放大TFT8讀出至傳感器信號線Sl。 在選擇了行選4奪線RD1之后，連接至預(yù)充電線PCG的TFT被設(shè)定 為導(dǎo)通狀態(tài)，從而以基準(zhǔn)電位對傳感器信號線Sl進(jìn)行預(yù)充電。在 上述處理纟喿作之后，驅(qū)動電路部將驅(qū)動信號RD2施加給行選l奪線 RD2， 乂人而選擇4亍選擇線RD2。驅(qū)動電路部進(jìn)一步寺丸4亍與對第一4亍 執(zhí)行的控制處理類似的控制處理。與在1F周期的情況一樣，驅(qū)動 電路部重復(fù)控制處理直到其選擇作為最后一行的第m行的行選擇 線RDm為止，并在結(jié)束第m^于的4空制處理之后纟冬止2F周期。
如上所述，在圖3所示的驅(qū)動控制實例中，在奇ltF周期中， 將復(fù)位操作情況下的輸出線順序地讀出至傳感器信號線，而在偶數(shù) F周期中，將在設(shè)置在偶數(shù)F周期之前的奇數(shù)F周期中獲得的圖像 拾取結(jié)果線順序地讀出至傳感器信號線。
當(dāng)使用放大TFT 8形成的源級跟隨電3各讀取輸出信號時，輸出 電壓需要達(dá)到讀取周期中最終可實現(xiàn)的電位。因此，如果每個F周 期都4交短，則存在不能保i正充分的讀取周期的危險。因此，可以考 慮，當(dāng)存在在1F周期中不可能才丸行n 4亍的讀耳又的危險時，即，當(dāng) 對于一條線的讀取來說1F/n的讀取時間較短時，在諸如圖4所示的 驅(qū)動控制實例中的驅(qū)動定時在各個F周期中讀取奇數(shù)行/偶數(shù)行的 圖像拾取結(jié)果。換句話說，不改變垂直頻率，而降低水平頻率，從 而保證必要的讀取時間。
14才奐句話-說，在圖4所示的驅(qū)動控制實例中，在F周期中扭J亍偶 數(shù)行的圖像拾取結(jié)果的讀取，并在下一個F周期中執(zhí)行奇數(shù)行的存 儲電容器的圖像拾取結(jié)果的讀取。此外，這里假設(shè)行數(shù)m為偶數(shù)， 并且如下進(jìn)行描述。
具體地，如圖4所示，在1F周期中，驅(qū)動電路部將驅(qū)動信號 RS1、 RS2和RD1分別施加給4亍復(fù)位線RS1和RS2以及行選4奪線 RD1， 乂人而選擇4亍復(fù)位線RS1和RS2以及4亍選4奪線RD1,并將連 4妄至4亍復(fù)4立線RS1和RS2以及4亍選擇線RD1的復(fù)位TFT 7和讀取 TFT9設(shè)定為導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)復(fù)位TFT7處于導(dǎo)通狀態(tài)時，在電容器 6中，釋i文所存j渚的電荷，并共同將兩個電才及之間的電位設(shè)定為 GND。此外，當(dāng)讀取TFT9處于導(dǎo)通狀態(tài)時，將復(fù)位電容器6的時 間點的輸出(存儲電荷)線順序地讀出至傳感器信號線SI Sn。然 而，在這種情況下，不選4奪行選擇線RD2。因此，讀取連接至行選 擇線RD1的行的輸出。此后，驅(qū)動電路部在驅(qū)動電路部將驅(qū)動信號 PCG施加給預(yù)充電線PCG的時刻以基準(zhǔn)電位對傳感器信號線S1 ~ Sn進(jìn)行預(yù)充電。然后，在預(yù)充電之后，驅(qū)動電路部選擇行復(fù)位線 RS3和RS4以及行選擇線RD3。在驅(qū)動電路部重復(fù)上述處理操作直 到選擇行復(fù)位線RSm-l和RSm以及行選才奪線RDm-l之后，驅(qū)動電 ^各部纟冬止1F周期。
在下一個2F周期中，首先，驅(qū)動電^各部將驅(qū)動信號RD1施加 纟合4亍選4奪線RD1， /人而選纟奪4于選擇線RD1，并將連4妄至4于選纟奪線 RD1的讀取TFT 9設(shè)定為導(dǎo)通狀態(tài)。在這種情況下，在1F周期中 獲得的圖像拾取結(jié)果作為電壓保持在電容器6中。因此，當(dāng)讀取TFT 9處于導(dǎo)通狀態(tài)時，讀耳又TFT 9將4呆持在電容器6中的電壓經(jīng)由形 成源級跟隨電路的放大TFT8讀出至傳感器信號線Sl Sn。在選擇 行選4奪線RD1之后，連接至預(yù)充電線PCG的TFT凈皮設(shè)定為導(dǎo)通狀 態(tài)，從而以基準(zhǔn)電位對傳感器信號線SI ~Sn進(jìn)行預(yù)充電。在上述處理#:作之后，驅(qū)動電路部將驅(qū)動信號RD3施加給4于選擇線RD3, 從而，選擇行選擇線RD3。在驅(qū)動電路部對奇數(shù)行進(jìn)一步重復(fù)類似 的控制處理直到其選擇行選擇線RDm-l之后，驅(qū)動電路部終止2F 周期。
在下一個3F周期中，驅(qū)動電路部選擇行復(fù)位線RS1和RS2以 及行選擇線RD2，并將連接至行復(fù)位線RS1和RS2以及行選擇線 RD2的復(fù)位TFT7和讀取TFT9i殳定為導(dǎo)通狀態(tài)。因此，連4妄至與 行復(fù)位線RS1和RS2連接的復(fù)位TFT 7的漏極的電容器6被復(fù)位。 此外，將復(fù)位電容器6的時間點的輸出(存儲電荷)通過連接至行 選擇線RD2的讀取TFT 9線順序地讀出至傳感器信號線SI ~ Sn。 此后，驅(qū)動電路部在驅(qū)動電路部將驅(qū)動信號PCG施加鄉(xiāng)合預(yù)充電線 PCG的時刻以基準(zhǔn)電位對傳感器信號線SI ~ Sn進(jìn)4亍預(yù)充電。如上 所述，在3F周期中，經(jīng)由傳感器信號線Sl Sn獲得復(fù)位情況下的 偶數(shù)行的輸出，這與1F周期的情況不同。然后，還在3F周期的情 況下，與1F周期的情況一樣，在驅(qū)動電路部重復(fù)上述處理操作直 到選擇4亍復(fù)位線RSm-l和RSm以及4亍選擇線RDm之后，驅(qū)動電 路部終止3F周期。
在下一個4F周期中，首先，驅(qū)動電路部將驅(qū)動信號RD2施加 纟會4亍選4奪線RD2, 乂人而選擇4于選擇線RD2，并將連4妄至4于選擇線 RD2的讀取TFT 9設(shè)定為導(dǎo)通狀態(tài)。在這種情況下，將在3F周期 中獲得的圖像拾取結(jié)果作為電壓保持在電容器6中。因此，當(dāng)讀取 TFT9處于導(dǎo)通狀態(tài)時，讀取TFT 9將保持在電容器6中的電壓經(jīng) 由形成源級跟隨電5^的》文大TFT8讀出至傳感器信號線Sl Sn。在 選擇行選擇線RD2之后，連接至預(yù)充電線PCG的TFT祐:設(shè)定為導(dǎo) 通狀態(tài)，從而以基準(zhǔn)電位對傳感器信號線SI Sn進(jìn)行預(yù)充電。在 上述處理才喿作之后，驅(qū)動電路部將驅(qū)動信號RD4施加給4于選擇線 RD4，從而選擇行選4奪線RD4。在驅(qū)動電路部對偶數(shù)行進(jìn)一步重復(fù)類似的控制處理直到其選擇行選擇線RDm之后，驅(qū)動電路部終止 4F周期。
如上所述，在圖4所示的驅(qū)動控制實例中，由于在各個F周期 中交替讀取奇數(shù)行/偶數(shù)行的圖像拾取結(jié)果，所以一條水平線的讀取 時間變成1F/(n/2)。因此，垂直頻率沒有改變，而降^[氐了水平頻率， 4吏得可以充分係4正必要的讀取時間。具體地，例如，可以^f呆i正作為 參照圖3描述的驅(qū)動控制實例中 一條水平線的讀取時間的兩^f咅的時 間。
此外，可以考慮在諸如圖5所示驅(qū)動控制實例的驅(qū)動定時對圖 像拾取元件部4執(zhí)行操作控制。在作為實例進(jìn)行說明的驅(qū)動控制實 例中，在一個F周期中執(zhí)行行的圖像拾取結(jié)果的讀取以及每個均設(shè) 置在對應(yīng)行之前一4于的行的復(fù)位。
具體地，如圖5所示，驅(qū)動電路部將驅(qū)動信號RD1施加給4亍 選才奪線RD1, 乂人而將連接至行選擇線RD1的讀取TFT 9設(shè)定為導(dǎo) 通狀態(tài)。驅(qū)動電路部將在先前F周期中獲得的圖像拾取結(jié)果線順序 地讀出至傳感器信號線SI Sn。此后，驅(qū)動電路部在驅(qū)動電3各部將 驅(qū)動4言號PCG施加鄉(xiāng)合預(yù)充電線PCG的時刻以基準(zhǔn)電位對傳感器4言 號線SI ~Sn進(jìn)4亍予貞充電。然后，在預(yù)充電之后，馬區(qū)動電3各部選擇 行選擇線RD2和行復(fù)位線RS1 ，并將連接至行選擇線RD2和行復(fù) 位線RS1的復(fù)位TFT7和讀取TFT9i殳定為導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)連4妄至復(fù) 位線RS1的復(fù)位TFT7處于導(dǎo)通狀態(tài)時，在電容器6中，釋放所存 儲的電荷，并共同將兩個電極之間的電位設(shè)定為GND。相反，因 為在執(zhí)行該操作的同時將連接至行選擇線RD2的讀取TFT 9設(shè)定為 導(dǎo)通狀態(tài)，所以將連接至行選擇線RD2的行的圖像拾取結(jié)果讀出至 傳感器信號線Sl Sn。此后，驅(qū)動電路部以基準(zhǔn)電位對傳感器信號 線SI ~Sn進(jìn)4于預(yù)充電。在預(yù)充電之后，驅(qū)動電i 各部選4奪行選擇線 RD3和行復(fù)位線RS2。驅(qū)動電路部重復(fù)上述處理操作直到選擇行選
17擇線RDm和行復(fù)位線RSm-l為止。最后，驅(qū)動電路部^又選擇行復(fù) 位線RSm,并對i殳置在連接至行復(fù)位線RSm的行中的電容器6進(jìn) 行復(fù)位。在驅(qū)動電^各部對傳感器信號線SI Sn進(jìn)行預(yù)充電之后， 驅(qū)動電3各部終止1F周期。
如上所述，在圖5所示的驅(qū)動控制的實例中，因為對任意行k (這里k = 2 ~ m - 1 )同時驅(qū)動行選4奪線RDk和行復(fù)位線RSk-l, 所以可以使用相同的配線。換句話說，由于在相同的F周期中執(zhí)行 行的讀耳又以及每個均設(shè)置在對應(yīng)行之前一行的行的復(fù)位，所以可以 使用相同的配線提供用于讀取和復(fù)位的信號作為公共信號。因此， 如果使用利用公共信號的相同配線，因為可以減少圖像顯示區(qū)域部 1中存在的配線數(shù)，所以可以提高圖像顯示區(qū)域部1的孔徑比。
具體;也，在圖5所示的驅(qū)動控制實例中，盡管可以實現(xiàn)驅(qū)動信 號的公用，但是不可能獲得在復(fù)位操作情況下的輸出。如使用圖3 所示驅(qū)動控制的實例所述，復(fù)位操作情況下的輸出是非常有用的， 其可以消除由源級跟隨電路所引起的輸出電壓的偏移，以及可以大 大減少由TFT的特性變化所引起的輸出誤差。換句話說，為了消除 由源級跟隨電路所引起的輸出電壓的偏移，需要使用在圖像拾取結(jié) 果和暗室中(即，在光量為零的空間中)獲得的圖像拾取結(jié)果之間 的差來消除偏移。因此，可以考慮在諸如圖6所示驅(qū)動控制實例中 的驅(qū)動定時對圖像拾取元件部4執(zhí)行操作控制，從而可以獲得在復(fù) 位操作情況下的輸出。
具體地，如圖6所示，驅(qū)動電路部將驅(qū)動信號RD1施加給行 選擇線RD1，從而將連接至行選擇線RD1的讀取TFT 9設(shè)定為導(dǎo) 通狀態(tài)。驅(qū)動電路部將在先前F周期中獲得的圖像拾取結(jié)果線順序 地讀出至傳感器信號線Sl Sn。此后，驅(qū)動電3各部在選擇行選4奪線 RD1的周期中選沖奪行復(fù)位線RS1。通過選擇行復(fù)位線RS1，將在復(fù) 位操作情況下的輸出線順序地讀出至傳感器信號線Sl Sn。換句話
18i兌，通過4丸行上述驅(qū)動控制，可以在一條水平線的讀取周期中獲得
在先前F周期中獲得的圖像拾取結(jié)果和在復(fù)位操作情況下的輸出。 在這種情況下，當(dāng)獲得圖像拾取結(jié)果和在復(fù)位操作情況下的輸出之 間的差時，例如，可以通過利用通常用于驅(qū)動CCD的CDS (相關(guān) 雙采樣)電路來消除由源級跟隨電路所引起的輸出偏移。此后，驅(qū) 動電3各部在驅(qū)動電路部將驅(qū)動信號PCG施加癥合預(yù)充電線PCG時以 基準(zhǔn)電位對傳感器信號線SI ~Sn進(jìn)行預(yù)充電。然后，在預(yù)充電之 后，驅(qū)動電路部選擇行選擇線RD2，并將連接至行選擇線RD2的 讀取TFT 9設(shè)定為導(dǎo)通狀態(tài)。驅(qū)動電路部進(jìn)一步重復(fù)類似的控制處 理直到選擇了4亍選擇線RDm為止。
如上所述，在圖6所示的驅(qū)動控制實例中，在一個F周期中以 相同的時鐘周期沖丸行圖傳_拾取結(jié)果的讀取和復(fù)位，并且可以獲得圖 像拾取結(jié)果和在復(fù)位操作情況下的輸出之間的差。因此，即使當(dāng)減 少在圖像顯示區(qū)域部1中存在的配線數(shù)以提高圖像顯示區(qū)域部1的 孔徑比時，也可以消除由源級跟隨電路所引起的輸出電壓的偏移， 并且可以大大減少由于TFT的特性變化所引起的輸出誤差。
根據(jù)上述第一實施例中的圖像拾取元件部4，即使在圖3 ~圖6 所示驅(qū)動控制的實例中的任意一個的情況下，放大TFT8形成源級 跟隨電路。因此，當(dāng)讀取存儲在電容器6中的電荷(圖像拾取結(jié)果) 時，可以通過利用源級跟隨電路執(zhí)行模擬輸出。因此，例如，即使 當(dāng)在p-Si基才反上形成構(gòu)成圖l象l合耳又元件部4的各個元件5 ~ 9以容 易集成顯示功能時，可以與在作為一般圖傳4合耳又元件的CCD或 CMOS圖像傳感器的情況下一樣實現(xiàn)模擬輸出，從而可以提高圖像 拾取處理的速度，并且可以增加圖像拾取結(jié)果的灰階數(shù)。
此夕卜，根據(jù)第一實施例中的圖像拾取元件部4,由于傳感器TFT 5被用作光電轉(zhuǎn)換元件，所以可以使用典型的TFT制造方法，即， ^使用液晶顯示元件的一^L制造處理的部分來制造傳感器TFT 5。此外，完全類似的事物也可以應(yīng)用于用作復(fù)位裝置的復(fù)位TFT 7。因 此，根據(jù)第一實施例中的圖像拾取元件部4,可以使用與典型TFT 相同的處理制造各個《且成元fK例4口，圖傳4合耳又元4牛部4具有可以 容易設(shè)置在液晶顯示裝置的像素單元2中的各個組成元件。換句話 說，圖像拾取元件部4非常適合于集成顯示功能的實現(xiàn)。
此外，根據(jù)實施例中的圖像拾取元件部4，集成了各個組成元 件5 ~ 9，并且與i殳置為矩陣的各個^f象素單元2相對應(yīng)地進(jìn)4于i殳置。 因此，例如，不^f又可以實現(xiàn)觸4莫面才反功能或掃描器功能，而且還可 以實現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)中很難在觸摸面板中實現(xiàn)的多點識別。存在圖像 4合取元件部4將用作在現(xiàn)有才支術(shù)中不存在的新用戶界面的關(guān)4建裝置 的可能性。此外，可以考慮通過使用模擬輸出的特性，圖像拾取元 4牛部4^皮用作顯示元件部3中的背光的調(diào)光傳感器。
接下來，將描述本發(fā)明的第二實施例。然而，這里僅描述第二 實施例和上述第 一實施例之間的差別。
在第一實施例中，將復(fù)位TFT7設(shè)置為復(fù)位裝置。因此，當(dāng)在 設(shè)置為矩陣的各個像素單元2中的每一個中設(shè)置圖像拾取元件部4 時，會發(fā)生^f又通過對應(yīng)于所^是供的復(fù)位TFT 7的一部分降4氐顯示元 件部3的孔徑比。相反，盡管當(dāng)傳感器TFT5被用作光電轉(zhuǎn)換元件 時，傳感器TFT5的柵極電壓被設(shè)定為等于或小于閾值，但是眾所 周知，如果適當(dāng)；也改變4冊才及電壓的i殳定，傳感器5可以用作一般的 晶體管。因此，在作為實施例中的實例將被描述的圖像拾取元件部 4中，改變傳感器TFT5的柵極電壓，從而適當(dāng)?shù)厥褂脗鞲衅鱐FT5 的光電轉(zhuǎn)換功能和復(fù)位功能。因此，沒有復(fù)位TFT7也能實現(xiàn)用于 電容器6的復(fù)位功能的集成。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的圖像拾取裝置的主要部分 的結(jié)構(gòu)實例的電路圖。盡管作為實例說明的圖像拾取元件部4與在 第一實施例的情況一才羊包4舌形成在p-Si基才反上的傳感器TFT 5、電 容器6、；汶大TFT 8和讀取TFT 9,但與第一實施例情況不同的是 不形成復(fù)4立TFT7。
偏置線Bias連4妄至傳感器TFT 5的4冊電才及，并且電源線VDD 連接至傳感器TFT5的漏電極。此外，當(dāng)經(jīng)由偏置線Bias施加的電 壓值小于預(yù)定閾值時，傳感器TFT5用作光電轉(zhuǎn)換元件。換句話說， 當(dāng)設(shè)定預(yù)定的閾值被以使傳感器的靈敏度和S/N最優(yōu)化并將小于閾 值電壓的電壓施加給偏置線Bias時，傳感器TFT5用作光電轉(zhuǎn)換元 件。相反，當(dāng)所施加的電壓值等于或大于閾值時，傳感器TFT5起 到切換TFT的作用，并釋放電容器6中的電荷，使得對電容器6進(jìn) 行復(fù)位以進(jìn)入初始狀態(tài)。換句話說，當(dāng)將等于或大于閾值的電壓施 加纟合偏置線Bias并^]尋電源線VDD的電壓i殳定為具有;也(GND )電 位時，傳感器TFT5用作復(fù)位TFT。如上所述，如在實施例的上述 結(jié)構(gòu)的情況下，即使在圖像拾取元件部4不包括復(fù)位TFT 7的情況 下，當(dāng)4艮據(jù)時間的消逝改變施加給偏置線Bias和電壓線VDD的電 壓時，傳感器TFT 5也起到光電轉(zhuǎn)換元件或復(fù)位TFT的作用。
換句話說，在根據(jù)第二實施例的圖像拾取元件部4中，傳感器 TFT 5具有的復(fù)位功能以及切換將要施加》合傳感器TFT 5的柵才及電 壓的功能實現(xiàn)了用于釋放電容器6中的存儲電荷的復(fù)位裝置的功 能。換句話說，對于當(dāng)柵極電壓低于閾值時用作光電轉(zhuǎn)換元件的傳 感器TFT 5，配置圖像拾取元件部4以通過切換傳感器TFT 5的柵 極電壓來釋放在電容器6中的電荷，使得柵極電壓被設(shè)定為等于或 高于閾值。接下來，描述在驅(qū)動上述配置的圖像拾取元件部4的情況下的 處理操作。圖8~圖IO是示出對圖像拾取元件部4執(zhí)行驅(qū)動控制的 實例的時序圖。
例如，在圖8所示的驅(qū)動控制實例中，F(xiàn)周期^皮定義為復(fù)位周 期，下一個F周期被定義為讀取周期。重復(fù)這些周期。此外，在復(fù) 位周期中，執(zhí)行電容器6中的電荷的釋放，并執(zhí)行緊接執(zhí)行電荷的 釋放之后的電容器6中的存儲電荷(兩端的電壓)的讀取。此外， 在讀取周期中，執(zhí)行在不執(zhí)行電荷的釋放的狀態(tài)下的電容器6中的 存儲電荷的讀取。以這種方式，可以由各個讀取結(jié)果之間的差來確 定通過傳感器TFT 5轉(zhuǎn)換的電荷量。
更具體地，如圖8所示，在1F周期中，驅(qū)動電^各部將驅(qū)動信 號Biasl施加給設(shè)置在矩陣中的第一行的偏置線Biasl，從而將連接 至偏置線Biasl的傳感器TFT 5設(shè)定為導(dǎo)通狀態(tài)。然后，當(dāng)傳感器 TFT5處于導(dǎo)通狀態(tài)時，驅(qū)動電^各部將驅(qū)動信號VDD1施加給電源 線VDD1。因此，經(jīng)由連接至偏置線Biasl的傳感器TFT 5釋放在 電容器6中存在的電荷，并共同將電容器6的兩個電極之間的電位 i殳定為GND。此后，驅(qū)動電路部將施加纟會偏置線Biasl的電壓i殳定 為4氐電平，乂人而將連4妄至偏置線Biasl的傳感器TFT 5i殳定為截止 狀態(tài)。這里，施加給偏置線Biasl的電壓具有小于傳感器TFT5的 閾值的電壓值。然后，當(dāng)傳感器TFT5處于截止?fàn)顟B(tài)時，驅(qū)動電路 部將施加給電源線VDD1的電壓i殳定為高電平。因此，連4妄至偏置 線Biasl的傳感器TFT 5用作光電轉(zhuǎn)換元件，并4艮據(jù)照射傳感器TFT 5的光用電荷對電容器6進(jìn)4亍充電。此后，驅(qū)動電^各部選4奪偏置線 Bias2和電源線VDD2,并進(jìn)一步執(zhí)行與對第一行4丸行的控制處理 類4以的4空制處理。然后，馬區(qū)動電^各部重復(fù)上述一系列處理直到其選 才奪作為i殳置在矩陣中的最后一4亍的第m 4于的偏置線Biasm和電源線 VDDm為止，并在對第m 4亍完成沖丸4亍一 系列處理之后終止1F周期。
22在IF周期中， 一直4吏用施加給預(yù)充電線PCG的驅(qū)動4言號PCG以 基準(zhǔn)電壓對傳感器信號線SI ~Sn進(jìn)行預(yù)充電。
相反，在讀取周期的2F周期中，首先，驅(qū)動電路部將驅(qū)動信 號RD1施加給行選擇線RD1，從而選擇行選一奪線RD1，并將連接 至行選擇線RD1的讀取TFT9設(shè)定為導(dǎo)通狀態(tài)。在這種情況下，在 1F周期中獲得的圖像拾取結(jié)果作為電壓保持在電容器6中。因此， 當(dāng)讀取TFT9處于導(dǎo)通狀態(tài)時，讀取TFT9將保持在電容器6中的 電壓經(jīng)由形成源級跟隨電路的》文大TFT 8讀出至傳感器信號線Sl。 在選擇行選擇線RD1之后，將連接至預(yù)充電線PCG的TFT設(shè)定為 導(dǎo)通狀態(tài)，乂人而以基準(zhǔn)電壓對傳感器信號線Sl進(jìn)行預(yù)充電。在上 述處理操作之后，驅(qū)動電路部將驅(qū)動信號RD2施加給行選擇線 RD2,從而選擇行選擇線RD2。驅(qū)動電路部進(jìn)一步執(zhí)行與對第一行 #(^亍的控制處理類似的控制處理。如在1F周期的情況，驅(qū)動電路 部重復(fù)控制處理直到其選擇作為最后一行的第m行的行選擇線 RDm為止，并在對第m行完成執(zhí)行控制處理之后終止2F周期。
如上所述，在圖8所示的驅(qū)動控制的實例中，在奇數(shù)F周期中， 以基準(zhǔn)電位保持所有的傳感器信號線，并在偶數(shù)F周期中將在1F 周期中獲得的圖像拾取結(jié)果線順序地讀出至傳感器信號線。
此夕卜，例如，在圖9所示的驅(qū)動控制的實例中，還在4吏用源級 跟隨電^各讀取輸出信號時，為了以不改變垂直頻率而降低水平頻率 的方式保證必要的讀取時間，在F周期中執(zhí)行偶數(shù)行的圖像拾取結(jié) 果的讀取，并在下一個F周期中，執(zhí)行讀奇數(shù)行的存儲電容器的圖 像拾取結(jié)果的讀取。
更具體地，如圖9所示，在1F周期中，驅(qū)動電路部將驅(qū)動信 號Biasl、 Bias2、 VDD1和VDD2分別施加纟合偏置線Biasl和Bias2 以及電源線VDD1和VDD2， /人而將連4妄至偏置線Biasl和Bias2以及電源線VDD1和VDD2的傳感器TFT5設(shè)定為導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)傳 感器TFT5處于導(dǎo)通狀態(tài)時，電源線VDD1和VDD2具有低電平。 因此，經(jīng)由傳感器TFT5釋力文在電容器6中存在的電荷，并共同將 電容器6的兩個電極之間的電位設(shè)定為GND。此夕卜，將讀取TFT9 設(shè)定為導(dǎo)通狀態(tài)，從而將復(fù)位電容器6的時間點的輸出(存儲電荷) 線順序地讀出至傳感器信號線SI ~Sn。然而，在這種情況下，不選 擇行選擇線RD2。因此，讀取連接至行選擇線RD1的行的輸出。 此后，驅(qū)動電路部在驅(qū)動電路部將驅(qū)動信號PCG施加給預(yù)充電線 PCG的時刻以基準(zhǔn)電位對傳感器信號線SI ~ Sn進(jìn)行預(yù)充電。然后， 在預(yù)充電之后，馬區(qū)動電^各部選4奪電源線VDD3和VDD4以及4亍選才奪 線RD3。在驅(qū)動電路部重復(fù)上述處理才喿作直到選擇電源線VDDm-l 和VDDm以及4亍選4奪線RDm-l之后，馬區(qū)動電-各部終止1F周期。
在下一個2F周期中，首先，驅(qū)動電路部將驅(qū)動信號RD1施加 給行選擇線RD1,從而選4奪行選4奪線RD1，并將連接至行選擇線 RD1的讀取TFT 9設(shè)定為導(dǎo)通狀態(tài)。在這種情況下，在1F周期中 獲得的圖像拾取結(jié)果作為電壓保持在電容器6中。因此，當(dāng)讀取TFT 9處于導(dǎo)通狀態(tài)時，讀取TFT 9將保持在電容器6中的電壓經(jīng)由形 成源級跟隨電路的放大TFT 8讀出至傳感器信號線SI ~ Sn。在選擇 行選擇線RD1之后，將連接至預(yù)充電線PCG的TFT設(shè)定為導(dǎo)通狀 態(tài)，從而以基準(zhǔn)電位對傳感器信號線SI ~Sn進(jìn)行預(yù)充電。在上述 處理操作之后，驅(qū)動電路部將驅(qū)動信號RD3施加給行選擇線RD3 ， 從而選擇行選擇線RD3。在驅(qū)動電路部進(jìn)一步重復(fù)對奇數(shù)行類似的 控制處理直到其選擇行選擇線RDm-l之后，驅(qū)動電路部終止2F周 期。
在下一個3F周期中，驅(qū)動電路部將驅(qū)動信號Biasl、 Bias2、 VDD1和VDD2分別施加鄉(xiāng)合偏置線Biasl和Bias2以及電源線VDD1 和VDD2, /人而4奪連4妄至偏置線Biasl和Bias2以及電源線VDD1 和VDD2的傳感器TFT5設(shè)定為導(dǎo)通狀態(tài)。因此，對電容器6進(jìn)行
24復(fù)位。此外，通過連接至行選擇線RD2的讀取TFT 9將復(fù)位電容器6的時間點的輸出(存儲電荷)線順序地讀出至傳感器信號線SI ~Sn。此后，驅(qū)動電3各部在驅(qū)動電路部將驅(qū)動信號PCG施加給預(yù)充電線PCG的時刻以基準(zhǔn)電位對傳感器信號線SI ~ Sn進(jìn)行預(yù)充電。如上所述，在3F周期中，經(jīng)由傳感器信號線Sl Sn獲得與1F周期的情況不同的復(fù)位情況下的偶數(shù)行的輸出。然后，還在3F周期的情況下，如在1F周期的情況，在驅(qū)動電路部重復(fù)上述處理操作直到選4奪電源線VDDm-l和VDDm以及4亍選擇線RDm之后，驅(qū)動電路部終止3F周期。
在下一個4F周期中，首先，驅(qū)動電路部將驅(qū)動信號RD2施加給行選擇線RD2，從而選擇行選擇線RD2，并將連接至行選擇線RD2的讀耳又TFT 9i殳定為導(dǎo)通狀態(tài)。在這種情況下，在3F周期中獲得的圖像拾取結(jié)果作為電壓保持在電容器6中。因此，當(dāng)讀取TFT9處于導(dǎo)通狀態(tài)時，讀取TFT 9將保持在電容器6中的電壓經(jīng)由形成源級跟隨電路的放大TFT8讀出至傳感器信號線Sl Sn。在選擇行選擇線RD2之后，將連接至預(yù)充電線PCG的TFT i殳定為導(dǎo)通狀態(tài)，從而以基準(zhǔn)電位對傳感器信號線SI ~Sn進(jìn)行預(yù)充電。在上述處理操作之后，驅(qū)動電路部將驅(qū)動信號RD4施加給行選擇線RD4，從而選擇行選擇線RD4。在驅(qū)動電路部進(jìn)一步重復(fù)對偶數(shù)行類似的控制處理直到其選擇4于選擇線RDm之后，終止4F周期。
如上所述，在圖9所示驅(qū)動控制的實例中，由于在各個F周期中交替讀取奇數(shù)行/偶數(shù)行的圖像拾取結(jié)果，所以一條水平線的讀取時間變成IF/(n/2)。因此，不改變垂直頻率，而降低水平頻率，使得可以充分保證必要的讀取時間。具體地，例如，可以保i正作為參照圖3所述的驅(qū)動控制實例中的一條水平線的讀取時間的2倍的時間。it匕外，例如，在圖10所示驅(qū)動4空制的實例中，在一個F周期中執(zhí)行行圖像拾取結(jié)果的讀取以及每個均設(shè)置在對應(yīng)行之前一行的行的復(fù)位。
具體地，如圖10所示，驅(qū)動電路部將驅(qū)動信號RD1施加給行選擇線RD1，從而將連接至行選擇線RD1的讀取TFT 9設(shè)定為導(dǎo)通狀態(tài)。驅(qū)動電路部將在先前F周期中獲得的圖像拾取結(jié)果線順序地讀出至傳感器信號線SI ~Sn。此后，驅(qū)動電路部在驅(qū)動電3各部將驅(qū)動信號PCG施加給預(yù)充電線PCG的時刻以基準(zhǔn)電位對傳感器信號線SI ~ Sn進(jìn)行預(yù)充電。然后，在預(yù)充電之后，驅(qū)動電路部施加馬區(qū)動4言號RD2、 Biasl和VDD1。因jJ:匕，因為當(dāng)連4妄至電源線VDD1的傳感器TFT 5處于導(dǎo)通狀態(tài)時電源線VDD1和VDD2具有低電平，所以經(jīng)由傳感器TFT5釋放在電容器6中存在的電荷，并共同將電容器6的兩個電極之間的電位設(shè)定為GND。相反，因為在執(zhí)行該操作的同時將連接至行選擇線RD2的讀取TFT 9設(shè)定為導(dǎo)通狀態(tài)，所以將連接至行選擇線RD2的行的圖像拾取結(jié)果讀出至傳感器信號線Sl Sn。然后，驅(qū)動電路部以基準(zhǔn)電位對傳感器信號線SI ~Sn進(jìn)4亍預(yù)充電。在預(yù)充電之后，驅(qū)動電3各部施力口馬區(qū)動信號RD3、Bias2和VDD2。驅(qū)動電路部重復(fù)上述處理操作直到選擇行選擇線RDm和電源線VDDm-l為止。最后，驅(qū)動電^各部^f又選擇電源線VDDm，并對設(shè)置在連接至電源線VDDm的行中的電容器6進(jìn)行復(fù)位。在驅(qū)動電^各部對傳感器信號線SI ~Sn進(jìn)4于預(yù)充電之后，驅(qū)動電^各部終止1F周期。
如上所述，在圖10所示的驅(qū)動控制實例中，因為對任意4亍k(這里k = 2 ~ m - 1 )同時馬區(qū)動4亍選擇線RDk和電源線VDDk-l,所以可以使用相同的配線。換句話說，由于在相同的F周期中執(zhí)行行的讀取以及每個均設(shè)置在對應(yīng)行之前一行的行的復(fù)位，所以可以
使用相同的配線提供用于讀取和復(fù)位的信號作為公共信號。因此， 26如果使用利用公共信號的相同配線，因為可以減少在圖像顯示區(qū)域部1中存在的配線數(shù)，所以可以提高圖像顯示區(qū)域部1的孔徑比。
此外，盡管這里省略了描述，《旦同時在第二實施例中，例如，
如第一實施例中的圖6所示驅(qū)動控制的實例，可以在一個F周期的相同時鐘期間內(nèi)執(zhí)行圖像拾取結(jié)果的讀取和復(fù)位，并且可以獲得圖像拾取結(jié)果和在復(fù)位操作情況下的輸出之間的差。
根據(jù)在上述第二實施例中的圖像拾取元件部4,即使在圖8~圖10所示驅(qū)動控制實例中的任意一個的情況下，與第一實施例的情況一樣，放大TFT8形成源級跟隨電路。因此，當(dāng)讀取存儲在電容器6中的電荷(圖像拾取結(jié)果)時，可以通過利用源級跟隨電路執(zhí)行才莫擬輸出。因此，例如，即使當(dāng)在p-Si基板上形成構(gòu)成圖像拾取元件部4的各個元件5~9以容易集成顯示功能時，如作為一般圖像拾取元件的CCD或CMOS圖像傳感器的情況，也可以實現(xiàn)模擬輸出，從而可以提高圖像拾取處理的速度，并且可以增加圖像拾取結(jié)果的灰階數(shù)。
此外，根據(jù)第二實施例中的圖像拾取元件部4，改變傳感器TFT5的柵極電壓，從而適當(dāng)?shù)厥褂脗鞲衅鱐FT 5的光電轉(zhuǎn)換功能和復(fù)位功能。因此，因為在沒有復(fù)位TFT7的情況下實現(xiàn)電容器6的復(fù)位功能的集成，所以可以減小圖像拾取元件部4的電路規(guī)模，并且即使當(dāng)實現(xiàn)顯示功能的集成時，也沒有降^f氐顯示元件部3的孔徑比。
此外，描述了作為才艮據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的上述第 一和第二實施例。本發(fā)明不限于實施例的內(nèi)容。在不偏離本發(fā)明精神的情況下，可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行^f奮改。
權(quán)利要求
1.一種圖像拾取裝置，其特征在于，包括光電轉(zhuǎn)換元件，將光轉(zhuǎn)換為電荷，存儲電容器，存儲所述光電轉(zhuǎn)換元件通過轉(zhuǎn)換所獲得的電荷，復(fù)位裝置，用于釋放所述存儲電容器中的電荷，以及放大薄膜晶體管，接收、放大并輸出存儲在所述存儲電容器中的電荷，其中，所述放大薄膜晶體管的源電極連接至電源供給線，所述放大薄膜晶體管的柵電極連接至所述存儲電容器，以及所述放大薄膜晶體管形成源極跟隨電路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像拾取裝置，其特征在于，所述光電 轉(zhuǎn)換元件包括漏電流根據(jù)所接收光的量而變化的傳感器薄膜 晶體管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像拾取裝置，其特征在于，所述復(fù)位 裝置包括設(shè)置在所述存儲電容器和地線之間的復(fù)位薄膜晶體 管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像拾取裝置，其特征在于，所述復(fù)位 裝置包括所述傳感器薄膜晶體管具有的復(fù)位功能以及切換施 加給所述傳感器薄膜晶體管的柵極電壓的功能，以及，對于當(dāng) 所述4冊才及電壓小于閾值時用作所述光電轉(zhuǎn)換元件的所述傳感 器薄膜晶體管，以以下方式來配置所迷復(fù)位裝置切換功能切換所述柵極電壓使得將所述柵極電壓設(shè)定為等于或大于閾值， 從而通過所述復(fù)位功能釋放所述存儲電容器中的電荷。
5. —種顯示裝置，其特征在于，包括圖像顯示元件，以矩陣形式進(jìn)行i殳置，以及圖像拾取裝置，附接至所述圖像顯示元件，所述圖像拾取裝置包括光電轉(zhuǎn)換元件，將光轉(zhuǎn)換為電荷，存儲電容器，存儲所述光電轉(zhuǎn)換元件通過轉(zhuǎn)換所獲得 的電荷，復(fù)位裝置，用于釋放所述存儲電容器中的電荷，以及放大薄膜晶體管，接收、放大并輸出存儲在所述存儲 電容器中的電荷，其中，所述放大薄膜晶體管的源電極連接至電源供給 線，所述放大薄膜晶體管的柵電極連接至所述存儲電容 器，以及所述放大薄膜晶體管形成源極跟隨電路，以及，至少所述光電轉(zhuǎn)換元件、所述存儲電容器和所 述放大薄膜晶體管被集成，并與所述圖像顯示元件相對應(yīng) 地進(jìn)行設(shè)置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置 一皮配置為在一場周期內(nèi)，讀取在通過所述復(fù)位裝置4丸4亍電荷 的釋放之后的所述存儲電容器中的存儲電荷，且在下一場周期 內(nèi)，讀取在沒有通過所述復(fù)位裝置執(zhí)行電荷的釋放的狀態(tài)下的 所述存儲電容器中的存儲電荷，并根據(jù)各個讀取結(jié)果之間的差 來確定通過所述光電轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換的電荷量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置 被配置為當(dāng)與所述圖像顯示元件相對應(yīng)地同樣以矩陣形式設(shè) 置所述光電轉(zhuǎn)換元件、所述存儲電容器和所述放大薄膜晶體管 時，在一場周期內(nèi)，執(zhí)行所述矩陣的偶數(shù)行的所述存儲電容器 中的存儲電荷的讀取，并在下一場周期內(nèi)，執(zhí)行所述矩陣的奇 數(shù)行的所述存儲電容器中的存儲電荷的讀取。
8. 才艮據(jù)4又利要求5所述的顯示裝置，其特4正在于，所述顯示裝置 :帔配置為當(dāng)與所述圖像顯示元件相對應(yīng)地同樣以矩陣形式i殳 置所述光電轉(zhuǎn)換元件、所述存儲電容器和所述放大薄膜晶體管 時，在一場周期內(nèi)，基于/>共信號沖丸行所述矩陣的各^于的所述 存儲電容器中的存儲電荷的讀取，以及通過所述復(fù)位裝置對每 個均設(shè)置在讀取順序中的對應(yīng)行前一行的各行的所述存儲電 容器執(zhí)行電荷的釋放。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置 被配置為在一場周期中的相同時鐘期間內(nèi)，執(zhí)行所述存儲電 容器中的存儲電荷的讀取以及通過所述復(fù)位裝置對所述存儲 電容器執(zhí)行電荷的釋放。
全文摘要
圖像拾取裝置包括光電轉(zhuǎn)換元件(5)，將光轉(zhuǎn)換為電荷；電容器(6)，存儲光電轉(zhuǎn)換元件(5)通過轉(zhuǎn)換獲得的電荷；復(fù)位裝置(7)，用于釋放電容器(6)中的電荷；以及放大薄膜晶體管(8)，接收、放大并輸出存儲在電容器(6)中的電荷。此外，配置圖像拾取裝置，使得放大薄膜晶體管(8)形成源級跟隨電路。
文檔編號H04N5/369GK101543059SQ200880000170
公開日2009年9月23日 申請日期2008年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月21日
發(fā)明者仲島義晴, 寺西康幸, 松井雅史 申請人:索尼株式會社