[发明专利]显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及在显示区域具有光电传感器的显示装置。

背景技术

有一种液晶显示装置的像素电路中包括光电传感器，尝试应用到指纹识别、和触摸屏。

图9是表示记载在专利文献1中的具有上述显示装置的显示区域的结构、及驱动该显示区域的电路框图。

在显示区域中，构成阵列的像素18除了包括显示电路之外，还包括传感器电路10，上述显示电路包含液晶电容CLC、辅助电容C2、以及TFTM4等。传感器电路10包括n沟道型的放大器TFTM1、光电传感器D1、及电容C1。

在显示电路中，TFTM4的栅极与栅极线GL连接，TFTM4的源极与数据线6’连接。液晶电容CLC形成于与TFTM4的漏极相连接的像素电极和施加了公共电压VCOM的公共电极之间。辅助电容C2形成于像素电极和公共布线TFTCOM之间。

栅极线GL及公共布线TFTCOM由栅极驱动器15驱动，数据线6’由源极驱动器14驱动。

在传感器电路10中，光电传感器D1的阴极与电容C1的一端相互连接，放大器TFTM1的栅极连接在光电传感器D1和电容C1的连接点。放大器TFTM1的漏极与数据线6’相连接，放大器TFTM1的源极与传感器输出布线6相连接。在数据信号的写入期间之外设置的传感器驱动期间中，数据线6’通过未图示的开关由传感器读出驱动器17驱动，传感器输出布线6的电压由传感器读出驱动器17读取。

光电传感器D1的阳极与复位布线RST相连接，电容C1的另一端与行选择布线RS相连接。复位布线RST及行选择布线RS由传感器行驱动器16驱动。

图10中表示具体构成上述传感器电路10的情况下的详细的电路结构。放大器TFT21(相当于图9的放大器TFTM1)的漏极与数据线6’相连接，在传感器驱动期间中从传感器读出驱动器17施加电压Vdd。放大器TFT21的源极向传感器输出布线6输出传感器输出电压Vout。另外，放大器TFT21的源极与另外设置于IC内的恒流源I相连接。

光电传感器PD由pin光电二极管构成。从复位布线RST向光电传感器PD的阳极A施加电压Vrs。

从行选择布线RS向电容Cst(相当于图9的电容C1)的、与放大器TFT21的栅极一侧相反一侧的端子施加电压Vrw。

将放大器TFT21的栅极、光电传感器PD的阴极C、与电容Cst的一端的连接点称为节点NetA。

接着，用图11，对上述结构的传感器电路10的动作进行说明。

在传感器驱动期间中，将数据线6’从源极驱动器14断开，与传感器读出驱动器17相连接。在传感器驱动期间的起始时刻t1，若通过传感器行驱动器16将电压Vrs设为高电平(此处为0V)，从而向复位布线RST输出初始化信号，则光电传感器PD正向导通，节点NetA的电位VnetA成为高电平(此处为0V)。另外，此时，将从传感器行驱动器16施加到行选择布线RS的电压Vrw设为低电平(此处，为0V)。将从传感器读出驱动器17施加到数据线6’的电压Vdd设定为直流电压的15V。

接着，在时刻t2，传感器行驱动器16将电压Vrs设为低电平(此处为-10V)。此时，由于光电传感器PD的阳极A比阴极C的电位要低，因此成为反向偏置状态。

从时刻t2起开始充电期间T1。在充电期间T1中，对节点NetA进行对应于照射到光电传感器PD的照射光强度的充电。若光照射到光电传感器PD，则从阴极C流向阳极A的漏电流根据照射光的强度发生变化。在明亮的部位由于漏电流较大，因此阳极A即电位VnetA急剧减少，在较暗的部位由于漏电流较小，因此，电位VnetA缓慢减少。

在充电期间T1结束的时刻t3，传感器行驱动器16将电压Vrw设为高电平(此处为20V)，从而向行选择布线RS输出读出信号。由此，电位VnetA因电容Cst的电容耦合而从负电位上升到正电位，保持明亮部位与较暗部位的电位差。此时，放大器TFT21导通，从时刻t3起开始传感器输出的输出期间T2。

传感器电路的所有电容值Ctotal、与电容Cst成为以下关系。

α＝Cst/Ctotal

因电压Vrw而电位VnetA的上升量ΔVnetA为，

ΔVnetA＝α×Vrwp-p

其中，Vrwp-p为Vrw的峰峰值电压，在以上例子中为20V。

输出电压Vout成为对应于电位VnetA的电压，若将放大器TFT21的阈值电压设为Vth，将放大器TFT21的电导设为β，将恒流源I的电流设为I，则