[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中具有光传感器的显示装置。

背景技术

存在在液晶显示装置的像素电路中具备光传感器的结构的装置，正在尝试应用于指纹认证和触摸面板。

图7表示专利文献1所述的这种显示装置具有的显示区域的结构和对该显示区域进行驱动的电路块。

在显示区域中，构成阵列的像素18，除了由液晶电容CLC、辅助电容C2、TFTM4等构成的显示电路之外，还包括传感器电路10。传感器电路10包括n沟道型放大器TFTM1、光传感器D1和电容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形成在与TFTM4的漏极连接的像素电极和被施加有共用电压VCOM的共用电极之间。辅助电容C2形成在像素电极和共用配线TFTCOM之间。

栅极线GL和共用配线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，光传感器D1的阴极和电容C1的一端相互连接，放大器TFTM1的栅极与光传感器D1和电容C1的连接点连接。放大器TFTM1的漏极与数据线6′连接，TFTM1的源极与传感器输出配线6连接。在设置在数据信号的写入期间外的驱动期间中，数据线6′经由未图示的开关由传感器读出驱动器17驱动，传感器输出配线6的电压由传感器读出驱动器17读取。

光传感器D1的阳极与复位配线RST连接，电容C1的另一端与行选择配线RS连接。复位配线RST和行选择配线RS由传感器行驱动器16驱动。

图8表示具体地构成上述传感器电路10时的详细的电路结构。放大器TFTM1的漏极与数据线6′连接，在传感器驱动期间被施加来自读出驱动器17的电压Vdd。放大器TFTM1的源极向传感器输出配线6输出传感器输出电压Vout。在放大器TFTM1的栅极与漏极之间形成有电容Cagd，在放大器TFTM1的栅极与源极之间形成有电容Cags。

光传感器D1由pin光电二极管构成。光传感器D1的阳极A被施加来自复位配线RST的电压Vrst。

电容C1具有电容值Cst，上述另一端被施加来自行选择配线RS的电压Vrw。

将放大器TFTM1的栅极、光传感器D1的阴极和电容C1的一端的连接点称为节点NetA。

接着，使用图9，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，数据线6′被从源极驱动器14切离，与传感器读出驱动器17连接。在传感器驱动期间的初始的时刻t1，使从传感器行驱动器16向复位配线RST施加的电压Vrst为高电平(例如0V)，光传感器D1在正方向上导通，节点NetA的电位VnetA成为高电平(例如0V)。另外，此时，从传感器行驱动器16向行选择配线RS施加的电压Vrw成为低电平(例如0V)。从传感器读出驱动器17向数据线6′施加的电压Vdd例如被设定为直流电压的15V。

接着，在时刻t2，传感器行驱动器16使电压Vrst为低电平(例如，-10V)。此时，由于阳极A的电位变得比阴极K低，所以光传感器D1成为逆偏压状态。

从时刻t2起开始充电期间T1。在充电期间T1中，对节点NetA进行与向光传感器D1照射的光的强度对应的充电。当将光照射在光传感器D1上时，从阴极K向阳极A流动的泄漏电流根据照射光的强度而变化。由于在亮部泄漏电流大，阳极A即电位VnetA急速地降低，由于在暗部泄漏电流小，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使电压Vrw为高电平(例如20V)。这样，通过由电容C1进行的电容耦合，将电位VnetA从负电位上升到正电位，亮部和暗部的电位差得到保持。此时，虽然放大器TFTM1导通，但是因通过由电容Cagd和电容Cags进行的电容耦合而得到的自举效果，电位VnetA即放大器TFTM1的栅极电位被升高。因此，与无自举效果的情况相比，放大器TFTM1从源极输出高的输出电压Vout。从时刻t3起开始传感器输出的输出期间T2。

使全电容值Ctotal为Ctotal＝Cdgs+Cst+Cagd+Cags(其中，右边的各电容值用电容名替代)，

当α＝Cst/Ctotal时，由电压Vrw引起的电位VnetA的升压量ΔVnetA为ΔVnetA＝α×Vrw_p-p。其中，Vrw_p-p是Vrw的峰间电压，在上述例中是20V。