[发明专利]显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有光电二极管或光电晶体管等光检测元件的带光传感器的显示装置，特别涉及在像素区域内设置有光传感器的显示装置。

背景技术

历来，提案有例如通过在像素内设置有光电二极管等光检测元件，能够检测外光的明亮度、或取入接近显示器的物体的图像的带光传感器的显示装置。这样的带光传感器的显示装置被设想为作为双方向通信用显示装置、带触摸面板功能的显示装置使用。

在现有的带光传感器的显示装置中，在利用半导体工艺在有源矩阵基板形成信号线和扫描线、TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)、像素电极等公知的构成要素时，同时在有源矩阵基板上制作光电二极管等(参照专利文献1、非专利文献1)。

图59表示形成于有源矩阵基板上的现有的光传感器(专利文献2、3)的一个例子。图59所示的现有的光传感器包括光电二极管D1、电容器C2和薄膜晶体管M2。在光电二极管D1的阳极(anode)连接有用于供给复位信号的配线RST。在光电二极管D1的阴极(cathode)连接有电容器C2的一个电极和薄膜晶体管M2的栅极。薄膜晶体管M2的漏极与配线VDD连接，源极与配线OUT连接。电容器C2的另一个电极与用于供给读出信号的配线RWS连接。

在该结构中，通过分别在规定的定时向配线RST供给复位信号、向配线RWS供给读出信号，能够获得与在光电二极管D1接收的光的量相应的传感器输出V_PIX。在此，参照图60说明图59所示的现有的光传感器的动作。另外，在图60中，将复位信号的低电平(例如-7V)表示为V_RST.L，将复位信号的高电平(例如0V)表示为V_RST.H，将读出信号的低电平(例如0V)表示为V_RWS.L，将读出信号的高电平(例如15V)表示为V_RWS.H。

首先，当向配线RST供给高电平的复位信号V_RST.H时，光电二极管D1成为正向偏压，薄膜晶体管M2的栅极电位V_INT能够由下述的式(1)表示。

V_INT＝V_RST.H-V_F    ……(1)

在式(1)中，V_F是光电二极管D1的正向电压。此时的V_INT比薄膜晶体管M2的阈值电压低，因此薄膜晶体管M2在复位期间处于非导通状态。

接着，复位信号返回低电平V_RST.L(图60中t＝RST的定时)，由此，光电流的积分期间(传感期间，图60所示的T_INT的期间)开始。在积分期间，与射向光电二极管D1的光入射量成比例的光电流从电容器C2流出，使电容器C2放电。由此，积分期间结束时的薄膜晶体管M2的栅极电位V_INT能够由下述的式(2)表示。

V_INT＝V_RST.H-V_F-ΔV_RST·C_PD/C_T-I_PHOTO·T_INT/C_T  ……(2)

在式(2)中，ΔV_RST是复位信号的脉冲的高度(V_RST.H-V_RST.L)，I_PHOTO是光电二极管D1的光电流，T_INT是积分期间的长度。C_PD是光电二极管D1的电容。C_T是电容器C2的电容、光电二极管D1的电容C_PD和薄膜晶体管M2的电容C_TFT的总和。在积分期间，V_INT也比薄膜晶体管M2的阈值电压低，因此薄膜晶体管M2成为非导通状态。

当积分期间结束时，读出信号在图60所示的t＝RWS的定时上升，由此，读出期间开始。另外，读出期间在读出信号为高电平的期间继续。在此，对电容器C2注入电荷。其结果是，薄膜晶体管M2的栅极电位V_INT能够由下述的式(3)表示。