[发明专利]半导体器件和电子设备

说明书

技术领域

本说明书中公开的本发明涉及半导体器件及其驱动方法。特定地，本说明书中公开的本发明涉及包括具有光电传感器的像素部分的显示设备、以及该显示设备的驱动方法。进一步，本说明书所公开的本发明涉及包含该半导体器件或该显示设备的电子设备。

背景技术

近年来，包含光电传感器（也称为光学传感器）的半导体器件引人注意。光电传感器可通过光检测到物体的诸如存在、尺寸（如，宽度或长度）、照度、颜色、或反射图案之类的物理量，并将其转换成电信号。作为包含光电传感器的半导体器件的示例，有接触面积传感器和包括该接触面积传感器的显示设备（例如，参看参考文献1）。

[参考文献]

[参考文献1]日本公开专利申请No.2001-292276

发明内容

为了准确地输出从包括于半导体器件中的光电传感器中获得的电信号，有必要减少噪声。噪声源自，例如，光电传感器的特性变化、用于将由该光电传感器通过光检测获得的电信号（模拟信号）转换为数字信号的模拟/数字转换器（下文称为A/D转换器）的特性变化，等。

本发明的一个实施例是鉴于上述问题而做出的。一个目的是减少包含光电传感器的半导体器件中的噪声。一个目的是减少包含光电传感器的显示设备中的噪声并提供能获取高度准确的图像的显示设备。

注意，只要本发明的一个实施例可实现至少其中一个目的就是可接受的。

在本发明的一个实施例中，使用根据处于第一状态的光电传感器所产生的电信号在计数器电路中计算的计数值，校正根据处于第二状态的光电传感器所产生的电信号在计数器电路中计算的计数值。有了这样的校正，由光电传感器的特性变化、A/D转换器的特性变化等导致的噪声可被减少。

本发明的一个实施例是包含A/D转换器和包括光电二极管的光电传感器的半导体器件。该A/D转换器包括振荡电路和计数器电路。从光电传感器输出的第一信号被输入至振荡电路。振荡电路具有将由第一信号的振荡频率的变化获得的第二信号输出的功能。计数器电路具有计数功能，通过该计数功能，在第二信号被用作时钟信号的情况下由控制信号执行加或减。使用从当光电传感器处于第一状态时由光电传感器产生的电信号在计数器电路中计算的计数值，校正从当光电传感器处于第二状态时由光电传感器产生的电信号在计数器电路中计算的计数值。当光电传感器处于第一状态时，计数器电路执行计数值的减。当光电传感器处于第二状态时，计数器电路执行计数值的加。

本发明的一个实施例是包含A/D转换器和包括光电二极管、第一晶体管、和第二晶体管的光电传感器的半导体器件。该A/D转换器包括振荡电路和计数器电路。光电二极管的一个电极电连接至第一连线。光电二极管的另一个电极电连接至第一晶体管的栅极。第一晶体管的源极和漏极中的一个电连接至第二连线。第一晶体管的源极和漏极的另一个电连接到第二晶体管的源极和漏极之一。第二晶体管的源极和漏极中的另一个电连接至输出第一信号的第三连线。第二晶体管的栅极电连接至第四连线。第一信号输入至振荡电路。振荡电路具有将由第一信号的振荡频率的变化获得的第二信号输出的功能。计数器电路具有计数功能，通过该计数功能，在第二信号被用作时钟信号的情况下由控制信号执行加或减。

本发明的一个实施例是半导体器件，其包含A/D转换器，和包括具有光电二极管、第一晶体管、和第二晶体管的光电传感器的像素部分。该A/D转换器包括振荡电路和计数器电路。光电二极管的一个电极电连接至第一连线。光电二极管的另一个电极电连接至第一晶体管的栅极。第一晶体管的源极和漏极中的一个电连接至第二连线。第一晶体管的源极和漏极的另一个电连接到第二晶体管的源极和漏极之一。第二晶体管的源极和漏极中的另一个电连接至输出第一信号的第三连线。第二晶体管的栅极电连接至第四连线。第一信号输入至振荡电路。振荡电路具有将由第一信号的振荡频率的变化获得的第二信号输出的功能。计数器电路具有计数功能，通过该计数功能，在第二信号被用作时钟信号的情况下由控制信号执行加或减。

在本发明的一个实施例中，第三晶体管被提供在光电二极管的另一个电极和第一晶体管的栅极之间。第三晶体管的源极和漏极的一个电连接至光电二极管的另一个电极。第三晶体管的源极和漏极的另一个电连接至第一晶体管的栅极。第三晶体管的栅极电连接至第五连线。

在本发明的一个实施例中，第一晶体管和第二晶体管每一个包括晶体硅层，且第三晶体管包括氧化物半导体层。

在本发明的一个实施例中，氧化物半导体层具有低于1×10¹⁴/cm³的载流子浓度。