專利名稱：圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可進(jìn)行高靈敏度的光信號(hào)輸入的圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
以下，使用圖19對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行說明。
首先，對(duì)現(xiàn)有例的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖19是使用了現(xiàn)有技術(shù)的可進(jìn)行光信號(hào)輸入的液晶顯示器的電路結(jié)構(gòu)圖。設(shè)置在顯示部210的各像素由像素開關(guān)202和液晶電容201構(gòu)成。像素開關(guān)202的柵極與柵極線掃描電路212相連接，像素開關(guān)202的另一端與信號(hào)輸出電路211相連接。
另外，在顯示部210設(shè)置有光傳感器元件203，該光傳感器元件203由在上下具有柵極的TFT(Thin-Film-Transistor)形成。光傳感器元件203的源極-漏極路徑的一端被接地，下柵極與底柵掃描電路214相連接，上柵極與頂柵掃描電路215相連接，光傳感器元件203的源極-漏極路徑的另一端與預(yù)充電電路216和光信號(hào)讀出電路213相連接。另外，信號(hào)輸出電路211、柵極線掃描電路212、光信號(hào)讀出電路213、底柵掃描電路214、頂柵掃描電路215由控制電路217控制。
此外，作為控制電路217的結(jié)構(gòu)，使用例如邏輯IC芯片，該邏輯IC芯片使用了門陣列。另外，控制電路217和光信號(hào)讀出電路213之間的雙向信號(hào)線280傳輸用于由控制電路217控制讀出電路213的控制信號(hào)、和從讀出電路213輸出到控制電路217的光檢測(cè)信號(hào)，信號(hào)線281傳輸控制信號(hào)輸出電路211的控制信號(hào)。
接著，對(duì)現(xiàn)有例的動(dòng)作進(jìn)行說明。
當(dāng)通過柵極線掃描電路212使所選擇的預(yù)定的像素開關(guān)202導(dǎo)通時(shí)，從信號(hào)輸出電路211輸出的顯示信號(hào)經(jīng)由所選擇的像素開關(guān)202而被寫入到預(yù)定的像素的液晶電容201，由此，能夠在顯示部210顯示影像。另外，當(dāng)由底柵掃描電路214和頂柵掃描電路215所選擇的光傳感器元件203的光信號(hào)輸出被讀出到由預(yù)充電電路216預(yù)充電的布線時(shí)，該光信號(hào)由光信號(hào)讀出電路213讀出，能夠檢測(cè)出被輸入到顯示部210的寫入光信號(hào)圖形。
根據(jù)這種現(xiàn)有技術(shù)，除了能在顯示部210上顯示影像，還能使用顯示部210來檢測(cè)二維的光信號(hào)圖形。這種現(xiàn)有技術(shù)的例子在例如日本特開2000-259346號(hào)公報(bào)(參照專利文獻(xiàn)1)等被更詳細(xì)地記載。
專利文獻(xiàn)1日本特開2000-259346號(hào)公報(bào)上述現(xiàn)有技術(shù)的顯示器還殘留著難以進(jìn)行高靈敏度的光信號(hào)讀出這個(gè)課題。特別是在液晶顯示器的情況下，背光燈的影響強(qiáng)，因情況，導(dǎo)致入射到顯示部的光的數(shù)十倍以上強(qiáng)度的背光燈的光入射到光傳感器元件。因此，從光傳感器元件所讀出的光信號(hào)輸出的S/N變得非常小，高靈敏度、高速的讀出很困難。另外，在EL顯示器(Electro-Luminescence)和有機(jī)EL(Organic Light Emitting Diode)顯示器等應(yīng)用本技術(shù)的情況下，也會(huì)由雜散光的影響引起S/N的惡化變大，顯示圖像且進(jìn)行高靈敏度、高速的光信號(hào)的讀出很困難。

發(fā)明內(nèi)容
上述課題這樣來解決在圖像顯示裝置中，具有顯示部，排列有多個(gè)顯示像素；顯示信號(hào)寫入單元，在顯示像素寫入顯示信號(hào)；多個(gè)光檢測(cè)像素，用于檢測(cè)排列在顯示部的光輸入；光信號(hào)讀出單元，用于讀取從光檢測(cè)像素輸出的光信號(hào)，另外，還具有光信號(hào)加總單元，加總從由光檢測(cè)像素選擇單元所選擇的多個(gè)光檢測(cè)像素輸出的光信號(hào)，光信號(hào)讀出單元具有讀出由光信號(hào)加總單元加總光信號(hào)后得到的加總光信號(hào)的功能。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種可進(jìn)行高靈敏度、高速的光信號(hào)的讀出的圖像顯示裝置。


圖1是第一實(shí)施例的液晶顯示器的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖2是第一實(shí)施例的傳感器柵極線選擇電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖3是第一實(shí)施例的起始和結(jié)束地址譯碼器的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖4是第一實(shí)施例的傳感器柵極線驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖5是第一實(shí)施例的符合(identity)邏輯門“X”的邏輯關(guān)系圖。
圖6是第一實(shí)施例中的使用方法說明圖。
圖7是第一實(shí)施中的柵極線以及傳感器柵極線的時(shí)序圖。
圖8是第一實(shí)施例的光電二極管和傳感器開關(guān)的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖9是第二實(shí)施例的液晶顯示器的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖10是第三實(shí)施例的液晶顯示器的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖11是第三實(shí)施例的傳感器柵極線組選擇電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖12是第三實(shí)施例中的使用方法說明圖。
圖13是第三實(shí)施例的柵極線和傳感器柵極線塊的時(shí)序圖。
圖14是第四實(shí)施例的液晶顯示器的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖15是第四實(shí)施例的光檢測(cè)用TFT以及傳感器開關(guān)的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖16是第五實(shí)施例的液晶顯示器的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖17是第六實(shí)施例的有機(jī)EL顯示器的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖18是第七實(shí)施例的TV/錄像圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖19是使用了以往的技術(shù)的液晶顯示器的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
針對(duì)本發(fā)明的圖像顯示裝置的實(shí)施例，以下參照附圖進(jìn)行詳細(xì)地說明。
實(shí)施例1下面依次使用圖1～圖8，說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作。
圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施例的液晶顯示器的電路結(jié)構(gòu)圖。在顯示部10所設(shè)置的各像素由像素開關(guān)2和液晶電容1構(gòu)成。像素開關(guān)2的柵極經(jīng)由柵極線22與柵極線掃描電路12相連接，像素開關(guān)2的源極-漏極路徑的一端經(jīng)由信號(hào)線21與信號(hào)輸出電路11相連接，另一端經(jīng)由電容1與公用線相連接。
另外，在顯示部10設(shè)置有由傳感器開關(guān)5、光電二極管3以及電荷蓄積電容4形成的光檢測(cè)像素。光電二極管3和電荷蓄積電容4的一端與接地端9相連接，傳感器開關(guān)5的柵極經(jīng)由傳感器柵極線24與傳感器柵極線選擇電路14相連接，光電二極管3和電荷蓄積電容4的另一端經(jīng)由傳感器開關(guān)5的源極-漏極路徑和信號(hào)線21與讀出電路13相連接。
另外，信號(hào)輸出電路11、柵極線掃描電路12、讀出電路13、傳感器柵極線選擇電路14由控制電路17控制。在這里，特別是從控制電路17至傳感器柵極線選擇電路14，輸入起始地址輸入線20A和結(jié)束地址輸入線20B。此外，作為控制電路17的結(jié)構(gòu)，使用邏輯IC芯片，該邏輯IC芯片使用了門陣列。另外，控制電路17和讀出電路13之間的雙向信號(hào)線80傳輸用于由控制電路17控制讀出電路13的控制信號(hào)、和從讀出電路13輸出到控制電路17的光檢測(cè)信號(hào)，信號(hào)線81傳輸控制信號(hào)輸出電路的控制信號(hào)。
接著，針對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施例的動(dòng)作進(jìn)行說明。
當(dāng)由柵極線掃描電路12經(jīng)由柵極線22使所選擇的預(yù)定的像素開關(guān)2導(dǎo)通時(shí)，從信號(hào)輸出電路11所輸出的顯示信號(hào)經(jīng)由信號(hào)線21和所選擇的像素開關(guān)2而被寫入到預(yù)定的像素的液晶電容1。通過對(duì)全部像素反復(fù)進(jìn)行該寫入動(dòng)作，能夠在由多個(gè)像素構(gòu)成的顯示部10顯示由顯示信號(hào)生成的影像。
另外，當(dāng)光入射到光電二極管3時(shí)，在光電二極管3產(chǎn)生與入射光對(duì)應(yīng)的光信號(hào)電荷，該光信號(hào)電荷被蓄積到各光檢測(cè)像素的電荷蓄積電容4。在這里，以預(yù)定的時(shí)序，當(dāng)控制電路17經(jīng)由傳感器柵極線選擇電路14而使連續(xù)的多個(gè)傳感器柵極線24同時(shí)接通時(shí)，被蓄積到所選擇的各光檢測(cè)像素的光信號(hào)電荷同時(shí)被讀出到對(duì)應(yīng)的信號(hào)線21，與同一個(gè)信號(hào)線21相連接的光檢測(cè)像素的光信號(hào)電荷在信號(hào)線21上被加總。按信號(hào)線21加總的光信號(hào)電荷由讀出電路13讀出。由此，能夠檢測(cè)被輸入到顯示部10的寫入光信號(hào)圖形。
此外，在檢測(cè)光信號(hào)圖形時(shí)，信號(hào)輸出電路11的輸入端被置為高阻抗，另外，在信號(hào)輸出電路11向信號(hào)線21輸出顯示信號(hào)時(shí)，讀出電路13的輸入端被置為高阻抗。在信號(hào)輸出電路11和讀出電路13的輸入端的阻抗控制上，采用切換開關(guān)。
接著，使用圖2～圖5對(duì)第一實(shí)施例中的傳感器柵極線選擇電路14更詳細(xì)地進(jìn)行說明。
圖2是第一實(shí)施例的傳感器柵極線選擇電路14的電路結(jié)構(gòu)圖。
傳感器柵極線選擇電路14由起始地址譯碼器30A、結(jié)束地址譯碼器30B、傳感器柵極線驅(qū)動(dòng)電路30C構(gòu)成。從控制電路17輸入的起始地址輸入線20A、結(jié)束地址輸入線20B分別被輸入到起始地址譯碼器30A、結(jié)束地址譯碼器30B。另外，在傳感器柵極線驅(qū)動(dòng)電路30C，連接有從起始地址譯碼器30A以及結(jié)束地址譯碼器30B引出的地址線31，從傳感器柵極線驅(qū)動(dòng)電路30C，對(duì)應(yīng)于各地址線31連接有傳感器柵極線24。
另外，當(dāng)將選擇起始地址從控制電路17經(jīng)由起始地址輸入線20A輸入到起始地址譯碼器30A時(shí)，起始地址譯碼器30A將與選擇起始地址對(duì)應(yīng)的地址信號(hào)31AH輸入到傳感器柵極線驅(qū)動(dòng)電路30C。
另外，當(dāng)將選擇結(jié)束地址從控制電路17經(jīng)由結(jié)束地址輸入線20B輸入到結(jié)束地址譯碼器30B時(shí)，結(jié)束地址譯碼器30B將與選擇結(jié)束地址對(duì)應(yīng)的地址信號(hào)31BH輸入到傳感器柵極線驅(qū)動(dòng)電路30C。
接受了與選擇起始地址對(duì)應(yīng)的地址信號(hào)31AH和與選擇結(jié)束地址對(duì)應(yīng)的地址信號(hào)31BH的傳感器柵極線驅(qū)動(dòng)電路30C據(jù)此選擇與選擇起始地址至選擇結(jié)束地址對(duì)應(yīng)的連續(xù)的傳感器柵極線24H。由此，選擇與控制電路17輸出的選擇起始地址和選擇結(jié)束地址對(duì)應(yīng)的、連續(xù)的傳感器柵極線24H，從而同時(shí)選擇與該傳感器柵極線24H連接的所有的光檢測(cè)像素。
圖3是上述起始地址譯碼器30A和結(jié)束地址譯碼器30B的電路結(jié)構(gòu)圖。由于起始地址譯碼器30A和結(jié)束地址譯碼器30B具有相同的結(jié)構(gòu)，所以在這里示出一個(gè)結(jié)構(gòu)30A。起始地址譯碼器30A和結(jié)束地址譯碼器30B，在每根地址線31具有和電阻串聯(lián)連接的TFT(Thin-Film-Transistor)，在這里，n型和p型的TFT混裝。
另外，在上述電阻一端輸入低電壓VL，在TFT一端輸入高電壓VH。如圖3所示，在各TFT的柵極輸入起始地址輸入線20A或者結(jié)束地址輸入線20B(20A/20B)。起始地址輸入線20A或者結(jié)束地址輸入線20B成為對(duì)要選擇的地址進(jìn)行指定的地址總線。
在地址總線為H(高)電平的情況下，n型TFT導(dǎo)通，在為L(低)電平的情況下，p型TFT導(dǎo)通，所以如圖所示，通過組合n型和p型的TFT，從而起始地址輸入線20A或者結(jié)束地址輸入線20B能夠選擇與任意的地址對(duì)應(yīng)的地址線。
此外，在這里，圖3中的起始地址輸入線20A或者結(jié)束地址輸入線20B，為了使附圖簡化而省略為3根，但實(shí)際上按照480根地址線31，起始地址輸入線20A或者結(jié)束地址輸入線20B的地址總線分別設(shè)置有9根。9根地址總線通過發(fā)送9位的地址，從而可控制到512個(gè)地址。此外，圖3所示的(111)～(100)，是表示在為了簡化附圖而將地址總線簡化為3位的情況下輸入地址的情況的例子。
圖4是傳感器柵極線驅(qū)動(dòng)電路30C的電路結(jié)構(gòu)圖。在傳感器柵極線驅(qū)動(dòng)電路30C并聯(lián)輸入有各地址線31，另外，與此對(duì)應(yīng)，設(shè)置有符合邏輯門“X”32。各符合邏輯門“X”32的輸出與傳感器柵極線24相連接的同時(shí)，也被輸入到下級(jí)的符合邏輯門“X”32。另外，在初級(jí)的符合邏輯門“X”32輸入有邏輯L電平。
在這里，在圖5表示符合邏輯門“X”32的邏輯關(guān)系。從圖5可知，符合邏輯門“X”32，相對(duì)兩個(gè)輸入IN1、IN2，在輸入邏輯為L電平或者H電平一致的情況下，輸出L電平，在輸入邏輯為L電平和H電平不一致的情況下，輸出H電平。
傳感器柵極線驅(qū)動(dòng)電極30C通過具有上述的邏輯結(jié)構(gòu)，能夠?qū)哪硞€(gè)地址線31為H電平的地址開始到其他的地址線31為H電平的地址為止的傳感器柵極線24同時(shí)控制為導(dǎo)通狀態(tài)即H電平。
針對(duì)本第一實(shí)施例的液晶顯示器的使用方法，下面使用圖6進(jìn)行說明。圖6是作為第一實(shí)施例的液晶顯示器的使用方法說明圖。圖6表示在液晶顯示部10顯示出預(yù)定的圖像的狀態(tài)，和“選擇A或B”的字符一起，實(shí)現(xiàn)記載為“A”或者“B”的開關(guān)狀顯示。這是等待由用戶選擇性地觸摸“A”或者“B”的開關(guān)進(jìn)行輸入的狀態(tài)，用戶觸摸畫面上的記載有“A”或者“B”的開關(guān)狀顯示部，使通過利用讀出電路13讀出來自光檢測(cè)像素的光信號(hào)電荷輸出來檢測(cè)的。
在這里，由用戶進(jìn)行的觸摸輸入有效的區(qū)域是實(shí)現(xiàn)記載為“A”“B”的開關(guān)狀顯示的區(qū)域，所以控制電路17經(jīng)由傳感器柵極線選擇電路14，從傳感器柵極線24中選擇實(shí)現(xiàn)記載為“A”“B”的開關(guān)狀顯示的區(qū)域的多個(gè)傳感器柵極線24H，并使它們同時(shí)接通。因此，被蓄積到所選擇各光檢測(cè)像素的光信號(hào)電荷被同時(shí)讀出到對(duì)應(yīng)的信號(hào)線21，與同一信號(hào)線21相連接的光檢測(cè)像素的光信號(hào)電荷在信號(hào)線21上被加總。因此，通過光信號(hào)電荷的加總，能進(jìn)行S/N大的高靈敏度的信號(hào)檢測(cè)。
此外，在第一實(shí)施例的液晶顯示器中，需要同時(shí)進(jìn)行這樣的由手指等的觸摸帶來的光信號(hào)變化的檢測(cè)和圖像輸出。由于信號(hào)線21用于對(duì)像素的顯示信號(hào)寫入、光信號(hào)電荷的加總和讀出，所以兩者需要在時(shí)間上分離。下面，使用圖7對(duì)這種動(dòng)作順序進(jìn)行說明。
圖7是柵極線22、同時(shí)被選擇接通的傳感器柵極線24H、未被選擇的傳感器柵極線24的時(shí)序圖。此外，在這里，在柵極線22，從第1行至第n行，標(biāo)上從(1)至(n)的序碼，但在本實(shí)施例中，n＝480。
在1幀(1FRM)期間內(nèi)，依次掃描從第1行至第n行的柵極線22，在顯示部10內(nèi)的各像素寫入顯示信號(hào)后，在垂直消隱(V-BLK)期間，傳感器柵極線24接通，進(jìn)行一組的光信號(hào)電荷的加總和讀出。此時(shí)未被選擇的傳感器柵極線24總是斷開。
接著，使用圖8來說明光電二極管3和傳感器開關(guān)5的結(jié)構(gòu)。圖8是光電二極管3和傳感器開關(guān)5的剖面結(jié)構(gòu)圖。通過對(duì)在玻璃襯底25上所形成的多晶硅薄膜摻雜P型和N型的雜質(zhì)，從而形成作為光電二極管3和傳感器開關(guān)5的TFT的溝道層。光電二極管3的一端通過金屬布線與接地端9相連接，另一端通過光檢測(cè)像素內(nèi)金屬布線29與傳感器開關(guān)5的一端相連接，傳感器開關(guān)5的另一端與信號(hào)線21相連接。傳感器開關(guān)5的柵電極為傳感器柵極線24。此外，在這里，I層是表示雜質(zhì)濃度為多晶硅薄膜的陷阱能級(jí)密度以下的低濃度的標(biāo)記。另外，光電二極管3和傳感器開關(guān)5被層間絕緣膜26和保護(hù)膜27覆蓋。
此外，在第一實(shí)施例中，如圖8所示，光電二極管3和傳感器開關(guān)5采用多晶硅薄膜形成，但是并不限于多晶硅，也能將其他的有機(jī)/無機(jī)半導(dǎo)體薄膜用于晶體管。
實(shí)施例2下面，使用圖9對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施例進(jìn)行說明。圖9是本發(fā)明第二實(shí)施例的液晶顯示器的電路結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作基本上和第一實(shí)施例相同。和第一實(shí)施例比較時(shí)的不同點(diǎn)是像素開關(guān)2的一端經(jīng)由信號(hào)線專用線36與信號(hào)輸出電路11相連接、傳感器5的一端經(jīng)由傳感器專用線37與讀出電路13相連接、另外在傳感器專用線37的左右連接有光檢測(cè)像素，因此，下面僅對(duì)此進(jìn)行說明。
第二實(shí)施例的動(dòng)作基本上和第一實(shí)施例的動(dòng)作一樣，但是因?yàn)榈谝粚?shí)施例中的信號(hào)線21被分離為信號(hào)線專用線36和傳感器專用線37，所以能經(jīng)由信號(hào)線專用線36向像素寫入顯示信號(hào)，同時(shí)經(jīng)由傳感器專用線37讀取光信號(hào)電荷。因此，能以獨(dú)立的時(shí)序使兩者進(jìn)行動(dòng)作。另外，在第一實(shí)施例中，光信號(hào)電荷的加總僅能在列方向進(jìn)行，但是在第二實(shí)施例中，由于在傳感器專用線37的左右連接有光檢測(cè)像素，所以也可同時(shí)進(jìn)行行方向的光信號(hào)電荷的加總，可進(jìn)行S/N較大的高靈敏度的信號(hào)檢測(cè)。
此外，在第二實(shí)施例中，在傳感器專用線37連接著左右的光檢測(cè)像素，但作為該想法的延伸，也實(shí)現(xiàn)在行方向?qū)⒍鄠€(gè)光檢測(cè)像素連接在一根傳感器專用線37上的結(jié)構(gòu)。此時(shí)，可進(jìn)行S/N更大的高靈敏度的信號(hào)檢測(cè)。
另外，在第二實(shí)施例中，在傳感器專用線37的左右連接有光檢測(cè)像素，但是，不言而喻，也可以是第一實(shí)施例中的在信號(hào)線21的左右連接光檢測(cè)像素那樣的結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例3以下，使用圖10～圖13對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施例進(jìn)行說明。圖10是作為本發(fā)明的第三實(shí)施例的液晶顯示器的電路結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作基本上和第一實(shí)施例一樣。和第一實(shí)施例比較時(shí)的不同點(diǎn)是取代傳感器柵極線選擇電路14而設(shè)置有傳感器柵極線組選擇電路40。從控制電路17至傳感器柵極線組選擇電路40，輸入有傳感器柵極控制線20。下面，僅對(duì)此進(jìn)行說明。
關(guān)于第三實(shí)施例中的傳感器柵極線組選擇電路40，使用圖11～圖13進(jìn)行詳細(xì)地說明。
圖11是傳感器柵極線組選擇電路40的電路結(jié)構(gòu)圖。傳感器柵極線組選擇電路40由傳感器柵極線組驅(qū)動(dòng)電路40C構(gòu)成，從控制電路17所輸入的傳感器柵極控制線20被輸入到傳感器柵極線組驅(qū)動(dòng)電路40C。另外，在傳感器柵極線組驅(qū)動(dòng)電路40C連接有傳感器柵極線24，但是傳感器柵極線24預(yù)先被分割為24-1至24-m的m個(gè)塊，在傳感器柵極線組選擇電路40中，各塊公用地被連接。此外，在本實(shí)施例中，m的數(shù)量為3。
針對(duì)第三實(shí)施例的液晶顯示器的利用方法，以下使用圖12進(jìn)行說明。圖12是第三實(shí)施例中的利用方法的說明圖，示出在液晶顯示器10顯示出預(yù)定的圖像的狀態(tài)。和“選擇一個(gè)”的字符一起，實(shí)現(xiàn)記載為“A”“B”“C”或者“D”的開關(guān)狀顯示。這是等待由用戶選擇性地觸摸“A”“B”“C”或者“D”的開關(guān)進(jìn)行輸入的狀態(tài)。用戶觸摸畫面上的記載為“A”“B”“C”或者“D”的開關(guān)狀的顯示部，是通過由讀出電路13讀出來自光檢測(cè)像素的光信號(hào)電荷輸出來檢測(cè)的。在這里，由用戶進(jìn)行的觸摸輸入有效的區(qū)域是實(shí)現(xiàn)記載為“A”“B”“C”“D”的開關(guān)狀顯示的區(qū)域，但是在這里，如圖12所示，“B”“C”“D”以及“A”的區(qū)域與24-1、24-2、24-3的塊對(duì)應(yīng)地被顯示。
控制電路17經(jīng)由傳感器柵極線組選擇電路40，與24-1、24-2、24-3的塊對(duì)應(yīng)地使傳感器柵極線24接通。由于各塊內(nèi)的傳感器柵極線24同時(shí)接通，所以被蓄積在由此選擇的各光檢測(cè)像素的光信號(hào)電荷被同時(shí)讀出到對(duì)應(yīng)的信號(hào)線21。由于與同一信號(hào)線21相連接的光檢測(cè)像素的光信號(hào)電荷在信號(hào)線21上被加總，所以通過光信號(hào)的加總，也可在本實(shí)施例中進(jìn)行S/N大的高靈敏度的信號(hào)檢測(cè)。
在此，針對(duì)作為第三實(shí)施例的液晶顯示器的動(dòng)作順序，使用圖13進(jìn)行說明。圖13是柵極線22和按塊選擇接通的傳感器柵極線塊24-1、24-2、24-3的時(shí)序圖。此外，在這里，在柵極線22，從第1行至第n行，標(biāo)上(1)至(n)的序碼，但是在本實(shí)施例中，也是n＝480。
在1幀(1FRM)期間內(nèi)，依次掃描從第1行至第n行的柵極線22，在顯示部10的各像素寫入顯示信號(hào)后，在垂直消隱(V-BLK)期間內(nèi)，傳感器柵極線24按塊24-1、24-2、24-3接通，進(jìn)行一組的光信號(hào)電荷的加總和讀出。
此外，在本實(shí)施例中，此時(shí)，未被選擇的傳感器柵極線24為沒有接通，但是顯然也可以根據(jù)情況使不需要選擇的傳感器柵極線塊24-k總是斷開。
實(shí)施例4下面，使用圖14和圖15，對(duì)本發(fā)明的第四實(shí)施例進(jìn)行說明。圖14是作為第四實(shí)施例的液晶顯示器的電路結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作基本上和第一實(shí)施例一樣。和第一實(shí)施例相比較時(shí)的不同點(diǎn)是光檢測(cè)像素中的光電二極管3被置換為光檢測(cè)用TFT53。因此，下面僅對(duì)此進(jìn)行說明。
第四實(shí)施例，除了第一實(shí)施例中光電二極管3被置換為光檢測(cè)用TFT53以外，和第一實(shí)施例的動(dòng)作同樣。光檢測(cè)用TFT53是柵極與源極相連接的二極管連接，TFT的閾值為正電壓值。因此，在沒有照射光的狀態(tài)下僅流過由暗電流引起的漏電流，而光入射時(shí)和一般的光電二極管同樣生成與溝道中的光吸收量對(duì)應(yīng)的光信號(hào)電流。
下面，針對(duì)本實(shí)施例中的光檢測(cè)用TFT53和傳感器開關(guān)5的結(jié)構(gòu)，使用圖15進(jìn)行說明。圖15是光檢測(cè)用TFT53和傳感器開關(guān)5的剖面結(jié)構(gòu)圖。在玻璃襯底25上以同一層結(jié)構(gòu)形成光檢測(cè)用TFT53的柵電極54和傳感器開關(guān)5的傳感器柵極線24，通過對(duì)在其上夾持柵極絕緣膜所形成的多晶硅薄膜摻雜N型的雜質(zhì)，從而形成作為光檢測(cè)用TFT53和傳感器開關(guān)5的TFT的溝道層。光檢測(cè)用TFT53和傳感器開關(guān)5取逆交錯(cuò)結(jié)構(gòu)(Inverted staggered structure)，光檢測(cè)用TFT53的一端通過金屬布線與接地端9相連接，另一端通過光檢測(cè)像素內(nèi)金屬布線29與傳感器開關(guān)5的一端相連接，傳感器開關(guān)5的另一端與信號(hào)線21相連接。此外，在這里，光檢測(cè)用TFT53和傳感器開關(guān)5被層間絕緣膜26和保護(hù)膜27覆蓋。
此外，在本實(shí)施例中，如圖15所示，以將多晶硅薄膜逆交錯(cuò)結(jié)構(gòu)形成光檢測(cè)用TFT53和傳感器開關(guān)5，但是，不限于多晶硅，也可以將其他有機(jī)/無機(jī)半導(dǎo)體薄膜用于晶體管，另外，也可如第一實(shí)施例那樣使用共面(coplanar)結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施例中，通過使用光檢測(cè)用TFT53而不需要P型的半導(dǎo)體層，因此能夠?qū)崿F(xiàn)更低成本的液晶顯示器。
實(shí)施例5下面，使用圖16，對(duì)本發(fā)明的第五實(shí)施例進(jìn)行說明。圖16是第五實(shí)施例的液晶顯示器的電路結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作基本上和第一實(shí)施例同樣。和第一實(shí)施例相比較時(shí)的不同點(diǎn)是在讀出電路13的輸出級(jí)設(shè)置具有模擬存儲(chǔ)器列60A和模擬存儲(chǔ)器列60B的光信號(hào)差分電路60，因此，下面僅對(duì)此進(jìn)行說明。
讀出電路13檢測(cè)在信號(hào)線21加總的光信號(hào)電荷，并將光信號(hào)電壓輸出到光信號(hào)差分電路60。光信號(hào)差分電路60將所輸入的光信號(hào)電壓寫入并存儲(chǔ)到模擬存儲(chǔ)器列60A。當(dāng)為下一幀時(shí)，讀出電路13再次檢測(cè)在信號(hào)線21所加總的光信號(hào)電荷，并將光信號(hào)電壓輸出到光信號(hào)差分電路60，但是，光信號(hào)差分電路60這次將所輸入的光信號(hào)電壓寫入并存儲(chǔ)到模擬存儲(chǔ)器列60B，進(jìn)而經(jīng)由信號(hào)線80將預(yù)先寫入到模擬存儲(chǔ)器列60A的光信號(hào)電壓與新寫入到模擬存儲(chǔ)器列60B的光信號(hào)電壓的差輸出到控制電路17。
進(jìn)而，當(dāng)為下一幀時(shí)，讀出電路13檢測(cè)在信號(hào)線21加總的光信號(hào)電荷，將光信號(hào)電壓輸出到光信號(hào)差分電路60，光信號(hào)差分電路60這次將所輸入的光信號(hào)電壓寫入并存儲(chǔ)到模擬存儲(chǔ)器列60A，并將與新的光信號(hào)電壓的差輸出到控制電路17，反復(fù)進(jìn)行上述動(dòng)作。
第五實(shí)施例，如上所述，通過取幀之間的光信號(hào)電壓的差，從而能夠除去因環(huán)境光和溫度分布等產(chǎn)生的種種誤差原因，僅讀出因手指觸摸到顯示器面板上而發(fā)生的變化，由此能進(jìn)行S/N更大的高靈敏度的信號(hào)檢測(cè)。
實(shí)施例6下面，使用圖17對(duì)本發(fā)明的第六實(shí)施例進(jìn)行說明。圖17是第六實(shí)施例的有機(jī)EL顯示器的電路結(jié)構(gòu)圖。在顯示部70所設(shè)置的各像素由像素開關(guān)72、存儲(chǔ)電容75、驅(qū)動(dòng)TFT73、以及有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light Emitting Diode)74構(gòu)成。像素開關(guān)72的柵極經(jīng)由柵極線22與柵極線掃描電路12相連接，像素開關(guān)72的源極-漏極路徑的一端經(jīng)由信號(hào)線21與信號(hào)輸出電路11相連接。另外，像素開關(guān)72的另一端與存儲(chǔ)電容75的一端以及驅(qū)動(dòng)TFT73的柵極相連接，驅(qū)動(dòng)TFT73的漏極端經(jīng)由有機(jī)發(fā)光二極管74而接地。驅(qū)動(dòng)TFT73的源極端和存儲(chǔ)電容75的另一端一起與電源線77相連接。電源線77與電源電路76相連接。
另外，在顯示部70設(shè)置有用傳感器開關(guān)5、光電二極管3以及電荷蓄積電容4形成的光檢測(cè)像素。光電二極管3以及電荷蓄積電容4的一端與接地端9相連接，傳感器開關(guān)5的柵極經(jīng)由傳感器柵極線24與傳感器柵極線選擇電路14相連接，傳感器開關(guān)5的另一端經(jīng)由信號(hào)線21與讀出電路13相連接。另外，信號(hào)輸出電路11、柵極線掃描電路12、讀出電路13、傳感器柵極線選擇電路14由控制電路17控制。在這里，特別是從控制電路17至傳感器柵極線選擇電路14，輸入起始地址輸入線20A和結(jié)束地址輸入線20B。這種光檢測(cè)像素部分的結(jié)構(gòu)和第一實(shí)施例一樣。
接著，對(duì)本發(fā)明的第六實(shí)施例的動(dòng)作進(jìn)行說明。當(dāng)通過柵極線掃描電路12使經(jīng)由柵極線22所選擇的預(yù)定的像素開關(guān)72接通時(shí)，從信號(hào)輸出電路11所輸出的顯示信號(hào)經(jīng)由信號(hào)線21和所選擇的像素開關(guān)72被寫入到預(yù)定的像素的存儲(chǔ)電容75，對(duì)所有像素反復(fù)進(jìn)行以上動(dòng)作。被寫入到像素的顯示信號(hào)電壓被施加在驅(qū)動(dòng)TFT73的柵極-源極之間，所以驅(qū)動(dòng)TFT73將與顯示信號(hào)電壓對(duì)應(yīng)的有機(jī)EL驅(qū)動(dòng)電流輸入到有機(jī)發(fā)光二極管74，以預(yù)定的亮度使其發(fā)光。如上所述，本實(shí)施例的有機(jī)EL顯示器能夠在由多個(gè)像素構(gòu)成的顯示部70自發(fā)光顯示由顯示信號(hào)形成的影像。
另外，當(dāng)光入射到光電二極管3時(shí)，在光電二極管3產(chǎn)生與入射光對(duì)應(yīng)的光信號(hào)電荷，該光信號(hào)電荷被蓄積在各光檢測(cè)像素的電荷蓄積電容4。在這里，以預(yù)定的時(shí)序，控制電路17經(jīng)由傳感器柵極線選擇電路14使連續(xù)的多個(gè)傳感器柵極線24同時(shí)接通時(shí)，被蓄積到所選擇的各光檢測(cè)像素的光信號(hào)電荷被同時(shí)讀出到對(duì)應(yīng)的信號(hào)線21，與同一信號(hào)線21相連接的光檢測(cè)像素的光信號(hào)電荷在信號(hào)線21上被加總。
按信號(hào)線21加總的光信號(hào)電荷被讀出電路13讀出。因此，能夠檢測(cè)出被輸入到顯示部70的寫入光信號(hào)圖形。此外，在檢測(cè)光信號(hào)圖形時(shí)，信號(hào)輸出電路11的輸入端被置為高阻抗，另外，在信號(hào)輸出電路11向信號(hào)線21輸出顯示信號(hào)時(shí)，讀出電路13的輸入端被置為高阻抗。在信號(hào)輸出電路11和讀出電路13的輸入端的阻抗控制上，采用切換開關(guān)。這種光檢測(cè)像素部分的動(dòng)作和本發(fā)明的第一實(shí)施例一樣。
本實(shí)施例由于有機(jī)發(fā)光二極管74進(jìn)行自發(fā)光顯示，所以不需要像液晶顯示器那樣的背光燈。因此，能夠避免因背光燈的光入射到光檢測(cè)像素而引起的光信號(hào)的S/N惡化，能夠進(jìn)行S/N更大的高靈敏度的信號(hào)檢測(cè)。
此外，在第六實(shí)施例中，作為發(fā)光元件，并不限于有機(jī)發(fā)光二極管元件，顯然也能應(yīng)用無機(jī)EL元件和FED(Field-Emission Device)等一般的發(fā)光元件。另外，在本實(shí)施例中，由于不是發(fā)明的本質(zhì)，所以省略發(fā)光層的詳細(xì)的記載，但是顯然作為有機(jī)發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)，也可以采用低分子型、高分子型等多種分子結(jié)構(gòu)。
進(jìn)而，在本實(shí)施例中，有機(jī)發(fā)光二極管74的對(duì)置電極接地，但是顯然該電位未必需要是0V，另外，包括有機(jī)EL元件的極性，可進(jìn)行適當(dāng)變更。
實(shí)施例7下面，使用圖18對(duì)本發(fā)明的第七實(shí)施例進(jìn)行說明。圖18是第七實(shí)施例的TV/錄像圖像顯示裝置100的結(jié)構(gòu)圖。從外部向接收地波數(shù)字信號(hào)等的無線接口電路WIF，輸入壓縮后的圖像數(shù)據(jù)等作為無線數(shù)據(jù)，無線接口電路WIF的輸出經(jīng)由輸入輸出電路I/O與數(shù)據(jù)總線108相連接。除此之外，在數(shù)據(jù)總線108，還連接有微處理器MPU、顯示面板控制器106、幀存儲(chǔ)器MEM等。進(jìn)而，顯示面板控制器106的輸出被輸入到液晶顯示器101。此外，在圖像顯示裝置100內(nèi)還設(shè)置有電壓生成電路PWU。此外，在這里，液晶顯示器101和先前敘述的第一實(shí)施例基本上具有相同的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作，因此，在這里省略說明其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作。
進(jìn)而，在微處理器MPU發(fā)出觸摸面板輸入命令的情況下，顯示面板控制器106根據(jù)該指示驅(qū)動(dòng)液晶顯示器101的光檢測(cè)電路，從控制電路17接收光檢測(cè)輸出，將預(yù)定的輸出數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)總線108輸出到微處理器MPU。微處理器MPU根據(jù)該輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行新的動(dòng)作。
根據(jù)本實(shí)施例，能夠提供一種相對(duì)觸摸面板輸入靈敏度高、使用方便的TV/錄像圖像顯示裝置。
此外，在本實(shí)施例中，作為圖像顯示設(shè)備使用了在第一實(shí)施例說明的液晶顯示器，但顯然除此之外，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，也可以使用具有其他結(jié)構(gòu)的顯示面板。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，具有顯示部，排列有多個(gè)顯示像素；顯示信號(hào)寫入單元，在該顯示像素寫入顯示信號(hào)；多個(gè)光檢測(cè)像素，用于檢測(cè)出排列在該顯示部的光輸入；以及光信號(hào)讀出單元，用于讀取從上述光檢測(cè)像素輸出的光信號(hào)，圖像顯示裝置的特征在于，還具有光檢測(cè)像素選擇單元，選擇多個(gè)上述光檢測(cè)像素；和光信號(hào)加總單元，加總從由上述光檢測(cè)像素選擇單元所選擇的多個(gè)上述光檢測(cè)像素輸出的光信號(hào)，上述光信號(hào)讀出單元具有讀出由上述光信號(hào)加總單元加總光信號(hào)后得到的加總光信號(hào)的功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述顯示像素是液晶顯示像素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述顯示像素是EL顯示像素。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述顯示像素是有機(jī)EL顯示像素。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述光檢測(cè)像素是薄膜二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述光檢測(cè)像素是薄膜晶體管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述光檢測(cè)像素選擇單元使用地址譯碼器而構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述光檢測(cè)像素選擇單元使用移位寄存器而構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述光信號(hào)加總單元使用作為顯示信號(hào)寫入單元的一部分的信號(hào)寫入布線。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述光信號(hào)加總單元使用作為光信號(hào)讀出單元的一部分設(shè)置的光信號(hào)讀出布線。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述光信號(hào)加總單元具有加總顯示部中的垂直方向的上述光檢測(cè)像素的光信號(hào)的結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述光信號(hào)加總單元具有加總顯示部中的水平掃描線方向的上述光檢測(cè)像素的光信號(hào)的結(jié)構(gòu)。
13.一種圖像顯示裝置，具有顯示部，排列有多個(gè)顯示像素；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)顯示信號(hào)數(shù)據(jù)；顯示信號(hào)生成單元，使用上述顯示信號(hào)數(shù)據(jù)生成顯示信號(hào)；顯示信號(hào)寫入單元，在上述顯示像素寫入上述顯示信號(hào)；多個(gè)光檢測(cè)像素，用于檢測(cè)排列在上述顯示部的光輸入；以及光信號(hào)讀出單元，用于讀取從該光檢測(cè)像素輸出的光信號(hào)，圖像顯示裝置的特征在于，還具有光檢測(cè)像素選擇單元，選擇多個(gè)上述光檢測(cè)像素；和光信號(hào)加總單元，加總從由該光檢測(cè)像素選擇單元所選擇的多個(gè)上述光檢測(cè)像素輸出的光信號(hào)，上述光信號(hào)讀出單元具有讀出由上述光信號(hào)加總單元加總光信號(hào)后得到的加總光信號(hào)的功能。
全文摘要
在現(xiàn)有技術(shù)的顯示器、特別是液晶顯示器，背光燈的影響強(qiáng)，高靈敏度的光信號(hào)的讀出困難。本發(fā)明提供一種解決上述課題的圖像顯示裝置，具有光信號(hào)加總單元，該光信號(hào)加總單元加總從多個(gè)光檢測(cè)像素輸出的光信號(hào)；光信號(hào)讀出單元具有讀出由光信號(hào)加總單元加總的加總光信號(hào)的功能。
文檔編號(hào)G09F9/00GK101034236SQ20071000426
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2007年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月6日
發(fā)明者秋元肇, 宮本光秀 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立顯示器