Устройство отображения

Устройство отображения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

2420-184876RU/085

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к устройству отображения, оснащенному оптическим датчиком, имеющим фоточувствительный элемент, например, фотодиод или фототранзистор, и, в частности, относится к устройству отображения, оснащенному оптическим датчиком в области пикселей.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Традиционно предлагалось устройство отображения, оснащенное оптическим датчиком, которое снабжено фотоприемными элементами, такими как, например, фотодиоды в его пикселях, и которое в силу этого способно обнаруживать яркость внешней засветки и регистрировать изображение объекта, приближающегося к его панели дисплея.

Такое устройство отображения, оснащенное оптическим датчиком, предполагается использовать в качестве устройства отображения для двусторонней связи или в качестве устройства отображения с функцией сенсорной панели. В случае обычного устройства отображения, оснащенного оптическим датчиком, когда известные компоненты, такие как, например, сигнальные линии и линии сканирования, TFT (тонкопленочные транзисторы) и электроды пикселей сформированы на подложке активной матрицы с использованием технологии обработки полупроводниковых материалов, то фотодиоды и т.п. сформированы на подложке активной матрицы с использованием той же самой технологии (см. JP 2006-3857A).

Так как на подложке активной матрицы сформирован обычный оптический датчик, то приведенная в качестве примера конфигурация, раскрытая в W0 2007/145346 и W0007/145347, показана на Фиг. 62. Обычный оптический датчик, показанный на Фиг. 62, состоит их следующих основных компонентов: фотодиода D1, конденсатора C2 и транзистора M2. С анодом D1 фотодиода соединена линия RST для подачи сигнала сброса. С катодом фотодиода D1 соединен один из электродов конденсатора C2 и затвор транзистора M2. Сток транзистора M2 соединен с линией VDD, а его исток соединен с линией OUT (выход). Другой электрод конденсатора C2 соединен с линией RWS для подачи сигнала считывания.

В этой конфигурации выходной сигнал V_PIX датчика, соответствующий количеству света, принятого фотодиодом D1, может быть получен путем подачи сигнала сброса и сигнала считывания соответственно на линию RST и на линию RWS в соответствующие заданные моменты времени. Здесь функционирование обычного оптического датчика, показанного на Фиг. 62, объяснено со ссылкой на Фиг. 63. Следует отметить, что на Фиг. 63 низкий уровень (равный, например, -7 В) сигнала сброса обозначен как "V_RST.L", высокий уровень (равный, например, 0 В) сигнала сброса обозначен как "V_RST.H", низкий уровень (равный, например, 0 В) сигнала считывания обозначен как "V_RWS.L", а высокий уровень (равный, например, 15 В) сигнала считывания обозначен как "V_RWS.H".

Сначала, когда на линию RST подают сигнал V_RST.H сброса с высоким уровнем, фотодиод D1 имеет прямое смещение, и, следовательно, потенциал V_INT затвора транзистора M2 выражается следующей формулой (1):

V_INT=V_RST.H-V_F, (1)

где V_F - прямое напряжение фотодиода D1. Поскольку V_INT здесь является более низким, чем пороговое напряжение транзистора M2, то транзистор M2 является непроводящим в течение периода сброса.

Затем сигнал сброса вновь становится имеющим низкоуровневый потенциал V_RST.L (в момент времени t_RST, показанный на Фиг. 63), и, следовательно, начинается период интегрирования фототока (период регистрации, который представляет собой период, обозначенный как T_INT, который показан на Фиг. 63). В периоде интегрирования фототок, пропорциональный количеству света, падающего на фотодиод D1, вытекает из конденсатора C2, вследствие чего конденсатор C2 разряжается. Соответственно, потенциал V_INT затвора транзистора M2 в конце периода интегрирования выражается следующей формулой (2):

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

где ΔV_RST - высота импульса сигнала сброса (V_RST.H-V_RST.L), I_PHOTO - фототок фотодиода D1, а T_INT - длительность периода интегрирования. C_PD - емкость фотодиода D1. C_TOTAL - сумма емкости конденсатора C2, емкости C_PD фотодиода D1 и емкости C_TFT транзистора M2. К тому же, в течение периода интегрирования, поскольку V_INT является более низким, чем пороговое напряжение транзистора M2, то транзистор M2 является непроводящим.

После окончания периода интегрирования в момент времени t_RWS, показанный на Фиг. 63, уровень сигнала RWS считывания повышается, и, следовательно, начинается период считывания. Следует отметить, что период считывания продолжается до тех пор, пока уровень сигнала RWS считывания остается высоким. При этом происходит инжекция зарядов в конденсатор C2. В результате, потенциал V_INT затвора транзистора M2 выражается следующей формулой (3):

V_INT=V_RST.H-V_F-ΔV_RST·C_PD/C_TOTAL-I_PHOTO·T_INT/C_TOTAL+ΔV_RWS·C_INT/C_TOTAL, (3)

где ΔV_RWS - высота импульса сигнала считывания (V_RST.H-V_RWS.L). При этом потенциал V_INT затвора транзистора M2 становится более высоким, чем его пороговое напряжение, и это вызывает то, что транзистор M2 становится проводящим. Таким образом, транзистор M2, вместе с транзистором M3 смещения, обеспеченный на конце линии OUT в каждом столбце, функционируют в качестве усилителя на истоковом повторителе. Другими словами, выходное напряжение V_PIX датчика из транзистора M2 является пропорциональным интегралу фототока фотодиода D1 в течение периода интегрирования.

Следует отметить, что на Фиг. 63 форма сигнала, обозначенная сплошной линией, представляет собой изменение потенциала V_INT в том случае, когда количество света, падающего на фотодиод D1, мало. Форма сигнала, обозначенная пунктирной линией, представляет собой изменение потенциала V_INT в том случае, когда количество света, падающего на фотодиод D1, находится на уровне насыщения. Величина ΔV_SIG, показанная на Фиг. 63, представляет собой разность потенциалов, пропорциональную количеству света, падающего на фотодиод D1. Величина ΔV_INT, показанная на Фиг. 63, представляет собой величину, на которую повышается потенциал V_INT при подаче сигнала считывания с линии RWS на оптический датчик в течение периода считывания.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В описанном выше устройстве отображения, имеющем оптический датчик в пикселе, разность между соответствующими потенциалами накопительного узла в случаях с различными значениями освещенности (например, в случае темного состояния и в случае, когда падает свет на уровне насыщения) в конце периода накопления равна разности между соответствующими потенциалами узла накопления в вышеизложенных соответствующих случаях после их усиления в течение периода считывания. Другими словами, разность между потенциалом (обозначенным здесь как "V_INT1") накопительного узла в конце периода накопления в случае темного состояния и потенциалом (обозначенным здесь как "V_INT2") накопительного узла в конце периода накопления в том случае, когда падает свет на уровне насыщения, равна разности между потенциалом (обозначенным здесь как "V_INT3") накопительного узла после его усиления в течение периода считывания в случае темного состояния и потенциалом (обозначенным здесь как "V_INT4") накопительного узла после его усиления в течение периода считывания в том случае, когда падает свет на уровне насыщения.

Однако поскольку описанная выше разность между V_INT3 и V_INT4 является большей, то может быть получен оптический датчик, имеющий превосходные характеристики, например, более высокую чувствительность и более высокое отношение сигнал/шум. Следовательно, задачей настоящего изобретения является создание устройства отображения, имеющего высокочувствительный оптический датчик, за счет установления большей разности между потенциалами (V_INT3-V_INT4) накопительного узла после усиления вследствие разности освещенностей на светоприемной поверхности, чем разность между его потенциалами (V_INT1-V_INT2) в конце периода интегрирования.

Для достижения описанной выше задачи раскрытое здесь устройство отображения представляет собой устройство отображения, которое включает в себя оптический датчик в области пикселей на подложке активной матрицы, причем этот оптический датчик включает в себя: фотоприемный элемент для приема падающего света; сигнальную линию сброса для подачи сигнала сброса в оптический датчик; сигнальную линию считывания для подачи сигнала считывания в оптический датчик; накопительный узел, имеющий потенциал, который изменяется в зависимости от количества света, полученного фотоприемным элементом в течение периода регистрации, причем период регистрации представляет собой период с момента подачи сигнала сброса до момента подачи сигнала считывания; усилительный элемент для усиления потенциала накопительного узла в соответствии с сигналом считывания; и элемент, переключающий датчик, для считывания потенциала, усиленного усилительным элементом, и вывода этого потенциала в качестве выходного сигнала из схемы датчика на выходную линию, в котором обеспечено наличие светоэкранирующей пленки на стороне, противоположной стороне светоприемной поверхности относительно фотоприемного элемента, причем эта светоэкранирующая пленка соединена с источником питания для подачи напряжения для фиксации потенциала светоэкранирующей пленки, равного постоянному потенциалу, и удовлетворяется следующая формула:

V_LS≥V_RST.H ,

где V_LS - постоянный потенциал, а V_RST.H - высокоуровневый потенциал сигнала сброса.

В описанной выше конфигурации, в которой обеспечено наличие усилительного элемента для усиления потенциала накопительного узла в соответствии с сигналом считывания, разность между потенциалами накопительного узла вследствие разности между значениями освещенности на светоприемной поверхности после усиления является большей, чем разность между его потенциалами в конце периода интегрирования. Например, разность между потенциалом накопительного узла после его усиления в течение периода считывания в случае темного состояния и потенциалом накопительного узла после его усиления в течение периода считывания в том случае, когда падает свет на уровне насыщения, является большей, чем разность между потенциалом накопительного узла в конце периода накопления в случае темного состояния и потенциалом накопительного узла в конце периода накопления в том случае, когда падает свет на уровне насыщения. Следовательно, может быть реализовано устройство отображения, включающее в себя оптический датчик с высокой чувствительностью. Кроме того, за счет установления потенциала светоэкранирующей пленки как постоянного потенциала, равного или большего, чем высокоуровневый потенциал V_RST.H сигнала сброса, может быть получен выходной сигнал датчика, имеющий превосходную линейность относительно количества падающего света.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг. 1 изображена блок-схема, на которой схематично показана конфигурация устройства отображения согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

На Фиг. 2 изображена эквивалентная электрическая схема, на которой показана конфигурация одного пикселя в устройстве отображения согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

На Фиг. 3 показаны вольтфарадные (CV) характеристики конденсатора, которым оснащен оптической датчик согласно первому варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 4 изображена временная диаграмма, на которой показана форма управляющего сигнала и изменение потенциала накопительного узла в оптическом датчике согласно первому варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 5 изображена эквивалентная электрическая схема оптического датчика согласно данному варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 6 на виде сверху показана приведенная в качестве примера планарная структура оптического датчика согласно данному варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 7 на виде в увеличенном масштабе показана та область, где сформирован конденсатор C1.

На Фиг. 8 на схематичном виде в поперечном разрезе показана схема соединений соответствующих областей в оптическом датчике согласно данному варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 9 изображена временная диаграмма сигналов, на которой показано изменение потенциала V_INT накопительного узла с момента окончания периода интегрирования до периода считывания.

На Фиг. 10A на схематичном виде в поперечном разрезе показан перенос заряда в конденсаторе C1, когда потенциал электрода затвора является более низким, чем пороговое напряжение.

На Фиг. 10B на схематичном виде в поперечном разрезе показан перенос заряда в конденсаторе C1, когда потенциал электрода затвора является более высоким, чем пороговое напряжение.

На Фиг. 11 на схематичном виде в поперечном разрезе показан pin-диод, имеющий латеральную структуру.

На Фиг. 12A изображен график характеристики "зависимость I_d от V_LS", на котором показаны различия между тремя режимами работы pin-диода.

На Фиг. 12B изображен график характеристики "зависимость I_d от V_LS", на котором показаны различия между тремя режимами работы pin-диода.

На Фиг. 13 изображен график, на котором показана зависимость между потенциалом V_A анода и потенциалом V_LS светоэкранирующей пленки LS.

На Фиг. 14 изображена временная диаграмма, на которой показан момент считывания в устройстве отображения согласно первому варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 15 изображена принципиальная электрическая схема, на которой показана внутренняя конфигурация схемы считывания пикселя, оснащенного датчиком.

На Фиг. 16 изображена временная диаграмма сигналов, на которой показана зависимость между сигналом считывания, выходным сигналом датчика и выходным сигналом из схемы считывания пикселя, оснащенного датчиком.

На Фиг. 17 изображена эквивалентная электрическая схема, на которой схематично показана конфигурация усилителя столбца датчиков.

На Фиг. 18 изображена эквивалентная электрическая схема оптического датчика согласно второму варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 19 изображена временная диаграмма сигналов, на которой показаны сигнал сброса и сигнал считывания, подаваемые в оптический датчик согласно второму варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 20 на виде сверху показана приведенная в качестве примера планарная структура оптического датчика согласно второму варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 21 на виде в увеличенном масштабе изображена та область, показанная на Фиг. 20, где сформирован конденсатор C1.

На Фиг. 22 на схематичном виде в поперечном разрезе показана схема соединений соответствующих областей в оптическом датчике согласно второму варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 23 изображена эквивалентная электрическая схема оптического датчика согласно третьему варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 24 на виде сверху показана приведенная в качестве примера планарная структура оптического датчика согласно третьему варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 25 на виде в увеличенном масштабе изображена та область, показанная на Фиг. 24, в которой сформирован конденсатор C1.

На Фиг. 26 на схематичном виде в поперечном разрезе показана схема соединений соответствующих областей в оптическом датчике согласно третьему варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 27 изображена эквивалентная электрическая схема оптического датчика согласно четвертому варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 28 на виде сверху показана приведенная в качестве примера планарная структура оптического датчика согласно четвертому варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 29 на виде в увеличенном масштабе изображена та область, показанная на Фиг. 28, где сформирован p-канальный TFT.

На Фиг. 30 на схематичном виде в поперечном разрезе показана схема соединений соответствующих областей в оптическом датчике согласно четвертому варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 31 изображена эквивалентная электрическая схема p-канального TFT оптического датчика согласно четвертому варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 32 изображена временная диаграмма сигналов, на которой показаны влияния, которые паразитная емкость и ток утечки оказывают на потенциал накопительного узла.

На Фиг. 33 на виде сверху показана приведенная в качестве примера планарная структура приведенного в качестве примера видоизмененного варианта оптического датчика согласно четвертому варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 34 на виде в увеличенном масштабе изображена та область, показанная на Фиг. 33, где сформирован p-канальный TFT.

На Фиг. 35 изображена эквивалентная электрическая схема p-канального TFT, показанного на Фиг. 33.

На Фиг. 36 изображена эквивалентная электрическая схема оптического датчика согласно пятому варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 37 на виде сверху показана приведенная в качестве примера планарная структура оптического датчика согласно пятому варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 38 на виде в увеличенном масштабе показана та область, где сформирован усилительный элемент (n-канальный TFT) в пятом варианте осуществления изобретения.

На Фиг. 39 на схематичном виде в поперечном разрезе показана схема соединений соответствующих областей в оптическом датчике согласно пятому варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 40 изображена эквивалентная электрическая схема n-канального TFT, служащего в качестве усилительного элемента в пятом варианте осуществления изобретения.

На Фиг. 41 на виде сверху показана приведенная в качестве примера планарная структура приведенного в качестве примера видоизмененного варианта оптического датчика согласно пятому варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 42 на схематичном виде в поперечном разрезе изображена схема соединений соответствующих областей в усилительном элементе в приведенном в качестве примера видоизмененном варианте, показанном на Фиг. 41.

На Фиг. 43 изображена эквивалентная электрическая схема n-канального TFT, показанного на Фиг. 42.

На Фиг. 44 изображена эквивалентная электрическая схема оптического датчика согласно шестому варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 45 на виде сверху показана приведенная в качестве примера планарная структура оптического датчика согласно шестому варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 46 на виде в увеличенном масштабе показана та область, где сформирован усилительный элемент (диод D2) в шестом варианте осуществления изобретения.

На Фиг. 47 на схематичном виде в поперечном разрезе показана схема соединений соответствующих областей в оптическом датчике согласно шестому варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 48 изображена эквивалентная электрическая схема диода, служащего в качестве усилительного элемента, согласно шестому варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 49 изображена эквивалентная электрическая схема оптического датчика согласно первому видоизмененному варианту шестого варианта осуществления изобретения, который приведен в качестве примера.

На Фиг. 50 на виде сверху показана приведенная в качестве примера планарная структура оптического датчика согласно первому видоизмененному варианту шестого варианта осуществления изобретения, который приведен в качестве примера.

На Фиг. 51 изображена эквивалентная электрическая схема оптического датчика согласно второму видоизмененному варианту шестого варианта осуществления изобретения, который приведен в качестве примера.

На Фиг. 52 на виде сверху показана приведенная в качестве примера планарная структура оптического датчика согласно второму видоизмененному варианту шестого варианта осуществления изобретения, который приведен в качестве примера.

На Фиг. 53 изображена эквивалентная электрическая схема оптического датчика согласно седьмому варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 54 на виде сверху показана приведенная в качестве примера планарная структура оптического датчика согласно данному варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 55A изображена принципиальная электрическая схема, на которой показано состояние инжекции заряда в случае, когда последовательно подключенный конденсатор C_SER объединен с конфигурацией, в которой усилительным элементом является конденсатор переменной емкости.

На Фиг. 55B изображена принципиальная электрическая схема, на которой показано состояние инжекции заряда в случае, когда последовательно подключенный конденсатор C_SER объединен с конфигурацией, в которой усилительным элементом является p-канальный TFT.

На Фиг. 56 изображена эквивалентная электрическая схема оптического датчика согласно восьмому варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 57 на виде сверху показана приведенная в качестве примера планарная структура оптического датчика согласно восьмому варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 58 изображена эквивалентная электрическая схема оптического датчика согласно девятому варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 59 на виде сверху показана приведенная в качестве примера планарная структура оптического датчика согласно девятому варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 60 изображена эквивалентная электрическая схема оптического датчика согласно данному варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 61 на виде сверху показана приведенная в качестве примера планарная структура оптического датчика согласно данному варианту осуществления изобретения.

На Фиг. 62 изображена эквивалентная электрическая схема, на которой показан приведенный в качестве примера обычный оптический датчик, сформированный на подложке активной матрицы.

На Фиг. 63 изображена временная диаграмма, на которой показана форма управляющего сигнала и изменение потенциала накопительного узла в обычном оптическом датчике.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство отображения согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения представляет собой устройство отображения, включающее в себя оптический датчик в области пикселей на подложке активной матрицы, в котором оптический датчик включает в себя: фотоприемный элемент для приема падающего света; сигнальную линию сброса для подачи сигнала сброса в оптический датчик; сигнальную линию считывания для подачи сигнала считывания в оптический датчик; накопительный узел, имеющий потенциал, который изменяется в зависимости от количества света, принятого фотоприемным элементом в течение периода регистрации, причем период регистрации представляет собой период с момента подачи сигнала сброса до момента подачи сигнала считывания; усилительный элемент для усиления потенциала накопительного узла в соответствии с сигналом считывания; и элемент, переключающий датчик, для считывания потенциала, усиленного усилительным элементом, и вывода этого потенциала в качестве выходного сигнала из схемы датчика на выходную линию.

В этой конфигурации, в которой обеспечено наличие усилительного элемента для усиления потенциала накопительного узла в соответствии с сигналом считывания, разность между потенциалами накопительного узла вследствие разницы значений освещенности на светоприемной поверхности после того, как усиление больше чем разность между его потенциалами в конце периода интегрирования. Например, разность между потенциалом накопительного узла после усиления во время периода считывания в случае темного состояния и потенциалом накопительного узла после усиления во время периода считывания в том случае, когда падает свет на уровне насыщения, является большей, чем разность между потенциалом накопительного узла в конце периода накопления в случае темного состояния и потенциалом накопительного узла в конце периода накопления в том случае, когда падает свет на уровне насыщения. Следует отметить, что эта функция усиления разности потенциалов установлена между любыми значениями освещенности, а не исключительно для случая темного состояния и для того случая, когда падает свет на уровне насыщения. Таким образом, может быть создано устройство отображения, включающее в себя оптический датчик с высокой чувствительностью.

Кроме того, описанная выше конфигурация предпочтительно видоизменена так, что обеспечено наличие светоэкранирующей пленки на стороне, противоположной стороне светоприемной поверхности относительно фотоприемного элемента, причем эта светоэкранирующая пленка соединена с источником питания для подачи напряжения для фиксации потенциала светоэкранирующей пленки равным постоянному потенциалу, и удовлетворяется следующая формула:

V_LS≥V_RST.H ,

где V_LS - постоянный потенциал, а V_RST.H - высокоуровневый потенциал сигнала сброса. В этой предпочтительной конфигурации могут быть устранены флуктуации потенциала светоэкранирующей пленки, в силу чего ухудшение характеристик диода D1 может быть ослаблено.

В том случае, когда в качестве фотоприемного элемента использован pin-диод, еще более предпочтительно, чтобы удовлетворялась следующая формула:

V_LS≥V_RST.H+V_{th_p},

где V_{th_p} - пороговое напряжение p-канала pin-диода. Эта предпочтительная конфигурация может вызывать работу pin-диода в состоянии, в котором в диоде на обеих границах слоя собственного полупроводника (i-слоя) со стороны p-слоя и со стороны n-слоя свободные электроны и положительные дырки имеют тенденцию к миграции. Следовательно, фототок (фотоэлектрический ток) увеличивается, и линейность изменения фототока (фотоэлектрического тока) при изменении освещенности может быть улучшена.

В описанном выше устройстве отображения в качестве усилительного элемента может быть использован, например, конденсатор переменной емкости. В этом случае в качестве конденсатора переменной емкости может быть использован, например, MOS-конденсатор (конденсатор со структурой металл-оксид-полупроводник), который включает в себя сигнальную линию считывания, изоляционную пленку и область полупроводника p-типа, сформированную в кремниевой пленке. В альтернативном варианте в качестве конденсатора переменной емкости может быть использован MOS-конденсатор, который включает в себя электрод затвора элемента, переключающего датчик, изоляционную пленку и область полупроводника n-типа, сформированную в кремниевой пленке. В описанной выше конфигурации сигнальная линия считывания может быть использована в качестве затвора конденсатора переменной емкости. Следовательно, эта конфигурация имеет преимущество, состоящее в отсутствии необходимости обеспечения наличия линии и контактов для соединения сигнальной линии считывания и электрода затвора.

Более того, в описанном выше устройстве отображения в качестве усилительного элемента может быть использован, например, p-канальный тонкопленочный транзистор. В этом случае предпочтительно, чтобы в p-канальном тонкопленочном транзисторе область канала была сформирована в широком участке кремниевой пленки, соединяющей фотоприемный элемент и накопительный узел друг с другом, и чтобы электрод затвора p-канального тонкопленочного транзистора был создан так, что перекрывает этот широкий участок. В этой конфигурации длина границы может быть уменьшена, что предотвращает сужения динамического диапазона из-за паразитной емкости или тока утечки. В альтернативном варианте в описанном выше устройстве отображения в качестве усилительного элемента может быть использован n-канальный тонкопленочный транзистор.

В альтернативном варианте в описанном выше устройстве отображения в качестве усилительного элемента может быть использован диод, имеющий электрод затвора на канале. В этой конфигурации длина границы может быть уменьшена.

Кроме того, в качестве другой предпочтительной конфигурации описанное выше устройство отображения может иметь конфигурацию, в которой обеспечено наличие электрода, противоположного светоэкранирующей пленке, для формирования последовательно подключенной емкости относительно паразитной емкости между светоэкранирующей пленкой и фотоприемным элементом, и этот электрод является электрически соединенным с сигнальной линией считывания. Эта конфигурация имеет эффект уменьшения влияния, которое оказывает паразитная емкость между светоэкранирующей пленкой и фотоприемным элементом на изменение потенциала накопительного узла в течение периода интегрирования.

Кроме того, в описанном выше устройстве отображения предпочтительно обеспечено наличие множества фотоприемных элементов в области пикселей, причем это множество фотоприемных элементов соединены параллельно, а усилительный элемент соединен с одним из фотоприемных элементов, расположенным в конце фотоприемных элементов. За счет параллельного соединения множества фотоприемных элементов таким способом может быть увеличен фотоэлектрический ток, в силу чего чувствительность может быть улучшена.

В описанном выше устройстве отображения элементом, переключающим датчик, предпочтительно является переключающий элемент с тремя выводами, причем электрод затвора, являющийся одним из этих трех выводов, соединен с накопительным узлом, а один из двух других выводов из этих трех выводов соединен с выходной линией. В этой конфигурации достаточно наличие одного элемента, переключающего датчик, и, следовательно, конфигурация схемы оптического датчика может быть упрощена. Следует отметить, что в описанном выше устройстве отображения может быть дополнительно обеспечено наличие переключающего элемента для сброса элемента, переключающего датчик.

В описанном выше устройстве отображения усилительный элемент предпочтительно имеет пороговый потенциал, при котором состояние усилительного элемента переключается между состоянием "включено" ("ВКЛ") и состоянием "выключено" ("ВЫКЛ") в интервале между низкоуровневым потенциалом и высокоуровневым потенциалом сигнала считывания.

Описанное выше устройство отображения может быть осуществлено как жидкокристаллическое устройство отображения, которое дополнительно включает в себя противоположную подложку, которая является противоположной подложке активной матрицы; и жидкий кристалл, расположенный между подложкой активной матрицы и противоположной подложкой.

Ниже приведено объяснение более конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. Следует отметить, что в описанных ниже вариантах осуществления изобретения показаны приведенные в качестве примера конфигурации в том случае, когда устройство отображения согласно настоящему изобретению осуществлено как жидкокристаллическое устройство отображения, но устройство отображения согласно настоящему изобретению не ограничено жидкокристаллическим устройством отображения, и настоящее изобретение применимо к произвольному устройству отображения, в котором используется подложка активной матрицы. Следует отметить, что устройство отображения согласно настоящему изобретению, имеющее оптические датчики, используется в качестве устройства отображения, оснащенного сенсорной панелью, которое обнаруживает объект, приближающийся к его экрану, и выполняет операцию ввода, в качестве устройства отображения для двусторонней связи, имеющего функцию отображения и функцию захвата изображения, и т.д.

Кроме того, для удобства объяснения на чертежах, ссылки на которые приведены ниже, из составляющих элементов, входящих в состав варианта осуществления настоящего изобретения, упрощенно показаны только лишь те основные элементы, иллюстрации которых необходимы для объяснения настоящего изобретения. Следовательно, устройство отображения согласно данному варианту осуществления изобретения может включать в себя произвольные элементы, не показанные на чертежах, на которые приведены ссылки в описании настоящего изобретения. Кроме того, размеры элементов, показанных на чертежах, не точно отражают реальные размеры составляющих элементов, соотношения размеров составляющих элементов и т.д.

[Первый вариант осуществления изобретения]

Сначала приведено объяснение конфигурации подложки активной матрицы, которая обеспечена в жидкокристаллическом устройстве отображения согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, со ссылкой на Фиг. 1 и Фиг. 2.

На Фиг. 1 изображена блок-схема, на которой схематично проиллюстрирована конфигурация подложки 100 активной матрицы, которой оснащено жидкокристаллическое устройство отображения согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 1, подложка 100 активной матрицы включает в себя, на ее стеклянной подложке, по меньшей мере, область 1 пикселей, драйвер 2 затворов устройства отображения, драйвер 3 истоков устройства отображения, драйвер 4 столбцов датчиков, драйвер 5 строк датчиков, буферный усилитель 6 и соединитель 7 для гибких печатных плат (FPC-соединитель). Кроме того, с подложкой 100 активной матрицы через FPC-соединитель 7 и гибкую печатную плату (FPC) 9 соединена схема 8 обработки сигналов для обработки сигнала изображения, регистрируемого фотоприемным элементом (описание которого приведено ниже) в области 1 пикселей.

Следует отметить, что описанные выше составляющие элементы на подложке 100 активной матрицы могут быть сформированы монолитно на стеклянной подложке посредством технологии обработки полупроводниковых материалов. В альтернативном варианте конфигурация может быть следующей: усилители и драйверы из описанных выше элементов смонтированы на стеклянной подложке, например, способами COG (монтаж микросхемы на стекло). Кроме того, в альтернативном варианте, по меньшей мере, часть вышеупомянутых элементов, показанных на подложке 100 активной матрицы на Фиг. 1, может быть установлена на гибкой печатной плате (FPC) 9. Подложка 100 активной матрицы покрыта противоположной подложкой (не показана), имеющей противоэлектрод, сформированный на всей ее поверхности, образуя многослойную структуру. Жидкокристаллическое вещество загерметизировано в пространстве между подложкой 100 активной матрицы и противоположной подложкой.

Область 1 пикселей представляет собой область, где сформировано множество пикселей для отображения изображений. В данном варианте осуществления изобретения оптический датчик для регистрации изображений обеспечен в каждом пикселе в области 1 пикселей. На Фиг. 2 изображена эквивалентная электрическая схема, на которой показана компоновка пикселей и оптических датчиков в области 1 пикселей на подложке 100 активной матрицы. В примере, показанном на Фиг. 2, один пиксель сформирован из трех подпикселей R (красного), G (зеленого) и B (синего). В одном пикселе, составленном из этих трех подпикселей, обеспечен один оптический датчик. Область 1 пикселей включает в себя пиксели, упорядоченно расположенные в виде матрицы из М строк × N столбцов, и оптические датчики, упорядоченно распложенные аналогичным образом в виде матрицы из М строк × N столбцов. Следует отметить, что количество подпикселей равно М × 3N, как описано выше.

Следовательно, как показано на Фиг. 2, области 1 пикселей имеют линии GL затворов и линии COL истоков, упорядоченно расположенные в виде матрицы в качестве линий для пикселей. Линии GL затворов соединены с драйвером 2 затворов устройства отображения. Линии COL истоков соединены с драйвером 3 истоков устройства отображения. Следует отметить, что в области 1 пикселей обеспечено М строк линий GL затворов. Ниже, когда необходимо дать описание конкретной отдельной линии GL затворов, то она обозначена как GLi (i= от 1 до M). С другой стороны, обеспечены три линии COL истоков на один пиксель для подачи данных об изображении в три подпикселя в пикселе, как описано выше. Когда необходимо дать описание конкретной отдельной линии COL истоков, то она обозначена как COLrj, COLgj или COLbj (j= от 1 до N).

В каждой из точек пересечения линий GL затворов и линий COL истоков обесп