CN102073416B - 显示器件 - Google Patents
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Abstract
目的是在包括提供有光电传感器的显示面板的显示器件中当物体触摸显示面板时和当物体不触摸显示面板时实现物体检测。显示器件包括提供有光电传感器的显示面板。该显示器件具有当物体触摸该显示面板时和当物体不触摸其时用该光电传感器检测物体的功能。该显示器件具有根据物体是否触摸显示面板改变光电传感器的灵敏度的功能。
Description
技术领域
本发明涉及显示器件，其包括光电传感器(photosensor，光传感器)和该显示器件的驱动方法。特别地，本发明涉及其中每个提供有光电传感器的像素采用矩阵设置的显示器件，并且涉及该显示器件的驱动方法。此外，本发明涉及包括该显示器件的电子器件。另外，本发明涉及半导体器件及其的驱动方法。
背景技术
最近几年，提供有触摸传感器的显示器件引起注意。提供有触摸传感器的显示器件叫做触摸面板、触摸屏或类似的(在下文中简单地称作触摸面板)。该触摸传感器的示例包括电阻式触摸传感器、电容式触摸传感器和光学触摸传感器，其在操作原理上不同。利用该触摸传感器，可以检测触摸显示器件的物体(例如，笔和手指)。因此，用于控制显示器件的数据可以通过使用触摸传感器作为输入装置输入。另外，包括光学触摸传感器的显示器件也可以用作接触区传感器(例如专利文件1)。
此外，作为没有显示面板的器件的示例，可以给出例如图像传感器等半导体器件。
[参考文献]
[专利文件1]日本公开的专利申请号2001-292276
在包括这样的上文描述的触摸传感器作为输入装置的显示器件的情况下，显示器件的显示面板保持为被物体触摸。因此，显示面板容易弄脏并且显示质量可能变差。此外，要求操作显示器件所需要的机械强度。此外，当显示器件的显示面板是硬的时显示器件用户容易疲劳。
发明内容
鉴于上文的问题，目的是使在物体触摸显示面板和物体不触摸显示面板的情况下都能够检测。
本发明的实施例是包括显示面板(其中光电传感器提供在像素中)的显示器件。该显示器件具有当物体触摸显示面板时和当物体不触摸显示面板时用光电传感器检测物体的功能。该显示器件具有根据物体是否触摸显示面板改变光电传感器的灵敏度的功能。
另外，当改变灵敏度时，优选地的是，光电传感器的灵敏度在物体不触摸显示面板的情况下比物体触摸显示面板的情况下更高。
为了改变灵敏度，施加到光电传感器的电压可调节。
备选地，光电传感器包括晶体管和电连接到该晶体管的栅极的光电二极管，并且光电传感器的灵敏度可通过调节施加到该光电二极管的电压改变。
备选地，光电传感器的灵敏度可通过调节施加在晶体管的源极和漏极之间的电压改变。
备选地，光电传感器可具有执行复位操作、积累操作和选择操作的功能，并且光电传感器的灵敏度可通过积累操作的时间(其根据物体是否触摸显示面板而变化)改变。用于改变灵敏度的上述方法互相结合是优选的。
此外，本发明的另一个实施例是包括显示面板(其中像素提供在光电传感器中)的显示器件。该光电传感器具有执行复位操作、积累操作和选择操作的功能以及在物体触摸显示面板和物体不触摸显示面板的情况下都执行复位操作的功能。
可以提供具有在物体触摸显示面板和物体不触摸显示面板的情况下都能检测物体的功能的显示器件。此外，可以提供显示器件，其中接触物体的高质量图像可以高速成像并且无接触物体可以被高速检测。
附图说明
图1是显示器件的结构的说明性图。
图2是显示器件的结构的说明性图。
图3是显示器件的结构的说明性图。
图4是时序图。
图5是时序图。
图6是时序图。
图7是显示器件的说明性横截面视图。
图8是显示器件的说明性横截面视图。
图9是显示器件的说明性横截面视图。
图10是是使用显示器件的电子器件的示例。
图11是显示器件的结构的说明性图。
图12A至12D是使用显示器件的电子器件的示例。
具体实施方式
在下文中，实施例将参照附图详细描述。然而，下文描述的实施例可以采用许多不同的方式体现，并且本领域内技术人员容易理解模式和细节可以多方面地变化而不偏离本发明的精神和范围。因此，本发明不应该解释为限制于实施例的下列说明。在用于描述实施例的图中，具有相似功能的相同部件或多个部件由相同的标号指示，并且不重复这样的部件的说明。
(实施例1)
在该实施例中，显示器件参照图1、图2、图3、图4、图5和图6描述。
显示面板的结构将参照图1描述。显示面板100包括像素电路101、显示元件控制电路102和光电传感器控制电路103。该像素电路101包括采用行和列的矩阵来设置的多个像素104。像素104中的每个包括显示元件105和光电传感器106。注意光电传感器106可提供在像素104外面。此外，光电传感器106的数量可不同于显示元件105的数量。
显示元件105中的每个包括薄膜晶体管(TFT)、存储电容器、液晶元件等。该薄膜晶体管具有控制电荷注入存储电容器/从存储电容器释放的功能。存储电容器具有保存对应于施加到液晶元件的电压的电荷的功能。是否透过光通过施加到液晶元件的电压控制，以便显示灰度。光源从液晶显示器件的后面发射的光(背光)用作通过液晶层的光。
注意显示元件105中的每个包括液晶元件的情况在上文描述；然而，可包括例如发光元件等其他元件。该发光元件是其中亮度由电流或电压控制的元件。具体地，可以给出发光二极管、OLED(有机发光二极管)等。
光电传感器106包括晶体管和具有通过接收光产生电子信号的功能的元件(也称为光接收元件)。作为光接收元件，可以使用光电二极管或类似的。注意光电传感器106接收的光是从显示器件内部(例如背光)发出并且从物体反射的光、从物体反射的外部光或类似的、从物体自身发出的光或是被物体遮蔽的外部光(阴影)的光。
显示元件控制电路102控制显示元件105并且包括显示元件驱动电路107，其通过例如视频数据信号线等信号线(也称为源信号线)输入信号到显示元件105；以及显示元件驱动电路108，其通过扫描线(也称为栅极信号线)输入信号到显示元件105。例如，连接到扫描线的显示元件驱动电路108具有选择置于特定行中的像素中包括的显示元件的功能。另外，连接到信号线的显示元件驱动电路107具有施加预定电势到置于所选行中的像素中包括的显示元件的功能。注意在连接到扫描线的显示元件驱动电路108施加高电势到其中的显示元件中，薄膜晶体管处于导通状态，使得显示元件被供应来自连接到信号线的显示元件驱动电路107的电荷。
光电传感器控制电路103控制光电传感器106并且包括连接到例如光电传感器输出信号线和光电传感器参考信号线等信号线的光电传感器读取电路109和连接到扫描线的光电传感器驱动电路110。连接到扫描线的光电传感器驱动电路110具有在光电传感器106(包括在置于特定行中的像素104中)上执行复位操作和选择操作的功能，其在下文描述。此外，连接到信号线的光电传感器读取电路109具有提取所选行中的像素中包括的光电传感器106的输出信号的功能。注意连接到信号线的光电传感器读取电路109可以具有其中光电传感器的输出(其是模拟信号)由OP放大器作为模拟信号提取到显示器件外面的结构；或其中输出由A/D转换器电路转换为数字信号并且然后提取到显示器件外面的结构。
像素104的电路图将参照图2描述。像素104包括显示元件105(其包括晶体管201、存储电容器202和液晶元件203)和光电传感器106(其包括光电二极管204、晶体管205和晶体管206)。
晶体管201的栅极电连接到栅极信号线207，晶体管201的源极和漏极中的一个电连接到视频数据信号线210，并且晶体管201的源极和漏极中另一个电连接到存储电容器202的一个电极和液晶元件203的一个电极。存储电容器202的另一个电极和液晶元件203的另一个电极各自保持在某个电势。液晶元件203包括一对电极和夹在该对电极之间的液晶层。
当“H”(高电平电压)施加到栅极信号线207时，晶体管201施加视频数据信号线210的电势到存储电容器202和液晶元件203。存储电容器202保持施加的电势。液晶元件203根据施加的电势改变透光率。
光电二极管204的一个电极电连接到光电二极管复位信号线208，并且光电二极管204的另一个电极电连接到晶体管205的栅极。晶体管205的源极和漏极中的一个电连接到光电传感器参考信号线212，并且晶体管205的源极和漏极中的另一个电连接到晶体管206的源极和漏极中的一个。晶体管206的栅极电连接到读取信号线209，并且晶体管206的源极和漏极中的另一个电连接到光电传感器输出信号线211。
接着，光电传感器读取电路109的结构将参照图3描述。在图3中，一列像素的光电传感器读取电路300包括p-沟道晶体管301和存储电容器302。此外，光电传感器读取电路109包括光电传感器输出信号线211和用于该一列像素的预充电信号线303。
在光电传感器读取电路300中，光电传感器输出信号线211的电势在像素中的光电传感器操作之前设置到参考电势。在图3中，通过设置预充电信号线303的电势到“L”(低电平电压)，光电传感器输出信号线211的电势可以设置到高电势(其是参考电势)。注意如果光电传感器输出信号线211具有大寄生电容，那么不提供存储电容器302是可接受的。注意参考电势也可以是低电势。在该情况下，使用n-沟道晶体管并且预充电信号线303的电势设定到“H”，由此光电传感器输出信号线211的电势可以设定到低的电势(其是参考电势)。
接着，显示面板的光电传感器的读取操作将参照图4的时序图描述。在图4中，信号401对应于在图2中的光电二极管复位信号线208的电势，信号402对应于在图2中的读取信号线209(晶体管206的栅极连接到其)的电势，信号403对应于在图2中的栅极信号线213(晶体管205的栅极连接到其)的电势，以及信号404对应于在图2中的光电传感器输出信号线211的电势。此外，信号405对应于在图3中的预充电信号线303的电势。
在时间A，当光电二极管复位信号线208(信号401)的电势设置到“H”(复位操作)时，光电二极管204处于导通状态并且栅极信号线213(信号403)(晶体管205的栅极连接到其)的电势变成“H”。此外，当预充电信号线303(信号405)的电势设置到“L”，光电传感器输出信号线211(信号404)的电势预充电到“H”。
在时间B，当光电二极管复位信号线208(信号401)的电势设置到“L”(积累操作)时，栅极信号线213(信号403)(晶体管205的栅极连接到其)的电势由于光电二极管204的关断电流而开始降低。当光传输到其上时，光电二极管204的关断电流增加；因此，栅极信号线213(信号403)(晶体管205的栅极连接到其)的电势根据传输到光电二极管204的光量而变化。即，晶体管205的源极和漏极之间的电流变化。
在时间C，当读取信号线209(信号402)的电势设置到“H”(选择操作)时，晶体管206导通并且光电传感器参考信号线212和光电传感器输出信号线211通过晶体管205和晶体管206建立电连续性。然后，光电传感器输出信号线211(信号404)的电势降低。注意在时间C之前，预充电信号线303(信号405)的电势设置到“H”并且完成光电传感器输出信号线211的预充电。这里，光电传感器输出信号线211(信号404)的电势降低的速度取决于晶体管205的源-漏电流。即，光电传感器输出信号线211的电势降低的速度根据传输到光电二极管204的光量而变化。
在时间D，当读取信号线209(信号402)的电势设置到“L”时，晶体管206关断并且光电传感器输出信号线211(信号404)的电势在时间D后具有恒定值。这里，作为恒定值的值根据传输到光电二极管204的光量而变化。因此，传输到光电二极管204的光量可以通过获得光电传感器输出信号线211的电势得到。
如上文描述的，个体光电传感器的操作通过重复复位操作、积累操作和选择操作实现。复位操作、积累操作和选择操作在显示器件中的像素中的所有上执行，使得使接触物体或无接触物体成像可以实现。
当来自物体的反射光弱时，物体可通过判断外部光是否进入光电传感器或物体是否遮蔽外界光(即形成阴影)来检测。物体可通过反射光和外部光来检测。
注意一般而言，光电传感器检测无接触物体比检测接触物体更困难。那是因为在从显示器件传输的光的反射用光电传感器检测的情况下，当物体从显示器件离开时来自物体的反射光量大大减小；因此，变得难以清楚地区别亮和暗。此外，在外部光的进入或遮蔽用光电传感器检测的情况下，当物体从显示器件离开时阴影因为光的衍射而变薄；因此，变得难以清楚地区别亮和暗。
因此，为了检测接触物体和无接触物体，使光电传感器的灵敏度关于光量成为可变的并且每个要检测的物体用适当的灵敏度检测是有效的。例如，在图2中的结构中，改变施加到光电传感器的电势(光电二极管复位信号线208、读取信号线209、光电传感器参考信号线212和预充电信号线303的电势)，使得关于光量的灵敏度可以是可变的。具体地，如用于提高灵敏度的方法的示例，可通过增加光电二极管复位信号线208的电势使施加到光电二极管204的电压增加。此外，可通过增加光电传感器参考信号线212的电势和预充电信号线303的电势之间的电势差使施加在晶体管205的源极和漏极之间的电压增加，这也是有效的。
此外，改变用于光电传感器中的累积操作的时间段，使得关于光量的灵敏度可以是可变的。例如，在图2中的结构中，使累积操作的时间更长，使得用于积累光的时间变得更长；因此，灵敏度可以提高。注意在无接触物体的情况下，与接触物体的情况比较，辨别亮和暗是困难的；因此，灵敏度可以通过长积累操作来提高。上文的方法彼此结合并且采用，使得灵敏度可以更严格地调节。
注意光电传感器的设置定期改变为适合接触物体的检测的第一设置或适合无接触物体的检测的第二设置。由采用第一设置的光电传感器获得的数据用作接触物体的数据。由采用第二设置的光电传感器获得的数据用作无接触物体的数据。光电传感器的灵敏度采用这样的方式定期改变，使得在两个情况下检测物体是可能的：物体触摸显示面板的情况和物体不触摸显示面板的情况。
在图5的时序图中图示的驱动方法可以用于在显示面板中的光电传感器中的所有，以便光电传感器的灵敏度可如上文描述的定期改变。在图5的时序图中，信号501、信号502、信号503、信号504、信号505、信号506和信号507分别对应于在第一行、第二行、第(m-1)行、第m行、第(m+1)行、第(n-1)行和第n行中的光电二极管复位信号线208的电势。另外，在时序图中，信号511、信号512、信号513、信号514、信号515、信号516和信号517分别对应于在第一行、第二行、第(m-1)行、第m行、第(m+1)行、第(n-1)行和第n行中的读取信号线209的电势。时段518和时段519分别是光电传感器中采用第一设置一次成像所需要的时段和对于第二设置所需要的时段。注意光电传感器中的第一设置和第二设置两者的一次成像所需要的时段是时段518和519的总和。时段520和时段521分别是其中在第m行中的光电传感器采用第一设置操作的时段和其中在第m行中的光电传感器采用光电传感器中的第二设置操作的时段。时段522和时段523分别是其中在第m行中的光电传感器采用光电传感器中的第一设置执行复位操作的时段和其中在第m行中的光电传感器采用光电传感器中的第二设置执行复位操作的时段。时段524和时段525分别是其中在第m行中的光电传感器采用光电传感器中的第一设置执行积累操作的时段和其中在第m行中的光电传感器采用光电传感器中的第二设置执行积累操作的时段。时段526和时段527分别是其中在第m行中的光电传感器采用光电传感器中的第一设置执行选择操作的时段和其中在第m行中的光电传感器采用光电传感器中的第二设置执行选择操作的时段。
备选地，在图6的时序图中图示的驱动方法(其不同于图5的)可以用于在显示面板中的光电传感器中的所有，以便光电传感器的灵敏度可如上文描述的定期改变。在图6的时序图中，信号601、信号602、信号603、信号604、信号605、信号606和信号607分别对应于在第一行、第二行、第(m-1)行、第m行、第(m+1)行、第(n-1)行和第n行中的光电二极管复位信号线208的电势。另外，在时序图中，信号611、信号612、信号613、信号614、信号615、信号616和信号617分别对应于在第一行、第二行、第(m-1)行、第m行、第(m+1)行、第(n-1)行和第n行中的读取信号线209的电势。时段618是光电传感器中的第一设置和第二设置两者的一次成像所需要的时段。时段620和时段621分别是其中在第m行中的光电传感器采用光电传感器中的第一设置操作的时段和其中在第m行中的光电传感器采用光电传感器中的第二设置操作的时段。时段622是其中在第m行中的光电传感器对光电传感器中的第一设置和第二设置两者执行复位操作的时段。时段624和时段625分别是其中在第m行中的光电传感器采用光电传感器中的第一设置执行积累操作的时段和其中在第m行中的光电传感器采用光电传感器中的第二设置执行积累操作的时段。时段626和时段627分别是其中在第m行中的光电传感器采用光电传感器中的第一设置执行选择操作的时段和其中在第m行中的光电传感器采用光电传感器中的第二设置执行选择操作的时段。
在图6的时序图中，复位操作对光电传感器的第一设置和第二设置两者执行一次，使得对于这两个设置的成像所需要的时段与图5的相比缩短。因此，采用在图6的时序图中图示的驱动方法，使得可以获得高速成像。
注意当使用图5和图6的驱动方法时，尽管接触物体的暗部仅采用第一设置成像，该暗部也可以采用第二设置成像。因此，可能难以辨别接触物体和无接触物体的暗部。在这样的情况下，下列方法是有效的：接触物体的轮廓通过使用已知图像处理从采用第一设置成像的图像中提取；然后，检测接触物体的区域；此外，在除了接触物体的区域之外的区域中采用第二设置成像的图像用作无接触物体的图像。
通过采用这样的模式，可以提供显示器件，其中使高质量图像成像可以对接触物体高速执行并且其中无接触物体可以被高速检测。
注意包括光电传感器的显示器件在该实施例中描述，并且该实施例可以容易应用于包括光电传感器的半导体器件。即，该半导体器件可以采用在该实施例中显示元件105和显示需要的电路(具体地显示器件控制电路102)从显示器件移除这样的方式形成。作为该半导体器件的示例，可以给出图像传感器。这样的半导体器件可以检测接触物体或靠近包括如上文的光电传感器的输入部分的物体。
该实施例可以视情况与其他实施例和示例中的任一个结合实现。
(实施例2)
图7图示显示面板的横截面视图的示例。在图7中的显示面板中，光电二极管1002、晶体管1003、存储电容器1004和液晶元件1005提供在具有绝缘表面的衬底(TFT衬底)1001上。
光电二极管1002和存储电容器1004可以与晶体管1003在晶体管1003的制造过程中形成的同时形成。光电二极管1002是横向结型pin二极管。包括在光电二极管1002中的半导体膜1006含有具有p型导电性的区域(p型层)、具有i型导电性的区域(i型层)和具有n型导电性的区域(n型层)。注意尽管光电二极管1002是pin二极管的情况在该实施例中图示，光电二极管1002可以是pn二极管。横向pin结或横向pn结可以采用给予p型导电性的杂质和给予n型导电性的杂质添加到半导体膜1006中的相应特定区域这样的方式形成。
此外，在通过由蚀刻或类似的按期望的形状处理(图案化)在TFT衬底1001上形成的一个半导体膜的同时，形成光电二极管1002的岛状半导体膜和晶体管1003的岛状半导体膜，这是可能的；因此，一般增加到面板制造过程的步骤是不必要的，使得成本可以降低。
注意p型层、i型层和n型层的堆叠层可以代替横向结光电二极管使用。
液晶元件1005包括像素电极1007、液晶1008和对电极1009。像素电极1007在衬底1001上形成并且通过存储电容器1004和导电膜1010电连接到晶体管1003。此外，对电极1009在衬底(对衬底)上形成，并且液晶1008夹在像素电极1007和对电极1009之间。注意尽管用于光电传感器的晶体管不在该实施例中图示，该晶体管可以连同晶体管1003在晶体管1003的制造过程中在衬底(TFT衬底)1001上形成。
在像素电极1007和对电极1009之间的池间隙(cellgap)可以通过使用间隔物1016控制。尽管该池间隙由通过光刻选择性形成并且具有在图7中的柱状形状的间隔物1016控制，该池间隙可以备选地由分散在像素电极1007和对电极1009之间的球形间隔物控制。
此外，在衬底(TFT衬底)1001和衬底(对衬底)1013之间，液晶1008由密封材料包围。液晶1008可通过配送器法(dispensermethod)(液滴法)或浸渍法(泵送法)注入。
对于像素电极1007，可以使用例如氧化铟锡(ITO)、含氧化硅的氧化铟锡(ITSO)、有机铟、有机锡、氧化锌、含氧化锌的氧化铟锌(IZO)、含镓的氧化锌、氧化锡、含氧化钨的氧化铟、含氧化钨的氧化铟锌、含氧化钛的氧化铟、含氧化钛的氧化铟锡或其类似物等透光导电材料。
另外，因为透光液晶元件1005给作示例，上文描述的透光导电材料也可以如在像素电极1007的情况下用作对电极1009。
定向膜(alignmentfilm)1011提供在像素电极1007和液晶1008之间并且定向膜1012提供在对电极1009和液晶1008之间。该定向膜1011和定向膜1012可以使用例如聚酰亚胺或聚乙烯醇等有机树脂形成。例如摩擦(rubbing)等定向处理在它们的表面上进行以便使液晶分子在某个方向上排列。摩擦可以通过使包裹有尼龙布或其类似物的轧棍滚动同时在定向膜上施加压力进行使得定向膜的表面在某个方向上被摩擦。注意通过使用例如氧化硅等无机材料，各自具有定向性质的定向膜1011和定向膜1012可以通过蒸发方法直接形成而不进行定向处理。
此外，能够透过具有特定波长的光的滤色片1014在衬底(对衬底)1013上形成以便与液晶元件1005重叠。该滤色片1014可以在例如丙烯酸基树脂等有机树脂(颜料分散在其中)施加在衬底1013后通过光刻选择性地形成。备选地，该滤色片1014可以在聚酰亚胺基树脂(颜料分散在其中)施加在衬底1013后通过蚀刻选择性地形成。备选地，该滤色片1014可以通过例如喷墨法等液滴排出法选择性地形成。
此外，能够遮蔽光的遮蔽膜1015在衬底(对衬底)1013上形成以便与光电二极管1002重叠。该遮蔽膜1015不仅防止来自通过衬底(对衬底)1013并且进入显示面板的背光的光直接传输到光电二极管1002，还防止在视觉上识别到由于像素之间的液晶1008的不正确定向导致的旋错(disclination)。含例如碳黑或低阶氧化钛等黑色颜料的有机树脂可以用于遮蔽膜1015。备选地，铬膜可以用于遮蔽膜1015。
此外，起偏振片1017在像素电极1007在其上形成的衬底(TFT衬底)1001的相对侧上形成，并且起偏振片1018在对电极1009在其上形成的衬底(对衬底)1013的相对侧上形成。
液晶元件可是TN(扭转向列)模式、VA(垂直定向)模式、OCB(光学补偿双折射)模式、IPS(共面转换)模式或其类似模式。注意尽管其中液晶1008夹在像素电极1007和对电极1009之间的液晶元件1005的示例在该实施例中图示，在本发明的一个实施例中的显示面板不限于该结构。也可使用其中一对电极在衬底(TFT衬底)1001侧上形成的液晶元件，其相似于IPS模式液晶元件。
另外，尽管其中薄半导体膜用于光电二极管1002、晶体管1003和存储电容器1004的示例在该实施例中图示，单晶半导体衬底、SOI衬底或其类似物可以用于光电二极管1002、晶体管1003和存储电容器1004。
来自背光的光从衬底(对衬底)1013侧传输。即，来自背光的光通过液晶元件1005并且传输到在衬底(TFT衬底)1001侧上的物体1021，如由箭头1020示出的。然后，由箭头1022示出的并且从物体1021反射的光进入光电二极管1002。
另外，在检测到外部光的情况下，该外部光从衬底(TFT衬底)1001侧传输。因为物体1021遮蔽外部光，在光电二极管1002上的入射光被遮蔽。即，光电二极管1002检测物体的阴影。
通过采用这样的模式，可以提供其中可以通过检测无接触物体的移动而输入数据的显示面板。
此外，该实施例的显示器件也可以在物体靠近显示面板的情况下检测物体。物体和显示面板之间的距离可以等于或小于3cm，与提供CCD图像传感器或其类似物的情况相比，这对于检测是有效的。
此外，在该实施例的显示器件中，光电传感器的光接收表面(光电二极管1002)和显示面板的显示表面(衬底1001侧)具有相同的方向。因此，物体可以用显示面板成像，与提供CCD图像传感器或其类似物的情况相比，这对于成像是有效的。
该实施例可以视情况与其他实施例和示例中的任一个结合实现。
(实施例3)
图8图示与在实施例2中的不同的显示面板的横截面视图的示例。在图8中图示的显示面板中，光电二极管1002与图7中的不同在于，其具有使用用于晶体管1003的栅电极的导电膜1019形成的遮蔽膜2019。通过在光电二极管1002中的遮蔽膜，可以防止来自背光的光直接进入本征的区域(i型层)并且可以高效地检测仅从物体反射的光。
此外，在光电二极管1002充当横向pin二极管的情况下，具有p型导电性的区域(p型层)和具有n型导电性的区域(n型层)可以使用遮蔽膜作为掩模通过自对准工艺形成。这在制造小光电二极管、减小像素尺寸和提高孔径比方面是有效的。
通过采用这样的模式，可以提供可以通过检测无接触物体的移动来输入数据的显示面板。
注意尽管横向结光电二极管在图8中使用，p型层、i型层和n型层的堆叠层可以备选使用。
注意该实施例关于在光电二极管1002上的入射光、物体和显示面板之间的距离以及光电传感器的光接收表面和显示面板的显示表面的方向的方面与实施例2相同。
该实施例可以视情况与其他实施例和示例中的任一个结合实现。
(实施例4)
图9图示与在实施例2中的不同的显示面板的横截面视图的另一个示例。在图9中的显示面板与在图7中的不同在于，来自背光的光从衬底(TFT衬底)1001侧传输。即，来自背光的光通过液晶元件1005并且传输到在衬底(对衬底)1013侧上的物体1021，如由箭头2020示出的。然后，由箭头2022示出的且从物体1021反射的光进入光电二极管1002。在该情况下，例如，开口可提供在光电二极管1002上方的遮蔽膜1015中以便从物体1021反射的光可进入光电二极管1002。
在该实施例中，遮蔽膜2015提供在光电二极管1002下面。遮蔽膜2015防止来自背光的、通过衬底(TFT衬底)1001并且进入显示面板的光直接传输到光电二极管1002，使得可以提供能够成像高分辨率图像的显示面板。含例如碳黑或低阶氧化钛等黑色颜料的有机树脂可以用于遮蔽膜2015。备选地，铬膜可以用于遮蔽膜2015。
在光电二极管1002检测红外光的情况下，透过红外光的滤色片1014可在光电二极管1002上形成。在那种情况下，优选使用具有不同颜色的滤色片的堆叠层。
注意虽然横向结光电二极管在图9中使用，p型层、i型层和n型层的堆叠层可以备选使用。
另外，在检测外部光的情况下，外部光从衬底(对衬底)1013侧传输。由于物体1021遮蔽外部光，在光电二极管1002上的入射光被遮蔽。即，光电二极管1002检测物体的阴影。
注意该实施例关于物体和显示面板之间的距离和光电传感器的光接收表面(光电二极管1002)和显示面板的显示表面的方向的方面与实施例2相同。光电传感器的光接收表面面向显示面板的显示表面(衬底1013)的方向，使得物体可用显示面板成像。
该实施例可以视情况与其他实施例和示例中的任一个结合实现。
(实施例5)
将描述使用具有光电传感器的显示面板的书写板(例如黑板和白板)的示例。
例如，包括光电传感器的显示面板在图10中的显示面板9696的位置提供。
该显示面板9696具有光电传感器和显示元件。
这里，用标记笔或其类似物在显示面板9696的表面上自由书写是可能的。
注意如果字母用没有定影剂(fixer)的标记笔或其类似物书写，擦除字母是容易的。
另外，显示面板9696的表面足够光滑是优选的以便标记笔的墨水可容易去除。
当玻璃衬底或其类似物用于显示面板9696的表面时，显示面板9696的表面具有足够的光滑度。
备选地，透明合成树脂板或其类似物可附着到显示面板9696的表面。
例如丙烯酸树脂优选地用作合成树脂。在该情况下，合成树脂板的表面优选地是光滑的。
因为显示面板9696具有显示元件，特定的图像可以在显示面板9696上显示并且一些东西可以用标记笔在显示面板9696的表面上书写。
此外，显示面板9696具有光电传感器，使得如果显示面板9696连接到打印机或其类似物，用标记笔书写的字母可以被读取和打印出。
此外，因为显示面板9696具有光电传感器和显示元件，通过在具有显示的图像的显示面板9696表面上写文字、画图或类似的，由光电传感器读取的标记笔的笔迹和图像可以合成并且在显示面板9696上显示。
注意用电阻式触摸传感器、电容式触摸传感器或其类似物感测可以仅在与用标记笔或其类似物书写的同时进行。
在另一方面，用光电传感器感测是较好的，因为感测可以在一些东西用标记笔或其类似物书写后的任何时间进行，即使时间已经过去也可以。
该实施例可以视情况与其他实施例和示例中的任一个结合实现。
[示例1]
在示例1中，将描述面板和光源的位置。图11是图示显示面板的结构的透视图的示例。在图11中图示的显示面板包括面板1601，其中包括液晶元件、光电二极管、薄膜晶体管等的像素在一对衬底之间形成；第一扩散板1602；棱镜板1603；第二扩散板1604；导光板1605；反射板1606；包括多个光源1607的背光1608；以及电路板1609。
面板1601、第一扩散板1602、棱镜板1603、第二扩散板1604、导光板1605和反射板1606按照该顺序堆叠。光源1607提供在导光板1605的端部。来自光源1607的、扩散进入导光板1605的光借助于第一扩散板1602、棱镜板1603和第二扩散板1604均匀地从对衬底侧传输到面板1601。
注意尽管第一扩散板1602和第二扩散板1604在示例1中使用，扩散板的数量不限于此。扩散板的数量可以是一个或可以是三个或更多。扩散板可提供在导光板1605和面板1601之间。因此，扩散板可仅提供在比棱镜板1603更靠近面板1601的侧上，或可仅提供在比棱镜板1603更靠近导光板1605的侧上。
此外，在图11中图示的棱镜板1603的横截面的形状不限于锯齿形状；该形状可以是来自导光板1605的光可以借此聚集到面板1601侧的形状。
电路板1609提供有用于产生或处理要输入面板1601的各种信号的电路、用于处理要从面板1601输出的各种信号的电路等。另外，在图11中，电路板1609和面板1601通过FPC(柔性印刷电路)1611彼此连接。注意上文的电路可通过玻璃上芯片(COG)方法连接到面板1601，或上文的电路的部分可通过膜上芯片(COF)方法连接到FPC1611。
图11图示示例，其中为电路板1609提供用于控制光源1607的驱动的控制电路，并且控制电路和光源1607通过FPC1610彼此连接。然而，上文描述的控制电路可在面板1601上形成，并且在那种情况下，使面板1601和光源1607通过FPC或其类似物彼此连接。
注意尽管图11图示其中光源1607提供在面板1601的边缘上的边缘光型光源，根据本发明的一个实施例的显示面板可以是其中光源1607提供在面板1601正下方的直下型显示面板。
例如，当手指1612(物体)从TFT衬底侧接近面板1601时，从背光1608通过面板1601的光的部分从手指1612反射并且再次进入面板1601。手指1612(物体)的彩色图像数据可以通过按顺序点亮对应于各个颜色的光源1607并且获得每个颜色的图像数据来获得。
该实施例可以视情况与其他实施例和示例中的任一个结合实现。
[示例2]
根据本发明的一个实施例的显示器件特征在于获得具有高分辨率的图像数据。因此，使用根据本发明的一个实施例的显示器件的电子装置可以通过添加显示器件作为部件来配备有更高功能的应用。本发明的显示器件可以用于显示装置、膝上型计算机或提供有记录介质的图像重放装置(典型地，重放例如DVD(数字通用光盘)等记录介质的内容并且具有用于显示重放图像的显示器的装置)。除了上文的示例，作为包括根据本发明的一个实施例的显示器件的电子装置，可以给出移动电话、便携式游戏机、便携式信息终端、电子书阅读器、摄像机、数码照相机、护目镜型显示器(头戴式显示器)、导航系统、音频重放装置(例如，汽车音频部件或数字音频播放器)、复印机、传真机、打印机、多功能打印机、自动柜员机(ATM)、自动售货机等。这样的电子装置的具体示例在图12A至12D中图示。
图12A图示包括外壳5001、显示部分5002、支撑底座5003等的显示装置。根据本发明的一个实施例的显示器件可以用于显示部分5002。根据本发明的一个实施例的显示器件用于显示部分5002可以提供能够获得具有高分辨率的图像数据并且能够配备有更高功能应用的显示器件。注意显示器件包括用于显示信息的所有显示器件，例如用于个人计算机的显示器件、用于接收TV广播的显示器件和用于显示广告的显示器件。
图12B图示包括外壳5101、显示部分5102、开关5103、操作键5104、红外线端口5105等的便携式信息终端。根据本发明的一个实施例的显示器件可以用于显示部分5102。根据本发明的一个实施例的显示面板用于显示部分5102可以提供能够获得具有高分辨率的图像数据并且配备有更高功能应用的便携式信息终端。
图12C图示包括外壳5201、显示部分5202、硬币槽5203、纸币槽5204、卡槽5205、银行存折槽5206等的自动柜员机。根据本发明的一个实施例的显示器件可以用于显示部分5202。根据本发明的一个实施例的显示器件用于显示部分5202可以提供能够获得具有高分辨率的图像数据并且配备有更高功能应用的自动柜员机。使用根据本发明的一个实施例的显示器件的自动柜员机可以读取例如指纹、面孔、手印、掌印、手部静脉图案、虹膜等活体信息，其用于具有更高准确度的生物测量。因此，可以抑制由要识别的人的错误识别为不同的人引起的错误不匹配率和由不同的人错误识别为要识别的人引起的错误接受率。
图12D图示包括外壳5301、外壳5302、显示部分5303、显示部分5304、麦克风5305、扬声器5306、操作键5307、指示笔5308等的便携式游戏机。根据本发明的一个实施例的显示器件可以用于显示部分5303或显示部分5304。根据本发明的一个实施例的显示器件用于显示部分5303或显示部分5304可以提供能够获得具有高分辨率的图像数据并且配备有更高功能应用的便携式游戏机。注意尽管在图12D中图示的便携式游戏机包括两个显示部分5303和5304，包括在便携式游戏机中的显示部分的数量不限于两个。
该实施例可以视情况与其他实施例和其他示例中的任一个结合实现。
该申请基于在2009年11月20日向日本专利局提交的日本专利申请序列号2009-264625，其的全部内容通过引用结合于此。
Claims (11)
1.一种显示器件，其包括：
显示面板，光电传感器提供在其中，
其中所述显示器件具有用所述光电传感器检测物体的功能，
其中所述光电传感器的灵敏度改变为用于检测触摸所述显示面板的物体的第一设置或用于检测未触摸所述显示面板的物体的第二设置，
其中所述光电传感器的所述灵敏度在所述第一设置和所述第二设置之间定期改变，
其中所述光电传感器具有执行复位操作、积累操作和选择操作的功能，
其中所述光电传感器的灵敏度通过所述积累操作的时间改变，所述积累操作的时间根据所述物体触摸所述显示面板还是所述物体未触摸所述显示面板而变化，以及
其中所述显示器件具有在所述物体触摸所述显示面板的情况下或在所述物体未触摸所述显示面板的情况下都执行所述复位操作的功能。
2.如权利要求1所述的显示器件，其中所述光电传感器的灵敏度通过调节施加到所述光电传感器的电压改变。
3.如权利要求1所述的显示器件，
其中所述光电传感器包括晶体管和电连接到所述晶体管的栅极的光电二极管，以及
其中所述光电传感器的灵敏度通过调节施加到所述光电二极管的电压改变。
4.如权利要求1所述的显示器件，
其中所述光电传感器包括晶体管和电连接到所述晶体管的栅极的光电二极管，以及
其中所述光电传感器的灵敏度通过调节施加在所述晶体管的源极和漏极之间的电压改变。
5.如权利要求1所述的显示器件，
还包括控制所述光电传感器的光电传感器控制电路，以及
其中所述光电传感器的灵敏度通过调节施加到所述光电传感器的电压改变。
6.如权利要求1所述的显示器件，
其中所述显示器件是移动电话。
7.一种半导体器件，其包括：
输入部分，光电传感器提供在其中，
其中所述半导体器件具有用所述光电传感器检测物体的功能，以及
其中所述光电传感器的灵敏度改变为用于检测触摸所述输入部分的物体的第一设置或用于检测未触摸所述输入部分的物体的第二设置，
其中所述光电传感器的所述灵敏度在所述第一设置和所述第二设置之间定期改变，
其中所述光电传感器具有执行复位操作、积累操作和选择操作的功能，
其中所述光电传感器的灵敏度通过所述积累操作的时间改变，所述积累操作的时间根据所述物体触摸所述输入部分还是所述物体未触摸所述输入部分而变化，以及
其中所述半导体器件具有在所述物体触摸所述输入部分的情况下或在所述物体未触摸所述输入部分的情况下都执行所述复位操作的功能。
8.如权利要求7所述的半导体器件，其中所述光电传感器的灵敏度通过调节施加到所述光电传感器的电压改变。
9.如权利要求7所述的半导体器件，
其中所述光电传感器包括晶体管和电连接到所述晶体管的栅极的光电二极管，以及
其中所述光电传感器的灵敏度通过调节施加到所述光电二极管的电压改变。
10.如权利要求7所述的半导体器件，
其中所述光电传感器包括晶体管和电连接到所述晶体管的栅极的光电二极管，以及
其中所述光电传感器的灵敏度通过调节施加在所述晶体管的源极和漏极之间的电压改变。
11.如权利要求7所述的半导体器件，
还包括控制所述光电传感器的光电传感器控制电路，以及
其中所述光电传感器的灵敏度通过调节施加到所述光电传感器的电压改变。
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