CN102782622B

CN102782622B - 显示装置的驱动方法

Info

Publication number: CN102782622B
Application number: CN201180013656.1A
Authority: CN
Inventors: 黑川义元; 池田隆之
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2016-11-02
Anticipated expiration: 2031-02-16
Also published as: KR101770550B1; JP5823709B2; TWI539429B; JP5394589B2; US20110221723A1; JP2011210254A; CN102782622A; TW201203214A; JP2013232203A; DE112011100886T5; WO2011111521A1; US9772702B2; KR20130018767A

Abstract

显示装置具有包括布置在矩阵中的多个像素的像素阵列，以及设置成面对衬底的背光，该像素阵列形成于衬底之上，并且显示元件部分、光传感器部分形成于像素中。在显示装置中，在用于显示插入在形成图像的两个连续期间之间的黑图像的一个帧期间，或在显示元件部分保持图像的一个帧期间中的背光关闭期中，执行光传感器部分的积聚操作，对每行连续地选择像素，并且输出对应于光传感器部分的信号电荷积聚部分的电位的信号。

Description

显示装置的驱动方法

技术领域

本发明的实施例涉及显示装置，其中各具有光传感器的像素布置在矩阵中，以及涉及显示装置的驱动方法。另外，本发明的实施例涉及包括显示装置的电子装置。

背景技术

近年来，设置有光检测传感器（也称为光传感器）的显示装置引起了关注。在显示区中具有光传感器的、能够检测在显示区上的待检测对象（例如，笔和手指）的触摸的显示装置称为触摸面板、触摸屏等（在下文中简称为“触摸面板”）。这种设置在显示区中的光传感器使显示区能够兼作输入区域；作为一个示例，在专利文献1中公开了具有图像加载功能的半导体装置。

[参考]

专利文献1：日本专利申请公开NO.2001-292276。

发明内容

包括这种光传感器的显示装置感知到靠近作为触摸面板而起作用的显示区的指尖或笔尖的影子。然而，在显示装置包括背光的情况下，从背光传递的光反射离开指尖或笔尖，而光传感器有时检测反射光。

在外部光具有高亮度的情况下，对于光传感器，感知指尖、笔尖等的影子是容易的。然而，在外部光具有低亮度的情况下，从背光发射且被反射的光与外部光之间的强度差不足，从而光传感器不能感知指尖、笔尖等的影子，这引起作为触摸面板的显示装置的性能不足的问题。

因此，在本说明书中公开的本发明的实施例为能够解决以上的问题的显示装置，或该显示装置的驱动方法。

在本说明书中公开的本发明的实施例涉及显示装置，该显示装置在背光关闭时利用包括在显示区中的光传感器来感知待检测对象的影子。

在本说明书中公开的本发明的实施例为显示装置，该显示装置具有：包括设置在矩阵中的多个像素的像素阵列，包括在像素中的显示元件部分，包括在像素中的光传感器部分，以及设置成面对其上形成有像素阵列的衬底的背光。在显示装置中，光传感器部分在背光被关闭的期间利用所有的像素积聚电荷。

在背光切断期间执行光传感器部分的电荷积聚操作，而在其它期间不执行。因此，光传感器不检测从背光发射和反射的光，使得由外部光所生成的待检测的对象的影子能够被精确地感知。在此背光切断期间为显示器元件部分保持图像的一个帧期间的一部分，。

在本说明书中公开的本发明的实施例为显示装置，该显示装置具有：包括设置在矩阵中的多个像素的像素阵列，包括在像素中的显示元件部分，包括在像素中的光传感器部分。在显示装置中，在显示器元件部分显示黑图像的期间内，光传感器部分借助于所有的像素来积聚电荷。

在此黑图像的显示和主图像的显示是交替执行的。注意“主图像”为由显示装置的用户有意显示的图像；例如，给出了电视节目的图像和写入在记录介质中的图像。

在本说明书中公开的本发明的实施例为显示装置的驱动方法，该显示装置具有：包括设置在矩阵中的多个像素的像素阵列，包括在像素中的显示元件部分，包括在像素中的光传感器部分，以及设置成面对其上形成有像素阵列的衬底的背光。显示装置执行以下操作：打开背光，在显示器元件部分上显示图像，关闭背光，使光传感器部分的信号电荷积聚部分的电位复位，积聚电荷至光传感器部分的信号电荷积聚部分，保持光传感器部分的信号电荷积聚部分的电荷，打开背光，以及在对每一行依次选择像素之后输出对应于光传感器部分的信号电荷积聚部分的电位的信号。

在此，在显示元件保持图像的一个帧期间内执行从关闭背光至输出信号的操作，由此光传感器的积聚操作能够在所有的帧期间内进行。

在本说明书中公开的本发明的实施例为显示装置的驱动方法，该显示装置具有：包括设置在矩阵中的多个像素的像素阵列，包括在像素中的显示元件部分，包括在像素中的光传感器部分。显示装置执行在显示元件部分上显示图像和在显示元件部分上显示黑图像的操作。在显示元件部分上显示黑图像的期间，显示装置执行下列操作：使光传感器部分的信号电荷积聚部分的电位复位，积聚电荷至光传感器部分的信号电荷积聚部分，保持光传感器部分的信号电荷积聚部分的电荷，以及在对每一行依次选择像素之后输出对应于光传感器部分的信号电荷积聚部分的电位的信号。

这里，在显示元件部分上的主图像的显示和黑图像的显示是交替进行的。此外，黑图像显示或背光关闭一个帧期间或更短，使得显示装置能够具有减少运动图像的残留图像的效果。

利用本发明的实施例，光传感器部分检测从背光发射并且反射离开待检测对象的少量光，使得光传感器能够精确地感知由外部光生成的影子。因此，能够提供具有高分辨率的触摸面板。

附图说明

图1示出显示区设置有显示元件和光传感器两者的显示装置的结构；

图2为具有显示区设置有显示元件和光传感器两者的显示装置的结构的电路图；

图3A和图3B为光传感器的操作的时序图；

图4为光传感器的操作的时序图；

图5为光传感器的操作的时序图；

图6为光传感器的操作时序图；

图7A至图7C各示出卷帘快门系统和全局快门系统的成像示例；

图8A至图8E为示出科学计算的图表；

图9示出光传感器的像素的电路结构；

图10示出光传感器的像素的电路结构；

图11示出光传感器的像素的电路结构；

图12A和图12B为各示出光传感器的像素电路的操作的时序图；

图13示出光传感器的像素的电路结构；

图14A和图14B为各示出光传感器的像素电路的操作的时序图；

图15示出光传感器的像素的电路结构；

图16A和图16B为各示出光传感器的像素电路的操作的时序图；

图17示出光传感器的像素的电路结构；

图18为示出光传感器的像素电路的操作的时序图；

图19示出光传感器的像素的电路结构；

图20为示出光传感器的像素电路的操作的时序图；

图21为显示区设置有显示元件和光传感器两者的显示装置的截面图；

图22为显示区设置有显示元件和光传感器两者的显示装置的截面图；

图23为显示区设置有显示元件和光传感器两者的显示装置的截面图；

图24为显示区设置有显示元件和光传感器两者的显示装置的截面图；

图25示出电子装置的具体示例；

图26示出显示装置的结构；

图27A至图27D各示出电子装置的具体示例；

图28示出光传感器的像素的电路结构；

图29示出光传感器的像素的电路结构。

具体实施方式

在下文中，参照附图详细地描述本发明的实施例。然而，本发明不限于下列描述，并且本领域技术人员容易理解的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下，本文公开的模式和细节能够以多种方式修改。因此，本发明不解释为局限于本实施例的描述。注意，在用于解释实施例的附图中，相同的部件或具有相似的功能的部件由相同的参考标号来表示，并且不重复这些部件的描述。

（实施例1）

在本实施例中，参照附图描述了作为本发明的实施例的具有背光的透射性液晶显示装置。图1示出了透射性液晶显示装置的结构的示例。

显示装置100包括像素阵列101、显示器元件控制电路102以及光传感器控制电路103。像素阵列101包括布置在矩阵中的多个像素104。例如，每个像素104包括显示元件部分105和光传感器部分106。

为了成像设置了光传感器部分106，但没有必要对所有的像素设置光传感器部分。光传感器部分可根据目的来形成。

在图1中示出的显示元件控制电路102为用于控制显示元件部分105的电路，并且包括了显示元件驱动电路107和显示元件驱动电路108，显示元件驱动电路107通过源极信号线（诸如视频-数据信号线）输入信号至显示元件部分105，而显示元件驱动电路108通过栅极信号线（扫描线）输入信号至显示元件部分105。

例如，连接至扫描线的显示元件驱动电路108具有选择布置在特定的行中的像素中所包括的显示元件的功能。此外，连接至信号线的显示元件驱动电路107具有施加预定的电位至布置在选择的行中的像素中所包括的显示元件的功能。注意，在显示元件部分中，高电位从显示元件驱动电路108施加至栅极信号线，晶体管导通，并且从显示元件驱动电路107施加至源极信号线的电位施加至显示元件部分。

光传感器控制电路103为用于控制光传感器部分106的电路，并且包括诸如光传感器输出信号线（在下文中称为输出信号线）、光传感器参考信号线（在下文中称为参考信号线）等的信号线的光传感器读取电路109，以及诸如复位信号线、用于行选择的栅极信号线（在下文中称为选择信号线）等的扫描线的光传感器驱动电路110。

光传感器驱动电路110具有对特定的行中的每个像素中所包括的光传感器部分106进行随后描述的复位操作、积聚操作以及选择操作的功能。另外，光传感器读取电路109具有抽取行中的选择的像素中所包括的光传感器部分的输出信号的功能。注意，光传感器读取电路109能够具有这样一系统，其中，通过OP放大器将光传感器部分的作为模拟信号的输出作为模拟信号抽取至外部；或具有这样一系统，其中，通过A/D转换器电路将输出转换成数字信号，并且然后抽取至外部。

参照图2描述像素104的电路图。注意，为了方便而给本实施例中的晶体管和布线命名。任意名字是可接受的，只要描述了晶体管和布线的功能。

首先，描述显示元件部分105。

晶体管201的栅极电连接至栅极信号线215，晶体管201的源极和漏极之一电连接至源极信号线216，并且晶体管201的源极和漏极的另一个电连接至存储电容器202的电极之一和液晶元件203的电极之一。存储电容器202的另一个电极和液晶元件203的另一个电极各保持在预定的电位。液晶元件203为包括设置在一对电极之间的液晶层的元件。

晶体管201具有控制对存储电容器202的电荷注入和从存储电容器202的电荷放出的功能。例如，在高电位施加至栅极信号线215时，源极信号线216的电位施加至存储电容器202和液晶元件203。存储电容器202具有保存对应于施加至液晶元件203的电压的电荷的功能。

以这样的方式实现图像显示器，即，通过利用其中通过施加电压至液晶元件203来改变极化方向的现象制造穿过液晶元件203的光的对比度（灰度）。

虽然也能够使用非晶硅、微晶硅、多晶硅等的半导体层，但是优选的是，氧化物半导体用于晶体管201。在包括氧化物半导体的晶体管中，显示了极低的断态电流特性；因此，保持电荷的功能能够改善。

随后，描述光传感器部分106。

光电二极管204根据在像素上的光入射量来生成电流。放大晶体管207输出对应于信号电荷积聚部分210（FD）的电位的信号。电荷积聚控制晶体管205控制通过光电二极管204来执行的在信号电荷积聚部分210中的电荷积聚。复位晶体管206控制信号电荷积聚部分210的电位的初始化。选择晶体管208控制在读取中的像素的选择。信号电荷积聚部分210为电荷保持结点，并且保持根据通过光电二极管204接收的光量而变化的电荷。

电荷积聚控制信号线213为控制电荷积聚控制晶体管205的信号线。复位信号线214为控制复位晶体管206的信号线。选择信号线209为控制选择晶体管208的信号线。输出信号线211为用作通过放大晶体管207生成的信号的输出目的地的信号线。电源供应线230为供应电源电压的信号线。参考信号线212为设置了参考电位的信号线。

电荷积聚控制晶体管205的栅极连接至电荷积聚控制信号线213，电荷积聚控制晶体管205的源极和漏极之一连接至光电二极管204的阴极，并且源极和漏极的另一个连接至信号电荷积聚部分210。此外，光电二极管204的阳极连接至参考信号线212。在此电荷保持电容器可连接至信号电荷积聚部分210和参考信号线212之间。

注意，实质的信号电荷积聚部分为晶体管的源极区或漏极区附近的耗尽层的电容、放大晶体管的栅极电容等；然而，信号电荷积聚部分便利地描述为在本说明书中的电路图的一部分。因此，布置的描述应该服从电路图。

放大晶体管207的栅极连接至信号电荷积聚部分210，放大晶体管207的源极和漏极之一连接至电源线230，并且放大晶体管207的源极和漏极的另一个连接至选择晶体管208的源极和漏极之一。

复位晶体管206的栅极连接至复位信号线214，复位晶体管206的源极和漏极之一连接至电源线230，并且复位晶体管206的源极和漏极的另一个连接至信号电荷积聚部分210。

选择晶体管208的栅极连接至选择信号线209，并且选择晶体管208的源极和漏极的另一个连接至输出信号线211。

随后，描述了光传感器部分106的各元件的结构。

能够使用具有PN结或PIN结的硅半导体来形成光电二极管204。在此，使用其中利用非晶硅形成的i型半导体层的PIN光电二极管。因为非晶硅具有可见光波长区域内的光学吸收性质，所以不需要设置红外线截止滤波器等；因此，能够以低成本形成非晶硅。相反，因为晶体硅除了在可见光波长区域之外还在红外波长区域内具有光学吸收性质，所以当利用晶体硅形成PIN光电二极管的i型半导体层并且与红外线传送滤波器相结合时，仅仅能够检测红外线。

虽然电荷积聚控制晶体管205、复位晶体管206、放大晶体管207以及选择晶体管208也能够利用硅半导体形成，但优选地利用氧化物半导体形成。包括氧化物半导体的晶体管具有十分低的断态电流。

具体地，如果连接至信号电荷积聚部分210的电荷积聚控制晶体管205和复位晶体管206具有较大的泄漏电流，则电荷能够保持在信号电荷积聚部分210中的时间是不足够的；因此，至少晶体管利用氧化物半导体优选地形成。在包括氧化物半导体的晶体管用于晶体管时，能够防止通过晶体管的电荷的不需要的泄漏。

对于氧化物半导体，能够使用由化学式InMO3（ZnO）_m（m > 0）所表示的薄膜。在此M表示从Zn、Ga、Al、Mn和Co中选择的一种或者多种金属元素。例如，M能够是Ga、Ga和Al、Ga和Mn、Ga和Co等。因为利用氧化物半导体来形成晶体管，所以断态电流能够大大地减小。

随后，描述包括在光传感器读取电路109中的预充电电路。在图2中，用于一列像素的预充电电路300包括晶体管301、存储电容器302、以及预充电信号线303。在此，p沟道晶体管用作晶体管301。注意，OP放大器或A/D转换器电路能够连接至预充电电路300的下一级。

在预充电电路300中，在像素中的光传感器部分的操作之前，输出信号线211的电位设置在参考电位。在图2的配置中，预充电信号线303的电位设置为低电平，使得晶体管301导通，由此输出信号线211的电位能够设置在参考电位（在此为高电位）。为输出信号线211设置存储电容器302，使得输出信号线211的电位是稳定的。注意，如果输出信号线211具有大的寄生电容，就不必设置存储电容器302。注意，参考电位可设置在低电位。在这种情况下，借助于将n沟道晶体管作为晶体管301，预充电信号线303的电位设置成高电平，由此输出信号线211的电位能够设置在低电位。

随后，参照图3A和图3B的时序图来描述为本实施例中的显示装置而设置的光传感器的读取操作。

在图3A和图3B中，从顶部开始依次示出电荷积聚控制信号线213的电位513、复位信号线214的电位514、选择信号线209的电位509、信号电荷积聚部分210的电位510、输出信号线211的电位511以及预充电信号线303的电位503。

首先，描述根据图3A的操作模式。

当电荷积聚控制信号线213的电位513在时间231设置成高电平，并且然后复位信号线214的电位514在时间232设置成高电平时，信号电荷积聚部分210的电位510初始化为将成为复位电位的电源线230的电位。以上是复位操作的开始。

当预充电信号线303的电位503设置成低电平时，输出信号线211的电位511预充电为高电平。

复位信号线214的电位514在时间233设置成低电平，并且复位操作终止。这时，信号电荷积聚部分210的电位510被保持，并且反向偏置电压施加至光电二极管204。这个阶段变成积聚操作的开始。然后，对应光量的反向电流流至光电二极管204，并且信号电荷积聚部分210的电位510变化。

然后，预充电信号线303的电位503设置为高电平，并且输出信号线211完成被预充电。只要在选择晶体管208导通之前，预充电能够在任意定时完成。

当电荷积聚控制信号线213的电位513在时间234设置成低电平时，从信号电荷积聚部分210至光电二极管204的电荷的转移停止，并且积聚操作终止。另外，信号电荷积聚部分210的电位510保持在一定值。

当选择信号线209的电位509在时间235设置成高电平时，选择操作开始，并且输出信号线211的电位511根据信号电荷积聚部分的电位510来改变。

当选择信号线209的电位509在时间236设置成低电平时，输出信号线211的电位511具有一定的值。在这个阶段，选择操作和读取操作终止。在那之后，执行在时间231的操作并且重复相同的操作，使得能够形成取出（taken-out）图像。

随后，描述根据图3B的操作模式。

当电荷积聚控制信号线213的电位513在时间231设置成高电平，并且复位信号线214的电位514在时间232设置成高电平时，信号电荷积聚部分210的电位510和光电二极管204的阴极的电位初始化至将成为复位电位的电源线230的电位。以上是复位操作的开始。

当预充电信号线303的电位503设置成低电平时，输出信号线211的电位511预充电至高电平。

当电荷积聚控制信号线213的电位513在时间237设置成低电平，并且复位信号线214的电位514在时间238设置成低电平时，复位操作终止；因此，对应于光量的反向电流流动至施加了反偏压的光电二极管204，由此光电二极管204的阴极的电位改变。

当电荷积聚控制信号线213的电位513在时间233再次设置成高电平时，电流通过信号电荷积聚部分210的电位510和光电二极管204的阴极之间的电位差而流动，并且信号电荷积聚部分210的电位510改变。

在此之后的步骤与根据图3A的操作模式相同。

按像素矩阵的每行顺次重复复位操作、积聚操作以及选择操作，并且读取来自每个像素的输出，由此，触摸或靠近显示面板的待检测的对象能够成像。

以上一系列操作为光电二极管204的阴极连接至电荷积聚控制晶体管205的源极和漏极之一的情况下的示例。在光电二极管204的阳极连接至电荷积聚控制晶体管205源极和漏极之一的情况下，这样的生成输出信号的操作也能够执行。

根据以上一系列操作，信号电荷积聚部分210的电位510初始化至高电平，并且通过由光生成的反向电流放电，光电二极管204利用该光来照射，并且通过放大晶体管207来确定输出信号。

另一方面，在反向地连接光电二极管204的情况下，信号电荷积聚部分210的电位510初始化至低电平，并且利用通过传送光至光电二极管204而生成的反向电流来充电，使得通过放大晶体管207来确定输出信号。

作为在所有像素中的积聚操作和读取操作的系统，以下两个系统是已知的：卷帘快门系统和全局快门系统。在本发明的一个实施例中，也能够采用卷帘快门系统；然而，优选地使用全局快门系统。

利用全局快门系统，甚至在对象以特别高速运动时，也能够在没有失真的情况下获得图像，因为积聚操作能够基本上同时在所有的像素中执行。在触摸面板的情况下对象也运动，并且适当的是，为了获取显示区中的精确的位置信息而使用全局快门系统。

在本实施例中描述的包括光传感器的显示装置具有CMOS传感器类型系统，其中对每行依次读出像素信号。因此，当使用全局快门系统时，从积聚操作的终止至选择操作的开始的期间根据像素而不同。此外，当电荷保持期间变得更长时，由于电荷的泄漏而信号劣化，在一些情况下不能够正常地获取图像。

然而，在本发明的实施例中，包括氧化物半导体的晶体管用于连接至用于电荷的积聚的信号电荷积聚部分的晶体管，使得泄漏电荷能够尽可能地抑制。如上所述，包括氧化物半导体的晶体管显示了极低的断态电流；因此，不管传送至光电二极管的光量如何，能够防止不需要的泄漏电流。因此，全局快门系统能够容易地驱动。

在本发明的实施例中的显示装置为具有背光的透射性液晶显示装置。因此，光传感器检测从背光发射和反射离开待检测对象的光，而有时不会感知对象的影子。

为了解决这个问题，关闭背光并且在本发明的实施例中的关闭期间执行光传感器的积聚操作。利用该驱动方法，光传感器不会检测从背光发射并且反射离开对象的光，从而能够防止触摸面板的误感知。

在此优选的是，为了不降低显示装置的性能，背光关闭期极其短。在显示元件部分保持图像的一个帧期间的一部分中执行背光关闭。为了在极其短的时间内执行光传感器的积聚操作，以上全局快门系统是更优选的。注意，虽然也能够使用卷帘快门系统，但是需要以高速取出图像，以使背光关闭期间可以不长。

另外，背光关闭能够提供改进显示装置的显示特性的效果。

液晶显示装置有在显示运动图像时发生残留图像的问题。作为改进液晶显示装置的运动图像特性的方法，称为黑帧插入的驱动技术是已知的，其中黑色每隔一个帧期间或在一个帧期间的一部分中显示在整个屏幕上。

液晶元件的驱动方法为保持型，并且相同的图像保持一个帧期间。因此，人眼保持看见相同的图像直到下一帧到来之前的一刻，由此感知到残留图像。用于去除残留图像的一个方法为黑帧插入技术，其中插入黑图像以去除残留图像。

黑帧插入的一种具体方法为背光关闭。因此，在本发明的实施例中，触摸面板的误感知得到防止，并且运动图像显示特性能够改善。

通过对一个帧期间的显示黑图像的方法，光传感器的积聚操作可在期间内执行。在这种情况下，背光关闭是不需要的。因为少量的背光在显示黑图像时穿过液晶元件，所以从背光发射并且反射离开对象的光不会在帧期间中生成。因此，能够在显示黑图像的帧期间之内通过执行光传感器的积聚操作来防止触摸面板的误感知。注意，黑图像和主图像是交替地显示的，由此能够获得如上所述的黑帧插入的效果；因此，能够改善运动图像的显示特性。

随后，参照图4的时序图来描述包括图2中的光传感器部分106的显示装置的成像操作，该成像操作包括背光关闭操作。注意，成像操作驱动全局快门系统，但也能够驱动卷帘快门系统。

首先，在时间4721或在时间4721之前关闭背光。

当从第一电荷积聚控制信号线至第n电荷积聚控制信号线的所有线的电位4701至4705同时设置为高电平时，开始第一行至第n行中的像素的积聚操作。

当从第一电荷积聚控制信号线至第n电荷积聚控制信号线的所有线的电位4701至4705在时间4722设置为高电平时，完成第一行至第n行中的像素的积聚操作。

然后，打开背光。在此，只要期间4720至少包括从时间4721至时间4722的期间，其中背光被关闭的期间4720是可接受的，并且可包括下一个读取操作的期间。

当第一选择信号线的电位4711在时间4723设置成高电平时，开始在第一行中读取像素的操作。

在时间4724，第一选择信号线的电位4711设置为低电平，并且第二选择信号线的电位4712设置成高电平时，完成第一行中读取像素的操作，并且开始第二行中的读取像素的操作。

在时间4725，第二选择信号线的电位4712设置为低电平，并且第三选择信号线的电位4713设置成高电平时，完成第二行中的读取像素的操作，并且开始第三行中的读取像素的操作。

当第三选择信号线的电位4713在时间4726设置为低电平时，完成第三行中的读取像素的操作。

当第（n-1）行选择信号线的电位4714在时间4727设置成高电平时，开始第（n-1）行中的读取像素的操作。

在时间4728，第（n-1）选择信号线的电位4714设置为低电平，并且第n选择信号线的电位4715设置成高电平时，完成第（n-1）行中的读取像素的操作，并且开始第n行中的读取像素的操作。

当第n选择信号线的电位4715在时间4729设置为低电平时，完成第n行中的读取像素的操作。在那之后，执行在时间4721的操作并且重复相同的操作，使得能够提供具有高感知成像的显示装置。

通过以上步骤，在本发明的实施例中，使用全局快门系统并且在光传感器的积聚操作中关闭背光，使得对象能够进一步精确地检测。此外，利用背光关闭的方法，光传感器的积聚操作能够在所有的连续帧中执行并且触摸板的感知精度能够改善。

另外，能够在显示黑图像的帧期间之内通过执行光传感器的积聚操作进一步精确地检测对象。在这种情况下，虽然该操作与参照图4描述的操作相似，但是不需要背光关闭。此外，对于驱动积聚时间较长的卷帘快门系统，这个方法是有效的。

另外，背光关闭或黑图像显示的插入能够对显示装置提供称为黑帧插入效果的效果，使得运动图像显示特性能够改善。

这个实施例能够与任意其它实施例或示例适当地组合来实现。

（实施例2）

在本实施例中，描述了积聚操作的系统和成像装置的读取操作。注意，在本发明的实施例中的显示装置包括光传感器部分和成像装置的功能。

作为成像装置的积聚操作和读取操作的系统，已知下列两个系统：卷帘快门系统和全局快门系统。利用电荷积聚控制信号线的电位和选择信号线的电位简短描述了这些系统的差别。

图5为使用卷帘快门系统的情况下的时序图。首先，第一电荷积聚控制信号线的电位3001设置成高电平，并且对应于光量的电荷在积聚期间311中积聚在第一行的像素中的信号电荷积聚部分。随后，第一电荷积聚控制信号线的电位3001设置为低电平，并且第一选择信号线的电位3501在电荷保持期间312之后设置成高电平。在期间313中读取对应于积聚电位的电压之后，第一选择信号线的电位3501设置为低电平。

在期间313中，第二电荷积聚控制信号线的电位3002设置成高电平，并且对应于光量的电荷积聚在第二行的像素中的信号电荷积聚部分。随后，第二电荷积聚控制信号线的电位3002设置为低电平，并且第二选择信号线的电位3502在电荷保持期间314之后设置成高电平。在期间315中读取对应于积聚电位的电压之后，第二选择信号线的电位3502设置为低电平。

类似地，在最后一行为例如第480行时，顺序地控制从第三电荷积聚控制信号线的电位3003至第480电荷积聚控制信号线的电位3480的电位，以及从第三选择信号线的电位3503至第480电荷积聚控制信号线的电位3980的电位，由此执行在所有像素中的读取操作。这样，完成一帧的读取。

在卷帘快门系统中，在每一行对像素中的信号电荷积聚部分执行电荷积聚；因此，电荷积聚的定时每一行不同。换句话说，卷帘快门系统为这样的系统，其中不同时在所有的像素中执行电荷的积聚操作并且积聚操作的时间差在每行发生。注意，从积聚操作至读取操作的电荷保持期间在所有行中是相同的。

随后，利用图6的时序图描述了全局快门系统。类似于上述示例，在最后一行为第480行时，从第一行的第一电荷积聚控制信号线的电位4001至第480行的第480电荷积聚控制信号线的电位4480的电位同时设置成高电平，由此在期间401中同时在所有的像素中执行电荷的积聚操作。在电荷保持期间402之后的期间403中，第一选择信号线的电位4501设置成高电平，选择第一行的像素，并且输出对应于积聚电位的电压。

随后，选择信号线的电位4501设置为低电平。在电荷保持期间404之后的期间405中，第二选择信号线的电位4502设置成高电平，选择第二行的像素，并且输出对应于积聚电位的电压。

在那之后，顺序地执行每行的读取，在最后一行中，第480选择信号线4980的电位在电荷保持期间406之后设置成高电平，选择第480行的像素，并且输出对应于积聚电位的电压。这样，完成一帧的读取。

在全局快门系统中，对信号电荷积聚部分的电荷积聚的定时在所有的像素中是相同的。注意，从电荷积聚操作至读取操作的时间期间每行不同，并且直到最后行的读取的电荷保持期间406是最长的。

如上所述，全局快门系统的优点在于能够在没有关于运动对象的失真的情况下取出图像，因为在所有像素中没有电荷积聚的时间差。然而，电荷保持期间更长；因此，有这样的问题，即与卷帘快门系统相比，传感器容易受由于电荷积聚控制晶体管或复位晶体管等的断态电流而产生的泄漏的影响。

随后，参照图7A至图7C描述利用卷帘快门系统和全局快门系统来获取图像的示例。在此，作为对象快速运动的情况下的示例，考虑了获取如图7A中示出的运动的汽车的图像的情况。

在使用卷帘快门系统的情况下，像素的电荷积聚的定时每行不同；因此，图像的上部的成像和的图像下部的成像不能够同时进行，并且图像生成为如图7B中所示的失真对象。在卷帘快门系统中，在感知到对象快速运动时，取出的图像的失真尤其地增加；因此，难以获取对象的实际形状的图像。

相反，在使用全局快门系统的情况下，像素的电荷积聚的定时在所有像素中是相同的。因此，整个图像能够即刻获取；因此，能够获取如图7C中所示的没有失真的图像。全局快门系统为用于获取快速运动对象的图像的极好系统。

如上所述，发现不是卷帘快门系统而是全局快门系统适合于获取快速运动对象的图像。注意，因为包括硅半导体的传统晶体管的大的断态电流，所以不能够仅仅在CMOS图像传感器中通过从卷帘快门系统改变成全局快门系统来取出正常的图像。

为了解决这个问题，优选的是，具有低的断态电流的晶体管用于连接至信号电荷积聚部分的晶体管。作为具有极其低的断态电流的晶体管，给出了包括氧化物半导体等的晶体管。

随后，描述了对图像的科学计算结果。用于科学计算的对象为图8A中所示的具有用作转子的三个叶片的图像。这三个叶片能够利用作为中央轴的连接点来旋转。这个科学计算目的在于在取出这三个旋转叶片的图像时获取一个帧的图像。

用于科学计算的软件为用C语言写的图像处理软件，该软件用于在图像传感器的每个像素中计算电荷积聚操作和读取操作的定时和以及每行的来自信号电荷积聚部分的泄漏量，以创建图片。

图8B至图8E示出科学计算结果。注意，科学计算在下列四条件下进行。

第一条件为具有在图28中示出的像素电路并且驱动卷帘快门系统的VGA图像传感器（光传感器）。在图28的像素电路结构中，电荷积聚控制晶体管803、复位晶体管804、放大晶体管802以及选择晶体管805为包括硅半导体的晶体管。

第二条件为具有图28的像素电路并且驱动球形快门系统的VGA图像传感器。电路的结构与第一条件的相同，并且仅仅快门系统不同。

第三条件为具有图29的像素电路并且驱动卷帘快门系统的VGA图像传感器。虽然图29的像素电路结构与图2中的光传感器部分106的像素电路基本相同，电荷积聚控制晶体管903和复位晶体管904为包括氧化物半导体的晶体管，但放大晶体管902和选择晶体管905为包括硅半导体的晶体管。

第四条件为具有图29的像素电路并且驱动全局快门系统的VGA图像传感器。电路的结构与第三条件的相同，并且仅仅快门系统不同。

注意，在图28和图29的像素电路中包括硅半导体的各晶体管具有3μm的沟道长度L、5μm的沟道宽度W以及20nm的栅极绝缘膜厚度d。此外，包括氧化物半导体的各晶体管具有3μm的沟道长度L，5μm的沟道宽度W以及200nm的栅极绝缘膜的厚度。

另外，成像频率设置成60Hz，并且包括硅半导体的晶体管的电特性满足Icut=10pA，并且包括氧化物半导体的晶体管的电特性满足Icut=0.1aA。本实施例中的术语Icut表示在栅极电压设置成0V并且漏极电压设置成5V时流动在源极和漏极之间的电流量。

在图8A示出的三个叶片的旋转运动的条件设置成在顺时针方向上640 rpm。注意，在转数为640 rpm时，三个叶片在卷帘快门的积聚操作时在一帧（1/60s）内旋转大约60度。

在第一条件（晶体管仅仅为硅半导体晶体管并且驱动卷帘快门系统）的情况下，在像素的信号电荷积聚部分中积聚电荷的定时每行不同；因此，在如图8B中示出的图像中发生失真。

在第二条件（晶体管仅仅为硅半导体晶体管并且驱动全局快门系统）的情况下，灰度的变化参见如图8C中所示，该变化由于电荷积聚控制晶体管803和复位晶体管804的断态电流而产生的电荷泄漏而引起。随着更靠近下侧的最后行，电荷保持期间变得更长，因此，变化变得显著。

在第三条件（电荷积聚控制晶体管和复位晶体管为氧化物半导体晶体管，并且驱动卷帘快门系统）的情况下，如图8D中所示，图像是失真的，这与第一条件的情况相似。

在第四条件（电荷积聚控制晶体管和复位晶体管为氧化物半导体晶体管，并且驱动全局快门系统）的情况下，存在很少的由于晶体管的断态电流而产生的电荷泄漏，并且如图8E中所示适当地显示灰度，如图8A中那样。

从图8B至图8E中示出的结果中发现，卷帘快门系统在图9或图10的像素电路中引起图像失真并且在图像的失真和断态电流之间没有强的相关性。换句话说，为了降低图像的失真，通过使在像素的信号电荷积聚部分中积聚电荷的定时在所有像素中相同来高效地驱动全局快门系统。

然而，在利用包括硅半导体的传统的晶体管来形成电路时，发现全局快门系统存在一问题，即由于电荷积聚控制晶体管和复位晶体管的断态电流而产生的电荷泄漏，从而灰度变化。

另一方面，在包括氧化物半导体的晶体管用于电荷积聚控制晶体管和复位晶体管的情况下，发现通过极低的断态电流来防止电荷流出，并且灰度正确地显示。因此，具有设置有包括氧化物半导体的晶体管的像素电路的成像装置能够容易地驱动全局快门系统。

（实施例3）

在本实施例中，描述了作为本发明的一个实施例的、显示装置的光传感器部分的电路结构。

在本发明的实施例的显示装置中，多种电路能够用于光传感器部分。在本实施例中，描述除去在实施例1的图2中示出的光传感器部分106的电路结构之外的电路结构。

注意，在本实施例中描述的晶体管和布线的名称是为方便起见而命名的；因此，只要描述了晶体管和布线的功能，任意名称是可接受的。

图9为四个晶体管的像素电路结构，其与图2的光传感器部分106中的相同。像素电路用光电二极管1601、放大晶体管1602、电荷积聚控制晶体管1603、复位晶体管1604以及选择晶体管1605形成。图9的电路结构在选择晶体管1605的位置与图1的不同。

电荷积聚控制晶体管1603的栅极连接至电荷积聚控制信号线1613，电荷积聚控制晶体管1603的源极和漏极之一连接至光电二极管1601的阴极，并且电荷积聚控制晶体管1603的源极和漏极的另一个连接至信号电荷积聚部分1612。光电二极管1601的阳极连接至参考信号线1631。

栅极放大晶体管1602连接至信号电荷积聚部分1612，放大晶体管1602的源极和漏极之一连接至选择晶体管1605的源极和漏极之一，并且放大晶体管1602的源极和漏极的另一个连接至输出信号线1620。

复位晶体管1604的栅极连接至复位信号线1614，复位晶体管1604的源极和漏极之一连接至电源线1630，并且复位晶体管1604的源极和漏极的另一个连接至信号电荷积聚部分1612。

选择晶体管1605的栅极连接至选择信号线1615，并且选择晶体管1605的源极和漏极的另一个连接至电源线1630。在此，电荷保持电容器可连接在信号电荷积聚部分1612和参考信号线1631之间。

随后，描述形成图9的像素电路的元件的功能。光电二极管1601根据入射在像素上的光量来生成电流。放大晶体管1602输出对应于信号电荷积聚部分1612的电位的信号。电荷积聚控制晶体管1603控制通过光电二极管1601执行的、在信号电荷积聚部分1612中的电荷积聚。复位晶体管1604控制信号电荷积聚部分1612的电位的初始化。选择晶体管1605控制在读取中的像素的选择。信号电荷积聚部分1612是电荷保持结点，并且保持电荷，该电荷根据通过光电二极管1601接收的光量来变化。

电荷积聚控制信号线1613为控制电荷积聚控制晶体管1603的信号线。复位信号线1614为控制复位晶体管1604的信号线。选择信号线1615为控制选择晶体管1605的信号线。输出信号线1620为用作通过放大晶体管1602生成的信号的输出目的地的信号线。电源线1630为供应电源电压的信号线。参考信号线1631为设置参考电位的信号线。

在图9中示出的像素电路的操作与在实施例1中描述的图2中的光传感器部分106的像素电路的操作相似。

随后，描述了在图10中示出的三个晶体管的像素电路结构。像素电路用光电二极管1701、放大晶体管1702、电荷积聚控制晶体管1703以及复位晶体管1704形成。

电荷积聚控制晶体管1703的栅极连接至电荷积聚控制信号线1713，电荷积聚控制晶体管1703的源极和漏极之一连接至光电二极管1701的阴极，并且电荷积聚控制晶体管1703的源极和漏极的另一个连接至信号电荷积聚部分1712。光电二极管1701的阳极连接至参考信号线1731。

放大晶体管1702的栅极连接至信号电荷积聚部分1712，放大晶体管1702的源极和漏极之一连接至电源线1730，并且放大晶体管1702的源极和漏极的另一个连接至输出信号线1720。

复位晶体管1704的栅极连接至复位信号线1714，复位晶体管1704的源极和漏极之一连接至电源线1730，并且复位晶体管1704的源极和漏极的另一个连接至信号电荷积聚部分1712。在此，电荷保持电容器可连接在信号电荷积聚部分171与参考信号线1731之间。

随后，描述了形成图10的像素电路的元件的功能。光电二极管1701根据在像素上的光入射量来生成电流。放大晶体管1702输出对应于信号电荷积聚部分1712的电位的信号。电荷积聚控制晶体管1703控制通过光电二极管1701进行的、在信号电荷积聚部分1712中的电荷积聚。复位晶体管1704控制信号电荷积聚部分1712的电位的初始化。信号电荷积聚部分1712为电荷保持结点，并且保持根据通过光电二极管1701接收的光量而变化的电荷。

电荷积聚控制信号线1713为控制电荷积聚控制晶体管1703的信号线。复位信号线1714为控制复位晶体管1704的信号线。输出信号线1720为用作通过放大晶体管1702生成的信号的输出目的地的信号线。电源线1730为供应电源电压的信号线。参考信号线1731为设置参考电位的信号线。

在图11中示出了三个晶体管的像素电路结构，该结构与图10中的不同。像素电路包括光电二极管3801、放大晶体管3802、电荷积聚控制晶体管3803以及复位晶体管3804。

电荷积聚控制晶体管3803的栅极连接至电荷积聚控制信号线3813，电荷积聚控制晶体管3803的源极和漏极之一连接至光电二极管3801的阴极，并且电荷积聚控制晶体管3803的源极和漏极的另一个连接至信号电荷积聚部分3812。光电二极管3801的阳极连接至参考信号线3831。

放大晶体管3802的栅极连接至信号电荷积聚部分3812，放大晶体管3802的源极和漏极之一连接至电源线3830，并且放大晶体管3802的源极和漏极的另一个连接至输出信号线3820。

复位晶体管3804的栅极连接至复位信号线3814，复位晶体管3804的源极和漏极之一连接至复位电源线3832，并且复位晶体管3804的源极和漏极的另一个连接至信号电荷积聚部分3812。在此，电荷保持电容器可连接在信号电荷积聚部分3812与参考信号线3831之间。

随后，描述了形成图11的像素电路的元件的功能。光电二极管3801根据在像素上的光入射量来生成电流。放大晶体管3802输出对应于信号电荷积聚部分3812的电位的信号。电荷积聚控制晶体管3803控制通过光电二极管3801进行的、在信号电荷积聚部分3812中的电荷积聚。复位晶体管3804控制信号电荷积聚部分3812的电位的初始化。信号电荷积聚部分3812为电荷保持结点，并且保持电荷根据通过光电二极管3801接收的光量而变化。

电荷积聚控制信号线3813为控制电荷积聚控制晶体管3803的信号线。复位信号线3814为控制复位晶体管3804的信号线。输出信号线3820为用作通过放大晶体管3802生成的信号的输出目的地的信号线。复位电源线3832为不同于电源线3830的电源线，并且复位电源线3832能够初始化信号电荷积聚部分3812的电位，其不同于电源线3830的电位。电源线3830为供应电源电压的信号线。参考信号线3831为设置参考电位的信号线。

随后，利用在图12A和图12B中示出的时序图来描述图10和图11的像素电路的操作。注意，在图10中示出的电路的操作基本上与图11中的相同；因此，这里描述图10的结构。

为了图12A和图12B中的简单说明，电荷积聚控制信号线1713的电位3913和复位信号线1714的电位3914为在两个电平之间变化的信号。注意，因为各电位为模拟信号，所以实际上根据情况，电位能够具有多个电平，而不限制在两个电平上。

首先，描述根据图12A的操作模式。

电荷积聚控制信号线1713的电位3913在时间3930设置成高电平。随后，当电荷积聚控制信号线1714的电位3914在时间3931又设置成高电平时，连接至复位晶体管1704的源极和漏极之一的电源线1730的电位，作为信号电荷积聚部分1712的电位3912而供应。这些步骤称为复位操作。

在复位信号线1714的电位3914在时间3932设置成低电平时，信号电荷积聚部分的电位3912保持与电源线1730的电位相同的电位，由此反偏压施加至光电二极管1701。在这一阶段，积聚操作开始。

然后，因为对应于光量的反向电流流动至光电二极管1701，积聚在信号电荷积聚部分1712的电荷量根据光量改变。同时，根据信号电荷积聚部分1712的电位3912，电荷从电源线1730供应至输出信号线1720。在这个阶段，读取操作开始。

当电荷积聚控制信号线1713的电位3913在时间3933设置成低电平时，从信号电荷积聚部分1712至光电二极管1701的电荷的转移停止，由此确定积聚在信号电荷积聚部分1712的电荷量。在此，积聚操作终止。

然后，从电源线1730供应至输出信号线1720的电荷停止，并且确定输出信号线的电位3920。在此，读取操作终止。

随后，描述根据图12B的操作模式。

电荷积聚控制信号线1713的电位3913在时间3930设置成高电平。随后，在复位信号线1714的电位3914在时间3931设置成高电平时，信号电荷积聚部分1712的电位3912和光电二极管1701的阴极的电位初始化至连接至复位晶体管1704的源极和漏极之一的电源线1730的电位。这些步骤称为复位操作。

在电荷积聚控制信号线1713的电位3913在时间3934设置成低电平，并且然后复位信号线1714的电位3914在时间3935设置成低电平时，复位操作终止；因此，对应于光量的反向电流流动至施加了反偏压的光电二极管，由此光电二极管1701的阴极的电位改变。

在电荷积聚控制信号线1713的电位3913在时间3932再次设置成高电平时，电流通过信号电荷积聚部分1712的电位3912和光电二极管1701的阴极的电位之间的电位差来流动，并且信号电荷积聚部分1712的电位3912变化。

在这之后的步骤与根据图12A的操作模式相同。

随后，在图13中示出不同于以上所述的三个晶体管的像素电路结构。像素电路用光电二极管2001、放大晶体管2002、电荷积聚控制晶体管2003以及复位晶体管2004形成。光电二极管2001的阳极连接至参考信号线2031。

电荷积聚控制晶体管2003的栅极连接至电荷积聚控制信号线2013，电荷积聚控制晶体管2003的源极和漏极之一连接至光电二极管2001的阴极，并且电荷积聚控制晶体管2003的源极和漏极的另一个连接至信号电荷积聚部分2012。

放大晶体管2002的栅极连接至信号电荷积聚部分2012，放大晶体管2002的源极和漏极之一连接至电源线2030，并且放大晶体管2002的源极和漏极的另一个连接至输出信号线2020。

复位晶体管2004的栅极连接至复位信号线2014，复位晶体管2004的源极和漏极之一连接至信号电荷积聚部分2012，并且复位晶体管2004的源极和漏极的另一个连接至输出信号线2020。在此，电荷保持电容器可连接在信号电荷积聚部分2012和参考信号线2031之间。

随后，描述形成图13的像素电路的元件的功能。光电二极管2001根据像素上的光入射量来生成电流。放大晶体管2002输出对应于信号电荷积聚部分2012的电位的信号。电荷积聚控制晶体管2003控制通过光电二极管2001执行的、在信号电荷积聚部分2012中的电荷积聚。复位晶体管2004控制信号电荷积聚部分2012的电位的初始化。信号电荷积聚部分2012为电荷保持结点，并且保持根据通过光电二极管2001接收的光量而变化的电荷。

电荷积聚控制信号线2013为控制电荷积聚控制晶体管2003的信号线。复位信号线2014为控制复位晶体管2004的信号线。输出信号线2020为用作通过放大晶体管2002所生成的信号的输出目的地的信号线。电源线2030为供应电源电压的信号线。参考信号线2031为设置参考电位的信号线。

随后，利用在图14A和图14B中示出的时序图描述图13的像素电路的操作。

为了图14A和图14B中的简单说明，电荷积聚控制信号线2013的电位2113和复位信号线2014的电位2114为在两个电平之间变化的信号。注意因为各电位为模拟信号，所以实际上根据情况，电位能够具有多个电平，而不限制在两个电平上。

首先，描述根据图14A的操作模式。

电荷积聚控制信号线2013的电位2113在时间2130设置成高电平。随后，在复位信号线2014的电位2114在时间2131再次设置成高电平时，复位电位从连接至复位晶体管2004的源极和漏极的另一个的输出信号线2020的电位2120供应至信号电荷积聚部分2012作为信号电荷积聚部分2012的电位2112。这些步骤称为复位操作。

在复位信号线2014的电位2114在时间2132设置成低电平时，信号电荷积聚部分2012的电位2112保持复位电位，由此反偏压施加至光电二极管2001。在这个阶段，积聚操作开始。

然后，因为对应于光量的反向电流流动至光电二极管2001，积聚在信号电荷积聚部分2012的电荷的量根据光量来变化。同时，电荷根据信号电荷积聚部分2012的电位2112从电源线2030供应至输出信号线2020。在这个阶段，读取操作开始。

在电荷积聚控制信号线2013的电位2113在时间2133设置成低电平时，从信号电荷积聚部分2012至光电二极管2001的电荷的转移停止，由此确定积聚在信号电荷积聚部分2012的电荷量。在此，积聚操作终止。

然后，从电源线2030至输出信号线2020的电荷供应停止，并且确定输出信号线的电位2120。在此，读取操作终止。

随后，描述根据图14B的操作模式。

电荷积聚控制信号线2013的电位2113在时间2130设置成高电平。随后，在复位信号线2014的电位2114在时间2131设置成高电平时，信号电荷积聚部分2012的电位2112和光电二极管2001的阴极的电位初始化至连接至复位晶体管2004的源极和漏极的另一个的输出信号线2020的电位2120。这些步骤称为复位操作。

在电荷积聚控制信号线2013的电位2113在时间2134设置成低电平，并且然后复位信号线2014的电位2114在时间2135设置成低电平时，复位操作终止；因此，对应于光量的反向电流流动至施加了反偏压的光电二极管，由此光电二极管2001的阴极的电位变化。

在电荷积聚控制信号线2013的电位2113在时间2132再次设置成高电平时，电流通过信号电荷积聚部分2012的电位2112和光电二极管2001的阴极的电位之间的电位差而流动，并且信号电荷积聚部分2012的电位2112变化。

在这之后的步骤与根据图14A的操作模式相同。

随后，在图15中示出不同于上述的结构的、三个晶体管的像素电路结构。像素电路包括光电二极管2201、放大晶体管2202、电荷积聚控制晶体管2203以及选择晶体管2205。光电二极管2201的阳极连接至复位信号线2216。

电荷积聚控制晶体管2203的栅极连接至电荷积聚控制信号线2213，电荷积聚控制晶体管2203的源极和漏极之一连接至光电二极管2201的阴极，并且电荷积聚控制晶体管2203的源极和漏极的另一个连接至信号电荷积聚部分2212。

放大晶体管2202的栅极连接至信号电荷积聚部分2212，放大晶体管2202的源极和漏极之一连接至电源线2230，并且放大晶体管2202的源极和漏极的另一个连接至选择晶体管2205的源极和漏极之一。

选择晶体管2205的栅极连接至选择信号线2215，并且选择晶体管2205的源极和漏极的另一个连接至输出信号线2220。在此，电荷保持电容器可连接在信号电荷积聚部分2212和参考信号线之间。

随后，描述形成图15的像素电路的元件的功能。光电二极管2201根据像素上的光入射量生成电流。放大晶体管2202输出对应于信号电荷积聚部分2212的电位的信号。电荷积聚控制晶体管2203控制通过光电二极管2201执行的、在信号电荷积聚部分2212中的电荷积聚。选择晶体管2205控制在读取中的像素的选择。信号电荷积聚部分2212为电荷保持结点，并且保持根据通过光电二极管2201接收的光量来变化的电荷。

电荷积聚控制信号线2213为控制电荷积聚控制晶体管2203的信号线。复位信号线2216为供应复位电位至信号电荷积聚部分2212的信号线。输出信号线2220为用作通过放大晶体管2202生成的信号的输出目的地的信号线。选择信号线2215为控制选择晶体管2205的信号线。电源线2230为供应电源电压的信号线。

随后，利用图16A和图16B中示出的时序图来描述图15的像素电路的操作。

对于图16A和图16B中的简单说明，电荷积聚控制信号线2213的电位2313、复位信号线2216的电位2316以及选择信号线2215的电位2315为在两个电平之间变化的信号。注意因为各电位为模拟信号，所以实际上根据情况，电位能够具有多个电平，而不限制在两个电平上。

首先，描述根据图16A的操作模式。

电荷积聚控制信号线2213的电位2313在时间2330设置成高电平。随后，在复位信号线2216的电位2316在时间2331设置成高电平时，信号电荷积聚部分2212的电位2312和光电二极管2201的阴极的电位，通过光电二极管2201的正向电压初始化至低于复位信号线2216的电位2316的电位。这些步骤称为复位操作。

在复位信号线2216的电位2316在时间2332设置成低电平时，信号电荷积聚部分2212的电位2312保持在高电平，由此反偏压施加至光电二极管2201。在这个阶段，积聚操作开始。

然后，因为对应于光量的反向电流流动至光电二极管2201，所以积聚在信号电荷积聚部分2212中的电荷量根据光量来变化。

在电荷积聚控制信号线2213的电位2313在时间2333设置成低电平时，从信号电荷积聚部分2212至光电二极管2201的电荷的转移停止，由此确定积聚在信号电荷积聚部分2212中的电荷量。在此，积聚操作终止。

在选择信号线2215的电位2315在时间2334设置成高电平时，电荷根据信号电荷积聚部分2212的电位2312从电源线2230供应至输出信号线2220。在这个阶段，读取操作开始。

在选择信号线2215的电位2315在时间2335设置成低电平时，从电源线2230供应至输出信号线2220的电荷停止，并且输出信号线的电位2320确定为2220。在此，读取操作终止。

随后，描述根据图16B的操作模式。

电荷积聚控制信号线2213的电位2313在时间2330设置成高电平。随后，在复位信号线2216的电位2316在时间2331设置成高电平时，信号电荷积聚部分2212的电位2312和光电二极管2201的阴极的电位，通过光电二极管2201的正向电压初始化至低于复位信号线的电位2316的复位电位。这些步骤称为复位操作。

在电荷积聚控制信号线2213的电位2313在时间2336设置成低电平，并且然后复位信号线2216的电位2316在时间2337设置成低电平时，复位操作终止；因此，对应于光量的反向电流流动至施加了反偏压的光电二极管，由此光电二极管2201的阴极的电位变化。

在电荷积聚控制信号线2213的电位2313在时间2332再次设置成高电平时，电流通过在信号电荷积聚部分2212的电位2312和光电二极管2201的阴极的电位之间的电位差而流动，由此信号电荷积聚部分2212的电位2312变化。

在这之后的步骤与根据图16A的操作模式相同。

随后，描述在图17中示出的两种晶体管类型的像素电路结构。

像素电路包括光电二极管4401、放大晶体管4402以及选择晶体管4405。

栅极放大晶体管4402连接至信号电荷积聚部分4412，放大晶体管4402的源极和漏极之一连接至电源线4430，并且放大晶体管4402的源极和漏极的另一个连接至选择晶体管4405的源极和漏极之一。

选择晶体管4405的栅极连接至选择信号线4415，并且选择晶体管4405的源极和漏极的另一个连接至输出信号线4420。

光电二极管4401的阴极连接至信号电荷积聚部分4412，并且光电二极管4401的阳极连接至复位信号线4416。在此，电荷保持电容器连接在信号电荷积聚部分4412与参考信号线之间。

随后，描述包括在图17中的像素电路中的元件的功能。光电二极管4401根据在像素上的光入射量来生成电流。放大晶体管4402输出对应于信号电荷积聚部分4412的电位的信号。选择晶体管4405控制在读取中的像素的选择。信号电荷积聚部分4412为电荷保持结点，并且保持根据通过光电二极管4401接收的光量而变化的电荷。

复位信号线4416为供应复位电位至信号电荷积聚部分4412的信号线。输出信号线4420为用作通过放大晶体管4402生成的信号的输出目的地的信号线。选择信号线4415为控制选择晶体管4405的信号线。电源线4430为供应电源电压的信号线。

随后，利用图18中示出的时序图来描述图17的像素电路的操作。

为了图18中的简单说明，复位信号线4416的电位3716和选择信号线4415的电位3715为在两个电平之间变化的信号。注意，因为各电位为模拟信号，所以实际上根据情况，电位能够具有多个电平，而不限制在两个电平上。

在复位信号线4416的电位3716在时间3730设置成高电平时，信号电荷积聚部分4412的电位3712通过光电二极管4401的正向电压初始化至低于复位信号线4416的电位3716的复位电位。这些步骤称为复位操作。

在复位信号线4416的电位3716在时间3731设置成低电平时，信号电荷积聚部分4412的电位3712保持复位电位，由此反偏压施加至光电二极管2001。在这个阶段，积聚操作开始。

然后，因为对应于光量的反向电流流动至光电二极管4401，所以积聚在信号电荷积聚部分4412的电荷量根据光量而变化。

在选择信号线4415的电位3715在时间3732设置成高电平时，电荷根据信号电荷积聚部分4412的电位3712从电源线4430供应至输出信号线4420。在这个阶段，读取操作开始。

在选择信号线4415的电位3715在时间3733设置成低电平时，从信号电荷积聚部分4412至光电二极管4401的电荷的转移停止，由此确定积聚在信号电荷积聚部分4412中的电荷量。在此，积聚操作终止。

然后，从电源线4430至输出信号线4420的电荷供应停止，并且确定输出信号线的电位3720。在此，读取操作终止。

随后，在图19中示出一个晶体管的像素电路结构。像素电路包括光电二极管2601、放大晶体管2602以及电容器2606。

放大晶体管2602的栅极连接至信号电荷积聚部分2612，放大晶体管2602的源极和漏极之一连接至电源线2630，并且放大晶体管2602的源极和漏极的另一个连接至输出信号线2620。

光电二极管2601的阴极连接至信号电荷积聚部分2612，并且光电二极管2601的阳极连接至复位信号线2616。电容器2606的端子之一连接至信号电荷积聚部分2612，并且另一个连接至选择信号线2615。在此，电荷保持电容器连接在信号电荷积聚部分2612和参考信号线之间。

随后，描述图19的形成像素电路的元件的功能。光电二极管2601根据像素上的光入射量来生成电流。放大晶体管2602输出对应于信号电荷积聚部分2612的电位的信号。信号电荷积聚部分2612为电荷保持结点，并且保持根据通过光电二极管2601接收的光量而变化的电荷。注意，选择信号线2615借助于电容耦合来控制信号电荷积聚部分2612的电位。

复位信号线2616为供应复位电位至信号电荷积聚部分2612的信号线。输出信号线2620为用作通过放大晶体管2602生成的信号的输出目的地的信号线。选择信号线2615为控制电容器2606的信号线。电源线2630为供应电源电压的信号线。

随后，利用图20中示出的时序图来描述图19的像素电路的操作。

为了在图20中简单说明，复位信号线2616的电位2716和选择信号线2615的电位2715为在两个电平之间变化的信号。注意因为各电位为模拟信号，所以实际上根据情况，电位能够具有多个电平，而不限制在两个电平上。

在复位信号线2616的电位2716在时间2730设置成高电平时，信号电荷积聚部分2612的电位2712通过光电二极管2601的正向电压初始化至低于复位信号线2616的电位2716的复位电位。这些步骤称为复位操作。

随后，在复位信号线2616的电位2716在时间2731设置成低电平时，信号电荷积聚部分2612的电位2712保持复位电位，由此反偏压施加至光电二极管2601。在这个阶段，积聚操作开始。

然后，因为对应于光量的反向电流流动至光电二极管2601，积聚在信号电荷积聚部分2612的电荷量根据光量而变化。

选择信号线2615的电位2715在时间2732设置成高电平，使得信号电荷积聚部分2612的电位2712由于电容耦合而变得更高；因此，放大晶体管2602导通。另外，电荷根据信号电荷积聚部分2612的电位2712从电源线2630供应至输出信号线2620。在这个阶段，读取操作开始。

在选择信号线2615的电位2715在时间2733设置成低电平时，信号电荷积聚部分2612的电位2712通过电容耦合来降低，并且从信号电荷积聚部分2612至光电二极管2601电荷的转移停止，由此确定积聚在信号电荷积聚部分2612中电荷量。在此，积聚操作终止。

然后，从电源线2630至输出信号线2620的电荷供应停止，并且确定输出信号线2620的电位2720。在此，读取操作终止。

注意，在图17和图19中的像素电路结构优选地具有遮挡至光电二极管的入射光的结构，因为信号电荷积聚部分的电荷通过具有以上结构的光电二极管流出。

（实施例4）

在本实施例中，描述了作为本说明书中公开的显示装置的示例的液晶显示装置。

图21示出液晶显示装置的截面图的示例。在本实施例中的液晶显示装置中，光电二极管1002、晶体管1003a、晶体管1003b、晶体管1003c、晶体管1003d、存储电容器1004以及液晶元件1005设置在具有绝缘表面的衬底1001之上。注意，光传感器和显示器元件分别部分地示出在穿过图21中的液晶显示装置的短虚线的左侧和右侧，并且这些结构与在实施例1中描述的图2中的光传感器部分106的结构等效。注意，对应于复位晶体管的晶体管未示出。

虽然示出顶栅极结构作为晶体管1003a、晶体管1003b、晶体管1003以及晶体管1003d的每一个结构的的典型示例，但没有限制于此，可应用诸如自对准结构或底栅极结构的另外的结构。

设置在光传感器中的晶体管1003a对应于电荷积聚控制晶体管。布线1030连接至晶体管1003a的源电极和漏电极之一并且电连接至光电二极管1002的阴极。另外，晶体管1003a的源电极和漏电极的另一个连接至布线1036和晶体管1003b的栅电极。注意，布线1030和布线1036可代替保护绝缘膜1031形成于绝缘膜1033之上。

晶体管1003b对应于放大晶体管。晶体管1003b的源电极和漏电极之一连接至未示出的电源线。晶体管1003b的源电极和漏电极的另一个连接至晶体管1003c的源电极和漏电极之一。

晶体管1003c对应于选择晶体管。晶体管1003c的源电极和漏电极的另一个连接至未示出的输出信号线。

在此，对应于未示出的复位晶体管的晶体管的源电极和漏电极之一连接至布线1036，并且晶体管的源电极和漏电极的另一个连接至未示出的电源线。

光电二极管1002具有叠层类型的PIN结，该PIN结包括：包含赋予p型导电型的杂质的p型半导体层1041、具有本征半导体的特性的i型半导体层1042以及包含赋予n型导电型的杂质的n型半导体层1043。

作为典型示例，能够给出其中非晶硅用于i型半导体层1042的光电二极管。虽然在这种情况下非晶硅也能够用于p型半导体层1041和n型半导体层1043，但是优选的是使用具有高的导电性的微晶硅。其中非晶硅用于i型半导体层1042的光电二极管在可见光区域中具有光敏性，并且能够防止由于红外线而产生的故障。

在此，作为光电二极管1002的阳极的p型半导体层1041电连接至信号布线1035，并且作为光电二极管1002的阴极的n型半导体层1043电连接至如上所述的晶体管1003a的源电极和漏电极之一。注意，信号布线1035对应于参考信号线。

注意，虽然没有示出，透光导电层可设置在p型半导体层1041的入射光侧。此外，导电层可设置在具有n型半导体层1043的绝缘膜1033的界面侧。例如，布线1030可延伸至覆盖n型半导体层1043。利用这样设置的导电层，能够减小由于p型半导体层1041或n型半导体层1043的电阻而产生的电荷的损耗。

注意，虽然在本实施例中示出光电二极管1002为PIN二极管的情况，但光电二极管1002可为PN二极管。在这种情况下，高质量晶体硅优选地用于p型半导体层和n型半导体层。

光电二极管可具有如图22中示出的水平结的结构。在PIN水平结光电二极管中，p型半导体层1041、i型半导体层1042以及n型半导体层1043能够如下地设置：形成i型半导体层，并且添加赋予p型导电型的杂质和赋予n型导电型的杂质至i型半导体层的部件中。

晶体管1003d设置在显示元件中以驱动液晶元件。晶体管1003d的源电极和漏电极之一电连接至像素电极1007，并且虽然没有示出，源电极和漏电极的另一个电连接至信号布线。

存储电容器1004能够在形成晶体管1003a、晶体管1003b、晶体管1003c以及晶体管1003d的步骤中形成。电容器布线和电容器电极在形成晶体管的栅电极和用于形成其源电极或漏电极的相应步骤中形成，并且作为存储电容器1004的电容的绝缘膜在形成晶体管的栅极绝缘膜的步骤中形成。存储电容器1004电连接至平行于液晶元件1005的晶体管1003d的源电极和漏电极之一。

液晶元件1005包括像素电极1007、液晶1008以及对电极1009。像素电极1007形成于平面化绝缘膜1032之上并且电连接至晶体管1003d和源电极和漏电极之一和存储电容器1004。另外，为对衬底1013设置了对电极1009，并且液晶1008设置在像素电极1007和对电极1009之间。

能够通过利用间隔物1016来控制像素电极1007和对电极1009之间的单元间隙。虽然单元间隙利用通过光刻选择性地形成的间隔物1016来控制，并且具有图21和图22的柱形，但备选地单元间隙能够通过分散在像素电极1007和对电极1009之间的球形间隔物来控制。在图21和图22中的间隔物1016的位置为一个示例，并且能够通过实践者适当地确定间隔物的位置。

另外，在衬底1001和对衬底1013之间的液晶1008被密封材料包围。液晶1008可通过分配方法（液滴方法）或浸渍方法（泵送方法）来注入。

像素电极1007能够利用诸如氧化锡铟（ITO）、包含氧化硅的氧化铟锡、有机铟、有机锡、氧化锌、包含氧化锌的氧化铟锌（IZO）、包含镓的氧化锌、氧化锡、包含氧化钨的氧化铟、包含氧化钨的氧化铟锌、包含氧化钛的氧化铟、包含氧化钛的氧化铟锡等的透光导电材料来形成。

此外，因为给出了透明液晶元件1005作为本实施例中的示例，所以对电极1009也能够利用以上的透光导电材料来形成，如像素电极1007的情况那样。

对准膜1011设置在像素电极1007和液晶1008和之间，并且对准膜1012设置在对电极1009和液晶1008之间。对准膜1011和对准膜1012能够利用诸如聚酰亚胺或聚乙烯醇的有机树脂来形成。为了在一定的方向对准液晶分子，对它们表面进行诸如研磨的对准处理。研磨能够在向对准膜施加压力的同时通过滚动包有尼龙等的织物的滚筒来进行，使得在一定的方向研磨对准膜的表面。通过利用诸如氧化硅的无机材料，各具有对准性质的对准膜1011和对准膜1012能够在没有进行对准处理的情况下通过蒸发方法来直接形成。

另外，为对衬底1013设置能够传送具有特定波长的光的滤色器1014，以便与液晶元件1005重叠。滤色器1014能够如下地选择性形成：其中分散了色素的诸如丙烯酸类树脂的有机树脂敷在对衬底1013上，并且经受光刻。备选地，滤色器1014能够如下地选择性形成：其中分散了色素的聚酰亚胺类树脂敷在对衬底1013上，并且经受蚀刻。又备选地，滤色器1014能够通过诸如喷墨方法之类的液滴放电方法来选择性地形成。注意，其中没有设置滤色器1014的结构也是可能的。

另外，为对衬底1013设置能够遮光的遮挡膜1015，以便与光电二极管1002重叠。遮挡膜1015能够防止穿过对衬底1013的背光的光对光电二极管1002的直接照射。此外，遮挡膜1015能够防止由于从被观察的像素的液晶1008的对准无序而产生的旋转位移。遮挡膜1015能够利用包含诸如碳黑或低氧化钛之类的黑色着色剂的有机树脂来形成。备选地，遮挡膜1015能够使用铬膜来形成。

另外，偏光板1017设置在衬底1001一侧，该侧与设置了像素电极1007的一侧相反，并且偏光板1018设置在对衬底1013的一侧，该侧与设置了对电极1009的一侧相反。

液晶元件可为TN（扭曲向列）型、VA（垂直对准）型、OCB（光学补偿双折射）型、IPS（面内开关）型等。虽然作为本实施例中的示例，描述了其中液晶1008设置在像素电极1007和对电极1009之间的液晶元件1005，但是根据本发明的一个实施例的显示装置不限于这个结构。其中一对电极设置在诸如IPS型液晶元件的衬底1001的一侧上的液晶元件也可采用。

将通过光电二极管1002检测的外部光在由箭头1025所指示的方向上进入衬底1001以达到光电二极管1002。例如，在待检测对象1021存在时，待检测对象1021阻挡了外部光，使得防止外部光入射至光电二极管1002。通过检测因此进入光电二极管和其阴影的光，显示装置能够作为触摸面板而起作用。

另外，待检测对象可以与衬底1001紧密接触，并且穿过待检测对象的外部光可通过光电二极管来检测，使得显示装置能够作为接触型图像传感器而起作用。

（实施例5）

在本实施例中，描述了不同于实施例4的液晶显示装置，该液晶显示装置为根据本发明的一个实施例的显示装置的示例。

除了下面所做的描述以外，能够参照实施例3。例如，晶体管、光电二极管、液晶元件等能够利用与实施例3中的相同材料来形成。

图23为不同于实施例4的显示装置的截面图的示例。和其中光从其上制造了光传感器的衬底侧进入的实施例4不同，光从对衬底侧进入光传感器，即，通过本实施例中的液晶层。

因此，需要在为对衬底1013设置了遮挡膜1015的区域形成开口，该开口与光电二极管1002重叠。滤色器1014可在如附图中所示的开口中形成。设置有具有R（红）、G（绿）和B（蓝）色的滤色器的多个光传感器可设置在像素中，以形成颜色传感器，并且能够提供颜色图像传感器功能。

虽然光从实施例4中的光电二极管1002的p型半导体层1041侧进入，但是在光电二极管具有与实施例4的相似的结构的情况下，光从本实施例中的n型半导体层1043侧进入。使光从p型半导体层侧进入的理由在于：扩散长度较短的孔能够有效地取出，即，更大的电流量能够从光电二极管取出，并且只要满足设计电流值，光就可从n型半导体层侧进入。

在本实施例中，p型半导体层1041和n型半导体层1043可在光电二极管1002中互相调换，使得光能够从p型半导体层侧容易地进入。注意，在这种情况下，操作方法与在实施例4中描述的不同，因为栅电极在p型半导体层（阳极）侧连接至晶体管1003a。对于每个操作方法，能够参照实施例1。

光电二极管1002可形成为与如图24中示出的晶体管1003a重叠并且在晶体管1003a之上。当然，光电二极管1002可与另一个晶体管重叠。在这种情况下，晶体管1003a的源电极和漏电极之一能够容易地连接至光电二极管1002的n型半导体层1043，并且光能够从p型半导体层1041侧进入。另外，光电二极管能够形成为具有大的面积，从而改进光接收灵敏度。

虽然没有示出，但是透光导电层可设置在图23和图24的任一个中的光电二极管1002的光入射侧。导电层可设置在光电二极管1002的光入射侧的相反侧。利用这样设置的导电层，由于p型半导体层1041或n型半导体层1043的电阻而产生的电荷的损失能够减少。

在本实施例中，遮挡膜2015设置在光电二极管1002的光接收侧的相反侧。遮挡膜2015防止光电二极管1002被穿过衬底1001的背光的光直接照射并且进入显示面板，使得能够进行高精度成像。遮挡膜2015能够利用包含诸如碳黑或低氧化钛之类的黑色着色剂的有机树脂来形成。备选地，遮挡膜2015能够使用铬膜来形成。

将通过光电二极管1002检测的外部光在通过箭头1025所指示方向上进入对衬底1013以达到光电二极管1002。例如，在待检测对象1021存在时，待检测对象1021阻挡了外部光，使得阻挡外部光入射至光电二极管1002中。显示装置能够通过检测因此进入光电二极管的光的强度而作为触摸面板起作用。

另外，待检测对象可与对衬底1013紧密接触并且穿过对象的外部光可通过光电二极管来检测，使得能够提供能作为接触型图像传感器而起作用的显示装置。

（实施例6）

在本实施例中，描述了利用包括光传感器的显示面板的书写板（诸如黑板和白板）的示例。

例如，包括光传感器的显示面板设置在图25中的显示面板9696的位置。

显示器面板9696具有光传感器和显示元件。

这里，有可能利用标记笔等在显示面板9696的表面上自由地书写。

注意，如果利用没有固定器的标记笔等来书写字母，那么容易擦除字母。

此外，为了标记笔的墨水可以容易地去除，优选的是，显示面板9696的表面足够的光滑。

例如，在玻璃衬底等用于显示器面板9696的表面时，显示面板9696的表面具有足够的光滑度。

备选地，透明合成树脂片等可附连至显示面板9696的表面。

例如，优选地使用丙烯酸树脂作为合成树脂。在这种情况下，合成树脂片的表面优选地光滑。

此外，因为显示面板9696包括显示元件，显示面板9696能够显示具体的图像并且同时，有可能利用标记笔在显示面板9696的表面上写下字母等。

另外，显示面板9696包括光传感器，使得如果显示面板9696连接至打印机等，则利用标记笔书写的字母能够被读取和打印。

另外，因为显示面板9696包括光传感器和显示元件，所以通过在显示面板9696的表面上写入显示图像的文本、附图等，通过光传感器来读取的标记笔的踪迹以及图像能够合成和显示在显示面板9696上。

注意，能够仅仅在与利用标记笔等进行书写的同时来进行利用电阻式触觉传感器、电容式触觉传感器等的感测。

另一方面，利用光传感器感测的优点在于，感测能够在用标记器写了某些东西之后的任何时候进行，即使超过时间。

[示例1]

在这个示例中，描述了光源和面板的位置。图26为示出显示面板的结构的透视图的示例。在图26中示出的显示面板包括面板1801、第一扩散板1802、棱镜片1803、第二扩散板1804、导光板1805、反射器板1806、背光的多个光源1807以及电路板1809，在面板1801中，包括液晶元件、光电二极管、薄膜晶体管等的像素形成在一对衬底之间。

面板1801、第一扩散板1802、棱镜片1803、第二扩散板1804、导光板1805以及反射器板1806依次层叠。背光的光源1807设置在导光板1805的端部。从背光的光源1807扩散至导光板1805的光借助于第一扩散板1802、棱镜片1803以及第二扩散板1804从面板1801上的对衬底侧均匀地传递。

虽然在这个示例中使用第一扩散板1802和第二扩散板1804，但是扩散板的数量并不限制于此。扩散板的数量可为一个，或可为三个或者更多。扩散板可在任意地方，只要扩散板设置在导光板1805和面板1801之间。因此，扩散板可仅仅设置在比棱镜片1803更靠近面板1801的一侧，或可仅仅设置在比棱镜片1803更靠近导光板1805的一侧。

另外，在图26中示出的棱镜片1803的横截面形状不仅仅为锯齿状，并且该形状可为这样一形状，利用该形状来自导光板1805的光能够聚集在面板1801侧。

电路板1809设置有用于生成或处理输入至面板1801的多种信号的电路、用于处理从面板1801等输出的多种信号的电路。在图26中，电路板1809和面板1801通过柔性印刷电路（FPC）1811互相连接。注意，以上电路可通过玻璃上芯片（COG）方法连接至面板1801，或以上电路的一部分可通过膜上芯片（COF）方法连接至FPC1811。

图26示出示例，其中电路板1809设置有用于控制背光的光源1807的驱动的控制电路，并且控制电路和背光的光源1807通过FPC1810互相连接。然而，控制电路可形成于面板1801之上，并且在这种情况下，使面板1801和背光的光源1807通过FPC等互相连接。

注意，虽然图26示出边缘照明型光源，其中背光的光源1807设置在面板1801的边缘上，但是根据本发明的一个实施例的显示面板可为正下方型显示面板，其中背光的光源1807设置在面板1801正下方。

例如，在作为待检测对象的手指1812从上侧靠近面板1801时，穿过面板1801的光的一部分反射离开手指1812并且再次进入面板1801。作为待检测对象的手指1812的彩色图像数据能够通过依次点亮对应于单独的颜色的背光的光源1807并且获取每种颜色的图像数据来获取。另外，作为待检测对象的手指1812的位置能够从图像数据来识别，利用这一点，显示图像的数据能够组合成提供作为触摸面板的功能。

[示例2]

根据本发明的一个实施例的显示装置通过获取图像数据来表征。因此，通过增加显示装置作为部件，利用根据本发明的一个实施例的显示装置的电子装置能够更加完善。

例如，显示装置能够用于显示器、膝上型计算机或设置有记录介质（典型地，再现诸如DVD（数字通用盘）的记录介质的内容的装置，且具有用于显示再现的图像的显示器）的图像再现装置。除了以上示例以外，作为能够包括根据本发明的一个实施例的显示装置的电子装置，能够给出移动电话机、便携游戏机、便携信息终端、电子书阅读器、摄影机、数字照相机、护目镜型显示器（头戴式显示器）、导航系统、音频再现装置（例如，汽车音频部件和数字音频播放器）、复印机、传真机、打印机、多功能打印机、自动柜员机（ATM）、终端机等。这些电子装置的具体示例在图27A至27D中示出。

图27A示出包括壳体5001、显示部分5002、支座5003等的显示装置。根据本发明的一个实施例的显示装置能够用于显示部分5002。对显示部分5002利用根据本发明的一个实施例的显示装置，能够提供能获取具有高感知性能的图像数据并且能配备有更高功能的应用的显示装置。注意，显示装置包括用于显示信息的所有显示装置，诸如用于个人计算机的显示装置、用于接收TV广播的显示装置以及用于显示广告的显示装置。

图27B示出包括壳体5101、显示部分5102、开关5103、操作键5104、红外线端口5105等的便携信息终端。根据本发明的一个实施例的显示装置能够用于显示部分5102。对显示部分5102利用根据本发明的一个实施例的显示装置，能够提供能获取具有高感知性能的图像数据并且能配备有更高功能的应用的便携式信息终端。

图27C示出包括壳体5201、显示部分5202、投币口5203、纸币槽5204、卡片槽5205、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装置能够用于显示部分5202。对显示部分5202利用根据本发明的一个实施例的显示装置，能够提供能获取具有高感知性能的图像数据并且更加完善的自动柜员机。利用根据本发明的一个实施例的显示装置的自动柜员机能够读取诸如用于具有较高精度的生物测定学的手指印、脸、手印、手掌印、手背静脉图案、虹膜等的活体的信息。因此，能够抑制将待标识的人错误识别为不同的人而引起的错误不匹配率，以及将不同的人错误识别为待标识的人而引起的错误接受率。

图27D示出包括壳体5301、壳体5302、显示部分5303、显示部分5304、扩音器5305、扬声器5306、操作键5307、触屏笔5308等的便携游戏机。对显示部分5303或显示部分5304利用根据本发明的一个实施例的显示装置，能够提供能获取具有高感知性能的图像数据并且能配备有较高功能的应用的便携游戏机。注意，虽然在图27D中示出的便携游戏包括两个显示部分5303和5304，但是包括在便携游戏机中的显示部分的数量不限于两个。

这个实施例能够与任意其它实施例或其它示例适当地组合来实现。

本申请基于2010年3月12日向日本专利局提交的序号为2010-055878的日本专利申请，通过引用将其完整内容结合于此。

Claims

1.一种用于驱动显示装置的方法，其中所述显示装置包括：

第一光传感器部分，包括：

第一光电二极管；

第一晶体管，包括第一栅极、第一端子以及第二端子，其中，所述第一端子电连接至所述第一光电二极管；

第二晶体管，包括电连接至所述第二端子的第二栅极；

第二光传感器部分，包括：

第二光电二极管；

第三晶体管，包括第三栅极、第三端子以及第四端子，其中，所述第三端子电连接至所述第二光电二极管；以及

第四晶体管，包括电连接至所述第四端子的第四栅极；

第三光传感器部分，包括：

第三光电二极管；

第五晶体管，包括第五栅极、第五端子以及第六端子，其中，所述第五端子电连接至所述第三光电二极管；以及

第六晶体管，包括电连接至所述第六端子的第六栅极；

背光；

所述方法包括如下步骤：

关闭所述背光；

使所述第一晶体管、所述第三晶体管和所述第五晶体管同时导通；

在使所述第一晶体管、所述第三晶体管和所述第五晶体管导通之后，使所述第一晶体管、所述第三晶体管和所述第五晶体管同时截止；

在使所述第一晶体管、所述第三晶体管和所述第五晶体管截止之后，打开所述背光；

其中，所述第二光传感器部分设置在与所述第一光传感器部分不同的行中，

其中，所述第一光传感器部分和所述第三光传感器部分设置在相互相同的行中，并且

其中，所述第一晶体管和所述第三晶体管的每个包括氧化物半导体。

2.根据权利要求1所述的用于驱动显示装置的方法，其中，所述氧化物半导体包括铟。

3.一种用于驱动显示装置的方法，其中所述显示装置包括：

像素阵列，包括：

多个显示元件部分；

多个光传感器部分，所述多个光传感器部分的每个包括：

光电二极管；

第一晶体管，包括第一栅极、第一端子以及第二端子，其中，所述第一端子电连接至所述光电二极管；

第二晶体管，包括第二栅极、第三端子以及第四端子，其中，所述第二栅极电连接至所述第二端子；

所述方法包括如下步骤：

施加第一电位至所述多个光传感器部分的每个中的所述第一栅极，并且在所述多个显示元件部分上显示黑图像的同时，通过用光照射所述光电二极管，在所述第二端子和所述第二栅极之间的结点中将第二电位变成第三电位；

其中，所述光从所述显示装置照射出来，

其中，所述多个光传感器部分布置在矩阵中，并且

其中，所述第一晶体管包括氧化物半导体。

4.根据权利要求3所述的用于驱动显示装置的方法，

其中，所述显示装置包括背光，以及

其中，通过关闭所述背光来显示所述黑图像。

5.根据权利要求3所述的用于驱动显示装置的方法，

其中，所述像素阵列包括液晶和背光，以及

其中，通过利用所述液晶来遮挡从所述背光发射的光来显示所述黑图像。

6.根据权利要求3所述的用于驱动显示装置的方法，其中，所述氧化物半导体包括铟。