CN102812421B - 显示设备及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

显示设备包括：包含与显示元件部分设置在一起的具有用于检测可见光的第一光电二极管的第一光电传感器部分的像素；以及包含与另一显示元件部分设置在一起的具有用于检测红外线的第二光电二极管的第二光电传感器部分的像素。第二光电传感器部分检测外部光中所包括的红外线，并且选择成像元件且根据第二光电传感器部分检测到的红外线的量来调节灵敏度。

Description

显示设备及其驱动方法

技术领域

本发明的实施例涉及其中各自具有光电传感器的像素排列成矩阵的显示设备，以及该显示设备的驱动方法。此外，本发明的实施例涉及包括该显示设备的电子设备。

背景技术

近年来，设置有用于检测光的感测元件（也称为“光电传感器”）的显示设备已引起关注。在显示区中具有光电传感器的显示设备也称为触摸面板、触摸屏幕等（在下文中简称为“触摸面板”），该显示设备可检测对显示区上要检测的对象的触摸。设置在显示区中的这种光电传感器使显示区能够是输入区的两倍；作为示例，具有图像加载功能的半导体器件已在专利文献1中公开。

[参考文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本公开专利申请No.2001-292276

发明内容

在具有光电传感器的这种显示设备中，外部光容易影响成像精度。当考虑人类生活环境时，暗淡的室内照度和阳光下的室外照度相差约10000倍或更多倍。在照度的该宽泛范围内，难以使光电传感器均匀地识别对比度；由此，当具有光电传感器的显示设备用作触摸面板时发生错误识别。

另外，在具有光电传感器的显示设备用作图像传感器的情况下，有必要根据光电传感器检测到的光的照度来调节光电传感器的灵敏度，以使成像在宽泛的动态范围内进行。当光电传感器没有足够的灵敏度时，由于曝光不足或曝光过度，无法进行清晰的成像。

由此，本文中所公开的本发明的一个实施例解决了以上问题中的至少一个。

本发明的一个实施例涉及显示设备，该显示设备包括具有能够检测红外线的光电传感器的像素、以及具有能够检测可见光的光电传感器的像素，其中外部光的强度通过检测红外线来确定，选择用于成像的光电传感器，并且自动地设置光电传感器的灵敏度。

本说明书中所公开的本发明的一个实施例是显示设备，该显示设备包括：在显示区的像素中形成的显示元件部分；在像素中形成的第一光电传感器部分，该第一光电传感器部分与显示元件部分设置在一起；以及在没有第一光电传感器部分的另一像素中形成的第二光电传感器部分，该第二光电传感器部分与另一显示元件部分设置在一起，其中第一光电传感器部分设置有用于检测可见光的第一光电二极管，而第二光电传感器部分设置有用于检测红外线的第二光电二极管。

对于第一光电二极管，可使用包含硅半导体的PIN型或PN型光电二极管。具体地，其中在可见光的波长区域中具有光吸收特性的非晶硅半导体用作i型半导体层的PIN型光电二极管是优选的。

对于第二光电二极管，可使用包含硅半导体的PIN型或PN型光电二极管。具体地，其中可容易地形成为薄膜晶体硅且在红外线的波长区域中具有光吸收特性的微晶硅半导体用作i型半导体层的PIN型光电二极管是优选的。此时，当透射红外线且吸收可见光的滤光片设置在光电二极管的光接收表面上时，只能检测到红外线。

本说明书中所公开的本发明的另一实施例是一种用于驱动显示设备的方法，该显示设备包括：在显示区的像素中形成的显示元件部分；在像素中形成的第一光电传感器部分，该第一光电传感器部分与显示元件部分设置在一起；以及在没有第一光电传感器部分的另一像素中形成的第二光电传感器部分，该第二光电传感器部分与另一显示元件部分设置在一起。用于驱动显示设备的方法包括以下步骤：外部光进入显示区；通过第二光电传感器部分来检测外部光中所包括的红外线；根据第二光电传感器部分检测到的红外线的量来选择第一光电传感器部分或第二光电传感器部分作为用于成像的单元（装置）；在使用第一光电传感器时使用可见光来进行成像；以及在使用第二光电传感器部分时使用红外线来进行成像。

本说明书中所公开的本发明的另一实施例是一种用于驱动显示设备的方法，该显示设备包括：在显示区的像素中形成的显示元件部分；在像素部分中形成的第一光电传感器部分，该第一光电传感器部分与显示元件部分设置在一起；以及在没有第一光电传感器部分的另一像素中形成的第二光电传感器部分，该第二光电传感器部分与另一显示元件部分设置在一起。用于驱动显示设备的方法包括以下步骤：根据在接收到光时第二光电传感器部分检测到的红外线的强度来改变第一光电传感器部分的光接收灵敏度；将第一光电传感器部分检测到的光的强度转换成信号；根据这些信号形成其中水平轴表示灰度级的直方图；根据暗侧的灰度级对直方图的灰度级计数；将达到预先设置的计数值的灰度级设为阈值；进行阈值边界处的图像的二元化以获取明亮部分和黑暗部分；以及使用黑暗部分的像素的地址来确定对象在显示区中的位置。

本说明书中所公开的本发明的另一实施例是一种用于驱动显示设备的方法，该显示设备包括：在显示区的像素中形成的显示元件部分；在像素中形成的第一光电传感器部分，该第一光电传感器部分与显示元件部分设置在一起；以及在没有第一光电传感器部分的另一像素中形成的第二光电传感器部分，该第二光电传感器部分与另一显示元件部分设置在一起。用于驱动显示设备的方法包括以下步骤：外部光进入显示区；通过第二光电传感器部分来检测外部光中所包括的红外线；根据第二光电传感器部分检测到的红外线的量来选择第一光电传感器部分或第二光电传感器部分作为用于成像的单元（装置）；在使用第一光电传感器部分时使用可见光来进行成像；在使用第二光电传感器部分时使用红外线来进行成像；将第一光电传感器部分检测到的光或第二光电传感器部分检测到的光的强度转换成信号；根据这些信号形成其中水平轴表示灰度级的直方图；根据暗侧的灰度级对直方图的灰度级计数；将达到预先设置的计数值的灰度级设为阈值；进行阈值边界处的图像的二元化以获取明亮部分和黑暗部分；以及使用黑暗部分的像素的地址来确定要检测的对象在显示区中的位置。

根据本发明的一个实施例，可提供具有能够防止因外部光的影响造成的错误识别的触摸面板功能、以及能够在宽泛的动态范围内进行成像的功能的显示设备。

附图说明

图1示出其中显示区设置有显示元件和光电传感器两者的显示设备的结构。

图2示出具有其中显示区设置有显示元件和光电传感器两者的显示设备的配置的电路图。

图3是光电传感器的操作的时序图。

图4是光电传感器的操作的流程图。

图5是光电传感器的操作的流程图。

图6是示出光电二极管的光谱灵敏度和红外线透射滤光片的透射率的曲线图。

图7A和7B示出光电传感器所获取的图像。

图8是描述二元化过程的流程图。

图9A和9B是描述二元化过程的直方图。

图10是描述二元化过程的直方图。

图11是其中显示区设置有显示元件和光电传感器两者的显示设备的截面图。

图12是其中显示区设置有显示元件和光电传感器两者的显示设备的截面图。

图13是其中显示区设置有显示元件和光电传感器两者的显示设备的截面图。

图14是其中显示区设置有显示元件和光电传感器两者的显示设备的截面图。

图15示出根据本发明一个实施例的使用显示设备的电子设备的示例。

图16示出根据本发明一个实施例的显示设备的结构。

图17A至17C各自示出根据本发明一个实施例的使用显示设备的电子设备的示例。

用于实现本发明的最佳模式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的各个实施例。然而，本发明不限于以下描述，并且本领域技术人员容易理解，本文中所公开的模式和细节可以各种方式修改，而不背离本发明的范围和精神。因此，本发明不应被解释为限于以下这些实施例的描述。在用于描述实施例的附图中，相同的附图标记指示相同的部分或具有类似功能的部分，并且不再重复对这些部件的描述。

[实施例1]

在本实施例中，将参考附图描述根据本发明的一个实施例的显示设备。图1示出其结构的示例。

显示设备100包括像素电路101、显示元件控制电路102、以及光电传感器控制电路103。像素电路101包括排列成多行和多列的矩阵的多个像素104。例如，每一像素104包括显示元件部分105、以及第一光电传感器部分106a或第二光电传感器部分106b。

第一光电传感器部分106a被设置成获取图像，而第二光电传感器部分106b被设置成主要检测外部光的强度。注意，在一些情况下，通过第二光电传感器部分106b来进行成像。

不一定为所有的像素都设置光电传感器部分，并且光电传感器部分可根据用途形成。此外，如图1所示的大量的第一光电传感器部分106a占据的像素电路101只是一个示例，并且大量的第二光电传感器部分106可占据该像素电路101。

如图1所示的显示元件控制电路102是用于控制显示元件部分105的电路，并且包括通过源极信号线（诸如视频数据信号线）向显示元件部分105输入信号的显示元件驱动电路107、以及通过栅极信号线（扫描线）向显示元件部分105输入信号的显示元件驱动电路108。

例如，显示元件驱动电路108具有选择特定行的每一像素中所包括的显示元件部分的功能。显示元件驱动电路107具有向该行的每一所选像素中所包括的显示元件部分供应给定电位的功能。注意，在从显示元件驱动电路108向栅极信号线供应高电位的显示元件部分中，晶体管导通并供应有从显示元件驱动电路107施加到源极信号线的电位。

光电传感器控制电路103是用于控制第一光电传感器部分106a和第二光电传感器部分106b的电路，并且包括连接到光电传感器输出信号线（在下文中称为输出信号线）、光电传感器基准信号线（在下文中称为基准信号线）等的光电传感器读取电路109，以及连接到光电二极管重置信号线（在下文中称为重置信号线）、用于线选择的栅极信号线（在下文中称为选择信号线）等的光电传感器驱动电路110。

光电传感器驱动电路110具有进行重置操作、累积操作、以及选择操作的功能，稍后将针对特定行的每一像素中所包括的第一光电传感器部分106a和第二光电传感器部分106b描述这些操作。此外，光电传感器读取电路109具有提取该行的每一所选像素中所包括的光电传感器部分的输出信号的功能。注意，光电传感器读取电路109可具有其中由OP放大器将光电传感器部分的输出（该输出是模拟信号）提取到外部作为模拟信号的系统、或者其中由A/D转换器电路将该输出转换成数字信号并且随后提取到外部的系统。

注意，第一光电传感器部分106a和第二光电传感器部分106b的输出信号可通过驱动具有公共的上述电路的光电传感器部分来读取。当光电传感器部分的地址为已知时，可在读取时改变对信号的处理。

参考图2描述像素104的电路图。像素104包括具有晶体管201、存储电容器202、和液晶元件203的显示元件部分105，以及具有第一光电二极管204a、晶体管205和晶体管206的第一光电传感器部分106a。

注意，在此对包括第一光电二极管204a的第一光电传感器部分106a作出描述；然而，包括第二光电二极管204b的第二光电传感器部分106b可具有类似的结构。

在显示元件部分105中的晶体管201中，其栅极电连接到栅极信号线207，其源极和漏极之一电连接到源极信号线210，而其源极和漏极中的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的另一电极和液晶元件203的另一电极各自保持在恒定电位。液晶元件203是包括插在一对电极之间的液晶层的元件。

晶体管201具有控制电荷向存储电容器202的注入、或者从存储电容器202的排出的功能。例如，当向栅极信号线207施加高电位时，向存储电容器202和液晶元件203施加源极信号线210的电位。存储电容器202具有保持与施加到液晶元件203的电压相对应的电荷的功能。

图像显示以通过利用经由向液晶元件203施加电压而改变偏振方向的现象来获得穿过液晶元件203的光的对比度（灰度级）的方式实现。在透射液晶显示设备的情况下，背光用作穿过液晶元件203的光的光源。

还可使用非晶硅、微晶硅、多晶硅等的半导体层作为晶体管201；然而，优选使用氧化物半导体。在包括氧化物半导体的晶体管中，示出具有极低截止状态电流的特性；由此，可改进保持电荷的功能。

虽然此处描述的显示元件部分105包括液晶元件，但是显示元件部分105可包括诸如发光元件之类的其他元件。发光元件是辉度受电流或电压控制的元件。具体地，给出发光二极管（LED）、有机发光二极管（OLED）等。

在第一光电传感器部分106a的第一光电二极管204a中，其阳极电连接到重置信号线208，而其阴极通过栅极信号线213电连接到晶体管205的栅极。在晶体管205中，其源极和漏极之一电连接到基准信号线212，而其源极和漏极中的另一个电连接到晶体管206的源极和漏极之一。在晶体管206中，其栅极电连接到选择信号线209，而其源极和漏极中的另一个电连接到输出信号线211。

对于第一光电传感器部分106a的第一光电二极管204a和第二光电传感器部分106b的第二光电二极管204b，可使用包含硅半导体的PIN型或PN型光电二极管。

对于进行成像操作的向显示设备提供具有触摸面板功能或图像传感器功能的第一光电二极管204a，在可见光的波长区域中具有光吸收特性的光电二极管是优选的。在此，对于该光电二极管，使用其中非晶硅用作i型半导体层的PIN型光电二极管。

对于稍后将描述的主要进行外部光检测的第二光电二极管204b，可容易地形成且在红外线的波长区域中具有光吸收特性的光电二极管是优选的。在此，对于该光电二极管，使用其中微晶硅用作i型半导体层的PIN型光电二极管。此时，当透射红外线且吸收可见光的滤光片设置在光电二极管的光接收表面上时，只能检测到红外线。

晶体管205具有放大第一光电二极管204a所生成的电信号的作用；因此，高迁移率特性是必要的。此外，为了防止不必要的电位输出到输出信号线211，优选晶体管205具有低截止状态电流特性。因此，虽然包含硅半导体的晶体管也可用作晶体管205，但是更优选使用包含具有极低截止状态电流特性的氧化物半导体的晶体管。

晶体管206是用于将晶体管205所放大的信号输出到输出信号线211的选择晶体管。为了防止不必要的电位被输出到输出信号线211，优选晶体管206也具有低截止状态电流特性。由此，与在晶体管205的以上情况下一样，优选形成包含氧化物半导体的晶体管。

例如，对于该氧化物半导体，可使用由化学式InMO₃(ZnO)_m（m>0）表示的薄膜。在此，M表示从Ga、Al、Mn、以及Co中选择的一种或多种金属元素。例如，M可以是Ga、Ga和Al、Ga和Mn、Ga和Co等。

接着，描述光电传感器读取电路109中所包括的预充电电路。在图2中，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转换器电路可连接到预充电电路300的下一级。

在预充电电路300中，在像素中的光电传感器的操作之前，输出信号线211的电位被设为基准电位。在图2的配置中，预充电信号线303被设为“L（低）”，以使晶体管301导通，由此输出信号线211的电位可设为基准电位（在此为高电位）。针对输出信号线211设置存储电容器302，以使输出信号线211的电位稳定。注意，如果输出信号线211具有大寄生电容则不设置存储电容器302是可接受的。注意，基准电位可设为低电位。在此情况下，在使用n沟道晶体管作为晶体管301的情况下，预充电信号线303被设为“H（高）”，由此输出信号线211的电位可设为低电位。

接着，参考图3中的时序图来描述为本实施例中的显示设备设置的光电传感器部分的读取操作。在图3中，从顶部起按顺序示出重置信号线208的电位（RST）、选择信号线209的电位（SEL）、栅极信号线213的电位（GT）、输出信号线211的电位（OUT）、以及预充电信号线303的电位（PCG）。注意，在针对光电传感器部分的读取操作的以下描述中，第一光电二极管204a可与第二光电二极管204b一样地描述。

在时刻A，重置信号线208的电位（RST）被设为“H”，以使第一光电二极管204a正向偏置且栅极信号线213的电位（GT）变成重置电位。该重置电位比选择信号线208的电位（RST）的“H”电位低光电二极管204a的正向电压（V_f）。该重置电位保持在由栅极信号线213的寄生电容和晶体管205的栅极部分的电容构成的信号电荷累积部分中。该步骤是重置操作的开始。

此外，预充电信号线303的电位（PCG）被设为“L”以使输出信号线211的电位（OUT）被预充电到“H”，并且这可在晶体管205导通之前的任何时间进行，而不限于时刻A。

在时刻B，重置信号线208的电位（RST）被设为“L”，以使第一光电二极管204a的电流根据照度反向流动，这使栅极信号线213的电位（GT）从重置电位降低。该步骤是累积操作的开始。由此，在晶体管的源极和漏极之间流动的电流变化。

接着，预充电信号线303的电位（PCG）被设为“H”，并且完成对输出信号线211的预充电（OUT）。

在时刻C，当选择信号线209的电位（SEL）被设为“H”时，晶体管206导通，并且输出信号线211、以及其电位被设为例如地电位的基准信号线212彼此通过晶体管205和晶体管206电连接。该步骤是选择操作的开始。在此，输出信号线211的电位（OUT）降低的速率取决于晶体管205的源极和漏极之间的电流。即，输出信号线211的电位降低的速率根据照射第一光电二极管204a的光的量而变化。注意，基准信号线212的电位不限于地电位，并且可向其供应适当的电位。

在时刻D，当选择信号线209的电位（SEL）被设为“L”时，晶体管206截止，以使输出信号线211的电位（OUT）保持在恒定值。该步骤是累积操作和选择操作的结束。在此，输出信号线211的电位（OUT）是在累积操作期间根据照射第一光电二极管204a的光的量而改变的电位。因此，在累积操作期间照射第一光电二极管204a的光的量可通过检测输出信号线211的电位（OUT）来获得。

针对像素矩阵的每一行按顺序重复重置操作、累积操作、以及选择操作，由此所触摸或接近显示面板的要检测的对象可成像。

以上一系列操作是在第一光电二极管204a的阴极连接到晶体管205的栅极的情况下的示例。生成输出信号的这种操作还可在第一光电二极管204a的阳极连接到晶体管205的栅极的情况下进行。

根据以上一系列操作，栅极信号线213的电位（GT）被初始化为“H”并通过照射第一光电二极管204a的光反向生成的电流来放电，并且确定通过晶体管205的输出信号。

另一方面，在相对于图2所示的第一光电二极管204a第一光电二极管204a反连接的情况下，栅极信号线213的电位（GT）被初始化为“L”并通过照射第一光电二极管204a的光反向产生的电流来充电，并且可确定通过晶体管205的输出信号。

在具有光电传感器的显示设备中，在一些情况下，成像精度在具有强外部光的环境下劣化。当考虑人类生活环境时，暗淡的室内照度和阳光下的室外照度相差约10000倍或更多倍。

因此，当具有光电传感器（其用作图像传感器）的显示设备的第一光电传感器部分106a的灵敏度固定在像室外使用的高照度使用时，具有光电传感器的显示设备可没有问题地用于室外成像，但是在室外使用时可引起曝光不足。另一方面，当第一光电传感器部分106a的灵敏度固定在低照度使用时，存在于高照度下引起曝光过度的问题。此外，当具有光电传感器的显示设备用作在更高照度或低照度下的触摸面板时，第一光电传感器部分106a无法充分地识别照度的变化；由此，针对输入操作发生错误识别。本发明的一个实施例具有其中可自动地切换光电传感器部分的灵敏度以解决以上问题的结构。

根据本发明一个实施例的显示设备通过检测外部光中所包括的红外线来识别外部光的照度，并且包括第二光电传感器部分106b，该第二光电传感器部分106b具有确定用于成像的第一光电传感器部分106a的灵敏度的作用。因此，不管外部光的照度如何，显示设备可始终稳定地操作。

虽然大量的红外线被包括在阳光中，但是少数红外线被包括在从用作生成可见光的单元（装置）的荧光灯或发光二极管发出的光中。即，显示设备置于室内还是室外的外部环境可容易地根据第二光电传感器部分106b检测到的红外线的量来确定。因此，当显示设备设置有根据照度改变第一光电传感器部分106a的灵敏度的功能时，可解决以上问题。

参考流程图描述以上具体操作。图4是用于描述显示设备用作图像传感器或触摸面板的情况的部分操作的流程图。

首先，显示设备的显示区用外部光来照射。此时，第二光电传感器部分106b检测照射的外部光中所包括的红外线，并且显示设备确定检测到的红外线的量是大于还是小于指定值。在此，红外线的量的指定值大于例如在假设正常使用显示设备的室内环境下包括荧光灯等的红外线的照射光的情况下检测到的红外线的量。

当检测到的红外线的量大于指定值时，显示设备确定外部环境为室外，并且用于成像的第一光电传感器部分106a被设为低灵敏度模式。另一方面，当检测到的红外线的量小于指定值时，显示设备确定外部环境为室内，并且第一光电传感器部分106a被设为高灵敏度模式。

然后，成像开始。

在此，参考对光电传感器的操作的以上描述来描述如何设置灵敏度的示例。在以上低灵敏度模式中，已从光转换的信号的饱和度得到抑制。

例如，假设向栅极信号线213供应重置电位，光电二极管的大量反向电流根据具有照度A的光的照射而流动，栅极信号线213的电位在累积操作时间期间变得恒定，并且获取电位a。在此情形中，即使当用其照度B高于照度A的光进行照射时，栅极信号线213的电位也变得恒定，即，电位a。由此，获取类似于照度A的结果。换句话说，在此情形中无法确定照度A和照度B。

存在一种缩短累积操作时间的方法，作为通过光电传感器确定照度A和照度B的示例。通过缩短该时间，直到栅极信号线213的电位变得恒定它才不变化，并且该电位变成与照度A和照度B相对应的电位；由此，可确定照度A和照度B。

照度A和照度B还可通过其中重置电位变化而栅极信号线213的电位在累积操作时间内不恒定的方法来确定。毋庸赘言，重置电位和累积操作时间两者都可变化。

另一方面，在高灵敏度模式中，防止已从光转换的信号与噪声混合。累积操作时间和重置电位可与低灵敏度模式的累积操作时间和重置电位相反。

光电传感器的灵敏度可通过由此改变光电传感器的读取条件来设置。

此外，根据本发明的一个实施例的显示设备可以不同于图4中的流程图的方式操作。注意，虽然该操作也可用于图像传感器，但是优选该操作主要用于触摸面板，因为在该操作中红外线用于成像。

根据以下背景需要该操作。在第一光电传感器部分106a中形成的包含非晶硅的第一光电传感器204a的特性呈现从低照度到高照度的准线性输出。然而，在照度太高的情况（例如，在直射阳光下的情况）下，由于直接电阻对于输出电流的影响，斜率变小；由此，在一些情况下，该输出变成非线性。

另一方面，同样在其中第一光电传感器部分106a的输出呈现非线性的照度区域中，对红外线具有适当灵敏度的第二光电传感器部分106b的输出可呈现线性。换句话说，在照度极高的环境下，第二光电传感器部分106b代替第一光电传感器部分106a用作成像，由此可防止在显示设备用作触摸面板的情况下可能发生的错误识别。

参考图5中的流程图来描述以上操作。

首先，显示设备的显示区用外部光来照射。此时，第二光电传感器部分检测照射的外部光中所包括的红外线，并且显示设备确定检测到的红外线的量是大于还是小于指定值A。在此，红外线的量的指定值A大于例如在假设正常使用显示设备的室内环境下包括荧光灯等的红外线的照射光的情况下检测到的红外线的量。

当检测到的红外线的量小于指定值A时，显示设备确定外部环境为室内，并且用于成像的第一光电传感器部分106a被设为高灵敏度模式。以下操作与图4中的流程图的操作相同。

另一方面，当检测到的红外线的量大于指定值A时，显示设备还确定检测到的红外线的量是大于还是小于指定值B。该指定值B被设为用作第一光电传感器部分106a的第一光电二极管204a的输出开始呈现非线性的照度。

当红外线的量小于指定值B时，显示设备确定外部环境为室外，并且第一光电传感器部分106a被设为低灵敏度模式。以下操作与图4中的流程图的操作相同。

此外，当红外线的量大于指定值B的量时，在显示设备中使用第二光电传感器部分106b开始成像。

以此方式，图5中的流程图所示的操作与图4中的流程图所示的操作大大不同，其不同之处在于使用红外线来进行成像。

接着，描述用作检测红外线的第二光电传感器部分106b的第二光电传感器204b。注意，在本说明书中，红外线是指其波长在从约0.7μm到1.2μm的范围内的光。

图6示出将非晶硅或微晶硅用于i型半导体层的PIN型光电二极管的光谱灵敏度特性（量子效率）、以及一般红外线透射滤色片的透射率。

图6示出：尽管使用非晶硅的PIN型光电二极管具有几乎在可见光范围内的灵敏度，但使用微晶硅的PIN型光电二极管也具有红外线的波长区域中的灵敏度。

通过使用微晶硅的PIN型光电二极管的量子效率和红外线透射滤色片的透射率相乘而获取的曲线示出对光电二极管的红外线的灵敏度。注意，可考虑未透射穿过红外线透射滤光片的光的损耗。因此，发现使用微晶硅的第二光电二极管204b可结合红外线透射滤色片来检测红外线。

如上所述，可提供具有能够防止因外部光的影响造成的错误识别的触摸面板功能、以及能够在宽泛的动态范围内进行成像的图像传感器功能的显示设备。

可与任一其他实施例或示例适当组合地实现本实施例。

[实施例2]

在本实施例中，将描述用于处理从安装在显示设备上的光电传感器输出的信号、以及使显示设备用作触摸面板的方法。

为了其上安装有光电传感器的显示设备用手指、笔等识别在显示设备的表面上的接触，有必要对用手指、笔等遮蔽外部光产生的阴影成像。

对阴影成像，并且按以下方式识别在显示区中的位置。首先，使显示区中的目标位置与手指或笔接触，对整个显示区或其部分进行成像操作，并且由此获取图7A的图像。接着，如图7B所示，进行用于显示具有两个灰度级的阴影的色调的过程，并且进行二元（白和黑）确定。然后，提取阴影（黑）的位置作为接触位置。以上过程可使用软件和CPU、或者使用专用硬件来进行。

接着，描述以上二元确定方法。由手指或笔产生的阴影根据外部光的强度具有不同的色调。在一些情况下，阴影不仅包括接触的指尖或笔尖的阴影，而且包括手掌、笔的主体等的阴影。因此，设置用于进行以上二元确定的阈值是重要的。在此，阈值是指用于区分对比度的边界。

参考图8中的流程图来详细描述本实施例中的用于设置阈值的方法、以及二元确定方法。

首先，获取图像信号。在此，获取图7A所示的图像的信号作为示例。接着，根据所获取的图像信号来形成灰度级直方图。图7A的图像可大致分成具有指尖、笔尖等的深色阴影的区域401，具有手指、笔的主体等的浅色阴影的区域4103，以及未产生阴影的区域405。

当直方图根据图7A中具有例如256个灰度级的图像而形成时，获取如图9A所示的直方图。在此，形成该直方图的分布411、分布413、以及分布415分别对应于图7A中的区域401、区域403、以及区域405。

在这些区域中，图7A中的区域401是检测作为目标的位置，并且可提取具有较暗阴影的区域来进一步改进精度。

由于图7A中的区域401对应于图9A中的分布411，因此区域401可通过从分布411中所包括的灰度级中选择阈值来提取。为了更高精度地提取区域401，如图9B所示，从阴影的暗侧（暗侧）中的灰度级起对灰度级计数直至检测到特定水平以上的计数，从而达到该计数的灰度级或最大值附近的灰度级可设为阈值。

在此，当未检测到特定水平以上的计数或最大值时，获取后续图像，并且直方图的最大值的检测操作以类似的步骤进行。

以此方式，可进行灰度级的二元化以获取分布421和分布422，这些分布处的显示分别比图9B所示的阈值处的显示暗和亮。该二元化状态被示为如图7B所示的图像，并且可提取在图7A中的区域401中具有较暗阴影的区域431。

当显示设备置于具有强外部光的环境时，光在指尖或笔尖下穿过；由此，该阴影相对较浅地成像。在此情况下，整个直方图移位到浅色区域；因此，考虑到移位量，可通过从暗侧的灰度级起对灰度级计数来确定阈值。在此情况下，可进行灰度级的二元化以获取分布441和分布442，这些分布处的显示分别比阈值处的显示暗和亮。

手掌、笔的主体等的阴影成像为比与显示设备接触的部分的阴影浅。由此，当从直方图的暗侧中的灰度级起对灰度级计数时，首先对与指尖或笔尖的阴影相对应的部分计数。因此，即使在要检测的同一对象的阴影中，也可优选地检测所需部分的阴影。换句话说，从暗侧中的灰度级起对直方图的灰度级计数极其有效。

诸如指尖、笔尖等要检测的对象的准确位置可根据其中以此方式检测阴影的像素的地址来确定；由此，显示设备可识别该一系列操作作为输入操作。即，可向显示设备提供作为触摸面板的操作。

可与任一其他实施例或示例适当组合地实现本实施例。

[实施例3]

在本实施例中，将描述作为本说明书中所公开的显示设备的示例的液晶显示设备。

图11示出液晶显示设备的截面图的示例。在本实施例中的液晶显示设备中，光电二极管1002、晶体管1003a、晶体管1003b、晶体管1003c、存储电容器1004、以及液晶元件1005设置在具有绝缘表面的基板1001上。注意，在图11的中央处的短虚线的左侧和右侧分别部分地示出光电传感器和显示元件，并且这些结构等效于实施例1中所描述的像素104的配置（参见图2）。

虽然顶栅结构被示为晶体管103a、晶体管1003b、以及晶体管1003c中的每一个的结构的典型示例，但是不限于此，可应用诸如自对准结构或底栅结构之类的另一结构。

布线1030连接到为光电传感器提供的晶体管1003a的栅电极，并且电连接到光电二极管1002的阴极。该布线1030对应于图2所示的栅极信号线213。注意，布线1030可在绝缘膜1033而非保护绝缘膜1031上形成。

晶体管1003a的源电极和漏电极之一连接到晶体管1003b的源电极和漏电极之一，而晶体管1003a的源电极和漏电极中的另一个连接到未示出的基准信号线。另外，晶体管1003b的源电极和漏电极中的另一个连接到未示出的输出信号线。

光电二极管1002具有包括包含赋予p型导电性的杂质的p型半导体层1041、具有本征半导体特性的i型半导体层1042、以及包含赋予n型导电性的杂质的n型半导体层1043的叠层类型的PIN结。

可给出其中非晶硅用作i型半导体层1042的光电二极管作为典型示例。虽然在此情况下非晶硅也可用作p型半导体层1041和n型半导体层1043，但是优选使用具有高电导率的微晶硅。其中非晶硅用作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，并且可防止因红外线造成的失效。

注意，其中非晶硅用作i型半导体层1042的光电二极管对应于在实施例1中描述的用于检测可见光的第一光电二极管。为了形成用于检测红外线的第二光电二极管，晶体硅可用作i型半导体层1042。在实施例1中，描述其中微晶硅用作晶体硅的示例。

在此，如上所述，作为光电二极管的阳极的p型半导体层1041电连接到信号布线1035，而作为光电二极管的阴极的n型半导体层1043电连接到晶体管1003a的栅电极。注意，信号布线1035对应于图2所示的重置信号线208。

注意，虽然未示出，但是透光导电层可设置在p型半导体层1041的光入射平面上。另外，导电层可设置在具有n型半导体层1043的绝缘膜1033的接口侧上。例如，布线1030可延伸以覆盖n型半导体层1043。在设置有这种导电层的情况下，电荷因p型半导体层1041或n型半导体层1043的电阻造成的损耗可减少。

注意，虽然在本实施例中示出了光电二极管1002是PIN二极管的情况，但是光电二极管1002可以是PN二极管。在此情况下，高质量的晶体硅优选用作p型半导体层和n型半导体层。

该光电二极管可具有如图12所示的水平结的结构。在PIN水平结光电二极管中，p型半导体层1141、i型半导体层1142、以及n型半导体层1143可如下地设置：形成i型半导体层；并且将赋予p型导电性的杂质和赋予n型导电性的杂质被添加到该i型半导体层的一部分中。

晶体管1003c设置在显示元件中以驱动液晶元件。晶体管1003c的源电极和漏电极之一电连接到像素电极1007，并且虽然未示出，但是其源电极和漏电极中的另一个电连接到信号布线。

存储电容器1004在形成晶体管1003a、晶体管1003b、以及晶体管1003c的步骤中形成。存储电容器1004的电容器布线和电容器电极在形成该晶体管的栅电极、以及用于形成其源电极或漏电极的各个步骤中形成，并且作为存储电容器1004的电容的绝缘膜在形成该晶体管的栅绝缘膜的步骤中形成。存储电容器1004电连接到晶体管1003c的源电极和漏电极中的与液晶元件1005并联的一个。

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在平面化绝缘膜1032上形成，并且电连接到晶体管1003c和存储电容器1004。此外，为对电极1013设置对电极1009，并且液晶1008设置在像素电极1007和对电极1009之间。

像素电极1007和对电极1009之间的单元间隙可通过使用间隔物1016来控制。虽然单元间隙使用通过光刻选择性地形成且具有图11中的柱形的间隔物1016来控制，但是单元间隙可替换地由散布在像素电极1007和对电极1009之间的球形间隔物控制。图11中的间隔物1016的位置是一个示例，并且该间隔物的位置可由实践者适当地确定。

此外，基板1001和对基板1013之间的液晶1008被密封材料包围。可通过分配法（滴落法）或浸渍法（抽吸法）来注入液晶1008。

可使用诸如氧化铟锡（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、包含氧化钨的氧化铟、包含氧化钛的氧化铟锡等的透光导电材料来形成像素电极1007。

另外，由于在本实施例中给出透明的液晶元件1005作为示例，因此对电极1009也可使用以上透光导电材料来形成，与在像素电极1007的情况下一样。

取向膜1011设置在像素电极1007和液晶1008之间，而取向膜1012设置在对电极1009和液晶1008之间。可使用诸如聚酰亚胺或聚乙烯醇之类的有机树脂来形成取向膜1011和取向膜1012。对其表面进行诸如摩擦之类的取向处理，从而在特定方向上对液晶分子取向。可在对取向膜施加压力时通过滚动缠绕有尼龙等的织物的辊来进行摩擦，从而在特定方向上摩擦取向膜的表面。通过使用诸如氧化硅之类的无机材料，各自具有取向性质的取向膜1011和取向膜1012可直接通过蒸镀法来形成，而无需进行取向处理。

此外，为对基板1013提供能够透射具有特定波长的光的滤色片1014，以使其与液晶元件1005重叠。滤色片1014可如下选择性地形成：向对基板1013施加其中色素散布的有机树脂（诸如丙烯基树脂）；并且该对基板1013进行光刻。替换地，滤色片1014可如下选择性地形成：向对基板1013施加其中色素散布的聚酰亚胺基树脂；并且该对基板1013进行蚀刻。此外替换地，可通过诸如喷墨法之类的液滴喷射法来选择性地形成滤色片1014。滤色片1014不是必需设置的。

此外，为对电极1013设置能够遮光的遮蔽膜1015以使其与光电二极管1002重叠。遮蔽膜1015可防止直接用穿过对基板1013的背光的光对光电二极管1002的照射。另外，遮蔽膜1015可防止因像素中的液晶1008的取向混乱造成的旋错（disclination）被观察到。可使用包含黑色着色剂（诸如碳黑或低钛氧化物）的有机树脂来形成遮蔽膜1015。替换地，可使用铬膜来形成遮蔽膜1015。

此外，偏振板1017设置在基板1001的与其上设置有像素电极1007的一侧相对的一侧，而偏振板1018设置在对基板1013的与其上设置有对电极1009的一侧相对的一侧。

液晶元件可以是TN（扭曲向列）类型、VA（垂直对准）类型、OCB（光学补偿双折射）类型、IPS（共面切换）类型等。虽然在本实施例中描述其中液晶1008设置在像素电极1007和对电极1009之间的液晶元件1005作为示例，但是根据本发明的一个实施例的显示设备不限于该结构。还可采用其中一对电极设置在基板1001侧的液晶元件，诸如IPS型液晶元件。

光电二极管1002要检测的外部光在由箭头1025指示的方向上进入基板1001以到达光电二极管1002。例如，当存在要检测的对象1021时，要检测的对象1021阻挡外部光，从而防止外部光入射到光电二极管1002中。通过检测由此进入光电二极管及其阴影的光，液晶显示设备可用作触摸面板。

此外，要检测的对象可与基板1001紧密接触，并且穿过该要检测的对象的外部光可由光电二极管检测，从而液晶显示设备可用作接触型图像传感器。

可与任一其他实施例或示例适当组合地实现本实施例。

[实施例4]

在本实施例中，将描述根据与实施例3不同的本发明一个实施例的显示元件的示例的液晶显示设备。

除了以下作出的描述以外，可参考实施例3，例如，可使用与实施例3中相同的材料来形成晶体管、光电二极管、液晶元件等。

图13是与实施例3不同的显示元件的截面图的示例。与光从其上制造有光电传感器的基板侧进入的实施例3不同，在本实施例中光从对基板侧进入光电传感器，即穿过液晶层。

因此，有必要在为对基板1013设置的遮蔽膜1015的区域中形成开口，该遮蔽膜1015与光电二极管1002重叠。滤色片1014可在如图所示的开口中形成。设置有包含颜色R（红色）、G（绿色）和B（蓝色）的滤色片的多个光电传感器可设置在像素中以形成颜色传感器，从而可提供彩色图像传感器功能。

此外，为了形成用于检测实施例1中所描述的红外线的光电二极管，除了使用晶体硅等的半导体层以外，在形成以上滤色片的位置处提供红外线透射滤色片是有效的，该红外线透射滤色片对红外线具有灵敏度。注意，为了简化起见，可使用红色（R）滤色片。

虽然光从实施例3中的光电二极管1002的p型半导体层1041侧进入，但是在其结构与实施例3类似的本实施例中光从n型半导体层1043侧进入。使光从p型半导体层侧进入的原因是，可有效地取出其漫射长度短的空穴，即可从光电二极管取出更大量的电流，并且光可从n型半导体层侧进入，只要满足设计电流值即可。

在本实施例中，p型半导体层1041和n型半导体层1043在光电二极管1002中可彼此互换，从而光可容易地从p型半导体层侧进入。注意，在此情况下，操作方法与实施例3中所描述的操作方法不同，因为栅电极连接到p型半导体层（阳极）侧的晶体硅1003a。对于每一操作方法，可参考实施例1。

光电二极管1002可被形成为与晶体硅1003a和晶体硅1003b重叠并且在其上方，如图14所示。毋庸赘言，光电二极管1002可与这些晶体管之一重叠。在此情况下，晶体管1003a的栅电极可容易地连接到光电二极管1002的n型半导体层1043，并且光可从p型半导体层1041侧进入。此外，该光电二极管可被形成为具有大面积，由此改进光接收灵敏度。

虽然未示出，但是透光导电层可设置在图13和图14中的任一个中的光电二极管1002的光入射侧。导电层可设置在与光电二极管1002的光入射侧相对的一侧。在设置有这种导电层的情况下，电荷因p型半导体层1041或n型半导体层1043的电阻造成的损耗可减少。

在本实施例中，遮蔽膜2015设置在与光电二极管1002的光接收侧相对的一侧。遮蔽膜2015防止光电二极管1002直接用来自穿过基板1001且进入显示面板的背光的光照射，从而可进行高精度的成像。可使用包含黑色着色剂（诸如碳黑或低钛氧化物）的有机树脂来形成遮蔽膜2015。替换地，可使用铬膜来形成遮蔽膜2015。

光电二极管1002要检测的外部光在由箭头2025指示的方向上进入对基板1013以到达光电二极管1002。例如，当存在要检测的对象1021时，要检测的对象1021阻挡外部光，从而阻止外部光入射到光电二极管1002中。通过检测由此进入光电二极管的光的强度，液晶显示设备可用作触摸面板。

此外，要检测的对象可与对基板1013紧密接触，并且穿过该对象的外部光可由光电二极管检测，从而液晶显示设备可用作可设置的接触型图像传感器。

可与任一其他实施例或示例适当组合地实现本实施例。

[实施例5]

在本实施例中，将描述使用显示面板的书写板（诸如黑板和白板）的示例。

例如，在图15的显示面板9696的一位置处设置包括光电传感器的显示面板。

显示面板9696具有光电传感器和显示元件。

在此，有可能用记号笔等在显示面板9696的表面上流利地写入。

注意，如果用记号笔等而非固定剂来书写字母，则容易擦除这些字母。

另外，优选显示面板9696的表面足够平滑，从而可容易地去除记号笔的墨汁。

例如，当玻璃基板等用作显示面板9696的表面时，显示面板9696的表面具有足够的平滑度。

替换地，透明的合成树脂片等可附着到显示面板9696的表面。

例如，丙烯酸树脂优选用作合成树脂。在此情况下，合成树脂片的表面优选是平滑的。

另外，由于显示面板9696包括显示元件，因此显示面板9696可显示特定图像，同时有可能用记号笔在显示面板9696的表面上写下字母等。

此外，显示面板9696包括光电传感器，从而如果显示面板9696连接到打印机等，则可读取和打印出用记号笔写的字母。

此外，由于显示面板9696包括光电传感器和显示元件，通过在显示有图像的显示面板9696的表面上写文字、绘制图形等，光电传感器所读取的记号笔的痕迹和该图像可合成且显示在显示面板9696上。

注意，可只在用记号笔等书写的同时进行使用电阻触摸传感器、电容触摸传感器等的感测。

另一方面，使用光电传感器的感测的优点在于，即使时间流逝，感测也可在用记号笔等书写一些东西之后的任何时间进行。

可与任一其他实施例或示例适当组合地实现本实施例。

[示例1]

在该示例中，将描述面板和光源的位置。图16是示出根据本发明一个实施例的显示面板的结构的立体图的示例。图16所示的显示面板包括：其中在一对基板之间形成包括液晶元件、光电二极管、薄膜晶体管的像素的面板1601；第一漫射板1602；棱镜片1603；第二漫射板1604；导光板1605；反射体板1606；包括多个光源1607的背光1608；以及电路板1609。

面板1601、第一漫射板1602、棱镜片1603、第二漫射板1604、导光板1605、以及反射体1606按顺序层叠。光源1607设置在导光板1605的端部。在第一漫射板1602、棱镜片1603、以及第二漫射板1604的帮助下，从光源1607漫射到导光板1605中的光从面板1601上的对基板侧均匀地传送。

虽然在该示例中使用第一漫射板1602和第二漫射板1604，但是漫射板的数量不限于此。漫射板的数量可以是一个、或者可以是三个或三个以上。漫射板可设置在导光板1605和面板1601之间。因此，可只在与棱镜片1603相比离面板1601更近的一侧、或者只在与棱镜片1603相比离导光板1605更近的一侧设置漫射板。

此外，在图16中示出的棱镜片1603的截面的形状不只是锯齿形的，而且该形状可以是光从导光板1605聚集到面板1601侧的形状。

电路板1609设置有用于生成或处理输入到面板1601的各种信号的电路、用于处理从面板1601输出的各种信号的电路等。在图16中，电路板1609和面板1601经由柔性印刷电路（FPC）1609彼此连接。注意，以上电路可通过玻璃上芯片（COG）法连接到面板1601，或者以上电路的一部分可通过膜上芯片（COF）法连接到FPC1611。

图16示出其中电路板1609设置有用于控制对光源1607的驱动的控制电路，并且该控制电路和光源1607经由FPC1610彼此连接的示例。然而，可在面板1601上形成该控制电路，并且在此情况下，使面板1601和光源1607经由FPC等彼此连接。

注意，虽然图16示出其中光源1607设置在面板1601的边缘上的边缘光型光源，但是根据本发明的一个实施例的显示面板可以是其中光源1607设置在面板1601的正下方的正下方（direct-below）型显示面板。

例如，当作为要检测的对象的手指1612从上侧接近面板1601时，来自背光1608的穿过面板1601的光的一部分反射离开手指1612，并且再次进入面板1601。可通过按顺序点亮与各种颜色相对应的光源1607、并且获取每一种颜色的图像数据来获取作为要检测的对象的手指1612的彩色图像数据。此外，作为要检测的对象的手指1612的位置可根据图像数据来识别，该位置可与显示图像的数据组合以提供作为触摸面板的功能。

可与任一其他实施例或示例适当组合地实现本实施例。

[示例2]

根据本发明的一个实施例的显示设备表征为获取具有高分辨率的图像数据。因此，使用根据本发明一个实施例的显示设备的电子设备可通过添加显示设备作为组件而具有更高级的功能。

例如，可在显示设备、膝上型计算机、或者设置有记录介质的图像再现设备（典型地，再现诸如DVD（数字多功能盘）之类的记录介质的内容且具有用于显示所再现图像的设备）中包括根据本发明的一个实施例的显示设备。除了上述示例以外，可给出移动电话、便携式游戏机、便携式信息终端、电子书阅读器、诸如摄像机和数码照相机之类的相机、护目镜型显示器（头戴显示器）、导航系统、音频再现设备（例如，汽车音频组件和数字音频播放器）、复印机、传真机、打印机、多功能打印机、自动取款机（ATM）、自动售货机等作为包括根据本发明一个实施例的显示设备的电子设备。在图17A至17C中示出这些电子设备的具体示例。

图17A示出包括外壳5001、显示部分5002、支承底座5003等的显示设备。根据本发明的一个实施例的显示设备可用作显示部分5002。将根据本发明的一个实施例的显示设备用于显示部分5002可提供能够获取具有高分辨率的图像数据且能够配备有更高级功能的应用的显示设备。注意，显示设备包括用于个人计算机、TV接收机、广告显示器等的所有信息显示设备。

图17B示出包括外壳5101、显示部分5102、开关5103、操作键5104、红外端口5105等的便携式信息终端。根据本发明的一个实施例的显示设备可用作显示部分5102。将根据本发明的一个实施例的显示设备用于显示部分5102可提供能够获取具有高分辨率的图像数据且能够配备有更高级功能的应用的便携式信息终端。

图17C示出包括外壳5301、外壳5302、显示部分5303、显示部分5304、话筒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设备可用作显示部分5303或显示部分5304。将根据本发明的一个实施例的显示设备用于显示部分5303或显示部分5304可提供能够获取具有高分辨率的图像数据且能够配备有更高级功能的应用的便携式游戏机。注意，虽然图17C所示的便携式游戏机包括两个显示部分（即显示部分5303和显示部分5304），但是便携式游戏机中所包括的显示部分的数量不限于两个。

可与任一实施例或其他示例适当组合地实现该示例。

本申请基于2010年2月19日向日本专利局提交的日本专利申请S／N.2010-034731，该申请的全部内容通过引用结合于此。

Claims (10)

1.一种显示设备，包括：

包含第一像素和第二像素的显示区，

所述第一像素包括：

第一晶体管的第一半导体；

第二晶体管的第二半导体；

所述第一半导体和所述第二半导体上的绝缘膜；

所述绝缘膜上的包含第三半导体的第一光电二极管，所述第一光电二极管电连接至所述第一晶体管；以及

所述绝缘膜上的第一显示元件，所述第一显示元件电连接至所述第二晶体管，且

所述第二像素包括：

第三晶体管的第四半导体；

第四晶体管的第五半导体；

所述第四半导体和所述第五半导体上的所述绝缘膜；

所述绝缘膜上的包含第六半导体的第二光电二极管，所述第二光电二极管电连接至所述第三晶体管；以及

所述绝缘膜上的第二显示元件，所述第二显示元件电连接至所述第四晶体管，

其中所述第一光电二极管配置成检测可见光，

其中所述第一光电二极管的灵敏度可调节，且

其中所述第二光电二极管配置成检测红外线。

2.一种显示设备，包括：

包括第一像素和第二像素的显示区；以及

电连接到所述显示区的驱动电路，

其中所述第一像素包括：

第一晶体管的第一半导体；

第二晶体管的第二半导体；

所述第一半导体和所述第二半导体上的绝缘膜；

所述绝缘膜上的包含第三半导体的第一光电二极管，所述第一光电二极管电连接至所述第一晶体管；以及

所述绝缘膜上的第一显示元件，所述第一显示元件电连接至所述第二晶体管，

其中所述第二像素包括：

第三晶体管的第四半导体；

第四晶体管的第五半导体；

所述第四半导体和所述第五半导体上的所述绝缘膜；

所述绝缘膜上的包含第六半导体的第二光电二极管，所述第二光电二极管电连接至所述第三晶体管；以及

所述绝缘膜上的第二显示元件，所述第二显示元件电连接至所述第四晶体管，

其中所述第一光电二极管配置成检测可见光，

其中所述第一光电二极管的灵敏度可调节，以及

其中所述第二光电二极管配置成检测红外线。

3.如权利要求1或权利要求2所述的显示设备，其特征在于，所述第一光电二极管是其中非晶硅用作i型半导体层的PIN型光电二极管。

4.如权利要求1或权利要求2所述的显示设备，其特征在于，所述第二光电二极管是其中晶体硅用作i型半导体层的PIN型光电二极管。

5.如权利要求1或权利要求2所述的显示设备，其特征在于，所述第二光电二极管部分设置有透射红外线且吸收可见光的滤光片。

6.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述显示元件包括液晶元件。

7.如权利要求2所述的显示设备，其特征在于，所述第一显示元件或所述第二显示元件包括液晶元件。

8.一种包括如权利要求1或权利要求2所述的显示设备的电子设备。

9.一种用于驱动显示设备的方法，所述显示设备包括：

在显示区的像素中形成的显示元件部分；

在所述像素中形成的第一光电传感器部分，所述第一光电传感器部分与所述显示元件部分设置在一起；以及

在没有所述第一光电传感器部分的另一像素中形成的第二光电传感器部分，所述第二光电传感器部分与另一显示元件部分设置在一起，

所述用于驱动所述显示设备的方法包括：

根据在接收到光时所述第二光电传感器部分检测到的红外线的强度来改变所述第一光电传感器部分的光接收灵敏度；

将所述第一光电传感器部分检测到的光的强度转换成信号；

根据所述信号形成其中水平轴表示灰度级的直方图；

根据暗侧的所述灰度级对所述直方图的灰度级计数；

将达到预先设置的计数的灰度级设为阈值；

进行所述阈值边界处的图像的二元化以获取明亮部分和黑暗部分；以及

使用所述黑暗部分的像素的地址来确定要检测的对象在所述显示区中的位置。

10.一种用于驱动显示设备的方法，所述显示设备包括：

在显示区的像素中形成的显示元件部分；

在所述像素中形成的第一光电传感器部分，所述第一光电传感器部分与所述显示元件部分设置在一起；以及

在没有所述第一光电传感器部分的另一像素中形成的第二光电传感器部分，所述第二光电传感器部分与另一显示元件部分设置在一起，

所述用于驱动所述显示设备的方法包括：

外部光进入所述显示区；

通过所述第二光电传感器部分来检测所述外部光中所包括的红外线；

根据所述第二光电传感器部分检测到的红外线的量来选择所述第一光电传感器部分或所述第二光电传感器部分作为用于成像的单元；

在使用所述第一光电传感器时使用可见光来进行成像；

在使用所述第二光电传感器部分时使用红外线来进行成像；

将所述第一光电传感器部分或所述第二光电传感器部分检测到的光的强度转换成信号；

根据所述信号形成其中水平轴表示灰度级的直方图；

根据暗侧的所述灰度级对所述直方图的灰度级计数；

将达到预先设置的计数的灰度级设为阈值；

进行所述阈值边界处的图像的二元化以获取明亮部分和黑暗部分；以及

使用所述黑暗部分的像素地址来确定在所述显示区中要检测的对象的位置。