JP2004153329A - Display - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display capable of preventing deterioration in an opening ratio and a manufacturing yield. <P>SOLUTION: The display comprises a glass substrate 1 and a semiconductor substrate 2. On the glass substrate 1, there are a pixel array 3 in which a signal line and a scan line are provided in a row, a signal line drive circuit 4 for driving the signal line, a scan line drive circuit 5 for driving the scan line, and an output signal processing section 6 for capturing an image for outputting. Each pixel at the pixel array 3 comprises a capacitor C3 connected between a power supply line L1 and a control line L2, a buffer 13 for storing binary data corresponding to the accumulation charge of the capacitor C3, a transistor Q3 for performing write control to the buffer 13, and a transistor Q4 for resetting for initializing the buffer 13 and the capacitor C3. The capacitor C3, buffer 13, and transistors Q3, Q4 are shared by three subpixels in the pixel. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像取込み機能を備えた表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置は、信号線、走査線及び画素TFTが列設されたアレイ基板と、信号線及び走査線を駆動する駆動回路とを備えている。最近の集積回路技術の進歩発展により、駆動回路の一部をアレイ基板上に形成するプロセス技術が実用化され、液晶表示装置全体を軽薄短小化できるようになった。これにより、液晶表示装置は現在、携帯電話やノート型コンピュータなどの各種の携帯機器の表示装置として幅広く利用されている。
【0003】
ところで、アレイ基板上に、画像取込みを行う密着型エリアセンサを配置した画像取込み機能付きの表示装置が提案されている(例えば、特許文献1,2を参照)。
【0004】
この種の画像取込み機能を備えた従来の表示装置は、センサに接続されたキャパシタの電荷量をセンサでの受光量に応じて変化させるようにし、キャパシタの両端電圧を検出することで、画像取込みを行っている。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−292276号公報
【特許文献2】
特開2001−339640号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
この種の画像取込み機能を利用して指紋認証を行う場合、500dpi程度の解像度が要求されるが、表示装置に画像取込み機能を内蔵させると、200dpi程度の解像度が限界とされている。
【0007】
また、表示装置は、配線負荷が大きいため、画素内に光電変換素子のみならず、光電変換素子の出力を増幅するバッファ回路を設ける必要があり、解像度向上の阻害要因になるとともに、開口率も低下してしまう。
【0008】
さらに、画像取込みセンサを画素内に配置しなければならないため、画素の構造が複雑化し、製造歩留まりが低下する要因にもなる。
【0009】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、開口率と製造歩留まりの低下を防止できる表示装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明は、第1及び第2方向に列設される信号線及び走査線の各交点付近に形成される表示素子と、前記表示素子のそれぞれに対応して1つずつ設けられ、それぞれが入射光を受光して受光量に応じた電気信号を出力する光電変換部と、2以上の前記光電変換部からなる組ごとに設けられ、各組の前記2以上の光電変換部から出力される電気信号に応じた電荷を蓄積する電荷蓄積部と、各組の前記2以上の光電変換部が受光した受光量に応じた電荷が前記電荷蓄積部に順に蓄積されるように、各組の前記2以上の光電変換部を順に駆動する駆動制御部と、を備える。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る表示装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【0012】
(第1の実施形態)
図1は本発明に係る表示装置の第1の実施形態の概略構成図であり、画像取込み機能を有することを特徴としている。図1の表示装置は、ガラス基板1と半導体基板2とで構成されている。
【0013】
ガラス基板1上には、信号線及び走査線が列設される画素アレイ部3と、信号線を駆動する信号線駆動回路4と、走査線を駆動する走査線駆動回路5と、画像を取り込んで出力する出力信号処理部6(検出回路、出力回路を有する)とが設けられている。ガラス基板1上の各回路は、例えばポリシリコンTFTにより形成されている。
【0014】
信号線駆動回路4は、デジタル画素データを表示素子の駆動に適したアナログ電圧に変換するD/A変換回路を含む。D/A変換回路は公知のものを用いる。
【0015】
半導体基板2上には、表示制御及び画像取込制御を行うロジックIC7が実装されている。ガラス基板1と半導体基板2とは、例えばFPCを介して各種信号の送受を行う。
【0016】
図2は画素アレイ部3の一部を詳細に示したブロック図である。図2の点線で囲んだ各部分がそれぞれ1画素であり、各画素ともRGBの3色からなる3つの副画素で構成されている。
【0017】
3つの副画素のそれぞれは、縦横に列設される信号線及び走査線の各交点付近に形成される画素TFT11と、画素TFT11の一端に接続される液晶容量C1及び補助容量C2と、画像取込み用のセンサ12とを有する。センサ12は、図2では不図示の電源線及び制御線に接続されている。
【0018】
図3は1画素分の構成を詳細に示した回路図である。1画素には、3つの画素TFT11のそれぞれに対応して、フォトダイオードからなるセンサ12が1つずつ設けられている。各センサ12のアノード端子は電源線L1に接続され、カソード端子は制御線L2に接続されている。以下では、赤、緑及び青用の画素TFT11に対応するセンサ12をそれぞれセンサ12a,12b,12cと呼ぶ。
【0019】
赤色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12aはこの画素TFT11に接続された画素電極に隣接して形成され、緑色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12bはこの画素TFT11に接続された画素電極に隣接して形成され、青色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12cはこの画素TFT11に接続された画素電極に隣接して形成されている。
【0020】
この他、各画素には、電源線L1と制御線L2との間に接続されるキャパシタC3と、キャパシタC3の蓄積電荷に応じた2値データを格納するバッファ13と、バッファ13への書込み制御を行うトランジスタQ3と、バッファ13及びキャパシタC3を初期化するリセット用トランジスタQ4とが設けられている。これらキャパシタC3、バッファ13及びトランジスタQ3,Q4は、画素内の3つの副画素で共有される。
【0021】
バッファ13は、スタティックRAM(SRAM)で構成され、例えば、図4に示すように、直列接続された2つのインバータIV1,IV2と、後段のインバータIV2の出力端子と前段のインバータIV1の入力端子との間に配置されるトランジスタQ5と、後段のインバータIV2の出力端子に接続される出力用トランジスタQ6とを有する。
【0022】
信号SPOLBがハイレベルのときに、トランジスタQ5はオンし、2つのインバータIV1,IV2は保持動作を行う。信号OUTiがハイレベルのときに、保持しているデータが検出線に出力される。検出線は信号線とは別に設けても良いし、いずれかの信号線を利用しても良い。図3では、青画素の信号線を利用している。信号線以外に別途検出線を設けなくとも良い。
【0023】
本実施形態の表示装置は、通常の表示動作を行うこともできるし、スキャナと同様の画像取込みを行うこともできる。通常の表示動作を行う場合は、トランジスタQ3はオフ状態に設定され、バッファ13には有効なデータは格納されない。逆に、バッファ13に保持されているデータにより、信号線電位および画素電位が影響を受けることは無い。この場合、信号線には、信号線駆動回路4からの信号線電圧が供給され、この信号線電圧に応じた表示が行われる。
【0024】
一方、画像取込みを行う場合は、図5に示すようにアレイ基板21の上面側(成膜面の反対側)に画像取込み対象物(例えば、紙面)22を配置し、バックライト23からの光を対向基板24とアレイ基板21を介して紙面22に照射する。紙面22で反射された光(紙面22の反射率に応じて光量は変化する)はアレイ基板21上のセンサ12a,12bで受光され、画像取込みが行われる。
【0025】
画像取込みを開始する前に、トランジスタはオン状態に設定され、キャパシタC3に初期電荷が蓄積される。その後に画像取込みが開始され、センサ12の受光量に応じた電荷がキャパシタC3から放電(リーク)し、キャパシタC3の蓄積電荷が変化する。すなわち、キャパシタC3の蓄積電荷の大小(キャパシタC3の電位レベル)により、センサ12の受光量を検出することができる。
【0026】
キャパシタC3の電位は、バッファ13で増幅された後、検出線およびアレイ基板額縁部に一体形成された出力信号処理部6を介して、図1に示すロジックIC7に送られる。このロジックIC7は、本実施形態の表示装置から出力されるデジタル信号を受けて、データの並び替えやデータ中のノイズの除去などの演算処理を行う。
【0027】
本実施形態は、各センサ12とキャパシタC3との接続関係を切り替える切換手段を持たないことが特徴の一つである。そのかわり表示色を変えて画像取込みを行うことにより、任意の色に対応したセンサ12の受光量のみがキャパシタC3で検出されるようにしている。残り2つのセンサは光透過率が殆ど無い画素に属しているため、リーク電流が生じることが無いため、前期切替え手段を要しない。このような構成は、表示素子と光センサを一体形成していることにより可能となる(一般的なCMOSセンサなどでは、不使用センサを遮光するような手段を設けることができない)。
【0028】
例えば、赤色用の画素TFT11に対応するセンサ12aの撮像結果を取り出すためには、赤色用の画素TFT11のみをオン(光透過状態)させて、緑色及び青色用の画素TFT11をオフさせた状態(光不透過状態)、すなわち全画面を赤色表示させた状態で画像取込みを行う。この場合、撮像対象からの反射光は、赤色用の画素TFT11に対応するセンサ12aのみに入力され、緑色及び青色用の画素TFT11に対応するセンサ12b,12cには入力されない。したがって、緑色及び青色に対応するセンサ12b,12cでは光リーク電流は発生せず、キャパシタC3の蓄積電荷の増減は、主に赤色に対応するセンサ12aでの光リークに依存して決まることになる。
【0029】
キャパシタC3の電位を増幅するバッファ13の出力信号は、信号線を介して、額縁部の出力信号処理部6に供給される。出力信号処理部6は、信号振幅の変換やデータ出力順の変更及びパラレル−シリアル変換などを行い、外部CPUなどのロジックIC7に画像取込み結果を出力する。
【0030】
図6は第1の実施形態における画像取込みのタイミングを模式的に示す図である。画像取込みは3回に分けて行われる。まず、図6(a)に示すように、1フレーム分の赤色用の画素TFT11すべてをオンさせて(透過状態にして)、全画面を赤色表示させた状態で、キャパシタC3の蓄積電荷に応じた2値データをバッファ13に格納する。この場合、赤色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12のみが撮像対象からの反射光を受光し、その受光量がキャパシタC3及びバッファ13を経由してロジックIC7で検出される。
【0031】
次に、図6(b)に示すように、1フレーム分の緑色用の画素TFT11すべてをオンさせて、全画面を緑色表示させた状態で、キャパシタC3の蓄積電荷に応じた2値データをバッファ13に格納する。この場合、緑色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12のみが撮像対象からの反射光を受光し、その受光量がキャパシタC3及びバッファ13を経由してロジックIC7で検出される。
【0032】
次に、図6(c)に示すように、1フレーム分の青色用の画素TFT11すべてをオンさせて、全画面を青色表示させた状態で、キャパシタC3の蓄積電荷に応じた2値データをバッファ13に格納する。この場合、青色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12のみが撮像対象からの反射光を受光し、その受光量がキャパシタC3及びバッファ13を経由してロジックIC7で検出される。
【0033】
図7は画像取込みのタイミングの一例を示すタイミング図である。まず、時刻t1〜t2では、走査線を順にオンさせて、信号線電位を各画素に書き込む通常の方法により1フレーム分の全画素を赤色表示する。次に、時刻t3〜t4では、センサ12のプリチャージを行う。ここでは、バッファ13に初期値を書き込むとともに、キャパシタC3に初期電荷を蓄積する。
【0034】
次に、時刻t4〜t5では、センサ12により画像取込みを行う。この期間は、センサ12の受光量に応じて、キャパシタC3の蓄積電荷が変化する。次に、時刻t5では、トランジスタQ3がオンして、バッファ13はキャパシタC3の電位を増幅する。そして、バッファ13内の図4に示すトランジスタQ5がオンし(時刻t5〜t6)、バッファ13は出力の保持動作を行う。
【0035】
その後、時刻t7〜t8では、各画素のバッファ13の出力を1行ずつ順にアレイ基板の外部に出力する。
【0036】
その後、時刻t9〜t10では、1フレーム分の全画素を緑色表示させて、時刻t1〜t8と同様の処理を行う。その後、時刻t11〜t12では、1フレーム分の全画素を青色表示させて、時刻t1〜t8と同様の処理を行う。
【0037】
このように、第1の実施形態では、1画素内の複数の副画素それぞれごとにセンサ12を1つずつ設け、表示色を変えながら画像取込みを複数回にわたって行うため、センサ12の出力を切り替える切換手段を設けなくても、各表示色に対応するセンサ12での受光量に応じた電荷を個別にキャパシタC3に蓄積できる。したがって、各センサ12とキャパシタC3との接続を切り替える切換手段が不要となり、アレイ基板の構造を簡略化でき、開口率と製造歩留まりを向上できる。開口率を高くできると、バックライトの輝度を低減できるため消費電力を低減でき、電池を長持ちさせることができる。
【0038】
(第2の実施形態)
第2の実施形態は、画面の垂直方向に隣接する複数画素で1つのキャパシタC3を共有するものである。
【0039】
図8は本発明に係る表示装置の第2の実施形態における1画素分の構成を詳細に示した回路図である。図8では、図3と共通する構成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。
【0040】
各画素は、3つの副画素を有し、各副画素は画素TFT11とセンサ12を有する。図8の表示装置は、垂直方向に隣接する2画素で、キャパシタC3と、バッファ13と、トランジスタQ3,Q4とを共有している。
【0041】
垂直方向に隣接する2画素の全センサ12のカソード端子は同一の制御線L2に接続されている。この制御線L2と各センサ12のアノード端子が接続される電源線L1との間にキャパシタC3が接続されている。
【0042】
図9は第2の実施形態における画像取込みのタイミングを模式的に示す図である。画像取込みは6回に分けて行われる。まず、1フレーム分の垂直方向奇数画素の赤色用の画素TFT11すべてをオンさせ、1フレーム分の垂直方向奇数画素すべてを赤色表示させた状態で、キャパシタC3の蓄積電荷に応じた2値データをバッファ13に格納する。この場合、垂直方向奇数画素の赤色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12aのみが撮像対象からの反射光を受光し、その受光量がキャパシタC3及びバッファ13を経由してロジックIC7で検出される。
【0043】
次に、1フレーム分の垂直方向奇数画素すべてを緑色表示させた状態で、キャパシタC3の蓄積電荷に応じた2値データをバッファ13に格納する。この場合、垂直方向奇数画素の緑色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12bのみが撮像対象からの反射光を受光し、その受光量がキャパシタC3及びバッファ13を経由してロジックIC7で検出される。
【0044】
次に、1フレーム分の垂直方向奇数画素すべてを青色表示させた状態で、キャパシタC3の蓄積電荷に応じた2値データをバッファ13に格納する。この場合、垂直方向奇数画素の青色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12cのみが撮像対象からの反射光を受光し、その受光量がキャパシタC3及びバッファ13を経由してロジックIC7で検出される。
【0045】
次に、1フレーム分の垂直方向偶数画素すべてを赤色表示させた状態で、キャパシタC3の蓄積電荷に応じた2値データをバッファ13に格納する。この場合、垂直方向偶数画素の赤色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12aのみが撮像対象からの反射光を受光し、その受光量がキャパシタC3及びバッファ13を経由してロジックIC7で検出される。
【0046】
次に、1フレーム分の垂直方向偶数画素すべてを緑色表示させた状態で、キャパシタC3の蓄積電荷に応じた2値データをバッファ13に格納する。この場合、垂直方向偶数画素の緑色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12bのみが撮像対象からの反射光を受光し、その受光量がキャパシタC3及びバッファ13を経由してロジックIC7で検出される。
【0047】
次に、1フレーム分の垂直方向偶数画素すべてを青色表示させた状態で、キャパシタC3の蓄積電荷に応じた2値データをバッファ13に格納する。この場合、垂直方向偶数画素の青色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12cのみが撮像対象からの反射光を受光し、その受光量がキャパシタC3及びバッファ13を経由してロジックIC7で検出される。
【0048】
図10は画像取込みのタイミングの一例を示すタイミング図である。まず、時刻t1〜t2では、1フレーム分の垂直方向奇数画素すべてを赤色表示させる。次に、時刻t3〜t4では、キャパシタC3とバッファ13を初期化し、時刻t4〜t5では、センサ12aの撮像結果をキャパシタC3に蓄積し、時刻t5〜t6では、キャパシタC3の蓄積電荷に応じた2値データをバッファ13に格納する。その後、時刻t7〜t8では、バッファ13の出力を1行ずつ順に出力する。
【0049】
次に、時刻t9〜t10では、1フレーム分の垂直方向奇数画素すべてを緑色表示させて、時刻t1〜t8と同様の処理を行って、1フレーム分の垂直方向奇数画素の緑色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12bの画像取込み結果を出力する。
【0050】
次に、時刻t11〜t12では、1フレーム分の垂直方向奇数画素すべてを青色表示させて、時刻t1〜t8と同様の処理を行って、1フレーム分の垂直方向奇数画素の青色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12の画像取込み結果を出力する。
【0051】
次に、時刻t13〜t14では、1フレーム分の垂直方向偶数画素すべてを赤色表示させて、時刻t1〜t8と同様の処理を行って、1フレーム分の垂直方向偶数画素の赤色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12の画像取込み結果を出力する。
【0052】
次に、時刻t15〜t16では、1フレーム分の垂直方向偶数画素すべてを緑色表示させて、時刻t1〜t8と同様の処理を行って、1フレーム分の垂直方向偶数画素の緑色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12の画像取込み結果を出力する。
【0053】
次に、時刻t17〜t18では、1フレーム分の垂直方向偶数画素すべてを青色表示させて、時刻t1〜t8と同様の処理を行って、1フレーム分の垂直方向偶数画素の青色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12の画像取込み結果を出力する。
【0054】
このように、第2の実施形態では、画面の垂直方向に隣接する複数画素でキャパシタC3とバッファ13を共有するため、第1の実施形態よりもさらに画素の構造を簡略化でき、開口率と製造歩留まりのさらなる向上が図れる。
【0055】
なお、図10では、画面の垂直方向に隣接する2画素でキャパシタC3とバッファ13を共有する例を説明したが、垂直方向に隣接する3画素以上でキャパシタC3とバッファ13を共有してもよい。
【0056】
(第3の実施形態)
第3の実施形態は、画面の水平方向に隣接する複数画素で1つのキャパシタC3を共有するものである。
【0057】
図11は本発明に係る表示装置の第3の実施形態における1画素分の構成を詳細に示した回路図である。図11では、図3と共通する構成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。
【0058】
各画素は、3つの副画素を有し、各副画素は画素TFT11とセンサ12を有する。図11の表示装置は、水平方向に隣接する2画素で、キャパシタC3と、バッファ13と、トランジスタQ3,Q4とを共有している。
【0059】
水平方向に隣接する2画素の全センサ12のアノード端子は同一の電源線L1に接続され、カソード端子も同一の制御線L2に接続されている。これら電源線L1と制御線L2の間にキャパシタC3が接続されている。
【0060】
図12は第3の実施形態における画像取込みのタイミングを模式的に示す図である。画像取込みは6回に分けて行われる。まず、図12(a)に示すように、1フレーム分の水平方向奇数画素の赤色用の画素TFT11すべてをオンさせ、1フレーム分の水平方向奇数画素すべてを赤色表示させた状態で、キャパシタC3の蓄積電荷に応じた2値データをバッファ13に格納する。この場合、水平方向奇数画素の赤色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12のみが撮像対象からの反射光を受光し、その受光量がキャパシタC3及びバッファ13を経由してロジックIC7で検出される。
【0061】
次に、図12(b)に示すように、1フレーム分の水平方向奇数画素すべてを緑色表示させた状態で、キャパシタC3の蓄積電荷に応じた2値データをバッファ13に格納する。この場合、水平方向奇数画素の緑色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12のみが撮像対象からの反射光を受光し、その受光量がキャパシタC3及びバッファ13を経由してロジックIC7で検出される。
【0062】
次に、図12(c)に示すように、1フレーム分の水平方向奇数画素すべてを青色表示させた状態で、キャパシタC3の蓄積電荷に応じた2値データをバッファ13に格納する。この場合、水平方向奇数画素の青色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12のみが撮像対象からの反射光を受光し、その受光量がキャパシタC3及びバッファ13を経由してロジックIC7で検出される。
【0063】
次に、図12(d)に示すように、1フレーム分の水平方向偶数画素すべてを赤色表示させた状態で、キャパシタC3の蓄積電荷に応じた2値データをバッファ13に格納する。この場合、水平方向偶数画素の赤色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12のみが撮像対象からの反射光を受光し、その受光量がキャパシタC3及びバッファ13を経由してロジックIC7で検出される。
【0064】
次に、図12(e)に示すように、1フレーム分の水平方向偶数画素すべてを緑色表示させた状態で、キャパシタC3の蓄積電荷に応じた2値データをバッファ13に格納する。この場合、水平方向偶数画素の緑色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12のみが撮像対象からの反射光を受光し、その受光量がキャパシタC3及びバッファ13を経由してロジックIC7で検出される。
【0065】
次に、図12(f)に示すように、1フレーム分の水平方向偶数画素すべてを青色表示させた状態で、キャパシタC3の蓄積電荷に応じた2値データをバッファ13に格納する。この場合、水平方向偶数画素の青色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12のみが撮像対象からの反射光を受光し、その受光量がキャパシタC3及びバッファ13を経由してロジックIC7で検出される。
【0066】
図13は画像取込みのタイミングの一例を示すタイミング図である。まず、時刻t1〜t2では、1フレーム分の水平方向奇数画素すべてを赤色表示させる。次に、時刻t3〜t4では、キャパシタC3とバッファ13を初期化し、時刻t4〜t5では、センサ12aにより撮像を行い、時刻t5〜t6では、キャパシタC3の蓄積電荷に応じた2値データをバッファ13に格納する。その後、時刻t7〜t8では、バッファ13の出力を1行ずつ順に出力する。
【0067】
次に、時刻t9〜t10では、1フレーム分の水平方向奇数画素すべてを緑色表示させて、時刻t1〜t8と同様の処理を行って、1フレーム分の水平方向奇数画素の緑色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12の画像取込み結果を出力する。
【0068】
次に、時刻t11〜t12では、1フレーム分の水平方向奇数画素すべてを青色表示させて、時刻t1〜t8と同様の処理を行って、1フレーム分の水平方向奇数画素の青色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12の画像取込み結果を出力する。
【0069】
次に、時刻t13〜t14では、1フレーム分の水平方向偶数画素すべてを赤色表示させて、時刻t1〜t8と同様の処理を行って、1フレーム分の水平方向偶数画素の赤色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12の画像取込み結果を出力する。
【0070】
次に、時刻t15〜t16では、1フレーム分の水平方向偶数画素すべてを緑色表示させて、時刻t1〜t8と同様の処理を行って、1フレーム分の水平方向偶数画素の緑色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12の画像取込み結果を出力する。
【0071】
次に、時刻t17〜t18では、1フレーム分の水平方向偶数画素すべてを青色表示させて、時刻t1〜t8と同様の処理を行って、1フレーム分の水平方向偶数画素の青色表示用の画素TFT11に対応するセンサ12の画像取込み結果を出力する。
【0072】
このように、第3の実施形態では、画面の水平方向に隣接する複数画素でキャパシタC3とバッファ13を共有するため、第1の実施形態よりもさらに画素の構造を簡略化でき、開口率と製造歩留まりのさらなる向上が図れる。
【0073】
なお、図13では、画面の水平方向に隣接する2画素でキャパシタC3とバッファ13を共有する例を説明したが、水平方向に隣接する3画素以上でキャパシタC3とバッファ13を共有してもよい。
【0074】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、複数の光電変換部が同一の電荷蓄積部を共有するため、画素の構成を簡略化でき、開口率と製造歩留まりの向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る表示装置の第1の実施形態の概略構成図。
【図2】画素アレイ部3の一部を詳細に示したブロック図。
【図3】1画素分の構成を詳細に示した回路図。
【図4】SRAMの詳細構成を示す回路図。
【図5】画像取込み方法を説明する図。
【図6】第1の実施形態における画像取込みのタイミングを模式的に示す図。
【図7】画像取込みのタイミングの一例を示すタイミング図。
【図8】本発明に係る表示装置の第2の実施形態における1画素分の構成を詳細に示した回路図。
【図9】第2の実施形態における画像取込みのタイミングを模式的に示す図。
【図10】画像取込みのタイミングの一例を示すタイミング図。
【図11】本発明に係る表示装置の第3の実施形態における1画素分の構成を詳細に示した回路図。
【図12】第3の実施形態における画像取込みのタイミングを模式的に示す図。
【図13】画像取込みのタイミングの一例を示すタイミング図。
【符号の説明】
1 ガラス基板
2 半導体基板
3 画素アレイ部
4 信号線駆動回路
5 走査線駆動回路
6 出力信号処理部
7 ロジックIC
11 画素TFT
12,12a,12b,12c センサ
13 バッファ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a display device having an image capturing function.
[0002]
[Prior art]
The liquid crystal display device includes an array substrate on which signal lines, scanning lines, and pixel TFTs are arranged in rows, and a driving circuit that drives the signal lines and scanning lines. With the recent advancement and development of integrated circuit technology, a process technology for forming a part of a drive circuit on an array substrate has been put to practical use, and the entire liquid crystal display device can be made lighter, thinner and shorter. Accordingly, liquid crystal display devices are now widely used as display devices for various portable devices such as mobile phones and notebook computers.
[0003]
Meanwhile, a display device with an image capturing function in which a contact area sensor for capturing an image is arranged on an array substrate has been proposed (for example, see Patent Documents 1 and 2).
[0004]
Conventional display devices equipped with this type of image capture function change the amount of charge in a capacitor connected to the sensor in accordance with the amount of light received by the sensor, and detect the voltage across the capacitor to capture the image. It is carried out.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-292276 A [Patent Document 2]
JP 2001-339640 A
[Problems to be solved by the invention]
When performing fingerprint authentication using this type of image capturing function, a resolution of about 500 dpi is required. However, if the image capturing function is incorporated in a display device, the resolution of about 200 dpi is limited.
[0007]
In addition, since the display device has a large wiring load, it is necessary to provide not only the photoelectric conversion element but also a buffer circuit for amplifying the output of the photoelectric conversion element in the pixel. Will drop.
[0008]
Further, since the image capturing sensor must be arranged in the pixel, the structure of the pixel is complicated, and the manufacturing yield is reduced.
[0009]
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a display device that can prevent a decrease in aperture ratio and manufacturing yield.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a display element formed near each intersection of a signal line and a scanning line arranged in a first direction and a second direction, and a display element corresponding to each of the display elements. A photoelectric conversion unit that receives one of the incident lights and outputs an electric signal corresponding to the amount of received light; and a photoelectric conversion unit that includes two or more photoelectric conversion units. A charge accumulating unit that accumulates an electric charge corresponding to an electric signal output from the photoelectric conversion unit, and an electric charge corresponding to an amount of light received by the two or more photoelectric conversion units of each set is sequentially accumulated in the charge accumulation unit. And a drive control unit for sequentially driving the two or more photoelectric conversion units of each set.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a display device according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0012]
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of a display device according to the present invention, which is characterized by having an image capturing function. 1 includes a glass substrate 1 and a semiconductor substrate 2.
[0013]
On the glass substrate 1, a pixel array unit 3 in which signal lines and scanning lines are arranged in a row, a signal line driving circuit 4 for driving signal lines, a scanning line driving circuit 5 for driving scanning lines, and an image And an output signal processing unit 6 (having a detection circuit and an output circuit). Each circuit on the glass substrate 1 is formed of, for example, a polysilicon TFT.
[0014]
The signal line driving circuit 4 includes a D / A conversion circuit that converts digital pixel data into an analog voltage suitable for driving a display element. A known D / A conversion circuit is used.
[0015]
On the semiconductor substrate 2, a logic IC 7 for performing display control and image capture control is mounted. The glass substrate 1 and the semiconductor substrate 2 transmit and receive various signals via, for example, an FPC.
[0016]
FIG. 2 is a block diagram showing a part of the pixel array unit 3 in detail. Each portion surrounded by a dotted line in FIG. 2 is one pixel, and each pixel is composed of three sub-pixels of three colors of RGB.
[0017]
Each of the three sub-pixels includes a pixel TFT 11 formed near each intersection of signal lines and scanning lines arranged vertically and horizontally, a liquid crystal capacitor C1 and an auxiliary capacitor C2 connected to one end of the pixel TFT 11, And a sensor 12. The sensor 12 is connected to a power supply line and a control line not shown in FIG.
[0018]
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of one pixel in detail. One pixel is provided with one sensor 12 composed of a photodiode corresponding to each of the three pixel TFTs 11. The anode terminal of each sensor 12 is connected to the power supply line L1, and the cathode terminal is connected to the control line L2. Hereinafter, the sensors 12 corresponding to the pixel TFTs 11 for red, green, and blue are referred to as sensors 12a, 12b, and 12c, respectively.
[0019]
The sensor 12a corresponding to the pixel TFT 11 for red display is formed adjacent to the pixel electrode connected to this pixel TFT 11, and the sensor 12b corresponding to the pixel TFT 11 for green display is connected to the pixel electrode connected to this pixel TFT 11. The sensor 12c formed adjacent to and corresponding to the pixel TFT 11 for blue display is formed adjacent to the pixel electrode connected to the pixel TFT 11.
[0020]
In addition, in each pixel, a capacitor C3 connected between the power supply line L1 and the control line L2, a buffer 13 for storing binary data corresponding to the charge stored in the capacitor C3, and a write control to the buffer 13 And a reset transistor Q4 for initializing the buffer 13 and the capacitor C3. The capacitor C3, the buffer 13, and the transistors Q3, Q4 are shared by three sub-pixels in the pixel.
[0021]
The buffer 13 is composed of a static RAM (SRAM), for example, as shown in FIG. 4, two inverters IV1 and IV2 connected in series, an output terminal of the succeeding inverter IV2, and an input terminal of the preceding inverter IV1. And an output transistor Q6 connected to the output terminal of the subsequent inverter IV2.
[0022]
When the signal SPOLB is at a high level, the transistor Q5 is turned on, and the two inverters IV1 and IV2 perform a holding operation. When the signal OUTi is at a high level, the held data is output to the detection line. The detection line may be provided separately from the signal line, or any of the signal lines may be used. In FIG. 3, a signal line of a blue pixel is used. It is not necessary to separately provide a detection line other than the signal line.
[0023]
The display device of the present embodiment can perform a normal display operation, and can also perform image capture similar to a scanner. When a normal display operation is performed, the transistor Q3 is turned off, and no valid data is stored in the buffer 13. Conversely, the data held in the buffer 13 does not affect the signal line potential and the pixel potential. In this case, a signal line voltage is supplied from the signal line driving circuit 4 to the signal line, and display according to the signal line voltage is performed.
[0024]
On the other hand, when performing image capturing, an image capturing object (for example, a paper surface) 22 is arranged on the upper surface side (opposite to the film forming surface) of the array substrate 21 as shown in FIG. Is irradiated on the paper surface 22 via the counter substrate 24 and the array substrate 21. The light reflected on the paper surface 22 (the amount of light changes according to the reflectance of the paper surface 22) is received by the sensors 12a and 12b on the array substrate 21, and the image is captured.
[0025]
Before starting the image capture, the transistor is set to the ON state, and the initial charge is stored in the capacitor C3. Thereafter, image capture is started, and the charge corresponding to the amount of light received by the sensor 12 is discharged (leaked) from the capacitor C3, and the charge stored in the capacitor C3 changes. That is, the amount of light received by the sensor 12 can be detected based on the magnitude of the charge stored in the capacitor C3 (the potential level of the capacitor C3).
[0026]
After the potential of the capacitor C3 is amplified by the buffer 13, it is sent to the logic IC 7 shown in FIG. 1 via the detection line and the output signal processing unit 6 formed integrally with the frame portion of the array substrate. The logic IC 7 receives digital signals output from the display device of the present embodiment and performs arithmetic processing such as rearrangement of data and removal of noise in data.
[0027]
This embodiment is characterized in that there is no switching means for switching the connection relationship between each sensor 12 and the capacitor C3. Instead, the image is captured by changing the display color, so that only the amount of light received by the sensor 12 corresponding to an arbitrary color is detected by the capacitor C3. Since the remaining two sensors belong to a pixel having almost no light transmittance, there is no leakage current, and thus no switching means is required. Such a configuration is made possible by integrally forming the display element and the optical sensor (in a general CMOS sensor or the like, it is not possible to provide means for shielding the unused sensor from light).
[0028]
For example, in order to take out the imaging result of the sensor 12a corresponding to the pixel TFT 11 for red, only the pixel TFT 11 for red is turned on (light transmitting state), and the pixel TFT 11 for green and blue is turned off ( An image is captured while the entire screen is displayed in red. In this case, the reflected light from the imaging target is input only to the sensor 12a corresponding to the pixel TFT 11 for red, and is not input to the sensors 12b and 12c corresponding to the pixel TFT 11 for green and blue. Therefore, no light leakage current occurs in the sensors 12b and 12c corresponding to green and blue, and the increase or decrease in the accumulated charge in the capacitor C3 mainly depends on the light leakage in the sensor 12a corresponding to red. .
[0029]
The output signal of the buffer 13 that amplifies the potential of the capacitor C3 is supplied to the output signal processing unit 6 in the frame portion via a signal line. The output signal processing unit 6 performs signal amplitude conversion, data output order change, parallel-serial conversion, and the like, and outputs an image capture result to a logic IC 7 such as an external CPU.
[0030]
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the timing of image capture according to the first embodiment. The image capture is performed three times. First, as shown in FIG. 6A, all the pixel TFTs 11 for one frame for red are turned on (in a transmission state), and the entire screen is displayed in red, and according to the charge accumulated in the capacitor C3. The stored binary data is stored in the buffer 13. In this case, only the sensor 12 corresponding to the pixel TFT 11 for red display receives the reflected light from the imaging target, and the amount of the received light is detected by the logic IC 7 via the capacitor C3 and the buffer 13.
[0031]
Next, as shown in FIG. 6 (b), all the green pixel TFTs 11 for one frame are turned on, and in a state where the entire screen is displayed in green, binary data corresponding to the accumulated charge of the capacitor C3 is stored. The data is stored in the buffer 13. In this case, only the sensor 12 corresponding to the pixel TFT 11 for green display receives the reflected light from the imaging target, and the received light amount is detected by the logic IC 7 via the capacitor C3 and the buffer 13.
[0032]
Next, as shown in FIG. 6C, all the pixel TFTs 11 for one frame for blue are turned on, and binary data corresponding to the accumulated charge of the capacitor C3 is stored in a state where the entire screen is displayed in blue. The data is stored in the buffer 13. In this case, only the sensor 12 corresponding to the pixel TFT 11 for blue display receives the reflected light from the imaging target, and the amount of the received light is detected by the logic IC 7 via the capacitor C3 and the buffer 13.
[0033]
FIG. 7 is a timing chart showing an example of the timing of image capture. First, from time t1 to t2, the scanning lines are sequentially turned on, and all pixels for one frame are displayed in red by a normal method of writing the signal line potential to each pixel. Next, from time t3 to t4, the sensor 12 is precharged. Here, an initial value is written into the buffer 13 and an initial charge is stored in the capacitor C3.
[0034]
Next, from time t4 to t5, the sensor 12 captures an image. During this period, the charge stored in the capacitor C3 changes according to the amount of light received by the sensor 12. Next, at time t5, the transistor Q3 turns on, and the buffer 13 amplifies the potential of the capacitor C3. Then, the transistor Q5 shown in FIG. 4 in the buffer 13 is turned on (time t5 to t6), and the buffer 13 performs an output holding operation.
[0035]
Thereafter, from time t7 to t8, the output of the buffer 13 of each pixel is sequentially output to the outside of the array substrate row by row.
[0036]
Thereafter, from time t9 to t10, all the pixels for one frame are displayed in green, and the same processing as at time t1 to t8 is performed. Thereafter, at times t11 to t12, all the pixels for one frame are displayed in blue, and the same processing as at times t1 to t8 is performed.
[0037]
As described above, in the first embodiment, one sensor 12 is provided for each of a plurality of sub-pixels in one pixel, and the image is captured a plurality of times while changing the display color, so that the output of the sensor 12 is switched. Even if no switching means is provided, it is possible to individually accumulate charges in the capacitor C3 according to the amount of light received by the sensor 12 corresponding to each display color. Therefore, switching means for switching the connection between each sensor 12 and the capacitor C3 becomes unnecessary, and the structure of the array substrate can be simplified, and the aperture ratio and the manufacturing yield can be improved. When the aperture ratio can be increased, the luminance of the backlight can be reduced, so that power consumption can be reduced and the battery can last longer.
[0038]
(Second embodiment)
In the second embodiment, one capacitor C3 is shared by a plurality of pixels that are adjacent in the vertical direction of the screen.
[0039]
FIG. 8 is a circuit diagram showing in detail a configuration for one pixel in the second embodiment of the display device according to the present invention. In FIG. 8, the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the following description will focus on differences.
[0040]
Each pixel has three sub-pixels, and each sub-pixel has a pixel TFT 11 and a sensor 12. In the display device of FIG. 8, two pixels adjacent in the vertical direction share the capacitor C3, the buffer 13, and the transistors Q3 and Q4.
[0041]
The cathode terminals of all sensors 12 of two pixels adjacent in the vertical direction are connected to the same control line L2. A capacitor C3 is connected between the control line L2 and a power supply line L1 to which the anode terminal of each sensor 12 is connected.
[0042]
FIG. 9 is a diagram schematically showing the timing of image capture in the second embodiment. Image capture is performed in six parts. First, in a state where all the pixel TFTs 11 for red of the odd pixels in the vertical direction for one frame are turned on and all the odd pixels in the vertical direction for one frame are displayed in red, the binary data according to the accumulated charge of the capacitor C3 is stored. The data is stored in the buffer 13. In this case, only the sensor 12a corresponding to the pixel TFT 11 for red display of the odd pixels in the vertical direction receives the reflected light from the imaging target, and the received light amount is detected by the logic IC 7 via the capacitor C3 and the buffer 13. .
[0043]
Next, the binary data corresponding to the charge stored in the capacitor C3 is stored in the buffer 13 in a state where all the odd pixels in the vertical direction for one frame are displayed in green. In this case, only the sensor 12b corresponding to the pixel TFT 11 for green display of odd-numbered pixels in the vertical direction receives the reflected light from the imaging target, and the received light amount is detected by the logic IC 7 via the capacitor C3 and the buffer 13. .
[0044]
Next, in a state where all the odd pixels in the vertical direction for one frame are displayed in blue, binary data corresponding to the accumulated charge of the capacitor C3 is stored in the buffer 13. In this case, only the sensor 12c corresponding to the pixel TFT 11 for blue display of odd pixels in the vertical direction receives the reflected light from the imaging target, and the amount of the received light is detected by the logic IC 7 via the capacitor C3 and the buffer 13. .
[0045]
Next, in a state where all the even pixels in the vertical direction for one frame are displayed in red, binary data corresponding to the charge stored in the capacitor C3 is stored in the buffer 13. In this case, only the sensor 12a corresponding to the pixel TFT 11 for red display of the even-numbered pixel in the vertical direction receives the reflected light from the imaging target, and the received light amount is detected by the logic IC 7 via the capacitor C3 and the buffer 13. .
[0046]
Next, in a state where all the even pixels in the vertical direction for one frame are displayed in green, the binary data corresponding to the accumulated charge of the capacitor C3 is stored in the buffer 13. In this case, only the sensor 12b corresponding to the pixel TFT 11 for green display of the even-numbered pixel in the vertical direction receives the reflected light from the imaging target, and the amount of received light is detected by the logic IC 7 via the capacitor C3 and the buffer 13. .
[0047]
Next, in a state where all the even pixels in the vertical direction for one frame are displayed in blue, binary data corresponding to the accumulated charge of the capacitor C3 is stored in the buffer 13. In this case, only the sensor 12c corresponding to the blue pixel TFT 11 of the even-numbered pixel in the vertical direction receives the reflected light from the imaging target, and the amount of the received light is detected by the logic IC 7 via the capacitor C3 and the buffer 13. .
[0048]
FIG. 10 is a timing chart showing an example of the timing of image capture. First, from time t1 to t2, all the odd pixels in the vertical direction for one frame are displayed in red. Next, between times t3 and t4, the capacitor C3 and the buffer 13 are initialized, and between times t4 and t5, the imaging result of the sensor 12a is stored in the capacitor C3. The binary data is stored in the buffer 13. Thereafter, between times t7 and t8, the output of the buffer 13 is sequentially output line by line.
[0049]
Next, from time t9 to time t10, all the vertical odd pixels of one frame are displayed in green, and the same processing as that of time t1 to t8 is performed. The image capturing result of the sensor 12b corresponding to the TFT 11 is output.
[0050]
Next, at times t11 to t12, all the vertical odd pixels of one frame are displayed in blue, and the same processing as at times t1 to t8 is performed, and the vertical odd pixels of one frame are displayed in blue. The image capturing result of the sensor 12 corresponding to the TFT 11 is output.
[0051]
Next, from time t13 to time t14, all the vertical even pixels of one frame are displayed in red, and the same processing as that of time t1 to t8 is performed. The image capturing result of the sensor 12 corresponding to the TFT 11 is output.
[0052]
Next, from time t15 to t16, all the vertical even pixels of one frame are displayed in green, and the same processing as in time t1 to t8 is performed, and the green display pixels of one frame of vertical even pixels are performed. The image capturing result of the sensor 12 corresponding to the TFT 11 is output.
[0053]
Next, from time t17 to t18, all of the vertical even pixels of one frame are displayed in blue, and the same processing as in time t1 to t8 is performed, and the blue display pixels of one frame of vertical even pixels are performed. The image capturing result of the sensor 12 corresponding to the TFT 11 is output.
[0054]
As described above, in the second embodiment, since the capacitor C3 and the buffer 13 are shared by a plurality of pixels adjacent in the vertical direction of the screen, the pixel structure can be further simplified as compared with the first embodiment, and the aperture ratio and The manufacturing yield can be further improved.
[0055]
Although FIG. 10 illustrates an example in which the capacitor C3 and the buffer 13 are shared by two vertically adjacent pixels of the screen, the capacitor C3 and the buffer 13 may be shared by three or more vertically adjacent pixels. .
[0056]
(Third embodiment)
In the third embodiment, one capacitor C3 is shared by a plurality of pixels adjacent in the horizontal direction of the screen.
[0057]
FIG. 11 is a circuit diagram showing in detail a configuration for one pixel in the third embodiment of the display device according to the present invention. In FIG. 11, the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the following description will focus on the differences.
[0058]
Each pixel has three sub-pixels, and each sub-pixel has a pixel TFT 11 and a sensor 12. In the display device of FIG. 11, two pixels adjacent in the horizontal direction share the capacitor C3, the buffer 13, and the transistors Q3 and Q4.
[0059]
The anode terminals of all the sensors 12 of two pixels adjacent in the horizontal direction are connected to the same power supply line L1, and the cathode terminals are also connected to the same control line L2. A capacitor C3 is connected between the power supply line L1 and the control line L2.
[0060]
FIG. 12 is a diagram schematically showing the timing of image capture in the third embodiment. Image capture is performed in six parts. First, as shown in FIG. 12A, the capacitor C3 is turned on in a state where all the pixel TFTs 11 for the horizontal odd pixels for one frame for red are turned on and all the horizontal odd pixels for one frame are displayed in red. Is stored in the buffer 13 in accordance with the stored charge. In this case, only the sensor 12 corresponding to the pixel TFT 11 for red display of the odd pixels in the horizontal direction receives the reflected light from the imaging target, and the received light amount is detected by the logic IC 7 via the capacitor C3 and the buffer 13. .
[0061]
Next, as shown in FIG. 12B, the binary data corresponding to the charge stored in the capacitor C3 is stored in the buffer 13 in a state where all the horizontal odd pixels of one frame are displayed in green. In this case, only the sensor 12 corresponding to the pixel TFT 11 for green display of the odd pixels in the horizontal direction receives the reflected light from the imaging target, and the received light amount is detected by the logic IC 7 via the capacitor C3 and the buffer 13. .
[0062]
Next, as shown in FIG. 12C, the binary data corresponding to the charge stored in the capacitor C3 is stored in the buffer 13 in a state where all the horizontal odd pixels of one frame are displayed in blue. In this case, only the sensor 12 corresponding to the pixel TFT 11 for blue display of the odd pixels in the horizontal direction receives the reflected light from the imaging target, and the received light amount is detected by the logic IC 7 via the capacitor C3 and the buffer 13. .
[0063]
Next, as shown in FIG. 12D, the binary data corresponding to the charge accumulated in the capacitor C3 is stored in the buffer 13 in a state where all the horizontal even pixels for one frame are displayed in red. In this case, only the sensor 12 corresponding to the pixel TFT 11 for red display of the even-numbered pixel in the horizontal direction receives the reflected light from the imaging target, and the amount of received light is detected by the logic IC 7 via the capacitor C3 and the buffer 13. .
[0064]
Next, as shown in FIG. 12E, the binary data corresponding to the charge accumulated in the capacitor C3 is stored in the buffer 13 in a state where all the horizontal even pixels for one frame are displayed in green. In this case, only the sensor 12 corresponding to the pixel TFT 11 for green display of the even-numbered pixel in the horizontal direction receives the reflected light from the imaging target, and the received light amount is detected by the logic IC 7 via the capacitor C3 and the buffer 13. .
[0065]
Next, as shown in FIG. 12F, the binary data corresponding to the charge stored in the capacitor C3 is stored in the buffer 13 in a state where all the horizontal even pixels for one frame are displayed in blue. In this case, only the sensor 12 corresponding to the blue display pixel TFT 11 of the even pixel in the horizontal direction receives the reflected light from the imaging target, and the amount of the received light is detected by the logic IC 7 via the capacitor C3 and the buffer 13. .
[0066]
FIG. 13 is a timing chart showing an example of the timing of image capture. First, from time t1 to t2, all horizontal odd pixels of one frame are displayed in red. Next, from time t3 to t4, the capacitor C3 and the buffer 13 are initialized, from time t4 to t5, imaging is performed by the sensor 12a, and from time t5 to t6, binary data corresponding to the accumulated charge of the capacitor C3 is buffered. 13 is stored. Thereafter, between times t7 and t8, the output of the buffer 13 is sequentially output line by line.
[0067]
Next, from time t9 to t10, all the horizontal odd pixels of one frame are displayed in green, and the same processing as in time t1 to t8 is performed, and the horizontal odd pixels of one frame are displayed in green. The image capturing result of the sensor 12 corresponding to the TFT 11 is output.
[0068]
Next, at times t11 to t12, all the horizontal odd pixels of one frame are displayed in blue, and the same processing as at times t1 to t8 is performed, and the horizontal odd pixels of one frame are displayed in blue. The image capturing result of the sensor 12 corresponding to the TFT 11 is output.
[0069]
Next, from time t13 to time t14, all the horizontal even pixels of one frame are displayed in red, and the same processing as that of time t1 to t8 is performed. The image capturing result of the sensor 12 corresponding to the TFT 11 is output.
[0070]
Next, from time t15 to t16, all the horizontal even pixels of one frame are displayed in green, and the same processing as that of time t1 to t8 is performed. The image capturing result of the sensor 12 corresponding to the TFT 11 is output.
[0071]
Next, from time t17 to time t18, all the horizontal even pixels for one frame are displayed in blue, and the same processing as in time t1 to t8 is performed. The image capturing result of the sensor 12 corresponding to the TFT 11 is output.
[0072]
As described above, in the third embodiment, since the capacitor C3 and the buffer 13 are shared by a plurality of pixels adjacent in the horizontal direction of the screen, the pixel structure can be further simplified as compared with the first embodiment, and the aperture ratio and The manufacturing yield can be further improved.
[0073]
Although FIG. 13 illustrates an example in which the capacitor C3 and the buffer 13 are shared by two pixels adjacent in the horizontal direction of the screen, the capacitor C3 and the buffer 13 may be shared by three or more pixels adjacent in the horizontal direction. .
[0074]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, since a plurality of photoelectric conversion units share the same charge accumulation unit, the configuration of the pixel can be simplified, and the aperture ratio and the manufacturing yield can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of a display device according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a part of a pixel array section 3 in detail.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of one pixel in detail.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a detailed configuration of an SRAM.
FIG. 5 is a diagram illustrating an image capturing method.
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating image capture timing according to the first embodiment.
FIG. 7 is a timing chart showing an example of image capture timing.
FIG. 8 is a circuit diagram showing in detail a configuration for one pixel in a second embodiment of the display device according to the present invention.
FIG. 9 is a diagram schematically illustrating image capture timing according to the second embodiment.
FIG. 10 is a timing chart showing an example of image capture timing.
FIG. 11 is a circuit diagram showing in detail a configuration for one pixel in a third embodiment of the display device according to the present invention.
FIG. 12 is a diagram schematically showing image capture timing according to the third embodiment.
FIG. 13 is a timing chart showing an example of image capture timing.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass substrate 2 Semiconductor substrate 3 Pixel array part 4 Signal line drive circuit 5 Scan line drive circuit 6 Output signal processing part 7 Logic IC
11 pixel TFT
12, 12a, 12b, 12c Sensor 13 Buffer

Claims (8)

第1及び第2方向に列設される信号線及び走査線の各交点付近に形成される表示素子と、
前記表示素子のそれぞれに対応して1つずつ設けられ、それぞれが入射光を受光して受光量に応じた電気信号を出力する光電変換部と、
2以上の前記光電変換部からなる組ごとに設けられ、各組の前記2以上の光電変換部から出力される電気信号に応じた電荷を蓄積する電荷蓄積部と、
各組の前記2以上の光電変換部が受光した受光量に応じた電荷が前記電荷蓄積部に順に蓄積されるように、各組の前記2以上の光電変換部を順に駆動する駆動制御部と、を備えることを特徴とする表示装置。
A display element formed near each intersection of a signal line and a scanning line arranged in columns in the first and second directions;
A photoelectric conversion unit that is provided one by one corresponding to each of the display elements, each of which receives incident light and outputs an electric signal according to a received light amount;
A charge accumulating unit that is provided for each set of two or more photoelectric conversion units and accumulates charges corresponding to electric signals output from the two or more photoelectric conversion units in each set;
A drive control unit that sequentially drives the two or more photoelectric conversion units of each set so that electric charges corresponding to the amounts of light received by the two or more photoelectric conversion units of each set are sequentially accumulated in the charge accumulation unit. A display device comprising:
前記表示素子は、同一画素内の3色の副画素それぞれに対応して1つずつ設けられ、
前記光電変換部は、同一画素内の3つの前記表示素子それぞれに対応して1つずつ設けられ、
前記電荷蓄積部は、同一画素内の3つの前記光電変換部に対して1つずつ設けられることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
The display element is provided one for each of the three color sub-pixels in the same pixel,
The photoelectric conversion unit is provided one by one corresponding to each of the three display elements in the same pixel,
The display device according to claim 1, wherein the charge storage unit is provided for each of the three photoelectric conversion units in the same pixel.
前記駆動制御部が1フレーム分の第1色用の前記表示素子すべてを順に駆動している間に、前記電荷蓄積部は対応する前記光電変換部での受光量に応じた電荷を蓄積し、その後、前記駆動制御部が1フレーム分の第2色用の前記表示素子すべてを順に駆動している間に、前記電荷蓄積部は対応する前記光電変換部での受光量に応じた電荷を蓄積し、その後、前記駆動制御部が1フレーム分の第3色用の前記表示素子すべてを順に駆動している間に、前記電荷蓄積部は対応する前記光電変換部での受光量に応じた電荷を蓄積することを特徴とする請求項2に記載の表示装置。While the drive control unit is sequentially driving all the display elements for the first color for one frame, the charge accumulation unit accumulates charges according to the amount of light received by the corresponding photoelectric conversion unit, Thereafter, while the drive control unit sequentially drives all the display elements for the second color for one frame, the charge accumulation unit accumulates charges according to the amount of light received by the corresponding photoelectric conversion unit. Then, while the drive control unit sequentially drives all the display elements for the third color for one frame, the charge storage unit stores the charge corresponding to the amount of light received by the corresponding photoelectric conversion unit. 3. The display device according to claim 2, wherein the display device is stored. 前記電荷蓄積部は、前記第1方向に隣接配置される複数画素に対応する複数の前記光電変換部に対して1つずつ設けられることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。2. The display device according to claim 1, wherein the charge storage unit is provided for each of a plurality of photoelectric conversion units corresponding to a plurality of pixels arranged adjacent in the first direction. 3. 前記光電変換部は、前記第1方向に隣接配置される2つの画素に対応する複数の前記光電変換部に対して1つずつ設けられ、
前記駆動制御部が前記第1方向の奇数番目及び偶数番目のいずれか一方に配置された1フレーム分の前記表示素子すべてを順に駆動している間に、前記電荷蓄積部は対応する前記光電変換部での受光量に応じた電荷を蓄積し、その後、前記駆動制御部が前記第1方向の奇数番目及び偶数番目の他方に配置された1フレーム分の前記表示素子すべてを順に駆動している間に、前記電荷蓄積部は対応する前記光電変換部での受光量に応じた電荷を蓄積することを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
The photoelectric conversion unit is provided one for each of the plurality of photoelectric conversion units corresponding to two pixels arranged adjacent to each other in the first direction,
While the drive control unit is sequentially driving all of the display elements for one frame arranged in one of the odd-numbered and even-numbered ones in the first direction, the charge accumulation unit operates in accordance with the corresponding photoelectric conversion. The drive control unit sequentially drives all the display elements for one frame arranged at the other of the odd-numbered and even-numbered in the first direction. 5. The display device according to claim 4, wherein the charge storage unit stores a charge corresponding to an amount of light received by the corresponding photoelectric conversion unit.
前記電荷蓄積部は、前記第2方向に隣接配置される複数画素に対応する複数の前記光電変換部に対して1つずつ設けられることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。The display device according to claim 1, wherein the charge storage unit is provided for each of a plurality of photoelectric conversion units corresponding to a plurality of pixels arranged adjacent to each other in the second direction. 前記光電変換部は、前記第2方向に隣接配置される2つの画素に対応する複数の前記光電変換部に対して1つずつ設けられ、
前記駆動制御部が前記第2方向の奇数番目及び偶数番目のいずれか一方に配置された1フレーム分の前記表示素子すべてを順に駆動している間に、前記電荷蓄積部は対応する前記光電変換部での受光量に応じた電荷を蓄積し、その後、前記駆動制御部が前記第2方向の奇数番目及び偶数番目の他方に配置された1フレーム分の前記表示素子すべてを順に駆動している間に、前記電荷蓄積部は対応する前記光電変換部での受光量に応じた電荷を蓄積することを特徴とする請求項6に記載の表示装置。
The photoelectric conversion unit is provided one for each of the plurality of photoelectric conversion units corresponding to two pixels arranged adjacent to each other in the second direction,
While the drive control unit is sequentially driving all the display elements for one frame arranged in one of the odd-numbered and even-numbered ones in the second direction, the charge accumulating unit performs the corresponding photoelectric conversion. After accumulating charges corresponding to the amount of light received by the unit, the drive control unit sequentially drives all of the display elements for one frame arranged on the other of the odd and even numbers in the second direction. 7. The display device according to claim 6, wherein the charge storage unit stores a charge corresponding to an amount of light received by the corresponding photoelectric conversion unit.
請求項1〜7のいずれか記載の表示装置において、電荷蓄積部は、リフレッシュ回路が備えられていることを特徴とする請求項1〜7記載の表示装置。8. The display device according to claim 1, wherein the charge storage section includes a refresh circuit.
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