JP5068149B2 - Optical sensor element, optical sensor element driving method, display apparatus, and display apparatus driving method - Google Patents
Optical sensor element, optical sensor element driving method, display apparatus, and display apparatus driving method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5068149B2 JP5068149B2 JP2007308593A JP2007308593A JP5068149B2 JP 5068149 B2 JP5068149 B2 JP 5068149B2 JP 2007308593 A JP2007308593 A JP 2007308593A JP 2007308593 A JP2007308593 A JP 2007308593A JP 5068149 B2 JP5068149 B2 JP 5068149B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type region
- optical sensor
- sensor element
- display device
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 44
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 33
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 31
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 25
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 44
- 230000006870 function Effects 0.000 description 13
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 12
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 206010034960 Photophobia Diseases 0.000 description 1
- 241001422033 Thestylus Species 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 208000013469 light sensitivity Diseases 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
本発明は、PIN型半導体構造の光センサ素子、この光センサ素子の駆動方法、さらにはこの光センサ素子を備えた表示装置、およびその駆動方法に関する。 The present invention relates to an optical sensor element having a PIN type semiconductor structure, a driving method of the optical sensor element, a display device including the optical sensor element, and a driving method thereof.
近年、液晶表示装置や有機EL表示装置のような平面型の表示装置においては、表示画面やその近傍に光センサ素子を設けることにより、タッチパネルやペン入力などの画面入力や、バックライトの輝度制御を実現するなどの多機能化が進んでいる。このような表示装置に設けられる光センサ素子としては、製造工程の簡便さからシリコン(Si)薄膜を用いたPIN型薄膜ダイオードが多く用いられている。 In recent years, in a flat display device such as a liquid crystal display device or an organic EL display device, a screen sensor such as a touch panel or a pen input or a backlight luminance control is provided by providing a photosensor element in or near the display screen. Multi-functionalization such as realization is progressing. As an optical sensor element provided in such a display device, a PIN thin film diode using a silicon (Si) thin film is often used because of a simple manufacturing process.
PIN型薄膜ダイオード構造の光センサ素子は、i型領域に隣接してこれを挟む状態でp型領域およびn型領域を半導体層(シリコン薄膜)に設けた構成であり、i型領域を受光部として用いている。またこのような構成の光センサ素子においては、リーク電流の防止を目的として、i型領域に絶縁膜を介して制御電極を設ける構成が提案されている。 An optical sensor element having a PIN type thin-film diode structure has a configuration in which a p-type region and an n-type region are provided in a semiconductor layer (silicon thin film) with an i-type region adjacent to and sandwiching the i-type region. It is used as. In addition, in the optical sensor element having such a configuration, a configuration is proposed in which a control electrode is provided in an i-type region via an insulating film for the purpose of preventing leakage current.
このような構成により、PIN型ダイオードに電流が流れ始めるときのバイアス電圧のしきい値を、制御電極に印加するゲート電圧によって制御可能としている。またこれにより、光が照射された状態で、ゲート電圧よりも高いバイアス電圧が印加されていない光センサ素子に、リーク電流が発生することを防止している。
(例えば、下記特許文献1参照)。
With such a configuration, the threshold value of the bias voltage when current starts to flow through the PIN diode can be controlled by the gate voltage applied to the control electrode. This also prevents a leak current from being generated in the photosensor element to which a bias voltage higher than the gate voltage is not applied in the state of being irradiated with light.
(For example, refer to
ところで、以上のような構成の光センサ素子が設けられる表示装置においては、高品位な画質を得るために、画素開口間の狭ピッチ化や画素開口率の向上が求められている。このため、画素開口間や表示領域の外側に設けられる光センサ素子には、占有面積の縮小化が求められており、より微細な素子での光感度な受光が求められている。 By the way, in a display device provided with the photosensor element having the above-described configuration, in order to obtain high-quality image, it is required to reduce the pitch between pixel openings and improve the pixel aperture ratio. For this reason, an optical sensor element provided between the pixel openings or outside the display area is required to reduce the occupied area, and light sensitivity with a finer element is required.
そこで本発明は、受光感度の向上を図ることが可能な光センサ素子およびその駆動方法を提供すること、さらにはこの光センサ素子を用いることで光センサ素子の占有面積の縮小化によって画素開口率の向上を図ることが可能な表示装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides an optical sensor element capable of improving the light receiving sensitivity and a driving method thereof, and further, by using this optical sensor element, the pixel aperture ratio is reduced by reducing the area occupied by the optical sensor element. An object of the present invention is to provide a display device capable of improving the above.
本発明の光センサ素子の駆動方法は、受光部として用いられるi型領域を挟む状態でp型領域およびn型領域が設けられた半導体層と、ゲート絶縁膜を介してi型領域を挟む位置に互いに対向配置されると共に、少なくとも一方が光透過性を有する2つの制御電極とを備えた光センサ素子の駆動方法であって、i型領域から電気信号を読み出す際には、2つの制御電極に互いに逆極性の電位を印加するものである。The method for driving an optical sensor element according to the present invention includes a semiconductor layer in which a p-type region and an n-type region are provided in a state where an i-type region used as a light receiving portion is interposed, and a position where the i-type region is interposed via a gate insulating film. Are arranged opposite to each other and at least one of the two control electrodes having optical transparency is a driving method of an optical sensor element, and when reading an electric signal from an i-type region, two control electrodes Are applied with potentials of opposite polarities.
このような構成の光センサ素子では、i型領域の上下に設けた2つの制御電極に異なる電位を与えることにより、i型領域での受光によって発生した正孔−電子対を、i型領域の膜厚方向に分離させることができる。これにより、i型領域内の膜厚方向に正孔と電子とを分離させた状態で、正孔をアノード(p型領域)方向に、電子をカソード(n型領域)方向に移動させることができる。このため、受光によって発生した電子/正孔対が、i型領域内を移動する際に再結合する確率が小さくなり、電流の取出効率が向上する。 In the optical sensor element having such a configuration, by applying different potentials to the two control electrodes provided above and below the i-type region, hole-electron pairs generated by light reception in the i-type region are reduced. It can be separated in the film thickness direction. As a result, the holes are moved in the anode (p-type region) direction and the electrons are moved in the cathode (n-type region) direction with the holes and electrons separated in the film thickness direction in the i-type region. it can. For this reason, the probability that electron / hole pairs generated by light reception recombine when moving in the i-type region is reduced, and the current extraction efficiency is improved.
本発明の表示装置は、基板上に画素部と共に光センサ素子とが設けられた表示装置において、光センサ素子は、受光部として用いられるi型領域を挟む状態でp型領域およびn型領域が設けられた半導体層と、半導体層の両側面におけるi型領域を挟む位置にゲート絶縁膜を介してそれぞれ電気的に独立して設けられると共に、少なくとも一方が光透過性を有する2つの制御電極と、2つの制御電極に互いに異なる電位を印加することにより、i型領域から電気信号を読み出す回路部とを備えたものである。The display device of the present invention is a display device in which a photosensor element is provided together with a pixel portion on a substrate. The photosensor element has a p-type region and an n-type region with an i-type region used as a light-receiving portion interposed therebetween. A semiconductor layer provided, and two control electrodes that are electrically independent of each other via a gate insulating film at positions sandwiching an i-type region on both side surfaces of the semiconductor layer, and at least one of which has light transmittance; And a circuit unit that reads an electric signal from the i-type region by applying different potentials to the two control electrodes.
このような構成の表示装置では、上述したような電流の取出効率の向上が図られる光センサ素子を設けることにより、光センサ素子の占有面積を縮小して画素開口の拡大が図られる。 In the display device having such a configuration, by providing the photosensor element that can improve the current extraction efficiency as described above, the area occupied by the photosensor element can be reduced and the pixel aperture can be enlarged.
以上説明したように本発明によれば、電流の取出効率の向上により光センサ素子における受光感度の向上を図ることが可能になる。そして、このような光センサ素子を設けたことにより、表示装置においての光センサ素子の占有面積を縮小化し、画素開口率の向上による画質の高品位化を図ることが可能になる。 As described above, according to the present invention, it is possible to improve the light receiving sensitivity of the optical sensor element by improving the current extraction efficiency. By providing such an optical sensor element, it is possible to reduce the area occupied by the optical sensor element in the display device and improve the image quality by improving the pixel aperture ratio.
以下本発明の実施の形態を、光センサ素子、光センサ素子の駆動方法、表示装置、表示装置の駆動方法の順に図面に基づいて詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail in the order of an optical sensor element, an optical sensor element driving method, a display device, and a display apparatus driving method.
<光センサ素子の構成>
図1は、本発明を適用した光センサ素子の構成を示す概略断面図である。この図に示す光センサ素子Sは、いわゆるPIN型薄膜ダイオード構造の光センサ素子Sであり、以下のように構成さている。
<Configuration of optical sensor element>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an optical sensor element to which the present invention is applied. The optical sensor element S shown in this figure is an optical sensor element S having a so-called PIN type thin film diode structure, and is configured as follows.
すなわち、基板1上には、例えばアルミニウムのような光反射性材料からなる第1制御電極G1が配線され、これを覆う状態でゲート絶縁膜5が設けられている。このゲート絶縁膜5は光透過性であることが好ましい。ゲート絶縁膜5上には、第1制御電極G1を跨ぐ状態でポリシリコンや酸化物半導体などからなる半導体層7がパターン形成されている。この半導体層7は、第1制御電極G1脇の一方側がp型領域7pとなり、第1制御電極G1脇の他方側がn型領域7nとなっている。また、第1制御電極G1と重なる位置のシリコン薄膜7部分は、不純物濃度が低く抑えられた受光部(i型領域)7iが設けられている。つまり、半導体層7は、受光部(i型領域)7iに隣接してこれを挟む状態で、p型領域7pとn型領域7nとが設けられた構成となっているのである。
That is, the first control electrode G1 made of a light reflective material such as aluminum is wired on the
さらに、このような半導体層7を覆う状態で光透過性材料からなる層間絶縁膜9が設けられ、この層間絶縁膜9上には、接続孔を介してp型領域7pやn型領域7nに接続された各配線11が設けられている。またこれらの配線11を覆う状態で、層間絶縁膜9上には光透過性材料からなる平坦化絶縁膜13が設けられている。この平坦化絶縁膜13には、受光部7i上を広く開口して層間絶縁膜9を底面とした開口窓13aが設けられている。
Further, an interlayer insulating film 9 made of a light transmissive material is provided so as to cover the
このような平坦化絶縁膜13上には、第2制御電極G2が設けられている。この第2制御電極G2は、開口窓13の底部において、層間絶縁膜9をゲート絶縁膜として受光部7iに対向配置されている。これにより、半導体層7の両側面には、ゲート絶縁膜5および層間絶縁膜9からなるゲート絶縁膜を介して、i型領域7iを挟む状態で第1制御電極G1および第2制御電極G2が配置された状態となっている。これらの第1制御電極G1および第2制御電極G2は、電気的に独立して配線されていることとする。
On the
またここでは、第2制御電極G2は、受光部7iで受光する光に対する光透過性を有する材料で構成され、例えばITOのような透明導電性材料からなることとする。このような材料からなる第2制御電極G2は、光透過性を確保するために薄膜で設けられることが好ましい。またこのような第2制御電極G2の導電性を確保するために、平坦化絶縁膜13の下層の配線11に第2制御電極G2を接続させても良い。
In addition, here, the second control electrode G2 is made of a material having optical transparency to the light received by the light receiving unit 7i, and is made of a transparent conductive material such as ITO. The second control electrode G2 made of such a material is preferably provided as a thin film in order to ensure light transmittance. Further, in order to ensure the conductivity of the second control electrode G2, the second control electrode G2 may be connected to the
以上のような構成の光センサ素子Sでは、第2制御電極G2側から照射された光hは、第2制御電極G2および層間絶縁膜(ゲート絶縁膜)9を透過して受光部7iで受光されて光電変換される。そして、p型領域7pをアノードとし、n型領域7nをカソードとしたPIN型薄膜ダイオード構造に逆バイアスを印加することにより、受光部(i型領域7i)で光電変換されて蓄積された電荷を電気信号として読み出すことができる。
In the optical sensor element S configured as described above, the light h irradiated from the second control electrode G2 side passes through the second control electrode G2 and the interlayer insulating film (gate insulating film) 9 and is received by the light receiving unit 7i. And photoelectrically converted. Then, by applying a reverse bias to the PIN type thin film diode structure having the p-
以上のように受光部(i型領域)7iから電気信号を読み出す際には、次に説明するように2つの制御電極G1,G2を独立して制御する駆動を行うこととする。 As described above, when an electric signal is read out from the light receiving unit (i-type region) 7i, driving for independently controlling the two control electrodes G1 and G2 is performed as described below.
尚、この光センサ素子Sは、第2制御電極G2側からの光だけではなく、第2制御電極G1側からの光を受光する構成であっても良い。この場合、基板1、第1制御電極G1、およびゲート絶縁膜5の全てを光透過性材料で構成することにより、基板1側から照射された光が受光部7iで光電変換されて読み出される。さらに、第1制御電極G1と第2制御電極G2の両方から照射された光を受光部7iで光電変換させて読み出す構成であっても良い。
The optical sensor element S may be configured to receive not only the light from the second control electrode G2 side but also the light from the second control electrode G1 side. In this case, the
<光センサ素子の駆動方法−1>
次に、先の図1の構成図、および図2のバンド構造の模式図に基づいて、光センサ素子Sの駆動方法を説明する。尚、図2A−A’は半導体層におけるp型領域7p−n型領域7n方向のバンド構造であり、図2B−B’は半導体層における第2制御電極2G−第1制御電極G1方向のバンド構造である。
<Driving method of optical sensor element-1>
Next, a method of driving the optical sensor element S will be described based on the configuration diagram of FIG. 1 and the schematic diagram of the band structure of FIG. 2A 'is a band structure in the direction of the p-
先に説明したように、光センサ素子Sの受光部(i型領域)7iから電気信号を読み出す際には、p型領域7pをアノードとしn型領域7nをカソードとしたPIN型薄膜ダイオード構造に逆バイアスを印加する。つまりp型領域7p−n型領域7n間に印加する読出電圧として、p型領域7pにマイナスのアノード電位Vacを印加し、n型領域7nにプラスのカソード電位Vcを印加する。そして、ある程度の大きさの逆バイアスが読出電圧(しきい値電圧)として印加されることにより、p型領域7p(アノード)−n型領域7n(カソード)間に急激に電流が流れるオン状態となり、電気信号が取り出される。
As described above, when an electric signal is read from the light receiving portion (i-type region) 7i of the photosensor element S, the PIN-type thin film diode structure having the p-
この際、図3に示すように、(1)第1制御電極G1および第2制御電極G2を制御せずに電圧印加をしない状態では、上記オン状態になるよりも小さいアノード電位Vac(逆バイアス)においても漏れ電流が流れる。これに対して、(2)第1制御電極G1(または第2制御電極G2)のみに電圧を印加する制御を行うことにより、オン状態(しきい値電圧)になるよりも小さいアノード電位Vacの範囲での漏れ電流を防止することができる。 At this time, as shown in FIG. 3, (1) in the state where the first control electrode G1 and the second control electrode G2 are not controlled and no voltage is applied, the anode potential Vac (reverse bias) is smaller than that in the on state. ) Also causes a leakage current. On the other hand, (2) by controlling the voltage to be applied only to the first control electrode G1 (or the second control electrode G2), the anode potential Vac that is smaller than the ON state (threshold voltage) is set. Leakage current in the range can be prevented.
そしてさらに(3)第1制御電極G1および第2制御電極G2の両方に電圧を印加する制御を行うことにより、オン状態とした状態での電流値を制御する。この場合の制御は、例えば第1制御電極G1と第2制御電極G2とに、逆極性の電圧を印加すれば良い。一例としては、p型領域7pのアノード電位Vac=−7V、n型領域7nのカソード電位Vc=0Vの場合、第1制御電極G1の電位Vg1=−5V、第2制御電極G2の電位Vg2=+5Vとする。
Further, (3) by controlling the voltage applied to both the first control electrode G1 and the second control electrode G2, the current value in the on state is controlled. In this case, for example, a voltage having a reverse polarity may be applied to the first control electrode G1 and the second control electrode G2. As an example, when the anode potential Vac of the p-
このように、例えば第1制御電極G1と第2制御電極G2とに、逆極性の電圧を印加することにより、受光部(i型領域)7i内に膜厚方向の電界が形成される。このような電界により、受光部(i型領域)7iにおいて光電変換によって発生した正孔/電子対が、受光部7i内において膜厚方向に分離される。そして、受光部7i内において再結合して消費されることを防止できる。これにより、電気信号の取り出し効率の向上、すなわち感度の向上を図ることが可能になる。 In this way, for example, by applying a reverse polarity voltage to the first control electrode G1 and the second control electrode G2, an electric field in the film thickness direction is formed in the light receiving portion (i-type region) 7i. By such an electric field, hole / electron pairs generated by photoelectric conversion in the light receiving portion (i-type region) 7i are separated in the film thickness direction in the light receiving portion 7i. And it can prevent being recombined and consumed in the light-receiving part 7i. Thereby, it is possible to improve the extraction efficiency of the electric signal, that is, to improve the sensitivity.
また、受光部(i型領域)7i内に形成された電界により、半導体層7内の不純物濃度によらずに、受光部7i内のバンドギャップEc−Ev間におけるフェルミ準位EFを制御することができる。これにより、エネルギーの低い長波長の光照射によっても、光電変換によって正孔電子対を発生させ易くすることが可能になり、これによる感度向上も期待できる。
Moreover, by the electric field formed in the light receiving portion (i-type region) 7i, regardless of the impurity concentration of the
<光センサ素子の駆動方法−2>
光センサ素子Sの駆動方法の他の例を説明する。
<Driving method of optical sensor element-2>
Another example of the method for driving the optical sensor element S will be described.
ここでは、上述したようにp型領域7p(アノード)とn型領域7n(カソード)とに逆バイアスを印加して電気信号が取り出す際、図4に示すように、(3)’第1制御電極G1および第2制御電極G2の両方に電圧を印加する制御を行うことにより、i型領域7iから電気信号を読み出す際に、p型領域とn型領域とに印加する読出電圧(しきい値電圧)を制御する。この制御の一例としては、p型領域7pのアノード電位Vac=−7V、n型領域7nのカソード電位Vc=0Vの場合、第1制御電極G1の電位Vg1=−10V、第2制御電極G2の電位Vg2=+5Vとする。
Here, as described above, when a reverse bias is applied to the p-
ここで、(1)第1制御電極G1および第2制御電極G2を制御せずに電圧印加をしない状態では、上記オン状態になるよりも小さいアノード電位Vac(逆バイアス)においても漏れ電流が流れる。これに対して、(2)第1制御電極G1(または第2制御電極G2)のみに電圧を印加する制御を行うことにより、オン状態(しきい値電圧)になるよりも小さいアノード電位Vacの範囲での漏れ電流を防止することができる。 Here, (1) in a state where the first control electrode G1 and the second control electrode G2 are not controlled and no voltage is applied, a leakage current flows even at an anode potential Vac (reverse bias) smaller than the on state. . On the other hand, (2) by controlling the voltage to be applied only to the first control electrode G1 (or the second control electrode G2), the anode potential Vac that is smaller than the ON state (threshold voltage) is set. Leakage current in the range can be prevented.
そしてさらに上述したように、(3)’第1制御電極G1および第2制御電極G2の両方に電圧を印加する制御を行うことにより、オン状態(しきい値電圧)になるよりも小さいアノード電位Vacの範囲での漏れ電流を防止しつつも、さらに小さい読出電圧(しきい値電圧)での電気信号の読出が可能になる。 Further, as described above, (3) ′ an anode potential smaller than that in an on state (threshold voltage) by performing control to apply a voltage to both the first control electrode G1 and the second control electrode G2. While preventing leakage current in the range of Vac, it is possible to read an electric signal with a smaller reading voltage (threshold voltage).
<表示装置の構成>
次に、上述した光センサ素子Sを用いた表示装置の構成を説明する。図5は、本発明に係る表示装置20の全体構成を表す図であり、上述した光センサ素子を用いて構成されているところが特徴的である。この表示装置20は、表示パネル21と、バックライト22と、表示ドライブ回路23と、受光ドライブ回路24と、画像処理部25と、アプリケーションプログラム実行部26とを備えている。
<Configuration of display device>
Next, a configuration of a display device using the above-described optical sensor element S will be described. FIG. 5 is a diagram showing the overall configuration of the display device 20 according to the present invention, which is characterized by being configured using the above-described optical sensor element. The display device 20 includes a
表示パネル21は、中央の表示領域21aに複数の画素が全面に渡ってマトリクス状に配置された液晶パネル(LCD(Liquid Crystal Display))からなり、線順次動作をしながら表示データに基づく所定の図形や文字などの画像を表示する機能(表示機能)を有する。また、後述するように、表示領域21aには、光センサ素子が配置され、表示パネル21の表示面に接触または近接する物体を検知するセンサー機能(撮像機能)が設けられている。
The
また、バックライト22は、表示パネル21の光源であり、例えば複数の発光ダイオードを面内に配列してなる。このバックライト22は、後述するように表示パネル21の動作タイミングに同期した所定のタイミングで、高速に発光ダイオードのオン・オフ動作を行うようになっている。特に本発明においては、後述するようにバックライト22が、画像表示のための可視光と共に、紫外光を射出するものであることが第1の特徴である。
The
表示ドライブ回路23は、表示パネル21において表示データに基づく画像が表示されるように(表示動作を行うように)、この表示パネル21の駆動を行う(線順次動作の駆動を行う)回路である。
The
受光ドライブ回路24は、表示パネル21において受光データが得られるように(物体を撮像するように)、この表示パネル21の駆動を行う(線順次動作の駆動を行う)回路である。なお、各画素での受光データは、例えばフレーム単位でフレームメモリ23aに蓄積され、撮像画像として画像処理部25へ出力されるようになっている。
The light
画像処理部25は、受光ドライブ回路24から出力される撮像画像に基づいて所定の画像処理(演算処理)を行い、表示パネル21に接触または近接する物体に関する情報(位置座標データ、物体の形状や大きさに関するデータなど)を検出し、取得するものである。
The
アプリケーションプログラム実行部26は、画像処理部25による検知結果に基づいて所定のアプリケーションソフトに応じた処理を実行するものであり、例えば検知した物体の位置座標を表示データに含むようにし、表示パネル21上に表示させるものなどが挙げられる。なお、このアプリケーションプログラム実行部26で生成される表示データは表示ドライブ回路23へ供給されるようになっている。
The application
<表示領域の回路構成>
図6は、表示パネル21の表示領域21aにおける回路構成を示す図である。
<Circuit configuration of display area>
FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration in the
この図5に示すように、表示領域21aには、複数の画素部31と、複数のセンサー部32とが配列形成されている。
As shown in FIG. 5, a plurality of pixel portions 31 and a plurality of sensor portions 32 are arranged in the
画素部31は、表示領域21a内において、水平方向に配線された複数の走査線31aと垂直方向に配線された複数の信号線31bとの各交差部に配置される。各画素部31には、例えばスイッチング素子としての薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)Trが設けられている。
In the
薄膜トランジスタTrは、ゲートが走査線31aに接続され、ソース/ドレインの一方が信号線31bに接続され、ソース/ドレインの他方が画素電極31cに接続されている。また、各画素部31には、全ての画素部31に共通電位Vcomを与える共通電極31dが設けられており、これらの各画素電極31cと共通電極31dとの間に液晶層LCが挟持される。
The thin film transistor Tr has a gate connected to the
そして、走査線31aを介して供給される駆動信号に基づいて薄膜トランジスタTrがオン・オフ動作し、オン状態のときに信号線31bから供給される表示信号に基づいて画素電極31cに画素電圧が印加され、画素電極31cと共通電極31dとの間の電界によって液晶層LCが駆動される構成となっている。
Then, the thin film transistor Tr is turned on / off based on a drive signal supplied via the
一方、センサー部32は、表示領域21a内における所定部に配置され、各画素部31に対応して設けられていても良く、複数の画素部31に対して1つの割合で設けられても良い。このセンサー部32には、図1を用いて説明した構成の2つの制御電極を備えたPIN型薄膜ダイオード構造の光センサ素子Sが設けられている。そしてこの光センサ素子Sが、次に詳細に説明するように画素部31の薄膜トランジスタTrと同一層を用いて構成されているところが特徴的である。尚、光センサ素子Sの構成要素には図1と同様の符号を付して説明する。
On the other hand, the sensor unit 32 may be disposed at a predetermined portion in the
各光センサ素子Sは、n型領域(カソード)7nが電源線(Vdd)32aに接続され、p型領域(アノード)7pが容量素子Csに接続されている。そして各光センサ素子Sの両面に設けた2つの制御電極G1,G2のうちの一方は走査線31aに接続され、他方は制御線32bに接続されている。
Each photosensor element S has an n-type region (cathode) 7n connected to a power supply line (Vdd) 32a and a p-type region (anode) 7p connected to a capacitive element Cs. One of the two control electrodes G1, G2 provided on both surfaces of each photosensor element S is connected to the
またこのセンサー部32には、ソース/ドレインで接続された2つのトランジスタTr1,Tr2が設けられている。一方のトランジスタTr1は、ゲートが光センサ素子Sのp型領域(アノード)7pと容量素子Csに接続され、ソース/ドレインが電源線(Vdd)32aに接続されている。またもう一方のトランジスタTr2はゲートが読出制御電極32cに接続され、ソース/ドレインが信号出力用電極32dに接続されている。尚、容量素子Csのもう一方の電極は、電源線(Vss)32eに接続されている。
The sensor unit 32 is provided with two transistors Tr1 and Tr2 connected via a source / drain. One transistor Tr1 has a gate connected to the p-type region (anode) 7p of the optical sensor element S and the capacitor element Cs, and a source / drain connected to the power supply line (Vdd) 32a. The other transistor Tr2 has a gate connected to the
そして、光センサ素子Sには、ここでの図示を省略したリセットスイッチによってリセットされながら、容量素子Csにおいて受光量に対応した電荷が蓄積されるようになっている。容量素子Csに蓄積された電荷は、読出制御電極32cにより供給される信号により信号出力用電極32dに供給され、外部へ出力される構成となっている。
In the photosensor element S, charges corresponding to the amount of received light are accumulated in the capacitive element Cs while being reset by a reset switch (not shown). The charge accumulated in the capacitive element Cs is supplied to the
<表示パネルの構成>
図7は、画素部31に配置される薄膜トランジスタTrの構成と、センサー部32に配置される光センサ素子Sの構成を説明するための表示パネル21の概略断面図である。尚、図1および図5で説明したと同様の構成要素には同一の符号を付している。
<Configuration of display panel>
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the
この図に示すように、画素部31には、画素駆動用のスイッチング素子としてボトムゲート型の薄膜トランジスタTrが設けられ、一方、センサー部32には、図1を用いて説明した2つの制御電極を備えたPIN型薄膜ダイオード構造の光センサ素子Sや、ここでの図示を省略した薄膜トランジスタ(Tr1,Tr2)および容量素子(Cs)が設けられている。そして、特にこれらの薄膜トランジスタTrと光センサ素子Sとは、同一工程で形成されたポリシリコンや酸化物半導体などからなる半導体層7を用いて次のように構成されていることが特徴的である。
As shown in this figure, the pixel portion 31 is provided with a bottom gate type thin film transistor Tr as a pixel driving switching element, while the sensor portion 32 is provided with the two control electrodes described with reference to FIG. An optical sensor element S having a PIN type thin film diode structure, a thin film transistor (Tr1, Tr2) and a capacitor element (Cs) (not shown) are provided. In particular, the thin film transistor Tr and the optical sensor element S are characterized by being configured as follows using a
すなわち、薄膜トランジスタTrは、光透過性材料からなる基板1を第1基板1とし、この第1基板1上に、光センサ素子Sの第1制御電極G1と同一層からなるゲート電極3gを備え、これを覆う状態でゲート絶縁膜5が設けられている。ゲート絶縁膜5上には、ゲート電極3g上からその両脇に掛けてを覆う状態で、光センサ素子Sの半導体層7と同一層からなる半導体層7がパターン形成されている。この半導体層7には、ゲート電極3gの両脇に不純物を導入したソース/ドレイン7sdが設けられている。また、半導体層7において、ゲート電極3gと重なる部分は、チャネル部が形成される活性層7chとして用いられる。また、ソース/ドレイン7sdと活性層7chとの間には、低濃度で不純物が導入されたLDDが設けられている。
That is, the thin film transistor Tr includes a
このような構成の薄膜トランジスタTrおよび光センサ素子Sにおいて、ゲート電極3gおよび第1制御電極G1は同一層からなり、半導体層7は同一工程で形成された同一層からなる。尚、第1基板1上における表示領域21aの周辺領域には、表示領域21aの薄膜トランジスタTrと同一層にpチャンネル型およびnチャンネル型の薄膜トランジスタTrからなるCMOS構成の駆動回路構成が設けられており、これらのソース/ドレイン7sdを形成するための不純物導入において、光センサ素子Sのp型領域7pおよびn型領域7nが形成される。
In the thin film transistor Tr and the optical sensor element S having such a configuration, the
以上のような薄膜トランジスタTrおよび光センサ素子Sを覆う状態で、光透過性材料からなる層間絶縁膜9が設けられている。この層間絶縁膜9上には、薄膜トランジスタTrのソース/ドレイン7sdや光センサ素子Sのp型領域7pおよびn型領域7nに接続された複数の配線11が設けられている。尚、図6に示した回路は、第1制御線G1およびゲート電極3g、半導体層7、さらには配線11などの導電層と同一層を用いた配線を用いて構成されていることとする。
An interlayer insulating film 9 made of a light transmissive material is provided so as to cover the thin film transistor Tr and the optical sensor element S as described above. On the interlayer insulating film 9, a plurality of
また以上の配線11を覆う状態で、平坦化絶縁膜13が設けられ、この平坦化絶縁膜13上に第2制御電極G2と同一層からなる画素電極31cが設けられている。この画素電極31cは、透明導電性材料からなり、平坦化絶縁膜13に設けられた接続孔を介して薄膜トランジスタTrのソース/ドレイン7sdから引き出された配線11に接続されている。
In addition, a
また、この画素電極31cを覆う状態で、配向膜(図示省略)が設けられ、第1基板1の上部が構成されている。
An alignment film (not shown) is provided so as to cover the
一方、以上のような第1基板1における画素電極31cの形成面側には、第2基板41が対向配置されている。この第2基板41は、光透過性材料からなり画素電極31cに向かう面上には、必要に応じて各色カラーフィルタが画素毎にパターン形成されたカラーフィルタ層42が設けられている。そして、このカラーフィルタ層42を覆う状態で、透明導電性材料からなる共通電極31d、および配向膜(図示省略)が設けられている。そして、二つの基板1−41の配向膜間に、スペーサ(図示省略)と共に液晶層LCが挟持されている。
On the other hand, the second substrate 41 is disposed opposite to the formation surface side of the
また、基板1−41の外側には、偏向板43,44を配置して表示パネル21が構成されている。
Further, the
<表示装置の駆動方法>
以上の図5〜図7を用いて説明した構成の表示装置20の駆動は、第1基板1側のバックライト22から照射された光のうち、偏光板43を通過して液晶層LCに達した光を、画素電極31cの駆動による液晶層LCのスイッチングにより所定状態に偏光させる。そして、第2基板41側の偏光板44と同一方向に偏光させた光のみを、偏光板44を通過させて表示光として表示させる。
<Driving method of display device>
The driving of the display device 20 having the configuration described above with reference to FIGS. 5 to 7 passes through the
また、表示画面側となる第2基板41の外側から指やスタイラペン等の物体が接近した場合には、この物体による外光の影を光センサ素子Sで検知するか、またはバックライトからの光を物体で反射させて光センサ素子Sで検知する。そして光センサ素子Sで検知した光を電気信号として読み出すことにより、表示画面における指やスタイラペンの接近位置を検出して撮像を行う。 When an object such as a finger or a stylus pen approaches from the outside of the second substrate 41 on the display screen side, the light sensor element S detects the shadow of external light from the object, or the light from the backlight. Is reflected by an object and detected by the optical sensor element S. Then, the light detected by the optical sensor element S is read out as an electrical signal, thereby detecting the approach position of the finger or the stylus pen on the display screen to perform imaging.
そして特に、光センサ素子Sで検知した光を電気信号として取り出す際には、上述したように、光センサ素子Sの第1制御電極G1と第2制御電極G2との両方に印加する電圧により、光線センサ素子Sから読み出す電気信号量を制御して電気信号の取り出し効率の向上を図り、また光センサ素子Sから電気信号を読み出す際に当該光センサ素子Sのp型領域(アノード)7pとn型領域(カソード)7nとの間に印加する読出電圧(しきい値電圧)を制御する。 In particular, when the light detected by the photosensor element S is taken out as an electrical signal, as described above, the voltage applied to both the first control electrode G1 and the second control electrode G2 of the photosensor element S, The amount of electric signal read from the light sensor element S is controlled to improve the extraction efficiency of the electric signal, and when the electric signal is read from the light sensor element S, the p-type regions (anodes) 7p and n of the light sensor element S are read. A read voltage (threshold voltage) applied to the mold region (cathode) 7n is controlled.
以上説明した構成の表示装置20では、光センサ素子Sとして上述した構成の感度の向上が図られた光センサ素子Sを用いたことにより、表示領域21a内における光センサ素子Sの微細化を図ることができる。
In the display device 20 having the above-described configuration, the photosensor element S in which the sensitivity is improved as described above is used as the photosensor element S, thereby miniaturizing the photosensor element S in the
これにより、光センサ素子Sが設けられたセンサー部31の占有面積を縮小し、画素部32の拡大による画素開口率の向上を図ることができる。したがって、センサー機能(撮像機能)付きの表示装置20における画質の高品位化を達成することが可能になる。 Thereby, the area occupied by the sensor unit 31 provided with the photosensor element S can be reduced, and the pixel aperture ratio can be improved by enlarging the pixel unit 32. Therefore, it is possible to achieve high image quality in the display device 20 with a sensor function (imaging function).
また、光センサ素子Sは、第1制御電極G1と第2制御電極G2との両方に印加する電圧の制御により、受光部(i型領域)7i内に電界を形成し、半導体層7内の不純物濃度によらずに、受光部7i内のバンドギャップEc−Ev間におけるフェルミ準位EFを制御することができるものである。このため、薄膜トランジスタTrの特性に合わせて半導体層7内の不純物濃度を設計した場合であっても、第1制御電極G1と第2制御電極G2とに印加する電圧によって、光センサ素子Sを所望の特性に制御することが可能である。したがって、光センサ素子Sと同一層を用いた薄膜トランジスタの特性によらずに、光センサ素子Sの感度を維持することができる。これによっても、光センサ素子Sが設けられたセンサー部31の占有面積の縮小と、センサー機能(撮像機能)付きの表示装置20における画質の高品位化を達成することが可能になる。
In addition, the optical sensor element S forms an electric field in the light receiving portion (i-type region) 7i by controlling the voltage applied to both the first control electrode G1 and the second control electrode G2. regardless of the impurity concentration, it is capable of controlling the Fermi level E F between bandgap Ec-Ev in the light receiving portion 7i. For this reason, even if the impurity concentration in the
尚、以上の実施形態においては、センサ機能(撮像機能)を有する表示装置として液晶表示装置を例示したが、表示領域内に光センサ素子が配置された表示装置であれば液晶表示装置に限定されることはなく、本発明構成の光センサ素子Sを用いることにより同様の効果を得ることが可能である。 In the above embodiment, the liquid crystal display device is exemplified as the display device having the sensor function (imaging function). However, the display device is limited to the liquid crystal display device as long as the optical sensor element is arranged in the display area. In other words, the same effect can be obtained by using the optical sensor element S having the configuration of the present invention.
<表示装置の他の例>
上述した構成の光センサ素子Sを用いた表示装置の他の例としては、光センサ素子Sを備えたセンサー部を表示領域21aの周辺に設け、受光した外光の強度によってバックライトを調整する機能を備えた構成への適用も可能である。この場合、光センサ素子Sを備えたセンサー部の回路構成は、例えば図8に示すような構成とすることができる。
<Other examples of display device>
As another example of the display device using the optical sensor element S having the above-described configuration, a sensor unit including the optical sensor element S is provided around the
すなわち、センサ素子Sは、n型領域(カソード)7nが電源線(Vdd)に接続され、p型領域(アノード)7pが容量素子Csとリセット回路と読出回路とに接続されている。そして各光センサ素子Sの両面に設けた2つの制御電極G1,G2は、それぞれが独立した制御線51,52に接続されている。尚、容量素子Csのもう一方の電極は、電源線(Vss)に接続されている。
That is, in the sensor element S, the n-type region (cathode) 7n is connected to the power supply line (Vdd), and the p-type region (anode) 7p is connected to the capacitor element Cs, the reset circuit, and the readout circuit. The two control electrodes G1 and G2 provided on both surfaces of each photosensor element S are connected to
そして、光センサ素子Sには、リセット回路からの信号によってリセットされながら、容量素子Csにおいて受光量に対応した電荷が蓄積されるようになっている。容量素子Csに蓄積された電荷は、読出回路からの信号によって外部へ出力される構成となっている。 In the photosensor element S, charges corresponding to the amount of received light are accumulated in the capacitive element Cs while being reset by a signal from the reset circuit. The charge accumulated in the capacitive element Cs is output to the outside by a signal from the readout circuit.
またこのような表示装置においては、図5に示した表示装置20が備えている受光ドライブ回路24、画像処理部25、およびアプリケーションプログラム実行部26に換えて、光センサ素子Sから出力された電気信号に基づいて、バックライトの光強度を制御する回路を備えていることとする。
Further, in such a display device, the electric light output from the optical sensor element S is used instead of the light receiving
このような構成の表示装置であっても、受光感度の向上した光センサ素子Sを用いたことにより、光センサ素子Sの占有面積を微細化して表示領域の面積拡大を図ることが可能になる。 Even in the display device having such a configuration, the use of the photosensor element S with improved light receiving sensitivity makes it possible to reduce the area occupied by the photosensor element S and increase the area of the display region. .
尚、以上の実施形態においては、センサ機能(撮像機能)を有する表示装置として液晶表示装置を例示したが、バックライトを備えた表示装置であれば液晶表示装置に限定されることはなく、本発明構成の光センサ素子Sを用いることにより同様の効果を得ることが可能である。また、バックライトの構成では、通常の白色光を用いることも出来るが、表示に影響しない非可視光(赤外光や紫外光)でアシストしたものを用いてもよい。特に赤外光を組み合わせる場合には、本発明の方式で長波長領域での感度が向上することとあいまって、効果が大きい。また、他にも、バックライトを用いず有機LED(OLED)を回路面に形成する自発光ディスプレイにおいても、本発明の光センサ素子を設けた構成とすることにより、同様の効果を得ることができる。 In the above embodiment, the liquid crystal display device is exemplified as the display device having the sensor function (imaging function). However, the display device is not limited to the liquid crystal display device as long as the display device includes a backlight. The same effect can be obtained by using the optical sensor element S having the inventive configuration. In the configuration of the backlight, normal white light can be used, but a backlight assisted by invisible light (infrared light or ultraviolet light) that does not affect the display may be used. In particular, in the case of combining infrared light, the effect of the present invention is great in combination with the improvement in sensitivity in the long wavelength region. In addition, in a self-luminous display in which an organic LED (OLED) is formed on a circuit surface without using a backlight, the same effect can be obtained by adopting the configuration provided with the photosensor element of the present invention. it can.
また以上の実施形態においては、画素部または周辺領域の薄膜トランジスタを構成する層と同一層を用いて光センサ素子Sの各層を構成した例を説明した。しかしながら本発明の表示装置は、図1を用いて説明した光センサ素子Sを備えた構成であれば良く、光センサ素子Sの占有面積を微細化して表示領域の面積拡大を図る効果を得ることが可能である。 Moreover, in the above embodiment, the example which comprised each layer of the optical sensor element S using the same layer as the layer which comprises the thin film transistor of a pixel part or a peripheral region was demonstrated. However, the display device of the present invention only needs to have the configuration including the photosensor element S described with reference to FIG. 1, and the effect of reducing the area occupied by the photosensor element S and increasing the area of the display region can be obtained. Is possible.
<適用例>
以上説明した本発明に係る表示装置は、図9〜図13に示す様々な電子機器、例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラなど、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。以下に、本発明が適用される電子機器の一例について説明する。
<Application example>
The display device according to the present invention described above is input to various electronic devices shown in FIGS. 9 to 13 such as a digital camera, a notebook personal computer, a mobile terminal device such as a mobile phone, and a video camera. The present invention can be applied to display devices for electronic devices in various fields that display a video signal or a video signal generated in the electronic device as an image or video. An example of an electronic device to which the present invention is applied will be described below.
図9は、本発明が適用されるテレビを示す斜視図である。本適用例に係るテレビは、フロントパネル102やフィルターガラス103等から構成される映像表示画面部101を含み、その映像表示画面部101として本発明に係る表示装置を用いることにより作成される。 FIG. 9 is a perspective view showing a television to which the present invention is applied. The television according to this application example includes a video display screen unit 101 including a front panel 102, a filter glass 103, and the like, and is created by using the display device according to the present invention as the video display screen unit 101.
図10は、本発明が適用されるデジタルカメラを示す図であり、(A)は表側から見た斜視図、(B)は裏側から見た斜視図である。本適用例に係るデジタルカメラは、フラッシュ用の発光部111、表示部112、メニュースイッチ113、シャッターボタン114等を含み、その表示部112として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。 10A and 10B are diagrams showing a digital camera to which the present invention is applied. FIG. 10A is a perspective view seen from the front side, and FIG. 10B is a perspective view seen from the back side. The digital camera according to this application example includes a light emitting unit 111 for flash, a display unit 112, a menu switch 113, a shutter button 114, and the like, and is manufactured by using the display device according to the present invention as the display unit 112.
図11は、本発明が適用されるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。本適用例に係るノート型パーソナルコンピュータは、本体121に、文字等を入力するとき操作されるキーボード122、画像を表示する表示部123等を含み、その表示部123として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。 FIG. 11 is a perspective view showing a notebook personal computer to which the present invention is applied. A notebook personal computer according to this application example includes a main body 121 including a keyboard 122 that is operated when characters and the like are input, a display unit 123 that displays an image, and the like. It is produced by using.
図12は、本発明が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。本適用例に係るビデオカメラは、本体部131、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ132、撮影時のスタート/ストップスイッチ133、表示部134等を含み、その表示部134として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。 FIG. 12 is a perspective view showing a video camera to which the present invention is applied. The video camera according to this application example includes a main body 131, a lens 132 for shooting an object on a side facing forward, a start / stop switch 133 at the time of shooting, a display unit 134, and the like. It is manufactured by using such a display device.
図13は、本発明が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す図であり、(A)は開いた状態での正面図、(B)はその側面図、(C)は閉じた状態での正面図、(D)は左側面図、(E)は右側面図、(F)は上面図、(G)は下面図である。本適用例に係る携帯電話機は、上側筐体141、下側筐体142、連結部(ここではヒンジ部)143、ディスプレイ144、サブディスプレイ145、ピクチャーライト146、カメラ147等を含み、そのディスプレイ144やサブディスプレイ145として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。
FIG. 13 is a diagram showing a portable terminal device to which the present invention is applied, for example, a cellular phone, in which (A) is a front view in an opened state, (B) is a side view thereof, and (C) is in a closed state. (D) is a left side view, (E) is a right side view, (F) is a top view, and (G) is a bottom view. The mobile phone according to this application example includes an upper housing 141, a
1…基板(第1基板)、5…ゲート絶縁膜、7…半導体層、7i…受光部(i型領域)、7n…n型領域、7p…p型領域、9…層間絶縁膜(ゲート絶縁膜)、13…平坦化絶縁膜、13a…開口窓、20…表示装置、21a…表示領域、31…画素部、31c…画素電極、G1…第1制御電極、G2…第2制御電極、S…光センサ素子、Tr…薄膜トランジスタ
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記i型領域から電気信号を読み出す際には、前記2つの制御電極に互いに逆極性の電位を印加する
光センサ素子の駆動方法。 A semiconductor layer p-type region and the n-type region in a state sandwiching the i-type region used as the light receiving portion is provided, while being opposed to each other at a position sandwiching the i-type region via the Gate insulating film, A method for driving an optical sensor element comprising two control electrodes , at least one of which has optical transparency ,
When reading an electric signal from the i-type region , potentials having opposite polarities are applied to the two control electrodes.
Driving method of optical sensor element.
請求項1に記載の光センサ素子の駆動方法。 The voltage to be applied before Symbol two control electrodes to control the electrical signal amount read from the i-type region
The method for driving an optical sensor element according to claim 1 .
請求項1に記載の光センサ素子の駆動方法。 The voltage to be applied before Symbol two control electrodes to control the read voltage applied between the p-type region and the n-type region when reading electrical signals from the i-type region
The method for driving an optical sensor element according to claim 1 .
前記光センサ素子は、
受光部として用いられるi型領域を挟む状態でp型領域およびn型領域が設けられた半導体層と、
ゲート絶縁膜を介して前記i型領域を挟む位置に互いに対向配置されると共に、少なくとも一方が光透過性を有する2つの制御電極と、
前記2つの制御電極に互いに逆極性の電位を印加することにより、前記i型領域から電気信号を読み出す回路部と
を備えた表示装置。 In a display device in which a photosensor element and a pixel portion are provided on a substrate,
The optical sensor element,
A semiconductor layer provided with a p-type region and an n-type region in a state of sandwiching an i-type region used as a light receiving portion;
Two control electrodes that are disposed opposite to each other at a position sandwiching the i-type region with a gate insulating film interposed therebetween , and at least one of which has optical transparency ;
A circuit unit for reading out an electrical signal from the i-type region by applying potentials of opposite polarities to the two control electrodes;
Viewing device equipped with.
請求項4に記載の表示装置。 A control electrode provided on the upper surface side of the semiconductor layer of the previous SL two control electrodes is composed of a pixel electrode in the same layer provided on the pixel portion
The display device according to claim 4 .
前記画素電極と同一層で構成された前記制御電極は、前記平坦化絶縁膜に形成された開口窓内において前記半導体層上に配置されている
請求項5に記載の表示装置。 Before Symbol pixel electrode is formed on the planarization insulating film covering the upper side of the substrate,
The control electrode composed of the same layer as the pixel electrode is disposed on the semiconductor layer in an opening window formed in the planarization insulating film.
The display device according to claim 5 .
前記半導体層は、前記画素電極を駆動するための薄膜トランジスタの半導体層と同一層で構成され、
前記2つの制御電極のうちの一方は、前記薄膜トランジスタのゲート電極と同一層で構成されている
請求項5に記載の表示装置。 The front SL on the substrate, a thin film transistor for driving the pixel electrodes are provided,
The semiconductor layer is composed of the same layer as a semiconductor layer of a thin film transistor for driving the pixel electrode,
One of the two control electrodes is composed of the same layer as the gate electrode of the thin film transistor.
The display device according to claim 5 .
請求項4に記載の表示装置。 Before Symbol light sensor elements are arrayed in the pixel portion is disposed within the display area
The display device according to claim 4 .
請求項4に記載の表示装置。 A backlight is provided on the back side of the front Stories substrate
The display device according to claim 4 .
前記光センサ素子に設けた2つの制御電極に互いに逆極性の電位を印加することによって当該光センサ素子における前記i型領域から電気信号を読み出す
表示装置の駆動方法。 A position where a p-type region and an n-type region are provided in a state where an i-type region used as a light-receiving portion is sandwiched on a substrate provided with a pixel portion, and a position where the i-type region is sandwiched via a gate insulating film And a display device driving method including an optical sensor element including at least one of two control electrodes having optical transparency .
An electric signal is read from the i-type region of the photosensor element by applying potentials having opposite polarities to the two control electrodes provided in the photosensor element.
The driving method of Viewing device.
請求項10に記載の表示装置の駆動方法。 The light intensity of a backlight provided on the back surface side of the front Stories substrate is controlled based on the magnitude of the electrical signal read from the i-type region
The method for driving a display device according to claim 10 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007308593A JP5068149B2 (en) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | Optical sensor element, optical sensor element driving method, display apparatus, and display apparatus driving method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007308593A JP5068149B2 (en) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | Optical sensor element, optical sensor element driving method, display apparatus, and display apparatus driving method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009135185A JP2009135185A (en) | 2009-06-18 |
JP5068149B2 true JP5068149B2 (en) | 2012-11-07 |
Family
ID=40866833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007308593A Active JP5068149B2 (en) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | Optical sensor element, optical sensor element driving method, display apparatus, and display apparatus driving method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5068149B2 (en) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101791370B1 (en) * | 2009-07-10 | 2017-10-27 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Semiconductor device |
CN103794612B (en) * | 2009-10-21 | 2018-09-07 | 株式会社半导体能源研究所 | Semiconductor device |
WO2011055638A1 (en) * | 2009-11-06 | 2011-05-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device |
WO2011055637A1 (en) * | 2009-11-06 | 2011-05-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Touch panel and driving method of touch panel |
KR101725044B1 (en) | 2010-05-27 | 2017-04-11 | 삼성전자주식회사 | Imaging display apparatus |
WO2011152307A1 (en) * | 2010-05-31 | 2011-12-08 | シャープ株式会社 | Display device equipped with touch sensor |
KR101108176B1 (en) * | 2010-07-07 | 2012-01-31 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | Double gate thin film transistor and OLED display apparatus |
KR101736320B1 (en) * | 2010-11-02 | 2017-05-30 | 삼성디스플레이 주식회사 | Photo diode, manufacturing method thereof and photo sensor comprising the same |
US8634230B2 (en) * | 2011-01-28 | 2014-01-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for driving the same |
US9799773B2 (en) * | 2011-02-02 | 2017-10-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Transistor and semiconductor device |
US9881954B2 (en) * | 2014-06-11 | 2018-01-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Imaging device |
KR102536780B1 (en) * | 2015-12-23 | 2023-05-24 | 엘지디스플레이 주식회사 | Thin film transistor substrate and Method of manufacturing the same and Display Device using the same |
KR102406673B1 (en) * | 2017-12-28 | 2022-06-08 | 엘지디스플레이 주식회사 | Display Device comprising optical sensor |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2959682B2 (en) * | 1991-03-20 | 1999-10-06 | 日本電信電話株式会社 | Photodiode |
JP3265676B2 (en) * | 1993-01-18 | 2002-03-11 | カシオ計算機株式会社 | Photo sensor system |
JP4127416B2 (en) * | 1997-07-16 | 2008-07-30 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Optical sensor, optical sensor manufacturing method, linear image sensor, and area sensor |
JP2004119719A (en) * | 2002-09-26 | 2004-04-15 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | Diode for optical sensor and image input circuit using same, and method of driving image input circuit |
JP2005019636A (en) * | 2003-06-25 | 2005-01-20 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | Thin film diode and thin film transistor |
JP2005043672A (en) * | 2003-07-22 | 2005-02-17 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | Array substrate and its manufacturing method |
JP2006332287A (en) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | Thin film diode |
JP2007114315A (en) * | 2005-10-18 | 2007-05-10 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | Display device |
-
2007
- 2007-11-29 JP JP2007308593A patent/JP5068149B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009135185A (en) | 2009-06-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5068149B2 (en) | Optical sensor element, optical sensor element driving method, display apparatus, and display apparatus driving method | |
JP7550265B2 (en) | Solid-state imaging device and electronic device | |
KR101562609B1 (en) | Optical sensor element imaging device electronic equipment and memory element | |
US8537082B2 (en) | Display and electronic apparatus | |
US8269748B2 (en) | Display and electronic apparatus | |
US8169572B2 (en) | Display apparatus and electronic apparatus | |
CN111211152B (en) | Display panel and display device | |
JP2009146100A (en) | Display device and light sensor element | |
JP2014063521A (en) | Display device, liquid crystal panel, and organic el panel | |
JP2013021737A (en) | Portable electronic apparatus | |
JP2010026467A (en) | Display device and electronic equipment | |
JP2009063803A (en) | Display device | |
TWI406065B (en) | Display device and electronic apparatus | |
JP2005276030A (en) | Image reading apparatus | |
JP2009135186A (en) | Optical sensor and display device | |
JP5312435B2 (en) | Display device | |
JP2009164543A (en) | Light sensor and display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20100817 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20100817 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101104 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110930 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111004 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111130 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20120330 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120724 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120814 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150824 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5068149 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |