JPH1175115A - 表示装置兼用型イメージセンサ装置 - Google Patents

表示装置兼用型イメージセンサ装置

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JPH1175115A
JPH1175115A JP9236352A JP23635297A JPH1175115A JP H1175115 A JPH1175115 A JP H1175115A JP 9236352 A JP9236352 A JP 9236352A JP 23635297 A JP23635297 A JP 23635297A JP H1175115 A JPH1175115 A JP H1175115A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光素子および受光素子として機能する薄膜
光電変換素子を用いてアクティブマトリクス型の表示装
置としての使用、およびイメージセンサとしての使用の
双方が可能な表示装置兼用型イメージセンサ装置を提供
すること。 【解決手段】 マトリクス状に配置されたいずれの画素
ＰＸにも、走査線ｇａｔｅを介して走査信号が供給され
る第１の導通制御回路ＳＷＡ、およびこの回路を介して
第１の配線Ｄ２１と第２の配線Ｄ２２とに回路的に接続
する発光・受光可能な第１の薄膜光電変換素子１１Ａを
備える第１の画素部ＰＸＡと、同じ走査線ｇａｔｅを介
して走査信号が供給される第２の導通制御回路ＳＷＢ、
およびこの回路を介して第１の配線Ｄ２１と第３の配線
Ｄ２３とに回路的に接続する発光・受光可能な第２の薄
膜光電変換素子１１Ｂを備える第２の画素部ＰＸＢとを
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
クス型の表示装置としての使用、およびイメージセンサ
としての使用の双方が可能な新たな装置（表示装置兼用
型イメージセンサ装置）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子
またはＬＥＤ（発光ダイオード）素子等の電流制御型発
光素子を用いたアクティブマトリクス型の表示装置が特
開平８−５４８３６号や特開平８−１２９３５８号等に
開示されている。このタイプの表示装置に用いられる発
光素子はいずれも自己発光するため、液晶表示装置と違
ってバックライトを必要とせず、また、視野角依存性が
少ない等の利点もある。一方、ファクシミリ等において
は一般家庭への普及が進む中、家電製品としてより安価
なものが求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ファクシミリ等で使用されているイメージセンサには、
高価な光学系、機械系、センサ、照明系等が必要である
ため、ファクシミリ等の低価格化を図ることが困難であ
る。
【０００４】ここに、本願発明者は、駆動条件によって
は前記の電流制御型発光素子がＰＤ（フォトダイオー
ド）素子としても機能することに着目し、アクティブマ
トリクス型の表示装置としての使用、およびイメージセ
ンサとしての使用の双方が可能な新たな装置を提案する
ものである。
【０００５】すなわち、本発明の課題は、発光素子およ
び受光素子として機能する薄膜光電変換素子を用いてア
クティブマトリクス型の表示装置としての使用、および
イメージセンサとしての使用の双方が可能な表示装置兼
用型イメージセンサ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る表示装置兼用型イメージセンサ装置で
は、マトリクス状に配置された複数の画素と、該画素を
順次選択していくための走査信号が供給される走査線
と、前記走査信号により選択された画素で発光または受
光を行うときの信号線として用いられる第１ないし第３
の配線とを有し、前記画素は、前記走査線を介して前記
走査信号が供給される第１の導通制御回路、および該第
１の導通制御回路を介して前記第１の配線と前記第２の
配線と接続する発光・受光可能な第１の薄膜光電変換素
子を備える第１の画素部と、前記走査線を介して前記走
査信号が供給される第２の導通制御回路、および該第２
の導通制御回路を介して前記第１の配線と前記第３の配
線とに接続する発光・受光可能な第２の薄膜光電変換素
子を備える第２の画素部とを備えていることを特徴とす
る。
【０００７】本発明に係る表示装置兼用型イメージセン
サ装置では、各画素に発光素子および受光素子として機
能する第１および第２の薄膜光電変換素子がそれぞれ構
成されているため、これらの薄膜光電変換素子の駆動方
法を変えるだけで、イメージセンサ装置および表示装置
として用いることができる。また、本発明の表示装置兼
用型イメージセンサ装置では、各光電変換素子を薄膜光
電変換素子で構成しているため、液晶表示装置のアクテ
ィブマトリクス基板と同様、半導体プロセスで製造でき
る。しかも、高価な光学系、機械系、センサ、照明等が
不要であるため、ファクシミリのリードアウト部分等の
低価格化を図ることができる。
【０００８】本発明において、第１および第２の画素部
の各々において前記導通制御回路を１つの薄膜トランジ
スタ（以下、ＴＦＴという。）で構成する場合と、２段
の薄膜トランジスタで構成する場合とがある。
【０００９】導通制御回路を１つのＴＦＴで構成する場
合には、まず、前記第１の導通制御回路および前記第２
の導通制御回路には前記走査信号がゲート電極に供給さ
れるＴＦＴをそれぞれ１つずつ構成する。これらのＴＦ
Ｔのうち、前記第１の導通制御回路の前記ＴＦＴは、ソ
ース・ドレイン領域の一方を前記第２の配線に接続し、
他方を前記第１の薄膜光電変換素子の画素電極に接続す
る。また、前記第２の導通制御回路の前記ＴＦＴは、ソ
ース・ドレイン領域の一方を前記第３の配線に接続し、
他方を前記第２の薄膜光電変換素子の画素電極に接続す
る。
【００１０】このような構成を有する場合には、前記薄
膜光電変換素子を発光素子として用いるときは、前記第
２および第３の配線のうち当該薄膜光電変換素子が接続
する配線と点灯・消灯制御用信号の出力回路とを接続
し、前記薄膜光電変換素子を受光素子として用いるとき
は、前記第２および第３の配線のうち当該薄膜光電変換
素子が接続する配線と光電流検出回路とを接続する切換
回路を設け、前記第１の配線については定電圧電源に接
続することが好ましい。このように構成すると、第２お
よび第３の配線の接続状態を切換回路で切り換えるだけ
で、第１および第２の画素部については双方を発光部ま
たは受光部として機能させることができるとともに、一
方を発光部として機能させ、他方を受光部として機能さ
せることができる。
【００１１】本発明において、導通制御回路を２段のＴ
ＦＴで構成する場合は、まず、前記第１の導通制御回路
および前記第２の導通制御回路には、前記走査信号がゲ
ート電極に供給される第１のＴＦＴと、該第１のＴＦＴ
を介してゲート電極が前記第１の配線に接続する第２の
ＴＦＴとをそれぞれ構成する。これらのＴＦＴのうち、
前記第１の導通制御回路の前記第２のＴＦＴは、ソース
・ドレイン領域の一方を前記第２の配線に接続し、他方
を前記第１の薄膜光電変換素子の画素電極に接続する。
また、前記第２の導通制御回路の前記第２のＴＦＴは、
ソース・ドレイン領域の一方を前記第３の配線に接続
し、他方を前記第２の薄膜光電変換素子の画素電極に接
続する。
【００１２】このような構成を有する場合には、前記薄
膜光電変換素子を発光素子として用いるときは、前記第
２および第３の配線のうち当該薄膜光電変換素子が接続
する配線と定電圧電源とを接続し、前記薄膜光電変換素
子を受光素子として用いるときは、前記第２および第３
の配線のうち当該薄膜光電変換素子が接続する配線と光
電流検出回路とを接続する切換回路を設け、前記第１の
配線については、前記第２のＴＦＴの導通状態を制御す
る信号の出力回路に接続しておく。このように構成する
と、第２および第３の配線の接続状態を切換回路で切り
換えるだけで、第１および第２の画素部については双方
を発光部または受光部として機能させることができると
ともに、一方を発光部として機能させ、他方を受光部と
して機能させることができる。
【００１３】本発明において、前記第１の薄膜光電変換
素子の画素電極の形成領域と、前記第２の薄膜光電変換
素子の画素電極の形成領域とが相互に入り組んでいるこ
とが好ましい。このように構成すると、表示装置兼用型
イメージセンサ装置をイメージセンサ装置として用いた
際に、発光部として機能する画素部の側から出射した光
が書面、図面、写真等のリードアウト対象物で反射して
受光部として機能する画素部の側に効率よく届く。
【００１４】本発明において、前記第１の薄膜光電変換
素子の画素電極の形成領域と、前記第２の薄膜光電変換
素子の画素電極の形成領域とは、該画素電極の外枠を直
線的に仕切った構造に比して双方の重心位置が近接して
いることが好ましい。たとえば、前記第１の薄膜光電変
換素子の画素電極の形成領域が前記第２の薄膜光電変換
素子の画素電極の形成領域で周囲を囲まれていることが
好ましい。この場合には、前記第１の薄膜光電変換素子
の画素電極の形成領域は、前記第２の薄膜光電変換素子
の画素電極の形成領域の中央部分にあることが好まし
い。このように構成した場合には、表示装置兼用型イメ
ージセンサ装置をイメージセンサ装置として用いた際
に、発光部として機能する画素部の側から射出した光が
書面、図面、写真等のリードアウト対象物で反射して受
光部として機能する画素部の側に効率よく届く。
【００１５】本発明において、前記第１の薄膜光電変換
素子の画素電極と、前記第２の薄膜光電変換素子の画素
電極との間には遮光層が形成されていることが好まし
い。このように構成すると、発光部として機能する画素
部の側から全方向に光が出射されても、この光が受光部
として機能する画素部の方に漏れてしまうことを遮光層
によって防止することができる。それ故、高いＳ／Ｎ比
でリードアウト対象物から画像を読み取ることができ
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の実施の
形態を説明する。
【００１７】［実施の形態１］ （アクティブマトリクス基板の全体構成）図１ないし図
４のそれぞれは、表示装置兼用型イメージセンサ装置に
用いたアクティブマトリクスの等価回路図、このアクテ
ィブマトリクスに構成されている複数の画素のうちの１
つを拡大して示す平面図、この画素に構成されている各
素子の構造を示す断面図、および２つの画素での電位変
化を示す波形図である。
【００１８】本形態の表示装置兼用型イメージセンサ装
置に用いたアクティブマトリクス基板は、液晶表示装置
のアクティブマトリクス基板と同様、半導体プロセスに
より製造されたものである。図１および図２に示すよう
に、本形態の表示装置兼用型イメージセンサ装置１で
は、透明基板２上に複数本の走査線ｇａｔｅが構成され
ている。これらの走査線ｇａｔｅの延設方向に対して交
差する方向には、電圧供給のための共通配線として機能
する第１の配線Ｄ１１、および信号線として機能する第
２および第３の配線Ｄ１２、Ｄ１３が構成され、第２の
配線Ｄ１２（または第３の配線Ｄ１３）と走査線ｇａｔ
ｅとの交差部分に対応するように各画素ＰＸ（画素ＰＸ
11、ＰＸ12・・・ＰＸ21、ＰＸ22・・・）がマトリクス
状に構成されている。走査線ｇａｔｅの端部には、この
走査線ｇａｔｅに対して画素選択用のパルスを走査信号
として出力する走査側駆動回路２０が構成されている。
【００１９】（画素の構成）図１ないし図３に示すよう
に、本形態では、それぞれの画素ＰＸは、走査線ｇａｔ
ｅを介して画素選択用の走査信号が供給される第１の導
通制御回路ＳＷＡ、およびこの第１の導通制御回路ＳＷ
Ａを介して第１の配線Ｄ１１と第２の配線Ｄ１２とに回
路的に接続する第１の薄膜光電変換素子１１Ａを備える
第１の画素部ＰＸＡと、この第１の画素部ＰＸＡと共通
の走査線ｇａｔｅを介して前記の走査信号が供給される
第２の導通制御回路ＳＷＢ、およびこの第２の導通制御
回路ＳＷＢを介して第１の配線Ｄ１１と第３の配線Ｄ１
３とに回路的に接続する第２の薄膜光電変換素子１１Ｂ
を備える第２の画素部ＰＸＢとが構成されている。図２
および図３には図示を省略するが、第１および第２の画
素部ＰＸＡ、ＰＸＢのいずれにおいても、第１および第
２の薄膜光電変換素子１１Ａ、１１Ｂに対して並列に接
続するように保持容量１３Ａ、１３Ｂが形成されてい
る。
【００２０】第１および第２の導通制御回路ＳＷＡ、Ｓ
ＷＢは、走査線ｇａｔｅから走査信号が供給されるゲー
ト電極を備えるＰチャネル型のＴＦＴ１０Ａ、ＴＦＴ１
０Ｂからそれぞれ構成されている。第１の導通制御回路
ＳＷＡの側のＴＦＴ１０Ａは、ソース・ドレイン領域Ｓ
／Ｄの一方が第２の配線Ｄ１２に接続し、他方が第１の
薄膜光電変換素子１１Ａの画素電極ＰＥＡに接続してい
る。第２の導通制御回路ＳＷＢの側のＴＦＴ１０Ｂは、
ソース・ドレイン領域Ｓ／Ｄの一方が第３の配線Ｄ１３
に接続し、他方が第２の薄膜光電変換素子１１Ｂの画素
電極ＰＥＢに接続している。
【００２１】図３（Ａ）、（Ｂ）は図２のＡ−Ａ′線に
おける断面、および図２のＢ−Ｂ′線における断面をそ
れぞれ示す。図３（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、第
１および第２の画素部ＰＸＡ、ＰＸＢは、基本的な構成
が同一であり、第１および第２の導通制御回路ＳＷＡ、
ＳＷＢを構成するＴＦＴ１０Ａ、１０Ｂは、いずれも、
チャネル領域６１、チャネル領域６１の両側に形成され
たソース・ドレイン領域Ｓ／Ｄ、少なくともチャネル領
域６１の表面に形成されたゲート絶縁膜６２、このゲー
ト絶縁膜６２の表面に形成されたゲート電極６３とを有
しており、ゲート電極６３の表面側には層間絶縁膜６４
が形成されている。この層間絶縁膜６４のコンタクトホ
ールを介して、第２および第３の配線Ｄ１２、Ｄ１３が
一方のソース・ドレイン領域Ｓ／Ｄにそれぞれ電気的に
接続している。他方のソース・ドレイン領域Ｓ／Ｄには
第１および第２の薄膜光電変換素子１１Ａ、１１Ｂの画
素電極ＰＥＡ、ＰＥＢがそれぞれ電気的に接続してい
る。なお、図３には図示を省略してあるが、第１および
第２の画素部ＰＸＡ、ＰＸＢのいずれにも、図１を参照
して説明したように、第１および第２の薄膜光電変換素
子１１Ａ、１１Ｂに対して並列に電気的に接続する保持
容量１３Ａ、１３Ｂが構成されている。これらの保持容
量１３Ａ、１３Ｂは、たとえば画素電極ＰＥＡ、ＰＥ
Ｂ、あるいは画素電極ＰＥＡ、ＰＥＢに電気的に接続す
る方のソース・ドレイン領域Ｓ／Ｄを延設し、絶縁膜を
介して対向電極ＯＰに対向させることにより形成でき
る。また、第１および第２の画素部ＰＸＡ、ＰＸＢを通
るように容量線を形成し、この容量線を前記のソース・
ドレイン領域Ｓ／Ｄの延設部分あるいは画素電極ＰＥ
Ａ、ＰＥＢに絶縁膜を介して対向させることにより保持
容量１３Ａ、１３Ｂを形成してもよい。この場合には容
量線は固定電位とする。
【００２２】（薄膜光電変換素子）第１および第２の薄
膜光電変換素子１１Ａ、１１Ｂはいずれも同一の構成を
有し、発光素子および受光素子のいずれの素子としても
機能する。すなわち、第１の薄膜光電変換素子１１Ａ
は、ＩＴＯ膜からなる透明な画素電極ＰＥＡ、正孔注入
層ＶＡ、有機半導体膜ＳＡ、およびリチウム含有アルミ
ニウム、カルシウム等の金属膜からなる対向電極ＯＰが
この順に積層されている。第２の薄膜光電変換素子１１
Ｂも、同様に、ＩＴＯ膜からなる透明な画素電極ＰＥ
Ｂ、正孔注入層ＶＢ、有機半導体膜ＳＢ、およびリチウ
ム含有アルミニウム、カルシウム等の金属膜からなる対
向電極ＯＰがこの順に積層され、これらの各層は第１の
薄膜光電変換素子１１Ａの画素電極ＰＥＡ、正孔注入層
ＶＡ、有機半導体膜ＳＡ、および対向電極ＯＰとそれぞ
れ同時形成された層である。
【００２３】まず、薄膜光電変換素子が発光素子として
機能する場合を説明する。第１および第２の薄膜光電変
換素子１１Ａ、１１Ｂでは、それらを発光素子（電流制
御型発光素子）として用いるために対向電極ＯＰと画素
電極ＰＥＡ、ＰＥＢとをそれぞれ負極および正極として
電圧を印加すると、印加電圧が薄膜光電変換素子のしき
い値電圧を越えた状態で有機半導体膜ＳＡ、ＳＢに流れ
る電流（駆動電流）が急激に増大し、第１および第２の
薄膜光電変換素子１１Ａ、１１Ｂは、ＥＬ素子あるいは
ＬＥＤ素子として発光する。この光は、対向電極ＯＰで
反射され、透明な画素電極ＰＥＡ、ＰＥＢ、および透明
基板２を透過して射出される。
【００２４】次に、薄膜光電変換素子が受光素子として
機能する場合を説明する。第１および第２の薄膜光電変
換素子１１Ａ、１１Ｂに透明基板２および透明な画素電
極ＰＥＡ、ＰＥＢを通して光が届いたときには、有機半
導体膜ＳＡ、ＳＢに光電流が発生する。この際、薄膜光
電変換素子は、対向電極ＯＰと画素電極ＰＥＡ、ＰＥＢ
との間に電位差を発生する受光素子として機能する。
【００２５】このような構造の第１および第２の薄膜光
電変換素子１１Ａ、１１Ｂを製造するにあたって、本形
態では、層間絶縁膜６４の表面側に黒色のレジスト層を
形成した後、正孔注入層ＶＡ、ＶＢおよび有機半導体膜
ＳＡ、ＳＢを形成して発光領域あるいは受光領域とすべ
き領域を囲むように前記レジストを残し、バンク層ｂａ
ｎｋを形成する。バンク層ｂａｎｋを形成した後は、バ
ンク層ｂａｎｋの内側領域に対してインクジェットヘッ
ドから、正孔注入層ＶＡ、ＶＢを構成するための液状の
材料（前駆体）を吐出し、バンク層ｂａｎｋの内側領域
に正孔注入層ＶＡ、ＶＢを形成する。同様に、バンク層
ｂａｎｋの内側領域に対してインクジェットヘッドか
ら、有機半導体膜ＳＡ、ＳＢを構成するための液状の材
料（前駆体）を吐出し、バンク層ｂａｎｋの内側領域に
有機半導体膜ＳＡ、ＳＢを形成する。ここで、バンク層
ｂａｎｋはレジストから構成されているため、撥水性で
ある。これに対して、正孔注入層ＶＡ、ＶＢや有機半導
体膜ＳＡ、ＳＢの前駆体は親水性の溶媒を主溶媒として
用いているため、正孔注入層ＶＡ、ＶＢや有機半導体膜
ＳＡ、ＳＢの塗布領域はバンク層ｂａｎｋによって確実
に規定され、隣接する画素部にはみ出ることがない。そ
れ故、正孔注入層ＶＡ、ＶＢや有機半導体膜ＳＡ、ＳＢ
を所定領域内だけに形成できる。また、第１の画素部Ｐ
ＸＡの画素電極ＰＥＡと第２の画素部ＰＸＢの画素電極
ＰＥＢとの間には、遮光性のバンク層ｂａｎｋ（遮光
層）が形成されることになる。但し、予めバンク層ｂａ
ｎｋからなる隔壁が１μｍほどの高さであれば、バンク
層ｂａｎｋが撥水性でなくても、バンク層ｂａｎｋは隔
壁として十分に機能する。なお、バンク層ｂａｎｋを形
成しておけば、インクジェット法に代えて、塗布法で正
孔注入層ＶＡ、ＶＢや有機半導体膜ＳＡ、ＳＢを形成す
る場合でもその形成領域を規定できる。
【００２６】なお、薄膜光電変換素子１１Ａ、１１Ｂで
は、発光効率がやや低下するが、正孔注入層ＶＡ、ＶＢ
を省略する場合がある。また、正孔注入層ＶＡ、ＶＢに
代えて、有機半導体膜ＳＡ、ＳＢの反対側に電子注入層
を構成する場合、電子注入層および正孔注入層ＶＡ、Ｖ
Ｂの双方を構成する場合もある。
【００２７】（駆動回路）図２からわかるように、対向
電極ＯＰは、少なくとも画素領域上に形成され、本形態
では、各画素ＰＸ間で共通の電極として、複数の画素Ｐ
Ｘに跨がるようにストライプ状に形成されている。図１
に示すように、この対向電極ＯＰ自身を第１の配線Ｄ１
１として用い、それを定電圧電源ｃｃに接続しておく。
【００２８】本形態では、すべての画素ＰＸにおいて第
１の薄膜光電変換素子１１Ａおよび第２の薄膜光電変換
素子１１Ｂを発光素子または受光素子として使用でき、
かつ、第１の薄膜光電変換素子１１Ｂおよび第２の薄膜
光電変換素子のうちの一方を発光素子として、他方を受
光素子として使用することもできるように、以下のよう
に構成してある。
【００２９】再び図１において、透明基板２上には、第
２の配線Ｄ１２に点灯・消灯状態を制御する信号を出力
する第１のデータ側駆動回路３０１と、第３の配線Ｄ１
３に点灯・消灯状態を制御する信号を出力する第２のデ
ータ側駆動回路３０２とが構成されている。また、透明
基板２上には、第１の薄膜光電変換素子１１Ａが受光し
た際に流れる光電流を第２の配線Ｄ１２から検出する第
１の光電流検出回路５０１と、第２の薄膜光電変換素子
１１Ｂが受光した際に流れる光電流を第３の配線Ｄ１３
から検出する第２の光電流検出回路５０２とが構成され
ている。ここで、第１の光電流検出回路５０１および第
２の光電流検出回路５０２は、微少電流増幅回路、電圧
増幅回路等を内蔵し、各配線の微少な変化をとらえる。
【００３０】（切換回路）また、図１に示すように、透
明基板２上には、第１の薄膜光電変換素子１１Ａを発光
素子として用いるとき第２の配線Ｄ１２と第１のデータ
側駆動回路３０１とを接続し、第１の薄膜光電変換素子
１１Ａを受光素子として用いるとき第２の配線Ｄ１２と
第１の光電流検出回路５０１とを接続する第１の切換回
路４０１と、第２の薄膜光電変換素子１１Ｂを発光素子
として用いるとき第３の配線Ｄ１３と第２のデータ側駆
動回路３０２とを接続し、第２の薄膜光電変換素子１１
Ｂを受光素子として用いるとき第３の配線Ｄ１３と第２
の光電流検出回路５０２とを接続する第２の切換回路４
０２とが構成されている。
【００３１】この例では、第１の切換回路４０１には、
極性が反転した信号がそれぞれ供給される信号線ｃｇ
１、ｓｇ１が構成され、第２の切換回路４０２には、極
性が反転した信号が供給される信号線ｃｇ２、ｓｇ２が
構成されている。これらの信号線ｃｇ１、ｓｇ１、ｃｇ
２、ｓｇ２は、Ｎチャネル型のＴＦＴ４１、４２、４
３、４４のゲート電極にそれぞれ接続している。ＴＦＴ
４１は第１の光電流検出回路５０１と第２の配線Ｄ１２
との接続状態を制御するように構成され、ＴＦＴ４２は
第１のデータ側駆動回路３０１と第２の配線Ｄ１２との
接続状態を制御するように構成されている。同様にＴＦ
Ｔ４３は第２の光電流検出回路５０２と第３の配線Ｄ１
３との接続状態を制御するように構成され、ＴＦＴ４４
は第２のデータ側駆動回路３０２と第３の配線Ｄ１３と
の接続状態を制御するように構成されている。
【００３２】（使用方法）このように構成した表示装置
兼用型イメージセンサ装置１を密着型イメージセンサ装
置として用いる場合には、画像を読み取るべき写真等の
リードアウト対象物を透明基板２の裏面側に密着させ
る。ここで、各画素ＰＸにおいて、第１の薄膜光電変換
素子１１Ａを発光素子として用い、第２の薄膜光電変換
素子１１Ｂを受光素子として用いる場合には、第１の切
換回路４０１においてＴＦＴ４１をオフ状態とし、ＴＦ
Ｔ４２をオン状態とする。これに対して、第２の切換回
路４０２ではＴＦＴ４３をオン状態とし、ＴＦＴ４４を
オフ状態とする。
【００３３】この状態で、走査線ｇａｔｅおよび第２の
配線Ｄ１２には、図４（Ａ）、（Ｂ）に示す波形の信号
が出力される。
【００３４】図４（Ａ）、（Ｂ）には、第１ないし第３
の配線Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３の延設方向（走査線ｇａ
ｔｅに対して交差する方向）で隣接する２つの画素ＰＸ
（前段側の画素ＰＸ11、およびその後段側のＰＸ21）に
おける各走査線ｇａｔｅに供給される走査信号Ｖｇａｔ
ｅ、第１の配線Ｄ１１の電位レベル、第２の配線Ｄ１２
に供給される点灯・消灯制御用の信号ＶＤ１２、第３の
配線Ｄ１３の電位変化、および発光素子として使用され
る第１の薄膜光電変換素子１１Ａの画素電極ＰＥＡの電
位変化をそれぞれ示してある。
【００３５】図４からわかるように、走査線ｇａｔｅに
は、各画素においてＴＦＴ１０Ａ、１０Ｂをオン・オフ
させ各画素を順次選択していくための走査信号Ｖｇａｔ
ｅが供給される一方、第２の配線Ｄ１２には、第１の画
素部ＰＸＡにおいて第１の薄膜光電変換素子１１Ａを点
灯・消灯状態に切り換えるための点灯・消灯制御用の信
号ＶＤ１２が供給される。従って、走査信号Ｖｇａｔｅ
によって選択された画素ＰＸでは、第１の画素部ＰＸＡ
において、点灯・消灯制御用の信号ＶＤ１２に基づいて
第１の薄膜光電変換素子１１Ａが消灯状態から、所定の
期間、点灯状態に切り換わり、再び、消灯状態に戻る。
この間、第２の画素部ＰＸＢでは、第１の画素部ＰＸＡ
から写真等のリードアウト対象物に照射された光が反射
してくるのを第２の薄膜光電変換素子１１Ｂが受光す
る。その結果、第２の薄膜光電変換素子１１Ｂでは光電
流が流れ、それに応じて、第２の薄膜光電変換素子１１
Ｂの画素電極ＰＥＢと対向電極ＯＰとの間には所定の電
位差が発生する。この電位差は、第３の配線Ｄ１３に現
れてくるので、それを第２の光電流検出回路５０２で順
次検出していくことができる。このような動作は走査側
駆動回路２０から走査線ｇａｔｅに出力される走査信号
によって順次選択された各画素で行われる。それ故、表
示装置兼用型イメージセンサ装置１は、密着型イメージ
センサ装置として写真などのリードアウト対象物から画
像情報を読み取ることができる。
【００３６】このようにして読み取った画像情報等は、
表示装置兼用型イメージセンサ装置１で表示させること
ができる。すなわち、写真等のリードアウト対象物から
今回読み取った画像情報をＲＡＭ等の情報記録装置に記
録し、それを表示する際には、該画像情報に応じた変調
画像信号を第１のデータ側駆動回路３０１から第２の配
線Ｄ１２に送出する。その結果、走査線ｇａｔｅから供
給されてくる走査信号によって順次選択される画素ＰＸ
では、第１の画素部ＰＸＡの第１の薄膜光電変換素子１
１Ａが変調画像信号に基づいて点灯・消灯状態が制御さ
れ、所望の画像が表示される。
【００３７】このような表示動作を行う際に、第２の切
換回路４０２においてＴＦＴ４３をオフ状態とし、ＴＦ
Ｔ４４をオン状態とし、かつ、前記の変調画像信号を第
２のデータ側駆動回路３０２から第３の配線Ｄ１３に送
出すれば、第２の画素部ＰＸＢの第２の薄膜光電変換素
子１１Ｂも変調画像信号に基づいて点灯・消灯状態を制
御できる。このように第１および第２の画素部ＰＸＡ、
ＰＸＢの双方で表示動作を行うと、より輝度の高い表示
を行うことができる。
【００３８】なお、上記例とは反対に、第１および第２
の切換回路４０１、４０２においてＴＦＴ４１、４３を
オン状態とし、ＴＦＴ４２、４４をオフ状態とすれば、
第１および第２の画素部ＰＸＡ、ＰＸＢの双方において
各薄膜光電変換素子１１Ａ、１１Ｂを受光素子として用
いることができる。こうすると、より感度の高い読み取
り動作が可能となる。
【００３９】（本形態の効果）以上説明したように、本
形態の表示装置兼用型イメージセンサ装置１では、各画
素ＰＸには、発光素子および受光素子として機能する第
１および第２の薄膜光電変換素子１１Ａ、１１Ｂが構成
されているため、これら薄膜光電変換素子の駆動方法を
変えるだけで、イメージセンサ装置および表示装置とし
て用いることができる。また、本形態の表示装置兼用型
イメージセンサ装置１では、各素子を半導体プロセスで
製造でき、かつ、高価な光学系、機械系、センサ、照明
等が不要であるため、ファクシミリ等のリードアウト部
分の低価格化を図ることができる。
【００４０】しかも、第２および第３の配線Ｄ１２、Ｄ
１３の接続状態を切換回路４０１、４０２で切り換える
だけで、第１および第２の画素部ＰＸＡ、ＰＸＢについ
ては双方を発光部または受光部として機能させることが
できるとともに、一方を発光部として機能させ、他方を
受光部として機能させることができる。
【００４１】また、第１の画素部ＰＸＡの画素電極ＰＥ
Ａと第２の画素部ＰＸＢの画素電極ＰＥＢとの間には遮
光性のバンク層ｂａｎｋが形成されているので、発光部
として機能する第１の画素部ＰＸＡの側から全方向に光
が出射されても、この光が受光部として機能する第２の
画素部ＰＸＢに漏れてしまうことをバンク層ｂａｎｋに
よって防止することができる。それ故、高いＳ／Ｎ比で
リードアウト対象物から画像を読み取ることができる。
【００４２】［実施の形態２］ （アクティブマトリクス基板の全体構成）図５ないし図
８のそれぞれは、表示装置兼用型イメージセンサ装置に
用いたアクティブマトリクスの等価回路図、このアクテ
ィブマトリクスに構成されている複数の画素のうちの１
つを拡大して示す平面図、この画素に構成されている各
素子の構造を示す断面図、および２つの画素での電位変
化を示す波形図である。なお、以下の説明において、実
施の形態１と共通する機能を有する部分には同一の符合
を付してその詳細な説明を省略する。
【００４３】本形態の表示装置兼用型イメージセンサ装
置に用いたアクティブマトリクス基板も、液晶表示装置
のアクティブマトリクス基板と同様、半導体プロセスに
より製造されたものである。図５および図６に示すよう
に、本形態の表示装置兼用型イメージセンサ装置１で
も、透明基板２上には、走査線ｇａｔｅの延設方向に対
して交差する方向に、第１の配線Ｄ２１、第２の配線Ｄ
２２、および第３の配線Ｄ２３が構成され、第１ないし
第３の配線Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３と走査線ｇａｔｅと
の交差によってマトリクス状に各画素ＰＸ（画素ＰＸ1
1、ＰＸ12・・・ＰＸ21、ＰＸ22・・・）が構成されて
いる。また、対向電極ＯＰは、少なくとも画素領域上に
形成され、本形態でも、各画素ＰＸ間で共通の電極とし
て、複数の画素ＰＸに跨がるようにストライプ状に形成
されている。
【００４４】（画素の構成）図５ないし図８に示すよう
に、いずれの画素ＰＸにも第１および第２の画素部ＰＸ
Ａ、ＰＸＢがそれぞれ形成されている。第１の画素部Ｐ
ＸＡには、走査線ｇａｔｅを介して画素選択用の走査信
号が供給される第１の導通制御回路ＳＷＡと、この第１
の導通制御回路ＳＷＡを介して一方の電極（画素電極Ｐ
ＥＡ）が第１の配線Ｄ２１および第２の配線Ｄ２２の双
方に回路的に接続する第１の薄膜光電変換素子１１Ａと
が構成されている。また、第２の画素部ＰＸＢには、こ
の画素部と１つの画素ＰＸを構成する第１の画素部ＰＸ
Ａと共通の走査線ｇａｔｅを介して前記の走査信号が供
給される第２の導通制御回路ＳＷＢと、この第２の導通
制御回路ＳＷＢを介して一方の電極（画素電極ＰＥＢ）
が第１の配線Ｄ２１および第３の配線Ｄ２３の双方に回
路的に接続する第２の薄膜光電変換素子１１Ｂとが構成
されている。ここで、第１および第２の薄膜光電変換素
子１１Ａ、１１Ｂは、他方の電極が共通の対向電極ＯＰ
として構成されている。
【００４５】第１および第２の導通制御回路ＳＷＡ、Ｓ
ＷＢは、走査信号がゲート電極に供給されるＴＦＴ１０
Ｃ、１０Ｅ、およびこの第１のＴＦＴ１０Ｃ、１０Ｅを
介して第１の配線Ｄ２１にゲート電極が接続する第２の
ＴＦＴ１０Ｄ、１０Ｆをそれぞれ有する。この例では、
ＴＦＴ１０Ｃ、１０ＥはＮチャネル型であり、ＴＦＴ１
０Ｄ、１０ＦはＰチャネル型である。第１の導通制御回
路ＳＷＡの第２のＴＦＴ１０Ｄは、ソース・ドレイン領
域Ｓ／Ｄの一方が第２の配線Ｄ２２に接続し、他方が第
１の薄膜光電変換素子１１Ａの画素電極ＰＥＡに接続し
ている。第２の導通制御回路ＳＷＢの第２のＴＦＴ１０
Ｆは、ソース・ドレイン領域Ｓ／Ｄの一方が第３の配線
Ｄ２３に接続し、他方が第２の薄膜光電変換素子１１Ｂ
の画素電極ＰＥＢに接続している。なお、図６および図
７には図示を省略するが、第１および第２の画素部ＰＸ
Ａ、ＰＸＢのいずれにも、第２のＴＦＴ１０Ｄ、１０Ｆ
のゲート電極に対しては保持容量１３Ａ、１３Ｂの一方
の電極が接続しており、該ゲート電極に印加された電位
を保持する役割を担う。
【００４６】図７（Ａ）、（Ｂ）に図６のＣ−Ｃ′線、
Ｄ−Ｄ′線における各断面、および図６のＥ−Ｅ′線、
Ｆ−Ｆ′線における各断面をそれぞれ示すように、第１
および第２の画素部ＰＸＡ、ＰＸＢは、基本的な構成が
同一であり、第１および第２の導通制御回路ＳＷＡ、Ｓ
ＷＢを構成する第１のＴＦＴ１０Ｃ、１０Ｅ、および第
２のＴＦＴ１０Ｄ、１０Ｆは、いずれも、チャネル領域
６１、このチャネル領域６１の両側に形成されたソース
・ドレイン領域Ｓ／Ｄ、少なくともチャネル領域６１の
表面に形成されたゲート絶縁膜６２、このゲート絶縁膜
６２の表面に形成されたゲート電極６３、このゲート電
極６３の表面側に形成された第１の層間絶縁膜６４が形
成されている。
【００４７】第１および第２の導通制御回路ＳＷＡ、Ｓ
ＷＢを構成する第１のＴＦＴ１０Ｃ、１０Ｅにおいて
は、層間絶縁膜６４のコンタクトホールを介して第１の
配線Ｄ２１がソース・ドレイン領域Ｓ／Ｄの一方に対し
てそれぞれ電気的に接続している。ＴＦＴ１０Ｃ、１０
Ｅの他方のソース・ドレイン領域Ｓ／Ｄには層間絶縁膜
６４のコンタクトホールを介して電位保持電極６５が電
気的に接続し、この電位保持電極６５は、第２のＴＦＴ
１０Ｄ、１０Ｆのゲート電極６３の延設部分６３０に対
して電気的に接続している。
【００４８】電位保持電極６５および第１の配線Ｄ２１
の表面側には第２の層間絶縁膜６６が形成されている。
【００４９】第１の導通制御回路ＳＷＡを構成する第２
のＴＦＴ１０Ｄにおいては、層間絶縁膜６４のコンタク
トホールを介して第２の配線Ｄ２２がソース・ドレイン
領域Ｓ／Ｄの一方に対してそれぞれ電気的に接続してい
る。第２の導通制御回路ＳＷＢを構成する第２のＴＦＴ
１０Ｆにおいては、層間絶縁膜６４のコンタクトホール
を介して第３の配線Ｄ２３がソース・ドレイン領域Ｓ／
Ｄの一方に対してそれぞれ電気的に接続している。第２
のＴＦＴ１０Ｄ、１０Ｆの他方のソース・ドレイン領域
Ｓ／Ｄには層間絶縁膜６４のコンタクトホールを介して
中継電極６７が電気的に接続し、この中継電極６７に
は、層間絶縁膜６６のコンタクトホールを介して画素電
極ＰＥＡ、ＰＥＢが電気的に接続している。
【００５０】なお、図７には図示を省略してあるが、図
４を参照して説明したように、第１および第２の画素部
ＰＸＡ、ＰＸＢのいずれにも、第１のＴＦＴ１０Ｃ、１
０Ｅのゲート電極６３に対しては保持容量１３Ａ、１３
Ｂの一方の電極が接続している。例えば、第２のＴＦＴ
１０Ｄ、１０Ｆのゲート電極６３を第２の配線Ｄ２２ま
たは第３の配線Ｄ２３の下にまで延設し、層間絶縁膜６
４を介して対向させる。これらの保持容量１３Ａ、１３
Ｂは、たとえば第１および第２の画素部ＰＸＡ、ＰＸＢ
を通るように容量線を形成し、この容量線を前記の電位
保持電極６５に層間絶縁膜６４を介して対向させること
でも形成できる。この場合には容量線を固定電位に保持
する。
【００５１】（薄膜光電変換素子）第１および第２の薄
膜光電変換素子１１Ａ、１１Ｂは、実施の形態１におい
て説明したように、いずれも同一の構成を有し、発光素
子および受光素子のいずれの素子としても機能する。す
なわち、第１および第２の薄膜光電変換素子１１Ａは、
ＩＴＯ膜からなる透明な画素電極ＰＥＡ、ＰＥＢ、正孔
注入層ＶＡ、ＶＢ、有機半導体膜ＳＡ、ＳＢ、およびリ
チウム含有アルミニウム、カルシウム等の金属膜からな
る対向電極ＯＰがこの順に積層され、これらの各層は第
１の薄膜光電変換素子１１Ａの側と第２の薄膜光電変換
素子１１Ｂの側とで同時形成された層である。
【００５２】まず、薄膜光電変換素子が発光素子として
機能する場合を説明する。第１および第２の薄膜光電変
換素子１１Ａ、１１Ｂでは、それらを発光素子として用
いるために対向電極ＯＰおよび画素電極ＰＥＡ、ＰＥＢ
をそれぞれ負極および正極として電圧を印加すると、印
加電圧が薄膜光電変換素子のしきい値電圧を越えた状態
で有機半導体膜ＳＡ、ＳＢに流れる電流（駆動電流）が
急激に増大し、第１および第２の薄膜光電変換素子１１
Ａ、１１Ｂは、ＬＥ素子あるいはＬＥＤ素子として発光
する。この光は、対向電極ＯＰで反射され、透明な画素
電極ＰＥＡ、ＰＥＢ、および透明基板２を通して射出さ
れる。
【００５３】まず、薄膜光電変換素子が受光素子として
機能する場合を説明する。第１および第２の薄膜光電変
換素子１１Ａ、１１Ｂに透明基板２および透明な画素電
極ＰＥＡ、ＰＥＢを通して光が届いたときには、有機半
導体膜ＳＡ、ＳＢに光電流が発生する。この際、薄膜光
電変換素子は、対向電極ＯＰと画素電極ＰＥＡ、ＰＥＢ
との間に電位差を発生する受光素子として機能する。
【００５４】このような構造の第１および第２の薄膜光
電変換素子１１Ａ、１１Ｂを製造するにあたっても、第
１の実施の形態と同様、層間絶縁膜６５の表面側に黒色
のレジスト層を形成した後、正孔注入層ＶＡ、ＶＢおよ
び有機半導体膜ＳＡ、ＳＢを形成して発光領域あるいは
受光領域とすべき領域を囲むように前記レジストを残
し、バンク層ｂａｎｋを形成する。バンク層ｂａｎｋを
形成した後は、バンク層ｂａｎｋの内側領域に対してイ
ンクジェットヘッドから、正孔注入層ＶＡ、ＶＢを構成
するための液状の材料（前駆体）を吐出し、バンク層ｂ
ａｎｋの内側領域に正孔注入層ＶＡ、ＶＢを形成する。
同様に、バンク層ｂａｎｋの内側領域に対してインクジ
ェットヘッドから、有機半導体膜ＳＡ、ＳＢを構成する
ための液状の材料（前駆体）を吐出し、バンク層ｂａｎ
ｋの内側領域に有機半導体膜ＳＡ、ＳＢを形成する。そ
の結果、第１の画素部ＰＸＡの画素電極ＰＥＡと第２の
画素部ＰＸＢの画素電極ＰＥＢとの間には、遮光性のバ
ンク層ｂａｎｋが形成されることになる。
【００５５】また、第１及び第２の薄膜光電変換素子１
１Ａ、１１ＢはＩＴＯからなる透明な画素電極ＰＥＡあ
るいはＰＥＢ、正孔注入層ＶＡ、発光薄膜として有機半
導体膜ＳＡが積層され、さらに有機半導体膜ＳＡの表面
には、リチウム含有アルミニウムまたはカルシウムなど
の金属膜からなる対向電極ＯＰがこの順に形成されてい
る。これに対して、第１及び第２の薄膜光電変換素子に
逆の方向に駆動電流を流す場合には、下層側から上層側
に向かって、ＩＴＯ膜からなる画素電極ＰＥＡあるいは
ＰＥＢ、透光性をもつほど薄いリチウム含有アルミニウ
ム電極からなる対向電極ＯＰ、有機半導体層ＳＡ、正孔
注入層ＶＡ、リチウム含有アルミニウムまたはカルシウ
ムなどの金属膜からなる対向電極ＯＰ（正極）をこの順
に積層して、発光素子４０を構成する場合もある。
【００５６】（駆動回路）図６からわかるように、対向
電極ＯＰは、少なくとも画素領域上に形成され、各画素
ＰＸ間で共通の電極として、たとえば複数の画素ＰＸに
跨がるようにストライプ状に形成される。対向電極ＯＰ
は定電位に保持される。
【００５７】本形態では、すべての画素ＰＸにおいて第
１および第２の薄膜光電変換素子１１Ａ、１１Ｂを発光
素子または受光素子として使用でき、かつ、第１および
第２の薄膜光電変換素子１１Ａ、１１Ｂのうちの一方を
発光素子として、他方を受光素子として使用することも
できるように、以下のように構成してある。
【００５８】再び図５において、透明基板２上には、第
１の配線Ｄ２１に点灯・消灯状態を制御する信号、及び
受光・非受光状態を制御する信号を出力するデータ側駆
動回路３０が構成されている。また、透明基板２上に
は、第１の薄膜光電変換素子１１Ａが受光した際に流れ
る光電流を第２の配線Ｄ２２から検出する第１の光電流
検出回路５０１と、第２の薄膜光電変換素子１１Ｂが受
光した際に流れる光電流を第３の配線Ｄ２３から検出す
る第２の光電流検出回路５０２とが構成されている。こ
こで、第１の光電流検出回路５０１および第２の光電流
検出回路５０２は、微少電流増幅回路、電圧増幅回路等
を内蔵し、各配線の微少な変化をとらえる。
【００５９】（切換回路）図５に示すように、透明基板
２上には、第１の薄膜光電変換素子１１Ａを発光素子と
して用いるとき第２の配線Ｄ２２と、定電圧電源ｃｃに
接続された共通給電線ｃｏｍとを接続し、第１の薄膜光
電変換素子１１Ａを受光素子として用いるとき第２の配
線Ｄ２２と第１の光電流検出回路５０１とを接続する第
１の切換回路４０１と、第２の薄膜光電変換素子１１Ｂ
を発光素子として用いるとき第３の配線Ｄ２３と前記の
共通給電線ｃｏｍとを接続し、第２の薄膜光電変換素子
１１Ｂを受光素子として用いるとき第３の配線Ｄ２３と
第２の光電流検出回路５０２とを接続する第２の切換回
路４０２とが構成されている。
【００６０】この例では、第１の切換回路４０１には、
互いにハイレベル、ローレベルが逆になる２つの信号が
各々供給される信号線ｃｇ１、ｓｇ１が構成され、第２
の切換回路４０２には、互いにハイレベル、ローレベル
が逆になる２つの信号が各々供給される信号線ｃｇ２、
ｓｇ２が構成されている。これらの信号線ｃｇ１、ｓｇ
１、ｃｇ２、ｓｇ２は、Ｎチャネル型のＴＦＴ４５、４
６、４７、４８のゲート電極にそれぞれ接続している。
ここで、ＴＦＴ４５は共通給電線ｃｏｍと第２の配線Ｄ
２２との接続状態を制御するように構成され、ＴＦＴ４
６は第１の光電流検出回路５０１と第２の配線Ｄ２２と
の接続状態を制御するように構成されている。同様に、
ＴＦＴ４７は共通給電線ｃｏｍと第３の配線Ｄ２３との
接続状態を制御するように構成され、ＴＦＴ４８は第２
の光電流検出回路５０２と第３の配線Ｄ２３との接続状
態を制御するように構成されている。
【００６１】（使用方法）このように構成した表示装置
兼用型イメージセンサ装置１を密着型イメージセンサ装
置として用いる場合には、画像を読み取るべき写真等の
リードアウト対象物を透明基板２の裏面側に密着させ
る。ここで、各画素ＰＸにおいて、第１の薄膜光電変換
素子１１Ａを発光素子として用い、第２の薄膜光電変換
素子１１Ｂを受光素子として用いる場合には、第１の切
換回路４０１ではＴＦＴ４５をオン状態とし、ＴＦＴ４
６をオフ状態とする。これに対して、第２の切換回路４
０２ではＴＦＴ４７をオフ状態とし、ＴＦＴ４８をオン
状態とする。
【００６２】この状態で、走査線ｇａｔｅおよび第１の
配線Ｄ２１には、図８（Ａ）、（Ｂ）に示す波形の信号
が出力される。
【００６３】図８（Ａ）、（Ｂ）には、第１ないし第３
の配線Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３の延設方向（走査線ｇａ
ｔｅに対して直交する方向）で隣接する２つの画素ＰＸ
（前段側の画素ＰＸ11、および後段側のＰＸ21）におい
て、各走査線ｇａｔｅに供給される走査信号Ｖｇａｔ
ｅ、第１の配線Ｄ２１に供給される点灯・消灯制御用
（受光・非受光制御用）の信号ＶＤ２１、第２の配線Ｄ
２２の電位レベル（共通給電線ｃｏｍの電位レベル）、
第３の配線Ｄ２３の電位変化、第１および第２の薄膜光
電変換素子１１Ａ、１１Ｂの電位保持電極６５の電位変
化、対向電極ＯＰの電位レベルをそれぞれ示してある。
【００６４】図８からわかるように、走査線ｇａｔｅに
は、第１のＴＦＴ１０Ｃ、１０Ｅをオン・オフさせるこ
とにより各画素を順次選択していく走査信号Ｖｇａｔｅ
が供給される。また、第１の配線Ｄ２１には、第２のＴ
ＦＴ１０Ｄをオン・オフさせることにより、第１の薄膜
光電変換素子１１Ａと第２の配線Ｄ２２との間を導通状
態と絶縁状態に切り換える点灯・消灯制御用の信号ＶＤ
２１が供給される。同時に、信号ＶＤ２１は、第２のＴ
ＦＴ１０Ｆをオン・オフさせることにより、第２の薄膜
光電変換素子１１Ｂと第３の配線Ｄ２３との間を導通状
態と絶縁状態に切り換えている。
【００６５】従って、走査信号Ｖｇａｔｅによって選択
された画素ＰＸでは、第１の画素部ＰＸＡにおいて、点
灯・消灯制御用の信号ＶＤ２１に基づいて第１の薄膜光
電変換素子１１Ａが消灯状態から点灯状態になり、この
点灯状態が維持される。この間、第２の画素部ＰＸＢで
は、第１の画素部ＰＸＡから写真等のリードアウト対象
物に照射された光が反射し、反射した光を第２の薄膜光
電変換素子１１Ｂが受光する。その結果、第２の薄膜光
電変換素子１１Ｂでは光電流が流れ、それに応じて、第
２の薄膜光電変換素子１１Ｂの画素電極ＰＥＢと対向電
極ＯＰとの間には所定の電位差が発生する。この電位差
は、第３の配線Ｄ２３を介して第２の光電流検出回路５
０２で順次検出していくことができる。このような動作
は走査側駆動回路２０から走査線ｇａｔｅに出力される
走査信号によって各画素で順次行われる。それ故、表示
装置兼用型イメージセンサ装置１は、密着型イメージセ
ンサ装置として写真等のリードアウト対象物から画像情
報を読み取ることができる。
【００６６】このようにして読み取った画像情報等は、
表示装置兼用型イメージセンサ装置１で表示させること
ができる。すなわち、写真等から今回読み取った画像情
報をＲＡＭ等の情報記録装置に記録し、それを表示する
際には、該画像情報に応じた変調画像信号をデータ側駆
動回路３０から第１の配線Ｄ２１に送出する。その結
果、走査線ｇａｔｅから供給されてくる走査信号によっ
て順次選択される画素ＰＸでは、第１の画素部ＰＸＡの
第１の薄膜光電変換素子１１Ａが変調画像信号に基づい
て点灯・消灯状態が制御され、所望の画像が表示され
る。
【００６７】このような表示動作を行う際には、第２の
切換回路４０２においてＴＦＴ４８をオフ状態とし、Ｔ
ＦＴ４７をオン状態として、第３の配線２３を共通給電
線ｃｏｍに接続しておけば、走査線ｇａｔｅから供給さ
れてくる走査信号によって順次選択される画素ＰＸで
は、データ側駆動回路３０から第１の配線Ｄ２１に送出
された変調画像信号に基づいて、第２の画素部ＰＸＢの
第１の薄膜光電変換素子１１Ｂも点灯・消灯状態を制御
できる。このように第１および第２の画素部ＰＸＡ、Ｐ
ＸＢの双方で表示動作を行うと、より輝度の高い表示を
行うことができる。
【００６８】なお、第１および第２の切換回路４０１、
４０２においてＴＦＴ４６、４８をオン状態とし、ＴＦ
Ｔ４５、４７をオフ状態とすれば、第１および第２の画
素部ＰＸＡ、ＰＸＢの双方において各薄膜光電変換素子
１１Ａ、１１Ｂを受光素子として用いることができる。
こうすると、より感度の高い読み取り動作が可能とな
る。
【００６９】（本形態の効果）以上説明したように、本
形態の表示装置兼用型イメージセンサ装置１では、各画
素ＰＸには、発光素子および受光素子として機能する第
１および第２の薄膜光電変換素子１１Ａ、１１Ｂが構成
されているため、これら薄膜光電変換素子の駆動方法を
変えるだけで、イメージセンサ装置および表示装置とし
て用いることができる。また、本形態の表示装置兼用型
イメージセンサ装置１では、各素子を半導体プロセスで
製造でき、かつ、高価な光学系、機械系、センサ、照明
等が不要であるため、ファクシミリ等のリードアウト部
分の低価格化を図ることができる。
【００７０】しかも、第２および第３の配線Ｄ２２、Ｄ
２３の接続状態を切換回路４０１、４０２で切り換える
だけで、第１および第２の画素部ＰＸＡ、ＰＸＢについ
ては双方を発光部または受光部として機能させることが
できるとともに、一方を発光部として機能させ、他方を
受光部として機能させることができる。
【００７１】さらに、第１の画素部ＰＸＡの画素電極Ｐ
ＥＡと第２の画素部ＰＸＢの画素電極ＰＥＢとの間には
遮光性のバンク層ｂａｎｋが形成されているので、発光
部として機能する第１の画素部ＰＸＡの側から全方向に
光が出射されても、バンク層ｂａｎｋによってこの光が
受光部として機能する第２の画素部ＰＸＢに漏れてしま
のを防止することができる。それ故、高いＳ／Ｎ比でリ
ードアウト対象物から画像を読み取ることができる。
【００７２】［実施の形態３］本実施の形態は、実施の
形態１と同様な構成であり、異なる点について記載す
る。上記の実施の形態１、２では、第１の薄膜光電変換
素子１１Ａの画素電極ＰＥＡの形成領域と、第２の薄膜
光電変換素子１１Ｂの画素電極ＰＥＡの形成領域との間
の境界部分は直線的であったが、本実施の形態では、図
９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１の薄膜光電変換素
子１１Ａの画素電極ＰＥＡの形成領域と、第２の薄膜光
電変換素子１１Ｂの画素電極ＰＥＡの形成領域とが相互
に入り組んでいる構成としている点で異なる。このよう
に構成すると、表示装置兼用型イメージセンサ装置１を
イメージセンサ装置として用いる際に、第１の画素部Ｐ
ＸＡから出射した光は、写真等のリードアウト対象物に
反射して第２の画素部ＰＸＢに効率よく届く。このよう
に構成する場合でも、第１の画素部ＰＸＡの画素電極Ｐ
ＥＡと第２の画素部ＰＸＢの画素電極ＰＥＢとの間に遮
光性のバンク層ｂａｎｋを形成しておけば、第１の画素
部ＰＸＡの側から全方向に光が射出されても、バンク層
ｂａｎｋによってこの光が受光部として機能する第２の
画素部ＰＸＢに漏れてしまうのを防止することができ
る。
【００７３】［実施の形態４］本実施の形態も、実施の
形態１と同様であり、異なる点について記載する。本実
施の形態では、例えば図１０に示すように、第１の薄膜
光電変換素子１１Ａの画素電極ＰＥＡの形成領域が第２
の薄膜光電変換素子１１Ｂの画素電極ＰＥＢの形成領域
で周囲が囲まれているように構成すれば、画素電極同士
を画素電極の外枠を直線的に仕切った構造に比して、画
素電極ＰＥＢの形成領域が広いわりには、第１の薄膜光
電変換素子１１Ａの画素電極ＰＥＡの形成領域の重心位
置と、第２の薄膜光電変換素子１１Ｂの画素電極ＰＥＢ
の形成領域の重心位置とを近接させることができる。
【００７４】このように構成すると、表示装置兼用型イ
メージセンサ装置１をイメージセンサ装置として用いた
際に、画素電極ＰＥＡ、ＰＥＢ同士の重心位置（発光・
受光の中心位置）が近接しているので、第１の画素部Ｐ
ＸＡから出射した光が写真等に反射して第２の画素部Ｐ
ＸＢに効率よく届く。
【００７５】このように構成する場合も、第１の画素部
ＰＸＡの画素電極ＰＥＡと第２の画素部ＰＸＢの画素電
極ＰＥＢとの間には遮光性のバンク層ｂａｎｋが形成し
ておけば、第１の画素部ＰＸＡの側から全方向に光が出
射されても、この光が受光部として機能する第２の画素
部ＰＸＢに漏れてしまうことをバンク層ｂａｎｋによっ
て防止することができる。
【００７６】［実施の形態５］本実施の形態も実施の形
態１と同様であり、異なる点について記載する。本実施
の形態では、図１１（Ａ）に示すように、第１の薄膜光
電変換素子１１Ａの画素電極ＰＥＡの形成領域が第２の
薄膜光電変換素子１１Ｂの画素電極ＰＥＢの形成領域の
中央部分にあるように構成することが好ましい。このよ
うに構成すると、第１の薄膜光電変換素子１１Ａの画素
電極ＰＥＡの形成領域と、第２の薄膜光電変換素子１１
Ｂの画素電極ＰＥＢの形成領域とは、双方の重心位置が
完全に重なることになる。従って、図１１（Ｂ）に示す
ように、第１の画素部ＰＸＡから出射した光ｈνが写真
や書面等のリードアウト対象物等に反射して第２の画素
部ＰＸＢに届く際に、リードアウト対象物への照射光の
強度分布、およびリードアウト対象物からの反射光の強
度分布において、そのピークが画素ＰＸの中央部分にあ
るため、第２の画素部ＰＸＢでは第２の薄膜光電変換素
子１１Ｂの画素電極ＰＥＢの全面で高い効率で受光する
ことになる。
【００７７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る表示
装置兼用型イメージセンサ装置では、各画素には、発光
素子および受光素子として機能する第１および第２の薄
膜光電変換素子が構成されているため、これら薄膜光電
変換素子の駆動方法を変えるだけで、イメージセンサ装
置および表示装置のいずれとしても用いることができ
る。また、本形態の表示装置兼用型イメージセンサ装置
では、各素子を半導体プロセスで製造でき、高価な光学
系、機械系、センサ、照明等が不要であるため、ファク
シミリ等のリードアウト部分の低価格化を図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る表示装置兼用型イ
メージセンサ装置に用いたアクティブマトリクスの等価
回路図である。
【図２】図１に示す表示装置兼用型イメージセンサ装置
のアクティブマトリクスに構成されている複数の画素の
うちの１つを拡大して示す平面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図２に示す画素に
構成されている各素子の構造を示す断面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図１に示す表示装
置兼用型イメージセンサ装置のアクティブマトリクスに
おいて、隣接する２つの画素に対して供給される走査信
号等の波形図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る表示装置兼用型イ
メージセンサ装置に用いたアクティブマトリクスの等価
回路図である。
【図６】図５に示す表示装置兼用型イメージセンサ装置
のアクティブマトリクスに構成されている複数の画素の
うちの１つを拡大して示す平面図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図６に示す画素に
構成されている各素子の構造を示す断面図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図５に示す表示装
置兼用型イメージセンサ装置のアクティブマトリクスに
おいて、隣接する２つの画素に対して供給される走査信
号等の波形図である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形
態３に係る表示装置兼用型イメージセンサ装置におい
て、アクティブマトリクスの各画素に形成した２つの画
素電極の形成領域を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る表示装置兼用型
イメージセンサ装置において、アクティブマトリクスの
各画素に形成した２つの画素電極の形成領域を示す説明
図である。
【図１１】（Ａ）は、本発明の実施の形態５に係る表示
装置兼用型イメージセンサ装置において、アクティブマ
トリクスの各画素に形成した２つの画素電極の形成領域
を示す説明図、（Ｂ）はこのように構成したときの作
用、効果を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 表示装置兼用型イメージセンサ装置 ２ 透明基板 １１Ａ 第１の薄膜光電変換素子 １１Ｂ 第２の薄膜光電変換素子 １０Ａ〜１０Ｆ 画素スッチング用ＴＦＴ １３Ａ、１３Ｂ 保持容量 ３０、３０１、３０２ データ側駆動回路 ５０１、５０２ 光電流検出回路 ４０１、４０２ 切換回路 Ｄ１１、Ｄ２１ 第１の配線 Ｄ１２、Ｄ２２ 第２の配線 Ｄ１３、Ｄ２３ 第３の配線 ＯＰ 対向電極 ＰＸ、ＰＸ11、ＰＸ12、ＰＸ21、ＰＸ22 画素 ＰＸＡ 第１の画素部 ＰＸＢ 第２の画素部 ＳＡ、ＳＢ 有機半導体膜 ＳＷＡ 第１の導通制御回路 ＳＷＢ 第２の導通制御回路 Ｓ／Ｄ ＴＦＴのソース・ドレイン領域 ＶＡ、ＸＢ 正孔注入層 ｂａｎｋ バンク層 ｃｃ 定電圧電源 ｃｏｍ 共通給電線 ｇａｔｅ 走査線

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マトリクス状に配置された複数の画素
    と、該画素を順次選択していくための走査信号が供給さ
    れる走査線と、前記走査信号により選択された画素で発
    光または受光を行うときの信号線として用いられる第１
    ないし第３の配線とを有し、 前記画素は、前記走査線を介して前記走査信号が供給さ
    れる第１の導通制御回路、および該第１の導通制御回路
    を介して前記第１の配線と前記第２の配線とに接続する
    発光・受光可能な第１の薄膜光電変換素子を備える第１
    の画素部と、前記走査線を介して前記走査信号が供給さ
    れる第２の導通制御回路、および該第２の導通制御回路
    を介して前記第１の配線と前記第３の配線とに接続する
    発光・受光可能な第２の薄膜光電変換素子を備える第２
    の画素部とを備えていることを特徴とする表示装置兼用
    型イメージセンサ装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記第１および第２
    の導通制御回路は、前記走査信号がゲート電極に供給さ
    れる薄膜トランジスタからそれぞれ構成され、 前記第１の導通制御回路の前記薄膜トランジスタは、ソ
    ース・ドレイン領域の一方が前記第２の配線に接続して
    いるとともに、他方が前記第１の薄膜光電変換素子の画
    素電極に接続し、 前記第２の導通制御回路の前記薄膜トランジスタは、ソ
    ース・ドレイン領域の一方が前記第３の配線に接続して
    いるとともに、他方が前記第２の薄膜光電変換素子の画
    素電極に接続していることを特徴とする表示装置兼用型
    イメージセンサ装置。
  3. 【請求項３】 請求項２において、前記薄膜光電変換素
    子を発光素子として用いるときは、前記第２および第３
    の配線のうち当該薄膜光電変換素子が接続する配線と点
    灯・消灯制御用信号の出力回路とを接続し、前記薄膜光
    電変換素子を受光素子として用いるときは、前記第２お
    よび第３の配線のうち当該薄膜光電変換素子が接続する
    配線と光電流検出回路とを接続する切換回路を有し、 前記第１の配線は定電圧電源に接続されていることを特
    徴とする表示装置兼用型イメージセンサ装置。
  4. 【請求項４】 請求項１において、前記第１および第２
    の導通制御回路は、前記走査信号がゲート電極に供給さ
    れる第１の薄膜トランジスタ、および該第１の薄膜トラ
    ンジスタを介してゲート電極が前記第１の配線に接続す
    る第２の薄膜トランジスタからそれぞれ構成され、 前記第１の導通制御回路の前記第２の薄膜トランジスタ
    は、ソース・ドレイン領域の一方が前記第２の配線に接
    続しているとともに、他方が前記第１の薄膜光電変換素
    子の画素電極に接続し、 前記第２の導通制御回路の前記第２の薄膜トランジスタ
    は、ソース・ドレイン領域の一方が前記第３の配線に接
    続しているとともに、他方が前記第２の薄膜光電変換素
    子の画素電極に接続していることを特徴とする表示装置
    兼用型イメージセンサ装置。
  5. 【請求項５】 請求項４において、前記薄膜光電変換素
    子を発光素子として用いるときは、前記第２および第３
    の配線のうち当該薄膜光電変換素子が接続する配線と定
    電圧電源とを接続し、前記薄膜光電変換素子を受光素子
    として用いるときは、前記第２および第３の配線のうち
    当該薄膜光電変換素子が接続する配線と光電流検出回路
    とを接続する切換回路を有し、 前記第１の配線と、前記第２の薄膜トランジスタの導通
    状態を制御する信号の出力回路とが接続していることを
    特徴とする表示装置兼用型イメージセンサ装置。
  6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかにおいて、
    前記第１の薄膜光電変換素子の画素電極の形成領域、お
    よび前記第２の薄膜光電変換素子の画素電極の形成領域
    は、相互に入り組んでいることを特徴とする表示装置兼
    用型イメージセンサ装置。
  7. 【請求項７】 請求項１ないし５のいずれかにおいて、
    前記第１の薄膜光電変換素子の画素電極の形成領域と、
    前記第２の薄膜光電変換素子の画素電極の形成領域と
    は、該画素電極の外枠を直線的に仕切った構造に比して
    双方の重心位置が近接していることを特徴とする表示装
    置兼用型イメージセンサ装置。
  8. 【請求項８】 請求項１ないし５のいずれかにおいて、
    前記第１の薄膜光電変換素子の画素電極の形成領域は、
    前記第２の薄膜光電変換素子の画素電極の形成領域によ
    って囲まれていることを特徴とする表示装置兼用型イメ
    ージセンサ装置。
  9. 【請求項９】 マトリクス状に配置された複数の画素
    と、該画素を順次選択していくための走査信号が供給さ
    れる走査線と、前記走査信号により選択された画素で発
    光または受光を行うときの信号線として用いられる第１
    ないし第３の配線とを有し、 前記画素は、前記走査線を介して前記走査信号が供給さ
    れる第１の導通制御回路、および該第１の導通制御回路
    を介して前記第１の配線と前記第２の配線とに接続する
    発光・受光可能な第１の薄膜光電変換素子を備える第１
    の画素部と、前記走査線を介して前記走査信号が供給さ
    れる第２の導通制御回路、および該第２の導通制御回路
    を介して前記第１の配線と前記第３の配線とに接続する
    発光・受光可能な第２の薄膜光電変換素子を備える第２
    の画素部とを備え、前記第１の薄膜光電変換素子の画素
    電極の形成領域の重心と前記第２の薄膜光電変換素子の
    画素電極の形成領域の重心とが該画素電極の大きさに比
    して十分接近していることを特徴とする表示装置兼用型
    イメージセンサ装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれかにおい
    て、前記第１の薄膜光電変換素子の画素電極と、前記第
    ２の薄膜光電変換素子の画素電極との間には遮光層が形
    成されていることを特徴とする表示装置兼用型イメージ
    センサ装置。
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