JPS6244796A

JPS6244796A - 撮像表示装置

Info

Publication number: JPS6244796A
Application number: JP60184259A
Authority: JP
Inventors: 淳一大和田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-08-23
Filing date: 1985-08-23
Publication date: 1987-02-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は撮像表示素子、または、入力一体化表示素子に
係り、％に、電気的信号を画像信号に変換する部分と、
画像、光信号を電気的信号に変換する部分とを一体化す
るのに好適な素子の構成に関する。

〔発明の背景〕

従来、光信号を電気的な画像信号に変換し、表示する表
示装置、あるいは、光べ／等を用いて、表示部分からデ
ータ信号等を入力させる表示装置に対し、液晶等の電気
光学効果をもつ材料とＴＰＴとを積層した、いわゆる、
アクティブマトリクスディスプレイを応用する発明がた
とえば特開昭５８−２１０７５６号公報に記載されてい
る。すなわち、ディスプレイを表示するための駆動回路
と、光信号を電気信号に変換した出力を読み出す回路と
を別々に形成し、特に信号配線（Ｙ配線）を表示用及び
読み出し用とそれぞれ専用に設けるため。

配線部の占める面積が大きくなり、表示用の電極の占め
る割合（開口率）が小さくなり表示％性の低下の原因と
なり、また、配線の総長も長くなるため、断線等の欠陥
の発生する確立も大きくなってくる。また、表示部の駆
動回路部と読み出し回路部とを別個に設けるため、周辺
回路が大規模となり、表示製蓋の小形化、低コスト化の
障害となる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は光の入力を検出する回路と画素を表示す
る回路とを一体化するために好適なアクティブマ）　Ｉ
Ｊクス表示装置の構造を提供することＫある。

〔発明の概要〕

本発明は、ｎチャネルとｐチャネルとのＴＰＴを組み合
せることによシ、これらのスイッチ特性を利用して、配
線構造を簡略化したものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。１は
ｎチャネルＴＰＴ、２はｐチャネルＴＰＴ、３は液晶層
、４は光電変換素子、７は液晶の対向の共通電極であル
、これらによυ一画素を構成し、走査電極（Ｘ電極）５
と信号電極（Ｙ電極）６とにより、マトリクス状に結線
する。８および９１４信号切り替え用のＴＰＴ、１ｏお
よび１１は信号電極、１２は信号側のＴＰＴ８．９を選
択するためのパルス発生回路、１２′　は走査パルス発
生回路である。１２および１２′は、シフトレジスタ回
路に代表される回路であシ、回路構成は、第１図に示す
ように、各電極毎に別個な回路である必要はない。

一画素中のｎチャネルＴＦＴ１とｐチャネルＴＰＴ２の
ドレイン（ソース）電極は同一の信号電極に接続し、信
号の入出力は同一の信号電極を使用して行う。また、感
光性素子はホトダイオード°、ホトトランジスタ、光導
電性素子等である。この感光性素子は、第１図の回路構
成ではライトペン等によシ光が照射された場に導通状態
となり、走査電圧Ｖｘｌ　ｌ　Ｖｘｔ　、　Ｖｓ３・・
・が信号電極６に伝達されて位置の検出を可能とするよ
うな機能をもつものである。

また、信号切り換え用のＴＰＴ８及び９とパルス発生回
路１２は、パルス電圧Ｖｙｌ　、　ＶｒＨ、・・・の極
性によシ、ＴＦＴ８．または、９のいずれか一方をオン
状態として、信号電圧の書き込み、読み出しの機能を選
択するものである。

ＴＦ’ＴＩとＴＰＴ２とは第２図に示すような特性をも
つｎチャネルＴＰＴとｐチャネルＴＰＴとであり、また
、ＴＰＴ８とＴＰＴ９ともｎチャネル、ｐチャネルの組
み合せである。このような構成に対し、電圧ＶｘＩ、　
Ｖｘｔ　”’　＋ざらに、ＶｒＨ，Ｖｒｌ。

・・・をＶ＋　、　ｖ２　、　Ｖｓのような三レベルの
電圧をもつパルスを用いることによシ、ｎチャネルＴＰ
Ｔのみがオン状態の場合、ｐチャネルＴＰＴのみがオン
状態の場合、ｐチャネル、ｎチャネルのいずれのＴＰＴ
ともオフ状態の場合の三状態が実現できる。

この特性を利用することにより、走査電圧Ｖｘｌ。

Ｖｒ２．・・・、　Ｖｙｌ、　ＶｒＨ，Ｖｒｓ−の極性
を切シ換えて、その電極に接続されｆ−ｐチャネル、ま
たは、ｎチャネルのいずれかのＴＰＴ素子をオン状態と
して、液晶層釦信号電圧を印加する回路１０からの信号
電圧と光電変換素子４からの出力を読み出４゛回路１１
への出力電圧を切シ変えることができ−る。

次に１本実施例の駆動波形を第３図によシ説明する。Ｖ
ＸＩ、　Ｖｓ２．　Ｖｇ　”’　Ｖｘｎ−＋　、　Ｖｘ
ｎは、水平走査電極５を駆動するための走査電圧、ＶＬ
ＣＩ　は第一行目の画素の液晶層に印加される′電圧。

Ｖｏｕｔ　＋　＋　Ｖｏｕｔｚは第一行目の画素の光電
変換素子からの出力電圧ｒ　Ｖｙｌ　ｌ　ＶＹｔｔ・・
・は垂直の信号電極に接続されたＴＰＴ素子８．９を駆
動するための走査電圧である。

一フレーム期間ｔｆ　の間に正電圧Ｖ、と負電圧Ｖ８、
および、中間電圧ｖＩ　　を印加して、ＴＰＴ素子１を
ｖ２により、また、ＴＰＴ素子２をＶ。

によジオン状態とする。この期間に合わせて垂直電極の
走査電圧Ｖｙｌ　、　Ｖｙ２　、・・・を順次印加する
ことにより、ＴＰＴ素子８をオン状態にし、このとき表
示用の信号発生回路１０から液晶駆動用の電圧を発生さ
せ、ＴＦＴ素子８、ＴＦＴ素子１を経由して信号電圧が
液晶層３に印加される。次に、ＴＦＴ素子８とＴＦＴ素
子１のゲート電圧がＶｌ）、一トなると、これらのＴＰＴ素子はオフ状態となり、ン液晶層に印加された電圧は一フレーム期間ｔｆだけ保持
される。ここで述べた駆動法は、いわゆる、点順次走査
法であるが、ここで垂直電極駆動用の各ＴＰＴ素子に線
順次用の回路を接続し、線順次走査を実現することもで
きる。また、垂直電極を・　　複数個まとめて一ブロッ
クとし、ブロック毎ニ信号電圧を印加する方式が可能で
あることはいうまでもない。

次に、液晶層Ｋｔ圧を印加した後に、負の走査電圧■、
を印加してＴＰＴ素子２．ＴＰＴ素子９をオン状態とし
て、光電変換部で発生した・間圧及び電荷を検出回路１
１で検出する。この検出の原理は、ＭＯ８Ｆ’ＥＴ等を
用いた撮像素子と同様である。光電変換部は、光ダイオ
ード、光導電膜などが考えられる。

このように、本実施例では表示と撮像（情報入力）とを
同一電極（配線）を用いて実現できるため、電極（配線
）数を増やすことなく素子が構成できる。

第４図は第３図の発明の変形例である。これは液晶に印
加する電圧と光電変換部から電圧を読み出す電圧とを組
み合せたものである。この場合も、前述と同様の動作に
より表示及び撮像が可能である。

第５図は第１図の実施例の変形例である。すなわち、光
電変換素子４をＴＰＴ素子２のゲート電極が接続されて
いる走査電極５に接続したものである。この構成でも前
述の実施例と同じ駆動法を用いて動作が可能である。さ
らに、この構造では光電変換素子として、光が照射され
ることによう抵抗値が変化する、いわゆる、光導電膜の
ような素子を用いることにより、走査電極５に印加され
る電圧を素子４の抵抗値の変化により電圧、あるいは、
電流の変化に変換し、入射光強度を検出することも可能
である。

また゛、これまで述べた実施例ばかりでなく、光電変換
素子の片方の端子を対向ガラス基板の透明電極に接続す
る方法や、新たに配線を設けて共通に接続し電圧を印加
する方法等が考えられる。

第６図は第１図に示した実施例の表示部の具体的な平面
構成である。多結晶シリコン、あるいは、非晶質シリコ
ン等の半導体薄膜を用いてＴＰＴ素子を形成し、走査配
線１５、信号配＠１７、光電変換素子２１．透明電極１
６を形成し１表示部を構成する。走査配線と信号配線と
を表示用と撮像用とに分けて形成する必要がないため、
素子の形成が容易で、しかも、透明電極１６が表示部内
に占める割合（開口率）を大きくすることができ、良好
な表示特注を実現することが可能となる。また、配線数
が増加することに伴う配線の断線、あるいは、配線間の
短絡等の欠陥も低減することができる。

第７図は第５図に示した実施例の平面構成である。この
構造では、光電変換素子を近接する走査配線に接続して
いるため、光電変換素子を小さい面積で形成することが
でき、開口率を第６図に示した実施例に比較して大きく
することが可能となる。

第８図（ａ）は第６図の■Ａ−■Ａ断面、第８図（ｂ）
は■Ｂ−■Ｂ断面を示す。ガラス、ｔたは１石英等の透
明基板１２上に多結晶シリコン、または、非晶質シリコ
ン等の半導体薄膜１３を形成し、絶縁膜１４、ゲート電
極１５、信号配線電極１７、透明電極１６等を形成しＴ
ＰＴ素子を製作する。

この例ではＴＰＴ素子は、いわゆる、プレーナ構造であ
るが、これをスタガー構造、あるいは、逆スタガー構造
等の構造としても本発明は実施可能である。

第８図（ｂ）は光電変換素子部の断面を示す。この構造
では信号電極に用いた金属電極１７上に、ｐｉｎ型の非
晶質シリコンによる光１！変換部を形成し、その上に透
明電極を積層する。

本発明のディスプレイを使用する場合に、表示用のバッ
クライトからの光２０を金属電極１７によシ遮光し、入
力画像（入力情報）用の光１９を光電変換部に入射して
、入力検出のＳ／Ｎ比と感度を高めている。

入力画像用の光には、半導体レーザ発光ダイオード等の
光や、画像の直接の入力等も考えられる。

本実施例では絶縁性基板上に形成した薄膜トランジスタ
を用いた構成の素子について述べたが、本発明が単結晶
シリコン上に形成したＨＯ８ＦＥＴ等を用いた構成の素
子など、各種の表示装置に適用できることは言うまでも
ない。

なお、１８は光電変換部である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、走査配線及び信号配線数を従来ノティ
スプレイに対して増加きせることなく、画像の表示、入
力を同一ディスプレイで実現できる。

【図面の簡単な説明】

Ｍ１図、第５図は本発明の一実施例の回！ＮＩ構成図、
第２図はＴＰＴの特性図、第３図、第４図は駆動波形図
、第６図、第７図は平面構造図、第８図は第６図の■Ａ
−■Ａ、■Ｂ−■Ｂ矢視断面図である。１．２，８．９・・・ＴＰＴ素子、３・・・液晶、４・
・・光電変換素子、５・・・走査配線、６・・・信号配
線、７・・・対向電極、１０・・・信号発生回路、１１
・・・信号検出帛Ｓ図口躬′１図

Claims

【特許請求の範囲】１、複数の走査電極と、複数の信号電極と、前記走査電
極および前記信号電極の交点にスイッチ素子を設け、電
気光学物質を積層して表示を行なう表示部と、前記スイ
ッチ素子と光電変換素子とで光信号を入力する画像入力
部とからなる撮像表示装置において、前記表示部用の前記スイッチ素子をｎチャネル構造、前
記画像入力部のスイッチ素子をｐチャネル構造、あるい
は、前記表示部をｐチャネル構造、前記画像入力部をｎ
チャネル構造としたことを特徴とする撮像表示装置。２、特許請求の範囲第１項において、前記表示部の前記スイッチ素子と前記画像入力部の前記
スイッチ素子とに接続する前記走査電極、前記信号電極
にそれぞれ同一の走査電極と信号電極とを使用し、前記
表示部に印加する入力電圧の印加時間と、前記画像入力
部から出力される出力電圧を読み出す時間とを異なる時
間で行なう方式としたことを特徴とする撮像表示装置。３、特許請求の範囲第２項において、前記走査電極に印加する電圧波形は両極性の走査電圧で
あることを特徴とする撮像表示装置。