KR101900847B1 - 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 피판독물의 검출 정밀도가 높은 표시 장치를 제공한다.
표시 장치에 광 검출식 터치 센서, 용량식 터치 센서, 및 외광의 조도를 검출하는 조도 센서를 설치한다. 그리고, 상기 조도 센서로 검출된 조도 정보에 의거하여 광 검출식 터치 센서 및 용량식 터치 센서 중 어느 쪽을 사용하여 촬상할지를 선택한다. 즉, 2종류의 터치 센서 중에서 적절한 터치 센서를 선택한다. 이로써, 외광의 영향을 받아 피판독물의 검출 정밀도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
표시 장치에 광 검출식 터치 센서, 용량식 터치 센서, 및 외광의 조도를 검출하는 조도 센서를 설치한다. 그리고, 상기 조도 센서로 검출된 조도 정보에 의거하여 광 검출식 터치 센서 및 용량식 터치 센서 중 어느 쪽을 사용하여 촬상할지를 선택한다. 즉, 2종류의 터치 센서 중에서 적절한 터치 센서를 선택한다. 이로써, 외광의 영향을 받아 피판독물의 검출 정밀도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
Description
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
최근 이용자가 화면에 터치함으로써 상기 화면의 표시를 조작할 수 있는 표시 장치(화상 입출력 장치)가 개발되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1에 개시되어 있는 표시 장치에서는 광 검출 회로(광 검출 소자)를 사용하여 피판독물을 판독한다. 그러나, 광 검출 회로를 사용한 판독은 외광의 영향을 받기 쉽다. 구체적으로는, 상기 표시 장치가 매우 밝은 환경하 또는 어두운 환경하에 있을 때 상기 판독이 어려울 경우가 있다. 이 점을 감안하여 본 발명의 일 형태는 피판독물의 검출 정밀도가 높은 표시 장치를 제공하는 것을 목적 중 하나로 한다.
본 발명의 일 형태인 표시 장치는 외광의 조도를 검출하는 조도 센서를 갖는다. 그리고, 상기 조도 센서로 검출된 조도 정보에 의거하여 광 검출식 터치 센서 및 용량식 터치 센서 중 어느 쪽을 구동할지를 선택하는 것을 요지로 한다.
구체적으로는, 본 발명의 일 형태는 광 검출식 터치 센서를 갖는 디스플레이와, 디스플레이와 중첩하여 설치된 용량식 터치 센서와, 외광의 조도를 검출하는 조도 센서와, 조도 센서의 출력값에 따라 광 검출식 터치 센서와 용량식 터치 센서 중 어느 쪽을 구동할지를 선택하는 제어 수단을 갖는 표시 장치다.
본 발명의 일 형태인 표시 장치는 2종류의 터치 센서 중에서 적절한 터치 센서를 선택할 수 있다. 이로써, 외광의 영향을 받아 피판독물의 검출 정밀도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
도 1(A)는 표시 장치의 구성예를 도시한 사시도이고, 도 1(B)는 단면도.
도 2는 디스플레이의 구성예를 도시한 도면.
도 3(A) 및 도 3(B)는 광 검출 회로의 구성예를 도시한 도면이고, 도 3(C) 및 도 3(D)는 구동 방법예를 도시한 도면.
도 4(A) 및 도 4(B)는 표시 회로의 구성예를 도시한 도면이고, 도 4(C) 및 도 4(D)는 구동 방법예를 도시한 도면.
도 5(A)는 표시 회로의 평면 모식도이고, 도 5(B)는 단면 모식도.
도 6(A)는 광 검출 회로의 평면 모식도이고, 도 6(B)는 단면 모식도.
도 7(A)는 표시 회로의 단면 모식도이고, 도 7(B)는 광 검출 회로의 단면 모식도.
도 8은 용량식 터치 센서의 구성예를 도시한 도면.
도 9(A) 및 도 9(B)는 용량식 터치 센서의 구성예를 도시한 도면.
도 10은 표시 장치의 동작예를 도시한 흐름도.
도 11은 전자 기기의 구성예를 도시한 도면.
도 12(A) 내지 도 12(F)는 전자 기기의 구체적인 예를 도시한 도면.
도 13은 광 검출 회로의 구조예를 도시한 도면.
도 2는 디스플레이의 구성예를 도시한 도면.
도 3(A) 및 도 3(B)는 광 검출 회로의 구성예를 도시한 도면이고, 도 3(C) 및 도 3(D)는 구동 방법예를 도시한 도면.
도 4(A) 및 도 4(B)는 표시 회로의 구성예를 도시한 도면이고, 도 4(C) 및 도 4(D)는 구동 방법예를 도시한 도면.
도 5(A)는 표시 회로의 평면 모식도이고, 도 5(B)는 단면 모식도.
도 6(A)는 광 검출 회로의 평면 모식도이고, 도 6(B)는 단면 모식도.
도 7(A)는 표시 회로의 단면 모식도이고, 도 7(B)는 광 검출 회로의 단면 모식도.
도 8은 용량식 터치 센서의 구성예를 도시한 도면.
도 9(A) 및 도 9(B)는 용량식 터치 센서의 구성예를 도시한 도면.
도 10은 표시 장치의 동작예를 도시한 흐름도.
도 11은 전자 기기의 구성예를 도시한 도면.
도 12(A) 내지 도 12(F)는 전자 기기의 구체적인 예를 도시한 도면.
도 13은 광 검출 회로의 구조예를 도시한 도면.
본 발명의 일 형태에 대하여 이하에 자세히 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 그 형태를 다양하게 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
우선, 본 발명의 일 형태인 표시 장치에 대하여 도 1(A) 내지 도 10 및 도 13을 참조하여 설명한다.
<표시 장치의 구성예>
도 1(A)는 본 발명의 일 형태인 표시 장치의 구성예를 도시한 도면이다. 도 1(A)에 도시된 표시 장치는 광 검출식 터치 센서를 갖는 디스플레이(10)와, 디스플레이(10)와 중첩하여 설치된 용량식 터치 센서(20)와, 외광의 조도를 검출하는 조도 센서(30)를 갖는다. 그리고, 도 1(A)에 도시된 표시 장치는 조도 센서(30)의 출력값(조도 센서(30)로 검출된 외광의 조도 정보)에 따라 디스플레이(10)가 갖는 광 검출식 터치 센서와 용량식 터치 센서(20) 중 어느 쪽을 구동시킬지 선택하는 제어 수단을 갖는다. 또한, 상기 제어 수단으로서는 프로세서, 중앙 처리 장치(CPU), 마이크로 컴퓨터 등의 집적 회로를 사용할 수 있다.
도 1(B)는 도 1(A)에 도시된 표시 장치가 갖는 디스플레이(10) 및 용량식 터치 센서(20)의 구성예를 도시한 단면도다.
도 1(B)에 도시된 디스플레이(10)는 한 쌍의 기판(기판(11) 및 기판(12))과, 한 쌍의 기판(기판(11) 및 기판(12))에 협지된 액정(13)을 갖는다. 또한, 상기 디스플레이(10)는 기판(11) 및 기판(12) 외측에 편광판을 갖고, 또 기판(11) 및 편광판 외측에 백 라이트를 갖는다(도시하지 않았음). 즉, 도 1(B)에 도시된 디스플레이는 액정의 배향을 제어함으로써 표시를 행하는 디스플레이다. 또한, 도 1(B)에 도시된 디스플레이(10)는 본 발명의 일 형태이고, 디스플레이(10)로서 유기 일렉트로루미네선스를 이용하여 표시를 행하는 디스플레이를 적용할 수도 있다. 또한, 디스플레이(10)에는 플렉시블 프린트 기판(14)이 접속되어 있다.
도 1(B)에 도시된 용량식 터치 센서(20)는 디스플레이(10)와 중첩하여 설치된 센서부(21)와, 센서부(21)를 개재(介在)하여 디스플레이(10) 위에 배치된 커버 유리(22)를 갖는다. 또한, 용량식 터치 센서(20)에는 플렉시블 프린트 기판(23)이 접속되어 있다.
<디스플레이의 구성예>
도 2는 도 1(A) 및 도 1(B)에 도시된 디스플레이(10)의 구성예를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 디스플레이(10)는 표시 선택 신호 출력 회로(DSELOUT라고도 함)(101)와, 표시 데이터 신호 출력 회로(DDOUT라고도 함)(102)와, 광 검출 리셋 신호 출력 회로(PRSTOUT라도고 함)(103a)와, 광 검출 제어 신호 출력 회로(PCTLOUT라고도 함)(103b)와, 출력 선택 신호 출력 회로(OSELOUT라고도 함)(103c)와, 라이트 유닛(LIGHT라고도 함)(104)과, X개(X는 자연수)의 표시 회로(DISP라고도 함)(105d)와, Y개(Y는 자연수)의 광 검출 회로(PS라고도 함)(105p)와, 판독 회로(READ라고도 함)(106)를 구비한다. 또한, 도 2에 도시된 디스플레이(10)에서는 표시 회로(105d)를 사용하여 표시를 행하고, 광 검출 회로(105p)를 사용하여 피판독물을 검출(광 검출 회로가 광 검출식 터치 센서로서 기능함)할 수 있다.
표시 선택 신호 출력 회로(101)는 펄스 신호인 복수의 표시 선택 신호(신호 DSEL라고도 함)를 출력하는 기능을 갖는다.
표시 선택 신호 출력 회로(101)는, 예를 들어, 시프트 레지스터를 구비한다. 표시 선택 신호 출력 회로(101)는 시프트 레지스터로부터 펄스 신호를 출력시킴으로써 표시 선택 신호를 출력할 수 있다.
표시 데이터 신호 출력 회로(102)에는 화상을 전기 신호로 나타낸 화상 신호가 입력된다. 표시 데이터 신호 출력 회로(102)는 입력된 화상 신호를 바탕으로 하여 전압 신호인 표시 데이터 신호(신호 DD라고도 함)를 생성하고, 생성한 표시 데이터 신호를 출력하는 기능을 갖는다.
표시 데이터 신호 출력 회로(102)는, 예를 들어, 트랜지스터를 구비한다.
또한, 상기 트랜지스터는 2개의 단자와, 인가되는 전압에 의하여 상기 2개의 단자의 사이를 흐르는 전류를 제어하는 전류 제어 단자를 갖는다. 또한, 트랜지스터에 한정되지 않고, 그 사이를 흐르는 전류가 제어되는 단자를 전류 단자라고도 하며, 2개의 전류 단자 각각을 제 1 전류 단자 및 제 2 전류 단자라고도 한다.
또한, 상기 트랜지스터로서는, 예를 들어, 전계 효과 트랜지스터를 사용할 수 있다. 전계 효과 트랜지스터의 경우에는, 제 1 전류 단자는 소스 및 드레인 중 하나이며, 제 2 전류 단자는 소스 및 드레인 중 다른 하나이며, 전류 제어 단자는 게이트다.
또한, 일반적으로는 전압이란 임의의 2지점 사이의 전위 차이(전위차라고도 함)를 말한다. 그러나, 전압값 및 전위값은 양쪽 모두 회로도 등에서 볼트(V)로 나타낼 수 있어 구별하기 어렵다. 그래서, 본 명세서에서는 특별히 지정하는 경우를 제외하고, 어느 1점의 전위와 기준이 되는 전위(기준 전위라고도 함)의 전위차를 상기 1점의 전압으로서 사용하는 경우가 있다.
표시 데이터 신호 출력 회로(102)는 상기 트랜지스터가 온 상태일 때 화상 신호의 데이터를 표시 데이터 신호로서 출력할 수 있다. 상기 트랜지스터는 전류 제어 단자에 펄스 신호인 제어 신호를 입력함으로써 제어할 수 있다. 또한, 표시 회로(105d)가 복수인 경우에는, 복수의 트랜지스터를 선택적으로 온 상태 또는 오프 상태로 함으로써 화상 신호의 데이터를 복수의 표시 데이터 신호로서 출력하여도 좋다.
광 검출 리셋 신호 출력 회로(103a)는 펄스 신호인 광 검출 리셋 신호(신호 PRST라고도 함)를 출력하는 기능을 갖는다.
광 검출 리셋 신호 출력 회로(103a)는, 예를 들어, 시프트 레지스터를 구비한다. 광 검출 리셋 신호 출력 회로(103a)는 시프트 레지스터로부터 펄스 신호를 출력시킴으로써 광 검출 리셋 신호를 출력할 수 있다.
광 검출 제어 신호 출력 회로(103b)는 펄스 신호인 광 검출 제어 신호(신호 PCTL라고도 함)를 출력하는 기능을 갖는다. 또한, 광 검출 제어 신호 출력 회로(103b)는 반드시 설치하지 않아도 좋다.
광 검출 제어 신호 출력 회로(103b)는, 예를 들어, 시프트 레지스터를 구비한다. 광 검출 제어 신호 출력 회로(103b)는 시프트 레지스터로부터 펄스 신호를 출력시킴으로써 광 검출 제어 신호를 출력할 수 있다.
출력 선택 신호 출력 회로(103c)는 펄스 신호인 출력 선택 신호(신호 OSEL이라고도 함)를 출력하는 기능을 갖는다.
출력 선택 신호 출력 회로(103c)는, 예를 들어, 시프트 레지스터를 구비한다. 출력 선택 신호 출력 회로(103c)는 시프트 레지스터로부터 펄스 신호를 출력시킴으로써 출력 선택 신호를 출력할 수 있다.
라이트 유닛(104)은 광원을 구비한 발광 유닛이다.
라이트 유닛(104)은 광원으로서 복수의 발광 다이오드(LED라고도 함)를 구비한다.
발광 다이오드로서는 가시광 영역(예를 들어, 파장이 360nm 내지 830nm인 영역)의 파장의 빛을 발하는 발광 다이오드를 적용할 수 있다. 예를 들어, 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드, 및 청색 발광 다이오드를 사용할 수 있다. 또한, 각 색깔의 발광 다이오드는 복수라도 좋다. 또한, 발광 다이오드로서는 상기 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드, 및 청색 발광 다이오드에 추가적으로 다른 색깔의 발광 다이오드(예를 들어, 백색 발광 다이오드)를 사용하여도 좋다. 그리고, 적외선 영역(예를 들어, 파장이 830nm보다 길고 1000nm 이하인 영역)의 파장의 빛을 발하는 발광 다이오드를 사용하여도 좋다.
표시 회로(105d)는 라이트 유닛(104)과 중첩되어 있다. 또한, 표시 회로(105d)에는 펄스 신호인 표시 선택 신호가 입력되고 또 입력된 표시 선택 신호에 따라 표시 데이터 신호가 입력된다. 표시 회로(105d)는 입력된 표시 데이터 신호의 데이터에 따른 표시 상태가 되는 기능을 갖는다.
표시 회로(105d)는, 예를 들어, 표시 선택 트랜지스터 및 표시 소자를 구비한다.
표시 선택 트랜지스터는 표시 소자에 표시 데이터 신호의 데이터를 입력시킬지 여부를 선택하는 기능을 갖는다.
표시 소자는 표시 선택 트랜지스터에 따라 표시 데이터 신호의 데이터가 입력됨으로써 표시 데이터 신호의 데이터에 따른 표시 상태가 되는 기능을 갖는다.
표시 소자로서는, 예를 들어, 액정 소자 등을 사용할 수 있다.
또한, 액정 소자를 구비한 디스플레이의 표시 방식으로서는, TN(Twisted Nematic) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, STN(Super Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, ASM(Axially Symmetric aligned Micro-cell) 모드, OCB(Optically Compensated Birefringence) 모드, FLC(Ferroelectric Liquid Crystal) 모드, AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal) 모드, MVA(Multi-Domain Vertical Alignment) 모드, PVA(Patterned Vertical Alignment) 모드, ASV(Advanced Super View) 모드, 또는 FFS(Fringe Field Switching) 모드 등을 사용하여도 좋다.
광 검출 회로(105p)는 라이트 유닛(104)과 중첩되어 있다. 광 검출 회로(105p)에는 광 검출 리셋 신호, 광 검출 제어 신호, 및 출력 선택 신호가 입력된다. 또한, 광 검출 회로(105p)가 복수인 경우에는, 각 광 검출 회로(105p)에 같은 광 검출 제어 신호가 입력되어도 좋다. 이로써, 모든 광 검출 회로가 광 데이터를 생성하는 데 걸리는 시간을 짧게 할 수 있고, 광 데이터를 생성할 때 광 검출 회로마다 빛이 입사되는 시간을 길게 설정할 수 있다. 또한, 복수의 광 검출 회로에 같은 광 검출 제어 신호를 입력하는 방식을 글로벌 셔터 방식이라고도 한다.
광 검출 회로(105p)는 광 검출 리셋 신호에 따라 리셋 상태가 되는 기능을 갖는다.
또한, 광 검출 회로(105p)는 입사되는 빛의 조도에 따른 전압인 데이터(광 데이터라고도 함)를 광 검출 제어 신호에 따라 생성하는 기능을 갖는다.
또한, 광 검출 회로(105p)는 생성한 광 데이터를 출력 선택 신호에 따라 광 데이터 신호로서 출력하는 기능을 갖는다.
광 검출 회로(105p)는, 예를 들어, 광전 변환 소자(PCE라고도 함), 광 검출 리셋 선택 트랜지스터, 광 검출 제어 트랜지스터, 증폭 트랜지스터, 및 출력 선택 트랜지스터를 구비한다. 또한, 광 검출 회로(105p)는 가시광 영역의 파장의 빛을 흡수하는 필터를 구비한다.
광전 변환 소자는 빛이 입사됨으로써 입사된 빛의 조도에 따라 전류(광전류라고도 함)가 흐르는 기능을 갖는다.
광 검출 리셋 선택 트랜지스터의 전류 제어 단자에는 광 검출 리셋 신호가 입력된다. 광 검출 리셋 선택 트랜지스터는 증폭 트랜지스터의 전류 제어 단자의 전압을 기준값으로 설정할지 여부를 선택하는 기능을 갖는다.
광 검출 제어 트랜지스터의 전류 제어 단자에는 광 검출 제어 신호가 입력된다. 광 검출 제어 트랜지스터는 증폭 트랜지스터의 전류 제어 단자의 전압을 광전 변환 소자를 흐르는 광전류에 따른 값으로 설정할지 여부를 제어하는 기능을 갖는다.
출력 선택 트랜지스터의 전류 제어 단자에는 출력 선택 신호가 입력된다. 출력 선택 트랜지스터는 광 데이터를 광 데이터 신호로서 광 검출 회로(105p)로부터 출력될지 여부를 선택하는 기능을 갖는다.
또한, 광 검출 회로(105p)는 증폭 트랜지스터의 제 1 전류 단자 또는 제 2 전류 단자로부터 광 데이터를 광 데이터 신호로서 출력한다.
또한, 표시 회로(105d) 및 광 검출 회로(105p)는 화소부(105)에 설치된다. 화소부(105)는 정보의 표시 및 판독을 행하는 영역이다. 또한, 하나 이상의 표시 회로(105d)로 화소가 구성된다. 또한, 화소에 광 검출 회로(105p)가 하나 이상 포함되어 있어도 좋다. 또한, 표시 회로(105d)가 복수인 경우에는, 표시 회로(105d)를, 예를 들어, 화소부(105)에서 매트릭스상으로 배치하여도 좋다. 또한, 광 검출 회로(105p)가 복수인 경우에는, 광 검출 회로(105p)를, 예를 들어, 화소부(105)에서 매트릭스상으로 배치하여도 좋다.
판독 회로(106)는 광 데이터의 판독을 행할 광 검출 회로(105p)를 선택하고, 선택한 광 검출 회로(105p)로부터 광 데이터를 판독하는 기능을 갖는다.
판독 회로(106)는, 예를 들어, 선택 회로를 사용하여 구성된다. 예를 들어, 선택 회로는 트랜지스터를 구비한다. 선택 회로는, 예를 들어, 상기 트랜지스터에 따라 광 검출 회로(105p)로부터 광 데이터 신호가 입력됨으로써 광 데이터를 판독할 수 있다.
도 2를 사용하여 설명한 디스플레이(10)는 표시 회로, 가시광 영역의 파장의 빛을 흡수하는 필터를 구비한 복수의 광 검출 회로, 및 라이트 유닛을 구비하고, 라이트 유닛이 가시광 영역의 파장의 빛을 발하는 복수의 발광 다이오드 및 적외선 영역에서 발광하는 발광 다이오드를 구비한 구성이다. 상기 구성으로 함으로써 광 데이터를 생성할 때 디스플레이(10)가 사용되는 환경하에서의 빛 또는 발광 다이오드가 발하는 가시광 영역의 파장의 빛으로 인한 영향을 억제할 수 있다.
<광 검출 회로의 구성예>
도 3(A) 및 도 3(B)는 광 검출 회로의 구성예를 도시한 도면이다.
도 3(A)에 도시된 광 검출 회로는 광전 변환 소자(131a), 트랜지스터(132a), 트랜지스터(133a), 및 트랜지스터(134a)를 갖는다.
또한, 도 3(A)에 도시된 광 검출 회로에서 트랜지스터(132a), 트랜지스터(133a), 및 트랜지스터(134a)는 전계 효과 트랜지스터다.
광전 변환 소자(131a)는 제 1 전류 단자 및 제 2 전류 단자를 갖고, 광전 변환 소자(131a)의 제 1 전류 단자에는 리셋 신호가 입력된다.
트랜지스터(134a)의 소스 및 드레인 중 하나는 광전 변환 소자(131a)의 제 2 전류 단자와 전기적으로 접속되어 있고, 트랜지스터(134a)의 게이트에는 광 검출 제어 신호가 입력된다.
트랜지스터(132a)의 게이트는 트랜지스터(134a)의 소스 및 드레인 중 다른 하나와 전기적으로 접속되어 있다.
트랜지스터(133a)의 소스 및 드레인 중 하나는 트랜지스터(132a)의 소스 및 드레인 중 하나와 전기적으로 접속되어 있고, 트랜지스터(133a)의 게이트에는 출력 선택 신호가 입력된다.
또한, 트랜지스터(132a)의 소스 및 드레인 중 다른 하나 및 트랜지스터(133a)의 소스 및 드레인 중 다른 하나 중 하나에는 전압 Va가 입력된다.
또한, 도 3(A)에 도시된 광 검출 회로는 트랜지스터(132a)의 소스 및 드레인 중 다른 하나 및 트랜지스터(133a)의 소스 및 드레인 중 다른 하나 중 다른 하나로부터 광 데이터를 광 데이터 신호로서 출력한다.
도 3(B)에 도시된 광 검출 회로는 광전 변환 소자(131b), 트랜지스터(132b), 트랜지스터(133b), 트랜지스터(134b), 및 트랜지스터(135)를 구비한다.
또한, 도 3(B)에 도시된 광 검출 회로에서 트랜지스터(132b), 트랜지스터(133b), 트랜지스터(134b), 및 트랜지스터(135)는 전계 효과 트랜지스터다.
광전 변환 소자(131b)는 제 1 전류 단자 및 제 2 전류 단자를 갖고, 광전 변환 소자(131b)의 제 1 전류 단자에는 전압 Vb가 입력된다.
또한, 전압 Va 및 전압 Vb 중 하나는 고전원 전압 Vdd이고, 전압 Va 및 전압 Vb 중 다른 하나는 저전원 전압 Vss이다. 고전원 전압 Vdd는 저전원 전압 Vss보다 전압값이 상대적으로 높고, 저전원 전압 Vss는 고전원 전압 Vdd보다 전압값이 상대적으로 낮다. 전압 Va 및 전압 Vb의 값은, 예를 들어, 트랜지스터의 극성 등에 따라 서로 바뀔 수 있다. 또한, 전압 Va 및 전압 Vb의 차이가 전원 전압이 된다.
트랜지스터(134b)의 소스 및 드레인 중 하나는 광전 변환 소자(131b)의 제 2 전류 단자와 전기적으로 접속되어 있고, 트랜지스터(134b)의 게이트에는 광 검출 제어 신호가 입력된다.
트랜지스터(132b)의 게이트는 트랜지스터(134b)의 소스 및 드레인 중 다른 하나와 전기적으로 접속되어 있다.
트랜지스터(135)의 게이트에는 광 검출 리셋 신호가 입력되고, 트랜지스터(135)의 소스 및 드레인 중 하나에는 전압 Va가 입력되고, 트랜지스터(135)의 소스 및 드레인 중 다른 하나는 트랜지스터(134b)의 소스 및 드레인 중 다른 하나와 전기적으로 접속되어 있다.
트랜지스터(133b)의 게이트에는 출력 선택 신호가 입력되고, 트랜지스터(133b)의 소스 및 드레인 중 하나는 트랜지스터(132b)의 소스 및 드레인 중 하나와 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 트랜지스터(132b)의 소스 및 드레인 중 다른 하나 및 트랜지스터(133b)의 소스 및 드레인 중 다른 하나 중 하나에는 전압 Va가 입력된다.
또한, 도 3(B)에 도시된 광 검출 회로는 트랜지스터(132b)의 소스 및 드레인 중 다른 하나 및 트랜지스터(133b)의 소스 및 드레인 중 다른 하나 중 다른 하나로부터 광 데이터를 광 데이터 신호로서 출력한다.
또한, 도 3(A) 및 도 3(B)에 도시된 광 검출 회로의 각 구성 요소에 대하여 설명한다.
광전 변환 소자(131a) 및 광전 변환 소자(131b)로서는, 예를 들어, 포토다이오드 또는 포토트랜지스터 등을 사용할 수 있다. 포토다이오드의 경우에는, 포토다이오드의 양극 및 음극 중 하나가 광전 변환 소자의 제 1 전류 단자에 상당하고, 포토다이오드의 양극 및 음극 중 다른 하나가 광전 변환 소자의 제 2 전류 단자에 상당하고, 포토트랜지스터의 경우에는, 포토트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나가 광전 변환 소자의 제 1 전류 단자에 상당하고, 포토트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 하나가 광전 변환 소자의 제 2 전류 단자에 상당한다.
트랜지스터(132a) 및 트랜지스터(132b)는 증폭 트랜지스터로서의 기능을 갖는다.
트랜지스터(134a) 및 트랜지스터(134b)는 광 검출 제어 트랜지스터로서의 기능을 갖는다. 또한, 트랜지스터(134a) 및 트랜지스터(134b)는 반드시 설치하지 않아도 좋지만, 트랜지스터(134a) 및 트랜지스터(134b)를 설치함으로써 트랜지스터(132a) 및 트랜지스터(132b)의 게이트 전압을 일정 기간 동안 원하는 전압으로 유지할 수 있다.
트랜지스터(135)는 광 검출 리셋 선택 트랜지스터로서의 기능을 갖는다.
트랜지스터(133a) 및 트랜지스터(133b)는 출력 선택 트랜지스터로서의 기능을 갖는다.
또한, 트랜지스터(132a), 트랜지스터(132b), 트랜지스터(133a), 트랜지스터(133b), 트랜지스터(134a), 트랜지스터(134b), 및 트랜지스터(135)로서는, 예를 들어, 채널이 형성되고 원소 주기율표 14족 반도체(실리콘 등)를 함유한 반도체층 또는 산화물 반도체층을 포함한 트랜지스터를 사용할 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 산화물 반도체층을 포함한 트랜지스터를 사용함으로써 트랜지스터(132a), 트랜지스터(132b), 트랜지스터(133a), 트랜지스터(133b), 트랜지스터(134a), 트랜지스터(134b), 및 트랜지스터(135)의 누설 전류로 인하여 게이트 전압이 변동되는 것을 억제할 수 있다.
다음에, 도 3(A) 및 도 3(B)에 도시된 광 검출 회로의 구동 방법예에 대하여 설명한다.
우선, 도 3(A)에 도시된 광 검출 회로의 구동 방법예에 대하여 도 3(C)를 사용하여 설명한다. 도 3(C)는 도 3(A)에 도시된 광 검출 회로의 구동 방법예를 설명하기 위한 타이밍 차트이고, 광 검출 리셋 신호, 출력 선택 신호, 광전 변환 소자(131a), 트랜지스터(133a), 및 트랜지스터(134a) 각각의 상태를 도시한 것이다. 또한, 여기서는, 일례로서 광전 변환 소자(131a)가 포토다이오드인 경우에 대하여 설명한다.
도 3(A)에 도시된 광 검출 회로의 구동 방법예에서는 우선 기간 T31 동안에 광 검출 리셋 신호의 펄스가 입력된다. 또한, 기간 T31 내지 기간 T32 동안에 광 검출 제어 신호의 펄스가 입력된다. 또한, 기간 T31 동안에 광 검출 리셋 신호의 펄스를 입력하기 시작하는 타이밍은 광 검출 제어 신호의 펄스를 입력하기 시작하는 타이밍보다 빨라도 좋다.
이 때, 기간 T31 동안에 광전 변환 소자(131a)는 순방향으로 전류가 흐르는 상태(상태 ST 51이라고도 함)가 됨으로써 트랜지스터(134a)가 온 상태가 되고 트랜지스터(133a)가 오프 상태가 된다.
이 때, 트랜지스터(132a)의 게이트의 전압은 일정 값으로 리셋된다.
다음에, 광 검출 리셋 신호의 펄스가 입력된 후의 기간 T32 동안에 광전 변환 소자(131a)는 역 방향으로 전압이 인가된 상태(상태 ST 52라고도 함)가 되어 트랜지스터(133a)는 그대로 오프 상태가 유지된다.
이 때, 광전 변환 소자(131a)에 입사된 빛의 조도에 따라 광전 변환 소자(131a)의 제 1 전류 단자 및 제 2 전류 단자 사이를 광전류가 흐른다. 그리고, 광전류에 따라 트랜지스터(132a)의 게이트의 전압값이 변화된다. 이 때, 트랜지스터(132a)의 소스 및 드레인 사이의 채널 저항값이 변화된다.
또한, 광 검출 제어 신호의 펄스가 입력된 후의 기간 T33 동안에 트랜지스터(134a)가 오프 상태가 된다.
이 때, 트랜지스터(132a)의 게이트의 전압은 기간 T32의 광전 변환 소자(131a)의 광전류에 따른 값으로 유지된다. 또한, 기간 T33은 반드시 설정하지 않아도 좋지만, 기간 T33을 설정함으로써 광 검출 회로에서 광 데이터 신호를 출력하는 타이밍을 적절히 설정할 수 있다. 예를 들어, 복수의 각 광 검출 회로에서 광 데이터 신호를 출력하는 타이밍을 적절히 설정할 수 있다.
다음에, 기간 T34 동안에 출력 선택 신호의 펄스가 입력된다.
이 때, 광전 변환 소자(131a)는 그대로 상태 ST 52를 유지하고, 트랜지스터(133a)가 온 상태가 되고, 트랜지스터(132a)의 소스 및 드레인 및 트랜지스터(133a)의 소스 및 드레인을 통하여 전류가 흐른다. 트랜지스터(132a)의 소스 및 드레인 및 트랜지스터(133a)의 소스 및 드레인을 통하여 흐르는 전류는 트랜지스터(132a)의 게이트의 전압값에 의존한다. 따라서, 광 데이터는 광전 변환 소자(131a)에 입사된 빛의 조도에 따른 값이 된다. 또한, 도 3(A)에 도시된 광 검출 회로는 트랜지스터(132a)의 소스 및 드레인 중 다른 하나 및 트랜지스터(133a)의 소스 및 드레인 중 다른 하나 중 다른 하나로부턴 광 데이터 신호를 출력한다. 상술한 기재가 도 3(A)에 도시된 광 검출 회로의 구동 방법예다.
다음에, 도 3(B)에 도시된 광 검출 회로의 구동 방법예에 대하여 도 3(D)를 사용하여 설명한다. 도 3(D)는 도 3(B)에 도시된 광 검출 회로의 구동 방법예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3(B)에 도시된 광 검출 회로의 구동 방법예에서는 우선 기간 T41 동안에 광 검출 리셋 신호의 펄스가 입력되고, 또한, 기간 T41 내지 기간 T42 동안에 광 검출 제어 신호의 펄스가 입력된다. 또한, 기간 T41 동안에 광 검출 리셋 신호의 펄스를 입력하기 시작하는 타이밍은 광 검출 제어 신호의 펄스를 입력하기 시작하는 타이밍보다 빨라도 좋다.
이 때, 기간 T41 동안에 광전 변환 소자(131b)가 상태 ST 51이 되고 트랜지스터(134b)가 온 상태가 됨으로써 트랜지스터(132b)의 게이트의 전압은 전압 Va와 같은 값으로 리셋된다.
또한, 광 검출 리셋 신호의 펄스가 입력된 후의 기간 T42 동안에 광전 변환 소자(131b)가 상태 ST 52가 되고, 트랜지스터(134b)는 그대로 온 상태를 유지하고, 트랜지스터(135)는 오프 상태가 된다.
이 때, 광전 변환 소자(131b)에 입사된 빛의 조도에 따라 광전 변환 소자(131b)의 제 1 전류 단자 및 제 2 전류 단자 사이에 광전류가 흐른다. 또한, 광전류에 따라 트랜지스터(132b)의 게이트의 전압값이 변화된다. 이 때, 트랜지스터(132b)의 소스 및 드레인 사이의 채널 저항값이 변화된다.
또한, 광 검출 제어 신호의 펄스가 입력된 후의 기간 T43 동안에 트랜지스터(134b)가 오프 상태가 된다.
이 때, 트랜지스터(132b)의 게이트의 전압은 기간 T42의 광전 변환 소자(131b)의 광전류에 따른 값으로 유지된다. 기간 T43은 반드시 설정하지 않아도 좋지만, 기간 T43을 설정함으로써 광 검출 회로에서 광 데이터 신호를 출력하는 타이밍을 적절히 설정할 수 있다. 예를 들어, 복수의 각 광 검출 회로에서 광 데이터 신호를 출력하는 타이밍을 적절히 설정할 수 있다.
또한, 기간 T44 동안에 출력 선택 신호의 펄스가 입력된다.
이 때, 광전 변환 소자(131b)가 그대로 상태 ST 52를 유지하고, 트랜지스터(133b)가 온 상태가 된다.
트랜지스터(133b)가 온 상태가 되면, 도 3(B)에 도시된 광 검출 회로는 트랜지스터(132b)의 소스 및 드레인 중 다른 하나 및 트랜지스터(133b)의 소스 및 드레인 중 다른 하나 중 다른 하나로부터 광 데이터 신호를 출력한다. 트랜지스터(132b)의 소스 및 드레인 및 트랜지스터(133b)의 소스 및 드레인을 통하여 흐르는 전류는 트랜지스터(132b)의 게이트의 전압값에 의존한다. 따라서, 광 데이터는 광전 변환 소자(131b)에 입사된 빛의 조도에 따른 값이 된다. 상술한 기재가 도 3(B)에 도시된 광 검출 회로의 구동 방법예다.
도 3(A) 내지 도 3(D)에 도시된 광 검출 회로는 광전 변환 소자, 광 검출 제어 트랜지스터, 및 증폭 트랜지스터를 구비한다. 그리고, 광 검출 제어 신호에 따라 광 데이터를 생성하고, 출력 선택 신호에 따라 광 데이터를 데이터 신호로서 출력한다. 상기 구성으로 함으로써 광 검출 회로에 의하여 광 데이터를 생성하고 출력할 수 있다.
<표시 회로의 구성예>
도 4(A) 및 도 4(B)는 표시 회로의 구성예를 도시한 도면이다.
도 4(A)에 도시된 표시 회로는 트랜지스터(151a), 액정 소자(152a), 및 용량 소자(153a)를 구비한다.
또한, 도 4(A)에 도시된 표시 회로에서 트랜지스터(151a)는 전계 효과 트랜지스터다.
또한, 액정 소자(152a)는 제 1 표시 전극, 제 2 표시 전극, 및 액정층으로 구성된다. 액정층은 제 1 표시 전극 및 제 2 표시 전극 사이에 인가되는 전압에 따라 빛의 투과율이 변화된다.
또한, 용량 소자(153a)는 제 1 용량 전극, 제 2 용량 전극, 및 제 1 용량 전극 및 제 2 용량 전극과 중첩된 유전체층을 포함한다. 용량 소자(153a)는 제 1 용량 전극 및 제 2 용량 전극 사이에 인가되는 전압에 따라 전하가 축적된다.
트랜지스터(151a)의 소스 및 드레인 중 하나에는 표시 데이터 신호가 입력되고, 트랜지스터(151a)의 게이트에는 표시 선택 신호가 입력된다.
액정 소자(152a)의 제 1 표시 전극은 트랜지스터(151a)의 소스 및 드레인 중 다른 하나와 전기적으로 접속되어 있고, 액정 소자(152a)의 제 2 표시 전극에는 전압 Vc가 입력된다. 전압 Vc의 값은 적절히 설정할 수 있다.
용량 소자(153a)의 제 1 용량 전극은 트랜지스터(151a)의 소스 및 드레인 중 다른 하나와 전기적으로 접속되어 있고, 용량 소자(153a)의 제 2 용량 전극에는 전압 Vc가 입력된다.
도 4(B)에 도시된 표시 회로는 트랜지스터(151b), 액정 소자(152b), 용량 소자(153b), 용량 소자(154), 트랜지스터(155), 및 트랜지스터(156)를 구비한다.
또한, 도 4(B)에 도시된 표시 회로에서 트랜지스터(151b), 트랜지스터(155), 및 트랜지스터(156)는 전계 효과 트랜지스터다.
트랜지스터(155)의 소스 및 드레인 중 하나에는 표시 데이터 신호가 입력되고 트랜지스터(155)의 게이트에는 펄스 신호인 기록 선택 신호(신호 WSEL이라고도 함)가 입력된다. 기록 선택 신호는, 예를 들어, 회로에 구비된 시프트 레지스터로부터 펄스 신호를 출력시킴으로써 생성할 수 있다.
용량 소자(154)의 제 1 용량 전극은 트랜지스터(155)의 소스 및 드레인 중 다른 하나와 전기적으로 접속되어 있고, 용량 소자(154)의 제 2 용량 전극에는 전압 Vc가 입력된다.
트랜지스터(151b)의 소스 및 드레인 중 하나는 트랜지스터(155)의 소스 및 드레인 중 다른 하나와 전기적으로 접속되어 있고, 트랜지스터(151b)의 게이트에는 표시 선택 신호가 입력된다.
액정 소자(152b)의 제 1 표시 전극은 트랜지스터(151b)의 소스 및 드레인 중 다른 하나와 전기적으로 접속되어 있고, 액정 소자(152b)의 제 2 표시 전극에는 전압 Vc가 입력된다.
용량 소자(153b)의 제 1 용량 전극은 트랜지스터(151b)의 소스 및 드레인 중 다른 하나와 전기적으로 접속되어 있고, 용량 소자(153b)의 제 2 용량 전극에는 전압 Vc가 입력된다. 전압 Vc의 값은 표시 회로의 사양에 따라 적절히 설정될 수 있다.
트랜지스터(156)의 소스 및 드레인 중 하나에는 기준이 되는 전압이 입력되고, 트랜지스터(156)의 소스 및 드레인 중 다른 하나는 트랜지스터(151b)의 소스 및 드레인 중 다른 하나와 전기적으로 접속되어 있고, 트랜지스터(156)의 게이트에는 펄스 신호인 표시 리셋 신호(신호 DRST라고도 함)가 입력된다.
또한, 도 4(A) 및 도 4(B)에 도시된 표시 회로의 각 구성 요소에 대하여 설명한다.
트랜지스터(151a) 및 트랜지스터(151b)는 표시 선택 트랜지스터로서의 기능을 갖는다.
액정 소자(152a) 및 액정 소자(152b)의 액정층으로서는 제 1 표시 전극과 제 2 표시 전극 사이에 인가되는 전압이 0V일 때 빛을 투과하는 액정층을 사용할 수 있고, 예를 들어, 전기 제어 복굴절형 액정(ECB형 액정이라고도 함), 2색성 색소를 첨가한 액정(GH 액정이라고도 함), 고분자 분산형 액정, 또는 디스코틱 액정을 포함한 액정층 등을 사용할 수 있다. 또한, 액정층으로서는, 블루상을 발현하는 액정층을 사용하여도 좋다. 블루상을 발현하는 액정층은, 예를 들어, 블루상을 발현하는 액정과 키랄제를 함유한 액정 조성물로 구성된다. 블루상을 발현하는 액정은 응답 속도가 1msec 이하로 짧고, 광학적 등방성을 갖기 때문에 배향 처리가 불필요하며 또 시야각 의존성이 작다. 따라서, 블루상을 발현하는 액정을 사용함으로써, 동작 속도를 향상시킬 수 있다.
용량 소자(153a) 및 용량 소자(153b)는 제 1 용량 전극 및 제 2 용량 전극 사이에 표시 데이터 신호에 따른 값의 전압이 인가되는 유지 용량으로서의 기능을 갖는다. 용량 소자(153a) 및 용량 소자(153b)는 반드시 설치할 필요는 없지만, 용량 소자(153a) 및 용량 소자(153b)를 설치함으로써 표시 선택 트랜지스터의 누설 전류에 기인하여 액정 소자에 인가된 전압이 변동되는 것을 억제할 수 있다.
용량 소자(154)는 제 1 용량 전극 및 제 2 용량 전극 사이에 표시 데이터 신호에 따른 값의 전압이 인가되는 유지 용량으로서의 기능을 갖는다.
트랜지스터(155)는 용량 소자(154)에 표시 데이터 신호를 입력시킬지 여부를 선택하는 기록 선택 트랜지스터로서의 기능을 갖는다.
트랜지스터(156)는 액정 소자(152b)에 인가된 전압을 리셋시킬지 여부를 선택하는 표시 리셋 선택 트랜지스터로서의 기능을 갖는다.
또한, 트랜지스터(151a), 트랜지스터(151b), 트랜지스터(155), 및 트랜지스터(156)로서는, 예를 들어, 원소 주기율표 14족 반도체(실리콘 등)를 함유한 반도체층 또는 산화물 반도체층을 포함한 트랜지스터를 사용할 수 있다.
다음에, 도 4(A) 및 도 4(B)에 도시된 표시 회로의 구동 방법예에 대하여 설명한다.
우선, 도 4(A)에 도시된 표시 회로의 구동 방법예에 대하여 도 4(C)를 사용하여 설명한다. 도 4(C)는 도 4(A)에 도시된 표시 회로의 구동 방법예를 설명하기 위한 타이밍 차트이고, 표시 데이터 신호 및 표시 선택 신호 각각의 상태를 도시한 것이다.
도 4(A)에 도시된 표시 회로의 구동 방법예에서는 표시 선택 신호의 펄스가 입력되면 트랜지스터(151a)가 온 상태가 된다.
트랜지스터(151a)가 온 상태가 되면 표시 회로에 표시 데이터 신호가 입력되어 액정 소자(152a)의 제 1 표시 전극 및 용량 소자(153a)의 제 1 용량 전극의 전압이 표시 데이터 신호의 전압과 같은 값이 된다.
이 때, 액정 소자(152a)는 기록 상태(상태 wt라고도 함)가 되어 표시 데이터 신호에 따른 빛의 투과율이 됨으로써, 표시 회로가 표시 데이터 신호의 데이터(데이터 D11 내지 데이터 DX 각각)에 따른 표시 상태가 된다.
그 후, 트랜지스터(151a)가 오프 상태가 된다. 따라서, 액정 소자(152a)는 유지 상태(상태 hld라고도 함)가 된다. 그리고, 액정 소자(152a)에서는 다음에 표시 선택 신호의 펄스가 입력될 때까지 제 1 표시 전극 및 제 2 표시 전극 사이에 인가된 전압이 유지된다.
다음에, 도 4(B)에 도시된 표시 회로의 구동 방법예에 대하여 도 4(D)를 사용하여 설명한다. 도 4(D)는 도 4(B)에 도시된 표시 회로의 구동 방법예를 설명하기 위한 타이밍 차트다.
도 4(B)에 도시된 표시 회로의 구동 방법예에서는 표시 리셋 신호의 펄스가 입력되면 트랜지스터(156)가 온 상태가 되어 액정 소자(152b)의 제 1 표시 전극 및 용량 소자(153b)의 제 1 용량 전극의 전압이 기준이 되는 전압으로 리셋된다.
또한, 기록 선택 신호의 펄스가 입력되면 트랜지스터(155)가 온 상태가 되고 표시 데이터 신호가 표시 회로에 입력됨으로써, 용량 소자(154)의 제 1 용량 전극의 전압이 표시 데이터 신호의 전압과 동등한 값이 된다.
그 후, 표시 선택 신호의 펄스가 입력되면 트랜지스터(151b)가 온 상태가 되어 액정 소자(152b)의 제 1 표시 전극 및 용량 소자(153b)의 제 1 용량 전극의 전압이 용량 소자(154)의 제 1 용량 전극의 전압과 동등한 값이 된다.
이 때, 액정 소자(152b)는 기록 상태가 되어 표시 데이터 신호에 따른 빛의 투과율이 됨으로써, 표시 회로가 표시 데이터 신호의 데이터(데이터 D11 내지 데이터 DX 각각)에 따른 표시 상태가 된다.
그 후, 트랜지스터(151b)가 오프 상태가 된다. 따라서, 액정 소자(152b)는 유지 상태가 된다. 그리고, 액정 소자(152b)에서는 다음에 표시 선택 신호의 펄스가 입력될 때까지 제 1 표시 전극 및 제 2 표시 전극 사이에 인가된 전압이 유지된다.
도 4(A) 및 도 4(B)에 도시된 표시 회로는 표시 선택 트랜지스터 및 액정 소자를 구비한다. 상기 구성으로 함으로써 표시 회로를 표시 데이터 신호에 따른 표시 상태로 할 수 있다.
또한, 도 4(B)에 도시된 표시 회로는 표시 선택 트랜지스터 및 액정 소자에 추가적으로 기록 선택 트랜지스터 및 용량 소자를 구비한다. 상기 구성으로 함으로써 액정 소자를 임의의 표시 데이터 신호의 데이터에 따른 표시 상태로 설정한 동안에 용량 소자에 다음 표시 데이터 신호의 데이터를 기록할 수 있다. 따라서, 표시 회로의 동작 속도를 향상시킬 수 있다.
<디스플레이의 구조예>
도 5(A) 내지 도 6(B)는 디스플레이를 구성하는 액티브 매트릭스 기판(표시 회로 및 광 검출 회로가 배치된 기판)의 구조예를 도시한 도면이다. 구체적으로는, 도 5(A)는 액티브 매트릭스 기판에 배치된 표시 회로의 평면 모식도이고, 도 5(B)는 도 5(A)의 선 A-B의 단면 모식도이고, 도 6(A)는 액티브 매트릭스 기판이 갖는 광 검출 회로의 평면 모식도이고, 도 6(B)는 도 6(A)의 선 C-D의 단면 모식도다. 또한, 도 6(A) 및 도 6(B)에서는 광 검출 회로의 일례로서 도 3(A)에 도시된 구성을 갖는 광 검출 회로를 사용하는 경우를 도시하였다.
도 5(A) 내지 도 6(B)에 도시된 액티브 매트릭스 기판은 기판(500), 도전층(501a) 내지 도전층(501h), 절연층(502), 반도체층(503a) 내지 반도체층(503d), 도전층(504a) 내지 도전층(504k), 절연층(505), 반도체층(506), 반도체층(507), 반도체층(508), 절연층(509), 및 도전층(510a) 내지 도전층(510c)을 포함한다.
도전층(501a) 내지 도전층(501h) 각각은 기판(500)의 하나의 평면에 형성된다.
도전층(501a)은 표시 회로에서의 표시 선택 트랜지스터의 게이트로서의 기능을 갖는다.
도전층(501b)은 표시 회로에서의 유지 용량의 제 1 용량 전극으로서의 기능을 갖는다. 또한, 용량 소자(유지 용량)의 제 1 용량 전극으로서의 기능을 갖는 층을 제 1 용량 전극이라고도 한다.
도전층(501c)은 전압 Vb가 입력되는 배선으로서의 기능을 갖는다. 또한, 배선으로서의 기능을 갖는 층을 배선이라고도 한다.
도전층(501d)은 광 검출 회로에서의 광 검출 제어 트랜지스터의 게이트로서의 기능을 갖는다.
도전층(501e)은 광 검출 제어 신호가 입력되는 신호선으로서의 기능을 갖는다. 또한, 신호선으로서의 기능을 갖는 층을 신호선이라고도 한다.
도전층(501f)은 광 검출 회로에서의 출력 선택 트랜지스터의 게이트로서의 기능을 갖는다.
도전층(501g)은 광 검출 회로에서의 증폭 트랜지스터의 게이트로서의 기능을 갖는다.
절연층(502)은 도전층(501a) 내지 도전층(501h)을 개재하여 기판(500)의 하나의 평면에 형성된다.
절연층(502)은 표시 회로에서의 표시 선택 트랜지스터의 게이트 절연층, 표시 회로에서의 유지 용량의 유전체층, 광 검출 회로에서의 광 검출 제어 트랜지스터의 게이트 절연층, 광 검출 회로에서의 증폭 트랜지스터의 게이트 절연층, 및 광 검출 회로에서의 출력 선택 트랜지스터의 게이트 절연층으로서의 기능을 갖는다.
반도체층(503a)은 절연층(502)을 개재하여 도전층(501a)과 중첩되어 있다. 반도체층(503a)은 표시 회로에서의 표시 선택 트랜지스터의 채널 형성층으로서의 기능을 갖는다.
반도체층(503b)은 절연층(502)을 개재하여 도전층(501d)과 중첩되어 있다. 반도체층(503b)은 광 검출 회로에서의 광 검출 제어 트랜지스터의 채널 형성층으로서의 기능을 갖는다.
반도체층(503c)은 절연층(502)을 개재하여 도전층(501f)과 중첩되어 있다. 반도체층(503c)은 광 검출 회로에서의 출력 선택 트랜지스터의 채널 형성층으로서의 기능을 갖는다.
반도체층(503d)은 절연층(502)을 개재하여 도전층(501g)과 중첩되어 있다. 반도체층(503d)은 광 검출 회로에서의 증폭 트랜지스터의 채널 형성층으로서의 기능을 갖는다.
도전층(504a)은 반도체층(503a)과 전기적으로 접속되어 있다. 도전층(504a)은 표시 회로에서의 표시 선택 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나로서의 기능을 갖는다.
도전층(504b)은 도전층(501b) 및 반도체층(503a)과 전기적으로 접속되어 있다. 도전층(504b)은 표시 회로에서의 표시 선택 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 하나로서의 기능을 갖는다.
도전층(504c)은 절연층(502)을 개재하여 도전층(501b)과 중첩되어 있다. 도전층(504c)은 표시 회로에서의 유지 용량의 제 2 용량 전극으로서의 기능을 갖는다.
도전층(504d)은 절연층(502)을 관통하는 개구부에서 도전층(501c)과 전기적으로 접속되어 있다. 도전층(504d)은 광 검출 회로에서의 광전 변환 소자의 제 1 전류 단자 및 제 2 전류 단자 중 하나로서의 기능을 갖는다.
도전층(504e)은 반도체층(503b)과 전기적으로 접속되어 있다. 도전층(504e)은 광 검출 회로에서의 광 검출 제어 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나로서의 기능을 갖는다.
도전층(504f)은 반도체층(503b)과 전기적으로 접속되어 있고 또 절연층(502)을 관통하는 개구부에서 도전층(501g)과 전기적으로 접속되어 있다. 도전층(504f)은 광 검출 회로에서의 광 검출 제어 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 하나로서의 기능을 갖는다.
도전층(504g)은 절연층(502)을 관통하는 개구부에서 도전층(501d) 및 도전층(501e)과 전기적으로 접속되어 있다. 도전층(504g)은 광 검출 제어 신호가 입력되는 신호선으로서의 기능을 갖는다.
도전층(504h)은 반도체층(503c)과 전기적으로 접속되어 있다. 도전층(504h)은 광 검출 회로에서의 출력 선택 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나로서의 기능을 갖는다.
도전층(504i)은 반도체층(503c) 및 반도체층(503d)과 전기적으로 접속되어 있다. 도전층(504i)은 광 검출 회로에서의 출력 선택 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 하나 및 광 검출 회로에서의 증폭 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 하나로서의 기능을 갖는다.
도전층(504j)은 반도체층(503d)과 전기적으로 접속되어 있고 또 절연층(502)을 관통하는 개구부에서 도전층(501h)과 전기적으로 접속되어 있다. 도전층(504j)은 광 검출 회로에서의 증폭 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 다른 하나로서의 기능을 갖는다.
도전층(504k)은 절연층(502)을 관통하는 개구부에서 도전층(501h)과 전기적으로 접속되어 있다. 도전층(504k)은 전압 Va 또는 전압 Vb가 입력되는 배선으로서의 기능을 갖는다.
절연층(505)은 도전층(504a) 내지 도전층(504k)을 개재하여 반도체층(503a) 내지 반도체층(503d)과 접촉되어 있다.
반도체층(506)은 절연층(505)을 관통하여 형성된 개구부에서 도전층(504d)과 전기적으로 접속되어 있다.
반도체층(507)은 반도체층(506)과 접촉되어 있다.
반도체층(508)은 반도체층(507)과 접촉되어 있다.
절연층(509)은 절연층(505), 반도체층(506), 반도체층(507), 및 반도체층(508)과 중첩되어 있다. 절연층(509)은 표시 회로 및 광 검출 회로에서의 평탄화 절연층으로서의 기능을 갖는다. 또한, 반드시 절연층(509)을 형성할 필요는 없다.
도전층(510a)은 절연층(505) 및 절연층(509)을 관통하는 개구부에서 도전층(504b)과 전기적으로 접속되어 있다. 도전층(510a)은 표시 회로에서의 표시 소자의 화소 전극으로서의 기능을 갖는다. 또한, 화소 전극으로서의 기능을 갖는 층을 화소 전극이라고도 한다.
도전층(510b)은 절연층(505) 및 절연층(509)을 관통하는 개구부에서 도전층(504c)과 전기적으로 접속되어 있다. 도전층(510b)은 전압 Vc가 입력되는 배선으로서의 기능을 갖는다.
도전층(510c)은 절연층(505) 및 절연층(509)을 관통하는 개구부에서 도전층(504e)과 전기적으로 접속되어 있고, 절연층(505) 및 절연층(509)을 관통하는 개구부에서 반도체층(508)과 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 상술한 액티브 매트릭스 기판을 갖는 디스플레이의 구조예에 대하여 도 7(A) 및 도 7(B)를 사용하여 설명한다. 또한, 도 7(A)는 디스플레이에 배치되는 표시 회로의 단면 모식도이고, 도 7(B)는 디스플레이에 배치되는 광 검출 회로의 단면 모식도다. 또한, 도 7(A) 및 도 7(B)에 도시된 디스플레이에서 표시 소자는 액정 소자다.
도 7(A) 및 도 7(B)에 도시된 디스플레이는 도 5(A) 내지 도 6(B)에 도시된 액티브 매트릭스 기판에 추가적으로 기판(512), 차광층(513), 착색층(514), 착색층(515), 절연층(516), 도전층(517), 및 액정층(518)을 포함한다.
차광층(513)은 기판(512)의 하나의 평면의 일부에 형성된다.
착색층(514)은 기판(512)의 차광층(513)이 형성되지 않은 부분에 형성되어 있고, 반도체층(506), 반도체층(507), 및 반도체층(508)과 중첩되어 있다.
착색층(515)은 착색층(514)과 중첩되어 있다.
절연층(516)은 차광층(513), 착색층(514), 및 착색층(515)을 개재하여 기판(512)의 하나의 평면에 형성된다.
도전층(517)은 기판(512)의 하나의 평면에 형성된다. 도전층(517)은 표시 회로에서의 공통 전극으로서의 기능을 갖는다. 또한, 광 검출 회로에 도전층(517)을 반드시 형성할 필요는 없다.
액정층(518)은 도전층(510a) 및 도전층(517) 사이에 형성되어 있고, 절연층(509)을 개재하여 반도체층(508)과 중첩되어 있다.
또한, 도전층(510a), 액정층(518), 및 도전층(517)은 표시 회로의 표시 소자로서의 기능을 갖는다.
또한, 도 7(A) 및 도 7(B)에 도시된 디스플레이의 각 구성 요소에 대하여 설명한다.
기판(500) 및 기판(512)으로서는, 투광성을 갖는 기판을 사용할 수 있고, 투광성을 갖는 기판으로서, 예를 들어, 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.
도전층(501a) 내지 도전층(501d)으로서는, 예를 들어, 몰리브덴, 티타늄, 크롬, 탄탈, 텅스텐, 알루미늄, 구리, 네오디뮴, 또는 스칸듐 등의 금속 재료, 또는 이들을 주성분으로 하는 합금 재료의 층을 사용할 수 있다. 또한, 이들을 적층하여 도전층(501a) 내지 도전층(501d)을 구성할 수도 있다.
절연층(502) 및 절연층(505)으로서는, 예를 들어, 산화실리콘층, 질화실리콘층, 산화질화실리콘층, 질화산화실리콘층, 산화알루미늄층, 질화알루미늄층, 산화질화알루미늄층, 질화산화알루미늄층, 또는 산화하프늄층을 사용할 수 있다. 또한, 이들을 적층하여 절연층(502) 및 절연층(505)을 구성할 수도 있다.
반도체층(503a) 및 반도체층(503b)으로서는 원소 주기율표 14족 반도체(실리콘 등)를 사용한 반도체층 또는 산화물 반도체층을 사용할 수 있다.
도전층(504a) 내지 도전층(504h)으로서는, 예를 들어, 알루미늄, 크롬, 구리, 탄탈, 티타늄, 몰리브덴, 또는 텅스텐 등의 금속 재료, 또는 이들 금속 재료를 주성분으로 하는 합금 재료의 층을 이용할 수 있다. 또한, 이들을 적층함으로써 도전층(504a) 내지 도전층(504h)을 구성하여도 좋다.
반도체층(506)은 일 도전형(p형 및 n형 중 하나)의 반도체층이다. 반도체층(506)으로서는 예를 들어 실리콘을 함유한 반도체층을 사용할 수 있다.
반도체층(507)은 반도체층(506)보다 저항이 높은 반도체층이다. 반도체층(507)으로서는, 예를 들어, 실리콘을 함유한 반도체층을 사용할 수 있다.
반도체층(508)은 반도체층(506)과 도전형이 다른(p형 및 n형 중 다른 하나) 반도체층이다. 반도체층(508)으로서는, 예를 들어, 실리콘을 함유한 반도체층을 사용할 수 있다.
절연층(509) 및 절연층(516)으로서는, 예를 들어, 폴리이미드, 아크릴, 벤조사이클로부텐 등의 유기 재료의 층을 사용할 수 있다. 또한, 절연층(509)으로서는 저유전율 재료(low-k 재료라고도 함)의 층을 사용할 수도 있다.
도전층(510a), 도전층(510c) 및 도전층(517)으로서는, 예를 들어, 투광성을 갖는 도전 재료의 층을 사용할 수 있고, 투광성을 갖는 도전 재료로서는, 예를 들어, 인듐주석 산화물, 산화인듐에 산화아연을 혼합한 금속 산화물, 산화인듐에 산화실리콘(SiO2)을 혼합한 도전 재료, 유기 인듐, 유기 주석, 산화텅스텐을 함유한 인듐 산화물, 산화텅스텐을 함유한 인듐아연 산화물, 산화티타늄을 함유한 인듐산화물, 또는 산화티타늄을 함유한 인듐주석 산화물 등을 사용할 수 있다.
또한, 도전층(510a), 도전층(510c) 및 도전층(517)은 도전성 고분자(도전성 폴리머라고도 함)를 포함한 도전성 조성물을 사용하여 형성할 수도 있다. 도전성 조성물을 사용하여 형성한 도전층은 시트 저항이 10000Ω/□ 이하, 파장 550nm에서의 투광률이 70% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 도전성 조성물에 포함된 도전성 고분자의 저항률은 0.1Ω·cm 이하인 것이 바람직하다.
도전성 고분자로서는 소위 π전자 공액계 도전성 고분자를 사용할 수 있다. π전자 공액계 도전성 고분자로서는, 예를 들어, 폴리아닐린 또는 그 유도체, 폴리피롤 또는 그 유도체, 폴리티오펜 또는 그 유도체, 또는 아닐린, 피롤 및 티오펜 중 2종류 이상의 공중합체 또는 그 유도체 등을 들 수 있다.
차광층(513)으로서는, 예를 들어, 금속 재료의 층을 사용할 수 있다.
착색층(514)은 적색 및 청색 중 하나의 착색층이다.
착색층(515)은 적색 및 청색 중 다른 하나의 착색층이다.
또한, 착색층(514) 및 착색층(515)의 적층은 가시광 영역의 파장의 빛을 흡수하는 필터로서의 기능을 갖는다.
액정층(518)으로서는, 예를 들어, TN 액정, OCB 액정, STN 액정, VA 액정, ECB형 액정, GH 액정, 고분자 분산형 액정, 또는 디스코틱(discotic) 액정 등을 포함한 층을 사용할 수 있다. 또한, 액정층(518)으로서 도전층(510c) 및 도전층(517)에 인가되는 전압이 0V일 때 광을 투과하는 액정을 사용하는 것이 바람직하다.
도 5(A) 내지 도 7(B)를 사용하여 설명한 바와 같이, 디스플레이의 구조예는 트랜지스터, 화소 전극, 및 광전 변환 소자를 포함한 액티브 매트릭스 기판과, 대향 기판과, 액티브 매트릭스 기판 및 대향 기판 사이에 액정을 갖는 액정층을 포함한 구조다. 상기 구조로 함으로써 동일 공정으로 동일 기판 위에 표시 회로 및 광 검출 회로를 제작할 수 있기 때문에 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
또한, 도 7(A) 및 도 7(B)를 사용하여 설명한 바와 같이, 디스플레이의 구조예는 광전 변환 소자와 중첩되어 있고, 가시광 영역의 파장의 빛을 흡수하는 필터를 포함한 구조다. 상기 구조로 함으로써, 가시광 영역의 파장의 빛(예를 들어, 가시광 영역의 파장의 빛을 발하는 발광 다이오드의 빛)이 광전 변환 소자에 입사되는 것을 억제할 수 있으므로 적외선 영역의 빛의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
<광 검출 회로의 변형 구조예>
본 명세서에 개시되는 광 검출 회로의 구조는 도 6(A) 및 도 6(B)에 도시된 구조에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 6(A) 및 도 6(B)에서는 도전형이 다른 반도체층을 적층시킨 구조(세로형 구조라고도 함)를 갖는 광전 변환 소자에 대하여 도시하였지만, 동일 반도체층 내에 도전형이 다른 영역을 갖는 구조(가로형 구조라고도 함)를 갖는 광전 변환 소자를 광 검출 회로가 갖는 광전 변환 소자로서 적용할 수도 있다.
도 13은 가로형 구조를 갖는 광전 변환 소자를 갖는 광 검출 회로의 구조예를 도시한 도면이다. 구체적으로는, 도 13에는 광 검출 회로를 구성하는 트랜지스터의 일례(트랜지스터(2001)) 및 상기 트랜지스터와 전기적으로 접속된 광전 변환 소자의 일례(광전 변환 소자(2002))를 도시하였다.
트랜지스터(2001)는 절연 표면을 갖는 기판(2000) 위에 형성된 단결정 실리콘을 모체로 하는 불순물 영역(2021), 불순물 영역(2022), 및 채널 형성 영역(2020), 채널 형성 영역(2020) 위에 형성된 게이트 절연층(2023), 게이트 절연층(2023) 위에 형성된 게이트층(2024)을 갖는다. 또한, 여기서는, 트랜지스터(2001)가 단결정 실리콘을 사용하여 구성된 예를 기재하였지만, 다결정 실리콘 또는 비정질 실리콘을 사용하여 구성될 수도 있다.
광전 변환 소자(2002)는 절연 표면을 갖는 기판(2000) 위에 형성된 단결정 실리콘을 모체로 한 p형 불순물 영역(2121), i형 영역(2122), 및 n형 불순물 영역(2123)을 갖는다.
또한, 트랜지스터(2001) 및 광전 변환 소자(2002) 위에는 절연층(2300)이 형성되어 있다. 또한, 트랜지스터(2001)의 불순물 영역(2021)은 도전층(2401)과 접속되어 있다. 또한, 트랜지스터(2001)의 불순물 영역(2022)과 광전 변환 소자(2002)의 p형 불순물 영역(2121)은 도전층(2402)을 통하여 접속되어 있다. 또한, 도전층(2403)은 광전 변환 소자(2002)의 n형 불순물 영역(2123)과 접속되어 있다.
<용량식 터치 센서의 구성예>
본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치는 용량식 터치 센서를 갖는다. 도 8은 용량식 터치 센서(1620)와 디스플레이(1621)를 중첩시키는 상태를 도시한 것이다.
용량식 터치 센서(1620)는 투광성을 갖는 위치 검출부(1622)에서 손가락 또는 스타일러스(stylus) 등으로 터치한 위치를 검출하고, 그 위치 정보를 포함한 신호를 생성할 수 있다. 따라서, 위치 검출부(1622)가 디스플레이(1621)의 화소부(1623)와 중첩되도록 용량식 터치 센서(1620)를 설치함으로써, 사용자가 표시 장치의 화소부(1623)의 어느 위치를 터치하였는지를 정보로서 얻을 수 있다.
도 9(A)는 정전 용량 방식 중 투영 정전 용량 방식을 사용한 위치 검출부(1622)의 사시도를 도시한 것이다. 투영 정전 용량 방식의 위치 검출부(1622)는 복수의 제 1 전극(1640)과 복수의 제 2 전극(1641)이 중첩되도록 형성되어 있다. 각 제 1 전극(1640)은 복수의 직사각형 도전막(1642)이 서로 접속된 구성을 갖고, 각 제 2 전극(1641)은 복수의 직사각형 도전막(1643)이 서로 접속된 구성을 갖는다. 또한, 제 1 전극(1640)과 제 2 전극(1641)의 형상은 이 구성에 한정되지 않는다.
또한, 도 9(A)에서는 복수의 제 1 전극(1640)과 복수의 제 2 전극(1641) 위에 유전체로서 기능하는 절연층(1644)이 중첩되어 있다. 도 9(A)에 도시된 복수의 제 1 전극(1640), 복수의 제 2 전극(1641), 및 절연층(1644)이 서로 중첩된 상태를 도 9(B)에서 도시하였다. 도 9(B)에 도시된 바와 같이, 복수의 제 1 전극(1640)과 복수의 제 2 전극(1641)은 직사각형 도전막(1642)과 직사각형 도전막(1643)의 위치가 서로 어긋나도록 중첩되어 있다.
절연층(1644)을 손가락 등으로 터치하면, 복수의 제 1 전극(1640) 중 어느 것과 손가락 사이에 용량이 형성된다. 또한, 복수의 제 2 전극(1641) 중 어느 것과 손가락 사이에도 용량이 형성된다. 따라서, 정전 용량의 변화를 모니터링함으로써 제 1 전극(1640) 중 어느 것 및 제 2 전극(1641) 중 어느 것에 손가락이 가장 가까워졌는지를 특정할 수 있으므로 손가락으로 터치한 위치를 검출할 수 있다.
또한, 제 1 전극(1640)과 제 2 전극(1641)은 투광성을 갖는 도전 재료, 예를 들어, 산화실리콘을 함유한 산화인듐주석, 산화인듐주석, 산화아연, 산화인듐아연, 갈륨이 첨가된 산화아연 등을 사용하여 구성할 수 있다.
<표시 장치의 동작예>
도 10은 도 1(A)의 표시 장치의 동작예를 도시한 흐름도다. 구체적으로는, 도 10에 도시된 흐름도는 도 1(A)의 표시 장치에서의 피판독물의 검출 동작예를 도시한 도면이다.
도 10에 도시된 흐름도에서는 우선 도 1(A)의 조도 센서(30)에서 외광 조도를 검출한다. 그리고, 검출된 조도 정보에 따라 도 1(A)의 디스플레이(10)에 배치된 광 검출식 터치 센서(광 검출 회로)를 구동할지 또는 도 1(A)의 용량식 터치 센서(20)를 구동할지를 선택한다. 즉, 2종류의 터치 센서 중에서 적절한 터치 센서를 선택한다. 그리고, 선택된 터치 센서로 피판독물을 검출한다.
도 10에 도시된 바와 같이 동작시킴으로써, 외광의 영향을 받아 피판독물의 검출 정밀도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
(실시예 1)
본 실시예에서는 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치를 갖는 전자 기기의 구성예에 대하여 도 11을 참조하여 설명한다.
상기 전자 기기로서는 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화, 휴대형을 포함한 게임기, 휴대 정보 단말, 전자 서적, 비디오 카메라나 디지털 스틸 카메라 등의 카메라, 내비게이션 시스템, 음향 재생장치(카 오디오, 디지털 오디오 플레이어 등), 복사기, 팩시밀리, 프린터, 프린터 복합기, 현금 자동 입출금기(ATM), 자동 판매기 등을 들 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치를 휴대 전화(소위 스마트폰을 포함함)에 응용한 경우의 구성예를 도시한 도면이다. 도 11에 도시된 휴대용 전자 기기는 RF 회로(201), 아날로그 베이스 밴드 회로(202), 디지털 베이스 밴드 회로(203), 배터리(204), 전원 회로(205), 애플리케이션 프로세서(206), 플래시 메모리(210), 표시 회로 컨트롤러(211), 메모리 회로(212), 디스플레이(213), 음성 회로(217), 키보드(218), 용량식 터치 센서(219), 용량식 터치 센서 컨트롤러(220), 조도 센서(221), 조도 센서 컨트롤러(222), 및 광 검출 회로 컨트롤러(223) 등으로 구성되어 있다. 디스플레이(213)는 표시 회로 및 광 검출 회로가 배치된 화소부(230), 표시 회로 드라이버(232)(또한, 도 2에 도시된 표시 선택 신호 출력 회로(101) 및 표시 데이터 신호 출력 회로(102)는 표시 회로 드라이버(232)를 구성하는 회로임) 및 광 검출 회로 드라이버(233)(또한, 도 2에 도시된 광 검출 리셋 신호 출력 회로(103a), 광 검출 제어 신호 출력 회로(103b), 출력 선택 신호 출력 회로(103c), 및 판독 회로(106)는 광 검출 회로 드라이버(233)를 구성하는 회로임) 등으로 구성되어 있다. 또한, 애플리케이션 프로세서(206)는 CPU(207), DSP(208), 및 인터페이스(IF)(209) 등을 갖는다.
(실시예 2)
본 실시예에서는 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치를 갖는 전자 기기의 구체적인 예에 대하여 도 12(A) 내지 도 12(F)를 참조하여 설명한다.
도 12(A)는 휴대형 정보 통신 단말의 구체적인 예를 도시한 도면이다. 도 12(A)에 도시된 휴대형 정보 통신 단말은 적어도 표시부(1001)를 구비한다. 또한, 도 12(A)에 도시된 휴대형 정보 통신 단말은, 예를 들어, 표시부(1001)에 조작부(1002)를 설치할 수 있다. 예를 들어, 상기 표시 장치를 표시부(1001)에 사용함으로써, 예를 들어, 손가락 또는 펜으로 휴대형 정보 통신 단말을 조작하거나 휴대형 정보 통신 단말에 정보를 입력할 수 있다.
도 12(B)는 카내비게이션을 포함한 정보 안내 단말의 구체적인 예를 도시한 도면이다. 도 12(B)에 도시된 정보 안내 단말은 표시부(1101), 조작 버튼(1102), 및 외부 입력 단자(1103)를 구비한다. 예를 들어, 상기 표시 장치를 표시부(1101)에 사용함으로써, 예를 들어, 손가락 또는 펜으로 정보 안내 단말을 조작하거나 정보 안내 단말에 정보를 입력할 수 있다.
도 12(C)는 노트북 퍼스널 컴퓨터의 구체적인 예를 도시한 것이다. 도 12(C)에 도시된 노트북 퍼스널 컴퓨터는 하우징(1201), 표시부(1202), 스피커(1203), LED 램프(1204), 포인팅 디바이스(1205), 접속 단자(1206), 및 키보드(1207)를 구비한다. 예를 들어, 상기 표시 장치를 표시부(1202)에 사용함으로써, 예를 들어, 손가락 또는 펜으로 노트북 퍼스널 컴퓨터를 조작하거나 노트북 퍼스널 컴퓨터에 정보를 입력할 수 있다.
도 12(D)는 휴대형 게임기의 구체적인 예를 도시한 것이다. 도 12(D)에 도시된 휴대형 게임기는 표시부(1301), 표시부(1302), 스피커(1303), 접속 단자(1304), LED 램프(1305), 마이크로폰(1306), 기록 매체 판독부(1307), 조작 버튼(1308), 및 센서(1309)를 갖는다. 예를 들어, 상기 표시 장치를 표시부(1301) 및 표시부(1302)의 양쪽 모두 또는 한쪽에 사용함으로써, 예를 들어, 손가락 또는 펜으로 휴대형 게임기를 조작하거나 휴대형 게임기에 정보를 입력할 수 있다.
도 12(E)는 전자 서적의 구체적인 예를 도시한 도면이다. 도 12(E)에 도시된 전자 서적은 적어도 하우징(1401), 하우징(1403), 표시부(1405), 표시부(1407), 및 축부(1411)를 갖는다.
하우징(1401) 및 하우징(1403)은 축부(1411)로 접속되기 때문에 도 12(E)에 도시된 전자 서적은 상기 축부(1411)를 축으로 하여 개폐 동작을 할 수 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 종이 서적처럼 동작시킬 수 있다. 또한, 표시부(1405)는 하우징(1401)에 내장되고, 표시부(1407)는 하우징(1403)에 내장된다. 또한, 표시부(1405) 및 표시부(1407)의 구성을 서로 다른 화상을 표시하는 구성으로 하여도 좋고, 예를 들어, 양쪽 모두의 표시부에서 하나의 연속 화상을 표시하는 구성으로 하여도 좋다. 표시부(1405) 및 표시부(1407)를 서로 다른 화상을 표시하는 구성으로 함으로써, 예를 들어, 오른쪽 표시부(도 12(E)에서는 표시부(1405))에 글의 화상을 표시하고, 왼쪽 표시부(도 12(E)에서는 표시부(1407))에 화상을 표시할 수 있다.
또한, 도 12(E)에 도시된 전자 서적은 하우징(1401) 또는 하우징(1403)에 조작부 등을 구비하여도 좋다. 예를 들어, 도 12(E)에 도시된 전자 서적의 구성을 전원 버튼(1421), 조작키(1423), 및 스피커(1425)를 갖는 구성으로 할 수도 있다. 도 12(E)에 도시된 전자 서적은 조작키(1423)를 사용함으로써 복수 페이지로 이루어진 화상의 페이지를 넘길 수 있다. 그리고, 도 12(E)에 도시된 전자 서적의 표시부(1405) 및 표시부(1407) 중 양쪽 모두 또는 한쪽에 키보드나 포인팅 디바이스 등을 설치한 구성으로 하여도 좋다. 또한, 도 12(E)에 도시된 전자 서적의 하우징(1401) 및 하우징(1403)의 이면이나 측면에 외부 접속용 단자(이어폰 단자, USB 단자, 또는 AC 어댑터 또는 USB 케이블 등의 각종 케이블과 접속할 수 있는 단자 등), 기록 매체 삽입부 등을 설치하여도 좋다. 또한, 도 12(E)에 도시된 전자 서적이 전자 사전으로서의 기능을 가져도 좋다.
예를 들어, 상기 표시 장치를 표시부(1405) 및 표시부(1407) 중 양쪽 모두 또는 한쪽에 사용함으로써, 예를 들어, 손가락 또는 펜으로 전자 서적을 조작하거나 전자 서적에 정보를 입력할 수 있다.
도 12(F)는 디스플레이의 구체적인 예를 도시한 도면이다. 도 12(F)에 도시된 디스플레이는 하우징(1501), 표시부(1502), 스피커(1503), LED 램프(1504), 조작 버튼(1505), 접속 단자(1506), 센서(1507), 마이크로폰(1508), 및 지지대(1509)를 갖는다. 예를 들어, 상기 표시 장치를 표시부(1502)에 사용함으로써, 예를 들어, 손가락 또는 펜으로 디스플레이를 조작하거나 디스플레이에 정보를 입력할 수 있다.
10: 디스플레이 11: 기판
12: 기판 13: 액정
14: 플렉시블 프린트 기판 20: 용량식 터치 센서
21: 센서부 22: 커버 유리
23: 플렉시블 프린트 기판 30: 조도 센서
101: 표시 선택 신호 출력 회로
102: 표시 데이터 신호 출력 회로
103a: 광 검출 리셋 신호 출력 회로
103b: 광 검출 제어 신호 출력 회로
103c: 출력 선택 신호 출력 회로
104: 라이트 유닛 105: 화소부
105d: 표시 회로 105p: 광 검출 회로
106: 판독 회로 131a: 광전 변환 소자
131b: 광전 변환 소자 132a: 트랜지스터
132b: 트랜지스터 133a: 트랜지스터
133b: 트랜지스터 134a: 트랜지스터
134b: 트랜지스터 135: 트랜지스터
151a: 트랜지스터 151b: 트랜지스터
152a: 액정 소자 152b: 액정 소자
153a: 용량 소자 153b: 용량 소자
154: 용량 소자 155: 트랜지스터
156: 트랜지스터 201: RF 회로
202: 아날로그 베이스 밴드 회로
203: 디지털 베이스 밴드 회로
204: 배터리 205: 전원 회로
206: 애플리케이션 프로세서 207: CPU
208: DSP 209: IF
210: 플래시 메모리 211: 표시 회로 컨트롤러
212: 메모리 회로 213: 디스플레이
217: 음성 회로 218: 키보드
219: 용량식 터치 센서 220: 용량식 터치 센서 컨트롤러
221: 조도 센서 222: 조도 센서 컨트롤러
223: 광 검출 회로 컨트롤러 230: 화소부
232: 표시 회로 드라이버 233: 광 검출 회로 드라이버
500: 기판 501a: 도전층
501b: 도전층 501c: 도전층
501d: 도전층 501e: 도전층
501f: 도전층 501g: 도전층
501h: 도전층 502: 절연층
503a: 반도체층 503b: 반도체층
503c: 반도체층 503d: 반도체층
504a: 도전층 504b: 도전층
504c: 도전층 504d: 도전층
504e: 도전층 504f: 도전층
504g: 도전층 504h: 도전층
504i: 도전층 504j: 도전층
504k: 도전층 505: 절연층
506: 반도체층 507: 반도체층
508: 반도체층 509: 절연층
510a: 도전층 510b: 도전층
510c: 도전층 512: 기판
513: 차광층 514: 착색층
515: 착색층 516: 절연층
517: 도전층 518: 액정층
1001: 표시부 1002: 조작부
1101: 표시부 1102: 조작 버튼
1103: 외부 입력 단자 1201: 하우징
1202: 표시부 1203: 스피커
1204: LED 램프 1205: 포인팅 디바이스
1206: 접속 단자 1207: 키보드
1301: 표시부 1302: 표시부
1303: 스피커 1304: 접속 단자
1305: LED 램프 1306: 마이크로폰
1307: 기록 매체 판독부 1308: 조작 버튼
1309: 센서 1401: 하우징
1403: 하우징 1405: 표시부
1407: 표시부 1411: 축부
1421: 전원 버튼 1423: 조작키
1425: 스피커 1501: 하우징
1502: 표시부 1503: 스피커
1504: LED 램프 1505: 조작 버튼
1506: 접속 단자 1507: 센서
1508: 마이크로폰 1509: 지지대
1620: 용량식 터치 센서 1621: 디스플레이
1622: 위치 검출부 1623: 화소부
1640: 제 1 전극 1641: 제 2 전극
1642: 도전막 1643: 도전막
1644: 절연층 2000: 기판
2001: 트랜지스터 2002: 광전 변환 소자
2020: 채널 형성 영역 2021: 불순물 영역
2022: 불순물 영역 2023: 게이트 절연층
2024: 게이트층 2121: p형 불순물 영역
2122: i형 영역 2123: n형 불순물 영역
2300: 절연층 2401: 도전층
2402: 도전층 2403: 도전층
12: 기판 13: 액정
14: 플렉시블 프린트 기판 20: 용량식 터치 센서
21: 센서부 22: 커버 유리
23: 플렉시블 프린트 기판 30: 조도 센서
101: 표시 선택 신호 출력 회로
102: 표시 데이터 신호 출력 회로
103a: 광 검출 리셋 신호 출력 회로
103b: 광 검출 제어 신호 출력 회로
103c: 출력 선택 신호 출력 회로
104: 라이트 유닛 105: 화소부
105d: 표시 회로 105p: 광 검출 회로
106: 판독 회로 131a: 광전 변환 소자
131b: 광전 변환 소자 132a: 트랜지스터
132b: 트랜지스터 133a: 트랜지스터
133b: 트랜지스터 134a: 트랜지스터
134b: 트랜지스터 135: 트랜지스터
151a: 트랜지스터 151b: 트랜지스터
152a: 액정 소자 152b: 액정 소자
153a: 용량 소자 153b: 용량 소자
154: 용량 소자 155: 트랜지스터
156: 트랜지스터 201: RF 회로
202: 아날로그 베이스 밴드 회로
203: 디지털 베이스 밴드 회로
204: 배터리 205: 전원 회로
206: 애플리케이션 프로세서 207: CPU
208: DSP 209: IF
210: 플래시 메모리 211: 표시 회로 컨트롤러
212: 메모리 회로 213: 디스플레이
217: 음성 회로 218: 키보드
219: 용량식 터치 센서 220: 용량식 터치 센서 컨트롤러
221: 조도 센서 222: 조도 센서 컨트롤러
223: 광 검출 회로 컨트롤러 230: 화소부
232: 표시 회로 드라이버 233: 광 검출 회로 드라이버
500: 기판 501a: 도전층
501b: 도전층 501c: 도전층
501d: 도전층 501e: 도전층
501f: 도전층 501g: 도전층
501h: 도전층 502: 절연층
503a: 반도체층 503b: 반도체층
503c: 반도체층 503d: 반도체층
504a: 도전층 504b: 도전층
504c: 도전층 504d: 도전층
504e: 도전층 504f: 도전층
504g: 도전층 504h: 도전층
504i: 도전층 504j: 도전층
504k: 도전층 505: 절연층
506: 반도체층 507: 반도체층
508: 반도체층 509: 절연층
510a: 도전층 510b: 도전층
510c: 도전층 512: 기판
513: 차광층 514: 착색층
515: 착색층 516: 절연층
517: 도전층 518: 액정층
1001: 표시부 1002: 조작부
1101: 표시부 1102: 조작 버튼
1103: 외부 입력 단자 1201: 하우징
1202: 표시부 1203: 스피커
1204: LED 램프 1205: 포인팅 디바이스
1206: 접속 단자 1207: 키보드
1301: 표시부 1302: 표시부
1303: 스피커 1304: 접속 단자
1305: LED 램프 1306: 마이크로폰
1307: 기록 매체 판독부 1308: 조작 버튼
1309: 센서 1401: 하우징
1403: 하우징 1405: 표시부
1407: 표시부 1411: 축부
1421: 전원 버튼 1423: 조작키
1425: 스피커 1501: 하우징
1502: 표시부 1503: 스피커
1504: LED 램프 1505: 조작 버튼
1506: 접속 단자 1507: 센서
1508: 마이크로폰 1509: 지지대
1620: 용량식 터치 센서 1621: 디스플레이
1622: 위치 검출부 1623: 화소부
1640: 제 1 전극 1641: 제 2 전극
1642: 도전막 1643: 도전막
1644: 절연층 2000: 기판
2001: 트랜지스터 2002: 광전 변환 소자
2020: 채널 형성 영역 2021: 불순물 영역
2022: 불순물 영역 2023: 게이트 절연층
2024: 게이트층 2121: p형 불순물 영역
2122: i형 영역 2123: n형 불순물 영역
2300: 절연층 2401: 도전층
2402: 도전층 2403: 도전층
Claims (16)
- 표시 장치로서,
광 검출식 센서와 표시부를 포함하는 화소부를 포함하는 디스플레이;
상기 디스플레이와 중첩되는 용량식 터치 센서;
외광의 조도를 검출하는 조도 센서; 및
상기 조도 센서의 출력값에 따라 상기 광 검출식 센서와 상기 용량식 터치 센서 중 어느 쪽을 구동할지를 선택하는 제어 수단을 포함하는, 표시 장치.
- 표시 장치로서,
광 검출식 센서와 표시부를 포함하는 화소부를 포함하는 디스플레이를 포함하고,
상기 광 검출식 센서는,
제 1 트랜지스터; 및
상기 제 1 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나에 전기적으로 접속된 광전 변환 소자를 포함하고,
상기 표시부는,
제 2 트랜지스터; 및
상기 제 2 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나에 전기적으로 접속된 액정 소자를 포함하고,
상기 디스플레이와 중첩되는 용량식 터치 센서;
외광의 조도를 검출하는 조도 센서; 및
상기 조도 센서의 출력값에 따라 상기 광 검출식 센서와 상기 용량식 터치 센서 중 어느 쪽을 구동할지를 선택하는 제어 수단을 포함하는, 표시 장치.
- 표시 장치로서,
광 검출식 센서와 표시부를 포함하는 화소부를 포함하는 디스플레이를 포함하고,
상기 광 검출식 센서는,
제 1 트랜지스터;
소스 및 드레인 중 하나가 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 접속된 제 2 트랜지스터; 및
상기 제 2 트랜지스터의 상기 소스 및 상기 드레인 중 다른 하나에 전기적으로 접속된 광전 변환 소자를 포함하고,
상기 디스플레이와 중첩되는 용량식 터치 센서;
외광의 조도를 검출하는 조도 센서; 및
상기 조도 센서의 출력값에 따라 상기 광 검출식 센서와 상기 용량식 터치 센서 중 어느 쪽을 구동할지를 선택하는 제어 수단을 포함하는, 표시 장치.
- 표시 장치로서,
광 검출식 센서와 표시부를 포함하는 화소부를 포함하는 디스플레이를 포함하고,
상기 광 검출식 센서는,
제 1 트랜지스터;
소스 및 드레인 중 하나가 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 접속된 제 2 트랜지스터;
소스 및 드레인 중 하나가 상기 제 1 트랜지스터의 상기 게이트에 전기적으로 접속된 제 3 트랜지스터; 및
상기 제 2 트랜지스터의 상기 소스 및 상기 드레인 중 다른 하나에 전기적으로 접속된 광전 변환 소자를 포함하고,
상기 디스플레이와 중첩되는 용량식 터치 센서;
외광의 조도를 검출하는 조도 센서; 및
상기 조도 센서의 출력값에 따라 상기 광 검출식 센서와 상기 용량식 터치 센서 중 어느 쪽을 구동할지를 선택하는 제어 수단을 포함하는, 표시 장치.
- 표시 장치로서,
광 검출식 센서와 표시부를 포함하는 화소부를 포함하는 디스플레이를 포함하고,
상기 광 검출식 센서는,
제 1 트랜지스터;
소스 및 드레인 중 하나가 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 접속된 제 2 트랜지스터;
소스 및 드레인 중 하나가 상기 제 1 트랜지스터의 상기 게이트에 전기적으로 접속된 제 3 트랜지스터; 및
상기 제 2 트랜지스터의 상기 소스 및 상기 드레인 중 다른 하나에 전기적으로 접속된 광전 변환 소자를 포함하고,
상기 표시부는,
제 4 트랜지스터; 및
상기 제 4 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 하나에 전기적으로 접속된 액정 소자를 포함하고,
상기 디스플레이와 중첩되는 용량식 터치 센서;
외광의 조도를 검출하는 조도 센서; 및
상기 조도 센서의 출력값에 따라 상기 광 검출식 센서와 상기 용량식 터치 센서 중 어느 쪽을 구동할지를 선택하는 제어 수단을 포함하는, 표시 장치.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디스플레이는 액정의 배향을 제어함으로써 화상의 표시를 행하는, 표시 장치.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광 검출식 센서는 적외선 영역의 파장의 빛을 검출하는, 표시 장치.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
가시광 영역의 파장의 빛을 흡수할 수 있는, 상기 광 검출식 센서와 중첩된 필터를 더 포함하는, 표시 장치.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광 검출식 센서가 광 검출식 터치 센서로서 사용되는, 표시 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 트랜지스터와 상기 제 2 트랜지스터 각각의 채널 형성 영역은 산화물 반도체를 포함하는, 표시 장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 트랜지스터, 상기 제 2 트랜지스터, 및 상기 제 3 트랜지스터 각각의 채널 형성 영역은 산화물 반도체를 포함하는, 표시 장치.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조도 센서는 상기 화소부의 바깥쪽에 위치하는, 표시 장치.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 화소부는 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 제공되고,
상기 용량식 터치 센서는,
센서부; 및
상기 센서부를 개재하여 상기 디스플레이 위의 제 3 기판을 포함하고,
상기 제 3 기판의 일부는 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판과 중첩되지 않는, 표시 장치.
- 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 기판의 일부는 상기 제 2 기판 및 상기 제 3 기판과 중첩되지 않는, 표시 장치.
- 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 기판의 일부는 상기 제 2 기판 및 상기 제 3 기판과 중첩되지 않고,
상기 제 1 기판의 상기 일부와 상기 제 3 기판의 상기 일부는 서로 중첩되지 않는, 표시 장치.
- 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 기판의 표면 위의 제 1 FPC; 및
상기 제 3 기판의 표면 위의 제 2 FPC를 더 포함하고,
상기 제 1 기판의 상기 표면과 상기 제 3 기판의 상기 표면은 서로 마주보는, 표시 장치.
Applications Claiming Priority (2)
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