TW293225B

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Publication number: TW293225B
Application number: TW084108265A
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Original assignee: Canon Kk
Priority date: 1994-08-23
Filing date: 1995-08-08
Publication date: 1996-12-11
Also published as: KR100233320B1; DE69521088T2; EP0698924B1; DE69521088D1; EP0698924A1; KR960009621A; US5812109A

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經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 293225 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明背景發明領域本發明係關於具有兩種功能之影像輸入/輸出裝置，亦即，影像拾取和顯示功能。相關背景技藝已知有許多各種不同之裝置具有獨立的影像拾取或顯示功能，例如影像拾取裝置（如C C D攝像機）和顯示裝置（如CRT顯示，液晶顯示等），且已經實際使用。但是，現今尙未有一裝置以複合方式而同時具有影像拾取功能和顯示功能。例如攝影機之裝置可顯示受到拾取之物體之影像。但是，在此裝置中，影像拾取裝置和顯示裝置只是安裝在單一外殼中，因此，其功能不能稱爲所謂之複合功能。此外，此種裝置之成本無法低於兩裝置之成本之和。以複合方式結合影像拾取功能和顯示功能之單一裝置具有比單純結合兩裝置小之尺寸，且成本低於兩裝置之成本之和。因此，近年來，已經提出各種之計劃以期望將此種裝置付諸實現。例如，日本公開專利申請案No. 59-1 5 8 5 5 3揭示一裝置具有多數陣列之液晶顯示部份，影像拾取部份，和開關部份，以圖素爲單位的安排在透明基底上，因此可以一單一扳以複合形式完成顯示和影像拾取功能之裝置。圇1 A爲具有兩功能之固態影像拾取裝置之圓素之安本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝.

,1T 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 A7 ___ B7 五、發明説明（2 ) 排之等效電路圖。開關元件1 1之閘極1 2連接至位址線 1 3 ，而源極1 4連接至資料線1 5。開關元件1 1之汲極1 6連接至液晶顯示元件1 7之電極和光電轉換元件 1 8之電極。液晶元件1 7之一電極保持在一固定電位，而黑白等顯示藉由介於電極間之電位差而獲得。圖1 B顯示光電轉換元件1 8之膜結構。透明電極2，高電阻光導膜4 ’歐姆層5，和上電極6依序叠層在透明絕緣基底1 上。在沒有入射任何光線之暗狀態中，光電轉換元件1 8 之高電阻光導膜4當成簡單的介電構件，且光電轉換元件 1 8當成電容。相反的，當光經由透明絕緣基底1和透明電極2而入射在高電阻光導膜4上時，光電轉換元件1 8 當成電容，且同時，形成在膜中且和入射光量成比例之電荷移動至透明電極2和上電極6，因此可對電極之電位充電。影像拾取和顯示操作將參考圖1 A (其顯示每個圖素之等效電路）而說明。當影像拾取操入執行時，藉由選擇位址線1 3而可啓動開關元件1 1 ，並施加初始電位至光電轉換元件1 8之終端P。而後，開關元件1 1開關一段任意之時間以電設定終端P在浮動狀態。終端P之電位相關於在此狀態中入射在光電轉換元件18上之光量而改變，而當開關元件1 1再度被啓動時，改變之電位或在再初始化下之電荷之移動受到偵測。當顯示操作執行時，光電轉換元件1 8設定在無入射光之狀態，而開關元件1 1藉由選擇位址線1 3而啓動，且相當於顯示內容之電位經由本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·

、1T 5 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 203225 μ B7 五、發明説明（3 ) 資料線1 5施加至液晶顯示元件1 7之終端P。因此，液晶顯示元件1 7執行顯示操作。此時’光電轉換元件1 8 當作保持電容，並在開關元件1 1關閉後，保持終端P之電位。但是，以上述之習知技藝，難以製造具有良好顯示特性和低成本之固態影像拾取/顯示裝置。此種困難度之理由如下。首先，在影像顯示操作中，當光線入射在光電轉換元件1 8上時，顯示影像會散開。爲了觀察顯示影像，光線必需入射在液晶顯示元件1 7上。但是，光線亦會入射在接近元件17之光電轉換元件18上。即使形成光遮蔽層秦等，由於在透明絕緣基底1和透明電極2之介面和表面上之反射和漫射，光線亦會輕微的入射在元件1 8上。如果在顯示操作時，光線入射在光電轉換元件1 8上，即使開關元件1 1保持關閉，終端P之電位亦會改變，因此顯示受到光線之干擾。當採用複雜的元件安排或光學系統以消除此種入射光時，會導致在製造過程中產量之降低和成本之增加。即使當入射光可完全的消除，在高電阻光導膜4 中亦會熱產生電荷，並改變終端P之電位，因此，破壞顯示影像品質。第二，如圖1 A和1 B所示之光電轉換元件1 8和開關元件1 1無法在單一處理中形成以使具有相同的膜結構。從未有一開關元件具有如圖1B之膜結構和良好的開關特性，且此種開關元件通常裔要一閘絕緣膜介於當成閘極本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 袈· -se 趣濟部中央棣準局貝x消費合作杜印製 A7 ______B7 五、發明説明（4 ) 之電極和當成通道之半導體層之間。由於如圖1 B所示之光電轉換元件1 8並不具有此絕緣膜，當元件1 8和開關元件1 1形成在單一基底上時，需要膜形成和以元件爲單位之蝕刻處理，如此會導致複雜的製造方法和高成本》除了上述之裝置外，關於手提影像輸入/輸出裝置，結合影像輸入裝置如一組掌上型掃描器和一組影像讀取器等，和影像输出裝置如液晶顯示器是已知的。但是，在此種手提影像輸入/输出裝置中，操作掃描器當成影像输入裝置之使用者必需移動影像輸入單元（通常爲光電轉換單元）沿著正本或必需相對於正本機械的掃描影像输入單元。因此，因爲不適當的掃描速度或欲掃描之大的裝置而發生之讀取錯誤會導致不良的操作性，此外，由於除了顯示裝置外，另外需要掃描器，裝置之結構相當複雜，且難以完成輕巧之結構，因此亦難以解決高成本和低可攜性之問題。爲了解決這些問題，已提出藉由疊層二維影像顯示裝置和影像輸出裝置（例如二維液晶顯示器）以在單一表面上獲得正本讀取操作和影像顯示操作之方法。例如，在日本公開專利申請案N 〇 . 4 - 2 8 2 6 0 9所揭示之技術中，影像輸出液晶顯示板，其具有液晶元件和T F T元件用以在透明基底上驅動液晶元件’且叠層在影像感應器板上，該影像感應器板具有影像輸入影像感應器在透明基底上。另一方面，日本公開專利申請案No. 5 - 本紙張尺度遑用中國國家梂準（CNS ) A4规格（21 OX 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 袈_ 訂 -7 - 經濟部中央橾準局只工消費合作社印袈 A7 __B7五、癸明説明（5 ) 2 4 4 3 4 6揭示一技術，其中影像感應器板疊層在液晶顯示板上。但是’在此兩技術中，具有影像感應器當成影像輸入裝置和液晶顯示器當成影像輸出（顯示）裝置之功能之裝置疊層當成獨立裝置，如此可有空間上之改善，以獲得更精巧且重置輕之影像輸入/輸出裝置。當影像輸入操作執行時，手爲輸入裝置亦爲影像輸入 Ppot 裝置。關於使用手寫輸入方法之裝置，已知如日本公開專利申請案No. 4 — 8 0 7 9 1所揭示使用影像輸入方法之裝置。日本公開專利申請案No . 4 — 8 0 7 9 1揭示一裝置，包含座標輸入基底，其根據輸入筆之筆壓力而偵測輸入點之座標位置以取代用以輸入影像之影像感應器，如圖 2所示。以此種安排，則所需之座標輸入表面與影像輸出表面無關，因此可實現整個裝置之成本和尺寸之降低。但是，在包含座標輸入基底以根據輸入筆之筆壓而偵測座標位置之影像輸入/輸出裝置中，如圖2所示，用以偵測座標位置之座標輸入基底之讀取解析度低於影像輸出單元之多數圊素，如此導致不良的輸入準確性》再者，在包含座標輸入基底以根據輸入筆之筆壓而偵測座標位置之影像輸入/輸出裝置中，如圖2所示，其無法讀取現存許多型式之正本。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· ，1T- -·—II 1-*· 本紙張尺度遑用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐）一 8 - 293225 A7 B7 五、發明説明（6 ) 發明概要 (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁} 本發明之目的乃在提供一種影像輸入/輸出裝置，其同時具有影像輸入功能和影像輸出功能，且其中一部份的影像輸入單元構成一部份之影像輸出單元（反之亦然）β 亦即，本發明之另一目的乃在提供一種影像輸入//輸出裝置，其具有以複合型式之影像输入功能和影像輸出功能。本發明之又一目的乃在提供一種影像輸入/輸出裝置 ’其適於降低尺寸和重量，且可以低成本獲得。本發明之又一目的乃在提供一種影像輸入/輸出裝置 ’其具有良好的顯示特性（輸出特性）和良好的輸入效能〇本發明之又一目的乃在提供一種影像輸入/輸出裝置 ’其可藉由在共同主處理中形成在欲在影像輸入和输出單元中形成之元件，以簡化製造方法，以取代在個別的方法中形成這些元件，且本發明可獲得高產量和低成本。經濟部中央樣準局負工消費合作社印製本發明之又一目的乃在提供一種影像輸入/輸出裝置，藉由提供良好的電容特性至光電轉換元件，其具有良好的輸入/輸出特性。再者’本發明之又一目的乃在提供一種影像输入/輸出裝置，其包含光電轉換元件在影像輸出（顯示）操作中 ’即使光入射在光電轉換元件上，該光電轉換元件亦具有良好的電容特性。本發明之又一目的乃在提供一種影像輸入/输出裝置本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ' * 經濟部中央揉準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（7 ) ，其包含具有光電轉換元件之影像輸入單元和影像輸出單元，其中該影像輸入單元具有光電轉換元件至少包含第一電極層，一絕緣層用以避免第一導電型載子和與第一導電型不同之第二導電型載子之通過，一光電轉換半導體層， —第二電極層，和一防止注入層安排在第二電極層和光電轉換半導體層間以防止第一導電型之載子注入光電轉換半導體層中，這些層形成在第一基底上，和該影像輸出單元包含一顯示元件使用第二電極層當成電極，和計數器電極安排面對第二電極層，而該計數器電極形成在面對第一基底之第二基底上。此外，本發明之另一目的乃在提供一種影像輸入/輸出裝置，其包含一輸入/輸出單元其中影像輸入單元用以輸入影像和影像輸出單元用以顯示影像乃整合的安排；和一蓋用以覆蓋輸入/輸出單元，該蓋具有一記錄表面相關於該蓋之輪入/輸出單元。附圖簡述圖1 A爲用以說明一影像輸入/輸出裝置之例之概略等效電路圖；圖1 B爲用以說明圖1 A之光電轉換元件之截面圖；圖2爲座標輸入型影像輸入/輸出裝置之例之概略立體圖；圖3和1 〇分別顯示依照本發明之影像輸入/輸出裝本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 袈· 訂 -10 - 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 203225 A7 B7 五、發明説明（8 ) 置之較佳實施例之概略電路圖；圓4 A和1 1 A用以說明本發明之影像輸入/輸出裝置之一部份影像輸出單元和影像輸入單元之較佳實施例之概略平面圖；圖4 B和1 1 B爲本發明之影像輸入/輸出裝置之較佳實施例之截面圖；圖5 A至5 C和圖6 A和6 B爲在本發明之影像輸入單元中之元件之能量帶圖；圖7和1 2爲本發明之影像輸入/輸出裝置之較佳實施例之驅動操作之時間圖；圖8 A至8 C爲依照本發明之影像輸入/輸出裝置之較佳實施例之立體圖；圖9爲本發明之影像輸入/輸出裝置之操作之流程圖 t 圖1 3和1 4爲本發明之影像輸入/輸出裝置之全部安排之較佳實施例之平面圖；和圖1 5爲本發明之影像輸入/輸出裝置之立體圖。較佳實施例之詳細說明本發明將參考附圖詳細說明如下。圖3爲依照本發明之較佳實施例之影像輸入/輸出裝置全部之概略電路圖，圖4 A爲在此實施例中相關於一圖素之構成元件之概略平面圖，和圖4 B爲圖4 A之概略截面圖。圖3所示之電路包括光電轉換元件S 1 1至S 3 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X 297公釐） I----------《裝------訂------( (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -11 - 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 A 7 B7 五、發明説明（9 ) 具有下電極G和上電極D。如圖3所示之電路亦包括液晶顯示元件Dl 1至D33，和絕緣層ΤΙ 1至T33。讀取電源V s和更新電源Vg分別經由開關SWs和SWg 而連接至光電轉換元件S 1 1至S 3 3之G電極。開關 SWs經由反向器連接至更新控制電路RF，而開關 SWg直接連接至電路RF。一圖素具有光電轉換元件，液晶顯示元件，和薄膜電晶體（以下稱TFT)當成開關元件’而圖素之電路之訊號輸入/輸出線經由訊號接線SIG連接至偵測積體電路 I C和液晶驅動電路OR。如圖3所示之影像輸入/輸出裝置之例整體具有9個圖素。這些圖素區分爲三塊，且每個塊之三個圖素之輸入 /輸出操作可同時的控制。在圖3中，藉由在圖3之水平方向上安排一塊三個圖素和在圖3之垂直方向依次安排三塊而安排成二維之圖素。在影像拾取操作時（影像輸入操作），在一塊中由三個圖素而來之輸出同時的傳送，且由偵測電路I C經由訊號接線S I G而循序的轉換成輸出。而後，這些輸出輸出至終端Vo u t 。由第一至第三塊重覆此操作，因此可獲得二維影像訊號。在影像顯示操作（影像輸出操作）中，液晶驅動電路 D R轉換在第一塊中相關於三個圖素之影像成爲電壓訊號，並經由訊號接線S I G傅送訊號至相關之圖素。這些電位由光電轉換元件S11至S13所保持》這些顯示電位本紙张尺度遑用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） J J. I I A 裝 I n I I I ( (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -12 - A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製五、發明説明（ 10 ) 1 控制在液晶顯示元件 D 1 1 至 D 1 3 之反射光 > 以顯示資 1 1 訊 0 由第 -- 至第三塊重覆此操作藉以顯示二維影像 0 1 1 在圖 3 中由被折線所包圍之部份形成在單 -—« 大區域絕 ^—\ 1 I 請 1 緣基底上〇圖 4 A 爲在圖 3 中由被折線所包圍之部份中相先閲 1 I 讀 1 關於第圖素之部份之平面圖且圖 4 B 爲由圖 4 A 之破背面 \ I 折線 4 B — 4 B 所截取之截面面圖 0 rgrt 圖 4 A 和 4 B 所示之部之素 1 i 份包 1 括光電轉換元件 S 1 1 液晶顯示元件 D 1 1 » 項 1 T F T T L L ，訊號接線S G ，和控制接線g L形成 % 本裝這些元件之方法將依序說明如下〇頁 1 1 當成下電極層 2 之透明導電材料 ( I T 0 ) 藉由濺射 1 1 而沈澱在玻璃基底 1 上至約 5 0 0 A 之厚度當成絕緣材料 1 | » 且以光石印定圖樣〇而後以蝕刻移去不需之區域〇在訂 I 此處理中形成光電轉換元件 S 1 1 之下電極 T F T 1 1 I 丁 1 1 之閘極和控制接線 g 1 〇 1 1 I 以 C V D 法在相同的真空狀況沈積 2 0 0 0 A 厚之 1 1 S i N 層 ( 7 ) 5 0 0 0 A 厚 i 層 ( 4 ) 和 5 0 0 A 厚 1 η 層 ( 5 ) 〇這些層分別當成絕緣層光電轉換半導 m 層 1 1 > 和光電轉換元件 S 1 1 之電洞防止注入層 > 和當成 1 I Τ F T T 1 ] .之歐姆接觸層半導體層和閘絕緣膜。另 1 I —* 方面 > 在接線之橫向部份 » 如訊號接線 S I G 和控制接 1 | 線 g 1 之橫向部份 ϊ 此三個層疊合以當成中介層以獲得介 1 1 於上和下配線間之絕緣〇相關層之厚度並不侷限於如上所 1 1 述 9 且可較佳的設計以配合使用於光電轉換裝置中之電壓 1 1 > 電流 > 電荷和入射光量等〇在這些層中 » 由於 S i N 層 1 1 尺張紙本準梂家國國中用適嫠公 97 A7 B7 五、發明説明（11 ) 需用以防止電子和電洞之通過且必需當成T F T之閘絕緣膜’其必需具有5 Ο 0A之厚度。 S i N層包含含有s i (矽）和N (氮）之絕緣材料 ’且最好由含有非晶或結晶材料之一或兩者所組成。這些材料不需要始終包含在一化學計量比例。i層爲一本質的或實質本質的半導體層，而η層爲η型半導體層。這些半導體層之材料並不加以特別的限定，只要它們具有光導性 ’亦即，可達成光電轉換，且可使用當成薄膜電晶體之半導體。但是，在考慮在大區域基底上之膜之簡易形成，低成本和半導體特性時，含有氫或_素原子之非單晶矽，且更特別而言，含有氫或鹵素原子之非晶矽和/或多晶矽是較佳之材料。 i層由半導體材料所構成，該半導體材料實質的未包含用以控制導電型式之雜質，或包含可控制導電型式爲p 型和可控制導電型式爲η型之粗質。 η型半導體層最好包含例如ρ (磷），As (砷）等原子，其屬於週期表之V族，而p型半導體層最好包含如 B (硼）’Ga (鎵）’ In (銦）等之原子，其屬於週期表之I I I族。在相關層沈積之後，以蝕刻形成當成接觸孔之區域，而後，沈積1 Ο Ο Ο 0A膜當成上金屬層6。所得之結構以光石印定圖樣，並以蝕刻移去不必要之區域，藉以形成光電轉換元件S 1 1之上電極，當成TFT T 1 1之主電極之源極和汲極，和訊號接線S I G。同時，上和下接本紙張尺度適用中國國家梯率（cns ) A4規格（2ΐ〇χ 297公釐） f請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -14 - 經濟部中央標準局貞工消费合作社印装 s^3225 A7 -------_B7__ 五、發明説明（12 ) 線經由接觸孔連接。再者，只在TFT Til之通道部份中之η層以 RI Ε蝕刻，而後，以蝕刻移去Si Ν層（7)，〗層（ 4 )和η層（5 )之不必要部份，以獲得元件絕緣。在此處理中，可完成光電轉換元件S 1 1 ，TFT Til* 訊號接線S I G，和控制接線g 1等。如上所述，光電轉換元件和T F T可在相同處理中同時形成當成共同膜。而後，形成定向層8 1當成絕緣構件，透明共同電極 (計數器電極）8 3 ，和上玻璃8 4，而藉由注入液晶材料可形成液晶層8 2 ，因此可完成液晶顯示元件D 1 1 。液晶顯示元件D 1 1之個別電極共同使用光電轉換元件 5 1 1之上電極。亦即，輸入單元之部份構成輸出單元之部份（反之亦然）。在圖4A中，未顯示層或元件D 1 1 之構件81至84» . 在圖4 B中，影像資訊光L 1由實線所指示，且指示藉由以一透鏡系統映像資訊所獲得之光或當正本直接緊密接觸上玻璃8 4而由正本反射之光》當影像顯示時，液晶層8 2之光特性由介於液晶顯示元件之電極間之電位而改變以反射入射光L 2當成反射光L 3或吸收或擴散入射光 L 2。以下將說明在本實施例中使用之光電轉換元件S11 至S 3 3之影像拾取（輸入）操作之情形。圖5 A和5 B 爲在本實施例之光電轉換元件之更新和光電轉換模式之操作之能量帶圖，並在圖4 B中顯示相關層在厚度方向中之本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 袈. 訂 -15 - 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 A7 B7 ---______ 五、發明説明（13 ) 狀態。在圖5A和5B中，下電極2 (以下視爲G電極）由I TO所組成。絕緣層7由S i N組成且可防止電子和電洞之逋過。絕緣層7之厚度設定至少爲5 0 0A或更多以避免因爲隧道效應而產生電子和電洞之滲透。光電轉& 半導體層4由非晶矽（a _S i )氫基本質半導體i層戶^ 組成。防止注入層5由a_S i η層所組成，且可防止電洞注入光電轉換半導體層4。上電極6 (以下稱爲Dm 極）由A 5組成。在影像拾取操作時，光電轉換元件以兩種操作模式操作，亦即，更新模式和光電轉換模式，其、决定於施加至D和G電極之電壓》在圖5 A所示之更新模式中，相關於G電極之負電位施加至D電極，且在i層4中由全黑圓所揭示之電涧由電場吸向D電極。同時，由圓圈所指示之電子注入i層4中。同時，相同的電子和電洞結合且消失在η和i層5和4 中。當此狀態持續一足夠長的時間後，在i層4中之電涧由i層4中掃出。爲了由此狀態設定至如圖5 B所示之光電轉換模式，相關於G電極之正向電壓施加至D電極。在使用此電位下，在i層4中之電子即時的吸向D電極。但是，由於η層 5當成防止注入層，電洞並不吸向i層4。當光在此狀態中入射至i層4時，光受到吸收，並產生電子一電洞對。電子由電場吸向D電極，而電洞移入i層4，並到達介於 i層4和絕緣層7間之介面。但是，由於電洞無法移入絕緣層7 ，它們停留在i層4。同時，由於電子移入D電極本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 袈·

、1T 16 - 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 A7 __B7__ 五、發明説明（14 ) ，電洞移入在i層4中之絕緣層7之介面，由G電極流出一電流以保持在元件中之電中性狀態。由於電流相關於由光所產生之電子一電洞對，電流和入射光之量成比例。在圖5 B之光電轉換模式之狀態保持一給定時間後，當圖 5 A之更新狀態設定時，停留在i層4之孔洞吸向D電極如上所述，且相關於這些電洞之電流同時流動。在光電轉換模式期間，電洞之數目相當於入射光之全部量。此時，雖然相當於注入i層4之電子數目之電流流動，由於電流幾乎是固定的，在偵測時可減去電流量。更特別而言，此實施例之光電轉換元件可在實時輸出入射光之量，且在給定期間亦可輸出全部量之入射光。此爲本實施例之光電轉換元件之獨特特徵。但是，當光電轉換模式期間因爲任何原因而延常，或當入射光之照度相當高時，除了現有的入射光外，無電流可流動。此乃因爲多數之電洞停留在i層4並降低在i層 4中之電場，且產生之電子不能吸向D電極，而是再與i 層4中的電洞結合如圖5C所示。在此例中，當更新模式再設定時，在i層4中之電洞掃除，且和光成比例之電流可再度在光電轉換模式中獲得。在上述之說明中，當i層4之孔洞在更新模式中掃除時，理想的是掃除所有的電涧。但是，藉由掃除部份的電洞亦可獲得相同的效果，且可獲得和上述相同之電流。更特別而言，圖5 C所示之狀態只需在光電轉換模式中下一個偵測下防止，而在更新模式中相關於G電極之D電極之本紙張尺度適用中國國家棵準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（15 ) 電位，更新模式之期間，和η層5之防止注入層之特性只需受到決定以達成此種效果。再者，在更新模式中電子注入i層4並非一必需之狀況，而相關於G電極之D電極之電位亦不侷限於負電位。此乃因爲當多數之電洞停留在i 層4時，在i層中之電場施加在接引電洞向著D電極之方向，即使D電極之電位相關於G電極爲正電位。在η層5 之防止注入層之特性中，電子注入i層4並非是一必要之狀況。》以下將說明在本實施例中使用之光電轉換元件S11 至S 3 3之影像顯示（輸出）操作之操作情形。在影像顯示操作時，即使光入射在i層4上，在i層中之電荷不會移動。如果電荷移動時，保持顯示資訊之電位會改變。爲了符合此種需求，使用如圖6 A所示之全電子模式和圖 6 B所示之全電洞模式。在圖6 A所示之全電子模式中，相關於G電極之負電位施加至D電極。在此模式中，在如圖5 A所示之更新模式之相同操作後，當電子充份的注入i層4時，電場只施加至絕緣層7，而由於電子自由的移動，無電場施加至i

層4。此狀態相當於圖6 A所示之全電子模式。在圖6 A 所示之全電子模式中，即使當光入射在i層4時，電子和電洞產生在i層4中，由於無電場施加至i層4，幾乎無電洞移動。由於大數目之電子呈現在i層4中，電洞立即的和電子再結合而消失。相同的情況亦會適用在電子或電洞熱產生之情形。更特別而言，在相關層中之電場並不會本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210Χ297公嫠） - ^ 裝訂 ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -18 - A7 B7 293225 五、發明説明（16 ) 由入射光或熱所改變’且電場只施加至絕緣層7。因此光電轉換元件展現和由絕緣層7之介電膜而形成之電容相同之特性。在圖6 B所示之全電洞型式中，相關於g電極之正電位施加至D電極。由於此狀態和上述圖5 B中所示之光電轉換型式相同，相關於光之電荷移動，且相關層之電場在一給定期間中改變。但是’如圖5 C所示，多數由光或熱產生之電洞停留在i層4中，且電場最後會因爲電洞之存在而停止。此種狀況相當於如圖6 C所示之全電洞型式》在如圖6 B所示之全電涧型式中，即使當光入射在i層4 上，並產生電子和電洞時，由於無電場施加至i層，幾乎無電子移動。此外，由於大量的電洞存在i層中，電子立即和電洞結合且消失。對於由熱產生之電子和電洞亦可適用相同的情形。更特別而言，在相關層中之電場並不受到入射光或熱之改變，且電場只施加至絕緣層7。因此，光電轉換元件展現實質和只由絕緣層7之介電膜所形成之電容相同之特性。更特別而言，如圖6 A和6 B所示，依照此實施例之光電轉換元件可呈現實質和只由絕緣層7之介電膜所形成之電容相同之特性，而無關於D和G之電位。由於絕緣層 7由具有穗定特性且可免於入射光或熱而引起之漏電流之 s i N所構成，在影像顯示操作時可保持相同的顯示電位 ’且可確保良好的顯示狀態。介於如圖6 A所示之全電子模式和圖6 B所示之全電洞模式間之差異爲：由於由D電本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 11 i Ί (裝 I 訂 ( (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 19 經濟部中央揉準局負工消費合作社印袈 A 7 B7 五、發明説明（17 ) 極正向的注入，電場即時的穩定在如圖6 A所示之全電子模式，而在圖6 B所示之全電洞模式中電場之穩定需要一確定的期間》當裝置在低速操作時，在圖6 A和6 B中之模式皆不會有問題。但是，當裝置在高速下操作時，圖 6 A所示之全電子模式是有效且較佳的。在此例中，只需控制G和D電極之一，因此，在任何顯示電位上G電極之電位皆高於D電極之電位。如上所述，在此實施例中之光電轉換元件S 11至S 3 3可當成光感應器，在光感應器週期性的更新時，光感應器輸出和入射光成比例之光流，該光電轉換元件在影像顯示操作時亦當成用以保持顯示電位之電容。由於在全電子模式中之操作可獲得更新操作，在影像顯示操作時可獲得更新效果，而更新操作無需永遠正向的執行。本實施例之固態影像拾取/顯示裝置之影像拾取操作將參考圖3和7說明如下。圖7爲此實施例之操作之時間圖。在影像拾取操作時，在液晶驅動電路D R中之開關 S W d保持關閉。最初，移位暫存器SR1和SR2施加H i訊號至控制接線gl至g3和S1至S3。轉換TFT Til至 T 3 3和開關Ml至M3啓動且互相電連接，而所有光電轉換元件S 1 1至S 3 3之D電極設定在接地電位（由於整合偵測器Amp之輸入終端指定爲接地電位）。同時，更新控制電路R F輸出H i訊號以啓動開關SWg ，而光電轉換元件S 1 1至S 3 3之所有G電極藉由更新電源本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4说格（210X 297公釐） ---I.---Γ--{和衣------、玎------( (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（18 ) v g而設定在正電位》所有的光電轉換元件s 1 1至 s 3 3設定在更新模式，並受到更新。而後，更新控制電路RF輸出Lo訊號以啓動開關Sws ，而所有光電轉換元件S 1 1至S 3 3之G電極由讀取電源V s設定在負電位。所有的光電轉換元件S 1 1至S 3 3設定在光電轉換模式中且初始化。在此狀態，移位暫存器S R 1和S R 2 施加L 〇訊號至控制配線g 1至g 3和S 1至S 3。爲了回應這些訊號，轉換TFT ΤΙ 1至T3 3和開關Ml 至M3關閉，所有光電轉換元件S 1 1至S 3 3之D電極由它們的電容特性保持電位（雖然在D C方式下，它們變成開路）。在此狀態，影像資訊光入射在所有光電轉換元件s 1 1至S 3 3上一段已定讀取期間t ，接受光之光電轉換元件之電位會因爲產生之電荷而改變。經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 而後，當移位暫存器s R 1施加H i控制脈衝至控制配線gl時，輸出VI至V3經由轉換TFT T11至 τ 1 3和開關Ml至M3而循序的輸出，以回應由移位暫存器S R 2施加至控制接線S 1至S 3之控制脈衝。相似的，在移位暫存器SR 1和SR2之控制下，其它的光訊號循序的輸出。以此操作，可獲得二維影像資訊當成輸出 VI至V9。藉由上述之操作可獲得靜止之影像。爲了獲得動態影像資訊，可重覆上述之操作。當影像顯示操作執行時’開關M 1 3在移位暫存器S R 2之控制下關閉，而在液晶驅動電路DR中之開關 SWd啓動》由更新控制電路尺15'而來之輸出設定在H i 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2丨〇 X 297公釐）經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 ___B7_ 五、發明説明（19 ) 位準以啓動開關s W g以施加正電位至光電轉換元件 si 1至S33之所有G電極。以此方式，光電轉換元件受控制以當成在全電子模式中之良好電容。而後，資料控制電路CONT輸出顯示電位在相關的訊號接線SIG上 ’而顯示位準傳送至相關圖素之光電轉換元件以回應在控制線g 1至g 3上之控制脈衝。光電轉換元件保持電位，且在此期間，液晶顯示元件持續的顯示資訊。此時，液晶顯示元件之共同電極由資料控制電路C Ο N T所控制以獲得良好的顯示特性。在此實施例中，9個圖素二維設置成3 X 3矩陣，而影像拾取和顯示操作藉由在三個分時時間上，同時驅動三個圖素而達成。但是本發明並不侷限於此種特殊之安排。例如2 Ο Ο Ο X 2 0 0 0圖素亦可二維的設置在每lmma 區域有5 X 5圖素之密度下，因此可完成4 0 cmx 4 0 c m影像輸入/輸出裝置。當此裝置結合電腦，且由光筆而來之輸出光學的導引進入光電轉換元件時，本發明可應用至C A D系統，其中使用者可使用光筆指示操作並觀察影像。在此例中，和使用CRT或數位板之情形比較，本發明可提供具有良好操作性之輕巧C A D系統。在此實施例中，光電轉換元件和液晶顯示元件垂直的堆疊以使用共同電極和簡化製造方法，因此可降低成本。但是，本發明並不限於此種安排。例如，光電轉換元件和液晶顯示元件可水平的並置。在此例中，在電極之側上之一層或兩層可同時形成以簡化製造方法。本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-22 - 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印裝 A7 ___ B7 五、發明説明（20 ) 在上述之安排中，顯示操作之光輸出可由上表面側獲得，而影像拾取操作之光輸入可由下表面側獲得。但是，本發明並不限於此細節。例如，顯示和影像拾取操作兩者亦可在上或下表面側上達成，或顯示操作在下表面上達成，而影像拾取操作在上表面側上達成。在此例中，可選擇性的使用透明，反射和擴散電極材料以形成相當於每個安排之相關電極。此種顯示元件並不限於液晶元件。本發明亦可應用至其它元件，只要它們基於電極之電位而可獲得顯示操作》顯示裝置並不侷限於反射型，其亦可爲傳輸型。由於使用本發明之光電轉換元件之電容可提供良好之電容特性，在影像顯示（輸出）操作時，即使當光入射，亦可獲得各種不同程度之自由度，如上所述。在此實施例中，分別說明影像拾取和顯示操作。但是，當影像拾取和顯示操作交替重覆時，此操作事實上和同時執行這些操作相同，且本實施例之裝置可廣泛的應用至可同時達成影像拾取和顯示操作之裝置上。圖8 A至8 C用以說明依照本發明之另一實施例之影像讀取方法之全部影像輸入/輸出裝置之立體圖。在圖A所示之實施例之影像輸入/輸出裝置1 5 0中，白色記錄板1 0 2設置在蓋1 0 4之表面上，面對顯示表面，蓋1 0 4用以保護顯示單元1 Ο 1。圖8A顯示使用文字輸入筆1 0 3而將文字寫在白色記錄板1 〇 2上之狀態》記錄板102不僞限於白色記錄板102 ，只要例本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂· -23 - 203225 B7 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製五、· 發明説明（ 21 ) 如文字之所需資訊可顯示且該資訊可由影像感應器單元讀出即可 0 顯示單元 1 0 1 安排在主體 ruz. 1 0 5 側 > 且其有顯示功能和影像感應器功能 0 更特別而言 1 當成影像輸出單元之顯示單元和當成影像輸入單元之一部份之影像感應器單元是共同的〇介於顯示單元和影像感應器單元間之電位關係並不特別限定 0 例如亦可較佳的使用如圖 4 A 和 4 B 所示之安排〇在此實施例中顯示單元使用液晶顯示影像感應器單元使用利用非晶矽之光電轉換元件〇如 L E D 之正本嘯 P灵取光源 ( 未顯示 ) 用以照明正本表面且設置在顯示單元 1 0 1 ( 亦當成影像感應單元 ) 之背表面上〇在圖 8 A 所示之操作單元 1 0 6 中依需要的安排電源開關鍵盤等操作系統〇此外主體安裝資訊處堙單元用以處理由影像輸入 / 輸出裝置所處理之資訊和用以操作裝置之資訊用以儲存各種資訊之記憶和用以驅動影像輸入 / 輸出裝置之電源等〇但是亦可使用外部電源以供應電源 » 且裝置之操作亦可藉由外部裝置之指令輸出而獲得〇這些規格可依需要的變化和修改〇在此實施例中由影像感應單元所讀取之影像資訊儲存在記億中而後影像資訊受到在資訊處理單元中之影像處理單元之影像處理〇影像處理資訊依需要的顯示在顯示單元 1 0 1 上 P 此外在資訊儲存在記憶後其亦可本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨OX 297公釐） ---1 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印装五、發明説明（22 ) 顯市在液晶顯上。在影像輸入/輸出裝置之操作單元1 〇 6之操作下’ 電源之ON/O F F操作，影像讀取和顯示操作之執行，或在顯示影像擴大下，放大之設定操作亦可依需要的執行〇 » 圖8 B爲在圖8 A所示之狀態後，顯示單元之蓋 1 0 4位在主體1 0 5上之狀態’亦即，主體1 〇 5覆蓋在圖8B所示之狀態之前取鍵壓下時，寫在記錄板1 0 之光電轉換元件所讀取》圖8 C爲在圖8 B之狀態和本體1 0 5側邊分離之狀態 8C顯示在圖8B之狀態中寫主體1 0 5側邊之光電轉換元之影像處理由影像處理單元執主體1 0 5側上之液晶顯示器本實施例之操作將參考在 8 C之立體圖詳細的說明如下首先，啓動電源開關，而影像輸入筆1 0 3寫在記錄板作單元10 6上之讀取鍵。顯以讀取寫在記錄板1 0 2上之讀取影像儲存在記億中（，在操作單元1 0 6上之讀 2上之文字由主體1 0 5側之後，顯示單元之蓋1 0 4 ，亦即，蓋是打開的。圖在記錄板1 0 2上之文字由件所讀取之情形，讀取文字行，而影像處理資訊顯示在上。圖9中之流程圖和圖8A至〇欲讀取之影像（文字）使用 102上。而後，壓下在操示單元1 0 4之蓋關閉，藉資訊（步驟（a ))。步驟（b ))，且同時受到請閱讀背意事項再 4 寫頁裝訂本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -25 - 25 經濟部中央樣準局員工消费合作社印袈 A7 ____B7 五、發明説明（23 ) 影像處理用以使輸入資料在右一和-左方向反向（步驟（ c))。顯示單元之蓋104打開，而在操作單元106 上之顯示鍵壓下。而後，讀取影像顯示在液晶顯示上（顯示單元101)(步驟（e))。當在操作單元1 0 6上之放大鍵在此狀態再壓下時，步驟（C )和（e )再度執行，且顯示在液晶顯示上之文字放大2倍。當放大鍵再壓下時，再執行步驟（c )和（ e ) ’顯示文字放大四倍。顯示處理並不侷限於放大之變化’而其亦可是影像強調，顏色轉換，影像之部份位移，和影像之移動等。當在操作單元1 0 6上之記憶鍵在此狀態壓下時，執行步驟（d)，且以四倍尺寸之文字儲存在記億中。在此例中，儲存資訊可依需要的顯示在液晶顯示中。記憶最好爲包含利用半導體之I C。此外，亦可採用例如軟碟，使用光之光碟或其它儲存元件之磁性記錄介質》在此實施例中，手寫在顯示單元之蓋1 0 4上之記錄板1 0 2上之影像（例如文字，圖像，或圖畫等）可藉由開/關顯示單元之蓋1 0 4而輕易的輸入至影像感應單元 9 當記錄板1 0 2包含例如白色板時，由於可使用通常使用之簽字筆，在記錄板上之影像可輕易的重寫。再者，當使用彩色影像感應器時，可使用彩色簽字筆輸入彩色影像。當然，當如相片之正本接附在記錄板1 0 2上時，亦可輸入例如相片之資訊。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 2S»7公釐）； ^ 《裝訂 ( (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -26 - 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 2^3225 A7 __B7_ 五、發明説明（24 ) 本發明之影像输入/輸出裝置並不侷現於此實施例所述。更特別而言’在一影像輸入裝置中，其包含讀取裝置用以輸入當成二維影像輸入單元之影像和顯示裝置用以輸出當成二維影像輸出單元之影像，且其設置在單一表面上 ’影像處理裝置用以處理由讀取裝置所輸入之影像，和一蓋用以保護讀取裝置和顯示裝置所設置之表面例如白色記錄板之顯示記錄板可設置在保護蓋之一表面上，其面對安排讀取裝置和顯示裝置之表面。即使未安排蓋，顯示單元1 〇 1亦可設定面對正本 120 ，如圖15所示。當成二維影像輸入單元之讀取裝置並不侷限於可以低成本提供製造大螢幕感應器之非晶矽影像感應器，其亦可包含提供高速讀取之單晶矽或多晶矽影像感應器，或允許使用紅外線或紫外線當成光源之偵測之紅外線或紫外線感應器。相似的，當成二維影像輸入單元之顯示裝置最好包含液晶顯示，由於大螢幕顯示可以相當低的成本製造，且所需元件可藉由和影像感應器相似之安排形成》但是，本發明並不侷限於液晶顯示。例如，亦可使用具有較高界定之平板C RT顯示，或具有較明亮顯示之電漿顯示等。此實施例不具有如印表機之記錄裝置。但是’如印表機之記錄裝置亦可輕易的安排在本發明之影像輸入/輸出裝置中。圖1 0爲依照本發明之另一實施例之影像輸入/輸出本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇X 297公釐） ------------'{裝------訂------( (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -27 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 _ ___ B7 五、發明説明（25 ) 裝置中，整個影像輸入單元之概略電路圖，圖1 1 A爲在此實施例中相關於一圖素之構成元件之平面圖，和圖 1 1B爲沿圖1 1A之1 IB — 1 1B線所截取之截面圖。圖10所示之電路包括光電轉換元件S111至 s 1 3 3 ，其具有下電極G和上電極D。如圖1 〇所示之電路亦包括電容C 1 1 1至C 1 3 3和轉換TFT ΤΙ 1 1至T1 3 3。讀取電源Vs和更新電源Vg分別經由開關SWs和SWg連接至光電轉換元件S111至 S 1 3 3之G電極。開關SW s經由反向器連接至更新控制電路RF，而開關SWg直接連接至電路RF。這些開關由電路RF控制，因此，在更新期間，開關SWg啓動，而在其它期間，開關SWs關閉》圖素由光電轉換元件，液晶顯示元件.，和TFT所構成，且由圖素輸出之訊號經由訊號接線連接至偵測I C »在此實施例之光電轉換元件中，全部9個圖素區分爲三塊，且由每塊之三個圖素而來之輸出同時的轉換。這些輸出由偵測積體電路經由訊號接線而循序的轉換成輸出訊號，，且此輸出訊號輸出。藉由安排在一塊中之三個圖素在圖10之水平方向和安排在一塊中之三個圖素在圖1 0之垂直方向而可將圖素二維的安排。在圖1 0中，由破折線所圍繞之部份形成在單一大區域絕緣基底上。圖11A爲相關於由圖10中之破折線所圍繞之部份中之第一圖素之部份之平面圖。圖1 1 A所示之圖素包括光電轉換元件S111，TFT Till· 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -28 - A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印装五、發明説明 21 3) 1 1 電容 C 1 1 1 > 和訊號接線 S I G 〇在此實施例中 > 電 1 1 I 容 C 1 1 1 和光電轉換元件 S 1 1 1 並非特別的元件絕緣 1 1 I > 而電容 C 1 1 1 藉由增加 S 1 1 1 之電極區域而形成〇讀 1 1 由於光電轉換元件和電容具有相同的層結稱此種結構可先聞 1 1 輕易的形成 > 且此爲本實施例之特徵〇圖 1 1 B 爲沿圖背面之 1 1 1 A 之 1 1 B — 1 1 B 線所截取之截面 [S3 圖 0 被動氮化矽事 Ί 膜 S i N 形成在圖素之上部份 0 正本照明光由光電轉換元項再丄件部份之後表面側照射在正本上且由正本所反射之光入寫本百 I 射在光電轉換元件上 0 I 〇,| 圖 1 1 B 所示之層結構包括下電極 1 1 1 2 包含 > 例如鉻絕緣層 7 包含 S i 〇 S i N 等 i 1 1 I 型光電轉換半導體層 4 η 型電洞防止注入層 5 和上電 1 1 訂 1 極 6 0 在此實施例中使用之光電轉換元件乃是根據和上述圖 5 A 至 5 C 所述相同之原理〇 1 1 此實施例之光電轉換裝置之操作將參考圖 1 0 和 1 2 1 | 說明如下〇圖 1 2 爲此實施例之操作之時間圖〇 1 最初移位暫存器 S R 1 1 和 S R 1 2 施加 Η i 訊號 1 1 至控制接線. S 1 1 至 g 1 3 和 S 1 1 至 S 1 3 〇轉換 1 1 T F T T ] ] ] .至T ] .3 3和開關Μ 3 ] .至Μ ] .3啓動 1 ' 且互相電連接而所有光電轉換元件 S 1 1 1 至 S 1 1 3 1 1 之 D 電極設定在接地電位 ( 由於整合偵測器 A m Ρ 之輸入 J 1 終端指定爲接地電位 ) 〇同時更新控制電路 R F 輸出 1 I Η i 訊號以啓動開關 S W g > 而光電轉換元件 S 1 1 1 至 1 I S 1 3 3 之所有 G 電極藉由更新電源 V g 而設定在正電位 1 1 I 〇所有的光電轉換元件 S 1 1 1 至 S 1 3 3 設定在更新模 1 1 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4规格（2丨OX四7公釐） -29 - 233225 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製五、發明説明（ 27 ) 1 1 式 t 並受到更新 0 而後 » 更新控制電路 R F > 輸出 L 0 訊 ! 1 I m 以啓動開關 S W S > 而所有光電轉換元件 S 1 1 1 至 1 1 I S 1 3 3 之 G 電極由讀取電源 V S 設定在負電位 0 所有的請 1 1 光電轉換元件 S 1 1 1 至 S 1 3 3 設定在光電轉換模式中先閱讀 1 1 且電容 C 1 1 1 至 C 1 3 3 初始化〇在此狀態移位暫存 •Λ 背之 1 器 S R 1 1 和 S R 1 2 施加 L 0 訊號至控制配線 S 1 1 至事 Ί g 1 3 和 S 1 1 至 S 1 3 0 爲了回應這些訊號 > 轉換項再 1 填 T F T T 1 1 至 T 1 3 3 和開關 Μ 1 1 至 Μ 1 3 關閉 > 罵本 Έ 衣 I 電容 C 1 1 1 至 C 1 3 3 由它們的電容特性保持電位 ( 雖 '—' 1 1 I 然在 D C 方式下所有光電轉換元件 S 1 1 1 至 S 1 3 3 1 1 I 之 D 電極變成開路 ) 〇但是由於此時無照明光入射沒 1 1 訂 1 有光線入射在光電轉換元件 S 1 1 1 至 S 1 3 3 上且沒有光流流動 0 在此狀態如果照明光輸出當成光脈衝或連 1 1 續光且照射在正本上時由正本所反射之光線入射在光電 1 1 轉換元件 S 1 1 1 至 S 1 3 3 上〇此光線包括在正本上之 1 —V 影像之資訊〇回應光線而流動之光流儲存在電容 C 1 1 1 1 I 至 C 1 3 3 中當成電荷並且保持在入射光照射之後 0 1 1 I 而後 > 當移位暫存器 S R 1 1 施加 Η i 控制脈衝至控 1 1 制配線 g 1 1 時，輸出 V 1 1 至 V 1 3 經由轉換 Τ F Τ 1 1 T 1 1 1 至 T 1 1 3 和開關 Μ 1 1 至 Μ 1 3 而循序的輸 '1 出以回應由移位暫存器 S R 1 2 施加至控制接線 S 1 1 1 1 至 S 1 3 之控制脈衝 0 相似的 9 在移位暫存器 S R 1 1 和 1 I S R 1 2 之控制下其它的光訊號輸出〇因此可獲得在 1 I 正本上之二維影像資訊當成輸出 V 1 至 V 9 〇藉由上述之 1 1 本紙張尺度適用中國國家橾率（CNS > A4规格（210X297公釐） -30 - 經濟部中央標準局貝工消费合作社印装 A7 B7 五、發明説明（28 ) 操作可獲得靜止之影像。爲了獲得動態影像資訊，可重覆上述之操作。在此實施例中，由於光電轉換元件之G電極連接至共同接線，且共同接線經由開關SWs和SWg控制在更新電源V g和讀取電源V s之電位，所有的光電轉換元件可同時切換於更新模式和光電轉換模式之間。因此，每一圖素使用一 T F T即可獲得光學輸出而無需複雜的控制。在此實施例中’ 9個圖素二維設置成3 X 3矩陣，而影像拾取和顯示操作藉由在三個分時時間上，同時驅動三個圖素而達成。但是本發明並不侷限於此種特殊之安排。例如2 Ο Ο Ο X 2 0 〇〇圖素亦可二維的設置在每imrri 區域有5 X 5圖素之密度下，因此可完成4 0 cmx 4 0 c m影像輸入/輸出裝置。圖1 3和14爲具有2000x2000圖素之影像輸入/輸出裝置之安裝狀態。例如，當欲完成具有 2 0 0 0 X 2 0 0 0圖素之影像輸入/輸出裝置時，由圖 1 0之破折線所圍繞之元件數目只需在水平和垂直方向增加。在此例中’控制接線之數目增加至2 0 0 0 (線 gi?l至gJ22000)，且訊號接線SIG之數目亦增加至 2000 (線 sigj^l 至 sig 又 2000)。移位暫存器SRI 1和偵測積體電路I C必需具有較大的刻度以執行2 0 0 0線之控制和處理。如果移位暫存器和積體電路以一晶片元件完成，此晶片之尺寸變的非常大。就製造之產量和成本而言，此種元件是不好的。因此，關於本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2丨〇x297公釐）~~' -31 - I J . c^訂 ( (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 293225 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製五、發明説明〔29 ) 1 I 移位暫存器 S R 1 1 > 所 1 0 0 級形成一晶片因此全部 1 1 使用 2 0 個移位暫存器 ( S R 1 1 — 1 至 S R 1 1 — 2 0 1 I ) 〇再者，關於偵測積體電路每 1 0 0 個處理電路形成請 1 先 1 — 晶片 > 因此全部使用 2 0 個積體電路 ( I C 1 至閲讀 1 背 I C 2 0 ) 〇 ιέ 之 1 個晶注 I 在 { 13,1 圖 1 3 中 > 2 0 片 ( S R 1 1 一 1 至 S R 1 1 意事 Ί — 2 0 ) 安裝在左側 ( L ) 2 0 個晶片安裝在下側 ( D 項再 it 1 人 ) 且每個晶片之 1 0 0 條控制線和 1 0 0 條訊號線以接寫本頁 I 線互相連接〇在圖 1 3 中由破折線所圍繞之部份相當於在 'Sw- 1 I 圖 1 0 中由破折線所圍繞之部份〇再者在圖 1 3 中並未 1 I 顯示到外部電路之連接 0 再者在圖 1 3 中未顯示元件 1 1 訂 S W g S W S V g > V S R F 等 0 由偵測積體電路 1 I C 1 至 I C 2 0 可獲得 2 0 個輸出 ( V 0 U t ) 〇這些 1 1 輸出可經由開關等連接至單一線 » 或是 2 0 個輸出可直接 1 1 輸出且可受到平行處理〇 1 1 〇.1 圖 1 4 爲另 —· 實施例〇在圖 1 4 中 j 1 0 個晶片 ( 1 I S R 1 1 — 1 至 S R 1 1 — 1 0 ) 安裝在左側 ( L ) 1 1 | 1 0 個晶片 ( S R 1 1 — 1 1 至 S R 1 1 — 2 0 ) 安裝在 1 1 右側 ( R ) > 1 0 個晶片 ( I C 1 至 I C 1 0 ) 安裝在上 1 側 ( U ) 9 和 1 0 個晶片 ( I C 1 1 至 I C 2 0. ) 安裝在 1 ί 下側 ( D ) 〇在此安排中 > 由於 1 0 0 0 條接線分佈至上 1 I 下左右側 ( U D i L R ) ，每側之接線密度進 -- 步降 1 I 低且每側之接線結合密度亦降低因此可進一步改善產 1 1 I 量 0 接線以下述之方式分佈線 g 3? 1 9 g 32 3 ·-* … 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局貝工消费合作社印装五、發明説明（ 30 ) 1 I S 9. 5 … … g 9. 9 9 9 分配至左側 ( L ) » 線 g il 2 ， 1 1 | S 4 » S 9. 6 … … g 2 0 0 0 分配至右側 ( R ) 〇亦 I 1 即 » 奇數控制線分佈至左側 ( L ) 而偶數控制線分佈至請 1 1 右側 ( R ) 〇以此種安排由於接線以相等的間隔延伸和先閱 1 I 讀 1 1 連接 » 其可免於以高密度集中 > 因此可進一步改善產能〇背 I 之 1 類似的 » 奇和偶數接線亦可分佈至上側 ( U ) 和下側 ( D 注意事 1 ) 〇雖然未顯示如同在另 — 實施例中接線亦可以下述項再 1 填方式分佈即線 g 1 至 g 1 0 0 g 9. 2 0 1 至本頁 ’衣 I g 9. 3 0 0 … … g 8 0 1 至 g 交 9 6 0 分佈至左側 ( 1 1 I L ) 而線 S 1 0 1 至 g 2 2 0 0 g 义 3 0 1 至 1 1 1 S SL 4 0 0 … … g 9. 9 0 1 至 S 2 0 0 0 分佈至右側 1 1 訂 ( R ) 〇更特別而言可分佈連續的控制線至每 —* 晶片 y 1 而連續控制線之組交替的分配至左和右側 ( L R ) 〇以 1 1 此安排晶片可連續的控制且裝置之驅動時間可輕易的 V 1 1 決定〇此外由於電路挑需製成相當複雜因此可使用低 1 成本之 I C 晶片〇相似的接線可以晶片爲單位連續的分 1 I 配至上側 ( U ) 和下側 ( D ) 且由於可完成連續之處理 1 1 | y 因此可使用較低成本之電路〇 1 1 I 在 ΓΈΠ 圖 1 3 和 1 4 中在由破折線所圍繞之電路形成在 ‘| 1 單一板上後 ♦ 晶片可安裝在板上或是相關於由破折線所 1 圍繞之部份之電路板和晶片可安裝在另一大板上〇此外 * 1 1 晶片可安裝在彈性板上 » 且此彈性板可附著和連接至相關 1 I 於由破折線所圍繞之部份之電路板〇 1 I 習知技藝難以使用經由複雜處理而形成之光感應器以圓 1 本紙悵尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -33 - B7 五、發明説明（31 ) 製造具有非常大數目之圖素之大區域影像輸入單元。但是，由於相關的元件可同時的使用共同線而在簡單處理中形 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 成，依照本發明之影像輸入單元之製造處理之數目相當小。因此，可以高產量和低成本製造大區域，高效能之影像輸入單元。由於電容和光電轉換元件可安排在單一元件中，實際上使用之元件數目減半，且因此可改善產量。由上述之說明可知，本發明之光電轉換元件並不侷限於上述之實施例中所敘述的。更特別而言，光電轉換元件只需包含第一電極層，絕緣層用以防止電子和電洞之滲入 ’光電轉換半導體層，和第二電極層，而用以防止電洞注入光電轉換元件之防止注入層只需呈現在第二電極層和光電轉換元件之間。例如，防止注入層可包含有特基屏蔽層，其由介於半導體和電極之工作功能間之差異所形成》在上述之說明中，電洞和電子可逆向。例如防止注入層可包含P型層。在此例中，當其它安排部份藉由使欲施加之電壓和電場反向而構成時，可達成和上述相同之操作。再者，光電轉換半導體層在入射光之下只需具有產生電子-電經濟部中央標準局員工消费合作杜印製洞對之光電轉換功能。光電轉換半導體層之層結構並不限於單一層結構，其亦可爲多層結構。再者，光電轉換半導體層之特性亦可連續的改變。相似的，TFT只需包含閘電極，閘絕緣膜，可形成通道之半導體層，歐姆接觸層，和一主電極。例如，歐姆接觸層可包含P型層。在此情形中，閘電極之控制電壓可反向，且可使用電洞當成載子。本紙法尺度適用中國國家梂準（CNS )八4規格（210X 297公釐Ί -34 - 〜23225 A7 ——— B7 五、發明説明（32) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再：者’絕緣基底之整個部份無需全由絕緣材料所組成。例如，絕緣材料只沈積在導體或半導體上。在此例中，沈積順序可反向》相似的’電容只需包含下電極，含有絕緣層之中介層 :和上電極。例如，即使當電容並未由光電轉換元件或 τ F T特別的隔離時，電容亦可共同的使用相關元件之電極部份。由於光電轉換元件本身具有儲存電荷之功能，因此可獲得一段已定時間期間之光資訊之整合值，而無需要排任何特殊之電容。當然，本發明並不侷限於上述之說明，其它各種之改變和修飾亦是在本發明之精神和範圍中。如上所述，本發明可提供一種固態影像拾取/顯示裝置，其無需具有複雜之結構以遮蔽光，具有高自由度之設計，具有良好的顯示特性和影像拾取特性，且可以低成本輕易的製造，由於可保持良好的電容特性，保持電容保持不變，而即使在影像顯示操作時，光入射在光電轉換元件上，顯示影像亦不會受到干擾。由於本發明之固態影像拾取/顯示裝置中之光電轉換元件可僅藉由一防止注入層偵測入射光之量，可輕易的處理，可改善產量，且可降低製造成本，因此可製造具有高 S/N比之低成本光電轉換裝置。由於光電轉換半導體層並未使用隧道效應或肖持基屏蔽，因此可自由的選擇電極材料，且絕緣層之厚度和其它控制參數皆具有高自由度。本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS > A4規格（210X297公釐〉 -35 — 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（33 ) 光電轉換元件以一開關元件，例如薄膜場效電晶體（ TF T)和/或同時形成之電容元件，而具有良好的匹配特性。此外，這些元件具有相同的膜結構。因此’這些元件可同時形成。再者，由於光電轉換元件和TFT兩者之重要膜結構可同時的形成在單一真空狀態，光電轉換裝置具有高的S/N比和低的成本。本發明之影像輸入/輸出裝置包含一裝置具有二維影像輸入單元和二維影像輸出單元之功能且位在單一表面上 .，影像處理單元用以處理由影像輸入單元輸入而來之影像訊號，和一蓋用以保護二維影像輸入單元和二維影像輸出單元所設置之表面，和一顯示板（例如白色記錄播放器）設置在保護蓋之一表面上，其面對二維影像輸入單元和二維影像輸出單元所設置之表面。因此，整個裝置相當精巧，且其成本可進一步降低。由於記錄板等設置在蓋之一表面當成影像輸入表面，寫在記錄板上之文字等可藉由覆蓋影像輸入表面而自動的讀取，且讀取之影像資訊可在實時顯示在影像輸出表面，藉以改善操作性》當二維影像輸入單元和二維影像輸出單元包含可直接顯示在影像輸出表面之可處理彩色影像，寫在記錄板上之彩色影像時，可完成高效能影像輸入/輸出裝置。由上述之說明可知，由於光電轉換元件和TFT可同時形成在單一處理中，用以驅動液晶顯示以顯示影像之 T F 丁和光電轉換元件可形成在單一基底上。因此，整個 L紙張尺度逡用中國國家樣準（CNS ) A4规格（210X297公釐） I----：---.--------.-IT------( (請先閱讀背面之注意事項再填寫本瓦) -36 - 203225 A7 B7 五、發明説明（34 ) 影像輸入/輸出裝置之成本可進一步降低。 ; ; f 装訂 ( (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -37 -

Claims

ABCD 203225 六、申請專利範圍 1 · 一種影像輸入/輸出裝置，其包含具有光電轉換元件之影像輸入單元，和影像輸出單元，其中該影像輸入單元具有光電轉換元件至少包含第— 電極層，一絕緣層用以避免第一導電型載子和與第一導電型不同之第二導電型載子之通過，一光電轉換半導體層，一第二電極層’和一防止注入層安排在第二電極層和光電轉換半導體層間以防止第一導電型之載子注入光電轉換半導體層中，這些層形成在第一基底上，和該影像輸出單元包含一顯示元件使用第二電極層當成電極，和計數器電極安排面_第二電極層，而該計數器電極形成在面對第一基底之第二基底上。 2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，進一步包含開關兀件在第一基底上。 3. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，進一步包含開關元件在該第一基底上相當於光電轉換元件》 4 ·如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中一液晶層形成在第二電極層和計數器電極間。 5 .如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中該開關元件包含薄膜電晶體。 6.如申請專利範圍第3項所述之裝置，其中該開關元件包含薄膜電晶體。 7 .如申請專利範圍第5項所述之裝置，其中該薄膜電晶體包含閘電極層，第二絕緣層，半導體層，第一和第二主電極層形成在該半導體層上以由一給定間隔分離，和本紙张尺度適用中國國家橾隼（CNS > A4規格（210 X 297公釐）.- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 、-口經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 ABCD 六、申請專利範圍歐姆接觸層形成在第一和第二主電極層之間，和該半導體層。 8. 如申請專利範圍第6項所述之裝置，其中該薄膜電晶體包含閘電極層，第二絕緣層，半導體層，第一和第二主電極層形成在該半導體層上以由一給定間隔分離，和歐姆接觸層形成在第一和第二主電極層之間，和該半導體層。 9. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，進一步包含薄膜電晶體當成開關元件在第一基底上，且其中該薄膜電晶體之閘電極層和第一電極層，形成在閘電極上之薄膜電晶體之第二絕緣層和該絕緣層，形成在第二絕緣層上之薄膜電晶體之半導體層和光電轉換半導體層，形成在半導體層上之薄膜電晶體之第一和第二主電極層以一給定間隔經由歐姆接觸層而互相分離，和該防止注入層和歐姆接觸層分別含有共同膜。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 0 .如申請專利範圍第1項所述之裝置，進一步包含在影像顯示操作時用以執行驅動操作之電路，因此，第二導電型載子填入光電轉換半導體層以保持顯示位準在第一或第二電極層之一中。 1 1 .如申請專利範圍第1項所述之裝置，進一步包含在影像拾取操作時用以執行驅動操作之電路，因此，回應於入射在光電轉換半導體層上之光而產生之第一導電型載子停留在光電轉換半導體層上，電場以吸引第二導電型載子向著第二電極層之方向施加至光電轉換元件，和儲存本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） -分- 293225 驾 _ D8 ___ 七、申請專利範圍在光電轉換半導體層中之第一導電型載子或吸引向著第二電極層之第二導電型載子受偵測當成光訊號。 1 2 .如申請專利範圍第1項所述之裝置，進一步包含一電路其中一圖素由光電轉換元件和顯示元件所形成’ 多數之圖素以一維或二維的方式安排，開關元件以圖素爲單位連接，圖素分割爲多數之塊，和開關元件以塊爲單位操作以獲得光訊號之偵測操作和影像顯示操作。 1 3 .如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該影像輸入單元和該影像輸出單元由單一單元構成。 1 4 .如申請專利範圍第1項所述之裝置，進一步包含一蓋用以覆蓋影像输入單元和影像输出單元》 1 5 .如申請專利範圍第1 4項所述之裝置，其中面對影像輸入單元和影像輸出單元之蓋之表面具有記錄表面〇 1 6 .如申請專利範圍第1項所述之裝置，進一步包含用以儲存由影像輸入單元所輸入之影像資料之記憶。經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 7 .如申請專利範圍第1項所述之裝置，進一步包含影像處理電路，其根據由影像輸入單元輸入之影像資料用以執行影像處理。 1 8 .如申請專利範圍第1 7項所述之裝置，進一步包含用以儲存由影像處理電路所處理之影像資料之記億。 1 9 .如申請專利範圍第1項所述之裝置，進一步包含照明裝置用以照明由影像輸入單元所輸入之正本之影像〇本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） Ψϋ - 六、申請專利範圍 2 單元其顯示影，該蓋 2 包含用2 包含影資料用 2 包含用2 包含照像。 0 . —種影中影像输入像乃整合的具有一記錄 _- 如申請以儲存由影 2 .如申請像處理電路以執行影像 3 .如申請以儲存由影 4 .如申請明裝置用以像輸入/ 單元用以安排；和表面相關 — ~^ 專利範圍像輸入單專利範圍，其根據處理。專利範圍像處理電專利範圍照明由影 A8 B8 C8 D8 输出裝置包含：一輸入/輸出輸入影像和影像輸出單元用以一蓋用以覆蓋輸入/輸出單元n m m π。第2 〇項所述之裝置，進一步元所輸入之影像資料之記憶。第2 〇項所述之裝置，進一步由影像輸入單元所輸入之影像第2 0項所述之裝置，進一步路所處理之影像資料之記億。第2 0項所述之裝置，進一步像輸入單元所輸入之正本之影 ----：---Γ--{裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製本紙張尺度逋用中國國家榡準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -<2/ -