TW552571B

TW552571B - Electric circuit

Info

Publication number: TW552571B
Application number: TW091100451A
Authority: TW
Inventors: Tsuyoshi Toyoshima; Kazuhiro Sasaki; Katsuhiko Morosawa
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2001-01-17
Filing date: 2002-01-15
Publication date: 2003-09-11
Also published as: KR20020062171A; HK1048875A1; CN1193329C; US6795049B2; KR100470881B1; CN1366284A; JP2002214643A; JP4609970B2; US20020093474A1

Description

552571 五、發明說明（1) [發明所屬之技術領域] 本發明有關於具備有液晶顯示元件或攝影元件之電氣電路，特別有關於利用移位暫存器進行驅動之主動矩陣型之電氣電路。 [相關技術] TFT液晶顯示裝置是將成爲主動元件之TFT(Thin Film Transistor)設在每一個圖素，利用該TFT之 ΟΝ/OFF將資料寫入到圖素電容，藉以顯示所希望之圖像。要以此方式顯示所希望之圖像時，通常利用由閘極驅動器和汲極驅動器構成之驅動電路用來形成TFT液晶顯示元件。閘極驅動器是1次1線順序的選擇TFT液晶顯示元件之多個閘極線，廣泛的使用由多個電晶體構成之移位暫存器。在此種移位暫存器中，與各個閘極線對應之各段之動作，被在其前後之段所產生之信號控制。另外，從該移位暫存器之各段輸出到液晶顯示元件之閘極線之信號，被該閘極線和與其連接之電路（形成有 TFT，圖素電容，補償電容，具有分布常數式之特性）衰減。因此，各個閘極線和與其連接之元件所形成之具有分布常數式之特性之電路，會影響到移位暫存器之電路動作。 [發明所欲解決之問題] 但是，當移位暫存器之段（stage)數被設定成爲與TFT 液晶顯示元件之顯示圖素之線數相同時，最後段之電路 552571 五、發明說明（2) 動作與其他段不同，不會受到其後段之電路動作之影響。因此，最後段之電路動作對其以前之段之電路動作會產生微小之差異。另外，當進行長期之驅動時，必需考慮到其微小之差異會逐漸的波及先前之段，構成閘極驅動器之移位暫存器之動作會變爲不穩定爲其問題。本發明用來消除該相關技術之問題，提供適於作爲驅動器之可以使移位暫存器穩定動作之電氣電路爲其優點。另外，本發明因爲適於作爲驅動器，可以使移位暫存器穩定的動作，所以具有可以將形成顯示區域外或攝影元件區域外之元件之面積抑制成爲很小之作用。 [解決問題之手段] 本發明之第1態樣是一種電氣電路，具備有：多個配線，被設在基板上之顯示區域；多個顯示圖素，分別被設在該多個配線；虛擬配線（單數），被設在基板上之非顯示區域；和虛擬元件（單數），連接到該虛擬配線，用來使該多個配線之各個之寄生電容，與該虛擬配線之寄生電容成爲相等。本發明之另一態樣是一種電氣電路，具備有：多個配線，被設在基板上之攝影元件區域；多個攝影元件，分別被設在該多個配線上；虛擬配線（單數），被設在基板上之虛擬元件區域；和虛擬元件（單數），連接到該虛擬配線，用來使該多個配線之各個之寄生電容，與該虛擬配線之寄生電容成爲 552571 五、發明說明（3) 相等。在該電氣電路中，因爲形成有該多個顯示圖素或多個攝影元件區域之配線之負載之電容，和非顯示區域或虛擬元件區域之虛擬配線之負載之電容成爲相等，所以霞亥多個配線和虛擬配線所使用之驅動器之各段，即使受到前後之段之影響時，圖素區域或攝影元件區域中之多個配線之各個所對應之段亦不會受到前後之段之影響’可以穩定的進行動作。因此，多個配線和虛擬配線之選擇可以穩定的選擇。此種電氣電路亦可以在非顯示區域設置負載，所具有之電路特性與顯示區域之多個配線和與其直接或間接連接之主動元件，圖素電容和補償電容所形成之電路同等。另外，用以掃描該電氣電路之移位暫存器之各段亦可以經由組合該主動元件和以同一處理步驟形成之場效電晶體而構成。亦可以設定成爲該電氣電路不具備補償電容，該負載所具有之電路特性與各個掃描線和與其直接或間接連接之主動元件之寄生電容和圖素電容所形成之電路同等。當與利用圖素電容（或攝影元件電容）和補償電容之同一構造者形成負載之情況比較時，形成與該等之合成電容相等之虛擬電容之方式，可以減小負載在基板上之佔用面積。亦即，對於具有特性與圖素電容（或攝影元件電容）和補償電容及配線之電阻構成之電路同等之電路，可以使虛擬配線之幅度形成非常小。利用此種方式可以使 552571 五、發明說明（4) 形成有圖素之區域，亦即顯示區域之比例變大。另外，經由調整虛擬配線之幅度和虛擬電容電極之長度，可以用來進行電阻値和電容量之調整。本發明是一種電氣電路，具備有：第1配線和第2配線之組（多數），被設在基板上之攝影元件區域；攝影元件（多數），分別被設在該第1配線和第2配線之組（多數）上；第1虛擬配線和第2虛擬配線之組（單數），被設在基板上之虛擬元件區域；虛擬元件（單數），連接到該第1虛擬配線和第2虛擬配線之組（單數），用來使該第1配線和第2配線之組（多數）之各個之寄生電容，和該第1虛擬配線和第2虛擬配線之組（單數）之寄生電容成爲相等；和移位暫存器，連接到被設在該攝影區域之該第1配線和第2配線之組（多數）和被設在該虛擬元件區域之該第 1虛擬配線和第2虛擬配線之組（單數），該移位暫存器具有與該第1配線和第2配線之組（多數）及該第1虛擬配線和第2虛擬配線之組（單數）對應之多個段，該多個段之至少一部份之段依照來自該段之後段之輸出信號進行驅動。在該電子裝置中，因爲將虛擬元件設置成使驅動攝影元件用之第1配線和第2配線之組之電容，和第1虛擬配線和第2虛擬配線之組（單數）之電容成爲相等，所以 552571 五、發明說明（5) 即使在移位暫存器之多個段之至少一部份之段，依照與第1虛擬配線和第2虛擬配線之組（單數）對應之多個段之至少一部份之段輸出信號，進行驅動之情況時，因爲第1配線和第2配線之組之信號特性，與第1虛擬配線和第2虛擬配線之組之信號特性爲均一，所以可以以多個段正常的進行驅動。另外，即使供給到補助式之虛擬段之信號，成爲與供給到多個配線之信號相同時，因爲亦可以進行穩定之驅動，所以不需要設定虛擬段用之新的電壓値或振幅之信號，因此可以使電壓生電路和配線設計簡化。 [圖面之簡單說明] 第1圖表示本發明之實施例之液晶顯示裝置之構造。第2A圖表示形成在第1圖之顯示區域之各個圖素之構造，第2B圖爲其等效電路圖。第3A圖表示形成在第1圖之虛擬元件區域之各個虛擬元件之構造，第3B圖爲其等效電路圖。第4圖表示構成第1圖閘極驅動器之移位暫存器之電路構造。第5圖是時序圖，用來表示第4圖之移位暫存器之動作。第6A圖表示虛擬元件之另一構造，第6B圖爲其等效電路，第圖表不虛擬元件之更另一構造。第7圖是方塊圖，用來表示本發明之實施例之攝影裝置之構造。 552571 五、發明說明（6 ) 第8圖表示形成在第7圖之攝影元件區域之各個攝影元件之構造。第9圖是沿著第8圖所示之（IX)_(IX)線之剖面圖。第10圖是平面圖，用來表示攝影元件之半導體層之位置。第11圖是平面圖，用來表示攝影元件之半導體層和阻擋絕緣膜之相對位置。第1 2圖是平面圖，用來表示攝影元件之阻擋絕緣膜和雜質層之相對位置。第1 3圖是剖面圖，用來表示將手指裝載在光感測器系統後之狀態。第1 4圖是時序圖，用來表示光感測器系統之驅動控制方法之一實例。第1 5圖表示雙閘型光感測器之重設動作。第1 6圖表示雙閘型光感測器之光檢測動作。第1 7圖表示雙閘型光感測器之預充電動作。第1 8圖表示亮狀態之雙閘型光感測器之選擇模態之動作。第1 9圖表示暗狀態之雙閘型光感測器之選擇模態之動作。第20圖表示亮狀態之雙閘型光感測器之非選擇模態之動作。第2 1圖表示暗狀態之雙閘型光感測器之非選擇模態之動作。 552571 五、發明說明（7) 第22圖表示選擇模態之雙閘型光感測器之汲極電壓特性。第2 3圖表示非選擇模態之雙閘型光感測器之汲極電壓特性。第24圖表示構成閘極驅動器之移位暫存器之電路構造’該閘極驅動器連接到本發明之實施例之攝影裝置之頂部閘極線或底部聞極線。第2 5圖表示構成閘極驅動器之另一移位暫存器之電路構造，該閘極驅動器連接到本發明之實施例之攝影裝置之頂部閘極線或底部閘極線。第26圖是剖面圖，用來表示被設在攝影元件區域之攝影元件，和被設在虛擬區域具有與該攝影元件等效之寄生電容之虛擬元件。第27圖是剖面圖，用來表示與被設在攝影元件區域之攝影元件具有等效之寄生電容之另一虛擬元件。第28圖是剖面圖，用來表示與被設在攝影元件區域之攝影元件具有等效之寄生電容之另一虛擬元件。 -第29圖是剖面圖，用來表示與被設在攝影元件區域之攝影兀件具有等效之寄生電容之另一虛擬兀件。第3 0圖是剖面圖，用來表示與被設在攝影元件區域之攝影元件具有等效之寄生電容之另一虛擬元件。 [發明之實施例] 下面將參照附圖用來說明本發明之實施例。第1圖以等效電路圖表示本實施例之液晶顯示裝置之 552571 五、發明說明（8) 構造。如圖所示，該液晶顯不裝置之構成包含有液晶顯示元件1，閘極驅動器2，汲極驅動器3，和控制器4 ◦ 液晶顯示元件1被構建成爲在圖素基板和公用基板之間封入有液晶，具備有顯示區域48和虛擬元件區域49 。在圖素基板上，被配置在顯示區域4 8之n根閘極線 GL1〜GLn，和被配置在虛擬元件區域49之由與閘極線 GL1〜GLn相同之材料構成，而且與閘極線GL1〜GLn 一起圖型製作而成之2根虛擬閘極線（虛擬掃描線） GLn+1，GLn + 2，依照主掃描方向（在圖中爲橫方向）形成互相平行的延伸。另外，m根之汲極線DL1〜DLm跨越顯示區域4 8和虛擬元件區域4 9的依照副掃描方向（在圖中爲縱方向）形成互相平行的延伸。在圖素基板，於顯示區域48中之閘極線GL1〜GLn 和汲極線DL1〜DLm之交叉位置，對應的形成矩陣狀之圖素，設有構成開關元件之TFT和成爲顯示圖素之圖素電極等（詳細部份將於後面說明）。另外，在虛擬元件區域49設有虛擬元件（詳細部份將於後面說明）。在圖素基板，於該等之TFT，圖素電極，和虛擬元件之上形成有定向膜。另外一方面，在公用基板上形成有公用電極和定向膜，但是公用電極只形成顯示區域4 8之範圍。第2A圖表示形成在顯示區域48之各圖素之構造。在該圖中只顯示形成在圖素基板上者，但是實際上是在其上使公用基板之公用電極面對。另外，在構成電極或配線之金屬層之間形成有絕緣層，但是在圖中加以省略。 -10- 552571 五、發明說明（9) 第2B圖表示各圖素之等效電路（橫方向鄰接之2個圖素部份）。在顯示區域48之圖素基板上之最下層’形成有由金屬材料構成之閘極線GL(GL1〜GLn)，和與閘極線GL 形成一體之TFT41之閘極電極G。另外，用以形成補償電容43之補償電極CE，和對補償電極CE供給定電壓之補償電極線CL形成爲一體。在閘極電極G之上，經由由SiN構成之閘極絕緣膜，形成非晶形矽半導體層a-Si由非晶形矽構成，用來形成TFT41之半導體層。在半導體層之兩側，經由雜質層設置源極電極S和汲極電極 D，源極電極S由透明之ITO(Indium Tin Oxide)構成，連接到用以形成圖素電容42之透明電極TE。閘極絕緣膜成爲電介質體用來構成圖素之寄生電容之一部份。汲極電極D，與依照閘極線GL之延伸方向之正交方向進行延伸之資料線DL(DL1〜DLm)，形成爲一體。然後，在該等TFT41上再度的形成由SiN構成之絕緣保護膜，然後在其上設置定向膜。透明電極TE以至少部份重疊之方式，利用面對位置之補償電極CE，和與該補償電極CE之間之閘極絕緣膜相同之膜，用來構成電容器藉以形成補償電容43，利用位於面對位置之公用基板側之公用電極之間之液晶作爲電容器，用來形成圖素電容42。補償電極CE和公用電極均被施加電壓VC0M。利用此方式形成之構造，在各個圖素構成電路中包含有：配線電阻44，由閘極線GL形成；TFT4 1，成爲以 -11- 五、發明說明（1〇) 其閘極連接到配線電阻44之主動元件；和圖素電容42 和補償電容43，並聯連接在TFT 4之汲極。另外，對於各個閘極線GL 1〜GLn，構成作爲負載之電氣電路，所具有之分布常數之特性使此種方式之各個圖素之電路只連接主掃描方向之圖素之數目之部份。第3A圖表示形成在虛擬區域49之各個虛擬元件之構造。在該虛擬元件，亦可以與顯示區域48之圖素不同的，不面對公用電極。另外，在該圖中，形成在構成電極或配線之金屬層之間之絕緣層被省略。第3 B圖表示各個虛擬元件之等效電路（橫方向鄰接之2個之部份）。在虛擬元件區域49之圖素基板上之最下層，形成有閘極線（GL n+1 ，GLn + 2)，和與閘極線GL形成一體之 TFT45之閘極電極G。另外，用以形成虛擬電容46之虛擬電容電極DiE(i爲1〜m之任何一個），和用以將定電壓供給到虛擬電容電極DiE之虛擬電容電極DiL形成爲一體。該等利用與顯示區域48之閘極線GL等相同之金屬材料，以同一處理步驟形成。 :在閘極電極G之形成非晶形矽半導體層a-Si，由非晶形矽構成，用來形成TFT4 5之半導體層。在該等之上形成由透明之SiN構成之絕緣層，再在其上形成由：[T〇構成之透明電極TE。用來形成虛擬電容電極DiE和虛擬電容46。該等是與顯示區域48對應者，以相同之材料在同一處理步驟形成。在其上再度形成由SiN構成之閘極絕緣膜，再在其上 -12- 552571 五、發明說明（11) 形成由金屬材料構成之資料線DL(DL1〜DLm :與顯示區域48者相同），和與資料線DL成爲一體之TFT45之汲極電極D，以及TFT45之源極電極S。源極電極S和透明電極T E經由接觸孔連接。然後，再在其上形成由 S i N構成之絕緣保護膜。虛擬電容46由虛擬電容電極DiE，透明電極TE，和該虛擬電容電極DiE與透明電極TE間之與閘極絕緣膜相同之膜構成，利用以此方式形成之構造，構成虛擬元件，包含有：配線電阻47，由虛擬閘極線GL形成； T F T 4 5 ，以其聞極連接到酉己線酉己阻4 7 ，成爲主動元件；和虛擬電容46，連接到TFT45之汲極。 TFT45其形狀，尺寸，和資料線DL及閘極線GL之相對配置與TFT41完全相同，所以在TFT45中，與所連接之資料線DL之間所產生之寄生電容或閘極-汲極間之寄生電容，等於在TFT41中，與所連接之資料線DL之間所產生之寄生電容或閘極-汲極間之寄生電容。虛擬電容46形成爲等於顯示區域48之圖素電容42和補償電容43之合成電容。另外，分別對於閘極線GLn+Ι， GLn + 2之各個，構成作爲負載之電氣電路，所具有之分布常數式特性使此種虛擬元件連接主掃描方向之圖素之數目，但是該等具有與GL1〜GLn之各個負載相同之特性。閘極驅動器2由移位暫存器（詳細部份於後面說明）構成，依照來自控制器4之控制信號群Gent，順序的將高 -1 3 - 552571 五、發明說明（12 ) 位準之選擇信號輸出到閘極線GL1〜GLn+l。汲極驅動器3依照來自控制器4之控制信號群Dent，將從相同之控制器4供給之圖像資料信號DaTa儲存1線部份，以指定之時序輸出到汲極線D L 1〜D L m。另外，鬧極驅動器2之具有由a-Si或p-Si構成之半導體層之電晶體501 〜506是TFT，利用與液晶顯示元件1之顯示區域48之 TFT41和虛擬元件區域49之TFT45相同之處理步驟，形成在圖素基板上。控制器4將控制信號群Gent供給到閘極驅動器2，和將控制信號群Dent和圖像資料信號 DaTa供給到汲極驅動器3。第4圖表示構成閘極驅動器2之移位暫存器之電路構造。如圖所示，該移位暫存器之構成包含有：η根之閘極線GL1〜GLn，被配置在顯示區域48 ;和η + 2個之段 5 00( 1 )〜5 00(η + 2)，分別對應到被配置在虛擬元件區域 49之2根之鬧極線GLn+l，GLn + 2。控制信號群Gent所含之信號是從控制器4供給之時脈信號CK1，CK2，開始信號Dst，結束信號Dend，具有正電壓位準之電源電壓Vdd，和具有負電壓位準之基準電壓Vss。因爲各段500〇)〜500(n + 2)之構造大致相同，所以採用第1號之段500( 1 )爲進行說明，在該段內形成有6個η通道型之場效電晶體之電晶體501〜506。在電晶體501之閘極被供給有開始信號Dst，在汲極經常被供給有電源電壓Vdd。電晶體5 0 1之源極連接到電晶體5 0 2之閘極和電晶體5 0 5之閘極。被該電晶體 -14- 552571 五、發明說明（13) 5 〇 1之源極，電晶體5 02之閘極和電晶體圍之配線稱爲節點A 1 (另外，第2段以後 An + 2)。當被供給高位準之開始信號Dst 進行ON時，電荷被儲存在節點A 1。在電晶體5 0 2之汲極被供給有時脈信號體5 02進行ON時，時脈信號CK1之位準出信號OUT，從源極輸出到第1號之閘極，電晶體5 02之源極連接到電晶體5 03之在電晶體5 04之閘極和汲極被供給有 ’經常成爲ON狀態。電晶體504在供給時，具有作爲負載之功能，從源極將電源不變的供給到電晶體5 0 5之汲極。電晶體換成爲TFT以外之電阻元件等。在電晶體供給有基準電壓Vss，當電晶體5 0 5進行被儲存在電晶體5 04之源極和電晶體505 電荷。在電晶體506之閘極被供給有下一段之 •5 0 0(2)之輸出信號〇UT2。電晶體506之没 Α1，源極被供給有基準電壓Vss。當輸出高位準時，電晶體5〇6進行ON，放出被f; 之電荷。其他之奇數號之段5 00(3 )，5 00(5 )，一構造’在電晶體50 1之閘極被供給有前段 OUT2’ OUT4，…，〇UTn，除此之外與_ 5 0 5之閘極包分別爲Α2〜之電晶體5 0 1 :CK1 ，當電晶不變的作爲輸 1線GL1。另外汲極。電源電壓Vdd 電源電壓Vdd 電壓V d d保持 504亦可以替 [5 05之源極被 ON時，放出之汲極之間之第2號之段 έ極連接到節點信號OUT2爲諸存在節點A 1 ，500(n+l)之之輸出信號 ^ 1號之段 -15- 552571 五、發明說明（14 ) 5〇〇(1)相同。最後段以外之偶數號之段5 00(2)，5 00(4) ’ ’ 5 00(n)之構造，在電晶體5〇1之閘極被供給有前段之輸出信號OUT1，OUT3，一-，OUTn，和在電晶體 5 02之汲極被供給有時脈信號CK2，除此之外與第1號之段500( 1 )相同。最後之段5 00(η + 2)之構造，在電晶體 501之閘極被供給有前段之輸出信號OUTn+1，和在電晶體5 06之閘極被供給有控制信號群Gent所包含之結束信號Dend，除此之外與第1號之段5 00( 1 )相同。被設在虛擬元件區域49之虛擬段500(n+l)，用來使將輸出〇1；丁11輸出到顯示區域48之01^之段5 00(11)之充電後之節點An，回到基準電壓Vss，被設在虛擬元件區域49之虛擬段500(n + 2)，用來使虛擬段500(n+l)之充電後之節點Αιι+1，回到基準電壓Vss。因此，段 5 00( 1 )〜500(n)以與前段相同之條件被控制，而且以與後段相同之條件被控制，所以輸出到閘極線GL 1〜GLn 之OUT 1〜OUTn成爲穩定之相同波形。下面將說明本實施例之液晶顯示裝置之動作。第5圖是時序圖，用來表示構成閘極驅動器2之移位暫存器之動作。在該時序圖中，Τ之期間是液晶顯示元件1之1 個水平期間。另外，在各個水平期間，汲極驅動器3依照來自控制器4之控制信號群Dent，取入與該水平期間之下一個水平期間對應之1線部份之圖像資料信號DaTa。首先，在從時序T0至時序T1之期間，開始信號Dst 變成爲高位準，第1號之段500( 1 )之電晶體501進行 -16- 552571 五、發明說明（15) ON ’電荷被儲存在第1號之段5〇〇( !)之節點a 1。利用此種方式使電晶體5 0 2，5 0 5進行〇N，和使電晶體5 0 3 進行OFF。其次，在時序τ丨當時脈信號ck 1變化成爲高位準時’該信號之位準大致不變的作爲輸出信號 0UT1 ’直接輸出到顯示區域48之第1號之閘極線GL1。輸出到閘極線G L 1之輸出信號〇 u T 1，被閘極線G L 1 和與其直接或間接連接之各個元件所構成之電路衰減，但是具有足夠之位準可以使連接在閘極線G L 1之全部之 TFT41成爲ON狀態。在連接到閘極線GL1之各個丁 F T 4 1進行0 N之時序，汲極驅動器3將與閘極線g L 1 對應之圖素之圖像資料分別輸出到汲極線D L 1〜D L m。利用此種方式，將圖像資料信號寫入到與閘極線GL 1對應之圖素電容4 2，但是經由設置補償4 3可以抑制由於 TFT41所弓1起之衰減。另外，在時序T 1至T2之期間，當將高位準之輸出信號0UT1供給到第2號之段500(2)之電晶體501時，將電何儲存在弟2號之段500(2)之節點A2，電晶體502， 5 0 5進行ON，電晶體5 0 3進行OFF。其次，在時序T2 當時脈信號C K2變成爲高位準時，將該信號之位準大致不變的輸出到顯示區域4 8之第2號之閘極線G L2，作爲輸出信號OUT2。利用被輸出到閘極線GL2之輸出信號OUT2，與上述者同樣的，使連接到閘極線GL2之全部之TFT41成爲 Ο N狀態，將從汲極驅動器3輸出到汲極線D L 1〜D L m -17- 552571 五、發明說明（16 ) 之圖像資料信號，寫入到與閘極線GL2對應之圖素電容 42。輸出信號0UT2更供給到第！號之段5〇〇(1)之電晶體5 06 ’用來使電晶體5〇6成爲on狀態，藉以使儲存在第1號之段500(1)之節點A1之電荷放出。這時，第1 號之段5 00( 1 )之電晶體5 06亦受到輸出信號〇υτ2之由於閘極線GL2之輸出而衰減之影響。在時序T3以後，重複進行同樣之步驟，在從時序Τη_：ι 至Τ η之期間，當將前段之輸出信號供給到第η號之段 500(h)之電晶體501時，將電荷儲存在第η號之段5 00(η) 之節點An，電晶體5 02，5 05進行ON，電晶體5 03進行OFF。其次，在時序Τη當時脈信號CK2變成爲高位準時，將該信號之位準大致不變的直接輸出到顯示區域 48之第η號之閘極線GLn，作爲輸出信號OUTn。利用被輸出到閘極線GLri之輸出信號OUTn，與上述同樣的，使連接到閘極線GLn之全部之TFT4變成爲 ON狀態，將從汲極驅動器3輸出到汲極線DL1〜DLm 之圖像資料信號，寫入到與閘極線GLn對應之圖素電容 42。輸出信號OUTn更供給到第n-1號之段5 00(n-l)之電晶體506，經由使電晶體506成爲ON狀態，用來使儲存在第n-1號之段500(n-l)之節點An-Ι之電荷放出。另外，在時序Τη至Tn+1之期間，經由將輸出信號 OUTn供給到第η+1號之段500(η+1)之電晶體501，用來將電荷儲存在第η+1號之段500(η+1)之節點Αη+1，電晶體502，5 05進行ON，電晶體5 03進行OFF。其次 -18- 552571 五、發明說明（17) ，在時序Tn+l當時脈信號CK1變成爲高位準時，將該信號之位準大致不變的直接輸出到虛擬元件區域4 9之 η+1號（限制在虛擬區域49時爲第1號）之閘極線GLn+1 ，作爲輸出信號OUTn+1。利用被輸出到閘極線GLri+1之輸出信號OUTn+1，用來使連接到閘極線GLn+Ι之全部之TFT45成爲ON狀態。利用此種方式，由閘極線GLn+ 1和與其直接或間接連接之元件所構成之負載，成爲與上述之閘極線GL 1〜 GLn者同等。輸出信號0UT2被閘極線GLN+1和與其連接之元件所構成之負載衰減，同時供給到第η號之段 5 00(η)之電晶體5 06，經由使電晶體5 06成爲ON狀態，用來使被儲存在第η號之段5 00 (η)之節點An之電荷放出。另外，在從時序Tn+l至Tri + 2之期間，將輸出信號 OUTn+1供給到第n + 2號之段5 00 (n + 2)之電晶體501，將電荷儲存在第n + 2號之段5 00(n + 2)之節點An + 2。然後，在時序Tn + 2當時脈信號CK2變成爲高位準時，將該信號之位準大致不變的直接輸出到虛擬元件區域49 之第n + 2號（限限在虛擬元件區域49時爲第2號）之閘極線GLn + 2，作爲輸出信號OUTN + 2。輸出信號〇UTn + 2 被由閘極線GLn + 2和與其連接之元件所構成之負載衰減，同時供給到第n+1號之段5 00(n+l)之電晶體5 0 6 ’用來使被儲存在第n+1號之段5 00(n+l)之節點An+1之電荷放出。 -19- 552571 五、發明說明（18) 然後，當變成爲時序Τη + 3時，來自控制器4之控制信號群Gent之高位準之結束信號Dend，供給到第η + 2 號之段5 00( η + 2)之電晶體5 06 ’用來使電晶體5 0 6進行 ON ◦利用此種方式使被儲存在第η + 2號之段5 00(11 + 2)之節點Αη + 2之電荷放出。然後，在每一個垂直期間重複進行上述之動作。如上所述，在本實施例之液晶顯示裝置中，在液晶顯示元件1之顯示區域48之外側’設置虛擬元件區域49 。在該虛擬元件區域49，對閘極線GLn+1，Gln + 2之各個構成負載所具有之分布常數式特性與顯示區域4 8之由各個閘極線GL 1〜GLn和與其直接或間接連接之元件所構成之負載相同。另外’構成閘極線2之移位暫存器，與虛擬元件區域49之閘極線GLn+1，Gln + 2同樣的進行掃描。因此，閘極線GLn+1，Gln + 2之各個之負載和電晶體構造，因爲與閘極線GL 1〜Gin之各個之負載和電晶體構造同等，所以分別供給到閘極線GLn+1 ’ GLn + 2之信號，電壓，亦可以利用分別供給到閘極線G L 1〜G L η之指定振幅之信號CK1，CK2或電壓Vdd，Vss。另外，因爲不需要設定虛擬段5 00(n+l)，5 00 (n + 2)用之新的電壓値或振幅之信號，所以可以使電壓產生電路或配線設計簡化。另外，在顯示區域4 8 ’與最後之閘極線GLn 對應之移位暫存器之第n+1，n + 2號之虛擬段5 00(n+l) ，5 00(n + 2)，因爲可以穩定的動作，所以第n號之段 -20- 552571 五、發明說明（19 ) 5 00(n)亦具有與其前段同樣之動作特性，可以使圖像之顯示所需要之移位暫存器之動作穩定化。另外’形成在虛擬元件區域4 9之各個虛擬元件1 2 0 所具有之虛擬電容’等於形成在顯示區域4 8之各個圖素之圖素電容42和補償電容43之合成電容。虛擬電容 4 6因爲不是顯示用所必要者，所以不需要考慮到圖素開口率’在同一基板上因爲電極間之間隔小於圖素電容42 ，所以可以使所需之面積小於圖素電容42。因此，在虛擬元件區域49要形成與顯示區域48之各個閘極線GL1 〜GLn之負載相同之負載時，可以使所需之面積減小，所以顯示區域4 8之面積可以相對的變大。本發明並不只限於上述之實施例，亦可以有各種變化和應用。下面將說明可適用於本發明之上述實施例之變化例。在上述之實施例中，虛擬元件區域4 9之閘極線 GLn+1，GLn + 2被構建成具有與顯示區域48之閘極線 GL 1〜GLn相同之幅度，配線電阻47具有與配線電阻 44相同之電阻値，所形成之虛擬電容46等於圖素電容 4 2和補償電容4 3之合成電容，以此方式構成虛擬元件 1 2 0。但是，虛擬元件1 2 0之構造並不只限於此種方式。第6A圖表示虛擬元件之另一構造。該虛擬元件亦不面對公用電極。另外，在該圖中，形成在用以構成電極或配線之金屬層之間之絕緣層被省略。第6 B圖表示各個虛擬元件之等效電路（橫方向鄰接之2個之部份）°亦 -21 - 552571 五、發明說明（2〇 ) 即’各個虛擬電容1 3 3之設定是在具有第2 A圖所示之圖素之液晶顯示裝置中，使TFT41之閘極線GL之寄生電容和汲極線DL之寄生電容所構成之TFT(主動元件 )4 1之寄生電容，成爲圖素電容42之電容和補償電容43 之電容之合成電容。在此種方式，在虛擬元件區域49之圖素基板上之最下層，利用與閘極線GL 1〜GLn相同之材料，進行圖型製作用來一起形成閘極線GL 1〜GLn，藉以形成各個閘極線GL 1〜GLn和分別具有相等電容之2根虛擬閘極線 GLn+1，GLn + 2 ◦在閘極線GL之上形成1層以上之由 SiN構成之絕緣層，在其上形成資料線DL(DL1〜DLm : 與顯示區域4 8者相同），在各個資料線D L形成虛擬電容電極DiE(i爲1〜m之任何一個），形成與各個資料線 DL成爲一體，朝向虛擬閘極線GLn+1，GLn + 2突出。利用虛擬電容電極DiE和虛擬閘極線GLn+1，GLn + 2之重疊部份用來形成虛擬電容1 3 3。亦即，各個資料線 Dli(i爲1〜m之任何一個）在與虛擬閘極線GL交差之每 ^個位置，形成與虛擬電容電極DiE連接。利用以此方式形成之構造，由虛擬閘極線GLn + ΐ， GLn + 2之未與虛擬電容電極DiE重疊之咅分之酉己線電阻 134，和與其連接之虛擬電容133用來構成虛擬元件。經由調整虛擬閘極線GLn+1，GLn + 2之幅度wdl和虛擬電容電極DiE之長度In 1，可以用來調整配線電阻134 之電阻値和虛擬電容1 3 3之電容量。另外，對於各個虛 -22- 552571 五、發明說明（21) 擬閘極線GLn+l，GLn + 2，使此種虛擬元件在主掃描方方向連接圖素數目之個數，該等具有與閘極線GL 1〜 GLn之各個負載同等之分布常式電特性。利用此種方式亦可以使構成閘極驅動器2之移位暫存器之第η號之段5 0 0 ( n )，與前段同樣的進行穩定之動作。另外，具有上述方式之構造之虛擬元件亦可以構建成比上述實施例之虛擬元件小。因此，可以使液晶顯示元件1之顯示區域4 8之面積之比例更大於上述之實施例者。在上述之實施例中，於虛擬元件區域49設置2根之閘極線GLn+1，GLn + 2。但是，亦可以將任意數之閘極線附加在虛擬元件區域4 9。當虛擬元件區域4 9之閘極線之數目變多時，可以使構成閘極驅動器2之移位暫存器進行穩定之動作，變少時可以使顯示區域4 8之面積比變大。因此，在虛擬元件區域4 9要形成多少數目之閘極線，可以依照電路之穩定動作和顯示區域之面積之間之平衡點，進行適當之選擇。 -另外，代替上述實施例所示之第6 A圖之虛擬電容電極D i E者，亦可以如第6 C圖所示，設置與虛擬閘極線 GLn+1，GLn + 2成爲一體之虛擬電容電極GjE(j爲卜爪之任何一個）。亦即，虛擬閘極線GLn+1，GLn + 2之各個，與被設在資料線DL1，DL2，DL3，…，DLm之每-個交叉位置之虛擬電容電極G1E，G2E，G3E，---， GmE連接。在此處當資料線DL之幅度之長度爲wd2， -23- 552571 五、發明說明（22 ) 虛擬電容電極GjE之縱方向（DL資料線之延伸方向）之長度爲U2時，虛擬電容電極GjE之與資料線DL重疊之部份之面積（wd2xln2)，被設計成爲等於上述實施例之面積（wd 1 xln 1 )。另外，虛擬電容電極Gj E被設在跨越虛擬鬧極線G L 之2個位置，但是假如設定在上述方式之面積時，亦可以只設在第6A圖所示之任何一方。同樣的，第6A圖所示之虛擬電容電極DiE亦可以設在跨越資料線DL之橫方向（虛擬鬧極線G L之延伸方向）之2個位置。上述之各個實施例所說明之設在1根虛擬閘極線之虛擬兀件之數目是等於設在1根閫極線GL之圖素之數目，但是假如與設在1根之閘極線GL之圖素之總寄生電容相等時，亦可以成爲與圖素之數目不同之數，例如只有1個之虛擬寄生電容元件之方式。另外，在上述之各個實施例中是說明液晶顯示裝置，但是亦可以將閘極驅動器2之構造應用在攝影元件之閘極驅動器。第7圖是方塊圖，用來表示第3實施例之具有使用雙閘型電晶體作爲光感測器之攝影元件之攝影裝置之構造。該攝影裝置例如被使用作爲指紋感測器，如圖所示’其構成包含有控制器5，攝影元件6，頂部閘極驅動器1 1 1，底部閘極驅動器1 1 2，汲極驅動器9，和具有背面燈，擴散板之面光源3 0。汲極驅動器9之構成包含有：偵測驅動器（d e t e c t 〇 r d r i v e r) 1 1 3，連接到m根之汲極線DL ;開關1 1 4，將來自控制器5之預充電電壓 -24- 552571 五、發明說明（23) V P g選擇性的輸出到偵測驅動器（d e t e c t i ο n d r i v e r) 1 1 3 ; 亦放大電路1 1 5，對從偵測驅動器（detection driver) 1 ! 3 讀出之電壓信號進行放大。另外，代替面光源3 0者，亦可以利用太陽或照明等之外部光用來進行攝影。首先，參照圖面用來說明本發明之圖像讀取裝置所使用之雙閘型光感測器1 〇。第8圖是槪略平面圖，用來表示本發明之光感測器陣列所使用之雙閘型光感測器1 〇，第9圖是第8圖之 (IX)-(IX)線剖面圖。在此處具體的說明雙閘型光感測器 1 〇之槪略構造，該雙閘型光感測器1 〇在每一個元件具備有1個之作爲光感測部之半導體層，將半導體層之通道區域分成2個。本實施例之雙閘型光感測器1 〇之構成包含：單·之底部閘極電極22，形成在對可視光具有透過性之絕緣性基板1 9上；底部閘極絕緣膜1 6，被設在底部閘極電極 22上和絕緣性基板1 9上；單一之半導體層1 1，被設置成面對底部閘極電極22，當射入可視光時就產生電子〜電洞對偶，由非晶形矽等構成；阻擋絕緣膜1 4a，1 4b，在半導體層1 1上被並行的配置成互相分離；雜質層1 7a ，17b，分別被設在通道長度方向之半導體層11之兩端上；雜質層18，被設在半導體層11之中央上，成爲與雜質層17a，17b分離；源極電極12a，12b ’分別被設在雜質層17a，17b上；汲極電極13，被設在雜質層18 上；頂部閘極絕緣膜1 5，形成覆蓋在底部閘極絕緣膜 -25- 552571 五、發明說明（24 ) 1 6，阻擋絕緣膜1 4 a，1 4 b，源極電極1 2 a，1 2 b，和汲極電極1 3 ;單一之頂部閘極電極2 1，面對半導體層1 1，被設在頂部鬧極絕緣膜1 5上；和保護絕緣膜2 0，被設在頂部閘極絕緣膜1 5上和頂部閘極電極2 1上。如第1 〇圖所示，半導體層1 1形成在斜線格之區域，在源極電極1 2a，1 2b和汲極電極1 3之平面重疊之部份，和阻擋絕緣膜1 4a，1 4b，分別具平面重疊之通道區域11a，lib。通道區域11a，lib在通道長度方向（y方向）並排。如第1 1圖所示，阻擋絕緣膜1 4a被配置成爲使其兩端部分別與源極電極12a和汲極電極13平面的重疊，阻擋絕緣膜1 4b被配置成爲使其兩端部分別與源極電極 1 2 b和汲極電極1 3部份的而且平面的重疊。如第12圖所示，雜質層17a，17b，18由摻雜η型之雜質離子之非晶形矽（η +矽）構成，雜質層17a介於半導體層1 1之一方之端部和源極電極1 2a之間，和有一部份被配置在阻擋絕緣膜1 4a上。雜質層1 7b介於半導體層1 1之另外一方之端部和源極電極1 2b之間，和有一部份被配置在阻擋絕緣膜1 4b上。雜質層1 8介於半導體層1 1和汲極電極1 3之間，其兩端部分別被配置在阻擋絕緣膜14a，14b上。其中，源極電極1 2 a，1 2 b從公用之源極線1 0 4朝向汲極線1 〇 3，沿著X方向形成梳齒狀的突出’和汲極電極1 3從面對源極線1 〇4之汲極線1 〇 3沿著X方向，形 -26- 552571 五、發明說明（25) 成朝向源極線1 〇 4的突出。亦即，源極電極1 2 a和汲極電極1 3被配置成爲互相面對的包夾半導體層1 1之區域 1 1 a，源極電極1 2 b和汲極電極1 3被配置成爲互相對面的包夾半導體層11之區域11b。另外，在第9圖中，阻擋絕緣膜14a，14b，頂部閘極絕緣膜1 5，底部閘極絕緣膜1 6，和被設在頂部閘極電極2 1上之保護絕緣膜2 0，由氮化矽等之透光性之絕緣月旲構成，和頂部闇極電極2 1和頂部間極線1 〇 1 a，1 0 1 b ，由上述之IT 0等之透光性之導電性材料構成，對於pj 視光均具有局透過率◦另外一方面，源極電極1 2 a，1 2 b ，汲極電極1 3，底部閘極電極2 2和底部閘極線1 〇 2由選自鉻，鉻合金，鋁，鋁合金等之可以遮斷可視光之透過之材質構成。亦即，雙閘型光感測器1 0之構成包含有：第1雙閘型光感測器，具有由半導體層1 1之通道區域1 1 a，源極電極1 2a，汲極電極1 3，頂部閘極絕緣膜1 5和頂部閘極電極2 1形成之第1上部Μ Ο S電晶體，和由通道區域 1 la，源極電極12a，汲極電極13'底部閘極絕緣膜16 和底部閘極電極2 2形成之第1下部Μ Ο S電晶體；和第 2雙閘型光感測器，具有由半導體層1 1之通道區域1 1 b ’源極電極1 2b，汲極電極1 3，頂部閘極絕緣膜1 5和頂部閘極電極2 1形成之第2上部MO S電晶體，和由通道區域1 1 b，源極電極1 2 b，汲極電極1 3，底部閘極絕緣膜1 6和底部閘極電極2 2形成之第2下部Μ Ο S電晶 -27- 552571 五、發明說明（26 ) 體；該等之第1和第2雙閘型光感測器並排的配置在絕緣性基板1 9上。雙閘型光感測器1 〇之第1雙閘型光感測器之具有汲極電流流動之通道區域1 1 a被設定成爲以通道長度L 1 和通道幅度W 1定義鄰接之二邊所形成之矩形形狀’第 2雙閘型光感測器之具有汲極電流流動之通道區域1 1 b 被設定成爲以通道長度L2和通道幅度W 1定義鄰接之二邊所形成之矩形形狀。另外，從雙閘型光感測器1 〇之上方將光射入，會影響到第1雙閘型光感測器之汲極電流Ids之載子產生區域，大致是縱向長度K 1，橫向長度W 1之大致長方形，形成近似通道區域1 1 a之形狀，從雙閘型光感測器1 0 之上方將光射入，會影響第2雙閘型光感測器之汲極電流Ids之載子產生區域，大致是縱向長度2，橫向長度 W 1之大致長方形，形成近似通道區域1 1 b之形狀。頂部閘極線1 〇 1對應到第7圖之頂部閘極線TGL 1〜 TGLn + 2，與頂部閘極電極21 —起以ITO形成，底部閘極線102對應到底部閘極線BGL1〜BGLn + 2，以與底部電極2 2相同之導電材料形成。汲極線1 〇 3對應到第7圖之汲極線D L，以與汲極電極1 3相同之導電性材料形成，源極線1 〇 4對應到源極線S L，由與源極電極1 2相同之導電性材料形成。在此種構造中，將電壓從頂部閘極驅動器（top gate driver)l 1 1施加到頂部閘極端子TG，用來實現光感測功 -28- 552571 五、發明說明（27 ) 能’將電壓從底部閘極驅動器（bottomgatedriver)112施加到底部閘極端子B G ’經由汲極線1 〇 3將檢測信號取入到偵測驅動器（d e t e c t i ο n d r i v e r) 1 1 3，作爲串列資料或並列資料DATA的進行輸出，用來實現選擇讀出功能。下面將參照圖面用來說明上述之光感測器系統之驅動控制方法。第1 3圖是剖面圖，用來表示將手指載置在光感測器系統1 〇〇時之狀態，第1 4圖是時序圖，用來表示光感測器系統1 〇〇之驅動控制方法之一實例，第1 5圖〜第 2 1圖是雙閘型光感測器1 0之動作槪念圖，第22圖和第 23圖表示光感測器系統之輸出電壓之光回應特性。首先，如第1 3圖所示，將手指FN載置在光感測器系統1 〇〇之保護絕緣膜20上。這時定義手指FN之指紋之凸部與保護絕緣膜20直接接觸，但是凸部間之溝不與保護絕緣膜20直接接觸，在其間存在有空氣。當將手指FN載置在絕緣膜20上時，光感測器系統1 00，如第 1 4圖，第1 5圖所示，依照來自控制器5之信號控制群 Tent之時脈信號CK，頂部閘極驅動器1 1 1對第i號之列之頂部閘極線1 〇 1施加信號（重設脈波；例如Vtg :二 + 1 5 V之高位準）0Ti，這時底部鬧極驅動器1 1 2對第i號之列之底部閘極線102施加0(V)之信號，使儲存在各個雙閘型光感測器1 〇之半導體層1 1和阻擋絕緣膜1 4 之半導體層11之界面近傍之載子（在此處爲電洞）放出 (重設期間Tre set)，藉以進行重設動作。 -29- 552571 五、發明說明（28) 其次，從被設於雙閘型光感測器1 〇之玻璃基板1 9之下側之面光源3 0，將包含可視光之波長帶之光，射出到雙閘型光感測器1 〇側。這時，在面光源30和半導體層11之間，因爲存在有不透明之底部閘極電極22，所以射出光大致不會直接射入到半導體層1 1，但是透過元件間區域Rp之透明之絕膜基板1 9和絕緣膜1 5、1 6、20之光，會照射在保護絕緣膜20上之手指FN。照射在手指FN之尖中之以小於全反射（TOTAL REFLECTION)之臨界角之角度射入之Q1 光，在手指FN之凸部和保護絕緣膜20之界面，或手指 FN之表皮內進行亂反射，該反射之光經由絕緣膜1 5， 20和頂部閘極電極2 1，射入到最接近之雙閘型光感測器1 〇之半導體層1 1。另外，設定成絕緣膜1 5，1 6，20 之折射率爲1.8〜2.0之程度，頂部閘極電極21之折射率爲2.0〜2.2之程度。與此相對的，在手指FN之溝，在光Q2被溝亂反射之期間，在空氣中進行衰減，不能以充分量之光射入到最接近之雙閘型光感測器1 〇之半導體層1 1。亦即，與手指FN之指紋圖型對應之反射光，依照該反射光之射入到半導體層11之射入量，使在半導體層 1 1內產生和被儲存之載子之量進行變位。然後，如第14圖，第16圖所示，光感測器系統100 對頂部閘極線101施加低位準（例如Vtg = -15V)之偏壓電壓0Ti，用來完成重設動作，開始載子儲存動作之載子 -30- 552571 五、發明說明（29) 儲存期間Ta，藉以進行載子儲存動作。在載子儲存期間Ta，依照從頂部閘極電極2 1側射入之光量’在半導體層11產生電子〜電洞對偶，在半導體層1 1和阻檔絕緣膜1 4之半導體層1 1之界面近傍，亦即在通道區域周邊，儲存電洞。然後，在預充電動作時，如第1 4圖，第1 7圖所示，與載子儲存期間Ta並行的，根據預充電信號0pg使開關1 1 4進行Ο N，對汲極線1 0 3施加指定之電壓（預充電電壓）Vpg，用來將電荷保持在汲極電極13(預充電期間 Tprch)。其次’在讀出動作時，如第14圖，第1 8圖所示，於經過預充電期間Tprch之後，依照來自控制器5之信號控制群Bent之時脈信號CK，底部閘極驅動器1 1 2對選擇模態之行之底部閘極線1 02，施加高位準（例如Vbg二 + 10V)之偏壓電壓（讀出選擇信號；以下稱爲讀出脈波） i，用來使選擇模態之行之雙閘型光感測器1 〇成爲〇N 狀態（讀出期間Tread)。 -在讀出期間Tread時，儲存在通道區域之載子（電洞）之作用是用來緩和施加在頂部閘極端子TG之相反極性之Vtg(-15V)，利用底部閘極端子BG之Vbg用來形成η 通道，依照汲極電流，汲極線1 03之汲極電壓VD，如第22圖所示，所示之傾向是從預充電電壓Vpg起，隨著時間之經過，逐漸的降低。亦即，在載子儲存期間Ta，載子儲存狀態爲暗狀態， -31 - 552571 五、發明說明（3〇 ) 當在通道區域未儲存有載子（電洞）之情況時，如第1 9圖 ’第22圖所示’經由對頂部閘極TG施加負偏壓，用來抵消用以形成η通道之底部閘極B G之正偏壓，雙閘型光感測器1 0變成爲OFF狀態，汲極電壓，亦即，汲極線1 〇 3之電壓V D大致保持不變。另外一方面，在載子儲存狀態爲亮狀態之情況時，如第18圖，第22圖所示，與射入光量對應之載子（電洞）被通道區域捕獲，進行抵消頂部閘極TG之負偏壓之作用，利用該被抵消之部份之底部閘極B G之正偏壓用來形成P通道，藉以使雙閘型光感測器1 〇成爲ON狀態，具有汲極電流流動。然後，依照與該射入光量對應之汲極電流，使汲極線1 03之電壓VD降低。因此，如第22圖所示，汲極線1〇3之電壓VD之變化傾向，與載子儲存期Ta(從對頂部閘極TG施加重設脈波 ΘΤΜ之重設動作之完成時刻起’到對底部閘極BG施加讀出脈波0Β 1止之時間）之受光之光量具有很大之關連性’ 在被儲存之載子較少之情況時’具有緩慢降低之傾向’ 和被儲存之載子較多之情況時，具有急速降低之傾向。因此，使讀出期間Tread開始’於經過指定之時間後’ 經由檢測汲極線1 0 3之電壓v D ’或是以指定之臨限値電壓作爲基準，經由檢測達到該電壓之時間，可以換算成爲照射光之光量° 以上述之一連串之圖像讀取動作作爲1個循環’對於第（i+l)號之行之雙閘型光感測器1()亦重複進行同等之 -32- 552571 五、發明說明（31) 處理步驟，可以用來使雙閘型光感測器1 0進行2次元之感測器系統之動作。另外，在第1 4圖所示之時序圖中，於經過預充電期間Tprch之後，如第20圖’第21 圖所示，在非選擇模態繼續成爲將低位準（例如Vbg = 0V) 施加到底部閘極線1 02之狀態，和持續雙閘型光感測器 1 0成爲Ο F F之狀態，如第2 3圖所示，汲極線1 0 3之電壓VD保持爲預充電電壓Vpg。依照此種方式，利用對底部閘極線1 02施加電壓之施加狀態，可以實現選擇功能用來選擇雙閘型光感測器1 〇之讀出狀態。依照光量被衰減之汲極線1 03之預充電電壓VD，再度的讀出到偵測驅動器（detection driver)113，成爲被放大電路115 放大後之信號DATA，串列或並列的被輸出到指紋等之圖型認證電路。頂部閘極線1 1 1具備有第24圖所示之移位暫存器，連接到被設在攝影元件區域6a之頂部閘極線TGL 1〜 TGLn和被設在虛擬元件區域6b之虛擬頂部閘極線 TGLn+1，TGLn + 2。該移位暫存器之構成包含有：段 600( 1 )〜600(n)，分別將輸出信號0UT1〜OUTn輸出到頂部閘極線TGL1〜TGLn;和虛擬段600(n+l)和虛擬段 600(n + 2)，分別將輸出信號OUTn+1，OUTn + 2輸出到虛擬頂部閘極線TGLn+1，TGLn + 2。移位暫存器之段 600(1)〜600(n + 2)具有與第4圖所示之段500(1)〜 5 00(n + 2)相同之構造’各個電晶體601〜606除了頂部閘極電極2 1外，利用雙閘型電晶體1 〇之製造處理步驟一 -33- 552571 五、發明說明（32) 起形成。除了輸出之信號之電壓値，信號之振幅期間，振幅之時序外，具有與第4圖所示之段5 00( 1 )〜500 (n + 2)相同之功能。另外一方面，底部閘極驅動器1 1 2具備有第24圖所示之移位暫存器，連接到被設在攝影元件區域6 a之底部閘極線BGL1〜BGLn和被設在虛擬元件區域6b之虛擬底部閘極線BGLn+1，BGLn + 2。該移位暫存器之構成包含有：段600( 1 )〜600(h)，分別將輸出信號OUT 1〜 OUΤη輸出到底部閘極線BGL1〜BGLn ;和虛擬段600 (n+1)，虛擬段600(n + 2)，分別將輸出信號OUTn+1， OUTn + 2輸出到虛擬底部閘極線BGLn+1，BGLn + 2。移位暫存器之段600( 1 )〜600(n + 2)具有與第4圖所示之段 5 00( 1 )〜5 00(n + 2)相同之構造，各個電晶體601〜606除了頂部閘極電極2 1外，利用雙閘型電晶體1 0之製造處理步驟一起形成。除了輸出之信號之電壓値，信號之振幅期間，振幅之時序外，具有與第4圖所示之段5 00( 1 ) 〜5 00(n + 2)相同之功能，進行第14圖所示之動作。另外 •，電晶體604具有在供給電源電壓Vdd時作爲負載之功能，從其汲極將電源電壓Vdd大致不變的供給到電晶體 605之汲極。電晶體604亦可以替換成爲TFT以外之電阻元件等。另外，頂部閘極驅動器1 1 1和底部閘極驅動器1 1 2亦可以具備有第25圖所示之移位暫存器。該移位暫存器之段610(1)〜段610(n + 2)中之TFT612〜616，分別具有 -34- 552571 五、發明說明（33) 與段600(1)〜段600(n + 2)中之TFT612〜606相同之構造，段610(1)〜段610(n + 2)中之TFT611，其汲極電極和閘極電極連接之部份，與段600(1)〜段600(n + 2)之 TFT601不同，但是與段600(1)〜段600(n + 2)相同，進行如第1 4圖所示之動作。另外，電晶體6 1 4具有當供給電源電壓Vdd時作爲負載之功能，從其汲極將電源電壓Vdd大致不變的供給到電晶體6 1 5之汲極。電晶體 6 14亦可以替換成爲TFT以外之電阻元件等。攝影元件6由被配置成爲矩陣狀之多個隻閘型電晶體 1 〇構成。雙閘型電晶體1 〇之頂部閘極電極2 1連接到頂部閘極線TGL，底部閘極電極22連接到底部閘極線 BGL，汲極電極1 3連接到汲極線，和源極電極1 2連接到源極線SL。源極線SL之電位經常爲基準電壓Vss，基準電壓Vss亦可以與預充電在汲極線DL之電壓不同，但是最好爲接地電位。在攝影元件6之下方，裝載有背面燈用來發出激勵雙閘型電晶體1 0之半導體層之波長帶之光。 ·-依照此種方式之各個頂部閘極電極2 1，頂部閘極線 TGL1〜TGLn之合成電容，成爲所連接之雙閘型電晶體 1 〇中之頂部閘極電極2 1與汲極電極1 3之間之寄生電容 Ctgd ’頂部閘極電極21與源極電極12之間之寄生電容 Ctgs，頂部閘極電極21與底部閘極電極22之間之寄生電容Cge，和頂部閘極線TG與底部閘極線BGL之間之重疊電容Cgl之和。 -35- 552571 五、發明說明（34 ) 另外，除了寄生電容C g e和重疊電容C g 1外，各個底部閘極電極2 1，底部閘極線BG 1〜BGLn之合成電容，成爲所連接之雙閘型電晶體1 0中之底部閘極電極2 1和汲極電極1 3之間之寄生電容C b g d，和底部閘極電極2 1 和源極電極12之間之寄生電容Cbgs之和。在第26圖中具備有：雙閘型電晶體1 0，被設在攝影元件區域6a ;和虛擬雙閘型電晶體70 1，被設在虛擬元件區域6b，具有與該雙閘型電晶體1 〇相等之寄生電容。另外，虛擬雙閘型電晶體70 1實質上具有與雙閘型電晶體1 〇同樣之構造，與雙閘型電晶體1 0同樣的，最好分別連接到頂部閘極線TGL，底部閘極線BGL，汲極線 DL，源極線SL。在此種情況，偵測驅動器（detection drive〇l 13使虛擬雙閘型電晶體701進行與雙閘型電晶體1 〇相同之動作，但是被設定成爲不利用虛擬雙閘型電晶體701將圖像資料DATA輸出到控制器5，即使有輸出，該控制器5亦不利用圖像資料DATA。在η個之各頂部鬧極線和底部閘極線之組（T G L 1 -BGL1)〜組（TGLn-GBLn)，分gfj連接m個之雙閘型電晶體1 〇，同樣的在2個之虛擬頂部閘極線和底部閘極線之組（TGLn+1-BGLn+l)，組（TGLn + 2- BGLn + 2)，分別連接 m個之雙閘型電晶體1 0。因此，虛擬頂部閘極線和虛擬底部閘極線之組 (TGLn+1-BGLn+l)和組（TGLn + 2-BGLn + 2)之各個之寄生電容，等於頂部閘極線和底部閘極線之組（TGL1-BGL1) -36- 552571 五、發明說明（35) 〜組（TGLn-BGLn)之各個之寄生電容。因此’頂部闊極驅動播1 1 1可以將沒有變動之均等之輸出信號OUT 1〜OUTn輸出到被設在攝影元件區域6a 之頂部閘極線TGL1〜TGLn，底部閘極驅動器1 12可以將沒有變動之均等之輸出信號OUT 1〜OUTn輸出到被設在攝影元件區域6a之底部閘極線BGL1〜BGLn，所以可以對圖像進行正常之攝影。在上述之實施例中是在虛擬段600(n+l)和虛擬段 60 0(n + 2)設置虛擬雙閘型電晶體701，各個虛擬頂部閘極線和虛擬底部閘極線之組之寄生電容，等於各個頂部閘極線和底部閘極線組之組之寄生電容，但是亦可以如第27圖所示，在虛擬段600(n+l)和虛擬段600(n + 2)分別設置m個之虛擬寄生電容702，其構成包含有虛擬頂部閘極線TGL，虛擬底部閘極線BGL，連接到虛擬頂部閘極線TGL之虛擬頂部閘極電極702a，連接到虛擬底部閘極線BGL之虛擬底部閘極電極702b，和介於該等之間之絕緣膜1 5，1 6。經由虛擬頂部閘極線TGL和虛擬頂部閘極電極7〇2a，與虛擬底部閘極線BGL和虛擬部閘極電極702b之重疊位置，使絕緣膜15，16成爲電介質，以此方式構成之寄生電容702被設計成爲等於雙閘型電晶體10之寄生電容。寄生電容702可以依照虛擬頂部閘極線TGL和虛擬頂部閘極電極702a，與虛擬底部閘極線BGL和虛擬底部閘極電極702之重疊面積設定。另一實施例如第28圖所示，亦可以在虛擬段600 (n+1) -37- 552571 五、發明說明（36) 和虛擬段600(n + 2)，分別設置m個之虛擬寄生電容703 ，其構成包含有虛擬頂部閘極線TGL，虛擬底部閘極線 BGL，連接到虛擬頂部閘極線TGL之虛擬頂部閘極電極 7〇3a，連接到虛擬底部閘極線BGL之虛擬底部閘極電極 703c，以與雙閘型電晶體10之源極，汲極電極12，13相同之材料，以同一製造處理步驟形成之連接到汲極線DL 之虛擬中間電極703b，和介於該等之間之絕緣膜15，16。由該等構成之寄生電容703被設計成爲等於雙閘型電晶體 1 〇之寄生電容。寄生電容703可以依照虛擬頂部閘極線 TGL和虛擬頂部閘極電極703 a，與虛擬底部閘極線BGL 和虛擬底部閘極電極703c之間之互相重疊之面積設定。另外，如第29圖所示，亦可以在虛擬段600(n+l)和虛擬段600(n + 2)，分別設置m個之寄生電容704，其構成包含有虛擬頂部閘極線TGL，虛擬底部閘極線BGL，連接到虛擬頂部閘極線TGL之虛擬頂部閘極電極704a，以與雙閘型電晶體1 0之源極，汲極電極1 2，1 3相同之材料，以同一製造處理步驟形成之連接到汲極線DL之虛擬電極7〇4b，虛擬底部閘極線BGL，和介於該等之間之絕緣膜 1 5，1 6。由該等構成之寄生電容704被設計成爲等於雙閘型電晶體1 〇之寄生電容。寄生電容704可以依照虛擬頂部閘極線TGL和虛擬頂部閘極電極704a，與虛擬底部閘極線BGL，及虛擬電極704b之間之互相重疊之面積設定。另外，如第30圖所示，亦可以在虛擬段600(n+l)和虛擬段600(n + 2)，分別設置m個之虛擬寄生電容705，其構成 -38- 552571 五、發明說明（37) 包含有：虛擬頂部閘極線TGL，虛擬底部閘極線BGL，虛擬頂部閘極線TGL，以與雙閘型電晶體1 0之源極，汲極電極1 2，1 3相同之材料，以同一製造處理步驟形成之連接到汲極線DL之虛擬電極705a，連接到虛擬底部閘極線B G L之虛擬底部電極7 0 5 b，和介於該等之間之絕緣膜1 5，1 6。由該等構成之虛擬寄生電容7 0 5被設計成爲等於雙閘型電晶體10之寄生電容。寄生電容705可以依照虛擬頂部閘極線TGL，與虛擬底部閘極線BGL和虛擬底部閘極電極7〇5b，及虛擬電極7 0 5 a之間之互相重疊之面積設定。頂部閘極驅動器1 Π連接到攝影元件6之頂部閘極線 TGL，依照來自控制器5之控制信號群Tent，對各個頂部閘極線TGL選擇性的輸出+15(V)或_15(V)之信號。頂部閘極驅動器1 Η除了輸出信號之位準不同，與其對應之輸出信號之位準不同，和輸出信號和輸入信號之相位不同外，實質上與構成上述之閘極驅動器52之移位暫存器具有相同之構造。 :底部閘極驅動器1 1 2連接到攝影元件6之底部閘極線 BGL，依照來自控制器5之控制信號群Bent，對各個底部閘極線BGL輸出+10(V)或0(V)之信號◦底部閘極驅動器 1 1 2除了輸出信號之位準不同，與其對應之輸入信號之位準不同，和輸出信號和輸入信號之相位不同外，實質上與構成上述之閘極驅動器52之移位暫存器具有相同之構造。偵測驅動器（d e t e c t i ο n d r i v e r) 1 1 3連接到攝影元件6之 -39- 552571 五、發明說明（38) 汲極線DL ’依照來自控制器5之控制信號群Vpg，在後面所述之指定期間’將定電壓（+10(V))輸出到全部之汲極線 DL ’藉以進行電荷之預充電。偵測驅動器（detecti〇[1 driver)〗13在預充電後之指定之期間，依照光之射人，非射入到雙閘型電晶體1 0之半導體層，根據是否形成通道之變化，讀出各個汲極線DL之電位，以圖像資料 DATA輸出到控制器5。控制器5依照控制信號群Tent，Bent分別控制頂部閘極驅動器1 11和底部閘極驅動器1 1 2，以指定之時序從兩個驅動器7，8對每1個線輸出指定位準之信號。利用此種方式’使攝影元件6之各個線順序的成爲重設狀態，光感測狀態，讀出狀態。控制器5更依照控制信號群Vpg將汲極線DL之電位變化讀出到汲極驅動器9，順序的取入作爲圖像資料DATA。在上述之各個實施例中，所說明之實例是本發明之主動元件使用TFT之情況，但是亦可以使用MIM(Metal Insulator Metal)等之其他之主動元件。另外，不僅是在與液晶顯示元件或攝影元件之同一基板上形成閘極驅動器，汲極驅動器之電子裝置，本發明亦可以使用在另外形成之被安裝在液晶顯示元件或攝影元件之電子裝置。另外，在上述之液晶顯示裝置之各個實施例中是設有補償電容作爲虛擬元件區域49之閘極線GLn+1，GLn + 2之各個之負載之一部份，但是亦可以在分別連接到顯示區域4 8 之η根閘極線GL1〜GLn之圖素，不設置補償電極CE，此 -40- 552571 五、發明說明（39) 種構造之虛擬元件區域49之閘極線GLn+l，GLn + 2之各個之負載被設定成爲相當於從上述各個實施例之虛擬元件區域49之閘極線GLn+ 1，GLn + 2之各個負載中，除去各個圖素之補償電容。另外，在上述之液晶顯示裝置之各個實施例中是在虛擬元件區域49設置2根之閘極線GLn+l，GLn + 2，但是亦可以只設置1根之閘極線GLn+ 1，和閘極驅動器2亦構成在段 500( 1 )〜500(n+l)。在上述之攝影裝置之各個實施例中是在虛擬元件區域6a 內，設置頂部閘極線TGLn+1，底部閘極線BGLn+1之組，和頂部閘極線TGLn + 2，底部閘極線BGLn + 2之組之2組，但是亦可以只設置頂部閘極線TGLn+ 1，底部閘極線 BGLn+Ι之組’頂部閘極驅動器111和底部閘極驅動器112 亦可以分別構建在段600(1)〜段600(n+l)，段610(1)〜段 610(n+l)。另外，上述之各個實施例所說明者是被設在1根之虛擬頂部閘極線TGL或虛擬底部閘極線BGL之虛擬元件之數目，等於被設在1根之頂部閘極線TGL或底部閘極線 BGL之圖素之數目，但是假如等於被設在1根之頂部閘極線TGL或底部閘極線BGL之圖素之總寄生電容時，例如只有1個虛擬寄生電容元件，亦可以成爲與圖素之數目不同之數目。另外，在上述之各個實施例中，所說明者是液晶顯示裝置和光學式之攝影裝置，但是並不只該等裝置，亦可以應 -41 - 552571 五、發明說明（40) 用在電激發光（electro-luminescence)裝置，電漿顯示裝置，電場發射顯示（FED)裝置， [符號之說明] 2 閘極 3 汲極 4 控制 10 雙閘 42 圖素 43 補償 44 配線 46 虛擬 48 顯示 49 虛擬 GL1〜GLn 間極 GLn+1，GLη + 2 虛擬 D L 1 〜D L m 汲極和靜電電容式之攝影裝置。驅動器驅動器器型光感測器電容電容電阻電容區域元件區域線閘極線線 -42-

Claims

552571 m ύ ι>6 六、申請專利範圍第9 1 1 0045 1號「電氣電路」專利案 (92年6月6日修正）六申請專利範圍： 1 . 一種主動矩陣型之電氣電路，該電氣電路是具有液晶之液晶顯示裝置，其特徵是具備有：多個配線，被設在基板上之顯示區域；多個顯示圖素，分別被設在該多個配線，該顯示圖素（單數）具備有圖素電極（單數）和公用電極（單數），其間介入有該液晶，以該圖素電極（單數）和該公用電極（單數）之間之該液晶作爲電容，及該顯示圖素（單數）具備設有指定之寄生電容之開關元件（單數）；虛擬配線（單數），被設在基板上之非顯示區域；和虛擬元件（單數），連接到該虛擬配線，用來使該多個配線之各個之寄生電容，與該虛擬配線之寄生電容成爲相等。 2 .如申請專利範圍第1項之電氣電路，其中該開關元件是電晶體，具有閘極電極和源極，汲極電極，在該閘極電極和該源極，汲極電極之間具有電感體。 3 ·如申請專利範圍第1項之電氣電路，其中該開關元件是電晶體，閘極電極和源極，汲極電極由導電性材料構成，在該閘極電極和該源極，汲極電極之間具有電感體；該虛擬元件具備有與該閘極電極一起形成之導電體，與該源極，汲極電極一起形成之導電體，和被配置在該等電感體之間之電感體。 3525ZL 一一i 9¾. b. 06 If Π I _r!:- ’ '!· '

六、申請專利範圍 4 ·如申請專利範圍第1項之電氣電路，其中該顯示元件 (單數）具備設有指定之寄生電容量之補償電容（單數）。 5 ,如申請專利範圍第1項之電氣電路，其中該電氣電路更具有移位暫存器，爲連接到被設在該顯示區域之該多個配線和被設在該非顯示區域之該虛擬配線（單數） ’該移位暫存器具有與該多個配線和該虛擬配線（單數）對應之多個段，該多個段中之至少一部份之段，依照來自該段之後段之信號進行驅動。 6·—種主動矩陣型之電氣電路，其特徵是具備有：多個配線，被設在基板上之攝影元件區域；多個攝影元件，分別被設在該多個配線上，該多個攝影元件分別具備有：第1閘極電極（單數）；第1閘極絕緣膜（單數），被配置在該第1閘極電極之上方；至少爲1個之半導體層，被配置在該第1閘極絕緣膜之上方；源極，汲極電極，用來使汲極電流流到該半導體層；第2閘極絕緣膜（單數），被配置在該半導體層之上方；和1個之第2閘極電極（單數），被設在該第 2閘極絕緣膜之上方；虛擬配線（單數），被設在基板上之虛擬元件區域；和虛擬元件（單數），連接到該虛擬配線，用來使該多個配線之各個之寄生電容，與該虛擬配線之寄生電容成爲相等。 7 .如申請專利範圍第6項之電氣電路，其中該電氣電路更具有移位暫存器，連接到被設在該攝影元件區域之 352571 ... —_ 六、申請專利範圍該多個配線和被設在該虛擬元件區域之該虛擬配線（單數）。 8 ·如申請專利範圍第6項之電氣電路，其中該電氣電路

更具有移位暫存器，連接到被設在該攝影元件區域之該多個配線和被設在該虛擬元件區域之該虛擬配線（單數），該移位暫存器具有與該多個配線和虛擬配線（單數）對應之多個段，該多個段中之至少一部份之段，依照來自該段之後段之信號進行驅動。 9 ·如申請專利範圍第6項之電氣電路，其中該多個攝影元件分別具有2個之閘極電極，該2個之閘極分別連接到不同之該多個配線。 1 〇 .如申請專利範圍第 6項之電氣電路，其中該多個攝影元件之各個之該第1閘極電極和該第2閘極電極分別連接到不同之該多個配線。 1 1 .如申請專利範圍第 7項之電氣電路，其中該移位暫存器之至少一部份之段具備有：

第1電晶體，具有第1控制端子，依照從前方之段供給到該第1控制端子之指定位準之信號進行ON，用來將該指定位準之信號或定電壓信號從第1電流路徑之一端輸出到第1電流路徑之另外一端；第2電晶體，具有第2控制端子，依照施加在該第 2控制端子和該第1電晶體之該第1電流路徑之另外一端間之配線之電壓進行ON，將從外部供給到第2電流路徑之一端之第1或第2信號，作爲輸出信號以從該第2電流路徑之另外一端輸出； 5525Ά--——1 補充 ___ 六、申請專利範圍負載，用來輸出從外部供給之電源電壓；第3電晶體’具有第3控制端子，依照施加在該第 3控制端子和該第1電晶體之該第1電流路徑之另外一端間之配線之電壓進行ON，經由該負載將從該外部供給之該電源電壓，從第3電流路徑之一端輸出到該第3電流路徑之另外一端，使從該負載輸出之該電源電壓變位成爲指定位準之電壓；和第4電晶體，具有第4控制端子，依照施加在該第 4控制端子和該負載間之配線之電壓進行ON，第4電流路徑之一端連接到該第2電晶體之該第2電流路徑之另外一端，從該第4電流路徑之另外一端將基準電壓輸出到該第4電流路徑之一端。 1 2 .如申請專利範圍第11項之電氣電路，其中更具備有第5電晶體，具有第5控制端子，依照後方之段之輸出信號用來使該第5控制端子進行ON，藉以使施加在該第2電晶體之該第2控制端子和該第1電晶體之該第1電流路徑之另外一端間之該配線之電壓進行重設。 1 3 .如申請專利範圍第7項之電氣電路，其中與該虛擬配線對應之該移位暫存器之段’經由輸出其輸出信號，用來控制該與被設在該攝影區域中之多個配線之至少1個對應之該移位暫存器之段° • 1 4 .如申請專利範圍第6項之電氣電路，其中該虛擬元件是與該攝影元件同等之構造° 1 5 .如申請專利範圍第6項之電氣電路，其中該虛擬兀件由該攝影元件之一部份構成。 552,57 \q 〆 Λ· - ^ 一· 、申請專利範圍 1 6 . —種主動矩陣型之電氣電路，其特徵是具備有：第1配線和第2配線之組（多數），被設在基板上之攝影元件區域；攝影元件（多數），分別被設在該第1配線和第2配線之組（多數）；第1閘極電極（單數）；第1閘極絕緣膜（單數），被配置在該第1閘極電極之上方；至少爲1個之半導體層，被配置在該第1閘極絕緣膜之上方；源極，汲極電極，用來使汲極電流流到該半導體層；第2閘極絕緣膜（單數），被配置在該半導體層之上方；和1個之第 2閘極電極（單數），被設在該第2閘極絕緣膜之上方 9 第1虛擬配線和第2虛擬配線之組（單數），被設在基板上之虛擬元件區域；虛擬元件（單數），連接到該第1虛擬配線和第2虛擬配線之組（單數），用來使該第1配線和第2配線之組（多數）之各個之寄生電容，和該第1虛擬配線和第 2虛擬配線之組（單數）之寄生電容成爲相等；和移位暫存器，連接到被設在該攝影區域之該第1配線和第2配線之組（多數）和被設在該虛擬元件區域之該第1虛擬配線和第2虛擬配線之組（單數），該移位暫存器具有與該第1配線和第2配線之組（多數）及該第1虛擬配線和第2虛擬配線之組（單數）對應之多個段，該多個段之至少一部份之段依照來自該段之後段之輸出信號進行驅動。