TWI493393B - 影像輸入輸出裝置 - Google Patents

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TWI493393B
TWI493393B TW098136699A TW98136699A TWI493393B TW I493393 B TWI493393 B TW I493393B TW 098136699 A TW098136699 A TW 098136699A TW 98136699 A TW98136699 A TW 98136699A TW I493393 B TWI493393 B TW I493393B
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Description

影像輸入輸出裝置
本發明關於一種具有影像的輸入功能和輸出功能的影像輸入輸出裝置。
近年來，作為對液晶顯示裝置等顯示裝置附加其他功能的多功能裝置之一，已知具有顯示(輸出)功能及讀取(輸入)功能的裝置(以下稱為影像輸入輸出裝置)。
影像輸入輸出裝置在像素部具有顯示元件和光檢測元件，使用顯示元件進行顯示工作，使用光檢測元件可以讀取被讀取物(手指、筆或原稿等)。根據這種結構，影像輸入輸出裝置可以具有如下功能：例如像觸控面板那樣的位置檢測或文字的輸入輸出等功能；指紋識別功能；以及進行像掃描器那樣的讀取工作，將讀取的影像顯示在像素部的功能等。此外在讀取工作中，例如藉由使用濾色片(也稱為著色層)，以彩色讀取被讀取物，可以進行全色顯示(例如專利文獻1)。
[專利文獻1]日本專利申請公開2007-33789號公報
專利文獻1所示的現有影像輸入輸出裝置在像素中具有顯示元件和受光元件(也稱為光檢測元件)，在一方基板(TFT基板)上設置顯示元件及受光元件，在另一方基板(對置電極基板)上設置著色層(濾色片)，雙方基板採用貼合的結構，當一方基板為最下層部時，著色層配置在顯示元件的上層。當採用這種結構時，在著色層和受光元件之間具有顯示元件，由於在著色層和受光元件之間具有一定以上的間隔，因此在讀取時入射的光很有可能不經過著色層入射到受光元件，若入射的光不經過著色層入射到受光元件，則不能準確地讀取被讀取物的顏色。像這樣，現有的影像輸入輸出裝置存在讀取精度較低的問題。
鑒於上述問題，本發明的一個方式的目的之一在於提高影像的讀取精度，尤其是提高彩色影像的讀取精度。
本說明書所公開的發明的一個方式是一種影像輸入輸出裝置，該影像輸入輸出裝置具有進行影像顯示及影像讀取的像素，像素具有光檢測元件、著色層以及顯示元件，藉由在光檢測元件上設置著色層、在著色層上設置顯示元件，來縮短光檢測元件和著色層之間的間隔。
本說明書所公開的發明的一個方式的結構是如下的結構：影像輸入輸出裝置具有進行影像顯示及影像讀取的像素，像素具有光檢測元件、設置在光檢測元件上的著色層、以及設置在著色層上的顯示元件。
其他結構是如下的結構：影像輸入輸出裝置具有進行影像顯示及影像讀取的像素，像素具有：第一電晶體及第二電晶體；光檢測元件，該光檢測元件具有陽極及陰極，陽極及陰極中的某一方與第二電晶體的閘極電極電連接；設置在第一電晶體、第二電晶體以及光檢測元件上的第一保護膜；設置在第一保護膜上的著色層；設置在著色層上的第二保護膜；以及設置在第二保護膜上的液晶元件，液晶元件具有：藉由設置在第一保護膜、著色層以及第二保護膜中的開口部而與第一電晶體的源極電極或汲極電極電連接的第一電極；第二電極；以及藉由第一電極及第二電極被施加電壓的液晶層。
其他結構是如下的結構：影像輸入輸出裝置具有進行影像顯示及影像讀取的像素，像素具有：第一電晶體及第二電晶體；光檢測元件，該光檢測元件具有陽極及陰極，陽極及陰極中的某一方與第二電晶體的閘極電極電連接；設置在第一電晶體、第二電晶體以及光檢測元件上的第一保護膜；隔著第一保護膜而設置在第一電晶體及第二電晶體中的某一方上的遮光層；設置在第一保護膜上未設置有遮光層的部分的著色層；設置在遮光層及著色層上的第二保護膜；以及設置在第二保護膜上的液晶元件，液晶元件具有：藉由設置在第一保護膜、著色層以及第二保護膜中的開口部而與第一電晶體的源極電極或汲極電極電連接的第一電極；第二電極；以及藉由第一電極及第二電極被施加電壓的液晶層。
光檢測元件也可以採用如下的結構，包括：具有P型及N型中的某一方導電性的第一半導體層；設置在第一半導體層上的、其電阻值高於第一半導體層的電阻值的第二半導體層；以及設置在第二半導體層上的、具有P型及N型中的另一方導電性的、且其電阻值低於第二半導體層的電阻值的第三半導體層。
此外，光檢測元件也可以採用具有如下半導體層的結構，該半導體層包括：具有P型及N型中的某一方導電性的第一半導體區；其電阻值高於第一半導體區的電阻值的第二半導體區；以及具有P型及N型中的另一方導電性的、其電阻值低於第二半導體區的電阻值的第三半導體區。
注意，在本說明書中，使用第一、第二等序數詞的用語是為了避免結構要素的混淆而添加的，而不是用來限制個數的。
由於藉由縮短著色層和光檢測元件之間的間隔，使光容易經過著色層入射到光檢測元件，因此即使是彩色的被讀取物也可以準確地讀取，從而可以提高讀取精度。
下面，關於本說明書中所公開的發明的實施例將參照附圖給予說明。但是，所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實，就是本說明書中所公開的發明不局限於以下說明，其方式和詳細內容可以被變換為各種各樣的形式而不脫離本說明書中所公開的發明的宗旨及其範圍。因此，本說明書中所公開的發明不應該被解釋為僅限定在以下所示的實施例所記載的內容中。
實施例模式1
在實施例1中，對本說明書所公開的發明的一個方式的影像輸入輸出裝置進行說明。
實施例1的影像輸入輸出裝置具有進行影像顯示及影像讀取的像素，每個像素都可以進行影像顯示(也稱為輸出工作)及影像讀取(也稱為輸入工作)。使用圖1說明像素結構。圖1是示出實施例1的影像輸入輸出裝置中的像素結構的一例的截面圖。
圖1所示的像素具有設置在基板101上的光檢測元件102、設置在光檢測元件102上的著色層103、以及設置在著色層103上的顯示元件104。
注意，在明確記載“B設置(形成)在A之上”或“B設置(形成)在A上”的情況下，不局限於B直接接觸A地設置(形成)在A之上的情況。還包括不直接接觸的情況，即在A和B之間夾有其他物件物的情況。在此，A和B為對象物(例如元件、佈線、電極或層等)。
因此，例如在明確記載“層B設置(形成)在層A之上(或層A上)”的情況下，包括如下兩種情況：層B直接接觸層A地設置(形成)在層A之上；以及其他層(例如層C或層D等)直接接觸層A地設置(形成)在層A之上，層B直接接觸其他層地設置(形成)在其他層之上。注意，其他層(例如層C或層D等)可以是單層，也可以是疊層。
作為基板101，可以使用例如玻璃基板、石英基板或軟性基板等。軟性基板是指可以彎曲的(也可以說是軟性的)基板，作為軟性基板，例如可以舉出由聚碳酸酯、聚芳酯或聚醚碸等構成的塑膠基板。另外，作為基板101，也可以使用貼合薄膜(由聚丙烯、聚酯、乙烯基、聚氟化乙烯、氯乙烯等構成)、由纖維狀材料構成的紙、基材薄膜(聚酯、聚醯胺、無機蒸鍍薄膜、紙類等)等。
光檢測元件102是具有根據入射光的照度產生電流的功能的元件，且是用來讀取影像的元件。例如可以使用光電二極體或光電電晶體等來構成光檢測元件102。
著色層103也稱為濾色片，它是藉由從入射的光提取出特定波長的光來表現顏色的層。作為著色層103，至少可以應用R(紅)、G(綠)及B(藍)中的某一種著色層，此外，例如可以使用光刻法或噴墨法等形成著色層103。
此外，在實施例1的影像輸入輸出裝置中，也可以將著色層103用作平坦化膜。如圖1所示，在基板101上，具有光檢測元件102的區域和其他區域產生高低差，但是藉由設置著色層103可以減小該高低差的坡度，更最好的是消除該高低差。
此外，在實施例1的影像輸入輸出裝置中，也可以設置保護膜以抑制雜質從著色層103進行擴散。藉由設置保護膜，可以抑制著色層103中的例如顏料或染料等擴散到其他層。
顯示元件104是用來進行顯示工作的元件，例如可以使用液晶元件或EL元件等構成。
接著，以圖1所示的影像輸入輸出裝置為一例，對實施例1的影像輸入輸出裝置的工作進行說明。
實施例1的影像輸入輸出裝置的工作主要分為顯示工作及讀取工作。以下說明各個工作。
在顯示工作中，影像資料輸入到像素，基於輸入的影像資料對像素的顯示元件104施加電壓，顯示元件104根據施加的電壓來進行顯示工作。
在讀取工作中，利用光檢測元件102，根據入射光的照度產生電流，並且將產生的電流為影像資料來進行讀取工作。此外，由於光經過著色層103入射到光檢測元件102，因此被讀取物被作為彩色影像的資料而讀取。
如上述那樣，實施例1的影像輸入輸出裝置採用在光檢測元件上設置著色層、在著色層上設置顯示元件的結構。藉由採用該結構，可以縮短光檢測元件和著色層之間的間隔，例如可以減少光經過所希望顏色以外的著色層入射到光檢測元件，該光檢測元件用來使經過所希望顏色的著色層的光入射。像這樣，即使是彩色的被讀取物也可以準確地讀取，從而可以提高讀取精度。
實施例2
在實施例2中，作為本說明書中所公開的發明的一個方式，對使用液晶元件作為顯示元件的影像輸入輸出裝置進行說明。
首先，使用圖2說明實施例2的影像輸入輸出裝置的像素的電路結構。圖2是示出實施例2的影像輸入輸出裝置的像素的電路結構的一例的電路圖。
如圖2所示，實施例2的影像輸入輸出裝置中的像素可分為顯示電路302和光檢測電路303，顯示元件302具有電晶體321、液晶元件322、以及電容元件323，光檢測電路303具有電晶體331、以及光檢測元件332。
此外，在本說明書中，電晶體至少具有閘極、源極電極及汲極電極這三個端子。
閘極是指閘極電極及閘極佈線的一部分或整體。閘極佈線是指用來使至少一個電晶體的閘極電極與其他電極或其他佈線電連接的佈線，例如顯示裝置中的掃描線也包括在閘極佈線中。
源極電極是指源極區、源極電極及源極電極佈線的一部分或整體。源極區是指半導體層中電阻率為一定值以下、用作電晶體的源極電極的區域。源極電極是指連接於源極區的部分的導電層。源極電極佈線是指用來使至少一個電晶體的源極電極與其他電極或其他佈線電連接的佈線，例如當顯示裝置中的信號線與源極電極電連接時信號線也包括在源極電極佈線中。
汲極電極是指汲區、汲極電極及汲極電極佈線的一部分或整體。汲區是指半導體層中電阻率為一定值以下、用作電晶體的汲極電極的區域。汲極電極是指連接於汲區的部分的導電層。汲極電極佈線是指用來使至少一個電晶體的汲極電極與其他電極或其他佈線電連接的佈線，例如當顯示裝置中的信號線與汲極電極電連接時信號線也包括在汲極電極佈線中。
另外，在本說明書中，由於電晶體的源極電極和汲極電極隨著電晶體的結構或工作條件等而改變，所以難以限定哪一個端子為源極電極或汲極電極。於是，在本說明書中，將從源極電極和汲極電極中任意選出的一方的端子表示為源極電極或汲極電極的一方，而將另一方的端子表示為源極電極或汲極電極的另一方。
電晶體321的閘極與掃描線304電連接，源極電極及汲極電極中的一方與信號線305電連接。
液晶元件322具有第一端子及第二端子，第一端子與電晶體321的源極電極及汲極電極中的另一方電連接，對第二端子施加接地電位或一定值的電位。液晶元件322由成為第一端子的一部分或整體的第一電極、成為第二端子的一部分或整體的第二電極、以及具有藉由在第一電極和第二電極之間施加電壓來改變透射率的液晶分子的層(稱為液晶層)構成。
此外，作為液晶元件，可以應用向列液晶、膽甾相液晶、近晶相液晶、盤型液晶、熱致液晶、溶致液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶(PDLC)、鐵電液晶、反鐵電液晶、主鏈型液晶、側鏈型高分子液晶、電漿選址液晶(PALC)、香蕉型液晶。另外，作為液晶驅動方式，可以應用TN(Twisted Nematic；扭曲向列)方式、STN(Super Twisted Nematic；超扭曲向列)方式、IPS(In-Plane-Switching；平面內切換)方式、FFS(Fringe Field Switching；邊緣場切換)方式、MVA(Multi-domain Vertical Alignment；多疇垂直取向)方式、PVA(Patterned Vertical Alignment；垂直取向構型)方式、ASV(Advanced Super View；流動超視覺)方式、ASM(Axially Symmetric aligned Micro-cell；軸線對稱排列微單元)方式、OCB(Optically Compensated Birefringence；光學補償雙折射)方式、ECB(Electrically Controlled Birefringence；電控雙折射)方式、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal；鐵電性液晶)方式、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal；反鐵電性液晶)、PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal；聚合物分散液晶)方式、賓主方式或藍相(Blue Phase)方式等。
電容元件323用作儲存電容器，具有第一端子及第二端子，第一端子與電晶體321的源極電極及汲極電極中的另一方電連接，對第二端子施加接地電位或一定值的電位。電容元件323由成為第一端子的一部分或整體的第一電極、成為第二端子的一部分或整體的第二電極、以及電介質層構成。此外，電容元件323並不一定要設置。
電晶體331的源極電極及汲極電極中的一方與信號線305電連接，源極電極及汲極電極中的另一方與掃描線304電連接。
光檢測元件332具有陽極及陰極，陽極與電晶體331的閘極電連接，陰極與電位控制線306電連接。在實施例2中，作為一例，將PIN二極體用於光檢測元件332。PIN二極體包括：成為陽極的具有P型導電性的層或區域；成為陰極的具有N型導電性的層或區域；以及設置在陽極及陰極之間的、其電阻值比陽極及陰極高的高電阻區。
此外，當設置多個像素而構成像素部時，實施例2的影像輸入輸出裝置的像素部例如可以採用圖3A和3B所示的結構。圖3A和3B是示出實施例2的影像輸入輸出裝置的像素部的結構的一例的方塊圖。
圖3A所示的影像輸入輸出裝置300的像素部301採用對一個顯示電路302設置一個光檢測電路303的結構(也稱為第一結構)。當採用第一結構時，在例如使用RGB等多個顏色進行全色顯示的情況下，由三個顯示電路和三個光檢測電路構成一個像素，對每個顏色可以利用光檢測電路303進行讀取工作，因此可以進行更高精度的讀取工作。
此外，圖3B所示的影像輸入輸出裝置300的像素部301採用對多個顯示電路302(在圖3B中為三個)設置一個光檢測電路303的結構(也稱為第二結構)。當採用第二結構時，在例如使用RGB等多個顏色進行全色顯示的情況下，由三個顯示電路和一個光檢測電路構成一個像素，對多個顏色可以利用一個光檢測電路303進行讀取工作，因此可以縮小電路面積。
接著說明圖2所示的像素的工作。
圖2所示的像素的工作分為顯示(也稱為輸出)期間和讀取(也稱為輸入)期間。以下說明各個期間的工作。
在顯示期間中，利用從掃描線304輸入的信號使電晶體321處於導通狀態。
此時，從信號線305對液晶元件322的第一端子施加相應於資料信號的電位，液晶元件322的第一端子的電位成為資料信號的電位(也稱為Vdata)，液晶元件322的透射率設定為相應於施加到第一端子和第二端子之間的電壓。在寫入資料之後，利用從掃描線304輸入的掃描信號使電晶體321處於截止狀態，液晶元件322在顯示期間中維持設定的透射率，且像素處於顯示狀態。對每根掃描線304按順序進行上述工作，在所有像素中進行資料的寫入及顯示。
在讀取期間中，選擇將入射光的照度作為資料讀取的光檢測電路303，在所選擇的光檢測電路303中，從電位控制線306對光檢測元件332的陰極施加高於一定值的電位，對電晶體331的閘極施加電位控制線306的電位加上施加到光檢測元件332的陽極和陰極之間電壓的電位。此時，藉由光檢測元件332產生相應於入射光的照度的值的電流，因此，對光檢測元件332的陽極和陰極之間施加相應於入射到光檢測元件332的光的照度的電壓。此外，信號線305的電位被預充電至一定的值。
此外，當電晶體331處於導通狀態時，從信號線305放出電荷。此時，預先將掃描線304的電位設定為比一定值低的電位，以使電流從信號線305流到掃描線304。藉由讀取該信號線305的電位作為資料，可以進行讀取工作。
注意，實施例2的影像輸入輸出裝置的像素不局限於圖2所示的電路結構，例如也可以使用在圖2所示的電路結構中設置選擇線及選擇開關的結構A、設置重定控制線及重定開關的結構B、或組合結構A和結構B的結構C等。使用圖4說明像素的其他結構。圖4是示出實施例2的影像輸入輸出裝置中的像素的結構的一例的電路圖，在圖4中，作為一例，說明結構C。
圖4所示的像素與圖2所示的像素相同，分為顯示電路302和光檢測電路303。顯示電路302具有與圖2所示的顯示電路302相同的結構，具有電晶體321、液晶元件322、以及電容元件323。此外，對與圖2所示像素的電路結構相同的部分適當地引用圖2所示像素的說明。
光檢測電路303具有電晶體333、電晶體334、電晶體335、以及光檢測元件332。
電晶體333用作選擇開關，閘極與掃描線309電連接，源極電極及汲極電極中的一方與信號線305電連接。
電晶體334用作放大元件，源極電極及汲極電極中的一方與電源線308電連接，源極電極及汲極電極中的另一方與電晶體333的源極電極及汲極電極中的另一方電連接。
電晶體335用作重定開關，閘極與重定控制線307電連接，源極電極及汲極電極中的一方與電源線308電連接，源極電極及汲極電極中的另一方與電晶體334的閘極電連接。
對光檢測元件332的陽極施加接地電位或預定值的定電位，陰極與電晶體335的源極電極及汲極電極中的另一方電連接。
此外，作為電晶體333至電晶體335，可以使用例如可應用於圖2所示的電晶體331的結構的電晶體。
在圖4所示的像素中使用多個電晶體構成光檢測電路303。藉由使用多個電晶體構成光檢測電路303，可以進行穩定的讀取工作。
接著，說明圖4所示的像素的工作。
在顯示期間中，利用從掃描線304輸入的信號使電晶體321處於導通狀態。
此時，從信號線305對液晶元件322的第一端子施加相應於資料信號的電位，液晶元件322的第一端子的電位成為Vdata，液晶元件322的透射率設定為相應於施加到第一端子和第二端子之間的電壓。在寫入資料之後，利用從掃描線304輸入的掃描信號使電晶體321處於截止狀態，液晶元件322在顯示期間中維持設定的透射率，且像素處於顯示狀態。對每根掃描線304按順序進行上述工作，在所有像素中進行資料的寫入及顯示。
在讀取期間中，首先利用從復位控制線307輸入的重定信號使電晶體335處於導通狀態。此時電晶體334、電晶體335及光檢測元件332的節點的電位與電源線308的電位相等，處於重定模式。
在結束重定之後，電晶體335處於截止狀態。此時利用光檢測元件332產生相應於入射光的電流，所產生的電流使得電晶體334的閘極的電位降低。此外，利用從掃描線309輸入的信號使電晶體333處於導通狀態。由此，藉由電晶體333及電晶體334對信號線305施加光檢測元件332的陰極的電位。藉由將該信號線305的電位作為影像資料，進行讀取工作。
接著，使用圖5，對實施例2的影像輸入輸出裝置中的像素的結構進行說明。圖5是示出實施例2的影像輸入輸出裝置中的像素的結構的一例的截面圖。
圖5所示的像素具有基板501、基底膜502、元件形成層503、層間膜512、電極5131、光檢測元件332、保護膜517、著色層518、保護膜519、液晶元件322、電極5202、以及基板524。
在圖5所示的像素中，基底膜502設置在基板501上，元件形成層503設置在基底膜502上，層間膜512形成在元件形成層503上，電極5131、光檢測元件322以及電極5133設置在層間膜512上，保護膜517設置在電極5131及光檢測元件332上，著色層518設置在保護膜517上，保護膜519設置在著色層518上。
作為基板501，可以使用任一種可應用於上述實施例1的圖1所示的基板101的基板。
作為基底膜502，例如可以使用氧化矽膜、氮化矽膜或含氮的氧化矽膜等。此外，也可以層疊上述所舉出的矽膜而設置基底膜502。另外，基底膜502並不一定要設置，但藉由設置基底膜502，例如可以抑制鹼金屬等雜質從基板501擴散到上層。此外，當設置基底膜502時，作為基板501，也可以使用矽基板、金屬基板或不銹鋼基板等。
元件形成層503至少具有電晶體321、電容元件323以及電晶體331。以下說明元件形成層503的結構。
元件形成層503具有半導體層5031、半導體層5032、半導體層5033、絕緣膜506、導電層5071、導電層5072、導電層5073、導電層5081、導電層5082、導電層5083、層間膜509、層間膜510、一對電極5111、一對電極5112、以及一對電極5113。
半導體層5031至半導體層5033設置在基底膜502上，絕緣膜506設置在半導體層5031至半導體層5033上，導電層5071設置在半導體層5031上的絕緣膜506的一部分上，導電層5072設置在半導體層5032上的絕緣膜506的一部分上，導電層5073設置在半導體層5033上的絕緣膜506的一部分上，導電層5081設置在導電層5071的一部分上，導電層5082設置在導電層5072的一部分上，導電層5083設置在導電層5073的一部分上，層間膜509設置在絕緣膜506上、導電層5071至導電層5073上以及導電層5081至導電層5083上，層間膜510設置在層間膜509上，電極5111至電極5113設置在層間膜510上。
電晶體321具有半導體層5031、絕緣膜506、導電層5071以及導電層5081。半導體層5031具有一對雜質區5041、位於一對雜質區5041之間的其雜質濃度低於雜質區5041的一對雜質區5051、以及位於一對雜質區5051之間的通道區。在電晶體321中，絕緣膜506用作閘極絕緣膜，導電層5071及導電層5081用作閘極電極，一對雜質區5041用作源極區及汲區，一對雜質區5041用作低濃度雜質區(也稱為Lightly Doped Drain(LDD)區)。此外，電極5111藉由設置在絕緣膜506、層間膜509以及層間膜510中的開口部而與雜質區5041電連接。此時，一對電極5111用作源極電極及汲極電極。
電容元件323具有半導體層5032、絕緣膜506、導電層5072以及導電層5082。此外，電極5112藉由設置在絕緣膜506、層間膜509以及層間膜510中的開口部而與半導體層5032電連接。
電晶體331具有半導體層5033、絕緣膜506、導電層5073以及導電層5083。半導體層5033具有一對雜質區5042、位於一對雜質區5042之間的其雜質濃度低於雜質區5042的一對雜質區5052、以及位於一對雜質區5052之間的通道區。在電晶體331中，絕緣膜506用作閘極絕緣膜，導電層5073及導電層5083用作閘極電極，一對雜質區5042用作源極區及汲區，一對雜質區5052用作低濃度雜質區。此外，電極5113藉由設置在絕緣膜506、層間膜509以及層間膜510中的開口部而與雜質區5042電連接。此時，一對電極5113用作源極電極及汲極電極。
作為半導體層5031至半導體層5033，例如可以使用非晶半導體、微晶半導體或多晶半導體等。此外，也可以使用氧化物半導體。作為氧化物半導體，例如可以使用氧化鋅或由InMO3 (ZnO)m (m>0)表示的氧化物半導體等。M表示選自鎵(Ga)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、錳(Mn)以及鈷(Co)中的一種金屬元素或多種金屬元素。例如，M除了採用Ga之外，有時還包含Ga以外的上述金屬元素，諸如Ga和Ni或Ga和Fe等。此外，在上述氧化物半導體中，除了作為M而包含的金屬元素之外，有時還包含作為雜質元素的Fe、Ni等其他過渡金屬元素或該過渡金屬的氧化物。另外，可以使用單晶半導體。例如，藉由採用將基板501和半導體層5031至半導體層5033隔著接合層貼合的結構，可以使用單晶矽。此時，接合層具有平滑且親水性的接合面，可以使用含氫的氧化矽、含氫的氮化矽、含氧和氫的氮化矽、氧氮化矽、氮氧化矽等形成。
作為含氫的氧化矽，例如藉由使用有機矽烷以化學氣相沉積法制作而成的氧化矽是最好的。例如藉由使用有機矽烷形成的氧化矽膜，可以牢固地接合基板501和半導體層5031至半導體層5033。作為有機矽烷，例如可以使用四乙氧基矽烷(簡稱：TEOS，化學式：Si(OC2 H5 )4 )、四甲基矽烷(簡稱：TMS，化學式：Si(CH3 )4 )、四甲基環四矽氧烷(簡稱：TMCTS)、八甲基環四矽氧烷(簡稱：OMCTS)、六甲基二矽氮烷(簡稱：HMDS)、三乙氧基矽烷(化學式：SiH(OC2 H5 )3 )、或三二甲氨基矽烷(化學式：SiH(N(CH3 )2 )3 )等含矽化合物。
注意，在使用氧化矽形成接合層的情況下，可以藉由使用甲矽烷、乙矽烷、或丙矽烷作為原料氣體以CVD法形成。另外，用作接合層的氧化矽層也可以是熱氧化膜，它最好包含氯。
含氫的氮化矽可以藉由使用矽烷氣體和氨氣體以電漿CVD法而形成。還可以在氣體中添加氫。含氧和氫的氮化矽可以藉由使用矽烷氣體、氨氣體和一氧化二氮氣體以電漿CVD法而製造。在任何情況下，作為接合層，只要是藉由以電漿CVD法、減壓CVD法、常壓CVD法等CVD法，使用矽烷氣體等作為原料氣體而製造的氧化矽、氧氮化矽、氮氧化矽且含氫，就可以應用。作為絕緣膜506，例如可以應用氮化矽膜、氧化矽膜或含氮的氧化矽膜等。
作為第一導電層5071、第一導電層5072以及第一導電層5073，例如可以使用選自鈦、鎢、鉭、鉬、釹、鈷、鋯、鋅、釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑、鋁、金、銀以及銅中的元素、或者以上述所舉出的元素為主要成分的合金材料或化合物材料、或者上述所舉出的元素的氮化物等。
作為第二導電層5081、第二導電層5082以及第二導電層5083，例如可以使用選自鈦、鎢、鉭、鉬、釹、鈷、鋯、鋅、釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑、鋁、金、銀以及銅中的元素、或者以上述所舉出的元素為主要成分的合金材料或化合物材料、或者上述所舉出的元素的氮化物等。
注意，雖然在實施例2中將電晶體321及電晶體331作為正交錯型電晶體進行說明，但是不局限於此，也可以使用反交錯型或共面型電晶體。此外，也可以使用其他結構如兩閘極型(dual-gate)或雙閘極型(double-gate)電晶體等。
作為層間膜509及層間膜510，例如可以使用氧化矽膜、氮化矽膜或含氮的氧化矽膜等。此外，層間膜509也可以具有保護膜的功能。
作為電極5111至電極5113，例如可以使用選自鈦、鎢、鉭、鉬、釹、鈷、鋯、鋅、釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑、鋁、金、銀以及銅中的元素、或者以上述所舉出的元素為主要成分的合金材料或化合物材料、或者以上所舉出的元素的氮化物等。此外，也可以使用多種材料形成層疊結構。層間膜512例如可以使用任一種能夠應用於層間膜509及層間膜510的材料而形成。
在圖5所示的像素中，使用PIN光電二極體作為光檢測元件332。以下說明其結構。
圖5所示的光檢測元件332具有電極5132、電極5133、半導體層514、半導體層515、半導體層516、以及電極5202。此外，雖然在圖5中示出光檢測元件332在平面視圖中只重疊於電晶體331，但是不局限於此，也可以配置為重疊於電晶體321、電容元件323。
電極5132及電極5133設置在層間膜512上，半導體層514設置為與電極5132接觸，半導體層515設置在半導體層514上，半導體層516設置在半導體層515上，電極5202設置在保護膜519上。
半導體層514是具有P型及N型中的某一方導電性的半導體層，半導體層515是電阻值高於半導體層514的電阻值的半導體層。藉由設置半導體層515，可以加厚耗盡層，因此可以減少寄生電容的影響。半導體層516是電阻值低於半導體層515的電阻值的層。此外，作為半導體層515例如可以使用本征半導體，但不局限於本征半導體，也可以採用添加有雜質元素的結構。半導體層514、半導體層515以及半導體層516例如可以使用非晶矽、微晶矽、多晶矽或單晶矽等形成。在光檢測元件332中，電極5132用作第一端子的一部分，半導體層514至半導體層516用作光電轉換層。再者，藉由設置在保護膜517、著色層518以及保護膜519中的開口部，半導體層516、電極5202以及電極5133電連接。此時，電極5202及電極5133用作第二端子的一部分。
電極5131藉由設置在層間膜512中的開口部，與一對電極5111中的某一方電極電連接。此時，電極5131用作佈線。
著色層518是使用染料或顏料等作為色材的層，例如藉由使用R、G、B這三種著色層可以顯示全色。在實施例2中，最好設置著色層518，使其一部分或全部在平面視圖中重疊於光檢測元件332。藉由重疊於光檢測元件332地設置著色層，使得光容易經過著色層518入射到光檢測元件332。此外，在平面視圖中，並不一定要將光檢測元件332與著色層518重疊地設置，只要光經過著色層518入射到光檢測元件，也可以採用其他配置，如在平面視圖中使光檢測元件332不與著色層518重疊地配置等。
保護膜517及保護膜519並不一定要設置，但藉由設置保護膜517及保護膜519，可以抑制顏料或染料等從著色層518擴散。作為保護膜517及保護膜519，例如可以應用氮化矽膜。
在圖5所示的像素中，作為液晶元件322，使用在一對電極之間具有液晶層的垂直電場方式的液晶元件。以下說明液晶元件322的結構。注意，實施例2的影像輸入輸出裝置不局限於垂直電場方式，例如也可以應用水準電場方式。
圖5所示的液晶元件322具有電極5201、隔壁層521、液晶層522、以及電極523。
電極5201設置在保護膜519上，隔壁層521至少選擇性地設置在電極5201上，液晶層522至少設置在電極5201上，電極523設置在隔壁層521及液晶層522上，基板524設置在電極523上。
再者，電極5201藉由設置在保護膜517、著色層518以及保護膜519中的開口部而與電極5131電連接。此時，電極5201用作像素電極，電極523用作對置電極。
作為電極5201、電極5202以及電極523，可以應用任一種能夠應用於電極5111至電極5113的材料。
此外，可以對液晶元件322設置取向膜。
此外，在圖5中，電極5201在平面視圖中採用重疊於電晶體321及電容元件323的一部分或整體的配置，但是不局限於此，例如也可以重疊於電晶體321、電容元件323、電晶體331以及光檢測元件332地設置電極5201。另外，也可以使電極5201不與電晶體321、電容元件323、電晶體331以及光檢測元件332中的任一個重疊地配置。此外，當在光檢測元件332上設置電極5201時，藉由使用常白的液晶元件，即使是在讀取期間也可以提高液晶層522的透射率，從而使光高效率地入射到光檢測元件332。
如圖5所示，實施例2的影像輸入輸出裝置採用在一個基板上設置有電晶體、光檢測元件、著色層的結構。在本說明書中，將上述結構稱為COA(Color filter On Array；濾色陣列)結構。藉由採用COA結構，與光檢測元件、顯示元件及著色層分別形成在不同基板上的情況相比，可以縮短光檢測元件和著色層之間的間隔，可以減少光經過所希望顏色以外的著色層入射到光檢測元件，該光檢測元件用來使經過所希望顏色的著色層的光入射，從而可以提高讀取精度。此外藉由採用COA結構，與著色層和電晶體等的元件分別設置在不同基板上的情況相比，可以提高位置對準精度，因此可以提高開口率。
此外，在實施例2的影像輸入輸出裝置中，由於將著色層用作平坦化膜，因此不需要另行設置平坦化膜，可以簡化程序。
此外，實施例2的影像輸入輸出裝置採用多層佈線結構。並不一定要採用多層佈線結構，但是藉由採用多層佈線結構，可以縮小電路面積。
此外，在實施例2的影像輸入輸出裝置中，也可以使用其他結構的光檢測元件。使用圖6說明使用其他結構的光檢測元件的影像輸入輸出裝置的像素的結構。圖6是示出實施例2的影像輸入輸出裝置中的像素的結構的一例的截面圖。另外，在圖6所示的影像輸入輸出裝置的各結構中，對與圖5所示的影像輸入輸出裝置相同的部分，適當地引用圖5所示的影像輸入輸出裝置的像素的說明。
圖6所示的像素結構是如下的結構：具有由半導體層5034及一對電極5114構成的光檢測元件332，半導體層5034具有P型及N型中的某一方導電性的雜質區5043、以及具有P型及N型中的另一方導電性的雜質區5044，一對電極5114中的某一方藉由設置在絕緣膜506、層間膜509以及層間膜510中的開口部而與雜質區5043電連接，一對電極5114中的另一方藉由設置在絕緣膜506、層間膜509以及層間膜510中的開口部而與雜質區5044電連接。
如上述那樣圖6所示的光檢測元件332是在一個半導體層中具有P型及N型導電性區域的橫向接合型的PIN二極體。藉由使用橫向接合型的PIN二極體，可以減薄影像輸入輸出裝置的厚度，此外，可以與電晶體321和電晶體331一起形成PIN二極體，因此可以減少程序數。
此外，實施例2的影像輸入輸出裝置也可以採用具有遮光層(也稱為黑矩陣)的結構。使用圖7說明設置有遮光層的影像輸入輸出裝置的結構。圖7是示出設置有遮光層時的影像輸入輸出裝置的結構的一例的截面圖。另外，在圖7所示的影像輸入輸出裝置的結構中，對與圖5所示的影像輸入輸出裝置相同的部分，適當地引用圖5所示的影像輸入輸出裝置的像素的說明。
圖7所示的影像輸入輸出裝置在圖5所示的影像輸入輸出裝置的結構的基礎上，還具有在保護膜517上選擇性地設置的遮光層5251。
此外，在圖7所示的影像輸入輸出裝置中，遮光層5251設置在基板501一側。藉由在基板501一側設置遮光層5251，可以提高位置對準精度。注意，不一定局限於在基板501一側設置遮光層5251的結構，也可以設置在基板524一側。
如圖7所示那樣，藉由採用設置有遮光層5251的結構，例如可以抑制光入射到電晶體，從而可以抑制電晶體的劣化。
實施例2的影像輸入輸出裝置藉由利用上述顯示功能及讀取功能，可以具有各種各樣的功能。作為一例，以下使用圖8A和8B及圖9說明文字輸入輸出功能、位置檢測功能以及原稿輸入輸出功能。圖8A和8B及圖9是說明實施例2的影像輸入輸出裝置的功能例的圖。
圖8A是示出文字輸入輸出功能的圖。如圖8A所示，在像素部600上例如像寫文字那樣移動輸入單元601。然後，藉由在像素部600中進行讀取工作來讀取輸入單元601的軌跡作為資料，在接下來的顯示工作中，將輸入單元601的軌跡顯示於像素部600。藉由上述步驟，可以進行文字輸入輸出工作。注意，在本說明書中公開的發明的一個方式的影像輸入輸出裝置中，由於利用入射到光檢測電路的光的照度來進行讀取工作，因此並不一定要使輸入單元601與像素部600接觸。但是藉由使其接觸來進行文字輸入，例如能夠以與實際上在紙上書寫文字的感覺相同的感覺，將文字輸入到像素部600，所以在輸入文字時不會感到不適。此外，藉由使用具有光源的輸入單元601，檢測出從輸入單元的光源入射的光的照度，也可以進行文字輸入輸出工作。
圖8B是示出位置檢測功能的圖。如圖8B所示，當將輸入單元601放在像素部600上的特定位置602時，藉由進行讀取工作，可以獲得位置602在哪個位置的資訊。藉由上述步驟可以進行位置檢測工作。藉由使用該位置檢測功能，例如設計了在特定位置有輸入時執行特定的程式，當判定為在特定位置602有輸入時，可以執行位置602所對應的程式。此外，在圖8B中示出手指作為輸入單元601，藉由使用手指，也可以讀取指紋。例如藉由另行在儲存電路中保存指紋資料，將讀取指紋和該指紋資料進行核對，可以進行指紋識別。此外，不局限於手指，例如也可以使用筆等作為輸入單元601。
圖9是示出原稿輸入輸出功能的圖。如圖9所示，當將原稿603放在像素部600上，使得要讀取的表面面對像素部600時，藉由在各個光檢測電路中進行讀取工作，可以讀取原稿603作為資料，並可以使讀取的原稿在接下來的顯示工作中顯示在像素部600。注意，在本說明書中公開的發明的一個方式的影像輸入輸出裝置中，由於利用入射光的照度來進行讀取工作，因此在圖9中並不一定要將原稿603與像素部600接觸。另外，在本說明書中公開的發明的一個方式的影像輸入輸出裝置中，藉由在光檢測電路中設置著色層，可以全色地讀取原稿，從而進行全色顯示。
此外，實施例2的影像輸入輸出裝置不局限於上述所示的功能，只要是可藉由顯示工作或讀取工作來實現的功能，也可以具有其他功能。
注意，實施例2可以與其他實施例適當地組合。
實施例3
在實施例3中，說明本說明書中所公開的發明的一個方式的影像輸入輸出裝置的製造方法。
使用圖10A至圖16說明實施例3的影像輸入輸出裝置的製造方法。圖10A至圖16是示出實施例3的影像輸入輸出裝置中的像素的製造方法的截面圖。此外，實施例3中，作為一例，說明圖5所示的影像輸入輸出裝置的製造方法。
首先，如圖10A所示，在基板501上形成基底膜502，在基底膜502上形成半導體層5031、半導體層5032以及半導體層5033作為島狀半導體層。基底膜502例如可以使用電漿CVD法等形成，半導體層5031至半導體層5033例如可以使用光刻法形成。
接著，如圖10B所示，在半導體層5031至半導體層5033上形成絕緣膜506。絕緣膜506例如可以使用電漿CVD法形成。
接著，如圖10C所示，在半導體層上的絕緣膜506上形成閘極電極或電容元件的電極。具體而言，在半導體層5031上的絕緣膜506上形成第一導電層5071，在第一導電層5071的一部分上形成第二導電層5081，在半導體層5032上的絕緣膜506上形成第一導電層5072，在第一導電層5072的一部分上形成第二導電層5082，在半導體層5033上的絕緣膜506上形成第一導電層5073，在第一導電層5073的一部分上形成第二導電層5083。第一導電層5071及第二導電層5081、第一導電層5072及第二導電層5082、以及第一導電層5073及第二導電層5083例如可以使用濺射法形成。
接著，如圖11A所示，藉由添加雜質元素，在半導體層5031中形成一對第一雜質區5041及一對第二雜質區5051，在半導體層5033中形成一對第一雜質區5042及一對第二雜質區5052。作為雜質元素，當採用N型導電性時，例如可以使用磷等。此外，當採用P型導電性時，例如可以採用硼等。
接著，如圖11B所示，在第一導電層5071及第二導電層5081、第一導電層5072及第二導電層5082、第一導電層5073及第二導電層5083、以及絕緣膜506上形成層間膜509，在層間膜509上形成層間膜510。
接著，在層間膜509及層間膜510中設置開口部，如圖11C所示，藉由開口部與第一雜質區5041接觸地形成電極5111，藉由開口部與半導體層5032接觸地形成電極5112，藉由開口部與第一雜質區5042接觸地形成電極5113。
接著，如圖12A所示，在電極5111至電極5113上及層間膜510上形成層間膜512。
接著，如圖12B所示，在層間膜512中設置開口部，藉由開口部與一對電極5111中的某一方電連接地形成電極5131，在層間膜512上還形成電極5132及電極5133。
接著，如圖13A所示，與電極5132接觸地形成半導體層514，在半導體層514上形成半導體層515，在半導體層515上形成半導體層516。
接著，如圖13B所示，在層間膜512、電極5131至電極5133、以及半導體層514至半導體層516上形成保護膜517。
接著，如圖14A所示，在保護膜517上形成著色層518。著色層518例如在包含染料時，可以使用光刻法、印刷法或噴墨法形成，在包含顏料時，可以使用光刻法、印刷法、電沉積法或靜電複印法等形成。在此使用噴墨法形成著色層。藉由使用噴墨法，可以在室溫下製造，在低真空下製造，或在大型基板上製造。由於不使用掩模(中間掩模)也可以製造，因此可以減少成本及程序數。再者，由於將膜只附著到需要的部分，所以與在整個表面上形成膜之後進行蝕刻的製造方法相比，不會浪費材料，從而可以實現低成本。此外，在著色層518的一部分中形成開口部。
接著，如圖14B所示，在著色層518上及著色層518的開口部中保護膜517的露出表面上形成保護膜519。
接著，如圖15A所示，藉由蝕刻去除開口部中的保護膜517及保護膜519。
接著，如圖15B所示，藉由設置在保護膜517、著色層518及保護膜519中的開口部而與電極5131接觸地形成電極5201。此外，藉由設置在保護膜517、著色層518及保護膜519中的開口部而與半導體層516及電極5133接觸地形成電極5202。
接著，如圖16所示，在電極5201及電極5202上選擇性地設置隔壁層521及液晶層522，將預先設置有電極523的基板524與基板501貼合。
藉由上述步驟，可以製造圖5所示的像素結構的影像輸入輸出裝置。此外，藉由使用實施例3的製造方法，可以將顯示電路及讀取電路製造在同一基板上。
注意，實施例3可以與其他實施例適當地組合。
實施例4
實施例4中，說明本說明書中所公開的發明的一個方式的具有遮光層的影像輸入輸出裝置的製造方法。
如圖7所示，也可以與著色層一起設置遮光層作為本說明書中所公開的發明的一個方式。使用圖17A至17C說明具有遮光層的影像輸入輸出裝置的製造方法。圖17A至17C是示出實施例4中的著色層及遮光層的製造方法的一例的截面圖。
首先，如圖17A所示，在基板801上形成元件形成層802。元件形成層802相當於圖5中的元件形成層503。然後，在元件形成層802上形成保護膜803。保護膜803相當於圖5所示的保護膜517。然後，在保護膜803上形成遮光膜804。
接著，如圖17B所示，在遮光膜804上選擇性地形成抗蝕劑掩模8051至抗蝕劑掩模8054，使用抗蝕劑掩模8051至抗蝕劑掩模8054作為掩模對遮光膜804進行蝕刻，來形成遮光層8041至遮光層8044。
接著，如圖17C所示，在遮光層8041至遮光層8044的各遮光層之間分別形成著色層8061至著色層8063。著色層8061至著色層8063例如可以使用噴墨法、光刻法或電沉積法等來形成。再者，著色層8061至著色層8063可以分別採用相同的顏色，或者也可以分別採用別的顏色如R、G及B等。
藉由上述程序可以形成遮光層及著色層。如實施例4所示，當設置遮光層及著色層時，首先形成遮光層，然後將遮光層用作隔壁層，在遮光層之間形成著色層，從而可以容易形成著色層。
注意，實施例4可以與其他實施例適當地組合。
實施例5
實施例5中，說明包括驅動電路的影像輸入輸出裝置作為本說明書中所公開的發明的一個方式。
使用圖18說明實施例5的影像輸入輸出裝置的結構。圖18是示出實施例5的影像輸入輸出裝置的結構的一例的方塊圖。
圖18所示的影像顯示裝置具有像素部901、第一驅動電路902、以及第二驅動電路903。
像素部901採用多個像素904分別在列方向和行方向上存在多個的所謂點矩陣結構。作為像素904的結構，例如可以應用上述實施例所示的像素的結構。
第一驅動電路902是主要用來選擇進行顯示及讀取的像素的電路，具有掃描線驅動電路905和電位控制線驅動電路906。此外，第一驅動電路902不局限於圖18所示的結構，例如也可以設置多個第一驅動電路902。
第二驅動電路903具有如下功能：輸出用來對上述第一驅動電路902所選擇的像素904進行顯示的資料信號的功能；存放像素904中讀取的影像資料的功能。
接著，說明圖18所示的影像輸入輸出裝置的工作。
圖18所示的影像輸入輸出裝置的工作如上述實施例所示的那樣，分為顯示期間和讀取期間。以下說明各期間的工作。
首先，在顯示期間中，利用第一驅動電路902中的掃描線驅動電路905選擇進行資料寫入的像素904，藉由從第二驅動電路903輸出資料信號來使被選擇的像素904處於顯示狀態。再者，利用第一驅動電路902對每一行選擇像素904，在所有像素904中進行資料寫入。
接著，在讀取期間中，利用第一驅動電路902中的電位控制線驅動電路906選擇讀取入射光的照度的像素904，被選擇的像素904利用從電位控制線驅動電路906輸入的信號，根據相應於入射光的照度而產生的電流，將資料信號輸出到第二驅動電路903，從而讀取入射光的照度的資料。再者，利用第二驅動電路903對每一列選擇像素904，在所有像素904中讀取照度資料。
如上述那樣，藉由在像素部中進行顯示工作及讀取工作，可以製造具有上述實施例該的位置檢測功能、文字輸入輸出功能或原稿輸入輸出功能等各種各樣功能的影像輸入輸出裝置。
注意，實施例5可以與其他實施例適當地組合。
實施例6
實施例6中，說明在顯示部具有本說明書中所公開的發明的一個方式的影像輸入輸出裝置的電子設備。
藉由將本說明書中所公開的發明的一個方式的影像輸入輸出裝置應用於各種各樣電子設備的顯示部，可以提供除了顯示功能以外還具有各種各樣功能的電子設備。使用圖19A至19F說明應用了本說明書中所公開的發明的一個方式的影像輸入輸出裝置的電子設備的具體例子。圖19A至19F是示出實施例6的電子設備的結構的一例的圖。
圖19A是示出個人數位助理的圖。圖19A所示的個人數位助理至少具有顯示部1001。本說明書中所公開的發明的一個方式的影像輸入輸出裝置可以安裝在顯示部1001。藉由將本說明書中所公開的發明的一個方式的影像輸入輸出裝置安裝在顯示部1001，可以用作為各種各樣的便攜品的代替品。例如，藉由使用位置檢測功能在顯示部1001設置操作部1002，可以用作為移動電話。此外，操作部1002並不一定要設置在顯示部1001，可以採用另行設置操作按鈕的結構。此外，也可以使用文字輸入輸出功能來用作為筆記本的代替品，還可以使用原稿輸入輸出功能來用作為掌上型掃描器。
圖19B是示出例如包括汽車導航系統的資訊指南終端的圖。圖19B所示的資訊指南終端至少具有顯示部1101，還可以採用具有操作按鈕1102、外部輸入端子1103等的結構。本說明書中所公開的發明的一個方式的影像輸入輸出裝置可以設置在顯示部1101，藉由將本說明書中所公開的發明的一個方式的影像輸入輸出裝置安裝在顯示部1101，由於不接觸於像素部也可以操作，因此可以提高操作性。
圖19C是示出筆記型個人電腦的圖。圖19C所示的筆記型個人計算機具有框體1201、顯示部1202、揚聲器1203、LED燈1204、指示設備1205、連接端子1206、以及鍵盤1207。本說明書中所公開的發明的一個方式的影像輸入輸出裝置可以設置在顯示部1202，藉由將本說明書中所公開的發明的一個方式的影像輸入輸出裝置安裝在顯示部1202，例如可以使用文字輸入輸出功能，在顯示部1202像直接書寫文字那樣進行輸入工作。此外，也可以將鍵盤1207設置在顯示部1202。
圖19D是示出可攜式遊戲機的圖。圖19D所示的可攜式遊戲機具有第一顯示部1301和第二顯示部1302、揚聲器1303、連接端子1304、LED燈1305、麥克風1306、記錄介質讀出部1307、操作按鈕1308、以及感測器1309。本說明書中所公開的發明的一個方式的影像輸入輸出裝置可以設置在第一顯示部1301及第二顯示部1302中的某一方或雙方，藉由將本說明書中所公開的發明的一個方式的影像輸入輸出裝置設置在第一顯示部1301及第二顯示部1302中的某一方或雙方，由於不接觸於像素部也可以操作，因此可以提高輸入單元(例如手指或筆等)的操作性。
圖19E是示出固定型資訊終端的圖。圖19E所示的固定型資訊終端至少具有顯示部1401。此外，顯示部1401也可以設置在平面部1402上。另外，在平面部1402上也可以另行設置操作按鈕等。本說明書中所公開的發明的一個方式的影像輸入輸出裝置可以設置在顯示部1401，藉由將本說明書中所公開的發明的一個方式的影像輸入輸出裝置安裝在顯示部1401，可以具有各種各樣的功能，例如可以用作為現金自動存取款機、或用來訂票等資訊產品的資訊通信終端(也稱為多媒體站)等。
圖19F是示出顯示器的圖。圖19F所示的顯示器具有框體1501、顯示部1502、揚聲器1503、LED燈1504、操作按鈕1505、連接端子1506、感測器1507、麥克風1508、以及支撐台1509。本說明書中所公開的發明的一個方式的影像輸入輸出裝置可以設置在顯示部1502，藉由本說明書中所公開的發明的一個方式的影像輸入輸出裝置設置在顯示部1502，可以在顯示部中組合文字輸入輸出功能、位置檢測功能以及原稿輸入輸出功能而具有各種各樣的功能。
如上所述，藉由將本說明書中所公開的發明的一個方式的影像輸入輸出裝置安裝在電子設備的顯示部，可以提供具有多種功能的電子設備。
注意，實施例6可以與其他實施例適當地組合。
101．．．基板
102．．．光檢測元件
103．．．著色層
104．．．顯示元件
在附圖中：
圖1是示出實施例1的影像輸入輸出裝置中的像素結構的一例的截面圖；
圖2是示出實施例2的影像輸入輸出裝置中的像素部的電路結構的一例的電路圖；
圖3A和3B是示出實施例2的影像輸入輸出裝置中的像素部的結構的一例的方塊圖；
圖4是示出實施例2的影像輸入輸出裝置中的像素部的結構的一例的電路圖；
圖5是示出實施例2的影像輸入輸出裝置中的像素部的結構的一例的截面圖；
圖6是示出實施例2的影像輸入輸出裝置中的像素的結構的一例的截面圖；
圖7是示出實施例2的影像輸入輸出裝置中設置有遮光層時的影像輸入輸出裝置的結構的一例的截面圖；
圖8A和8B是示出實施例2的影像輸入輸出裝置的功能的圖；
圖9是示出實施例2的影像輸入輸出裝置的功能的圖；
圖10A至10C是示出實施例3的影像輸入輸出裝置中的像素的製造方法的一例的截面圖；
圖11A至11C是示出實施例3的影像輸入輸出裝置中的像素的製造方法的一例的截面圖；
圖12A和12B是示出實施例3的影像輸入輸出裝置中的像素的製造方法的一例的截面圖；
圖13A和13B是示出實施例3的影像輸入輸出裝置中的像素的製造方法的一例的截面圖；
圖14A和14B是示出實施例3的影像輸入輸出裝置中的像素的製造方法的一例的截面圖；
圖15A和15B是示出實施例3的影像輸入輸出裝置中的像素的製造方法的一例的截面圖；
圖16是示出實施例3的影像輸入輸出裝置中的像素的製造方法的一例的截面圖；
圖17A至17C是示出實施例4的影像輸入輸出裝置中的著色層及遮光層的製造方法的一例的截面圖；
圖18是示出實施例5的影像輸入輸出裝置的結構的一例的方塊圖；
圖19A至19F是示出在顯示部具有實施例6的影像輸入輸出裝置的電子設備的結構的一例的圖。
101．．．基板
102．．．光檢測元件
103．．．著色層
104．．．顯示元件

Claims (14)

  1. 一種影像輸入輸出裝置，包含進行影像顯示及影像讀取的像素，其中，該像素包括光檢測元件、設置在該光檢測元件上的著色層、以及設置在該著色層上的顯示元件，以及其中，該光檢測元件包括半導體層，該半導體層包括：具有P型及N型的其中一個導電性的第一半導體區；具有高於該第一半導體區的電阻值的第二半導體區；以及具有P型及N型中的另一個導電性、且具有低於該第二半導體區的電阻值的第三半導體區。
  2. 如申請專利範圍第1項的影像輸入輸出裝置，其中，該顯示元件為液晶元件。
  3. 如申請專利範圍第1項的影像輸入輸出裝置，其中，該像素包括第一電晶體、第二電晶體及第三電晶體，其中，該第一電晶體、該第二電晶體及該第三電晶體中的任一者包含半導體層，且其中，該半導體層包含氧化物半導體。
  4. 如申請專利範圍第3項的影像輸入輸出裝置，其中，該氧化物半導體是由InMO3 (ZnO)m 來表示，其中，m>0，且其中，M表示選自鎵、鐵、鎳、錳以及鈷中的一種或多種金屬元素。
  5. 一種影像輸入輸出裝置，包括：基板；以及設置在該基板上、且進行顯示影像及讀取影像的像素，其中，該像素包括：第一電晶體及第二電晶體；具有陽極和陰極的光檢測元件，該陽極和陰極的其中一個與該第二電晶體的閘極電極電連接，其中，該光檢測元件包括半導體層，該半導體層包括：具有P型及N型的其中一個導電性的第一半導體區；具有高於該第一半導體區的電阻值的第二半導體區；以及具有P型及N型中的另一個導電性、且具有低於該第二半導體區的電阻值的第三半導體區；設置在該第一電晶體、該第二電晶體以及該光檢測元件上的第一保護膜；設置在該第一保護膜上的著色層；設置在該著色層上的第二保護膜；以及設置在該第二保護膜上的液晶元件，且其中，該液晶元件包括：藉由設置在該第一保護膜、該著色層以及該第二保護膜中的開口部而與該第一電晶體的源極電極或汲極電極電連接的第一電極；第二電極；以及藉由該第一電極及該第二電極而施加電壓的液晶 層。
  6. 一種影像輸入輸出裝置，包括：基板；以及設置在該基板上、且進行影像顯示及影像讀取的像素，其中，該像素包括：第一電晶體及第二電晶體；具有陽極和陰極的光檢測元件，該陽極和陰極的其中一個與該第二電晶體的閘極電極電連接，其中，該光檢測元件包括半導體層，該半導體層包括：具有P型及N型的其中一個導電性的第一半導體區；具有高於該第一半導體區的電阻值的第二半導體區；以及具有P型及N型中的另一個導電性、且具有低於該第二半導體區的電阻值的第三半導體區；設置在該第一電晶體、該第二電晶體以及該光檢測元件上的第一保護膜；選擇性地設置在該第一保護膜上的遮光層；設置在該第一保護膜的未設有該遮光層的部分上的著色層；設置在該遮光層及該著色層上的第二保護膜；以及設置在該第二保護膜上的液晶元件，且其中，該液晶元件包括：藉由設置在該第一保護膜、該著色層以及該第二 保護膜中的開口部而與該第一電晶體的源極電極或汲極電極電連接的第一電極；第二電極；以及藉由該第一電極及該第二電極而施加電壓的液晶層。
  7. 如申請專利範圍第1、5或6項的影像輸入輸出裝置，其中，該光檢測元件根據經過該著色層的入射光的照度而產生電流。
  8. 如申請專利範圍第1、5或6項的影像輸入輸出裝置，其中，該著色層為紅色、綠色和藍色中的至少一種的著色層。
  9. 如申請專利範圍第1、5或6項的影像輸入輸出裝置，其中，該影像輸入輸出裝置具有文字輸入輸出的功能。
  10. 如申請專利範圍第1、5或6項的影像輸入輸出裝置，其中，該影像輸入輸出裝置係結合到電子裝置中，該電子裝置係選自由個人數位助理、資訊指南終端、筆記型個人電腦、可攜式遊戲機、固定型資訊終端和顯示器所組成的群組。
  11. 如申請專利範圍第5或6項的影像輸入輸出裝置，其中，該基板為軟性基板。
  12. 如申請專利範圍第5或6項的影像輸入輸出裝置，其中， 該光檢測元件重疊於該第二電晶體。
  13. 如申請專利範圍第5或6項的影像輸入輸出裝置，其中，該第一電極重疊於該光檢測元件。
  14. 如申請專利範圍第6項的影像輸入輸出裝置，其中，該遮光層重疊於該第一電晶體。
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