显示装置的制作方法

专利名称：显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在显示区域具有光电传感器的显示装置。
背景技术：
有一种液晶显示装置的像素电路中包括光电传感器，尝试应用到指纹识别、和触 摸屏。图9是表示记载在专利文献1中的具有上述显示装置的显示区域的结构、及驱动 该显示区域的电路框图。在显示区域中，构成阵列的像素18除了包括显示电路之外，还包括传感器电路 10，上述显示电路包含液晶电容CLC、辅助电容C2、以及TFTM4等。传感器电路10包括η沟 道型的放大器TFTMl、光电传感器Dl、及电容Cl。在显示电路中，TFTM4的栅极与栅极线GL连接，TFTM4的源极与数据线6，连接。 液晶电容CLC形成于与TFTM4的漏极相连接的像素电极和施加了公共电压VCOM的公共电 极之间。辅助电容C2形成于像素电极和公共布线TFTCOM之间。栅极线GL及公共布线TFTCOM由栅极驱动器15驱动，数据线6’由源极驱动器14 驱动。在传感器电路10中，光电传感器Dl的阴极与电容Cl的一端相互连接，放大器 TFTMl的栅极连接在光电传感器Dl和电容Cl的连接点。放大器TFTMl的漏极与数据线6， 相连接，放大器TFTMl的源极与传感器输出布线6相连接。在数据信号的写入期间之外设 置的传感器驱动期间中，数据线6’通过未图示的开关由传感器读出驱动器17驱动，传感器 输出布线6的电压由传感器读出驱动器17读取。光电传感器Dl的阳极与复位布线RST相连接，电容Cl的另一端与行选择布线RS 相连接。复位布线RST及行选择布线RS由传感器行驱动器16驱动。图10中表示具体构成上述传感器电路10的情况下的详细的电路结构。放大器 TFT21 (相当于图9的放大器TFTM1)的漏极与数据线6’相连接，在传感器驱动期间中从传 感器读出驱动器17施加电压Vdd。放大器TFT21的源极向传感器输出布线6输出传感器输 出电压Vout。另外，放大器TFT21的源极与另外设置于IC内的恒流源I相连接。光电传感器PD由pin光电二极管构成。从复位布线RST向光电传感器PD的阳极 A施加电压Vrs。从行选择布线RS向电容Cst (相当于图9的电容Cl)的、与放大器TFT21的栅极 一侧相反一侧的端子施加电压Vrw。将放大器TFT21的栅极、光电传感器PD的阴极C、与电容Cst的一端的连接点称为 节点NeU。接着，用图11，对上述结构的传感器电路10的动作进行说明。在传感器驱动期间中，将数据线6’从源极驱动器14断开，与传感器读出驱动器17 相连接。在传感器驱动期间的起始时刻tl，若通过传感器行驱动器16将电压Vrs设为高电平(此处为0V)，从而向复位布线RST输出初始化信号，则光电传感器PD正向导通，节点 NetA的电位VnetA成为高电平(此处为0V)。另外，此时，将从传感器行驱动器16施加到 行选择布线RS的电压Vrw设为低电平(此处，为0V)。将从传感器读出驱动器17施加到数 据线6’的电压Vdd设定为直流电压的15V。接着，在时刻t2，传感器行驱动器16将电压Vrs设为低电平(此处为-10V)。此 时，由于光电传感器PD的阳极A比阴极C的电位要低，因此成为反向偏置状态。从时刻t2起开始充电期间Tl。在充电期间Tl中，对节点NetA进行对应于照射 到光电传感器PD的照射光强度的充电。若光照射到光电传感器PD，则从阴极C流向阳极A 的漏电流根据照射光的强度发生变化。在明亮的部位由于漏电流较大，因此阳极A即电位 VnetA急剧减少，在较暗的部位由于漏电流较小，因此，电位VnetA缓慢减少。在充电期间Tl结束的时刻t3，传感器行驱动器16将电压Vrw设为高电平(此处 为20V)，从而向行选择布线RS输出读出信号。由此，电位VnetA因电容Cst的电容耦合而 从负电位上升到正电位，保持明亮部位与较暗部位的电位差。此时，放大器TFT21导通，从 时刻t3起开始传感器输出的输出期间T2。传感器电路的所有电容值Ctotal、与电容Cst成为以下关系。α = Cst/Ctotal因电压Vrw而电位VnetA的上升量Δ VnetA为，AVnetA = α XVrwp-p其中，Vrwp-p为Vrw的峰峰值电压，在以上例子中为20V。输出电压Vout成为对应于电位VnetA的电压，若将放大器TFT21的阈值电压设为 Vth，将放大器TFT21的电导设为β，将恒流源I的电流设为I，则Vout N VnetA-Vth- (2 X I/ β ) 1/2因而，在输出期间Τ2中利用传感器读出驱动器17读出输出电压Vout，从而能够检 测出光电传感器PD的传感器输出、及照射到光电传感器PD的照射光的强度。在输出期间T2结束的时刻t4，传感器行驱动器16将电压Vrw设为低电平(此处 为0V)，结束传感器驱动期间。现有技术文献[专利文献]专利文献1 国际公开W02007/145347号公报(
公开日2007年12月21日)专利文献2 日本专利特开平1-164165号公报(
公开日1989年6月观日)专利文献3 日本专利特开2007-47991号公报(
公开日2007年2月22日)

发明内容
图12表示上述传感器电路的配置例。在传感器电路中使用光电传感器PD，其输出中包含取决于照射光的光电流分量、 和主要取决于温度的暗电流分量。由此，即使照射光强度相同，若温度不同，则输出值也不 同，不能检测正确的照射光强度。因而，作为传感器电路，配置有进行照射光的检测输出的 光检测电路senS、和进行暗电流的检测输出的暗电流检测电路senD这两种检测电路，通过 以暗电流检测电路senD的检测输出来补偿光检测电路senS的检测输出，从而检测正确的照射光强度。图13表示包含光电传感器PD的器件结构的面板剖视图。在成为TFT基板的透明基板111上，依次层叠有遮光膜120、半导体层112、绝缘 膜113、金属布线114、平坦化膜115、透明电极116、液晶层117、透明电极118、及相对基板 119。构成pin光电二极管的半导体层112包括Si的P+区域、I区域、及N+区域，通过形 成于绝缘膜113的接触孔，作为阳极电极的金属布线114与P+区域相接触，且通过形成于 绝缘膜113的接触孔，作为阴极电极的金属布线114’与N+区域相接触。另外，如图14所示，在暗电流检测电路senD中，在相对基板119 一侧配置有用于 检测Pin光电二极管的暗电流而进行遮光的遮光膜121。暗电流检测电路senD和光检测电 路senS在结构上的不同在于有无该遮光膜121。暗电流检测电路senD由于需要进行光检测电路senS的参照用输出，因此将构成 进行输出补偿的一组的光检测电路senS和暗电流检测电路senD相互接近配置，如图12 所示那样，例如在列方向上相邻排列成组的光检测电路senS和暗电流检测电路senD。光 检测电路senS和暗电流检测电路senD分别在由预定数量的子像素构成的区域中、例如由 RGB这三个子像素构成的一个像素中设置一个，在第一像素PIXl中内置有一个光检测电路 senS，在第二像素PIX2中内置有一个暗电流检测电路senD。另外，对于显示而言，由于这些光检测电路senS及暗电流检测电路senD是使显示 区域的开口率降低的原因，因此，通常采用以下结构S卩，隔开显示区域上的间隔配置，将未 内置有传感器电路的通常的像素PIXO插入各光检测电路sens及暗电流检测电路senD之 间。然而，为了提高对于照射光的灵敏度，通常也可在像素PIXO中至少配置具有光电二极 管的第二光检测电路、第二暗电流检测电路。然后，成组的光检测电路senS和暗电流检测电路senD由移位寄存器构成的传感 器行驱动器16按线来依次进行复位动作及读出动作，在互为前后的期间中读出各检测输出。图15表示传感器行驱动器16的移位寄存器的结构，图16表示说明该移位寄存器 的动作的时序图。移位寄存器包括第一系统和第二系统这两个系统，上述第一系统包括生成并输出 读出信号的移位寄存器级1W、2W、…，上述第二系统包括生成并输出复位信号的移位寄存 器级1S、2S、…，分别根据时钟信号RCK进行移位动作。在第一系统中，将起始脉冲RWSP 进行移位，根据来自移位寄存器级1W、2W、…的依次的移位输出SR01、SR02、…，开关AW1、 AW2、依次成为导通状态，将高电平的读出信号RW作为读出信号RW1、RW2、…依次输出到读 出信号提供用布线。在第二系统中，将起始脉冲RSSP进行移位，根据来自移位寄存器级1S、 2S、…的依次的移位输出，开关AS1、AS2、…依次成为导通状态，将高电平的复位信号RS作 为复位信号RS1、RS2、…依次输出到复位信号提供用布线。在子像素的显示选择期间外将读出信号RW1、Rff2,…输出，在进行读出的一帧期 间前将复位信号RS1、RS2、…输出。然而，在包括上述传感器电路的现有显示装置中，通过依次扫描而在互不相同的 期间中获得成组的光检测电路senS和暗电流检测电路senD的各检测输出。由于该情况是 使用包含由时间差引起的偏差的光检测输出和暗电流检测输出来进行补偿，则最好使用处于相同环境的参照用的光电二极管来对要检测的光强进行补偿。在上述现有的显示装置 中，由于暗电流检测电路senD检测出暗电流的环境、和光检测电路senS进行光检测的环境 不同，因此，存在不能进行用于光检测的正确的补偿的问题。本发明是鉴于上述的现有问题而完成的，其目的在于，实现一种显示装置，该显示 装置包括光电传感器电路，该光电传感器电路能够进行用于光检测的正确的补偿、以及对 组合了不同数据的光检测结果进行正确的更正。本发明的显示装置为了解决上述问题，其特征在于，包括子像素块，该子像素块在 多个子像素配置成矩阵状的显示区域中，内置有具有光电传感器的光电传感器电路，上述 光电传感器将由相同子像素行上的预定数量的子像素构成的区域中对应于照射光强度的 检测信号输出，设置一个以上由第一子像素块群和第二子像素块群成对构成的子像素块群 对，上述第一子像素块群是包括设置于一个子像素行上的多个上述子像素块，上述第二子 像素块群包括设置于与包括上述第一子像素块群的子像素行不同的一个子像素行上的多 个上述子像素块，在各上述子像素块群对中，上述第一子像素块群和上述第二子像素块群 形成对，使得能同时驱动上述第一子像素块群和上述第二子像素块群，并能同时取出上述 第一子像素块群的上述检测信号和上述第二子像素块群的上述检测信号。根据上述发明，在各子像素块群对中同时驱动第一子像素块群和第二子像素块 群，同时从中获取光电传感器电路的检测输出，从而在第一子像素块群和第二子像素块群 之间获得由时间差引起的偏差较少的两个数据。而且，通过对同时取出的来自相互结构相 同的多个子像素块的检测输出进行平均，从而获得偏差进一步减小的数据。另外，在各子像素块群对中，与每隔一个期间长度来依次驱动第一子像素块群和 第二子像素块群的情况不同，在二个期间长度的驱动期间中进行一次动作。因而，由于能将 光电传感器电路的复位期间设为较长的时间，并还能确保长时间的读出时间，因此能抑制 检测的偏差。通过相互组合由此获得的上述两个数据，如上述的能够以暗电流检测结果正确地 补偿光检测结果那样，能够以另一个数据正确地更正一个数据。由此，获得能够实现以下显示装置的效果，上述显示装置包括光电传感器电路，该 光电传感器电路能够进行用于光检测的正确的补偿、以及对组合了不同数据的光检测结果 进行正确的更正。本发明的显示装置为了解决上述问题，其特征在于，作为上述子像素块包括第 一子像素块和第二子像素块这两种检测子像素块，上述第一子像素块内置有具有光电传感 器的光电传感器电路即光检测电路，上述光电传感器将包括第一预定数量的子像素的区域 中对应于照射光强度的光检测信号作为上述检测信号输出，上述第二子像素块内置有光电 传感器电路即暗电流检测电路，上述光电传感器电路将包括第二预定数量的子像素的区域 中上述光电传感器的暗电流检测信号作为上述检测信号输出，上述检测子像素块的上述检 测信号通过输出线取出，上述输出线通过沿列方向排列的多个上述检测子像素块，包括光 强度检测单元，该光强度检测单元对通过上述输出线取出的上述检测子像素块的上述检测 信号进行检测，检测上述照射光的强度，各上述子像素块群对包括上述第一子像素块和上 述第二子像素块这两者，包括传感器行驱动器，该传感器行驱动器对各上述子像素块群对 依次输出读出信号，该读出信号是同时进行各上述第一子像素块的上述光检测信号的输出和各上述第二子像素块的上述暗电流检测信号的输出的读出信号，在各上述子像素块群对 中，上述检测子像素块的各上述检测信号的输出与相互不同的上述输出线相连接。根据上述发明，传感器行驱动器对各包含第一子像素块和第二子像素块这两类的 检测子像素块的子像素块群对依次输出读出信号，使各子像素块群对同时进行第一子像素 块的光检测信号的输出和第二子像素块的暗电流检测信号的输出。然后，在各子像素块群 对中，将检测信号输出到通过沿列方向排列的多个检测子像素块的输出线，并取出。被取出 的各检测信号由光强度检测单元进行检测，进行光照射强度的检测。因而，可以获得以下效果S卩，使用同时取出的、偏差较少的光检测信号及暗电流 检测信号，能够进行用于光检测的正确的补偿。本发明的显示装置为了解决上述问题，其特征在于，在上述显示区域中，上述检测 子像素块以沿行方向及列方向相互不相邻的方式进行配置。根据上述发明，由于光电传感器电路以在多个检测子像素块中一个比例很稀疏地 进行配置，因此获得不太降低子像素的开口率的效果。本发明的显示装置为了解决上述问题，其特征在于，在上述子像素块群对中，上述 第一子像素块和上述第二子像素块在对角方向上相邻。根据上述发明，获得以下效果S卩，能够在不太降低子像素的开口率的状态下，使 构成用于进行光检测的补偿的一组的第一子像素块和第二子像素块相邻配置。本发明的显示装置为了解决上述问题，其特征在于，上述第一预定数量和上述第
二预定数量相互相等。根据上述发明，可以获得以下效果S卩，由于第一子像素块和第二子像素块成为相 同大小的区域，因此在配置中产生较高的自由度，且容易获得显示区域中的布局的平衡。本发明的显示装置为了解决上述问题，其特征在于，所谓的上述第一预定数量的 子像素和上述第二预定数量的子像素分别为RGB这三个子像素。根据上述发明，可以获得以下效果S卩，在以RGB这三个子像素构成一个像素的显 示装置中，能够分别以一个像素构成第一子像素块和第二子像素块。本发明的显示装置为了解决上述问题，其特征在于，上述输出线是与上述检测子 像素块所包括的子像素的一个子像素相连接的数据信号线。根据上述发明，由于数据信号线兼作为检测结果的输出线，因此获得不易使显示 区域的开口率降低的效果。本发明的显示装置为了解决上述问题，其特征在于，上述检测子像素块包括多个 子像素，与上述检测子像素块所包括的子像素的另一个子像素相连接的数据信号线用于进 行上述检测子像素块的上述检测信号的输出用的电源线。根据上述发明，由于数据信号线兼作为电源线，因此获得不易使显示区域的开口 率降低的效果。本发明的显示装置为了解决上述问题，其特征在于，上述传感器行驱动器包括第 一移位寄存器，该第一移位寄存器对各上述子像素块群对依次输出上述读出信号。上述第 一移位寄存器也可以根据各移位寄存器级的输出，使相应的开关成为导通状态，从而通过 上述开关对各上述子像素块群对依次输出上述读出信号。根据上述发明，由于第一移位寄存器的各移位寄存器级是两行的子像素行共用的，因此获得能够使第一移位寄存器的电路规模减半的效果。本发明的显示装置为了解决上述问题，其特征在于，上述传感器行驱动器包括第 二移位寄存器，该第二移位寄存器对各上述子像素块群对依次输出进行上述检测子像素块 的检测动作的初始化的复位信号。上述第二移位寄存器也可以根据各移位寄存器级的输 出，使相应的开关成为导通状态，从而通过上述开关对各上述子像素块群对依次输出上述 复位信号。根据上述发明，由于第二移位寄存器的各移位寄存器级是两行的子像素行共用 的，因此获得能够使第二移位寄存器的电路规模减半的效果。本发明的显示装置如上所述，在多个子像素配置成矩阵状的显示区域中，包括内 置有具有光电传感器的光电传感器电路的子像素块，上述光电传感器将由相同子像素行上 的预定数量的子像素构成的区域中对应于照射光强度的检测信号输出，设置一个以上由第 一子像素块群和第二子像素块群成对构成的子像素块群对，上述第一子像素块群是包括设 置于一个子像素行上的多个上述子像素块，上述第二子像素块群包括设置于与包括上述第 一子像素块群的子像素行不同的一个子像素行上的多个上述子像素块，在各上述子像素块 群对中，上述第一子像素块群和上述第二子像素块群构成对，使得能同时驱动上述第一子 像素块群和上述第二子像素块群，并能同时取出上述第一子像素块群的上述检测信号和上 述第二子像素块群的上述检测信号。由此，获得能够实现以下显示装置的效果，上述显示装置包括光电传感器电路，该 光电传感器电路能够进行用于光检测的正确的补偿、以及对组合了不同数据的光检测结果 进行正确的更正。另外，本发明的显示装置如上所述，作为上述子像素块包括第一子像素块和第二 子像素块这两种检测子像素块，上述第一子像素块内置有具有光电传感器的光电传感器电 路即光检测电路，上述光电传感器将包括第一预定数量的子像素的区域中对应于照射光强 度的光检测信号作为上述检测信号输出，上述第二子像素块内置有光电传感器电路即暗电 流检测电路，上述光电传感器电路将包括第二预定数量的子像素的区域中上述光电传感器 的暗电流检测信号作为上述检测信号输出，上述检测子像素块的上述检测信号通过输出线 取出，上述输出线通过沿列方向排列的多个上述检测子像素块，包括光强度检测单元，该光 强度检测单元对通过上述输出线取出的上述检测子像素块的上述检测信号进行检测，检测 上述照射光的强度，各上述子像素块群对包括上述第一子像素块和上述第二子像素块这两 者，包括传感器行驱动器，该传感器行驱动器对各上述子像素块群对依次输出读出信号，该 读出信号是同时进行各上述第一子像素块的上述光检测信号的输出和各上述第二子像素 块的上述暗电流检测信号的输出的读出信号，在各上述子像素块群对中，上述检测子像素 块的各上述检测信号的输出与相互不同的上述输出线相连接。因而，获得以下效果即，能 够使用同时取出的、偏差较少的光检测信号及暗电流检测信号，进行用于光检测的正确的 补偿。


图1表示本发明的实施方式，是表示包含光电传感器电路的显示装置的平面像素 结构及传感器行驱动器的结构的图。
图2是说明图1的显示装置的动作的时序图。图3表示本发明的实施方式，是表示光电传感器电路的配置模式的框图。图4表示本发明的实施方式，是表示显示装置的结构的框图。图5是表示图4的显示装置具备的显示面板的结构的电路框图。图6表示本发明的实施方式，是表示子像素的预定数量为3的情况下的其他子像 素块的构成例的图。图7表示本发明的实施方式，是表示采用其他的子像素的预定数量的情况下的子 像素块的构成例的图。图8表示本发明的实施方式，是表示光电传感器电路的其他配置模式的框图， (a) (C)分别表示不同的构成例。图9表示现有技术，是表示包括光电传感器的显示装置的结构的电路框图。图10表示现有技术，是表示光电传感器电路的结构的电路图。图11是表示图10的光电传感器电路的动作的时序图。图12表示现有技术，是表示光电传感器电路的配置模式的框图。图13表示现有技术，是表示光检测用光电传感器的结构的剖视图。图14表示现有技术，是表示暗电流检测用光电传感器的结构的剖视图。图15表示现有技术，是表示传感器行驱动器的结构的框图。图16是表示图15的传感器行驱动器的结构的时序图。标号说明1液晶显示装置(显示装置)2a显示/传感器区域(显示区域)4源极驱动器(光强度检测单元)6传感器扫描电路(传感器行驱动器)T子像素块群对PD光电传感器SC传感器电路(光电传感器电路)senS光检测电路senD暗电流检测电路PIXl第一像素(子像素块、第一子像素块、检测子像素块)PIX2第二像素(子像素块、第二子像素块、检测子像素块)RSL数据信号线(输出线)GSL数据信号线(电源线)RW读出信号RS复位信号
具体实施例方式根据图1 图8说明本发明的一个实施方式，如下所述。图4表示本实施方式所涉及的液晶显示装置1 (显示装置)的结构。液晶显示装置1是有源矩阵型的显示装置，包括显示面板2及主控制器3。
显示面板2包括显示/传感器区域加、源极驱动器4 (数据信号线驱动电路)、栅 极扫描电路5(扫描信号线驱动电路)、传感器扫描电路(传感器行驱动器)6。也可使传感 器扫描电路6和栅极扫描电路5形成一体化。显示/传感器区域(显示区域) 是在显示 面板2使用非晶硅、多晶硅、CGKontinuous Grain 连续晶粒)硅、微晶硅等将一个以上的 子像素制作成矩阵状的区域，呈矩阵状地包括在之后叙述的图5所示的像素和传感器电路 SC。源极驱动器4是将LSI芯片直接安装到显示面板2上，即采取COG (Chip On Glass 玻 璃上芯片)的形态。源极驱动器4将显示/传感器区域加中的像素用的数据信号输出到 数据信号线，并对来自传感器电路SC的输出进行处理。栅极扫描电路5将用于向显示/传 感器区域加的像素写入数据信号的扫描信号输出到栅极线(扫描信号线)。传感器扫描电 路6向显示/传感器区域加的传感器电路SC提供需要的电压。主控制器3是设置于显示面板2的外部的控制基板，向源极驱动器4提供提供给 源极驱动器4的显示数据；提供给栅极扫描电路5的时钟信号、起始脉冲等；以及提供给传 感器扫描电路6的时钟信号、起始脉冲、电源电压等。示出了通过源极驱动器4向栅极扫描 电路5及传感器扫描电路6提供上述的提供信号及提供电压的情况。图5表示显示/传感器区域加和源极驱动器4的连接关系。在显示/传感器区域加中，R的子像素PIXR、G的子像素PIXG、B的子像素PIXB 成为一组，构成各像素。然后，之后使用图1至图3进行叙述，在多个该像素的阵列中的预定 部位，在多个子像素的阵列中的预定部位，以插入传感器电路SC的方式进行配置。在各像 素中，对子像素PMR、子像素PIXG、及子像素PIXB在一个水平期间内分时地进行驱动。各子 像素采用以下结构即，形成于栅极线GL和数据信号线SL (对于R为RSL，对于G为GSL，对 于B为BSL)的交叉点，由选择元件即TFT22向液晶电容CL写入数据信号。另外，各子像素 电极在与未图示的辅助电容布线之间形成有辅助电容CS。数据信号线RSL通过开关SWR、 数据信号线GSL通过开关SWG、数据信号线BSL通过开关SWB分别与源极驱动器4的相同端 子P相连接。此外，作为子像素的颜色的种类，并不限于以上的RGB这三色，可以是任意颜 色的种类。传感器电路SC包括与图10相同的η沟道型的放大器TFT21、电容Cst、和光电传 感器PD。该传感器电路SC中，如后文所述，包含作为光检测电路的传感器电路senS和作为 暗电流检测电路的传感器电路senD。放大器TFT21的漏极端子与数据信号线GSL相连接，放大器TFT21的源极端子与 数据信号线RSL相连接。电容Cst和光电传感器PD将光电传感器PD的阴极侧作为相互的 连接点进行串联连接，该连接点即节点NetA与放大器TFT21的栅极相连接。电容Cst的另 一端通过对每一像素行设置的读出布线RW(与图9的行选择布线RS相同)、光电传感器PD 的阳极通过对每一子像素行设置的复位布线RS (与图9的复位布线RST相同)，而分别与传 感器扫描电路6相连接。各子像素行的读出布线RW与该子像素行的所有的电容Cst的上 述其他端相连接。各子像素行的复位布线RS与该子像素行的所有光电传感器PD的阳极相 连接。另外，数据信号线GSL还通过开关SWV与电源VO相连接。源极驱动器4中，源极输入输出电路47的输出分别与端子P相连接。源极输出电 路47包括由运算放大器的电压跟随器构成的缓冲器47a、开关部47b、开关部47c的各一个 构成组的各级，各级与一个上述端子P相连接。缓冲器47a的输入与DA转换电路46的输出相连接，缓冲器47a的输出通过开关部47c与端子P相连接。开关部47b是进行使AD转 换电路45的输入与端子P连接或从端子P断开的切换的电路，开关部47c是进行使缓冲器 47a的输出与端子P连接或从端子P断开的切换的电路。DA转换电路46使用DA转换电路 46专用的电源及GND，AD转换电路45使用AD转换电路45专用的电源及GND。在显示/传感器区域加中利用子像素进行显示的显示期间中，接通缓冲器47a的 电源，开关部47c使缓冲器47a的输出与端子P相连接，开关部47b将AD转换电路45的输 入从端子P断开。由此，RGB的各源极输出(数据信号)Vd以时间序列提供给显示/传感 器区域加。在显示/传感器区域加一侧，开关SWR、SWG、SWB依次交替成为导通状态，依次 向数据信号线RSL、GSL、BSL输出源极输出Vd，在子像素PI)(R、PIXG、PIXB进行显示。另外， 此时，开关SWV成为断开状态。在显示/传感器区域加中进行因外来光的光照射而产生的光强度的检测、和暗电 流检测的传感器驱动期间中，开关SWR成为导通状态，开关SWG、SWB成为断开状态，开关SWV 成为导通状态，数据信号线GSL与电源VO相连接。另外，以与图11相同的步骤，通过事先从 传感器扫描电路6使用光电传感器PD的正向将电容Cst充电至预定电压，从而在光强度的 检测期间中，使放大器TFT21的栅极成为对应于照射到光电传感器PD的光的强度的电压。 由此，对应于所检测出的光的强度的电压输出到数据信号线RSL，通过SWR输入到源极驱动 器4的端子P。此时，在源极驱动器4 一侧断开开关部47c，开关部47b将AD转换电路45的输入 与端子P相连接。由此，传感器电路SC的模拟输出即传感器电压Vs输入到AD转换电路 45。AD转换电路45将所输入的传感器电压Vs转换为数字数据。该数字数据在之后的处理 电路中用作为光强度的检测结果。由此，源极驱动器4起到作为对照射到光电传感器PD的照射光的强度进行检测的 光强度检测单元的作用。接着，图3表示显示/传感器区域加中的传感器电路SC的配置例。作为传感器电路SC，如使用图12所说明的那样，作为光电传感器电路，配置有 进行照射光的检测输出的光检测电路senS、和进行暗电流的检测输出的暗电流检测电路 senD这两种检测电路，通过以暗电流检测电路senD的检测输出来补偿光检测电路senS的 检测输出，从而检测正确的照射光强度。光检测电路senS内置于一个子像素行上的第一预定数量的子像素构成的第一像 素(子像素块，第一子像素块)PIX1的区域。此处，如图1所示，像素PIXl包括RGB这三个 子像素，第一预定数量为3。暗电流检测电路senD内置于一个子像素行上的第二预定数量 的子像素构成的第二像素(子像素块，第二子像素块)PIX2的区域。此处，如图1所示，像 素PIX2包括RGB这三个子像素，第二预定数量为3，与第一预定数量相等。由此，在显示/传感器区域加中配置第一像素PIXl和第二像素PIX2这两种检测 子像素块。此处，相互相邻的两个子像素行31、31中，设置于一个子像素行的所有的第一像 素PIXl构成第一子像素块群，设置于另一子像素行31的所有的第二像素PIX2构成第二 子像素块群。而且，第一子像素块群和第二子像素块群构成子像素块群对T(图3中的Tl、 T2、…)，并且一个子像素块群对T中，包含第一像素PIXl和第二像素PIX2这两者作为检测子像素块。此处，子像素块群对T所包含的一个子像素行31中仅包含传感器电路senS 的第一像素PIXl每隔一个像素进行配置来构成第一子像素块群，并且另一子像素行31中 仅包含传感器电路senD的第二像素PIX2每隔一个像素进行配置来构成第二子像素块群。然后，在各子像素块群对T中，将包含所有第一像素PIXl的光检测电路的检测 信号即光检测信号的输出、及第二像素PIX2的暗电流检测电路的检测信号即暗电流检测 信号的输出的检测信号的输出分别与作为检测信号的输出线的、互不相同的数据信号线 RSL(图1中的RSL1、RSL2、…)相连接。上述输出线通过沿列方向排列的多个检测子像素 块。即，此处在各子像素块群对T中，第一像素PIXl和第二像素PIX2在对角方向上相邻。 另外，数据信号线GSL(图1中GSL1、GSL2、…)如图5所说明的那样，通过开关SWV与电源 VO相连接，用于进行第一像素PIXl及第二像素PIX2的检测信号的输出用的电源线。另外，此处既不是第一像素PIXl也不是第二像素PIX2的像素成为未内置有光电 传感器电路的通常像素PIXO (只是设置有读出布线RW、复位布线RS)。此外，也可以是与上述例子不同的、第一像素PIXl和第二像素PIX2的配置模式， 图8的(a) (c)示出了该例。在图8(a)中，第一子像素块群仅由第一像素PIXl构成，第二子像素块群仅由第二 像素PIX2构成。另外，在包括第一子像素块群的子像素行中第一像素PIXl彼此相互相邻， 且包括第二子像素块群的子像素行中第二像素PIX2彼此相互相邻。沿列方向排列的检测 子像素块的各列中通过一根光检测信号的输出线Sout (在图中为Sl0Ut、S20Ut、…)及一 根暗电流检出信号的输出线Dout (在图中为Dlout、D2out、…)。在图8 (b)中，以第一像素PIXl和第二像素PIX2交替配置的方式构成第一子像素 块群，以第二像素PIX2和第一像素PIXl交替配置的方式构成第二子像素块群。另外，在各 子像素块群对中，沿列方向排列第一像素PIXl和第二像素PIX2。沿列方向排列的检测子像 素块的各列中通过一根光检测信号的输出线Sout (在图中为Sl0Ut、S20Ut、…)及一根暗 电流检出信号的输出线Dout (在图中为Dlout, D2out、...)。在图8 (c)中，以第一像素PIXl和第二像素PIX2交替配置的方式构成第一子像素 块群，以第一像素PIXl和第二像素PIX2交替配置的方式构成第二子像素块群。另外，在各 子像素块群对中，在列方向上第一像素PIXl彼此排列的检测子像素块的列、与在列方向上 第二像素PIX2彼此排列的检测子像素块的列交替配置。在列方向上第一像素PIXl彼此排 列的检测子像素块的各列中通过两根光检测信号的输出线Sout (在图中为Slout、S2out、 S3OUt、S4OUt、…)，并且在列方向上第二像素PIX2彼此排列的检测子像素块的各列中通过 两根暗电流检测信号的输出线Dout (在图中为Dl0ut、D20ut、D30ut、D40ut、…)，在各子像 素块群对中输出线Sout、Dout的上述两根线的一根与第一子像素块群相连接，且另一根与 第二子像素块群相连接。如图1所示，传感器扫描电路6向各子像素块群对T依次输出同时进行各第一 像素PIXl的光检测信号的输出和各第二像素PIX2的暗电流检测信号的输出的读出信号 RW(在图1中为RW1、RW2、…)。为了进行该动作，传感器扫描电路6包括由移位寄存器级 12W、34W、56W、…构成的第一移位寄存器。而且，如图1所示，传感器扫描电路6包括向各子像素块群对T依次输出进行第一 像素PIXl及第二像素PIX2的检测动作的初始化的复位信号RS(在图1中为RS1、RS2、···)的第二移位寄存器。第二移位寄存器包括移位寄存器级12S、34S、56S、…。由此，此处使用 两个系统的移位寄存器。 第一移位寄存器和第二移位寄存器分别由时钟信号RCK进行移位动作。在第一移 位寄存器中，将起始脉冲RWSP进行移位，根据来自移位寄存器级12W、34W、···的依次的移位 输出SR01、SR02、…，开关AW12、AW34、…依次成为导通状态，将高电平的读出信号RW作为 读出信号RWl和RW2、RW3和RW4…依次输出到读出信号提供用布线。其中，对于相同子像 素块群对T的读出信号RW如例如图2的时序图中RW1、RW2所示，是通过根据相同移位寄存 器级的移位输出而成为导通状态的一个开关AW而获得的信号。在第二移位寄存器中，将起始脉冲RSSP进行移位，根据来自移位寄存器级12S、 34S、…的依次的移位输出，开关AS12、AS34、…依次成为导通状态，将高电平的复位信号 RS作为复位信号RSl和RS2、RS3和RS4…依次输出到复位布线RS。其中，对于相同子像素 块群对T的复位信号RS如例如图2的时序图中RS1、RS2所示，是通过根据相同移位寄存器 级的移位输出而成为导通状态的一个开关AS而获得的信号。此处，为了方便说明，将选择读出信号RW、复位信号RS的输出路经的电路作为开 关AW、AS进行了说明，但在实际电路中采用以下结构即，即使各开关成为断开状态，也不 会成为浮置状态，而分别输出预定的电位。在图2的时序图中，与栅极扫描电路5的各信号的定时同时示出了上述第一移位 寄存器及上述第二移位寄存器的各信号的定时。在以栅极时钟GCK1、GCK2、…规定的显示 的IH( —个水平期间)中，依次向图5的开关SWR提供视频采样信号RSW，向开关SWG提供 视频采样信号GSW，向开关SWB提供视频采样信号BSW，来进行SSD (Source Share Driving 源极共享驱动)驱动。由传感器电路进行的检测大部分在该显示选择期间中进行，在设于 显示选择期间外的传感器数据处理期间中，使图5的开关SWV成为导通状态的控制信号VSW 成为激活状态，进行读出及复位。复位信号RS1、RS2、…在根据相对应的读出信号RW1、 RW2>…进行读出的一帧期间前被输出。因而，利用传感器行驱动器通过不同的输出线同时获得子像素块群对所包含的所 有的光检测电路及暗电流检测电路的检测信号的输出。因而，光强度检测单元能够使用同 时获得的暗电流检测电路的检测信号的输出来补偿光检测电路的检测信号的输出。由此，根据本实施方式，在各子像素块群对中同时驱动第一子像素块群和第二子 像素块群，因而可同时获取光电传感器电路的检测输出，从而在第一子像素块群和第二子 像素块群之间获得由时间差引起的偏差较少的两个数据。而且，通过对同时取出的来自相 互结构相同的多个子像素块的检测输出进行平均，从而获得偏差进一步减小的数据。另外，在各子像素块群对中，与每隔一个期间的长度来依次驱动第一子像素块群 和第二子像素块群的情况不同，在二个期间的长度的驱动期间中进行一次动作。因而，由于 能将光电传感器电路的复位期间设为较长的时间，并还能确保长时间的读出时间，因此能 抑制检测的偏差。通过相互组合由此获得的上述两个数据，如上述的能够以暗电流检测结果正确地 补偿光检测结果那样，能够以另一个数据正确地更正一个数据。由此，能够实现以下显示装置，该显示装置包括光电传感器电路，该光电传感器电 路能够进行用于光检测的正确的补偿、以及对组合了不同数据的光检测结果进行正确的更正。另外，传感器行驱动器对各包含第一子像素块和第二子像素块这两类的检测子像 素块的子像素块群对依次输出读出信号，对各子像素块群对同时进行第一子像素块的光检 测信号的输出和第二子像素块的暗电流检测信号的输出。然后，在各子像素块群对中，将检 测信号输出到通过沿列方向排列的多个检测子像素块的输出线，并取出。被取出的各检测 信号由光强度检测单元进行检测，进行光照射强度的检测。因而，使用同时取出的、偏差较少的光检测信号及暗电流检测信号，能够进行用于 光检测的正确的补偿。另外，由于第一移位寄存器及第二移位寄存器的各移位寄存器级在两行的子像素 行中是公共的，因此能够将第一移位寄存器及第二移位寄存器的电路规模减半。因而，本实 施方式的结构有助于显示装置实现狭窄边框。在以上的实施方式中，举出了对每个由RGB的三个子像素构成的像素设置一个传 感器电路SC的例子，但并不限于此，也可以对每一个或任意多个像素设置一个传感器电路 SC等，其分配可以是任意的。另外，在上述图8(c)中，在实现子像素的预定数量为3的子像 素块的情况下，如图6所示，也可以将输出线分别设在数据信号线RSL和数据信号线BSL。 其中，在这种情况下，需要在面板和LSI内设置用于接收来自数据信号线BSL的传感器输出 的其他路径。另外，图7中示出子像素的预定数量与上述例子不同的情况(包括六个子像素的 例子)。在该结构中，即使在通常像素PIXO为如区域A那样配置有光电二极管等的情况下， 也可从上述子像素块群对同时向光检测电路及暗电流检测电路进行检测输出。因而，能够 对组合了不同数据的光检测结果进行正确的更正，能够使用同时取出的、偏差较少的光检 测信号及暗电流检测信号，来进行用于光检测的正确的补偿。另外，如使用图8上述那样，在不同的子像素块群对T之间，也可对相同输出线混 合连接第一像素PIXl和第二像素PIX2。另外，也可对相同子像素行混合第一像素PIXl和 第二像素PIX2。另外，也可采用仅对子像素块群对T所包含的一个子像素行配置检测子像 素块(在上述例中为第一像素PIXl及第二像素PIX2)的结构。另外，传感器电路SC的结构也不限于上述例子，可以使用由TFT的二极管连接构 成的光电传感器PD，或者使用将多个光电传感器PD并联连接或串联连接的光电传感器PD， 或者将多个电容Cst分散配置到传感器电路区域内等，可以是任意的。另外，作为显示装置的种类不限于液晶显示装置，EL显示面板等其他的显示装置 中也可以应用本发明。本发明并不限定于上述实施方式，在权利要求所示的范围内可以进行各种变更。 即，对于将在权利要求所示的范围内进行适当变更后的技术手段进行组合而得到的实施方 式，也包含在本发明的技术范围内。工业上的实用性本发明能够适用于包括使用光电传感器的指纹认证、触摸屏的显示装置。
权利要求
1.一种显示装置，其特征在于，包括子像素块，该子像素块在多个子像素配置成矩阵状的显示区域中，内置有具有光 电传感器的光电传感器电路，所述光电传感器将由相同子像素行上的预定数量的子像素构 成的区域中对应于照射光强度的检测信号输出，设置一个以上由第一子像素块群和第二子像素块群成对构成的子像素块群对，所述第 一子像素块群是包括设置于一个子像素行上的多个所述子像素块，所述第二子像素块群包 括设置于与包括所述第一子像素块群的子像素行不同的一个子像素行上的多个所述子像 素块，在各所述子像素块群对中，所述第一子像素块群和所述第二子像素块群形成对，使得 能同时驱动所述第一子像素块群和所述第二子像素块群，并能同时取出所述第一子像素块 群的所述检测信号和所述第二子像素块群的所述检测信号。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，作为所述子像素块，包括第一子像素块和第二子像素块这两种检测子像素块，所述第 一子像素块内置有具有光电传感器的光电传感器电路即光检测电路，所述光电传感器将包 括第一预定数量的子像素的区域中对应于照射光强度的光检测信号作为所述检测信号输 出，所述第二子像素块内置有光电传感器电路即暗电流检测电路，所述光电传感器电路将 包括第二预定数量的子像素的区域中所述光电传感器的暗电流检测信号作为所述检测信 号输出，所述检测子像素块的所述检测信号通过输出线取出，所述输出线通过沿列方向排列的 多个所述检测子像素块，包括光强度检测单元，该光强度检测单元对通过所述输出线取出的所述检测子像素块 的所述检测信号进行检测，检测所述照射光的强度，各所述子像素块群对包括所述第一子像素块和所述第二子像素块这两者，包括传感器行驱动器，该传感器行驱动器对各所述子像素块群对依次输出读出信号， 该读出信号是同时进行各所述第一子像素块的所述光检测信号的输出和各所述第二子像 素块的所述暗电流检测信号的输出的读出信号，在各所述子像素块群对中，所述检测子像素块的各所述检测信号的输出与相互不同的 所述输出线相连接。
3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，在所述显示区域中，所述检测子像素块以沿行方向及列方向相互不相邻的方式进行配置。
4.如权利要求2或3所述的显示装置，其特征在于，在所述子像素块群对中，所述第一子像素块和所述第二子像素块在对角方向上相邻。
5.如权利要求2至4的任一项所述的显示装置，其特征在于，所述第一预定数量和所述第二预定数量相互相等。
6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述第一预定数量的子像素和所述第二预定数量的子像素分别为RGB这三个子像素。
7.如权利要求2至6的任一项所述的显示装置，其特征在于，所述输出线是与所述检测子像素块所包括的子像素的一个相连接的数据信号线。
8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述检测子像素块包括多个子像素，与所述检测子像素块所包括的子像素的另一个相 连接的数据信号线用于进行所述检测子像素块的所述检测信号的输出用的电源线。
9.如权利要求2至8的任一项所述的显示装置，其特征在于，所述传感器行驱动器包括第一移位寄存器，该第一移位寄存器向各所述子像素块群对 依次输出所述读出信号。
10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述第一移位寄存器根据各移位寄存器级的输出，使相应的开关成为导通状态，从而 通过所述开关对各所述子像素块群对依次输出所述读出信号。
11.如权利要求9或10所述的显示装置，其特征在于，所述传感器行驱动器包括第二移位寄存器，该第二移位寄存器对各所述子像素块群对 依次输出进行所述检测子像素块的检测动作的初始化的复位信号。
12.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，所述第二移位寄存器根据各移位寄存器级的输出，使相应的开关成为导通状态，从而 通过所述开关对各所述子像素块群对依次输出所述复位信号。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种显示装置。包括传感器行驱动器(6)，该传感器行驱动器(6)分别向子像素块群对依次输出读出信号(RW)，该子像素块群对包括第一子像素块(PIX1)和第二子像素块(PIX2)这两者作为检测子像素块，由两个子像素行形成，该读出信号(RW)是同时进行各第一子像素块(PIX1)的光检测信号的输出和各第二子像素块(PIX2)的暗电流检测信号的输出的读出信号，在各子像素块群对中，检测子像素块的各输出与互不相同的输出线(RSL1，RSL2)相连接。
文档编号G09G3/36GK102119408SQ200980131618
公开日2011年7月6日 申请日期2009年6月9日 优先权日2008年9月30日
发明者前田和宏, 杉山裕昭, 白木一郎 申请人:夏普株式会社