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：
本发明涉及显示装置，特别是涉及在像素区域配置有多个光传感器的显示装置。
技术背景
以往关于显示装置已知如下方法在显示面板中设有多个光传感器，提供触摸面板、笔输入、扫描仪等的输入功能。为了将该方法应用于在各种光环境下所使用的移动设备，需要排除光环境的影响。因此，也已知如下方法从由光传感器探测到的信号除去依赖于光环境的成分，求出原来应输入的信号。
在专利文献1中记载了如下情况在与各个显示元件对应地设有受光元件的输入输出装置中，在1帧期间使背光源亮灭1次，为了在1帧期间从所有的受光元件取得背光源点亮期间的光量和背光源熄灭期间的光量，针对受光元件按线顺序进行复位和读出。
图44是示出专利文献1所记载的背光源的点亮和熄灭定时、以及针对受光元件的复位和读出定时的图。如图44所示，背光源在1帧期间的前半点亮，在后半熄灭。在背光源点亮期间，针对受光元件的复位按线顺序进行(实线箭头)，然后，从受光元件的读出按线顺序进行(虚线箭头)。在背光源熄灭期间也同样进行针对受光元件的复位和读出。
在专利文献2中记载了具备图45所示的单位受光部的固体摄像装置。图45所示的单位受光部包含1个光电转换部PD和2个电荷储存部Cl、C2。当接受来自发光装置的光的基于物体的反射光和外界光两者时，第1采样栅极SGl导通，由光电转换部PD所生成的电荷储存于第1电荷储存部Cl。当仅接受外界光时，第2采样栅极SG2导通，由光电转换部PD所生成的电荷储存于第2电荷储存部C2。求出储存于2个电荷储存部C1、C2的电荷量之差，由此能求出来自发光装置的光的基于物体的反射光的量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1 日本专利第4072732号公报
专利文献2 日本专利第3521187号公报发明内容
发明要解决的问题
一般，在显示面板设有多个光传感器的显示装置中，从光传感器的读出按线顺序进行。另外，移动设备用的背光源以画面整体的形式同时点亮，同时熄灭。
专利文献1记载的输入输出装置在1帧期间使背光源亮灭1次，在背光源点亮期间，在不重复的期间进行复位和读出，在背光源熄灭期间也在不重复的期间进行复位和读出。因此，需要在1/4帧期间以内(例如，当帧率为60帧/秒时，在1/240秒以内)进行从受光元件的读出。但是，当进行这样的高速读出时，实际上相当困难。
另外，在背光源点亮期间由受光元件探测光的期间(图44所示的B 1)与在背光源熄灭期间由受光元件探测光的期间(图44所示的似)之间，具有1/2帧期间的偏差。因此，相对于移动输入的跟随性随输入方向而变动。另外，该输入输出装置在复位完成紧后开始读出，在读出完成紧后开始复位。因此，不能自由决定背光源点亮期间、背光源熄灭期间的长度、间隔。
因此，本发明的目的在于解决上述问题，提供具有不依赖于光环境的输入功能的显示装置。
用于解决问题的方案
本发明的第1方面是一种显示装置，其特征在于，在显示区域配置有多个光传感器，具备
显示面板，其包含多个显示像素电路和多个传感器像素电路；
光源，其在1帧期间点亮和熄灭各多次；以及
驱动电路，其针对上述传感器像素电路输出表示是光源点亮时还是光源熄灭时的控制信号，并且进行针对上述传感器像素电路的复位和读出，
上述传感器像素电路按照上述控制信号，进行用于探测光源点亮时的光量与光源熄灭时的光量之差的动作，
上述驱动电路并行地分别按线顺序进行针对上述传感器像素电路的复位和从上述传感器像素电路的读出。
本发明的第2方面的特征在于，在本发明的第1方面中，
上述驱动电路在1帧期间进行针对上述传感器像素电路的复位和从上述传感器像素电路的读出各一次，且分别进行大致1帧期间。
本发明的第3方面的特征在于，在本发明的第2方面中，
上述驱动电路进行从1行的量的传感器像素电路的读出紧后进行针对该行的传感器像素电路的复位。
本发明的第4方面的特征在于，在本发明的第3方面中，
上述光源的点亮期间和上述光源的熄灭期间为相同长度。
本发明的第5方面的特征在于，在本发明的第1方面中，
上述传感器像素电路包含
第1光传感器；
第2光传感器；
1个储存节点，其储存与探测到的光量相应的电荷；以及
读出晶体管，其具有连接到上述储存节点的控制端子，
构成为按照上述控制信号，在光源点亮时利用流过上述第1光传感器的电流使上述储存节点的电位在规定方向变化，在光源熄灭时利用流过上述第2光传感器的电流使上述储存节点的电位在相反方向变化。
本发明的第6方面在本发明的第5方面中，
上述传感器像素电路还包含
第1开关元件，其设于流过上述第1光传感器的电流的路径上，按照上述控制信号在光源点亮时导通；以及
第2开关元件，其设于流过上述第2光传感器的电流的路径上，按照上述控制信号在光源熄灭时导通。
本发明的第7方面的特征在于，在本发明的第5方面中，
上述第1光传感器和第2光传感器具有如下灵敏度特性按照上述控制信号，在光源点亮时流过上述第1光传感器的电流比流过上述第2光传感器的电流多，在光源熄灭时流过上述第2光传感器的电流比流过上述第1光传感器的电流多。
本发明的第8方面的特征在于，在本发明的第1方面中，
上述传感器像素电路包含
1个光传感器；
1个储存节点，其储存与探测到的光量相应的电荷；
读出晶体管，其具有连接到上述储存节点的控制端子；以及
多个开关元件，其按照上述控制信号导通/截止，切换流过上述光传感器的电流的通过路径，
构成为流过上述光传感器的电流按照上述控制信号，在光源点亮时相对于上述储存节点在规定方向流动，在光源熄灭时相对于上述储存节点在相反方向流动。
本发明的第9方面在本发明的第8方面中，
上述传感器像素电路包含
第1开关元件，其设于复位线与上述光传感器的一端之间，在光源点亮时导通；
第2开关元件，其设于被施加规定电位的配线与上述光传感器的另一端之间，在光源熄灭时导通；
第3开关元件，其设于上述储存节点与上述光传感器的一端之间，在光源熄灭时导通；以及
第4开关元件，其设于上述储存节点与上述光传感器的另一端之间，在光源点亮时导通。
本发明的第10方面的特征在于，在本发明的第1方面中，
上述传感器像素电路包含
第1传感器像素电路，其按照上述控制信号，在光源点亮时探测光，除此以外时保持探测到的光量；
第2传感器像素电路，其按照上述控制信号，在光源熄灭时探测光，除此以外时保持探测到的光量。
本发明的第11方面的特征在于，在本发明的第10方面中，
上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路包含
1个光传感器；
1个储存节点，其储存与探测到的光量相应的电荷；
读出晶体管，其具有能电连接到上述储存节点的控制端子；以及
保持用开关元件，其设于流过上述光传感器的电流的路径上，按照上述控制信号导通/截止，
上述第1传感器像素电路所包含的保持用开关元件在光源点亮时导通，上述第2 传感器像素电路所包含的保持用开关元件在光源熄灭时导通。
本发明的第12方面的特征在于，在本发明的第10方面中，
上述显示面板还包含多条输出线，上述多条输出线传输上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路的输出信号，
上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路按种类连接到不同的输出线，
上述驱动电路并行地进行从上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路的读出ο
本发明的第13方面的特征在于，在本发明的第12方面中，
还具备差分电路，上述差分电路求出上述第1传感器像素电路的输出信号与上述第2传感器像素电路的输出信号之差。
本发明的第14方面是一种显示装置的驱动方法，
上述显示装置具有显示面板，其包含多个显示像素电路和多个传感器像素电路； 以及光源，
上述显示装置的驱动方法具备
使上述光源在1帧期间点亮和熄灭各多次的步骤；
针对上述传感器像素电路输出表示是光源点亮时还是光源熄灭时的控制信号的步骤；
使上述传感器像素电路按照上述控制信号进行用于探测光源点亮时的光量与光源熄灭时的光量之差的动作的步骤；
按线顺序进行针对上述传感器像素电路的复位的步骤；以及
与上述复位并行地按线顺序进行从上述传感器像素电路的读出的步骤。
发明效果
根据本发明的第1或者第14方面，光源在1帧期间点亮和熄灭各多次，传感器像素电路进行用于探测光源点亮时的光量与光源熄灭时的光量之差的动作。可以由1个传感器像素电路探测2种光量之差，传感器像素电路可以包含探测一方的光量的传感器像素电路、探测另一方的光量的传感器像素电路。无论哪种构成，都能探测光源点亮时的光量与光源熄灭时的光量之差，提供不依赖于光环境的输入功能。另外，与利用1个传感器像素电路依次探测2种光量的情况相比，能减少从传感器像素电路的读出次数，降低读出速度，削减装置的功耗。另外，不需要依次探测2种光量的情况下所需的、用于存储先探测到的光量的存储器。另外，并行地分别按线顺序进行针对传感器像素电路的复位和从传感器像素电路的读出，由此能增大决定光源的点亮和熄灭定时、以及针对传感器像素电路的复位和读出定时时的自由度，能降低复位速度和读出速度。另外，使光源点亮时的探测光的动作和光源熄灭时的探测光的动作在1帧期间各进行多次，由此能消除光源点亮时的探测期间与光源熄灭时的探测期间之间的偏差，防止相对于移动输入的跟随性随输入方向而变动。
根据本发明的第2方面，并行地分别在1帧期间进行针对传感器像素电路的复位和从传感器像素电路的读出，由此能降低复位速度和读出速度。
根据本发明的第3方面，进行从1行的量的传感器像素电路的读出紧后进行针对该行的传感器像素电路的复位，由此将传感器像素电路探测光的期间设为大致1帧期间。
根据本发明的第4方面，在相同长度的期间探测光源点亮时的光量和光源熄灭时的光量，由此能准确地求出光源点亮时的光量与光源熄灭时的光量之差。
根据本发明的第5方面，传感器像素电路包含2个光传感器和1个储存节点，储存节点的电位在光源点亮时和光源熄灭时在相反方向变化。因此，能使用1个传感器像素电路探测光源点亮时的光量与光源熄灭时的光量之差，提供不依赖于光环境的输入功能。另外，因为由1个传感器像素电路探测光量之差，所以与分别探测2种光量的情况相比，能防止光量的饱和，准确地求出光量之差，并且也能进行温度补偿。
根据本发明的第6方面，在光源点亮时，第1开关元件导通，电流流过第1光传感器，在光源熄灭时，第2开关元件导通，电流流过第2光传感器。因此，能构成如下传感器像素电路通过适当地决定复位线的电位和规定电位，储存节点的电位在光源点亮时和光源熄灭时在相反方向变化，能探测光源点亮时的光量与光源熄灭时的光量之差。
根据本发明的第7方面，流过2个光传感器的电流的大小关系在光源点亮时和光源熄灭时不同。因此，能构成如下传感器像素电路通过适当地决定复位线的电位和规定电位，储存节点的电位在光源点亮时和光源熄灭时在相反方向变化，能探测光源点亮时的光量与光源熄灭时的光量之差。
根据本发明的第8方面，传感器像素电路包含1个光传感器和1个储存节点，在光源点亮时和光源熄灭时，电流相对于储存节点在相反方向流动，储存节点的电位在相反方向变化。因此，能使用1个传感器像素电路探测光源点亮时的光量与光源熄灭时的光量之差，提供不依赖于光环境的输入功能。另外，因为由1个传感器像素电路探测光量之差，所以与分别探测2种光量的情况相比，能防止光量的饱和，准确地求出光量之差，并且也能进行温度补偿。
根据本发明的第9方面，在光源点亮时，第1和第4开关元件导通，形成经由光传感器和第1和第4开关元件的电流路径。在光源熄灭时，第2和第3开关元件导通，形成经由光传感器和第2和第3开关元件的电流路径。因此，能构成如下传感器像素电路通过适当地决定复位线的电位和规定电位，在光源点亮时和光源熄灭时电流在相反方向流过储存节点，能探测光源点亮时的光量与光源熄灭时的光量之差。
根据本发明的第10方面，能使用2种传感器像素电路单独地探测光源点亮时的光量和光源熄灭时的光量，在传感器像素电路的外部求出两者之差。由此，能提供不依赖于光环境的输入功能。另外，通过在传感器像素电路的外部求出暗电流之差，也能进行温度补 mte ο
根据本发明的第11方面，在流过光传感器的电流的路径上设有在所指定的探测期间导通的保持用开关元件，由此能构成第1传感器像素电路，其在光源点亮时探测光， 除此以外时保持探测到的光量；以及第2传感器像素电路，其在光源熄灭时探测光，除此以外时保持探测到的光量。能基于这些传感器像素电路的输出信号在传感器像素电路的外部求出光源点亮时的光量与光源熄灭时的光量之差。
根据本发明的第12方面，使第1传感器像素电路和第2传感器像素电路按种类连接到不同的输出线，并行地进行从2种传感器像素电路的读出，由此能降低读出速度，削减装置的功耗。另外，如果并行地读出2种光量，立刻求出2种光量之差，则不需要依次探测 2种光量的情况下所需的、用于存储先探测到的光量的存储器。
根据本发明的第13方面，设置求出第1传感器像素电路的输出信号与第2传感器像素电路的输出信号之差的差分电路，由此能立刻求出在光源点亮时入射的光量和在光源熄灭时入射的光量之差，不需要用于存储先探测到的光量的存储器。


图1是示出本发明的实施方式的显示装置的构成的框图。
图2A是示出图1所示的显示装置所包含的显示面板中的传感器像素电路的配置的第1例的图。
图2B是示出图1所示的显示装置所包含的显示面板中的传感器像素电路的配置的第2例的图。
图3是示出图1所示的显示装置中的背光源的点亮和熄灭定时、以及针对传感器像素电路的复位和读出定时的图。
图4A是示出图1所示的显示装置所包含的显示面板的第1例的信号波形图。
图4B是示出图1所示的显示装置所包含的显示面板的第2例的信号波形图。
图5A是示出图1所示的显示装置所包含的、具有第1构成的传感器像素电路的概略构成的图。
图5B是示出图1所示的显示装置所包含的、具有第2构成的传感器像素电路的概略构成的图。
图5C是示出图1所示的显示装置所包含的、具有第3构成的传感器像素电路的概略构成的图。
图6是本发明的第1实施方式的传感器像素电路的电路图。
图7是示出图6所示的传感器像素电路的动作的图。
图8是图6所示的传感器像素电路的信号波形图。
图9是本发明的第2实施方式的传感器像素电路的电路图。
图10是示出图9所示的传感器像素电路的动作的图。
图11本发明的第3实施方式的传感器像素电路的电路图。
图12是示出图11所示的传感器像素电路的动作的图。
图13是本发明的第4实施方式的传感器像素电路的电路图。
图14A是图13所示的传感器像素电路的布局图。
图14B是图13所示的传感器像素电路的其它布局图。
图15是示出光电二极管的状态根据遮光膜的电位而变化的情况的图。
图16是示出遮光膜的电位和流过光电二极管的电流的关系的图。
图17是示出图13所示的传感器像素电路所包含的光电二极管的灵敏度特性的图。
图18是示出图13所示的传感器像素电路的动作的图。
图19是本发明的第5实施方式的传感器像素电路的电路图。
图20A是图19所示的传感器像素电路的布局图。
图20B是图19所示的传感器像素电路的其它布局图。
图2IA是第4实施方式的变形例的像素电路的电路图。
图21B是第5实施方式的变形例的像素电路的电路图。
图22是示出图21A和图21B所示的传感器像素电路所包含的光电二极管的灵敏度特性的图。
图23是本发明的第6实施方式的传感器像素电路的电路图。
图M是示出图23所示的传感器像素电路的动作的图。
图25是图23所示的传感器像素电路的信号波形图。
图沈是本发明的第7实施方式的传感器像素电路的电路图。
图27是示出图沈所示的传感器像素电路的动作的图。
图观是图沈所示的传感器像素电路的信号波形图。
图四是本发明的第8实施方式传感器像素电路的电路图。
图30是示出图四所示的传感器像素电路的动作的图。
图31是图四所示的传感器像素电路的信号波形图。
图32是本发明的第9实施方式的传感器像素电路的电路图。
图33是示出图32所示的传感器像素电路的动作的图。
图34是图32所示的传感器像素电路的信号波形图。
图35是本发明的第10实施方式的传感器像素电路的电路图。
图36是示出图35所示的传感器像素电路的动作的图。
图37是本发明的第11实施方式的传感器像素电路的电路图。
图38是本发明的第12实施方式的传感器像素电路的电路图。
图39是本发明的第13实施方式的传感器像素电路的电路图。
图40是本发明的第14实施方式的传感器像素电路的电路图。
图41是本发明的第15实施方式的传感器像素电路的电路图。
图42A是第1实施方式的第1变形例的传感器像素电路的电路图。
图42B是第1实施方式的第2变形例的传感器像素电路的电路图。
图42C是第1实施方式的第3变形例的传感器像素电路的电路图。
图42D是第1实施方式的第4变形例的传感器像素电路的电路图。
图42E是第1实施方式的第5变形例的传感器像素电路的电路图。
图42F是第1实施方式的第6变形例的传感器像素电路的电路图。
图42G是第1实施方式的第7变形例的传感器像素电路的电路图。
图43是第9实施方式的变形例的传感器像素电路的电路图。
图44是示出现有的输入输出装置中的背光源的点亮和熄灭定时、以及针对受光元件的复位和读出定时的图。
图45是现有的固体摄像装置所包含的单位受光部的电路图。
具体实施方式
图1是示出本发明的实施方式的显示装置的构成的框图。图1所示的显示装置具备显示控制电路1、显示面板2、以及背光源3。显示面板2包含像素区域4、栅极驱动电路 5、源极驱动电路6、以及传感器行驱动电路7。像素区域4包含多个显示像素电路8和多个传感器像素电路9。该显示装置具有在显示面板2上显示图像的功能和探测向显示面板2 入射的光的功能。下面将χ设为2以上的整数、将y设为3的倍数、将m和η设为偶数、将显示装置的帧率设为60帧/秒。
从外部对图1所示的显示装置提供视频信号Vin和定时控制信号Cin。显示控制电路1基于这些信号针对显示面板2输出视频信号VS和控制信号CSg、CSs、CSr，针对背光源3输出控制信号CSb。视频信号VS可以与视频信号Vin相同，也可以是对视频信号Vin 实施信号处理的信号。
背光源3是对显示面板2照射光的光源。更详细地，背光源3设于显示面板2的背面侧，向显示面板2的背面照射光。背光源3在控制信号CSb为高电平时点亮，在控制信号CSb为低电平时熄灭。
在显示面板2的像素区域4，(xXy)个显示像素电路8和(nXm/2)个传感器像素电路9分别配置成二维状。更详细地，在像素区域4设有χ条栅极线GL 1 GLx和y条源极线SLl SLy。栅极线GLl GLx彼此平行地配置，源极线SLl Sly以与栅极线GLl GLx正交的方式彼此平行地配置。(xXy)个显示像素电路8配置于栅极线GLl GLx和源极线SLl SLy的交点附近。各显示像素电路8连接到1条栅极线GL和1条源极线SL。 显示像素电路8被分类为红色显示用、绿色显示用以及蓝色显示用。这3种显示像素电路 8在栅极线GLl GLx的延伸方向排列配置，构成1个彩色像素。
在像素区域4，与栅极线GLl GLx平行地设有η条时钟线CLKl CLKrun条复位线RSTl RSTn、以及η条读出线RWSl RWSn。另外，有时在像素区域4与栅极线GLl GLx平行地设有其它信号线、电源线(未图示)。当从传感器像素电路9进行读出时，从源极线SLl SLy中所选择的m条被用作电源线VDDl VDDm，其它的m条被用作输出线OUTl OUiTm0
在本实施方式的显示装置中，具有在像素区域4配置有1种传感器像素电路9的情况和在像素区域4配置有2种传感器像素电路9的情况。图2A是示出像素区域4中的传感器像素电路9的配置的第1例的图。在第1例中，传感器像素电路9为1种。如图2A 所示，(nXm/2)个传感器像素电路9配置于第奇数条时钟线CLKl CLKn-I和第奇数条输出线OUTl OUTm-I的交点附近、第偶数条时钟线CLK2 CLKn和第偶数条输出线0UT2 OUTm的交点附近。
图2B是示出像素区域4中的传感器像素电路9的配置的第2例的图。在第2例中，传感器像素电路9为2种。(nXm/2)个传感器像素电路9包含探测在背光源3的点亮期间入射的光的第1传感器像素电路9a和探测在背光源3的熄灭期间入射的光的第2传感器像素电路％。第1传感器像素电路9a和第2传感器像素电路9b为相同数量。在图 2B中，(nXm/4)个第1传感器像素电路9a配置于第奇数条时钟线CLKl CLKn-I和第奇数条输出线OUTl OUTm-I的交点附近。(nXm/4)个第2传感器像素电路9b配置于第偶数条时钟线CLK2 CLKn和第偶数条输出线0UT2 OUTm的交点附近。在该情况下，显示面板2包含传输第1传感器像素电路9a的输出信号和第2传感器像素电路9b的输出信号的多条输出线OUTl OUTm，第1传感器像素电路9a和第2传感器像素电路9b按种类连接到不同的输出线。
栅极驱动电路5驱动栅极线GLl GLx。更详细地，栅极驱动电路5基于控制信号 CSg，从栅极线GLl GLx中依次选择1条栅极线，对选择的栅极线施加高电平电位，对剩余的栅极线施加低电平电位。由此，连接到所选择的栅极线的y个显示像素电路8被一起选择。
源极驱动电路6驱动源极线SLl SLy。更详细地，源极驱动电路6基于控制信号 CSs，对源极线SLl Sly施加与视频信号VS相应的电位。此时源极驱动电路6可以进行线顺序驱动，也可以进行点顺序驱动。对源极线SLl Sly施加的电位被写入利用栅极驱动电路5所选择的y个显示像素电路8。这样使用栅极驱动电路5和源极驱动电路6向所有的显示像素电路8写入与视频信号VS相应的电位，由此能在显示面板2上显示期望的图像。
传感器行驱动电路7驱动时钟线CLKl CLKn、复位线RSTl RSTn、以及读出线 RWSl RWSn等。更详细地，传感器行驱动电路7基于控制信号CSr，在背光源3点亮时针对时钟线CLKl CLKn施加高电平电位，在背光源3熄灭时针对时钟线CLKl CLKn施加低电平电位。另外，传感器行驱动电路7基于控制信号CSr，从复位线RSTl RSTn中每次 1条或者2条地依次选择复位线，对选择的复位线施加复位用的高电平电位，对剩余的复位线施加低电平电位。由此，连接到所选择的复位线的(m/幻个或者m个传感器像素电路9 一起复位。
另外，传感器行驱动电路7基于控制信号CSr从读出线RWSl RWSn中每次1条或者2条地依次选择读出线，对选择的读出线施加读出用的高电平电位，对剩余的读出线施加低电平电位。由此，连接到所选择读出线的(m/幻个或者m个传感器像素电路9处于能一起读出的状态。此时源极驱动电路6针对电源线VDDl VDDm施加高电平电位。由此， 从处于能读出的状态的(m/2)个或者m个传感器像素电路9向输出线OUTl OUTm输出与由各传感器像素电路9探测到的光的量相应的信号(下面称为传感器信号)。
在传感器像素电路9为1种的情况下，源极驱动电路6将输出到输出线OUTl OUTm的传感器信号放大，将放大后的信号依次作为传感器输出Sout输出到显示面板2的外部。在传感器像素电路9为2种的情况下，源极驱动电路6设有差分电路(未图示)，差分电路求出第1传感器像素电路9a的输出信号与第2传感器像素电路9b的输出信号之差。 在该情况下，源极驱动电路6放大由差分电路求出的光量之差，将放大后的信号作为传感器输出Sout输出到显示面板2的外部。这样，通过使用源极驱动电路6和传感器行驱动电路7从所有的传感器像素电路9读出传感器信号，能探测向显示面板2入射的光。图1所示的显示装置为了探测向显示面板2入射的光进行下面所示的连续驱动。
图3是示出背光源3的点亮和熄灭定时、以及针对传感器像素电路9的复位和读出定时的图。如图3所示，背光源3在1帧期间点亮多次，并熄灭多次。在下面的说明中， 假设背光源3在1帧期间点亮4次，并熄灭4次。点亮期间的长度和熄灭期间的长度相同。 针对传感器像素电路9的复位按线顺序进行1帧期间(实线箭头)。从传感器像素电路9 的读出从复位算起大致1帧期间后(更详细地，在经过比1帧期间稍短的时间后)进行(虚线箭头)。
图4A是显示面板2的第1例的信号波形图。在第1例中，传感器像素电路9为1 种。在该例子中，栅极线GLl GLx的电位在1帧期间依次地各在规定时间成为高电平1 次。时钟线CLKl CLKn的电位在相同的定时变化，在1帧期间各4次地依次成为高电平和低电平。时钟线CLKl CLKn的电位的高电平期间的长度和低电平期间的长度相同。复位线RSTl RSTn的电位在1帧期间依次地各在规定时间成为高电平1次。读出线RWSl RWSn的电位也在1帧期间依次地各在规定时间成为高电平1次。
图4B是显示面板2的第2例的信号波形图。在第2例中，传感器像素电路9为2 种。在该例子中，栅极线GLl GLx和时钟线CLKl CLKn的电位与第1例同样地变化。复13位线RSTl RSTn每2条为一对，(η/2)对复位线的电位在1帧期间依次地各在规定时间成为高电平1次。读出线RWSl RWSn也是每2条为一对，(η/2)对读出线的电位在1帧期间依次地各在规定时间成为高电平1次。
无论是第1例还是第2例，都在读出线RWSl的电位从高电平变为低电平紧后，复位线RSTl的电位从低电平变为高电平。复位线RST2 RSTn的电位也与其同样。因此，传感器像素电路9探测光的期间(从复位直至读出的期间图3所示的AO)的长度大致与1 帧期间相等。
传感器像素电路9具有下面所示的3个构成的任一个。图5A是示出具有第1构成的传感器像素电路9的概略的图。如图5A所示，传感器像素电路9包含2个光电二极管 D1、D2和1个储存节点ND。光电二极管Dl从储存节点ND抽出与在背光源3点亮的期间入射的光的量相应的电荷。另一方面，光电二极管D2对储存节点ND施加与在背光源3熄灭的期间入射的光的量相应的电荷。因此，储存节点ND的电位Vint根据在背光源3的点亮期间入射的光的量(信号+噪声)而下降，根据在背光源3的熄灭期间入射的光的量(噪声)而上升。该传感器像素电路9配置成图2A所示的形式，从传感器像素电路9读出与2 种光量之差相应的传感器信号。通过由1个传感器像素电路求出光量之差，也能同时进行温度补偿。
图5B是示出具有第2构成的传感器像素电路9的概略的图。如图5B所示，具有第2构成的传感器像素电路9包含1个光电二极管Dl和1个储存节点ND。光电二极管Dl 从储存节点ND抽出与在背光源3点亮的期间入射的光的量相应的电荷，对储存节点ND施加与在背光源3熄灭的期间入射的光的量相应的电荷。因此，储存节点ND的电位Vint根据在背光源3的点亮期间入射的光的量(信号+噪声)而下降，根据在背光源3的熄灭期间入射的光的量(噪声)而上升。该传感器像素电路9配置成图2A所示的形式，从传感器像素电路9读出与2种光量之差相应的传感器信号。通过由1个传感器像素电路求出光量之差，也能同时进行温度补偿。
图5C是示出具有第3构成的传感器像素电路9的构成的图。在该情况下，传感器像素电路9包含第1传感器像素电路9a和第2传感器像素电路9b。如图5C所示，第1传感器像素电路9a包含1个光电二极管Dla和1个储存节点NDa。光电二极管Dla从储存节点NDa抽出与在背光源3点亮的期间入射的光的量(信号+噪声)相应的电荷。第2传感器像素电路9b也与第1传感器像素电路9a同样地包含1个光电二极管Dlb和1个储存节点NDb。光电二极管Dlb从储存节点NDb抽出与在背光源3熄灭的期间入射的光的量(噪声)相应的电荷。这些传感器像素电路9a、9b配置成图2B所示的形式，在源极驱动电路6 上设有上述差分电路。从第1传感器像素电路9a读出与在背光源3的点亮时入射的光的量相应的传感器信号。从第2传感器像素电路9b读出与在背光源3的熄灭时入射的光的量相应的传感器信号。通过使用源极驱动电路6所包含的差分电路求出第1传感器像素电路9a的输出信号与第2传感器像素电路9b的输出信号之差，能求出背光源点亮时的光量与背光源熄灭时的光量之差。另外，也能进行温度补偿。
此外，在像素区域4设置的传感器像素电路9的个数可以为任意的。例如，可以在像素区域4设有(nXm)个传感器像素电路9。或者，可以在像素区域4设有与彩色像素为相同数量的(即，(χ X y/3)个)传感器像素电路9。或者，可以在像素区域4设有比彩色像素少的个数的(例如，彩色像素的几分之一 几十分之一的)传感器像素电路9。但是，在使用具有第3构成的传感器像素电路9的情况下，第1传感器像素电路9a和第2传感器像素电路9b连接到不同的输出线。例如，在像素区域4设有(nXm)个传感器像素电路9的情况下，在第奇数条输出线OUTl OUTm-I上分别连接η个第1传感器像素电路9a，在第偶数条输出线0UT2 OUTm上分别连接η个第2传感器像素电路％。
如上所述，本发明的实施方式的显示装置是在像素区域4配置有多个光电二极管 (光传感器)的显示装置，具备显示面板2，其包含多个显示像素电路8和多个传感器像素电路9 ；背光源3，其在1帧期间点亮和熄灭多次；以及传感器行驱动电路7 (驱动电路)， 其针对传感器像素电路9输出表示背光源点亮时还是背光源熄灭时的时钟信号CLKl CLKn (控制信号)，并且进行针对传感器像素电路9的复位和读出。传感器行驱动电路7并行地分别按线顺序进行针对传感器像素电路9的复位和从传感器像素电路9的读出。传感器像素电路9按照时钟信号CLKl CLKn，进行用于探测背光源点亮时的光量与背光源熄灭时的光量之差的动作。1个传感器像素电路9可以探测背光源点亮时的光量与背光源熄灭时的光量之差(第1和第2构成)，传感器像素电路9可以包含探测背光源点亮时的光量的第1传感器像素电路9a和探测背光源熄灭时的光量的第2传感器像素电路9b (第3构成)。
因此，根据本实施方式的显示装置，无论传感器像素电路9为1种的情况还是为2 种的情况，都能探测背光源点亮时的光量与背光源熄灭时的光量之差，提供不依赖于光环境的输入功能。另外，与由1个传感器像素电路依次探测2种光量的情况相比，能减少从传感器像素电路的读出次数，降低读出速度，削减装置的功耗。另外，不需要依次探测2种光量的情况下所需的、用于存储先探测到的光量的存储器。另外，并行地分别按线顺序进行针对传感器像素电路的复位和从传感器像素电路的读出，由此能增大决定背光源的点亮和熄灭定时、以及针对传感器像素电路的复位和读出定时时的自由度，降低复位速度和读出速度。另外，使背光源点亮时的探测光的动作和背光源熄灭时的探测光的动作在1帧期间各进行多次，由此能消除背光源点亮时的探测期间与背光源熄灭时的探测期间之间的偏差， 防止相对于移动输入的跟随性随输入方向而变动。
另外，传感器行驱动电路7针对传感器像素电路9的复位和从传感器像素电路9 的读出在1帧期间各进行1次，且分别进行大致1帧期间。由此，能降低复位速度和读出速度。另外，传感器行驱动电路7在进行1行的从传感器像素电路9的读出紧后进行针对该行的传感器像素电路9的复位。由此，能将传感器像素电路探测光的期间设为大致1帧期间。另外，背光源3的点亮期间和背光源3的熄灭期间为相同长度。通过这样在相同长度的期间探测背光源点亮时的光量和背光源熄灭时的光量，能准确地求出背光源点亮时的光量与背光源熄灭时的光量之差。
另外，显示面板4还包含多条输出线OUTl OUTm，多条输出线OUTl OUTm传输传感器像素电路9的输出信号，在传感器像素电路9为2种的情况下，第1传感器像素电路 9a和第2传感器像素电路9b按种类连接到不同的输出线。因此，能并行地进行从第1传感器像素电路和第2传感器像素电路9a、9b的读出，降低读出速度，削减装置的功耗。另外， 在该情况下，源极驱动电路6设有差分电路，差分电路求出第1传感器像素电路9a的输出信号与第2传感器像素电路9b的输出信号之差。因此，能立刻求出并行地读出的2种光量之差，不需要依次探测2种光量的情况下所需的、用于存储先探测到的光量的存储器。
下面，说明本实施方式的显示装置所包含的传感器像素电路9的详情。在下面的说明中，将传感器像素电路简称为像素电路，为了识别信号线上的信号，使用与信号线相同的名称(例如，将时钟线CLK上的信号称为时钟信号CLK)。第1 第5实施方式的像素电路具有图5A所示的构成，连接到时钟线CLK、复位线RST、读出线RWS、电源线VDD以及输出线OUT，接受电位VC的提供。电位VC是比复位用的高电平电位高的电位。第6 第8实施方式的像素电路具有图5B所示的构成，连接到时钟线CLK、复位线RST、读出线RWS、电源线 VDD以及输出线OUT，接受电位VC和时钟信号CLK的“非”信号的提供。
第9 第15实施方式的像素电路具有图5C所示的构成。在第9 第12实施方式中，第1传感器像素电路9a连接到时钟线CLKa、复位线RSTa、读出线RW&i、电源线VDDa 以及输出线OUTa。第2传感器像素电路9b连接到时钟线CLKb、复位线RSTb、读出线RWSb、 电源线VDDb以及输出线OUTb。在这些实施方式中，第2传感器像素电路9b与第1传感器像素电路9a具有相同的构成，同样地进行动作，所以适当省略关于第2传感器像素电路9b 的说明。在第13 第15实施方式中，第1传感器像素电路9a和第2传感器像素电路9b 共用一部分构成要素，构成为1个像素电路。第13和第14实施方式的像素电路连接到共用的复位线RST以及读出线RWS，第15实施方式的像素电路连接到共用的复位线RST、读出线RWS、电源线VDD以及输出线OUT。
(第1实施方式)
图6是本发明的第1实施方式的像素电路的电路图。图6所示的像素电路10包含晶体管Tl、T2、Ml、光电二极管Dl、D2、以及电容器Cl。晶体管Tl、Ml是N型TFT(Thin Film Transistor 薄膜晶体管)、晶体管T2是P型TFT。
如图6所示，晶体管T1、T2的栅极连接到时钟线CLK。晶体管Tl的源极连接到复位线RST，漏极连接到光电二极管Dl的阳极。晶体管Τ2的源极被施加电位VC，漏极连接到光电二极管D2的阴极。光电二极管Dl的阴极和光电二极管D2的阳极连接到晶体管Ml的栅极。晶体管Ml的漏极连接到电源线VDD，源极连接到输出线OUT。电容器Cl设于晶体管 Ml的栅极与读出线RWS之间。在像素电路10中，连接到晶体管Ml的栅极的节点为储存与探测到的光量相应的电荷的储存节点，晶体管Ml作为读出晶体管执行功能。
图7是示出像素电路10的动作的图。如图7所示，像素电路10在1帧期间进行 (a)复位、(b)背光源点亮时的储存、(c)背光源熄灭时的储存、以及(d)读出。背光源点亮时的储存和背光源熄灭时的储存在1帧期间各进行4次。
图8是像素电路10的信号波形图。在图8中，BL表示背光源3的亮度，Ipd表示流过光电二极管的电流，Vint表示储存节点的电位(晶体管M 1的栅极电位)。在图8中， 时刻tl 时刻t2为复位期间，时刻t2 时刻t3为储存期间，时刻t3 时刻t4为读出期间。
在复位期间，时钟信号CLK为高电平，读出信号RWS为低电平，复位信号RST为复位用的高电平。此时，晶体管Tl导通，晶体管T2截止。因此，电流(光电二极管Dl的正向电流)从复位线RST经由晶体管Tl和光电二极管Dl流过储存节点(图7(a))，电位Vint 复位为规定电平。
在储存期间，复位信号RST和读出信号RWS为低电平，时钟信号CLK成为高电平和低电平各4次。在时钟信号CLK为高电平的期间，晶体管Tl导通，晶体管T2截止。此时， 当光入射到光电二极管D1、D2时，电流(光电二极管D 1的光电流)从储存节点经由光电二极管Dl和晶体管Tl流过复位线RST，从储存节点抽出电荷(图7(b))。因此，电位Vint 随在时钟信号CLK为高电平的期间(背光源3的点亮期间)入射的光的量而下降。
另一方面，在时钟信号CLK为低电平的期间，晶体管Tl截止，晶体管T2导通。此时，当光入射到光电二极管D1、D2时，电流(光电二极管D2的光电流)从具有电位VC的配线经由晶体管T2和光电二极管D2流过储存节点，对储存节点施加电荷(图7(c))。因此， 电位Vint根据在时钟信号CLK为低电平的期间(背光源3的熄灭期间)入射的光的量而上升。
在读出期间，时钟信号CLK为高电平，复位信号RST为低电平，读出信号RWS为读出用的高电平。此时，晶体管Tl导通，晶体管T2截止。此时电位Vint上升读出信号RWS 的电位的上升量的(Cq/Cp)倍(此处，Cp为像素电路10的整体的电容值，Cq为电容器Cl 的电容值)。晶体管Ml构成将源极驱动电路6所包含的晶体管(未图示)设为负载电路的源极跟随器放大电路，根据电位Vint驱动输出线0UT(图7(d))。
如上所述，本实施方式的像素电路10包含2个光电二极管D1、D2(第1和第2光传感器)；1个储存节点，其储存与探测到的光量相应的电荷；晶体管Ml (读出晶体管)，其具有连接到储存节点的栅极；晶体管Tl (第1开关元件)，其设于流过光电二极管Dl的电流的路径上，按照时钟信号CLK在背光源点亮时导通；以及晶体管T2 (第2开关元件)，其设于流过光电二极管D2的电流的路径上，按照时钟信号CLK在背光源熄灭时导通。光电二极管Dl设于储存节点与晶体管Tl的一端之间，光电二极管D2设于储存节点与晶体管T2 的一端之间，晶体管Tl的另一端连接到复位线RST，晶体管T2的另一端被施加规定的电位 VC。
在背光源点亮时，晶体管Tl导通，由于流过光电二极管Dl的电流，储存节点的电位下降，在背光源熄灭时，晶体管T2导通，由于流过光电二极管D2的电流，储存节点的电位上升。这样，储存节点的电位在背光源点亮时和背光源熄灭时在相反方向变化。因此，根据像素电路10，能使用1个传感器像素电路探测背光源点亮时的光量与背光源熄灭时的光量之差。
(第2实施方式)
图9是本发明的第2实施方式的像素电路的电路图。图9所示的像素电路20包含晶体管！132』1、光电二极管01、02以及电容器Cl。晶体管T1、M1是N型TFT，晶体管 T2是卩型TFT。
如图9所示，晶体管T1、T2的栅极连接到时钟线CLK。光电二极管D 1的阳极连接到复位线RST，阴极连接到晶体管Tl的源极。光电二极管D2的阴极被施加电位VC，阳极连接到晶体管Τ2的源极。晶体管Tl、Τ2的漏极连接到晶体管Ml的栅极。晶体管Ml的漏极连接到电源线VDD，源极连接到输出线OUT。电容器Cl设于晶体管Ml的栅极与读出线RWS 之间。在像素电路20中，连接到晶体管Ml的栅极的节点为储存节点，晶体管Ml作为读出晶体管而执行功能。
图10是示出像素电路20的动作的图。如图10所示，像素电路20在1帧期间进行(a)复位、(b)背光源点亮时的储存、(c)背光源熄灭时的储存、以及(d)读出。背光源点亮时的储存和背光源熄灭时的储存在1帧期间各进行4次。像素电路20的信号波形图与第1实施方式相同(图8)。像素电路20与第1实施方式的像素电路10同样地进行动作。
如上所述，本实施方式的像素电路20与第1实施方式的像素电路10同样，包含2 个光电二极管D1、D2、1个储存节点、晶体管Ml、在背光源点亮时导通的晶体管Tl、以及在背光源熄灭时导通的晶体管T2。晶体管Tl设于储存节点与光电二极管Dl的一端之间，晶体管T2设于储存节点与光电二极管D2的一端之间，光电二极管Dl的另一端连接到复位线 RST，光电二极管D2的另一端被施加规定的电位VC。
在背光源点亮时，晶体管Tl导通，由于流过光电二极管Dl的电流，储存节点的电位下降，在背光源熄灭时，晶体管T2导通，由于流过光电二极管D2的电流，储存节点的电位上升。这样，储存节点的电位在背光源点亮时和背光源熄灭时在相反方向变化。因此，根据像素电路20，能使用1个传感器像素电路探测背光源点亮时的光量与背光源熄灭时的光量之差。
另外，在使储存节点的电位变化而进行读出时，截止的晶体管T2侧的光电二极管 D2从储存节点电分离。因此，能在进行读出时减少储存节点的电容，使储存节点的电位容易变化。
(第3实施方式)
图11是本发明的第3实施方式的像素电路的电路图。图11所示的像素电路30 包含晶体管T 1 T6、M1、光电二极管D1、D2以及电容器Cl。晶体管T1、T4、T5、M1是N型 TFT,晶体管T2、T3、T6是P型TFT。对像素电路30除了提供电位VC之外还提供比复位用的高电平电位更高的电位VDDP。电位VDDP可以是与电位VC相同的电位。
如图11所示，晶体管Tl T4的栅极连接到时钟线CLK。晶体管Tl的源极连接到复位线RST，漏极连接到光电二极管D的阳极和晶体管T3的漏极。晶体管T2的源极被施加电位VC，漏极连接到光电二极管D2的阴极和晶体管T4的漏极。光电二极管Dl的阴极和光电二极管D2的阳极连接到晶体管Ml的栅极。晶体管Ml的漏极连接到电源线VDD，源极连接到输出线OUT。电容器Cl设于晶体管Ml的栅极与读出线RWS之间。晶体管T5、T6的栅极连接到晶体管Ml的栅极。晶体管Τ5的漏极被施加电位VDDP，源极连接到晶体管Τ3的源极。晶体管Τ6的漏极连接到复位线RST，源极连接到晶体管Τ4的源极。在像素电路30 中，连接到晶体管Ml的栅极的节点为储存节点，晶体管Ml作为读出晶体管执行功能。
图12是示出像素电路30的动作的图。如图12所示，像素电路30在1帧期间进行(a)复位、(b)背光源点亮时的储存、(c)背光源熄灭时的储存、以及(d)读出。背光源点亮时的储存和背光源熄灭时的储存在1帧期间各进行4次。像素电路30的信号波形图与第1实施方式相同(图8)。
像素电路30除了以下方面之外，与第1实施方式的像素电路10同样地进行动作。 晶体管T3与晶体管T2同样地导通/截止，晶体管T4与晶体管Tl同样地导通/截止。当在储存期间时钟信号CLK从低电平变为高电平时，晶体管T4从截止变为导通。在该瞬间， 连接到光电二极管D2的阴极的节点N2通过晶体管T4、T6以与晶体管Ml的栅极电位Vint 相应的电位被充电(图12(b)的白箭头)。因此，当时钟信号CLK从低电平变为高电平时， 流过光电二极管D2的电流立刻被切断。
另一方面，在储存期间时钟信号CLK从高电平变为低电平时，晶体管Τ3从截止变为导通。在该瞬间，连接到光电二极管Dl的阳极的节点m通过晶体管T3、T5以与晶体管 Ml的栅极电位Vint相应的电位被充电(图12(c)的白箭头)。因此，当时钟信号CLK从高电平变为低电平时，流过光电二极管Dl的电流立刻被切断。
如上所述，本实施方式的像素电路30在第1实施方式的像素电路10中追加晶体管T3(第3开关元件)，其一端连接到光电二极管Dl的晶体管Tl侧的端子，按照时钟信号 CLK在背光源熄灭时导通；晶体管Τ4 (第4开关元件)，其一端连接到光电二极管D2的晶体管Τ2侧的端子，按照时钟信号CLK在背光源点亮时导通；晶体管Τ5 (第5开关元件)，其对晶体管Τ3的另一端赋予与储存节点的电位相应的电位；以及晶体管Τ6 (第6开关元件)， 其对晶体管Τ4的另一端赋予与储存节点的电位相应的电位。
根据像素电路30，除了第1实施方式的像素电路10的效果之外，当时钟信号CLK 变化时，对与光电二极管Dl、D2的储存节点相反一侧的端子施加与储存节点的电位相应的电位，由此能立刻切断流过光电二极管D1、D2的电流，提高检测精度。
(第4实施方式)
图13是本发明的第4实施方式的像素电路的电路图。图13所示的像素电路40 包含晶体管T1、M1、光电二极管D1、D2、以及电容器Cl。晶体管Tl是P型TFT，晶体管Ml是 N 型 TFT。
如图13所示，光电二极管Dl的阳极连接到复位线RST。光电二极管D2的阴极被施加电位VC，阳极连接到晶体管Tl的源极。光电二极管Dl的阴极和晶体管Tl的漏极连接到晶体管Ml的栅极。晶体管Ml的漏极连接到电源线VDD，源极连接到输出线OUT。电容器 Cl设于晶体管Ml的栅极与读出线RWS之间。晶体管Tl的栅极连接到读出线RWS。在像素电路40中，连接到晶体管Ml的栅极的节点为储存节点，晶体管Ml作为读出晶体管执行功能。关于时钟线CLK和遮光膜LS将在后面描述。
图14A是像素电路40的布局图。如图14A所示，像素电路40通过在玻璃基板上依次形成遮光膜LS、半导体层(斜线部)、栅极配线层(点图案部)以及源极配线层(涂白部)而构成。在连接半导体层和源极配线层的部位、以及连接栅极配线层和源极配线层的部位设有连接器(用白圆示出)。晶体管T1、M1通过交叉地配置半导体层和栅极配线层而形成。光电二极管D1、D2通过排列配置P层、I层以及N层的半导体层而形成。电容器Cl 通过重叠地配置半导体层和栅极配线层而形成。遮光膜LS由金属形成，防止从玻璃基板的里侧进入的光入射到光电二极管Dl、D2。
图14B是像素电路40的其它布局图。在图14B所示的布局中，对覆盖布局面的屏蔽件SH(透明电极用粗虚线示出)施加电位VC，在连接屏蔽件SH和源极配线层的部位设有连接器(用黑圆示出)。此外，可以将像素电路40布局成除上述以外的形式。
时钟线CLK以与光电二极管Dl、D2的遮光膜LS交叉的方式配置。在时钟线CLK 和光电二极管Dl的遮光膜LS交叉的位置形成有电容器CA1，在时钟线CLK和光电二极管 D2的遮光膜LS交叉的位置形成有电容器CA2。这样，光电二极管Dl、D2的遮光膜LS分别通过电容器CA1、CA2与时钟线CLK耦合。
一般，光电二极管的灵敏度根据设于光电二极管的下层的遮光膜的电位而变动。 下面，参照图15和图16对这方面进行说明。图15是示出光电二极管的状态根据遮光膜的电位而变化的情况的图。如图15所示，在包括P层、I层以及N层的光电二极管中，将阳极电位设为Va，将阴极电位设为Vc，将遮光膜(未图示)的电位设为Vg。另外，将假设如下P 型MOS晶体管的情况下的阈值电压设为Vth_p 该P型MOS晶体管将P层作为源极/漏极区域，将遮光膜作为栅极电极，将设于半导体层与遮光膜之间的绝缘膜(未图示)作为栅极绝缘膜；并将假设如下N型MOS晶体管的情况下的阈值电压设为Vth_n 该N型MOS晶体管将N层设为源极/漏极区域，将遮光膜设为栅极电极，将上述绝缘膜设为栅极绝缘膜。
光电二极管的状态根据遮光膜的电位Vg是否满足下式(1) (3)中的任一个而变化。下面，将电位Vg满足式(1)的情况称为模式A，将电位Vg满足式O)的情况称为模式B，将电位Vg满足式(3)的情况称为模式C。
(Va+Vth_p) < Vg < (Vc+Vth_n) ...(1)
Vg < (Va+Vth_p) < (Vc+Vth_n) — (2)
(Va+Vth_p) < (Vc+Vth_n) < Vg ...(3)
在模式A中，在I层的两界面附近，容易产生自由电子和空穴的移动(图15(a))。 因此，在模式A中，电流顺利地流过光电二极管的内部。与此相对，在模式B中，仅在I层的 N层侧的界面附近容易产生自由电子和空穴的移动(图15 (b))。在模式C中，仅在I层的 P层侧的界面附近容易产生自由电子和空穴的移动(图15(c))。因此，在模式B和模式C 中，电流的流动被I层妨碍。
图16是示出遮光膜的电位和流过光电二极管的电流的关系的图。在图16中，横轴表示遮光膜的电位，纵轴表示流过光电二极管的电流。如图16所示，光电二极管的光电流和暗电流根据遮光膜的电位而变动。模式A中的光电流比模式B和模式C中的光电流大。
如上所述，像素电路40所包含的光电二极管Dl、D2的遮光膜LS分别通过电容器 CAU CA2连接到时钟线CLK。因此，当时钟线CLK的电位变化时，光电二极管D1、D2的遮光膜LS的电位也变化，伴随于此，光电二极管Dl、D2的灵敏度也变化。另外，一般，当形成光电二极管时，调整半导体层的掺杂量，由此能调整光电二极管的灵敏度。
图17是示出光电二极管D1、D2的灵敏度特性的图。如图17所示，光电二极管D1、 D2以通过调整半导体层的掺杂量而具有不同的灵敏度特性的方式构成。更详细地，当将时钟信号CLK为高电平时的遮光膜LS的电位设为VG1、将时钟信号CLK为低电平时的遮光膜 LS的电位设为VG2时，光电二极管D1、D2以在遮光膜LS的电位为VGl时光电二极管Dl的灵敏度比光电二极管D2的灵敏度高、在遮光膜LS的电位为VG2时光电二极管Dl的灵敏度比光电二极管D2的灵敏度低的方式构成。下面，假定当遮光膜L S的电位位于VGl附近时， 光电二极管Dl以模式A进行动作，光电二极管D2以模式C进行动作，当遮光膜LS的电位处于VG2附近时，光电二极管Dl以模式B进行动作，光电二极管D2以模式A进行动作。
图18是示出像素电路40的动作的图。如图18所示，像素电路40在1帧期间进行(a)复位、(b)背光源点亮时的储存、(c)背光源熄灭时的储存、以及(d)读出。背光源点亮时的储存和背光源熄灭时的储存在1帧期间各进行4次。像素电路40的信号波形图与第1实施方式相同(图8)。
在复位期间，时钟信号CLK为高电平，读出信号RWS为低电平，复位信号RST为复位用的高电平。此时，晶体管Tl导通。另外，电流(光电二极管Dl的正向电流)从复位线 RST经由光电二极管Dl流过储存节点(图18(a))，电位Vint复位为规定电平。
在储存期间，复位信号RST和读出信号RWS为低电平，时钟信号CLK成为高电平和低电平各4次。此时，晶体管Tl导通。在时钟信号CLK为高电平的期间，光电二极管Dl 以模式A进行动作，光电二极管D2以模式C进行动作。此时，当光入射到光电二极管D1、 D2时，电流Ila(以模式A进行动作时的光电流)从储存节点经由光电二极管Dl流过复位线RST，从储存节点抽出电荷。伴随于此，电流I2c(以模式C进行动作时的光电流)从具有电位VC的配线经由光电二极管D2和晶体管Tl流过储存节点，对储存节点施加电荷(图 18(b))。因为Ila > I2c，所以电位Vint根据在时钟信号CLK为高电平的期间(背光源3 的点亮期间)入射的光的量而下降。
另一方面，在时钟信号CLK为低电平的期间，光电二极管Dl以模式B进行动作，光电二极管D2以模式A进行动作。此时，当光入射到光电二极管Dl、D2时，电流lib (以模式B进行动作时的光电流)从储存节点经由光电二极管Dl流过复位线RST，从储存节点抽出电荷。伴随于此，电流I2a(以模式A进行动作时的光电流)从具有电位VC的配线经由光电二极管D2和晶体管T 1流过储存节点，对储存节点施加电荷(图18(c))。因为Ilb < I2a，所以电位Vint根据在时钟信号CLK为低电平的期间(背光源3的熄灭期间)入射的光的量而上升。
在读出期间，时钟信号CLK为高电平，复位信号RST为低电平，读出信号RWS为读出用的高电平。此时，晶体管Tl截止。此时电位Vint上升读出信号RWS的电位的上升量的(Cq/Cp)倍(此处，Cp为像素电路40的整体的电容值，Cq为电容器Cl的电容值)。晶体管Ml构成源极跟随器放大电路，根据电位Vint驱动输出线0UT(图18(d))。
当将时钟信号CLK为高电平时的光电流设为Ion、将时钟信号CLK为低电平时的光电流设为IofT、将基于背光源的光的光电流设为Ix、将基于外界光的光电流设为Iy时， 对于时钟信号CLK为高电平时下式(4)成立，对于时钟信号CLK为低电平时下式(5)成立。 另外，对于时钟信号CLK为高电平时的光电二极管Dl下式(6)成立，对于时钟信号CLK为低电平时的光电二极管D2下式(7)成立。
Ion=Ila_I2c ...(4)
Ioff = I2a-Ilb ...(5)
Ila = Ix+Iy...(6)
I2a = Iy... (7)
在此，对于光电二极管Dl、D2，模式B的灵敏度与模式C的灵敏度相等，当假设模式A的灵敏度为模式B、C的灵敏度的7倍时，由I2c = (1/7) X I la、lib = (1/7) X I2a导出下式(8)。
Ion-Ioff = (6/7) X I Ia- (6/7) X I2a
= (6/7) X (Ix+Iy) - (6/7) X Iy
=(6/7) X Ix...(8)
这样，时钟信号CLK为高电平时和为低电平时的光电流之差(Ion-Ioff)不包含基于外界光的光电流Iy。因此，通过求出光电流之差(Ion-Ioff)，仅能准确地检测基于背光源的光的光电流。
如上所述，本实施方式的像素电路40包含光电二极管Dl、D2 (第1和第2光传感器)；1个储存节点，其储存与探测到的光量相应的电荷；以及晶体管Ml (读出晶体管)，其具有连接到储存节点的栅极。传输时钟信号CLK的时钟线CLK(控制线)通过电容连接到21设于光电二极管Dl、D2的遮光膜LS。光电二极管Dl、D2的灵敏度特性以彼此不同的形态根据时钟信号CLK而变化，对光电二极管Dl、D2施加相同的时钟信号CLK。
通过电容将光电二极管Dl、D2的遮光膜LS连接到时钟线CLK，由此当时钟线CLK 的电位变化时，遮光膜LS的电位变化，且光电二极管D1、D2的灵敏度特性变化。因此，使用相同的时钟信号CLK控制具有图17所示的灵敏度特性的光电二极管D1、D2，由此在背光源点亮时，流过光电二极管Dl的电流比流过光电二极管D2的电流多，由于流过光电二极管Dl 的电流，储存节点的电位下降。另一方面，在背光源熄灭时，流过光电二极管D2的电流比流过光电二极管Dl的电流多，由于流过光电二极管D2的电流，储存节点的电位上升。这样， 储存节点的电位在背光源点亮时和背光源熄灭时在相反方向变化。因此，根据像素电路40， 能使用1个传感器像素电路探测背光源点亮时的光量与背光源熄灭时的光量之差。
另外，像素电路40包含电容器Cl，其设于储存节点与读出线RWS之间；以及晶体管Tl (开关元件)，其设于储存节点与光电二极管D2的一端之间，在读出线RWS被施加读出用的高电平电位时截止。光电二极管Dl设于储存节点与复位线RST之间，光电二极管D2 的另一端被施加规定的电位VC。因此，在探测期间，光电二极管Dl、D2始终电连接到储存节点，所以能防止由电荷的残留引起的错误，提高检测精度。另外，也具有不必对光电二极管Dl、D2的遮光膜LS设置连接器的效果。
(第5实施方式)
图19是本发明的第5实施方式的像素电路的电路图。图19所示的像素电路50 包含晶体管T1、M1、光电二极管D1、D2以及电容器Cl。晶体管Tl是P型TFT，晶体管Ml是 N型TFT。晶体管Tl、Ml、光电二极管Dl、D2以及电容器Cl连接成与第4实施方式的像素电路40同样的形式。
图20A和图20B是像素电路50的布局图。这些附图的说明除了下面的方面之外， 与第4实施方式同样。时钟线CLK以与光电二极管Dl、D2的遮光膜LS交叉的方式配置。 在时钟线CLK和光电二极管Dl的遮光膜LS交叉的部位、以及时钟线CLK和光电二极管D2 的遮光膜LS交叉的部位分别设有连接器(用带叉的圆示出)。这样，时钟线CLK通过连接器与光电二极管D1、D2的遮光膜LS电连接。在图20B所示的布局中，对覆盖布局面的屏蔽件SH施加电位VC。
与第4实施方式同样，光电二极管D1、D2以通过调整半导体层的掺杂量而具有不同的灵敏度特性的方式构成(图17)。像素电路50的信号波形图与第1实施方式相同(图 8)。像素电路50与第4实施方式的像素电路40同样地进行动作(图18)。
如上所述，本实施方式的像素电路50与第4实施方式的像素电路40同样，包含2 个光电二极管D1、D2、1个储存节点以及晶体管Ml。传输时钟信号CLK的时钟线CLK(控制线)电连接到设于光电二极管Dl、D2的遮光膜LS。光电二极管Dl、D2的灵敏度特性以彼此不同的形式根据时钟信号CLK而变化，对光电二极管D1、D2施加相同的时钟信号CLK。
将光电二极管D1、D2的遮光膜LS电连接到时钟线CLK，由此在时钟线CLK的电位变化时，遮光膜LS的电位变化，光电二极管D1、D2的灵敏度特性变化。因此，通过使用具有图17所示的灵敏度特性的光电二极管D1、D2，与第4实施方式的像素电路40同样，储存节点的电位在背光源点亮时和背光源熄灭时在相反方向变化。因此，根据像素电路50，能使用 1个传感器像素电路探测背光源点亮时的光量与背光源熄灭时的光量之差。
另外，与第4实施方式的像素电路40同样，能防止由于电荷的残留而引起的错误， 提高检测精度。另外，与第4实施方式的像素电路40相比，在时钟线CLK的电位变化时，遮光膜LS的电位较大地变化，光电二极管Dl、D2的灵敏度较大地变化。因此，即使使用振幅小的时钟信号CLK，也能使光电二极管D1、D2的灵敏度较大地变化，能探测背光源点亮时的光量与背光源熄灭时的光量之差。
(第4和第5实施方式的变形例)
图21A是第4实施方式的变形例的像素电路的电路图。图21B是第5实施方式的变形例的像素电路的电路图。图2IA所示的像素电路48和图2IB所示的像素电路58除了连接到时钟线CLK之外，还连接到传输时钟信号CLK的“非”信号的时钟线CLKB。
在像素电路48、58中，时钟线CLK以与光电二极管Dl的遮光膜交叉而与光电二极管D2的遮光膜不交叉的方式配置。时钟线CLKB以与光电二极管D2的遮光膜交叉而与光电二极管Dl的遮光膜不交叉的方式配置。另外，在像素电路58中，时钟线CLK通过连接器与光电二极管Dl的遮光膜电连接。时钟线CLKB通过连接器与光电二极管D2的遮光膜电连接。
图22是示出像素电路48、58所包含的光电二极管Dl、D2的灵敏度特性的图。如图22所示，光电二极管D1、D2以具有相同的灵敏度特性的方式构成。当将时钟信号CLK为高电平(时钟信号CLKB为低电平)时的遮光膜LS的电位设为VG1、将时钟信号CLK为低电平(时钟信号CLKB为高电平)时的遮光膜LS的电位设为VG2时，光电二极管Dl、D2以在遮光膜LS的电位为VGl时灵敏度相对变高、在遮光膜LS的电位为VG2时灵敏度相对变低的方式构成。
使用不同的时钟信号CLK、CLKB控制具有图22所示的灵敏度特性的光电二极管 DU D2，由此在背光源点亮时，流过光电二极管Dl的电流比流过光电二极管D2的电流多， 由于流过光电二极管Dl的电流，储存节点的电位下降。另一方面，在背光源熄灭时，流过光电二极管D2的电流比流过光电二极管Dl的电流多，由于流过光电二极管D2的电流，储存节点的电位上升。这样，储存节点的电位在背光源点亮时和背光源熄灭时在相反方向变化。 因此，根据像素电路48、58，与像素电路40、50同样地能使用1个传感器像素电路探测背光源点亮时的光量与背光源熄灭时的光量之差。
(第6实施方式)
图23是本发明的第6实施方式的像素电路的电路图。图23所示的像素电路60 包含晶体管Tl T4、Ml、光电二极管Dl、以及电容器Cl。晶体管Tl、T3、Ml是N型TFTue3s 体管T2、T4是P型TFT。像素电路60连接到3条时钟线CLK、CLKP、CLKQ0
如图23所示，晶体管T1、T2的栅极连接到时钟线CLK，晶体管Τ3的栅极连接到时钟线CLKQ，晶体管Τ4的栅极连接到时钟线CLKP。晶体管Tl的源极连接到复位线RST，漏极连接到光电二极管Dl的阳极和晶体管Τ3的漏极。晶体管Τ2的源极被施加电位VC，漏极连接到光电二极管Dl的阴极和晶体管Τ4的漏极。晶体管Τ3、Τ4的源极连接到晶体管Ml的栅极。晶体管Ml的漏极连接到电源线VDD，源极连接到输出线OUT。电容器Cl设于晶体管 Ml的栅极与读出线RWS之间。在像素电路60中，连接到晶体管Ml的栅极的节点为储存与探测到的光量相应的电荷的储存节点，晶体管Ml作为读出晶体管执行功能。
图M是示出像素电路60的动作的图。如图M所示，像素电路60在1帧期间进行(a)复位、(b)背光源点亮时的储存、(C)背光源熄灭时的储存、以及(d)读出。背光源点亮时的储存和背光源熄灭时的储存在1帧期间各进行4次。
图25是像素电路60的信号波形图。在图25中，BL表示背光源3的亮度，Vint 表示储存节点的电位(晶体管Ml的栅极电位)。时钟信号CLKP、CLKQ是时钟信号CLK的 “非”信号。但是，时钟信号CLKP的低电平期间和时钟信号CLKQ的高电平期间为相同长度， 比时钟信号CLK的半周期更短。在图25中，时刻tl 时刻t2为复位期间，时刻t2 时刻 t3为储存期间，时刻t3 时刻t4为读出期间。
在复位期间，时钟信号CLK为高电平，时钟信号CLKP、CLKQ和读出信号RWS为低电平，复位信号RST为复位用的高电平。此时，晶体管T1、T4导通，晶体管T2、T3截止。因此， 电流(光电二极管Dl的正向电流)从复位线RST经由晶体管Tl、光电二极管Dl以及晶体管Τ4流过储存节点(图，电位Vint复位为规定电平。
在储存期间，复位信号RS T和读出信号RWS为低电平，时钟信号CLK、CLKP, CLKQ 成为高电平和低电平各4次。在时钟信号CLK为高电平、时钟信号CLKP、CLKQ为低电平的期间，晶体管T1、T4导通，晶体管T2、T3截止。此时，当光入射到光电二极管Dl时，电流(光电二极管Dl的光电流)从储存节点经由晶体管Τ4、光电二极管Dl和晶体管Tl流过复位线RST，从储存节点抽出电荷(图M(b))。因此，电位Vint根据在时钟信号CLK为高电平的期间(背光源3的点亮期间)入射的光的量而下降。
另一方面，在时钟信号CLK为低电平、时钟信号CLKP、CLKQ为高电平的期间，晶体管T1、T4截止，晶体管Τ2、Τ3导通。此时，当光入射到光电二极管Dl时，电流(光电二极管 Dl的光电流)从具有电位VC的配线经由晶体管Τ2、光电二极管Dl以及晶体管Τ3流过储存节点，对储存节点施加电荷(图M(c))。因此，电位Vint根据在时钟信号CLK为低电平的期间(背光源3的熄灭期间)入射的光的量而上升。
在读出期间，时钟信号CLK为高电平，时钟信号CLKP、CLKQ和复位信号RST为低电平，读出信号RWS为读出用的高电平。此时，晶体管T1、T4导通，晶体管T2、T3截止。此时电位Vint上升读出信号RWS的电位的上升量的(Cq/Cp)倍(此处，Cp为像素电路60的整体的电容值，Cq为电容器Cl的电容值)。晶体管Ml构成源极跟随器放大电路，根据电位 Vint驱动输出线0UT(图24(d))。
如上所述，本实施方式的像素电路60包含1个光电二极管Dl (光传感器)；1个储存节点，其储存与探测到的光量相应的电荷；晶体管Ml (读出晶体管)，其具有连接到储存节点的控制端子；以及晶体管Tl T4(多个开关元件)，其按照时钟信号CLK导通/截止，切换流过光电二极管D 1的电流的通过路径。
晶体管Tl设于复位线RST与光电二极管Dl的一端之间，在背光源点亮时导通。 晶体管Τ2设于施加规定电位VC的配线与光电二极管Dl的另一端之间，在背光源熄灭时导通。晶体管Τ3设于储存节点与光电二极管Dl的一端之间，在背光源熄灭时导通。晶体管 Τ4设于储存节点与光电二极管Dl的另一端之间，在背光源点亮时导通。晶体管Tl、Τ3是 N型(第1导电型)晶体管，晶体管12、1~4是？型(第2导电型)晶体管。晶体管Τ1、Τ2 按照时钟信号CLK(第1控制信号)导通/截止，晶体管Τ3按照时钟信号CLKQ(第2控制信号)导通/截止，晶体管"Γ4按照时钟信号CLKP (第3控制信号)导通/截止。时钟信号 CLKP、CLKQ是时钟信号CLK的“非”信号，在与时钟信号CLK不同的定时变化。
在背光源点亮时，晶体管T1、T4导通，形成经由光传感器和晶体管T1、T4的电流路径，电流从储存节点流出。在背光源熄灭时，晶体管Τ2、Τ3导通，形成经由光传感器和晶体管Τ2、Τ3的电流路径，电流流入储存节点。这样，因为在背光源点亮时和背光源熄灭时电流在相反方向流过储存节点，所以储存节点的电位在背光源点亮时和背光源熄灭时在相反方向变化。因此，根据像素电路60，能使用1个传感器像素电路探测背光源点亮时的光量与背光源熄灭时的光量之差。
(第7实施方式)
图沈是本发明的第7实施方式的像素电路的电路图。图沈所示的像素电路70 包含晶体管Tl Τ4、Ml、光电二极管Dl、以及电容器Cl。晶体管Tl、T4、Ml是N型TFTdS 体管T2、T3是P型TFT。像素电路70连接到2条时钟线CLK、CLKR0
如图沈所示，晶体管Tl、T4的栅极连接到时钟线CLK，晶体管T2、T3的栅极连接到时钟线CLKR。晶体管Tl的源极连接到复位线RST，漏极连接到光电二极管Dl的阳极和晶体管T3的源极。晶体管T2的源极被施加电位VC，漏极连接到光电二极管Dl的阴极和晶体管T4的源极。晶体管T3、T4的漏极连接到晶体管Ml的栅极。晶体管Ml的漏极连接到电源线VDD，源极连接到输出线OUT。电容器Cl设于晶体管Ml的栅极与读出线RWS之间。 在像素电路70中，连接到晶体管Ml的栅极的节点为储存节点，晶体管Ml作为读出晶体管执行功能。
图27是示出像素电路70的动作的图。如图27所示，像素电路70在1帧期间进行(a)复位、(b)背光源点亮时的储存、(c)背光源熄灭时的储存、以及(d)读出。背光源点亮时的储存和背光源熄灭时的储存在1帧期间各进行4次。
图观是像素电路70的信号波形图。如图观所示，时钟信号CLKR与时钟信号CLK 同样地导通/截止。但是，时钟信号CLKR的低电平期间比时钟信号CLK的半周期更短。在图28中，时刻tl 时刻t2为复位期间，时刻t2 时刻t3为储存期间，时刻t3 时刻t4 为读出期间。
在复位期间，时钟信号CLK、CLKR为高电平，读出信号RWS为低电平，复位信号RST 为复位用的高电平。此时，晶体管T1、T4导通，晶体管T2、T3截止。因此，电流(光电二极管D 1的正向电流)从复位线RST经由晶体管Tl、光电二极管Dl以及晶体管Τ4流过储存节点(图27(a))，电位Vint在规定电平。
在储存期间，复位信号RST和读出信号RWS为低电平，时钟信号CLK、CLKR成为高电平和低电平各4次。在时钟信号CLK、CLKR为高电平的期间，晶体管Tl、Τ4导通，晶体管 Τ2、Τ3截止。此时，当光入射到光电二极管Dl时，电流(光电二极管Dl的光电流)从储存节点经由晶体管Τ4、光电二极管Dl以及晶体管Tl流过复位线RST，从储存节点抽出电荷(图 27(b))。因此，电位Vint根据在时钟信号CLK为高电平的期间(背光源3的点亮期间)入射的光的量而下降。
另一方面，在时钟信号CLK、CLKR为低电平的期间，晶体管T1、T4截止，晶体管Τ2、 Τ3导通。此时，当光入射到光电二极管Dl时，电流(光电二极管Dl的光电流)从具有电位 VC的信号线经由晶体管Τ2、光电二极管Dl和晶体管Τ3流过储存节点，对储存节点施加电荷(图27 (c))。因此，电位Vint根据在时钟信号CLK为低电平的期间(背光源3的熄灭期间)入射的光的量而上升。
在读出期间，时钟信号CLK、CLKR为高电平，复位信号RST为低电平，读出信号RWS 为读出用的高电平。此时，晶体管T1、T4导通，晶体管T2、T3截止。此时电位Vint上升读出信号RWS的电位的上升量的(Cq/Cp)倍(此处，Cp为像素电路70的整体的电容值，Cq 为电容器Cl的电容值)。晶体管Ml构成源极跟随器放大电路，根据电位Vint驱动输出线 OUT (图 27 (d))。
如上所述，本实施方式的像素电路70与第6实施方式的像素电路60同样，包含1 个光电二极管Dl、l个储存节点、晶体管Ml以及晶体管Tl T4。在像素电路70中，晶体管T1、T4是N型(第1导电型)晶体管，晶体管12、13是？型(第2导电型)晶体管。晶体管Tl、Τ4按照时钟信号CLK(第1控制信号)导通/截止，晶体管Τ2、Τ3按照时钟信号 CLKR(第2控制信号)导通/截止。时钟信号CLKR在与时钟信号CLK相同的方向在不同的定时变化。
在像素电路70中，与第6实施方式的像素电路60同样，在背光源点亮时和背光源熄灭时，电流在相反方向流过储存节点，储存节点的电位在背光源点亮时和背光源熄灭时在相反方向变化。因此，根据像素电路70，能使用1个传感器像素电路探测背光源点亮时的光量与背光源熄灭时的光量之差。另外，使用2个时钟信号CLK、CLKR作为控制信号，由此能削减控制信号个数，提高开口率，并提高传感器像素电路的灵敏度。
(第8实施方式)
图四是本发明的第8实施方式像素电路的电路图。图四所示的像素电路80包含晶体管Tl Τ4、Μ1和光电二极管Dl。晶体管Tl、Τ3、Μ1是N型TFT，晶体管Τ2、Τ4是P 型TFT。像素电路80连接到2条时钟线CLK、CLKQ0
如图四所示，晶体管Τ1、Τ2的栅极连接到时钟线CLK，晶体管Τ3的栅极连接到时钟线CLKQ，晶体管Τ4的栅极连接到读出线RWS。晶体管Tl的源极连接到复位线RST，漏极连接到光电二极管Dl的阳极和晶体管Τ3的漏极。晶体管Τ2的源极被施加电位VC，漏极连接到光电二极管Dl的阴极和晶体管Τ4的漏极。晶体管Τ3、Τ4的源极连接到晶体管Ml的栅极。晶体管Ml的漏极连接到电源线VDD，源极连接到输出线OUT。在像素电路80中，连接到晶体管Ml的栅极的节点为储存节点，晶体管Ml作为读出晶体管而执行功能。晶体管 T4在栅极被施加读出用的高电平电位时将储存节点的电位放大。
图30是示出像素电路80的动作的图。如图30所示，像素电路80在1帧期间进行(a)复位、(b)背光源点亮时的储存、(c)背光源熄灭时的储存、以及(d)读出。背光源点亮时的储存和背光源熄灭时的储存在1帧期间各进行4次。
图31是像素电路80的信号波形图。如图31所示，时钟信号CLKQ是时钟信号CLK 的“非”信号。另外，在储存期间，读出信号RWS为时钟信号CLK的“非”信号。但是，时钟信号CLKQ的高电平期间和储存期间中的读出信号RWS的低电平期间为相同长度，比时钟信号CLK的半周期短。在图31中，时刻tl 时刻t2为复位期间，时刻t2 时刻t3为储存期间，时刻t3 时刻t4为读出期间。
在复位期间，时钟信号CLK为高电平，时钟信号CLKQ和读出信号RWS为低电平，复位信号RST为复位用的高电平。此时，晶体管T1、T4导通，晶体管T2、T3截止。因此，电流 (光电二极管Dl的正向电流)从复位线RST经由晶体管Tl、光电二极管Dl以及晶体管Τ4 流过储存节点(图30(a))，电位Vint复位为规定电平。
在储存期间，复位信号RST为低电平，时钟信号CLK、CLKQ和读出信号RWS成为高电平和低电平各4次。在时钟信号CLK为高电平、时钟信号CLKQ和读出信号RWS为低电平的期间，晶体管Tl、T4导通，晶体管T2、T3截止。此时，当光入射到光电二极管Dl时，电流 (光电二极管Dl的光电流)从储存节点经由晶体管T4、光电二极管Dl以及晶体管Tl流过复位线RST，从储存节点抽出电荷(图30(b))。因此，电位Vint根据在时钟信号CLK为高电平的期间(背光源3的点亮期间)入射的光的量而下降。另一方面，在时钟信号CLK为低电平、时钟信号CLKQ和读出信号RWS为高电平的期间，晶体管T1、T4截止，晶体管T2、T3导通。此时，当光入射到光电二极管Dl时，电流(光电二极管Dl的光电流)从具有电位VC的信号线经由晶体管Τ2、光电二极管Dl以及晶体管 Τ3流过储存节点，对储存节点施加电荷(图30 (c))。因此，电位Vint根据在时钟信号CLK 为低电平的期间(背光源3的熄灭期间)入射的光的量而上升。在读出期间，时钟信号CLK为高电平，时钟信号CLKQ和复位信号RST为低电平，读出信号RWS为读出用的高电平。此时，晶体管Τ1、Τ4导通，晶体管Τ2、Τ3截止。晶体管Τ4在栅极被施加读出用的高电平电位时放大电位Vint。因此，电位Vint上升得比读出信号RWS 的电位的上升量的(Cq/Cp)倍(此处，Cp为像素电路80的整体的电容值，Cq为电容器Cl 的电容值)更大。晶体管Ml构成源极跟随器放大电路，根据电位Vint驱动输出线OUT(图 30(d))。如上所述，本实施方式的像素电路80与第6实施方式的像素电路60同样，包含1 个光电二极管Dl、l个储存节点、晶体管Ml以及晶体管Tl T4。这些构成要素的特性和连接形式与第6实施方式的像素电路60相同。因此，根据像素电路80，能使用1个传感器像素电路探测背光源点亮时的光量与背光源熄灭时的光量之差。另外，在像素电路80中，当对晶体管T4的栅极施加读出用电位时，储存节点的电位(晶体管Ml的栅极电位)被放大。 由此，能提高传感器像素电路的灵敏度。(第9实施方式)图32是本发明的第9实施方式的像素电路的电路图。如图32所示，第1像素电路90a包含晶体管Tla、Mia、光电二极管Dla、以及电容器Cla。第2像素电路90b包含晶体管Tlb、Mlb、光电二极管Dlb、以及电容器Clb。晶体管Tla、Mia、Tib、Mlb为N型TFT。在第1像素电路90a中，晶体管Tla的源极连接到复位线RSTa，栅极连接到时钟线 CLKa，漏极连接到光电二极管Dla的阳极。光电二极管Dla的阴极连接到晶体管Mla的栅极。晶体管Mla的漏极连接到电源线VDDa，源极连接到输出线OUTa。电容器Cla设于晶体管Mla的栅极与读出线RWM之间。在第1像素电路90a中，连接到晶体管Mla的栅极的节点为储存节点，晶体管Mla作为读出晶体管而执行功能。第2像素电路90b具有与第1像素电路90a相同的构成。图33是示出第1和第2像素电路90a、90b的动作的图。如图33所示，第1和第 2像素电路90a、90b在1帧期间进行(a)复位、(b)背光源点亮时的储存和保持、(c)背光源熄灭时的储存和保持、以及(d)读出。背光源点亮时的储存和保持、以及背光源熄灭时的储存和保持在1帧期间各进行4次。图34是第1和第2像素电路90a、90b的信号波形图。在图34中，Vinta表示第1 像素电路90a的储存节点的电位(晶体管Mla的栅极电位)，Vintb表示第2像素电路90b
27的储存节点的电位(晶体管Mlb的栅极电位)。在图34中，时刻tl 时刻t2为复位期间， 时刻t2 时刻t3为储存和保持期间，时刻t3 时刻t4为读出期间。在复位期间，时钟信号CLKa、CLKb为高电平，读出信号RWSa、RffSb为低电平，复位信号RSTa、RSTb为复位用的高电平。此时晶体管Tla、Tlb导通。因此，在第1像素电路90a 中，电流(光电二极管Dla的正向电流)从复位线RSTa经由晶体管Tla和光电二极管Dla 流过储存节点，在第2像素电路90b中，电流(光电二极管Dlb的正向电流)从复位线RSTb 经由晶体管Tlb和光电二极管Dlb流过储存节点(图33(a))。由此，电位Vinta、Vintb复位为规定电平。在储存和保持期间，复位信号RSTa、RSIl3和读出信号RW&i、RWSb为低电平，时钟信号CLKa、CLKb成为高电平和低电平各4次。在时钟信号CLKa为高电平、时钟信号CLKb为低电平的期间，晶体管Tla导通，晶体管Tlb截止。此时，当光入射到光电二极管Dla时，电流(光电二极管Dla的光电流)从第1像素电路90a的储存节点经由光电二极管Dla和晶体管Tla流过复位线RSTa，从储存节点抽出电荷。另外，此时，当光入射到光电二极管Dlb 时，在第2像素电路90b中，光电二极管Dlb的光电流不流动(图33(b))。因此，电位Vinta 根据在该期间(背光源3的点亮期间)入射的光的量而下降，电位Vintb不变化。另一方面，在时钟信号CLKa为低电平、时钟信号CLKb为高电平的期间，晶体管Tla 截止，晶体管Tlb导通。此时，当光入射到光电二极管Dlb时，电流(光电二极管Dlb的光电流)从第2像素电路90b的储存节点经由光电二极管Dlb和晶体管Tlb流过复位线RSTb， 从储存节点抽出电荷。另外，此时即使光入射到光电二极管Dla，在第1像素电路90a中，光电二极管Dla的光电流也不流动(图33(c))。因此，电位Vintb根据在该期间(背光源3 的熄灭期间)入射的光的量而下降，电位Vinta不变化。在读出期间，时钟信号CLKa、CLKb和复位信号RSTa、RSTb为低电平，读出信号 RW&i、RWSb为读出用的高电平。此时晶体管Tla、Tlb截止。此时电位Vinta上升读出信号 RWM的电位的上升量的(Cqa/Cpa)倍(此处，Cpa为第1像素电路90a的整体的电容值，Cqa 为电容器Cla的电容值)，晶体管Mla根据电位Vinta驱动输出线OUTa。同样，电位Vintb 上升读出信号RWSb的电位的上升量的(Cqb/Cpb)倍(此处，Cpb为第2像素电路90b的整体的电容值，Cqb为电容器Clb的电容值)，晶体管Mlb根据电位Vintb驱动输出线OUTb (图 33(d))。如上所述，本实施方式的第1像素电路90a包含1个光电二极管Dla(光传感器)； 1个储存节点，其储存与探测到的光量相应的电荷；晶体管Mla (读出晶体管)，其具有连接到储存节点的控制端子；以及晶体管Tla (保持用开关元件)，其设于流过光电二极管Dla 的电流的路径上，按照时钟信号CLK导通/截止。光电二极管Dla设于储存节点与晶体管 Tla的一端之间，晶体管Tla的另一端连接到复位线RSTa。晶体管Tla按照时钟信号CLKa 在背光源点亮时导通。第2像素电路90b具有与第1像素电路90a同样的构成，第2像素电路90b所包含的晶体管Tlb在背光源熄灭时导通。这样在流过光电二极管Dla的电流的路径上设有在背光源点亮时导通的晶体管 Tla，在流过光电二极管Dlb的电流的路径上设有在背光源熄灭时导通的晶体管Tlb，由此能构成第1像素电路90a，其在背光源点亮时探测光，除此以外时保持探测到的光量；以及第2像素电路90b，其在背光源熄灭时探测光，除此以外时保持探测到的光量。
(第10实施方式)图35是本发明的第10实施方式的像素电路的电路图。如图35所示，第1像素电路10(^包含晶体管113、123、133、机3、光电二极管013以及电容器Cla。第2像素电路 IOOb包含晶体管Tib、T2b、T3b、Mlb、光电二极管Dlb以及电容器Clb。晶体管Tla、T3a、 Mia、Tib、T3b、Mlb是N型TFT，晶体管T2a、T2b是P型TFT。对第1像素电路IOOa和第2 像素电路IOOb提供高电平电位VDDP。在第1像素电路IOOa中，晶体管Tla、T2a的栅极连接到时钟线CLKa。晶体管Tla 的源极连接到复位线RSTa，漏极连接到光电二极管Dla的阳极和晶体管T2a的漏极。光电二极管D Ia的阴极连接到晶体管Mla的栅极。晶体管Mla的漏极连接到电源线VDDa，源极连接到输出线OUTa。电容器Cla设于晶体管Mla的栅极与读出线RWM之间。晶体管T3a 的漏极被施加电位VDDP，栅极连接到晶体管Mla的栅极，源极连接到晶体管Th的源极。在第1像素电路IOOa中，连接到晶体管Mla的栅极的节点为储存节点，晶体管Mla作为读出晶体管而执行功能。第2像素电路IOOb具有与第1像素电路IOOa相同的构成。图36是示出第1和第2像素电路IOOaUOOb的动作的图。如图36所示，第1和第2像素电路IOOaUOOb在1帧期间进行(a)复位、(b)背光源点亮时的储存和保持、(c) 背光源熄灭时的储存和保持、以及(d)读出。背光源点亮时的储存和保持、以及背光源熄灭时的储存和保持在1帧期间各进行4次。第1和第2像素电路IOOaUOOb的信号波形图与第9实施方式相同(图34)。第1和第2像素电路IOOaUOOb除了下面的方面之外，与第9实施方式的第1和第2像素电路90a、90b同样地进行动作。晶体管Th在时钟信号CLKa为高电平时截止，在时钟信号CLKa为低电平时导通。晶体管T2b在时钟信号CLKb为高电平时截止，在时钟信号CLKb为低电平时导通。在储存和保持期间，当时钟信号CLKb从高电平变为低电平时，晶体管T2b从截止变为导通。在该瞬间，连接到光电二极管Dlb的阳极的节点Nb通过晶体管T2b、T3b以与晶体管Mlb的栅极电位Vintb相应的电位被充电(图36(b)的白箭头)。因此，当从背光源熄灭时变为背光源点亮时的时候，流过光电二极管Dlb的电流立刻被切断。另一方面，在储存和保持期间，当时钟信号CLKa从高电平变为低电平时，晶体管 Th从截止变为导通。在该瞬间，连接到光电二极管Dla的阳极的节点Na通过晶体管T2a、 T3a以与晶体管Mla的栅极电位Vinta相应的电位被充电(图36(c)的白箭头)。因此，当从背光源点亮时变为背光源熄灭时的时候，流过光电二极管Dla的电流立刻被切断。如上所述，本实施方式的第1像素电路IOOa在第9实施方式的第1像素电路90a 中追加了 晶体管T2a(第1开关元件)，其一端连接到光电二极管Dla的阳极(晶体管Tla 侧的端子)，按照时钟信号CLKa导通/截止；以及晶体管T3a (第2开关元件)，其对晶体管T2a的源极施加与储存节点的电位相应的电位。晶体管Th在背光源熄灭时导通。第2 像素电路IOOb具有与第1像素电路IOOa同样的构成，第2像素电路IOOb所包含的晶体管 T2b在背光源点亮时导通。根据第1和第2像素电路100a、100b,与第9实施方式的第1和第2像素电路90a、 90b同样，能探测背光源点亮时的光量和背光源熄灭时的光量。另外，当时钟信号CLKa变化时，对光电二极管Dla的与储存节点相反一侧的端子施加与储存节点的电位相应的电位，由此能立刻切断流过光电二极管Dla的电流，提高检测精度。第2像素电路IOOb也能得到同样的效果。(第11实施方式)图37是本发明的第11实施方式的像素电路的电路图。如图37所示，第1像素电路IlOa包含晶体管Tla、Mla、光电二极管Dla以及电容器Cla。第2像素电路IlOb包含晶体管Tlb、Mlb、光电二极管Dlb以及电容器Clb。晶体管Tla、Mia、Tib、Mlb是N型TFT。在第1像素电路IlOa中，光电二极管Dla的阳极连接到复位线RSTa，阴极连接到晶体管Tla的源极。晶体管Tla的栅极连接到时钟线CLKa，漏极连接到晶体管Mla的栅极。 晶体管Mla的漏极连接到电源线VDDa，源极连接到输出线OUTa。电容器Cla设于晶体管Mla 的栅极与读出线RWM之间。在第1像素电路IlOa中，连接到晶体管Mla的栅极的节点为储存与探测到的光量相应的电荷的储存节点，晶体管Mla作为读出晶体管而执行功能。第2 像素电路IlOb具有与第1像素电路IlOa相同的构成。第1像素电路IlOa与第9实施方式的第1像素电路90a同样地进行动作。第2像素电路IlOb也与其同样。如上所述，本实施方式的第1像素电路IlOa包含与第9实施方式的第1像素电路 90a相同的构成要素。但是，在第1像素电路IlOa中，晶体管Tla设于储存节点与光电二极管Dla的一端之间，光电二极管Dla的另一端连接到复位线RSTa。晶体管Tla按照时钟信号CLKa在背光源点亮时导通。第2像素电路IlOb具有与第1像素电路IlOa同样的构成， 第2像素电路IlOb所包含的晶体管Tlb在背光源熄灭时导通。这样在流过光电二极管Dla的电流的路径上设有在背光源点亮时导通的晶体管 Tla，在流过光电二极管Dlb的电流的路径上设有在背光源熄灭时导通的晶体管Tlb，由此能构成第1像素电路110a，其在背光源点亮时探测光，除此以外时保持探测到的光量；以及第2像素电路110b，其在背光源熄灭时探测光，除此以外时保持探测到的光量。(第12实施方式)图38是本发明的第12实施方式的像素电路的电路图。如图38所示，第1像素电路120a包含晶体管Tla、T2a、Mla、光电二极管Dla以及电容器Cla。第2像素电路120b包含晶体管1113、1213、机13、光电二极管0让以及电容器Clb。晶体管113、了23^13、1113、1^3、 Mlb 是 N 型 TFT。在第1像素电路120a中，晶体管Tla、T2a的栅极连接到时钟线CLKa。晶体管T2a 的源极连接到复位线RSTa，漏极连接到光电二极管Dla的阳极。光电二极管Dla的阴极连接到晶体管Tla的源极。晶体管Tla的漏极连接到晶体管Mla的栅极。晶体管Mla的漏极连接到电源线VDDa，源极连接到输出线OUTa。电容器Cla设于晶体管Mla的栅极与读出线 RWSa之间。在第1像素电路120a中，连接到晶体管Mla的栅极的节点为储存节点，晶体管 Mla作为读出晶体管而执行功能。第2像素电路120b具有与第1像素电路120a相同的构成。第1像素电路120a除了晶体管Th在与晶体管Tla相同的定时导通/截止的方面之夕卜，与第11实施方式的第1像素电路IlOa同样地进行动作。第2像素电路120b也与其同样。如上所述，本实施方式的第1像素电路120a包含1个光电二极管Dla (光传感器)；1个储存节点，其储存与探测到的光量相应的电荷；晶体管Mla(读出晶体管)，其具有连接到储存节点的控制端子；以及晶体管Tla、ΤΜΟ个保持用开关元件)。晶体管Tla设于储存节点与光电二极管Dla的一端之间，晶体管Th设于复位线RSTa与光电二极管Dla 的另一端之间。晶体管Tla、I^a按照时钟信号CLKa在背光源点亮时导通。第2像素电路 120b具有与第1像素电路120a同样的构成，第2像素电路120b所包含的晶体管Tib、T2b 在背光源熄灭时导通。这样在光电二极管Dla的两侧设有在背光源点亮时导通的晶体管Tla、T2a，在光电二极管Dlb的两侧设有在背光源熄灭时导通的晶体管Tib、T2b，由此能构成第1像素电路120a，其在背光源点亮时探测光，除此以外时保持探测到的光量；以及第2像素电路 120b，其在背光源熄灭时探测光，除此以外时保持探测到的光量。另外，在第1像素电路120a中，在背光源熄灭时，设于光电二极管Dla与复位线 RSTa之间的晶体管Th截止。因此，由流过光电二极管Dla的电流所引起的光电二极管Dla 的阴极电位的变动变小，在晶体管Tla的两端施加的电位差变小。由此，能削减流过晶体管 Tla的漏电流，防止储存节点的电位的变动，提高检测精度。第2像素电路120b也得到同样的效果。(第13实施方式)图39是本发明的第13实施方式的像素电路的电路图。图39所示的像素电路130 包含晶体管Tla、Tlb、Mla、Mlb、光电二极管Dl以及电容器ClaXlb0晶体管Tla、Tlb、Mla、 Mlb是N型TFT。在图39中，左半部相当于第1像素电路，右半部相当于第2像素电路。像素电路130连接到时钟线CLKa、CLKb、复位线RST、读出线RWS、电源线VDDa、VDDb以及输出线 OUTa、OUTb。如图39所示，光电二极管Dl的阳极连接到复位线RST，阴极连接到晶体管Tla、 Tlb的源极。晶体管Tla的栅极连接到时钟线CLKa，漏极连接到晶体管Mla的栅极。晶体管Mla的漏极连接到电源线VDDa，源极连接到输出线OUTa。电容器Cla设于晶体管Mla的栅极与读出线RWS之间。晶体管Tlb的栅极连接到时钟线CLKb，漏极连接到晶体管Mlb的栅极。晶体管Mlb的漏极连接到电源线VDDb，源极连接到输出线OUTb。电容器Clb设于晶体管Mlb的栅极与读出线RWS之间。在像素电路130中，连接到晶体管Mla的栅极的节点为第1储存节点，连接到晶体管Mlb的栅极的节点为第2储存节点，晶体管Mla、Mlb作为读出晶体管而执行功能。如上所述，本实施方式的像素电路130具有在第11实施方式的第1和第2像素电路IlOaUlOb之间共用1个光电二极管Dl (光传感器)的构成。共用的光电二极管Dl的阴极连接到相当于第1像素电路的部分所包含的晶体管Tla的源极和相当于第2像素电路的部分所包含的晶体管Tlb的源极。这样构成的像素电路130与第11实施方式的第1和第2像素电路IlOaUlOb同样地进行动作。根据像素电路130，与第11实施方式的第1和第2像素电路IlOaUlOb同样，能探测背光源点亮时的光量和背光源熄灭时的光量。另外，在2种像素电路间共用1个光电二极管D1，由此能消除光电二极管的灵敏度特性的离散的影响，准确地求出背光源点亮时的光量与背光源熄灭时的光量之差。另外，能减少光电二极管的个数，提高开口率，提高传感器像素电路的灵敏度。(第14实施方式)图40是本发明的第14实施方式的像素电路的电路图。图40所示的像素电路140包含晶体管Tla、Tlb、T2a、T2a、Mla、Mlb、光电二极管Dl以及电容器Cla、Clb。晶体管Tla、 Tib、T2a、T2b、Mia、Mlb是N型TFT。在图40中，左半部相当于第1像素电路，右半部相当于第2像素电路。像素电路140连接到时钟线CLKa、CLKb、复位线RST、读出线RWS、电源线 VDDa、VDDb 以及输出线 OUTa、OUTb。如图40所示，晶体管Tla、T2a的栅极连接到时钟线CLKa，晶体管T2a、T2b的栅极连接到时钟线CLKb。晶体管T2a、T2b的源极连接到复位线RST，漏极连接到光电二极管Dl 的阳极。光电二极管Dl的阴极连接到晶体管Tla、Tlb的源极。晶体管Tla的栅极连接到时钟线CLKa，漏极连接到晶体管Mla的栅极。晶体管Mla的漏极连接到电源线VDDa，源极连接到输出线OUTa。电容器Cla设于晶体管M Ia的栅极与读出线RWS之间。晶体管Tlb 的栅极连接到时钟线CLKb，漏极连接到晶体管M Ib的栅极。晶体管Mlb的漏极连接到电源线VDDb，源极连接到输出线OUTb。电容器Clb设于晶体管Mlb的栅极与读出线RWS之间。 在像素电路140中，连接到晶体管Mla的栅极的节点为第1储存节点，连接到晶体管M Ib 的栅极的节点为第2储存节点，晶体管Mia、Mlb作为读出晶体管而执行功能。如上所述，本实施方式的像素电路140具有在第12实施方式的第1和第2像素电路120a、120b之间共用1个光电二极管Dl (光传感器)的构成。共用的光电二极管Dl的阴极连接到相当于第1像素电路的部分所包含的晶体管Tla的源极和相当于第2像素电路的部分所包含的晶体管Tlb的源极。光电二极管Dl的阳极连接到相当于第1像素电路的部分所包含的晶体管T2a的漏极和相当于第2传感器像素电路的部分所包含的晶体管T2b 的漏极。像素电路140与第12实施方式的第1和第2像素电路120a、120b同样地进行动作。根据像素电路140，与第12实施方式的第1和第2像素电路120a、120b同样，能探测背光源点亮时的光量和背光源熄灭时的光量。另外，与第12实施方式同样，能削减流过晶体管Tla、Tlb的漏电流，防止第1和第2储存节点的电位的变动，提高检测精度。另外， 通过在2种像素电路间共用1个光电二极管D1，由此能消除光电二极管的灵敏度特性的离散的影响，准确地求出背光源点亮时的光量与背光源熄灭时的光量之差。另外，能减少光电二极管的个数，提高开口率，提高传感器像素电路的灵敏度。(第15实施方式)图41是本发明的第15实施方式的像素电路的电路图。图41所示的像素电路150 包含晶体管Tla、Tlb、Ml、光电二极管D1、以及电容器Cla、Clb。晶体管Tla、Tlb、Ml是N型 TFT0在图41中，左半部相当于第1像素电路，右半部相当于第2像素电路。像素电路150 连接到时钟线CLKa、CLKb、复位线RST、读出线RWS、电源线VDD、以及输出线OUT。如图41所示，光电二极管D 1的阳极连接到复位线RST，阴极连接到晶体管Tla、 Tlb的源极和晶体管Ml的栅极。晶体管Tla的栅极连接到时钟线CLKa，晶体管Tlb的栅极连接到时钟线CLKb。电容器Cla设于晶体管Tla的漏极与读出线RWS之间。电容器Clb设于晶体管Tlb的漏极与读出线RWS之间。晶体管Ml的漏极连接到电源线VDD，源极连接到输出线OUT。在像素电路150中，连接到晶体管Tla的漏极的节点为第1储存节点，连接到晶体管Tlb的漏极的节点为第2储存节点，晶体管Ml作为读出晶体管而执行功能。如上所述，本实施方式的像素电路150具有在第11实施方式的第1和第2像素电路IlOaUlOb之间共用光电二极管Dl和晶体管Ml (读出晶体管)的构成。共用的晶体管Ml的栅极(控制端子)连接到共用的光电二极管Dl的一端、相当于第1像素电路的部分所包含的晶体管Tla的一端、以及相当于第2像素电路的部分所包含的晶体管Tlb的一端。 这样，晶体管M 1的栅极构成为能通过晶体管Tla、Tlb电连接到第1和第2储存节点。像素电路150与第11实施方式的第1和第2像素电路IlOaUlOb同样地进行动作。根据像素电路150，与第13实施方式的像素电路130同样，能探测背光源点亮时的光量和背光源熄灭时的光量。另外，通过在2种像素电路间共用1个光电二极管D1，由此得至IJ与第13实施方式同样的效果。另外，通过在2种像素电路间共用晶体管M1，由此能消除晶体管Ml的阈值特性的离散的影响，准确地求出背光源点亮时的光量与背光源熄灭时的光量之差。(实施方式的变形例)本发明的各实施方式也能构成下面所示的变形例。图42A 图42G分别是第1实施方式的第1 第7变形例的像素电路的电路图。图42A 图42G所示的像素电路11 17通过针对第1实施方式的像素电路10进行下面的变形而得到。图42A所示的像素电路11将像素电路10所包含的电容器C 1置换成作为P型TFT 的晶体管Tc。在像素电路11中，晶体管TC的一方导通端子连接到光电二极管Dl的阴极和光电二极管D2的阳极，另一方导通端子连接到晶体管Ml的栅极，栅极连接到读出线RWS。 这样连接的晶体管TC在读出线RWS被施加读出用的高电平时，与原来的像素电路相比使储存节点的电位较大地变化。因此，能将强光入射时的储存节点的电位与弱光入射时的储存节点的电位之差放大，提高像素电路11的灵敏度。图42B所示的像素电路12将像素电路10所包含的光电二极管D1、D2置换成光电晶体管TD1、TD2，并将晶体管T2置换成作为N型TFT的晶体管T7。在像素电路12中，晶体管T7的漏极被施加电位VC，源极连接到光电晶体管TD2的阴极，栅极连接到传输时钟信号 CLK的“非”信号的时钟线CLKB。由此，像素电路12所包含的晶体管全部为N型。因此，能使用仅能制造N型晶体管的单沟道工艺来制造像素电路12。此外，在进行该变形的情况下， 需要将像素电路所包含的所有的P型晶体管置换成N型晶体管。图42C所示的像素电路13将像素电路10所包含的光电二极管Dl、D2相反地连接。对像素电路13提供通常为高电平而复位时为复位用的低电平的复位信号RST和比复位用的低电平电位低的低电平电位VC。晶体管Tl的漏极连接到复位线RST，晶体管Tl的源极连接到光电二极管Dl的阴极。晶体管T2的漏极被施加电位VC，源极连接到光电二极管D2的阳极。光电二极管Dl的阳极和光电二极管D2的阴极连接到晶体管Ml的栅极。由此，得到像素电路的变形。图42D所示的像素电路14将像素电路10所包含的光电二极管Dl、D2相反地连接，并删除电容器Cl。对像素电路14提供与像素电路13同样的复位信号RST和电位VC。 但是，复位信号RST在读出时成为读出用的高电平。当复位信号RST为读出用的高电平时， 储存节点的电位(晶体管Ml的栅极电位)上升，与储存节点的电位相应的电流流过晶体管 Ml。这样，像素电路14不具备电容器Cl。因此，能按电容器Cl的量来增大开口率，使像素电路的灵敏度提高。图42E所示的像素电路15在像素电路10中增加了晶体管TS。晶体管TS是N型 TFT，作为选择用开关元件而执行功能。在像素电路15中，对电容器Cl的一方电极施加高
33电平电位VDD。晶体管Ml的源极连接到晶体管TS的漏极。晶体管TS的源极连接到输出线 OUT，栅极连接到选择线SEL。选择信号SEL在从像素电路15进行读出时成为高电平。由此，得到像素电路的变形。图42F所示的像素电路16在像素电路10中增加了晶体管TR。晶体管TR是N型 TFT，作为复位用开关元件而执行功能。在像素电路16中，晶体管TR的源极被施加低电平电位VSS，漏极连接到晶体管Ml的栅极，栅极连接到复位线RST。另外，对晶体管Tl的源极施加低电平电位COM。由此，得到像素电路的变形。此外，可以在设有作为复位用开关元件而执行功能的晶体管TR的像素电路中还设有作为选择用开关元件而执行功能的晶体管TS。图42G所示的像素电路17在像素电路10中增加了上述晶体管TS、TR。晶体管TS、 TR的连接形式与像素电路15、16相同。但是，在像素电路17中，对晶体管TR的漏极施加高电平电位VDD。由此，得到像素电路的变形。图43所示的第1像素电路98a在第9实施方式的第1像素电路90a中增加了光电二极管D2a。光电二极管Db被遮光，作为参照用光传感器而执行功能。光电二极管D2a 的阳极连接到光电二极管Dla的阴极和晶体管Tla的源极，阴极被施加规定的电位VC。电位VC是比复位用的高电平电位高的电位。因为暗电流流过光电二极管D2a，所以能进行光电二极管的温度补偿。第2 第15实施方式也能进行同样的变形。另外，第1 第15实施方式只要不违反其性质就能任意组合上述的变形而构成各种变形例。如上所述，在本发明的实施方式及其变形例的显示装置中，探测在背光源点亮时入射的光量与在背光源熄灭时入射的光量之差的传感器像素电路(或者，单独地探测在背光源点亮时入射的光量与在背光源熄灭时入射的光量的2种传感器像素电路)在像素区域配置有多个。背光源在1帧期间点亮和熄灭各多次，针对传感器像素电路的复位和从传感器像素电路的读出并行地分别按线顺序分别进行大致1帧期间。由此，能探测在背光源点亮时入射的光量与在背光源熄灭时入射的光量之差，所以能解决现有的问题，提供不依赖于光环境的输入功能。此外，在本发明中，设于显示装置的光源的种类没有特别限定。因此，例如可以使为显示用而设置的可见光背光源在1帧期间点亮和熄灭多次。或者，可以与显示用的可见光背光源分开，将光探测用的红外光背光源设于显示装置。在这样的显示装置中，可以使可见光背光源始终点亮，仅使红外光背光源在1帧期间点亮和熄灭多次。工业上的可利用性本发明的显示装置具有如下特征具有不依赖于光环境的输入功能，所以能利用于在显示面板中设有多个光传感器的各种显示装置。附图标记说明1 显示控制电路2 显示面板3 背光源4 像素区域5:栅极驱动电路6:源极驱动电路
7:传感器行驱动电路8:显示像素电路9:传感器像素电路10 17、20、30、40、48、50、58、60、70、80、90、98、100、110、120、130、140、150 像素
电路
权利要求
1.一种显示装置，其特征在于，在显示区域配置有多个光传感器，具备 显示面板，其包含多个显示像素电路和多个传感器像素电路；光源，其在1帧期间点亮和熄灭各多次；以及驱动电路，其针对上述传感器像素电路输出表示是光源点亮时还是光源熄灭时的控制信号，并且进行针对上述传感器像素电路的复位和读出，上述传感器像素电路按照上述控制信号，进行用于探测光源点亮时的光量与光源熄灭时的光量之差的动作，上述驱动电路并行地分别按线顺序进行针对上述传感器像素电路的复位和从上述传感器像素电路的读出。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，上述驱动电路在1帧期间进行针对上述传感器像素电路的复位和从上述传感器像素电路的读出各1次，且分别进行大致1帧期间。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，上述驱动电路进行从1行的量的传感器像素电路的读出紧后进行针对该行的传感器像素电路的复位。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，上述光源的点亮期间和上述光源的熄灭期间为相同长度。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于， 上述传感器像素电路包含第1光传感器； 第2光传感器；1个储存节点，其储存与探测到的光量相应的电荷；以及读出晶体管，其具有连接到上述储存节点的控制端子，构成为按照上述控制信号，在光源点亮时利用流过上述第1光传感器的电流使上述储存节点的电位在规定方向变化，在光源熄灭时利用流过上述第2光传感器的电流使上述储存节点的电位在相反方向变化。
6.根据权利要求5所述的显示装置， 上述传感器像素电路还包含第1开关元件，其设于流过上述第1光传感器的电流的路径上，按照上述控制信号在光源点亮时导通；以及第2开关元件，其设于流过上述第2光传感器的电流的路径上，按照上述控制信号在光源熄灭时导通。
7.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，上述第1光传感器和第2光传感器具有如下灵敏度特性按照上述控制信号，在光源点亮时流过上述第1光传感器的电流比流过上述第2光传感器的电流多，在光源熄灭时流过上述第2光传感器的电流比流过上述第 1光传感器的电流多。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于， 上述传感器像素电路包含1个光传感器；1个储存节点，其储存与探测到的光量相应的电荷；读出晶体管，其具有连接到上述储存节点的控制端子；以及多个开关元件，其按照上述控制信号导通/截止，切换流过上述光传感器的电流的通过路径，构成为流过上述光传感器的电流按照上述控制信号，在光源点亮时相对于上述储存节点在规定方向流动，在光源熄灭时相对于上述储存节点在相反方向流动。
9.根据权利要求8所述的显示装置， 上述传感器像素电路包含第1开关元件，其设于复位线与上述光传感器的一端之间，在光源点亮时导通； 第2开关元件，其设于被施加规定电位的配线与上述光传感器的另一端之间，在光源熄灭时导通；第3开关元件，其设于上述储存节点与上述光传感器的一端之间，在光源熄灭时导通；以及第4开关元件，其设于上述储存节点与上述光传感器的另一端之间，在光源点亮时导ο
10.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于， 上述传感器像素电路包含第1传感器像素电路，其按照上述控制信号，在光源点亮时探测光，除此以外时保持探测到的光量；第2传感器像素电路，其按照上述控制信号，在光源熄灭时探测光，除此以外时保持探测到的光量。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于， 上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路包含 1个光传感器；1个储存节点，其储存与探测到的光量相应的电荷； 读出晶体管，其具有能电连接到上述储存节点的控制端子；以及保持用开关元件，其设于流过上述光传感器的电流的路径上，按照上述控制信号导通/ 截止，上述第1传感器像素电路所包含的保持用开关元件在光源点亮时导通，上述第2传感器像素电路所包含的保持用开关元件在光源熄灭时导通。
12.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，上述显示面板还包含多条输出线，上述多条输出线传输上述第1传感器像素电路和第 2传感器像素电路的输出信号，上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路按种类连接到不同的输出线， 上述驱动电路并行地进行从上述第1传感器像素电路和第2传感器像素电路的读出。
13.根据权利要求12所述的显示装置，还具备差分电路，上述差分电路求出上述第1传感器像素电路的输出信号与上述第2 传感器像素电路的输出信号之差。
14.一种显示装置的驱动方法，上述显示装置具有显示面板，其包含多个显示像素电路和多个传感器像素电路；以及光源，上述显示装置的驱动方法具备使上述光源在1帧期间点亮和熄灭各多次的步骤；针对上述传感器像素电路输出表示是光源点亮时还是光源熄灭时的控制信号的步骤；使上述传感器像素电路按照上述控制信号进行用于探测光源点亮时的光量与光源熄灭时的光量之差的动作的步骤；按线顺序进行针对上述传感器像素电路的复位的步骤；以及与上述复位并行地按线顺序进行从上述传感器像素电路的读出的步骤。
全文摘要
在像素区域配置有多个传感器像素电路，传感器像素电路探测背光源点亮时的光量与光源熄灭时的光量之差。使背光源在1帧期间点亮和熄灭各多次，并行地分别按线顺序进行针对传感器像素电路的复位和从传感器像素电路的读出，且分别进行大致1帧期间。可以将单独地探测光源点亮时的光量和光源熄灭时的光量的2种传感器像素电路在像素区域配置多个，使用差分电路求出2种光量之差。由此，提供具有不依赖于光环境的输入功能的显示装置。
文档编号G09G3/36GK102511022SQ20108004038
公开日2012年6月20日 申请日期2010年6月8日 优先权日2009年9月30日
发明者C·布朗, 加藤浩巳, 山本薰, 杉田靖博, 田中耕平, 臼仓奈留 申请人:夏普株式会社