(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の発光回路と、第２の発光回路と、光検出回路と、を画素部に有し、
前記第１の発光回路は、第１のトランジスタと第１の発光素子とを有し、
前記第２の発光回路は、第２のトランジスタと、第３のトランジスタと、第２の発光素子とを有し、
前記第１のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１の発光素子の第１の電流端子に電気的に接続され、
前記第１のトランジスタのソース又はドレインの他方には、第１の電圧が入力され、
前記第１の発光素子の第２の電流端子には、第２の電圧が入力され、
前記第２のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第２の発光素子の第１の電流端子に電気的に接続され、
前記第２のトランジスタのソース又はドレインの他方には、前記第１の電圧が入力され、
前記第３のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第２の発光素子の第１の電流端子に電気的に接続され、
前記第３のトランジスタのソース又はドレインの他方には、前記第１の電圧が入力され、
前記第２の発光素子の第２の電流端子には、前記第２の電圧が入力され、
前記第３のトランジスタがオフ状態の第１の場合は、前記第２の発光素子は、前記第２のトランジスタのゲートに入力される表示データ信号に応じた輝度で発光し、
前記第３のトランジスタがオン状態の第２の場合は、前記第２の発光素子は、前記第１の電圧と前記第２の電圧の差の絶対値に応じた輝度で発光し、
前記第２の場合に、前記光検出回路は、前記画素部に重畳する被検出物で反射された光に応じた光データを生成する入出力装置。
【請求項２】
第１の発光回路と、第２の発光回路と、光検出回路と、を画素部に有し、
前記第１の発光回路は、第１のトランジスタと第１の発光素子とを有し、
前記第２の発光回路は、第２のトランジスタと、第３のトランジスタと、第２の発光素子とを有し、
前記第１のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１の発光素子の第１の電流端子に電気的に接続され、
前記第１のトランジスタのソース又はドレインの他方には、第１の電圧が入力され、
前記第１の発光素子の第２の電流端子には、第２の電圧が入力され、
前記第２のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第２の発光素子の第１の電流端子に電気的に接続され、
前記第２のトランジスタのソース又はドレインの他方には、前記第１の電圧が入力され、
前記第３のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第２の発光素子の第１の電流端子に電気的に接続され、
前記第３のトランジスタのソース又はドレインの他方には、前記第１の電圧が入力され、
前記第２の発光素子の第２の電流端子には、前記第２の電圧が入力され、
前記第３のトランジスタがオフ状態の第１の場合は、前記第２の発光素子は、前記第２のトランジスタのゲートに入力される表示データ信号に応じた輝度で発光し、
前記第３のトランジスタがオン状態の第２の場合は、前記第２の発光素子は、前記第１の電圧と前記第２の電圧の差の絶対値に応じた輝度で発光し、
前記第２の場合に、前記光検出回路は、前記画素部に重畳する被検出物で反射された光に応じた光データを生成し、
前記第２の場合に、前記第１の発光素子は、前記第１のトランジスタのゲートに入力される表示データ信号に応じた輝度で発光する入出力装置。
【請求項３】
第１の発光回路と、第２の発光回路と、光検出回路と、を画素部に有し、
前記第１の発光回路は、第１のトランジスタと第１の発光素子とを有し、
前記第２の発光回路は、第２のトランジスタと、第３のトランジスタと、第２の発光素子とを有し、
前記第１のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１の発光素子の第１の電流端子に電気的に接続され、
前記第１のトランジスタのソース又はドレインの他方には、第１の電圧が入力され、
前記第１の発光素子の第２の電流端子には、第２の電圧が入力され、
前記第２のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第２の発光素子の第１の電流端子に電気的に接続され、
前記第２のトランジスタのソース又はドレインの他方には、前記第１の電圧が入力され、
前記第３のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第２の発光素子の第１の電流端子に電気的に接続され、
前記第３のトランジスタのソース又はドレインの他方には、前記第１の電圧が入力され、
前記第２の発光素子の第２の電流端子には、前記第２の電圧が入力され、
前記第３のトランジスタがオフ状態の第１の場合は、前記第２の発光素子は、前記第２のトランジスタのゲートに入力される表示データ信号に応じた輝度で発光し、
前記第３のトランジスタがオン状態の第２の場合は、前記第２の発光素子は、前記第１の電圧と前記第２の電圧の差の絶対値に応じた輝度で発光し、
前記第１の場合に、前記光検出回路は、前記画素部に重畳する被検出物で反射された光に応じた第１の光データを生成し、
前記第２の場合に、前記光検出回路は、前記被検出物で反射された光に応じた第２の光データを生成し、
前記第１の光データ及び前記第２の光データの差分データを生成する入出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、入出力装置に関する。また、本発明の一態様は、入出力装置の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報を出力する機能を有し、且つ光の入射により情報を入力する機能を有する装置（入出力装置ともいう）の技術開発が進められている。
【０００３】
入出力装置としては、行列方向に配置され、表示回路としての機能を有する複数の発光回路及び複数の光検出回路（光センサともいう）を画素部に備え、光センサに入射する光を検出することにより、画素部に重畳する被検出物の座標を検出する機能（座標検出機能ともいう）及び被検出物の画像データを生成する機能（読み取り機能ともいう）を有する入出力装置が挙げられる（例えば特許文献１）。例えば、座標検出機能により、上記入出力装置にタッチパネルとしての機能を付加させることができる。また、読み取り機能により、入出力装置にスキャナーとしての機能を付加させることができ、該読み取り機能により生成した画像データに基づく画像を、画素部において複数の発光回路により表示させることもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０１９９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示すような従来の入出力装置では、表示画像の品質が十分ではないといった問題があった。
【０００６】
例えば、上記従来の入出力装置では、複数の発光回路の発光輝度が最大になるように、複数の発光回路のそれぞれへの表示データの書き換えを行い、光検出回路による読み取り動作を行う。そのため、複数の発光回路の発光輝度が最大になるように、複数の発光回路のそれぞれへの表示データの書き換えを行う毎に、表示画像が一時的に切り替わり、該表示画像の変化により表示画像のちらつきが起こってしまい、表示画像の品質が低下していた。
【０００７】
本発明の一態様では、表示画像の品質を向上させることを課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、画素部を含み、画素部に設けられた複数の発光回路と、画素部に設けられ、入射する光の照度に応じた値の電圧である光データを生成する光検出回路と、を備えるものである。
【０００９】
さらに、発光回路は、発光素子と、輝度切替選択スイッチとしての機能を有するスイッチング素子と、を少なくとも備える。
【００１０】
発光素子は、２つの端子を少なくとも有し、２つの端子の間に印加される電圧に応じて２つの端子の間に電流が流れ、２つの端子の間に流れる電流に応じて発光する。
【００１１】
また、スイッチング素子は、上記発光素子の２つの端子の間に印加される電圧を切り替える。例えば、スイッチング素子のオン状態及びオフ状態を切り替えることにより、上記発光素子の２つの端子の間に印加される電圧を切り替えることができる。
【００１２】
上記構成にすることにより、発光素子の輝度の切り替えを容易にし、表示画像の切り替わり速度の高速化を図る。
【００１３】
また、本発明の一態様は、上記構成の入出力装置において、輝度切替選択スイッチがオン状態のときに、光データを生成することである。
【００１４】
また、本発明の一態様は、輝度切替選択スイッチがオン状態のときに第１の光データを生成することと、輝度切替選択スイッチがオフ状態のときに第２の光データを生成することと、を含み、第１の光データ及び第２の光データの差分データを生成することである。
【００１５】
上記構成にすることにより、生成される光データにおいて入出力装置の置かれる環境下の光の影響の抑制を図る。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一態様により、表示画像の切り替わり速度が速くなり、表示画像のちらつきを抑制することができるため、表示画像の品質の低下を抑制することができ、表示画像の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１における入出力装置の例を説明するための図。
【図２】実施の形態２における発光回路の構成例を説明するための図。
【図３】実施の形態３における光検出回路の構成例を説明するための図。
【図４】実施の形態４の入出力装置におけるアクティブマトリクス基板の構造例を示す図。
【図５】実施の形態４の入出力装置におけるアクティブマトリクス基板の構造例を示す図。
【図６】実施の形態４における入出力装置の構造例を示す図。
【図７】実施の形態５における電子機器の例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を説明するための実施の形態の一例について、図面を用いて以下に説明する。なお、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなく実施の形態の内容を変更することは、当業者であれば容易である。よって、本発明は、以下に示す実施の形態の記載内容に限定されない。
【００１９】
なお、各実施の形態の内容を互いに適宜組み合わせることができる。また、各実施の形態の内容を互いに置き換えることができる。
【００２０】
また、第１、第２などの序数は、構成要素の混同を避けるために付しており、各構成要素の数は、序数の数に限定されない。
【００２１】
（実施の形態１）
本実施の形態では、画像を表示することにより情報の出力が可能であり、且つ入射する光により情報の入力が可能な入出力装置の例について説明する。
【００２２】
本実施の形態における入出力装置の例について、図１を用いて説明する。
【００２３】
まず、本実施の形態における入出力装置の構成例について、図１（Ａ）を用いて説明する。図１（Ａ）は、本実施の形態における入出力装置の構成例を示す模式図である。
【００２４】
図１（Ａ）に示す入出力装置は、発光制御部ＬＥＣＴＬと、光検出制御部ＰＳＣＴＬと、画素部ＰＩＸと、を含む。
【００２５】
発光制御部ＬＥＣＴＬは、入出力装置における発光動作を制御する領域である。
【００２６】
光検出制御部ＰＳＣＴＬは、入出力装置における光検出動作を制御する領域である。
【００２７】
画素部ＰＩＸは、発光動作及び光検出動作を行い、画像の表示及び入射する光の検出を行うことにより、情報の入出力を行う領域である。
【００２８】
なお、必ずしも発光制御部ＬＥＣＴＬ及び光検出制御部ＰＳＣＴＬを入出力装置に含めなくてもよい。
【００２９】
また、図１（Ａ）に示す入出力装置は、発光駆動回路（ＬＥＤＲＶともいう）１０１と、表示データ信号出力回路（ＤＤＯＵＴともいう）１０２と、光検出駆動回路（ＰＳＤＲＶともいう）１０３と、複数の発光回路（ＬＥともいう）１０５ｌと、光検出回路（ＰＳともいう）１０５ｐと、読み出し回路（ＲＥＡＤともいう）１０６と、を具備する。
【００３０】
発光駆動回路１０１は、発光制御部ＬＥＣＴＬに設けられる。発光駆動回路１０１は、発光回路１０５ｌの発光動作を制御する回路である。
【００３１】
発光駆動回路１０１は、例えばシフトレジスタを備える。このとき、発光駆動回路１０１は、シフトレジスタから複数のパルス信号を出力させることにより、発光回路１０５ｌを制御するための信号を出力することができる。また、発光駆動回路１０１を複数のシフトレジスタを備える構成にすることもできる。このとき、発光駆動回路１０１は、上記複数のシフトレジスタのそれぞれから複数のパルス信号を出力させ、発光回路１０５ｌを制御するための複数の信号を出力することもできる。
【００３２】
表示データ信号出力回路１０２は、発光制御部ＬＥＣＴＬに設けられる。表示データ信号出力回路１０２には、画像信号が入力される。表示データ信号出力回路１０２は、入力された画像信号を元に電圧信号である表示データ信号を生成し、生成した表示データ信号を出力する機能を有する。
【００３３】
表示データ信号出力回路１０２は、例えば複数のトランジスタを備える。
【００３４】
なお、入出力装置において、トランジスタは、２つの端子と、印加される電圧により該２つの端子の間に流れる電流を制御する電流制御端子と、を有する。なお、トランジスタに限らず、素子において、互いの間に流れる電流が制御される端子を電流端子ともいい、２つの電流端子のそれぞれを第１の電流端子及び第２の電流端子ともいう。
【００３５】
また、入出力装置において、トランジスタとしては、例えば電界効果トランジスタを用いることができる。電界効果トランジスタの場合、第１の電流端子は、ソース及びドレインの一方であり、第２の電流端子は、ソース及びドレインの他方であり、電流制御端子は、ゲートである。
【００３６】
また、一般的に電圧とは、ある二点間における電位の差（電位差ともいう）のことをいう。しかし、電圧及び電位の値は、回路図などにおいていずれもボルト（Ｖ）で表されることがあるため、区別が困難である。そこで、本明細書では、特に指定する場合を除き、ある一点の電位と基準となる電位（基準電位ともいう）との電位差を、該一点の電圧として用いる場合がある。
【００３７】
表示データ信号出力回路１０２は、上記トランジスタがオン状態のときに入力される信号のデータを表示データ信号として出力することができる。上記トランジスタは、電流制御端子にパルス信号である制御信号を入力することにより制御することができる。なお、発光回路１０５ｌの数が複数である場合には、複数のスイッチングトランジスタを選択的にオン状態又はオフ状態にすることにより、画像信号のデータを複数の表示データ信号として出力してもよい。
【００３８】
光検出駆動回路１０３は、光検出制御部ＰＳＣＴＬに設けられる。光検出駆動回路１０３は、光検出回路１０５ｐにおける光検出動作を制御するための回路である。
【００３９】
光検出駆動回路１０３は、パルス信号である光検出リセット信号及びパルス信号である出力選択信号を少なくとも出力する。
【００４０】
光検出駆動回路１０３は、例えば少なくとも２つのシフトレジスタを備える。このとき、光検出駆動回路１０３は、２つのシフトレジスタの一方からパルス信号を出力させることにより、光検出リセット信号を出力し、２つのシフトレジスタの他方からパルス信号を出力させることにより、出力選択信号を出力することができる。
【００４１】
複数の発光回路（ＬＥともいう）１０５ｌは、画素部ＰＩＸに行列方向に設けられる。複数の発光回路１０５ｌのそれぞれには、表示データ信号が入力される。複数の発光回路１０５ｌは、表示機能を有し、表示回路として機能させることもできる。
【００４２】
なお、赤色を呈する光を射出する発光回路、緑色を呈する光を射出する発光回路、及び青色を呈する光を射出する発光回路を設け、それぞれの発光回路により光を射出し、フルカラーの画像を画素部において表示することもできる。また、上記発光回路に加え、シアン、マゼンタ、及びイエローの一つ又は複数の色を呈する光を射出する発光回路を設けてもよい。シアン、マゼンタ、及びイエローの一つ又は複数の色を呈する光を射出する発光回路を設けることにより、表示画像において再現可能な色の種類を増やすことができるため、表示画像の品質を向上させることができる。例えば、発光回路に、発光素子及び発光素子が発光することにより射出する光のうち、特定の色を呈する光を透過する着色層を設け、発光素子から該着色層を介して光を射出させることにより、特定の色を呈する光を射出することができる。上記構成にすることにより、互いに異なる色を呈する光を射出する複数の発光素子を形成せずにフルカラー画像を表示することができるため、作製工程を容易にし、歩留まりを向上させることができ、また発光素子の品質を向上させ、発光素子の信頼性を向上させることができる。
【００４３】
ここで、発光回路１０５ｌの回路構成例について、図１（Ｂ）を用いて説明する。
【００４４】
図１（Ｂ）に示す発光回路ＬＥ＿Ａは、トランジスタ１１１ａと、発光素子（ＬＥＥともいう）１１２ａと、スイッチング素子１１３と、を少なくとも備える。
【００４５】
また、入出力装置において、発光素子は、第１の電流端子と、第２の電流端子と、前記第１の電流端子及び前記第２の電流端子に重畳する電界発光層と、を含む。発光素子は、第１の電流端子及び第２の電流端子の間に印加される電圧に応じて第１の電流端子及び第２の電流端子の間に電流が流れることにより発光する。
【００４６】
トランジスタ１１１ａは、入力される表示データ信号に応じて発光素子に供給する電流の値を制御する機能を有し、該機能を有する駆動トランジスタとして機能させることができる。
【００４７】
発光素子１１２ａの第１の電流端子は、トランジスタ１１１ａのソース又はドレインに電気的に接続され、発光素子１１２ａの第２の電流端子には、電圧Ｖａが入力される。
【００４８】
スイッチング素子１１３は、第１端子及び第２端子を有し、スイッチング素子１１３の第１端子には、電圧Ｖｂが入力され、スイッチング素子１１３の第２端子は、発光素子１１２ａの第１の電流端子に電気的に接続される。
【００４９】
なお、電圧Ｖａ及び電圧Ｖｂの一方は、高電源電圧Ｖｄｄであり、電圧Ｖａ及び電圧Ｖｂの他方は、低電源電圧Ｖｓｓである。電圧Ｖａの値及び電圧Ｖｂの値の差の絶対値は、少なくとも駆動トランジスタの閾値電圧の絶対値より大きいことが好ましい。また、電圧Ｖａ及び電圧Ｖｂの値は、例えばトランジスタの極性などにより互いに入れ替わる場合がある。
【００５０】
また、駆動トランジスタ、発光素子、及び輝度切替選択スイッチとしての機能を有するスイッチング素子を備える発光回路ＬＥ＿Ａに加え、発光回路ＬＥ＿Ａとは別の構成である発光回路ＬＥ＿Ｂを画素部ＰＩＸに設けてもよい。発光回路ＬＥ＿Ｂの回路構成例について図１（Ｃ）を用いて説明する。
【００５１】
図１（Ｃ）に示す発光回路ＬＥ＿Ｂは、トランジスタ１１１ｂ及び発光素子１１２ｂと、を備え、図１（Ｂ）に示すスイッチング素子１１３は、設けられていない。
【００５２】
トランジスタ１１１ｂは、駆動トランジスタとして機能する。
【００５３】
発光素子１１２ｂの第１の電流端子は、トランジスタ１１１ｂのソース又はドレインに電気的に接続され、発光素子１１２ｂの第２の電流端子には、電圧Ｖａが入力される。
【００５４】
さらに、図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）に示す発光回路の各構成要素について説明する。
【００５５】
トランジスタ１１１ａ及びトランジスタ１１１ｂとしては、例えばチャネルが形成され、元素周期表における第１４族の半導体（シリコンなど）を含有する半導体層又は酸化物半導体層を含むトランジスタを用いることができる。上記酸化物半導体層は、シリコンよりバンドギャップが高く、真性（Ｉ型ともいう）、又は実質的に真性である半導体層であり、キャリアの数が極めて少なく、キャリア濃度は、１×１０１４／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１２／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１１／ｃｍ３未満である。
【００５６】
また、上記酸化物半導体層を含むトランジスタのオフ電流は、チャネル幅１μｍあたり１０ａＡ（１×１０−１７Ａ）以下、好ましくはチャネル幅１μｍあたり１ａＡ（１×１０−１８Ａ）以下、さらには好ましくはチャネル幅１μｍあたり１０ｚＡ（１×１０−２０Ａ）以下、さらに好ましくはチャネル幅１μｍあたり１ｚＡ（１×１０−２１Ａ）以下、さらに好ましくはチャネル幅１μｍあたり１００ｙＡ（１×１０−２２Ａ）以下である。
【００５７】
また、上記酸化物半導体層は、キャリア濃度が低いため、該酸化物半導体層を含むトランジスタは、温度が変化した場合であっても、オフ電流が低い。例えばトランジスタの温度が１５０℃であっても、オフ電流を、チャネル幅１μｍあたり１００ｚＡとすることもできる。
【００５８】
また、上記酸化物半導体層としては、例えば層表面に垂直に配向（ｃ軸配向ともいう）した結晶を含む酸化物半導体層を用いることもできる。例えば、基板温度を１００℃以上５００℃以下にして酸化物半導体層を形成し、その後加熱処理を行い、酸化物半導体層を形成することにより、層表面に垂直に配向した結晶を含む酸化物半導体層を形成することができる。また、酸化物半導体層は複数の酸化物半導体層の積層であってもよい。上記層表面に垂直に配向した結晶を含む酸化物半導体層を用いることにより、例えば光によるトランジスタの電気特性の変化を抑制することができる。
【００５９】
例えば、上記酸化物半導体層を含むトランジスタを用いることにより、トランジスタ１１１ａ又はトランジスタ１１１ｂのリーク電流によるゲートの電圧の変動を抑制することができる。
【００６０】
トランジスタ１１１ａ及びトランジスタ１１１ｂのそれぞれは、発光素子１１２ａ又は発光素子１１２ｂの発光輝度を入力される表示データ信号に応じた値に設定する機能を有し、駆動トランジスタとして機能させることができる。
【００６１】
発光素子１１２ａ及び発光素子１１２ｂとしては、例えばエレクトロルミネセンス（ＥＬともいう）素子、発光ダイオード、又は発光トランジスタなどを用いることができる。例えば発光ダイオードの場合、発光ダイオードのアノード及びカソードの一方が発光素子の第１の電流端子に相当し、発光ダイオードのアノード及びカソードの他方が発光素子の第２の電流端子に相当する。
【００６２】
スイッチング素子１１３としては、例えば電界効果トランジスタなどを用いることができ、例えばチャネルが形成され、元素周期表における第１４族の半導体（シリコンなど）を含有する半導体層又は酸化物半導体層を含むトランジスタを用いることができる。電界効果トランジスタを用いる場合、該電界効果トランジスタのソース及びドレインの一方が第１端子に相当し、該電界効果トランジスタのソース及びドレインの他方が第２端子に相当し、該電界効果トランジスタのゲートには、パルス信号が入力される。また、スイッチング素子１１３としては、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）を用いたスイッチング素子などを用いることもできる。
【００６３】
スイッチング素子１１３は、発光素子１１２ａの第１の電流端子の電圧を電圧Ｖｂに切り替え、発光素子１１２ａの発光輝度を切り替える機能を有し、該機能を有する輝度切替選択スイッチとして機能させることができる。
【００６４】
なお、上記発光回路に信号入力選択トランジスタ及び保持容量を設けてもよい。
【００６５】
信号入力選択トランジスタの電流制御端子には、パルス信号である信号入力選択信号が入力される。このとき、発光回路には、該信号入力選択信号に応じて信号入力選択トランジスタのソース及びドレインを介して表示データ信号が入力される。信号入力選択信号は、例えば発光駆動回路１０１のシフトレジスタからパルス信号を出力させることにより入力される。
【００６６】
保持容量は、駆動トランジスタのゲートの電圧を一定期間保持する機能を有する。
【００６７】
以上が発光回路の構成例である。
【００６８】
さらに、図１（Ａ）に示す光検出回路１０５ｐは、画素部ＰＩＸに設けられる。光検出回路１０５ｐは、入射する光の照度に応じた電圧を生成する。なお、複数の光検出回路１０５ｐを画素部ＰＩＸに設けてもよい。
【００６９】
光検出回路１０５ｐは、入射する光の照度に応じた値の電圧である光データを生成する。
【００７０】
光検出回路１０５ｐには、例えばパルス信号である光検出リセット信号（信号ＰＲＳＴともいう）及び出力選択信号（信号ＯＳＥＬともいう）が入力される。また、光検出回路１０５ｐは、例えば光電変換素子及び増幅トランジスタを少なくとも備える。
【００７１】
光電変換素子は、第１の電流端子及び第２の電流端子を有し、光が入射することにより入射した光の照度に応じて第１の電流端子及び第２の電流端子の間に電流（光電流ともいう）が流れる。
【００７２】
光電変換素子としては、例えばフォトダイオード又はフォトトランジスタなどを用いることができる。フォトダイオードの場合、フォトダイオードのアノード及びカソードの一方が光電変換素子の第１の電流端子に相当し、フォトダイオードのアノード及びカソードの他方が光電変換素子の第２の電流端子に相当し、フォトトランジスタの場合、フォトトランジスタのソース及びドレインの一方が光電変換素子の第１の電流端子に相当し、フォトトランジスタのソース及びドレインの他方が光電変換素子の第２の電流端子に相当する。
【００７３】
増幅トランジスタは、電流制御端子の電圧が光電変換素子により生成された光電流に応じて設定され、電流制御端子の電圧に応じて駆動トランジスタのチャネル抵抗が変化し、駆動トランジスタの第１の電流端子及び第２の電流端子の間に電流が流れる。
【００７４】
上記構成である光検出回路１０５ｐは、光検出リセット信号に従ってリセット状態になり、その後、光電変換素子により生成される光電流に応じて増幅トランジスタの電流制御端子の電圧が設定される。さらに、上記構成である光検出回路１０５ｐは、電流制御端子の電圧に応じて増幅トランジスタのチャネル抵抗が変化し、光データとなる電圧を生成し、出力選択信号に従って光データを出力する。
【００７５】
なお、赤色を呈する光を受光する光検出回路、緑色を呈する光を受光する光検出回路、及び青色を呈する光を受光する光検出回路を設け、それぞれの光検出回路により光データを生成し、生成した異なる色を呈する光データを合成してフルカラーの画像信号のデータを生成することもできる。また、上記光検出回路に加え、シアン、マゼンタ、及びイエローの一つ又は複数の色を呈する光を受光する光検出回路を設けてもよい。シアン、マゼンタ、及びイエローの一つ又は複数の色を呈する光を受光する光検出回路を設けることにより、生成される画像信号に基づく画像において、再現可能な色の種類を増やすことができる。例えば、光検出回路に、特定の色を呈する光を透過する着色層を設け、該着色層を介して光検出回路に光を入射させることにより、特定の色を呈する光の照度に応じた値の電圧である光データを生成することができる。
【００７６】
また、駆動トランジスタ、発光素子、及び輝度切替選択スイッチを備える発光回路と、駆動トランジスタ及び発光素子を備える発光回路を画素部ＰＩＸに備える構成の場合、赤外線領域の光のみを受光する光検出回路を設けてもよい。赤外線領域の光のみを受光する光検出回路を設けることにより、光検出の精度を向上させることができる。
【００７７】
なお、１個以上の発光回路１０５ｌにより１つの画素が構成される。また、１個以上の発光回路１０５ｌ及び１個以上の光検出回路１０５ｐにより１つの画素を構成してもよい。
【００７８】
読み出し回路１０６は、光検出回路１０５ｐから光データを読み出す機能を有する。
【００７９】
読み出し回路１０６は、例えば選択回路を用いて構成される。例えば、選択回路は、トランジスタを備え、該トランジスタに従って光検出回路１０５ｐから光データが光データ信号として入力されることにより、光データを読み出すことができる。
【００８０】
次に、本実施の形態における入出力装置の駆動方法例として、図１（Ａ）に示す入出力装置の駆動方法例について説明する。ここでは、一例として複数の発光回路１０５ｌの少なくとも一つが図１（Ｂ）に示す構成の発光回路ＬＥ＿Ａである場合について説明する。
【００８１】
図１（Ａ）に示す入出力装置では、発光駆動回路１０１により発光回路１０５ｌを行毎に選択し、選択した各行の発光回路１０５ｌに表示データ信号を順次入力する。
【００８２】
表示データ信号が入力された図１（Ｂ）に示す構成の発光回路ＬＥ＿Ａでは、トランジスタ１１１ａのゲートの電圧を、入力された表示データ信号の電圧に応じた値に設定する。このとき、トランジスタ１１１ａのゲートの電圧に応じてトランジスタ１１１ａのソース及びドレインの間に電流が流れ、さらに、発光素子１１２ａの第１の電流端子及び第２の電流端子の間に電流が流れ、発光素子１１２ａが発光する。
【００８３】
なお、発光素子１１２ａの第１の電流端子の電圧は、トランジスタ１１１ａのソース及びドレインの間に流れる電流により決まるため、トランジスタ１１１ａのゲートの電圧、すなわち、表示データ信号の電圧に応じた値になるといえる。また、発光素子１１２ａの第１の電流端子及び第２の電流端子の間に流れる電流は、トランジスタ１１１ａのソース及びドレインの間に流れる電流の値によって設定することができる。発光素子１１２ａの発光輝度は、第１の電流端子及び第２の電流端子の間に流れる電流の値に応じて変化する。
【００８４】
駆動トランジスタ（トランジスタ１１１ａ）のソース及びドレインの間に流れる電流（電流Ｉｄｓともいう）の値は、駆動トランジスタのゲート及びソースの間に印加される電圧（電圧Ｖｇｓともいう）、並びに駆動トランジスタの閾値電圧（電圧Ｖｔｈｄともいう）の差の絶対値が大きくなるほど大きくなる。
【００８５】
また、電圧Ｖｇｓ及び電圧Ｖｔｈｄの差の絶対値が駆動トランジスタのソース及びドレインの間に印加される電圧（電圧Ｖｄｓともいう）の絶対値より大きい場合は、駆動トランジスタは、線形領域で動作し、電圧Ｖｇｓ及び電圧Ｖｔｈｄの差の絶対値が電圧Ｖｄｓの絶対値以下の場合には、駆動トランジスタは、飽和領域で動作する。例えば、飽和領域で動作させる場合、電圧Ｖｄｓが変化しても電流Ｉｄｓがほとんど変化しないため、電圧Ｖｇｓの値を変化させることにより、電流Ｉｄｓの値を設定することができる。
【００８６】
発光回路では、例えば駆動トランジスタのゲートの電圧により駆動トランジスタのソース及びドレインの間に流れる電流を設定し、さらに、発光素子の第１の電流端子及び第２の電流端子の間に流れる電流の値を設定し、発光素子の発光輝度を設定することにより、表示画像の階調を表現することができる。よって、発光回路毎に発光素子の発光輝度を設定することにより、画素部において画像を表示することができる。
【００８７】
また、図１（Ａ）に示す入出力装置では、発光回路ＬＥ＿Ａにおいて、スイッチング素子１１３を選択的にオン状態にする。スイッチング素子１１３をオン状態にするタイミングは、適宜設定することができる。
【００８８】
スイッチング素子１１３がオン状態のとき、発光素子１１２ａの第１の電流端子の電圧は、電圧Ｖｂと同等の値に変化する。よって、発光素子１１２ａの第１の電流端子及び第２の電流端子の間に流れる電流の値は、電圧Ｖａ及び電圧Ｖｂの差の絶対値に応じた値に変化し、発光素子１１２ａの発光輝度も電圧Ｖａ及び電圧Ｖｂの差の絶対値に応じた値に変化する。なお、スイッチング素子１１３がオン状態のときにおける発光素子（発光素子１１２ａ）の輝度は、発光素子の最大輝度であることが好ましい。
【００８９】
さらに、例えばスイッチング素子１１３をオフ状態にした場合、発光素子１１２ａの第１の電流端子及び第２の電流端子の間に流れる電流の値は、トランジスタ１１１ａのソース及びドレインの間に流れる電流の値に応じた値になり、発光素子１１２ａの発光輝度は、第１の電流端子及び第２の電流端子の間に流れる電流の値に応じた値になる。
【００９０】
また、図１（Ａ）に示す入出力装置では、光検出回路１０５ｐにおいて、入射する光の照度に応じた電圧である光データを生成し、該光データを光データ信号として出力する。なお、光検出回路１０５ｐによる光データの生成動作は、少なくとも発光回路（発光回路ＬＥ＿Ａ）における輝度切替選択スイッチ（スイッチング素子１１３）がオン状態のときに行えばよい。さらに、輝度切替選択スイッチ（スイッチング素子１１３）がオフ状態のときも光検出回路１０５ｐにより光データを生成してもよい。
【００９１】
例えば、画素部ＰＩＸに被検出物がある場合、発光回路１０５ｌから射出された光が被検出物により反射し、該反射光が光検出回路１０５ｐに入射し、光検出回路１０５ｐにおいて、入射する光の照度に応じた電圧である光データを生成し、該光データを光データ信号として出力する。
【００９２】
さらに、読み出し回路１０６により光検出回路１０５ｐから出力された光データを読み出す。読み出された光データは、例えば被検出物の座標検出又は画像データ生成など、所定の処理に用いられる。
【００９３】
また、駆動トランジスタ、発光素子、及び輝度切替選択スイッチを備える発光回路ＬＥ＿Ａとは別に、図１（Ｃ）に示すように、駆動トランジスタ及び発光素子を備える発光回路ＬＥ＿Ｂを画素部に具備する入出力装置の駆動方法例について以下に説明する。
【００９４】
発光回路ＬＥ＿Ａ及び発光回路ＬＥ＿Ｂを含む入出力装置の駆動方法例では、発光駆動回路１０１により、行毎に複数の発光回路１０５ｌを選択し、選択した発光回路１０５ｌに表示データ信号を順次入力する。
【００９５】
表示データ信号が入力された発光回路ＬＥ＿Ａ及び発光回路ＬＥ＿Ｂのそれぞれでは、駆動トランジスタ（トランジスタ１１１ａ又はトランジスタ１１１ｂ）のゲートの電圧が、入力された表示データ信号の電圧に応じた値に設定される。このとき、駆動トランジスタ（トランジスタ１１１ａ又はトランジスタ１１１ｂ）のゲートの電圧に応じて駆動トランジスタ（トランジスタ１１１ａ又はトランジスタ１１１ｂ）のソース及びドレインの間に電流が流れ、さらに、発光素子（発光素子１１２ａ又は発光素子１１２ｂ）の第１の電流端子及び第２の電流端子の間に電流が流れ、発光素子（発光素子１１２ａ又は発光素子１１２ｂ）が発光する。
【００９６】
また、図１（Ａ）に示す入出力装置では、発光回路ＬＥ＿Ａにおいて、スイッチング素子１１３を選択的にオン状態にする。スイッチング素子１１３をオン状態にするタイミングは、適宜設定することができる。
【００９７】
このとき、発光回路ＬＥ＿Ａにおいて、発光素子１１２ａの第１の電流端子の電圧は、電圧Ｖｂと同等の値に変化する。よって、発光素子１１２ａの第１の電流端子及び第２の電流端子の間に流れる電流の値は、電圧Ｖａ及び電圧Ｖｂの差の絶対値に応じた値に変化し、発光素子１１２ａの発光輝度も電圧Ｖａ及び電圧Ｖｂの差の絶対値に応じた値に変化する。なお、スイッチング素子１１３がオン状態のときにおける発光素子（発光素子１１２ａ）の輝度は、発光素子の最大輝度であることが好ましい。
【００９８】
また、このとき発光回路ＬＥ＿Ｂでは、トランジスタ１１１ｂのゲートの電圧が入力された表示データ信号の電圧に応じた値に維持される。よって、発光回路ＬＥ＿Ｂは、引き続き表示データ信号の電圧に応じて発光する。
【００９９】
さらに、発光回路ＬＥ＿Ａにおいて、例えばスイッチング素子１１３をオフ状態にした場合、発光素子１１２ａの第１の電流端子及び第２の電流端子の間に流れる電流の値は、トランジスタ１１１ａのソース及びドレインの間に流れる電流の値に応じた値になり、発光素子１１２ａの発光輝度は、第１の電流端子及び第２の電流端子の間に流れる電流の値に応じた値になる。
【０１００】
このとき、発光回路ＬＥ＿Ｂでは、トランジスタ１１１ｂのゲートの電圧が入力された表示データ信号の電圧に応じた値に維持される。よって、発光回路ＬＥ＿Ｂは、引き続き入力された表示データ信号の電圧に応じて発光する。
【０１０１】
上記のように、発光回路ＬＥ＿Ｂにより、発光回路ＬＥ＿Ａにおいて発光輝度を切り替えている間も、画素部において表示データ信号に応じた画像を表示することができるため、表示画像の品質の低下を抑制することができる。
【０１０２】
また、発光回路ＬＥ＿Ａにおいて、輝度切替選択スイッチ（スイッチング素子１１３）がオン状態のときに光検出回路１０５ｐにより第１の光データを生成し、輝度切替選択スイッチ（スイッチング素子１１３）がオフ状態のときに光検出回路１０５ｐにより第２の光データを生成し、第１の光データ及び第２の光データの差分データを生成することもできる。例えば、画像処理回路を用いて第１の光データ及び第２の光データの差分データを生成することができる。また、画像処理回路を、必ずしも入出力装置に設けなくてもよい。第１の光データ及び第２の光データの差分データを生成することにより、入出力装置の置かれる環境下の光の影響を抑制することができる。
【０１０３】
図１を用いて説明したように、本実施の形態における入出力装置の一例は、画素部に複数の発光回路及び光検出回路を具備する構成である。さらに、複数の発光回路の少なくとも一つは、駆動トランジスタ、発光素子、及び輝度切替選択スイッチを備える構成である。本実施の形態における入出力装置の一例では、上記複数の発光回路のそれぞれに表示データ信号を入力し、上記発光回路のそれぞれにおける駆動トランジスタのゲートの電圧を入力した表示データ信号の電圧に応じた値に設定し、さらに、輝度切替選択スイッチが設けられた発光回路における輝度切替選択スイッチにより発光素子の輝度を切り替え、光検出回路は、少なくとも輝度切替選択スイッチがオン状態のときに光データを生成する。また、本実施の形態における入出力装置の一例では、画素部に被検出物が重畳する場合に、複数の発光回路の少なくとも一つから射出される光が被検出物により反射し、被検出物からの反射光が光検出回路に入射する。
【０１０４】
上記構成にすることにより、発光回路に表示データ信号を入力し、駆動トランジスタのゲートの電圧を入力した表示データ信号の電圧に応じた値に設定することができる。また、輝度切替選択スイッチをオン状態又はオフ状態にすることにより、発光素子の発光輝度を切り替えることができるため、発光素子の発光輝度の切替時間を速くすることができる。よって、表示画像の切り替わり速度が速くなり、表示画像のちらつきを抑制することができるため、表示画像の品質の低下を抑制することができ、表示画像の品質を向上させることができる。
【０１０５】
また、本実施の形態における入出力装置の一例では、駆動トランジスタ、発光素子、及び輝度切替選択スイッチを備える第１の発光回路と、駆動トランジスタ及び発光素子を備える第２の発光回路を画素部に具備する構成にすることもできる。
【０１０６】
上記構成にすることにより、第１の発光回路において、発光素子の発光輝度を切り替えている間に第２の発光回路を、入力された表示データ信号の電圧に応じて発光させることができるため、表示画像のちらつきを抑制することができ、表示画像の品質の低下を抑制することができる。
【０１０７】
上記のように、表示画像の品質の低下を抑制することにより、表示画像の品質を向上させることができる。
【０１０８】
（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態１の入出力装置の一例における、発光回路の例について説明する。
【０１０９】
本実施の形態における発光回路の例について、図２を用いて説明する。
【０１１０】
まず、本実施の形態における発光回路の構成例について、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を用いて説明する。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、本実施の形態における発光回路の構成例を示す回路図である。
【０１１１】
図２（Ａ）に示す発光回路は、トランジスタ１３１ａと、トランジスタ１３２ａと、発光素子（ＬＥＥともいう）１３３ａと、トランジスタ１３４ａと、容量素子１３５ａと、を備える。
【０１１２】
なお、図２（Ａ）に示す発光回路において、トランジスタ１３１ａ、トランジスタ１３２ａ、及びトランジスタ１３４ａは、電界効果トランジスタである。
【０１１３】
なお、入出力装置において、容量素子は、第１の容量電極と、第２の容量電極と、前記第１の容量電極及び前記第２の容量電極に重畳する誘電体層と、を含む。容量素子は、第１の容量電極及び第２の容量電極の間に印加される電圧に応じて電荷が蓄積される。
【０１１４】
トランジスタ１３１ａのソース及びドレインの一方には、表示データ信号（信号ＤＤともいう）が入力され、トランジスタ１３１ａのゲートには、信号入力選択信号（信号ＳＳＥＬともいう）が入力される。
【０１１５】
トランジスタ１３２ａのソース及びドレインの一方には、電圧Ｖｂが入力され、トランジスタ１３２ａのゲートは、トランジスタ１３１ａのソース及びドレインの他方に電気的に接続される。
【０１１６】
発光素子１３３ａの第１の電流端子は、トランジスタ１３２ａのソース及びドレインの他方に電気的に接続され、発光素子１３３ａの第２の電流端子には、電圧Ｖａが入力される。
【０１１７】
トランジスタ１３４ａのソース及びドレインの一方には、電圧Ｖｂが入力され、トランジスタ１３４ａのソース及びドレインの他方は、発光素子１３３ａの第１の電流端子に電気的に接続され、トランジスタ１３４ａのゲートには、パルス信号である輝度切替選択信号（信号ＬＳＷともいう）が入力される。
【０１１８】
容量素子１３５ａの第１の容量電極には、電圧Ｖｂが入力され、容量素子１３５ａの第２の容量電極は、トランジスタ１３２ａのゲートに電気的に接続される。
【０１１９】
また、図２（Ｂ）に示す発光回路は、トランジスタ１３１ｂと、トランジスタ１３２ｂと、発光素子１３３ｂと、トランジスタ１３４ｂと、容量素子１３５ｂと、トランジスタ１３６と、トランジスタ１３７と、トランジスタ１３８と、を備える。
【０１２０】
なお、図２（Ｂ）に示す発光回路において、トランジスタ１３１ｂ、トランジスタ１３２ｂ、トランジスタ１３４ｂ、トランジスタ１３６、トランジスタ１３７、及びトランジスタ１３８は、電界効果トランジスタである。
【０１２１】
トランジスタ１３１ｂのソース及びドレインの一方には、表示データ信号が入力され、トランジスタ１３１ｂのゲートには、信号入力選択信号が入力される。
【０１２２】
トランジスタ１３２ｂのソース及びドレインの一方は、トランジスタ１３１ｂのソース及びドレインの他方に電気的に接続される。
【０１２３】
トランジスタ１３７のソース及びドレインの一方は、トランジスタ１３２ｂのソース及びドレインの他方に電気的に接続され、トランジスタ１３７のゲートには、パルス信号である第１の導通選択信号（信号ＣＳＥＬ１ともいう）が入力される。
【０１２４】
例えば、上記実施の形態１に示す発光駆動回路１０１に第１の導通選択信号用シフトレジスタを設け、該シフトレジスタにより複数のパルス信号を出力させることにより、複数の第１の導通選択信号を出力し、行毎の発光回路に異なる第１の導通選択信号を入力することができる。
【０１２５】
発光素子１３３ｂの第１の電流端子は、トランジスタ１３４ｂのソース及びドレインの他方に電気的に接続され、発光素子１３３ｂの第２の電流端子には、電圧Ｖａが入力される。
【０１２６】
トランジスタ１３４ｂのソース及びドレインの一方には、電圧Ｖｂが入力され、トランジスタ１３４ｂのゲートには、輝度切替選択信号が入力される。
【０１２７】
容量素子１３５ｂの第１の容量電極には、電圧Ｖｂが入力され、容量素子１３５ｂの第２の容量電極は、トランジスタ１３２ｂのゲートに電気的に接続される。
【０１２８】
トランジスタ１３６のソース及びドレインの一方には、電圧Ｖｂが入力され、トランジスタ１３６のソース及びドレインの他方は、トランジスタ１３２ｂのソース及びドレインの一方に電気的に接続され、トランジスタ１３６のゲートには、パルス信号である電圧入力選択信号（信号ＶＳＥＬともいう）が入力される。
【０１２９】
例えば、上記実施の形態１に示す発光駆動回路１０１に電圧入力選択信号用シフトレジスタを設け、該シフトレジスタにより複数のパルス信号を出力させることにより、複数の電圧入力選択信号を出力し、行毎の発光回路に異なる電圧入力選択信号を出力することができる。
【０１３０】
トランジスタ１３８のソース及びドレインの一方は、トランジスタ１３２ａのゲートに電気的に接続され、トランジスタ１３８のソース及びドレインの他方は、トランジスタ１３２ｂのソース及びドレインの他方に電気的に接続され、トランジスタ１３８のゲートには、パルス信号である第２の導通選択信号（信号ＣＳＥＬ２ともいう）が入力される。
【０１３１】
例えば、上記実施の形態１に示す発光駆動回路１０１に第２の導通選択信号用シフトレジスタを設け、該シフトレジスタにより複数のパルス信号を出力させることにより、複数の第２の導通選択信号を出力し、行毎の発光回路に異なる第２の導通選択信号を出力することができる。
【０１３２】
さらに、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す発光回路の各構成要素について説明する。
【０１３３】
トランジスタ１３１ａ及びトランジスタ１３１ｂは、表示選択トランジスタである。
【０１３４】
トランジスタ１３２ａ及びトランジスタ１３２ｂは、駆動トランジスタである。
【０１３５】
トランジスタ１３４ａ及びトランジスタ１３４ｂは、輝度切替選択スイッチである。なお、輝度切替選択スイッチとして機能するトランジスタを輝度切替選択トランジスタともいう。
【０１３６】
なお、上記実施の形態１に示すように、図２（Ａ）又は図２（Ｂ）に示す発光回路とは別に、図２（Ａ）においてトランジスタ１３４ａを設けない構成の発光回路又は図２（Ｂ）においてトランジスタ１３４ｂを設けない構成の発光回路を備えてもよい。
【０１３７】
容量素子１３５ａ及び容量素子１３５ｂは、保持容量である。
【０１３８】
トランジスタ１３６は、トランジスタ１３２ｂのソース及びドレインの一方に電圧Ｖｂを入力するか否かを選択する機能を有する電圧入力選択トランジスタである。
【０１３９】
トランジスタ１３７は、トランジスタ１３２ｂのソース及びドレインの他方と発光素子１３３ｂの第１の電流端子を導通状態にするか否かを選択する機能を有する導通選択トランジスタである。必ずしもトランジスタ１３７を設けなくてもよいが、トランジスタ１３７を設けることにより、表示データの書き込み時におけるトランジスタ１３２ｂのソース及びドレインの他方から発光素子１３３ｂの第１の電流端子に電流が流れることを抑制することができる。
【０１４０】
トランジスタ１３８は、トランジスタ１３２ｂのゲートとソース及びドレインの他方を導通させるか否かを選択する機能を有する導通選択トランジスタである。
【０１４１】
なお、トランジスタ１３１ａ、トランジスタ１３１ｂ、トランジスタ１３２ａ、トランジスタ１３２ｂ、トランジスタ１３４ａ、トランジスタ１３４ｂ、トランジスタ１３６、トランジスタ１３７、及びトランジスタ１３８としては、例えばチャネルが形成され、元素周期表における第１４族の半導体（シリコンなど）を含有する半導体層又は酸化物半導体層を含むトランジスタを用いることができる。
【０１４２】
次に、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す発光回路の駆動方法例について説明する。
【０１４３】
まず、図２（Ａ）に示す発光回路の駆動方法例について、図２（Ｃ）を用いて説明する。図２（Ｃ）は、図２（Ａ）に示す発光回路の駆動方法例を説明するためのタイミングチャートであり、信号ＤＤ、信号ＳＳＥＬ、信号ＬＳＷ、トランジスタ１３１ａ、及びトランジスタ１３４ａのそれぞれの状態を示す。
【０１４４】
図２（Ａ）に示す発光回路の駆動方法例では、期間Ｔ１１において、信号ＳＳＥＬのパルス（ｐｌｓともいう）を入力し、トランジスタ１３１ａをオン状態（状態ＯＮともいう）にする。
【０１４５】
トランジスタ１３１ａがオン状態のとき、発光回路に信号ＤＤが入力され、トランジスタ１３２ａのゲートの電圧及び容量素子１３５ａの第２の容量電極の電圧が信号ＤＤの電圧（ここでは一例として電圧Ｄ１１）と同等の値になる。
【０１４６】
このとき、トランジスタ１３２ａのゲートの電圧に応じてトランジスタ１３２ａのソース及びドレインの間に電流が流れ、さらに、発光素子１３３ａの第１の電流端子及び第２の電流端子の間に電流が流れ、発光素子１３３ａが発光する。このとき、発光素子１３３ａの第１の電流端子の電圧は、信号ＤＤに応じた値になり、発光素子１３３ａの発光輝度は、信号ＤＤに応じて設定された第１の電流端子の電圧、及び電圧Ｖａに応じた値になる。
【０１４７】
さらに、信号ＳＳＥＬのパルスの入力が終わるとトランジスタ１３１ａがオフ状態（状態ＯＦＦともいう）になる。
【０１４８】
また、信号ＬＳＷのパルスを入力し、トランジスタ１３４ａをオン状態にする。図２（Ｃ）では、一例として、信号ＳＳＥＬのパルスの入力が終わった後の期間Ｔ１２においてトランジスタ１３４ａをオン状態にしているが、これに限定されず、期間Ｔ１１のときにトランジスタ１３４ａをオン状態にしてもよい。
【０１４９】
トランジスタ１３４ａがオン状態のとき、発光素子１３３ａの第１の電流端子に電圧Ｖｂが入力され、発光素子１３３ａの発光輝度は、電圧Ｖａ及び電圧Ｖｂの差の絶対値に応じた値に変わる。
【０１５０】
さらに、信号ＬＳＷのパルスの入力が終わるとトランジスタ１３４ａがオフ状態になる。このとき、発光素子１３３ａの第１の電流端子の電圧の値は、トランジスタ１３２ａのゲートの電圧に応じた値になる。以上が図２（Ａ）に示す発光回路の駆動方法例である。
【０１５１】
次に、図２（Ｂ）に示す発光回路の駆動方法例について、図２（Ｄ）を用いて説明する。図２（Ｄ）は、図２（Ｂ）に示す発光回路の駆動方法例を説明するためのタイミングチャートであり、信号ＤＤ、信号ＳＳＥＬ、信号ＬＳＷ、信号ＣＳＥＬ１、信号ＣＳＥＬ２、信号ＶＳＥＬ、トランジスタ１３１ｂ、トランジスタ１３４ｂ、トランジスタ１３６、トランジスタ１３７、及びトランジスタ１３８のそれぞれの状態を示す。
【０１５２】
図２（Ｂ）に示す発光回路の駆動方法例では、期間Ｔ２１において、信号ＳＳＥＬのパルスを入力してトランジスタ１３１ｂをオン状態にし、トランジスタ１３６をオフ状態にし、信号ＣＳＥＬ１のパルスを入力してトランジスタ１３７をオン状態にし、信号ＣＳＥＬ２のパルスを入力してトランジスタ１３８をオン状態にする。
【０１５３】
このとき、発光回路は、リセット状態になり、トランジスタ１３２ｂのゲートの電圧は、基準値になる。
【０１５４】
さらに、信号ＣＳＥＬ１のパルスの入力が終わると、トランジスタ１３７がオフ状態になる。
【０１５５】
次に、期間Ｔ２２において、トランジスタ１３１ｂをオン状態のままにし、トランジスタ１３６をオフ状態のままにし、トランジスタ１３７をオフ状態にし、トランジスタ１３８をオン状態のままにする。
【０１５６】
このとき、発光回路に信号ＤＤが入力され、トランジスタ１３２ｂのゲートの電圧及び容量素子１３５ｂの第２の容量電極の電圧が信号ＤＤの電圧（ここでは電圧Ｄ２１）からトランジスタ１３２ｂの閾値電圧を引いた値と同等の値になる。
【０１５７】
さらに、信号ＳＳＥＬのパルスの入力が終わると、トランジスタ１３１ｂがオフ状態になる。
【０１５８】
次に、期間Ｔ２３において、トランジスタ１３１ｂをオフ状態にし、信号ＶＳＥＬのパルスを入力してトランジスタ１３６をオン状態にし、信号ＣＳＥＬ１のパルスを入力してトランジスタ１３７をオン状態にし、信号ＣＳＥＬ２のパルスの入力を終了してトランジスタ１３８をオフ状態にする。
【０１５９】
このとき、トランジスタ１３２ｂのゲートの電圧に応じてトランジスタ１３２ｂのソース及びドレインの間に電流が流れ、さらに発光素子１３３ｂの第１の電流端子及び第２の電流端子の間に電流が流れ、発光素子１３３ｂが発光する。このとき、発光素子１３３ｂの第１の電流端子の電圧は、信号ＤＤに応じた値になり、発光素子１３３ｂの発光輝度は、信号ＤＤに応じて設定された第１の電流端子の電圧及び電圧Ｖａに応じた値になる。
【０１６０】
また、信号ＬＳＷのパルスを入力してトランジスタ１３４ｂをオン状態にする。図２（Ｄ）では、一例として、期間Ｔ２４においてトランジスタ１３４ｂをオン状態にしているが、これに限定されず、期間Ｔ２１乃至期間Ｔ２３のときにトランジスタ１３４ｂをオン状態にしてもよい。また、期間Ｔ２４において、トランジスタ１３１ｂは、オフ状態のままであり、トランジスタ１３６は、オン状態のままであり、トランジスタ１３７は、オン状態のままであり、トランジスタ１３８は、オフ状態のままである。
【０１６１】
トランジスタ１３４ｂがオン状態のとき、発光素子１３３ｂの第１の電流端子に電圧Ｖｂが入力され、発光素子１３３ｂの発光輝度は、電圧Ｖａ及び電圧Ｖｂの差に応じた値に変わる。
【０１６２】
さらに、信号ＬＳＷのパルスの入力が終わるとトランジスタ１３４ｂがオフ状態になる。このとき、発光素子１３３ｂの第１の電流端子の電圧の値は、トランジスタ１３２ｂのゲートの電圧に応じた値になる。以上が図２（Ｂ）に示す発光回路の駆動方法例である。
【０１６３】
図２を用いて説明したように、本実施の形態の発光回路の一例は、信号入力選択トランジスタ、保持容量、駆動トランジスタ、発光素子、及び輝度切替選択スイッチを少なくとも備える構成である。
【０１６４】
上記構成にすることにより、信号入力選択トランジスタに従って発光回路に表示データ信号を入力し、駆動トランジスタのゲートの電圧を、入力した表示データ信号の電圧に応じた値に設定し、発光素子を発光させることができる。また、輝度切替選択スイッチのオン状態及びオフ状態を切り替えることにより、発光素子の発光輝度を切り替えることができるため、発光素子の発光輝度の切替時間を速くすることができる。よって、表示画像が切り替わる間隔を短くすることができるため、表示画像の質の低下を抑制することができる。
【０１６５】
よって、表示画像の品質を向上させることができる。
【０１６６】
（実施の形態３）
本実施の形態では、上記実施の形態の入出力装置における光検出回路の例について説明する。
【０１６７】
本実施の形態における光検出回路の例について、図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態における光検出回路の例を説明するための図である。
【０１６８】
まず、本実施の形態の光検出回路の構成例について、図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）を用いて説明する。図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）は、本実施の形態における光検出回路の構成例を示す図である。
【０１６９】
図３（Ａ）に示す光検出回路は、光電変換素子（ＰＣＥともいう）１５１ａと、トランジスタ１５２ａと、トランジスタ１５３ａと、を備える。
【０１７０】
なお、図３（Ａ）に示す光検出回路において、トランジスタ１５２ａ及びトランジスタ１５３ａは、電界効果トランジスタである。
【０１７１】
光電変換素子１５１ａの第１の電流端子には、光検出リセット信号（信号ＰＲＳＴともいう）が入力される。
【０１７２】
トランジスタ１５２ａのゲートは、光電変換素子１５１ａの第２の電流端子に電気的に接続される。
【０１７３】
トランジスタ１５３ａのソース及びドレインの一方は、トランジスタ１５２ａのソース及びドレインの一方に電気的に接続され、トランジスタ１５３ａのゲートには、出力選択信号（信号ＯＳＥＬともいう）が入力される。
【０１７４】
なお、トランジスタ１５２ａのソース及びドレインの他方、並びにトランジスタ１５３ａのソース及びドレインの他方のうちの一方には、電圧Ｖａが入力される。
【０１７５】
さらに、図３（Ａ）に示す光検出回路は、トランジスタ１５２ａのソース及びドレインの他方、並びにトランジスタ１５３ａのソース及びドレインの他方のうちの他方から光データを光データ信号として出力する。
【０１７６】
図３（Ｂ）に示す光検出回路は、光電変換素子１５１ｂと、トランジスタ１５２ｂと、トランジスタ１５３ｂと、トランジスタ１５４と、トランジスタ１５５と、を備える。
【０１７７】
なお、図３（Ｂ）に示す光検出回路において、トランジスタ１５２ｂ、トランジスタ１５３ｂ、トランジスタ１５４、及びトランジスタ１５５は、電界効果トランジスタである。
【０１７８】
光電変換素子１５１ｂの第１の電流端子には、電圧Ｖｂが入力される。
【０１７９】
トランジスタ１５４のソース及びドレインの一方は、光電変換素子１５１ｂの第２の電流端子に電気的に接続され、トランジスタ１５４のゲートには、パルス信号である電荷蓄積制御信号（信号ＴＸともいう）が入力される。
【０１８０】
トランジスタ１５２ｂのゲートは、トランジスタ１５４のソース及びドレインの他方に電気的に接続される。
【０１８１】
トランジスタ１５５のソース及びドレインの一方には、電圧Ｖａが入力され、トランジスタ１５５のソース及びドレインの他方は、トランジスタ１５４のソース及びドレインの他方に電気的に接続され、トランジスタ１５５のゲートには、信号ＰＲＳＴが入力される。
【０１８２】
トランジスタ１５３ｂのソース及びドレインの一方は、トランジスタ１５２ｂのソース及びドレインの一方に電気的に接続され、トランジスタ１５３ｂのゲートには、信号ＯＳＥＬが入力される。
【０１８３】
なお、トランジスタ１５２ｂのソース及びドレインの他方、並びにトランジスタ１５３ｂのソース及びドレインの他方のうちの一方には、電圧Ｖａが入力される。
【０１８４】
また、図３（Ｂ）に示す光検出回路は、トランジスタ１５２ｂのソース及びドレインの他方、並びにトランジスタ１５３ｂのソース及びドレインの他方のうちの他方から光データを光データ信号として出力する。
【０１８５】
なお、図３（Ｂ）に示す光検出回路を複数具備する場合、全ての光検出回路に同じ電荷蓄積制御信号を入力することもできる。このとき、全ての光検出回路に同じ電荷蓄積制御信号を入力して光データを生成する駆動方式をグローバルシャッター方式ともいう。全ての光検出回路に同じ電荷蓄積制御信号を入力して光データを生成することにより、全ての光検出回路により光データを生成する期間の長さを短くすることができる。
【０１８６】
また、上記構成に限定されず、複数の光検出回路に異なる電荷蓄積制御信号を出力することもできる。例えば、上記実施の形態１に示す光検出駆動回路１０３に電荷蓄積制御信号用シフトレジスタを設け、該シフトレジスタにより複数のパルス信号を出力させることにより、複数の電荷蓄積制御信号を出力し、行毎の発光回路に異なる電荷蓄積制御信号を出力することができる。
【０１８７】
図３（Ｃ）に示す光検出回路は、光電変換素子１５１ｃと、トランジスタ１５２ｃと、容量素子１５６と、を備える。
【０１８８】
光電変換素子１５１ｃの第１の電流端子には、信号ＰＲＳＴが入力される。
【０１８９】
容量素子１５６の第１の容量電極には、信号ＯＳＥＬが入力され、容量素子１５６の第２の容量電極は、光電変換素子１５１ｃの第２の電流端子に電気的に接続される。
【０１９０】
トランジスタ１５２ｃのソース及びドレインの一方には、電圧Ｖａが入力され、トランジスタ１５２ｃのゲートは、光電変換素子１５１ｃの第２の電流端子に電気的に接続される。
【０１９１】
なお、図３（Ｃ）に示す光検出回路は、トランジスタ１５２ｃのソース及びドレインの他方から光データを光データ信号として出力する。
【０１９２】
さらに、図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）に示す光検出回路の各構成要素について説明する。
【０１９３】
光電変換素子１５１ａ乃至光電変換素子１５１ｃとしては、例えばフォトダイオード又はフォトトランジスタなどを用いることができる。フォトダイオードの場合、フォトダイオードのアノード及びカソードの一方が光電変換素子の第１の電流端子に相当し、フォトダイオードのアノード及びカソードの他方が光電変換素子の第２の電流端子に相当し、フォトトランジスタの場合、フォトトランジスタのソース及びドレインの一方が光電変換素子の第１の電流端子に相当し、フォトトランジスタのソース及びドレインの他方が光電変換素子の第２の電流端子に相当する。
【０１９４】
トランジスタ１５２ａ乃至トランジスタ１５２ｃは、増幅トランジスタである。
【０１９５】
トランジスタ１５４は、増幅トランジスタのゲートの電圧を、光電変換素子に流れる光電流に応じた値に設定するか否かを制御する機能を有する電荷蓄積制御トランジスタである。なお、本実施の形態の光検出回路では、トランジスタ１５４を必ずしも設ける必要はないが、トランジスタ１５４を設けることにより、トランジスタ１５２ｂのゲートが浮遊状態のときに、一定期間トランジスタ１５２ｂのゲートの電圧の値を維持することができる。
【０１９６】
トランジスタ１５５は、増幅トランジスタのゲートの電圧を、基準値に設定するか否かを選択する機能を有する光検出リセットトランジスタである。
【０１９７】
トランジスタ１５３ａ及びトランジスタ１５３ｂは、光データを出力するか否かを選択する機能を有する出力選択トランジスタである。
【０１９８】
なお、トランジスタ１５２ａ、トランジスタ１５２ｂ、トランジスタ１５２ｃ、トランジスタ１５３ａ、トランジスタ１５３ｂ、トランジスタ１５４、及びトランジスタ１５５としては、例えばチャネルが形成され、元素周期表における第１４族の半導体（シリコンなど）を含有する半導体層を含むトランジスタ又は酸化物半導体層を含むトランジスタを用いることができる。例えば、上記酸化物半導体層を含むトランジスタを用いることにより、トランジスタ１５２ａ、トランジスタ１５２ｂ、トランジスタ１５２ｃ、トランジスタ１５３ａ、トランジスタ１５３ｂ、トランジスタ１５４、及びトランジスタ１５５のリーク電流によるゲートの電圧の変動を抑制することができる。
【０１９９】
また、トランジスタ１５４及びトランジスタ１５５の一つ又は複数として、上記酸化物半導体層を含むトランジスタを用い、トランジスタ１５２ａ、トランジスタ１５２ｂ、及びトランジスタ１５２ｃとして元素周期表における第１４族の半導体（シリコンなど）を含有する半導体層を含むトランジスタを用い、トランジスタ１５３ａ及びトランジスタ１５３ｂとして元素周期表における第１４族の半導体（シリコンなど）を含有する半導体層又は酸化物半導体層を含むトランジスタを用いてもよい。
【０２００】
次に、図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）に示す光検出回路の駆動方法例について説明する。
【０２０１】
まず、図３（Ａ）に示す光検出回路の駆動方法例について、図３（Ｄ）を用いて説明する。図３（Ｄ）は、図３（Ａ）に示す光検出回路の駆動方法例を説明するためのタイミングチャートであり、信号ＰＲＳＴ、信号ＯＳＥＬ、及びトランジスタ１５３ａのそれぞれの状態を示す。なお、ここでは、一例として光電変換素子１５１ａがフォトダイオードである場合について説明する。
【０２０２】
図３（Ａ）に示す光検出回路の駆動方法例では、期間Ｔ３１に信号ＰＲＳＴのパルスを入力する。
【０２０３】
このとき、光電変換素子１５１ａは、順方向に電流が流れる状態になる。また、トランジスタ１５３ａがオフ状態になる。
【０２０４】
このとき、トランジスタ１５２ａのゲートの電圧は、一定の値にリセットされる。
【０２０５】
次に、信号ＰＲＳＴのパルスを入力した後の期間Ｔ３２において、光電変換素子１５１ａは、順方向とは逆方向に電圧が印加された状態になる。また、トランジスタ１５３ａはオフ状態のままである。
【０２０６】
このとき、光電変換素子１５１ａに入射した光の照度に応じて、光電変換素子１５１ａの第１の電流端子及び第２の電流端子の間に光電流が流れる。さらに、光電流に応じてトランジスタ１５２ａのゲートの電圧の値が変化する。このとき、トランジスタ１５２ａのゲートの電圧の値に応じてトランジスタ１５２ａのソース及びドレインの間のチャネル抵抗の値が変化する。
【０２０７】
次に、期間Ｔ３３において、信号ＯＳＥＬのパルスを入力してトランジスタ１５３ａをオン状態にする。
【０２０８】
このとき、光電変換素子１５１ａは、順方向とは逆方向に電圧が印加された状態のままであり、トランジスタ１５２ａのソース及びドレイン、並びにトランジスタ１５３ａのソース及びドレインを介して電流が流れる。トランジスタ１５２ａのソース及びドレイン、並びにトランジスタ１５３ａのソース及びドレインを介して流れる電流は、トランジスタ１５２ａのゲート電圧の値に依存する。よって、光データは、光電変換素子１５１ａに入射する光の照度に応じた値となる。さらに、図３（Ａ）に示す光検出回路は、トランジスタ１５２ａのソース及びドレインの他方、並びにトランジスタ１５３ａのソース及びドレインの他方のいずれか他方から光データ信号として出力する。以上が図３（Ａ）に示す光検出回路の駆動方法例である。
【０２０９】
次に、図３（Ｂ）に示す光検出回路の駆動方法例について、図３（Ｅ）を用いて説明する。図３（Ｅ）は、図３（Ｂ）に示す光検出回路の駆動方法例を説明するためのタイミングチャートである。
【０２１０】
図３（Ｂ）に示す光検出回路の駆動方法例では、まず期間Ｔ４１において信号ＰＲＳＴのパルスを入力し、トランジスタ１５５をオン状態にし、また、期間Ｔ４１から期間Ｔ４２にかけて信号ＴＸのパルスを入力してトランジスタ１５４をオン状態にする。なお、期間Ｔ４１において、信号ＰＲＳＴのパルスの入力開始のタイミングは、信号ＴＸのパルスの入力開始のタイミングより早くてもよい。
【０２１１】
このとき、期間Ｔ４１において、光電変換素子１５１ｂが順方向に電流が流れる状態になり、トランジスタ１５２ｂのゲートの電圧は、電圧Ｖａと同等の値にリセットされる。
【０２１２】
さらに信号ＰＲＳＴのパルスの入力が終わると、トランジスタ１５５がオフ状態になる。
【０２１３】
次に、期間Ｔ４２において、光電変換素子１５１ｂが順方向とは逆方向に電圧が印加された状態になり、トランジスタ１５４がオン状態のままであり、トランジスタ１５５がオフ状態になる。
【０２１４】
このとき、光電変換素子１５１ｂに入射した光の照度に応じて、光電変換素子１５１ｂの第１の電流端子及び第２の電流端子の間に光電流が流れる。さらに、光電流に応じてトランジスタ１５２ｂのゲートの電圧の値が変化する。このとき、トランジスタ１５２ｂのソース及びドレインの間のチャネル抵抗の値が変化する。
【０２１５】
さらに、信号ＴＸのパルスの入力が終わると、トランジスタ１５４がオフ状態になる。
【０２１６】
次に、期間Ｔ４３において、トランジスタ１５４がオフ状態になる。
【０２１７】
このとき、トランジスタ１５２ｂのゲートの電圧は、期間Ｔ４２における光電変換素子１５１ｂの光電流に応じた値に保持される。なお、期間Ｔ４３を必ずしも設けなくてもよいが、期間Ｔ４３を設けることにより、光検出回路において、データ信号を出力するタイミングを適宜設定することができ、例えば複数の光検出回路において、それぞれデータ信号を出力するタイミングを適宜設定することができる。
【０２１８】
さらに、期間Ｔ４４において、信号ＯＳＥＬのパルスを入力し、トランジスタ１５３ｂをオン状態にする。
【０２１９】
このとき、光電変換素子１５１ｂが順方向とは逆方向に電圧が印加された状態のままであり、トランジスタ１５３ｂがオン状態になる。
【０２２０】
さらに、このとき、トランジスタ１５２ｂのソース及びドレイン、並びにトランジスタ１５３ｂのソース及びドレインを介して電流が流れ、図３（Ｂ）に示す光検出回路は、トランジスタ１５２ｂのソース及びドレインの他方、並びにトランジスタ１５３ｂのソース及びドレインの他方のうちの他方から光データをデータ信号として出力する。以上が図３（Ｂ）に示す光検出回路の駆動方法例である。
【０２２１】
次に、図３（Ｃ）に示す光検出回路の駆動方法例について、図３（Ｆ）を用いて説明する。図３（Ｆ）は、図３（Ｃ）に示す光検出回路の駆動方法例を説明するためのタイミングチャートである。
【０２２２】
図３（Ｃ）に示す光検出回路の駆動方法例では、期間Ｔ５１において、信号ＰＲＳＴのパルスを入力する。
【０２２３】
このとき、光電変換素子１５１ｃが順方向に電流が流れる状態になり、トランジスタ１５２ｃのゲートの電圧は、一定の値にリセットされる。
【０２２４】
次に、信号ＰＲＳＴのパルスが入力された後の期間Ｔ５２において、光電変換素子１５１ｃが順方向とは逆方向に電圧が印加された状態になる。
【０２２５】
このとき、光電変換素子１５１ｃに入射した光の照度に応じて、光電変換素子１５１ｃの第１の電流端子及び第２の電流端子の間に光電流が流れる。さらに、光電流に応じてトランジスタ１５２ｃのゲートの電圧が変化する。
【０２２６】
次に、期間Ｔ５３において、信号ＯＳＥＬのパルスを入力する。
【０２２７】
このとき、光電変換素子１５１ｃは、順方向とは逆方向に電圧が印加された状態のままであり、トランジスタ１５２ｃのソース及びドレインの間に電流が流れ、図３（Ｃ）に示す光検出回路は、トランジスタ１５２ｃのソース及びドレインの他方から光データをデータ信号として出力する。以上が図３（Ｃ）に示す光検出回路の駆動方法例である。
【０２２８】
図３（Ａ）乃至図３（Ｆ）を用いて説明したように、本実施の形態の光検出回路の一例は、光電変換素子及び増幅トランジスタを備え、入射する光の照度に応じて光データを生成し、出力選択信号に従って光データをデータ信号として出力する構成である。
【０２２９】
上記構成にすることにより、光検出回路により光データを生成して出力することができる。
【０２３０】
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態における入出力装置の構造例について説明する。
【０２３１】
本実施の形態における入出力装置は、トランジスタなどの半導体素子が設けられた第１の基板（アクティブマトリクス基板ともいう）と、第２の基板（対向基板ともいう）と、を含む。
【０２３２】
まず、本実施の形態の入出力装置におけるアクティブマトリクス基板の構造例について、図４及び図５を用いて説明する。図４及び図５は、本実施の形態の入出力装置におけるアクティブマトリクス基板の構造例を示す図であり、図４（Ａ）は、平面模式図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）における線分Ａ−Ｂの断面模式図であり、図５（Ａ）は、平面模式図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）における線分Ｃ−Ｄの断面模式図である。なお、図５では、光検出回路の一例として、図３（Ａ）に示す構成の光検出回路の構成に、電荷蓄積制御トランジスタを加えた構成を示す。なお、図４及び図５では、実際の寸法と異なる構成要素を含む。また、便宜のため、図４（Ｂ）では、図４（Ａ）における線分Ａ−Ｂの断面の一部を省略し、図５（Ｂ）では、図５（Ａ）における線分Ｃ−Ｄの断面の一部を省略している。
【０２３３】
図４及び図５に示すアクティブマトリクス基板は、基板５００と、絶縁層５０１と、半導体層５１１ａ乃至半導体層５１１ｅと、絶縁層５１２と、導電層５１３ａ乃至導電層５１３ｊと、絶縁層５１４と、導電層５１５ａ乃至導電層５１５ｋと、を含む。
【０２３４】
半導体層５１１ａ乃至半導体層５１１ｅのそれぞれは、絶縁層５０１を介して基板５００の一平面に設けられる。
【０２３５】
半導体層５１１ａは、Ｐ型又はＮ型の導電型を付与する不純物元素を含有する複数の不純物領域を有する。半導体層５１１ａは、発光回路における信号入力選択トランジスタのチャネルが形成される層（チャネル形成層ともいう）及び発光回路の保持容量における第２の容量電極としての機能を有する。
【０２３６】
半導体層５１１ｂは、Ｐ型又はＮ型の導電型を付与する不純物元素を含有する複数の不純物領域を有する。半導体層５１１ｂは、発光回路における駆動トランジスタのチャネル形成層及び発光回路における輝度切替選択トランジスタのチャネル形成層としての機能を有する。
【０２３７】
半導体層５１１ｃは、Ｐ型及びＮ型の一方の導電型を付与する不純物元素を含有する不純物領域５０３ａ、Ｐ型及びＮ型の他方の導電型を付与する不純物元素を含有する不純物領域５０３ｂ、並びに不純物領域５０３ａ及び不純物領域５０３ｂの間に設けられた半導体領域を有する。なお、半導体層５１１ｃにおいて、上記半導体領域が不純物領域５０３ａ又は不純物領域５０３ｂより濃度が低いＰ型又はＮ型の導電型を付与する不純物元素を含有していてもよい。半導体層５１１ｃは、光検出回路における光電変換素子としての機能を有する。なお、Ｐ型不純物領域及びＮ型不純物領域を含有する半導体層を用いることに限定されず、Ｐ型半導体層及びＮ型半導体層を含む積層を用いて光電変換素子を構成することもできる。
【０２３８】
半導体層５１１ｄは、Ｐ型又はＮ型の導電型を付与する不純物元素を含む複数の不純物領域を有する。半導体層５１１ｄは、光検出回路における電荷蓄積制御トランジスタのチャネル形成層としての機能を有する。
【０２３９】
半導体層５１１ｅは、Ｐ型又はＮ型の導電型を付与する不純物元素を含む複数の不純物領域を有する。半導体層５１１ｅは、光検出回路における増幅トランジスタのチャネル形成層及び光検出回路における出力選択トランジスタのチャネル形成層としての機能を有する。
【０２４０】
なお、半導体基板を一つの半導体層とし、該半導体基板に、互いに絶縁分離された半導体領域を形成することにより、半導体層５１１ａ乃至半導体層５１１ｅの代わりとなる複数の半導体領域を設けてもよい。このとき、半導体基板としては、例えば単結晶半導体基板を用いることができ、例えば単結晶シリコン基板を用いることができる。
【０２４１】
絶縁層５１２は、半導体層５１１ａ乃至半導体層５１１ｅの上に設けられる。絶縁層５１２は、発光回路における信号入力選択トランジスタ、駆動トランジスタ、及び輝度切替選択トランジスタのゲート絶縁層、発光回路における保持容量の誘電体層、並びに光検出回路における電荷蓄積制御トランジスタ、増幅トランジスタ、及び出力選択トランジスタのゲート絶縁層としての機能を有する。
【０２４２】
導電層５１３ａは、絶縁層５１２を介して半導体層５１１ａの一部に重畳する。なお、導電層５１３ａと重畳する半導体層５１１ａの領域が発光回路における信号入力選択トランジスタのチャネル形成領域になる。導電層５１３ａは、発光回路における信号入力選択トランジスタのゲートとしての機能を有する。なお、図４において、導電層５１３ａは、複数の箇所で半導体層５１１ａの一部に重畳している。必ずしも導電層５１３ａが複数の箇所で半導体層５１１ａの一部に重畳していなくてもよいが、導電層５１３ａが複数の箇所で半導体層５１１ａの一部に重畳することにより、発光回路における信号入力選択トランジスタのスイッチング特性を向上させることができる。なお、導電層５１３ａと重畳する半導体層５１１ａの領域が半導体層５１１ａに設けられた不純物領域の不純物元素の濃度より低い濃度でＰ型又はＮ型の導電型を付与する不純物元素を含有していてもよい。
【０２４３】
導電層５１３ｂは、絶縁層５１２を介して半導体層５１１ａの一部の上及び半導体層５１１ｂの一部の上に重畳する。なお、導電層５１３ｂと重畳する半導体層５１１ａの領域が発光回路における駆動トランジスタのチャネル形成領域になる。導電層５１３ｂは、発光回路における駆動トランジスタのゲートとしての機能を有する。なお、導電層５１３ｂと重畳する半導体層５１１ａ及び半導体層５１１ｂの領域が半導体層５１１ａ及び半導体層５１１ｂに設けられた不純物領域の不純物元素の濃度より低い濃度でＰ型又はＮ型の導電型を付与する不純物元素を含有していてもよい。
【０２４４】
導電層５１３ｃは、絶縁層５１２を介して半導体層５１１ａの一部の上に設けられる。導電層５１３ｃは、発光回路の保持容量における第１の容量電極としての機能を有する。なお、導電層５１３ｃと重畳する半導体層５１１ａの領域が半導体層５１１ａに設けられた不純物領域の不純物元素の濃度より低い濃度でＰ型又はＮ型の導電型を付与する不純物元素を含有していてもよい。
【０２４５】
なお、導電層５１３ａ乃至導電層５１３ｃに重畳しない半導体層５１１ａの領域に上記不純物領域が設けられる。
【０２４６】
導電層５１３ｄは、絶縁層５１２を介して半導体層５１１ｂの一部に重畳する。導電層５１３ｄと重畳する半導体層５１１ｂの領域が発光回路における輝度切替選択トランジスタのチャネル形成領域になる。導電層５１３ｄは、発光回路における輝度切替選択トランジスタのゲートとしての機能を有する。なお、図４において、導電層５１３ｄは、複数の箇所で半導体層５１１ｂの一部に重畳している。必ずしも導電層５１３ｄが複数の箇所で半導体層５１１ｂの一部に重畳していなくてもよいが、導電層５１３ｄが複数の箇所で半導体層５１１ｂの一部に重畳することにより、発光回路における輝度切替選択トランジスタのスイッチング特性を向上させることができる。なお、導電層５１３ｄと重畳する半導体層５１１ｂの領域が半導体層５１１ｂに設けられた不純物領域の不純物元素の濃度より低い濃度でＰ型又はＮ型の導電型を付与する不純物元素を含有していてもよい。
【０２４７】
なお、導電層５１３ｂ及び導電層５１３ｄに重畳しない半導体層５１１ｂの領域に不純物領域が設けられる。
【０２４８】
導電層５１３ｅは、絶縁層５１２の上に設けられる。導電層５１３ｅは、光検出回路の光電変換素子における第１の電流端子としての機能を有する。
【０２４９】
導電層５１３ｆは、絶縁層５１２の上に設けられる。導電層５１３ｆは、光検出回路の光電変換素子における第２の電流端子としての機能を有する。
【０２５０】
導電層５１３ｇは、絶縁層５１２を介して半導体層５１１ｄに重畳する。導電層５１３ｇと重畳する半導体層５１１ｄの領域が光検出回路における電荷蓄積制御トランジスタのチャネル形成領域になる。導電層５１３ｇは、光検出回路における電荷蓄積制御トランジスタのゲートとしての機能を有する。
【０２５１】
なお、導電層５１３ｇに重畳しない半導体層５１１ｄの領域に上記不純物領域が設けられる。
【０２５２】
導電層５１３ｈは、絶縁層５１２の上に設けられる。導電層５１３ｈは、光検出回路における電荷蓄積制御トランジスタに信号を供給するための配線としての機能を有する。
【０２５３】
導電層５１３ｉは、絶縁層５１２を介して半導体層５１１ｅの一部に重畳する。導電層５１３ｉと重畳する半導体層５１１ｅの領域が光検出回路における増幅トランジスタのチャネル形成領域になる。導電層５１３ｉは、光検出回路における増幅トランジスタのゲートとしての機能を有する。
【０２５４】
導電層５１３ｊは、絶縁層５１２を介して半導体層５１１ｅの一部に重畳する。導電層５１３ｊと重畳する半導体層５１１ｅの領域が光検出回路における出力選択トランジスタのチャネル形成領域になる。導電層５１３ｊは、光検出回路における出力選択トランジスタのゲートとしての機能を有する。
【０２５５】
なお、導電層５１３ｉ及び導電層５１３ｊに重畳しない半導体層５１１ｅの領域に上記不純物領域が設けられる。
【０２５６】
絶縁層５１４は、導電層５１３ａ乃至導電層５１３ｊを介して絶縁層５１２の上に設けられる。
【０２５７】
導電層５１５ａは、絶縁層５１２及び絶縁層５１４を貫通する開口部を介して、半導体層５１１ａにおける複数の不純物領域の一つに電気的に接続される。導電層５１５ａは、発光回路における信号入力選択トランジスタのソース及びドレインの一方、並びに表示データ信号が入力される配線としての機能を有する。
【０２５８】
導電層５１５ｂは、絶縁層５１２及び絶縁層５１４を貫通する開口部を介して、半導体層５１１ａにおける複数の不純物領域の一つに電気的に接続され、絶縁層５１４を貫通する開口部を介して導電層５１３ｂに電気的に接続される。導電層５１５ｂは、発光回路における信号入力選択トランジスタのソース及びドレインの他方としての機能を有する。
【０２５９】
なお、半導体層５１１ａにおいて、導電層５１５ａに電気的に接続される不純物領域と、導電層５１５ｂに電気的に接続される不純物領域との間には発光回路における信号入力選択トランジスタのチャネル形成領域が存在する。
【０２６０】
導電層５１５ｃは、絶縁層５１４を貫通する開口部を介して導電層５１３ｃに電気的に接続され、絶縁層５１２及び絶縁層５１４を貫通する開口部を介して半導体層５１１ｂにおける複数の不純物領域の一つ（第１の不純物領域ともいう）に電気的に接続され、絶縁層５１２及び絶縁層５１４を貫通する別の開口部を介して半導体層５１１ｂにおける上記第１の不純物領域と異なる不純物領域（第２の不純物領域ともいう）に電気的に接続される。導電層５１５ｃは、発光回路における駆動トランジスタのソース及びドレインの一方、発光回路における輝度切替選択トランジスタのソース及びドレインの一方、並びに電圧Ｖｂが入力される電源線としての機能を有する。
【０２６１】
なお、図４（Ａ）において、導電層５１５ｃは、導電層５１３ａ及び導電層５１３ｄと重畳し、導電層５１３ａ及び導電層５１３ｄとの重畳部において、導電層５１５ｃの幅を導電層５１３ｂとの重畳部より狭くしている。必ずしも導電層５１３ａ及び導電層５１３ｄとの重畳部において、導電層５１５ｃの幅を導電層５１３ｂとの重畳部より狭くしなくてもよいが、導電層５１３ａ及び導電層５１３ｄとの重畳部において、導電層５１５ｃの幅を導電層５１３ｂとの重畳部より狭くすることにより、導電層５１３ａ及び導電層５１３ｄと導電層５１５ｃ間の寄生容量を低減することができる。
【０２６２】
導電層５１５ｄは、絶縁層５１２及び絶縁層５１４を貫通する開口部を介して半導体層５１１ｂにおける複数の不純物領域の一つに電気的に接続される。導電層５１５ｄは、発光回路における駆動トランジスタのソース及びドレインの他方、並びに発光回路における輝度切替選択トランジスタのソース及びドレインの他方としての機能を有する。
【０２６３】
なお、半導体層５１１ｂにおいて、導電層５１５ｃに電気的に接続される第１の不純物領域と、導電層５１５ｄに電気的に接続される不純物領域との間には発光回路における駆動トランジスタのチャネル形成領域が存在する。
【０２６４】
また、半導体層５１１ｂにおいて、導電層５１５ｃに電気的に接続される第２の不純物領域と、導電層５１５ｄに電気的に接続される不純物領域との間には発光回路における輝度切替選択トランジスタのチャネル形成領域が存在する。
【０２６５】
導電層５１５ｅは、絶縁層５１２及び絶縁層５１４を貫通する開口部を介して半導体層５１１ｃにおける不純物領域５０３ａに電気的に接続され、絶縁層５１４を貫通する開口部を介して導電層５１３ｅに電気的に接続される。導電層５１５ｅは、光検出回路における光電変換素子の第１の電流端子としての機能を有する。
【０２６６】
導電層５１５ｆは、絶縁層５１２及び絶縁層５１４を貫通する開口部を介して半導体層５１１ｃにおける不純物領域５０３ｂに電気的に接続され、絶縁層５１４を貫通する開口部を介して導電層５１３ｆに電気的に接続される。導電層５１５ｆは、光検出回路における光電変換素子の第２の電流端子としての機能を有する。
【０２６７】
導電層５１５ｇは、絶縁層５１４を貫通する開口部を介して導電層５１３ｆに電気的に接続され、絶縁層５１２及び絶縁層５１４を貫通する開口部を介して半導体層５１１ｄにおける複数の不純物領域の一つに電気的に接続される。導電層５１５ｇは、光検出回路における電荷蓄積制御トランジスタのソース及びドレインの一方としての機能を有する。
【０２６８】
導電層５１５ｈは、絶縁層５１４を貫通する開口部を介して導電層５１３ｇに電気的に接続され、絶縁層５１４を貫通する別の開口部を介して導電層５１３ｈに電気的に接続される。導電層５１５ｈは、電荷蓄積制御信号を供給するための配線としての機能を有する。
【０２６９】
導電層５１５ｉは、絶縁層５１２及び絶縁層５１４を貫通する開口部を介して半導体層５１１ｄにおける複数の不純物領域の一つに電気的に接続され、絶縁層５１４を貫通する開口部を介して導電層５１３ｉに電気的に接続される。導電層５１５ｉは、光検出回路における電荷蓄積制御トランジスタのソース及びドレインの他方としての機能を有する。
【０２７０】
なお、半導体層５１１ｄにおいて、導電層５１５ｇに電気的に接続される不純物領域と、導電層５１５ｉに電気的に接続される不純物領域との間には光検出回路における電荷蓄積制御トランジスタのチャネル形成領域が存在する。
【０２７１】
導電層５１５ｊは、絶縁層５１２及び絶縁層５１４を貫通する開口部を介して半導体層５１１ｅにおける複数の不純物領域の一つに電気的に接続される。導電層５１５ｊは、光検出回路における増幅トランジスタのソース及びドレインの他方としての機能を有する。
【０２７２】
導電層５１５ｋは、絶縁層５１２及び絶縁層５１４を貫通する開口部を介して半導体層５１１ｅにおける複数の不純物領域の一つに電気的に接続される。導電層５１５ｋは、光検出回路における出力選択トランジスタのソース及びドレインの他方としての機能を有する。
【０２７３】
なお、半導体層５１１ｅにおいて、導電層５１５ｊに電気的に接続される不純物領域と、導電層５１５ｋに電気的に接続される不純物領域との間には光検出回路における増幅トランジスタのチャネル形成領域及び光検出回路における出力選択トランジスタのチャネル形成領域が存在する。
【０２７４】
さらに、本実施の形態における入出力装置の構造例について、図６を用いて説明する。図６は、本実施の形態における入出力装置の構造例を示す断面模式図である。
【０２７５】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示す入出力装置は、図４及び図５に示すアクティブマトリクス基板に加え、絶縁層５１６と、導電層５１７と、絶縁層５１８と、電界発光層５１９と、導電層５２０と、基板５２１と、着色層５２２と、絶縁層５２３と、絶縁層５２４と、を含む。
【０２７６】
絶縁層５１６は、導電層５１５ａ乃至導電層５１５ｋを介して絶縁層５１４の上に設けられる。
【０２７７】
導電層５１７は、発光回路における絶縁層５１６の上に設けられ、絶縁層５１６を貫通して設けられた開口部を介して導電層５１５ｄに電気的に接続される。導電層５１７は、発光回路における発光素子の第１の電流端子としての機能を有する。
【０２７８】
絶縁層５１８は、導電層５１７の上に設けられる。
【０２７９】
電界発光層５１９は、絶縁層５１８の上に設けられ、絶縁層５１８を貫通して設けられた開口部を介して導電層５１７に電気的に接続される。電界発光層５１９は、発光回路における発光素子の電界発光層としての機能を有する。
【０２８０】
導電層５２０は、電界発光層５１９の上に設けられ、電界発光層５１９に電気的に接続される。導電層５２０は、発光回路における発光素子の第２の電流端子としての機能を有する。
【０２８１】
なお、本実施の形態における入出力装置の一例では、発光素子の構造を、上面方向に光を照射する構造としているが、これに限定されず、下面方向に光を射出する構造、又は上面及び下面方向に光を射出する構造にすることもできる。
【０２８２】
着色層５２２は、電界発光層５１９からの光を透過するように、基板５２１の一平面に設けられる。なお、光検出回路が形成される領域に別の着色層を設けてもよい。
【０２８３】
絶縁層５２３は、着色層５２２を介して基板５２１の一平面に設けられる。
【０２８４】
絶縁層５２４は、絶縁層５２３と、導電層５２０の間に設けられる。
【０２８５】
さらに、図４乃至図６を用いて説明した入出力装置の各構成要素について説明する。
【０２８６】
基板５００及び基板５２１としては、例えばガラス基板又はプラスチック基板を用いることができる。なお、必ずしも基板５００及び基板５２１を設けなくてもよい。
【０２８７】
絶縁層５０１としては、例えば酸化シリコン層、窒化シリコン層、酸化窒化シリコン層、窒化酸化シリコン層、酸化アルミニウム層、窒化アルミニウム層、酸化窒化アルミニウム層、窒化酸化アルミニウム層、又は酸化ハフニウム層を用いることができる。例えば、絶縁層５０１としては、酸化シリコン層又は酸化窒化シリコン層などを用いることができる。また、上記酸化絶縁層がハロゲンを含んでいてもよい。また、絶縁層５０１に適用可能な材料の層の積層により絶縁層５０１を構成することもできる。また、必ずしも絶縁層５０１を設けなくてもよい。
【０２８８】
半導体層５１１ａ乃至半導体層５１１ｅとしては、例えば非晶質半導体、微結晶半導体、多結晶半導体、又は単結晶半導体を含む層を用いることができる。また、半導体層５１１ａ乃至半導体層５１１ｅとしては、例えば元素周期表における第１４族の半導体（シリコンなど）を含有する半導体層を用いることができる。
【０２８９】
絶縁層５１２としては、例えば絶縁層５０１に適用可能な材料の層を用いることができる。また、絶縁層５１２に適用可能な材料の層の積層により絶縁層５１２を構成してもよい。
【０２９０】
導電層５１３ａ乃至導電層５１３ｊとしては、例えばモリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、若しくはスカンジウムなどの金属材料を含む材料の層を用いることができる。また、導電層５１３ａ乃至導電層５１３ｊとしては、導電性の金属酸化物を含む層を用いることもできる。導電性の金属酸化物としては、例えば酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＳｎＯ２、ＩＴＯと略記する場合がある）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）などの金属酸化物、又はシリコン、酸化シリコン、窒素を含む該金属酸化物を用いることができる。例えば、窒化タンタル層及びタングステン層の積層により導電層５１３ａ乃至導電層５１３ｊを構成することもできる。なお、導電層５１３ａ乃至導電層５１３ｊの側面は、テーパ状でもよい。
【０２９１】
また、導電層５１３ａ乃至導電層５１３ｊに適用可能な材料の層の積層により、導電層５１３ａ乃至導電層５１３ｊを構成することもできる。
【０２９２】
絶縁層５１４としては、例えば絶縁層５０１に適用可能な材料の層を用いることができる。また、絶縁層５０１に適用可能な材料の層の積層により絶縁層５１４を構成してもよい。例えば、窒化酸化シリコン層及び酸化窒化シリコン層の積層により絶縁層５１４を構成することもできる。
【０２９３】
導電層５１５ａ乃至導電層５１５ｋとしては、導電層５１３ａ乃至導電層５１３ｊに適用可能な材料の層を用いることができる。また、導電層５１５ａ乃至導電層５１５ｋに適用可能な材料の層の積層により導電層５１５ａ乃至導電層５１５ｋを構成することもできる。例えば、チタン層、アルミニウム層、及びチタン層の積層により導電層５１５ａ乃至導電層５１５ｋを構成することもできる。なお、導電層５１５ａ乃至導電層５１５ｋの側面は、テーパ状でもよい。
【０２９４】
絶縁層５１６としては、例えば絶縁層５１２に適用可能な材料の層を用いることができる。また、絶縁層５１６に適用可能な材料の層の積層により絶縁層５１６を構成してもよい。
【０２９５】
導電層５１７としては、導電層５１３ａ乃至導電層５１３ｊに適用可能な材料の層のうち、光を反射する材料の層を用いることができる。また、導電層５１７に適用可能な材料の層の積層により導電層５１７を構成することもできる。なお、これに限定されず、本実施の形態における入出力装置における発光素子が下面方向に光を射出する構造、又は上面及び下面方向に光を射出する構造の場合には、導電層５１７として、導電層５１３ａ乃至導電層５１３ｊに適用可能な材料の層のうち、光を透過する材料の層を用いることもできる。なお、導電層５１７の側面は、テーパ状でもよい。
【０２９６】
絶縁層５１８としては、例えば有機絶縁層又は無機絶縁層を用いることができる。なお、絶縁層５１８を隔壁ともいう。
【０２９７】
電界発光層５１９は、特定の色の光を呈する単色光を射出する層である。電界発光層５１９としては、例えば特定の色を呈する光を射出する発光材料を用いた発光層を用いることができる。なお、互いに異なる特性の色を呈する光を射出する発光層の積層を用いて電界発光層５１９を構成してもよい。発光材料としては、蛍光材料又は燐光材料などのエレクトロルミネセンス材料を用いることができる。また、複数のエレクトロルミネセンス材料を含む材料を用いて発光材料を構成してもよい。例えば青色を呈する光を射出する蛍光材料の層、橙色を呈する光を射出する第１の燐光材料の層、及び橙色を呈する光を射出する第２の燐光材料の層の積層により、白色を呈する光を射出する発光層を構成してもよい。また、エレクトロルミネセンス材料としては、有機エレクトロルミネセンス材料又は無機エレクトロルミネセンス材料を用いることができる。また、上記発光層に加え、例えばホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、及び電子注入層の一つ又は複数を設けて電界発光層を構成してもよい。
【０２９８】
導電層５２０としては、導電層５１３ａ乃至導電層５１３ｊに適用可能な材料の層のうち、光を透過する材料の層を用いることができる。また、導電層５２０に適用可能な材料の層の積層により導電層５２０を構成することもできる。なお、これに限定されず、本実施の形態における入出力装置における発光素子が下面方向に光を射出する構造の場合には、導電層５２０として、導電層５１３ａ乃至導電層５１３ｊに適用可能な材料の層のうち、光を反射する材料の層を用いることもできる。なお、導電層５２０の側面は、テーパ状でもよい。
【０２９９】
着色層５２２としては、例えば赤色を呈する光、緑色を呈する光、又は青色を呈する光を透過し、染料又は顔料を含む層を用いることができる。また、着色層５２２として、シアン、マゼンタ、又はイエローの色を呈する光を透過し、染料又は顔料を含む層を用いてもよい。例えば、染料を含む場合、着色層５２２は、例えばフォトリソグラフィ法、印刷法、又はインクジェット法を用いて形成され、顔料を含む場合、着色層５２２は、フォトリソグラフィ法、印刷法、電着法、又は電子写真法などを用いて形成される。例えばインクジェット法を用いることにより、室温で製造、低真空度で製造、又は大型基板上に製造することができる。また、レジストマスクを用いなくても製造することができるため、製造コスト及び製造工程数を低減することができる。
【０３００】
絶縁層５２３としては、例えば絶縁層５０１に適用可能な材料の層を用いることができる。また、絶縁層５２３に適用可能な材料の層の積層により絶縁層５２３を構成してもよい。なお、絶縁層５２３を必ずしも設けなくてもよいが、絶縁層５２３を設けることにより、着色層５２２からの発光素子への不純物の侵入を抑制することができる。
【０３０１】
絶縁層５２４としては、例えば絶縁層５０１に適用可能な材料の層又は樹脂材料の層を用いることができる。また、絶縁層５２４に適用可能な材料の層の積層により絶縁層５２４を構成してもよい。
【０３０２】
図４乃至図６を用いて説明したように、本実施の形態における入出力装置の構造例は、トランジスタ、発光素子、及び光電変換素子を備えるアクティブマトリクス基板と、対向基板と、を含む構造である。
【０３０３】
上記構造にすることにより、同一工程により同一基板上に発光回路及び光検出回路を作製することができるため、製造コストを低減することができる。
【０３０４】
また、本実施の形態における入出力装置の構造例は、発光素子として特定の色の光を呈する単色光を射出する発光素子と、対向基板に設けられ、発光素子から射出される光のうち、特定の波長を有する光を透過する着色層を含む構造である。なお、上記構造に限定されず、互いに異なる色を呈する光を射出する複数の発光素子を形成してもよい。また、対向基板の一部に遮光層を設け、アクティブマトリクス基板に設けられた素子への不要な光の入射を抑制してもよい。
【０３０５】
上記構造にすることにより、互いに異なる色を呈する光を射出する複数の発光素子を形成せずにフルカラー画像を表示することができるため、作製工程を容易にし、歩留まりを向上させることができ、また発光素子の品質を向上させ、発光素子の信頼性を向上させることができる。
【０３０６】
また、本実施の形態の入出力装置において、発光回路及び光検出回路と同一基板上に発光駆動回路及び光検出駆動回路などの回路を設けてもよい。このとき、発光駆動回路及び光検出駆動回路などの回路のトランジスタの構造を、発光回路及び光検出回路におけるトランジスタの構造と同じにしてもよい。発光回路及び光検出回路と同一基板上に発光駆動回路及び光検出駆動回路などの回路を設けることにより、発光回路及び発光駆動回路、又は光検出回路及び光検出駆動回路などの接続配線の数を低減することができる。
【０３０７】
（実施の形態５）
本実施の形態では、上記実施の形態における入出力装置を備えた電子機器の例について説明する。
【０３０８】
本実施の形態の電子機器の構成例について、図７（Ａ）乃至図７（Ｄ）を用いて説明する。図７（Ａ）乃至図７（Ｄ）は、本実施の形態の電子機器の構成例を説明するための模式図である。
【０３０９】
図７（Ａ）に示す電子機器は、携帯型情報端末の例である。図７（Ａ）に示す情報端末は、筐体１００１ａと、筐体１００１ａに設けられた入出力部１００２ａと、を具備する。
【０３１０】
なお、筐体１００１ａの側面１００３ａに外部機器に接続させるための接続端子、及び図７（Ａ）に示す携帯型情報端末を操作するためのボタンの一つ又は複数を設けてもよい。
【０３１１】
図７（Ａ）に示す携帯型情報端末は、筐体１００１ａの中に、ＣＰＵと、メインメモリと、外部機器とＣＰＵ及びメインメモリとの信号の送受信を行うインターフェースと、外部機器との信号の送受信を行うアンテナと、を備える。なお、筐体１００１ａの中に、特定の機能を有する集積回路を一つ又は複数設けてもよい。
【０３１２】
図７（Ａ）に示す携帯型情報端末は、例えば電話機、電子書籍、パーソナルコンピュータ、及び遊技機の一つ又は複数としての機能を有する。
【０３１３】
図７（Ｂ）に示す電子機器は、折り畳み式の携帯型情報端末の例である。図７（Ｂ）に示す携帯型情報端末は、筐体１００１ｂと、筐体１００１ｂに設けられた入出力部１００２ｂと、筐体１００４と、筐体１００４に設けられた入出力部１００５と、筐体１００１ｂ及び筐体１００４を接続する軸部１００６と、を具備する。
【０３１４】
また、図７（Ｂ）に示す携帯型情報端末では、軸部１００６により筐体１００１ｂ又は筐体１００４を動かすことにより、筐体１００１ｂを筐体１００４に重畳させることができる。
【０３１５】
なお、筐体１００１ｂの側面１００３ｂ又は筐体１００４の側面１００７に外部機器に接続させるための接続端子、及び図７（Ｂ）に示す携帯型情報端末を操作するためのボタンの一つ又は複数を設けてもよい。
【０３１６】
また、入出力部１００２ｂ及び入出力部１００５に、互いに異なる画像又は一続きの画像を表示させてもよい。なお、入出力部１００５を必ずしも設ける必要はなく、入出力部１００５の代わりに、入力装置であるキーボードを設けてもよい。
【０３１７】
図７（Ｂ）に示す携帯型情報端末は、筐体１００１ｂ又は筐体１００４の中に、ＣＰＵと、メインメモリと、外部機器とＣＰＵ及びメインメモリとの信号の送受信を行うインターフェースと、を備える。また、筐体１００１ｂ又は筐体１００４の中に、特定の機能を有する集積回路を１つ又は複数設けてもよい。また、図７（Ｂ）に示す携帯型情報端末に、外部との信号の送受信を行うアンテナを設けてもよい。
【０３１８】
図７（Ｂ）に示す携帯型情報端末は、例えば電話機、電子書籍、パーソナルコンピュータ、及び遊技機の一つ又は複数としての機能を有する。
【０３１９】
図７（Ｃ）に示す電子機器は、設置型情報端末の例である。図７（Ｃ）に示す設置型情報端末は、筐体１００１ｃと、筐体１００１ｃに設けられた入出力部１００２ｃと、を具備する。
【０３２０】
なお、入出力部１００２ｃを、筐体１００１ｃにおける甲板部１００８に設けることもできる。
【０３２１】
また、図７（Ｃ）に示す設置型情報端末は、筐体１００１ｃの中に、ＣＰＵと、メインメモリと、外部機器とＣＰＵ及びメインメモリとの信号の送受信を行うインターフェースと、を備える。なお、筐体１００１ｃの中に、特定の機能を有する集積回路を一つ又は複数設けてもよい。また、図７（Ｃ）に示す設置型情報端末に、外部との信号の送受信を行うアンテナを設けてもよい。
【０３２２】
さらに、図７（Ｃ）に示す設置型情報端末における筐体１００１ｃの側面１００３ｃに券などを出力する券出力部、硬貨投入部、及び紙幣挿入部の一つ又は複数を設けてもよい。
【０３２３】
図７（Ｃ）に示す設置型情報端末は、例えば現金自動預け払い機、券などの注文をするための情報通信端末（マルチメディアステーションともいう）、又は遊技機としての機能を有する。
【０３２４】
図７（Ｄ）は、設置型情報端末の例である。図７（Ｄ）に示す設置型情報端末は、筐体１００１ｄと、筐体１００１ｄに設けられた入出力部１００２ｄと、を具備する。なお、筐体１００１ｄを支持する支持台を設けてもよい。
【０３２５】
なお、筐体１００１ｄの側面１００３ｄに外部機器に接続させるための接続端子、及び図７（Ｄ）に示す設置型情報端末を操作するためのボタンの一つ又は複数を設けてもよい。
【０３２６】
また、図７（Ｄ）に示す設置型情報端末は、筐体１００１ｄの中に、ＣＰＵと、メインメモリと、外部機器とＣＰＵ及びメインメモリとの信号の送受信を行うインターフェースと、を備えてもよい。また、筐体１００１ｄの中に、特定の機能を有する集積回路を一つ又は複数設けてもよい。また、図７（Ｄ）に示す設置型情報端末に、外部との信号の送受信を行うアンテナを設けてもよい。
【０３２７】
図７（Ｄ）に示す設置型情報端末は、例えばデジタルフォトフレーム、入出力モニタ、又はテレビジョン装置としての機能を有する。
【０３２８】
上記実施の形態の入出力装置は、例えば電子機器の入出力部として用いられ、例えば図７（Ａ）乃至図７（Ｄ）に示す入出力部１００２ａ乃至入出力部１００２ｄとして用いられる。また、図７（Ｂ）に示す入出力部１００５として上記実施の形態の入出力装置を用いてもよい。
【０３２９】
図７を用いて説明したように、本実施の形態の電子機器の一例は、上記実施の形態における入出力装置が用いられた入出力部を具備する構成である。上記構成にすることにより、例えば指又はペンを用いて電子機器の操作又は電子機器への情報の入力を行うことができる。
【０３３０】
また、本実施の形態の電子機器の一例では、筐体に、入射する照度に応じて電源電圧を生成する光電変換部、及び入出力装置を操作する操作部のいずれか一つ又は複数を設けてもよい。例えば光電変換部を設けることにより、外部電源が不要となるため、外部電源が無い場所であっても、上記電子機器を長時間使用することができる。
【符号の説明】
【０３３１】
１０１    発光駆動回路
１０２    表示データ信号出力回路
１０３    光検出駆動回路
１０５ｌ    発光回路
１０５ｐ    光検出回路
１０６    読み出し回路
１１１ａ    トランジスタ
１１１ｂ    トランジスタ
１１２ａ    発光素子
１１２ｂ    発光素子
１１３    スイッチング素子
１３１ａ    トランジスタ
１３１ｂ    トランジスタ
１３２ａ    トランジスタ
１３２ｂ    トランジスタ
１３３ａ    発光素子
１３３ｂ    発光素子
１３４ａ    トランジスタ
１３４ｂ    トランジスタ
１３５ａ    容量素子
１３５ｂ    容量素子
１３６    トランジスタ
１３７    トランジスタ
１３８    トランジスタ
１５１ａ    光電変換素子
１５１ｂ    光電変換素子
１５１ｃ    光電変換素子
１５２ａ    トランジスタ
１５２ｂ    トランジスタ
１５２ｃ    トランジスタ
１５３ａ    トランジスタ
１５３ｂ    トランジスタ
１５４    トランジスタ
１５５    トランジスタ
１５６    容量素子
５００    基板
５０１    絶縁層
５０３ａ    不純物領域
５０３ｂ    不純物領域
５１１ａ    半導体層
５１１ｂ    半導体層
５１１ｃ    半導体層
５１１ｄ    半導体層
５１１ｅ    半導体層
５１２    絶縁層
５１３ａ    導電層
５１３ｂ    導電層
５１３ｃ    導電層
５１３ｄ    導電層
５１３ｅ    導電層
５１３ｆ    導電層
５１３ｇ    導電層
５１３ｈ    導電層
５１３ｉ    導電層
５１３ｊ    導電層
５１４    絶縁層
５１５ａ    導電層
５１５ｂ    導電層
５１５ｃ    導電層
５１５ｄ    導電層
５１５ｅ    導電層
５１５ｆ    導電層
５１５ｇ    導電層
５１５ｈ    導電層
５１５ｉ    導電層
５１５ｊ    導電層
５１５ｋ    導電層
５１６    絶縁層
５１７    導電層
５１８    絶縁層
５１９    電界発光層
５２０    導電層
５２１    基板
５２２    着色層
５２３    絶縁層
５２４    絶縁層
１００１ａ    筐体
１００１ｂ    筐体
１００１ｃ    筐体
１００１ｄ    筐体
１００２ａ    入出力部
１００２ｂ    入出力部
１００２ｃ    入出力部
１００２ｄ    入出力部
１００３ａ    側面
１００３ｂ    側面
１００３ｃ    側面
１００３ｄ    側面
１００４    筐体
１００５    入出力部
１００６    軸部
１００７    側面
１００８    甲板部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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