(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像機能を有する表示装置であって、
表示素子と、
撮像素子と、を有し、
前記表示素子は、第１の発光素子と、第１のカラーフィルターと、を有し、
前記撮像素子は、第２の発光素子と、第２のカラーフィルターと、第３のカラーフィルターと、フォトダイオードと、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、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、前記フォトダイオードと電気的に接続されており、
前記第２のトランジスタのゲートは、前記第１のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続されており、
前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子の各々は、白色の光を発光することができる機能を有し、
前記第２のカラーフィルターは、前記第３のカラーフィルターと重なる領域を有し、
前記第１のカラーフィルターは、前記第１の発光素子の上に直接設けられており、
前記第２のカラーフィルター及び前記第３のカラーフィルターの各々は、前記第２の発光素子の上に直接設けられており、
前記第１のカラーフィルター、前記第２のカラーフィルター、及び前記第３のカラーフィルターの各々は、可視光を透過する特性を有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
撮像機能を有する表示装置であって、
表示素子と、
撮像素子と、を有し、
前記表示素子は、第１の発光素子と、第１のカラーフィルターと、を有し、
前記撮像素子は、第２の発光素子と、第２のカラーフィルターと、第３のカラーフィルターと、フォトダイオードと、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、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、前記フォトダイオードと電気的に接続されており、
前記第２のトランジスタのゲートは、前記第１のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続されており、
前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子の各々は、白色の光を発光することができる機能を有し、
前記第２のカラーフィルターは、前記第３のカラーフィルターと重なる領域を有し、
前記第１のカラーフィルターは、前記第１の発光素子の上に直接設けられており、
前記第２のカラーフィルター及び前記第３のカラーフィルターの各々は、前記第２の発光素子の上に直接設けられており、
前記第１のカラーフィルター、前記第２のカラーフィルター、及び前記第３のカラーフィルターの各々は、可視光を透過する特性を有し、
前記第１のカラーフィルター及び前記第３のカラーフィルターの各々は、第１の特定範囲の波長の光を吸収する特性を有し、
前記第２のカラーフィルターは、第２の特定範囲の波長の光を吸収する特性を有することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
撮像機能を有する表示装置であって、
表示素子と、
撮像素子と、を有し、
前記表示素子は、第１の発光素子と、第１のカラーフィルターと、を有し、
前記撮像素子は、第２の発光素子と、第２乃至第５のカラーフィルターと、フォトダイオードと、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、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、前記フォトダイオードと電気的に接続されており、
前記第２のトランジスタのゲートは、前記第１のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続されており、
前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子の各々は、白色の光を発光することができる機能を有し、
前記第２のカラーフィルターは、前記第３のカラーフィルターと重なる領域を有し、
前記第４のカラーフィルターは、前記第５のカラーフィルターと重なる領域を有し、
前記第１のカラーフィルターは、前記第１の発光素子の上に直接設けられており、
前記第２のカラーフィルター及び前記第３のカラーフィルターの各々は、前記第２の発光素子の上に直接設けられており、
前記第１乃至前記第５のカラーフィルターの各々は、可視光を透過する特性を有することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１のカラーフィルター、前記第３のカラーフィルター、及び前記第５のカラーフィルターの各々は、第１の特定範囲の波長の光を吸収する特性を有し、
前記第２のカラーフィルター及び前記第４のカラーフィルターは、第２の特定範囲の波長の光を吸収する特性を有することを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一において、
前記第１のカラーフィルターを介して前記第１の発光素子からされた光は、赤色、緑色、青色、又は黄色であることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一において、
前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子の各々は、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一において、
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子との間で、発光層が共有されていることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一において、
前記表示素子は、前記第１の発光素子と電気的に接続された第３のトランジスタを有し、
前記撮像素子は、前記第２の発光素子と電気的に接続された第４のトランジスタを有し、
前記第３のトランジスタ及び前記第４のトランジスタの各々において、チャネル幅をＷ、チャネル長をＬとするとき、前記第４のトランジスタのＷ／Ｌの値は、前記第３のトランジスタのＷ／Ｌの値よりも大きいことを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一において、
前記第１のトランジスタのゲートは、第１の信号線と電気的に接続されており、
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、電源電位を供給することができる機能を有する配線と電気的に接続されており、
前記第２のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第２の信号線と電気的に接続されていることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像機能付き表示装置及びその駆動方法に関する。特に、当該表示装置が発する光を被検出物に照射し、当該被検出物から反射される光を検出する撮像機能付き表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、利用者が画面に触れることで、当該画面の表示を操作することが可能な表示装置（いわゆる、タッチパネル）が開発されている。例えば、特許文献１には、被検出物の撮像に対する外光の影響を低減することが可能な表示装置（タッチパネル）が開示されている。具体的には、特許文献１で開示される表示装置は、表示面が発光している状態における撮像及び表示面が発光していない状態における撮像を行い、両者の差分を検出することで外光の影響が低減された被検出物の撮像が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７６２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１で開示される表示装置では、表示に用いられる光を撮像に利用している。すなわち、被検出物によって反射される当該光を検出することによって撮像を行っている。したがって、撮像される被検出物が表示装置における表示の影響を受けることになる。具体的に述べると、当該表示装置において黒表示を行っている領域においては、被検出物の撮像を行うことが困難であるなどの影響を受けることになる。他方、撮像を行うために表示面の全てを発光させる場合、所望の表示を行うことが困難であるなどの影響を受けることになる。
【０００５】
上述した課題に鑑み、本発明の一態様は、表示面における所望の表示及び正確な撮像を両立させることを目的の一とする。また、本発明の一態様は、上記の特性を有する表示装置を簡便な構成によって実現することを目的の一とする。なお、本発明の一態様は、上述した目的の少なくとも一を達成することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題は、表示装置に表示用光源と、点灯時に表示に影響を及ぼさない撮像用光源とを別途設けることによって解決することが可能である。ここで、撮像用光源が点灯時に表示に影響を及ぼさないためには、当該撮像用光源が発する光の広がる範囲が表示面に比して狭いこと及び当該撮像用光源の点灯期間が短いことなどが要求される。このような条件を満たす撮像用光源として、本発明の一態様では、発光素子（例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう））を適用することを要旨とする。なお、当該発光素子を表示用光源及び撮像用光源として有する表示装置は、ＬＥＤをバックライトとする液晶表示装置と比較すると、表示素子に設けられる表示用光源と同程度のサイズの撮像用光源を設けることができるため撮像用光源自体の面積を狭くすることが可能であり、且つ液晶表示装置における液晶の応答速度などの律速点が存在せず発光期間の短期化を容易に行うことが可能である。
【０００７】
さらに、本発明の一態様の表示装置が有する発光素子は、表示用光源と撮像用光源が白色を呈する光を発光することが可能な発光層を共有する。すなわち、単一の発光層に対して表示用光源及び撮像用光源を構成する電極を適宜設けることによって、表示用光源及び撮像用光源を作製する。これにより、当該発光層を所望の形状に形成する工程を設ける必要がなく、簡便に表示用光源及び撮像用光源を作製することが可能である。なお、当該表示装置においては、表示用光源が発光する白色を呈する光をカラーフィルターによって有彩色を呈する光へと変化させ、当該有彩色を呈する光を用いて表示を行う。
【０００８】
具体的には、本発明の一態様は、白色を呈する光を発光する第１の発光素子及び第２の発光素子と、前記白色を呈する光に含まれる第１の特定範囲の波長の光を吸収し、前記白色を呈する光に含まれる第２の特定範囲の波長の光を透過させるカラーフィルターと、前記白色を呈する光又は前記白色を呈する光に含まれる特定波長の光が照射されることで光電流を生じるフォトダイオードと、を有し、前記第２の特定範囲の波長の光は有彩色を呈する光であって、前記第１の発光素子が発光する光を基とする前記有彩色を呈する光を用いて表示を行い、前記第２の発光素子が発光する光又は前記第２の発光素子が発光する光に含まれる前記特定波長の光を被検出物に照射し、前記被検出物から反射される光を前記フォトダイオードに照射することで撮像を行うことを特徴とする撮像機能付き表示装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様の表示装置は、表示用光源（第１の発光素子）と、点灯時に表示に影響を及ぼさない撮像用光源（第２の発光素子）とを別途有する。当該表示装置においては、表示用光源を用いて表示を行っている期間中に撮像用光源を用いて適宜撮像を行うことが可能である。これにより、当該表示装置における表示面における所望の表示及び正確な撮像を両立させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】表示装置の構成例を示す図。
【図２】（Ａ）表示素子の構成例を示す回路図、（Ｂ）撮像用光源素子の構成例を示す回路図、（Ｃ）光センサの構成例を示す回路図。
【図３】表示装置の構造例を示す断面図。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）表示装置の撮像方法例を示す図。
【図５】表示装置の構造例を示す断面図。
【図６】（Ａ）〜（Ｆ）電子機器の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１２】
＜表示装置の構成例＞
まず、本発明の一態様の表示装置の構成例について図１〜３を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一態様の表示装置の構成例を示す図である。図１に示す表示装置は、画素部１０と、電源回路１１と、信号線駆動回路１２と、走査線駆動回路１３と、撮像用光源駆動回路１４と、光センサ駆動回路１５と、撮像信号読み出し回路１６とを有する。さらに、画素部１０には、マトリクス状に配設された複数の表示素子２０と、マトリクス状に配設された撮像素子２５とを有する。なお、撮像素子２５は、撮像用光源素子２１と、光センサ２２とを有する。
【００１４】
図２（Ａ）は、図１に示す表示素子２０の構成例を示す回路図である。図２（Ａ）に示す表示素子２０は、ゲートが走査線１３０に電気的に接続され、ソース及びドレインの一方が信号線１２０に電気的に接続されたＮチャネル型トランジスタ２０１と、ゲートがＮチャネル型トランジスタ２０１のソース及びドレインの他方に電気的に接続され、ソース及びドレインの一方が高電源電位（ＶＤＤ）を供給する配線１１１（以下、高電源電位線１１１ともいう）に電気的に接続されたＰチャネル型トランジスタ２０２と、一方の電極がＮチャネル型トランジスタ２０１のソース及びドレインの他方並びにＰチャネル型トランジスタ２０２のゲートに電気的に接続され、他方の電極が高電源電位線１１１に電気的に接続された容量素子２０３と、アノードがＰチャネル型トランジスタ２０２のソース及びドレインの他方に電気的に接続され、カソードが低電源電位（ＶＳＳ）を供給する配線１１２（以下、低電源電位線１１２ともいう）に電気的に接続された発光素子２０４とを有する。
【００１５】
なお、走査線１３０は、走査線駆動回路１３によって電位が制御される配線である。また、信号線１２０は、信号線駆動回路１２によって電位が制御される配線である。また、高電源電位線１１１は、電源回路１１によって固定電位である高電源電位（ＶＤＤ）が供給される配線である。また、低電源電位線１１２は、電源回路１１によって固定電位である低電源電位（ＶＳＳ）が供給される配線である。また、走査線１３０は、画素部１０においてマトリクス状に配設された複数の表示素子２０の行毎に設けられる。そして、行毎に設けられた複数の走査線１３０のそれぞれの電位は、走査線駆動回路１３によって独立に制御される。同様に、信号線１２０は、画素部１０においてマトリクス状に配設された複数の表示素子２０の列毎に設けられる。そして、列毎に設けられた複数の信号線１２０のそれぞれの電位は、信号線駆動回路１２によって独立に制御される。
【００１６】
図２（Ｂ）は、図１に示す撮像素子２５が有する撮像用光源素子２１の構成例を示す回路図である。図２（Ｂ）に示す撮像用光源素子２１は、Ｎチャネル型トランジスタ２１１と、Ｐチャネル型トランジスタ２１２と、容量素子２１３と、発光素子２１４とを有する。なお、図２（Ｂ）に示す撮像用光源素子２１の回路構成は、図２（Ａ）に示す表示素子２０と同じであるため、詳細な説明は割愛する。ただし、図２（Ｂ）に示す撮像用光源素子２１においては、Ｎチャネル型トランジスタ２１１のゲートが点灯期間制御信号線１４１に電気的に接続され、ソース及びドレインの一方が点滅制御信号線１４０に電気的に接続される点が図２（Ａ）に示す表示素子２０と異なる。また、撮像用光源素子２１が有する発光素子２１４は、表示素子２０が有する発光素子２０４と比較して瞬間的な強光を発光することが可能であることが好ましい。したがって、Ｐチャネル型トランジスタ２１２の電流駆動能力は、Ｐチャネル型トランジスタ２０２の電流駆動能力よりも高いことが好ましい。例えば、Ｐチャネル型トランジスタ２１２の（Ｗ／Ｌ）の値がＰチャネル型トランジスタ２０２の（Ｗ／Ｌ）の値よりも大きいことが好ましい。なお、ここで、Ｗはチャネル幅を表し、Ｌはチャネル長を表す。
【００１７】
なお、点灯期間制御信号線１４１は、画素部１０においてマトリクス状に配設された複数の撮像素子２５の行毎に設けられる。そして、行毎に設けられた複数の点灯期間制御信号線１４１は、それぞれが共通の配線を介して撮像用光源駆動回路１４に電気的に接続されている。すなわち、複数の点灯期間制御信号線１４１のそれぞれの電位は、撮像用光源駆動回路１４によって一括制御される。同様に、点滅制御信号線１４０は、画素部１０においてマトリクス状に配設された複数の撮像素子２５の列毎に設けられる。そして、列毎に設けられた複数の点滅制御信号線１４０は、それぞれが共通の配線を介して撮像用光源駆動回路１４に電気的に接続されている。すなわち、複数の点滅制御信号線１４０のそれぞれの電位は、撮像用光源駆動回路１４によって一括制御される。
【００１８】
図２（Ｃ）は、図１に示す撮像素子２５が有する光センサ２２の構成例を示す回路図である。図２（Ｃ）に示す光センサ２２は、アノードがリセット信号線１５１に電気的に接続されたフォトダイオード２２１と、ゲートが撮像期間制御信号線１５２に電気的に接続され、ソース及びドレインの一方がフォトダイオード２２１のカソードに電気的に接続されたＮチャネル型トランジスタ２２２と、ゲートがＮチャネル型トランジスタ２２２のソース及びドレインの他方に電気的に接続され、ソース及びドレインの一方が基準電位（Ｖｒｅｆ）を供給する配線１１３（以下、基準電位線１１３ともいう）に電気的に接続されたＮチャネル型トランジスタ２２３と、ゲートが読み出し期間制御信号線１５３に電気的に接続され、ソース及びドレインの一方がＮチャネル型トランジスタ２２３のソース及びドレインの他方に電気的に接続され、ソース及びドレインの他方が読み出し信号線１６０に電気的に接続されたＮチャネル型トランジスタ２２４とを有する。
【００１９】
なお、リセット信号線１５１、撮像期間制御信号線１５２、及び読み出し期間制御信号線１５３は、光センサ駆動回路１５によって電位が制御される配線であり、基準電位線１１３は、電源回路１１によって固定電位である基準電位（Ｖｒｅｆ）が供給される配線である。また、リセット信号線１５１、撮像期間制御信号線１５２、及び読み出し期間制御信号線１５３は、画素部１０においてマトリクス状に配設された複数の撮像素子２５の行毎に設けられる。なお、行毎に設けられた複数のリセット信号線１５１のそれぞれの電位は、光センサ駆動回路１５によって独立又は一括に制御される。また、行毎に設けられた複数の撮像期間制御信号線１５２のそれぞれの電位は、光センサ駆動回路１５によって独立又は一括に制御される。また、行毎に設けられた複数の読み出し期間制御信号線１５３のそれぞれの電位は、光センサ駆動回路１５によって独立に制御される。また、読み出し信号線１６０は、画素部１０においてマトリクス状に配設された複数の撮像素子２５の列毎に設けられる。そして、列毎に設けられた複数の読み出し信号線１６０の電位は、撮像信号読み出し回路１６によって判別される。
【００２０】
図３は、本明細書で開示される表示装置の一部の構造例を示す断面図である。具体的には、図３には、図２（Ａ）に示したＰチャネル型トランジスタ２０２及び発光素子２０４、図２（Ｂ）に示したＰチャネル型トランジスタ２１２及び発光素子２１４、並びに図２（Ｃ）に示したフォトダイオード２２１を示している。
【００２１】
Ｐチャネル型トランジスタ２０２は、絶縁表面を有する基板２００上に設けられた単結晶シリコンを母体とするｐ型不純物領域２０２１、２０２２及びチャネル形成領域２０２０と、チャネル形成領域２０２０上に設けられたゲート絶縁層２０２３と、ゲート絶縁層２０２３上に設けられたゲート層２０２４とを有する。また、Ｐチャネル型トランジスタ２１２として、Ｐチャネル型トランジスタ２０２と同様の構造を有するトランジスタを適用することが可能である。なお、ここでは、Ｐチャネル型トランジスタ２０２、２１２が単結晶シリコンを用いて構成される例について示したが、これらが多結晶シリコン又は非晶質シリコンを用いて構成される構成とすることも可能である。また、ここでは、Ｐチャネル型トランジスタ２０２、２１２がトップゲート型のトランジスタである例について示したが、これらの構造はトップゲート型のトランジスタに限定されずボトムゲート型のトランジスタなどであってもよい。
【００２２】
フォトダイオード２２１は、発光素子２１４が発する光又は当該光に含まれる特定波長の光が照射されることで光電流を生じるフォトダイオードであればどのような構造であってもよい。ここでは、フォトダイオード２２１として、絶縁表面を有する基板２００上に設けられた単結晶シリコンを母体とするｐ型不純物領域２１２１、ｉ型領域２１２２、及びｎ型不純物領域２１２３によって構成されるｐｉｎ型フォトダイオードを適用する。なお、フォトダイオード２２１としてｐｎフォトダイオードを適用する構成とすることも可能である。また、フォトダイオード２２１の構造は、目的の波長に対応して選択されることが好ましい。例えば、可視光線の波長領域を検出するには非晶質シリコンを用いて構成されるフォトダイオードを用いることが好ましく、赤外線を含む波長領域を検出するには単結晶シリコン又は多結晶シリコンを用いて構成されるフォトダイオードを適用することが好ましい。
【００２３】
なお、Ｐチャネル型トランジスタ２０２、２１２及びフォトダイオード２２１上には、絶縁層２３０が設けられている。また、Ｐチャネル型トランジスタ２０２、２１２及びフォトダイオード２２１が有するｐ型又はｎ型不純物領域は、絶縁層２３０の開口部において電極層２４１乃至電極層２４６のいずれかに接続されている。さらに、電極層２４１乃至電極層２４６上には絶縁層２５０が設けられている。
【００２４】
発光素子２０４は、絶縁層２５０の開口部において電極層２４２に接続された電極層２６１と、電極層２６１上に設けられた発光層２７０と、発光層２７０上に設けられた電極層２８０とを有する。また、発光素子２１４は、絶縁層２５０の開口部において電極層２４３に接続された電極層２６２と、電極層２６２上に設けられた発光層２７０と、発光層２７０上に設けられた電極層２８０とを有する。このように、図３に示す発光素子２０４、２１４においては、発光層２７０及び電極層２８０が共有されている。これにより、発光層２７０を所望の形状に形成する工程を設ける必要がなく、簡便に表示用光源及び撮像用光源を作製することが可能である。また、発光層２７０を所望の形状に加工する工程を設けずに発光素子２０４、２１４を作製するため、表示装置の信頼性及び歩留まりを向上させることが可能である。
【００２５】
なお、ここでは、発光層２７０は、電極層２６１又は電極層２６２及び電極層２８０の間に生じる電流によって白色を呈する光（Ｗ）を発光することが可能であり、且つ当該白色を呈する光（Ｗ）が少なくとも赤色を呈する光の波長、緑色を呈する光の波長、青色を呈する光の波長、及び黄色を呈する光の波長を有する光であることとする。例えば、発光素子２０４及び発光素子２１４として、有機エレクトロルミネッセンス素子を適用することが可能である。また、ここでは、電極層２８０を透光性を有する導電膜によって形成する。これにより、発光素子２０４及び発光素子２１４は、少なくとも電極層２８０が設けられた電極方向に対して白色を呈する光（Ｗ）を放射することが可能である。また、ここでは、電極層２６１、２６２の端部及び絶縁層２５０の開口部に隔壁層２９１乃至隔壁層２９５が設けられる。なお、隔壁層とは有機又は無機の絶縁物からなる層である。隔壁層２９１乃至隔壁層２９５を設けることによって、電極層２６１又は電極層２６２及び電極層２８０の短絡を防止すること、並びに発光層２７０の段切れを抑制することが可能になる。また、ここでは、発光素子２０４、２１４が、Ｐチャネル型トランジスタ２０２又はＰチャネル型トランジスタ２１２と重畳して設けられる。これにより、発光素子２０４及び発光素子２１４の面積（表示装置の開口率）を向上させることが可能である。
【００２６】
さらに、図３に示す表示装置は、カラーフィルター３００が設けられ、且つ透光性を備えた封止基板３１０を有する。なお、発光素子２０４、２１４などが存在する領域は、絶縁表面を有する基板２００と封止基板３１０によって密閉される。これにより、発光素子２０４、２１４などへの水分の混入を防ぎ、当該表示装置の信頼性を向上させることが可能である。また、カラーフィルター３００は、発光素子２０４が設けられた領域の直上に設けられる。カラーフィルター３００は、発光素子２０４から放射される白色を呈する光（Ｗ）に含まれる特定範囲の波長の光を吸収し、有彩色を呈する光（Ｃ）へと変化させることが可能である。なお、ここでは、当該有彩色は、赤色、緑色、青色、又は黄色であることとする。
【００２７】
また、発光素子２１４及びフォトダイオード２２１の直上には、当該カラーフィルターは設けられない。したがって、図３に示す表示装置においては、発光素子２１４が発する白色を呈する光（Ｗ）を被検出物に照射し、且つ当該被検出物によって反射される当該白色を呈する光（Ｗ）をフォトダイオード２２１に照射することで被検出物の撮像を行うことが可能である。
【００２８】
＜表示装置の撮像方法例＞
次いで、上述した表示装置の撮像方法例について図４（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。
【００２９】
図４（Ａ）、（Ｂ）は、図１及び図２（Ｂ）、（Ｃ）に示した撮像素子２５における撮像方法例を示す図である。具体的には、図４（Ａ）は撮像用光源素子２１が有する発光素子２１４が発光する状態において、撮像を行う場合の一例を示す図であり、図４（Ｂ）は撮像用光源素子２１が有する発光素子２１４が発光しない状態において撮像を行う場合の一例を示す図である。なお、図４（Ａ）、（Ｂ）において、Ｖ（１４１）は点灯期間制御信号線１４１の電位を示し、Ｖ（１４０）は点滅制御信号線１４０の電位を示し、Ｖ（１５１）はリセット信号線１５１の電位を示し、Ｖ（１５２）は撮像期間制御信号線１５２の電位を示し、Ｖ（１５３）は読み出し期間制御信号線１５３の電位を示し、Ｖ（Ｎ）はＮチャネル型トランジスタ２２２のソース及びドレインの他方並びにＮチャネル型トランジスタ２２３のゲートが電気的に接続するノードの電位を示し、Ｖ（１６０）は読み出し信号線１６０の電位を示している。
【００３０】
図４（Ａ）に示す撮像方法例においては、時刻Ａ前に、点滅制御信号線１４０の電位（Ｖ（１４０））をロウレベルの電位とし、且つ点灯期間制御信号線１４１の電位（Ｖ（１４１））をハイレベルの電位とする。これにより、図２（Ｂ）に示したＮチャネル型トランジスタ２１１及びＰチャネル型トランジスタ２１２が共にオン状態となる。したがって、発光素子２１４が発光する。
【００３１】
時刻Ａに、リセット信号線１５１の電位（Ｖ（１５１））及び撮像期間制御信号線１５２の電位（Ｖ（１５２））をハイレベルの電位とする（リセット動作開始）。この時、当該ノードの電位（Ｖ（Ｎ））は、リセット電位に設定される。
【００３２】
時刻Ｂに、リセット信号線１５１の電位（Ｖ（１５１））をロウレベルの電位とする（リセット動作終了、蓄積動作開始）。この時、フォトダイオード２２１に照射された光量に応じて、当該ノードの電位（Ｖ（Ｎ））の電位の変化率は異なる。ここでは、フォトダイオード２２１に照射された光量が多い程、当該ノードの電位が早く減少するものとしている。
【００３３】
時刻Ｃに、撮像期間制御信号線１５２の電位（Ｖ（１５２））をロウレベルの電位とする（蓄積動作終了）。以後、当該ノードの電位（Ｖ（Ｎ））は、一定値となる。なお、当該ノードの電位（Ｖ（Ｎ））は、蓄積動作中にフォトダイオード２２１に照射された光量が多い程低い。
【００３４】
時刻Ｄに、読み出し期間制御信号線１５３の電位（Ｖ（１５３））をハイレベルの電位とする（選択動作開始）。この時、当該ノードの電位（Ｖ（Ｎ））、すなわち、図２（Ｃ）に示すＮチャネル型トランジスタ２２３のゲート電圧に応じて、読み出し信号線１６０の電位（Ｖ（１６０））が変化する。ここで、読み出し信号線１６０の電位（Ｖ（１６０））をあらかじめハイレベルの電位としておくと、Ｎチャネル型トランジスタ２２３のゲート電圧が高い程、読み出し信号線１６０の電位（Ｖ（１６０））は低くなる。ここでは、フォトダイオード２２１に照射された光量が多い程、Ｎチャネル型トランジスタ２２３のゲート電圧は低くなるものとしているため、フォトダイオード２２１に照射された光量が多い程、読み出し信号線１６０の電位（Ｖ（１６０））は高くなる。
【００３５】
時刻Ｅに、読み出し期間制御信号線１５３の電位（Ｖ（１５３））をロウレベルの電位とする（選択動作終了）。したがって、読み出し信号線１６０の電位（Ｖ（１６０））は、一定値となる。その後、読み出し信号線１６０の電位（Ｖ（１６０））は、撮像信号読み出し回路１６において判別される。
【００３６】
図４（Ｂ）に示す撮像方法例においては、時刻Ｆ前に、点滅制御信号線１４０の電位（Ｖ（１４０））をハイレベルの電位とし、且つ点灯期間制御信号線１４１の電位（Ｖ（１４１））をハイレベルの電位とする。これにより、図２（Ｂ）に示したＮチャネル型トランジスタ２１１がオン状態となり、且つＰチャネル型トランジスタ２１２がオフ状態となる。したがって、発光素子２１４は発光しない。
【００３７】
時刻Ｆに、リセット信号線１５１の電位（Ｖ（１５１））及び撮像期間制御信号線１５２の電位（Ｖ（１５２））をハイレベルの電位とする（リセット動作開始）。この時、当該ノードの電位（Ｖ（Ｎ））は、リセット電位に設定される。
【００３８】
時刻Ｇに、リセット信号線１５１の電位（Ｖ（１５１））をロウレベルの電位とする（リセット動作終了、蓄積動作開始）。この時、フォトダイオード２２１に照射された光量に応じて、当該ノードの電位（Ｖ（Ｎ））の電位の変化率は異なる。図４（Ｂ）に示す撮像方法例においては、発光素子２１４が発光しないため、図４（Ａ）に示す撮像方法例と比較してフォトダイオード２２１に照射される光量が少なくなる。したがって、図４（Ｂ）に示す撮像方法例における当該ノードの電位は、図４（Ａ）に示す撮像方法例における当該ノードの電位と比較して遅く減少する。
【００３９】
時刻Ｈに、撮像期間制御信号線１５２の電位（Ｖ（１５２））をロウレベルの電位とする（蓄積動作終了）。以後、当該ノードの電位（Ｖ（Ｎ））は、一定値となる。
【００４０】
時刻Ｉに、読み出し期間制御信号線１５３の電位（Ｖ（１５３））をハイレベルの電位とする（選択動作開始）。この時、当該ノードの電位（Ｖ（Ｎ））、すなわち、図２（Ｃ）に示すＮチャネル型トランジスタ２２３のゲート電圧に応じて、読み出し信号線１６０の電位（Ｖ（１６０））が変化する。ここで、図４（Ｂ）に示す撮像方法例においては、図４（Ａ）に示す撮像方法例と比較して、当該ノードの電位（Ｖ（Ｎ））が高くなる。したがって、図４（Ｂ）における読み出し信号線１６０の電位（Ｖ（１６０））は、図４（Ａ）に示す撮像方法例における読み出し信号線１６０の電位（Ｖ（１６０））と比較して低くなる。
【００４１】
時刻Ｊに、読み出し期間制御信号線１５３の電位（Ｖ（１５３））をロウレベルの電位とする（選択動作終了）。したがって、読み出し信号線１６０の電位（Ｖ（１６０））は、一定値となる。その後、読み出し信号線１６０の電位（Ｖ（１６０））は、撮像信号読み出し回路１６において判別される。
【００４２】
さらに、本明細書で開示される表示装置においては、図４（Ａ）の撮像方法例によって判別されたデータと、図４（Ｂ）の撮像方法例によって判別されたデータとの差分を検出することが可能である。当該差分を検出することによって、撮像の際の外光によるノイズを低減することができ、被検出物の検出精度を向上することができる。
【００４３】
＜表示装置の変形例＞
上述した表示装置は、本発明の一態様であり、上述した表示装置と異なる点を有する表示装置も本発明には含まれる。
【００４４】
例えば、上述した表示装置においては、発光素子２１４から放射される白色を呈する光（Ｗ）を用いて撮像を行う構成（図３参照）について示したが、当該撮像を赤外線領域の波長の光を含む不可視光（ＩＲ）を用いて行う構成（図５参照）とすることが可能である。なお、図５は、図３に示した表示装置の断面図に、カラーフィルター３００と同一の波長領域の光を吸収するカラーフィルター３０１、３０２と、カラーフィルター３００とは異なる波長領域の光を吸収するカラーフィルター３２１、３２２とを付加した図である。ここで、図５に示す発光素子２１４から放射される白色を呈する光（Ｗ）には、赤外線領域の波長の光が含まれるものとする。また、カラーフィルター３０１及びカラーフィルター３２１と、カラーフィルター３０２及び３２２とは、それぞれ封止基板３１０において積層して設けられる。また、前者の積層は、発光素子２１４が設けられた領域の直上に設けられ、後者の積層は、フォトダイオード２２１が設けられた領域の直上に設けられる。
【００４５】
このように、赤外線領域の波長の光を含む不可視光（ＩＲ）を用いて撮像を行うことで、当該表示装置における表示に影響を与えることなく撮像を行うことができる。また、表示への影響を考慮することなく当該不可視光（ＩＲ）の強度を高くすることが可能であるため、撮像素子における撮像における外光の影響を低減し、検出精度を向上することが可能となる。
【実施例１】
【００４６】
本実施例では、上述した表示装置を搭載した電子機器の例について図６を参照して説明する。
【００４７】
図６（Ａ）は、携帯型情報通信端末を示す図である。図６（Ａ）に示す携帯型情報通信端末は、少なくとも表示撮像部６０１を具備する。また、図６（Ａ）に示す携帯型情報通信端末は、例えば表示撮像部６０１に操作部６０２を設けることができる。例えば、上述した表示装置を表示撮像部６０１に用いることにより、例えば指又はペンにより携帯型情報通信端末の操作又は携帯型情報通信端末への情報の入力を行うことができる。
【００４８】
図６（Ｂ）は、カーナビゲーションを含む情報案内端末を示す図である。図６（Ｂ）に示す情報案内端末は、表示撮像部６１１、操作ボタン６１２、及び外部入力端子６１３を具備する。例えば、上述した表示装置を表示撮像部６１１に用いることにより、例えば指又はペンにより情報案内端末の操作又は情報案内端末への情報の入力を行うことができる。
【００４９】
図６（Ｃ）は、ノート型パーソナルコンピュータを示す図である。図６（Ｃ）に示すノート型パーソナルコンピュータは、筐体６２１と、表示撮像部６２２と、スピーカ６２３と、ＬＥＤランプ６２４と、ポインティングデバイス６２５と、接続端子６２６と、キーボード６２７と、を具備する。例えば、上述した液晶表示装置を、表示撮像部６２２に用いることにより、例えば指又はペンによりノート型パーソナルコンピュータの操作又はノート型パーソナルコンピュータへの情報の入力を行うことができる。
【００５０】
図６（Ｄ）は、携帯型遊技機を示す図である。図６（Ｄ）に示す携帯型遊技機は、表示撮像部６３１と、表示撮像部６３２と、スピーカ６３３と、接続端子６３４と、ＬＥＤランプ６３５と、マイクロフォン６３６と、記録媒体読込部６３７と、操作ボタン６３８と、センサ６３９と、を有する。例えば、上述した表示装置を、表示撮像部６３１及び表示撮像部６３２、又は表示撮像部６３１若しくは表示撮像部６３２に用いることにより、例えば指又はペンにより携帯型遊技機の操作又は携帯型遊技機への情報の入力を行うことができる。
【００５１】
図６（Ｅ）は、電子書籍を示す図である。図６（Ｅ）に示す電子書籍は、少なくとも筐体６４１と、筐体６４２と、表示撮像部６４３と、表示撮像部６４４と、軸部６４５と、を有する。
【００５２】
筐体６４１及び筐体６４２は、軸部６４５により接続され、図６（Ｅ）に示す電子書籍は、該軸部６４５を軸として開閉動作を行うことができる。このような構成により、紙の書籍のような動作を行うことができる。また、表示撮像部６４３は、筐体６４１に組み込まれ、表示撮像部６４４は、筐体６４２に組み込まれる。また、表示撮像部６４３及び表示撮像部６４４は、互いに異なる画像を表示する構成とすること、又は両方の表示撮像部で一続きの画像を表示する構成とすることが可能である。表示撮像部６４３及び表示撮像部６４４を異なる画像を表示する構成にすることにより、例えば右側の表示撮像部（図６（Ｅ）では表示撮像部６４３）に文章画像を表示し、左側の表示撮像部（図６（Ｅ）では表示撮像部６４４）に画像を表示することができる。
【００５３】
また、図６（Ｅ）に示す電子書籍は、筐体６４１又は筐体６４２に操作部などを備えてもよい。例えば、図６（Ｅ）に示す電子書籍の構成を電源ボタン６４６と、操作キー６４７と、スピーカ６４８と、を有する構成にすることもできる。図６（Ｅ）に示す電子書籍は、操作キー６４７を用いることにより、複数の頁がある画像の頁を送ることができる。また、図６（Ｅ）に示す電子書籍の表示撮像部６４３及び表示撮像部６４４の少なくとも一方にキーボードやポインティングデバイスなどを設けた構成としてもよい。また、図６（Ｅ）に示す電子書籍の筐体６４１及び筐体６４２の裏面や側面に、外部接続用端子（イヤホン端子、ＵＳＢ端子、又はＡＣアダプタ又はＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを設けてもよい。さらに、図６（Ｅ）に示す電子書籍に電子辞書としての機能を持たせてもよい。
【００５４】
例えば、上述した表示装置を表示撮像部６４３及び表示撮像部６４４、又は表示撮像部６４３若しくは表示撮像部６４４に用いることにより、例えば指又はペンにより電子書籍の操作又は電子書籍への情報の入力を行うことができる。
【００５５】
図６（Ｆ）は、ディスプレイを示す図である。図６（Ｆ）に示すディスプレイは、筐体６５１と、表示撮像部６５２と、スピーカ６５３と、ＬＥＤランプ６５４と、操作ボタン６５５と、接続端子６５６と、センサ６５７と、マイクロフォン６５８と、支持台６５９と、を有する。例えば、上述した表示装置を表示撮像部６５２に用いることにより、例えば指又はペンによりディスプレイの操作又はディスプレイへの情報の入力を行うことができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０                      画素部
１１                      電源回路
１２                      信号線駆動回路
１３                      走査線駆動回路
１４                      撮像用光源駆動回路
１５                      光センサ駆動回路
１６                      撮像信号読み出し回路
２０                      表示素子
２１                      撮像用光源素子
２２                      光センサ
２５                      撮像素子
１１１                    高電源電位線
１１２                    低電源電位線
１１３                    基準電位線
１２０                    信号線
１３０                    走査線
１４０                    点滅制御信号線
１４１                    点灯期間制御信号線
１５１                    リセット信号線
１５２                    撮像期間制御信号線
１５３                    読み出し期間制御信号線
１６０                    読み出し信号線
２００                    基板
２０１                    Ｎチャネル型トランジスタ
２０２                    Ｐチャネル型トランジスタ
２０３                    容量素子
２０４                    発光素子
２１１                    Ｎチャネル型トランジスタ
２１２                    Ｐチャネル型トランジスタ
２１３                    容量素子
２１４                    発光素子
２２１                    フォトダイオード
２２２                    Ｎチャネル型トランジスタ
２２３                    Ｎチャネル型トランジスタ
２２４                    Ｎチャネル型トランジスタ
２３０                    絶縁層
２４１                    電極層
２４２                    電極層
２４３                    電極層
２４４                    電極層
２４５                    電極層
２４６                    電極層
２５０                    絶縁層
２６１                    電極層
２６２                    電極層
２７０                    発光層
２８０                    電極層
２９１                    隔壁層
２９２                    隔壁層
２９３                    隔壁層
２９４                    隔壁層
２９５                    隔壁層
３００                    カラーフィルター
３０１                    カラーフィルター
３０２                    カラーフィルター
３１０                    封止基板
３２１                    カラーフィルター
３２２                    カラーフィルター
６０１                    表示撮像部
６０２                    操作部
６１１                    表示撮像部
６１２                    操作ボタン
６１３                    外部入力端子
６２１                    筐体
６２２                    表示撮像部
６２３                    スピーカ
６２４                    ＬＥＤランプ
６２５                    ポインティングデバイス
６２６                    接続端子
６２７                    キーボード
６３１                    表示撮像部
６３２                    表示撮像部
６３３                    スピーカ
６３４                    接続端子
６３５                    ＬＥＤランプ
６３６                    マイクロフォン
６３７                    記録媒体読込部
６３８                    操作ボタン
６３９                    センサ
６４１                    筐体
６４２                    筐体
６４３                    表示撮像部
６４４                    表示撮像部
６４５                    軸部
６４６                    電源ボタン
６４７                    操作キー
６４８                    スピーカ
６５１                    筐体
６５２                    表示撮像部
６５３                    スピーカ
６５４                    ＬＥＤランプ
６５５                    操作ボタン
６５６                    接続端子
６５７                    センサ
６５８                    マイクロフォン
６５９                    支持台
２０２０                  チャネル形成領域
２０２１                  ｐ型不純物領域
２０２２                  ｐ型不純物領域
２０２３                  ゲート絶縁層
２０２４                  ゲート層
２１２１                  ｐ型不純物領域
２１２２                  ｉ型領域
２１２３                  ｎ型不純物領域
【図１】
0005923277.tif 000002
【図２】
0005923277.tif 000003
【図３】
0005923277.tif 000004
【図４】
0005923277.tif 000005
【図５】
0005923277.tif 000006
【図６】
0005923277.tif 000007