(57)【要約】【課題】  本発明は、発光素子の端部を囲む隔壁層として、遮光性を有する材料を用いる。これにより、読み取り対象物に反射していない光が撮像素子に入ることを防止して、読み取り対象物の情報を正確に読み取ることができる。【解決手段】  本発明の読み取り機能付き表示装置は、絶縁表面を有する基板上に設けられた薄膜トランジスタ及び撮像素子と、薄膜トランジスタ及び撮像素子を覆う絶縁層と、絶縁層上に設けられた発光素子と、発光素子の端部を囲み、遮光性を有する隔壁層とを有し、隔壁層は、撮像素子と重なる位置に、開口部を有することを特徴とする。【選択図】  図２
2006065305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁表面を有する基板上に、複数の画素が設けられ、
前記複数の画素の各々は、第１の薄膜トランジスタと発光素子を含む第１の副画素と、第２の薄膜トランジスタと撮像素子を含む第２の副画素を有し、
前記第１の薄膜トランジスタ、前記第２の薄膜トランジスタ及び前記撮像素子を覆うように、絶縁層が設けられ、
前記絶縁層上に、前記発光素子と遮光性を有する層が設けられ、
前記遮光性を有する層は、前記撮像素子と重なる位置に、開口部が設けられていることを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項２】
絶縁表面を有する基板上に、複数の画素が設けられ、
前記複数の画素の各々は、第１の薄膜トランジスタと発光素子を含む第１の副画素と、第２の薄膜トランジスタと撮像素子を含む第２の副画素を有し、
前記第１の薄膜トランジスタ、前記第２の薄膜トランジスタ及び前記撮像素子を覆うように、絶縁層が設けられ、
前記絶縁層上に、前記発光素子と遮光性を有する層が設けられ、
前記発光素子と前記遮光性を有する層上に、着色層が設けられ、
前記遮光性を有する層は、前記撮像素子と重なる位置に、開口部が設けられていることを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項３】
絶縁表面を有する基板上に、複数の画素が設けられ、
前記複数の画素の各々は、第１の薄膜トランジスタと赤色に発光する第１の発光素子を含む第１の副画素と、第２の薄膜トランジスタと緑色に発光する第２の発光素子を含む第２の副画素と、第３の薄膜トランジスタと青色に発光する第３の発光素子を含む第３の副画素と、第４の薄膜トランジスタと撮像素子を含む第４の副画素とを有し、
前記第１の薄膜トランジスタ、前記第２の薄膜トランジスタ、前記第３の薄膜トランジスタ、前記第４の薄膜トランジスタ及び前記撮像素子を覆うように、絶縁層が設けられ、
前記絶縁層上に、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、前記第３の発光素子及び遮光性を有する層が設けられ、
前記遮光性を有する層は、前記撮像素子と重なる位置に、開口部が設けられていることを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項４】
絶縁表面を有する基板上に、複数の画素が設けられ、
前記複数の画素の各々は、第１の薄膜トランジスタと赤色に発光する第１の発光素子を含む第１の副画素と、第２の薄膜トランジスタと緑色に発光する第２の発光素子を含む第２の副画素と、第３の薄膜トランジスタと青色に発光する第３の発光素子を含む第３の副画素と、第４の薄膜トランジスタと撮像素子を含む第４の副画素とを有し、
前記第１の薄膜トランジスタ、前記第２の薄膜トランジスタ、前記第３の薄膜トランジスタ、前記第４の薄膜トランジスタ及び前記撮像素子を覆うように、絶縁層が設けられ、
前記絶縁層上に、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、前記第３の発光素子及び遮光性を有する層が設けられ、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、前記第３の発光素子及び遮光性を有する層上に、着色層が設けられ、
前記遮光性を有する層は、前記撮像素子と重なる位置に、開口部が設けられていることを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項５】
絶縁表面を有する基板上に、複数の画素が設けられ、
前記複数の画素の各々は、第１の薄膜トランジスタと赤色に発光する第１の発光素子を含む第１の副画素と、第２の薄膜トランジスタと緑色に発光する第２の発光素子を含む第２の副画素と、第３の薄膜トランジスタと青色に発光する第３の発光素子を含む第３の副画素と、第４の薄膜トランジスタと第１の撮像素子を含む第４の副画素と、第５の薄膜トランジスタと第２の撮像素子を含む第５の副画素と、第６の薄膜トランジスタと第３の撮像素子を含む第６の副画素とを有し、
前記第１の薄膜トランジスタ、前記第２の薄膜トランジスタ、前記第３の薄膜トランジスタ、前記第４の薄膜トランジスタ、前記第５の薄膜トランジスタ、前記第６の薄膜トランジスタ、前記第１の撮像素子、前記第２の撮像素子及び前記第３の撮像素子を覆うように、絶縁層が設けられ、
前記絶縁層上に、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、前記第３の発光素子及び遮光性を有する層が設けられ、
前記遮光性を有する層は、前記第１の撮像素子、前記第２の撮像素子及び前記第３の撮像素子と重なる位置に、開口部が設けられていることを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項６】
絶縁表面を有する基板上に、複数の画素が設けられ、
前記複数の画素の各々は、第１の薄膜トランジスタと赤色に発光する第１の発光素子を含む第１の副画素と、第２の薄膜トランジスタと緑色に発光する第２の発光素子を含む第２の副画素と、第３の薄膜トランジスタと青色に発光する第３の発光素子を含む第３の副画素と、第４の薄膜トランジスタと第１の撮像素子を含む第４の副画素と、第５の薄膜トランジスタと第２の撮像素子を含む第５の副画素と、第６の薄膜トランジスタと第３の撮像素子を含む第６の副画素とを有し、
前記第１の薄膜トランジスタ、前記第２の薄膜トランジスタ、前記第３の薄膜トランジスタ、前記第４の薄膜トランジスタ、前記第５の薄膜トランジスタ、前記第６の薄膜トランジスタ、前記第１の撮像素子、前記第２の撮像素子及び前記第３の撮像素子を覆うように、絶縁層が設けられ、
前記絶縁層上に、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、前記第３の発光素子及び遮光性を有する層が設けられ、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、前記第３の発光素子及び遮光性を有する層上に、着色層が設けられ、
前記遮光性を有する層は、前記第１の撮像素子、前記第２の撮像素子及び前記第３の撮像素子と重なる位置に、開口部が設けられていることを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項７】
請求項１又は請求項２において、前記第１の薄膜トランジスタと前記第２の薄膜トランジスタの各々は、結晶質半導体層を有することを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項８】
請求項３又は請求項４において、前記第１の薄膜トランジスタ、前記第２の薄膜トランジスタ、前記第３の薄膜トランジスタ及び前記第４の薄膜トランジスタの各々は、結晶質半導体層を有することを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、前記撮像素子は、結晶質半導体層を有することを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、前記撮像素子は、非晶質半導体層を有することを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、前記撮像素子は、Ｐ型領域、Ｉ型領域及びＮ型領域を有することを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項１２】
請求項５又は請求項６において、前記第１の薄膜トランジスタ、前記第２の薄膜トランジスタ、前記第３の薄膜トランジスタ、前記第４の薄膜トランジスタ、前記第５の薄膜トランジスタ及び前記第６の薄膜トランジスタの各々は、結晶質半導体層を有することを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項１３】
請求項５又は請求項６において、前記第１の撮像素子、前記第２の撮像素子及び前記第３の撮像素子の各々は、結晶質半導体層を有することを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項１４】
請求項５又は請求項６において、前記第の撮像素子、前記第２の撮像素子及び前記第３の撮像素子の各々は、非晶質半導体層を有することを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項１５】
請求項５又は請求項６において、前記第１の撮像素子、前記第２の撮像素子及び前記第３の撮像素子の各々は、Ｐ型領域、Ｉ型領域及びＮ型領域を有することを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項１６】
絶縁表面を有する基板上に複数の画素が設けられ、
前記複数の画素の各々は、赤色に発光する発光素子を含む第１の副画素と、緑色に発光する発光素子を含む第２の副画素と、青色に発光する発光素子を含む第３の副画素と、撮像素子を含む第４の副画素とを有し、
前記第２の副画素の面積と前記第４の副画素の面積を足した面積は、前記第１の副画素の面積又は前記第３の副画素の面積と同じであることを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項１７】
絶縁表面を有する基板上に複数の画素が設けられ、
前記複数の画素の各々は、赤色に発光する発光素子を含む第１の副画素と、緑色に発光する発光素子を含む第２の副画素と、青色に発光する発光素子を含む第３の副画素と、撮像素子を含む第４の副画素とを有し、
前記第１の副画素の面積、前記第２の副画素の面積及び前記第４の副画素の面積を足した面積は、前記第３の副画素の面積の２倍であることを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項１８】
絶縁表面を有する基板上に複数の画素が設けられ、
前記複数の画素の各々は、赤色に発光する発光素子を含む第１の副画素と、緑色に発光する発光素子を含む第２の副画素と、青色に発光する発光素子を含む第３の副画素と、撮像素子を含む第４の副画素とを有し、
前記第１の副画素、前記第２の副画素及び前記第３の副画素から選択された１つの副画素の面積と前記第４の副画素の面積を足した面積は、前記第１の副画素、前記第２の副画素及び前記第３の副画素から選択された残りの２つの副画素の面積の０．５倍であることを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項１９】
絶縁表面を有する基板上に複数の画素が設けられ、
前記複数の画素の各々は、赤色に発光する発光素子を含む第１の副画素と、緑色に発光する発光素子を含む第２の副画素と、青色に発光する発光素子を含む第３の副画素と、撮像素子を含む第４の副画素とを有し、
前記第１の副画素、前記第２の副画素及び前記第３の副画素から選択された２つの副画素の面積と前記第４の副画素の面積を足した面積は、前記第１の副画素、前記第２の副画素及び前記第３の副画素から選択された残りの１つの副画素の面積の２倍であることを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項２０】
請求項１６乃至請求項１９のいずれか一項において、前記複数の画素はストライプ状に配列されていることを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項２１】
請求項１６乃至請求項１９のいずれか一項において、前記複数の画素はデルタ状に配列されていることを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項２２】
請求項１６乃至請求項１９のいずれか一項において、前記複数の画素はモザイク状に配列されていることを特徴とする読み取り機能付き表示装置。
【請求項２３】
請求項１乃至請求項２２のいずれか一項に記載の前記読み取り機能付き表示装置を用いた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、読み取り機能付き表示装置に関する。
【０００２】
また、読み取り機能付き表示装置を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、表示装置として、液晶ディスプレイに代わり、エレクトロルミネッセンス素子等を代表とする発光素子を用いた表示装置の研究開発が進められている。この表示装置は、自発光型ゆえの高画質、広視野角、バックライトを必要としないことによる薄型、軽量等の利点を活かして、幅広く利用されている。
【０００４】
このような発光素子を用いた表示装置であって、基板上に発光素子だけでなく撮像素子も集積させた、読み取り機能付き表示装置がある（例えば、特許文献１参照）。この表示装置は、発光素子から発せられた光が、読み取り対象物において反射し、その反射した光を撮像素子が受け取ることによって、当該読み取り対象物の情報を読み取るものである。
【特許文献１】特開２００２−１７６１６２号公報
【０００５】
また、発光素子を用いた表示装置において、カラー表示に必要な各色に対応した発光材料は、所定の輝度を得るための電流密度が異なる。光の３原色に対応した発光材料を例に挙げると、同じ電圧を印加した場合、緑色の発光素子、赤色の発光素子、青色の発光素子の順番で輝度が低くなる。このような上述した発光材料をそのまま用いると、色毎の発光輝度にバラツキが生じてしまう。また、白色の表現は、光の３原色に対応した赤・緑・青の３つの副画素を全て発光させた状態で行うため、各副画素の発色具合によっては、白が赤に偏ったり、青に偏ったりして、白色が正確に表示されない。このように、白色の表現が悪くなると、所望の色彩が得られず、正確な階調で表現された画像の表示が難しくなる。そこで、赤・緑・青の３つの副画素に入力するビデオ信号の階調数を補正して、色毎の発光輝度のバラツキをなくして、白色の表現を改善するものがある（例えば、特許文献２参照）。また、ビデオ信号を補正せず、各副画素に与える電源電位を変えることで、白色の表現を改善するものもある。
【特許文献２】特開２００４−４７０８号公報
【０００６】
なお、白色の表現が悪くなるとは、白が赤に偏ったり、白が青に偏ったり、白が緑に偏ったりして、白色を正しく表現できなくなることである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の構成によると、発光素子から発せられる光が、読み取り対象物に反射せず、撮像素子に入ってしまうことがあった。これは、発光素子から発せられる光が、発光素子と読み取り対象物の間のある媒体（例えば絶縁層など）とある媒体との界面において反射し、その反射した光が撮像素子に入ってしまうことによる。撮像素子に入る光は、読み取り対象物に反射した光だけであるべきだが、このような余計な光が入ってしまうと、読み取り対象物の情報を正確に読み取ることができなかった。
【０００８】
上記の実情を鑑み、本発明は、読み取り対象物の情報を正確に読み取ることができる、読み取り機能付き表示装置の提供を課題とする。
【０００９】
また、特許文献２の構成によると、ビデオ信号の階調数を補正する信号補正回路を新たに設ける必要があった。信号補正回路として外部に接続するＩＣを増やすと、小型化・薄型化・軽量化の妨げとなってしまう。また、白色の表現を改善するために各副画素に与える電源電位を変える場合、電源回路から供給する電源電位を基に、いくつかの電位を生成する必要があるため、レベルシフタ等の回路を設ける必要があった。また、レベルシフタを設けない場合、外部から異なる電源電位を与える必要があるため、パネルのピン数を増やす必要があった。
【００１０】
そこで本発明は、ビデオ信号を補正したり、電源電位を増やしたりすることなく、色毎の輝度のバラツキを改善して、白色の表現を改善する読み取り機能付き表示装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、発光素子の端部を囲む隔壁層として、遮光性を有する材料を用いる。これにより、読み取り対象物に反射していない光が撮像素子に入ることを防止して、読み取り対象物の情報を正確に読み取ることができる。
【００１２】
本発明の読み取り機能付き表示装置は、絶縁表面を有する基板上に設けられた薄膜トランジスタ及び撮像素子と、薄膜トランジスタ及び撮像素子を覆う絶縁層と、絶縁層上に設けられた発光素子と、発光素子の端部を囲み、遮光性を有する隔壁層（遮光性を有する層）とを有する。隔壁層は、撮像素子と重なる位置に、開口部を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の読み取り機能付き表示装置は、絶縁表面を有する基板上に設けられた薄膜トランジスタ及び撮像素子と、薄膜トランジスタ及び撮像素子を覆う絶縁層と、絶縁層上に設けられた白色発光素子と、白色発光素子の端部を囲み、遮光性を有する隔壁層と、隔壁層の上方に設けられ、白色発光素子と重なる着色層とを有する。隔壁層は、撮像素子と重なる位置に、開口部を有する。着色層は、撮像素子と重なる位置に設けられていないことを特徴とする。
【００１４】
本発明の読み取り機能付き表示装置は、絶縁表面を有する基板上に複数の画素が設けられ、複数の画素の各々は、赤色に発光する第１の発光素子を含む第１の副画素と、緑色に発光する第２の発光素子を含む第２の副画素と、青色に発光する第３の発光素子を含む第３の副画素と、撮像素子を含む第４の副画素とを有する。撮像素子上に絶縁層が設けられ、絶縁層上に第１乃至第３の発光素子が設けられ、第１乃至第３の発光素子の端部を囲むように、遮光性を有する隔壁層が設けられている。隔壁層は、撮像素子と重なる位置に、開口部を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の読み取り機能付き表示装置は、絶縁表面を有する基板上に複数の画素が設けられ、複数の画素の各々は、赤色に発光する第１の発光素子を含む第１の副画素と、緑色に発光する第２の発光素子を含む第２の副画素と、青色に発光する第３の発光素子を含む第３の副画素と、第１の撮像素子を含む第４の副画素と、第２の撮像素子を含む第５の副画素と、第３の撮像素子を含む第６の副画素とを有する。第１乃至第３の撮像素子上に絶縁層が設けられ、絶縁層上に第１乃至第３の発光素子が設けられ、第１乃至第３の発光素子の端部を囲むように、遮光性を有する隔壁層が設けられている。隔壁層は、撮像素子と重なる位置に、開口部を有することを特徴とする。
【００１６】
上記の読み取り機能付き表示装置が含む撮像素子は、結晶質半導体を有することを特徴とする。また、上記の読み取り機能付き表示装置が含む撮像素子は、Ｐ型領域と、Ｉ型領域と、Ｎ型領域とを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明は、基板上における、発光素子を含む副画素の面積を変える点を特徴とする。第１の構成は、緑の副画素の面積を、赤の副画素の面積又は青の副画素の面積よりも小さくする。そして、緑の副画素の面積の余った部分に、撮像素子を含む副画素を設ける。第２の構成は、赤と緑の副画素の面積を、青の副画素の面積よりも小さくする。そして、赤の副画素と緑の副画素の面積の余った部分に、撮像素子を含む副画素を設ける。
【００１８】
上記構成により、赤・緑・青の発光材料の電流密度が異なっていても、その発光面積を変えることで、色毎の発光輝度のバラツキを改善し、白色の表現を改善することができる。また、撮像素子を含む副画素をさらに設けるのではなく、発光素子を含む副画素の面積を小さくし、小さくすることで余った領域に、撮像素子を設ける。そうすると、撮像素子を含む副画素を設けても、撮像素子を含まない場合と同じ集積度を保つことができる。従って、撮像素子を設けても、高精細な画像を表示することができる。
【００１９】
本発明の読み取り機能付き表示装置は、絶縁表面を有する基板上に複数の画素が設けられ、複数の画素の各々は、赤色に発光する発光素子を含む第１の副画素と、緑色に発光する発光素子を含む第２の副画素と、青色に発光する発光素子を含む第３の副画素と、撮像素子を含む第４の副画素とを有する。基板上における、第１の副画素の面積と第３の副画素の面積は同じであり、第２の副画素の面積と第４の副画素の面積を足した面積は、第１の副画素の面積又は第３の副画素の面積と同じであることを特徴とする。
【００２０】
本発明の読み取り機能付き表示装置は、絶縁表面を有する基板上に複数の画素が設けられ、複数の画素の各々は、赤色に発光する発光素子を含む第１の副画素と、緑色に発光する発光素子を含む第２の副画素と、青色に発光する発光素子を含む第３の副画素と、撮像素子を含む第４の副画素とを有し、基板上における、第１の副画素の面積と第２の副画素の面積と第４の副画素の面積とを足した面積は、第３の副画素の面積の２倍であることを特徴とする。
【００２１】
また、複数の画素はストライプ状に配列されていることを特徴とする。また、複数の画素はデルタ状に配列されていることを特徴とする。また、複数の画素はモザイク状に配列されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明の読み取り機能付き表示装置は、絶縁表面を有する基板上に、複数の画素が設けられている。
【００２３】
複数の画素の各々は、第１の薄膜トランジスタと発光素子を含む第１の副画素と、第２の薄膜トランジスタと撮像素子を含む第２の副画素を有する。第１の薄膜トランジスタ、第２の薄膜トランジスタ及び撮像素子を覆うように、絶縁層が設けられている。絶縁層上に、発光素子と遮光性を有する層が設けられ、遮光性を有する層は、撮像素子と重なる位置に、開口部が設けられている。
【００２４】
または、複数の画素の各々は、第１の薄膜トランジスタと赤色に発光する第１の発光素子を含む第１の副画素と、第２の薄膜トランジスタと緑色に発光する第２の発光素子を含む第２の副画素と、第３の薄膜トランジスタと青色に発光する第３の発光素子を含む第３の副画素と、第４の薄膜トランジスタと撮像素子を含む第４の副画素とを有する。第１の薄膜トランジスタ、第２の薄膜トランジスタ、第３の薄膜トランジスタ及び第４の薄膜トランジスタと撮像素子を覆うように、絶縁層が設けられている。絶縁層上に、第１の発光素子、第２の発光素子及び第３の発光素子と遮光性を有する層が設けられている。遮光性を有する層は、撮像素子と重なる位置に、開口部が設けられていることを特徴とする。
【００２５】
または、複数の画素の各々は、第１の薄膜トランジスタと赤色に発光する第１の発光素子を含む第１の副画素と、第２の薄膜トランジスタと緑色に発光する第２の発光素子を含む第２の副画素と、第３の薄膜トランジスタと青色に発光する第３の発光素子を含む第３の副画素と、第４の薄膜トランジスタと第１の撮像素子を含む第４の副画素と、第５の薄膜トランジスタと第２の撮像素子を含む第５の副画素と、第６の薄膜トランジスタと第３の撮像素子を含む第６の副画素とを有する。第１の薄膜トランジスタ、第２の薄膜トランジスタ、第３の薄膜トランジスタ、第４の薄膜トランジスタ、第５の薄膜トランジスタ、第６の薄膜トランジスタ、第１の撮像素子、第２の撮像素子及び第３の撮像素子を覆うように、絶縁層が設けられている。絶縁層上に、第１の発光素子、第２の発光素子及び第３の発光素子と遮光性を有する層が設けられている。遮光性を有する層は、第１の撮像素子、第２の撮像素子及び第３の撮像素子と重なる位置に、開口部が設けられている。
【００２６】
なお、発光素子と遮光性を有する層上に、着色層が設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の読み取り機能付き表示装置は、隔壁層が遮光性を有するため、撮像素子に余計な光が入らず、読み取り対象物の情報を正確に読み取ることができる。
【００２８】
また、各副画素の面積を変えることにより、色毎の発光輝度のバラツキを改善し、白色の表現を改善することができる。また、各副画素の面積を変えることによって余った領域に撮像素子を設けるため、撮像素子を設けない場合と同じ集積度を保つことができる。従って、撮像素子を設けても、高精細な画像を表示することができる。
【００２９】
なお、白色の表現を改善するとは、白が赤に偏ったり、白が青に偏ったりする現象を改善し、より白色に近い色又は白色を表現するということである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
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。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及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。従って、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。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。
（実施の形態１）
【００３１】
本発明の読み取り機能付き表示装置の構成を説明するために、まずその作製工程について説明する。
【００３２】
最初に、絶縁表面を有する基板１０１上に、下地層として機能する絶縁層１０２を形成する（図１（Ａ）参照）。基板１０１には、ガラス基板、石英基板、シリコン基板、処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いる。
【００３３】
次に、絶縁層１０２に接するように、公知の方法（スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法等）により、非晶質半導体層を形成する。次に、公知の結晶化法（レーザー結晶化法、熱結晶化法、ニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等）により、非晶質半導体層を結晶化して、結晶質半導体層１１５を形成する。
【００３４】
次に、結晶質半導体層１１５をパターン加工して、島状の結晶質半導体層を形成した後、続いて、薄膜の成膜処理やエッチング処理、ドーピング処理等の所定の工程を経て、薄膜トランジスタ１０３、１０４と撮像素子１０５を形成する（図１（Ｂ）参照）。薄膜トランジスタ１０３、１０４と、撮像素子１０５とが含む半導体層は、共に、結晶質半導体層であり、また、共に、絶縁層１０２上に設けられている。このように、撮像素子１０５が含む半導体層を、薄膜トランジスタ１０３、１０４と同じ結晶質半導体層とすることにより、新たなマスクを追加することなく、基板１０１上に撮像素子１０５を作り込むことができる。
【００３５】
但し、本発明は、上記の構成に制約されず、撮像素子１０５が含む半導体層として、光導電率が良好な非晶質半導体層や微結晶半導体層を用いてもよい。撮像素子１０５が含む半導体層として非晶質半導体層を形成し、薄膜トランジスタ１０３、１０４が含む半導体層として結晶質半導体層を形成する場合は、各素子で半導体層の結晶性が異なるために、作り分けが必要となる。従って、新たなマスクを追加する必要がある。
【００３６】
なお、結晶性の異なる半導体層を作成するために、新たなマスクを追加する工程を用いず、レーザー光の照射を選択的に行う工程を用いてもよい。
【００３７】
薄膜トランジスタ１０３は、不純物領域１０９とチャネル形成領域１１０とを含む結晶質半導体層と、ゲート絶縁層１１１と、ゲート電極１１４として機能する導電層１１２、１１３とを有する。薄膜トランジスタ１０３は、撮像素子１０５の動作を制御する。薄膜トランジスタ１０４は、不純物領域１１９とチャネル形成領域１２０とを含む結晶質半導体層と、ゲート絶縁層１１１と、ゲート電極１２１として機能する導電層１２２、１２３とを有する。薄膜トランジスタ１０４は、後に形成する発光素子１４２の動作を制御する。薄膜トランジスタ１０３、１０４のゲート電極は、導電性材料により単層又は積層で形成する。例えば、タングステン（Ｗ）／窒化タングステン（ＷＮ、タングステン（Ｗ）と窒素（Ｎ）の組成比は制約されない）の積層構造や、モリブデン（Ｍｏ）／アルミニウム（Ａｌ）／Ｍｏ、Ｍｏ／窒化モリブデン（ＭｏＮ、モリブデン（Ｍｏ）と窒素（Ｎ）の組成比は制約されない）の積層構造を採用するとよい。
【００３８】
撮像素子１０５は、Ｐ型領域１０６と、Ｉ型領域１０７と、Ｎ型領域１０８とを有する。Ｐ型領域１０６と、Ｉ型領域１０７と、Ｎ型領域１０８とは、横に隣接して設けられている。Ｐ型領域１０６とＩ型領域１０７とＮ型領域１０８とを有する撮像素子１０５は、半導体の光効果によって起電力を生じる光起電力素子である。しかし、本発明において用いる撮像素子１０５は、光起電力素子だけでなく、光によって電気抵抗を変化させる光電導素子でもよい。光電導素子である場合、撮像素子１０５はＰ型領域とＩ型領域とＰ型領域、又はＮ型領域とＩ型領域とＮ型領域とを含む。
【００３９】
次に、薄膜トランジスタ１０３、１０４と、撮像素子１０５とを覆うように絶縁層１２４〜１２６を形成する。絶縁層１２４〜１２６は酸化珪素や窒化珪素等の無機材料、ポリイミドやアクリル等の有機材料等を用いて形成する。また、絶縁層１２４〜１２６は、シロキサン系の材料を用いてもよく、例えば、シリコンと酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基に、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。また、置換基として、フルオロ基を用いてもよい。また、置換基として、少なくとも水素を含む有機基とフルオロ基とを用いてもよい。
【００４０】
次に、絶縁層１２４〜１２６に開口部を設けて、当該開口部を充填する導電層１３０〜１３５を形成する。導電層１３０〜１３５はソースドレイン配線（ソース配線、ドレイン配線）として機能する。導電層１３０〜１３５は、例えば、チタン（Ｔｉ）／アルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ、珪素（Ｓｉ）が添加されたアルミニウム（Ａｌ））／Ｔｉ、Ｍｏ／Ａｌ−Ｓｉ／Ｍｏ、ＭｏＮ／Ａｌ−Ｓｉ／ＭｏＮの積層構造を採用するとよい。または、アルミニウムを主成分としニッケルを含む材料、又は、アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素と珪素の一方又は両方とを含む合金材料を用いて形成するとよい。
【００４１】
次に、導電層１３４に接するように導電層１３６を形成する。導電層１３６は、発光素子の画素電極として機能する。導電層１３６には、透光性を有するインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や、酸化珪素が添加されたＩＴＯ、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、ガリウム（Ｇａ）をドープした酸化亜鉛（ＧＺＯ）などを用いるとよい。
【００４２】
次に、導電層１３０〜１３６を覆うように隔壁層１３７を形成する（図１（Ｃ）参照）。隔壁層１３７には２つの開口部１３８、１３９が設けられており、１つの開口部１３８は、撮像素子１０５と重なる位置に設けられている。もう一つの開口部１３９は、導電層１３６が露出するように設けられている。また、隔壁層１３７は、遮光性を有するものであり、カーボン粒子、金属粒子、顔料や着色料等を添加して撹拌した後、必要に応じて濾過を行い、その後、スピンコート法で形成する。なお、有機材料にカーボン粒子や金属粒子を添加する際は、均一に混合されるように、界面活性剤や分散剤などを添加してもよい。
【００４３】
隔壁層（遮光性を有する層ともよぶ）１３７は、まず、絶縁層１２６と導電層１３０〜１３６を覆うように絶縁層を形成し、次に、当該絶縁層の所望の箇所を選択的に除去したものである。つまり、開口部１３８、１３９とは、隔壁層１３７において、選択的に除去された部分に相当する。隔壁層１３７は、段差部を有する。
【００４４】
次に、導電層１３６に接するように電界発光層１４０を形成する（図２参照）。続いて、電界発光層１４０に接するように導電層１４１を形成する。導電層１４１は対向電極として機能する。導電層１３６と、電界発光層１４０と、導電層１４１の積層体が発光素子１４２に相当する。次に、基板１０１と対向する対向基板１４３を設ける。なお、図示しないが、基板１０１の一表面と、対向基板１４３の一表面に、円偏光板などの光学フィルムを設けてもよい。
【００４５】
上記のような工程を経て完成する本発明の読み取り機能付き表示装置は、表示機能と読み取り機能を有する。表示機能を用いるときは、対向基板１４３の方向に、発光素子１４２を点灯（発光）又は非点灯（非発光）させて、画像を表示する。一方、読み取り機能を用いるときは、対向基板１４３の方向に発光素子１４２を点灯させ、読み取り対象物１４４において反射した光が撮像素子１０５に入ることにより、読み取り対象物１４４の情報を読み取る。
【００４６】
本発明の読み取り機能付き表示装置は、主に、絶縁表面を有する基板１０１上に設けられた薄膜トランジスタ１０３、１０４及び撮像素子１０５と、薄膜トランジスタ１０３、１０４及び撮像素子１０５を覆う絶縁層１２４〜１２６と、絶縁層１２４〜１２６上に設けられた発光素子１４２と、発光素子１４２の端部を囲み、遮光性を有する隔壁層１３７とを有する。そして、隔壁層１３７は、撮像素子１０５と重なる位置に、開口部１３８を有することを特徴とする。
【００４７】
本発明は、発光素子の端部を囲む隔壁層１３７として、遮光性を有する材料を用いることにより、読み取り対象物１４４に反射していない光が撮像素子１０５に入ることを防止する。また、隔壁層１３７は、撮像素子１０５と重なる位置に、開口部を有するため、読み取り対象物１４４に反射した光が、遮光性を有する隔壁層１３７に吸収されることなく、撮像素子１０５に入り、読み取り対象物１４４の情報を読み取ることができる。
【００４８】
このように、隔壁層１３７が遮光性を有すると、画素間の輪郭（画素間の境界）が明瞭なものとなるため、高精細な画像を表示することができる。また、外部から入る光の反射が低減され、映り込みを防止することができるため、偏光板などの光学フィルムが不要となり、小型化、薄型化、軽量化を実現する。
【００４９】
なお、発光素子１４２から発せられる光の方向は特に制約されないが、上述の通り、隔壁層１３７を遮光性にして、不要光を削減又は除去するという点から、発光素子１４２から発せられる光が対向基板１４３の方に向かう上面出射か、又は、発光素子１４２から発せられる光が基板１０１と対向基板１４３の両者に向かう両面出射の場合が有効である。また、上面出射と両面出射と比較して、効果は少なくなるものの、発光素子１４２から発せられる光が基板１０１の方向に向かう下面出射でもよい。
【００５０】
上面出射を行う場合であって、発光素子１４２の動作を制御する薄膜トランジスタ１０４の導電型がＮ（Ｎチャネル型）型の場合、発光素子１４２の画素電極が陰極、対向電極が陽極の逆積み構造となるようにする。また、薄膜トランジスタの導電型がＰ型（Ｐチャネル型）の場合、発光素子１４２の画素電極が陽極、対向電極が陰極の順積み構造となるようにする。この際、画素電極の下部に反射体を設けて、発光素子１４２から発せられる光が対向基板１４３側に向かうようにする。図２に示す断面構造は、上記の構成を採用したものであり、発光素子１４２の画素電極として機能する導電層１３６の下部に、反射体となる導電層１３４を設けている。
【００５１】
両面出射を行う場合、発光素子１４２の画素電極と対向電極の両者を、透光性を有する材料か、又は、光を透過する厚さで形成する。
【００５２】
下面出射を行う場合であって、薄膜トランジスタ１０４の導電型がＮ型の場合、発光素子１４２の画素電極が陰極、対向電極が陽極の逆積み構造となるようにする。この際、対向電極の上部に反射体を設けて、発光素子１４２から発せられる光が基板１０１側に向かうようにする。また、薄膜トランジスタ１０４の導電型がＰ型の場合、発光素子１４２の画素電極が陽極、対向電極が陰極の順積み構造となるようにする。
【００５３】
また、本発明の読み取り機能付き表示装置は、赤・緑・青のいずれかの色を発光する発光素子を用いる形態に制約されず、白色発光素子と着色層、又は青色発光素子と色変換層を用いてもよい。そこで、白色発光素子と着色層を用いたときの読み取り機能付き表示装置の断面構造について図面を参照して説明する。
【００５４】
基板１０１上に、撮像素子１５１〜１５３と薄膜トランジスタ１５４〜１５６が設けられ、撮像素子１５１〜１５３と薄膜トランジスタ１５４〜１５６を覆うように絶縁層１２４〜１２６が設けられる（図３参照）。絶縁層１２４〜１２６上に白色発光素子１５７〜１５９が設けられ、白色発光素子１５７〜１５９の端部を囲む隔壁層１３７が設けられる。隔壁層１３７は、撮像素子１５１〜１５３と重なる位置に、開口部１６４〜１６６を有する。
【００５５】
そして、基板１０１と対向するように、着色層１６１〜１６３を含む対向基板１４３が設けられる。着色層１６１〜１６３のうち、１つは赤色に対応し、１つは緑色に対応し、１つは青色に対応する。白色発光素子１５７〜１５９は、着色層１６１〜１６３のいずれかを介すると、赤・緑・青のいずれかの色の光を発する。
【００５６】
青色発光素子と色変換層を用いる場合には、白色発光素子１５７〜１５９を青色発光素子とし、着色層１６１〜１６３を色変換層とすればよい。
【００５７】
上記構成では、白色発光素子１５７〜１５９の各々が発光する光は、着色層１６１〜１６３の各々を通過し、読み取り対象物１４４の表面に達する。そして、読み取り対象物１４４の表面において反射した光を、撮像素子１５１〜１５３の各々が受光することにより、読み取り対象物１４４の情報を読み取ることができる。
【００５８】
上記構成のように、発光素子の光の出射側に、ある波長帯の光を透過する着色層又は色変換層を設けた構成とすると、色純度の向上や、画素部の鏡面化（映り込み）の防止を図ることができる。また、着色層又は色変換層を設けると、従来必要であるとされていた円偏光板等を省略することが可能となり、電界発光層から出射する光の損失を無くすことができる。さらに、斜方から画素領域を見た場合に起こる色調の変化を低減することができる。また、白色発光素子又は青色発光素子を用いる場合は、電界発光層を塗り分ける必要がないため、その工程を短縮させて低コスト化を実現する。
【００５９】
続いて、図１〜図３に示した断面構造を有する本発明の読み取り機能付き表示装置の構成について図面を参照して説明する。
【００６０】
本発明の読み取り機能付き表示装置は、絶縁表面を有する基板１０１上に、ソースドライバ２０２、ゲートドライバ２０３、センサ用ソースドライバ２０４、センサ用ゲートドライバ２０５、複数の画素２０６がマトリクス状に設けられた画素領域２０７とを有する（図４（Ａ）参照）。画素２０６は、複数の副画素を有し、少なくとも、発光素子を含む副画素を１つと、撮像素子を含む副画素を１つとを有する。ソースドライバ２０２とゲートドライバ２０３は発光素子を含む副画素の動作を制御し、センサ用ソースドライバ２０４とセンサ用ゲートドライバ２０５は撮像素子を含む副画素の動作を制御する。
【００６１】
画素２０６には、様々な構成が適用されるが、例えば、赤色に発光する第１の発光素子を含む第１の副画素２１１と、緑色に発光する第２の発光素子を含む第２の副画素２１２と、青色に発光する第３の発光素子を含む第３の副画素２１３と、撮像素子を含む第４の副画素２１４とを有する場合がある（図４（Ｂ）参照）。第１の副画素２１１〜第４の副画素２１４の各々は、発光素子又は撮像素子を制御する薄膜トランジスタを含む。
【００６２】
上記構成を有する場合、点灯する副画素を切り換えて、その度に画像を読み取る。その後、読み取った情報を合成することで、読み取り対象物のカラーの情報を得ることができる。具体的には、例えば、第１の副画素２１１を点灯させて、第４の副画素２１４により読み取り対象物の情報を読み取り、次に、第２の副画素２１２を点灯させて、第４の副画素２１４により読み取り対象物の情報を読み取り、最後に、第３の副画素２１３を点灯させて、第４の副画素２１４により読み取り対象物の情報を読み取る。その後、読み取った３つの情報を合成すれば、読み取り対象物のカラーの情報を得ることができる。この構成の場合、３回の読み取りで、読み取り対象物のカラーの情報を得ることができる。
【００６３】
また、画素２０６の別の構成として、赤色に発光する第１の発光素子を含む第１の副画素２１１と、緑色に発光する第２の発光素子を含む第２の副画素２１２と、青色に発光する第３の発光素子を含む第３の副画素２１３と、第１の撮像素子を含む第４の副画素２１４と、第２の撮像素子を含む第５の副画素２１５と、第３の撮像素子を含む第６の副画素２１６とを有する場合がある（図４（Ｃ）参照）。第１の副画素２１１〜第６の副画素２１６の各々は、発光素子又は撮像素子を制御する薄膜トランジスタを含む。
【００６４】
また、第１の副画素２１１及び第４の副画素２１４と、第２の副画素２１２及び第５の副画素２１５と、第３の副画素２１３及び第６の副画素２１６の各々は、隣接して設けられる。また、第１の副画素２１１と第４の副画素２１４とを足した面積と、第２の副画素２１２と第５の副画素２１５とを足した面積と、第３の副画素２１３と第６の副画素２１６とを足した面積は、同じ又はほぼ同じである。
【００６５】
上記構成を有する場合、第１の副画素２１１〜第３の副画素２１３を同時に点灯させて、第４の副画素２１４〜第６の副画素２１６の副画素により読み取り対象物の情報を読み取る。第４の副画素２１４は第１の副画素２１１が発した光の反射光を受け取り、第５の副画素２１５は第２の副画素２１２が発した光の反射光を受け取り、第６の副画素２１６は第３の副画素２１３が発した光の反射光を受け取る。この構成の場合、１回の読み取りで、読み取り対象物のカラーの情報を得ることができる。なお、ここで述べる反射光とは、発光素子から発せられた光が読み取り対象物の表面において反射した光である。
【００６６】
また、画素２０６の別の構成として、発光素子を含む第１の副画素２１１〜第３の副画素２１３と、撮像素子を含む副画素２２６、２２７とを有する場合がある（図５（Ａ）参照）。副画素２２６、２２７は、第１の副画素２１１〜第３の副画素２１３の反射光を受け取る。この構成では、３回の読み取りで、読み取り対象物のカラーの情報を得ることができる。
【００６７】
また、画素２０６の別の構成として、発光素子を含む第１の副画素２１１〜第３の副画素２１３と、撮像素子を含む副画素２２０〜２２５とを有する場合がある（図５（Ｂ）参照）。副画素２２０、２２３は、第１の副画素２１１の反射光を受け取り、副画素２２１、２２４は第２の副画素２１２の反射光を受け取り、副画素２２２、２２５は第３の副画素２１３の反射光を受け取る。この構成では、１回の読み取りで、読み取り対象物のカラーの情報を得ることができる。
【００６８】
また、画素２０６の別の構成として、発光素子を含む第１の副画素２１１〜第３の副画素２１３と、撮像素子を含む副画素２３０〜２４１とを有する場合がある（図５（Ｃ）参照）。副画素２３０、２３１、２３６、２３７は第１の副画素２１１の反射光を受け取り、副画素２３２、２３３、２３８、２３９は第２の副画素２１２の反射光を受け取り、副画素２３４、２３５、２４０、２４１は第３の副画素２１３の反射光を受け取る。この構成でも、１回の読み取りで、読み取り対象物のカラーの情報を得ることができる。
【００６９】
また、上記記載の画素２０６の形状は矩形状であったが、本発明はこの形状に制約されず、例えば、六角形状などの多角形状でもよいし（図５（Ｄ）参照）、円状でもよい。
【００７０】
なお上記の記載では、第１の副画素２１１〜第３の副画素２１３が赤・緑・青のいずれかの色を発光する発光素子を有する場合を説明したが、本発明は、この場合に制約されない。例えば、第１の副画素２１１は、外部に出される光が赤色であればよいため、白色に発光する発光素子と赤色の着色層、又は、青色に発光する発光素子と色変換層を有していればよい。また、第２の副画素２１２は、外部に出される光が緑色であればよいため、白色発光素子と緑色の着色層、又は青色発光素子と色変換層を有していればよい。また、第３の副画素２１３は、外部に出される光が青色であればよいため、白色発光素子と青色の着色層、又は青色発光素子と色変換層を有していればよい。
（実施の形態２）
【００７１】
本発明の読み取り機能付き表示装置が含む画素２０６は、複数の副画素を有し、少なくとも発光素子を含む副画素を１つと、撮像素子を含む副画素を１つ有することは上述した通りである。そして、以下には、基板上に設けられる副画素の面積を変えることを特徴とした読み取り機能付き表示装置の構成について説明する。
【００７２】
まず、第１の構成について、図面を参照して説明する。画素２０６は、赤色に発光する発光素子を含む第１の副画素２１１と、緑色に発光する発光素子を含む第２の副画素２１２と、青色に発光する発光素子を含む第３の副画素２１３と、撮像素子を含む第４の副画素２１４とを有する（図６（Ａ）〜（Ｅ）参照）。基板上における、第１の副画素２１１の面積と第３の副画素２１３の面積は同じ又は概略同じであり、第２の副画素２１２の面積と第４の副画素２１４の面積を足した面積は、第１の副画素２１１の面積、又は第３の副画素２１３の面積と同じ又は概略同じである。
【００７３】
なお、第２の副画素２１２の面積と第４の副画素２１４の面積との面積比は、例えば、第２の副画素２１２の面積：第４の副画素２１４の面積＝３：１にするようにしてもよいし（図６（Ａ）〜（Ｃ）参照）、第２の副画素２１２の面積：第４の副画素２１４の面積＝５：１にするようにしてもよい（図６（Ｄ）（Ｅ）参照）。この面積比は、赤・緑・青の発光材料の電流密度に応じて定めればよく、各色の輝度のバラツキが改善されるような面積比にするとよい。また、第２の副画素２１２の面積と第４の副画素２１４の面積を横に分割してもよいし（図６（Ａ）〜（Ｃ）参照）、縦に分割してもよい。また、画素２０６が含む第１の副画素２１１〜第４の副画素２１４の配列は、赤・緑・青に対応した副画素をストライプ状に配列したストライプ配列（図６（Ａ）（Ｄ）参照）、１ライン毎に半ピッチずらしたデルタ配列（図６（Ｂ）（Ｅ）参照）、赤・緑・青に対応した副画素を斜めに配列するモザイク配列（図６（Ｃ）参照）のいずれの配列方法を採用してもよい。ストライプ配列は、線、図形、文字の表示などに適しているため、モニターに適用することが好ましい。また、モザイク配列は、ストライプ配列よりも自然な画像が得られるため、テレビジョン装置等に適用することが好ましい。また、デルタ配列も自然な画像表示が得られるため、テレビジョン装置等に適用することが好ましい。
【００７４】
次に、第２の構成について、図面を参照して説明する。画素２０６は、赤色に発光する発光素子を含む第１の副画素２１１と、緑色に発光する発光素子を含む第２の副画素２１２と、青色に発光する発光素子を含む第３の副画素２１３と、撮像素子を含む第４の副画素２１４とを有する（図７（Ａ）〜（Ｅ）参照）。そして、基板１０１上における、第１の副画素２１１の面積と第２の副画素２１２の面積と第４の副画素２１４の面積とを足した面積は、第３の副画素２１３の面積の２倍又は概略２倍である。
【００７５】
なお、第１の副画素２１１の面積と、第２の副画素２１２の面積と、第４の副画素２１４の面積の面積比は、例えば、第１の副画素２１１の面積：第２の副画素２１２の面積：第４の副画素２１４の面積＝１：１：１にしてもよいし（図７（Ａ）〜（Ｃ）参照）、第１の副画素２１１の面積：第２の副画素２１２の面積：第４の副画素２１４の面積＝５：４：３にしてもよい（図７（Ｄ）（Ｅ）参照）。この面積比は、赤・緑・青の発光材料の電流密度に応じて定めればよく、各色の輝度のバラツキが改善されるような面積比にするとよい。また、第１の副画素２１１〜第４の副画素２１４の配列は、ストライプ配列（図７（Ａ）（Ｄ）参照）、デルタ配列（図７（Ｂ）（Ｅ）参照）、モザイク配列（図７（Ｃ）参照）のいずれの配列方法を採用してもよい。
【００７６】
なお、上述した通り、第１の副画素２１１、第２の副画素２１２、第３の副画素２１３及び第４の副画素２１４の面積比は、赤、緑、青の発光材料の電流密度に応じて定めればよい。例えば、第１の副画素２１１、第２の副画素２１２及び第３の副画素２１３から選択された１つの副画素の面積と第４の副画素２１４の面積を足した面積は、第１の副画素２１１、第２の副画素２１２及び第３の副画素２１３から選択された残りの２つの副画素の面積の０．５倍にすればよい。また、第１の副画素２１１、第２の副画素２１２及び第３の副画素２１３から選択された２つの副画素の面積と第４の副画素２１４の面積を足した面積は、第１の副画素２１１、第２の副画素２１２及び第３の副画素２１３から選択された残りの１つの副画素の面積の２倍にすればよい。
【実施例１】
【００７７】
本発明の読み取り機能付き表示装置が含む画素２０６は、複数の副画素を有し、少なくとも発光素子を含む副画素を１つと、撮像素子を含む副画素を１つ有する。ここでは、画素２０６の等価回路の一例について、図面を参照して説明する。
【００７８】
まず、画素２０６が、赤色に発光する第１の発光素子を含む第１の副画素２１１と、緑色に発光する第２の発光素子を含む第２の副画素２１２と、青色に発光する第３の発光素子を含む第３の副画素２１３と、撮像素子を含む第４の副画素２１４とを有する場合の等価回路図について説明する（図８参照）。
【００７９】
第１の副画素２１１〜第３の副画素２１３の各々は、ソース線Ｓｘ（ｘは自然数）と、電源線Ｖｘと、ゲート線Ｇｙ（ｙは自然数）とに囲まれた領域に、スイッチ用トランジスタ２５０と、駆動用トランジスタ２５１と、容量素子２５２と、発光素子２５３とを有する。スイッチ用トランジスタ２５０は、副画素に対するビデオ信号の入力を制御するトランジスタであり、その導電型はＮ型、Ｐ型のどちらでもよい。駆動用トランジスタ２５１は、発光素子２５３に流れる電流値を制御するトランジスタであり、その導電型はＮ型、Ｐ型のどちらでもよい。容量素子２５２は、副画素に入力されたビデオ信号を保持する役割を担う。なお、図示する構成では、スイッチ用トランジスタ２５０の導電型をＮ型とし、駆動用トランジスタ２５１の導電型をＰ型としている。
【００８０】
第４の副画素２１４は、ソース線Ｓａｍ（ｍは自然数）と、リセット線Ｒｎ（ｎは自然数）と、電源線Ｖａｍと、ゲート線Ｇａｎとに囲まれた領域に、選択用トランジスタ２５４と、増幅用トランジスタ２５５と、リセット用トランジスタ２５６と、撮像素子２５７とを有する。リセット用トランジスタ２５６は、撮像素子２５７の一端の領域と他端の領域の電位差をリセットするトランジスタである。増幅用トランジスタ２５５は、撮像素子２５７から読み取った信号を増幅するトランジスタである。選択用トランジスタ２５４は、センサ用ソースドライバに対する撮像素子２５７が読み取った信号の供給を制御する。なお、図示する構成では、選択用トランジスタ２５４と増幅用トランジスタ２５５の導電型をＰ型とし、リセット用トランジスタ２５６の導電型をＮ型としている。
【００８１】
次に、赤色に発光する第１の発光素子を含む第１の副画素２１１と、緑色に発光する第２の発光素子を含む第２の副画素２１２と、青色に発光する第３の発光素子を含む第３の副画素２１３と、第１の撮像素子を含む第４の副画素２１４と、第２の撮像素子を含む第５の副画素２１５と、第３の撮像素子を含む第６の副画素２１６とを有する場合の等価回路図について説明する（図９参照）。
【００８２】
この場合も、上記の画素の構成と同様に、第１の副画素２１１〜第３の副画素２１３は、スイッチ用トランジスタ２５０と、駆動用トランジスタ２５１と、容量素子２５２と、発光素子２５３とを有し、第４の副画素２１４〜第６の副画素２１６は選択用トランジスタ２５４と、増幅用トランジスタ２５５と、リセット用トランジスタ２５６と、撮像素子２５７とを有する。本実施例は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【実施例２】
【００８３】
本実施例は、本発明の読み取り機能付き表示装置の一形態であるパネルの構成について図面を参照して説明する。パネルは、絶縁表面を有する基板１０１上に、ソースドライバ２０２、ゲートドライバ２０３、センサ用ソースドライバ２０４、センサ用ゲートドライバ２０５、複数の画素がマトリクス状に設けられた画素領域２０７、接続フィルム４０１、基板１０１と対向する対向基板１４３とを有する（図１０（Ａ）参照）。接続フィルム４０１は外部のＩＣチップに接続する。
【００８４】
図１０（Ｂ）はパネルのＡ−Ｂにおける断面図を示し、画素領域２０７に設けられた撮像素子４０５、発光素子４０６及び駆動用トランジスタ４０７と、ソースドライバ２０２に設けられたＣＭＯＳ素子４０４を示す。なお、図１０（Ｂ）では、センサ用ソースドライバ２０４に設けられた素子の断面構造の記載は省略する。
【００８５】
画素領域２０７と上記の４つのドライバの周囲には、シール材４０３が設けられ、基板１０１と対向基板１４３がシール材４０３により貼り合わされている。このような処理は、発光素子４０６を水分から保護するための処理であり、ここではカバー材（ガラス、セラミックス、プラスチック、金属等）により封止する方法を用いるが、熱硬化性樹脂や紫外光硬化性樹脂を用いて封止する方法、金属酸化物や窒化物等のバリア能力が高い薄膜により封止する方法を用いてもよい。
【００８６】
また、ここでは、基板１０１上に形成される素子は、非晶質半導体に比べて移動度等の特性が良好な結晶質半導体（ポリシリコン）により形成しているため、モノリシック化が実現される。従って、接続する外部ＩＣの個数が減少させて、小型・軽量・薄型を実現することができる。
【００８７】
また、本発明の読み取り機能付き表示装置に、タッチパネル機能を設けることもできる。これは、入力ペン４０２のペン先において光を反射させることにより行う。つまり、この機能では、発光素子４０６から発せられた光が入力ペン４０２のペン先において反射し、その反射した光が撮像素子４０５に入ることにより、入力ペン４０２が指し示した位置が認識される。
【００８８】
従来のタッチパネル機能を設けた装置として、抵抗膜を用いたものがあるが、この方式は、表示画面の表面に抵抗膜が必要であった。そうすると、使用者は、抵抗膜を介して画像を見ることになるため、画像の輝度を損なうことがあった。また、使用するほど、変形して破壊することがあり、耐久性に問題があった。また、破壊までには至らないとしても、変形により、ペン入力の検出精度に問題が発生することがあった。しかしながら、本発明の読み取り機能付き表示装置にタッチパネル機能を設けた場合、表示する画像の輝度を損なうことなく、鮮明な画像を表示することができる。また、耐久性に優れ、検出精度が良好な状態を維持することができる。本実施例は、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。
【実施例３】
【００８９】
本実施例では、本発明の読み取り機能付き表示装置を含む電子機器について図面を参照して説明する。発光素子を含む画素領域を備えた電子機器として、テレビジョン装置（単にテレビ、テレビジョン受信機ともよぶ）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話装置（単に携帯電話機、携帯電話ともよぶ）やＰＤＡ等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コンピュータ用のモニター、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等が挙げられる。その具体例について、図１１を参照して説明する。
【００９０】
携帯電話機は、読み取り機能付き表示部９１０２等を含んでいる（図１１（Ａ）参照）。読み取り機能付き表示部９１０２には、実施の形態１、２で示すものを適用することができる。
【００９１】
携帯情報端末は、読み取り機能付き表示部９３０１、入力ペン９３０２等を含んでいる（図１１（Ｂ）参照）。読み取り機能付き表示部９３０１は、実施の形態１、２で示すものを適用することができる。
【００９２】
デジタルビデオカメラは、読み取り機能付き表示部９７０１、９７０２等を含んでいる（図１１（Ｃ）参照）。読み取り機能付き表示部９７０１、９７０２は、実施の形態１、２で示すものを適用することができる。
【００９３】
携帯型ゲーム機は、読み取り機能付き表示部９４０２等を含んでいる（図１１（Ｄ）参照）。読み取り機能付き表示部９４０２は、実施の形態１、２で示すものを適用することができる。
【００９４】
携帯情報端末は、読み取り機能付き表示部９２０２等を含んでいる（図１１（Ｅ）参照）。読み取り機能付き表示部９２０２は、実施の形態１、２で示すものを適用することができる。
【００９５】
モニター装置は、読み取り機能付き表示部９５０２、入力ペン９５０３等を含んでいる（図１１（Ｆ）参照）。読み取り機能付き表示部９５０２は、実施の形態１、２で示すものを適用することができる。
【００９６】
本発明の読み取り機能付き表示装置を適用することで、表示機能だけではなく、読み取り機能を設けることができるため、高機能化と高付加価値化を実現した電子機器を提供することができる。また、入力ペンも設けることで、タッチパネル機能も追加することができ、さらなる高機能化と高付加価値化を実現した電子機器を提供することができる。
【実施例４】
【００９７】
本発明の読み取り機能付き表示装置は、表示機能と読み取り機能の２つの機能を有する。本実施例は、両機能の切り換えシステムについて、図面を参照して説明する。
【００９８】
まず、本発明の読み取り機能付き表示装置の電源を入れて起動する（図１２（Ａ）参照）。起動後は、まず自動的に表示モードになり、表示部がオン、センサ部はオフとなる。ここで述べる表示部とは、発光素子を含む副画素と、その副画素を制御するドライバに相当する。また、センサ部とは、撮像素子を含む副画素と、その副画素を制御するドライバに相当する。
【００９９】
続いて、表示モードから読み取りモードに移るときは、表示装置に設けられたボタンや入力ペン等を用いて行う。読み取りモードでは、表示部とセンサ部の両者がオンとなる。また、読み取りモードから表示モードに移るときも、表示装置に設けられたボタンや入力ペン等を用いて行う。
【０１００】
本発明の読み取り機能付き表示装置は、ＰＤＡや携帯電話等の携帯端末に最適であり、例えば、読み取りモードにした後、表示画面上に名刺をおけば、素早く画像を読み取り（図１２（Ｂ）参照）、その後、読み取りモードから表示モードに変えた後、同じ表示画面上に、読み取った画像を表示することができる（図１２（Ｃ）参照）。
【０１０１】
また、読み取り対象物として、名刺だけではなく、指紋等の人体の生体情報を読み取ることもできる。生体情報が読み取れれば、認証機能を行うことができる。例えば、まず、携帯端末の画面に指を密着させて、指紋の情報を読み取る（図１３（Ａ）の上面図と図１３（Ｂ）の断面図参照）。指紋の情報とは、具体的には、指紋の端点と分岐点の情報である（図１３（Ｃ）参照）。指紋の端点と分岐点の情報の読み取りが終了したら、その情報と、前もって記憶されていたデータベース内の指紋情報とを照合する（図１３（Ｄ）参照）。又は、ＩＤ番号の入力も同時に行うことにより、データベース内の指紋情報を特定し、その特定した指紋情報と照合する。このような個人認証機能を用いれば、他人が自分の携帯端末を使用することを防止したり、携帯端末を用いて電子商取引を行ったりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の読み取り機能付き表示装置の構成について説明する図。
【図２】本発明の読み取り機能付き表示装置の構成について説明する図。
【図３】本発明の読み取り機能付き表示装置の構成について説明する図。
【図４】本発明の読み取り機能付き表示装置の構成について説明する図。
【図５】本発明の読み取り機能付き表示装置の構成について説明する図。
【図６】本発明の読み取り機能付き表示装置の構成について説明する図。
【図７】本発明の読み取り機能付き表示装置の構成について説明する図。
【図８】本発明の読み取り機能付き表示装置の構成について説明する図。
【図９】本発明の読み取り機能付き表示装置の構成について説明する図。
【図１０】パネルについて説明する図。
【図１１】電子機器について説明する図。
【図１２】本発明の読み取り機能付き表示装置の使用形態について説明する図。
【図１３】本発明の読み取り機能付き表示装置の使用形態について説明する図。
【符号の説明】
【０１０３】
１０１  基板
１０２  絶縁層
１０３  薄膜トランジスタ
１０４  薄膜トランジスタ
１０５  撮像素子
１０６  Ｐ型領域
１０７  Ｉ型領域
１０８  Ｎ型領域
１０９  不純物領域
１１０  チャネル形成領域
１１１  ゲート絶縁層
１１２  導電層
１１３  導電層
１１４  ゲート電極
１１５  結晶質半導体層
１１９  不純物領域
１２０  チャネル形成領域
１２１  ゲート電極
１２２、１２３  導電層
１２４〜１２６  絶縁層
１３０〜１３６  導電層
１３７  隔壁層
１３８、１３９  開口部
１４０  電界発光層
１４１  導電層
１４２  発光素子
１４３  対向基板
１４４  読み取り対象物
１５１〜１５３  撮像素子
１５４〜１５６  薄膜トランジスタ
１５７〜１５９  白色発光素子
１６１〜１６３  着色層
１６４〜１６６  開口部
【図１】
2006065305.tif 000003
【図２】
2006065305.tif 000004
【図３】
2006065305.tif 000005
【図４】
2006065305.tif 000006
【図５】
2006065305.tif 000007
【図６】
2006065305.tif 000008
【図７】
2006065305.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006065305.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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