(57)【要約】【課題】  本発明は、表示機能と読み取り機能と補正機能とを有する表示装置を提供することを課題とする。【解決手段】  本発明の表示装置は、発光素子と撮像素子を有し、撮像素子は発光素子の輝度を検出する機能と読み取り対象物の情報を検出する機能と有する。また、本発明の表示装置は、撮像素子の出力を記憶する記憶回路と、撮像素子の出力に基づき映像信号と電源電位を補正回路とを有する。上記構成を有する本発明は、発光素子を用いた表示機能と、撮像素子を用いた読み取り機能及び補正機能とを有する表示装置を提供することができる。【選択図】図１
2011085946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの画素に、第１乃至第３の発光素子と、前記第１乃至第３の発光素子の輝度を検出する１つの補正用撮像素子と、読み取り対象物の情報を検出する１つの読み取り用撮像素子と、選択用トランジスタと、増幅用トランジスタと、リセット用トランジスタと、スイッチと、を有し、
前記選択用トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記増幅用トランジスタのソース又はドレインの一方に電気的に接続され、
前記リセット用トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記増幅用トランジスタのゲートに電気的に接続され、かつ、前記スイッチを介して前記補正用撮像素子及び前記読み取り用撮像素子に電気的に接続され、
前記スイッチは、前記補正用撮像素子と前記読み取り用撮像素子の一方を選択することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
１つの画素に、第１乃至第３の発光素子と、前記第１の発光素子の輝度を検出する第１の補正用撮像素子と、前記第２の発光素子の輝度を検出する第２の補正用撮像素子と、前記第３の発光素子の輝度を検出する第３の補正用撮像素子と、読み取り対象物の情報を検出する第１乃至第３の読み取り用撮像素子と、第１乃至第３の選択用トランジスタと、第１乃至第３の増幅用トランジスタと、第１乃至第３のリセット用トランジスタと、第１乃至第３のスイッチと、を有し、
前記第１の選択用トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１の増幅用トランジスタのソース又はドレインの一方に電気的に接続され、
前記第１のリセット用トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１の増幅用トランジスタのゲートに電気的に接続され、かつ、前記第１のスイッチを介して前記第１の補正用撮像素子及び前記第１の読み取り用撮像素子に電気的に接続され、
前記第１のスイッチは、前記第１の補正用撮像素子と前記第１の読み取り用撮像素子の一方を選択し、
前記第２の選択用トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第２の増幅用トランジスタのソース又はドレインの一方に電気的に接続され、
前記第２のリセット用トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第２の増幅用トランジスタのゲートに電気的に接続され、かつ、前記第２のスイッチを介して前記第２の補正用撮像素子及び前記第２の読み取り用撮像素子に電気的に接続され、
前記第２のスイッチは、前記第２の補正用撮像素子と前記第２の読み取り用撮像素子の一方を選択し、
前記第３の選択用トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第３の増幅用トランジスタのソース又はドレインの一方に電気的に接続され、
前記第３のリセット用トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第３の増幅用トランジスタのゲートに電気的に接続され、かつ、前記第３のスイッチを介して前記第３の補正用撮像素子及び前記第３の読み取り用撮像素子に電気的に接続され、
前記第３のスイッチは、前記第３の補正用撮像素子と前記第３の読み取り用撮像素子の一方を選択することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
１つの画素に、第１乃至第３の発光素子と、前記第１乃至第３の発光素子の輝度を検出する１つの補正用撮像素子と、読み取り対象物の情報を検出する１つの読み取り用撮像素子と、第１の選択用トランジスタと、第２の選択用トランジスタと、第１の増幅用トランジスタと、第２の増幅用トランジスタと、第１のリセット用トランジスタと、第２のリセット用トランジスタと、を有し、
前記第１の選択用トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１の増幅用トランジスタのソース又はドレインの一方に電気的に接続され、
前記第１のリセット用トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１の増幅用トランジスタのゲートと前記補正用撮像素子に電気的に接続され、
前記第２の選択用トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第２の増幅用トランジスタのソース又はドレインの一方に電気的に接続され、
前記第２のリセット用トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第２の増幅用トランジスタのゲートと前記読み取り用撮像素子に電気的に接続されることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
１つの画素に、第１乃至第３の発光素子と、撮像素子と、選択用トランジスタと、増幅用トランジスタと、リセット用トランジスタと、を有し、
前記選択用トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記増幅用トランジスタのソース又はドレインの一方に電気的に接続され、
前記リセット用トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記増幅用トランジスタのゲートと前記撮像素子に電気的に接続され、
前記撮像素子は、前記第１乃至第３の発光素子の輝度を検出し、かつ、読み取り対象物の情報を検出す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、表示装置に関し、より詳しくは、読み取り対象物の情報を検出する読み取り機
能と、発光素子の輝度を検出することにより発光素子の特性変化を補正する補正機能とを
有する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置として、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。
【０００３】
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、入射光
に応答して信号電荷を発生する撮像素子（光電変換素子ともよぶ）も集積させた、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検出するものである。また、撮像素子を用いて、発光素子の輝
度低下を補正する機能をもった表示装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７６１６２号公報
【特許文献２】特開２００２−１６９５１１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に記載の表示装置は、表示機能と読み取り機能を有しているが、補正機能がな
く、発光素子の特性変化には対応できなかった。また、特許文献２に記載の表示装置は、
表示機能と補正機能を有し、同一の絶縁表面上に発光素子と光電変換素子とを設けている
ものの、読み取り機能がなかった。上記実情を鑑み、本発明は、表示機能と読み取り機能
と補正機能とを有する表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の表示装置は、発光素子と撮像素子を有し、撮像素子は発光素子の輝度を検出する
機能と読み取り対象物の情報を検出する機能と有する。また、本発明の表示装置は、撮像
素子の出力を記憶する記憶回路と、撮像素子の出力に基づき映像信号と電源電位を補正回
路とを有する。上記構成を有する本発明の表示装置は、発光素子を用いた表示機能と、撮
像素子を用いた読み取り機能及び補正機能とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の表示装置は、発光素子と、発光素子の輝度を検出する補正用撮像素子と、読み取
り対象物の情報を検出する読み取り用撮像素子と、補正用撮像素子の出力を記憶する記憶
回路と、記憶回路に記憶された情報に基づき映像信号を補正する補正回路とを有し、発光
素子は、補正回路から出力される映像信号に基づき、点灯又は非点灯することを特徴とす
る。
【０００８】
本発明の表示装置は、発光素子と、発光素子の輝度と読み取り対象物の情報を検出する撮
像素子と、撮像素子の出力を記憶する記憶回路と、記憶回路に記憶された情報に基づき映
像信号と電源電位を補正する補正回路とを有し、発光素子は、補正回路から出力される映
像信号に基づき、点灯又は非点灯することを特徴とする。
【０００９】
本発明の表示装置は、複数の画素を有する画素領域と、補正用撮像素子の出力を記憶する
記憶回路と、記憶回路に記憶された情報に基づき映像信号と電源電位を補正する補正回路
とを有し、複数の画素の各々は、発光素子と、発光素子の輝度を検出する補正用撮像素子
と、読み取り対象物の情報を検出する読み取り用撮像素子とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の表示装置は、複数の画素を有する画素領域と、撮像素子の出力を記憶する記憶回
路と、記憶回路に記憶された情報に基づき映像信号と電源電位を補正する補正回路とを有
し、複数の画素の各々は、発光素子と、発光素子の輝度と読み取り対象物の情報を検出す
る撮像素子とを有し、発光素子は、補正回路から出力される映像信号に基づき、点灯又は
非点灯することを特徴とする。
【００１１】
上記構成を有する表示装置において、複数の画素の各々は、発光素子の動作を制御する少
なくとも１つの薄膜トランジスタを含むことを特徴とする。また、発光素子はパッシブマ
トリクス状に配置されることを特徴とする。また、モニター用発光素子と、モニター用発
光素子に一定の電流を供給する定電流源と、バッファアンプとを有し、モニター発光素子
の一方の電極は、バッファアンプを介して、発光素子の一方の電極に接続することを特徴
とする。
【００１２】
本発明の表示装置は、撮像素子を必須の構成要素とするが、この撮像素子には、フォトダ
イオードとフォトトランジスタのいずれを用いてもよい。フォトダイオードとしては、Ｐ
Ｎ型ダイオード、ＰＩＮ型ダイオード、ショットキ型ダイオード、アバランシュ型ダイオ
ードのいずれを用いてもよい。ＰＩＮ型ダイオードは、接合容量が低いため、高速応答を
得ることができるという利点がある。また、アバランシュ型ダイオードは、応答は極めて
高速であり、倍増作用があるため、微弱光を検出することができるという利点がある。
【００１３】
また、本発明の表示装置の一形態として、発光素子と撮像素子を含む画素領域を基板とカ
バー材との間に封入したパネル、パネルにＩＣを実装したモジュール、ディスプレイ等が
挙げられる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の表示装置は、補正機能を有するため発光素子の特性変化に対応することができ、
さらに、読み取り機能を有するため高機能化と高付加価値化とを実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の表示装置の構成について説明する図（実施の形態１）。
【図２】本発明の表示装置の構成について説明する図（実施の形態１）。
【図３】本発明の表示装置の構成について説明する図（実施の形態１）。
【図４】本発明の表示装置の構成について説明する図（実施の形態１）。
【図５】本発明の表示装置の構成について説明する図（実施の形態１）。
【図６】本発明の表示装置の構成について説明する図（実施の形態１）。
【図７】本発明の表示装置の構成について説明する図（実施の形態１）。
【図８】本発明の表示装置の構成について説明する図（実施の形態２）。
【図９】本発明の表示装置の構成について説明する図（実施の形態２）。
【図１０】本発明の表示装置の構成について説明する図（実施の形態２）。
【図１１】本発明の表示装置の構成について説明する図（実施の形態２）。
【図１２】本発明の表示装置の構成について説明する図（実施の形態２）。
【図１３】本発明の表示装置の構成について説明する図。
【図１４】本発明の表示装置の構成について説明する図。
【図１５】本発明の表示装置の構成について説明する図。
【図１６】本発明の表示装置の構成について説明する図。
【図１７】パネルについて説明する図。
【図１８】電子機器について説明する図。
【図１９】本発明の表示装置の使用形態について説明する図。
【図２０】本発明の表示装置の使用形態について説明する図。
【図２１】本発明の表示装置の構成について説明する図。
【図２２】本発明の表示装置の構成について説明する図。
【図２３】本発明の表示装置の構成について説明する図
【図２４】電子機器について説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
本発明の表示装置は、発光素子の輝度を検出する補正用撮像素子と読み取り対象物の情報
を検出する読み取り用撮像素子の合計２つの撮像素子を含むものと、発光素子の輝度と読
み取り対象物の情報の検出を１つの撮像素子で行うものとに大別される。以下には、まず
、前者を実施の形態１において説明し、続いて、後者を実施の形態２において説明する。
（実施の形態１）
【００１８】
本発明の表示装置の構成について図面を参照して説明する。本発明の表示装置は、絶縁表
面を有する基板上に、ソースドライバ２０２と、ゲートドライバ２０３と、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と、センサ用ソースドライバ２６１
と、センサ用ゲートドライバ２６２と、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、発光素子の輝度の情報を記憶する記憶回路２６３と、映像信号を補正す
る補正回路２６４と、発光素子の特性変化を補償するための補償回路２６５と、１つ又は
複数のモニター用発光素子を含むモニター用回路２６６とを有する（図１（Ａ）参照）。
【００１９】
ソースドライバ２０２は、少なくとも、シフトレジスタと第１のラッチ回路と第２のラッ
チ回路、又はシフトレジスタとサンプリング回路を有する。ゲートドライバ２０３は、少
なくとも、シフトレジスタを有する。センサ用ソースドライバ２０４とセンサ用ソースド
ライバ２６１の各々は、少なくとも、シフトレジスタとバイアス回路を有する。センサ用
ゲートドライバ２０５とセンサ用ゲートドライバ２６２の各々は、少なくとも、シフトレ
ジスタとバッファ回路を有する。なおドライバの構成は、上記の記載に制約されず、レベ
ルシフタやＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）等の他の回路
を有していてもよい。また、シフトレジスタの代わりに、デコーダを用いてもよい。
【００２０】
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、読み
取り用撮像素子を含む副画素を１つと、補正用撮像素子を含む副画素を１つとを有する。
各副画素は、１つ又は複数の薄膜トランジスタを有する。発光素子を含む副画素はソース
ドライバ２０２とゲートドライバ２０３により制御され、読み取り用撮像素子を含む副画
素は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により制御され、補
正用撮像素子を含む副画素はセンサ用ソースドライバ２６１とセンサ用ゲートドライバ２
６２により制御される。
【００２１】
画素２０６には、様々な構成が適用されるが、例えば、赤色に発光する発光素子を含む副
画素２１１と、緑色に発光する発光素子を含む副画素２１２と、青色に発光する発光素子
を含む副画素２１３と、補正用撮像素子を含む副画素２１４と、読み取り用撮像素子を含
む副画素２１５とを有する場合がある（図１（Ｂ）参照）。この構成では、１つの画素に
、３つの発光素子と、１つの補正用撮像素子と、１つの読み取り用撮像素子とを有する。
【００２２】
また、画素２０６の別の構成として、赤色に発光する発光素子を含む副画素２１１と、緑
色に発光する発光素子を含む副画素２１２と、青色に発光する発光素子を含む副画素２１
３と、補正用撮像素子を含む副画素２１６と、補正用撮像素子を含む副画素２１７と、補
正用撮像素子を含む副画素２１８と、読み取り用撮像素子を含む副画素２１９と、読み取
り用撮像素子を含む副画素２２０と、読み取り用撮像素子を含む副画素２２１とを有する
場合がある（図１（Ｃ）参照）。この構成では、１つの画素に、３つの発光素子と、３つ
の補正用撮像素子と、３つの読み取り用撮像素子とを有する。
【００２３】
なお上記の記載では、副画素２１１〜２１３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、副画素２
１１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てもよい。また、副画素２１
２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てもよい。また、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
していてもよい。
【００２４】
次に、画素２０６の等価回路図について、図面を参照して説明する。まず、図１（Ｂ）に
示すような、１つの画素に、３つの発光素子と、１つの読み取り用撮像素子と、１つの補
正用撮像素子を含むときの等価回路について説明する（図２参照）。この等価回路図では
、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、ソー
ス線Ｓａｍ（ｍは自然数）と、リセット線Ｒａｎ（ｎは自然数）と、電源線Ｖａｍと、ゲ
ート線Ｇａｎと、ソース線Ｓｂｍと、リセット線Ｒｂｍと、電源線Ｖｂｍと、ゲート線Ｇ
ｂｍとが設けられている。
【００２５】
副画素２１１〜２１３の各々は、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とを有する。スイッチ用トランジスタ２５
０は、各副画素に対する映像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映像信号を保持する。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。
【００２６】
副画素２１４は、選択用トランジスタ２８４と、増幅用トランジスタ２８５と、リセット
用トランジスタ２８６と、読み取り用撮像素子２８７と、容量素子２８８とを有する。副
画素２１５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、補正用撮像素子２５７と、容量素子２５８とを有する。
【００２７】
リセット用トランジスタ２５６、２８６は、補正用撮像素子２５７又は読み取り用撮像素
子２８７の一端の領域と他端の領域の電位差を所定の値に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、２８５は、補正用撮像素子２５７又は読み取り用撮像素
子２８７の出力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、２８４
は、ソースドライバに対する、補正用撮像素子２５７又は読み取り用撮像素子２８７の出
力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。
【００２８】
続いて、上記構成の画素２０６において、副画素２１４と副画素２１５内のトランジスタ
を共有する場合について説明する（図２１参照）。この場合、副画素２１４は、選択用ト
ランジスタ２８４と、増幅用トランジスタ２８５と、リセット用トランジスタ２８６と、
スイッチ２９０と、補正用撮像素子２５７と、読み取り用撮像素子２８７とを有する。つ
まり、画素２０６では、副画素２１５が含む補正用撮像素子２５７を副画素２１４内に組
み込み、副画素２１４内にスイッチ２９０を新たに設け、さらに、選択用トランジスタ２
５４と、増幅用トランジスタ２５５と、リセット用トランジスタ２５６とを削除したもの
である。スイッチ２９０は、補正用撮像素子２５７と読み取り用撮像素子２８７の一方を
選択するためのスイッチである。上記に示す画素２０６では、スイッチ２９０を追加する
必要が生じるものの、画素２０６内に設ける配線の本数を減らすことができるため、周辺
の駆動回路の個数を減らすことができる。また、画素２０６内に設けるトランジスタの個
数を減らすことができるため、高歩留まりを実現する。
【００２９】
次に、図１（Ｃ）に示すような、１つの画素に、３つの発光素子と、３つの読み取り用撮
像素子と、３つの補正用撮像素子を含むときの等価回路について説明する（図３参照）。
この等価回路図では、ソース線Ｓｘと、電源線Ｖｘと、ゲート線Ｇｙと、ソース線Ｓａｍ
と、リセット線Ｒｂｙと、電源線Ｖａｍと、ゲート線Ｇｂｙと、リセット線Ｒｂｙとが設
けられている。
【００３０】
副画素２１１〜副画素２１３の各々は、上記の画素の構成と同様に、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。副画素２１６〜２１８の各々は、選択用トランジスタ２８４と、増幅用トランジス
タ２８５と、リセット用トランジスタ２８６と、読み取り用撮像素子２８７と、容量素子
２８８とを有する。副画素２１９〜２２１の各々は、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、補正用撮像素子２５７と、
容量素子２５８とを有する。
【００３１】
続いて、上記構成の画素において、副画素２１６と副画素２１９、副画素２１７と副画素
２２０、副画素２１８と副画素２２１の各々で、トランジスタを共有する場合について説
明する（図２２参照）。この場合、副画素２１６は、選択用トランジスタ２８４と、増幅
用トランジスタ２８５と、リセット用トランジスタ２８６と、スイッチ２９０と、補正用
撮像素子２５７と、読み取り用撮像素子２８７とを有する。副画素２１７、２１８も、副
画素２１６と同様の構成である。上記に示す画素２０６では、スイッチ２９０を追加する
必要が生じるものの、画素２０６内に設ける配線の本数を減らすことができるため、周辺
の駆動回路の個数を減らすことができる。また、画素２０６内に設けるトランジスタの個
数を減らすことができるため、高歩留まりを実現する。
【００３２】
上記構成を有する本発明の表示装置は、表示機能と、読み取り機能と、補正機能の合計３
つの機能を有することを特徴とする。
表示機能は、複数の画素２０６の各々が含む発光素子が点灯又は非点灯することにより機
能する。具体的には、補正回路２６４から出力される映像信号が、ソースドライバ２０２
を介して、複数の画素２０６の各々に伝達され、発光素子は、その映像信号に基づき、点
灯又は非点灯する。
【００３３】
一例として、副画素２１１の動作を説明すると、まず、ゲートドライバ２０３により、ゲ
ート線Ｇｙが選択されて、スイッチ用トランジスタ２５０がオン状態となる。続いて、ソ
ースドライバ２０２により、ソース線Ｓ（ｘ−１）に映像信号の電位が伝達される。ソー
ス線Ｓ（ｘ−１）に伝達された映像信号は、駆動用トランジスタ２５１のゲート電極に伝
達され、駆動用トランジスタ２５１は、その映像信号に基づき、オン状態又はオフ状態に
なる。そして、駆動用トランジスタ２５１がオン状態になった場合、駆動用トランジスタ
２５１に流れる電流が、発光素子２５３に流れる。なお、映像信号がアナログの信号の場
合には、その映像信号に基づき、駆動用トランジスタ２５１に流れる電流値が変化する。
映像信号がディジタルの信号の場合には、駆動用トランジスタ２５１に流れる電流値は一
定である。
【００３４】
読み取り機能は、発光素子から発せられる光が読み取り対象物の方向に向かい、読み取り
対象物において反射した光を読み取り用撮像素子が受光することにより機能する。例えば
、画素２０６が図２の構成を有する場合、副画素２１１〜２１３を順に点灯させて、その
度に副画素２１４により読み取り対象物の情報を検出する。また、画素２０６が図３の構
成を有する場合、副画素２１１〜２１３の各々が含む発光素子を同時に点灯させると共に
、副画素２１６〜２１８により読み取り対象物の情報を検出する。画素２０６が図２の構
成を有する場合、３回の検出動作を経て、読み取り対象物のカラーの情報を得ることがで
きる。一方、画素２０６が図３の構成を有する場合、１回の検出動作を経て、読み取り対
象物のカラーの情報を得ることができる。
【００３５】
補正機能は、発光素子が発した光を補正用撮像素子が受光し、受光した情報を映像信号又
は電源電位にフィートバックさせることにより機能する。発光素子が発した光を補正用撮
像素子が受光する手順は、上記の読み取り対象物の情報の検出の手順と同じであり、画素
２０６が図２の構成を有する場合、副画素２１１〜２１３を順に点灯させて、その度に副
画素２１４により発光素子の輝度を検出する。また、画素２０６が図３の構成を有する場
合、副画素２１１〜２１３の各々が含む発光素子を同時に点灯させると共に、副画素２１
６〜２１８により発光素子の輝度を検出する。画素２０６が図２の構成を有する場合、３
回の検出動作を経て、全ての発光素子の輝度の情報を得ることができる。一方、画素２０
６が図３の構成を有する場合、１回の検出動作を経て、全ての発光素子の輝度の情報を得
ることができる。
【００３６】
なお、発光素子の輝度を検出するときに、隣接する発光素子による光の影響をうけて、正
確な情報を得ることができないことがある。そのような場合には、まず、奇数列の副画素
を点灯させて、当該副画素が含む発光素子の輝度を検出し、次に、偶数列の副画素を点灯
させて、当該副画素が含む発光素子の輝度を読み取ってもよい。
つまり、画素２０６が図２の構成を有する場合、まず、奇数列の副画素２１１〜２１３を
順に点灯させて、その度に副画素２１４により発光素子の輝度の検出し、続いて、偶数列
の副画素２１１〜２１３を順に点灯させて、その度に副画素２１４により発光素子の輝度
の検出するという手法を採用してもよい。この手法では、全ての副画素２１１〜２１３の
各々が含む発光素子の輝度を検出するために、６回の検出動作が必要となる。同様に、画
素２０６が図３の構成を有する場合、まず、奇数列の副画素２１１〜２１３の発光素子の
輝度の検出を行い、続いて、偶数列の副画素２１１〜２１３の発光素子の輝度の検出を行
うという手法を採用してもよい。この手法では、全ての副画素２１１〜２１３の各々が含
む発光素子の輝度を検出するために、２回の検出動作が必要となる。
【００３７】
上記のいずれかの手法により、発光素子の輝度を検出したら、次に、検出した結果を用い
て、発光素子の特性変化を補償する。このような発光素子の特性変化の補償は、記憶回路
２６３と補正回路２６４を用いて行う。記憶回路２６３には、予め、補正用データが記憶
されている。補正用データとは、各階調に対する基準輝度のデータである。補正回路２６
４は、映像信号、又は画素領域２０７に供給する電源電位を補正する機能を有し、補正用
撮像素子による検出結果と、記憶回路２６３に記憶された基準輝度の情報とに基づいて補
正を行う。
【００３８】
補正用撮像素子により検出された発光素子の輝度の情報は記憶回路２６３におくられ、当
該記憶回路２６３において記憶される。補正回路２６４は、記憶回路２６３におくられた
補正用撮像素子による検出結果と、記憶回路２６３に記憶された基準輝度と比較する。比
較した結果、発光素子の輝度が低下していたら、その低下分を補償するために、映像信号
と電源電位の一方又は両方を補正する。映像信号の補正は、複数の画素の各々に対して行
われる。また、電源電位の補正は、複数の画素全てに一律に行われる。
【００３９】
以下には、まず、映像信号の階調を増やすことで、映像信号を補正する場合について説明
する。
この場合は、補正用撮像素子による検出結果と基準輝度との差が何階調分なのかを演算し
、その階調分だけ上積みするように、映像信号を補正する。例えば、入力した映像信号が
Ａ番目の階調目の映像信号であり、検出結果と基準輝度との差がＢ階調分であり、次に入
力する映像信号がＣ階調目の信号であるとしたら、その映像信号はＤ番目（Ｄ＝Ｂ＋Ｃ）
の階調目の映像信号に補正する。そして、補正した映像信号は、ソースドライバ２０２に
出力され、画素領域２０７内の各画素２０６に出力される。
【００４０】
次に、電源電位を補正する場合について説明する。
この場合は、記憶回路２６３におくられた補正用撮像素子による検出結果と、記憶回路２
６３に記憶された基準輝度とを比較し、その結果、発光素子の輝度が低下していたら、そ
の低下分を補償するために、画素領域２０７の電源電位を補正する。より具体的には、電
源電位を高く設定する。なお、電源電位を補正する場合は、各画素２０６に対して同じ補
正を行うことになるため、特性変化の進行具合が最も低い発光素子に合わせて、電源電位
を補正する。そして、それ以外の、特性変化の進行が進んだ発光素子に対して、階調を上
げるようにして補正した映像信号を供給するとよい。
【００４１】
次に、映像信号の階調を減らすことで、映像信号を補正する場合について説明する。
この場合は、補正用撮像素子による検出結果と基準輝度との差が何階調分なのかを演算し
、その階調分だけ、下げるように、映像信号を補正する。例えば、入力した映像信号がＡ
番目の階調目の映像信号であり、検出結果と基準輝度との差がＢ階調分であり、次に入力
する映像信号がＣ階調目の信号であるとしたら、その映像信号はＤ番目（Ｄ＝Ｃ−Ｂ）の
階調目の映像信号に補正する。
但し、このように映像信号を補正すると、表示画面全体の輝度が低下してしまう。従って
、映像信号の階調を減らして補正する場合は、映像信号の補正と電源電位の補正とを組み
合わせるとよい。より具体的には、電源電位の補正を、特性変化の進行具合が最も進んだ
発光素子（最も劣化した発光素子）に合わせて行い、それ以外の特性変化が進行していな
い発光素子に対して、階調を下げた映像信号を供給するとよい。
【００４２】
また、好ましくは、通常の画像の表示を行うと同時に、発光素子の輝度を検出し、記憶回
路２６３の更新を随時行い、映像信号の補正と電源電位の補正を随時行うとよい。但し、
補正用撮像素子の応答速度が、発光素子の輝度を常に検出するような速度に満たない場合
、例えば、以下のような動作を電源投入時に行うとよい。
その動作とは、まず、発光素子により、無地の中間調や白表示といったテスト画像の表示
を行い、同時に、補正用撮像素子により、発光素子の輝度を検出する。検出結果は、記憶
回路２６３において記憶される。次に、補正回路２６４は、補正用撮像素子による検出結
果と、基準輝度とを比較し、輝度の低下を補償するための、映像信号の補正と電源電位の
補正の一方又は両方を行う。つまり、通常の画像ではなく、テスト画像の表示を行い、そ
のときの輝度を検出し、その検出結果に基づき、映像信号の補正と電源電位の補正の一方
又は両方を行うものである。
【００４３】
また、より正確に発光素子の輝度を検出するために、補正用撮像素子のバラツキに関する
情報を得るための初期化の動作を行ってもよい。初期化の動作とは、発光素子に特性変化
が生じていないタイミングで、無地の中間調や白表示といったテスト画像を表示すると同
時に、発光素子の輝度を検出する動作である。このとき、発光素子の輝度は全て同じだと
仮定するため、発光素子の輝度を検出することで、補正用撮像素子のバラツキに関する情
報を得ることができる。この初期化の動作は、パネルが完成した後に行うとよい。
【００４４】
次に、上記構成を有する本発明の表示装置の断面構造について図面を参照して説明する。
絶縁表面を有する基板１０１上に、読み取り用撮像素子３０１と、補正用撮像素子３０２
と、薄膜トランジスタ３０３とが設けられ、これらの素子の上層に発光素子３０４が設け
られている（図４参照）。発光素子３０４は、画素電極である導電層３０５と、電界発光
層３０６と、対向電極である導電層３０７の積層体に相当する。薄膜トランジスタ３０３
のソース電極又はドレイン電極は、ソースドレイン配線として機能する導電層３０８に接
続し、該導電層３０８は導電層３０９に接続する。薄膜トランジスタ３０３は、発光素子
３０４の動作を制御する。
【００４５】
上記の構造では、読み取り用撮像素子３０１と補正用撮像素子に、Ｐ型領域と、Ｉ型領域
と、Ｎ型領域を有するＰＩＮ型フォトダイオードを適用した場合を示す。また、上記の構
造では、発光素子３０４と補正用撮像素子３０２とが重なるように設けられていることを
特徴とする。上記特徴により、発光素子３０４が光を発すると、その光が補正用撮像素子
３０２に入るようになっており、随時、発光素子３０４の輝度を検出することができる。
また、上記の構造を有する表示装置により読み取り対象物１４４の情報を検出する場合は
、基板１０１側に読み取り対象物１４４を配置し、読み取り対象物１４４において反射し
た光を、読み取り用撮像素子３０１が検出するしくみになっている。
【００４６】
次に、上記とは異なる本発明の表示装置の断面構造について図面を参照して説明する。絶
縁表面を有する基板１０１上に、読み取り用撮像素子３０１と、補正用撮像素子３０２と
、薄膜トランジスタ３０３とが設けられ、これらの素子の上層に発光素子３０４が設けら
れる（図５参照）。
【００４７】
上記の構造では、読み取り用撮像素子３０１と補正用撮像素子３０２には、フォトトラン
ジスタを適用した場合を示す。読み取り用撮像素子３０１は、Ｎ型領域３６１と、Ｎ型領
域３６２と、Ｉ型領域３６３と、Ｐ型領域３６４と、Ｎ型領域３６５と、Ｎ型領域３６６
とを有する。Ｎ型領域３６１が含む不純物元素の濃度は、Ｎ型領域３６２が含む不純物元
素の濃度よりも低い。また、Ｎ型領域３６６が含む不純物元素の濃度は、Ｎ型領域３６５
が含む不純物元素の濃度よりも低い。
補正用撮像素子３０２も、Ｎ型領域３５１と、Ｎ型領域３５２と、Ｉ型領域３５３と、Ｐ
型領域３５４と、Ｎ型領域３５５と、Ｎ型領域３５６とを有する。Ｎ型領域３５１が含む
不純物元素の濃度は、Ｎ型領域３５２が含む不純物元素の濃度よりも低い。また、Ｎ型領
域３５６が含む不純物元素の濃度は、Ｎ型領域３５５が含む不純物元素の濃度よりも低い
。
【００４８】
上記の構造では、読み取り用撮像素子３０１と補正用撮像素子３０２は、薄膜トランジス
タ３０３と同一のレイヤーに形成している。従って、読み取り用撮像素子３０１と補正用
撮像素子３０２が含む不純物領域は、薄膜トランジスタが含む不純物領域と同一のタイミ
ングで作成することができる。従って、作成工程を増やすことなく、上記の構造を有する
フォトトランジスタを形成することができる。なお、フォトトランジスタは、フォトダイ
オードの出力を増幅する構造となっているため、フォトダイオードよりも感度が高いため
、微弱な光でも読み取ることができる。
【００４９】
また、上記の構造では、発光素子３０４と導電層３０９とが重なる領域では、発光素子３
０４から発せられる光は、導電層３０９において反射して、対向基板１４３側に出射する
。一方、発光素子３０４と導電層３０９とが重ならない領域３１１では、発光素子３０４
から発せられる光は、基板１０１側と対向基板１４３側に出射する。そして、発光素子３
０４と導電層３０９とが重ならない領域３１１と補正用撮像素子３０２とは、重なるよう
に設けられており、発光素子３０４が光を発すると、補正用撮像素子３０２に光が入るよ
うになっており、随時、発光素子３０４の輝度を検出することができる。
また、上記の構造を有する表示装置により、読み取り対象物１４４の情報を検出する場合
は、対向基板１４３側に読み取り対象物１４４を配置し、読み取り対象物１４４において
反射した光を、読み取り用撮像素子３０１が検出するようになっている。
【００５０】
次に、上記とは異なる本発明の表示装置の断面構造について図面を参照して説明する。絶
縁表面を有する基板１０１上に、薄膜トランジスタ３２１〜３２３が設けられ、これらの
素子の上層に発光素子３２４が設けられ、発光素子３２４の上層に補正用撮像素子３２５
と、読み取り用撮像素子３２６とが設けられる（図６参照）。
薄膜トランジスタ３２１は補正用撮像素子３２５の動作を制御し、薄膜トランジスタ３２
２は発光素子３２４の動作を制御し、薄膜トランジスタ３２３は読み取り用撮像素子３２
６の動作を制御する。
【００５１】
上記の構造では、読み取り用撮像素子３２６と補正用撮像素子３２５に、Ｐ型領域と、Ｉ
型領域と、Ｎ型領域を有するＰＩＮ型フォトダイオードを適用した場合を示す。また、上
記の構造では、発光素子３２４の一部と補正用撮像素子３２５とが重なるように設けられ
ていることを特徴とし、上記特徴により、発光素子３２４が光を発すると、補正用撮像素
子３２５に光が入るようになっており、随時、発光素子３２４の輝度を検出することがで
きる。
また、上記の断面構造を有する表示装置により、読み取り対象物１４４の情報を検出する
場合、対向基板１４３側に読み取り対象物１４４を配置し、読み取り対象物１４４におい
て反射した光を、読み取り用撮像素子３２６が検出するようになっている。
【００５２】
次に、上記とは異なる本発明の表示装置の断面構造について図面を参照して説明する。
絶縁表面を有する基板１０１上に、読み取り用撮像素子３３１と、補正用撮像素子３３２
とが設けられ、これらの素子の上層に発光素子３３３が設けられる（図７参照）。読み取
り用撮像素子３３１と補正用撮像素子３３２は、隔壁３３４と重なるように設けられる。
上記の構造では、読み取り用撮像素子３３１と補正用撮像素子３３２に、Ｐ型領域と、Ｉ
型領域と、Ｎ型領域を有するＰＩＮ型フォトダイオードを適用した場合を示す。また、上
記の構造では、発光素子３３３の一部と補正用撮像素子３３２とが重なるように設けられ
ていることを特徴とし、上記特徴により発光素子３３３が光を発すると、補正用撮像素子
３３２に光が入るようになっている。そのため、随時、発光素子３３３の輝度を検出する
ことができる。
また、上記の構造を有する表示装置により、読み取り対象物１４４の情報を検出する場合
、基板１０１側に読み取り対象物１４４を配置し、読み取り対象物１４４において反射し
た光を、読み取り用撮像素子３３１が検出するようになっている。
【００５３】
また、上記の構造では、発光素子３３３は、ストライプ状に形成された一対の導電層の交
点上に形成される。このようなパッシブマトリクス型は、線順次駆動で、発光素子３３３
が瞬間的に高輝度な発光を行うことにより、階調を表現する。補正用撮像素子３３２は、
瞬間的な輝度が高いほど、検出する速度を早くすることができるため、パッシブマトリク
ス型の場合は、補正用撮像素子３３２の応答速度を早くすることができるという効果が生
ずる。
（実施の形態２）
【００５４】
本発明の表示装置の構成について図面を参照して説明する。本発明の表示装置は、絶縁表
面を有する基板上に、ソースドライバ２０２と、ゲートドライバ２０３と、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と、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、発光素子の輝度の情報を記憶する記憶回路２６３と、
映像信号を補正する補正回路２６４と、発光素子の特性変化を補償するための補償回路２
６５と、１つ又は複数のモニター用発光素子を含むモニター用回路２６６とを有する（図
８（Ａ）参照）。
【００５５】
ソースドライバ２０２は、少なくとも、シフトレジスタと第１のラッチ回路と第２のラッ
チ回路、又はシフトレジスタとサンプリング回路とを有する。ゲートドライバ２０３は、
少なくとも、シフトレジスタとバッファ回路とを有する。センサ用ソースドライバ２０４
は、少なくとも、シフトレジスタとバイアス回路とを有する。センサ用ゲートドライバ２
０５は、少なくとも、シフトレジスタとバッファ回路とを有する。なおドライバの構成は
、上記の記載に制約されず、レベルシフタやＤＡＣ等の他の回路を有していてもよい。ま
た、シフトレジスタの代わりに、デコーダを用いてもよい。
【００５６】
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。各副画素は、１つ又は複数の薄膜トランジスタを有
する。発光素子を含む副画素はソースドライバ２０２とゲートドライバ２０３により制御
され、撮像素子を含む副画素は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により制御される。
【００５７】
画素２０６には、様々な構成が適用されるが、例えば、赤色に発光する発光素子を含む副
画素２１１と、緑色に発光する発光素子を含む副画素２１２と、青色に発光する発光素子
を含む副画素２１３と、撮像素子を含む副画素２１４とを有する場合がある（図８（Ｂ）
参照）。この構成では、１つの画素に、３つの発光素子と、１つの撮像素子とを有する。
【００５８】
また、画素２０６の別の構成として、赤色に発光する発光素子を含む副画素２１１と、緑
色に発光する発光素子を含む副画素２１２と、青色に発光する発光素子を含む副画素２１
３と、撮像素子を含む副画素２１６と、撮像素子を含む副画素２１７と、撮像素子を含む
副画素２１８とを有する場合がある（図８（Ｃ）参照）。この構成では、１つの画素に、
３つの発光素子と、３つの撮像素子とを有する。
【００５９】
なお上記の記載では、副画素２１１〜２１３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、副画素２
１１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てもよい。また、副画素２１
２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てもよい。また、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
していてもよい。
【００６０】
次に、画素２０６の等価回路図について、図面を参照して説明する。まず、図８（Ｂ）に
示すような、１つの画素に、３つの発光素子と、１つの撮像素子を含むときの等価回路に
ついて説明する（図９参照）。
【００６１】
副画素２１１〜副画素２１３の各々は、ソース線Ｓｘと、電源線Ｖｘと、ゲート線Ｇｙ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
に対する映像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
素に入力された映像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。
【００６２】
副画素２１４は、ソース線Ｓａｍと、リセット線Ｒｎと、電源線Ｖａｍと、ゲート線Ｇａ
ｎ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２
５６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の出力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２５
７の出力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。
【００６３】
次に、図８（Ｃ）に示すような、１つの画素に、３つの発光素子と、３つの撮像素子を含
むときの等価回路について説明する（図１０参照）。
【００６４】
この場合も、上記の画素の構成と同様に、副画素２１１〜２１３の各々は、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
とを有する。また、副画素２１４〜２１６の各々は、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
。
【００６５】
上記構成を有する本発明の表示装置は、表示機能と、読み取り機能と、補正機能の計３つ
の機能を有することを特徴とする。
表示機能は、複数の画素２０６の各々が含む発光素子が点灯又は非点灯することにより機
能する。
【００６６】
読み取り機能は、発光素子を読み取り対象物の方向に点灯させ、その反射光を撮像素子が
受光することにより機能する。
【００６７】
補正機能は、発光素子が発した光を撮像素子が受光し、撮像素子の出力を映像信号又は電
源電位に反映させることにより機能する。
なお、本実施の形態では、読み取り用の撮像素子と補正用の撮像素子とを１つの撮像素子
で賄うため、上記の実施の形態とは異なり、読み取り対象物として、キャリブレーション
シートを検出することにより、発光素子の輝度の情報を得るようにする。
キャリブレーションシートは、白色のものを１枚用いるか、又は、白色のものと黒色のも
のの合わせて２枚用いる。本発明の表示装置を折り畳み式の電子機器に用いた場合は、折
り畳んだ状態で、発光素子の輝度の検出を行ってもよく、そうすると、黒色のキャリブレ
ーションシートの情報を検出するときと同じ情報を得ることができる。
キャリブレーションシートを検出することにより得られた情報は、記憶回路２６３におく
られる。続いて、補正回路２６４は、記憶回路におくられた情報に基づき、映像信号の補
正と電源電位の補正の一方又は両方を行う。
【００６８】
次に、上記構成を有する本発明の表示装置の断面構造について図面を参照して説明する。
絶縁表面を有する基板１０１上に、薄膜トランジスタ１０３、１０４と、撮像素子１０５
とが設けられ、これらの素子の上層に発光素子１４２が設けられている（図１１参照）。
薄膜トランジスタ１０４は、発光素子１４２の動作を制御する。上記の構造では、撮像素
子１０５に、Ｐ型領域とＩ型領域とＮ型領域を含むフォトダイオードを適用した場合を示
す。
【００６９】
上記の断面構造を有する表示装置により読み取り対象物１４４の情報を検出する場合は、
基板１０１側に読み取り対象物１４４を配置し、読み取り対象物１４４において反射した
光を、撮像素子１０５が検出するしくみになっている。また、発光素子１４２の輝度を検
出する場合も、基板１０１側にキャリブレーションシートを配置し、キャリブレーション
シートにおいて反射した光を、撮像素子１０５が検出するしくみになっている。
【００７０】
次に、上記とは異なる本発明の表示装置の断面構造について図面を参照して説明する。
絶縁表面を有する基板１０１上に、薄膜トランジスタ３４１と、撮像素子３４２とが設け
られ、これらの素子の上層に発光素子３４３が設けられている（図１２参照）。薄膜トラ
ンジスタ３４１は、撮像素子３４２の動作を制御する。上記の構造では、撮像素子３４２
に、Ｐ型領域とＩ型領域とＮ型領域を含むフォトダイオードを適用した場合を示す。
【００７１】
上記の断面構造では、発光素子３４３は、ストライプ状に形成された一対の導電層の交点
上に形成される。このようなパッシブマトリクス型は、線順次駆動で、発光素子３４３が
瞬間的に高輝度な発光を行うことにより、階調を表現する。撮像素子３４２は、瞬間的な
輝度が高いほど、発光素子の輝度を検出する速度を早くすることができるため、パッシブ
マトリクス型の場合は、撮像素子３４２の応答速度を早くすることができるという効果が
生ずる。
本実施の形態は、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１】
【００７２】
本発明の表示装置の作製方法について図面を参照して説明する。なお、本実施例では、実
施の形態２において示した発光素子の輝度と読み取り対象物の情報の検出を１つの撮像素
子で行う表示装置の作製方法について図面を参照して説明する。
【００７３】
まず、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１３（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。
【００７４】
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。
【００７５】
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１３（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。
【００７６】
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したり、レーザー結晶化法を用いる場合はレーザ
ー光の打ち分けを行ったりすることが必要となる。
【００７７】
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、１
１３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）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）の積層構造
を採用するとよい。
【００７８】
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。
【００７９】
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。有機材料としては、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材料、又は、シリコンと酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基
にフッ素、アルキル基、芳香族炭化水素の少なくとも１つを含む材料を用いる。
【００８０】
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１３０〜１
３５を形成する。導電層１３０〜１３５はソースドレイン配線として機能する。導電層１
３０〜１３５は、例えば、チタン（Ｔｉ）／アルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ）／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。
【００８１】
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、透光性を有するイリジウム錫酸化物（Ｉ
ＴＯ）や、ＩＴＯに酸化珪素が添加されたＮＩＴＯ、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。
【００８２】
次に、導電層１３０〜１３６を覆うように隔壁層１３７を形成する（図１３（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
。
【００８３】
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１４参照）。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。
【００８４】
上記のような工程を経て完成する本発明の表示装置は、表示機能と読み取り機能と補正機
能とを有する。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
灯又は非点灯させて、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１
４３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の情報を検出する。補正機能を用
いるときも、対向基板１４３の方向に発光素子１４２を点灯させ、キャリブレーションシ
ートにおいて反射した光が撮像素子１０５に入ることにより、キャリブレーションシート
の情報を検出する。
【００８５】
本発明の表示装置は、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１
４２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。
【００８６】
上記構成を有する表示装置は、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
収されることはなく、隔壁層１３７が遮光性を有していても、読み取り対象物１４４の情
報を検出することができる。
【００８７】
上記構成を有する表示装置は、隔壁層１３７が遮光性を有するため、画素間の輪郭が明瞭
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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１４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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
なお本発明の表示装置は、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表示装置の断面構造について図面を参照して説
明する。
【００９３】
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１５参照）。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。
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。
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。
【００９４】
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。
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】
【００９５】
本実施例では、本発明の表示装置が有する、発光素子の環境温度の変化に対する補償機能
について、図１６を参照して説明する。
【００９６】
画素領域２０７は、マトリクス状に設けられた複数の画素を有する。複数の画素の各々は
、発光素子２７７と少なくとも２つのトランジスタを含み、ここでは、発光素子２７７に
直列に接続する駆動用トランジスタ２７８のみを示す。発光素子２７７の２つの電極のう
ち、一方の電極は対向電源２７３に接続し、他方の電極は駆動用トランジスタ２７８を介
してバッファアンプ２７１の出力端子に接続する。
モニター用回路２６６は、１つ又は複数のモニター用発光素子２７５を有する。モニター
用発光素子２７５の２つの電極のうち、一方の電極は対向電源２７３に接続し、他方の電
極はリミッタ用トランジスタ２７６を介してバッファアンプ２７１の入力端子に接続する
。リミッタ用トランジスタ２７６のゲート電極は、電源２７４に接続する。電源２７４は
、リミッタ用トランジスタ２７６をオン状態にする電位を、リミッタ用トランジスタ２７
６のゲート電極に与える。リミッタ用トランジスタ２７６は、モニター用発光素子２７５
に電流が流れすぎないように設けられたトランジスタである。
画素領域２０７が含む発光素子２７７とモニター用回路２６６が含むモニター用発光素子
２７５は、同一の基板上に設けられ、同一の条件で同一の工程で作成されたものであり、
環境温度の変化と経時変化に対して同じ特性又はほぼ同じ特性を有する。
【００９７】
補償回路２６５は、バッファアンプ２７１と定電流源２７２とを有する。バッファアンプ
２７１の入力端子は、駆動用トランジスタ２７８を介して、発光素子２７７の２つの電極
のうちの一方の電極に接続する。バッファアンプ２７１の出力端子は、リミッタ用トラン
ジスタ２７６を介して、モニター用発光素子２７５の２つの電極のうちの一方の電極に接
続する。バッファアンプ２７１の反転入力端子と出力端子は互いに接続する。なお、バッ
ファアンプ２７１は、モニター用発光素子２７５の一方の電極の電位を発光素子２７７に
伝達する際に、電位の変動を防止するに設けられているものであり、そのような回路とし
て、上記のバッファアンプ２７１に制約されず、どのような構成の回路を用いてもよい。
定電流源２７２は、リミッタ用トランジスタ２７６を介して、モニター用発光素子２７５
の２つの電極のうちの一方の電極に接続する。なお、補償回路２６５が含む各回路は、画
素領域２０７やモニター用回路２６６と共に、同一の基板上に設けられていてもよいし、
別々の基板上に設けられていてもよい。
【００９８】
定電流源２７２は、モニター用発光素子２７５に一定の電流を供給しており、このような
状態で、モニター用発光素子２７５の環境温度の変化と経時変化が生じると、モニター用
発光素子２７５自体の抵抗値が変化する。抵抗値が変化すると、モニター用発光素子２７
５の電流値は常に一定なため、モニター用発光素子２７５の両電極間の電位差が変化する
。そうすると、モニター用発光素子２７５が含む２つの電極のうち、対向電源２７３に接
続する側の電極の電位は変化せず、モニター用発光素子２７５が含む２つの電極のうち、
定電流源２７２に接続する側の電極（ここでは第１の電極とよぶ）の電位が変化する。変
化したモニター用発光素子２７５の第１の電極の電位は、バッファアンプ２７１の非反転
入力端子に供給される。そして、バッファアンプ２７１の出力端子から出力される電位は
、駆動用トランジスタ２７８を介して、発光素子２７７の第１の電極に与えられる。この
ように、環境温度の変化と経時変化に合わせて、発光素子２７７に与える電位を変えるこ
とができるため、環境温度の変化と経時変化による補償を行うことができる。
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】
【００９９】
本実施例では、上記の実施の形態１とは異なる、発光素子を含む副画素の画素回路の例に
ついて説明する。
【０１００】
図２３（Ａ）には、スイッチ用トランジスタ５１１と、駆動用トランジスタ５１２と、容
量素子５１６と、発光素子５１３と、消去用トランジスタ５９１とを有する副画素５１０
を示す。
スイッチ用トランジスタ５１１のゲート電極はゲート線Ｇｙに接続する。消去用トランジ
スタ５９１のゲート電極はリセット線Ｒｙに接続する。駆動用トランジスタ５１２のソー
ス電極及びドレイン電極の一方は電源線Ｖｘを介して、電源５９５に接続する。直列に接
続された駆動用トランジスタ５１２と発光素子５１３は、電源５９５と電源５１８の間に
設けられている。電源５９５と電源５１８は、互いに異なる電位に設定されている。
【０１０１】
上記構成を有する副画素５１０は、上記の実施の形態１で示した副画素の画素回路（２Ｔ
ＦＴ／Ｃｅｌｌ）に、消去用トランジスタ５９１と、リセット線Ｒｙを新たに設けた構成
の画素回路（３ＴＦＴ／Ｃｅｌｌ）である。消去用トランジスタ５９１の配置により、発
光素子５１３に強制的に電流が流れない状態を作ることができるため、全ての副画素に対
する信号の書き込みを待つことなく、書き込み期間の開始と同時又は直後に点灯期間を開
始することができる。従って、デューティ比を向上させて、動画の表示は特に良好に行う
ことができる。
【０１０２】
図２３（Ｂ）には、スイッチ用トランジスタ５１１と、駆動用トランジスタ５９２と、電
流制御用トランジスタ５９３と、容量素子５１６と、発光素子５１３と、消去用トランジ
スタ５９１とを有する副画素５１０を示す。駆動用トランジスタ５９２のゲート電極は、
電源線Ｖａｘを介して電源５９４に接続する。電流制御用トランジスタ５９３のソース電
極及びドレイン電極の一方は、電源線Ｖｘを介して電源５９５に接続する。電源５９５と
電源５１８は、互いに異なる電位に設定されている。電源５９４は一定の電位を供給する
ことが可能な電源である。
【０１０３】
上記構成を有する副画素５１０は、駆動用トランジスタ５９２のゲート電極を、一定の電
位に保持した電源線Ｖａｘに接続することにより、駆動用トランジスタ５９２のゲート電
極の電位を固定にし、なおかつ飽和領域で動作させる。一方、電流制御用トランジスタ５
９３は線形領域で動作させて、副画素５１０の映像信号が入力され、その映像信号に基づ
き、オン状態又はオフ状態となる。線形領域で動作する電流制御用トランジスタ５９３の
ソースドレイン間電圧の値は小さいため、電流制御用トランジスタ５９３のゲート・ソー
ス間電圧の僅かな変動は、発光素子５１３に流れる電流値には影響を及ぼさない。従って
、発光素子５１３に流れる電流値は、飽和領域で動作するトランジスタ９２により決定さ
れる。上記構成を有する本発明は、駆動用トランジスタ５９２の特性バラツキに起因した
発光素子５１３の輝度ムラを改善して画質を高めることができる。
【０１０４】
また、上記以外の画素回路として、図２３（Ａ）においてスイッチ用トランジスタ５１１
と消去用トランジスタ５９１を削除した画素回路（１ＴＦＴ／Ｃｅｌｌ）を適用してもよ
い。この場合、パッシブマトリクス型のディスプレイと同じ動作を行う。また、上記以外
の画素回路として、カレントミラー回路を適用した画素回路を用いてもよい。
【０１０５】
なお、上記に示す副画素には、消去用トランジスタ５９１が設けられているため、デュー
ティ比を向上させることができるが、その一方、副画素５１０内に消去用トランジスタ５
９１を設けるために、歩留まりが低下してしまう。また、消去用トランジスタ５９１を制
御するための、新たなゲートドライバを配置する必要があるため、さらに歩留まりが低下
してしまう。
そのため、スイッチ用トランジスタと駆動用トランジスタと消去用トランジスタを含む副
画素（３ＴＦＴ／Ｃｅｌｌ）により行われる動作を、スイッチ用トランジスタと駆動用ト
ランジスタのみを含む副画素（２ＴＦＴ／Ｃｅｌｌ）を用いて実現してもよい。この動作
は、ゲート選択期間分割駆動と呼ばれる。
ゲート選択期間分割駆動では、スイッチ用トランジスタと駆動用トランジスタのみを含む
副画素（２ＴＦＴ／Ｃｅｌｌ）と、書き込み用のゲートドライバと、消去用のゲートドラ
イバと、ソースドライバとを必要とする。書き込み用のゲートドライバと消去用のゲート
ドライバは、相補的にゲート線を制御する。１つのゲート選択期間は前半・後半の２つに
分割され、前半の期間では消去用のゲートドライバにより各副画素が制御され、後半の期
間では書き込み用のゲートドライバにより各副画素が制御される。また、前半の期間はソ
ースドライバにより各副画素に消去用の映像信号が書き込まれ、後半の期間はソースドラ
イバにより通常の映像信号が書き込まれる。上記のゲート選択期間分割駆動を採用するこ
とにより、１つの副画素を構成するトランジスタや配線の本数が減少するため、高開口率
、高精細化、高歩留まりを実現する。なお、このゲート選択期間分割駆動については、特
開２００１−３２４９５８号公報に詳しく記載されているので、そちらを参考にするとよ
い。
【０１０６】
また、本発明の表示装置には、アナログのビデオ信号、ディジタルのビデオ信号のどちら
を用いてもよい。但し、ディジタルのビデオ信号を用いる場合、そのビデオ信号が電圧を
用いているのか、電流を用いているのかで異なる。つまり、発光素子の発光時において、
画素に入力されるビデオ信号は、定電圧のものと、定電流のものがある。ビデオ信号が定
電圧のものには、発光素子に印加される電圧が一定のものと、発光素子に流れる電流が一
定のものとがある。ビデオ信号が定電流のものには、発光素子に印加される電圧が一定の
ものと、発光素子に流れる電流が一定のものとがある。この発光素子に印加される電圧が
一定のものは定電圧駆動であり、発光素子に流れる電流が一定のものは定電流駆動である
。定電流駆動は、発光素子の抵抗変化によらず、一定の電流が流れる。本発明の表示装置
には、定電流駆動を行うものと、定電圧駆動を行うもののどちらを用いてもよい。但し、
本発明の表示装置には、電圧のビデオ信号を用いる。
【０１０７】
また、電界発光層には、一重項励起からの発光を呈する材料（以下一重項励起材料と表記
）や、三重項励起からの発光を呈する材料（以下三重項励起材料と表記）を用いる。例え
ば、赤色に発光する発光素子、緑色に発光する発光素子及び青色に発光する発光素子のう
ち、輝度半減時間が比較的短い赤色のものを三重項励起発光材料で形成し、他のものを一
重項励起発光材料で形成する。三重項励起発光材料は発光効率が良いので、同じ輝度を得
るのに消費電力が少なくて済むという利点がある。
また、赤色のものと緑色のものとを三重項励起発光材料で形成し、青色のものを一重項励
起発光材料で形成しても良い。人間の視感度が高い緑色の発光素子も三重項励起発光材料
で形成することで、さらなる低消費電力化を図ることができる。なお三重項励起発光材料
の一例としては、金属錯体をドーパントとして用いたものがあり、第三遷移系列元素であ
る白金を中心金属とする金属錯体、イリジウムを中心金属とする金属錯体などがある。ま
た、電界発光層には、低分子材料、中分子材料、高分子材料のいずれの材料を用いてもよ
い。
【０１０８】
発光素子は、下から陽極／電界発光層／陰極を順に積層する順積み構造や、下から陰極／
電界発光層／陽極を順に積層する逆積み構造のどちらを用いてもよい。発光素子が含む陽
極又は陰極には、透光性を有するイリジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や、ＩＴＯに酸化珪素が
添加されたＮＩＴＯ、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。
【０１０９】
また、発光素子を含むパネルを用いてカラー表示を行う場合、発光波長帯の異なる電界発
光層を画素毎に設けるとよく、典型的には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に対応
した電界発光層を設けるとよい。この場合、赤、緑、青の各色に対応したモニター用発光
素子を設けて、各色毎に電源電位を補正するとよい。この場合、発光素子の光の出射側に
、その発光波長帯の光を透過するフィルター（着色層）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、フィルターを設
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、電界発光層は単色又は白色の発光を呈する構成とすることができる。白色発光材料
を用いる場合には、発光素子の光の出射側に特定の波長の光を透過するフィルターを設け
た構成とすれば、カラー表示を行うことができる。
【実施例４】
【０１１０】
本実施例は、本発明の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１７（Ａ）参照）。接続フィルム４０１は外部のＩＣ
チップに接続する。
また、対向基板１４３の一表面には偏光板４０９が設けられ、基板１０１の一表面には偏
光板４０８が設けられる。なお、偏光板４０８、４０９は、容易に傷が付きやすいため、
表示画面となる対向基板１４３に貼る偏光板は、外側に貼らずに、図示するように、内側
に貼るとよい。
【０１１１】
図１７（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１７（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。
【０１１２】
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１
０１と対向基板１４３がシール材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。
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。
【０１１３】
また、本発明の表示装置に、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。
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５】
【０１１４】
本実施例では、上記の実施例４において示したパネルを含む電子機器の一態様について図
２４を用いて説明する。パネル７０１はハウジング７０２に脱着自在に組み込まれ、ハウ
ジング７０２はプリント配線基板７０３に嵌着される。ハウジング７０２はパネル７０１
が組み込まれる電子機器に合わせて、形状や寸法が適宜変更される。プリント配線基板７
０３には、コントローラ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）
、メモリ、電源回路、抵抗素子、バッファ、容量素子等の複数のＩＣが実装されている。
さらに、電子機器の用途に応じて、音声処理回路、送受信回路等のＩＣが実装されている
。パネル７０１は、ＦＰＣ等の接続フィルム４０１を介して、プリント配線基板７０３と
一体化される。
【０１１５】
上記のパネル７０１、ハウジング７０２、プリント配線基板７０３は、入力手段７０４や
バッテリ７０５と共に、筐体７００、７０６の内部に収納される。パネル７０１が含む画
素領域２０７は、筐体７００に設けられた開口窓から視認できるように配置されている。
【０１１６】
パネル７０１は、上記の実施の形態１、２で示すように、発光素子と撮像素子を具備する
ことを特徴とする。このようなパネル７０１を含む電子機器は、表示機能と補正機能と読
み取り機能の３つの機能を有するため、発光素子の特性変化に対応することができ、さら
に高機能化と高付加価値化を実現するという効果を奏する。
【０１１７】
なお、筐体７００、７０６は、電話機の外観形状を一例として示したものであり、本実施
例に係る電子機器は、その機能や用途に応じて様々な態様に変容しうる。従って、以下の
実施例６において、その態様の一例について説明する。
【実施例６】
【０１１８】
図１８（Ａ）に示す携帯電話機は、表示部９１０２等を含んでいる。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。発光素子と撮像素子を有するこ
とを特徴とする本発明により、表示機能と補正機能と読み取り機能の３つの機能を有し、
発光素子の特性変化に対応することができ、さらに高機能化と高付加価値化を実現すると
いう効果を奏する携帯電話機を提供することができる。
【０１１９】
図１８（Ｂ）に示す携帯情報端末は、表示部９３０１、入力ペン９３０２等を含んでいる
。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。発光素子と
撮像素子を有することを特徴とする本発明により、表示機能と補正機能と読み取り機能の
３つの機能を有し、発光素子の特性変化に対応することができ、さらに高機能化と高付加
価値化を実現するという効果を奏する携帯情報端末を提供することができる。
【０１２０】
図１８（Ｃ）に示すデジタルビデオカメラは、表示部９７０１、９７０２等を含んでいる
。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。
発光素子と撮像素子を有することを特徴とする本発明により、表示機能と補正機能と読み
取り機能の３つの機能を有し、発光素子の特性変化に対応することができ、さらに高機能
化と高付加価値化を実現するという効果を奏するデジタルビデオカメラを提供することが
できる。
【０１２１】
図１８（Ｄ）に示す携帯型ゲーム機は、表示部９４０２等を含んでいる。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。発光素子と撮像素子を有する
ことを特徴とする本発明により、表示機能と補正機能と読み取り機能の３つの機能を有し
、発光素子の特性変化に対応することができ、さらに高機能化と高付加価値化を実現する
という効果を奏する携帯型ゲーム機を提供することができる。
【０１２２】
図１８（Ｅ）に示す携帯情報端末は、表示部９２０２等を含んでいる。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。発光素子と撮像素子を有するこ
とを特徴とする本発明により、表示機能と補正機能と読み取り機能の３つの機能を有し、
発光素子の特性変化に対応することができ、さらに高機能化と高付加価値化を実現すると
いう効果を奏する携帯情報端末を提供することができる。
【０１２３】
図１８（Ｆ）に示すテレビジョン装置は、表示部９５０２、入力ペン９５０３等を含んで
いる。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。発光素
子と撮像素子を有することを特徴とする本発明により、表示機能と補正機能と読み取り機
能の３つの機能を有し、発光素子の特性変化に対応することができ、さらに高機能化と高
付加価値化を実現するという効果を奏するテレビジョン装置を提供することができる。
【０１２４】
上記の通り、本発明は、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、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、家庭用ゲーム機等の様々な電子機器に適用することができる。本発明の表示装置を
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。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７】
【０１２５】
本発明の表示装置は、表示機能と読み取り機能と補正機能の３つの機能を有する。本実施
例は、表示機能と読み取り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。
【０１２６】
まず、本発明の表示装置の電源を入れて起動する（図１９（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（読み取り用撮像素子と補正用撮像素子の２つの撮像
素子を設けるときは読み取り用撮像素子）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。
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。
【０１２７】
本発明の表示装置は、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いて、素早く名刺の情報を検出し（図１９（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、名刺の情
報を画像として表示することができる（図１９（Ｃ）参照）。
【０１２８】
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検出するこ
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、指紋の情報を検出する（図２０（Ａ）の上面図と図２０
（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２０（Ｃ）参照）。指紋の端点と分岐点の情報の検出が終了したら、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２０（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。
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。
【符号の説明】
【０１２９】
２０２  ソースドライバ
２０３  ゲートドライバ
２０４  センサ用ソースドライバ
２０５  センサ用ゲートドライバ
２０６  画素
２０７  画素領域
２１１〜２２１副画素
２５０  スイッチ用トランジスタ
２５１  駆動用トランジスタ
２５２  容量素子
２５３  発光素子
２５４  選択用トランジスタ
２５５  増幅用トランジスタ
２５６  リセット用トランジスタ
２５７  撮像素子
２５８  容量素子
２６１  センサ用ソースドライバ
２６２  センサ用ゲートドライバ
２６３  記憶回路
２６４  補正回路
２６５  補償回路
２６６  モニター用回路
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2011085946.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2011085946.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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