(57)【要約】【課題】センサと表示装置を小型化したい。【解決手段】表示装置は、カソード２０からアノード３２へ電子を飛行せしめ、蛍光体２４と電子を衝突させることによって、アノード３２上に所望の画像を画素単位で形成および表示する。センサは、カソード２０からアノード３２へ電子を飛行せしめ、光電変換膜２６において、外界からアノード３２へ投ずる画像と、電子と結合せしめることによって、画像を検出する。また、表示装置と、センサは、一体的に形成されている。【選択図】図２
2007128733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソードからアノードへ電子を飛行せしめ、アノード上に所望の画像を画素単位で形成および表示する表示装置と、
前記カソードから前記アノードへ電子を飛行せしめ、外界からアノードへ投ずる画像を画素単位で電子と結合せしめることによって、画像を検出するセンサと、
を一体的に備えることを特徴とするセンサ付表示装置。
【請求項２】
前記アノードのうち、前記表示装置の表示領域を構成する部分には、電子の衝突によって発光する蛍光層が設けられ、前記アノードのうち、前記センサの画像検出領域を構成する部分には、外界から入る光に応じて正孔を発生する材料層が設けられることを特徴とする請求項１に記載のセンサ付表示装置。
【請求項３】
前記アノードにおいて、少なくとも前記センサの画像検出領域は、連続的な領域として形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ付表示装置。
【請求項４】
前記アノードにおいて、前記表示装置の表示領域と前記センサの画像検出領域は、交互に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ付表示装置。
【請求項５】
前記アノードにおいて、前記表示装置の画素ピッチと前記センサの画素ピッチとを等しくしていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のセンサ付表示装置。
【請求項６】
前記カソードにおいて、前記表示装置用の部分と前記センサ用の部分とを均一のピッチに形成していることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のセンサ付表示装置。
【請求項７】
前記カソードでの前記表示装置用の部分と前記センサ用の部分のうち、前記アノードにおける画素のうちのひとつに対応した領域を指定する制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のセンサ付表示装置。
【請求項８】
前記制御部は、少なくとも前記センサの駆動対象領域を記憶しており、前記カソードでの前記表示装置用の部分と前記センサ用の部分のうち、前記センサの駆動対象領域を指定した場合に、前記センサによって検出された画像を受けつけることを特徴とする請求項７に記載のセンサ付表示装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記表示装置を駆動させるための表示モードと、前記センサを駆動させるためのセンサモードを切りかえることを特徴とする請求項７または８に記載のセンサ付表示装置。
【請求項１０】
前記制御部は、センサモードでの検出結果によって、表示モードに移行することを特徴とする請求項９に記載のセンサ付表示装置。
【請求項１１】
カソードと、
カソードからの電子が飛来するアノードであって、かつ蛍光材層の領域と、投ずる画像に応じて正孔を発生する材料層の領域とを有するアノードと、
を備えることを特徴とする電子装置。
【請求項１２】
前記アノードにおいて、正孔を発生する材料層の領域は、連続的な領域として形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。
【請求項１３】
前記アノードにおいて、蛍光材層の領域と、正孔を発生する材料層の領域とを交互に形成していることを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。
【請求項１４】
前記アノードにおいて、蛍光材層の領域と、正孔を発生する材料層の領域とを画素単位に縦横とも交互に形成していることを特徴とする請求項１３に記載の電子装置。
【請求項１５】
前記アノードは、蛍光材層との間に透明電極層を有することを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。
【請求項１６】
前記アノードにおいて、蛍光材層と透明電極層とを合わせた厚みと、正孔を発生する材料層の厚みとを略同一にすることを特徴とする請求項１５に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出源から放出された電子流を使用する電子装置およびそれを利用したセンサ付表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータのモニタやテレビジョン等に使用される表示装置は、平面型のものが主流になりつつある。平面型の表示装置としては、プラズマ表示装置（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ；ＰＤＰ）、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）、および電界放出表示装置（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ；ＦＥＤ）などが挙げられる。
【０００３】
この中でも電界放出表示装置は、自発光である、薄型化しやすい、および耐久性が高い等の利点があり、最近盛んに研究開発が行われている。電界放出表示装置は、一般的に、カソードに設けられた平面型の電子放出源から電子を放出させ、カソードと対向するアノードに設けられた蛍光体に電子を衝突させて発光している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１３４１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電界放出表示装置と同様に、カソードに設けられた電子放出源からアノードに電子を放出する構成によって、センサも実現される。その際、電界放出表示装置における蛍光体の代わりに、光電変換膜が備えられる。電界放出表示装置による表示機能と、センサによる検出機能を同時に使用すべき場合が存在する。例えば、表示機能によって照明を提供し、照明のもとで検出機能を実行させる場合などである。
【０００５】
本発明者はこうした状況下、以下の課題を認識するに至った。電界放出表示装置とセンサが大きければ、表示機能と検出機能を適用できるアプリケーションが限定される。そのため、表示機能と検出機能を様々なアプリケーションに使用するためには、電界放出表示装置とセンサの小型化が望まれる。なお、大型の表示装置等が必要であれば、小型化された装置を組み合わせることによって対応可能となる。また、表示機能と検出機能を使用する場合、適用すべきアプリケーションに応じて、表示のタイミングと検出のタイミングが異なってくる。アプリケーションが変更される場合であっても、これらのタイミングの変更を容易に設定できる方が望ましい。
【０００６】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化が可能でありつつ、センサと表示装置に対する設定が容易になされる電子装置およびそれを利用したセンサ付表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のセンサ付表示装置は、カソードからアノードへ電子を飛行せしめ、アノード上に所望の画像を画素単位で形成および表示する表示装置と、カソードからアノードへ電子を飛行せしめ、外界からアノードへ投ずる画像を画素単位で電子と結合せしめることによって、画像を検出するセンサと、を一体的に備える。
【０００８】
この態様によると、表示機能を有した表示装置と、検出機能を有したセンサとを一体的に形成するので、表示機能と検出機能を有しつつ、小型化を実現できる。
【０００９】
アノードにおいて、表示装置の画素ピッチとセンサの画素ピッチとを等しくしていてもよい。「表示装置の画素」として、複数の色が備えられている場合、「表示装置の画素ピッチ」は、それぞれの色に対応した画素のピッチであってもよい。この場合、アノードにおける画素ピッチが１種類であるので、アノードの設計を容易にできる。
【００１０】
カソードにおいて、表示装置用の部分とセンサ用の部分とを均一のピッチに形成していてもよい。「表示装置用の部分」と「センサ用の部分」とは、アノードにおける画素に対応した部分に相当する。なお、「表示装置用の部分」として、複数の色が備えられている場合、「表示装置用の部分」は、それぞれの色に対応した部分であってもよい。この場合、カソードにおける画素ピッチが１種類であるので、カソードの設計を容易にできる。
【００１１】
カソードでの表示装置用の部分とセンサ用の部分のうち、アノードにおける画素のうちのひとつに対応した領域を指定する制御部をさらに備えてもよい。この場合、表示装置であるか、センサであるかにかかわらず、画素のうちのひとつに対応した領域を指定するので、センサと表示装置に対する設定を容易にできる。
【００１２】
制御部は、少なくともセンサの駆動対象領域を記憶しており、カソードでの表示装置用の部分とセンサ用の部分のうち、センサの駆動対象領域を指定した場合に、センサによって検出された画像を受けつける。この場合、領域の指定によって、表示装置であるか、センサであるかを区別しているので、センサと表示装置に対する制御を容易にできる。
【００１３】
本発明の別の態様は、電子装置である。この装置は、カソードと、カソードからの電子が飛来するアノードであって、かつ蛍光材層の領域と、投ずる画像に応じて正孔を発生する材料層の領域とを有するアノードと、を備える。
【００１４】
この態様によると、アノードの中に、蛍光材層の領域と正孔を発生する材料層の領域とが設けられるので、小型化を実現できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、小型化を実現できつつ、センサと表示装置に対する設定を容易にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、カソードに設けられた電子放出源からアノードへ、電子を放出する電子装置を使用したセンサ付表示装置に関する。センサ付表示装置を表示装置としてするためには、アノードに蛍光体が設けられる。一方、センサ付表示装置を表示装置としてするためには、アノードに光電変換膜が設けられる。なお、所望の画像を表示したり検出したりするために、アノードには、マトリックス状に画素が配置されている。本実施例に係るセンサ付表示装置は、それらの画素のうちの一部分に対応するように光電変換膜を設け、画素のうちの残りの部分に対応するように蛍光体を設ける。すなわち、センサ付表示装置の表示領域内にセンサが設けられる。このように、表示装置とセンサが一体的に形成されるので、センサ付表示装置の小型化が実現可能になる。
【００１７】
センサ付表示装置は、表示装置として使用する際に、蛍光体が設けられた画素に対応した電子放出源から電子を放出するように指示し、センサとなる場合に、光電変換膜が設けられた画素に対応した電子放出源から電子を放出するように指示する。画素に対応した電子放出源もマトリックス状に配置されているので、表示装置に対応した電子放出源とセンサに対応した電子放出源を直交座標軸上の座標点として管理できる。このような構成によって、センサ付表示装置は、単なる表示装置のように、座標点を指定しながら、対応する電子放出源から電子を放出させる。さらに、指定した座標点がセンサに対応する場合に、センサ付表示装置は、センサから出力された信号を受けつけ、これを検出結果とする。表示装置であるか、センサであるかを座標点によって管理するので、センサと表示装置に対する設定が変更される場合であっても、設定の変更を容易に実行できる。
【００１８】
図１（ａ）−（ｂ）は、本発明の実施例に係るパネル１００の上面図である。パネル１００は、カソード電極１０と総称される第１カソード電極１０ａ、第２カソード電極１０ｂ、第３カソード電極１０ｃ、第４カソード電極１０ｄ、第５カソード電極１０ｅ、第６カソード電極１０ｆ、第７カソード電極１０ｇ、第８カソード電極１０ｈ、第９カソード電極１０ｉ、第１０カソード電極１０ｊ、第１１カソード電極１０ｋ、第１２カソード電極１０ｌ、ゲート電極１２と総称される第１ゲート電極１２ａ、第２ゲート電極１２ｂ、第３ゲート電極１２ｃ、第４ゲート電極１２ｄ、第５ゲート電極１２ｅ、第６ゲート電極１２ｆ、第７ゲート電極１２ｇ、第８ゲート電極１２ｈ、第９ゲート電極１２ｉ、第１０ゲート電極１２ｊ、第１１ゲート電極１２ｋ、第１２ゲート電極１２ｌを含む。なお、各図面は各部材の位置関係を説明することを目的としているため、必ずしも実際の各部材の寸法関係を表すものではない。
【００１９】
図１（ａ）のごとく、カソード電極１０とゲート電極１２は、直交するように形成されている。すなわち、直交座標系において、ｘ軸の方向にゲート電極１２が形成され、ｙ軸の方向にカソード電極１０が形成される。カソード電極１０とゲート電極１２とが交差する部分は、図示しないアノードにおける画素に相当する。図示のごとく、複数の画素は、マトリックス状に配置される。例えば、左上の画素を原点とし、右の方向にｘ軸を規定し、下の方向にｙ軸を規定すると、画素は、２次元の座標点として示される。
【００２０】
例えば、座標は、（１，２）のように示される。図１（ａ）において、「Ｒ」は、赤色の画素を示し、「Ｇ」は、緑色の画素を示し、「Ｂ」は、青色の画素を示す。また、「Ｓ」は、センサ用の画素に相当する。ここで、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」は、図示しないアノードにおける表示領域に相当し、「Ｓ」は、図示しないアノードにおける画像検出領域に相当する。なお、表示領域は、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」を総称するように使用される場合もあれば、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」のそれぞれを示すように使用される場合もある。
【００２１】
以上の構成によって、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」は、それぞれ赤色、緑色、青色に点灯する。また、「Ｓ」は、センサとなる。このように、図示しないアノードにおける表示領域と画像検出領域は、交互に形成されている。そのため、表示領域と画像検出領域は、互いに隣り合っている。なお、表示領域は、蛍光材層の領域に相当し、画像検出領域は、正孔を発生する材料層の領域に相当するので、蛍光材層の領域と、正孔を発生する材料層の領域が、交互に形成されているともいえる。なお、交互の形成は、画素単位に縦横ともに対してなされている。また、アノードにおいて、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」のそれぞれの画素ピッチと「Ｓ」の画素ピッチは、等しくされている。このような構成によって、後述する駆動系の構成を容易にできる。
【００２２】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のうち、点線によって囲まれた部分を拡大した図である。前述のごとく、カソード電極１０とゲート電極１２との交差部分が、画素に相当するが、画素に対応する部分に、複数の電子放出源１４が備えられる。電子放出源１４については、後述する。
【００２３】
図２は、パネル１００の断面図である。パネル１００は、アノード３２、ゲート電極１２、カソード２０を含む。また、アノード３２は、透明電極層２２、蛍光体２４、光電変換膜２６、アノード電極２８、アノード基板３０を含み、カソード２０は、カソード電極１０、電子放出源１４、カソード基板１６、絶縁体層１８を含む。なお、図２は、図１（ａ）のＡ−Ｂ面の断面に相当する。
【００２４】
カソード基板１６は、例えば、ガラス板等の絶縁体で構成されている。カソード基板１６の可視光の透過率は問わない。カソード電極１０は、カソード基板１６上に形成された導電体である。カソード電極１０は、例えば、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｔａ等の金属を成膜することによって形成される。電子放出源１４は、カソード電極１０上に平面状に形成されている。電子放出源１４は、略円錐形状をしており、先端の尖った部分から電子を放出する。電子放出源１４は、例えば、Ｃｕ、Ｍｏ等の金属を蒸着することによって形成される。電子放出源１４は、金属以外の材料、例えば、カーボンナノチューブ、ダイヤモンド等の導電性を有する炭素材料で構成されていてもよい。
【００２５】
電子放出源１４の周囲には、電子放出源１４が設置される略円筒形状の孔部を備えた絶縁体層１８が形成されている。絶縁体層１８は、例えば、ＳｉＯ２を成膜することによって形成される。絶縁体層１８上には、ゲート電極１２が形成されている。ゲート電極１２は、絶縁体層１８の孔部よりも小径の孔部を有し、例えば、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ等の金属膜で構成されている。一般的に、ゲート電極１２に正電位を印加し、カソード電極１０に負電位を印加することによって、電子放出源１４から電子が放出される。なお、印加する電位を変えると、電子放出源１４から放出される電子の量が変えられる。
【００２６】
アノード３２は、カソード２０から放出された電子を平面的に受ける部材である。すなわち、アノード３２には、カソードからの電子が飛来する。また、アノード３２は、カソード２０と略平行となるように、かつカソード２０と至近距離、例えば、２ｍｍ以下の１．８ｍｍの距離となるように配置されている。アノード３２は、可視光を透過する材質で構成される。すなわち、アノード電極２８は、例えば、ＩＴＯを成膜することによって形成することができる。これに代えて、アノード電極２８は、例えば、Ｍｏ、Ｔａ等の金属を薄く成膜することによって形成し、可視光の透過性を確保してもよい。また、アノード基板３０は、例えば、板ガラス等のガラス材料、ポリカーボネート等の透明な樹脂材料、または石英等の透明なセラミックスで構成することができる。
【００２７】
透明電極層２２は、アノード電極２８と後述の蛍光体２４との間に設けられる。透明電極層２２の存在によって、蛍光体２４と透明電極層２２とを合わせた厚みと、光電変換膜２６の厚みが、略同一にされる。このような構成によって、電子放出源１４から蛍光体２４までの距離と、電子放出源１４から光電変換膜２６までの距離が、略同一になる。なお、略同一とは、完全に同一でなくても、それぞれに最適な厚さである場合を含む意味である。また、最適な厚さは、実験等によって決定されればよい。すなわち、透明電極層２２によって、蛍光体２４と透明電極層２２とを合わせた厚みの調節がなされる。蛍光体２４は、透明電極層２２の下面に薄膜状に形成されている。蛍光体２４は、カソード２０から放出された電子の衝突により発光する材質、例えば、ＺｎＯにＺｎを結合させた物質で構成されている。カソード２０から放出された電子の衝突によって発せられた光、すなわち可視光は、アノード電極２８とアノード基板３０を透過して視認される。また、蛍光体２４は、「赤色」、「緑色」、「青色」のいずれかに発光する。
【００２８】
光電変換膜２６は、投ずる画像、すなわち外界から入る光に応じて正孔を発生する。光電変換膜２６によるセンサの動作は次のとおりである。まず、図示しない撮像対象物からの光が、アノード基板３０の外側から光電変換膜２６に入射し、光電変換膜２６では、電子−正孔対ができる。正孔は、アノード３２とカソード２０との間の電界によって、光電変換膜２６のカソード２０側に集まる。次に、電子放出源１４から放出された電子が光電変換膜２６に衝突する。この電子の衝突は、光電変換膜２６の正孔が存在する個所、すなわち、光電変換膜２６に光が入射した個所では、アノード３２とカソード２０との間の電流として、図示しない制御部によって検出される。
【００２９】
一方、光電変換膜２６に光が入射しなかった個所では、アノード３２とカソード２０との間に電流が流れない。このように、電流が流れる個所と流れない個所とを図示しない制御部によって検出することによって、センサに光が入射した個所と入射しなかった個所とを認識する。以上の構成により、アノード３２は、蛍光体２４の領域と、光電変換膜２６の領域とを有する。
【００３０】
以上の構成において、透明電極層２２、蛍光体２４を含む断面が表示装置に相当する。蛍光体２４の下方に配置されるカソード電極１０に設けられた電子放出源１４から、アノード３２に設けられた蛍光体２４へ、電子が放出される。蛍光体２４は、電子の衝突によって発光する。その結果、蛍光体２４、透明電極層２２、アノード電極２８を介して、アノード基板３０の上に所望の画像が、画素単位で形成される。ここでは、蛍光体２４の下方に存在する３つの電子放出源１４が、ひとつの画素に相当するとしたが、ひとつの画素に含まれる電子放出源１４の数が、３つ以上であってもよい。なお、ひとつの画素に対応した電子放出源１４が電子を放出しているとき、他の画素に対応した電子放出源１４は、電子を放出していない。電子を放出する電子放出源１４は、カソード電極１０とゲート電極１２に印加される電位によって指示される。これは、公知の技術であるので、説明を省略する。
【００３１】
また、光電変換膜２６を含む断面がセンサに相当する。光電変換膜２６の下方に配置されるカソード電極１０に設けられた電子放出源１４から、アノード３２に設けられた光電変換膜２６へ、電子が放出される。光電変換膜２６は、外界からアノードへ投ずる画像の光量に応じて画素単位で正孔を発生させる。さらに、光電変換膜２６は、正孔と電子とを結合せしめることによって、画像を検出する。検出された画像は、電流量として出力される。なお、電子を放出する電子放出源１４の選択は、前述のごとくなされる。カソード電極１０において、表示装置用の部分とセンサ用の部分は、均一のピッチに形成されている。そのため、カソード２０の作成が容易になる。
【００３２】
図３は、センサ付表示装置２００の構成を示す。センサ付表示装置２００は、制御部５０、ＣＰＵ５２、カソード駆動部５４、ゲート駆動部５６、データ抽出部５８、パネル１００を含む。制御部５０は、カウンタ６０、メモリ６２、データ信号生成部６４、走査信号生成部６６、データバッファ６８、受付部７０を含む。
【００３３】
カウンタ６０は、画素に対応したカウンタ値を出力する。図１のパネル１００において、画素数がＭ×Ｎ個であるとすると、カウンタ６０は、カウンタ値として、「１」から「Ｍ×Ｎ」を順次出力する。また、カウンタ値が「Ｍ×Ｎ」になると、カウンタ６０は、カウンタ値を「１」に戻す。これは、図示しないカソード電極１０での表示装置用の部分とセンサ用の部分のうち、図示しないアノード電極２８における画素のうちのひとつに対応した領域の指定に相当する。
【００３４】
メモリ６２は、カウンタから出力されるカウンタ値に対応する形式にて、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」、「Ｓ」に対応した領域を記録する。図４は、メモリ６２に記憶されているデータの構造を示す。図示のごとく、座標欄８０と色欄８２が設けられる。座標欄８０は、画素に対応した座標点のｘ座標とｙ座標を含む。座標（１，１）は、前述の原点に相当する。また、ｘ軸とｙ軸は、前述のごとく、規定される。色欄８２の「Ｒ」は赤色を示し、「Ｇ」は緑色を示し、「Ｂ」は青色を示す。また、「Ｓ」はセンサを示す。メモリ６２に記録された「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」、「Ｓ」のそれぞれに対応した領域は、パネル１００での図示しないアノード電極２８に備えられた蛍光体２４と光電変換膜２６と整合性を有するように設定される。以上のように、メモリ６２は、少なくともセンサの駆動対象領域を記録しているといえる。図３に戻る。
【００３５】
走査信号生成部６６は、カウンタ６０におけるカウンタ値をもとに、走査信号を生成する。走査信号生成部６６では、図１（ａ）に示したゲート電極１２のそれぞれに対して、いずれかの画素が選択されるような走査信号を生成する。ここで、走査信号におけるアクティブの期間では、正の電位となる。なお、画素が、表示装置用の部分であるか、センサ用の部分であるかにかかわらず、走査信号は生成される。走査信号生成部６６は、走査信号をゲート駆動部５６に対して出力する。
【００３６】
データ信号生成部６４は、図１（ａ）に示したカソード電極１０に印加すべき電位を生成する。なお、印加する電位の大きさに応じて、電子放出源１４から放出される電子の量、すなわち蛍光体２４の輝度が異なる。そのため、データ信号生成部６４は、ＣＰＵ５２から画像データを受けつけ、画像データに含まれた画素単位の輝度データを電位に変換する。その際、データ信号生成部６４は、データバッファ６８を介して、画像データを受けつける。また、データ信号生成部６４は、カウンタ６０からのカウンタ値をもとに、画素の座標を特定する。最終的に、データ信号生成部６４は、特定した座標と対応づけながら、変換した電位を出力する。このような電位は、輝度データに相当する。なお、データ信号生成部６４は、メモリ６２におけるデータをもとに、輝度データと「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」とを対応づける。
【００３７】
データ信号生成部６４は、メモリ６２におけるデータをもとに、センサの画像検出領域に対応した画素を特定する。さらに、データ信号生成部６４は、特定した画素における電位として、輝度データから変換された電位の代わりに、予め規定された電位を割り当てる。図示しないカソード電極１０の駆動モードとして、表示用途の駆動である第１モードと、非表示用途の駆動である第２モードを規定する場合、データ信号生成部６４は、第１モードにおいて、輝度データから変換された電位を出力し、第２モードにおいて、予め規定された電位を出力する。
【００３８】
なお、非表示用途は、図示しないアノード３２へ投ずる外界画像を検出するセンサの用途である。すなわち、データ信号生成部６４は、メモリ６２に記録された駆動対象領域と、カウンタ６０におけるカウント値をもとに、第１モードと第２モードを切りかえる。表示装置を駆動させるための表示モードと、センサを駆動させるためのセンサモードを切りかえる。これに対応して、メモリ６２は、第１モードと第２モードのうちの少なくとも一方の駆動対象領域を記録しているといえる。
【００３９】
カソード駆動部５４は、パネル１００に含まれたカソード電極１０に対して、データ信号生成部６４にて生成された電位を印加する。すなわち、カソード駆動部５４は、図示しないアノード３２へ向けて電子を放出するカソード電極１０を画素単位で駆動する。図５は、カソード駆動部５４から出力されるデータ信号を示す。これは、図１（ａ）における第１カソード電極１０ａに印加するデータ信号に相当する。先頭から順に、「第１Ｒ用データ」、「Ｓ用データ」、「第２Ｒ用データ」、「Ｓ用データ」、「第３Ｒ用データ」が割り当てられる。Ｒ用データは、赤色の画素に印加すべき電位を示しており、前述のごとく、輝度データから変換された電位に相当する。ここで、「第１Ｒ用データ」、「第２Ｒ用データ」等が異なる電位となる場合もある。一方、「Ｓ用データ」は、センサ用の画素に印加すべき電位を示す。これは、前述のごとく、所定の値として規定されている。以上より、カソード駆動部５４では、駆動モードが第１モードである場合に、表示用途の駆動を実行し、駆動モードが第２モードである場合に、センサ用途の駆動を実行する。
【００４０】
図３に戻る。ゲート駆動部５６は、パネル１００に含まれたゲート電極１２に対して、走査信号生成部６６にて生成された走査信号を印加する。データ抽出部５８は、パネル１００に含まれたアノード電極２８に接続され、アノード電極２８における電流値を抽出する。この電流値が、出力データに相当する。なお、ゲート駆動部５６において、電流値が、電位やデジタルデータに変換されてもよい。これらを総称して出力データと呼ぶ。
【００４１】
受付部７０には、データ抽出部５８から、出力データが入力される。また、受付部７０には、データ信号生成部６４から、第２モードが選択されているタイミングが入力される。その結果、受付部７０は、第２モードが選択されているタイミングでの出力データを受けつける。ここで、出力データは、センサによって検出された外界画像に相当する。すなわち、受付部７０は、図示しないカソード電極１０での表示装置用の部分とセンサ用の部分のうち、センサの駆動対象領域において、センサによって検出された画像を受けつける。受付部７０は、検出した画像をＣＰＵ５２に出力する。なお、以上の構成において、制御部５０、カソード駆動部５４、ゲート駆動部５６、データ抽出部５８、パネル１００は、ひとつの半導体基板上に一体集積化されているものとする。
【００４２】
ここで、実施例に係るセンサ付表示装置２００の変形例を説明する。変形例では、実施例と、パネル１００の構成が異なる。図６は、本発明の変形例に係るパネル１００の上面図である。「Ｓ」は、前述のごとく、センサに対応した画素に相当する。そのため、図示しないアノード電極２８において、少なくともセンサの画像検出領域は、連続的な領域として形成されている。なお、連続的な領域が、ふたつ以上も受けられてもよい。ここで、センサの画像検出領域は、図２の光電変換膜２６を示す。すなわち、実施例では、センサに対応した画素が離散的に配置されているのに対して、変形例では、センサに対応した画素が連続的に配置されている。このように配置された画素を駆動するために、図３のメモリ６２に記憶されたデータの構成が、実施例と異なる。そのため、メモリ６２は、第２モードに対する駆動対象領域として、画素が２次元的に連続する密な領域と、画素の離散的な集合によって形成される領域を記録できる。画素の配置が異なる場合であっても、メモリ６２とデータ信号生成部６４の構成を変更することによって対応可能である。そのため、パネル１００の設計変更に、容易に対応できる。
【００４３】
センサ付表示装置２００を適用可能なアプリケーションの一例を説明する。ひとつ目の例は、センサ付表示装置２００を内視鏡として使用するアプリケーションである。内視鏡には小型化が要求されるが、前述のごとく、センサ付表示装置２００は、パネル１００内に表示領域と画像検出領域を一体的に備えるので、小型化を実現できる。その際、蛍光体２４は、白色に塗布されており、表示装置は、センサ用途のために光量を提供する目的で、所定の画像を表示する。さらに、センサは、残存した光を使用しながら、画像を検出する。
【００４４】
ふたつ目の例では、パネル１００をある程度の大きさに設計する。人がパネル１００の前にいない場合、パネル１００は何も表示しない。一方、人がパネル１００の前にいる場合、パネル１００は、所望の画像を表示する。すなわち、センサ付表示装置２００は、人の有無に応じて、画像の表示を切りかえる。具体的に説明すると、制御部５０は、第２モードにてカソード駆動部５４を駆動させる。制御部５０は、センサによって、人の存在を検出しなければ、第２モードによる駆動を継続する。一方、制御部５０は、センサによって、人の存在を検出すれば、第１モードによる駆動を開始する。このような動作であっても、制御部５０における切りかえによって対応できる。
【００４５】
本発明の実施例によれば、表示機能を有した部分と、検出機能を有した部分とをパネル内に一体的に形成するので、表示機能と検出機能を有しつつ、小型化を実現できる。また、表示領域内に画像検出領域を形成するので、小型化を実現できる。また、表示領域と画像検出領域を交互に形成するので、センサの画像検出領域をアノード全体に分散でき、画像の検出範囲を拡大できる。また、センサの画像検出領域を連続的にするので、画像の検出の詳細化を実現できる。また、アノードにおける画素ピッチを１種類にするので、アノードの設計を容易にできる。また、カソードにおける画素ピッチを１種類にするので、カソードの設計を容易にできる。また、カソードにおける画素ピッチを１種類にするので、駆動系の設計を容易にできる。また、カソードにおける画素ピッチを１種類にするので、装置全体の設計を容易にできる。
【００４６】
また、表示装置であるか、センサであるかにかかわらず、画素のうちのひとつに対応した領域を指定するので、センサと表示装置に対する設定を容易にできる。また、指定した座標によって、表示装置であるか、センサであるかを区別しているので、センサと表示装置に対する制御を容易にできる。また、センサと表示装置のうち、いずれかだけの動作を実現できるので、センサと表示装置に対する設定を容易にできる。また、第２モードだけを実行している間、第１モードを実行しないので、処理を簡略にできる。また、アノードの中に、蛍光材の領域と光電変換膜の領域とを設けるので、小型化を実現できる。また、アノードと蛍光材との間に透明電極層を有し、透明電極層によって、蛍光材とカソードとの距離を調節できるので、設計の自由度を向上できる。また、表示装置であっても、センサであっても、電子が衝突する部分とカソードとの距離をほぼ等しくできるので、設計を容易にできる。
【００４７】
また、第１モードの駆動と、第２モードの駆動を切りかえることによって、表示用途とモニタ用途を実現するので、これらの用途を一体的に実行でき、装置の小型化を実現できる。また、モードの選択に応じて、外界画像の受付を決定するので、センサと表示装置に対する制御を容易にできる。また、カウント値によって、画素に対する制御を実行するので、処理を容易にできる。また、メモリの記録内容を変更できるので、設計の自由度を向上できる。また、メモリの記憶内容に応じて、表示用途の駆動と、センサ用途の駆動との切替えを実現できる。また、ひとつの半導体基板上に一体集積化することによって、小型化を実現できる。また、表示用途をフラッシュとして使用できる。
【００４８】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００４９】
本発明の実施例において、走査信号生成部６６は、メモリ６２に記録されたデータを参照しながら、データ系列の中に、センサに対応するデータを挿入している。しかしながらこれに限らず例えば、走査信号生成部６６は、パネル１００が表示装置だけある場合と同様に、データ系列を生成してもよい。その際、カソード駆動部５４は、カウンタ６０からのカウンタ値と、カウンタ６０に記録されたデータをもとに、センサに対応した電子放出源１４に所定の電位を印加してもよい。本変形例によれば、走査信号生成部６６の動作を容易にできる。すなわち、センサの動作が正常になされるような電位が印加されればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１（ａ）−（ｂ）は、本発明の実施例に係るパネルの上面図である。
【図２】図１（ａ）−（ｂ）のパネルの断面図である。
【図３】本発明の実施例に係るセンサ付表示装置の構成を示す図である。
【図４】図３のメモリに記憶されているデータの構造を示す図である。
【図５】図３のカソード駆動部から出力されるデータ信号を示す図である。
【図６】本発明の変形例に係るパネルの上面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  カソード電極、  １２  ゲート電極、  １４  電子放出源、  １６  カソード基板、  １８  絶縁体層、  ２０  カソード、  ２２  透明電極層、  ２４  蛍光体、  ２６  光電変換膜、  ２８  アノード電極、  ３０  アノード基板、  ３２  アノード、  ５０  制御部、  ５２  ＣＰＵ、  ５４  カソード駆動部、  ５６  ゲート駆動部、  ５８  データ抽出部、  ６０  カウンタ、  ６２  メモリ、  ６４  データ信号生成部、  ６６  走査信号生成部、  ６８  データバッファ、  ７０  受付部、  １００  パネル、  ２００  センサ付表示装置。
【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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