(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周辺光に対応する第１電流及び周囲温度に対応する第２電流を生成するフォトダイオードを含む光センシング部と、
光の入射が遮断され、周囲温度に対応して前記第２電流と同じ大きさの第３電流を生成するダークダイオードを含む温度補償部と、
前記光センシング部で生成された前記第２電流から、前記温度補償部で生成された前記第３電流を差し引き、前記第１電流と同じ大きさを有する電流に対応して光感知信号を出力するバッファ部と
を備え、
前記光センシング部及び前記温度補償部は、リセット信号及び第１制御信号を受信し、
前記バッファ部は、第２制御信号を受信し、
前記リセット信号は、第１期間でローレベルであり、第２期間及び第３期間でハイレベルを維持し、
前記第１制御信号は、前記第１期間及び第２期間でローレベルであり、前記第３期間でハイレベルを維持し、
前記第２制御信号は、前記第１期間及び第２期間でハイレベルであり、前記第３期間でローレベルを維持し、
前記第１期間で初期化され、前記第２期間で新たに前記第１、第２、及び第３電流を生成し、前記第３期間で前記光感知信号を出力することを特徴とする光センサ。
【請求項２】
前記光センシング部において、
前記フォトダイオードのカソード電極には、駆動電源の電圧が伝達され、アノード電極には、初期化電源の電圧が伝達され、前記ダークダイオードのアノード電極には、前記初期化電源の電圧が伝達され、カソード電極には、前記駆動電源の電圧が伝達されることを特徴とする請求項１に記載の光センサ。
【請求項３】
前記光センシング部は、
カソード電極が駆動電源の電圧を受け、アノード電極が初期化電圧を受ける前記フォトダイオードと、
第１電極が前記フォトダイオードのアノード電極に接続され、第２電極が第１ノードに接続され、ゲート電極が前記第１制御信号の伝達される第１制御線に接続される第１トランジスタと、
第１電極が前記初期化電圧の伝達される初期化信号線に接続され、第２電極が前記フォトダイオードのアノード電極に接続され、ゲート電極が前記リセット信号の伝達されるリセット信号線に接続される第２トランジスタと、
第１電極が前記フォトダイオードのカソード電極に接続され、第２電極が前記第１ノードに接続される第１キャパシタと、
第１電極が前記第１ノードに接続され、第２電極が第２ノードに接続される第２キャパシタと
を備えることを特徴とする請求項１に記載の光センサ。
【請求項４】
前記温度補償部は、
アノード電極が初期化電圧を伝達する初期化信号線に接続され、カソード電極が駆動電源の電圧を受ける前記ダークダイオードと、
第１電極が前記ダークダイオードのカソード電極に接続され、第２電極が第３ノードに接続され、ゲート電極が前記第１制御信号の伝達される第１制御線に接続される第３トランジスタと、
第１電極が前記駆動電源の電圧を受け、第２電極が前記ダークダイオードのカソード電極に接続され、ゲート電極が前記リセット信号の伝達されるリセット信号線に接続される第４トランジスタと、
第１電極が前記ダークダイオードのアノード電極に接続され、第２電極が前記第３ノードに接続される第３キャパシタと、
第１電極が前記第３ノードに接続され、第２電極が第２ノードに接続される第４キャパシタと
を備えることを特徴とする請求項１に記載の光センサ。
【請求項５】
前記バッファ部は、
第１電極が駆動電源に接続され、第２電極が第４ノードに接続され、ゲート電極が第２ノードに接続される第５トランジスタと、
第１電極が前記第２ノードに接続され、第２電極が前記第４ノードに接続され、ゲート電極が前記リセット信号の伝達されるリセット信号線に接続される第６トランジスタと、
第１電極が前記第４ノードに接続され、第２電極が第１出力線に接続され、ゲート電極が前記リセット信号線に接続される第７トランジスタと、
第１電極が前記第４ノードに接続され、第２電極が第２出力線に接続され、ゲート電極が前記第２制御信号の伝達される第２制御信号線に接続される第８トランジスタと
を備えることを特徴とする請求項１に記載の光センサ。
【請求項６】
前記ダークダイオードは、半導体層と、その上に形成される金属層とを含むことを特徴とする請求項１に記載の光センサ。
【請求項７】
前記ダークダイオードは、前記半導体層と前記金属層との間に形成される第１メタル電極、第２メタル電極、及び第３メタル電極をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の光センサ。
【請求項８】
前記ダークダイオードは、前記第１メタル電極及び第２メタル電極と、前記第３メタル電極との間に形成される絶縁膜をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の光センサ。
【請求項９】
前記第１メタル電極及び第２メタル電極と、前記第３メタル電極とが重なっていることを特徴とする請求項８に記載の光センサ。
【請求項１０】
データ信号及び走査信号に対応して画像を表現する画素部と、
周辺光を感知し、光感知信号を生成する光センサと、
前記光感知信号に対応して前記データ信号を生成するデータ駆動部と、
前記走査信号を生成する走査駆動部とを備え、
前記光センサは、
周辺光に対応する第１電流及び周囲温度に対応する第２電流を生成するフォトダイオードを含む光センシング部と、
光の入射が遮断され、周囲温度に対応して前記第２電流と同じ大きさの第３電流を生成するダークダイオードを含む温度補償部と、
前記光センシング部で生成された前記第２電流から、前記温度補償部で生成された前記第３電流を差し引き、前記第１電流と同じ大きさを有する電流に対応して光感知信号を出力するバッファ部と
を備え、
前記光センシング部及び前記温度補償部は、リセット信号及び第１制御信号を受信し、
前記バッファ部は、第２制御信号を受信し、
前記リセット信号は、第１期間でローレベルであり、第２期間及び第３期間でハイレベルを維持し、
前記第１制御信号は、前記第１期間及び第２期間でローレベルであり、前記第３期間でハイレベルを維持し、
前記第２制御信号は、前記第１期間及び第２期間でハイレベルであり、前記第３期間でローレベルを維持し、
前記光センサは、前記第１期間で初期化され、前記第２期間で新たに前記第１、第２、及び第３電流を生成し、前記第３期間で前記光感知信号を出力することを特徴とする平板表示装置。
【請求項１１】
光センシング部において、
前記フォトダイオードのカソード電極には、駆動電源の電圧が伝達され、アノード電極には、初期化電源の電圧が伝達され、前記ダークダイオードのアノード電極には、前記初期化電源の電圧が伝達され、カソード電極には、前記駆動電源の電圧が伝達されることを特徴とする請求項１０に記載の平板表示装置。
【請求項１２】
前記光センシング部は、
カソード電極が駆動電源の電圧を受け、アノード電極が初期化電圧を受ける前記フォトダイオードと、
第１電極が前記フォトダイオードのアノード電極に接続され、第２電極が第１ノードに接続され、ゲート電極が前記第１制御信号の伝達される第１制御線に接続される第１トランジスタと、
第１電極が前記初期化電圧の伝達される初期化信号線に接続され、第２電極が前記フォトダイオードのアノード電極に接続され、ゲート電極が前記リセット信号の伝達されるリセット信号線に接続される第２トランジスタと、
第１電極が前記フォトダイオードのカソード電極に接続され、第２電極が前記第１ノードに接続される第１キャパシタと、
第１電極が前記第１ノードに接続され、第２電極が第２ノードに接続される第２キャパシタと
を備えることを特徴とする請求項１０に記載の平板表示装置。
【請求項１３】
前記温度補償部は、
アノード電極が初期化電圧を伝達する初期化信号線に接続され、カソード電極が駆動電源の電圧を受ける前記ダークダイオードと、
第１電極が前記ダークダイオードのカソード電極に接続され、第２電極が第３ノードに接続され、ゲート電極が前記第１制御信号の伝達される第１制御線に接続される第３トランジスタと、
第１電極が前記駆動電源の電圧を受け、第２電極が前記ダークダイオードのカソード電極に接続され、ゲート電極が前記リセット信号の伝達されるリセット信号線に接続される第４トランジスタと、
第１電極が前記ダークダイオードのアノード電極に接続され、第２電極が前記第３ノードに接続される第３キャパシタと、
第１電極が前記第３ノードに接続され、第２電極が第２ノードに接続される第４キャパシタと
を備えることを特徴とする請求項１０に記載の平板表示装置。
【請求項１４】
前記バッファ部は、
前記第１電極が駆動電源に接続され、第２電極が第４ノードに接続され、ゲート電極が第２ノードに接続される第５トランジスタと、
第１電極が前記第２ノードに接続され、第２電極が前記第４ノードに接続され、ゲート電極が前記リセット信号の伝達されるリセット信号線に接続される第６トランジスタと、
第１電極が前記第４ノードに接続され、第２電極が第１出力線に接続され、ゲート電極が前記リセット信号線に接続される第７トランジスタと、
第１電極が前記第４ノードに接続され、第２電極が第２出力線に接続され、ゲート電極が前記第２制御信号の伝達される第２制御信号線に接続される第８トランジスタと
を備えることを特徴とする請求項１０に記載の平板表示装置。
【請求項１５】
前記ダークダイオードは、半導体層と、その上に形成される金属層とを含むことを特徴とする請求項１０に記載の平板表示装置。
【請求項１６】
前記ダークダイオードは、前記半導体層と前記金属層との間に形成される第１メタル電極、第２メタル電極、及び第３メタル電極をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の平板表示装置。
【請求項１７】
前記ダークダイオードは、前記第１メタル電極及び第２メタル電極と、前記第３メタル電極との間に形成される絶縁膜をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の平板表示装置。
【請求項１８】
前記第１メタル電極及び第２メタル電極と、前記第３メタル電極とが重なっていることを特徴とする請求項１７に記載の平板表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光センサ及びそれを用いた平板表示装置に関し、より詳細には、光にのみ反応した信号を出力させる光センサ及びそれを用いた平板表示装置を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）の短所である重量及び体積を減らすことができる各種平板表示装置が開発されている。平板表示装置には、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、電界放出表示装置（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマ表示パネル（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）、及び有機電界発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などがある。
【０００３】
平板表示装置のうち、有機電界発光表示装置は、電子と正孔との再結合により光を発生する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いて画像を表示する。
【０００４】
このような有機電界発光表示装置は、高い色再現性や薄肉さなどといった様々な利点により、応用分野において、携帯電話のほか、ＰＤＡ、ＭＰ３などへと、市場が大きく拡大している。
【０００５】
平板表示装置で表示される画像は、周辺光の輝度に応じて視認性が異なる。つまり、同じ輝度で画像が表現されても、周辺光の輝度が高ければ、表現される画像はより暗く、周辺光の輝度が低ければ、表現される画像はより明るく感じる。
【０００６】
したがって、視認性を良くするため、周辺光の輝度を感知し、周辺光の輝度が高ければ、表現される画像の輝度を高くし、周辺光の輝度が低ければ、表現される画像の輝度を低くする。また、画像の輝度が周辺光の輝度に応じて調整されると、不要に画像の輝度を高くすることなく、消費電力を低減することができる。
【０００７】
このような理由により、周辺光を感知する光センサを平板表示装置に取り付け、周辺光に対応して表現される画像の輝度を調整することができる方法が工夫されている。
【０００８】
光センサはフォトダイオードを含むが、フォトダイオードは温度に敏感である。このため、周辺の温度がある程度上がると、フォトダイオードでは、光による電流の発生よりも温度による電流の発生の方がさらに大きくなり、光による電流の発生は無視してよい程度になる。したがって、周辺光に対応して輝度を補正するためには、温度によってフォトダイオードで発生する電流を補償しなければならない。
【特許文献１】特開２００６−１８１３４８号公報
【特許文献２】特開２００２−２９９９６７号公報
【特許文献３】韓国特許出願公開第２００５−００６７６５０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明の目的は、光センサにおいて、温度変化による電流量の変化を把握し、それによる電流量を補償することにより、周辺光にのみ対応する光感知信号を生成することができる光センサ及びそれを用いた平板表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第１の態様は、周辺光に対応する第１電流及び周囲温度に対応する第２電流を生成するフォトダイオードを含む光センシング部と、光の入射が遮断され、周囲温度に対応して前記第２電流と同じ大きさの第３電流を生成するダークダイオードを含む温度補償部と、前記光センシング部で生成された前記第２電流から、前記温度補償部で生成された前記第３電流を差し引き、前記第１電流と同じ大きさの電流に対応して光感知信号を出力するバッファ部とを備える光センサを提供する。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の第２の態様は、データ信号及び走査信号に対応して画像を表現する画素部と、周辺光を感知し、光感知信号を生成する光センサと、前記光感知信号に対応して前記データ信号を生成するデータ駆動部と、前記走査信号を生成する走査駆動部とを備え、前記光センサは、周辺光に対応する第１電流及び周囲温度に対応する第２電流を生成するフォトダイオードを含む光センシング部と、光の入射が遮断され、周囲温度に対応して前記第２電流と同じ大きさの第３電流を生成するダークダイオードを含む温度補償部と、前記光センシング部で生成された前記第２電流から、前記温度補償部で生成された第３電流を差し引き、前記第１電流と同じ大きさを有する電流に対応して光感知信号を出力するバッファ部とを備える平板表示装置を提供する。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の第３の態様は、透明基板と、該透明基板上に形成されるバッファ層と、該バッファ層上に形成される半導体層と、該半導体層上に形成される第１絶縁膜と、該第１絶縁膜上に形成される第２絶縁膜と、該第２絶縁膜上に形成され、前記半導体層の両端にそれぞれ接触する第１メタル電極及び第２メタル電極と、該第１メタル電極及び第２メタル電極の上に形成される第３絶縁膜と、該第３絶縁膜上に形成される平坦化膜と、該平坦化膜上に形成され、前記半導体層に対向して形成されるアノード電極とを含むダークダイオードを提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る光センサ及びそれを用いた平板表示装置によると、温度変化による電流量の補償が可能なため、光センサは、周辺光の変化に関する情報のみを生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る平板表示装置の一例である有機電界発光表示装置の構造を示す構造図である。同図に示すように、有機電界発光表示装置は、画素部１００と、光センサ２００と、データ駆動部３００と、走査駆動部４００とを備える。
【００１６】
画素部１００には、複数の画素１０１が配列され、各画素１０１は、電流の流れに対応して光を発光する有機発光ダイオード（図示せず）を含む。また、画素部１００には、行方向に形成され、走査信号を伝達するｎ本の走査線Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎ−１，Ｓｎと、列方向に形成され、データ信号を伝達するｍ本のデータ線Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｍ−１，Ｄｍとが配列される。
【００１７】
このような画素部１００は、第１電源及び第２電源を外部から受けて駆動する。つまり、画素部１００は、走査信号、データ信号、第１電源、及び第２電源により、有機発光ダイオードに流れる駆動電流によって光を生成して画像を表現する。
【００１８】
光センサ２００は、周辺光を感知し、周辺光の輝度の高低に対応して画素部１００で表現される画像の輝度が調整できるように制御する光感知信号ｌｓを生成する。光感知信号ｌｓは、データ駆動部３００に伝達される。すると、データ駆動部３００は、光感知信号ｌｓに対応してデータ信号を生成する。
【００１９】
データ駆動部３００は、データ信号を生成する手段であり、赤色、青色、及び緑色の成分を有する映像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ  ｄａｔａ）と光感知信号ｌｓとを受信してデータ信号を生成する。そして、データ駆動部３００は、画素部１００のデータ線Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｍ−１，Ｄｍに接続され、生成されたデータ信号を画素部１００に印加する。
【００２０】
走査駆動部４００は、走査信号を生成する手段であり、走査線Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎ−１，Ｓｎに接続され、走査信号を画素部１００の特定の行に伝達する。走査信号が伝達された画素１０１には、データ駆動部３００から出力されたデータ信号が伝達され、駆動電流が生成される。生成された駆動電流は、有機発光ダイオードに流れる。
【００２１】
図２は、図１に示す有機電界発光表示装置に採用された光センサの第１実施形態を示す回路図である。同図に示すように、光センサ２００は、光センシング部２１０と、温度補償部２２０と、バッファ部２３０とを備える。
【００２２】
光センシング部２１０は、フォトダイオードＰＤを含む。フォトダイオードＰＤは、周辺光の輝度に対応して電流を発生させる。つまり、フォトダイオードＰＤに周辺光が入射すると、それに対応する電流は、カソード電極からアノード電極方向に流れるようになり、流れる電流の強さは、周辺光の輝度に対応する。このとき、フォトダイオードＰＤは、温度にも反応し、温度の変化によってもフォトダイオードＰＤで発生する電流量が変化する。
【００２３】
より具体的には、光センシング部２１０は、フォトダイオードＰＤと、第１トランジスタＭ１と、第２トランジスタＭ２と、第１キャパシタＣｓｔ１と、第２キャパシタＣｂｏｏｓｔ１とを備える。
【００２４】
フォトダイオードＰＤのカソード電極は、駆動電源ＶＤＤに接続され、アノード電極は、第１トランジスタＭ１のドレイン電極及び第２トランジスタＭ２のソース電極に接続される。
【００２５】
第１トランジスタＭ１のソース電極は、第１ノードＮ１に接続され、ドレイン電極は、フォトダイオードＰＤのアノード電極に接続され、ゲート電極は、第１制御線ＨＯＬＤに接続される。
【００２６】
第２トランジスタＭ２のソース電極は、フォトダイオードＰＤのアノード電極に接続され、ドレイン電極は、初期化信号線Ｖｉｎｔに接続され、ゲート電極は、リセット信号線ＲＥＳＥＴに接続される。
【００２７】
第１キャパシタＣｓｔ１の第１電極は、駆動電源ＶＤＤに接続され、第２電極は、第１ノードＮ１に接続される。第２キャパシタＣｂｏｏｓｔ１の第１電極は、第１ノードＮ１に接続され、第２電極は、第２ノードＮ２に接続される。
【００２８】
温度補償部２２０は、光センシング部２１０と同じ構造を有するが、フォトダイオードに周辺光が入射することを遮断し、温度に対応する電流を生成する。周辺光の入射が遮断されたフォトダイオードを「ダークダイオードＤＰＤ」と称する。温度補償部２２０に含まれたダークダイオードＤＰＤには光が入射しないため、ダークダイオードＤＰＤにおいては、温度による電流のみが流れる。したがって、光センシング部２１０で生成された電流から、温度補償部２２０で生成された電流を差し引くと、周辺光に対応して発生した電流になる。
【００２９】
より具体的には、温度補償部２２０は、ダークダイオードＤＰＤと、第３トランジスタＭ３と、第４トランジスタＭ４と、第３キャパシタＣｓｔ２と、第４キャパシタＣｂｏｏｓｔ２とを備える。
【００３０】
ダークダイオードＤＰＤのアノード電極は、初期化電源Ｖｉｎｔに接続され、カソード電極は、第３トランジスタＭ３のドレイン電極及び第４トランジスタＭ４のソース電極に接続される。
【００３１】
第３トランジスタＭ３のソース電極は、第３ノードＮ３に接続され、ドレイン電極は、ダークダイオードＤＰＤのカソード電極に接続され、ゲート電極は、第１制御線ＨＯＬＤに接続される。
【００３２】
第４トランジスタＭ４のソース電極は、ダークダイオードＤＰＤのカソード電極に接続され、ドレイン電極は、駆動電源ＶＤＤに接続され、ゲート電極は、リセット信号線ＲＥＳＥＴに接続される。
【００３３】
第３キャパシタＣｓｔ２の第１電極は、初期化電源Ｖｉｎｔに接続され、第２電極は、第３ノードＮ３に接続される。
【００３４】
第４キャパシタＣｂｏｏｓｔ２の第１電極は、第３ノードＮ３に接続され、第２電極は、第２ノードＮ２に接続される。
【００３５】
バッファ部２３０は、光センシング部２１０で生成された電流から、温度補償部２２０で生成された電流を差し引く。バッファ部２３０は、光センシング部２１０で生成された周辺光によって生成された電流及び温度によって生成された電流のうち、温度によって生成された電流を差し引くことにより、温度にかかわらず、周辺光にのみ対応する電流が生成されるようにする。また、バッファ部２３０は、生成された電流の出力特性を向上させる。
【００３６】
より具体的には、バッファ部２３０は、第５トランジスタＭ５と、第６トランジスタＭ６と、第７トランジスタＭ７と、第８トランジスタＭ８とを備える。
【００３７】
第５トランジスタＭ５のソース電極は、駆動電源ＶＤＤに接続され、ドレイン電極は、第４ノードＮ４に接続され、ゲート電極は、第２ノードＮ２に接続される。
【００３８】
第６トランジスタＭ６のソース電極は、第２ノードＮ２に接続され、ドレイン電極は、第４ノードＮ４に接続され、ゲート電極は、リセット信号線ＲＥＳＥＴに接続される。
【００３９】
第７トランジスタＭ７のソース電極は、第４ノードＮ４に接続され、ドレイン電極は、第１出力線Ｉｒｅｆに接続され、ゲート電極は、リセット信号線ＲＥＳＥＴに接続される。
【００４０】
そして、第８トランジスタＭ８のソース電極は、第４ノードＮ４に接続され、ドレイン電極は、第２出力線Ｉｏｕｔに接続され、ゲート電極は、第２制御線ＴＸに接続される。
【００４１】
図３は、図２に示す光センサの動作を示すタイミング図である。
【００４２】
同図に示すように、光センサ２００は、リセット期間Ｔ１、積算期間Ｔ２、及びサンプリング期間Ｔ３に区分されて動作する。
【００４３】
リセット期間Ｔ１は、リセット信号線ＲＥＳＥＴを介して伝達されるリセット信号ｒｅｓｅｔがローレベル、第２制御線ＴＸを介して伝達される第２制御信号ｔｘがハイレベル、第１制御線ＨＯＬＤを介して伝達される第１制御信号ｈｏｌｄがローレベルの期間である。
【００４４】
積算期間Ｔ２は、リセット信号ｒｅｓｅｔがハイレベル、第２制御信号ｔｘがハイレベル、第１制御信号ｈｏｌｄがローレベルの期間である。
【００４５】
そして、サンプリング期間Ｔ３は、リセット信号ｒｅｓｅｔがハイレベル、第２制御信号ｔｘがローレベル、第１制御信号ｈｏｌｄがハイレベルの期間である。
【００４６】
まず、リセット期間Ｔ１では、リセット信号ｒｅｓｅｔ及び第１制御信号ｈｏｌｄがローレベル、第２制御信号ｔｘがハイレベルであるため、第１トランジスタＭ１、第２トランジスタＭ２、第３トランジスタＭ３、第４トランジスタＭ４、第６トランジスタＭ６、及び第７トランジスタＭ７がオン状態になり、第８トランジスタＭ８はオフ状態になる。したがって、初期化電圧により、第１キャパシタＣｓｔ１及び第２キャパシタＣｂｏｏｓｔ１が初期化し、駆動電源ＶＤＤの電圧により、第３キャパシタＣｓｔ２及び第４キャパシタＣｂｏｏｓｔ２が初期化する。そして、第７トランジスタＭ７のドレイン電極に接続された第１出力端子Ｉｒｅｆを介して参照電流ｉｒｅｆが流れると、第２ノードＮ２は、参照電流ｉｒｅｆの電流量に対応する所定の電圧Ｖｒｅｆを有するようになる。このような所定の電圧Ｖｒｅｆは、第１キャパシタＣｓｔ１及び第２キャパシタＣｂｏｏｓｔ１、並びに第３キャパシタＣｓｔ２及び第４キャパシタＣｂｏｏｓｔ２によって維持される。このとき、所定の電圧Ｖｒｅｆは、参照電流ｉｒｅｆが流れるように、第５トランジスタＭ５のゲート電極に印加される電圧である。したがって、第５トランジスタＭ５のソース電極からドレイン電極に流れる電流は、第５トランジスタＭ５の閾値電圧を考慮しなくてもよい。
【００４７】
積算期間Ｔ２では、第１制御信号ｈｏｌｄがローレベル、第２制御信号ｔｘ及びリセット信号ｒｅｓｅｔがハイレベルであるため、第１トランジスタＭ１及び第３トランジスタＭ３はオン状態を維持し、第２トランジスタＭ２及び第４トランジスタＭ４はオフ状態を維持する。したがって、フォトダイオードＰＤには、入射する光及び周囲温度により、フォトダイオードＰＤのカソード電極からアノード電極方向に電流が流れる。そして、ダークダイオードＤＰＤには、周囲温度により、カソード電極からアノード電極方向に電流が流れる。このとき、フォトダイオードＰＤで流れる電流のうち、入射する光に対応して流れる電流を「第１電流」、周囲温度に対応して流れる電流を「第２電流」と称する。また、ダークダイオードＤＰＤにおいて、周囲温度に対応して流れる電流を「第３電流」と称する。
【００４８】
フォトダイオードＰＤによって流れる第１電流及び第２電流は、第１ノードＮ１に流れる。そして、ダークダイオードＤＰＤによって流れる第３電流は、第３ノードＮ３からダークダイオードＤＰＤを経て初期化電源線Ｖｉｎｔに流れる。このとき、フォトダイオードＰＤ及びダークダイオードＤＰＤは、同じ工程によって形成されるため、温度によって生成される第２電流及び第３電流は、同じ大きさを有する。
【００４９】
そして、フォトダイオードＰＤによって流れる第１電流及び第２電流によって第１ノードＮ１の電圧は上昇し、ダークダイオードＤＰＤによって流れる第３電流によって第３ノードＮ３の電圧は低下する。このとき、第２電流及び第３電流は、その大きさが同じであり、かつ、方向は反対である。したがって、第２電流によって第１ノードＮ１の電圧が上昇する大きさと、第３電流によって第３ノードＮ３の電圧が低下する大きさは等しくなる。したがって、第１キャパシタＣｓｔ１及び第２キャパシタＣｂｏｏｓｔ１、並びに第３キャパシタＣｓｔ２及び第４キャパシタＣｂｏｏｓｔ２を介して、第１ノードＮ１及び第３ノードＮ３にカップリングされた第２ノードＮ２の電圧は、第１電流の大きさのみに対応して上昇する。
【００５０】
したがって、第２ノードには、Ｖｒｅｆ＋ΔＶ（第１電流による第１ノードＮ１の電圧変化の大きさ）の電圧が印加される。このとき、第８トランジスタＭ８がオフ状態であるため、第２ノードＮ２に印加された電圧に対応して、第２出力端Ｉｏｕｔを介して電流が流れることを防止することができる。
【００５１】
サンプリング期間Ｔ３では、リセット信号ｒｅｓｅｔ及び第１制御信号ｈｏｌｄがハイレベル、第２制御信号ｔｘがローレベルであるため、第８トランジスタＭ８はオン状態になる。このため、フォトダイオードＰＤは、第１ノードＮ１との接続が切れてしまい、ダークダイオードＤＰＤは、第３ノードＮ３との接続が切れてしまう。したがって、第１キャパシタＣｓｔ１及び第２キャパシタＣｂｏｏｓｔ１、並びに第３キャパシタＣｓｔ２及び第４キャパシタＣｂｏｏｓｔ２により、第２ノードＮ２の電圧はそれ以上変化しなくなる。そして、第８トランジスタＭ８により、第２出力端Ｉｏｕｔと第５トランジスタＭ５のドレイン電極とは接続関係を維持する。これにより、第５トランジスタＭ５のソース電極からドレイン電極方向に電流が流れる。このような電流は、第２ノードＮ２の電圧に対応して、第２出力端Ｉｏｕｔを介して外部に流れ、光感知信号として用いられる。
【００５２】
図４は、図２に示す光センサで採用されたダークダイオードの第１実施形態を示す断面図である。同図に示すように、まず、透明基板１０００上に、順次に、バッファ層１００１と、半導体層１００２ａ，１００２ｂ，１００２ｃとが形成される。そして、その上に第１絶縁膜１００３が形成される。そして、マスクなどを用いて半導体層１００２ａ，１００２ｂ，１００２ｃの中間部分が遮られるようにした後、イオンドーピング工程を行う。このとき、半導体層１００２ａ，１００２ｂ，１００２ｃの両端は、それぞれＰ型半導体領域１００２ｂ及びＮ型半導体領域１００２ｃになり、半導体層１００２ａ，１００２ｂ，１００２ｃの真ん中の部分はイオンドーピングされず、真性半導体領域１００２ａになる。そして、第１絶縁膜１００３上に第２絶縁膜１００４を形成し、第１絶縁膜１００３及び第２絶縁膜１００４を貫通するコンタクトホールを形成する。そして、その上に金属層を形成してパターニングを行い、第１メタル電極１００５ａ及び第２メタル電極１００５ｂを形成する。第１メタル電極１００５ａ及び第２メタル電極１００５ｂのそれぞれは、コンタクトホールを介して、半導体層のＰ型半導体領域１００２ｂ及びＮ型半導体領域１００２ｃに接触する。第１メタル電極１００５ａ及び第２メタル電極１００５ｂの形成後、第３絶縁膜１００６を形成し、第３絶縁膜１００６上に平坦化層１００７を形成する。平坦化層１００７上には、有機電界発光表示装置のアノード電極１００８が形成され、その上に保護膜１００９などが形成される。
【００５３】
上記のように形成されたダークダイオードＤＰＤでは、アノード電極１００８によって光が反射し、ダークダイオードＤＰＤには光が入射しない。そのため、ダークダイオードＤＰＤは、温度変化による電流のみを生成する。
【００５４】
図５は、図２に示す光センサで採用されたダークダイオードの第２実施形態を示す断面図である。同図に示すように、まず、基板２０００上に、順次に、バッファ層２００１と、半導体層２００２ａ，２００２ｂ，２００２ｃとが形成される。その上に第１絶縁膜２００３が形成される。そして、マスクなどを用いて半導体層２００２ａ，２００２ｂ，２００２ｃの中間部分が遮られるようにした後、イオンドーピング工程を行う。このとき、半導体層２００２ａ，２００２ｂ，２００２ｃの両端は、それぞれＰ型半導体領域２００２ｂ及びＮ型半導体領域２００２ｃになり、半導体層２００２ａ，２００２ｂ，２００２ｃの真ん中の部分はイオンドーピングされず、真性半導体領域２００２ａになる。そして、第１絶縁膜２００３上に第２絶縁膜２００４を形成し、第１絶縁膜２００３及び第２絶縁膜２００４を貫通するコンタクトホールを形成する。そして、その上に金属層を形成してパターニングを行い、第１メタル電極２００５ａ、第２メタル電極２００５ｃ、及び第３メタル電極２００５ｂを形成する。第１メタル電極２００５ａ及び第２メタル電極２００５ｃのそれぞれは、コンタクトホールを介して、金属層が半導体層のＰ型半導体領域２００２ｂ及びＮ型半導体領域２００２ｃに接触し、第３メタル電極２００５ｂは、半導体層の真性半導体領域２００２ａに対向して形成される。そして、第１メタル電極２００５ａ、第２メタル電極２００５ｃ、及び第３メタル電極２００５ｂの上に第３絶縁膜２００６を形成し、第３絶縁膜２００６上に平坦化層２００７を形成する。平坦化層２００７上には、有機電界発光表示装置のアノード電極２００８が形成され、その上に保護膜２００９などが形成される。
【００５５】
図４に示したダークダイオードＤＰＤでは、光がアノード電極１００８によって反射するが、一部の光はダークダイオードＤＰＤに入射する。したがって、このような問題を解決するため、図５に示すダークダイオードＤＰＤでは、第３メタル電極２００５ｂを、アノード電極２００８と半導体層２００２ａ，２００２ｂ，２００２ｃとの間に形成する。これにより、アノード電極２００８を通過した一部の光が第３メタル電極２００５ｂによって遮断され、半導体層２００２ａ，２００２ｂ，２００２ｃに入射することを防止する。したがって、図４に示すダークダイオードよりもさらに光による影響を低減することができる。
【００５６】
図６は、図２に示す光センサで採用されたダークダイオードの第３実施形態を示す断面図である。同図に示すように、まず、基板３０００上に、順次に、バッファ層３００１と、半導体層３００２ａ，３００２ｂとが形成される。半導体層３００２ａ，３００２ｂ上に第１絶縁膜３００３が形成され、イオンドーピング工程が行われる。イオンドーピング工程により、半導体層３００２ａ，３００２ｂは、２つの部分に区分される。つまり、半導体層３００２ａ，３００２ｂの一部はＰ型半導体領域３００２ａになり、残りの部分は真性半導体領域３００２ｂになる。
【００５７】
第１絶縁膜３００３上に金属層が形成され、パターニングにより、所定の領域に第３メタル電極３００４が形成される。第３メタル電極３００４は、半導体層３００２ａ，３００２ｂに対向して形成され、半導体層３００２ａ，３００２ｂの真ん中の部分が遮られるように位置する。そして、第３メタル電極３００４上に第２絶縁膜３００５が形成される。第２絶縁膜３００５の形成後、第１絶縁膜３００３及び第２絶縁膜３００５を貫通するコンタクトホールが形成され、第２絶縁膜３００５上に金属層が形成される。金属層はパターニングされ、第１メタル電極３００６ａ及び第２メタル電極３００６ｂになる。このとき、コンタクトホールを介して、第１メタル電極３００６ａ及び第２メタル電極３００６ｂは、それぞれ半導体層３００２ａ，３００２ｂの両端に接触する。また、第１メタル電極３００６ａ及び第２メタル電極３００６ｂは、第３メタル電極３００４と重なるように形成される。これにより、第１メタル電極３００６ａ、第２メタル電極３００６ｂ、及び第３メタル電極３００４により、半導体層３００２ａ，３００２ｂは完全に遮られる。そして、第１メタル電極３００６ａ及び第２メタル電極３００６ｂの形成後、第３絶縁膜３００７が形成され、第３絶縁膜３００７上に平坦化層３００８が形成される。平坦化層３００８上には、有機電界発光表示装置のアノード電極３００９が形成され、その上に保護膜３０１０などが形成される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る平板表示装置の一例である有機電界発光表示装置の構造を示す構造図である。
【図２】図１に示す有機電界発光表示装置に採用された光センサの第１実施形態を示す回路図である。
【図３】図２に示す光センサの動作を示すタイミング図である。
【図４】図２に示す光センサで採用されたダークダイオードの第１実施形態を示す断面図である。
【図５】図２に示す光センサで採用されたダークダイオードの第２実施形態を示す断面図である。
【図６】図２に示す光センサで採用されたダークダイオードの第３実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１００  画素部
１０１  画素
２００  光センサ
３００  データ駆動部
４００  走査駆動部
Ｓ１、Ｓ２、Ｓｎ−１、Ｓｎ  走査線
Ｄ１、Ｄ２、Ｄｍ−１、Ｄｍ  データ線
ｌｓ  光感知信号
２１０  光センシング部
２２０  温度補償部
２３０  バッファ部
ＰＤ  フォトダイオード
ＤＰＤ  ダークダイオード
Ｍ１  第１トランジスタ
Ｍ２  第２トランジスタ
Ｍ３  第３トランジスタ
Ｍ４  第４トランジスタ
Ｍ５  第５トランジスタ
Ｍ６  第６トランジスタ
Ｍ７  第７トランジスタ
Ｍ８  第８トランジスタ
Ｃｓｔ１  第１キャパシタ
Ｃｂｏｏｓｔ１  第２キャパシタ
Ｃｓｔ２  第３キャパシタ
Ｃｂｏｏｓｔ２  第４キャパシタ
Ｎ１  第１ノード
Ｎ２  第２ノード
Ｎ３  第３ノード
Ｎ４  第４ノード
ＶＤＤ  駆動電源
Ｖｉｎｔ  初期化電源
ＨＯＬＤ  第１制御線
ＴＸ  第２制御線
ＲＥＳＥＴ  リセット信号線
Ｉｒｅｆ  第１出力線
Ｉｏｕｔ  第２出力線
１０００  透明基板
１００１  バッファ層
１００２ａ、１００２ｂ、１００２ｃ  半導体層
１００３  第１絶縁膜
１００４  第２絶縁膜
１００５ａ、１００５ｂ  メタル電極
１００６  第３絶縁膜
１００７  平坦化層
１００８  アノード電極
１００９  保護膜
【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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