JP4671494B2 - 情報装置の駆動方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペン等によって情報を入力する機能を有する情報装置に関する。特に、表示装置の画面上でペン入力の操作を行う情報装置に関する。表示装置としては、特にＥＬ素子を用いたＥＬ表示装置に関する。また、この情報装置を有する携帯情報装置に関する。
【０００２】
なお、本明細書において、ＥＬ素子とは、一重項励起子からの発光（蛍光）及び三重項励起子からの発光（燐光）の両方を利用するものを示すとする。
【０００３】
【従来の技術】
携帯情報装置において、小型化及び操作性の面から、ペン入力方式の携帯情報装置の需要が高まっている。ペン入力方式は、専用の、もしくは任意のペン等を用い、表示画面にペン先を接触させる、もしくは近付けることによって、情報の入力を行う方式のことである。
【０００４】
つまり、表示画面上のペン先が指し示した位置に対応する情報の入力を行う。表示画面は、ペン入力画面も兼ねる。このペン入力方式では、ペン入力画面上で、ペンが指し示した位置を特定する必要がある。ペン入力方式の手法には、抵抗膜式や光学式等がある。
【０００５】
始めに、抵抗膜式について説明する。
【０００６】
図７は、抵抗膜式のペン入力装置の構造を示す模式図である。なお、ペン入力装置７７１１は、表示装置７７０８の上部に形成されている。表示装置７７０８は、表示部７７０９と周辺回路７７１０を有する。
【０００７】
ペン入力装置７７１１において、可動電極７７０１と固定電極７７０２は、ドットスペーサ７７０４を挟んで、貼り合わせ材７７０３によって約１００〜３００μｍの間隔で互いに平行に接続されている。ここで、ペン入力装置７７１１を介して、表示装置７７０８の表示部７７０９に映し出される画像を見ることができるように、可動電極７７０１及び固定電極７７０２は、透光性を有する導電材料で形成されている。透光性を有する導電材料としては、一般に、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜が用いられる。
【０００８】
抵抗膜式では、ペン入力装置７７１１上の入力ペン７７０５で指し示した位置（図７中、入力点Ａ）において、可動電極７７０１と固定電極７７０２は接する。このとき、入力点Ａの位置を、２つの位置検出用の電極７７０６及び７７０７からの抵抗Ｒ１及びＲ２の比として読み取る方式である。
【０００９】
具体的に、位置の読み取りを行う際の例を図８に示す。入力ペン８０７によって、入力点Ａにおいて、可動電極８０１側より圧力を加えて、固定電極８０２と接触させる。ここで、可動電極８０１の２つの電極８０３と８０４間に電圧をかけ、可動電極８０１内部に電位の勾配を発生させる。このときの入力点Ａの電位ＶAを測定することによって、電極８０３と電極８０４から入力点Ａまでの抵抗値Ｒx1及びＲx2を知ることができる。ここで、可動電極８０１の膜質が均一であるとすると、この抵抗値Ｒx1及びＲx2は、電極８０３と８０４それぞれから入力点Ａまでの距離に比例する。
【００１０】
同様に今度は、固定電極８０２の２つの電極８０５と８０６間に電圧を加えて、固定電極８０２内部に電位の勾配が発生する。このときの入力点Ａの電位ＶAを知ることで、電極８０５と電極８０６から入力点Ａまでの抵抗値Ｒy1及びＲy2を知ることができる。ここで、固定電極８０２の膜質が均一であるとすると、この抵抗値Ｒy1及びＲy2は、電極８０５と８０６それぞれからＡ点までの距離に比例する。こうして、入力点Ａの位置を知ることができる。
【００１１】
なお、入力点Ａの位置を測定するための、入力点Ａの電位の測定方法は、上記構成に限らず、いろいろな方法を用いることができる。
【００１２】
次に、光学式のペン入力装置について説明する。図９（Ａ）に、この方式のペン入力装置の上面模式図を示す。
【００１３】
入力部９０２に、入力用ペン９０１のペン先が触れると、触れた位置を検出する。この位置検出の動作について説明する。
【００１４】
入力部９０２の周りには、右辺部に、ｘ−１個の発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）２1〜２xが配置され、左辺部に、ｘ−１個のフォトトランジスタ（以下、ＰＴという）３1〜３xが、ＬＥＤ２1〜２xと対向するように配置され、枠４に埋設されている。
【００１５】
一方、下辺部に、ｙ−１個のＬＥＤ５1〜５yが配置され、上辺部に、ｙ−１個のＰＴ６1〜６yが、ＬＥＤ５1〜５yと対向するように配置され、枠４に埋設されている。
【００１６】
そして、ＬＥＤ２1〜２xとＰＴ３1〜３xは、ｘ−１本の水平方向のタッチ入力ラインを形成し、ＬＥＤ５1〜５yとＰＴ６1〜６yは、ｙ−１本の垂直方向のタッチ入力ラインを形成する。
【００１７】
ここで、タッチ入力ラインとは、向かい合う一対のＬＥＤとＰＴにおいて、ＬＥＤから発した光がＰＴに入力される時に通過する経路のことである。
【００１８】
なお、３1〜３x及び６1〜６yとして、ＰＴを用いたが、ＰＴに限らず、光を電気信号に変換する、光電変換素子であれば自由に用いることができる。
【００１９】
ＬＥＤ２1〜２x及び５1〜５yそれぞれから放射され、ＰＴ３1〜３x及び６1〜６yにそれぞれ入射される光の指向性を高めるため、各素子が埋設された枠４の前方に、円孔状のスリット７がそれぞれ形成されている。
【００２０】
図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のａ〜ａ'の断面図である。表示装置９１０がペン入力装置の下部に形成されている。表示装置９１０は、表示部９１１及び周辺回路９１２によって構成されている。抵抗膜式とは異なり、表示部９１１に映し出される画像を直接見ることが可能である。
【００２１】
再び、図９（Ａ）を参照する。
【００２２】
上記構成のペン入力装置において、水平方光のタッチ入力ライン及び垂直方向のタッチ入力ラインそれぞれを同時に、対向するＬＥＤとＰＴの対について一対ずつ端から順に発光及び受光を行わせる（以下、スキャンという）。
【００２３】
ここで、入力ペン９０１で入力部９０２内の一点を指し示す。今、図９（Ａ）中の入力点Ａを指し示したとする。このとき、入力点Ａに対応する２本のタッチ入力ライン２n〜３n及び５m〜６mの間で光が遮断され、入力ペン９０１が触れた位置Ａが認識される。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
抵抗膜式は、情報入力の度に、可動電極を機械的に変形させる必要がある。このため、繰り返しの変形により、可動電極が疲労し、破壊する可能性がある。これは耐久性の上で問題となる。
【００２５】
また、破壊にまで至らないとしても、繰り返しの変形や、作製上の過程で、マイクロメートルオーダーの微小なクラックが形成された場合において、ＩＴＯ膜の導電性が均一でなくなるため、ペン入力の位置の検出精度に問題が発生する。
【００２６】
加えて、可動電極及び固定電極の、２枚の電極を介して、表示装置の画像を読み取ることになる。このとき、透明電極の透過率は１００％ではないため、表示装置からの光が減衰し画像の輝度が落ちるといった画面の視認性の問題が発生する。そのため、画像の輝度を上げようとして表示装置の発光を強くしなくてはならず、装置の消費電力の増加が問題となる。
【００２７】
また、外部から応力がかかり、可動電極及び固定電極の、２つの電極間の距離が４０μｍ以下になると、２つの電極間での反射光の干渉の効果により、ニュートンリングが現れるといった問題もある。
【００２８】
さらに、２枚の電極を平行に配置したコンデンサ構造のため、バッテリー電源使用の際、消耗が大きいという問題がある。これは、低消費電力が望まれる携帯情報機器において重大な問題である。
【００２９】
一方、光学式のペン入力装置では、抵抗膜式のように薄膜を繰り返し変形させる必要は無く、機械的な耐久性の問題は無い。また、透明電極を介して、表示装置を見ることにならず、画面の視認性の上で問題も少ない。
【００３０】
しかし、発光素子が発した光が、その対となる受光素子にまっすぐに受光されない場合、たとえ、入力ペン等である位置を指し示したとしても、認識されない可能性がある。
【００３１】
また、表示装置上に、発光素子と受光素子の列やスリット等を形成する必要があるため、小型化が難しいという問題がある。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明のペン入力機能を有する情報装置では、表示装置の画素に、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子と光電変換素子の両方を配置し、ペン先が発光するペンによって情報入力を行う。
【００３３】
ＥＬ素子は、自発光型素子であり、主にＥＬ表示装置に用いられている。ＥＬ表示装置とは、有機ＥＬ表示装置（ＯＥＬＤ：Organic EL Display）又は有機ライトエミッティングダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）ともいう。
【００３４】
ＥＬ素子は、一対の電極（陽極と陰極）の間にＥＬ層が挟まった構造となっている。ＥＬ層は通常、積層構造となっている。代表的には、コダック・イーストマンカンパニーのTangらが提案した「正孔輸送層／発光層／電子輸送層」という積層構造が挙げられる。この構造は発光効率が極めて高いことが知られている。
【００３５】
また他にも、電極上に、「正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層」と積層したものや、「正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層」と積層した構造のものでも良い。また、発光層に蛍光性色素等をドーピングしても良い。
【００３６】
本明細書において、一対の電極間に設けられる全ての層を指してＥＬ層と呼ぶ。よって上述した正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等は、すべてＥＬ層に含まれる。上記構成のＥＬ層に一対の電極から所定の電圧を印加する。それによって、発光層においてキャリアの再結合が起こって発光する。
【００３７】
光電変換素子としては、フォトダイオード等を用いることができる。本明細書においてフォトダイオードとは、カソード電極と、アノード電極と、カソード電極とアノード電極の間に光電変換層を有している。
【００３８】
なお、フォトダイオードはこの構成に限らず、ｐ型半導体層とｎ型半導体層の間に、ｉ型（真性）半導体層からなる光電変換層を有する、ＰＩＮ構造のものであっても良い。また、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層からなるＰＮ型のフォトダイオードであっても良い。
【００３９】
また、光電変換素子として、有機物から構成される光電変換層等を有するものを用いても良い。
【００４０】
フォトダイオードは、カソード電極とアノード電極の間（フォトダイオードの電極間と呼ぶことにする）に逆バイアス電圧を印加した後、光を照射すると、光によって生じたキャリアによって、電極間の電圧が低下する。このとき、照射された光の強度が高いほど、この電圧が低下する量も大きい。これを利用して、フォトダイオードに光が照射された場合の電圧と、照射されなかった場合の電圧を比較することで、光を電気信号として検出する。
【００４１】
ＥＬ素子とフォトダイオードとは、同一基板上にマトリクス状に形成され、そして同じくマトリクス状に設けられた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）にを用いて、ＥＬ素子とフォトダイオードのそれぞれの動作を制御する。
【００４２】
これによって、表示画像の輝度を損なわず、また鮮明な画像を表示し、耐久性に優れ、小型化可能で、精度の良い、低消費電力のペン入力機能を有する情報装置が得られる。
【００４３】
以下に、本発明の情報装置の構成について記載する。
【００４４】
本発明によって、
複数の画素を有する情報装置において、
入力用ペンを有し、
前記複数の画素はそれぞれＥＬ素子と光電変換素子とを有し、
前記入力ペンは、光線を発し、
前記光線が、前記光電変換素子に入力されることにより情報入力を行うことを特徴とする情報装置が提供される。
【００４５】
前記ＥＬ素子と前記光電変換素子とは、同一基板上に形成されていることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００４６】
前記光電変換素子は、フォトダイオードであることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００４７】
本発明によって、
複数の画素を有する情報装置において、
ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路と、ＥＬ表示用ゲート信号線駆動回路と、複数のＥＬ表示用ソース信号線と、複数のＥＬ表示用ゲート信号線と、複数の電源供給線と、入力ペンとを有し、
前記ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路は、前記複数のＥＬ表示用ソース信号線に信号を出力し、
前記ＥＬ表示用ゲート信号線駆動回路は、前記複数のＥＬ表示用ゲート信号線に信号を出力し、
前記複数の画素は、それぞれＥＬ表示部とセンサ部とを有し、
前記ＥＬ表示部と前記センサ部とは、同一基板上に形成され、
前記ＥＬ表示部は、スイッチング用ＴＦＴと、ＥＬ駆動用ＴＦＴと、ＥＬ素子とを有し、
前記スイッチング用ＴＦＴのゲート電極は、前記複数のＥＬ表示用ゲート信号線のうちの一本に接続され、
前記スイッチング用ＴＦＴのソース領域とドレイン領域とは、一方は、前記複数のＥＬ表示用ソース信号線のうちの一本と接続され、もう一方は、前記ＥＬ駆動用ＴＦＴのゲート電極に接続され、
前記ＥＬ駆動用ＴＦＴのソース領域とドレイン領域とは、一方は、前記複数の電源供給線のうちの一本に接続され、もう一方は、前記ＥＬ素子に接続され、
前記センサ部は、フォトダイオードを有し、
前記入力ペンは、光線を発し、
前記光線が前記フォトダイオードに入力されることにより情報入力を行うことを特徴とする情報装置が提供される。
【００４８】
本発明によって、
複数の画素を有する情報装置において、
センサ用ソース信号線駆動回路と、センサ用ゲート信号先駆回路と、複数のセンサ用出力配線と、複数のセンサ用ゲート信号線と、複数のリセット用ゲート信号線と、複数のセンサ用電源線と、入力ペンとを有し、
前記センサ用ソース信号線駆動回路は、前記複数のセンサ用出力配線から信号を読み取り、
前記センサ用ゲート信号線駆動回路は、前記複数のセンサ用ゲート信号線と、複数のリセット用ゲート信号線に信号を出力し、
前記複数の画素は、それぞれＥＬ表示部とセンサ部とを有し、
前記ＥＬ表示部と前記センサ部とは、同一基板上に形成され、
前記センサ部は、選択用ＴＦＴと、バッファ用ＴＦＴと、リセット用ＴＦＴと、フォトダイオードとを有し、
前記選択用ＴＦＴのゲート電極は、前記複数のセンサ用ゲート信号線のうちの１本に接続され、
前記選択用ＴＦＴのソース領域とドレイン領域とは、一方は、前記複数のセンサ用出力配線のうちの１つに接続され、もう一方は、前記バッファ用ＴＦＴのソース領域もしくはドレイン領域のどちらか一方に接続され、
前記バッファ用ＴＦＴのソース領域とドレイン領域とで、前記選択用ＴＦＴと接続されていない側は、前記複数のセンサ用電源線のうちの１つに接続され、
前記バッファ用ＴＦＴのゲート電極は、前記フォトダイオード及び前記リセット用ＴＦＴのソース領域もしくはドレイン領域に接続され、
前記リセット用ＴＦＴのソース領域もしくはドレイン領域で、前記バッファ用ＴＦＴと接続されていない側は、前記複数のセンサ用電源線のうちの１つに接続され、
前記リセット用ＴＦＴのゲート電極は、前記複数のリセット用ゲート信号線のうちの１つに接続され、
前記ＥＬ表示部は、ＥＬ素子を有し、
前記入力ペンは光線を発し、
前記光線が前記フォトダイオードに入力されることにより情報入力を行うことを特徴とする情報装置が提供される。
【００４９】
本発明によって、
複数の画素を有する情報装置において、
ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路と、ＥＬ表示用ゲート信号線駆動回路と、センサ用ソース信号線駆動回路と、センサ用ゲート信号先駆回路と、複数のＥＬ表示用ソース信号線と、複数のＥＬ表示用ゲート信号線と、複数の電源供給線と、複数のセンサ用出力配線と、複数のセンサ用ゲート信号線と、複数のリセット用ゲート信号線と、複数のセンサ用電源線と、入力ペンとを有し、
前記ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路は、前記複数のＥＬ表示用ソース信号線に信号を出力し、
前記ＥＬ表示用ゲート信号線駆動回路は、前記複数のＥＬ表示用ゲート信号線に信号を出力し、
前記センサ用ソース信号線駆動回路は、前記複数のセンサ用出力配線から信号を読み取り、
前記センサ用ゲート信号線駆動回路は、前記複数のセンサ用ゲート信号線と、複数のリセット用ゲート信号線に信号を出力し、
前記複数の画素は、ＥＬ表示部とセンサ部とを有し、
前記ＥＬ表示部と前記センサ部とは、同一基板上に形成され、
前記ＥＬ表示部は、スイッチング用ＴＦＴと、ＥＬ駆動用ＴＦＴと、ＥＬ素子とを有し、
前記スイッチング用ＴＦＴのゲート電極は、前記複数のＥＬ表示用ゲート信号線のうちの一本に接続され、
前記スイッチング用ＴＦＴのソース領域とドレイン領域とは、一方は、前記複数のＥＬ表示用ソース信号線のうちの一本と接続され、もう一方は、前記ＥＬ駆動用ＴＦＴのゲート電極に接続され、
前記ＥＬ駆動用ＴＦＴのソース領域とドレイン領域とは、一方は、前記複数の電源供給線のうちの一本に接続され、もう一方は、前記ＥＬ素子に接続され、
前記センサ部は、選択用ＴＦＴとバッファ用ＴＦＴと、リセット用ＴＦＴとフォトダイオードとを有し、
前記選択用ＴＦＴのゲート電極は、前記複数のセンサ用ゲート信号線のうちの１本に接続され、
前記選択用ＴＦＴのソース領域とドレイン領域とは、一方は、前記複数のセンサ用出力配線のうちの１つに接続され、もう一方は、前記バッファ用ＴＦＴのソース領域もしくはドレイン領域のどちらか一方に接続され、
前記バッファ用ＴＦＴのソース領域とドレイン領域とで、前記選択用ＴＦＴと接続されていない側は、前記複数のセンサ用電源線のうちの１つに接続され、
前記バッファ用ＴＦＴのゲート電極は、前記フォトダイオード及び前記リセット用ＴＦＴのソース領域もしくはドレイン領域に接続され、
前記リセット用ＴＦＴのソース領域もしくはドレイン領域で、前記バッファ用ＴＦＴと接続されていない側は、前記複数のセンサ用電源線のうちの１つに接続され、
前記リセット用ＴＦＴのゲート電極は、前記複数のリセット用ゲート信号線のうちの１つに接続され、
前記入力ペンは、光線を発し、
前記光線が前記フォトダイオードに入力されることにより情報入力を行うことを特徴とする情報装置が提供される。
【００５０】
前記光線は、レーザー光であることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００５１】
前記光線は、紫外光または近紫外光であることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００５２】
前記ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路とＥＬ表示用ゲート信号駆動回路とは、前記ＥＬ表示部及び前記センサ部が形成された基板と同一基板上に形成されていることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００５３】
前記センサ用ソース信号線駆動回路とセンサ用ゲート信号駆動回路とは、前記ＥＬ表示部及び前記センサ部が形成された基板と同一基板上に形成されていることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００５４】
前記ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路と、ＥＬ表示用ゲート信号駆動回路と、前記センサ用ソース信号線駆動回路と、センサ用ゲート信号駆動回路とは、前記ＥＬ表示部及び前記センサ部が形成された基板と同一基板上に形成されていることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００５５】
前記フォトダイオードは、アノード電極と、カソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に挟まれた光電変換層とを有することを特徴とする情報装置であってもよい。
【００５６】
前記光電変換層は、有機材料によって構成されていることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００５７】
前記フォトダイオードは、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層と、前記ｐ型半導体層と前記ｎ型半導体層の間に挟まれた光電変換層とを有することを特徴とする情報装置であってもよい。
【００５８】
前記光電変換層は、非晶質半導体によって構成されることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００５９】
前記ＥＬ素子が発した光は、被写体の表面に照射され、
前記被写体の表面に照射された光が、前記被写体の表面によって反射され、
前記被写体の表面によって反射された光が、前記光電変換素子に入力されることにより、前記被写体の表面の情報が、画像として入力されることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００６０】
前記被写体の表面の情報は、生体情報であることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００６１】
前記生体情報は、掌紋であることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００６２】
前記生体情報は、指紋であることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００６３】
前記情報装置は、携帯情報端末、ＰＤＡであってもよい。
【００６４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について説明する。
【００６５】
図１に本発明のペン入力機能を有する情報装置の模式図を示す。
【００６６】
本実施の形態では、ペン先が発光する入力ペンによって、表示部兼入力部内部を示すことによって情報を入力する手法について説明する。ここで、表示部兼入力部において各画素は、ＥＬ素子を有するＥＬ表示部と、光電変換素子を有するセンサ部とにより構成されている。これらのＥＬ表示部とセンサ部は、表示部兼入力部の周囲に配置された、ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路、ＥＬ表示用ゲート信号線駆動回路、センサ用ソース信号線駆動回路、センサ用ゲート信号線駆動回路からの信号によって駆動される。
【００６７】
ここで、表示部兼入力部が形成された基板と同じ基板上に、各駆動回路（ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路、ＥＬ駆動用ゲート信号線駆動回路、センサ用ソース信号線駆動回路、センサ用ゲート信号線駆動回路）が形成されている。
【００６８】
ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路からの信号は、ＥＬ表示用ソース信号線Ｓによって各画素のＥＬ表示部に伝達され、ＥＬ表示用ゲート信号線駆動回路からの信号は、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇによって各画素のＥＬ表示部に伝達される。
【００６９】
センサ用ソース信号線駆動回路は、センサ用出力配線ＳＳによって各画素のセンサ部の信号を読み取り、センサ用ゲート信号線駆動回路は、センサ用ゲート信号線ＳＧによって各画素のセンサ部に信号を伝達する。
【００７０】
なお、図１において、各画素に配線されるＥＬ素子用の電源線（電源供給線）や、センサ用の電源線やリセット用信号線（リセット用ゲート信号線）等は図示していない。
【００７１】
表示部兼入力部において各画素は、ＥＬ表示部において表示を行う。
【００７２】
同時に、入力ペンのペン先が発光し光線が発し、ペン先が指し示した付近のセンサ部（光入力領域）に、光が入力される。こうして、入力ペンが指し示した位置が認識される。
【００７３】
次に、表示部兼入力部の具体的な回路構成について説明する。
【００７４】
図２は、表示部兼入力部の回路構成の例を示した図である。
【００７５】
表示部兼入力部２２０１は、ＥＬ表示用ソース信号線Ｓ１〜Ｓｘと、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ１〜Ｇｙと、電源供給線Ｖ１〜Ｖｘと、センサ用出力配線ＳＳ１〜ＳＳｘと、センサ用ゲート信号線ＳＧ１〜ＳＧｙと、リセット用ゲート信号線ＲＧ１〜ＲＧｙと、センサ用電源線ＶＢを有する。
【００７６】
表示部兼入力部２２０１は、複数の画素２２０２を有している。複数の画素２２０２はそれぞれ、ＥＬ表示用ソース信号線Ｓ１〜Ｓｘのうちの一本と、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ１〜Ｇｙのうちの一本と、電源供給線Ｖ１〜Ｖｘのうちの一本と、センサ用出力配線ＳＳ１〜ＳＳｘのうちの一本と、センサ用ゲート信号線ＳＧ１〜ＳＧｙのうちの一本と、リセット用ゲート信号線ＲＧ１〜ＲＧｙのうちの一本と、センサ用電源線ＶＢを有する。
【００７７】
センサ用出力配線ＳＳ１〜ＳＳｘはそれぞれ、定電流源２２０３−１〜２２０３−ｘに接続されている。
【００７８】
図３に、図２の画素２２０２の詳しい構成を示す。なお、ＥＬ表示用ソース信号線Ｓは、ＥＬ表示用ソース信号線Ｓ１〜Ｓｘのうちいずれか１つを示す。ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇは、ＥＬ駆動用ゲート信号線Ｇ１〜Ｇｙのいずれか１つを示す。電源供給線Ｖは、電源供給線Ｖ１〜Ｖｘのいずれか１つを示す。センサ用出力配線ＳＳは、センサ用出力配線ＳＳ１〜ＳＳｘのうちいずれか１つを示す。センサ用ゲート信号線ＳＧは、センサ用ゲート信号線ＳＧ１〜ＳＧｙのうちいずれか１つを示す。
【００７９】
画素は、ＥＬ表示部３３１１とセンサ部３３１２を有している。
【００８０】
ＥＬ表示部３３１１は、ＥＬ素子３３０１、スイッチング用ＴＦＴ３３０２、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３、コンデンサ３３０４によって構成されている。なお、コンデンサ３３０４は、必ずしも設ける必要はない。
【００８１】
スイッチング用ＴＦＴ３３０２のゲート電極は、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇに接続され、ソース領域とドレイン領域とは、一方はＥＬ表示用ソース信号線Ｓに接続され、もう一方は、コンデンサ３３０４の一方の電極及びＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３のゲート電極に接続されている。コンデンサ３３０４のもう一方の電極は、電源供給線Ｖに接続されている。ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３のソース領域とドレイン領域とは、一方は電源供給線Ｖに接続され、もう一方はＥＬ素子３３０１に接続されている。
【００８２】
ＥＬ素子３３０１の陽極と陰極で、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３のソース領域もしくはドレイン領域と接続されている側が画素電極となり、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３のソース領域もしくはドレイン領域と接続されていない側が対向電極となる。
【００８３】
センサ部３３１２は、フォトダイオード３３０５、選択用ＴＦＴ３３０６、バッファ用ＴＦＴ３３０７、リセット用ＴＦＴ３３０８によって構成されている。
【００８４】
フォトダイオード３３０５の構成としては、本実施の形態では、アノード電極とカソード電極の間に光電変換層を挟んだショットキー型のものを用いる。
【００８５】
フォトダイオードに入射した光は、光電変換層に吸収されキャリアを形成する。この光によって形成されたキャリアの量は、光電変換層に吸収された光の量に依存する。
【００８６】
ここでは光を電気信号に変換する光電変換素子として、上記構成のフォトダイオードを用いたが、これに限らず、ＰＩＮ型や、ＰＮ型のフォトダイオードや、アバランシェダイオード等を用いることもできる。
【００８７】
なお、ＰＩＮ型のフォトダイオードは、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層と、ｐ型半導体層とｎ型半導体層の間に挟まれたｉ型（真性）半導体層によって構成される。ここで、ｉ型半導体層は、光電変換層とも呼ばれる。
【００８８】
またこれらのフォトダイオードが有する光電変換層として、非晶質シリコン膜（アモルファスシリコン膜）等の非晶質半導体を用いることで、光電変換層での光の吸収率を高くすることができる。
【００８９】
また、光電変換素子として、有機物から構成される光電変換層等を有するものを用いても良い。
【００９０】
選択用ＴＦＴ３３０６のゲート電極は、センサ用ゲート信号線ＳＧに接続され、ソース領域とドレイン領域とは、一方はセンサ用出力配線ＳＳと接続され、もう一方は、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域もしくはドレイン領域と接続されている。バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域とドレイン領域で、選択用ＴＦＴ３３０６と接続されていない側は、センサ用電源線ＶＢと接続されている。リセット用ＴＦＴ３３０８のゲート電極はリセット用ゲート信号線ＲＧに接続され、ソース領域とドレイン領域とは、一方はセンサ用電源線ＶＢと接続され、もう一方は、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極及びフォトダイオード３３０５に接続されている。
【００９１】
センサ用電源線ＶＢは、一定電位（基準電位）に保たれている。センサ用出力配線ＳＳは、定電流源に接続されている。
【００９２】
なお、ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路、センサ用のソース信号線駆動回路、ＥＬ表示用ゲート信号線駆動回路、センサ用ゲート信号線駆動回路は、公知の構成の回路を用いればよい。
【００９３】
上記構成の表示部兼画素部の動作方法について、図２及び図３の回路図と、図１７及び図１８のタイミングチャートを用いて説明する。
【００９４】
まず、ＥＬ表示部の動作方法について、図２及び図３と、図１７を用いて説明する。
【００９５】
なお、ここでは、ソース信号線Ｓ１〜Ｓｘにアナログの信号を入力し、表示を行う方式（以下、アナログ方式と呼ぶ）について説明する。
【００９６】
ここで、スイッチング用ＴＦＴ３３０２及びＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３は、ｎチャネル型ＴＦＴであるとするが、スイッチング用ＴＦＴ３３０２及びＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３は、それぞれｎチャネル型ＴＦＴでもｐチャネル型ＴＦＴでもどちらでも良い。ただし、ＥＬ素子３３０１の陽極が画素電極となる場合、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３は、ｐチャネル型ＴＦＴであることが望ましく、逆に、ＥＬ素子３３０１の陰極が画素電極となる場合には、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３は、ｎチャネル型ＴＦＴであることが望ましい。
【００９７】
はじめ、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ１に入力された信号により、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ１に接続された全てのスイッチング用ＴＦＴ３３０２が、導通状態になる。
【００９８】
ある一本のＥＬ表示用ゲート信号線が選択されている期間を、１ライン期間と呼び、特に、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ１が選択されている期間を第１のライン期間Ｌ１と呼ぶ。このライン期間Ｌ１の間に、ＥＬ表示用ソース信号線Ｓ１〜Ｓｘに順にアナログ信号が入力される。ＥＬ表示用ソース信号線に入力されたアナログ信号電圧は、コンデンサ３３０４及びＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３のゲート電極に印加される。ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３は、そのゲート電極に印加されたこのアナログ信号電圧に対応するソース・ドレイン間電流を、電源供給線ＶよりＥＬ素子３３０１に流す。この電流に応じた輝度でＥＬ素子３３０１は発光する。
【００９９】
次に、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ２が選択され、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ２に接続された全てのスイッチング用ＴＦＴ３３０２が導通状態になる。こうして、第２のライン期間Ｌ２が始まる。この後、ＥＬ表示用ソース信号線Ｓ１〜Ｓｘに順に信号電圧が入力される。この信号電圧が、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３のゲート電極に印加され、そのゲート電極に印加されたこのアナログ信号電圧に対応するソース・ドレイン間電流を、電源供給線ＶよりＥＬ素子３３０１に流す。この電流に応じた輝度でＥＬ素子３３０１は発光する。
【０１００】
上記動作を、すべてのＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ１〜Ｇｙについて繰り返し、１フレーム期間Ｆ１が終了する。その後、第２のフレーム期間Ｆ２が始まる。この動作を繰り返すことによって、画像を表示する。
【０１０１】
次に、センサ部の動作方法について、図２及び図３、図１８を用いて説明する。
【０１０２】
ここで、リセット用ＴＦＴ３３０８はｎチャネル型ＴＦＴとし、バッファ用ＴＦＴ３３０７はｐチャネル型ＴＦＴとし、選択用ＴＦＴ３３０６はｎチャネル型ＴＦＴとしたが、リセット用ＴＦＴ３３０８、バッファ用ＴＦＴ３３０７及び選択用ＴＦＴ３３０６はそれぞれ、ｎチャネル型ＴＦＴでもｐチャネル型ＴＦＴでもどちらでも良い。なお、リセット用ＴＦＴ３３０８とバッファ用ＴＦＴ３３０７の極性は逆の方が望ましい。
【０１０３】
始め、リセット用ゲート信号線ＲＧ１の信号により、リセット用ゲート信号線ＲＧ１に接続された全てのリセット用ＴＦＴ３３０８は、導通状態にある。このとき、リセット用ゲート信号線は、選択されているということにする。なお、他のリセット用ゲート信号線ＲＧ２〜ＲＧｙに接続されたすべてのりセット用ＴＦＴ３３０８は、すべて非導通状態にある。このとき、センサ用電源線ＶＢの電位は、リセット用ＴＦＴ３３０８を介して、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極に印加される。こうして、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域は、センサ用電源線ＶＢの電位（基準電位）から、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域とゲート領域の電位差を差し引いた電位に保たれている。こうしてフォトダイオード３３０５の電極間には、逆バイアスの電圧が印加される。
【０１０４】
このとき、センサ用ゲート信号線ＳＧ１の信号によって、センサ用ゲート信号線ＳＧ１に接続された全ての選択用ＴＦＴ３３０６は、非導通状態にある。本明細書において、リセット用ゲート信号線が選択されている期間をリセット期間ＲＳと呼ぶことにする。
【０１０５】
次に、リセット用ゲート信号線ＲＧ１の信号が変化し、リセット用ゲート信号線ＲＧ１に接続された全てのリセット用ＴＦＴ３３０８が非導通状態になる。このときリセット用ゲート信号線は、非選択であるということにする。すると、フォトダイオード３３０５に光が照射されていると、フォトダイオード３３０５の電極間に電流が流れ、リセット期間中に印加された電極間の逆バイアス電圧が、低くなる。この後、センサ用ゲート信号線ＳＧ１に入力される信号によって、センサ用ゲート信号線ＳＧ１に接続された全ての選択用ＴＦＴ３３０６が導通状態になる。
【０１０６】
リセット用ゲート信号線が非選択の状態になり、同じラインの画素に対応する選択用ＴＦＴが選択されるまでの期間をサンプリング期間ＳＴと呼ぶことにする。特に、リセット用ゲート信号線ＲＧ１が非選択になり、選択用ゲート信号線ＳＧ１が選択されるまでの期間を第１のサンプリング期間ＳＴ１と呼ぶことにする。
【０１０７】
サンプリング期間ＳＴ１において、時間の経過と共に、フォトダイオード３３０５の電極間の逆バイアス電圧が小さくなる。この逆バイアス電圧の低下する度合は、フォトダイオード３３０５の光電変換層に照射された光の強度に依存する。ここで、フォトダイオード３３０５のバッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極と接続されていない側の電極は、一定の電位に保たれている。よって、フォトダイオード３３０５のバッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極に接続されている側の電位が低下する。
【０１０８】
この電位の低下は、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極の電位を低下させる。
【０１０９】
ここで、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域は、それぞれ、選択用ＴＦＴ３３０６のドレイン・ソース間を介して定電流源２２０３−１〜２２０３−ｘに接続されているので、バッファ用ＴＦＴ３３０７は、ソースフォロワとして働く。そのため、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート・ソース間電圧は、常に等しく保たれる。そのため、フォトダイオード３３０５の電極間の電位の変化によって、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極の電位が変化すると、同じ分の電位だけ、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域の電位も変化する。サンプリング期間ＳＴ１の後、センサ用ゲート信号線ＳＧ１が選択され、このソース領域の電位の変化は、センサ用出力配線ＳＳ１〜ＳＳｘに出力される。
【０１１０】
その後、センサ用ゲート信号線ＳＧ１は、非選択の状態になる。
【０１１１】
一方、リセット用ゲート信号線ＲＧ１が非選択の状態になると、リセット用ゲート信号線ＲＧ２が選択される。リセット用ゲート信号線ＲＧ２に接続された全てのリセット用ＴＦＴ３３０８が導通状態となり、第２ライン目のリセット期間ＲＳが始まる。この後、リセット用ゲート信号線ＲＧ２が非選択の状態になり、第２ライン目のサンプリング期間ＳＴ２が始まる。なお、第１のサンプリング期間ＳＴ１と第２のサンプリング期間ＳＴ２は、始まる時間は異なるが、長さは同じである。
【０１１２】
第２のサンプリング期間ＳＴ２でも同様に、各画素のセンサ部において、入力された光の強度に応じて、フォトダイオードの電極間の逆バイアス電圧が低下する。第２のサンプリング期間ＳＴ２の後、センサ用ゲート信号線ＳＧ２の信号によって、センサ用ゲート信号線ＳＧ２に接続された全ての選択用ＴＦＴ３３０６が導通状態となり、フォトダイオード３３０５の電極間の電位の変化は、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極に入力され、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域の電位の変化となって、センサ用出力配線ＳＳ１〜ＳＳｘに出力される。
【０１１３】
その後、センサ用ゲート信号線ＳＧ２が非選択の状態となる。
【０１１４】
上記動作を、全てのセンサ用ゲート信号線ＳＧ１〜ＳＧｙについて繰り返し、表示部兼入力部２２０１の画素全部のセンサ部３３１２に入力された信号の情報を読み取る。
【０１１５】
この様に、ＥＬ表示部は、画像の表示を行う。また同時に、センサ部において、入力ペンのペン先から発した光を検出し、入力ペンのペン先が指し示した位置を特定することができる。
【０１１６】
【実施例】
以下に本発明の実施例について記述する。
【０１１７】
[実施例１]
本実施例では、実施の形態において述べた構造の情報装置を実際に作製した場合について説明する。
【０１１８】
本実施例では、本発明の情報装置の断面図について、図１５を用いて説明する。
【０１１９】
６０１はスイッチング用ＴＦＴ、６０２はＥＬ駆動用ＴＦＴ、６０３はリセット用ＴＦＴ、６０４はバッファ用ＴＦＴ、６０５は選択用ＴＦＴである。
【０１２０】
また、６０６はアノード電極、６０７は光電変換層、６０８はカソード電極である。アノード電極６０６、光電変換層６０７、カソード電極６０８とによって、フォトダイオード６２１が形成される。６１４はセンサ用配線であり、カソード電極６０８と外部の電源とを電気的に接続している。また、フォトダイオード６２１のアノード電極６０６とリセット用ＴＦＴ６０３のドレイン領域とは電気的に接続されている。
【０１２１】
ここで、フォトダイオード６２１のアノード電極６０６は、透光性を有する材料で形成されている。
【０１２２】
また６０９は画素電極（陽極）、６１０はＥＬ層、６１１は対向電極（陰極）である。画素電極（陽極）６０９と、ＥＬ層６１０と、対向電極（陰極）６１１とでＥＬ素子６２２が形成される。なお６１２はバンクであり、隣り合う画素同士のＥＬ層６１０を区切っている。
【０１２３】
ここで、ＥＬ素子６２２の画素電極６０９は、透光性を有する材料で形成されている。
【０１２４】
図１５に示した構成の情報装置において、ＥＬ素子６２２は、基板６３０の方向に光を放射する。
【０１２５】
６２４は入力ペンであり、入力ペン６２４のペン先発光部６２３から発した光は、フォトダイオード６２１に入射する。本実施例では、入力ペン６２４による入力を基板６３０のＴＦＴが形成されていない側から行う。なお、このペン入力を行う側は、ＥＬ素子６２２の光の放射側にあたり、ＥＬ素子６２２によって表示される画像を視認しながら情報の入力を行う。
【０１２６】
なお、入力ペン６２４のペン先発光部６２３から発する光は、指向性が高いものが好ましい。そのため、ペン先発光部６２３からレーザー光を発するような入力ペン６２４を用いるのが好ましい。
【０１２７】
また、入力ペン６２４のペン先発光部６２３から発する光として、波長の短い光、つまりエネルギーの高い光を用いるのが好ましい。例えば、紫外や近紫外の光を用いるのが好ましい。なお、本明細書中で、近紫外の光とは、紫色及び青色の可視光も含むものとする。よって、紫外発光ダイオードや近紫外発光ダイオード等を有し、ペン先発光部６２３からそれらの発光ダイオードの光が照射される構造の入力ペン６２４を用いるのが好ましい。
【０１２８】
この様なエネルギーの高い光を用いることで、入力ペン６２４によってフォトダイオード等の光電変換素子に入力され電気信号に変換された信号を、外光等のノイズの信号と比較して大きくすることができる。そのため、より信頼性の高いペン入力操作を行うことができる。
【０１２９】
本実施例において、スイッチング用ＴＦＴ６０１、リセット用ＴＦＴ６０３、選択用ＴＦＴ６０５は全てｎチャネル型ＴＦＴである。またＥＬ駆動用ＴＦＴ６０２、バッファ用ＴＦＴ６０４はｐチャネル型ＴＦＴである。なお、本発明はこの構成に限定されない。よってスイッチング用ＴＦＴ６０１、ＥＬ駆動用ＴＦＴ６０２、バッファ用ＴＦＴ６０４、選択用ＴＦＴ６０５、リセット用ＴＦＴ６０３は、ｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴのどちらでも良い。
【０１３０】
ただし本実施例のように、ＥＬ駆動用ＴＦＴ６０２のソース領域またはドレイン領域がＥＬ素子６２２の陽極６０９と電気的に接続されている場合、ＥＬ駆動用ＴＦＴ６０２はｐチャネル型ＴＦＴであることが望ましい。また逆に、ＥＬ駆動用ＴＦＴ６０２のソース領域またはドレイン領域がＥＬ素子６２２の陰極と電気的に接続されている場合、ＥＬ駆動用ＴＦＴ６０２はｎチャネル型ＴＦＴであることが望ましい。
【０１３１】
また、本実施例のように、フォトダイオード６２１のアノード電極６０６がリセット用ＴＦＴ６０３と電気的に接続されている場合、リセット用ＴＦＴ６０３はｎチャネル型ＴＦＴ、バッファ用ＴＦＴ６０４はｐチャネル型ＴＦＴであることが望ましい。逆にフォトダイオード６２１のカソード電極がリセット用ＴＦＴ６０３と接続され、センサ用配線６１６がアノード電極と接続されている場合、リセット用ＴＦＴ３０３はｐチャネル型ＴＦＴ、バッファ用ＴＦＴ３０４はｎチャネル型ＴＦＴであることが望ましい。
【０１３２】
[実施例２]
本実施例では、実施例１において述べた構造の情報装置において、ＥＬ素子の発光の方向が異なる例について図１６を用いて説明する。
【０１３３】
図１６に本実施例の情報装置の断面図を示す。７０１はスイッチング用ＴＦＴ、７０２はＥＬ駆動用ＴＦＴ、７０３はリセット用ＴＦＴ、７０４はバッファ用ＴＦＴ、７０５は選択用ＴＦＴである。
【０１３４】
また、７０６はカソード電極、７０７は光電変換層、７０８はアノード電極である。カソード電極７０６、光電変換層７０７、アノード電極７０８とによって、フォトダイオード７２１が形成される。７１４はセンサ用配線であり電気的に、アノード電極７０８と外部の電源とを接続している。また、フォトダイオード７２１のカソード電極７０６とリセット用ＴＦＴ７０３のドレイン領域とは電気的に接続されている。
【０１３５】
ここで、フォトダイオード７２１のアノード電極７０８は、透光性を有する材料で形成されている。
【０１３６】
また７０９は画素電極（陰極）、７１０はＥＬ層、７１２は対向電極（陽極）である。画素電極（陰極）７０９と、ＥＬ層７１０と、対向電極（陽極）７１２とでＥＬ素子７２２が形成される。なお７１３はバンクであり、隣り合う画素同士のＥＬ層７１０を区切っている。
【０１３７】
ここで、ＥＬ素子７２２の対向電極７１２は、透光性を有する材料で形成されている。
【０１３８】
図１６に示した構成の情報装置において、ＥＬ素子７２２は、基板７３０とは逆の方向に光を放射する。
【０１３９】
７２４は入力ペンであり、入力ペン７２４のペン先発光部７２３から発した光は、フォトダイオード７２１に入射する。本実施例では、入力ペン７２４による情報の入力を、基板７３０のＴＦＴが形成されている側から行う。なお、このペン入力を行う側は、ＥＬ素子７２２の光の放射側にあたり、ＥＬ素子７２２によって表示される画像を視認しながら情報の入力を行う。
【０１４０】
なお、入力ペン７２４のペン先発光部７２３から発する光は、指向性が高いものが好ましい。そのため、ペン先発光部７２３からレーザー光を発するような入力ペン７２４を用いるのが好ましい。
【０１４１】
また、入力ペン６２４のペン先発光部６２３から発する光として、波長の短い光、つまりエネルギーの高い光を用いるのが好ましい。例えば、紫外や近紫外の光を用いるのが好ましい。なお、本明細書中で、近紫外の光とは、紫色及び青色の可視光も含むものとする。よって、紫外発光ダイオードや近紫外発光ダイオード等を有し、ペン先発光部６２３からそれらの発光ダイオードの光が照射される構造の入力ペン６２４を用いるのが好ましい。
【０１４２】
この様なエネルギーの高い光を用いることで、入力ペン６２４によってフォトダイオード等の光電変換素子に入力され電気信号に変換された信号を、外光等のノイズの信号と比較して大きくすることができる。そのため、より信頼性の高いペン入力操作を行うことができる。
【０１４３】
本実施例において、スイッチング用ＴＦＴ７０１、ＥＬ駆動用ＴＦＴ７０２、バッファ用ＴＦＴ７０４、選択用ＴＦＴ７０５は全てｎチャネル型ＴＦＴである。またリセット用ＴＦＴ７０３はｐチャネル型ＴＦＴである。なお本発明はこの構成に限定されない。よってスイッチング用ＴＦＴ７０１、ＥＬ駆動用ＴＦＴ７０２、バッファ用ＴＦＴ７０４、選択用ＴＦＴ７０５、リセット用ＴＦＴ７０３は、ｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴのどちらでも良い。
【０１４４】
ただし本実施例のように、ＥＬ駆動用ＴＦＴ７０２のソース領域またはドレイン領域がＥＬ素子７２２の陰極７０９と電気的に接続されている場合、ＥＬ駆動用ＴＦＴ７０２はｎチャネル型ＴＦＴであることが望ましい。また逆に、ＥＬ駆動用ＴＦＴ７０２のソース領域またはドレイン領域がＥＬ素子７２２の陽極７１２と電気的に接続されている場合、ＥＬ駆動用ＴＦＴ７０２はｐチャネル型ＴＦＴであることが望ましい。
【０１４５】
また、本実施例のように、フォトダイオード７２１のカソード電極７０６がリセット用ＴＦＴ７０３と電気的に接続されている場合、リセット用ＴＦＴ７０３はｐチャネル型ＴＦＴ、バッファ用ＴＦＴ７０４はｎチャネル型ＴＦＴであることが望ましい。逆にフォトダイオード７２１のアノード電極がリセット用ＴＦＴ７０３と接続され、センサ用配線７１４がカソード電極と接続されている場合、リセット用ＴＦＴ７０３はｎチャネル型ＴＦＴ、バッファ用ＴＦＴ７０４はｐチャネル型ＴＦＴであることが望ましい。
【０１４６】
[実施例３]
本実施例では、実施の形態で示したのとは異なる、表示部兼入力部の動作方法について説明する。なお、画素部兼入力部の構成は、実施の形態で示したものと同じであり図２及び図３を参照し説明は省略する。また、本実施例のセンサ部の動作方法も実施の形態で示したものと同じであり、図１８を参照する。本実施例のＥＬ表示部の動作方法を示すタイミングチャートを図５に示す。
【０１４７】
まず、１フレーム期間（Ｆ）をＮ個のサブフレーム期間（ＳＦ１〜ＳＦＮ）に分割する。階調数が多くなるにつれて１フレーム期間におけるサブフレーム期間の数も増える。なおエリアセンサのセンサ部が画像を表示する場合、１フレーム期間（Ｆ）とは、表示部兼入力部の全ての画素のＥＬ表示部が１つの画像を表示する期間を指す。
【０１４８】
本実施例の場合、フレーム期間は１秒間に６０以上設けることが好ましい。１秒間に表示される画像の数を６０以上にすることで、視覚的にフリッカ等の画像のちらつきを抑えることが可能になる。
【０１４９】
サブフレーム期間はアドレス期間（Ｔａ）とサステイン期間（Ｔｓ）とに分けられる。アドレス期間とは、１サブフレーム期間中、全ての画素にデジタルビデオ信号を入力する期間である。なおデジタルビデオ信号とは、画像情報を有するデジタルの信号である。サステイン期間（点灯期間とも呼ぶ）とは、アドレス期間において画素に入力されたデジタルビデオ信号によって、ＥＬ素子を発光又は非発光の状態にし、表示を行う期間を示している。なおデジタルビデオ信号とは、画像情報を有するデジタルの信号を意味する。
【０１５０】
ＳＦ１〜ＳＦＮが有するアドレス期間（Ｔａ）をそれぞれＴａ１〜ＴａＮとする。ＳＦ１〜ＳＦＮが有するサステイン期間（Ｔｓ）をそれぞれＴｓ１〜ＴｓＮとする。
【０１５１】
電源供給線（Ｖ１〜Ｖｘ）の電位は所定の電位（電源電位）に保たれている。
【０１５２】
まずアドレス期間Ｔａにおいて、ＥＬ素子３３０１対向電極の電位は、電源電位と同じ高さに保たれている。
【０１５３】
次にＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ１に入力される信号によって、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ１に接続されている全てのスイッチング用ＴＦＴ３３０２が導通状態になる。次に、ＥＬ表示用ソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）にデジタルビデオ信号が入力される。デジタルビデオ信号は「０」または「１」の情報を有しており、「０」と「１」のデジタルビデオ信号は、一方がＨｉ、一方がＬｏの電圧を有する信号である。
【０１５４】
そしてＥＬ表示用ソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）に入力されたデジタルビデオ信号は、導通状態のスイッチング用ＴＦＴ３３０２を介して、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３のゲート電極に入力される。
【０１５５】
次にＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ１に接続されている全てのスイッチング用ＴＦＴ３３０２が非導通状態になり、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ２に入力されるゲート信号によって、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ２に接続されている全てのスイッチング用ＴＦＴ３３０２が導通状態になる。次に、ＥＬ表示用ソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）にデジタルビデオ信号が入力される。ＥＬ表示用ソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）に入力されたデジタルビデオ信号は、導通状態のスイッチング用ＴＦＴ３３０２を介して、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３のゲート電極に入力される。
【０１５６】
上述した動作をＥＬ表示用ゲート信号線Ｇｙまで繰り返し、全ての画素のＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３のゲート電極にデジタルビデオ信号が入力され、アドレス期間が終了する。
【０１５７】
アドレス期間Ｔａが終了すると同時にサステイン期間Ｔｓとなる。サステイン期間において、全てのスイッチング用ＴＦＴ３３０２はオフの状態になる。サステイン期間において、全てのＥＬ素子３３０１の対向電極の電位は、電源電位が画素電極に与えられたときにＥＬ素子３３０１が発光する程度に、電源電位との間に電位差を有する高さになる。
【０１５８】
本実施例では、デジタルビデオ信号が「０」の情報を有していた場合、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３は非導通状態になる。よってＥＬ素子３３０１の画素電極は対向電極の電位に保たれたままである。その結果、「０」の情報を有するデジタルビデオ信号が入力された画素において、ＥＬ素子３３０１は発光しない。
【０１５９】
逆にデジタルビデオ信号が「１」の情報を有していた場合、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３は導通状態になる。よって電源電位がＥＬ素子３３０１の画素電極に与えられる。その結果、「１」の情報を有するデジタルビデオ信号が入力された画素が有するＥＬ素子３３０１は発光する。
【０１６０】
このように、画素に入力されるデジタルビデオ信号の有する情報によって、ＥＬ素子が発光または非発光の状態になり、画素は表示を行う。
【０１６１】
サステイン期間が終了すると同時に、１つのサブフレーム期間が終了する。そして次のサブフレーム期間が出現し、再びアドレス期間に入り、全画素にデジタルビデオ信号を入力したら、再びサステイン期間に入る。なお、サブフレーム期間ＳＦ１〜ＳＦＮの出現する順序は任意である。
【０１６２】
以下、残りのサブフレーム期間においても同様の動作を繰り返し、表示を行う。Ｎ個のサブフレーム期間が全て終了したら、１つの画像が表示され、１フレーム期間が終了する。１フレーム期間が終了すると次のフレーム期間のサブフレーム期間が出現し、上述した動作を繰り返す。
【０１６３】
本発明において、Ｎ個のサブフレーム期間がそれぞれ有するアドレス期間（Ｔａ１〜ＴａＮ）の長さは全て同じである。またＮ個のサステイン期間Ｔｓ１、…、ＴｓＮの長さの比は、Ｔｓ１：Ｔｓ２：Ｔｓ３：…：Ｔｓ（Ｎ−１）：ＴｓＮ＝２0：２-1：２-2：…：２-(N-2)：２-(N-1)で表される。
【０１６４】
各画素の階調は、１フレーム期間においてどのサブフレーム期間を発光させるかによって決まる。例えば、Ｎ＝８のとき、全部のサステイン期間で発光した場合の画素の輝度を１００％とすると、Ｔｓ１とＴｓ２において画素が発光した場合には７５％の輝度が表現でき、Ｔｓ３とＴｓ５とＴｓ８を選択した場合には１６％の輝度が表現できる。
【０１６５】
上記のように画素のＥＬ素子を発光させて、画像表示を行う手法をデジタル方式とよぶことにする。
【０１６６】
次に、センサ部の動作方法について、図２及び図３、図１８を用いて説明する。
【０１６７】
ここで、リセット用ＴＦＴ３３０８はｎチャネル型ＴＦＴとし、バッファ用ＴＦＴ３３０７はｐチャネル型ＴＦＴとし、選択用ＴＦＴ３３０６はｎチャネル型ＴＦＴとしたが、リセット用ＴＦＴ３３０８、バッファ用ＴＦＴ３３０７及び選択用ＴＦＴ３３０６はそれぞれ、ｎチャネル型ＴＦＴでもｐチャネル型ＴＦＴでもどちらでも良い。なお、リセット用ＴＦＴ３３０８とバッファ用ＴＦＴ３３０７の極性は逆の方が望ましい。
【０１６８】
始め、リセット用ゲート信号線ＲＧ１の信号により、リセット用ゲート信号線ＲＧ１に接続された全てのリセット用ＴＦＴ３３０８は、導通状態にある。このとき、リセット用ゲート信号線は、選択されているということにする。なお、他のリセット用ゲート信号線ＲＧ２〜ＲＧｙに接続されたすべてのりセット用ＴＦＴ３３０８は、すべて非導通状態にある。このとき、センサ用電源線ＶＢの電位は、リセット用ＴＦＴ３３０８を介して、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極に印加される。こうして、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域は、センサ用電源線ＶＢの電位（基準電位）から、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域とゲート領域の電位差を差し引いた電位に保たれている。こうしてフォトダイオード３３０５の電極間には、逆バイアスの電圧が印加される。
【０１６９】
このとき、センサ用ゲート信号線ＳＧ１の信号によって、センサ用ゲート信号線ＳＧ１に接続された全ての選択用ＴＦＴ３３０６は、非導通状態にある。本明細書において、リセット用ゲート信号線が選択されている期間をリセット期間ＲＳと呼ぶことにする。
【０１７０】
次に、リセット用ゲート信号線ＲＧ１の信号が変化し、リセット用ゲート信号線ＲＧ１に接続された全てのリセット用ＴＦＴ３３０８が非導通状態になる。このときリセット用ゲート信号線は、非選択であるということにする。すると、フォトダイオード３３０５に光が照射されていると、フォトダイオード３３０５の電極間に電流が流れ、リセット期間中に印加された電極間の逆バイアス電圧が、低くなる。この後、センサ用ゲート信号線ＳＧ１に入力される信号によって、センサ用ゲート信号線ＳＧ１に接続された全ての選択用ＴＦＴ３３０６が導通状態になる。
【０１７１】
リセット用ゲート信号線が非選択の状態になり、同じラインの画素に対応する選択用ＴＦＴが選択されるまでの期間をサンプリング期間ＳＴと呼ぶことにする。特に、リセット用ゲート信号線ＲＧ１が非選択になり、選択用ゲート信号線ＳＧ１が選択されるまでの期間を第１のサンプリング期間ＳＴ１と呼ぶことにする。
【０１７２】
サンプリング期間ＳＴ１において、時間の経過と共に、フォトダイオード３３０５の電極間の逆バイアス電圧が小さくなる。この逆バイアス電圧の低下する度合は、フォトダイオード３３０５の光電変換層に照射された光の強度に依存する。ここで、フォトダイオード３３０５のバッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極と接続されていない側の電極は、一定の電位に保たれている。よって、フォトダイオード３３０５のバッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極に接続されている側の電位が低下する。
【０１７３】
この電位の低下は、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極の電位を低下させる。
【０１７４】
ここで、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域は、それぞれ、選択用ＴＦＴ３３０６のドレイン・ソース間を介して定電流源２２０３−１〜２２０３−ｘに接続されているので、バッファ用ＴＦＴ３３０７は、ソースフォロワとして働く。そのため、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート・ソース間電圧は、常に等しく保たれる。そのため、フォトダイオード３３０５の電極間の電位の変化によって、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極の電位が変化すると、同じ分の電位だけ、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域の電位も変化する。サンプリング期間ＳＴ１の後、センサ用ゲート信号線ＳＧ１が選択され、このソース領域の電位の変化は、センサ用出力配線ＳＳ１〜ＳＳｘに出力される。
【０１７５】
その後、センサ用ゲート信号線ＳＧ１は、非選択の状態になる。
【０１７６】
一方、リセット用ゲート信号線ＲＧ１が非選択の状態になると、リセット用ゲート信号線ＲＧ２が選択される。リセット用ゲート信号線ＲＧ２に接続された全てのリセット用ＴＦＴ３３０８が導通状態となり、第２ライン目のリセット期間ＲＳが始まる。この後、リセット用ゲート信号線ＲＧ２が非選択の状態になり、第２ライン目のサンプリング期間ＳＴ２が始まる。なお、第１のサンプリング期間ＳＴ１と第２のサンプリング期間ＳＴ２は、始まる時間は異なるが、長さは同じである。
【０１７７】
第２のサンプリング期間ＳＴ２でも同様に、各画素のセンサ部において、入力された光の強度に応じて、フォトダイオードの電極間の逆バイアス電圧が低下する。第２のサンプリング期間ＳＴ２の後、センサ用ゲート信号線ＳＧ２の信号によって、センサ用ゲート信号線ＳＧ２に接続された全ての選択用ＴＦＴ３３０６が導通状態となり、フォトダイオード３３０５の電極間の電位の変化は、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極に入力され、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域の電位の変化となって、センサ用出力配線ＳＳ１〜ＳＳｘに出力される。
【０１７８】
その後、センサ用ゲート信号線ＳＧ２が非選択の状態となる。
【０１７９】
上記動作を、全てのセンサ用ゲート信号線ＳＧ１〜ＳＧｙについて繰り返し、表示部兼入力部２２０１の画素全部のセンサ部３３１２に入力された信号の情報を読み取る。
【０１８０】
こうして、入力ペンのペン先の位置を特定することができる。
【０１８１】
なお本実施例は、実施例１〜実施例２と自由に組み合わせることが可能である。
【０１８２】
[実施例４]
本発明の情報装置において、入力ペンによって情報の入力を行うだけではなく、イメージセンサとしても用いることができる。
【０１８３】
図２０は、本発明の情報装置をイメージセンサとして用いた場合の模式図である。
【０１８４】
情報装置の表示部兼入力部の回路構成は、実施の形態と同様であるので、説明はここでは省略する。また、図２０の模式図において、図１５と同様の部分は、同じ符号を用いて示し説明は省略する。
【０１８５】
また、表示部兼入力部を駆動する方法は、実施の形態や、実施例３で示した手法と同様の手法を用いることができるので、説明は、ここでは省略する。
【０１８６】
本発明の情報装置の表示部兼入力部の、ペン入力を行う側に、読みとりたい物体（読みとり対象物体：６２５）を近づける。ここで、実施の形態や、実施例３等で示したのと同様の手法で、各画素のＥＬ素子６２２を発光させる。このＥＬ素子６２２の発光を用いて、読みとり対象物体６２５に光を照射する。つまり、各画素のＥＬ素子６２２は、読みとり対象物体６２５の情報を読みとるための照明装置として用いられる。
【０１８７】
そのため、本発明の情報装置をイメージセンサとして用いる際は、各画素のＥＬ素子の発光輝度は、全て同じにするのが望ましい。
【０１８８】
つまり、実施の形態において示したような、アナログ方式によって各画素のＥＬ素子を駆動する場合は、全ての画素に、ＥＬ用ソース信号線より入力されるアナログの信号を、等しくする。
【０１８９】
一方、実施例３に示したような、デジタル方式によって、各画素のＥＬ素子を駆動させる場合は、全ての画素が、１フレーム期間内に同じ長さの時間だけ発光するようにする。なお、できる限り連続的に光を照射するために、全ての画素のＥＬ素子が、１フレーム期間内の全てのサスティン期間において発光するように設定するのが望ましい。
【０１９０】
こうして、読みとり対象物体６２５に照射された光は、読みとり対象物体６２５表面で反射され、各画素のセンサ部のフォトダイオード６２１に入力される。この入力された光が電気信号に変換され、センサ用駆動回路（センサ用ソース信号線駆動回路、センサ用ゲート信号線駆動回路）によって読み出され、読みとり対象物体６２５の表面の情報が、画像として得られる。
【０１９１】
ここで、本実施例では、実施例１に示した構成の情報装置を用いて説明を行ったが、実施例２において図１６で示した構成の情報装置を用い、表示部兼画素部の形成された基板の、ＴＦＴが形成された側から、読み取り対象物体を近づけて、読み取り対象物体表面の情報を読み取ることもできる。
【０１９２】
なお、本実施例は、実施例１〜実施例３と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０１９３】
[実施例５]
本発明の情報装置の表示部兼入力部の作製方法について、図１０〜図１４を用いて説明する。
【０１９４】
まず、図１０（Ａ）において、本実施例ではコーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板２００を用いる。なお、基板２００としては、透光性を有する基板であれば限定されず、石英基板を用いてもよく、また、ガラス基板、セラミック基板等を用いてもよい。また、本実施例の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てもよい。
【０１９５】
また基板２００としては、ステンレス基板を用いてもよい。しかし、ステンレス基板は、透明ではないため、ＥＬ素子が発する光が基板２００とは反対側に放射される場合のみ有効である。
【０１９６】
次に基板２００を覆うように、基板２００上に酸化珪素からなる絶縁膜を形成する。絶縁膜は、酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜を用いることができる。例えば、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化珪素膜を２５０〜８００ｎｍ（好ましくは３００〜５００ｎｍ）、同様にＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化水素化珪素膜を２５０〜８００ｎｍ（好ましくは３００〜５００ｎｍ）の厚さに積層して形成しても良い。ここでは酸化珪素からなる絶縁膜を単層構造とし、０．５〜１．５μmの厚さに形成した。なお絶縁膜の材料は酸化珪素に限定されない。
【０１９７】
次にＣＭＰ法で該絶縁膜を研磨することで平坦化絶縁膜２０１が形成される。ＣＭＰ法は公知の方法で行うことが可能である。酸化膜の研磨では、一般的に１００〜１０００ｎｍφの研磨剤を、ＰＨ調整剤等の試薬を含む水溶液に分散させた固液分散系のスラリーが用いられる。本実施例では、水酸化カリウムが添加された水溶液に、塩化珪素ガスを熱分解して得られるフュームドシリカ粒子を２０ｗｔ％分散したシリカスラリー（ＰＨ＝１０〜１１）を用いる。
【０１９８】
平坦化絶縁膜２０１形成後、平坦化絶縁膜２０１上に半導体層２０２〜２０６を形成する。半導体層２０２〜２０６は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜した後、公知の結晶化処理（レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等）を行って得られた結晶質半導体膜を所望の形状にパターニングして形成する。この半導体層２０２〜２０６の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくは珪素またはシリコンゲルマニウム（ＳｉXＧｅ1-X（Ｘ＝０．０００１〜０．０２））合金などで形成すると良い。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、５５ｎｍの非晶質珪素膜を成膜した後、ニッケルを含む溶液を非晶質珪素膜上に保持させた。この非晶質珪素膜に脱水素化（５００℃、１時間）を行った後、熱結晶化（５５０℃、４時間）を行い、さらに結晶化を改善するためのレーザーアニ―ル処理を行って結晶質珪素膜を形成した。そして、この結晶質珪素膜をフォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理によって、半導体層２０２〜２０６を形成した。
【０１９９】
また、半導体層２０２〜２０６を形成した後、ＴＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元素（ボロンまたはリン）のドーピングを行ってもよい。
【０２００】
また、レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製する場合には、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーやＹＡＧレーザー、ＹＶＯ4レーザーを用いることができる。これらのレーザーを用いる場合には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４００mJ/cm2(代表的には２００〜３００mJ/cm2)とする。また、ＹＡＧレーザーを用いる場合にはその第２高調波を用いパルス発振周波数３０〜３００ｋＨｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００mJ/cm2(代表的には３５０〜５００mJ/cm2)とすると良い。そして幅１００〜１０００μｍ、例えば４００μｍで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率（オーバーラップ率）を５０〜９８％として行えばよい。
【０２０１】
次いで、半導体層２０２〜２０６を覆うゲート絶縁膜２０９を形成する。ゲート絶縁膜２０９はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【０２０２】
また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Orthosilicate）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Ｐa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．５〜０．８W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【０２０３】
次いで、図１０（Ａ）に示すように、ゲート絶縁膜２０９上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜２１０ａと、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜２１０ｂとを積層形成する。本実施例では、膜厚３０ｎｍのＴａＮ膜からなる第１の導電膜２１０ａと、膜厚３７０ｎｍのＷ膜からなる第２の導電膜２１０ｂを積層形成した。ＴａＮ膜はスパッタ法で形成し、Ｔａのターゲットを用い、窒素を含む雰囲気内でスパッタした。また、Ｗ膜は、Ｗのターゲットを用いたスパッタ法で形成した。その他に６フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いる熱ＣＶＤ法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ膜中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本実施例では、高純度のＷ（純度９９．９９９９％）のターゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができた。
【０２０４】
なお、本実施例では、第１の導電膜２１０ａをＴａＮ、第２の導電膜２１０ｂをＷとしたが、特に限定されず、いずれもＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、第１の導電膜をタンタル（Ｔａ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化チタン（ＴｉＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＡｌ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＣｕ膜とする組み合わせとしてもよい。
【０２０５】
次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスク２１１を形成し、電極及び配線を形成するための第１のエッチング処理を行う（図１０（Ｂ））。第１のエッチング処理では第１及び第２のエッチング条件で行う。本実施例では第１のエッチング条件として、ＩＣＰ（Inductively Coupled Ｐlasma：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、それぞれのガス流量比を２５／２５／１０（ｓｃｃｍ）とし、１Ｐaの圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成してエッチングを行った。ここでは、松下電器産業（株）製のＩＣＰを用いたドライエッチング装置（Model Ｅ６４５−□ＩＣＰ）を用いた。基板側（試料ステージ）にも１５０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。この第１のエッチング条件によりＷ膜をエッチングして第１の導電層の端部をテーパー形状とする。第１のエッチング条件でのＷに対するエッチング速度は２００．３９ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は８０．３２ｎｍ／ｍｉｎであり、ＴａＮに対するＷの選択比は約２．５である。また、この第１のエッチング条件によって、Ｗのテーパー角は、約２６°となる。
【０２０６】
上記第１のエッチング処理では、レジストからなるマスク２１１の形状を適したものとすることにより、基板側に印加するバイアス電圧の効果により第１の導電層及び第２の導電層の端部がテーパー形状となる。このテーパー部の角度は１５〜４５°とすればよい。こうして、第１のエッチング処理により第１の導電層と第２の導電層から成る第１の形状の導電層２１２〜２１６（第１の導電層２１２ａ〜２１６ａと第２の導電層２１２ｂ〜２１６ｂ）を形成する。２１７はゲート絶縁膜であり、第１の形状の導電層２１２〜２１６で覆われない領域は２０〜５０ｎｍ程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
【０２０７】
次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング処理を行う（図１０（Ｃ））。ここでは、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、それぞれのガス流量比を２５／２５／１０（ｓｃｃｍ）とし、１Ｐaの圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成してエッチングを行った。基板側（試料ステージ）にも２０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。第２のエッチング処理でのＷに対するエッチング速度は１２４.６２ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は２０．６７ｎｍ／ｍｉｎであり、ＴａＮに対するＷの選択比は６.０５である。従って、Ｗ膜が選択的にエッチングされる。この第２のエッチングによりＷのテーパー角は７０°となった。この第２のエッチング処理により第２の導電層２１８ｂ〜２２２ｂを形成する。一方、第１の導電層２１８ａ〜２２２ａは、ほとんどエッチングされず、第１の導電層２１８ａ〜２２２ａが形成される。２２３はゲート絶縁膜であり、第２の形状の導電層２１８〜２２２で覆われない領域は２０〜５０ｎｍ程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
【０２０８】
第１の導電層２１８ａと第２の導電層２１８ｂとで形成された電極は、後の工程で形成されるｎチャネル型のバッファ用ＴＦＴとなり、第１の導電層２１９ａと第２の導電層２１９ｂとで形成された電極は、後の工程で形成されるｎチャネル型の選択用ＴＦＴとなる。同様に、第１の導電層２２０ａと第２の導電層２２０ｂとで形成された電極は、後の工程で形成されるｐチャネル型のリセット用ＴＦＴとなり、第１の導電層２２１ａと第２の導電層２２１ｂとで形成された電極は、後の工程で形成されるｎチャネル型のスイッチング用ＴＦＴとなり、第１の導電層２２２ａと第２の導電層２２２ｂとで形成された電極は、後の工程で形成されるｐチャネル型のＥＬ駆動用ＴＦＴとなる。
【０２０９】
次いで、第１のドーピング処理を行って図１１（Ａ）の状態を得る。ドーピングは第２の導電層２１８ｂ〜２２２ｂを不純物元素に対するマスクとして用い、第１の導電層２１８ａ〜２２２ａのテーパー部下方の半導体層に不純物元素が添加されるようにドーピングする。本実施例では、不純物元素としてＰ（リン）を用い、ドーズ量３．５×１０12atoms/cm3、加速電圧９０ｋｅＶにてプラズマドーピングを行った。こうして第１の導電層と重ならない低濃度不純物領域２２４ａ〜２２８ａと、第１の導電層と重なる低濃度不純物領域２２４ｂ〜２２８ｂを自己整合的に形成する。低濃度不純物領域２２４ｂ〜２２８ｂへ添加されたリン（Ｐ）の濃度は、１×１０17〜１×１０18atoms/cm3であり、且つ、第１の導電層２１８ａ〜２２２ａのテーパー部の膜厚に従って緩やかな濃度勾配を有している。なお、第１の導電層２１８ａ〜２２２ａのテーパー部と重なる半導体層において、第１の導電層２１８ａ〜２２２ａのテーパー部の端部から内側に向かって、若干不純物濃度が低くなっているものの、ほぼ同程度の濃度である。
【０２１０】
そして、レジストからなるマスク２３１を形成し、第２のドーピング処理を行い、半導体層にｎ型を付与する不純物元素を添加する（図１１（Ｂ））。ドーピング処理はイオンドープ法、若しくはイオン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０13〜５×１０15atoms/cm3とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を１.５×１０15atoms/cm3とし、加速電圧を８０ｋｅＶとして行った。ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いた。この場合、導電層２１８〜２２２がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に高濃度不純物領域２３２ａ〜２３６ａ、第１の導電層と重ならない低濃度不純物領域２３２ｂ〜２３６ｂ、第１の導電層と重なる低濃度不純物領域２３２ｃ〜２３６ｃが形成される。高濃度不純物領域２３２ａ〜２３６ａには１×１０20〜１×１０21atoms/cm3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加する。
【０２１１】
なおｐチャネル型の半導体膜が形成される半導体膜には、図１１（Ｂ）に示した第２のドーピング処理によりｎ型の不純物をドーピングする必要はないため、マスク２３１を半導体層２０４、２０６上に完全に覆うように形成し、ｎ型の不純物がドーピングされないようにしても良い。逆にマスク２３１を半導体層２０４、２０６上に設けず、第３のドーピング処理において半導体層の極性をｐ型に反転させても良い。
【０２１２】
次いで、レジストからなるマスク２３１を除去した後、新たにレジストからなるマスク２３９を形成して第３のドーピング処理を行う。この第３のドーピング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴの活性層となる半導体層に前記一導電型（ｎ型）とは逆の導電型（ｐ型）を付与する不純物元素が添加された不純物領域２４０ａ〜２４０ｃ、２４１a〜２４１ｃを形成する（図１１（Ｃ））。第１の導電層２２０ｂ、２２２ｂを不純物元素に対するマスクとして用い、ｐ型を付与する不純物元素を添加して自己整合的に不純物領域を形成する。本実施例では、不純物領域２４０ａ〜２４０ｃ、２４１ａ〜２４１ｃはジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成する。なお、この第３のドーピング処理の際には、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層はレジストからなるマスク２３９で覆われている。第１のドーピング処理及び第２のドーピング処理によって、不純物領域２４０a、２４０ｂ、２４０ｃにはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、そのいずれの領域においてもｐ型を付与する不純物元素の濃度が２×１０20〜２×１０21atoms/cm3となるようにドーピング処理することにより、ｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じない。
【０２１３】
次いで、それぞれの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する工程を行う。この活性化工程は、ファーネスアニール炉を用いる熱アニール炉で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ＰＰｍ以下、好ましくは０．１ＰＰｍ以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜５５０℃で行えばよく、本実施例では５５０℃、４時間の熱処理で活性化処理を行った。なお、熱アニール法の他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）などを適用することができる。
【０２１４】
また、第１の層間絶縁膜を形成した後に活性化処理を行ってもよい。ただし、配線に用いた配線材料が熱に弱い場合には、本実施例のように配線等を保護するため層間絶縁膜（シリコンを主成分とする絶縁膜、例えば窒化珪素膜）を形成した後で活性化処理を行うことが好ましい。
【０２１５】
さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜５５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、半導体層を水素化する工程を行う。本実施例では、水素を約３％含む窒素雰囲気中で４１０℃、１時間の熱処理を行った。この工程は熱的に励起された水素により半導体膜の不対結合手を水素終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる。）を用いることもできる。
【０２１６】
また、パッシベーション膜を形成した後に水素化する工程を行ってもよい。
【０２１７】
以上までの工程でそれぞれの半導体層に不純物領域が形成される。
【０２１８】
次いで、レジストからなるマスク２３９を除去し、第３のエッチング処理を行う。本実施例では導電層２１８〜２２２をマスクとして用いて、ゲート絶縁膜をエッチング処理する。
【０２１９】
第３のエッチング処理により、ゲート絶縁膜２４３ｃ〜２４７ｃが、第２の導電層２４３ｂ〜２４７ｂの下方に形成される（図１２（Ａ））。
【０２２０】
次いで、基板２００を覆うように、パッシベーション膜２９１を形成する（図１２（Ｂ））。パッシベーション膜２９１は、酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜を用いることができる。例えば、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Oから作製される酸化窒化珪素膜を２５０〜８００ｎｍ（好ましくは３００〜５００ｎｍ）、同様にＳｉＨ4、Ｎ2Oから作製される酸化窒化水素化珪素膜を２５０〜８００ｎｍ（好ましくは３００〜５００ｎｍ）の厚さに積層して形成してもよい。本実施例では酸化窒素からなるパッシベーション膜２９１を、単層構造とし、０．５〜１．５μｍの厚さで形成した。
【０２２１】
次いで、第１層間絶縁膜２４９を形成する。プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１００〜２００ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により膜厚１５０ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成した。勿論、第１層間絶縁膜２４９は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。次いで、各不純物領域２３２ａ、２３３ａ、２３５a、２３８、２４０ａ、２４１ａ、２４２に達するコンタクトホールを形成するためのパターニングを行う。
【０２２２】
次いで、ソース配線２５１〜２５５、ドレイン配線２５７〜２６１を形成する（図１２（Ｃ））。なお、本実施例では、この配線の材料としては、ＡｌまたはＡｇを主成分とする膜、またはそれらの積層膜等の反射性の優れた材料を用いることが望ましい。
【０２２３】
次に、図１３（Ａ）に示すように５０〜５００ｎｍ（代表的には２００〜３００ｎｍ）の厚さで第２パッシベーション膜２６８を形成する。本実施例では第２パッシベーション膜２６８として３００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を用いる。これは窒化珪素膜で代用しても良い。なお、窒化酸化珪素膜の形成に先立ってＨ2、ＮＨ3等水素を含むガスを用いてプラズマ処理を行うことは有効である。
【０２２４】
次に、有機樹脂からなる第２層間絶縁膜２６９を形成する。有機樹脂としてはポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。特に、第２層間絶縁膜２６９は平坦化の意味合いが強いので、平坦性に優れたアクリルが好ましい。本実施例ではＴＦＴによって形成される段差を十分に平坦化しうる膜厚でアクリル膜を形成する。好ましくは１〜５μm（さらに好ましくは２〜４μm）とすれば良い。
【０２２５】
次に、第２層間絶縁膜２６９及び第２パッシベーション膜２６８にドレイン配線２５９に達するコンタクトホールを形成し、ドレイン配線２５９に接するようにフォトダイオードのカソード電極２７０を形成する。本実施例では、カソード電極２７０としてスパッタ法によって形成したアルミニウム膜を用いたが、その他の金属、例えばチタン、タンタル、タングステン、銅を用いることができる。また、チタン、アルミニウム、チタンでなる積層膜を用いてもよい。
【０２２６】
次に、水素を含有する非晶質珪素膜を基板全面に成膜した後にパターニングし、光電変換層２７１を形成する。次に、基板全面に透明導電膜を形成する。本実施例では透明導電膜として厚さ２００ｎｍのＩＴＯをスパッタ法で成膜する。透明導電膜をパターニングし、アノード電極２７２を形成する。（図１３（Ｂ））
【０２２７】
次に、図１４（Ａ）に示すように第３層間絶縁膜２７３を形成する。第３層間絶縁膜２７３として、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリル等の樹脂を用いることで、平坦な表面を得ることができる。本実施例では、第３層間絶縁膜２７３として厚さ０．７μｍのポリイミド膜を基板全面に形成した。
【０２２８】
次に、第３層間絶縁膜２７３、第２層間絶縁膜２６９及び第２パッシベーション膜２６８にドレイン配線２６１に達するコンタクトホールを形成し、画素電極２７５を形成する。また第３層間絶縁膜２７３に、アノード電極２７２に達するコンタクトホールを形成し、センサ用配線２７４を形成する。本実施例ではアルミニウム合金膜（１wt%のチタンを含有したアルミニウム膜）を３００ｎｍの厚さに形成し、パターニングを行ってセンサ用配線２７４及び画素電極２７５を同時に形成する。
【０２２９】
次に、図１４（Ｂ）に示すように、樹脂材料でなるバンク２７６を形成する。バンク２７６は１〜２μm厚のアクリル膜またはポリイミド膜をパターニングして形成すれば良い。バンク２７６はソース配線２５４上に沿って形成しても良いし、ゲート配線（図示せず）上に沿って形成しても良い。なおバンク２７６を形成している樹脂材料に顔料等を混ぜ、バンク２７６を遮蔽膜として用いても良い。
【０２３０】
次に、発光層２７７を形成する。具体的には、発光層２７７となる有機ＥＬ材料をクロロフォルム、ジクロロメタン、キシレン、トルエン、テトラヒドロフラン等の溶媒に溶かして塗布し、その後、熱処理を行うことにより溶媒を揮発させる。こうして有機ＥＬ材料でなる被膜（発光層）が形成される。
【０２３１】
なお、本実施例では一画素しか図示されていないが、カラー表示を行う情報装置を作製する場合は、このとき同時に赤色に発光する発光層、緑色に発光する発光層及び青色に発光する発光層が形成される。本実施例では、赤色に発光する発光層としてシアノポリフェニレンビニレン、緑色に発光する発光層としてポリフェニレンビニレン、青色に発光する発光層としてポリアルキルフェニレンを各々５０ｎｍの厚さに形成する。また、溶媒としては１，２−ジクロロメタンを用い、８０〜１５０℃のホットプレートで１〜５分の熱処理を行って揮発させる。
【０２３２】
本実施例ではＥＬ層を発光層でなる１層構造とするが、その他に正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層等を設けても構わない。このように組み合わせは既に様々な例が報告されており、そのいずれの構成を用いても構わない。
【０２３３】
発光層２７７を形成したら、対向電極として透明導電膜でなる陽極２７９を１２０ｎｍの厚さに形成する。本実施例では、酸化インジウムに１０〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を添加した透明導電膜を用いる。成膜方法は、発光層２７７を劣化させないように室温で蒸着法により形成することが好ましい。
【０２３４】
陽極２７９を形成したら、図１４（Ｂ）に示すように第４層間絶縁膜２８０を形成する。第４層間絶縁膜２８０として、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリル等の樹脂を用いることで、平坦な表面を得ることができる。本実施例では、第４層間絶縁膜２８０として厚さ０．７μｍのポリイミド膜を基板全面に形成した。
【０２３５】
こうして図１４（Ｂ）に示すような構造のセンサ基板が完成する。なお、バンク２７６を形成した後、第４層間絶縁膜２８０を形成するまでの工程をマルチチャンバー方式（またはインライン方式）の薄膜形成装置を用いて、大気解放せずに連続的に処理することは有効である。
【０２３６】
以上の様にして、バッファ用ＴＦＴ３０４、選択用ＴＦＴ３０５、リセット用ＴＦＴ３０３、フォトダイオード３０６、スイッチング用ＴＦＴ３０１、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３０２及びＥＬ素子２６９を同一基板上に形成することができる。
【０２３７】
なお、各駆動回路（ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路、ＥＬ表示用ゲート信号線駆動回路、センサ用ソース信号線駆動回路、センサ用ゲート信号線駆動回路）を構成するＴＦＴも、上記作製工程によって同様に作製することができる。こうして、表示部兼入力部と同一基板上に各駆動回路を形成することができる。
【０２３８】
なお本実施例は、実施例１〜実施例４と自由に組み合わせることが可能である。
【０２３９】
[実施例６]
本実施例では、本発明を用いて情報装置を作製した例について、図６を用いて説明する。
【０２４０】
図６（Ａ）は、ＴＦＴ基板をシーリング材によって封止することによって形成された情報装置の上面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＡ−Ａ’における断面図、図６（Ｃ）は図６（Ａ）のＢ−Ｂ’における断面図である。
【０２４１】
同一基板４００１上に設けられた表示部兼入力部４００２と、センサ用およびＥＬ素子用のソース信号線駆動回路４００３ａ、ｂと、センサ用およびＥＬ素子用のゲート信号線駆動回路４００４ａ、ｂとを囲むようにして、シール材４００９が設けられている。また表示部兼入力部４００２と、センサ用およびＥＬ素子用のソース信号線駆動回路４００３ａ、ｂと、センサ用およびＥＬ素子用のゲート信号線駆動回路４００４ａ、ｂとの上にシーリング材４００８が設けられている。よって表示部兼入力部４００２と、センサ用およびＥＬ素子用のソース信号線駆動回路４００３ａ、ｂと、センサ用およびＥＬ素子用の第１及び第２のゲート信号線駆動回路４００４ａ、ｂとは、基板４００１とシール材４００９とシーリング材４００８とによって、充填材４２１０で密封されている。
【０２４２】
また基板４００１上に設けられた表示部兼入力部４００２と、センサ用およびＥＬ素子用のソース信号線駆動回路４００３ａ、ｂと、センサ用およびＥＬ素子用のゲート信号線駆動回路４００４ａ、ｂとは、複数のＴＦＴを有している。図６（Ｂ）では代表的に、下地膜４０１０上に形成された、画素部兼入力部４００２に含まれるリセット用ＴＦＴ（フォトダイオードに逆バイアス電圧をかけるためのＴＦＴ）４２０１及びＥＬ駆動用ＴＦＴ（ＥＬ素子への電流を制御するＴＦＴ）４２０２、フォトダイオード４２１１を図示した。
【０２４３】
本実施例では、リセット用ＴＦＴ４２０１には公知の方法で作製されたｎチャネル型ＴＦＴが用いられ、ＥＬ駆動用ＴＦＴ４２０２には公知の方法で作製されたｐチャネル型ＴＦＴが用いられる。また、表示部兼入力部４００２にはＥＬ駆動用ＴＦＴ４２０２のゲートに接続された保持容量（図示せず）が設けられる。
【０２４４】
リセット用ＴＦＴ４２０１、ＥＬ駆動用ＴＦＴ４２０２上には第１層間絶縁膜（平坦化膜）４３１１が形成される。次に第２層間絶縁膜（平坦化膜）４３０２が形成され、その上にフォトダイオード４２１１が形成される。次に第３層間絶縁膜４４０３が形成され、その上にＥＬ駆動用ＴＦＴ４２０２のドレインと電気的に接続する画素電極（陽極）４２０３が形成される。画素電極４２０３としては仕事関数の大きい透明導電膜が用いられる。透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウムを用いることができる。また、前記透明導電膜にガリウムを添加したものを用いても良い。
【０２４５】
そして、画素電極４２０３の上には絶縁膜４４０４が形成され、絶縁膜４４０４は画素電極４２０３の上に開口部が形成されている。この開口部において、画素電極４２０３の上にはＥＬ（エレクトロルミネッセンス）層４２０４が形成される。ＥＬ層４２０４は公知の有機ＥＬ材料または無機ＥＬ材料を用いることができる。また、有機ＥＬ材料には低分子系（モノマー系）材料と高分子系（ポリマー系）材料があるがどちらを用いても良い。
【０２４６】
ＥＬ層４２０４の形成方法は公知の蒸着技術もしくは塗布法技術を用いれば良い。また、ＥＬ層の構造は正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層または電子注入層を自由に組み合わせて積層構造または単層構造とすれば良い。
【０２４７】
ＥＬ層４２０４の上には遮光性を有する導電膜（代表的にはアルミニウム、銅もしくは銀を主成分とする導電膜またはそれらと他の導電膜との積層膜）からなる陰極４２０５が形成される。また、陰極４２０５とＥＬ層４２０４の界面に存在する水分や酸素は極力排除しておくことが望ましい。従って、ＥＬ層４２０４を窒素または希ガス雰囲気で形成し、酸素や水分に触れさせないまま陰極４２０５を形成するといった工夫が必要である。本実施例ではマルチチャンバー方式（クラスターツール方式）の成膜装置を用いることで上述のような成膜を可能とする。そして陰極４２０５は所定の電圧が与えられている。
【０２４８】
以上のようにして、画素電極（陽極）４２０３、ＥＬ層４２０４及び陰極４２０５からなるＥＬ素子４３０３が形成される。そしてＥＬ素子４３０３を覆うように、絶縁膜４３０２上に保護膜４２０９が形成されている。保護膜４２０９は、ＥＬ素子４３０３に酸素や水分等が入り込むのを防ぐのに効果的である。
【０２４９】
４００５は電源供給線に接続された引き回し配線であり、ＥＬ駆動用ＴＦＴ４２０２のソース領域に電気的に接続されている。引き回し配線４００５はシール材４００９と基板４００１との間を通り、異方導電性フィルム４３００を介してＦＰＣ４００６が有するＦＰＣ用配線４３０１に電気的に接続される。
【０２５０】
シーリング材４００８としては、ガラス材、金属材（代表的にはステンレス材）、セラミックス材、プラスチック材（プラスチックフィルムも含む）を用いることができる。プラスチック材としては、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをＰＶＦフィルムやマイラーフィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。
【０２５１】
但し、ＥＬ素子からの光の放射方向がカバー材側に向かう場合にはカバー材は透明でなければならない。その場合には、ガラス板、プラスチック板、ポリエステルフィルムまたはアクリルフィルムのような透明物質を用いる。
【０２５２】
また、充填材４１０３としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、アクリル、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。本実施例では充填材として窒素を用いた。
【０２５３】
また充填材４２１０を吸湿性物質（好ましくは酸化バリウム）もしくは酸素を吸着しうる物質にさらしておくために、シーリング材４００８の基板４００１側の面に凹部４００７を設けて吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７を配置する。そして、吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７が飛び散らないように、凹部カバー材４２０８によって吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７は凹部４００７に保持されている。なお凹部カバー材４２０８は目の細かいメッシュ状になっており、空気や水分は通し、吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７は通さない構成になっている。吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７を設けることで、ＥＬ素子４３０３の劣化を抑制できる。
【０２５４】
図６（Ｃ）に示すように、画素電極４２０３が形成されると同時に、引き回し配線４００５上に接するように導電性膜４２０３ａが形成される。
【０２５５】
また、異方導電性フィルム４３００は導電性フィラー４３００ａを有している。基板４００１とＦＰＣ４００６とを熱圧着することで、基板４００１上の導電性膜４２０３ａとＦＰＣ４００６上のＦＰＣ用配線４３０１とが、導電性フィラー４３００ａによって電気的に接続される。
【０２５６】
なお、本実施例は、実施例１〜実施例５と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０２５７】
[実施例７]
本実施例では、本発明の情報装置の光電変換素子を、有機物を用いて作製した例について説明する。
【０２５８】
光電変換素子として、フォトダイオードを例に説明する。
【０２５９】
フォトダイオードの光電変換層として、有機物を用いる。具体的には、アゾ顔料、ペリレンのような多環式化合物、フタロシアニン顔料、イオン性色素などを用いることができる。なお、ここでは光電変換層を、電荷発生層と呼ぶ事にする。
【０２６０】
また、電荷発生層のほかに、電荷注入障壁層や、電荷輸送層等を設けることもできる。
【０２６１】
電荷輸送層としては、ヒドラゾン誘導体、スチルベンゼン誘導体、トリファニルアミン誘導体等の低分子化合物、ポリシラン誘導体等の高分子材料を利用することができる。
【０２６２】
この様な電荷輸送層を設けることで、フォトダイオードの光応答特性を向上させることができる。
【０２６３】
また、電荷注入障壁層としては、共重合ナイロン等を用いることができる。
【０２６４】
この様な、電荷注入障壁層と電荷発生層と電荷輸送層の積層構造を有するフォトダイオードを作製する手法について図１９を用いて説明する。
【０２６５】
ＩＴＯ膜のアノード電極９９１を形成し、その上に電荷注入障壁層９９２、電荷発生層９９３、電荷輸送層９９４、カソード電極９９６の順に形成する。
【０２６６】
ここでは、電荷注入障壁層９９２としては、共重合ナイロン層を塗布する。
【０２６７】
その後、アゾ顔料をバインダ樹脂に分散し塗布することで、電荷発生層９９３を形成する。
【０２６８】
次に、ヒドラゾン誘導体をバインダ樹脂に分散し、塗布することで、電荷輸送層９９４を形成する。
【０２６９】
最後に、アルミニウムでカソード電極９９６を形成し、フォトダイオード９９７が完成する。
【０２７０】
なお、フォトダイオードの構成はこれに限定されない。電荷注入障壁層や電荷輸送層は必ずしも設定する必要はない。
【０２７１】
また、アノード電極、カソード電極、電荷注入障壁層、電荷発生層、電荷輸送層等は、上記材料に限らず、公知の材料を自由に用いる事ができる。
【０２７２】
半導体等の無機物を用いたフォトダイオードに比べて、有機物を用いたものは、大面積のフォトダイオードが作製可能であり、また柔軟性に富み、加工性に優れるといった利点がある。
【０２７３】
なお、本実施例は、実施例１〜実施例６と自由に組み合あわせて実施する事が可能である。
【０２７４】
[実施例８]
本実施例では、本発明の情報装置を応用した電子機器について説明する。本発明の情報装置を応用する例として、携帯情報端末（ＰＤＡ、携帯電話または電子書籍等）などが挙げられる。
【０２７５】
図４（Ａ）は、ＰＤＡの模式図である。表示部兼入力部１９０１と入力ペン１９０２、操作キー１９０３、外部接続ポート１９０４及び電源スイッチ１９０５を有する。本発明の情報装置はＰＤＡの表示部兼入力部１９０１に用いることができる。
【０２７６】
図４（Ｂ）は、電子書籍の模式図である。表示部兼入力部１９１１と入力ペン１９１２、操作キー１９１３及び記録媒体１９１４を有する。本発明の情報装置は電子書籍の表示部兼入力部１９１１に用いることができる。
【０２７７】
図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）は、本発明の情報装置を、本人認証作業の機能を有する携帯情報端末に応用した例である。
【０２７８】
ここで、本人認証作業とは、予め登録されている情報と、その後入力された情報とを比較して、この２つの情報が、同じ人物を指し示すものかどうかを判断する機能のことをいうとする。
【０２７９】
図２１（Ａ）に携帯情報端末２１８３を示す。この携帯情報端末２１８３は、入力ペン２１８１、表示部兼入力部２１８４、操作キー２１８５、外部接続ポート２１８６、電源スイッチ２１８７等を有する。
【０２８０】
実施例４において示した、表示部兼入力部２１８４をイメージセンサとして用いる手法を用い、手２１８８を、表示部兼入力部２１８４上に置いて、掌紋を読み取る。
【０２８１】
この読み取った掌紋を、個人を識別する情報（個人情報）として用いて、認証作業を行うことができる。
【０２８２】
なお、認証作業に用いる個人情報は、掌紋のみに限らず、指紋等の生体情報を自由に用いることができる。
【０２８３】
また、これらの、認証のための個人情報は、自由に組み合わせて用いることができる。
【０２８４】
また、図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）で示したのと同じ構成の携帯情報装置であるが、異なる方法で本人認証作業を行う場合について説明する。
【０２８５】
ここでは、入力ペン２１８１によって、表示部兼入力部２１８４に入力した筆跡２１９１の情報を、認証作業に用いる。
【０２８６】
なお、ペン入力によって入力された、筆跡などの個人情報と、イメージセンサによって入力された、掌紋、指紋などの個人情報を、自由に組み合わせて、本人認証の作業を行う携帯情報端末に応用することもできる。
【０２８７】
本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、本実施例の電子機器は実施例１〜７のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。
【発明の効果】
従来の抵抗膜式や光学式のペン入力機能を有する情報装置では、画像の視認性、装置の耐久性、精度や小型化、消費電力等の問題があった。
【０２８８】
本発明のペン入力機能を有する情報装置は、表示装置の画素に、ＥＬ素子と光電変換素子の両方を配置し、ペン先が発光するペンによって、光電変換素子に光を入力することによって情報入力を行う。これによって、表示画像の輝度を損なわず、また鮮明な画像を表示し、耐久性に優れ、小型化可能で、精度の良い、ペン入力機能を有する情報装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の情報装置の模式図。
【図２】 本発明の光センサの上面及び断面の模式図。
【図３】 本発明の情報装置のイメージセンサ付表示パネルの画素部の回路図。
【図４】 本発明の情報装置を応用した電子機器の図。
【図５】 本発明の情報装置の駆動のタイミングチャートを示す図。
【図６】 本発明の情報装置の上面図及び断面図。
【図７】 従来の抵抗膜式ペン入力装置の構造を示す図。
【図８】 従来の抵抗膜式ペン入力装置の構造を示す図。
【図９】 従来の光学式ペン入力装置の構造を示す図。
【図１０】 本発明の情報装置の作製工程を示す図。
【図１１】 本発明の情報装置の作製工程を示す図。
【図１２】 本発明の情報装置の作製工程を示す図。
【図１３】 本発明の情報装置の作製工程を示す図。
【図１４】 本発明の情報装置の作製工程を示す図。
【図１５】 本発明の情報装置の断面図。
【図１６】 本発明の情報装置の断面図。
【図１７】 本発明の情報装置の駆動のタイミングチャートを示す図。
【図１８】 本発明の情報装置の駆動のタイミングチャートを示す図。
【図１９】 本発明の情報装置の光電変換素子の構成を示す図。
【図２０】 本発明の情報装置の断面図。
【図２１】 本発明の情報装置を応用した電子機器の図。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペン等によって情報を入力する機能を有する情報装置に関する。特に、表示装置の画面上でペン入力の操作を行う情報装置に関する。表示装置としては、特にＥＬ素子を用いたＥＬ表示装置に関する。また、この情報装置を有する携帯情報装置に関する。
【０００２】
なお、本明細書において、ＥＬ素子とは、一重項励起子からの発光（蛍光）及び三重項励起子からの発光（燐光）の両方を利用するものを示すとする。
【０００３】
【従来の技術】
携帯情報装置において、小型化及び操作性の面から、ペン入力方式の携帯情報装置の需要が高まっている。ペン入力方式は、専用の、もしくは任意のペン等を用い、表示画面にペン先を接触させる、もしくは近付けることによって、情報の入力を行う方式のことである。
【０００４】
つまり、表示画面上のペン先が指し示した位置に対応する情報の入力を行う。表示画面は、ペン入力画面も兼ねる。このペン入力方式では、ペン入力画面上で、ペンが指し示した位置を特定する必要がある。ペン入力方式の手法には、抵抗膜式や光学式等がある。
【０００５】
始めに、抵抗膜式について説明する。
【０００６】
図７は、抵抗膜式のペン入力装置の構造を示す模式図である。なお、ペン入力装置７７１１は、表示装置７７０８の上部に形成されている。表示装置７７０８は、表示部７７０９と周辺回路７７１０を有する。
【０００７】
ペン入力装置７７１１において、可動電極７７０１と固定電極７７０２は、ドットスペーサ７７０４を挟んで、貼り合わせ材７７０３によって約１００〜３００μｍの間隔で互いに平行に接続されている。ここで、ペン入力装置７７１１を介して、表示装置７７０８の表示部７７０９に映し出される画像を見ることができるように、可動電極７７０１及び固定電極７７０２は、透光性を有する導電材料で形成されている。透光性を有する導電材料としては、一般に、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜が用いられる。
【０００８】
抵抗膜式では、ペン入力装置７７１１上の入力ペン７７０５で指し示した位置（図７中、入力点Ａ）において、可動電極７７０１と固定電極７７０２は接する。このとき、入力点Ａの位置を、２つの位置検出用の電極７７０６及び７７０７からの抵抗Ｒ１及びＲ２の比として読み取る方式である。
【０００９】
具体的に、位置の読み取りを行う際の例を図８に示す。入力ペン８０７によって、入力点Ａにおいて、可動電極８０１側より圧力を加えて、固定電極８０２と接触させる。ここで、可動電極８０１の２つの電極８０３と８０４間に電圧をかけ、可動電極８０１内部に電位の勾配を発生させる。このときの入力点Ａの電位ＶAを測定することによって、電極８０３と電極８０４から入力点Ａまでの抵抗値Ｒx1及びＲx2を知ることができる。ここで、可動電極８０１の膜質が均一であるとすると、この抵抗値Ｒx1及びＲx2は、電極８０３と８０４それぞれから入力点Ａまでの距離に比例する。
【００１０】
同様に今度は、固定電極８０２の２つの電極８０５と８０６間に電圧を加えて、固定電極８０２内部に電位の勾配が発生する。このときの入力点Ａの電位ＶAを知ることで、電極８０５と電極８０６から入力点Ａまでの抵抗値Ｒy1及びＲy2を知ることができる。ここで、固定電極８０２の膜質が均一であるとすると、この抵抗値Ｒy1及びＲy2は、電極８０５と８０６それぞれからＡ点までの距離に比例する。こうして、入力点Ａの位置を知ることができる。
【００１１】
なお、入力点Ａの位置を測定するための、入力点Ａの電位の測定方法は、上記構成に限らず、いろいろな方法を用いることができる。
【００１２】
次に、光学式のペン入力装置について説明する。図９（Ａ）に、この方式のペン入力装置の上面模式図を示す。
【００１３】
入力部９０２に、入力用ペン９０１のペン先が触れると、触れた位置を検出する。この位置検出の動作について説明する。
【００１４】
入力部９０２の周りには、右辺部に、ｘ−１個の発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）２1〜２xが配置され、左辺部に、ｘ−１個のフォトトランジスタ（以下、ＰＴという）３1〜３xが、ＬＥＤ２1〜２xと対向するように配置され、枠４に埋設されている。
【００１５】
一方、下辺部に、ｙ−１個のＬＥＤ５1〜５yが配置され、上辺部に、ｙ−１個のＰＴ６1〜６yが、ＬＥＤ５1〜５yと対向するように配置され、枠４に埋設されている。
【００１６】
そして、ＬＥＤ２1〜２xとＰＴ３1〜３xは、ｘ−１本の水平方向のタッチ入力ラインを形成し、ＬＥＤ５1〜５yとＰＴ６1〜６yは、ｙ−１本の垂直方向のタッチ入力ラインを形成する。
【００１７】
ここで、タッチ入力ラインとは、向かい合う一対のＬＥＤとＰＴにおいて、ＬＥＤから発した光がＰＴに入力される時に通過する経路のことである。
【００１８】
なお、３1〜３x及び６1〜６yとして、ＰＴを用いたが、ＰＴに限らず、光を電気信号に変換する、光電変換素子であれば自由に用いることができる。
【００１９】
ＬＥＤ２1〜２x及び５1〜５yそれぞれから放射され、ＰＴ３1〜３x及び６1〜６yにそれぞれ入射される光の指向性を高めるため、各素子が埋設された枠４の前方に、円孔状のスリット７がそれぞれ形成されている。
【００２０】
図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のａ〜ａ'の断面図である。表示装置９１０がペン入力装置の下部に形成されている。表示装置９１０は、表示部９１１及び周辺回路９１２によって構成されている。抵抗膜式とは異なり、表示部９１１に映し出される画像を直接見ることが可能である。
【００２１】
再び、図９（Ａ）を参照する。
【００２２】
上記構成のペン入力装置において、水平方光のタッチ入力ライン及び垂直方向のタッチ入力ラインそれぞれを同時に、対向するＬＥＤとＰＴの対について一対ずつ端から順に発光及び受光を行わせる（以下、スキャンという）。
【００２３】
ここで、入力ペン９０１で入力部９０２内の一点を指し示す。今、図９（Ａ）中の入力点Ａを指し示したとする。このとき、入力点Ａに対応する２本のタッチ入力ライン２n〜３n及び５m〜６mの間で光が遮断され、入力ペン９０１が触れた位置Ａが認識される。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
抵抗膜式は、情報入力の度に、可動電極を機械的に変形させる必要がある。このため、繰り返しの変形により、可動電極が疲労し、破壊する可能性がある。これは耐久性の上で問題となる。
【００２５】
また、破壊にまで至らないとしても、繰り返しの変形や、作製上の過程で、マイクロメートルオーダーの微小なクラックが形成された場合において、ＩＴＯ膜の導電性が均一でなくなるため、ペン入力の位置の検出精度に問題が発生する。
【００２６】
加えて、可動電極及び固定電極の、２枚の電極を介して、表示装置の画像を読み取ることになる。このとき、透明電極の透過率は１００％ではないため、表示装置からの光が減衰し画像の輝度が落ちるといった画面の視認性の問題が発生する。そのため、画像の輝度を上げようとして表示装置の発光を強くしなくてはならず、装置の消費電力の増加が問題となる。
【００２７】
また、外部から応力がかかり、可動電極及び固定電極の、２つの電極間の距離が４０μｍ以下になると、２つの電極間での反射光の干渉の効果により、ニュートンリングが現れるといった問題もある。
【００２８】
さらに、２枚の電極を平行に配置したコンデンサ構造のため、バッテリー電源使用の際、消耗が大きいという問題がある。これは、低消費電力が望まれる携帯情報機器において重大な問題である。
【００２９】
一方、光学式のペン入力装置では、抵抗膜式のように薄膜を繰り返し変形させる必要は無く、機械的な耐久性の問題は無い。また、透明電極を介して、表示装置を見ることにならず、画面の視認性の上で問題も少ない。
【００３０】
しかし、発光素子が発した光が、その対となる受光素子にまっすぐに受光されない場合、たとえ、入力ペン等である位置を指し示したとしても、認識されない可能性がある。
【００３１】
また、表示装置上に、発光素子と受光素子の列やスリット等を形成する必要があるため、小型化が難しいという問題がある。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明のペン入力機能を有する情報装置では、表示装置の画素に、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子と光電変換素子の両方を配置し、ペン先が発光するペンによって情報入力を行う。
【００３３】
ＥＬ素子は、自発光型素子であり、主にＥＬ表示装置に用いられている。ＥＬ表示装置とは、有機ＥＬ表示装置（ＯＥＬＤ：Organic EL Display）又は有機ライトエミッティングダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）ともいう。
【００３４】
ＥＬ素子は、一対の電極（陽極と陰極）の間にＥＬ層が挟まった構造となっている。ＥＬ層は通常、積層構造となっている。代表的には、コダック・イーストマンカンパニーのTangらが提案した「正孔輸送層／発光層／電子輸送層」という積層構造が挙げられる。この構造は発光効率が極めて高いことが知られている。
【００３５】
また他にも、電極上に、「正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層」と積層したものや、「正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層」と積層した構造のものでも良い。また、発光層に蛍光性色素等をドーピングしても良い。
【００３６】
本明細書において、一対の電極間に設けられる全ての層を指してＥＬ層と呼ぶ。よって上述した正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等は、すべてＥＬ層に含まれる。上記構成のＥＬ層に一対の電極から所定の電圧を印加する。それによって、発光層においてキャリアの再結合が起こって発光する。
【００３７】
光電変換素子としては、フォトダイオード等を用いることができる。本明細書においてフォトダイオードとは、カソード電極と、アノード電極と、カソード電極とアノード電極の間に光電変換層を有している。
【００３８】
なお、フォトダイオードはこの構成に限らず、ｐ型半導体層とｎ型半導体層の間に、ｉ型（真性）半導体層からなる光電変換層を有する、ＰＩＮ構造のものであっても良い。また、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層からなるＰＮ型のフォトダイオードであっても良い。
【００３９】
また、光電変換素子として、有機物から構成される光電変換層等を有するものを用いても良い。
【００４０】
フォトダイオードは、カソード電極とアノード電極の間（フォトダイオードの電極間と呼ぶことにする）に逆バイアス電圧を印加した後、光を照射すると、光によって生じたキャリアによって、電極間の電圧が低下する。このとき、照射された光の強度が高いほど、この電圧が低下する量も大きい。これを利用して、フォトダイオードに光が照射された場合の電圧と、照射されなかった場合の電圧を比較することで、光を電気信号として検出する。
【００４１】
ＥＬ素子とフォトダイオードとは、同一基板上にマトリクス状に形成され、そして同じくマトリクス状に設けられた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）にを用いて、ＥＬ素子とフォトダイオードのそれぞれの動作を制御する。
【００４２】
これによって、表示画像の輝度を損なわず、また鮮明な画像を表示し、耐久性に優れ、小型化可能で、精度の良い、低消費電力のペン入力機能を有する情報装置が得られる。
【００４３】
以下に、本発明の情報装置の構成について記載する。
【００４４】
本発明によって、
複数の画素を有する情報装置において、
入力用ペンを有し、
前記複数の画素はそれぞれＥＬ素子と光電変換素子とを有し、
前記入力ペンは、光線を発し、
前記光線が、前記光電変換素子に入力されることにより情報入力を行うことを特徴とする情報装置が提供される。
【００４５】
前記ＥＬ素子と前記光電変換素子とは、同一基板上に形成されていることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００４６】
前記光電変換素子は、フォトダイオードであることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００４７】
本発明によって、
複数の画素を有する情報装置において、
ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路と、ＥＬ表示用ゲート信号線駆動回路と、複数のＥＬ表示用ソース信号線と、複数のＥＬ表示用ゲート信号線と、複数の電源供給線と、入力ペンとを有し、
前記ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路は、前記複数のＥＬ表示用ソース信号線に信号を出力し、
前記ＥＬ表示用ゲート信号線駆動回路は、前記複数のＥＬ表示用ゲート信号線に信号を出力し、
前記複数の画素は、それぞれＥＬ表示部とセンサ部とを有し、
前記ＥＬ表示部と前記センサ部とは、同一基板上に形成され、
前記ＥＬ表示部は、スイッチング用ＴＦＴと、ＥＬ駆動用ＴＦＴと、ＥＬ素子とを有し、
前記スイッチング用ＴＦＴのゲート電極は、前記複数のＥＬ表示用ゲート信号線のうちの一本に接続され、
前記スイッチング用ＴＦＴのソース領域とドレイン領域とは、一方は、前記複数のＥＬ表示用ソース信号線のうちの一本と接続され、もう一方は、前記ＥＬ駆動用ＴＦＴのゲート電極に接続され、
前記ＥＬ駆動用ＴＦＴのソース領域とドレイン領域とは、一方は、前記複数の電源供給線のうちの一本に接続され、もう一方は、前記ＥＬ素子に接続され、
前記センサ部は、フォトダイオードを有し、
前記入力ペンは、光線を発し、
前記光線が前記フォトダイオードに入力されることにより情報入力を行うことを特徴とする情報装置が提供される。
【００４８】
本発明によって、
複数の画素を有する情報装置において、
センサ用ソース信号線駆動回路と、センサ用ゲート信号先駆回路と、複数のセンサ用出力配線と、複数のセンサ用ゲート信号線と、複数のリセット用ゲート信号線と、複数のセンサ用電源線と、入力ペンとを有し、
前記センサ用ソース信号線駆動回路は、前記複数のセンサ用出力配線から信号を読み取り、
前記センサ用ゲート信号線駆動回路は、前記複数のセンサ用ゲート信号線と、複数のリセット用ゲート信号線に信号を出力し、
前記複数の画素は、それぞれＥＬ表示部とセンサ部とを有し、
前記ＥＬ表示部と前記センサ部とは、同一基板上に形成され、
前記センサ部は、選択用ＴＦＴと、バッファ用ＴＦＴと、リセット用ＴＦＴと、フォトダイオードとを有し、
前記選択用ＴＦＴのゲート電極は、前記複数のセンサ用ゲート信号線のうちの１本に接続され、
前記選択用ＴＦＴのソース領域とドレイン領域とは、一方は、前記複数のセンサ用出力配線のうちの１つに接続され、もう一方は、前記バッファ用ＴＦＴのソース領域もしくはドレイン領域のどちらか一方に接続され、
前記バッファ用ＴＦＴのソース領域とドレイン領域とで、前記選択用ＴＦＴと接続されていない側は、前記複数のセンサ用電源線のうちの１つに接続され、
前記バッファ用ＴＦＴのゲート電極は、前記フォトダイオード及び前記リセット用ＴＦＴのソース領域もしくはドレイン領域に接続され、
前記リセット用ＴＦＴのソース領域もしくはドレイン領域で、前記バッファ用ＴＦＴと接続されていない側は、前記複数のセンサ用電源線のうちの１つに接続され、
前記リセット用ＴＦＴのゲート電極は、前記複数のリセット用ゲート信号線のうちの１つに接続され、
前記ＥＬ表示部は、ＥＬ素子を有し、
前記入力ペンは光線を発し、
前記光線が前記フォトダイオードに入力されることにより情報入力を行うことを特徴とする情報装置が提供される。
【００４９】
本発明によって、
複数の画素を有する情報装置において、
ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路と、ＥＬ表示用ゲート信号線駆動回路と、センサ用ソース信号線駆動回路と、センサ用ゲート信号先駆回路と、複数のＥＬ表示用ソース信号線と、複数のＥＬ表示用ゲート信号線と、複数の電源供給線と、複数のセンサ用出力配線と、複数のセンサ用ゲート信号線と、複数のリセット用ゲート信号線と、複数のセンサ用電源線と、入力ペンとを有し、
前記ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路は、前記複数のＥＬ表示用ソース信号線に信号を出力し、
前記ＥＬ表示用ゲート信号線駆動回路は、前記複数のＥＬ表示用ゲート信号線に信号を出力し、
前記センサ用ソース信号線駆動回路は、前記複数のセンサ用出力配線から信号を読み取り、
前記センサ用ゲート信号線駆動回路は、前記複数のセンサ用ゲート信号線と、複数のリセット用ゲート信号線に信号を出力し、
前記複数の画素は、ＥＬ表示部とセンサ部とを有し、
前記ＥＬ表示部と前記センサ部とは、同一基板上に形成され、
前記ＥＬ表示部は、スイッチング用ＴＦＴと、ＥＬ駆動用ＴＦＴと、ＥＬ素子とを有し、
前記スイッチング用ＴＦＴのゲート電極は、前記複数のＥＬ表示用ゲート信号線のうちの一本に接続され、
前記スイッチング用ＴＦＴのソース領域とドレイン領域とは、一方は、前記複数のＥＬ表示用ソース信号線のうちの一本と接続され、もう一方は、前記ＥＬ駆動用ＴＦＴのゲート電極に接続され、
前記ＥＬ駆動用ＴＦＴのソース領域とドレイン領域とは、一方は、前記複数の電源供給線のうちの一本に接続され、もう一方は、前記ＥＬ素子に接続され、
前記センサ部は、選択用ＴＦＴとバッファ用ＴＦＴと、リセット用ＴＦＴとフォトダイオードとを有し、
前記選択用ＴＦＴのゲート電極は、前記複数のセンサ用ゲート信号線のうちの１本に接続され、
前記選択用ＴＦＴのソース領域とドレイン領域とは、一方は、前記複数のセンサ用出力配線のうちの１つに接続され、もう一方は、前記バッファ用ＴＦＴのソース領域もしくはドレイン領域のどちらか一方に接続され、
前記バッファ用ＴＦＴのソース領域とドレイン領域とで、前記選択用ＴＦＴと接続されていない側は、前記複数のセンサ用電源線のうちの１つに接続され、
前記バッファ用ＴＦＴのゲート電極は、前記フォトダイオード及び前記リセット用ＴＦＴのソース領域もしくはドレイン領域に接続され、
前記リセット用ＴＦＴのソース領域もしくはドレイン領域で、前記バッファ用ＴＦＴと接続されていない側は、前記複数のセンサ用電源線のうちの１つに接続され、
前記リセット用ＴＦＴのゲート電極は、前記複数のリセット用ゲート信号線のうちの１つに接続され、
前記入力ペンは、光線を発し、
前記光線が前記フォトダイオードに入力されることにより情報入力を行うことを特徴とする情報装置が提供される。
【００５０】
前記光線は、レーザー光であることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００５１】
前記光線は、紫外光または近紫外光であることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００５２】
前記ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路とＥＬ表示用ゲート信号駆動回路とは、前記ＥＬ表示部及び前記センサ部が形成された基板と同一基板上に形成されていることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００５３】
前記センサ用ソース信号線駆動回路とセンサ用ゲート信号駆動回路とは、前記ＥＬ表示部及び前記センサ部が形成された基板と同一基板上に形成されていることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００５４】
前記ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路と、ＥＬ表示用ゲート信号駆動回路と、前記センサ用ソース信号線駆動回路と、センサ用ゲート信号駆動回路とは、前記ＥＬ表示部及び前記センサ部が形成された基板と同一基板上に形成されていることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００５５】
前記フォトダイオードは、アノード電極と、カソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に挟まれた光電変換層とを有することを特徴とする情報装置であってもよい。
【００５６】
前記光電変換層は、有機材料によって構成されていることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００５７】
前記フォトダイオードは、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層と、前記ｐ型半導体層と前記ｎ型半導体層の間に挟まれた光電変換層とを有することを特徴とする情報装置であってもよい。
【００５８】
前記光電変換層は、非晶質半導体によって構成されることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００５９】
前記ＥＬ素子が発した光は、被写体の表面に照射され、
前記被写体の表面に照射された光が、前記被写体の表面によって反射され、
前記被写体の表面によって反射された光が、前記光電変換素子に入力されることにより、前記被写体の表面の情報が、画像として入力されることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００６０】
前記被写体の表面の情報は、生体情報であることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００６１】
前記生体情報は、掌紋であることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００６２】
前記生体情報は、指紋であることを特徴とする情報装置であってもよい。
【００６３】
前記情報装置は、携帯情報端末、ＰＤＡであってもよい。
【００６４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について説明する。
【００６５】
図１に本発明のペン入力機能を有する情報装置の模式図を示す。
【００６６】
本実施の形態では、ペン先が発光する入力ペンによって、表示部兼入力部内部を示すことによって情報を入力する手法について説明する。ここで、表示部兼入力部において各画素は、ＥＬ素子を有するＥＬ表示部と、光電変換素子を有するセンサ部とにより構成されている。これらのＥＬ表示部とセンサ部は、表示部兼入力部の周囲に配置された、ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路、ＥＬ表示用ゲート信号線駆動回路、センサ用ソース信号線駆動回路、センサ用ゲート信号線駆動回路からの信号によって駆動される。
【００６７】
ここで、表示部兼入力部が形成された基板と同じ基板上に、各駆動回路（ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路、ＥＬ駆動用ゲート信号線駆動回路、センサ用ソース信号線駆動回路、センサ用ゲート信号線駆動回路）が形成されている。
【００６８】
ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路からの信号は、ＥＬ表示用ソース信号線Ｓによって各画素のＥＬ表示部に伝達され、ＥＬ表示用ゲート信号線駆動回路からの信号は、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇによって各画素のＥＬ表示部に伝達される。
【００６９】
センサ用ソース信号線駆動回路は、センサ用出力配線ＳＳによって各画素のセンサ部の信号を読み取り、センサ用ゲート信号線駆動回路は、センサ用ゲート信号線ＳＧによって各画素のセンサ部に信号を伝達する。
【００７０】
なお、図１において、各画素に配線されるＥＬ素子用の電源線（電源供給線）や、センサ用の電源線やリセット用信号線（リセット用ゲート信号線）等は図示していない。
【００７１】
表示部兼入力部において各画素は、ＥＬ表示部において表示を行う。
【００７２】
同時に、入力ペンのペン先が発光し光線が発し、ペン先が指し示した付近のセンサ部（光入力領域）に、光が入力される。こうして、入力ペンが指し示した位置が認識される。
【００７３】
次に、表示部兼入力部の具体的な回路構成について説明する。
【００７４】
図２は、表示部兼入力部の回路構成の例を示した図である。
【００７５】
表示部兼入力部２２０１は、ＥＬ表示用ソース信号線Ｓ１〜Ｓｘと、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ１〜Ｇｙと、電源供給線Ｖ１〜Ｖｘと、センサ用出力配線ＳＳ１〜ＳＳｘと、センサ用ゲート信号線ＳＧ１〜ＳＧｙと、リセット用ゲート信号線ＲＧ１〜ＲＧｙと、センサ用電源線ＶＢを有する。
【００７６】
表示部兼入力部２２０１は、複数の画素２２０２を有している。複数の画素２２０２はそれぞれ、ＥＬ表示用ソース信号線Ｓ１〜Ｓｘのうちの一本と、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ１〜Ｇｙのうちの一本と、電源供給線Ｖ１〜Ｖｘのうちの一本と、センサ用出力配線ＳＳ１〜ＳＳｘのうちの一本と、センサ用ゲート信号線ＳＧ１〜ＳＧｙのうちの一本と、リセット用ゲート信号線ＲＧ１〜ＲＧｙのうちの一本と、センサ用電源線ＶＢを有する。
【００７７】
センサ用出力配線ＳＳ１〜ＳＳｘはそれぞれ、定電流源２２０３−１〜２２０３−ｘに接続されている。
【００７８】
図３に、図２の画素２２０２の詳しい構成を示す。なお、ＥＬ表示用ソース信号線Ｓは、ＥＬ表示用ソース信号線Ｓ１〜Ｓｘのうちいずれか１つを示す。ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇは、ＥＬ駆動用ゲート信号線Ｇ１〜Ｇｙのいずれか１つを示す。電源供給線Ｖは、電源供給線Ｖ１〜Ｖｘのいずれか１つを示す。センサ用出力配線ＳＳは、センサ用出力配線ＳＳ１〜ＳＳｘのうちいずれか１つを示す。センサ用ゲート信号線ＳＧは、センサ用ゲート信号線ＳＧ１〜ＳＧｙのうちいずれか１つを示す。
【００７９】
画素は、ＥＬ表示部３３１１とセンサ部３３１２を有している。
【００８０】
ＥＬ表示部３３１１は、ＥＬ素子３３０１、スイッチング用ＴＦＴ３３０２、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３、コンデンサ３３０４によって構成されている。なお、コンデンサ３３０４は、必ずしも設ける必要はない。
【００８１】
スイッチング用ＴＦＴ３３０２のゲート電極は、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇに接続され、ソース領域とドレイン領域とは、一方はＥＬ表示用ソース信号線Ｓに接続され、もう一方は、コンデンサ３３０４の一方の電極及びＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３のゲート電極に接続されている。コンデンサ３３０４のもう一方の電極は、電源供給線Ｖに接続されている。ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３のソース領域とドレイン領域とは、一方は電源供給線Ｖに接続され、もう一方はＥＬ素子３３０１に接続されている。
【００８２】
ＥＬ素子３３０１の陽極と陰極で、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３のソース領域もしくはドレイン領域と接続されている側が画素電極となり、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３のソース領域もしくはドレイン領域と接続されていない側が対向電極となる。
【００８３】
センサ部３３１２は、フォトダイオード３３０５、選択用ＴＦＴ３３０６、バッファ用ＴＦＴ３３０７、リセット用ＴＦＴ３３０８によって構成されている。
【００８４】
フォトダイオード３３０５の構成としては、本実施の形態では、アノード電極とカソード電極の間に光電変換層を挟んだショットキー型のものを用いる。
【００８５】
フォトダイオードに入射した光は、光電変換層に吸収されキャリアを形成する。この光によって形成されたキャリアの量は、光電変換層に吸収された光の量に依存する。
【００８６】
ここでは光を電気信号に変換する光電変換素子として、上記構成のフォトダイオードを用いたが、これに限らず、ＰＩＮ型や、ＰＮ型のフォトダイオードや、アバランシェダイオード等を用いることもできる。
【００８７】
なお、ＰＩＮ型のフォトダイオードは、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層と、ｐ型半導体層とｎ型半導体層の間に挟まれたｉ型（真性）半導体層によって構成される。ここで、ｉ型半導体層は、光電変換層とも呼ばれる。
【００８８】
またこれらのフォトダイオードが有する光電変換層として、非晶質シリコン膜（アモルファスシリコン膜）等の非晶質半導体を用いることで、光電変換層での光の吸収率を高くすることができる。
【００８９】
また、光電変換素子として、有機物から構成される光電変換層等を有するものを用いても良い。
【００９０】
選択用ＴＦＴ３３０６のゲート電極は、センサ用ゲート信号線ＳＧに接続され、ソース領域とドレイン領域とは、一方はセンサ用出力配線ＳＳと接続され、もう一方は、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域もしくはドレイン領域と接続されている。バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域とドレイン領域で、選択用ＴＦＴ３３０６と接続されていない側は、センサ用電源線ＶＢと接続されている。リセット用ＴＦＴ３３０８のゲート電極はリセット用ゲート信号線ＲＧに接続され、ソース領域とドレイン領域とは、一方はセンサ用電源線ＶＢと接続され、もう一方は、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極及びフォトダイオード３３０５に接続されている。
【００９１】
センサ用電源線ＶＢは、一定電位（基準電位）に保たれている。センサ用出力配線ＳＳは、定電流源に接続されている。
【００９２】
なお、ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路、センサ用のソース信号線駆動回路、ＥＬ表示用ゲート信号線駆動回路、センサ用ゲート信号線駆動回路は、公知の構成の回路を用いればよい。
【００９３】
上記構成の表示部兼画素部の動作方法について、図２及び図３の回路図と、図１７及び図１８のタイミングチャートを用いて説明する。
【００９４】
まず、ＥＬ表示部の動作方法について、図２及び図３と、図１７を用いて説明する。
【００９５】
なお、ここでは、ソース信号線Ｓ１〜Ｓｘにアナログの信号を入力し、表示を行う方式（以下、アナログ方式と呼ぶ）について説明する。
【００９６】
ここで、スイッチング用ＴＦＴ３３０２及びＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３は、ｎチャネル型ＴＦＴであるとするが、スイッチング用ＴＦＴ３３０２及びＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３は、それぞれｎチャネル型ＴＦＴでもｐチャネル型ＴＦＴでもどちらでも良い。ただし、ＥＬ素子３３０１の陽極が画素電極となる場合、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３は、ｐチャネル型ＴＦＴであることが望ましく、逆に、ＥＬ素子３３０１の陰極が画素電極となる場合には、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３は、ｎチャネル型ＴＦＴであることが望ましい。
【００９７】
はじめ、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ１に入力された信号により、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ１に接続された全てのスイッチング用ＴＦＴ３３０２が、導通状態になる。
【００９８】
ある一本のＥＬ表示用ゲート信号線が選択されている期間を、１ライン期間と呼び、特に、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ１が選択されている期間を第１のライン期間Ｌ１と呼ぶ。このライン期間Ｌ１の間に、ＥＬ表示用ソース信号線Ｓ１〜Ｓｘに順にアナログ信号が入力される。ＥＬ表示用ソース信号線に入力されたアナログ信号電圧は、コンデンサ３３０４及びＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３のゲート電極に印加される。ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３は、そのゲート電極に印加されたこのアナログ信号電圧に対応するソース・ドレイン間電流を、電源供給線ＶよりＥＬ素子３３０１に流す。この電流に応じた輝度でＥＬ素子３３０１は発光する。
【００９９】
次に、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ２が選択され、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ２に接続された全てのスイッチング用ＴＦＴ３３０２が導通状態になる。こうして、第２のライン期間Ｌ２が始まる。この後、ＥＬ表示用ソース信号線Ｓ１〜Ｓｘに順に信号電圧が入力される。この信号電圧が、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３のゲート電極に印加され、そのゲート電極に印加されたこのアナログ信号電圧に対応するソース・ドレイン間電流を、電源供給線ＶよりＥＬ素子３３０１に流す。この電流に応じた輝度でＥＬ素子３３０１は発光する。
【０１００】
上記動作を、すべてのＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ１〜Ｇｙについて繰り返し、１フレーム期間Ｆ１が終了する。その後、第２のフレーム期間Ｆ２が始まる。この動作を繰り返すことによって、画像を表示する。
【０１０１】
次に、センサ部の動作方法について、図２及び図３、図１８を用いて説明する。
【０１０２】
ここで、リセット用ＴＦＴ３３０８はｎチャネル型ＴＦＴとし、バッファ用ＴＦＴ３３０７はｐチャネル型ＴＦＴとし、選択用ＴＦＴ３３０６はｎチャネル型ＴＦＴとしたが、リセット用ＴＦＴ３３０８、バッファ用ＴＦＴ３３０７及び選択用ＴＦＴ３３０６はそれぞれ、ｎチャネル型ＴＦＴでもｐチャネル型ＴＦＴでもどちらでも良い。なお、リセット用ＴＦＴ３３０８とバッファ用ＴＦＴ３３０７の極性は逆の方が望ましい。
【０１０３】
始め、リセット用ゲート信号線ＲＧ１の信号により、リセット用ゲート信号線ＲＧ１に接続された全てのリセット用ＴＦＴ３３０８は、導通状態にある。このとき、リセット用ゲート信号線は、選択されているということにする。なお、他のリセット用ゲート信号線ＲＧ２〜ＲＧｙに接続されたすべてのりセット用ＴＦＴ３３０８は、すべて非導通状態にある。このとき、センサ用電源線ＶＢの電位は、リセット用ＴＦＴ３３０８を介して、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極に印加される。こうして、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域は、センサ用電源線ＶＢの電位（基準電位）から、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域とゲート領域の電位差を差し引いた電位に保たれている。こうしてフォトダイオード３３０５の電極間には、逆バイアスの電圧が印加される。
【０１０４】
このとき、センサ用ゲート信号線ＳＧ１の信号によって、センサ用ゲート信号線ＳＧ１に接続された全ての選択用ＴＦＴ３３０６は、非導通状態にある。本明細書において、リセット用ゲート信号線が選択されている期間をリセット期間ＲＳと呼ぶことにする。
【０１０５】
次に、リセット用ゲート信号線ＲＧ１の信号が変化し、リセット用ゲート信号線ＲＧ１に接続された全てのリセット用ＴＦＴ３３０８が非導通状態になる。このときリセット用ゲート信号線は、非選択であるということにする。すると、フォトダイオード３３０５に光が照射されていると、フォトダイオード３３０５の電極間に電流が流れ、リセット期間中に印加された電極間の逆バイアス電圧が、低くなる。この後、センサ用ゲート信号線ＳＧ１に入力される信号によって、センサ用ゲート信号線ＳＧ１に接続された全ての選択用ＴＦＴ３３０６が導通状態になる。
【０１０６】
リセット用ゲート信号線が非選択の状態になり、同じラインの画素に対応する選択用ＴＦＴが選択されるまでの期間をサンプリング期間ＳＴと呼ぶことにする。特に、リセット用ゲート信号線ＲＧ１が非選択になり、選択用ゲート信号線ＳＧ１が選択されるまでの期間を第１のサンプリング期間ＳＴ１と呼ぶことにする。
【０１０７】
サンプリング期間ＳＴ１において、時間の経過と共に、フォトダイオード３３０５の電極間の逆バイアス電圧が小さくなる。この逆バイアス電圧の低下する度合は、フォトダイオード３３０５の光電変換層に照射された光の強度に依存する。ここで、フォトダイオード３３０５のバッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極と接続されていない側の電極は、一定の電位に保たれている。よって、フォトダイオード３３０５のバッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極に接続されている側の電位が低下する。
【０１０８】
この電位の低下は、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極の電位を低下させる。
【０１０９】
ここで、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域は、それぞれ、選択用ＴＦＴ３３０６のドレイン・ソース間を介して定電流源２２０３−１〜２２０３−ｘに接続されているので、バッファ用ＴＦＴ３３０７は、ソースフォロワとして働く。そのため、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート・ソース間電圧は、常に等しく保たれる。そのため、フォトダイオード３３０５の電極間の電位の変化によって、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極の電位が変化すると、同じ分の電位だけ、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域の電位も変化する。サンプリング期間ＳＴ１の後、センサ用ゲート信号線ＳＧ１が選択され、このソース領域の電位の変化は、センサ用出力配線ＳＳ１〜ＳＳｘに出力される。
【０１１０】
その後、センサ用ゲート信号線ＳＧ１は、非選択の状態になる。
【０１１１】
一方、リセット用ゲート信号線ＲＧ１が非選択の状態になると、リセット用ゲート信号線ＲＧ２が選択される。リセット用ゲート信号線ＲＧ２に接続された全てのリセット用ＴＦＴ３３０８が導通状態となり、第２ライン目のリセット期間ＲＳが始まる。この後、リセット用ゲート信号線ＲＧ２が非選択の状態になり、第２ライン目のサンプリング期間ＳＴ２が始まる。なお、第１のサンプリング期間ＳＴ１と第２のサンプリング期間ＳＴ２は、始まる時間は異なるが、長さは同じである。
【０１１２】
第２のサンプリング期間ＳＴ２でも同様に、各画素のセンサ部において、入力された光の強度に応じて、フォトダイオードの電極間の逆バイアス電圧が低下する。第２のサンプリング期間ＳＴ２の後、センサ用ゲート信号線ＳＧ２の信号によって、センサ用ゲート信号線ＳＧ２に接続された全ての選択用ＴＦＴ３３０６が導通状態となり、フォトダイオード３３０５の電極間の電位の変化は、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極に入力され、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域の電位の変化となって、センサ用出力配線ＳＳ１〜ＳＳｘに出力される。
【０１１３】
その後、センサ用ゲート信号線ＳＧ２が非選択の状態となる。
【０１１４】
上記動作を、全てのセンサ用ゲート信号線ＳＧ１〜ＳＧｙについて繰り返し、表示部兼入力部２２０１の画素全部のセンサ部３３１２に入力された信号の情報を読み取る。
【０１１５】
この様に、ＥＬ表示部は、画像の表示を行う。また同時に、センサ部において、入力ペンのペン先から発した光を検出し、入力ペンのペン先が指し示した位置を特定することができる。
【０１１６】
【実施例】
以下に本発明の実施例について記述する。
【０１１７】
[実施例１]
本実施例では、実施の形態において述べた構造の情報装置を実際に作製した場合について説明する。
【０１１８】
本実施例では、本発明の情報装置の断面図について、図１５を用いて説明する。
【０１１９】
６０１はスイッチング用ＴＦＴ、６０２はＥＬ駆動用ＴＦＴ、６０３はリセット用ＴＦＴ、６０４はバッファ用ＴＦＴ、６０５は選択用ＴＦＴである。
【０１２０】
また、６０６はアノード電極、６０７は光電変換層、６０８はカソード電極である。アノード電極６０６、光電変換層６０７、カソード電極６０８とによって、フォトダイオード６２１が形成される。６１４はセンサ用配線であり、カソード電極６０８と外部の電源とを電気的に接続している。また、フォトダイオード６２１のアノード電極６０６とリセット用ＴＦＴ６０３のドレイン領域とは電気的に接続されている。
【０１２１】
ここで、フォトダイオード６２１のアノード電極６０６は、透光性を有する材料で形成されている。
【０１２２】
また６０９は画素電極（陽極）、６１０はＥＬ層、６１１は対向電極（陰極）である。画素電極（陽極）６０９と、ＥＬ層６１０と、対向電極（陰極）６１１とでＥＬ素子６２２が形成される。なお６１２はバンクであり、隣り合う画素同士のＥＬ層６１０を区切っている。
【０１２３】
ここで、ＥＬ素子６２２の画素電極６０９は、透光性を有する材料で形成されている。
【０１２４】
図１５に示した構成の情報装置において、ＥＬ素子６２２は、基板６３０の方向に光を放射する。
【０１２５】
６２４は入力ペンであり、入力ペン６２４のペン先発光部６２３から発した光は、フォトダイオード６２１に入射する。本実施例では、入力ペン６２４による入力を基板６３０のＴＦＴが形成されていない側から行う。なお、このペン入力を行う側は、ＥＬ素子６２２の光の放射側にあたり、ＥＬ素子６２２によって表示される画像を視認しながら情報の入力を行う。
【０１２６】
なお、入力ペン６２４のペン先発光部６２３から発する光は、指向性が高いものが好ましい。そのため、ペン先発光部６２３からレーザー光を発するような入力ペン６２４を用いるのが好ましい。
【０１２７】
また、入力ペン６２４のペン先発光部６２３から発する光として、波長の短い光、つまりエネルギーの高い光を用いるのが好ましい。例えば、紫外や近紫外の光を用いるのが好ましい。なお、本明細書中で、近紫外の光とは、紫色及び青色の可視光も含むものとする。よって、紫外発光ダイオードや近紫外発光ダイオード等を有し、ペン先発光部６２３からそれらの発光ダイオードの光が照射される構造の入力ペン６２４を用いるのが好ましい。
【０１２８】
この様なエネルギーの高い光を用いることで、入力ペン６２４によってフォトダイオード等の光電変換素子に入力され電気信号に変換された信号を、外光等のノイズの信号と比較して大きくすることができる。そのため、より信頼性の高いペン入力操作を行うことができる。
【０１２９】
本実施例において、スイッチング用ＴＦＴ６０１、リセット用ＴＦＴ６０３、選択用ＴＦＴ６０５は全てｎチャネル型ＴＦＴである。またＥＬ駆動用ＴＦＴ６０２、バッファ用ＴＦＴ６０４はｐチャネル型ＴＦＴである。なお、本発明はこの構成に限定されない。よってスイッチング用ＴＦＴ６０１、ＥＬ駆動用ＴＦＴ６０２、バッファ用ＴＦＴ６０４、選択用ＴＦＴ６０５、リセット用ＴＦＴ６０３は、ｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴのどちらでも良い。
【０１３０】
ただし本実施例のように、ＥＬ駆動用ＴＦＴ６０２のソース領域またはドレイン領域がＥＬ素子６２２の陽極６０９と電気的に接続されている場合、ＥＬ駆動用ＴＦＴ６０２はｐチャネル型ＴＦＴであることが望ましい。また逆に、ＥＬ駆動用ＴＦＴ６０２のソース領域またはドレイン領域がＥＬ素子６２２の陰極と電気的に接続されている場合、ＥＬ駆動用ＴＦＴ６０２はｎチャネル型ＴＦＴであることが望ましい。
【０１３１】
また、本実施例のように、フォトダイオード６２１のアノード電極６０６がリセット用ＴＦＴ６０３と電気的に接続されている場合、リセット用ＴＦＴ６０３はｎチャネル型ＴＦＴ、バッファ用ＴＦＴ６０４はｐチャネル型ＴＦＴであることが望ましい。逆にフォトダイオード６２１のカソード電極がリセット用ＴＦＴ６０３と接続され、センサ用配線６１６がアノード電極と接続されている場合、リセット用ＴＦＴ３０３はｐチャネル型ＴＦＴ、バッファ用ＴＦＴ３０４はｎチャネル型ＴＦＴであることが望ましい。
【０１３２】
[実施例２]
本実施例では、実施例１において述べた構造の情報装置において、ＥＬ素子の発光の方向が異なる例について図１６を用いて説明する。
【０１３３】
図１６に本実施例の情報装置の断面図を示す。７０１はスイッチング用ＴＦＴ、７０２はＥＬ駆動用ＴＦＴ、７０３はリセット用ＴＦＴ、７０４はバッファ用ＴＦＴ、７０５は選択用ＴＦＴである。
【０１３４】
また、７０６はカソード電極、７０７は光電変換層、７０８はアノード電極である。カソード電極７０６、光電変換層７０７、アノード電極７０８とによって、フォトダイオード７２１が形成される。７１４はセンサ用配線であり電気的に、アノード電極７０８と外部の電源とを接続している。また、フォトダイオード７２１のカソード電極７０６とリセット用ＴＦＴ７０３のドレイン領域とは電気的に接続されている。
【０１３５】
ここで、フォトダイオード７２１のアノード電極７０８は、透光性を有する材料で形成されている。
【０１３６】
また７０９は画素電極（陰極）、７１０はＥＬ層、７１２は対向電極（陽極）である。画素電極（陰極）７０９と、ＥＬ層７１０と、対向電極（陽極）７１２とでＥＬ素子７２２が形成される。なお７１３はバンクであり、隣り合う画素同士のＥＬ層７１０を区切っている。
【０１３７】
ここで、ＥＬ素子７２２の対向電極７１２は、透光性を有する材料で形成されている。
【０１３８】
図１６に示した構成の情報装置において、ＥＬ素子７２２は、基板７３０とは逆の方向に光を放射する。
【０１３９】
７２４は入力ペンであり、入力ペン７２４のペン先発光部７２３から発した光は、フォトダイオード７２１に入射する。本実施例では、入力ペン７２４による情報の入力を、基板７３０のＴＦＴが形成されている側から行う。なお、このペン入力を行う側は、ＥＬ素子７２２の光の放射側にあたり、ＥＬ素子７２２によって表示される画像を視認しながら情報の入力を行う。
【０１４０】
なお、入力ペン７２４のペン先発光部７２３から発する光は、指向性が高いものが好ましい。そのため、ペン先発光部７２３からレーザー光を発するような入力ペン７２４を用いるのが好ましい。
【０１４１】
また、入力ペン６２４のペン先発光部６２３から発する光として、波長の短い光、つまりエネルギーの高い光を用いるのが好ましい。例えば、紫外や近紫外の光を用いるのが好ましい。なお、本明細書中で、近紫外の光とは、紫色及び青色の可視光も含むものとする。よって、紫外発光ダイオードや近紫外発光ダイオード等を有し、ペン先発光部６２３からそれらの発光ダイオードの光が照射される構造の入力ペン６２４を用いるのが好ましい。
【０１４２】
この様なエネルギーの高い光を用いることで、入力ペン６２４によってフォトダイオード等の光電変換素子に入力され電気信号に変換された信号を、外光等のノイズの信号と比較して大きくすることができる。そのため、より信頼性の高いペン入力操作を行うことができる。
【０１４３】
本実施例において、スイッチング用ＴＦＴ７０１、ＥＬ駆動用ＴＦＴ７０２、バッファ用ＴＦＴ７０４、選択用ＴＦＴ７０５は全てｎチャネル型ＴＦＴである。またリセット用ＴＦＴ７０３はｐチャネル型ＴＦＴである。なお本発明はこの構成に限定されない。よってスイッチング用ＴＦＴ７０１、ＥＬ駆動用ＴＦＴ７０２、バッファ用ＴＦＴ７０４、選択用ＴＦＴ７０５、リセット用ＴＦＴ７０３は、ｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴのどちらでも良い。
【０１４４】
ただし本実施例のように、ＥＬ駆動用ＴＦＴ７０２のソース領域またはドレイン領域がＥＬ素子７２２の陰極７０９と電気的に接続されている場合、ＥＬ駆動用ＴＦＴ７０２はｎチャネル型ＴＦＴであることが望ましい。また逆に、ＥＬ駆動用ＴＦＴ７０２のソース領域またはドレイン領域がＥＬ素子７２２の陽極７１２と電気的に接続されている場合、ＥＬ駆動用ＴＦＴ７０２はｐチャネル型ＴＦＴであることが望ましい。
【０１４５】
また、本実施例のように、フォトダイオード７２１のカソード電極７０６がリセット用ＴＦＴ７０３と電気的に接続されている場合、リセット用ＴＦＴ７０３はｐチャネル型ＴＦＴ、バッファ用ＴＦＴ７０４はｎチャネル型ＴＦＴであることが望ましい。逆にフォトダイオード７２１のアノード電極がリセット用ＴＦＴ７０３と接続され、センサ用配線７１４がカソード電極と接続されている場合、リセット用ＴＦＴ７０３はｎチャネル型ＴＦＴ、バッファ用ＴＦＴ７０４はｐチャネル型ＴＦＴであることが望ましい。
【０１４６】
[実施例３]
本実施例では、実施の形態で示したのとは異なる、表示部兼入力部の動作方法について説明する。なお、画素部兼入力部の構成は、実施の形態で示したものと同じであり図２及び図３を参照し説明は省略する。また、本実施例のセンサ部の動作方法も実施の形態で示したものと同じであり、図１８を参照する。本実施例のＥＬ表示部の動作方法を示すタイミングチャートを図５に示す。
【０１４７】
まず、１フレーム期間（Ｆ）をＮ個のサブフレーム期間（ＳＦ１〜ＳＦＮ）に分割する。階調数が多くなるにつれて１フレーム期間におけるサブフレーム期間の数も増える。なおエリアセンサのセンサ部が画像を表示する場合、１フレーム期間（Ｆ）とは、表示部兼入力部の全ての画素のＥＬ表示部が１つの画像を表示する期間を指す。
【０１４８】
本実施例の場合、フレーム期間は１秒間に６０以上設けることが好ましい。１秒間に表示される画像の数を６０以上にすることで、視覚的にフリッカ等の画像のちらつきを抑えることが可能になる。
【０１４９】
サブフレーム期間はアドレス期間（Ｔａ）とサステイン期間（Ｔｓ）とに分けられる。アドレス期間とは、１サブフレーム期間中、全ての画素にデジタルビデオ信号を入力する期間である。なおデジタルビデオ信号とは、画像情報を有するデジタルの信号である。サステイン期間（点灯期間とも呼ぶ）とは、アドレス期間において画素に入力されたデジタルビデオ信号によって、ＥＬ素子を発光又は非発光の状態にし、表示を行う期間を示している。なおデジタルビデオ信号とは、画像情報を有するデジタルの信号を意味する。
【０１５０】
ＳＦ１〜ＳＦＮが有するアドレス期間（Ｔａ）をそれぞれＴａ１〜ＴａＮとする。ＳＦ１〜ＳＦＮが有するサステイン期間（Ｔｓ）をそれぞれＴｓ１〜ＴｓＮとする。
【０１５１】
電源供給線（Ｖ１〜Ｖｘ）の電位は所定の電位（電源電位）に保たれている。
【０１５２】
まずアドレス期間Ｔａにおいて、ＥＬ素子３３０１対向電極の電位は、電源電位と同じ高さに保たれている。
【０１５３】
次にＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ１に入力される信号によって、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ１に接続されている全てのスイッチング用ＴＦＴ３３０２が導通状態になる。次に、ＥＬ表示用ソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）にデジタルビデオ信号が入力される。デジタルビデオ信号は「０」または「１」の情報を有しており、「０」と「１」のデジタルビデオ信号は、一方がＨｉ、一方がＬｏの電圧を有する信号である。
【０１５４】
そしてＥＬ表示用ソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）に入力されたデジタルビデオ信号は、導通状態のスイッチング用ＴＦＴ３３０２を介して、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３のゲート電極に入力される。
【０１５５】
次にＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ１に接続されている全てのスイッチング用ＴＦＴ３３０２が非導通状態になり、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ２に入力されるゲート信号によって、ＥＬ表示用ゲート信号線Ｇ２に接続されている全てのスイッチング用ＴＦＴ３３０２が導通状態になる。次に、ＥＬ表示用ソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）にデジタルビデオ信号が入力される。ＥＬ表示用ソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）に入力されたデジタルビデオ信号は、導通状態のスイッチング用ＴＦＴ３３０２を介して、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３のゲート電極に入力される。
【０１５６】
上述した動作をＥＬ表示用ゲート信号線Ｇｙまで繰り返し、全ての画素のＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３のゲート電極にデジタルビデオ信号が入力され、アドレス期間が終了する。
【０１５７】
アドレス期間Ｔａが終了すると同時にサステイン期間Ｔｓとなる。サステイン期間において、全てのスイッチング用ＴＦＴ３３０２はオフの状態になる。サステイン期間において、全てのＥＬ素子３３０１の対向電極の電位は、電源電位が画素電極に与えられたときにＥＬ素子３３０１が発光する程度に、電源電位との間に電位差を有する高さになる。
【０１５８】
本実施例では、デジタルビデオ信号が「０」の情報を有していた場合、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３は非導通状態になる。よってＥＬ素子３３０１の画素電極は対向電極の電位に保たれたままである。その結果、「０」の情報を有するデジタルビデオ信号が入力された画素において、ＥＬ素子３３０１は発光しない。
【０１５９】
逆にデジタルビデオ信号が「１」の情報を有していた場合、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０３は導通状態になる。よって電源電位がＥＬ素子３３０１の画素電極に与えられる。その結果、「１」の情報を有するデジタルビデオ信号が入力された画素が有するＥＬ素子３３０１は発光する。
【０１６０】
このように、画素に入力されるデジタルビデオ信号の有する情報によって、ＥＬ素子が発光または非発光の状態になり、画素は表示を行う。
【０１６１】
サステイン期間が終了すると同時に、１つのサブフレーム期間が終了する。そして次のサブフレーム期間が出現し、再びアドレス期間に入り、全画素にデジタルビデオ信号を入力したら、再びサステイン期間に入る。なお、サブフレーム期間ＳＦ１〜ＳＦＮの出現する順序は任意である。
【０１６２】
以下、残りのサブフレーム期間においても同様の動作を繰り返し、表示を行う。Ｎ個のサブフレーム期間が全て終了したら、１つの画像が表示され、１フレーム期間が終了する。１フレーム期間が終了すると次のフレーム期間のサブフレーム期間が出現し、上述した動作を繰り返す。
【０１６３】
本発明において、Ｎ個のサブフレーム期間がそれぞれ有するアドレス期間（Ｔａ１〜ＴａＮ）の長さは全て同じである。またＮ個のサステイン期間Ｔｓ１、…、ＴｓＮの長さの比は、Ｔｓ１：Ｔｓ２：Ｔｓ３：…：Ｔｓ（Ｎ−１）：ＴｓＮ＝２0：２-1：２-2：…：２-(N-2)：２-(N-1)で表される。
【０１６４】
各画素の階調は、１フレーム期間においてどのサブフレーム期間を発光させるかによって決まる。例えば、Ｎ＝８のとき、全部のサステイン期間で発光した場合の画素の輝度を１００％とすると、Ｔｓ１とＴｓ２において画素が発光した場合には７５％の輝度が表現でき、Ｔｓ３とＴｓ５とＴｓ８を選択した場合には１６％の輝度が表現できる。
【０１６５】
上記のように画素のＥＬ素子を発光させて、画像表示を行う手法をデジタル方式とよぶことにする。
【０１６６】
次に、センサ部の動作方法について、図２及び図３、図１８を用いて説明する。
【０１６７】
ここで、リセット用ＴＦＴ３３０８はｎチャネル型ＴＦＴとし、バッファ用ＴＦＴ３３０７はｐチャネル型ＴＦＴとし、選択用ＴＦＴ３３０６はｎチャネル型ＴＦＴとしたが、リセット用ＴＦＴ３３０８、バッファ用ＴＦＴ３３０７及び選択用ＴＦＴ３３０６はそれぞれ、ｎチャネル型ＴＦＴでもｐチャネル型ＴＦＴでもどちらでも良い。なお、リセット用ＴＦＴ３３０８とバッファ用ＴＦＴ３３０７の極性は逆の方が望ましい。
【０１６８】
始め、リセット用ゲート信号線ＲＧ１の信号により、リセット用ゲート信号線ＲＧ１に接続された全てのリセット用ＴＦＴ３３０８は、導通状態にある。このとき、リセット用ゲート信号線は、選択されているということにする。なお、他のリセット用ゲート信号線ＲＧ２〜ＲＧｙに接続されたすべてのりセット用ＴＦＴ３３０８は、すべて非導通状態にある。このとき、センサ用電源線ＶＢの電位は、リセット用ＴＦＴ３３０８を介して、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極に印加される。こうして、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域は、センサ用電源線ＶＢの電位（基準電位）から、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域とゲート領域の電位差を差し引いた電位に保たれている。こうしてフォトダイオード３３０５の電極間には、逆バイアスの電圧が印加される。
【０１６９】
このとき、センサ用ゲート信号線ＳＧ１の信号によって、センサ用ゲート信号線ＳＧ１に接続された全ての選択用ＴＦＴ３３０６は、非導通状態にある。本明細書において、リセット用ゲート信号線が選択されている期間をリセット期間ＲＳと呼ぶことにする。
【０１７０】
次に、リセット用ゲート信号線ＲＧ１の信号が変化し、リセット用ゲート信号線ＲＧ１に接続された全てのリセット用ＴＦＴ３３０８が非導通状態になる。このときリセット用ゲート信号線は、非選択であるということにする。すると、フォトダイオード３３０５に光が照射されていると、フォトダイオード３３０５の電極間に電流が流れ、リセット期間中に印加された電極間の逆バイアス電圧が、低くなる。この後、センサ用ゲート信号線ＳＧ１に入力される信号によって、センサ用ゲート信号線ＳＧ１に接続された全ての選択用ＴＦＴ３３０６が導通状態になる。
【０１７１】
リセット用ゲート信号線が非選択の状態になり、同じラインの画素に対応する選択用ＴＦＴが選択されるまでの期間をサンプリング期間ＳＴと呼ぶことにする。特に、リセット用ゲート信号線ＲＧ１が非選択になり、選択用ゲート信号線ＳＧ１が選択されるまでの期間を第１のサンプリング期間ＳＴ１と呼ぶことにする。
【０１７２】
サンプリング期間ＳＴ１において、時間の経過と共に、フォトダイオード３３０５の電極間の逆バイアス電圧が小さくなる。この逆バイアス電圧の低下する度合は、フォトダイオード３３０５の光電変換層に照射された光の強度に依存する。ここで、フォトダイオード３３０５のバッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極と接続されていない側の電極は、一定の電位に保たれている。よって、フォトダイオード３３０５のバッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極に接続されている側の電位が低下する。
【０１７３】
この電位の低下は、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極の電位を低下させる。
【０１７４】
ここで、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域は、それぞれ、選択用ＴＦＴ３３０６のドレイン・ソース間を介して定電流源２２０３−１〜２２０３−ｘに接続されているので、バッファ用ＴＦＴ３３０７は、ソースフォロワとして働く。そのため、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート・ソース間電圧は、常に等しく保たれる。そのため、フォトダイオード３３０５の電極間の電位の変化によって、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極の電位が変化すると、同じ分の電位だけ、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域の電位も変化する。サンプリング期間ＳＴ１の後、センサ用ゲート信号線ＳＧ１が選択され、このソース領域の電位の変化は、センサ用出力配線ＳＳ１〜ＳＳｘに出力される。
【０１７５】
その後、センサ用ゲート信号線ＳＧ１は、非選択の状態になる。
【０１７６】
一方、リセット用ゲート信号線ＲＧ１が非選択の状態になると、リセット用ゲート信号線ＲＧ２が選択される。リセット用ゲート信号線ＲＧ２に接続された全てのリセット用ＴＦＴ３３０８が導通状態となり、第２ライン目のリセット期間ＲＳが始まる。この後、リセット用ゲート信号線ＲＧ２が非選択の状態になり、第２ライン目のサンプリング期間ＳＴ２が始まる。なお、第１のサンプリング期間ＳＴ１と第２のサンプリング期間ＳＴ２は、始まる時間は異なるが、長さは同じである。
【０１７７】
第２のサンプリング期間ＳＴ２でも同様に、各画素のセンサ部において、入力された光の強度に応じて、フォトダイオードの電極間の逆バイアス電圧が低下する。第２のサンプリング期間ＳＴ２の後、センサ用ゲート信号線ＳＧ２の信号によって、センサ用ゲート信号線ＳＧ２に接続された全ての選択用ＴＦＴ３３０６が導通状態となり、フォトダイオード３３０５の電極間の電位の変化は、バッファ用ＴＦＴ３３０７のゲート電極に入力され、バッファ用ＴＦＴ３３０７のソース領域の電位の変化となって、センサ用出力配線ＳＳ１〜ＳＳｘに出力される。
【０１７８】
その後、センサ用ゲート信号線ＳＧ２が非選択の状態となる。
【０１７９】
上記動作を、全てのセンサ用ゲート信号線ＳＧ１〜ＳＧｙについて繰り返し、表示部兼入力部２２０１の画素全部のセンサ部３３１２に入力された信号の情報を読み取る。
【０１８０】
こうして、入力ペンのペン先の位置を特定することができる。
【０１８１】
なお本実施例は、実施例１〜実施例２と自由に組み合わせることが可能である。
【０１８２】
[実施例４]
本発明の情報装置において、入力ペンによって情報の入力を行うだけではなく、イメージセンサとしても用いることができる。
【０１８３】
図２０は、本発明の情報装置をイメージセンサとして用いた場合の模式図である。
【０１８４】
情報装置の表示部兼入力部の回路構成は、実施の形態と同様であるので、説明はここでは省略する。また、図２０の模式図において、図１５と同様の部分は、同じ符号を用いて示し説明は省略する。
【０１８５】
また、表示部兼入力部を駆動する方法は、実施の形態や、実施例３で示した手法と同様の手法を用いることができるので、説明は、ここでは省略する。
【０１８６】
本発明の情報装置の表示部兼入力部の、ペン入力を行う側に、読みとりたい物体（読みとり対象物体：６２５）を近づける。ここで、実施の形態や、実施例３等で示したのと同様の手法で、各画素のＥＬ素子６２２を発光させる。このＥＬ素子６２２の発光を用いて、読みとり対象物体６２５に光を照射する。つまり、各画素のＥＬ素子６２２は、読みとり対象物体６２５の情報を読みとるための照明装置として用いられる。
【０１８７】
そのため、本発明の情報装置をイメージセンサとして用いる際は、各画素のＥＬ素子の発光輝度は、全て同じにするのが望ましい。
【０１８８】
つまり、実施の形態において示したような、アナログ方式によって各画素のＥＬ素子を駆動する場合は、全ての画素に、ＥＬ用ソース信号線より入力されるアナログの信号を、等しくする。
【０１８９】
一方、実施例３に示したような、デジタル方式によって、各画素のＥＬ素子を駆動させる場合は、全ての画素が、１フレーム期間内に同じ長さの時間だけ発光するようにする。なお、できる限り連続的に光を照射するために、全ての画素のＥＬ素子が、１フレーム期間内の全てのサスティン期間において発光するように設定するのが望ましい。
【０１９０】
こうして、読みとり対象物体６２５に照射された光は、読みとり対象物体６２５表面で反射され、各画素のセンサ部のフォトダイオード６２１に入力される。この入力された光が電気信号に変換され、センサ用駆動回路（センサ用ソース信号線駆動回路、センサ用ゲート信号線駆動回路）によって読み出され、読みとり対象物体６２５の表面の情報が、画像として得られる。
【０１９１】
ここで、本実施例では、実施例１に示した構成の情報装置を用いて説明を行ったが、実施例２において図１６で示した構成の情報装置を用い、表示部兼画素部の形成された基板の、ＴＦＴが形成された側から、読み取り対象物体を近づけて、読み取り対象物体表面の情報を読み取ることもできる。
【０１９２】
なお、本実施例は、実施例１〜実施例３と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０１９３】
[実施例５]
本発明の情報装置の表示部兼入力部の作製方法について、図１０〜図１４を用いて説明する。
【０１９４】
まず、図１０（Ａ）において、本実施例ではコーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板２００を用いる。なお、基板２００としては、透光性を有する基板であれば限定されず、石英基板を用いてもよく、また、ガラス基板、セラミック基板等を用いてもよい。また、本実施例の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てもよい。
【０１９５】
また基板２００としては、ステンレス基板を用いてもよい。しかし、ステンレス基板は、透明ではないため、ＥＬ素子が発する光が基板２００とは反対側に放射される場合のみ有効である。
【０１９６】
次に基板２００を覆うように、基板２００上に酸化珪素からなる絶縁膜を形成する。絶縁膜は、酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜を用いることができる。例えば、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化珪素膜を２５０〜８００ｎｍ（好ましくは３００〜５００ｎｍ）、同様にＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化水素化珪素膜を２５０〜８００ｎｍ（好ましくは３００〜５００ｎｍ）の厚さに積層して形成しても良い。ここでは酸化珪素からなる絶縁膜を単層構造とし、０．５〜１．５μmの厚さに形成した。なお絶縁膜の材料は酸化珪素に限定されない。
【０１９７】
次にＣＭＰ法で該絶縁膜を研磨することで平坦化絶縁膜２０１が形成される。ＣＭＰ法は公知の方法で行うことが可能である。酸化膜の研磨では、一般的に１００〜１０００ｎｍφの研磨剤を、ＰＨ調整剤等の試薬を含む水溶液に分散させた固液分散系のスラリーが用いられる。本実施例では、水酸化カリウムが添加された水溶液に、塩化珪素ガスを熱分解して得られるフュームドシリカ粒子を２０ｗｔ％分散したシリカスラリー（ＰＨ＝１０〜１１）を用いる。
【０１９８】
平坦化絶縁膜２０１形成後、平坦化絶縁膜２０１上に半導体層２０２〜２０６を形成する。半導体層２０２〜２０６は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜した後、公知の結晶化処理（レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等）を行って得られた結晶質半導体膜を所望の形状にパターニングして形成する。この半導体層２０２〜２０６の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくは珪素またはシリコンゲルマニウム（ＳｉXＧｅ1-X（Ｘ＝０．０００１〜０．０２））合金などで形成すると良い。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、５５ｎｍの非晶質珪素膜を成膜した後、ニッケルを含む溶液を非晶質珪素膜上に保持させた。この非晶質珪素膜に脱水素化（５００℃、１時間）を行った後、熱結晶化（５５０℃、４時間）を行い、さらに結晶化を改善するためのレーザーアニ―ル処理を行って結晶質珪素膜を形成した。そして、この結晶質珪素膜をフォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理によって、半導体層２０２〜２０６を形成した。
【０１９９】
また、半導体層２０２〜２０６を形成した後、ＴＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元素（ボロンまたはリン）のドーピングを行ってもよい。
【０２００】
また、レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製する場合には、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーやＹＡＧレーザー、ＹＶＯ4レーザーを用いることができる。これらのレーザーを用いる場合には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４００mJ/cm2(代表的には２００〜３００mJ/cm2)とする。また、ＹＡＧレーザーを用いる場合にはその第２高調波を用いパルス発振周波数３０〜３００ｋＨｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００mJ/cm2(代表的には３５０〜５００mJ/cm2)とすると良い。そして幅１００〜１０００μｍ、例えば４００μｍで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率（オーバーラップ率）を５０〜９８％として行えばよい。
【０２０１】
次いで、半導体層２０２〜２０６を覆うゲート絶縁膜２０９を形成する。ゲート絶縁膜２０９はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【０２０２】
また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Orthosilicate）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Ｐa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．５〜０．８W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【０２０３】
次いで、図１０（Ａ）に示すように、ゲート絶縁膜２０９上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜２１０ａと、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜２１０ｂとを積層形成する。本実施例では、膜厚３０ｎｍのＴａＮ膜からなる第１の導電膜２１０ａと、膜厚３７０ｎｍのＷ膜からなる第２の導電膜２１０ｂを積層形成した。ＴａＮ膜はスパッタ法で形成し、Ｔａのターゲットを用い、窒素を含む雰囲気内でスパッタした。また、Ｗ膜は、Ｗのターゲットを用いたスパッタ法で形成した。その他に６フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いる熱ＣＶＤ法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ膜中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本実施例では、高純度のＷ（純度９９．９９９９％）のターゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができた。
【０２０４】
なお、本実施例では、第１の導電膜２１０ａをＴａＮ、第２の導電膜２１０ｂをＷとしたが、特に限定されず、いずれもＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、第１の導電膜をタンタル（Ｔａ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化チタン（ＴｉＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＡｌ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＣｕ膜とする組み合わせとしてもよい。
【０２０５】
次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスク２１１を形成し、電極及び配線を形成するための第１のエッチング処理を行う（図１０（Ｂ））。第１のエッチング処理では第１及び第２のエッチング条件で行う。本実施例では第１のエッチング条件として、ＩＣＰ（Inductively Coupled Ｐlasma：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、それぞれのガス流量比を２５／２５／１０（ｓｃｃｍ）とし、１Ｐaの圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成してエッチングを行った。ここでは、松下電器産業（株）製のＩＣＰを用いたドライエッチング装置（Model Ｅ６４５−□ＩＣＰ）を用いた。基板側（試料ステージ）にも１５０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。この第１のエッチング条件によりＷ膜をエッチングして第１の導電層の端部をテーパー形状とする。第１のエッチング条件でのＷに対するエッチング速度は２００．３９ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は８０．３２ｎｍ／ｍｉｎであり、ＴａＮに対するＷの選択比は約２．５である。また、この第１のエッチング条件によって、Ｗのテーパー角は、約２６°となる。
【０２０６】
上記第１のエッチング処理では、レジストからなるマスク２１１の形状を適したものとすることにより、基板側に印加するバイアス電圧の効果により第１の導電層及び第２の導電層の端部がテーパー形状となる。このテーパー部の角度は１５〜４５°とすればよい。こうして、第１のエッチング処理により第１の導電層と第２の導電層から成る第１の形状の導電層２１２〜２１６（第１の導電層２１２ａ〜２１６ａと第２の導電層２１２ｂ〜２１６ｂ）を形成する。２１７はゲート絶縁膜であり、第１の形状の導電層２１２〜２１６で覆われない領域は２０〜５０ｎｍ程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
【０２０７】
次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング処理を行う（図１０（Ｃ））。ここでは、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、それぞれのガス流量比を２５／２５／１０（ｓｃｃｍ）とし、１Ｐaの圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成してエッチングを行った。基板側（試料ステージ）にも２０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。第２のエッチング処理でのＷに対するエッチング速度は１２４.６２ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は２０．６７ｎｍ／ｍｉｎであり、ＴａＮに対するＷの選択比は６.０５である。従って、Ｗ膜が選択的にエッチングされる。この第２のエッチングによりＷのテーパー角は７０°となった。この第２のエッチング処理により第２の導電層２１８ｂ〜２２２ｂを形成する。一方、第１の導電層２１８ａ〜２２２ａは、ほとんどエッチングされず、第１の導電層２１８ａ〜２２２ａが形成される。２２３はゲート絶縁膜であり、第２の形状の導電層２１８〜２２２で覆われない領域は２０〜５０ｎｍ程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
【０２０８】
第１の導電層２１８ａと第２の導電層２１８ｂとで形成された電極は、後の工程で形成されるｎチャネル型のバッファ用ＴＦＴとなり、第１の導電層２１９ａと第２の導電層２１９ｂとで形成された電極は、後の工程で形成されるｎチャネル型の選択用ＴＦＴとなる。同様に、第１の導電層２２０ａと第２の導電層２２０ｂとで形成された電極は、後の工程で形成されるｐチャネル型のリセット用ＴＦＴとなり、第１の導電層２２１ａと第２の導電層２２１ｂとで形成された電極は、後の工程で形成されるｎチャネル型のスイッチング用ＴＦＴとなり、第１の導電層２２２ａと第２の導電層２２２ｂとで形成された電極は、後の工程で形成されるｐチャネル型のＥＬ駆動用ＴＦＴとなる。
【０２０９】
次いで、第１のドーピング処理を行って図１１（Ａ）の状態を得る。ドーピングは第２の導電層２１８ｂ〜２２２ｂを不純物元素に対するマスクとして用い、第１の導電層２１８ａ〜２２２ａのテーパー部下方の半導体層に不純物元素が添加されるようにドーピングする。本実施例では、不純物元素としてＰ（リン）を用い、ドーズ量３．５×１０12atoms/cm3、加速電圧９０ｋｅＶにてプラズマドーピングを行った。こうして第１の導電層と重ならない低濃度不純物領域２２４ａ〜２２８ａと、第１の導電層と重なる低濃度不純物領域２２４ｂ〜２２８ｂを自己整合的に形成する。低濃度不純物領域２２４ｂ〜２２８ｂへ添加されたリン（Ｐ）の濃度は、１×１０17〜１×１０18atoms/cm3であり、且つ、第１の導電層２１８ａ〜２２２ａのテーパー部の膜厚に従って緩やかな濃度勾配を有している。なお、第１の導電層２１８ａ〜２２２ａのテーパー部と重なる半導体層において、第１の導電層２１８ａ〜２２２ａのテーパー部の端部から内側に向かって、若干不純物濃度が低くなっているものの、ほぼ同程度の濃度である。
【０２１０】
そして、レジストからなるマスク２３１を形成し、第２のドーピング処理を行い、半導体層にｎ型を付与する不純物元素を添加する（図１１（Ｂ））。ドーピング処理はイオンドープ法、若しくはイオン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０13〜５×１０15atoms/cm3とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を１.５×１０15atoms/cm3とし、加速電圧を８０ｋｅＶとして行った。ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いた。この場合、導電層２１８〜２２２がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に高濃度不純物領域２３２ａ〜２３６ａ、第１の導電層と重ならない低濃度不純物領域２３２ｂ〜２３６ｂ、第１の導電層と重なる低濃度不純物領域２３２ｃ〜２３６ｃが形成される。高濃度不純物領域２３２ａ〜２３６ａには１×１０20〜１×１０21atoms/cm3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加する。
【０２１１】
なおｐチャネル型の半導体膜が形成される半導体膜には、図１１（Ｂ）に示した第２のドーピング処理によりｎ型の不純物をドーピングする必要はないため、マスク２３１を半導体層２０４、２０６上に完全に覆うように形成し、ｎ型の不純物がドーピングされないようにしても良い。逆にマスク２３１を半導体層２０４、２０６上に設けず、第３のドーピング処理において半導体層の極性をｐ型に反転させても良い。
【０２１２】
次いで、レジストからなるマスク２３１を除去した後、新たにレジストからなるマスク２３９を形成して第３のドーピング処理を行う。この第３のドーピング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴの活性層となる半導体層に前記一導電型（ｎ型）とは逆の導電型（ｐ型）を付与する不純物元素が添加された不純物領域２４０ａ〜２４０ｃ、２４１a〜２４１ｃを形成する（図１１（Ｃ））。第１の導電層２２０ｂ、２２２ｂを不純物元素に対するマスクとして用い、ｐ型を付与する不純物元素を添加して自己整合的に不純物領域を形成する。本実施例では、不純物領域２４０ａ〜２４０ｃ、２４１ａ〜２４１ｃはジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成する。なお、この第３のドーピング処理の際には、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層はレジストからなるマスク２３９で覆われている。第１のドーピング処理及び第２のドーピング処理によって、不純物領域２４０a、２４０ｂ、２４０ｃにはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、そのいずれの領域においてもｐ型を付与する不純物元素の濃度が２×１０20〜２×１０21atoms/cm3となるようにドーピング処理することにより、ｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じない。
【０２１３】
次いで、それぞれの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する工程を行う。この活性化工程は、ファーネスアニール炉を用いる熱アニール炉で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ＰＰｍ以下、好ましくは０．１ＰＰｍ以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜５５０℃で行えばよく、本実施例では５５０℃、４時間の熱処理で活性化処理を行った。なお、熱アニール法の他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）などを適用することができる。
【０２１４】
また、第１の層間絶縁膜を形成した後に活性化処理を行ってもよい。ただし、配線に用いた配線材料が熱に弱い場合には、本実施例のように配線等を保護するため層間絶縁膜（シリコンを主成分とする絶縁膜、例えば窒化珪素膜）を形成した後で活性化処理を行うことが好ましい。
【０２１５】
さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜５５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、半導体層を水素化する工程を行う。本実施例では、水素を約３％含む窒素雰囲気中で４１０℃、１時間の熱処理を行った。この工程は熱的に励起された水素により半導体膜の不対結合手を水素終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる。）を用いることもできる。
【０２１６】
また、パッシベーション膜を形成した後に水素化する工程を行ってもよい。
【０２１７】
以上までの工程でそれぞれの半導体層に不純物領域が形成される。
【０２１８】
次いで、レジストからなるマスク２３９を除去し、第３のエッチング処理を行う。本実施例では導電層２１８〜２２２をマスクとして用いて、ゲート絶縁膜をエッチング処理する。
【０２１９】
第３のエッチング処理により、ゲート絶縁膜２４３ｃ〜２４７ｃが、第２の導電層２４３ｂ〜２４７ｂの下方に形成される（図１２（Ａ））。
【０２２０】
次いで、基板２００を覆うように、パッシベーション膜２９１を形成する（図１２（Ｂ））。パッシベーション膜２９１は、酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜を用いることができる。例えば、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Oから作製される酸化窒化珪素膜を２５０〜８００ｎｍ（好ましくは３００〜５００ｎｍ）、同様にＳｉＨ4、Ｎ2Oから作製される酸化窒化水素化珪素膜を２５０〜８００ｎｍ（好ましくは３００〜５００ｎｍ）の厚さに積層して形成してもよい。本実施例では酸化窒素からなるパッシベーション膜２９１を、単層構造とし、０．５〜１．５μｍの厚さで形成した。
【０２２１】
次いで、第１層間絶縁膜２４９を形成する。プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１００〜２００ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により膜厚１５０ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成した。勿論、第１層間絶縁膜２４９は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。次いで、各不純物領域２３２ａ、２３３ａ、２３５a、２３８、２４０ａ、２４１ａ、２４２に達するコンタクトホールを形成するためのパターニングを行う。
【０２２２】
次いで、ソース配線２５１〜２５５、ドレイン配線２５７〜２６１を形成する（図１２（Ｃ））。なお、本実施例では、この配線の材料としては、ＡｌまたはＡｇを主成分とする膜、またはそれらの積層膜等の反射性の優れた材料を用いることが望ましい。
【０２２３】
次に、図１３（Ａ）に示すように５０〜５００ｎｍ（代表的には２００〜３００ｎｍ）の厚さで第２パッシベーション膜２６８を形成する。本実施例では第２パッシベーション膜２６８として３００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を用いる。これは窒化珪素膜で代用しても良い。なお、窒化酸化珪素膜の形成に先立ってＨ2、ＮＨ3等水素を含むガスを用いてプラズマ処理を行うことは有効である。
【０２２４】
次に、有機樹脂からなる第２層間絶縁膜２６９を形成する。有機樹脂としてはポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。特に、第２層間絶縁膜２６９は平坦化の意味合いが強いので、平坦性に優れたアクリルが好ましい。本実施例ではＴＦＴによって形成される段差を十分に平坦化しうる膜厚でアクリル膜を形成する。好ましくは１〜５μm（さらに好ましくは２〜４μm）とすれば良い。
【０２２５】
次に、第２層間絶縁膜２６９及び第２パッシベーション膜２６８にドレイン配線２５９に達するコンタクトホールを形成し、ドレイン配線２５９に接するようにフォトダイオードのカソード電極２７０を形成する。本実施例では、カソード電極２７０としてスパッタ法によって形成したアルミニウム膜を用いたが、その他の金属、例えばチタン、タンタル、タングステン、銅を用いることができる。また、チタン、アルミニウム、チタンでなる積層膜を用いてもよい。
【０２２６】
次に、水素を含有する非晶質珪素膜を基板全面に成膜した後にパターニングし、光電変換層２７１を形成する。次に、基板全面に透明導電膜を形成する。本実施例では透明導電膜として厚さ２００ｎｍのＩＴＯをスパッタ法で成膜する。透明導電膜をパターニングし、アノード電極２７２を形成する。（図１３（Ｂ））
【０２２７】
次に、図１４（Ａ）に示すように第３層間絶縁膜２７３を形成する。第３層間絶縁膜２７３として、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリル等の樹脂を用いることで、平坦な表面を得ることができる。本実施例では、第３層間絶縁膜２７３として厚さ０．７μｍのポリイミド膜を基板全面に形成した。
【０２２８】
次に、第３層間絶縁膜２７３、第２層間絶縁膜２６９及び第２パッシベーション膜２６８にドレイン配線２６１に達するコンタクトホールを形成し、画素電極２７５を形成する。また第３層間絶縁膜２７３に、アノード電極２７２に達するコンタクトホールを形成し、センサ用配線２７４を形成する。本実施例ではアルミニウム合金膜（１wt%のチタンを含有したアルミニウム膜）を３００ｎｍの厚さに形成し、パターニングを行ってセンサ用配線２７４及び画素電極２７５を同時に形成する。
【０２２９】
次に、図１４（Ｂ）に示すように、樹脂材料でなるバンク２７６を形成する。バンク２７６は１〜２μm厚のアクリル膜またはポリイミド膜をパターニングして形成すれば良い。バンク２７６はソース配線２５４上に沿って形成しても良いし、ゲート配線（図示せず）上に沿って形成しても良い。なおバンク２７６を形成している樹脂材料に顔料等を混ぜ、バンク２７６を遮蔽膜として用いても良い。
【０２３０】
次に、発光層２７７を形成する。具体的には、発光層２７７となる有機ＥＬ材料をクロロフォルム、ジクロロメタン、キシレン、トルエン、テトラヒドロフラン等の溶媒に溶かして塗布し、その後、熱処理を行うことにより溶媒を揮発させる。こうして有機ＥＬ材料でなる被膜（発光層）が形成される。
【０２３１】
なお、本実施例では一画素しか図示されていないが、カラー表示を行う情報装置を作製する場合は、このとき同時に赤色に発光する発光層、緑色に発光する発光層及び青色に発光する発光層が形成される。本実施例では、赤色に発光する発光層としてシアノポリフェニレンビニレン、緑色に発光する発光層としてポリフェニレンビニレン、青色に発光する発光層としてポリアルキルフェニレンを各々５０ｎｍの厚さに形成する。また、溶媒としては１，２−ジクロロメタンを用い、８０〜１５０℃のホットプレートで１〜５分の熱処理を行って揮発させる。
【０２３２】
本実施例ではＥＬ層を発光層でなる１層構造とするが、その他に正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層等を設けても構わない。このように組み合わせは既に様々な例が報告されており、そのいずれの構成を用いても構わない。
【０２３３】
発光層２７７を形成したら、対向電極として透明導電膜でなる陽極２７９を１２０ｎｍの厚さに形成する。本実施例では、酸化インジウムに１０〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を添加した透明導電膜を用いる。成膜方法は、発光層２７７を劣化させないように室温で蒸着法により形成することが好ましい。
【０２３４】
陽極２７９を形成したら、図１４（Ｂ）に示すように第４層間絶縁膜２８０を形成する。第４層間絶縁膜２８０として、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリル等の樹脂を用いることで、平坦な表面を得ることができる。本実施例では、第４層間絶縁膜２８０として厚さ０．７μｍのポリイミド膜を基板全面に形成した。
【０２３５】
こうして図１４（Ｂ）に示すような構造のセンサ基板が完成する。なお、バンク２７６を形成した後、第４層間絶縁膜２８０を形成するまでの工程をマルチチャンバー方式（またはインライン方式）の薄膜形成装置を用いて、大気解放せずに連続的に処理することは有効である。
【０２３６】
以上の様にして、バッファ用ＴＦＴ３０４、選択用ＴＦＴ３０５、リセット用ＴＦＴ３０３、フォトダイオード３０６、スイッチング用ＴＦＴ３０１、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３０２及びＥＬ素子２６９を同一基板上に形成することができる。
【０２３７】
なお、各駆動回路（ＥＬ表示用ソース信号線駆動回路、ＥＬ表示用ゲート信号線駆動回路、センサ用ソース信号線駆動回路、センサ用ゲート信号線駆動回路）を構成するＴＦＴも、上記作製工程によって同様に作製することができる。こうして、表示部兼入力部と同一基板上に各駆動回路を形成することができる。
【０２３８】
なお本実施例は、実施例１〜実施例４と自由に組み合わせることが可能である。
【０２３９】
[実施例６]
本実施例では、本発明を用いて情報装置を作製した例について、図６を用いて説明する。
【０２４０】
図６（Ａ）は、ＴＦＴ基板をシーリング材によって封止することによって形成された情報装置の上面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＡ−Ａ’における断面図、図６（Ｃ）は図６（Ａ）のＢ−Ｂ’における断面図である。
【０２４１】
同一基板４００１上に設けられた表示部兼入力部４００２と、センサ用およびＥＬ素子用のソース信号線駆動回路４００３ａ、ｂと、センサ用およびＥＬ素子用のゲート信号線駆動回路４００４ａ、ｂとを囲むようにして、シール材４００９が設けられている。また表示部兼入力部４００２と、センサ用およびＥＬ素子用のソース信号線駆動回路４００３ａ、ｂと、センサ用およびＥＬ素子用のゲート信号線駆動回路４００４ａ、ｂとの上にシーリング材４００８が設けられている。よって表示部兼入力部４００２と、センサ用およびＥＬ素子用のソース信号線駆動回路４００３ａ、ｂと、センサ用およびＥＬ素子用の第１及び第２のゲート信号線駆動回路４００４ａ、ｂとは、基板４００１とシール材４００９とシーリング材４００８とによって、充填材４２１０で密封されている。
【０２４２】
また基板４００１上に設けられた表示部兼入力部４００２と、センサ用およびＥＬ素子用のソース信号線駆動回路４００３ａ、ｂと、センサ用およびＥＬ素子用のゲート信号線駆動回路４００４ａ、ｂとは、複数のＴＦＴを有している。図６（Ｂ）では代表的に、下地膜４０１０上に形成された、画素部兼入力部４００２に含まれるリセット用ＴＦＴ（フォトダイオードに逆バイアス電圧をかけるためのＴＦＴ）４２０１及びＥＬ駆動用ＴＦＴ（ＥＬ素子への電流を制御するＴＦＴ）４２０２、フォトダイオード４２１１を図示した。
【０２４３】
本実施例では、リセット用ＴＦＴ４２０１には公知の方法で作製されたｎチャネル型ＴＦＴが用いられ、ＥＬ駆動用ＴＦＴ４２０２には公知の方法で作製されたｐチャネル型ＴＦＴが用いられる。また、表示部兼入力部４００２にはＥＬ駆動用ＴＦＴ４２０２のゲートに接続された保持容量（図示せず）が設けられる。
【０２４４】
リセット用ＴＦＴ４２０１、ＥＬ駆動用ＴＦＴ４２０２上には第１層間絶縁膜（平坦化膜）４３１１が形成される。次に第２層間絶縁膜（平坦化膜）４３０２が形成され、その上にフォトダイオード４２１１が形成される。次に第３層間絶縁膜４４０３が形成され、その上にＥＬ駆動用ＴＦＴ４２０２のドレインと電気的に接続する画素電極（陽極）４２０３が形成される。画素電極４２０３としては仕事関数の大きい透明導電膜が用いられる。透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウムを用いることができる。また、前記透明導電膜にガリウムを添加したものを用いても良い。
【０２４５】
そして、画素電極４２０３の上には絶縁膜４４０４が形成され、絶縁膜４４０４は画素電極４２０３の上に開口部が形成されている。この開口部において、画素電極４２０３の上にはＥＬ（エレクトロルミネッセンス）層４２０４が形成される。ＥＬ層４２０４は公知の有機ＥＬ材料または無機ＥＬ材料を用いることができる。また、有機ＥＬ材料には低分子系（モノマー系）材料と高分子系（ポリマー系）材料があるがどちらを用いても良い。
【０２４６】
ＥＬ層４２０４の形成方法は公知の蒸着技術もしくは塗布法技術を用いれば良い。また、ＥＬ層の構造は正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層または電子注入層を自由に組み合わせて積層構造または単層構造とすれば良い。
【０２４７】
ＥＬ層４２０４の上には遮光性を有する導電膜（代表的にはアルミニウム、銅もしくは銀を主成分とする導電膜またはそれらと他の導電膜との積層膜）からなる陰極４２０５が形成される。また、陰極４２０５とＥＬ層４２０４の界面に存在する水分や酸素は極力排除しておくことが望ましい。従って、ＥＬ層４２０４を窒素または希ガス雰囲気で形成し、酸素や水分に触れさせないまま陰極４２０５を形成するといった工夫が必要である。本実施例ではマルチチャンバー方式（クラスターツール方式）の成膜装置を用いることで上述のような成膜を可能とする。そして陰極４２０５は所定の電圧が与えられている。
【０２４８】
以上のようにして、画素電極（陽極）４２０３、ＥＬ層４２０４及び陰極４２０５からなるＥＬ素子４３０３が形成される。そしてＥＬ素子４３０３を覆うように、絶縁膜４３０２上に保護膜４２０９が形成されている。保護膜４２０９は、ＥＬ素子４３０３に酸素や水分等が入り込むのを防ぐのに効果的である。
【０２４９】
４００５は電源供給線に接続された引き回し配線であり、ＥＬ駆動用ＴＦＴ４２０２のソース領域に電気的に接続されている。引き回し配線４００５はシール材４００９と基板４００１との間を通り、異方導電性フィルム４３００を介してＦＰＣ４００６が有するＦＰＣ用配線４３０１に電気的に接続される。
【０２５０】
シーリング材４００８としては、ガラス材、金属材（代表的にはステンレス材）、セラミックス材、プラスチック材（プラスチックフィルムも含む）を用いることができる。プラスチック材としては、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをＰＶＦフィルムやマイラーフィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。
【０２５１】
但し、ＥＬ素子からの光の放射方向がカバー材側に向かう場合にはカバー材は透明でなければならない。その場合には、ガラス板、プラスチック板、ポリエステルフィルムまたはアクリルフィルムのような透明物質を用いる。
【０２５２】
また、充填材４１０３としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、アクリル、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。本実施例では充填材として窒素を用いた。
【０２５３】
また充填材４２１０を吸湿性物質（好ましくは酸化バリウム）もしくは酸素を吸着しうる物質にさらしておくために、シーリング材４００８の基板４００１側の面に凹部４００７を設けて吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７を配置する。そして、吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７が飛び散らないように、凹部カバー材４２０８によって吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７は凹部４００７に保持されている。なお凹部カバー材４２０８は目の細かいメッシュ状になっており、空気や水分は通し、吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７は通さない構成になっている。吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７を設けることで、ＥＬ素子４３０３の劣化を抑制できる。
【０２５４】
図６（Ｃ）に示すように、画素電極４２０３が形成されると同時に、引き回し配線４００５上に接するように導電性膜４２０３ａが形成される。
【０２５５】
また、異方導電性フィルム４３００は導電性フィラー４３００ａを有している。基板４００１とＦＰＣ４００６とを熱圧着することで、基板４００１上の導電性膜４２０３ａとＦＰＣ４００６上のＦＰＣ用配線４３０１とが、導電性フィラー４３００ａによって電気的に接続される。
【０２５６】
なお、本実施例は、実施例１〜実施例５と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０２５７】
[実施例７]
本実施例では、本発明の情報装置の光電変換素子を、有機物を用いて作製した例について説明する。
【０２５８】
光電変換素子として、フォトダイオードを例に説明する。
【０２５９】
フォトダイオードの光電変換層として、有機物を用いる。具体的には、アゾ顔料、ペリレンのような多環式化合物、フタロシアニン顔料、イオン性色素などを用いることができる。なお、ここでは光電変換層を、電荷発生層と呼ぶ事にする。
【０２６０】
また、電荷発生層のほかに、電荷注入障壁層や、電荷輸送層等を設けることもできる。
【０２６１】
電荷輸送層としては、ヒドラゾン誘導体、スチルベンゼン誘導体、トリファニルアミン誘導体等の低分子化合物、ポリシラン誘導体等の高分子材料を利用することができる。
【０２６２】
この様な電荷輸送層を設けることで、フォトダイオードの光応答特性を向上させることができる。
【０２６３】
また、電荷注入障壁層としては、共重合ナイロン等を用いることができる。
【０２６４】
この様な、電荷注入障壁層と電荷発生層と電荷輸送層の積層構造を有するフォトダイオードを作製する手法について図１９を用いて説明する。
【０２６５】
ＩＴＯ膜のアノード電極９９１を形成し、その上に電荷注入障壁層９９２、電荷発生層９９３、電荷輸送層９９４、カソード電極９９６の順に形成する。
【０２６６】
ここでは、電荷注入障壁層９９２としては、共重合ナイロン層を塗布する。
【０２６７】
その後、アゾ顔料をバインダ樹脂に分散し塗布することで、電荷発生層９９３を形成する。
【０２６８】
次に、ヒドラゾン誘導体をバインダ樹脂に分散し、塗布することで、電荷輸送層９９４を形成する。
【０２６９】
最後に、アルミニウムでカソード電極９９６を形成し、フォトダイオード９９７が完成する。
【０２７０】
なお、フォトダイオードの構成はこれに限定されない。電荷注入障壁層や電荷輸送層は必ずしも設定する必要はない。
【０２７１】
また、アノード電極、カソード電極、電荷注入障壁層、電荷発生層、電荷輸送層等は、上記材料に限らず、公知の材料を自由に用いる事ができる。
【０２７２】
半導体等の無機物を用いたフォトダイオードに比べて、有機物を用いたものは、大面積のフォトダイオードが作製可能であり、また柔軟性に富み、加工性に優れるといった利点がある。
【０２７３】
なお、本実施例は、実施例１〜実施例６と自由に組み合あわせて実施する事が可能である。
【０２７４】
[実施例８]
本実施例では、本発明の情報装置を応用した電子機器について説明する。本発明の情報装置を応用する例として、携帯情報端末（ＰＤＡ、携帯電話または電子書籍等）などが挙げられる。
【０２７５】
図４（Ａ）は、ＰＤＡの模式図である。表示部兼入力部１９０１と入力ペン１９０２、操作キー１９０３、外部接続ポート１９０４及び電源スイッチ１９０５を有する。本発明の情報装置はＰＤＡの表示部兼入力部１９０１に用いることができる。
【０２７６】
図４（Ｂ）は、電子書籍の模式図である。表示部兼入力部１９１１と入力ペン１９１２、操作キー１９１３及び記録媒体１９１４を有する。本発明の情報装置は電子書籍の表示部兼入力部１９１１に用いることができる。
【０２７７】
図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）は、本発明の情報装置を、本人認証作業の機能を有する携帯情報端末に応用した例である。
【０２７８】
ここで、本人認証作業とは、予め登録されている情報と、その後入力された情報とを比較して、この２つの情報が、同じ人物を指し示すものかどうかを判断する機能のことをいうとする。
【０２７９】
図２１（Ａ）に携帯情報端末２１８３を示す。この携帯情報端末２１８３は、入力ペン２１８１、表示部兼入力部２１８４、操作キー２１８５、外部接続ポート２１８６、電源スイッチ２１８７等を有する。
【０２８０】
実施例４において示した、表示部兼入力部２１８４をイメージセンサとして用いる手法を用い、手２１８８を、表示部兼入力部２１８４上に置いて、掌紋を読み取る。
【０２８１】
この読み取った掌紋を、個人を識別する情報（個人情報）として用いて、認証作業を行うことができる。
【０２８２】
なお、認証作業に用いる個人情報は、掌紋のみに限らず、指紋等の生体情報を自由に用いることができる。
【０２８３】
また、これらの、認証のための個人情報は、自由に組み合わせて用いることができる。
【０２８４】
また、図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）で示したのと同じ構成の携帯情報装置であるが、異なる方法で本人認証作業を行う場合について説明する。
【０２８５】
ここでは、入力ペン２１８１によって、表示部兼入力部２１８４に入力した筆跡２１９１の情報を、認証作業に用いる。
【０２８６】
なお、ペン入力によって入力された、筆跡などの個人情報と、イメージセンサによって入力された、掌紋、指紋などの個人情報を、自由に組み合わせて、本人認証の作業を行う携帯情報端末に応用することもできる。
【０２８７】
本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、本実施例の電子機器は実施例１〜７のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。
【発明の効果】
従来の抵抗膜式や光学式のペン入力機能を有する情報装置では、画像の視認性、装置の耐久性、精度や小型化、消費電力等の問題があった。
【０２８８】
本発明のペン入力機能を有する情報装置は、表示装置の画素に、ＥＬ素子と光電変換素子の両方を配置し、ペン先が発光するペンによって、光電変換素子に光を入力することによって情報入力を行う。これによって、表示画像の輝度を損なわず、また鮮明な画像を表示し、耐久性に優れ、小型化可能で、精度の良い、ペン入力機能を有する情報装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の情報装置の模式図。
【図２】 本発明の光センサの上面及び断面の模式図。
【図３】 本発明の情報装置のイメージセンサ付表示パネルの画素部の回路図。
【図４】 本発明の情報装置を応用した電子機器の図。
【図５】 本発明の情報装置の駆動のタイミングチャートを示す図。
【図６】 本発明の情報装置の上面図及び断面図。
【図７】 従来の抵抗膜式ペン入力装置の構造を示す図。
【図８】 従来の抵抗膜式ペン入力装置の構造を示す図。
【図９】 従来の光学式ペン入力装置の構造を示す図。
【図１０】 本発明の情報装置の作製工程を示す図。
【図１１】 本発明の情報装置の作製工程を示す図。
【図１２】 本発明の情報装置の作製工程を示す図。
【図１３】 本発明の情報装置の作製工程を示す図。
【図１４】 本発明の情報装置の作製工程を示す図。
【図１５】 本発明の情報装置の断面図。
【図１６】 本発明の情報装置の断面図。
【図１７】 本発明の情報装置の駆動のタイミングチャートを示す図。
【図１８】 本発明の情報装置の駆動のタイミングチャートを示す図。
【図１９】 本発明の情報装置の光電変換素子の構成を示す図。
【図２０】 本発明の情報装置の断面図。
【図２１】 本発明の情報装置を応用した電子機器の図。
Claims (7)
- 表示部兼入力部にＥＬ素子と、光電変換素子とを有する画素を複数有する情報装置の駆動方法であって、
前記複数の画素各々は、第１トランジスタと、第２トランジスタとを有し、
前記第１トランジスタのソースとドレインの一方は第１配線と電気的に接続され、
前記第１トランジスタのソースとドレインの他方は前記第２トランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第２トランジスタのソースとドレインの一方は第２配線と電気的に接続され、
前記第２トランジスタのソースとドレインの他方は前記ＥＬ素子と電気的に接続され、
１フレーム期間は複数のサブフレーム期間を有し、
前記複数のサブフレーム期間のそれぞれは、アドレス期間とサステイン期間とを有し、
前記情報装置をイメージセンサとして用いる際に、前記複数のサブフレーム期間の全てのサステイン期間において、前記複数の画素の全ての前記ＥＬ素子を発光させることによって読みとり対象物体に光を照射し、
前記読みとり対象物体において反射した光を前記複数の画素の前記光電変換素子に入力し、
前記光電変換素子に入力された光を電気信号に変換して読み出すことによって、前記読みとり対象物体の表面の情報を得ることを特徴とする情報装置の駆動方法。 - 請求項１において、
前記複数の画素各々は、第３トランジスタと、第４トランジスタと、第５トランジスタとを有し、
前記第３トランジスタのゲートは前記光電変換素子と電気的に接続され、
前記第３トランジスタのソースは導通状態となった前記第４トランジスタを介して第３配線と電気的に接続され、
前記光電変換素子は導通状態となった前記第５トランジスタを介して第４配線と電気的に接続されていることを特徴とする情報装置の駆動方法。 - 請求項１または２において、
前記光電変換素子は、フォトダイオードであることを特徴とする情報装置の駆動方法。 - 請求項３において、
前記フォトダイオードは、アノード電極と、カソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に挟まれた光電変換層とを有することを特徴とする情報装置の駆動方法。 - 請求項４において、
前記光電変換層は、有機材料又は非晶質半導体によって構成されることを特徴とする情報装置の駆動方法。 - 請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
前記読みとり対象物体の表面の情報は、生体情報であることを特徴とする情報装置の駆動方法。 - 請求項６において、
前記生体情報は、掌紋又は指紋であることを特徴とする情報装置の駆動方法。
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