显示装置与电子装置.pdf

可以提供一种显示装置和电子装置，其中通过采用加入成像器件的方法获得读出功能并利用体积小的面板来实现更加完善和高附加值。按照本发明的显示装置和电子装置具有在其透光基片的一个表面上的第一显示面和排列成矩阵的多个像素以及在所述基片另一表面上的第二显示面。多个像素各自配备有晶体管、成像器件和向第一显示面和向第二显示面发光的发光元件。所述发光元件具有两个功能：读出对象信息时起光源作用；以及显示图像。于是，按照本发明的显示装置具有两个功能：利用成像器件读出对象信息的图像传感器功能；以及利用成像器件和发光元件显示图像的显示功能。

1.  一种显示装置，它包括：
透光的基片；
在所述基片的一个表面上的第一显示面和排列成矩阵的多个像素；
在所述基片另一表面上的第二显示面；
其中，所述多个像素中的每一个都包括晶体管、成像器件和向所述第一显示面和所述第二显示面发光的发光元件。

2.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：所述晶体管的沟道区用无定形半导体或晶体半导体形成。

3.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：所述成像器件包括无定形半导体。

4.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
它还包括处在所述基片对面的对置基片，
其中，所述基片和所述对置基片被夹在至少两个具有不同偏振方向的偏振器之间。

5.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
它还包括处在所述基片对面的对置基片，
其中，所述基片和所述对置基片被夹在至少两个具有不同偏振方向的偏振器之间，以及
所述两个偏振器中的一个或两个设有多个开孔。

6.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
从所述发光元件获得的光是白光。

7.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
从所述发光元件获得的光是红、蓝和绿光。

8.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
它还包括处在所述基片对面的对置基片，其中从所述发光元件获得的光是白光，以及
在所述基片或所述对置基片上面设置彩色滤光器。

9.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
它还包括处在所述基片对面的对置基片，其中从所述发光元件获得的光是白光，以及
在所述基片和所述对置基片上面设置彩色滤光器。

10.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
它还包括处在所述基片对面的对置基片，其中从所述发光元件获得的光是蓝光，以及
在所述基片或所述对置基片上面设置彩色转换层。

11.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
它还包括处在所述基片对面的对置基片，其中从所述发光元件获得的光是蓝光，以及
在所述基片和所述对置基片上面各自设置彩色转换层。

12.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述显示装置具有控制所述第一显示面或所述第二显示面的显示的转换电路。

13.  一种从由以下装置构成的组中选出的电子装置：便携式蜂窝电话、笔记本式PC、手表式便携终端、数字视频摄像机和数字式照相机，所述电子装置包括权利要求1的显示装置。

14.  一种显示装置，它包括：
透光的基片；
在所述基片的一个表面上的第一显示面和排列成矩阵的多个像素；
在所述基片另一表面上的第二显示面；
其中，所述多个像素中的每一个都包括晶体管、成像器件和向所述第一显示面和所述第二显示面发光的发光元件，
所述发光元件设置在所述晶体管的上面，以及
所述成像器件设置在所述发光元件上面。

15.  如权利要求14所述的显示装置，其特征在于：
所述晶体管的沟道区由无定形半导体或晶体半导体形成。

16.  如权利要求14所述的显示装置，其特征在于：
所述成像器件包括无定形半导体。

17.  如权利要求14所述的显示装置，其特征在于：
它还包括处在所述基片对面的对置基片，
其中所述基片和所述对置基片被夹在至少两个具有不同偏振方向的偏振器之间。

18.  如权利要求14所述的显示装置，其特征在于：
它还包括处在所述基片对面的对置基片，
其中所述基片和所述对置基片被夹在至少两个具有不同偏振方向的偏振器之间，以及
两个所述偏振器中的一个或两个设有多个开孔。

19.  如权利要求14所述的显示装置，其特征在于：
从所述发光元件获得的光是白光。

20.  如权利要求14所述的显示装置，其特征在于：
从所述发光元件获得的光是红、蓝和绿光。

21.  如权利要求14所述的显示装置，其特征在于：
它还包括处在所述基片对面的对置基片，其中从所述发光元件获得的光是白光，以及
在所述基片或所述对置基片上面设置彩色滤光器。

22.  如权利要求14所述的显示装置，其特征在于：
它还包括处在所述基片对面的对置基片，其中从所述发光元件获得的光是白光，以及
在所述基片和所述对置基片上面设置彩色滤光器。

23.  如权利要求14所述的显示装置，其特征在于：
它还包括处在所述基片对面的对置基片，其中从所述发光元件获得的光是蓝光，以及
在所述基片或所述对置基片上面设置彩色转换层。

24.  如权利要求14所述的显示装置，其特征在于：
它还包括处在所述基片对面的对置基片，其中从所述发光元件获得的光是蓝光，以及
在所述基片和所述对置基片上面各自设置彩色转换层。

25.  如权利要求14所述的显示装置，其特征在于：
所述显示装置具有控制所述第一显示面或所述第二显示面的显示的转换电路。

26.  一种从由以下装置构成的组中选出的电子装置：便携式蜂窝电话、笔记本式PC、手表式便携终端、数字视频摄像机和数字式照相机，所述电子装置包括权利要求14的显示装置。

27.  一种显示装置，它包括：
透光的基片；
在所述基片的一个表面上的第一显示面和排列成矩阵的多个像素；以及
在所述基片另一表面上的第二显示面；
其中，所述多个像素中的每一个都包括晶体管、成像器件和向所述第一显示面和所述第二显示面发光的发光元件，
所述发光元件设置在所述晶体管和所述成像器件的上面。

28.  如权利要求27所述的显示装置，其特征在于：
所述晶体管的沟道区由无定形半导体或晶体半导体形成。

29.  如权利要求27所述的显示装置，其特征在于：
所述成像器件包括无定形半导体。

30.  如权利要求27所述的显示装置，其特征在于：
它还包括处在所述基片对面的对置基片，
其中所述基片和所述对置基片被夹在至少两个具有不同偏振方向的偏振器之间。

31.  如权利要求27所述的显示装置，其特征在于：
它还包括处在所述基片对面的对置基片，
其中所述基片和所述对置基片被夹在至少两个具有不同偏振方向的偏振器之间，以及
两个所述偏振器中的一个或两个设有多个开孔。

32.  如权利要求27所述的显示装置，其特征在于：
从所述发光元件获得的光是白光。

33.  如权利要求27所述的显示装置，其特征在于：
从所述发光元件获得的光是红、蓝和绿光。

34.  如权利要求27所述的显示装置，其特征在于：
它还包括处在所述基片对面的对置基片，其中从所述发光元件获得的光是白光，以及
在所述基片或所述对置基片上面设置彩色滤光器。

35.  如权利要求27所述的显示装置，其特征在于：
它还包括处在所述基片对面的对置基片，其中从所述发光元件获得的光是白光，以及
在所述基片和所述对置基片上面设置彩色滤光器。

36.  如权利要求27所述的显示装置，其特征在于：
它还包括处在所述基片对面的对置基片，其中从所述发光元件获得的光是蓝光，以及
在所述基片或所述对置基片上面设置彩色转换层。

37.  如权利要求27所述的显示装置，其特征在于：
它还包括处在所述基片对面的对置基片，其中从所述发光元件获得的光是蓝光，以及
在所述基片和所述对置基片上面各自设置彩色转换层。

38.  如权利要求27所述的显示装置，其特征在于：
所述显示装置具有控制所述第一显示面或所述第二显示面的显示的转换电路。

39.  一种从由以下装置构成的组中选出的电子装置：便携式蜂窝电话、笔记本式PC、手表式便携终端、数字视频摄像机和数字式照相机，所述电子装置包括权利要求27的显示装置。

显示装置与电子装置
技术领域
本发明涉及具有利用发光元件的显示功能和利用发光元件和成像器件的读出功能的显示装置。此外，本发明还涉及两面都具有显示面的显示装置。
背景技术
近年来在显示装置方面，利用以电致发光元件为代表的发光元件的显示装置取代液晶显示器的研究和开发向前发展。利用了诸如高成像质量和由于其发光特性而具有宽广的视角，可以做得薄，而且由于毋须背光故重量轻等优点，这样的显示装置得到了广泛应用。另外，有一种显示装置，它具有通过把发光元件和成像器件结合到显示装置中而提供的显示功能和读出功能(例如，参考文献1：日本公开特许公报No.2002-176162)。
此外，在各自包括显示面的电子装置中间，尤其是便携式终端的使用增加，并且要求更加完善和高附加值。因此，已经开发出具有子显示面和主显示面的便携式终端。
至于具有子显示面和主显示面的电子装置，包括背光等模块所占用的体积和驱动所述模块用的控制IC(集成电路)所占用的体积不容忽略。尤其是最近上市的便携式终端重量、厚度和尺寸明显减小，这对高附加值是一个折衷选择。
另外，在具有子显示面的便携式终端上，两侧显示面互为背面。因此，尽管装有两个显示面，无论在蜂窝式电话打开或是合上的哪一种情况下，都只能看见一个显示面。此外，在折叠式电子装置的情况下，必须从折叠位置打开才能看见里面的显示面，因而引起明显的不使。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种两面都具有显示面的显示装置和电子装置，其中，通过采用装入成像器件获得读出功能的方法以及利用体积小的面板来实现更加完善和高附加值。另外，本发明的另一目的是提供一种折叠式电子装置，其中不必打开即可看到内侧的显示面，而且不必合上电子装置即可看到外侧的显示面。
本发明采取下列措施解决先有技术上的上述问题。
本发明显示装置的一个特征是，多个像素排成矩阵，在透光基片的一面设置第一显示面；在所述基片的另一面设置第二显示面；多个像素中的每一个都具有晶体管、成像器件和向第一显示面和第二显示面发光的发光元件。
另外，所述显示装置具有转换电路，所述转换电路为第一或第二显示面从下列显示方式中选择一种显示方式：正常显示、水平倒转显示、180°旋转显示和垂直倒转显示。所述转换电路使上述每一种显示方式能够任选并轻易改变。这样设置所述转换电路，使得用户容易根据自己的视角看到显示。
本发明显示装置的另一个特征是，在透光基片的一个面上设置晶体管；在所述晶体管的上面设置向第一显示面和第二显示面发光的发光元件；在发光元件的上面设置成像器件；在所述基片的一个面上设置第一显示面；并在所述基片的另一个面上设置第二显示面。
本发明的显示装置的再一个特征是，在透光基片一个面的上面设置晶体管和成像器件；在所述晶体管的上面设置向第一显示面和第二显示面发光的发光元件；在所述发光元件上面设置成像器件；在基片的一面设置第一显示面；并在基片的另一面设置第二显示面。
如上所述，至于晶体管、发光元件和成像器件的位置关系，一般建议以下两种安排：一种安排是，在发光元件上面的一层中形成成像器件；而另一种安排是，在与晶体管的同一层内形成成像器件。应当指出，最好用无定形半导体作为形成成像器件的半导体，因为无定形半导体具有高的光电导性。另外，每一个形成成像器件的半导体都是依据垂直结或侧向结而形成的。
另外，具有上述结构的本发明的再一个特征是，从发光元件发出的光从对象反射并照射成像器件。这样，便可以使用读出功能。此外，成像器件等效于响应入射光而产生信号电荷的元件，例如，等效于CCD图像传感器、MOS(金属-氧化物-半导体)图像传感器、CMD(电荷调制器件)、电荷注入器件、双极性图像传感器、光电导薄膜图像传感器、接触式图像传感器、堆叠式CCD、红外线图像传感器等。
至于本发明的显示装置，基片和处于所述基片对面的对置基片被夹在至少两个偏振器之间，所述偏振器使光在不同方向上偏振。使用两个偏振器时，两个偏振器中的一个或两个配备有多个开孔。所述开孔设置在成像器件的上面，以便改善读出准确度。
具有上述结构的本发明提供显示装置和电子装置，其中，通过采用装入成像器件而获得读出功能以及利用体积小的面板来实现更加完善和高附加值。另外，本发明提供一种折叠式电子装置，其中，不必打开即可看到内侧的显示面，并且不必合上电子装置即可看到外侧的显示面。
包括在按照本发明的显示装置中地发光元件具有两种功能：在读出对象信息时作为光源以及显示图像。此外，按照本发明的显示装置中具有两种功能：图像传感器功能，用以读出对象的信息；和显示功能，用以显示图像。尽管本发明的显示装置具有这样的两种功能，却不必单独设置在利用图像传感器功能的情况下一般必需的光源或光散射器。因此，可以使所述显示装置小得多、薄得多和轻得多。
附图说明
图1A和1B示出本发明显示装置的剖面结构；
图2示出本发明显示装置的剖面结构；
图3A至3E示出本发明显示装置的像素和像素的等效电路图；
图4A至4E示出使用发光元件的全色显示技术；
图5A和5B示出本发明显示装置的系统；
图6A至6E示出包括在本发明显示装置内的转换电路；
图7A至7C示出显示方式和读出方式；
图8A至8C示出指纹确认系统；
图9示出校正系统；
图10A至10F示出利用本发明显示装置的电子装置；
图11A至11D示出利用本发明显示装置的电子装置；
图12A至12E示出利用本发明显示装置的电子装置；
图13A至13F示出本发明显示装置像素的等效电路图；
图14A至14C示出本发明显示装置的结构；
图15A至15C示出本发明显示装置的像素；
图16A至16C示出本发明显示装置的剖面结构；以及
图17A至17B描述指纹确认。
具体实施方式
实施方式
下面将参考附图详细描述按照本发明的实施例。
应当指出，本专业的普通技术人员很容易明白，本发明不限于以下的讨论，而在不脱离本发明精神和范围的情况下对方式和细节可以作各种改变。因此，不准备把本发明解释为限于以下对实施方式和实施例的描述。应当指出，在下面描述的本发明的结构中，表示同一部分的标号在不同的附图中是通用的。另外，在以下的实施方式中给出作为开关元件或驱动元件的使用晶体半导体和无定形半导体的半导体；但是，本发明不限于此。例如，可以用有机材料、单晶、利用碳纳米管(cabon nanotube)的晶体管等作为替代。此外，在下面的实施方式中，具有一个PIN结的光电二极管作为成像器件的示例。成像器件是指响应入射光产生信号电荷的元件。例如，可以使用PIN结光电二极管、CCD图像传感器、光电导薄膜图像传感器、接触式图像传感器、堆叠式CCD、红外线图像传感器、利用增大电压引起的电子雪崩达到高灵敏度的雪崩式光电二极管(APD)等。
本发明的显示装置包括图像显示装置、发光器件和光源(包括照明系统)。另外，显示装置还包括：其中封装了具有发光元件和基片与覆盖材料之间的驱动电路的像素区域的面板；其中柔性印刷电路(FPC)附在面板上的模块；其中驱动IC设置在FPC的点上的模块；其中驱动IC用玻板上芯片(COG)工艺安装在面板上的模块和用作监视器的显示器。
在所述实施方式中，将参照图1A至2描述按照本发明的两面都有显示面(显示屏)，而且其中结合了成像器件的显示装置的剖面结构。
首先，将要参照图1A描述在发光元件108上面的层中形成垂直结成像器件113的情况。在图1A中，包括晶体半导体(例如，诸如多晶硅等多晶体)的驱动晶体管102、第一电极(像素电极)105、电致发光层106和第二电极(对电极)107设置在透光基片100上面。第一电极105、电致发光层106和第二电极107的叠层结构等效于发光元件108。
在本发明中，第一电极105和第二电极107用透光材料形成。因此，发光元件108在第一方向上向着基片100和在与第一方向相反的第二方向上发射光，并具有两个显示区域。形成第一电极105和第二电极107的透光材料可以使用诸如氧化铟锡(ITO)等透明导电薄膜或形成得薄到足以透光的铝箔等材料。另外，设置在成像器件上面的基片100和对置基片120是透明或半透明的。
晶体管101、n型半导体110、i型半导体(本征半导体)111和p型半导体112设置在透光基片100上面。n型半导体110、i型半导体111和p型半导体112的叠层结构等效于成像器件113。i型半导体111是高纯度半导体，不搀杂任何物质。
在图1A所示的结构中，晶体管101和驱动晶体管102设置在基片100上面，而绝缘薄膜140设置成覆盖晶体管101和驱动晶体管102。用作发光元件的工作面(bank)的绝缘薄膜141设置在绝缘薄膜140的上面。绝缘薄膜142设置在绝缘薄膜141的上面，而绝缘薄膜143设置在绝缘薄膜142的上面。发光元件108设置在绝缘薄膜140上面，而成像器件113设置在绝缘薄膜142上面。
图1B表示在与包括晶体半导体的晶体管同一层内形成侧向结成像器件103的情况。在图1B中驱动晶体管102和发光元件108设置在透光基片100的上面，所述结构与图1A的相同，故解释从略。n型半导体115、i型半导体116和p型半导体117设置在与驱动晶体管102同一层内，而包括这些半导体的元件等效于成像器件103。
图2示出在与其沟道区由无定形半导体(无定形硅)形成的晶体管的同一层内形成垂直结成像器件113的情况。在图2中，在透光基片100的上面设置包括无定形半导体的驱动晶体管104、第一电极105、电致发光层106和第二电极107。另外，n型半导体110、i型半导体111和p型半导体112设置在与驱动晶体管104相同的一层内，其叠层结构等效于成像器件113。
在图1B的结构中，驱动晶体管102和成像器件103设置在基片100的上面，绝缘薄膜144设置成覆盖驱动晶体管102和成像器件103。用作发光元件108工作面的绝缘薄膜145设置在绝缘薄膜144的上面。
应当指出，为了改善电流容量，与发光元件串联的驱动晶体管的沟道宽度W/沟道长度L最好设置为1至100(最好5至20)。具体地说，最好把沟道长度设置为5μm至15μm，而把沟道宽度W设置为20μm至1200μm(最好，40μm至600μm)。应当指出，当沟道宽度W和沟道长度作如上设置时，像素中的晶体管的面积将会增大。在这种情况下，最好顶部发射，其中发光元件在与基片100相反的方向上发光。
当如上当把包括无定形半导体的晶体管设置在像素中时，难以再由包含无定形半导体的晶体管形成驱动电路。因此，最好通过TAB或COG工艺提供驱动器IC作为驱动电路。
如上所述，形成成像器件的每个半导体都用垂直结(图1A或图2)或侧向结(图1B)形成。另外，对于晶体管、发光元件和成像器件的位置关系，给出其中成像器件在发光元件上面的一层内形成的安排(图1A)和其中成像器件在与晶体管相同的一层内(图1B和图2)形成的另一种安排。另外，尽管没有举例说明，但是，成像器件可以在低于发光元件的一层内形成。在上述每一种情况下，其中发光元件在晶体管上面的一层内形成的结构没有改变。应当指出，最好用无定形半导体作为形成成像器件的半导体，因为无定形半导体的光电导性高。
具有上述结构的本发明的显示装置，两面都有显示面，因而可以提供其中实现更加完善和高附加值的显示装置和电子装置。另外，本发明的显示装置使用发光元件作为光源，而成像器件作为图像传感元件。发光元件和成像器件都设置在同一基片上。发光元件发出的光被对象反射，而被反射的光进入成像器件。然后，成像器件两个电极之间的电势差改变，随着电势差的改变，电流在两个电极之间流过。检测所述电流的量即可获得对象的信息。所获得的信息用发光元件显示出来。包括在按照本发明的显示装置中的发光元件具有两个功能：读出对象信息时起光源作用；和显示图像。另外，按照本发明的显示装置具有两个功能：图像传感器功能，用以读出对象的信息；和显示功能，用以显示图像。尽管按照本发明的显示装置具有这样两种功能，但却不必单独设置在使用图像传感器功能的情况下一般都需要的光源和光散射器。因此，可以使显示装置小得多、薄得多和轻得多。
实施例
实施例1
现将参照图14A至16C描述本实施例。首先，描述本发明显示装置两面都设置偏振器的实施例(图14A)。换句话说，将要描述面板410两面设置偏振器403和偏振器405的实施例。在这种情况下，外来光可以被设置在两面的偏振器截获，使得光的偏振方向相互垂直。此外，从发光元件发出的光只穿过一个偏振器，因而可以完成显示。采用上述结构，除了发光元件照明的面积之外，没有光线出去，背景无法通过任何一侧看到。但是，从发光元件发出的光在通过偏振器时减弱。因此，使用读出功能时照明强度应该设置得比正常高。
此外，可以在偏振器403上设置开孔404，以改善读出的准确度(图14B)。在这种情况下的剖面结构示于图14C。因为从对象130反射的光在所述结构上没有被偏振器403减弱，读出的准确度得以改善。
应当指出，在所述实施例中，开孔404只设置在一个偏振器内(偏振器403)；但是，本发明不限于此。可以在两侧每一个偏振器中设置开孔。另外，开孔的形状可以是圆形、矩形等，没有具体限制。但是，开孔最好设置在成像器件103的上面，开孔最好具有与成像器件相同的形状。开孔可以用物理装置或用光刻工艺形成。
接着，将要描述为像素电极设置开孔的实施例。在像素区域201内，多个像素202排成矩阵，而第一电极105设置在每个像素202上(图16B和16C)。每个第一电极105都具有开孔406。设置开孔406的位置没有具体限制，可以设置在中央部分(图16B)或端部(图16C)。此外，为第一电极105设置的开孔406与偏振器403的开孔404重叠，另外，成像器件103可以设置在开孔404和406的下面。换句话说，当为第一电极105设置多个开孔时，为一个像素设置多个成像器件。
应当指出，在上述剖面结构中，驱动晶体管102和成像器件103设置在基片100的上面，而绝缘薄膜147设置在绝缘薄膜146的上面，用作发光元件108工作面的绝缘薄膜148设置在绝缘薄膜147的上面。
应当指出，在所述剖面结构中，开孔设置在每个第一电极105和偏振器403上；但是，本发明不限于此。开孔可以只设置在第一电极105或只设置在偏振器403。另外，即使在第一电极105和偏振器403中间一个或两个设置开孔的情况下，也可以在每隔几个像素设置一个开孔，也可以只设置在所述区域的一部分，而不必规则地在每个像素都设置开孔。设置开孔的方法可以在使用显示功能时的亮度和使用读出功能时的读出准确度之间权衡；因而，所述方法可以根据本发明的显示装置的用途而定。
该实施例可以与上述实施方式自由组合。
实施例2
本实施例参照图3A至15C描述具有发光元件的子像素和具有成像器件的子像素的设置方法。
本发明的显示装置包括具有安排成矩阵的多个像素202的像素区域201(图3A)，每一个像素202包括具有发光元件的子像素和具有成像器件(传感器)的子像素。每个像素202的配置可以改变；可以给出几种情况：例如，一种情况是，一个像素有6个子像素，总共包括3个各有一个发光元件，发出RGB(红绿蓝)每一色光的子像素和3个各有一个成像器件的子像素(图3B)；另一种情况是，一个像素有4个子像素，总共包括3个各有一个发光元件，发出RGB(红绿蓝)每一色光的子像素和1个具有一个成像器件的子像素(图3C)；再有一种情况是，一个像素有2个子像素，总共包括1个具有一个发出白光的发光元件的子像素和1个具有一个成像器件的子像素(图3D)。另外，可以给出几种情况：一种情况是，一个像素有9个子像素，总共包括3个各有一个发光元件，发出RGB(红绿蓝)每一色光的子像素和6个各有一个成像器件的子像素(图15A和15B)；另一种情况是，一个像素有7个子像素，总共包括1个具有一个发出白光的发光元件的子像素和6个各有一个成像器件的子像素(图15C)。在图15A和15B中，形成一个像素的子像素的数目相同；但是，具有成像器件的子像素所占的面积不同。
本发明可以采用上述情况中的任何一种，可以在考虑到传感器灵敏度或显示面亮度的情况下选择它们中的一个。显然，包括各有一个成像器件的子像素越多，读出准确度就越得到改善。另外，当一个像素配备有多个子像素，每个子像素又各有一个成像器件并且各占有较小面积时，读出准确度得以改善。
应当指出，图3B和3C以及图15A和15B所示的像素执行彩色显示，而图3D和图15C所示的像素执行单色显示。像素具有执行单色显示的显示功能时，读出功能限于单色。而同时，像素具有执行彩色显示的显示功能时，读出功能操作于彩色或单色。应当指出，对象信息以彩色读出时，与RGB每一种彩色对应的发光元件轮流照明，而对象的信息由成像器件读出。因此，把以RGB的每一种颜色读出的信息组合起来，利用组合的信息可以显示彩色图像。
接着，一个像素有1个具有一个发光元件的子像素和1个具有一个成像器件的子像素的情况的等效电路示于图3E。在图3E中，具有发光元件214的子像素219和具有成像器件的子像素220起一个像素202的作用。另外，信号线224、电源线226、信号线225、电源线227排成列；而扫描线221、222和223排成行。子像素219包括开关晶体管211、驱动晶体管212和电容元件213；而子像素220包括开关晶体管215、缓冲晶体管216和复位晶体管217。应当指出，上述等效电路图只是一个示例，每个子像素的配置不限于以上的描述；因而，已知的电路均可应用。
下面将要参照图4A至4E描述使用发光元件的全色显示技术。首先，将要参照图4A描述RGB系统。采用所述系统，RGB的光发射直接利用设置在基片251上的电极252和电极253之间的RGB每种彩色的发光材料采集。所述系统的优点是，结构简单，与其他系统相比，由于照明效率高，故功耗低。再次，将要参照图4B描述彩色转换系统(利用载荷子倍增器(CCM))。所述系统在设置于基片251上面的电极252和电极253之间使用发出蓝光的材料，RGB光发射通过在颜色转换层254改变蓝光来获得。发射蓝光的材料在整个表面上形成；因而，所述系统在制造过程上有优点。其次，参照图4C描述彩色滤光系统。所述系统在设置于基片251上面的电极252和电极253之间使用发出白光的材料，RGB光发射通过彩色滤光器255的白光透射来获得。而至于白光，必须设计夹在发光元件两个电极之间的层。例如，可以采用RGB每种发光材料的分层结构或蓝和橙每种发光材料的分层结构。所述系统使用彩色滤光器，因而可以利用液晶显示装置技术的优点。
本发明的双面显示板250，如图4D所示，在基片的一个表面上具有第一显示面，在基片上集成了发光元件和成像器件，而在另一侧具有第二显示面。第一和第二显示面可以是单色显示，也可以是彩色显示。下面根据包括在发光元件中的发光材料，以及发光元件是否包括彩色滤光器，给出5种情况。将参照图4E描述这些情况。
第一种是从发光元件获得的光是白光的情况。在这种情况下，第一和第二显示面执行单色显示。尽管没有举例示出，但是，在这种情况下，从发光元件获得的光应该是单色的，例如，也可以是RGB中的任何一种。第二种是从发光元件获得的光是白光，基片一个表面设置彩色滤光器的情况。在这种情况下，第一显示面执行单色显示，而第二显示面执行彩色显示。第三种是从发光元件获得的光是白光，基片相反一面设置彩色滤光器的情况。在这种情况下，第一显示面执行彩色显示，而第二显示面执行单色显示。第四种是从发光元件获得的光是白光，基片两面都设置彩色滤光器的情况。在这种情况下，第一和第二显示面都执行彩色显示。第五种是从发光元件获得的光是红、蓝和绿中一种光的情况。在这种情况下，第一和第二显示面都执行彩色显示。
应当指出，在图4E中，彩色滤光器系统是作为示例示出的；但是，彩色转换系统自然可以如上所述地使用。应当指出，使用彩色转换系统时，使用发出蓝光的材料。因此，基片只有一面设置彩色转换层时，设置彩色转换层的显示面用作主显示面，而执行单色显示的另一个显示面用作子显示面。
本发明可以应用以上任何一种情况。但是，厚薄优先考虑时，最好选择不要求彩色转换层的配置。另外，是读出彩色，还是读出单色，这取决于是彩色显示，还是单色显示，可能有一种情况：一个显示面是单色，而另一个显示面是彩色，取决于双面显示板250的配置。因此，对象信息要用彩色读出时，读出应该利用彩色显示面完成。
本实施例可以与上述实施方式和实施例自由组合。
实施例3
在本实施例中，将参照图5A的方框图描述本发明显示装置的组件和组件之间的关系，就是说，本发明的显示装置系统。
首先，作为基本组件给出双面显示板250，它具有图像传感器306和CPU 303。双面显示板250两面都结合了成像器件和显示面。该双面显示板具有读出功能和显示功能两个功能。双面显示板250由控制器305控制。另外，关于双面显示板250，控制设置在两面上的或者第一或者第二显示面，以便进行正常显示，必要时不进行正常显示而利用转换电路304选择水平倒转显示、180°旋转显示和垂直倒转显示中的一种。
本发明的显示装置应用于折叠式电子装置时，显示装置包括绞链301，而绞链301连接绞链转换电路302。另外，控制设置在两面上的或者第一或者第二显示面，以便进行正常显示，必要时利用绞链转换电路302选择水平倒转显示、180°旋转显示和垂直倒转显示中的一种。
作为除上述外的其他组件，给出发射接收电路311、易失性存储器312、非易失性存储器313、外部接口电路(外部IF)314、硬盘驱动器(HDD)315和光发射控制电路316。这些组件由CPU 303集中控制。易失性存储器312和非易失性存储器313存储由成像器件读出的对象信息。另外，作为另一组件还给出充电装置317，对电子装置进行充电，充电装置也受CPU 303控制。本发明的显示装置包括双面显示板和上面给出的组件。校正电路318具有校正提供给双面显示板250的图像信息的功能。
此外，本发明的显示装置应用于蜂窝电话时，除上述外，作为其他组件还给出作为发射机的一部分的微音器307、作为接收机一部分的扬声器308和由用户操作的按钮310。用户操作按钮310时信息通过CPU 303和控制器305显示在双面显示板250上。作为微音器放大器的扬声器308，用户借助它听到线路另一端的声音，在语音达到用户耳朵之前通过下列电路操作。首先，线路另一端的语音信息在发射接收电路311接收，所述信息通过CPU 303提供给音频控制器309。另外，所述信息提供给扬声器308并达到用户耳朵。当一个语音通过微音器307提供给线路另一端的便携式终端时，完成相反的过程。应当指出，某些组件示于图5A，但是，本发明可以包括其他组件，而不限于此。
一般发光元件随着时间衰退，其亮度降低。具体地说，在其中多个像素各自配备有发光元件的显示装置的情况下，每个像素的发光频率不同，因而不可避免地每个像素的衰退程度不同。因此，发光频率高的衰退严重，而衰退导致老化；从而使图像质量降低。在充电等过程中或者不使用时，如图5B所示，可以使由具有较低发光频率的发光像素引起老化不明显。此时，可以显示由所有发光的像素显示的图像、翻转正常显示对比度(诸如空闲屏幕)的图像、低发光频率的像素被删除而只有发光的像素的图像等。
此时的行为用图5A的方框图描述。首先，显示装置的外壳连接到充电装置317，信息提供给CPU 30，于是，图像由控制器305和控制电路(发光控制装置)316显示在双面显示板250上。显示所显示的图像，它可以抑制老化。顺便指出，充电装置317表示充电器等。发光控制电路316包括存储控制发光或发光元件闪烁的程序的存储介质和存储发光或倒转显示闪烁(其中翻转正常显示的对比度)用的程序的存储介质。
具有上述结构的显示装置包括不正常使用时用以显示在充电过程中减少老化的图像的发光控制电路；因而图像质量的下降得以抑制。
本实施例可以与上述实施方式和实施例自由组合。
实施例4
至于提供给本发明的显示装置的双面显示板，根据用户的视角，可以不用正常显示，而容易地执行水平倒转显示、旋转显示或垂直倒转显示。按照本发明的显示装置包括转换电路，可以随意容易地切换显示方式。在本实施例中，参照图6A至6E描述转换电路。
双面显示板具有其中多个像素202排列成矩阵的像素区域201和围绕像素区域201设置的信号线驱动电路203和扫描线驱动电路204(图6A)。信号线驱动电路203和扫描线驱动电路204连接到绞链转换电路302或转换电路304，按照来自绞链转换电路或转换电路的信号确定提供起点脉冲的像素。更具体地说，从列x选择像素时，提供S-SP1。另外，从第一行选择所述像素时，提供G-SP1。从行y选择所述像素时，提供G-SP2。
执行正常显示时，提供起点脉冲(S-SP1和G-SP1)，使得位于列1，行1的像素202首先被选中(图6B)。完成水平倒转显示时，提供起点脉冲(S-SP2和G-SP1)，使得位于列x，行1的像素202首先被选中(图6C)。执行180°旋转显示时，提供起点脉冲(S-SP2和G-SP2)，使得位于列x，行y的像素202首先被选中(图6C)。执行垂直倒转显示时，提供起点脉冲(S-SP1和G-SP2)，使得位于列1，行y的像素202首先被选中(图6E)。于是，向其提供起点脉冲的像素按照显示方式改变：水平倒转显示、180°旋转显示和垂直倒转显示。类似地，适当改变从信号线驱动电路提供的视频信号。
当时分灰度方法应用于所述面板时，在存储介质中读出视频信号，此后改变为时分灰度用的视频信号。因此，按照显示方式：水平倒转显示、180°旋转显示和垂直倒转显示改变视频信号的读出顺序，并把视频信号存储在存储介质中，以此对应于每一种显示方式。
按照用户按钮操作执行切换时，最好采用转换电路304。就是说，最好确定正常显示的取向，显示取向改变时，根据需要使用所述转换电路。另外，本发明的显示装置用于便携式终端时有效使用绞链转换电路302。例如，打开外壳时，控制绞链转换电路，使得内侧显示面执行正常显示，而外壳关上时，控制绞链转换电路，使得外侧显示面执行正常显示。
本实施例可以与上述实施方式和实施例自由组合。
实施例5
本发明的双面显示板具有显示功能和读出功能两个功能。在本实施例中，将要参照图7A描述显示功能和读出功能的切换。
首先，启动具有双面显示板的显示装置。启动显示装置时，自动操作显示方式；使显示区域接通，使传感器区域断开。这里显示区域指的是所有包括发光元件的子像素，而传感器区域指的是所有包括成像器件的子像素。另外，按照来自绞链转换电路302或转换电路304的信号，在显示区域执行正常显示、水平倒转显示、180°旋转显示和垂直倒转显示。而同时，按照来自外部，诸如按钮310的信号，操作读出方式时，使显示区域和传感器区域都接通。于是，利用显示区域作为光源，传感器区域读出对象的信息。
现参照图7B和7C，以利用便携式终端读出名片的操作为例描述这里的操作。首先，在读出方式下，放置名片，使得外部光线无法进入显示板，以此读出名片上的信息(图7B)。读出的信息存储在便携式终端的存储介质上。随后，进入显示方式，根据所读出的名片的信息在显示区域上执行显示(图7C)。
于是，本发明的显示装置具有读出对象信息的图像传感器功能和显示图像的显示功能两个功能。尽管本发明的显示装置具有这样两种功能，但是，不必单独设置在利用图像传感器功能通常必需的光源或光散射器。因此，可以使显示装置小得多、薄得多和轻得多。在这一点上，发光元件执行两种功能：用作读出对象信息用的光源和显示图像。
接着，参照图8A的流程图描述利用读出功能的个人识别系统。
首先，利用双面显示板所提供的图像传感器功能读出个人的生物信息。这里，生物信息指的是人类天然具有的物理特性，它可以进行个人识别。指纹、掌印、声纹，手印、虹膜等都可以作为典型的生物信息给出。考虑到显示面的尺寸，最好读出指纹，特别是姆指的指纹作为生物信息。用指纹最好，因为不同的指纹之间没有两个信息是完全相同的，而且指纹终生不变。利用设置在便携式终端320上的双面显示板读出指纹时的状态的顶视图和剖面视图示于图8B和8C。如图所示，最好在手指接触面板时读出指纹，以此获得正确的信息。读出指纹的机理是，把手指曝光并读出手指上散射的光。
通过CPU把所获得的生物信息与以前存储在设置于便携式终端上的存储介质中的信息加以比较。若两个信息彼此相符，则所述用户被确认为便携式终端的真正用户。此后，用户可以执行一个过程(这里连接互联网)。在所述过程完成之后可以执行下一个操作。应当指出，所获得的生物信息不匹配时，应该再次执行读出操作。
最好在由其他人操作时引起麻烦的所有过程，诸如基于收费的信息处理和便携式终端存储介质的重写过程进行之前使用本发明的个人识别系统。于是可以避免非法利用便携式终端的过程。有一种识别系统用的技术，其中使用个人身份证号和口令。但是，采用这一技术，不能完全执行用户的存储/管理，或者所存储的信息相对而言容易被盗。因此，就像本系统一样，利用指纹信息可以明显改善个人信息。另外，作为读出方法，可以给出滚筒式，其中旋转带有指纹的滚筒来完成读；长形式，其中指纹在模块上一点点移动；和平面式，其中指纹压在模块上，这些方式都可以用于本发明。作为平面式，指纹的形状难以改变，因为读出是在没有指纹移动的情况下完成的。另外，平面式对滚筒式的好处是薄。
接着，参照图17A和17B比较详细地描述上述个人识别系统用的指纹认证机理。至于指纹，形成图案突起的部分称作脊(ridge)，脊结束的部分称作脊梢(ridge ending)，脊分岔的部分称作脊杈(ridge bifurcation)(图17A)。脊梢和脊杈合起来称作细节点(minutiae point)。在指纹认证的情况下，细节点作为基本信息处理。
指纹认证的机理大致分成两种方法(17B)。作为第一种方法，首先读入指纹，然后检测有关细节点的信息，把最近输入的指纹与归档的全部指纹比较，以此搜索出匹配的指纹。作为第二种方法，在首先读入指纹的同时输入ID(身份证)号，然后搜索指纹数据库，用ID号识别指纹，比较这些指纹，以便识别个人身份。在本发明中，哪一种方法均可采用。
本实施例可以与上述实施方式和实施例自由组合。
实施例6
在本实施例中，将要参照图3E和图9的等效电路图描述校正读出对象信息的校正方法。
首先，简要描述包括图3E所示的成像器件218的子像素220的行为。这里，晶体管215和216应该是n沟道型的，而晶体管217是p沟道型的。首先，选择扫描线223并使晶体管导通。然后，成像器件218两个电极之间的电位V_PD变为等于作为电源线227电位的高电位电压V_DD(图9的A点)。成像器件218曝光时，V_PD下降。在某个时刻扫描线222被选择时，读出对应于成像器件218的VPD的信号(图9的B和C点)。另外，一帧完成时，选择扫描线223，V_PD变为等于V_DD(图9的E点)。
在图9中，点划线表示的发出亮光的情况，而实线表示发出暗光的情况。如图所示，由于光强度高，电位V_PD很快就接近VSS。另外，由于存储时间长，电位V_PD很快就接近V_SS。这是因为光强度高，给定的光产生的更多的存储电荷可能被存储。另外，发出亮光时，比暗光的情况更容易达到饱和(图9的D点)。饱和是指成像器件218两个电极之间的电位差变为零的状态。一旦出现饱和，成像器件218两的电极之间的电位差便不再变化，直至复位。
由本发明的双面显示板读出对象时，由于两侧都发光，成像器件210暴露于过量的光下，结果比正常更早达到饱和。因此，无法准确读出对象的信息。因此，可以提出一个在比正常短的存储时间内读出对象的方法作为校正方法。例如，在以存储时间B执行正常读出时，在利用本面板的情况下应该用较短的存储时间A执行读出。另外，作为另一个校正方法，可以提出这样一种方法，其中校正读出对象的信息(信号)。例如，对象的信息等效于与成像器件218两个电极之间的电位差V_PD对应的电流值，加上几安倍的电流值的读电流值应该是对象的信息。于是，在读出对象时执行校正的方法和校正读出的对象信息的方法，利用这两种方法中的一种或两种，即可获得比较准确的对象信息。
本实施例可以与上述实施方式和实施例自由组合。
实施例7
在本实施例中，将要参照图13A至13F描述包括发光元件的子像素结构的示例。
在图13A所示的像素中，信号线510和电源线511至513设置成列，而扫描线514设置成行。所述像素还包括开关晶体管501、驱动晶体管503、电流控制晶体管504、电容元件502和发光元件505。
图13C所示的像素具有与图13A所示的同样的配置，只是晶体管503的栅极连接到排列成行的电源线513。图13A和图13C中的两个像素都表示同一等效电路。但是，电源线是由不同层内的导体形成的，其中电源线513排列成列(图13A)，而在图13C中，电源线513排列成行。两个像素各示于图13A和图13C，以便表示形成连接晶体管503栅极连线的层在图13A和图13C之间是不同的。
在图13A和图13C两个图中，像素中晶体管503和504串联，而晶体管503的沟道长度L3/沟道宽度W3与晶体管504沟道长度L4/沟道宽度W4之比，设置为L3/W3∶L4/W4＝5至6000∶1。例如，当L3、W3、L4和W4分别为500μm、3μm、3μm和100μm时。
晶体管503工作在饱和区，并控制流进发光元件505的电流量，而晶体管504工作在线性区，并控制是否向发光元件505提供电流。鉴于生产步骤，晶体管503和504最好具有相同的导电率。对于晶体管503，可以采用耗尽型晶体管，而不是增强型晶体管。按照具有上述结构的本发明，晶体管504V_GS的微小变化并不影响流过发光元件505的电流量，因为晶体管504工作在线性区。就是说，流过发光元件505的电流量决定于工作在饱和区的晶体管503。因此，可以提供一种显示装置，其中晶体管特性的变化造成的亮度变化减小，而图像质量得以改善。
图13A至13D中的晶体管501控制像素的视频信号输入。当晶体管501导通，视频信号输入所述像素时，所述视频信号被保持在电容元件50中。尽管在图13A至13D中所述像素包括电容元件502，本发明不限于此。用栅极电容等作为保存视频信号的电容时，不必设置电容元件502。
发光元件505具有这样的结构，其中电致发光层被夹在一对电极之间。像素电极和对电极(阳极和阴极)具有电位差，以便向发光元件505施加正向偏置电压。电致发光层由从各种有机材料、无机材料等中选定的至少一种材料形成。电致发光层的发光包括从受激单态返回基态时产生的发光(荧光)和从受激三重线态返回基态时产生的发光(磷光)。
图13B中所示的像素具有与图13A中所示相同的配置，只是加上了晶体管506和扫描线515。类似地，图13D中所示的像素具有与图13C中所示相同的配置，只是加上了晶体管506和扫描线515。
晶体管506受增加的扫描线515控制而导通/截止。晶体管506导通时，保存在电容元件502中的电荷被释放，以此使晶体管504截止。就是说，向发光元件505提供电流可以通过设置晶体管506而强制停止。因此，采用图13B和13D所示的配置，发光周期可以与信号写入所有像素之前开始的写入周期同时，或此后不久开始，于是占空比得以改善。
在图13E所示的像素中，信号线550以及电源线551和552排成列，而扫描线553排成行。所述像素还包括开关晶体管541、驱动晶体管543、电容元件542和发光元件544。图13F中所示的像素具有与图13E所示相同的配置。应当指出，图13F的配置也允许用设置晶体管545来改善占空比。
本实施例可以与上述实施方式和实施例自由组合。
实施例8
采用本发明的电子装置的示例可以给出如下：视频摄像机、数字式摄像机、护目镜式显示器、导航系统、诸如汽车音响等音频重放设备、笔记本个人计算机、游戏机、个人数字助理(移动式计算机、蜂窝式电话、便携式游戏机、电子书籍等)和包括游戏机的记录介质等的图像重放设备(特别是可以播放诸如数字万用光盘(DVD)等记录介质和可以播放图像的设备)。其实际示例示于图10A至12E。
图10A至10F表示便携式蜂窝电话，包括扬声器9301、按钮9303、微音器9304和双面显示板9307。图10A至10C表示打开状态，而第一显示面9305可以从内侧看，第二显示面9306可以从外侧看。图10D至10F表示叠合状态，而第二显示面9306可以从外侧看。本发明可以应用于两面设有第一显示面9305和第二显示面9306的显示装置。
图11A至11B表示便携式终端中间的笔记本式PC，包括显示区域9101和9102以及按钮9103。打开时用显示区域9101，叠合时用显示区域9102等。绕旋转轴旋转电子装置时可以使用两个显示区域9101和9102。本发明可以应用于两面具有显示区域9101和9102的显示装置。图11C和11D表示手表式便携式终端，包括显示区域9101和9102、摄像机9203、按钮9204、微音器9205和扬声器9206。本发明可以应用于两面具有显示区域9201和9202的显示装置。
图12A和12B表示数字式视频摄像机，包括显示区域9401和9402、透镜9403和绞链9405。本发明可以应用于两面具有显示区域9401和9402的显示装置。图12C至12E表示数字式照相机，包括显示区域9501和9502、透镜9503和绞链9505。本发明可以应用于两面具有显示区域9501和9502的显示装置。
本实施例可以与上述实施方式和实施例自由组合。
本发明提供显示装置和两面都具有显示面的电子装置，其中通过加入成像器件获得读出功能和使用体积小的面板而实现更加完善和高附加值。另外，本发明可以应用于折叠式电子装置，其中不必打开即可看到内侧的显示面，不必关闭电子装置即可从外侧看到显示面。
包括于按照本发明的显示装置的发光元件具有两种功能：读出对象信息时起光源作用和显示图像。此外，按照本发明的显示装置具有两种功能：图像传感器功能，用以读出对象信息；以及显示图像的显示功能。尽管按照本发明的显示装置具有这样两种功能，但是不必单独设置利用图像传感器功能时一般都要设置的光源或光散射器。因此，可以使显示装置小得多、薄得多和轻得多。