JP2000259346A - 情報処理装置、入出力装置及び入出力素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １枚構造により薄型化を図り、入力と出力の
位置ずれを防ぐタッチパネルを提供する。 【解決手段】 １枚の基板上には、薄膜トランジスタ１
１４に接続された画素電極と、光センサとして機能する
ダブルゲートトランジスタ１１５と、が互いに隣接して
マトリクス状に形成されている。この基板に対向して配
置された基板には画素電極に対向する共通電極が形成さ
れ、基板間には液晶が封止されており、画素電極、共通
電極、液晶で画素容量Ｃを形成している。コントローラ
１７は、各ドライバ１２，１３，１４及びプリチャージ
スイッチ群１９を制御して検出ラインＹａの電位を読み
出し、データとしてＣＰＵに供給する。ＣＰＵは、供給
されたデータに基づいて表示データを生成してコントロ
ーラ１７に供給する。コントローラ１７は、表示データ
に基づいて、ゲートドライバ１５，データドライバ１６
を制御して画素容量Ｃにデータ信号を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯端末装置、並
びに携帯端末装置への適用が好適な入出力装置及び入出
力素子に関し、特に１枚構造で入力と出力との両方を兼
ねることが可能なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のタッチパネルは、ペンなどにより
タッチされた位置を示す座標を検出する透明のディジタ
イザと画像等を表示する液晶表示パネルを重ね合わせた
２枚構造となっており、入力装置と出力装置の両方の機
能を有している。タッチパネルを入力装置として使用す
る場合には、例えば、液晶表示パネルに複数のアイコン
を表示し、操作者がタッチしたアイコンに対応する位置
を示す座標をディジタイザにより検出し、検出した座標
により入力が行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、タッチパネル
を特に小型化が要求される携帯端末装置等に適用した場
合、従来のタッチパネルは、上記のように２枚構造であ
るため、装置全体を薄型化、すなわち小型化することが
困難であるという欠点があった。

【０００４】また、上記のような携帯端末装置では、操
作者は、例えば、ディジタイザを介して液晶表示パネル
に表示されているアイコン等を見て、希望する位置にタ
ッチすることによって座標位置の入力を行い、所望の処
理を行わせる。しかし、ディジタイザの厚み及びディジ
タイザと液晶パネルとの間隔による視差が有るため、液
晶パネルに表示されているアイコンの位置に対応するデ
ィジタイザの座標に正確にタッチすることができない場
合も生じていた。

【０００５】ところで、携帯端末装置には、操作者がペ
ン等でディジタイザ上をなぞった形跡（例えば、文字）
を液晶表示パネルに表示する、いわゆる手書き入力機能
を備えたものがある。しかし、従来のタッチパネルは、
一般に、製造コストなどの観点からディジタイザの解像
度（検出可能な座標数）が液晶パネルの解像度（画素
数）よりも低くなっている。このため、ディジタイザ上
になぞられた形跡を、液晶表示パネル上に正確に表示す
ることができなかった。また、上記したようなディジタ
イザと液晶パネルとの視差のため、操作者から見える状
態では、なぞった位置に対応するように、液晶パネル上
にその形跡が表示されていかないという問題点があっ
た。

【０００６】本発明は、上記従来技術の問題点を解消す
るためになされたものであり、薄型化が可能で、しかも
入力と出力の対応を正確にとることができる携帯端末装
置、入出力装置及び入出力素子を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の観点にかかる情報処理装置は、外部
からの操作に従った位置に関する情報の入力を行い、且
つ外部から供給されたデータに応じて画像を出力する入
出力装置と、前記入出力装置からの入力に従って所定の
処理を行い、処理に応じて前記入出力装置に画像を供給
する処理装置とを備え、前記入出力装置は、外部からの
光の照射又は遮光を検出し、検出結果を示す検出信号を
出力するマトリクス状に配置された複数のセンサと、前
記複数のセンサの間にそれぞれマトリクス状に配置され
た複数の画素電極と、が形成された第１の基板と、前記
第１の基板に対向して配置され、前記画素電極に対向す
る対向電極が形成された第２の基板と、前記第１、第２
の基板間に封入された液晶とを備える入出力素子と、前
記画素電極のマトリクスの行毎に順次画素電極を選択す
る画素電極選択手段と、前記画素電極選択手段により選
択された画素電極に外部から供給された前記データに対
応する表示データを供給する表示データ供給手段と、前
記センサのマトリクスの行毎に順次センサの行を選択す
るセンサ選択手段と、前記センサ選択手段により選択さ
れたセンサから出力される検出信号を読み出す光照射検
出手段と、前記センサ選択手段によるセンサの選択と、
前記光照射検出手段による検出結果の読み出しと、前記
画素電極選択手段による画素電極の選択と、前記表示デ
ータ供給手段への表示データの供給と、を制御する制御
手段とを備えることを特徴とする。

【０００８】上記情報処理装置では、１つの入出力素子
内に光の照射又は遮光を検出するセンサと、画素電極と
対向電極、及びその間の液晶とで構成される液晶表示素
子が形成されている。つまり、実質的な１枚構造でディ
ジタイザの機能と表示パネルの機能とを備えるものとな
っている。このため、情報処理装置全体を薄型に形成す
ることが可能となり、携帯端末装置に適用するのに好適
なものとなる。また、このような１枚構造により、複数
のセンサのそれぞれが配置されている位置と複数の画素
電極とが配置されている位置、すなわち液晶表示素子の
画素が配置されている位置とに、視差による対応ずれが
生じなくなる。

【０００９】上記情報処理装置において、前記処理装置
は、前記光照射検出手段によって読み出された検出信号
を受け取る検出信号受信手段と、前記検出信号受信手段
が受け取った検出信号を処理して、該検出信号に対応す
る前記画素電極への表示データを生成する表示データ生
成手段と、前記表示データ生成手段が生成した表示デー
タを、前記制御手段を介して表示データ供給手段へ出力
する表示データ出力手段とを備えるものとすることがで
きる。

【００１０】ここで、例えば、入出力素子上をペンなど
でなぞった軌跡を光の照射又は遮光としてセンサで検出
し、これを処理装置内の検出信号受信手段で受信した場
合に、当該軌跡を表示データとして生成することが可能
となる。このため、操作者が入出力素子上に手書き入力
した文字などを、視差によるずれが生ずることなく手書
き入力位置に正確に対応させて表示していくことが可能
となる。

【００１１】上記目的を達成するため、本発明の第２の
観点にかかる入出力装置は、外部からの光の照射又は遮
光を検出し、検出結果を示す検出信号を出力するマトリ
クス状に配置された複数のセンサと、前記複数のセンサ
の間にそれぞれマトリクス状に配置された複数の画素電
極と、が形成された第１の基板と、前記第１の基板に対
向して配置され、前記画素電極に対向する対向電極が形
成された第２の基板と、前記第１、第２の基板間に封入
された液晶とを備える入出力素子と、前記画素電極のマ
トリクスの行毎に順次画素電極を選択する画素電極選択
手段と、前記画素電極選択手段により選択された画素電
極に外部から供給された前記データに対応する表示デー
タを供給する表示データ供給手段と、前記センサのマト
リクスの行毎に順次センサの行を選択するセンサ選択手
段と、前記センサ選択手段により選択されたセンサから
出力される検出信号を読み出す光照射検出手段と、前記
センサ選択手段によるセンサの選択と、前記光照射検出
手段による検出結果の読み出しと、前記画素電極選択手
段による画素電極の選択と、前記表示データ供給手段へ
の表示データの供給と、を制御する制御手段を備えるこ
とを特徴とする。

【００１２】上記入出力装置では、１つの入出力素子内
に光の照射又は遮光を検出するセンサと、画素電極と対
向電極、及びその間の液晶とで構成される液晶表示素子
が形成されている。つまり、実質的な１枚構造でディジ
タイザの機能と表示パネルの機能とを備えるものとなっ
ている。このため、入出力装置全体を薄型に形成するこ
とが可能となる。また、このような１枚構造により、複
数のセンサのそれぞれが配置されている位置と複数の画
素電極とが配置されている位置、すなわち液晶表示素子
の画素が配置されている位置とに、視差による対応ずれ
が生じなくなる。

【００１３】上記入出力装置において、前記第１の基板
上にそれぞれマトリクス状に配置されている複数のセン
サと複数の画素電極との行数は同一のものとしてもよ
い。この場合、前記画素電極選択手段と前記センサ選択
手段とは、同一の手段によって構成され、同一の行にあ
る画素電極とセンサとを同時に選択するものとすること
ができる。

【００１４】さらに、前記複数のセンサと前記複数の画
素電極とは、それぞれ同数ずつ互いに隣接して前記第１
の基板上に配置されていることを好適とする。

【００１５】上記のように、センサの行数と画素電極の
行数とを同数とし、画素電極選択手段とセンサ選択手段
とを同一のものとすれば、入出力素子の駆動のために必
要となる部品点数が少なくなる。このため、歩留まりの
向上、コスト安といった効果が得られるようになる。さ
らに、複数のセンサと複数の画素電極とを同数ずつ互い
に隣接して配置することにより、視差によるずれが生ず
ることもなく、入力と出力との対応を正確にとることが
できる。

【００１６】上記目的を達成するため、本発明の第３の
観点にかかる入出力素子は、外部からの光の照射又は遮
光を検出し、検出結果を示す検出信号を出力するマトリ
クス状に配置された複数のセンサと、前記複数のセンサ
の間にそれぞれマトリクス状に配置された複数の画素電
極とが形成された第１の基板と、前記第１の基板に対向
して配置され、前記画素電極に対向する対向電極が形成
された第２の基板と、前記第１、第２の基板間に封入さ
れた液晶とを備えることを特徴とする。

【００１７】上記入出力素子には、光の照射又は遮光を
検出するセンサと、画素電極と対向電極、及びその間の
液晶とで構成される液晶表示素子が形成されている。つ
まり、実質的な１枚構造でディジタイザの機能と表示パ
ネルの機能とを備えるものとなっている。このため、入
出力素子を薄型に形成することが可能となる。また、こ
のような１枚構造により、複数のセンサのそれぞれが配
置されている位置と複数の画素電極とが配置されている
位置、すなわち液晶表示素子の画素が配置されている位
置とに、視差による対応ずれが生じなくなる。

【００１８】上記入出力素子において、前記複数のセン
サと前記複数の画素電極とは、それぞれ同数ずつ互いに
隣接して配置され、前記第１の基板に形成されているこ
と好適とする。

【００１９】上記入出力素子において、前記複数のセン
サはそれぞれ、前記第１の基板上に形成された第１の制
御端子と、第１の絶縁層を介して前記第１の制御端子上
に形成され、電界と入射光とに応じて内部にチャネルを
形成する半導体層と、第２の絶縁層を介して前記半導体
層上に形成された第２の制御端子とを備える構造とする
ことができる。この場合において、前記半導体層は、入
射光の光量に応じて内部にキャリアを発生し、前記第
１、第２の制御端子に第１の所定の電圧が印加されるこ
とによって発生したキャリアの量に応じて内部にチャネ
ルを形成し、前記第１、第２の制御端子に第２の所定の
電圧が印加されることによって内部に形成されたキャリ
アを消失させるものとすることができる。

【００２０】上記のように、複数のセンサを第１、第２
の制御端子及び半導体層から概略構成される構造とする
ことで、行の選択と検出結果の読み出しとを同一の素子
で行うことができるようになる。このため、センサのた
めに必要となる面積が小さくなることで、センサ及び画
素電極（液晶表示素子としての画素）の開口率をそれぞ
れ相対的に大きくさせることができる。

【００２１】また、前記第１の基板には、それぞれ前記
画素電極に電流路の一端が接続され、制御端子に印加さ
れた電圧に応じてオン／オフする複数のアクティブ素子
が形成されたものとしてもよく、この場合には、前記複
数の画素電極のそれぞれは、対応するアクティブ素子が
オン状態になっているときに、前記アクティブ素子の電
流路の他端から供給される表示データが書き込まれるも
のとすることができる。これらアクティブ素子は、前記
第１の基板上に形成された第１の制御端子と、第１の絶
縁層を介して前記第１の制御端子上に形成され、電界と
入射光とに応じて内部にチャネルを形成する半導体層
と、第２の絶縁層を介して前記半導体層上に形成された
第２の制御端子とを備える複数のセンサと同一工程で製
造することができる。

【００２２】また、上記入出力素子において、前記第１
の基板は、ガラスファイバープレート、プラスチックフ
ァイバープレート又はフィルムのいずれかからなるもの
とすることができる。

【００２３】このようなもので第１の基板を構成するこ
とにより、第１の基板の厚さが薄くなり、第１の基板を
通してセンサに入射する光がぼやけて解像度が低下する
というような事態を防ぐことが可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について説明する。この実施の形態で
は、本発明を携帯端末装置に適用した場合を例として、
説明する。

【００２５】図１は、この実施の形態に係る携帯端末装
置の構成を示すブロック図である。図示するように、こ
の携帯端末装置は、バスを介して互いに接続されたタッ
チパネルシステム１、ＣＰＵ２、ＲＯＭ３及びＲＡＭ４
から構成される。

【００２６】タッチパネルシステム１は、表示するデー
タに応じた画像をパネル上に表示する表示データの出力
機能と、ペンなどによりタッチされた位置の座標を検出
し、その座標値をＣＰＵ２に入力する入力機能とを兼ね
備えている。なお、タッチパネルシステム１の詳細につ
いては後述する。

【００２７】ＣＰＵ（Central Processing Unit）２
は、タッチパネルシステム１から入力された座標値など
に基づいて、ＲＯＭ３に格納されたプログラムを実行
し、この携帯端末装置の各部を制御する。ＲＯＭ（Read
Only Memory）３は、ＣＰＵ２の処理プログラムや固定
的に用いられるデータを格納する。ＲＡＭ（Random Acc
ess Memory）４は、ＣＰＵ２のプログラム実行時におけ
るワークエリアとして用いられる。

【００２８】次に、タッチパネルシステム１について、
図２、図３及び図４を参照しつつ詳細に説明する。図２
は、タッチパネルシステム１の回路の構成を示す回路構
成図である。タッチパネルシステム１は、図２に示すよ
うに、タッチパネル１１、トップゲートドライバ１２、
ボトムゲートドライバ１３、検出ドライバ１４、ゲート
ドライバ１５、データドライバ１６、コントローラ１
７、プリチャージ用電源回路１８及びプリチャージスイ
ッチ群１９から構成される。

【００２９】タッチパネル１１は、タッチパネルシステ
ム１が入力機能を実現するための複数の入力用画素と、
出力機能を実現するための複数の出力用画素とがそれぞ
れマトリクス状に配置されて構成されている。入力用画
素と出力用画素とは、それぞれ隣接して１：１で配置さ
れている。

【００３０】ここで、ｍ行ｎ列の入力用画素のマトリク
スの要素を（ｍ，ｎ）で表し、ｍ行ｎ列の出力用画素の
マトリクスの要素を（ｍ’，ｎ’）で表す。例えば、図
２のトップゲートラインＸａ１（又はボトムゲートライ
ンＸｂ１）と検出ラインＹａ１（又はグランドラインＹ
ｂ１）との交点に対応する入力用画素を（１，１）で表
し、ＥＬ選択ラインＸｃ１とＥＬデータラインＹｃ１の
交点に対応する出力用画素を（１’，１’）で表す。

【００３１】また、図２に示すように、入力用画素及び
出力用画素の１画素分を組としたマトリクスの行間にト
ップゲートラインＸａ、ボトムゲートラインＸｂ、ゲー
トラインＸｃが行方向に延在して配置され、検出ライン
Ｙａ、グランドラインＹｂ及びデータラインＹｃが列方
向に延在して配置されている。

【００３２】図３、図４は、タッチパネル１１の入力用
画素及び出力用画素それぞれの１画素分を組として示す
図であり、図３は平面構成を模式的に示し、図４は図３
のＡ−Ａ断面を示す。但し、図３においては、タッチパ
ネル１１の下基板側１１１上への構成要素のみを示して
おり、図４は図３の下側から見た構造を示している。

【００３３】まず、図３、図４に示すように、タッチパ
ネル１１の下基板１１１の対向面側には、各入力用画素
に対応してダブルゲートトランジスタ（ＤＧＴ）１１５
が、各出力用画素に対応して薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）１１４及び画素電極１１３が形成されている。ま
た、図４に示すように、タッチパネル１１の上基板１１
２の対向面側には、共通電極１２０が形成されている。
下基板１１１と上基板１１２の間には、液晶１１０が封
入されており、画素電極１１３、共通電極１２０及びそ
の間の液晶１１０によって図２に示す画素容量Ｃが構成
される。

【００３４】次に、下基板１１１上に形成されている入
力用画素に対応するＴＦＴ１１４及び画素電極１１３、
及び出力用画素に対応するＤＧＴ１１５の構造を、図３
及び図４を用いて詳しく説明する。

【００３５】下基板１１１は、透明のプラスチックファ
イバープレートによって構成されている。このプラスチ
ックファイバープレートは、実質的に厚さ方向で入射し
た光のみを透過する。下基板１１１上には、ＩＴＯ（In
dium Tin Oxide）等の透明導電材料から構成されたＤＧ
Ｔ１１５のボトムゲート電極ＢＧと、ＴＦＴ１１４のゲ
ート電極Ｇとが形成されている。図３に示すように、ボ
トムゲート電極ＢＧは、ボトムゲートドライバ１３と接
続されるボトムゲートラインＸｂと一体的に形成され、
ゲート電極Ｇは、ゲートドライバ１５と接続されるゲー
トラインＸｃと一体的に形成されている。

【００３６】ボトムゲート電極ＢＧとゲート電極Ｇの上
には、窒化シリコン（ＳｉＮ）等からなるボトムゲート
絶縁膜１１６が形成されている。ボトムゲート絶縁膜１
１６上のボトムゲート電極ＢＧに対向する位置とゲート
電極Ｇに対向する位置には、それぞれアモルファスシリ
コン（ａ−Ｓｉ）或いはポリシリコンからなるＤＧＴ１
１５の半導体層１１７ＰとＴＦＴ１１４の半導体層１１
７Ｔとが形成されている。

【００３７】ＴＦＴ１１４の半導体層１１７Ｔ上には、
ドレイン電極ＴＤ及びソース電極ＴＳとの間に介在する
ように、高濃度のｎ型不純物を含むｎ＋シリコン層１１
８Ｔが位置的に分離するように形成されている。ＤＧＴ
１１５の半導体層１１７Ｐ上にも、ドレイン電極ＰＳ及
びソース電極ＰＳの間に介在するように、高濃度のｎ型
不純物を含むｎ＋シリコン層１１８Ｐが位置的に分離す
るように形成されている。

【００３８】ＤＧＴ１１５の半導体層１１７Ｐのｎ＋シ
リコン層１１８Ｐの一方側にはドレイン電極ＰＤが、ボ
トムゲート絶縁膜１１６上に形成される検出ラインＹａ
と一体的に形成されている。ｎ＋シリコン層１１８Ｐの
他方側にはソース電極ＰＳが、トップゲート絶縁膜１１
６上に形成されるグランドラインＹｂと一体的に形成さ
れている。

【００３９】ＴＦＴ１１４の半導体層１１７Ｔのｎ＋シ
リコン層１１８Ｐの一方側にはドレイン電極ＴＤが、ボ
トムゲート絶縁膜１１６上に形成されるデータラインＹ
ｃと一体的に形成されている。ｎ＋シリコン層１１８Ｔ
の他方側にはソース電極ＴＳが形成されている。

【００４０】さらに、ＴＦＴ１１４の半導体層１１７
Ｔ、ｎ＋シリコン層１１８Ｔ、ドレイン電極ＴＤ及びソ
ース電極ＴＳ、並びにＤＧＴ１１５の半導体層１１７
Ｔ、ｎ＋シリコン層１１８Ｐ、ドレイン電極ＰＤ及びソ
ース電極ＰＳを覆うように、ボトムゲート絶縁膜１１６
上には、窒化シリコン（ＳｉＮ）等からなるトップゲー
ト絶縁膜１１９が形成されている。

【００４１】トップゲート絶縁膜１１９上のＤＧＴ１１
５の半導体層１１７Ｐに対向する位置には、非透明の金
属材料で構成されるトップゲート電極ＴＧが形成されて
いる。以上のような構造により、図２に示したＴＦＴ１
４とＤＧＴ１５とが下基板１１１上に形成されることと
なる。

【００４２】一方、トップゲート絶縁膜１１９上のＴＦ
Ｔ１４、ＤＧＴ１５、或いは各ラインＸａ、Ｘｂ、Ｙ
ａ、Ｙｂ、Ｙｃが形成されていない位置にはＩＴＯ等の
透明導電材料で構成され、前述したように画素容量Ｃを
構成する画素電極１１３が形成されている。画素電極１
１３は、図３に示すように、ＴＦＴ１１４のソース電極
ＴＳにコンタクト穴を介して接続されている。

【００４３】下基板１１１と上基板１１２との間に封入
された液晶１１０は、電界によって配向状態を変化させ
ることによって上基板１１２の上部に設けられたバック
ライト（図示せず）からの光を透過または遮光するもの
である。すなわち、画素電極１１３と共通電極１２０と
の間の電圧、言い換えれば画素容量Ｃに保持されている
電圧に応じて光を透過または遮光することで、タッチパ
ネル１１に画像を表示させる。ここで、画素電極１１３
の電圧が実質的に０（Ｖ）である時は対応する入力用画
素が非表示状態（暗）、プラスまたはマイナスの所定の
電圧となっている時は対応する入力用画素が表示状態
（明）であるものとする。

【００４４】また、画素電極１１３が形成されていない
位置では、トップゲート電極ＴＧ及びトップゲート絶縁
膜１１９を覆うようにブラックマスク（図示せず）が形
成されており、表示画像の質の低下を防いでいる。

【００４５】また、タッチパネル１１の下基板１１１上
に順次形成されているＴＦＴ１１４とＤＧＴ１１５の各
構成要素は、上述したように、トップゲート絶縁膜１１
９まではそれぞれ同一の物質が使用され、形成されてい
る。従って、ＴＦＴ１４とＤＧＴ１５（トップゲート絶
縁膜１１９まで）は、それぞれ同一の製造プロセスにお
いて下基板１１１上に形成される。

【００４６】以下、上記のように構成されたタッチパネ
ル１１の機能について説明する。タッチパネル１１の機
能としては、例えば、ペンタッチなどによる各入力用画
素における光の照射または遮光を検出する入力機能と、
各出力用画素の画素容量Ｃ内の液晶の配向状態に応じた
画像を表示する出力機能とに分かれる。以下、入力機能
と出力機能とのそれぞれについて、場合分けして説明す
る。

【００４７】まず、タッチパネル１１の入力機能に関し
て説明する。この入力機能は、ＤＧＴ１１５による光の
照射または遮光の検出として捉えることができる。そこ
で、図５（ａ）〜（ｆ）を参照して、ＤＧＴ１１５によ
る光の照射または遮光の検出の機能について、詳しく説
明する。

【００４８】図５（ａ）に示すように、トップゲート電
極ＴＧに印加されている電圧が＋５（Ｖ）であり、ボト
ムゲート電極ＢＧに印加されている電圧が０（Ｖ）であ
るときは、半導体層１１７Ｐにはｎチャネルが形成され
ず、ドレイン電極ＰＤに＋１０（Ｖ）の電圧が供給され
ても、ドレイン電極ＰＤとソース電極ＰＳとの間に電流
は流れない。また、この状態では、後述するように半導
体層１１７Ｐに蓄積された正孔が吐出される。なお、以
下、この状態をリセット状態という。

【００４９】図５（ｂ）に示すように、トップゲート電
極ＴＧに印加されている電圧が−２０（Ｖ）であり、ボ
トムゲート電極ＢＧに印加されている電圧が０（Ｖ）で
あるときは、半導体層１１７Ｐにはｎチャネルが形成さ
れず、ドレイン電極ＰＤに＋１０（Ｖ）の電圧が供給さ
れても、ドレイン電極ＰＤとソース電極ＰＳとの間に電
流は流れない。このように、ボトムゲート電極ＢＧに印
加されている電圧が０（Ｖ）である場合には、トップゲ
ート電極ＴＧに印加されている電圧の如何に関わらず、
半導体層１１７Ｐにｎチャネルが形成されることはな
い。

【００５０】図５（ｃ）に示すように、トップゲート電
極ＴＧに印加されている電圧が＋５（Ｖ）であり、ボト
ムゲート電極ＢＧに印加されている電圧が＋１０（Ｖ）
であるときは、半導体層１１７Ｐのボトムゲート電極Ｂ
Ｇ側にｎチャネルが形成される。これにより、半導体層
１１７Ｐが低抵抗化し、ドレイン電極ＰＤに＋１０
（Ｖ）の電圧が供給されると、ドレイン電極ＰＤとソー
ス電極ＰＳとの間に電流が流れる。また、この状態で
も、後述するように半導体層１１７Ｐに蓄積された正孔
が吐出され、リセット状態となる。

【００５１】図５（ｄ）に示すように、トップゲート電
極ＴＧに印加されている電圧が−２０（Ｖ）であり、ボ
トムゲート電極ＢＧに印加されている電圧が＋１０
（Ｖ）であり、かつ後述するように半導体層１１７Ｐ内
に正孔が蓄積されていない場合は、半導体層１１７Ｐの
内部に空乏層が広がり、ｎチャネルがピンチオフされ
て、半導体層１１７Ｐが高抵抗化する。このため、ドレ
イン電極ＰＤに＋１０（Ｖ）の電圧が供給されても、ド
レイン電極ＰＤとソース電極ＰＳとの間に電流が流れな
い。

【００５２】図５（ｅ）に示すように、トップゲート電
極ＴＧに印加されている電圧が０〜−２０（Ｖ）であ
り、ボトムゲート電極ＢＧに印加されている電圧が＋１
０（Ｖ）で、かつ半導体層１１７Ｐに光が照射されてい
る場合には、半導体層１１７Ｐに正孔−電子対が生じ
る。こうして半導体層１１７Ｐ内に蓄積された正孔は、
リセット状態となるまで半導体層１１７Ｐから吐出され
ることはない。

【００５３】図５（ｆ）に示すように、トップゲート電
極ＴＧに印加されている電圧が−２０（Ｖ）であり、ボ
トムゲート電極ＢＧに印加されている電圧が＋１０
（Ｖ）であるが、半導体層１１７Ｐ内に正孔が蓄積され
ている場合には、蓄積されている正孔が負電圧の印加さ
れているトップゲート電極ＴＧに引き寄せられて保持さ
れ、トップゲート電極ＴＧに印加されている負電圧が半
導体層１１７Ｐに及ぼす影響を緩和する方向に働く。こ
のため、半導体層１１７Ｐのボトムゲート電極ＢＧ側に
ｎチャネルが形成され、半導体層１１７Ｐが低抵抗化し
て、ドレイン電極ＰＤに＋１０（Ｖ）の電圧が供給され
ると、ドレイン電極ＰＤとソース電極ＰＳとの間に電流
が流れる。

【００５４】以上図５（ｄ）或いは図５（ｆ）に示した
ように、ＤＧＴ１１５は、光の照射の有無で半導体層１
１７Ｐ内部のｎチャネルが連続した状態で形成されてい
るか、或いは空乏層によってピンチオフされたかによる
ドレイン電極ＰＤとソース電極ＰＳとの間の電流の流れ
で、より詳しくいえば、このような電流の流れによる検
出ラインＹａ１〜Ｙａｎの電位の変化によって光の照射
または遮光を検出する。

【００５５】次に、タッチパネル１１の出力機能に関し
て説明する。この出力機能は、画素電極１１３と共通電
極１２０とで構成される画素容量Ｃに保持されている電
圧による液晶１１０の配向状態の変化によって、外部か
らの光が各出力用画素で透過または遮光されて画像を表
示する液晶表示素子の機能として捉えることができる。

【００５６】ＴＦＴ１１４は、ゲートラインＸｃを介し
てゲートに正の所定の電圧が印加されるとオンし、ドレ
イン−ソース間が低抵抗化する。これにより、ＴＦＴ１
１４は、データラインＹｃを介してドレインに供給され
た信号電圧をソースを介して画素電極１１３に印加す
る。ＴＦＴ１１４は、ゲートに正の電圧が印加されてい
ないときにはオフ状態となり、ドレイン−ソース間が高
抵抗となる。

【００５７】画素容量ＣにはＴＦＴ１１４がオンしてい
るときにデータラインＹｃを介してドレインに供給され
た信号電圧がソースを介して供給され、画素容量Ｃは供
給された信号電圧を保持し、保持した信号電圧により液
晶を駆動し、表示を行う。

【００５８】図２に戻って、タッチパネルシステム１の
各部について、さらに説明する。トップゲートドライバ
１２は、コントローラ１７に制御され、トップゲートラ
インＸａに所定期間トップゲート電圧を順次印加し、対
応するＤＧＴ１１５のトップゲート電極ＴＧに所定の大
きさの負電圧を印加する。

【００５９】ボトムゲートドライバ１３は、コントロー
ラ１７に制御され、ボトムゲートラインＸｂにボトムゲ
ート電圧を順次印加し、トップゲート電極ＴＧに負電圧
が印加されているＤＧＴ１１５のボトムゲート電極ＢＧ
に所定の大きさの正電圧を印加する。

【００６０】検出ドライバ１４は、ＤＧＴ１１５による
光の照射または遮光の検出に応じて半導体層１１７Ｄに
チャネルが形成されたか否かによる検出ラインＹａ１〜
Ｙａｎの電位の変化を読み出し、読み出した電位をコン
トローラ１７からのタイミング信号に従って、順次シリ
アルにコントローラ１７に供給する。なお、ＤＧＴ１１
５が光の照射を検出したときは、半導体層１１７Ｐにチ
ャネルが形成されるため、検出ラインＹａ１〜Ｙａｎは
低電位化し、遮光を検出したときは、検出ラインＹａ１
〜Ｙａｎは高電位となる。

【００６１】ゲートドライバ１５は、コントローラ１７
に制御され、ゲートラインＸｃにゲート信号（パルス）
を順次印加することによりＴＦＴ１１４のゲートを順次
オンし、表示を行う画素を選択する。

【００６２】データドライバ１６は、コントローラ１７
に制御され、データラインＹｃにデータ信号を印加し、
即ち、ゲートがオンのＴＦＴ１１４のドレイン電極ＴＤ
にデータ信号を供給し、ソース電極ＴＳを介して画素容
量Ｃにデータ信号を供給する。

【００６３】プリチャージ用電源回路１８は、ＤＧＴ１
１５が光の照射または遮光を検出するようにするため、
検出ラインＹａ１〜Ｙａｎを所定の電位（例えば、＋１
０（Ｖ））に予めチャージするための定電圧を発生する
電源回路である。プリチャージスイッチ群１９は、検出
ラインＹａ１〜Ｙａｎのそれぞれに対応して設けられた
複数の電界効果トランジスタによって構成され、コント
ローラ１７の制御により各ラインのＤＧＴ１１５を選択
する前に所定期間オンされて検出ラインＹａ１〜Ｙａｎ
を所定電位までチャージする。

【００６４】コントローラ１７は、ＣＰＵ２からの指示
に従って、トップゲートドライバ１２、ボトムゲートド
ライバ１３、検出ドライバ１４、ゲートドライバ１５、
データドライバ１６及びプリチャージスイッチ群１９を
制御するためのタイミング信号を生成し、これら生成し
たタイミング信号を各部に供給することで、各部の制御
を行う。

【００６５】以下、この実施の形態にかかる携帯端末装
置の動作について説明する。この実施の形態にかかる携
帯端末装置では、ＣＰＵ２は、ＲＯＭ３に格納されてい
るプログラムを実行することにより、所定の操作用画像
を表示させるためのデータをタッチパネルシステム１に
送る。これにより、タッチパネル１１にその操作用画像
が表示されることとなる。このような画像をタッチパネ
ル１１に表示させるためのタッチパネルシステム１の動
作については、詳しく後述する。

【００６６】次に、操作者は、表示されている操作用画
像に従ってタッチパネル１１上の所望の位置をペンなど
でタッチする。このタッチ位置に関するデータは、タッ
チパネル１１のＤＧＴ１１５で検出され、ＣＰＵ２に送
られる。このようなタッチ位置の検出のためのタッチパ
ネルシステム１の動作については、詳しく後述する。

【００６７】そして、ＣＰＵ２は、タッチパネルシステ
ム１から送られてきたペンタッチ位置のデータを解析
し、その解析結果に対応するＲＯＭ３に格納されている
プログラムのルーチンにジャンプして実行する。

【００６８】次に、上記したようなタッチパネル１１に
画像を表示させるために、タッチパネルシステム１が行
う動作について、図６のタイミングチャートを参照して
説明する。ここでは、説明の簡単化のため、出力用画素
（１’，１’）、（１’，２’）、（２’，１’）、
（２’，２’）が、それぞれ表示、非表示、非表示、表
示である場合を例とし、フレーム間で連続してこの状態
を維持する場合を例として説明する。ここで、図６の
（ａ）、（ｂ）はゲートラインＸｃ１、Ｘｃ２に印加さ
れるゲート信号の波形図であり、図６の（ｃ）、（ｄ）
はデータラインＹｃ１、Ｙｃ２に印加されるデータ信号
の波形図を示す。

【００６９】まず、第１フレームのタイミングＴ１とな
る以前の１ライン期間（１水平期間）内において、デー
タドライバ１６は、コントローラ１７からのタイミング
信号に従って、コントローラ１７から供給される第１行
（出力用画素（１’，１’）、（１’，２’）を含む）
の表示データを取り込んでおく。

【００７０】次に、第１フレームのタイミングＴ１とな
ると、タイミングＴ２までの間、ゲートドライバ１５
は、コントローラ１７からのタイミング信号に従って、
第１行のゲートラインＸｃ１を選択してハイレベルの電
圧を供給する。これにより、第１行のゲートラインＸｃ
１に接続されたＴＦＴ１１４は、ゲートに所定の電圧が
印加されたことによってオン状態となる。

【００７１】これと同時に、データドライバ１６は、コ
ントローラ１７からのタイミング信号に従って、第１列
のデータラインＹｃ１にプラスの所定レベルの電圧を、
第２列のデータラインＹｃ２に０（Ｖ）の電圧を供給す
る。すると、オン状態とされている対応するＴＦＴ１１
４を介して、出力用画素（１’，１’）の画素電極１１
３がプラスの所定レベルに、出力用画素（１’，２’）
の画素電極１１３が０（Ｖ）とされる。これにより、出
力用画素（１’，１’）、（１’，２’）がそれぞれ表
示、非表示状態とされる。また、この間には、データド
ライバ１６は、コントローラ１７から供給される第２行
（出力用画素（２’，１’）、（２’，２’）を含む）
の表示データを取り込んでおく。

【００７２】次に、第１フレームのタイミングＴ２にな
ると、ゲートドライバ１５は、コントローラ１７からの
タイミング信号に従って、第１行のゲートラインＸｃ１
の電圧を０（Ｖ）にする。これにより、第１行のＴＦＴ
１１４がオフし、後述するように、第２フレームで選択
されるまで、第１行（出力用画素（１’，１’）、
（１’，２’）を含む）の画素容量Ｃにこの状態が保持
される。また、タイミングＴ２からタイミングＴ３まで
の間、ゲートドライバ１５は、コントローラ１７からの
タイミング信号に従って、第２行のゲートラインＸｃ２
を選択してハイレベルの電圧を供給する。これにより、
第２行のゲートラインＸｃ２に接続されたＴＦＴ１１４
は、ゲートに所定の電圧が印加されたことによってオン
状態となる。

【００７３】これと同時に、データドライバ１６は、コ
ントローラ１７からのタイミング信号に従って、第１列
のデータラインＹｃ１に０（Ｖ）の電圧を、第２列のデ
ータラインＹｃ２にプラスの所定レベルの電圧を供給す
る。すると、オン状態とされている対応するＴＦＴ１１
４を介して、出力用画素（２’，１’）の画素電極１１
３が０（Ｖ）に、出力用画素（２’，２’）の画素電極
１１３がプラスの所定レベルとされる。これにより、出
力用画素（２’，１’）、（２’，２’）がそれぞれ非
表示、表示状態とされる。

【００７４】次に、第１フレームのタイミングＴ３にな
ると、ゲートドライバ１５は、コントローラ１７からの
タイミング信号に従って、第２行のゲートラインＸｃ２
の電圧を０（Ｖ）にする。これにより、第２行のＴＦＴ
１１４がオフし、後述するように、第２フレームで選択
されるまで、第２行（出力用画素（２’，１’）、
（２’，２’）を含む）の画素容量Ｃにこの状態が保持
される。以下、第ｍ行のライン期間（第２フレームのタ
イミングＴ１の直前のライン期間）まで、ゲートライン
Ｘｃ１〜Ｘｃｍが走査され、１フレームの画像が表示さ
れることとなる。

【００７５】次に、第２フレームになると、コントロー
ラ１７からの制御に従って、第１フレームの時と同様に
ゲートドライバ１５及びデータドライバ１６が動作し
て、出力用画素（１’，１’）、（１’，２’）、
（２’，１’）、（２’，２’）をそれぞれ表示、非表
示、非表示、表示状態とする。但し、第２フレームにお
いて対応する出力用画素を表示状態とする場合には、デ
ータドライバ１６は、プラスではなく、マイナスの所定
レベルの電圧をデータラインＹｃ１，Ｙｃ２，・・・に
出力する。

【００７６】さらに、上記したようなタッチパネル１１
上のタッチ位置をタッチパネル１１のＤＧＴ１１５で検
出するために、タッチパネルシステム１が行う動作につ
いて、図７のタイミングチャートを参照して説明する。
ここでも、入力用画素（１，１）、（１，２）、（２，
１）、（２，２）への光の照射状態がそれぞれ非照射
（タッチ）状態、照射（非タッチ）状態、照射状態、非
照射状態である場合を例として説明する。

【００７７】第１フレームとなる前のライン期間におい
て、コントローラ１７からの制御に従って、トップゲー
トドライバ１２は、第１行のトップゲートラインＸａ１
に＋５（Ｖ）の電圧を、ボトムゲートドライバ１３は、
第１行のボトムゲートラインＸｂ１に０（Ｖ）の電圧を
出力する。これにより、第１行（入力用画素（１，
１）、（１，２）を含む）のＤＧＴ１１５はリセット状
態とされる。コントローラ１７は、第１フレームのタイ
ミングｔ１−０でプリチャージスイッチ群１９をオンさ
せ、タイミングｔ１−１でプリチャージスイッチ群１９
をオフさせる。これにより、第１フレームのタイミング
ｔ１−０からｔ１−１の間で、すべての検出ラインＹａ
１〜Ｙａｎを所定の電位レベル（例えば、１０（Ｖ））
にプリチャージさせる。

【００７８】次に、コントローラ１７は、第１フレーム
のタイミングｔ１−１からタイミングｔ１−３の間にお
いて、トップゲートドライバ１２を制御して第１行のト
ップゲートラインＸａ１に−２０（Ｖ）を、ボトムゲー
トドライバ１３を制御して第１行のボトムゲートライン
Ｘｂ１に＋１０（Ｖ）をそれぞれ出力する。このとき、
タッチ状態であった入力用画素（１，１）のＤＧＴ１１
５の半導体層１１７Ｐには正孔が蓄積されていないた
め、図５（ｄ）に示したように空乏層が広がってｎチャ
ネルがピンチオフされ、電流が流れない。従って、第１
列の検出ラインＹａ１の電位は変化しない。また、非タ
ッチ状態であった入力用画素（１，２）のＤＧＴ１１５
の半導体層１１７Ｐには、光の入射により正孔が蓄積さ
れているために、空乏層が広がることなくｎチャネルが
形成され、電流が流れる。従って、第２列の検出ライン
Ｙａ２にチャージされた電荷がグランドラインＹｂ１を
介してグラウンドに放出され、検出ラインＹａ２の電位
が低下する。

【００７９】そして、検出ラインＹａ２の電位が検出ラ
インＹａ１の電位と十分な差が生じるようになったタイ
ミングｔ１−２からタイミングｔ１−３の間で、コント
ローラ１７はタイミング信号を供給することによって、
検出ドライバ１４に検出ラインＹａ１，Ｙａ２，・・・
の電位を信号として取り込ませる。なお、検出ドライバ
１４に取り込まれた信号は、第２ライン期間ｔ２−０〜
ｔ２−３においてコントローラ１７に供給される。

【００８０】また、第１フレームのタイミングｔ１−０
からｔ２−０の間、コントローラ１７からの制御に従っ
て、トップゲートドライバ１２は、第２行のトップゲー
トラインＸａ２に＋５（Ｖ）の電圧を、ボトムゲートド
ライバ１３は、第２行のボトムゲートラインＸｂ２に０
（Ｖ）の電圧を出力する。これにより、第２行（入力用
画素（２，１）、（２，２）を含む）のＤＧＴ１１５は
リセット状態とされる。

【００８１】次に、コントローラ１７は、タイミングｔ
２−０でプリチャージスイッチ群１９をオンさせ、タイ
ミングｔ２−１でプリチャージスイッチ群１９をオフさ
せる。これにより、タイミングｔ２−０からｔ２−１の
間で、すべての検出ラインＹａ１〜Ｙａｎを所定の電位
レベル（例えば、１０（Ｖ））にプリチャージさせる。

【００８２】次に、コントローラ１７は、タイミングｔ
２−１からタイミングｔ２−３の間において、トップゲ
ートドライバ１２を制御して第２行のトップゲートライ
ンＸａ２に−２０（Ｖ）を、ボトムゲートドライバ１３
を制御して第２行のボトムゲートラインＸｂ２に＋１０
（Ｖ）をそれぞれ出力する。このとき、非タッチ状態で
あった入力用画素（２，１）のＤＧＴ１１５の半導体層
１１７Ｐには、光の入射により正孔が蓄積されているた
めに、空乏層が広がることなくｎチャネルが形成され、
電流が流れる。従って、第１列の検出ラインＹａ１にチ
ャージされた電荷がグランドラインＹｂ１を介してグラ
ウンドに放出され、検出ラインＹａ１の電位が低下す
る。一方、タッチ状態であった入力用画素（２，２）の
ＤＧＴ１１５の半導体層１１７Ｐには正孔が蓄積されて
いないため、図５（ｄ）に示したように空乏層が広がっ
てｎチャネルがピンチオフされ、電流が流れない。従っ
て、第２列の検出ラインＹａ２の電位は変化しない。

【００８３】そして、検出ラインＹａ１の電位が検出ラ
インＹａ２の電位と十分な差が生じるようになったタイ
ミングｔ２−２からタイミングｔ２−３の間で、コント
ローラ１７はタイミング信号を供給することによって、
検出ドライバ１４に検出ラインＹａ１，Ｙａ２，・・・
の電位を信号として取り込ませる。なお、検出ドライバ
１４に取り込まれた信号は、第３ライン期間においてコ
ントローラ１７に供給される。

【００８４】以下、この実施の形態にかかるタッチパネ
ルシステム１を備えた携帯端末装置における具体的な利
用方法について、図８を参照して説明する。ここでは、
タッチパネル１１の上を入力用のペンでなぞって文字を
描き、なぞった形跡をＤＧＴ１１５で検出してそのデー
タを処理し、なぞった形跡に対応する文字をタッチパネ
ル１１に表示すると共に、ＣＰＵ２がその文字を認識し
てコード情報に変換して出力するものを例とする。

【００８５】このような手書き文字入力を行う場合、Ｃ
ＰＵ２及びタッチパネルシステム１内での処理に従っ
て、タッチパネル１１上に図８（ａ）に示すような手書
き文字入力処理を行うための画像が表示される。ここ
で、タッチパネル１１上に表示されている画像には、文
字入力領域１１ａと、入力文字取消領域１１ｂと、入力
文字確定領域１１ｃと、認識文字表示領域１１ｄとが設
けられている。

【００８６】操作者は、ペン５０で後述するように入力
文字取消領域１１ｂまたは入力文字確定領域１１ｃをタ
ッチした後に、文字入力領域１１ａをペン５０で入力し
たい文字の形になぞっていく。このとき、ペン５０でな
ぞられた位置に対応するＤＧＴ１１５は、タッチパネル
１１のその位置が遮光されていることを検出する。ＤＧ
Ｔ１１５が遮光を検出した位置に関するタッチパネル１
１上の位置に関するデータは、ＣＰＵ２に送られ、順次
ＲＡＭ４に記憶されていく。

【００８７】ＣＰＵ２は、ＲＡＭ４に記憶された遮光位
置に関するデータに基づいて、タッチパネル１１上に表
示すべきデータを生成する。すなわち、遮光位置のＤＧ
Ｔ１１５と同一の位置の出力用画素が暗を表示するよう
なデータを生成し、これをタッチパネルシステム１のコ
ントローラ１７に送る。コントローラ１７は、所定のタ
イミングで表示データをデータドライバ１６に供給する
と共に、表示データの供給タイミングとタイミングを合
わせてデータドライバ１６及びゲートドライバ１５を制
御する。

【００８８】これにより、操作者がペン５０でタッチパ
ネル１１上をなぞった位置に対応する画素電極１１３に
表示を暗とするデータが書き込まれ、図８（ａ）の文字
「う」の実線部分で示すように、その表示用画素の出力
状態が「暗」となる。この位置は、視差による視覚的な
ずれが生じることなく、ペンでなぞられた位置を正確に
示すものである。なお、図８（ａ）で文字「う」の破線
部分は、これからペン５０でなぞられる位置を示してい
る。

【００８９】次に、図８（ｂ）に示すように、操作者が
文字入力領域１１ａ上で文字「う」の形を描き終わった
とする。このとき、ＲＡＭ４には、操作者が描いた文字
「う」に対応する位置のＤＧＴ１１５が遮光を検出した
ことがメモリされており、遮光を検出したＤＧＴ１１５
に隣接する表示用画素が「暗」の状態を表示している。

【００９０】この状態で、操作者がペン５０で入力文字
確定領域１１ｃをタッチすると、その領域内のいずれか
のＤＧＴ１１５が遮光を検出したことがＣＰＵ２にデー
タとして伝えられ、ＣＰＵ２は、操作者が描いた文字の
形状をその状態で確定する。すると、ＣＰＵ２は、ＲＡ
Ｍ４に格納されているＤＧＴ１１５が遮光を検出した位
置に関する情報を、ＲＯＭ３に格納されている文字との
間で文字認識を行い、認識結果である「う」の文字に対
応するコード情報を生成する。

【００９１】そして、ＣＰＵ２は、生成したコード情報
に対応する「う」のフォントをＲＯＭ３から読み出し、
前のカーソル表示位置に「う」の文字を表示させるため
のデータを生成してコントローラ１７に供給する。ま
た、ＣＰＵ２は、カーソルを移動させるためのデータも
生成してコントローラ１７に供給する。これにより、図
８（ｂ）に示すように、認識文字表示領域１１ｄ内での
前のカーソル位置に「う」の文字が表示され、また、カ
ーソルが１文字分移動される。

【００９２】なお、操作者がペン５０で入力文字取消領
域１１ｂをタッチした場合には、この領域内のいずれか
のＤＧＴ１１５が遮光を検出したことがＣＰＵ２にデー
タとして伝えられ、ＣＰＵ２は、ＲＡＭ４に記憶されて
いるそれまでになぞられた位置に関するデータをクリア
する。

【００９３】以上説明したように、この実施の形態に適
用されたタッチパネル１１は、１枚構造で入力（光の有
無の検出）と出力（液晶での光の透過または遮断による
画像の表示）との両方を行うことができる。このため、
従来のタッチパネルと比較して、薄型（小型）に形成す
ることができる。従って、このタッチパネル１１を適用
したタッチパネルシステム１、さらにはこの実施の形態
にかかる携帯端末装置を薄型（小型）のものとすること
ができる。

【００９４】また、この実施の形態に適用されたタッチ
パネル１１では、１枚構造で入力用画素と出力用画素と
が設けられている。このため、視差による入力用画素と
出力用画素の位置ずれが生ずることがなく、入力と出力
の対応を正確にとることができる。しかも、入力用画素
と出力用画素とは、それぞれ１：１で互いに隣接して形
成されているため、入力と出力が正確に対応するものと
なる。これにより、この実施の形態にかかる携帯端末装
置では、文字を描いた位置とそれを表示する位置との視
覚的な対応を正確にとった手書き入力処理が可能とな
る。

【００９５】また、この実施の形態に適用されたタッチ
パネル１１では、光の照射または遮光を検出するための
センサとして、ＤＧＴ１１５を用いている。このＤＧＴ
１１５は、下基板１１１の厚さ方向に積層されて構成さ
れるため、実質的な面積を小さくすることができ、入力
用画素の相対的な開口率を大きくとることができる。

【００９６】さらには、この実施の形態に適用されたタ
ッチパネル１１では、下基板１１１は、透明のプラスチ
ックファイバープレートで構成されているため、薄型に
形成することができる。また、その画素に対応する方向
以外からＤＧＴ１１５の半導体層１１７Ｐに光が入射す
ることを防ぐことができ、解像度の低下を防ぐことがで
きる。

【００９７】上記実施の形態では、ファイバープレート
基板としてプラスチックを用いたが、例えば、ガラスを
ファイバープレート基板として用いてもよい。このよう
にすれば、上記入力・出力素子の製造プロセスに必要な
温度を従来のＴＦＴの製造プロセスと同じ温度に引き上
げることができる。

【００９８】さらに、上記実施の形態では、ファイバー
プレート基板を用いたが、例えば、ＰＥＴフィルムのよ
うな厚みの薄い基板にしてもよい。このようにしても、
高解像度の入出力一体型タッチパネルを得ることができ
る。

【００９９】図６、図７に示すタッチパネルシステムの
動作のタイミングチャートは、入力、出力をそれぞれ別
に示したが、入力用及び出力用のそれぞれの１フレーム
期間は、同一のものとして構わない。この場合、ＤＧＴ
１１５をラインごとに選択するためのドライバと、ＴＦ
Ｔ１１４をラインごとに選択するためのドライバとを共
通にすることもできる。これにより、部品点数の低下を
図ることが可能となり、歩留まりの向上、低コスト化が
図れるようになる。

【０１００】また、図９に示すように、下基板１１１上
にカラーフィルタを形成してもよい。なお、カラーフィ
ルタは、図９に示すように形成するのに限られず、画素
電極１１３に対応する位置のみに形成してもよい。ま
た、赤、緑、青の３色のカラーフィルタをデルタ配列な
どの所定の配列で配置することにより、タッチパネル上
にフルカラー画像を表示することもできるようになる。

【０１０１】また、上記説明では、フォトセンサとして
ダブルゲートトランジスタを用いたが、例えば、フォト
トランジスタ、フォトダイオード等のフォトセンサを用
いても良い。但し、このようなフォトセンサの場合に
は、光の照射または遮光の状態をラインごとに読み出す
ために、これらのフォトセンサをラインごとに選択する
トランジスタが別に必要となる。

【０１０２】また、上記説明では、入力用の素子として
機能するＤＧＴ１１５を表示用画素と１対１で配置した
が、ダブルゲートトランジスタを表示用画素数に対して
１／２、１／４等の割合で配置しても良い。このように
すれば、ダブルゲートトランジスタを表示用画素毎に配
置する場合と比較して表示用画素の開口率を高くするこ
とができる。

【０１０３】また、上記説明では、携帯端末装置では、
タッチパネル１１上に明・暗の２値画像しか表示しなか
ったが、２値よりも多くの階調画像を表示してもよい。

【０１０４】さらに、この携帯端末装置のタッチパネル
としては、反射型の入出力一体型タッチパネルでもよ
い。

【０１０５】また、上記説明では、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ１１４）を入力用画素をラインごとに選択する
ためのアクティブ素子として用いたが、ＭＩＭ等の他の
素子を使用しても良い。

【０１０６】さらに、上記の実施の形態で示したタッチ
パネルシステム１は、携帯端末装置への適用に限定され
ず、例えば、銀行のキャッシュディスペンサ−、電車の
乗車券の販売機等の入出力一体型の装置として幅広く適
用可能である。

【０１０７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入出力素子の構造が実質的に１枚とされていることによ
り、入出力素子、装置或いはこのような入出力装置を適
用した情報処理装置を小型化することができる。また、
入出力素子の構造を１枚構造とするため、視差によるず
れを生じさせることなく、入力と出力との対応を正確に
とることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の携帯端末装置の構成を示
すブロック図である。

【図２】図１の携帯端末装置のタッチパネルシステムの
回路図である。

【図３】図１のタッチパネルシステムの入力用画素と表
示用画素画の１つの組を示す平面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線での断面図である。

【図５】図２〜図４に示すダブルゲートトランジスタの
機能を説明する図である。

【図６】この発明の実施の形態の携帯端末装置におい
て、タッチパネルに画像を表示させるためのタッチパネ
ルシステムの動作を示すタイミングチャートである。

【図７】この発明の実施の形態の携帯端末装置におい
て、タッチパネルがタッチされたかどうか、すなわち光
の照射または遮光を検出するためのタッチパネルシステ
ムの動作を示すタイミングチャートである。

【図８】この発明の実施の形態の携帯端末装置使用法の
具体例を示す図である。

【図９】図４のタッチパネルの構成の変形例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１・・・タッチパネルシステム、２・・・ＣＰＵ、３・・・ＲＯ
Ｍ、４・・・ＲＡＭ、１１・・・タッチパネル、１１０・・・液
晶、１１１・・・下基板、１１２・・・上基板、１１３・・・画
素電極、１１４・・・薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、１１
５・・・ＤＧＴ、１１６・・・ゲート絶縁膜、１１７・・・半導
体層、１１８・・・ｎ＋層、１１９・・・トップゲート絶縁
膜、１２０・・・共通電極、１２・・・トップゲートドライ
バ、１３・・・ボトムゲートドライバ、１４・・・検出ドライ
バ、１５・・・ゲートドライバ、１６・・・データドライバ、
１７・・・コントローラ、ＢＧ・・・ボトムゲート電極、ＴＧ
・・・トップゲート電極、Ｇ・・・ゲート電極、ＰＤ・・・ＤＧ
Ｔのドレイン電極、ＰＳ・・・ＤＧＴのソース電極、ＴＤ・
・・ＴＦＴのドレイン電極、ＴＳ・・・ＴＦＴのソース電極

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外部からの操作に従った位置に関する情報
   の入力を行い、且つ外部から供給されたデータに応じて
   画像を出力する入出力装置と、前記入出力装置からの入
   力に従って所定の処理を行い、処理に応じて前記入出力
   装置に画像を供給する処理装置とを備え、 前記入出力装置は、 外部からの光の照射又は遮光を検出し、検出結果を示す
   検出信号を出力するマトリクス状に配置された複数のセ
   ンサと、前記複数のセンサの間にそれぞれマトリクス状
   に配置された複数の画素電極と、が形成された第１の基
   板と、前記第１の基板に対向して配置され、前記画素電
   極に対向する対向電極が形成された第２の基板と、前記
   第１、第２の基板間に封入された液晶とを備える入出力
   素子と、前記画素電極のマトリクスの行毎に順次画素電
   極を選択する画素電極選択手段と、 前記画素電極選択手段により選択された画素電極に外部
   から供給された前記データに対応する表示データを供給
   する表示データ供給手段と、 前記センサのマトリクスの行毎に順次センサの行を選択
   するセンサ選択手段と、 前記センサ選択手段により選択されたセンサから出力さ
   れる検出信号を読み出す光照射検出手段と、 前記センサ選択手段によるセンサの選択と、前記光照射
   検出手段による検出結果の読み出しと、前記画素電極選
   択手段による画素電極の選択と、前記表示データ供給手
   段への表示データの供給と、を制御する制御手段とを備
   えることを特徴とする情報処理装置。
2. 【請求項２】前記処理装置は、 前記光照射検出手段によって読み出された検出信号を受
   け取る検出信号受信手段と、 前記検出信号受信手段が受け取った検出信号を処理し
   て、該検出信号に対応する前記画素電極への表示データ
   を生成する表示データ生成手段と、 前記表示データ生成手段が生成した表示データを、前記
   制御手段を介して表示データ供給手段へ出力する表示デ
   ータ出力手段とを備えることを特徴とする請求項１に記
   載の情報処理装置。
3. 【請求項３】外部からの光の照射又は遮光を検出し、検
   出結果を示す検出信号を出力するマトリクス状に配置さ
   れた複数のセンサと、前記複数のセンサの間にそれぞれ
   マトリクス状に配置された複数の画素電極と、が形成さ
   れた第１の基板と、前記第１の基板に対向して配置さ
   れ、前記画素電極に対向する対向電極が形成された第２
   の基板と、前記第１、第２の基板間に封入された液晶と
   を備える入出力素子と、 前記画素電極のマトリクスの行毎に順次画素電極を選択
   する画素電極選択手段と、 前記画素電極選択手段により選択された画素電極に外部
   から供給された前記データに対応する表示データを供給
   する表示データ供給手段と、 前記センサのマトリクスの行毎に順次センサの行を選択
   するセンサ選択手段と、 前記センサ選択手段により選択されたセンサから出力さ
   れる検出信号を読み出す光照射検出手段と、 前記センサ選択手段によるセンサの選択と、前記光照射
   検出手段による検出結果の読み出しと、前記画素電極選
   択手段による画素電極の選択と、前記表示データ供給手
   段への表示データの供給と、を制御する制御手段を備え
   ることを特徴とする入出力装置。
4. 【請求項４】前記第１の基板上にそれぞれマトリクス状
   に配置されている複数のセンサと複数の画素電極との行
   数は同一であり、 前記画素電極選択手段と前記センサ選択手段とは、同一
   の手段によって構成され、同一の行にある画素電極とセ
   ンサとを同時に選択することを特徴とする請求項３に記
   載の入出力装置。
5. 【請求項５】前記複数のセンサと前記複数の画素電極と
   は、それぞれ同数ずつ互いに隣接して前記第１の基板上
   に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の入
   出力装置。
6. 【請求項６】外部からの光の照射又は遮光を検出し、検
   出結果を示す検出信号を出力するマトリクス状に配置さ
   れた複数のセンサと、前記複数のセンサの間にそれぞれ
   マトリクス状に配置された複数の画素電極とが形成され
   た第１の基板と、 前記第１の基板に対向して配置され、前記画素電極に対
   向する対向電極が形成された第２の基板と、 前記第１、第２の基板間に封入された液晶とを備えるこ
   とを特徴とする入出力素子。
7. 【請求項７】前記複数のセンサと前記複数の画素電極と
   は、それぞれ同数ずつ互いに隣接して配置され、前記第
   １の基板に形成されていることを特徴とする請求項６に
   記載の入出力素子。
8. 【請求項８】前記複数のセンサはそれぞれ、前記第１の
   基板上に形成された第１の制御端子と、第１の絶縁層を
   介して前記第１の制御端子上に形成され、電界と入射光
   とに応じて内部にチャネルを形成する半導体層と、第２
   の絶縁層を介して前記半導体層上に形成された第２の制
   御端子とを備えることを特徴とする請求項６又は７に記
   載の入出力素子。
9. 【請求項９】前記第１の基板には、それぞれ前記画素電
   極に電流路の一端が接続され、制御端子に印加された電
   圧に応じてオン／オフする複数のアクティブ素子が形成
   されており、 前記複数の画素電極のそれぞれは、対応するアクティブ
   素子がオン状態になっているときに、前記アクティブ素
   子の電流路の他端から供給される表示データが書き込ま
   れることを特徴とする請求項８に記載の入出力素子。
10. 【請求項１０】前記第１の基板は、ガラスファイバープ
    レート、プラスチックファイバープレート又はフィルム
    のいずれかからなることを特徴とする請求項６乃至９の
    いずれか１項に記載の入出力素子。