JP6154660B2 - タッチパネル - Google Patents
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- H01L27/1222—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer
- H01L27/1225—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer with semiconductor materials not belonging to the group IV of the periodic table, e.g. InGaZnO
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
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-
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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-
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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- G—PHYSICS
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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Description
本実施の形態では、画像表示を行う表示部を有する電気機器の一例を図1(A)及び図1(B)に示す。
電気機器1030の表示部1032はフォトセンサを用いる入力機能を有し、図1(A)に示すように表示部の領域1033にキーボードのボタン1031が複数表示される。表示部1032は表示領域全体を指しており、表示部の領域1033を含む。そして、使用者が所望のキーボードのボタンをタッチ入力し、表示部1032に入力結果の表示を行う。
次に表示部1032を構成する表示パネルの一例について、図2を参照して説明する。表示パネル100は、画素回路101、表示素子制御回路、及びフォトセンサ制御回路を有する。画素回路101は、行列方向にマトリクス状に配置された複数の画素103、画素104、画素143、画素144、及びフォトセンサ106を有する。画素103、画素104、画素143、及び画素144は、それぞれ1つの表示素子105、表示素子125、表示素子145、及び表示素子155を有する。本実施の形態では、画素103と画素104の間に、1つのフォトセンサ106を配置する。フォトセンサの数が画素数の四分の一とする例を示したが特に限定されない。フォトセンサは、少なくとも1つの画素と隣り合っていればよく、隣り合う画素の数は限定されない。フォトセンサの数が画素数と同じになるように、画素毎にそれぞれ1つのフォトセンサを有する構成としてもよく、フォトセンサの数が画素数の半分となる構成や、フォトセンサの数が画素数の3分の一となる構成としてもよい。
本実施の形態では、画素103と、フォトセンサ106と、画素104の回路図について、図3を用いて説明する。表示素子105を有する画素103は、走査線207(「ゲート信号線」ともいう)を介して表示素子駆動回路108、信号線210(「ソース信号線」ともいう)を介して、表示素子駆動回路107に電気的に接続されている。
図4(A)にフォトセンサ106のタイミングチャートを示す。
期間T1でリセット線215(RS)及び信号線208(TX)に高レベル電位VHを入力する。リセット線215(RS)に高レベル電位VHを入力することにより、トランジスタ218がオン状態となり、フローティング電位であったノードFDが接地される。これにより期間T1の終わりにノードFDの電位が低レベル電位VLとなる。ノードFDの電位が低レベル電位VLであるので、期間T1の終わりでは、トランジスタ205はオフ状態である。
期間T2では、受光素子204が受けた光の量に応じて抵抗が変化して電流が流れ、流れた電流がトランジスタ217を介してノードFDに蓄積される。ノードFDに蓄積された電荷により変化した電位は、トランジスタ205のしきい値電圧を超えると、トランジスタ205がオン状態となる。ノードFDの電位に応じて、トランジスタ205のソース及びドレイン間に流れる電流値が変化する。
期間T3では、信号線208(TX)の電位を、高レベル電位VHから低レベル電位VLにする。これにより、トランジスタ217がオフ状態となり、ノードFDの電荷が保持される。また、これにより、期間T3の間はトランジスタ205のオン状態が維持される。
また期間T4では、選択線209(SE)の電位に高レベル電位VHを入力する。これにより、トランジスタ206がオン状態となる。トランジスタ205のゲートに入力されるノードFDの電位に応じて、電源線212(VDD)からフォトセンサ出力信号線211(OUT)に出力電位が出力される。以上により、フォトセンサ106の出力が、フォトセンサ出力信号線211を介して、フォトセンサ読み出し回路109に出力される。
本実施の形態では、実施の形態1とは異なる構成を有するフォトセンサについて説明する。なお本実施の形態において、実施の形態1と同じものは同じ符号で示し、その説明は省略する。
図4(B)にフォトセンサ106のタイミングチャートを示す。
期間T1でリセット線275(RS)及び信号線278(TX)に高レベル電位VHを入力する。リセット線275(RS)に高レベル電位VHを入力することにより、トランジスタ288がオン状態となり、フローティング電位であったノードFDが電源線276(VDD)に電気的に接続される。これにより期間T1の終わりにノードFDの電位が高レベル電位VHとなる。ノードFDの電位が高レベル電位VHであるので、期間T1の終わりでは、トランジスタ285はオン状態である。
期間T2では、受光素子274が受けた光の量に応じて抵抗が変化して電流が流れる。期間T2の始めで高レベル電位VHであったノードFDは、受光素子274が電流を流すほど電位が減少する。なお、受光素子274に受けた光の量が多いほど(明るいほど)、電流は生成され、ノードFDの電位が減少する。なお本実施の形態では、ノードFDの電位は減少したものの、トランジスタ285のオン状態を維持できる程度の光が照射されたものとする。
期間T3では、信号線278(TX)の電位を、高レベル電位VHから低レベル電位VLにする。これにより、トランジスタ277がオフ状態となり、ノードFDの電荷が保持される。また、これにより、期間T3の間はトランジスタ285のオン状態が維持される。
また期間T4では、選択線279(SE)の電位に高レベル電位VHを入力する。これにより、トランジスタ286がオン状態となる。トランジスタ285のゲートに入力されるノードFDの電位に応じて、電源線276(VDD)からフォトセンサ出力信号線211(OUT)に出力電位が出力される。以上により、フォトセンサ106の出力が、フォトセンサ出力信号線211を介して、フォトセンサ読み出し回路109に出力される。
本実施の形態では、実施の形態1及び実施の形態2で述べた表示素子として、液晶素子を用いた例を示す。なお本実施の形態において、実施の形態1及び実施の形態2と同じものは同じ符号で示し、その説明は省略する。
本実施の形態では、実施の形態1及び実施の形態2で述べた表示素子として、EL素子を用いた例を示す。なお本実施の形態において、実施の形態1及び実施の形態2と同じものは同じ符号で示し、その説明は省略する。
本実施の形態では、同一基板上にEL素子と、EL素子を駆動するための酸化物半導体を用いたトランジスタと、センサ素子を駆動するための酸化物半導体を用いたトランジスタと、アモルファスシリコンを用いたセンサ素子を作製する手順について図16を用いて説明する。
本実施の形態では、同一基板上にEL素子と、EL素子を駆動するための酸化物半導体を用いたトランジスタと、センサ素子を駆動するための酸化物半導体を用いたトランジスタと、アモルファスシリコンを用いたセンサ素子を有する半導体装置について図17を用いて説明する。
101 画素回路
103 画素
104 画素
105 表示素子
106 フォトセンサ
107 表示素子駆動回路
108 表示素子駆動回路
109 フォトセンサ読み出し回路
110 フォトセンサ駆動回路
125 表示素子
135 EL素子
136 EL素子
143 画素
144 画素
145 表示素子
155 表示素子
201 トランジスタ
202 保持容量
203 液晶素子
204 受光素子
205 トランジスタ
206 トランジスタ
207 走査線
208 信号線
209 選択線
210 信号線
211 フォトセンサ出力信号線
212 電源線
213 電極層
214 容量配線
215 リセット線
216 グランド線
217 トランジスタ
218 トランジスタ
221 トランジスタ
222 保持容量
223 液晶素子
224 容量配線
227 走査線
228 酸化物半導体層
230 基板
231 絶縁層
232 ゲート絶縁層
233 酸化物半導体層
234 電極層
237 絶縁層
238 電源供給線
240 非単結晶半導体層
241 絶縁層
242 反射電極層
243 接続電極層
244 配向膜
245 接続電極層
251 電極層
252 電極層
253 酸化物半導体層
254 電極層
255 酸化物半導体層
256 酸化物半導体層
257 電極層
258 電極層
259 電極層
262 電極層
263 接続電極層
271 酸化物半導体層
272 グランド線
273 電極層
274 受光素子
275 リセット線
276 電源線
277 トランジスタ
278 信号線
279 選択線
285 トランジスタ
286 トランジスタ
288 トランジスタ
295 酸化物半導体層
296 電極層
301 基板
302 遮光層
303 カラーフィルタ
304 導電膜
305 液晶層
306 配向膜
700 第1の基板
704 第1のバッファ層
706a ゲート電極層
706b ゲート電極層
708 ゲート絶縁層
710a 半導体層
710b 半導体層
712a ソース電極層
712b ドレイン電極層
712c 電極
712d 電極
714 絶縁層
715 接続電極
716 絶縁層
717 絶縁層
718 第1の電極
720 有機化合物を含む発光層
722 第2の電極
724 第1の隔壁
726 第2の隔壁
730 発光素子
750 トランジスタ
751 i層
752 電極
753 トランジスタ
754 電極
760 第2の基板
762 第2のバッファ層
764 遮光膜
766 着色層
768 オーバーコート
770 接着層
1030 電気機器
1031 ボタン
1032 表示部
1033 領域
1034 スイッチ
1035 電源スイッチ
1036 キーボード表示スイッチ
6401 スイッチング用トランジスタ
6402 駆動用トランジスタ
6403 容量素子
6404 発光素子
6405 信号線
6406 走査線
6407 電源線
6408 共通電極
Claims (6)
- 複数の画素と、
前記複数の画素の少なくとも一つに隣り合うフォトセンサと、を有するタッチパネルであり、
前記フォトセンサは、受光素子と、第1のトランジスタ乃至第4のトランジスタと、を有し、
前記受光素子は、非単結晶半導体層と、前記非単結晶半導体層を挟持する一対の電極と、を有し、
前記第1のトランジスタ乃至前記第4のトランジスタは、それぞれ、第1の酸化物半導体膜と、前記第1の酸化物半導体膜上の第2の酸化物半導体膜を有し、
前記第1の酸化物半導体膜におけるインジウムとガリウムの含有率は、In>Gaであり、
前記第2の酸化物半導体膜におけるインジウムとガリウムの含有率は、In≦Gaであり、
前記一対の電極の一方は、電源線と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのゲートは、信号線と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記一対の電極の他方と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのゲートは、リセット線と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第1のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方は、グランド線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのゲートは、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第4のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのソース又はドレインの他方は、電源線と電気的に接続され、
前記第4のトランジスタのゲートは、選択線と電気的に接続され、
前記第4のトランジスタのソース又はドレインの一方は、フォトセンサ出力信号線と電気的に接続されていることを特徴とするタッチパネル。 - 複数の画素と、
前記複数の画素の少なくとも一つに隣り合うフォトセンサと、を有するタッチパネルであり、
前記フォトセンサは、受光素子と、第1のトランジスタ乃至第4のトランジスタと、を有し、
前記受光素子は、非単結晶半導体層と、前記非単結晶半導体層を挟持する一対の電極と、を有し、
前記第1のトランジスタ乃至前記第4のトランジスタは、それぞれ、第1の酸化物半導体膜と、前記第1の酸化物半導体膜上の第2の酸化物半導体膜を有し、
前記第1の酸化物半導体膜におけるインジウムとガリウムの含有率は、In>Gaであり、
前記第2の酸化物半導体膜におけるインジウムとガリウムの含有率は、In≦Gaであり、
前記一対の電極の一方は、グランド線と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのゲートは、信号線と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記一対の電極の他方と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのゲートは、リセット線と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第1のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方は、電源線と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのゲートは、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第4のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのソース又はドレインの他方は、電源線と電気的に接続され、
前記第4のトランジスタのゲートは、選択線と電気的に接続され、
前記第4のトランジスタのソース又はドレインの一方は、フォトセンサ出力信号線と電気的に接続されていることを特徴とするタッチパネル。 - 請求項1又は請求項2において、
前記複数の画素は、それぞれ、第5のトランジスタと、液晶素子と、保持容量と、を有することを特徴とするタッチパネル。 - 請求項3において、
前記液晶素子は、一対の端子と、前記一対の端子の間の液晶層と、を有し、
前記一対の端子の一方は、反射性を有する導電膜であり、
前記第5のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
前記一対の端子の他方は、透光性を有する導電膜であることを特徴とするタッチパネル。 - 請求項3において、
前記液晶素子は、一対の端子と、前記一対の端子の間の液晶層と、を有し、
前記一対の端子の一方は、前記第5のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
前記一対の端子は、いずれも、透光性を有する導電膜であることを特徴とするタッチパネル。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項において、
前記非単結晶半導体層は、アモルファスシリコン層を有することを特徴とするタッチパネル。
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