JP6368139B2

JP6368139B2 - Touch sensor

Info

Publication number: JP6368139B2
Application number: JP2014095770A
Authority: JP
Inventors: 朗央山本
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2014-05-07
Filing date: 2014-05-07
Publication date: 2018-08-01
Anticipated expiration: 2034-05-07
Also published as: JP2015213273A

Description

本発明の一態様は、タッチセンサ及びタッチパネルに関する。 One embodiment of the present invention relates to a touch sensor and a touch panel.

なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。また、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、入力装置、入出力装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。 Note that one embodiment of the present invention is not limited to the above technical field. The technical field of one embodiment of the invention disclosed in this specification and the like relates to an object, a method, or a manufacturing method. One embodiment of the present invention relates to a process, a machine, a manufacture, or a composition (composition of matter). Therefore, the technical field of one embodiment of the present invention disclosed in this specification more specifically includes a semiconductor device, a display device, a light-emitting device, an input device, an input / output device, a driving method thereof, or a manufacturing method thereof. Can be mentioned as an example.

表示面に接触することによって表示画像を変化させることができる表示装置が知られている。すなわち、信号の入力が当該表示面に接触することによって行われる表示装置が知られている。当該表示装置はタッチパネルとも呼ばれ、例えば、スマートフォン又はタブレット端末などとして適用されていることが多い。 There is known a display device capable of changing a display image by touching a display surface. That is, a display device is known in which signal input is performed by touching the display surface. The display device is also called a touch panel, and is often applied as, for example, a smartphone or a tablet terminal.

タッチパネルの構成としては各種の構成が存在する。具体的には、タッチパネルの構成として、入力信号を検出するタッチセンサをディスプレイパネルに外付けする構造、及びタッチセンサがディスプレイパネルに内蔵される構造が存在する。さらに、入力信号の検出方式としては抵抗膜方式、静電容量方式、及び光方式などが存在し、タッチセンサがディスプレイパネルに内蔵される構造としてはインセル型及びオンセル型などが存在する。 There are various configurations of touch panel configurations. Specifically, as a configuration of the touch panel, there are a structure in which a touch sensor for detecting an input signal is externally attached to the display panel and a structure in which the touch sensor is built in the display panel. Further, there are a resistance film method, a capacitance method, an optical method, and the like as an input signal detection method, and there are an in-cell type and an on-cell type as a structure in which the touch sensor is built in the display panel.

例えば、特許文献１では、光方式のインセル型タッチパネルが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses an optical in-cell touch panel.

米国特許出願公開第２０１１／０００１７２５号明細書US Patent Application Publication No. 2011/0001725

上述したようにタッチパネルの構成として多数の構成が存在するのは、それらの構成のそれぞれに一長一短があるからである。そのため、タッチパネルを設計する際には、各種の状況に鑑みて、多数の構成の中から適当な構成が選択されている。故に、新たな構成のタッチセンサ及びタッチパネルを提案することができれば、設計の自由度を向上させることになる。そこで、本発明の一態様は、既存のタッチセンサ及びタッチパネルとは異なる構成を有する新規なタッチセンサ及びタッチパネルを提供することを目的の一とする。 As described above, a large number of configurations exist as touch panel configurations because each configuration has advantages and disadvantages. Therefore, when designing a touch panel, an appropriate configuration is selected from a large number of configurations in view of various situations. Therefore, if a touch sensor and a touch panel having a new configuration can be proposed, the degree of freedom in design can be improved. In view of the above, an object of one embodiment of the present invention is to provide a novel touch sensor and a touch panel having a structure different from that of an existing touch sensor and touch panel.

なお、本明細書で開示される発明の目的は、上記の目的に限定されない。本明細書で開示される発明においては、明細書、図面、特許請求の範囲の記載から適宜課題を抽出することが可能であり、当該課題を解決することを目的とすることもある。 Note that the object of the invention disclosed in this specification is not limited to the above object. In the invention disclosed in this specification, it is possible to appropriately extract a problem from the description of the specification, drawings, and claims, and the object may be to solve the problem.

本発明の一態様は、検知回路と、変換回路と、検知回路及び変換回路の間の接続ノードと、を有し、検知回路は、接続ノードの電位を変動させる機能を有し、変換回路は、接続ノードにおいて生じる電流を検出する機能を有するタッチセンサである。 One embodiment of the present invention includes a detection circuit, a conversion circuit, and a connection node between the detection circuit and the conversion circuit. The detection circuit has a function of changing the potential of the connection node. A touch sensor having a function of detecting a current generated in the connection node.

本発明の一態様は、新規なタッチセンサ及びタッチパネルの設計を可能とするものである。これにより、設計の自由度を向上させることが可能になる。 One embodiment of the present invention enables the design of a novel touch sensor and touch panel. As a result, the degree of freedom in design can be improved.

なお、本明細書で開示される発明の効果は、上記の効果に限定されない。本明細書で開示される発明においては、明細書、図面、特許請求の範囲の記載から適宜効果を抽出することが可能であり、当該効果を奏することもある。 Note that the effects of the invention disclosed in this specification are not limited to the above effects. In the invention disclosed in this specification, an effect can be appropriately extracted from the description of the specification, drawings, and claims, and the effect may be obtained.

（Ａ）タッチセンサの構成例を示す模式図、（Ｂ）接続ノードの電位及び接続ノードに生じる電流の一例を示す図、（Ｃ）検知回路の構成例を示す回路図、（Ｄ）検知回路を利用して構成される分圧回路の一例を示す図、（Ｅ）、（Ｆ）変換回路の構成例を示す回路図。(A) Schematic diagram illustrating a configuration example of a touch sensor, (B) A diagram illustrating an example of a potential of a connection node and a current generated in the connection node, (C) a circuit diagram illustrating a configuration example of a detection circuit, (D) a detection circuit The figure which shows an example of the voltage dividing circuit comprised using FIG., (E), (F) The circuit diagram which shows the structural example of a conversion circuit. （Ａ）、（Ｂ）タッチセンサの構造例を示す断面図。(A), (B) Sectional drawing which shows the structural example of a touch sensor. タッチパネルの構成例を示す模式図。The schematic diagram which shows the structural example of a touchscreen. タッチセンサの構成例を示す模式図。The schematic diagram which shows the structural example of a touch sensor. （Ａ）ディスプレイパネルの構成例を示す模式図、（Ｂ）画素の構成例を示す回路図。(A) A schematic diagram showing a configuration example of a display panel, (B) a circuit diagram showing a configuration example of a pixel. タッチパネルの構造例を示す断面図。Sectional drawing which shows the structural example of a touchscreen. （Ａ）−（Ｄ）最終製品の一例を示す図。(A)-(D) The figure which shows an example of a final product.

以下では、本発明の一態様について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態を様々に変更し得る。したがって、本発明は以下に示す記載内容に限定して解釈されるものではない。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following description, and various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be interpreted as being limited to the description below.

＜１．タッチセンサ＞
まず、本発明の一態様のタッチパネルが有するタッチセンサについて説明する。 <1. Touch sensor>
First, a touch sensor included in the touch panel of one embodiment of the present invention is described.

＜１−１．構成例＞
図１（Ａ）は、本発明の一態様のタッチパネルが有するタッチセンサの構成を示す模式図である。図１（Ａ）に示すタッチセンサは、利用者による接触の有無を検出する検知回路１と、当該接触があった場合に入力信号（Ｉｎｐｕｔ）を生成する変換回路２と、検知回路１と変換回路２の間に設けられた接続ノード３とを有する。 <1-1. Configuration example>
FIG. 1A is a schematic diagram illustrating a structure of a touch sensor included in a touch panel of one embodiment of the present invention. The touch sensor shown in FIG. 1A includes a detection circuit 1 that detects the presence or absence of contact by a user, a conversion circuit 2 that generates an input signal (Input) when there is the contact, and a detection circuit 1 and a conversion circuit. And a connection node 3 provided between the circuits 2.

当該タッチセンサにおいては、検知回路１は利用者による接触に応じて接続ノード３の電位を変動させる機能を有し、変換回路２は接続ノード３に生じる電流を検出する機能を有する。例えば、図１（Ｂ）に示すように、検知回路１は接続ノード３の電位（Ｖ＿３）を上昇させた後、下降させる機能を有し、変換回路３はそれに伴って接続ノード３に生じる電流（Ｉ＿３）を検出する機能を有する。この場合、接続ノード３における電位の変動にＤＣオフセットが含まれている場合であっても変換回路２においてはその影響を抑制することが可能である。すなわち、変換回路２においては、利用者による接触を正確に検出することが可能となる。 In the touch sensor, the detection circuit 1 has a function of changing the potential of the connection node 3 in accordance with contact by the user, and the conversion circuit 2 has a function of detecting a current generated in the connection node 3. For example, as shown in FIG. 1B, the detection circuit 1 has a function of raising and lowering the potential (V_3) of the connection node 3, and the conversion circuit 3 causes a current generated in the connection node 3 accordingly. A function of detecting (I_3). In this case, even if a DC offset is included in the fluctuation of the potential at the connection node 3, the influence can be suppressed in the conversion circuit 2. That is, in the conversion circuit 2, it is possible to accurately detect contact by the user.

図１（Ｃ）は、図１（Ａ）に示す検知回路１の具体例を示す回路図である。図１（Ｃ）に示す検知回路１は、ソース及びドレインの一方が定電位（ＶＰ１）を供給するノードに接続されているトランジスタ１０と、ゲートが選択信号（Ｓｅｌ）を供給するノードに接続されているトランジスタ１１と、ゲートがリセット信号（Ｒｅｓ）を供給するノードに接続され、ソース及びドレインの一方が定電位（ＶＲｅｓ）を供給するノードに接続されているトランジスタ１２と、一対の電極の一方が定電位（Ｃｓ）を供給するノードに接続されているキャパシタ１３とを有する。 FIG. 1C is a circuit diagram illustrating a specific example of the detection circuit 1 illustrated in FIG. In the detection circuit 1 illustrated in FIG. 1C, one of a source and a drain is connected to a node that supplies a constant potential (VP1), and a gate is connected to a node that supplies a selection signal (Sel). A transistor 11 whose gate is connected to a node that supplies a reset signal (Res), and one of a source and a drain that is connected to a node that supplies a constant potential (VRes), and one of a pair of electrodes Has a capacitor 13 connected to a node for supplying a constant potential (Cs).

図１（Ｃ）に示す検知回路１の動作について説明する。図１（Ｃ）に示す検知回路１においては、トランジスタ１２をオフ状態とすることによって、トランジスタ１０のゲート、トランジスタ１２のソース及びドレインの他方、及びキャパシタ１３の一対の電極の他方が接続するノードＮ１を浮遊状態とすることが可能である。そして、浮遊状態にあるノードＮ１の電位は、利用者による接触に応じて変動する。これにより、トランジスタ１０のソースとドレイン間の抵抗値も変化する。ここで、予めトランジスタ１１をオン状態としておくことにより、接続ノード３の電位をトランジスタ１０のソースとドレイン間の抵抗値に応じた値とすることができる。例えば、図１（Ｄ）に示すように、トランジスタ１０と、検知回路１外にあるレジスタ１５とによって分圧回路を構成するようにすればよい。なお、レジスタ１５としては、受動素子を適用してもいいし、トランジスタをレジスタとして適用してもよい。その結果、接続ノード３の電位を利用者による接触に応じて変動させることが可能になる。 An operation of the detection circuit 1 illustrated in FIG. In the detection circuit 1 illustrated in FIG. 1C, by turning off the transistor 12, a node to which the gate of the transistor 10, the other of the source and the drain of the transistor 12, and the other of the pair of electrodes of the capacitor 13 are connected. N1 can be in a floating state. Then, the potential of the node N1 in a floating state varies according to the contact by the user. Thereby, the resistance value between the source and drain of the transistor 10 also changes. Here, when the transistor 11 is turned on in advance, the potential of the connection node 3 can be set to a value corresponding to the resistance value between the source and the drain of the transistor 10. For example, as shown in FIG. 1D, a voltage dividing circuit may be configured by the transistor 10 and the register 15 outside the detection circuit 1. Note that a passive element may be applied as the register 15, and a transistor may be applied as the register. As a result, the potential of the connection node 3 can be changed according to the contact by the user.

図１（Ｅ）は、図１（Ａ）に示す変換回路２の具体例を示す回路図である。図１（Ｅ）に示す変換回路２は、一対の電極の一方が接続ノード３に接続されているキャパシタ２０と、一端が定電位（ＶＰ２）を供給するノードに接続されているレジスタ２１とを有する。 FIG. 1E is a circuit diagram illustrating a specific example of the conversion circuit 2 illustrated in FIG. A conversion circuit 2 illustrated in FIG. 1E includes a capacitor 20 in which one of a pair of electrodes is connected to a connection node 3, and a resistor 21 in which one end is connected to a node that supplies a constant potential (VP2). Have.

図１（Ｅ）に示す変換回路２の動作について説明する。図１（Ｅ）に示す変換回路２においては、キャパシタ２０の一対の電極の他方及びレジスタ２１の他端に接続されているノードＮ２に、接続ノード３に生じる電流と同様の電流が生じる。これにより、利用者による接触を変換回路２においても検出することができ、変換回路２が入力信号（Ｉｎｐｕｔ）を出力することが可能となる。さらに、変換回路２において検出される信号には、ＤＣ成分が含まれていない。よって、変換回路２においては、利用者による接触を正確に検出することが可能となる。 An operation of the conversion circuit 2 illustrated in FIG. In the conversion circuit 2 shown in FIG. 1E, a current similar to the current generated at the connection node 3 is generated at the node N2 connected to the other of the pair of electrodes of the capacitor 20 and the other end of the resistor 21. Thereby, the contact by the user can be detected also in the conversion circuit 2, and the conversion circuit 2 can output the input signal (Input). Further, the signal detected by the conversion circuit 2 does not contain a DC component. Therefore, the conversion circuit 2 can accurately detect contact by the user.

なお、図１（Ｆ）に示すように変換回路２に、反転出力端子が定電位（ＶＰ３）を供給するノードに接続され、非反転入力端子がノードＮ２に接続されているコンパレータ２２を設けてもよい。この場合、コンパレータ２２の出力信号を入力信号（Ｉｎｐｕｔ）として適用することができ、当該入力信号（Ｉｎｐｕｔ）をデジタル信号とすることができる。 As shown in FIG. 1F, the conversion circuit 2 is provided with a comparator 22 having an inverting output terminal connected to a node that supplies a constant potential (VP3) and a non-inverting input terminal connected to a node N2. Also good. In this case, the output signal of the comparator 22 can be applied as an input signal (Input), and the input signal (Input) can be a digital signal.

＜１−２．構造例＞
図２は、図１に示すタッチセンサの構造例を示す図である。具体的には、図２（Ａ）は、図１（Ｃ）に示すトランジスタ１０、１２及びキャパシタ１３の構造例を示す断面図であり、図２（Ａ）は、図１（Ｃ）に示すトランジスタ１１並びに図１（Ｄ）に示すキャパシタ２０及びレジスタ２１の構造例を示す断面図である。 <1-2. Structure example>
FIG. 2 is a diagram illustrating a structure example of the touch sensor illustrated in FIG. 1. Specifically, FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating a structural example of the transistors 10 and 12 and the capacitor 13 illustrated in FIG. 1C, and FIG. 2A is illustrated in FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a structure example of a transistor 11 and a capacitor 20 and a resistor 21 illustrated in FIG.

図２（Ａ）に示すトランジスタ１２は、基板２００上の導電膜２０１ａと、導電膜２０１ａ上の絶縁膜２０２ａと、絶縁膜２０２ａ上の酸化物半導体膜２０３ａと、絶縁膜２０２ａ及び酸化物半導体膜２０３ａ上の導電膜２０４ａ、２０４ｂとを有する。また、酸化物半導体膜２０３ａ及び導電膜２０４ａ、２０４ｂ上には絶縁膜２０５ａが設けられ、絶縁膜２０５ａ上には絶縁膜２０６が設けられている。なお、導電膜２０１ａは、ゲート電極として機能する。また、絶縁膜２０２ａは、ゲート絶縁膜として機能する。また、酸化物半導体膜２０３ａは、活性層として機能する。また、導電膜２０４ａ、２０４ｂは、ソース電極及びドレイン電極として機能する。 A transistor 12 illustrated in FIG. 2A includes a conductive film 201a over a substrate 200, an insulating film 202a over the conductive film 201a, an oxide semiconductor film 203a over the insulating film 202a, an insulating film 202a, and an oxide semiconductor film. And conductive films 204a and 204b on 203a. An insulating film 205a is provided over the oxide semiconductor film 203a and the conductive films 204a and 204b, and an insulating film 206 is provided over the insulating film 205a. Note that the conductive film 201a functions as a gate electrode. The insulating film 202a functions as a gate insulating film. The oxide semiconductor film 203a functions as an active layer. The conductive films 204a and 204b function as a source electrode and a drain electrode.

なお、基板２００としては、ガラス基板などを適用すればよい。また、基板２００として、可撓性基板を適用してもよい。また、基板２００として、湾曲した基板を適用してもよい。 Note that a glass substrate or the like may be used as the substrate 200. Further, a flexible substrate may be applied as the substrate 200. Further, a curved substrate may be applied as the substrate 200.

図２（Ａ）に示すキャパシタ１３は、基板２００上の導電膜２０１ｂと、導電膜２０１ｂ上の絶縁膜２０２ａと、絶縁膜２０２ａ上の導電膜２０４ｂとを有する。なお、導電膜２０１ｂ、２０４ｂは、キャパシタ１３を構成する一対の電極として機能する。また、絶縁膜２０２ａは、誘電体膜として機能する。 The capacitor 13 illustrated in FIG. 2A includes a conductive film 201b over the substrate 200, an insulating film 202a over the conductive film 201b, and a conductive film 204b over the insulating film 202a. Note that the conductive films 201 b and 204 b function as a pair of electrodes included in the capacitor 13. The insulating film 202a functions as a dielectric film.

なお、上述の通り、導電膜２０４ｂは、トランジスタ１２のソース電極又はドレイン電極として機能するとともにキャパシタ２０の一対の電極の一方としても機能する。同様に、絶縁膜２０２ａは、トランジスタ１０のゲート絶縁膜として機能するとともにキャパシタ２０の誘電体膜としても機能する。このように、本明細書で開示される発明においては、特定の物（例えば、導電膜２０４ｂ及び絶縁膜２０２ａ）が異なる機能を有する複数の部分を包含することがある。それゆえ、本明細書において「ＡとＢが接続する」と表現した場合には、当該Ａ、Ｂは、異なる２つの導電膜を意味するのみならず、単一の導電膜の一部と当該導電膜の他の一部を意味することもある。 Note that as described above, the conductive film 204 b functions as a source electrode or a drain electrode of the transistor 12 and also functions as one of the pair of electrodes of the capacitor 20. Similarly, the insulating film 202 a functions as a gate insulating film of the transistor 10 and also functions as a dielectric film of the capacitor 20. As described above, in the invention disclosed in this specification, a specific object (eg, the conductive film 204b and the insulating film 202a) may include a plurality of portions having different functions. Therefore, in the present specification, when it is expressed that “A and B are connected”, the A and B not only mean two different conductive films, but also a part of a single conductive film It may mean another part of the conductive film.

図２（Ａ）に示すトランジスタ１０は、基板２００上の導電膜２０１ｃと、導電膜２０１ｃ上の絶縁膜２０２ｂと、絶縁膜２０２ｂ上の酸化物半導体膜２０３ｃと、絶縁膜２０２ｂ及び酸化物半導体膜２０３ｃ上の導電膜２０４ｃ、２０４ｄとを有する。また、酸化物半導体膜２０３ａ及び導電膜２０４ａ、２０４ｂ上には絶縁膜２０５ｂが設けられ、絶縁膜２０５ｂ上には絶縁膜２０６が設けられている。なお、導電膜２０１ｃは、ゲート電極として機能する。また、絶縁膜２０２ｂは、ゲート絶縁膜として機能する。また、酸化物半導体膜２０３ｃは、活性層として機能する。また、導電膜２０４ｃ、２０４ｄは、ソース電極及びドレイン電極として機能する。 A transistor 10 illustrated in FIG. 2A includes a conductive film 201c over a substrate 200, an insulating film 202b over the conductive film 201c, an oxide semiconductor film 203c over the insulating film 202b, an insulating film 202b, and an oxide semiconductor film. And conductive films 204c and 204d on 203c. An insulating film 205b is provided over the oxide semiconductor film 203a and the conductive films 204a and 204b, and an insulating film 206 is provided over the insulating film 205b. Note that the conductive film 201c functions as a gate electrode. The insulating film 202b functions as a gate insulating film. The oxide semiconductor film 203c functions as an active layer. The conductive films 204c and 204d function as a source electrode and a drain electrode.

なお、図２（Ａ）においては、絶縁膜２０２ａと絶縁膜２０２ｂは分離した膜として描かれているが、両者はそれぞれ単一の絶縁膜の一部であってもよい。この場合には、図２（Ａ）は、開口が存在する単一の絶縁膜の断面図を描いていることになる。同様に、図２（Ａ）において、絶縁膜２０５ａと絶縁膜２０５ｂがそれぞれ単一の絶縁膜の一部であってもよい。 Note that in FIG. 2A, the insulating film 202a and the insulating film 202b are illustrated as separated films, but both may be part of a single insulating film. In this case, FIG. 2A illustrates a cross-sectional view of a single insulating film having an opening. Similarly, in FIG. 2A, the insulating film 205a and the insulating film 205b may each be part of a single insulating film.

また、図２（Ａ）においては、導電膜２０４ｂ及び導電膜２０１ｃに接する酸化物導電膜２０３ｂが設けられている。酸化物導電膜２０３ｂは図１（Ｃ）に示すノードＮ１として機能し、図２に示すタッチセンサにおいては利用者が接触した場合に酸化物導電膜２０３ｂの電位が変動することになる。なお、酸化物導電膜２０３ｂ上には絶縁膜２０６が直接接して設けられている。また、酸化物導電膜２０３ｂは透光性を有し、また、酸化物半導体膜２０３ａ、２０３ｃと共通の膜を元に形成される。当該形成方法については後述する。 In FIG. 2A, the conductive film 204b and the oxide conductive film 203b in contact with the conductive film 201c are provided. The oxide conductive film 203b functions as the node N1 illustrated in FIG. 1C. In the touch sensor illustrated in FIG. 2, the potential of the oxide conductive film 203b fluctuates when the user touches. Note that the insulating film 206 is provided in direct contact with the oxide conductive film 203b. The oxide conductive film 203b has a light-transmitting property and is formed on the basis of a common film with the oxide semiconductor films 203a and 203c. The formation method will be described later.

図２（Ｂ）に示すトランジスタ１１は、基板２００上の導電膜２０１ｄと、導電膜２０１ｄ上の絶縁膜２０２ｂと、絶縁膜２０２ｂ上の酸化物半導体膜２０３ｄと、絶縁膜２０２ｂ及び酸化物半導体膜２０３ｄ上の導電膜２０４ｄ、２０４ｅとを有する。また、酸化物半導体膜２０３ｄ、導電膜２０４ｄ、２０４ｅ上には絶縁膜２０５ｂが設けられ、絶縁膜２０５ｂ上には絶縁膜２０６が設けられている。なお、導電膜２０１ｄは、ゲート電極として機能する。また、絶縁膜２０２ｂは、ゲート絶縁膜として機能する。また、酸化物半導体膜２０３ｄは、活性層として機能する。また、導電膜２０４ｄ、２０４ｅは、ソース電極及びドレイン電極として機能する。 A transistor 11 illustrated in FIG. 2B includes a conductive film 201d over a substrate 200, an insulating film 202b over the conductive film 201d, an oxide semiconductor film 203d over the insulating film 202b, an insulating film 202b, and an oxide semiconductor film. And conductive films 204d and 204e on 203d. An insulating film 205b is provided over the oxide semiconductor film 203d and the conductive films 204d and 204e, and an insulating film 206 is provided over the insulating film 205b. Note that the conductive film 201d functions as a gate electrode. The insulating film 202b functions as a gate insulating film. The oxide semiconductor film 203d functions as an active layer. The conductive films 204d and 204e function as a source electrode and a drain electrode.

図２（Ｂ）に示すキャパシタ２０は、基板２００上の導電膜２０１ｅと、導電膜２０１ｅ上の絶縁膜２０２ｂと、絶縁膜２０２ｂ上の導電膜２０４ｅとを有する。なお、導電膜２０１ｅ、２０４ｅは、一対の電極として機能する。また、絶縁膜２０２ｂは、誘電体膜として機能する。 2B includes a conductive film 201e over the substrate 200, an insulating film 202b over the conductive film 201e, and a conductive film 204e over the insulating film 202b. Note that the conductive films 201e and 204e function as a pair of electrodes. The insulating film 202b functions as a dielectric film.

図２（Ｂ）に示すレジスタ２１は、一端が導電膜２０１ｆと接し、他端が導電膜２０１ｅと接する酸化物導電膜２０３ｅを有する。なお、酸化物導電膜２０３ｅは、酸化物導電膜２０３ｂと同様の膜である。 The register 21 illustrated in FIG. 2B includes an oxide conductive film 203e that has one end in contact with the conductive film 201f and the other end in contact with the conductive film 201e. Note that the oxide conductive film 203e is a film similar to the oxide conductive film 203b.

なお、図２に示すタッチセンサにおいては、導電膜２０４ｅの一部（トランジスタ１１とキャパシタ２０の間の部分）が図１（Ａ）に示す接続ノード３に対応する。 In the touch sensor illustrated in FIG. 2, a part of the conductive film 204e (a part between the transistor 11 and the capacitor 20) corresponds to the connection node 3 illustrated in FIG.

また、図２においては、導電膜、絶縁膜、酸化物半導体膜、及び酸化物導電膜のそれぞれを単層膜として図示しているが、それぞれの膜を積層膜に置換してもよい。 In FIG. 2, each of the conductive film, the insulating film, the oxide semiconductor film, and the oxide conductive film is illustrated as a single layer film, but each film may be replaced with a stacked film.

また、トランジスタ１０，１１、１２の構造は特に限定されない。例えば、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型又はボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。また、キャパシタ２０及びレジスタ２１の構造も特に限定されない。例えば、キャパシタ２０及びレジスタ２１の構造として、トランジスタ１０と同一工程で形成する際に好ましい構造を採用すればよい。 Further, the structures of the transistors 10, 11, and 12 are not particularly limited. For example, a staggered transistor or an inverted staggered transistor may be used. Further, a top-gate or bottom-gate transistor structure may be employed. Further, the structures of the capacitor 20 and the resistor 21 are not particularly limited. For example, as a structure of the capacitor 20 and the resistor 21, a preferable structure may be adopted when forming in the same process as the transistor 10.

（酸化物半導体膜２０３ａ、２０３ｃ、２０３ｄと酸化物導電膜２０３ｂ、２０３ｅ）
酸化物半導体膜２０３ａ、２０３ｃ、２０３ｄと、酸化物導電膜２０３ｂ、２０３ｅとは、同一の成膜工程及び同一のエッチング工程を経て、それぞれ島状に加工された層である。酸化物半導体は、膜中の酸素欠損又は／及び膜中の水素、水等の不純物濃度によって、抵抗を制御することができる半導体材料である。そのため、島状に加工された複数の酸化物半導体膜の一部に対して選択的に酸素欠損又は／及び不純物濃度が増加する処理、又は酸素欠損又は／及び不純物濃度が低減する処理を選択することによって、処理物と非処理物の抵抗値を異ならせることができる。 (Oxide semiconductor films 203a, 203c, 203d and oxide conductive films 203b, 203e)
The oxide semiconductor films 203a, 203c, and 203d and the oxide conductive films 203b and 203e are layers processed into island shapes through the same film formation process and the same etching process, respectively. An oxide semiconductor is a semiconductor material whose resistance can be controlled by oxygen vacancies in the film and / or the concentration of impurities such as hydrogen and water in the film. Therefore, a process for selectively increasing the oxygen deficiency or / and impurity concentration or a process for decreasing the oxygen deficiency or / and impurity concentration is selected with respect to some of the plurality of oxide semiconductor films processed into an island shape. As a result, the resistance values of the processed material and the non-processed material can be made different.

具体的には、後に酸化物導電膜２０３ｂ、２０３ｅとなる島状の酸化物半導体膜にプラズマ処理を行い、酸化物半導体膜中の酸素欠損を増加させる、又は／及び酸化物半導体層膜の水素、水等の不純物を増加させることによって、キャリア密度を増加させ、抵抗値を低減することができる。また、酸化物半導体膜に水素を含む絶縁膜を接して形成し、該水素を含む絶縁膜から酸化物半導体膜に水素を拡散させることによって、キャリア密度を増加させ、抵抗値を低減することができる。 Specifically, plasma treatment is performed on the island-shaped oxide semiconductor film which will later become the oxide conductive films 203b and 203e to increase oxygen vacancies in the oxide semiconductor film and / or hydrogen in the oxide semiconductor layer film By increasing impurities such as water, the carrier density can be increased and the resistance value can be reduced. In addition, an insulating film containing hydrogen is formed in contact with an oxide semiconductor film, and hydrogen is diffused from the insulating film containing hydrogen into the oxide semiconductor film, whereby the carrier density can be increased and the resistance value can be reduced. it can.

例えば、酸化物導電膜２０３ｂ、２０３ｅに行うプラズマ処理としては、代表的には、希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ）、リン、ボロン、水素、及び窒素の中から選ばれた一種を含むガスを用いたプラズマ処理が挙げられる。より具体的には、Ａｒ雰囲気下でのプラズマ処理、Ａｒと水素の混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、アンモニア雰囲気下でのプラズマ処理、Ａｒとアンモニアの混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、又は窒素雰囲気下でのプラズマ処理などが挙げられる。 For example, as the plasma treatment performed on the oxide conductive films 203b and 203e, typically, a kind selected from rare gases (He, Ne, Ar, Kr, and Xe), phosphorus, boron, hydrogen, and nitrogen And plasma treatment using a gas containing. More specifically, plasma treatment in an Ar atmosphere, plasma treatment in a mixed gas atmosphere of Ar and hydrogen, plasma treatment in an ammonia atmosphere, plasma treatment in a mixed gas atmosphere of Ar and ammonia, or nitrogen For example, plasma treatment in an atmosphere.

上記プラズマ処理によって、酸化物導電膜２０３ｂ、２０３ｅは、酸素が脱離した格子（又は酸素が脱離した部分）に酸素欠損が形成される。当該酸素欠損は、キャリアを発生する要因になり得る場合がある。また、酸化物導電膜２０３ｂ、２０３ｅの近傍、より具体的には、酸化物導電膜２０３ｂ、２０３ｅに接する絶縁膜から水素が供給され、上記酸素欠損に水素が入ると、キャリアである電子を生成する場合がある。したがって、プラズマ処理によって酸素欠損が増加された酸化物導電膜２０３ｂ、２０３ｅは、酸化物半導体膜１０２よりもキャリア密度が高くなる。 By the plasma treatment, oxygen vacancies are formed in the oxide conductive films 203b and 203e in the lattice from which oxygen is released (or the portion from which oxygen is released). The oxygen deficiency may be a factor that generates carriers. Further, in the vicinity of the oxide conductive films 203b and 203e, more specifically, hydrogen is supplied from an insulating film in contact with the oxide conductive films 203b and 203e, and when hydrogen enters the oxygen vacancies, electrons serving as carriers are generated. There is a case. Therefore, the oxide conductive films 203 b and 203 e in which oxygen vacancies are increased by the plasma treatment have a higher carrier density than the oxide semiconductor film 102.

また、酸化物導電膜２０３ｂ、２０３ｅに行う水素を導入する処理としては、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す絶縁膜２０６として水素を含む絶縁膜を適用することが挙げられる。なお、水素を含む絶縁膜として、例えば、窒化シリコン膜を用いることができる。他方、酸化物半導体膜２０３ａ、２０３ｃ、２０３ｄと絶縁膜２０６の間に絶縁膜２０５ａ、２０５ｂを設ける。これにより、酸化物半導体膜２０３ａ、２０３ｃ、２０３ｄにおける水素濃度を低減することができる。また、絶縁膜２０５ａ、２０５ｂとして、酸素を放出することが可能な絶縁膜を適用することが好ましい。これにより、酸化物半導体膜２０３ａ、２０３ｃ、２０３ｄに酸素を供給することができる。なお、酸素を放出することが可能な絶縁膜として、例えば、酸化シリコン膜、又は酸化窒化シリコン膜を用いることができる。 As the treatment for introducing hydrogen into the oxide conductive films 203b and 203e, an insulating film containing hydrogen can be used as the insulating film 206 illustrated in FIGS. Note that as the insulating film containing hydrogen, for example, a silicon nitride film can be used. On the other hand, insulating films 205a and 205b are provided between the oxide semiconductor films 203a, 203c, and 203d and the insulating film 206. Accordingly, the hydrogen concentration in the oxide semiconductor films 203a, 203c, and 203d can be reduced. As the insulating films 205a and 205b, an insulating film capable of releasing oxygen is preferably used. Accordingly, oxygen can be supplied to the oxide semiconductor films 203a, 203c, and 203d. Note that as the insulating film from which oxygen can be released, for example, a silicon oxide film or a silicon oxynitride film can be used.

上述した処理によって酸素欠損が低減され、水素濃度が低減された酸化物半導体膜２０３ａ、２０３ｃ、２０３ｄは、高純度真性化、又は実質的に高純度真性化された酸化物半導体膜といえる。ここで、実質的に真性とは、酸化物半導体のキャリア密度が、１×１０^１７／ｃｍ^３未満であること、好ましくは１×１０^１５／ｃｍ^３未満であること、さらに好ましくは１×１０^１３／ｃｍ^３未満であることを指す。または、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低い（酸素欠損の少ない）ことを高純度真性又は実質的に高純度真性とよぶ。高純度真性又は実質的に高純度真性である酸化物半導体は、キャリア発生源が少ないため、キャリア密度を低くすることができる。従って、当該酸化物半導体膜にチャネル領域が形成されるトランジスタは、ノーマリーオフ特性（当該トランジスタがＮチャネル型である場合には、しきい値電圧がプラスとなる電気特性）になりやすい。また、高純度真性又は実質的に高純度真性である酸化物半導体膜２０３ａ、２０３ｃ、２０３ｄは、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度を低減することができる。 The oxide semiconductor films 203a, 203c, and 203d in which oxygen vacancies are reduced by the above-described treatment and the hydrogen concentration is reduced can be said to be highly purified intrinsic or substantially highly purified intrinsic oxide semiconductor films. Here, substantially intrinsic means that the carrier density of the oxide semiconductor is less than 1 × 10 ¹⁷ / cm ³ , preferably less than 1 × 10 ¹⁵ / cm ³ , and more preferably 1 × 10 10. It indicates less than ¹³ / cm ³ . Alternatively, a low impurity concentration and a low density of defect states (small number of oxygen vacancies) is called high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic. An oxide semiconductor that is highly purified intrinsic or substantially highly purified intrinsic has few carrier generation sources, and thus can have a low carrier density. Therefore, a transistor in which a channel region is formed in the oxide semiconductor film is likely to have normally-off characteristics (electric characteristics where the threshold voltage is positive when the transistor is an N-channel transistor). In addition, the oxide semiconductor films 203a, 203c, and 203d that are high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic have a low defect state density; therefore, the trap state density can be reduced.

また、高純度真性又は実質的に高純度真性である酸化物半導体膜２０３ａ、２０３ｃ、２０３ｄは、オフ電流が著しく小さく、チャネル幅が１×１０^６μｍでチャネル長Ｌが１０μｍの素子であっても、ソース電極とドレイン電極間の電圧（ドレイン電圧）が１Ｖから１０Ｖの範囲において、オフ電流が、半導体パラメータアナライザの測定限界以下、すなわち１×１０^−１３Ａ以下という特性を得ることができる。したがって、酸化物半導体膜１０２にチャネル領域が形成されるトランジスタ１０２は、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる。 The highly purified intrinsic or substantially highly purified intrinsic oxide semiconductor films 203a, 203c, and 203d are elements having extremely small off-state current, a channel width of 1 × 10 ⁶ μm, and a channel length L of 10 μm. However, when the voltage between the source electrode and the drain electrode (drain voltage) is in the range of 1 V to 10 V, the off current can be obtained to be less than the measurement limit of the semiconductor parameter analyzer, that is, 1 × 10 ⁻¹³ A or less. Therefore, the transistor 102 in which a channel region is formed in the oxide semiconductor film 102 has a small variation in electric characteristics and has high reliability.

トランジスタ１０、１１、１２のチャネル領域が形成される酸化物半導体膜２０３ａ、２０３ｃ、２０３ｄは水素ができる限り低減されていることが好ましい。具体的には、酸化物半導体膜１０２において、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：ＳｅｃｏｎｄａｒｙＩｏｎＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により得られる水素濃度を、２×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは５×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、より好ましくは１×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、５×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３未満、好ましくは１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、より好ましくは５×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは１×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下とする。 In the oxide semiconductor films 203a, 203c, and 203d where the channel regions of the transistors 10, 11, and 12 are formed, hydrogen is preferably reduced as much as possible. Specifically, in the oxide semiconductor film 102, a hydrogen concentration obtained by secondary ion mass spectrometry (SIMS) is 2 × 10 ²⁰ atoms / cm ³ or less, preferably 5 × 10 ¹⁹ atoms. / Cm ³ or less, more preferably 1 × 10 ¹⁹ atoms / cm ³ or less, preferably less than 5 × 10 ¹⁸ atoms / cm ³ , preferably 1 × 10 ¹⁸ atoms / cm ³ or less, more preferably 5 × 10 ¹⁷ atoms / cm 3. ³ or less, more preferably 1 × 10 ¹⁶ atoms / cm ³ or less.

酸化物半導体膜２０３ａ、２０３ｃ、２０３ｄ及び酸化物導電膜２０３ｂ、２０３ｅは、代表的には、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（Ｍは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、又はＨｆ）等の金属酸化物で形成される。なお、これらの材料は、透光性を有する。 The oxide semiconductor films 203a, 203c, and 203d and the oxide conductive films 203b and 203e typically include an In—Ga oxide, an In—Zn oxide, and an In—M—Zn oxide (where M is Mg, Al , Ti, Ga, Y, Zr, La, Ce, Nd, or Hf). Note that these materials have translucency.

なお、酸化物半導体膜２０３ａ、２０３ｃ、２０３ｄ及び酸化物導電膜２０３ｂ、２０３ｅがＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場合、Ｉｎ及びＭの和を１００ａｔｏｍｉｃ％としたとき、Ｉｎが２５ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｍが７５ａｔｏｍｉｃ％未満、又はＩｎが３４ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｍが６６ａｔｏｍｉｃ％未満とする。 Note that in the case where the oxide semiconductor films 203a, 203c, and 203d and the oxide conductive films 203b and 203e are In-M-Zn oxides, when In is set to 100 atomic%, In is 25 atomic% or more, and M is It is assumed that it is less than 75 atomic%, or In is 34 atomic% or more and M is less than 66 atomic%.

また、酸化物半導体膜２０３ａ、２０３ｃ、２０３ｄは、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、又は２．５ｅＶ以上、又は３ｅＶ以上である。 The oxide semiconductor films 203a, 203c, and 203d have an energy gap of 2 eV or more, 2.5 eV or more, or 3 eV or more.

また、酸化物半導体膜２０３ａ、２０３ｃ、２０３ｄ及び酸化物導電膜２０３ｂ、２０３ｅの厚さは、３ｎｍ以上２００ｎｍ以下、又は３ｎｍ以上１００ｎｍ以下、又は３ｎｍ以上６０ｎｍ以下とすることができる。 The thicknesses of the oxide semiconductor films 203a, 203c, and 203d and the oxide conductive films 203b and 203e can be 3 nm to 200 nm, 3 nm to 100 nm, or 3 nm to 60 nm.

＜２．タッチパネル＞
次いで、本発明の一態様のタッチパネルについて説明する。 <2. Touch panel>
Next, a touch panel of one embodiment of the present invention is described.

＜２−１．構成例＞
図３は、本発明の一態様のタッチパネルの構成例を示す模式図である。図３に示すタッチパネルは、タッチセンサ３００と、タッチセンサ３００と重畳するディスプレイパネル４００とを有する。 <2-1. Configuration example>
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the touch panel of one embodiment of the present invention. The touch panel illustrated in FIG. 3 includes a touch sensor 300 and a display panel 400 that overlaps the touch sensor 300.

図４は、図３に示すタッチセンサ３００の構成例を示す模式図である。図４に示すタッチセンサは、マトリクス状に配設されている複数の検知回路１と、複数の検知回路１を駆動するための信号を出力する駆動回路３０１と、検知回路１で検出された情報を元に入力信号を生成する入力信号生成回路３０２とを有する。さらに、入力信号生成回路３０２は、当該マトリクスの列数と同数の変換回路２を有する。そして、各変換回路２は、マトリクス状に配設されている複数の検知回路１のうちいずれか一列に配設されている複数の検知回路１に接続されている。また、入力信号生成回路３０２は、図１（Ｄ）に示すレジスタ１５など必要な構成をさらに有する（当該構成は図示していない）。なお、図４に示すタッチセンサにおいては、検知回路１と変換回路２の間に設けられている配線が接続ノード３に該当する。 FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the touch sensor 300 illustrated in FIG. 3. The touch sensor shown in FIG. 4 includes a plurality of detection circuits 1 arranged in a matrix, a drive circuit 301 that outputs a signal for driving the plurality of detection circuits 1, and information detected by the detection circuit 1. And an input signal generation circuit 302 for generating an input signal based on the above. Further, the input signal generation circuit 302 has the same number of conversion circuits 2 as the number of columns of the matrix. Each conversion circuit 2 is connected to a plurality of detection circuits 1 arranged in any one of the plurality of detection circuits 1 arranged in a matrix. Further, the input signal generation circuit 302 further includes a necessary structure such as the register 15 illustrated in FIG. 1D (the structure is not illustrated). In the touch sensor shown in FIG. 4, the wiring provided between the detection circuit 1 and the conversion circuit 2 corresponds to the connection node 3.

図４に示すタッチセンサにおいては、一つの変換回路２が接続ノード３を介して複数の検知回路１が接続されることになる。ここで、複数の検知回路１のそれぞれは、上述の通り、接続ノード３の電位を変動させる機能を有する。ただし、複数の検知回路１のそれぞれが、接続ノード３の電位に与える影響が同一であるとは限らない。具体的には、当該影響は、図１（Ｃ）に示すトランジスタ１０の電気特性（例えば、しきい値電圧）に依存して決まるが、複数の検知回路１のそれぞれに設けられるトランジスタ１０の電気特性が同一であるとは限らない。その結果、図４に示すタッチセンサにおいては、接続ノード３における電位の変動にＤＣオフセットが含まれる可能性がある。 In the touch sensor shown in FIG. 4, a single conversion circuit 2 is connected to a plurality of detection circuits 1 via a connection node 3. Here, each of the plurality of detection circuits 1 has a function of changing the potential of the connection node 3 as described above. However, the influence of each of the plurality of detection circuits 1 on the potential of the connection node 3 is not necessarily the same. Specifically, the influence is determined depending on the electric characteristics (for example, threshold voltage) of the transistor 10 illustrated in FIG. 1C, but the electric power of the transistor 10 provided in each of the plurality of detection circuits 1 is determined. The characteristics are not necessarily the same. As a result, in the touch sensor shown in FIG. 4, there is a possibility that a DC offset is included in the fluctuation in potential at the connection node 3.

これに対して、上述の通り、図１（Ｅ）、（Ｆ）に示す変換回路２において検出される信号には、ＤＣ成分が含まれていない。よって、当該ＤＣオフセットの影響を受けずに接続ノード３における電位の変動を検出することが可能である。 On the other hand, as described above, the signal detected by the conversion circuit 2 shown in FIGS. 1E and 1F does not include a DC component. Therefore, it is possible to detect a change in potential at the connection node 3 without being affected by the DC offset.

図５（Ａ）は、図３に示すディスプレイパネルの構成例を示す模式図である。図５（Ａ）に示すディスプレイパネルは、マトリクス状に配設されている複数の画素４と、複数の画素４のそれぞれに走査信号を供給する走査線駆動回路４０１と、複数の画素４のそれぞれに映像信号を供給する信号線駆動回路４０２とを有する。 FIG. 5A is a schematic diagram illustrating a configuration example of the display panel illustrated in FIG. The display panel shown in FIG. 5A includes a plurality of pixels 4 arranged in a matrix, a scanning line driver circuit 401 that supplies a scanning signal to each of the plurality of pixels 4, and each of the plurality of pixels 4. And a signal line driver circuit 402 for supplying a video signal to.

図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す画素４の具体例を示す回路図である。図５（Ｂ）に示す画素４は、ゲートが走査線駆動回路４０１に接続され、ソース及びドレインの一方が信号線駆動回路４０２に接続されているトランジスタ４１と、ゲートがトランジスタ４１のソース及びドレインの他方に接続され、ソース及びドレインの一方が第１の定電位を供給するノードに接続されているトランジスタ４２と、一対の電極の一方がトランジスタ４１のソース及びドレインの他方、及びトランジスタ４２のゲートに接続され、一対の電極の他方が第１の定電位を供給するノードに接続されているキャパシタ４３と、アノードがトランジスタ４２のソース及びドレインの他方に接続され、カソードが第２の定電位を供給するノードに接続されている有機ＥＬ素子４４とを有する。なお、第１の定電位は、第２の電位よりも高電位である。また、図５（Ｂ）に示す画素４においては、トランジスタ４１はＮチャネル型であり、トランジスタ４２はＰチャネル型であるとする。 FIG. 5B is a circuit diagram illustrating a specific example of the pixel 4 illustrated in FIG. In the pixel 4 illustrated in FIG. 5B, the transistor 41 whose gate is connected to the scan line driver circuit 401 and one of the source and the drain is connected to the signal line driver circuit 402, and the source and drain of the transistor 41 are gates. Is connected to the node for supplying the first constant potential, one of the pair of electrodes is connected to the other of the source and the drain of the transistor 41, and the gate of the transistor 42. The capacitor 43 is connected to the node supplying the first constant potential, the anode is connected to the other of the source and drain of the transistor 42, and the cathode is connected to the second constant potential. And an organic EL element 44 connected to a node to be supplied. Note that the first constant potential is higher than the second potential. In the pixel 4 illustrated in FIG. 5B, the transistor 41 is an n-channel transistor and the transistor 42 is a p-channel transistor.

なお、図５（Ｂ）では、画素４に有機ＥＬ素子が設けられる構成を示したが、本発明は当該構成に限定されない。例えば、画素に液晶素子が設けられる構成としてもよい。 Note that FIG. 5B illustrates a structure in which the organic EL element is provided in the pixel 4, but the present invention is not limited to the structure. For example, the pixel may be provided with a liquid crystal element.

＜２−２．構造例＞
図６は、図３に示すタッチパネルの構造例を示す断面図である。具体的には、図６に示すタッチパネルでは、図１（Ｃ）に示すノードＮ１と図５（Ｂ）に示したトランジスタ４２及び有機ＥＬ素子４４を重畳して設けられている。 <2-2. Structure example>
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the touch panel shown in FIG. Specifically, in the touch panel illustrated in FIG. 6, the node N1 illustrated in FIG. 1C is overlapped with the transistor 42 and the organic EL element 44 illustrated in FIG.

図６に示すトランジスタ４２は、基板４５０上に設けられた単結晶シリコンを母体とするｐ型不純物領域２０２１、２０２２及びチャネル形成領域２０２０を含む半導体膜と、当該半導体膜上のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜２０２３と、絶縁膜２０２３上のゲート電極として機能する導電膜２０２４とを有する。なお、基板４５０としては、ガラス基板などを適用すればよい。また、基板４５０として、可撓性基板を適用してもよい。また、基板４５０として、湾曲した基板を適用してもよい。また、ここでは、トランジスタ４２が単結晶シリコンを用いて構成される例について示したが、これが多結晶シリコン又は非晶質シリコンを用いて構成される構成とすることも可能である。また、ここでは、トランジスタ４２がトップゲート型のトランジスタである例について示したが、トランジスタ４２の構造はトップゲート型のトランジスタに限定されずボトムゲート型のトランジスタなどであってもよい。 A transistor 42 illustrated in FIG. 6 functions as a gate insulating film over a semiconductor film including p-type impurity regions 2021 and 2022 and a channel formation region 2020 which are provided over a substrate 450 and is based on single crystal silicon. And a conductive film 2024 functioning as a gate electrode over the insulating film 2023. Note that a glass substrate or the like may be used as the substrate 450. Further, a flexible substrate may be used as the substrate 450. A curved substrate may be used as the substrate 450. Although an example in which the transistor 42 is configured using single crystal silicon is described here, a configuration in which the transistor 42 is configured using polycrystalline silicon or amorphous silicon is also possible. Although an example in which the transistor 42 is a top-gate transistor is shown here, the structure of the transistor 42 is not limited to a top-gate transistor, and may be a bottom-gate transistor or the like.

図６に示すトランジスタ４２上には、絶縁膜２３０が設けられている。また、絶縁膜２３０上には導電膜２４１、２４２が設けられ、それぞれは、絶縁膜２３０の開口においてトランジスタ４２が有するｐ型不純物領域２０２１、２０２２に接している。さらに、電極層２４１、電極層２４２上には絶縁膜２５０が設けられている。 An insulating film 230 is provided over the transistor 42 illustrated in FIG. Conductive films 241 and 242 are provided over the insulating film 230, and are in contact with the p-type impurity regions 2021 and 2022 included in the transistor 42 in the openings of the insulating film 230. Further, an insulating film 250 is provided over the electrode layer 241 and the electrode layer 242.

有機ＥＬ素子４４は、絶縁膜２５０の開口において導電膜２４２に接続された導電膜２６１と、導電膜２６１上の有機発光層２７０と、有機発光層２７０上の導電膜２８０とを有する。また、導電膜２６１と有機発光層２７０の間には隔壁層２９１、２９２、２９３が設けられている。なお、隔壁層としては、有機又は無機の絶縁物からなる層を適用すればよい。隔壁層２９１乃至隔壁層２９３を設けることによって、導電膜２６１及び導電膜２８０の短絡を防止すること、並びに有機発光層２７０の段切れを抑制することが可能になる。また、ここでは、有機ＥＬ素子４４が、トランジスタ４２と重畳して設けられる。これにより、有機ＥＬ素子４４の面積（ディスプレイパネルの開口率）を向上させることが可能である。 The organic EL element 44 includes a conductive film 261 connected to the conductive film 242 in the opening of the insulating film 250, an organic light emitting layer 270 on the conductive film 261, and a conductive film 280 on the organic light emitting layer 270. In addition, partition layers 291, 292, and 293 are provided between the conductive film 261 and the organic light emitting layer 270. Note that a layer made of an organic or inorganic insulator may be applied as the partition wall layer. By providing the partition layers 291 to 293, a short circuit between the conductive film 261 and the conductive film 280 can be prevented and disconnection of the organic light emitting layer 270 can be suppressed. Here, the organic EL element 44 is provided so as to overlap with the transistor 42. Thereby, the area of the organic EL element 44 (the aperture ratio of the display panel) can be improved.

なお、ここでは、有機発光層２７０は、導電膜２６１及び導電膜２８０の間に生じる電流によって白色を呈する光を発光することが可能であり、且つ当該白色を呈する光が少なくとも赤色を呈する光の波長、緑色を呈する光の波長、青色を呈する光の波長、及び黄色を呈する光の波長を有する光であることとする。また、ここでは、導電膜２８０は透光性を有する材料によって形成される。これにより、発光素子４４は、少なくとも導電膜２８０が設けられた方向に対して白色を呈する光を放射することが可能である。 Note that here, the organic light-emitting layer 270 can emit white light by current generated between the conductive film 261 and the conductive film 280, and the white light is at least red light. The light has a wavelength, a wavelength of light exhibiting green, a wavelength of light exhibiting blue, and a wavelength of light exhibiting yellow. Here, the conductive film 280 is formed using a light-transmitting material. Accordingly, the light-emitting element 44 can emit white light at least in the direction in which the conductive film 280 is provided.

さらに、図６に示すタッチパネルにおいては、トランジスタ４２及び有機ＥＬ素子４４と重畳する位置に酸化物導電膜２０３ｂが配置されている。また、酸化物導電膜２０３ｂ上には、絶縁膜２０６を介して平坦化膜２２０が設けられている（なお、図６に示すタッチセンサは、図２に示すタッチセンサと上下が反転している。そのため、基板２００に設けられている構造物については、図６における「上」を「下」と表現し、図６における「下」を「上」と表現している）。そして、平坦化膜２２０上にはカラーフィルタが設けられている。 Further, in the touch panel shown in FIG. 6, the oxide conductive film 203 b is disposed at a position overlapping the transistor 42 and the organic EL element 44. Further, a planarization film 220 is provided over the oxide conductive film 203b with an insulating film 206 interposed therebetween (note that the touch sensor illustrated in FIG. 6 is vertically inverted from the touch sensor illustrated in FIG. Therefore, for the structure provided on the substrate 200, “upper” in FIG. 6 is expressed as “lower” and “lower” in FIG. A color filter is provided on the planarization film 220.

図６に示すタッチパネルにおいては、有機ＥＬ素子４４が発する光を用いて表示を行うとともに、図６における上側から利用者が接触することによって酸化物導電膜２０３ｂの電位を変動させることが可能である。そして、当該電位の変動を利用してタッチセンサにおいて入力信号を生成し、ディスプレイパネルに入力することが可能である。ディスプレイパネルにおいては、当該入力信号に応じて表示画像を変化させることが可能である。 In the touch panel shown in FIG. 6, display is performed using light emitted from the organic EL element 44, and the potential of the oxide conductive film 203 b can be changed by a user touching from the upper side in FIG. 6. . Then, it is possible to generate an input signal in the touch sensor using the fluctuation of the potential and input it to the display panel. In the display panel, the display image can be changed in accordance with the input signal.

＜３．最終製品＞
最後に、本発明の一態様のタッチパネルを用いて構成される最終製品の一例について説明する。 <3. Final product>
Lastly, an example of a final product configured using the touch panel of one embodiment of the present invention will be described.

当該最終製品として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。なお、これらの最終製品は、表示面が曲面形状を備える又は表示面を任意に折り曲げることが可能な製品とすることも可能である。 As the final product, for example, a television device (also referred to as a television or a television receiver), a monitor for a computer, a digital camera, a digital video camera, a digital photo frame, a mobile phone (also referred to as a mobile phone or a mobile phone device). ), Large game machines such as portable game machines, portable information terminals, sound reproducing devices, and pachinko machines. Note that these final products may be products in which the display surface has a curved shape or the display surface can be arbitrarily bent.

図７（Ａ）は、携帯電話機の一例を示す図である。携帯電話機７４００は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００では、上述したタッチパネルが表示部７４０２内に組み込まれている。 FIG. 7A illustrates an example of a mobile phone. A mobile phone 7400 is provided with a display portion 7402 incorporated in a housing 7401, operation buttons 7403, an external connection port 7404, a speaker 7405, a microphone 7406, and the like. Note that in the mobile phone 7400, the above-described touch panel is incorporated in the display portion 7402.

図７（Ａ）に示す携帯電話機７４００では、表示部７４０２の表面を指などで触れることで、表示される画像を変化させるなどの操作をすることができる。また、電話を掛ける、又は文字を入力するなどの操作も、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。また、操作ボタン７４０３の操作により、携帯電話機７４００の起動及び停止、並びに上述した操作を行うことができる。 With the cellular phone 7400 illustrated in FIG. 7A, an operation of changing a displayed image can be performed by touching the surface of the display portion 7402 with a finger or the like. In addition, operations such as making a call or inputting characters can be performed by touching the display portion 7402 with a finger or the like. Further, by operating the operation button 7403, the cellular phone 7400 can be started and stopped, and the above-described operation can be performed.

図７（Ｂ）は、表示部を備えた環装用製品の一例を示す図である。環装用製品７１００は、筐体７１０１、表示部７１０２、操作ボタン７１０３、及び送受信装置７１０４を備える。なお、環装用製品７１００では、上述したタッチパネルが表示部７１０２内に組み込まれている。 FIG. 7B is a diagram showing an example of a product for ringing provided with a display unit. The product 7100 for a ring includes a housing 7101, a display portion 7102, operation buttons 7103, and a transmission / reception device 7104. Note that the touch panel described above is incorporated in the display portion 7102 of the product 7100 for a ring.

図７（Ａ）に示す携帯電話機７１００では、表示部７１０２の表面を指などで触れることで、表示される画像を変化させるなどの操作をすることができる。また、環装用製品７１００は、送受信装置７１０４によって映像信号を受信可能で、受信した映像を表示部７１０２に表示することができる。また、音声信号を他の送受信装置との間で送受信することもできる。また、操作ボタン７１０３によって、環装用製品７１００の起動及び停止、表示される画像を変化させるなどの操作、並びに音声の調整などを行うことができる。 With the cellular phone 7100 illustrated in FIG. 7A, an operation of changing a displayed image can be performed by touching the surface of the display portion 7102 with a finger or the like. In addition, the product for wearing 7100 can receive a video signal by the transmission / reception device 7104, and can display the received video on the display unit 7102. In addition, audio signals can be transmitted / received to / from other transmission / reception devices. The operation buttons 7103 can be used to perform operations such as starting and stopping the wearing product 7100, changing the displayed image, and adjusting sound.

図７（Ｃ）は、携帯用製品の一例を示す図である。携帯用製品７３００は、筐体７３０１、表示部７３０２、操作ボタン７３０３、引き出し部材７３０４、制御部７３０５を備える。なお、携帯用製品７３００では、上述したタッチセンサが表示部７３０２内に組み込まれている。 FIG. 7C illustrates an example of a portable product. A portable product 7300 includes a housing 7301, a display portion 7302, operation buttons 7303, a drawer member 7304, and a control portion 7305. Note that in the portable product 7300, the touch sensor described above is incorporated in the display portion 7302.

表示装置７３００は、筒状の筐体７３０１内にロール状に巻かれたフレキシブルな表示部７３０２を備える。表示部７３０２は、遮光層などが形成された第１の基板と、トランジスタなどが形成された第２の基板を有する。表示部７３０２は、筐体７３０１内において常に第２の基板が外側になるように巻かれている。 The display device 7300 includes a flexible display portion 7302 wound in a roll shape within a cylindrical housing 7301. The display portion 7302 includes a first substrate over which a light-blocking layer and the like are formed, and a second substrate over which a transistor and the like are formed. The display portion 7302 is wound so that the second substrate is always outside in the housing 7301.

また、携帯用製品７３００は制御部７３０５によって映像信号を受信可能で、受信した映像を表示部７３０２に表示することができる。また、制御部７３０５にはバッテリーを備える。また、制御部７３０５にコネクタを備え、映像信号や電力を直接供給する構成としてもよい。 The portable product 7300 can receive a video signal by the control unit 7305 and can display the received video on the display unit 7302. The control unit 7305 includes a battery. Alternatively, the control unit 7305 may be provided with a connector so that a video signal and power are directly supplied.

また、操作ボタン７３０３によって、起動及び停止、表示される画像を変化させるなどの操作を行うことができる。 Further, an operation button 7303 can be used to perform operations such as starting and stopping, and changing displayed images.

図７（Ｄ）に、表示部７３０２を引き出し部材７３０４により引き出した状態を示す。この状態で表示部７３０２に映像を表示することができる。そして、図７（Ｃ）、（Ｄ）に示す携帯用製品７３００では、この状態で表示部７３０２の表面を指などで触れることで、表示される画像を変化させるなどの操作をすることができる。また、筐体７３０１の表面に配置された操作ボタン７３０３によって、片手で容易に操作することができる。 FIG. 7D illustrates a state where the display portion 7302 is pulled out by the pullout member 7304. In this state, an image can be displayed on the display portion 7302. In the portable product 7300 shown in FIGS. 7C and 7D, an operation such as changing the displayed image can be performed by touching the surface of the display portion 7302 with a finger or the like in this state. . An operation button 7303 arranged on the surface of the housing 7301 can be easily operated with one hand.

なお、表示部７３０２を引き出した際に表示部７３０２が湾曲しないよう、表示部７３０２の端部に補強のためのフレームを設けていてもよい。また、この構成以外に、筐体にスピーカを設け、映像信号と共に受信した音声信号によって音声を出力する構成としてもよい。 Note that a reinforcing frame may be provided at an end portion of the display portion 7302 so that the display portion 7302 is not curved when the display portion 7302 is pulled out. In addition to this configuration, a speaker may be provided in the housing, and sound may be output by an audio signal received together with the video signal.

＜図１＞
１：検知回路２：変換回路３：接続ノード１０−１２：トランジスタ１３、２０：キャパシタ１５：レジスタ２１：レジスタ２２：コンパレータ
＜図２＞
２００：基板２０１ａ−２０１ｆ：導電膜２０２ａ、２０２ｂ：絶縁膜２０３ａ、２０３ｃ、２０３ｄ：酸化物半導体膜２０３ｂ、２０３ｄ：酸化物導電膜２０４ａ−２０４ｅ：導電膜２０５ａ、２０５ｂ：絶縁膜２０６：絶縁膜
＜図３＞
３００：タッチセンサ４００：ディスプレイパネル
＜図４＞
１：検知回路２：変換回路３：接続ノード３０１：駆動回路３０２：入力信号生成回路
＜図５＞
４：画素４１：トランジスタ４２：トランジスタ４３：キャパシタ４４：有機ＥＬ素子４０１：走査線駆動回路４０２：信号線駆動回路
＜図６＞
４２：トランジスタ４４：有機ＥＬ素子２００：基板２０３ｂ：酸化物導電膜２０６：絶縁膜２２０：平坦化膜２３０：絶縁膜２４１、２４２：導電膜２５０：絶縁膜２６１：導電膜２７０：有機発光層２８０：導電膜２９１、２９２、２９３：隔壁層３００：カラーフィルタ２０２０：チャネル形成領域２０２１、２０２２：ｐ型不純物領域２０２３：絶縁膜２０２４：導電膜
＜図７＞
（Ａ）７４００：携帯電話機７４０１：筐体７４０２：表示部７４０３：操作ボタン７４０４：外部接続ポート７４０５：スピーカ７４０６：マイク
（Ｂ）７１００：環装用製品７１０１：筐体７１０２：表示部７１０３：操作ボタン７１０４：送受信装置
（Ｃ）、（Ｄ）７３００：携帯用製品７３０１：筐体７３０２：表示部７３０３：操作ボタン７３０４：引き出し部材７３０５：制御部 <Figure 1>
1: Detection circuit 2: Conversion circuit 3: Connection node 10-12: Transistor 13, 20: Capacitor 15: Register 21: Register 22: Comparator <FIG. 2>
200: substrate 201a-201f: conductive film 202a, 202b: insulating film 203a, 203c, 203d: oxide semiconductor film 203b, 203d: oxide conductive film 204a-204e: conductive film 205a, 205b: insulating film 206: insulating film < Figure 3>
300: Touch sensor 400: Display panel <FIG. 4>
1: Detection circuit 2: Conversion circuit 3: Connection node 301: Drive circuit 302: Input signal generation circuit <FIG. 5>
4: Pixel 41: Transistor 42: Transistor 43: Capacitor 44: Organic EL element 401: Scan line drive circuit 402: Signal line drive circuit <FIG. 6>
42: transistor 44: organic EL element 200: substrate 203b: oxide conductive film 206: insulating film 220: planarizing film 230: insulating film 241, 242: conductive film 250: insulating film 261: conductive film 270: organic light emitting layer 280 : Conductive film 291, 292, 293: partition layer 300: color filter 2020: channel formation region 2021 and 2022: p-type impurity region 2023: insulating film 2024: conductive film <FIG. 7>
(A) 7400: Cellular phone 7401: Housing 7402: Display unit 7403: Operation button 7404: External connection port 7405: Speaker 7406: Microphone (B) 7100: Product for equipment 7101: Housing 7102: Display unit 7103: Operation button 7104: Transmission / reception device (C), (D) 7300: Portable product 7301: Housing 7302: Display unit 7303: Operation button 7304: Drawer member 7305: Control unit

Claims

A detection circuit;
A conversion circuit;
A connection node between the detection circuit and the conversion circuit,
The detection circuit includes a transistor in which a gate can be in a floating state and one of a source and a drain can be connected to the connection node;
The conversion circuit includes:
A capacitor in which one of a pair of electrodes is connected to the connection node;
A resistor having one end connected to the other of the pair of electrodes of the capacitor and the other end connected to a node supplying a first constant potential;
And a comparator having a non-inverting input terminal connected to the other of the pair of electrodes of the capacitor and an inverting input terminal connected to a second constant potential .

A detection circuit;
A conversion circuit;
A connection node between the detection circuit and the conversion circuit,
The detection circuit includes a transistor in which a gate can be in a floating state and one of a source and a drain can be connected to the connection node;
The conversion circuit includes:
A capacitor in which one of a pair of electrodes is connected to the connection node;
A resistor having one end connected to the other of the pair of electrodes of the capacitor and the other end connected to a node supplying a first constant potential;
A non-inverting input terminal connected to the other of the pair of electrodes of the capacitor, and an inverting input terminal connected to a second constant potential,
The connection node is a touch sensor connected to a third constant potential through a register.