JP7419457B2

JP7419457B2 - タッチパネル

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Publication number: JP7419457B2
Application number: JP2022130477A
Authority: JP
Inventors: 一徳渡邉; 博之三宅; 裕司岩城; 英明宍戸; 耕平豊高; 紘慈楠
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2014-05-02
Filing date: 2022-08-18
Publication date: 2024-01-22
Anticipated expiration: 2035-05-01
Also published as: JP6870062B2; US10073571B2; JP2020053075A; JP2015228210A; JP2021119482A; KR20220043100A; JP2022176970A; KR102381733B1; JP7128319B2; US20150317020A1; KR20150126297A; JP6625343B2; KR102507971B1; JP2024026681A

Description

本発明の一態様は、タッチセンサに関する。または、可撓性を有するタッチセンサに関
する。または、本発明の一態様は、タッチパネルに関する。または、可撓性を有するタッ
チパネルに関する。

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
の一態様は、物、方法、又は、製造方法に関する。本発明の一態様は、プロセス、マシン
、マニュファクチャ、又は、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。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、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置、入出力装置
、それらの駆動方法、又は、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。

なお、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる
装置全般を指す。トランジスタなどの半導体素子をはじめ、半導体回路、演算装置、記憶
装置は、半導体装置の一態様である。撮像装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、電
気光学装置、発電装置（薄膜太陽電池、有機薄膜太陽電池等を含む）、及び電子機器は、
半導体装置を有している場合がある。

近年、表示装置は様々な用途への応用が期待されており、多様化が求められている。例
えば、携帯情報端末としてタッチパネルを備えるスマートフォンやタブレット端末の開発
が進められている。

また、特許文献１には、フィルム基板上に、スイッチング素子であるトランジスタや有
機ＥＬ素子を備えたフレキシブルなアクティブマトリクス型の発光装置が開示されている
。

特開２００３－１７４１５３号公報

表示パネルに、ユーザーインターフェースとして画面に指やスタイラス等で触れること
で入力する機能を付加したタッチパネルが望まれている。

例えばタッチパネルは、表示パネルの視認側にタッチセンサを設ける構成とすることが
できる。タッチパネルに設けられるタッチセンサは検出感度が高いことが望まれる。また
、タッチセンサは表示パネルと重ねて設けるため、タッチセンサを設けない場合に比べて
視認性が低下してしまう場合がある。

本発明の一態様は、タッチパネルの検出感度を向上させることを課題の一とする。また
は、タッチパネルの視認性を向上させることを課題の一とする。または、厚さの薄いタッ
チパネルを提供することを課題の一とする。または、曲げることのできるタッチパネルを
提供することを課題の一とする。または、軽量なタッチパネルを提供することを課題の一
とする。または、信頼性の高いタッチパネルを提供することを課題の一とする。

または、新規な入力装置を提供することを課題の一とする。または、新規な入出力装置
を提供することを課題の一とする。

なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の
一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課
題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、
図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。

本発明の一態様は、第１の基板と、第１の導電層と、第２の導電層と、絶縁層と、を有
するタッチセンサである。第１の導電層は、第１の基板と第２の導電層の間に位置する領
域を有する。絶縁層は、第１の導電層と第２の導電層の間に位置する領域を有する。第１
の導電層と第２の導電層と絶縁層は、容量を形成する。第２の導電層は、開口を有する。
第２の導電層の開口と、第１の導電層とは互いに重なる領域を有する。

また、上記において、第１の導電層と電気的に接続する第１のトランジスタを有するこ
とが好ましい。

また、本発明の他の一態様は、上記タッチセンサと、第２の基板と、表示素子と、第１
の層と、第２の層と、を有するタッチパネルである。第２の基板は、第１の基板と互いに
重なる領域を有する。また第１の基板と第２の基板の間に、表示素子と、第１の層と、第
２の層と、を有する。第１の層は、特定波長帯域の光を透過する機能を有し、且つ、表示
素子と互いに重なる領域を有する。第２の層は、可視光を遮光する機能を有する。第１の
導電層は、第１の層と互いに重なる領域と、第２の層と互いに重なる領域と、を有する。
第２の導電層は、第２の層と互いに重なる領域を有する。第２の導電層の開口と、表示素
子とは互いに重なる領域を有する。また第２の導電層の開口と第１の層とは互いに重なる
領域を有する。

また、上記において、表示素子は発光素子であることが好ましい。

また、上記において、第１の基板及び第２の基板は、それぞれ可撓性を有することが好
ましい。

また、本発明の他の一態様は、上記タッチセンサと、第１のＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ
ｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ）と、を有し、第１のＦＰＣは、第１の導電層または
第２の導電層の少なくとも一方に信号を供給する機能を有する、タッチセンサモジュール
である。

また、本発明の他の一態様は、上記タッチパネルと、第２のＦＰＣと、第３のＦＰＣと
、を有し、第２のＦＰＣは、第１の導電層または第２の導電層の少なくとも一方に信号を
供給する機能を有し、第３のＦＰＣは、表示素子に信号を供給する機能を有する、タッチ
パネルモジュールである。

また、本発明の他の一態様は、上記タッチセンサモジュール、または上記タッチパネル
モジュールが、筐体内に組み込まれた電子機器である。

本発明の一態様によれば、タッチパネルの検出感度を向上させることができる。または
、タッチパネルの視認性を向上させることができる。または、厚さの薄いタッチパネルを
提供できる。または、軽量なタッチパネルを提供することができる。または、信頼性の高
いタッチパネルを提供できる。

または、新規な入力装置を提供できる。または、新規な入出力装置を提供できる。なお
、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様
は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明
細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請
求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。

実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。実施の形態に係る、タッチパネルモジュールが有する積層構造の構成例。実施の形態に係る、タッチパネルモジュールが有する積層構造の構成例。実施の形態に係る、タッチパネルモジュールが有する積層構造の構成例。実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。実施の形態に係る、タッチパネルのブロック図、回路図及びタイミングチャート。実施の形態に係る、タッチパネルが有する構成の回路図及び概略図。実施の形態に係る、タッチパネルが有する構成のブロック図及び回路図。実施の形態に係る、タッチパネルが有する構成の回路図。実施の形態に係る、タッチパネルの構成例。実施の形態に係る、タッチパネルの駆動方法を説明する図。実施の形態に係る、電子機器。実施の形態に係る、電子機器。

実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定
されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更
し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態
の記載内容に限定して解釈されるものではない。

なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には
同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様
の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。

なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、
明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されな
い。

なお、本明細書等における「第１」、「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避ける
ために付すものであり、数的に限定するものではない。

トランジスタは半導体素子の一種であり、電流や電圧の増幅や、導通または非導通を制
御するスイッチング動作などを実現することができる。本明細書におけるトランジスタは
、ＩＧＦＥＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓ
ｉｓｔｏｒ）や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ
）を含む。

なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、または、状況に
応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電
膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という
用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様のタッチセンサ、タッチセンサを備えるタッチセン
サモジュール、タッチパネル、及びタッチパネルモジュール等の構成例について説明する
。以下では、タッチセンサとして静電容量方式のタッチセンサを適用した場合について説
明する。

なお、本明細書等では、タッチセンサを備える基板に、例えばＦＰＣもしくはＴＣＰ（
ＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒＰａｃｋａｇｅ）などのコネクターが取り付けられたもの、
または基板にＣＯＧ（ＣｈｉｐＯｎＧｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接
実装されたものを、タッチセンサモジュールと呼ぶ場合がある。また、タッチセンサとし
ての機能と、画像等を表示する機能の両方を備える装置をタッチパネル（入出力装置）と
呼ぶ場合がある。なお、タッチパネルに上記コネクターが取り付けられたもの、またはＩ
Ｃが実装されたものをタッチパネルモジュール、または単にタッチパネルと呼ぶ場合があ
る。

本発明の一態様に適用することのできる静電容量方式のタッチセンサは、容量素子を備
える。容量素子は例えば第１の導電層、及び第２の導電層と、これらの間に絶縁層とが挟
持された積層構造を有する構成とすることができる。このとき第１の導電層と第２の導電
層はそれぞれ容量素子の電極として機能する。また絶縁層は誘電体として機能する。

第１の導電層と第２の導電層のうち、第１の導電層がタッチ面（検出面）側に設けられ
るとする。本発明の一態様のタッチセンサは、指やスタイラス等の被検出体と、第１の導
電層との間に形成される容量を検出することで、タッチ動作を検出することができる。具
体的には、第１の導電層と第２の導電層との間に所定の電位差が与えられていた時に、タ
ッチ動作により形成される容量により生じる、第１の導電層の電位の変化を検出すること
で、タッチ動作を検出することができる。

ここで、タッチセンサのタッチ検出の機能を果たす領域内において、第２の導電層の面
積よりも、第１の導電層の面積を大きくすることが好ましい。こうすることで第１の導電
層と第２の導電層の間の容量の大きさを小さくできる。さらに、第１の導電層の電極面積
を大きくすることで、被検出体と第１の導電層との間に形成される容量の大きさを大きく
することができる。その結果、タッチ動作時における第１の導電層の電位の変化が大きく
なるため、検出感度を高めることが可能となる。

例えば、第２の導電層が開口を有する構造とし、当該開口と第１の導電層とが互いに重
なるように、第１の導電層と第２の導電層とを配置することが好ましい。第１の導電層と
第２の導電層との間に形成される容量の値は、第２の導電層に設ける開口の数と面積を変
更することにより、絶縁層の厚さや材料を変えることなく容易に変更することが可能とな
る。

また、本発明の一態様のタッチセンサを、表示素子を備える画素を有する表示パネルと
重ねて、タッチパネルを構成することができる。このとき、上記第２の導電層の開口が、
表示素子と重なるように設けることにより、表示素子からの光が第２の導電層を透過する
必要がなくなるため、タッチパネルが表示する画像の輝度や視認性を向上させることがで
きる。また、タッチパネルが表示素子と重なるカラーフィルタ（着色層ともいう）と、隣
接するカラーフィルタの間に設けられる遮光層とを備える構成の場合、第２の導電層を遮
光層と重ねて設け、さらに第２の導電層の開口をカラーフィルタと重ねて設けることが好
ましい。

この時、タッチセンサを支持する基板と、表示素子を支持する基板の２枚の基板を対向
させて配置した構成とすることが好ましい。本発明の一態様のタッチパネルが備えるタッ
チセンサは表示素子側に配置される第２の導電層の面積が小さいため、表示素子を駆動さ
せたときに生じるノイズの影響を受けにくい。そのため２枚の基板にタッチセンサ及び表
示素子を挟持させ、これらが近接して配置された構成としても検出感度の低下を抑えるこ
とができる。その結果、タッチパネルの厚さを低減することができる。特に、一対の基板
に可撓性を有する材料を用いることで、薄く、軽量で且つフレキシブルなタッチパネルを
実現することができる。

以下では、本発明の一態様のより具体的な構成例について、図面を参照して説明する。

［構成例］
図１（Ａ）は、本発明の一態様のタッチパネルモジュール１０の斜視概略図である。ま
た図１（Ｂ）は、タッチパネルモジュール１０を展開したときの斜視概略図である。タッ
チパネルモジュール１０は、タッチセンサモジュール２０と、表示パネル３０とが重ねて
配置された構成を有する。

タッチセンサモジュール２０は、第１の基板２１上にセンサ素子（検知素子ともいう）
２２を備えるタッチセンサに、ＦＰＣ４１が設けられた構成を有する。センサ素子２２は
、第１の基板２１上にマトリクス状に複数配置されている。また、第１の基板２１上には
、センサ素子２２と電気的に接続される回路２３、及び回路２４を備えることが好ましい
。回路２３及び回路２４の少なくとも一方は、複数のセンサ素子２２を選択する機能を有
する回路を適用することができる。また、回路２３及び回路２４の少なくとも一方は、セ
ンサ素子２２からの信号を出力する機能を有する回路を適用することができる。ＦＰＣ４
１は、センサ素子２２、回路２３及び回路２４の少なくとも一に、外部からの信号を供給
する機能を有する。または、ＦＰＣ４１は、センサ素子２２、回路２３及び回路２４の少
なくとも一からの信号を外部に出力する機能を有する。

表示パネル３０は、第２の基板３１上に表示部３２を有する。表示部３２はマトリクス
状に配置された複数の画素３３を備える。また第２の基板３１上には、表示部３２内の画
素３３と電気的に接続する回路３４を備えることが好ましい。回路３４は、例えばゲート
駆動回路として機能する回路を適用することができる。ＦＰＣ４２は、表示部３２または
回路３４の少なくとも一に、外部からの信号を供給する機能を有する。また、図１（Ａ）
（Ｂ）では、第２の基板３１に端子４３を備える構成を示している。端子４３には、例え
ばＦＰＣを取り付けること、ソース駆動回路として機能するＩＣをＣＯＧ方式またはＣＯ
Ｆ方式により直接実装すること、またはＩＣが実装されたＦＰＣ、ＴＡＢ、ＴＣＰ等を取
り付けること等が可能である。なお、表示パネル３０にＩＣやＦＰＣ等のコネクターが実
装された形態を、表示パネルモジュールと呼ぶこともできる。

本発明の一態様のタッチパネルモジュール１０は、複数のセンサ素子２２によりタッチ
動作が行われた際の容量の変化に基づく位置情報を出力することができる。また表示部３
２により画像を表示することができる。

［タッチパネルが有する積層構造について］
図２（Ａ）に、図１（Ａ）中に破線で示す領域を拡大した概略図を示す。

図２（Ａ）には、図１（Ａ）のセンサ素子２２が備える容量素子１１０、画素３３、配
線２５及び配線２６が設けられている例を示している。

容量素子１１０はマトリクス状に複数並べて配置されている。配線２５は隣接する２つ
の容量素子１１０の間に配置され、配線２６は配線２５と交差する方向に複数配置されて
いる。

画素３３は、マトリクス状に並べて複数配置されている。複数の画素３３のうち、一部
は容量素子１１０と重ねて設けられ、他の一部は、隣接する２つの容量素子１１０の間の
領域と重ねて設けられている。

画素３３は、少なくとも表示素子を備える。表示素子としては、例えば有機ＥＬ（Ｅｌ
ｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子などの発光素子を適用することが好ましい
。そのほか、表示素子として、電気泳動方式や電子粉流体（登録商標）方式やエレクトロ
ウェッティング方式などにより表示を行う表示素子（電子インクともいう）、シャッター
方式のＭＥＭＳ表示素子、光干渉方式のＭＥＭＳ表示素子、液晶素子など、様々な表示素
子を用いることができる。

また、透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ
、直視型液晶ディスプレイなどにも適用できる。なお、半透過型液晶ディスプレイや反射
型液晶ディスプレイを実現する場合には、画素電極の一部または全部が、反射電極として
の機能を有するようにすればよい。例えば、画素電極の一部または全部が、アルミニウム
、銀などを有するようにすればよい。さらにその場合、反射電極の下にＳＲＡＭなどの記
憶回路を設けることも可能である。これによりさらに、消費電力を低減することができる
。また、適用する表示素子に好適な構成を様々な画素回路から選択して用いることができ
る。

図２（Ｂ）には、容量素子１１０と重なる領域における、積層構造を展開した概略図を
示す。図２（Ｂ）に示すように、第１の基板２１と第２の基板３１の間に、第１の導電層
１１１、絶縁層１１２、第２の導電層１１３、遮光層１１５、着色層１１４ｒ、１１４ｇ
、１１４ｂ、画素３３が配置されている。

なお、以降では着色層１１４ｒ、着色層１１４ｇ及び着色層１１４ｂを区別することな
く、これらに共通する事項を説明する場合においては単に着色層１１４と表記する場合が
ある。

第１の導電層１１１と第２の導電層１１３との間に絶縁層１１２が挟持され、これらが
容量素子１１０を構成している。

各着色層１１４は特定波長帯域の光を透過する機能を有する。ここでは、着色層１１４
ｒは赤色の光を透過し、着色層１１４ｇは緑色の光を透過し、着色層１１４ｂは青色の光
を透過する。画素３３と着色層１１４の一つが互いに重なるように配置されることで、画
素３３からの光のうちの特定波長帯域の光のみを第１の基板２１側に透過させることがで
きる。

遮光層１１５は、可視光を遮光する機能を有する。遮光層１１５は、隣接する２つの着
色層１１４の間の領域と重なるように配置される。図２（Ｂ）では、遮光層１１５として
開口を有する形状とし、当該開口が画素３３及び着色層１１４と重なるように配置されて
いる例を示している。

なお、図２（Ｂ）では着色層１１４よりも第１の基板２１側に遮光層１１５を配置する
構成を示しているが、遮光層１１５よりも第１の基板２１側に着色層１１４を配置しても
よい。

第１の導電層１１１および絶縁層１１２は、画素３３及び着色層１１４のそれぞれと重
なる領域を有する。そのため第１の導電層１１１および絶縁層１１２としては、それぞれ
可視光を透過する材料を用いることが好ましい。

第２の導電層１１３は、複数の開口１１８を有する。これにより第１の導電層１１１と
第２の導電層１１３とが互いに重なる面積を縮小することができる。また図２（Ｂ）に示
すように、第２の導電層１１３の開口１１８が、画素３３と互いに重なるように配置する
ことが好ましい。また、第２の導電層１１３は、遮光層１１５と互いに重なるように配置
することが好ましい。これにより、画素３３からの光が第２の導電層１１３を透過するこ
となく第１の基板２１側に射出するため、輝度の低下を抑制し、より視認性に優れたタッ
チパネルを実現できる。また光取り出し効率が向上するため低消費電力なタッチパネルを
実現できる。

図３（Ａ）乃至（Ｃ）に、表示部３２と重なる領域における、第２の導電層１１３と遮
光層１１５のそれぞれの形状の例を示す。

図３（Ａ）に示すように、第２の導電層１１３の開口１１８の上面形状と遮光層１１５
の開口の上面形状とが概略一致するように配置されていてもよい。また、図３（Ｂ）に示
すように、遮光層１１５よりも内側に第２の導電層１１３が位置するように、第２の導電
層１１３の開口１１８の大きさを遮光層１１５の開口の大きさよりも大きい形状としても
よい。こうすることで、第２の導電層１１３や遮光層１１５の相対的な位置ずれの影響を
低減することができる。また、図３（Ｃ）に示すように、第２の導電層１１３に遮光層１
１５と重ならない部分が形成されるように、開口１１８の大きさを遮光層１１５の開口の
大きさよりも小さい形状としてもよい。このような構成とすることで第２の導電層１１３
の幅を大きくでき、導電性を高めることができる。また第２の導電層１１３の厚さを低減
することができる。第２の導電層１１３が薄いと、第１の基板２１側から見たときに第２
の導電層１１３が視認されにくくすることができる。

なお、第２の導電層１１３は、可視光を透過する材料を用いると、第１の基板２１側か
ら視認されにくくなるため、表示品位の低下を抑制できるため好ましい。

また、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第２の導電層１１３が遮光層１１５に隠れ
るように配置する場合、第２の導電層１１３は画素３３からの光を遮ることがないため、
透光性を有する導電性材料だけでなく、金属や合金などの遮光性を有する導電性材料を用
いてもよい。特に低抵抗な導電性材料を用いることで配線抵抗を小さくすることができる
ため、大型のタッチパネルとする場合には好適である。

図４には、隣接する２つの第１の導電層１１１の間に、光学調整層１１９を配置した場
合を示している。

光学調整層１１９を設けることにより、第１の基板２１側からみたときに第１の導電層
１１１のパターンが視認されにくくなり、表示品位を向上させることができる。

光学調整層１１９としては、第１の導電層１１１と近い光学特性（透過率、屈折率、反
射率等）を有する材料を用いることができる。例えば透過率が第１の導電層１１１の透過
率のプラスマイナス５％以内である材料を用いることができる。特に、光学調整層１１９
は、第１の導電層１１１と同一の材料を用いることが好ましい。このとき、同一の導電膜
を加工することにより、第１の導電層１１１と光学調整層１１９とを同時に形成すると、
これらの厚さを等しくすることができ、また工程を簡略化できるため好ましい。

光学調整層１１９として導電性材料を用いた場合、光学調整層１１９に対して所定の電
位を供給することが可能な構成とすることが好ましい。例えば共通電位、接地電位等の固
定電位を光学調整層１１９に供給する構成とすればよい。または、第１の導電層１１１お
よび第２の導電層１１３のいずれか一方と電気的に接続する構成としてもよい。

図５（Ａ）には、配線２５、配線２６、第１の導電層１１１、及び光学調整層１１９の
それぞれの上面形状について、第１の基板２１側から見たときの例を示している。

図５（Ａ）に示すように、配線２５、複数の配線２６のそれぞれを、同一の導電膜を加
工して得られる導電層を含む構成とすることが好ましい。このとき、最も第１の基板２１
側に設けられる導電層を用いることが好ましい。こうすることで、配線２５または配線２
６と、第１の導電層１１１との厚さ方向の距離を大きくできる。その結果、各配線と第１
の導電層１１１との間に生じる寄生容量を低減することができ、検出感度を高めることが
できる。

また、配線２５と配線２６の交差部では、配線２６は配線２５の第１の基板２１とは反
対側に絶縁層を介して設けられた導電層１１７、及び当該絶縁層に設けられた開口を介し
て配線２５と交差する。またこのとき、導電層１１７と重なる領域に光学調整層１１９や
第１の導電層１１１等を配置しない構成とすると、配線２６の寄生容量が低減され、検出
感度を高めることができるため好ましい。

また、図５（Ｂ）では、半導体層１２１を備えるトランジスタ１２０が設けられている
構成例を示している。図５（Ｂ）に示すように、半導体層１２１よりも第１の基板２１側
に、配線２６などを構成する導電層などの遮光性の層を配置することが好ましい。このと
き、配線２６の一部はトランジスタのゲート電極として機能させることができる。こうす
ることで、第１の基板２１を透過した外光が半導体層１２１に照射されないため、トラン
ジスタの電気的特性が変動してしまうことが抑制できる。特に、表示部３２と重なる部分
では外光の影響を受けやすいため、ここに設けられるトランジスタには、このような構成
を適用することが好ましい。

［断面構成例］
以下では、タッチパネルモジュール１０の断面構成例について説明する。

〔断面構成例１〕
図６（Ａ）に、本発明の一態様のタッチパネルモジュールの断面概略図を示す。図６（
Ａ）に示すタッチパネルモジュールは、一対の基板間にアクティブマトリクス方式のタッ
チセンサ及び表示素子を有するため、薄型化を図ることができる。なお、本明細書等にお
いて、複数のセンサ素子の各々が能動素子を有するタッチセンサを、アクティブマトリク
ス方式のタッチセンサと呼ぶ。

タッチパネルモジュールは、第１の基板２１と第２の基板３１とが接着層２２０によっ
て貼り合された構成を有する。第１の基板２１の第２の基板３１側には、容量素子１１０
、トランジスタ２５１、トランジスタ２５２、コンタクト部２５３、着色層１１４、遮光
層１１５等が設けられている。また第２の基板３１上には、トランジスタ２０１、トラン
ジスタ２０２、トランジスタ２０３、発光素子２０４、コンタクト部２０５等が設けられ
ている。

第２の基板３１上には接着層２１１を介して絶縁層２１２、絶縁層２１３、絶縁層２１
４、絶縁層２１５、絶縁層２１６、絶縁層２１７、絶縁層２１８、スペーサ２１９、導電
層２２５等を有する。

絶縁層２１７上に発光素子２０４が設けられている。発光素子２０４は、第１の電極２
２１、ＥＬ層２２２、第２の電極２２３を有する（図６（Ｂ）参照）。また第１の電極２
２１とＥＬ層２２２との間には、光学調整層２２４が設けられている。絶縁層２１８は、
第１の電極２２１および光学調整層２２４の端部を覆って設けられている。

図６（Ａ）では、画素３３に、電流制御用のトランジスタ２０１と、スイッチング制御
用のトランジスタ２０２を有する構成を示している。トランジスタ２０１は、ソース又は
ドレインの一方が導電層２２５を介して第１の電極２２１と電気的に接続している。

図６（Ａ）では、回路３４にトランジスタ２０３が設けられている構成を示している。

図６（Ａ）では、トランジスタ２０１およびトランジスタ２０３として、チャネルが形
成される半導体層を２つのゲート電極で挟持する構成を適用した例を示している。このよ
うなトランジスタは他のトランジスタと比較して電界効果移動度を高めることが可能であ
り、オン電流を増大させることができる。その結果、高速動作が可能な回路を作製するこ
とができる。さらには回路部の占有面積を縮小することが可能となる。オン電流の大きな
トランジスタを適用することで、表示パネルまたはタッチパネルを大型化、または高精細
化したときに配線数が増大したとしても、各配線における信号遅延を低減することが可能
であり、表示ムラを抑制することが可能である。

なお、回路３４が有するトランジスタと画素３３が有するトランジスタは、同じ構造で
あってもよい。また回路３４が有するトランジスタは、全て同じ構造であってもよいし、
異なる構造のトランジスタを組み合わせて用いてもよい。また、画素３３が有するトラン
ジスタは、同じ構造であってもよいし、異なる構造のトランジスタを組み合わせて用いて
もよい。また、第１の基板２１側に設けられるトランジスタ（トランジスタ２５１、トラ
ンジスタ２５２等）においても、同様の構造であってもよいし、異なる構造のトランジス
タを組み合わせて用いてもよい。

図６（Ａ）には発光素子２０４としてトップエミッション構造の発光素子を適用した場
合の例を示している。発光素子２０４は第２の電極２２３側に光を射出する。発光素子２
０４の発光領域と重ねて、これよりも第２の基板３１側にトランジスタ２０１、トランジ
スタ２０２等のほか、容量素子や配線等を配置することで、画素３３の開口率を高めるこ
とができる。

第１の基板２１の第２の基板３１側には、接着層２６１を介して絶縁層２６２、絶縁層
２６３、絶縁層２６４、絶縁層２６５、第１の導電層１１１、絶縁層１１２、第２の導電
層１１３、絶縁層２６６、着色層１１４、遮光層１１５等を有する。また着色層１１４お
よび遮光層１１５を覆うオーバーコート２６７が設けられていてもよい。

第１の導電層１１１はトランジスタ２５１のソース又はドレインの一方と電気的に接続
する。

第２の導電層１１３は、絶縁層１１２の第２の基板３１側に設けられている。第２の導
電層１１３は開口１１８を有する。第２の導電層１１３は、遮光層１１５と重ねて設けら
れている。また第２の導電層１１３の開口１１８は、着色層１１４と重ねて設けられてい
る。

発光素子２０４の発光領域と着色層１１４は互いに重ねて設けられ、発光素子２０４か
ら射出された光は着色層１１４を透過して第１の基板２１側に射出される。また第２の導
電層１１３の開口１１８が着色層１１４と重ねて設けられ、射出される光は第２の導電層
１１３を透過する必要がないため、第１の基板２１側から射出される光の輝度の低下を抑
制することができる。

第１の基板２１及び第２の基板３１に可撓性を有する材料を用いることで、フレキシブ
ルなタッチパネルを実現できる。

また、本発明の一態様のタッチパネルはカラーフィルタ方式を用いている。例えば着色
層１１４としてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のうちいずれかが適用された３色の画素に
より１つの色を表現する構成としてもよい。また、これに加えてＷ（白）やＹ（黄）の画
素を適用した構成としてもよい。

着色層１１４と、光学調整層２２４によるマイクロキャビティ構造の組み合わせにより
、本発明の一態様のタッチパネルからは、色純度の高い光を取り出すことができる。光学
調整層２２４の厚さは、各画素の色に応じて異なる厚さとすればよい。また画素によって
は光学調整層２２４を有さない構成としてもよい。

また発光素子２０４が備えるＥＬ層２２２として、白色を発光するＥＬ層を適用するこ
とが好ましい。このような発光素子２０４を適用することで、各画素にＥＬ層２２２を塗
り分ける必要がないためコストを削減できるほか、高精細化が容易となる。また各画素に
おける光学調整層２２４の厚さを変更することにより、各々の画素に適した波長の発光を
取り出すことができ、色純度を高めることができる。なお、各画素に対してＥＬ層２２２
を塗り分ける構成としてもよく、その場合には光学調整層２２４や着色層１１４を用いな
い構成とすることもできる。

第２の基板３１上に設けられたコンタクト部２０５と重なる領域に位置する各絶縁層等
には開口が設けられ、当該開口に配置された接続層２６０によりコンタクト部２０５とＦ
ＰＣ４１とが電気的に接続している。また、第１の基板２１と重なる領域に位置する各絶
縁層等には開口が設けられ、当該開口に配置された接続層２１０を介してコンタクト部２
５３とＦＰＣ４２が電気的に接続している。

図６（Ａ）では、コンタクト部２０５がトランジスタのソース電極及びドレイン電極と
同一の導電膜を加工して形成された導電層を有する構成を示している。またコンタクト部
２５３は、トランジスタのゲート電極と同一の導電膜を加工して形成された導電層、トラ
ンジスタのソース電極及びドレイン電極と同一の導電膜を加工して形成された導電層、及
び第２の導電層１１３と同一の導電膜を加工して形成された導電層の積層構造を有する構
成を示している。このように、コンタクト部を複数の導電層を積層した構成とすることで
、電気抵抗を低減するだけでなく、機械的強度を高めることができるため好ましい。

接続層２１０や接続層２６０としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒ
ｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉ
ｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＰａｓｔｅ）などを用いることができる。

絶縁層２１２および絶縁層２６２は、水や水素などの不純物が拡散しにくい材料を用い
ることが好ましい。すなわち、絶縁層２１２および絶縁層２６２はバリア膜として機能さ
せることができる。このような構成とすることで、第１の基板２１や第２の基板３１とし
て透湿性を有する材料を用いたとしても、発光素子２０４や各トランジスタに対して外部
から不純物が拡散することを効果的に抑制することが可能で、信頼性の高いタッチパネル
を実現できる。

〔各構成要素について〕
以下では、上記に示す各構成要素について説明する。

トランジスタは、ゲート電極として機能する導電層と、半導体層と、ソース電極として
機能する導電層と、ドレイン電極として機能する導電層と、ゲート絶縁層として機能する
絶縁層と、を有する。図６（Ａ）には、ボトムゲート構造のトランジスタを適用した場合
を示している。

なお、本発明の一態様のタッチパネルが有するトランジスタ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。トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、酸化物半導体、シリコ
ン、ゲルマニウム等が挙げられる。

トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、
結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領
域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トラン
ジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。

また、トランジスタに用いる半導体材料としては、例えば、４族の元素、化合物半導体
又は酸化物半導体を半導体層に用いることができる。代表的には、シリコンを含む半導体
、ガリウムヒ素を含む半導体又はインジウムを含む酸化物半導体などを適用できる。

特に、トランジスタのチャネルが形成される半導体に、酸化物半導体を適用することが
好ましい。特にシリコンよりもバンドギャップの大きな酸化物半導体を適用することが好
ましい。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を
用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。

例えば、上記酸化物半導体として、少なくともインジウム（Ｉｎ）もしくは亜鉛（Ｚｎ
）を含むことが好ましい。より好ましくは、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ系酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、
Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、ＣｅまたはＨｆ等の金属）で表記される酸化物を含
む。

特に、半導体層として、複数の結晶部を有し、当該結晶部はｃ軸が半導体層の被形成面
、または半導体層の上面に対し概略垂直に配向し、且つ隣接する結晶部間には粒界が観察
されない酸化物半導体膜を用いることが好ましい。

このような酸化物半導体は、結晶粒界を有さないために表示パネルを湾曲させたときの
応力によって酸化物半導体膜にクラックが生じてしまうことが抑制される。したがって、
可撓性を有し、湾曲させて用いるタッチパネルなどに、このような酸化物半導体を好適に
用いることができる。

また半導体層としてこのような酸化物半導体を用いることで、電気特性の変動が抑制さ
れ、信頼性の高いトランジスタを実現できる。

また、その低いオフ電流により、トランジスタを介して容量に蓄積した電荷を長期間に
亘って保持することが可能である。このようなトランジスタを画素に適用することで、各
表示領域に表示した画像の階調を維持しつつ、駆動回路を停止することも可能となる。そ
の結果、極めて消費電力の低減された表示装置を実現できる。

または、トランジスタのチャネルが形成される半導体に、シリコンを用いることが好ま
しい。シリコンとしてアモルファスシリコンを用いてもよいが、特に結晶性を有するシリ
コンを用いることが好ましい。例えば、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコ
ンなどを用いることが好ましい。特に、多結晶シリコンは、単結晶シリコンに比べて低温
で形成でき、且つアモルファスシリコンに比べて高い電界効果移動度と高い信頼性を備え
る。このような多結晶半導体を画素に適用することで画素の開口率を向上させることがで
きる。また極めて高精細に画素を有する場合であっても、ゲート駆動回路とソース駆動回
路を画素と同一基板上に形成することが可能となり、電子機器を構成する部品数を低減す
ることができる。

トランジスタのゲート、ソースおよびドレインのほか、タッチパネルを構成する各種配
線および電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、
クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、また
はタングステンなどの金属、またはこれを主成分とする合金を単層構造または積層構造と
して用いる。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、チタン膜上にアルミニ
ウム膜を積層する二層構造、タングステン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、銅
－マグネシウム－アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を
積層する二層構造、タングステン膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チ
タン膜と、そのチタン膜または窒化チタン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層
し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜また
は窒化モリブデン膜と、そのモリブデン膜または窒化モリブデン膜上に重ねてアルミニウ
ム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成す
る三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛を含む透明導電材料
を用いてもよい。また、マンガンを含む銅を用いると、エッチングによる形状の制御性が
高まるため好ましい。

また、透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、イ
ンジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物または
グラフェンを用いることができる。または、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タ
ングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、またはチタンなどの
金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒
化物（例えば、窒化チタン）などを用いてもよい。なお、金属材料、合金材料（またはそ
れらの窒化物）を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすればよい。また、上記材
料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とイン
ジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。

各絶縁層、オーバーコート２６７、スペーサ２１９等に用いることのできる絶縁材料と
しては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹脂、シロキサン結合を有する樹脂の他、酸
化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムな
どの無機絶縁材料を用いることもできる。

また上述のように、発光素子は、一対の透水性の低い絶縁膜の間に設けられていること
が好ましい。これにより、発光素子に水等の不純物が侵入することを抑制でき、発光装置
の信頼性の低下を抑制できる。

透水性の低い絶縁膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素と珪素を
含む膜や、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等が挙げられる。また、
酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いてもよい。

例えば、透水性の低い絶縁膜の水蒸気透過量は、１×１０^－５［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）
］以下、好ましくは１×１０^－６［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下、より好ましくは１×１
０^－７［ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）］以下、さらに好ましくは１×１０^－８［ｇ／（ｍ^２・ｄ
ａｙ）］以下とする。

各接着層としては、熱硬化樹脂や光硬化樹脂、２液混合型の硬化性樹脂などの硬化性樹
脂を用いることができる。例えば、アクリル、ウレタン、エポキシ、またはシロキサン結
合を有する樹脂などの樹脂を用いることができる。

ＥＬ層２２２は少なくとも発光層を有する。ＥＬ層２２２は、発光層以外の層として、
正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物
質、電子注入性の高い物質、又はバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い
物質）等を含む層をさらに有していてもよい。

ＥＬ層２２２には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無
機化合物を含んでいてもよい。ＥＬ層２２２を構成する層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸
着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することがで
きる。

遮光層１１５に用いることのできる材料としては、カーボンブラック、金属酸化物、複
数の金属酸化物の固溶体を含む複合酸化物等が挙げられる。

着色層１１４に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、顔料又は染料
が含まれた樹脂材料などが挙げられる。

〔作製方法例〕
ここで、可撓性を有するタッチパネルを作製する方法について説明する。

ここでは便宜上、画素や回路を含む構成、カラーフィルタ等の光学部材を含む構成また
はタッチセンサを含む構成を素子層と呼ぶこととする。素子層は例えば表示素子を含み、
表示素子の他に表示素子と電気的に接続する配線、画素や回路に用いるトランジスタなど
の素子を備えていてもよい。

またここでは、素子層が形成される絶縁表面を備える支持体（例えば第１の基板２１ま
たは第２の基板３１）のことを、基材と呼ぶこととする。

可撓性を有する絶縁表面を備える基材上に素子層を形成する方法としては、基材上に直
接素子層を形成する方法と、剛性を有する支持基材上に素子層を形成した後、素子層と支
持基材とを剥離して素子層を基材に転置する方法と、がある。

基材を構成する材料が、素子層の形成工程にかかる熱に対して耐熱性を有する場合には
、基材上に直接素子層を形成すると、工程が簡略化されるため好ましい。このとき、基材
を支持基材に固定した状態で素子層を形成すると、装置内、及び装置間における搬送が容
易になるため好ましい。

また、素子層を支持基材上に形成した後に、基材に転置する方法を用いる場合、まず支
持基材上に剥離層と絶縁層を積層し、当該絶縁層上に素子層を形成する。続いて、支持基
材と素子層を剥離し、基材に転置する。このとき、支持基材と剥離層の界面、剥離層と絶
縁層の界面、または剥離層中で剥離が生じるような材料を選択すればよい。

例えば剥離層としてタングステンなどの高融点金属材料を含む層と当該金属材料の酸化
物を含む層を積層して用い、剥離層上に窒化シリコンや酸窒化シリコンを複数積層した層
を用いることが好ましい。高融点金属材料を用いると、素子層の形成工程の自由度が高ま
るため好ましい。

剥離は、機械的な力を加えることや、剥離層をエッチングすること、または剥離界面の
一部に液体を滴下して剥離界面全体に浸透させることなどにより剥離を行ってもよい。ま
たは、熱膨張の違いを利用して剥離界面に熱を加えることにより剥離を行ってもよい。

また、支持基材と絶縁層の界面で剥離が可能な場合には、剥離層を設けなくてもよい。
例えば、支持基材としてガラスを用い、絶縁層としてポリイミドなどの有機樹脂を用いて
、有機樹脂の一部をレーザ光等を用いて局所的に加熱することにより剥離の起点を形成し
、ガラスと絶縁層の界面で剥離を行ってもよい。または、支持基材と有機樹脂からなる絶
縁層の間に金属層を設け、当該金属層に電流を流すことにより当該金属層を加熱すること
により、当該金属層と絶縁層の界面で剥離を行ってもよい。このとき、有機樹脂からなる
絶縁層は基材として用いることができる。

可撓性を有する基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ
エチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポ
リイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエ
ーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン
樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等が挙げられる。特に、熱膨張係数の
低い材料を用いることが好ましく、例えば、熱膨張係数が３０×１０^－６／Ｋ以下である
ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＴ等を好適に用いることができる。また、
繊維体に樹脂を含浸した基板（プリプレグとも記す）や、無機フィラーを有機樹脂に混ぜ
て熱膨張係数を下げた基板を使用することもできる。

上記材料中に繊維体が含まれている場合、繊維体は有機化合物または無機化合物の高強
度繊維を用いる。高強度繊維とは、具体的には引張弾性率またはヤング率の高い繊維のこ
とを言い、代表例としては、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリア
ミド系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキ
サゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維が挙げられる。ガラス繊維としては、Ｅガラ
ス、Ｓガラス、Ｄガラス、Ｑガラス等を用いたガラス繊維が挙げられる。これらは、織布
または不織布の状態で用い、この繊維体に樹脂を含浸させ樹脂を硬化させた構造物を可撓
性を有する基板として用いても良い。可撓性を有する基板として、繊維体と樹脂からなる
構造物を用いると、曲げや局所的押圧による破損に対する信頼性が向上するため、好まし
い。

または、可撓性を有する程度に薄いガラス、金属などを基材に用いることもできる。ま
たは、ガラスと樹脂材料とが貼り合わされた複合材料を用いてもよい。

例えば、図６（Ａ）に示す構成の場合、第１の支持基材上に第１の剥離層、絶縁層２６
２を順に形成した後に、それよりも上層の構造物を形成する。またこれとは別に、第２の
支持基材上に第２の剥離層、絶縁層２１２を順に形成した後に、それよりも上層の構造物
を形成する。続いて、第１の支持基材と第２の支持基材を接着層２２０により貼り合せる
。その後、第２の剥離層と絶縁層２１２との界面で剥離することで第２の支持基材及び第
２の剥離層を除去し、絶縁層２１２と第２の基板３１とを接着層２１１により貼り合せる
。また、第１の剥離層と絶縁層２６２との界面で剥離することで第１の支持基材及び第１
の剥離層を除去し、絶縁層２６２と第１の基板２１とを接着層２６１により貼り合せる。
なお、剥離及び貼り合せはどちら側を先に行ってもよい。

以上が可撓性を有するタッチパネルを作製する方法についての説明である。

〔断面構成例２〕
図７に、図６とは構成の一部の異なる断面構成例を示す。図７に示す構成は、図６で示
した構成と比較し、第１の導電層１１１の構成が異なる点で主に相違している。

図７では、図６における第１の導電層１１１に代えて、トランジスタ２５１およびトラ
ンジスタ２５２の半導体層と同一の膜を加工して形成した半導体層を有する第１の導電層
１１１ａを適用した場合を示している。また第１の導電層１１１ａは、絶縁層２６５に接
して設けられている。

ここで、第１の導電層１１１ａは酸化物半導体を含むことが好ましい。酸化物半導体は
、膜中の酸素欠損または／及び水素、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、第１の導電層１１１ａに適用する半導体層と、トラ
ンジスタに適用する半導体層とを同一の半導体膜を加工して形成した場合であっても、そ
れぞれの半導体層に対して、酸素欠損または／及び不純物濃度が増加する処理、または酸
素欠損または／及び不純物濃度が低減する処理を選択して施すことにより、これら半導体
層の抵抗率を制御することができる。

具体的には、容量素子１１０の電極として機能する第１の導電層１１１ａに含まれる酸
化物半導体層にプラズマ処理を行い、酸化物半導体層中の酸素欠損を増加させる。または
／及び酸化物半導体層中の水素、水等の不純物を増加させることによって、キャリア密度
が高く、低抵抗な酸化物半導体を含む第１の導電層１１１ａとすることができる。また酸
化物半導体層に水素を含む絶縁膜（絶縁層２６５）を接して形成し、該水素を含む絶縁膜
から酸化物半導体層に水素を拡散させることによって、キャリア密度が高く、低抵抗な酸
化物半導体層とすることができる。このような酸化物半導体層を第１の導電層１１１ａに
適用することができる。

一方、トランジスタ２５１やトランジスタ２５２上には、酸化物半導体層が上記プラズ
マ処理に曝されないように、絶縁層２６４を設ける。また、絶縁層２６４を設けることに
よって、酸化物半導体層が水素を含む絶縁層２６５と接しない構成とすることができる。
絶縁層２６４として、酸素を放出することが可能な絶縁膜を用いることで、トランジスタ
の酸化物半導体層に酸素を供給することができる。酸素が供給された酸化物半導体層は、
膜中または膜の界面における酸素欠損が低減され高抵抗な酸化物半導体層となる。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、酸化窒化シリコン膜
などを用いることができる。

また、酸化物半導体層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。

上記プラズマ処理によって、酸化物半導体層は、酸素が脱離した格子（または酸素が脱
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
える場合がある。また、酸化物半導体層の近傍、より具体的には、酸化物半導体層の下側
または上側に接する絶縁層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
された第１の導電層１１１ａに適用する酸化物半導体層は、トランジスタに適用する酸化
物半導体層よりもキャリア密度が高い。

一方、酸素欠損が低減され、水素濃度が低減されたトランジスタに適用する酸化物半導
体層は、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層といえる。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１×１０^１
^３／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、しきい値電圧がプラスとなる電気特性（ノーマリーオフ特性ともいう。）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層は、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。

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層は、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、酸化物半導体層にチャネル領域が形成される
トランジスタ２５１やトランジスタ２５２等は、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。なお、第２の基板３１側に設けられるトランジスタ２０１、トラン
ジスタ２０２、トランジスタ２０３等も同様の酸化物半導体層を適用することが好ましい
。

また、図７においては、絶縁層２６４は容量素子１１０の電極として機能する第１の導
電層１１１ａと重なる領域が選択的に除去されるように設けられている。また、絶縁層２
６５は、第１の導電層１１１ａと接して形成した後、第１の導電層１１１ａ上から除去さ
れていてもよい。絶縁層２６５として、例えば水素を含む絶縁膜、換言すると水素を放出
することが可能な絶縁膜、代表的には窒化シリコン膜を用いることで、第１の導電層１１
１ａに水素を供給することができる。水素を放出することが可能な絶縁膜は、膜中の含有
水素濃度が１×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上であると好ましい。このような絶縁膜を
第１の導電層１１１ａに接して形成することで、第１の導電層１１１ａに効果的に水素を
含有させることができる。このように、上述したプラズマ処理と合わせて、酸化物半導体
層に接する絶縁膜の構成を変えることによって、酸化物半導体層の抵抗を任意に調整する
ことができる。なお、十分に低抵抗された酸化物半導体を含む層を酸化物導電体層と言い
換えることもできる。

第１の導電層１１１ａに含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になる
と共に、酸素が脱離した格子（または酸素が脱離した部分）に酸素欠損を形成する。当該
酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素
の一部が金属原子と結合する酸素と結合することで、キャリアである電子を生成する場合
がある。したがって、水素が含まれている第１の導電層１１１ａに含まれる酸化物半導体
は、トランジスタに適用する酸化物半導体よりもキャリア密度が高い。

トランジスタのチャネル領域が形成される酸化物半導体層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、酸化物半導体層において、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５×１０^１９ａ
ｔｏｍｓ／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１×１０^１６ａｔｏｍ
ｓ／ｃｍ^３以下とする。

一方、容量素子１１０の電極として機能する第１の導電層１１１ａに含まれる酸化物半
導体は、上記トランジスタに適用される酸化物半導体よりも、水素濃度または／及び酸素
欠損が多く、低抵抗化されている。

第１の導電層１１１ａ及びトランジスタに適用する酸化物半導体層は、代表的には、Ｉ
ｎ－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、第
１の導電層１１１ａ及びトランジスタに適用する酸化物半導体層は、透光性を有する。

なお、第１の導電層１１１ａ及びトランジスタに適用する酸化物半導体層がＩｎ－Ｍ－
Ｚｎ酸化物の場合、Ｉｎ及びＭの和を１００ａｔｏｍｉｃ％としたとき、Ｉｎが２５ａｔ
ｏｍｉｃ％以上、Ｍが７５ａｔｏｍｉｃ％未満、又はＩｎが３４ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｍ
が６６ａｔｏｍｉｃ％未満とする。

第１の導電層１１１ａ及びトランジスタに適用する酸化物半導体層は、エネルギーギャ
ップが２ｅＶ以上、又は２．５ｅＶ以上、又は３ｅＶ以上であることが好ましい。

第１の導電層１１１ａ及びトランジスタに適用する酸化物半導体層の厚さは、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。

第１の導電層１１１ａ及びトランジスタに適用する酸化物半導体層がＩｎ－Ｍ－Ｚｎ酸
化物の場合、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの
金属元素の原子数比は、Ｉｎ≧Ｍ、Ｚｎ≧Ｍを満たすことが好ましい。このようなスパッ
タリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：
Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：１．５、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１
：２．３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２等が好ましい。な
お、成膜される第１の導電層１１１ａ及びトランジスタに適用する酸化物半導体層の原子
数比はそれぞれ、誤差として上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子
数比のプラスマイナス４０％の変動を含む。

また、酸素欠損が形成された酸化物半導体に水素を添加すると、酸素欠損サイトに水素
が入り伝導帯近傍にドナー準位が形成される。この結果、酸化物半導体は、導電性が高く
なり、導電体化する。導電体化された酸化物半導体を酸化物導電体ということができる。
一般に、酸化物半導体は、エネルギーギャップが大きいため、可視光に対して透光性を有
する。一方、酸化物導電体は、伝導帯近傍にドナー準位を有する酸化物半導体である。し
たがって、該ドナー準位による吸収の影響は小さく、可視光に対して酸化物半導体と同程
度の透光性を有する。酸化物導電体は、縮退半導体であり、伝導帯端とフェルミ準位とが
一致または略一致しているということもできる。このため、酸化物導電体膜を、容量素子
の電極等に用いることが可能である。

図７に示す構成とすることで、第１の導電層１１１ａをトランジスタの作製工程で同時
に形成することができるため、工程を簡略化することが可能となる。また図６における第
１の導電層１１１を形成する際のフォトマスクを必要としないため、作製コストを削減す
ることも可能である。

〔断面構成例３〕
図８に、図６及び図７とは構成の一部の異なる断面構成例を示す。図８に示す構成は、
図６に示した構成と比較し、第１の基板２１側に設けられるトランジスタを有していない
点で主に相違している。すなわち、図８に示す断面構成は、パッシブマトリクス型のタッ
チパネルに適用することができる。

このとき、第１の導電層１１１は、一方向に延在する帯状の形状とすることができる。
また第２の導電層１１３は、第１の導電層１１１と交差する方向に延在する帯状の形状と
することができる。このような第１の導電層１１１と第２の導電層１１３をそれぞれ複数
並べて配置することで、パッシブマトリクス型のタッチパネルを実現できる。

図８では、第１の導電層１１１と配線２７３とのコンタクト部２７１と、第２の導電層
１１３と配線２７４とのコンタクト部２７２と、を示している。第１の導電層１１１と配
線２７３とは、絶縁層２６４に設けられた開口を介して電気的に接続する。また第２の導
電層１１３と配線２７４とは、絶縁層２６４および絶縁層１１２に設けられた開口を介し
て電気的に接続する。

以上が、断面構成例についての説明である。

なお、本実施の形態では、タッチセンサを支持する第１の基板と、表示素子を支持する
第２の基板の２枚の基板を有する構成を示したが、これに限られない。例えば表示素子を
２枚の基板で挟持し、これにタッチセンサを支持する第１の基板を貼り合せ、３枚の基板
を有する構成としてもよいし、表示素子及びタッチセンサのそれぞれを２枚の基板で挟持
したものを貼り合せて、４枚の基板を有する構成としてもよい。

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組
み合わせて実施することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様のタッチセンサの構成例と、その駆動方法の例につ
いて、図面を参照して説明する。

［構成例］
図９（Ａ）は、本発明の一態様のタッチパネル（入出力装置ともいう）が有する構成を
説明するブロック図である。図９（Ｂ）は、変換器ＣＯＮＶの構成を説明する回路図であ
る。図９（Ｃ）はセンサ素子２２の構成を説明する回路図である。また図９（Ｄ－１）及
び図９（Ｄ－２）はセンサ素子２２の駆動方法を説明するタイミングチャートである。

本実施の形態で例示するタッチセンサは、マトリクス状に配置される複数のセンサ素子
２２と、行方向に配置される複数のセンサ素子２２が電気的に接続される信号線ＤＬと、
センサ素子２２、走査線Ｇ１及び信号線ＤＬが配設される可撓性を有する第１の基板２１
と、を有する（図９（Ａ）参照）。

例えば、複数のセンサ素子２２をｎ行ｍ列（ｎ及びｍはそれぞれ１以上の自然数）のマ
トリクス状に配置することができる。

なお、センサ素子２２は検知素子として機能する容量素子Ｃを備える。容量素子Ｃは実
施の形態１における容量素子１１０に相当する。例えば、容量素子Ｃの第１の電極が実施
の形態１における第１の導電層１１１に相当し、第２の電極が第２の導電層１１３に相当
する。

容量素子Ｃの第２の電極は配線ＣＳと電気的に接続されている。これにより、容量素子
Ｃの第２の電極の電位を、配線ＣＳが供給する制御信号を用いて制御することができる。

本発明の一態様のセンサ素子２２は、少なくともトランジスタＭ１を有する。またトラ
ンジスタＭ２及び／またはトランジスタＭ３を備える構成としてもよい（図９（Ｃ）参照
）。

トランジスタＭ１は、ゲートが容量素子Ｃの第１の電極と電気的に接続され、第１の電
極が、配線ＶＰＩと電気的に接続されている。配線ＶＰＩは、例えば接地電位を供給する
機能を有する。

トランジスタＭ２は、ゲートが走査線Ｇ１と電気的に接続され、第１の電極がトランジ
スタＭ１の第２の電極と電気的に接続され、第２の電極が信号線ＤＬと電気的に接続され
ている。走査線Ｇ１は、例えば選択信号を供給する機能を有する。また信号線ＤＬは、例
えば検知信号ＤＡＴＡを供給する機能を有する。

トランジスタＭ３は、ゲートが配線ＲＥＳと電気的に接続され、第１の電極が容量素子
Ｃの第１の電極と電気的に接続され、第２の電極が配線ＶＲＥＳと電気的に接続されてい
る。配線ＲＥＳは、例えばリセット信号を供給する機能を有する。配線ＶＲＥＳは、例え
ばトランジスタＭ１を導通状態にすることのできる電位を供給する機能を有する。

容量素子Ｃの容量値は、例えば、第１の電極または第２の電極にものが近接すること、
若しくは第１の電極および第２の電極の間隔が変化することにより変化する。これにより
、センサ素子２２は容量素子Ｃの容量の変化に基づく検知信号ＤＡＴＡを供給することが
できる。

また、容量素子Ｃの第２の電極に電気的に接続される配線ＣＳは、容量素子Ｃの第２の
電極の電位を制御する制御信号を供給する機能を有する。

なお、容量素子Ｃの第１の電極、トランジスタＭ１のゲート及びトランジスタＭ３の第
１の電極が電気的に接続されて形成されるノードを、ノードＡという。

図１０（Ａ）には、センサ素子２２を行方向に２個、列方向に２個、それぞれ配置した
場合の回路図の例を示す。

また、図１０（Ｂ）には、センサ素子２２が有する第１の導電層１１１（第１の電極に
相当）と、各配線との位置関係の例を示している。第１の導電層１１１は、トランジスタ
Ｍ１のゲートとトランジスタＭ３の第２の電極がそれぞれ電気的に接続されている。また
第１の導電層１１１は、図１０（Ｃ）に示す複数の画素３３と互いに重なるように配置さ
れる。また、図１０（Ｂ）に示すようにトランジスタＭ１乃至Ｍ３を、第１の導電層１１
１と重ならない領域に配置することが好ましい。

また、図１１（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、センサ素子２２がトランジスタＭ２を有
さない構成としてもよい。このとき、行方向に複数配置されるセンサ素子２２において、
各々の容量素子Ｃの第２の電極が、配線ＣＳに代えて走査線Ｇ１と電気的に接続する構成
とすればよい。

図９（Ｂ）に示す配線ＶＰＯ及び配線ＢＲは、例えばトランジスタを導通状態にするこ
とができる程度の高電源電位を供給する機能を有する。また信号線ＤＬは検知信号ＤＡＴ
Ａを供給する機能を有する。端子ＯＵＴは検知信号ＤＡＴＡに基づいて変換された信号を
供給する機能を有する。

変換器ＣＯＮＶは変換回路を備える。検知信号ＤＡＴＡを変換して端子ＯＵＴに供給す
ることができる様々な回路を、変換器ＣＯＮＶに用いることができる。例えば、変換器Ｃ
ＯＮＶをセンサ素子２２に電気的に接続することにより、ソースフォロワ回路またはカレ
ントミラー回路として機能する回路を適用してもよい。

具体的には、トランジスタＭ４を用いた変換器ＣＯＮＶを用いて、ソースフォロワ回路
を構成できる（図９（Ｂ）参照）。なお、トランジスタＭ１乃至Ｍ３と同一の工程で作製
することのできるトランジスタをトランジスタＭ４に用いてもよい。

例えば実施の形態１で例示したトランジスタ２５１またはトランジスタ２５２等の構成
を、トランジスタＭ１乃至トランジスタＭ４のそれぞれに適用することができる。

なお、変換機ＣＯＮＶの構成は、図９（Ｂ）に示す構成に限られない。図１２に変換器
ＣＯＮＶの異なる構成例を示している。

図１２（Ａ）に示す変換器ＣＯＮＶは、トランジスタＭ４に加えてトランジスタＭ５を
有する。具体的にはトランジスタＭ５は、ゲートが信号線ＤＬと電気的に接続し、第１の
電極が端子ＯＵＴと電気的に接続し、第２の電極が配線ＧＮＤと電気的に接続する。配線
ＧＮＤは、例えば接地電位を供給する機能を有する。また、図１２（Ｂ）に示すように、
トランジスタＭ４及びトランジスタＭ５が、それぞれ第２のゲートを有する構成としても
よい。このとき、第２のゲートは、ゲートと電気的に接続する構成とすることが好ましい
。

また図１２（Ｃ）に示す変換器ＣＯＮＶは、トランジスタＭ４、トランジスタＭ５及び
抵抗Ｒを有する。具体的には、トランジスタＭ４はゲートが配線ＢＲ１と電気的に接続す
る。トランジスタＭ５は、ゲートが配線ＢＲ２と電気的に接続し、第１の電極が端子ＯＵ
Ｔ、及び抵抗Ｒの第２の電極と電気的に接続し、第２の電極が配線ＧＮＤと電気的に接続
する。抵抗Ｒは、第１の電極が配線ＶＤＤと電気的に接続している。配線ＢＲ１及び配線
ＢＲ２は、例えばそれぞれトランジスタを導通状態にすることのできる程度の高電源電位
を供給する機能を有する。配線ＶＤＤは、例えば高電源電位を供給する機能を有する。

図１３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ第１の電極と、信号線ＤＬと、変換器ＣＯＮＶの、第
１の基板２１上の位置関係の例を示した概略図である。

図１３（Ａ）に示すように、変換器ＣＯＮＶを、それぞれの信号線ＤＬの延長方向に配
置すると、各々の変換器ＣＯＮＶに電気的に接続する信号線ＤＬの長さが概略等しくする
ことができる。例えば信号線ＤＬの電気抵抗が、検出感度へ顕著に影響する場合には、こ
のような配置方法とすることが好ましい。

また、図１３（Ｂ）では、各々の信号線ＤＬの長さ及び形状を異ならせることで、複数
の変換器ＣＯＮＶを近接して配置している。このような配置方法とすることで、変換器Ｃ
ＯＮＶが有するトランジスタの電気特性の位置依存性が大きい場合には、これらを近接し
て配置することで変換器ＣＯＮＶの電気特性のばらつきが低減し、検出感度を向上させる
ことができる。

［駆動方法例］
続いて、図９を参照してセンサ素子２２の駆動方法について説明する。

〔第１のステップ〕
第１のステップにおいて、トランジスタＭ３を導通状態にした後に非導通状態にするリ
セット信号を、トランジスタＭ３のゲートに供給し、容量素子Ｃの第１の電極の電位（す
なわちノードＡの電位）を所定の電位にする（図９（Ｄ－１）、期間Ｔ１参照）。

具体的には、リセット信号を配線ＲＥＳに供給する。リセット信号が供給されたトラン
ジスタＭ３は、ノードＡの電位を例えばトランジスタＭ１を導通状態にすることのできる
電位にする。

〔第２のステップ〕
第２のステップにおいて、トランジスタＭ２を導通状態にする選択信号をトランジスタ
Ｍ２のゲートに供給し、トランジスタＭ１の第２の電極を信号線ＤＬに電気的に接続する
（図９（Ｄ－１）、期間Ｔ２参照）。

具体的には、走査線Ｇ１に選択信号を供給する。選択信号が供給されたトランジスタＭ
２は、トランジスタＭ１の第２の電極を信号線ＤＬに電気的に接続する。

〔第３のステップ〕
第３のステップにおいて、制御信号を容量素子Ｃの第２の電極に供給し、制御信号及び
容量素子Ｃの容量に基づいて変化する電位をトランジスタＭ１のゲートに供給する。

具体的には、配線ＣＳに矩形の制御信号を供給する。矩形の制御信号を容量素子Ｃの第
２の電極に供給すると、容量素子Ｃの容量に基づいてノードＡの電位が変化する（図９（
Ｄ－１）、期間Ｔ２の後半を参照）。

例えば、容量素子Ｃが大気中におかれている場合、大気より誘電率の高いものが、容量
素子Ｃの第２の電極に近接して配置された場合、容量素子Ｃの容量は見かけ上大きくなる
。

これにより、矩形の制御信号がもたらすノードＡの電位の変化は、大気より誘電率の高
いものが近接して配置されていない場合に比べて小さくなる（図９（Ｄ－２）、実線参照
）。

または、タッチパネルの変形に伴い、容量素子Ｃの第１の電極と第２の電極の間隔が変
化した場合にも、容量素子Ｃの容量が変化する。これにより、ノードＡの電位が変化する
。

〔第４のステップ〕
第４のステップにおいて、トランジスタＭ１のゲートの電位の変化がもたらす信号を信
号線ＤＬに供給する。

例えば、トランジスタＭ１のゲートの電位の変化がもたらす電流の変化を信号線ＤＬに
供給する。

変換器ＣＯＮＶは、例えば信号線ＤＬを流れる電流の変化を電圧の変化に変換して供給
する。

〔第５のステップ〕
第５のステップにおいて、トランジスタＭ２を非導通状態にする選択信号をトランジス
タＭ２のゲートに供給する。

以上で、１つの走査線Ｇ１に電気的に接続される複数のセンサ素子２２の動作が完了す
る。

ｎ個の走査線Ｇ１を有する場合には、走査線Ｇ１（１）乃至走査線Ｇ１（ｎ）について
、それぞれ第１のステップから第５のステップを繰り返せばよい。

または、配線ＲＥＳ及び配線ＣＳを、各センサ素子２２に共通とした場合には、図１４
（Ａ）に示すような駆動方法を行ってもよい。すなわち、まず配線ＲＥＳにリセット信号
を供給する。次いで、配線ＣＳに制御信号を供給した状態で、走査線Ｇ１（１）乃至走査
線Ｇ１（ｎ）に、順次選択信号を供給することにより、ノードＡの電位の変化がもたらす
信号を信号線ＤＬ（１）乃至信号線ＤＬ（ｍ）に供給する。

このような方法により、リセット信号の供給及び制御信号の供給の頻度を少なくするこ
とができる。

ここで、ノードＡの電位が、様々な要因により継時的に変化してしまう場合がある。例
えば温度や湿度などの環境の変化に伴い、ノードＡの電位が変化してしまう場合がある。

そこで、容量素子Ｃの第２の電極に供給する矩形の制御信号として、２種類の電位を用
いて動作させ、２つの検知信号ＤＡＴＡの差分をとることにより、ノードＡの電位の継時
的な変化の影響を相殺することができる。このような動作を行うことで、検出感度を高め
ることが可能となる。

図１４（Ｂ）では、期間Ｒ１と期間Ｒ２とを交互に繰り返す駆動方法の例を示している
。

図１４（Ｂ）において、期間Ｒ１では信号線ＲＥＳにトランジスタＭ３を導通状態にす
る電位が供給されている期間中に、配線ＣＳにはローレベル電位が供給されている。次い
で配線ＣＳにハイレベル電位を供給する。すなわち、期間Ｒ１では容量素子Ｃの第２の電
極の電位が、ローレベル電位からハイレベル電位に推移した状態で、ノードＡの電位の変
化に基づいた検知信号ＤＡＴＡが信号線ＤＬに供給される。そして検知信号ＤＡＴＡに基
づいて変換器ＣＯＮＶによって変換された信号が端子ＯＵＴに供給される。

一方、期間Ｒ２では、信号線ＲＥＳにトランジスタＭ３を導通状態にする電位が供給さ
れている期間中に、配線ＣＳにはハイレベル電位が供給されている。次いで、配線ＣＳに
ローレベル電位を供給する。すなわち、期間Ｒ２では容量素子Ｃの第２の電極の電位が、
ハイレベル電位からローレベル電位に推移した状態で、ノードＡの電位の変化に基づいた
検知信号ＤＡＴＡが信号線ＤＬに供給される。そして検知信号ＤＡＴＡに基づいて変換器
ＣＯＮＶによって変換された信号が端子ＯＵＴに供給される。

その後、期間Ｒ１に端子ＯＵＴに供給された信号と、期間Ｒ２に端子ＯＵＴに供給され
た信号の差分をとることにより、ノードＡの電位の継時的な変化の影響を相殺した信号を
得ることができる。

図１４（Ｃ）は、図１４（Ｂ）とは配線ＣＳに供給する信号が異なる場合の例を示して
いる。

図１４（Ｃ）において、配線ＣＳに供給する制御信号が、ハイレベル電位、ミドルレベ
ル電位、ローレベル電位の３種類の電位を有する。具体的には、期間Ｒ１において信号線
ＲＥＳにトランジスタＭ３を導通状態にする電位が供給されている期間中に、配線ＣＳに
ローレベル電位を供給する。その後、配線ＣＳにミドルレベル電位を供給した状態で走査
線Ｇ１（１）乃至走査線Ｇ１（ｎ）に、順次選択信号を供給する。一方、期間Ｒ２におい
て、信号線ＲＥＳにトランジスタＭ３を導通状態にする電位が供給されている期間中に、
配線ＣＳにハイレベル電位を供給する。その後、配線ＣＳにミドルレベル電位を供給した
状態で走査線Ｇ１（１）乃至走査線Ｇ１（ｎ）に、順次選択信号を供給する。

その後、上記と同様に、期間Ｒ１に端子ＯＵＴに供給された信号と、期間Ｒ２に端子Ｏ
ＵＴに供給された信号の差分をとることにより、ノードＡの電位の継時的な変化の影響を
相殺した信号を得ることができる。

以上が駆動方法についての説明である。

（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様を適用して作製できる電子機器及び照明装置につい
て、図１５及び図１６を用いて説明する。

本発明の一態様のタッチパネルは可撓性を有する。したがって、可撓性を有する電子機
器や照明装置に好適に用いることができる。また、本発明の一態様を適用することで、信
頼性が高く、繰り返しの曲げに対して強い電子機器や照明装置を作製できる。

電子機器としては、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。

また、本発明の一態様のタッチパネルは可撓性を有するため、家屋やビルの内壁もしく
は外壁、又は、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。

また、本発明の一態様の電子機器は、タッチパネル及び二次電池を有していてもよい。
このとき、非接触電力伝送を用いて、二次電池を充電することができると好ましい。

二次電池としては、例えば、ゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池（リチウムイ
オンポリマー電池）等のリチウムイオン二次電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電
池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜
鉛電池などが挙げられる。

本発明の一態様の電子機器は、タッチパネル及びアンテナを有していてもよい。アンテ
ナで信号を受信することで、表示部で映像や情報等の表示を行うことができる。また、電
子機器が二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。

図１５（Ａ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０
１に組み込まれた表示部７４０２のほか、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は、
本発明の一態様のタッチパネルを表示部７４０２に用いることにより作製される。本発明
の一態様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い携帯電話機を歩留まりよく提
供できる。

図１５（Ａ）に示す携帯電話機７４００は、指などで表示部７４０２に触れることで、
情報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いは文字を入力するなどのあらゆ
る操作は、指などで表示部７４０２に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、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や、表示部７４０２
に表示される画像の種類を切り替えることができる。例えば、メール作成画面から、メイ
ンメニュー画面に切り替えることができる。

図１５（Ｂ）は、腕時計型の携帯情報端末の一例を示している。携帯情報端末７１００
は、筐体７１０１、表示部７１０２、バンド７１０３、バックル７１０４、操作ボタン７
１０５、入出力端子７１０６などを備える。

携帯情報端末７１００は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、イン
ターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することがで
きる。

表示部７１０２はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行う
ことができる。また、表示部７１０２はタッチセンサを備え、指やスタイラスなどで画面
に触れることで操作することができる。例えば、表示部７１０２に表示されたアイコン７
１０７に触れることで、アプリケーションを起動することができる。

操作ボタン７１０５は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オ
フ動作、マナーモードの実行及び解除、省電力モードの実行及び解除など、様々な機能を
持たせることができる。例えば、携帯情報端末７１００に組み込まれたオペレーティング
システムにより、操作ボタン７１０５の機能を自由に設定することもできる。

また、携帯情報端末７１００は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能
である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリー
で通話することもできる。

また、携帯情報端末７１００は入出力端子７１０６を備え、他の情報端末とコネクター
を介して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子７１０６を介して充
電を行うこともできる。なお、充電動作は入出力端子７１０６を介さずに無線給電により
行ってもよい。

携帯情報端末７１００の表示部７１０２には、本発明の一態様のタッチパネルが組み込
まれている。本発明の一態様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い携帯情報
端末を歩留まりよく提供できる。

図１５（Ｃ）～（Ｅ）は、照明装置の一例を示している。照明装置７２００、照明装置
７２１０、及び照明装置７２２０は、それぞれ、操作スイッチ７２０３を備える台部７２
０１と、台部７２０１に支持される発光部を有する。

図１５（Ｃ）に示す照明装置７２００は、波状の発光面を有する発光部７２０２を備え
る。したがってデザイン性の高い照明装置となっている。

図１５（Ｄ）に示す照明装置７２１０の備える発光部７２１２は、凸状に湾曲した２つ
の発光部が対称的に配置された構成となっている。したがって照明装置７２１０を中心に
全方位を照らすことができる。

図１５（Ｅ）に示す照明装置７２２０は、凹状に湾曲した発光部７２２２を備える。し
たがって、発光部７２２２からの発光を、照明装置７２２０の前面に集光するため、特定
の範囲を明るく照らす場合に適している。

また、照明装置７２００、照明装置７２１０及び照明装置７２２０の備える各々の発光
部はフレキシブル性を有しているため、発光部を可塑性の部材や可動なフレームなどの部
材で固定し、用途に合わせて発光部の発光面を自在に湾曲可能な構成としてもよい。

なおここでは、台部によって発光部が支持された照明装置について例示したが、発光部
を備える筐体を天井に固定する、又は天井からつり下げるように用いることもできる。発
光面を湾曲させて用いることができるため、発光面を凹状に湾曲させて特定の領域を明る
く照らす、又は発光面を凸状に湾曲させて部屋全体を明るく照らすこともできる。

ここで、各発光部には、本発明の一態様のタッチパネルが組み込まれている。本発明の
一態様により、湾曲した発光部を備え、且つ信頼性の高い照明装置を歩留まりよく提供で
きる。

図１５（Ｆ）には、携帯型のタッチパネルの一例を示している。タッチパネル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。

タッチパネル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。

また、タッチパネル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にはバッテリを
そなえる。また、制御部７３０５にコネクターを接続する端子部を備え、映像信号や電力
を有線により外部から直接供給する構成としてもよい。

また、操作ボタン７３０３によって、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や表示する映像の切り替
え等を行うことができる。

図１５（Ｇ）には、表示部７３０２を引き出し部材７３０４により引き出した状態のタ
ッチパネル７３００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。
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。また、図１５（Ｆ）のように操作ボタン７３０３を筐体７３０１の中
央でなく片側に寄せて配置することで、片手で容易に操作することができる。

なお、表示部７３０２を引き出した際に表示部７３０２の表示面が平面状となるように
固定するため、表示部７３０２の側部に補強のためのフレームを設けていてもよい。

なお、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。

表示部７３０２には、本発明の一態様のタッチパネルが組み込まれている。本発明の一
態様により、軽量で、且つ信頼性の高いタッチパネルを歩留まりよく提供できる。

図１６（Ａ）～（Ｃ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末３１０を示す。図１６（Ａ）
に展開した状態の携帯情報端末３１０を示す。図１６（Ｂ）に展開した状態又は折りたた
んだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末３１０を示す。図１６（Ｃ
）に折りたたんだ状態の携帯情報端末３１０を示す。携帯情報端末３１０は、折りたたん
だ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一
覧性に優れる。

表示パネル３１６はヒンジ３１３によって連結された３つの筐体３１５に支持されてい
る。ヒンジ３１３を介して２つの筐体３１５間を屈曲させることにより、携帯情報端末３
１０を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。本発明の
一態様のタッチパネルを表示パネル３１６に用いることができる。例えば、曲率半径１ｍ
ｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができるタッチパネルを適用できる。

なお、本発明の一態様において、タッチパネルが折りたたまれた状態又は展開された状
態であることを検知して、検知情報を供給するセンサを備える構成としてもよい。タッチ
パネルの制御装置は、タッチパネルが折りたたまれた状態であることを示す情報を取得し
て、折りたたまれた部分（又は折りたたまれて使用者から視認できなくなった部分）の動
作を停止してもよい。具体的には、表示を停止してもよい。また、タッチセンサによる検
知を停止してもよい。

同様に、タッチパネルの制御装置は、タッチパネルが展開された状態であることを示す
情報を取得して、表示やタッチセンサによる検知を再開してもよい。

図１６（Ｄ）（Ｅ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末３２０を示す。図１６（Ｄ）に
表示部３２２が外側になるように折りたたんだ状態の携帯情報端末３２０を示す。図１６
（Ｅ）に、表示部３２２が内側になるように折りたたんだ状態の携帯情報端末３２０を示
す。携帯情報端末３２０を使用しない際に、非表示部３２５を外側に折りたたむことで、
表示部３２２の汚れや傷つきを抑制できる。本発明の一態様のタッチパネルを表示部３２
２に用いることができる。

図１６（Ｆ）は携帯情報端末３３０の外形を説明する斜視図である。図１６（Ｇ）は、
携帯情報端末３３０の上面図である。図１６（Ｈ）は携帯情報端末３４０の外形を説明す
る斜視図である。

携帯情報端末３３０、３４０は、例えば電話機、手帳又は情報閲覧装置等から選ばれた
一つ又は複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとしてそれぞれ用いることが
できる。

携帯情報端末３３０、３４０は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができ
る。例えば、３つの操作ボタン３３９を一の面に表示することができる（図１６（Ｆ）（
Ｈ））。また、破線の矩形で示す情報３３７を他の面に表示することができる（図１６（
Ｇ）（Ｈ））。なお、情報３３７の例としては、ＳＮＳ（ソーシャル・ネットワーキング
・サービス）の通知、電子メールや電話などの着信を知らせる表示、電子メールなどの題
名、電子メールなどの送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度など
がある。または、情報３３７が表示されている位置に、情報３３７の代わりに、操作ボタ
ン３３９、アイコンなどを表示してもよい。なお、図１６（Ｆ）（Ｇ）では、上側に情報
３３７が表示される例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、図
１６（Ｈ）に示す携帯情報端末３４０のように、横側に表示されていてもよい。

例えば、携帯情報端末３３０の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末３３０を収
納した状態で、その表示（ここでは情報３３７）を確認することができる。

具体的には、着信した電話の発信者の電話番号又は氏名等を、携帯情報端末３３０の上
方から観察できる位置に表示する。使用者は、携帯情報端末３３０をポケットから取り出
すことなく、表示を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。

携帯情報端末３３０の筐体３３５、携帯情報端末３４０の筐体３３６がそれぞれ有する
表示部３３３には、本発明の一態様のタッチパネルを用いることができる。本発明の一態
様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高いタッチパネルを歩留まりよく提供で
きる。

また、図１６（Ｉ）に示す携帯情報端末３４５のように、３面以上に情報を表示しても
よい。ここでは、情報３５５、情報３５６、情報３５７がそれぞれ異なる面に表示されて
いる例を示す。

携帯情報端末３４５の筐体３５４が有する表示部３５８には、本発明の一態様のタッチ
パネルを用いることができる。本発明の一態様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼
性の高いタッチパネルを歩留まりよく提供できる。

１０タッチパネルモジュール
２０タッチセンサモジュール
２１基板
２２センサ素子
２３回路
２４回路
２５配線
２６配線
３０表示パネル
３１基板
３２表示部
３３画素
３４回路
４１ＦＰＣ
４２ＦＰＣ
４３端子
１１０容量素子
１１１導電層
１１１ａ導電層
１１２絶縁層
１１３導電層
１１４着色層
１１４ｂ着色層
１１４ｇ着色層
１１４ｒ着色層
１１５遮光層
１１７導電層
１１８開口
１１９光学調整層
１２０トランジスタ
１２１半導体層
２０１トランジスタ
２０２トランジスタ
２０３トランジスタ
２０４発光素子
２０５コンタクト部
２１０接続層
２１１接着層
２１２絶縁層
２１３絶縁層
２１４絶縁層
２１５絶縁層
２１６絶縁層
２１７絶縁層
２１８絶縁層
２１９スペーサ
２２０接着層
２２１電極
２２２ＥＬ層
２２３電極
２２４光学調整層
２２５導電層
２５１トランジスタ
２５２トランジスタ
２５３コンタクト部
２６０接続層
２６１接着層
２６２絶縁層
２６３絶縁層
２６４絶縁層
２６５絶縁層
２６６絶縁層
２６７オーバーコート
２７１コンタクト部
２７２コンタクト部
２７３配線
２７４配線
３１０携帯情報端末
３１３ヒンジ
３１５筐体
３１６表示パネル
３２０携帯情報端末
３２２表示部
３２５非表示部
３３０携帯情報端末
３３３表示部
３３５筐体
３３６筐体
３３７情報
３３９操作ボタン
３４０携帯情報端末
３４５携帯情報端末
３５４筐体
３５５情報
３５６情報
３５７情報
３５８表示部
７１００携帯情報端末
７１０１筐体
７１０２表示部
７１０３バンド
７１０４バックル
７１０５操作ボタン
７１０６入出力端子
７１０７アイコン
７２００照明装置
７２０１台部
７２０２発光部
７２０３操作スイッチ
７２１０照明装置
７２１２発光部
７２２０照明装置
７２２２発光部
７３００タッチパネル
７３０１筐体
７３０２表示部
７３０３操作ボタン
７３０４部材
７３０５制御部
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

Claims

タッチセンサと、第２の基板と、表示素子と、第１の層と、第２の層と、を有し、
前記タッチセンサは、第１の基板と、第１の導電層と、第２の導電層と、絶縁層と、前記第１の導電層と電気的に接続するトランジスタと、を有し、
前記第１の導電層は、前記第１の基板と前記第２の導電層の間に位置する領域を有し、
前記絶縁層は、前記第１の導電層と前記第２の導電層の間に位置する領域を有し、
前記第２の導電層は、前記第１の層と前記絶縁層の間に位置する領域を有し、
前記第２の導電層は、開口を有し、
前記第２の導電層の前記開口と、前記第１の導電層とは互いに重なる領域を有し、
前記第２の基板は、前記第１の基板と互いに重なる領域を有し、
前記第１の基板と前記第２の基板の間に、前記表示素子と、前記第１の層と、前記第２の層と、を有し、
前記第１の層は、特定波長帯域の光を透過する機能を有し、且つ、前記表示素子と互いに重なる領域を有し、
前記第２の層は、可視光を遮光する機能を有し、
前記第１の導電層は、前記第１の層と互いに重なる領域と、前記第２の層と互いに重なる領域と、を有し、
前記第２の導電層は、前記第２の層と互いに重なる領域を有し、
前記第２の導電層の前記開口と、前記表示素子とは、互いに重なる領域を有し、
前記第２の導電層の前記開口と、前記第１の層とは、互いに重なる領域を有する、
タッチパネル。
請求項１において、
前記トランジスタは、チャネル形成領域に酸化物半導体を有する、タッチパネル。
請求項１または請求項２において、
前記表示素子は、発光素子である、タッチパネル。