(57)【要約】【課題】Ａ／Ｄ変換回路を搭載した、高分解能、高速動作、高階調の撮像機能を有するタッチパネルを提供することを目的の一つとする。【解決手段】表示素子及びフォトセンサが各々設けられた複数の画素と、フォトセンサから第１の電位が与えられるＡ／Ｄコンバータと、読み出し回路とを有し、生成する第１の信号の発振周波数を第１の電位に従って変更し、読み出し回路から第２の電位が与えられると発振を停止する発振回路と、発振周波数に従って決められた計数値を有する第２の信号を生成するカウンタ回路とを、前記Ａ／Ｄコンバータが有するタッチパネル。【選択図】図１
2014167814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示素子及びフォトセンサが各々設けられた複数の画素と、
前記フォトセンサから電位が与えられるＡ／Ｄコンバータと、を基板に有し、
前記Ａ／Ｄコンバータは、生成する第１の信号の発振周波数を前記電位に従って変更する発振回路と、前記発振周波数に従って決められた計数値を有する第２の信号を生成するカウンタ回路と、を有するタッチパネル付表示装置であって、
前記発振回路は停止する機能を有し、
前記カウンタ回路は非同期のカウンタ回路であることを特徴とするタッチパネル付表示装置。
【請求項２】
表示素子及びフォトセンサが各々設けられた複数の画素と、
前記フォトセンサから第１の電位が与えられるＡ／Ｄコンバータと、を基板に有し、
前記Ａ／Ｄコンバータは、生成する第１の信号の発振周波数を前記第１の電位に従って変更する発振回路と、前記発振周波数に従って決められた計数値を有する第２の信号を生成するカウンタ回路と、を有し、
前記発振回路は第２の電位が与えられると発振を開始し、前記発振回路で発振が開始されてから、前記第１の信号にトグルが伴うまでの期間が前記発振回路における発振周期の概ね半分であり、前記第１の信号を前記Ａ／Ｄコンバータの最下位ビットとして用いるタッチパネル付表示装置であって、
前記発振回路は停止する機能を有し、
前記カウンタ回路は非同期のカウンタ回路であることを特徴とするタッチパネル付表示装置。
【請求項３】
表示素子及びフォトセンサが各々設けられた複数の画素と、
前記フォトセンサから第１の電位が与えられるＡ／Ｄコンバータと、を基板に有し、
前記Ａ／Ｄコンバータは、生成する第１の信号の発振周波数を前記第１の電位に従って変更し、ラッチ回路に第２の電位を与えることで前記第１の信号の電位を保持する発振回路と、前記発振周波数に従って決められた計数値を有する第２の信号を生成するカウンタ回路と、を有するタッチパネル付表示装置であって、
前記カウンタ回路は非同期のカウンタ回路であることを特徴とするタッチパネル付表示装置。
【請求項４】
表示素子及びフォトセンサが各々設けられた複数の画素と、
前記フォトセンサから第１の電位が与えられるＡ／Ｄコンバータと、を基板に有し、
前記Ａ／Ｄコンバータは、生成する第１の信号の発振周波数を前記第１の電位に従って変更し、ラッチ回路に第２の電位を与えることで前記第１の信号の電位を保持する発振回路と、前記発振周波数に従って決められた計数値を有する第２の信号を生成するカウンタ回路と、を有し、
前記発振回路は第３の電位が与えられると発振を開始し、前記発振回路で発振が開始されてから、前記第１の信号にトグルが伴うまでの期間が前記発振回路における発振周期の概ね半分であり、前記第１の信号の電位を前記ラッチ回路に前記第２の電位を与えることで保持し、保持した電位を前記Ａ／Ｄコンバータの最下位ビットとして用いるタッチパネル付表示装置であって、
前記カウンタ回路は非同期のカウンタ回路であることを特徴とするタッチパネル付表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチセンサを有するタッチパネルと、その駆動方法に関する。特に、タッチ
センサを有する画素がマトリックス状に配置されたタッチパネルと、その駆動方法に関す
る。更には、当該タッチパネルを有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、タッチセンサを搭載した表示装置が注目されている。タッチセンサを搭載した表示
装置は、タッチパネル又はタッチスクリーンなどと呼ばれている（以下、これを単に「タ
ッチパネル」と呼ぶ）。タッチセンサには、動作原理の違いにより、抵抗膜方式、静電容
量方式、光方式などがある。いずれの方式においても、被検出物が表示装置に接触もしく
は近接することでデータを入力することができる。
【０００３】
光方式のタッチセンサとして光を検出するセンサ（「フォトセンサ」ともいう）をタッチ
パネルに設けることにより、表示画面が入力領域を兼ねる。このような光方式のタッチセ
ンサを有する装置の一例として、画像取り込みを行う密着型エリアセンサを配置すること
によって画像取り込み機能を備えた表示装置が挙げられる（例えば、特許文献１を参照）
。光方式のタッチセンサを有するタッチパネルでは、タッチパネルから光が発せられる。
タッチパネルの任意の位置に被検出物が存在する場合には、被検出物が存在する領域の光
が被検出物によって遮断され、一部の光が反射される。タッチパネル内の画素には光を検
出することができるフォトセンサ（「光電変換素子」と呼ばれることもある。）が設けら
れており、反射された光を検出することで、光が検出された領域に被検出物が存在するこ
とを認識することができる。
【０００４】
また、携帯電話、携帯情報端末をはじめとする電子機器に、本人認証機能等を付与する試
みがなされている（例えば、特許文献２を参照）。本人認証には、指紋、顔、手形、掌紋
及び手の静脈の形状等が用いられる。本人認証機能を表示部とは別の部分に設ける場合に
は、部品点数が増大し、電子機器の重量や価格が増大するおそれがある。
【０００５】
また、タッチセンサのシステムにおいて、外光の明るさに応じて指先の位置を検出するた
めの画像処理方法を選択する技術が知られている（例えば、特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２９２２７６号公報
【特許文献２】特開２００２−０３３８２３号公報
【特許文献３】特開２００７−１８３７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本人認証機能を有する電子機器にタッチパネルを用いる際には、タッチパネルの各画素に
設けられたフォトセンサが光を検出して生成した電気信号を収集し、画像処理を施す必要
がある。特に、高分解能、高速動作の本人認証機能を有する電子機器を実現するには、多
数のフォトセンサから得られる大量のデータを効率的に収集する必要がある。さらに、高
度な本人認証機能を実現するためには、モノクロではなくカラーで、さらには多階調での
データ収集が必要になる。また、フォトセンサが生成する電気信号はアナログ信号のため
、画像処理を施すには、アナログ信号からデジタル信号への変換（Ａ／Ｄ変換）が必要と
なる。すなわち、高スループットのＡ／Ｄ変換回路が必要となるが、高スループットを実
現させるためにＡ／Ｄ変換回路の回路規模を増大させると、タッチパネルの表示領域が狭
くなる。また、高スループットを実現させるためにＡ／Ｄ変換回路の消費電力を増大させ
ると、タッチパネルの消費電力も増大する。
【０００８】
上記の課題に鑑み、開示する発明の一態様は、回路規模を抑えつつ、高分解能の撮像機能
を有する、Ａ／Ｄ変換回路を搭載したタッチパネルと、その駆動方法を提供することを目
的の一つとする。開示する発明の一態様は、回路規模を抑えつつ、高速動作の撮像機能を
有する、Ａ／Ｄ変換回路を搭載したタッチパネルと、その駆動方法を提供することを目的
の一つとする。開示する発明の一態様は、回路規模を抑えつつ、高階調の撮像機能を有す
る、Ａ／Ｄ変換回路を搭載したタッチパネルと、その駆動方法を提供することを目的の一
つとする。さらに本発明の一態様は、消費電力を抑えることができるタッチパネルと、そ
の駆動方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様におけるタッチパネルの第１の構成は、画素に表示素子とフォトセンサと
を各々有し、且つ、複数の画素毎に対応するＡ／Ｄコンバータと、フォトセンサの読み出
し回路とを有しており、当該Ａ／Ｄコンバータは、読み出し回路において生成される出力
電圧により発振周波数を変更できる発振回路と、前記発振回路の出力信号をクロック信号
として用いるカウンタ回路とを有し、前記読み出し回路の出力電圧に応じた前記カウンタ
回路の計数値を当該Ａ／Ｄコンバータの出力値とする。Ａ／Ｄコンバータの出力値を確定
する際に、前記読み出し回路の出力電圧を変更し、前記発振回路の発振を停止することで
、Ａ／Ｄコンバータの出力値を安定させる。
【００１０】
また、本発明の一態様におけるタッチパネルは、上記第１の構成に加え、前記発振回路に
ついて、発振を停止する際に、出力信号のトグルを伴わない構成とすることで、前記発振
回路の出力をＡ／Ｄコンバータの出力値の最下位ビットとして用いることができる。
【００１１】
本発明の一態様におけるタッチパネルの第２の構成は、画素に表示素子とフォトセンサと
を各々有し、且つ、複数の画素毎に対応するＡ／Ｄコンバータを有しており、当該Ａ／Ｄ
コンバータは、フォトセンサの読み出し回路において生成される出力電圧により発振周波
数を変更できる発振回路と、前記発振回路の出力信号をクロック信号として用いるカウン
タ回路とを有し、前記読み出し回路の出力電圧に応じた前記カウンタ回路の計数値を当該
Ａ／Ｄコンバータの出力値とする。
【００１２】
また、本発明の一態様におけるタッチパネルは、上記第２の構成に加え、前記発振回路が
出力信号の電位を保持するラッチ回路をさらに有していても良い。Ａ／Ｄコンバータの出
力値を確定する際に、前記発振回路の出力信号の電位を前記ラッチ回路で保持し、前記カ
ウンタ回路のクロック信号を停止することで、Ａ／Ｄコンバータの出力値を安定させる。
【００１３】
また、本発明の一態様におけるタッチパネルは、上記第２の構成に加え、前記発振回路に
ついて、出力信号を前記ラッチ回路で保持する際に、出力信号のトグルを伴わない構成と
することで、前記発振回路の出力をＡ／Ｄコンバータの出力値の最下位ビットとして用い
ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、表示領域を確保しつつ、高分解能、高階調の画像読み取りを高速に低消費
電力で行うことのできるタッチパネルを提供することができる。また、高分解能、高階調
の画像読み取りを高速に低消費電力で行うことのできるタッチパネルの駆動方法を提供す
ることができる。また、当該タッチパネルを搭載した高性能な電子機器を提供することが
出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】タッチパネルの構成を説明する図。
【図２】タッチパネルの構成を説明する図。
【図３】タッチパネルの構成を説明する図。
【図４】タッチパネルの構成を説明する図。
【図５】タッチパネルの構成を説明する図。
【図６】タッチパネルの構成を説明する図。
【図７】タイミングチャート。
【図８】タイミングチャート。
【図９】タイミングチャート。
【図１０】タッチパネルの構成を説明する図。
【図１１】タッチパネルの断面図。
【図１２】タッチパネルを用いた電子機器の図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下の実施の形態は
多くの異なる態様で実施することが可能であり、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
、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、実施の形
態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号
を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１７】
（実施の形態１）
本実施の形態では、タッチパネルについて図１〜図１０を参照して説明する。
【００１８】
タッチパネルの構成について、図１を参照して説明する。タッチパネル１００は、画素回
路１０１、表示素子制御回路１０２及びフォトセンサ制御回路１０３を有する。画素回路
１０１は、行列方向にマトリクス状に配置された複数の画素１０４を有する。各々の画素
１０４は、表示素子１０５とフォトセンサ１０６を有する。
【００１９】
表示素子１０５は、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：Ｔ
ＦＴ）、保持容量、液晶層を有する液晶素子、カラーフィルタなどを有する。液晶層に電
圧を印加することで偏光方向が変化することを利用して、液晶層を透過する光の明暗（階
調）を作ることで、画像表示が実現される。液晶層を透過する光には、外光、もしくは光
源（バックライト）によって液晶表示装置の裏面から照射される光を用いる。また、液晶
層を透過した光がカラーフィルタを通過することで、特定の色（例えば、赤（Ｒ）、緑（
Ｇ）、青（Ｂ））の階調を作ることができ、カラー画像表示が実現される。保持容量は、
液晶層に印加する電圧に相当する電荷を保持する機能を有する。薄膜トランジスタは、保
持容量への電荷の注入もしくは保持容量からの電荷の排出を制御する機能を有する。
【００２０】
なお、表示素子１０５が液晶素子を有する場合について説明したが、発光素子などの他の
素子を有していてもよい。発光素子は、電流または電圧によって輝度が制御される素子で
あり、具体的には発光ダイオード、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔ
ｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等が挙げられる。
【００２１】
フォトセンサ１０６は、フォトダイオードなど、受光することで電気信号を発する機能を
有する素子と、薄膜トランジスタとを有する。なお、フォトセンサ１０６が受光する光と
して、外光もしくはバックライトからの光が、被検出物に照射された際の反射光もしくは
透過光を利用することができる。ここで、カラーフィルタを用いることで、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかの色を発光する機能を有する画素１０４を、各々、Ｒ画素、
Ｇ画素、Ｂ画素と呼ぶことにする。なお、被検出物に外光もしくはバックライトからの光
が照射された際の反射光もしくは透過光のうち、赤（Ｒ）色成分、緑（Ｇ）色成分、青（
Ｂ）色成分を、各々Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素におけるフォトセンサにより、検出すること
ができる。
【００２２】
表示素子制御回路１０２は、表示素子１０５を制御するための回路であり、ビデオデータ
信号線などの信号線（「ソース信号線」ともいう）を介して表示素子１０５に信号を入力
する表示素子駆動回路１０７と、走査線（「ゲート信号線」ともいう）を介して表示素子
１０５に信号を入力する表示素子駆動回路１０８を有する。例えば、走査線側の表示素子
駆動回路１０８は、特定の行に配置された画素が有する表示素子を選択する機能を有する
。また、信号線側の表示素子駆動回路１０７は、選択された行の画素が有する表示素子１
０５に任意の電位を与える機能を有する。なお、走査線側の表示素子駆動回路１０８によ
り高電位を印加された表示素子１０５では、薄膜トランジスタが導通状態となり、信号線
側の表示素子駆動回路１０７により与えられる電荷が供給される。
【００２３】
フォトセンサ制御回路１０３は、フォトセンサ１０６を制御するための回路であり、フォ
トセンサ出力信号線、フォトセンサ基準信号線等の信号線側のフォトセンサ読み出し回路
１０９と、走査線側のフォトセンサ駆動回路１１０を有する。例えば、走査線側のフォト
センサ駆動回路１１０は、特定の行に配置された画素が有するフォトセンサ１０６を選択
する機能を有する。また、信号線側のフォトセンサ読み出し回路１０９は、選択された行
の画素が有するフォトセンサ１０６の出力信号を取り出す機能を有する。
【００２４】
画素１０４の回路図について、図２を用いて説明する。画素１０４は、トランジスタ２０
１、保持容量２０２及び液晶素子２０３を有する表示素子１０５と、フォトダイオード２
０４、トランジスタ２０５及びトランジスタ２０６を有するフォトセンサ１０６とを有す
る。
【００２５】
トランジスタ２０１は、ゲートがゲート信号線２０７に、ソース又はドレインの一方がビ
デオデータ信号線２１０に、ソース又はドレインの他方が保持容量２０２の一方の電極と
液晶素子２０３の一方の電極に電気的に接続されている。保持容量２０２の他方の電極と
液晶素子２０３の他方の電極は一定の電位に保たれている。液晶素子２０３は、一対の電
極と、該一対の電極の間に液晶層を含む素子である。
【００２６】
トランジスタ２０１は、ゲート信号線２０７にハイレベルの電位”Ｈ”が印加されると、
ビデオデータ信号線２１０の電位を保持容量２０２と液晶素子２０３に印加する。保持容
量２０２は、印加された電位を保持する。液晶素子２０３は、印加された電位により、光
の透過率を変更する。
【００２７】
フォトダイオード２０４は、一方の電極がフォトダイオードリセット信号線２０８に、他
方の電極がトランジスタ２０５のゲートに電気的に接続されている。トランジスタ２０５
は、ソース又はドレインの一方がフォトセンサ出力信号線２１１に、ソース又はドレイン
の他方がトランジスタ２０６のソース又はドレインの一方に電気的に接続されている。ト
ランジスタ２０６は、ゲートがゲート信号線２０９に、ソース又はドレインの他方がフォ
トセンサ基準信号線２１２に電気的に接続されている。
【００２８】
次に、フォトセンサ読み出し回路１０９の構成について、図３を用いて説明する。
【００２９】
フォトセンサ読み出し回路１０９は、第１のＡ／Ｄコンバータ（以下第１のＡＤＣと表記
）３０１〜第９のＡＤＣ３０９とＡＤＣ制御回路３１０と第１の予備読み出し回路３４１
〜第９の予備読み出し回路３４９とを有し、第１のフォトセンサ信号線３１１〜第９のフ
ォトセンサ信号線３１９、フォトセンサ読み出し回路１０９の出力信号線３２０、第１の
ＡＤＣ出力信号線３２１〜第９のＡＤＣ出力信号線３２９、第１のＡＤＣ制御信号線３３
１〜第９のＡＤＣ制御信号線３３９、第１の予備読み出し回路制御信号線３５１〜第９の
予備読み出し回路制御信号線３５９を有している。第１のフォトセンサ信号線３１１〜第
９のフォトセンサ信号線３１９は各々、画素回路１０１の一列分の画素１０４が含むフォ
トセンサ出力信号線２１１に接続されている。
【００３０】
ＡＤＣ制御回路３１０は、第１のＡＤＣ出力信号線３２１〜第９のＡＤＣ出力信号線３２
９の各々の電位から、フォトセンサ読み出し回路１０９の出力信号線３２０に出力する電
位を生成する。具体的には、第１のＡＤＣ出力信号線３２１〜第９のＡＤＣ出力信号線３
２９のうち一つを選択し、当該信号線の電位を、出力信号線３２０に出力する。また、Ａ
ＤＣ制御回路３１０は、第１のＡＤＣ制御信号線３３１〜第９のＡＤＣ制御信号線３３９
の各々に出力する電位と、第１の予備読み出し回路制御信号線３５１〜第９の予備読み出
し回路制御信号線３５９の各々に出力する電位と、を生成する。
【００３１】
次に、第１のＡＤＣ３０１〜第９のＡＤＣ３０９の構成について詳述する。以下には、代
表的に、第１のＡＤＣ３０１の構成について、図４を用いて説明する。
【００３２】
第１のＡＤＣ３０１は、電圧制御発振回路（以下、ＶＣＯと記す）４０１とカウンタ回路
４０２とを有する。ＶＣＯ４０１は、第１のフォトセンサ信号線３１１の電位に応じて、
出力信号が有するハイレベルの電位”Ｈ”とローレベルの電位”Ｌ”のトグル（”Ｈ”か
ら”Ｌ”、もしくは”Ｌ”から”Ｈ”への変化）の周期が変化する。ＶＣＯ４０１の出力
信号は、出力信号線４０３に出力される。ここで、単位時間当たりのトグル数の半分をＶ
ＣＯ４０１の発振周波数とする。また、ＶＣＯ４０１は、第１のフォトセンサ信号線３１
１の電位に係わらず、ストップ信号線４０４から供給されるストップ信号により、出力信
号を一定値とすることができる。例えば、ストップ信号を”Ｈ”とした時に、出力信号を
”Ｌ”とすることができる。
【００３３】
カウンタ回路４０２は、ＶＣＯ４０１の出力信号をクロック信号として動作し、ＶＣＯ４
０１の発振周波数に応じてカウンタ回路４０２の計数値が増大する。カウンタ回路４０２
の計数値は、リセット信号線４０５から供給されるリセット信号により、初期値に設定す
ることができる。例えば、リセット信号を”Ｈ”とした時に、初期値”０”とすることが
できる。また、カウンタ回路４０２の計数値は、セット信号線４０６から供給されるセッ
ト信号により、第１のＡＤＣ出力信号線３２１にデジタル値として出力される。例えば、
セット信号を”Ｌ”から”Ｈ”に変化した時におけるカウンタ回路４０２の計数値を、第
１のＡＤＣ出力信号線３２１にデジタル値として出力することができる。
【００３４】
なお、ストップ信号線４０４、リセット信号線４０５、セット信号線４０６が、第１のＡ
ＤＣ制御信号線３３１に相当する。
【００３５】
ここで、第１のフォトセンサ信号線３１１の電位が高い（低い）時に、ＶＣＯ４０１の発
振周波数が低い（高い）とする。カウンタ回路４０２は、低い（高い）周波数のクロック
信号により動作するので、一定時間内における計数値は低い（高い）値となる。よって、
第１のＡＤＣ出力信号線３２１に出力されるデジタル値は、低い（高い）値となる。つま
り、アナログ値である第１のフォトセンサ信号線３１１の電位に応じたデジタル値が出力
されることになり、Ａ／Ｄ変換が行われていることがわかる。
【００３６】
次に、ＶＣＯ４０１とカウンタ回路４０２の一例について、図５を用いて説明する。図５
におけるＶＣＯ４０１は、否定論理和回路５００、第１のｎ型ＴＦＴ５０１〜第６のｎ型
ＴＦＴ５０６、第１のｐ型ＴＦＴ５０７〜第１２のｐ型ＴＦＴ５１８から構成される。図
５に示すＶＣＯ４０１は、第１のフォトセンサ信号線３１１の電位が低い程、発振周波数
が増大する構成を有する。また、ストップ信号線４０４を”Ｈ”とすることで、第１のフ
ォトセンサ信号線３１１の電位に係わらず、出力信号を”Ｌ”とする。なお、第１のｎ型
ＴＦＴ５０１と第１のｐ型ＴＦＴ５０７と第７のｐ型ＴＦＴ５１３とで、第１の電圧制御
否定回路を構成している。第７のｐ型ＴＦＴ５１３のゲート電圧を第１のフォトセンサ信
号線３１１の電位により制御することで、第７のｐ型ＴＦＴ５１３の駆動能力が変化し、
第１の電圧制御否定回路における遅延時間が変化する。同様に、第２のｎ型ＴＦＴ５０２
〜第６のｎ型ＴＦＴ５０６と第２のｐ型ＴＦＴ５０８〜第６のｐ型ＴＦＴ５１２と第８の
ｐ型ＴＦＴ５１４〜第１２のｐ型ＴＦＴ５１８とで、第２の電圧制御否定回路〜第６の電
圧制御否定回路を構成する。
【００３７】
なお、図５では、ＶＣＯ４０１を、否定論理和回路５００と、第１の電圧制御否定回路〜
第６の電圧制御否定回路と、を有する７段の構成としたが、段数が奇数であれば、異なる
段数のＶＣＯを構成することが可能である。また、第１のフォトセンサ信号線３１１の電
位が高い程、発振周波数が増大する構成のＶＣＯとする場合には、電圧制御否定回路を、
ｎ型ＴＦＴのゲート電圧を第１のフォトセンサ信号線３１１の電位により制御する構成に
すればよい。さらに、否定論理和回路を否定論理積回路に変更することで、ストップ信号
線４０４を”Ｌ”とした場合に、第１のフォトセンサ信号線３１１の電位に係わらず、出
力信号が”Ｈ”となるＶＣＯを構成することが可能である。
【００３８】
一方、図５におけるカウンタ回路４０２は、第１のリセット付きフリップフロップ５１９
〜第４のリセット付きフリップフロップ５２２、第１のフリップフロップ５２３〜第４の
フリップフロップ５２６、第１の否定回路５２７〜第４の否定回路５３０から構成される
。第１のリセット付きフリップフロップ５１９〜第４のリセット付きフリップフロップ５
２２と、第１の否定回路５２７〜第４の否定回路５３０と、で４ビットの非同期カウンタ
を構成する。非同期カウンタの計数値の第０ビット〜第３ビットの値は、信号線５３１〜
信号線５３４に出力される。非同期カウンタの計数値は、リセット信号線４０５を”Ｈ”
とすることで、初期値”００００”になる。また、非同期カウンタは、出力信号線４０３
から供給されるＶＣＯ４０１の出力信号をクロック信号として動作する。
【００３９】
非同期カウンタの計数値は、セット信号線４０６の電位が”Ｌ”から”Ｈ”に変化した時
、第１のフリップフロップ５２３〜第４のフリップフロップ５２６に格納され、第０ビッ
ト信号線５３５〜第３ビット信号線５３８にデジタル値として出力される。なお、第０ビ
ット信号線５３５〜第３ビット信号線５３８は、第１のＡＤＣ出力信号線３２１を構成す
る。
【００４０】
なお、図５では、カウンタ回路４０２を、４ビットの非同期カウンタと、４ビットのフリ
ップフロップとを有する構成としたが、任意のビット数について、カウンタ回路を構成す
ることができる。また、非同期カウンタではなく、同期式のカウンタとすることも可能で
ある。非同期カウンタは、高速で動作するフリップフロップの数を軽減でき、低消費電力
化に適している。また、カウンタの計数値を取得するために、セット信号線４０６の電位
の”Ｌ”から”Ｈ”への変化、すなわち、セット信号の立ち上がりエッジで動作するフリ
ップフロップを用いる構成としたが、立下りエッジで動作するフリップフロップを用いる
構成としても良い。さらに、セット信号が”Ｈ”もしくは”Ｌ”の時に動作するレベルセ
ンシティブラッチを用いる構成としてもよい。
【００４１】
次に、第１の予備読み出し回路３４１〜第９の予備読み出し回路３４９の構成について詳
述する。以下には、代表的に、第１の予備読み出し回路３４１の構成について、図６を用
いて説明する。図６に示す第１の予備読み出し回路３４１は、ｐ型ＴＦＴ６０１、保持容
量６０２を有する。
【００４２】
第１の予備読み出し回路３４１では、画素内におけるフォトセンサの動作に先立ち、フォ
トセンサ信号線の電位を基準電位に設定する。図６では、第１の予備読み出し回路制御信
号線３５１を”Ｌ”とすることで、第１のフォトセンサ信号線３１１を基準電位である高
電位に設定することができる。なお、保持容量６０２は、第１のフォトセンサ信号線３１
１の寄生容量が大きい場合には、特に設けなくても良い。なお、基準電位を低電位とする
構成も可能である。この場合、ｐ型ＴＦＴ６０１の代わりにｎ型ＴＦＴを用い、第１の予
備読み出し回路制御信号線３５１を”Ｈ”とすることで、第１のフォトセンサ信号線３１
１を基準電位である低電位に設定することができる。
【００４３】
次に、本タッチパネルにおけるフォトセンサの読み出し動作について、図７のタイミング
チャートを用いて説明する。図７において、信号７０１〜信号７０４は、図２におけるフ
ォトダイオードリセット信号線２０８、トランジスタ２０６のゲートが接続されたゲート
信号線２０９、トランジスタ２０５のゲートが接続されたゲート信号線２１３、フォトセ
ンサ出力信号線２１１の電位に相当する。また、信号７０５は、図６における予備読み出
し回路制御信号線３５１の電位に相当する。さらに、信号７０６〜信号７１７は、各々、
図５におけるストップ信号線４０４、ＶＣＯの出力信号線４０３、リセット信号線４０５
、信号線５３１〜信号線５３４、セット信号線４０６、第０ビット信号線５３５〜第３ビ
ット信号線５３８の電位に相当する。
【００４４】
ここで、第１の期間７２１と第２の期間７２２とで、フォトダイオードに照射する光は、
第２の期間７２２の方が強い場合を考える。なお、ＶＣＯ４０１の発振周期は、第１の期
間７２１、第２の期間７２２で、各々ＴＶＣＯ１、ＴＶＣＯ２とする。すなわち、発振周
波数は、第１の期間７２１、第２の期間７２２で、各々１／ＴＶＣＯ１、１／ＴＶＣＯ２
とする。ここで、ＴＶＣＯ１＞ＴＶＣＯ２である。
【００４５】
最初に、第１の期間７２１について説明する。時刻Ａ１において、フォトダイオードリセ
ット信号線２０８の電位（信号７０１）を”Ｈ”とすると、フォトダイオード２０４が導
通し、トランジスタ２０５のゲートが接続されたゲート信号線２１３の電位（信号７０３
）が”Ｈ”となる。また、予備読み出し回路制御信号線３５１の電位（信号７０５）を”
Ｌ”とすると、フォトセンサ出力信号線２１１の電位（信号７０４）は”Ｈ”にプリチャ
ージされる。
【００４６】
時刻Ｂ１において、フォトダイオードリセット信号線２０８の電位（信号７０１）を”Ｌ
”にすると、フォトダイオード２０４のオフ電流により、トランジスタ２０５のゲートが
接続されたゲート信号線２１３の電位（信号７０３）が低下し始める。フォトダイオード
２０４は、光が照射されるとオフ電流が増大するので、照射される光の量に応じてトラン
ジスタ２０５のゲートが接続されたゲート信号線２１３の電位（信号７０３）は変化する
。すなわち、トランジスタ２０５のソースとドレイン間の電流が変化する。
【００４７】
時刻Ｃ１において、ゲート信号線２０９の電位（信号７０２）を”Ｈ”にすると、トラン
ジスタ２０６が導通し、フォトセンサ基準信号線２１２とフォトセンサ出力信号線２１１
とが、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とを介して導通する。すると、フォトセ
ンサ出力信号線２１１の電位（信号７０４）は、低下していく。なお、時刻Ｃ１以前に、
予備読み出し回路制御信号線３５１の電位（信号７０５）の電位は”Ｈ”とし、フォトセ
ンサ出力信号線２１１のプリチャージを終了しておく。ここで、フォトセンサ出力信号線
２１１の電位（信号７０４）が低下する速さは、トランジスタ２０５のソースとドレイン
間の電流に依存する。すなわち、フォトダイオード２０４に照射されている光の量に応じ
て変化する。
【００４８】
時刻Ｄ１において、ゲート信号線２０９の電位（信号７０２）を”Ｌ”にすると、トラン
ジスタ２０６が遮断され、フォトセンサ出力信号線２１１の電位（信号７０４）は、時刻
Ｄ１以後、一定値となる。
【００４９】
時刻Ｅ１において、ストップ信号線４０４の電位（信号７０６）を”Ｈ”から”Ｌ”とす
ると、フォトセンサ出力信号線２１１の電位（信号７０４）に応じた発振周波数で、ＶＣ
Ｏ４０１は発振を始め、出力信号は、信号７０７のようになる。
【００５０】
時刻Ｆ１において、リセット信号線４０５の電位（信号７０８）を”Ｈ”から”Ｌ”とす
ると、非同期カウンタは計数を始める。なお、リセット信号線４０５が”Ｈ”の時、非同
期カウンタは初期値”００００”に設定されるので、信号線５３１〜信号線５３４の電位
（信号７０９〜信号７１２）は全て”Ｌ”となる。なお、リセット信号線４０５の電位（
信号７０８）を”Ｈ”から”Ｌ”とするタイミングをストップ信号線４０４の電位（信号
７０６）を”Ｈ”から”Ｌ”とするタイミングと同時刻もしくは早くすることで、非同期
カウンタの計数期間を長くすることができ、高スループットのＡＤＣを実現することが出
来るので好ましい。
【００５１】
時刻Ｇ１において、セット信号線４０６の電位（信号７１３）を”Ｌ”から”Ｈ”にする
と、第１のフリップフロップ５２３〜第４のフリップフロップ５２６に非同期カウンタの
計数値、すなわち、信号線５３１〜信号線５３４の値が格納され、第０ビット信号線５３
５〜第３ビット信号線５３８の電位（信号７１４〜信号７１７）が変化する。ここでは、
第０ビット信号線５３５〜第３ビット信号線５３８の電位は、”Ｈ”、”Ｈ”、”Ｈ”、
”Ｌ”になる。これは、十進数に変換すると、”７”に相当する。
【００５２】
次に、第２の期間７２２について説明する。時刻Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、Ｅ２、Ｆ２に
おける信号と、時刻Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、Ｆ１における信号との違いは、フォ
トダイオードに照射される光の強度が異なることによる違いである。具体的には、第２の
期間７２２における光の強度の方が強いため、トランジスタ２０５のゲートが接続された
ゲート信号線２１３の電位（信号７０３）の低下は、時刻Ｂ２以降の方が時刻Ｂ１以降よ
りも早い。したがって、フォトセンサ出力信号線２１１の電位（信号７０４）は、時刻Ｄ
２の方が時刻Ｄ１よりも低い。そのため、ＶＣＯ４０１の出力信号（信号７０７）の発振
周波数は、時刻Ｅ２以降の方が時刻Ｅ１以降よりも高い。
【００５３】
さて、時刻Ｇ２において、セット信号線４０６の電位（信号７１３）を”Ｌ”から”Ｈ”
にすると、第１のフリップフロップ５２３〜第４のフリップフロップ５２６に非同期カウ
ンタの計数値、すなわち、信号線５３１〜信号線５３４の値が格納され、第０ビット信号
線５３５〜第３ビット信号線５３８の電位（信号７１４〜信号７１７）が変化する。ここ
では、第０ビット信号線５３５〜第３ビット信号線５３８の電位は、”Ｌ”、”Ｌ”、”
Ｌ”、”Ｌ”になる。これは、十進数に変換すると、”０”に相当する。
【００５４】
よって、フォトダイオードに照射する光が強いにもかかわらず、第２の期間７２２におけ
るＡＤＣの出力値は、第１の期間７２１におけるＡＤＣの出力値よりも小さいという矛盾
が生じている。このような誤動作が起こる原因は、次のように説明できる。即ち、図５に
示す構成の場合、非同期カウンタを駆動するクロック信号、すなわち、ＶＣＯ４０１の出
力信号（信号７０７）と、セット信号線４０６より供給されるセット信号（信号７１３）
とは、同期していない。したがって、非同期カウンタの計数値が変化中に、第１のフリッ
プフロップ５２３〜第４のフリップフロップ５２６に格納される可能性がある。この場合
、第１のＡＤＣ出力信号線３２１に誤ったデータが出力されることになる。
【００５５】
そこで、本発明の一態様にかかる第１の構成では、次のような駆動方法を開示する。すな
わち、第１のフリップフロップ５２３〜第４のフリップフロップ５２６に非同期カウンタ
の計数値を格納する直前に、フォトセンサ出力信号線２１１のプリチャージを行う。本駆
動方法について、図８を用いて説明する。
【００５６】
図８において、図７と異なるのは、時刻Ｈ１及び時刻Ｈ２において、予備読み出し回路制
御信号線３５１の電位（信号８０５）の電位を”Ｌ”とし、フォトセンサ出力信号線２１
１のプリチャージを行う点である。この時、フォトセンサ出力信号線２１１の電位は、信
号８０４のようになる。フォトセンサ出力信号線２１１のプリチャージを行うと、ＶＣＯ
４０１の発振は停止することになり、出力信号線４０３の電位は、信号８０７のように、
時刻Ｈ１及び時刻Ｈ２の直前の値のまま一定となる。
【００５７】
続いて、時刻Ｇ１及び時刻Ｇ２において、セット信号線４０６の電位（信号７１３）を”
Ｌ”から”Ｈ”にして、第１のフリップフロップ５２３〜第４のフリップフロップ５２６
に非同期カウンタの計数値、すなわち、信号線５３１〜信号線５３４の電位（信号８０９
〜信号８１２）を格納する。第１の期間７２１において、第０ビット信号線５３５〜第３
ビット信号線５３８の電位（信号８１４〜信号８１７）は、”Ｌ”、”Ｈ”、”Ｈ”、”
Ｌ”になる。これは、十進数に変換すると、”６”に相当する。一方、第２の期間７２２
において、第０ビット信号線５３５〜第３ビット信号線５３８の電位（信号８１４〜信号
８１７）は、”Ｈ”、”Ｈ”、”Ｈ”、”Ｌ”になる。これは、十進数に変換すると、”
７”に相当する。すなわち、フォトダイオードに照射する光が強い第２の期間７２２にお
けるＡＤＣの出力値は、第１の期間７２１におけるＡＤＣの出力値よりも小さいという、
正確な結果が得られることがわかる。
【００５８】
或いは、本発明の一態様にかかる第２の構成では、図１０に示すような駆動方法を開示す
る。すなわち、ＡＤＣ３０１に、ラッチ信号線９００を追加する。なお、ラッチ信号線９
００、ストップ信号線４０４、リセット信号線４０５、セット信号線４０６で、第１のＡ
ＤＣ制御信号線３３１に相当する。また、ＶＣＯ４０１に、ラッチ回路９０１を追加する
。ここで、ラッチ回路９０１は、一例として、アナログスイッチ９０２、クロックドイン
バータ９０３、インバータ９０４、インバータ９０５から構成する例を示す。
【００５９】
ラッチ回路９０１は、ラッチ信号線９００の電位が”Ｈ”の時は、信号線９０６の電位が
出力信号線４０３の電位として出力される。また、ラッチ信号線９００の電位が”Ｌ”の
時は、”Ｈ”から”Ｌ”になった時点での信号線９０６の電位を出力信号線４０３の電位
として出力する。
【００６０】
ここで、第１のフリップフロップ５２３〜第４のフリップフロップ５２６に非同期カウン
タの計数値を格納する直前に、ラッチ信号線９００の電位を”Ｌ”とする。本駆動方法に
ついて、図９を用いて説明する。図９では、図７における信号７０１〜信号７０５は同様
のため割愛している。また、図９では、図７にラッチ信号線９００の電位（信号８００）
と信号線９０６の電位（信号８０１）を追加している。
【００６１】
図９において、まず、時刻Ｅ１及び時刻Ｅ２より前、すなわち、ストップ信号線４０４の
電位（信号７０６）を”Ｈ”から”Ｌ”とし、ＶＣＯ４０１が発振する前に、ラッチ信号
線の電位（信号８００）を”Ｈ”とする。
【００６２】
続いて、時刻Ｈ１及び時刻Ｈ２において、ラッチ信号線９００の電位（信号８００）の電
位を”Ｌ”とすることで、出力信号線４０３の電位（信号８０７）は、時刻Ｈ１及び時刻
Ｈ２の直前における信号線９０６の電位（信号８０１）の電位のまま一定となる。
【００６３】
続いて、時刻Ｇ１及び時刻Ｇ２において、セット信号線４０６の電位（信号７１３）を”
Ｌ”から”Ｈ”にして、第１のフリップフロップ５２３〜第４のフリップフロップ５２６
に非同期カウンタの計数値、すなわち、信号線５３１〜信号線５３４の電位（信号８０９
〜信号８１２）を格納する。第１の期間７２１において、第０ビット信号線５３５〜第３
ビット信号線５３８の電位（信号８１４〜信号８１７）は、”Ｌ”、”Ｈ”、”Ｈ”、”
Ｌ”になる。これは、十進数に変換すると、”６”に相当する。一方、第２の期間７２２
において、第０ビット信号線５３５〜第３ビット信号線５３８の電位（信号８１４〜信号
８１７）は、”Ｈ”、”Ｈ”、”Ｈ”、”Ｌ”になる。これは、十進数に変換すると、”
７”に相当する。すなわち、フォトダイオードに照射する光が強い第２の期間７２２にお
けるＡＤＣの出力値は、第１の期間７２１におけるＡＤＣの出力値よりも小さいという、
正確な結果が得られることがわかる。
【００６４】
なお、図８または図９のタイミングチャートの駆動方法を用いると、非同期カウンタの最
下位ビットとして、ＶＣＯ４０１の出力信号を用いることも可能である。この場合、追加
の回路を搭載することなく、ビット数を増大できるので、高精度で低消費電力のＡＤＣを
実現することが出来るので好ましい。ここで、さらに、リセット信号線４０５の電位（図
８または図９の信号７０８）を”Ｈ”から”Ｌ”とするタイミングをストップ信号線４０
４の電位（図８または図９の信号７０６）を”Ｈ”から”Ｌ”とするタイミングと同時刻
もしくは早くすることで、最下位ビット、すなわち、ＶＣＯ４０１の出力信号が、初期値
”Ｌ”で、約半周期（ＴＶＣＯ／２）後に、”Ｈ”となり、ＡＤＣの精度を高めることが
できる。
【００６５】
本発明の一態様では、ＶＣＯとカウンタ回路とを有するＡ／Ｄコンバータを用いているの
で、例えば、比較回路とレジスタ回路とＤ／Ａ変換回路とを有する逐次比較型のＡ／Ｄコ
ンバータを用いた場合に比べて、回路規模を抑えることができる。すなわち、タッチパネ
ルの表示領域を確保することができる。また、ＶＣＯの出力をカウンタの最下位ビットと
して用いる場合、消費電力を抑えつつ、高スループットのＡ／Ｄコンバータを実現するこ
とが出来る。従って、表示領域を確保しつつ、高分解能、高階調の画像読み取りを高速に
低消費電力で行うことのできるタッチパネルを提供することができる。また、高性能なタ
ッチパネルの駆動方法を提供することができる。
【００６６】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様に係るタッチパネルの、断面構造について説明する。
【００６７】
図１１に、タッチパネルの断面図を一例として示す。図１１に示すタッチパネルでは、絶
縁表面を有する基板１００１上に、フォトダイオード１００２、トランジスタ１００３、
保持容量１００４、液晶素子１００５が設けられている。
【００６８】
フォトダイオード１００２と、保持容量１００４とは、トランジスタ１００３を作製する
プロセスにおいて、トランジスタ１００３と共に形成することが可能である。フォトダイ
オード１００２は横型接合タイプのｐｉｎダイオードであり、フォトダイオード１００２
が有する半導体膜１００６は、ｐ型の導電性を有する領域（ｐ層）と、ｉ型の導電性を有
する領域（ｉ層）と、ｎ型の導電性を有する領域（ｎ層）とを有している。なお、本実施
の形態では、フォトダイオード１００２がｐｉｎダイオードである場合を例示しているが
、フォトダイオード１００２はｐｎダイオードであっても良い。横型接合タイプのｐｉｎ
接合またはｐｎ接合は、ｐ型を付与する不純物と、ｎ型を付与する不純物とを、それぞれ
半導体膜１００６の特定の領域に添加することで、形成することが出来る。
【００６９】
また、本実施の形態では、フォトダイオード１００２が、ｐ層とｎ層とが異なる領域に形
成された横型接合タイプである場合を例示しているが、フォトダイオード１００２は、基
板１００１に対して垂直の方向においてｐ層とｎ層とが重なっている、縦型接合タイプで
あっても良い。縦型接合タイプのｐｉｎ接合は、ｐ型の導電性を有する半導体膜と、ｉ型
の導電性を有する半導体膜と、ｎ型の導電性を有する半導体膜とを、積層することで形成
できる。同様に、縦型接合タイプのｐｎ接合は、ｐ型の導電性を有する半導体膜と、ｎ型
の導電性を有する半導体膜とを、積層することで形成出来る。
【００７０】
液晶素子１００５は、画素電極１００７と、液晶１００８と、対向電極１００９とを有す
る。画素電極１００７は、基板１００１上に形成されており、トランジスタ１００３と、
保持容量１００４と、導電膜１０１０を介して電気的に接続されている。また、対向電極
１００９は、基板１０１３上に形成されており、画素電極１００７と対向電極１００９の
間に、液晶１００８が挟まれている。なお、本実施の形態では、フォトセンサに用いられ
ているトランジスタについては図示していないが、当該トランジスタも、トランジスタ１
００３を作製するプロセスにおいて、トランジスタ１００３と共に基板１００１上に形成
することが可能である。
【００７１】
画素電極１００７と、対向電極１００９の間のセルギャップは、スペーサー１０１６を用
いて制御することが出来る。図１１では、フォトリソグラフィーで選択的に形成された柱
状のスペーサー１０１６を用いてセルギャップを制御しているが、球状のスペーサーを画
素電極１００７と対向電極１００９の間に分散させることで、セルギャップを制御するこ
とも出来る。
【００７２】
また液晶１００８は、基板１００１と基板１０１３の間において、封止材により囲まれて
いる。液晶１００８の注入は、ディスペンサ式（滴下式）を用いても良いし、ディップ式
（汲み上げ式）を用いていても良い。
【００７３】
画素電極１００７には、透光性を有する導電性材料、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ
）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、有機インジウム、有機スズ、酸化
亜鉛（ＺｎＯ）を含むインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉ
ｄｅ））、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ガリウム（Ｇａ）を含む酸化亜鉛、酸化スズ（ＳｎＯ２
）、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛
酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物など
を用いることが出来る。
【００７４】
また、本実施の形態では、透過型の液晶素子１００５を例に挙げているので、画素電極１
００７と同様に、対向電極１００９にも上述した透光性を有する導電性材料を用いること
が出来る。
【００７５】
画素電極１００７と液晶１００８の間には配向膜１０１１が、対向電極１００９と液晶１
００８の間には配向膜１０１２が、それぞれ設けられている。配向膜１０１１、配向膜１
０１２はポリイミド、ポリビニルアルコールなどの有機樹脂を用いて形成することができ
、その表面には、ラビングなどの、液晶分子を一定方向に配列させるための配向処理が施
されている。ラビングは、配向膜に圧力をかけながら、ナイロンなどの布を巻いたローラ
ーを回転させて、上記配向膜の表面を一定方向に擦ることで、行うことが出来る。なお、
酸化珪素などの無機材料を用い、配向処理を施すことなく、蒸着法で配向特性を有する配
向膜１０１１、配向膜１０１２を直接形成することも可能である。
【００７６】
また、液晶素子１００５と重なるように、特定の波長領域の光を通すことができるカラー
フィルタ１０１４が、基板１０１３上に形成されている。カラーフィルタ１０１４は、顔
料を分散させたアクリル系樹脂などの有機樹脂を基板１０１３上に塗布した後、フォトリ
ソグラフィーを用いて選択的に形成することができる。また、顔料を分散させたポリイミ
ド系樹脂を基板１０１３上に塗布した後、エッチングを用いて選択的に形成することもで
きる。或いは、インクジェットなどの液滴吐出法を用いることで、選択的にカラーフィル
タ１０１４を形成することもできる。
【００７７】
また、フォトダイオード１００２と重なるように、光を遮蔽することが出来る遮蔽膜１０
１５が、基板１０１３上に形成されている。遮蔽膜１０１５を設けることで、基板１０１
３を透過してタッチパネル内に入射したバックライトからの光が、直接フォトダイオード
１００２に当たるのを防ぐことができる他、画素間における液晶１００８の配向の乱れに
起因するディスクリネーションが視認されるのを防ぐことができる。遮蔽膜１０１５には
、カーボンブラック、二酸化チタンよりも酸化数が小さい低次酸化チタンなどの黒色顔料
を含む有機樹脂を用いることができる。または、クロムを用いた膜で、遮蔽膜１０１５を
形成することも可能である。
【００７８】
また、基板１００１の画素電極１００７が形成されている面とは反対の面に、偏光板１０
１７を設け、基板１０１３の対向電極１００９が形成されている面とは反対の面に、偏光
板１０１８を設ける。
【００７９】
バックライトからの光は、矢印１０２０で示すように液晶素子１００５を通って、基板１
００１側にある被検出物１０２１に照射される。そして、被検出物１０２１において反射
された光は、矢印１０２２で示すように、フォトダイオード１００２に入射する。
【００８０】
液晶素子は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型の他、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ
Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型、ＯＣＢ（ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂ
ｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）型、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型等
であっても良い。なお、本実施の形態では、画素電極１００７と対向電極１００９の間に
液晶１００８が挟まれている構造の液晶素子１００５を例に挙げて説明したが、本発明の
一態様に係るタッチパネルはこの構成に限定されない。ＩＰＳ型のように、一対の電極が
、共に基板１００１側に形成されている液晶素子であっても良い。
【００８１】
また、本実施の形態では、フォトダイオード１００２、トランジスタ１００３、保持容量
１００４に、薄膜の半導体膜を用いている場合を例に挙げているが、単結晶半導体基板、
ＳＯＩ基板などを用いて形成されていても良い。
【実施例１】
【００８２】
本発明の一態様に係るタッチパネルは、高分解能、高階調の画像読み取りを、高速かつ低
消費電力で行うことができるという特徴を有している。よって、本発明の一態様に係るタ
ッチパネルを用いた電子機器は、タッチパネルをその構成要素に追加することにより、よ
り高機能のアプリケーションを搭載することができるようになる。特に電力の供給を常時
受けることが困難な携帯用の電子機器の場合、タッチパネルをその構成要素に追加するこ
とにより、より高機能のアプリケーションを搭載できるという上記メリットに加え、連続
使用時間が長くなるといったメリットも得られる。本発明のタッチパネルは、表示装置、
ノート型パーソナルコンピュータ、記録媒体を備えた画像再生装置（代表的にはＤＶＤ：
Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ等の記録媒体を再生し、その画像を表示
しうるディスプレイを有する装置）に用いることができる。その他に、本発明の一態様に
係るタッチパネルを用いることができる電子機器として、携帯電話、携帯型ゲーム機、携
帯情報端末、電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ
（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーデ
ィオ、デジタルオーディオプレイヤー等）、複写機、ファクシミリ、プリンター、プリン
ター複合機、現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ）、自動販売機などが挙げられる。これら
電子機器の具体例を図１２に示す。
【００８３】
図１２（Ａ）は表示装置であり、筐体５００１、表示部５００２、支持台５００３等を有
する。本発明の一態様に係るタッチパネルは、表示部５００２に用いることができる。表
示部５００２に本発明の一態様に係るタッチパネルを用いることで、高分解能、高階調の
画像読み取りを、高速かつ低消費電力で行うことができ、より高機能のアプリケーション
が搭載された表示装置を提供することができる。なお、表示装置には、パーソナルコンピ
ュータ用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【００８４】
図１２（Ｂ）は携帯情報端末であり、筐体５１０１、表示部５１０２、スイッチ５１０３
、操作キー５１０４、赤外線ポート５１０５等を有する。本発明の一態様に係るタッチパ
ネルは、表示部５１０２に用いることができる。表示部５１０２に本発明の一態様に係る
タッチパネルを用いることで、高分解能、高階調の画像読み取りを、高速かつ低消費電力
で行うことができ、より高機能のアプリケーションが搭載された携帯情報端末を提供する
ことができる。
【００８５】
図１２（Ｃ）は現金自動預け入れ払い機であり、筐体５２０１、表示部５２０２、硬貨投
入口５２０３、紙幣投入口５２０４、カード投入口５２０５、通帳投入口５２０６等を有
する。本発明の一態様に係るタッチパネルは、表示部５２０２に用いることができる。表
示部５２０２に本発明の一態様に係るタッチパネルを用いることで、高分解能、高階調の
画像読み取りを、高速かつ低消費電力で行うことができ、より高機能のアプリケーション
が搭載された現金自動預け入れ払い機を提供することができる。そして、本発明の一態様
に係るタッチパネルを用いた現金自動預け入れ払い機は、指紋、顔、手形、掌紋及び手の
静脈の形状、虹彩等の、生体認証に用いられる生体情報の読み取りを、より高精度で行う
ことが出来る。よって、生体認証における、本人であるにもかかわらず本人ではないと誤
認識してしまう本人拒否率と、他人であるにもかかわらず本人と誤認識してしまう他人受
入率とを、低く抑えることができる。
【００８６】
図１２（Ｄ）は携帯型ゲーム機であり、筐体５３０１、筐体５３０２、表示部５３０３、
表示部５３０４、マイクロホン５３０５、スピーカー５３０６、操作キー５３０７、スタ
イラス５３０８等を有する。本発明の一態様に係るタッチパネルは、表示部５３０３また
は表示部５３０４に用いることができる。表示部５３０３または表示部５３０４に本発明
の一態様に係るタッチパネルを用いることで、高分解能、高階調の画像読み取りを、高速
かつ低消費電力で行うことができ、より高機能のアプリケーションが搭載された携帯型ゲ
ーム機を提供することができる。なお、図１２（Ｄ）に示した携帯型ゲーム機は、２つの
表示部５３０３と表示部５３０４とを有しているが、携帯型ゲーム機が有する表示部の数
は、これに限定されない。
【００８７】
図１２（Ｅ）は電子黒板であり、筐体５４０１、描画部５４０２等を有する。電子黒板で
は、スタイラス５４０３または油性インクを用いたマーカーなどを用いて描画部５４０２
に字または絵などの情報を書き込むことができる。さらに、電子黒板は、描画部５４０２
に書き込まれた情報をフォトセンサにより電子データ化することができる。スタイラス５
４０３を用いる場合、描画部５４０２に書き込まれた情報は、フォトセンサにより電子デ
ータ化された後、表示素子により描画部５４０２において表示される。本発明の一態様に
係るタッチパネルは、描画部５４０２に用いることができる。描画部５４０２に本発明の
一態様に係るタッチパネルを用いることで、高分解能、高階調の画像読み取りを、高速か
つ低消費電力で行うことができ、より高機能のアプリケーションが搭載された電子黒板を
提供することができる。
【００８８】
本実施例は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１００    タッチパネル
１０１    画素回路
１０２    表示素子制御回路
１０３    フォトセンサ制御回路
１０４    画素
１０５    表示素子
１０６    フォトセンサ
１０７    表示素子駆動回路
１０８    表示素子駆動回路
１０９    回路
１１０    フォトセンサ駆動回路
２０１    トランジスタ
２０２    保持容量
２０３    液晶素子
２０４    フォトダイオード
２０５    トランジスタ
２０６    トランジスタ
２０７    ゲート信号線
２０８    フォトダイオードリセット信号線
２０９    ゲート信号線
２１０    ビデオデータ信号線
２１１    フォトセンサ出力信号線
２１２    フォトセンサ基準信号線
２１３    ゲート信号線
３０１    ＡＤＣ
３０９    ＡＤＣ
３１０    ＡＤＣ制御回路
３１１    フォトセンサ信号線
３１９    フォトセンサ信号線
３２０    出力信号線
３２１    ＡＤＣ出力信号線
３２９    ＡＤＣ出力信号線
３３１    ＡＤＣ制御信号線
３３９    ＡＤＣ制御信号線
３４１    予備読み出し回路
３４９    予備読み出し回路
３５１    予備読み出し回路制御信号線
３５９    予備読み出し回路制御信号線
４０１    ＶＣＯ
４０２    カウンタ回路
４０３    出力信号線
４０４    ストップ信号線
４０５    リセット信号線
４０６    セット信号線
５００    否定論理和回路
５０１    ｎ型ＴＦＴ
５０２    ｎ型ＴＦＴ
５０６    ｎ型ＴＦＴ
５０７    ｐ型ＴＦＴ
５０８    ｐ型ＴＦＴ
５１２    ｐ型ＴＦＴ
５１３    ｐ型ＴＦＴ
５１４    ｐ型ＴＦＴ
５１８    ｐ型ＴＦＴ
５１９    フリップフロップ
５２２    フリップフロップ
５２３    フリップフロップ
５２６    フリップフロップ
５２７    否定回路
５３０    否定回路
５３１    信号線
５３４    信号線
５３５    ビット信号線
５３８    ビット信号線
６０１    ｐ型ＴＦＴ
６０２    保持容量
７０１    信号
７０２    信号
７０３    信号
７０４    信号
７０５    信号
７０６    信号
７０７    信号
７０８    信号
７０９    信号
７１２    信号
７１３    信号
７１４    信号
７１７    信号
７２１    期間
７２２    期間
８００    信号
８０１    信号
８０４    信号
８０５    信号
８０７    信号
８０９    信号
８１２    信号
８１４    信号
８１７    信号
９００    ラッチ信号線
９０１    ラッチ回路
９０２    アナログスイッチ
９０３    クロックドインバータ
９０４    インバータ
９０５    インバータ
９０６    信号線
１００１    基板
１００２    フォトダイオード
１００３    トランジスタ
１００４    保持容量
１００５    液晶素子
１００６    半導体膜
１００７    画素電極
１００８    液晶
１００９    対向電極
１０１０    導電膜
１０１１    配向膜
１０１２    配向膜
１０１３    基板
１０１４    カラーフィルタ
１０１５    遮蔽膜
１０１６    スペーサー
１０１７    偏光板
１０１８    偏光板
１０２０    矢印
１０２１    被検出物
１０２２    矢印
５００１    筐体
５００２    表示部
５００３    支持台
５１０１    筐体
５１０２    表示部
５１０３    スイッチ
５１０４    操作キー
５１０５    赤外線ポート
５２０１    筐体
５２０２    表示部
５２０３    硬貨投入口
５２０４    紙幣投入口
５２０５    カード投入口
５２０６    通帳投入口
５３０１    筐体
５３０２    筐体
５３０３    表示部
５３０４    表示部
５３０５    マイクロホン
５３０６    スピーカー
５３０７    操作キー
５３０８    スタイラス
５４０１    筐体
５４０２    描画部
５４０３    スタイラス
【図１】
2014167814.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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