(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部と、センサ部と、を有し、
前記表示部は、高分子分散型液晶を有する第１の液晶素子を有し、
前記センサ部は、受光素子と、前記受光素子上に設けられ、前記高分子分散型液晶を有する第２の液晶素子と、を有し、
前記第１の液晶素子と前記第２の液晶素子とを、独立に駆動させ、
前記受光素子は、前記第２の液晶素子を透過した光を受光することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
表示部と、センサ部と、を有し、
前記表示部は、画素電極、対向電極、及び前記画素電極と前記対向電極との間に設けられた高分子分散型液晶を有する第１の液晶素子を有し、
前記センサ部は、受光素子と、前記受光素子上に設けられたセンサ用電極、前記対向電極、及び前記センサ用電極と前記対向電極との間に設けられた前記高分子分散型液晶を有する第２の液晶素子と、を有し、
前記画素電極と前記センサ用電極とが電気的に独立していることで、前記第１の液晶素子と前記第２の液晶素子とを電気的に独立して駆動させ、
前記受光素子は、前記第２の液晶素子を透過した光を受光することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
表示回路を有する表示部と、センサ回路を有するセンサ部と、を有し、
前記表示回路は、ビデオ信号の入力を制御する第１のトランジスタと、該ビデオ信号が入力される第１の液晶素子と、を有し、
前記第１の液晶素子は、画素電極、対向電極、及び前記画素電極と前記対向電極との間に設けられた高分子分散型液晶を有し、
前記センサ回路は、光を電気信号に変換する受光素子と、該電気信号から出力信号を生成する第２のトランジスタと、前記出力信号の読み出しを制御する第３のトランジスタと、第２の液晶素子と、を有し、
前記第２の液晶素子は、前記受光素子上に設けられたセンサ用電極、対向電極、及び前記センサ用電極と前記対向電極との間に設けられた高分子分散型液晶、を有し、
前記画素電極と前記センサ用電極とが電気的に独立していることで、前記第１の液晶素子と前記第２の液晶素子とを電気的に独立して駆動させ、
前記受光素子は、前記第２の液晶素子を透過した光を受光することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野は、表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型、軽量化を図った表示装置（所謂フラットパネルディスプレイ）には、液晶素子を有する液晶表示装置、自発光素子を有する発光装置、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）などが競合し、開発されている。
【０００３】
また、液晶表示装置は、偏光板やバックライトなど多くの光学部材を用いるため、コストや消費電力といった点でも低減するべき課題がある。
【０００４】
上記課題の対策として、偏光板やバックライトを必須としない、液晶による光の散乱光を利用して表示を行う高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）、高分子分散液晶、ポリマー分散型液晶ともいう）又は高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ））を用いる液晶表示装置が研究されている（例えば非特許文献１参照。）。この表示装置を用いることで、絵や文字が書かれた紙面と同等の高い視認性を得ることができる。
【０００５】
また、光を検出するセンサ（「フォトセンサ」ともいう）を搭載した表示装置が注目されている（例えば特許文献１参照。）。この表示装置は、表示パネルへの被検出物の接触又は接近を、光を検出することで認識することができる。いわゆる、タッチ認識機能が搭載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２９２２７６号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｍ．Ｍｉｎｏｕｒａら．ＳＩＤ  ０６  ＤＩＧＥＳＴ，ｐ．７６９−７７２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献１の表示装置と特許文献１の表示装置と組み合わせれば、視認性が高く、タッチ認識機能を有する表示装置を提供できる。
【０００９】
しかしながら、非特許文献１の高分子分散型液晶は光を散乱するため、特許文献１のフォトセンサを搭載した場合、フォトセンサでの光の検出が困難となる可能性がある。そのため、高分子分散型液晶を用い、フォトセンサによりタッチ認識を行う表示装置は実現されていない。
【００１０】
そこで、高分子分散型液晶を用い、且つ、フォトセンサでの光の検出を効果的に行うことで、視認性が高く、タッチ認識機能を有する表示装置を提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様は、高分子分散型液晶を用い、フォトセンサにより光の検出を行う表示装置である。そして、表示装置の画素部は、表示素子として機能する第１の液晶素子と、フォトセンサでの受光を制御する第２の液晶素子とを有している。なお、高分子分散型液晶に代えて上述した高分子ネットワーク型液晶を用いてもよい。また、これらを総称して高分子散乱型液晶とも呼ぶ。
【００１２】
第１の液晶素子を有し、表示を行う部分を表示部と呼ぶ。また、第２の液晶素子を有し、光の検出を行う部分をセンサ部と呼ぶ。
【００１３】
表示部において、第１の液晶素子は、画素電極、液晶層、対向電極が順に積層された構造を有している。
【００１４】
そして、第１の液晶素子の液晶層は、画素電極と対向電極の間に電圧を印加しない場合（オフ状態ともいう）、液晶粒子が入射した光を散乱することで、透光性を有さない状態となる。
【００１５】
また、第１の液晶素子の液晶層は、画素電極と対向電極の間に電圧を印加した場合（オン状態ともいう）、液晶粒子が配向するため、透光性を有する状態となる。
【００１６】
一方、センサ部において、第２の液晶素子は、センサ用電極、液晶層、及び対向電極が順に積層された構造を有している。ここで、センサ用電極が、画素電極とは電気的に独立していることを特徴とする。そして、センサ用電極の下部に、フォトセンサの受光素子が設けられている。なお、液晶層及び対向電極は、第１の液晶素子と共通して用いる。液晶層として、高分子分散型液晶や高分子ネットワーク型液晶を用いることができる。
【００１７】
第２の液晶素子の液晶層は、センサ用電極と対向電極との間に電圧を印加しない場合（オフ状態ともいう）に透光性を有さない状態となり、電圧を印加した場合（オン状態ともいう）に透光性を有する状態となる。
【００１８】
そして、受光素子において受光を行う際に、センサ用電極と対向電極との間に電圧を印加する（オン状態）。すなわち、第２の液晶素子の液晶層を、透光性を有する状態とすることで、受光素子に光が入射される状態とする。そして、受光素子は、センサ部に接触又は接近した被検出物から照射される光、該被検出物で反射される光、又は該被検出物で遮られる光を検出する。これによりタッチ認識を行う。
【００１９】
本発明の一態様は、表示部と、センサ部と、を有し、表示部は、高分子分散型液晶を有する第１の液晶素子を有し、センサ部は、受光素子と、受光素子上に設けられた高分子分散型液晶を有する第２の液晶素子とを有し、第１の液晶素子と第２の液晶素子とを、独立に駆動させ、受光素子は、第２の液晶素子を透過した光を受光する表示装置である。
【００２０】
本発明の他の一態様は、表示部と、センサ部と、を有し、表示部は、画素電極、対向電極、及び画素電極と対向電極との間に設けられた高分子分散型液晶を有する第１の液晶素子を有し、センサ部は、受光素子と、受光素子上に設けられたセンサ用電極、対向電極、及びセンサ用電極と対向電極との間に設けられた高分子分散型液晶を有する第２の液晶素子とを有し、画素電極とセンサ用電極とが電気的に独立していることで、第１の液晶素子と第２の液晶素子とを電気的に独立して駆動させ、受光素子は、第２の液晶素子を透過した光を受光する表示装置である。
【００２１】
本発明の他の一態様は、表示回路を有する表示部と、センサ回路を有するセンサ部と、を有し、表示回路は、ビデオ信号の入力を制御する第１のトランジスタと、該ビデオ信号が入力される第１の液晶素子とを有し、第１の液晶素子は、画素電極、対向電極、及び画素電極と対向電極との間に設けられた高分子分散型液晶を有し、センサ回路は、光を電気信号に変換する受光素子と、該電気信号から出力信号を生成する第２のトランジスタと、該出力信号の読み出しを制御する第３のトランジスタと、第２の液晶素子とを有し、第２の液晶素子は、受光素子上に設けられたセンサ用電極、対向電極、及びセンサ用電極と対向電極との間に設けられた高分子分散型液晶、を有し、画素電極とセンサ用電極とが電気的に独立していることで、第１の液晶素子と第２の液晶素子とを電気的に独立して駆動させ、受光素子は、第２の液晶素子を透過した光を受光する表示装置である。
【００２２】
上記において、第１のトランジスタ乃至第３のトランジスタは、酸化物半導体を用いて形成することができる。
【００２３】
上記において、受光素子、及び第１のトランジスタ乃至第３のトランジスタは、単結晶半導体を用いて同層に形成することができる。
【００２４】
本発明の他の一態様は、上記の表示装置を用いて作製された電子書籍である。
【発明の効果】
【００２５】
受光素子上に、画素電極と電気的に独立するセンサ用電極を設けることで、表示素子（第１の液晶素子）がオン状態かオフ状態かに関わらず、第２の液晶素子の制御によって、受光素子での受光を制御することができる。すなわち、第２の液晶素子の液晶層を、受光のスイッチとして機能させることができる。
【００２６】
そして、高分子分散型液晶を用い、且つ、フォトセンサでの光の検出を効果的に行うことが可能であり、視認性が高く、タッチ認識機能を有する表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】表示装置の構造の一例を示す図。
【図２】表示装置の回路構成の一例を示す図。
【図３】タイミングチャートの一例を示す図。
【図４】表示装置の構造の一例を示す図。
【図５】表示装置の構造の一例を示す図。
【図６】タイミングチャートの一例を示す図。
【図７】タイミングチャートの一例を示す図。
【図８】タイミングチャートの一例を示す図。
【図９】表示装置の回路構成の一例を示す図。
【図１０】表示装置の構造の一例を示す図。
【図１１】電子機器の一例を示す図。
【図１２】電子機器の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
（実施の形態１）
本実施の形態では、表示装置の一例について説明する。
【００３０】
図１は、表示装置の画素部の一例である。図１（Ａ）は断面図、図１（Ｂ）は上面図を示している。
【００３１】
画素部は、表示部１０１と、センサ部１０３とを有する。
【００３２】
図１（Ａ）に示すように、表示部１０１は、第１の液晶素子１０５を有する。第１の液晶素子１０５は、画素電極１０７及び対向電極１０９と、それらの電極間に設けられた液晶層１１１とを有している。すなわち、第１の液晶素子１０５は、画素電極１０７、液晶層１１１、及び対向電極１０９が順に積層された構造を有する。第１の液晶素子１０５は、表示素子として機能する。
【００３３】
液晶層１１１は、高分子分散型液晶が用いられており、高分子ネットワークを形成する高分子層中に液晶粒子が分散された状態となっている。
【００３４】
そして、画素電極１０７と対向電極１０９との間に電圧を印加しない場合（オフ状態ともいう）、高分子層内に分散している液晶粒子の液晶分子がランダムに配列する。そして、高分子の屈折率と液晶分子短軸の屈折率とが異なるため、液晶粒子によって、入射した光が散乱され、液晶層１１１は透光性を有さない白濁した状態となる。よって、視認側（対向電極１０９側）から確認できる表示は白表示（明表示）となる。
【００３５】
また、画素電極１０７と対向電極１０９との間に電圧を印加した場合（オン状態ともいう）、液晶層１１１に電界が形成され、液晶粒子内の液晶分子は電界方向に配列する。そして、高分子の屈折率と液晶分子短軸の屈折率とがほぼ一致するため、入射した光は液晶粒子で散乱されず、液晶層１１１を透過する。よって、液晶層１１１は透光性を有する状態となる。その際、視認側から確認できる表示は、液晶層１１１の前後に設けられる材料に依存する。そのため、液晶層１１１の視認側と反対側（画素電極１０７側）に黒色層１１９を設けておくと、黒色層１１９が視認できる。よって、視認側から確認できる表示は黒表示（暗表示）となる。
【００３６】
一方、センサ部１０３は、第２の液晶素子１１３及び受光素子１１５を有する。第２の液晶素子１１３は、センサ用電極１１７及び対向電極１０９と、それらの電極間に設けられた液晶層１１１とを有する。すなわち、第２の液晶素子１１３は、センサ用電極１１７、液晶層１１１、及び対向電極１０９の順で積層された構造を有する。
【００３７】
受光素子１１５は、センサ用電極１１７の下部に設けられている。なお、受光素子１１５のうち受光を行う部分（受光部ともいう）が、センサ用電極１１７の下部に設けられていればよい。また、センサ用電極１１７は、受光部を覆うように設けることが好ましい。受光部を覆うように設けることで、受光部の全面に光を入射させることができるため、受光量を増やすことができる。
【００３８】
ここで、液晶層１１１は、第１の液晶素子１０５及び第２の液晶素子１１３に共通して用いられている。
【００３９】
また、対向電極１０９は、第１の液晶素子１０５及び第２の液晶素子１１３に共通して用いられる。別々の対向電極とし、配線で電気的に接続してもよい。また、別々の対向電極とし、電気的に独立させてもよい。ただし、共通して用いることで、作製工程を削減できるため好ましい。なお、対向電極１０９は、共通電極ともよぶ。
【００４０】
そして、画素電極１０７とセンサ用電極１１７とは、電気的に独立している。したがって、本実施の形態の表示装置は、第１の液晶素子１０５と第２の液晶素子１１３とを、電気的に独立して駆動させる機能を有している。
【００４１】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の上面図である。表示部１０１とセンサ部１０３とが異なる位置に設けられている。そして、センサ部１０３において、センサ用電極１１７の下部に受光素子１１５が設けられている。なお、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）を上面から透過して見た図である。
【００４２】
このように、受光素子１１５上に、画素電極１０７と電気的に独立するセンサ用電極１１７を設けることで、第１の液晶素子１０５（表示素子）がオン状態かオフ状態かに関わらず、第２の液晶素子１１３の制御によって、受光素子１１５での受光を制御することができる。
【００４３】
すなわち、第２の液晶素子１１３の液晶層１１１を、受光のスイッチとして機能させることができる。
【００４４】
次に、表示部１０１及びセンサ部１０３の回路構成の一例について説明する。
【００４５】
図２（Ａ）は、表示部１０１が有する回路（表示回路ともいう）の一例である。
【００４６】
表示回路は、トランジスタ２０１、第１の液晶素子１０５、及び容量素子２０３を有する。
【００４７】
トランジスタ２０１は、ゲートが配線２０５（ゲート信号線ともいう）に電気的に接続され、ソースまたはドレインの一方が配線２０７（ソース信号線ともいう）に電気的に接続され、他方が第１の液晶素子１０５の一方の電極（画素電極１０７）及び容量素子２０３の一方の電極に電気的に接続されている。
【００４８】
そして、第１の液晶素子１０５の他方の電極（対向電極１０９）は、配線２０９に電気的に接続される。
【００４９】
また、容量素子２０３の他方の電極は、配線２１１に電気的に接続される。配線２０９と配線２１１が電気的に接続されていてもよい。
【００５０】
トランジスタ２０１は、スイッチ素子として機能し、配線２０７から第１の液晶素子１０５へのビデオ信号の入力（書き込み）を制御する機能を有する。
【００５１】
第１の液晶素子１０５は、画素電極１０７に入力されるビデオ信号に応じて、液晶層の透過率が制御され、表示を行う機能を有する。第１の液晶素子１０５に高分子分散型液晶を用いることで、絵や文字が書かれた紙面と同等の高い視認性を得ることができる。
【００５２】
なお、容量素子２０３は、第１の液晶素子１０５に入力されたビデオ信号を保持する機能を有する。
【００５３】
図２（Ｂ）は、センサ部１０３が有する回路（センサ回路又はフォトセンサともいう）の一例である。
【００５４】
センサ回路は、受光素子１１５、トランジスタ２１３、トランジスタ２１５、及び第２の液晶素子１１３を有する。
【００５５】
受光素子１１５は、一方の電極が配線２１７（リセット信号線ともいう）に電気的に接続され、他方の電極が配線２１８を介してトランジスタ２１３のゲートに電気的に接続されている。
【００５６】
トランジスタ２１３は、ソース又はドレインの一方が配線２１９に電気的に接続され、他方がトランジスタ２１５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。
【００５７】
トランジスタ２１５は、ゲートが配線２２１（選択信号線ともいう）に電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が配線２２３（出力線とも呼ぶ）に電気的に接続されている。
【００５８】
そして、第２の液晶素子１１３は、一方の電極（センサ用電極１１７）が配線２２５に電気的に接続され、他方の電極（対向電極１０９）が配線２０９に電気的に接続されている。
【００５９】
受光素子１１５は、入射した光を電気信号（電荷）に変換する機能を有する。変換された電気信号は、トランジスタ２１３に入力される。図２（Ｂ）はフォトダイオードの場合を示しているが、フォトトランジスタ等の該機能を有する受光素子を用いてもよい。
【００６０】
トランジスタ２１３は、受光素子１１５で変換された電気信号が入力される。そして、該電気信号（電荷）を増幅し、出力信号を生成する機能を有する。そのため、増幅トランジスタとも呼ぶ。
【００６１】
トランジスタ２１５は、出力信号の読み出しを制御する機能を有する。例えば、複数のセンサ回路のうち所定のセンサ回路からの出力を選択するため、選択トランジスタとも呼ぶ。
【００６２】
そして、第２の液晶素子１１３は、画素電極１０７と電気的に独立したセンサ用電極１１７を有することで、第１の液晶素子１０５と独立して駆動することが可能である。
【００６３】
次に、センサ回路の駆動方法の一例を説明する。
【００６４】
図３は、図２（Ｂ）で示したセンサ回路のタイミングチャートの一例である。
【００６５】
図３において、信号３０１乃至信号３０５は、順に図２における配線２２５、配線２１７、配線２２１、配線２１８、及び配線２２３の電位である。
【００６６】
時刻Ａにおいて、信号３０２を”Ｈ（Ｈｉｇｈ）”とすると受光素子１１５（フォトダイオード）が導通し、信号３０４が”Ｈ”となる（リセット動作開始）。
【００６７】
時刻Ｂにおいて、信号３０２を”Ｌ（Ｌｏｗ）”とすると、信号３０４が”Ｈ”に保持される（リセット動作終了）。
【００６８】
時刻Ｃにおいて、信号３０１を”Ｈ”とすると、第２の液晶素子１１３がオン状態となり、入射された光を透過し、受光素子１１５での受光が開始される（蓄積動作開始）。そして、受光素子１１５は光が入射されると、逆方向電流が増大するため、入射光の量に応じて信号３０４は低下する。
【００６９】
時刻Ｄにおいて、信号３０１を”Ｌ”とすると、信号３０４は一定となる（蓄積動作終了）。ここで、信号３０４は、蓄積動作中に受光素子１１５が配線２１８に供給した電荷により決まる。すなわち、受光素子１１５に入射した光の量に応じてトランジスタ２１３のゲートに蓄積される電荷が変化する。
【００７０】
時刻Ｅに、信号３０３を”Ｈ”にすると、トランジスタ２１５が導通し、配線２１９と配線２２３とが、トランジスタ２１３とトランジスタ２１５とを介して導通する（選択動作（読み出し動作ともいう）開始）。すると、信号３０５は増加していく。ここで、信号３０５が増加する速さは、トランジスタ２１３のソースとドレイン間の電流に依存する。すなわち、蓄積動作中に受光素子１１５に入射される光の量に応じて変化する。
【００７１】
時刻Ｆにおいて、信号３０３を”Ｌ”にすると、トランジスタ２１５が遮断され、信号３０５は一定値となる。ここで、一定値となる値は、受光素子１１５に入射されている光の量に応じて変化する。したがって、信号３０５の電位を取得することで、蓄積動作中に受光素子１１５へ入射された光の量を検出することができる。
【００７２】
なお、配線２１９の電位は”Ｈ”に固定されており、配線２２３の電位は予め”Ｌ”としてある。ただし、これに限定されず、配線２１９の電位を”Ｌ”に固定し、配線２２３の電位を予め”Ｈ”としてもよい。
【００７３】
また、時刻Ｃから時刻Ｄの期間で蓄積動作を行っているが、この期間の長さを制御することで、受光素子１１５での受光量を制御することができる。
【００７４】
このように、センサ回路は、第２の液晶素子１１３を制御することで、受光素子１１５に入射される光を検出することができる。そして、被検出物の接触又は接近により入射される光を検出することで、タッチ認識を行うことが可能である。
【００７５】
なお、センサ回路において光の検出を行っている際に、表示回路では第１の液晶素子１０５を制御することで、上述したように表示を行うことができる。
【００７６】
すなわち、第１の液晶素子１０５と第２の液晶素子１１３とを電気的に独立して駆動することで、第１の液晶素子１０５がオン状態かオフ状態かに関わらず、受光素子１１５での受光を行うことができ、センサ回路は光の検出を行うことが可能である。
【００７７】
以上により、高分子分散型液晶を用い、センサ回路での光の検出を効果的に行うことが可能となり、視認性が高く、タッチ認識機能を有する表示装置を提供することができる。
【００７８】
そして、表示装置は、例えば、電子書籍（電子ペーパー）に適用することが可能であり、絵や文字が書かれた紙面と同等の視認性を得ることができる。
【００７９】
また、タッチ認識機能を利用して画像の読み取りが可能であるため、スキャナ機能を搭載した表示装置とすることもできる。その場合、被検出物に光を照射するためのライトを設けることにより、より精度良く画像を読み取ることができる。
【００８０】
本実施の形態は、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。
【００８１】
（実施の形態２）
本実施の形態では、表示装置の構造及び作製方法の一例を説明する。
【００８２】
図４は、表示装置の画素部の断面図の一例である。
【００８３】
画素部は、表示部１０１及びセンサ部１０３を有している。表示部１０１において光１１０１（外光等）が入射され、センサ部１０３において被検出物１１０３からの光１１０５が受光素子１１５に入射される状態を示している。被検出物１１０３は、例えば指又は紙等である。
【００８４】
絶縁物１００１上に、トランジスタ２０１、トランジスタ２１３、受光素子１１５、第１の液晶素子１０５、及び第２の液晶素子１１３が設けられている。
【００８５】
絶縁物１００１は、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板等を用いることができる。これらの基板、半導体基板、又は金属基板等の上に、酸化珪素膜又は窒化珪素膜等を、単層又は積層した絶縁層を設けたものを用いてもよい。安価なガラス基板を用いることでコストが低減できる。
【００８６】
トランジスタ２０１は、図２（Ａ）における表示回路のトランジスタ２０１を示している。
【００８７】
トランジスタ２１３は、図２（Ｂ）におけるセンサ回路のトランジスタ２１３を示している。
【００８８】
図４では、トランジスタ２０１及びトランジスタ２１３としてトップゲート構造の薄膜トランジスタを用いたが、これに限定されない。これらのトランジスタとしてボトムゲート構造の薄膜トランジスタを用いてもよく、チャネルエッチ型又はチャネルストップ型とすることもできる。
【００８９】
また、トランジスタ２０１及びトランジスタ２１３の半導体層１００３は、結晶性半導体層を用いることができる。例えば、多結晶シリコンを用いることができる。しかし、これに限定されず、半導体層１００３に、非晶質シリコン、微結晶シリコン、単結晶シリコン、ペンタセン等の有機半導体、又は酸化物半導体等を用いてもよい。
【００９０】
半導体層１００３として単結晶シリコンを用いる場合、表面から所定の深さに損傷領域が設けられた単結晶シリコン基板と絶縁物１００１とを接合し、当該損傷領域で単結晶シリコン基板を分離することによって形成することができる。単結晶シリコンを用いると、電界効果移動度が高いトランジスタとすることができる。ここで、損傷領域は、単結晶シリコン基板に水素イオン等を照射することで損傷された領域を指す。
【００９１】
また、半導体層１００３として酸化物半導体を用いる場合、インジウム、ガリウム、アルミニウム、亜鉛及びスズから選んだ元素の複合酸化物を用いることができる。酸化物半導体を用いると、オフ電流が極めて低いトランジスタとすることができる。
【００９２】
なお、トランジスタ２０１とトランジスタ２１３とは、異なる材料を用いてもよく、異なる構造としてもよい。
【００９３】
受光素子１１５は、縦接合型のｐｉｎフォトダイオードであり、ｎ型半導体層１００５、ｉ型半導体層１００７、及びｐ型半導体層１００９が順に積層されて設けられている。ｎ型半導体層１００５は、一導電型を付与する不純物元素（例えばリン）を含む。ｉ型半導体層１００７は、真性半導体である。ｐ型半導体層１００９は、一導電型を付与する不純物元素（例えばボロン）を含む。ただし、これに限定されず、横接合型としてもよく、ｐｎフォトダイオードとしてもよい。また、フォトトランジスタ等を用いてもよい。なお、受光素子１１５の各半導体層は、微結晶シリコン、多結晶シリコン、又は単結晶シリコン等を用いて形成することができる。
【００９４】
第１の液晶素子１０５は、図２（Ａ）における表示回路の第１の液晶素子１０５を示している。第１の液晶素子１０５は、画素電極１０７及び対向電極１０９と、それらの電極間に設けられた液晶層１１１とを有している。そして、画素電極１０７の下部には、黒色層１１９が設けられている。画素電極１０７及び対向電極１０９は、透光性を有する材料で形成されている。
【００９５】
第１の液晶素子１０５がオフ状態であり、液晶層１１１が透光性を有さない状態である場合、光１１０１は液晶層１１１によって散乱し、白表示が行われる。
【００９６】
また、第１の液晶素子１０５がオン状態であり、液晶層１１１が透光性を有する状態である場合、光１１０１は第１の液晶素子１０５を透過して、黒色層１１９が視認できる。すなわち、黒表示が行われる。なお、黒色層１１９の視認性を向上させるため、画素電極１０７に開口部１０１１を設けてもよい。開口部１０１１を設ける場合、画素電極１０７は、透光性を有さない材料で形成されていてもよい。また、画素電極１０７において光の吸収又は反射等により黒表示が可能な場合、黒色層１１９を設けなくてもよい。
【００９７】
第２の液晶素子１１３は、図２（Ｂ）におけるセンサ回路の第２の液晶素子１１３を示している。第２の液晶素子１１３は、センサ用電極１１７及び対向電極１０９と、それらの電極間に設けられた液晶層１１１とを有する。そして、センサ用電極１１７の下部に、受光素子１１５を設けられている。なお、受光素子１１５の受光部が、センサ用電極１１７の下部に設けられていればよい。
【００９８】
ここで、実施の形態１で説明したように、画素電極１０７とセンサ用電極１１７とが電気的に独立していることで、表示を行いつつ、光の検出を行うことができる。
【００９９】
次に、図４に示す液晶表示装置の作製方法の一例について簡単に説明する。
【０１００】
まず、絶縁物１００１上に、ゲート電極１００２、ゲート絶縁膜１０１３、半導体層１００３を有するトップゲート構造の薄膜トランジスタを作製することで、トランジスタ２０１及びトランジスタ２１３を同一工程で作製する。これらのトランジスタは、ｎ型薄膜トランジスタ又はｐ型薄膜トランジスタとすることができる。また、薄膜トランジスタとせずに、バルクトランジスタとすることもできる。その場合、絶縁物１００１の代わりに、半導体基板を用いることができる。
【０１０１】
ゲート電極１００２は、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層又は積層の導電層で形成する。
【０１０２】
また、これらのトランジスタと同一の工程において、図２（Ａ）における容量素子２０３、及び図２（Ｂ）におけるトランジスタ２１５を作製することができる。その場合、容量素子２０３は、半導体層１００３を下部電極とし、容量配線を上部電極とし、トランジスタ２０１及びトランジスタ２１３のゲート絶縁膜１０１３と同一の工程で形成される絶縁膜を誘電体とすればよい。なお、ゲート絶縁膜１０１３は、酸化珪素膜又は窒化珪素膜を用いて、単層又は積層で形成する。また、容量配線は、ゲート電極１００２と同一の工程で形成してもよい。
【０１０３】
また、これらのトランジスタ上に絶縁層１０１５を形成する。絶縁層１０１５は、酸化珪素膜又は窒化珪素膜を用いて、単層又は積層で形成する。
【０１０４】
そして、絶縁層１０１５にコンタクトホールを形成し、トランジスタ２０１及びトランジスタ２１３と電気的に接続される電極１０１７（ソース電極及びドレイン電極等）を形成する。
【０１０５】
電極１０１７は、アルミニウム、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン等の金属材料又はこれらを主成分とする合金を用いて、単層又は積層の導電層で形成する。
【０１０６】
次に、電極１０１７を覆う絶縁層１０１９を形成する。絶縁層１０１９は、酸化珪素膜又は窒化珪素膜等を用いて、単層又は積層で形成する。
【０１０７】
そして、絶縁層１０１９にコンタクトホールを形成し、絶縁層１０１９上に黒色層１１９、電極１０２１を形成する。
【０１０８】
電極１０２１は、アルミニウム、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン等の金属材料又はこれらを主成分とする合金を用いて、単層又は積層の導電層で形成する。
【０１０９】
黒色層１１９は、例えば、黒色の有機樹脂を用いることができ、感光性又は非感光性のポリイミドなどの樹脂材料に、顔料系の黒色樹脂やカーボンブラック、チタンブラック等を混合させて形成すればよい。また、光を吸収する遮光性の金属膜を用いることもでき、例えばクロムなどを用いればよい。
【０１１０】
黒色層１１９の形成方法は特に限定されず、材料に応じて、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などの乾式法、又はスピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリーン印刷、オフセット印刷等）などの湿式法を用い、必要に応じてエッチング法（ドライエッチング又はウエットエッチング）により所望のパターンに加工すればよい。また、黒色層１１９からの汚染物質の拡散を防止するため、黒色層１１９の上面及び下面にオーバーコート層を設けてもよい。
【０１１１】
なお、黒色層１１９の代わりに、赤色、緑色、青色、シアン、マゼンタ、又はイエロー等の他のカラー色を一種若しくは複数種用いてカラー表示を行ってよい。黒色及びその他のカラー色を有する層を有色層という。
【０１１２】
次に、絶縁層１０１９上に、トランジスタ２１３と受光素子１１５とを電気的に接続させる電極（図示せず）を形成した後、受光素子１１５を形成する。受光素子１１５は、ｎ型半導体層１００５、ｉ型半導体層１００７及びｐ型半導体層１００９を順に積層して形成する。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法を用いることで、リンを含む非晶質シリコンによりｎ型半導体層１００５を形成し、非晶質シリコンによりｉ型半導体層１００７を形成し、ボロンを含む非晶質シリコンによりｐ型半導体層１００９を形成する。
【０１１３】
次に、黒色層１１９、電極１０２１、及び受光素子１１５上に、絶縁層１０２３を形成する。絶縁層１０２３は、酸化珪素膜、窒化珪素膜、又は樹脂膜等を用いて、単層又は積層で形成する。
【０１１４】
その後、絶縁層１０２３にコンタクトホールを形成し、絶縁層１０２３上に画素電極１０７及びセンサ用電極１１７を形成する。
【０１１５】
画素電極１０７は、透光性を有する導電層を用いることができる。その場合、第１の液晶素子１０５を透過して、黒色層１１９を視認できる。透光性を有する導電層としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウムに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに酸化珪素（ＳｉＯ２）を混合した導電性材料、有機インジウム、有機スズ、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を用いて形成することができる。
【０１１６】
また、画素電極１０７は、反射性を有する導電層を用いることができる。その場合、開口部１０１１を設け、開口部１０１１から下部の黒色層１１９を視認できる。反射性を有する導電層としては、タングステン、モリブデン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、コバルト、ニッケル、チタン、白金、アルミニウム、銅、銀等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、又は複数種を用いて形成することができる。この構成とした場合、液晶層１１１において光の散乱が不十分であっても、画素電極１０７において光を反射することができるため、白表示が効果的に行われる。
【０１１７】
センサ用電極１１７は、透光性を有する導電層を用いることができる。その場合、第２の液晶素子１１３がオン状態の時に、センサ用電極１１７の下部に設けられた受光素子１１５に光が入射される。透光性を有する導電層としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウムに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに酸化珪素（ＳｉＯ２）を混合した導電性材料、有機インジウム、有機スズ、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を用いることができる。また、センサ用電極１１７は、受光素子１１５の受光部を覆うように形成することが好ましい。受光部を覆うように形成することで、受光部の全面に光を入射させることができるため、受光量を増やすことができる。
【０１１８】
次に、絶縁層１０２３上にスペーサ１０２５を形成する。スペーサ１０２５は、柱状スペーサ（ポストスペーサ）、又は球状スペーサ（ビーズスペーサ）を用いることができる。
【０１１９】
次に、高分子分散型液晶を用いて液晶層１１１を形成する。高分子分散型液晶は、高分子ネットワークを形成する高分子層中に液晶粒子が分散された構成となっている。
【０１２０】
液晶粒子としては、ネマティック液晶を用いることができる。
【０１２１】
また、高分子層（ポリマー層）としては、光硬化樹脂を用いることができる。光硬化樹脂は、アクリレート、メタクリレートなどの単官能モノマーでもよく、ジアクリレート、トリアクリレート、ジメタクリレート、トリメタクリレートなどの多官能モノマーでもよく、これらを混合させたものでもよい。また、液晶性のものでも非液晶性のものでもよく、両者を混合させてもよい。光硬化樹脂は、用いる光重合開始剤の反応する波長の光で硬化する樹脂を選択すれば良く、代表的には紫外線硬化樹脂を用いることができる。
【０１２２】
例えば、液晶層１１１は、ネマティック液晶を用いた液晶粒子、光硬化樹脂を用いた高分子層、及び光重合開始剤を含む液晶材料に、光硬化樹脂、及び光重合開始剤が反応する波長の光を照射して硬化し、形成することができる。
【０１２３】
光重合開始剤は、光照射によってラジカルを発生させるラジカル重合開始剤でもよく、酸を発生させる酸発生剤でもよく、塩基を発生させる塩基発生剤でもよい。
【０１２４】
液晶層１１１を形成する方法としては、ディスペンサ法（滴下法）、又は、対向基板を形成した後に注入法等を用いて形成することができる。
【０１２５】
また、液晶層１１１は、ブルー相を示す液晶を用いて形成してもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、液晶層１１１に適用するには、温度範囲を改善するために５重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が１０μｓ〜１００μｓと短く、光学的に等方性であるため配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。
【０１２６】
次に、対向電極１０９が設けられた対向基板１０２７を、シール材を介して絶縁物１００１と貼り合わせる。
【０１２７】
対向電極１０９は、透光性を有する導電性材料を用いる。例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウムに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに酸化珪素（ＳｉＯ２）を混合した導電性材料、有機インジウム、有機スズ、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を用いて形成することができる。
【０１２８】
また、対向基板１０２７は、視認側に設けられるため、透光性を有する材料を用いて形成する。透光性を有する材料としては、ガラス基板、石英基板、又はプラスチック基板等を用いることができる。
【０１２９】
本実施の形態は、他の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。
【０１３０】
（実施の形態３）
本実施の形態では、表示装置の構造及び作製方法の一例を説明する。
【０１３１】
図５は、表示装置の画素部の断面図の一例である。図４のセンサ部１０３と異なる構造の例を示す。
【０１３２】
図５では、受光素子１１５として横接合型のフォトダイオードを用いている。
【０１３３】
受光素子１１５は、ｎ型半導体層１２０５、ｉ型半導体層１２０７、及びｐ型半導体層１２０９が同層に設けられている。ｎ型半導体層１２０５は、一導電型を付与する不純物元素（例えばリン）を含む。ｉ型半導体層１２０７は、真性半導体である。ｐ型半導体層１２０９は、一導電型を付与する不純物元素（例えばボロン）を含む。ただし、これに限定されず、ｐｎフォトダイオードとしてもよい。また、フォトトランジスタ等を用いてもよい。
【０１３４】
また、横接合型とすることで、受光素子１１５の各半導体層は、トランジスタ２１３の半導体層１００３と同層に同一工程で作製することができる。同一工程で作製することで、同一材料を用いることができ、作製工程及びコストを低減することができる。
【０１３５】
特に、受光素子１１５の各半導体層及びトランジスタ２１３の半導体層１００３として単結晶シリコンを用いる場合、実施の形態２で示したように、表面から所定の深さに損傷領域が設けられた単結晶シリコン基板と絶縁物１００１とを接合し、当該損傷領域で単結晶シリコン基板を分離することによって形成することができる。単結晶シリコンを用いると結晶性を高くすることができ、受光素子１１５の量子効率を向上させることができる。
【０１３６】
なお、受光素子１１５の各半導体層とトランジスタ２１３の半導体層１００３を、異なる層に形成してもよく、異なる材料を用いて形成してもよい。
【０１３７】
本実施の形態は、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。
【０１３８】
（実施の形態４）
上記実施の形態１乃至３において、トランジスタの半導体層に用いることのできる例として酸化物半導体を説明する。
【０１３９】
実施の形態２のトランジスタ２０１、トランジスタ２１３、及びトランジスタ２１５の半導体層１００３として酸化物半導体を用いることができる。
【０１４０】
半導体層１００３に用いる酸化物半導体としては、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ、Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ、Ｚｎ−Ｍｇ−Ｏ、Ｓｎ−Ｍｇ−Ｏ、Ｉｎ−Ｍｇ−Ｏ、Ｉｎ−Ｏ、Ｓｎ−Ｏ、又はＺｎ−Ｏなどを用いることができる。また、上記酸化物半導体にＳｉＯ２を含んでもよい。
【０１４１】
ここで、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ酸化物半導体とは、少なくともＩｎとＧａとＺｎを含む酸化物であり、その組成比に特に制限はない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の元素を含んでもよい。
【０１４２】
また、酸化物半導体は、化学式ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０）で表記される薄膜を用いることができる。ここで、Ｍは、Ｇａ、Ａｌ、ＭｎおよびＣｏから選ばれた一または複数の金属元素を示す。例えばＭとして、Ｇａ、Ｇａ及びＡｌ、Ｇａ及びＭｎ、またはＧａ及びＣｏなどがある。
【０１４３】
酸化物半導体を用いたトランジスタは、オフ状態における電流値（オフ電流値）を低くすることができる。よって、表示回路のトランジスタ２０１に用いることで、ビデオ信号等の電気信号の保持時間を長くすることができ、オン状態では書き込み間隔も長く設定できる。よって、リフレッシュ動作の頻度を少なくすることができるため、消費電力をより抑制する効果を奏する。
【０１４４】
また、酸化物半導体を用いたトランジスタは、電界効果移動度を高くすることができる。よって、表示回路及びセンサ回路のトランジスタ２０１、トランジスタ２１３、及びトランジスタ２１５に用いることで、表示回路及びセンサ回路を高速駆動させることができる。
【０１４５】
更に、該トランジスタを用いることで、同一基板上に駆動回路部または画素部を作り分けて作製することができるため、表示装置の部品点数を削減することができる。
【０１４６】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１４７】
（実施の形態５）
本実施の形態では、センサ回路の駆動方法の一例について説明する。
【０１４８】
図６、図７、及び図８は、図２（Ｂ）のセンサ回路をｎ行、ｍ列のマトリクス状に配列した画素部のタイミングチャートである。
【０１４９】
図６は、第２の液晶素子１１３が受光素子１１５へ、常時光を透過する場合を示している。期間６００は１フレーム期間を示している。
【０１５０】
１行目からｎ行目までの配線２２５の信号６０１を常に”Ｈ”にしておくと、光は１行目からｎ行目までの第２の液晶素子１１３を透過し、受光素子１１５へ入射する。
【０１５１】
時刻Ａに１行目の配線２１７の信号６０２を”Ｈ”にすると、１行目の画素のリセット動作が開始する。
【０１５２】
時刻Ｂに１行目の配線２１７の信号６０２を”Ｌ”にすると、１行目の画素のリセット動作が終了し、蓄積動作が開始する。
【０１５３】
時刻Ｃに２行目の配線２１７の信号６０３を”Ｈ”にすると、２行目の画素のリセット動作が開始する。また、１行目の配線２２１の信号６０５を”Ｈ”にすると、１行目の画素の蓄積動作が終了し、読み出し動作が開始する。
【０１５４】
時刻Ｄに２行目の配線２１７の信号６０３を”Ｌ”にすると、２行目の画素のリセット動作が終了し、蓄積動作が開始する。また、１行目の配線２２１の信号６０５を”Ｌ”にすると、１行目の画素の読み出し動作が終了する。
【０１５５】
同様にしてｎ行目までの全ての行に対して順次リセット動作、蓄積動作、読み出し動作を行う。
【０１５６】
以降、時刻Ａの動作に戻り、同じ動作を繰り返す。
【０１５７】
この場合、１行目からｎ行目までの配線２２５の信号６０１は同一であるため、配線の共用化や、信号駆動回路の削減ができ、センサ回路の縮小化や、低消費電力化を図ることができる。
【０１５８】
また、図７は、１行目からｎ行目において、第２の液晶素子１１３が受光素子１１５に全行同時に光を透過する場合である。期間７００は１フレーム期間を示している。
【０１５９】
時刻Ａに１行目からｎ行目までの配線２１７の信号７０２を”Ｈ”にすると、１行目からｎ行目までの全画素のリセット動作が開始する。
【０１６０】
時刻Ｂに１行目からｎ行目までの配線２１７の信号７０２を”Ｌ”にすると、１行目からｎ行目までの全画素のリセット動作が終了する。
【０１６１】
時刻Ｃに１行目からｎ行目までの配線２２５の信号７０１を”Ｈ”にすると、光は１行目からｎ行目まで第２の液晶素子１１３を透過し、受光素子１１５へ入射し、１行目からｎ行目までの画素の蓄積動作が開始する。
【０１６２】
時刻Ｄに１行目からｎ行目までの配線２２５の信号７０１を”Ｌ”にすると、光は１行目からｎ行目までの第２の液晶素子１１３の液晶層１１１で散乱し、受光素子１１５へ入射せず、１行目からｎ行目までの全画素の蓄積動作が終了する。
【０１６３】
時刻Ｅに１行目の配線２２１の信号７０３を”Ｈ”にすると、１行目の画素の読み出し動作が開始する。
【０１６４】
時刻Ｆに１行目の配線２２１の信号７０３を”Ｌ”にすると、１行目の画素の読み出し動作が終了する。
【０１６５】
時刻Ｇに２行目の配線２２１の信号７０４を”Ｈ”にすると、２行目の画素の読み出し動作が開始する。
【０１６６】
時刻Ｈに２行目の配線２２１の信号７０４を”Ｌ”にすると、２行目の画素の読み出し動作が終了する。
【０１６７】
同様にしてｎ行目まで全ての行に対して順に選択し、読み出し動作を行う。
【０１６８】
以降、時刻Ａの動作に戻り、同じ動作を繰り返す。
【０１６９】
この場合、１行目からｎ行目までの配線２２５の信号７０１、及び１行目からｎ行目までの配線２１７の信号７０２は同一であるため、信号線の共用化や、信号駆動回路の削減ができ、センサ回路の縮小化や、低消費電力化を図ることができる。
【０１７０】
また、図８は、１行目からｎ行目において、第２の液晶素子１１３が受光素子１１５に、逐次光を透過する場合である。期間８００は１フレーム期間を示している。
【０１７１】
時刻Ａに１行目の配線２１７の信号８０５を”Ｈ”にすると、１行目の画素のリセット動作が開始する。
【０１７２】
時刻Ｂに１行目の配線２１７の信号８０５を”Ｌ”にすると、１行目の画素のリセット動作が終了する。
【０１７３】
時刻Ｃに２行目の配線２１７の信号８０６を”Ｈ”にすると、２行目の画素のリセット動作が開始する。また、１行目の配線２２５の信号８０１を”Ｈ”にすると、光は１行目の第２の液晶素子１１３を透過し、受光素子１１５へ入射し、１行目の画素の蓄積動作が開始する。
【０１７４】
時刻Ｄに２行目の配線２１７の信号８０６を”Ｌ”にすると、２行目の画素のリセット動作が終了する。また、１行目の配線２２５の信号８０１を”Ｌ”にすると、光は１行目の第２の液晶素子１１３の液晶層１１１で散乱し、受光素子１１５へ入射せず、１行目の画素の蓄積動作が完了する。
【０１７５】
時刻Ｅに３行目の配線２１７の信号８０７を”Ｈ”にすると、３行目の画素のリセット動作が開始する。また、２行目の配線２２５の信号８０２を”Ｈ”にすると、光は２行目の第２の液晶素子１１３を透過し、受光素子１１５へ入射し、２行目の画素の蓄積動作が開始する。また、１行目の配線２２１の信号８０９を”Ｈ”にすると、１行目の画素の読み出し動作が開始する。
【０１７６】
時刻Ｆに３行目の配線２１７の信号８０７を”Ｌ”にすると、３行目の画素のリセット動作が終了する。また、２行目の配線２２５の信号８０２を”Ｌ”にすると、光は２行目の第２の液晶素子１１３の液晶層１１１で散乱し、受光素子１１５へ入射せず、２行目の画素の蓄積動作が終了する。また、１行目の配線２２１の信号８０９を”Ｌ”にすると、１行目の画素の読み出し動作が終了する。
【０１７７】
同様にしてｎ行目まで全ての行に対して順次リセット動作、蓄積動作、読み出し動作を行う。
【０１７８】
以降、時刻Ａの動作に戻り、同じ動作を繰り返す。
【０１７９】
図６乃至図８において、配線２２５の信号の”Ｈ”及び”Ｌ”は、一定期間ごとに反転させることが可能である。そのため、第２の液晶素子１１３の液晶層１１１の劣化を抑えることができ、撮像品質の維持を図ることができる。
【０１８０】
本実施の形態は、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。
【０１８１】
（実施の形態６）
本実施の形態では、センサ回路について、図２（Ｂ）とは異なる例を説明する。
【０１８２】
図９（Ａ）〜（Ｇ）は、センサ回路に適用可能な回路の一例である。これらの回路と開示した第２の液晶素子１１３とを配置することで、センサ回路とすることができる。ここで示した回路は一例であり、その他の回路を用いてもよい。
【０１８３】
なお、トランジスタ９０１は、受光素子１１５からトランジスタ２１３のゲートへ電気信号を転送する機能を有する。また、トランジスタ９０３は、トランジスタ２１３のゲートを所定の電位にする機能を有する。
【０１８４】
本実施の形態は、他の実施の形態と組み合わせて実施することができる。
【０１８５】
（実施の形態７）
本実施の形態では、表示装置の構造について説明する。
【０１８６】
図１０は、表示装置が有する表示パネルの一例である。
【０１８７】
表示パネル６０００は、画素部６００１、表示回路制御部６００２、及びセンサ回路制御部６００３を有する。画素部６００１は、マトリクス状に配置された画素６００４を有し、画素６００４内に表示回路６００５及びセンサ回路６００６を有する。表示回路制御部６００２は、表示回路駆動部６００７、６００８を有する。そして、センサ回路制御部６００３は、センサ回路読み出し部６００９及びセンサ回路駆動部６０１０を有する。当該表示装置は、タッチパネル等に用いられる。
【０１８８】
センサ回路６００６において、他の実施の形態で示したセンサ回路を適用することができる。
【０１８９】
なお、センサ回路６００６は、画素６００４の外に設けてもよい。また、センサ回路６００６の個数と、表示回路６００５の個数とは異なっていてもよい。そして、センサ回路６００６は、第２の液晶素子１１３を有している。
【０１９０】
また、表示回路６００５は、第１の液晶素子１０５を有している。
【０１９１】
また、表示回路制御部６００２は、表示パネル６０００の外に設けてもよい。センサ回路制御部６００３も同様である。
【０１９２】
本実施の形態は、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。
【０１９３】
（実施の形態８）
本実施の形態では、電子機器の一例について説明する。
【０１９４】
図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、電子ペーパー（電子書籍、電子ブック等ともいう）である。本体４００１、４００２に、表示装置４１０１、４１０２として本明細書で開示した表示装置を用いることで、紙面と同等の視認性を有し、タッチ認識機能を有する電子ペーパーを提供することができる。
【０１９５】
また、電子ペーパーに限らず、図１１（Ｃ）のテレビ、図１１（Ｄ）の携帯電話、図１１（Ｅ）のパーナルコンピュータ、又は図１１（Ｆ）のゲーム機器等の電子機器に適用することができる。それらの本体４００３〜４００６に、表示装置４１０３〜４１０６として本明細書で開示した表示装置を用いることで、紙面と同等の視認性を有し、タッチ認識機能を有する電子機器を提供することができる。
【０１９６】
本実施の形態は、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。
【０１９７】
（実施の形態９）
本実施の形態では、電子機器の一例について説明する。
【０１９８】
図１２は、ライティングボード（黒板、ホワイトボード等）である。本体９００１に表示装置９１０１として本明細書で開示した表示装置を設けることができる。
【０１９９】
ここで、表示装置９１０１の表面には、マーカー等を用いて自由に書き込みができる。
【０２００】
なお、定着剤が含まれていないマーカー等を用いれば文字の消去が容易である。
【０２０１】
また、マーカーのインクを落としやすくするため、表示装置９１０１の表面は十分な平滑性を有していると良い。
【０２０２】
例えば、表示装置９１０１の表面がガラス基板等であれば平滑性は十分である。
【０２０３】
また、表示装置９１０１の表面に透明な合成樹脂シート等を貼り付けてもよい。
【０２０４】
合成樹脂としては例えばアクリル等を用いると好ましい。この場合、合成樹脂シートの表面を平滑にしておくと好ましい。
【０２０５】
また、表示装置９１０１が特定の表示を行う際に、表面に絵や文字を記載することができる。そして、表示装置９１０１はスキャナ機能を有しているため、記載された絵や文字と表示された画像とを合成することができる。
【０２０６】
更に、フォトセンサを用いているため、記載した後、時間が経った場合でもいつでもセンシングが可能であるが、抵抗膜方式、静電容量方式等を用いた場合、記載と同時にしかセンシングをすることができない。
【０２０７】
本実施の形態は、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。
【符号の説明】
【０２０８】
１０１  表示部
１０３  センサ部
１０５  第１の液晶素子
１０７  画素電極
１０９  対向電極
１１１  液晶層
１１３  第２の液晶素子
１１５  受光素子
１１７  センサ用電極
１１９  黒色層
２０１  トランジスタ
２０３  容量素子
２０５  配線
２０７  配線
２０９  配線
２１１  配線
２１３  トランジスタ
２１５  トランジスタ
２１７  配線
２１８  配線
２１９  配線
２２１  配線
２２３  配線
２２５  配線
３０１〜３０５  信号
１００１  絶縁物
１００２  ゲート電極
１００３  半導体層
１００５  ｎ型半導体層
１００７  ｉ型半導体層
１００９  ｐ型半導体層
１０１１  開口部
１０１３  ゲート絶縁膜
１０１５  絶縁層
１０１７  電極
１０１９  絶縁層
１０２１  電極
１０２３  絶縁層
１０２５  スペーサ
１０２７  対向基板
１１０１  光
１１０３  被検出物
１１０５  光
１２０５  ｎ型半導体層
１２０７  ｉ型半導体層
１２０９  ｐ型半導体層
６００  期間
６０１〜６０７  信号
７００  期間
７０１〜７０５  信号
８００  期間
８０１〜８０９  信号
９０１  トランジスタ
９０３  トランジスタ
４００１〜４００６  本体
４１０１〜４１０６  表示装置
６０００  表示パネル
６００１  画素部
６００２  表示回路制御部
６００３  センサ回路制御部
６００４  画素
６００５  表示回路
６００６  センサ回路
６００７  表示回路駆動部
６００８  表示回路駆動部
６００９  センサ回路読み出し部
６０１０  センサ回路駆動部
９００１  本体
９１０１  表示装置
【図１】
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【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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