(57)【要約】【課題】利便性または信頼性に優れた新規な入出力パネルを提供する。【解決手段】ゲート配線と、第１の電極と、第２の電極と、電流検出回路と、画素と、を有する入出力パネルである。第１の電極は、ゲート配線と電気的に接続される。第２の電極は、ゲート配線と交差し、第１の電極との間に容量を形成するように配置される。電流検出回路は、第２の電極と電気的に接続され、容量の変化を検知する機能を備える。画素は、トランジスタと、表示素子と、を備える。トランジスタは、ゲート電極と、ソース電極およびドレイン電極を備える。ゲート電極は、ゲート配線と電気的に接続される。表示素子は第３の電極および液晶材料を備える。第３の電極はソース電極またはドレイン電極と電気的に接続される。【選択図】図１
2018067308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート配線と、
第１の電極と、
第２の電極と、
電流検出回路と、
画素と、を有し、
前記第１の電極は、前記ゲート配線と電気的に接続され、
前記第２の電極は、前記ゲート配線と交差し、
前記第２の電極は、前記第１の電極との間に容量を形成するように配置され、
前記電流検出回路は、前記第２の電極と電気的に接続され、
前記電流検出回路は、前記容量の変化を検知する機能を備え、
前記画素は、トランジスタおよび表示素子を備え、
前記トランジスタは、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極と、を備え、
前記ゲート電極は、前記ゲート配線と電気的に接続され、
前記表示素子は、第３の電極および液晶材料を備え、
前記第３の電極は、前記ソース電極または前記ドレイン電極と電気的に接続される、入出力パネル。
【請求項２】
請求項１において、
前記第３の電極は、前記第２の電極との間に前記液晶材料の配向を制御する電界を形成するよう配置される、入出力パネル。
【請求項３】
請求項２において、
前記第３の電極は、前記液晶材料および前記第２の電極の間に挟まれる領域を有する入出力パネル。
【請求項４】
請求項１において、
前記表示素子は、第４の電極を有し、
前記第３の電極は、前記第４の電極との間に前記液晶材料の配向を制御する電界を形成するよう配置され、
前記第４の電極は、共通電位が与えられる配線と電気的に接続される、入出力パネル。
【請求項５】
請求項４において、
前記第３の電極は、前記液晶材料および前記第４の電極の間に挟まれる領域を有する入出力パネル。
【請求項６】
請求項２または請求項４において、
前記第１の電極は、前記第３の電極が含む材料と同じ材料を含み、
前記第２の電極は、前記第４の電極が含む材料と同じ材料を含む入出力パネル。
【請求項７】
請求項２において、
バックライトを有し、
前記第２の電極と、前記第３の電極と、の何れか１または両方は、波長が４００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の範囲の光に対し、反射率が５％以上１００％未満であり、かつ透過率が１％以上９５％未満であり、
前記バックライトは、前記液晶材料を含む層に光を照射可能な入出力パネル。
【請求項８】
請求項４において、
バックライトを有し、
前記第３の電極と、前記第４の電極と、の何れか１または両方は、波長が４００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の範囲の光に対し、反射率が５％以上１００％未満であり、かつ透過率が１％以上９５％未満であり、
前記バックライトは、前記液晶材料を含む層に光を照射可能な入出力パネル。
【請求項９】
ゲート配線と、
第１の電極と、
第２の電極と、
電流検出回路と、
画素と、を有し、
前記第１の電極は、前記ゲート配線と電気的に接続され、
前記第２の電極は、前記ゲート配線と交差し、
前記第２の電極は、前記第１の電極との間に容量を形成するように配置され、
前記電流検出回路は、前記第２の電極と電気的に接続され、
前記電流検出回路は、前記容量の変化を検知する機能を備え、
前記画素は、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、発光素子と、を備え、
前記第１のトランジスタは、第１のゲート電極、第１のソース電極および第１のドレイン電極を有し、
前記第２のトランジスタは、第２のゲート電極、第２のソース電極および第２のドレイン電極を有し、
前記第１のゲート電極は、前記ゲート配線と電気的に接続され、
前記第１のソース電極または前記第１のドレイン電極は、前記第２のゲート電極と電気的に接続され、
前記第２のソース電極または前記第２のドレイン電極は、前記発光素子を駆動する電力を供給する、入出力パネル。
【請求項１０】
キーボード、ハードウェアボタン、ポインティングデバイス、タッチセンサ、照度センサ、撮像装置、音声入力装置、視点入力装置、姿勢検出装置、のうち一以上と、
請求項１乃至請求項９に記載の入出力パネルと、を含む半導体装置。
【請求項１１】
ゲート配線と、信号線と、画素と、を有し、
前記画素は、前記ゲート配線および前記信号線と電気的に接続される入出力パネルの駆動方法であって、
前記ゲート配線に選択信号を供給する期間において、
ビデオ信号を前記信号線に供給し、
前記ゲート配線に近接する被検知体を検知する、入出力パネルの駆動方法。
【請求項１２】
ゲート配線と、信号線と、画素と、を有し、
前記画素は、前記ゲート配線および前記信号線と電気的に接続され、
前記画素は、表示素子を含む入出力パネルの駆動方法であって、
第１の期間乃至第３の期間を有し、
前記第１の期間において、所定の電圧を前記信号線に供給し、
前記第２の期間において、全ての前記ゲート配線が選択信号を供給されるように、所定の順番で前記ゲート配線の１つずつに選択信号を供給し、前記ゲート配線に近接する被検知体を検知し、
前記第３の期間において、全ての前記ゲート配線が選択信号を供給されるように、所定の順番で前記ゲート配線に選択信号を供給し、ビデオ信号を前記信号線に供給する、入出力パネルの駆動方法。
【請求項１３】
ゲート配線と、信号線と、画素と、を有し、
前記画素は、前記ゲート配線および前記信号線と電気的に接続され、
前記画素は、表示素子を含む入出力パネルの駆動方法であって、
第１の期間乃至第３の期間を有し、
前記第１の期間において、所定の電圧を前記信号線に供給し、
前記第２の期間において、全ての前記ゲート配線が選択信号を供給されるように、所定の順番で一群の隣り合うゲート配線毎に選択信号を供給し、前記一群の隣り合うゲート配線に近接する被検知体を検知し、
前記第３の期間において、全ての前記ゲート配線が選択信号を供給されるように、所定の順番で選択信号を前記ゲート配線に供給し、ビデオ信号を前記信号線に供給する、入出力パネルの駆動方法。
【請求項１４】
第１の表示領域と、第２の表示領域と、を有し、
前記第２の表示領域は、前記第１の表示領域と隣接し、
前記第１の表示領域は、一群のゲート配線および信号線を備え、
前記第２の表示領域は、他の一群のゲート配線および前記信号線を備える入出力パネルの駆動方法であって、
第１の期間乃至第６の期間を有し、
前記第１の期間において、所定の電圧を前記信号線に供給し、
前記第２の期間において、前記一群のゲート配線に選択信号を供給し、前記一群のゲート配線に近接する被検知体を検知し、
前記第３の期間において、前記一群のゲート配線が選択信号を供給されるように、所定の順番で選択信号を前記一群のゲート配線から一ずつ選んで供給し、ビデオ信号を前記信号線に供給し、
前記第４の期間において、所定の電圧を前記信号線に供給し、
前記第５の期間において、前記他の一群のゲート配線に選択信号を供給し、前記他の一群のゲート配線に近接する被検知体を検知し、
前記第６の期間において、前記他の一群のゲート配線が選択信号を供給されるように、所定の順番で選択信号を前記他の一群のゲート配線から一ずつ選んで供給し、ビデオ信号を前記信号線に供給する、入出力パネルの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、入出力パネル、半導体装置、駆動方法に関する。
【０００２】
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。または、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、蓄電装置、記憶装置、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。
【背景技術】
【０００３】
液晶表示素子に元々備えられている表示用の共通電極を、一対のタッチセンサ用電極のうちの一方（駆動電極）として兼用し、他方の電極（センサ用検出電極）は新たに形成する。また、表示用駆動信号としての既存のコモン駆動信号を、タッチセンサ用駆動信号としても共用する構成が知られている（特許文献１）。
【０００４】
表示画素スタックアップにおける駆動線及び感知線のようなタッチ信号線並びに接地領域などの回路素子を共にグループ化し、ディスプレイ上又はその近傍のタッチを感知するタッチ感知回路を形成する構成が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２４４９５８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９７６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一態様は、利便性または信頼性に優れた新規な入出力パネルを提供することを課題の一とする。または、新規な入出力パネルまたは新規な半導体装置を提供することを課題の一とする。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の一態様の入出力パネルは、ゲート配線と、第１の電極と、第２の電極と、電流検出回路と、画素と、を有する。第１の電極は、ゲート配線と電気的に接続される。第２の電極は、ゲート配線と交差し、第１の電極との間に容量を形成するように配置される。電流検出回路は、第２の電極と電気的に接続され、容量の変化を検知する機能を備える。画素は、トランジスタと、表示素子と、を備える。トランジスタは、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を備える。ゲート電極は、ゲート配線と電気的に接続される。表示素子は第３の電極および液晶材料を備える。第３の電極はソース電極またはドレイン電極と電気的に接続される。
【０００９】
（２）上記構成において、第３の電極は、第２の電極との間に液晶材料の配向を制御する電界を形成するよう配置されると好ましい。
【００１０】
（３）上記各構成において、第３の電極は、液晶材料と、第２の電極と、の間に挟まれる領域を有すると好ましい。
【００１１】
（４）上記各構成において、表示素子は、第４の電極を有し、第３の電極は、第４の電極との間に液晶材料の配向を制御する電界を形成するよう配置され、第４の電極は、共通電位が与えられる配線と電気的に接続されると好ましい。
【００１２】
（５）上記各構成において、第３の電極は、液晶材料と、第４の電極と、の間に挟まれる領域を有すると好ましい。
【００１３】
（６）上記各構成において、第１の電極は、第３の電極が含む材料と同じ材料を含み、第２の電極は、第４の電極が含む材料と同じ材料を含むと好ましい。
【００１４】
（７）上記各構成において、バックライトを有し、第２の電極と、第３の電極と、の何れか１または両方は、波長が４００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の範囲の光に対し、反射率が５％以上１００％未満であり、かつ透過率が１％以上９５％未満であり、バックライトは、液晶材料を含む層に光を照射可能であると好ましい。
【００１５】
（８）上記各構成において、バックライトを有し、第３の電極と、第４の電極と、の何れか１または両方は、波長が４００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の範囲の光に対し、反射率が５％以上１００％未満であり、かつ透過率が１％以上９５％未満であり、バックライトは、液晶材料を含む層に光を照射可能であると好ましい。
【００１６】
（９）本発明の一態様の入出力パネルは、ゲート配線と、第１の電極と、第２の電極と、電流検出回路と、画素と、を有する。第１の電極は、ゲート配線と電気的に接続される。第２の電極は、ゲート配線と交差し、第１の電極との間に容量を形成するように配置される。電流検出回路は、第２の電極と電気的に接続され、容量の変化を検知する機能を備える。画素は、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、発光素子と、を備える。第１のトランジスタは、第１のゲート電極、第１のソース電極および第１のドレイン電極を有する。第２のトランジスタは、第２のゲート電極、第２のソース電極および第２のドレイン電極を有する。第１のゲート電極は、ゲート配線と電気的に接続される。第１のソース電極または第１のドレイン電極は、第２のゲート電極と電気的に接続される。第２のソース電極または第２のドレイン電極は、発光素子を駆動する電力を供給する機能を備える。
【００１７】
（１０）本発明の一態様の半導体装置は、キーボード、ハードウェアボタン、ポインティングデバイス、タッチセンサ、照度センサ、撮像装置、音声入力装置、視点入力装置、姿勢検出装置、のうち一以上と、上記入出力パネルとを含む。
【００１８】
（１１）本発明の一態様の入出力パネルの駆動方法は、ゲート配線と、信号線と、画素と、を有し、画素は、ゲート配線および信号線と電気的に接続される入出力パネルの駆動方法であって、ゲート配線に選択信号を供給する期間において、ビデオ信号を信号線に供給し、ゲート配線に近接する被検知体を検知する。
【００１９】
（１２）本発明の一態様の入出力パネルの駆動方法は、ゲート配線と、信号線と、画素と、を有し、画素は、ゲート配線および信号線と電気的に接続され、画素は、表示素子を含む入出力パネルの駆動方法であって、第１の期間乃至第３の期間を有する。第１の期間において、所定の電圧を信号線に供給し、第２の期間において、全てのゲート配線が選択信号を供給されるように、所定の順番で前記ゲート配線の１つずつに選択信号を供給し、ゲート配線に近接する被検知体を検知し、第３の期間において、全てのゲート配線が選択信号を供給されるように、所定の順番でゲート配線に選択信号を供給し、ビデオ信号を信号線に供給する。
【００２０】
（１３）本発明の一態様の入出力パネルの駆動方法は、ゲート配線と、信号線と、画素と、を有し、画素は、ゲート配線および信号線と電気的に接続され、画素は、表示素子を含む入出力パネルの駆動方法であって、第１の期間乃至第３の期間を有する。第１の期間において、所定の電圧を信号線に供給し、第２の期間において、全てのゲート配線が選択信号を供給されるように、所定の順番で一群の隣り合うゲート配線毎に選択信号を供給し、一群の隣り合うゲート配線に近接する被検知体を検知し、第３の期間において、全てのゲート配線が選択信号を供給されるように、所定の順番で選択信号をゲート配線に供給し、ビデオ信号を信号線に供給する。
【００２１】
（１４）本発明の一態様の入出力パネルの駆動方法は、第１の表示領域と、第２の表示領域と、を有し、第２の表示領域は第１の表示領域と隣接し、第１の表示領域は一群のゲート配線および信号線を備え、第２の表示領域は他の一群のゲート配線および信号線を備える入出力パネルの駆動方法であって、第１の期間乃至第６の期間を有し、第１の期間において、所定の電圧を信号線に供給し、第２の期間において、一群のゲート配線に選択信号を供給し、一群のゲート配線に近接する被検知体を検知し、第３の期間において、一群のゲート配線が選択信号を供給されるように、所定の順番で選択信号を一群のゲート配線から一ずつ選んで供給し、ビデオ信号を信号線に供給し、第４の期間において、所定の電圧を信号線に供給し、第５の期間において、他の一群のゲート配線に選択信号を供給し、他の一群のゲート配線に近接する被検知体を検知し、第６の期間において、他の一群のゲート配線が選択信号を供給されるように、所定の順番で選択信号を他の一群のゲート配線から一ずつ選んで供給し、ビデオ信号を信号線に供給する。
【００２２】
本明細書においてトランジスタが有するソースとドレインは、トランジスタの極性及び各端子に与えられる電位の高低によって、その呼び方が入れ替わる。一般的に、ｎチャネル型トランジスタでは、低い電位が与えられる端子がソースと呼ばれ、高い電位が与えられる端子がドレインと呼ばれる。また、ｐチャネル型トランジスタでは、低い電位が与えられる端子がドレインと呼ばれ、高い電位が与えられる端子がソースと呼ばれる。本明細書では、便宜上、ソースとドレインとが固定されているものと仮定して、トランジスタの接続関係を説明する場合があるが、実際には上記電位の関係に従ってソースとドレインの呼び方が入れ替わる。
【００２３】
本明細書においてトランジスタのソースとは、半導体膜の一部であるソース領域、或いは上記半導体膜に接続されたソース電極を意味する。同様に、トランジスタのドレインとは、上記半導体膜の一部であるドレイン領域、或いは上記半導体膜に接続されたドレイン電極を意味する。また、ゲートはゲート電極を意味する。
【００２４】
本明細書においてトランジスタが直列に接続されている状態とは、例えば、第１のトランジスタのソースまたはドレインの一方のみが、第２のトランジスタのソースまたはドレインの一方のみに接続されている状態を意味する。また、トランジスタが並列に接続されている状態とは、第１のトランジスタのソースまたはドレインの一方が第２のトランジスタのソースまたはドレインの一方に接続され、第１のトランジスタのソースまたはドレインの他方が第２のトランジスタのソースまたはドレインの他方に接続されている状態を意味する。
【００２５】
本明細書において接続とは、電気的な接続を意味しており、電流、電圧または電位が、供給可能、或いは伝送可能な状態に相当する。従って、接続している状態とは、直接接続している状態を必ずしも指すわけではなく、電流、電圧または電位が、供給可能、或いは伝送可能であるように、配線、抵抗、ダイオード、トランジスタなどの回路素子を介して間接的に接続している状態も、その範疇に含む。
【００２６】
本明細書において回路図上は独立している構成要素どうしが接続されている場合であっても、実際には、例えば配線の一部が電極として機能する場合など、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もある。本明細書において接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範疇に含める。
【００２７】
また、本明細書中において、トランジスタの第１の電極または第２の電極の一方がソース電極を、他方がドレイン電極を指す。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の一態様によれば、利便性または信頼性に優れた新規な入出力パネルを提供できる。または、新規な入出力パネルまたは新規な半導体装置を提供できる。
【００２９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施の形態に係る入出力パネルの構成を説明する回路図。
【図２】実施の形態に係る入出力パネルの構成を説明する平面図。
【図３】実施の形態に係る入出力パネルの構成を説明する断面図および平面図。
【図４】実施の形態に係る入出力パネルの構成を説明する断面図および平面図。
【図５】実施の形態に係る相互容量方式のタッチセンサの構成を示す模式図と、入出力波形の模式図及びマトリクス状に配置された複数の容量を備えるタッチセンサの構成例。
【図６】実施の形態に係る入出力パネルの構成を説明する断面図および平面図。
【図７】実施の形態に係る入出力パネルの構成を説明する断面図および平面図。
【図８】実施の形態に係る入出力パネルの構成を説明する断面図および平面図。
【図９】実施の形態に係る配線のブロック図及び入出力波形のタイミングチャート。
【図１０】実施の形態に係る入出力波形のタイミングチャート。
【図１１】実施の形態に係る入出力波形のタイミングチャート。
【図１２】実施の形態に係る入出力波形のタイミングチャート。
【図１３】実施の形態に係る入出力波形のタイミングチャート。
【図１４】実施の形態に係るタッチパネルの配線のブロック図。
【図１５】実施の形態に係る入出力パネルの構成を説明する断面図および平面図。
【図１６】実施の形態に係る入出力パネルの構成を説明する断面図および平面図。
【図１７】実施の形態に係る入出力パネルの構成を説明する断面図および回路図。
【図１８】実施の形態に係る入出力パネルの構成を説明する断面図。
【図１９】実施の形態に係る入出力パネルを有する電子機器を説明する図。
【図２０】実施の形態に係る入出力パネルを有する電子機器を説明する図。
【図２１】実施の形態に係る入出力パネルに用いることができるトランジスタの一構成を説明する図。
【図２２】実施の形態に係る入出力パネルに用いることができるトランジスタの一構成を説明する図。
【図２３】実施の形態に係る入出力パネルを有する電子機器を説明する図。
【図２４】実施の形態に係るタッチセンサの回路図。
【図２５】実施の形態に係る表示装置のブロック図及びタイミングチャート図。
【図２６】実施の形態に係る表示装置およびタッチセンサの動作を説明する図。
【図２７】実施の形態に係る表示装置およびタッチセンサの動作を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態およ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。
【００３２】
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分また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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
本明細書等において、金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体（透明酸化物導電体を含む）、酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒまたは単にＯＳともいう）などに分類される。例えば、トランジスタの活性層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、金属酸化物が増幅作用、整流作用、及びスイッチング作用の少なくとも１つを有する場合、当該金属酸化物を、金属酸化物半導体（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、略してＯＳと呼ぶことができる。また、ＯＳ  ＦＥＴと記載する場合においては、金属酸化物または酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。
【００３６】
また、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。
【００３７】
また、本明細書等において、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｒｙｓｔａｌ）、及びＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ‐ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と記載する場合がある。なお、ＣＡＡＣは結晶構造の一例を表し、ＣＡＣは機能、または材料の構成の一例を表す。
【００３８】
また、本明細書等において、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅを、トランジスタの活性層に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子（またはホール）を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅに付与することができる。ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。
【００３９】
また、本明細書等において、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、導電性領域、及び絶縁性領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。
【００４０】
また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅにおいて、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下のサイズで材料中に分散している場合がある。
【００４１】
また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、異なるバンドギャップを有する成分により構成される。例えば、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅをトランジスタのチャネル領域に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、及び高い電界効果移動度を得ることができる。
【００４２】
すなわち、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、マトリックス複合材（ｍａｔｒｉｘ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、または金属マトリックス複合材（ｍｅｔａｌ  ｍａｔｒｉｘ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と呼称することもできる。
【００４３】
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。
【００４４】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の入出力パネルに適用することのできる、被検知体の近接または接触を検知可能なセンサ（以降、タッチセンサと呼ぶ）の構成例について説明する。また、本発明の一態様の入出力パネルは、表示素子を有する。
【００４５】
本発明の一態様のタッチセンサは、静電容量方式を用いる。静電容量方式のタッチセンサとしては、代表的には表面型静電容量方式、投影型静電容量方式などがある。また、投影型静電容量方式としては、主に駆動方法の違いから、自己容量方式、相互容量方式などがある。ここで、相互容量方式を用いると、同時に多点を検出すること（多点検出（マルチタッチ）ともいう）が可能となるため好ましい。
【００４６】
本発明の一態様である入出力パネルは、静電容量方式センサを有する。静電容量方式センサは一対の電極を備え、一対の電極の間に容量が形成されている。この一対の電極のうち一方はセンサ電極であり、このセンサ電極はゲート配線に接続されている。なお、このゲート配線は、選択信号を供給する機能を有する。
【００４７】
上記一対の電極のうち他方はゲート配線と交差する。
【００４８】
本発明の一態様は、例えば、他方の電極は表示素子の電極から分離されている。この構成について、図１（Ａ）を用いて説明する。また、本発明の一態様は、他方の電極が表示素子の電極を兼ねる。この構成について、図１（Ｂ）を用いて説明する。
【００４９】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、本発明の一態様の入出力パネルの画素部の回路図である。本発明の一態様の入出力パネルは表示素子を有し、当該表示素子は液晶材料を含む層を備える。また、本発明の一態様の入出力パネルは画素部を備える。画素部は、液晶素子３５１３と、容量部３５１４と、静電容量方式センサ部３５１５と、ゲート電極３５１６と、ゲート配線３５１７と、コンタクト領域３５１８と、ソース配線３５１９と、トランジスタ３５２１と、センサ電極３５２９と、を有する。また、画素部は、共通電極３５２２および画素電極３５２３を含む。共通電極３５２２は、液晶素子３５１３を駆動するための、共通電位が供給される。画素電極３５２３は、トランジスタ３５２１と電気的に接続される。なお、トランジスタ３５２１は、選択信号に基づいてソース配線３５１９からの信号を画素電極３５２３に供給することができる。なお、トランジスタ３５２１を選択トランジスタとも言う。また、ソース配線３５１９を、単に信号線とも言う。
【００５０】
コンタクト領域３５１８において、センサ電極３５２９は、ゲート配線３５１７と電気的に接続されている。また、ゲート電極３５１６は、ゲート配線３５１７と電気的に接続されている。すなわち、ゲート配線３５１７は、センサ電極３５２９の補助配線の機能と、トランジスタ３５２１を駆動する選択信号を供給する配線の機能を有する。
【００５１】
共通電極３５２２は、ソース配線３５１９と並行する領域を有する。尚、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）において、行方向は矢印Ｒで示す方向であり、列方向は矢印Ｃで示す方向である。
【００５２】
液晶素子３５１３は、共通電極３５２２および画素電極３５２３を備える。なお、共通電極３５２２および画素電極３５２３を用いて、液晶材料を含む層における電界を変化することができる。
【００５３】
また、画素部は容量部３５１４を備える。容量部３５１４は、電荷を蓄積することができる。これにより、次にゲート配線３５１７が選択されるまでの期間（１フレーム期間ともいう）、液晶素子３５１３の表示に必要な電圧を維持することができる。具体的には、共通電極３５２２および画素電極３５２３の間の電圧を維持できる。なお、容量部３５１４が備えるふたつの電極のうち、画素電極３５２３と電気的に接続されていない電極に、共通電位を与える。なお、本明細書において、容量部３５１４の図示は省略することがある。
【００５４】
ここで、図１（Ａ）の回路図を用いて説明する入出力パネルは、センサ電極３５２７を有する。センサ電極３５２７は、共通電極３５２２から分離されている。
【００５５】
静電容量方式センサ部３５１５は、センサ電極３５２９およびセンサ電極３５２７を備える。本発明の一態様のタッチセンサは、指やスタイラスペン等が近づいたとき、センサ電極３５２９とセンサ電極３５２７との間の容量値の変化を読み取ることができる。センサ電極３５２７は、共通電位またはフローティング電位を供給される。
【００５６】
センサ電極３５２７は、ソース配線３５１９と並行する領域を有する。なお、センサ電極３５２７に補助配線を設けても良い。
【００５７】
一方、図１（Ｂ）の回路図を用いて説明する入出力パネルは、センサ電極３５２７を有さない点が、図１（Ａ）を用いて説明する入出力パネルとは異なる。静電容量方式センサ部３５１５は、センサ電極３５２９および共通電極３５２２を備える。本発明の一態様のタッチセンサは、指やスタイラスペン等が近づいたとき、センサ電極３５２９および共通電極３５２２の間の容量値の変化を読み取ることができる。
【００５８】
図２（Ａ）は、図１（Ａ）に示す回路図に、配線等の構造を重ねた平面図であり、図２（Ｂ）は、図１（Ｂ）に示す回路図に、配線等の構造を重ねた平面図である。尚、説明の便宜のため、これらの平面図は、実際の寸法や形状とは異なる部分を含む場合がある。また、説明の便宜のため、配線の一部およびトランジスタ３５２１を記号で示す。なお、図２（Ａ）、図２（Ｂ）では、共通電極３５２２または画素電極３５２３と重ならない位置にトランジスタ３５２１を示したが、トランジスタ３５２１を共通電極３５２２または画素電極３５２３と重なる位置に配置しても良い。他の平面図でも同様に配置することができる。
【００５９】
図２（Ａ）を用いて説明する入出力パネルおよび図２（Ｂ）を用いて説明する入出力パネルは、いずれもゲート配線３５１７、共通電極３５２２、画素電極３５２３、センサ電極３５２９およびコンタクト領域３５１８を備える。なお、いずれの図においても、容量部３５１４の図示は省略されている。また、図２（Ａ）を用いて説明する入出力パネルは、センサ電極３５２７を備える。
【００６０】
図２（Ａ）を用いて説明する入出力パネルおよび図２（Ｂ）を用いて説明する入出力パネルは、いずれも、共通電極３５２２が、ゲート配線３５１７およびセンサ電極３５２９の間に挟まれる領域を有する。
【００６１】
図２（Ａ）を用いて説明する入出力パネルおよび図２（Ｂ）を用いて説明する入出力パネルは、いずれも、画素電極３５２３およびセンサ電極３５２９が、同じ材料を含む。これにより、画素電極３５２３およびセンサ電極３５２９を、同一の工程で形成することができる。また、図２（Ａ）を用いて説明する入出力パネルは、共通電極３５２２およびセンサ電極３５２７が、いずれも、同じ材料を含む。これにより、共通電極３５２２およびセンサ電極３５２７を、同一の工程で形成することができる。
【００６２】
なお、補助配線を共通電極３５２２に設けることができる。これにより、配線抵抗を低くすることができる。または、画素を微細化することができる。
【００６３】
また、共通電位またはフローティング（浮遊）電位が与えられる電極と重なるように、ソース配線３５１９を配置してもよい。これにより、例えば、センサ電極または被検知体（具体的には指等）に由来するノイズの影響を低減することができる。例えば、ソース配線３５１９が供給するビデオ信号への影響を低減することができる。
【００６４】
本発明の入出力パネルは、図１（Ａ）または図１（Ｂ）に示す回路が形成されていれば良く、その形成方法は、上記構成でなくても良い。例えば、基板に近い順に、ゲート配線３５１７、次いでセンサ電極３５２９、次いで共通電極３５２２、が形成されていても良い。また、画素電極３５２３は、センサ電極３５２９と異なる材料で形成されていても良い。また、共通電極３５２２は、センサ電極３５２７と異なる材料で形成されていても良い。
【００６５】
《構成例１．》
図１（Ａ）に示す回路図を用いて説明する入出力パネルは、センサ電極３５２７を有する。センサ電極３５２７は、共通電極３５２２から分離されている。一例として、入出力パネル３５５１の画素の一部の構造を、概略的に示す断面図を用いて説明する（図３（Ａ）参照）。なお、入出力パネル３５５１は液晶材料を含む層３５２４を有する。入出力パネル３５５１はＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードで動作する液晶素子を有する。
【００６６】
入出力パネル３５５１は、トランジスタ３５２１と、共通電極３５２２と、画素電極３５２３と、液晶材料を含む層３５２４と、カラーフィルタ３５２５と、を備える（図３（Ａ）参照）。画素電極３５２３は、画素電極３５２３Ａおよび画素電極３５２３Ｂを含む。画素電極３５２３Ｂは、画素電極３５２３Ａと電気的に接続されている。液晶材料を含む層３５２４は、配向膜３５６１および配向膜３５６２の間に挟まれている。画素電極３５２３Ａおよび画素電極３５２３Ｂは、トランジスタ３５２１のソース電極またはドレイン電極の一方と電気的に接続される。
【００６７】
画素電極３５２３Ａおよび画素電極３５２３Ｂは画素電極の一部である。画素電極３５２３Ａおよび画素電極３５２３Ｂは、絶縁層を介して共通電極３５２２上に設けられる。液晶素子は一対の電極を備える。画素電極３５２３Ａおよび画素電極３５２３Ｂは一対の電極の一方であり、共通電極３５２２は一対の電極の他方である。なお、液晶素子の一対の電極間に電圧を印加することにより、液晶材料を含む層３５２４に含まれる液晶材料の配向を制御することができる。
【００６８】
ゲート配線３５１７は、トランジスタ３５２１のゲート電極３５１６が含む材料と同じ材料を含む。これにより、ゲート配線３５１７およびゲート電極３５１６を、同一の工程で形成することができる。また、ゲート配線３５１７およびゲート電極３５１６を電気的に接続することができる。また、コンタクト領域３５１８にて、ゲート配線３５１７をセンサ電極３５２９と電気的に接続することができる。
【００６９】
センサ電極３５２７は、共通電極３５２２が含む材料と同じ材料を含む。これにより、センサ電極３５２７および共通電極３５２２を、同一の工程で形成することができる。
【００７０】
図３（Ａ）に示す入出力パネル３５５１は、センサ電極３５２９およびセンサ電極３５２７を備える。センサ電極３５２９およびセンサ電極３５２７の間に形成される電界を破線３５６３で示す。また、例えば、伝導性を有する被検知体３５６４がこの電界を横切る様子を図示する。なお、センサ電極３５２９およびセンサ電極３５２７は、図１（Ａ）に示す回路図を用いて説明する入出力パネルの静電容量方式センサ部３５１５に相当する。
【００７１】
液晶材料を含む層３５２４は、基板３５４３と、基板３５４１とに挟まれる。
【００７２】
図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す入出力パネル３５５１の配線等の構造を概略的に示す平面図である。
【００７３】
なお、本明細書の各断面図にて示されるＡｍとＡｎとの間、ＢｍとＢｎとの間は、各平面図にて示されるＡｍとＡｎとの間、ＢｍとＢｎとの間に対応する。但しｍ、ｎはいずれも自然数である。
【００７４】
トランジスタ３５２１は、共通電極３５２２や画素電極３５２３と重なるように配置することができる。なお、トランジスタ３５２１のゲート電極３５１６は、ゲート配線３５１７と電気的に接続されている。また、トランジスタ３５２１のソース電極およびドレイン電極は、ソース配線３５１９が含む材料と同じ材料を含む。これにより、ソース電極、ドレイン電極およびソース配線３５１９を、同一の工程で形成することができる。また、ソース電極またはドレイン電極を、ソース配線３５１９と電気的に接続することができる。なお、他の平面図においても、トランジスタは共通電極または画素電極と重ねて配置することができる。
【００７５】
また、トランジスタ３５２１は、実施の形態７で示すように、ボトムゲート型でも、トップゲート型でも、ゲート電極を２つ有する型でも良い。
【００７６】
センサ電極３５２９およびセンサ電極３５２７の間に形成される電界の一部を、破線３５６３で示す（図３（Ｂ）参照）。本発明の一態様のタッチセンサは、この電界を横切る被検知体３５６４を検知することができる。なお、センサ電極３５２９およびセンサ電極３５２７は、静電容量方式センサ部３５１５の一対の電極に相当する（図１（Ａ）参照）。
【００７７】
《構成例２．》
図１（Ｂ）に示す回路図を用いて説明する入出力パネルは、共通電極３５２２およびセンサ電極３５２９を備える。一例として、入出力パネル３５５２の画素の一部の構造を、概略的に示す断面図を用いて説明する（図４（Ａ）参照）。なお、入出力パネル３５５２は液晶材料を含む層３５２４を有する。入出力パネル３５５２はＦＦＳモードで動作する液晶素子を有する。
【００７８】
図４（Ａ）に示す入出力パネル３５５２は、センサ電極３５２７を備えない点で、図３（Ａ）に示す入出力パネル３５５１とは異なる。
【００７９】
図４（Ａ）に示す入出力パネル３５５２は、センサ電極３５２９および共通電極３５２２を備える。センサ電極３５２９および共通電極３５２２の間に形成される電界を破線３５６３で示す。また、例えば、伝導性を有する被検知体３５６４がこの電界を横切る様子を図示する。なお、上記以外の各部位は、図３（Ａ）に示す入出力パネル３５５１の各部位と共通している。なお、センサ電極３５２９および共通電極３５２２は、図１（Ｂ）に示す回路図を用いて説明する入出力パネルの静電容量方式センサ部３５１５の一対の電極に相当する。
【００８０】
図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す入出力パネル３５５２の配線等の構造を概略的に示す平面図である。
【００８１】
センサ電極３５２９および共通電極３５２２の間に形成される電界の一部を、破線３５６３で示す（図４（Ｂ）参照）。本発明の一態様のタッチセンサは、この電界を横切る被検知体３５６４を検知することができる。なお、センサ電極３５２９および共通電極３５２２は、静電容量方式センサ部３５１５の一対の電極に相当する（図１（Ｂ）参照）。
【００８２】
［センサの検知方法の例］
図５（Ａ）、（Ｂ）は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示す模式図と、入出力波形の模式図である。タッチセンサは一対の電極を備え、これらの間に容量が形成されている。一対の電極のうち一方の電極に入力電圧が入力される。また、他方の電極に流れる電流（または、他方の電極の電位）を検出する電流検出回路を備える。
【００８３】
例えば図５（Ａ）に示すように、入力電圧の波形として矩形波を用いた場合、出力電流波形として鋭いピークを有する波形が検出される。
【００８４】
また図５（Ｂ）に示すように、伝導性を有する被検知体が容量に近接または接触した場合、電極間の容量値が減少するため、これに応じて出力の電流値が減少する。
【００８５】
このように、本発明の一態様のタッチセンサは、入力電圧に対する出力電流（または電位）の変化を用いて、容量の変化を検出することにより、被検知体の近接、または接触を検知することができる。
【００８６】
［タッチセンサの構成例］
図５（Ｃ）は、マトリクス状に配置された複数の容量を備えるタッチセンサの構成例を示す。
【００８７】
タッチセンサは、Ｘ方向（紙面横方向）に延在する複数の配線３５１０と、これら複数の配線と交差し、Ｙ方向（紙面縦方向）に延在する複数の配線３５１１とを有する。交差する２つの配線間には容量３５０３が形成される。例えば、入出力パネル３５５１（図３（Ａ）、（Ｂ）参照）においては、配線３５１０はゲート配線３５１７とセンサ電極３５２９とに相当し、配線３５１１はセンサ電極３５２７に相当する。
【００８８】
また、Ｘ方向に延在する配線３５１０には、入力電圧または共通電位（接地電位、基準電位を含む）のいずれか一方が入力される。この電位は、例えば矩形波を入力するようなパルス電圧出力回路３５０１から供給することができる。また、Ｙ方向に延在する配線３５１１には、電流検出回路３５０２（例えば、ソースメータ、センスアンプなど）が電気的に接続され、当該配線に流れる電流（または電位）を検出することができる。
【００８９】
タッチセンサは、Ｘ方向に延在する複数の配線３５１０に対して順に入力電圧が入力されるように走査し、Ｙ方向に延在する配線３５１１に流れる電流（または電位）の変化を検出することで、２次元的な被検知体の検出（センシング）が可能となる。
【００９０】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の入出力パネルに適用することのできる、実施の形態１とは別の構成例について説明する。また、本発明の一態様の入出力パネルは、表示素子を有する。本実施の形態で示す入出力パネルは、液晶材料を含む層を有するＦＦＳモードで動作する液晶素子を有する。
【００９１】
《構成例３．》
図１（Ｂ）に示す回路図を用いて説明する入出力パネルは、共通電極３５２２およびセンサ電極３５２９を備える。一例として、入出力パネル３５５３の画素の一部の構造を、概略的に示す断面図を用いて説明する（図６（Ａ）参照）。
【００９２】
入出力パネル３５５３は、トランジスタ３５２１と、共通電極と、画素電極３５２３と、を備える（図６（Ａ）参照）。共通電極は、共通電極３５２２Ａおよび共通電極３５２２Ｂを含む。共通電極３５２２Ｂは、共通電極３５２２Ａと電気的に接続されている。画素電極３５２３は、センサ電極３５２９が含む材料と同じ材料を含む。これにより、画素電極３５２３およびセンサ電極３５２９を、同一の工程で形成することができる。
【００９３】
図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す入出力パネル３５５３の配線等の構造を概略的に示す平面図である。
【００９４】
センサ電極３５２９および共通電極３５２２Ａの間に形成される電界の一部を、破線３５６３で示す（図６（Ｂ）参照）。本発明の一態様のタッチセンサは、この電界を横切る被検知体３５６４を検知することができる。また、共通電極３５２２Ｂは開口部が設けられている。これにより、被検知体が横切りやすい電界を、センサ電極３５２９および共通電極３５２２Ａの間に形成することができる。なお、センサ電極３５２９および共通電極３５２２Ａは、静電容量方式センサ部３５１５の一対の電極に相当する（図１（Ｂ）参照）。
【００９５】
入出力パネル３５５３のその他の構成は、入出力パネル３５５２の構成を参照することができる。
【００９６】
《構成例４．》
図１（Ｂ）に示す回路図を用いて説明する入出力パネルは、共通電極３５２２およびセンサ電極３５２９を備える。一例として、入出力パネル３５５４の画素の一部の構造を、概略的に示す断面図を用いて説明する（図７（Ａ）参照）。
【００９７】
入出力パネル３５５４は、トランジスタ３５２１と、共通電極と、画素電極３５２３と、を備える（図７（Ａ）参照）。共通電極は、共通電極３５２２Ａおよび共通電極３５２２Ｂを含む。共通電極３５２２Ｂは、共通電極３５２２Ａと電気的に接続されている。画素電極３５２３は、センサ電極３５２９が含む材料と同じ材料を含む。これにより、画素電極３５２３およびセンサ電極３５２９を、同一の工程で形成することができる。
【００９８】
図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す入出力パネル３５５４の配線等の構造を概略的に示す平面図である。
【００９９】
センサ電極３５２９および共通電極３５２２Ａの間に形成される電界の一部を、破線３５６３で示す（図７（Ｂ）参照）。本発明の一態様のタッチセンサは、この電界を横切る被検知体３５６４を検知することができる。また、共通電極３５２２Ｂは開口部を備え、センサ電極３５２９は当該開口部と重なる領域を備える。なお、共通電極３５２２Ａおよびセンサ電極３５２９は、静電容量方式センサ部３５１５の一対の電極に相当する（図１（Ｂ）参照）。
【０１００】
入出力パネル３５５４のその他の構成は、入出力パネル３５５２の構成を参照することができる。
【０１０１】
《構成例５．》
図１（Ａ）に示す回路図を用いて説明する入出力パネルは、センサ電極３５２７およびセンサ電極３５２９を備える。一例として、入出力パネル３５５５の画素の一部の構造を、概略的に示す断面図を用いて説明する（図８（Ａ）参照）。
【０１０２】
入出力パネル３５５５は、トランジスタ３５２１と、共通電極と、センサ電極３５２７と、画素電極３５２３と、を備える（図８（Ａ）参照）。共通電極は、共通電極３５２２Ａおよび共通電極３５２２Ｂを含む。共通電極３５２２Ｂは、共通電極３５２２Ａと電気的に接続されている。共通電極は、センサ電極３５２７が含む材料と同じ材料を含む。これにより、共通電極およびセンサ電極３５２７を、同一の工程で形成することができる。
【０１０３】
図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示す入出力パネル３５５５の配線等の構造を概略的に示す平面図である。
【０１０４】
センサ電極３５２９およびセンサ電極３５２７の間に形成される電界の一部を、破線３５６３で示す（図８（Ｂ）参照）。本発明の一態様のタッチセンサは、この電界を横切る被検知体３５６４を検知することができる。また、共通電極３５２２Ｂは開口部が設けられている。これにより、被検知体が横切りやすい電界を、センサ電極３５２９およびセンサ電極３５２７の間に形成することができる。なお、センサ電極３５２９およびセンサ電極３５２７は、静電容量方式センサ部３５１５の一対の電極に相当する（図１（Ａ）参照）。
【０１０５】
入出力パネル３５５５のその他の構成は、入出力パネル３５５１の構成を参照することができる。
【０１０６】
（実施の形態３）
本発明の一態様のタッチパネルの駆動方法の一例について、以下に説明を行う。
【０１０７】
図９（Ａ）は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示すブロック図である。図９（Ａ）では、タッチセンサはパルス電圧出力回路３５０１、電流検出回路３５０２を有する。また、パルス電圧が与えられる配線３５１０をＸ１−Ｘｎとして、それぞれｎ本の配線で例示している。電流の変化を検知する配線３５１１をＹ１−Ｙｍとして、それぞれｍ本の配線で例示している。また、図９（Ａ）は、複数ある配線３５１０と、複数ある配線３５１１とが重畳することで、複数形成される容量３５０３を示している。なお、配線３５１０と配線３５１１とはその機能を互いに置き換えてもよい。
【０１０８】
パルス電圧出力回路３５０１は、Ｘ１−Ｘｎの配線に順にパルス電圧を印加するための回路である。Ｘ１−Ｘｎの配線にパルス電圧が印加されることで、容量３５０３を形成する配線３５１０と配線３５１１との間に電界が生じる。この配線間に生じる電界が遮蔽等により容量３５０３の相互容量に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接、または接触を検出することができる。
【０１０９】
電流検出回路３５０２は、容量３５０３での相互容量の変化による、Ｙ１−Ｙｍの配線での電流の変化を検出するための回路である。Ｙ１−Ｙｍの配線では、被検知体の近接、または接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接、または接触により相互容量が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検出は、積分回路等を用いて行えばよい。
【０１１０】
次に、図９（Ｂ）には、図９（Ａ）で示す相互容量方式のタッチセンサにおける入出力波形のタイミングチャートを示す。図９（Ｂ）では、１フレーム期間で各行列での被検知体の検出を行うものとする。また図９（Ｂ）では、被検知体を検出しない場合（非タッチ）の期間３６０１と被検知体を検出する場合（タッチ）の期間３６０２との２つの場合について示している。なおＹ１−Ｙｍの配線については、検出される電流値に対応する電圧値とした波形を示している。
【０１１１】
Ｘ１−Ｘｎの配線には、順にパルス電圧が与えられ、該パルス電圧にしたがってＹ１−Ｙｍの配線での波形が変化する。被検知体の近接または接触がない場合には、Ｘ１−Ｘｎの配線の電圧の変化に応じてＹ１−Ｙｍの波形が一様に変化する。一方、被検知体が近接または接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化する。
【０１１２】
図９（Ａ）に示すブロック図中のＸ１−Ｘｎまでの配線３５１０は、他の実施の形態に示す入出力パネルのゲート配線３５１７に相当する。具体的には、入出力パネル３５５１乃至入出力パネル３５５５のいずれかの入出力パネルのゲート配線３５１７に相当する。図９（Ａ）で示される容量３５０３の座標と、各配線との配置を説明するため、Ｘ１−Ｘｎの配線３５１０はそれぞれＸ１−Ｘｎ行に配設され、Ｙ１−Ｙｍの配線３５１１はそれぞれＹ１−Ｙｍ列に配設されるものとする。
【０１１３】
図１０に示されるタイミングチャートは、Ｘ１−Ｘｎ行の各配線３５１０に与えられる電圧の入力波形を示したものである。信号３６１１は、表示素子を駆動するための信号である。信号３６１２は、タッチセンサを駆動するための信号である。本発明の一態様である入出力パネルはゲート配線３５１７が両方の信号を流すことができることから、例えば同じ行にある信号３６１１と信号３６１２とは、前記行に形成された同一のゲート配線３５１７に流れる。すなわち信号３６１１と信号３６１２とは、は図１（Ａ）または図１（Ｂ）においてゲート配線３５１７に入力される選択信号ともいえる。
【０１１４】
図１０に示されるタイミングチャートは、共通電極３５２２がセンサ電極３５２７から分離されている入出力パネルの駆動方法、例えば、入出力パネル３５５１の駆動方法の一例を示す。縦軸はゲート配線の電圧の変化である。Ｘ１−Ｘｎの配線は、表示素子においては共通電極３５２２に相当し、タッチセンサにおいてはセンサ電極３５２７に相当する。この構造においては、タッチセンサでの被検知体の検出と、表示素子への書き込みと、が同時に成される。換言すれば、ゲート配線に選択信号を入力する期間に、ビデオ信号をソース配線に入力し、ゲート配線に近接する被検知体を検知する。
【０１１５】
この場合、ある座標の表示素子において、表示素子へのビデオ信号の書き込みを行う期間３６２１と、次の同期間３６２１との間が、表示期間３６２２となる。またタッチセンサでの被検知体の検出を行う期間３６２３は、上記のように期間３６２１と一致する。期間３６２１の繰り返す周期が１フレーム期間３６２４となる。
【０１１６】
図１１に示されるタイミングチャートは、共通電極３５２２が液晶素子３５１３の一方の電極およびセンサ電極を兼ねる入出力パネルの駆動方法、例えば、入出力パネル３５５２駆動方法の一例を示す。Ｘ１−Ｘｎの配線は、表示素子およびタッチセンサにおいて共通電極３５２２に相当する。この構造においては、タッチセンサでの被検知体の検出と、表示素子への書き込みと、は時間差を有して行う。
【０１１７】
この場合、ある座標の表示素子において、表示素子とタッチセンサとのクロストークを避けるため、表示素子へのビデオ信号の書き込みを行う期間３６２１を、全行分経過した後、黒信号の書き込みを行う期間３６２５を設ける。すなわち期間３６２１と、期間３６２５との間が、表示期間３６２２となる。期間３６２５が全行分経過した後、タッチセンサでの被検知体の検出を行う期間３６２３が全行分設けられる。図１１におけるタッチセンサでの被検知体の検出を行う期間３６２３において、タッチセンサはゲート電圧の上昇の波形の違いを評価しているが、この波形は画素電極３５２３の電位によって変化する。上記の検出への影響を低減するため、期間３６２３の間は、ソース配線３５１９には、黒信号の書き込みを行う信号が供給されている。このように１フレーム期間３６２４が終了した後、再度表示素子のビデオ信号の書き込みが開始される。
【０１１８】
センシングの前に、上記黒信号の書き込みを行うことにより、図５（Ｃ）に示す配線３５１０と配線３５１１との電位は、画素電極３５２３の電位からの影響が一定となり、より正確なセンシングを行うことができる。上記黒信号の代わりに、所定の色度の信号であっても良い。あるいは、黒信号の書き込みとして、所定の電圧を画素電極３５２３に与えても良い。
【０１１９】
１フレーム期間３６２４を固定し、かつ表示期間３６２２を長くしたい場合、期間３６２３を短くする、すなわち高速センシングすることで可能となる。
【０１２０】
図１２に示されるタイミングチャートは、共通電極３５２２が、液晶素子３５１３を駆動する、一方の電極であり、かつセンサ電極としての機能を有する構造の駆動方法の、別の例を示す。
【０１２１】
この場合、タッチセンサでの被検知体の検出を行う期間３６２３は、一群の隣り合う行において同時である。一群の隣り合う行分の信号が、電流の変化を検知する配線３５１１に流れるので、検出の空間分解能は、その分低くなる。但し、合計のセンシング期間３６２６は短くなるため、高速センシングが可能となる。
【０１２２】
一群の隣り合う行としては、図９（Ａ）のブロック図に示される構造を例にすると、ＸｒからＸｓまでの連続した行とすることができる。ここでｒは１以上かつｓ以下の整数、ｓはｒ以上かつｎ−１以下の整数である。このとき好ましくはｓはｒ＋１以上である。ＸｒからＸｓまでの連続した行の処理が終了したとき、次いで未処理の行の処理を行うことができる。例えば、Ｘ（ｓ＋１）から同様に一群の隣り合う行にて処理を行うことができる。こうしてＸ１からＸｎ行までの処理を終了させる。尚、上記処理を終了させるまでの間に、一の行についてのみ処理を行ってもよい。また、一定の数の行を一群の隣り合う行に用いても良いし、一定でない数の行を一群の隣り合う行に用いることもできる。また、例えば入出力パネル３５５２における共通電極３５２２（図４（Ｂ）参照）は、電流の変化を検知する配線３５１１（図９（Ａ）参照）に接続される。言い換えると、ＸｒからＸｓまでの連続した行を繋げることができる。
【０１２３】
図１３に示されるタイミングチャートは、共通電極３５２２が、液晶素子３５１３を駆動する、一方の電極であり、かつセンサ電極としての機能を有する構造の駆動方法の、別の例を示す。
【０１２４】
この場合、一群の隣り合う行分の表示素子に順次黒信号の書き込みを行い、次いで、上記一群の隣り合う行分のセンシングを一度に行い、その後一群の隣り合う行分の表示素子へのビデオ信号の書き込みを順次行う。これらを期間３６２７にて行い、同様に次の一群の隣り合う行の処理を行う。１フレーム期間を固定したとき、図１３に示されるタイミングチャートのような駆動方法は、図１２の場合に比べて、表示期間３６２２を長くすることができる。
【０１２５】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１２６】
（実施の形態４）
本発明の一態様のタッチパネルの配線について、本実施の形態では、配線３５１０の本数を倍にして、配線３５１１の数を半分にした構成を図１４に示されるブロック図を用いて説明する。
【０１２７】
図１４に示されるブロック図において、容量３５０３の数は、図９（Ａ）のブロック図が示す容量３５０３の数と同じである。
【０１２８】
図１４では、タッチセンサはパルス電圧出力回路３５０１Ａ、およびパルス電圧出力回路３５０１Ｂを有している。また、パルス電圧が与えられる配線３５１０をＸ１Ａ−ＸｎＡ、Ｘ１Ｂ−ＸｎＢとして、それぞれ２ｎ本の配線で例示している。電流の変化を検知する配線３５１１をＹ１−Ｙｍとして、それぞれｍ／２本の配線で例示している。
【０１２９】
例えば、パルス電圧出力回路３５０１Ａに接続される容量３５０３Ａと、パルス電圧出力回路３５０１Ｂに接続される容量３５０３Ｂと、は互いに隣接するように配置することができる。
【０１３０】
このような配置を選択可能とすることで、画素のレイアウトの自由度が増える。例えば、配線３５１１の抵抗を低くする必要があるとき、配線３５１１の線幅を大きくしつつ、Ｃ方向の画素数を維持することができる。
【０１３１】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１３２】
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の入出力パネルに適用することのできる、実施の形態１または実施の形態２とは別の構成例について説明する。具体的には、本発明の一態様の入出力パネルは、液晶素子または発光素子を有する。
【０１３３】
《構成例６．》
図１（Ａ）に示す回路図を用いて説明する入出力パネルは、センサ電極３５２７を有する。センサ電極３５２７は、共通電極３５２２から分離されている。一例として、入出力パネル３５５６の画素の一部の構造を、概略的に示す断面図を用いて説明する（図１５（Ａ）参照）。
【０１３４】
図１５（Ａ）に示す入出力パネル３５５６は、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードで動作する液晶素子を有する。
【０１３５】
入出力パネル３５５６は、トランジスタ３５２１と、共通電極と、画素電極３５２３と、を備える（図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）参照）。共通電極は櫛歯状の形状を備え、共通電極は共通電極３５２２Ａおよび共通電極３５２２Ｂを含む。また、共通電極、画素電極３５２３、センサ電極３５２７およびセンサ電極３５２９は同じ材料を含む。これにより、共通電極、画素電極３５２３、センサ電極３５２７およびセンサ電極３５２９を、同一の工程で形成することができる。
【０１３６】
図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）に示す入出力パネル３５５６の配線等の構造を概略的に示す平面図である。
【０１３７】
センサ電極３５２９およびセンサ電極３５２７の間に形成される電界の一部を、破線３５６３で示す（図１５（Ｂ）参照）。本発明の一態様のタッチセンサは、この電界を横切る被検知体３５６４を検知することができる。なお、センサ電極３５２９およびセンサ電極３５２７は、静電容量方式センサ部３５１５の一対の電極に相当する（図１（Ａ）参照）。
【０１３８】
入出力パネル３５５６のその他の構成は、入出力パネル３５５１の構成を参照することができる。
【０１３９】
《構成例７．》
図１６（Ａ）に示す入出力パネル３５５７は、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードで動作する液晶素子を有する。
【０１４０】
共通電極３５２２は、液晶材料を含む層３５２４を介して画素電極３５２３と対向するように設けられている。また、共通電極３５２２と重ねて配線３５２６が設けられている。配線３５２６は、例えば、図１６（Ａ）に図示されていないブロック間を電気的に接続するために設けることができる。また共通電極３５２２と画素電極３５２３との間に、液晶材料を含む層３５２４を有する。また、センサ電極３５２９および画素電極３５２３は、同じ材料を含む。これにより、センサ電極３５２９および画素電極３５２３を、同一の工程で形成することができる。
【０１４１】
図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）に示す入出力パネル３５５７の配線等の構造を概略的に示す平面図である。
【０１４２】
センサ電極３５２９およびセンサ電極３５２７の間に形成される電界の一部を、破線３５６３で示す（図１６（Ｂ）参照）。本発明の一態様のタッチセンサは、この電界を横切る被検知体３５６４を検知することができる。なお、センサ電極３５２９およびセンサ電極３５２７は、静電容量方式センサ部３５１５の一対の電極に相当する（図１（Ａ）参照）。また、配線３５２６の一部および共通電極３５２２の一部は画素電極３５２３と重なる。図の煩雑さを避けるため、配線３５２６および共通電極３５２２は、図１６（Ｂ）において省略されている。
【０１４３】
入出力パネル３５５７のその他の構成は、入出力パネル３５５１の構成を参照することができる。
【０１４４】
なお、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示す入出力パネルを用いて、液晶素子をＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードで動作させることができる。
【０１４５】
《構成例８．》
また、本発明の一態様であるタッチパネルは、発光素子を有しても良い。
【０１４６】
図１７（Ａ）に、入出力パネル３５５８の画素の一部の構造を、概略的に示す断面図を示す。入出力パネル３５５８は、発光素子を有する。発光素子は、画素電極３５２３、電極３５７２および発光性の材料を含む層３５７３を備える。発光性の材料を含む層３５７３は、画素電極３５２３および電極３５７２の間に設けられる。
【０１４７】
可視光を透過する導電性材料を電極３５７２に用いる。これにより、発光素子から光を取り出すことができる。または、取り出された光を視認することができる。例えば、可視光を透過する導電性材料を、陰極または陽極に用いることができる。本実施の形態では、可視光を透過する導電材料を電極３５７２に用い、電極３５７２を陰極とする（図１７（Ａ）参照）。
【０１４８】
可視光を反射する導電性材料を画素電極３５２３に用いることができる。具体的には、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、もしくはタングステン等の金属、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を、画素電極３５２３に用いることができる。
【０１４９】
可視光を透過する導電性材料を電極３５７２に用いることができる。具体的には、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を、電極３５７２に用いることができる。可視光を透過する導電膜については後述の部分で別に説明する。
【０１５０】
画素電極３５２３は、センサ電極３５２９が含む材料と同じ材料を含む。これにより、画素電極３５２３およびセンサ電極３５２９を、同一の工程で形成することができる。なお、画素電極３５２３は、センサ電極３５２９と接続されていない。また、電極３５７２は、センサ電極３５２９と重ならない領域を備える。例えば、シャドーマスクを用いて形成された開口部を備える。
【０１５１】
入出力パネル３５５８は、絶縁層３５７６と、樹脂層３５７７とを有する。絶縁層３５７６は、樹脂層３５７７から発光性の材料を含む層３５７３への水の拡散を低減する。
【０１５２】
入出力パネル３５５８は、画素電極３５２３を備える。画素電極３５２３は、トランジスタ３５３０のソース電極またはドレイン電極の一方に電気的に接続されている。トランジスタ３５３０のソース電極またはドレイン電極の他方は、電源線３５３１と電気的に接続される（図１７（Ｂ）参考）。トランジスタ３５３０は、発光素子を制御する機能を備える。トランジスタ３５３０は、駆動用のトランジスタである。トランジスタ３５３０のゲート電極は、スイッチング用のトランジスタ３５２１のソース電極またはドレイン電極の一方と電気的に接続する。スイッチング用のトランジスタ３５２１のゲート電極は、ゲート配線３５１７と電気的に接続する。画素電極３５２３とセンサ電極３５２９とを１対の電極とし、容量の変化を検知することにより静電容量方式の検知を行う。
【０１５３】
また、各画素間の発光性の材料を含む層３５７３を塗り分けるために、画素電極３５２３と、発光性の材料を含む層３５７３との間に、隔壁３５７８を形成する。隔壁３５７８としては、無機絶縁膜や有機絶縁膜を用いて形成する。無機絶縁膜としては、ＣＶＤ法によって形成された窒化珪素膜あるいは窒化酸化珪素膜や、ＳＯＧ法によって塗布された窒化珪素膜あるいは窒化酸化珪素膜等を用いることができる。また、有機絶縁膜としては、アクリル樹脂膜等を用いることができる。
【０１５４】
ここで、隔壁３５７８を形成する際、ウエットエッチング法を用いることで容易にテーパー形状の側壁とすることが出来る。隔壁３５７８の側壁が十分になだらかでないと段差に起因するＥＬ層の劣化が顕著な問題となってしまうため、注意が必要である。
【０１５５】
またコンタクト領域３５１８にも、隔壁３５７８を形成する。こうして、コンタクト領域３５１８の凹凸による、画素電極の凹凸を隔壁３５７８によって埋めることにより、段差に起因するＥＬ層の劣化を防いでいる。
【０１５６】
センサ電極３５２９およびセンサ電極３５２７の間に形成される電界の一部を、破線３５６３で示す（図１７（Ａ）参照）。本発明の一態様のタッチセンサは、この電界を横切る被検知体３５６４を検知することができる。なお、センサ電極３５２９およびセンサ電極３５２７は、静電容量方式センサ部３５１５の一対の電極に相当する（図１（Ａ）参照）。なお、図１１、図１２、図１３で示す駆動方法を入出力パネルに用いることができる。
【０１５７】
センサ電極３５２７は、電極３５７２が含む材料と同じ材料を含む。これにより、センサ電極３５２７および電極３５７２を、同一の工程で形成することができる。また、センサ電極３５２７を電極３５７２から分離して、形成することができる。また、センサ電極３５２７を、共通電極とすることで、センサ電極３５２７とセンサ電極３５２９とを容量部分の一対の電極とすることができる。
【０１５８】
《構成例９．》
図１８（Ａ）に示す入出力パネル３５５９は、図３（Ａ）に示す入出力パネル３５５１のセンサ電極３５２７を、基板３５４３上に形成したものである。このとき基板３５４３は、センサ電極３５２７と、液晶材料を含む層３５２４との間に挟まれる。
【０１５９】
このようにセンサ電極３５２７を配置することで、センサ電極３５２９およびセンサ電極３５２７の間に、被検知体３５６４が横切りやすい電気力線を、形成することができる。その結果、静電容量方式センサの感度を向上することができる。
【０１６０】
《構成例１０．》
可視光を透過する導電膜を、図１６（Ａ）に示す入出力パネル３５５７の共通電極３５２２または図１７（Ａ）に示す入出力パネル３５５８の電極３５７２に用いることができる。例えば、波長が４００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の範囲の光に対する反射率が１％以上好ましくは５％以上１００％未満であって、且つ透過率が１％以上好ましくは１０％以上１００％未満である導電膜を、共通電極３５２２、または電極３５７２に用いることができる。
【０１６１】
具体的には、厚さ１ｎｍ乃至３０ｎｍ、好ましくは１ｎｍ乃至１５ｎｍの銀（Ａｇ）を含む導電性材料、またはアルミニウム（Ａｌ）を含む導電性材料などを、共通電極３５２２または電極３５７２に用いることができる。
【０１６２】
または、インジウム、錫、亜鉛、ガリウム、またはシリコンから選ばれた元素を含む材料を、共通電極３５２２または電極３５７２に用いることができる。具体的には、Ｉｎ酸化物、Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ酸化物（ＩＴＯともいう）、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｓｉ酸化物（ＩＴＳＯともいう）、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物等を、共通電極３５２２または電極３５７２に用いることができる。
【０１６３】
または、グラフェンまたはグラファイトを含む膜を、共通電極３５２２または電極３５７２に用いることができる。具体的には、酸化グラフェンを含む膜を形成し、酸化グラフェンを含む膜を還元することにより形成されたグラフェンを含む膜を用いることができる。なお、熱を加える方法や還元剤を用いる方法等を、還元する方法に用いることができる。
【０１６４】
また、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物に代表される金属酸化物を、共通電極３５２２または電極３５７２に用いることができる。また、例えば、窒化シリコン膜等の窒化物絶縁膜を当該金属酸化物の上層に有する積層膜を共通電極３５２２または電極３５７２に用いることができる。なお、窒化物絶縁膜から当該金属酸化物に窒素または水素を熱拡散することができる。これにより、キャリア密度を高めることができる。または、金属酸化物を、酸化物導電体（ＯＣ：Ｏｘｉｄｅ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）にすることができる。
【０１６５】
または、３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下または１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の厚さを備える酸化物導電体（ＯＣ）を、共通電極３５２２または電極３５７２に用いることができる。
【０１６６】
また、可視光を透過する導電膜を、画素電極３５２３、センサ電極３５２７、センサ電極３５２９、電極３５７２、の何れかまたは複数に用いることができる。または、表示素子の表示領域を、可視光を透過する導電膜を用いたいずれかの電極に重なるように形成することができる。これにより、当該表示素子の表示光は、画素電極３５２３、センサ電極３５２７、センサ電極３５２９、電極３５７２の何れかまたは複数を透過することができる。または、使用者は、画素電極３５２３、センサ電極３５２７、センサ電極３５２９、電極３５７２の何れかまたは複数を透過して表示を視認させることができる。
【０１６７】
《構成例１１．》
図１８（Ｂ）に示す入出力パネル３５６０は、透過型、あるいは半透過型の液晶素子を有する。入出力パネル３５６０は、バックライトＢＬを備える点が、例えば、実施の形態１において、図３（Ａ）を用いて説明する入出力パネル３５５１とは異なる。また、共通電極３５２２、画素電極３５２３Ａおよび画素電極３５２３Ｂは、いずれも可視光を透過する。
【０１６８】
バックライトＢＬは、矢印３５８１の方向に光Ｌを射出する。バックライトＢＬは、液晶材料を含む層３５２４に光を照射することができる。例えば、直下型の光源またはサイドライト型の光源を、バックライトＢＬに用いることができる。
【０１６９】
入出力パネル３５６０は、機能膜３５８２を有する。例えば、偏光板を機能膜３５８２に用いることができる。なお、図示しないが、例えば、機能膜３５８２との間に液晶材料を含む層を挟むように、別の機能膜を用いることもできる。
【０１７０】
可視光を透過する機能を有する導電膜を備える透過型の液晶素子を、本明細書中に記載する入出力パネルに用いることができる。また、フィールドシーケンシャル方式で各色の光を順番に供給するバックライトを用いることにより、液晶素子上に着色膜を形成しなくても色表示が可能となる。なお、全ての色の光を同時に供給したとき、白色の表示が可能となる。
【０１７１】
例えば、反射型の液晶素子および偏光板を、入出力パネル３５６０に用いることができる。具体的には、反射型の液晶素子の表示面側に偏光板を用いることができる。
【０１７２】
また、光拡散板をいずれの入出力パネルの表示面側に用いることができる。これにより、視認性を向上することができる。
【０１７３】
なお、実施の形態１乃至実施の形態４または本実施の形態において説明する入出力パネルの構成から、適宜２以上を選んで組み合わせることができる。例えば、ＦＦＳモードで動作する液晶素子またはＶＡモードで動作する液晶素子以外の液晶素子に、３枚の電極を用いることができる。あるいは、他の表示方法を用いる表示素子を用いることができる。
【０１７４】
本実施の形態は、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。
【０１７５】
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様のタッチパネルの駆動方法の例について、図面を参照して説明する。
【０１７６】
［センサの検知方法の例］
図９（Ａ）ではタッチセンサとして配線の交差部に容量のみを設けるパッシブマトリクス方式のタッチセンサの構成を示したが、トランジスタと容量とを備えたアクティブマトリクス方式のタッチセンサとしてもよい。図２４にアクティブマトリクス方式のタッチセンサに含まれる一つのセンサ回路の例を示している。
【０１７７】
センサ回路は容量１５０３と、トランジスタ１５１１と、トランジスタ１５１２と、トランジスタ１５１３とを有する。トランジスタ１５１３はゲートに信号Ｇ２が与えられ、ソース又はドレインの一方に電圧ＶＲＥＳが与えられ、他方が容量１５０３の一方の電極およびトランジスタ１５１１のゲートと電気的に接続する。トランジスタ１５１１はソース又はドレインの一方がトランジスタ１５１２のソース又はドレインの一方と電気的に接続し、他方に電圧ＶＳＳが与えられる。トランジスタ１５１２はゲートに信号Ｇ１が与えられ、ソース又はドレインの他方が信号線ＭＬと電気的に接続する。容量１５０３の他方の電極には電圧ＶＳＳが与えられる。
【０１７８】
続いて、センサ回路の動作について説明する。まず信号Ｇ２としてトランジスタ１５１３をオン状態とする電位が与えられることで、トランジスタ１５１１のゲートが接続されるノードｎに電圧ＶＲＥＳに対応した電位が与えられる。次いで信号Ｇ２としてトランジスタ１５１３をオフ状態とする電位が与えられることで、ノードｎの電位が保持される。
【０１７９】
続いて、指等の被検知体の近接または接触により、容量１５０３の相互容量が変化することに伴い、ノードｎの電位がＶＲＥＳから変化する。
【０１８０】
読み出し動作は、信号Ｇ１にトランジスタ１５１２をオン状態とする電位を与える。ノードｎの電位に応じてトランジスタ１５１１に流れる電流、すなわち信号線ＭＬに流れる電流が変化する。この電流を検出することにより、被検知体の近接または接触を検出することができる。
【０１８１】
トランジスタ１５１１、トランジスタ１５１２、トランジスタ１５１３としては、チャネルが形成される半導体層に酸化物半導体を適用したトランジスタを用いることが好ましい。特にトランジスタ１５１３のチャネルを形成する半導体層に酸化物半導体を適用することにより、ノードｎの電位を長期間に亘って保持することが可能となり、ノードｎにＶＲＥＳを供給しなおす動作（リフレッシュ動作）の頻度を減らすことができる。
【０１８２】
［表示装置の駆動方法例］
図２５（Ａ）は、一例として表示装置の構成を示すブロック図である。図２５（Ａ）ではゲート駆動回路ＧＤ、ソース駆動回路ＳＤ、画素ｐｉｘを示している。なお図２５（Ａ）では、ゲート駆動回路ＧＤに電気的に接続されるゲート線ｘ＿１乃至ｘ＿ｍ（ｍは自然数）、ソース駆動回路ＳＤに電気的に接続されるソース線ｙ＿１乃至ｙ＿ｎ（ｎは自然数）に対応して、画素ｐｉｘではそれぞれに（１，１）乃至（ｎ，ｍ）の符号を付している。
【０１８３】
次いで図２５（Ｂ）は、図２５（Ａ）で示す表示装置におけるゲート線およびソース線に与える信号のタイミングチャート図である。図２５（Ｂ）では、１フレーム期間ごとにデータ信号を書き換える場合と、データ信号を書き換えない場合と、に分けて示している。なお図２５（Ｂ）では、帰線期間等の期間を考慮していない。
【０１８４】
１フレーム期間ごとにデータ信号を書き換える場合、ｘ＿１乃至ｘ＿ｍのゲート線には、順に走査信号が与えられる。走査信号がＨレベルの期間である水平走査期間１Ｈでは、各列のソース線ｙ＿１乃至ｙ＿ｎにデータ信号Ｄが与えられる。
【０１８５】
１フレーム期間ごとにデータ信号を書き換えない場合、ゲート線ｘ＿１乃至ｘ＿ｍに与える走査信号を停止する。また水平走査期間１Ｈでは、各列のソース線ｙ＿１乃至ｙ＿ｎに与えるデータ信号を停止する。
【０１８６】
１フレーム期間ごとにデータ信号を書き換えない駆動方法は特に、画素が有するトランジスタとしてチャネルが形成される半導体層に酸化物半導体を適用する場合に有効である。酸化物半導体が適用されたトランジスタはシリコン等の半導体が適用されたトランジスタに比べて極めてオフ電流を小さくすることが可能である。そのため、１フレーム期間ごとにデータ信号の書き換えを行わずに前の期間に書き込んだデータ信号を保持させることができ、例えば１秒以上、好ましくは５秒以上に亘って画素の階調を保持することもできる。
【０１８７】
また、画素が有するトランジスタとしてチャネルが形成される半導体層に多結晶シリコンを適用する場合には、画素が有する保持容量の大きさをあらかじめ大きくしておくことが好ましい。保持容量が大きいほど、画素の階調を長時間に亘って保持することができる。保持容量の大きさは、保持容量に電気的に接続するトランジスタや表示素子のリーク電流に応じて設定すればよいが、例えば、１画素あたりの保持容量を５ｆＦ以上５ｐＦ以下、好ましくは１０ｆＦ以上５ｐＦ以下、より好ましくは２０ｆＦ以上１ｐＦ以下とすると、１フレーム期間ごとにデータ信号の書き換えを行わずに前の期間に書き込んだデータ信号を保持させることができ、例えば数フレームまたは数１０フレームの期間に亘って画素の階調を保持することが可能となる。
【０１８８】
［表示装置とタッチセンサの駆動方法の例］
図２６（Ａ）乃至（Ｄ）は、一例として図９（Ａ）、（Ｂ）で説明したタッチセンサと、図２５（Ａ）、（Ｂ）で説明した表示装置とを１ｓｅｃ．（１秒間）駆動する場合に、連続するフレーム期間の動作について説明する図である。なお図２６（Ａ）では、表示装置の１フレーム期間を１６．７ｍｓ（フレーム周波数：６０Ｈｚ）、タッチセンサの１フレーム期間を１６．７ｍｓ（フレーム周波数：６０Ｈｚ）とした場合について示している。
【０１８９】
本実施の形態におけるタッチパネルは、表示装置とタッチセンサの動作は互いに独立しており、表示期間と平行してタッチ検知期間とすることができる。そのため図２６（Ａ）に示すように、表示装置およびタッチセンサの１フレーム期間を共に１６．７ｍｓ（フレーム周波数：６０Ｈｚ）と設定することができる。タッチセンサと表示装置のフレーム周波数を異ならせてもよい。例えば図２６（Ｂ）に示すように、表示装置の１フレーム期間を８．３ｍｓ（フレーム周波数：１２０Ｈｚ）と設定し、タッチセンサの１フレーム期間を１６．７ｍｓ（フレーム周波数：６０Ｈｚ）とすることもできる。また、図示しないが、表示装置の１フレーム期間を３３．３ｍｓ（フレーム周波数：３０Ｈｚ）としてもよい。
【０１９０】
また表示装置のフレーム周波数を切り替え可能な構成とし、動画像の表示の際にはフレーム周波数を大きく（例えば６０Ｈｚ以上または１２０Ｈｚ以上）し、静止画像の表示の際にはフレーム周波数を小さく（例えば６０Ｈｚ以下、３０Ｈｚ以下、または１Ｈｚ以下）することで、表示装置の消費電力を抑えることができる。またタッチセンサのフレーム周波数を切り替え可能な構成とし、待機時と、タッチを感知した時とでフレーム周波数を異ならせてもよい。
【０１９１】
また本実施の形態におけるタッチパネルは、表示装置におけるデータ信号の書き換えを行わずに、前の期間に書き換えたデータ信号を保持することで、表示装置の１フレーム期間を１６．７ｍｓよりも長い期間とすることができる。そのため、図２６（Ｃ）に示すように、表示装置の１フレーム期間を１ｓｅｃ．（フレーム周波数：１Ｈｚ）と設定し、タッチセンサの１フレーム期間を１６．７ｍｓ（フレーム周波数：６０Ｈｚ）とすることもできる。
【０１９２】
また、本実施の形態におけるタッチパネルは、図２６（Ｃ）に示す駆動を行う場合、継続してタッチセンサの駆動を行うことができる。そのため、図２６（Ｄ）に示すようにタッチセンサにおける被検知体の近接または接触を検知したタイミングで、表示装置のデータ信号を書き換えることもできる。
【０１９３】
ここで、タッチセンサのセンシング期間に表示装置のデータ信号の書き換え動作を行うと、表示装置を駆動させるときのノイズがタッチセンサに伝わることで、タッチセンサの感度を低下させてしまう恐れがある。したがって特に、表示装置のデータ信号の書き換え期間と、タッチセンサのセンシング期間とをずらすように駆動することが好ましい。
【０１９４】
図２７（Ａ）では、表示装置のデータ信号の書き換えと、タッチセンサのセンシングとを交互に行う例を示している。また、図２７（Ｂ）では、表示装置のデータ信号の書き換え動作を２回行うごとに、タッチセンサのセンシングを１回行う例を示している。なお、これに限られず３回以上の書き換え動作を行うごとにタッチセンサのセンシングを１回行う構成としてもよい。
【０１９５】
また、表示装置の画素に適用されるトランジスタが、チャネルが形成される半導体層に酸化物半導体を用いる場合、オフ電流を極めて低減することが可能なため、データ信号の書き換えの頻度を十分に低減することができる。具体的には、データ信号の書き換えを行った後、次にデータ信号を書き換えるまでの間に、十分に長い休止期間を設けることが可能となる。休止期間は、例えば０．５秒以上、１秒以上、または５秒以上とすることができる。休止期間の上限は、トランジスタに接続される容量や表示素子等のリーク電流によって制限されるが、例えば１分以下、１０分以下、１時間以下、または１日以下程度とすることができる。
【０１９６】
図２７（Ｃ）では、５秒間に１度の頻度で表示装置のデータ信号の書き換えを行う例を示している。図２７（Ｃ）では表示装置はデータ信号を書き換えたのち、次のデータ信号の書き換え動作までの期間は動作を停止する休止期間が設けられている。休止期間では、タッチセンサがフレーム周波数ｉＨｚ（ｉは表示装置のフレーム周波数以上、ここでは０．２Ｈｚ以上）で駆動することができる。また図２７（Ｃ）に示すように、タッチセンサのセンシングを休止期間に行い、表示装置のデータ信号の書き換え期間には行わないようにすると、タッチセンサの感度を向上させることができ好ましい。また、図２７（Ｄ）に示すように、表示装置のデータ信号の書き換えとタッチセンサのセンシングを同時に行うと、駆動のための信号を簡略化することができる。
【０１９７】
また、表示装置のデータ信号の書き換え動作を行わない休止期間では、駆動回路への信号のみの供給を停止してもよいし、これに加えて電源電位の供給も停止することで、より消費電力を低減することができる。
【０１９８】
本発明の一態様のタッチパネルは、可撓性を有する２つの基板に表示装置とタッチセンサが挟持された構成を有し、表示装置とタッチセンサの距離を極めて近づけることができる。このとき、表示装置の駆動時のノイズがタッチセンサに伝搬しやすくなり、タッチセンサの感度が低下してしまう恐れがあるが、本実施の形態で例示した駆動方法を適用することで、薄型化と高い検出感度を両立したタッチパネルを実現できる。
【０１９９】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様の入出力パネルの有する、トランジスタ３５２１を例とするトランジスタの一構成について、説明する。
【０２００】
トランジスタ３５２１は、ボトムゲート型でも、トップゲート型でも、ゲート電極を２つ有する型でも良い。
【０２０１】
図２１（Ａ）に、ボトムゲート型のトランジスタ１５１を示す。トランジスタ１５１は、基板１０２上の導電膜１０６と、導電膜１０６上の絶縁膜１０４と、絶縁膜１０４上の金属酸化物膜１０８と、金属酸化物膜１０８上の導電膜１２０ａ、１２０ｂと、金属酸化物膜１０８、導電膜１２０ａ、１２０ｂ上の絶縁膜１１８と、絶縁膜１１８上の絶縁膜１２２、とを有する。
【０２０２】
トランジスタ１５１において、導電膜１０６は、ゲート電極としての機能を有し、導電膜１２０ａは、ソース電極としての機能を有し、導電膜１２０ｂは、ドレイン電極としての機能を有する。
【０２０３】
導電膜１１４を、絶縁膜１２２上に形成し、かつトランジスタ１５１のゲート電極である導電膜１０６と電気的に接続させる場合、図２１（Ｂ）のように絶縁膜１０４と、絶縁膜１１８と、絶縁膜１２２と、に開口部を設け、接続することができる。
【０２０４】
図２１（Ｃ）は、トップゲート型のトランジスタ１５２を示す。トランジスタ１５２は、基板１０２上の絶縁膜１０４と、絶縁膜１０４上の金属酸化物膜１０８と、金属酸化物膜１０８上の絶縁膜１１０と、絶縁膜１１０上の導電膜１１２と、絶縁膜１０４、金属酸化物膜１０８、及び導電膜１１２上の絶縁膜１１６と、を有する。また絶縁膜１１６上に絶縁膜１１８を有する。
【０２０５】
金属酸化物膜１０８は、導電膜１１２が重畳せずに、且つ絶縁膜１１６が接する領域において、領域１０８ｎを有する。領域１０８ｎは、先に説明した金属酸化物膜１０８が、ｎ型化した領域である。なお、領域１０８ｎは、絶縁膜１１６と接し、絶縁膜１１６は、窒素または水素を有する。そのため、絶縁膜１１６中の窒素または水素が領域１０８ｎに添加されることで、キャリア密度が高くなりｎ型となる。
【０２０６】
トランジスタ１５２は、絶縁膜１１６上の絶縁膜１１８と、絶縁膜１１６、１１８に設けられた開口部１４１ａを介して、領域１０８ｎに電気的に接続される導電膜１２０ａと、絶縁膜１１６、１１８に設けられた開口部１４１ｂを介して、領域１０８ｎに電気的に接続される導電膜１２０ｂと、を有している。
【０２０７】
トランジスタ１５２において、導電膜１１２は、ゲート電極としての機能を有し、導電膜１２０ａは、ソース電極としての機能を有し、導電膜１２０ｂは、ドレイン電極としての機能を有する。
【０２０８】
導電膜１１４を、絶縁膜１２２上に形成し、かつトランジスタ１５２のゲート電極である導電膜１１２と電気的に接続させる場合、図２１（Ｄ）のように絶縁膜１１６と、絶縁膜１１８と、絶縁膜１２２と、に開口部を設け、接続することができる。
【０２０９】
図１（Ａ）および図１（Ｂ）で示す、トランジスタ３５２１において、ゲート電極３５１６は、トランジスタ１５１においては導電膜１０６、トランジスタ１５２においては導電膜１１２、を用いることができる。
【０２１０】
以上、ゲート電極を１つ有するトランジスタについて説明をしたが、以下にゲート電極を２つ有するトランジスタ１５０について説明する。トランジスタ１５０は、トランジスタ１５１とトランジスタ１５２との構成を合わせたものである。
【０２１１】
図２２（Ａ）は、トランジスタ１５０の上面図であり、図２２（Ｂ）は図２２（Ａ）の一点鎖線Ｘ１−Ｘ２間の断面図であり、図２２（Ｃ）は図２２（Ａ）の一点鎖線Ｙ１−Ｙ２間の断面図である。
【０２１２】
図２２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すトランジスタ１５０は、基板１０２上の導電膜１０６と、導電膜１０６上の絶縁膜１０４と、絶縁膜１０４上の金属酸化物膜１０８と、金属酸化物膜１０８上の絶縁膜１１０と、絶縁膜１１０上の導電膜１１２と、絶縁膜１０４、金属酸化物膜１０８、及び導電膜１１２上の絶縁膜１１６と、を有する。
【０２１３】
なお、金属酸化物膜１０８は、他の実施の形態に示すものと同様の構成である。図２２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示す、トランジスタ１５０は、導電膜１０６と、開口部１４３と、を有する。
【０２１４】
開口部１４３は、絶縁膜１０４、１１０に設けられる。また、導電膜１０６は、開口部１４３を介して、導電膜１１２と、電気的に接続される。よって、導電膜１０６と導電膜１１２には、同じ電位が与えられる。なお、開口部１４３を設けずに、導電膜１０６と、導電膜１１２と、に異なる電位を与えてもよい。または、開口部１４３を設けずに、導電膜１０６を遮光膜として用いてもよい。例えば、導電膜１０６を遮光性の材料により形成することで、金属酸化物膜１０８に照射される下方からの光を抑制することができる。
【０２１５】
また、トランジスタ１５０の構成とする場合、導電膜１０６は、第１のゲート電極（ボトムゲート電極ともいう）としての機能を有し、導電膜１１２は、第２のゲート電極（トップゲート電極ともいう）としての機能を有する。また、絶縁膜１０４は、第１のゲート絶縁膜としての機能を有し、絶縁膜１１０は、第２のゲート絶縁膜としての機能を有する。
【０２１６】
導電膜１０６としては、先に記載の導電膜１１２、１２０ａ、１２０ｂと同様の材料を用いることができる。特に導電膜１０６として、銅を含む材料により形成することで抵抗を低くすることができるため好適である。例えば、導電膜１０６を窒化チタン膜、窒化タンタル膜、またはタングステン膜上に銅膜を設ける積層構造とし、導電膜１２０ａ、１２０ｂを窒化チタン膜、窒化タンタル膜、またはタングステン膜上に銅膜を設ける積層構造とすると好適である。この場合、トランジスタ１５０を表示装置の画素トランジスタ及び駆動トランジスタのいずれか一方または双方に用いることで、導電膜１０６と導電膜１２０ａとの間に生じる寄生容量、及び導電膜１０６と導電膜１２０ｂとの間に生じる寄生容量を低くすることができる。したがって、導電膜１０６、導電膜１２０ａ、及び導電膜１２０ｂを、トランジスタ１５０の第１のゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極として用いるのみならず、表示装置の電源供給用の配線、信号供給用の配線、または接続用の配線等に用いる事も可能となる。
【０２１７】
このように、図２２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すトランジスタ１５０は、金属酸化物膜１０８の上下にゲート電極として機能する導電膜を有する構造である。トランジスタ１５０に示すように、本発明の一態様の半導体装置には、複数のゲート電極を設けてもよい。
【０２１８】
導電膜１１４を、絶縁膜１２２上に形成し、かつトランジスタ１５０のゲート電極である導電膜１１２、または導電膜１０６、と電気的に接続させる場合、図２１（Ｃ）または図２１（Ｄ）のように、各絶縁膜に開口部を設け、接続することができる。
【０２１９】
また、図２２（Ｂ）（Ｃ）に示すように、金属酸化物膜１０８は、第１のゲート電極として機能する導電膜１０６と、第２のゲート電極として機能する導電膜１１２のそれぞれと対向するように位置し、２つのゲート電極として機能する導電膜に挟まれている。
【０２２０】
また、導電膜１１２のチャネル幅方向の長さは、金属酸化物膜１０８のチャネル幅方向の長さよりも長く、金属酸化物膜１０８のチャネル幅方向全体は、絶縁膜１１０を間に挟んで導電膜１１２に覆われている。また、導電膜１１２と導電膜１０６とは、絶縁膜１０４、及び絶縁膜１１０に設けられる開口部１４３において接続されるため、金属酸化物膜１０８のチャネル幅方向の側面の一方は、絶縁膜１１０を間に挟んで導電膜１１２と対向している。
【０２２１】
別言すると、導電膜１０６及び導電膜１１２は、絶縁膜１０４、１１０に設けられる開口部１４３において接続され、且つ金属酸化物膜１０８の側端部よりも外側に位置する領域を有する。
【０２２２】
このような構成を有することで、トランジスタ１５０に含まれる金属酸化物膜１０８を、第１のゲート電極として機能する導電膜１０６及び第２のゲート電極として機能する導電膜１１２の電界によって電気的に取り囲むことができる。トランジスタ１５０のように、第１のゲート電極及び第２のゲート電極の電界によって、チャネル領域が形成される金属酸化物膜１０８を電気的に取り囲むトランジスタのデバイス構造をＳｕｒｒｏｕｎｄｅｄ  ｃｈａｎｎｅｌ（Ｓ−ｃｈａｎｎｅｌ）構造と呼ぶことができる。
【０２２３】
トランジスタ１５０は、Ｓ−ｃｈａｎｎｅｌ構造を有するため、導電膜１０６または導電膜１１２によってチャネルを誘起させるための電界を効果的に金属酸化物膜１０８に印加することができるため、トランジスタ１５０の電流駆動能力が向上し、高いオン電流特性を得ることが可能となる。また、オン電流を高くすることが可能であるため、トランジスタ１５０を微細化することが可能となる。また、トランジスタ１５０は、金属酸化物膜１０８が、導電膜１０６、及び導電膜１１２によって取り囲まれた構造を有するため、トランジスタ１５０の機械的強度を高めることができる。
【０２２４】
なお、トランジスタ１５０のチャネル幅方向において、金属酸化物膜１０８の開口部１４３が形成されていない側に、開口部１４３と異なる開口部を形成してもよい。
【０２２５】
また、トランジスタ１５０に示すように、トランジスタが、半導体膜を間に挟んで存在する一対のゲート電極を有している場合、一方のゲート電極には信号Ａが、他方のゲート電極には固定電位Ｖｂが与えられてもよい。また、一方のゲート電極には信号Ａが、他方のゲート電極には信号Ｂが与えられてもよい。また、一方のゲート電極には固定電位Ｖａが、他方のゲート電極には固定電位Ｖｂが与えられてもよい。
【０２２６】
信号Ａは、例えば、導通状態または非導通状態を制御するための信号である。信号Ａは、電位Ｖ１、または電位Ｖ２（Ｖ１＞Ｖ２とする）の２種類の電位をとるデジタル信号であってもよい。例えば、電位Ｖ１を高電源電位とし、電位Ｖ２を低電源電位とすることができる。信号Ａは、アナログ信号であってもよい。
【０２２７】
固定電位Ｖｂは、例えば、トランジスタのしきい値電圧ＶｔｈＡを制御するための電位である。固定電位Ｖｂは、電位Ｖ１、または電位Ｖ２であってもよい。この場合、固定電位Ｖｂを生成するための電位発生回路を、別途設ける必要がなく好ましい。固定電位Ｖｂは、電位Ｖ１、または電位Ｖ２と異なる電位であってもよい。固定電位Ｖｂを低くすることで、しきい値電圧ＶｔｈＡを高くできる場合がある。その結果、ゲートーソース間電圧Ｖｇｓが０Ｖのときのドレイン電流を低減し、トランジスタを有する回路のリーク電流を低減できる場合がある。例えば、固定電位Ｖｂを低電源電位よりも低くしてもよい。一方で、固定電位Ｖｂを高くすることで、しきい値電圧ＶｔｈＡを低くできる場合がある。その結果、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが高電源電位のときのドレイン電流を向上させ、トランジスタを有する回路の動作速度を向上できる場合がある。例えば、固定電位Ｖｂを低電源電位よりも高くしてもよい。
【０２２８】
信号Ｂは、例えば、導通状態または非導通状態を制御するための信号である。信号Ｂは、電位Ｖ３、または電位Ｖ４（Ｖ３＞Ｖ４とする）の２種類の電位をとるデジタル信号であってもよい。例えば、電位Ｖ３を高電源電位とし、電位Ｖ４を低電源電位とすることができる。信号Ｂは、アナログ信号であってもよい。
【０２２９】
信号Ａと信号Ｂが共にデジタル信号である場合、信号Ｂは、信号Ａと同じデジタル値を持つ信号であってもよい。この場合、トランジスタのオン電流を向上し、トランジスタを有する回路の動作速度を向上できる場合がある。このとき、信号Ａにおける電位Ｖ１及び電位Ｖ２は、信号Ｂにおける電位Ｖ３及び電位Ｖ４と、異なっていても良い。例えば、信号Ｂが入力されるゲートに対応するゲート絶縁膜が、信号Ａが入力されるゲートに対応するゲート絶縁膜よりも厚い場合、信号Ｂの電位振幅（Ｖ３−Ｖ４）を、信号Ａの電位振幅（Ｖ１−Ｖ２）より大きくしても良い。そうすることで、トランジスタの導通状態または非導通状態に対して、信号Ａが与える影響と、信号Ｂが与える影響と、を同程度とすることができる場合がある。
【０２３０】
信号Ａと信号Ｂが共にデジタル信号である場合、信号Ｂは、信号Ａと異なるデジタル値を持つ信号であってもよい。この場合、トランジスタの制御を信号Ａと信号Ｂによって別々に行うことができ、より高い機能を実現できる場合がある。例えば、トランジスタがｎチャネル型である場合、信号Ａが電位Ｖ１であり、かつ、信号Ｂが電位Ｖ３である場合のみ導通状態となる場合や、信号Ａが電位Ｖ２であり、かつ、信号Ｂが電位Ｖ４である場合のみ非導通状態となる場合には、一つのトランジスタでＮＡＮＤ回路やＮＯＲ回路等の機能を実現できる場合がある。また、信号Ｂは、しきい値電圧ＶｔｈＡを制御するための信号であってもよい。例えば、信号Ｂは、トランジスタを有する回路が動作している期間と、当該回路が動作していない期間と、で電位が異なる信号であっても良い。信号Ｂは、回路の動作モードに合わせて電位が異なる信号であってもよい。この場合、信号Ｂは信号Ａほど頻繁には電位が切り替わらない場合がある。
【０２３１】
信号Ａと信号Ｂが共にアナログ信号である場合、信号Ｂは、信号Ａと同じ電位のアナログ信号、信号Ａの電位を定数倍したアナログ信号、または、信号Ａの電位を定数だけ加算もしくは減算したアナログ信号等であってもよい。この場合、トランジスタのオン電流が向上し、トランジスタを有する回路の動作速度を向上できる場合がある。信号Ｂは、信号Ａと異なるアナログ信号であってもよい。この場合、トランジスタの制御を信号Ａと信号Ｂによって別々に行うことができ、より高い機能を実現できる場合がある。
【０２３２】
信号Ａがデジタル信号であり、信号Ｂがアナログ信号であってもよい。または信号Ａがアナログ信号であり、信号Ｂがデジタル信号であってもよい。
【０２３３】
トランジスタの両方のゲート電極に固定電位を与える場合、トランジスタを、抵抗素子と同等の素子として機能させることができる場合がある。例えば、トランジスタがｎチャネル型である場合、固定電位Ｖａまたは固定電位Ｖｂを高く（低く）することで、トランジスタの実効抵抗を低く（高く）することができる場合がある。固定電位Ｖａ及び固定電位Ｖｂを共に高く（低く）することで、一つのゲートしか有さないトランジスタによって得られる実効抵抗よりも低い（高い）実効抵抗が得られる場合がある。
【０２３４】
また、トランジスタ１５０上にさらに、絶縁膜を形成してもよい。図２２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すトランジスタ１５０は、導電膜１２０ａ、１２０ｂ、及び絶縁膜１１８上に絶縁膜１２２を有する。
【０２３５】
絶縁膜１２２は、トランジスタ等に起因する凹凸等を平坦化させる機能を有する。絶縁膜１２２としては、絶縁性であればよく、無機材料または有機材料を用いて形成される。該無機材料としては、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜等が挙げられる。該有機材料としては、例えば、アクリル樹脂、またはポリイミド樹脂等の感光性の樹脂材料が挙げられる。
【０２３６】
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０２３７】
（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明の一態様の情報処理装置の構成について、図１９および図２０を参照しながら説明する。
【０２３８】
図１９および図２０は、本発明の一態様の情報処理装置の構成を説明する図である。図１９（Ａ）は情報処理装置のブロック図であり、図１９（Ｂ）乃至図１９（Ｅ）は情報処理装置の構成を説明する斜視図である。また、図２０（Ａ）乃至図２０（Ｅ）は情報処理装置の構成を説明する斜視図である。
【０２３９】
＜情報処理装置＞
本実施の形態で説明する情報処理装置５２００Ｂは、演算装置５２１０と、入出力装置５２２０とを、有する（図１９（Ａ）参照）。
【０２４０】
演算装置５２１０は、操作情報を供給される機能を備え、操作情報に基づいて画像情報を供給する機能を備える。
【０２４１】
入出力装置５２２０は、表示部５２３０、入力部５２４０、検知部５２５０、通信部５２９０、操作情報を供給する機能および画像情報を供給される機能を備える。また、入出力装置５２２０は、検知情報を供給する機能、通信情報を供給する機能および通信情報を供給される機能を備える。
【０２４２】
入力部５２４０は操作情報を供給する機能を備える。例えば、入力部５２４０は、情報処理装置５２００Ｂの使用者の操作に基づいて操作情報を供給する。
【０２４３】
具体的には、キーボード、ハードウェアボタン、ポインティングデバイス、タッチセンサ、音声入力装置、視線入力装置などを、入力部５２４０に用いることができる。
【０２４４】
表示部５２３０は表示パネルおよび画像情報を表示する機能を備える。例えば、他の実施の形態において説明する表示パネルを表示部５２３０に用いることができる。
【０２４５】
検知部５２５０は検知情報を供給する機能を備える。例えば、情報処理装置が使用されている周辺の環境を検知して、検知情報として供給する機能を備える。
【０２４６】
具体的には、照度センサ、撮像装置、姿勢検出装置、圧力センサ、人感センサなどを検知部５２５０に用いることができる。
【０２４７】
通信部５２９０は通信情報を供給される機能および供給する機能を備える。例えば、無線通信または有線通信により、他の電子機器または通信網と接続する機能を備える。具体的には、無線構内通信、電話通信、近距離無線通信などの機能を備える。
【０２４８】
＜情報処理装置の構成例１．＞
例えば、円筒状の柱などに沿った外形を表示部５２３０に適用することができる（図１９（Ｂ）参照）。また、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える。また、人の存在を検知して、表示内容を変更する機能を備える。これにより、例えば、建物の柱に設置することができる。または、広告または案内等を表示することができる。または、デジタル・サイネージ等に用いることができる。
【０２４９】
＜情報処理装置の構成例２．＞
例えば、使用者が使用するポインタの軌跡に基づいて画像情報を生成する機能を備える（図１９（Ｃ）参照）。具体的には、対角線の長さが２０インチ以上、好ましくは４０インチ以上、より好ましくは５５インチ以上の表示パネルを用いることができる。または、複数の表示パネルを並べて１つの表示領域に用いることができる。または、複数の表示パネルを並べてマルチスクリーンに用いることができる。これにより、例えば、電子黒板、電子掲示板、電子看板等に用いることができる。
【０２５０】
＜情報処理装置の構成例３．＞
例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える（図１９（Ｄ）参照）。これにより、例えば、スマートウオッチの消費電力を低減することができる。または、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をスマートウオッチに表示することができる。
【０２５１】
＜情報処理装置の構成例４．＞
表示部５２３０は、例えば、筐体の側面に沿って緩やかに曲がる曲面を備える（図１９（Ｅ）参照）。または、表示部５２３０は表示パネルを備え、表示パネルは、例えば、前面、側面および上面に表示する機能を備える。これにより、例えば、携帯電話の前面だけでなく、側面および上面に画像情報を表示することができる。
【０２５２】
＜情報処理装置の構成例５．＞
例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える（図２０（Ａ）参照）。これにより、スマートフォンの消費電力を低減することができる。または、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をスマートフォンに表示することができる。
【０２５３】
＜情報処理装置の構成例６．＞
例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える（図２０（Ｂ）参照）。これにより、晴天の日に屋内に差し込む強い外光が当たっても好適に使用できるように、映像をテレビジョンシステムに表示することができる。
【０２５４】
＜情報処理装置の構成例７．＞
例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える（図２０（Ｃ）参照）。これにより、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をタブレットコンピュータに表示することができる。
【０２５５】
＜情報処理装置の構成例８．＞
例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える（図２０（Ｄ）参照）。これにより、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に閲覧できるように、被写体をデジタルカメラに表示することができる。
【０２５６】
＜情報処理装置の構成例９．＞
例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備える（図２０（Ｅ）参照）。これにより、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をパーソナルコンピュータに表示することができる。
【０２５７】
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０２５８】
（実施の形態９）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器の構成について、図２３を参照しながら説明する。
【０２５９】
＜電子機器＞
図２３は、折り畳みが可能な電子機器９２０を示している。図２３に示す電子機器９２０は、筐体９２１ａ、筐体９２１ｂ、表示部９２２、ヒンジ９２３、等を有する。表示部９２２は筐体９２１ａ、筐体９２１ｂに、組み込まれている。
【０２６０】
筐体９２１ａ、筐体９２１ｂとは、ヒンジ９２３で回転可能に連結されている。電子機器９２０は、筐体９２１ａ、筐体９２１ｂとが閉じた状態と、図２３に示すように開いた状態と、に変形することができる。これにより、持ち運ぶ際には可搬性に優れ、使用するときには大きな表示領域により、視認性に優れる。
【０２６１】
また、ヒンジ９２３は、筐体９２１ａ、筐体９２１ｂとを開いたときに、これらの角度が所定の角度よりも大きい角度にならないように、ロック機構を有することが好ましい。例えば、ロックがかかる（それ以上に開かない）角度は、９０度以上１８０度未満であることが好ましく、代表的には、９０度、１２０度、１３５度、１５０度、または１７５度などとすることができる。これにより、利便性、安全性、及び信頼性を高めることができる。
【０２６２】
また電子機器９２０は、ヒンジ９２３により連結された筐体９２１ａと筐体９２１ｂに亘って、フレキシブルな表示部９２２が設けられている。
【０２６３】
また電子機器９２０は、筐体９２１ａと筐体９２１ｂとを開いたときに、表示部９２２が大きく湾曲した形態で保持されている。例えば、曲率半径を１ｍｍ以上５０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の状態で、表示部９２２が保持された状態とすることができる。表示部９２２の一部は、筐体９２１ａから筐体９２１ｂにかけて、連続的に画素が配置され、曲面状の表示を行うことができる。
【０２６４】
ヒンジ９２３は、上述したロック機構を有しているため、表示部９２２に無理な力がかかることなく、表示部９２２が破損することを防ぐことができる。そのため、信頼性の高い電子機器を実現できる。
【０２６５】
表示部９２２は、タッチパネルとして機能し、指やスタイラスなどにより操作することができる。
【０２６６】
筐体９２１ａ、筐体９２１ｂのいずれか一には、無線通信モジュールが設けられ、インターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）などのコンピュータネットワークを介して、データを送受信することが可能である。
【０２６７】
表示部９２２には、一つのフレキシブルディスプレイで構成されていることが好ましい。これにより、筐体９２１ａ、筐体９２１ｂの間で途切れることのない連続した表示を行うことができる。なお、筐体９２１ａ、筐体９２１ｂのそれぞれに、ディスプレイが設けられる構成としてもよい。
【０２６８】
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。
【０２６９】
例えば、本明細書等において、ＸとＹとが接続されている、と明示的に記載されている場合は、ＸとＹとが電気的に接続されている場合と、ＸとＹとが機能的に接続されている場合と、ＸとＹとが直接接続されている場合とが、本明細書等に開示されているものとする。したがって、所定の接続関係、例えば、図または文章に示された接続関係に限定されず、図または文章に示された接続関係以外のものも、図または文章に記載されているものとする。
【０２７０】
ここで、Ｘ、Ｙは、対象物（例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など）であるとする。
【０２７１】
ＸとＹとが直接的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹとの電気的な接続を可能とする素子（例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など）が、ＸとＹとの間に接続されていない場合であり、ＸとＹとの電気的な接続を可能とする素子（例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など）を介さずに、ＸとＹとが、接続されている場合である。
【０２７２】
ＸとＹとが電気的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹとの電気的な接続を可能とする素子（例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など）が、ＸとＹとの間に１個以上接続されることが可能である。なお、スイッチは、オンオフが制御される機能を有している。つまり、スイッチは、導通状態（オン状態）、または、非導通状態（オフ状態）になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有している。または、スイッチは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有している。なお、ＸとＹとが電気的に接続されている場合は、ＸとＹとが直接的に接続されている場合を含むものとする。
【０２７３】
ＸとＹとが機能的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹとの機能的な接続を可能とする回路（例えば、論理回路（インバータ、ＮＡＮＤ回路、ＮＯＲ回路など）、信号変換回路（ＤＡ変換回路、ＡＤ変換回路、ガンマ補正回路など）、電位レベル変換回路（電源回路（昇圧回路、降圧回路など）、信号の電位レベルを変えるレベルシフタ回路など）、電圧源、電流源、切り替え回路、増幅回路（信号振幅または電流量などを大きく出来る回路、オペアンプ、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など）、信号生成回路、記憶回路、制御回路など）が、ＸとＹとの間に１個以上接続されることが可能である。なお、一例として、ＸとＹとの間に別の回路を挟んでいても、Ｘから出力された信号がＹへ伝達される場合は、ＸとＹとは機能的に接続されているものとする。なお、ＸとＹとが機能的に接続されている場合は、ＸとＹとが直接的に接続されている場合と、ＸとＹとが電気的に接続されている場合とを含むものとする。
【０２７４】
なお、ＸとＹとが電気的に接続されている、と明示的に記載されている場合は、ＸとＹとが電気的に接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の素子又は別の回路を挟んで接続されている場合）と、ＸとＹとが機能的に接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の回路を挟んで機能的に接続されている場合）と、ＸとＹとが直接接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の素子又は別の回路を挟まずに接続されている場合）とが、本明細書等に開示されているものとする。つまり、電気的に接続されている、と明示的に記載されている場合は、単に、接続されている、とのみ明示的に記載されている場合と同様な内容が、本明細書等に開示されているものとする。
【０２７５】
なお、例えば、トランジスタのソース（又は第１の端子など）が、Ｚ１を介して（又は介さず）、Ｘと電気的に接続され、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）が、Ｚ２を介して（又は介さず）、Ｙと電気的に接続されている場合や、トランジスタのソース（又は第１の端子など）が、Ｚ１の一部と直接的に接続され、Ｚ１の別の一部がＸと直接的に接続され、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）が、Ｚ２の一部と直接的に接続され、Ｚ２の別の一部がＹと直接的に接続されている場合では、以下のように表現することが出来る。
【０２７６】
例えば、「ＸとＹとトランジスタのソース（又は第１の端子など）とドレイン（又は第２の端子など）とは、互いに電気的に接続されており、Ｘ、トランジスタのソース（又は第１の端子など）、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）、Ｙの順序で電気的に接続されている。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース（又は第１の端子など）は、Ｘと電気的に接続され、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）はＹと電気的に接続され、Ｘ、トランジスタのソース（又は第１の端子など）、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）、Ｙは、この順序で電気的に接続されている」と表現することができる。または、「Ｘは、トランジスタのソース（又は第１の端子など）とドレイン（又は第２の端子など）とを介して、Ｙと電気的に接続され、Ｘ、トランジスタのソース（又は第１の端子など）、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）、Ｙは、この接続順序で設けられている」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続の順序について規定することにより、トランジスタのソース（又は第１の端子など）と、ドレイン（又は第２の端子など）とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。
【０２７７】
または、別の表現方法として、例えば、「トランジスタのソース（又は第１の端子など）は、少なくとも第１の接続経路を介して、Ｘと電気的に接続され、前記第１の接続経路は、第２の接続経路を有しておらず、前記第２の接続経路は、トランジスタを介した、トランジスタのソース（又は第１の端子など）とトランジスタのドレイン（又は第２の端子など）との間の経路であり、前記第１の接続経路は、Ｚ１を介した経路であり、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）は、少なくとも第３の接続経路を介して、Ｙと電気的に接続され、前記第３の接続経路は、前記第２の接続経路を有しておらず、前記第３の接続経路は、Ｚ２を介した経路である。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース（又は第１の端子など）は、少なくとも第１の接続経路によって、Ｚ１を介して、Ｘと電気的に接続され、前記第１の接続経路は、第２の接続経路を有しておらず、前記第２の接続経路は、トランジスタを介した接続経路を有し、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）は、少なくとも第３の接続経路によって、Ｚ２を介して、Ｙと電気的に接続され、前記第３の接続経路は、前記第２の接続経路を有していない。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース（又は第１の端子など）は、少なくとも第１の電気的パスによって、Ｚ１を介して、Ｘと電気的に接続され、前記第１の電気的パスは、第２の電気的パスを有しておらず、前記第２の電気的パスは、トランジスタのソース（又は第１の端子など）からトランジスタのドレイン（又は第２の端子など）への電気的パスであり、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）は、少なくとも第３の電気的パスによって、Ｚ２を介して、Ｙと電気的に接続され、前記第３の電気的パスは、第４の電気的パスを有しておらず、前記第４の電気的パスは、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）からトランジスタのソース（又は第１の端子など）への電気的パスである。」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続経路について規定することにより、トランジスタのソース（又は第１の端子など）と、ドレイン（又は第２の端子など）とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。
【０２７８】
なお、これらの表現方法は、一例であり、これらの表現方法に限定されない。ここで、Ｘ、Ｙ、Ｚ１、Ｚ２は、対象物（例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など）であるとする。
【０２７９】
なお、回路図上は独立している構成要素同士が電気的に接続しているように図示されている場合であっても、１つの構成要素が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もある。例えば配線の一部が電極としても機能する場合は、一の導電膜が、配線の機能、及び電極の機能の両方の構成要素の機能を併せ持っている。したがって、本明細書における電気的に接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範疇に含める。
【符号の説明】
【０２８０】
１０４    絶縁膜
１１０    絶縁膜
１１６    絶縁膜
１１８    絶縁膜
１２２    絶縁膜
１５０    トランジスタ
１５１    トランジスタ
１５２    トランジスタ
９２２    表示部
１５０３    容量
１５１１    トランジスタ
１５１２    トランジスタ
１５１３    トランジスタ
３５０３    容量
３５０３Ａ    容量
３５０３Ｂ    容量
３５１０    配線
３５１１    配線
３５１３    液晶素子
３５１４    容量部
３５１５    静電容量方式センサ部
３５１６    ゲート電極
３５１７    ゲート配線
３５１８    コンタクト領域
３５１９    ソース配線
３５２１    トランジスタ
３５２２    共通電極
３５２２Ａ    共通電極
３５２２Ｂ    共通電極
３５２３    画素電極
３５２３Ａ    画素電極
３５２３Ｂ    画素電極
３５２４    液晶材料を含む層
３５２５    カラーフィルタ
３５２６    配線
３５２７    センサ電極
３５２９    センサ電極
３５３０    トランジスタ
３５３１    電源線
３５５１    入出力パネル
３５５２    入出力パネル
３５５３    入出力パネル
３５５４    入出力パネル
３５５５    入出力パネル
３５５６    入出力パネル
３５５７    入出力パネル
３５５８    入出力パネル
３５５９    入出力パネル
３５６０    入出力パネル
３５６１    配向膜
３５６２    配向膜
３５７２    電極
３５７３    発光性の材料を含む層
３５７８    隔壁
３５８１    矢印
５２３０    表示部
【図１】
2018067308.tif 000003
【図２】
2018067308.tif 000004
【図３】
2018067308.tif 000005
【図４】
2018067308.tif 000006
【図５】
2018067308.tif 000007
【図６】
2018067308.tif 000008
【図７】
2018067308.tif 000009
【図８】
2018067308.tif 000010
【図９】
2018067308.tif 000011
【図１０】
2018067308.tif 000012
【図１１】
2018067308.tif 000013
【図１２】
2018067308.tif 000014
【図１３】
2018067308.tif 000015
【図１４】
2018067308.tif 000016
【図１５】
2018067308.tif 000017
【図１６】
2018067308.tif 000018
【図１７】
2018067308.tif 000019
【図１８】
2018067308.tif 000020
【図１９】
2018067308.tif 000021
【図２０】
2018067308.tif 000022
【図２１】
2018067308.tif 000023
【図２２】
2018067308.tif 000024
【図２３】
2018067308.tif 000025
【図２４】
2018067308.tif 000026
【図２５】
2018067308.tif 000027
【図２６】
2018067308.tif 000028
【図２７】
2018067308.tif 000029