(57)【要約】  【課題】精度の高いセンサ出力を得ることのできる、センサ回路または表示装置を提供する。  【解決手段】光検出素子と、蓄積ノードを介して接続され光検出素子に流れた電流に応じて電荷を蓄積する蓄積部と、リセット信号を蓄積ノードへ供給するリセット信号配線と、読み出し信号を蓄積ノードへ供給する読み出し信号配線と、出力配線に接続され蓄積ノードと出力配線を導通させて蓄積ノードの電位に応じた出力信号を出力するセンサスイッチング素子と、蓄積ノードと所定の電圧が供給される所定電圧電極との間の接続および非接続を切り替えるスイッチ素子であってタッチ操作による押圧を受けると接続状態になるスイッチ素子と、スイッチ素子と蓄積ノードとの間に接続されスイッチ素子と蓄積ノードとの間の導通または非導通状態を切り替える制御信号が入力される制御電極を備える制御スイッチング素子とを備える。【選択図】図２
2012177953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を受光する光検出素子と、
前記光検出素子と、蓄積ノードを介して接続され、前記光検出素子に流れた電流に応じて電荷を蓄積する蓄積部と、
前記蓄積ノードの電位を初期化するリセット電圧印加を含むリセット信号を前記蓄積ノードへ供給するリセット信号配線と、
前記蓄積ノードの電位を出力するための読み出し電圧印加を含む読み出し信号を前記蓄積ノードへ供給する読み出し信号配線と、
出力配線に接続され、前記読み出し電圧印加にしたがって、前記蓄積ノードと前記出力配線を導通させて、前記蓄積ノードの電位に応じた出力信号を前記出力配線へ出力するセンサスイッチング素子と、
前記蓄積ノードと、所定の電圧が供給される所定電圧電極との間の接続および非接続を切り替えるスイッチ素子であって、タッチ操作による押圧を受けると接続状態になるスイッチ素子と、
前記スイッチ素子と前記蓄積ノードとの間に接続され、前記スイッチ素子と前記蓄積ノードとの間の導通または非導通状態を切り替える制御信号が入力される制御電極を備える制御スイッチング素子とを備える、センサ回路。
【請求項２】
前記制御スイッチング素子の前記制御電極は、前記制御信号を供給する制御配線に接続される、請求項１に記載のセンサ回路。
【請求項３】
前記所定電圧電極は、所定電圧が供給されている参照電圧配線に接続される、請求項２に記載のセンサ回路。
【請求項４】
前記所定電圧電極は、前記リセット信号配線に接続される、請求項２に記載のセンサ回路。
【請求項５】
前記所定電圧電極は、前記読み出し信号配線に接続される、請求項２に記載のセンサ回路。
【請求項６】
前記センサ回路の動作モードとして、
前記読み出し電圧印加時に、前記制御信号により前記スイッチ素子と前記蓄積ノードとの間が導通状態になるように前記制御スイッチング素子が動作する動作モードと、
前記制御信号により前記スイッチ素子と前記蓄積ノードとの間が常に非導通状態になるように前記制御スイッチング素子が動作する動作モードとを少なくとも含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のセンサ回路。
【請求項７】
前記制御スイッチング素子の前記制御電極は、前記読み出し信号配線に接続される、請求項１に記載のセンサ回路。
【請求項８】
前記所定電圧電極および前記制御スイッチング素子の制御電極は、前記読み出し信号配線に接続される、請求項１に記載のセンサ回路。
【請求項９】
前記センサ回路の動作モードとして、
前記読み出し信号配線が、読み出し電圧印加時に前記制御スイッチング素子を導通状態にする読み出し信号を供給する動作モードと、
前記読み出し信号配線が、読み出し電圧印加時に前記制御スイッチング素子を非導通状態にする読み出し信号を供給する動作モードとを少なくとも含む、請求項７または８に記載のセンサ回路。
【請求項１０】
前記制御スイッチング素子の前記制御電極は、前記リセット信号配線に接続され、
前記所定電圧電極は、前記読み出し信号配線に接続される、請求項１に記載のセンサ回路。
【請求項１１】
前記センサ回路の動作モードとして、
前記リセット電圧印加時に、前記制御スイッチング素子が導通状態になるように、前記読み出し信号の電圧が設定されて動作する動作モードと、
前記リセット電圧印加時に、前記制御スイッチング素子が非導通状態になるように、前前記読み出し信号の電圧が設定されて動作する動作モードとを少なくとも含む、請求項１０に記載のセンサ回路。
【請求項１２】
画素領域を有するアクティブマトリクス基板と、対向基板とを備え、
前記アクティブマトリクス基板の前記画素領域に、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のセンサ回路を備えた表示装置。
【請求項１３】
前記スイッチ素子は、前記アクティブマトリクス基板に設けられ、前記蓄積ノードへ接続された第１の電極と、前記対向基板に設けられ、前記所定電圧電極に接続された前記第２の電極を有し、前記画素領域へのタッチ操作により前記対向基板が押圧されて、前記スイッチ素子において前記第１の電極と前記第２の電極とが接触する、請求項１２に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記スイッチ素子は、前記アクティブマトリクス基板に設けられ、前記蓄積ノードへ接続された第１の電極と、前記アクティブマトリクス基板に前記第２の電極と距離を隔てて設けられ、前記所定電圧電極に接続された前記第２の電極を有し、
前記画素領域へのタッチ操作により前記対向基板が押圧されて、前記スイッチ素子において前記第１の電極と前記第２の電極の双方が、前記対向基板に設けられた導電体に接触することによって互いに導通する、請求項１２に記載の表示装置。
【請求項１５】
入射光を受光する光検出素子と、
光検出素子の出力電流に応じた電位を蓄積ノードに蓄積する蓄積部と、
前記蓄積ノードの電位を初期化するリセット信号を供給するリセット信号配線と、
前記蓄積ノードの電位を読み出す読み出し信号を供給する読み出し信号配線と、
前記読み出し信号にしたがって、前記蓄積ノードの電位を読み出し、前記電位に応じた出力信号を出力する増幅部と、
タッチ操作による押圧により接続と非接続が切り替わるスイッチ素子と、
前記スイッチ素子と前記蓄積ノード間の導通と非導通を制御する制御スイッチング素子とを備え、
前記読み出される蓄積ノード電位が、前記リセット信号による初期化から読み出し信号による読み出しまでに前記光検出素子に流れた電流に依存するように前記制御スイッチング素子が制御されるイメージャモードと、前記読み出し時の前記スイッチ素子の接続状態に依存するように前記制御スイッチング素子が制御されるタッチモードと、前記光検出素子に流れた電流および前記スイッチ素子の接続状態の双方に依存するハイブリッドモードのうち少なくとも２つの動作モードで動作する、センサ回路。
【請求項１６】
前記イメージャモードでは、前記リセット信号による前記蓄積ノードの初期化から読み出し信号による読み出しまでの期間に、前記光検出素子に流れた電流に応じた電荷が前記蓄積部に蓄積されるように前記リセット信号の電圧が設定され、
前記制御スイッチング素子は、少なくとも読み出し時においては非導通状態となるように制御される、請求項１５に記載のセンサ回路。
【請求項１７】
前記タッチモードでは、前記読み出し時において前記蓄積ノードが初期化状態となるように前記リセット信号の電圧が設定され、
前記制御スイッチング素子は、読み出し時において導通状態となるように制御される、請求項１５に記載のセンサ回路。
【請求項１８】
前記ハイブリッドモードでは、前記制御スイッチング素子は、読み出し時において導通状態となるように制御され、
前記リセット信号による前記蓄積ノードの初期化から読み出し信号による読み出しまでの期間に、前記光検出素子に流れた電流に応じた電荷が前記蓄積部に蓄積されるように前記リセット信号の電圧が設定され、
前記スイッチ素子が読み出し時に接続している場合は前記蓄積ノードが所定電圧になるように前記スイッチ素子に電圧が印加される、請求項１５に記載のセンサ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトダイオードまたはフォト薄膜トランジスタ等の光検出素子を有する光センサおよびタッチセンサを備えた、センサ回路および表示装置に関し、特に、画素領域内に光センサおよびタッチセンサを備えた、センサ回路および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばフォトダイオード等の光検出素子を画素内に備えたことにより、外光の明るさを検出したり、ディスプレイに近接した物体の画像を取り込んだりすることが可能な、光センサ付き表示装置が提案されている。このような光センサ付き表示装置は、双方向通信用表示装置や、タッチパネル機能付き表示装置としての利用が想定されている。
【０００３】
従来の光センサ付き表示装置では、アクティブマトリクス基板において、信号線および走査線、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、画素電極等の周知の構成要素を半導体プロセスによって形成する際に、同時に、アクティブマトリクス基板上にフォトダイオード等を作り込む（例えば、特許文献１および非特許文献１参照。）。
【０００４】
また、上記のような光センサ付きの表示装置において、さらにタッチセンサを付加し、２系統のセンサ出力を得ることのできる表示装置が知られている（例えば、特許文献２および非特許文献２参照。）。このような光センサとタッチセンサの双方のセンサ出力を得ることのできる表示装置を用いると、タッチ操作におけるセンサ感度やセンサ精度の向上が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３８５７号公報
【特許文献２】特開２００６−１３３７８８号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】“Ａ  Ｔｏｕｃｈ  Ｐａｎｅｌ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ＬＣＤ  Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ＬＴＰＳ  Ａ/Ｄ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ”，  Ｔ．Ｎａｋａｍｕｒａ等，  ＳＩＤ  ０５  ＤＩＧＥＳＴ，  ｐｐ１０５４−１０５５，  ２００５
【非特許文献２】“ＦＤＰ  Ｉｎｔｅａｎａｔｉｏｎａｌ  ２００８  Ｆｏｒｕｍ  Ａ−３２”，  タッチ・パネル開発最新動向  韓国Samsung Electronics Co., Ltd.  Nam  Deog Kim等，２００８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
フォトダイオード等による光センサ方式は、タッチパネルだけでなくスキャナ等の付加アプリケーションにも適用可能である。しかしながら、光センサ方式は、外光の影響を受けやすいことから、タッチパネルとしての性能が外光の状況に左右されやすくなり、様々な環境で使用することが予想されるモバイル機器には適していない。
【０００８】
そこで、どのような環境でもタッチパネルとしての機能をパネル自身に対して提供可能とする技術として、パネル内にマイクロスイッチを構成する技術が考えられる。例えば、光センサ回路にマイクロスイッチの機能を付加することにより、光センサを用いるアプリケーションへ適用を拡大できるという利点と、どのような環境においてもマイクロスイッチを用いて確実にタッチパネル機能を実現できるという利点が相互に補完し合い、理想的なセンサ機能を実現できる。
【０００９】
図１９は、マイクロスイッチＳ１によるタッチセンサと、フォトダイオードＤ１による光センサとを組み合わせて構成した場合の等価回路である。ここで、薄膜トランジスタＭ１はパッシブ方式のスイッチとして機能する。しかしながら、図１９に示すように、フォトダイオードＤ１とマイクロスイッチＳ１とを単に接続しても、実際には高Ｓ／Ｎ比、高速読出しを実現することは困難である。なぜなら、アクティブ方式のセンサ回路の特長である高Ｓ／Ｎ比、高速読出しを実現するためには、微弱な電流を読出す特別なドライバＩＣ等が必要となるからである。また、微弱な電流を読出す特別なドライバＩＣ等を用いると、回路構成が複雑化するという問題もある。
【００１０】
一方、図２０は、上述したアクティブ方式を実現するため、薄膜トランジスタＭ１をソースフォロワタイプとして構成した例である。図２０においては、配線ＲＳＴにリセット信号を供給した後において、タッチ操作によりマイクロスイッチＳ１がオン状態にされた後、配線ＲＷＳの電圧をＨｉｇｈからＬｏｗにすることにより薄膜トランジスタＭ２をオン状態からオフ状態にしても、接続ノードＶINTにおいては電荷がいずれのノードにも抜けない。このため、接続ノードＶINTは、フローティング状態となる。
【００１１】
図２１は、リセット信号の供給から読み出しに至る過程における接続ノードＶINT
の電位変化を示す図である。接続ノードＶINTがフローティング状態である場合、図２１に示すように、読み出し期間後において薄膜トランジスタＭ１がオン状態のまま維持されることになるため、正確なセンサ出力を得ることができない。
【００１２】
本発明は、上記の問題を鑑み、光センサとタッチセンサを組み合わせた構成において精度の高いセンサ出力を得ることのできる光センサおよびタッチセンサを備えた、センサ回路および表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明にかかるセンサ回路または表示装置は、上記の課題を解決するために、入射光を受光する光検出素子と、前記光検出素子と、蓄積ノードを介して接続され、前記光検出素子に流れた電流に応じて電荷を蓄積する蓄積部と、前記蓄積ノードの電位を初期化するリセット電圧印加を含むリセット信号を前記蓄積ノードへ供給するリセット信号配線と、前記蓄積ノードの電位を出力するための読み出し電圧印加を含む読み出し信号を前記蓄積ノードへ供給する読み出し信号配線と、出力配線に接続され、前記読み出し電圧印加にしたがって、前記蓄積ノードと前記出力配線を導通させて、前記蓄積ノードの電位に応じた出力信号を前記出力配線へ出力するセンサスイッチング素子と、前記蓄積ノードと、所定の電圧が供給される所定電圧電極との間の接続および非接続を切り替えるスイッチ素子であって、タッチ操作による押圧を受けると接続状態になるスイッチ素子と、前記スイッチ素子と前記蓄積ノードとの間に接続され、前記スイッチ素子と前記蓄積ノードとの間の導通または非導通状態を切り替える制御信号が入力される制御電極を備える制御スイッチング素子とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光センサとタッチセンサを組み合わせた構成において精度の高いセンサ出力を得ることのできる光センサおよびタッチセンサを備えた、センサ回路および表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる表示装置における一画素の構成を示す等価回路図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路における配線ＭＯＤＥ、配線ＲＷＳ、配線ＲＳＴから供給される入力信号を示す波形図と、これに対応するＶINTの電位変化を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路における配線ＭＯＤＥ、配線ＲＷＳ、配線ＲＳＴから供給される入力信号を示す波形図と、これに対応するＶINTの電位変化を示す図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路における配線ＭＯＤＥ、配線ＲＷＳ、配線ＲＳＴから供給される入力信号を示す波形図と、これに対応するＶINTの電位変化を示す図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路の平面構造の一例を示す平面図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態にかかるマイクロスイッチＳ１の一例を示す断面図である。
【図４Ｃ】本発明の一実施形態にかかるマイクロスイッチＳ１の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路の等価回路図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路におけるＶINTの電位変化を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路の等価回路図である。
【図８Ａ】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路における配線ＭＯＤＥ、配線ＲＷＳ、配線ＲＳＴから供給される入力信号を示す波形図と、これに対応するＶINTの電位変化を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路における配線ＭＯＤＥ、配線ＲＷＳ、配線ＲＳＴから供給される入力信号を示す波形図と、これに対応するＶINTの電位変化を示す図である。
【図８Ｃ】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路における配線ＭＯＤＥ、配線ＲＷＳ、配線ＲＳＴから供給される入力信号を示す波形図と、これに対応するＶINTの電位変化を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路の等価回路図である。
【図１０Ａ】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路における配線ＭＯＤＥ、配線ＲＷＳ、配線ＲＳＴから供給される入力信号を示す波形図と、これに対応するＶINTの電位変化を示す図である。
【図１０Ｂ】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路における配線ＭＯＤＥ、配線ＲＷＳ、配線ＲＳＴから供給される入力信号を示す波形図と、これに対応するＶINTの電位変化を示す図である。
【図１０Ｃ】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路における配線ＭＯＤＥ、配線ＲＷＳ、配線ＲＳＴから供給される入力信号を示す波形図と、これに対応するＶINTの電位変化を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路の等価回路図である。
【図１２Ａ】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路における配線ＲＷＳ、配線ＲＳＴから供給される入力信号を示す波形図と、これに対応するＶINTの電位変化を示す図である。
【図１２Ｂ】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路における配線ＲＷＳ、配線ＲＳＴから供給される入力信号を示す波形図と、これに対応するＶINTの電位変化を示す図である。
【図１２Ｃ】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路における配線ＲＷＳ、配線ＲＳＴから供給される入力信号を示す波形図と、これに対応するＶINTの電位変化を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路の等価回路図である。
【図１４】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路におけるＶINTの電位変化を示す図である。
【図１５】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路の等価回路図である。
【図１６Ａ】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路における配線ＭＯＤＥ、配線ＲＷＳ、配線ＲＳＴから供給される入力信号を示す波形図と、これに対応するＶINTの電位変化を示す図である。
【図１６Ｂ】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路における配線ＭＯＤＥ、配線ＲＷＳ、配線ＲＳＴから供給される入力信号を示す波形図と、これに対応するＶINTの電位変化を示す図である。
【図１６Ｃ】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路における配線ＭＯＤＥ、配線ＲＷＳ、配線ＲＳＴから供給される入力信号を示す波形図と、これに対応するＶINTの電位変化を示す図である。
【図１７】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路の等価回路図である。
【図１８Ａ】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路における配線ＭＯＤＥ、配線ＲＷＳ、配線ＲＳＴから供給される入力信号を示す波形図と、これに対応するＶINTの電位変化を示す図である。
【図１８Ｂ】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路における配線ＭＯＤＥ、配線ＲＷＳ、配線ＲＳＴから供給される入力信号を示す波形図と、これに対応するＶINTの電位変化を示す図である。
【図１８Ｃ】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路における配線ＭＯＤＥ、配線ＲＷＳ、配線ＲＳＴから供給される入力信号を示す波形図と、これに対応するＶINTの電位変化を示す図である。
【図１９】本発明の課題検討にかかるセンサ回路の等価回路図である。
【図２０】本発明の課題検討にかかるセンサ回路の等価回路図である。
【図２１】本発明の一実施形態にかかるセンサ回路におけるＶINTの電位変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
(1)本発明の一実施形態にかかるセンサ回路は、入射光を受光する光検出素子と、前記光検出素子と、蓄積ノードを介して接続され、前記光検出素子に流れた電流に応じて電荷を蓄積する蓄積部と、前記蓄積ノードの電位を初期化するリセット電圧印加を含むリセット信号を前記蓄積ノードへ供給するリセット信号配線と、前記蓄積ノードの電位を出力するための読み出し電圧印加を含む読み出し信号を前記蓄積ノードへ供給する読み出し信号配線と、出力配線に接続され、前記読み出し電圧印加にしたがって、前記蓄積ノードと前記出力配線を導通させて、前記蓄積ノードの電位に応じた出力信号を前記出力配線へ出力するセンサスイッチング素子と、前記蓄積ノードと、所定の電圧が供給される所定電圧電極との間の接続および非接続を切り替えるスイッチ素子であって、タッチ操作による押圧を受けると接続状態になるスイッチ素子と、前記スイッチ素子と前記蓄積ノードとの間に接続され、前記スイッチ素子と前記蓄積ノードとの間の導通または非導通状態を切り替える制御信号が入力される制御電極を備える制御スイッチング素子とを備える構成である。
【００１７】
この構成によれば、光検出素子に流れた電流に応じて蓄積ノードに電荷が蓄積されるので、リセット電圧印加により初期化された後の蓄積ノードの電位は、光検出素子に流れた電流に応じて変化する。蓄積ノードの電位は、読み出し電圧印加時にスイッチング素子により読み出されて、その電位に応じた出力信号が出力される。ここで、蓄積ノードは、スイッチ素子と、制御スイッチング素子を介して接続されているので、読み出し時におけるスイッチ素子の接続状態が蓄積ノードの電位に対して影響を与えるか否かを制御スイッチング素子により制御することが可能になる。そのため、スイッチ素子の接続状態および、光検出素子電流の両方を検出するか、あるいはいずれか一方を検出するかを制御することができる。例えば、読み出し電圧印加時に制御スイッチング素子を導通状態にすることにより、スイッチ素子が接続であれば、蓄積ノードは所定電圧電極と接続されるので、蓄積部の電荷は所定電圧電極へ放電される。これにより、読み出し時の蓄積ノードの電位によりタッチ操作を検出することができる。さらに、蓄積ノードがフローティング状態となってセンサ出力がオン状態に維持されることも回避することができ、正確なセンサ出力を得ることができる。また、タッチ操作がなくスイッチ素子が非接続であれば、光検出素子電流量に応じた蓄積ノードの電位が読み出され出力される。
【００１８】
(2)前記のセンサ回路において、前記制御スイッチング素子の前記制御電極は、前記制御信号を供給する制御配線に接続されてもよい。この構成によれば、制御配線を用いて、任意のタイミングで制御スイッチング素子を制御することが可能となる。
【００１９】
(3)前記のセンサ回路において、前記所定電圧電極は、所定電圧が供給されている参照電圧配線に接続されてもよい。この構成によれば、センサ回路に備えられた参照電圧配線を用いて、蓄積部の電荷を放電することが可能となる。例えば、液晶表示装置において当該センサ回路を適用する場合、対向基板上に設けられた対向電極やアクティブマトリクス基板上に設けられた参照電源電圧を用いることが可能となる。
【００２０】
(4)前記のセンサ回路において、前記所定電圧電極は、前記リセット信号配線に接続されてもよい。この構成によれば、センサ回路に必須であるリセット信号配線を用いて蓄積部の電荷を放電することが可能となる。このため、センサ回路内の配線数を削減することができ、開口率を向上させることができる。
【００２１】
(5)前記のセンサ回路において、前記所定電圧電極は、前記読み出し信号配線に接続されてもよい。この構成によれば、センサ回路に必須である読み出し信号配線を用いて蓄積部の電荷を放電することが可能となる。このため、センサ回路内の配線数を削減することができ、開口率を向上させることができる。
【００２２】
(6)前記のセンサ回路において、前記センサ回路の動作モードとして、前記読み出し電圧印加時に、前記制御信号により前記スイッチ素子と前記蓄積ノードとの間が導通状態になるように前記制御スイッチング素子が動作する動作モードと、前記制御信号により前記スイッチ素子と前記蓄積ノードとの間が常に非導通状態になるように前記スイッチング素子が動作する動作モードとを少なくとも含むことが好ましい。この構成によれば、制御スイッチング素子が動作する動作モードを任意に選択することができるので、動作モードに応じたセンサ出力を得ることができる。例えば、タッチ操作の有無と光検出素子電流量の有無とに基づいて、蓄積ノードの電位を判断することにより、精度の高いセンシングを行うことができる。
【００２３】
(7)前記のセンサ回路において、前記制御スイッチング素子の前記制御電極は、前記読み出し信号配線に接続されてもよい。この構成によれば、センサ回路に必須である読み出し信号配線を用いて制御スイッチング素子を制御することが可能となる。このため、センサ回路内の配線数を削減することができ、開口率を向上させることができる。
【００２４】
(8)前記のセンサ回路において、前記所定電圧電極および前記制御スイッチング素子の制御電極は、前記読み出し信号配線に接続されてもよい。この構成によれば、センサ回路に必須である読み出し信号配線を用いて制御スイッチング素子を制御することが可能となる。このため、センサ回路内の配線数を削減することができるとともに、開口率を向上させることができる。また、スイッチ素子が読み出し信号配線に接続されているため、読み出し期間においてのみタッチ操作を有効なものとすることができる。
【００２５】
(9)前記のセンサ回路において、前記センサ回路の動作モードとして、前記読み出し信号配線が、読み出し電圧印加時に前記制御スイッチング素子を導通状態にする読み出し信号を供給する動作モードと、前記読み出し信号配線が、読み出し電圧印加時に前記制御スイッチング素子を非導通状態にする読み出し信号を供給する動作モードとを少なくとも含むことが好ましい。この構成によれば、制御スイッチング素子が動作する動作モードを任意に選択することができるので、動作モードに応じたセンサ出力を得ることができる。例えば、タッチ操作の有無と光検出素子電流量の有無とに基づいて、蓄積ノードの電位を判断することにより、精度の高いセンシングを行うことができる。
【００２６】
(10)前記のセンサ回路において、前記スイッチング素子の前記制御電極は、前記リセット信号配線に接続され、前記所定電圧電極は、前記読み出し信号配線に接続されることが好ましい。この構成によれば、センサ回路に必須であるリセット信号配線を用いて制御スイッチング素子を制御することが可能となる。このため、センサ回路内の配線数を削減することができるとともに、開口率を向上させることができる。また、スイッチ素子が読み出し信号配線に接続されているため、読み出し期間においてのみタッチ操作を有効なものとすることができる。
【００２７】
(11)前記のセンサ回路において、前記センサ回路の動作モードとして、前記リセット電圧印加時に、前記制御スイッチング素子が導通状態になるように、前記読み出し信号の電圧が設定されて動作する動作モードと、前記リセット電圧印加時に、前記制御スイッチング素子が非導通状態になるように、前前記読み出し信号の電圧が設定されて動作する動作モードとを少なくとも含むことが好ましい。この構成によれば、制御スイッチング素子が動作する動作モードを任意に選択することができるので、動作モードに応じたセンサ出力を得ることができる。例えば、タッチ操作の有無と光検出素子電流量の有無とに基づいて、蓄積ノードの電位を判断することにより、精度の高いセンシングを行うことができる。
【００２８】
(12)前記のセンサ回路は、アクティブマトリクス基板の画素領域に光センサを備えた表示装置に用いることができる。
【００２９】
(13)前記のセンサ回路は、前記スイッチ素子は、前記アクティブマトリクス基板に設けられ、前記蓄積ノードへ接続された第１の電極と、前記対向基板に設けられ、前記所定電圧電極に接続された前記第２の電極を有し、前記画素領域へのタッチ操作により前記対向基板が押圧されて、前記スイッチ素子において前記第１の電極と前記第２の電極とが接触する表示装置に用いることができる。
【００３０】
(14)前記のセンサ回路は、前記スイッチ素子は、前記アクティブマトリクス基板に設けられ、前記蓄積ノードへ接続された第１の電極と、前記アクティブマトリクス基板に前記第２の電極と距離を隔てて設けられ、前記所定電圧電極に接続された前記第２の電極を有し、前記画素領域へのタッチ操作により前記対向基板が押圧されて、前記スイッチ素子において前記第１の電極と前記第２の電極の双方が、前記対向基板に設けられた導電体に接触することによって互いに導通する表示装置に用いることができる。
【００３１】
(15)前記のセンサ回路は、入射光を受光する光検出素子と、光検出素子の出力電流に応じた電位を蓄積ノードに蓄積する蓄積部と、前記蓄積ノードの電位を初期化するリセット信号を供給するリセット信号配線と、前記蓄積ノードの電位を読み出す読み出し信号を供給する読み出し信号配線と、前記読み出し信号にしたがって、前記蓄積ノードの電位を読み出し、前記電位に応じた出力信号を出力する増幅部と、タッチ操作による押圧により接続と非接続が切り替わるスイッチ素子と、前記スイッチ素子と前記蓄積ノード間の導通と非導通を制御する制御スイッチング素子とを備え、前記読み出される蓄積ノード電位が、前記リセット信号による初期化から読み出し信号による読み出しまでに前記光検出素子に流れた電流に依存するように前記制御スイッチング素子が制御されるイメージャモードと、前記読み出し時の前記スイッチ素子の接続状態に依存するように前記制御スイッチング素子が制御されるタッチモードと、前記光検出素子に流れた電流および前記スイッチ素子の接続状態の双方に依存するハイブリッドモードのうち少なくとも２つの動作モードで動作する構成である。
【００３２】
この構成によれば、光検出素子に流れた電流に応じて蓄積に電荷が蓄積されるので、リセット電圧印加により初期化された後の蓄積ノードの電位は、光検出素子に流れた電流に応じて変化する。蓄積ノードの電位は、読み出し電圧印加時にスイッチング素子により読み出されて、その電位に応じた出力信号が出力される。ここで、蓄積ノードは、スイッチ素子と、制御スイッチング素子を介して接続されているので、読み出し時におけるスイッチ素子の接続状態が蓄積ノードの電位に対して影響を与えるか否かを制御スイッチング素子により制御することが可能になる。そのため、スイッチ素子の接続状態および、光検出素子電流の両方を検出するか、あるいはいずれか一方を検出するかを制御することができる。また、制御スイッチング素子が動作する動作モードを任意に選択することができるので、動作モードに応じたセンサ出力を得ることができる。例えば、タッチ操作の有無と光検出素子電流量の有無とに基づいて、蓄積ノードの電位を判断することにより、精度の高いセンシングを行うことができる。
【００３３】
(16)前記のセンサ回路は、前記イメージャモードでは、前記リセット信号による前記蓄積ノードの初期化から読み出し信号による読み出しまでの期間に、前記光検出素子に流れた電流に応じた電荷が前記蓄積部に蓄積されるように前記リセット信号の電圧が設定され、前記制御スイッチング素子は、少なくとも読み出し時においては非導通状態となるように制御されることが好ましい。
【００３４】
(16)前記のセンサ回路は、前記タッチモードでは、前記読み出し時において前記蓄積ノードが初期化状態となるように前記リセット信号の電圧が設定され、前記制御スイッチング素子は、読み出し時において導通状態となるように制御されることが好ましい。
【００３５】
(17)前記のセンサ回路は、前記ハイブリッドモードでは、前記制御スイッチング素子は、読み出し時において導通状態となるように制御され、前記リセット信号による前記蓄積ノードの初期化から読み出し信号による読み出しまでの期間に、前記光検出素子に流れた電流に応じた電荷が前記蓄積部に蓄積されるように前記リセット信号の電圧が設定され、前記スイッチ素子が読み出し時に接続している場合は前記蓄積ノードが所定電圧になるように前記スイッチ素子に電圧が印加されることが好ましい。
【００３６】
以下、本発明のより具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本発明にかかる表示装置を液晶表示装置として実施する場合の構成例を示したものであるが、本発明にかかる表示装置は液晶表示装置に限定されず、アクティブマトリクス基板を用いる任意の表示装置に適用可能である。なお、本発明にかかる表示装置は、光センサを有することにより、画面に近接する物体を検知して入力操作を行うタッチパネル付き表示装置や、表示機能と撮像機能とを具備した双方向通信用表示装置等としての利用が想定される。
【００３７】
また、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明にかかる表示装置は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００３８】
［１．第１の実施形態］
最初に、図１および図２を参照しながら、本発明の第１の実施形態にかかる液晶表示装置が備えるアクティブマトリクス基板の構成について説明する。
【００３９】
図１は、本発明の一実施形態にかかる液晶表示装置が備えるアクティブマトリクス基板１００の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、アクティブマトリクス基板１００は、ガラス基板上に、画素領域１、ディスプレイゲートドライバ２、ディスプレイソースドライバ３、センサカラム（ｃｏｌｕｍｎ）ドライバ４、センサロウ（ｒｏｗ）ドライバ５、バッファアンプ６、ＦＰＣコネクタ７を少なくとも備えている。また、画素領域１内の光検出素子（後述）および／またはスイッチ素子（後述）で取り込まれた画像信号を処理するための信号処理回路８が、前記ＦＰＣコネクタ７とＦＰＣ９とを介して、アクティブマトリクス基板１００に接続されている。
【００４０】
なお、アクティブマトリクス基板１００上の上記の構成部材は、半導体プロセスによってガラス基板上にモノリシックに形成することも可能である。あるいは、上記の構成部材のうちのアンプやドライバ類を、例えばＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）技術等によってガラス基板上に実装した構成としても良い。あるいは、図１においてアクティブマトリクス基板１００上に示した上記の構成部材の少なくとも一部が、ＦＰＣ９上に実装されることも考えられる。アクティブマトリクス基板１００は、全面に対向電極が形成された対向基板（図示せず）と貼り合わされ、その間隙に液晶材料が封入される。
【００４１】
画素領域１は、画像を表示するために、複数の画素が形成された領域である。本実施形態では、画素領域１における各画素内には、画像を取り込むための光センサが設けられている。図２は、アクティブマトリクス基板１００の画素領域１における画素とセンサ回路（光センサおよびタッチセンサ）との配置を示す等価回路図である。図２の例では、１つの画素が、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の絵素によって形成され、この３絵素で構成される１つの画素内に、フォトダイオードＤ１とコンデンサＣINTと薄膜トランジスタＭ２と薄膜トランジスタＭ４とマイクロスイッチＳ１とによって構成される１つのセンサ回路が設けられている。画素領域１は、Ｍ行×Ｎ列のマトリクス状に配置された画素と、同じくＭ行×Ｎ列のマトリクス状に配置されたセンサ回路とを有する。なお、上述のとおり、絵素数は、Ｍ×３Ｎである。
【００４２】
このため、図２に示すように、画素領域１は、画素用の配線として、マトリクス状に配置されたゲート線ＧＬおよびソース線ＣＯＬを有している。ゲート線ＧＬは、ディスプレイゲートドライバ２に接続されている。ソース線ＣＯＬは、ディスプレイソースドライバ３に接続されている。なお、ゲート線ＧＬは、画素領域１内にＭ行設けられている。以下、個々のゲート線ＧＬを区別して説明する必要がある場合は、ＧＬｉ（ｉ＝１〜Ｍ）のように表記する。一方、ソース線ＣＯＬは、上述のとおり、１つの画素内の３絵素にそれぞれ画像データを供給するために、１画素につき３本ずつ設けられている。ソース線ＣＯＬを個々に区別して説明する必要がある場合は、ＣＯＬｒｊ，ＣＯＬｇｊ，ＣＯＬｂｊ（ｊ＝１〜Ｎ）のように表記する。
【００４３】
ゲート線ＧＬとソース線ＣＯＬとの交点には、画素用のスイッチング素子として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｍ１が設けられている。なお、図２では、赤色、緑色、青色のそれぞれの絵素に設けられている薄膜トランジスタＭ１を、Ｍ１ｒ，Ｍ１ｇ，Ｍ１ｂと表記している。薄膜トランジスタＭ１のゲート電極はゲート線ＧＬへ、ソース電極はソース線ＣＯＬへ、ドレイン電極は図示しない画素電極へ、それぞれ接続されている。これにより、図２に示すように、薄膜トランジスタＭ１のドレイン電極と対向電極（ＶＣＯＭ）との間に液晶容量ＬＳが形成される。また、ドレイン電極とＴＦＴＣＯＭとの間に補助容量ＣＬＳが形成されている。
【００４４】
図２において、１本のゲート線ＧＬｉと１本のソース線ＣＯＬｒｊとの交点に接続された薄膜トランジスタＭ１ｒによって駆動される絵素は、この絵素に対応するように赤色のカラーフィルタが設けられ、ソース線ＣＯＬｒｊを介してディスプレイソースドライバ３から赤色の画像データが供給されることにより、赤色の絵素として機能する。また、ゲート線ＧＬｉとソース線ＣＯＬｇｊとの交点に接続された薄膜トランジスタＭ１ｇによって駆動される絵素は、この絵素に対応するように緑色のカラーフィルタが設けられ、ソース線ＣＯＬｇｊを介してディスプレイソースドライバ３から緑色の画像データが供給されることにより、緑色の絵素として機能する。さらに、ゲート線ＧＬｉとソース線ＣＯＬｂｊとの交点に接続された薄膜トランジスタＭ１ｂによって駆動される絵素は、この絵素に対応するように青色のカラーフィルタが設けられ、ソース線ＣＯＬｂｊを介してディスプレイソースドライバ３から青色の画像データが供給されることにより、青色の絵素として機能する。
【００４５】
なお、図２の例では、センサ回路は、画素領域１において、１画素（３絵素）に１つの割合で設けられている。ただし、画素とセンサ回路の配置割合は、この例のみに限定されず、任意である。例えば、１絵素につき１つのセンサ回路が配置されていても良いし、複数画素に対して１つのセンサ回路が配置された構成であっても良い。
【００４６】
センサ回路は、図２に示すように、フォトダイオードＤ１と、コンデンサＣINTと、薄膜トランジスタＭ２と、薄膜トランジスタＭ４と、マイクロスイッチＳ１とを備えている。なお、フォトダイオードＤ１としては、例えば、ラテラル構造または積層構造のＰＮ接合またはＰＩＮ接合ダイオードを用いることが可能である。また、マイクロスイッチＳ１としては、例えば、導電性ペースト印刷接点またはＩＴＯ(Indium Tin Oxide)透明導電膜等を用いた透明タッチパネルスイッチを用いることが可能である。なお、本実施形態におけるマイクロスイッチＳ１の接点方式は、バーチカルタイプ（後述）である。
【００４７】
図２の例では、ソース線ＣＯＬｒが、センサカラムドライバ４から定電圧ＶＤＤを光センサへ供給するための配線ＶＤＤを兼ねている。また、ソース線ＣＯＬｇが、センサ出力用の配線ＯＵＴを兼ねている。
【００４８】
光検出素子であるフォトダイオードＤ１のアノードには、リセット信号を供給するための配線ＲＳＴ（リセット信号配線）が接続されている。フォトダイオードＤ１のカソードに、薄膜トランジスタＭ２のゲートと、コンデンサＣINTの電極の一方と、制御スイッチング素子である薄膜トランジスタＭ４のドレインとが接続され、これらの接続点が蓄積ノードを構成している。
センサスイッチング素子である薄膜トランジスタＭ２のドレインは配線ＶＤＤに接続され、ソースは配線ＯＵＴに接続されている。また、薄膜トランジスタＭ４のソースは、スイッチ素子であるマイクロスイッチＳ１の一方の電極に接続され、ゲートは配線ＭＯＤＥに接続されている。さらに、マイクロスイッチＳ１の他方の電極は、所定電圧電極である対向電極（ＶＣＯＭ）に接続されている。なお、配線ＭＯＤＥは、後述する動作モードを制御するために用いるモード制御信号を供給するためのものである。
【００４９】
リセット信号を供給するための配線ＲＳＴおよび、読み出し信号を供給するための配線ＲＷＳ（読み出し信号配線）は、センサロウドライバ５に接続されている。これらの配線ＲＳＴ，ＲＷＳは１行毎に設けられているので、以降、各配線を区別する必要がある場合は、ＲＳＴｉ，ＲＷＳｉ（ｉ＝１〜Ｍ）のように表記する。
【００５０】
センサロウドライバ５は、所定の時間間隔（ｔｒｏｗ）で、図２に示した配線ＲＳＴｉとＲＷＳｉとの組を順次選択していく。これにより、画素領域１において信号電荷を読み出すべき光センサの行（ｒｏｗ）が順次選択される。
【００５１】
なお、図２に示すように、配線ＯＵＴの端部には、絶縁ゲート型電界効果薄膜トランジスタＭ３のドレインが接続されている。また、この薄膜トランジスタＭ３のドレインには、出力配線ＳＯＵＴが接続され、薄膜トランジスタＭ３のドレインの電位ＶＳＯＵＴが、センサ回路からの出力信号としてセンサカラムドライバ４へ出力される。薄膜トランジスタＭ３のソースは、配線ＶＳＳに接続されている。薄膜トランジスタＭ３のゲートは、参照電圧配線ＶＢを介して、参照電圧電源（図示せず）に接続されている。
【００５２】
図２の構成において、配線ＲＳＴへリセット配線ＲＷＳへ読み出し信号を、それぞれ所定のタイミングで供給することにより、マイクロスイッチＳ１を介した電流およびフォトダイオードＤ１で受光した光の量に応じたセンサ出力ＶPIXを得ることができる。
【００５３】
ここで、図２に示したセンサ回路の動作について説明する。なお、本発明にかかるセンサ回路は、３つのモードで動作可能である。１つ目は、光センサおよびタッチセンサの両方が機能する動作モード（ハイブリッドモード）であり、２つ目は、光センサのみが機能する動作モード（イメージャモード）であり、３つ目は、タッチセンサのみが機能する動作モード（タッチモード）である。これらの３つのモードは、上述の薄膜トランジスタＭ４およびリセット信号を制御することによって、任意のモードに切り替えることが可能である。以下、上記動作モードごとに説明する。なお、以下に示す各回路における設定電圧等は、あくまで一例であり、各デバイスの設計、性能に基づく回路定数に応じて適宜変更可能である。
【００５４】
［１−１．ハイブリッドモード］
ハイブリッドモードの一例として、マイクロスイッチＳ１およびフォトダイオードＤ１を機能させるセンサ回路について説明する。図２において、配線ＭＯＤＥにハイレベルの電圧が供給されることにより、薄膜トランジスタＭ４が導通状態となる。マイクロスイッチＳ１は、タッチ操作によってオン状態となる。
【００５５】
図３Ａ（ａ）は、本実施形態にかかるセンサ回路における配線ＭＯＤＥ、配線ＲＷＳ、配線ＲＳＴから供給される入力信号を示す波形図である。図３Ａ（ｂ）は、上記入力信号に対応するＶINTの電位変化を示す図である。リセット信号供給後の積分期間ＴINTにおいて、配線ＲＷＳからの読み出し信号および配線ＭＯＤＥからのモード制御信号がセンサ回路に供給されると、マイクロスイッチＳ１がオン状態であれば、読み出し信号によってＶINTに流れ込んだ電荷は、薄膜トランジスタＭ４およびマイクロスイッチＳ１を介して対向電極（ＶＣＯＭ）に抜けていく。このため、ＶINTの電位は、図３Ａ（ｂ）のＦ３に示すように対向電極（ＶＣＯＭ）とほぼ同電位となる。以下、詳細に説明する。
【００５６】
本実施形態にかかるセンサ回路は、図３Ａ（ｂ）に示すように、積分期間ＴINTにおける蓄積ノードの電位変化を増幅して読み出すことができる。図３Ａ（ａ）の例は、あくまでも一実施形態であるが、リセット信号のローレベルＶRST.Lが−７Ｖであり、リセット信号のハイレベルＶRST.Hが０Ｖである。また、読み出し信号のローレベルＶRWS.Lが−３Ｖ、読み出し信号のハイレベルＶRWS.Hが８Ｖである。さらに、モード制御信号のローレベルＶMODE.Lが０Ｖであり、モード制御信号のハイレベルＶMODE.Hが４Ｖである。
【００５７】
まず、配線ＲＳＴへハイレベルのリセット信号ＶRST.Hが供給されると、フォトダイオードＤ１は順方向バイアスとなり、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、下記の式（１）で表される。
ＶINT＝ＶRST.H−ＶF…（１）
式（１）において、ＶFはフォトダイオードＤ１の順方向電圧である。このときのＶINTは薄膜トランジスタＭ２の閾値電圧より低いので、薄膜トランジスタＭ２はリセット後の期間において非導通状態となっている。
【００５８】
次に、リセット信号がローレベルＶRST.Lに戻る（図３Ａ（ｂ）においてｔ＝ＴRSTのタイミング）ことにより、電流の積分期間（リセット信号供給後から読み出し信号供給前までの期間であるセンシング期間、図３Ａ（ｂ）に示すＴINTの期間）が始まる。積分期間においては、フォトダイオードＤ１への入射光量に応じた電流がコンデンサＣINTから流れ出し、コンデンサＣINTを放電させる。これにより、積分期間の終了時における薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、下記の式（２）で表される。
ＶINT＝ＶRST.H−ＶF−ΔＶRST・ＣPD／ＣT−ＩPHOTO・ＴINT／ＣT…（２）
式（２）において、ΔＶRSTは、リセット信号のパルスの高さ（ＶRST.H−ＶRST.L）であり、ＩPHOTOは、フォトダイオードＤ１の光電流、ＴINTは、積分期間の長さである。ＣPDは、フォトダイオードＤ１の容量である。ＣTは、コンデンサＣINTの容量、フォトダイオードＤ１の容量ＣPDと、薄膜トランジスタＭ２の容量ＣTFTとの総和である。積分期間においても、ＶINTが薄膜トランジスタＭ２の閾値電圧より低いので、薄膜トランジスタＭ２は非導通状態となっている。
【００５９】
積分期間が終わると、図３Ａ（ａ）および（ｂ）に示すｔ＝ＴRWSのタイミングで読み出し信号が立ち上がることにより、読み出し期間が始まる。なお、読み出し期間は、読み出し信号がハイレベルの間、継続する。また、読み出し信号と同時にモード制御信号が立ち上がり、読み出し信号がハイレベルの間、モード制御信号もハイレベルで継続する。つまり、読み出し期間においては、モード制御信号が立ち上がるため薄膜トランジスタＭ４は導通状態になる。
【００６０】
ここで、マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）の場合について説明する。読み出し信号の供給を受けると、コンデンサＣINTに対して電荷注入が起こる。この結果、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、下記の式（３）で表される。
ＶINT＝ＶRST.H−ＶF−ΔＶRST・ＣPD／ＣT−ＩPHOTO・ＴINT／ＣT＋ΔＶRWS・ＣINT／ＣT…（３）
ΔＶRWSは、読み出し信号のパルスの高さ（ＶRWS.H−ＶRWS.L）である。これにより、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなるので、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。すなわち、薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力電圧ＶPIXは、積分期間におけるフォトダイオードＤ１の光電流の積分値に比例する。
【００６１】
一方、マイクロスイッチＳ１がオン状態（タッチ状態）の場合について説明する。上記と同様に、読み出し信号の供給を受けると、コンデンサＣINTに対して電荷注入が起こる。しかし、マイクロスイッチＳ１が対向電極（ＶＣＯＭ）に接続されているため、コンデンサＣINTの電荷は、薄膜トランジスタＭ４およびマイクロスイッチＳ１を介して対向電極（ＶＣＯＭ）側に放電される。この結果、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、対向電極（ＶＣＯＭ）とほぼ同一になる。
【００６２】
この場合、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが対向電極（ＶＣＯＭ）とほぼ同電位となるので、薄膜トランジスタＭ２は非導通状態となる。したがって、センシング期間において薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力がないことに基づいてタッチ状態（マイクロスイッチＳ１がオン状態）を検出できる。
【００６３】
図３Ａ（ｂ）において、実線で示した波形Ｆ１は、マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に光の入射が少ない場合の電位ＶINTの変化を表す。また、破線で示した波形Ｆ２は、マイクロスイッチＳ１のオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に飽和レベルの光が入射した場合の電位ＶINTの変化を表す。さらに、別の破線で示した波形Ｆ３は、マイクロスイッチＳ１のオン状態（タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に飽和レベルの光が入射した場合の電位ＶINTの変化を表す。図３Ａ（ｂ）のΔＶINTが、読み出し期間において、センサ回路に配線ＲＷＳから読み出し信号が印加されることによる、電位ＶINTの突き上げ量である。
【００６４】
図３Ａ（ｂ）に示すように、読み出し期間において電位ＶINTは、マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）の場合、波形Ｆ１または波形Ｆ２となり、マイクロスイッチＳ１がオン状態（タッチ状態）の場合、波形Ｆ３となる。そのため、読み出し期間におけるＦＩ，Ｆ２，Ｆ３のそれぞれの電位がセンサ出力となる。これにより、マイクロスイッチＳ１のタッチ状態、非タッチ状態およびフォトダイオードＤ１の受光量の検出が可能となる。
【００６５】
以上のとおり、本実施形態においては、リセットパルスによる初期化と、積分期間における電流の積分と、読み出し期間におけるセンサ出力の読み出しとを１サイクルとして周期的に行う。これにより、電荷がフローティング状態となってセンサ出力がオン状態で維持されることを回避して、各画素におけるセンサ回路の出力を正確に得ることができる。
【００６６】
［１−２．イメージャモード］
イメージャモードの一例として、マイクロスイッチＳ１を機能させずにフォトダイオードＤ１のみを機能させるセンサ回路について説明する。フォトダイオードＤ１のみを機能させる場合は、図３Ｂ（ａ）に示すように、配線ＭＯＤＥにハイレベルの電圧を供給しないように制御することで（すなわち、ＶMODE.Lの状態にする。）、薄膜トランジスタＭ４を非導通状態に保持する。これにより、マイクロスイッチＳ１の操作を無効化できる。
【００６７】
読み出し信号の供給を受けると、コンデンサＣINTに対して電荷注入が起こる。この結果、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、上記の式（３）で表される。［ハイブリッドモード］と同様に、ΔＶRWSによって、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなるので、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。
【００６８】
図３Ｂ（ｂ）において、実線で示した波形Ｆ１は、マイクロスイッチＳ１のオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に光の入射が少ない場合の電位ＶINTの変化を表す。また、破線で示した波形Ｆ２は、非タッチ状態においてフォトダイオードＤ１に飽和レベルの光が入射した場合の電位ＶINTの変化を表す。上述した［ハイブリッドモード］においてマイクロスイッチＳ１がオフ状態となる場合と同様に、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなることにより、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。つまり、薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力電圧ＶPIXは、積分期間におけるフォトダイオードＤ１の光電流の積分値に比例する。
【００６９】
［１−３．タッチモード］
タッチモードの一例として、フォトダイオードＤ１を機能させずにマイクロスイッチＳ１のみを機能させるセンサ回路について説明する。マイクロスイッチＳ１のみを機能させる場合は、フォトダイオードＤ１の順方向電圧を発生させないように制御する。フォトダイオードＤ１の順方向電圧を発生させない方法としては、リセット信号のローレベルＶRST.LとハイレベルＶRST.Hを同電圧に設定すればよい。例えば、図３Ｃ（ａ）に示すように、リセット信号に０ＶのＤＣ電源を用いることによってフォトダイオードＤ１を無効化することができる。なお、リセット信号を供給した直後に読み出し信号を供給し、フォトダイオードＤ１の順方向電圧が発生しないタイミングを読み出し期間とすることによって、フォトダイオードＤ１を無効化してもよい。
【００７０】
上述した［ハイブリッドモード］の場合と同様に、配線ＲＷＳへ読み出し信号を供給すると同時に配線ＭＯＤＥにモード制御信号を供給するようにして、薄膜トランジスタＭ４をオン状態にする必要がある。接続ノードＶINTがフローティング状態となり、薄膜トランジスタＭ３がオン状態のまま維持されることを回避するためである。
【００７１】
読み出し信号供給時において、マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）の場合、上述した［ハイブリッドモード］においてマイクロスイッチＳ１がオフ状態である場合と同様に、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなることにより、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。
【００７２】
読み出し信号供給時において、マイクロスイッチＳ１がオン状態（タッチ状態）の場合、上述した［ハイブリッドモード］においてマイクロスイッチＳ１がオン状態となる場合と同様に、読み出し信号により、コンデンサＣINTに対して電荷注入が起こる。しかし、マイクロスイッチＳ１が対向電極（ＶＣＯＭ）に接続されているため、コンデンサＣINTの電荷は、薄膜トランジスタＭ４およびマイクロスイッチＳ１を介して対向電極（ＶＣＯＭ）側に放電される。この結果、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、対向電極（ＶＣＯＭ）とほぼ同一になる。
【００７３】
この場合、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが対向電極（ＶＣＯＭ）とほぼ同電位となるので、薄膜トランジスタＭ２は非導通状態となる。したがって、センシング期間において薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力がないことに基づいてタッチ状態を検出できる。
【００７４】
図３Ｃ（ｂ）において、実線で示した波形Ｆ１は、マイクロスイッチＳ１のオフ状態（非タッチ状態）の場合の電位ＶINTの変化を表す。破線で示したＦ３は、マイクロスイッチＳ１のオン状態（タッチ状態）の電位ＶINTの変化を表す。
【００７５】
［１−４．センサ回路の構造］
図４Ａは、本実施形態にかかるセンサ回路の構造の一例を示す図である。図４Ａに示すように、このセンサ回路は、アクティブマトリクス基板上に形成されており、ソース線ＣＯＬｇとＣＯＬｂとの間の領域に薄膜トランジスタＭ２を備えている。フォトダイオードＤ１は、ベースとなるシリコン膜に、ｐ型半導体領域１０２ｐと、ｉ型半導体領域１０２ｉと、ｎ型半導体領域１０２ｎとが直列に形成された、ラテラル構造のＰＩＮダイオードである。ｐ型半導体領域１０２ｐは、フォトダイオードＤ１のアノードとなり、配線１０８およびコンタクトホール１０９，１１０を介して配線ＲＳＴに接続される。ｎ型半導体領域１０２ｎは、フォトダイオードＤ１のカソードとなり、シリコン膜の延設部１０７，コンタクト１０５，１０６、および配線１０４を介して、薄膜トランジスタＭ２のゲート電極１０１に接続される。
【００７６】
この構成において、配線ＲＳＴ，ＲＷＳは、薄膜トランジスタＭ２のゲート電極１０１と同じ金属により同じ工程で同じレイヤー上に形成されている。また、配線１０４，１０８，１１８，１１９は、ソース線ＣＯＬと同じ金属により同じ工程で同じレイヤー上に形成されている。フォトダイオードＤ１の背面には、バックライト光がフォトダイオードＤ１へ入射することを防止するための遮光膜１１３が設けられている。
【００７７】
また、図４Ａに示すように、配線ＲＷＳに形成された幅広部１１１と、ｎ型半導体領域１０２ｎを形成するシリコン膜の延設部１０７と、その間に配置された絶縁膜（図示せず）とによって、コンデンサＣINTが形成されている。つまり、配線ＲＷＳとほぼ同電位である幅広部１１１が、コンデンサＣINTの一方の電極として機能する。
【００７８】
また、コンタクト１０６に接続するシリコン膜の延設部１０７と配線１１９の間の領域に、薄膜トランジスタＭ４が形成されている。配線ＭＯＤＥは、配線１１８およびコンタクトホール１１６，１１７を介して、薄膜トランジスタＭ４のゲート電極１１５に接続される。マイクロスイッチＳ１は、図４Ａに示すＩＴＯ１２２およびこれに対向する対向ＩＴＯ（図示しない）によって形成される。対向ＩＴＯは、アクティブマトリクス基板の表面全体に形成されている。ここで、対向ＩＴＯは、対向電極（ＶＣＯＭ）に該当する。図４に示すＩＴＯ１２２は、配線１１９およびコンタクトホール１２０，１２１を介して、薄膜トランジスタＭ４のソース電極に接続される。
【００７９】
図４Ｂに、マイクロスイッチＳ１の断面図の一例を示す。このマイクロスイッチＳ１は、ＩＴＯ１２２と対向ＩＴＯ１２３から形成されており、対向ＩＴＯ１２３は、スイッチフォトスペーサ１２４を備えている。タッチ操作を受けると、タッチパネル表面１２５を介してスイッチフォトスペーサ１２４が押下されることにより、ＩＴＯ１２２と対向ＩＴＯ１２３が通電してマイクロスイッチＳ１がオン状態となる。なお、図４ＢのマイクロスイッチＳ１は、垂直方向に通電するためバーチカルタイプのスイッチである。
【００８０】
図４Ｃに、マイクロスイッチＳ１の別の形態の断面図の一例を示す。このマイクロスイッチＳ１において、ＩＴＯ１２２と対向ＩＴＯ１２３は、距離を開けて並べて配置される。スイッチフォトスペーサ１２４の下面は導電性部材１２６で形成される。タッチ操作を受けると、タッチパネル表面１２５を介してスイッチフォトスペーサ１２４が押下されることにより、導電性部材１２５を介してＩＴＯ１２２と対向ＩＴＯ１２３が通電することによりマイクロスイッチＳ１がオン状態となる。なお、図４ＣのマイクロスイッチＳ１は、水平方向に通電するためホリゾンタルタイプのスイッチである。
【００８１】
［１−５．第１の実施形態のまとめ］
以上に説明したとおり、配線ＭＯＤＥに供給するモード制御信号を制御することにより、薄膜トランジスタＭ４を制御して、マイクロスイッチＳ１の有効および無効を制御することができる。このため、フォトダイオードＤ１に基づく光センサ機能とマイクロスイッチＳ１に基づくタッチセンサ機能とを選択的に利用するように構成できる。また、光センサ機能とタッチセンサ機能とを選択的に利用できることにより、表示装置に表示するアプリケーションに応じた機能選択が可能となる。
【００８２】
［２．第２の実施形態］
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する構成については、第１の実施形態と同じ参照符号を付記し、その詳細な説明を省略する。図５は、本実施形態にかかるセンサ回路の等価回路図である。図５に示すように、本実施形態にかかるセンサ回路のマイクロスイッチＳ１は、接点方式が上述したホリゾンタルタイプであって、薄膜トランジスタＭ４に接続されていない方の電極が参照電圧配線ＶＢに接続されている。参照電圧配線ＶＢは、対向基板ではなくアクティブマトリクス基板側に設けられており、参照電圧電源（図示せず）から０Ｖの一定電圧が供給されている。
【００８３】
図６は、本実施形態にかかるセンサ回路が［ハイブリッドモード］で動作する場合におけるＶINTの電位変化を示す図である。なお、各動作モードにおける、配線ＭＯＤＥ，配線ＲＷＳ、配線ＲＳＴから供給される入力信号を示す波形図および、ＶINTの電位変化を示すＦ１，Ｆ２，Ｆ３の各図は、［ハイブリッドモード］、［イメージャモード］および［タッチモード］ともに、第１の実施形態と同様である。しかし、本実施形態にかかるセンサ回路は、対向電極（ＶＣＯＭ）を用いておらず参照電圧配線ＶＢを用いるものであるため、対向電極における極性反転のタイミングを考慮する必要がないという利点がある。このため、本実施形態のセンサ回路の採用により、回路設計における自由度を向上させることができる。
【００８４】
［３．第３の実施形態］
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。第１の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する構成については、第１の実施形態と同じ参照符号を付記し、その詳細な説明を省略する。図７は、本実施形態にかかるセンサ回路の等価回路図である。
【００８５】
図７に示すように、本実施形態にかかるセンサ回路のマイクロスイッチＳ１は、接点方式がホリゾンタルタイプであって、薄膜トランジスタＭ４に接続されていない方の電極がリセット信号を供給する配線ＲＳＴに接続されている。また、薄膜トランジスタＭ４の制御電極は、モード制御信号を供給する配線ＭＯＤＥに接続されている。マイクロスイッチＳ１は、タッチ操作を受けると、薄膜トランジスタＭ４と配線ＲＳＴとを電気的に接続する。本実施形態においては、マイクロスイッチＳ１を配線ＲＳＴに接続することにより、配線数を削減することができる。これにより、センサ回路を簡素化できるとともに、開口率を向上させることができる。
【００８６】
［３−１．ハイブリッドモード］
本実施形態にかかるセンサ回路をハイブリッドモードで動作させる場合の一例を、図８Ａに示す。図８Ａ（ａ）は、本実施形態にかかるセンサ回路に供給されるリセット信号と読み出し信号の波形図である。図８Ａ（ｂ）は、上記入力信号に対応するＶINTの電位変化を示す波形図である。
【００８７】
本実施形態にかかるセンサ回路は、図８Ａ（ｂ）に示すように、積分期間ＴINTにおける蓄積ノードの電位変化を増幅して読み出すことができる。図８Ａ（ａ）の例は、あくまでも一実施形態であるが、リセット信号のローレベルＶRST.Lが−７Ｖであり、リセット信号のハイレベルＶRST.Hが０Ｖである。また、読み出し信号のローレベルＶRWS.Lが−３Ｖ、読み出し信号のハイレベルＶRWS.Hが８Ｖである。さらに、モード制御信号のローレベルＶMODE.Lが−７Ｖであり、モード制御信号のハイレベルＶMODE.Hが０Ｖである。
【００８８】
まず、配線ＲＳＴへハイレベルのリセット信号ＶRST.Hが供給されると、フォトダイオードＤ１は順方向バイアスとなる。また、モード制御信号がローレベルであるので、薄膜トランジスタＭ４は非導通状態である。よって、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、上述の式（１）と同様の式で表される。このときのＶINTは、薄膜トランジスタＭ２の閾値電圧より低いので、薄膜トランジスタＭ２はリセット後の期間において非導通状態となっている。
【００８９】
次に、リセット信号がローレベルＶRST.Lに戻る（図８Ａ（ｂ）においてｔ＝ＴRSTのタイミング）ことにより、電流の積分期間（リセット信号供給後から読み出し信号供給前までの期間であるセンシング期間、図８Ａ（ｂ）に示すＴINTの期間）が始まる。積分期間においては、フォトダイオードＤ１への入射光量に比例した電流がコンデンサＣINTから流れ出し、コンデンサＣINTを放電させる。
【００９０】
このとき、積分期間の終了時における薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、上記の式（２）で定まる。積分期間においても、ＶINTが薄膜トランジスタＭ２の閾値電圧より低いので、薄膜トランジスタＭ２は非導通状態となっている。
【００９１】
積分期間が終わると、図８Ａ（ａ）および（ｂ）に示すｔ＝ＴRWSのタイミングで読み出し信号が立ち上がることにより、読み出し期間が始まる。なお、読み出し期間は、読み出し信号がハイレベルの間、継続する。また、読み出し信号と同時にモード制御信号が立ち上がり、読み出し信号がハイレベルの間、モード制御信号もハイレベルで継続する。つまり、読み出し期間においては、モード制御信号が立ち上がるため薄膜トランジスタＭ４は導通状態である。
【００９２】
ここで、マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）の場合について説明する。読み出し信号の供給を受けると、コンデンサＣINTに対して電荷注入が起こる。この結果、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、上記の式（３）で表される。これにより、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなるので、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。すなわち、薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力電圧ＶPIXは、積分期間におけるフォトダイオードＤ１の光電流の積分値に比例する。
【００９３】
一方、マイクロスイッチＳ１がオン状態（タッチ状態）の場合について説明する。上記と同様に、読み出し信号の供給を受けると、コンデンサＣINTに対して電荷注入が起こる。しかし、マイクロスイッチＳ１が配線ＲＳＴに接続されているため、コンデンサＣINTの電荷は、薄膜トランジスタＭ４およびマイクロスイッチＳ１を介して配線ＲＳＴ側に放電される。この結果、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、配線ＲＳＴの電位（−７Ｖ）とほぼ同一になる。
【００９４】
この場合、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが配線ＲＳＴとほぼ同電位となるので、薄膜トランジスタＭ２は非導通状態となる。したがって、センシング期間において薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力がないことに基づいてタッチ状態を検出できる。
【００９５】
図８Ａ（ｂ）において、実線で示した波形Ｆ１は、マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に光の入射が少ない場合の電位ＶINTの変化を表す。破線で示した波形Ｆ２は、マイクロスイッチＳ１のオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に飽和レベルの光が入射した場合の電位ＶINTの変化を表す。別の破線で示した波形Ｆ３は、マイクロスイッチＳ１のオン状態（タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に飽和レベルの光が入射した場合の電位ＶINTの変化を表す。図８Ａ（ｂ）のΔＶINTが、読み出し期間において、センサ回路に配線ＲＷＳから読み出し信号が印加されることによる、電位ＶINTの突き上げ量である。
【００９６】
以上のとおり、本実施形態においては、配線ＲＷＳから読み出し信号が印加されてもオン状態のマイクロスイッチＳ１を介してコンデンサＣINTに注入された電荷が配線ＲＳＴ側に放電され、読み出し期間においてもＶINTの電位は上昇しない。このため、電荷がフローティング状態となってセンサ出力がオン状態で維持されることを回避して、各画素におけるセンサ回路の出力を正確に得ることができる。
【００９７】
［３−２．イメージャモード］
フォトダイオードＤ１のみを機能させる場合は、図８Ｂ（ａ）に示すように、配線ＭＯＤＥをリセット信号のローレベルＶRST.Lと同電圧に保持する（すなわち、ＶMODE.Lの状態にする。）ことにより、薄膜トランジスタＭ４を非導通状態に保持する。これにより、マイクロスイッチＳ１の操作を無効化できる。
【００９８】
読み出し信号の供給を受けると、コンデンサＣINTに対して電荷注入が起こる。この結果、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、上記の式（３）で表される。［ハイブリッドモード］と同様に、ΔＶRWSによって、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなるので、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。
【００９９】
図８Ｂ（ｂ）において、実線で示した波形Ｆ１は、マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に光の入射が少ない場合の電位ＶINTの変化を表す。破線で示した波形Ｆ２は、マイクロスイッチＳ１のオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に飽和レベルの光が入射した場合の電位ＶINTの変化を表す。
【０１００】
上述した［ハイブリッドモード］においてマイクロスイッチＳ１がオフ状態となる場合と同様に、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなることにより、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。つまり、薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力電圧ＶPIXは、積分期間におけるフォトダイオードＤ１の光電流の積分値に比例する。
【０１０１】
［３−３．タッチモード］
マイクロスイッチＳ１のみを機能させる場合は、フォトダイオードＤ１の順方向電圧を発生させないように制御する。フォトダイオードＤ１の順方向電圧を発生させない方法としては、リセット信号のローレベルＶRST.LとハイレベルＶRST.Hを同電圧に設定すればよい。例えば、図８Ｃ（ａ）に示すように、リセット信号に０ＶのＤＣ電源を用いることによってフォトダイオードＤ１を無効化することができる。なお、リセット信号を供給した直後に読み出し信号を供給し、フォトダイオードＤ１の順方向電圧が発生しないタイミングを読み出し期間とすることによって、フォトダイオードＤ１を無効化してもよい。
【０１０２】
この場合、上述した［ハイブリッドモード］の場合と同様に、配線ＲＷＳへ読み出し信号を供給すると同時に配線ＭＯＤＥにモード制御信号を供給するようにして、薄膜トランジスタＭ４をオン状態にする必要がある。接続ノードＶINTがフローティング状態となることを回避するためである。
【０１０３】
マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）の場合、上述した［ハイブリッドモード］においてマイクロスイッチＳ１がオフ状態である場合と同様に、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなることにより、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。
【０１０４】
マイクロスイッチＳ１がオン状態（タッチ状態）の場合、上述した［ハイブリッドモード］においてマイクロスイッチＳ１がオン状態となる場合と同様に、読み出し信号の供給を受けると、コンデンサＣINTに対して電荷注入が起こる。しかし、マイクロスイッチＳ１が配線ＲＳＴに接続されているため、コンデンサＣINTの電荷は、薄膜トランジスタＭ４およびマイクロスイッチＳ１を介して配線ＲＳＴ側に放電される。この結果、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、リセット信号配線の電圧とほぼ同一になる。
【０１０５】
この場合、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが対向電極（ＶＣＯＭ）とほぼ同電位となるので、薄膜トランジスタＭ２は非導通状態となる。したがって、センシング期間において薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力がないことに基づいてタッチ状態を検出できる。
【０１０６】
図８Ｃ（ｂ）において、実線で示した波形Ｆ１は、マイクロスイッチＳ１のオフ状態（非タッチ状態）の場合の電位ＶINTの変化を表す。破線で示した波形Ｆ３は、マイクロスイッチＳ１のオン状態（タッチ状態）の電位ＶINTの変化を表す。
【０１０７】
［４．第４の実施形態］
以下、本発明の第４の実施形態について説明する。第１の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する構成については、第１の実施形態と同じ参照符号を付記し、その詳細な説明を省略する。図９は、本実施形態にかかるセンサ回路の等価回路図である。
【０１０８】
図９に示すように、本実施形態にかかるセンサ回路のマイクロスイッチＳ１は、接点方式がホリゾンタルタイプであって、薄膜トランジスタＭ４に接続されていない方の電極が配線ＲＷＳに接続されている。また、薄膜トランジスタＭ４の制御電極は、モード制御信号を供給する配線ＭＯＤＥに接続されている。マイクロスイッチＳ１は、タッチ操作を受けると、薄膜トランジスタＭ４と配線ＲＷＳとを電気的に接続する。本実施形態においては、マイクロスイッチＳ１を配線ＲＷＳに接続することにより、配線数を削減することができる。これにより、センサ回路を簡素化できるとともに、開口率を向上させることができる。
【０１０９】
［４−１．ハイブリッドモード］
本実施形態にかかるセンサ回路をハイブリッドモードで動作させる場合の一例を、図１０Ａに示す。図１０Ａ（ａ）は、本実施形態にかかるセンサ回路に供給されるリセット信号と読み出し信号の波形図である。図１０Ａ（ｂ）は、上記入力信号に対応するＶINTの電位変化を示す波形図である。
【０１１０】
本実施形態にかかるセンサ回路は、図１０Ａ（ｂ）に示すように、積分期間ＴINTにおける蓄積ノードの電位変化を増幅して読み出すことができる。図１０（ａ）の例は、あくまでも一実施形態であるが、リセット信号のローレベルＶRST.Lが−７Ｖであり、リセット信号のハイレベルＶRST.Hが０Ｖである。また、読み出し信号のローレベルＶRWS.Lが−３Ｖ、読み出し信号のハイレベルＶRWS.Hが８Ｖである。さらに、モード制御信号のローレベルＶMODE.Lが−７Ｖであり、モード制御信号のハイレベルＶMODE.Hが０Ｖである。
【０１１１】
まず、配線ＲＳＴへハイレベルのリセット信号ＶRST.Hが供給されると、フォトダイオードＤ１は順方向バイアスとなる。また、モード制御信号がローレベルであるので、薄膜トランジスタＭ４は非導通状態である。よって、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、上述の式（１）と同様の式で表される。このときのＶINTは、薄膜トランジスタＭ２の閾値電圧より低いので、薄膜トランジスタＭ２はリセット後の期間において非導通状態となっている。
【０１１２】
次に、リセット信号がローレベルＶRST.Lに戻る（図１０Ａ（ｂ）においてｔ＝ＴRSTのタイミング）ことにより、電流の積分期間（リセット信号供給後から読み出し信号供給前までの期間であるセンシング期間、図１０Ａ（ｂ）に示すＴINTの期間）が始まる。積分期間においては、フォトダイオードＤ１への入射光量に比例した電流がコンデンサＣINTから流れ出し、コンデンサＣINTを放電させる。
【０１１３】
このとき、積分期間の終了時における薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、上記の式（２）で定まる。積分期間においても、ＶINTが薄膜トランジスタＭ２の閾値電圧より低いので、薄膜トランジスタＭ２は非導通状態となっている。
【０１１４】
積分期間が終わると、図１０Ａ（ａ）および（ｂ）に示すｔ＝ＴRWSのタイミングで読み出し信号が立ち上がることにより、読み出し期間が始まる。なお、読み出し期間は、読み出し信号がハイレベルの間、継続する。また、読み出し信号と同時にモード制御信号が立ち上がり、読み出し信号がハイレベルの間、モード制御信号もハイレベルで継続する。つまり、読み出し期間においては、モード制御信号が立ち上がるため薄膜トランジスタＭ４は導通状態である。
【０１１５】
ここで、マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）の場合について説明する。読み出し信号の供給を受けると、コンデンサＣINTに対して電荷注入が起こる。この結果、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、上記の式（３）で表される。これにより、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなるので、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。すなわち、薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力電圧ＶPIXは、積分期間におけるフォトダイオードＤ１の光電流の積分値に比例する。
【０１１６】
一方、マイクロスイッチＳ１がオン状態（タッチ状態）の場合について説明する。読み出し信号の供給を受けると、マイクロスイッチＳ１が配線ＲＷＳに接続されているため、マイクロスイッチＳ１および薄膜トランジスタＭ４を介して薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTを突き上げる。このため、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、読み出し信号のハイレベルＶRWS.Hから薄膜トランジスタＭ４の閾値電圧を差し引いた値となる。
【０１１７】
この場合、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなることにより薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。すなわち、薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力電圧ＶPIXは、読み出し信号の供給電圧から薄膜トランジスタＭ４の閾値電圧を差し引いた値に一致する。
【０１１８】
図１０Ａ（ｂ）において、実線で示した波形Ｆ１は、マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に光の入射が少ない場合の電位ＶINTの変化を表す。破線で示した波形Ｆ２は、マイクロスイッチＳ１のオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に飽和レベルの光が入射した場合の電位ＶINTの変化を表す。別の破線で示した波形Ｆ３は、マイクロスイッチＳ１がオン状態（タッチ状態）における電位ＶINTの変化を表している。図１０Ａ（ｂ）のΔＶINTが、読み出し期間において、センサ回路に配線ＲＷＳから読み出し信号が印加されることによる、電位ＶINTの突き上げ量である。
【０１１９】
以上のとおり、本実施形態においては、配線ＲＷＳから読み出し信号が印加されると、オン状態のマイクロスイッチＳ１を介してＶINTの電位を上昇させる。読み出し期間後においては、読み出し信号がローレベルＶRWS.Lに戻り、ＶINTからコンデンサＣINTに電荷が流れ出込む。このため、電荷がフローティング状態となってセンサ出力がオン状態で維持されることを回避して、各画素におけるセンサ回路の出力を正確に得ることができる。
【０１２０】
図１０Ａ（ｂ）に示すように、本実施形態にかかるセンサ回路においては、タッチ状態におけるＶINTの電位（波形Ｆ３）が、フォトダイオードＤ１に光の入射が少ない場合におけるＶINTの電位（波形Ｆ１）よりも、大きくなることに基づいて、タッチ状態を検出することができる。なお、図１０Ａ（ｂ）に示す読み出し期間における波形Ｆ３と波形Ｆ１の差分ΔＶF3-F1は、フォトダイオードＤ１における暗電流の積分値に一致する。
【０１２１】
［４−２．イメージャモード］
フォトダイオードＤ１のみを機能させる場合は、図１０Ｂ（ａ）に示すように、配線ＭＯＤＥをリセット信号のローレベルＶRST.Lと同電圧に保持する（すなわち、ＶMODE.Lの状態にする。）ことにより、薄膜トランジスタＭ４を非導通状態に保持する。これにより、マイクロスイッチＳ１の操作を無効化できる。
【０１２２】
読み出し信号の供給を受けると、コンデンサＣINTに対して電荷注入が起こる。この結果、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、上記の式（３）で表される。［ハイブリッドモード］と同様に、ΔＶRWSによって、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなるので、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。
【０１２３】
図１０Ｂ（ｂ）において、実線で示した波形Ｆ１は、フォトダイオードＤ１に光の入射が少ない場合の電位ＶINTの変化を表す。破線で示した波形Ｆ２は、マイクロスイッチＳ１のオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に飽和レベルの光が入射した場合の電位ＶINTの変化を表す。
【０１２４】
上述した［ハイブリッドモード］においてマイクロスイッチＳ１がオフ状態となる場合と同様に、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなることにより、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。つまり、薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力電圧ＶPIXは、積分期間におけるフォトダイオードＤ１の光電流の積分値に比例する。
【０１２５】
［４−３．タッチモード］
マイクロスイッチＳ１のみを機能させる場合は、フォトダイオードＤ１の順方向電圧を発生させないように制御する。フォトダイオードＤ１の順方向電圧を発生させない方法としては、リセット信号のローレベルＶRST.LとハイレベルＶRST.Hを同電圧に設定すればよい。例えば、図１０Ｃ（ａ）に示すように、リセット信号に０ＶのＤＣ電源を用いることによってフォトダイオードＤ１を無効化することができる。なお、リセット信号を供給した直後に読み出し信号を供給し、フォトダイオードＤ１の順方向電圧が発生しないタイミングを読み出し期間とすることによって、フォトダイオードＤ１を無効化してもよい。
【０１２６】
この場合、上述した［ハイブリッドモード］の場合と同様に、配線ＲＷＳへ読み出し信号を供給すると同時に配線ＭＯＤＥにモード制御信号を供給するようにして、薄膜トランジスタＭ４をオン状態にする必要がある。接続ノードＶINTがフローティング状態となることを回避するためである。
【０１２７】
マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）の場合、上述した［ハイブリッドモード］においてマイクロスイッチＳ１がオフ状態である場合と同様に、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなることにより、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。
【０１２８】
マイクロスイッチＳ１がオン状態（タッチ状態）の場合、上述した［ハイブリッドモード］においてマイクロスイッチＳ１がオン状態となる場合と同様に、読み出し信号の供給を受けると、マイクロスイッチＳ１が配線ＲＷＳに接続されているため、マイクロスイッチＳ１および薄膜トランジスタＭ４を介して薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTを突き上げる。このため、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、読み出し信号のハイレベルＶRWS.Hから薄膜トランジスタＭ４の閾値電圧を差し引いた値となる。
【０１２９】
この場合、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなることにより薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。すなわち、薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力電圧ＶPIXは、読み出し信号の供給電圧から薄膜トランジスタＭ４の閾値電圧を差し引いた値に一致する。
【０１３０】
図１０Ｃ（ｂ）において、実線で示した波形Ｆ１は、マイクロスイッチＳ１のオフ状態（非タッチ状態）の場合の電位ＶINTの変化を表す。破線で示した波形Ｆ３は、マイクロスイッチＳ１のオン状態（タッチ状態）の電位ＶINTの変化を表す。
【０１３１】
［５．第５の実施形態］
以下、本発明の第５の実施形態について説明する。第１の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する構成については、第１の実施形態と同じ参照符号を付記し、その詳細な説明を省略する。図１１は、本実施形態にかかるセンサ回路の等価回路図である。
【０１３２】
図１１に示すように、本実施形態にかかるセンサ回路のマイクロスイッチＳ１は、接点方式がバーチカルタルタイプであって、薄膜トランジスタＭ４の制御電極が配線ＲＷＳに接続されている。マイクロスイッチＳ１は、タッチ操作を受けると、薄膜トランジスタＭ４と対向電極（ＶＣＯＭ）とを電気的に接続する。本実施形態においては、マイクロスイッチＳ１を対向電極（ＶＣＯＭ）に接続することにより、配線数を削減することができる。これにより、センサ回路を簡素化できるとともに、開口率を向上させることができる。
【０１３３】
［５−１．ハイブリッドモード］
本実施形態にかかるセンサ回路をハイブリッドモードで動作させる場合の一例を、図１２Ａに示す。図１２Ａ（ａ）は、本実施形態にかかるセンサ回路に供給されるリセット信号と読み出し信号の波形図である。図１２Ａ（ｂ）は、上記入力信号に対応するＶINTの電位変化を示す波形図である。
【０１３４】
本実施形態にかかるセンサ回路は、図１２Ａ（ｂ）に示すように、積分期間ＴINTにおける蓄積ノードの電位変化を増幅して読み出すことができる。図１２Ａ（ａ）の例は、あくまでも一実施形態であるが、リセット信号のローレベルＶRST.Lが−７Ｖであり、リセット信号のハイレベルＶRST.Hが０Ｖである。また、読み出し信号のローレベルＶRWS.Lが−７Ｖ、読み出し信号のハイレベルＶRWS.Hが８Ｖである。なお、本実施形態においては、モード制御信号を用いないため、センサ回路に配線ＭＯＤＥは存在していない。
【０１３５】
まず、配線ＲＳＴへハイレベルのリセット信号ＶRST.Hが供給されると、フォトダイオードＤ１は順方向バイアスとなり、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、上述の式（１）と同様の式で表される。このときのＶINTは、薄膜トランジスタＭ２の閾値電圧より低いので、薄膜トランジスタＭ２はリセット後の期間において非導通状態となっている。
【０１３６】
次に、リセット信号がローレベルＶRST.Lに戻る（図１２Ａ（ｂ）においてｔ＝ＴRSTのタイミング）ことにより、電流の積分期間（リセット信号供給後から読み出し信号供給前までの期間であるセンシング期間、図１２Ａ（ｂ）に示すＴINTの期間）が始まる。積分期間においては、フォトダイオードＤ１への入射光量に比例した電流がコンデンサＣINTから流れ出し、コンデンサＣINTを放電させる。
【０１３７】
このとき、積分期間の終了時における薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、上記の式（２）で定まる。積分期間においても、ＶINTが薄膜トランジスタＭ２の閾値電圧より低いので、薄膜トランジスタＭ２は非導通状態となっている。
【０１３８】
積分期間が終わると、図１２Ａ（ａ）および（ｂ）に示すｔ＝ＴRWSのタイミングで読み出し信号が立ち上がることにより、読み出し期間が始まる。なお、読み出し期間は、読み出し信号がハイレベルの間、継続する。つまり、読み出し期間においては、読み出し信号が立ち上がるため薄膜トランジスタＭ４は導通状態である。そして、読み出し期間経過後においては、薄膜トランジスタＭ４が非導通状態となるので、フォトダイオードＤ１のみが機能するセンサ回路となる。
【０１３９】
ここで、マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）の場合について説明する。読み出し信号の供給を受けると、コンデンサＣINTに対して電荷注入が起こる。このとき薄膜トランジスタＭ４の制御電極には、読み出し信号により電圧が供給されるが、マイクロスイッチＳ１がオフ状態であるので、薄膜トランジスタＭ４はＶINTの電位変化に影響を与えない。この結果、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、上記の式（３）で表される。これにより、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなるので、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。すなわち、薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力電圧ＶPIXは、積分期間におけるフォトダイオードＤ１の光電流の積分値に比例する。
【０１４０】
一方、マイクロスイッチＳ１がオン状態（タッチ状態）の場合について説明する。上記と同様に、読み出し信号の供給を受けると、コンデンサＣINTに対して電荷注入が起こる。しかし、マイクロスイッチＳ１が対向電極（ＶＣＯＭ）に接続されているため、コンデンサＣINTの電荷は、薄膜トランジスタＭ４およびマイクロスイッチＳ１を介して対向電極（ＶＣＯＭ）側に放電される。この結果、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、対向電極（ＶＣＯＭ）の電位（０Ｖ）とほぼ同一になる。
【０１４１】
この場合、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが配線ＲＳＴとほぼ同電位となるので、薄膜トランジスタＭ２は非導通状態となる。したがって、センシング期間において薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力がないことに基づいてタッチ状態を検出できる。
【０１４２】
図１２Ａ（ｂ）において、実線で示した波形Ｆ１は、マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に光の入射が少ない場合の電位ＶINTの変化を表す。破線で示した波形Ｆ２は、マイクロスイッチＳ１のオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に飽和レベルの光が入射した場合の電位ＶINTの変化を表す。別の破線で示した波形Ｆ３は、マイクロスイッチＳ１のオン状態（タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に飽和レベルの光が入射した場合の電位ＶINTの変化を表している。図１２Ａ（ｂ）のΔＶINTが、読み出し期間において、センサ回路に配線ＲＷＳから読み出し信号が印加されることによる、電位ＶINTの突き上げ量である。
【０１４３】
以上のとおり、本実施形態においては、配線ＲＷＳから読み出し信号が印加されてもオン状態のマイクロスイッチＳ１を介してコンデンサＣINTに注入された電荷が対向電極（ＶＣＯＭ）側に放電され、読み出し期間においてもＶINTの電位は上昇しない。このため、電荷がフローティング状態となってセンサ出力がオン状態で維持されることを回避して、各画素におけるセンサ回路の出力を正確に得ることができる。
【０１４４】
［５−２．イメージャモード］
フォトダイオードＤ１のみを機能させる場合は、図１２Ｂ（ａ）に示すように、あくまでも一実施形態であるが、リセット信号のローレベルＶRST.Lを−７Ｖ、リセット信号のハイレベルＶRST.Hを０Ｖとするとともに、読み出し信号のローレベルＶRWS.Lを−１５Ｖ、読み出し信号のハイレベルＶRWS.Hを０Ｖに設定する。これにより、薄膜トランジスタＭ４を非導通状態に保持する。つまり、読み出し信号による電位が薄膜トランジスタＭ４の閾値より高くならないため、マイクロスイッチＳ１の操作を無効化できる。
【０１４５】
読み出し信号の供給を受けると、コンデンサＣINTに対して電荷注入が起こる。この結果、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、上記の式（３）で表される。［ハイブリッドモード］と同様に、ΔＶRWSによって、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなるので、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。
【０１４６】
図１２Ｂ（ｂ）において、実線で示した波形Ｆ１は、マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に光の入射が少ない場合の電位ＶINTの変化を表す。破線で示した波形Ｆ２は、マイクロスイッチＳ１のオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に飽和レベルの光が入射した場合の電位ＶINTの変化を表す。
【０１４７】
上述した［ハイブリッドモード］においてマイクロスイッチＳ１がオフ状態となる場合と同様に、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなることにより、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。つまり、薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力電圧ＶPIXは、積分期間におけるフォトダイオードＤ１の光電流の積分値に比例する。
【０１４８】
［５−３．タッチモード］
マイクロスイッチＳ１のみを機能させる場合は、フォトダイオードＤ１の順方向電圧を発生させないように制御する。本実施形態においては、リセット信号にＤＣ電源を用いないため、フォトダイオードＤ１の順方向電圧を発生させないために、リセット信号を供給した直後に読み出し信号を供給する。これにより、フォトダイオードＤ１の順方向電圧が発生しないタイミングを読み出し期間として、フォトダイオードＤ１を無効化できる。
【０１４９】
図１２Ｃ（ａ）に示すように、あくまでも一実施形態であるが、リセット信号のローレベルＶRST.Lを−７Ｖ、リセット信号のハイレベルＶRST.Hを０Ｖとするとともに、読み出し信号のローレベルＶRWS.Lを−７Ｖ、読み出し信号のハイレベルＶRWS.Hを８Ｖに設定する。
【０１５０】
マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）の場合、上述した［ハイブリッドモード］においてマイクロスイッチＳ１がオフ状態である場合と同様に、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなることにより、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。
【０１５１】
マイクロスイッチＳ１がオン状態（タッチ状態）の場合、上述した［ハイブリッドモード］においてマイクロスイッチＳ１がオン状態となる場合と同様に、読み出し信号の供給を受けると、コンデンサＣINTに対して電荷注入が起こる。しかし、マイクロスイッチＳ１が対向電極（ＶＣＯＭ）に接続されているため、コンデンサＣINTの電荷は、薄膜トランジスタＭ４およびマイクロスイッチＳ１を介して対向電極（ＶＣＯＭ）側に放電される。この結果、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、対向電極（ＶＣＯＭ）の電圧とほぼ同一になる。
【０１５２】
この場合、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが対向電極（ＶＣＯＭ）とほぼ同電位となるので、薄膜トランジスタＭ２は非導通状態となる。したがって、センシング期間において薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力がないことに基づいてタッチ状態を検出できる。
【０１５３】
図１２Ｃ（ｂ）において、実線で示した波形Ｆ１は、マイクロスイッチＳ１のオフ状態（非タッチ状態）の場合の電位ＶINTの変化を表す。破線で示した波形Ｆ３は、マイクロスイッチＳ１のオン状態（タッチ状態）の電位ＶINTの変化を表す。
【０１５４】
［６．第６の実施形態］
以下、本発明の第６の実施形態について説明する。第１の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する構成については、第１の実施形態と同じ参照符号を付記し、その詳細な説明を省略する。図１３は、本実施形態にかかるセンサ回路の等価回路図である。
【０１５５】
図１３に示すように、本実施形態にかかるセンサ回路のマイクロスイッチＳ１は、接点方式が上述したホリゾンタルタイプであって、薄膜トランジスタＭ４に接続されていない方の電極が参照電圧配線ＶＢに接続されている点において、第５の実施形態と異なっている。なお、参照電圧配線ＶＢには、参照電圧電源（図示せず）から一定電圧０Ｖが供給されている。
【０１５６】
図１４は、本実施形態にかかるセンサ回路が［ハイブリッドモード］で動作する場合におけるＶINTの電位変化を示す図である。なお、各動作モードにおけるＶINTの電位変化を示すＦ１，Ｆ２，Ｆ３の各図は、［ハイブリッドモード］、［イメージャモード］および［タッチモード］ともに、第５の実施形態と同様である。
【０１５７】
しかし、本実施形態にかかるセンサ回路は、対向電極（ＶＣＯＭ）を用いておらず参照電圧配線ＶＢを用いるものであるため、対向電極における極性反転のタイミングを考慮する必要がないという利点がある。このため、本実施形態のセンサ回路の採用により、回路設計における自由度を向上させることができる。
【０１５８】
［７．第７の実施形態］
以下、本発明の第７の実施形態について説明する。第１の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する構成については、第１の実施形態と同じ参照符号を付記し、その詳細な説明を省略する。図１５は、本実施形態にかかるセンサ回路の等価回路図である。
【０１５９】
図１５に示すように、本実施形態にかかるセンサ回路のマイクロスイッチＳ１は、接点方式がホリゾンタルタイプであって、薄膜トランジスタＭ４に接続されていない方の電極が配線ＲＷＳに接続されている点、および、薄膜トランジスタＭ４の制御電極が配線ＲＷＳに接続されている。
【０１６０】
マイクロスイッチＳ１は、タッチ操作を受けると、薄膜トランジスタＭ４と配線ＲＷＳとを電気的に接続する。本実施形態においては、マイクロスイッチＳ１と薄膜トランジスタＭ４の制御電極とを配線ＲＷＳに接続することにより、配線数を変更する必要がなくなる。これにより、センサ回路を簡素化できるとともに、開口率をより向上させることができる。
【０１６１】
［７−１．ハイブリッドモード］
本実施形態にかかるセンサ回路をハイブリッドモードで動作させる場合の一例を、図１６Ａに示す。図１６Ａ（ａ）は、本実施形態にかかるセンサ回路に供給されるリセット信号と読み出し信号の波形図である。図１６Ａ（ｂ）は、上記入力信号に対応するＶINTの電位変化を示す波形図である。
【０１６２】
本実施形態にかかるセンサ回路は、図１６Ａ（ｂ）に示すように、積分期間ＴINTにおける蓄積ノードの電位変化を増幅して読み出すことができる。図１６Ａ（ａ）の例は、あくまでも一実施形態であるが、リセット信号のローレベルＶRST.Lが−７Ｖであり、リセット信号のハイレベルＶRST.Hが０Ｖである。また、読み出し信号のローレベルＶRWS.Lが−７Ｖ、読み出し信号のハイレベルＶRWS.Hが８Ｖである。なお、本実施形態においては、モード制御信号を用いないため、センサ回路に配線ＭＯＤＥは存在していない。
【０１６３】
まず、配線ＲＳＴへハイレベルのリセット信号ＶRST.Hが供給されると、フォトダイオードＤ１は順方向バイアスとなり、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、上述の式（１）と同様の式で表される。このときのＶINTは、薄膜トランジスタＭ２の閾値電圧より低いので、薄膜トランジスタＭ２はリセット後の期間において非導通状態となっている。
【０１６４】
次に、リセット信号がローレベルＶRST.Lに戻る（図１６Ａ（ｂ）においてｔ＝ＴRSTのタイミング）ことにより、電流の積分期間（リセット信号供給後から読み出し信号供給前までの期間であるセンシング期間、図１６Ａ（ｂ）に示すＴINTの期間）が始まる。積分期間においては、フォトダイオードＤ１への入射光量に比例した電流がコンデンサＣINTから流れ出し、コンデンサＣINTを放電させる。
【０１６５】
このとき、積分期間の終了時における薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、上記の式（２）で定まる。積分期間においても、ＶINTが薄膜トランジスタＭ２の閾値電圧より低いので、薄膜トランジスタＭ２は非導通状態となっている。
【０１６６】
積分期間が終わると、図１６Ａ（ａ）および（ｂ）に示すｔ＝ＴRWSのタイミングで読み出し信号が立ち上がることにより、読み出し期間が始まる。なお、読み出し期間は、読み出し信号がハイレベルの間、継続する。つまり、読み出し期間においては、読み出し信号が立ち上がるため薄膜トランジスタＭ４は導通状態である。そして、読み出し期間経過後においては、薄膜トランジスタＭ４が非導通状態となるので、フォトダイオードＤ１のみが機能するセンサ回路となる。
【０１６７】
ここで、マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）の場合について説明する。読み出し信号の供給を受けると、コンデンサＣINTに対して電荷注入が起こる。このとき薄膜トランジスタＭ４の制御電極には、読み出し信号により電圧が供給されるが、マイクロスイッチＳ１がオフ状態であるので、薄膜トランジスタＭ４はＶINTの電位変化に影響を与えない。この結果、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、上記の式（３）で表される。これにより、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなるので、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。すなわち、薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力電圧ＶPIXは、積分期間におけるフォトダイオードＤ１の光電流の積分値に比例する。
【０１６８】
一方、マイクロスイッチＳ１がオン状態（タッチ状態）の場合について説明する。読み出し信号の供給を受けると、マイクロスイッチＳ１が配線ＲＷＳに接続されているため、マイクロスイッチＳ１および薄膜トランジスタＭ４を介して薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTを突き上げる。このため、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、読み出し信号のハイレベルＶRWS.Hから薄膜トランジスタＭ４の閾値電圧を差し引いた値となる。
【０１６９】
この場合、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなることにより薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。すなわち、薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力電圧ＶPIXは、読み出し信号の供給電圧から薄膜トランジスタＭ４の閾値電圧を差し引いた値に一致する。
【０１７０】
図１６Ａ（ｂ）において、実線で示した波形Ｆ１は、マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に光の入射が少ない場合の電位ＶINTの変化を表す。破線で示した波形Ｆ２は、マイクロスイッチＳ１のオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に飽和レベルの光が入射した場合の電位ＶINTの変化を表す。別の破線で示した波形Ｆ３は、マイクロスイッチＳ１がオン状態（タッチ状態）における電位ＶINTの変化を表す。図１６Ａ（ｂ）のΔＶINTが、読み出し期間において、センサ回路に配線ＲＷＳから読み出し信号が印加されることによる、電位ＶINTの突き上げ量である。
【０１７１】
以上のとおり、本実施形態においては、配線ＲＷＳから読み出し信号が印加されると、オン状態のマイクロスイッチＳ１を介してＶINTの電位を上昇させる。読み出し期間後においては、読み出し信号がローレベルＶRWS.Lに戻り、ＶINTからコンデンサＣINTに電荷が流れ出込む。このため、電荷がフローティング状態となってセンサ出力がオン状態で維持されることを回避して、各画素におけるセンサ回路の出力を正確に得ることができる。
【０１７２】
図１６Ａ（ｂ）に示すように、本実施形態にかかるセンサ回路においては、タッチ状態におけるＶINTの電位（波形Ｆ３）が、フォトダイオードＤ１に光の入射が少ない場合におけるＶINTの電位（波形Ｆ１）よりも、大きくなることに基づいて、タッチ状態を検出することができる。なお、図１６Ａ（ｂ）に示す読み出し期間における波形Ｆ３と波形Ｆ１の差分ΔＶF3-F1は、フォトダイオードＤ１における暗電流の積分値に一致する。
【０１７３】
［７−２．イメージャモード］
フォトダイオードＤ１のみを機能させる場合は、図１６Ｂ（ａ）に示すように、あくまでも一実施形態であるが、リセット信号のローレベルＶRST.Lを−７Ｖ、リセット信号のハイレベルＶRST.Hを０Ｖとするとともに、読み出し信号のローレベルＶRWS.Lを−１５Ｖ、読み出し信号のハイレベルＶRWS.Hを０Ｖに設定する。これにより、薄膜トランジスタＭ４を非導通状態に保持する。つまり、読み出し信号による電位が薄膜トランジスタＭ４の閾値より高くならないため、マイクロスイッチＳ１の操作を無効化できる。
【０１７４】
読み出し信号の供給を受けると、コンデンサＣINTに対して電荷注入が起こる。この結果、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、上記の式（３）で表される。［ハイブリッドモード］と同様に、ΔＶRWSによって、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなるので、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。
【０１７５】
図１６Ｂ（ｂ）において、実線で示した波形Ｆ１は、マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に光の入射が少ない場合の電位ＶINTの変化を表す。破線で示した波形Ｆ２は、マイクロスイッチＳ１のオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に飽和レベルの光が入射した場合の電位ＶINTの変化を表す。
【０１７６】
上述した［ハイブリッドモード］においてマイクロスイッチＳ１がオフ状態となる場合と同様に、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなることにより、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。つまり、薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力電圧ＶPIXは、積分期間におけるフォトダイオードＤ１の光電流の積分値に比例する。
【０１７７】
［７−３．タッチモード］
マイクロスイッチＳ１のみを機能させる場合は、フォトダイオードＤ１の順方向電圧を発生させないように制御する。図１６Ｃ（ａ）に示すように、あくまでも一実施形態であるが、リセット信号のローレベルＶRST.Lを−７Ｖ、リセット信号のハイレベルＶRST.Hを０Ｖとするとともに、読み出し信号のローレベルＶRWS.Lを−７Ｖ、読み出し信号のハイレベルＶRWS.Hを８Ｖに設定する。本実施形態においては、リセット信号にＤＣ電源を用いないため、フォトダイオードＤ１の順方向電圧を発生させないために、リセット信号を供給した直後に読み出し信号を供給する。これにより、フォトダイオードＤ１の順方向電圧が発生しないタイミングを読み出し期間として、フォトダイオードＤ１を無効化できる。
【０１７８】
マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）の場合、上述した［ハイブリッドモード］においてマイクロスイッチＳ１がオフ状態である場合と同様に、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなることにより、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。
【０１７９】
マイクロスイッチＳ１がオン状態（タッチ状態）の場合、上述した［ハイブリッドモード］においてマイクロスイッチＳ１がオン状態となる場合と同様に、読み出し信号の供給を受けると、マイクロスイッチＳ１が配線ＲＷＳに接続されているため、マイクロスイッチＳ１および薄膜トランジスタＭ４を介して薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTを突き上げる。このため、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、読み出し信号のハイレベルＶRWS.Hから薄膜トランジスタＭ４の閾値電圧を差し引いた値となる。
【０１８０】
この場合、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなることにより薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。すなわち、薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力電圧ＶPIXは、読み出し信号の供給電圧から薄膜トランジスタＭ４の閾値電圧を差し引いた値に一致する。
【０１８１】
図１６Ｃ（ｂ）に示すように、本実施形態にかかるセンサ回路においては、タッチ状態におけるＶINTの電位（波形Ｆ３）が、非タッチ状態場合におけるＶINTの電位（波形Ｆ１）よりも、大きくなることに基づいて、タッチ状態であることを検出することができる。
【０１８２】
［８．第８の実施形態］
以下、本発明の第８の実施形態について説明する。第１の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する構成については、第１の実施形態と同じ参照符号を付記し、その詳細な説明を省略する。図１７は、本実施形態にかかるセンサ回路の等価回路図である。
【０１８３】
図１７に示すように、本実施形態にかかるセンサ回路のマイクロスイッチＳ１は、接点方式がホリゾンタルタイプであって、薄膜トランジスタＭ４に接続されていない方の電極が配線ＲＷＳに接続されている点、および、薄膜トランジスタＭ４の制御電極が配線ＲＳＴに接続されている。
【０１８４】
マイクロスイッチＳ１は、タッチ操作を受けると、薄膜トランジスタＭ４と配線ＲＷＳとを電気的に接続する。本実施形態においては、マイクロスイッチＳ１と薄膜トランジスタＭ４の制御電極とを配線ＲＳＴに接続することにより、配線数を変更する必要がなくなる。これにより、センサ回路を簡素化できるとともに、開口率をより向上させることができる。
【０１８５】
［８−１．ハイブリッドモード］
本実施形態にかかるセンサ回路をハイブリッドモードで動作させる場合の一例を、図１８Ａに示す。図１８Ａ（ａ）は、本実施形態にかかるセンサ回路に供給されるリセット信号と読み出し信号の波形図である。図１８Ａ（ｂ）は、上記入力信号に対応するＶINTの電位変化を示す波形図である。
【０１８６】
本実施形態にかかるセンサ回路は、図１８Ａ（ｂ）に示すように、積分期間ＴINTにおける蓄積ノードの電位変化を増幅して読み出すことができる。図１８Ａ（ａ）の例は、あくまでも一実施形態であるが、リセット信号のローレベルＶRST.Lが−７Ｖであり、リセット信号のハイレベルＶRST.Hが０Ｖである。また、読み出し信号のローレベルＶRWS.Lが−７Ｖ、読み出し信号のハイレベルＶRWS.Hが８Ｖである。なお、本実施形態においては、モード制御信号を用いないため、センサ回路に配線ＭＯＤＥは存在していない。
【０１８７】
ここで、マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）の場合について説明する。まず、配線ＲＳＴにリセット信号ＶRST.Hが供給されると、薄膜トランジスタＭ４の制御電極に電圧が印加されるが、マイクロスイッチＳ１がオフ状態であれば、薄膜トランジスタＭ４は導通状態とならないため、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、リセット信号のハイレベル（０Ｖ）とほぼ同電位になる。
【０１８８】
このとき、フォトダイオードＤ１は順方向バイアスとなり、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、上述の式（１）と同様の式で表される。このときのＶINTは、薄膜トランジスタＭ２の閾値電圧より低いので、薄膜トランジスタＭ２はリセット後の期間において非導通状態となっている。
【０１８９】
次に、リセット信号がローレベルＶRST.Lに戻る（図１８Ａ（ｂ）においてｔ＝ＴRSTのタイミング）ことにより、電流の積分期間（リセット信号供給後から読み出し信号供給前までの期間であるセンシング期間、図１８Ａ（ｂ）に示すＴINTの期間）が始まる。積分期間においては、フォトダイオードＤ１への入射光量に比例した電流がコンデンサＣINTから流れ出し、コンデンサＣINTを放電させる。
【０１９０】
このとき、積分期間の終了時における薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、上記の式（２）で定まる。積分期間においても、ＶINTが薄膜トランジスタＭ２の閾値電圧より低いので、薄膜トランジスタＭ２は非導通状態となっている。
【０１９１】
積分期間が終わると、図１８Ａ（ａ）および（ｂ）に示すｔ＝ＴRWSのタイミングで読み出し信号が立ち上がることにより、読み出し期間が始まる。なお、読み出し期間は、読み出し信号がハイレベルの間、継続する。つまり、読み出し期間においては、読み出し信号が立ち上がるが、マイクロスイッチＳ１がオフ状態であるため薄膜トランジスタＭ４は非導通状態である。つまり、薄膜トランジスタＭ４はＶINTの電位変化に影響を与えない。この結果、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、上記の式（３）で表される。これにより、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなるので、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。すなわち、薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力電圧ＶPIXは、積分期間におけるフォトダイオードＤ１の光電流の積分値に比例する。
【０１９２】
一方、マイクロスイッチＳ１がオン状態（タッチ状態）の場合について説明する。まず、配線ＲＳＴにリセット信号ＶRST.Hが供給されると、薄膜トランジスタＭ４の制御電極に電圧が印加されるが、マイクロスイッチＳ１がオン状態であれば、薄膜トランジスタＭ４は導通状態となり、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、読み出し信号のローレベル（−７Ｖ）とほぼ同電位になる。より詳細には、フォトダイオードＤ１にもリセット信号が供給されるので、電位ＶINTは、フォトダイオードＤ１および薄膜トランジスタＭ４との抵抗比によって定まる。図１８Ａ（ｂ）において、Ｒ１は、フォトダイオードＤ１の抵抗が薄膜トランジスタＭ４に抵抗よりも大きい場合であり、Ｒ２は、フォトダイオードＤ１の抵抗が薄膜トランジスタＭ４に抵抗よりも小さい場合の変化を示している。なお、このときのＶINTは、いずれの場合も、薄膜トランジスタＭ２の閾値電圧より低いので、薄膜トランジスタＭ２はリセット後の期間において非導通状態となっている。
【０１９３】
読み出し信号の供給を受けた場合、マイクロスイッチＳ１が配線ＲＷＳに接続されているが、薄膜トランジスタＭ４は非導通状態であるので、薄膜トランジスタＭ４は、ランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTに影響を与えない。このため、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、読み出し信号のハイレベルＶRWS.Hに応じて突き上げられる。これにより、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなるので、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。
【０１９４】
図１８Ａ（ｂ）において、実線で示した波形Ｆ１は、マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に光の入射が少ない場合の電位ＶINTの変化を表す。破線で示した波形Ｆ２は、マイクロスイッチＳ１のオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に飽和レベルの光が入射した場合の電位ＶINTの変化、および、マイクロスイッチＳ１がオン状態（タッチ状態）における電位ＶINTの変化を表す。図１８Ａ（ｂ）のΔＶINTが、読み出し期間において、センサ回路に配線ＲＷＳから読み出し信号が印加されることによる、電位ＶINTの突き上げ量である。
【０１９５】
以上のとおり、本実施形態においては、配線ＲＳＴからリセット信号が印加されると、オン状態のマイクロスイッチＳ１を介してＶINTの電位が、配線ＲＷＳのローレベルの電位により引き下げられる。そして、読み出し信号によってＶINTの電位が突き上げられ、センサ出力がオン状態となる。読み出し期間後においては、読み出し信号がローレベルＶRWS.Lに戻るため、マイクロスイッチＳ１の影響を受けてセンサ出力がオン状態で維持されることを回避して、各画素におけるセンサ回路の出力を正確に得ることができる。
【０１９６】
図１８Ａ（ｂ）に示すように、本実施形態にかかるセンサ回路においては、タッチ状態におけるＶINTの電位（波形Ｆ２）が、フォトダイオードＤ１に光の入射が少ない場合におけるＶINTの電位（波形Ｆ１）よりも、小さくなることに基づいて、タッチ状態を検出することができる。
【０１９７】
［８−２．イメージャモード］
フォトダイオードＤ１のみを機能させる場合は、図１８Ｂ（ａ）に示すように、あくまでも一実施形態であるが、リセット信号のローレベルＶRST.Lを−７Ｖ、リセット信号のハイレベルＶRST.Hを０Ｖとするとともに、読み出し信号のローレベルＶRWS.Lを−１５Ｖ、読み出し信号のハイレベルＶRWS.Hを０Ｖに設定する。これにより、薄膜トランジスタＭ４を非導通状態に保持する。つまり、読み出し信号による電位が薄膜トランジスタＭ４の閾値より高くならないため、マイクロスイッチＳ１の操作を無効化できる。
【０１９８】
読み出し信号の供給を受けると、コンデンサＣINTに対して電荷注入が起こる。この結果、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTは、上記の式（３）で表される。［ハイブリッドモード］と同様に、ΔＶRWSによって、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなるので、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。
【０１９９】
図１８Ｂ（ｂ）において、実線で示した波形Ｆ１は、マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に光の入射が少ない場合の電位ＶINTの変化を表す。破線で示した波形Ｆ２は、マイクロスイッチＳ１のオフ状態（非タッチ状態）においてフォトダイオードＤ１に飽和レベルの光が入射した場合の電位ＶINTの変化を表す。
【０２００】
上述した［ハイブリッドモード］においてマイクロスイッチＳ１がオフ状態となる場合と同様に、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなることにより、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。つまり、薄膜トランジスタＭ２からのセンサ出力電圧ＶPIXは、積分期間におけるフォトダイオードＤ１の光電流の積分値に比例する。
【０２０１】
［８−３．タッチモード］
マイクロスイッチＳ１のみを機能させる場合は、フォトダイオードＤ１の順方向電圧を発生させないように制御する。図１８Ｃ（ａ）に示すように、あくまでも一実施形態であるが、リセット信号のローレベルＶRST.Lを−７Ｖ、リセット信号のハイレベルＶRST.Hを０Ｖとするとともに、読み出し信号のローレベルＶRWS.Lを−７Ｖ、読み出し信号のハイレベルＶRWS.Hを８Ｖに設定する。本実施形態においては、リセット信号にＤＣ電源を用いないため、フォトダイオードＤ１の順方向電圧を発生させないために、リセット信号を供給した直後に読み出し信号を供給する。これにより、フォトダイオードＤ１の順方向電圧が発生しないタイミングを読み出し期間として、フォトダイオードＤ１を無効化できる。
【０２０２】
マイクロスイッチＳ１がオフ状態（非タッチ状態）の場合、上述した［ハイブリッドモード］においてマイクロスイッチＳ１がオフ状態である場合と同様に、読み出し期間において、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTが閾値電圧よりも高くなることにより、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。
【０２０３】
マイクロスイッチＳ１がオン状態（タッチ状態）の場合、上述した［ハイブリッドモード］においてマイクロスイッチＳ１がオン状態となる場合と同様に、リセット信号の供給を受けると薄膜トランジスタＭ４が導通状態となり、薄膜トランジスタＭ２のゲートの電位ＶINTを配線ＲＷＳのローレベル電圧まで引き下げる。そして、読み出し期間において、配線ＲＷＳのハイレベル電圧によってＶINTの電位が突き上げられるため、薄膜トランジスタＭ２は導通状態となり、各列において配線ＯＵＴの端部に設けられているバイアス薄膜トランジスタＭ３と共に、ソースフォロアアンプとして機能する。
【０２０４】
図１８Ｃ（ｂ）に示すように、本実施形態にかかるセンサ回路においては、タッチ状態におけるＶINTの電位（波形Ｆ３）が、非タッチ状態場合におけるＶINTの電位（波形Ｆ１）よりも、小さくなることに基づいて、タッチ状態であることを検出することができる。
【０２０５】
以上、本発明についての第１〜第８の実施形態を説明したが、本発明は上述の各実施形態にのみ限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【０２０６】
例えば、第１〜第８の実施形態では、センサ回路に接続された配線ＶＤＤおよびＯＵＴが、ソース配線ＣＯＬと共用されている構成を例示した。この構成によれば、画素開口率が高いという利点がある。しかしながら、光センサ用の配線ＶＤＤおよびＯＵＴをソース配線ＣＯＬとは別個に設けた構成によっても、上記の第１〜第８の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２０７】
本発明は、アクティブマトリクス基板の画素領域内にセンサ回路を有する表示装置として、産業上利用可能である。
【符号の説明】
【０２０８】
１      画素領域
２      ディスプレイゲートドライバ
３      ディスプレイソースドライバ
４      センサカラム（ｃｏｌｕｍｎ）ドライバ
４１    センサ画素読み出し回路
４２    センサカラムアンプ
４３    センサカラム走査回路
５      センサロウ（ｒｏｗ）ドライバ
６      バッファアンプ
７      ＦＰＣコネクタ
８      信号処理回路
９      ＦＰＣ
１００  アクティブマトリクス基板
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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