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JP2011118876A - 表示装置及び半導体装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】被検出物が表示パネルに非接触の場合でも、被検出物の位置及び動きの検出を行うことを可能とする表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置は、フォトセンサが配置された表示パネルを有し、被検出物が表示パネルに接近する際に、被検出物が外光を遮ることで表示パネルに投影される被検出物の影をフォトセンサによって検出する。影の位置又は動きを検出することで、被検出物の位置又は動きが検出され、被検出物が表示パネルに非接触の場合でも検出可能となる。
【選択図】図１

Description

技術分野は、表示装置及び半導体装置に関する。また、それらの駆動方法及びそれらの作製方法に関する。
近年、タッチセンサを搭載した表示パネルが注目されている。タッチセンサには、動作原理の違いにより、抵抗膜方式、静電容量方式、光方式などがあり、被検出物（ペン、指など）が表示装置に接触することで表示装置にデータを入力することができる。
このような光方式のタッチセンサを有する装置の一例として、画像取り込みを行う密着型エリアセンサを配置することによって画像取り込み機能を備えた表示装置が挙げられる（例えば、特許文献１を参照）。
また、指紋認証装置等の表示パネルを必須としない装置にも、タッチセンサを搭載し、本人認証を行う技術が提案されている。
特開２００１−２９２２７６号公報
上記の様なタッチセンサを搭載した表示パネル（入力部ともいう）の場合、表示パネルの表面を被検出物で触れ続けることになる。したがって、表示パネルが汚れ易く、表示品質を低下させるおそれがある。また、表示パネルに相応の機械的強度が要求される。さらに、表示パネルの表面が硬い場合には、表示パネルの利用者が疲労し易いなどの問題がある。同様に、表示パネルを搭載しない装置においても、被検出物が接する部分（入力部ともいう）が汚れ易いなどの問題が生じる。
上記の問題に鑑み、被検出物が入力部に非接触の場合でも、被検出物の位置及び動きを検出可能とすることを目的の一とする。
また、被検出物が入力部に非接触の場合、及び被検出物が入力部に接触する場合の両方において、被検出物を検出可能とすることを目的の一とする。
本発明の一態様は、フォトセンサが配置された入力部を有し、被検出物が入力部に接近する際に、外光を遮ることで入力部に投影される影をフォトセンサによって検出する半導体装置である。被検出物の影により、被検出物の位置又は動きが検出される。なお、半導体装置は、表示パネルを有する装置（表示装置ともいう）でもよく、表示パネルを有さない装置でもよい。
また本発明の他の一態様は、フォトセンサが配置された表示パネルを有し、被検出物が表示パネルに接近する際に、表示パネルから照射され被検出物で反射された光をフォトセンサによって検出する表示装置である。すなわち、被検出物からの反射光により、被検出物の位置又は動きが検出される。
これらのような構成により、被検出物が入力部（表示パネル）に非接触の場合でも、被検出物の検出が可能となる。
また本発明の他の一態様は、フォトセンサを有する画素がマトリックス状に配置された表示パネルと、画像処理部とを有し、非接触の被検出物に対する検出機能を有する表示装置であって、前記フォトセンサは、前記表示パネルに投影される前記被検出物の影を検出する手段を有し、前記画像処理部は、前記被検出物の影の位置から前記被検出物の位置を検出する手段と、前記影の動きから前記被検出物の動きを検出する手段とを有する表示装置である。
また本発明の他の一態様は、フォトセンサを有する画素がマトリックス状に配置された表示パネルと、画像処理部とを有し、非接触の被検出物に対する検出機能を備えた表示装置であって、前記フォトセンサは、前記表示パネルに投影される前記被検出物の影を検出する手段を有し、前記画像処理部は、前記被検出物の影の位置から前記被検出物の位置を検出する手段と、前記影の動きから前記被検出物の動きを検出する手段とを有し、前記被検出物の位置を検出する手段は、前記表示パネルを複数の領域に分割し、前記複数の領域のうち前記被検出物の影を検出した画素を最も多く含む領域の位置データを前記被検出物の位置データとして取得する表示装置である。
また本発明の他の一態様は、フォトセンサを有する画素がマトリックス状に配置された表示パネルと、画像処理部とを有し、非接触の被検出物に対する検出機能を備えた表示装置であって、前記フォトセンサは、前記表示パネルに投影される前記被検出物の影を検出する手段を有し、前記画像処理部は、前記被検出物の影の位置から前記被検出物の位置を検出する手段と、前記影の動きから前記被検出物の動きを検出する手段とを有し、前記被検出物の位置を検出する手段は、前記表示パネルを複数の領域に分割し、前記複数の領域のうち前記被検出物の影を検出した画素を最も多く含む領域の位置データを前記被検出物の位置データとして取得し、前記被検出物の動きを検出する手段は、前記位置データを連続的に取得し、連続的に取得された前記位置データを比較することで、前記被検出物の動きを検出する表示装置である。
また本発明の他の一態様は、第１のフォトセンサを有する画素がマトリックス状に配置された光検出部、及び第２のフォトセンサを有する画素がマトリックス状に配置されたエリアセンサを有する表示パネルと、画像処理部とを有し、非接触の被検出物に対する検出機能を備えた表示装置であって、前記第１のフォトセンサは、前記表示パネルに投影される前記被検出物の影を検出する手段を有し、前記画像処理部は、前記被検出物の影の位置から前記被検出物の位置を検出する手段と、前記影の動きから前記被検出物の動きを検出する手段とを有する表示装置である。
また本発明の他の一態様は、第１のフォトセンサを有する画素がマトリックス状に配置された光検出部と、第２のフォトセンサを有する画素がマトリックス状に配置されたエリアセンサとを有する表示パネルと、画像処理部とを有し、非接触の被検出物に対する検出機能を備えた表示装置であって、前記第１のフォトセンサは、前記表示パネルに投影される前記被検出物の影を検出する手段を有し、前記画像処理部は、前記被検出物の影の位置から前記被検出物の位置を検出する手段と、前記影の動きから前記被検出物の動きを検出する手段とを有し、前記被検出物の位置を検出する手段は、前記表示パネルを複数の領域に分割し、前記複数の領域のうち前記被検出物の影を検出した画素を最も多く含む領域の位置データを前記被検出物の位置データとして取得する表示装置である。
また本発明の他の一態様は、第１のフォトセンサを有する画素がマトリックス状に配置された光検出部、及び第２のフォトセンサを有する画素がマトリックス状に配置されたエリアセンサを有する表示パネルと、画像処理部とを有し、非接触の被検出物に対する検出機能を備えた表示装置であって、第１のフォトセンサは、前記表示パネルに投影される前記被検出物の影を検出する手段を有し、前記画像処理部は、前記被検出物の影の位置から前記被検出物の位置を検出する手段と、前記影の動きから前記被検出物の動きを検出する手段とを有し、前記被検出物の位置を検出する手段は、前記表示パネルを複数の領域に分割し、前記複数の領域のうち前記被検出物の影を検出した画素を最も多く含む領域の位置データを前記被検出物の位置データとして取得し、前記被検出物の動きを検出する手段は、前記位置データを連続的に取得し、連続的に取得された前記位置データを比較することで、前記被検出物の動きを検出する表示装置である。
また本発明の他の一態様は、赤外光センサを有する画素がマトリックス状に配置された光検出部、及び可視光センサを有する画素がマトリックス状に配置されたエリアセンサを有する表示パネルを有し、前記光検出部は、被検出物が前記表示パネルに非接触の際に、前記表示パネルから照射され前記被検出物で反射された光を検出する手段を有し、前記エリアセンサは、前記被検出物が前記表示パネルに接触する際に、前記表示パネルから照射され前記被検出物で反射された光を検出する手段を有する表示装置である。
また、前記第２のフォトセンサの数は、前記第１のフォトセンサの数より多くてもよい。
また、前記第１のフォトセンサの周囲には、前記第２のフォトセンサが配置されていてもよい。
非接触の被検出物を検出可能とすることで、被検出物が入力部（表示パネル）に触れる回数を低減し、表示品質の低下を防止することができる。
また、非接触の被検出物を検出する機能と、接触した被検出物を検出する機能とを用途に応じて使い分けることができる。
表示パネルの構成を説明する図。 表示パネルの構成を説明する図。 表示パネルの構成を説明する図。 タイミングチャート。 表示パネルの構成を説明する図。 表示パネルの断面図。 表示パネルの断面図。 表示パネルの構成を説明する図。 電子機器の一例を説明する図。 画像処理を説明する図。 画像処理を説明する図。 表示パネルの断面図。 電子機器の一例を説明する図。
以下に、実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下の実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
（実施の形態１）
本実施の形態では、表示パネルの一例について説明する。
図１は、表示パネルの構成の一例である。表示パネル１００は、画素回路１０１、表示素子制御回路１０２及びフォトセンサ制御回路１０３を有する。画素回路１０１は、行列方向にマトリクス状に配置された複数の画素１０４を有する。各々の画素１０４は、表示素子１０５とフォトセンサ１０６を有する。なお、フォトセンサ１０６は、画素１０４の外に設けてもよい。また、フォトセンサ１０６の個数は、表示素子１０５の個数と異なっていてもよい。
表示素子１０５は、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）、保持容量、及び液晶素子などを有する。薄膜トランジスタは、保持容量への電荷の注入もしくは保持容量からの電荷の排出を制御する機能を有する。保持容量は、液晶素子に印加する電圧に相当する電荷を保持する機能を有する。液晶素子に電圧を印加し、光の透過又は非透過を制御することで、階調表示が行われる。液晶素子を透過する光には、光源（バックライト）によって液晶表示装置の裏面から照射される光が用いられる。
なお、表示素子１０５が液晶素子を有する場合について説明したが、発光素子などの他の素子を有していてもよい。発光素子は、電流または電圧によって輝度が制御される素子であり、具体的には発光ダイオード、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等が挙げられる。
フォトセンサ１０６は、受光することで電気信号を生成する機能を有する素子（受光素子ともいう）と、薄膜トランジスタとを有する。受光素子としては、フォトダイオード等を用いることができる。なお、フォトセンサ１０６が受光する光は、表示装置の内部（バックライト等）から発せられ被検出物で反射されたもの、外光等が被検出物によって反射されたもの、被検出物自体から発せられたもの、又は、外光等が被検出物に遮られたもの（影）である。
表示素子制御回路１０２は、表示素子１０５を制御するための回路であり、ビデオデータ信号線などの信号線（「ソース信号線」ともいう）を介して表示素子１０５に信号を入力する表示素子駆動回路１０７と、走査線（「ゲート信号線」ともいう）を介して表示素子１０５に信号を入力する表示素子駆動回路１０８を有する。例えば、走査線に接続された表示素子駆動回路１０８は、特定の行に配置された画素が有する表示素子１０５を選択する機能を有する。また、信号線に接続された表示素子駆動回路１０７は、表示素子駆動回路１０８が選択する表示素子１０５に任意の電位を与える機能を有する。なお、走査線に接続された表示素子駆動回路１０８により高電位を印加された表示素子では、薄膜トランジスタが導通状態となり、信号線に接続された表示素子駆動回路１０７により与えられる電荷が供給される。
フォトセンサ制御回路１０３は、フォトセンサ１０６を制御するための回路であり、フォトセンサ出力信号線、フォトセンサ基準信号線等の信号線に接続されたフォトセンサ読み出し回路１０９と、走査線に接続されたフォトセンサ駆動回路１１０を有する。走査線に接続されたフォトセンサ駆動回路１１０は、特定の行に配置された画素が有するフォトセンサ１０６を選択して、後述するリセット動作と選択動作とを行う機能を有する。また、信号線に接続されたフォトセンサ読み出し回路１０９は、選択されたフォトセンサ１０６の出力信号を取り出す機能を有する。なお、信号線に接続されたフォトセンサ読み出し回路１０９は、アナログ信号であるフォトセンサの出力信号を、ＯＰアンプを用いてアナログ信号のまま表示パネル外部に取り出す構成や、Ａ／Ｄ変換回路を用いてデジタル信号に変換してから表示パネル外部に取り出す構成が考え得る。
画素１０４の回路図について、図２を用いて説明する。画素１０４は、トランジスタ２０１、保持容量２０２及び液晶素子２０３を有する表示素子１０５と、フォトダイオード２０４、トランジスタ２０５及びトランジスタ２０６を有するフォトセンサ１０６とを有する。
トランジスタ２０１は、ゲートがゲート信号線２０７に、ソース又はドレインの一方がビデオデータ信号線２１０に、ソース又はドレインの他方が保持容量２０２の一方の電極と液晶素子２０３の一方の電極に電気的に接続されている。保持容量２０２の他方の電極と液晶素子２０３の他方の電極は一定の電位に保たれている。液晶素子２０３は、一対の電極と、該一対の電極の間に液晶層を含む素子である。
トランジスタ２０１は、ゲート信号線２０７に電位”Ｈ（ｈｉｇｈ）”が印加されると、ビデオデータ信号線２１０の電位を保持容量２０２と液晶素子２０３に印加する。保持容量２０２は、印加された電位を保持する。液晶素子２０３は、印加された電位により、光の透過率を変更する。
フォトダイオード２０４は、一方の電極がフォトダイオードリセット信号線２０８に、他方の電極がトランジスタ２０５のゲートに電気的に接続されている。トランジスタ２０５は、ソース又はドレインの一方がフォトセンサ基準信号線２１２に、ソース又はドレインの他方がトランジスタ２０６のソース又はドレインの一方に電気的に接続されている。トランジスタ２０６は、ゲートがゲート信号線２０９に、ソース又はドレインの他方がフォトセンサ出力信号線２１１に電気的に接続されている。
次に、フォトセンサ読み出し回路１０９の構成について、図３を用いて説明する。図３において、画素１列分のフォトセンサ読み出し回路３００は、ｐ型トランジスタ３０１、保持容量３０２、を有する。また、当該画素列のフォトセンサ出力信号線２１１、プリチャージ信号線３０３を有する。
フォトセンサ読み出し回路３００では、画素内におけるフォトセンサの動作に先立ち、フォトセンサ出力信号線２１１の電位を基準電位に設定する。図３では、プリチャージ信号線３０３を電位”Ｌ（ｌｏｗ）”とすることで、フォトセンサ出力信号線２１１を基準電位である高電位に設定することができる。なお、保持容量３０２は、フォトセンサ出力信号線２１１の寄生容量が大きい場合には、特別に設けなくても良い。なお、基準電位は、低電位とする構成も可能である。この場合、ｎ型トランジスタを用い、プリチャージ信号線３０３を”Ｈ”とすることで、フォトセンサ出力信号線２１１を基準電位である低電位に設定することができる。
次に、本表示パネルにおけるフォトセンサの読み出し動作について、図４のタイミングチャートを用いて説明する。図４において、信号４０１〜信号４０４は、それぞれ図２におけるフォトダイオードリセット信号線２０８、トランジスタ２０６のゲートが接続されたゲート信号線２０９、トランジスタ２０５のゲートが接続されたゲート信号線２１３、フォトセンサ出力信号線２１１の電位に相当する。また、信号４０５は、図３におけるプリチャージ信号線３０３の電位に相当する。
時刻Ａにおいて、フォトダイオードリセット信号線２０８の電位（信号４０１）を”Ｈ”とする（リセット動作）と、フォトダイオード２０４が導通し、トランジスタ２０５のゲートが接続されたゲート信号線２１３の電位（信号４０３）が”Ｈ”となる。また、プリチャージ信号線３０３の電位（信号４０５）を”Ｌ”とすると、フォトセンサ出力信号線２１１の電位（信号４０４）は”Ｈ”にプリチャージされる。
時刻Ｂにおいて、フォトダイオードリセット信号線２０８の電位（信号４０１）を”Ｌ”にする（累積動作）と、フォトダイオード２０４のオフ電流により、トランジスタ２０５のゲートが接続されたゲート信号線２１３の電位（信号４０３）が低下し始める。フォトダイオード２０４は、光が照射されるとオフ電流が増大するので、照射される光の量に応じてトランジスタ２０５のゲートが接続されたゲート信号線２１３の電位（信号４０３）は変化する。すなわち、トランジスタ２０５のソースとドレイン間の電流が変化する。
時刻Ｃにおいて、ゲート信号線２０９の電位（信号４０２）を”Ｈ”にする（選択動作）と、トランジスタ２０６が導通し、フォトセンサ基準信号線２１２とフォトセンサ出力信号線２１１とが、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とを介して導通する。すると、フォトセンサ出力信号線２１１の電位（信号４０４）は、低下していく。なお、時刻Ｃ以前に、プリチャージ信号線３０３の電位（信号４０５）は”Ｈ”とし、フォトセンサ出力信号線２１１のプリチャージを終了しておく。ここで、フォトセンサ出力信号線２１１の電位（信号４０４）が低下する速さは、トランジスタ２０５のソースとドレイン間の電流に依存する。すなわち、フォトセンサ出力信号線２１１の電位は、フォトダイオード２０４に照射されている光の量に応じて変化する。
時刻Ｄにおいて、ゲート信号線２０９の電位（信号４０２）を”Ｌ”にすると、トランジスタ２０６が遮断され、フォトセンサ出力信号線２１１の電位（信号４０４）は、時刻Ｄ以後、一定値となる。ここで、当該一定値は、フォトダイオード２０４に照射されている光の量に応じて決まるものである。したがって、フォトセンサ出力信号線２１１の電位を取得することで、フォトダイオード２０４に照射されている光の量を知ることができる。
上記のように、フォトダイオード２０４に照射されている光の量の大小を知ることで、外光が入射しているか、あるいは、非接触の被検出物により外光が遮られているか、すなわち、外光が遮られている部分が影になっているか、を判別することができる。
図５に、非接触の被検出物において、被検出物の影から被検出物の動きを検出する表示パネルシステム５００を示す。表示パネルシステム５００は、表示パネル１００、制御回路５０１、画像処理回路５０２、画像データを保存する記憶装置５０３を有する。制御回路５０１は、表示パネルを駆動するための各種タイミング信号を生成する。画像処理回路５０２は、フォトセンサで得られた影の撮像データに対して演算処理を行い、影の動きを検出する。また、画像処理回路５０２は、後の画像処理に必要となる画像データを記憶装置５０３に格納し、また、必要に応じて記憶装置５０３に格納されたデータを読み出して演算処理を行う。
画像処理回路５０２にて行う画像処理の具体的な方法の一例を、図１０を用いて説明する。図１０では、画素数を１２×１２とした表示領域を示している。
画像処理としては、（１）被検出物の影を撮像したデータ（撮像データともいう）からの被検出物の位置の抽出、（２）連続的に取得した被検出物の位置データからの被検出物の動きの検出、（３）被検出物の動きに対応した処理などを行う。
まず、（１）被検出物の影の撮像データから被検出物の位置を抽出する手法について説明する。例えば、図１０の太枠で示すように、表示領域を領域２００１、領域２００２、領域２００３、及び領域２００４の４領域に分割し、各々の領域における被検出物の影と認識される領域の割合を計数する。より具体的には、各画素におけるフォトセンサで取得した光の量が、特定のしきい値より少ない場合に、当該画素は被検出物の影になっているとする。
そして、当該領域２００１乃至２００４において、全画素中の影になっている画素の割合が最も大きい領域を、被検出物の位置として抽出する。図１０では、影になる画素を斜線で示している。各領域での影になる画素の割合は、領域２００１では２５／３６、領域２００２では１２／３６、領域２００３では３／３６、領域２００４では６／３６であり、領域２００１において影になる画素の割合が最も大きいため、領域２００１を被検出物の位置として抽出し、位置データを取得する。
なお、表示領域の分割数をより多くすることで、より緻密な位置を抽出することができる。
次に、（２）連続的に取得した被検出物の位置データから被検出物の動きを検出する手法について説明する。例えば、上記の位置データを連続的に取得し、対象となる位置データと前後の位置データとを比較することで、被検出物の動きを知ることができる。具体的には、直前の位置データが右で、今回の位置データが左であった場合、被検出物は、右から左へ移動したと検出できる。また、より緻密な位置を抽出している場合には、被検出物の移動方向に加えて、移動の速さなど、より緻密な動きを検出することもできる。
続いて、（３）被検出物の動きに対応した処理を行う手法について説明する。当該処理の一例としては、被検出物の動きに対応して表示を制御する処理が挙げられる。具体的には、被検出物を左から右に動かした際に動画を再生する処理、又は被検出物を上から下に動かした際に動画の再生を停止させる処理などがある。そして、被検出物の動きに対応して当該処理を行うための信号（入力データ）を生成することで、処理が行われる。
また、当該処理の別の例としては、被検出物の動きの軌跡を文字や絵として認識させる処理が挙げられる。すなわち、被検出物によって描かれた文字や絵を信号（入力データ）とすることができる。また、被検出物の動きに対応して、あらかじめ設定された文字や絵を読み出してもよい。
また、フォトセンサの感度を、光の量に応じて可変とすることが有効である。例えば、図２又は図３の構成において、フォトセンサに印加する電位（フォトダイオードリセット信号線２０８の電位、ゲート信号線２０９の電位、フォトセンサ基準信号線２１２の電位、又はプリチャージ信号線３０３の電位）を変更することで、感度を可変とすることができる。
このように、フォトセンサの感度を可変とすることで、表示パネルの使用環境（明るさなど）に応じて最適な感度に設定することができ、非接触の被検出物の影を容易に判別できる。また、非接触の被検出物の影の検出をする他、表示パネルを密着型エリアセンサとして利用することも可能になる。
以上のような形態とすることで、非接触の被検出物に対して検出可能となり、データの入力を行うことが可能な表示パネルを提供することができる。
また、上記の画像処理は、被検出物の影を検出する場合だけでなく、被検出物からの反射光を用いる場合にも適用できる。反射光を用いる場合、被検出物が接近する位置に配置されたフォトセンサは、他の位置と比較して強い光を受ける。すなわち、上記の画像処理を適用し、表示領域において強い光を受光した領域を特定することで、被検出物の位置、動き、又は形状を検出することができる。この場合、図１０の例において斜線をつけた画素は、被検出物からの反射光により強い光を受けた画素となる。
また、表示パネルに、非接触の被検出物の検出を行う第１のフォトセンサと、接触した被検出物の検出を行う第２のフォトセンサとを設ける事も有効である。第２のフォトセンサは密着型エリアセンサとして用いるものである。このような構成とすることで、非接触の被検出物を検出可能な表示パネルでありながら、接触した被検出物に対しても検出可能な表示パネルを提供することができる。即ち、用途に応じて２つの検出機能を使い分けることができる。
第１のフォトセンサを有する画素と第２のフォトセンサを有する画素とが、それぞれマトリクス状に表示パネルに配置される。その際、第２のフォトセンサの数は、第１のフォトセンサの数より多いことが望ましい。密着型エリアセンサとして用いる第２のフォトセンサは、撮像画像において高解像度が要求されるため、第２のフォトセンサの間隔（ピッチ）を狭くすることで解像度を高くすることができる。一方、影を検出する第１のフォトセンサは、被検出物の位置が判別できれば十分であり、密着型エリアセンサとして用いる第２のフォトセンサほどの高い解像度が必要ない。すなわち、第２のフォトセンサが配置された間隔を、第１のフォトセンサの配置された間隔より狭くすればよい。
なお、影を検出する第１のフォトセンサを設ける画素は、密着型エリアセンサとして用いる第２のフォトセンサが抜けた画素となる。したがって、画像処理により第２のフォトセンサが抜けた画素の画像が復元できるように、影を検出する第１のフォトセンサの周囲１〜３画素程度には、密着型エリアセンサとして用いる第２のフォトセンサを設けることが望ましい。
図１１（Ａ）に、影の検出を行う第１のフォトセンサと密着型エリアセンサとして用いる第２のフォトセンサとを配置した画素の例を示す。図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）では、画素数は１２×１２としているが、これには限定されない。
図１１（Ａ）において、第１のフォトセンサは斜線で示す画素に配置され、その他の画素に第２のフォトセンサが配置され、それぞれが間隔を取ってマトリクス状に配置されている。上記の理由で、第２のフォトセンサの数は、第１のフォトセンサの数より多い。
なお、図１１（Ａ）のように必ずしも一定の間隔を取って配置されている必要はなく、図１１（Ｂ）のように、異なる間隔で配置されていてもよい。より実用的な画素数として６４０×４８０を用いた場合、１０×１０の１００画素の領域に分割して考えると、１００画素のうち１個に第１のフォトセンサを配置し、９９個に第２のフォトセンサを配置することで、被検出物の影を検出しつつ、密着型エリアセンサとしての機能を十分に果たすことができる。ただしこれに限定されず、第１のフォトセンサと第２のフォトセンサとを配置する割合は、検出精度に応じて決定すればよく、例えば第１のフォトセンサと第２のフォトセンサとを同数とすることも可能である。
なお、影を検出する第１のフォトセンサと密着型エリアセンサとして用いる第２のフォトセンサとにおいて、各々のフォトセンサに印加する電位（例えば、図２又は図３におけるフォトダイオードリセット信号線２０８の電位、ゲート信号線２０９の電位、フォトセンサ基準信号線２１２の電位、又はプリチャージ信号線３０３の電位）を独立に設定することが有効である。また、各々のフォトセンサにおいて、フォトダイオードのサイズ又はフォトセンサの回路構成を、変えることが有効である。
また、本実施の形態では、表示パネルを用いる装置について説明したが、表示パネルを用いない装置としてもよい。その場合、被検出物が接触又は接近する部分（入力部ともいう）にフォトセンサを設け、上記と同様に画像処理部等を設ければよい。
本実施の形態は、他の実施の形態又は実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態２）
本実施の形態では、被検出物からの反射光を用いる場合に、フォトセンサの検出精度を高める方法を説明する。
非接触の被検出物を検出するためには、被検出物が反射する微弱な光を効果的に検出する必要がある。具体的には、次のような構成がある。
赤外光を検出するセンサ（赤外光センサ）をフォトセンサとして表示パネルに設ける。そして、表示パネルから赤外光を照射し、被検出物で反射した光を、当該赤外光センサで検出する構成とする。赤外光センサは、例えば、受光素子上に異なる色のカラーフィルタ（例えば、Ｒ（赤）とＢ（青）、Ｒ（赤）とＧ（緑）など）を重ねて設ける構造とすることができる。このような構造とすることで、可視光以外の光（赤外光）の光を受光素子に入射させることができる。なお、上記のカラーフィルタを、カラー表示を行うためのフィルタと兼用することで、工程数を削減することができる。また、バックライトに、可視光（白色）に加えて赤外光を発する光源も加えることで、表示パネルから赤外光を照射することができる。赤外光は可視光に比べ波長が長く散乱が少ないので、検出感度を高めることが容易になる。特に被検出物が人の指や手の場合、赤外光を検出する構成が効果的である。
赤外光センサと可視光センサとを異なる材料で形成する場合、赤外光センサには、可視光以外の光（赤外光）の光を吸収する材料でセンサを形成すればよい。例えば、ＩｎＧａＡｓ、ＰｂＳ、又はＰｂＳｅ等により形成されたフォトセンサは効率よく赤外光を吸収する。
実施の形態１で説明した、表示パネルに非接触の被検出物の検出を行う第１のフォトセンサと、接触した被検出物を検出する第２のフォトセンサとを設ける構成において、第１のフォトセンサを赤外光センサとし、第２のフォトセンサを可視光センサとすることで、非接触の被検出物を検出する機能と、密着型エリアセンサとしての機能との、両方の精度を高めることが可能となる。第１のフォトセンサ（赤外光センサ）及び第２のフォトセンサ（可視光センサ）の配置は、実施の形態１と同様に行うことができる。
また、実施の形態１で説明した画像処理を適用することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態又は実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態３）
図６に、表示パネルの断面図の一例を示す。図６に示す表示パネルでは、絶縁表面を有する基板（ＴＦＴ基板）１００１上に、フォトダイオード１００２、トランジスタ１００３、保持容量１００４、液晶素子１００５が設けられている。
フォトダイオード１００２と、保持容量１００４とは、トランジスタ１００３を作製するプロセスにおいて、トランジスタ１００３と共に形成することが可能である。フォトダイオード１００２は横型接合タイプのｐｉｎダイオードであり、フォトダイオード１００２が有する半導体膜１００６は、ｐ型の導電性を有する領域（ｐ層）と、ｉ型の導電性を有する領域（ｉ層）と、ｎ型の導電性を有する領域（ｎ層）とを有している。なお、本実施の形態では、フォトダイオード１００２がｐｉｎダイオードである場合を例示しているが、フォトダイオード１００２はｐｎダイオードであっても良い。横型接合タイプのｐｉｎ接合またはｐｎ接合は、ｐ型を付与する不純物と、ｎ型を付与する不純物とを、それぞれ半導体膜１００６の特定の領域に添加することで、形成することが出来る。
また、ＴＦＴ基板１００１上に成膜した一の半導体膜をエッチングなどにより所望の形状に加工（パターニング）することで、フォトダイオード１００２の島状の半導体膜と、トランジスタ１００３の島状の半導体膜と、保持容量１００４の島状の半導体膜（下部電極）とを一緒に形成することができる。そうすることで、作製工程を削減することが可能であり、コストを低減できる。
なお、横型接合タイプのフォトダイオードとせずに、ｐ層、ｉ層、及びｎ層を積層させた構造を採用することもできる。
液晶素子１００５は、画素電極１００７と、液晶１００８と、対向電極１００９とを有する。画素電極１００７は、ＴＦＴ基板１００１上に形成されており、トランジスタ１００３と、保持容量１００４と、導電膜１０１０を介して電気的に接続されている。また、基板（対向基板）１０１３には対向電極１００９が設けられており、画素電極１００７と対向電極１００９の間に、液晶１００８が挟まれている。なお、図６では、フォトセンサに用いられているトランジスタについては図示していないが、当該トランジスタも、トランジスタ１００３を作製するプロセスにおいて、トランジスタ１００３と共にＴＦＴ基板１００１上に形成することが可能である。
画素電極１００７と、対向電極１００９の間のセルギャップは、スペーサー１０１６を用いて制御することが出来る。図６では、フォトリソグラフィーで選択的に形成された柱状のスペーサー１０１６を用いてセルギャップを制御しているが、球状のスペーサーを画素電極１００７と対向電極１００９の間に分散させることで、セルギャップを制御することも出来る。
また液晶１００８は、ＴＦＴ基板１００１と対向基板１０１３の間において、封止材により囲まれている。液晶１００８の注入は、ディスペンサ式（滴下式）を用いても良いし、ディップ式（汲み上げ式）を用いていても良い。
画素電極１００７には、透光性を有する導電性材料を用いることができる。例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、酸化亜鉛を含むインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、ガリウムを含む酸化亜鉛、酸化スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物などを用いることが出来る。
また、本実施の形態では、透過型の液晶素子１００５を例に挙げているので、画素電極１００７と同様に、対向電極１００９にも上述した透光性を有する導電性材料を用いることが出来る。
画素電極１００７と液晶１００８の間には配向膜１０１１が、対向電極１００９と液晶１００８の間には配向膜１０１２が、それぞれ設けられている。配向膜１０１１、配向膜１０１２はポリイミド、ポリビニルアルコールなどの有機樹脂を用いて形成することができる。そして、配向膜１０１１及び配向膜１０１２の表面は、ラビングなどの、液晶分子を一定方向に配列させるための配向処理が施されている。ラビングは、配向膜に圧力をかけながら、ナイロンなどの布を巻いたローラーを回転させて、上記配向膜の表面を一定方向に擦ることで、行うことが出来る。なお、酸化珪素などの無機材料を用い、配向処理を施すことなく、蒸着法で配向特性を有する配向膜１０１１、配向膜１０１２を直接形成することも可能である。
また、液晶素子１００５と重なるように、特定の波長領域の光を通すことができるカラーフィルタ１０１４が、対向基板１０１３に設けられている。カラーフィルタ１０１４は、顔料を分散させたアクリル系樹脂などの有機樹脂を基板１０１３上に塗布した後、フォトリソグラフィー法を用いて選択的に形成することができる。また、顔料を分散させたポリイミド系樹脂を基板１０１３上に塗布した後、エッチングを用いて選択的に形成することもできる。或いは、インクジェットなどの液滴吐出法を用いることで、選択的にカラーフィルタ１０１４を形成することもできる。
また、フォトダイオード１００２と重なるように、光を遮蔽することが出来る遮蔽膜１０１５が、対向基板１０１３に設けられている。遮蔽膜１０１５を設けることで、対向基板１０１３を透過して表示パネル内に入射した光が、直接フォトダイオード１００２に当たるのを防ぐことができる。また、遮蔽膜１０１５を設けることで、画素間における液晶１００８の配向の乱れに起因するディスクリネーションが視認されるのを防ぐことができる。遮蔽膜１０１５には、カーボンブラック、低次酸化チタンなどの黒色顔料を含む有機樹脂を用いることができる。または、クロムを用いた膜で、遮蔽膜１０１５を形成することも可能である。
また、ＴＦＴ基板１００１の画素電極１００７が形成されている面とは反対の面に、偏光板１０１７を設け、対向基板１０１３の対向電極１００９が形成されている面とは反対の面に、偏光板１０１８を設ける。
液晶素子の表示モードは、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型の他、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型、ＯＣＢ（ｏｐｔｉｃａｌｌｙ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）型、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型等であっても良い。なお、本実施の形態では、画素電極１００７と対向電極１００９の間に液晶１００８が挟まれている構造の液晶素子１００５を例に挙げて説明したが、本発明の一態様に係る表示パネルはこの構成に限定されない。ＩＰＳ型のように、一対の電極が、共にＴＦＴ基板１００１側に形成されている液晶素子であっても良い。
また、本実施の形態では、フォトダイオード１００２、トランジスタ１００３、保持容量１００４に、薄膜の半導体膜を用いている場合を例に挙げているが、単結晶半導体基板、ＳＯＩ基板などを用いて形成されていても良い。
バックライトからの光は、対向基板１０１３側から照射される。すなわち、矢印１０２０で示すように液晶素子１００５を通って、ＴＦＴ基板１００１側にある被検出物１０２１に照射される。そして、被検出物１０２１において反射された光は、矢印１０２２で示すように、フォトダイオード１００２に入射する。
また、外光を検出する場合、外光はＴＦＴ基板１００１側から照射される。被検出物１０２１において外光が遮られるため、フォトダイオード１００２への入射光が遮られる。すなわち、フォトダイオード１００２は、被検出物の影を検出することになる。
以上のような形態の表示パネルは、被検出物の動きを検出することで、データの入力を行うことができる。
また、本実施の形態の表示装置は、被検出物が表示パネルから近接した距離にある場合にも検出することが可能である。その距離は３ｃｍ以下にすることができ、ＣＣＤイメージセンサ等を設けた場合に比べて有効である。
また、本実施の形態の表示装置は、フォトセンサ（フォトダイオード１００２）の受光面の向きと、表示パネルの表示面（ＴＦＴ基板１００１側）の向きとが同一である。そのため、表示パネルにおいて、被検出物を撮像することができ、ＣＣＤイメージセンサ等を設けた場合に比べて有効である。
本実施の形態は、他の実施の形態又は実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態４）
図７に、実施の形態３とは異なる表示パネルの断面図の一例を示す。図７では、フォトダイオード１００２に遮蔽膜２０１９が形成されている。そして、遮蔽膜２０１９は、トランジスタ１００３のゲート電極を構成する導電膜１０１９と同じ材料を用いて、導電膜１０１９と共に構成される。フォトダイオード１００２に遮蔽膜を形成することで、バックライトの光が受光部に直接入射することを回避できる。そのため、被検出物からの反射光のみを効率良く検出することができる。
また、ｐ型の導電性を有する領域（ｐ層）とｎ型の導電性を有する領域（ｎ層）とを形成する際に、遮蔽膜２０１９をマスクとして用いることで、セルフアラインで不純物を添加することができる。これは、微細なフォトダイオードを作成する際に有効であり、画素サイズの縮小や開口率の向上に有効である。
このような形態の表示パネルにおいても、実施の形態３と同様に、被検出物の動きを検出することで、データの入力を行うことができる。
なお、図７では横型接合タイプのフォトダイオードを採用しているが、ｐ層、ｉ層、及びｎ層を積層させた構造を採用することもできる。
なお、表示パネルのその他の構造について、フォトダイオード１００２への入射光について、被検出物と表示パネルとの距離について、及びフォトセンサの受光面と表示パネルの表示面との向きについては、実施の形態３と同様である。
本実施の形態は、他の実施の形態又は実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態５）
図１２に、実施の形態３及び実施の形態４とは異なる表示パネルの断面図の別の一例を示す。図１２では、バックライトからの光が、ＴＦＴ基板１００１側から照射する点において、図６及び図７と異なる。すなわち、矢印２０２０で示すように液晶素子１００５を通って、対向基板１０１３側にある被検出物１０２１に照射される。そして、被検出物１０２１において反射された矢印２０２２で示す光が、フォトダイオード１００２に入射する。この場合、フォトダイオード１００２の上部の遮蔽膜１０１５に開口を設ける等、被検出物１０２１で反射された光がフォトダイオード１００２に入射するようにすればよい。
本実施の形態では、フォトダイオード１００２の下部に遮蔽膜２０１５を設ける。遮蔽膜２０１５を設けることで、ＴＦＴ基板１００１を透過して表示パネル内に入射したバックライトからの光が、直接フォトダイオード１００２に当たるのを防ぐことができ、高精度の画像撮像が可能な表示パネルを提供することができる。遮蔽膜２０１５には、カーボンブラック、低次酸化チタンなどの黒色顔料を含む有機樹脂を用いることができる。または、クロムを用いた膜で、遮蔽膜２０１５を形成することも可能である。
フォトダイオード１００２において赤外光を検出する場合、フォトダイオード１００２上に赤外光を透過させるカラーフィルタ１０１４を形成すればよい。その場合、異なる色のカラーフィルタの積層構造とすることが好ましい。
なお、図１２では横型接合タイプのフォトダイオードを採用しているが、ｐ層、ｉ層、及びｎ層を積層させた構造を採用することもできる。
また、外光を検出する場合、外光は対向基板１０１３側から照射される。被検出物１０２１において外光が遮られるため、フォトダイオード１００２への入射光が遮られる。すなわち、フォトダイオード１００２は、被検出物の影を検出することになる。
被検出物と表示パネルとの距離について、及びフォトセンサの受光面と表示パネルの表示面との向きについては、実施の形態３と同様である。フォトセンサの受光面が表示パネルの表示面（対向基板１０１３側）に向いていることで、表示パネルにおいて被検出物を撮像できる。
本実施の形態は、他の実施の形態又は実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
本実施例では、本発明の表示パネルにおける、パネルと光源の配置について説明する。図８は、本発明の表示パネルの構造を示す斜視図の一例である。図８に示す表示パネルは、一対の基板間に液晶素子、フォトダイオード、薄膜トランジスタなどを含む画素が形成されたパネル１６０１と、第１の拡散板１６０２と、プリズムシート１６０３と、第２の拡散板１６０４と、導光板１６０５と、反射板１６０６と、複数の光源１６０７を有するバックライト１６０８と、回路基板１６０９とを有している。
パネル１６０１と、第１の拡散板１６０２と、プリズムシート１６０３と、第２の拡散板１６０４と、導光板１６０５と、反射板１６０６とは、順に積層されている。光源１６０７は導光板１６０５の端部に設けられており、導光板１６０５内部に拡散された光源１６０７からの光は、第１の拡散板１６０２、プリズムシート１６０３及び第２の拡散板１６０４によって、対向基板側から均一にパネル１６０１に照射される。
なお、本実施例では、第１の拡散板１６０２と第２の拡散板１６０４とを用いているが、拡散板の数はこれに限定されず、単数であっても３以上であっても良い。そして、拡散板は導光板１６０５とパネル１６０１の間に設けられていれば良い。よって、プリズムシート１６０３よりもパネル１６０１に近い側にのみ拡散板が設けられていても良いし、プリズムシート１６０３よりも導光板１６０５に近い側にのみ拡散板が設けられていても良い。
またプリズムシート１６０３は、図８に示した断面が鋸歯状の形状に限定されず、導光板１６０５からの光をパネル１６０１側に集光できる形状を有していれば良い。
回路基板１６０９には、パネル１６０１に入力される各種信号を生成もしくは処理する回路、パネル１６０１から出力される各種信号を処理する回路などが設けられている。そして図８では、回路基板１６０９とパネル１６０１とが、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１６１１を介して接続されている。なお、上記回路は、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ＯＮ Ｇｌａｓｓ）法を用いてパネル１６０１に接続されていても良いし、上記回路の一部がＦＰＣ１６１１にＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ＯＮ Ｆｉｌｍ）法を用いて接続されていても良い。
図８では、光源１６０７の駆動を制御する、制御系の回路が回路基板１６０９に設けられており、該制御系の回路と光源１６０７とがＦＰＣ１６１０を介して接続されている例を示している。ただし、上記制御系の回路はパネル１６０１の中に形成されていても良く、この場合はパネル１６０１と光源１６０７とがＦＰＣなどにより接続されるようにする。
なお、図８は、導光部１６０５の端部に光源１６０７が配置されるエッジライト型の光源を例示しているが、本発明の表示パネルは光源１６０７がパネル１６０１の直下に配置される直下型であっても良い。
例えば、被検出物である指１６１２をＴＦＴ基板側からパネル１６０１に近づけると、バックライト１６０８からの光が、パネル１６０１を通過し、その一部が指１６１２において反射し、再びパネル１６０１に入射する。各色に対応する光源１６０７を順に点灯させ、色ごとに撮像データの取得を行うことで、被検出物である指１６１２のカラーの撮像データを得ることが出来る。
本実施例は、他の実施の形態又は実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
本発明の一態様に係る表示パネルは、非接触で被検出物の動きを検出することで、データ入力を行うことができるという特徴を有している。よって、本発明の一態様に係る表示パネルを用いた電子機器は、表示パネルをその構成要素に追加することにより、より高機能のアプリケーションを搭載することができるようになる。本発明の表示パネルは、表示装置、ノート型パーソナルコンピュータ、記録媒体を備えた画像再生装置（代表的にはＤＶＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを有する装置）に用いることができる。その他に、本発明の一態様に係る表示パネルを用いることができる電子機器として、携帯電話、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー等）、複写機、ファクシミリ、プリンター、プリンター複合機、現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ）、自動販売機などが挙げられる。これら電子機器の具体例を図９に示す。
図９（Ａ）は表示装置であり、筐体５００１、表示部５００２、支持台５００３等を有する。本発明の一態様に係る表示パネルは、表示部５００２に用いることができる。表示部５００２に本発明の一態様に係る表示パネルを用いることで、高分解能である撮像データの取得を行うことができ、より高機能のアプリケーションが搭載された表示装置を提供することができる。なお、表示装置には、パーソナルコンピュータ用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
図９（Ｂ）は携帯情報端末であり、筐体５１０１、表示部５１０２、スイッチ５１０３、操作キー５１０４、赤外線ポート５１０５等を有する。本発明の一態様に係る表示パネルは、表示部５１０２に用いることができる。表示部５１０２に本発明の一態様に係る表示パネルを用いることで、高分解能である撮像データの取得を行うことができ、より高機能のアプリケーションが搭載された携帯情報端末を提供することができる。
図９（Ｃ）は現金自動預け入れ払い機であり、筐体５２０１、表示部５２０２、硬貨投入口５２０３、紙幣投入口５２０４、カード投入口５２０５、通帳投入口５２０６等を有する。本発明の一態様に係る表示パネルは、表示部５２０２に用いることができる。表示部５２０２に本発明の一態様に係る表示パネルを用いることで、高分解能である撮像データの取得を行うことができ、より高機能のアプリケーションが搭載された現金自動預け入れ払い機を提供することができる。そして、本発明の一態様に係る表示パネルを用いた現金自動預け入れ払い機は、指紋、顔、手形、掌紋及び手の静脈の形状、虹彩等の、生体認証に用いられる生体情報の読み取りを、より高精度で行うことが出来る。よって、生体認証における、本人であるにもかかわらず本人ではないと誤認識してしまう本人拒否率と、他人であるにもかかわらず本人と誤認識してしまう他人受入率とを、低く抑えることができる。
図９（Ｄ）は携帯型ゲーム機であり、筐体５３０１、筐体５３０２、表示部５３０３、表示部５３０４、マイクロホン５３０５、スピーカー５３０６、操作キー５３０７、スタイラス５３０８等を有する。本発明の一態様に係る表示パネルは、表示部５３０３または表示部５３０４に用いることができる。表示部５３０３または表示部５３０４に本発明の一態様に係る表示パネルを用いることで、高分解能である撮像データの取得を行うことができ、より高機能のアプリケーションが搭載された携帯型ゲーム機を提供することができる。なお、図９（Ｄ）に示した携帯型ゲーム機は、２つの表示部５３０３と表示部５３０４とを有しているが、携帯型ゲーム機が有する表示部の数は、これに限定されない。
なお、指紋認証装置などのように表示パネルを必須としない装置にも、本発明を適用することが可能である。当該装置は、フォトセンサが設けられた入力部を有し、入力部に接触又は接近する被検出物をフォトセンサにより検出することができる。
本実施例は、他の実施の形態又は実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
本実施例では、電子機器の一例について、図１３を用いて説明する。
図１３は、ライティングボード（黒板、ホワイトボード等）である。本体９００１のライティング部９１０１に、本発明の一態様に係る表示パネル等の入力部を設けることができる。
ここで、ライティング部９１０１の表面には、マーカー等を用いて自由に書き込みができる。
なお、定着剤が含まれていないマーカー等を用いれば文字の消去が容易である。
また、マーカーのインクを落としやすくするため、ライティング部９１０１の表面は十分な平滑性を有していると良い。
例えば、ライティング部９１０１の表面がガラス基板等であれば平滑性は十分である。
また、ライティング部９１０１の表面に透明な合成樹脂シート等を貼り付けてもよい。
合成樹脂としては例えばアクリル等を用いると好ましい。この場合、合成樹脂シートの表面を平滑にしておくと好ましい。
また、ライティング部９１０１が特定の表示を行う際に、表面に絵や文字を記載することができる。そして、ライティング部９１０１は、記載された絵や文字と表示された画像とを合成することができる。
更に、フォトセンサを用いているため、記載した後、時間が経った場合でもいつでもセンシングが可能であるが、抵抗膜方式、静電容量方式等を用いた場合、記載と同時にしかセンシングをすることができない。
本実施例は、他の実施の形態又は実施例と適宜組み合わせて実施することができる。
１００ 表示パネル
１０１ 画素回路
１０２ 表示素子制御回路
１０３ フォトセンサ制御回路
１０４ 画素
１０５ 表示素子
１０６ フォトセンサ
１０７ 表示素子駆動回路
１０８ 表示素子駆動回路
１０９ フォトセンサ読み出し回路
１１０ フォトセンサ駆動回路
２０１ トランジスタ
２０２ 保持容量
２０３ 液晶素子
２０４ フォトダイオード
２０５ トランジスタ
２０６ トランジスタ
２０７ ゲート信号線
２０８ フォトダイオードリセット信号線
２０９ ゲート信号線
２１０ ビデオデータ信号線
２１１ フォトセンサ出力信号線
２１２ フォトセンサ基準信号線
２１３ ゲート信号線
３００ フォトセンサ読み出し回路
３０１ ｐ型トランジスタ
３０２ 保持容量
３０３ プリチャージ信号線
４０１ 信号
４０２ 信号
４０３ 信号
４０４ 信号
４０５ 信号
１００１ 基板
１００２ フォトダイオード
１００３ トランジスタ
１００４ 保持容量
１００５ 液晶素子
１００６ 半導体膜
１００７ 画素電極
１００８ 液晶
１００９ 対向電極
１０１０ 導電膜
１０１１ 配向膜
１０１２ 配向膜
１０１３ 基板
１０１４ カラーフィルタ
１０１５ 遮蔽膜
１０１６ スペーサー
１０１７ 偏光板
１０１８ 偏光板
１０１９ 導電膜
１０２０ 矢印
１０２１ 被検出物
１０２２ 矢印
１６０１ パネル
１６０２ 第１の拡散板
１６０３ プリズムシート
１６０４ 第２の拡散板
１６０５ 導光板
１６０６ 反射板
１６０７ 光源
１６０８ バックライト
１６０９ 回路基板
１６１０ ＦＰＣ
１６１１ ＦＰＣ
１６１２ 指
２０１５ 遮蔽膜
２０１９ 遮蔽膜
２０２０ 矢印
２０２２ 矢印
５００１ 筐体
５００２ 表示部
５００３ 支持台
５１０１ 筐体
５１０２ 表示部
５１０３ スイッチ
５１０４ 操作キー
５１０５ 赤外線ポート
５２０１ 筐体
５２０２ 表示部
５２０３ 硬貨投入口
５２０４ 紙幣投入口
５２０５ カード投入口
５２０６ 通帳投入口
５３０１ 筐体
５３０２ 筐体
５３０３ 表示部
５３０４ 表示部
５３０５ マイクロホン
５３０６ スピーカー
５３０７ 操作キー
５３０８ スタイラス
９００１ 本体
９１０１ ライティング部

Claims (12)

  1. フォトセンサが配置された入力部と、画像処理部とを有し、非接触の被検出物に対する検出機能を備えた半導体装置であって、
    前記フォトセンサは、前記入力部に投影される前記被検出物の影を検出する手段を有し、
    前記画像処理部は、前記被検出物の影の位置から前記被検出物の位置を検出する手段と、前記影の動きから前記被検出物の動きを検出する手段とを有することを特徴とする半導体装置。
  2. フォトセンサが配置された表示パネルと、画像処理部とを有し、非接触の被検出物に対する検出機能を備えた表示装置であって、
    前記フォトセンサは、前記表示パネルに投影される前記被検出物の影を検出する手段を有し、
    前記画像処理部は、前記被検出物の影の位置から前記被検出物の位置を検出する手段と、前記影の動きから前記被検出物の動きを検出する手段とを有することを特徴とする表示装置。
  3. フォトセンサが配置された表示パネルと、画像処理部とを有し、非接触の被検出物に対する検出機能を備えた表示装置であって、
    前記フォトセンサは、前記表示パネルに投影される前記被検出物の影を検出する手段を有し、
    前記画像処理部は、前記被検出物の影から前記被検出物の位置を検出する手段と、前記影の動きから前記被検出物の動きを検出する手段とを有し、
    前記被検出物の位置を検出する手段は、前記表示パネルを複数の領域に分割し、前記複数の領域のうち前記影になる画素を最も多く含む領域の位置データを前記被検出物の位置データとして取得することを特徴とする表示装置。
  4. フォトセンサが配置された表示パネルと、画像処理部とを有し、非接触の被検出物に対する検出機能を備えた表示装置であって、
    前記フォトセンサは、前記表示パネルに投影される前記被検出物の影を検出する手段を有し、
    前記画像処理部は、前記被検出物の影の位置から前記被検出物の位置を検出する手段と、前記影の動きから前記被検出物の動きを検出する手段とを有し、
    前記被検出物の位置を検出する手段は、前記表示パネルを複数の領域に分割し、前記複数の領域のうち前記影になる画素を最も多く含む領域の位置データを前記被検出物の位置データとして取得し、
    前記被検出物の動きを検出する手段は、前記位置データを連続的に取得し、連続的に取得された前記位置データを比較することで、前記被検出物の動きを検出することを特徴とする表示装置。
  5. 第１のフォトセンサが配置された光検出部、及び第２のフォトセンサが配置されたエリアセンサを有する表示パネルと、画像処理部とを有し、非接触の被検出物に対する検出機能を備えた表示装置であって、
    前記第１のフォトセンサは、前記表示パネルに投影される前記被検出物の影を検出する手段を有し、
    前記画像処理部は、前記被検出物の影の位置から前記被検出物の位置を検出する手段と、前記影の動きから前記被検出物の動きを検出する手段とを有することを特徴とする表示装置。
  6. 第１のフォトセンサが配置された光検出部、及び第２のフォトセンサが配置されたエリアセンサを有する表示パネルと、画像処理部とを有し、非接触の被検出物に対する検出機能を備えた表示装置であって、
    前記第１のフォトセンサは、前記表示パネルに投影される前記被検出物の影を検出する手段を有し、
    前記画像処理部は、前記被検出物の影の位置から前記被検出物の位置を検出する手段と、前記影の動きから前記被検出物の動きを検出する手段とを有し、
    前記被検出物の位置を検出する手段は、前記表示パネルを複数の領域に分割し、前記複数の領域のうち前記影になる画素を最も多く含む領域の位置データを前記被検出物の位置データとして取得することを特徴とする表示装置。
  7. 第１のフォトセンサが配置された光検出部、及び第２のフォトセンサが配置されたエリアセンサを有する表示パネルと、画像処理部とを有し、非接触の被検出物に対する検出機能を備えた表示装置であって、
    第１のフォトセンサは、前記表示パネルに投影される前記被検出物の影を検出する手段を有し、
    前記画像処理部は、前記被検出物の影の位置から前記被検出物の位置を検出する手段と、前記影の動きから前記被検出物の動きを検出する手段とを有し、
    前記被検出物の位置を検出する手段は、前記表示パネルを複数の領域に分割し、前記複数の領域のうち前記影になる画素を最も多く含む領域の位置データを前記被検出物の位置データとして取得し、
    前記被検出物の動きを検出する手段は、前記位置データを連続的に取得し、連続的に取得された前記位置データを比較することで、前記被検出物の動きを検出することを特徴とする表示装置。
  8. 請求項５乃至請求項７のいずれか一において、
    前記第２のフォトセンサの数は、前記第１のフォトセンサの数より多いことを特徴とする表示装置。
  9. 請求項５乃至請求項８のいずれか一において、
    前記第１のフォトセンサの周囲には、前記第２のフォトセンサが配置されていることを特徴とする表示装置。
  10. 赤外光センサが配置された光検出部、及び可視光センサが配置されたエリアセンサを有する表示パネルを有し、
    前記光検出部は、被検出物が前記表示パネルに非接触の際に、前記表示パネルから照射され前記被検出物で反射された光を検出する手段を有し、
    前記エリアセンサは、前記被検出物が前記表示パネルに接触する際に、前記表示パネルから照射され前記被検出物で反射された光を検出する手段を有することを特徴とする表示装置。
  11. 請求項１０において、
    前記可視光センサの数は、前記赤外光センサの数より多いことを特徴とする表示装置。
  12. 請求項１０又は請求項１１において、
    前記赤外光センサの周囲には、前記可視光センサが配置されていることを特徴とする表示装置。
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