JP2008097051A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】位置検出精度を高めると共に表示品位の低下を抑制し、且つ額縁領域の縮小を図る。
【解決手段】対向電極35は、信号線27に沿って延伸するように長尺状に複数形成されている。そして、アクティブマトリクス基板21に形成され、転移部37を介して複数の対向電極35に電気的に接続された端子部と、端子部にスイッチ部50を介して接続され、所定の信号を対向電極35に入力する入力手段41と、端子部に電気的に接続され、接触体の位置を示す対向電極35からの信号を受ける検出手段42とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】対向電極35は、信号線27に沿って延伸するように長尺状に複数形成されている。そして、アクティブマトリクス基板21に形成され、転移部37を介して複数の対向電極35に電気的に接続された端子部と、端子部にスイッチ部50を介して接続され、所定の信号を対向電極35に入力する入力手段41と、端子部に電気的に接続され、接触体の位置を示す対向電極35からの信号を受ける検出手段42とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、表示装置、詳細にはタッチパネル表示装置に関する。
近年、接触位置を検出するためのタッチパネルが搭載された表示装置(タッチパネル表示装置)が広く用いられている(例えば、特許文献1及び2等参照)。
タッチパネルは、その動作原理によって、抵抗膜方式、静電容量方式(例えば特許文献2)、赤外線方式、超音波方式、電磁誘導方式等に分類される。その中でも、静電容量方式のタッチパネルは表示装置の光学特性を比較的損ないにくく、表示装置に好適であることが知られている。
静電容量方式のタッチパネルは、一般的に、表示パネルを覆うように設けられる位置検出用透明電極と、位置検出用透明電極の周縁部分に設けられた複数の電極端子と、電極端子を流れる電流を検出する電流検出回路とを有している。タッチパネルにタッチされると、位置検出用透明電極はタッチされた地点で位置検出用透明電極と人体の間に介在する絶縁体の静電容量を介して接地される。タッチされる位置によって、各電流端子と接地点との間の抵抗値に変化が生じるため、この変化が電流検出回路によって検出されることにより、タッチされた位置が検出される仕組みとなっている。
近年、タッチパネル表示装置を含めた表示装置全般について、薄型軽量化が特に強く要望されている。一般的にタッチパネルは従来通りの表示パネルの上に、追加的に表示パネルを覆うように設置されるため、タッチパネル無しの表示パネルと比べると厚みの増加が避けられない。これに対し、薄型軽量化の要望に応えるための技術として、表示パネルにもともと設けられている電極をタッチパネルの位置検出用電極として共用することが提案されている。
例えばアクティブマトリクス型の液晶表示装置の場合、複数の画素電極を有するアクティブマトリクス基板に対して、一般には全ての画素電極を覆うように対向電極を対向基板側に設け、画素電極と対向電極の間に介在する液晶を駆動することによって表示を行うのであるが、この対向電極が位置検出用電極を兼ねる構成が考えられる。すなわち、通常の液晶表示装置と同じように対向電極には表示に必要な駆動電圧を供給しつつ、例えば垂直帰線期間のように表示に寄与しない期間において、対向電極にタッチ位置検出用の信号を供給すると共にこの対向電極からもたらされる電流を検出し、タッチ位置を検出するようにする。
特開昭61−174587号公報
特開2003−66417号公報
しかし、表示に寄与する対向電極は対向基板の内側に設けられているため、タッチ位置を検出する場合には、対向基板の外側に接触した接触体と、対向基板の内側の対向電極との間に形成される静電容量を検知することになる。通常、基板の厚みは比較的大きいために、検知される静電容量は極めて小さい値となり、その検出信号も微弱なものとなりやすい。すなわち、表示パネルにもともと設けられている対向電極を静電容量方式タッチパネルの位置検出用電極として兼用しようとしても、十分に高い位置検出の精度を得ることは難しいという問題がある。
さらに、タッチパネルの機能を備えながらも、表示領域の周囲に設けられて表示に寄与しない額縁領域をなるべく狭くすることも強く求められている。
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、対向電極を位置検出用電極として兼ねる表示装置について、その位置検出精度を可及的に高めると共に表示品位の低下を抑制し、且つ額縁領域の縮小を図ることにある。
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、従来の表示パネルにおける対向電極をタッチパネルの位置検出用電極として兼用した場合には、良好な表示品位と高精度な位置検出とを両立することが困難であることを見出し、本発明を成すに至った。
以下、本発明者らにより解明された、良好な表示品位と高精度な位置検出との両立が困難である理由について詳述する。
本来、液晶表示装置の各画素を駆動しようとする際には、信号線からアクティブ素子を介して画素電極に画像信号に対応した電圧を書き込むことにより、画素電極と対向電極との間に電位差を生じさせて表示を行う。対向電極には特定の基準電位を供給する一方、各画素の電位状態は、画素電極に与える電圧の値によって変化させるのが一般的である。
この基準電位は、直流又は接地電位の場合もあるし、信号線の信号レベルを低振幅化するために交流とする場合もあるが、いずれにしても画面全体の基準電位として安定した電位を維持することが求められる。したがって、複数の画素への書込みの瞬間や、信号線の極性反転の瞬間におけるリップルやノイズの発生は避ける必要があり、入力部を低インピーダンス化することや、対向電極そのものを低抵抗化することに神経が使われる。
仮に、対向電極が十分に低抵抗でなかった場合には、対向電極に交流を与えたとしても信号の遅延が大きく所定の基準電位としての機能を十分に果たさない。その結果、画素電極への電圧充電に支障をきたして充電不足を生じさせ、コントラストの低下やムラの発生を招く虞れがある。さらに、ある走査線に対応する画素列に電圧を書き込む瞬間において、特定の個所における書き込み負荷の影響を受けて対向電極の電位にリップルが乗った際には、信号線の左右の画素への書き込みは不安定な基準電位の下で行われるため、所望の充電が行われない。その結果、表示が左右に尾をひいたような不良状態になって、いわゆるクロストークが発生する虞れがある。
一方、タッチパネルの位置検出用電極は、上記表示用の対向電極の場合とは逆に、高抵抗であることが求められる。これは、位置検出用電極の複数の入出力端からタッチ位置までのそれぞれの抵抗の差異によってタッチ位置を検出するようになっているため、仮に、位置検出用電極の抵抗が低い場合には、周辺回路の寄生抵抗の影響が相対的に大きくなって、位置情報の感度が低くなってしまうからである。
すなわち、周辺回路の抵抗と比べて、タッチ位置と入出力部との間の抵抗値が数十倍から数百倍であることが好ましい。このことは、上記の表示品位の観点から要求される低抵抗特性とは相反する関係にある。
上記の目的を達成するために、この発明では、対向電極を信号線に沿って延伸するように長尺状に複数形成し、その対向電極に転移部を介して電気的に接続された端子部を、アクティブマトリクス基板に形成するようにした。
具体的に、本発明に係る表示装置は、複数の走査線、複数の信号線、複数の画素電極、及び前記複数の画素電極に電気的に接続されたスイッチング素子を有するアクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板に対向して配置され、前記画素電極に対向する対向電極を有する対向基板と、前記画素電極と前記対向電極との間に設けられて表示を制御するための表示媒体層とを備え、前記対向基板に接触した接触体と前記対向電極の一部との間に形成される静電容量を検知することによって、前記接触体の位置を検出するように構成された表示装置であって、前記対向電極は、前記信号線に沿って延伸するように長尺状に複数形成され、前記アクティブマトリクス基板に形成され、転移部を介して前記複数の対向電極に電気的に接続された端子部と、前記端子部にスイッチ部を介して接続され、所定の信号を前記対向電極に入力する入力手段と、前記端子部に電気的に接続され、前記接触体の位置を示す前記対向電極からの信号を受ける検出手段とを備えている。
この構成によると、対向電極が信号線に沿って距離が長く幅が狭い長尺状のパターンに形成されているために、対向電極の面抵抗が高抵抗ではなく比較的低い場合であっても、対向電極の信号線に沿った方向(以降、信号線方向とも称する)における両端の間の抵抗を高くすることが可能となる。その結果、検出される接触体の接触位置検出の精度は、信号線方向において格段に向上する。
また、対向電極の面抵抗を高める必要がないため、コントラスト低下や表示ムラ等による表示品位の低下はない。すなわち、対向電極を長尺状にパターニングするのは走査線方向ではなく信号線方向であるため、ある走査線が選択書き込みされた際に、各長尺状の対向電極には例えば1画素分の書き込み負荷しか加わらない。そのため、全ての長尺状の対向電極に加わる負荷が均等になるという点で、任意の点における負荷の大きさを通常の面状の対向電極と同程度に維持でき、新たな表示の不具合は生じない。
また、各対向電極は信号線方向に延びる一方、走査線方向は互いに分離しているため、対向電極にリップルが乗ったとしても走査線方向には伝播せず、上述の書き込み時の負荷によるクロストークが抑制される。
さらに、スイッチ部がオン状態であるときに、表示用信号等の所定の信号は、入力手段から、アクティブマトリクス基板に形成された端子部及び転移部を介して複数の対向電極へ入力される。一方、接触体の位置を示す信号は、複数の対向電極から、転移部及びアクティブマトリクス基板に形成された端子部を介して検出手段へ出力される。すなわち、対向電極に入出力される信号は、対向基板側ではなくて、アクティブマトリクス基板側との間で送受信することが可能となる。
したがって、入力手段及び検出手段をアクティブマトリクス基板に形成できることから、対向基板にこれら検出手段等を配置するためのスペースを新たに設ける必要がなくなる。その結果、対向基板の大型化による額縁領域の増大を抑制することが可能となる。また、入力手段及び検出手段を対向基板側に設けないことから、実装工程の煩雑が回避され、製造コストの上昇が抑えられる。
前記端子部は、前記複数の対向電極に対応して複数形成され、前記アクティブマトリクス基板に形成された第1短絡配線によって互いに短絡されていてもよい。
この構成によると、複数の端子部同士が第1短絡配線によって短絡されているために、その第1短絡配線の両端側から、接触体の位置を示す信号を読み取ることが可能になる。そうして、信号線方向だけでなく、走査信号方向の接触位置情報を検知することも可能になる。
前記端子部は、前記複数の対向電極に対応して複数形成され、それぞれ、対応する前記対向電極に前記転移部を介して接続されていてもよい。
この構成によると、各対向基板とこれに対応する端子部との間では、転移部を介してそれぞれ信号が入出力される。
前記入力手段は、前記スイッチ部を切替制御するための選択信号を前記スイッチ部に供給する選択信号供給部と、表示用信号を前記対向電極に供給する表示用信号供給部とを有し、前記スイッチ部は、前記複数の端子部に対応して複数設けられると共に、一端が対応する前記端子部にそれぞれ接続される一方、他端が前記表示用信号供給部に接続されていてもよい。
この構成によると、スイッチ部は選択信号供給部から送られた選択信号を受けることによって、オン状態又はオフ状態に切り替えられる。そうして、スイッチ部がオン状態であるときに、表示用信号供給部から対向電極へ表示用信号が入力される。
前記入力手段は、前記スイッチ部を切替制御するための選択信号を前記スイッチ部に供給する選択信号供給部と、表示用信号を前記対向電極に供給する表示用信号供給部とを有し、前記スイッチ部は、一端が前記第1短絡配線に接続される一方、他端が前記表示用信号供給部に接続されていてもよい。
この構成により、表示用信号は、スイッチ部がオン状態であるときに、表示用信号供給部から第1短絡配線、各端子部、及び各転移部を介して、各対向電極へ入力される。一方、接触位置を示す信号は、対向電極から転移部、端子部、及び第1短絡配線を介して検出手段へ出力される。
また、スイッチ部を必要十分な数に抑えることができるために、スイッチ部の形成領域を低減して、額縁領域をさらに小さくすることが可能になる。さらに、スイッチ部の数を低減できることから、スイッチ部自体の不良にかかる歩留まりの低下が抑えられる。
前記スイッチ部の他端は、共通配線を介して前記表示用信号供給部に接続され、前記共通配線の両端間における抵抗値は、前記第1短絡配線の両端間における抵抗値よりも低いことが好ましい。
ところで、端子部同士を短絡する配線は、高抵抗であるほど走査線方向の位置検出精度を高くできる点で好ましいが、表示用信号を伝達させようとすると表示品位の点で、前述のように高抵抗にすることは望ましくない。上記の構成によると、スイッチ部を切り替えることによって、表示用信号は、比較的抵抗値が低い共通配線を介して対向電極に入力される一方、接触位置を示す信号は、比較的抵抗値が高い第1短絡配線を介して対向電極から出力される。すなわち、良好な表示品位と、高精度な接触位置検出とを両立することが可能となる。
前記複数の対向電極は、前記対向基板に形成された第2短絡配線によって互いに短絡されていてもよい。
この構成によると、第2短絡配線に転移部を形成することによって、転移部の数を低減することが可能になる。したがって、多数の転移部を形成するために必要な領域を減少させて、額縁領域の縮小を図ることが可能になる。また、アクティブマトリクス基板に端子部同士を短絡させる配線を設ける必要がないので、このことによっても、額縁領域の縮小が図られる。しかも、転移部の数を必要最低限よりも多めに設けておくことにより、仮に一部の転移部が不良であっても、端子部と対向電極側との導通状態を維持することが可能になり、歩留まりの向上につながる。
さらに、前記入力手段は、前記スイッチ部を切替制御するための選択信号を前記スイッチ部に供給する選択信号供給部と、表示用信号を前記対向電極に供給する表示用信号供給部とを有し、前記端子部は、前記第2短絡配線の両端部に対向して配置された第1端子部と、前記第2短絡配線の中間部又は前記対向電極に対向して配置された第2端子部とを有し、前記転移部は、前記第1端子部と前記第2短絡配線とを接続する第1転移部と、前記第2端子部と前記第2短絡配線又は前記対向電極とを接続する第2転移部とを有し、前記スイッチ部は、一端が前記第2端子部に接続される一方、他端が前記表示用信号供給部に接続されていてもよい。
この構成により、表示用信号は、スイッチ部がオン状態であるときに、表示用信号供給部から第2端子部、第2転移部、及び第2短絡配線を介して、各対向電極へ入力される。一方、接触位置を示す信号は、対向電極から第2短絡配線、第1転移部、及び第1端子部を介して検出手段へ出力される。
前記対向電極及び前記第2短絡配線は、透明導電膜により一体に形成されていることが好ましい。
この構成により、対向基板の電極材料を用いて、接触位置の検知精度を高めるために必要な高抵抗短絡配線を得ることができる。
前記表示媒体層は、液晶層であることが好ましい。
すなわち、アクティブマトリクス型の液晶表示装置では、アクティブマトリクス基板に対向する対向基板に対向電極として透明導電性酸化膜が適用されることが多く、この対向電極をパターニングすることによって、位置検出精度も表示品位も共に優れた表示装置が容易に得られる。しかも、第2短絡配線の形成に要するプロセスの増加はない。
本発明によれば、対向電極を信号線に沿って延伸するように長尺状に複数形成し、その対向電極に転移部を介して電気的に接続された端子部を、アクティブマトリクス基板に形成するようにしたので、その位置検出精度を高めると共に表示品位の低下を抑制することができ、さらに額縁領域の縮小を図ることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
《発明の実施形態1》
図1〜図3及び図6は、本発明の実施形態1を示している。図1は本発明に係る表示装置の実施形態である液晶表示装置1の要部を示す平面図である。図2は、アクティブマトリクス基板21の一部を拡大して示す平面図である。図3は、液晶表示装置1の構造を模式的に示す断面図である。また、図6は、液晶表示装置1の要部断面を模式的に示す断面図である。
図1〜図3及び図6は、本発明の実施形態1を示している。図1は本発明に係る表示装置の実施形態である液晶表示装置1の要部を示す平面図である。図2は、アクティブマトリクス基板21の一部を拡大して示す平面図である。図3は、液晶表示装置1の構造を模式的に示す断面図である。また、図6は、液晶表示装置1の要部断面を模式的に示す断面図である。
液晶表示装置1は、図3に示すように、アクティブマトリクス基板21と、対向基板22と、これらアクティブマトリクス基板21及び対向基板22の間に設けられた表示媒体層である液晶層23とを備え、いわゆるタッチパネル機能を有している。
アクティブマトリクス基板21の一方の面には、図2に示すように、複数の走査線26、複数の信号線27、複数の画素電極29、及び複数のスイッチング素子であるTFT(薄膜トランジスタ)30が形成されている。
アクティブマトリクス基板21は、矩形状のガラス基板25を有し、上記複数の走査線26は、ガラス基板25の一方の面(液晶層23側の面)で互いに平行に延びるように形成されている。一方、上記複数の信号線27は、上記走査線26に直交して延びるように、上記ガラス基板25の一方の面で互いに平行に延びている。これら走査線26及び信号線27により囲まれた矩形状の領域は、それぞれ画素28を構成している。すなわち、各画素28はマトリクス状に配置されている。各画素28には、画素28毎に液晶層23を駆動制御するための画素電極29が設けられている。
さらに、各画素28にはTFT30がそれぞれ形成されており、上記画素電極29に電気的に接続されている。図示は省略するが、走査線26はTFT30のゲート電極に接続される一方、信号線27はTFT30のソース電極に接続されている。また、ガラス基板25の他方の面(液晶層23とは反対側の面)には、偏光板31が積層して設けられている。
対向基板22は、上記アクティブマトリクス基板21の一方の面に対向して配置されている。対向基板22は、矩形状のガラス基板33を有し、ガラス基板33の一方の面(液晶層23側の面)には、カラーフィルタ32が形成されると共にカラーフィルタ32を覆うように対向電極35が形成されている。対向電極35は、上記画素電極29に対向するように配置されている。一方、ガラス基板33の他方の面(液晶層23とは反対側の面)には、上記偏光板31と吸収軸が略直交する偏光板36が形成されている。
また、アクティブマトリクス基板21は、図1に示すように、基板に垂直な方向からみて、一辺側が対向基板22の側端部よりも外側に延出した領域を有しており、この領域がTFT30を駆動するためのICドライバ(図示省略)が実装される実装領域34になっている。上記ICドライバには、後述の入力回路41及び検出回路42が含まれる。
そして、液晶表示装置1は、対向基板22に接触した例えば使用者の指先やペン等の接触体5と、対向電極35との間に形成される静電容量を検知することによって、接触体5の位置(タッチ位置)Aを検出するように構成されている。
すなわち、図3に示すように、接触体5が、対向基板22の対向電極35が形成されている面とは反対側の面(つまり、偏光板36の表面)に接触したときに、接触体5と対向電極35の一部との間には静電容量が形成される。この静電容量を検知することによって、接触体5の接触位置Aを検出するようになっている。つまり、各対向電極35は、接触体5の接触位置Aを検出する位置検出用電極を兼ねている。
上記対向電極35は、ITOやIZO等により形成されると共に、図1に示すように、信号線27に沿って延伸するように長尺状に複数パターン形成されている。各対向電極35は、信号線27同士の間に配置され、例えば画素電極29と略同じ幅を有するように形成されている。すなわち、信号線27にTFT30を介して接続されている一列の画素電極群に対応して、対向電極35がそれぞれ配置されている。本実施形態では、信号線27の本数に相当する対向電極35が形成されている。また、対向電極35の両端部は、信号が入出力される入出力部38になっている。
図1に示すように、アクティブマトリクス基板21には、図6に模式的に示すように、複数の対向電極35の入出力部38に対応して対向するように、複数の端子部40が形成されている。各端子部40と入出力部38との間には、導電体である転移部37が介在されている。そのことにより、各端子部40は、対応する入出力部38に転移部37を介して電気的に接続されている。
転移部37は、例えば、液晶層23の周囲を囲んでアクティブマトリクス基板21と対向基板22とを接着するシール材(図示省略)の混入された金粒子によって構成されている。すなわち、所定分量の金粒子を転移部37として混入したシール材を、端子部40に重なるように設ける。そうすることによって、入出力部38と端子部40とは、それぞれの隣接間で短絡しないように異方的に接続される。
アクティブマトリクス基板21には、各端子部40の近傍で、信号線方向に交差する方向(典型的には走査線方向)に延びる第1短絡配線52が形成されている。そして、各端子部40は、対向電極35の両端側において、高抵抗配線である第1短絡配線52によって互いに短絡されている。この第1短絡配線52の端部は、実装領域34まで延伸され、後述の検出回路42に接続されている。
また、上記対向電極35には、アクティブマトリクス基板21の実装領域34に設けられた入力回路41及び検出回路42が電気的に接続され、所定の信号が入出力されるようになっている。
上記入力回路41は、端子部40にスイッチ部50を介して接続され、所定の信号を対向電極35に入力するように構成されている。入力回路41は、各スイッチ部50に接続され、スイッチ部50を切替制御するための選択信号をそのスイッチ部50に供給する選択信号供給部54と、表示用信号を対向電極35に供給する表示用信号供給部53とを有している。また、検出回路42は、端子部40に電気的に接続され、接触体5の位置Aを示す対向電極35からの信号(以降、位置検出用信号とも称する)を受けるように構成されている。
尚、図1では、説明の都合上、上記表示用信号供給部53、選択信号供給部54及び検出回路42が、実装領域34の外側に図示されているが、実際には、実装領域34に配置されている。また、検出回路42及び表示用信号供給部53が2つに別れて図示されているが、実際には、これらはそれぞれ1つにまとめて形成することも可能である。
スイッチ部50は、複数の端子部40に対応して複数設けられると共に、一端が対応する端子部40にそれぞれ接続される一方、他端が共通配線51を介して表示用信号供給部53に接続されている。上記共通配線51は、複数のスイッチ部50の他端同士を接続すると共に、実装領域34まで延伸され、表示用信号供給部53に接続されている。さらに、上記共通配線51は金属配線により形成されており、共通配線51の両端間における抵抗値は、第1短絡配線52の両端間における抵抗値よりも低くなっている。また、第1短絡配線52の信号線方向の両端間の抵抗値は、100Ω以上に規定されている。
また、スイッチ部50は、TFT等のスイッチング素子により構成され、各画素28におけるTFT30と同じ工程で形成される。したがって、スイッチ部50を形成するための工程を別途追加して行う必要がなく、工数の増加によるコストの増大は生じない。
スイッチ部50であるTFTのゲートは、それぞれ共通に選択制御配線56に接続されている。選択制御配線56の端部は、実装領域34まで延伸されて選択信号供給部54に接続されている。そうして、各スイッチ部50は一斉にオン又はオフ状態に切り替えるようになっている。
こうして、選択信号供給部54から出力された選択信号が選択制御配線56を介してスイッチ部50に供給されることにより、スイッチ部50がオンオフ制御され、接触位置Aを検出する状態と、表示用信号を対向電極35に供給する状態とに切り替えるようになっている。
そして、液晶表示装置1が表示を行う表示期間には、選択信号供給部54から選択信号が選択制御配線56を介してスイッチ部50に入力され、スイッチ部50がオン状態に切り換えられる。そのことにより、表示用信号供給部53から出力された表示用信号が、共通配線51、スイッチ部50、端子部40、転移部37及び入出力部38を介して各対向電極35に低インピーダンスで入力される。そのことにより、各対向電極35に所定の基準電圧が印加されて表示が行われる。
一方、表示に寄与しない垂直帰線期間等には、選択信号供給部54から選択信号が選択制御配線56を介してスイッチ部50に入力され、スイッチ部50がオフ状態に切り替えられる。そのことにより、対向電極35には表示用信号が入力されず、位置検出用信号が対向電極35の入出力部38から出力され、転移部37、端子部40及び第1短絡配線52を介して検出回路42に検知される。そうして、接触位置Aが検出される。
ここで、本発明で採用するいわゆる静電容量方式のタッチパネルの動作原理について、図9〜図11を参照しながら説明する。
図9は、基本的な静電容量式タッチパネル10の構成を模式的に表した概略平面図である。図10は、図9におけるX−X線断面図である。図11は、位置検出用電極12の近傍の構成を模式的に表した概略平面図である。
静電容量式タッチパネル10は、図9及び図10に示すように、例えばガラス又はプラスティック等からなり、光透過性を有する基板本体11と、基板本体11の上に面状に設けられ、光透過性を有する位置検出用電極12と、この位置検出用電極12の上に設けられた絶縁層18とを有している。
位置検出用電極12の周縁には、額縁部17が設けられている。額縁部17の4つの各隅部には、位置検出用電極12に電気的に接続された電極端子14(14a,14b,14c,及び14d)が設けられている。電極端子14a,14b,14c,及び14dは、それぞれ交流の電源回路に電気的に接続されており、同位相同電位の電圧が印加されるように構成されている。各電極端子14は、配線15を介して電流検出回路16に電気的に接続されている。
静電容量式タッチパネル10に指先5等が触れていない場合、位置検出用電極12には、電源回路に接続された電極端子14a,14b,14c,及び14dから同じ大きさの電圧が印加される。このため、位置検出用電極12には電流は流れていない。一方、静電容量式タッチパネル10の表面、つまり位置検出用電極12の上に設けられた絶縁層18を介して、位置検出用電極12を指先5等によって触れた場合には、位置検出用電極12の接触部分が人を介してグランド(接地面)と容量的に結合される。容量結合した接触部分と位置検出用電極12に電気的に接続された電極端子14との間における電気抵抗は、接触部分と電極端子14との間の距離に比例する。
すなわち、各電極端子14a,14b,14c,及び14dには、接触位置Aと電極端子14a,14b,14c,及び14dとの間の各距離に比例した電流が流れる。例えば、接触部分と電極端子14aとの距離が、接触位置Aと電極端子14bとの距離よりも長い場合、電極端子14aには電極端子14bよりも大きな電流が流れる。従って、電極端子14a,14b,14c,及び14dのそれぞれを流れる電流の大きさを電流検出回路16によって検出することにより、接触部分の位置を検出することができる。
続いて、図12を参照して、静電容量式タッチパネルにおける位置検出方法の基本原理を具体的に説明する。説明の便宜上、電極端子14aと電極端子14bとの間の線分上の位置検出を行う場合について説明する。
図12は、電極端子14a及び電極端子14bに挟まれた1次元抵抗体を含む回路図を示している。
電極端子14a及び電極端子14bは、それぞれ電流−電圧変換用の抵抗r及び交流の電源回路20を介してグランドに接地されている。電極端子14a及び14bのそれぞれは、さらに電流検出回路に接続されている。
電源回路20によって、電極端子14aとグランドとの間、及び電極端子14bとグランドとの間には、同位相同電位の電圧(交流e)が印加される。タッチパネルに指先5等が接触されていない状態では、電極端子14a及び14bは同位相同電位にあるため、電極端子14aと電極端子14bとの間には電流が流れない。
図12に示すように、例えば指先5で位置Xをタッチした場合について説明する。指先5によってタッチされた接触位置Aから電極端子14aまでの抵抗をR1とし、接触位置Aから電極端子14bまでの抵抗をR2とし、R1及びR2の合計をRとする。さらに、人のインピーダンスをZとし、電極端子14aを流れる電流をi1とし、電極端子14bを流れる電流をi2とすると、下記式1及び式2が成立する。
e=ri1+R1i1+(i1+i2)Z (式1)
e=ri2+R2i2+(i2+i2)Z (式2)
上記式1及び式2から、下記式3が得られる。さらに下記式3を変形することにより下記式4が得られる。
e=ri2+R2i2+(i2+i2)Z (式2)
上記式1及び式2から、下記式3が得られる。さらに下記式3を変形することにより下記式4が得られる。
i1(r+R1)=i2(r+R2) (式3)
i2=i1(r+R1)/(r+R2) (式4)
上記式4を上記式1に代入すると、下記式5が得られる。
i2=i1(r+R1)/(r+R2) (式4)
上記式4を上記式1に代入すると、下記式5が得られる。
e=ri1+R1i1+(i1+i1(r+R1)/(r+R2))Z
=i1(R(Z+r)+R1R2+2Zr+r2)/(r+R2) (式5)
上記式5から、下記式6及び式7が得られる。
=i1(R(Z+r)+R1R2+2Zr+r2)/(r+R2) (式5)
上記式5から、下記式6及び式7が得られる。
i1=e(r+R2)/(R(Z+r)+R1R2+2Zr+r2) (式6)
i2=e(r+R1)/(R(Z+r)+R1R2+2Zr+r2) (式7)
ここで、抵抗R1と抵抗R2との比を全体の抵抗Rを用いて表すと、下記式8が得られる。
i2=e(r+R1)/(R(Z+r)+R1R2+2Zr+r2) (式7)
ここで、抵抗R1と抵抗R2との比を全体の抵抗Rを用いて表すと、下記式8が得られる。
R1/R=(2r/R+1)i2/(i1+i2)−r/R (式8)
抵抗r及び抵抗Rは既知であるので、電極端子14aを流れる電流i1と電極端子14bを流れる電流i2とを電流検出回路によって検出することにより、式8に基づいてR1/Rを算出することができる。尚、R1/Rは、指先5で接触した人間を含むインピーダンスZに依存しない。したがって、インピーダンスZがゼロ又は無限大でない限り、上記式8が成立し、人や材料等による変化、状態等を無視できる。
抵抗r及び抵抗Rは既知であるので、電極端子14aを流れる電流i1と電極端子14bを流れる電流i2とを電流検出回路によって検出することにより、式8に基づいてR1/Rを算出することができる。尚、R1/Rは、指先5で接触した人間を含むインピーダンスZに依存しない。したがって、インピーダンスZがゼロ又は無限大でない限り、上記式8が成立し、人や材料等による変化、状態等を無視できる。
ところで、高い位置検出精度を実現する観点から抵抗Rは大きい方が好ましい。すなわち、位置検出用電極12は高抵抗であることが好ましい。高抵抗な位置検出用電極12を用いることにより、外部回路の寄生抵抗の影響を低減できるからである。従って、位置検出用電極12は、例えばアルミニウム等の金属材料よりも電気抵抗が高い透明導電性酸化物により形成されることが好ましい。透明導電性酸化物の具体例としては、例えばインジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、及び酸化錫(SnO)等が挙げられる。
次に、図13を参照して、いわゆる静電容量式タッチパネル10の2次元の位置検出の基本原理について説明する。
電極端子14a,14b,14c,及び14dは、それぞれ電流−電圧変換用の抵抗r及び交流の電源回路20を介してグランドに接続されている。また、電極端子14a,14b,14c,及び14dは、それぞれ電流検出回路に接続されている。電極端子14a,14b,14c,及び14dには、それぞれ電源回路により同位相同電位の電圧が印加されている。ペンや指先5等の接触によって電極端子14a,14b,14c,14dを流れる電流をそれぞれi1,i2,i3及びi4とする。この場合、前述の計算と同様にして、下記の式9及び式10が得られる。
X=k1+k2・(i2+i3)/(i1+i2+i3+i4) (式9)
Y=k1+k2・(i1+i2)/(i1+i2+i3+i4) (式10)
ここで、Xは、位置検出用電極12上におけるタッチされた接触位置AのX座標であり、Yは、位置検出用電極12上における接触位置AのY座標である。また、k1はオフセット、k2は倍率である。k1及びk2は、人のインピーダンスに依存しない定数である。
Y=k1+k2・(i1+i2)/(i1+i2+i3+i4) (式10)
ここで、Xは、位置検出用電極12上におけるタッチされた接触位置AのX座標であり、Yは、位置検出用電極12上における接触位置AのY座標である。また、k1はオフセット、k2は倍率である。k1及びk2は、人のインピーダンスに依存しない定数である。
上記式9及び式10に基づいて、各電極端子14a,14b,14c,及び14dを流れるi1,i2,i3及びi4の測定値から、接触位置Aを算出することができる。
本実施形態は、図1で上側及び下側に配置されている第1短絡配線52の四隅から位置検出用信号を検出している点で、上述した図13の場合に類似している。
ところで、通常、液晶表示装置に設けられている液晶駆動用の共通電極は、ITO等の透明導電性酸化物で構成されているため、位置検出用電極として兼用するには相性がよい。但し、より高い接触位置Aの検知精度を得るためには、上記電極の抵抗は高いほど好ましい。特に、位置検知用電極が共通電極と兼用される場合には、ガラス基板を介してタッチされたときに、位置検知用電極によって検知される信号の強度が極めて微弱になることから、位置検知用電極の面抵抗は1000Ω/□程度あることが望ましいということが、本発明者の研究により判明している。
一方、表示品位の観点から論ずれば、対向電極(つまり位置検知用電極)の抵抗は小さければ小さいほど好ましい。通常は、ITOの比抵抗を極力小さくするような成膜条件が選ばれると共に、透過率との兼ね合いを考慮しながら極力膜厚を大きくするように最適化される。その結果、通常、対向電極の面抵抗は10Ω/□程度に設定されることが多い。
仮に、この10Ω/□程度の面抵抗で対向電極(位置検知用電極)を形成した場合には、ガラス基板を介してタッチされた接触位置Aに依存する抵抗値の変動(すなわち上式のR1やR2)が、最大でも数Ω程度にとどまってしまう。この抵抗値は、外部回路の寄生抵抗と同じ程度であるため、S/N比が最高でも1桁程度の値しか確保できないという事態に陥る虞れがある。したがって、上述のように一般的な対向電極を位置検知用電極としてそのまま兼用したとしても、タッチされた接触位置Aの検知精度を向上させることは困難である。
しかし、本実施形態1によると、上述の問題が解決され、以下に説明するように格別の効果を奏する。
まず、前提として対向電極35を、接触体5の接触位置Aを検出する位置検出用電極と共用するようにしたので、位置検出用電極を対向電極と別個独立に設ける場合に比べて、装置全体の薄型化を図ることができる。
そのことに加えて、対向電極35を信号線27に沿って延伸するように長尺状に複数形成するようにしたので、対向電極35の面抵抗は比較的低く維持しつつ信号線27方向の抵抗を比較的高めることができるため、表示品位の低下を抑制すると共に接触体5の位置検出精度を高めることができる。
すなわち、対向電極35が従来と同程度に比較的低い面抵抗を有している場合でも、図1に示すように、信号線27方向に沿って距離が長く幅が狭い長尺状パターンに形成されているため、信号線27方向両端の間の抵抗が高くなり、信号線27方向の接触位置Aの検出精度を格段に向上させることができる。
さらに、対向電極35の面抵抗を高める必要がないため、コントラスト低下やムラ発生等の表示品位の低下を抑制できる。すなわち、対向電極35を長尺状にパターニングするのは走査線26方向ではなく信号線27方向であるため、ある走査線26が選択書き込みされた際に、各長尺状の対向電極35には例えば1画素分の書き込み負荷しか加わらない。そのため、全ての長尺状の対向電極35に加わる負荷が均等になるという点で、任意の点における負荷の大きさを面状の対向電極と同程度に維持でき、新たな表示の不具合は生じない。
さらにまた、各対向電極35は信号線27方向に延びる一方、走査線26方向は互いに分離しているため、対向電極35にリップルが乗ったとしても走査線26方向には伝播せず、上述の書き込み時の負荷によるクロストークを抑制することができる。
さらに、対向電極35の入出力部38に対し、アクティブマトリクス基板21に形成した端子部40を転移部37を介して電気的に接続するようにしたので、対向電極35に入出力される信号を、対向基板22側ではなくて、アクティブマトリクス基板21側との間で送受信することができる。
したがって、入力回路41及び検出回路42を対向基板22でなくアクティブマトリクス基板21に形成できることから、対向基板22にこれら検出回路42等を配置するためのスペースを新たに設ける必要がなくなる。その結果、もともとアクティブマトリクス基板21に設けられている実装領域34を利用して上記入力回路41及び検出回路42を配置させることができるため、対向基板22の大型化による額縁領域の増大を抑制することができる。つまり、額縁領域を縮小して、表示領域の大きさを維持しつつ液晶表示装置1全体を小型化することができる。また、入力回路41及び検出回路42を対向基板22側に設けずに、TFT30等が形成されるアクティブマトリクス基板21側に設けることから、実装工程の煩雑を回避でき、製造コストの上昇を抑えることができる。
さらにまた、複数の端子部40同士が第1短絡配線52によって短絡されているために、その第1短絡配線52の両端側から、接触位置Aを示す位置検出用信号を読み取ることができる。そうして、信号線方向だけでなく、走査信号方向の接触位置情報を検知することもできることとなる。
ところで、端子部40同士を短絡する第1短絡配線52は、高抵抗であるほど走査線方向の位置検出精度を高くできる点で好ましいが、表示用信号を遅延無く伝達させて表示品位を維持する点で、前述のように高抵抗にすることは望ましくない。本実施形態1によると、スイッチ部50を切り替えることによって、表示用信号を比較的抵抗値が低い共通配線51を介して対向電極35に入力できると共に、位置検出用信号を比較的抵抗値が高い第1短絡配線52を介して対向電極35から検出することができる。すなわち、良好な表示品位と、高精度な接触位置検出とを両立することができる。
さらに、上述したように、接触位置Aを精度よく検知するためには、位置検出したい方向の導電体の抵抗値が外部の寄生抵抗に比べて十分に大きい必要がある。特に、本実施形態1では、第1短絡配線52の抵抗値が十分に大きくなければ走査線方向の検出を精度良く行うことが難しい。一般に、外部回路内と、外部回路及び表示素子の接続部との間の寄生抵抗は数Ω程度であるため、最大で10Ω程度を見込んでおく必要がある。一方、タッチパネルの位置検出精度はどれだけ要求を小さく抑えたとしても±10%程度の誤差を見込むことが必要とされるため、例えば10%の検出誤差を考慮すると、第1短絡配線52の抵抗値は、寄生抵抗10Ωの10倍である100Ωは少なくとも必要である。
本実施形態では、第1短絡配線52の信号線方向の両端間の抵抗値を100Ω以上に規定しているので、上記検出誤差及び寄生抵抗の影響に拘わらず、精度の良い接触位置Aの検出を行うことができる。
尚、第1短絡配線52の材料としては、比較的抵抗の高い材料として、先に述べた対向電極35の材料と同様にITOやIZO等を適用することができる。また、アクティブマトリクス基板21にもともと利用されている材料を使うことにより、プロセスの増加を招かない。また、適度に不純物元素がドープされたシリコン膜は、第1短絡配線52の高抵抗配線材料として有力な候補である。また、第1短絡配線52の端子部40が接続されている配線部分から両外側へ引き出されている引き出し配線部分については、抵抗は低いことが好ましい。したがって、この第1短絡配線52の引き出し配線部分については、走査線26や信号線27と同様に、金属配線膜によって形成することが望ましい。
また、本実施形態1における長尺状の対向電極35は、信号線27の1ライン毎に対応してパターニングしたが、検知精度が比較的低くてもよい場合には、複数の信号線27に跨って形成しても構わない。例えば、RGBの3ラインを1本の長尺状の対向電極35に対応させることも可能である。この場合には、外部回路の規模も三分の一ですむため、表示装置全体を低コストで実現できる。また、上記クロストークの問題については、RGBの3画素をドットの1構成単位とした場合、隣接する構成単位の間では長尺状の対向電極35を共有していないため、例えRGBの各画素間で影響し合っていたとしても、クロストークとしては視認されない。
また、デバイスの特性としてクロストークの虞れがない場合には、より多くのラインに対応するように長尺状対向電極35を共有させてもよい。この場合、走査線26方向に検出解像度をどの程度得たいかによって、長尺状対向電極35の幅を決定すればよい。より幅が大きい長尺状対向電極35とすることによって、外部回路の数を減らすことができ、簡便かつ安価なシステムとすることができる。但し、対向電極35の両端の抵抗値がある程度の高抵抗である必要があることは先に述べた通りであるため、検出解像度と検出精度と外部システムの複雑さとを互いに考慮して長尺状対向電極35の幅を決定すればよい。ちなみに、上記クロストークの虞れがない場合を作り出すために、ドット反転等の制御も有効である。
《発明の実施形態2》
図4及び図7は、本発明の実施形態2を示している。図4は液晶表示装置1の要部を示す平面図である。図7は液晶表示装置1の要部断面を模式的に示す断面図である。尚、以降の各実施形態では、図1〜図3及び図6と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図4及び図7は、本発明の実施形態2を示している。図4は液晶表示装置1の要部を示す平面図である。図7は液晶表示装置1の要部断面を模式的に示す断面図である。尚、以降の各実施形態では、図1〜図3及び図6と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
上記実施形態1では、複数の対向電極35のそれぞれに対応して、スイッチ部50を設けたのに対し、本実施形態2は、対向電極35の数よりも少ない複数箇所において、スイッチ部50を配置したものである。スイッチ部50は、図4及び図7に示すように。一端が第1短絡配線52に接続される一方、他端が表示用信号供給部53に接続されている。
スイッチ部50は、あわせて3箇所以上のポイントに設置して、表示用信号が入力されることが望ましい。
スイッチ部50は、あわせて3箇所以上のポイントに設置して、表示用信号が入力されることが望ましい。
表示用信号を対向電極35に供給して、信号線27に対応した長尺状の対向電極35を駆動するためには、信号線27の駆動回路のドライブ能力と略同等程度のドライブ能力があれば十分であると考えられる。
例えば、アクティブマトリクス基板21に一体に信号線ドライバを形成したいわゆるドライバモノリシック型の表示装置の場合や、外部の信号線駆動回路からの出力をアクティブマトリクス基板上のスイッチング素子によって複数の信号線に分配する方式の場合には、アクティブマトリクス基板21における信号線27への出力への最終段のスイッチング素子のチャネル幅が出力インピーダンスを決定付ける。したがって、対向電極35に信号を供給すべきスイッチ部50も、上記信号線27への最終段のスイッチング素子と同等の出力能力をもったものを、各対向電極35に設置することが望ましい。
しかし、複数の信号線27は、その全てが同時に駆動されるのではなく、例えば、外部駆動回路の出力数を3分の1にし、アクティブマトリクス基板21上で三分割して供給する方式(すなわち、1水平期間をRGBの各信号線27への供給期間に分割して、時分割供給をする方式)の場合には、実際に信号供給されている1本を除いて残りの2本の信号線は、対向電極35としての負荷を発生させないため、3本の対向電極35につき1本分の対向電極35の駆動能力があれば十分であるということになる。すなわち、スイッチ部50のトランジスタサイズを上記信号線27への最終段のスイッチング素子と同等にした場合には、スイッチ部50の数を3分の1に減らしても構わない。
また、点順次方式のアナログフルモノリシックの表示装置等の場合には、その相展開数に応じて、必要なトランジスタサイズが決定される。例えば、16相展開の場合には、一度に書き込まれる信号線27は16×3(RGB)=48本しかないため、仮に上記信号線27への最終段のスイッチング素子と同じサイズでスイッチ部50を設置するのであれば、スイッチング素子の能力としては48個あれば十分ということになる。
また、駆動回路の出力を分割して信号線27に入力する場合にしても、フルモノリシックの場合にしても、スイッチ部50のトランジスタサイズを大型化して出力能力を上げることにより、さらにスイッチング素子の数を減らすことができる。しかしながら、スイッチ部50の数を極端に減らした場合には、第1短絡配線52が高抵抗であるがゆえに、スイッチ部50に接続された近傍と離れた位置とで、波形のなまりの差が生じ、スイッチ部50の設置間隔に応じた表示上の不具合が生じる虞れがある。そのため、一つのスイッチ部50が担う対向電極35の数は増えすぎないことが望ましく、表示品位への影響の有無を見極めながら最適化することが望ましい。
フルモノリシックの場合には、例えば12k番目から12k+11番目までの信号線への信号供給をした後、次は12(k+1)番目から12(k+1)+11番目、というように一塊のブロック毎にスキャンしていくのが通常である。しかし、上記の3分割のような駆動方式の場合には、通常、3k−2(k=1,2,・・・)番目への供給の次に、3k−1(k=1,2,・・・)番目への供給、その後に3k(k=1,2,・・・)番目への供給というように、一定数ずつ離れた信号線27が同時に選択される。そのため、スイッチ部50も分散配置しておくことにより、負荷が特定のスイッチ部50に偏ることがなく、第1短絡配線52が高抵抗であっても対向電極35への入力波形の勾配が発生しにくくなって、表示上の不具合の発生を抑制することができる。したがって、n分割駆動方式に対して、n本の対向電極毎に1個のスイッチ部50を配置することが理想的といえる。
上述のように、本実施形態2によると、スイッチ部50を必要十分な数に抑えることができるため、スイッチ部50の形成領域を低減して、額縁領域をさらに小さくすることが可能になる。さらに、スイッチ部50の数を低減できることから、スイッチ部50自体の不良にかかる歩留まりの低下を抑えることができる。
さらに、第1短絡配線52の抵抗値との兼ね合いでスイッチ部50の配置数及び配置位置を適正にすることにより、少ないスイッチ部50の数であっても、すでに述べたような位置検出用信号の精度よい検出と表示品位の向上とを両立できる。
《発明の実施形態3》
図5及び図8は、本発明の実施形態3を示している。図5は液晶表示装置1の要部を示す平面図である。図8は液晶表示装置1の要部断面を模式的に示す断面図である。
図5及び図8は、本発明の実施形態3を示している。図5は液晶表示装置1の要部を示す平面図である。図8は液晶表示装置1の要部断面を模式的に示す断面図である。
上記実施形態1では、複数の対向電極35が対向基板22においてそれぞれ別個独立に形成されていたのに対し、本実施形態3は、各対向電極35が対向基板22において互いに短絡している。
すなわち、複数の対向電極35は、図5に示すように、その両端部において、対向基板22に形成された第2短絡配線55によって互いに短絡されている。第2短絡配線55は、対向電極35と同じく透明導電膜であるITOによって構成されると共に、対向電極35と一体に形成されている。そのことにより、第2短絡配線55は、接触位置Aの精度を得るための十分な高抵抗配線になっている。
端子部40は、図8に示すように、第2短絡配線55の両端部に対向して配置された第1端子部61と、第2短絡配線55の中間部又は対向電極35に対向して配置された第2端子部62とを有している。
また、転移部37は、図5及び図8に示すように、第1端子部61と第2短絡配線55とを接続する第1転移部63と、第2端子部62と第2短絡配線55又は対向電極35とを接続する第2転移部64とを有している。そうして、スイッチ部50は、一端が第2端子部62に接続される一方、他端が表示用信号供給部53に接続されている。
すなわち、第2短絡配線55には複数箇所に第1転移部63及び第2転移部64が所定の間隔で設けられており、これら第1転移部63及び第2転移部64は、上記実施形態1と同様に、シール材に混入された金粒子によって構成されている。そして、図8に示すように、各対向電極35には、第2短絡配線55、第1転移部63及び第1端子部61を介して、検出回路42に電気的に接続されている。また、各対向電極35には、第2転移部64、第2端子部62、スイッチ部50及び共通配線51を介して、表示用信号供給部53に電気的に接続されている。さらに、各対向電極35には、第2転移部64、第2端子部62及び選択制御配線56を介して、選択信号供給部54に電気的に接続されている。すなわち、本実施形態3によっても、アクティブマトリクス基板21上の配線パターンを介して、実装領域34に設けられた外部回路に接続することが可能になる。
スイッチ部50については、上記実施形態2と同様に、対向電極35の数よりも少ない複数箇所に配置されている。スイッチ部50のスイッチング素子のサイズや配置についても、上記実施形態2と同様の考えによって規定することが望ましい。
第2転移部64は比較的少ない個数に抑えられているので、例えば金粒子を用いた転移がコスト的に困難な場合や、シール材の配置上の制約によりシール部分で各基板21,22間のコンタクトをとることが困難な場合には、カーボンペーストを別途塗布するといった方策も可能である。ただし、カーボンペーストを塗布する場合には、数mm単位の塗布ピッチ以下に狭くすることが難しいため、本実施形態の構成が有効である。
尚、位置検出用信号を対向電極35に入出力するために、対向基板22の四隅がアクティブマトリクス基板21よりもはみ出すように形成し、(もしくは、対向基板22の少なくとも向かい合う2辺が、アクティブマトリクス基板21よりもはみ出すように大きく形成して、)対向基板22に設けた入出力部38に直接に検出回路42を接続してもよい。ただしカーボンペースト等の導電性材料を介してアクティブマトリクス基板21側に一旦転移させ、表示用信号と同様にアクティブマトリクス基板21側のみにおいて信号の入出力を行うことが、外形的にも製造コスト的にも好ましい。
したがって、本実施形態3によると、第2短絡配線55に転移部37(第1転移部63及び第2転移部64)を形成することによって、転移部37の数を低減することが可能になる。したがって、多数の転移部37を形成するために必要な領域を減少させて、額縁領域の縮小を図ることができる。また、アクティブマトリクス基板21に端子部40同士を短絡させる配線を設ける必要がないので、このことによっても、額縁領域の縮小を図ることができる。しかも、転移部37の数を必要最低限よりも多めに設けておくことにより、仮に一部の転移部37が不良であっても、端子部40と対向電極35側との導通状態を維持することが可能になり、歩留まりの向上を図ることができる。
さらに、対向電極35及び第2短絡配線55を、透明導電膜により一体に形成したので、対向基板22の電極材料を用いて、接触位置Aの検知精度を高めるために必要な高抵抗の第2短絡配線55を得ることができる。
《その他の実施形態》
本明細書において「表示媒体層」とは、表示を制御するための層であって、互いに対向する電極間(画素電極29と対向電極35との間)の電位差により光透過率が変調される層、又は互いに対向する電極間を流れる電流により自発光する層をいう。表示媒体層の具体例としては、例えば、上述の液晶層、無機又は有機EL層、発光ガス層、電気泳動層、エレクトロクロミック層等が挙げられる。
本明細書において「表示媒体層」とは、表示を制御するための層であって、互いに対向する電極間(画素電極29と対向電極35との間)の電位差により光透過率が変調される層、又は互いに対向する電極間を流れる電流により自発光する層をいう。表示媒体層の具体例としては、例えば、上述の液晶層、無機又は有機EL層、発光ガス層、電気泳動層、エレクトロクロミック層等が挙げられる。
また、スイッチング素子は、上記TFT30以外に、例えばMIM(metal-insulator-metal)等を適用することが可能である。
以上説明したように、本発明は、タッチパネル機能を有する表示装置について有用であり、特に、その位置検出精度を高めると共に表示品位の低下を抑制し、且つ額縁領域を縮小する場合に適している。
A 接触位置
1 液晶表示装置
5 指先(接触体)
10 静電容量式タッチパネル
21 アクティブマトリクス基板
22 対向基板
23 液晶層
26 走査線
27 信号線
28 画素
30 TFT
34 実装領域
35 対向電極
37 転移部
38 入出力部
40 端子部
41 入力回路(入力手段)
42 検出回路(検出手段)
50 スイッチ部
51 共通配線
52 第1短絡配線
53 表示用信号供給部
54 選択信号供給部
55 第2短絡配線
56 選択制御配線
61 第1端子部
62 第2端子部
63 第1転移部
64 第2転移部
1 液晶表示装置
5 指先(接触体)
10 静電容量式タッチパネル
21 アクティブマトリクス基板
22 対向基板
23 液晶層
26 走査線
27 信号線
28 画素
30 TFT
34 実装領域
35 対向電極
37 転移部
38 入出力部
40 端子部
41 入力回路(入力手段)
42 検出回路(検出手段)
50 スイッチ部
51 共通配線
52 第1短絡配線
53 表示用信号供給部
54 選択信号供給部
55 第2短絡配線
56 選択制御配線
61 第1端子部
62 第2端子部
63 第1転移部
64 第2転移部
Claims (10)
- 複数の走査線、複数の信号線、複数の画素電極、及び前記複数の画素電極に電気的に接続されたスイッチング素子を有するアクティブマトリクス基板と、
前記アクティブマトリクス基板に対向して配置され、前記画素電極に対向する対向電極を有する対向基板と、
前記画素電極と前記対向電極との間に設けられて表示を制御するための表示媒体層とを備え、
前記対向基板に接触した接触体と前記対向電極の一部との間に形成される静電容量を検知することによって、前記接触体の位置を検出するように構成された表示装置であって、
前記対向電極は、前記信号線に沿って延伸するように長尺状に複数形成され、
前記アクティブマトリクス基板に形成され、転移部を介して前記複数の対向電極に電気的に接続された端子部と、
前記端子部にスイッチ部を介して接続され、所定の信号を前記対向電極に入力する入力手段と、
前記端子部に電気的に接続され、前記接触体の位置を示す前記対向電極からの信号を受ける検出手段とを備えている
ことを特徴とする表示装置。 - 請求項1において、
前記端子部は、前記複数の対向電極に対応して複数形成され、前記アクティブマトリクス基板に形成された第1短絡配線によって互いに短絡されている
ことを特徴とする表示装置。 - 請求項1において、
前記端子部は、前記複数の対向電極に対応して複数形成され、それぞれ、対応する前記対向電極に前記転移部を介して接続されている
ことを特徴とする表示装置。 - 請求項1において、
前記入力手段は、前記スイッチ部を切替制御するための選択信号を前記スイッチ部に供給する選択信号供給部と、表示用信号を前記対向電極に供給する表示用信号供給部とを有し、
前記スイッチ部は、前記複数の端子部に対応して複数設けられると共に、一端が対応する前記端子部にそれぞれ接続される一方、他端が前記表示用信号供給部に接続されている
ことを特徴とする表示装置。 - 請求項2において、
前記入力手段は、前記スイッチ部を切替制御するための選択信号を前記スイッチ部に供給する選択信号供給部と、表示用信号を前記対向電極に供給する表示用信号供給部とを有し、
前記スイッチ部は、一端が前記第1短絡配線に接続される一方、他端が前記表示用信号供給部に接続されている
ことを特徴とする表示装置。 - 請求項5において、
前記スイッチ部の他端は、共通配線を介して前記表示用信号供給部に接続され、
前記共通配線の両端間における抵抗値は、前記第1短絡配線の両端間における抵抗値よりも低い
ことを特徴とする表示装置。 - 請求項1において、
前記複数の対向電極は、前記対向基板に形成された第2短絡配線によって互いに短絡されている
ことを特徴とする表示装置。 - 請求項7において、
前記入力手段は、前記スイッチ部を切替制御するための選択信号を前記スイッチ部に供給する選択信号供給部と、表示用信号を前記対向電極に供給する表示用信号供給部とを有し、
前記端子部は、前記第2短絡配線の両端部に対向して配置された第1端子部と、前記第2短絡配線の中間部又は前記対向電極に対向して配置された第2端子部とを有し、
前記転移部は、前記第1端子部と前記第2短絡配線とを接続する第1転移部と、前記第2端子部と前記第2短絡配線又は前記対向電極とを接続する第2転移部とを有し、
前記スイッチ部は、一端が前記第2端子部に接続される一方、他端が前記表示用信号供給部に接続されている
ことを特徴とする表示装置。 - 請求項6において、
前記対向電極及び前記第2短絡配線は、透明導電膜により一体に形成されている
ことを特徴とする表示装置。 - 請求項1において、
前記表示媒体層は、液晶層である
ことを特徴とする表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006274227A JP2008097051A (ja) | 2006-10-05 | 2006-10-05 | 表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006274227A JP2008097051A (ja) | 2006-10-05 | 2006-10-05 | 表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008097051A true JP2008097051A (ja) | 2008-04-24 |
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Family Applications (1)
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JP2006274227A Pending JP2008097051A (ja) | 2006-10-05 | 2006-10-05 | 表示装置 |
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009258182A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-11-05 | Sony Corp | 表示装置とその駆動方法 |
JP2011150271A (ja) * | 2010-01-21 | 2011-08-04 | Trendon Touch Technology Corp | 埋め込み式タッチディスプレイとその製造方法 |
JP2011222009A (ja) * | 2010-04-02 | 2011-11-04 | Arolltech Co Ltd | インセル型タッチセンサ装置を備えた表示装置 |
JP2012160188A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Lg Innotek Co Ltd | 有効画面の境界部座標位置の取得が可能なタッチウインドウ及びその設計方法 |
WO2013024786A1 (ja) * | 2011-08-16 | 2013-02-21 | シャープ株式会社 | タッチパネル制御回路、表示装置の駆動回路、表示装置、およびタッチパネル制御方法 |
JP2013509653A (ja) * | 2009-10-28 | 2013-03-14 | イー インク コーポレイション | タッチセンサを有する電気光学ディスプレイ |
TWI406034B (zh) * | 2009-05-26 | 2013-08-21 | Japan Display West Inc | 觸控感測器,顯示器件,以及電子裝置 |
JP2015172724A (ja) * | 2014-02-18 | 2015-10-01 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 表示装置 |
-
2006
- 2006-10-05 JP JP2006274227A patent/JP2008097051A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009258182A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-11-05 | Sony Corp | 表示装置とその駆動方法 |
TWI406034B (zh) * | 2009-05-26 | 2013-08-21 | Japan Display West Inc | 觸控感測器,顯示器件,以及電子裝置 |
JP2013509653A (ja) * | 2009-10-28 | 2013-03-14 | イー インク コーポレイション | タッチセンサを有する電気光学ディスプレイ |
JP2016048401A (ja) * | 2009-10-28 | 2016-04-07 | イー インク コーポレイション | タッチセンサを有する電気光学ディスプレイ |
US9778500B2 (en) | 2009-10-28 | 2017-10-03 | E Ink Corporation | Electro-optic displays with touch sensors and/or tactile feedback |
JP2011150271A (ja) * | 2010-01-21 | 2011-08-04 | Trendon Touch Technology Corp | 埋め込み式タッチディスプレイとその製造方法 |
JP2011222009A (ja) * | 2010-04-02 | 2011-11-04 | Arolltech Co Ltd | インセル型タッチセンサ装置を備えた表示装置 |
JP2012160188A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Lg Innotek Co Ltd | 有効画面の境界部座標位置の取得が可能なタッチウインドウ及びその設計方法 |
WO2013024786A1 (ja) * | 2011-08-16 | 2013-02-21 | シャープ株式会社 | タッチパネル制御回路、表示装置の駆動回路、表示装置、およびタッチパネル制御方法 |
JP2015172724A (ja) * | 2014-02-18 | 2015-10-01 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 表示装置 |
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