JP2015176538A - センサ付き表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】入力位置情報を正確に検出することのできるセンサ付き表示装置を提供する。
【解決手段】センサ付き表示装置は、表示パネルと、センサSEと、第1駆動部と、第2駆動部とを備えている。表示パネルは、表示領域DAと、非表示領域NDAと、共通電極CEと、画素電極と、を備えている。共通電極CEは、表示領域DA内に設けられ表示領域の外周縁に重なった縁を有している。センサSEは、リード線Lと、検出電極Rxと、接続線LCと、を有している。リード線Lは、非表示領域NDA内であって且つ共通電極CEの縁から30μm以上の距離を置いた位置に設けられている。
【選択図】図5
【解決手段】センサ付き表示装置は、表示パネルと、センサSEと、第1駆動部と、第2駆動部とを備えている。表示パネルは、表示領域DAと、非表示領域NDAと、共通電極CEと、画素電極と、を備えている。共通電極CEは、表示領域DA内に設けられ表示領域の外周縁に重なった縁を有している。センサSEは、リード線Lと、検出電極Rxと、接続線LCと、を有している。リード線Lは、非表示領域NDA内であって且つ共通電極CEの縁から30μm以上の距離を置いた位置に設けられている。
【選択図】図5
Description
本発明の実施形態は、センサ付き表示装置に関する。
近年、物体の接触あるいは接近を検出するセンサ(あるいは、タッチパネルと称される場合もある)を備えたセンサ付き表示装置が実用化されている。センサの一例として、静電容量の変化に基づいて指等の導体の接触あるいは接近を検出する静電容量型センサがある。このようなセンサを構成する検出電極及びセンサ駆動電極は、画像を表示する表示領域に配置され、誘電体を介して対向している。検出電極は、表示領域の外側に位置するリード線と電気的に接続されている。
本発明の実施形態は、入力位置情報を正確に検出することのできるセンサ付き表示装置を提供する。
一実施形態に係るセンサ付き表示装置は、
表示領域と、前記表示領域の外側の非表示領域と、前記表示領域内に設けられ前記表示領域の外周縁に重なった縁を有した共通電極と、前記表示領域内に設けられた画素電極と、を備えた表示パネルと、
前記表示パネルに設けられ、前記共通電極からのセンサ信号を受けるセンサと、
前記共通電極に書き込み信号を供給し、前記共通電極とセンサとの間にセンサ信号を発生させる第1駆動部と、
前記センサに接続されて前記センサ信号の変化を示す読み取り信号を読み取る第2駆動部と、を備え、
前記センサは、少なくとも前記表示領域に設けられて前記共通電極との間に読み取り信号を発生させる検出電極と、前記非表示領域内に設けられて前記検出電極と第2駆動部とを接続するリード線と、検出電極とリード線とを接続する接続線とを備え、
前記リード線は、前記非表示領域内であって且つ前記共通電極の縁から30μm以上の距離を置いた位置に設けられている。
表示領域と、前記表示領域の外側の非表示領域と、前記表示領域内に設けられ前記表示領域の外周縁に重なった縁を有した共通電極と、前記表示領域内に設けられた画素電極と、を備えた表示パネルと、
前記表示パネルに設けられ、前記共通電極からのセンサ信号を受けるセンサと、
前記共通電極に書き込み信号を供給し、前記共通電極とセンサとの間にセンサ信号を発生させる第1駆動部と、
前記センサに接続されて前記センサ信号の変化を示す読み取り信号を読み取る第2駆動部と、を備え、
前記センサは、少なくとも前記表示領域に設けられて前記共通電極との間に読み取り信号を発生させる検出電極と、前記非表示領域内に設けられて前記検出電極と第2駆動部とを接続するリード線と、検出電極とリード線とを接続する接続線とを備え、
前記リード線は、前記非表示領域内であって且つ前記共通電極の縁から30μm以上の距離を置いた位置に設けられている。
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
始めに、本発明の実施形態の基本構想について説明する。
センサ付き表示装置は、入力手段を用いて表示面側から入力されるデータを検出するように構成されている。ここで、上記センサは静電容量型センサであり、センサ駆動電極と、センサ駆動電極に対向配置された検出電極と、検出電極に接続されたリード線と、を有している。入力手段としては、ペンや人体等の導体を利用することができる。これにより、表示装置は、表示装置の入力面に指等が接触又は接近した個所の位置情報を検出することができる。
センサ付き表示装置は、入力手段を用いて表示面側から入力されるデータを検出するように構成されている。ここで、上記センサは静電容量型センサであり、センサ駆動電極と、センサ駆動電極に対向配置された検出電極と、検出電極に接続されたリード線と、を有している。入力手段としては、ペンや人体等の導体を利用することができる。これにより、表示装置は、表示装置の入力面に指等が接触又は接近した個所の位置情報を検出することができる。
ところで、表示装置において、画像を表示する表示領域が拡大する一方で、当該表示領域の周囲の額縁領域(非表示領域)を可及的に狭くすることへの要求が高まっている。このため、表示装置において、額縁領域の面積は縮小する傾向にある。そこで、かかる額縁領域に設けられるリード線をセンサ駆動電極に接近させて配置することが考えられる。
しかしながら、センサ駆動電極とリード線とが接近すると、センサ駆動電極とリード線との間に容量結合(寄生容量)が生じてしまう。そして、センサ駆動電極とリード線とが接近するほど、上記寄生容量は大きくなってしまう。すると、例えば、表示領域の最外周付近において、表示装置の入力面に導体が接触あるいは接近した場合に、センサ駆動電極とリード線との間の寄生容量が変化し、リード線にノイズが生じてしまう。言い換えると、リード線に伝達される検出電極に生じる静電容量の変化(静電容量結合の強弱)を示す読取信号の振幅と、上記寄生容量によってリード線に生じるノイズ信号の振幅との比(S/N比)の低下を招いてしまう。
本発明の実施形態においては、かかる問題を解決することにより、入力位置情報を正確に検出することのできるセンサ付き表示装置を得ることができるものである。次に、上記課題を解決するための手段及び手法について説明する。
(第1の実施形態)
以下、図面を参照しながら第1の実施形態に係るセンサ付き表示装置について詳細に説明する。図1は、本実施形態に係るセンサ付き表示装置の構成を概略的に示す斜視図である。なお、本実施形態において、表示装置が液晶表示装置である場合について説明する。
以下、図面を参照しながら第1の実施形態に係るセンサ付き表示装置について詳細に説明する。図1は、本実施形態に係るセンサ付き表示装置の構成を概略的に示す斜視図である。なお、本実施形態において、表示装置が液晶表示装置である場合について説明する。
図1に示すように、液晶表示装置DSPは、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルPNL、液晶表示パネルPNLを駆動する駆動ICチップIC1、静電容量型のセンサSE、センサSEを駆動する駆動ICチップIC2、液晶表示パネルPNLを照明するバックライトユニットBL、制御モジュールCM、フレキシブル配線基板FPC1、FPC2、FPC3などを備えている。
液晶表示パネルPNLは、平板状の第1基板SUB1と、第1基板SUB1に対向配置された平板状の第2基板SUB2と、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間に挟持された液晶層(後述する液晶層LQ)と、を備えている。なお、本実施形態において、第1基板SUB1をアレイ基板と、第2基板SUB2を対向基板と、それぞれ言い換えることができる。液晶表示パネルPNLは、画像を表示する表示領域(アクティブエリア)DAを備えている。この液晶表示パネルPNLは、バックライトユニットBLからのバックライトを選択的に透過することで画像を表示する透過表示機能を備えた透過型である。なお、液晶表示パネルPNLは、透過表示機能に加えて、外光を選択的に反射することで画像を表示する反射表示機能を備えた半透過型であってもよい。
バックライトユニットBLは、第1基板SUB1の背面側に配置されている。このようなバックライトユニットBLとしては、種々の形態が適用可能であり、また、光源として発光ダイオード(LED)を利用したものや冷陰極管(CCFL)を利用したものなどのいずれでも適用可能であり、詳細な構造については説明を省略する。なお、液晶表示パネルPNLが反射表示機能のみを備えた反射型である場合には、バックライトユニットBLは省略される。
センサSEは、複数の検出電極Rxを備えている。これらの検出電極Rxは、例えば液晶表示パネルPNLの画像を表示する画面側の外面ESの上方に設けられている。このため、検出電極Rxは、外面ESに接していてもよく、又は外面ESから離れて位置していてもよい。後者の場合、外面ESと検出電極Rxとの間には、絶縁膜等の部材が介在している。本実施形態において、検出電極Rxは外面ESに接している。ここで、外面ESは、第2基板SUB2の第1基板SUB1と対向する面とは反対側の面であり、画像を表示する表示面を含んでいる。また、図示した例では、各検出電極Rxは、概ね第1方向Xに延出し、第1方向Xに交差する第2方向Yに並んでいる。なお、各検出電極Rxは、第2方向Yに延出し第1方向Xに並んでいてもよいし、島状に形成され第1方向X及び第2方向Yにマトリクス状に配置されていてもよい。ここでは、第1方向X及び第2方向Yは、互いに直交している。第3方向Zは、それぞれ第1方向X及び第2方向Yに直交している。
第1駆動部としての駆動ICチップIC1は、液晶表示パネルPNLの第1基板SUB1上に搭載されている。フレキシブル配線基板FPC1は、液晶表示パネルPNLと制御モジュールCMとを接続している。フレキシブル配線基板FPC2は、センサSEの検出電極Rxと制御モジュールCMとを接続している。第2駆動部としての駆動ICチップIC2は、フレキシブル配線基板FPC2上に搭載されている。フレキシブル配線基板FPC3は、バックライトユニットBLと制御モジュールCMとを接続している。ここで、制御モジュールCMをアプリケーションプロセッサと言い換えることができる。
駆動ICチップIC1及び駆動ICチップIC2は、フレキシブル配線基板FPC2等を介して接続されている。例えば、フレキシブル配線基板FPC2が第1基板SUB1上に接続された分岐部FPCBを有している場合、駆動ICチップIC1及び駆動ICチップIC2は、分岐部FPCB及び第1基板SUB1上の配線を介して接続されていてもよい。また、駆動ICチップIC1及び駆動ICチップIC2は、フレキシブル配線基板FPC1及びFPC2を介して接続されていてもよい。駆動ICチップIC2は、センサSEの駆動時期を知らせるタイミング信号を駆動ICチップIC1に与えることができる。又は、駆動ICチップIC1は、後述する共通電極CEの駆動時期を知らせるタイミング信号を駆動ICチップIC2に与えることができる。又は、制御モジュールCMは、駆動ICチップIC1及びIC2にタイミング信号を与えることができる。上記タイミング信号により、駆動ICチップIC1の駆動と、駆動ICチップIC2の駆動との同期化を図ることができる。
駆動ICチップIC1及び駆動ICチップIC2は、フレキシブル配線基板FPC2等を介して接続されている。例えば、フレキシブル配線基板FPC2が第1基板SUB1上に接続された分岐部FPCBを有している場合、駆動ICチップIC1及び駆動ICチップIC2は、分岐部FPCB及び第1基板SUB1上の配線を介して接続されていてもよい。また、駆動ICチップIC1及び駆動ICチップIC2は、フレキシブル配線基板FPC1及びFPC2を介して接続されていてもよい。駆動ICチップIC2は、センサSEの駆動時期を知らせるタイミング信号を駆動ICチップIC1に与えることができる。又は、駆動ICチップIC1は、後述する共通電極CEの駆動時期を知らせるタイミング信号を駆動ICチップIC2に与えることができる。又は、制御モジュールCMは、駆動ICチップIC1及びIC2にタイミング信号を与えることができる。上記タイミング信号により、駆動ICチップIC1の駆動と、駆動ICチップIC2の駆動との同期化を図ることができる。
図2は、図1に示した液晶表示装置DSPの基本構成及び等価回路を概略的に示す図である。
図2に示すように、液晶表示装置DSPは、液晶表示パネルPNLなどに加えて、表示領域DAの外側の非表示領域NDAに位置した駆動ICチップIC1、ゲート線駆動回路GDなどを備えている。本実施形態において、駆動ICチップIC1は、ソース線駆動回路SD及び共通電極駆動回路CDを備えている。なお、駆動ICチップIC1は、ソース線駆動回路SD及び共通電極駆動回路CDの少なくとも一部を備えていてもよい。非表示領域NDAの形状は、表示領域DAを囲む額縁状(矩形枠状)である。非表示領域NDAの幅は1mm程度又はそれ以下に設定されていることが好ましい。
図2に示すように、液晶表示装置DSPは、液晶表示パネルPNLなどに加えて、表示領域DAの外側の非表示領域NDAに位置した駆動ICチップIC1、ゲート線駆動回路GDなどを備えている。本実施形態において、駆動ICチップIC1は、ソース線駆動回路SD及び共通電極駆動回路CDを備えている。なお、駆動ICチップIC1は、ソース線駆動回路SD及び共通電極駆動回路CDの少なくとも一部を備えていてもよい。非表示領域NDAの形状は、表示領域DAを囲む額縁状(矩形枠状)である。非表示領域NDAの幅は1mm程度又はそれ以下に設定されていることが好ましい。
液晶表示パネルPNLは、表示領域DAにおいて、複数の画素PXを備えている。複数の画素PXは、第1方向X及び第2方向Yにマトリクス状に設けられ、m×n個配置されている(但し、m及びnは正の整数である)。また、液晶表示パネルPNLは、表示領域DAにおいて、n本のゲート線G(G1〜Gn)、m本のソース線S(S1〜Sm)、共通電極CEなどを備えている。
ゲート線Gは、第1方向Xに略直線的に延出し、表示領域DAの外側に引き出され、ゲート線駆動回路GDに接続されている。また、ゲート線Gは、第2方向Yに間隔を置いて並べられている。ソース線Sは、第2方向Yに略直線的に延出し、表示領域DAの外側に引き出され、ソース線駆動回路SDに接続されている。また、ソース線Sは、第1方向Xに間隔を置いて並べられ、ゲート線Gと交差している。なお、ゲート線G及びソース線Sは、必ずしも直線的に延出していなくてもよく、それらの一部が屈曲していてもよい。共通電極CEは、表示領域DA内に設けられ、共通電極駆動回路CDに電気的に接続されている。この共通電極CEは、複数の画素PXで共用されている。共通電極CEの詳細については後述する。
図3は、図2に示した画素PXを示す等価回路図である。
図3に示すように、各画素PXは、画素スイッチング素子PSW、画素電極PE、共通電極CE、液晶層LQ等を備えている。画素スイッチング素子PSWは、例えば薄膜トランジスタで形成されている。画素スイッチング素子PSWは、ゲート線G及びソース線Sと電気的に接続されている。画素スイッチング素子PSWは、トップゲート型あるいはボトムゲート型のいずれであってもよい。また、画素スイッチング素子PSWの半導体層は、例えば、ポリシリコンによって形成されているが、アモルファスシリコンや酸化物半導体などによって形成されていてもよい。画素電極PEは、画素スイッチング素子PSWに電気的に接続されている。画素電極PEは、共通電極CEと対向している。共通電極CE、絶縁膜及び画素電極PEは、保持容量CSを形成している。
図3に示すように、各画素PXは、画素スイッチング素子PSW、画素電極PE、共通電極CE、液晶層LQ等を備えている。画素スイッチング素子PSWは、例えば薄膜トランジスタで形成されている。画素スイッチング素子PSWは、ゲート線G及びソース線Sと電気的に接続されている。画素スイッチング素子PSWは、トップゲート型あるいはボトムゲート型のいずれであってもよい。また、画素スイッチング素子PSWの半導体層は、例えば、ポリシリコンによって形成されているが、アモルファスシリコンや酸化物半導体などによって形成されていてもよい。画素電極PEは、画素スイッチング素子PSWに電気的に接続されている。画素電極PEは、共通電極CEと対向している。共通電極CE、絶縁膜及び画素電極PEは、保持容量CSを形成している。
図4は、液晶表示装置DSPの一部の構造を概略的に示す断面図である。
すなわち、液晶表示装置DSPは、上述した液晶表示パネルPNL及びバックライトユニットBLに加えて、第1光学素子OD1及び第2光学素子OD2等も備えている。なお、図示した液晶表示パネルPNLは、表示モードとしてFFS(Fringe Field Switching)モードに対応した構成を有しているが、他の表示モードに対応した構成を有していても良い。例えば、液晶表示パネルPNLは、FFSモード等の主として基板主面に略平行な横電界を利用するIPS(In−Plane Switching)モードに対応した構成を有していてもよい。横電界を利用する表示モードでは、例えば第1基板SUB1に画素電極PE及び共通電極CEの双方が備えられた構成が適用可能である。又は、液晶表示パネルPNLは、TN(Twisted Nematic)モード、OCB(Optically Compensated Bend)モード、VA(Vertical Aligned)モード等の主として基板主面に略垂直な縦電界を利用するモードに対応した構成を有していてもよい。縦電界を利用する表示モードでは、例えば第1基板SUB1に画素電極PEが備えられ、第2基板SUB2に共通電極CEが備えられた構成が適用可能である。なお、ここでの基板主面とは、互いに直交する第1方向Xと第2方向Yとで規定されるX−Y平面と平行な面である。
すなわち、液晶表示装置DSPは、上述した液晶表示パネルPNL及びバックライトユニットBLに加えて、第1光学素子OD1及び第2光学素子OD2等も備えている。なお、図示した液晶表示パネルPNLは、表示モードとしてFFS(Fringe Field Switching)モードに対応した構成を有しているが、他の表示モードに対応した構成を有していても良い。例えば、液晶表示パネルPNLは、FFSモード等の主として基板主面に略平行な横電界を利用するIPS(In−Plane Switching)モードに対応した構成を有していてもよい。横電界を利用する表示モードでは、例えば第1基板SUB1に画素電極PE及び共通電極CEの双方が備えられた構成が適用可能である。又は、液晶表示パネルPNLは、TN(Twisted Nematic)モード、OCB(Optically Compensated Bend)モード、VA(Vertical Aligned)モード等の主として基板主面に略垂直な縦電界を利用するモードに対応した構成を有していてもよい。縦電界を利用する表示モードでは、例えば第1基板SUB1に画素電極PEが備えられ、第2基板SUB2に共通電極CEが備えられた構成が適用可能である。なお、ここでの基板主面とは、互いに直交する第1方向Xと第2方向Yとで規定されるX−Y平面と平行な面である。
液晶表示パネルPNLは、第1基板SUB1、第2基板SUB2、及び、液晶層LQを備えている。第1基板SUB1と第2基板SUB2とは所定の間隙を形成した状態で貼り合わされている。液晶層LQは、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間の間隙に封入されている。
第1基板SUB1は、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する第1絶縁基板10を用いて形成されている。第1基板SUB1は、第1絶縁基板10の第2基板SUB2に対向する側に、ソース線S、共通電極CE、画素電極PE、第1絶縁膜11、第2絶縁膜12、第3絶縁膜13、第1配向膜AL1などを備えている。
第1絶縁膜11は、第1絶縁基板10の上に配置されている。なお、詳述しないが、本実施形態では、例えばトップゲート構造の画素スイッチング素子が適用されている。このような実施形態では、第1絶縁膜11は、第3方向Zに積層された複数の絶縁層を含んでいる。例えば、第1絶縁膜11は、第1絶縁基板10と画素スイッチング素子の半導体層との間に介在するアンダーコート層、半導体層とゲート電極との間に介在するゲート絶縁層、ゲート電極とソース・ドレイン電極との間に介在する層間絶縁層などの各種絶縁層を含んでいる。ゲート配線は、ゲート電極と同様に、ゲート絶縁層と層間絶縁層との間に配置されている。ソース線Sは、第1絶縁膜11の上に形成されている。また、画素スイッチング素子のソース電極やドレイン電極なども第1絶縁膜11の上に形成されている。図示した例では、ソース線Sは、第2方向Yに延出している。
第2絶縁膜12は、ソース線S及び第1絶縁膜11の上に配置されている。共通電極CEは、第2絶縁膜12の上に形成されている。このような共通電極CEは、インジウム・ティン・オキサイド(ITO)やインジウム・ジンク・オキサイド(IZO)などの透明な導電材料によって形成されている。なお、図示した例では、共通電極CEの上に金属層MLが形成され、共通電極CEを低抵抗化しているが、金属層MLは省略してもよい。
第3絶縁膜13は、共通電極CE及び第2絶縁膜12の上に配置されている。画素電極PEは、第3絶縁膜13の上に形成されている。各画素電極PEは、隣接するソース線Sの間にそれぞれ位置し、共通電極CEと対向している。また、各画素電極PEは、共通電極CEと対向する位置にスリットSLを有している。このような画素電極PEは、例えば、ITOやIZOなどの透明な導電材料によって形成されている。第1配向膜AL1は、画素電極PE及び第3絶縁膜13を覆っている。
一方、第2基板SUB2は、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する第2絶縁基板20を用いて形成されている。第2基板SUB2は、第2絶縁基板20の第1基板SUB1に対向する側に、ブラックマトリクスBM、カラーフィルタCFR、CFG、CFB、オーバーコート層OC、第2配向膜AL2などを備えている。
ブラックマトリクスBMは、第2絶縁基板20の内面に形成され、各画素を区画している。カラーフィルタCFR、CFG、CFBは、それぞれ第2絶縁基板20の内面に形成され、それらの一部がブラックマトリクスBMに重なっている。カラーフィルタCFRは、赤色画素に配置された赤色カラーフィルタであり、赤色の樹脂材料によって形成されている。カラーフィルタCFGは、緑色画素に配置された緑色カラーフィルタであり、緑色の樹脂材料によって形成されている。カラーフィルタCFBは、青色画素に配置された青色カラーフィルタであり、青色の樹脂材料によって形成されている。図示した例は、カラー画像を構成する最小単位である単位画素が赤色画素、緑色画素、及び、青色画素の3個の色画素によって構成された場合に相当する。但し、単位画素は、上記の3個の色画素の組み合わせによるものに限らない。例えば、単位画素は、赤色画素、緑色画素、青色画素に加えて、白色画素の4個の色画素によって構成されてもよい。この場合、白色あるいは透明のカラーフィルタが白色画素に配置されてもよいし、白色画素のカラーフィルタそのものを省略しても良い。オーバーコート層OCは、カラーフィルタCFR、CFG、CFBを覆っている。オーバーコート層OCは、透明な樹脂材料によって形成されている。第2配向膜AL2は、オーバーコート層OCを覆っている。
検出電極Rxは、第2絶縁基板20の表面(外面ES)の上方に形成されている。この検出電極Rxの詳細な構造については後述する。また、ここでは、簡略化して図示しており、後述するリード線Lの図示を省略している。この実施形態において、検出電極Rxは、導電材料として、例えば金属によって形成されている。検出電極Rxの電気抵抗値を低くすることにより、検出に要する時間を短縮することができる。このため、検出電極Rxを金属で形成することは、液晶表示パネルPNLの大型化及び高精細化に対して有利になる。なお、検出電極Rxは、ITOやIZOなどの透明な導電材料によって形成されていてもよく、又は、金属(例えば、金属線)と透明な導電材料(例えば、透明な導電層)との組合せ(集合体)によって形成されていてもよい。各検出電極Rxは、第3絶縁膜13、第1配向膜AL1、液晶層LQ、第2配向膜AL2、オーバーコート層OC、カラーフィルタCFR、CFG、CFB、第2絶縁基板20といった誘電体を介して共通電極CEと対向している。
第1光学素子OD1は、第1絶縁基板10とバックライトユニットBLとの間に配置されている。第2光学素子OD2は、検出電極Rxの上方に配置されている。第1光学素子OD1及び第2光学素子OD2は、それぞれ少なくとも偏光板を含んでおり、必要に応じて位相差板を含んでいてもよい。第1光学素子OD1に含まれる偏光板の吸収軸は、第2光学素子OD2に含まれる偏光板の吸収軸と互いに直交している。また、この例では、液晶表示装置DSPの入力面ISは第2光学素子OD2の表面である。液晶表示装置DSPは入力面ISに指等が接触又は接近した個所の位置情報を検出することができる。
次に、本実施形態の液晶表示装置DSPが備える静電容量型のセンサSEについて説明する。図5は、本実施形態におけるセンサSEの構成を概略的に示す平面図である。図5において、上記駆動ICチップIC1の図示を省略しているが、上述したように共通電極駆動回路CDは駆動ICチップIC1に設けられている。
図5に示すように、本実施形態のセンサSEは、第1基板SUB1側の共通電極CE、並びに第2基板SUB2側の検出電極Rx、リード線L及び接続線LCを備えている。つまり、共通電極CEは、表示用の電極として機能するとともに、センサ駆動電極として機能する。
図5に示すように、本実施形態のセンサSEは、第1基板SUB1側の共通電極CE、並びに第2基板SUB2側の検出電極Rx、リード線L及び接続線LCを備えている。つまり、共通電極CEは、表示用の電極として機能するとともに、センサ駆動電極として機能する。
共通電極CE及び検出電極Rxは、表示領域DAに配置されている。図示した例では、共通電極CEは、表示領域DAにおいて、それぞれ第1方向Xに間隔を置いて並び、第2方向Yに略直線的に延出し、帯状に形成された複数の分割電極Cを備えている。複数の分割電極Cのうち、表示領域DA内で第1方向Xにて最も外側に位置する分割電極Cはリード線Lと対向する一側縁を有し、上記一側縁は表示領域DAの外周縁と平面的に重なっている。
なお、本実施形態において、平面的とは、液晶表示パネルPNLを平面視した状態をいう。すなわち、平面的とは、表示面の法線方向から液晶表示パネルPNLをみたときの状態(図1における第3方向Zの逆方向から液晶表示パネルPNLをみたときの状態)をいう。このため、「平面的に」を「第3方向Zの逆方向から液晶表示パネルPNLをみた状態において」と言い換えることができる。
ここで、非表示領域NDAのうち、第2基板SUB2の右側の第1領域A1(第2方向Yに延在した帯状の領域)の幅W1、第2基板SUB2の左側の第2領域A2(第2方向Yに延在した帯状の領域)の幅W2、第2基板SUB2の下側の第3領域A3(第1方向Xに延在した帯状の領域)の幅W3、及び第2基板SUB2の上側の第4領域A4(第1方向Xに延在した帯状の領域)の幅W4は、それぞれ0.5乃至1.5mmである。幅W1,W2は第1方向Xの幅であり、幅W3,W4は第2方向Yの幅である。なお、幅W1と幅W2とは同一である方が望ましい。また、幅W3,W4については、少なくともいずれか一方が1.5mmを超える幅を有する構成を採用することも可能である。
本実施形態において、表示領域DAは矩形状であり、複数のリード線Lは第2基板SUB2の第1領域A1、第2領域A2及び第3領域A3に位置し、各分割電極Cの上辺は表示領域DAの上側の縁と平面的に重なり、各分割電極Cの下辺は表示領域DAの下側の縁と平面的に重なり、複数の分割電極Cのうちの両端の各分割電極Cのリード線Lと対向する一側縁は、表示領域DAの外周縁と平面的に重なっている。
なお、本実施形態において、平面的とは、液晶表示パネルPNLを平面視した状態をいう。すなわち、平面的とは、表示面の法線方向から液晶表示パネルPNLをみたときの状態(図1における第3方向Zの逆方向から液晶表示パネルPNLをみたときの状態)をいう。このため、「平面的に」を「第3方向Zの逆方向から液晶表示パネルPNLをみた状態において」と言い換えることができる。
ここで、非表示領域NDAのうち、第2基板SUB2の右側の第1領域A1(第2方向Yに延在した帯状の領域)の幅W1、第2基板SUB2の左側の第2領域A2(第2方向Yに延在した帯状の領域)の幅W2、第2基板SUB2の下側の第3領域A3(第1方向Xに延在した帯状の領域)の幅W3、及び第2基板SUB2の上側の第4領域A4(第1方向Xに延在した帯状の領域)の幅W4は、それぞれ0.5乃至1.5mmである。幅W1,W2は第1方向Xの幅であり、幅W3,W4は第2方向Yの幅である。なお、幅W1と幅W2とは同一である方が望ましい。また、幅W3,W4については、少なくともいずれか一方が1.5mmを超える幅を有する構成を採用することも可能である。
本実施形態において、表示領域DAは矩形状であり、複数のリード線Lは第2基板SUB2の第1領域A1、第2領域A2及び第3領域A3に位置し、各分割電極Cの上辺は表示領域DAの上側の縁と平面的に重なり、各分割電極Cの下辺は表示領域DAの下側の縁と平面的に重なり、複数の分割電極Cのうちの両端の各分割電極Cのリード線Lと対向する一側縁は、表示領域DAの外周縁と平面的に重なっている。
検出電極Rxは、表示領域DAにおいて、それぞれ第2方向Yに間隔をおいて並び、第1方向Xに略直線的に延出している。つまり、ここでは、検出電極Rxは、分割電極Cと交差する方向に延出している。検出電極Rxは、後述する複数の検出線LBに相当する複数の金属線で形成されている。共通電極CE(第2方向Yに延在する複数の分割電極C)と第1方向Xに延在する複数の検出電極Rxとは、上記の通り、各種誘電体を挟んで対向している。
なお、分割電極Cの個数やサイズ、形状は特に限定されるものではなく種々変更可能である。また、共通電極CEは、後述する例のように、第2方向Yに間隔を置いて並び、第1方向Xに略直線的に延出していても良い。さらには、共通電極CEは、分割されることなく、表示領域DAにおいて連続的に形成された単個の平板電極であってもよい。この場合、共通電極CEは、表示領域DA内に設けられ表示領域DAの外周縁に平面的に重なった縁を有していればよい。
リード線Lは、非表示領域NDA内にて液晶表示パネルPNLの外面ESの上方に設けられている。接続線LCは、液晶表示パネルPNLの外面ESの上方に設けられ、リード線Lと検出電極Rxとを接続している。この実施形態において、接続線LCは、第1方向Xに延出している。リード線Lは、接続線LCを介して検出電極Rxと一対一で電気的に接続されている。
リード線Lの各々は、検出電極Rxからのセンサ出力値を出力する。図示した例では、リード線Lは、第2基板SUB2の第1領域A1、又は第2領域A2及び第3領域A3に配置されている。例えば、第2方向Yに並んだ接続線LCのうち、奇数番目の検出電極Rxに接続された接続線LCは第2領域A2に配置され、また、偶数番目の検出電極Rxに接続された接続線LCは第1領域A1に配置されている。上記のような接続線LC及びリード線Lのレイアウトは、幅W1及び幅W2の均一化、及び、液晶表示装置DSPの狭額縁化に対応したものである。接続線LC及びリード線Lは、例えば、検出電極Rxと同様に、液晶表示パネルPNLの外面ESの上方に配置されている。
また、リード線Lは、平面的に共通電極CEの縁から30μm以上の距離D1を置いて位置している。本実施形態においては、リード線Lが平面的に表示領域DAの外周縁から距離D1を置いて位置している、と言い換えることができる。
図5の如く液晶表示パネルPNLを平面視した場合に、第1領域A1に位置したリード線Lは、フレキシブル配線基板FPC2から第2方向Yに延出してI字状に形成され、表示領域DAの最右端の分割電極Cの一側縁から第1方向Xに距離D1を置いて位置している。第2領域A2及び第3領域A3に位置したリード線Lは、フレキシブル配線基板FPC2から第1方向Xの逆方向に延出した後に第2方向Yの逆方向に延出したL字状に形成されている。また、上記L字状のリード線Lは、表示領域DAの最左端の分割電極Cの一側縁から第1方向Xに距離D1を置いて位置し、且つ、複数の分割電極Cの下辺から第2方向Yに距離D1を置いて位置している。
図5の如く液晶表示パネルPNLを平面視した場合に、第1領域A1に位置したリード線Lは、フレキシブル配線基板FPC2から第2方向Yに延出してI字状に形成され、表示領域DAの最右端の分割電極Cの一側縁から第1方向Xに距離D1を置いて位置している。第2領域A2及び第3領域A3に位置したリード線Lは、フレキシブル配線基板FPC2から第1方向Xの逆方向に延出した後に第2方向Yの逆方向に延出したL字状に形成されている。また、上記L字状のリード線Lは、表示領域DAの最左端の分割電極Cの一側縁から第1方向Xに距離D1を置いて位置し、且つ、複数の分割電極Cの下辺から第2方向Yに距離D1を置いて位置している。
液晶表示装置DSPは、さらに、非表示領域NDAに配置された共通電極駆動回路(第1駆動回路)CDを備えている。分割電極Cのそれぞれは、共通電極駆動回路CDに電気的に接続されている。共通電極駆動回路CDは、共通電極CEに対して、画像を表示する表示駆動時にコモン駆動信号を供給し、センシングを行うセンシング駆動時にセンサ駆動信号を供給する。
フレキシブル配線基板FPC2は、非表示領域NDAにて、液晶表示パネルPNLの外面ESの上方に配置されたOLB(Outer Lead Bonding)パッド群に接続されている。OLBパッド群の各パッドは、リード線L及び接続線LCを経由して検出電極Rxに電気的に接続されている。この実施形態において、検出電極Rxだけでなく、接続線LC及びリード線Lも、導電材料としての金属によって形成されている。リード線Lを透明な導電材料より電気抵抗値の非常に低い金属材料で形成することにより、リード線Lの幅を小さくすることができる。上記OLBパッド群を第2基板SUB2の第4領域A4の1個所に密集させることができるため、フレキシブル配線基板FPC2の小型化及び低コスト化を図ることができる。
検出回路RCは、例えば、駆動ICチップIC2に内蔵されている。この検出回路RCは、検出電極Rxからのセンサ出力値に基づいて、液晶表示装置DSPの入力面ISへの導体の接触あるいは接近を検出する。さらに、検出回路RCは、導体が接触あるいは接近した個所の位置情報を検出することも可能である。なお、検出回路RCは、制御モジュールCMに備えられていてもよい。
図6は、図5に示したセンサSEの一部を拡大して概略的に示す平面図である。
非表示領域NDAには、周辺遮光層LSが配置されている。この周辺遮光層LSは、非表示領域NDAの略全域に亘って延在している。共通電極CEに含まれる分割電極Cは、表示領域DAにおいて、第1方向Xに並んでいる。ここでは、表示領域DAと非表示領域NDAとの境界Bは、周辺遮光層LSの表示領域DA側の端縁(内周縁)の位置に相当する。表示領域DAの端部は、境界Bの近傍の領域である。
非表示領域NDAには、周辺遮光層LSが配置されている。この周辺遮光層LSは、非表示領域NDAの略全域に亘って延在している。共通電極CEに含まれる分割電極Cは、表示領域DAにおいて、第1方向Xに並んでいる。ここでは、表示領域DAと非表示領域NDAとの境界Bは、周辺遮光層LSの表示領域DA側の端縁(内周縁)の位置に相当する。表示領域DAの端部は、境界Bの近傍の領域である。
リード線Lは、非表示領域NDAに配置されている。つまり、リード線Lは、周辺遮光層LSと重なる位置に配置されている。リード線Lの各々は、非表示領域NDAにおいて、概ね第2方向Yに延出し、第1方向Xに略等間隔に並んでいる。図5及び図6に示す例において、上記距離D1は、共通電極CEの縁から、この縁に最も近接したリード線Lまでの平面的な距離である。詳しくは、上記距離D1は、共通電極CEの縁から、上記縁に最も近接したリード線Lの上記縁と対向する辺までの平面的な距離である。接続線LCは、非表示領域NDAに配置されている。接続線LCは、第2方向Yに延出している。本実施形態において、接続線LCは、T字状に形成されている。
検出電極Rxは、複数の検出線LBによって形成されている。検出線LBは、表示領域DAに位置している。本実施形態において、検出線LBは、表示領域DAから非表示領域NDAに亘って配置されている。検出線LBの各々は、非表示領域NDAにおいて接続線LCに接続され、表示領域DAにおいて概ね第1方向Xに延出している。図示した例では、検出線LBの各々は、波形(より具体的には三角波形)に形成されている。これらの検出線LBは、第2方向Yに略等間隔に並んでいる。
隣り合う検出電極Rxの間には、ダミー電極DRが配置されている。ダミー電極DRは、検出線LBと平行に、且つ、略等間隔に配置されている。このようなダミー電極DRは、リード線Lなどの配線には接続されず、電気的にフローティング状態にある。
図7は、上記センサSEの一部を含む液晶表示パネルPNLの構造を概略的に示す断面図である。なお、ここでは説明に必要な主要部のみを図示している。
図7に示すように、共通電極CE及び画素電極PEは、第1基板SUB1の第2基板SUB2と対向する内面側に位置している。すなわち、共通電極CEは、第2絶縁膜12の上に形成され、第3絶縁膜13によって覆われている。画素電極PEは、第3絶縁膜13の上に形成され、共通電極CEと対向している。図示した例では、各分割電極Cの真上には、8画素分の画素電極PEが配置されているが、各分割電極Cの真上に位置する画素電極PEの個数はこの例に限らない。なお、ソース線などの各種配線や第1配向膜の図示は省略している。
図7に示すように、共通電極CE及び画素電極PEは、第1基板SUB1の第2基板SUB2と対向する内面側に位置している。すなわち、共通電極CEは、第2絶縁膜12の上に形成され、第3絶縁膜13によって覆われている。画素電極PEは、第3絶縁膜13の上に形成され、共通電極CEと対向している。図示した例では、各分割電極Cの真上には、8画素分の画素電極PEが配置されているが、各分割電極Cの真上に位置する画素電極PEの個数はこの例に限らない。なお、ソース線などの各種配線や第1配向膜の図示は省略している。
ブラックマトリクスBM、カラーフィルタCFR、CFG、CFB、オーバーコート層OC、及び、周辺遮光層LSは、第2基板SUB2の第1基板SUB1と対向する内面側に位置している。すなわち、表示領域DAにおいては、各画素電極PEと対向する位置にカラーフィルタCFR、CFG、CFBが形成されている。ブラックマトリクスBMは、これらのカラーフィルタCFR、CFG、CFBの境界に位置している。周辺遮光層LSは、非表示領域NDA内に設けられ、第2絶縁基板20の内面に形成されている。周辺遮光層LSは、枠状(矩形枠状)に形成され、表示領域DAの外周縁に平面的に重なった内周縁を有している。周辺遮光層LSは、ブラックマトリクスBMと同様の材料によって形成されている。オーバーコート層OCは、表示領域DA及び非表示領域NDAに亘って延在している。なお、第2配向膜の図示は省略している。
検出電極Rx、リード線L及び接続線LCは、第2基板SUB2の第1基板SUB1と対向する側とは反対の外面側に位置している。検出電極Rx、リード線L及び接続線LCは、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銀(Ag)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、銅(Cu)、クロム(Cr)などの金属材料によって形成されている。なお、表示領域DAに位置する検出電極Rxは、上記の不透明な金属材料によって形成されている。但し、検出電極Rxは、例えば3〜5μm程度の幅の細線からなる検出線LBによって形成されているため、各画素の透過率を著しく低下させることはない。また、各検出線LBは、画素の配列方向(第1方向X及び第2方向Y)とは異なる方向に延出した細線からなるため、画素レイアウトとのモアレが抑制され、表示品位の劣化が抑制されている。なお、検出電極Rxは、金属材料からなる複数の検出線LBに代えて、ITOなどの透明な導電材料からなる帯状電極によって構成されていても良い。
次に、上記したFFSモードの液晶表示装置DSPにおいて画像を表示する表示駆動時の動作について説明する。
まず、液晶層LQに電圧が印加されていないオフ状態について説明する。オフ状態は、画素電極PEと共通電極CEとの間に電位差が形成されていない状態に相当する。このようなオフ状態では、液晶層LQに含まれる液晶分子は、第1配向膜AL1及び第2配向膜AL2の配向規制力によりX−Y平面内において一方向に初期配向している。バックライトユニットBLからのバックライトの一部は、第1光学素子OD1の偏光板を透過し、液晶表示パネルPNLに入射する。液晶表示パネルPNLに入射した光は、偏光板の吸収軸と直交する直線偏光である。このような直線偏光の偏光状態は、オフ状態の液晶表示パネルPNLを通過した際にほとんど変化しない。このため、液晶表示パネルPNLを透過した直線偏光のほとんどが、第2光学素子OD2の偏光板によって吸収される(黒表示)。このようにオフ状態で液晶表示パネルPNLが黒表示となるモードをノーマリーブラックモードという。
まず、液晶層LQに電圧が印加されていないオフ状態について説明する。オフ状態は、画素電極PEと共通電極CEとの間に電位差が形成されていない状態に相当する。このようなオフ状態では、液晶層LQに含まれる液晶分子は、第1配向膜AL1及び第2配向膜AL2の配向規制力によりX−Y平面内において一方向に初期配向している。バックライトユニットBLからのバックライトの一部は、第1光学素子OD1の偏光板を透過し、液晶表示パネルPNLに入射する。液晶表示パネルPNLに入射した光は、偏光板の吸収軸と直交する直線偏光である。このような直線偏光の偏光状態は、オフ状態の液晶表示パネルPNLを通過した際にほとんど変化しない。このため、液晶表示パネルPNLを透過した直線偏光のほとんどが、第2光学素子OD2の偏光板によって吸収される(黒表示)。このようにオフ状態で液晶表示パネルPNLが黒表示となるモードをノーマリーブラックモードという。
続いて、液晶層LQに電圧が印加されたオン状態について説明する。オン状態は、画素電極PEと共通電極CEとの間に電位差が形成された状態に相当する。つまり、共通電極CEに対しては共通電極駆動回路CDからコモン駆動信号(コモン電圧)が供給される。その一方で、画素電極PEには、コモン電圧に対して電位差を形成するような映像信号が供給される。これにより、オン状態では、画素電極PEと共通電極CEとの間にフリンジ電界が形成される。
このようなオン状態では、液晶分子は、X−Y平面内において、初期配向方向とは異なる方位に配向する。オン状態では、第1光学素子OD1の偏光板の吸収軸と直交する直線偏光は、液晶表示パネルPNLに入射し、その偏光状態は、液晶層LQを通過する際に液晶分子の配向状態に応じて変化する。このため、オン状態においては、液晶層LQを通過した少なくとも一部の光は、第2光学素子OD2の偏光板を透過する(白表示)。
次に、上記した液晶表示装置DSPの入力面ISへの導体の接触あるいは接近を検出するためのセンシングを行うセンシング駆動時の動作について説明する。すなわち、共通電極CEに対しては、共通電極駆動回路CDからセンサ駆動信号が供給される。このような状態で、センサSEが共通電極CEからのセンサ信号を受けることにより、センシングが行われる。
ここで、センシング方法の一例の原理について図8を参照しながら説明する。
図8に示すように、検出電極Rxは、少なくとも表示領域DAに設けられて、共通電極CEとの間に読取信号Vrを発生させる。分割電極Cと検出電極Rxとの間には、容量Ccが存在する。すなわち、検出電極Rxは分割電極C(共通電極CE)と静電容量結合する。分割電極Cの各々には、順次、所定の周期でパルス状の書込信号(センサ駆動信号)Vwが供給される。この例では、利用者の指が特定の検出電極Rxと分割電極Cとが交差する位置に近接して存在するものとする。検出電極Rxに近接している利用者の指により、容量Cxが生じる。分割電極Cにパルス状の書込信号Vwが供給されたときに、特定の検出電極Rxからは、他の検出電極から得られるパルスよりもレベルの低いパルス状の読取信号(センサ出力値)Vrが得られる。すなわち、表示領域DAにおける利用者の指の位置情報である入力位置情報を検出する際、第1駆動部としての駆動ICチップIC1(共通電極駆動回路CD)は共通電極CE(分割電極C)に対して書込信号Vwを供給し、共通電極CEとセンサSEとの間にセンサ信号を発生させる。第2駆動部としての駆動ICチップIC2は、センサSEに接続されて上記センサ信号(例えば、検出電極Rxに生じる静電容量)の変化を示す読取信号Vrを読取る。
図8に示すように、検出電極Rxは、少なくとも表示領域DAに設けられて、共通電極CEとの間に読取信号Vrを発生させる。分割電極Cと検出電極Rxとの間には、容量Ccが存在する。すなわち、検出電極Rxは分割電極C(共通電極CE)と静電容量結合する。分割電極Cの各々には、順次、所定の周期でパルス状の書込信号(センサ駆動信号)Vwが供給される。この例では、利用者の指が特定の検出電極Rxと分割電極Cとが交差する位置に近接して存在するものとする。検出電極Rxに近接している利用者の指により、容量Cxが生じる。分割電極Cにパルス状の書込信号Vwが供給されたときに、特定の検出電極Rxからは、他の検出電極から得られるパルスよりもレベルの低いパルス状の読取信号(センサ出力値)Vrが得られる。すなわち、表示領域DAにおける利用者の指の位置情報である入力位置情報を検出する際、第1駆動部としての駆動ICチップIC1(共通電極駆動回路CD)は共通電極CE(分割電極C)に対して書込信号Vwを供給し、共通電極CEとセンサSEとの間にセンサ信号を発生させる。第2駆動部としての駆動ICチップIC2は、センサSEに接続されて上記センサ信号(例えば、検出電極Rxに生じる静電容量)の変化を示す読取信号Vrを読取る。
図5に示した検出回路RCでは、書込信号Vwが分割電極Cに供給されるタイミングと、各検出電極Rxからの読取信号Vrと、に基づいて、センサSEのX−Y平面内での指の2次元位置情報を検出することができる。また、上記の容量Cxは、指が検出電極Rxに近い場合と、遠い場合とで異なる。このため、読取信号Vrのレベルも指が検出電極Rxに近い場合と、遠い場合とで異なる。したがって、検出回路RCでは、読取信号Vrのレベルに基づいて、センサSEに対する指の近接度(センサSEの法線方向の距離)を検出することもできる。
次に、上記距離D1に対する、リード線Lと共通電極CE(上記リードLに最も近い分割電極C)との間に生じる容量変化量の変化について説明する。図9には、第2絶縁基板20の厚みを変えた場合における、距離D1に対する上記容量変化量の変化を調査した結果を示している。なお、共通電極CEとリード線Lとの間に生じる容量の変化は、表示領域DAの最外周付近において液晶表示装置DSPの入力面ISに指を接触させて発生させている。
図9に示すように、上記容量変化量は、距離D1と、第2絶縁基板20の厚みと、に起因していることが分かる。本実施形態に係る第2絶縁基板20の厚みは0.5mmであるため、上記のように、距離D1が30μmを境に上記容量変化量が大幅に低下することが分かる。このため、第2絶縁基板20の厚みが0.5mmの場合、距離D1を30μm以上とすることが望ましい。
また、第2絶縁基板20の厚みのみ0.25mmに変えた場合、距離D1が60μmを境に上記容量変化量が大幅に低下することが分かる。このため、第2絶縁基板20の厚みが0.25mmの場合、距離D1を60μm以上とすることが望ましい。
さらに、第2絶縁基板20の厚みのみ0.15mmに変えた場合、距離D1が300μmを境に上記容量変化量が大幅に低下することが分かる。このため、第2絶縁基板20の厚みが0.15mmの場合、距離D1を300μm以上とすることが望ましい。ここで、図9において、距離D1が300μmのラインにおいて、◇と□とが重なるようにプロットされている。
また、第2絶縁基板20の厚みのみ0.25mmに変えた場合、距離D1が60μmを境に上記容量変化量が大幅に低下することが分かる。このため、第2絶縁基板20の厚みが0.25mmの場合、距離D1を60μm以上とすることが望ましい。
さらに、第2絶縁基板20の厚みのみ0.15mmに変えた場合、距離D1が300μmを境に上記容量変化量が大幅に低下することが分かる。このため、第2絶縁基板20の厚みが0.15mmの場合、距離D1を300μm以上とすることが望ましい。ここで、図9において、距離D1が300μmのラインにおいて、◇と□とが重なるようにプロットされている。
上記のように構成された第1の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPによれば、液晶表示装置DSPは、液晶表示パネルPNLと、液晶表示パネルに設けられた静電容量型のセンサSEと、を備えている。液晶表示パネルPNLは、表示領域DAと、非表示領域NDAと、共通電極CEと、画素電極PEと、を備えている。センサSEは、リード線Lと、検出電極Rxと、接続線LCと、を有している。リード線Lは、非表示領域NDA内に設けられ共通電極CEの縁から30μm以上の距離D1を置いて位置している。検出電極Rxは、表示領域DA内に設けられ、共通電極CEと静電容量結合する。接続線LCは、リード線Lと検出電極Rxとを接続している。入力位置情報を検出する際、駆動ICチップIC1(共通電極駆動回路CD)は共通電極CE(分割電極C)に対して書込信号Vwを書込み、駆動ICチップIC2は検出電極Rxに生じる静電容量の変化を示す読取信号Vrを読取る。
距離D1を上記のように30μm以上とすることにより、リード線Lと共通電極CE(上記リードLに最も近い分割電極C)との間に生じる容量(寄生容量)の変化量を低減することが可能となる。言い換えると、リード線Lに伝達される読取信号Vrの振幅と、上記寄生容量によってリード線Lに生じるノイズ信号の振幅との比(S/N比)の低下を抑制することができる。したがって、センサSEは、共通電極CEとリード線Lとの間の容量の変化に起因した、入力位置情報の誤検出を抑制することができる。なお、上記のように、距離D1を大きくするほど、入力位置情報の誤検出を抑制することはできるが、狭額縁化は困難となるため、留意する必要がある。
また、リード線L、接続線LC及び検出電極Rxの検出線LBは、第2絶縁基板20の表面(外面ES)に配置されるため、これらは同一材料を用いて同一工程で形成することが可能である。しかも、リード線L、接続線LC及び検出線LBは、透明導電材料よりも電気抵抗値の非常に低い金属材料で形成可能であるため、線幅を細くすることができ、しかも、細い線幅を維持しつつ長い距離を引き回すことが可能である。リード線Lの線幅が細いため、非表示領域NDAに接触あるいは接近した導体との間に不所望な容量の形成を抑制することができ、ノイズを低減することが可能となる。
また、第2絶縁基板20の表面(外面ES)の上方にセンサSEの一部(検出電極Rx、リード線L等)を形成することができる。このため、第2絶縁基板20とは別の基板を用いてセンサSEの一部を形成する場合と比べて、液晶表示装置DSPの薄型化を図ることができる。
上記のことから、入力位置情報を正確に検出することのできるセンサ付き液晶表示装置DSPを得ることができる。
上記のことから、入力位置情報を正確に検出することのできるセンサ付き液晶表示装置DSPを得ることができる。
(第1の実施形態の変形例1)
次に、上記第1の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例1について説明する。図10は、上記第1の実施形態に係る静電容量型のセンサSEの変形例1の一部を拡大して概略的に示す平面図である。
次に、上記第1の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例1について説明する。図10は、上記第1の実施形態に係る静電容量型のセンサSEの変形例1の一部を拡大して概略的に示す平面図である。
図10に示すように、センサSEの全てのリード線Lは第2基板SUB2の第1領域A1及び第2領域A2の一方のみに位置していてもよい。この変形例1では、全てのリード線Lは第2基板SUB2の第1領域A1のみに位置している。図10に示す例においても、共通電極CEの縁に最も近接したリード線Lは、平面的に共通電極CEの縁から30μm以上の距離D1を置いて位置している。
上記のように構成された第1の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例1においても、上記第1の実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
上記のように構成された第1の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例1においても、上記第1の実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
(第1の実施形態の変形例2)
次に、上記第1の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例2について説明する。図11は、上記第1の実施形態に係る静電容量型のセンサSEの変形例2の一部を拡大して概略的に示す平面図である。
次に、上記第1の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例2について説明する。図11は、上記第1の実施形態に係る静電容量型のセンサSEの変形例2の一部を拡大して概略的に示す平面図である。
図11に示すように、変形例2の液晶表示装置DSPは、リード線Lの形状が異なる点を除き、変形例1の液晶表示装置DSPと同様に形成されている。複数のリード線Lは、リード線L1乃至L6を有している。リード線L1乃至L6は、非表示領域NDAにおいて、第1方向Xにこの順に並んでいる。リード線L1乃至L6のうち、リード線L1は、共通電極CEに最も近接して位置している。
リード線L1は、平面的に共通電極CEの縁とリード線L2との間に位置し、共通電極CEの縁に沿って延出している。リード線L1は、接続線LC1に接続された先端部L1aを有している。接続線LC1はリード線L1の先端部L1aと検出電極Rx1とを接続している。
リード線L2は、平面的にリード線L1とリード線L3との間に位置し、リード線L1が延出した方向に延出し、先端部L2aを有している。先端部L2aは、リード線L1の先端を越えて位置し、平面的に拡張して形成されている。接続線LC2はリード線L2の先端部L2aと検出電極Rx2とを接続している。
リード線L3は、平面的にリード線L2とリード線L4との間に位置し、リード線L1が延出した方向に延出し、先端部L3aを有している。先端部L3aは、リード線L2の先端を越えて位置し、平面的に拡張して形成されている。接続線LC3はリード線L3の先端部L3aと検出電極Rx3とを接続している。
リード線L4乃至L6も同様に形成されている。例えば、リード線L4は先端部L4aを有している。
この例では、先端部L2aは、表示領域DA側に突出し、矩形状に形成されている。
リード線L1の共通電極CEの縁と平面的に対向する辺L1sと、先端部L2aの共通電極CEの縁と平面的に対向する辺L2sと、先端部L3aの共通電極CEの縁と平面的に対向する辺L3sと、先端部L4aの共通電極CEの縁と平面的に対向する辺L4sと、は、同一平面上に位置している。ここでは、上記同一平面は、第2方向Yと第3方向Zとで規定されるY−Z平面に平行である。また、辺L1s乃至L4sは、第2方向Yに平行である。
また、辺L1s乃至L4s(リード線L1乃至6)は、平面的に共通電極CEの縁から30μm以上の距離を置いて位置している。
この例では、先端部L2aは、表示領域DA側に突出し、矩形状に形成されている。
リード線L1の共通電極CEの縁と平面的に対向する辺L1sと、先端部L2aの共通電極CEの縁と平面的に対向する辺L2sと、先端部L3aの共通電極CEの縁と平面的に対向する辺L3sと、先端部L4aの共通電極CEの縁と平面的に対向する辺L4sと、は、同一平面上に位置している。ここでは、上記同一平面は、第2方向Yと第3方向Zとで規定されるY−Z平面に平行である。また、辺L1s乃至L4sは、第2方向Yに平行である。
また、辺L1s乃至L4s(リード線L1乃至6)は、平面的に共通電極CEの縁から30μm以上の距離を置いて位置している。
上記のように構成された第1の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例2においても、上記第1の実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。リード線L2乃至L6は、平面的に拡張して形成された先端部を有している。非表示領域NDAにおけるリード線Lの占める割合(金属線の密度)を高くすることができる。これにより、反射光によるリード線Lの視認性を改善することができる。そして、リード線Lのパターンを利用者に視認させ難くすることができる。その他、リード線Lの電気抵抗値を下げることができる。また、辺L1s乃至L4sを直線状に揃え、秩序をもったリード線Lのレイアウトにすることで、更に視認性を改善することができる。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPについて詳細に説明する。図12は、本実施形態における静電容量型のセンサSEの構成を概略的に示す平面図である。図12において、上記駆動ICチップIC1の図示を省略しているが、本実施形態においても、共通電極駆動回路CDは駆動ICチップIC1に設けられている。本実施形態に係る液晶表示装置DSPは、上記第1の実施形態係る液晶表示装置DSPと比較して、共通電極CEの各分割電極Cが第1方向Xに延出し、検出電極Rxが概ね第2方向Yに延出している点で相違している。
次に、第2の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPについて詳細に説明する。図12は、本実施形態における静電容量型のセンサSEの構成を概略的に示す平面図である。図12において、上記駆動ICチップIC1の図示を省略しているが、本実施形態においても、共通電極駆動回路CDは駆動ICチップIC1に設けられている。本実施形態に係る液晶表示装置DSPは、上記第1の実施形態係る液晶表示装置DSPと比較して、共通電極CEの各分割電極Cが第1方向Xに延出し、検出電極Rxが概ね第2方向Yに延出している点で相違している。
図12に示すように、共通電極CEは、表示領域DAにおいて、それぞれ第2方向Yに間隔を置いて並び、第1方向Xに略直線的に延出した複数の分割電極Cを備えている。複数の分割電極Cのうちの下側の端の分割電極Cのリード線Lと対向する一側縁は、表示領域DAの外周縁と平面的に重なっている。本実施形態において、複数のリード線Lは第2基板SUB2の下側の端部に位置し、各分割電極Cの左辺は表示領域DAの左側の縁と平面的に重なり、各分割電極Cの右辺は表示領域DAの右側の縁と平面的に重なっている。
検出電極Rxは、表示領域DAにおいて、それぞれ第1方向Xに間隔をおいて並び、第2方向Yに略直線的に延出している。これらの共通電極CE及び検出電極Rxは、上記の通り、各種誘電体を挟んで対向している。分割電極Cのそれぞれは、共通電極駆動回路CDに電気的に接続されている。
リード線Lは、非表示領域NDAに配置され、検出電極Rxと一対一で電気的に接続されている。図示した例では、リード線Lは、表示領域DAの一端部に沿った非表示領域NDAに配置されている。このようなリード線Lは、例えば、検出電極Rxと同様に、第2基板SUB2に配置されている。リード線Lのそれぞれは、フレキシブル配線基板FPC2を介して、検出回路RCに電気的に接続されている。また、本実施形態においても、共通電極CEの縁に最も近接したリード線Lは、平面的に共通電極CEの縁から30μm以上の距離D1を置いて位置している。
ここでも、幅W1,W2,W3及びW4は、それぞれ0.5乃至1.5mmである。なお、幅W1と幅W2とは同一である方が望ましい。
ここでも、幅W1,W2,W3及びW4は、それぞれ0.5乃至1.5mmである。なお、幅W1と幅W2とは同一である方が望ましい。
上記のように構成された第2の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPによれば、液晶表示装置DSPは、液晶表示パネルPNLと、液晶表示パネルに設けられた静電容量型のセンサSEと、を備えている。このため、本実施形態においても、上記第1の実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。加えて、図5に示した例と比較して、各検出電極Rxとフレキシブル配線基板FPC2との間を接続するリード線Lの長さを短縮することができ、リード線Lのノイズをさらに低減することが可能となる。
上記のことから、入力位置情報を正確に検出することのできるセンサ付き液晶表示装置DSPを得ることができる。
上記のことから、入力位置情報を正確に検出することのできるセンサ付き液晶表示装置DSPを得ることができる。
(第2の実施形態の変形例1)
次に、上記第2の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例1について説明する。図13は、上記第2の実施形態における静電容量型のセンサSEの変形例1の構成を概略的に示す平面図である。
次に、上記第2の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例1について説明する。図13は、上記第2の実施形態における静電容量型のセンサSEの変形例1の構成を概略的に示す平面図である。
図13に示すように、静電容量型のセンサSEは、複数の第1パッドp1及び複数の第2パッドp2を備えている。第1パッドp1は、検出電極Rxから読取信号(センサ出力値)Vrを読み出すためのパッドである。第2パッドp2は、検出電極Rxの抵抗値を検査するためのパッドである。第1パッドp1及び第2パッドp2は、第2絶縁基板20の表面(外面ES)の上方に設けられ、非表示領域NDA内に位置している。複数の第1パッドp1には、フレキシブル配線基板FPC2が電気的に接続される。検出電極Rxは、接続線LC及びリード線Lを経由して第1パッドp1に電気的に接続された一端を有している。検出電極Rxは、第2パッドp2に電気的に接続された他端を有している。
また、この変形例1において、共通電極CEの縁に最も近接したリード線Lは、平面的に共通電極CEの縁から30μm以上の距離D1を置いて位置している。第1パッドp1も平面的に共通電極CEの縁から30μm以上の距離D2を置いて位置している。この変形例1ではD1<D2である。また、第2パッドp2も平面的に共通電極CEの縁から30μm以上の距離D3を置いて位置している。
ここでも、幅W1,W2,W3及びW4は、それぞれ0.5乃至1.5mmである。なお、幅W1と幅W2とは同一である方が望ましい。
また、この変形例1において、共通電極CEの縁に最も近接したリード線Lは、平面的に共通電極CEの縁から30μm以上の距離D1を置いて位置している。第1パッドp1も平面的に共通電極CEの縁から30μm以上の距離D2を置いて位置している。この変形例1ではD1<D2である。また、第2パッドp2も平面的に共通電極CEの縁から30μm以上の距離D3を置いて位置している。
ここでも、幅W1,W2,W3及びW4は、それぞれ0.5乃至1.5mmである。なお、幅W1と幅W2とは同一である方が望ましい。
上記のように構成された第2の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例1においても、上記第2の実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。検査用の第2パッドp2等のパッドを設置する場合でも、パッドは、共通電極CEの縁から距離D1を置いて位置している。これにより、ノイズを改善することができるため、S/N比の低下を抑制することができる。
(第2の実施形態の変形例2)
次に、上記第2の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例2について説明する。図14は、上記第2の実施形態における静電容量型のセンサSEの変形例2の構成を概略的に示す断面図である。
次に、上記第2の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例2について説明する。図14は、上記第2の実施形態における静電容量型のセンサSEの変形例2の構成を概略的に示す断面図である。
図14に示すように、センサSEは、保護膜PFをさらに備えていてもよい。保護膜PFは、第2絶縁基板20の表面(外面ES)の上方に設けられ、金属線を覆っている。保護膜PFで覆われる金属線としては、検出電極Rx(検出線LB)、ダミー電極DR、接続線LC、及びリード線Lを挙げることができる。例えば、保護膜PFは、表示領域DAから非表示領域NDAに亘って設けられ、パッド(第1パッドp1、第2パッドp2)は露出するように形成されている。保護膜PFとしては透明な無機膜や有機膜を利用することができる。本変形例2では、無機膜より透明度の高い有機膜を利用して保護膜PFを形成している。
上記のように構成された第2の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例2においても、上記第2の実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。また、液晶表示装置DSPは保護膜PFを有しているため、保護膜PFは金属線を保護することができる。
上記のように構成された第2の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例2においても、上記第2の実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。また、液晶表示装置DSPは保護膜PFを有しているため、保護膜PFは金属線を保護することができる。
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPについて詳細に説明する。図15は、本実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの一部の構造を概略的に示す断面図である。
図15に示すように、リード線Lは、枠状の周辺遮光層LSの内周縁から平面的に距離を置いて位置している。ここで、周辺遮光層LSは、上述したように、非表示領域NDA内に設けられ、表示領域DAの外周縁に平面的に重なった内周縁を有している。
次に、第3の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPについて詳細に説明する。図15は、本実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの一部の構造を概略的に示す断面図である。
図15に示すように、リード線Lは、枠状の周辺遮光層LSの内周縁から平面的に距離を置いて位置している。ここで、周辺遮光層LSは、上述したように、非表示領域NDA内に設けられ、表示領域DAの外周縁に平面的に重なった内周縁を有している。
ここで、周辺遮光層LSの内周縁とリード線Lとの間の平面的な距離を第1距離Mとする。言い換えると、第1距離Mは、第2絶縁基板20の表面(外面ES、表示面)に沿った方向における周辺遮光層LSの内周縁とリード線Lとの間の距離である。また、第2絶縁基板20の表面の法線に平行な方向における周辺遮光層LSとリード線Lとの間の距離を第2距離g、とする。上記第1距離Mは、詳しくは、周辺遮光層LSの内周縁から、リード線Lの周辺遮光層LSの内周縁と平面的に対向する辺までの平面的な距離である。また、上記第2距離gは、詳しくは、互いに対向する周辺遮光層LSの表面とリード線Lの表面との間の距離である。
本願発明者等が調査したところ、本実施形態において、第1距離Mは、第2距離gの0.4倍以上である方が望ましいことが分かった(M/g≧0.4)。また、第1距離Mは、第2距離gの0.54倍以上である方がさらに望ましいことが分かった(M/g≧0.54)。
本願発明者等が調査したところ、本実施形態において、第1距離Mは、第2距離gの0.4倍以上である方が望ましいことが分かった(M/g≧0.4)。また、第1距離Mは、第2距離gの0.54倍以上である方がさらに望ましいことが分かった(M/g≧0.54)。
次に、M/g≧0.4が望ましい理由について説明する。
まず、第1調査用のセンサ付き液晶表示装置DSPを用意した。第1調査用のセンサ付き液晶表示装置DSPにおいて、g=150μm、M=0μm、M/g=0、である。ここでは、第2絶縁基板20の厚みが150μmである。リード線Lを周辺遮光層LSの上方に設置することで、液晶表示装置DSPの入力面ISの法線方向からは、透過光によってリード線Lが視認される事態を防ぐことができる。すなわち、θ1=0°の状態では、リード線Lが視認されるのを防ぐことができる。
まず、第1調査用のセンサ付き液晶表示装置DSPを用意した。第1調査用のセンサ付き液晶表示装置DSPにおいて、g=150μm、M=0μm、M/g=0、である。ここでは、第2絶縁基板20の厚みが150μmである。リード線Lを周辺遮光層LSの上方に設置することで、液晶表示装置DSPの入力面ISの法線方向からは、透過光によってリード線Lが視認される事態を防ぐことができる。すなわち、θ1=0°の状態では、リード線Lが視認されるのを防ぐことができる。
また、本願発明者等が、第1調査用の液晶表示装置DSPの入力面ISの法線方向から傾斜したいくつかの方向からリード線Lが視認されるか否かを調査した。調査した結果、θ1=0°の状態の他、θ1=20°,30°,35°,55°,60°,70°の状態の視認角度においても、透過光によってリード線Lが視認される事態を防ぐことができることが分かった。しかしながら、θ1=40°,45°,50°の状態の視認角度においては、表示領域DAからの透過光のうち、周辺遮光層LSで遮光できなかった透過光によってリード線Lが視認される結果となった。θ1=45°の状態において、最もリード線Lが視認され易い結果となった。
そこで、本願発明者等は、いくつかの種類の第2調査用のセンサ付き液晶表示装置DSPを用意し、θ1=45°の状態においてリード線Lが視認されるか否かを調査した。図16は、第1距離M及び第2距離gを変化させた場合のM/gの値と、判定結果とを表で示す図である。
図16に示すように、本実施形態において、15種類の第2調査用のセンサ付き液晶表示装置DSPを用意した。第2距離gは、150μm,200μm,及び300μmの3通りである。ここでは、液晶表示装置DSPは、厚みが150μm,200μm,及び300μmの3種類の第2絶縁基板20を利用している。第1距離Mは、0μm,30μm,60μm,90μm,及び120μmの5通りである。そして、リード線Lを全く視認することができなかった場合には◎を記載し、リード線Lを殆ど視認することができなかった場合には○を記載し、リード線Lを視認することができた場合には×を記載した。
図16から分かるように、M/g=0,0.1,0.15,0.2,及び0.3の場合、本願発明者等がリード線Lを視認することができる結果となった。ところが、M/g=0.4の場合、本願発明者等はリード線Lを殆ど視認することができない結果となった。さらに、M/g=0.5,0.6,0.7の場合、本願発明者等はリード線Lを全く視認することができない結果となった。
上記のことから、リード線Lの視認性に関する本願発明者等の主観的な目視評価では、M/g≧0.4である方が望ましく、M/g≧0.5である方がより望ましいことが分かった。これにより、斜め方向(θ1=45°)からのリード線Lの視認性を改善することができる。
上記のことから、リード線Lの視認性に関する本願発明者等の主観的な目視評価では、M/g≧0.4である方が望ましく、M/g≧0.5である方がより望ましいことが分かった。これにより、斜め方向(θ1=45°)からのリード線Lの視認性を改善することができる。
次に、本願発明者等は、第3調査用のセンサ付き液晶表示装置DSPを用意し、リード線Lの視認性に関する客観的な評価を行った。ここで、第3調査用のセンサ付き液晶表示装置DSPにおいて、g=150μmである。すなわち、第3調査用のセンサ付き液晶表示装置DSPは、厚みが150μmの第2絶縁基板20を利用している。上記第2絶縁基板20の屈折率n1は1.5である。そして、視認する角度θ1に対するM/gの理論値を算出することにより、上記客観評価を行った。
例えば、θ1=45°とした場合における、M/gの値(理論値)を算出する手法について説明する。
図15に示すように、まず、透過光が、第3調査用の液晶表示装置DSPの入力面ISの法線に対して内側に成す角度をθ2とする。すると、M/gの値と、角度θ2との関係は、次の式1で表される。
図15に示すように、まず、透過光が、第3調査用の液晶表示装置DSPの入力面ISの法線に対して内側に成す角度をθ2とする。すると、M/gの値と、角度θ2との関係は、次の式1で表される。
上記のことから、リード線Lの視認性に関する客観的な評価では、θ1=45°の状態において、M/gの値が略0.54以上である方が望ましいことが分かる。言い換えると、第1距離Mの値が略80μm以上である方が望ましいことが分かる。
上記のことから、理論的には、M/g≧0.54に調整することにより、45°の方向(θ1=45°)からのリード線Lの視認性を改善することができる。
また、本願発明者等は、θ1=45°の状態のM/gの値だけでなく、0°≦θ1<45°、及び45°<θ1≦90°の状態のM/gの値(理論値)についても算出した。図17は、第3調査用の液晶表示装置DSPを視認する角度θ1に対するM/gの値の変化をグラフで示す図である。なお、図17には、記号◎、○、×を記載し、リード線Lの視認性に関する本願発明者等の主観的な目視評価の判定結果についても示している。図17には、θ1=45°の状態での、主観的なM/gの値と、客観的なM/gの値との整合性が示されている。
上述したことから分かるように、本願発明者等の主観的な評価と、客観的な評価とをまとめると、上述したように、M/g≧0.4であると望ましく、M/g≧0.54であるとより望ましい。
上記のように構成された第3の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPによれば、液晶表示装置DSPは、液晶表示パネルPNLと、液晶表示パネルに設けられた静電容量型のセンサSEと、を備えている。このため、本実施形態においても、上記第1の実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
第1距離Mは、第2距離gの0.4倍以上である方が望ましい。これにより、周辺遮光層LSは、リード線Lを殆ど視認することができない状態に透過光を遮蔽することができる。また、第1距離Mは、第2距離gの0.54倍以上である方が望ましい。これにより、周辺遮光層LSは、リード線Lを全く視認することができない状態に透過光を遮蔽することができる。
上記のことから、入力位置情報を正確に検出することのできるセンサ付き液晶表示装置DSPを得ることができる。
上記のことから、入力位置情報を正確に検出することのできるセンサ付き液晶表示装置DSPを得ることができる。
(第3の実施形態の変形例1)
次に、上記第3の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例1について説明する。図18は、上記第3の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例1の一部の構造を概略的に示す断面図である。
次に、上記第3の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例1について説明する。図18は、上記第3の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例1の一部の構造を概略的に示す断面図である。
図18に示すように、液晶表示装置DSPは、第1絶縁基板10及び第2絶縁基板20と異なる第3絶縁基板30をさらに備えている。第3絶縁基板30は、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する基板である。この実施形態に置いて、第3絶縁基板30はガラスで形成され、液晶表示装置DSPの表面に位置するカバーガラスとして機能している。静電容量型のセンサSEを形成する金属パターンや保護膜PFは第3絶縁基板30の上方に形成されている。ここでは、液晶表示装置DSPの入力面ISは第3絶縁基板30の表面である。
本変形例1においても、M/g≧0.4であると望ましく、M/g≧0.54であるとより望ましい。ここで、第2距離gは、金属部材(リード線L)と対向した領域における、第2絶縁基板20の厚みと、第2光学素子OD2の厚みと、保護膜PFの厚みと、の和である。
(第3の実施形態の変形例2)
次に、上記第3の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例2について説明する。周辺遮光層LSは、リード線L以外の金属部材を視認し難い状態に、又は全く視認することができない状態に透過光を遮蔽するものであってもよい。
上記金属部材としては、例えば、上記第2パッドp2等のパッドを挙げることができる。この場合、周辺遮光層LSの内周縁と第2パッドp2との間の平面的な距離が、第2距離gの0.4倍以上であると望ましく、0.54倍以上であるとより望ましい。
次に、上記第3の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例2について説明する。周辺遮光層LSは、リード線L以外の金属部材を視認し難い状態に、又は全く視認することができない状態に透過光を遮蔽するものであってもよい。
上記金属部材としては、例えば、上記第2パッドp2等のパッドを挙げることができる。この場合、周辺遮光層LSの内周縁と第2パッドp2との間の平面的な距離が、第2距離gの0.4倍以上であると望ましく、0.54倍以上であるとより望ましい。
(第4の実施形態)
次に、第4の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPについて詳細に説明する。本実施形態に係る液晶表示装置DSPは、リード線Lで反射した光の色度と、周辺遮光層LSで反射した光の色度との関係を調整した以外、上記第1の実施形態に係る液晶表示装置DSPと同様に形成されている。
次に、第4の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPについて詳細に説明する。本実施形態に係る液晶表示装置DSPは、リード線Lで反射した光の色度と、周辺遮光層LSで反射した光の色度との関係を調整した以外、上記第1の実施形態に係る液晶表示装置DSPと同様に形成されている。
リード線Lを形成するために成膜した金属膜の厚み等により、リード線Lの反射特性にばらつきが生じ得る。リード線Lで反射した光と、周辺遮光層LSで反射した光との色差が大きい程、反射光により、リード線L(金属線)のパターンが視認され易くなる。そこで、本願発明者等は、リード線Lで反射した光と、周辺遮光層LSで反射した光との色差を小さくすることで、反射光によるリード線Lの視認性を改善できることを見出したものである。特に、本願発明者等は、偏光板(第2光学素子OD2)を介した、リード線Lで反射した光と周辺遮光層LSで反射した光との色差が、50以下である場合に、リード線Lのパターンが視認し難くなることを見出したものである。
ここで、上記色差が50以下になる場合の実施例1乃至16と、上記色差が50を超える場合の比較例1乃至6と、について説明する。ここでは、周辺遮光層LSで反射した光の色度は固定し、リード線Lで反射した光の色度を調整することにより、上記色差を調整した。図19は、本実施形態の実施例1乃至16と、比較例1乃至6とにおける、(1)xyY表色系で示すリード線Lで反射した光の色と、(2)L*a*b*表色系で示すリード線Lで反射した光の色と、(3)偏光板(第2光学素子OD2)を介さなかった場合におけるリード線Lで反射した光と周辺遮光層LSで反射した光との色差ΔEab1と、(4)偏光板(第2光学素子OD2)越しでのリード線Lで反射した光と周辺遮光層LSで反射した光との色差ΔEab2と、を表で示す図である。
図20は、図19に示した実施例1乃至16と、比較例1乃至6とにおける、xyY表色系で示すリード線Lで反射した光の色をxy色度図で示す図である。図20には、周辺遮光層LSで反射した光の色度も示している。なお、上記xyY表色系において、xとyは色度座標であり、Yは明度である。また、上記L*a*b*表色系において、L*は明度であり、a*及びb*は色相と彩度を示す色度である。
上記のように構成された第4の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPによれば、液晶表示装置DSPは、液晶表示パネルPNLと、液晶表示パネルに設けられた静電容量型のセンサSEと、を備えている。このため、本実施形態においても、上記第1の実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
偏光板(第2光学素子OD2)を介した、リード線Lで反射した光と周辺遮光層LSで反射した光との色差ΔEab2は50以下である。これにより、リード線Lのパターンを視認し難くすることができる。
上記のことから、入力位置情報を正確に検出することのできるセンサ付き液晶表示装置DSPを得ることができる。
偏光板(第2光学素子OD2)を介した、リード線Lで反射した光と周辺遮光層LSで反射した光との色差ΔEab2は50以下である。これにより、リード線Lのパターンを視認し難くすることができる。
上記のことから、入力位置情報を正確に検出することのできるセンサ付き液晶表示装置DSPを得ることができる。
(第4の実施形態の変形例1)
次に、上記第4の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例1について説明する。偏光板(第2光学素子OD2)を介した、パッド(例えば、第2パッドp2)で反射した光と周辺遮光層LSで反射した光との色差が50以下であってもよい。これにより、パッドのパターンを視認し難くすることができる。
次に、上記第4の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例1について説明する。偏光板(第2光学素子OD2)を介した、パッド(例えば、第2パッドp2)で反射した光と周辺遮光層LSで反射した光との色差が50以下であってもよい。これにより、パッドのパターンを視認し難くすることができる。
(第4の実施形態の変形例2)
次に、上記第4の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例2について説明する。本変形例2において、液晶表示装置DSPは、リード線Lや検出電極Rx等の金属部材を覆った保護膜PFをさらに備えていてもよい。保護膜PFを付加しても上記色差に与える影響は殆ど無いため、この場合も、金属部材のパターンを視認し難い状態を維持することができる。
次に、上記第4の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置DSPの変形例2について説明する。本変形例2において、液晶表示装置DSPは、リード線Lや検出電極Rx等の金属部材を覆った保護膜PFをさらに備えていてもよい。保護膜PFを付加しても上記色差に与える影響は殆ど無いため、この場合も、金属部材のパターンを視認し難い状態を維持することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
第2絶縁基板20の表面(外面ES)の上方の金属部材(例えば、リード線L、検出線LB)には、反射光によるギラツキを抑えるための加工がなされていてもよい。例えば、金属線の上に光反射防止層を積層することで、反射光によるギラツキを抑えることができる。このため、金属線が反射光によって視認されることによる、液晶表示装置DSPの外観の悪化を抑制することができる。
上記リード線L、検出電極Rx及び接続線LCは、第2絶縁基板20の内面(第2絶縁基板20の第1基板SUB1に対向する面)の上方に設けられていてもよい。又は、上記リード線L、検出電極Rx及び接続線LCは、第1絶縁基板10の内面(第2基板SUB2に対向する面)の上方に設けられていてもよい。すなわち、これらリード線L、検出電極Rx及び接続線LCは、液晶表示パネルPNL及び当該液晶表示パネルPNLを覆うカバーを含めた層状構成のいずれかの層に設けられていればよい。
上記リード線L、検出電極Rx等が第1絶縁基板10と第2絶縁基板20との間に位置している場合、駆動ICチップIC1及び駆動ICチップIC2は、一体に形成されていてもよい。すなわち、駆動ICチップIC1及び駆動ICチップIC2は、単一の駆動ICチップ(駆動部)に集約されていてもよい。この場合、上記単一の駆動ICチップは、液晶表示パネルPNL及び制御モジュールCMに接続される。さらに、上記単一の駆動ICチップは、液晶表示パネルPNLに形成された配線や電極を介してセンサSE(リード線L)に接続される。
また、上述した第1駆動部は、上記駆動ICチップIC1に限定されるものではなく、種々変形可能であり、共通電極CEに書き込み信号を供給し、共通電極CEとセンサSEとの間にセンサ信号を発生させる駆動部であればよい。一方、上述した第2駆動部は、上記駆動ICチップIC2に限定されるものではなく、種々変形可能であり、センサSEに接続されて上記センサ信号の変化を示す読み取り信号を読み取る駆動部であればよい。
上記リード線L、検出電極Rx等が第1絶縁基板10と第2絶縁基板20との間に位置している場合、駆動ICチップIC1及び駆動ICチップIC2は、一体に形成されていてもよい。すなわち、駆動ICチップIC1及び駆動ICチップIC2は、単一の駆動ICチップ(駆動部)に集約されていてもよい。この場合、上記単一の駆動ICチップは、液晶表示パネルPNL及び制御モジュールCMに接続される。さらに、上記単一の駆動ICチップは、液晶表示パネルPNLに形成された配線や電極を介してセンサSE(リード線L)に接続される。
また、上述した第1駆動部は、上記駆動ICチップIC1に限定されるものではなく、種々変形可能であり、共通電極CEに書き込み信号を供給し、共通電極CEとセンサSEとの間にセンサ信号を発生させる駆動部であればよい。一方、上述した第2駆動部は、上記駆動ICチップIC2に限定されるものではなく、種々変形可能であり、センサSEに接続されて上記センサ信号の変化を示す読み取り信号を読み取る駆動部であればよい。
上述した実施形態では、表示装置として、液晶表示装置を例に開示した。しかし、上述した実施形態は、有機EL(electroluminescent)表示装置、その他の自発光型表示装置、あるいは電気泳動素子等を有する電子ペーパ型表示装置等、あらゆるフラットパネル型の表示装置に適用可能である。また、上述した実施形態は、中小型の表示装置から大型の表示装置まで、特に限定することなく適用が可能であることは言うまでもない。
DSP…液晶表示装置、PNL…液晶表示パネル、SUB1…第1基板、10…第1絶縁基板、PX…画素、CE…共通電極、C…分割電極、PE…画素電極、SUB2…第2基板、20…第2絶縁基板、LS…周辺遮光層、ES…外面、LQ…液晶層、PF…保護膜、OD2…第2光学素子、30…第3絶縁基板、IS…入力面、SE…センサ、Rx…検出電極、LB…検出線、L,L1,L2,L3,L4,L5,L6…リード線、L1a,L2a,L3a,L4a…先端部、LC…接続線、p1…第1パッド、p2…第2パッド、D1…距離、M…第1距離、g…第2距離、n1…屈折率、θ1…角度、θ2…角度、ΔEab2…色差、DA…表示領域、NDA…非表示領域、X…第1方向、Y…第2方向
Claims (9)
- 表示領域と、前記表示領域の外側の非表示領域と、前記表示領域内に設けられ前記表示領域の外周縁に重なった縁を有した共通電極と、前記表示領域内に設けられた画素電極と、を備えた表示パネルと、
前記表示パネルに設けられ、前記共通電極からのセンサ信号を受けるセンサと、
前記共通電極に書き込み信号を供給し、前記共通電極とセンサとの間にセンサ信号を発生させる第1駆動部と、
前記センサに接続されて前記センサ信号の変化を示す読み取り信号を読み取る第2駆動部と、を備え、
前記センサは、少なくとも前記表示領域に設けられて前記共通電極との間に読み取り信号を発生させる検出電極と、前記非表示領域内に設けられて前記検出電極と第2駆動部とを接続するリード線と、検出電極とリード線とを接続する接続線とを備え、
前記リード線は、前記非表示領域内であって且つ前記共通電極の縁から30μm以上の距離を置いた位置に設けられているセンサ付き表示装置。 - 前記検出電極は、複数の検出線で形成され、
前記複数の検出線、接続線及びリード線は、金属で形成されている請求項1に記載のセンサ付き表示装置。 - 前記センサは、他のリード線と、他の検出電極と、他の接続線と、をさらに有し、
前記リード線は、前記共通電極の縁と前記他のリード線との間に位置し、前記共通電極の縁に沿って延出し、前記接続線に接続された先端部を有し、
前記他のリード線は、前記非表示領域内に設けられ、前記リード線が延出した方向に延出し、前記リード線の先端を越えて位置し拡張して形成された先端部を有し、
前記他の接続線は、前記他のリード線の先端部と前記他の検出電極とを接続し、
前記他のリード線の先端部は、前記共通電極の縁から30μm以上の距離を置いて位置している請求項1に記載のセンサ付き表示装置。 - 前記リード線の前記共通電極の縁と対向する辺と、前記他のリード線の先端部の前記共通電極の縁と対向する辺とは、同一平面上に位置している請求項3に記載のセンサ付き表示装置。
- 前記表示パネルは、前記非表示領域内に設けられ前記表示領域の外周縁に重なった内周縁を有した枠状の周辺遮光層をさらに備え、
前記表示パネルの表示面に沿った方向における前記周辺遮光層の内周縁と前記リード線との間の距離を第1距離、前記表示面の法線に平行な方向における前記周辺遮光層と前記リード線との間の距離を第2距離、とすると、
前記第1距離は、前記第2距離の0.4倍以上である請求項1に記載のセンサ付き表示装置。 - 前記センサは、それぞれ前記表示パネルの前記非表示領域に設けられた第1パッド及び第2パッドをさらに備え、
前記検出電極は、一端が前記接続線及びリード線を経由して前記第1パッドに電気的に接続され、他端が前記第2パッドに電気的に接続されている請求項1に記載のセンサ付き表示装置。 - 前記表示パネルは、互いに間隔をおいて対向配置された第1基板及び第2基板をさらに備え、
前記共通電極及び画素電極は、前記第1基板の前記第2基板と対向する内面側に位置している請求項1に記載のセンサ付き表示装置。 - 前記検出電極は、第1方向に延出し、
前記リード線は、前記第1方向と交差する第2方向に延出し、前記共通電極の縁から前記第1方向に前記距離を置いて位置し、
前記共通電極は、前記第1方向に互いに間隔を置いて並べられ前記第2方向に延出して帯状に形成された複数の分割電極を有し、
前記複数の分割電極のうちの端の分割電極の前記リード線と対向する一側縁は、前記表示領域の外周縁と重なっている請求項1に記載のセンサ付き表示装置。 - 前記表示領域から前記非表示領域に亘って設けられた偏光板をさらに備え、
前記表示パネルは、前記非表示領域内に設けられた枠状の周辺遮光層をさらに備え、
前記偏光板を介した、前記リード線で反射した光と前記周辺遮光層で反射した光との色差は、50以下である請求項1に記載のセンサ付き表示装置。
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