JP5148685B2 - タッチセンサー内蔵液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、位置検出が可能なタッチセンサーが内蔵された液晶表示装置に関するものである。

従来から、タッチセンサーが内蔵された液晶表示装置であるタッチセンサー内蔵液晶表示装置が広く使われている。

このタッチセンサー内蔵液晶表示装置は、例えば、液晶表示装置に備えられたＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）型の液晶表示パネルの画素に、光を検知するフォトセンサーが内蔵された構造を有している。そして、タッチセンサー内蔵液晶表示装置の観察者Ｖが液晶表示パネルにタッチすることにより生じる、前記フォトセンサーの受光量の変化によって、タッチされた位置を検出するというものである。ここで、前記フォトセンサーが受光する光としては、例えば、前記タッチセンサー内蔵液晶表示装置の周辺光や、前記液晶表示パネルの背面に設けられたバックライトユニットからの光などが挙げられる。

この様なタッチセンサー内蔵液晶表示装置には、種々の構成が提案されている。

（特許文献１）
例えば、特許文献１には、前記周辺光としての外光が遮られることにより生じるタッチ部の影を検出するタッチパネル一体表示装置について記載されている。そして、前記文献には、前記検出の制度を向上させることを目的として、センサー検出期間に、バックライトをＯＦＦ駆動制御することで、前記影を検出する際のバックライト光の影響を削減する技術が記載されている。

（特許文献２）
また、特許文献２には、対象物の影をフォトセンサー画素により検出し、影の中心位置を求めるなどして、対象物の座標位置を検出する技術が記載されている。
日本国公開特許公報「特開２００６−３１７６８２号公報（公開日：２００６年１１月２４日）」 日本国公開特許公報「特開２００７−２２６０４５号公報（公開日：２００７年９月６日）」

しかしながら、上記従来のタッチセンサー内蔵液晶表示装置では、液晶表示パネルが黒表示を行っている際にタッチが検出されにくいとの問題点がある。以下図を用いて説明する。

（タッチセンサー内蔵液晶表示装置の構成）
図１７の（ａ）及び（ｂ）は、いずれも従来技術を示すものであり、白表示時の位置検出の様子を示す概念図である。そして、図１７の（ａ）は観察者Ｖの指Ｆが液晶表示パネル２０にタッチしていない状態、図１７の（ｂ）は観察者Ｖの指Ｆが液晶表示パネル２０にタッチしている状態を示している。

図１７の（ａ）に示すように、タッチセンサー内蔵液晶表示装置１０には、液晶表示パネル２０と、その背後に設けられたバックライトユニット９０とが備えられている。そして、前記液晶表示パネル２０は、対向する２枚の基板である第一基板３２と第二基板３４と、当該第一基板３２と第二基板３４とに挟持された液晶層３６とを有している。

また、図１７の（ａ）に示す構成では、フォトセンサー４０は、前記第一基板３２上に形成されている。なお、前記フォトセンサー４０は、前記液晶表示パネル２０の面内において、例えば格子状に複数個形成されている。

他方、液晶表示パネル２０の背後に設けられた前記バックライトユニット９０からは、前記主たる観察者Ｖの方向Ｄ１に、バックライト光が出射している。

（白表示時）
そして、前記液晶表示パネル２０が白表示等の明るい画像を表示している白表示時には、前記バックライト光は、その多くが前記液晶表示パネル２０を透過するため、前記図１７の（ａ）に示すように、画像表示用透過光Ｌ１の光量は多くなる。

この白表示時に、観察者Ｖの指Ｆが液晶表示パネル２０にタッチすると、前記図１７の（ｂ）に示すように、前記画像表示用透過光Ｌ１が、前記観察者Ｖの指Ｆで反射し、指反射光Ｌ３が生じる。そして、かかる指反射光Ｌ３をフォトセンサー４０が検出することにより、液晶表示パネル２０の面内において、前記指Ｆでタッチされた位置が検出される。

（黒表示時）
つぎに、前記液晶表示パネル２０が黒表示等の暗い画像を表示している黒表示時について、図１８の（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。
ここで、図１８の（ａ）及び（ｂ）は、いずれも従来技術を示すものであり、黒表示時の位置検出の様子を示す概念図である。そして、図１８の（ａ）は観察者の指が液晶表示パネルにタッチしていない状態、図１８の（ｂ）は観察者の指が液晶表示パネルにタッチしている状態を示している。

そして、前記液晶表示パネル２０の黒表示時には、前記バックライト光は、その多くが前記液晶表示パネル２０において遮断される。そのため、前記液晶表示パネル２０を透過する光である画像表示用透過光Ｌ５は、前記図１７の（ａ）に示した白表示時の画像表示用透過光Ｌ１よりも光量が少なくなる。

ここで、黒表示時に、観察者Ｖの指Ｆが液晶表示パネル２０にタッチすると、前記図１８の（ｂ）に示すように、前記画像表示用透過光Ｌ５が、前記観察者Ｖの指Ｆで反射し、指反射光Ｌ７が生じる。ただ、指反射光Ｌ７は、反射光ゆえ画像表示用透過光Ｌ５よりも光量が少なくなるが、黒表示時においては、そもそも反射前の画像表示用透過光Ｌ５自体の光量が少ない。そのため、指反射光Ｌ７の光量は、前記白表示時の指反射光Ｌ３よりも少なくなる。

その結果、位置検出のための反射光の光量が少ないため、フォトセンサー４０で指反射光Ｌ７が検出されにくくなる。そして、その結果、位置検出が困難となる。

他方、フォトセンサー４０での指反射光Ｌ７の検出を確実にするために、黒表示時の画像表示用透過光Ｌ５の光量を多くすると、例えば、黒表示が灰色がかって白浮きが生じる等、表示品位が低下するとの問題が生じる。

そこで、本発明は、前記の問題点にかんがみてなされたものであり、その目的は、暗い画像を表示しているときであっても、表示品位を低下させることなく、正確な位置検出が可能なタッチセンサー内蔵液晶表示装置を提供することにある。

本発明のタッチセンサー内蔵液晶表示装置は、前記課題を解決するために、
タッチされた位置を検出するための複数のフォトセンサーが設けられた液晶表示パネルと、
該液晶表示パネルの背面に配置されたバックライトユニットとが備えられたタッチセンサー内蔵液晶表示装置であって、
前記バックライトユニットから出射した光の少なくとも一部が、前記フォトセンサーによる位置検出のためのセンシング専門光となり、
前記センシング専門光は、前記液晶表示パネルから、前記液晶表示パネルの主たる観察者の方向とは異なる方向に対して出射することを特徴としている。

前記の構成によれば、フォトセンサーによる位置検出のためのセンシング専門光が、液晶表示パネルの主たる観察者の方向とは異なる方向に対して出射している。

ここで、フォトセンサーによる位置検出は、先に説明したとおり、バックライトユニットからの出射光等が、液晶表示パネルへの指等のタッチで遮られることによる光量の変化を、前記フォトセンサーが検出することにより行われる。そのため、位置検出の際には、フォトセンサーが検出するための光が出射していることが必要である。

他方、液晶表示パネルが暗い画像等を表示している際には、黒色等をより黒く見せるために、バックライトユニットからの出射光は弱い方が好ましい。しかしながら、前記出射光が弱い場合には、フォトセンサーが前記光量の変化を検出しにくい。

そのため、従来、液晶表示パネルが暗い画像等を表示している際、黒色表示等の表示品位と正確な位置検出とを両立させることが困難であった。

この点、前記の構成によれば、前記センシング専門光が液晶表示パネルの主たる観察者の方向とは異なる方向に対して出射している。そのため、前記センシング専門光は、前記主たる観察者から認識されにくい。したがって、液晶表示パネルが暗い画像等を表示している際であっても、表示品位を低下させることなく、前記センシング専門光を出射させることができる。よって、液晶表示パネルが暗い画像等を表示している際であっても、前記フォトセンサーは、前記光量の変化を検出しやすくなる。

以上より、前記構成によると、暗い画像を表示しているときであっても、表示品位を低下させることなく、正確な位置検出が可能なタッチセンサー内蔵液晶表示装置を提供することができる。

また、本発明のタッチセンサー内蔵液晶表示装置は、
前記液晶表示パネルには、対向する第一基板と第二基板とが備えられており、
前記第一基板と第二基板とには、その各々に、前記センシング専門光の出射方向を規制するための遮光層が形成されており、
前記センシング専門光は、前記バックライトユニットから出射した光が、前記遮光層に遮光されることなく前記液晶表示パネルから出射することで、前記液晶表示パネルの主たる観察者の方向とは異なる方向に対して出射することが好ましい。

また、本発明のタッチセンサー内蔵液晶表示装置は、
前記第一基板及び第二基板に形成された各々の遮光層には、該遮光層が切り欠けられたスリットが設けられており、
各々の遮光層の前記スリットは、平面視において重ならず、
前記センシング専門光は、前記バックライトユニットから出射した光が、前記各々の遮光層のスリットを通過して前記液晶表示パネルから出射することで、前記液晶表示パネルの主たる観察者の方向とは異なる方向に対して出射することが好ましい。

前記の構成によれば、センシング専門光が液晶表示パネルから出射する方向を、液晶表示パネルに備えられた両基板に遮光層を設けることにより容易に設定することができる。

特に、前記遮光層に遮光層の切り欠けであるスリットを設ける構成によれば、第一基板のスリットと第二基板のスリットとの位置関係を変更することで、センシング専門光の出射方向をより容易に設定することができる。加えて、前記出射方向の幅を狭めることが容易になる。

また、本発明のタッチセンサー内蔵液晶表示装置は、
前記液晶表示パネルには、前記液晶表示パネルの表示面側の基板である第一基板と、前記液晶表示パネルの前記バックライトユニット側の基板である第二基板とが、互いに対向して備えられており、
少なくとも前記第一基板には、前記液晶表示パネルからの出射光の方向を２以上の任意の方向に制御するための、ストライプ状の視差バリアが設けられており、
前記センシング専門光は、前記視差バリアを介して出射する光のなかの、少なくとも１方向の光とすることができる。

また、本発明のタッチセンサー内蔵液晶表示装置は、
前記液晶表示パネルが、デュアルビュー液晶表示パネルであることが好ましい。

前記の構成によれば、センシング専門光の出射方向が、視差バリアによって出射方向が制御された光の中の少なくとも１方向の光である。

ここで、視差バリアとは、例えばストライプ状に形成された遮光層等、液晶表示パネルからの出射光を２方向や３方向等に制御するための格子状の遮光層を意味する。この視差バリアが設けられた液晶表示パネルとしては、出射光が２方向に制御されたものとして、いわゆるデュアルビュー液晶表示パネルやベイルビュー液晶表示パネルや３Ｄ（Ｔｈｒｅｅ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）液晶表示パネル等が例示される。また、出射光が３方向に制御された液晶表示パネルとしては、いわゆるトリプルビュー液晶表示パネルが例示される。

そして、例えば前記デュアルビュー液晶表示パネル等の視差バリアが備えられた液晶表示パネルを用いてセンシング専門光の出射方向を制御することで、センシング専門光を出射させるための領域を液晶表示パネル内部に別途設けることなく、容易にセンシング専門光の出射方向を制御することができる。

また、本発明のタッチセンサー内蔵液晶表示装置は、
前記センシング専門光は、前記液晶表示パネルの表示が行われている間は、常に出射させることができる。

前記の構成によれば、液晶表示パネルの主たる観察者の方向とは異なる方向に対して、センシング専門光が常に出射している。

そのため、表示品位を低下させることなく、不意のタッチ等に対しても、該タッチを検出し逃すことなく、正確な位置検出を行うことが可能となる。

本発明のタッチセンサー内蔵液晶表示装置は、以上のように、
バックライトユニットから出射した光の少なくとも一部が、フォトセンサーによる位置検出のためのセンシング専門光となり、前記センシング専門光は、液晶表示パネルから、前記液晶表示パネルの主たる観察者の方向とは異なる方向に対して出射するものである。

それゆえ、暗い画像を表示しているときであっても、表示品位を低下させることなく、正確な位置検出が可能なタッチセンサー内蔵液晶表示装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態における、白表示時の位置検出の様子を示す概念図であり、（ａ）は観察者が指を液晶表示パネルにタッチしていない状態を示し、（ｂ）は観察者が指を液晶表示パネルにタッチしている状態を示している。 本発明の実施の形態における、黒表示時の位置検出の様子を示す概念図であり、（ａ）は観察者が指を液晶表示パネルにタッチしていない状態を示し、（ｂ）は観察者が指を液晶表示パネルにタッチしている状態を示している。 本発明の実施の形態を示すものであり、タッチセンサー内蔵液晶表示装置における画素の概略構成を示す平面図である。 本発明の実施の形態のフォトセンサー領域を示す図であり、（ａ）は平面視における概略構成を、（ｂ）は半導体部の材料構成を示している。 本発明の実施の形態のフォトセンサー領域を示す図であり、（ａ）は図４の（ａ）のＢ−Ｂ線断面を示し、（ｂ）は図４の（ａ）のＣ−Ｃ線断面を示している。 本発明の実施の形態のタッチセンサーの回路構成の概略を示す図である。 本発明の実施の形態のトランジスタ領域の概略構成を示す図である。 図７のＤ−Ｄ線断面図である。 本発明の実施の形態のセンシング用透過光出射領域の概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態のセンシング用透過光出射領域を示す図であり、（ａ）は図９のＥ−Ｅ線断面を示し、（ｂ）は図９のＦ−Ｆ線断面を示している。 図３のＧ−Ｇ線断面図である。 図３のＨ−Ｈ線断面図である。 本発明のタッチセンサー内蔵液晶表示装置の一使用例を示す図であり、（ａ）は斜めから見た様子を、（ｂ）は横から見た様子を示している。 本発明のタッチセンサー内蔵液晶表示装置の他の使用例を示す図であり、（ａ）は斜めから見た様子を、（ｂ）は横から見た様子を示している。 本発明のタッチセンサー内蔵液晶表示装置の他の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態を示すものであり、センシング用透過光の出射特性のイメージを示す図である。 従来技術における、白表示時の位置検出の様子を示す概念図であり、（ａ）は観察者が指を液晶表示パネルにタッチしていない状態を示し、（ｂ）は観察者が指を液晶表示パネルにタッチしている状態を示している。 従来技術における、黒表示時の位置検出の様子を示す概念図であり、（ａ）は観察者が指を液晶表示パネルにタッチしていない状態を示し、（ｂ）は観察者が指を液晶表示パネルにタッチしている状態を示している。

符号の説明

１０ タッチセンサー内蔵液晶表示装置
２０ 液晶表示パネル
２２ 表示面
３２ 第一基板
３４ 第二基板
４４ 遮光電極 （遮光層）
４４Ｓ 遮光電極のスリット （スリット）
４７ ブラックマトリクス （遮光層、視差バリア）
４７Ｓ ブラックマトリクスのスリット （スリット）
９０ バックライトユニット
Ｌ１０ センシング用透過光 （センシング専門光）
Ｄ１ 主たる観察者の方向
Ｄ２ 主たる観察者の方向とは異なる方向
Ｖ 観察者

本発明の一実施形態について図１の（ａ）及び（ｂ）などに基づいて説明すると以下の通りである。

（概略構成）
図１の（ａ）及び（ｂ）は、いずれも本実施の形態を示すものであり、白表示時の位置検出の様子を示す概念図である。そして、図１の（ａ）は主たる観察者Ｖの指Ｆが液晶表示パネル２０にタッチしていない状態、図１の（ｂ）は主たる観察者Ｖの指Ｆが液晶表示パネル２０にタッチしている状態を示している。

図１の（ａ）に示すように、本実施の形態のタッチセンサー内蔵液晶表示装置１０には、液晶表示パネル２０と、その背後に設けられたバックライトユニット９０とが備えられている。そして、前記液晶表示パネル２０は、対向する２枚の基板である第一基板３２と第二基板３４と、当該第一基板３２と第二基板３４とに挟持された液晶層３６とを有している。

また、前記第一基板３２上には、フォトセンサー４０が形成されている。なお、前記フォトセンサー４０は、前記液晶表示パネル２０の面内において、例えば格子状に複数個形成されている。

そして、液晶表示パネル２０の背後に設けられた前記バックライトユニット９０からは、前記主たる観察者Ｖの方向Ｄ１に、バックライト光が出射している。

ここで、本実施の形態のタッチセンサー内蔵液晶表示装置１０においては、前記バックライト光が、前記主たる観察者Ｖの方向Ｄ１のみならず、前記主たる観察者Ｖの方向Ｄ１以外の方向に対しても出射していることが特徴である。そして、前記主たる観察者Ｖの方向Ｄ１以外の方向に対しても出射している光は、位置検出のためのセンシング専門光として機能する。以下、白表示時と黒表示時とに分けて説明する。

（白表示時）
白表示時とは、前記液晶表示パネル２０が白表示等の明るい画像を表示している場合を意味する。

前記白表示時のタッチセンサー内蔵液晶表示装置１０を表す図１の（ａ）に示すように、本実施の形態のタッチセンサー内蔵液晶表示装置１０においては、バックライトユニット９０から、主たる観察者Ｖの方向Ｄ１の方向に、画像表示用透過光Ｌ１が出射している。そして、前記画像表示用透過光Ｌ１に加えて、前記主たる観察者Ｖの方向Ｄ１とは異なる方向Ｄ２に対しても光が出射している。この、主たる観察者Ｖの方向Ｄ１とは異なる方向Ｄ２に出射する光はセンシング用透過光Ｌ１０であり、液晶表示パネル２０の画像を主たる観察者Ｖに見せるためではなく、タッチされた位置を検出するために用いられる光である。すなわち、前記センシング用透過光Ｌ１０が、前記センシング専門光として機能している。

そして、このセンシング用透過光Ｌ１０は、主たる観察者Ｖの方向Ｄ１とは異なる方向Ｄ２に向いているので、主たる観察者Ｖから認識されにくい。

そして、観察者Ｖの指Ｆが液晶表示パネル２０にタッチすると、前記図１の（ｂ）に示すように、前記画像表示用透過光Ｌ１とセンシング用透過光Ｌ１０とが、前記観察者Ｖの指Ｆで反射し、指反射光Ｌ１３が生じる。そして、かかる指反射光Ｌ１３をフォトセンサー４０が検出することにより、液晶表示パネル２０の面内において、前記指Ｆでタッチされた位置が検出される。

（黒表示時）
つぎに、前記液晶表示パネル２０が黒表示等の暗い画像を表示している黒表示時について、図２の（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。

ここで、図２の（ａ）及び（ｂ）は、いずれも本実施の形態を示すものであり、黒表示時の位置検出の様子を示す概念図である。そして、図２の（ａ）は観察者Ｖの指Ｆが液晶表示パネル２０にタッチしていない状態、図２の（ｂ）は観察者Ｖの指Ｆが液晶表示パネル２０にタッチしている状態を示している。

前記液晶表示パネル２０の黒表示時には、前記バックライト光のうち、主たる観察者Ｖの方向Ｄ１に向いて出射する光である画像表示用透過光Ｌ５は、その多くが前記液晶表示パネル２０において遮断される。そのため、前記画像表示用透過光Ｌ５は、前記図１の（ａ）に示した白表示時の画像表示用透過光Ｌ１よりも光量が少なくなる。

他方、前記センシング用透過光Ｌ１０は、主たる観察者Ｖの方向Ｄ１とは異なる方向Ｄ２に向いているので、前記黒表示時においても、液晶表示パネル２０で遮断する必要がない。これは、前記センシング用透過光Ｌ１０は、主たる観察者Ｖの方向Ｄ１を向いていないので、主たる観察者Ｖから認識されにくく、黒表示時に前記液晶表示パネル２０で遮断しなくても、黒表示が灰色がかる白浮きや、コントラストの低下などの表示品位の低下を招きにくいためである。

そこで、黒表示時に観察者Ｖの指Ｆが液晶表示パネル２０にタッチすると、前記図２の（ｂ）に示すように、前記画像表示用透過光Ｌ５のみならず、センシング用透過光Ｌ１０が前記観察者Ｖの指Ｆで反射し、指反射光Ｌ１３が生じる。

ここで、前記指反射光Ｌ１３のうちで前記画像表示用透過光Ｌ５に基づく光は、前記画像表示用透過光Ｌ５の光量が前述の通りそもそも少ないため、その反射光の光量もわずかである。しかしながら、前記センシング用透過光Ｌ１０は、黒表示時においても遮断されないので光量が多く、そのため、前記センシング用透過光Ｌ１０に基づく前記指反射光Ｌ１３の光量も多くなる。そして、前記センシング用透過光Ｌ１０に基づく前記指反射光Ｌ１３の光量は、前記フォトセンサー４０が光を検知するための十分な光量を有している。

その結果、本実施の形態のタッチセンサー内蔵液晶表示装置１０では、黒表示時においても、正確にタッチが検出され、引いては正確な位置検出が可能となる。

（センシング用透過光）
つぎに、前記センシング用透過光Ｌ１０について、まずその概略を説明する。

図３は、本実施の形態のタッチセンサー内蔵液晶表示装置１０の概略構成を示す平面図であり、図１２は、図３のＨ−Ｈ線断面図である。

前記図３に示すように、本実施の形態においては、３色の画素６０、すなわち赤画素６０Ｒ、緑画素６０Ｇ、及び、青画素６０Ｂを１組として、そのなかに、前記センシング用透過光Ｌ１０が出射するセンシング用透過光出射領域Ｒ１０と、前記フォトセンサー（図示せず）が含まれるフォトセンサー領域Ｒ２０とが設けられている。

具体的には前記青画素６０Ｂにおける画素電極６２が設けられていない領域に、主に前記センシング用透過光出射領域Ｒ１０が設けられている。また、前記赤画素６０Ｒにおける画素電極６２が設けられていない領域に、主に前記フォトセンサー領域Ｒ２０が設けられている。

つぎに、図１２に基づいて、前記センシング用透過光出射領域Ｒ１０について具体的に説明する。

このセンシング用透過光出射領域Ｒ１０においては、まず、ＴＦＴ側基板として第一基板３２上に、常時ＯＮ電極としてのセンシング用透過光電極４２と、センシング用透過光Ｌ１０の出射方向を制御するための遮光電極４４とが設けられている。

他方、カラーフィルター側基板としての第二基板３４には、前記遮光電極４４に対応した位置に、ブラックマトリクス４７が設けられている。

そして、図１２に示すように、前記第一基板３２の遮光電極４４と、第二基板３４のブラックマトリクス４７との位置関係にしたがって、すなわち、そのいずれにも遮られない方向に、センシング用透過光Ｌ１０が出射する。

また、前記センシング用透過光電極４２が、常時ＯＮされることで、かかるセンシング用透過光出射領域Ｒ１０から、常時、センシング用透過光Ｌ１０が出射するようにすることができる。

（出射特性）
つぎに、先に説明した構造を有する前記センシング用透過光出射領域Ｒ１０から出射したセンシング用透過光Ｌ１０の出射特性について、図１６に基づいて説明する。ここで、図１６は、本発明にかかる液晶表示パネル２０から出射したセンシング用透過光Ｌ１０について、全方位角（φ）、及び、０〜８８°の極角（θ）範囲におけるコントラストのイメージを示す図である。すなわち、コントラストの実測値を示すものではなく、コントラストのイメージ図である。

ここで、前記方位角（φ）及び極角（θ）とは以下の通りである。

すなわち、液晶表示パネル２０の表示面内において直交座標を形成し、図１６に示すように、両矢印Ｄ１０の方向を０度・１８０度とし、両矢印Ｄ１１の方向を９０度・２７０度とする。そして、前記０度位置からの、反時計回り方向における回転角（０度とのなす角）を方位角（φ）とする。

また、前記液晶表示パネル２０の表示面における法線方向からの傾斜角度を極角（θ）とする。

前記図１６にコントラストを示すタッチセンサー内蔵液晶表示装置１０では、主たる観察者Ｖの方向Ｄ１を前記正面方向である極角（θ）＝０°方向としている。また、前記センシング用透過光Ｌ１０の出射方向を、前記主たる観察者Ｖの方向Ｄ１とは異なる方向Ｄ２である方位角（φ）＝１３５度、極角（θ）＝７０度の方向とした場合を想定している。

図１６に示すように、前記タッチセンサー内蔵液晶表示装置１０では、前記センシング用透過光Ｌ１０が常時出射している場合であっても、主たる観察者Ｖの方向Ｄ１（正面方向である極角（θ）＝０度方向）において、コントラストの低下は見られないと考えられる。そして、コントラストの低下は、前記方向Ｄ２においてのみ生じると考えられる。また、前記センシング用透過光Ｌ１０を常時出射したとしても、主たる観察者Ｖに対して表示品位を低下させにくいと考えられる。

（画素構成）
つぎに、本実施の形態のタッチセンサー内蔵液晶表示装置１０の画素構成について、平面図及び断面図等を用いながらより具体的に説明する。

まず、本実施の形態のタッチセンサー内蔵液晶表示装置１０における画素６０の概略構成を示す平面図である図３に基づいて、画素６０の構成について説明する。

本実施の形態における画素６０は、赤画素６０Ｒ、緑画素６０Ｇ、青画素６０Ｂの３色の画素６０を一周期として、この一周期単位が繰り返して配列されている。

そして、前記画素６０は、その縦方向（図３の両矢印Ｙの方向）において、主にＴＦＴ素子６４と画素電極６２とで占められる区域である表示区域Ｓ４０と、画素６０の前記縦方向Ｙにおける前記表示区域Ｓ４０以外の区域であるセンシング区域Ｓ５０とに分けることができる。

（画素の表示区域）
まず、前記３色の画素６０のうちの１個の画素６０をとらえて、前記表示区域Ｓ４０での構造について説明する。

前記ＴＦＴ側基板として第一基板３２には、その横方向（図３に示す両矢印Ｘの方向）にゲートバスライン５２が設けられるとともに、当該ゲートバスライン５２に隣接した補助容量ライン５４が設けられている。また、前記第一基板３２には、前記ゲートバスライン５２と直交する前記縦方向Ｙにソースバスライン５０が設けられている。

そして、前記ソースバスライン５０と前記補助容量ライン５４とにより画されるおよそ長方形の領域が１個の画素６０となる。

また、本実施の形態のタッチセンサー内蔵液晶表示装置１０は、いわゆるアクティブマトリクス型の液晶表示装置として構成されている。具体的には、各画素６０に、スイッチング素子としてのＴＦＴ素子６４が設けられている。

そして、このＴＦＴ素子６４には、前記ゲートバスライン５２と平面視において重なる領域に、ゲート電極６６が設けられている。また、前記ＴＦＴ素子６４は、前記ソースバスライン５０と、ソース電極−ソースバスライン間コンタクト６８を介して接続されるとともに、画素電極６２と、ドレイン電極−画素電極間コンタクト７０を介して接続されている。以上より、前記画素電極６２へは、前記ソースバスライン５０から、前記ソース電極−ソースバスライン間コンタクト６８、ＴＦＴ素子６４、ドレイン電極−画素電極間コンタクト７０を介して電荷が供給される。

さらに、前記ＴＦＴ素子６４におけるドレイン電極延伸部７２と、前記補助容量ライン５４とが平面視において重なる部分である補助容量部分５６には、補助容量が形成される。

つぎに、前記画素６０の縦方向Ｙにおける、前記表示区域Ｓ４０以外の区域であるセンシング区域Ｓ５０について説明する。

（画素のセンシング区域）
このセンシング区域Ｓ５０に対応する前記第一基板３２上には、主に位置検出に用いられる配線等が設けられている。本実施の形態のタッチセンサー内蔵液晶表示装置１０においては、前記赤画素６０Ｒ、緑画素６０Ｇ、青画素６０Ｂの３個の画素６０のなかに、位置検出に関する機構が１個設けられている。以下、具体的に説明する。

すなわち、前記第一基板３２には、前記ソースバスライン５０のなかで赤画素６０Ｒに対応する赤画素ソースバスライン５０Ｒに隣接して、前記縦方向ＹにＶＤＤ（電源電圧ライン）１００が設けられている。また、ソースバスライン５０のなかで緑画素６０Ｇに対応する緑画素ソースバスライン５０Ｇに隣接して、リードライン１０２が設けられている。

一方、前記横方向Ｘに関しては、前記センシング区域Ｓ５０の対向する境界近傍に、ＲＳＴ（リセットライン）１０４とＲＷＳ（列選択信号ライン）１０６とが設けられている。

前記ＲＳＴ１０４、ＲＷＳ１０６、ＶＤＤ１００及びリードライン１０２は、後に説明するコンデンサー部１３０に蓄積された電荷を読み出すために設けられている。なお、前記ＲＳＴ１０４は、前記センシング用透過光電極４２と対向電極４６との間に電圧印加が可能な電位レベルに保持される。

そして、ソースバスライン５０のなかで緑画素６０Ｇに対応する緑画素ソースバスライン５０Ｇについて、隣接する２本の緑画素ソースバスライン５０Ｇと、前記ＲＳＴ１０４と、前記ＲＷＳ１０６とで囲まれる長方形の領域がタッチセンサー領域Ｒ１となる。

すなわち、隣接する３個の画素６０である赤画素６０Ｒ、緑画素６０Ｇ、青画素６０Ｂにおける、前記縦方向Ｙの領域であるセンシング区域Ｓ５０が、本実施の形態におけるタッチセンサー領域Ｒ１となる。

（タッチセンサー領域）
つぎに、前記タッチセンサー領域Ｒ１について説明する。このタッチセンサー領域Ｒ１は、大きく分けて、センシング用透過光出射領域Ｒ１０と、フォトセンサー領域Ｒ２０と、トランジスタ領域Ｒ３０とに分けられる。

（フォトセンサー領域）
まず、フォトセンサー領域Ｒ２０について説明する。図４の（ａ）は、フォトセンサー領域Ｒ２０の概略構成を示す平面図である。

前記図４の（ａ）に示すように、このフォトセンサー領域Ｒ２０には、フォトダイオード部１１０とコンデンサー部１３０とが含まれている。

（フォトダイオード部）
フォトダイオード部１１０は、シリコン材料からなる半導体部１１２を主要部分とする。

そして、かかる半導体部１１２は、その一端が前記ＲＳＴ１０４に接続されるとともに、他の一端が、後に説明するトランジスタ部１５０に、トランジスタ部接続電極１２８を介して接続されている。さらに、前記半導体部１１２は、前記ＲＷＳ１０６と平面視において重なっており、かかる部分がコンデンサー部１３０となっている。

以下、前記半導体部１１２の材料構成を示す図である図４の（ｂ）も参照しながら説明する。

すなわち、前記図４の（ｂ）に示すように、前記半導体部１１２には、イオンドープによって、Ｐ層１１２ＡとＮ層１１２Ｃとが形成されている。そして、かかるＰ層１１２ＡとＮ層１１２Ｃとが、ｉ層１１２Ｂを挟む構成となっている。また、前記Ｎ層１１２Ｃには、Ｓｉ層１１２Ｄが接続されている。

さらに、前記Ｐ層１１２Ａ、ｉ層１１２Ｂ及びＮ層１１２Ｃは、その周辺を、前記Ｎ層１１２Ｃが前記Ｓｉ層１１２Ｄと接続されている部分を除いて、遮蔽層１１４により取り囲まれている。

そして、前記図４の（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である図５の（ａ）に示すように、前記Ｐ層１１２Ａは、ソース−Ｓｉ間コンタクト１２０を介して第一電極１１６に接続されている。また、前記Ｎ層１１２Ｃは、同様に、前記ソース−Ｓｉ間コンタクト１２０を介して第二電極１１８に接続されている。

詳しくは、本実施の形態における第一基板３２には、遮蔽層１１４、ベースコート層１２４、半導体部１１２、第一絶縁層１２６Ａ、ＲＷＳ１０６・ＲＳＴ１０４（下記図５の（ｂ）参照）、第二絶縁層１２６Ｂの順で各層が積層されている。

そして、前記ソース−Ｓｉ間コンタクト１２０は、前記第一絶縁層１２６Ａ及び第二絶縁層１２６Ｂを貫通して、前記Ｐ層１１２Ａと前記第一電極１１６とを接続している。

同様に、前記ソース−Ｓｉ間コンタクト１２０は、前記第一絶縁層１２６Ａ及び第二絶縁層１２６Ｂを貫通して、前記Ｎ層１１２Ｃと前記第二電極１１８とを接続している。

なお、前記第一電極１１６及び前記第二電極１１８は、各々、前記Ｐ層１１２Ａ及び前記Ｎ層１１２Ｃを外光から遮光する作用を有している。また、前記第一電極１１６及び前記第二電極１１８は、前記ｉ層１１２Ｂを外光から部分的に遮光するように設けることもできる。

（コンデンサー部）
また、図５の（ａ）に示すように、前記Ｓｉ層１１２Ｄは、前記第一絶縁層１２６Ａを介して、前記ＲＷＳ１０６と、平面視において重なっている。

そして、前記Ｓｉ層１１２Ｄは、コンデンサー電極１３２として機能し、前記ＲＷＳ１０６と重なる部分が前記コンデンサー部１３０となる。

（トランジスタ部への接続）
つぎに、前記図４の（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である図５の（ｂ）に基づいて、前記半導体部１１２とＲＳＴ１０４との接続、及び、フォトダイオード部１１０と、後に説明するトランジスタ部１５０との接続について説明する。

すなわち、前記図５の（ｂ）に示すように、本実施の形態においては、前記半導体部１１２の前記Ｐ層１１２Ａは、ゲート−Ｓｉ間コンタクト１２２を介してＲＳＴ１０４に接続されている。また、前記Ｎ層１１２Ｃは、同様に、前記ゲート−Ｓｉ間コンタクト１２２を介して、トランジスタ部接続電極１２８に接続されている。

詳しくは、先に説明した通り、前記半導体部１１２と前記ＲＳＴ１０４との間には、第一絶縁層１２６Ａが設けられている。また、前記半導体部１１２と前記トランジスタ部接続電極１２８との間にも、同様に、前記第一絶縁層１２６Ａが設けられている。

そのため、前記ゲート−Ｓｉ間コンタクト１２２は、前記第一絶縁層１２６Ａを貫通して、前記Ｐ層１１２Ａと前記ＲＳＴ１０４とを接続している。

同様に、前記ゲート−Ｓｉ間コンタクト１２２は、前記第一絶縁層１２６Ａを貫通して、前記Ｎ層１１２Ｃと前記トランジスタ部接続電極１２８とを接続している。

ここで、前記トランジスタ部接続電極１２８は、画素６０における前記横方向Ｘに向かって、前記フォトダイオード部１１０から前記トランジスタ部１５０に向かって延設された電極であり、前記トランジスタ部１５０において、ゲート電極として機能する。

（回路構成）
つぎに、本実施の形態の前記タッチセンサー領域Ｒ１における回路構成について、図６に基づいて説明する。ここで、図６は、本実施の形態のタッチセンサーの回路構成の概略を示す図である。

前記図６に示すように、タッチセンサー領域Ｒ１は、フォトセンサー領域Ｒ２０とトランジスタ領域Ｒ３０とを有する。

そして、このフォトセンサー領域Ｒ２０には、フォトダイオード部１１０とコンデンサー部１３０が含まれている。そして、フォトダイオード部１１０には、主に前記半導体部１１２からなるダイオードＤＯ１が設けられ、他方コンデンサー部１３０には、主に前記コンデンサー電極１３２からなるコンデンサーＣＯ１が設けられている。

そして、前記ダイオードＤＯ１は、前記ＲＳＴ１０４に接続されており、他方前記コンデンサーＣＯ１は、前記ＲＷＳ１０６に接続されている。

さらに、前記フォトセンサー領域Ｒ２０は、主に前記トランジスタ部接続電極１２８を介して、前記トランジスタ領域Ｒ３０に接続されている。具体的には、前記トランジスタ領域Ｒ３０には、トランジスタＴＲ１を主要構成要素とするトランジスタ部１５０が設けられており、前記トランジスタ部接続電極１２８が、前記トランジスタＴＲ１に接続されている。

また、前記トランジスタＴＲ１は、前記ＶＤＤ１００及び前記リードライン１０２に接続されている。

（トランジスタ部）
つぎに、前記トランジスタ部１５０について、トランジスタ部１５０の概略構成を示す図である図７に基づいて説明する。

図７に示すように、前記フォトダイオード部１１０及びコンデンサー部１３０は、主に赤画素６０Ｒの領域に設けられていたのに対して、トランジスタ部１５０は、主に緑画素６０Ｇの領域に設けられている。

そして、このトランジスタ部１５０には、Ｓｉ層１５２を主要構成要素とするトランジスタが設けられている。図７のＤ−Ｄ線断面図である図８に基づいて、詳しく説明する。

前記図８に示すように、前記トランジスタ部１５０においては、第一基板３２上に、ベースコート層１２４、Ｓｉ層１５２、第一絶縁層１２６Ａ、トランジスタ部接続電極１２８、第二絶縁層１２６Ｂ、ＶＤＤ１００・緑画素ソースバスライン５０Ｇ・リードライン１０２の順で各層が積層されている。

そして、Ｓｉ−ＩＴＯ間コンタクト１５４により、前記Ｓｉ層１５２と前記ＶＤＤ１００とは、前記第一絶縁層１２６Ａ及び第二絶縁層１２６Ｂを貫通して接続されている。

同様に、Ｓｉ−ＩＴＯ間コンタクト１５４により、前記Ｓｉ層１５２と前記リードライン１０２とは、前記第一絶縁層１２６Ａ及び第二絶縁層１２６Ｂを貫通して接続されている。

（センシング光部）
つぎに、本実施の形態におけるセンシング光部１７０について図９に基づいて説明する。図９は、センシング光部１７０の概略構成を示す図である。

図９に示すように、前記センシング光部１７０は、主に緑画素６０Ｇの領域に設けられている。

そして、このセンシング光部１７０には、遮光層として機能し出射光の向きを制御する遮光電極４４が形成されている。

以下、前記図９のＥ−Ｅ線断面図である図１０の（ａ）及び、前記図９のＦ−Ｆ線断面図である図１０の（ｂ）に基づいて、詳しく説明する。

前記図１０の（ａ）及び（ｂ）に示すように、前記センシング光部１７０においては、第一基板３２上に、ベースコート層１２４、Ｓｉ層１７２、第一絶縁層１２６Ａ、ＲＳＴ１０４、第二絶縁層１２６Ｂ、電極層からなる遮光電極４４、第三絶縁層１２６Ｃ、ＩＴＯ層からなるセンシング用透過光電極４２の順で各層が積層されている。

そして、前記図１０の（ａ）に示すように、前記Ｓｉ層１７２と前記ＲＳＴ１０４とが、前記第一絶縁層１２６Ａをはさんで、ゲート−Ｓｉ間コンタクト１２２により接続されている。

また、前記Ｓｉ層１７２と前記遮光電極４４とが、前記第一絶縁層１２６Ａ及び前記第二絶縁層１２６Ｂをはさんで、ソース−Ｓｉ間コンタクト１２０により接続されている。

また、前記図１０の（ｂ）に示すように、前記遮光電極４４と前記センシング用透過光電極４２とが、前記第三絶縁層１２６Ｃをはさんで、Ｓｉ−ＩＴＯ間コンタクト１５４により接続されている。

（出射光）
つぎに、本実施の形態のタッチセンサー内蔵液晶表示装置１０における液晶分子３８の配向等と出射光との関係について、前記画素６０の縦方向Ｙにおける区域である表示区域Ｓ４０とセンシング区域Ｓ５０とに分けて説明する。ここで、下記図１１は、画素６０の概略構成を示す平面図である図３のＧ−Ｇ線断面図であり、下記図１２図は、前記図３のＨ−Ｈ線断面図である。

（表示区域）
まず、図１１に基づいて、表示区域Ｓ４０について説明する。なお、タッチセンサー内蔵液晶表示装置１０の構造に関して、上記各説明において言及した部分は省略する。

図１１に示したように、本実施の形態のタッチセンサー内蔵液晶表示装置１０は、第一基板３２と第二基板３４とに、液晶分子３８が含まれた液晶層３６が挟持された構造を有している。

そして、第一基板３２と第二基板３４の前記液晶層３６に接する表面には、それぞれ配向膜３９が設けられている。

また、前記第一基板３２と前記配向膜３９との間には、各画素６０に対応して画素電極６２が設けられている。

他方、前記第二基板３４と前記配向膜３９との間には、各画素６０に対応してブラックマトリクス４７とカラーフィルター４８が設けられ、さらに対向電極４６が設けられている。

そして、タッチセンサー内蔵液晶表示装置１０の主たる観察者Ｖが、タッチセンサー内蔵液晶表示装置１０に備えられた液晶表示パネル２０の法線方向に位置する場合には、画像表示用透過光Ｌ１・Ｌ５は、主に液晶表示パネル２０の表示面２２の法線方向に出射する。

（センシング区域）
つぎに、図１２に基づいて、センシング区域Ｓ５０について説明する。

図１２に示すように、前記センシング用透過光Ｌ１０が出射する領域であるセンシング用透過光出射領域Ｒ１０には、第一基板３２と配向膜３９との間に、センシング用透過光電極４２が設けられている。このセンシング用透過光電極４２は、第二基板３４に設けられた前記対向電極４６との間で、前記センシング用透過光出射領域Ｒ１０の液晶分子３８に電圧を印加するために設けられている。

したがって、前記表示区域Ｓ４０の各画素電極６２とは独立して、液晶分子３８に電圧を印加することで、前記センシング用透過光出射領域Ｒ１０の液晶分子３８を独立して駆動することができる。これにより、センシング用透過光Ｌ１０の出射の有無を調整することが可能となりうる。

また、センシング用透過光出射領域Ｒ１０には、前記第一基板３２にスリット形状の前記遮光電極４４が設けられている。他方、前記第二基板３４には、ほぼ全面にブラックマトリクス４７が形成されているが、センシング用透過光出射領域Ｒ１０に、スリットが形成されている。言い換えると、遮光層として前記遮光電極４４及びブラックマトリクス４７には、切り欠け部分である、スリット４４Ｓ及びスリット４７Ｓとが形成されている。

なお、このセンシング区域Ｓ５０においては、画像を表示する必要がないため、前記第二基板３４にカラーフィルターは、設けられていない。

ここで、このセンシング区域Ｓ５０において、前記第二基板３４にカラーフィルターを設けてもよい。カラーフィルターを設けることで、センシング専門光の強度を、前記カラーフィルターによって調節することが可能となる。

前記センシング専門光は、場合によっては、観察方向にも多少漏れることもある。センシング専門光の光量は、必要最小源に調整した方がよく、こういった場合に、その調整をカラーフィルターで行うことができるようになるためである。

そして、液晶表示パネル２０の背面に配置されたバックライトユニット９０（図示せず）からの光は、前記遮光電極４４のスリット４４Ｓと、前記ブラックマトリクス４７のスリット４７Ｓとを結ぶ光路を通って出射する。そのため、前記図１２に示す構成においては、出射するセンシング用透過光Ｌ１０は、液晶表示パネル２０の表示面２２における法線方向から傾斜した角度に出射する。

したがって、液晶表示パネル２０の表示面２２における法線方向に位置する主たる観察者Ｖには、前記センシング用透過光Ｌ１０は認識されない。

そのため、例えば、前記液晶表示パネル２０が暗い画像を表示しているときであっても、出射する前記センシング用透過光Ｌ２０が、主たる観察者Ｖの目に入りにくいので、コントラストの低下や白浮きなどの、表示品位の低下を抑えることができ、正確な位置検出が可能となる。

（フォトダイオード部、コンデンサー部の読み出し）
つぎに、フォトダイオード部１１０及びコンデンサー部１３０における電荷の読み出しについて、その一例を説明する。

先に述べた通り、上記電荷の読み出しは、前記ＲＳＴ１０４、ＲＷＳ１０６、ＶＤＤ１００及びリードライン１０２を主に用いて行われる。

最初に、読み出しの前段について説明する。

すなわち、まず、前記ＲＷＳ１０６を０Ｖとし、前記ＲＳＴ１０４を−７Ｖ程度に保持する。

つぎに、前記ＲＳＴ１０４を０Ｖに引き上げる。これによってコンデンサーＣＯ１の両端の電極がほぼ０Ｖとなり、前記コンデンサーＣＯ１の電荷がクリアされる。

つぎに、前記ＲＳＴ１０４を−７Ｖに引き下げる。ここで、前記コンデンサーＣＯ１とＲＳＴ１０４との間には、タッチセンサーの等価回路図である前記図６に示すように、ダイオードＤＯ１が配置されている。そのため、トランジスタＴＲ１のゲート電極に対応する点（図６の点Ｐ）の電位（以下、ＴＲ１ゲート電位）は、ほぼ０Ｖのままである。

そして、この状態で、読み出しフレームまでの間、前記ＲＷＳ１０６とＲＳＴ１０４の電位は保持される。

この間、主に前記フォトダイオード部１１０とコンデンサー部１３０とからなる前記フォトセンサー領域２０に光が当たると、前記ダイオードＤＯ１を介して電流が流れてコンデンサーＣＯ１の電荷が減少し、前記ＴＲ１ゲート電位が低下する。以上のように、ＴＲ１ゲート電位を、前記フォトセンサー領域２０に当たった光の量に対応するように変化させることができる。

つぎに、読み出し時について説明する。

すなわち、読み出し時は、まず、前記ＲＷＳ１０６を＋１５Ｖに引き上げる。その際、前記ＴＲ１ゲート電位は、前記ＲＷＳ１０６の電位上昇につられて引き上げられる。ここで、前記ＲＷＳ１０６につられて引き上げられた、前記ＴＲ１ゲート電極電位は、例えば５Ｖ〜９Ｖ程度になってもよい。

他方、前記トランジスタＴＲ１についてみると、そのゲート電極の電位は前記ＴＲ１ゲート電極電位であり、前記トランジスタＴＲ１のチャンネルの両端は、各々、ＶＤＤ１００とリードライン１０２に接続されている。

そのため、前記リードライン１０２には、前記ＴＲ１ゲート電極電位対応した電流が流れる。

そして、このＴＲ１ゲート電極電位に対応した前記リードライン１０２に流れる電流を測定し終わった後、前記ＲＷＳ１０６を０Ｖに引き下げる。

以上、上記各操作の繰り返しによって、前記フォトセンサー領域２０に当たった光の量に対応する量を読み出すことができる。

なお、前記図３等に示した構成では、その液晶表示パネル２０は、ノーマリーブラックタイプの液晶表示であることを想定しており、表示用の画素６０である画素部（表示区域Ｓ４０）の液晶分子３８に印加される電圧は小さい。そして、表示画像が暗い場合にでも、前記センシング光部１７０のセンシング用透過光電極４２は、前記ＲＳＴ１０４と接続されており、先に説明した通り、読み出し期間以外のほとんどの時間においては、その電位が例えば−７Ｖに引き下げられている。そのため、対向電極４６との間に、前記液晶分子３８を駆動する十分な電圧を印加することが可能である。

（センシング用透過光）
先に説明したとおり、本実施の形態のタッチセンサー内蔵液晶表示装置１０では、前記センシング用透過光Ｄ１０を、表示画像を認識する主たる観察者Ｖが表示画像を観察する方向Ｄ１とは異なる方向Ｄ２に透過するように設計すれば良い。

ここで、前記図１２等に基づいて説明した構成においては、ブラックマトリクス４７と遮光電極４４との、２つの遮光層によって、図１２に矢印で示した方向にセンシング用透過光Ｌ１０を出射させている。具体的には、通常観察者Ｖが画像を認識する主たる方向である液晶表示パネル２０のほぼ法線方向とは異なる方向である、前記法線方向から傾いた方向に、前記センシング用透過光Ｌ１０が出射するように構成されている。

ただし、前記センシング用透過光Ｌ１０の出射方向は、上記方向には限定されない。

そこで、以下、本実施の形態のタッチセンサー内蔵液晶表示装置１０の具体的な使用例を、前記主たる観察者Ｖの位置が異なる２つの場合を含めて説明する。

（使用例１）
まず、本実施の形態のタッチセンサー内蔵液晶表示装置１０の一使用例について、図１３の（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。ここで、図１３の（ａ）は、タッチセンサー内蔵液晶表示装置１０の使用例を示す斜視図であり、図１３の（ｂ）は、前記図１３の（ａ）に対応する側面図である。

図１３の（ａ）及び（ｂ）に示す使用例では、本実施の形態のタッチセンサー内蔵液晶表示装置１０は、現金自動払出機２１０の操作部として組み込まれている。

そして、タッチセンサー内蔵液晶表示装置１０の主たる観察者Ｖである、前記現金自動払出機２１０の使用者は、図１３の（ｂ）に示すように、タッチセンサー内蔵液晶表示装置１０の表示面２２に対して、ほぼ法線方向に位置している。そのため、主たる観察者Ｖの方向Ｄ１と、前記表示面２２とのなす角θ１がほぼ９０度である。

したがって、本使用例においては、画像表示用透過光Ｌ１・Ｌ５は、前記方向Ｄ１と平行な方向、すなわち前記表示面２２とのなす角θ２が９０度となるように出射させる。

これに対して、センシング用透過光Ｌ１０は、主たる観察者Ｖの方向Ｄ１とは異なる方向Ｄ２、すなわち、前記表示面２２とのなす角θ３が例えば１３５度となる方向等に出射させればよい。

（使用例２）
つぎに、本実施の形態のタッチセンサー内蔵液晶表示装置１０の他の使用例について、図１４の（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。ここで、図１４の（ａ）は、タッチセンサー内蔵液晶表示装置の他の使用例を示す斜視図であり、図１４の（ｂ）は、前記図１４の（ａ）に対応する側面図である。

図１４の（ａ）及び（ｂ）に示す使用例では、本実施の形態のタッチセンサー内蔵液晶表示装置１０は、操作端末２２２として机２２０の上に置かれた状態で使用されている。

そのため、タッチセンサー内蔵液晶表示装置１０の主たる観察者Ｖである、前記操作端末２２２の使用者は、前記図１３の（ａ）及び（ｂ）に示した使用例とは異なり、タッチセンサー内蔵液晶表示装置１０の表示面２２に対して、法線方向とは異なる方向に位置している。具体的には、主たる観察者Ｖの方向Ｄ１と、前記表示面２２とのなす角θ１が９０度ではなく、例えば４５度である。

したがって、本使用例においては、画像表示用透過光Ｌ１・Ｌ５は、前記方向Ｄ１と平行な方向、すなわち前記表示面２２とのなす角θ２が例えば４５度となるように出射させる。

これに対して、センシング用透過光Ｌ１０は、主たる観察者Ｖの方向Ｄ１とは異なる方向Ｄ２、すなわち、前記表示面２２とのなす角θ３が例えば９０度となる方向等に出射させる。

以上のように、本実施の形態におけるタッチセンサー内蔵液晶表示装置１０の画像表示用透過光Ｌ１・Ｌ５の出射方向、及び、センシング用透過光Ｌ１０の出射方向は、その使用環境に応じて、種々変更することができる。センシング専門光の出射方向の制御は、例えば、前述のとおり、センシング区域Ｓ５０の液晶層を挟む遮光層の形状によって行えばよい。

（デュアルビュー液晶表示パネル）
なお、前記画像表示用透過光Ｌ１・Ｌ５と前記センシング用透過光Ｌ１０とのように、複数の光を異なる方向に出射させるための構成は、前記の構成に限定されない。例えば、先に説明した、液晶表示パネルの内部に遮光機能を有する遮光層のスリットを作り込む構成以外に、例えば視差バリアを用いる構成なども考えられる。ここで、前記視差バリアとは、前記液晶表示パネルに設けられる、例えばスリット状の光路を規制する機能を有する部材を意味する。

具体的には、例えば、異なる方向に異なる画像の表示が可能な、いわゆるデュアルビュー液晶表示パネル、ベイルビュー液晶表示パネル、トリプルビュー液晶表示パネル、３Ｄ（Ｔｈｒｅｅ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）液晶表示パネルなどを用いることが考えられる。

以下、タッチセンサー内蔵液晶表示装置１０の他の構成例を示す図である図１５に基づいて、前記デュアルビュー液晶表示パネルを用いた構成例について説明する。

すなわち、前記図１５に示すように、デュアルビューの液晶表示パネル２０では、第二基板３４には、各画素電極６２に対応する位置に前記視差バリアとしてのブラックマトリクス４７が形成されている。

そして、前記第二基板３４に形成されたブラックマトリクス４７のスリット４７Ｓに対応する第一基板３２上には、画素電極６２は形成されておらず、ブラックマトリクス４７ｂが形成されている。

以上の構成によって、前記液晶表示パネル２０の背面に配置されたバックライトユニット９０からの出射光は、図１５に示すように、主に２方向に出射する。

ここで、２方向のうちの１方向を、前記液晶表示パネル２０の主たる観察者Ｖの方向Ｄ１に設定すれば、かかる方向の光は、画像表示用透過光Ｌ１・Ｌ５として作用する。

他方、残る１方向の光は、前記主たる観察者Ｖの方向Ｄ１とは異なる方向Ｄ２に出射するため、主たる観察者Ｖには認識されない。そこで、かかる光を、センシング用透過光Ｌ１０として用いることにより、先に、図３等に基づいて説明したタッチセンサー内蔵液晶表示装置１０と同様の効果を得ることができる。

加えて、前記視差バリアを用いる構成では、センシング用透過光Ｌ１０を出射する領域を、画像を表示するための領域以外の領域に別途設ける必要がないとの利点を有する。

また、前記の説明では、タッチセンサー領域Ｒ１が、Ｒ・Ｇ・Ｂの３個の画素６０を１周期としてマトリクス状に配置される例について説明したが、かかる配置に限定されることはなく、適宜間引いて配置してもよい。

なお、本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

暗い画像を表示しているときであっても、表示品位を低下させることなく正確な位置検出が可能なので、鮮明な表示とタッチによる正確な位置検出とがともに要求される用途に好適に利用可能である。

Claims (5)

1. タッチされた位置を検出するための複数のフォトセンサーが設けられた液晶表示パネルと、
   該液晶表示パネルの背面に配置されたバックライトユニットとが備えられたタッチセンサー内蔵液晶表示装置であって、
   前記バックライトユニットから出射した光の少なくとも一部が、前記フォトセンサーによる位置検出のためのセンシング専門光となり、
   前記センシング専門光は、前記液晶表示パネルから、前記液晶表示パネルの主たる観察者の方向とは異なる方向に対して出射することを特徴とするタッチセンサー内蔵液晶表示装置。
2. 前記液晶表示パネルには、対向する第一基板と第二基板とが備えられており、
   前記第一基板と第二基板とには、その各々に、前記センシング専門光の出射方向を規制するための遮光層が形成されており、
   前記センシング専門光は、前記バックライトユニットから出射した光が、前記遮光層に遮光されることなく前記液晶表示パネルから出射することで、前記液晶表示パネルの主たる観察者の方向とは異なる方向に対して出射することを特長とする請求項１に記載のタッチセンサー内蔵液晶表示装置。
3. 前記第一基板及び第二基板に形成された各々の遮光層には、該遮光層が切り欠けられたスリットが設けられており、
   各々の遮光層の前記スリットは、平面視において重ならず、
   前記センシング専門光は、前記バックライトユニットから出射した光が、前記各々の遮光層のスリットを通過して前記液晶表示パネルから出射することで、前記液晶表示パネルの主たる観察者の方向とは異なる方向に対して出射することを特徴とする請求項２に記載のタッチセンサー内蔵液晶表示装置。
4. 前記液晶表示パネルには、前記液晶表示パネルの表示面側の基板である第一基板と、前記液晶表示パネルの前記バックライトユニット側の基板である第二基板とが、互いに対向して備えられており、
   少なくとも前記第一基板には、前記液晶表示パネルからの出射光の方向を２以上の任意の方向に制御するための、ストライプ状の視差バリアが設けられており、
   前記センシング専門光は、前記視差バリアを介して出射する光のなかの、少なくとも１方向の光であることを特徴とする請求項１に記載のタッチセンサー内蔵液晶表示装置。
5. 前記センシング専門光は、前記液晶表示パネルの表示が行われている間は、常に出射していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のタッチセンサー内蔵液晶表示装置。