JP2009211531A - 表示装置 - Google Patents

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貴之 今井
Taku Nakamura
卓 中村
Hiroyoshi Hayashi
宏宜 林
Masayoshi Fuchi
正芳 淵
Masahiro Tada
正浩 多田
Hiroyoshi Nakamura
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Abstract

【課題】静電容量方式の接触座標検出機能を備えた表示装置の薄型軽量化を図る。
【解決手段】
静電容量を検出するための検知電極を配置したＸ検知電極層２１、Ｙ検知電極層２３をＢＭ層２０に一体化する。これにより、タッチパネル部を液晶表示装置に載せる必要がなくなるので、液晶表示装置の薄型軽量化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、静電容量式座標検知機能を備えた表示装置に関する。
タッチパネルは、表示装置と一体化して構成され、表示装置の画面に指先などの物体が接触した接触座標を検出する入力装置である。タッチパネルには種々の方式があり、その動作方式の１つとして静電容量方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。静電容量方式のタッチパネルは、利用者が画面上をタッチしたときに形成される静電容量を検出することで接触座標を算出する。
図６は、従来の静電容量方式のタッチパネルを載せた液晶表示装置の構成を示す断面図である。同図に示す液晶表示装置は、液晶表示装置１００とタッチパネル部２００とを粘着層２０５により接合したものである。
液晶表示装置１００は、液晶層１０６をガラス製のアレイ基板１０８と対向基板１０２とで挟んだ構成である。アレイ基板１０８上には、複数の信号線、走査線がマトリクス状に配線され、各交差部にスイチッング素子が配置される。そのスイッチング素子のそれぞれに画素電極１０７が接続される。対向基板１０２上には、ＢＭ層１０３、カラーフィルタ層１０４および対向電極１０５が形成される。カラーフィルタ層１０４は、画素毎に赤、緑、青で着色される。ＢＭ層１０３は、光を遮光するように黒色樹脂あるいはクロムなどの金属で形成され、各画素を区分けするように配置される。ＢＭ層１０３とカラーフィルタ層１０４を合わせてカラーフィルタと呼ぶ。カラーフィルタの上には、対向基板１０２の全面に対向電極１０５が形成される。対向基板１０２とアレイ基板１０８の外側には、偏光板１０１，１０９がそれぞれ配置される。
一方、タッチパネル部２００は、ガラス基板２０１上に静電容量を検知するための透明電極２０２，２０４を形成したものである。透明電極２０２は、接触座標のＸ軸（横）方向の静電容量を検出し、透明電極２０４は、接触座標のＹ軸（縦）方向の静電容量を検出する。透明電極２０２，２０４の間には絶縁膜２０３が形成される。
特開２００７−３０４３４２号公報
しかしながら、従来の液晶表示装置１００にタッチパネル部２００を載せる構成では表示装置全体の厚みが増すという問題がある。なお、特許文献１では対向電極を静電容量検出用の電極として共用することにより薄型軽量化を図っている。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、静電容量方式の座標検知機能を備えた液晶表示装置の薄型軽量化を図ることにある。
本発明に係る表示装置は、各画素を囲む遮光層を配置した対向基板を備え、対向基板に誘電体が接触したときに形成される静電容量を検出することにより誘電体の接触座標を算出する機能を有する表示装置であって、静電容量を検知するための検知用電極を遮光層に一体化したことを特徴とする。
本発明にあっては、静電容量を検知するための検知用電極を対向基板の遮光層に一体化することにより、接触座標検知機能を備えた表示装置の薄型軽量化を図ることが可能となる。
上記表示装置において、検知用電極は絶縁層を挟んで互いに直交する複数の検知用電極であって、検知用電極のそれぞれに格子状の節を有することを特徴とする。
本発明にあっては、検知用電極に画素を囲む格子状の節を備えることにより、画素の開口部を遮ることなく、指などの誘電体との静電容量結合を容易とする。
本発明によれば、静電容量方式の座標検知機能を備えた液晶表示装置の薄型軽量化を図ることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は、本実施の形態における液晶表示装置の構成を示す断面図である。同図に示す液晶表示装置は、指などの誘電体が表示画面に接触した接触座標を算出する機能を備えたものであり、液晶層１５をガラス製のアレイ基板１７と対向基板１２とで挟んだ構成である。
アレイ基板１７上には、複数の信号線（図示せず）と複数の走査線（図示せず）がマトリクス状に配線され、各交差部にスイッチング素子（図示せず）が配置される。そのスイッチング素子のそれぞれに画素電極１６が接続される。
対向基板１２上には、ＢＭ（Black Matrix）層２０、カラーフィルタ層１３および対向電極１４が形成される。ＢＭ層２０は、Ｘ検知電極層２１、絶縁層２２、Ｙ検知電極層２３および樹脂層２４の４層で構成される。Ｘ検知電極層２１およびＹ検知電極層２３には、Ｘ，Ｙ検知電極を配置する。このＸ，Ｙ検知電極と表示画面に接触した指との間に形成される静電容量を検知することにより、指の接触位置を算出する。Ｘ，Ｙ検知電極の配置については後述する。樹脂層２４は、黒色樹脂などの絶縁体で形成され、各画素を囲んで区分けしている。図２に示すように、カラーフィルタ層１３を画素毎に赤、緑、青で着色してカラー表示を行う。ＢＭ層２０は、各画素１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを区分けするように配置される。
偏光板１１，１８は、対向基板１２とアレイ基板１７の外側に、それぞれの偏光方向が互いに直交するように配置される。信号線に印加された映像信号は、走査線の走査信号によりスイッチング素子がオンしたときに画素電極１６に書き込まれる。画素電極１６と対向電極１４との間の電界により液晶層１５を通過する光を制御し、カラーフィルタ層１３で着色して画像を出力する。
次に、ＢＭ層の検知電極の配置について説明する。Ｘ検知電極層２１、Ｙ検知電極層２３には、互いに交差するように複数の検知電極が配置される。検知電極には、ブラックマトリクスとして使用される金属を用いて、ＢＭ層と一体化する。
図３は、Ｘ検知電極層２１およびＹ検知電極層２３における電極の配置を示す概略図である。同図に示すように、Ｘ検知電極層２１では、指が接触したＸ方向（横方向）の位置を検出するためのＸ検知電極２２Ａ，２２Ｂが縦方向に配置される。一方、Ｙ検知電極層２３では、指が接触したＹ方向（縦方向）の位置を検出するためのＹ検知電極２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃが横方向に配置される。また、Ｘ検知電極２２Ａ，２２Ｂは、交差して配置されたＹ検知電極２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ間に格子状の節を備える。同様に、Ｙ検知電極２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃも、交差して配置されたＸ検知電極２２Ａ，２２Ｂ間に格子状の節を備える。このように、検知電極に画素を囲む格子状の節を備えることにより、画素の開口部を遮ることなく、検知電極と指との静電容量結合を容易にする。
Ｘ検知電極２２Ａ，２２ＢおよびＹ検知電極２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃには、検出回路（図示せず）が接続される。検出回路は、Ｘ検知電極２２Ａ，２２ＢおよびＹ検知電極２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃのそれぞれにおける静電容量の変化を検出する。指などの誘電体が表示装置の画面に接触した場合、画面に接触した誘電体と検知電極との間に静電容量が形成される。検出回路は、この静電容量を検出して指の接触した位置を算出する。
図４、図５は、Ｘ検知電極層２１およびＹ検知電極層２３における別の電極の配置を示す概略図である。図４、図５に示す検知電極は、図３に示したものよりも大きな格子状の節を備える。なお、検知電極の構成はここに図示したものに限らない。
したがって、本実施の形態によれば、静電容量を検出するための検知電極を配置したＸ検知電極層２１、Ｙ検知電極層２３をＢＭ層２０に一体化することにより、タッチパネル部を液晶表示装置に載せる必要がなくなるので、液晶表示装置の薄型軽量化を図ることができる。
一実施の形態における液晶表示装置の構成を示す断面図である。 上記液晶表示装置の表示部の一部の画素を示す平面図である。 上記液晶表示装置における検知用電極の配置を示す概略図である。 上記液晶表示装置における別の検知用電極の配置を示す概略図である。 上記液晶表示装置におけるさらに別の検知用電極の配置を示す概略図である。 従来のタッチパネル機能を備えた液晶表示装置の構成を示す断面図である。
符号の説明
１１，１８…偏光板
１２…対向基板
１３…カラーフィルタ層
１４…対向電極
１５…液晶層
１６…画素電極
１７…アレイ基板
２０…ＢＭ層
２１…Ｘ検知電極層
２２…絶縁層
２３…Ｙ検知電極層
２４…樹脂層
１００…液晶表示装置
１０１，１０９…偏光板
１０２…対向基板
１０３…ＢＭ層
１０４…カラーフィルタ層
１０５…対向電極
１０６…液晶層
１０７…画素電極
１０８…アレイ基板
２００…タッチパネル部
２０１…ガラス基板
２０２…透明電極
２０２，２０４…透明電極
２０３…絶縁膜
２０４…透明電極
２０５…粘着層

Claims (2)

  1. 各画素を囲む遮光層を配置した対向基板を備え、前記対向基板に誘電体が接触したときに形成される静電容量を検出することにより前記誘電体の接触座標を算出する機能を有する表示装置であって、
    前記静電容量を検知するための検知用電極を前記遮光層に一体化したことを特徴とする表示装置。
  2. 前記検知用電極は絶縁層を挟んで互いに直交する複数の検知用電極であって、前記検知用電極のそれぞれに格子状の節を有することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
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