JP2014048605A - 表示装置および電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】３次元映像および２次元映像を切り替え可能に表示しつつ、ユーザによる情報入力が可能な表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置１は、複数の画素を含む画素部１０と、画素部１０から発せられた光に基づく画像を表示すると共に、その画像の３次元表示および２次元表示を切り替え可能な液晶レンズ部２０と、物体の接触または近接の有無を検出するタッチセンサ部３０とを有する。液晶レンズ部２０とタッチセンサ部３０とは共通の駆動電極を有し、タッチセンサ部３０により物体の接触または近接の有無が検出可能な場合においても、画素部１０から発せられた光に基づく画像を、３次元映像または２次元映像として切り替え可能とする。
【選択図】図１

Description

本開示は、タッチセンサ機能を備えた表示装置および電子機器に関する。
近年、タッチセンサ機能や３次元表示機能などが搭載された表示装置および電子機器が増えている。このような機能が付加された表示装置は、一般にそれぞれの機能を有した基板（モジュール）を表示装置上に組み込むので、トータルでの基板厚が大きくなる。また、コスト面でも不利になる状況であった。
そこで、基板の下に３次元表示用パララックスバリア、基板の上にはタッチパネル用の透明電極を作りこむことで３次元表示用基板とタッチパネル用基板とを共通化させる方法が提案されている。この方法によれば、従来の方式による表示装置と比較して、トータルの基板厚を薄くすることが可能となる。（特許文献１参照）。
国際公開第０９／０６９３５８号パンフレット
しかしながら、特許文献１に記載された表示装置では、タッチパネルが表面方式であるためマルチタッチに対応することが困難であるという問題があった。また、３次元表示機能を有する表示装置においては、３次元表示機能と通常の２次元表示機能との切り替え表示機能を有することが望まれる。しかしながら、特許文献１に記載された表示装置では３次元表示機能を実現する手段が固定パララックスバリアもしくはレンチキュラレンズであるので、表示される映像は常に３次元表示となってしまうという問題点があった。
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、３次元映像および２次元映像を切り替え可能に表示しつつ、ユーザによる情報入力が可能な表示装置および電子機を提供することにある。
上記課題を解決するために、本開示は、
画素部と、
表示切り替え機能部と、
センサ部とを有し、
上記画素部は複数の画素を含み、
上記表示切り替え機能部は上記画素部から発せられた光に基づく画像の３次元表示および２次元表示を切り替え可能であり、
上記センサ部は物体の接触または近接の有無を検出し、
上記画素部上に上記表示切り替え機能部が積層して設けられており、
上記表示切り替え機能部は内部に上記センサ部を有する表示装置である。
また、本開示は、
少なくとも１つの表示装置を備え、
上記表示装置が、
画素部と、
表示切り替え機能部と、
センサ部とを有し、
上記画素部は複数の画素を含み、
上記表示切り替え機能部は上記画素部から発せられた光に基づく画像の３次元表示および２次元表示を切り替え可能であり、
上記センサ部は物体の接触または近接の有無を検出し、
上記画素部上に上記表示切り替え機能部が積層して設けられており、
上記表示切り替え機能部は内部に上記センサ部を有する電子機器である。
画素部は表示画素としての機能を有するものであれば基本的には限定されないが、例えば、有機電界発光素子、液晶表示素子、無機ＥＬ素子、ＬＥＤ素子、ＳＥＤ素子、ＦＥＤ素子などが挙げられる。液晶表示素子を用いる場合には、他にバックライトを配設して画像表示を行うようにすればよい。
表示切り替え機能部は、表示画像の２次元表示と３次元表示とを切り替え可能な機能を有していれば基本的には限定されないが、例えば、入射した光に基づく画像を表示すると共に、入射した光の光路を変更する事により上記画像の３次元表示および２次元表示を切り替え可能とするものが挙げられる。表示切り替え機能部の具体的な構成を挙げると、例えば、駆動電極と対向電極との間に光路変更機能部が設けられている構成を有するものが挙げられる。表示切り替え機能部は、例えば、液晶レンズ、液体レンズ、液晶バリアパララックスなどが挙げられ、光路変更機能部は、例えば、液晶層または極性液体層と無極性液体層との積層体などが挙げられるが、これらのものに限定されるものではない
センサ部は、位置を検出する機能を有するものであれば基本的には限定されないが、物体が接触することで接触した位置を検出するタッチセンサであることが好ましい。タッチセンサは、抵抗膜式、静電容量式、音響方式、赤外線式、歪ゲージ式、画像処理方式、感圧抵抗体方式など方式が挙げられるが、この中でも静電容量式のタッチセンサであることが好ましい。静電容量式のタッチセンサとしては、具体的には、例えば、駆動電極と対向電極との間に誘電体が設けられている構成を有するものが挙げられる。また、静電容量式のタッチセンサは、投影型、表面型などの方式が挙げられるが、投影型であることが好ましい。
本開示によれば、画像の３次元表示および２次元表示を切り替え可能な表示切り替え機能部と、物体の接触または近接の有無を検出するセンサ部とが一体に構成することができる。これにより、３次元映像および２次元映像を切り替え可能に表示しつつ、ユーザによる情報入力が可能となる。そして、この優れた表示装置を用いることにより、高性能の電子機器を実現することができる。
本開示の第１の実施の形態に係る表示装置の概略構造を示した断面図である。 液晶レンズ部２０およびタッチセンサ部３０の駆動回路の一例と検出回路とを、センサ用駆動電極および検出電極のレイアウトと共に示した略線図および平面図である。 検出回路の一構成例を示す機能ブロック図である。 ３次元表示用、２次元表示用およびセンサ用の駆動信号波形を示した略線図である。 ３次元表示時と２次元表示時とにおける液晶レンズ部２０における表示動作を表す断面図である。 指非接触時のタッチセンサ部３０の動作を示す断面図である。 指非接触時におけるタッチセンサ用の駆動信号および検出信号の波形の一例を示す略線図である。 指接触時のタッチセンサ部３０の動作を示す断面図である。 指接触時におけるタッチセンサ用の駆動信号および検出信号の波形の一例を示す略線図である。 本開示の第２の実施の形態に係る表示装置の概略構造を示した断面図である。 本開示の第３の実施の形態に係る表示装置の概略構造を示した断面図である。 本開示の第４の実施の形態に係る表示装置の概略構造を示した断面図である。 本開示の第５の実施の形態に係る表示装置の概略構造を示した断面図である。 本開示の第５の実施の形態に係る表示装置の上面から見た平面図である。 本開示の第６の実施の形態に係る表示装置の概略構造を示した断面図である。 本開示の第６の実施の形態に係る表示装置の上面から見た平面図である。 本開示の第７の実施の形態に係る表示装置の概略構造を示した断面図である。 本開示の第８の実施の形態に係る表示装置の概略構造を示した断面図である。 ３次元表示時と２次元表示時とにおける液体レンズ部２０Ａにおける表示動作を表す断面図である。 本開示の第９の実施の形態に係る表示装置の概略構造を示した断面図である。 本開示の第１０の実施の形態に係る表示装置の概略構造を示した断面図である。 本開示の第１１の実施の形態に係る表示装置の概略構造を示した断面図である。 ３次元表示時と２次元表示時とにおける液晶バリア部２０Ｂにおける表示動作を表す断面図である。 本開示の第１２の実施の形態に係る表示装置の概略構造を示した断面図である。 本開示の第１３の実施の形態に係る表示装置の概略構造を示した断面図である。 電子機器に適用した第１の例を示した斜視図である。 電子機器に適用した第２の例を示した斜視図である。 電子機器に適用した第３の例を示した斜視図である。 電子機器に適用した第４の例を示した斜視図である。 電子機器に適用した第５の例を示した斜視図である。 本開示者が検討した表示装置の全体構成を表す機能ブロック図である。 画素駆動部１７１における周辺回路の一例を表すブロック図である。 本開示者が検討した表示装置の概略構造を示した断面図である。 画素部１１０の回路構成の一例を表す略線図である。
上述した問題を解決するために、本開示者らは３次元表示機能と通常の２次元表示機能との切り替え表示機能と、タッチセンサ機能とを併せて有する表示装置について検討した。
図３１は、本開示者らが検討した表示装置１００の全体構成を模式的に表した機能ブロック図である。表示装置１００は、画素部１１０、液晶レンズ部１２０およびタッチセンサ部１３０を有する。
図３１に示すように、表示装置１００は、上述の構成に加えて、制御部１７０と、画素部１１０などを駆動するための画素駆動部１７１と、液晶レンズ部１２０およびタッチセンサ部１３０の駆動回路１７２と、検出回路１７３とを備えている。
制御部１７０は、外部より供給される映像信号Ｖdispに基づいて、画素駆動部１７１、液晶レンズ部１２０およびタッチセンサ部１３０の駆動回路１７２、および検出回路１７３に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらが所定のタイミングで動作するように制御する回路である。具体的には、制御部１７０は、画素駆動部１７１に対して映像信号Ｖdispに基づく映像信号Ｓを供給すると共に、液晶レンズ部１２０およびタッチセンサ部１３０の駆動回路を制御して、液晶レンズ部１２０に対して所定の駆動信号を供給するようになっている。
画素駆動部１７１は、制御部１７０から供給される映像信号Ｓに基づいて画素部１１０を駆動するものである。この画素駆動部１７１は、例えば映像信号Ｓに対して所定の補正処理を施す映像信号処理回路、表示駆動およびセンサ駆動の各タイミングを制御するためのタイミング生成回路（いずれも図示せず）および各種ドライバを含んで構成されている。
図３２は、画素部１１０の周辺回路（ドライバ）の構成例を表したものである。
図３２に示すように有効表示エリア２００内には、複数の画素（ＰＸＬ）が例えばマトリクス状に２次元配置されており、この有効表示エリア２００の周辺には、走査線−電源線駆動回路１７５および信号線駆動回路１７６が配設されている。各画素（ＰＸＬ）は、走査線ＷＳＬ、電源線ＤＳＬおよび信号線ＤＴＬに接続されている。
走査線−電源線駆動回路１７５は、図示しない走査線駆動回路および電源線駆動回路を有している。走査線駆動回路は、所定のタイミングで複数の走査線ＷＳＬに対して選択パルスを順次印加することにより、各画素を順次選択するものである。具体的には、後述の書き込みトランジスタＴｒ1をオン状態に設定するための電圧Ｖon1と、オフ状態に設定するための電圧Ｖoff1とを時分割で切り替えて出力する。電源線駆動回路は、所定のタイミングで複数の電源線ＤＳＬに対して制御パルスを順次印加することにより、各画素の発光動作および消光動作の制御を行うものである。具体的には、後述の駆動トランジスタＴｒ２に電流Ｉdsを流すための電圧ＶH1と、電流Ｉdsを流さないようにするための電圧ＶL1とを時分割で切り替えて出力する。
信号線駆動回路１７６は、所定のタイミングで、外部から入力される映像信号Ｓに対応するアナログの映像信号を生成し、各信号線ＤＴＬに印加するものである。これにより、上記走査線駆動回路により選択された画素に対して、映像信号の書き込みを行うようになっている。
図３３は、表示装置１００の画素（ＰＸＬ）の垂直断面の構成を示す断面図である。
図３３に示すように、この表示装置１００のＰＸＬ部は、画素部１１０上に、液晶レンズ部１２０と、タッチセンサ部１３０とが順に積層されて設けられている。画素部１１０は、表示画素として有機ＥＬ素子を複数備える。液晶レンズ部１２０は、画素部１１０から発せられた光を通過させることにより画像表示を行うと共に、表示切り替え機能を有する。表示切り替え機能は、例えば、画素部１１０から液晶レンズ部１２０に入射した光の導波光路を変更して出射する事により画像を３次元映像または２次元映像として切り替え可能に表示する機能である。センサ部１３０は、静電容量型のタッチセンサ機能を有する。これらの画素部１１０、液晶レンズ部１２０およびタッチセンサ部１３０はいずれも一対の電極を通じて駆動されるようになっている。
画素部１１０は、第１基板１１１上に、画素電極層１１１ａと有機ＥＬ層１１２と画素共通電極１１３ａと第２基板１１３とが順に積層されて設けられている。画素電極層１１１ａは複数の画素電極から構成されており、各画素電極は有機ＥＬ層１１２に正孔を注入するためのアノードとして機能する。また、有機ＥＬ層１１２は、例えば各画素に共通して、正孔および電子の再結合により白色光を発する白色発光層である。また、画素共通電極１１３ａは、各画素に共通の電極であり、例えば有機ＥＬ層１１２に電子を注入するカソードとして機能する。
液晶レンズ部１２０は、第３基板１１５上に設けられた対向電極１１６と第４基板１２１上に設けられた駆動電極１１９との間に液晶層１１８が設けられた構成を有する。液晶レンズ部１２０は、液晶層１１８への印加電圧に応じて屈折率が変化し、焦点の位置が移動する焦点が可変のレンズとなっている。この印加電圧に応じた屈折率の変化により、３次元表示および２次元表示の切り替えがなされる。対向電極１１６および駆動電極１１９の液晶層１１８側の面には配向膜１１７ａおよび１１７ｂがそれぞれ形成されている。
画素部１１０と液晶レンズ部１２０とは、接着層１１４を介して接着されている。具体的には画素部１１０の第２基板１１３と液晶レンズ部１２０の第３基板１１５とが接着されている。
タッチセンサ部１３０は、駆動電極１１９と検出電極１２２の間に第４基板１２１が設けられた構成を有している。これにより、駆動電極１１９と検出電極１２２との間において容量素子が形成される。すなわち、液晶レンズ部１２０とタッチセンサ部１３とは共通の駆動電極１１９によって駆動される。
図３４は、画素（ＰＸＬ）の回路構成の一例を示したものである。
図３４に示すように、画素部１１０はそれぞれ、有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ）、書き込み（サンプリング用）トランジスタＴｒ1、駆動トランジスタＴｒ2および保持容量素子Ｃｓを含むものである。書き込みトランジスタＴｒ1および駆動トランジスタＴｒ2はそれぞれ、例えばｎチャネルＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型のＴＦＴである。ＴＦＴの種類は特に限定されるものではなく、例えば、逆スタガー構造（いわゆるボトムゲート型）であってもよいし、スタガー構造（いわゆるトップゲート型）であってもよい。
各画素ではそれぞれ、書き込みトランジスタＴｒ1のゲートが走査線ＷＳＬに接続され、ドレインが信号線ＤＴＬに接続され、ソースが、駆動トランジスタＴｒ2のゲートおよび保持容量素子Ｃsの一端に接続されている。駆動トランジスタＴｒ2のドレインは電源線ＤＳＬに接続され、ソースは、保持容量素子Ｃsの他端および有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ）のアノードに接続されている。有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ）のカソードは固定電位に設定されており、ここではグランド（接地電位）に設定されている。
このように、液晶レンズ部１２０の駆動電極とタッチセンサ部１３０の駆動電極とを共通化させて両者を液晶レンズ部１２０の基板上に形成することで、液晶レンズ部１２０とタッチセンサ部１３０とが一体化される。これにより、３次元表示機能と２次元表示機能との切り替え表示が可能でタッチパネル機能を有する表示装置を、従来よりも大幅に薄型にすることができる。また、第２基板１１３と第３基板１１５とを共通の基板とすることで、さらに薄型の表示装置とすることができる。
しかしながら、この構成の表示装置は、液晶レンズ部１２０の表示側の基板である第４基板１２１を挟んで検出電極１２２が形成されるために、第４基板１２１が例えばガラス基板である時は、ガラスの両面にパターンを形成する必要がある。ガラスの両面にパターンを形成する製造プロセスは非常に煩雑であるため生産性が低くなるという問題が生じる。さらに、表示装置の薄型化に対応するためのガラス研磨を行う障害となるという問題も生じる。
上記問題点について、本開示者は鋭意研究を進めた。そこで、本開示者は、液晶レンズ部の構成にタッチセンサ部の構成を全て含ませることで上記問題を解決することを見出し、本技術を案出するに至った。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。尚、説明は以下
の順序で行う。
１．第１の実施の形態（表示装置およびその製造方法）
２．第２の実施の形態（表示装置およびその製造方法）
３．第３の実施の形態（表示装置およびその製造方法）
４．第４の実施の形態（表示装置およびその製造方法）
５．第５の実施の形態（表示装置およびその製造方法）
６．第６の実施の形態（表示装置およびその製造方法）
７．第７の実施の形態（表示装置およびその製造方法）
８．第８の実施の形態（表示装置およびその製造方法）
９．第９の実施の形態（表示装置およびその製造方法）
１０．第１０の実施の形態（表示装置およびその製造方法）
１１．第１１の実施の形態（表示装置およびその製造方法）
１２．第１２の実施の形態（表示装置およびその製造方法）
１３．第１３の実施の形態（表示装置およびその製造方法）
１４．第１４の実施の形態（電子機器）
＜１．第１の実施の形態＞
［表示装置］
図１は、第１の実施の形態による表示装置１の画素（ＰＸＬ）の垂直断面の構成を示す断面図である。
図１に示すように、第１の実施の形態による表示装置１は、画素部１０、液晶レンズ部２０およびタッチセンサ部３０を有する。また、表示装置１には上記の構成に加えて、制御部７０と、画素部１０などを駆動するための画素駆動部７１と、液晶レンズ部およびタッチセンサ部の駆動回路７２と、検出回路７３（いずれも図示せず）とを備えている。
制御部７０、画素駆動部７１、液晶レンズ部およびタッチセンサ部の駆動回路７２および検出回路７３は、図３１に示した表示装置１００に備えられた対応する部分（制御部１７０〜検出回路１７３）とそれぞれ同様な構成、接続および配置を有するようにして表示装置１に備えられている。
また、表示装置１は、画素部１０上に、液晶レンズ部２０と、タッチセンサ部３０とが順に積層されて設けられている。画素部１０と液晶レンズ部とは接着層１４を介して接合されている。液晶レンズ部２０とタッチセンサ部３０とは駆動電極１９を共用することで接合されている。駆動電極１９の共用については後述において詳しく説明する。画素部１０は、表示画素として有機ＥＬ素子を複数備える。液晶レンズ部２０は、表示切り替え機能部であり、画素部１０から発せられた光を通過させることにより画像表示を行うと共に、その際の画像を３次元映像または２次元映像として、切り替え可能に表示する。タッチセンサ部３０は、静電容量型のタッチセンサ機能を有する。
画素部１０は、例えば、表示装置１のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の画素を構成する複数の有機ＥＬ素子を有するものである。
画素部１０は、具体的には、例えば、第１基板１１上に、少なくとも１つの画素電極層１１ａと少なくとも１つの有機ＥＬ層１２とが積層して設けられ、有機ＥＬ層１２上には共通の電極である画素共通電極１３ａがさらに積層して設けられる。つまり、画素電極層１１ａと有機ＥＬ層１２との積層体が複数ある場合において、各積層体に共通の対向電極として画素共通電極１３ａが設けられる。また、画素共通電極１３ａ上に第２基板１３が設けられることで封止される。
第１基板１１は画素部１０を駆動するための回路基板であり、この第１基板１１上には、画素を駆動する画素駆動部７１（図示せず）が設けられている。画素駆動部７１は、画素トランジスタと周辺回路とで構成されている。画素トランジスタとしては、例えば、薄膜トランジスタなどが挙げられる。
画素電極層１１ａは、有機ＥＬ層１２に正孔を注入するアノードとしての機能を有するものであれば基本的には限定されないが、有機ＥＬ層１２を反射する光反射層としての機能を有することが好ましい。画素電極層１１ａは、例えば、上記画素トランジスタ毎に設けられた複数の画素電極から構成される。画素電極層１１ａを構成する材料は、導電性の高い材料であれば基本的には限定されないが、光反射層として機能させる場合においては、光反射率、特に可視光反射率の高い材料で構成されることが好ましい。画素電極層１１ａを構成する材料は、例えば、金属材料、導電性酸化物材料などが挙げられる。金属であれば、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タングステン（Ｗ）およびニッケル（Ｎｉ）からなる群から選ばれる少なくとも一種類の金属を含む材料などが挙げられる。上記金属を含む材料としては、単体、化合物、合金などが挙げられ、合金としては、例えば、ＡｌＮｄ合金、ＡｌＣｅ合金などのＡｌを主成分とする合金であることが好ましい。導電性酸化物材料は、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）、酸化テルル（ＴｅＯ2）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ2）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、ＣｕＡｌＯ2、ＬａＣｕＯＳ、ＬａＣｕＯＳｅ、ＳｒＣｕ2Ｏ2、ＮｉＯなどを基材とするものが挙げられ、Ｇａ2Ｏ3については、最も安定な構造を有するβ−Ｇａ2Ｏ3であることが好ましい。ＺｎＯを基材とするものとしては、例えば、ＡＺＯ、ＧＺＯ、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide ；酸化インジウム亜鉛）、ＦＺＯなどが挙げられる。また、Ｉｎ2Ｏ3を基材とするものとしては、例えば、ＩＴＯ、ＦＴＯなどが挙げられる。また、ＳｉＯ2を基材とするものとしては、ＡＴＯなどが挙げられる。また、画素電極層１１ａは、例えば、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）共蒸着膜の単層膜またはこれらの積層膜により構成されていてもよい。画素電極層１１ａ上には、例えば、各画素電極に対応して開口を有する画素分離膜（図示せず）が設けられており、画素毎に発光領域が区画されている。
有機ＥＬ層１２は、正孔および電子の再結合によって光を発する有機電界発光層であれば基本的には限定されないが、例えば、各画素に共通して設けられた白色光を発する白色発光層、画素毎に設けられた各色（赤色、緑色および青色）の発光層などが挙げられる。有機ＥＬ層１２を白色発光層で構成する場合にあっては、画素毎にカラーフィルタを設けることで、赤色、緑色および青色の光を取り出すことができる。
画素共通電極１３ａは、各画素に共通の電極であって、有機ＥＬ層１２に電子を注入するカソードとしての機能を有するものであれば基本的には限定されないが、光透過性、特に可視光透過性を有することが好ましい。画素共通電極１３ａは、有機ＥＬ層１２上の少なくとも一部に設けられていることが好ましい。画素共通電極１３ａを構成する材料は、導電性の高い材料であれば基本的には限定されないが、光透過性、特に可視光透過性の高い透明導電性材料であることが好ましい。透明導電性材料は、例えば、透明導電性酸化物などが挙げられる。透明導電性酸化物は、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）、酸化テルル（ＴｅＯ2）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ2）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、ＣｕＡｌＯ2、ＬａＣｕＯＳ、ＬａＣｕＯＳｅ、ＳｒＣｕ2Ｏ2、ＮｉＯなどを基材とするものが挙げられ、Ｇａ2Ｏ3については、最も安定な構造を有するβ−Ｇａ2Ｏ3であることが好ましい。ＺｎＯを基材とするものとしては、例えば、ＡＺＯ、ＧＺＯ、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide ；酸化インジウム亜鉛）、ＦＺＯなどが挙げられる。また、Ｉｎ2Ｏ3を基材とするものとしては、例えば、ＩＴＯ、ＦＴＯなどが挙げられる。また、ＳｉＯ2を基材とするものとしては、ＡＴＯなどが挙げられる。また、画素共通電極１３ａは、例えば、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）共蒸着膜の単層膜またはこれらの積層膜により構成されていてもよい。
画素電極層１１ａと有機ＥＬ層１２との間には、例えば、正孔注入層（図示せず）、正孔輸送層（図示せず）などが設けられていてもよい。また、画素共通電極１３ａと有機ＥＬ層１２との間には、例えば、電子注入層（図示せず）、電子輸送層（図示せず）などが設けられていてもよい。また、画素共通電極１３ａ上に、例えば、カラーフィルタ層、ブラックマトリクス層などが設けられていてもよい。
第２基板１３は、画素部１０を封止する機能を有するものであれば基本的には限定されないが、光透過性、特に可視光透過性を有する透明材料で構成される透明基板であることが好ましい。透明基板を構成する透明材料としては、例えば、透明無機材料や透明樹脂材料などが挙げられる。透明無機材料であれば、例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、リン酸ガラス、ソーダガラスなどが挙げられる。透明樹脂材料であれば、例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタラート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）、アセチルセルロース、テトラアセチルセルロース、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフッ化ビニリデン、ブロム化フェノキシ、アミド類、ポリエーテルイミドなどのポリイミド類、ポリスチレン類、ポリアリレート類、ポリエステルスルホンなどのポリスルホン類、ポリオレフィン類などが挙げられる。また、基板１は、上記に挙げた材料からなる群より選ばれる少なくとも１種類の材料のみから構成されていてもよいし、２種類以上の材料から構成されていてもよい。２種類以上の材料から構成されている、具体的な例としては、積層体が挙げられる。
液晶レンズ部２０は、画素部１０から発せられた光を通過させることにより画像表示を行い、上記の画像表示を３次元映像または２次元映像として切り替え可能に表示する機能を有している。
液晶レンズ部２０は、具体的には、例えば、第３基板１５の面上に設けられた対向電極１６と保護層２１の面上に設けられた駆動電極１９との間に液晶層１８が封止された構成を有している。液晶レンズ部２０は、液晶層１８への印加電圧に応じて屈折率が変化し、焦点の位置が移動する焦点が可変のレンズとなっている。この印加電圧に応じた屈折率の変化によって、３次元表示および２次元表示の切り替えがなされるようになっている。互いに対向する面のうち対向電極１６側の面には第１配向膜１７ａが、駆動電極１９側の面には配向膜１７ｂがそれぞれ形成されている。配向膜１７ｂは、駆動電極１９によって形成された凹凸に沿った面を有する膜として形成してもよいし、駆動電極１９によって形成された凹凸を埋めるようにし平坦化膜として形成してもよい。
接着層１４は、第２基板１３と第３基板１５とを接着可能な構成を有していれば、基本的には限定されないが、光透過性、特に可視光透過性を有する透明材料で構成される透明接着剤などであることが好ましい。透明接着剤としては、例えば、上記に挙げた透明樹脂材料の中から適宜選択することができるが、具体的には、例えば、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤などが挙げられる。
第３基板１５は、液晶レンズ部２０を形成するための基板であれば基本的には限定されないが、光透過性、特に可視光透過性を有する透明材料で構成される透明基板であることが好ましく、上記に挙げた透明材料を適宜選択して構成することができる。
対向電極１６は、駆動電極１９と組み合わせることで、液晶レンズ部２０および／またはタッチセンサ部３０に駆動電圧を印加する機能を有する電極であれば基本的には限定されないが、光透過性、特に可視光透過性を有する透明電極であることが好ましい。対向電極１６は、具体的には、例えば、第３基板１５の接着層１４が接する面の逆側の面の少なくとも一部に設けられていることが好ましく、全面に設けられることが好ましい。対向電極１６を構成する材料は、導電性を有する材料であれば基本的には限定されないが、光透過性、特に可視光透過性を有することが好ましい。対向電極１６を構成する材料は、例えば、透明導電性材料として上記に挙げた材料を適宜選択することができる。また、対向電極１６は、例えば、固定電位（コモン電位）に保持されている共通電位線などに接続されていてもよいし、接地されていてもよい。
液晶層１８は、液晶として従来公知のものを適宜選択することができるが、例えば、ネマティック液晶などにより構成され、ホモジニアス配向を有するものなどが好ましい。また、配向膜１７ａおよび１７ｂは、液晶層１８における液晶の配向状態を制御するものであれば基本的には限定されるものではなく、例えばポリイミドなどにより構成されている。
駆動電極１９は、対向電極１６と組み合わせることで液晶層１８へ駆動電圧を印加する機能を有する電極であれば基本的には限定されないが、光透過性、特に可視光透過性を有する透明電極であることが好ましい。駆動電極１９を構成する材料は導電性を有する材料であれば基本的には限定されないが、光透過率の高い材料であることが好ましい。駆動電極１９を構成する材料としては、例えば、透明導電性材料として上記に挙げた材料を適宜選択して構成することができる。
駆動電極１９の形状は基本的には限定されないが、例えば、表示装置１の一辺に平行に延在する長尺形状を有することが好ましい。この長尺形状は、具体的には、例えば、柱形状などが挙げられる。柱形状は基本的には限定されないが、側面の少なくとも一面が平面である形状であることが好ましい。柱形状としては、具体的には、例えば、ｎ角柱（ｎ≧３）、半円柱、直方体、立方体などが挙げられる。その中でも、直方体などの直柱形状であることが好ましい。
駆動電極１９の設置形態は、液晶層１８上の少なくとも一部に、配向膜１７ｂを介して設けられていれば基本的には限定されないが、例えば、保護層２１の面上の少なくとも一部に設けられることが好ましい。保護層２１の面上へは、例えば、第４基板２３の主面と平行な面を有し、第４基板２３の一辺に平行に延在するように設けられることが好ましい。また、保護層２１の面上には、一定間隔を置いて複数の駆動電極１９が並列に設けられることが好ましい。このとき、駆動電極１９の形状は上記に挙げた柱形状を適宜選択することができるが、第４基板２３の主面と平行な面は短冊形状であることが好ましい。配向膜１７ｂは、複数の駆動電極１９を覆うようにして保護層２１の面上に設けられる。
タッチセンサ部３０は、物体の接触または近接の有無を検出する機能を有するものであれば基本的には限定されないが、静電容量型のタッチセンサであることが好ましい。この場合における物体は、例えば、指やスタイラスなどである。静電容量型のタッチセンサは、例えば、駆動電極と検出電極との間に容量素子を形成するようにして構成される。
タッチセンサ部３０においては、例えば、液晶レンズ部２０の駆動電極１９をタッチセンサ部３０の駆動電極として用いることができる。このとき、タッチセンサ部３０は、駆動電極１９と検出電極２２との間に誘電体である保護層２１が接して設けられ、検出電極２２上に設けられた第４基板２３によって封止されることにより構成される。これにより、駆動電極１９は、液晶レンズ部２０の駆動電極としての構成要素と、タッチセンサ部３０の駆動電極としても構成要素の二つの構成要素を有することとなる。
検出電極２２は、駆動電極１９と保護層２１とで容量素子を形成可能な電極であれば基本的には限定されないが、光透過性、特に可視光透過性を有する透明電極であることが好ましい。検出電極２２は、例えば、透明導電性材料として上記に挙げた材料を適宜選択して構成することができる。
検出電極２２の形状は基本的には限定されるものではないが、例えば、表示装置１の一辺に平行に延在する長尺形状を有することが好ましい。この長尺形状は、具体的には、例えば、柱形状などが挙げられる。柱形状としては、駆動電極の形状として上記に挙げたものを適宜選択することができる。
検出電極２２は、駆動電極１９上の少なくとも一部に、保護層２１を介して設けられていれば基本的には限定されないが、第４基板２３の面上の少なくとも一部に設けられることが好ましい。また、検出電極２２は、駆動電極１９と交差する形態で設けられていることが好ましく、駆動電極１９と直交する形態で設けられていることがより好ましい。第４基板２３の面上へ検出電極２２の設ける場合にあっては、例えば、第４基板２３の主面と平行な面を有し、第４基板２３の主面の辺のうち駆動電極１９と直交する一辺に平行に延在するように設けられることが好ましい。このとき、検出電極２２の形状は上記に挙げた柱形状を適宜選択することができるが、第４基板２３の主面と平行な面は短冊形状であることが好ましい。
保護層２１としては、駆動電極１９と検出電極２２との間の空間の少なくとも一部に設けられていれば、基本的には限定されるものではないが、駆動電極１９と検出電極２２との間の空間の全てに設けられていることが好ましい。保護層２１を構成する材料は、従来公知の誘電体材料またはそれらのうちの少なくとも一つを含むものであれば基本的には限定されないが、可視光透過率の高い透明材料からなることが好ましい。透明材料としては、具体的には、例えば、透明材料として上記に挙げたものの中から適宜選択することができるが、この中でも透明樹脂材料であることが特に好ましい。透明樹脂材料のなかでも、常温において液体または粘体であって、常温で硬化し固体化する材料であることが好ましい。また、保護層２１は、無機材料からなる薄膜であってもよい。無機材料としては、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯ2などが挙げられる。
第４基板２３は、タッチセンサ部３０を封止する機能を有するものであれば基本的には限定されないが、光透過性、特に可視光透過性を有する透明材料で構成される透明基板であることが好ましい。透明基板は、透明材料としては上記に挙げた材料を適宜選択して構成することができる。第４基板２３がタッチセンサ部３０を封止することによって、液晶レンズ部２０も封止される。これにより、タッチセンサ部３０が液晶レンズ部２０の一部を構成する。
また、第４基板２３上には、偏光板２４が貼り合わせられている。偏光板２４は円偏光板であってもよい。ここで、画素部１０から発せられた光には、２つの偏光が含まれるが、これらのうちの一方の偏光は液晶レンズ部２０において複屈折効果の影響を受けるが、他方の偏光はその影響を受けずに出射する。このため、液晶レンズ部２０における複屈折効果の影響を受けていない偏光を、偏光板２４において除去するようになっている。また、偏光板２４によって外光反射を除去することができる。
次に、制御部７０、画素駆動部７１、液晶レンズ部およびタッチセンサ部の駆動回路７２および検出回路７３の接続形態について説明する。これらの表示装置１への接続形態は、上述した表示装置１００に対応する部分（制御部１７０〜検出回路１７３）への接続形態と基本的には同様である。ここでは特に、表示装置１と、液晶レンズ部およびタッチセンサ部の駆動回路７２および検出回路７３との接続形態について詳しく説明する。
液晶レンズ部およびタッチセンサ部の駆動回路７２は、制御部７０から供給される制御信号に基づいて、液晶レンズ部２０およびタッチセンサ３０へ所定の駆動信号を印加するものである。駆動信号は駆動電極１９に印加される。本実施の形態では、上述のように、液晶レンズ部２０とタッチセンサ部３０とにおいて駆動電極１９が共用されるが、液晶レンズ部２０用の駆動信号と、タッチセンサ部３０用の駆動信号とがそれぞれ別個に設定されるようになっている。液晶レンズ部およびタッチセンサ部の駆動回路７２は、例えば、駆動電極１９に対し、互いに異なる交流矩形波形の信号を、互いに異なるタイミングで印加するようになっている。
図２に、液晶レンズ部およびタッチセンサ部の駆動回路７２の一例と検出回路７３とを、駆動電極１９および検出電極２２のレイアウトと共に模式的に示す。尚、駆動電極１９および検出電極２２のレイアウトは、検出電極２２の側からみたものである。
図２に示すように、駆動電極１９は、一方向に延在する長尺形状を有する複数の駆動電極１９（１）〜１９（ｎ）から構成されている。また、検出電極２２は、複数の駆動電極１９（１）〜１９（ｎ）と交差する方向に平行に延在する長尺形状を有する複数の検出電極２２（１）〜２２（ｐ）から構成されている。この場合においては、複数の検出電極２２（１）〜２２（ｐ）は、複数の駆動電極１９（１）〜１９（ｎ）と直交する方向に平行に延在する長尺形状を有する。
複数の駆動電極１９（１）〜１９（ｎ）は、例えば、複数の駆動電極１９（１）〜１９（ｎ）がそれぞれ電気的に分離して設けられる。複数の駆動電極１９（１）〜１９（ｎ）は、例えば、間隔をおいて並列に設けられることが好ましく、一定間隔をおいて設けられることがより好ましい。また、複数の駆動電極１９（１）〜１９（ｎ）のうちの少なくとも２本の駆動電極が互いに電気的に接続されて設けられていてもよく、この場合にあっては、接続する複数の駆動電極を各端部において連結した形状（櫛歯形状）とすることができる。この連結された複数の駆動電極を一組の単位駆動ラインとして駆動信号を印加することができる。また、複数の駆動電極１９（１）〜１９（ｎ）がそれぞれ電気的に分離して設けられる場合にあっては、駆動電極毎に駆動信号が印加することができる。
複数の検出電極２２（１）〜２２（ｐ）は、例えば、複数の検出電極２２（１）〜２２（ｐ）がそれぞれ電気的に分離して設けられる。複数の検出電極２２（１）〜２２（ｐ）は、例えば、間隔をおいて並列に設けられることが好ましく、一定間隔をおいて設けられることがより好ましい。また、例えば、複数の検出電極２２（１）〜２２（ｐ）のうちの少なくとも２本の検出電極が互いに電気的に接続されて設けられていてもよく、この場合にあっては、接続する複数の検出電極２２（１）〜２２（ｐ）を各端部において連結した形状（櫛歯形状）とすることができる。この連結された複数の検出電極２２（１）〜２２（ｐ）を一組の単位検出ラインとして検出信号を印加することができる。また、複数の検出電極２２（１）〜２２（ｐ）がそれぞれ電気的に分離して設けられる場合にあっては、複数の検出電極２２（１）〜２２（ｐ）を構成する検出電極毎に検出信号を取得することができる。
上述したように検出電極２２と駆動電極１９とが交差して設けられることで、両者の交差部においては、保護層２１が検出電極２２および駆動電極１９によって上下から挟み込まれた構造となる。これにより、検出電極２２および駆動電極１９の交差部において容量素子が形成されるようになっている。また、検出電極２２と駆動電極１９との交差部は複数設けられる。これにより、上記交差部がマトリクス状に形成され、物体の位置を２次元座標として検出することができる。さらに、複数人および複数指によるタッチ、いわゆるマルチタッチなどの有無の検出などもすることができる。
液晶レンズ部およびタッチセンサ部の駆動回路７２は、上記のような複数の駆動電極１９（１）〜１９（ｎ）に対して、駆動信号Ｖsを、例えば、線順次で印加するものである。このとき、駆動信号Ｖsは、一本の駆動電極に印加されてもよいし、上述した一組の単位駆動ラインに印加されてもよい。液晶レンズ部およびタッチセンサ部の駆動回路７２は、例えば、シフトレジスタ７２１と、セレクト部７２２と、レベルシフタ７２３と、バッファ７２４とを有している。
シフトレジスタ７２１は、入力パルスを順次転送するためのロジック回路である。セレクト部７２２は、駆動信号（Ｖd，Ｖs）を、有効表示エリア２００内の各表示画素に対して出力するか否かを制御するロジック回路であり、駆動信号（Ｖd，Ｖs）の出力を、有効表示エリア２００内の位置などに応じて制御するものである。レベルシフタ７２３は、セレクト部７２２から供給される制御信号を、駆動信号（Ｖd，Ｖs）を制御するのに十分な電位レベルまでシフトさせるための回路である。バッファ７２４は、駆動信号Ｖsを各ラインに順次印加するための最終出力ロジック回路であり、例えば、出力バッファ回路もしくはスイッチ回路などを含むものである。
液晶レンズ部およびタッチセンサ部の駆動回路７２から、駆動電極１９へ駆動信号Ｖsが印加される。これにより、検出電極２２からは、静電容量に基づく検出信号Ｖdetが得られる。こうして得られた検出信号は、検出回路７３へ送られるようになっている。
図３は、物体検出動作を行う検出回路７３およびタイミングジェネレータとしてのタイミング制御部７４の機能ブロック構成を表したものである。尚、容量素子Ｃn1〜Ｃnpは、複数の駆動電極１９（１）〜１９（ｎ）と、複数の検出電極２２（１）〜２２（ｐ）との各交差部に形成される（静電）容量素子に対応するものである。これらの容量素子Ｃn1〜Ｃnpは、駆動信号Ｖsを供給するための駆動信号源Ｓにそれぞれ接続されている。
検出回路７３は、基本的には限定されないが、例えば、電圧検出器、電流検出器などが挙げられる。検出回路７３は、例えば、増幅部８１、ＡＤ変換部８３、信号処理部８４、フレームメモリ８６、座標抽出部８５および抵抗器Ｒを有している。この検出回路７３の入力端子Ｔinは、各容量素子Ｃn1〜Ｃnpの他端側、つまり検出電極２２側に共通して接続されている。
増幅部８１は、入力端子Ｔinから入力される検出信号Ｖdetを増幅するものであり、例えば、信号増幅用のオペアンプ、キャパシタなどを有している。抵抗器Ｒは、増幅部８１と接地との間に配置されている。この抵抗器Ｒは、検出電極２２がフローティング状態になってしまうのを回避して安定状態を保つためのものである。これにより、検出回路７３において、検出信号Ｖdetの信号値がふらついて変動してしまうのが回避されると共に、この抵抗器Ｒを介して静電気を接地に逃がすことができるという利点もある。
ＡＤ変換部８３は、増幅部８１において増幅されたアナログの検出信号Ｖdetを、デジタルの検出信号に変換する部分であり、図示しないコンパレータを含んで構成されている。このコンパレータは、入力された検出信号と所定のしきい値電圧Ｖthとの電位を比較するものである。尚、このＡＤ変換部８３におけるＡＤ変換の際のサンプリングタイミングは、タイミング制御部７４から供給されるタイミング制御信号ＣＴＬ2によって制御されるようになっている。
信号処理部８４は、ＡＤ変換部８３から出力されるデジタルの検出信号に対し、所定の信号処理を施すものである。この信号処理は、例えば、デジタル的手法を用いたノイズ除去処理、周波数情報を位置情報に変換する処理などの信号処理などが挙げられる。
座標抽出部８５は、信号処理部８４から出力される検出信号に基づいて、物体の有無を判定する。物体がある場合においては、物体の座標を求め、これを検出結果である検出信号Ｄoutとして出力端子Ｔoutから出力するものである。
なお、検出回路７３を形成する場所は基本的には限定されるものではないが、例えば、保護層２１上、第４基板２３上、第１基板１１上などの表示領域の周辺など形成することができる。特に、第１基板１１上に形成する場合においては、第１基板１１上にあらかじめ形成されている画素駆動用のドライバなどとの集積化が図れるので、集積化による簡略化という観点で好ましい。
［表示装置の製造方法］
まず、従来公知の方法で、有機ＥＬ発光素子である画素部１０を形成する。画素部１０の形成方法は基本的には限定されないが、例えば、次のようにして作製することができる。まず、第１基板１１上にアノードである画素電極層１１ａを形成し、画素電極層１１ａ上に発光層である有機ＥＬ層とカソードである画素共通電極１３ａとを積層して形成する。最後に封止基板である第２基板によって画素部１０を封止する。こうして、画素部１０が形成された。
次に、駆動電極１９を共用する液晶レンズ部２０とタッチセンサ部３０とを形成する。駆動電極１９を共用する液晶レンズ部２０とタッチセンサ部３０の形成方法は基本的に限定されないが、例えば、次のように形成することができる。
まず、主面上に透明導電層を有する第４基板２３をエッチングなどすることによって、主面上に一定間隔で設けられた複数の検出電極２２を有する第４基板２３を形成する。次に、検出電極２２上に硬化性の液体透明樹脂を、検出電極２２を覆うようにして塗布し、塗布面全体が平面となるような平坦化膜とし保護層２１を形成する。透明樹脂を硬化させた後に、保護層２１である透明樹脂膜の面上に駆動電極１９を検出電極２２と直交する方向に一定間隔で整列して形成する。駆動電極１９は、例えば、保護層２１の主面全体に透明導電層を形成した後にエッチングなどをすることによって形成する。このとき、保護層２１は真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などを用いて形成される。保護層２１上に駆動電極１９を形成した後に、駆動電極１９の表面に配向膜１７ｂを形成する。配向膜１７ｂは、必要に応じて、保護層２１上にも形成される。次に、第４基板２３の検出電極２２が設けられている側の面とは反対側の面上に偏光板２４を設ける。こうして、タッチセンサ部３０が形成された。
次に、対向電極基板である第３基板１５上に対向電極１６および配向膜１７ａを順に積層して形成する。次に、対向電極１６および配向膜１７ａを表面に有する第３基板１５上に、例えばスペーサなどを設けて液晶を滴下し、液晶層１８を形成する。次に、液晶層１８上とタッチセンサ部３０の駆動電極１９側の面を貼り合わせることで液晶層１８を封止する。こうして、タッチセンサ部３０を備えた、液晶レンズ部２０が形成された。
次に、画素部１０とタッチセンサ部３０を備えた液晶レンズ部２０とを第２基板１３と第３基板１５とを接着層１４を介して接着して貼り合わせることで一体に形成する。この画素部１０とタッチセンサ部３０を備えた液晶レンズ部２０との積層体の各電極に、画素駆動部７１、液晶レンズ部およびタッチセンサ部の駆動回路７２および検出回路７３をそれぞれ接続する。さらに、これらの回路に制御部７０を接続する。こうして、目的とする表示装置１が完成した。
［表示装置の動作］
次に、表示装置１における画素駆動動作について説明する。この表示装置１の動作は表示装置１００の動作と基本的に同様である。具体的には、この表示装置１では、制御部７０から画素駆動部７１へ映像信号Ｓが入力されると、走査線−電源線駆動回路７５および信号線駆動回路７６が、有効表示領域内の各画素を表示駆動する。走査線−電源線駆動回路７５および信号線駆動回路７６は、表示装置１００の走査線−電源線駆動回路１７５および信号線駆動回路１７６と同様な構成を有する。これにより、各画素内の有機ＥＬ素子に駆動電流が流れ、例えば、有機ＥＬ層１２では、正孔と電子とが再結合して白色発光が起こる。画素部１０から発せられた光は、第２基板１３、接着層１４および第３基板１５を順に透過した後、液晶レンズ部２０へ入射する。
次に、表示切り替え動作、３次元映像表示動作および２次元映像表示動作について説明する。上述のようにして、画素部１０から液晶レンズ部２０へ入射した光は、液晶レンズ部２０を通過することにより画像として表示される。この際、液晶レンズ部２０では、駆動電極１９へ駆動信号Ｖdが印加される。駆動電極１９と対向電極１６とに挟まれた位置に設けられた液晶層１８には、駆動信号Ｖdに応じた電圧が印加される。これにより、液晶レンズ部２０が駆動される。具体的には、例えば、液晶層１８内部に分散している液晶分子の配向状態が変化し、画素部１０から入射する光に基づく画像を３次元映像または２次元映像として切り替え可能に表示する。
次に、液晶レンズ部２０における映像表示動作とタッチセンサ部３０の物体検出動作について説明する。
図４Ａは、３次元表示時において駆動電極１９に印加される３次元表示用の駆動信号の波形の一例を、図７Ｂは、２次元表示時において駆動電極１９に印加される２次元表示用の駆動信号の波形の一例をそれぞれ示したものである、
図４Ａに示すように、３次元表示時において、駆動電極１９に印加される駆動信号は、例えば、液晶レンズ部２０を駆動する駆動信号にタッチセンサ部３０を駆動する駆動信号が重畳している合成信号である。この駆動信号は、制御部７０からの制御指令に基づいて、液晶レンズ部およびタッチセンサ部の駆動回路７２から駆動電極１９へ印加される。
３次元映像表示を行う場合において液晶レンズ部２０を駆動する駆動信号は、例えば、交流矩形波信号などが挙げられる。この交流矩形波信号は、具体的には、例えば、１フレーム期間を周期として極性反転する駆動信号Ｖd1である。この駆動信号Ｖd1が駆動電極１９に印加される場合を考えると、駆動電極１９を構成する複数の駆動電極１９（１）〜１９（ｎ）の全てに対して同一の駆動信号Ｖd1が、同一のタイミングで印加される。また、駆動信号Ｖd1にはタッチセンサ部３０を駆動する駆動信号Ｖsが重畳して印加される。タッチセンサ部３０を駆動する駆動信号Ｖsについては、後述において詳しく説明する。
図４Ｂに示すように、２次元表示時において、駆動電極１９に印加される駆動信号は、３次元表示時の駆動信号と同様な合成信号である。この駆動信号は、３次元表示時と同様にして駆動電極１９へ印加される。また、駆動信号Ｖd2においてもタッチセンサ部３０を駆動する駆動信号Ｖsが重畳して印加される。
２次元映像表示を行う場合において液晶レンズ部２０を駆動する駆動信号は、例えば、３次元表示時の駆動信号と同様な交流矩形波などが挙げられる。この交流矩形波信号は、具体的には、例えば、１フレーム期間を周期として極性反転すると共に、上記駆動信号Ｖd1とは異なる駆動信号Ｖd2である。ここで、Ｖd1＞Ｖd2である。この駆動信号Ｖd2が駆動電極１９に印加される場合を考えると、上記３次元表示の場合と同様、複数の駆動電極１９（１）〜１９（ｎ）の全てに対し、同一の駆動信号Ｖd2が、同一のタイミングで印加される。
また、駆動信号Ｖd1，Ｖd2の周波数は特に限定されるものではないが、例えば、駆動信号Ｖd1，Ｖd2の交流矩形波形やその大小関係は、液晶層１８に用いられる液晶の特性、液晶層１８の厚み、駆動電極１９における電極間スリットのスケールなどに応じて、適宜設定することができる。
図５Ａは、３次元表示時における画素部１０から液晶レンズ部２０に入射し偏光板２４から外部へ放出される光の導波光路を示したものである。図５Ｂは、２次元表示時における画素部１０から液晶レンズ部２０に入射し偏光板２４から外部へ放出される光の導波光路を示したものである。
図５Ａに示すように、例えば、駆動電極１９へ駆動信号Ｖd1が印加されると、液晶分子の配向が図に示したように入射光に対して斜めとなる。このため、画素部１０側から液晶レンズ部２０Ｂに入射した光は、液晶層１８を通過する過程において屈折され、互いに異なる複数の角度方向へ出射する。これにより、画素部１０から発せられた光に基づく画像が、液晶レンズ部２０によって左右の眼に分離して映し出される。このとき、画素部１０から発せられた光に基づく画像が、左右の視差画像の合成画像である場合には３次元映像として表示され、この映像を観る者に３次元映像として視認される。
一方、図５Ｂに示すように、例えば、駆動電極１９へ駆動信号Ｖd2が印加された場合には、液晶分子の配向が図に示したように入射光に対して平行となる。このため、画素部１０側から入射した光は、液晶層１８において屈折されずに液晶レンズ部２０を出射する。これにより、画素部１０から発せられた光に基づく画像が、偏光板２４上において、２次元映像として表示され、この映像を観る者に２次元映像として視認される。
駆動電極１９に印加される駆動信号は、タッチセンサ部３０を駆動する駆動信号Ｖsが含まれる。このため、表示装置１では、上述したような映像表示動作と共に、タッチセンサ部３０を駆動することにより、物体が偏光板２４上に接触または近接しているか否かを検出することができる。
タッチセンサ部３０の駆動は、具体的には、例えば、液晶レンズ部およびタッチセンサ部の駆動回路７２から駆動電極１９に対し、液晶レンズ部２０の駆動信号と共にタッチセンサ部３０の駆動信号Ｖsを重畳して印加する。駆動信号Ｖsは、例えば、周期が一定の矩形波を用いることができる。この駆動信号Ｖsが駆動電極１９に印加される場合を考えると、駆動電極１９を構成する複数の駆動電極１９（１）〜１９（ｎ）の全てに対して同一の駆動信号Ｖsが、時間軸方向に一定時間ずらして順番に印加される。
また、タッチセンサ部３０の駆動信号Ｖsの印加時間は、液晶レンズの駆動信号Ｖd1および／またはＶd2の印加時間に対して極めて短時間で印加することが好ましい。
また、タッチセンサ部３０の駆動信号Ｖsは、駆動信号Ｖd1および／またはＶd2のブランキング期間に印加してもよい。これらのことにより、液晶レンズ部２０における映像表示動作にほとんど影響を与えることなく物体検出が可能となる。それは、タッチセンサ部３０の駆動信号の印加時間が液晶レンズ部２０の駆動信号の印加時間と比較して極めて短いので、タッチセンサ部３０の駆動信号が表示に影響を生じるほどに液晶層１８を応答させることが無いからである。
次に、物体検出動作の原理について詳しく説明する。
図６〜図９は、物体検出動作の原理について説明するための模式図である。
図６Ａは、タッチセンサ部３０を簡略化して示した図である。図６Ｂは、図６Ａの構成の等価回路図である
図７は、駆動電極１９に所定の駆動信号Ｓgが印加された場合に、検出電極２２に現れる検出信号Ｖdetの一例を示す略線図である。図７Ｂは、駆動電極１９に印加される駆動信号Ｓgの波形の一例、図７Ａは検出電極２２に現れる検出信号Ｖdetの波形の一例を示したものである。
図６Ａに示すように、互いに対向して配置された駆動電極１９と検出電極２２との間に誘電体である保護層２１が設けられることにより容量素子Ｃ1が形成される。駆動電極１９には、駆動信号Ｓgが外部から印加される。また、図６Ｂに示すように、容量素子Ｃ1は、その一端Ｐが駆動信号源である交流信号源Ｓに接続される。また、容量素子Ｃ1の他端Ｑは抵抗器Ｒを介して接地され、検出回路７３である電圧検出器ＤＥＴに接続される。交流信号源Ｓから、容量素子Ｃ1の一端Ｐに駆動信号Ｓgが印加される。この場合、容量素子Ｃ1の一端Ｐは駆動電極１９、他端Ｑは検出電極２２となる。
交流信号源Ｓから駆動電極１９に、例えば、図７Ｂに示すような、数ｋＨｚ以上十数ｋＨｚ以下の交流矩形波Ｓgを印加すると、図６Ｂに示すように、容量素子Ｃ1に対する充放電に伴って、容量素子Ｃ1の容量値に応じた電流Ｉ0が流れる。この交流矩形波Ｓgは、この実施の形態では、駆動信号Ｖsに相当するものである。そうすると、検出電極２２には、例えば、図７Ａに示すような検出信号Ｖdetの出力波形Ｖ0が現れ、これが検出回路７３である電圧検出器ＤＥＴによって検出される。
図８Ａは、図７Ａに示したタッチセンサ部３０の検出電極２２上に指が接触または近接した状態を示した図である。図８Ｂは、図８Ａの構成の等価回路図である。また、図９は、駆動電極１９に駆動信号Ｓgが印加され、さらに検出電極２２に指などが接触または近接した場合に、検出電極２２に現れる検出信号Ｖdetの一例を示す略線図である。図９Ｂは、駆動電極１９に印加される駆動信号Ｓgの波形の一例、図９Ａは検出電極２２に現れる検出信号Ｖdetの波形の一例を示したものである。
図８Ａに示すように、検出電極２２に指が接触または近接すると、指との接触または近接によって容量素子Ｃ2が形成される。これは、図８Ｂに示すように、容量素子Ｃ1のＧＮＤ側に直列にこの容量素子Ｃ2が追加されたことに等価となる。この状態では、容量素子Ｃ1、Ｃ2に対する充放電に伴って、それぞれ電流Ｉ1およびＩ2が流れる。
このときの容量素子Ｃ1の他端Ｑの電位波形は、例えば、図９Ａに示すような波形Ｖ1のようになり、これが検出回路７３である電圧検出器ＤＥＴによって検出される。このとき、点Ｑの電位は、容量素子Ｃ1およびＣ2を流れる電流Ｉ1およびＩ2の値によって定まる分圧電位となる。このため、波形Ｖ1は、非接触状態での波形Ｖ0よりも小さな値となる。この波形変化を検出することにより、接触または近接する指などの物体の検出が可能となる。物体の検出は、例えば、波形変化による電圧値の変化を、閾値電圧Ｖthを設定して検出する方法などが挙げられる。
ここで、上述した物体検出動作の原理を、図２ＡおよびＢに示したこの実施の形態における駆動電極１９に適用すること考える。まず、ｎ本である複数の駆動電極１９（１）〜１９（ｎ）と、ｐ本である複数の検出電極２２（１）〜２２（ｐ）との間には、誘電体Ｄである保護層２１が設けられている。そうすると、ｎ本である複数の駆動電極１９（１）〜１９（ｎ）と、ｐ本である複数の検出電極２２（１）〜２２（ｐ）とが交差することによって、各交差部において容量素子Ｃ1を形成する。次に、複数の駆動電極１９（１）〜１９（ｎ）に対し、駆動信号Ｖsを、例えば、線順次に印加していくと、容量素子Ｃ1の容量値に応じた大きさの検出信号Ｖdetが、複数の検出電極２２（１）〜２２（ｐ）のそれぞれから出力される。この出力動作は、例えば、あるタイミングにおいて駆動信号Ｖsが印加されている一の駆動電極１９と、複数の検出電極２２（１）〜２２（ｐ）との各交差部に形成されるｐ個の容量素子Ｃn1〜Ｃnpの各々とに対して充放電がされることで行われる。さらに、駆動電極１９に駆動信号Ｖsを線順次に印加する、駆動信号Ｖsのスキャンが行われることで、この出力動作が繰り返される。
駆動電極１９に対して、上記の駆動信号Ｖsのスキャンが行われている状態において、偏光板２４の光出射面側にユーザの指などが存在しない場合には、この検出信号Ｖdetの大きさはほぼ一定となる。一方、ユーザの指などが偏光板２４の光出射面に接触または近接すると、その接触箇所にあらかじめ形成されている容量素子Ｃ1に、指による容量素子Ｃ2がＧＮＤ側に直列に付加される。その結果、複数の駆動電極１９（１）〜１９（ｎ）のうちの接触箇所に対応する駆動電極１９に駆動信号Ｖsが印加された時における検出信号Ｖdetの値は、他の箇所における検出信号Ｖdetの値よりも小さくなる。このようにして検出電極２２を介して得られた検出信号Ｖdetは検出回路７３へ出力される。
検出回路７３は、上記のようにして得られた検出信号Ｖdetに基づいて物体検出動作を行う。検出回路７３は、例えば、入力された検出信号Ｖdetと、所定の閾値電圧Ｖthと比較することで物体検出動作を行う。このとき、検出信号Ｖdetの値が閾値電圧Ｖthの値以上であれば、偏光板２４の光出射面と非接触状態または非近接状態と判定する。一方で、閾値電圧Ｖthの値未満であれば、偏光板２４の光出射面と接触状態または近接状態と判断する。なお、物体の接触箇所の位置座標を求める方法は、基本的には限定されないが、例えば、駆動信号Ｖsの印加時と、検出信号Ｖdetのうち閾値電圧Ｖthの値未満の信号の検出時とから算出する方法などが挙げられる。
以上のように、第１の実施の形態によれば、画素部１０上に液晶レンズ部２０を設けたので、画素部１０から放出された光に基づく画像を３次元映像または２次元映像に自在に切り替えて画面表示することができる。また、液晶レンズ部２０の液晶層１８上にタッチセンサ部３０を積層して設けたので、上記のような映像表示および／または映像切替えと同時に物体の接触または近接の有無を検出することができる。これにより、３次元映像および２次元映像を切り替え可能に表示しつつ、ユーザによる情報入力が可能となる表示装置１を得ることができる。
また、液晶レンズ部２０の駆動電極と、タッチセンサ部３０の駆動電極とを共通の駆動電極１９としたので、タッチセンサ部３０が構成を液晶レンズ部２０の構成とすることができる。また、液晶レンズ部２０の駆動信号とタッチセンサ部３０の駆動信号とを合成した駆動信号でそれぞれを駆動することが可能となるので、液晶レンズ部２０とタッチセンサ部３０とを１つの駆動回路でそれぞれを駆動することができる。これらのことにより、液晶レンズ部２０とタッチセンサ部３０と独立して別々に構成する場合と比べて、表示装置１を薄型に形成することができる。
また、タッチセンサ部３０を構成する誘電体を透明樹脂材料などからなる保護層２１としたので、誘電体をガラス基板とする場合と比較して生産性が向上する。特に、保護膜を、可塑樹脂を硬化して形成した場合においては、ガラス基板を誘電体とした場合と比較して、両面にパターンを形成する必要がなくなり、生産性が特に向上する。また、誘電体を薄く形成することが可能となるので、誘電体にガラス基板を用いた時のような研磨などの煩雑な工程を経ずに表示装置１をさらに薄型に形成することができる。
＜２．第２の実施の形態＞
［表示装置］
図１０は、第２の実施の形態による表示装置１の画素（ＰＸＬ）の垂直断面の構成を示す断面図である。以下の実施の形態においては、第１の実施の形態の表示装置１と同様の構成については同一の符号を付するものとする。
図１０に示すように、この表示装置１は、第１の実施の形態の表示装置１の接着層１４と第３基板１５とを省いた積層構造としたものである。これにより、第２基板１３は、画素部１０の封止基板としての構成要素と、液晶レンズ部２０の対向電極基板としての構成要素との二つの構成要素を有する。この表示装置の上記以外の構成は、第１の実施の形態による表示装置１の構成と同様である。
［表示装置の製造方法］
この表示装置の製造方法においては、液晶レンズ部２０の形成を以下のようにして行う。
画素部１０を封止する第２基板１３上に、対向電極１６および配向膜１７ａを形成する。次に、この配向膜１７ａ上に液晶を滴下して液晶層１８を形成する。次に、液晶層１８上にタッチセンサ部３０の駆動電極１９側の面を貼り合わせることで液晶層１８を封止する。この表示装置の製造方法の上記以外のことは第１の実施の形態による表示装置の製造方法と同様である。
［表示装置の動作］
この表示装置の動作は、第１の実施の形態の表示装置の動作と同様である。
以上のように、この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点に加えて、部品点数を減らし、表示装置のさらなる薄型化を実現することができる。
＜３．第３の実施の形態＞
［表示装置］
図１１は、第３の実施の形態による表示装置１の画素（ＰＸＬ）の垂直断面の構成を示す断面図である。
図１１に示すように、この表示装置１は、第１の実施の形態の表示装置１の接着層１４と第３基板１５とを省き、さらに、第２基板１３を省いた積層構造となっている。これにより、表示装置１の基板枚数は第１基板１１と第４基板２３との２枚となる。画素部１０と液晶レンズ部２０との間には保護層２５が設けられている。保護層２５は、具体的には、例えば、画素部１０を構成する画素共通電極１３ａと液晶レンズ部２０を構成する対向電極１６との間に設けられている。保護層２５は、画素部１０を封止保護するためのものであれば基本的には限定されないが、なるべく薄いことが好ましい。保護層２５を構成する材料としては、電気絶縁性を有する材料であれば基本的には限定されないが、光透過性が良好な透明材料であることが好ましい。保護層２５を構成する材料としては、例えば、保護層２１として上記に挙げた材料を適宜選択することができる。
［表示装置の製造方法］
この表示装置の製造方法においては、画素部１０および液晶レンズ部２０の形成を以下のようにして行う。
画素共通電極１３ａ上に保護層２５を形成することで画素部１０を封止する。保護層２５の形成方法は、基本的には限定されないが、例えば、塗布法、蒸着法、ＭＯＣＶＤ法、スパッタリング法などにより形成することができる。保護層２５を硬化性の液体透明樹脂で構成する場合には画素共通電極１３ａの面上に一様に塗布した後に硬化させる。
次に、保護層２５上に対向電極１６および配向膜１７ａを順に積層して形成する。次に、この配向膜１７ａ上に液晶を滴下して液晶層１８を形成する。次に、液晶層１８上にタッチセンサ部３０の駆動電極１９側の面を貼り合わせることで液晶層１８を封止する。この表示装置の製造方法の上記以外のことは第１の実施の形態による表示装置の製造方法と同様である。
［表示装置の動作］
この表示装置の動作は、第１の実施の形態の表示装置の動作と同様である。
以上のように、第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点に加えて、部品点数を減らし、表示装置のさらなる薄型化を実現することができる。
＜４．第４の実施の形態＞
［表示装置］
図１２は、第４の実施の形態による表示装置１の画素（ＰＸＬ）の垂直断面の構成を示す断面図である。
図１２に示すように、この表示装置１は、第１の実施の形態の表示装置１の第２基板１３と接着層１４、第３基板１５および対向電極１６を省いた積層構造としたものである。これにより、画素共通電極１３ａは、画素部１０の対向電極としての構成要素と、液晶レンズ部２０の対向電極としての構成要素と、タッチセンサ部３０の対向電極の構成要素との三つの構成要素を有することとなる。また、配向膜１７ａと画素共通電極１３ａとの間に保護層を設けてもよい。保護層は、例えば、保護層２１として上記に挙げた構成を適宜選択することができる。
この表示装置の上記以外の構成は、第１の実施の形態による表示装置の構成と同様である。また、他の実施の形態として、液晶レンズ部２０の駆動電極と、タッチセンサ部３０の駆動電極とを別々に構成し、画素共通電極１３ａを上記の構成とすることもできる。この表示装置の構成の上記以外のことは第１の実施の形態による表示装置の構成と同様である。
［表示装置の製造方法］
この表示装置の製造方法においては、画素部１０および液晶レンズ部２０の形成を以下のようにして行う。
画素部１０を構成する画素共通電極１３ａ上に配向膜１７ａを形成する。配向膜１７ａは、画素共通電極１３ａ上に保護層を形成して画素部１０を封止した後に形成してもよい。
次に、この配向膜１７ａ上に液晶を滴下して液晶層１８を形成する。次に、液晶層１８上とタッチセンサ部３０の駆動電極１９側の面を貼り合わせることで液晶層１８を封止する。この表示装置の製造方法の上記以外のことは第１の実施の形態による表示装置の製造方法と同様である。
［表示装置の動作］
この表示装置の動作は、第１の実施の形態の表示装置の動作と同様である。
以上のように、第４の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点に加えて、画素部１０と液晶レンズ部２０とにおいて画素共通電極１３ａを共用することにより、基板数、電極層および配線の数を減らすことができる。これにより薄型で簡易な構成を実現することができる。
＜５．第５の実施の形態＞
［表示装置］
図１３は、第５の実施の形態による表示装置１の画素（ＰＸＬ）の垂直断面の構成を示す断面図である。
図１３に示すように、この表示装置１は、第１〜４の実施の形態のいずれかの表示装置１のタッチセンサ部３０において、駆動電極１９と検出電極２２とを保護層２７を介して交互に設けたものである。駆動電極１９の側面と検出電極２２の側面とは互いに対向している。保護層２７は、第４基板２３と配向膜１７ｂとの間に設けられている。また、駆動電極１９を介して互いに対向して設けられた検出電極２２はジャンパ線２６によって接続されている。
駆動電極１９の形状は基本的には限定されるものではなく、駆動電極１９の形状として上記に挙げた形状を適宜選択することができるが、表示装置１の一辺に平行に延在する長尺形状であることが好ましい。また、駆動電極１９の設置形態は、一定間隔をおいて複数の駆動電極１９を設けるようにすれば基本的は限定されないが、例えば、駆動電極１９が長尺形状を有する場合には駆動電極１９の長辺が互いに対向するようにして設けられることが好ましい。これにより、互いに対向して設けられた駆動電極１９との間には間隔部が設けられる。
検出電極２２は、上記間隔部内に駆動電極１９と接触しないように一定間隔をおいて設けられていれば基本的にはどのように設けられてもよいが、互いに対向する駆動電極１９の側面と検出電極２２の側面との間隔は小さい方が好ましい。また、互いに対向する駆動電極１９の側面と検出電極２２の側面とが平行となるように設けられることが好ましい。また、上記間隔部内に検出電極２２が、上記間隔部が伸びる方向に一定間隔をおいて複数設けられることが好ましい。
検出電極２２の形状は上記間隔部内に設けることが可能な形状であれば基本的に限定されるものではないが、上記間隔部内に設けられた場合に駆動電極１９の側面と対向する検出電極２２の側面とが互い平行となるような形状であることが好ましい。検出電極２２の形状は、具体的には、例えば、矩形形状などが挙げられる。また、検出電極２２の大きさは基本的には限定されるものではないが、上記間隔部内の上記間隔部の伸びる方向に一定間隔をおいて設けることが可能な大きさであることが好ましい。
駆動電極１９と検出電極２２とは、互いに接することなく、互いの側面が対向するようにして設けられていれば基本的にはどのように設けられていてもよいが、駆動電極１９と検出電極２２とは、駆動電極１９と検出電極２２とが同一平面状に配置されていることが好ましい。また、駆動電極１９と検出電極２２とが共に第４基板２３の面上に設けられていることが好ましい。
ジャンパ線２６は離間して設けられた検出電極２２を電気的に接続することが可能であれば基本的には限定されるものではないが、駆動電極１９と接触しないようにして設けられることが好ましい。ジャンパ線２６は、例えば、駆動電極１９と接触しないように迂回して形成されたブリッジ構造とすることによって駆動電極１９と検出電極２２とが電気的に独立した構造となる。ジャンパ線２６は、検出電極２２と一体となることで駆動電極１９が延びる方向と直交する方向に延びる長尺形状となるように設けられることが好ましい。また、保護層２７を構成する材料としては、例えば、保護層２１として上記に挙げた材料を適宜選択することができる。
ジャンパ線２６によるブリッジ構造は、この実施の形態においては、検出電極２２に関して第４基板２３と逆側の面上に形成される。この場合においては、離間して設けられた複数の検出電極２２をジャンパ線２６で接続する。一方で、離間して設けられた複数の駆動電極１９をジャンパ線２６で接続してブリッジ構造としてもよく、その場合検出電極２２は、駆動電極１９が並ぶ方向と直交した方向に伸びる短冊形状を有する。また、駆動電極１９と検出電極２２とをそれぞれ離間して設け、それぞれをジャンパ線で接続してブリッジ構造としてもよい。
このように、駆動電極１９の側面と検出電極２２の側面とを互い対向して設けることで、この対向する側面の間には横方向のフリンジ容量が発生する。そうすると検出電極２２の近傍には容量素子が形成され物体検出が可能となる。このフリンジ容量を大きくするためには、この対向する側面の間隔はなるべく小さい方が好ましい。また、この互いに対向する側面の面積は大きいことが好ましい。また、検出電極２２を接続するジャンパ線２６と駆動電極１９との間にも容量素子が形成されることで、この領域においても物体検出が可能となる。
図１４はこの実施の形態における駆動電極１９と検出電極２２との構成の一例を示す上面図である。この場合、図中のＡ−Ａ線に沿った断面が図１３に示した垂直断面となる。
図１４に示すように、駆動電極１９は表示装置１の一辺に平行に延在する長尺形状を有し、液晶レンズ部２０およびタッチセンサ部３０の駆動電極となる駆動部１９ａと、駆動部１９ａを連結する連結部１９ｂとを有している。連結部１９ｂの幅は駆動部１９ａの幅よりも小さく、駆動部１９ａと連結部１９ｂとは、駆動電極１９が延びる方向に交互に設けられている。また、駆動部１９ａと連結部１９ｂとは一体となって形成されていることが好ましい。これにより、駆動電極１９の長辺部には一定間隔をおいて凹部が形成される。上記凹部は互いに対向するようにして駆動電極１９の両長辺に設けられることが好ましい。また、駆動電極１９は、駆動電極１９が延びる方向の中心線に関して線対称であることが好ましいが、これに限定されるものではない。複数の駆動電極１９が一定間隔をおいて、互いの長辺部を対向させるようにして設けられることで、隣り合う駆動電極１９との間には間隙部３８が形成される。
間隙部３８は互いに隣り合う駆動電極１９の長辺によって形成されていれば基本的には限定されるものではないが、互いに隣り合う駆動電極１９の凹部が互いに対向して設けられることが好ましい。また、互いに隣り合う駆動電極１９の間隔は小さいことが好ましい。間隙部３８が互いに対向する凹部によって形成される場合には、例えば、上記凹部が矩形状の凹部であるときは矩形の空間部３９が形成され、例えば、上記凹部が半円状の凹部であるときは略円形の空間部３９が形成される。
検出電極２２は、間隙部３８内に駆動電極１９と接触しないように一定間隔をおいて設けられていれば基本的には限定されるものではないが、間隙部３８内の互いに対向する駆動電極１９の側面と検出電極２２の側面との間隔は小さい方が好ましい。また、互いに対向する駆動電極１９の側面と検出電極２２の側面とが平行となるように設けられることが好ましい。また、互いに隣り合う駆動電極１９によって形成された複数の間隙部３８内に検出電極２２が複数設けられることが好ましい。
検出電極２２の形状は間隙部３８内に設けることが可能な形状であれば基本的に限定されるものではないが、間隙部３８内に設けられた場合に駆動電極１９の側面と対向する検出電極２２の側面とが互い平行となるような形状であることが好ましい。この形状としては、例えば、間隙部３８の形状と相似な形状が挙げられる。例えば、間隙部３８の形状が、対向する空間部３９によって形成された矩形状である場合には、検出電極２２の形状も矩形状となり、検出電極２２の大きさは、例えば、間隙部３８の大きさよりも若干小さくなる。
このように、駆動電極１９と検出電極２２との側面を互い対向するようにして設けることで、この対向する側面の間には同様にして横方向のフリンジ容量が発生する。さらに、間隙部３８を形成することで検出電極２２の側面のほぼ全面にわたって駆動電極１９を対向して設けることが可能となる。これにより、間隙部３８を形成しない場合と比較して、両電極の対向する側面の面積が大幅に増加することで形成される容量素子の静電容量が大幅に増加する。
この表示装置の上記以外の構成は、第１〜４の実施の形態によるいずれかの表示装置の構成と同様である。
［表示装置の製造方法］
この表示装置の製造方法においては、液晶レンズ部２０の形成およびタッチセンサ部３０の形成を以下のようにして行う。
まず、主面全面に透明導電層を有する第４基板２３を用意し、この透明導電層をエッチングなどすることによってパターニングし、駆動電極１９と検出電極２２とを形成する。パターニングは、例えば、一定間隔をおいて並列に形成された長尺形状の透明電極を形成し、上記間隔部領域に一定間隔を置いて島状の透明電極を形成する方法など挙げられる。このとき、この長尺形状の透明電極と島状の透明電極とは、互いに離れて形成されている。この長尺形状の透明電極が駆動電極１９を構成し、島状の透明電極が検出電極２２を構成する。
長尺形状の透明電極は、長尺形状が延びる方向の二辺に一定間隔を置いて互いに対向する凹部を複数有するようにパターニングすることが好ましい。また、この凹部を互いに対向させて形成し、互いに対向した凹部によって形成される領域内に、島状の透明電極が形成されるようにしてパターニングすることがより好ましい。
島状の透明電極は長尺形状の透明電極の間隔部に、長尺形状の透明電極とは接触しないようにして設けられていれば基本的には限定されないが、長方形もしくは正方形であることが好ましい。また、長尺形状の透明電極が伸びる方向に直交する方向に平行に複数形成されることが好ましい。
次に、第４基板の駆動電極１９および検出電極２２が設けられた側の面に硬化性の液体透明樹脂を、両電極を覆うようにして塗布して平坦化膜とし保護膜を形成する。次に、保護膜の面上のうち、下部に検出電極２２が形成されている場所に、検出電極２２まで達するスルーホールを検出電極２２ごとに少なくとも２箇所形成する。スルーホールは検出電極２２上の領域のうち、駆動電極１９が伸びる方向と直交する方向の両端に形成することが好ましい。
次に、保護膜のスルーホールが設けられている側の面上に、透明導電層をさらに形成する。透明導電層は、駆動電極１９が延びる方向に直交する方向に、互いに隣り合う検出電極２２を接続するようにして形成する。この透明導電層がジャンパ線２６を構成する。一の検出電極２２に関して、上記互いに隣り合う検出電極２２は例えば２つあるが、この場合、この２つの検出電極２２が互いに接触しないようにしてジャンパ線２６が形成され、それぞれの検出電極２２同士が接続される。ジャンパ線２６の形態は、検出電極２２と同様の幅を持つ長方形状であることが好ましい。複数の検出電極２２がジャンパ線２６で接続されることで、検出電極２２の上面から見た形状は、駆動電極１９が延びる方向に直交する方向に伸びる短冊形状となる。
次に、保護膜のジャンパ線２６が設けられた側の面上にさらに硬化性の液体透明樹脂を塗布する。このとき、硬化性の液体透明樹脂を、ジャンパ線２６を覆うようにして塗布し、塗布面全体が平面となるようにして保護層２７を形成する。次に、保護層２７上に配向膜１７ｂを形成する。続いて、駆動電極１９、検出電極２２および保護層２７で構成された面上に第４基板２３を設けてタッチセンサ部３０を封止し、第４基板２３上に偏光板２４をさらに設ける。こうして、タッチセンサ部３０が形成された。この表示装置の製造方法の上記以外のことは第１〜４の実施の形態によるいずれかの表示装置の製造方法と同様である。
［表示装置の動作］
この表示装置の動作は、第１の実施の形態の表示装置の動作と同様である。
以上のように、この第５の実施の形態によれば、第１〜４の実施の形態と同様な利点に加えて、駆動電極１９と検出電極２２とを同一の層に形成したので、表示装置のさらなる薄型化を実現することができる。
＜６．第６の実施の形態＞
［表示装置］
図１５は、第６の実施の形態による表示装置１の画素（ＰＸＬ）の垂直断面の構成を示す断面図である。
図１６は、第６の実施の形態による表示装置１の画素（ＰＸＬ）の駆動電極１９と検出電極２２との構成の一例を示す上面図である。図１５は、図１６のＢ−Ｂ線に沿っての垂直断面の構成を示す断面図となる。
図１５および図１６に示すように、この他の一例における表示装置１は、第５の実施の形態による表示装置１と同様な構成を有するが、離間されて設けられた検出電極２２を接続するジャンパ線２６が、検出電極２２に関して配向膜１７ｂと逆側の面上に形成される。この表示装置の上記以外の構成は、第５の実施の形態による表示装置の構成と同様である。
［表示装置の製造方法］
第６の実施の形態による表示装置の製造方法においては、液晶レンズ部２０の形成およびタッチセンサ部３０の形成を以下のようにして行う。
まず、主面全面に透明導電層を有する第４基板２３を用意し、エッチングなどによってパターニングすることにより、ジャンパ線２６を形成する。ジャンパ線２６の形態は第５の実施の形態と同様に形成する。次に、第４基板２３のジャンパ線２６が設けられた側の面に硬化性の液体透明樹脂を、ジャンパ線２６を覆うようにして塗布して平坦化膜とし保護膜を形成する。次に、保護膜の面上のうち、下部にジャンパ線２６が形成されている場所に、ジャンパ線２６まで達するスルーホールをジャンパ線２６ごとに少なくとも２箇所形成する。スルーホールはジャンパ線２６上の領域のうち、ジャンパ線２６が伸びる方向の両端に形成することが好ましい。
次に、保護膜の面上に透明導電層を形成する。これにより、スルーホール内にも透明導電層が形成され、ジャンパ線２６と電気的に接続可能となる。次に、この透明導電層をエッチングなどすることによってパターニングし、駆動電極１９と検出電極２２とを形成する。駆動電極１９および検出電極２２は第５の実施の形態と同様にして形成する。このとき、互いに隣り合うジャンパ線２６を電気的に接続するようにして検出電極２２が形成されることが好ましい。具体的には、第５の実施の形態と同様にして、検出電極２２とジャンパ線２６とが接続される。
次に、保護膜の駆動電極１９および検出電極２２が設けられた側の面上にさらに硬化性の液体透明樹脂を、駆動電極１９および検出電極２２による凹凸を埋めるようにして塗布し平坦化膜とし、これにより保護層２７を形成する。次に、保護層２７の主面上に配向膜１７ｂを形成する。この表示装置の製造方法の上記以外のことは第５の実施の形態による表示装置の製造方法と同様である。
［表示装置の動作］
この表示装置の動作は、第１の実施の形態の表示装置の動作と同様である。
以上のように、第６の実施の形態によれば、第５の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
＜７．第７の実施の形態＞
［表示装置］
図１７は、第７の実施の形態による表示装置１の画素（ＰＸＬ）の垂直断面の構成を示す断面図である。
図１７に示すように、この表示装置１は、第５の実施の形態の表示装置１のタッチセンサ部３０において、ジャンパ線２６を用いることなく駆動電極１９と検出電極２２とを同一の層に形成したものである。
タッチセンサ部３０は、例えば、第４基板２３の光出射面とは逆側の面に、駆動電極１９と検出電極２２が設けられている。駆動電極１９と検出電極２２とは互いに離間しており電気的に絶縁した状態で、同一面上に所定のパターンで設けられている。また、保護層２１が駆動電極１９と検出電極２２のとの表面全体を覆うように設けられており、これにより駆動電極１９と検出電極２２との間に容量素子を形成するようになっている。
この表示装置の構成の上記以外のことは第５の実施の形態による表示装置の構成と同様である。
［表示装置の製造方法］
この表示装置の製造方法は、ジャンパ線２６を形成しないこと以外は第５の実施の形態による表示装置の製造方法と同様である。
［表示装置の動作］
この表示装置の動作は第１の実施の形態による表示装置の動作と同様である。
以上のように、第７の実施の形態によれば、第５の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
＜８．第８の実施の形態＞
［表示装置］
図１８は、第８の実施の形態による表示装置１の画素（ＰＸＬ）の断面構成を示す断面図である。
図１８に示すように、この表示装置１は、第１〜７の実施の形態のいずれかの表示装置１の表示切り替え機能部を液晶レンズ部２０に代えて液体レンズ部２０Ａとしたものである。
液体レンズ部２０Ａは、画素部１０から発せられた光を通過させることにより画像表示を行い、上記の画像表示を３次元映像または２次元映像として切り替え可能に表示する機能を有している。液体レンズ部２０Ａは、具体的には、例えば、第３基板１５上に設けられた対向電極１６と保護層２１上に設けられた駆動電極１９ｃとの間に極性の異なる２つの液体層である極性液体層３２および無極性液体層２９を有する。液体レンズ部２０Ａは、この極性の異なる２つの液体層の界面を、分割して設けられた駆動電極１９ｃと対向電極１６との間に生じる電圧で制御して可変焦点レンズとし、表示切り替え機能を発現する。また、対向電極１６は画素共通電極１３ａで代替することもできる。そのため、液体レンズ部２０Ａは第１〜７の実施の形態のいずれかの表示装置１の液晶レンズ部２０とそっくり入れ替えることができる。
液体レンズ部２０Ａの詳細な構成について図を参照して説明する。保護層２１上に設けられた駆動電極１９ｃは、複数の短冊状パターンに分割されている。また、駆動電極１９ｃの表面を覆うようにして絶縁層２８が設けられている。絶縁層２８の表面は保護層２１の主面と平行になるように平坦に形成されている。絶縁層２８の表面は、複数の隔壁３１によって区画されている。隔壁３１の形状は、例えば、第４基板２３の主面と平行な面の形状が格子状または短冊状などが挙げられる。隔壁３１は、例えば、第４基板２３の一辺に平行に延在するように、第４基板２３の一辺と直交する方向に一定間隔をおいて設けられることで、絶縁層２８の表面を区画している。この隔壁３１によって区画された各空間領域には、無極性液体層２９が保持されている。絶縁層２８と対向電極１６とで形成される空間領域のうち、無極性液体層２９が保持されていない空間領域の全領域には極性液体層３２を有している。また、絶縁層２８の領域を保護層２１で形成することもできる。このとき、保護層２１は駆動電極１９ｃの全体を覆うようにして設けられる。
駆動電極１９ｃの形状、設置形態および構成する材料は基本的には限定されるものではなく、駆動電極１９として上記に挙げたことを適宜選択することができる。これらの中でも特に、駆動電極１９ｃの形状は、第４基板２３の主面と平行な面が隔壁３１によって形成された少なくとも１つの区画を覆うような形状であることが好ましい。また、駆動電極１９ｃの設置形態は、第４基板２３上の上記少なくとも１つの区画を覆うような位置に設けられることが好ましい。
この表示装置の上記以外の構成は、第１〜７の実施の形態のいずれかの表示装置の構成と同様である。
［表示装置の製造方法］
この表示装置の製造方法においては、液体レンズ部２０Ａの形成を従来公知の方法で形成することができる。
この表示装置の製造方法の上記以外のことは第１〜７の実施の形態のいずれかによる表示装置の製造方法と同様である。
［表示装置の動作］
この表示装置の動作における、表示切り替え動作について説明する。
画素部１０から発せられた光が液体レンズ部２０Ａへ入射したとき、３次元映像を表示する場合には、例えば、上記に示した制御部７０などから駆動電極１９ｃへ、３次元表示用の駆動信号Ｖd3を印加するなどして、液体レンズ部２０Ａの極性液体層３２を制御する。これにより、極性液体層３２と無極性液体層２９との間の界面が変化する。この液体界面を適当に制御して可変レンズとすることで、３次元映像を表示することができる。
一方、２次元映像を表示する場合には、例えば、上記に示した制御部７０などから駆動電極１９ｃへ、２次元表示用の駆動信号Ｖd4を印加するなどして、液体レンズ部２０Ａの極性液体層３２を制御する。２次元表示用の駆動信号Ｖd4は、例えば、３次元表示用の駆動信号Ｖd3よりも小さい信号とする。これにより、極性液体層３２と無極性液体層２９との間の界面が変化する。この液体界面を適当に制御して可変レンズとすることで、２次元映像を表示することができる。
図１９Ａは、３次元表示時における画素部１０から液体レンズ部２０Ａに入射し偏光板２４から外部へ放出される光の導波光路を示したものである。図１９Ｂは、２次元表示時における画素部１０から液体レンズ部２０Ａに入射し偏光板２４から外部へ放出される光の導波光路を示したものである。
図１９Ａに示すように、例えば、駆動電極１９ｃへ駆動信号Ｖd3が印加されると、液体レンズ部２０Ａでは、極性液体層３２と無極性液体層２９との界面Ｓ1が入射光に対して凸レンズ形状となる。このため、画素部１０側から液体レンズ部２０Ａに入射した光は、界面Ｓ1を通過する過程において屈折され、互いに異なる複数の角度方向へ出射する。これにより、画素部１０から発せられた光に基づく画像が、液体レンズ部２０Ａによって左右の眼に分離して映し出される。このとき、画素部１０から発せられた光に基づく画像が、左右の視差画像の合成画像である場合には３次元映像として表示され、この映像を観る者に３次元映像として視認される。
一方、図１９Ｂに示すように、例えば、駆動電極１９ａへ駆動信号Ｖd2が印加されると、液体レンズ部２０Ａでは、極性液体層３２と無極性液体層２９との界面Ｓ2が入射光に対して直交する形状となる。このため、画素部１０側から液体レンズ部２０Ａに入射した光は、界面Ｓ2において屈折されずに出射する。これにより、画素部１０から発せられた光に基づく画像が、偏光板２４上において、２次元映像として表示され、この映像を観る者に２次元映像として視認される。
この表示装置の動作の上記以外のことは第１〜７の実施の形態のいずれかによる表示装置の動作と同様である。
以上のように、第８の実施の形態によれば、第１〜７の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
＜９．第９の実施の形態＞
［表示装置］
図２０は、第９の実施の形態による表示装置１の画素（ＰＸＬ）の断面構成を示す断面図である。
図２０に示すように、この表示装置１は、第８の実施の形態の表示装置１の液体レンズ部２０Ａの駆動電極１９ｄを、隔壁３１の表面を覆うようにして形成したものである。このとき、隔壁３１は保護層２１の表面に直接設けられるので絶縁層２８を省くことができる。
保護層２１の表面は、複数の隔壁３１によって区画されている。隔壁３１の形状および設置形態は上記に挙げたことを適宜選択することができる。隔壁３１の表面には、表面全体を覆うようにして駆動電極１９ｄが設けられている。駆動電極１９ｄを構成する材料などは、駆動電極１９として上記に挙げたことを適宜選択することができる。この駆動電極１９ｄが設けられた隔壁３１によって区画された各空間領域には、無極性液体層２９が保持されている。保護層２１と対向電極１６とで形成される空間領域のうち、無極性液体層２９が保持されていない空間領域の全領域には極性液体層３２を有している。
この表示装置の上記以外の構成は、第８の実施の形態による表示装置の構成と同様である。
［表示装置の製造方法］
この表示装置の製造方法は第８の実施の形態による表示装置の製造方法と同様である。
［表示装置の動作］
第９の実施の形態による表示装置の動作における、表示切り替え動作について説明する。
画素部１０から発せられた光が液体レンズ部２０Ａへ入射したとき、３次元映像を表示する場合には、例えば、駆動電極１９ｄへ３次元表示用の駆動信号Ｖd3を印加する。駆動信号Ｖd3が駆動電極１９ｄに印加されると、液体レンズ部２０Ａでは極性液体層３２と無極性液体層２９との界面Ｓ1が入射光に対して凹レンズ形状となる。
この表示装置の動作の上記以外のことは第８の実施の形態による表示装置の動作と同様である。
以上のように、第９の実施の形態によれば、第８の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
＜１０．第１０の実施の形態＞
［表示装置］
図２１は、第１０の実施の形態による表示装置１の画素（ＰＸＬ）の断面構成を示す断面図である。
図２１に示すように、この表示装置１は、第８の実施の形態の表示装置１の液体レンズ部２０Ａにおいて、保護層２１の表面上に設けられた隔壁３１の代わりに駆動電極１９ｅが設けられている。保護層２１と駆動電極１９ｅとによって構成される表面の少なくとも一部には、絶縁膜３３が設けられていることが好ましいが、保護層２１と駆動電極１９ｅとによって構成される表面に絶縁膜３３を設けない構成とすることもできる。
保護層２１の表面は、複数の駆動電極１９ｅによって区画されている。駆動電極１９ｅの形状、設置形態、構成する材料などは、駆動電極１９として上記に挙げたことを適宜選択することができる。表面に絶縁膜３３を有する駆動電極１９ｅによって区画された各空間領域には、無極性液体層２９が保持されている。絶縁膜３３と対向電極１６とで形成される空間領域のうち、無極性液体層２９が保持されていない空間領域の全領域には極性液体層３２を有している。
この表示装置の上記以外の構成は、第８の実施の形態による表示装置の構成と同様である。
［表示装置の製造方法］
この表示装置の製造方法は第８の実施の形態による表示装置の製造方法と同様である。
［表示装置の動作］
この表示装置の動作は第８の実施の形態による表示装置の動作と同様である。また、表示装置を保護層２１と駆動電極１９ｅとによって構成される表面に絶縁膜３３を設けない構成とする場合においては、表示装置の動作は第９の実施の形態による表示装置の動作と同様である。
以上のように、第１０の実施の形態によれば、第８の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
＜１１．第１１の実施の形態＞
［表示装置］
図２２は、第１１の実施の形態による表示装置１の画素（ＰＸＬ）の断面構成を示す断面図である。
図２２に示すように、この表示装置１は、第１〜３、５および６の実施の形態のいずれかの表示装置１の表示切り替え機能部を液晶レンズ部２０に代えて液晶バリア部２０Ｂとしたものである。
液晶バリア部２０Ｂは、画素部１０から発せられた光を選択的な領域のみにおいて通過させることにより画像表示を行い、上記の画像表示を３次元映像または２次元映像として切り替え可能に表示する機能を有している。液晶バリア部２０Ｂは、例えば、上記に示した液晶レンズ部２０と同様な構成を有している。液晶バリア部２０Ｂは、具体的には、例えば、互いに対向して設けられた対向電極１６と駆動電極１９ｆとの間に液晶層１８ａが封止された構成を有し、互いに対向する面には配向膜１７ａおよび１７ｂがそれぞれ設けられている。画素部１０と液晶バリア部２０Ｂとは、偏光板３４と接着層１４とを介して接合されている。画素部１０と液晶バリア部２０Ｂとは、第２基板１３、接着層１４、偏光板３４および第３基板１５の順で積層して接合されることが好ましいが、接着層１４と偏光板３４との順を逆にして接合されていてもよい。
偏光板３４は、液晶層１８ａに選択的な偏光を入射させるためのものであれば、基本的には限定されないが、なるべく薄く形成されることが好ましい。偏光板３４としては、例えば、直進光のみを透過するものなどが挙げられる。
保護層２１上に設けられる駆動電極１９ｆは、例えば、第４基板２３の一辺に平行に延在し、上記一辺と直交する方向に一定間隔を置いて設けられる。駆動電極１９ｆの形状、設置形態、構成する材料などは、駆動電極１９として上記に挙げたことを適宜選択することができる。このとき、隣り合う駆動電極１９ｆの間の領域である電極間領域Ｄ１においては、例えば、光の出射方向に関して常に光を透過させるようにする。一方で、駆動電極１９ｆが設けられた領域である電極領域Ｄ２においては、例えば、光の出射方向に関して光透過率を可変とするようにする。すなわち、電極領域Ｄ２においては、光の出射方向に関して、液晶の配向を変化させることにより光の透過と遮断とを切り替えるようにする。液晶層１８ａには、偏光板３４によって選択的な偏光が入射する。
この表示装置の上記以外の構成は、第１〜３、５および６の実施の形態のいずれかの表示装置の構成と同様である。
［表示装置の製造方法］
この表示装置の製造方法は、液晶バリア部２０Ｂを液晶レンズ部２０と同様に製造し、偏光板３４を介して画素部１０と液晶バリア部２０Ｂとを接合すること以外は、第１〜３、５および６の実施の形態のいずれかの表示装置の製造方法と同様である。
［表示装置の動作］
この表示装置の動作における、表示切り替え動作について説明する。
画素部１０から発せられた光が液晶バリア部２０Ｂへ入射したとき、３次元映像を表示する場合には、例えば、上記に示した制御部７０などから駆動電極１９ｆへ３次元表示用の駆動信号Ｖd5を印加するなどして、液晶バリア部２０Ｂの液晶層１８ａを制御する。この制御において、画素部１０から発せられた光を選択的に遮断させることによって、３次元映像を表示することができる。
一方、２次元映像を表示する場合には、例えば、上記に示した制御部７０などから駆動電極１９ｄへ２次元表示用の駆動信号Ｖd6を印加するなどして、液晶バリア部２０Ｂの液晶層１８ａを制御する。２次元表示用の駆動信号Ｖd6は、例えば、３次元表示用の駆動信号Ｖd5よりも小さい信号とする。この制御において、画素部１０から発せられた光を透過させることによって、２次元映像を表示することができる。
図２３Ａは、３次元表示時における画素部１０から液晶バリア部２０Ｂに入射し偏光板３４から外部へ放出される光の導波光路を示したものである。図２３Ｂは、２次元表示時における画素部１０から液晶バリア部２０Ｂに入射し偏光板３４から外部へ放出される光の導波光路を示したものである。
図２３Ａに示すように、例えば、駆動電極１９ｆへ駆動信号Ｖd5を印加して電極領域Ｄ２から出射する光を遮断状態とすることにより、液晶バリア部２０Ｂでは、画素部１０から発せられた光の出射方向が電極間領域Ｄ１によって制限される。これにより、上述した液晶レンズ部２０の場合と同様に、画素部１０から発せられた光に基づく画像が、左右の視差画像の合成画像である場合には、左右の眼に分離して映し出され、３次元映像として視認される。
一方、図２３Ｂに示すように、例えば、駆動電極１９ｆへ駆動信号Ｖd6が印加して電極領域Ｄ２から出射する光を透過状態とすることにより、画素部１０側から入射した光は、出射方向が制限されることなく液晶バリア部２０Ｂを出射する。これにより、上述した液晶レンズ部２０の場合と同様に、画素部１０から発せられた光に基づく画像が、２次元映像として視認される。
以上のように、第１１の実施の形態によれば、第１〜３、５および６の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
＜１２．第１２の実施の形態＞
［表示装置］
図２４は、第１２の実施の形態による表示装置１の画素（ＰＸＬ）の断面構成を示す断面図である。
図２４に示すように、この表示装置１は、第１〜１１の実施の形態のいずれかの表示装置のタッチセンサ部３０を、タッチセンサ部３０のみを独立して駆動するタッチセンサ用駆動電極３５が設けられたタッチセンサ部３０Ａとしたものである。
タッチセンサ部３０Ａは、例えば、保護層２１の光出射面に、タッチセンサ用駆動電極３５が設けられている。タッチセンサ用駆動電極３５は互いに離間して所定のパターンで設けられている。タッチセンサ用駆動電極３５は、例えば、保護層２１を介して駆動電極１９と対向して設けられている。駆動電極１９は、タッチセンサ用駆動電極３５と電気的に独立して設けられており、例えば、液晶レンズ部のみを駆動する。タッチセンサ用駆動電極３５の間には絶縁層３６が設けられている。また、検出電極２２はタッチセンサ用駆動電極３５の上部に保護層３６を介して設けられている。その他のことは、例えば、第７の実施の形態と同様にして構成することができる。
タッチセンサ用駆動電極３５の形状はタッチセンサを駆動可能であれば基本的には限定されないが、駆動電極１９と同様な形状とすることができ、駆動電極１９として上記に挙げた形状を適宜選択することができる。また、タッチセンサ用駆動電極３５を構成する材料は導電性を有するものであれば基本的には限定されないが、光透過性の高い材料で構成することが好ましい。タッチセンサ用駆動電極３５を構成する材料は、駆動電極１９と同様な材料とすることができ、駆動電極１９を構成する材料として上記に挙げたものを適宜選択することができる。
タッチセンサ用駆動電極３５の設置形態は、駆動電極１９と電気的に独立して設けられていれば基本的には限定されないが、例えば、保護層２１に関して駆動電極１９の反対側の保護膜上に設けられることが好ましい。このとき、駆動電極１９の設置形態と同様にして保護層２１上に設けることができる。また、このとき、タッチセンサ用駆動電極３５は、保護層２１に関して駆動電極１９と対称な位置に設けられることが好ましい。
この表示装置の上記以外の構成は、第１〜１１の実施の形態のいずれかの表示装置の構成と同様である。
［表示装置の製造方法］
この表示装置の製造方法は、保護層２１上に複数のタッチセンサ用駆動電極３５を一定間隔で形成してタッチセンサ部３０Ａを製造すること以外は、第１〜１０の実施の形態のいずれかの表示装置の製造方法と同様である。
［表示装置の動作］
この表示装置の動作は、駆動電極１９とタッチセンサ用駆動電極３５とに、表示切替え用駆動信号Ｖdとタッチセンサ用駆動信号Ｖsとをそれぞれ独立に印加すること以外は、第１の実施の形態による表示装置の動作と同様である。
以上のように、第１２の実施の形態によれば、第１〜１１の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
＜１３．第１３の実施の形態＞
［表示装置］
図２５は、第１３の実施の形態による表示装置１の画素（ＰＸＬ）の断面構成を示す断面図である。
図２５に示すように、この表示装置１は、第１〜１１の実施の形態のいずれかの表示装置１のタッチセンサ部３０を、タッチセンサ用駆動電極３５と検出電極２２ａとを同一の層に形成したタッチセンサ部３０Ｂとしたものである。
タッチセンサ部３０Ｂは、保護層２１上に複数のタッチセンサ用駆動電極３５と複数の検出電極２２ａが一定間隔を置いて設けられており、複数のタッチセンサ用駆動電極３５と複数の検出電極２２ａを覆うようにして絶縁層３７が設けられている。絶縁層３７上には、第４基板２３を介して偏光板２４が設けられている。このとき、絶縁層３７は、保護層２１で構成することも可能であって、このときタッチセンサ用駆動電極３５および検出電極２２ａの表面全体は保護層２１で覆われる。
検出電極２２ａの形状はタッチセンサを検出可能であれば基本的には限定されないが、駆動電極１９と同様な形状とすることができ、駆動電極１９として上記に挙げた形状を適宜選択することができる。また、検出電極２２ａを構成する材料は導電性を有するものであれば基本的には限定されないが、光透過性の高い材料で構成することが好ましい。検出電極２２ａを構成する材料は、駆動電極１９と同様な材料とすることができ、駆動電極１９を構成する材料として上記に挙げたものを適宜選択することができる。
検出電極２２ａの設置形態は、保護層２１に関して検出電極１９の反対側の保護膜上に設けられれば基本的には限定されないが、例えば、駆動電極１９の設置形態と同様にして保護層２１上に設けることができる。また、このとき、検出電極２２ａは、保護層２１に関して駆動電極１９と対称な位置に設けられることが好ましい。また、検出電極２２ａとタッチセンサ用駆動電極３５とはどのように配置されていてもよいが、例えば、検出電極２２ａとタッチセンサ用駆動電極３５とが交互に配置されていることが好ましい。
この表示装置の上記以外の構成は、第１〜１１の実施の形態のいずれかの表示装置の構成と同様である。
［表示装置の製造方法］
この表示装置の製造方法は、保護層２１上に複数のタッチセンサ用駆動電極３５と複数の検出電極２２ａを一定間隔で形成してタッチセンサ部３０Ｂを製造すること以外は、第１２の実施の形態のいずれかの表示装置の製造方法と同様である。
［表示装置の動作］
この表示装置の動作は、第１２の実施の形態による表示装置の動作と同様である。
以上のように、第１３の実施の形態によれば、第１〜１１の実施の形態と同様な利点を得ることができる。
＜１４．第１４の実施の形態＞
［電子機器］
次に、第１４の実施の形態として、図２６〜図３０を参照して、上記実施の形態において説明した表示装置１を電子機器に適用した第１〜第５の例について説明する。表示装置は、例えば、テレビジョン装置，デジタルカメラ，ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話などの携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。すなわち、表示装置１は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
図２６は、電子機器に適用した第１の例を示したテレビジョン装置の外観を表したものである。
図２６に示すように、このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル３１０およびフィルターガラス３２０を含む映像表示画面部３００を有しており、この映像表示画面部５１０が、上記実施の形態などに係る表示装置に相当する。
図２７は、電子機器に適用した第２の例を示したデジタルカメラの外観を表したものである。
図２７に示すように、このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部４１０、表示部４２０、メニュースイッチ４３０およびシャッターボタン４４０を有しており、その表示部４２０が、上記実施の形態などに係る表示装置に相当する。
図２８は、電子機器に適用した第３の例を示したノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである
図２８に示すように、このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５１０、文字などの入力操作のためのキーボード５２０および画像を表示する表示部５３０を有しており、その表示部５３０は上記実施の形態などに係る表示装置に相当する。
図２９は、電子機器に適用した第４の例を示したビデオカメラの外観を表したものである。
図２９に示すように、このビデオカメラは、例えば、本体部６１０、この本体部６１０の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ６２０、撮影時のスタート−ストップスイッチ５４３および表示部６３０を有している。そして、その表示部６４０は、上記実施の形態などに係る表示装置に相当する。
図３０は、電子機器に適用した第５の例を示した携帯電話機の外観を表したものである。
図３０に示すように、この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０，サブディスプレイ７５０，ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。そのディスプレイ７４０またはサブディスプレイ７５０は、上記実施の形態などに係る表示装置に相当する。
以上、実施の形態および実施例について具体的に説明したが、本開示は、上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、本開示の技術思想に基づく各種の変形が可能である
例えば、上述の実施の形態および実施例において挙げた数値、構造、構成、形状、材料などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、構成、形状、材料などを用いても良い。
上記実施の形態などでは、例えば、画素部上に表示切り替え機能部およびタッチセンサ部をこの順に設けた構造としたが、積層順はこれに限定されず、例えば画素部上にタッチセンサ部を介して表示切り替え機能部を設けるようにしてもよい。但し、センサ感度の観点からタッチセンサ部を最表面に積層することが望ましい。
さらに、上記実施の形態などでは、例えば、表示切り替え機能部とタッチセンサ部とにおいて駆動電極を共用した積層構造を例に挙げて説明したが、このような積層構造に限定されず、各部において駆動電極が別々に設けられていてもよい。但し、薄型化や装置構成の簡易化の観点から、上記実施の形態などのように駆動電極を共用することが望ましい。
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）画素部と、表示切り替え機能部と、センサ部とを有し、上記画素部は複数の画素を含み、上記表示切り替え機能部は上記画素部から発せられた光に基づく画像の３次元表示および２次元表示を切り替え可能であり、上記センサ部は物体の接触または近接の有無を検出し、上記画素部上に上記表示切り替え機能部が積層して設けられており、上記表示切り替え機能部は内部に上記センサ部を有する表示装置。
（２）上記表示切り替え機能部は、駆動電極と、対向電極と、光路変更機能部とを有し、上記駆動電極と上記対向電極との間に上記光路変更機能部が設けられ、上記光路変更機能部は、印加電圧に応じて光線の出射角度および／または出射領域を変化させることができる上記（１）に記載の表示装置。
（３）上記センサ部は、静電容量式のタッチセンサである上記（１）または（２）に記載の表示装置。
（４）上記センサ部は、上記駆動電極と、検出電極と、保護層を有し、上記駆動電極と上記検出電極との間に上記保護層が設けられている上記（１）〜（３）のいずれかに記載の表示装置。
（５）上記保護層は誘電体である上記（１）〜（４）のいずれかに記載の表示装置。
（６）上記駆動電極と上記検出電極とが交差して設けられている上記（１）〜（５）のいずれかに記載の表示装置。
（７）上記駆動電極は一方向に延在する長尺形状を有する複数の駆動電極から構成されており、上記複数の駆動電極は間隔をおいて並列に設けられている上記（１）〜（６）のいずれかに記載の表示装置。
（８）上記検出電極は一方向に延在する長尺形状を有する複数の検出電極から構成されており、上記複数の検出電極は間隔をおいて並列に設けられている上記（１）〜（７）のいずれかに記載の表示装置。
（９）上記複数の駆動電極と上記複数の検出電極とは直交して設けられている上記（１）〜（８）のいずれかに記載の表示装置。
（１０）上記光路変更機能部は、液晶層または極性液体層と無極性液体層との積層体である上記（１）〜（９）のいずれかに記載の表示装置。
（１１）上記表示切り替え機能部は、液晶レンズ、液体レンズおよびバリアパララックスのうちのいずれかである上記（１）〜（１０）のいずれかに記載の表示装置。
（１２）上記画素部は、上記画素として有機電界発光素子を有する上記（１）〜（１１）のいずれかに記載の表示装置。
（１３）上記画素部は、少なくとも１つの画素電極と少なくとも１つの有機電界発光層と、画素共通電極とを有し、上記画素電極上に上記有機電界発光層が設けられ、上記有機電界発光層上に画素共通電極がさらに積層して設けられている上記（１）〜（１２）のいずれかに記載の表示装置。
（１４）上記表示切り替え機能部の上記対向電極を、上記画素共通電極とした上記（１）〜（１３）のいずれかに記載の表示装置。
（１５）上記表示切り替え機能部と上記センサ部とを駆動する駆動回路をさらに有し、上記駆動回路から上記駆動電極に駆動信号が印加される上記（１）〜（１４）のいずれかに記載の表示装置。
（１６）上記駆動信号は、上記表示切り替え機能部の駆動信号に上記センサ部の駆動信号が重畳している合成信号である上記（１）〜（１５）のいずれかに記載の表示装置。
（１７）上記表示切り替え機能部の駆動信号は、３次元表示用駆動信号または２次元駆動用信号である上記（１）〜（１６）のいずれかに記載の表示装置。
（１８）上記センサ部駆動信号の印加時間は、表示切り替え機能部駆動信号の印加時間に対して極めて短時間である上記（１）〜（１７）のいずれかに記載の表示装置。
（１９）少なくとも１つの表示装置を備え、上記表示装置が、画素部と、表示切り替え機能部と、センサ部とを有し、上記画素部は複数の画素を含み、上記表示切り替え機能部は上記画素部から発せられた光に基づく画像の３次元表示および２次元表示を切り替え可能であり、上記センサ部は物体の接触または近接の有無を検出し、上記画素部上に上記表示切り替え機能部が積層して設けられており、上記表示切り替え機能部は内部に上記センサ部を有する電子機器。
１…表示装置、１０…画素部、１１…第１基板、１１ａ…画素電極層、１２…有機ＥＬ層、１３…第２基板、１３ａ…画素共通電極、１４…接着層、１５…第３基板、１６…対向電極、１７ａ、１７ｂ…配向膜、１８…液晶層、１９…駆動電極、２０…液晶レンズ部、２０Ａ…液体レンズ部、２０Ｂ…液晶バリア部、２１…保護層、２２…検出電極、２３…第４基板、２４…偏光板。

Claims (19)

  1. 画素部と、
    表示切り替え機能部と、
    センサ部とを有し、
    上記画素部は複数の画素を含み、
    上記表示切り替え機能部は上記画素部から発せられた光に基づく画像の３次元表示および２次元表示を切り替え可能であり、
    上記センサ部は物体の接触または近接の有無を検出し、
    上記画素部上に上記表示切り替え機能部が積層して設けられており、
    上記表示切り替え機能部は内部に上記センサ部を有する表示装置。
  2. 上記表示切り替え機能部は、駆動電極と、対向電極と、光路変更機能部とを有し、上記駆動電極と上記対向電極との間に上記光路変更機能部が設けられ、
    上記光路変更機能部は、印加電圧に応じて光線の出射角度および／または出射領域を変化させることができる請求項１に記載の表示装置。
  3. 上記センサ部は、静電容量式のタッチセンサである請求項２に記載の表示装置。
  4. 上記センサ部は、上記駆動電極と、検出電極と、保護層を有し、上記駆動電極と上記検出電極との間に上記保護層が設けられている請求項３に記載の表示装置。
  5. 上記保護層は誘電体である請求項４に記載の表示装置。
  6. 上記駆動電極と上記検出電極とが交差して設けられている請求項５に記載の表示装置。
  7. 上記駆動電極は一方向に延在する長尺形状を有する複数の駆動電極から構成されており、上記複数の駆動電極は間隔をおいて並列に設けられている請求項６に記載の表示装置。
  8. 上記検出電極は一方向に延在する長尺形状を有する複数の検出電極から構成されており、上記複数の検出電極は間隔をおいて並列に設けられている請求項７に記載の表示装置。
  9. 上記複数の駆動電極と上記複数の検出電極とは直交して設けられている請求項８に記載の表示装置。
  10. 上記光路変更機能部は、液晶層または極性液体層と無極性液体層との積層体である請求項９に記載の表示装置。
  11. 上記表示切り替え機能部は、液晶レンズ、液体レンズおよびバリアパララックスのうちのいずれかである請求項１に記載の表示装置。
  12. 上記画素部は、上記画素として有機電界発光素子を有する請求項１１に記載の表示装置。
  13. 上記画素部は、少なくとも１つの画素電極と少なくとも１つの有機電界発光層と、画素共通電極とを有し、上記画素電極上に上記有機電界発光層が設けられ、上記有機電界発光層上に画素共通電極がさらに積層して設けられている請求項１２に記載の表示装置。
  14. 上記表示切り替え機能部の上記対向電極を、上記画素共通電極とした請求項１３に記載の表示装置。
  15. 上記表示切り替え機能部と上記センサ部とを駆動する駆動回路をさらに有し、上記駆動回路から上記駆動電極に駆動信号が印加される請求項１４に記載の表示装置。
  16. 上記駆動信号は、上記表示切り替え機能部の駆動信号に上記センサ部の駆動信号が重畳している合成信号である請求項１５に記載の表示装置。
  17. 上記表示切り替え機能部の駆動信号は、３次元表示用駆動信号または２次元駆動用信号である請求項１６に記載の表示装置。
  18. 上記センサ部駆動信号の印加時間は、表示切り替え機能部駆動信号の印加時間に対して極めて短時間である請求項１７に記載の表示装置。
  19. 少なくとも１つの表示装置を備え、
    上記表示装置が、
    画素部と、
    表示切り替え機能部と、
    センサ部とを有し、
    上記画素部は複数の画素を含み、
    上記表示切り替え機能部は上記画素部から発せられた光に基づく画像の３次元表示および２次元表示を切り替え可能であり、
    上記センサ部は物体の接触または近接の有無を検出し、
    上記画素部上に上記表示切り替え機能部が積層して設けられており、
    上記表示切り替え機能部は内部に上記センサ部を有する電子機器。
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