JP5366051B2 - 情報入力装置、表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、情報入力装置、表示装置に関する。特に、被検知体が近接した位置を検知する静電容量式のタッチセンサが設けられているパネルを含む、情報入力装置、および、表示装置に関する。

液晶表示装置，有機ＥＬ表示装置などの表示装置は、薄型、軽量、低消費電力といった利点を有する。このため、表示装置は、携帯電話、デジタルカメラなどのモバイル用途の電子機器において、多く使用されている。

このような表示装置において、液晶表示装置は、一対の基板の間に液晶層が封入された液晶パネルを、表示パネルとして有している。液晶パネルは、たとえば、透過型であって、液晶パネルの背面に設けられたバックライトなどの照明装置が出射した照明光を、その液晶パネルが変調して透過させる。そして、その変調した照明光によって画像の表示が、液晶パネルの正面において、実施される。

この液晶パネルは、たとえば、アクティブマトリクス方式であり、画素スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が、複数形成されているＴＦＴアレイ基板を含む。そして、液晶パネルにおいては、そのＴＦＴアレイ基板に対向するように対向基板が配置されており、ＴＦＴアレイ基板および対向基板の間に液晶層が設けられている。このアクティブマトリクス方式の液晶パネルにおいては、画素スイッチング素子が画素電極に電位を入力することによって、液晶層に電圧を印加して、その画素を透過する光の透過率を制御することで、画像の表示が実施される。

上記のような表示装置においては、表示パネルの画面に表示されたアイコン等の画像を利用して、ユーザが操作データの入力を可能にするために、タッチパネルが情報入力装置として表示パネル上に設けられる場合がある。

また、タッチパネルが表示パネル上に外付けされる場合の他に、タッチパネル機能が表示パネルに内蔵されたものが提案されている。

たとえば、静電容量式のタッチセンサが設けられたものが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２，特許文献３参照）。

ここでは、静電容量式のタッチセンサは、検知面に被検知体が近接したときに静電容量が変化するように構成されており、この静電容量の変化に基づいて、検知面に被検知体が近接した位置が検出される。

特開２００８−９７５０号公報 特開２００９−３９１６号公報 特開２００８−１２９７０８号公報

図３０は、静電容量式のタッチセンサＴＳが駆動されたときの様子を示す図である。図３０において、（ａ）は、タッチセンサＴＳの検知面に被検知体Ｆが近接していない場合を示している。一方で、（ｂ）は、検知面に被検知体Ｆが近接した場合を示している。

図３０に示すように、静電容量式のタッチセンサＴＳは、たとえば、走査電極２３Ｊと検出電極２４Ｊとの一対の電極が誘電体Ｙを挟んで対向しており、静電容量素子が構成される。

被検知体Ｆが検知面に近接していない場合において、駆動電極である走査電極２３Ｊに共通電位Ｖｃｏｍが印加されたときは、図３０（ａ）に示すように、走査電極２３Ｊと検出電極２４Ｊとの間に電界が生ずる。

これに対して、大きな静電容量を持った指などの被検知体Ｆが検知面に近接した場合においては、図３０（ｂ）に示すように、その被検知体Ｆによってフリンジ電界（図中の点線部分）が遮られる。

このため、走査電極２３Ｊと検出電極２４Ｊとによる静電容量は、被検知体Ｆの有無によって変動するので、この静電容量の変化に基づいて、検知面に被検知体Ｆが近接した位置が検出される。

しかしながら、上記のような静電容量式のタッチセンサにおいては、その検出感度が十分に高くない場合があり、タッチ位置の検出を高精度に実施することが困難な場合がある。

たとえば、検出器の寄生容量に対して走査電極と検出電極とによる静電容量が著しく小さいときは、検出が好適でなくなる場合があるために、検出電極の幅を太くする必要が生ずる。しかし、この場合には、その太い検出電極によってフリンジ電界が遮られることになるので、検出感度の低下が生ずる場合がある。

また、検出電極をＩＴＯなどの透明電極として形成する場合において、より高い透明度を確保しようとする場合には、検出電極の比抵抗が大きくなってしまうので、時定数の増加が生ずる。このため、検出時間が長くなる場合がある。

このように、タッチセンサにおいては、検出感度が十分でなく、検出時間が長くなる場合があるために、検出を高精度に実施することが困難な場合がある。

よって、本発明は、検出を高精度に実施することが容易に実現可能な、表示装置、情報入力装置を提供する。

本発明に係る情報入力装置は、被検知体が検知面に近接した位置を検知するタッチセンサが設けられているタッチパネルを具備しており、タッチセンサは、検知面の面方向における第１方向に延在する矩形状の走査電極が、第１方向に垂直な第２方向に間を隔てて並ぶように複数配列される走査電極層と、可視光を透過する透明導電材料からなり、第２方向に延在するとともに、誘電体を介して走査電極から間を隔てて対面する検出電極が、第１方向に間を隔てて並ぶように複数配列される検出電極層と、を有し、被検知体が検出電極に近接したときに静電容量が変化する静電容量型であり、検出電極は、走査電極に対面する面に、複数の円形の開口が第２方向に延在するように所定の間隔で並べて配置される。

本発明においては、静電容量型のタッチセンサの検出電極において、走査電極に対面する面に所定の形状の開口を形成する。これにより、所定の形状の開口を介するフリンジ電界が生ずる。

本発明によれば、検出を高精度に実施することが容易に実現可能な、表示装置、情報入力装置を提供することができる。

図１は、本発明にかかる実施形態１において、表示装置１００の構成の概略を示す図である。 図２は、本発明にかかる実施形態１において、液晶パネル２００の全体構成を示す図である。 図３は、本発明にかかる実施形態１において、液晶パネル２００の詳細構成を示す図である。 図４は、本発明にかかる実施形態１において、液晶パネル２００の詳細構成を示す図である。 図５は、本発明にかかる実施形態１において、液晶パネル２００の詳細構成を示す図である。 図６は、本発明にかかる実施形態１において、対向電極２３の詳細構成を示す図である。 図７は、本発明にかかる実施形態１において、検出電極２４の詳細構成を示す図である。 図８は、本発明にかかる実施形態１において、センサ駆動部Ｓの詳細構成を示す図である。 図９は、本発明にかかる実施形態１において、検出器ＤＥＴを示す回路図である。 図１０は、本発明にかかる実施形態１において、タッチセンサＴＳの動作を説明するための図である。 図１１は、本発明にかかる実施形態１において、駆動信号Ｓｇと検出信号Ｖｄｅｔとを示す波形図である。 図１２は、本発明にかかる実施形態１において、タッチセンサＴＳが駆動されたときの様子を模式的に示す図である。 図１３は、本発明にかかる実施形態１において、タッチセンサＴＳが駆動されたときの様子を模式的に示す図である。 図１４は、本発明にかかる実施形態２において、液晶パネル２００ｂの要部を示す図である。 図１５は、本発明にかかる実施形態２において、液晶パネル２００ｂの要部を示す図である。 図１６は、本発明にかかる実施形態２において、対向電極２３ｂの詳細構成を示す図である。 図１７は、本発明にかかる実施形態３において、表示装置１００ｃの構成の概略を示す図である。 図１８は、本発明にかかる実施形態３において、液晶パネル２００ｃの構成を示す図である。 図１９は、本発明にかかる実施形態３において、タッチパネル２０９の構成を示す図である。 図２０は、本発明にかかる実施形態３において、対向電極２３ｔの詳細構成を示す図である。 図２１は、本発明にかかる実施形態３において、検出電極２４ｔの詳細構成を示す図である。 図２２は、本発明にかかる実施形態４において、検出電極２４ｄの詳細構成を示す図である。 図２３は、本発明にかかる実施形態５において、検出電極２４ｅの詳細構成を示す図である。 図２４は、本発明にかかる実施形態の変形例において、検出電極の詳細構成を示す図である。 図２５は、本発明にかかる実施形態の表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。 図２６は、本発明にかかる実施形態の表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。 図２７は、本発明にかかる実施形態の表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。 図２８は、本発明にかかる実施形態の表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。 図２９は、本発明にかかる実施形態の表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。 図３０は、静電容量式のタッチセンサＴＳが駆動されたときの様子を示す図である。

本発明にかかる実施形態の一例について説明する。

説明は、下記の手順で行う。
１．実施形態１
２．実施形態２
３．実施形態３
４．実施形態４
５．実施形態５
６．その他

＜１．実施形態１＞
（Ａ）表示装置の構成
図１は、本発明にかかる実施形態１において、表示装置１００の構成の概略を示す図である。

本実施形態の表示装置１００は、図１に示すように、液晶パネル２００と、バックライト３００と、データ処理部４００とを有する。各部について順次説明する。

（Ａ−１）液晶パネルについて
液晶パネル２００は、たとえば、アクティブマトリクス方式であり、図１に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２と液晶層２０３とを有する。液晶パネル２００においては、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２とが、互いに間を隔てて対向しており、その間に液晶層２０３が設けられている。

液晶パネル２００は、図１に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１において、対向基板２０２に対向する上面に対して反対側の下面には、第１の偏光板２０６が配置されている。また、対向基板２０２において、ＴＦＴアレイ基板２０１に対向する下面に対して反対側の上面には、第２の偏光板２０７が配置されている。そして、第２の偏光板２０７の上面においては、カバーガラス２０８が配置されている。

液晶パネル２００においては、図１に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１の下方に、バックライト３００が配置されており、ＴＦＴアレイ基板２０１の下面に、バックライト３００から出射された照明光Ｒが照射される。

本実施形態の液晶パネル２００は、透過型であって、表示領域ＰＡにおいて照明光Ｒが透過し、画像の表示が実施される。

詳細については後述するが、表示領域ＰＡにおいては、複数の画素（図示無し）が配置されている。そして、この表示領域ＰＡでは、液晶パネル２００の背面側に設置されたバックライト３００が出射した照明光Ｒを、第１の偏光板２０６を介して背面から受け、その背面から受けた照明光Ｒを変調する。ここでは、ＴＦＴアレイ基板２０１においては、複数の画素に対応するように、複数のＴＦＴが画素スイッチング素子（図示無し）として設けられており、その画素スイッチング素子が制御されることによって、背面から受けた照明光Ｒを変調する。そして、その変調された照明光Ｒが、第２の偏光板２０７を介して、正面側に出射し、表示領域ＰＡにおいて画像が表示される。たとえば、液晶パネル２００の正面の側においてカラー画像が表示される。

この他に、本実施形態において、液晶パネル２００は、「静電容量型」のタッチセンサ（図示なし）が形成されている。このタッチセンサは、液晶パネル２００においてバックライト３００が設置された背面に対して反対側となる正面に、ユーザーの指などの被検知体Ｆが接触した位置に応じて異なる電位の信号を出力するように構成されている。すなわち、液晶パネル２００は、表示パネルとして機能する他に、タッチパネルとして機能し、これにより、液晶表示装置である表示装置１００が、情報入力装置として機能するように構成されている。

（Ａ−２）バックライトについて
バックライト３００は、図１に示すように、液晶パネル２００の背面に対面しており、液晶パネル２００の表示領域ＰＡへ照明光Ｒを出射する。

具体的には、バックライト３００は、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２とにおいて、ＴＦＴアレイ基板２０１の下方に位置するように配置されている。そして、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面している面に対して反対側の面に、照明光Ｒを照射する。つまり、バックライト３００は、ＴＦＴアレイ基板２０１の側から対向基板２０２の側へ向かうように照明光Ｒを照明する。ここでは、バックライト３００は、液晶パネル２００の面の法線方向ｚに沿うように照明光Ｒを出射する。

（Ａ−３）データ処理部について
データ処理部４００は、図１に示すように、制御部４０１と、位置検出部４０２とを有する。データ処理部４００は、コンピュータを含み、プログラムによってコンピュータが制御部４０１と位置検出部４０２として動作するように構成されている。

データ処理部４００において、制御部４０１は、液晶パネル２００とバックライト３００との動作を制御するように構成されている。制御部４０１は、液晶パネル２００に制御信号を供給することによって、液晶パネル２００に複数設けられた画素スイッチング素子（図示無し）の動作を制御する。たとえば、線順次駆動を実行させる。また、制御部４０１は、バックライト３００に制御信号を供給することによって、バックライト３００の動作を制御し、バックライト３００から照明光Ｒを照射させる。このように、制御部４０１は、液晶パネル２００とバックライト３００との動作を制御することによって、液晶パネル２００の表示領域ＰＡにて、画像を表示させる。

このほかに、制御部４０１は、液晶パネル２００に制御信号を供給することによって、液晶パネル２００に設けられたタッチセンサの動作を制御し、タッチセンサから検出データを収集する。

データ処理部４００の位置検出部４０２は、液晶パネル２００の正面（表示面）側において、人体の指などの被検知体Ｆが表示領域ＰＡに近接した座標位置を検出するように構成されている。本実施形態においては、位置検出部４０２は、液晶パネル２００に設けられたタッチセンサによって得た検出データに基づいて、その座標位置の検出を実施する。

（Ｂ）液晶パネルの全体構成
液晶パネル２００の全体構成について説明する。

図２は、本発明にかかる実施形態１において、液晶パネル２００の全体構成を示す図である。図２は、液晶パネル２００の平面図である。

図２に示すように、液晶パネル２００は、表示領域ＰＡと、周辺領域ＣＡとを有する。

液晶パネル２００において表示領域ＰＡには、図２に示すように、複数の画素Ｐが面に沿って配置されている。具体的には、表示領域ＰＡにおいては、複数の画素Ｐが水平方向ｘと垂直方向ｙとのそれぞれにマトリクス状に並ぶように配置されており、画像が表示される。

詳細については後述するが、画素Ｐは、上述した画素スイッチング素子（図示無し）を含む。また、この複数の画素Ｐに対応するように、複数のタッチセンサ（図示無し）が設けられている。

液晶パネル２００において周辺領域ＣＡは、図２に示すように、表示領域ＰＡの周辺を囲うように位置している。この周辺領域ＣＡにおいては、図２に示すように、垂直駆動回路１１と、水平駆動回路１２とが形成されている。たとえば、上記の画素スイッチング素子（図示無し）などと同様にして形成された半導体素子によって、この各回路が構成されている。

そして、画素Ｐに対応するように設けられた画素スイッチング素子を、垂直駆動回路１１および水平駆動回路１２が駆動し、表示領域ＰＡにおいて画像表示を実行する。

これと共に、表示領域ＰＡに設けられたタッチセンサ（図示なし）を駆動するように、垂直駆動回路１１が構成されており、タッチセンサの駆動によって得られる検出データを検出するように、検出器（図示なし）が周辺領域ＣＡに設けられている。そして、そのタッチセンサから取得した検出データに基づいて、液晶パネル２００の表示領域ＰＡにユーザーの指などの被検知体が接触した位置を、位置検出部４０２が検出する。

（Ｃ）液晶パネルの詳細構成
液晶パネル２００の詳細な構成について説明する。

図３，図４，図５は、本発明にかかる実施形態１において、液晶パネル２００の詳細構成を示す図である。

ここで、図３は、画素Ｐの概略を模式的に示す断面図である。図４は画素Ｐの概略を示す回路図である。図５は、タッチセンサＴＳの概略を示す回路図である。

液晶パネル２００は、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２とを有する。ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２との間には、スペーサ（図示なし）が介在しており、シール材（図示無し）で貼り合わされている。そして、そのＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２との間には、液晶層２０３が封入されている。

また、本実施形態においては、液晶パネル２００は、図３に示すように、タッチセンサＴＳが設けられており、表示パネルのほかに、タッチパネルとしても機能するように構成されている。

ここでは、タッチセンサＴＳは、図５に示すように、対向電極２３と検出電極２４とによって構成される静電容量素子Ｃ１を含み、被検知体（図示なし）が検出電極２４に近接したときに、その静電容量素子Ｃ１の静電容量が変化するように構成されている。

液晶パネル２００を構成する各部について下記に説明する。

（Ｃ−１）ＴＦＴアレイ基板について
液晶パネル２００を構成するＴＦＴアレイ基板２０１について下記に示す。

ＴＦＴアレイ基板２０１は、光を透過する絶縁体の基板であり、たとえば、ガラスにより形成されている。このＴＦＴアレイ基板２０１においては、図３に示すように、画素スイッチング素子３１と、画素電極６２ｐとが形成されている。

ＴＦＴアレイ基板２０１に設けられた各部について示す。

ＴＦＴアレイ基板２０１において、画素スイッチング素子３１は、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１にて対向基板２０２に対向する側の面に設けられている。画素スイッチング素子３１は、たとえば、ポリシリコンを用いたボトムゲート型ＴＦＴである。

画素スイッチング素子３１であるＴＦＴにおいて、ゲート電極は、図４に示すように、ゲート線ＧＬに電気的に接続されている。

ここでは、図４に示すように、ゲート線ＧＬは、ｘ方向に沿うように延在している。ゲート線ＧＬは、図３では図示していないが、図３に示すＴＦＴアレイ基板２０１の表面において、画素スイッチング素子３１のゲート電極と一体になるように形成されている。たとえば、ゲート線ＧＬは、モリブデンなどの金属材料を用いて形成されており、液晶パネル２００において、光を透過せずに遮光する遮光領域を構成している。

また、ゲート線ＧＬは、図４に示すように、垂直駆動回路１１に電気的に接続されており、画素スイッチング素子３１のゲート電極は、垂直駆動回路１１からゲート線ＧＬを介して、走査信号Ｖｇａｔｅが垂直駆動回路１１から供給される。

そして、画素スイッチング素子３１であるＴＦＴにおいて、一方のソース・ドレイン領域は、図４に示すように、信号線ＳＬに電気的に接続されている。

ここでは、図４に示すように、信号線ＳＬは、ｙ方向に延在するように形成されており、水平駆動回路１２に電気的に接続されている。信号線ＳＬは、水平駆動回路１２から入力された映像データ信号を、画素スイッチング素子３１へ出力する。

図３では図示していないが、信号線ＳＬは、画素スイッチング素子３１を被覆するようにＴＦＴアレイ基板２０１上に形成された層間絶縁膜Ｓｚ内に設けられている。信号線ＳＬは、たとえば、光を遮光する導電性材料によって形成されている。具体的には、信号線ＳＬは、金属材料を用いて形成されており、液晶パネル２００において、光を透過せずに遮光する遮光領域を構成している。

一方で、画素スイッチング素子３１において、他方のソース・ドレイン領域は、図４に示すように、画素電極６２ｐに電気的に接続されている。

ＴＦＴアレイ基板２０１において、画素電極６２ｐは、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１にて対向基板２０２に対面する面上に、層間絶縁膜Ｓｚを介して設けられている。画素電極６２ｐは、いわゆる透明電極であって、たとえば、ＩＴＯを用いて形成されている。

画素電極６２ｐは、図４に示すように、画素スイッチング素子３１に電気的に接続されており、画素スイッチング素子３１がオン状態にされたときに、水平駆動回路１２から入力された映像データ信号を受け、液晶層２０３に電圧を印加する。これにより、液晶層２０３を構成する液晶分子の配向方向が変化し、液晶層２０３を透過する光が変調されるので、画像表示が実行される。

（Ｃ−２）対向基板２０２について
液晶パネル２００を構成する対向基板２０２について下記に示す。

対向基板２０２は、ＴＦＴアレイ基板２０１と同様に、光を透過する絶縁体の基板であり、たとえば、ガラスにより形成されている。この対向基板２０２は、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１に対して間を隔てて対面している。そして、対向基板２０２には、カラーフィルタ層２１と、対向電極２３と、検出電極２４とが形成されている。

対向基板２０２に設けられた各部について示す。

対向基板２０２において、カラーフィルタ層２１は、図３に示すように、対向基板２０２にてＴＦＴアレイ基板２０１に対向する側の面に形成されている。カラーフィルタ層２１は、赤フィルタ２１Ｒと緑フィルタ２１Ｇと青フィルタ２１Ｂとを含み、それぞれが、ｘ方向に並ぶように形成されている。つまり、カラーフィルタ層２１は、赤と緑と青の３原色のフィルタを１組としており、各色のフィルタが画素Ｐごとに設けられている。カラーフィルタ層２１は、たとえば、ポリイミド樹脂に、顔料や染料などの着色剤が各色に対応するように含有している。このカラーフィルタ層２１においては、バックライト３００から照射された白色光が着色されて出射される。

そして、図３に示すように、カラーフィルタ層２１において、ＴＦＴアレイ基板２０１に対向する側の面には、平坦化膜２２が被覆されている。この平坦化膜２２は、光透過性の絶縁材料によって形成されており、対向基板２０２にてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する面側を平坦化している。

対向基板２０２において、対向電極２３は、図３に示すように、対向基板２０２にてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する側の面に形成されている。ここで、対向電極２３は、平坦化膜２２を被覆するように形成されている。対向電極２３は、可視光を透過する透明電極であって、たとえば、ＩＴＯを用いて形成されている。

図３に示すように、対向電極２３は、画素電極６２ｐとの間に液晶層２０３を挟むように設けられており、画素電極６２ｐとの間に挟む液晶層２０３に電圧を印加する共通電極として機能するように構成されている。

これと共に、本実施形態において、対向電極２３は、図３および図５に示すように、検出電極２４との間に誘電体（図３では、対向基板２０２など）を挟んで静電容量素子Ｃ１を構成するように設けられている。つまり、対向電極２３は、検出電極２４と共に、静電容量型のタッチセンサＴＳを構成するように設けられている。ここでは、図５に示すように、対向電極２３は、センサ駆動部Ｓに電気的に接続されており、センサ駆動部Ｓから出力される駆動信号Ｓｇが入力される。

図６は、本発明にかかる実施形態１において、対向電極２３の詳細構成を示す図である。ここで、図６は、対向電極２３の上面図である。

図６に示すように、対向電極２３は、ストライプ状であって、対向基板２０２の面において、水平方向ｘに延在している。そして、対向電極２３は、複数が、垂直方向ｙにて間を隔てて並ぶように配置されている。つまり、上方から下方へ向かって、第１から第ｎの対向電極２３＿１〜２３＿ｎのｎ本が、対向電極２３として設けられている。ここでは、対向電極２３は、垂直方向ｙに並ぶ複数の画素電極６２ｐのそれぞれに対面するように複数が等間隔に配置されている。

第１から第ｎの対向電極２３＿１〜２３＿ｎのそれぞれは、図６に示すように、センサ駆動部Ｓに電気的に接続されている。第１から第ｎの対向電極２３＿１〜２３＿ｎのそれぞれは、順次、選択されて、センサ駆動部Ｓから出力された駆動信号Ｓｇが供給される。つまり、第１から第ｎの対向電極２３＿１〜２３＿ｎのそれぞれは、線順次走査駆動によって、駆動信号Ｓｇが供給される。

対向基板２０２において、検出電極２４は、図３に示すように、対向基板２０２にてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する面に対して反対側の面に形成されている。検出電極２４は、可視光を透過する透明電極であって、たとえば、ＩＴＯを用いて形成されている。

検出電極２４は、図３および図５に示すように、対向電極２３との間に誘電体（図３では、対向基板２０２など）を挟んでおり、静電容量型のタッチセンサＴＳを構成している。また、検出電極２４は、図５に示すように、検出器ＤＥＴに電気的に接続されていると共に、抵抗Ｒを介して接地されており、検出信号Ｖｄｅｔを検出器ＤＥＴへ出力するように構成されている。

詳細については後述するが、指などのように大きな容量を持った導体である被検知体が、検出電極２４に近接した場合には、駆動信号Ｓｇが入力された対向電極２３によるフリンジ電界が、その被検知体によって遮断される。このため、被検知体の有無に応じて容量が変化し、検出電極２４の電位が変化する。よって、検出器ＤＥＴを介して、この電位変化を検出することで、接触位置を検知できる。

図７は、本発明にかかる実施形態１において、検出電極２４の詳細構成を示す図である。ここで、図７は、検出電極２４の上面図である。

図７に示すように、検出電極２４は、ストライプ状であって、対向基板２０２の面において、垂直方向ｙに延在している。そして、検出電極２４は、複数が、水平方向ｘにて間を隔てて並ぶように配置されている。つまり、左側から右側へ向かって、第１から第ｋの検出電極２４＿１〜２４＿ｋのｋ本が、検出電極２４として設けられている。

第１から第ｋの検出電極２４＿１〜２４＿ｋのそれぞれは、図７に示すように、検出器ＤＥＴに電気的に接続されている。詳細は後述するが、第１から第ｋの検出電極２４＿１〜２４＿ｋのそれぞれにおいては、検出信号Ｖｄｅｔが検出器ＤＥＴへ出力される。

本実施形態においては、図７に示すように、検出電極２４のそれぞれは、対向電極２３に対面する面にスリットＫＫが形成されている。スリットＫＫは、各検出電極２４の内部において、垂直方向ｙに延在しており、複数が、水平方向ｘにて間を隔てて並ぶように設けられている。たとえば、スリットＫＫの幅としては、１００〜１１００μｍとすることが好適である。

（Ｃ−３）液晶層２０３について
液晶パネル２００を構成する液晶層２０３について示す。

液晶層２０３は、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２とが対面する間にて挟持されている。

ここでは、液晶層２０３は、ＴＦＴアレイ基板２０１に形成された液晶配向膜（図示なし）と、対向基板２０２に形成された液晶配向膜（図示なし）とによって、液晶分子（図示なし）が配向されている。たとえば、液晶分子が垂直配向するように液晶層２０３が形成されている。液晶層２０３は、画素電極６２ｐと対向電極２３とによって、電圧が印加されることによって、液晶分子の配向方向が変化するように構成されている。なお、液晶層２０３は、ＶＡモードのほか、ＴＮモード、ＥＣＢモードに対応するように形成しても良い。

（Ｃ−４）センサ駆動部Ｓについて
対向電極２３に電気的に接続しているセンサ駆動部Ｓの詳細な構成について、下記に説明する。

図８は、本発明にかかる実施形態１において、センサ駆動部Ｓの詳細構成を示す図である。

センサ駆動部Ｓは、図８に示すように、制御部９１と、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２と、ラッチ回路９２と、バッファ回路９３と、第３スイッチＳＷ３とを有しており、交流電流源として機能するように構成されている。センサ駆動部Ｓは、たとえば、数ｋＨｚ〜数十ｋＨｚの周波数の交流矩形波であって、共通電位Ｖｃｏｍである駆動信号Ｓｇを、対向電極２３へ印加する。

センサ駆動部Ｓを構成する各部について順次説明する。

センサ駆動部Ｓにおいて、制御部９１は、図８に示すように、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２と、第３スイッチＳＷ３とのそれぞれのスイッチング動作を制御する回路として構成されている。

センサ駆動部Ｓにおいて、第１スイッチＳＷ１は、図８に示すように、一方の端子がラッチ回路９２に電気的に接続されている。そして、第１スイッチＳＷ１は、制御部９１によるスイッチング制御によってオン状態にされたときに、プラス電圧Ｖ（＋）をラッチ回路９２に印加するように構成されている。

センサ駆動部Ｓにおいて、第２スイッチＳＷ２は、図８に示すように、一方の端子がラッチ回路９２に電気的に接続されている。そして、第２スイッチＳＷ２は、制御部９１による制御によってオン状態にされたときに、マイナス電圧Ｖ（−）をラッチ回路９２に印加するように構成されている。

センサ駆動部Ｓにおいて、ラッチ回路９２は、入力端子が、第１スイッチＳＷ１と第２のスイッチＳＷ２とのそれぞれに電気的に接続されている。また、ラッチ回路９２は、出力端子が、バッファ回路９３を介して、第３スイッチＳＷ３に電気的に接続されている。

センサ駆動部Ｓにおいて、バッファ回路９３は、波形整形部であって、プラス電圧Ｖ（＋）とマイナス電圧Ｖ（−）に、入力電位を電位補償して出力する回路として設けられている。

センサ駆動部Ｓにおいて、第３スイッチＳＷ３は、制御部９１によってスイッチング動作が制御される。ここでは、第３スイッチＳＷ３は、オン状態にされたときには、対向電極２３に電気的に接続される。一方で、オフ状態にされたときには、非活性のＧＮＤ接続となる。

このように構成されたセンサ駆動部Ｓは、複数の対向電極２３のそれぞれに対応するように設けられている。

上記のようなセンサ駆動部Ｓは、たとえば、ＴＦＴアレイ基板２０１において表示領域ＰＡの周辺に位置する周辺領域ＣＡにて、垂直駆動回路１１（図２参照）を構成するように設けられている。この他に、対向基板２０２の周辺領域ＣＡに設けてもよい。

（Ｃ−５）検出器ＤＥＴについて
検出電極２４に電気的に接続している検出器ＤＥＴの詳細な構成について、下記に説明する。

図９は、本発明にかかる実施形態１において、検出器ＤＥＴを示す回路図である。

検出器ＤＥＴは、図９に示すように、ＯＰアンプ回路８１と、整流回路８２と、出力回路８３とを含む。

検出器ＤＥＴを構成する各部について順次説明する。

検出器ＤＥＴにおいて、ＯＰアンプ回路８１は、図９に示すように、ＯＰアンプ８４と、抵抗Ｒ，Ｒ１，Ｒ２と、キャパシタＣ３とを含み、信号増幅回路のほか、フィルタ回路として機能するように構成されている。つまり、ＯＰアンプ回路８１は、検出電極２４から出力された検出信号Ｖｄｅｔを増幅後、その検出信号Ｖｄｅｔにおいて所定の周波数成分を除去して、整流回路８２へ出力する。

具体的には、図９に示すように、ＯＰアンプ回路８１においては、ＯＰアンプ８４の正入力端子（＋）に、検出電極２４が電気的に接続され、検出電極２４から出力された検出信号Ｖｄｅｔが入力される。ここでは、検出電極２４は、電位のＤＣレベルを電気的に固定するために、抵抗Ｒを介して接地電位に接続されている。また、ＯＰアンプ８４の負入力端子（−）と出力端子との間においては、抵抗Ｒ２とキャパシタＣ３とが並列に接続されており、ＯＰアンプ８４の負入力端子（−）と接地電位との間に抵抗Ｒ１が接続されている。

検出器ＤＥＴにおいて、整流回路８２は、図９に示すように、ダイオードＤ１と、充電キャパシタＣ４と、放電抵抗Ｒ０とを有する。この整流回路８２は、ＯＰアンプ回路８１から出力された信号をダイオードＤ１が半波整流した後に、充電キャパシタＣ４と放電抵抗Ｒ０とによって構成される平滑回路によって、その信号を平滑化して、出力回路８３へ出力するように構成されている。

具体的には、整流回路８２においては、図９に示すように、ダイオードＤ１のアノードが、ＯＰアンプ回路８１の出力端子に電気的に接続されている。そして、ダイオードＤ１のカソードと接地電位との間に、充電キャパシタＣ４と放電抵抗Ｒ０とのそれぞれが電気的に接続されている。

検出器ＤＥＴにおいて、出力回路８３は、図９に示すように、コンパレータ８５を含み、整流回路８２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータとして機能するように構成されている。

具体的には、図９に示すように、コンパレータ８５において、負入力端子（−）は、整流回路８２に電気的に接続されている。また、コンパレータ８５において、正入力端子（＋）には、閾値電圧Ｖｔｈが入力されている。そして、コンパレータ８５においては、整流回路８２から出力されるアナログ信号について、閾値電圧Ｖｔｈとの間で比較処理し、その結果に基づいて、デジタル信号を出力する。

上記のような検出器ＤＥＴは、たとえば、対向基板２０２において、表示領域ＰＡの周辺に位置する周辺領域ＣＡに設けられている。この他に、ＴＦＴアレイ基板２０１の周辺領域ＣＡに設けてもよい。

（Ｄ）動作
以下より、上記の表示装置１００の動作について説明する。

上記の表示装置１００において、画像を表示する際の動作について示す。

画像表示を実施する際には、制御部４０１が液晶パネル２００の動作を制御する（図１参照）。また、制御部４０１がバックライト３００に制御信号を供給することによって、バックライト３００の動作を制御し、バックライト３００から照明光Ｒを照射させる（図１参照）。

この場合には、液晶パネル２００に制御部４０１が制御信号を供給することによって、液晶パネル２００に設けられた複数の画素Ｐを駆動させる（図２参照）。ここでは、垂直駆動回路１１と水平駆動回路１２とが、表示領域ＰＡに配置した複数の画素Ｐを駆動させる。

具体的には、垂直駆動回路１１がゲート線ＧＬを介して画素スイッチング素子３１のゲートに駆動信号を供給して、画素スイッチング素子３１をオン状態にする（図４参照）。

これと共に、垂直駆動回路１１は、複数の対向電極２３のそれぞれに駆動信号Ｓｇを供給する。ここでは、垂直方向ｙに並ぶ複数の対向電極２３を、線順次で選択して駆動信号Ｓｇを供給する。つまり、第１から第ｎの対向電極２３＿１〜２３＿ｎのそれぞれは、線順次走査駆動によって、駆動信号Ｓｇが供給され、共通電位Ｖｃｏｍとなる。つまり、垂直駆動回路１１は、上述したセンサ駆動部Ｓ（図８など参照）として機能する。

そして、このとき、水平駆動回路１２が信号線ＳＬから画素スイッチング素子３１を介して画素電極６２ｐへ映像信号を供給する。

このため、画素電極６２ｐと対向電極２３との間の液晶層２０３に電界が印加されて、液晶層２０３の液晶分子の配向が変化し、液晶層２０３を透過する光が変調されるので、画像表示が表示領域ＰＡにて実施される。

上記の画像表示動作は、Ｖｃｏｍ反転駆動方式によって行われる。

上記の表示装置１００において、ユーザーの指などの被検知体Ｆが液晶パネル２００の表示領域ＰＡに接触した位置を検出する際の動作について示す。

図１０は、本発明にかかる実施形態１において、タッチセンサＴＳの動作を説明するための図である。図１０は、対向電極２３と検出電極２４とを示す上面図である。図１０においては、上述した画像表示動作にて複数の対向電極２３のうち、垂直駆動回路１１が駆動信号Ｓｇを供給し、共通電位Ｖｃｏｍとした対向電極２３について、斜線を付して表示している。

上述した画像表示動作が実施される際には、図１０にて斜線を付して示しているように、複数の対向電極２３のうち、一部の対向電極２３が選択されて駆動信号Ｓｇが供給される。

本実施形態においては、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、ｎ本の対向電極２３＿１〜ｎのうち、ｍ本の対向電極（２３＿１〜ｍ，２３＿２〜ｍ＋１，・・・）（ｍ＜ｎ）を選択して、駆動信号Ｓｇが供給される。つまり、ｍ本の対向電極２３が同時に共通電位Ｖｃｏｍになる。

そして、このｍ本の対向電極２３が垂直方向ｙにおいてシフトして選択されて、上記の駆動信号Ｓｇの供給が実施される。

たとえば、図１０（ａ）にて斜線を付して示しているように、第１の対向電極２３＿１から第ｍの対向電極２３＿ｍを選択する。そして、この選択した第１の対向電極２３＿１から第ｍの対向電極２３＿ｍに駆動信号Ｓｇの供給を行う。

つぎに、図１０（ｂ）にて斜線を付して示しているように、第２の対向電極２３＿２から第（ｍ＋１）の対向電極２３＿ｍ＋１を選択する。そして、この選択した第２の対向電極２３＿２から第（ｍ＋１）の対向電極２３＿ｍ＋１に駆動信号Ｓｇの供給を行う。

このように、画像表示動作の実施時には、ｎ本の対向電極２３において連続して並ぶｍ本の対向電極２３（ｍ＜ｎ）を選択して、Ｖｃｏｍ反転駆動（交流駆動）をする。そして、この選択対象を垂直方向ｙにおいて変更するシフト動作を、各シフト動作の前後において少なくとも１つの対向電極２３が共通するように実施する。そして、そのシフト動作によって選択したｍ本の対向電極２３について、Ｖｃｏｍ反転駆動をする。

上記のように、駆動信号Ｓｇが供給されて対向電極２３が共通電位Ｖｃｏｍになったときには、図１０に示すように、検出電極２４との交差部分の容量素子において電荷の蓄積が行われる。そして、上記のようにシフト動作が実施されたときには、対向電極２３と検出電極２４との交差部分の容量素子において充放電が行われる。ここでは、駆動信号Ｓｇの走査に伴って、充放電の対象となる容量素子の列が、線順次に移動する。よって、その容量素子の容量値に応じた信号強度で検出信号Ｖｄｅｔが、各検出電極２４から各検出器ＤＥＴへ出力される。

そして、検出器ＤＥＴから出力された検出信号Ｖｄｅｔに基づいて、データ処理部４００の位置検出部４０２（図１参照）が、位置検出を行う。

図１１は、本発明にかかる実施形態１において、駆動信号Ｓｇと検出信号Ｖｄｅｔとを示す波形図である。

図１１に示すように、矩形波の駆動信号Ｓｇが対向電極２３へ出力されると、検出電極２４から検出信号Ｖｄｅｔが出力される。

被検知体が検出電極２４に近接していない場合には、図１１に示すように、検出信号Ｖｄｅｔ０が、閾値Ｖｔｈよりも大きい信号強度で出力される。この場合において、複数の検出電極２４から出力される検出信号Ｖｄｅｔ０のそれぞれは、ほぼ一定の信号強度となる。

これに対して、大きな静電容量を持った指などの被検知体が近接した場合においては、その被検知体によってフリンジ電界が遮られる（図３０参照）ので、対向電極２３と検出電極２４とによる静電容量は、被検知体の有無によって変動する。このため、図１１に示すように、上記の閾値Ｖｔｈよりも信号強度が低い検出信号Ｖｄｅｔ１が出力される。よって、複数の検出電極２４から出力される各検出信号Ｖｄｅｔのそれぞれは、被検知体の有無によって、その信号強度が変化するので、検知面に被検知体Ｆが近接した位置が検出される。ここでは、駆動信号Ｓｇの印加のタイミングと、検出器ＤＥＴの検出のタイミングとに基づいて、そのタッチ位置座標を求めることができる。

上記のようにタッチセンサＴＳを動作させることによって、センサ電圧の低下の防止と、電極駆動の切り替えによる画像品質の低下を防止することができる。

図１２は、本発明にかかる実施形態１において、タッチセンサＴＳが駆動されたときの様子を模式的に示す図である。（ａ）は、タッチセンサＴＳの検知面に被検知体Ｆが近接していない場合を示している。一方で、（ｂ）は、検知面に被検知体Ｆが近接した場合を示している。

図１２に示すように、検出電極２４は、対向電極２３に対面する面にスリットＫＫが形成されている。

図１２（ａ）に示すように、被検知体Ｆが検知面（表示面）に近接していない場合において、対向電極２３に共通電位Ｖｃｏｍが印加されたときは、対向電極２３と検出電極２４との間に電界が生ずる。本実施形態においては、対向電極２３と検出電極２４との平板間の電界に加えて、検出電極２４に設けられたスリットＫＫを介したフリンジ電界も生ずる。

そして、指などの被検知体Ｆが検知面（表示面）に近接した場合においては、図１２（ｂ）に示すように、その被検知体Ｆによってフリンジ電界（図中の点線部分）が遮られる。本実施形態においては、検出電極２４に設けられたスリットＫＫを介したフリンジ電界についても、遮断されて発生しない。

このため、検出電極２４にスリットＫＫを設けた場合には、スリットＫＫを設けない場合と比較して、被検知体Ｆの有無による静電容量の変動が大きくなる。

よって、本実施形態は、検出電極２４にスリットＫＫを設けることで、タッチセンサＴＳの検出感度を向上させることができる。また、検出電極２４においてスリットＫＫが設けられた部分以外の幅の合計値を保持することで、検出電極２４の全体の幅が太くなっても抵抗値を維持できるので、検出電極２４にて時定数が増加することを防止できる。このため、検出時間が長くなることを防止できる。

なお、スリットＫＫについては、スリット幅を、より広くすることが好適である。

図１３は、本発明にかかる実施形態１において、タッチセンサＴＳが駆動されたときの様子を模式的に示す図である。（ａ）は、スリット幅が狭い場合を示している。一方で、（ｂ）は、スリット幅が広い場合を示している。

図１３（ａ）に示すように、スリットＫＫのスリット幅が狭い場合は、対向電極２３において近接する部分に起因するフリンジ電界のみが生ずる。

一方で、図１３（ｂ）に示すように、スリットＫＫのスリット幅が広い場合は、対向電極２３において近接する部分以外に、より遠い部分に起因するフリンジ電界も生ずる。

よって、被検知体Ｆが接触したときに、スリットＫＫのスリット幅が広い場合には、狭い場合よりも、被検知体Ｆによってフリンジ電界が遮断される比率が高くなるので、高い検出感度を実現することができる。

たとえば、下記のシミュレーション条件において、スリットＫＫの幅を、２００μｍ，３００μｍ，５００μｍ，１１００μｍとした場合においては、検出感度は、約８％，約１０％，約１１％，約１４％であり、スリット幅が広い方が好適であった。なお、ここでの「感度」とは、指が無い状態の出力電圧変化量に対する、指を置いたことによる出力電圧変化量の割合を、百分率で示している。
・対向基板（カラーフィルタ基板）の厚み：３００μｍ
・対向基板（カラーフィルタ基板）の比誘電率：４
・偏光板の厚み：１２５μｍ
・偏光板の比誘電率：５
なお、検出電極の全体の幅（スリットを含んだ全体の幅）は、指のサイズを最大値として、大きいほど、感度が上昇する。その理由は、指との接触面積が増えるためであり、最適な検出電極の幅は、指のサイズから、例えば４〜８ｍｍ位となる。

（Ｅ）まとめ
以上のように、本実施形態の表示装置１００においては、液晶パネル２００にて画像を表示する表示面において、被検知体Ｆが近接した位置を検知する静電容量式のタッチセンサＴＳが設けられている（図３参照）。このタッチセンサＴＳは、対向電極２３と、検出電極２４とを有し、検出電極２４が誘電体を介して対向電極２３から間を隔てて対面しており、被検知体Ｆが検出電極２４に近接したときに静電容量が変化する。そして、その検出電極２４は、対向電極２３に対面する面にスリットＫＫが形成されている。

このため、上述したように、本実施形態のタッチセンサＴＳは、検出電極２４にスリットＫＫを設けない場合と比較して、被検知体Ｆの有無による静電容量の変動を大きくすることができる。

したがって、本実施形態においては、タッチセンサの検出感度を向上することが可能であり、被検知体Ｆのタッチ位置の検出を高精度に実施することができる。

また、本実施形態において、複数の対向電極２３は、タッチセンサＴＳにて誘電体を介して複数の検出電極２４に対向する走査電極として機能する。また、これと共に、複数の対向電極２３は、画像表示を行う画素Ｐにおいて液晶層２０３を介して複数の画素電極６２ｐに対向する共通電極として機能する。これにより、画像表示用のコモン駆動信号Ｖｃｏｍを、タッチセンサ用の駆動信号としても利用し、タッチセンサＴＳの検出信号を得ることができる。つまり、対向電極２３は、画像表示のために液晶層２０３に電圧を印加する共通電極、および、タッチセンサＴＳを構成する走査電極として、兼用されるように構成されている。さらに、別途、タッチパネルを外付けしていないので、全体を薄型化することができる。

よって、本実施形態は、装置の薄型化が可能であって、製造効率の向上し、コストダウンを実現可能である。

＜２．実施形態２＞
以下より、本発明にかかる実施形態２について説明する。

（Ａ）液晶パネルの詳細構成
本実施形態における液晶パネル２００ｂの詳細構成について説明する。

図１４と図１５は、本発明にかかる実施形態２において、液晶パネル２００ｂの要部を示す図である。

ここで、図１４は、本発明の実施形態２にかかる液晶パネル２００ｂにおいて、表示領域ＰＡに設けられた画素Ｐの概略を模式的に示す断面図である。

また、図１５は、本発明にかかる実施形態２において、液晶パネル２００ｂの表示領域ＰＡに設けられた画素Ｐの概略を模式的に示す上面図である。

図１４，図１５に示すように、本実施形態の液晶パネル２００ｂは、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式に対応するように、画素電極６２ｐｂと対向電極２３ｂとが形成されている。この点、および、これに関連する点を除き、実施形態１と同様である。このため、重複する個所については、説明を省略する。

画素電極６２ｐｂは、図１４に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面する面の側に形成されている。

ここでは、画素電極６２ｐｂは、図１４に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向電極２３ｂを被覆するように、絶縁材料で形成された層間絶縁膜６１の上に設けられている。たとえば、シリコン窒化膜として形成された層間絶縁膜６１上に設けられている。

本実施形態においては、液晶パネル２００ｂがＦＦＳ方式であるので、画素電極６２ｐｂは、図１５に示すように、ｘｙ面においては、櫛歯状になるようにパターン加工されている。

具体的には、図１５に示すように、画素電極６２ｐｂは、基幹部６２ｂｋと、枝部６２ｂｅとを有する。

画素電極６２ｐｂにおいて、基幹部６２ｂｋは、図１５に示すように、ｘ方向に延在している。

そして、画素電極６２ｐｂにおいて、枝部６２ｂｅは、図１５に示すように、基幹部６２ｂｋに接続されており、ｙ方向に延在している。この枝部６２ｂｅは、図１５に示すように、ｘ方向において、複数がスペースを隔てて並ぶように配置されている。そして、その複数のそれぞれは、両端部が基幹部６２ｂｋに接続され、互いに平行に延在するように並んでいる。

対向電極２３ｂは、図１４に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面する面の側に形成されている。ここでは、対向電極２３ｂは、ＴＦＴアレイ基板２０１に形成された層間絶縁膜６１下に設けられている。

図１６は、本発明にかかる実施形態２において、対向電極２３ｂの詳細構成を示す図である。ここで、図１６は、対向電極２３ｂの上面図である。

図１６に示すように、対向電極２３ｂは、実施形態１の場合と同様に、ストライプ状であって、水平方向ｘに延在している。そして、対向電極２３ｂは、複数が、垂直方向ｙにて間を隔てて並ぶように配置されている。つまり、上方から下方へ向かって、第１から第ｎの対向電極２３ｂ＿１〜２３ｂ＿ｎのｎ本が、対向電極２３ｂとして設けられている。ここでは、対向電極２３ｂは、垂直方向ｙに並ぶ複数の画素電極６２ｐｂのそれぞれに対面するように複数が等間隔に配置されている。

第１から第ｎの対向電極２３ｂ＿１〜２３ｂ＿ｎのそれぞれは、図１６に示すように、実施形態１の場合と同様に、センサ駆動部Ｓに電気的に接続されている。第１から第ｎの対向電極２３ｂ＿１〜２３ｂ＿ｎのそれぞれは、順次、選択されて、センサ駆動部Ｓから出力された駆動信号Ｓｇが供給される。つまり、第１から第ｎの対向電極２３ｂ＿１〜２３ｂ＿ｎのそれぞれは、線順次走査駆動によって、駆動信号Ｓｇが供給される。

また、図示を省略しているが、液晶層２０３は、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２とが対面するｘｙ面の方向に、液晶分子の長手方向が沿うように、配向処理されている。つまり、液晶分子が水平配向するように形成されている。

上記の表示装置１００において、画像表示が実施される際には、画素電極６２ｐｂと対向電極２３ｂとによって、液晶層２０３に横電界が印加されて、液晶層２０３の液晶分子の配向が変化し、液晶層２０３を透過する光が変調される。

そして、ユーザーの指などの被検知体Ｆが液晶パネル２００ｂの表示領域ＰＡに接触した位置を検出する動作は、実施形態１の場合と同様にして実施される。

（Ｂ）まとめ
以上のように、本実施形態の液晶パネル２００ｂは、ＦＦＳ方式であって、横電界が液晶層２０３に印加されて、画像表示が実施される。また、上述したように、タッチ位置の検出動作は、実施形態１の場合と同様にして実施される。

本実施形態において、検出電極２４は、対向電極２３ｂに対面する面にスリットＫＫが形成されている。このため、実施形態１の場合と同様に、タッチセンサＴＳの検出感度を向上することが可能であり、被検知体のタッチ位置の検出を高精度に実施することができる。

したがって、本実施形態は、被検知体のタッチ位置の検出を高精度に実施することができる。

なお、ＦＦＳ方式以外に、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｃｈｉｎｇ）方式などのように、横電界を液晶層２０３に印加するモードにおいて、同様に、構成した場合であっても、同様な効果を得ることができる。

＜３．実施形態３＞
以下より、本発明にかかる実施形態３について説明する。

図１７は、本発明にかかる実施形態１において、表示装置１００ｃの構成の概略を示す図である。

図１７に示すように、本実施形態の表示装置１００ｃは、液晶パネル２００ｃが実施形態１の場合と異なる。また、液晶パネル２００ｃ上に、タッチパネル２０９がさらに配置されている。この点、および、これに関連する点を除き、実施形態１と同様である。このため、重複する個所については、説明を省略する。

（Ａ）液晶パネルの構成
液晶パネル２００ｃの構成について説明する。

図１８は、本発明にかかる実施形態３において、液晶パネル２００ｃの構成を示す図である。図１８は、画素Ｐの概略を模式的に示す断面図である。

液晶パネル２００ｃは、図１８に示すように、実施形態１の場合と異なり、タッチセンサＴＳが設けられていない。

このため、液晶パネル２００ｃを構成する対向基板２０２においては、タッチセンサＴＳを構成する検出電極２４（図３参照）が設けられていない。

また、対向電極２３ｃは、実施形態１のように、複数に分割されて形成されていない。図示していないが、本実施形態においては、対向電極２３ｃは、複数の画素電極６２ｐが配列された表示領域ＰＡの全面を一体的に被覆するように、平坦化膜２２上にベタ状に形成されている。そして、対向電極２３ｃは、画像表示が実施される際には、共通電位Ｖｃｏｍが印加される。

（Ｂ）タッチパネルの構成
タッチパネル２０９の構成について説明する。

図１９は、本発明にかかる実施形態３において、タッチパネル２０９の構成を示す図である。図１９は、タッチパネル２０９の断面を模式的に示している。

タッチパネル２０９は、図１９に示すように、タッチパネル基板２０９ｓを含む。

タッチパネル２０９において、タッチパネル基板２０９ｓは、光を透過する絶縁体の基板であり、たとえば、ガラスにより形成されている。そして、タッチパネル基板２０９ｓにおいては、図１９に示すように、タッチセンサＴＳが設けられている。

タッチセンサＴＳは、図１９に示すように、対向電極２３ｔと検出電極２４ｔとが誘電体であるタッチパネル基板２０９ｓを挟んで設けられており、静電容量型のタッチパネル２０９を構成している。つまり、タッチセンサＴＳは、被検知体（図示なし）が検出電極２４ｔに近接したときに静電容量が変化するように構成されている。

タッチセンサＴＳにおいて、対向電極２３ｔは、図１９に示すように、タッチパネル基板２０９ｓの下面に形成されている。対向電極２３ｔは、実施形態１の場合と同様に、可視光を透過する透明電極であって、たとえば、ＩＴＯを用いて形成されている。

図２０は、本発明にかかる実施形態３において、対向電極２３ｔの詳細構成を示す図である。ここで、図２０は、対向電極２３ｔの上面図である。

図２０に示すように、対向電極２３ｔは、実施形態１の場合と同様に、ストライプ状であって、タッチパネル基板２０９ｓの面において、水平方向ｘに延在している。そして、対向電極２３ｔは、複数が、垂直方向ｙにて間を隔てて並ぶように配置されている。つまり、上方から下方へ向かって、第１から第ｎの対向電極２３ｔ＿１〜２３ｔ＿ｎのｎ本が、対向電極２３ｔとして設けられている。

第１から第ｎの対向電極２３ｔ＿１〜２３ｔ＿ｎのそれぞれは、図２０に示すように、実施形態１の場合と同様に、センサ駆動部Ｓに電気的に接続されており、順次、選択されて、センサ駆動部Ｓから出力された駆動信号Ｓｇが供給される。つまり、第１から第ｎの対向電極２３ｔ＿１〜２３＿ｎのそれぞれは、線順次走査駆動によって、駆動信号Ｓｇが供給される。ここでは、実施形態１と同様に、共通電位Ｖｃｏｍの駆動信号Ｓｇが供給される。

タッチセンサＴＳにおいて、検出電極２４ｔは、図１９に示すように、タッチパネル基板２０９ｓの上面に形成されている。検出電極２４ｔは、可視光を透過する透明電極であって、たとえば、ＩＴＯを用いて形成されている。

図２１は、本発明にかかる実施形態３において、検出電極２４ｔの詳細構成を示す図である。ここで、図２１は、検出電極２４ｔの上面図である。

図２１に示すように、検出電極２４ｔは、実施形態１の場合と同様に、ストライプ状であって、タッチパネル基板２０９ｓの面において、垂直方向ｙに延在している。そして、検出電極２４ｔは、複数が、水平方向ｘにて間を隔てて並ぶように配置されている。つまり、左側から右側へ向かって、第１から第ｋの検出電極２４ｔ＿１〜２４ｔ＿ｋのｋ本が、検出電極２４ｔとして設けられている。

第１から第ｋの検出電極２４ｔ＿１〜２４ｔ＿ｋのそれぞれは、図２１に示すように、検出器ＤＥＴに電気的に接続されており、検出信号Ｖｄｅｔが検出器ＤＥＴへ出力される。

また、図２１に示すように、検出電極２４ｔのそれぞれは、実施形態１の場合と同様に、対向電極２３ｔに対面する面にスリットＫＫが形成されている。スリットＫＫは、各検出電極２４ｔの内部において、垂直方向ｙに延在しており、複数が、水平方向ｘにて間を隔てて並ぶように設けられている。

本実施形態のタッチパネル２０９においては、実施形態１の場合と同様にして、タッチセンサＴＳが駆動されて、タッチ位置の検出が実施される。

具体的には、複数の対向電極２３ｔのうち、一部の対向電極２３ｔが選択されて駆動信号Ｓｇが供給される。そして、その複数の対向電極２３ｔが垂直方向ｙにおいてシフトして選択されて、同様に、駆動信号Ｓｇの供給が実施される。この動作が繰り返し実施されて、タッチ位置の検出が実施される。

（Ｃ）まとめ
以上のように、本実施形態のタッチパネル２０９は、上述したように、タッチ位置の検出動作が、実施形態１の場合と同様にして実施される。

本実施形態において、検出電極２４ｔは、対向電極２３ｔに対面する面にスリットＫＫが形成されている。このため、実施形態１の場合と同様に、タッチセンサＴＳの検出感度を向上することが可能であり、被検知体のタッチ位置の検出を高精度に実施することができる。

したがって、本実施形態は、被検知体のタッチ位置の検出を高精度に実施することができる。

＜４．実施形態４＞
以下より、本発明にかかる実施形態４について説明する。

図２２は、本発明にかかる実施形態４において、検出電極２４ｄの詳細構成を示す図である。ここで、図２２は、検出電極２４ｄの上面図である。

図２２に示すように、本実施形態においては、検出電極２４ｄが、実施形態１の場合と異なる。この点、および、これに関連する点を除き、実施形態１と同様である。このため、重複する個所については、説明を省略する。

（Ａ）検出電極について
図２２に示すように、検出電極２４ｄは、ストライプ状であって、垂直方向ｙに延在している。そして、検出電極２４ｄは、複数が、水平方向ｘにて間を隔てて並ぶように配置されている。つまり、左側から右側へ向かって、第１から第ｋの検出電極２４ｄ＿１〜２４ｄ＿ｋのｋ本が、検出電極２４ｄとして設けられている。

また、検出電極２４ｄにおいては、スリットＫＫが形成されている。スリットＫＫは、各検出電極２４ｄの内部において、垂直方向ｙに延在しており、複数が、垂直方向ｙおよび水平方向ｘにおいて、間を隔てて並ぶように設けられている。つまり、矩形状のスリットＫＫが格子状に形成されている。

（Ｂ）まとめ
以上のように、本実施形態において、検出電極２４ｄは、矩形状のスリットＫＫが格子状に形成されており、検出電極２４ｄの内部において梁が交差するように形成されている。このため、検出電極２４ｄ内において断線が生ずることを防止することができる。特に、製造時にパターン加工不良が生じた場合であっても、検出電極２４ｄの内部において接続されている箇所が多いので、断線が生ずることを防止できる。

＜５．実施形態５＞
以下より、本発明にかかる実施形態５について説明する。

図２３は、本発明にかかる実施形態５において、検出電極２４ｅの詳細構成を示す図である。ここで、図２３は、検出電極２４ｅの上面図である。

図２３に示すように、本実施形態においては、検出電極２４ｅが、実施形態１の場合と異なる。この点、および、これに関連する点を除き、実施形態１と同様である。このため、重複する個所については、説明を省略する。

（Ａ）検出電極について
図２３に示すように、検出電極２４ｅは、ストライプ状であって、垂直方向ｙに延在している。そして、検出電極２４ｅは、複数が、水平方向ｘにて間を隔てて並ぶように配置されている。つまり、左側から右側へ向かって、第１から第ｋの検出電極２４ｅ＿１〜２４ｅ＿ｋのｋ本が、検出電極２４ｅとして設けられている。

また、検出電極２４ｅにおいては、スリットＫＫが形成されている。スリットＫＫは、各検出電極２４ｅの内部において、円形状で形成されており、複数が垂直方向ｙおよび水平方向ｘにおいて、間を隔てて並ぶように設けられている。

（Ｂ）まとめ
以上のように、本実施形態において、検出電極２４ｅは、円形状のスリットＫＫが形成されている。このため、走査電極との間でフリンジ電界が、より均一に発生する。

したがって、本実施形態は、被検知体のタッチ位置の検出を高精度に実施することができる。

なお、スリットＫＫについては、上記のほかに、さまざまな形状で形成しても良い。

図２４は、本発明にかかる実施形態の変形例において、検出電極の詳細構成を示す図である。ここで、図２４は、検出電極の上面図である。

図２４（ａ）に示すように、矩形状のスリットＫＫにおいて、垂直方向ｙにおける端部が、水平方向ｘにおいて互いに異なる位置の部分を含むように形成しても良い。

図２４（ｂ）に示すように、六角形状のスリットＫＫがハニカム状に配列するように設けても良い。

また、図２４（ｃ）に示すように、三角形状のスリットＫＫを水平方向ｘにおいて上下が順次反対になるように配置するともに、この正三角形状のスリットＫＫのグループを、垂直方向ｙにおいて、順次、対称になるように配置してもよい。

また、図２４（ｄ）に示すように、ひし形のスリットＫＫを、垂直方向ｙと水平方向ｘとに配置するように形成してもよい。

＜６．その他＞
本発明の実施に際しては、上記の実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の事項を組み合わせる等、種々の変形形態を採用することができる。

上記の実施形態においてタッチセンサを駆動する際には、対向電極を交流駆動する動作を、複数（ｎ本）の対向電極が並ぶ垂直方向にてシフトさせて、繰り返し実施している。この交流駆動動作では、連続して並ぶ複数（ｍ本（ｍ＜ｎ））の対向電極を選択して、同時に交流駆動している。ここでは、画素駆動動作の実施にて用いる対向電極を含むように、複数（ｍ本（ｍ＜ｎ））の対向電極が選択される。そして、連続する交流駆動動作の実施においては、少なくとも１本の対向電極を連続的に交流駆動するように、上記のシフトを実施している。しかしながら、タッチセンサを駆動する際には、この動作に限定されない。たとえば、１本の対向電極ごとに、上記の交流駆動を実施するように、動作させてもよい。

上記の実施形態においては、液晶パネルの表示領域にタッチセンサを形成する場合について説明したが、これに限定されない。液晶パネルの周辺領域にタッチセンサを形成する場合に本発明を適用してもよい。

上記の実施形態においては、液晶パネルが透過型である場合について説明したが、これに限定されない。反射型や、透過型と反射型とを併用可能な半透過型として、液晶パネルを構成する場合に適用しても良い。

また、有機ＥＬディスプレイなどのように、液晶パネル以外の表示パネルにおいて本発明を適用しても良い。

また、本実施形態の表示装置１００等は、さまざまな電子機器の部品として適用することができる。

図２５から図２９は、本発明にかかる実施形態の表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。

図２５に示すように、テレビジョン放送を受信し表示するテレビにおいて、その受信した画像を表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として表示装置１００を適用することができる。

また、図２６に示すように、デジタルスチルカメラにおいて、その撮像画像などの画像を表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として表示装置１００を適用することができる。

また、図２７に示すように、ノート型パーソナルコンピュータにおいて、操作画像などを表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として表示装置１００を適用することができる。

また、図２８に示すように、携帯電話端末において、操作画像などを表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として表示装置１００を適用することができる。

また、図２９に示すように、ビデオカメラにおいて、操作画像などを表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として表示装置１００を適用することができる。

なお、上記の実施形態において、対向電極２３，２３ｂ，２３ｃ，２３ｔは、本発明の走査電極，共通電極に相当する。また、上記の実施形態において、検出電極２４，２４ｔ，２４ｄ，２４ｅは、本発明の検出電極に相当する。また、上記の実施形態において、画素電極６２ｐ，６２ｐｂは、本発明の画素電極に相当する。また、上記の実施形態において、表示装置１００，１００ｃは、本発明の表示装置および情報入力装置に相当する。また、上記の実施形態において、液晶パネル２００，２００ｂ，２００ｃは、本発明の表示パネルおよびタッチパネルに相当する。また、上記の実施形態において、ＴＦＴアレイ基板２０１は、本発明の第１基板に相当する。また、上記の実施形態において、対向基板２０２は、本発明の第２基板に相当する。また、上記の実施形態において、液晶層２０３は、本発明の液晶層に相当する。また、上記の実施形態において、タッチパネル２０９は、本発明のタッチパネルに相当する。また、上記の実施形態において、スリットＫＫは、本発明のスリットに相当する。また、上記の実施形態において、タッチセンサＴＳは、本発明のタッチセンサに相当する。

１１：垂直駆動回路、１２：水平駆動回路、２１：カラーフィルタ層、２２：平坦化膜、２３，２３ｂ，２３ｃ，２３ｔ：対向電極、３１：画素スイッチング素子、６１：層間絶縁膜、６２ｂｅ：枝部、６２ｂｋ：幹部、６２ｐ，６２ｐｂ：画素電極、８１：ＯＰアンプ回路、８２：整流回路、８３：出力回路、８４：ＯＰアンプ、８５：コンパレータ、９１：制御部、９２：ラッチ回路、９３：バッファ回路、１００，１００ｃ：表示装置、２００，２００ｂ，２００ｃ：液晶パネル、２０１：ＴＦＴアレイ基板、２０２：対向基板、２０３：液晶層、２０６：第１の偏光板、２０７：第２の偏光板、２０８：カバーガラス、２０９：タッチパネル、２０９ｓ：タッチパネル基板、３００：バックライト、４００：データ処理部、４０１：制御部、４０２：位置検出部、Ｃ１：静電容量素子、Ｃ３：キャパシタ、Ｃ４：充電キャパシタ、ＣＡ：周辺領域、Ｄ１：ダイオード、ＤＥＴ：検出器、Ｆ：被検知体、ＧＬ：ゲート線、ＫＫ：スリット、Ｐ：画素、ＰＡ：表示領域、Ｒ，Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２：抵抗、Ｓ：センサ駆動部、ＳＬ：信号線、ＳＷ１：第１スイッチ、ＳＷ２：第２スイッチ、ＳＷ３：第３スイッチ、Ｓｇ：駆動信号、Ｓｚ：層間絶縁膜、ＴＳ：タッチセンサ、Ｖｄｅｔ：検出信号、Ｙ：誘電体

Claims (10)

1. 被検知体が検知面に近接した位置を検知するタッチセンサが設けられているタッチパネルを具備しており、
   前記タッチセンサは、
   前記検知面の面方向における第１方向に延在する矩形状の走査電極が、前記第１方向に垂直な第２方向に間を隔てて並ぶように複数配列される走査電極層と、
   可視光を透過する透明導電材料からなり、前記第２方向に延在するとともに、誘電体を介して前記走査電極から間を隔てて対面する検出電極が、前記第１方向に間を隔てて並ぶように複数配列される検出電極層と、
   を有し、前記被検知体が前記検出電極に近接したときに静電容量が変化する静電容量型であり、
   前記検出電極は、前記走査電極に対面する面に、複数の円形の開口が前記第２方向に延在するように所定の間隔で並べて配置される、
   情報入力装置。
2. 前記検出電極は、前記複数の円形の開口が前記第２方向に沿って所定の間隔で並ぶ開口列が形成され、当該開口列が前記第１方向に複数配列される面形状を有し、それぞれの前記開口列をなす前記円形の開口は、前記第１方向に隣接する前記開口列間で直線状に並ばないように配列される、
   請求項１に記載の情報入力装置。
3. 被検知体が検知面に近接した位置を検知するタッチセンサが設けられているタッチパネルを具備しており、
   前記タッチセンサは、
   前記検知面の面方向における第１方向に延在する矩形状の走査電極が、前記第１方向に垂直な第２方向に間を隔てて並ぶように複数配列される走査電極層と、
   可視光を透過する透明導電材料からなり、前記第２方向に延在するとともに、誘電体を介して前記走査電極から間を隔てて対面する検出電極が、前記第１方向に間を隔てて並ぶように複数配列される検出電極層と、
   を有し、前記被検知体が前記検出電極に近接したときに静電容量が変化する静電容量型であり、
   前記検出電極は、前記走査電極に対面する面に、複数の六角形状の開口が前記第２方向に延在するように所定の間隔で並べて配置される、
   情報入力装置。
4. 前記検出電極は、前記複数の六角形状の開口が前記第２方向に沿って所定の間隔で並ぶ開口列が形成され、当該開口列が前記第１方向に複数配列される面形状を有し、それぞれの前記開口列をなす前記六角形状の開口は、前記第１方向に隣接する前記開口列間で直線状に並ばないようにハニカム状に配列される、
   請求項３に記載の情報入力装置。
5. 被検知体が検知面に近接した位置を検知するタッチセンサが設けられているタッチパネルを具備しており、
   前記タッチセンサは、
   前記検知面の面方向における第１方向に延在する矩形状の走査電極が、前記第１方向に垂直な第２方向に間を隔てて並ぶように複数配列される走査電極層と、
   可視光を透過する透明導電材料からなり、前記第２方向に延在するとともに、誘電体を介して前記走査電極から間を隔てて対面する検出電極が、前記第１方向に間を隔てて並ぶように複数配列される検出電極層と、
   を有し、前記被検知体が前記検出電極に近接したときに静電容量が変化する静電容量型であり、
   前記検出電極は、前記走査電極に対面する面に、複数の三角形状の開口が前記第２方向に延在するように所定の間隔で並べて配置される、
   情報入力装置。
6. 前記検出電極は、前記複数の三角形状の開口が前記第２方向に沿って所定の間隔で並ぶ開口列が形成され、当該開口列が前記第１方向に複数配列される面形状を有し、それぞれの前記開口列をなす前記三角形状の開口は、前記第１方向に隣接する前記開口列間で逆向きに配列される、
   請求項５に記載の情報入力装置。
7. 被検知体が検知面に近接した位置を検知するタッチセンサが設けられているタッチパネルを具備しており、
   前記タッチセンサは、
   前記検知面の面方向における第１方向に延在する矩形状の走査電極が、前記第１方向に垂直な第２方向に間を隔てて並ぶように複数配列される走査電極層と、
   可視光を透過する透明導電材料からなり、前記第２方向に延在するとともに、誘電体を介して前記走査電極から間を隔てて対面する検出電極が、前記第１方向に間を隔てて並ぶように複数配列される検出電極層と、
   を有し、前記被検知体が前記検出電極に近接したときに静電容量が変化する静電容量型であり、
   前記検出電極は、前記走査電極に対面する面に、複数のひし形状の開口が前記第２方向に延在するように所定の間隔で並べて配置される、
   情報入力装置。
8. 前記検出電極は、前記複数のひし形状の開口が前記第２方向に沿って所定の間隔で並ぶ開口列が形成され、当該開口列が前記第１方向に複数配列される面形状を有し、それぞれの前記開口列をなす前記ひし形状の開口は、前記第１方向に隣接する前記開口列間で直線状に並ばないように格子状に配列される、
   請求項７に記載の情報入力装置。
9. 前記走査電極層は、絶縁体からなる基板の一方の面側に、直接または当該基板の一方の面上に形成される絶縁層を介して形成され、
   前記検出電極層は、前記絶縁体からなる基板の他方の面側に、直接または当該基板の他方の面上に形成される絶縁層を介して形成される、
   請求項１〜８の何れか一項に記載の情報入力装置。
10. 請求項１から９の何れか一項に記載の情報入力装置と、
    第１基板と、前記第１基板から間を隔てて対面している第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、表示領域に並ぶ複数の画素電極と、前記表示領域において前記複数の画素電極から間を隔てて設けられている共通電極と、を有する表示パネルと、
    を具備し、
    前記情報入力装置の前記検出電極は、前記第１基板において前記第２基板に対向する面に対して反対側に設けられ、
    前記情報入力装置の前記走査電極は、前記第１基板を介して前記検出電極に対面するように、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、
    複数の前記走査電極が、前記共通電極として兼用される、
    表示装置。
    

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