JP2017162173A - 検出装置、表示装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】精度よく圧力を検出することが可能な検出装置、表示装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【解決手段】第１面と、第１面の反対側の第２面とを備える基板と、基板の表示領域に設けられ、基板の第１面側に接触又は近接する物体の位置又は接触する物体の圧力を検出するための第１電極と、表示領域の外周の少なくとも１辺に沿って複数設けられた第２電極と、基板と離隔して基板の第２面側に設けられ、第２電極との間に静電容量を形成する導電体とを有する。
【選択図】図１５

Description

本発明は、検出装置、表示装置及び電子機器に関する。

近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる、外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置が注目されている。タッチパネルは、液晶表示装置等の表示装置上に装着又は一体化されて、タッチ検出機能付き表示装置として用いられている。このようなタッチ検出機能付き表示装置として、静電容量式のタッチセンサを備えたものが知られている。特許文献１は、ＴＦＴ基板の額縁領域にセンサ用検出電極が設けられたタッチセンサ付き表示装置が記載されている。表示領域を囲む額縁領域には個別に分離された複数のセンサ用検出電極が設けられている。

特許文献２は、液晶表示セルと、互いに交差する方向に設けられたゲート線とドレイン線とを有する圧力検知デジタイザが記載されている。特許文献２の圧力検知デジタイザは、ゲート線とドレイン線との交点の各々に設けられる液晶表示セルの容量変化により、液晶表示パネルに対する圧力を検出する。

特開２００９−２４４９５８号公報 特開２０００−６６８３７号公報

特許文献１のタッチセンサ付き表示装置において、センサ用検出電極は、複数の個別電極群として設けられ、例えば、表示アプリケーションの各種機能に対応した操作ボタンとして割り当てられる。特許文献１は、圧力の検出について記載されていない。特許文献２は、液晶表示パネルの複数箇所で入力が行われた場合、正確な入力位置及び圧力の大きさを検出することが困難となる可能性がある。

本発明は、精度よく圧力を検出することが可能な検出装置、表示装置及び電子機器を提供することを目的とする。

本発明の一態様の検出装置は、第１面と、前記第１面の反対側の第２面とを備える基板と、前記基板の表示領域に設けられ、前記基板の前記第１面側に接触又は近接する物体の位置又は接触する物体の圧力を検出するための第１電極と、前記表示領域の外周の少なくとも１辺に沿って複数設けられた第２電極と、前記基板と離隔して前記基板の前記第２面側に設けられ、前記第２電極との間に静電容量を形成する導電体とを有する。

本発明の一態様の表示装置は、上記の検出装置と、前記第１電極と対向して行列配置された複数の画素電極と、前記表示領域内において画像表示機能を発揮する表示機能層と、を有する。

本発明の一態様の電子機器は、上記の検出装置と、前記検出装置が組み込まれる筐体とを含み、前記筐体は前記導電体を含む。

本発明の一態様の電子機器は、上記の表示装置と、前記表示装置が組み込まれる筐体とを含み、前記筐体は前記導電体を含む。

図１は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を示すブロック図である。 図２は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、指が接触又は近接していない状態を表す説明図である。 図３は、図２に示す指が接触又は近接していない状態のフリンジ電界の例を示す説明図である。 図４は、図２に示す指が接触又は近接していない状態の等価回路の例を示す説明図である。 図５は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、指が接触又は近接した状態を表す説明図である。 図６は、図５に示す指が接触又は近接した状態のフリンジ電界の例を示す説明図である。 図７は、図５に示す指が接触又は近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。 図８は、相互静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び第１検出信号の波形の一例を表す図である。 図９は、自己静電容量方式のタッチ検出の等価回路の一例を示す説明図である。 図１０は、自己静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び第２検出信号の波形の一例を表す図である。 図１１は、タッチ検出機能付き表示装置を含む電子機器の概略断面構造を表す断面図である。 図１２は、第１変形例に係る電子機器の概略断面構造を表す断面図である。 図１３は、第２変形例に係る電子機器の概略断面構造を表す断面図である。 図１４は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の概略断面構造を表す断面図である。 図１５は、タッチ検出機能付き表示装置の第１基板を模式的に示す平面図である。 図１６は、タッチ検出機能付き表示装置の第２基板を模式的に示す平面図である。 図１７は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部の画素配列を表す回路図である。 図１８は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部の駆動電極及び第１検出電極の一構成例を表す斜視図である。 図１９は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の圧力検出を説明するための説明図である。 図２０は、第１の実施形態に係る駆動電極及び第２検出電極を拡大して示す模式平面図である。 図２１は、図２０のＸＸＩ−ＸＸＸＩ’線で切断したときの断面図である。 図２２は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。 図２３は、第２の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の断面構造を模式的に示す模式断面図である。 図２４は、第３の実施形態に係る駆動電極及び第２検出電極を拡大して示す模式平面図である。 図２５は、図２４のＸＸＶ−ＸＸＶ’線で切断したときの断面図である。 図２６は、第３の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の、第１検出電極を表す平面図である。 図２７は、駆動電極と額縁配線との間のフリンジ電界を模式的に説明するための斜視図である。 図２８は、第４の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の第１基板を模式的に示す平面図である。 図２９は、第４の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の第２基板を模式的に示す平面図である。 図３０は、第４の実施形態に係る駆動電極及び第２検出電極を拡大して示す模式平面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を示すブロック図である。図１に示すように、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出機能付き表示部１０と、制御部１１と、ゲートドライバ１２と、ソースドライバ１３と、駆動電極ドライバ１４と、検出部４０とを備えている。タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出機能付き表示部１０がタッチ検出機能を内蔵した表示装置である。タッチ検出機能付き表示部１０は、表示素子として液晶表示素子を用いている表示パネル２０と、タッチ入力を検出する検出装置であるタッチパネル３０とを一体化した装置である。なお、タッチ検出機能付き表示部１０は、表示パネル２０の上にタッチパネル３０を装着した、いわゆるオンセルタイプの装置であってもよい。表示パネル２０は、例えば、有機ＥＬ表示パネルであってもよい。

表示パネル２０は、後述するように、ゲートドライバ１２から供給される走査信号Ｖｓｃａｎに従って、１水平ラインずつ順次走査して表示を行う素子である。制御部１１は、外部より供給された映像信号Ｖｄｉｓｐに基づいて、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、駆動電極ドライバ１４及び検出部４０に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらが互いに同期して動作するように制御する回路である。

ゲートドライバ１２は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部１０の表示駆動の対象となる１水平ラインを順次選択する機能を有している。

ソースドライバ１３は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部１０の、後述する各副画素ＳＰｉｘに画素信号Ｖｐｉｘを供給する回路である。

駆動電極ドライバ１４は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部１０の、後述する駆動電極ＣＯＭＬに第１駆動信号Ｖｃｏｍを供給する回路である。

タッチパネル３０は、静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作し、相互静電容量方式によりタッチ検出動作を行い、表示領域に対する外部の導体の接触又は近接を検出する。タッチパネル３０は、自己静電容量方式によりタッチ検出動作を行ってもよい。

検出部４０は、制御部１１から供給される制御信号と、タッチパネル３０から供給される第１検出信号Ｖｄｅｔ１に基づいて、タッチパネル３０に対するタッチの有無を検出する回路である。また、検出部４０は、タッチがある場合においてタッチ入力が行われた座標などを求める。この検出部４０は、検出信号増幅部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５とを備える。検出タイミング制御部４６は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５とが同期して動作するように制御する。

さらに、検出部４０は、第２検出電極ドライバ４８を含む。第２検出電極ドライバ４８は、タッチ検出機能付き表示部１０に加えられた圧力を検出する際に、後述する第２検出電極２３に第２駆動信号Ｖｄを供給する回路である。検出部４０は、第２検出電極２３から供給される第２検出信号Ｖｄｅｔ２に基づいて、タッチ検出機能付き表示部１０に加えられた圧力を検出する。

上述のとおり、タッチパネル３０は、静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作する。ここで、図２から図８を参照して、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１の相互静電容量方式によるタッチ検出の基本原理について説明する。図２は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、指が接触又は近接していない状態を表す説明図である。図３は、図２に示す指が接触又は近接していない状態のフリンジ電界の例を示す説明図である。図４は、図２に示す指が接触又は近接していない状態の等価回路の例を示す説明図である。図５は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、指が接触又は近接した状態を表す説明図である。図６は、図５に示す指が接触又は近接した状態のフリンジ電界の例を示す説明図である。図７は、図５に示す指が接触又は近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。図８は、駆動信号及び第１検出信号の波形の一例を表す図である。なお、以下の説明では、指が接触又は近接する場合を説明するが、指に限られず、例えばスタイラスペン等の導体を含む物体であってもよい。

例えば、図２に示すように、容量素子Ｃ１は、誘電体Ｄを挟んで互いに対向配置された一対の電極、駆動電極Ｅ１及び検出電極Ｅ２を備えている。容量素子Ｃ１は、駆動電極Ｅ１と検出電極Ｅ２との対向面同士の間に形成される電気力線（図示しない）に加え、図３に示すように、駆動電極Ｅ１の端部から検出電極Ｅ２の上面に向かって延びるフリンジ電界Ｅｆが生じる。図４に示すように、容量素子Ｃ１は、その一端が交流信号源（駆動信号源）Ｓに接続され、他端は電圧検出器ＤＥＴに接続される。電圧検出器ＤＥＴは、例えば図１に示す検出信号増幅部４２に含まれる積分回路である。

交流信号源Ｓから駆動電極Ｅ１（容量素子Ｃ１の一端）に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇが印加されると、検出電極Ｅ２（容量素子Ｃ１の他端）側に接続された電圧検出器ＤＥＴを介して、図８に示すような出力波形（第１検出信号Ｖｄｅｔ１）が現れる。なお、この交流矩形波Ｓｇは、駆動電極ドライバ１４から入力される第１駆動信号Ｖｃｏｍに相当するものである。

指が接触又は近接していない状態（非接触状態）では、図４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Ｉ_０が流れる。図４に示す電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流Ｉ_０の変動を電圧の変動（実線の波形Ｖ_０（図８参照））に変換する。

一方、指が接触又は近接した状態（接触状態）では、図５に示すように、指によって形成される静電容量Ｃ２が、検出電極Ｅ２と接触している又は近傍にある。これにより、図６に示すように駆動電極Ｅ１と検出電極Ｅ２との間にあるフリンジ電界Ｅｆが導体Ｅ３（指）により遮られる。このため、容量素子Ｃ１は、図７に示すように、非接触状態での容量値よりも容量値の小さい容量素子Ｃ１’として作用する。そして、図７に示す等価回路でみると、容量素子Ｃ１’に電流Ｉ_１が流れる。図８に示すように、電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流Ｉ_１の変動を電圧の変動（点線の波形Ｖ_１）に変換する。この場合、波形Ｖ_１は、上述した波形Ｖ_０と比べて振幅が小さくなる。これにより、波形Ｖ_０と波形Ｖ_１との電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜は、指などの外部から接触又は近接する導体Ｅ３の影響に応じて変化することになる。なお、電圧検出器ＤＥＴは、波形Ｖ_０と波形Ｖ_１との電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜を精度よく検出するため、回路内のスイッチングにより、交流矩形波Ｓｇの周波数に合わせて、コンデンサの充放電をリセットする期間Ｒｅｓｅｔを設けた動作とすることがより好ましい。

図１に示すタッチパネル３０は、駆動電極ドライバ１４から供給される第１駆動信号Ｖｃｏｍに従って、１検出ブロックずつ順次走査して、相互静電容量方式によるタッチ検出を行う。

タッチパネル３０は、後述する複数の第１検出電極ＴＤＬから、図４又は図７に示す電圧検出器ＤＥＴを介して、検出ブロック毎に第１検出信号Ｖｄｅｔ１を出力する。第１検出信号Ｖｄｅｔ１は、検出部４０の検出信号増幅部４２に供給される。

検出信号増幅部４２は、タッチパネル３０から供給される第１検出信号Ｖｄｅｔ１を増幅する。なお、検出信号増幅部４２は、第１検出信号Ｖｄｅｔ１に含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去して出力する低域通過アナログフィルタであるアナログＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）を備えていてもよい。

Ａ／Ｄ変換部４３は、第１駆動信号Ｖｃｏｍに同期したタイミングで、検出信号増幅部４２から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する。

信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に含まれる、第１駆動信号Ｖｃｏｍをサンプリングした周波数以外の周波数成分（ノイズ成分）を低減するデジタルフィルタを備えている。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、タッチパネル３０に対するタッチの有無を検出する論理回路である。信号処理部４４は、指による検出信号の差分のみ取り出す処理を行う。この指による差分の信号は、上述した波形Ｖ_０と波形Ｖ_１との差分の絶対値｜ΔＶ｜である。信号処理部４４は、１検出ブロック当たりの絶対値｜ΔＶ｜を平均化する演算を行い、絶対値｜ΔＶ｜の平均値を求めてもよい。これにより、信号処理部４４は、ノイズによる影響を低減できる。信号処理部４４は、検出した指による差分の信号を所定のしきい値電圧と比較し、このしきい値電圧未満であれば、外部近接物体が非接触状態であると判断する。一方、信号処理部４４は、検出した指による差分の信号を所定のしきい値電圧と比較し、しきい値電圧以上であれば、外部近接物体の接触状態と判断する。このようにして、検出部４０はタッチ検出が可能となる。

座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチが検出されたときに、そのタッチパネル座標を求める論理回路である。座標抽出部４５は、タッチパネル座標を検出信号出力Ｖｏｕｔとして出力する。以上のように、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１は、相互静電容量方式によるタッチ検出の基本原理に基づいて、指などの導体が接触又は近接する位置のタッチパネル座標を検出することができる。

次に、図９及び図１０を参照して、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理について説明する。図９は、自己静電容量方式のタッチ検出の等価回路の一例を示す説明図である。図１０は、自己静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び第２検出信号の波形の一例を表す図である。

図９に示すように、検出電極Ｅ２に電圧検出器ＤＥＴが接続されている。電圧検出器ＤＥＴはイマジナリーショートされたオペアンプを含む検出回路である。非反転入力部（＋）に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇが印加されると、検出電極Ｅ２に同電位の交流矩形波Ｓｇが印加される。

指などの導体が接触又は近接していない状態（非接触状態）では、検出電極Ｅ２が有する容量Ｃｘ１に応じた電流が流れる。電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流の変動を電圧の変動（実線の波形Ｖ_３（図１０参照））に変換する。指などの導体が接触又は近接した状態（接触状態）では、検出電極Ｅ２が有する容量Ｃｘ１に、検出電極Ｅ２に近接している指により生じる容量Ｃｘ２が加えられ、非接触状態の容量よりも増加した容量（Ｃｘ１＋Ｃｘ２）に応じた電流が流れる。電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流の変動を電圧の変動（点線の波形Ｖ_２（図１０参照））に変換する。この場合、波形Ｖ_２は、上述した波形Ｖ_３と比べて振幅が大きくなる。これにより、波形Ｖ_２と波形Ｖ_３との電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜は、指などの外部から接触又は近接する導体の影響に応じて変化することになる。スイッチＳＷは、タッチ検出を行う際にオン（開）状態となり、タッチ検出を行わないときはオフ（閉）状態となり、電圧検出器ＤＥＴのリセット動作を行う。

検出信号増幅部４２は、タッチパネル３０から供給された第２検出信号Ｖｄｅｔ２を増幅する。Ａ／Ｄ変換部４３は、検出信号増幅部４２から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３から供給される信号に基づいて、波形Ｖ_２と波形Ｖ_３との差分の絶対値｜ΔＶ｜を演算する。信号処理部４４は、検出した指による差分の信号（絶対値｜ΔＶ｜）を所定のしきい値電圧と比較し、このしきい値電圧未満であれば、外部近接物体が非接触状態であると判断する。一方、信号処理部４４は、検出した指による差分の信号（絶対値｜ΔＶ｜）を所定のしきい値電圧と比較し、しきい値電圧以上であれば、外部近接物体の接触状態と判断する。座標抽出部４５は、タッチパネル座標を演算し、検出信号出力Ｖｏｕｔとして出力する。このようにして、検出部４０は自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいてタッチ検出が可能となる。

電圧検出器ＤＥＴは、相互静電容量方式のタッチ検出と、自己静電容量方式のタッチ検出とに兼用してもよい。この場合、相互静電容量方式のタッチ検出の際に、非反転入力部（＋）に固定された電位を有する基準電圧が入力され、自己静電容量方式のタッチ検出の際に、非反転入力部（＋）に交流矩形波Ｓｇ（第１駆動信号Ｖｃｏｍ）が入力されるように切り替えられる。

図９及び図１０は、指が接触又は近接した場合の外部近接物体の検出について説明したが、検出電極Ｅ２と対向する導電体を設け、上述した自己静電容量方式の検出原理に基づいて、入力面に加えられた圧力を検出することができる。この場合、タッチ検出機能付き表示部１０の入力面に加えられた圧力に応じて検出電極Ｅ２と導電体との間の距離が変化し、検出電極Ｅ２と導電体との間に形成される容量が変化する。タッチパネル３０は、この容量変化に応じた第２検出信号Ｖｄｅｔ２を検出信号増幅部４２に出力する。検出信号増幅部４２、Ａ／Ｄ変換部４３及び信号処理部４４は、上述の信号処理を行い、波形Ｖ_２と波形Ｖ_３との差分の絶対値｜ΔＶ｜を演算する。絶対値｜ΔＶ｜の値に基づいて、検出電極Ｅ２と導電体との間の距離が求められる。これにより、入力面に加えられた圧力が算出される。座標抽出部４５は、入力面に入力された圧力の分布と、タッチ検出により求められたタッチパネル座標から、入力位置における圧力を演算し、圧力の情報を出力する。

図１１は、タッチ検出機能付き表示装置を含む電子機器の概略断面構造を表す断面図である。電子機器１００は、カバー部材１０１と、タッチ検出機能付き表示装置１と、バックライト１０２と、筐体１０３とを含む。カバー部材１０１は、タッチ検出機能付き表示装置１を保護するための保護部材であり、例えば、透光性を有するガラス基板や、樹脂材料等を用いたフィルム状の基材であってもよい。カバー部材１０１の一方の面が、指等が接触又は近接して入力操作を行うための入力面１０１ａとなっている。タッチ検出機能付き表示装置１は、後述する画素基板２と、対向基板３とを含む。画素基板２の上に対向基板３が設けられており、対向基板３は、カバー部材１０１の他方の面、すなわち入力面１０１ａの反対側の面に配置される。

バックライト１０２は、タッチ検出機能付き表示装置１に対してカバー部材１０１の反対側に設けられる。バックライト１０２は、画素基板２の下面側に接着されていてもよく、画素基板２と所定の間隔を設けて配置されていてもよい。バックライト１０２は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源を有しており、光源からの光を画素基板２に向けて射出する。バックライト１０２からの光は、画素基板２を通過して、その位置の液晶の状態により光が遮られて射出しない部分と射出する部分とが切り換えられることで、カバー部材１０１の入力面１０１ａに画像が表示される。バックライト１０２は、公知の照明部を用いることができ、種々の構成が適用可能である。また、タッチ検出機能付き表示装置１の表示パネル２０が反射型液晶表示装置である場合、バックライト１０２は設けなくてもよい。反射型液晶表示装置は、画素基板２に反射電極が設けられ、カバー部材１０１側から入射する光が反射電極によって反射されて、カバー部材１０１を通過して観察者の目に到達する。また、バックライト１０２に替えてフロントライトを設けてもよい。

筐体１０３は上部に開口を有する箱状の部材であり、筐体１０３の開口を覆うようにカバー部材１０１が設けられる。筐体１０３とカバー部材１０１とで形成される内部空間にタッチ検出機能付き表示装置１、バックライト１０２等が組み込まれる。図１１に示すように、タッチ検出機能付き表示装置１及びバックライト１０２は、カバー部材１０１側に配置され、バックライト１０２と筐体１０３の底部との間に空隙１１０が設けられている。筐体１０３は金属などの導電性材料が用いられ、筐体１０３の底部が、タッチ検出機能付き表示装置１の第２検出電極２３（図示しない）と対向する導電体１０４として機能する。また、筐体１０３は、グラウンドに電気的に接続されて接地される。このような構成により、タッチ検出機能付き表示装置１の第２検出電極２３（図示しない）と導電体１０４との間に容量Ｃ３が形成される。

入力面１０１ａに圧力が加えられると、画素基板２及び対向基板３は、カバー部材１０１とともに筐体１０３の底部側にわずかに撓むように変形する。タッチ検出機能付き表示装置１は、上述した自己静電容量方式の検出原理に基づいて容量Ｃ３の変化を検出することにより、カバー部材１０１、タッチ検出機能付き表示装置１及びバックライト１０２の撓み量が求められる。これにより、入力面１０１ａに入力された圧力が得られる。

バックライト１０２と筐体１０３の底部との間の空隙１１０には、入力された圧力に応じて変形可能な、スポンジや弾性ゴム等の弾性体を設けてもよい。また、筐体１０３は金属などの導電性材料に限定されず、樹脂等の絶縁性材料を用いてもよい。この場合、筐体１０３の少なくとも底部に金属層を設けて導電体１０４としてもよい。

図１２は、第１変形例に係る電子機器の概略断面構造を表す断面図である。本変形例では、表示装置用筐体１０７が設けられている。表示装置用筐体１０７の開口を覆うようにカバー部材１０１が設けられ、表示装置用筐体１０７とカバー部材１０１との内部空間にタッチ検出機能付き表示装置１及びバックライト１０２が組み込まれる。タッチ検出機能付き表示装置１は、カバー部材１０１の入力面１０１ａに対して反対側の面に設けられる。バックライト１０２は、表示装置用筐体１０７の底部に設けられる。タッチ検出機能付き表示装置１とバックライト１０２との間にスペーサ１０６が設けられており、タッチ検出機能付き表示装置１とバックライト１０２との間に空隙１１０が形成される。表示装置用筐体１０７が電子機器１００Ａの筐体１０３に固定されることで、表示装置用筐体１０７、カバー部材１０１、タッチ検出機能付き表示装置１及びバックライト１０２が一体となって電子機器１００Ａに組み込まれる。

本変形例において、表示装置用筐体１０７は金属などの導電性材料が用いられる。これにより、表示装置用筐体１０７の底部が導電体１０４として機能する。また、表示装置用筐体１０７は、グラウンドに電気的に接続されて接地される。このような構成により、導電体１０４とタッチ検出機能付き表示装置１の第２検出電極２３（図示しない）との間に容量Ｃ４が形成される。タッチ検出機能付き表示装置１は、上述した自己静電容量方式の検出原理に基づいて容量Ｃ４の変化を検出することにより、入力面１０１ａに入力される圧力を検出することができる。

本変形例では、表示装置用筐体１０７が金属などの導電性材料であり、底部が導電体１０４として機能するが、これに限定されない。表示装置用筐体１０７に樹脂材料等の絶縁材料を用い、表示装置用筐体１０７の少なくとも底部に金属層を設けて導電体１０４としてもよい。また、バックライト１０２の下面（表示装置用筐体１０７の底部と対向する面）に金属層を設けてもよい。表示装置用筐体１０７は電子機器１００Ａの筐体１０３の上に固定されているが、固定構造は特に限定されず、例えば、カバー部材１０１が筐体１０３に固定されていてもよい。

図１３は、第２変形例に係る電子機器の概略断面構造を表す断面図である。本変形例の電子機器１００Ｂにおいて、表示装置用筐体１０７とカバー部材１０１との内部空間にタッチ検出機能付き表示装置１及びバックライト１０２が組み込まれる。タッチ検出機能付き表示装置１は、カバー部材１０１の入力面１０１ａに対し反対側の面に設けられる。バックライト１０２は、タッチ検出機能付き表示装置１のカバー部材１０１と反対側の面に設けられている。バックライト１０２と表示装置用筐体１０７との間にスペーサ１０６が設けられており、バックライト１０２と表示装置用筐体１０７との間に空隙１１０が形成される。

本変形例においても、表示装置用筐体１０７の底部が導電体１０４として機能し、導電体１０４とタッチ検出機能付き表示装置１の検出電極（図示しない）との間に容量Ｃ５が形成される。タッチ検出機能付き表示装置１は、上述した自己静電容量方式の検出原理に基づいて容量Ｃ５の変化を検出することにより、入力面１０１ａに入力される圧力を検出することができる。

次に、タッチ検出機能付き表示装置１の構成例を詳細に説明する。図１４は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の概略断面構造を表す断面図である。図１５は、タッチ検出機能付き表示装置の第１基板を模式的に示す平面図である。図１６は、タッチ検出機能付き表示装置の第２基板を模式的に示す平面図である。

図１４に示すように、タッチ検出機能付き表示部１０は、画素基板２と、この画素基板２の表面に垂直な方向に対向して配置された対向基板３と、画素基板２と対向基板３との間に挿設された表示機能層としての液晶層６とを備える。

画素基板２は、回路基板としての第１基板２１と、画素電極２２と、第２検出電極２３と、駆動電極ＣＯＭＬと、絶縁層２４と、を含む。第１基板２１には、スイッチング素子であるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が画素電極２２に対応して配置される。画素電極２２は、第１基板２１の上方に設けられ、平面視でマトリックス状に複数配設される。第２検出電極２３は、圧力を検出するための検出電極である。駆動電極ＣＯＭＬは、第１基板２１と画素電極２２との間に複数設けられる。絶縁層２４は、画素電極２２と駆動電極ＣＯＭＬとを絶縁する。第１基板２１の下側には、接着層６６Ｂを介して偏光板６５Ｂが設けられていてもよい。

第１基板２１には、表示制御用ＩＣ１９が設けられている。表示制御用ＩＣ１９は、第１基板２１にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）実装されたチップであり、上述した制御部１１を内蔵したものである。また、第１基板２１の端部にフレキシブル基板７２が接続されている。表示制御用ＩＣ１９は、外部のホストＩＣ（図示しない）から供給された映像信号Ｖｄｉｓｐ（図１参照）に基づいて、後述する走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬ等に制御信号を出力する。

対向基板３は、第２基板３１と、第２基板３１の一方の面に形成されたカラーフィルタ３２とを含む。第２基板３１の他方の面には、タッチパネル３０の検出電極である第１検出電極ＴＤＬが設けられている。第１検出電極ＴＤＬの上には保護層３９が設けられている。さらに、第１検出電極ＴＤＬの上方には、接着層６６Ａを介して偏光板６５Ａが設けられている。また、第２基板３１にはフレキシブル基板７１が接続されている。フレキシブル基板７１は後述する額縁配線３７を介して第１検出電極ＴＤＬと接続される。なお、カラーフィルタ３２は第１基板２１上に配置されてもよい。また、第１基板２１と第２基板３１は、例えば、ガラス基板である。

第１基板２１と第２基板３１とは、スペーサ６１を介して所定の間隔を設けて対向して配置される。第１基板２１と第２基板３１との間の空間に液晶層６が設けられる。液晶層６は、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、例えば、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）を含むＩＰＳ（インプレーンスイッチング）等の横電界モードの液晶が用いられる。なお、図１４に示す液晶層６と画素基板２との間、及び液晶層６と対向基板３との間には、それぞれ配向膜が配設されてもよい。

図１５に示すように、タッチ検出機能付き表示装置１は、画像を表示させるための表示領域１０ａと、表示領域１０ａの外側の額縁領域１０ｂとを有する。表示領域１０ａは、対向する２つの長辺と短辺とを有する矩形状である。額縁領域１０ｂは、表示領域１０ａの４辺を囲む枠状となっている。本発明に関わる表示領域１０ａは、画像が表示される領域であって、例えば、液晶層６や白色ＯＬＥＤ層により画像表示を行う場合には、カラーフィルタ３２上の透過領域であり、反射型表示装置の場合は入射光が反射する反射領域であり、また、例えば、有色ＯＬＥＤにより画像表示を行う場合には、発色可能な発光素子が配置された領域を指す。

複数の駆動電極ＣＯＭＬは、第１基板２１の表示領域１０ａに設けられている。駆動電極ＣＯＭＬは、表示領域１０ａの長辺に沿った方向に延在しており、表示領域１０ａの短辺に沿った方向に、複数配列されている。駆動電極ＣＯＭＬは、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透光性を有する導電性材料が用いられる。

第２検出電極２３は、表示領域１０ａの長辺及び短辺に沿った方向に複数配列されている。表示領域１０ａの長辺に沿った方向に配列された第２検出電極２３を第２検出電極２３Ａとし、表示領域１０ａの短辺に沿った方向に配列された第２検出電極２３を第２検出電極２３Ｂとして表す。第２検出電極２３Ａと第２検出電極２３Ｂとは、表示領域１０ａの周囲を囲んで配置されている。また、第２検出電極２３Ａと第２検出電極２３Ｂとは、表示領域１０ａの少なくとも２辺を囲んでいればよい。第２検出電極２３Ａ及び第２検出電極２３Ｂはそれぞれ矩形状を有している。第２検出電極２３Ａは、１本の駆動電極ＣＯＭＬに沿って複数配列されており、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向における長さよりも第２検出電極２３Ａの長辺の長さが短い。

第１基板２１の額縁領域１０ｂの短辺側に、駆動電極ドライバ１４及び表示制御用ＩＣ１９が配置され、額縁領域１０ｂの長辺側にゲートドライバ１２が配置されている。また、額縁領域１０ｂの短辺側に、フレキシブル基板７２が接続されている。駆動電極ドライバ１４及びフレキシブル基板７２は、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向の端部の近傍に配置されている。このため、駆動電極ＣＯＭＬから引き出される配線の長さを短くして、額縁領域１０ｂの面積を小さくすることが可能である。

図１６に示すように、第２基板３１の表示領域１０ａに、第１検出電極ＴＤＬが設けられている。第１検出電極ＴＤＬは、表示領域１０ａの短辺に沿った方向に延在し、表示領域１０ａの長辺に沿った方向に複数配列される。第１検出電極ＴＤＬは、それぞれ複数の金属配線３３ａ、３３ｂを有している。複数の金属配線３３ａ、３３ｂは、複数の屈曲部を有してジグザグ線又は波線に形成されており、表示領域１０ａの短辺に沿った方向に延在する。金属配線３３ａと金属配線３３ｂとが表示領域１０ａの長辺に沿った方向に交互に配列される。本実施形態では、金属配線３３ａの屈曲部と金属配線３３ｂの屈曲部とが互いに接続されて、第１検出電極ＴＤＬがメッシュ状の金属配線として構成される。金属配線３３ａ及び金属配線３３ｂは、図１６の点線Ａに示す箇所に設けられたスリットＳＬにより分離される。スリットＳＬで分離された金属配線３３ａ及び金属配線３３ｂが、それぞれ１つの第１検出電極ＴＤＬとして機能する。

本実施形態では、額縁領域１０ｂの短辺に、第１検出電極ＴＤＬと離隔して導電層３５が設けられている。導電層３５は、複数の金属配線３３ａ、３３ｂを有しておりメッシュ状となっている。導電層３５は、図１５に示す第２検出電極２３Ｂと重畳する位置に設けられている。このため、第２検出電極２３Ｂに供給される第２駆動信号Ｖｄと同期した同一の波形のガード信号Ｖｓｇｌが導電層３５に供給されることで、第２検出電極２３Ｂに発生する寄生容量を低減することができる。また、第１検出電極ＴＤＬの端部は、第２検出電極２３Ａに重畳して設けられているため、第２検出電極２３Ａにもガード信号Ｖｓｇｌが供給されることで第２検出電極２３Ａに発生する寄生容量を低減することができる。

金属配線３３ａ、３３ｂは、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）又はこれらの合金の少なくとも１つの金属材料で形成される。また、金属配線３３ａ、３３ｂは、これらの金属材料を１以上用いて、複数積層した積層体としてもよい。アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）又はこれらの合金の少なくとも１つの金属材料は、透光性電極の材料としてＩＴＯ等の透光性導電酸化物よりも低抵抗である。アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）又はこれらの合金の少なくとも１つの金属材料は、ＩＴＯ等の透光性導電酸化物に比較して遮光性があるため、透過率が低下する可能性又は第１検出電極ＴＤＬのパターンが視認されてしまう可能性がある。本実施形態において、１つの第１検出電極ＴＤＬが、複数の幅細の金属配線３３ａ、３３ｂを有しており、金属配線３３ａ、３３ｂが、線幅よりも大きい間隔を設けてメッシュ状に配置されることで、低抵抗化と、不可視化とを実現することができる。その結果、第１検出電極ＴＤＬが低抵抗化し、タッチ検出機能付き表示装置１は、薄型化、大画面化又は高精細化することができる。

金属配線３３ａ、３３ｂの幅は、２μｍ以上かつ１０μｍ以下の範囲にあることが好ましい。金属配線３３ａ、３３ｂの幅が１０μｍ以下であると、表示領域１０ａのうちブラックマトリックス又は走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬで光の透過を抑制されない領域である開口部を覆う面積が小さくなり、開口率を損なう可能性が低くなるからである。また、金属配線３３ａ、３３ｂの幅が２μｍ以上であると、形状が安定し、断線する可能性が低くなるからである。反射率を抑えるために、金属配線３３ａ、３３ｂの最表面に黒色化処理を行うことも好ましい。

図１６に示すように、第２基板３１の額縁領域１０ｂに、第１検出電極ＴＤＬから引き出された額縁配線３７が複数設けられている。第２基板３１の額縁領域１０ｂの短辺側にフレキシブル基板７１が接続されている。額縁配線３７は、額縁領域１０ｂの長辺に沿って延在して、フレキシブル基板７１と接続される。フレキシブル基板７１には、タッチ検出用ＩＣ１８が搭載されている。タッチ検出用ＩＣ１８は、図１に示す検出部４０が実装されており、第１検出電極ＴＤＬから出力される第１検出信号Ｖｄｅｔ１が、額縁配線３７及びフレキシブル基板７１を介してタッチ検出用ＩＣ１８に供給される。

本実施形態では、検出部４０はフレキシブル基板７１に実装されたタッチドライバＩＣであるが、検出部４０の一部の機能は、他のＭＰＵの機能として設けられてもよい。具体的には、タッチドライバＩＣの機能として設けられ得るＡ／Ｄ変換、ノイズ除去等の各種機能のうち一部の機能（例えば、ノイズ除去等）は、タッチドライバＩＣと別個に設けられたＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ−ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）等の回路で実施されてもよい。

フレキシブル基板７１はコネクタ部７２ａを介してフレキシブル基板７２と接続される。これにより、タッチ検出用ＩＣ１８に実装された第２検出電極ドライバ４８（図１参照）から第２検出電極２３に、第２駆動信号Ｖｄが供給されるようになっている。また、第２検出電極２３から出力される第２検出信号Ｖｄｅｔ２がタッチ検出用ＩＣ１８に供給される。

次に表示パネル２０の表示動作について説明する。図１７は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部の画素配列を表す回路図である。第１基板２１（図１４参照）には、図１７に示す各副画素ＳＰｉｘの薄膜トランジスタ素子（以下、ＴＦＴ素子）Ｔｒ、各画素電極２２に画素信号Ｖｐｉｘを供給する画素信号線ＳＧＬ、各ＴＦＴ素子Ｔｒを駆動する駆動信号を供給する走査信号線ＧＣＬ等の配線が形成されている。画素信号線ＳＧＬ及び走査信号線ＧＣＬは、第１基板２１の表面と平行な平面に延在する。

図１７に示す表示パネル２０は、マトリクス状に配列された複数の副画素ＳＰｉｘを有している。副画素ＳＰｉｘは、それぞれＴＦＴ素子Ｔｒ及び液晶素子ＬＣを備えている。ＴＦＴ素子Ｔｒは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型のＴＦＴで構成されている。ＴＦＴ素子Ｔｒのソースは画素信号線ＳＧＬに接続され、ゲートは走査信号線ＧＣＬに接続され、ドレインは液晶素子ＬＣの一端に接続されている。液晶素子ＬＣは、一端がＴＦＴ素子Ｔｒのドレインに接続され、他端が駆動電極ＣＯＭＬに接続されている。

副画素ＳＰｉｘは、走査信号線ＧＣＬにより、表示パネル２０の同じ行に属する他の副画素ＳＰｉｘと互いに接続されている。走査信号線ＧＣＬは、ゲートドライバ１２（図１参照）と接続され、ゲートドライバ１２より走査信号Ｖｓｃａｎが供給される。また、副画素ＳＰｉｘは、画素信号線ＳＧＬにより、表示パネル２０の同じ列に属する他の副画素ＳＰｉｘと互いに接続されている。画素信号線ＳＧＬは、ソースドライバ１３（図１参照）と接続され、ソースドライバ１３より画素信号Ｖｐｉｘが供給される。さらに、副画素ＳＰｉｘは、駆動電極ＣＯＭＬにより、同じ列に属する他の副画素ＳＰｉｘと互いに接続されている。駆動電極ＣＯＭＬは、駆動電極ドライバ１４（図１参照）と接続され、駆動電極ドライバ１４より第１駆動信号Ｖｃｏｍが供給される。つまり、この例では、同じ一列に属する複数の副画素ＳＰｉｘが一本の駆動電極ＣＯＭＬを共有するようになっている。本実施形態の駆動電極ＣＯＭＬの延びる方向は、画素信号線ＳＧＬの延びる方向と平行である。

図１に示すゲートドライバ１２は、走査信号線ＧＣＬを順次走査するように駆動する。ゲートドライバ１２は、走査信号線ＧＣＬを介して、走査信号Ｖｓｃａｎ（図１参照）を副画素ＳＰｉｘのＴＦＴ素子Ｔｒのゲートに印加することにより、副画素ＳＰｉｘのうちの１行（１水平ライン）を表示駆動の対象として順次選択する。また、ソースドライバ１３は、選択された１水平ラインを構成する副画素ＳＰｉｘに、画素信号線ＳＧＬを介して画素信号Ｖｐｉｘを供給する。そして、これらの副画素ＳＰｉｘでは、供給される画素信号Ｖｐｉｘに応じて１水平ラインずつ表示が行われるようになっている。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＣＯＭＬに対して第１駆動信号Ｖｃｏｍを印加する。画素電極２２は、表示動作の第１駆動信号Ｖｃｏｍにより共通電位が供給される。

図１４に示すカラーフィルタ３２は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色されたカラーフィルタの色領域が周期的に配列されていてもよい。上述した図１７に示す各副画素ＳＰｉｘに、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の色領域３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂが１組として対応付けられ、３色の色領域３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂに対応する副画素ＳＰｉｘを１組として画素Ｐｉｘが構成される。図１４に示すように、カラーフィルタ３２は、第１基板２１と垂直な方向において、液晶層６と対向する。なお、カラーフィルタ３２は、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。また、カラーフィルタ３２は、３色の組み合わせに限定されず、４色以上の組み合わせであってもよい。

図１７に示すように、本実施形態では、駆動電極ＣＯＭＬが画素信号線ＳＧＬの延在方向と平行な方向に延在し、走査信号線ＧＣＬの延在方向と交差する方向に延びている。このため、駆動電極ＣＯＭＬからの配線を額縁領域１０ｂの短辺側（フレキシブル基板７２側）に引き出すことが可能である（図１５参照）。したがって、駆動電極ＣＯＭＬを画素信号線ＳＧＬと直交する方向に設けた場合と比較して、額縁領域１０ｂの長辺側に駆動電極ドライバ１４を設ける必要がなく、額縁領域１０ｂの幅を小さくすることができる。なお、駆動電極ＣＯＭＬはこれに限定されず、例えば走査信号線ＧＣＬと平行な方向に延びていてもよい。

図１４及び図１５に示す駆動電極ＣＯＭＬは、表示パネル２０の複数の画素電極２２に共通の電位を与える共通電極として機能するとともに、タッチパネル３０の相互静電容量方式によるタッチ検出を行う際の駆動電極としても機能する。また、駆動電極ＣＯＭＬは、タッチパネル３０の自己静電容量方式によるタッチ検出を行う際の検出電極として機能してもよい。図１８は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部の駆動電極及び第１検出電極の一構成例を表す斜視図である。タッチパネル３０は、画素基板２に設けられた駆動電極ＣＯＭＬと、対向基板３に設けられた第１検出電極ＴＤＬにより構成されている。

駆動電極ＣＯＭＬは、図１８の左右方向に延在する複数のストライプ状の電極パターンを含む。第１検出電極ＴＤＬは、駆動電極ＣＯＭＬの電極パターンの延在方向と交差する方向に延びる複数の電極パターンを含む。そして、第１検出電極ＴＤＬは、第１基板２１（図１４参照）の表面に対する垂直な方向において、駆動電極ＣＯＭＬと対向している。第１検出電極ＴＤＬの各電極パターンは、検出部４０の検出信号増幅部４２の入力にそれぞれ接続される（図１参照）。駆動電極ＣＯＭＬの各電極パターンと第１検出電極ＴＤＬの各電極パターンとの交差部分に、それぞれ静電容量が形成される。

第１検出電極ＴＤＬ及び駆動電極ＣＯＭＬ（駆動電極ブロック）は、ストライプ状に複数に分割される形状に限られない。例えば、第１検出電極ＴＤＬ及び駆動電極ＣＯＭＬは、櫛歯形状等であってもよい。あるいは第１検出電極ＴＤＬ及び駆動電極ＣＯＭＬは、複数に分割されていればよく、駆動電極ＣＯＭＬを分割するスリットの形状は直線であっても、曲線であってもよい。

この構成により、タッチパネル３０では、相互静電容量方式のタッチ検出動作を行う際、駆動電極ドライバ１４が駆動電極ブロックとして時分割的に順次走査するように駆動することにより、駆動電極ＣＯＭＬの１検出ブロックがスキャン方向Ｄｓに沿って順次選択される。そして、第１検出電極ＴＤＬから第１検出信号Ｖｄｅｔ１が出力されることにより、１検出ブロックのタッチ検出が行われるようになっている。つまり、駆動電極ブロックは、上述した相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理における駆動電極Ｅ１に対応し、第１検出電極ＴＤＬは、検出電極Ｅ２に対応するものであり、タッチパネル３０はこの基本原理に従ってタッチ入力を検出するようになっている。図１８に示すように、タッチパネル３０において、互いに交差した第１検出電極ＴＤＬ及び駆動電極ＣＯＭＬは、静電容量式タッチセンサをマトリックス状に構成している。よって、タッチパネル３０のタッチ検出面全体に亘って走査することにより、外部からの導体の接触又は近接が生じた位置の検出が可能となっている。

図１９は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の圧力検出を説明するための説明図である。上述したように、第１基板２１と離隔して、第２検出電極２３と対向する導電体１０４（筐体１０３、表示装置用筐体１０７等）が設けられており、第２検出電極２３と導電体１０４との間に容量Ｃ６が形成される。カバー部材１０１（図１１−図１３参照）の入力面１０１ａに圧力が加えられると、その圧力に応じてカバー部材１０１が導電体１０４側にわずかに撓むように変形する。そして、カバー部材１０１とともにタッチ検出機能付き表示装置１の第１基板２１が撓むことで、第２検出電極２３と導電体１０４との間隔が小さくなり、容量Ｃ６が増加する。

上述した自己静電容量方式の検出原理に基づいて、第２検出電極２３から第２検出信号Ｖｄｅｔ２が出力される。つまり、第２検出電極２３は、自己静電容量方式の検出原理における検出電極Ｅ２に対応する。第２検出電極２３のそれぞれから出力された第２検出信号Ｖｄｅｔ２に基づいて、入力面１０１ａに加えられた圧力の大きさを検出することができる。第２検出電極２３は、入力面１０１ａ側に物体が接触した際の圧力の強さ又は圧力の一次元座標を検出することができる。また、第２検出電極２３Ａ、２３Ｂは、それぞれ個別電極として複数配列されているので、第２検出電極２３Ａ、２３Ｂにより、入力面１０１ａに加えられた圧力の分布を検出することもできる。本実施形態では、第１検出電極ＴＤＬに加えて第２検出電極２３が設けられているので、外部の導体の接触又は近接が生じた位置を検出するとともに、検出された位置に加えられた圧力の大きさを検出することが可能となっている。タッチ検出機能付き表示装置１は、これらの検出結果を組み合わせてさまざまなアプリケーションへ反映させることができる。

次に、第２検出電極２３の構成について詳細に説明する。図２０は、第１の実施形態に係る駆動電極及び第２検出電極を拡大して示す模式平面図である。図２１は、図２０のＸＸＩ−ＸＸＸＩ’線で切断したときの断面図である。図２０に示すように、第２検出電極２３Ａは、額縁領域１０ｂに設けられ、表示領域１０ａの長辺に沿って複数配列されている。第２検出電極２３Ｂは、額縁領域１０ｂに設けられ、表示領域１０ａの短辺に沿って複数配列されている。第２検出電極２３Ａ及び第２検出電極２３Ｂは、それぞれコンタクトホールＨ１を介して接続配線３８と接続される。第２検出電極２３Ａ及び第２検出電極２３Ｂの形状や数は、あくまで一例であり、種々変更することができる。第２検出電極２３Ｂは、駆動電極ＣＯＭＬと対応して配置されているが、これに限定されず、駆動電極ＣＯＭＬの数よりも多く設けてもよいし、少なくしてもよい。本明細書において「額縁領域１０ｂ」とは、第１基板２１の外周よりも内側で、かつ、表示領域１０ａよりも外側の領域を示す。

駆動電極ドライバ１４は、駆動電極走査部１４ａと、第１駆動信号生成部１４ｂとを含む。第１駆動信号生成部１４ｂは、第１駆動信号Ｖｃｏｍを生成して駆動電極走査部１４ａに供給する。上述した相互静電容量方式のタッチ検出を行う際に、駆動電極走査部１４ａは、駆動電極ＣＯＭＬの１検出ブロックを順次選択するように走査し、選択された１検出ブロックの駆動電極ＣＯＭＬに第１駆動信号Ｖｃｏｍを供給する。

駆動電極走査部１４ａは、接続配線３８を介して、第２検出電極２３Ａ及び第２検出電極２３Ｂと接続されており、第２検出電極２３Ａ及び第２検出電極２３Ｂを順次、又は同時に選択する。第２検出電極ドライバ４８（図１参照）に含まれる第２駆動信号生成部４８ａは、第２駆動信号Ｖｄを生成して、駆動電極走査部１４ａに供給する。第２駆動信号生成部４８ａは、タッチ検出用ＩＣ１８（図１６参照）に実装されていてもよい。圧力検出を行う際に、駆動電極走査部１４ａは、検出対象となる第２検出電極２３Ａ及び第２検出電極２３Ｂを選択して、選択された第２検出電極２３Ａ及び第２検出電極２３Ｂに第２駆動信号Ｖｄを供給する。それぞれの第２検出電極２３Ａ及び第２検出電極２３Ｂから、導電体１０４との間の容量変化に応じた出力信号が検出部４０に出力される。駆動電極走査部１４ａは、駆動電極ＣＯＭＬ、第２検出電極２３Ａ及び第２検出電極２３Ｂに接続されているが、駆動電極ＣＯＭＬを走査する走査部と、第２検出電極２３Ａ及び第２検出電極２３Ｂを走査する走査部とを別に設けてもよい。

本実施形態において、第２検出電極２３Ａ及び第２検出電極２３Ｂが表示領域１０ａの周囲に複数設けられており、それぞれの第２検出電極２３Ａ及び第２検出電極２３Ｂで圧力が検出されるため、精度よく圧力を検出することができる。例えば、駆動電極ＣＯＭＬを用いて圧力を検出する場合、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向において圧力の情報の分解能がないため、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向の圧力分布を検出することが困難な場合がある。本実施形態では、第２検出電極２３Ａは、表示領域１０ａの少なくとも１辺に沿って設けられ、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向に沿って複数配列されているので、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向に沿った方向の圧力分布を精度よく検出することができる。

すなわち、表示領域１０ａの周囲に沿って複数設けられた第２検出電極２３Ａ及び第２検出電極２３Ｂと、駆動電極ＣＯＭＬとにより、異なる方向の圧力の座標を検出することが可能であり、これらの結果により加えられた圧力の二次元座標を算出することも可能である。この縦、横の圧力センサ（第２検出電極２３Ａ及び第２検出電極２３Ｂ）を使って複数の点の圧力を算出することができる。さらに静電容量式のタッチパネル３０で検出された指の座標、指の数等の情報を使うことで圧力センサ情報を補完することも容易である。額縁領域１０ｂの圧力センサは左右、上下にセンサを配置し、左右の圧力センサ（第２検出電極２３Ａ）の圧力値と指の座標を比較することで指が押している場所の圧力値を算出できる。面内に圧力値の出力にバラツキがある場合は、あらかじめ補正テーブルを作成しておき、これと比較することで容易にバラツキを補正できる。

第２検出電極２３Ａ及び第２検出電極２３Ｂは、表示領域１０ａの少なくとも２辺に沿って設けられていればよく、表示領域１０ａ内にマトリクス状に電極を複数配置した場合に比べ、検出電極の数を少なくすることができる。したがって、タッチ検出用ＩＣ１８や第２検出電極ドライバ４８の構成を簡素化することができる。また、複数箇所で入力操作が行われた場合であっても、駆動電極ＣＯＭＬと第１検出電極ＴＤＬとで入力位置が検出されるので、入力位置の情報と圧力の情報から、各入力位置での圧力を算出することが可能である。

なお、本実施形態では、第２検出電極２３Ａ及び第２検出電極２３Ｂは、額縁領域１０ｂに設けられているが、これに限定されない。第２検出電極２３Ａ及び第２検出電極２３Ｂは、表示領域１０ａに設けられていてもよく、表示領域１０ａと額縁領域１０ｂとに跨って設けられていてもよい。

図２１に示すように、第１基板２１は第１面２１ａと、第１面２１ａの反対側の第２面２１ｂとを有し、第１面２１ａ側に絶縁層５８ａ、絶縁層５８ｂを介して走査信号線ＧＣＬが設けられている。接続配線３８は、走査信号線ＧＣＬと同層に絶縁層５８ｂの上に設けられている。接続配線３８及び走査信号線ＧＣＬの上に絶縁層５８ｃが設けられ、絶縁層５８ｃの上に画素信号線ＳＧＬが設けられている。画素信号線ＳＧＬの上に平坦化層５８ｄが設けられ、平坦化層５８ｄの上に駆動電極ＣＯＭＬが設けられている。駆動電極ＣＯＭＬの上に複数の導電性配線５１が設けられている。駆動電極ＣＯＭＬ及び導電性配線５１の上に絶縁層２４が設けられ、絶縁層２４の上に画素電極２２及び第２検出電極２３が設けられる。第１基板２１の第２面２１ｂ側には、第１基板２１と離隔して導電体１０４が配置される。

導電性配線５１は、駆動電極ＣＯＭＬと接して、画素信号線ＳＧＬと重畳する位置に設けられている。導電性配線５１は、第１検出電極ＴＤＬの金属配線３３ａ、３３ｂと同じ金属材料が用いられる。導電性配線５１は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）又はこれらの合金の少なくとも１つの金属材料で形成される。導電性配線５１を設けることにより、駆動電極ＣＯＭＬのみの場合に比べ、みかけ上の駆動電極ＣＯＭＬの抵抗値（駆動電極ＣＯＭＬと導電性配線５１との合計の抵抗値）が低減される。

本実施形態では、第２検出電極２３は、画素電極２２と同層に設けられ、駆動電極ＣＯＭＬよりも第２基板３１側の層に配置される。この場合、第２検出電極２３は駆動電極ＣＯＭＬと重畳しない位置に設けられることが好ましい。これにより、第２検出電極２３と導電体１０４との間の容量変化を精度よく検出することができる。また、第２検出電極２３は、画素電極２２と同じ材料を用いることができ、例えば、ＩＴＯ等の透光性導電材料を用いることができる。

図２１に示すように、第２基板３１の表示領域１０ａには、カラーフィルタ３２の各色領域３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂが設けられ、額縁領域１０ｂには遮光層３６が設けられている。第２基板３１の上面に設けられた第１検出電極ＴＤＬは、第２検出電極２３と重畳する位置まで延びて設けられていることが好ましい。こうすれば、圧力検出の際に、第２駆動信号Ｖｄと同期した同一の波形を有するガード信号Ｖｓｇｌを第１検出電極ＴＤＬに供給することで、第１検出電極ＴＤＬがガード電極として機能し、第２検出電極２３の寄生容量を低減できる。これにより、第２検出電極２３に供給される第２駆動信号Ｖｄを応答性の良い波形で駆動することができるので、検出感度の低下を抑制することができる。また、寄生容量のバラツキが小さくなるので、第２検出信号Ｖｄｅｔ２の誤差を抑制して検出精度の低下を抑制できる。ガード信号Ｖｓｇｌは、第２駆動信号生成部４８ａから供給してもよいし、別の電源を用意して供給してもよい。

次に、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１の駆動方法について説明する。図２２は、第１の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を示すタイミング波形図である。

タッチ検出機能付き表示装置１の動作方法の一例として、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出動作（タッチ検出期間）、圧力検出動作（圧力検出期間）及び表示動作（表示動作期間）を時分割に行う。タッチ検出動作、圧力検出動作及び表示動作はどのように分けて行ってもよいが、以下、表示パネル２０の１フレーム期間（１Ｆ）、すなわち、１画面分の映像情報が表示されるのに要する時間の中において、タッチ検出動作、圧力検出動作及び表示動作をそれぞれ複数回に分割して行う方法について説明する。

図２２に示すように、制御信号（ＴＳ−ＶＤ）がオン（高レベル）になると１フレーム期間（１Ｆ）が開始される。制御信号（ＴＳ−ＨＤ）は、１フレーム期間（１Ｆ）にオン（高レベル）とオフ（低レベル）とが繰り返され、制御信号（ＴＳ−ＨＤ）がオンの期間内にタッチ検出動作又は圧力検出動作が実行され、オフの期間内に表示動作が実行される。制御信号（ＴＳ−ＶＤ）及び制御信号（ＴＳ−ＨＤ）は、制御部１１（図１参照）のクロック生成部のクロック信号に基づいて出力される。１フレーム期間（１Ｆ）は、複数の表示動作期間Ｐｄ_ｘ（ｘ＝１、２、…ｎ）と、タッチ検出動作を行う複数のタッチ検出期間Ｐｔ_ｘ（ｘ＝１、２、…ｍ）と、圧力検出動作を行う複数の圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３とからなっている。これらの各期間は、時間軸上において、圧力検出期間Ｐｆ_１、表示動作期間Ｐｄ_１、タッチ検出期間Ｐｔ_１、表示動作期間Ｐｄ_２、タッチ検出期間Ｐｔ_２、表示動作期間Ｐｄ_３、…のように交互に配置されている。

制御部１１は、ゲートドライバ１２とソースドライバ１３とを介して、各表示動作期間Ｐｄ_ｘに選択される複数行の画素Ｐｉｘ（図１７参照）に画素信号Ｖｐｉｘを供給する。図２２は、ＲＧＢの３色を選択する選択信号（ＳＥＬＲ／Ｇ／Ｂ）及び色毎の映像信号（ＳＩＧｎ）を示している。選択信号（ＳＥＬＲ／Ｇ／Ｂ）に従って、対応する各副画素ＳＰｉｘが選択され、色毎の映像信号（ＳＩＧｎ）が選択された副画素ＳＰｉｘに供給されることにより、画像の表示動作が実行される。それぞれの表示動作期間Ｐｄ_ｘで、１画面分の映像信号Ｖｄｉｓｐをｎ分割した画像が表示され、表示動作期間Ｐｄ_１、Ｐｄ_２、…Ｐｄ_ｎで１画面分の映像情報が表示される。駆動電極ＣＯＭＬは表示パネル２０の共通電極を兼用するので、駆動電極ドライバ１４は、表示動作期間Ｐｄ_ｘにおいて、選択される駆動電極ＣＯＭＬに対して表示駆動用の共通電位である第１駆動信号Ｖｃｏｍを供給する。

タッチ検出期間Ｐｔ_ｘ（ｘ＝１、２、…ｍ）において、制御部１１は、駆動電極ドライバ１４に制御信号を出力する。駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＣＯＭＬにタッチ検出用の第１駆動信号Ｖｃｏｍを供給する。上述した相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいて、検出部４０は、第１検出電極ＴＤＬから供給される第１検出信号Ｖｄｅｔ１から、表示領域１０ａに対するタッチ入力の有無、及び入力位置の座標の演算を行う。

タッチ検出期間Ｐｔ_ｘにおいて、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬ（図１７参照）は、電圧信号が供給されず電位が固定されていないフローティング状態としてもよい。また、走査信号線ＧＣＬ及び画素信号線ＳＧＬは、第１駆動信号Ｖｃｏｍと同期した同一の波形の信号が供給されてもよい。これにより、駆動電極ＣＯＭＬと走査信号線ＧＣＬとの容量結合及び駆動電極ＣＯＭＬと画素信号線ＳＧＬとの容量結合が抑制され、寄生容量が低減されるので、タッチ検出における検出感度の低下を低減できる。

圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３において、制御部１１は、第２検出電極ドライバ４８に制御信号を出力する。第２検出電極ドライバ４８は、第２検出電極２３に第２駆動信号Ｖｄを供給する。上述した自己静電容量方式の検出原理に基づいて、検出部４０は、第２検出電極２３から供給される第２検出信号Ｖｄｅｔ２から、入力面１０１ａ（図１１等参照）に入力された圧力の演算を行う。また、第２検出電極ドライバ４８は、圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３において第１検出電極ＴＤＬにガード信号Ｖｓｇｌを供給する。ガード信号Ｖｓｇｌは、第２駆動信号Ｖｄと、同じ振幅、同じ周波数を有する波形であることが好ましいが、異なる振幅を有していてもよい。

圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３は、タッチ検出期間Ｐｔ_ｘ（ｘ＝１、２、…ｍ）と異なる期間に配置されている。このため、圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３において第１検出電極ＴＤＬをガード電極として用いることができるので、寄生容量の発生を抑制して精度よく圧力を検出することができる。この場合のガード電極とは、寄生容量を低減させるために、寄生容量が発生する場所に対向する電極に圧力検出時の駆動波形と同一の波形が印加される電極を指す。

圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３の１つの期間ごとに、複数の第２検出電極２３の全ての検出を行ってもよいし、複数の第２検出電極２３を各期間ごとに分けて検出を行ってもよい。圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３は、１フレーム期間（１Ｆ）に３つの期間に分けて設けられているが、少なくとも１回設けられていればよく、若しくは、４回以上設けられていてもよい。１フレーム期間（１Ｆ）における、圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３の配置も変更することができ、例えば、全てのタッチ検出期間Ｐｔ_ｘの後に圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３を配置してもよい。

以上説明したように本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１は、第１面２１ａと、第１面２１ａの反対側の第２面２１ｂとを備える第１基板２１と、第１基板２１の表示領域１０ａに設けられ、第１基板２１の第１面側２１ａに接触又は近接する外部近接物体を検出するための駆動電極ＣＯＭＬ（第１電極）と、表示領域１０ａの少なくとも１辺に沿って複数設けられた第２検出電極２３（第２電極）と、第１基板２１と離隔して第１基板２１の第２面２１ｂ側に設けられ、第２検出電極２３との間に静電容量を形成する導電体１０４とを有する。

本実施形態では、外部近接物体が接触又は近接する位置を検出するとともに、検出された位置に加えられた圧力の大きさを検出することが可能となっている。第２検出電極２３は、表示領域１０ａの少なくとも１辺に沿って複数設けられているので、圧力分布を精度よく検出することができる。表示領域１０ａに沿った複数の第２検出電極２３Ａ及び第２検出電極２３Ｂと、駆動電極ＣＯＭＬとにより、圧力が加えられた場所の圧力値を算出することができる。

（第２の実施形態）
図２３は、第２の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の断面構造を模式的に示す模式断面図である。本実施形態において、第２検出電極２３は、絶縁層５８ａを介して第２基板２１の第１面２１ａ側に設けられている。第２検出電極２３は、画素電極２２、駆動電極ＣＯＭＬ、画素信号線ＳＧＬ及び走査信号線ＧＣＬと異なる層に配置されており、走査信号線ＧＣＬよりも第１基板２１に近い層に配置される。接続配線３８は走査信号線ＧＣＬと同じ層に設けられ、コンタクトホールＨ２を介して第２検出電極２３と接続される。なお、平面視での各第２検出電極２３、接続配線３８等の配置は、図２０と同様である。

このような構成により、第２検出電極２３が各種配線、電極よりも第１基板２１側に設けられているので、導電体１０４との距離が小さくなるので、圧力の検出感度を向上させることができる。また、第２検出電極２３と導電体１０４との間に配置される配線等の導電体が少なくなるので、各種配線との間の寄生容量の発生が低減され、圧力の検出精度を向上させることができる。

（第３の実施形態）
図２４は、第３の実施形態に係る駆動電極及び第２検出電極を拡大して示す模式平面図である。図２５は、図２４のＸＸＶ−ＸＸＶ’線で切断したときの断面図である。

図２４に示すように、本実施形態において、第２検出電極２３は表示領域１０ａ内に設けられている。第２検出電極２３Ａは、表示領域１０ａの長辺に沿って複数配置され、駆動電極ＣＯＭＬと重畳して配置される。第２検出電極２３Ｂは、表示領域１０ａの短辺に沿って複数配置され、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向の端部と重畳する。

図２４において、第１検出電極ＴＤＬを二点鎖線で示している。なお、図面を見やすくするために、１つの第１検出電極ＴＤＬについて模式的に示している。第１検出電極ＴＤＬは、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向と交差する方向に延びている。第１検出電極ＴＤＬは、第１部分ＴＤＬａと第２部分ＴＤＬｂとを有しており、第１検出電極ＴＤＬの延在方向の端部が第２部分ＴＤＬｂであり、表示領域１０ａの中央側の部分が第１部分ＴＤＬａである。第２部分ＴＤＬｂは、タッチ検出の検出感度が小さい領域であり、第２部分ＴＤＬｂと重畳する領域に第２検出電極２３が配置される。なお、第１検出電極ＴＤＬの第１部分ＴＤＬａ及び第２部分ＴＤＬｂの詳細な構成については後述する。

図２５に示すように、第２検出電極２３は、第１基板２１の上方において絶縁層５８ａの上に設けられる。第２検出電極２３の上に絶縁層５８ｂが設けられ、絶縁層５８ｂの上に走査信号線ＧＣＬが設けられる。走査信号線ＧＣＬの上に絶縁層５８ｃが設けられ、絶縁層５８ｃの上に画素信号線ＳＧＬが設けられている。画素信号線ＳＧＬの上に平坦化層５８ｄが設けられ、平坦化層５８ｄの上に駆動電極ＣＯＭＬが設けられている。駆動電極ＣＯＭＬの上に複数の導電性配線５１が設けられている。駆動電極ＣＯＭＬ及び導電性配線５１の上に絶縁層２４が設けられ、絶縁層２４の上に画素電極２２が設けられる。

本実施形態では、複数の画素信号線ＳＧＬのうち、一部の画素信号線ＳＧＬがコンタクトホールＨ３を介して第２検出電極２３と接続される。つまり、画素信号線ＳＧＬが接続配線３８として兼用され、図２４に示すように第２検出電極２３は接続配線３８（画素信号線ＳＧＬ）を介して駆動電極走査部１４ａに接続される。上述のように、圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３は、表示動作期間Ｐｄ_ｘ（ｘ＝１、２、…ｎ）と異なる期間に配置されている。圧力検出期間Ｐｆ_１、Ｐｆ_２、Ｐｆ_３において、各副画素ＳＰｉｘに接続されたＴＦＴ素子Ｔｒ（図１７参照）はオフの状態であるため、画素信号線ＳＧＬを介して第２駆動信号Ｖｄを供給し、また、画素信号線ＳＧＬを介して第２検出信号Ｖｄｅｔ２を出力した場合であっても、表示画像に対する影響を抑制できる。

このように本実施形態では、第２検出電極２３が表示領域１０ａに設けられているので、額縁領域１０ｂの面積を小さくすることができる。また、第２検出電極２３は、第１検出電極ＴＤＬの第２部分ＴＤＬｂと重畳して配置されているので、タッチ検出感度の低下を抑制しつつ、圧力の検出が可能である。画素信号線ＳＧＬを接続配線３８として兼用できるため、表示領域１０ａ内に配線を追加して設ける必要がなく、開口領域の面積を確保することができる。

図２６は、第３の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の、第１検出電極を表す平面図である。図２７は、駆動電極と額縁配線との間のフリンジ電界を模式的に説明するための斜視図である。

第１検出電極ＴＤＬは、金属配線３３ａ、３３ｂに設けられたスリットＳＬにより分離されており、分離された第１検出電極ＴＤＬが第２の方向Ｄｙに複数配列される。図２６は、複数の第１検出電極ＴＤＬのうち、２つの第１検出電極ＴＤＬを示している。第１検出電極ＴＤＬは、金属配線３３ａと金属配線３３ｂとを含み構成される。金属配線３３ａと金属配線３３ｂとは、第１の方向Ｄｘと平行な直線を対称軸とする線対称な形状であり第２の方向Ｄｙに交互に配列されている。第２の方向Ｄｙに配列された複数の金属配線３３ａと複数の金属配線３３ｂとは、屈曲部同士が結合されて交差部ＴＤＸを形成する。この交差部ＴＤＸで金属配線３３ａと金属配線３３ｂとが導通する。このような構成により、金属配線３３ａと金属配線３３ｂは、細線片Ｕａ及び細線片Ｕｂで囲まれた包囲領域ｍｅｓｈ１を形成して、表示領域１０ａにメッシュ状の金属配線が設けられる。

第１検出電極ＴＤＬの両端部に接続部５７が設けられており、接続部５７は、金属配線３３ａ及び金属配線３３ｂに接続される。第１検出電極ＴＤＬは、第１の方向Ｄｘ側の接続部５７を介して額縁配線３７と接続される。

第１検出電極ＴＤＬは、第１部分ＴＤＬａと、第２部分ＴＤＬｂとを含む。第１部分ＴＤＬａは、第１の方向Ｄｘに延在し、第２の方向Ｄｙに複数配列される。第１部分ＴＤＬａ同士の間にダミー電極ＴＤＤが配置される。第２部分ＴＤＬｂは、第１検出電極ＴＤＬの両端部に配置され、それぞれ第１の方向Ｄｘに延在する。第２部分ＴＤＬｂは、表示領域１０ａと額縁領域１０ｂとの境界に沿って配置される。両端に配置された第２部分ＴＤＬｂ同士の間に１つ又は複数の第１部分ＴＤＬａが配置されて、第１部分ＴＤＬａと第２部分ＴＤＬｂとが接続される。第１部分ＴＤＬａが主として、上述した相互静電容量方式のタッチ検出原理における検出電極Ｅ２として機能する。第１の方向Ｄｘにおいて、第１部分ＴＤＬａと重なる領域が有効検出領域ＳＡであり、第２部分ＴＤＬｂと重なる領域が、有効検出領域ＳＡよりも検出感度が低い周辺領域ＳＢである。

ダミー電極ＴＤＤは、金属配線３３ａ、３３ｂの図２６の点線Ｂに示す箇所に、スリットＳＬｄが設けられて第１検出電極ＴＤＬと離隔される。ダミー電極ＴＤＤは、タッチ検出電極として機能しないダミー電極である。ダミー電極ＴＤＤは、それぞれ第１の方向Ｄｘと沿った方向に長辺を有する矩形状であり、１つの第１検出電極ＴＤＬにおいて、第２の方向Ｄｙに複数配列される。第２部分ＴＤＬｂは、ダミー電極ＴＤＤを含んでもよい。

ダミー電極ＴＤＤは、複数の細線片Ｕｄ１及び細線片Ｕｄ２が第１の方向Ｄｘに繰り返し接続された金属配線を有し、この金属配線が第２の方向Ｄｙに接続される。ダミー電極ＴＤＤは、細線片Ｕｄ１及び細線片Ｕｄ２で囲まれた包囲領域ｍｅｓｈ２を有するメッシュ状である。各細線片Ｕｄ１及び細線片Ｕｄ２の途中にスリットＳＬｄが設けられている。ダミー電極ＴＤＤを設けているため、第１検出電極ＴＤＬと駆動電極ＣＯＭＬ（図１５参照）との間の静電容量を小さくすることができる。また、ダミー電極ＴＤＤが設けられている部分と、第１部分ＴＤＬａ及び第２部分ＴＤＬｂが設けられている部分とで、光の透過率がほぼ等しくなるため、第１検出電極ＴＤＬの不可視化を実現できる。なお、スリットＳＬｄは細線片Ｕｄ１及び細線片Ｕｄ２の交差部に設けられていてもよい。

図２６に示すように、額縁配線３７は表示領域１０ａの近傍に設けられて、第２の方向Ｄｙに延在している。このため、図２７に示すように、第１基板２１に設けられた駆動電極ＣＯＭＬと額縁配線３７との間にフリンジ電界Ｅｆが発生する場合がある。指などの導体が額縁配線３７に接触又は近接した場合、フリンジ電界Ｅｆが遮られることで静電容量が変化する。この静電容量の変化が額縁配線３７を介して検出部４０に出力されると、誤検出が生じる場合がある。なお、図２７では、３本の額縁配線３７が並列して配置されているが、第１検出電極ＴＬＤの数に応じてさらに多くの額縁配線３７が配置されていてもよい。

本実施形態では、第２部分ＴＤＬｂを設けているため、第２部分ＴＤＬｂが、駆動電極ＣＯＭＬと額縁配線３７との間のフリンジ電界Ｅｆを遮蔽するシールドとして機能する。このため、フリンジ電界Ｅｆを低減して誤検出を抑制することができる。なお、第２部分ＴＤＬｂはシールドとして機能するとともに、第２部分ＴＤＬｂに接触又は近接する指などを検出するタッチ検出電極としても機能する。

本実施形態では、図２４及び図２５に示すように、第１検出電極ＴＬＤの第２部分ＴＤＬｂと重畳して第２検出電極２３が設けられている。つまり、第２検出電極２３は、有効検出領域ＳＡよりも外側の周辺領域ＳＢに設けられている。第２検出電極２３を設けた場合であっても、有効検出領域ＳＡの面積の低減が抑制されるので、タッチ検出感度の低下を抑制しつつ、圧力の検出が可能である。また、圧力検出の際に、第２部分ＴＤＬｂにガード信号Ｖｓｇｌが供給されることで、第１検出電極ＴＤＬ側に設けられた導電体と第２検出電極２３との間の容量結合が抑制され、寄生容量が低減される。

（第４の実施形態）
図２８は、第４の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の第１基板を模式的に示す平面図である。図２９は、第４の実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の第２基板を模式的に示す平面図である。図３０は、第４の実施形態に係る駆動電極及び第２検出電極を拡大して示す模式平面図である。

図２８に示すように、本実施形態の駆動電極ＣＯＭＬは、表示領域１０ａの短辺に沿った方向に延在しており、表示領域１０ａの長辺に沿った方向に複数配列されている。言い換えると、駆動電極ＣＯＭＬは、走査信号線ＧＣＬ（図１７参照）の延在方向に沿った方向に延在し、画素信号線ＳＧＬ（図１７参照）の延在方向に複数配列される。

本実施形態においても、第２検出電極２３は、表示領域１０ａの長辺及び短辺に沿った方向に複数配列されている。表示領域１０ａの短辺に沿った方向に第２検出電極２３Ａが複数配列され、表示領域１０ａの長辺に沿った方向に第２検出電極２３Ｂが複数配列される。第２検出電極２３Ａと第２検出電極２３Ｂとは、表示領域１０ａの周囲を囲んで配置されている。また、第２検出電極２３Ａと第２検出電極２３Ｂとは、表示領域１０ａの少なくとも２辺を囲んでいればよい。第２検出電極２３Ａ及び第２検出電極２３Ｂはそれぞれ矩形状を有している。第２検出電極２３Ａは、１本の駆動電極ＣＯＭＬに沿って複数配列されており、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向における長さよりも第２検出電極２３Ａの長辺の長さは短い。

図２８では、駆動電極ドライバ１４は、額縁領域１０ｂの短辺に設けられ、表示制御用ＩＣ１９の近傍に配置されている。これに限定されず、駆動電極ドライバ１４は、額縁領域１０ｂの長辺に設けられていてもよい。

図２９に示すように、第２基板３１の表示領域１０ａに、第１検出電極ＴＤＬが設けられている。第１検出電極ＴＤＬは、それぞれ複数の金属配線３３ａ、３３ｂを有している。複数の金属配線３３ａ、３３ｂは、複数の屈曲部を有してジグザグ線又は波線に形成されており、表示領域１０ａの長辺に沿った方向に延在する。金属配線３３ａ及び金属配線３３ｂは、図２９の点線Ｃに示す箇所に設けられたスリットＳＬａにより分離される。スリットＳＬａで分離された金属配線３３ａ及び金属配線３３ｂが、それぞれ１つの第１検出電極ＴＤＬとして機能する。

第１検出電極ＴＤＬは全体として、表示領域１０ａの長辺に沿った方向に延在しており、表示領域１０ａの短辺に沿った方向に複数配列されている。第１検出電極ＴＤＬは、表示領域１０ａの短辺側の端部で、額縁配線３７に接続され、フレキシブル基板７１に実装されたタッチ検出用ＩＣ１８に接続される。

本実施形態においても、第２検出電極２３Ａ及び第２検出電極２３Ｂが表示領域１０ａの周囲に複数設けられており、それぞれの第２検出電極２３Ａ及び第２検出電極２３Ｂで圧力が検出されるため、精度よく圧力を検出することができる。少なくとも、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向に沿って第２検出電極２３Ａが複数配列されているので、駆動電極ＣＯＭＬの延在方向に沿った方向の圧力分布を精度よく検出することができる。また、駆動電極ＣＯＭＬと第１検出電極ＴＤＬとで入力位置が検出されるので、入力位置の情報と圧力の情報から、１箇所又は複数箇所の入力位置での圧力を算出することが可能である。

本実施形態においても、第２検出電極２３Ａ、２３Ｂと重畳するように第１検出電極ＴＤＬを配置して、圧力検出の際に、第１検出電極ＴＤＬをシールド層として機能させてもよい。図３０に示すように、第１検出電極ＴＤＬは第１部分ＴＤＬａと第２部分ＴＤＬｂとを含み、第１部分ＴＤＬａは主としてタッチ検出の検出電極として機能し、第２部分ＴＤＬｂは、フリンジ電界Ｅｆを遮蔽するシールドとして機能する。第２部分ＴＤＬｂは、表示領域１０ａの短辺の近傍に配置され、第２部分ＴＤＬｂと重畳する位置に第２検出電極２３Ａが設けられる。これにより、タッチ検出感度の低下を抑制しつつ、圧力の検出が可能である。

図３０に示すように、第２検出電極２３Ａ、２３ＢはコンタクトホールＨ４を介して接続配線３８に接続され、接続配線３８が駆動電極走査部１４ａに接続される。この場合、画素信号線ＳＧＬ（図２５参照）が接続配線３８として兼用されていてもよい。これにより、接続配線３８を新たに追加する必要がなく、積層数の増加を抑制できる。

以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。

例えば、第２検出電極２３の形状や配置は適宜変更してもよい。例えば、第２検出電極２３は表示領域１０ａの４辺を囲むように設けられているが、４辺のうちいずれかの辺に第２検出電極２３が設けられていない場合であってもよい。また、第１検出電極ＴＤＬは、複数の金属配線を含むメッシュ状の配線としたが、これに限定されず、駆動電極ＣＯＭＬと同様に透光性導電材料を用いて、矩形状、帯状等に形成してもよい。タッチパネル３０は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいてタッチ検出を行っているが、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいてタッチ検出を行ってもよい。

１ タッチ検出機能付き表示装置
２ 画素基板
３ 対向基板
６ 液晶層
１０ タッチ検出機能付き表示部
１０ａ 表示領域
１０ｂ 額縁領域
１１ 制御部
１２ ゲートドライバ
１３ ソースドライバ
１４ 駆動電極ドライバ
２０ 表示パネル
２１ 第１基板
２２ 画素電極
２３ 第２検出電極
３０ タッチパネル
３１ 第２基板
３３ａ、３３ｂ 金属配線
４０ 検出部
４８ 第２検出電極ドライバ
１００、１００Ａ、１００Ｂ 電子機器
１０１ａ 入力面
１０１ カバー部材
１０３ 筐体
１０４ 導電体
１０７ 表示装置用筐体
ＧＣＬ 走査信号線
Ｐｉｘ 画素
ＳＰｉｘ 副画素
ＳＧＬ 画素信号線
ＴＤＬ 第１検出電極
Ｖｃｏｍ 第１駆動信号
Ｖｄ 第２駆動信号

Claims (20)

1. 第１面と、前記第１面の反対側の第２面とを備える基板と、
   前記基板の表示領域に設けられ、前記基板の前記第１面側に接触又は近接する物体の位置又は接触する物体の圧力を検出するための第１電極と、
   前記表示領域の外周の少なくとも１辺に沿って複数設けられた第２電極と、
   前記基板と離隔して前記基板の前記第２面側に設けられ、前記第２電極との間に静電容量を形成する導電体とを有する検出装置。
2. 前記第１電極は第１の方向に延在しており、
   前記第２電極は、前記第１の方向に沿った方向に複数配列される請求項１に記載の検出装置。
3. 前記第２電極は、第１の方向に沿った方向に複数配列されるとともに、前記第１の方向と交差する第２の方向に複数配列され、前記表示領域の少なくとも２辺に沿って設けられる請求項１に記載の検出装置。
4. 前記第２電極は、前記基板の前記第１面側に物体が接触した際の圧力の強さ又は圧力の一次元座標を検出する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の検出装置。
5. 前記第１電極は、第１の方向に延在するとともに第２の方向に配列し、
   複数の前記第１電極と、前記第２電極との検出結果により、前記基板の前記第１面側に物体が接触した際の圧力の二次元座標を算出する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の検出装置。
6. 前記第１電極と対向する第３電極が設けられており、前記第１電極と前記第３電極との間の静電容量に基づいて、接触又は近接する物体の位置が検出される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の検出装置。
7. 前記表示領域の外側の額縁領域に、前記第３電極に接続された額縁配線が設けられており、
   前記第３電極は、前記表示領域の中央部に設けられた第１部分と、前記表示領域の外周に沿って前記第１部分と前記額縁配線との間に設けられた第２部分とを含み、
   前記第２電極は、前記第２部分と重畳して、前記第２部分よりも前記導電体側に配置される請求項６に記載の検出装置。
8. 前記第３電極は、前記第２電極に供給される駆動信号と同期する波形を有する信号が供給される請求項６又は請求項７に記載の検出装置。
9. 前記第２電極と対向し、前記第２電極に対して前記導電体の反対側に設けられたシールド層を含む請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の検出装置。
10. 前記シールド層は、前記第２電極に供給される駆動信号と同期する波形を有する信号が供給される請求項９に記載の検出装置。
11. 前記シールド層は、前記第３電極の前記第２部分である請求項９又は請求項１０に記載の検出装置。
12. 前記第２部分は、前記第１部分と電気的に分離され、接触又は近接する物体を感知しない領域を含む、請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載の検出装置。
13. 請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の検出装置と、
    前記第１電極と対向して行列配置された複数の画素電極と、
    前記表示領域内において画像表示機能を発揮する表示機能層と、を有する表示装置。
14. 前記第２電極は、前記画素電極と同層に設けられている請求項１３に記載の表示装置。
15. 前記第２電極は、前記画素電極よりも前記第２面側の層に設けられている請求項１３に記載の表示装置。
16. 前記第２電極は、前記第１電極と重畳する位置に設けられ、前記画素電極に画素信号を供給するための画素信号線と接続される請求項１３から請求項１５のいずれか１項に記載の表示装置。
17. 前記画素電極に画素信号を供給して前記表示機能層の画像表示機能を実行させる表示動作と、前記第１面側に接触又は近接する物体を検出するタッチ検出動作と、前記第２電極と前記導電体との間の静電容量変化に基づいて前記基板に加えられた圧力を検出する圧力検出動作とが時分割で行われる請求項１３から請求項１６のいずれか１項に記載の表示装置。
18. 前記第１電極は共通電極である請求項１３から請求項１７のいずれか１項に記載の表示装置。
19. 請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の検出装置と、
    前記検出装置が組み込まれる筐体とを含み、
    前記筐体は前記導電体を含む電子機器。
20. 請求項１３から請求項１８のいずれか１項に記載の表示装置と、
    前記表示装置が組み込まれる筐体とを含み、
    前記筐体は前記導電体を含む電子機器。

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