表示装置、情報入力装置
【課題】画像品質の向上、および、装置の信頼性の向上を実現する。
【解決手段】対向基板２０２において、ＴＦＴアレイ基板２０１に対向するｘｙ面上に、凸部ＣＯを形成する。ここでは、凸部ＣＯにおいてＴＦＴアレイ基板２０１に対向する頂面に、平坦領域ＨＲを設ける。そして、タッチセンサスイッチＳＷｓを構成するタッチ電極２５を、その凸部ＣＯ上において平坦領域ＨＲ以外の領域に形成せずに、平坦領域ＨＲ上に孤立パターンとして形成する。
【解決手段】対向基板２０２において、ＴＦＴアレイ基板２０１に対向するｘｙ面上に、凸部ＣＯを形成する。ここでは、凸部ＣＯにおいてＴＦＴアレイ基板２０１に対向する頂面に、平坦領域ＨＲを設ける。そして、タッチセンサスイッチＳＷｓを構成するタッチ電極２５を、その凸部ＣＯ上において平坦領域ＨＲ以外の領域に形成せずに、平坦領域ＨＲ上に孤立パターンとして形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、情報入力装置に関する。特に、互いに対向する一対の基板にタッチセンサスイッチが設けられている、表示装置、情報入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、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て多く使用されている。
【０００３】
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て実施される。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
しかし、タッチパネルを表示パネル上に、外付けによって設置した場合には、全体の厚みが厚くなり、薄型の利点が損なわれる場合がある。また、タッチパネルによって、表示領域において透過する光が減少する場合や、その光が干渉される場合があるために、表示画像の品質が低下する場合がある。さらに、製造効率の低下や、製造コストの上昇などの不具合が生ずる場合がある。
【０００７】
このため、タッチパネル機能が表示パネルに内蔵された表示装置が、提案されている。
【０００８】
たとえば、抵抗膜式のタッチセンサが液晶パネルに内蔵された液晶表示装置が提案されている。
【０００９】
ここでは、タッチセンサは、液晶パネルを構成する一対の基板のそれぞれにタッチ電極が設けられたタッチセンサスイッチを含み、液晶パネルが押されて変形したときに、その一対のタッチ電極が電気的に接続するように構成されている。この液晶パネルにおいては、両基板に形成されたタッチ電極が小さな外圧によって電気的に接続するように、凸状に突出している凸部上にタッチ電極が設けられている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−７５０７４号公報
【特許文献２】特開２００７−５２３６８号公報
【特許文献３】特開２００７−９５０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記の表示装置では、表示パネルの薄型化に伴い、外圧によって、電極などの部材が破損する場合があり、装置の信頼性が低下する場合がある。
【００１２】
特に、タッチセンサスイッチが内蔵された液晶パネルにおいて、凸部上にタッチ電極を設けた場合には、タッチ電極が剛体であるので、この不具合の発生が顕在化する場合がある。たとえば、タッチ電極が断線して、タッチパネル機能が損なわれる場合がある。また、この他に、タッチ電極が粉砕された導電性の異物が、液晶セル内を拡散して、タッチ電極間でショートする等の不具合が生ずる場合がある。
【００１３】
図１７は、タッチセンサスイッチが内蔵された液晶パネル２００Ｊの要部を示す断面図である。
【００１４】
図１７（ａ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１Ｊ上においては、凸状に突出している凸部２１１Ｊ上にタッチ電極２１２Ｊを設けられている。一方で、対向基板２０２Ｊ上においても、タッチ電極２２１Ｊが設けられている。
【００１５】
この場合において、図１７（ｂ）に示すように、対向基板２０２ＪがＴＦＴアレイ基板２０１の側へ押されて変形した場合には、上部のタッチ電極２２１Ｊが、下部のタッチ電極２１２Ｊに接触する。このとき、凸部２１１Ｊは、図１７（ｂ）に示すように、上面部分から側面部分に渡って変曲する部分が大きく変形する。このため、タッチ電極２１２Ｊにおいて、その凸部２１１Ｊ上に形成された一部が、その変形によって破断される場合がある。
【００１６】
よって、図１７（ｃ）に示すように、タッチ電極２１２Ｊが破損して、上述したような不具合が生ずる場合がある。
【００１７】
このような不具合を解消するために、凸部においてタッチ電極を設ける面の面積を大きくすることが考えられるが、その場合には、液晶パネルの開口率が低下することになるので、表示画像の品質が低下する場合がある。
【００１８】
このように、表示装置においては、開口率の低下に伴う画像品質の低下や、装置の信頼性の低下などの不具合が生ずる場合がある。
【００１９】
よって、本発明は、画像品質の向上、および、装置の信頼性の向上を実現可能な表示装置、情報入力装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の表示装置は、第１基板と、前記第１基板にスペースを隔てて対向している第２基板とを有し、画像を表示する表示領域にタッチセンサスイッチが内蔵されている表示パネルを具備しており、前記タッチセンサスイッチは、前記第１基板において前記第２基板に対向する面に設けられている第１タッチ電極と、前記第２基板において前記第１基板に対向する面に前記第１タッチ電極からスペースを隔てて対面するように設けられている第２タッチ電極とを有し、前記表示パネルが外圧によって変形し、前記第１タッチ電極と前記第２タッチ電極とが接触するように構成されており、前記第１基板は、前記第２基板に対向する面上において、前記第２基板に対向する方向へ凸状に突出している凸部を含み、前記凸部は、前記第２基板の面に沿って平坦な平坦領域が、前記第２基板に対向する頂面に設けられており、前記第１タッチ電極は、前記凸部上において前記平坦領域以外の領域に形成されず、前記平坦領域上に孤立パターンとして形成されている。
【００２１】
本発明の情報入力装置は、第１基板と、前記第１基板にスペースを隔てて対向している第２基板とを有し、タッチセンサスイッチが形成されているタッチパネルを具備しており、前記タッチセンサスイッチは、前記第１基板において前記第２基板に対向する面に設けられている第１タッチ電極と、前記第２基板において前記第１基板に対向する面に前記第１タッチ電極からスペースを隔てて対面するように設けられている第２タッチ電極とを有し、前記タッチパネルが外圧によって変形し、前記第１タッチ電極と前記第２タッチ電極とが接触するように構成されており、前記第１基板は、前記第２基板に対向する面上において、前記第２基板に対向する方向へ凸状に突出している凸部を含み、前記凸部は、前記第２基板の面に沿って平坦な平坦領域が、前記第２基板に対向する頂面に設けられており、前記第１タッチ電極は、前記凸部上において前記平坦領域以外の領域に形成されず、前記平坦領域上に孤立パターンとして形成されている。
【００２２】
本発明においては、第１基板において、第２基板に対向する面上に凸部を形成する。ここでは、凸部において第２基板に対向する頂面に平坦領域を設ける。そして、タッチセンサスイッチを構成する第１タッチ電極を、その凸部上において平坦領域以外の領域に形成せずに、平坦領域上に孤立パターンとして形成する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、画像品質の向上、および、装置の信頼性の向上を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。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の実施形態１にかかる液晶表示装置１００の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態１にかかる液晶パネル２００を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態１にかかる液晶パネル２００の要部を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態１にかかる液晶パネル２００の要部を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態１にかかる液晶パネル２００の要部を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態１にかかる液晶表示装置１００において、被検知体Ｆが液晶パネル２００の表示領域ＰＡに接触した際の様子を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態１において、凸部のテーパー角θと、変位量ｘ（ｍ）との関係を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態１において、テーパー角θに応じて凸部ＣＯが変形する様子を示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態２にかかる液晶パネル２００ｂの要部を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態２にかかる液晶パネル２００ｂの要部を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態３にかかる液晶パネル２００ｃの要部を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【図１７】図１７は、タッチセンサが内蔵された液晶パネル２００Ｊの要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明にかかる実施形態の一例について説明する。
【００２６】
説明は、下記の手順で行う。
１．実施形態１
２．実施形態２（ＦＦＳ方式の場合）
３．実施形態３（浮き柱がある場合）
４．その他
【００２７】
＜１．実施形態１＞
（液晶表示装置の構成）
図１は、本発明の実施形態１にかかる液晶表示装置１００の構成を示す断面図である。
【００２８】
本実施形態の液晶表示装置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。
【００２９】
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、互いにスペースを隔てて対向している。そして、そのＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２との間に挟まれるように、液晶層２０３が設けられている。
【００３０】
液晶パネル２００は、図１に示すように、液晶パネル２００を構成するＴＦＴアレイ基板２０１において、対向基板２０２に対向する面に対して反対側の面には、第１の偏光板２０６が配置されている。そして、対向基板２０２において、ＴＦＴアレイ基板２０１に対向する面に対して反対側の面には、第２の偏光板２０７が配置されている。
【００３１】
そして、液晶パネル２００においては、ＴＦＴアレイ基板２０１の側に、バックライト３００が配置されており、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、バックライト３００から出射された照明光Ｒが照射される。
【００３２】
この液晶パネル２００は、複数の画素（図示無し）が配置されている表示領域ＰＡを含む。この表示領域ＰＡにおいては、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、その表示領域ＰＡにおいて変調する。
【００３３】
ここでは、ＴＦＴアレイ基板２０１において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。つまり、液晶パネル２００は、透過型である。
【００３４】
また、詳細については後述するが、本実施形態においては、この液晶パネル２００は、抵抗膜式のタッチセンサ（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、タッチパネルとして機能し、これにより、液晶表示装置１００は、情報入力装置として機能する。
【００３５】
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、その液晶パネル２００の表示領域ＰＡに照明光Ｒを出射する。
【００３６】
具体的には、バックライト３００は、液晶パネル２００を構成する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の側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。
【００３７】
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各部として動作するように構成されている。
【００３８】
データ処理部４００の制御部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を照射する。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に画像を表示する。
【００３９】
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に設けられた抵抗膜式のタッチセンサの動作を制御し、データを収集する。
【００４０】
データ処理部４００の位置検出部４０２は、液晶パネル２００の正面側において、表示領域ＰＡに接触した人体の指などの被検知体Ｆの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に設けられた抵抗膜式のタッチセンサによって得たデータに基づいて、位置の検出を実施する。
【００４１】
（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。
【００４２】
図２は、本発明の実施形態１にかかる液晶パネル２００を示す平面図である。
【００４３】
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。
【００４４】
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、画素スイッチング素子（図示無し）を含む。そして、タッチセンサを構成する複数のタッチセンサスイッチ（図示無し）が、この複数の画素Ｐに対応するように、設けられている。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
また、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、垂直駆動回路１１および水平駆動回路１２が駆動し、データの取得を実行する。そして、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、そのタッチセンサによって取得したデータに基づいて、位置検出部４０２が検出する。
【００４８】
（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。
【００４９】
図３から図５は、本発明の実施形態１にかかる液晶パネル２００の要部を示す図である。
【００５０】
ここで、図３は、本発明の実施形態１にかかる液晶パネル２００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。
【００５１】
また、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。なお、図３は、図４のＸ１−Ｘ２部分について示しているが、図示の都合上、適宜、部材の表示を簡略化等している。
【００５２】
そして、図５は、本発明の実施形態１にかかる液晶パネル２００の概略を示す回路図である。図５では、互いに隣接する画素Ｐの部分を示している。
【００５３】
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との間には、スペーサＳＰ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。
【００５４】
本実施形態においては、図３に示すように、液晶パネル２００は、タッチセンサスイッチＳＷｓが内蔵されている。このタッチセンサスイッチＳＷｓは、図３に示すように、タッチ電極６２ｔ，２５によって構成されている。
【００５５】
液晶パネル２００において、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、対向基板２０２に対向する側の面に、画素電極６２ｐと、タッチセンサスイッチＳＷｓを構成する一方のタッチ電極６２ｔとが形成されている。
【００５６】
液晶パネル２００において、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においては、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１に対向する側の面に、カラーフィルタ層２１と、共通電極２３と、タッチ電極２５とが形成されている。ここでは、カラーフィルタ層２１は、図３に示すように、赤フィルタ層２１Ｒと、緑フィルタ層２１Ｇと、青フィルタ層２１Ｂとを一組として構成されている。
【００５７】
液晶パネル２００は、図３に示した部材のほかに、図４に示すように、ゲート線ＧＬと信号線ＳＬとを含む。また、図５に示すように、画素スイッチング素子３１と保持容量素子Ｃｓとを含む。ゲート線ＧＬと信号線ＳＬと画素スイッチング素子３１と保持容量素子Ｃｓとのそれぞれは、図３では図示を省略しているが、液晶パネル２００を構成するＴＦＴアレイ基板２０１に設けられている。
【００５８】
ＴＦＴアレイ基板２０１に設けられた各部について示す。
【００５９】
ＴＦＴアレイ基板２０１において、画素電極６２ｐとタッチ電極６２ｔとのそれぞれは、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とタッチ電極６２ｔのそれぞれは、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。そして、画素電極６２ｐとタッチ電極６２ｔのそれぞれは、一体になるように形成されており、互いに電気的に接続している。
【００６０】
ここでは、画素電極６２ｐとタッチ電極６２ｔとは、図４に示すように、ｘｙ面において、ゲート線ＧＬと信号線ＳＬとによって区画される複数の領域のそれぞれに対応するように、矩形パターンで形成されている。
【００６１】
具体的には、画素電極６２ｐは、図３に示すように、カラーフィルタ層２１を構成する赤フィルタ層２１Ｒと緑フィルタ層２１Ｇと青フィルタ層２１Ｂとのそれぞれに対応するように設けられている。つまり、画素Ｐを構成する３つのサブ画素のそれぞれに対応するように、画素電極６２ｐが形成されている。ここでは、画素電極６２ｐのそれぞれは、図３に示すように、液晶層２０３を介して、共通電極２３に対面している。また、図５に示すように、画素電極６２ｐのそれぞれは、画素スイッチング素子３１の一方の端子に電気的に接続されて、液晶層２０３に電位を与えるように構成されている。
【００６２】
これに対して、タッチ電極６２ｔは、図３に示すように、たとえば、カラーフィルタ層２１を構成する赤フィルタ層２１Ｒと緑フィルタ層２１Ｇとのそれぞれに対応するように、設けられている。つまり、画素Ｐを構成する３つのサブ画素のうち、２つのサブ画素に対応するように、タッチ電極６２ｔが形成されている。ここでは、図３に示すように、この２つのタッチ電極６２ｔのそれぞれは、液晶層２０３を介して、対向基板２０２に設けられた１つのタッチ電極２５に対面している。そして、このタッチ電極６２ｔのそれぞれは、図４に示すように、ゲート線ＧＬの上方に設けられている。そして、図５に示すように、タッチ電極６２ｔは、画素スイッチング素子３１のソースに電気的に接続されている。
【００６３】
ＴＦＴアレイ基板２０１において、画素スイッチング素子３１と保持容量素子Ｃｓとのそれぞれは、図３では図示を省略しているが、ＴＦＴアレイ基板２０１にて対向基板２０２に対向する側の面上において、層間絶縁膜Ｓｚ内に設けられている。
【００６４】
ここで、画素スイッチング素子３１は、図５に示すように、トランジスタであって、たとえば、ポリシリコンを用いたＴＦＴとして構成されている。この画素スイッチング素子３１は、図５に示すように、ゲートが、ゲート線ＧＬに電気的に接続されている。そして、ドレインが、信号線ＳＬに電気的に接続されている。そして、ソースが、画素電極６２ｐと、タッチ電極６２ｔとのそれぞれに接続されている。
【００６５】
そして、保持容量素子Ｃｓは、図５に示すように、一方の電極が、画素スイッチング素子３１のソースに電気的に接続されている。そして、図５に示すように、他方の電極が、保持容量線ＣＳＬに電気的に接続されている。
【００６６】
ＴＦＴアレイ基板２０１において、ゲート線ＧＬと信号線ＳＬとのそれぞれは、図３では図示を省略しているが、ＴＦＴアレイ基板２０１にて対向基板２０２に対向する側の面上において、層間絶縁膜Ｓｚ内に設けられている。
【００６７】
ここで、ゲート線ＧＬは、図４，図５に示すように、ｘｙ面において、ｘ方向に延在するように設けられている。そして、ゲート線ＧＬは、図５に示すように、画素スイッチング素子３１のゲートに電気的に接続されている。この他に、ゲート線ＧＬは、図２に示した垂直駆動回路１１に電気的に接続されており、垂直駆動回路１１から走査信号Ｖｇａｔｅを画素スイッチング素子３１のゲートに供給する。
【００６８】
そして、信号線ＳＬは、図４，図５に示すように、ｘｙ面において、ｙ方向に延在するように設けられている。そして、信号線ＳＬは、図５に示すように、画素スイッチング素子３１のドレインに電気的に接続されている。この他に、信号線ＳＬは、図５に示すように、水平駆動回路１２に電気的に接続するように構成されている。
【００６９】
本実施形態では、水平駆動回路１２は、図５に示すように、書き込み回路ＷＣと、読み出し回路ＲＣとを含む。また、信号線ＳＬは、図５に示すように、書き込み回路ＷＣおよび読み出し回路ＲＣの両者に接続する第１信号線ＳＬ１と、書き込み回路ＷＣのみに接続する第２信号線ＳＬ２とを含む。
【００７０】
第１信号線ＳＬ１は、書き込み回路ＷＣとの間に、スイッチＳＷｗ１が介在しており、スイッチＳＷｗ１がオン状態になったときに、書き込み回路ＷＣに電気的に接続するように構成されている。また、第１信号線ＳＬ１は、読み出し回路ＲＣとの間に、スイッチＳＷｒが介在しており、スイッチＳＷｒがオン状態になったときに、読み出し回路ＲＣに電気的に接続する。この第１信号線ＳＬ１は、カラーフィルタ層２１のうち、たとえば、赤フィルタ層２１Ｒに対応するサブ画素に接続するように設けられている。
【００７１】
一方で、第２信号線ＳＬ２は、書き込み回路ＷＣとの間でスイッチＳＷｗ２を介在して電気的に接続するように構成されている。しかし、第２信号線ＳＬ２は、第１信号線ＳＬ１と異なり、読み出し回路ＲＣとの間とは電気的に接続しないように構成されている。この第２信号線ＳＬ２は、カラーフィルタ層２１のうち、たとえば、緑フィルタ層２１Ｇに対応するサブ画素に接続するように設けられている。
【００７２】
なお、図示を省略しているが、画素Ｐにおいては、カラーフィルタ層２１のうち、青フィルタ層２１Ｂに対応するサブ画素に接続するように、第３信号線（図示無し）が設けられている。この第３信号線は、第２信号線ＳＬ２と同様に、書き込み回路ＷＣとの間でスイッチを介在して電気的に接続するように構成されている。
【００７３】
この他に、ＴＦＴアレイ基板２０１においては、図３に示すように、液晶配向膜ＨＭ１が画素電極６２ｐ上に設けられている。
【００７４】
本実施形態においては、この液晶配向膜ＨＭ１は、タッチ電極６２ｔの表面が露出するように形成されている。たとえば、この液晶配向膜ＨＭ１は、ポリイミドによって形成されている。
【００７５】
対向基板２０２に設けられた各部について示す。
【００７６】
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。ここでは、カラーフィルタ層２１は、赤フィルタ層２１Ｒと緑フィルタ層２１Ｇと青フィルタ層２１Ｂとの３原色のフィルタを１組として画素Ｐごとに設けられており、それぞれの色が、ｘ方向に並ぶように形成されている。カラーフィルタ層２１は、たとえば、顔料や染料などの着色剤を含有するポリイミド樹脂を用いて形成されている。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。
【００７７】
対向基板２０２において、共通電極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、共通電極２３は、カラーフィルタ層２１を被覆するように形成されている。共通電極２３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。そして、共通電極２３は、図５に示すように、Ｖｃｏｍ線ＣＬに電気的に接続されており、共通電位が印加される。つまり、共通電極２３は、表示領域ＰＡにおいて、複数の画素Ｐに対応するように形成された複数の画素電極６２ｐのそれぞれに対向しており、各画素Ｐにおいて共通な電極として機能するように構成されている。
【００７８】
そして、共通電極２３上においては、図３と図４とに示すように、液晶配向膜ＨＭ２が設けられている。ここでは、共通電極２３の表面全面を被覆するように、液晶配向膜ＨＭ２が設けられている。たとえば、液晶配向膜ＨＭ２は、スピンコート法によって、ポリイミドを成膜することで形成される。凸部ＣＯの表面については、ポリイミドが成膜されず、タッチ電極２５の表面が露出するように構成されている。
【００７９】
対向基板２０２において、タッチ電極２５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。そして、このタッチ電極２５は、図５に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１にて隣接するように設けられた２つのタッチ電極６２ｔの両者に接触し、その両者を電気的に接続するように、構成されている。つまり、液晶パネル２００が外圧によって変形した際には、タッチ電極２５が、対向する２つのタッチ電極６２ｔのそれぞれに接触し、その２つのタッチ電極６２ｔの間を電気的に接続するように構成されている。
【００８０】
本実施形態においては、タッチ電極２５は、図３に示すように、凸部ＣＯ上に設けられている。
【００８１】
図３に示すように、凸部ＣＯは、対向基板２０２にてＴＦＴアレイ基板２０１に対向する面上において、ＴＦＴアレイ基板２０１に対向する方向へ凸状に突出するように形成されている。ここでは、図３に示すように、凸部ＣＯは、セルギャップを保持するスペーサＳＰよりも、高さが低くなるように形成されている。
【００８２】
また、凸部ＣＯは、図３に示すように、順テーパー形状になるように形成されている。つまり、凸部ＣＯは、対向基板２０２からＴＦＴアレイ基板２０１へ向かう方向において、ｘ方向にて規定される幅が、狭くなるように形成されている。そして、凸部ＣＯは、弾性体であって、たとえば、アクリル系樹脂や、ノボラック系樹脂を用いて形成されている。
【００８３】
また、この凸部ＣＯは、ｘｙ面に沿って平坦な平坦領域ＨＲが、ＴＦＴアレイ基板２０１に対向する頂面に設けられている。
【００８４】
そして、タッチ電極２５は、この凸部ＣＯ上において平坦領域ＨＲ以外の領域に形成されず、平坦領域ＨＲ上に孤立パターンとして形成されている。
【００８５】
液晶層２０３について示す。
【００８６】
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との間にて挟持されている。
【００８７】
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ＨＭ１と、対向基板２０２に形成された液晶配向膜ＨＭ２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。つまり、液晶表示モードが、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎ）モードになるように、液晶層２０３が形成されている。この他に、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードに対応するように、液晶層２０３を形成しても良い。
【００８８】
（動作）
以下より、上記の液晶表示装置１００において、ユーザーの指などの被検知体が液晶パネル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説明する。
【００８９】
接触位置の検出の際には、まず、プリチャージを行う。
【００９０】
ここでは、下記のようなプリチャージを実施するように、制御部４０１が各部を制御する。
【００９１】
具体的には、たとえば、図５に示すように、Ｖｃｏｍ線ＣＬに印加される電圧（Ｖｃｏｍ）に対して反対の極性の電圧（ｘＶｃｏｍ）を、スイッチＳＷｗ１を介して、第１信号線ＳＬ１に予め印加する。また、さらに、Ｖｃｏｍ線ＣＬに印加される電圧（Ｖｃｏｍ）と同極性の電圧（Ｖｃｏｍ）を、スイッチＳＷｗ２を介して、第２信号線ＳＬ２に予め印加する。この後、第１信号線ＳＬ１側のスイッチＳＷｗ１をオフ状態にして、第１信号線ＳＬ１を、電気的にフローティング状態にする。
【００９２】
つぎに、液晶パネル２００において被検知体が接触した接触位置の検出を行う。
【００９３】
ここでは、下記のような接触位置の検出動作を実施するように、制御部４０１が各部を制御する。
【００９４】
具体的には、上記のプリチャージの実施後に、ゲート線ＧＬのゲート電圧を活性レベル（本例では、ハイレベル）に遷移させるように信号を供給することで、２つのタッチ電極６２ｔのそれぞれに接続している各画素スイッチング素子３１をオン状態にする。そして、第１信号線ＳＬ１に接続されたスイッチＳＷｒをオン状態にして、第１信号線ＳＬ１からセンサ信号を読み出し回路ＲＣに出力する。そして、その読み出し回路ＲＣにおいて読み出したセンサ信号に基づいて、接触位置の検出を行う。
【００９５】
具体的には、被検知体が液晶パネル２００に触れて、タッチ電極２５が２つのタッチ電極６２ｔに接触した場合には、図５から判るように、タッチセンサスイッチＳＷｓがオン状態になる。この場合には、２つのタッチ電極６２ｔが電気的に接続されて短絡する。このため、上記のようにプリチャージがされた第１信号線ＳＬ１と第２信号線ＳＬ２との間においては、第２信号線ＳＬ２から第１信号線ＳＬ１へタッチセンサスイッチＳＷｓを介して電流が流れる。よって、フローティング状態にある第１信号線ＳＬ１は、電位が変化する。
【００９６】
一方で、液晶パネル２００に外圧が印加されず、２つのタッチ電極６２ｔへタッチ電極２５が接触せずにタッチセンサスイッチＳＷｓがオフ状態である場合には、図５に示すように、２つのタッチ電極６２ｔは、上記と異なり、電気的に短絡しない。このため、第１信号線ＳＬ１と第２信号線ＳＬ２との間においては電流が流れないので、フローティング状態にある第１信号線ＳＬ１は、電位の変化が生じない。
【００９７】
このように、被検知体の接触の有無に応じて、第１信号線ＳＬ１の電位が異なる。このため、第１信号線ＳＬ１の電位に基づいて、液晶パネル２００において被検知体が接触した接触位置の検出を、位置検出部４０２が実施する。
【００９８】
液晶表示装置１００においては、上記の位置検出動作の他に、画像表示動作が行われる。ここでは、位置検出動作と、画像表示動作とが、交互に繰り返して実施される。
【００９９】
画像表示を行う際には、ゲート線ＧＬから走査信号を画素スイッチング素子３１のゲートへ供給し、画素スイッチング素子３１のスイッチング動作を制御する。そして、書き込み回路ＷＣから、書込みスイッチＳＷｗ１，ＳＷｗ２，信号線ＳＬ，画素スイッチング素子３１を順次介して、映像信号を画素電極６２ｐへ書き込むことで、画像表示を実施する。
【０１００】
図６は、本発明の実施形態１にかかる液晶表示装置１００において、被検知体Ｆが液晶パネル２００の表示領域ＰＡに接触した際の様子を示す断面図である。図６では、要部を示しており、一部の部材については、表示を省略している。
【０１０１】
対向基板２０２において液晶層２０３とは反対側の面に被検知体が接触して、対向基板２０２が押された場合には、図６（ａ）から（ｂ）にて示すように、対向基板２０２が変形してＴＦＴアレイ基板２０１の側へ移動する。このとき、この対向基板２０２の変形に伴って、対向基板２０２において液晶層２０３側の面に設けられたタッチ電極２５が、ＴＦＴアレイ基板２０１の側へ移動される。そして、このタッチ電極２５は、ＴＦＴアレイ基板２０１に設けられた２つのタッチ電極６２ｔに接触する。このように、対向基板２０２に設けられたタッチ電極２５が、ＴＦＴアレイ基板２０１に設けられたタッチ電極６２ｔに接触することで、タッチセンサスイッチＳＷｓがオン状態になる。
【０１０２】
つまり、液晶パネル２００において、押圧力が作動開始圧以上であるタッチ動作がされた場合には、センサギャップが縮小し、両方の基板２０１，２０２のタッチ電極２５，６２ｔが接触し、タッチセンサスイッチＳＷｓがオン状態になる。
【０１０３】
図６（ｂ）に示すように、上方のタッチ電極２５が、下方に設けられた２つのタッチ電極６２ｔのそれぞれに接触したときは、その押圧によって、凸部ＣＯが変形する。
【０１０４】
このため、図１７にて示したように、この凸部２１１Ｊの変形に伴って、タッチ電極２１２Ｊにｘｙ面の方向に応力が加わり、破断のおそれが生じ得る。
【０１０５】
しかしながら、本実施形態においては、図６に示すように、タッチ電極２５は、凸部ＣＯ上において、平坦領域ＨＲ以外の領域に形成されず、平坦領域ＨＲ上に孤立パターンとして形成されている
【０１０６】
このため、本実施形態では、凸部ＣＯ上に形成されたタッチ電極２５が破断することを防止することができる。
【０１０７】
（まとめ）
以上のように、本実施形態においては、対向基板２０２において、ＴＦＴアレイ基板２０１に対向するｘｙ面上に、凸部ＣＯを形成する。ここでは、凸部ＣＯにおいてＴＦＴアレイ基板２０１に対向する頂面に、平坦領域ＨＲを設ける。そして、タッチセンサスイッチＳＷｓを構成するタッチ電極２５を、その凸部ＣＯ上において平坦領域ＨＲ以外の領域に形成せずに、平坦領域ＨＲ上に孤立パターンとして形成する。よって、上述したように、繰り返し使用においてタッチ電極２５が破断することを防止可能であるので、装置の信頼性を向上することができる。
【０１０８】
本実施形態では、タッチセンサスイッチＳＷｓは、液晶パネル２００が外圧によって変形したとき、１つのタッチ電極２５が、２つのタッチ電極６２ｔの両者に接触し、その２つのタッチ電極６２ｔの間を電気的に接続するように構成されている。
【０１０９】
つまり、本実施形態のタッチセンサスイッチＳＷｓは、１点接触式ではなく、２点接触式である。１点接触式の場合には、その１点の接触位置に導電性の異物が存在して、常時、短絡した状態になった場合、位置検出が困難になる。しかし、本実施形態のタッチセンサスイッチＳＷｓは、２点接触式であるので、上部にある１つのタッチ電極２５と、下部にある２つのタッチ電極６２ｔの一方との間で短絡が生じても、外圧が加わらなければ、下部の２つのタッチ電極６２ｔ間は、オープンな状態を維持できる。
【０１１０】
したがって、本実施形態は、位置検出を的確に実施することができる。
【０１１１】
なお、本実施形態においては、凸部ＣＯは、テーパー形状であり、そのテーパー角θが、７０°以下になるように形成することが好適である。テーパー角が、この角度を超える場合は、凸部ＣＯの変位量が大きくなり、タッチ電極２５が破損する不具合が生ずる場合がある。
【０１１２】
図７は、本発明の実施形態１において、凸部のテーパー角θと、変位量ｘ（ｍ）との関係を示す図である。ここでは、ＦＥＭ構造解析シミュレータであるＡＮＳＹＳを用いて、凸部ＣＯの変位量について、シミュレーションをした結果について示している。このシミュレーションにおいては、ヤング率が３．５ＧＰａであって、ポアソン比が、０．３８である場合を、凸部ＣＯのセンター条件としている。また、凸部ＣＯの底面のサイズを、３５μｍ×１５μｍとし、その高さを２．５μｍとしている。そして、凸部の上端部分が変形する距離を、変位量として、シミュレーションを実施した結果を示している。また、図７において、「圧力」は、シミュレーションにおいて印加する圧力を示している。
【０１１３】
また、図８は、本発明の実施形態１において、テーパー角θに応じて凸部ＣＯが変形する様子を示す断面図である。
【０１１４】
上記のようなシミュレーションを実施したところ、図７に示すように、テーパー角θが６８°の場合において、変位量ｘ（ｍ）が最も小さかった。そして、７８°〜９０°の場合には、変位量ｘ（ｍ）が大きかった。ここでは、凸部ＣＯのテーパー角θを、９０°から４５°へ低下するに伴って、凸部の側面が横方向へ変形した状態から、頂面が陥没した状態に変化する結果を得た。
【０１１５】
具体的には、図８（ａ）に示すように、凸部がテーパー形状でない（テーパー角θ＝９０°）場合、外圧によって、凸部の側面が横方向へ変形した。ここでは、凸部ＣＯの底部においては、変形が小さいが、頂面部分においては、外側に広がるように変形し、その変形が大きくなる。このように、テーパー形状でない場合には、凸部ＣＯの頂面に形成されたタッチ電極２５は、横方向に広がる引張応力が印加されるので、破損が生ずる場合がある。
【０１１６】
一方で、図８（ｂ）に示すように、テーパー形状の場合には、外圧によって、凸部の側面が横方向へ変形しにくく、頂面が陥没するように変形させることができる。特に、凸部ＣＯのテーパー角θを７０°以下にすることで、頂面が陥没するように変形させることが容易に可能であって、図７に示すように、凸部ＣＯの変位量を抑制可能である。このため、この場合には、凸部ＣＯの頂面に形成されたタッチ電極２５は、横方向に広がる引張応力がほとんど印加されないので、破損を効果的に防止できる。
【０１１７】
また、図８（ｂ）に示すように、凸部ＣＯにてテーパー領域ＴＰが存在する幅Ｌ１と等しい距離以上、テーパー領域ＴＰの内側に離れた領域に、タッチ電極２５を形成することが好適である。すなわち、タッチ電極２５の端部と、凸部ＣＯの頂面がテーパー状に傾斜する側面に変曲する際の変曲点との間の距離Ｌ２を、その変曲点と、その側面が対向基板２０２側に位置する端部の点との間の幅Ｌ１以上にすることが好適である。このようにすることで、図８（ｂ）に示したように、この領域は、外圧によって凸部ＣＯの頂面が陥没する。このため、この領域域内に形成されたタッチ電極２５は、応力の集中がされにくいので、破損の発生を防止することができる。
【０１１８】
この他に、凸部ＣＯは、ヤング率が、１〜５ＧＰａであって、ポアソン比が、０．３６〜０．４０の範囲内になるように形成することが好適である。
【０１１９】
ポアソン比が、０．３８である場合を、凸部ＣＯのセンター条件として、上記と同様に、シミュレーションを実施したところ、上記のポアソン比の範囲において、変位量が、変化しない結果を得た。また、ヤング率が、３．５ＧＰａである場合を、凸部ＣＯのセンター条件として、上記と同様に、シミュレーションを実施したところ、上記のポアソン比の範囲において、変位量が、変化しない結果を得た。よって、上記範囲が、好適である。
【０１２０】
＜２．実施形態２（ＦＦＳ方式の場合）＞
以下より、本発明にかかる実施形態２について説明する。
【０１２１】
（液晶パネルの詳細構成）
本実施形態の液晶パネル２００ｂの詳細な構成について説明する。
【０１２２】
図９，図１０は、本発明の実施形態２にかかる液晶パネル２００ｂの要部を示す図である。
【０１２３】
ここで、図９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。
【０１２４】
また、図１０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。なお、図９は、図１０のＸ１ｂ−Ｘ２ｂ部分について示しているが、図示の都合上、適宜、部材の表示を簡略化等している。
【０１２５】
図９，図１０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と共通電極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。
【０１２６】
図９，図１０に示すように、本実施形態においては、画素電極６２ｐｂと共通電極２３ｂとのそれぞれは、ＴＦＴアレイ基板２０１に設けられている。
【０１２７】
画素電極６２ｐｂは、図９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。
【０１２８】
ここでは、画素電極６２ｐｂは、図９に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１において共通電極２３ｂを被覆するように、絶縁材料で形成された層間絶縁膜Ｓｚ２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Ｓｚ２上に設けられている。
【０１２９】
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１０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。
【０１３０】
具体的には、図１０示すように、画素電極６２ｐｂは、基幹部６２ｐｋと、枝部６２ｐｅとを有する。
【０１３１】
画素電極６２ｐｂにおいて、基幹部６２ｐｋは、図１０に示すように、ｘ方向に延在している。ここでは、図１０に示すように、２本の基幹部６２ｐｋがｙ方向において平行に並んでいる。
【０１３２】
そして、画素電極６２ｐｂにおいて、枝部６２ｐｅは、図１０に示すように、基幹部６２ｐｋに接続されており、ｙ方向に延在している。この枝部６２ｐｅは、図１０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６２ｐｋに接続され、互いに平行に延在するように並んでいる。
【０１３３】
この画素電極６２ｐｂは、図９に示すように、実施形態１の場合と同様に、タッチ電極６２ｔと一体になるように形成されている。
【０１３４】
共通電極２３ｂは、図９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、共通電極２３ｂは、ＴＦＴアレイ基板２０１に形成された層間絶縁膜Ｓｚ上に設けられている。また、共通電極２３ｂは、複数の画素Ｐに対応するように複数設けられた画素電極６２ｐｂのそれぞれに、層間絶縁膜Ｓｚ２を介して対面している。
【０１３５】
（まとめ）
以上のように、本実施形態においては、液晶パネル２００ｂは、ＦＦＳ方式であるが、図９に示すように、実施形態１の場合と同様に、対向基板２０２において、ＴＦＴアレイ基板２０１に対向するｘｙ面上に、凸部ＣＯが形成されている。ここでは、図９に示すように、凸部ＣＯにおいてＴＦＴアレイ基板２０１に対向する頂面に、平坦領域ＨＲが設けられている。そして、タッチセンサスイッチＳＷｓを構成するタッチ電極２５が、その凸部ＣＯ上において平坦領域ＨＲ以外の領域に形成されずに、平坦領域ＨＲ上に孤立パターンとして形成されている。よって、本実施形態は、実施形態１の場合と同様に、タッチ電極２５が破断することを防止可能であるので、装置の信頼性を向上することができる。
【０１３６】
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。
【０１３７】
＜３．実施形態３（浮き柱がある場合）＞
以下より、本発明にかかる実施形態３について説明する。
【０１３８】
（液晶パネルの詳細構成）
本実施形態の液晶パネル２００ｃの詳細な構成について説明する。
【０１３９】
図１１は、本発明の実施形態３にかかる液晶パネル２００ｃの要部を示す図である。図１１は、本発明の実施形態３にかかる液晶パネル２００ｃの概略を模式的に示す断面図である。
【０１４０】
図１１に示すように、本実施形態の液晶パネル２００ｃは、浮き柱部ＵＢが設けられている。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。
【０１４１】
浮き柱部ＵＢは、図１１に示すように、対向基板２０２に設けられている。浮き柱部ＵＢは、図１１に示すように、対向基板２０２においてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する面の側に形成されている。
【０１４２】
ここでは、浮き柱部ＵＢは、図１１に示すように、凸部ＣＯと同様に、カラーフィルタ層２１上に設けられている。浮き柱部ＵＢは、たとえば、凸部ＣＯと同様に、感光性樹脂がパターン加工されることで、形成されている。本実施形態においては、浮き柱部ＵＢは、たとえば、凸部ＣＯとタッチ電極２５とを合わせた高さと同じ高さになるように形成されている。
【０１４３】
（まとめ）
以上のように、本実施形態では、対向基板２０２においては、ＴＦＴアレイ基板２０１に対向するｘｙ面上に、浮き柱部ＵＢが、凸状に突出するように設けられている。この場合において、外圧が印加された場合には、凸部ＣＯ上に形成されたタッチ電極２５以外に、この浮き柱部ＵＢが、ＴＦＴアレイ基板２０１の側の部材に接触する。このため、外圧による応力が、分散することになる。
【０１４４】
よって、本実施形態は、タッチセンサスイッチＳＷｓ部分に応力が集中することを抑制可能であるので、繰り返し使用における耐久性を向上させることができる。
【０１４５】
＜４．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、種々の変形形態を採用することができる。
【０１４６】
たとえば、上記の実施形態においては、凸部ＣＯを対向基板２０２の側に設ける場合について説明したが、これに限定されない。ＴＦＴアレイ基板２０１の側に凸部ＣＯを設けた場合においても、同様な効果を得ることができる。
【０１４７】
また、上記の実施形態においては、タッチ電極６２ｔを、画素電極６２ｐと一体になるように形成する場合について説明したが、これに限定されない。タッチ電極６２ｔと画素電極６２ｐとを分離して形成しても良い。そして、この場合には、画素スイッチング素子３１の他に、ＴＦＴ（図示なし）を設け、そのＴＦＴの動作を画素スイッチング素子の動作と独立させて駆動させることで、タッチセンサの検出動作を制御するように回路を構成してもよい。
【０１４８】
また、上記の実施形態においては、タッチ電極２５，６２ｔを透明電極として形成する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、Ａｌ，Ｍｏのような、透明でない金属材料を用いて、タッチ電極２５，６２ｔを形成しても良い。
【０１４９】
また、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。
【０１５０】
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適用しても良い。
【０１５１】
また、表示パネルに内蔵する場合以外に、装置に外付けする抵抗膜式タッチセンサに適用しても良い。
【０１５２】
また、本実施形態の液晶表示装置１００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。
【０１５３】
図１２から図１６は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【０１５４】
図１２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液晶表示装置１００を適用することができる。
【０１５５】
また、図１３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液晶表示装置１００を適用することができる。
【０１５６】
また、図１４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液晶表示装置１００を適用することができる。
【０１５７】
また、図１５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液晶表示装置１００を適用することができる。
【０１５８】
また、図１６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液晶表示装置１００を適用することができる。
【０１５９】
なお、上記の実施形態において、タッチ電極２５は、本発明の第１タッチ電極に相当する。また、上記の実施形態において、タッチ電極６２ｔは、本発明の第２タッチ電極に相当する。また、上記の実施形態において、液晶表示装置１００は、本発明の表示装置，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，液晶パネルに相当する。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２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１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、凸部ＣＯは、本発明の凸部に相当する。また、上記の実施形態において、表示領域ＰＡは、本発明の表示領域に相当する。また、上記の実施形態において、タッチセンサスイッチＳＷｓは、本発明のタッチセンサスイッチに相当する。また、上記の実施形態において、浮き柱部ＵＢは、本発明の浮き柱部に相当する。
【符号の説明】
【０１６０】
１１：垂直駆動回路、１２：水平駆動回路、２１：カラーフィルタ層、２１Ｂ：青フィルタ層、２１Ｇ：緑フィルタ層、２１Ｒ：赤フィルタ層、２３，２３ｂ：共通電極、２５：タッチ電極（第１タッチ電極）、３１：画素スイッチング素子、６２ｐ，６２ｐｂ：画素電極、６２ｐｅ：枝部、６２ｐｋ：基幹部、６２ｔ：タッチ電極（第２タッチ電極）、１００：液晶表示装置（表示装置，情報入力装置）、２００，２００ｂ，２００ｃ：液晶パネル（表示パネル，液晶パネル）、２０１：ＴＦＴアレイ基板（第２基板）、２０２：対向基板（第１基板）、２０３：液晶層（液晶層）、２０６：第１の偏光板、２０７：第２の偏光板、３００：バックライト、４００：データ処理部、４０１：制御部、４０２：位置検出部、ＣＡ：周辺領域、ＣＬ：Ｖｃｏｍ線、ＣＯ：凸部（凸部）、ＣＳＬ：保持容量線、Ｃｓ：保持容量素子、Ｆ：被検知体、ＧＬ：ゲート線、ＨＲ：平坦領域、Ｐ：画素、ＰＡ：表示領域（表示領域）、Ｒ：照明光、ＳＬ：信号線、ＳＬ１：第１信号線、ＳＬ２：第２信号線、ＳＰ：スペーサ、ＳＷｓ：タッチセンサスイッチ（タッチセンサスイッチ）、ＵＢ：浮き柱部（浮き柱部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、情報入力装置に関する。特に、互いに対向する一対の基板にタッチセンサスイッチが設けられている、表示装置、情報入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、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て多く使用されている。
【０００３】
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て実施される。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
しかし、タッチパネルを表示パネル上に、外付けによって設置した場合には、全体の厚みが厚くなり、薄型の利点が損なわれる場合がある。また、タッチパネルによって、表示領域において透過する光が減少する場合や、その光が干渉される場合があるために、表示画像の品質が低下する場合がある。さらに、製造効率の低下や、製造コストの上昇などの不具合が生ずる場合がある。
【０００７】
このため、タッチパネル機能が表示パネルに内蔵された表示装置が、提案されている。
【０００８】
たとえば、抵抗膜式のタッチセンサが液晶パネルに内蔵された液晶表示装置が提案されている。
【０００９】
ここでは、タッチセンサは、液晶パネルを構成する一対の基板のそれぞれにタッチ電極が設けられたタッチセンサスイッチを含み、液晶パネルが押されて変形したときに、その一対のタッチ電極が電気的に接続するように構成されている。この液晶パネルにおいては、両基板に形成されたタッチ電極が小さな外圧によって電気的に接続するように、凸状に突出している凸部上にタッチ電極が設けられている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−７５０７４号公報
【特許文献２】特開２００７−５２３６８号公報
【特許文献３】特開２００７−９５０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記の表示装置では、表示パネルの薄型化に伴い、外圧によって、電極などの部材が破損する場合があり、装置の信頼性が低下する場合がある。
【００１２】
特に、タッチセンサスイッチが内蔵された液晶パネルにおいて、凸部上にタッチ電極を設けた場合には、タッチ電極が剛体であるので、この不具合の発生が顕在化する場合がある。たとえば、タッチ電極が断線して、タッチパネル機能が損なわれる場合がある。また、この他に、タッチ電極が粉砕された導電性の異物が、液晶セル内を拡散して、タッチ電極間でショートする等の不具合が生ずる場合がある。
【００１３】
図１７は、タッチセンサスイッチが内蔵された液晶パネル２００Ｊの要部を示す断面図である。
【００１４】
図１７（ａ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１Ｊ上においては、凸状に突出している凸部２１１Ｊ上にタッチ電極２１２Ｊを設けられている。一方で、対向基板２０２Ｊ上においても、タッチ電極２２１Ｊが設けられている。
【００１５】
この場合において、図１７（ｂ）に示すように、対向基板２０２ＪがＴＦＴアレイ基板２０１の側へ押されて変形した場合には、上部のタッチ電極２２１Ｊが、下部のタッチ電極２１２Ｊに接触する。このとき、凸部２１１Ｊは、図１７（ｂ）に示すように、上面部分から側面部分に渡って変曲する部分が大きく変形する。このため、タッチ電極２１２Ｊにおいて、その凸部２１１Ｊ上に形成された一部が、その変形によって破断される場合がある。
【００１６】
よって、図１７（ｃ）に示すように、タッチ電極２１２Ｊが破損して、上述したような不具合が生ずる場合がある。
【００１７】
このような不具合を解消するために、凸部においてタッチ電極を設ける面の面積を大きくすることが考えられるが、その場合には、液晶パネルの開口率が低下することになるので、表示画像の品質が低下する場合がある。
【００１８】
このように、表示装置においては、開口率の低下に伴う画像品質の低下や、装置の信頼性の低下などの不具合が生ずる場合がある。
【００１９】
よって、本発明は、画像品質の向上、および、装置の信頼性の向上を実現可能な表示装置、情報入力装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の表示装置は、第１基板と、前記第１基板にスペースを隔てて対向している第２基板とを有し、画像を表示する表示領域にタッチセンサスイッチが内蔵されている表示パネルを具備しており、前記タッチセンサスイッチは、前記第１基板において前記第２基板に対向する面に設けられている第１タッチ電極と、前記第２基板において前記第１基板に対向する面に前記第１タッチ電極からスペースを隔てて対面するように設けられている第２タッチ電極とを有し、前記表示パネルが外圧によって変形し、前記第１タッチ電極と前記第２タッチ電極とが接触するように構成されており、前記第１基板は、前記第２基板に対向する面上において、前記第２基板に対向する方向へ凸状に突出している凸部を含み、前記凸部は、前記第２基板の面に沿って平坦な平坦領域が、前記第２基板に対向する頂面に設けられており、前記第１タッチ電極は、前記凸部上において前記平坦領域以外の領域に形成されず、前記平坦領域上に孤立パターンとして形成されている。
【００２１】
本発明の情報入力装置は、第１基板と、前記第１基板にスペースを隔てて対向している第２基板とを有し、タッチセンサスイッチが形成されているタッチパネルを具備しており、前記タッチセンサスイッチは、前記第１基板において前記第２基板に対向する面に設けられている第１タッチ電極と、前記第２基板において前記第１基板に対向する面に前記第１タッチ電極からスペースを隔てて対面するように設けられている第２タッチ電極とを有し、前記タッチパネルが外圧によって変形し、前記第１タッチ電極と前記第２タッチ電極とが接触するように構成されており、前記第１基板は、前記第２基板に対向する面上において、前記第２基板に対向する方向へ凸状に突出している凸部を含み、前記凸部は、前記第２基板の面に沿って平坦な平坦領域が、前記第２基板に対向する頂面に設けられており、前記第１タッチ電極は、前記凸部上において前記平坦領域以外の領域に形成されず、前記平坦領域上に孤立パターンとして形成されている。
【００２２】
本発明においては、第１基板において、第２基板に対向する面上に凸部を形成する。ここでは、凸部において第２基板に対向する頂面に平坦領域を設ける。そして、タッチセンサスイッチを構成する第１タッチ電極を、その凸部上において平坦領域以外の領域に形成せずに、平坦領域上に孤立パターンとして形成する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、画像品質の向上、および、装置の信頼性の向上を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。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の実施形態１にかかる液晶表示装置１００の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態１にかかる液晶パネル２００を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態１にかかる液晶パネル２００の要部を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態１にかかる液晶パネル２００の要部を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態１にかかる液晶パネル２００の要部を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態１にかかる液晶表示装置１００において、被検知体Ｆが液晶パネル２００の表示領域ＰＡに接触した際の様子を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態１において、凸部のテーパー角θと、変位量ｘ（ｍ）との関係を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態１において、テーパー角θに応じて凸部ＣＯが変形する様子を示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態２にかかる液晶パネル２００ｂの要部を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態２にかかる液晶パネル２００ｂの要部を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態３にかかる液晶パネル２００ｃの要部を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【図１７】図１７は、タッチセンサが内蔵された液晶パネル２００Ｊの要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明にかかる実施形態の一例について説明する。
【００２６】
説明は、下記の手順で行う。
１．実施形態１
２．実施形態２（ＦＦＳ方式の場合）
３．実施形態３（浮き柱がある場合）
４．その他
【００２７】
＜１．実施形態１＞
（液晶表示装置の構成）
図１は、本発明の実施形態１にかかる液晶表示装置１００の構成を示す断面図である。
【００２８】
本実施形態の液晶表示装置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。
【００２９】
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、互いにスペースを隔てて対向している。そして、そのＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２との間に挟まれるように、液晶層２０３が設けられている。
【００３０】
液晶パネル２００は、図１に示すように、液晶パネル２００を構成するＴＦＴアレイ基板２０１において、対向基板２０２に対向する面に対して反対側の面には、第１の偏光板２０６が配置されている。そして、対向基板２０２において、ＴＦＴアレイ基板２０１に対向する面に対して反対側の面には、第２の偏光板２０７が配置されている。
【００３１】
そして、液晶パネル２００においては、ＴＦＴアレイ基板２０１の側に、バックライト３００が配置されており、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、バックライト３００から出射された照明光Ｒが照射される。
【００３２】
この液晶パネル２００は、複数の画素（図示無し）が配置されている表示領域ＰＡを含む。この表示領域ＰＡにおいては、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、その表示領域ＰＡにおいて変調する。
【００３３】
ここでは、ＴＦＴアレイ基板２０１において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。つまり、液晶パネル２００は、透過型である。
【００３４】
また、詳細については後述するが、本実施形態においては、この液晶パネル２００は、抵抗膜式のタッチセンサ（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、タッチパネルとして機能し、これにより、液晶表示装置１００は、情報入力装置として機能する。
【００３５】
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、その液晶パネル２００の表示領域ＰＡに照明光Ｒを出射する。
【００３６】
具体的には、バックライト３００は、液晶パネル２００を構成する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の側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。
【００３７】
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各部として動作するように構成されている。
【００３８】
データ処理部４００の制御部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を照射する。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に画像を表示する。
【００３９】
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に設けられた抵抗膜式のタッチセンサの動作を制御し、データを収集する。
【００４０】
データ処理部４００の位置検出部４０２は、液晶パネル２００の正面側において、表示領域ＰＡに接触した人体の指などの被検知体Ｆの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に設けられた抵抗膜式のタッチセンサによって得たデータに基づいて、位置の検出を実施する。
【００４１】
（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。
【００４２】
図２は、本発明の実施形態１にかかる液晶パネル２００を示す平面図である。
【００４３】
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。
【００４４】
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、画素スイッチング素子（図示無し）を含む。そして、タッチセンサを構成する複数のタッチセンサスイッチ（図示無し）が、この複数の画素Ｐに対応するように、設けられている。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
また、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、垂直駆動回路１１および水平駆動回路１２が駆動し、データの取得を実行する。そして、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、そのタッチセンサによって取得したデータに基づいて、位置検出部４０２が検出する。
【００４８】
（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。
【００４９】
図３から図５は、本発明の実施形態１にかかる液晶パネル２００の要部を示す図である。
【００５０】
ここで、図３は、本発明の実施形態１にかかる液晶パネル２００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。
【００５１】
また、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。なお、図３は、図４のＸ１−Ｘ２部分について示しているが、図示の都合上、適宜、部材の表示を簡略化等している。
【００５２】
そして、図５は、本発明の実施形態１にかかる液晶パネル２００の概略を示す回路図である。図５では、互いに隣接する画素Ｐの部分を示している。
【００５３】
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との間には、スペーサＳＰ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。
【００５４】
本実施形態においては、図３に示すように、液晶パネル２００は、タッチセンサスイッチＳＷｓが内蔵されている。このタッチセンサスイッチＳＷｓは、図３に示すように、タッチ電極６２ｔ，２５によって構成されている。
【００５５】
液晶パネル２００において、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、対向基板２０２に対向する側の面に、画素電極６２ｐと、タッチセンサスイッチＳＷｓを構成する一方のタッチ電極６２ｔとが形成されている。
【００５６】
液晶パネル２００において、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においては、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１に対向する側の面に、カラーフィルタ層２１と、共通電極２３と、タッチ電極２５とが形成されている。ここでは、カラーフィルタ層２１は、図３に示すように、赤フィルタ層２１Ｒと、緑フィルタ層２１Ｇと、青フィルタ層２１Ｂとを一組として構成されている。
【００５７】
液晶パネル２００は、図３に示した部材のほかに、図４に示すように、ゲート線ＧＬと信号線ＳＬとを含む。また、図５に示すように、画素スイッチング素子３１と保持容量素子Ｃｓとを含む。ゲート線ＧＬと信号線ＳＬと画素スイッチング素子３１と保持容量素子Ｃｓとのそれぞれは、図３では図示を省略しているが、液晶パネル２００を構成するＴＦＴアレイ基板２０１に設けられている。
【００５８】
ＴＦＴアレイ基板２０１に設けられた各部について示す。
【００５９】
ＴＦＴアレイ基板２０１において、画素電極６２ｐとタッチ電極６２ｔとのそれぞれは、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とタッチ電極６２ｔのそれぞれは、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。そして、画素電極６２ｐとタッチ電極６２ｔのそれぞれは、一体になるように形成されており、互いに電気的に接続している。
【００６０】
ここでは、画素電極６２ｐとタッチ電極６２ｔとは、図４に示すように、ｘｙ面において、ゲート線ＧＬと信号線ＳＬとによって区画される複数の領域のそれぞれに対応するように、矩形パターンで形成されている。
【００６１】
具体的には、画素電極６２ｐは、図３に示すように、カラーフィルタ層２１を構成する赤フィルタ層２１Ｒと緑フィルタ層２１Ｇと青フィルタ層２１Ｂとのそれぞれに対応するように設けられている。つまり、画素Ｐを構成する３つのサブ画素のそれぞれに対応するように、画素電極６２ｐが形成されている。ここでは、画素電極６２ｐのそれぞれは、図３に示すように、液晶層２０３を介して、共通電極２３に対面している。また、図５に示すように、画素電極６２ｐのそれぞれは、画素スイッチング素子３１の一方の端子に電気的に接続されて、液晶層２０３に電位を与えるように構成されている。
【００６２】
これに対して、タッチ電極６２ｔは、図３に示すように、たとえば、カラーフィルタ層２１を構成する赤フィルタ層２１Ｒと緑フィルタ層２１Ｇとのそれぞれに対応するように、設けられている。つまり、画素Ｐを構成する３つのサブ画素のうち、２つのサブ画素に対応するように、タッチ電極６２ｔが形成されている。ここでは、図３に示すように、この２つのタッチ電極６２ｔのそれぞれは、液晶層２０３を介して、対向基板２０２に設けられた１つのタッチ電極２５に対面している。そして、このタッチ電極６２ｔのそれぞれは、図４に示すように、ゲート線ＧＬの上方に設けられている。そして、図５に示すように、タッチ電極６２ｔは、画素スイッチング素子３１のソースに電気的に接続されている。
【００６３】
ＴＦＴアレイ基板２０１において、画素スイッチング素子３１と保持容量素子Ｃｓとのそれぞれは、図３では図示を省略しているが、ＴＦＴアレイ基板２０１にて対向基板２０２に対向する側の面上において、層間絶縁膜Ｓｚ内に設けられている。
【００６４】
ここで、画素スイッチング素子３１は、図５に示すように、トランジスタであって、たとえば、ポリシリコンを用いたＴＦＴとして構成されている。この画素スイッチング素子３１は、図５に示すように、ゲートが、ゲート線ＧＬに電気的に接続されている。そして、ドレインが、信号線ＳＬに電気的に接続されている。そして、ソースが、画素電極６２ｐと、タッチ電極６２ｔとのそれぞれに接続されている。
【００６５】
そして、保持容量素子Ｃｓは、図５に示すように、一方の電極が、画素スイッチング素子３１のソースに電気的に接続されている。そして、図５に示すように、他方の電極が、保持容量線ＣＳＬに電気的に接続されている。
【００６６】
ＴＦＴアレイ基板２０１において、ゲート線ＧＬと信号線ＳＬとのそれぞれは、図３では図示を省略しているが、ＴＦＴアレイ基板２０１にて対向基板２０２に対向する側の面上において、層間絶縁膜Ｓｚ内に設けられている。
【００６７】
ここで、ゲート線ＧＬは、図４，図５に示すように、ｘｙ面において、ｘ方向に延在するように設けられている。そして、ゲート線ＧＬは、図５に示すように、画素スイッチング素子３１のゲートに電気的に接続されている。この他に、ゲート線ＧＬは、図２に示した垂直駆動回路１１に電気的に接続されており、垂直駆動回路１１から走査信号Ｖｇａｔｅを画素スイッチング素子３１のゲートに供給する。
【００６８】
そして、信号線ＳＬは、図４，図５に示すように、ｘｙ面において、ｙ方向に延在するように設けられている。そして、信号線ＳＬは、図５に示すように、画素スイッチング素子３１のドレインに電気的に接続されている。この他に、信号線ＳＬは、図５に示すように、水平駆動回路１２に電気的に接続するように構成されている。
【００６９】
本実施形態では、水平駆動回路１２は、図５に示すように、書き込み回路ＷＣと、読み出し回路ＲＣとを含む。また、信号線ＳＬは、図５に示すように、書き込み回路ＷＣおよび読み出し回路ＲＣの両者に接続する第１信号線ＳＬ１と、書き込み回路ＷＣのみに接続する第２信号線ＳＬ２とを含む。
【００７０】
第１信号線ＳＬ１は、書き込み回路ＷＣとの間に、スイッチＳＷｗ１が介在しており、スイッチＳＷｗ１がオン状態になったときに、書き込み回路ＷＣに電気的に接続するように構成されている。また、第１信号線ＳＬ１は、読み出し回路ＲＣとの間に、スイッチＳＷｒが介在しており、スイッチＳＷｒがオン状態になったときに、読み出し回路ＲＣに電気的に接続する。この第１信号線ＳＬ１は、カラーフィルタ層２１のうち、たとえば、赤フィルタ層２１Ｒに対応するサブ画素に接続するように設けられている。
【００７１】
一方で、第２信号線ＳＬ２は、書き込み回路ＷＣとの間でスイッチＳＷｗ２を介在して電気的に接続するように構成されている。しかし、第２信号線ＳＬ２は、第１信号線ＳＬ１と異なり、読み出し回路ＲＣとの間とは電気的に接続しないように構成されている。この第２信号線ＳＬ２は、カラーフィルタ層２１のうち、たとえば、緑フィルタ層２１Ｇに対応するサブ画素に接続するように設けられている。
【００７２】
なお、図示を省略しているが、画素Ｐにおいては、カラーフィルタ層２１のうち、青フィルタ層２１Ｂに対応するサブ画素に接続するように、第３信号線（図示無し）が設けられている。この第３信号線は、第２信号線ＳＬ２と同様に、書き込み回路ＷＣとの間でスイッチを介在して電気的に接続するように構成されている。
【００７３】
この他に、ＴＦＴアレイ基板２０１においては、図３に示すように、液晶配向膜ＨＭ１が画素電極６２ｐ上に設けられている。
【００７４】
本実施形態においては、この液晶配向膜ＨＭ１は、タッチ電極６２ｔの表面が露出するように形成されている。たとえば、この液晶配向膜ＨＭ１は、ポリイミドによって形成されている。
【００７５】
対向基板２０２に設けられた各部について示す。
【００７６】
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。ここでは、カラーフィルタ層２１は、赤フィルタ層２１Ｒと緑フィルタ層２１Ｇと青フィルタ層２１Ｂとの３原色のフィルタを１組として画素Ｐごとに設けられており、それぞれの色が、ｘ方向に並ぶように形成されている。カラーフィルタ層２１は、たとえば、顔料や染料などの着色剤を含有するポリイミド樹脂を用いて形成されている。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。
【００７７】
対向基板２０２において、共通電極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、共通電極２３は、カラーフィルタ層２１を被覆するように形成されている。共通電極２３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。そして、共通電極２３は、図５に示すように、Ｖｃｏｍ線ＣＬに電気的に接続されており、共通電位が印加される。つまり、共通電極２３は、表示領域ＰＡにおいて、複数の画素Ｐに対応するように形成された複数の画素電極６２ｐのそれぞれに対向しており、各画素Ｐにおいて共通な電極として機能するように構成されている。
【００７８】
そして、共通電極２３上においては、図３と図４とに示すように、液晶配向膜ＨＭ２が設けられている。ここでは、共通電極２３の表面全面を被覆するように、液晶配向膜ＨＭ２が設けられている。たとえば、液晶配向膜ＨＭ２は、スピンコート法によって、ポリイミドを成膜することで形成される。凸部ＣＯの表面については、ポリイミドが成膜されず、タッチ電極２５の表面が露出するように構成されている。
【００７９】
対向基板２０２において、タッチ電極２５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。そして、このタッチ電極２５は、図５に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１にて隣接するように設けられた２つのタッチ電極６２ｔの両者に接触し、その両者を電気的に接続するように、構成されている。つまり、液晶パネル２００が外圧によって変形した際には、タッチ電極２５が、対向する２つのタッチ電極６２ｔのそれぞれに接触し、その２つのタッチ電極６２ｔの間を電気的に接続するように構成されている。
【００８０】
本実施形態においては、タッチ電極２５は、図３に示すように、凸部ＣＯ上に設けられている。
【００８１】
図３に示すように、凸部ＣＯは、対向基板２０２にてＴＦＴアレイ基板２０１に対向する面上において、ＴＦＴアレイ基板２０１に対向する方向へ凸状に突出するように形成されている。ここでは、図３に示すように、凸部ＣＯは、セルギャップを保持するスペーサＳＰよりも、高さが低くなるように形成されている。
【００８２】
また、凸部ＣＯは、図３に示すように、順テーパー形状になるように形成されている。つまり、凸部ＣＯは、対向基板２０２からＴＦＴアレイ基板２０１へ向かう方向において、ｘ方向にて規定される幅が、狭くなるように形成されている。そして、凸部ＣＯは、弾性体であって、たとえば、アクリル系樹脂や、ノボラック系樹脂を用いて形成されている。
【００８３】
また、この凸部ＣＯは、ｘｙ面に沿って平坦な平坦領域ＨＲが、ＴＦＴアレイ基板２０１に対向する頂面に設けられている。
【００８４】
そして、タッチ電極２５は、この凸部ＣＯ上において平坦領域ＨＲ以外の領域に形成されず、平坦領域ＨＲ上に孤立パターンとして形成されている。
【００８５】
液晶層２０３について示す。
【００８６】
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との間にて挟持されている。
【００８７】
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ＨＭ１と、対向基板２０２に形成された液晶配向膜ＨＭ２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。つまり、液晶表示モードが、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎ）モードになるように、液晶層２０３が形成されている。この他に、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードに対応するように、液晶層２０３を形成しても良い。
【００８８】
（動作）
以下より、上記の液晶表示装置１００において、ユーザーの指などの被検知体が液晶パネル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説明する。
【００８９】
接触位置の検出の際には、まず、プリチャージを行う。
【００９０】
ここでは、下記のようなプリチャージを実施するように、制御部４０１が各部を制御する。
【００９１】
具体的には、たとえば、図５に示すように、Ｖｃｏｍ線ＣＬに印加される電圧（Ｖｃｏｍ）に対して反対の極性の電圧（ｘＶｃｏｍ）を、スイッチＳＷｗ１を介して、第１信号線ＳＬ１に予め印加する。また、さらに、Ｖｃｏｍ線ＣＬに印加される電圧（Ｖｃｏｍ）と同極性の電圧（Ｖｃｏｍ）を、スイッチＳＷｗ２を介して、第２信号線ＳＬ２に予め印加する。この後、第１信号線ＳＬ１側のスイッチＳＷｗ１をオフ状態にして、第１信号線ＳＬ１を、電気的にフローティング状態にする。
【００９２】
つぎに、液晶パネル２００において被検知体が接触した接触位置の検出を行う。
【００９３】
ここでは、下記のような接触位置の検出動作を実施するように、制御部４０１が各部を制御する。
【００９４】
具体的には、上記のプリチャージの実施後に、ゲート線ＧＬのゲート電圧を活性レベル（本例では、ハイレベル）に遷移させるように信号を供給することで、２つのタッチ電極６２ｔのそれぞれに接続している各画素スイッチング素子３１をオン状態にする。そして、第１信号線ＳＬ１に接続されたスイッチＳＷｒをオン状態にして、第１信号線ＳＬ１からセンサ信号を読み出し回路ＲＣに出力する。そして、その読み出し回路ＲＣにおいて読み出したセンサ信号に基づいて、接触位置の検出を行う。
【００９５】
具体的には、被検知体が液晶パネル２００に触れて、タッチ電極２５が２つのタッチ電極６２ｔに接触した場合には、図５から判るように、タッチセンサスイッチＳＷｓがオン状態になる。この場合には、２つのタッチ電極６２ｔが電気的に接続されて短絡する。このため、上記のようにプリチャージがされた第１信号線ＳＬ１と第２信号線ＳＬ２との間においては、第２信号線ＳＬ２から第１信号線ＳＬ１へタッチセンサスイッチＳＷｓを介して電流が流れる。よって、フローティング状態にある第１信号線ＳＬ１は、電位が変化する。
【００９６】
一方で、液晶パネル２００に外圧が印加されず、２つのタッチ電極６２ｔへタッチ電極２５が接触せずにタッチセンサスイッチＳＷｓがオフ状態である場合には、図５に示すように、２つのタッチ電極６２ｔは、上記と異なり、電気的に短絡しない。このため、第１信号線ＳＬ１と第２信号線ＳＬ２との間においては電流が流れないので、フローティング状態にある第１信号線ＳＬ１は、電位の変化が生じない。
【００９７】
このように、被検知体の接触の有無に応じて、第１信号線ＳＬ１の電位が異なる。このため、第１信号線ＳＬ１の電位に基づいて、液晶パネル２００において被検知体が接触した接触位置の検出を、位置検出部４０２が実施する。
【００９８】
液晶表示装置１００においては、上記の位置検出動作の他に、画像表示動作が行われる。ここでは、位置検出動作と、画像表示動作とが、交互に繰り返して実施される。
【００９９】
画像表示を行う際には、ゲート線ＧＬから走査信号を画素スイッチング素子３１のゲートへ供給し、画素スイッチング素子３１のスイッチング動作を制御する。そして、書き込み回路ＷＣから、書込みスイッチＳＷｗ１，ＳＷｗ２，信号線ＳＬ，画素スイッチング素子３１を順次介して、映像信号を画素電極６２ｐへ書き込むことで、画像表示を実施する。
【０１００】
図６は、本発明の実施形態１にかかる液晶表示装置１００において、被検知体Ｆが液晶パネル２００の表示領域ＰＡに接触した際の様子を示す断面図である。図６では、要部を示しており、一部の部材については、表示を省略している。
【０１０１】
対向基板２０２において液晶層２０３とは反対側の面に被検知体が接触して、対向基板２０２が押された場合には、図６（ａ）から（ｂ）にて示すように、対向基板２０２が変形してＴＦＴアレイ基板２０１の側へ移動する。このとき、この対向基板２０２の変形に伴って、対向基板２０２において液晶層２０３側の面に設けられたタッチ電極２５が、ＴＦＴアレイ基板２０１の側へ移動される。そして、このタッチ電極２５は、ＴＦＴアレイ基板２０１に設けられた２つのタッチ電極６２ｔに接触する。このように、対向基板２０２に設けられたタッチ電極２５が、ＴＦＴアレイ基板２０１に設けられたタッチ電極６２ｔに接触することで、タッチセンサスイッチＳＷｓがオン状態になる。
【０１０２】
つまり、液晶パネル２００において、押圧力が作動開始圧以上であるタッチ動作がされた場合には、センサギャップが縮小し、両方の基板２０１，２０２のタッチ電極２５，６２ｔが接触し、タッチセンサスイッチＳＷｓがオン状態になる。
【０１０３】
図６（ｂ）に示すように、上方のタッチ電極２５が、下方に設けられた２つのタッチ電極６２ｔのそれぞれに接触したときは、その押圧によって、凸部ＣＯが変形する。
【０１０４】
このため、図１７にて示したように、この凸部２１１Ｊの変形に伴って、タッチ電極２１２Ｊにｘｙ面の方向に応力が加わり、破断のおそれが生じ得る。
【０１０５】
しかしながら、本実施形態においては、図６に示すように、タッチ電極２５は、凸部ＣＯ上において、平坦領域ＨＲ以外の領域に形成されず、平坦領域ＨＲ上に孤立パターンとして形成されている
【０１０６】
このため、本実施形態では、凸部ＣＯ上に形成されたタッチ電極２５が破断することを防止することができる。
【０１０７】
（まとめ）
以上のように、本実施形態においては、対向基板２０２において、ＴＦＴアレイ基板２０１に対向するｘｙ面上に、凸部ＣＯを形成する。ここでは、凸部ＣＯにおいてＴＦＴアレイ基板２０１に対向する頂面に、平坦領域ＨＲを設ける。そして、タッチセンサスイッチＳＷｓを構成するタッチ電極２５を、その凸部ＣＯ上において平坦領域ＨＲ以外の領域に形成せずに、平坦領域ＨＲ上に孤立パターンとして形成する。よって、上述したように、繰り返し使用においてタッチ電極２５が破断することを防止可能であるので、装置の信頼性を向上することができる。
【０１０８】
本実施形態では、タッチセンサスイッチＳＷｓは、液晶パネル２００が外圧によって変形したとき、１つのタッチ電極２５が、２つのタッチ電極６２ｔの両者に接触し、その２つのタッチ電極６２ｔの間を電気的に接続するように構成されている。
【０１０９】
つまり、本実施形態のタッチセンサスイッチＳＷｓは、１点接触式ではなく、２点接触式である。１点接触式の場合には、その１点の接触位置に導電性の異物が存在して、常時、短絡した状態になった場合、位置検出が困難になる。しかし、本実施形態のタッチセンサスイッチＳＷｓは、２点接触式であるので、上部にある１つのタッチ電極２５と、下部にある２つのタッチ電極６２ｔの一方との間で短絡が生じても、外圧が加わらなければ、下部の２つのタッチ電極６２ｔ間は、オープンな状態を維持できる。
【０１１０】
したがって、本実施形態は、位置検出を的確に実施することができる。
【０１１１】
なお、本実施形態においては、凸部ＣＯは、テーパー形状であり、そのテーパー角θが、７０°以下になるように形成することが好適である。テーパー角が、この角度を超える場合は、凸部ＣＯの変位量が大きくなり、タッチ電極２５が破損する不具合が生ずる場合がある。
【０１１２】
図７は、本発明の実施形態１において、凸部のテーパー角θと、変位量ｘ（ｍ）との関係を示す図である。ここでは、ＦＥＭ構造解析シミュレータであるＡＮＳＹＳを用いて、凸部ＣＯの変位量について、シミュレーションをした結果について示している。このシミュレーションにおいては、ヤング率が３．５ＧＰａであって、ポアソン比が、０．３８である場合を、凸部ＣＯのセンター条件としている。また、凸部ＣＯの底面のサイズを、３５μｍ×１５μｍとし、その高さを２．５μｍとしている。そして、凸部の上端部分が変形する距離を、変位量として、シミュレーションを実施した結果を示している。また、図７において、「圧力」は、シミュレーションにおいて印加する圧力を示している。
【０１１３】
また、図８は、本発明の実施形態１において、テーパー角θに応じて凸部ＣＯが変形する様子を示す断面図である。
【０１１４】
上記のようなシミュレーションを実施したところ、図７に示すように、テーパー角θが６８°の場合において、変位量ｘ（ｍ）が最も小さかった。そして、７８°〜９０°の場合には、変位量ｘ（ｍ）が大きかった。ここでは、凸部ＣＯのテーパー角θを、９０°から４５°へ低下するに伴って、凸部の側面が横方向へ変形した状態から、頂面が陥没した状態に変化する結果を得た。
【０１１５】
具体的には、図８（ａ）に示すように、凸部がテーパー形状でない（テーパー角θ＝９０°）場合、外圧によって、凸部の側面が横方向へ変形した。ここでは、凸部ＣＯの底部においては、変形が小さいが、頂面部分においては、外側に広がるように変形し、その変形が大きくなる。このように、テーパー形状でない場合には、凸部ＣＯの頂面に形成されたタッチ電極２５は、横方向に広がる引張応力が印加されるので、破損が生ずる場合がある。
【０１１６】
一方で、図８（ｂ）に示すように、テーパー形状の場合には、外圧によって、凸部の側面が横方向へ変形しにくく、頂面が陥没するように変形させることができる。特に、凸部ＣＯのテーパー角θを７０°以下にすることで、頂面が陥没するように変形させることが容易に可能であって、図７に示すように、凸部ＣＯの変位量を抑制可能である。このため、この場合には、凸部ＣＯの頂面に形成されたタッチ電極２５は、横方向に広がる引張応力がほとんど印加されないので、破損を効果的に防止できる。
【０１１７】
また、図８（ｂ）に示すように、凸部ＣＯにてテーパー領域ＴＰが存在する幅Ｌ１と等しい距離以上、テーパー領域ＴＰの内側に離れた領域に、タッチ電極２５を形成することが好適である。すなわち、タッチ電極２５の端部と、凸部ＣＯの頂面がテーパー状に傾斜する側面に変曲する際の変曲点との間の距離Ｌ２を、その変曲点と、その側面が対向基板２０２側に位置する端部の点との間の幅Ｌ１以上にすることが好適である。このようにすることで、図８（ｂ）に示したように、この領域は、外圧によって凸部ＣＯの頂面が陥没する。このため、この領域域内に形成されたタッチ電極２５は、応力の集中がされにくいので、破損の発生を防止することができる。
【０１１８】
この他に、凸部ＣＯは、ヤング率が、１〜５ＧＰａであって、ポアソン比が、０．３６〜０．４０の範囲内になるように形成することが好適である。
【０１１９】
ポアソン比が、０．３８である場合を、凸部ＣＯのセンター条件として、上記と同様に、シミュレーションを実施したところ、上記のポアソン比の範囲において、変位量が、変化しない結果を得た。また、ヤング率が、３．５ＧＰａである場合を、凸部ＣＯのセンター条件として、上記と同様に、シミュレーションを実施したところ、上記のポアソン比の範囲において、変位量が、変化しない結果を得た。よって、上記範囲が、好適である。
【０１２０】
＜２．実施形態２（ＦＦＳ方式の場合）＞
以下より、本発明にかかる実施形態２について説明する。
【０１２１】
（液晶パネルの詳細構成）
本実施形態の液晶パネル２００ｂの詳細な構成について説明する。
【０１２２】
図９，図１０は、本発明の実施形態２にかかる液晶パネル２００ｂの要部を示す図である。
【０１２３】
ここで、図９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。
【０１２４】
また、図１０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。なお、図９は、図１０のＸ１ｂ−Ｘ２ｂ部分について示しているが、図示の都合上、適宜、部材の表示を簡略化等している。
【０１２５】
図９，図１０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と共通電極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。
【０１２６】
図９，図１０に示すように、本実施形態においては、画素電極６２ｐｂと共通電極２３ｂとのそれぞれは、ＴＦＴアレイ基板２０１に設けられている。
【０１２７】
画素電極６２ｐｂは、図９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。
【０１２８】
ここでは、画素電極６２ｐｂは、図９に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１において共通電極２３ｂを被覆するように、絶縁材料で形成された層間絶縁膜Ｓｚ２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Ｓｚ２上に設けられている。
【０１２９】
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１０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。
【０１３０】
具体的には、図１０示すように、画素電極６２ｐｂは、基幹部６２ｐｋと、枝部６２ｐｅとを有する。
【０１３１】
画素電極６２ｐｂにおいて、基幹部６２ｐｋは、図１０に示すように、ｘ方向に延在している。ここでは、図１０に示すように、２本の基幹部６２ｐｋがｙ方向において平行に並んでいる。
【０１３２】
そして、画素電極６２ｐｂにおいて、枝部６２ｐｅは、図１０に示すように、基幹部６２ｐｋに接続されており、ｙ方向に延在している。この枝部６２ｐｅは、図１０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６２ｐｋに接続され、互いに平行に延在するように並んでいる。
【０１３３】
この画素電極６２ｐｂは、図９に示すように、実施形態１の場合と同様に、タッチ電極６２ｔと一体になるように形成されている。
【０１３４】
共通電極２３ｂは、図９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、共通電極２３ｂは、ＴＦＴアレイ基板２０１に形成された層間絶縁膜Ｓｚ上に設けられている。また、共通電極２３ｂは、複数の画素Ｐに対応するように複数設けられた画素電極６２ｐｂのそれぞれに、層間絶縁膜Ｓｚ２を介して対面している。
【０１３５】
（まとめ）
以上のように、本実施形態においては、液晶パネル２００ｂは、ＦＦＳ方式であるが、図９に示すように、実施形態１の場合と同様に、対向基板２０２において、ＴＦＴアレイ基板２０１に対向するｘｙ面上に、凸部ＣＯが形成されている。ここでは、図９に示すように、凸部ＣＯにおいてＴＦＴアレイ基板２０１に対向する頂面に、平坦領域ＨＲが設けられている。そして、タッチセンサスイッチＳＷｓを構成するタッチ電極２５が、その凸部ＣＯ上において平坦領域ＨＲ以外の領域に形成されずに、平坦領域ＨＲ上に孤立パターンとして形成されている。よって、本実施形態は、実施形態１の場合と同様に、タッチ電極２５が破断することを防止可能であるので、装置の信頼性を向上することができる。
【０１３６】
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。
【０１３７】
＜３．実施形態３（浮き柱がある場合）＞
以下より、本発明にかかる実施形態３について説明する。
【０１３８】
（液晶パネルの詳細構成）
本実施形態の液晶パネル２００ｃの詳細な構成について説明する。
【０１３９】
図１１は、本発明の実施形態３にかかる液晶パネル２００ｃの要部を示す図である。図１１は、本発明の実施形態３にかかる液晶パネル２００ｃの概略を模式的に示す断面図である。
【０１４０】
図１１に示すように、本実施形態の液晶パネル２００ｃは、浮き柱部ＵＢが設けられている。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。
【０１４１】
浮き柱部ＵＢは、図１１に示すように、対向基板２０２に設けられている。浮き柱部ＵＢは、図１１に示すように、対向基板２０２においてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する面の側に形成されている。
【０１４２】
ここでは、浮き柱部ＵＢは、図１１に示すように、凸部ＣＯと同様に、カラーフィルタ層２１上に設けられている。浮き柱部ＵＢは、たとえば、凸部ＣＯと同様に、感光性樹脂がパターン加工されることで、形成されている。本実施形態においては、浮き柱部ＵＢは、たとえば、凸部ＣＯとタッチ電極２５とを合わせた高さと同じ高さになるように形成されている。
【０１４３】
（まとめ）
以上のように、本実施形態では、対向基板２０２においては、ＴＦＴアレイ基板２０１に対向するｘｙ面上に、浮き柱部ＵＢが、凸状に突出するように設けられている。この場合において、外圧が印加された場合には、凸部ＣＯ上に形成されたタッチ電極２５以外に、この浮き柱部ＵＢが、ＴＦＴアレイ基板２０１の側の部材に接触する。このため、外圧による応力が、分散することになる。
【０１４４】
よって、本実施形態は、タッチセンサスイッチＳＷｓ部分に応力が集中することを抑制可能であるので、繰り返し使用における耐久性を向上させることができる。
【０１４５】
＜４．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、種々の変形形態を採用することができる。
【０１４６】
たとえば、上記の実施形態においては、凸部ＣＯを対向基板２０２の側に設ける場合について説明したが、これに限定されない。ＴＦＴアレイ基板２０１の側に凸部ＣＯを設けた場合においても、同様な効果を得ることができる。
【０１４７】
また、上記の実施形態においては、タッチ電極６２ｔを、画素電極６２ｐと一体になるように形成する場合について説明したが、これに限定されない。タッチ電極６２ｔと画素電極６２ｐとを分離して形成しても良い。そして、この場合には、画素スイッチング素子３１の他に、ＴＦＴ（図示なし）を設け、そのＴＦＴの動作を画素スイッチング素子の動作と独立させて駆動させることで、タッチセンサの検出動作を制御するように回路を構成してもよい。
【０１４８】
また、上記の実施形態においては、タッチ電極２５，６２ｔを透明電極として形成する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、Ａｌ，Ｍｏのような、透明でない金属材料を用いて、タッチ電極２５，６２ｔを形成しても良い。
【０１４９】
また、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。
【０１５０】
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適用しても良い。
【０１５１】
また、表示パネルに内蔵する場合以外に、装置に外付けする抵抗膜式タッチセンサに適用しても良い。
【０１５２】
また、本実施形態の液晶表示装置１００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。
【０１５３】
図１２から図１６は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【０１５４】
図１２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液晶表示装置１００を適用することができる。
【０１５５】
また、図１３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液晶表示装置１００を適用することができる。
【０１５６】
また、図１４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液晶表示装置１００を適用することができる。
【０１５７】
また、図１５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液晶表示装置１００を適用することができる。
【０１５８】
また、図１６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液晶表示装置１００を適用することができる。
【０１５９】
なお、上記の実施形態において、タッチ電極２５は、本発明の第１タッチ電極に相当する。また、上記の実施形態において、タッチ電極６２ｔは、本発明の第２タッチ電極に相当する。また、上記の実施形態において、液晶表示装置１００は、本発明の表示装置，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，液晶パネルに相当する。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２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１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、凸部ＣＯは、本発明の凸部に相当する。また、上記の実施形態において、表示領域ＰＡは、本発明の表示領域に相当する。また、上記の実施形態において、タッチセンサスイッチＳＷｓは、本発明のタッチセンサスイッチに相当する。また、上記の実施形態において、浮き柱部ＵＢは、本発明の浮き柱部に相当する。
【符号の説明】
【０１６０】
１１：垂直駆動回路、１２：水平駆動回路、２１：カラーフィルタ層、２１Ｂ：青フィルタ層、２１Ｇ：緑フィルタ層、２１Ｒ：赤フィルタ層、２３，２３ｂ：共通電極、２５：タッチ電極（第１タッチ電極）、３１：画素スイッチング素子、６２ｐ，６２ｐｂ：画素電極、６２ｐｅ：枝部、６２ｐｋ：基幹部、６２ｔ：タッチ電極（第２タッチ電極）、１００：液晶表示装置（表示装置，情報入力装置）、２００，２００ｂ，２００ｃ：液晶パネル（表示パネル，液晶パネル）、２０１：ＴＦＴアレイ基板（第２基板）、２０２：対向基板（第１基板）、２０３：液晶層（液晶層）、２０６：第１の偏光板、２０７：第２の偏光板、３００：バックライト、４００：データ処理部、４０１：制御部、４０２：位置検出部、ＣＡ：周辺領域、ＣＬ：Ｖｃｏｍ線、ＣＯ：凸部（凸部）、ＣＳＬ：保持容量線、Ｃｓ：保持容量素子、Ｆ：被検知体、ＧＬ：ゲート線、ＨＲ：平坦領域、Ｐ：画素、ＰＡ：表示領域（表示領域）、Ｒ：照明光、ＳＬ：信号線、ＳＬ１：第１信号線、ＳＬ２：第２信号線、ＳＰ：スペーサ、ＳＷｓ：タッチセンサスイッチ（タッチセンサスイッチ）、ＵＢ：浮き柱部（浮き柱部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、前記第１基板にスペースを隔てて対向している第２基板とを有し、タッチセンサスイッチが設けられている表示パネル
を具備しており、
前記タッチセンサスイッチは、
前記第１基板において前記第２基板に対向する面に設けられている第１電極と、
前記第２基板において前記第１基板に対向する面に前記第１電極からスペースを隔てて対面するように設けられている第２電極と
を有し、前記表示パネルが外圧によって変形し、前記第１電極と前記第２電極とが接触するように構成されており、
前記第１基板は、
前記第２基板に対向する面上において、前記第２基板に対向する方向へ凸状に突出している凸部および浮き柱部
を含み、
前記凸部には、前記第１電極が形成されており、
前記浮き柱部には、前記第１電極が形成されていない
表示装置。
【請求項２】
前記第２電極は、複数が設けられており、
前記タッチセンサスイッチは、前記表示パネルが外圧によって変形した際には、前記第１電極が、少なくとも２つの前記第２電極のそれぞれに接触し、当該２つの第２電極の間を電気的に接続するように構成されている、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記浮き柱部は、前記凸部と前記第１電極とを合わせた高さと同じ高さになるように形成されている、
請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記タッチセンサスイッチは、前記表示パネルにおいて画像を表示する表示領域に内蔵されており、
前記凸部は、前記第２基板の面に沿って平坦な平坦領域が、前記第２基板に対向する頂面に設けられており、
前記第１電極は、前記凸部上において前記平坦領域以外の領域に形成されず、前記平坦領域上に孤立パターンとして形成されている、
請求項１から３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記凸部は、順テーパー形状になるように形成されており、テーパー角が、７０°以下である、
請求項１から４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
前記凸部は、ヤング率が、１〜５ＧＰａであって、ポアソン比が、０．３６〜０．４０の範囲内になるように形成されている、
請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記表示パネルは、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を含む液晶パネルである、
請求項１から６のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１】
第１基板と、前記第１基板にスペースを隔てて対向している第２基板とを有し、タッチセンサスイッチが設けられている表示パネル
を具備しており、
前記タッチセンサスイッチは、
前記第１基板において前記第２基板に対向する面に設けられている第１電極と、
前記第２基板において前記第１基板に対向する面に前記第１電極からスペースを隔てて対面するように設けられている第２電極と
を有し、前記表示パネルが外圧によって変形し、前記第１電極と前記第２電極とが接触するように構成されており、
前記第１基板は、
前記第２基板に対向する面上において、前記第２基板に対向する方向へ凸状に突出している凸部および浮き柱部
を含み、
前記凸部には、前記第１電極が形成されており、
前記浮き柱部には、前記第１電極が形成されていない
表示装置。
【請求項２】
前記第２電極は、複数が設けられており、
前記タッチセンサスイッチは、前記表示パネルが外圧によって変形した際には、前記第１電極が、少なくとも２つの前記第２電極のそれぞれに接触し、当該２つの第２電極の間を電気的に接続するように構成されている、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記浮き柱部は、前記凸部と前記第１電極とを合わせた高さと同じ高さになるように形成されている、
請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記タッチセンサスイッチは、前記表示パネルにおいて画像を表示する表示領域に内蔵されており、
前記凸部は、前記第２基板の面に沿って平坦な平坦領域が、前記第２基板に対向する頂面に設けられており、
前記第１電極は、前記凸部上において前記平坦領域以外の領域に形成されず、前記平坦領域上に孤立パターンとして形成されている、
請求項１から３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記凸部は、順テーパー形状になるように形成されており、テーパー角が、７０°以下である、
請求項１から４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
前記凸部は、ヤング率が、１〜５ＧＰａであって、ポアソン比が、０．３６〜０．４０の範囲内になるように形成されている、
請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記表示パネルは、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を含む液晶パネルである、
請求項１から６のいずれかに記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−１４１８７６（Ｐ２０１１−１４１８７６Ａ）
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８６５（Ｐ２０１１−２８６５）
【出願日】平成２３年１月１１日（２０１１．１．１１）
【分割の表示】特願２００９−１４６７０（Ｐ２００９−１４６７０）の分割
【原出願日】平成２１年１月２６日（２００９．１．２６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１１日（２０１１．１．１１）
【分割の表示】特願２００９−１４６７０（Ｐ２００９−１４６７０）の分割
【原出願日】平成２１年１月２６日（２００９．１．２６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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