CN104583916A - 显示装置 - Google Patents

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笠原滋雄
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Abstract

作为电容耦合方式的输入装置，提供一种具备能够容易地组装到显示装置内的输入装置的显示装置。具备：输入装置，具有通过将液晶面板(1)的共通电极用狭缝分割而形成的多条驱动电极(11)、以及与该驱动电极(11)交叉地配置的检测电极(12)，在驱动电极(11)与检测电极(12)之间形成有电容元件；驱动电极(11)及检测电极(12)通过将岛状的多个电极块(11a、12a)经由连接部(11b、12b)相互电连接而构成，并且驱动电极(11)的电极块(11a)和检测电极(12)的电极块(12a)以相互不对置的方式配置。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及具备检测画面上的接触位置而进行数据输入的电容耦合方式的输入装置的显示装置。
背景技术
具备具有用使用者的手指等对显示画面进行接触操作从而输入信息的画面输入功能的输入装置的显示装置，被用于PDA或便携终端等移动用电子设备、各种家电制品、无人受理机等固定安放型顾客引导终端等。作为这样的接触操作的输入装置，已知有检测被接触到的部分的电阻值变化的电阻膜方式、或者检测电容变化的电容耦合方式、检测通过接触而被遮蔽的部分的光量变化的光传感器方式等各种方法。
在这些各种方法中，电容耦合方式在与电阻膜方式或光传感器方式比较的情况下有以下这样的优点。例如可以举出：在电阻膜方式或光传感器方式中，接触装置的透射率较低为80％左右，相对于此，电容耦合方式的接触装置透射率较高为约90％而不使显示图像的画质下降。此外，在电阻膜方式中，由于通过电阻膜的机械接触来检测接触位置，所以电阻膜有可能劣化或损坏，相对于此，在电容耦合方式中，没有检测用电极与其他电极等接触那样的机械接触，从耐久性这一点看也是有利的。
作为电容耦合方式的输入装置，例如有在专利文献1中公开的方式。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011－90458号公报
发明内容
发明要解决的课题
本技术的目的是提供一种将这样的电容耦合方式的输入装置与对图像等进行显示的显示面板相组合的显示装置。
用于解决课题的手段
为了解决这样的课题，本技术提供一种显示装置，具备：显示面板，具有多个像素电极以及与该像素电极对置设置的共通电极，对控制向上述像素电极的电压施加的开关元件依次施加扫描信号而进行显示的更新；以及输入装置，具有通过将上述显示面板的上述共通电极分割而形成的多条驱动电极、以及与该驱动电极交叉地配置在上述像素电极的周边部的检测电极，在上述驱动电极与上述检测电极之间形成有电容元件；该显示装置的特征在于，上述驱动电极的在行方向上排列的岛状的多个电极块彼此经由连接部相互电连接；上述检测电极的在列方向上排列的岛状的多个电极块彼此经由连接部相互电连接；上述驱动电极的上述电极块和上述检测电极的上述电极块以不相互对置的方式配置。
发明效果
根据本技术，能够提供一种作为电容耦合方式的输入装置而具备能够容易地组装到显示装置内的输入装置的显示装置。
附图说明
图1是用来说明本实施方式的具备接触传感器功能的液晶显示装置的整体结构的框图。
图2是表示构成接触传感器的驱动电极和检测电极的排列的一例的分解立体图。
图3是关于接触传感器的概略结构和等价电路、说明没有进行接触操作的状态和进行了接触操作的状态的图。
图4是表示没有进行接触操作的情况和进行了接触操作的情况下的检测信号的变化的说明图。
图5是表示液晶面板的扫描信号线的排列构造和接触传感器的驱动电极及检测电极的排列构造的概略图。
图6是表示向进行液晶面板的显示更新的扫描信号线的行区块提供的扫描信号的输入、与为了进行接触传感器的接触检测而向驱动电极的行区块提供的驱动信号的施加之间的关系的一例的说明图。
图7是表示1水平扫描期间中的扫描信号和驱动信号的施加状态的时序图。
图8是用来说明1水平扫描期间中的显示更新期间与接触检测期间的关系的一例的时序图。
图9是表示本实施方式的具备接触传感器功能的液晶显示装置的液晶面板结构的说明图。
图10是将构成接触传感器的驱动电极和检测电极的概略结构以包括端子引出部的方式放大表示的说明图。
图11是表示接触传感器的引出配线部和共通配线部的连接部分的结构的平面图。
图12是表示接触传感器的引出配线部和共通配线部的连接部分的结构的剖面图。
图13是表示本实施方式的液晶面板中的、配置有接触面板的检测电极的部分的像素区域及其周边部的电极结构的一例的平面图。
图14是表示本实施方式的接触传感器的驱动电极和检测电极各自的配置的概略平面图。
图15A是将本实施方式的接触传感器的驱动电极和检测电极的配置状态放大表示的概略平面图。
图15B是将本实施方式的接触传感器的检测电极的配置放大表示的概略平面图。
图15C是将本实施方式的接触传感器的驱动电极的配置放大表示的概略平面图。
图15D是将本实施方式的接触传感器的驱动电极和检测电极的边界部分的结构放大表示的平面图。
图16是表示本实施方式的液晶面板中的、配置有驱动电极的部分和配置有检测电极的部分的电极结构的放大剖面图。
图17是驱动电极和检测电极之间的等价电路图。
图18是用来说明本实施方式的液晶面板的其他例的电极结构和作用效果的剖面图。
图19是表示本实施方式的接触传感器的检测电极的详细构造的剖面图。
具体实施方式
本技术的显示装置，具备：显示面板，具有多个像素电极以及与该像素电极对置设置的共通电极，对控制向上述像素电极的电压施加的开关元件依次施加扫描信号而进行显示的更新；以及输入装置，具有通过将上述显示面板的上述共通电极分割而形成的多条驱动电极、以及与该驱动电极交叉地配置在上述像素电极的周边部的检测电极，在上述驱动电极与上述检测电极之间形成有电容元件；上述驱动电极的在行方向上排列的岛状的多个电极块彼此经由连接部相互电连接；上述检测电极的在列方向上排列的岛状的多个电极块彼此经由连接部相互电连接；上述驱动电极的上述电极块和上述检测电极的上述电极块以不相互对置的方式配置。
本技术的显示装置中，将构成输入装置的驱动电极和检测电极分别通过将岛状的多个电极块经由连接部相互电连接而构成，驱动电极的电极块和检测电极的电极块以不相互对置的方式配置。通过做成这样的结构，使用在显示面板中用来进行图像显示的共通电极形成驱动电极，并且能够在显示面板内容易地形成检测电极，所以能够实现具备能够容易地组装到显示装置内的输入装置的显示装置。
此外，在上述结构的显示装置中，优选的是，上述驱动电极及上述检测电极的上述连接部与上述电极块连续而形成于同层。通过这样，能够容易地形成将岛状的电极块连接的连接部。
(实施方式)
以下，关于本技术的一实施方式的显示装置，以具备作为显示面板的液晶面板和作为输入装置的接触传感器的液晶显示装置为例使用附图进行说明。另外，本实施方式只不过是例示，本技术可以在作为显示面板而使用EL面板的EL显示装置等其他显示装置中使用，并不限定于在以下说明的液晶显示装置中使用的实施方式。
图1是用来说明本技术的一实施方式的具备接触传感器功能的液晶显示装置的整体结构的框图。
如图1所示，液晶显示装置具备液晶面板1、背光单元2、扫描线驱动电路3、影像线驱动电路4、背光驱动电路5、传感器驱动电路6、信号检测电路7及控制装置8。
液晶面板1是矩形的平板形状，具有由玻璃基板等透明基板构成的TFT基板以及与该TFT基板对置并设置规定的间隙配置的对置基板，通过在TFT基板与对置基板之间封入液晶材料而构成。
TFT基板位于液晶面板1的背面侧，通过在由作为基材的玻璃等构成的透明的基板上形成以矩阵状配置的像素电极、对应于各个像素电极而设置并对向像素电极的电压施加进行通(on)/断(off)控制的作为开关元件的薄膜晶体管(TFT)、以及共通电极等而构成。
此外，对置基板位于液晶面板1的前面侧，在由作为基材的玻璃等构成的透明的基板上，在与形成于TFT基板的像素电极对应的位置，配置有分别构成子像素的红(R)、绿(G)、蓝(B)3原色所构成的滤色器(colorfilter)(CF)。此外，在对置基板上，形成有配置在R、G、B的各子像素彼此之间以及/或者由子像素构成的像素之间的、用来提高对比度的由遮光材料构成的黑矩阵。另外，在本实施方式中，作为与TFT基板的各像素电极对应形成的TFT，以n沟道型的TFT为例，对具备漏极电极和源极电极的结构进行说明。
在TFT基板，相互大致正交而形成多个影像信号线9和多个扫描信号线10。扫描信号线10按TFT的每个水平列设置，共通地连接到水平列的多个TFT的栅极电极。影像信号线9按TFT的每个垂直列设置，共通地连接到垂直列的多个TFT的漏极电极。此外，在各TFT的源极电极上，连接与各个TFT对应的配置在像素区域中的像素电极。
形成于TFT基板的各TFT对应于对扫描信号线10施加的扫描信号，以水平列单位被控制导通(on)/截止(off)动作。被设为导通状态的水平列的各TFT将分别所连接的像素电极的电位设定为与向影像信号线9施加的影像信号对应的电位(像素电压)。并且，液晶面板1具有多个像素电极及对置于该像素电极而设置的共通电极，通过在像素电极与共通电极之间产生的电场，按照各个像素区域控制液晶的取向，改变对从背光单元2入射的光的透射率，由此在显示面上形成图像。
背光单元2配置在液晶面板1的背面侧，从液晶面板1的背面照射光，已知有例如将多个发光二极管排列而构成面光源的构造、或通过将导光板和扩散反射板组合使用而将发光二极管的光作为面光源的构造。
扫描线驱动电路3连接到形成于TFT基板的多个扫描信号线10。
扫描线驱动电路3根据从控制装置8输入的定时信号而依次选择扫描信号线10，对所选择的扫描信号线10施加使TFT导通的电压。例如，扫描线驱动电路3包括移位寄存器而构成，移位寄存器接受来自控制装置8的触发信号而开始动作，以沿着垂直扫描方向的顺序依次选择扫描信号线10，向所选择的扫描信号线10输出扫描脉冲。
影像线驱动电路4连接到形成于TFT基板的多个影像信号线9。
影像线驱动电路4对应于由扫描线驱动电路3进行的扫描信号线10的选择，对连接于所选择的扫描信号线10的TFT，分别施加与表示各子像素的灰阶值的影像信号相应的电压。由此，向配置在与所选择的扫描信号线10对应的子像素中的各像素电极写入影像信号。
背光驱动电路5以与从控制装置8输入的发光控制信号相应的定时及亮度使背光单元2发光。
在液晶面板1，作为构成输入装置即接触传感器的电极，相互交叉地配置有多个驱动电极11和多个检测电极12。
由这些驱动电极11及检测电极12构成的接触传感器，在驱动电极11与检测电极12之间，进行电信号的输入和基于静电电容变化的响应检测，检测物体与显示面的接触。作为检测该接触的电路，设有传感器驱动电路6及信号检测电路7。
传感器驱动电路6是交流信号源，连接到驱动电极11。例如，传感器驱动电路6被从控制装置8输入定时信号，同步于液晶面板1的图像显示而依次选择驱动电极11，对所选择的驱动电极11施加基于矩形状的脉冲电压的驱动信号Txv。如果更具体地例示，则传感器驱动电路6与扫描线驱动电路3同样地包括移位寄存器而构成，接受来自控制装置8的触发信号而使移位寄存器动作，以沿着垂直扫描方向的顺序依次选择驱动电极11，对所选择的驱动电极11施加基于脉冲电压的驱动信号Txv。
另外，驱动电极11及扫描信号线10以沿水平方向延伸的方式形成于TFT基板，并在垂直方向上排列有多条。与这些驱动电极11及扫描信号线10电连接的传感器驱动电路6及扫描线驱动电路3优选的是沿着像素所排列的显示区域的垂直的边而配置，在本实施方式的液晶显示装置中，在左右的边的一方配置扫描线驱动电路3，在另一方配置传感器驱动电路6。
信号检测电路7是检测静电电容变化的检测电路，连接于检测电极12。信号检测电路7构成为，按每个检测电极12设置检测电路，将检测电极12的电压作为检测信号Rxv来检测。另外，作为信号检测电路的其他结构例，也可以构成为，对多条检测电极12的组设置1个信号检测电路，在对驱动电极11施加的脉冲电压的持续时间内，以时间分割(time-division)的方式进行多条检测电极12上的检测信号Rxv的电压监视，检测来自各个检测电极12的检测信号Rxv。
显示面上的物体的接触位置即触摸位置基于在对哪个驱动电极11施加了驱动信号Txv时由哪个检测电极12检测到接触时的检测信号Rxy来求出，通过运算求出这些驱动电极11与检测电极12的交点作为接触位置。另外，作为求出接触位置的运算方法，有在液晶显示装置内设置运算电路而进行的方法、或通过液晶显示装置的外部的运算电路进行的方法。
控制装置8具备CPU等运算处理电路及ROM、RAM等存储器。控制装置8基于被输入的影像数据，进行颜色调整等各种图像信号处理，生成表示各子像素的灰阶值的图像信号，向影像线驱动电路4施加。此外，控制装置8基于被输入的影像数据，生成用来得到扫描线驱动电路3、影像线驱动电路4、背光驱动电路5、传感器驱动电路6及信号检测电路7的动作的同步的定时信号，向这些电路施加。此外，作为向背光驱动电路5的发光控制信号，控制装置8基于被输入的影像数据，施加用来控制发光二极管的亮度的亮度信号。
在本实施方式说明的液晶显示装置中，液晶面板1的各信号线及电极所连接的扫描线驱动电路3、影像线驱动电路4、传感器驱动电路6及信号检测电路7通过在柔性配线板、印刷配线板及玻璃基板上搭载各电路的半导体芯片而构成。但是，扫描线驱动电路3、影像线驱动电路4、传感器驱动电路6也可以通过在TFT基板上与TFT等一起同时形成半导体电路元件等的规定的电子电路来搭载。
图2是表示构成接触传感器的驱动电极和检测电极的排列的一例的立体图。
如图2所示，作为输入装置的接触传感器，由在图2的左右方向上延伸的多个条状的电极图案即驱动电极11、和在与驱动电极11的电极图案的延伸方向交叉的方向上延伸的多个条状的电极图案即检测电极12构成。在各个驱动电极11和检测电极12相互交叉的交叉部分，分别形成具有静电电容的电容元件。
此外，驱动电极11在与扫描信号线10的延伸方向平行的方向上延伸而排列。并且，如后面详细说明那样，驱动电极11构成为：当设M(M是自然数)条扫描信号线为1个行区块(line block)时，以与多个即N(N是自然数)条行区块分别对应的方式配置，按每个行区块施加驱动信号。
当进行接触位置的检测动作时，通过从传感器驱动电路6对驱动电极11施加驱动信号Txv以使得按每个行区块以时间分割的方式进行行序(linesequence)扫描，依次选择作为检测对象的1个行区块。此外，构成为，通过从检测电极12输出检测信号Rxv，进行1个行区块的接触位置检测。
接着，使用图3、图4对静电电容方式的接触传感器的接触位置的检测原理(电压检测方式)进行说明。
图3(a)、图3(b)是对于接触传感器的概略结构和等价电路、说明没有进行接触操作的状态(图3(a))和进行了接触操作的状态(图3(b))的图。图4是表示图3所示那样的、没有进行接触操作的情况和进行了接触操作的情况下的检测信号的变化的说明图。
静电电容方式的接触传感器，通过将如图2所示那样以相互交叉的方式配置为矩阵状的一对驱动电极11和检测电极12的交叉部如图3(a)所示那样夹着电介质D对置配置而构成电容元件。等价电路如在图3(a)的图中右侧所示那样表示，由驱动电极11、检测电极12及电介质D构成电容元件C1。电容元件C1其一端连接到作为交流信号源的传感器驱动电路6，另一端P经由电阻器R接地并连接到作为电压检测器的信号检测电路7。
从作为交流信号源的传感器驱动电路6对驱动电极11(电容元件C1的一端)施加了基于几kHz～十几kHz左右的规定频率的脉冲电压的驱动信号Txv(图4)时，在检测电极12(电容元件C1的另一端P)出现图4所示那样的输出波形(检测信号Rxv)。
在手指没有接触(或接近)的状态下，如图3(a)所示，随着对电容元件C1的充放电，流过与电容元件C1的电容值对应的电流I0。此时的电容元件C1的另一端P的电位波形成为图4的波形V0那样，其通过作为电压检测器的信号检测电路7而被检测到。
另一方面，在手指接触(或接近)了的状态下，如图3(b)所示，等价电路成为对电容元件C1串联地追加了由手指形成的电容元件C2的形态。在该状态下，随着对电容元件C1、C2的充放电，分别流过电流I1、I2。此时的电容元件C1的另一端P的电位波形成为图4的波形V1那样，其通过作为电压检测器的信号检测电路7而被检测到。此时，点P的电位成为由流过电容元件C1、C2的电流I1、I2的值决定的分压电位。因此，波形V1成为比非接触状态下的波形V0小的值。
信号检测电路7将从检测电极12分别输出的检测信号的电位与规定的阈值电压Vth比较，在是该阈值电压以上的情况下判断为非接触状态，在不到阈值电压的情况下判断为接触状态。这样，能够进行接触检测。另外，为了进行接触检测，作为图4所示那样的根据电压的大小进行判别的方法以外的检测静电电容的变化的方法，有检测电流的方法等。
接着，对本技术的接触传感器的驱动方法的一例使用图5～图19进行说明。
图5是表示液晶面板的扫描信号线的排列构造和接触传感器的驱动电极及检测电极的排列构造的概略图。
如图5所示，对于在水平方向上延伸的扫描信号线10而言，以M(M是自然数)条扫描信号线G1－1，G1－2…G1－M为1个行区块，划分为多个即N(N是自然数)条行区块10－1，10－2…10－N而排列。
接触传感器的驱动电极11分别对应于行区块10－1，10－2…10－N，以在水平方向上延伸的方式排列有N条驱动电极11－1，11－2…11－N。并且，以与N条驱动电极11－1，11－2…11－N交叉的方式排列有多条检测电极12。
图6是表示在液晶面板中、向进行将显示图像更新的显示更新的扫描信号线的各行区块输入的扫描信号的输入定时、与为了由接触传感器进行接触位置检测而向各行区块所配置的驱动电极施加的驱动信号的施加定时之间的关系的一例的说明图。图6(a)～图6(f)分别表示M条的量的水平扫描期间中的状态。
如图6(a)所示，在对最上方的行区块10－1的扫描信号线分别依次输入扫描信号的水平扫描期间中，对与最下方的行区块10－N对应的驱动电极11－N施加驱动信号。在接着其后的水平扫描期间，即如图6(b)所示那样，对从上方数第2个行区块10－2的扫描信号线分别依次输入扫描信号的水平扫描期间中，对与前1行的最上方的行区块10－1对应的驱动电极11－1施加驱动信号。
并且，如图6(c)～图6(f)所示那样，构成为：对应于向行区块10－3、10－4、10－5…10－N的扫描信号线分别依次输入扫描信号的水平扫描期间的依次推进，对与前1行的行区块10－2、10－3、10－4、10－5对应的驱动电极11－2、11－3、11－4、11－5施加驱动信号。
即，在本技术中，构成为，对于向多个驱动电极11的驱动信号的施加而言，在进行显示更新的1水平扫描期间中，选择与没有对多个扫描信号线施加扫描信号的行区块对应的驱动电极来施加。
图7是表示1水平扫描期间中的扫描信号和驱动信号的施加状态的时序图。
如图7所示，在1帧期间的各个水平扫描期间(1H、2H、3H…MH)中，对扫描信号线10按行序输入扫描信号而进行显示更新。在输入该扫描信号的期间内，在由与扫描信号线的行区块单位(10－1、10－2…10－N)对应的驱动电极11－1、11－2…11－N进行显示的更新的行区块以外的行区块中，对驱动电极依次施加用于接触位置检测的驱动信号。
图8是用来说明液晶显示面板上的图像显示用的1水平扫描期间中的显示更新期间、与接触传感器的接触位置检测用的接触检测期间之间的关系的一例的时序图。
如图8所示，在显示更新期间中，对扫描信号线10依次输入扫描信号，并对连接在各子像素的像素电极的开关元件上的影像信号线9输入与所输入的影像信号对应的像素信号。另外，在图8中，在水平扫描期间的前后，存在与到脉冲状的扫描信号上升到规定电位为止的时间、和到下降到规定电位为止的时间相当的转换期间。
在本实施方式的液晶显示装置中，以与该显示更新期间相同的定时设有接触检测期间，将从显示更新期间中去除转换期间而得到的期间作为接触检测期间。
在图8所示的例子中，在扫描信号上升到规定的电位的转换期间结束的时间点，对驱动电极11施加作为驱动信号的脉冲电压。并且，使驱动电压脉冲在接触检测期间的大致中间处降低。接触位置的检测定时S如图8所示，存在于作为驱动信号的脉冲电压的下降点和接触检测期间结束点这两处。
另外，接触检测期间中的接触位置的检测动作如通过图3、图4所说明的那样。
接着，对本实施方式的液晶显示装置的接触传感器的电极构造进行说明。
图9是表示本实施方式的具备接触传感器功能的液晶显示装置中的液晶面板的结构的说明图。图10是对于接触传感器的电极结构、包含端子引出部而放大表示的说明图。另外，在图10中表示的微细的四边形状分别表示液晶面板中的由RGB的子像素形成的像素的排列构造。
图9所示的液晶面板1通过在由玻璃基板等透明基板构成的TFT基板1a上形成以矩阵状配置的像素电极、对应于各个像素电极设置并对向像素电极的电压施加进行通断控制的作为开关元件的薄膜晶体管(TFT)、以及共通电极等而形成图像显示区域13。另外，在图9中，像素电极及TFT的图示省略。
此外，在TFT基板1a上，配置有连接于影像信号线9的影像线驱动电路4和连接于扫描信号线10的扫描线驱动电路3。另外，如使用图1说明的那样，在TFT基板1a，相互大致正交形成有多个影像信号线9和多个扫描信号线10，扫描信号线10按TFT的每个水平列设置，共通地连接到水平列的多个TFT的栅极电极。影像信号线9按TFT的每个垂直列设置，共通地连接到垂直列的多个TFT的漏极电极。此外，在各TFT的源极电极上，连接与各个TFT对应的配置在像素区域中的像素电极。
如图9所示，在液晶面板1的图像显示区域13，作为构成接触传感器的一对电极，相互交叉地配置有多个驱动电极11和多个检测电极12。构成接触传感器的一对电极之中，一方的驱动电极11如使用图5说明的那样，形成为，N条驱动电极11－1、11－2…11－N在像素排列的行方向即水平方向上延伸。此外，构成接触传感器的一对电极之中，另一方的检测电极12以与上述N条驱动电极11－1、11－2…11－N交叉的方式，在像素排列的列方向即垂直方向上延伸而形成有多条。
如图9及图10所示，本实施方式的接触传感器的驱动电极11构成为：通过将以岛状分离的方式在行方向(水平方向)上配置的菱形形状的多个电极块11a彼此用与该电极块11a连续并形成于同层的连接部11b连接，从而形成为1条驱动电极11，且该结构的驱动电极11在列方向(垂直方向)上配置有多条。
此外，本实施方式的接触传感器的检测电极12构成为：通过将以岛状分离的方式在列方向(垂直方向)上配置的菱形形状的多个电极块12a彼此用与该电极块12a连续并形成于同层的连接部12b连接，从而形成为1条检测电极12，且该结构的检测电极12在行方向(水平方向)上配置有多条。
并且，在本实施方式的接触传感器中，驱动电极11的各个电极块11a和检测电极12的各个电极块12a以电极块彼此不对置的方式、即以在液晶面板的厚度方向上不相互重合的方式配置。另外，如图9、图10所示，驱动电极11及检测电极12在图像显示区域13的中央部分分别呈菱形形状，但在图像显示区域13的周边端部为将菱形形状分割为一半而得到的三角形状。
此外，如图9、图10所示，设有用来将各个驱动电极11电连接到传感器驱动电路6的端子引出部17。
如图10所示，端子引出部17具有从驱动电极11的端部的电极块引出的多条引出配线部17a、和将该多条引出配线部17a共通地电连接的由低电阻的金属材料构成的共通配线部17b。此外，共通配线部17b形成为相对于引出配线部17a而言宽度较宽的所谓实体图案(solid pattern)状。另外，在图10中，仅以驱动电极11的端子引出部17为例进行了图示，但根据驱动电极11和检测电极12的形成方法，检测电极12的端子引出部也与图10所示的驱动电极11的端子引出部17同样，能够做成将各自的引出配线部用宽度较宽的实体图案状的共通配线部连接的结构。
图11及图12是对构成接触传感器的电极的端子引出部进行说明的图。
图11是将在图10中表示为A部的驱动电极11的端子引出部17放大表示的平面图。此外，图12是表示用图11所示的a－a线切断得到的剖面结构的剖面图。
如图11、图12所示，在本实施方式的液晶显示装置的接触传感器中，从驱动电极11的端部的电极块引出的多条引出配线部17a的前端部，通过形成通孔连接部17c而电连接于隔着层间绝缘膜18形成在其背面侧的由低电阻的金属材料构成的宽度较宽的共通配线部17b。
图13是表示在图10中表示为B部的部分、即形成有接触传感器的检测电极12的部分的、液晶面板的一个子像素及其周边部的结构的一例的平面图。
如图13所示，在本实施方式的液晶显示装置的液晶面板中，在TFT基板1a的液晶层侧的面，由铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)等的透明导电材料构成的像素电极19、在像素电极19上连接着源极电极的TFT20、连接在TFT20的栅极电极上的扫描信号线10、以及连接在TFT20的漏极电极上的影像信号线9适当地隔着形成在各电极层之间的绝缘膜层叠形成。进而，在本实施方式的液晶面板中，具备形成在像素电极19的周边部的、由铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)等的透明导电材料和金属层构成的检测电极12。
TFT20具有半导体层及与半导体层分别欧姆连接的漏极电极和源极电极，源极电极经由未图示的接触孔连接于像素电极19。在半导体层的下层，形成有与扫描信号线10连接的栅极电极。
另外，图13所示的例子是作为本实施方式的液晶显示装置中的液晶面板而使用被称作IPS方式的对液晶层施加横向电场的方式的液晶面板的情况下的例子，将像素电极19形成为梳齿形状，以使像素电极19与共通电极之间的电场达到构成1个子像素的有效区域的液晶整体。此外，以将形成有像素电极19的有效区域包围的方式设置边界区域，该有效区域的部分的液晶层对图像显示带来贡献，该边界区域的部分的液晶层对图像显示不带来贡献，并在该边界区域中配置有扫描信号线10、影像信号线9。并且，在扫描信号线10与影像信号线9的交点附近配置有TFT20。
进而，作为图13而表示的图10中的B部是形成有作为构成接触传感器的电极的检测电极12的区域。因此，在本实施方式的液晶显示装置的液晶面板中，在以将上述有效区域包围的方式形成的边界区域即像素电极19的周边部的、与影像信号线9及扫描信号线10重复的位置，将有效区域包围而形成有大致并行交叉(parallel cross)状的检测电极12。
另外，虽然在图13中没有图示，但在本实施方式的液晶显示装置的液晶面板1中，以与像素电极19隔着层间绝缘膜对置的方式形成有共通电极。并且，在本实施方式的液晶面板1中，将该共通电极的一部分兼用作接触传感器的驱动电极11。
图10中表示为C部的、将在液晶面板1中为了图像显示而使用的共通电极用作驱动电极11的部分，由于作为液晶面板的图像显示用的电极结构是共通的，所以液晶面板的一个子像素及其周边部的结构成为与图13所示的结构大致相同的结构。但是，在作为图10的B部而表示在图13中的部分的结构、以及C部的结构中，在作为有效区域的周边部的周边区域是否配置有检测电极12这一点上不同。如图10所示，由于在表示为C部的区域中没有形成检测电极12，所以在表示为C部的部分的子像素及其周边部的结构中，不存在图13所示那样的、与边界区域的影像信号线9及扫描信号线10重复形成的检测电极12。
图14(a)、图14(b)是用来说明关于构成本实施方式的液晶面板的接触传感器的、一对电极各自的配置的平面图。图14(a)是说明检测电极12的配置的图，示出了作为像素电极19的下层而形成在像素电极19与共通电极之间的层间绝缘层的、像素电极侧的电极配置。此外，图14(b)是表示驱动电极11的配置结构的图，示出了在作为像素电极19的下层形成的层间绝缘层的与像素电极19相反的一侧形成的、部分兼作驱动电极11的共通电极的电极配置。
此外，图15A、图15B、图15C、图15D是将液晶面板的共通电极和兼作液晶面板的共通电极的接触传感器的驱动电极、以及接触传感器的检测电极放大表示的说明图。在图15A、图15D中，表示仅用作共通电极的电极部分、兼作共通电极的驱动电极、以及检测电极的位置关系。此外，在图15B中示出了检测电极，在图15C中关于共通电极示出了仅用作共通电极的电极部分和兼作共通电极的驱动电极。
首先，关于共通电极，说明仅用作共通电极的电极部分和兼作共通电极的接触传感器的驱动电极部分的结构。
如图14(b)、图15A～图15D所示，兼作液晶面板的共通电极的驱动电极11，通过将以岛状分离的方式在行方向(水平方向)上配置的菱形形状的多个电极块11a彼此经由与该电极块11a连续并形成于同层并且面积比电极块11a小的连接部11b相互电连接，形成1条在水平方向上配置的驱动电极11。并且，做成该结构的驱动电极11在列方向(垂直方向)上配置有多条的结构。
此外，仅作为共通电极发挥作用的电极图案24是与驱动电极11同样的形状，经由相对于驱动电极11电气分离的狭缝25配置在驱动电极11间。即，电极图案24通过将以岛状分离的方式在行方向(水平方向)上配置的菱形形状的多个电极块24a彼此经由与该电极块24a连续并形成于同层并且面积比电极块24a小的连接部24b相互电连接，形成1条在水平方向上配置的驱动电极24。并且，做成该结构的驱动电极24在与驱动电极11之间设置狭缝25并在列方向(垂直方向)上配置有多条的结构。
这样，在本技术的接触传感器中，为了液晶面板的图像显示，通过将隔着层间绝缘层而与像素电极19在液晶面板的厚度方向上对置、且除了在需要的部位形成的通孔部分等以外作为大致实体图案遍及液晶面板的图像显示面整体而形成为面状的共通电极用狭缝25电分割，形成分别形成为菱形形状的岛状的多个块、和将该块彼此连接的连接部。并且，通过将这些岛状的块使用连接部在水平方向上连接，形成在水平方向上延伸的驱动电极11。此外，同时，将没有被用作驱动电极的剩余部分的仍为菱形的岛状的块也用连接部将它们在水平方向上连接，做成位于驱动电极的行之间的在水平方向上延伸的电极图案。
作为接触传感器的另一方的电极的检测电极12如使用图13说明的那样，在以将液晶面板的各子像素中形成有像素电极19的有效区域包围的方式形成的边界区域，形成在与影像信号线9及扫描信号线10重复的位置。并且，在纵向及横向上适当连接在将各个子像素的周围围住的边界区域形成的检测电极，整体上将以岛状分离的方式在列方向(垂直方向)上配置的菱形形状的多个电极块12a彼此经由与该电极块12a连续并形成于同层并且面积比电极块12a小的连接部12b相互电连接。这样，形成在纵向上排列的1条检测电极12。并且，做成将该结构的检测电极12在水平方向上配置多条的结构。由此，驱动电极11及检测电极12构成图5所示那样的电路。
构成检测电极12的菱形形状的电极块12a通过将在多个子像素的像素电极19各自的周围形成的检测电极12相互电连接为集合体而形成，并且以相互以岛状分离的状态在行方向上配置。检测电极12的连接部12b由存在于构成电极块12a的多个像素间的其他像素中形成的检测电极12构成，形成为相对于电极块12a较小的面积。
进而，如图15A所示，检测电极12的电极块12a以不与兼作共通电极的驱动电极11的电极块11a对置的方式、即检测电极12的电极块12a和驱动电极11的电极块11a在液晶面板的厚度方向上不重叠的方式配置。此外，检测电极12的电极块12a是比驱动电极11的电极块11a及共通电极的电极图案24的电极块24a小的面积，以相对于共通电极的电极图案24的电极块24a在液晶面板的厚度方向上对置的方式、即隔着层间绝缘膜层叠而配置。
图15D是在图15A中表示为D部的区域的放大图。
对于在图15A中呈整体的菱形形状的驱动电极11和检测电极12的各自的电极块而言，如果如图15D那样将各个像素的子像素放大到能够辨识的大小，则实际为菱形形状的电极块的斜边的部分如图15D所示那样形成为阶梯状。这里，图15D所示的区域E表示由红(R)绿(G)蓝(B)的子像素构成的1个像素的区域。
图16(a)、图16(b)是在图15D中表示的区域F部及区域G部各自的概略剖面图。
如图16(a)、图16(b)所示，液晶面板1具有由玻璃基板等透明基板构成的TFT基板1a、以及与该TFT基板1a对置且设置规定的间隙而配置的对置基板1b，通过在TFT基板1a与对置基板1b之间封入液晶材料1c而构成。
TFT基板1a位于液晶面板1的背面侧，在构成TFT基板1a的主体的透明基板的表面，形成有配置为矩阵状的像素电极19、对应于各个像素电极19而设置的对向像素电极19的电压施加进行通/断控制的作为开关元件的TFT、以及隔着层间绝缘层而与像素电极19层叠而形成的共通电极等。另外，如上述那样，本实施方式的液晶面板1的共通电极被分离为兼作接触传感器的驱动电极11的部分、和不兼作接触传感器的驱动电极而仅作为共通电极发挥功能的部分。
对置基板1b位于液晶面板1的前面侧，在构成对置基板1b主体的透明的基板，在与形成于TFT基板1a的像素电极19对应而在液晶面板的厚度方向上重叠的位置，形成有用来分别构成红(R)、绿(G)、蓝(B)的子像素的3原色的滤色器21R、21G、21B、以及配置在这些R、G、B的子像素之间和由3个子像素构成的一个像素间、用来提高显示的图像的对比度的由遮光材料构成的作为遮光部的黑矩阵22。
另外，详细的说明省略，但如图16(a)、图16(b)所示，与通常的有源矩阵的液晶面板同样，在形成于TFT基板1a的电极及配线等被施加规定电位的各构成要素间，形成有层间绝缘膜23。
如上述那样，在TFT基板1a，以相互正交的方式配置有连接到TFT20的漏极电极的多个影像信号线9、和连接到栅极电极的多个扫描信号线10。扫描信号线10按照TFT的每个水平列设置，共通地连接到水平列的多个TFT20的栅极电极。影像信号线9按照TFT20的每个垂直列设置，共通地连接到垂直列的多个TFT20的漏极电极。此外，在各TFT20的源极电极上，连接与各个TFT20对应的像素电极19。
如图16(a)所示，在本公开的液晶面板中，为了将共通电极利用为接触传感器的驱动电极，在与对置基板1b的黑矩阵22对置的位置的共通电极处形成狭缝25，狭缝25的一侧成为接触传感器的驱动电极11，狭缝25的另一侧成为具有仅作为共通电极的功能的电极图案24。
此外，在本公开的液晶面板中，如使用图13说明的那样，以将形成有像素电极19的有效区域包围的方式设置边界区域，如图16(b)所示，在边界区域中的与对置基板1b的黑矩阵22对置的位置，形成有检测电极12。
图17是使用图15A等说明的本公开的液晶面板的结构中的、驱动电极11的电极块11a与检测电极12的电极块12a之间的等价电路图。
如图17所示，驱动电极11的电极块11a和检测电极12的电极块12a以不相互对置的方式、即在液晶面板的厚度方向上不重叠的方式配置。因此，如在图17中图示那样，在电极块11a与电极块12a的边缘部分之间形成规定的静电电容。通过这样，能够使驱动电极11与检测电极12之间的互电容减小，所以当进行使用图3说明了其原理的接触检测动作时，能够提高检测灵敏度。
此外，如图15A所示，检测电极12的电极块12a构成为比驱动电极11的电极块11a及共通电极的电极图案24的电极块24a小的面积。通过这样，在从检测电极12向驱动电极11的路径间存在共通电极的电极图案24，能够使驱动电极11与检测电极12之间的互电容进一步减小。结果，在本公开的接触面板中，能够进一步提高接触检测动作时的检测灵敏度。
图18(a)及图18(b)是用来说明本技术的其他例的接触传感器的结构和作用效果的剖面图。
为了将液晶面板1的共通电极作为接触传感器的一方的电极共用，在本公开的液晶面板中，通常在形成为大致实体图案的共通电极处设置狭缝25。如图18(a)所示，若在共通电极处设置狭缝25，将共通电极的一部分与接触传感器的一方的电极(在图18所示的例子中是驱动电极11)共用，则来自形成在TFT基板1a的更下层侧部分的影像信号线9等的泄漏电场会到达液晶层，液晶取向有可能发生紊乱。特别是，在如本实施方式的液晶面板那样作为驱动电极11和检测电极12而形成菱形形状的岛状的电极图案的情况下，需要在列方向(垂直方向)上形成狭缝25。另一方面，由于影像信号线9也形成在列方向(垂直方向)上，所以列方向(垂直方向)的狭缝25的位置与影像信号线9的位置相互重合。因此，来自形成在影像信号线9的上表面的狭缝25的泄漏电场的影响变大。
所以，在本技术的液晶面板中，如图18(b)所示，在与为了作为接触传感器的一方的电极即驱动电极11进行共用而设在共通电极处的狭缝25相对应的位置、即在液晶面板的厚度方向上与狭缝25重叠的像素电极19间的位置，设有遮蔽电极26。另外，构成为，在像素电极19之间配置遮蔽电极26的情况下，电场抑制用的遮蔽电极26施加不给液晶面板的图像的显示驱动带来影响的电位的电压、例如对共通电极施加的电压。
另外，在图18(b)所示的例子中，与接触传感器的另一方的电极即检测电极12另行地设置遮蔽电极26，但也可以做成与接触传感器的检测电极12同时形成而共用的结构。
如以上说明，通过在与形成于共通电极的狭缝25重合的位置形成遮蔽电极26，能够起到将来自形成在TFT基板1a的下层部分的影像信号线9的泄漏电场遮蔽的作用，能够抑制该泄漏电场为原因的液晶取向的紊乱。
图19是在本技术的接触传感器中表示检测电极12的结构例的详细构造的放大剖面图。
图19所示的结构的检测电极12是如以下这样形成的：在形成像素电极19之前，在层间绝缘层23上，将由铝或铜等低电阻的金属材料构成的下层部27a使用感光曝光法等周知的电极形成方法形成为规定的图案形状，然后，通过形成像素电极19的感光曝光法的相同的工序，将由铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)等的透明导电材料构成的上层部27b层叠于下层部27a。
通过做成这样的结构，作为接触传感器的电极，能够形成低电阻的电极，能够实现接触传感器的高灵敏度化、节电驱动。
如以上那样，本技术是一种显示装置，具备：作为显示面板的液晶面板1，具有多个像素电极19及与该像素电极19对置设置的共通电极，对控制向上述像素电极19的电压施加的开关元件依次施加扫描信号而进行显示的更新；以及输入装置，具有通过将液晶面板1的共通电极用狭缝25分割而形成的多条驱动电极11、以及以与该驱动电极11交叉的方式配置在上述像素电极19的周边部的检测电极12，在上述驱动电极11与检测电极12之间形成有电容元件。并且，上述驱动电极11的在行方向上排列的岛状的多个电极块11a彼此经由连接部11b相互电连接，上述检测电极12的在列方向上排列的岛状的多个电极块12a彼此经由连接部12b相互电连接，驱动电极11的电极块11a和检测电极12的电极块12a以相互不对置的方式配置。通过具备这样的结构，本技术能够提供一种具备能够与显示面板一起容易地组装到显示装置内的输入装置的显示装置。
此外，驱动电极11和检测电极12在电极块11a与电极块12a的边缘部分之间形成规定的静电电容，能够使互电容减小，由此能够提高接触检测动作时的检测灵敏度。
产业上的可利用性
如以上那样，本技术作为具备电容耦合方式的输入装置的显示装置是具有实用性的发明。

Claims (2)

1.一种显示装置，具备：
显示面板，具有多个像素电极以及与该像素电极对置设置的共通电极，对控制向上述像素电极的电压施加的开关元件依次施加扫描信号而进行显示的更新；以及
输入装置，具有通过将上述显示面板的上述共通电极分割而形成的多条驱动电极以及与该驱动电极交叉地配置在上述像素电极的周边部的检测电极，在上述驱动电极与上述检测电极之间形成有电容元件；
该显示装置的特征在于，
上述驱动电极的在行方向上排列的岛状的多个电极块彼此经由连接部相互电连接；
上述检测电极的在列方向上排列的岛状的多个电极块彼此经由连接部相互电连接；
上述驱动电极的上述电极块和上述检测电极的上述电极块以不相互对置的方式配置。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
上述驱动电极及上述检测电极的上述连接部，与上述电极块连续而形成于同层。
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