JP2010182120A - 情報入力装置、及び情報入出力装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の基板2と、第2の基板3と、位置検出部24と、画素電極9と、共通電極7とを有する。第1の基板2と第2の基板3は対向して形成されるものである。また、位置検出部24は、少なくとも3つ以上のセンサ電極19a,19b,16で構成されており、第1の基板2または、第2の基板3の少なくとも一方の基板のたわんだ位置を、3つのセンサ電極間の電気的変化により検出するものである。また、画素電極9及び共通電極7は画素毎に形成されており、画素電極9と共通電極7の、電極間の電圧もしくは電流の変化により、第1の基板2、又は第2の基板3から射出する光の光量を制御する。
【選択図】図1
Description
アレイ基板101は、絶縁基板104と、その絶縁基板104上に画素に対応して形成される複数個のスイッチング素子である薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:以下TFT)107とを有して構成される。そして、TFT107上部には、TFT107を被覆して平坦化するための平坦化膜105を有し、平坦化膜105に形成されたコンタクト部118を通して、TFT107に接続される画素電極106が、その平坦化膜105上にパターン形成されている。さらに、その画素電極106上部には、図示しない配向膜を有する。
対向基板102は、ガラス、又はポリカーボネート(PC)等のような透明な絶縁基板109と、絶縁基板109の一主面に形成されるカラーフィルタ層110と、カラーフィルタ層110上に形成される平坦化膜111とを有する。また、平坦化膜111上には、突起状のセンサ調整層115と、そのセンサ調整層115を含む全面に形成される共通電極112とを有する。さらに、その共通電極112上の所定の位置に、液晶層103の厚さを保持する為に形成されるスペーサ層114と、そのスペーサ層114を除く全面に形成される図示しない配向膜とを有する。
平坦化膜111は、カラーフィルタ層110面上を平坦化するものであり、光透過性の材料で構成される。
センサ調整層115は、平坦化膜111上の所定の位置に突起状に形成されるものであり、セル厚(液晶層103の厚さ)よりも小さい値を有するように形成される。このセンサ調整層115を含む全面に、共通電極112が形成される。従来例においては、このセンサ調整層上面に形成される共通電極112により、センサ電極116が構成される。
また、画素電極と共通電極の、電極間の電圧もしくは電流の変化により、第1の基板、又は第2の基板から射出される光の光量を制御することにより、所望の映像が表示される。
1.第1の実施形態:情報入出力装置の例(タッチパネル内蔵液晶表示装置)
2.第2の実施形態:情報入出力装置の例(タッチパネル内蔵液晶表示装置)
3.第3の実施形態:情報入出力装置の例(タッチパネル内蔵液晶表示装置)
4.第4の実施形態:情報入出力装置の例(タッチパネル内蔵液晶表示装置)
5.第5の実施形態:情報入出力装置の例(タッチパネル内蔵液晶表示装置)
6.第6の実施形態:情報入出力装置の例(タッチパネル内蔵液晶表示装置)
7.第7の実施形態:情報入力装置の例(タッチパネル)
[情報入出力装置の構成]
図1A,Bに、本発明の第1の実施形態に係る情報入出力装置の概略断面構成及び平面構成を示す。図1A,Bに示す情報入出力装置1は、センサ機能を有する液晶表示装置、すなわち、タッチパネル内蔵液晶表示装置を例としたものである。
第1の基板2は、絶縁基板5、TFT11、絶縁膜6、共通電極7、絶縁膜8、センサ調整層10a,10b、画素電極9、第1センサ電極19a,19b、スペーサ層18、及び図示しない配向膜を含んで構成されている。
共通電極7は、透明電極とされ、例えばITO等の透光性導電材料を用いて形成されている。共通電極7は、複数の画素21に跨って形成されてもよく、複数の画素21に形成された共通電極7には、共通の電位が供給される。
そして、画素電極9を含む液晶層4に面する絶縁膜8上には、図示しない配向膜が形成されている。
第2の基板3は、絶縁基板13と、カラーフィルタ層14と、平坦化膜15と、第2センサ電極16と、図示しない配向膜とを含んで構成されている。
液晶層4は、互いの図示しない配向膜を向き合わせて配置された第1の基板2と第2の基板3との間に液晶17が封入されることにより形成されている。液晶層4の厚さは、前述したスペーサ層18の高さにより安定に保持されている。本実施形態例では、液晶層4と、画素電極9と、共通電極7とにより画素21毎に液晶セルが構成される。
以下に、本実施形態例の情報入出力装置におけるタッチ位置の検出時の動作を、図3に示す等価回路を用いて説明する。
図4によれば、従来のタッチセンサ内蔵型液晶表示装置では、位置検出部を構成する電極間距離を小さくするにつれて、不良率が大幅に増加している。これに対し、本実施形態例の情報入出力装置1では、第1センサ電極19a,19bと第2センサ電極16間の距離を0.3μmまで小さくしても、不良率がほぼ0%となっている。
本実施形態例の情報入出力装置1では、2つの第1センサ電極19a,19b間の電気的変化を、電位が印加されていないフローティング電極である第2センサ電極16の橋渡しにより行われる。すなわち、3つのセンサ電極が接触して初めてタッチ位置が検出されるという構成であるので、2つのセンサ電極間の電気的変化によってタッチ位置を検出場合に比べて、誤検知が低減される。このため、センサ調整層10a,10bを用いてセンサ電極間の距離を小さくし、位置検出部24のセンサ感度を向上させた場合でも、異物等による誤検知などが低減され、歩留りの向上が図られる。
図5における例では、赤色のカラーフィルタ層14rを隣接画素に延在させて形成し、赤色のカラーフィルタ層14r上に、第2センサ電極16を形成している。このように、同色のカラーフィルタ層14r上に第2センサ電極16が形成されることにより、タッチ感度の低下を抑えることが可能となる。
[情報入出力装置の構成]
図7A,Bに、本発明の第2の実施形態に係る情報入出力装置の概略断面構成及び平面構成を示す。図7A,Bに示す情報入出力装置は、センサ機能を有する液晶表示装置、すなわち、タッチパネル内蔵液晶表示装置を例としたものである。図7において、図1に対応する部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
図9Aに、第2の実施形態における変形例1の概略平面構成を示し、図9Bに、図9AのA−A’断面構成を示す。図9A,Bにおいて、図1A,Bに対応する部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
図10Aに、第2の実施形態における変形例2の概略平面構成を示し、図10Bに、図10AのA−A’断面構成を示す。図10A,Bにおいて、図1A,Bに対応する部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
[情報入出力装置の構成]
図11A,Bに、本発明の第3の実施形態に係る情報入出力装置の概略断面構成及び平面構成を示す。図11A,Bに示す情報入出力装置40は、センサ機能を有する液晶表示装置、すなわち、タッチパネル内蔵液晶表示装置を例としたものである。図11において、図1に対応する部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
[情報入出力装置の構成]
図13A,Bに、本発明の第4の実施形態に係る情報入出力装置の概略断面構成及び平面構成を示す。図13A,Bに示す情報入出力装置80は、センサ機能を有する液晶表示装置、すなわち、タッチパネル内蔵液晶表示装置を例としたものである。図13において、図11に対応する部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
[情報入出力装置の構成]
図15に、本発明の第5の実施形態に係る情報入出力装置の概略断面構成を示す。図15に示す情報入出力装置50は、センサ機能を有する液晶表示装置、すなわち、タッチパネル内蔵液晶表示装置を例としたものである。図15において、図1Aに対応する部分には同一符号を付し重複説明を省略する。また、本実施形態例における要部の平面構成は、図1Bと同様であるから、図示を省略する。
[情報入出力装置の構成]
図18に、本発明の第6の実施形態に係る情報入出力装置の概略構成を示す。また、図19A,Bに、図18のA−A’線上に沿う断面構成、及びB−B’線上に沿う断面構成を示す。図18に示す情報入出力装置60は、センサ機能を有する液晶表示装置、すなわち、タッチパネル内蔵液晶表示装置を例としたものであり、半透過型の液晶表示装置の例である。図18,19において、図1B及び図15に対応する部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
[情報入力装置の構成]
図21に本発明の第7の実施形態に係る情報入力装置の概略断面構成を示す。本実施形態例の情報入力装置90は、液晶表示装置等の表示装置上に取り付けて用いることのできるタッチパネルを例とするものである。
第2の基板92は、第1の基板91に対向して形成され、例えば、ガラスやポリカーボネート等からなる透明な材料により、平板状に形成されている。第1の基板91と第2の基板92との距離は、スペーサ層93の高さにより一定に保持されている。
第1センサ電極96a,96bは、第1の基板91上に形成されている。また、第2センサ電極95は、第2の基板92上の、第1センサ電極96a,96bに対向する領域に形成されている。本実施形態例では、第1センサ電極96a,96bには電圧が印加される構成とされており、第2センサ電極はフローティング電極とされている。
Claims (16)
- 第1の基板と、
前記第1の基板に対向して形成される第2の基板と、
少なくとも3つ以上のセンサ電極で構成され、前記第1の基板、及び前記第2の基板の少なくとも一方の基板のたわんだ位置を、前記センサ電極間の電気的変化により検出する位置検出部
を含む情報入力装置。 - 前記位置検出部の前記少なくとも3つ以上のセンサ電極は、第1の基板に形成された少なくとも2つ以上の第1センサ電極と、第2の基板に形成された少なくとも1以上の第2センサ電極とから構成される
請求項1記載の情報入力装置。 - 前記第2センサ電極は、フローティング電極であり、前記一方の基板のたわんだ位置は、前記第2センサ電極による前記2つ以上の第1センサ電極間の電気的変化により検出する請求項2記載の情報入力装置。
- 前記第1センサ電極及び/又は前記第2センサ電極は、センサ調整層上に形成される
請求項3記載の情報入力装置。 - 前記電気的変化は、前記センサ電極間の電圧変化である
請求項4記載の情報入力装置。 - 前記電気的変化は、前記センサ電極間の容量変化である
請求項4記載の情報入力装置。 - 第1の基板と、
前記第1の基板に対向して形成される第2の基板と、
少なくとも3つ以上のセンサ電極で構成され、前記第1の基板、及び前記第2の基板の少なくとも一方の基板のたわんだ位置を、前記センサ電極間の電気的変化より検出する位置検出部と、
電極間の電圧もしくは電流の変化により、前記第1の基板、又は第2の基板から射出する光の光量を制御するために画素毎に形成された画素電極、及び前記画素電極に対向して形成された共通電極、
を含む情報入出力装置。 - 前記画素電極は前記センサ電極を兼ねる
請求項7記載の情報入出力装置。 - 前記位置検出部の前記少なくとも3つ以上のセンサ電極は、第1の基板に形成された少なくとも2つ以上の第1センサ電極と、第2の基板に形成された少なくとも1以上の第2センサ電極とから構成され、前記第1センサ電極は、画素電極を兼ねる
請求項8記載の情報入出力装置。 - 前記第2センサ電極は、フローティング電極である
請求項9記載の情報入出力装置。 - 前記2以上の第1センサ電極のうち、少なくとも2つの第1センサ電極は、それぞれ異なる画素の画素電極で構成され、異なる信号配線に接続されている
請求項10記載の情報入出力装置。 - 前記第1センサ電極及び/又は第2センサ電極はセンサ調整層上に形成される
請求項11記載の情報入出力装置。 - 画素毎に形成されたカラーフィルタ層を有し、
前記第1センサ電極及び前記第2センサ電極は、同一のカラーフィルタ層に対向する領域に形成される
請求項12記載の情報入出力装置。 - 前記第1の基板と前記第2の基板間に、液晶材料が封入された液晶層を有する
請求項13記載の情報入出力装置。 - 前記電気的変化は、前記センサ電極間の電圧変化である
請求項14記載の情報入出力装置。 - 前記電気的変化は、前記センサ電極間の容量変化である
請求項14記載の情報入出力装置。
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