JP2017215854A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】タッチ位置及び押圧を検出することができるタッチセンサを内蔵した表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】センシング回路56は、複数の第1電極46及び複数の第2電極48からなる電極群の少なくとも1つに寄生する第1静電容量に対応する第1物理量を測定し、得られた第1測定値が第1範囲から外れるときに、指を含む導電体の接近に起因して第1静電容量の有意な変化があったことを検知する。センシング回路56は、さらに、複数の第1電極46のそれぞれと複数の第2電極48のそれぞれとの間の第2静電容量に対応する第2物理量を測定し、得られた第2測定値が第2範囲から外れるときに、押圧力による絶縁弾力層50の圧縮に起因して第2静電容量の有意な変化があったことを検知する。【選択図】図4

Description

本発明は、表示装置に関する。
スマートホンなどのモバイルディスプレイのタッチパネルには、静電容量方式が広く採用されている。タッチパネルは、従来ディスプレイとは別に形成することが多かったが、最近は、薄さ、低コスト、光学特性の優位性から内蔵化の傾向が見られる。
特表2011−501307号公報 特開2014−186711号公報
センシングの方式として、位置の検出だけでなく、指で押したときの押圧を検出する感圧センサを搭載することが知られている(特許文献1)。感圧センサは、透明ではないので、発光を妨げないように、タッチ位置検出用のセンサとは別に、ディスプレイの後ろまたは表示領域の周辺領域(額縁)に置かれていた。特許文献2には、圧電センサを表示装置の表示面に重ねることが記載されているが、位置検出用及び押圧検出用の電極が別々に必要であった。この場合、表示装置とは別に、少なくとも1種類のタッチセンサが必要となり、両者を貼りつけなければならず、薄さ、コストに問題があった。
本発明は、タッチ位置及び押圧を検出することができるタッチセンサを内蔵した表示装置を提供することを目的とする。
本発明に係る表示装置は、陰極及び陽極の間に発光層が挟まれた構造を有する発光素子層と、前記発光素子層を覆う封止層と、前記封止層上に積層し、第1方向にそれぞれが延びて前記第1方向に交差する第2方向に隣り合う複数の第1電極と、前記複数の第1電極の上方で、前記第2方向にそれぞれが延びて前記第1方向に隣り合う複数の第2電極と、前記複数の第1電極と前記複数の第2電極との間に間隔を確保するために介在する絶縁弾力層と、センシング回路と、を有し、前記センシング回路は、前記複数の第1電極及び前記複数の第2電極からなる電極群のそれぞれに寄生する第1静電容量に対応する第1物理量を測定し、得られた第1測定値が第1範囲から外れるときに、指を含む導電体の接近に起因して前記第1静電容量の有意な変化があったことを検知し、前記センシング回路は、さらに、前記複数の第1電極のそれぞれと前記複数の第2電極のそれぞれとの間の第2静電容量に対応する第2物理量を測定し、得られた第2測定値が第2範囲から外れるときに、押圧力による前記絶縁弾力層の圧縮に起因して前記第2静電容量の有意な変化があったことを検知することを特徴とする。本発明によれば、第1電極と第2電極を、タッチ位置の検出及び押圧の検出に共用する。また、両機能を備えたセンサを表示装置のタッチ側(発光方向)に有する。このため、薄さ、コスト、タッチ感度、及び光学特性に優れている。また、表示装置の周辺領域にセンサを置く必要が無い事から、狭額縁化を達成できる。
本発明の第1の実施形態に係る表示装置の斜視図である。 図1においてIIで指す部分を示す拡大図である。 図2に示す表示装置のIII−III線断面の拡大図である。 図2に示す表示装置のIV−IV線断面の拡大図である。 図2に示す表示装置のV−V線断面の拡大図である。 第1の実施形態に係る表示装置のタッチセンシングのための回路を示す図である。 第1の実施形態に係る表示装置のタッチセンシングのフローを示す図である。 画面を指で押した状態を示す図である。 第1の実施形態に係る表示装置の押圧センシングのための回路を示す図である。 第1の実施形態に係る表示装置の押圧センシングのフローを示す図である。 本発明を適用した第2の実施形態に係る表示装置のタッチセンシングのための回路を示す図である。 第2の実施形態に係る表示装置のタッチセンシングのフローを示す図である。 本発明を適用した第3の実施形態に係る表示装置の絶縁弾力層を示す断面図である。 本発明を適用した第4の実施形態に係る表示装置を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
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。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。
さらに、本発明の詳細な説明において、ある構成物と他の構成物の位置関係を規定する際、「上に」「下に」とは、ある構成物の直上あるいは直下に位置する場合のみでなく、特に断りの無い限りは、間にさらに他の構成物を介在する場合を含むものとする。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る表示装置の斜視図である。表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を例に挙げる。表示装置は、例えば、赤、緑及び青からなる複数色の単位画素(サブピクセル)を組み合わせて、フルカラーの画素を形成し、フルカラーの画像を表示するようになっている。表示装置は、第1基板10を有する。第1基板10には、画像を表示するための素子を駆動するための集積回路チップ12が搭載され、外部との電気的接続のために図示しないフレキシブルプリント基板を接続してもよい。
図2は、図1においてIIで指す部分を示す拡大図である。図3は、図2に示す表示装置のIII−III線断面の拡大図である。第1基板10は、樹脂又はガラスからなる。第1基板10は、ポリイミドやポリエチレンテレフタラート等の可撓性を有するフィルムなどを用いる事もできる。第1基板10には、それ自体が含有する不純物に対するバリアとなるアンダーコート層14が形成される。アンダーコート層14は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等からなり、それらの積層構造であっても良い。アンダーコート層14の上には半導体層16が形成されている。半導体層16にソース電極18及びドレイン電極20が電気的に接続し、半導体層16を覆ってゲート絶縁膜22が形成されている。ゲート絶縁膜22の上にはゲート電極24が形成され、ゲート電極24を覆って層間絶縁膜26が形成されている。ソース電極18及びドレイン電極20は、ゲート絶縁膜22及び層間絶縁膜26を貫通している。半導体層16、ソース電極18、ドレイン電極20及びゲート電極24によって薄膜トランジスタ28が構成される。薄膜トランジスタ28を覆うようにパッシベーション膜30が設けられている。
パッシベーション膜30の上には、平坦化層32が設けられている。平坦化層32の上には、複数の単位画素(サブピクセル)それぞれに対応するように構成された複数の陽極34(例えば画素電極)が設けられている。平坦化層32は、少なくとも陽極34が設けられる面が平坦になるように形成される。平坦化層32としては、感光性アクリル樹脂等の有機材料が多く用いられる。陽極34は、平坦化層32及びパッシベーション膜30を貫通するコンタクトホール36によって、半導体層16上のソース電極18及びドレイン電極20の一方に電気的に接続している。
平坦化層32及び陽極34上に、絶縁層38が形成されている。絶縁層38は、陽極34の周縁部に載り、陽極34の一部(例えば中央部)を開口させるように形成されている。絶縁層38によって、陽極34の一部を囲むバンクが形成される。
陽極34上に発光層40が設けられている。発光層40は、陽極34ごとに別々に(分離して)設けられ、絶縁層38にも載るようになっている。この場合は各画素に対応して青、赤、緑で発光層40が発光するようになる。各画素に対応する色はこれに限られず、例えば、黄、白等でも良い。これらの層は、例えば、蒸着により形成される。また、これらの層は表示領域を覆う全面に、又は複数の画素に亘って形成されても良い。つまり、図3において、発光層40が絶縁層38上で連続する構成となる。この場合、発光層40は溶媒分散による塗布により形成される。ベタ形成の場合には、全サブピクセルにおいて白色光を得て、第2基板54にカラーフィルタを設けることにより所望の色波長部分を取り出す構成とすることができる。
発光層40の上には、陰極42(例えば共通電極)が設けられている。陰極42は、バンクとなる絶縁層38の上方に載るように形成する。発光層40並びに発光層40を挟む陽極34及び陰極42を含む発光素子層43が構成される。発光層40は、陽極34及び陰極42に挟まれ、両者間を流れる電流によって輝度が制御されて発光する。発光層40と陽極34との間には、図示しない正孔輸送層及び正孔注入層の少なくとも一層を設けてもよい。発光層40と陰極42との間には、図示しない電子輸送層及び電子注入層の少なくとも一層を設けてもよい。発光素子層43は、陰極42に積層する封止層44によって覆われることで封止されて水分から遮断される。封止層44は、SiNなどの無機膜を含み、積層構造であっても良い。例えば、一対の無機層の間に樹脂などの有機膜を挟む構造であってもよい。図3において封止膜44は粘着層52側に段差を有しているが、十分な厚さを有する場合、粘着層52側は平坦であっても良い。
封止層44の上には、複数の第1電極46が形成されている。図2に示すように、複数の第1電極46は、第1方向D1にそれぞれが延びて第1方向D1に交差(例えば直交)する第2方向D2に隣り合う。また、複数の第1電極46の上方で、複数の第2電極48が、第2方向D2にそれぞれが延びて第1方向D1に隣り合う。
図4及び図5は、それぞれ、図2に示す表示装置のIV−IV線断面及びV−V線断面の拡大図である。複数の第1電極46と複数の第2電極48との間には、間隔を確保するために絶縁弾力層50が介在する。絶縁弾力層50は、誘電体からなる。絶縁弾力層50の材料としては、ポリウレタンや酢酸セルロース等がある。これらの材料は、水や高揮発性の溶媒(エタノール、アセトン等)を使用して層を形成することができるため、発光層40にダメージを与えない低温(約100℃以下)で成膜することができる。なお、第1電極46及び第2電極48は、例えばITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)などの透光性を有する導電性酸化物や、アルミニウムや銀などの反射率の高い金属を用いることができる。これらは、発光の取出し方向により使い分ける。第1電極及び第2電極と発光素子層43との距離が十分離れていれば、第1電極と第2電極と、発光素子層43の発光する領域との位置関係は問題とはならない。一方で、第1電極と第2電極と発光素子層43との距離が近い場合には、例えば図3のように、絶縁層38上に両電極を設けることにより、発光素子層43からの発光を妨げず、発光効率をあげることができる。
絶縁弾力層50は、弾性変形しやすいように、図2に示すように複数の位置に分散している。絶縁弾力層50は、複数の第1電極46及び複数の第2電極48の両方に重なる位置にある。絶縁弾力層50は、複数の第1電極46及び複数の第2電極48の一方のみと重なる位置に設けてもよいし、複数の第1電極46及び複数の第2電極48のいずれとも重ならない位置にさらに設けてもよい。ただし、絶縁弾力層50は、複数の第1電極46及び複数の第2電極48の少なくとも一方(図2の例では両方)の群の電極に重ならない位置の少なくとも一部を避けている。つまり、複数の第1電極46及び複数の第2電極48のいずれにも重ならない位置には、絶縁弾力層50が設けられない領域がある。絶縁弾力層50の形成にはフォトリソグラフィ法、転写印刷法又はインクジェット法を適用することができる。このような形成方法の場合、絶縁弾力層を局所的に設ける事により、押した際に加えられる力の分散を防止し、センサ感度を向上させることができる。
封止層44には、粘着層52を介して、第2基板54が貼り付けられている。第2基板54は、樹脂又はガラスからなる。第2基板54は、第1基板10同様、可撓性を有するフィルムであっても良い。粘着層52は、複数の第1電極46、複数の第2電極48及び絶縁弾力層50の上に設けられる。本実施形態に係る表示装置は、タッチパネルを内蔵する。つまり、図4に示すように、指などの導電体の接近によるタッチを検出するようになっている。本実施形態では、相互容量方式の原理が採用されている。
図6は、第1の実施形態に係る表示装置のタッチセンシングのための回路を示す図である。表示装置は、センシング回路56を有する。例えば、図1に示す集積回路チップ12にセンシング回路56が内蔵されている。センシング回路56は、第1選択回路58を含む。第1選択回路58は、複数の第1電極46の1つを選択する。センシング回路56は、第2選択回路60を含む。第2選択回路60は、複数の第2電極48の1つを選択する。センシング回路56は、パルス発生器62を含む。パルス発生器62から出力されたパルス電圧は、選択された1つの第1電極46及び選択された1つの第2電極48の一方(この例では、上側にある第2電極48)に印加される。
複数の第1電極46及び複数の第2電極48からなる電極群のそれぞれに第1静電容量が寄生する。例えば、選択された1つの第1電極46及び選択された1つの第2電極48の間には、第1静電容量が形成される。図6に示すように、指などの導電体のタッチがあると、第1電極46及び第2電極48の間の電界が減少するので、第1静電容量は減少する。パルス電圧が印加される電極とは別の電極(この例では下側にある第1電極46)は電流計64に接続されている。電流計64は、第1静電容量に対応する第1物理量(電流値)を測定する。第1物理量は、複数の第1電極46のそれぞれと複数の第2電極48のそれぞれとの間の静電容量に対応する。
図7は、第1の実施形態に係る表示装置のタッチセンシングのフローを示す図である。図6に示す電流計64で第1物理量(電流値)が測定される(S11)と、その測定によって得られた第1測定値は、判別回路66に入力される。判別回路66では、第1測定値が第1範囲から外れるか否かを判定する。第1範囲は、指などの導電体のタッチがないときの設計値に誤差を考慮した範囲である。第1測定値が第1範囲内にあればタッチがないことになる。第1測定値が第1範囲から外れると、指などの導電体の接近に起因して第1静電容量の有意な変化があったこと(すなわちタッチがあったこと)を検知する。
本実施形態では、タッチがあれば第1測定値が下がる相互容量方式が採用されているため、第1測定値が第1範囲から外れるか否かの判定として、第1測定値が第1所定値よりも小さいか否かを判別回路66で判別する(S12)。判別の結果がNOであれば、タッチはなかったことを検知する(S13)。YESであれば、タッチがあったことを検知する(S14)。
本実施形態の表示装置は、さらに画面が押圧されたことを検知する。タッチ位置の検出で使用する第1電極46と第2電極48は、以下説明するように押圧の検出に共用されるので、薄さ、コスト及び光学特性において顕著な効果を奏する。
図8は、画面を指で押した状態を示す図である。押圧によって、第2基板54及び粘着層52を介して、第2電極48が屈曲して絶縁弾力層50が圧縮される。これにより、第1電極46及び第2電極48の間隔が狭くなるので両者間の第2静電容量は増大する。
図9は、第1の実施形態に係る表示装置の押圧センシングのための回路を示す図である。センシング回路56は、複数の第1電極46のそれぞれと複数の第2電極48のそれぞれとの間の第2静電容量に対応する第2物理量を測定する。押圧の有無だけを検出する(押圧の位置は検出しない)のであれば、複数の第2静電容量の合計に対応する第2物理量を測定すればよい。例えば、複数の第1電極46を相互に接続し、複数の第2電極48を相互に接続し、パルス発生器62から印加されたパルス電圧によって、第2物理量(電流値)を電流計64で測定する。第1選択回路58(図6参照)によって複数の第1電極46を相互に接続し、第2選択回路60(図6参照)によって複数の第2電極48を相互に接続してもよい。指などによる押圧があれば、第2静電容量は増大する。
図10は、第1の実施形態に係る表示装置の押圧センシングのフローを示す図である。電流計64で第2物理量(電流値)が測定されると(S21)、その測定によって得られた第2測定値は、判別回路66に入力される(図9参照)。判別回路66では、第2測定値が第2範囲から外れるか否かを判定する。第2範囲は、指などによる押圧がないときの設計値に誤差を考慮した範囲である。第2測定値が第2範囲内であれば、押圧がないことになる。第2測定値が第2範囲から外れると、押圧力による絶縁弾力層50の圧縮に起因して第2静電容量の有意な変化があったこと(すなわち押圧があったこと)を検知する。
絶縁弾力層50の圧縮があれば、第1電極46及び第2電極48の間隔が狭くなって第2測定値が上がるので、第2測定値が第2範囲から外れるか否かの判定として、第2測定値が第2所定値よりも大きいか否かを判別回路66で判別する(S22)。判別の結果がNOであれば、押圧はなかったことを検知する(S23)。YESであれば、押圧があったことを検知する(S24)。
[第2の実施形態]
図11は、本発明を適用した第2の実施形態に係る表示装置のタッチセンシングのための回路を示す図である。本実施形態では、自己容量方式の原理が採用されている。つまり、第1電極246又は第2電極248と、金属フレーム268などの基準電位(例えばGND)との間の静電容量によってタッチセンシングを行う。
センシング回路256は、選択回路270を含む。選択回路270は、複数の第1電極246及び複数の第2電極248からなる電極群から1つを選択する。複数の第1電極246は、第2方向D2に隣り合うので、第2方向D2のタッチ位置を検出するためのものである。複数の第2電極248は、第1方向D1に隣り合うので、第1方向D1のタッチ位置を検出するためのものである。
パルス発生器262から出力されたパルス電圧は、選択された1つの第1電極246又は1つの第2電極248に印加される。複数の第1電極246及び複数の第2電極248からなる電極群の1つに第1静電容量が寄生する。
仮想GNDとなる指などの導電体のタッチがあると、第1電極246又は第2電極248と基準電位(GND)との間の静電容量が増加するので、第1静電容量は増加する。パルス電圧が第1電極246又は第2電極248に印加されると、電流計264は、第1静電容量に対応する第1物理量(電流値)を測定する。第1物理量(電流値)は、複数の第1電極246及び複数の第2電極248からなる電極群のそれぞれと基準電位との間の静電容量に対応する。
図12は、第2の実施形態に係る表示装置のタッチセンシングのフローを示す図である。電流計264で第1物理量(電流値)が測定されると(S201)、その測定によって得られた第1測定値は、図11に示すように判別回路266に入力される。判別回路266では、第1測定値が第1範囲から外れるか否かを判定する。第1範囲は、指などの導電体のタッチがないときの設計値に誤差を考慮した範囲である。第1測定値が第1範囲内にあればタッチがないことになる。第1測定値が第1範囲から外れると、指などの導電体の接近に起因して第1静電容量の有意な変化があったこと(すなわちタッチがあったこと)を検知する。
本実施形態では、タッチがあれば第1測定値が上がる自己容量方式が採用されているため、第1測定値が第1範囲から外れるか否かの判定として、第1測定値が第1所定値よりも大きいか否かを判別回路266で判別する(S202)。判別の結果がNOであれば、タッチはなかったことを検知する(S203)。YESであれば、タッチがあったことを検知する(S204)。
本実施形態の表示装置でも、タッチ位置の検出に加えて、画面が押圧されたことを検知する。その詳細は第1の実施形態で説明した内容が該当する。なお、本実施形態では、タッチがあると静電容量が増加し、押圧があっても静電容量が増加する。しかし、絶縁弾力層の圧縮によって増加する静電容量は、指のタッチによって増加する静電容量よりも、かなり(約1000倍)大きい。したがって、タッチの有無を検知するときの第1範囲(第1所定値)と、押圧の有無を検知するときの第2範囲(第2所定値)は、大きく異なるので、両者を区別して判別することが可能である。
[第3の実施形態]
図13は、本発明を適用した第3の実施形態に係る表示装置の絶縁弾力層350を示す断面図である。絶縁弾力層350は、バインダ層372に粒子374が分散されて構成されている。バインダ層372は、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などの樹脂からなり、これに粒子374を溶かして硬化(例えば熱硬化・UV硬化)させることで成膜する。粒子374は、弾力性を有する絶縁材料からなり、バインダ層372よりも柔らかい。粒子374として、バインダ層372と屈折率の差が少ない(あるいは差がない)材料を使用することが好ましく、アクリルなどのビーズを使用してもよい。
[第4の実施形態]
図14は、本発明を適用した第4の実施形態に係る表示装置を示す断面図である。本実施形態では、封止層444の上に複数の第1電極446がある。絶縁弾力層450は、固体弾力層476を含む。固体弾力層476の材料には、上述した絶縁弾力層50について説明した内容が該当する。固体弾力層476は、複数の第1電極446とは重ならない。少なくとも画像表示領域では、固体弾力層476は、複数の第1電極446の全体を避けていてもよい。固体弾力層476は、複数の第1電極446よりも封止層444から高くなっている。図14においては、第1電極446は固体弾力層476に接触しているが、接触していなくても良い。
絶縁弾力層450は、固体弾力層476と流体弾力層478を含む。流体弾力層478は、空気などの気体層であってもよいし、不揮発性の液体などの液体層であってもよい。複数の第2電極448は、固体弾力層476に貼り付いている。固体弾力層476は、複数の第2電極448と重なる。固体弾力層476は、第1電極446及び第2電極448の間のスペーサになっている。流体弾力層478は、複数の第1電極446と重なる位置にある。複数の第2電極448は、流体弾力層478を介して、複数の第1電極446と重畳する。流体弾力層478は、複数の第1電極446及び複数の第2電極448の重畳領域と重なる位置(例えば重なる位置のみ)にある。少なくとも画像表示領域では、流体弾力層478は、複数の第1電極446の全体に重なっていてもよい。
絶縁弾力層450及び複数の第1電極446とは反対側で、酸化インジウムスズなどからなる複数の第2電極448に、ポリエチレンテレフタラートなどからなるフィルム480が密着している。この構造は、複数の第2電極448を片面に備えるフィルム480を、固体弾力層476に貼り付けることで得られる。絶縁弾力層450の上にスパッタ法や蒸着法で複数の第2電極448を形成するには、フォトリソグラフィによってエッチングマスクをパターニング形成する必要があるが、そのような大量の薬液を使用するプロセスが本実施形態では不要になるので、コストを低減することができる。
フィルム480が押圧されると、第1電極446と第2電極448の間で流体弾力層478が圧縮されることで、静電容量が変化し、押圧を感知することができる。その詳細については、上述した内容が該当する。固体弾力層476が変形するのに追随して、第1電極446と第2電極448間の流体弾力層478は、その圧縮により又はその流動性により、容易に変形する。結果として、容易に第1電極446と第2電極448間距離を変化させることができ、押圧による感度を向上させることができる。
なお、表示装置は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置には限定されず、量子ドット発光素子(QLED:Quantum‐Dot Light Emitting Diode)のような発光素子を各画素に備えた表示装置であってもよいし、液晶表示装置であってもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。
10 第1基板、12 集積回路チップ、14 アンダーコート層、16 半導体層、18 ソース電極、20 ドレイン電極、22 ゲート絶縁膜、24 ゲート電極、26 層間絶縁膜、28 薄膜トランジスタ、30 パッシベーション膜、32 平坦化層、34 陽極、36 コンタクトホール、38 絶縁層、40 発光層、42 陰極、43 発光素子層、44 封止層、46 第1電極、48 第2電極、50 絶縁弾力層、52 粘着層、54 第2基板、56 センシング回路、58 第1選択回路、60 第2選択回路、62 パルス発生器、64 電流計、66 判別回路、246 第1電極、248 第2電極、256 センシング回路、262 パルス発生器、264 電流計、266 判別回路、268 金属フレーム、270 選択回路、350 絶縁弾力層、372 バインダ層、374 粒子、444 封止層、446 第1電極、448 第2電極、450 絶縁弾力層、476 固体弾力層、478 流体弾力層、480 フィルム。

Claims (10)

  1. 陰極及び陽極の間に発光層が挟まれた構造を有する発光素子層と、
    前記発光素子層を覆う封止層と、
    前記封止層上に積層し、第1方向にそれぞれが延びて前記第1方向に交差する第2方向に隣り合う複数の第1電極と、
    前記複数の第1電極の上方で、前記第2方向にそれぞれが延びて前記第1方向に隣り合う複数の第2電極と、
    前記複数の第1電極と前記複数の第2電極との間に間隔を確保するために介在する絶縁弾力層と、
    センシング回路と、
    を有し、
    前記センシング回路は、前記複数の第1電極及び前記複数の第2電極からなる電極群のそれぞれに寄生する第1静電容量に対応する第1物理量を測定し、得られた第1測定値が第1範囲から外れるときに、指を含む導電体の接近に起因して前記第1静電容量の有意な変化があったことを検知し、
    前記センシング回路は、さらに、前記複数の第1電極のそれぞれと前記複数の第2電極のそれぞれとの間の第2静電容量に対応する第2物理量を測定し、得られた第2測定値が第2範囲から外れるときに、押圧力による前記絶縁弾力層の圧縮に起因して前記第2静電容量の有意な変化があったことを検知することを特徴とする表示装置。
  2. 請求項1に記載された表示装置において、
    前記第1物理量は、前記複数の第1電極のそれぞれと前記複数の第2電極のそれぞれとの間の静電容量に対応し、
    前記第1測定値は、前記第1所定値よりも小さいときに、前記第1範囲から外れることを特徴とする表示装置。
  3. 請求項1に記載された表示装置において、
    前記第1物理量は、前記複数の第1電極及び前記複数の第2電極からなる電極群のそれぞれと基準電位との間の静電容量に対応し、
    前記第1測定値は、前記第1所定値よりも大きいときに、前記第1範囲から外れることを特徴とする表示装置。
  4. 請求項1から3のいずれか1項に記載された表示装置において、
    前記第2測定値は、前記第2所定値よりも大きいときに、前記第2範囲から外れることを特徴とする表示装置。
  5. 請求項1から4のいずれか1項に記載された表示装置において、
    前記絶縁弾力層は、バインダ層に粒子が分散されてなり、
    前記粒子は前記バインダ層よりも柔らかいことを特徴とする表示装置。
  6. 請求項1から5のいずれか1項に記載された表示装置において、
    前記絶縁弾力層は、複数の位置に分散していることを特徴とする表示装置。
  7. 請求項6に記載された表示装置において、
    前記絶縁弾力層は、前記複数の第1電極及び前記複数の第2電極の両方に重なる位置にあり、前記複数の第1電極及び前記複数の第2電極の少なくとも一方の群の電極に重ならない位置の少なくとも一部を避けることを特徴とする表示装置。
  8. 請求項6に記載された表示装置において、
    前記絶縁弾力層は、固体弾力層と、流体弾力層と、を含み、
    前記固体弾力層は、前記複数の第1電極とは重ならず、前記複数の第2電極と重なり、
    前記流体弾力層は、前記複数の第1電極及び前記複数の第2電極の重畳領域と重なることを特徴とする表示装置。
  9. 請求項8に記載された表示装置において、
    前記複数の第2電極は、前記固体弾力層に貼り付き、
    前記絶縁弾力層及び前記複数の第1電極とは反対側で、前記複数の第2電極に密着したフィルムをさらに有することを特徴とする表示装置。
  10. 請求項8又は9に記載された表示装置において、
    前記流体弾性層は、不揮発性の液体からなることを特徴とする表示装置。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101974377B1 (ko) * 2016-07-29 2019-05-03 삼성디스플레이 주식회사 표시장치
US10782837B2 (en) * 2018-09-25 2020-09-22 Wuhan China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. Display panel and display device
KR20210154290A (ko) * 2020-06-11 2021-12-21 삼성디스플레이 주식회사 커패시턴스 산출 방법 및 기판의 두께 산출 방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013529803A (ja) * 2010-06-11 2013-07-22 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 力測定を用いるタッチ位置センサ
JP2013537673A (ja) * 2010-08-16 2013-10-03 パーセプティブ ピクセル インコーポレイテッド 容量性接触センサのための力および真の容量性接触測定技法
WO2014080924A1 (ja) * 2012-11-26 2014-05-30 学校法人福岡大学 近接・接触センサ
JP2015005231A (ja) * 2013-06-23 2015-01-08 日本写真印刷株式会社 押圧検出機能付タッチパネル
JP2015050245A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 株式会社ジャパンディスプレイ タッチセンサ内蔵有機エレクトロルミネッセンス装置
JP2015106417A (ja) * 2013-11-29 2015-06-08 株式会社 ハイヂィープ タッチレベルに伴うフィードバック方法、及びこれを行うタッチ入力装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007052008A1 (de) 2007-10-26 2009-04-30 Andreas Steinhauser Single- oder multitouchfähiger Touchscreen oder Touchpad bestehend aus einem Array von Drucksensoren sowie Herstellung solcher Sensoren
KR101634791B1 (ko) * 2008-11-28 2016-06-30 삼성디스플레이 주식회사 접촉 감지 기능이 있는 유기 발광 표시 장치
US9081450B1 (en) * 2011-06-09 2015-07-14 Maxim Integrated Products, Inc. Identifying hover and/or palm input and rejecting spurious input for a touch panel
US8780074B2 (en) * 2011-07-06 2014-07-15 Sharp Kabushiki Kaisha Dual-function transducer for a touch panel
US20130141382A1 (en) * 2011-12-01 2013-06-06 Martin John Simmons Touch Sensor With Force Sensing
KR102058699B1 (ko) * 2013-01-24 2019-12-26 삼성디스플레이 주식회사 터치 및 휨 감지 기능을 가지는 플렉서블 표시장치
JP5855604B2 (ja) 2013-02-23 2016-02-09 日本写真印刷株式会社 押圧力測定を備えたタッチパネル
US10120506B2 (en) * 2013-11-12 2018-11-06 Microsoft Technology Licensing, Llc Multi-touch capacitive sensing surface
KR102206385B1 (ko) * 2014-04-11 2021-01-22 엘지전자 주식회사 이동 단말기 및 이의 제어방법
KR102411328B1 (ko) * 2014-07-25 2022-06-21 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
US9836152B1 (en) * 2015-06-25 2017-12-05 Amazon Technologies, Inc. Single substrate layer force sensor
TWI591527B (zh) * 2015-09-16 2017-07-11 瑞鼎科技股份有限公司 電容式壓力感測觸控面板

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013529803A (ja) * 2010-06-11 2013-07-22 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 力測定を用いるタッチ位置センサ
JP2013537673A (ja) * 2010-08-16 2013-10-03 パーセプティブ ピクセル インコーポレイテッド 容量性接触センサのための力および真の容量性接触測定技法
WO2014080924A1 (ja) * 2012-11-26 2014-05-30 学校法人福岡大学 近接・接触センサ
JP2015005231A (ja) * 2013-06-23 2015-01-08 日本写真印刷株式会社 押圧検出機能付タッチパネル
JP2015050245A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 株式会社ジャパンディスプレイ タッチセンサ内蔵有機エレクトロルミネッセンス装置
JP2015106417A (ja) * 2013-11-29 2015-06-08 株式会社 ハイヂィープ タッチレベルに伴うフィードバック方法、及びこれを行うタッチ入力装置

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