JP2018036506A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】実施形態の課題は、全域に亘って良好な押圧力検出が可能な表示装置を提供する。【解決手段】実施形態に係る表示装置は、表示領域ＤＡを有する第１基板ＳＵＢ１および第１検出電極Ｔｘを有する表示パネル１２と、第１基板に隙間をおいて対向配置されたバックライト装置２０と、バックライト装置を挟んで、第１検出電極Ｔｘに対向する第２検出電極２２ａと、バックライト装置と第２検出電極との間に配置され、バックライト装置の中央部に対向する第１領域Ａ、およびこの第１領域の周囲に位置する第２領域Ｂを有し、第１領域と第２領域とで厚さ方向の硬さが異なる弾性部材と、を備えている。【選択図】 図２

Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。

近年、スマートフォン、パーソナルアシスタントデバイス（ＰＡＤ）、タブレットコンピュータ、カーナビゲーションシステム等の表示装置として、液晶表示装置および有機エレクトロルミネッセンセ（ＥＬ）表示装置が広く用いられている。一般に、液晶表示装置は、液晶パネルと、この液晶パネルの背面側に重ねて配置された照明装置（バックライト装置）と、を備えている。バックライト装置は、反射層、導光板（ライトガイド）、光学シート、ＬＥＤ等の光源、矩形枠状のフレーム等を有している。
また、液晶表示装置において、表示面に入力された押圧力を検知し、任意の動作を行う押圧力検知（force sensing）機能を備えた表示装置が提案されている。液晶表示装置に設けられた２つの電極間の距離変化を静電容量変化に置き換えて、押圧力を検知する静電容量方式の入力検知としている。このような液晶表示装置では、厚み方向の押圧力（厚み方向の外力)に対して、２つの電極間距離がリニアに変化することが望ましい。また、押圧力に対して、一方の電極が他方の電極に向かって移動あるいは変位することにより電極間距離が変化する。そのため、大きな押圧力を検知するためには、電極の十分な変位量（ストローク量）を確保する必要がある。
変位量を確保するため、電極間に空気層が設けられている。更に、より多くの変位量を確保するため、電極間にクッション材等の弾性部材を配置することが考えられる。

特開２０１２−１７７７９８号公報 特開２００９−１６９５２３号公報

上記のように、２つの電極間の容量差を使った圧力検知機能を有する液晶表示装置において、薄型化を図るために比較的薄いガラス基板、カバーパネル等を用いた場合、入力された押圧力に対してガラス基板および電極の撓み量が大きくなる。そのため、より大きな押圧力を検知可能とするためには、空気層の厚さを厚くする必要がある。しかしながら、この場合、液晶表示装置全体の厚さが厚くなり、薄型化の妨げとなり得る。
ガラス基板および電極の撓み量を確保するためにクッション材を設けた場合、空気層内で撓む領域と、クッション材の弾性変形により撓む領域との間に押圧力検知の変曲点が生じる。更に、表示装置の場所により、すなわち、押圧力が入力される場所により、上記変曲点が変動する。その結果、表示装置の全面に亘って、押圧力を均一に検出することが困難となる。
ここで述べる実施形態の目的は、全域に亘って良好な押圧力検出を可能とする表示装置を提供することにある。

実施形態に係る表示装置は、表示領域を有する第１基板および第１検出電極を有する表示パネルと、前記第１基板に隙間をおいて対向配置されたバックライト装置と、前記バックライト装置を挟んで、前記第１検出電極に対向する第２検出電極と、前記バックライト装置と前記第２検出電極との間に配置され、前記バックライト装置の中央部に対向する第１領域、およびこの第１領域の周囲に位置する第２領域を有し、前記第１領域と第２領域とで厚さ方向の硬さが異なる弾性部材と、を備えている。

図１は、第１の実施形態に係る液晶表示装置の表示面側を示す斜視図。 図２は、前記液晶表示装置の分解斜視図。 図３は、図１の線Ａ−Ａに沿った前記液晶表示装置の断面図。 図４は、クッション材（弾性部材）を模式的に示す平面図。 図５は、圧力検知センサにおける押圧力（荷重）とRaw force（８００ｇの荷重を印加した時の変位量を１．０として規格化した場合の相対的なギャップ変変位量）との関係を示す図。 図６は、第１変形例に係るに係る液晶表示装置のクッション材を一部破断して示す斜視図。 図７は、第２変形例に係る液晶表示装置のクッション材を示す平面図。 図８は、第３変形例に係る液晶表示装置のクッション材を示す平面図。 図９は、第２変形例に係る液晶表示装置のクッション材を示す平面図。 図１０は、比較例に係る表示装置のクッション材、比較例の表示パネルの中央部を押圧した場合の表示パネルおよびクッション材の撓み状態、および比較例の表示パネルの周縁部を押圧した場合の表示パネルの撓み状態を模式的に示す平面図。 図１１は、比較例に係る表示装置の表示パネルに入力された押圧力と、表示パネルの変位量との関係を、押圧力の入力位置について、比較して示す図。

以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態について詳細に説明する。
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であっ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の実施形態に係る液晶表示装置の表示面側を示す斜視図、図２は、液晶表示装置の分解斜視図である。
液晶表示装置１０は、例えばスマートフォン、タブレット端末、携帯電話機、ノートブックタイプＰＣ、携帯型ゲーム機、電子辞書、テレビ装置、カーナビゲーションシステム、車載表示パネルなどの各種の電子機器に組み込んで使用することができる。

図１および図２に示すように、液晶表示装置１０は、アクティブマトリクス型の平板状の液晶パネル（表示パネル）１２と、液晶パネル１２の一方の平板面である表示面１２ａに重ねて配置され、表示面１２ａ全体を覆う透明なカバーパネル１４と、液晶パネル１２の他方の平板面である背面側に対向配置されたバックライトユニット（バックライト装置）２０と、を備えている。カバーパネル１４は、使用状況に応じて、省略可能である。

図３は図１の線Ａ−Ａに沿った液晶表示装置の断面図である。図２および図３に示すように、液晶パネル１２は、矩形平板状の第１基板ＳＵＢ１と、第１基板ＳＵＢ１に対向配置された矩形平板状の第２基板ＳＵＢ２と、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に封止された液晶層ＬＱと、を備えている。第２基板ＳＵＢ２の周縁部は、シール材ＳＥにより第１基板ＳＵＢ１に貼り合わされている。第２基板ＳＵＢ２の表面に偏光板ＰＬ１が貼付され、液晶パネル１２の表示面１２ａを形成している。第１基板ＳＵＢ１の表面（液晶パネル１２の背面）に偏光板ＰＬ２が貼付されている。

少なくとも一方の基板、例えば、第１基板ＳＵＢ１の内面上に、画素電極、共通電極等の複数の電極部１５および図示しない配線等が形成されている。本実施形態において、共通電極Ｖcomは、タッチセンサおよび圧力検知センサを構成する複数の第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎを兼ねている。第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎは、ストライプ状に形成され、それぞれ第１基板ＳＵＢ１の長手方向（第１方向Ｘ）に沿って延びている。また、第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎは、長手方向と直交する幅方向（第２方向Ｙ）に所定の間隔を置いて互いに平行に並んでいる。第２基板ＳＵＢ２の上面に、タッチセンサを構成する複数の第２タッチ検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎが設けられている。第２タッチ検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎは、ストライプ状に形成され、それぞれ第２基板ＳＵＢ２の幅方向（第２方向Ｙ）、すなわち、第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎの延出方向と直交する方向に沿って延びている。第２タッチ検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎは、第２基板ＳＵＢ２の長手方向に所定の間隔を置いて互いに平行に並んでいる。なお、第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎおよび第２タッチ検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎは、それぞれＩＴＯ等により透明電極として形成されている。
偏光板ＰＬ１は、例えば、光学用透明樹脂からなる粘着部材ＡＤ１により、第２タッチ検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎに重ねて、第２基板ＳＵＢ２の上面に貼付されている。
液晶パネルの電極Ｖcomをマトリクス状に配置し、これらマトリクス状の電極をセンシングすることにより、指の接触（接近あるいはタッチ）を検出するセルフセンシング（Self-Sensing）モードが知られている。このモードを液晶パネル１２に適応することは容易に可能である。

液晶パネル１２では、液晶パネル１２を平面視（液晶パネルの表面の法線方向から液晶パネルを視認する状態をいう。以下同様である）した状態で、シール材ＳＥの内側となる領域に矩形状の表示領域（アクティブ領域）ＤＡが設けられ、表示領域ＤＡに画像が表示される。また、この表示領域ＤＡの周囲に、矩形枠状の額縁領域（非表示領域）ＥＤが設けられている。液晶パネル１２は、バックライトユニット２０からの光を表示領域ＤＡに選択的に透過させることで画像を表示する透過表示機能を備えた透過型である。液晶パネル１２は、表示モードとして、主として基板主面に略平行な横電界を利用する横電界モードに対応した構成を有していても良いし、主として基板主面に略垂直な縦電界を利用する縦電界モードに対応した構成を有していても良い。

カバーパネル１４は、例えば、ガラス板あるいはアクリル系の透明樹脂等により、矩形平板状に形成されている。カバーパネル１４の背面（液晶パネル１２側の面）の周縁部に枠状の遮光層ＲＳが形成されている。カバーパネル１４の背面は、例えば、光学用透明樹脂からなる粘着部材ＡＤ２により、偏光板ＰＬ１に貼付され、液晶パネル１２の表示面１２ａの全面を覆っている。カバーパネル１４において、液晶パネル１２の表示領域ＤＡと対向する領域以外の領域は、遮光層ＲＳにより遮光される。

図１および図２に示すように、第１基板ＳＵＢ１の短辺側の端部に、液晶パネル１２を駆動するのに必要な信号を供給する信号供給源として、駆動ＩＣ２４等の半導体素子が実装されている。駆動ＩＣ２４は、細長い矩形状に形成され、第１基板ＳＵＢ１上で、第２基板ＳＵＢ２の短辺側の側縁に沿って実装されている。駆動ＩＣ２４は、配線および画素電極に映像信号および駆動信号を供給するとともに、第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎにタッチ検出用の駆動信号を供給する。また、第１基板ＳＵＢ１の短辺側の端部に、フレキシブルプリント回路基板（メインＦＰＣ）２３が接合され、液晶パネル１２から外方に延出している。メインＦＰＣ２３は、第１基板ＳＵＢ１上において、図示しない複数の配線を介して駆動ＩＣ２４に電気的に接続されている。メインＦＰＣ２３にはコネクタ２５が実装されてもよい。

第２基板ＳＵＢ２の短辺側の端部に、中継ＦＰＣ２７が接合されている。この中継ＦＰＣ２７は、第２基板ＳＵＢ２上に形成された第２タッチ検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎに電気的に接続されている。中継ＦＰＣ２７上にタッチＩＣ（検出用駆動素子）２１が実装されている。更に、中継ＦＰＣ２７の延出端は、メインＦＰＣ２３上のコネクタ２５に接続され、このコネクタ２５およびメインＦＰＣ２３を介して駆動ＩＣ２４に電気的に接続されている。タッチＩＣ２１は、検出器を含んでいる。この検出器は、タッチ検出期間において、中継ＦＰＣ２７を介して、第２検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎから送られる検出信号を受信する。

図２および図３に示すように、バックライトユニット２０は、偏平な矩形状の収容ケース（あるいはベゼル）２２と、収容ケース２２の底面上に配置された反射シートＲＥと、収容ケース２２内に配置された複数の光学部材と、光学部材に入射する光を供給する光源ユニット３０と、を備えている。本実施形態では、収容ケース２２の底板１８と反射シートＲＥとの間に、弾性部材として機能する矩形シート状のクッション材５０が設置されている。本実施形態では、収容ケース２２およびクッション材５０は、バックライトユニット２０の構成要素に含まれているが、これに限らず、収容ケース２２およびクッション材５０は、バックライトユニット２０から独立した構成要素として扱ってもよい。

収容ケース２２は、金属製の板材により偏平な矩形蓋状に形成されている。収容ケース２２は、例えば、板厚０．１〜０．１５ｍｍのステンレス板金を折曲げ加工あるいは絞り加工することにより形成される。収容ケース２２は、液晶パネル１２の寸法よりも大きく、かつ、カバーパネル１４の寸法よりも小さい、寸法（長さ、幅）を有する矩形状の底壁２２ａと、底壁２２ａの各側縁に立設された一対の長辺側の側壁２２ｂおよび一対の短辺側の側壁２２ｃと、各側壁の上端縁から外側に延出するフランジ２８と、を有している。
本実施形態において、長辺側の側壁２２ｂおよび短辺側の側壁２２ｃは、底壁２２ａに対してほぼ垂直に立設している。これら側壁２２ｂ、２２ｃの高さは、液晶パネル１２の厚さと、後述するバックライトユニット２０の厚さとの合計よりも僅かに大きく形成されている。フランジ２８は、側壁２２ｂ、２２ｃに対してほぼ垂直に、かつ、外側に延出している。本実施形態において、フランジ２８の幅Ｗは、充分な接着強度を得られる幅、例えば、０．７〜１ｍｍ程度に形成されている。本実施形態において、底壁２２ａ、側壁２２ｂ、２２ｃ、およびフランジ２８は、一枚の板金を折曲げ加工することにより、形成されている。
一方の短辺側の側壁２２ｃには切欠き３２が形成されている。前述したメインＦＰＣ２３および中継ＦＰＣ２７は、切欠き３２を通して外部に延出する。

収容ケース２２は、両面テープ３４でフランジ２８をカバーパネル１４の下面に貼付することにより、カバーパネル１４に固定され、液晶パネル１２を覆っている。各側壁２２ｂ、２２ｃのフランジ２８は、液晶パネル１２の外側で、カバーパネル１４の下面周縁部に固定され、カバーパネル１４の各辺に沿って並んでいる。収容ケース２２の底壁２２ａは、液晶パネル１２の背面と隙間を置いてほぼ平行に対向している。底壁２２ａは、接地電位に接続され、第２圧力検出電極（第２検出電極）を構成している。すなわち、底壁２２ａは、バックライトユニット２０の光学部材および第１基板ＳＵＢ１を挟んで、第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎと対向している。
なお、収容ケース２２とカバーパネル１４との固定には、両面テープ３４の他、ホットメルト接着剤、エポキシ接着剤、ＵＶ硬化接着剤等を用いることができる。

図２および図３に示すように、クッション材５０は、収容ケース２２の底壁２２ａ上に敷設されている。クッション材５０は、底壁２２ａとほぼ等しい寸法の矩形状に形成され、底壁２２ａのほぼ全面に重ねて配置されている。バックライトユニット２０は、クッション材５０上に配置された矩形状の反射シートＲＥ、反射シートＲＥの周縁部に重ねて固定された矩形枠状のフレーム５２、フレーム５２内で反射シートＲＥに重ねて配置された矩形平板状の導光板ＬＧ、導光板ＬＧ上に重ねて配置された複数枚、例えば、２枚の光学シートＯＳ１、ＯＳ２、および、導光板ＬＧに光を入射する光源ユニット３０を備えている。

反射シートＲＥは、液晶パネル１２の平面寸法とほぼ等しい外形寸法に形成され、底壁２２ａおよびクッション材５０のほぼ全面を覆っている。反射シートＲＥは、膜厚が２００μｍ以下、望ましくは、５０〜９０μｍ、反射率が９０％以上、望ましくは、９５％以上の反射シートを用いている。
フレーム５２は、例えば、ポリカーボネイト等の合成樹脂でモールド成形されている。フレーム５２の外形寸法は、液晶パネル１２の偏光板ＰＬ２の外形寸法とほぼ等しく形成されている。フレーム５６は、反射シートＲＥと反対側に位置する端面５６ａと、この端面５６ａの内周側に形成された一段低い段差部５６ｂとを有している。

導光板ＬＧは、平面視で、フレーム５６の内径寸法よりも僅かに小さい外形寸法（長さ、幅）、かつ、液晶パネル１２の表示領域ＤＡよりも僅かに大きな外形寸法に形成されている。導光板ＬＧは、反射面側が反射シートＲＥと対向した状態で、フレーム５６内に配置され、反射シートＲＥ上に載置されている。導光板ＬＧは、板厚が例えば、０．２３〜０．３２ｍｍ程度としたものを用いている。
導光板ＬＧの入射面は、フレーム５６の短辺部と僅かな隙間を置いて対向している。光源ユニット３０は、例えば、細長い帯状の回路基板と、この回路基板上に並べて実装された複数の光源（例えば、ＬＥＤ）と、を有している。光源ユニット３０は、複数の光源３２ｂが導光板ＬＧの入射面と対向するように、フレーム５６内に配置されている。

本実施形態によれば、第１光学シートＯＳ１、第２光学シートＯＳ２として、例えば、アクリル系、シリコン系等の合成樹脂で形成され光透過性を有する拡散シートおよびプリズムシートを用いている。第１光学シートＯＳ１は、導光板ＬＧの出射面に重ねて載置されている。また、第１光学シートＯＳ１の周縁部は、フレーム５６の段差部５６ｃ上に載置されている。第２光学シートＯＳ２は、第１光学シートＯＳ１に重ねて載置され、更に、第２光学シートＯＳ２の周縁部は、第１光学シートＯＳ１に重ねて、フレーム５６の段差部５６ｃ上に載置されている。第２光学シートＯＳ２の周縁部の上面は、フレーム５６の第１端面５６ａと同一平面に並んで、つまり、面一に並んでいる。なお、光学シートは２枚に限らず、１枚あるいは３枚以上用いる構成としてもよい。

バックライトユニット２０は、バックライトユニット２０を液晶パネル１２に貼り付けるための、矩形枠状の粘着部材（例えば、両面テープ）ＴＰを有している。粘着部材ＴＰは、フレーム５６の第１端面５６ａおよび第２光学シートＯＳ２の周縁部に貼付されている。これにより、第２光学シートＯＳ２は、粘着部材ＴＰを介してフレーム５６に固定されている。

以上のように構成されたバックライトユニット２０は、液晶パネル１２の背面に対向して収容ケース２２内に配置され、粘着部材ＴＰにより、液晶パネル１２の偏光板ＰＬ２に取付けられている。すなわち、フレーム５６は、粘着部材ＴＰにより、偏光板ＰＬ２の背面周縁部に貼付され、フレーム５６の外周縁および粘着部材ＴＰの外周縁が偏光板ＰＬ２の周縁と整列した状態に配置されている。

フレーム５６は、液晶パネル１２の額縁領域ＥＤと対向する位置にあり、また、第１および第２光学シートＯＳ１、ＯＳ２、並びに導光板ＬＧは、液晶パネル１２の表示領域ＤＡに対向している。バックライトユニット２０の第２光学シートＯＳ２は、粘着部材ＴＰの厚さ分だけ隙間（空気層）を置いて、液晶パネル１２の背面に対向している。

図２に示すように、光源ユニット３０の回路基板は接続端部３１を有している。この接続端部３１は、フレーム５２の切欠を通して外側に延出し、メインＦＰＣ２３に接続される。これにより、メインＦＰＣ２３および回路基板を介して光源ユニット３０の光源（ＬＥＤ）に駆動電流が通電される。ＬＥＤから出射された光は、導光板ＬＧの入射面から導光板ＬＧ内に入射し、導光板ＬＧ内を伝播し、或いは導光板ＬＧの反射面から出射されたのち反射シートＲＥによって反射され、再度導光板ＬＧ内に入射する。このような光路を通過した後、ＬＥＤからの光は導光板ＬＧの出射面の全面から液晶パネル１２側に出射される。出射された光は、第１光学シートＯＳ１および第２光学シートＯＳ２により拡散された後、液晶パネル１２の表示領域ＤＡに照射される。

図４は、クッション材５０を模式的に示す平面図である。図２〜図４に示すように、弾性部材としてのクッション材５０は、例えば、ウレタンフォーム、スポンジ、ゴム等の弾性材により矩形のシート状に形成されている。クッション材５０は、平面視で、液晶パネル１２の表示領域ＤＡよりも僅かに大きい寸法（長さ、幅）に形成され、表示領域ＤＡ全体と対向している。クッション材５０の厚さは、例えば、０．０１〜０．６ｍｍ程度に形成している。
クッション材５０は、液晶パネル１２の第１検出電極Ｔｘと、第２圧力検出電極（底壁２２ａ）との間に配置されている。本実施形態において、クッション材５０は、収容ケース２２の底壁（第２圧力検出電極）２２ａと反射シートＲＥとの間に配置され、これらに当接している。

また、クッション材５０は、平面方向において、中央部に位置する第１領域Ａと、第１領域の周りに位置する第２領域Ｂと、第２領域Ｂの周りに位置し、第２領域Ｂとクッション材５０の４側縁との間に位置する第３領域Ｃと、を有している。第１領域Ａは、例えば、クッション材５０の長手方向に延びる長軸を有する楕円形状に設定され、同様に、第２領域Ｂは、クッション材５０の長手方向に延びる長軸を有する楕円形状に設定されている。そして、第１、第２、第３領域Ａ、Ｂ、Ｃは、クッション材５０の厚さ方向の硬さが互いに相違している。ここでは、第１領域Ａ＜第２領域Ｂ＜第３領域Ｃの順で、硬さが大きくなるように形成されている。

図４に示すように、本実施形態では、上記硬さの関係を得るため、クッション材５０の第１領域Ａおよび第２領域Ｂに複数の透孔５４が形成されている。各透孔５４は、クッション材５０を厚さ方向に貫通している。そして、第１領域Ａにおける透孔５４の形成密度（第１領域Ａの面積に対して透孔５４の面積が占める割合）が、前記第２領域Ｂにおける透孔５４の形成密度（第２領域Ｂの面積に対して透孔５４の面積が占める割合）よりも大きくすることにより、第１領域Ａを第２領域Ｂよりも柔らかく、すなわち、潰れ易く、している。また、本実施形態では、クッション材５０の第３領域Ｃには透孔を設けていない。そのため、第３領域Ｃを第２領域Ｂよりも硬くすることができる。なお、第３領域Ｃに複数の透孔を設けてもよい。この場合、第３領域Ｃにおける透孔の形成密度を、第２領域Ｂにおける透孔の形成密度よりも低くすればよい。
第１領域Ａ、第２領域Ｂ、第３領域Ｃの硬さの関係は、例えば、第１領域Ａの硬さを第３領域Ｃの硬さの５０％程度とし、第２領域Ｂの硬さを第３領域Ｃの硬さの３０％程度としている。硬さの関係は、これに限らず、透孔５４の形成密度を調整することにより、種々の硬さの組み合わせを設定することができる。なお、クッション材５０における第１領域Ａおよび第２領域Ｂの形状は、楕円形に限らず、種々の形状に変更可能である。例えば、第１領域Ａおよび第２領域Ｂは、矩形状、多角形状、トラック形状等としてもよい。また、クッション材５０は、３つの領域に限らず、少なくとも、中央部の第１領域とその周囲に位置する第２領域とを有していればよい。また、クッション材５０は、４つ以上の領域を設定することも可能である。

上記のように構成された液晶表示装置１０によれば、例えば、１フレーム期間において、時分割で、表示期間、タッチ検出期間、表示期間、圧力検知期間、表示期間を交互に複数回繰り返して実行する。駆動ＩＣ２４は、表示期間において、表示信号を表示画素に送り、タッチ検出期間において、タッチセンサの第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎに駆動信号を順次供給する。更に、駆動ＩＣ２４は、圧力検出期間において、第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎに駆動信号を順次供給する。
タッチＩＣ２１は、タッチセンサの第２タッチ検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎから検出信号を受信し、この検出信号に基づいて、タッチおよびタッチの座標位置を検知する。すなわち、タッチ検出期間において、カバーパネル１４に操作者の指が接近あるいはタッチすると、タッチ位置を中心として、第１検出電極ＴＸと第２タッチ検出電極ＲＸとの間の容量が変動し、タッチＩＣ２１は、第２タッチ検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎからこの容量変動を含んだ検出信号を受信する。これにより、タッチＩＣ２１は、受信した検出信号に基づいて、タッチおよびタッチ座標位置を検出する。

また、タッチＩＣ２１は、圧力検知期間において、収容ケース２２の底壁２２ａで構成された第２圧力検出電極から検出信号を受信し、この検出信号に基づいて、押圧力の大きさを検知する。圧力検知期間において、駆動ＩＣ２４は、第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎに、センサ駆動信号を送信する。この状態で、操作者が指等によってカバーパネル１４にタッチすると、そのタッチによる押圧力によって、押圧箇所を中心としてカバーパネル１４および液晶パネル１２がバックライトユニット２０側に僅かに撓む。この撓みにより、第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎがバックライトユニット２０側、すなわち、底壁（第２圧力検出電極）２２ａ側に変位、移動し、第１検出電極Ｔｘと第２圧力検出電極（底壁２２ａ）との間の距離が変動する。この距離の変動に伴い、第１電極６２ａと第２電極６４ａとの間の静電容量が変動し、タッチＩＣ２１は、この静電容量変動を含んだ検出信号を第２圧力検出電極から受信する。タッチＩＣ２１は、かかる受信信号に基づいてカバーパネル１４の押圧状態（押圧力）を検知する。液晶表示装置１０においては、上述した圧力センサにより所定の押圧力、例えば、２〜３Ｎの押圧力の入力が検出された際、駆動ＩＣ２４は、押圧力検出をトリガーとして、画面切り替え、画面拡大、動作選択等の任意のアクションを実行する。

一方、タッチによる押圧力によって、押圧箇所を中心としてカバーパネル１４および液晶パネル１２がバックライトユニット２０側に僅かに撓む。この撓み量が、バックライトユニット２０と液晶パネル１２との間の空気層（隙間）の厚さを超えると、液晶パネル１２が第１、第２光学シートＯＳ１、導光板ＬＧ、反射シートＲＥを介してクッション材５０を押圧する。クッション材５０が押圧され圧縮方向（厚さ方向）に弾性変形する、つまり、潰れる。これにより、液晶パネル１２の第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎは、空気層の厚さ分に加えて、クッション材５０の潰れ分だけ第２圧力検出電極（２２ａ）側に変位することができ、比較的大きな撓み量、変位量を確保することができる。これにより、より大きな押圧力を検出可能としている。
また、第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎの変位量は、押圧力の入力位置に応じて変動する。すなわち、カバーパネル１４および液晶パネル１２の中央部は、周縁部に比較して撓み易く、同一の大きさの押圧力が入力された場合、中央部の撓み量は周縁部の撓み量に比較して大きくなる。また、カバーパネル１４および液晶パネル１２の周縁部は、バックライトユニット２０のフレーム５６に支持されているため、中央部に比較して撓み難い。すなわち、同一の大きさの押圧力が入力された場合、周縁部の撓み量は中央部の撓み量に比較して小さくなる。

図１０は、比較例に係る表示装置のクッション材を示し、更に、比較例の表示パネル１２の中央部を押圧した場合の表示パネルおよびクッション材の撓み状態、および比較例の表示パネルの周縁部を押圧した場合の表示パネルの撓み状態を模式的に示している。図１１は、比較例に係る表示装置の表示パネルに入力された押圧力と、第１検出電極Ｔｘの変位量との関係を、押圧力の入力位置（３箇所：表示パネルの中央部ａ、中間部ｂ、周縁部ｃ）について、比較して示している。
図１０に示すように、比較例に係る表示装置のクッション材５０は、全面に亘って、均一な厚さ、均一な硬さに形成されている。第１検出電極を含む表示パネル１２の変位量は、押圧力の入力位置に応じて変動する。すなわち、表示パネル１２の中央部ａは、周縁部ｃに比較して撓み易く、同一の大きさの押圧力が入力された場合、中央部の撓み量は周縁部の撓み量に比較して大きくなる。また、表示パネル１２の周縁部ｃは、バックライトユニット２０のフレーム５６に支持されているため、中央部ａに比較して撓み難い。すなわち、同一の大きさの押圧力が入力された場合、周縁部の撓み量は中央部の撓み量に比較して小さくなる。

図１０（ｂ）に示すように、表示パネル１２の中央部ａに押圧力が入力されると、表示パネル１２の中央部がクッション材５０側に撓み空気層Ｇがまず潰れる。更に、表示パネル１２の中央部が変位し、クッション材５０の中央部を押し潰す。このように、入力された押圧力に応じて表示パネル１２がクッション材５０側に変位する場合、バックライトユニット２０と表示パネル１２との間の空気層（隙間）Ｇを移動する間（第１変位区間）の押圧力に対する変位量の割合と、クッション材５０に当たってクッション材５０が潰れていく間（第２変位区間）の押圧力に対する変位量の割合と、は相違している。そのため、図１１に示すように、第１変位区間と第２変位区間との境に変化量の変曲点が生じる。
更に、変曲点の位置は、押圧力の入力位置、すなわち、中央部ａ、中間部ｂ、周縁部ｃで、互いに相違している。

これに対して、本実施形態によれば、クッション材５０の中央部の第１領域Ａを、周囲の第２領域Ｂおよび第３領域Ｃよりも柔らかく、すなわち、潰れ易く、形成している。そのため、液晶パネル１２の中央部の撓み量が大きい場合でも、クッション材５０の第１領域Ａが潰れることにより、第１検出電極ＴＸの変位量を確保し、大きな押圧力まで検出することができる。また、液晶パネル１２の周縁部の撓み量は、中央部に比較して少ないことから、クッション材５０の第２領域Ｂおよび第３領域Ｃを順に硬くすることにより、周縁部の撓み量に適したクッション材の潰れを確保することができる。

図５は、カバーパネル１４に入力された押圧力と、第１検出電極Ｔｘの変位量との関係を、押圧力の入力位置（３箇所：第１方向Ｘの中央位置、第１方向Ｘの一端から５００ｍｍ離れた位置、第１方向Ｘの一端から３００ｍｍ離れた位置）について、比較して示している。図５において、横軸は荷重（押圧力）ｇｆ、縦軸はRaw Force（８００ｇの荷重を印加した時の変位量を１．０として規格化した場合の相対的なギャップ変位量）をそれぞれ示している。
本実施形態によれば、クッション材５０を第１、第２、第３領域Ａ、Ｂ、Ｃに分けてこれらの硬さを変えることにより、すなわち、中央部の第１領域Ａよりも第２領域Ｂ、第３領域Ｃを順に硬くすることにより、クッション材５０の各領域の潰れ量を押圧力の入力位置に応じた第１検出電極Ｔｘの変位量に対応させることができる。そのため、図５に示すように、各入力位置において、第１変位区間と第２変位区間との間の変曲点の傾きが小さくなるとともに、３箇所の入力位置での変曲点を互いに近づけ、あるいは、互いに重なるようにすることができる。これにより、押圧力の入力位置に応じた検出値の補正（キャリブレーション）を容易に行うことができ、液晶表示装置１０の表示面全域に亘って、良好な、かつ、均一な押圧力検出が可能となる。
以上のことから、本実施形態によれば、全域に亘って良好な圧力検知が可能な表示装置を得ることができる。

次に、変形例に係る表示装置の弾性部材（クッション材）について説明する。以下に説明する変形例において、前述した第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略あるいは簡略化し、第１の実施形態と異なる部分を中心に詳しく説明する。

（第１変形例）
図６は、第１変形例に係る表示装置の弾性部材（クッション材）を一部破断して示す斜視図である。図に示すように、弾性部材としてのクッション材５０は、例えば、ウレタンフォーム、スポンジ、ゴム等の弾性材により矩形のシート状に形成されている。
クッション材５０は、平面方向において、中央部に位置する第１領域Ａと、第１領域の周りに位置する第２領域Ｂと、第２領域Ｂの周りに位置し、第２領域Ｂとクッション材５０の４側縁との間に位置する第３領域Ｃと、を有している。第１領域Ａは、例えば、クッション材５０の長手方向に延びる長軸を有する楕円形状に設定され、同様に、第２領域Ｂは、クッション材５０の長手方向に延びる長軸を有する楕円形状に設定されている。
本変形例において、第１、第２、第３領域Ａ、Ｂ、Ｃは、互いに異なる厚さに形成されている。すなわち、第１領域Ａが最も薄く、第２領域Ｂ、第３領域Ｃの順で第１領域Ａよりも厚く形成されている。例えば、クッション材５０の厚さＴに対して、第１領域Ａの厚さはＴの３０％程度、第２領域Ｂの厚さはＴの６０％程度、第３領域Ｃの厚さはＴの１００％としている。これにより、第１、第２、第３領域Ａ、Ｂ、Ｃは、クッション材５０の厚さ方向の硬さが互いに相違している。ここでは、第１領域Ａ＜第２領域Ｂ＜第３領域Ｃの順で、硬さが大きくなるように形成されている。

第１変形例では、３枚のクッションシート５０ａ、５０ｂ、５０ｃを積層してクッション材５０を形成している。最下層のクッションシート５０ａは、第１領域Ａを有している。２層目のクッションシート５０ｂは、第１領域Ａに対応する楕円形の開口５１ｂを有し、この開口５１ｂの周囲に第２領域Ｂが形成されている。最上層のクッションシート５０ｃは、第２領域Ｂに対応する楕円形の開口５１ｃを有し、この開口５１ｃの周囲に第３領域Ｃが形成されている。
上記のように構成されたクッション材５０を用いた場合でも、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
なお、第１変形例において、複数枚のクッションシートを積層する構成に限らず、単一のクッション材に、第１領域Ａに対応する凹所、および第２領域Ｂに対応する凹所を形成する構成としてもよい。

（第２変形例）
図７は、第２変形例に係る表示装置の弾性部材（クッション材）を示す平面図である。図に示すように、弾性部材としてのクッション材５０は、例えば、ウレタンフォーム、スポンジ、ゴム等の弾性材により矩形のシート状に形成されている。
クッション材５０は、平面方向において、中央部に位置する第１領域Ａと、第１領域の周りに位置する第２領域Ｂと、第２領域Ｂの周りに位置し、第２領域Ｂとクッション材５０の４側縁との間に位置する第３領域Ｃと、を有している。第１領域Ａは、例えば、クッション材５０の長手方向に延びる長軸を有する楕円形状に設定され、同様に、第２領域Ｂは、クッション材５０の長手方向に延びる長軸を有する楕円形状に設定されている。
本変形例において、第１、第２、第３領域Ａ、Ｂ、Ｃは、互いに硬さの異なる材料で形成されている。すなわち、第１領域Ａは最も柔らかい、すなわち、潰れ易い、材料で形成され、第２領域Ｂは、第１領域Ａよりも硬い材料で形成され、更に、第３領域Ｃは、第２領域Ｂよりも硬い材料で形成されている。これらの形成材料としては、例えば、同一種類で硬さの異なる複数材料を用いてもよく、あるいは、硬さの異なる複数種類の材料を用いてもよい。

上記のように構成されたクッション材５０を用いた場合でも、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
なお、第１変形例および第２変形例において、クッション材５０における第１領域Ａおよび第２領域Ｂの形状は、楕円形に限らず、種々の形状に変更可能である。例えば、第１領域Ａおよび第２領域Ｂは、矩形状、多角形状、トラック形状等としてもよい。また、クッション材５０は、３つの領域に限らず、少なくとも、中央部の第１領域とその周囲に位置する第２領域とを有していればよい。また、クッション材５０は、４つ以上の領域を設定することも可能である。

（第３変形例）
図８は、第３変形例に係る表示装置の弾性部材（クッション材）を示す平面図である。図８に示すように、弾性部材としてのクッション材５０は、例えば、ウレタンフォーム、スポンジ、ゴム等の弾性材により矩形のシート状に形成されている。
クッション材５０は、平面方向において、中央部に位置する第１領域Ａと、第１領域の周りに位置する第２領域Ｂと、を有している。第１領域Ａは、例えば、クッション材５０の長手方向に延びる長軸を有する楕円形状に設定されている。本変形例において、第１領域Ａは、楕円形の開口（透孔）５４により形成されている。すなわち、第１領域Ａにおける透孔の形成密度は１００％であり、第２領域Ｂにおける透孔の形成密度は０％としている。言い換えると、第１領域Ａにおけるクッション材の密度は０％であり、第２領域Ｂにおけるクッション材の密度は１００％としている。これにより、クッション材５０の第２領域Ｂは、第１領域Ａよりも硬く形成されている。

図９は、変形例３に係るクッション材５０を用いた場合において、カバーパネルに入力された押圧力と、第１検出電極の変位量との関係を、押圧力の入力位置（ａ点：第１方向Ｘの中央位置、ｂ点：第１方向Ｘの一端から５００ｍｍ離れた位置、ｃ点：第１方向Ｘの一端から３００ｍｍ離れた位置）について、比較して示している。図９において、横軸は荷重（押圧力）ｇｆ、縦軸はRaw force（相対的な変位量）をそれぞれ示している。
こ第３変形例によれば、クッション材５０の第１領域Ａを開口５４とし、第１領域Ａよりも第２領域Ｂを硬くすることにより、クッション材５０の各位置の潰れ量を押圧力の入力位置に応じた第１検出電極Ｔｘの変位量に対応させることができる。そのため、図９に示すように、各入力位置ａ、ｂ、ｃにおいて、変曲点の傾きが小さくなるとともに、３箇所の入力位置での変曲点を互いに近づけことができる。これにより、押圧力の入力位置に応じた検出値の補正（キャリブレーション）を容易に行うことができ、液晶表示装置１０の表示面全域に亘って、良好な、かつ、均一な押圧力検出が可能となる。
なお、第３変形例において、第１領域Ａの形状、すなわち、開口５４の形状は、楕円形に限らず、種々の形状に変更可能である。例えば、第１領域Ａは、矩形状、多角形状、トラック形状等としてもよい。

本発明のいくつかの実施形態および変形例を説明したが、これらの実施形態および変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。新規な実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態および変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

本発明の実施形態あるいは変形例として上述した各構成を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての構成及び製造工程も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。また、上述した実施形態あるいは変形例によりもたらされる他の作用効果について本明細書の記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものついては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
液晶パネル、バックライトユニット、およびクッション材の外形状および内形状は、矩形状に限定されることなく、外形あるいは内径のいずれか一方あるいは両方を平面視多角形状や円形、楕円形、およびこれらを組み合わせた形状等の他の形状としてもよい。構成部材の材料は、上述した例に限らず、種々選択可能である。
また、表示パネルは、透過型の液晶パネルに限らず、反射透過型の液晶パネル、有機ＥＬパネル等の他の表示パネルを用いることも可能である。

１０…液晶表示装置（表示装置）、１２…液晶パネル、１４…カバーパネル、
２０…バックライトユニット（バックライト装置）、２１…タッチＩＣ、
２２…収容ケース、２２ａ…底壁（第２検出電極）、２３…メインＦＰＣ、
２４…駆動ＩＣ、５０…弾性部材（クッション材）、５２…フレーム、
Ａ…第１領域、Ｂ…第２領域、Ｃ…第３領域、Ｔｘ…第１検出電極、
Ｒｘ…第２タッチ検出電極、ＬＧ…導光板、ＯＳ１、ＯＳ２…光学シート

Claims (9)

1. 表示領域を有する第１基板および第１検出電極を有する表示パネルと、
   前記第１基板に隙間をおいて対向配置されたバックライト装置と、
   前記バックライト装置を挟んで、前記第１検出電極に対向する第２検出電極と、
   前記バックライト装置と前記第２検出電極との間に配置され、前記バックライト装置の中央部に対向する第１領域、およびこの第１領域の周囲に位置する第２領域を有し、前記第１領域と第２領域とで厚さ方向の硬さが異なる弾性部材と、
   を備える表示装置。
2. 前記弾性部材は、前記第２領域の周囲に位置する第３領域を有し、前記弾性部材の厚さ方向の硬さが前記第３領域と第２領域とで相違している請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第２領域は、前記第１領域よりも硬さが大きい請求項１に記載の表示装置。
4. 前記第２領域は、前記第１領域よりも硬さが大きく、前記第３領域よりも硬さが小さい請求項２に記載の表示装置。
5. 前記弾性部材は、前記第１領域および第２領域に形成された複数の透孔を有し、
   前記第１領域における前記透孔の形成密度が、前記第２領域における前記透孔の形成密度よりも大きい請求項１に記載の表示装置。
6. 前記弾性部材の第１領域および第２領域は、硬さの異なる材料で形成されている請求項１に記載の表示装置。
7. 前記弾性部材の第１領域および第２領域は、厚さ方向の厚さが互いに異なっている請求項１に記載の表示装置。
8. 前記弾性部材は、前記第１領域を形成する透孔を有している請求項１に記載の表示装置。
9. 第１基板と、前記第１基板に対向して配置された第２基板と、前記第１基板と第２基板との間に設けられた液晶層と、前記第１基板あるいは第２基板に設けられた第１検出電極と、を有する液晶パネルと、
   導光板と、前記導光板上に配置された光学シートと、前記導光板に光を入射する光源と、を有し、前記第１基板と空気層を挟んで対向配置されたバックライト装置と、
   前記バックライト装置を挟んで、前記第１検出電極に対向する第２検出電極と、
   前記バックライト装置と前記第２検出電極との間に配置され、前記バックライト装置の中央部に対向する第１領域、およびこの第１領域の周囲に位置する第２領域を有し、前記第１領域と第２領域とで厚さ方向の硬さが異なる弾性部材と、
   を備える液晶表示装置。

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