JP2019021289A - 表示装置 - Google Patents

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Michita Kudo
道太 工藤
康幸 寺西
Yasuyuki Teranishi
康幸 寺西
崇章 鈴木
Takaaki Suzuki
崇章 鈴木
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Abstract

【課題】周辺領域における良好な検出性能を有する表示装置を提供する。【解決手段】基板と、基板の表示領域に複数配列された第1電極と、を備える表示パネルと、平面視で対向する少なくとも1対の壁部を有し、1対の壁部の間に表示パネルが配置される筐体と、筐体に設けられ、平面視で表示領域よりも外側に位置して、第1電極との間に静電容量を形成する第2電極と、第2電極に駆動信号を供給する駆動部と、を有する。【選択図】図11

Description

本発明は、表示装置に関する。
近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる、外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置が注目されている。タッチパネルは、液晶表示装置等の表示装置上に装着又は一体化されて、タッチ検出機能付き表示装置として用いられている(例えば特許文献1参照)。タッチ検出機能付き表示装置において、表示領域の周辺部の周辺領域に入力機能を有するボタンが配置される。このような入力用ボタンをタッチパネルや表示装置の周辺領域に一体化する技術について知られている。特許文献1のタッチセンサ付き表示装置では、TFT基板の額縁領域にセンサ用検出電極が設けられている。
特開2009−244958号公報
しかし、基板の周辺領域には、電極と接続された配線や駆動回路等が設けられる場合がある。このため、周辺領域にセンサ用検出電極を設けると額縁領域の幅が増大する可能性がある。また、カバー基板にセンサ用検出電極を設けると、狭額縁のカバー基板ではセンサ用検出電極の面積が小さくなり検出性能が低下する可能性がある。また、基板が固定される筐体の存在によって、検出性能が低下する可能性がある。
本発明は、周辺領域における良好な検出性能を有する表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様の表示装置は、基板と、前記基板の表示領域に複数配列された第1電極と、を備える表示パネルと、平面視で対向する少なくとも1対の壁部を有し、1対の前記壁部の間に前記表示パネルが配置される筐体と、前記筐体に設けられ、平面視で前記表示領域よりも外側に位置して、前記第1電極との間に静電容量を形成する第2電極と、前記第2電極に駆動信号を供給する駆動部と、を有する。
図1は、第1の実施形態に係る表示装置の一構成例を示すブロック図である。 図2は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための説明図である。 図3は、相互静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。 図4は、相互静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。 図5は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、非接触状態を表す説明図である。 図6は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、接触状態を表す説明図である。 図7は、自己静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。 図8は、自己静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。 図9は、第1の実施形態に係る表示パネルの概略断面構造を表す断面図である。 図10は、表示部の画素配列を表す回路図である。 図11は、第1の実施形態に係る表示装置の概略断面構造を表す断面図である。 図12は、第1の実施形態に係る表示装置を模式的に示す平面図である。 図13は、第1基板及び第2基板の平面図である。 図14は、第1の実施形態に係るフィルムセンサを模式的に示す断面図である。 図15は、第1の実施形態に係る第2電極を筐体に配置する構成の他の例を模式的に示す断面図である。 図16は、第2検出モードにおける動作例を模式的に示す説明図である。 図17は、表示パネルと第2電極との接続構成を説明するための説明図である。 図18は、表示パネルと第2電極との接続構成の他の例を説明するための説明図である。 図19は、第1の実施形態に係る駆動回路を示す回路図である。 図20は、第1の実施形態に係る表示装置の動作例を示すタイミング波形図である。 図21は、第1の実施形態の第1変形例に係る表示装置の概略断面構造を表す断面図である。 図22は、第1の実施形態の第2変形例に係る表示装置の概略断面構造を表す断面図である。 図23は、第2の実施形態に係る表示装置を表す斜視図である。 図24は、第2の実施形態に係る駆動電極及び検出電極を模式的に示す平面図である。 図25は、第2の実施形態に係る第1変形例の表示装置を表す斜視図である。 図26は、第2の実施形態に係る第2変形例の表示装置を表す斜視図である。 図27は、第2の実施形態に係る第3変形例の表示装置を表す斜視図である。 図28は、第2の実施形態に係る第4変形例の表示装置の概略断面構造を表す断面図である。 図29は、第2の実施形態に係る第5変形例の表示装置の概略断面構造を表す断面図である。 図30は、第2の実施形態に係る第6変形例の表示装置の概略断面構造を表す断面図である。 図31は、第2の実施形態に係る第7変形例の表示装置の概略断面構造を表す断面図である。 図32は、第2の実施形態に係る第8変形例の表示装置の概略断面構造を表す断面図である。 図33は、第2の実施形態に係る第9変形例の表示装置の概略断面構造を表す断面図である。 図34は、第2の実施形態に係る第10変形例の表示装置の概略断面構造を表す断面図である。 図35は、第3の実施形態に係る表示装置の概略断面構造を表す断面図である。 図36は、第3の実施形態に係る表示装置を模式的に示す平面図である。 図37は、第3の実施形態に係る表示装置の動作例を示すタイミング波形図である。 図38は、第3の実施形態に係る表示装置の、第3検出モードのタッチ検出の動作例を説明するための説明図である。 図39は、第3の実施形態に係る表示装置の、第3検出モードのタッチ検出の動作例を説明するための説明図である。 図40は、第3の実施形態に係る接続回路の一例を示す回路図である。 図41は、第3の実施形態に係る表示装置の、第2検出モードのタッチ検出の動作例を説明するための説明図である。 図42は、第3の実施形態に係る第1変形例の表示装置を示す斜視図である。 図43は、第3の実施形態に係る第2変形例の表示装置を示す斜視図である。
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。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につい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の実施形態に係る表示装置の一構成例を示すブロック図である。図1に示すように、表示装置1は、表示パネル10と、制御部11と、検出制御部11Aと、ゲートドライバ12と、ソースドライバ13と、第1駆動部14Aと、第2駆動部14Bと、検出部40とを備えている。表示パネル10は、画像を表示する表示部20と、タッチ入力を検出する検出装置であるタッチセンサ30とを含む。
表示パネル10は、表示部20とタッチセンサ30とが一体化された表示装置である。具体的には、表示パネル10において、表示部20の電極や基板等の部材の一部が、タッチセンサ30の電極や基板等に兼用される。
表示部20は、表示素子として液晶表示素子を用いている。表示部20は、表示素子を有する複数の画素を備えるとともに、複数の画素に対向する表示面を有している。また、表示部20は、映像信号Vdispの入力を受けて表示面に複数の画素からなる画像の表示を行う。なお、表示パネル10は、表示部20の上に、タッチセンサ30を装着した装置であってもよい。また、表示部20は、例えば、有機EL表示パネルであってもよい。
制御部11は、外部より供給された映像信号Vdispに基づいて、ゲートドライバ12、ソースドライバ13、第1駆動部14A、検出制御部11A及び検出部40に制御信号を供給する。制御部11は、主として表示装置1の表示動作を制御する回路である。検出制御部11Aは、制御部11から供給された制御信号に基づいて、第1駆動部14A及び第2駆動部14Bに制御信号を供給する。検出制御部11Aは、主として表示装置1の検出動作を制御する回路である。
ゲートドライバ12は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、表示パネル10の表示駆動の対象となる1水平ラインに走査信号Vscanを供給する。これにより、表示駆動の対象となる1水平ラインが順次又は同時に選択される。
ソースドライバ13は、表示部20の、各副画素SPix(図10参照)に画素信号Vpixを供給する回路である。ソースドライバ13の機能の一部は、表示パネル10に搭載されていてもよい。この場合、制御部11が画素信号Vpixを生成し、この画素信号Vpixをソースドライバ13に供給してもよい。
第1駆動部14Aは、表示パネル10の第1電極COMLに表示用の駆動信号Vcomdcを供給する回路である。また、第1駆動部14Aは、相互静電容量方式のタッチ検出の際に、第1電極COMLに検出用の駆動信号Vcom1を供給し、又は、第2電極53A、53Bに検出用の駆動信号Vcom2を供給する。第2駆動部14Bは、自己静電容量方式のタッチ検出の際に、第1電極COMLに駆動信号VcomAを供給し、又は、検出電極TDLに駆動信号VcomBを供給する。第2駆動部14Bは、第2電極53A、53Bに駆動信号を供給して自己静電容量方式のタッチ検出を行ってもよい。
本実施形態において、制御部11は、表示部20により表示を行う表示動作と、タッチセンサ30により被検出体を検出する検出動作とを時分割で行う。第1駆動部14Aは、制御部11からの制御信号に基づいて、駆動信号Vcom1、Vcom2を、第1電極COML及び第2電極53A、53Bにそれぞれ供給する。第2駆動部14Bは、検出制御部11Aからの制御信号に基づいて、駆動信号VcomA、VcomBを、第1電極COML、検出電極TDL及び第2電極53A、53Bにそれぞれ供給する。
タッチセンサ30は、相互静電容量方式(ミューチュアル方式ともいう)によるタッチ検出の基本原理に基づいて、タッチ検出を行う。タッチセンサ30は、接触状態の被検出体を検出した場合、検出信号Vdet1を検出部40に出力する。また、タッチセンサ30は、自己静電容量方式(セルフ方式ともいう)によるタッチ検出の基本原理に基づいて、タッチ検出を行うこともできる。タッチセンサ30は、自己静電容量方式により接触状態の被検出体を検出した場合、検出信号Vdet2を検出部40に出力する。
本明細書において、「接触状態」とは、被検出体が表示面に接触した状態又は接触と同視し得るほど近接した状態を表す。また、「非接触状態」とは、被検出体が表示面に接触していない状態又は接触と同視できるほどには近接していない状態を表す。
検出部40は、相互静電容量方式のタッチ検出において、制御部11から供給される制御信号と、表示パネル10から出力される検出信号Vdet1とに基づいて、表示パネル10の表示面への被検出体のタッチの有無を検出する回路である。また、検出部40は、自己静電容量方式のタッチ検出において、制御部11から供給される制御信号と、表示パネル10から出力される検出信号Vdet2とに基づいて、表示パネル10の表示面への被検出体のタッチの有無を検出する。検出部40は、タッチがある場合においてタッチ入力が行われた座標などを求める。
検出部40は、検出信号増幅部42と、A/D変換部43と、信号処理部44と、座標抽出部45と、検出タイミング制御部46と、を備える。検出タイミング制御部46は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、A/D変換部43と、信号処理部44と、座標抽出部45とが同期して動作するように制御する。
タッチ検出において、検出信号増幅部42は、表示パネル10から供給された検出信号Vdet1を増幅する。A/D変換部43は、駆動信号Vcom1、Vcom2に同期したタイミングで、検出信号増幅部42から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する。
信号処理部44は、A/D変換部43の出力信号に基づいて、表示パネル10に対するタッチの有無を検出する論理回路である。信号処理部44は、指による検出信号の差分の信号(絶対値|ΔV|)を取り出す処理を行う。信号処理部44は、絶対値|ΔV|を所定のしきい値電圧と比較し、この絶対値|ΔV|がしきい値電圧未満であれば、被検出体が非接触状態であると判断する。一方、信号処理部44は、絶対値|ΔV|がしきい値電圧以上であれば、被検出体が接触状態又は近接状態であると判断する。このようにして、検出部40はタッチ検出が可能となる。
座標抽出部45は、信号処理部44においてタッチが検出されたときに、そのタッチパネル座標を求める論理回路である。座標抽出部45は、タッチパネル座標を出力信号Voutとして出力する。座標抽出部45は、出力信号Voutを制御部11に出力してもよい。制御部11は出力信号Voutに基づいて、所定の表示動作又は検出動作を実行することができる。
なお、検出部40の検出信号増幅部42、A/D変換部43、信号処理部44、座標抽出部45及び検出タイミング制御部46は、表示装置1に搭載される。ただし、これに限定されず、検出部40の全部又は一部の機能は外部の制御基板やプロセッサ等に搭載されてもよい。例えば、座標抽出部45は、表示装置1とは別の外部プロセッサに搭載されてもよい。この場合、検出部40は、信号処理部44が信号処理した信号を出力信号Voutとして出力してもよい。或いは、信号処理部44及び座標抽出部45は外部プロセッサに搭載されてもよい。この場合、検出部40は、A/D変換部43が信号処理したデジタル信号を出力信号Voutとして出力してもよい。
次に、図2から図4を参照して、本実施形態の表示装置1の相互静電容量方式によるタッチ検出の基本原理について説明する。図2は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための説明図である。図3は、相互静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。図4は、相互静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。なお、以下の説明では、指が接触又は近接する場合を説明するが、指に限られず、例えばスタイラスペン等であってもよい。
図2に示すように、容量素子C1は、誘電体Dを挟んで互いに対向配置された一対の駆動電極E1及び検出電極E2を備えている。容量素子C1は、駆動電極E1と検出電極E2との対向面同士の間に形成される電気力線(図示しない)に加え、駆動電極E1の端部から検出電極E2の上面に向かって延びるフリンジ分の電気力線が生じる。図3に示すように、容量素子C1の一端は、交流信号源(駆動信号源)Sに接続され、他端は電圧検出器DETに接続される。電圧検出器DETは、例えば図1に示す検出信号増幅部42に含まれる積分回路である。
交流信号源Sから駆動電極E1(容量素子C1の一端)に所定の周波数(例えば数kHz〜数百kHz程度)の交流矩形波Sgが印加されると、電圧検出器DETを介して、図4に示すような出力波形(検出信号Vdet1)が現れる。
非接触状態では、容量素子C1の容量値に応じた電流が流れる。図3に示す電圧検出器DETは、交流矩形波Sgに応じた電流の変動を電圧の変動(実線の波形V(図4参照))に変換する。
図2及び図3に示すように、接触状態では、指によって形成される静電容量C2が、検出電極E2と接触し、又は接触と同視し得るほど近傍にある。これにより、駆動電極E1と検出電極E2との間にあるフリンジ分の電気力線が導体(指)により遮られる。このため、容量素子C1は、非接触状態での容量値よりも容量値の小さい容量素子として作用する。そして、電圧検出器DETは、交流矩形波Sgに応じた電流Iの変動を電圧の変動(点線の波形V(図4参照))に変換する。
この場合、波形Vは、上述した波形Vと比べて振幅が小さくなる。これにより、波形Vと波形Vとの電圧差分の絶対値|ΔV|は、指などの外部から接触又は近接する外部物体の影響に応じて変化することになる。なお、電圧検出器DETは、回路内のスイッチングにより、交流矩形波Sgの周波数に合わせて、コンデンサの充放電をリセットする。かかる期間Resetを設けていることにより、電圧差分の絶対値|ΔV|が精度よく検出される。
検出部40は、上述したように絶対値|ΔV|を所定のしきい値電圧と比較することで、外部近接物体が非接触状態であるか、接触状態又は近接状態であるかを判断する。このようにして、検出部40は相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいてタッチ検出が可能となる。
次に、図5から図8を参照して、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理について説明する。図5は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、非接触状態を表す説明図である。図6は、自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、接触状態を表す説明図である。図7は、自己静電容量方式のタッチ検出の等価回路の例を示す説明図である。図8は、自己静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及び検出信号の波形の一例を表す図である。
図5左図は、非接触状態において、スイッチSW1により電源Vddと検出電極E3とが接続され、スイッチSW2により検出電極E3がコンデンサCcrに接続されていない状態を示している。この状態では、検出電極E3が有する容量Cx1が充電される。図5右図は、スイッチSW1により、電源Vddと検出電極E3とが接続されず、スイッチSW2により、検出電極E3とコンデンサCcrとが接続された状態を示している。この状態では、容量Cx1の電荷はコンデンサCcrを介して放電される。
図6左図は、接触状態において、スイッチSW1により電源Vddと検出電極E3とが接続され、スイッチSW2により検出電極E3がコンデンサCcrに接続されていない状態を示している。この状態では、検出電極E3が有する容量Cx1に加え、検出電極E3に近接している指により生じる容量Cx2も充電される。図6右図は、スイッチSW1により、電源Vddと検出電極E3とが接続されず、スイッチSW2により検出電極E3とコンデンサCcrとが接続された状態を示している。この状態では、容量Cx1の電荷と容量Cx2の電荷とがコンデンサCcrを介して放電される。
ここで、図5右図に示す放電時(非接触状態)におけるコンデンサCcrの電圧変化特性に対して、図6右図に示す放電時(接触状態)におけるコンデンサCcrの電圧変化特性は、容量Cx2が存在するために、明らかに異なる。したがって、自己静電容量方式では、容量Cx2の有無により、コンデンサCcrの電圧変化特性が異なることを利用して、指などの操作入力の有無を判定している。
具体的には、検出電極E3に所定の周波数(例えば数kHz〜数百kHz程度)の交流矩形波Sg(図8参照)が印加される。図7に示す電圧検出器DETは、交流矩形波Sgに応じた電流の変動を電圧の変動(波形V、V)に変換する。
図8において、時刻T01のタイミングで交流矩形波Sgは電圧Vに相当する電圧レベルに上昇する。このときスイッチSW1はオンとなりスイッチSW2はオフとなるため検出電極E3の電位も電圧Vに上昇する。次に時刻T11のタイミングの前にスイッチSW1をオフとする。このとき検出電極E3はフローティング状態であるが、検出電極E3の容量Cx1(またはCx1+Cx2、図6参照)によって、検出電極E3の電位は電圧Vが維持される。さらに、時刻T11のタイミングの前に電圧検出器DETのリセット動作が行われる。
続いて、時刻T11のタイミングでスイッチSW2をオンさせると、検出電極E3の容量Cx1(またはCx1+Cx2)に蓄積されていた電荷が電圧検出器DET内の容量C5に移動するため、電圧検出器DETの出力が上昇する(図8の検出信号Vdet2参照)。電圧検出器DETの出力(検出信号Vdet2)は、非接触状態では、実線で示す波形Vとなり、Vdet2=Cx1×V/C5となる。接触状態では、点線で示す波形Vとなり、Vdet2=(Cx1+Cx2)×V/C5となる。
その後、時刻T31のタイミングでスイッチSW2をオフさせ、スイッチSW1及びスイッチSW3をオンさせることにより、検出電極E3の電位を交流矩形波Sgと同電位のローレベルにするとともに電圧検出器DETをリセットさせる。以上の動作を所定の周波数(例えば数kHz〜数百kHz程度)で繰り返す。このようにして、検出部40は自己静電容量方式のタッチ検出の基本原理に基づいてタッチ検出が可能となる。
次に、本実施形態の表示装置1の構成例を詳細に説明する。図9は、第1の実施形態に係る表示パネルの概略断面構造を表す断面図である。図9に示すように、表示装置1は、画素基板2と、対向基板3と、表示機能層としての液晶層6とを備える。対向基板3は、画素基板2の表面に垂直な方向に対向して配置される。また、液晶層6は画素基板2と対向基板3との間に設けられる。
画素基板2は、第1基板21と、画素電極22と、第1電極COMLと、偏光板35Bとを有する。第1基板21には、ゲートドライバ12に含まれるゲートスキャナ等の回路や、TFT(Thin Film Transistor)等のスイッチング素子や、ゲート線GCL、信号線SGL等の各種配線(図9では省略して示す)が設けられる。
第1電極COMLは、第1基板21の上側に設けられる。画素電極22は、絶縁層24を介して第1電極COMLの上側に設けられる。画素電極22は、第1電極COMLとは異なる層に設けられ、平面視で、第1電極COMLと重なって配置される。また、画素電極22は、平面視でマトリクス状に複数配置される。偏光板35Bは、第1基板21の下側に設けられる。
なお、本明細書において、第1基板21の表面に垂直な方向において、第1基板21から第2基板31に向かう方向を「上側」とする。また、第2基板31から第1基板21に向かう方向を「下側」とする。また、「平面視」とは、第1基板21の表面に垂直な方向から見た場合を示す。
画素電極22は、表示パネル10の各画素Pixを構成する副画素SPixに対応して設けられる。表示動作を行うための画素信号Vpixは、ソースドライバ13(図1参照)から画素電極22に供給される。また、表示動作の際に、直流の電圧信号である表示用の駆動信号Vcomdcが第1電極COMLに供給される。これにより、第1電極COMLは、複数の画素電極22に対する共通電極として機能する。また、第1電極COMLは、相互静電容量方式のタッチ検出における駆動電極として機能する。さらに、第1電極COMLは、自己静電容量方式のタッチ検出における検出電極として機能する。
本実施形態において、画素電極22及び第1電極COMLは、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)等の透光性を有する導電性材料が用いられる。
対向基板3は、第2基板31と、第2基板31の一方の面に形成されたカラーフィルタ32と、第2基板31の他方の面に設けられた検出電極TDLと、偏光板35Aとを有する。検出電極TDLは、第2基板31の上に複数配列されている。検出電極TDLは、相互静電容量方式のタッチ検出及び自己静電容量方式のタッチ検出における検出電極として機能する。
本実施形態において、検出電極TDLは、例えば、ITO等の透光性を有する導電性材料が用いられる。又は、検出電極TDLは、メッシュ状、ジグザグ線状、或いは波線状、直線状のパターンを有する金属細線により構成されていてもよい。この場合、検出電極TDLは、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)及びタングステン(W)から選ばれた1種以上の金属層で形成される。
カラーフィルタ32は、第1基板21と垂直な方向において、液晶層6と対向する。なお、カラーフィルタ32は第1基板21の上に配置されてもよい。本実施形態において、第1基板21及び第2基板31は、例えば、ガラス基板又は樹脂基板である。
第1基板21と第2基板31とは所定の間隔を設けて対向して配置される。第1基板21と第2基板31との間に液晶層6が設けられる。液晶層6は、通過する光を電界の状態に応じて変調する。液晶層6として、例えば、FFS(Fringe Field Switching:フリンジフィールドスイッチング)を含むIPS(In−Plane Switching:インプレーンスイッチング)等の横電界モードの液晶が用いられる。なお、図9に示す液晶層6と画素基板2との間、及び液晶層6と対向基板3との間には、それぞれ配向膜(図9では省略して示す)が配設されている。
第1基板21の下側には、図示しない照明部(バックライト)が設けられる。照明部は、例えばLED等の光源を有しており、光源からの光を第1基板21に向けて射出する。照明部からの光は、画素基板2を通過して、その位置の液晶の状態により変調され、表示面への透過状態が場所によって変化する。これにより、表示面に画像が表示される。
次に表示パネル10の表示動作について説明する。図10は、実施形態に係る表示部の画素配列を表す回路図である。第1基板21(図9参照)には、図10に示す各副画素SPixのスイッチング素子Tr、信号線SGL、ゲート線GCL等が形成されている。信号線SGLは、各画素電極22に画素信号Vpixを供給するための配線である。ゲート線GCLは、各スイッチング素子Trを駆動する駆動信号を供給するための配線である。信号線SGL及びゲート線GCLは、第1基板21の表面と平行な平面に延出する。
図10に示す表示部20は、マトリクス状に配列された複数の副画素SPixを有している。副画素SPixは、それぞれスイッチング素子Tr及び液晶素子6aを備えている。スイッチング素子Trは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、nチャネルのMOS(Metal Oxide Semiconductor)型のTFTで構成されている。画素電極22と第1電極COMLとの間に絶縁層24が設けられ、これらによって図10に示す保持容量6bが形成される。
図1に示すゲートドライバ12は、ゲート線GCLを順次選択する。ゲートドライバ12は、選択されたゲート線GCLを介して、走査信号Vscanを副画素SPixのスイッチング素子Trのゲートに印加する。これにより、副画素SPixのうちの1行(1水平ライン)が表示駆動の対象として順次選択される。また、ソースドライバ13は、選択された副画素SPixに、信号線SGLを介して画素信号Vpixを供給する。そして、これらの副画素SPixでは、供給される画素信号Vpixに応じて1水平ラインずつ表示が行われるようになっている。
この表示動作を行う際、図1に示す第1駆動部14Aは、第1電極COMLに対して表示用の駆動信号Vcomdcを印加する。表示用の駆動信号Vcomdcは複数の副画素SPixに対する共通電位となる電圧信号である。これにより、各第1電極COMLは、表示動作において、画素電極22に対する共通電極として機能する。表示の際に、第1駆動部14Aは、表示領域Adの全ての第1電極COMLに対して駆動信号Vcomdcを印加する。
図9に示すカラーフィルタ32は、例えば赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に着色されたカラーフィルタ32の色領域が周期的に配列されていてもよい。上述した図10に示す各副画素SPixに、R、G、Bの3色の色領域32R、32G、32Bが1組として対応付けられる。そして、3色の色領域32R、32G、32Bに対応する副画素SPixを1組として画素Pixが構成される。なお、カラーフィルタ32は、4色以上の色領域を含んでいてもよい。
次に、検出電極TDL、第1電極COML及び第2電極53A、53Bの構成と、タッチ検出動作について説明する。図11は、第1の実施形態に係る表示装置の概略断面構造を表す断面図である。図12は、第1の実施形態に係る表示装置を模式的に示す平面図である。図13は、第1基板及び第2基板の平面図である。図12は、検出電極TDL、第1電極COML及び第2電極53A、53Bの配置の関係を模式的に示している。
図11に示すように、表示装置1は、表示パネル10と、第1筐体101と、第2筐体102と、第2電極53A、53Bと、カバー基板51とを有する。第1筐体101は、底部101Aと、少なくとも1対の壁部101Bとを備える。底部101Aと、壁部101Bとで囲まれた空間に、表示パネル10、スペーサ122及びバックライト120が固定される。バックライト120は、底部101Aに固定される。表示パネル10はスペーサ122を介してバックライト120の上に固定される。これにより、表示パネル10とバックライト120との間に間隙121が形成される。間隙121には、スポンジや弾性ゴム等の弾性体を設けてもよい。このような構成により、第1筐体101の内部に表示パネル10が固定される。
なお、図11に示す構成は、あくまで一例であり、表示パネル10及びバックライト120の固定構造は適宜変更してもよい。例えば、表示パネル10はスペーサ122を介さずにバックライト120の上に設けられていてもよい。
第2電極53A、53Bは、壁部101Bの上面101Baに設けられる。第2電極53A、53Bは、表示パネル10の検出電極TDL(図9参照)との間に静電容量を形成し、周辺領域Gdのタッチ検出における駆動電極として機能する。
第2筐体102は、底部102Aと、壁部102Bとを備える。底部102Aと、壁部102Bとで囲まれた空間に第1筐体101、表示パネル10、第2電極53A、53B及びカバー基板51が固定される。第2筐体102の底部102Aの上側に第1筐体101の底部101Aが固定される。第2筐体102の壁部102Bの内側に第1筐体101の壁部101Bが配置される。このような構成により、第2筐体102の内部に第1筐体101が固定される。
第2筐体102の壁部102Bの高さは、第1筐体101の壁部101Bの高さよりも高い。第2筐体102の上面には、壁部102Bによって囲まれた開口102Baが形成されている。この開口102Baにカバー基板51が設けられる。
カバー基板51は、画素基板2及び対向基板3を覆って保護するための保護部材である。カバー基板51は、ガラス基板であってもよく、樹脂材料等を用いたフィルム状の基材であってもよい。カバー基板51は、第1面51aと、第1面51aの反対側の第2面51bとを有する。カバー基板51の第1面51aは、画像が表示される表示面であり、被検出体が接触又は近接する検出面である。カバー基板51の第2面51bは、対向基板3と対向し、図示しない接着層を介して対向基板3と接着される。
本実施形態では、カバー基板51は、平面視で表示パネル10よりも大きい外形形状を有している。カバー基板51は、表示パネル10と対向し、かつ、第1筐体101の壁部101Bとも対向する。壁部101Bの上面101Baに垂直な方向において、第2電極53A、53Bは、壁部101Bとカバー基板51との間に配置される。
本実施形態では、第1筐体101は金属材料が用いられ、第2筐体102は樹脂材料が用いられる。これに限定されず、第1筐体101は樹脂材料が用いられ、第2筐体102は金属材料が用いられてもよい。第1筐体101と第2筐体102とは同じ材料が用いられてもよい。
図12に示すように、表示装置1において、表示領域Adと、周辺領域Gdとが設けられている。本明細書において、表示領域Adは、画像を表示させるための領域であり、複数の画素Pix(副画素SPix)と重なる領域である。周辺領域Gdは、第2筐体102の外周よりも内側で、かつ、表示領域Adよりも外側の領域を示す。第2筐体102が設けられない構成の場合、周辺領域Gdは、第1筐体101の外周又はカバー基板51の外周よりも内側で、かつ、表示領域Adよりも外側の領域を示す。なお、周辺領域Gdは表示領域Adを囲う枠状であってもよく、その場合、周辺領域Gdは額縁領域とも言える。
図12に示すように、第2筐体102は、平面視で、カバー基板51及び第1筐体101を囲む枠状である。又、第1筐体101も表示パネル10を囲む枠状となっている。なお、これに限定されず、第1筐体101は、少なくとも表示パネル10を挟む1対の壁部101B(図11参照)を有していればよい。
図12に示すように、第1電極COML及び検出電極TDLは、表示領域Adに設けられている。また、第2電極53A、53Bは、周辺領域Gdに設けられている。図12及び図13に示すように、第1電極COMLは、第2方向Dyに延出し、第1方向Dxに複数配列される。言い換えると、第1電極COMLは、表示領域Adの長辺に沿って延出し、表示領域Adの短辺に沿って複数配列される。第1電極COMLは、それぞれ第2方向Dyに長手を有する矩形状である。
本実施形態において、第1方向Dxは、表示領域Adの一辺に沿った方向である。第2方向Dyは、第1方向Dxと直交する方向である。これに限定されず、第2方向Dyは第1方向Dxに対して90°以外の角度で交差していても良い。第1方向Dxと第2方向Dyとで規定される平面は、第1基板21の表面と平行となる。また、第1方向Dx及び第2方向Dyと直交する方向は、第1基板21(図9参照)の厚み方向である。
検出電極TDLは、第1方向Dxに延出し、第2方向Dyに複数配列される。検出電極TDLは、平面視で第1電極COMLと交差して配置される。第1電極COMLと検出電極TDLとの交差部分において、静電容量が形成される。
この構成により、相互静電容量方式のタッチ検出を行う際、第1駆動部14Aは、第1電極COMLを時分割的に順次走査して、駆動信号Vcom1を供給する。そして、第1電極COMLと検出電極TDLとの間の容量変化に応じたセンサ出力信号Vs1が電圧検出器DETに出力される。これにより、表示領域Adにおけるタッチ検出が行われるようになっている。
図13に示すように、第1基板21の周辺領域Gdにフレキシブル基板72が設けられている。第1電極COMLの端部とフレキシブル基板72との間の周辺領域Gdに、走査部14C、ソースドライバ13及び表示用IC19が設けられている。走査部14Cは、駆動対象となる第1電極COMLを順次選択するスキャナ回路である。また、第1電極COMLの延出方向に沿う周辺領域Gd、つまり第1基板21の周辺領域Gdの長辺側に、ゲートドライバ12が設けられている。フレキシブル基板72に検出用IC18が設けられている。
第2基板31の周辺領域Gdにフレキシブル基板71が設けられている。フレキシブル基板71は、接続端子71Aを介して第1基板21の表示用IC19或いはフレキシブル基板72と電気的に接続される。検出電極TDLは、フレキシブル基板71を介して検出用IC18と電気的に接続される。
表示用IC19は、図1に示す制御部11として機能する。また、検出部40の機能の一部は、検出用IC18に含まれていてもよく、外部のMPU(Micro−Processing Unit)の機能として設けられてもよい。なお、表示用IC19又は検出用IC18は、これに限定されず、例えばモジュール外部の制御基板に備えられていてもよい。また、図1に示す第1駆動部14Aは、表示用IC19に含まれる。第2駆動部14Bは、検出用IC18に含まれる。これに限定されず、第1駆動部14A及び第2駆動部14Bは、第1基板21に設けられていてもよく、或いは、外部の制御基板に備えられていてもよい。
本実施形態の表示装置1において、第1電極COMLは、平面視でゲート線GCL(図10参照)と交差する方向に延出する。これにより、第1電極COMLに接続される配線(図示は省略する)や、走査部14C等の回路を、ゲートドライバ12と異なる位置の周辺領域Gdに設けることができる。具体的には、例えば、図12に示すように、ゲートドライバ12は、周辺領域Gdの長辺に設けられ、走査部14C等の回路や表示用IC19は周辺領域Gdの短辺に設けられる。したがって、本実施形態の表示装置1は、第1電極COMLに沿った部分の周辺領域Gdの狭額縁化に有利である。なお、これに限定されず、第1電極COMLは、信号線SGL(図10参照)と交差する方向、すなわち第1方向Dxに延出してもよい。この場合、検出電極TDLは、第1電極COMLと交差するように、第2方向Dyに延出する。
図12に示すように、第2電極53A、53Bは、平面視で表示領域Adよりも外側に配置される。具体的には、第2電極53Aは、第1方向Dxに対向する周辺領域Gdの一方に配置され、第2電極53Bは、第1方向Dxに対向する周辺領域Gdの他方に配置される。第2電極53Aと第2電極53Bとは、それぞれ第2方向Dyに延出し、第1方向Dxに対向して配置される。平面視で、第2電極53Aと第2電極53Bとの間に第1電極COMLと検出電極TDLとが配置される。言い換えると、第2電極53A及び第2電極53Bは、第1電極COML及び検出電極TDLと重ならない位置に設けられる。第2電極53Aと第2電極53Bとは、平面視で、第1電極COMLと平行な方向に延出する。第2電極53Aは、第1方向Dxに配列された第1電極COMLのうち、最も外側に配置された2つの第1電極COMLの一方に対向して配置され、第2電極53Bは、最も外側に配置された2つの第1電極COMLの他方に対向して配置される。また、第2電極53A及び第2電極53Bは、検出電極TDLの端部と対向して配置される。
第2電極53A、53Bの第2方向Dyの長さは、表示領域Adの第2方向Dyの長さと同程度の長さ、又はそれ以上の長さであることが好ましい。第2電極53A、53Bの第2方向Dyの長さは、表示領域Adの第2方向Dyの長さよりも短くてもよい。また、第2電極53A、53Bは、それぞれ表示領域Adの少なくとも一辺に沿った範囲内において電気的に分離されず連続的につながっていることが好ましい。
図12に示すように、第2電極53A、53Bは、第1筐体101の周辺領域Gdに設けられる。カバー基板51の周辺領域Gdには、図示しない着色層が設けられる。着色層は、例えば、光の透過を抑制するように着色された樹脂材料や、金属材料が用いられた加飾層である。
第2電極53A、53Bは、着色層と重なって配置されるので、外部から視認されることが抑制される。このため、第2電極53A、53Bとして、良好な導電性を有する金属材料を用いることができる。第2電極53A、53Bは、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)及びタングステン(W)から選ばれた1種以上の金属層で形成される。第2電極53A、53Bは、これらの金属材料から選ばれた1種以上を含む合金で形成されてもよく、或いは、これらの材料で形成された導電層が複数積層された積層体としてもよい。
このように第2電極53A、53Bを設けることにより、第2電極53A、53Bと、表示領域Adに設けられた検出電極TDLとの間の容量変化に基づいて、周辺領域Gdへのタッチ入力を検出することができる。
また、図11に示すように、第2電極53A、53Bは、第1筐体101の壁部101Bに設けられる。このため、第2電極53A、53Bを第1基板21、第2基板31又はカバー基板51の周辺領域Gdに設ける構成と比較して、第1基板21、第2基板31又はカバー基板51の狭額縁化に有利である。さらに、第1基板21又は第2基板31に設けられる各種配線や回路等の配置の制約を少なくすることができる。
第1筐体101が金属製の場合、第2電極53A、53Bは、第1筐体101と電気的に絶縁する必要がある。図14は、第1の実施形態に係るフィルムセンサを模式的に示す断面図である。図14は、図12に示すA1−A2線に沿う断面図である。
図14に示す例では、フィルムセンサ110が壁部101Bの上面101Baに設けられている。フィルムセンサ110は、基材55と、保護層56と、第2電極53Aと、保護層57とを含む。壁部101Bの上面101Baに基材55が設けられる。基材55に、保護層56、第2電極53A、保護層57の順に配置される。基材55は、例えばPET(Polyethylene Terephthalate)等の樹脂材料を用いたフィルム状の基材である。この場合、第2電極53Aは、スパッタなどの薄膜法により形成される。保護層56、57は、酸化物、窒化物等の絶縁材料が用いられ、第2電極53Aを保護するために設けられる。
このように、第2電極53Aは、保護層56を介して基材55の上に設けられ、基材55が第1筐体101に配置される。このため、第2電極53Aは、保護層56及び基材55により第1筐体101と電気的に絶縁される。したがって、第1筐体101が金属製であっても、第2電極53Aは、検出電極TDLとの間の容量変化に基づいて、周辺領域Gdへのタッチ入力を良好に検出することができる。
なお、図14では、第2電極53Aを示しているが、第2電極53Bも同様にフィルムセンサ110を構成して、壁部101Bに配置することができる。なお、第2電極53A、53Bを第1筐体101に配置する方法は、図14に示す例に限定されない。図15は、第1の実施形態に係る第2電極を筐体に配置する構成の他の例を模式的に示す断面図である。なお、図15は、図12に示すA1−A2線に沿う断面図である。
図15に示すように、第2電極53Aの周囲に保護層58が設けられている。保護層58は、第2電極53Aの上面、下面及び側面を覆っている。第2電極53Aは保護層58を介して第1筐体101に配置される。保護層58は、例えば樹脂材料が用いられる。第2電極53Aは保護層58によりコーティングされているため、耐食性、耐摩耗性が向上する。
壁部101Bの上面101Baには、溝部101Bbが形成されている。溝部101Bbは、壁部101Bの長手方向に沿って設けられる。第2電極53A及び保護層58は、溝部101Bbに設けられる。このため、表示装置1の組み立て工程などにおいて、カバー基板51や第2筐体102等が上面101Baに接触しても、第2電極53Aがこれらの部材に接触することが抑制される。したがって、第2電極53Aの耐食性、耐摩耗性が向上する。なお、壁部101Bの上面101Baと保護層58の上面とは、第3方向Dzの位置が同じであることが好ましい。これに限定されず、保護層58の上面は、壁部101Bの上面101Baよりも下側に配置されていてもよく、壁部101Bの上面101Baよりも上側に配置されていてもよい。
このような構成により、第2電極53Aは、保護層58を介して第1筐体101と電気的に絶縁される。したがって、第1筐体101が金属製であっても、第2電極53Aは、検出電極TDLとの間の容量変化に基づいて、周辺領域Gdへのタッチ入力を良好に検出することができる。
次に、本実施形態における表示装置1の検出動作について詳細に説明する。図16は、第2検出モードにおける動作例を模式的に示す説明図である。
本実施形態の表示装置1は、第1検出モードと、第2検出モードと、第3検出モードとの、3つの検出モードを有する。表示装置1は、第1検出モードにおいて、相互静電容量方式により主として表示領域Adの被検出体を検出する。表示装置1は、第2検出モードにおいて、相互静電容量方式により主として周辺領域Gdの被検出体を検出する。表示装置1は、第3検出モードにおいて、自己静電容量方式により表示領域Ad及び周辺領域Gdの被検出体を検出する。
第1検出モードにおいて、走査部14C(図13参照)は、第1電極COMLを駆動対象として時分割的に順次、選択する。走査部14Cは駆動対象として選択された第1電極COMLを第1駆動部14Aに接続する。第1駆動部14Aは、駆動対象の第1電極COMLに駆動信号Vcom1を供給する。検出電極TDLは、第1電極COMLと検出電極TDLとの間の容量変化に応じたセンサ出力信号Vsを電圧検出器DETに出力する。これにより、表示領域Adの被検出体を検出することができる。なお、走査部14Cは、複数の第1電極COMLを同時に駆動対象として選択して、複数の第1電極COMLを含む駆動電極ブロックごとに検出を行ってもよい。
図16に示すように、第2検出モードにおいて、走査部14C(図13参照)は、第2電極53A、53Bを駆動対象として時分割的に順次、選択する。第1駆動部14Aは、第2電極53A、53Bに駆動信号Vcom2を供給する。これにより、第2電極53A、53Bと検出電極TDLとの間にフリンジ分の電気力線Efが生じる。なお、図16では、第2電極53A側の電気力線Efのみ示している。
電気力線Efは、周辺領域Gdの第2電極53Aから、カバー基板51の第1面51aよりも上側に延びて、表示領域Adの検出電極TDLに向かって延びる。被検出体CQが第1面51aの周辺領域Gdに接触又は近接すると、被検出体CQにより電気力線Efが遮られる。これにより、第2電極53A、53Bと検出電極TDLとの間の容量変化が生じる。第2電極53A、53Bと検出電極TDLとの間の容量変化に応じたセンサ出力信号VsL、VsRが、検出電極TDLから電圧検出器DETに出力される。これにより、第2電極53Aが設けられた周辺領域Gdにおけるタッチ検出が行われるようになっている。
本実施形態において、図11に示すように、第2電極53A、53Bは、壁部101Bの上面101Baに設けられている。このため、第2電極53A、53Bから生じる電気力線Efが金属製の第1筐体101によって遮られることが抑制される。したがって本実施形態では、周辺領域Gdにおける良好なタッチ検出を行うことができる。
なお、図16に示すように、第2電極53A、53Bは、平面視で、第2基板31の端部31a、31bよりも外側に配置されることが好ましい。こうすれば、第2基板31の周辺領域Gdに設けられた各種配線と、第2電極53A、53Bとの間に形成される寄生容量を低減できる。これにより、周辺領域Gdのタッチ検出感度を向上させることができる。
図16に示すように、第2電極53A、53Bは、カバー基板51と重なる位置に配置されるが、これに限定されない。例えば、第2電極53A、53Bは、カバー基板51の一方の端部51c、51dよりも外側に配置されてもよい。
また、表示装置1は、第3検出モードにおいて、第1電極COML、検出電極TDL、第2電極53A、53Bのそれぞれの容量変化に基づいて被検出体を検出する。具体的には、第2駆動部14B(図1参照)は、第1電極COML及び第2電極53A、53Bに、同時に又は順次、駆動信号VcomAを供給する。第2駆動部14Bは、検出電極TDLに、同時に又は順次、駆動信号VcomBを供給する。そして、第1電極COML、検出電極TDL、第2電極53A、53Bのそれぞれ容量変化に応じたセンサ出力信号Vs2が電圧検出器DETに出力される。
図17は、表示パネルと第2電極との接続構成を説明するための説明図である。上述したように、第2電極53A、53Bも、制御部11及び検出制御部11Aによって、動作が制御される。このため、第2電極53A、53Bは、図13に示す表示用IC19又は検出用IC18の少なくとも一方に電気的に接続される必要がある。
図17に示すように、第1筐体101は底部101Aと、2つの壁部101Bとを有する。2つの壁部101Bと壁部101Bは、底部101Aの対向する2つの辺に沿ってそれぞれ設けられる。表示パネル10は、間隔を有して対向する1対の壁部101Bと壁部101Bとの間に組み込まれる。図17に示す例に限定されず、第1筐体101は、底部101Aの4つの辺に沿って、4つの壁部101Bを有する構成であってもよい。
図17に示すように、第1筐体101にフレキシブル基板73が接続されている。フレキシブル基板73は、第1筐体101の側面に設けられる。フレキシブル基板73は、底部101Aの辺のうち、壁部101Bが設けられていない辺に沿って設けられ、対向する2つの壁部101B、101Bに接続される。フレキシブル基板73の一方の端部には接続基板73aが設けられる。フレキシブル基板73の他方の端部には接続基板73bが設けられる。接続基板73aは、壁部101Bに沿ってフレキシブル基板73から上側に延出して、第2電極53Aと接続される。同様に、接続基板73bは、壁部101Bに沿ってフレキシブル基板73から上側に延出して、第2電極53Bと接続される。
表示パネル10が第1筐体101に組み込まれた場合に、フレキシブル基板73は、表示パネル10のフレキシブル基板72と平面視で重なる位置に設けられる。そして、フレキシブル基板73の端子部83は、フレキシブル基板72の端子部81と電気的に接続される。このような構成により、第2電極53A、53Bは、フレキシブル基板73、フレキシブル基板72を介して、第1筐体101の内部の表示パネル10に電気的に接続される。なお、フレキシブル基板72の端子部82は、表示装置1とメイン基板74(図18参照)とを接続するための端子部である。
図18は、表示パネルと第2電極との接続構成の他の例を説明するための説明図である。本変形例では、第1筐体101にメイン基板74が接続されている。メイン基板74は、例えば、ホストICや電源等が搭載される。メイン基板74は、第1筐体101の側面に設けられる。メイン基板74は、底部101Aの辺のうち、壁部101Bが設けられていない辺に沿って設けられ、対向する2つの壁部101B、101Bに接続される。メイン基板74の一方の端部には接続基板74cが設けられる。メイン基板74の他方の端部には接続基板74dが設けられる。接続基板74c、74dは、例えば、フレキシブル基板である。
接続基板74cは、壁部101Bに沿ってメイン基板74から上側に延出して、第2電極53Aと接続される。接続基板74cは、メイン基板74に設けられた配線74aを介して端子部84に接続される。同様に、接続基板74dは、壁部101Bに沿ってメイン基板74から上側に延出して、第2電極53Bと接続される。接続基板74dは、メイン基板74に設けられた配線74bを介して端子部84に接続される。
表示パネル10が第1筐体101に組み込まれた場合に、メイン基板74は、表示パネル10のフレキシブル基板72と平面視で重なる位置に設けられる。そして、メイン基板74の端子部84は、フレキシブル基板72の端子部82と電気的に接続される。このような構成により、第2電極53A、53Bは、接続基板74c、74d、メイン基板74及びフレキシブル基板72を介して、第1筐体101の内部の表示パネル10に電気的に接続される。
次に、本実施形態の駆動回路の一例を説明する。図19は、第1の実施形態に係る駆動回路を示す回路図である。図19に示すように、第2電極53A、53B及び第1電極COML(1)、COML(2)、COML(3)、COML(4)、COML(5)は、走査部14Cに接続される。なお、説明において、以下の第1電極COML(1)、COML(2)、COML(3)、COML(4)、COML(5)を区別して説明する必要がない場合には、第1電極COMLと表す。また、図19では、説明を分かりやすくするために5つの第1電極COMLを示しているが、これに限定されず、6つ以上の第1電極COMLが設けられていてもよい。
走査部14Cは、表示用IC19から出力される各種制御信号に基づいて、駆動対象の第1電極COML及び第2電極53A、53Bを、順次又は同時に選択する。駆動対象として選択された第1電極COML及び第2電極53A、53Bは、走査部14Cを介して、表示用IC19又は検出用IC18に接続される。本実施形態では、第1駆動部14A(図1参照)の機能が表示用IC19に含まれる。また、第2駆動部14B(図1参照)の機能が検出用IC18に含まれる。
走査部14Cは、第1走査部14Caと、第2走査部14Cbとを含む。第1走査部14Caは、第1電極COMLを順次走査する回路である。第2走査部14Cbは、第2電極53A、53Bを順次走査する回路である。
図19に示すように、第1電極COMLは、それぞれ、配線L22、スイッチSW15及び配線L19を介して表示用IC19に接続される。1本の配線L19に、複数のスイッチSW15と複数の配線L22とが接続される。第1電極COMLは、共通の配線L19を介して駆動信号TSVCOMが供給される。また、第1電極COMLは、それぞれ配線L22、スイッチSW14及び配線L23を介して検出用IC18に接続される。配線L23(1)、L23(2)、L23(3)、L23(4)、L23(5)は、それぞれ第1電極COML(1)、COML(2)、COML(3)、COML(4)、COML(5)に対応して設けられる。
第2電極53Aは、配線LAを介して第2走査部14Cbに接続される。第2電極53Aは、配線LA、増幅器79、スイッチSW35及び配線L19を介して表示用IC19に接続される。また、第2電極53Aは、配線LA、スイッチSW31、配線L23(L)を介して検出用IC18に接続される。
同様に、第2電極53Bは、配線LBを介して第2走査部14Cbに接続される。第2電極53Bは、配線LB、増幅器80、スイッチSW36及び配線L19を介して表示用IC19に接続される。また、第2電極53Bは、配線LB、スイッチSW32、配線L23(R)を介して検出用IC18に接続される。
表示用IC19は、配線L13を介して制御信号XVCOMFLをスイッチSW13に供給する。制御信号XVCOMFLは、表示動作と検出動作を切り換える制御信号である。制御信号XVCOMFLは、表示動作の際に高レベルの電圧信号となり、検出動作の際に低レベルの電圧信号となる。なお、制御信号XVCOMFLは、制御信号VCOMFL(図20参照)の電圧レベルを反転させた電圧信号である。
表示動作の際に制御信号XVCOMFLが高レベルになる。これにより、スイッチSW13がオンとなる。表示用IC19は、配線L12、スイッチSW13、配線L22を介して表示用の駆動信号Vcomdcを、全ての第1電極COMLに供給する。
表示用IC19は、配線L14を介してスイッチSW14、スイッチSW31及びスイッチSW32に制御信号SELFENを供給する。制御信号SELFENに基づいて、スイッチSW14、スイッチSW31及びスイッチSW32のオン、オフが切り換えられる。制御信号SELFENは、相互静電容量方式と自己静電容量方式の検出モードを切り換える制御信号である。第3検出モードにおいて、制御信号SELFENは高レベルの電圧信号となる。一方、第3検出モード以外の検出モード及び表示動作の際には、制御信号SELFENは低レベルの電圧信号となる。
第3検出モードでは、制御信号SELFENが高レベルとなり、スイッチSW14、スイッチSW31及びスイッチSW32がオンとなる。これにより、第1電極COMLは、それぞれ配線L22、スイッチSW14及び配線L23を介して検出用IC18に接続される。配線L23(1)、L23(2)、L23(3)、L23(4)、L23(5)は、検出用IC18の出力端子Pad1、Pad2、Pad3、Pad4、Pad5にそれぞれ接続される。検出用IC18に含まれる第2駆動部14B(図示しない)は、駆動信号VcomAを第1電極COMLに同時又は時分割で供給する。第1電極COMLの静電容量変化に応じたセンサ出力信号Vs2は、検出用IC18の電圧検出器DETに供給される。これにより、上述した自己静電容量方式のタッチ検出が行われる。
第2電極53Aは、配線LA、スイッチSW31、配線L23(L)を介して検出用IC18に接続される。配線L23(L)は検出用IC18の出力端子PadLに接続される。同様に、第2電極53Bは、配線LB、スイッチSW32、配線L23(R)を介して検出用IC18に接続される。配線L23(R)は検出用IC18の出力端子PadRに接続される。これにより、第2駆動部14B(図示しない)は、駆動信号VcomAを第2電極53A、53Bに同時又は時分割で供給する。第2電極53A、53Bの静電容量変化に応じたセンサ出力信号Vs2は、検出用IC18の電圧検出器DETに供給される。これにより、上述した自己静電容量方式のタッチ検出が行われる。
制御信号SELFENが低レベルの電圧信号である場合、スイッチSW14、スイッチSW31及びスイッチSW32がオフとなる。このため、第1電極COML及び第2電極53A、53Bは、検出用IC18と電気的に接続されない状態となる。
第1検出モード及び第2検出モードにおいて、第1走査部14Ca及び第2走査部14Cbは、表示用IC19からの制御信号に基づいて、駆動対象の第1電極COML及び第2電極53A、53Bを選択する。具体的には、第1走査部14Caは、シフトレジスタ75(1)、75(2)、75(3)、75(4)、75(5)を含む。シフトレジスタ75(1)、75(2)、75(3)、75(4)、75(5)は、それぞれ第1電極COML(1)、COML(2)、COML(3)、COML(4)、COML(5)に対応して設けられる。また、第2走査部14Cbは、シフトレジスタ75(L)、75(R)を含む。シフトレジスタ75(L)、75(R)は、それぞれ第2電極53A、53Bに対応して設けられる。
なお、以下の説明において、シフトレジスタ75(1)、75(2)、75(3)、75(4)、75(5)、75(L)、75(R)を区別して説明する必要がない場合には、シフトレジスタ75と表す。
図19に示すように、シフトレジスタ75は、シフトレジスタ75(1)、75(2)、75(3)、75(4)、75(5)、75(L)、75(R)の順に配置されている。シフトレジスタ75(5)と、シフトレジスタ75(L)の間にスイッチSW21が設けられる。スイッチSW21は、表示用IC19から供給される選択信号Edgesel1に基づいて、オンとオフとが切り換えられる。本実施形態では、選択信号Edgesel1は、高レベルに固定された電圧信号である。これにより、第1走査部14Caのシフトレジスタ75と、第2走査部14Cbのシフトレジスタ75が直列に電気的に接続される。このような構成により、シフトレジスタ75は、第1電極COML及び第2電極53A、53Bに順次走査信号SRoutを供給する。
具体的には、表示用IC19は、配線L20を介して走査開始信号SDST及びクロック信号SDCKをシフトレジスタ75に供給する。シフトレジスタ75は、走査開始信号SDSTをトリガーとして走査を開始する。シフトレジスタ75は、クロック信号SDCKに同期した走査信号SRout1、SRout2、SRout3、SRout4、SRout5、SRoutL、SRoutRを順次、スイッチSW15、SW35、SW36に出力する。
第1検出モードでは、シフトレジスタ75が走査信号SRout1、SRout2、SRout3、SRout4、SRout5を順次スイッチSW15に供給する。スイッチSW15は、配線L22と配線L19との間に設けられる。走査信号SRoutが供給され、スイッチSW15がオンになると、駆動対象の第1電極COMLは、配線L22、スイッチSW15及び配線L19を介して表示用IC19と電気的に接続される。これにより、駆動対象の第1電極COMLがシフトレジスタ75により選択される。表示用IC19は、駆動信号TSVCOMを駆動対象の第1電極COMLに順次供給する。これにより、相互静電容量方式により表示領域Adのタッチ検出が行われる。
検出用IC18は、入力ロジック信号EXVCOMを表示用IC19に供給する。表示用IC19に含まれる増幅器77は、入力ロジック信号EXVCOMを増幅する。これにより、表示用IC19は、増幅された信号を駆動信号TSVCOMとして第1電極COMLに供給する。駆動信号TSVCOMは、上述した駆動信号Vcom1(図1、16参照)に相当する信号である。なお、これに限定されず、駆動信号TSVCOMは、どのように生成してもよい。例えば、高レベルの直流電圧信号と、低レベルの直流電圧信号とを交互に切り換えることで駆動信号TSVCOMを生成してもよい。
第2検出モードでは、シフトレジスタ75(L)、75(R)が走査信号SRoutL、SRoutRを順次スイッチSW35、SW36に供給する。スイッチSW35は、配線LAと配線L19との間に設けられる。スイッチSW35がオンになると、駆動対象の第2電極53Aは、表示用IC19と電気的に接続される。表示用IC19は、配線L19、スイッチSW35を介して、駆動信号TSVCOMを増幅器79に供給する。そして、増幅器79により増幅された駆動信号Vcom2は、配線LAを介して第2電極53Aに供給される。これにより、相互静電容量方式により周辺領域Gdのタッチ検出が行われる。
同様に、スイッチSW36は、配線LBと配線L19との間に設けられる。スイッチSW36がオンになると、駆動対象の第2電極53Bは、表示用IC19と電気的に接続される。表示用IC19は、配線L19、スイッチSW36を介して、駆動信号TSVCOMを増幅器80に供給する。そして、増幅器80により増幅された駆動信号Vcom2は、配線LBを介して第2電極53Bに供給される。これにより、相互静電容量方式により周辺領域Gdのタッチ検出が行われる。
本実施形態では、第2電極53A、53Bには、増幅器79、80により増幅された駆動信号Vcom2が供給される。これにより、周辺領域Gdのタッチ検出感度を向上させることができる。
また、本実施形態において、シフトレジスタ75(L)、75(R)は、スイッチSW21により、シフトレジスタ75(1)、75(2)、75(3)、75(4)、75(5)と接続又は遮断の切り換えが可能になっている。このため、第1走査部14Caは、第1電極COMLを時分割駆動する従来構成の駆動回路を大きく変更することなく用いることができる。また、周辺領域Gdのタッチ検出を行わない場合であっても、表示用IC19は、選択信号Edgesel1をスイッチSW21に供給することで、走査部14Cの駆動を変更することが可能である。
なお、図19に示す回路構成は、あくまで一例であり、適宜変更することができる。例えば、シフトレジスタ75は、シフトレジスタ75(L)、75(R)、75(1)、75(2)、75(3)、75(4)、75(5)の順に配置してもよい。
次に、本実施形態の表示装置1の動作の一例について説明する。図20は、第1の実施形態に係る表示装置の動作例を示すタイミング波形図である。
表示装置1は、タッチ検出動作(検出期間)及び表示動作(表示期間)を時分割に行う。タッチ検出動作及び表示動作はどのように分けて行ってもよい。例えば、表示パネル10の1フレーム期間1DF、すなわち、1画面分の映像情報が表示されるのに要する時間の中において、タッチ検出及び表示をそれぞれ時分割に行う方法について説明する。
図20に示すように、複数の表示期間Pdと、複数の検出期間Pm、Pe1、Pe2、Ps1、Ps2とが交互に配置される。これらの表示期間Pdと検出期間Pm、Pe1、Pe2、Ps1、Ps2とは、制御部11(図1参照)からの制御信号VCOMFL、SELFENに基づいて切り換えられる。
制御信号VCOMFLが低レベルの場合、表示期間Pdにおいて、上述した表示動作が実行される。表示用IC19に含まれる第1駆動部14Aは、図20に示すように、表示期間Pdにおいて、表示領域Adの全ての第1電極COMLに対して表示駆動用の共通電位である駆動信号Vcomdcを供給する。また、検出電極TDLは、電圧信号が供給されず、電位が固定されていないフローティング状態となる。
検出期間Pm、Pe1、Pe2において、制御信号VCOMFLが高レベルになり、第1検出モード、第2検出モードの検出動作が実行される。検出期間Pm、Pe1、Pe2は、走査信号SRoutに基づいて順次、実行される。検出期間Pmにおいて、表示装置1は、第1検出モードのタッチ検出により表示領域Adの被検出体を検出する。検出期間Pe1、Pe2において、表示装置1は、第2検出モードのタッチ検出により周辺領域Gdの被検出体を検出する。
選択信号Edgesel1は、1フレーム期間1DFにおいて、高レベルHに固定されている。これにより、図19に示す第1走査部14Caのシフトレジスタ75は、第2走査部14Cbのシフトレジスタ75と直列に接続される。このため、1フレーム期間1DFにおいて検出期間Pm、Pe1、Pe2の検出動作を時分割的に順次、実行できる。
また、検出期間Ps1、Ps2では、制御信号SELFENが高レベルになる。この場合、表示装置1は、第3検出モードの検出動作を実行する。図20に示すように、1フレーム期間1DFにおいて、検出期間Pm、Pe1、Pe2、Ps1、Ps2の順に配置され、表示装置1は、第1検出モード、第2検出モード、第3検出モードの順に検出動作を実行する。
第1検出モードにおいて、走査部14C(図19参照)は、検出期間Pm毎に、1つの第1電極COMLを駆動対象として選択する。具体的には、走査部14Cは、走査信号SRout1、SRout2、SRout3、SRout4、SRout5を順次出力し、駆動対象の第1電極COMLを選択する。表示用IC19は、駆動信号TSVCOM(駆動信号Vcom1)を駆動対象の第1電極COMLに順次供給する。検出電極TDLは、第1電極COMLとの間の容量変化に応じたセンサ出力信号Vs1を電圧検出器DET(図3参照)に出力する。これにより、表示領域Adにおける被検出体のタッチ検出が行われる。
第2検出モードでは、走査部14C(図19参照)は、検出期間Pe1において、走査信号SRoutLを出力する。これにより、駆動対象の第2電極53Aが選択される。表示用IC19は、駆動信号Vcom2を第2電極53Aに供給する。駆動信号Vcom2は、駆動信号TSVCOMを増幅した電圧信号であり、例えば駆動信号Vcom1の3倍程度の振幅を有する。検出電極TDLは、第2電極53Aとの間の容量変化に応じたセンサ出力信号VsLを電圧検出器DET(図3参照)に出力する。これにより、周辺領域Gdにおける被検出体のタッチ検出が行われる。
同様に、検出期間Pe2において、走査部14Cは、走査信号SRoutRを出力する。これにより、駆動対象の第2電極53Bが選択される。検出電極TDLは、第2電極53Bとの間の容量変化に応じたセンサ出力信号VsRを電圧検出器DET(図3参照)に出力する。これにより、周辺領域Gdにおける被検出体のタッチ検出が行われる。
検出期間Ps1、Ps2では、主に検出用IC18に含まれる検出制御部11A(図1参照)により、自己静電容量方式によるタッチ検出が実行される。検出期間Ps1において、検出用IC18は、検出電極TDLに駆動信号VcomAを供給する。検出電極TDLは、検出電極TDLの容量変化に応じたセンサ出力信号Vs2を電圧検出器DETに出力する。検出期間Ps1において、検出電極TDLの配列方向、すなわち第2方向Dy(図13参照)における被検出体の位置が算出される。
また、検出期間Ps1において検出用IC18は、全ての第1電極COML及び第2電極53A、53Bに対し、ガード信号Vgdを供給する。ガード信号Vgdは、駆動信号VcomAと同期した、同じ電位を有する電圧信号である。これにより、第1電極COML及び第2電極53A、53Bは、検出電極TDLと同じ電位で駆動される。このため、第1基板21に設けられたスイッチング素子Trや各種配線と、検出電極TDLとの間に生じる寄生容量を低減することができる。
検出期間Ps2において、検出用IC18は、第1電極COML及び第2電極53A、53Bに駆動信号VcomBを供給する。第1電極COML及び第2電極53A、53Bは、それぞれの容量変化に応じたセンサ出力信号Vs2を電圧検出器DETに出力する。検出期間Ps2において、第1電極COML及び第2電極53A、53Bの配列方向、すなわち第1方向Dx(図12参照)における被検出体の位置が算出される。このように、自己静電容量方式のタッチ検出において、第1電極COML及び第2電極53A、53Bは検出電極として機能する。
なお、検出期間Ps2において検出用IC18は、第2電極53A、53Bに対し、ガード信号Vgdを供給してもよい。ガード信号Vgdは、駆動信号VcomBと同期した、同じ電位を有する電圧信号である。これにより、第2電極53A、53Bは、第1電極COMLと同じ電位で駆動される。この場合、第1電極COMLが検出電極として機能し、第2電極53A、53Bはガード電極として機能する。これにより、第1電極COMLの寄生容量を低減することができる。また、検出用IC18は、検出電極TDLに対し電圧信号を供給せず、検出電極TDLをフローティング状態としてもよい。或いは、検出用IC18は、検出電極TDLに対し固定された電位を有する電圧信号を供給してもよい。
図20に示す動作例はあくまで一例であり、適宜変更してもよい。例えば、表示期間Pdと検出期間Pm、Pe1、Pe2、Ps1、Ps2の長さ(幅)は、模式的に示したものであり、同じ長さでもよく、異なる長さであってもよい。検出期間Pm、Pe1、Pe2、Ps1、Ps2の順番も適宜変更してもよい。1フレーム期間1DFにおいて1検出面の検出動作が行われるが、複数の1フレーム期間1DFに亘って1検出面の検出動作が行われてもよい。
(第1の実施形態の第1変形例)
図21は、第1の実施形態の第1変形例に係る表示装置の概略断面構造を表す断面図である。図21に示すように、本変形例の表示装置1Aにおいて、第2筐体102(図11参照)が設けられていない。本変形例において、図11と同様に、表示パネル10は、第1筐体101に固定される。第1筐体101は、対向する2つの壁部101Bを有している。壁部101Bの上面101Baに第2電極53A、53Bが設けられる。
カバー基板51は、表示パネル10及び壁部101Bに対向して設けられる。上面101Baに垂直な方向において、第2電極53A、53Bは、カバー基板51と壁部101Bとの間に配置される。本変形例では、カバー基板51の外周よりも外側に、筐体等の他の部材が配置されていない。カバー基板51の外周は、断面視で曲面を有する。本変形例では、第2筐体102(図11参照)が設けられていないため、表示装置1Aの小型化、狭額縁化に有利である。また、表示装置1Aの構成を簡略化してコストを低減できる。
(第1の実施形態の第2変形例)
図22は、第1の実施形態の第2変形例に係る表示装置の概略断面構造を表す断面図である。図22に示すように、本変形例の表示装置1Bにおいても、第2筐体102(図11参照)が設けられていない。本変形例においても、壁部101Bの上面101Baに第2電極53A、53Bが設けられる。
カバー基板51は、表示パネル10の上に図示しない接着層を介して貼り合わされる。カバー基板51は、表示パネル10と実質的に同じ幅を有しており、壁部101Bと対向する位置には設けられていない。本変形例では、第2筐体102(図11参照)が設けられておらず、カバー基板51は平面視で第1筐体101の外形形状よりも小さい外形を有する。このため、カバー基板51の狭額縁化を図ることができ、表示装置1Bの小型化、狭額縁化に有利である。また、表示装置1Bの構成を簡略化してコストを低減できる。
また、第2電極53A、53Bは、平面視でカバー基板51よりも外側に設けられる。つまり、第2電極53A、53Bと重なる位置に、カバー基板51や第1筐体101等の部材が設けられていない。したがって、周辺領域Gdの被検出体CQと第2電極53A、53Bとの距離が小さくなり、周辺領域Gdにおけるタッチ検出の検出感度を高めることができる。
(第2の実施形態)
図23は、第2の実施形態に係る表示装置を表す斜視図である。図24は、第2の実施形態に係る駆動電極及び検出電極を模式的に示す平面図である。図23に示すように、本実施形態の表示装置1Cにおいて、第1筐体103の内部に表示パネル10が固定されている。第1筐体103は、2つの第1壁部103Bと、2つの第2壁部103Cとを有する。2つの第1壁部103Bは、それぞれ第2方向Dyに沿って延出し、第1方向Dxに互いに対向する。2つの第2壁部103Cは、それぞれ第1方向Dxに沿って延出し、第2方向Dyに互いに対向する。2つの第1壁部103Bと2つの第2壁部103Cとが接続されて、第1筐体103は平面視で枠状となっている。
第2壁部103Cには、スリットSLが形成されている。スリットSLは、第2壁部103Cの外側の側面103Ccと、側面103Ccと反対側の内側の面103Cdとに連通している。スリットSLは、第3方向Dzに延出し、第2壁部103Cの上面から下面まで連続している。これに限定されず、なお、スリットSLは、第3方向Dzにおいて、第2壁部103Cの一部に設けられていてもよい。スリットSLは、それぞれの第2壁部103Cに2つ、合計4つ設けられているが、これに限定されず、少なくとも1つ設けられていればよい。スリットSLは、例えばSIM(Subscriber Identity Module)カード等を挿入するためのスロットであってもよい。
本実施形態では、第1壁部103Bの側面103Bcにセンサ部111が設けられている。センサ部111は、第2電極62と第3電極61とを含む。図24に示すように、第2電極62は、第2方向Dyに複数配列されている。第3電極61は、第2方向Dyに対向する2つの第2電極62の間に配置される。言い換えると、第3電極61と第2電極62とは、第2方向Dyにおいて交互に配列されている。第3電極61は、四角形状である。第2電極62は、第3方向Dzに長手を有する帯状である。これに限定されず、第3電極61及び第2電極62の形状は適宜変更してもよい。
複数の第3電極61に配線LTが接続される。配線LTは第2方向Dyに延出し、複数の第3電極61の一端とそれぞれ接続される。第3電極61に対して配線LTの反対側に、複数の配線LRが設けられる。複数の配線LRは、複数の第3電極61に1対1の関係で接続される。
図23に示すように、配線LTと配線LRは、第1壁部103Bの側面103Bcから第2壁部103Cの側面103Ccまで延出する。そして、配線LTと配線LRは、スリットSLを介して第1筐体103の内側に引き出されて、表示パネル10の表示用IC19(図23では省略して示す)と接続される。本実施形態では、側面103Bcに第3電極61及び第2電極62が設けられ、側面103Bcとは異なる側面103CcにスリットSLが設けられる。配線LT及び配線LRは、側面103Bcと側面103Ccとに連続して設けられる。このような構成により、第2電極62及び第3電極61は、スリットSLを介して、第1筐体103の内部の表示パネル10と電気的に接続される。
隣り合って配列された第2電極62と第3電極61との間に静電容量が形成される。第1駆動部14A(図1参照)は、第2電極62に配線LTを介して駆動信号Vcom2を供給する。第3電極61は、第2電極62との間の容量変化に応じたセンサ出力信号VsRを、配線LRを介して電圧検出器DETに供給する。これにより、表示装置1Cは、側面103Bcに接触又は近接する被検出体CQを検出することができる。第3電極61は複数配列されており、それぞれの第3電極61のセンサ出力信号VsRに基づいて、被検出体CQの第2方向Dyの位置を検出することができる。また、第3電極61ごとに、例えばカメラの動作の機能等を割り当てて、入力用ボタンとして用いることもできる。表示装置1Cは、側面103Bcにセンサ部111を設けることで、種々の入力操作を実現できる。
図23に示すように、配線LTは、第1壁部103Bの側面103Bcと上面103Baとの接続部分の近傍に配置されている。このため、配線LTは、検出電極TDLとの間に静電容量を形成する。配線LTは、第1の実施形態に示した第2電極53Aと同様に駆動電極として機能してもよい。これにより表示装置1Cは、配線LTと検出電極TDLとの間の容量変化に基づいて、周辺領域Gdの被検出体CQを検出することができる。
図23では、対向する2つの第1壁部103Bのうち、一方の第1壁部103Bに第2電極62及び第3電極61が設けられている。これに限定されず、2つの第1壁部103Bの、それぞれに第2電極62及び第3電極61が設けられていてもよい。
第2電極62及び第3電極61の配置方法は特に限定されない。第1筐体103が金属製である場合には、上述した図14に示す例と同様に、第2電極62及び第3電極61を含むフィルムセンサを構成してもよい。この場合、保護層56を介して基材55(図14参照)の上に第2電極62及び第3電極61が設けられる。第2電極62と第3電極61とは、同じ層に設けられてもよく、異なる層に設けられてもよい。側面103Bcにフィルムセンサを貼り合わせることで、第2電極62及び第3電極61と、第1筐体103との間の絶縁を確保できる。
或いは、上述した図15に示す例と同様に、第2電極62及び第3電極61に保護層58を設け、コーティングを施してもよい。この場合、側面103Bcに溝部を形成して、溝部に第2電極62及び第3電極61を埋め込む構成を採用してもよい。
(第2の実施形態の第1変形例)
図25は、第2の実施形態に係る第1変形例の表示装置を表す斜視図である。第2電極62及び第3電極61の配置と、これらによる検出動作は、図23に示す表示装置1Cと同様である。
本変形例では、表示パネル10の外周と第1筐体103との間に間隙が設けられている。つまり、表示パネル10の外周と第2壁部103Cとの間に間隙125が設けられている。また、表示パネル10の外周と第1壁部103Bとの間にも間隙125が設けられている。間隙125に設けられた接着層128を介して表示パネル10は第1筐体103に固定される。
配線LTと配線LRは、第1壁部103Bの側面103Bcから第2壁部103Cの側面103Ccまで延出する。そして、配線LTと配線LRは、間隙125を介して第1筐体103の内側に引き出されて、表示パネル10の表示用IC19(図23では省略して示す)と接続される。このような構成により、第2電極62及び第3電極61は、第1筐体103と表示パネル10との間の間隙125を介して、第1筐体103の内部の表示パネル10と電気的に接続される。なお、本変形例では、表示パネル10の外周を囲んで間隙125が設けられているがこれに限定されない。表示パネル10の少なくとも1辺に沿って間隙125が設けられていればよい。
(第2の実施形態の第2変形例)
図26は、第2の実施形態に係る第2変形例の表示装置を表す斜視図である。本変形例の表示装置1Eは、第1壁部103Bの側面103Bcに複数の第3電極61が配列される。本変形例では、第2電極62が設けられていない。
表示装置1Eは、第3電極61のそれぞれの容量変化に基づいて、側面103Bcに接触又は近接する被検出体CQを検出することができる。具体的には、第2駆動部14B(図1参照)は、第3電極61に駆動信号VcomAを供給する。第3電極61は、第3電極61の容量変化に応じたセンサ出力信号Vs2を、配線LR(図24参照)を介して検出器に供給する。これにより、表示装置1Eは、側面103Bcに接触又は近接する被検出体CQを検出することができる。
本変形例においても、図23に示す例と同様に、第3電極61はスリットSLを介して表示パネル10の表示用IC19と接続されてもよい。或いは、図25に示す例と同様に、第3電極61は間隙125を介して表示パネル10の表示用IC19と接続されてもよい。
(第2の実施形態の第3変形例)
図27は、第2の実施形態に係る第3変形例の表示装置を表す斜視図である。本変形例の表示装置1Fは、第1壁部103Bの上面103Baに第2電極62Aが設けられ、側面103Bcに第2電極62Bが設けられる。第2電極62Aは上面103Baの長手方向に沿って設けられる。また、第2電極62Bは、側面103Bcの長手方向に沿って設けられる。それぞれ第1壁部103Bの側面103Bcと上面103Baとの接続箇所で第2電極62Aと第2電極62Bとが接続される。これにより、第2電極62Aと第2電極62Bとは、上面103Ba及び側面103Bcに連続して設けられ、1つの駆動電極として機能する。本変形例では、第3電極61が設けられていない。
第2電極62A、62Bは、表示パネル10の検出電極TDLとの間に静電容量を形成する。第2電極62A、62Bは、第1の実施形態に示した第2電極53Aと同様に駆動電極として機能してもよい。これにより表示装置1Fは、第2電極62A、62Bと検出電極TDLとの間の容量変化に基づいて、周辺領域Gdの被検出体CQを検出することができる。
本変形例においても、図23に示す例と同様に、第2電極62A、62Bは、はスリットSLを介して表示パネル10の表示用IC19と接続されてもよい。或いは、図25に示す例と同様に、第2電極62A、62Bは、間隙125を介して表示パネル10の表示用IC19と接続されてもよい。
(第2の実施形態の第4変形例)
図28は、第2の実施形態に係る第4変形例の表示装置の概略断面構造を表す断面図である。本変形例の表示装置1Gは、第1筐体103を固定する第2筐体104を備える。図28に示すように、第2筐体104は、底部104Aと、壁部104Bと、張出部104Cと、を備える。底部104Aの上側に第1筐体103の底部103Aが固定される。壁部104Bは、底部104Aの外周に設けられ、第1筐体103の第1壁部103Bよりも外側に設けられる。少なくとも2つの壁部104Bが設けられ、壁部104B同士の間に第1筐体103が配置される。また、4つの壁部104Bを設け、平面視で第1筐体103の周囲を4つの壁部104Bにより囲む構成としてもよい。
張出部104Cは、壁部104Bの上部から、第2筐体104の内側に向かって突出する。張出部104Cは、第1壁部103Bの上面103Baと対向する。張出部104Cと底部104Aとの間に第1壁部103Bが配置される。また、張出部104Cは、開口104Caが設けられている。カバー基板51は、この開口104Caに固定される。
このような構成により、底部104Aと、壁部104Bと、張出部104Cと、で囲まれた空間に第1筐体103、表示パネル10、センサ部111A、111B及びカバー基板51が固定される。例えば、第1筐体103は金属製であり、第2筐体104は樹脂製である。
本変形例の表示装置1Gにおいて、第1筐体103の第1壁部103Bと、第2筐体104の壁部104Bとの間に、センサ部111A、111Bが設けられる。このため、センサ部111A、111Bの耐食性、耐摩耗性が向上する。センサ部111A、111Bは、図24に示すセンサ部111と同様に、第2電極62と第3電極61とを含む構成であってもよい。或いは、センサ部111A、111Bは、図26に示す例と同様に、第3電極61が複数配列された構成であってもよい。このような構成により、表示装置1Gは、側面に接触又は近接する被検出体CQを検出することができる。
(第2の実施形態の第5変形例)
図29は、第2の実施形態に係る第5変形例の表示装置の概略断面構造を表す断面図である。本変形例の表示装置1Hは、図28に示す表示装置1Gと同様に、第1筐体103と第2筐体104とを備える。センサ部111A、111Bは、第2筐体104の壁部104Bの側面104Baに設けられる。壁部104Bの側面104Baは、表示装置1Hの最も外側の面であり、側面104Baに操作者の手や指が接触する。このような構成により、センサ部111A、111Bと、被検出体CQとの距離が小さくなり、側面104Baにおけるタッチ検出の検出感度が向上する。
本変形例において、センサ部111A、111Bは、図24に示すセンサ部111と同様に、第2電極62と第3電極61とを含む構成であってもよい。或いは、センサ部111A、111Bは、図26に示す例と同様に、第3電極61が複数配列された構成であってもよい。
(第2の実施形態の第6変形例)
図30は、第2の実施形態に係る第6変形例の表示装置の概略断面構造を表す断面図である。本変形例の表示装置1Iは、図28及び図29に示す表示装置1G、1Hと同様に、第1筐体103と第2筐体104とを備える。センサ部111A、111Bは、第2筐体104の張出部104Cの上面104Cbに設けられる。センサ部111A、111Bは、平面視で、張出部104Cの開口104Caよりも外側、つまり、カバー基板51よりも外側に配置される。
本変形例において、センサ部111A、111Bは、図24に示すセンサ部111と同様に、第2電極62と第3電極61とを含む構成であってもよい。或いは、センサ部111A、111Bは、図26に示す例と同様に、第3電極61が複数配列された構成であってもよい。また、センサ部111A、111Bは、第1実施形態に示す第2電極53A、53B(図12参照)を含む構成であってもよい。このような構成により、例えば、第1筐体103が金属製の場合であっても、周辺領域Gdに接触又は近接する被検出体CQを良好に検出することができる。また、本変形例は、カバー基板51の狭額縁化に有利である。
(第2の実施形態の第7変形例)
図31は、第2の実施形態に係る第7変形例の表示装置の概略断面構造を表す断面図である。本変形例の表示装置1Jは、図28から図30に示す表示装置1G−1Iと同様に、第1筐体103と第2筐体104とを備える。センサ部111A、111Bは、上面104Cbと、側面104Baとの接続箇所に設けられる。すなわち、センサ部111A、111Bは、上面104Cbと、側面104Baとの両方に連続して設けられる。
本変形例において、センサ部111A、111Bは、図27に示す第2電極62A、62Bを含む構成であってもよい。このような構成により、上面104Cbに接触又は近接する被検出体CQを検出するとともに、側面104Baに接触又は近接する被検出体CQを検出することも可能である。また、図30に示す表示装置1Iと比較して、側面104Baよりも外側の検出範囲を拡大することができる。
(第2の実施形態の第8変形例)
図32は、第2の実施形態に係る第8変形例の表示装置の概略断面構造を表す断面図である。本変形例の表示装置1Kは、第1筐体103を備えており、第2筐体104は設けられていない。センサ部111A、111Bは、第1筐体103の第1壁部103Bの上面103Baに設けられる。カバー基板51は、表示パネル10及び第1壁部103Bと対向して配置される。センサ部111A、111Bは、カバー基板51と第1壁部103Bとの間に配置される。より具体的には、センサ部111A、111Bは、カバー基板51の第2面51bと、第1壁部103Bの上面103Baとの間に配置される。このため、センサ部111A、111Bの耐食性、耐摩耗性が向上する。
本変形例においてセンサ部111A、111Bは、図24に示すセンサ部111と同様に、第2電極62と第3電極61とを含む構成であってもよい。或いは、センサ部111A、111Bは、図26に示す例と同様に、第3電極61が複数配列された構成であってもよい。また、センサ部111A、111Bは、第1実施形態に示す第2電極53A、53B(図12参照)を含む構成であってもよい。このような構成により、表示装置1Kは、周辺領域Gdの被検出体CQを良好に検出することができる。また、本変形例の表示装置1Kは、図28から図31に示す表示装置1G−1Jに比べ、小型化、狭額縁化に有利である。
(第2の実施形態の第9変形例)
図33は、第2の実施形態に係る第9変形例の表示装置の概略断面構造を表す断面図である。本変形例の表示装置1Lは、図32に示す例と同様に、第1筐体103を備えており、第2筐体104は設けられていない。センサ部111A、111Bは、第1壁部103Bの側面103Bcに設けられる。カバー基板51は、表示パネル10及び第1壁部103Bと対向して配置される。図33に示す例では、センサ部111A、111Bは、平面視で、カバー基板51よりも外側に配置される。側面103Bcは、表示装置1Lの最も外側の面であり、側面103Bcに操作者の手や指が接触する。
本変形例においてセンサ部111A、111Bは、図24に示すセンサ部111と同様に、第2電極62と第3電極61とを含む構成であってもよい。或いは、センサ部111A、111Bは、図26に示す例と同様に、第3電極61が複数配列された構成であってもよい。このような構成により、センサ部111A、111Bと、被検出体CQとの距離が小さくなり、側面103Bcにおけるタッチ検出の検出感度が向上する。
(第2の実施形態の第10変形例)
図34は、第2の実施形態に係る第10変形例の表示装置の概略断面構造を表す断面図である。本変形例の表示装置1Mは、第1筐体103を備えており、第2筐体104は設けられていない。センサ部111A、111Bは、第1筐体103の第1壁部103Bの上面103Baに設けられる。カバー基板51は、表示パネル10と実質的に同じ幅を有しており、第1壁部103Bの上面103Baと重なる位置に設けられていない。つまり、センサ部111A、111Bは、平面視でカバー基板51よりも外側に配置される。
本変形例においてセンサ部111A、111Bは、図24に示すセンサ部111と同様に、第2電極62と第3電極61とを含む構成であってもよい。或いは、センサ部111A、111Bは、図26に示す例と同様に、第3電極61が複数配列された構成であってもよい。また、センサ部111A、111Bは、第1実施形態に示す第2電極53A、53B(図12参照)を含む構成であってもよい。このような構成により、表示装置1Mは、周辺領域Gdの被検出体CQを良好に検出することができる。表示装置1Mは、センサ部111A、111Bの上にカバー基板51が設けられていない。このため、センサ部111A、111Bと、被検出体CQとの距離が小さくなり、周辺領域Gdにおけるタッチ検出の検出感度が向上する。また、本変形例の表示装置1Mは、図33に示す表示装置1Lに比べ、カバー基板51の小型化、狭額縁化に有利である。
(第3の実施形態)
図35は、第3の実施形態に係る表示装置の概略断面構造を表す断面図である。図36は、第3の実施形態に係る表示装置を模式的に示す平面図である。なお、上述した第1の実施形態及び第2の実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図35に示すように、本実施形態の表示装置1Nにおいて、画素基板2は、第1基板21と、画素電極22と、第1電極COMLAと、偏光板35Bとを有する。また、対向基板3は、第2基板31と、第2基板31の一方の面に形成されたカラーフィルタ32と、第2基板31の他方の面に設けられた偏光板35Aとを有する。すなわち、本実施形態では、第2基板31に検出電極TDL(図9参照)が設けられていない。
カバー基板51の周辺領域Gdには、着色層52と、第2電極54A、54Bが設けられている。着色層52は、例えば、光の透過を抑制するように着色された樹脂材料や、金属材料が用いられる。第2電極54A、54Bは、着色層52と重なる位置に設けられる。第2電極54A、54Bは、周辺領域Gdのタッチ検出における駆動電極として機能する。なお、図35では図示を省略しているが、第2電極54A、54Bは、図11と同様に、壁部101Bの上面101Baに設けられ、壁部101Bとカバー基板51との間に配置されていてもよい。
図36に示すように、複数の第1電極COMLAは、第1基板21の表示領域Adにマトリクス状に配置される。言い換えると、複数の第1電極COMLAは、第1方向Dxに配列されるとともに、第2方向Dyに配列される。図36では、一部の第1電極COMLAを省略して示しているが、第1電極COMLAは、表示領域Adの全領域に配列される。第1電極COMLAは、配線27(図40参照)を介して、表示用IC19及び検出用IC18と電気的に接続される。
第2電極54A、54Bは、平面視で表示領域Adよりも外側に配置される。具体的には、第2電極54Aは、第1方向Dxに対向する周辺領域Gdの一方に配置され、第2電極54Bは、第1方向Dxに対向する周辺領域Gdの他方に配置される。第2電極54Aと第2電極54Bとは、それぞれ第2方向Dyに延出し、第1方向Dxに対向して配置される。平面視で、第2電極54Aと第2電極54Bとの間に複数の第1電極COMLAが配列される。言い換えると、第2電極54A及び第2電極54Bは、第1電極COMLAと重ならない位置に設けられる。なお、第2電極54A、54Bが配置される位置や数は適宜変更することができる。第2電極54A、54Bは、平面視で、表示領域Adの少なくとも一辺に沿って表示領域Adの外側に設けられていればよい。
次に、図37から図41を参照して、表示装置1Nの動作について説明する。図37は、第3の実施形態に係る表示装置の動作例を示すタイミング波形図である。図38は、第3の実施形態に係る表示装置の、第3検出モードのタッチ検出の動作例を説明するための説明図である。図39は、第3の実施形態に係る表示装置の、第3検出モードのタッチ検出の動作例を説明するための説明図である。図40は、第3の実施形態に係る接続回路の一例を示す回路図である。図41は、第3の実施形態に係る表示装置の、第2検出モードのタッチ検出の動作例を説明するための説明図である。なお、図38、図39及び図41では、第2電極54A、54Bを二点鎖線で示している。
図37に示すように、複数の表示期間Pdと、複数の検出期間Psとが交互に配置される。また、1フレーム期間1DFに1回の検出期間Peが配置される。検出期間Peは、1フレーム期間1DFに複数設けられていてもよい。表示期間Pdと検出期間Ps、Peとは、制御部11(図1参照)からの制御信号VCOMFL、SELFENに基づいて切り換えられる。
図37に示すように、第1駆動部14A(図1参照)は、表示期間Pdにおいて、表示領域Adの複数の第1電極COMLAを含む第1電極ブロックBK1、BK2、…、BK5、…に、表示駆動用の共通電位である駆動信号Vcomdcを供給する。
表示装置1Nは、検出期間Psで第3検出モードのタッチ検出を行う。すなわち、表示装置1Nは、自己静電容量方式により表示領域Adの被検出体を検出する。具体的には、第2駆動部14B(図1参照)は、複数の第1電極COMLAを含む第1電極ブロックBK1、BK2、…、BK5、…ごとに、順次、駆動信号VcomAを供給する。
図38に示すように、1つの検出期間Psにおいて、検出用IC18は、第1電極ブロックBK1を選択する。第1電極ブロックBK1は、第1方向Dxに配列された複数の第1電極COMLAを含む。第2駆動部14Bは、第1電極ブロックBK1に含まれる第1電極COMLAに、同時に駆動信号VcomAを供給する。第1電極ブロックBK1に含まれる第1電極COMLAは、それぞれの自己静電容量変化に応じたセンサ出力信号をAFE(Analog Front End)48(図40参照)に出力する。これにより、第1電極ブロックBK1と重なる部分の表示領域Adにおいてタッチ検出が行われる。
次の検出期間Psでは、図39に示すように、検出用IC18は、第1電極ブロックBK2を選択する。第1電極ブロックBK2は、第1方向Dxに配列された複数の第1電極COMLAを含み、第1電極ブロックBK1と第2方向Dyに隣り合う。図38と同様に、第2駆動部14Bは、第1電極ブロックBK2に含まれる第1電極COMLAに、同時に駆動信号VcomAを供給する。第1電極ブロックBK2に含まれる第1電極COMLAは、それぞれの自己静電容量変化に応じたセンサ出力信号をAFE48(図40参照)に出力する。これにより、第1電極ブロックBK2と重なる部分の表示領域Adにおいてタッチ検出が行われる。
そして、第2駆動部14Bは、検出期間Psごとに、第1電極ブロックBKを順次走査する。これにより1検出面のタッチ検出が行われる。なお、第2駆動部14Bは、非選択の第1電極ブロックBKにガード信号を供給してもよい。ガード信号は、駆動信号VcomAと同期した、同じ電位を有する電圧信号である。これにより、選択された第1電極ブロックBKと、非選択の第1電極ブロックBKが、同じ電位で駆動される。このため、第1電極ブロックBKの寄生容量を抑制することができる。
なお、第2駆動部14Bは、同じ検出期間Psで、第1電極ブロックBKとして2ライン分以上の第1電極COMLAを選択してもよい。同時に駆動する電極の数は、AFE48のチャンネル数に応じて適宜変更することができる。
図40に示すように、複数の第1電極COMLAは、それぞれ配線27及び接続回路17を介してAFE48に接続される。AFE48は、図1に示す検出信号増幅部42と、A/D変換部43と、を含む。AFE48は、検出信号Vdet1、Vdet2をデジタル信号に変換して信号処理部44に出力するアナログ信号処理回路である。図40に示す例では、配線27は第1電極COMLAに対して1対1の関係で接続される。配線27は、第2方向Dyに延出し、第1方向Dxに間隔を有して複数配列される。なお、図40では、第2電極54A、54B、表示用IC19等を省略して示す。
図40に示すように、例えば、第1電極COMLA(11)、COMLA(12)、COMLA(13)、COMLA(14)は、第2方向Dyに配列されている。第1電極COMLA(11)、COMLA(12)、COMLA(13)、COMLA(14)の順にAFE48に近づいて配置される。また、第1電極COMLA(12)、COMLA(22)、COMLA(32)、COMLA(42)の順に第1方向Dxに配列されている。なお、以下の説明において第1電極COMLA(11)、COMLA(12)、COMLA(13)、COMLA(14)、COMLA(22)、COMLA(32)、COMLA(42)を区別して説明する必要がない場合には、第1電極COMLAと表す。
接続回路17は、例えばマルチプレクサであり、第1電極COMLAとAFE48との間の、接続と遮断とを切り替えることができる。接続回路17は、スイッチSW11、SW12、SW13、SW14と配線L12とを含む。スイッチSW11、SW12、SW13、SW14は、第2方向Dyに配列された複数の第1電極COMLA(11)、COMLA(12)、COMLA(13)、COMLA(14)に対応して設けられる。スイッチSW11、SW12、SW13、SW14は、共通の配線L12を介して1つの配線L11に接続される。スイッチSW11、SW12、SW13、SW14及び配線L12は、第1方向Dxに配列された第1電極COMLAごとに設けられている。
スイッチSW11、SW12、SW13、SW14の動作は、検出用IC18からの制御信号に基づいて制御される。図40に示す例では、スイッチSW12がオンになり、スイッチSW11、SW13、SW14がオフになる。第1方向Dxに配列された第1電極COMLA(12)、COMLA(22)、COMLA(32)、COMLA(42)が、それぞれ配線L11を介してAFE48に接続される。これにより、第1電極ブロックBKが選択される。検出用IC18からの制御信号に基づいてスイッチSW11からスイッチSW14が動作することで、第1電極ブロックBKが順次選択される。
このように接続回路17を設けることにより、AFE48に接続される配線L11の数は、1つの第1電極ブロックBKに含まれる第1電極COMLAの数と等しくなる。つまり、配線L11の数を、第1電極COMLAにそれぞれ接続された配線27の数よりも少なくすることができる。なお、図40に示す接続回路17の構成は、あくまで一例であり、これに限定されない。例えば、第2方向Dyに配列された複数の第1電極COMLAを同時に選択する構成としてもよい。
次に、図37に示す検出期間Peでは、表示装置1Nは、第2検出モードのタッチ検出を行う。すなわち、表示装置1Nは、相互静電容量方式により第2電極54A、54Bと、第1電極COMLAとの間の静電容量変化に基づいて、周辺領域Gdのタッチ検出を行う。
具体的には、図41に示すように、表示用IC19に含まれる第1駆動部14A(図1参照)は、第2電極54A及び第2電極54Bに、駆動信号Vcom2を供給する。制御部11(図1参照)は、第1電極COMLAのうち、第2電極54Aと隣り合う複数の第1電極COMLAを検出対象として選択する。ここで、第2電極54Aと隣り合って第2方向Dyに配列された複数の第1電極COMLAを第1検出電極ブロックRx1とする。すなわち、第1検出電極ブロックRx1の第1電極COMLAは、第2電極54Aと隣り合って、第2電極54Aの長手方向に沿って配列される。
また、制御部11(図1参照)は、第1電極COMLAのうち、第2電極54Bと隣り合う複数の第1電極COMLAを検出対象として選択する。ここで、第2電極54Bと隣り合って第2方向Dyに配列された複数の第1電極COMLAを第2検出電極ブロックRx2とする。すなわち、第2検出電極ブロックRx2の第1電極COMLAは、第2電極54Bと隣り合って、第2電極54Bの長手方向に沿って配列される。
第2電極54A、54Bに駆動信号Vcom2が供給された場合に、第1検出電極ブロックRx1の第1電極COMLAは、第2電極54Aとの間の静電容量変化に応じたセンサ出力信号をAFE48(図40参照)に出力する。同時に第2検出電極ブロックRx2の第1電極COMLAは、第2電極54Bとの間の静電容量変化に応じたセンサ出力信号をAFE48に出力する。このように、第1検出電極ブロックRx1、第2検出電極ブロックRx2の各第1電極COMLAがそれぞれ検出電極として機能する。このため、第2電極54A、54Bが長尺状の場合であっても、周辺領域Gdの一辺に沿った領域の、被検出体の位置を検出することができる。以上のように、表示装置1Nは、相互静電容量方式により、第2電極54Aが設けられた周辺領域Gd及び第2電極54Bが設けられた周辺領域Gdにおけるタッチ検出を行うことができる。
なお、第1検出電極ブロックRx1及び第2検出電極ブロックRx2に含まれる第1電極COMLAの数は、AFE48のチャネル数に応じて定められる。図41に示す例では、同じ検出期間において、同時に16個の第1電極COMLAがAFE48に接続される。これに限定されず、15個以下又は17個以上の第1電極COMLAがAFE48に接続されてもよい。第1検出電極ブロックRx1及び第2検出電極ブロックRx2は、第2方向Dyに配列された第1電極COMLAのうち、一部の第1電極COMLAが含まれなくてもよい。第1検出電極ブロックRx1及び第2検出電極ブロックRx2は、表示領域Adの最も外周側に位置する第1電極COMLAにより構成されるが、これに限定されない。第1検出電極ブロックRx1及び第2検出電極ブロックRx2は、表示領域Adの内側に配置された第1電極COMLAを含んでもよい。また、第1駆動部14Aは、第2電極54A及び第2電極54Bに、それぞれ異なる期間に駆動信号Vcom2を供給してもよい。
(第3の実施形態の第1変形例)
図42は、第3の実施形態に係る第1変形例の表示装置を示す斜視図である。図42に示すように、本変形例の表示装置1Oは、表示パネル10Aと第1筐体103とを含む。第1筐体103の内部に表示パネル10Aが固定されている。第1筐体103は、図23等に示したものと同様であり、2つの第1壁部103Bと、2つの第2壁部103Cとを有する。
第2電極54A、54Bは、第1壁部103Bの上面103Baにそれぞれ設けられる。なお、第2電極54A、54Bと、表示パネル10Aとの接続は、上述した各実施形態及び各変形例の構成を適用することができる。例えば、図23に示す表示装置1Cと同様に、第2壁部103Cに設けられたスリットSLを介して、第2電極54A、54Bと、表示パネル10Aとを接続することができる。或いは、図25に示す表示装置1Dと同様に、表示パネル10Aの外周と第2壁部103Cとの間に設けられた間隙125を介して、第2電極54A、54Bと、表示パネル10Aとを接続することができる。
また、第2電極54A、54Bを設ける位置や、カバー基板51及び各筐体の構成についても、例えば図21から図34に示した各実施形態及び各変形例の構成を適用することができる。
(第3の実施形態の第2変形例)
図43は、第3の実施形態に係る第2変形例の表示装置を示す斜視図である。図43に示すように、本変形例の表示装置1Pにおいて、第2電極54Cは、第1壁部103Bの上面103Ba及び第2壁部103Cの上面103Caに設けられる。第2電極54Cは、平面視で、複数の第1電極COMLAを囲んで枠状に設けられる。言い換えると、第1電極COMLAは、平面視で、第2電極54Cに囲まれた領域内に配置される。なお、第2電極54Cは、1つの連続した形状に限定されず、複数に分割されていてもよい。
本変形例においても、表示装置1Pは、図41に示す例と同様に、相互静電容量方式により周辺領域Gdのタッチ検出を行うことができる。第2電極54Cは、複数の第1電極COMLAを囲んで配置されているため、第2壁部103Cの近傍の周辺領域Gdにおいてもタッチ検出を行うことができる。
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。
例えば、図28から図34に示す各変形例のセンサ部111A、111Bとして、図23に示す第3電極61及び第2電極62を設けた構成、図26に示す複数の第3電極61のみ設けた構成及び図27に示す駆動電極のみ設けた構成のいずれも採用することができる。また、図30、図31に示す第1筐体103、第2筐体104及びセンサ部111A、111Bの構成は、第1の実施形態の電極構成と組み合わせることができる。さらに、図32、図34に示す第1筐体103及びセンサ部111A、111Bの構成は、第1の実施形態の電極構成と組み合わせることができる。
例えば、本態様の表示装置は、以下の態様をとることができる。
(1)基板と、前記基板の表示領域に複数配列された第1電極と、を備える表示パネルと、
平面視で対向する少なくとも1対の壁部を有し、1対の前記壁部の間に前記表示パネルが配置される筐体と、
前記筐体に設けられ、平面視で前記表示領域よりも外側に位置して、前記第1電極との間に静電容量を形成する第2電極と、
前記第2電極に駆動信号を供給する駆動部と、を有する表示装置。
(2)前記第2電極は、前記壁部の上面に設けられる、上記(1)に記載の表示装置。
(3)前記第2電極は、前記壁部の側面に設けられる、上記(1)に記載の表示装置。
(4)前記第2電極は、前記壁部の上面及び側面に連続して設けられる、上記(1)に記載の表示装置。
(5)前記第2電極は、前記筐体に接続された接続部材を介して、前記筐体の内部の前記表示パネルと電気的に接続される上記(1)乃至上記(4)のいずれか1つに記載の表示装置。
(6)前記基板の表面に垂直な方向において、前記基板と対向するカバー基板を有し、
前記第2電極は、平面視で前記カバー基板よりも外側に設けられる上記(1)乃至上記(5)のいずれか1つに記載の表示装置。
(7)前記筐体は、前記基板と重なる位置に開口が設けられ、
前記開口に前記表示パネルが固定され、
前記第2電極は、前記筐体と前記表示パネルとの間の間隙を介して、前記筐体の内部の前記表示パネルと電気的に接続される上記(1)乃至上記(6)のいずれか1つに記載の表示装置。
(8)前記第2電極は、前記筐体に設けられたスリットを介して、前記筐体の内部の前記表示パネルと電気的に接続される上記(1)乃至上記(6)のいずれか1つに記載の表示装置。
(9)前記基板及び前記壁部と対向するカバー基板を有し、
前記壁部の上面に垂直な方向において、前記第2電極は、前記カバー基板と、前記壁部との間に設けられる上記(2)に記載の表示装置。
(10)前記第2電極は、フィルム基材の上に保護層を介して設けられ、前記フィルム基材が前記筐体に配置される上記(1)乃至上記(9)のいずれか1つに記載の表示装置。
(11)前記第2電極の表面を覆って保護層が設けられ、前記第2電極は前記保護層を介して前記筐体に配置される上記(1)乃至上記(9)のいずれか1つに記載の表示装置。
(12)前記筐体に溝部が設けられており、
前記第2電極及び前記保護層は、前記溝部に設けられる上記(11)に記載の表示装置。
(13)前記第1電極は、平面視で第1方向に延出し、前記第1方向と交差する第2方向に複数配列され、
前記第2電極は、前記第1電極の端部と対向して配置される上記(1)乃至上記(12)のいずれか1つに記載の表示装置。
(14)前記筐体には、さらに、前記第2電極との間に静電容量を形成する第3電極が設けられ、前記第3電極は、前記壁部の長手方向に沿って複数配列される上記(1)乃至上記(13)のいずれか1つに記載の表示装置。
(15)複数の前記第1電極は、前記基板の表示領域にマトリクス状に配列され、
前記第2電極は、平面視で、前記表示領域の少なくとも一辺に沿って前記表示領域の外側に設けられる上記(1)乃至上記(13)のいずれか1つに記載の表示装置。
(16)前記第2電極は、平面視で、複数の前記第1電極を囲んで枠状に設けられる、上記(15)に記載の表示装置。
(17)前記筐体は、前記基板を固定する第1筐体と、前記第1筐体よりも外側に設けられ前記第1筐体を固定する第2筐体とを有し、
前記第2電極は、前記第1筐体に設けられる上記(1)乃至上記(16)のいずれか1つに記載の表示装置。
(18)前記筐体は、前記基板を固定する第1筐体と、前記第1筐体よりも外側に設けられ前記第1筐体を固定する第2筐体とを有し、
前記第2電極は、前記第2筐体に設けられる上記(1)乃至上記(16)のいずれか1つに記載の表示装置。
さらに、本態様の表示装置は、以下の態様をとることができる。
(19)基板と、前記基板の表示領域に複数配列された第1電極と、を備える表示パネルと、
平面視で対向する少なくとも1対の壁部を有し、1対の前記壁部の間に前記表示パネルが配置される筐体と、
前記表示パネル及び前記壁部と対向するカバー基板と、
前記壁部の上面と前記カバー基板との間に設けられ、平面視で前記表示領域よりも外側に位置して、前記第1電極との間に静電容量を形成する第2電極と、を有する表示装置。
(20)基板と、前記基板の表示領域に複数配列された第1電極と、を備える表示パネルと、
平面視で対向する少なくとも1対の壁部を有し、1対の前記壁部の間に前記表示パネルが配置される筐体と、
前記表示パネルと対向し、前記筐体よりも小さい外形形状を有するカバー基板と、
前記カバー基板よりも外側で前記壁部の上面に設けられ、前記第1電極との間に静電容量を形成する第2電極と、を有する表示装置。
(21)基板と、前記基板の表示領域に複数配列された第1電極と、を備える表示パネルと、
平面視で対向する少なくとも1対の壁部を有し、1対の前記壁部の間に前記表示パネルが配置される筐体と、
前記筐体の側面に設けられた第2電極と、
前記筐体の側面に設けられ、前記第2電極との間に静電容量を形成する複数の第3電極と、を有し、
前記第2電極及び前記第3電極は、前記筐体に設けられたスリットを介して、前記表示パネルと電気的に接続される表示装置。
(22)基板と、前記基板の表示領域に複数配列された第1電極と、を備える表示パネルと、
平面視で対向する少なくとも1対の壁部を有し、1対の前記壁部の間に前記表示パネルが配置される筐体と、
前記筐体の側面に設けられた第2電極と、
前記筐体の側面に設けられ、前記第2電極との間に静電容量を形成する複数の第3電極と、を有し、
前記筐体は、前記基板と重なる位置に開口が設けられ、
前記開口に前記表示パネルが固定され、
前記第2電極及び前記第3電極は、前記筐体と前記表示パネルとの間の間隙を介して、前記表示パネルと電気的に接続される表示装置。
(23)基板と、前記基板の表示領域に複数配列された第1電極と、を備える表示パネルと、
平面視で対向する少なくとも1対の壁部を有し、1対の前記壁部の間に前記表示パネルが配置される筐体と、
前記筐体の側面に設けられ、それぞれの静電容量変化に応じた信号を出力する複数の検出電極と、を有する表示装置。
(24)基板と、前記基板の表示領域に複数配列された第1電極と、を備える表示パネルと、
平面視で対向する少なくとも1対の壁部を有し、1対の前記壁部の間に前記表示パネルが配置される筐体と、
前記壁部の上面及び側面に連続して設けられ、平面視で前記表示領域よりも外側に位置して、前記第1電極との間に静電容量を形成する第2電極と、を有する表示装置。
(25)基板と、前記基板の表示領域に複数配列された第1電極と、を備える表示パネルと、
平面視で対向する少なくとも1対の壁部を有し、1対の前記壁部の間に前記表示パネルが配置される第1筐体と、
平面視で対向する少なくとも1対の外側壁部を有し、1対の前記外側壁部の間に前記第1筐体が配置される第2筐体と、
前記壁部と前記外側壁部との間に設けられたセンサ部と、を有する表示装置。
(26)基板と、前記基板の表示領域に複数配列された第1電極と、を備える表示パネルと、
平面視で対向する少なくとも1対の壁部を有し、1対の前記壁部の間に前記表示パネルが配置される第1筐体と、
平面視で対向する少なくとも1対の外側壁部を有し、1対の前記外側壁部の間に前記第1筐体が配置される第2筐体と、
前記外側壁部の、外側の側面に設けられたセンサ部と、を有する表示装置。
(27)基板と、前記基板の表示領域に複数配列された第1電極と、を備える表示パネルと、
平面視で対向する少なくとも1対の壁部を有し、1対の前記壁部の間に前記表示パネルが配置される第1筐体と、
平面視で対向する少なくとも1対の外側壁部と、前記外側壁部の上部から内側に突出し、前記壁部の上面と対向する張出部と、を有し、1対の前記外側壁部の間に前記第1筐体が配置される第2筐体と、
前記張出部の上面に設けられたセンサ部と、を有する表示装置。
(28)基板と、前記基板の表示領域に複数配列された第1電極と、を備える表示パネルと、
平面視で対向する少なくとも1対の壁部を有し、1対の前記壁部の間に前記表示パネルが配置される第1筐体と、
平面視で対向する少なくとも1対の外側壁部と、前記外側壁部の上部から内側に突出し、前記壁部の上面と対向する張出部と、を有し、1対の前記外側壁部の間に前記第1筐体が配置される第2筐体と、
前記張出部の上面及び前記外側壁部の外側の側面に連続して設けられたセンサ部と、を有する表示装置。
(29)基板と、前記基板の表示領域に複数配列された第1電極と、を備える表示パネルと、
平面視で対向する少なくとも1対の壁部を有し、1対の前記壁部の間に前記表示パネルが配置される筐体と、
前記表示パネル及び前記壁部と対向するカバー基板と、
前記壁部の上面と前記カバー基板との間に設けられたセンサ部と、を有する表示装置。
(30)基板と、前記基板の表示領域に複数配列された第1電極と、を備える表示パネルと、
平面視で対向する少なくとも1対の壁部を有し、1対の前記壁部の間に前記表示パネルが配置される筐体と、
前記表示パネル及び前記壁部と対向するカバー基板と、
前記壁部の側面に設けられたセンサ部と、を有する表示装置。
(31)基板と、前記基板の表示領域に複数配列された第1電極と、を備える表示パネルと、
平面視で対向する少なくとも1対の壁部を有し、1対の前記壁部の間に前記表示パネルが配置される筐体と、
前記表示パネルと対向し、前記筐体よりも小さい外形形状を有するカバー基板と、
前記カバー基板よりも外側で前記壁部の上面に設けられたセンサ部と、を有する表示装置。
1、1A−1P 表示装置
2 画素基板
3 対向基板
6 液晶層
10 表示パネル
11 制御部
18 検出用IC
19 表示用IC
20 表示部
21 第1基板
22 画素電極
30 タッチセンサ
31 第2基板
40 検出部
51 カバー基板
53A、53B、54A、54B、54C、62 第2電極
55 基材
56、57、58 保護層
61 第3電極
101、103 第1筐体
101A、102A 底部
101B 壁部
101Ba、103Ba 上面
102、104 第2筐体
102B 壁部
103A 底部
103B 第1壁部
103Bc 側面
103C 第2壁部
110 フィルムセンサ
111、111A、111B センサ部
COML、COMLA 第1電極
TDL 検出電極

Claims (18)

  1. 基板と、前記基板の表示領域に複数配列された第1電極と、を備える表示パネルと、
    平面視で対向する少なくとも1対の壁部を有し、1対の前記壁部の間に前記表示パネルが配置される筐体と、
    前記筐体に設けられ、平面視で前記表示領域よりも外側に位置して、前記第1電極との間に静電容量を形成する第2電極と、
    前記第2電極に駆動信号を供給する駆動部と、を有する表示装置。
  2. 前記第2電極は、前記壁部の上面に設けられる、請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記第2電極は、前記壁部の側面に設けられる、請求項1に記載の表示装置。
  4. 前記第2電極は、前記壁部の上面及び側面に連続して設けられる、請求項1に記載の表示装置。
  5. 前記第2電極は、前記筐体に接続された接続部材を介して、前記筐体の内部の前記表示パネルと電気的に接続される請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の表示装置。
  6. 前記基板の表面に垂直な方向において、前記基板と対向するカバー基板を有し、
    前記第2電極は、平面視で前記カバー基板よりも外側に設けられる請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の表示装置。
  7. 前記筐体は、前記基板と重なる位置に開口が設けられ、
    前記開口に前記表示パネルが固定され、
    前記第2電極は、前記筐体と前記表示パネルとの間の間隙を介して、前記筐体の内部の前記表示パネルと電気的に接続される請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の表示装置。
  8. 前記第2電極は、前記筐体に設けられたスリットを介して、前記筐体の内部の前記表示パネルと電気的に接続される請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の表示装置。
  9. 前記基板及び前記壁部と対向するカバー基板を有し、
    前記壁部の上面に垂直な方向において、前記第2電極は、前記カバー基板と、前記壁部との間に設けられる請求項2に記載の表示装置。
  10. 前記第2電極は、フィルム基材の上に保護層を介して設けられ、前記フィルム基材が前記筐体に配置される請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の表示装置。
  11. 前記第2電極の表面を覆って保護層が設けられ、前記第2電極は前記保護層を介して前記筐体に配置される請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の表示装置。
  12. 前記筐体に溝部が設けられており、
    前記第2電極及び前記保護層は、前記溝部に設けられる請求項11に記載の表示装置。
  13. 前記第1電極は、平面視で第1方向に延出し、前記第1方向と交差する第2方向に複数配列され、
    前記第2電極は、前記第1電極の端部と対向して配置される請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載の表示装置。
  14. 前記筐体には、さらに、前記第2電極との間に静電容量を形成する第3電極が設けられ、前記第3電極は、前記壁部の長手方向に沿って複数配列される請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の表示装置。
  15. 複数の前記第1電極は、前記基板の表示領域にマトリクス状に配列され、
    前記第2電極は、平面視で、前記表示領域の少なくとも一辺に沿って前記表示領域の外側に設けられる請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の表示装置。
  16. 前記第2電極は、平面視で、複数の前記第1電極を囲んで枠状に設けられる、請求項15に記載の表示装置。
  17. 前記筐体は、前記基板を固定する第1筐体と、前記第1筐体よりも外側に設けられ前記第1筐体を固定する第2筐体とを有し、
    前記第2電極は、前記第1筐体に設けられる請求項1乃至請求項16のいずれか1項に記載の表示装置。
  18. 前記筐体は、前記基板を固定する第1筐体と、前記第1筐体よりも外側に設けられ前記第1筐体を固定する第2筐体とを有し、
    前記第2電極は、前記第2筐体に設けられる請求項1乃至請求項16のいずれか1項に記載の表示装置。
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