JP5497352B2 - 表示装置および電子機器 - Google Patents
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Description
1.タッチ検出方式の基本原理
2.実施の形態(偏光板の内側に設けた位相差フィルムの光出射側にセンサ用検出電極を直付けした例)
3.変形例1(位相差フィルムの光入射側にセンサ用検出電極を直付けした例)
4.変形例2(位相差フィルムを偏光板の外側に設けた例)
5.変形例3(センサ用駆動電極を位相差フィルムに直付けした例)
6.適用例(電子機器への適用例)
最初に、以下の実施の形態の表示装置で用いられるタッチ検出方式の基本原理について説明する。このタッチ検出方式は、静電容量型のタッチセンサとして具現化されるものである。図1(A)は、上記のタッチセンサを模式的に表したものである。図1(B)は、図1(A)のタッチセンサの等価回路と、タッチセンサに接続する周辺回路を表したものである。このタッチセンサは、誘電体101と、この誘電体101を挟んで互いに対向配置された一対の電極102,103とを備えており、等価回路では、図1(B)に示したように、容量素子104で表される。
図4は、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置1の断面構成の一例を表すものである。液晶表示装置1は、タッチセンサ付きの表示装置であり、表示素子としての液晶表示素子に静電容量型のタッチセンサが内蔵されたものである。ここでは、液晶表示素子に元々備えられている電極の一部(後述の共通電極113)が、タッチセンサ用の駆動電極を兼ねている。この液晶表示装置1は、液晶表示パネル10、バックライト30および周辺回路40を備えている。
液晶表示パネル10は、液晶分子の配列を変化させることにより光源(バックライト30)からの光を透過、変調させて映像表示を行うものである。この液晶表示パネル10は、マトリクス状に配置された複数の画素11(図5参照)を有し、映像信号40Aに応じて、画素11毎の駆動がなされるようになっている。これら複数の画素11はそれぞれ、例えば図5に示したように、行方向に延在する走査線WSL1および共通接続線COMに接続されると共に、列方向に延在する信号線DTLに接続されている。
ここで、図7(A),(B)を参照して、位相差フィルム124の具体的な構成について説明する。図7(A),(B)は、偏光板127の吸収軸(白で示した矢印)と位相差フィルム124の遅相軸(黒で示した矢印)との関係について模式的に表したものである。図7(A)に示したように、位相差フィルム124の遅相軸は、偏光板127の吸収軸と実質的に平行(一致)または直交するように設けられている。あるいは図7(B)に示したように、位相差フィルム124の遅相軸を、位相差フィルム124の法線方向に沿って設けるようにする。位相差フィルム124では、後述の電極形成過程やFPC80の圧着によって、リタデーションにむらが生じることがあるが、遅相軸を上記のように設定することにより、正面からの観察においてリタデーションむらによる影響を、目立ちにくくすることができる。尚、位相差フィルム124は、1軸性であっても2軸性であってもよいが、2軸性である場合には、その少なくとも一方の軸が、偏光板127の吸収軸と平行または直交するか、あるいは位相差フィルム124の法線方向に沿うようにする。また、このような位相差フィルム124は、1軸または2軸方向に高分子材料を延伸させて作製され、その伸縮比率とフィルム厚の調整により、所望のリタデーションを設定する。あるいは、位相差フィルム124は、フィルム基材上に屈折率異方性を有する材料を形成して作製するようにしてもよい。
図8は、共通電極113およびセンサ用検出電極125との一例を表したものである。共通電極113は、一の方向に延在するストライプ状の電極であり、透明基板112上に所定の間隔を置いて複数並べられている。センサ用検出電極125は、共通電極113の延在方向と直交する方向に延びるストライプ状の電極であり、位相差フィルム124上に所定の間隔を置いて複数並べられている。このように、共通電極113およびセンサ用検出電極125がそれぞれ、互いに直交する方向に延在していることにより、センサ全体として、物体の位置をマトリクス状の座標として検出可能となっている。これにより、物体の詳細な位置座標の取得や、複数人によるタッチの有無の検出(所謂、マルチタッチ)等を実現可能となる。
|RA−RB|≦10nm ………(1)
バックライト30は、液晶表示パネル10を背後から照明するものであり、例えばLED、HCFL (Hot Cathode Fluorescent Lamp:熱陰極管)、CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp:冷陰極管)等の各種光源を利用した面発光源である。バックライト30は、図示はしないが、上記のような光源を表示画面全域にわたって複数配列させた構造であってもよいし、導光板を用いると共にその側面に上記光源を配設した構造であってもよい。また、バックライト30の光出射面には、例えば、拡散板、拡散シート、レンズフィルム、偏光分離シート等の各種光学フィルムが積層されていてもよい。
続いて、周辺回路40について、図4および図9を参照して説明する。周辺回路40は、液晶表示パネル10の表示駆動およびセンサ駆動を行うと共に、センサ出力(検出信号Vdet)を検知するものである。周辺回路40は、例えば、映像信号処理回路41、タイミング生成回路42、信号線駆動回路43、走査線駆動回路44、検出回路46および共通線駆動回路47を備えている。
次に、本実施の形態の液晶表示装置1における作用および効果について説明する。
図11は、変形例1に係る液晶表示パネル10Bの断面構造を表すものである。液晶表示パネル10Bは、上記実施の形態の液晶表示パネル10と同様、画素基板110と対向基板120との間に液晶層130を挿設してなる液晶表示素子に、静電容量型タッチセンサを内蔵したものである。また、対向基板120の観察者側には、位相差フィルム124および偏光板127がこの順に設けられ、位相差フィルム124にセンサ用検出電極125が直付けされている。
図12は、変形例2に係る液晶表示パネル10Cの断面構造を表すものである。液晶表示パネル10Cは、上記実施の形態の液晶表示パネル10と同様、画素基板110と対向基板120との間に液晶層130を挿設してなる液晶表示素子に、静電容量型タッチセンサを内蔵したものである。また、対向基板120の観察者側には、位相差フィルム124および偏光板127が設けられ、位相差フィルム124にセンサ用検出電極125が直付けされている。
図13は、変形例3に係る液晶表示パネル10Dの断面構造を表すものである。液晶表示パネル10Dは、上記実施の形態の液晶表示パネル10と同様、画素基板110と対向基板120との間に液晶層130を挿設してなる液晶表示素子に、静電容量型タッチセンサを内蔵したものである。また、対向基板120の観察者側には、位相差フィルム124および偏光板127が設けられ、位相差フィルム124の光出射面にセンサ用電極が直付けされている。
次に、図15〜図19を参照して、上記実施の形態および変形例で説明したタッチセンサ付きの表示装置の適用例について説明する。上記実施の形態等の液晶表示装置は、テレビジョン装置,デジタルカメラ,ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、上記実施の形態等の表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
図15は、上記実施の形態等の表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル511およびフィルターガラス512を含む映像表示画面部510を有しており、この映像表示画面部510が、上記実施の形態等に係る液晶表示装置に相当する。
図16は、上記実施の形態等の表示装置が適用されるデジタルカメラの外観を表したものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部521、表示部522、メニュースイッチ523およびシャッターボタン524を有しており、その表示部522が、上記実施の形態等に係る液晶表示装置に相当する。
図17は、上記実施の形態等の表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体531,文字等の入力操作のためのキーボード532および画像を表示する表示部533を有しており、その表示部533は、上記実施の形態等に係る液晶表示装置に相当する。
図18は、上記実施の形態等の表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部541,この本体部541の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ542,撮影時のスタート/ストップスイッチ543および表示部544を有している。そして、その表示部544は、上記実施の形態等に係る液晶表示装置に相当する。
図19は、上記実施の形態等の表示装置が適用される携帯電話機の外観を表したものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体710と下側筐体720とを連結部(ヒンジ部)730で連結したものであり、ディスプレイ740,サブディスプレイ750,ピクチャーライト760およびカメラ770を有している。そのディスプレイ740またはサブディスプレイ750は、上記実施の形態等に係る液晶表示装置に相当する。
Claims (8)
- 対向配置された一対の基板に挟持され、画像表示機能を有する液晶層と、
前記一対の基板の一方をなし、前記液晶層の光出射面側とは反対側に配置され、前記液晶層側の面に共通電極、絶縁層および画素電極が順に積層される第1の基板と、
前記一対の基板の他方をなし、前記液晶層の光出射面側に配置される第2の基板と、
前記第2の基板の光出射面側に設けられ、光入射面および光出射面を有する位相差フィルムと、
前記位相差フィルムの光入射面または光出射面に直に配設されるセンサ用電極と、
前記位相差フィルムの光出射面側に設けられている偏光板と、
を備え、
前記共通電極は、前記画素電極との間で表示駆動電圧に対応した大きさの横方向電界を前記液晶層に印加するとともに、前記センサ用電極との間でタッチ検出用の静電容量を形成する
表示装置。 - 前記センサ用電極は、ひとつの前記位相差フィルム上に複数設けられ、
当該位相差フィルムのリタデーションは、前記センサ用電極の電極形成領域と電極不形成領域との間において互いに同一である
請求項1に記載の表示装置。 - 前記共通電極がセンサ用駆動電極、前記センサ用電極がセンサ用検出電極としてそれぞれ機能する
請求項1または2に記載の表示装置。 - 画像信号に基づいて、前記画素電極と前記共通電極との間に表示用駆動電圧を印加して前記液晶層の画像表示機能を発揮させる表示駆動部と、
前記表示駆動部を利用してセンサ用駆動電圧を前記共通電極に印加することにより、前記センサ用電極から得られる検出信号に基づいて物体の接触の有無を検出する検出部と、
を備えた請求項3に記載の表示装置。 - 前記位相差フィルムの遅相軸は、前記偏光板の吸収軸と一致または直交している
請求項1または2に記載の表示装置。 - 前記位相差フィルムの遅相軸は、前記位相差フィルムの法線方向に一致している
請求項1または2に記載の表示装置。 - 前記位相差フィルムは二軸性を有し、少なくとも一方の軸は、前記偏光板の吸収軸と一致または直交しているか、あるいは前記位相差フィルムの法線方向に一致している
請求項1または2に記載の表示装置。 - 対向配置された一対の基板に挟持され、画像表示機能を有する液晶層と、
前記一対の基板の一方をなし、前記液晶層の光出射面側とは反対側に配置され、前記液晶層側の面に共通電極、絶縁層および画素電極が順に積層される第1の基板と、
前記一対の基板の他方をなし、前記液晶層の光出射面側に配置される第2の基板と、
前記第2の基板の光出射面側に設けられ、光入射面および光出射面を有する位相差フィルムと、
前記位相差フィルムの光入射面または光出射面に直に配設されるセンサ用電極と、
前記位相差フィルムの光出射面側に設けられている偏光板と、
を有し、
前記共通電極は、前記画素電極との間で表示駆動電圧に対応した大きさの横方向電界を前記液晶層に印加するとともに、前記センサ用電極との間でタッチ検出用の静電容量を形成する表示装置、
を備えた電子機器。
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