JPWO2017043421A1 - 位置入力機能付き表示装置 - Google Patents

Abstract

液晶表示装置１０は、液晶パネル１１と、液晶パネル１１を収容しその表示面１１ＤＳとは反対側の面を少なくとも覆う形で配される導電材料からなる筐体１５と、液晶パネル１１に設けられて筐体１５及び表示面１１ＤＳの面内に位置入力を行う指Ｆとの間で静電容量を形成し、指Ｆによる入力位置を検出する位置検出電極１９と、位置検出電極１９にて検出される指Ｆによる入力位置に係る位置変化が一定の範囲内のときに検出される静電容量に係るシグナルの差分に基づいて表示面１１ＤＳの法線方向についての押圧力を演算する演算部２１と、を備える。

Description

本発明は、位置入力機能付き表示装置に関する。

近年、タブレット型ノートパソコンやスマートフォンなどの電子機器において、操作性及びユーザビリティを高めることを目的として、タッチパネルを搭載したタッチディスプレイ装置の開発が進められている。タッチディスプレイ装置の一例として下記特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載されたタッチディスプレイ装置は、第一の基板、第二の基板、液晶層及び複数の画素ユニットを包含するディスプレイタッチスクリーンを包含し、ディスプレイタッチスクリーンが二次元アレイに配列された複数の共通電極を包含し、ディスプレイタッチ制御回路がディスプレイ制御回路及びタッチ制御回路を包含する。ディスプレイが実行される場合では、複数の共通電極がディスプレイ制御回路に提供されるコモンレベルに接続されるように、ディスプレイタッチ制御回路が配線を通じて複数の共通電極に接続され、タッチ検知が実行される場合では、複数の共通電極の各々がタッチ検知電極としてタッチ制御回路に接続される。

特開２０１４−２３８８１６号公報

（発明が解決しようとする課題）
上記した特許文献１は、ディスプレイタッチスクリーンの面内におけるタッチ位置を検知するものであるが、使用者がディスプレイタッチスクリーンを押し込むような操作を検知することはできないものであった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、表示面を押し込む操作を検知することを目的とする。

（課題を解決するための手段）
本発明の位置入力機能付き表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルを収容しその表示面とは反対側の面を少なくとも覆う形で配される導電材料からなる筐体と、前記表示パネルに設けられて前記筐体及び前記表示面の面内に位置入力を行う位置入力体との間で静電容量を形成し、前記位置入力体による入力位置を検出する位置検出電極と、前記位置検出電極にて検出される前記位置入力体による入力位置に係る位置変化が一定の範囲内のときに検出される前記静電容量に係るシグナルの差分に基づいて前記表示面の法線方向についての押圧力を演算する演算部と、を備える。

このようにすれば、位置入力体によって表示パネルの表示面の面内に位置入力が行われると、導電材料からなる筐体及び位置入力体との間で静電容量を形成する位置検出電極によって位置入力体による入力位置が検出される。位置検出電極にて検出される位置入力体による入力位置に係る位置変化が一定の範囲内であれば、位置入力体によって表示パネルが表示面の法線方向に沿って押し込まれるような操作（押圧操作）が行われている可能性がある。ここで、位置入力体による押圧操作が行われた場合には、表示パネルに撓みが生じるとともに表示パネルに設けられた位置検出電極が、表示パネルの表示面とは反対側の面を覆う形で配される筐体に対して近づくよう変位することになるため、それに伴って位置検出電極と筐体との間の静電容量が増加することになる。そこで、演算部は、位置検出電極にて検出される位置入力体による入力位置に係る位置変化が一定の範囲内のときに検出される静電容量に係るシグナルの差分を算出する。この算出した差分は、位置入力体による押圧操作に起因する静電容量に係るシグナルの変化量であり、その差分に基づいて表示パネルの表示面の法線方向についての押圧力を演算している。以上により、押圧力検知用のセンサなどを要することなく、表示パネルの表示面における入力位置に加えて、押圧操作に係る押圧力をも取得することができる。

本発明の実施態様として、次の構成が好ましい。
（１）前記演算部は、前記表示面における入力位置に応じた補正係数を、前記差分に乗算して前記押圧力を演算する。位置入力体による押圧操作が行われた場合における表示パネルの撓みに伴う位置検出電極の変位量は、表示面における入力位置によって異なり、表示面の中央側では相対的に大きくなり、表示面の端側では相対的に小さくなる傾向にある。このため、演算部では、押圧力を演算するに際して静電容量に係る差分に、表示面における入力位置に応じた補正係数を乗算するようにしている。この補正係数は、表示面における入力位置に基づいて導き出されるものであり、例えば入力位置が表示面の中央側であった場合には相対的に小さな値となり、入力位置が表示面の端側であった場合には相対的に大きな値となる傾向とされる。このような補正係数を利用することで、演算部により演算される押圧力が入力位置を問わずより適切なものとなる。

（２）前記位置検出電極にて検出された入力位置に係る変動値が閾値を超える場合に取得する静電容量に係るシグナルを基準値として記憶するメモリを備えており、前記演算部は、前記変動値が前記閾値を超えない場合に取得する静電容量に係るシグナルと前記メモリに記憶された前記基準値との差分に基づいて前記押圧力を演算する。位置検出電極にて検出された入力位置に係る変動値が閾値を超える場合には、位置入力体による入力位置が移動中であるから、その場合には、メモリには、取得する静電容量に係るシグナルが基準値として記憶される。一方、位置検出電極にて検出された入力位置に係る変動値が閾値を超えない場合には、位置入力体による入力位置が停止していて押圧操作がなされた可能性があるので、その場合には、演算部では、取得する静電容量に係るシグナルとメモリに記憶された基準値との差分に基づいて押圧力を演算する。以上のように、位置検出電極にて検出された入力位置に係る変動値に基づいて静電容量に係るシグナルの基準値を取得した上で押圧力を演算するようにしたから、適切な基準値に基づいて押圧力を演算することができ、もって取得される押圧力がより適切なものとなる。

（３）前記メモリは、前記変動値が前記閾値を超える場合に取得する静電容量に係るシグナルの中のピーク値を前記基準値として記憶する。このようにすれば、静電容量に係るシグナルを全て記憶する場合に比べると、メモリに記憶される情報量が少なく済むので、メモリサイズを小さくすることができる。

（４）前記筐体は、前記表示パネルの前記表示面とは反対側の面を覆う底部を有しており、前記底部は、前記表示面の中央側から端側に向けて前記表示パネルからの距離が次第に小さくなるよう、曲面状をなしている。位置入力体による押圧操作に伴う位置検出電極の変位量は、押圧力が同一であれば、表示パネルの表示面における端側の方が中央側よりも相対的に小さくなる傾向にある。これに対し、上記のように底部が曲面状をなすことによって底部と位置検出電極との間に形成される静電容量は、表示パネルの表示面における端側の方が中央側よりも相対的に大きなものとなるので、表示面における端側での押圧力に係る検出感度が向上し、中央側での同検出感度との間に生じ得る差が緩和される。

（５）前記表示パネルには、前記位置検出電極を駆動するドライバが実装されており、前記演算部は、前記ドライバに備えられている。このように、表示パネルに実装されたドライバに備えられる演算部により押圧力を演算するようにしているので、押圧力の演算速度を高速化する上で好適となる。

（６）一端側が前記表示パネルに接続される接続部品と、前記接続部品の他端側に接続される制御回路基板と、が備えられており、前記演算部は、前記制御回路基板に備えられている。このようにすれば、制御回路基板に備えられる演算部は、接続部品を介して表示パネルから伝送されるシグナルに基づいて押圧力を演算することができる。仮に表示パネルまたは接続部品に実装されるドライバに演算部が備えられる構成を採った場合に比べると、ドライバの小型化を図ることができる。

（７）前記演算部は、前記差分が閾値を超えない場合は前記押圧力を演算せず、前記差分が前記閾値を超えた場合は前記押圧力を演算する。このようにすれば、位置検出電極にて検出される静電容量に係る差分が閾値を超えない場合は、演算部では押圧力を演算することがなく、それにより押圧操作がなかったことを検知できる。一方、位置検出電極にて検出される静電容量の最大値と基準値との差分が閾値を超えた場合は、演算部では押圧力が演算されるので、それにより押圧操作があったことを検知できる。以上により、押圧操作の有無を検知することができる。

（８）前記位置検出電極は、前記表示パネルに内蔵されている。このようにすれば、仮に表示パネルとは別部品のタッチパネルに位置検出電極を設けるようにした場合に比べると、薄型化などを図る上で好適となる。

（９）前記表示パネルには、前記表示面に表示される画像に応じた階調の電圧が印加される画素電極と、共通電位が印加される共通電極と、が少なくとも設けられており、前記共通電極は、前記表示面の面内においてマトリクス状に並んで配されるとともに前記位置検出電極を構成する複数の分割共通電極からなる。このようにすれば、画素電極と共通電極との間の電位差に基づいて表示パネルの表示面には所定の画像が表示されるようになっている。共通電極を複数の分割共通電極に分割し、その複数の分割共通電極を位置検出電極としているので、仮に共通電極とは別途に位置検出電極を設けた場合に比べると、構造の簡素化及び低コスト化などを図る上で好適となる。

（１０）前記表示パネルには、前記複数の分割共通電極に対して個別に接続される複数の配線が少なくとも設けられている。このようにすれば、表示面に画像を表示する際には、複数の分割共通電極に複数の配線を介して同一の共通電位が印加される。これに対し、位置検出及び押圧力検出に際しては、複数の分割共通電極に複数の配線を介して個別の位置検出信号が供給されることで位置入力体による入力位置を特定することができる。これにより、位置検出感度及び押圧力検出感度が高いものになるとともに、入力位置が２箇所以上のマルチタッチを検出する上でも好適となる。

（１１）前記表示パネルは、前記筐体側とその反対側とに重ねられる一対の基板を少なくとも有しており、前記位置検出電極は、前記一対の基板のうち前記筐体側に配される基板に設けられている。このようにすれば、仮に筐体側とは反対側の基板に位置検出電極を設けた場合に比べると、位置検出電極と筐体との間の距離が短いものとなるので、位置検出感度及び押圧力検出感度がより高いものになる。

（発明の効果）
本発明によれば、表示面を押し込む操作を検知することができる。

本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の平面図 液晶表示装置を短辺方向に沿って切断した概略断面図 液晶パネルの表示領域における断面構成を示す概略断面図 液晶パネルを構成するアレイ基板の表示領域における配線構成を概略的に示す平面図 液晶パネルを構成するＣＦ基板の表示領域における平面構成を示す拡大平面図 アレイ基板を図３のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図 液晶パネルを構成するアレイ基板における共通電極の平面配置を表す平面図 位置検出及び押圧力演算に関する構成の関係を表すブロック図 指による押圧操作に係る押圧力を演算するためのフローチャート 液晶パネルの表示面における中央側を押圧した状態を示す概略断面図 液晶パネルの表示面における端側を押圧した状態を示す概略断面図 押圧操作を行う前の状態における指による入力位置の基準値と静電容量のシグナルの基準値とを表すグラフ 押圧操作を行った状態における指による入力位置と静電容量のシグナルとを表すグラフ 検出した静電容量のシグナルから静電容量のシグナルの基準値を差し引いた状態を示すグラフ 本発明の実施形態２に係る指による押圧操作に係る押圧力を演算するためのフローチャート 本発明の実施形態３に係る液晶表示装置を短辺方向に沿って切断した概略断面図 液晶パネルの表示面における中央側を押圧した状態を示す概略断面図 本発明の実施形態４に係る指による押圧操作に係る押圧力を演算するためのフローチャート 本発明の実施形態５に係る指による押圧操作に係る押圧力を演算するためのフローチャート

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１から図１４によって説明する。本実施形態では、位置入力機能を備えた液晶表示装置（位置入力機能付き表示装置）１０について例示する。なお、各図面の一部にはＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を示しており、各軸方向が各図面で示した方向となるように描かれている。また、図２，図３及び図６などの上側を表側とし、同図下側を裏側とする。

液晶表示装置１０は、全体として長方形状をなしており、図１及び図２に示すように、画像を表示可能な表示面１１ＤＳを表側の板面に備える液晶パネル（表示パネル）１１と、液晶パネル１１に対して裏側（表示面１１ＤＳ側とは反対側）に配されるとともに液晶パネル１１に表示のための光を照射する外部光源であるバックライト装置（照明装置）１２と、液晶パネル１１及びバックライト装置１２を収容するケース１３と、液晶パネル１１に対して表側に配されるカバーガラス（保護パネル）１４と、ケース１３及びカバーガラス１４に対して裏側に配されてこれらを裏側から覆う筐体１５と、を少なくとも備えている。本実施形態に係る液晶表示装置１０は、携帯電話（スマートフォンなどを含む）、ノートパソコン（タブレット型ノートパソコンなどを含む）、ウェアラブル端末（スマートウォッチなどを含む）、携帯型情報端末（電子ブックやＰＤＡなどを含む）、携帯型ゲーム機、デジタルフォトフレームなどの各種電子機器（図示せず）に用いられるものである。このため、液晶パネル１１の画面サイズは、数インチ〜１０数インチ程度とされ、一般的には小型または中小型に分類される大きさとされている。

液晶表示装置１０のうち、液晶パネル１１以外の構成部品について先に説明する。バックライト装置１２は、図２に示すように、図示しない光源（例えば冷陰極管、ＬＥＤ、有機ＥＬなど）と、図示しない光学部材と、を少なくとも備える。光学部材は、光源から発せられる光を面状に変換するなどの機能を有するものである。ケース１３は、導電性を有さない合成樹脂材料（非導電材料）からなるとともに表側に向けて開口した略箱型をなしており、その内部に液晶パネル１１及びバックライト装置１２を収容している。

カバーガラス１４は、図１及び図２に示すように、液晶パネル１１を表側からその全域にわたって覆う形で配されており、それにより液晶パネル１１の保護が図られている。カバーガラス１４は、液晶表示装置１０における正面側の外観を構成している。カバーガラス１４は、平面に視て長方形状をなすとともにほぼ透明で優れた透光性を有するガラス製で板状の基材からなり、好ましくは強化ガラスからなる。カバーガラス１４に用いられる強化ガラスとしては、例えば板状のガラス基材の表面に化学強化処理が施されることで、表面に化学強化層を備えた化学強化ガラスを用いることが好ましい。これにより、カバーガラス１４は、機械的強度及び耐衝撃性能が高いものとされているから、その裏側に配される液晶パネル１１が破損したり、傷付くのをより確実に防止することができる。

筐体１５は、図２に示すように、導電性を有する鉄やアルミニウムなどの金属材料（導電材料）からなるとともに表側が開口した略箱型に形成されており、その開口がカバーガラス１４により閉塞されている。筐体１５は、液晶パネル１１における表示面１１ＤＳ側とは反対側の面と対向状をなしてこれを覆う底部１５ａと、底部１５ａにおける外周端部から表側に向けて立ち上がる側部１５ｂと、から構成されている。底部１５ａは、液晶パネル１１の表示面１１ＤＳに並行するフラットな板状をなしており、平面に視た形状及び大きさがカバーガラス１４と同様となっている。底部１５ａは、その長辺方向がＹ軸方向と、短辺方向がＸ軸方向と、それぞれ一致している。側部１５ｂは、底部１５ａの外周端部における各辺からそれぞれ立ち上がることで、全体として略短筒状をなしている。側部１５ｂにおける立ち上がり先端部には、カバーガラス１４における外周端部の裏面が固着されている。カバーガラス１４に対する筐体１５の固着には、例えば両面テープなどの固着部材が用いられる。

液晶パネル１１について説明する。液晶パネル１１は、図１及び図７に示すように、全体として縦長な方形状（矩形状）をなしており、その長辺方向における一方の端部側（図７に示す上側）に片寄った位置に画像が表示される表示領域（アクティブエリア）ＡＡが配されるとともに、長辺方向における他方の端部側（図７に示す下側）に片寄った位置にドライバ１６及びフレキシブル基板１７がそれぞれ取り付けられている。この液晶パネル１１において表示領域ＡＡ外の領域が、画像が表示されない非表示領域（ノンアクティブエリア）ＮＡＡとされ、この非表示領域ＮＡＡは、表示領域ＡＡを取り囲む略枠状の領域（後述するＣＦ基板１１ａにおける額縁部分）と、長辺方向の他方の端部側に確保された領域（後述するアレイ基板１１ｂのうちＣＦ基板１１ａとは重畳せずに露出する部分）と、からなり、このうちの長辺方向の他方の端部側に確保された領域にドライバ１６及びフレキシブル基板１７の実装領域（取付領域）が含まれている。液晶パネル１１は、その短辺方向がＸ軸方向と一致し、長辺方向がＹ軸方向と一致し、さらには表示面１１ＤＳの法線方向がＺ軸方向と一致している。また、フレキシブル基板１７における液晶パネル１１側とは反対側の端部には、信号供給源であるコントロール基板（制御回路基板）１８が接続されている。なお、図７では、枠状の一点鎖線が表示領域ＡＡの外形を表しており、当該一点鎖線よりも外側の領域が非表示領域ＮＡＡとなっている。

続いて、液晶パネル１１に実装または接続される部材（ドライバ１６、フレキシブル基板１７及びコントロール基板１８）について順次に説明する。ドライバ１６は、図７に示すように、内部に駆動回路を有するＬＳＩチップからなるものとされ、コントロール基板１８から供給される信号に基づいて作動することで、出力信号を生成し、その出力信号を液晶パネル１１の表示領域ＡＡへ向けて出力するものとされる。このドライバ１６は、平面に視て横長の方形状をなす（液晶パネル１１の短辺に沿って長手状をなす）とともに、液晶パネル１１（後述するアレイ基板１１ｂ）の非表示領域ＮＡＡに対して直接実装され、つまりＣＯＧ（Chip On Glass）実装されている。なお、ドライバ１６の長辺方向がＸ軸方向（液晶パネル１１の短辺方向）と一致し、同短辺方向がＹ軸方向（液晶パネル１１の長辺方向）と一致している。

フレキシブル基板１７は、図７に示すように、絶縁性及び可撓性を有する合成樹脂材料（例えばポリイミド系樹脂等）からなる基材を備え、その基材上に多数本の配線パターン（図示せず）を有しており、長さ方向についての一方の端部が既述した通りコントロール基板１８に接続されるのに対し、他方の端部（他端側）が液晶パネル１１におけるアレイ基板１１ｂに接続されている。このため、フレキシブル基板１７は、液晶表示装置１０内では断面形状が略Ｕ型となるよう折り返し状に屈曲されている。フレキシブル基板１７における長さ方向についての両端部においては、配線パターンが外部に露出して端子部（図示せず）を構成しており、これらの端子部がそれぞれコントロール基板１８及び液晶パネル１１に対して電気的に接続されている。これにより、コントロール基板１８側から供給される信号を液晶パネル１１側に伝送することが可能とされている。

コントロール基板１８は、図７に示すように、バックライト装置１２における裏面（液晶パネル１１側とは反対側の外面）にネジなどにより取り付けられている。このコントロール基板１８は、紙フェノールないしはガラスエポキシ樹脂製の基板上に、ドライバ１６に各種信号を供給するための電子部品が実装されるとともに、図示しない所定のパターンの配線（導電路）が配索形成されている。このコントロール基板１８には、フレキシブル基板１７の一方の端部（一端側）が図示しないＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）を介して電気的に且つ機械的に接続されている。

改めて、液晶パネル１１について説明する。液晶パネル１１は、図３に示すように、一対の基板１１ａ，１１ｂと、両基板１１ａ，１１ｂ間の内部空間に配されて電界印加に伴って光学特性が変化する物質である液晶分子を含む液晶層（媒質層）１１ｃと、を有しており、液晶層１１ｃが両基板１１ａ，１１ｂ間に介在する図示しないシール部によって取り囲まれて封止が図られている。一対の基板１１ａ，１１ｂのうち表側（正面側）がＣＦ基板（対向基板）１１ａとされ、裏側（背面側）がアレイ基板（アクティブマトリクス基板、素子基板）１１ｂとされる。ＣＦ基板１１ａ及びアレイ基板１１ｂは、いずれもガラス製のガラス基板の内面側に各種の膜が積層形成されてなるものとされる。なお、両基板１１ａ，１１ｂの外面側には、それぞれ偏光板１１ｄ，１１ｅが貼り付けられている。

アレイ基板１１ｂの内面側（液晶層１１ｃ側、ＣＦ基板１１ａとの対向面側）における表示領域ＡＡには、図４及び図６に示すように、スイッチング素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor：表示素子）１１ｆ及び画素電極１１ｇが多数個マトリクス状（行列状）に並んで設けられるとともに、これらＴＦＴ１１ｆ及び画素電極１１ｇの周りには、格子状をなすゲート配線（走査線）１１ｉ及びソース配線（データ線、信号線）１１ｊが取り囲むようにして配設されている。ゲート配線１１ｉとソース配線１１ｊとの間には、相互を絶縁するためのゲート絶縁膜１１ｐが介在する形で設けられている。ゲート配線１１ｉとソース配線１１ｊとがそれぞれＴＦＴ１１ｆのゲート電極１１ｆ１とソース電極１１ｆ２とに接続され、画素電極１１ｇがＴＦＴ１１ｆのドレイン電極１１ｆ３に接続されている。そして、ＴＦＴ１１ｆは、ゲート配線１１ｉ及びソース配線１１ｊにそれぞれ供給される各種信号に基づいて駆動され、その駆動に伴って画素電極１１ｇへの電位の供給が制御されるようになっている。このＴＦＴ１１ｆは、ドレイン電極１１ｆ３とソース電極１１ｆ２とを繋ぐチャネル部１１ｆ４を有しているが、このチャネル部１１ｆ４を構成する半導体膜として、酸化物半導体材料が用いられている。チャネル部１１ｆ４を構成する酸化物半導体材料は、その電子移動度がアモルファスシリコン材料などに比べると、例えば２０倍〜５０倍程度と高くなっているので、ＴＦＴ１１ｆを容易に小型化して画素電極１１ｇの透過光量（画素ＰＸの開口率）を極大化することができ、もって高精細化及び低消費電力化などを図る上で好適とされる。なお、本実施形態では、各図面においてゲート配線１１ｉの延在方向がＸ軸方向と、ソース配線１１ｊの延在方向がＹ軸方向と、それぞれ一致するものとされている。

画素電極１１ｇは、図４及び図６に示すように、ゲート配線１１ｉ及びソース配線１１ｊにより囲まれた方形の領域に配されており、複数本のスリットが形成されている。画素電極１１ｇは、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウム錫）或いはＺｎＯ（Zinc Oxide：酸化亜鉛）といった透明電極膜（上層側透明電極膜）からなる。画素電極１１ｇは、下層側層間絶縁膜１１ｑ、平坦化膜１１ｒ及び上層側層間絶縁膜１１ｓに対して上層側に積層する形で設けられている。下層側層間絶縁膜１１ｑ、平坦化膜１１ｒ及び上層側層間絶縁膜１１ｓのうちＴＦＴ１１ｆのドレイン電極１１ｆ３と平面に視て重畳する位置には、ＴＦＴ用コンタクトホールＣＨ１が開口形成されており、このＴＦＴ用コンタクトホールＣＨ１を通して画素電極１１ｇがＴＦＴ１１ｆのドレイン電極１１ｆ３に対して電気的に接続されている。平坦化膜１１ｒと上層側層間絶縁膜１１ｓとの間には、画素電極１１ｇと同様に透明電極膜（下層側透明電極膜）からなる共通電極１１ｈが介在する形で設けられている。共通電極１１ｈには、少なくともＴＦＴ用コンタクトホールＣＨ１と重畳する部分に開口が形成されている。このようにアレイ基板１１ｂには、画素電極１１ｇと共通電極１１ｈとが共に形成されており、両電極１１ｇ，１１ｈ間に電位差が生じると、液晶層１１ｃには、アレイ基板１１ｂの板面に沿う成分に加えて、アレイ基板１１ｂの板面に対する法線方向の成分を含むフリンジ電界（斜め電界）が印加されるようになっている。つまり、この液晶パネル１１は、動作モードがＩＰＳ（In-Plane Switching）モードをさらに改良したＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードとされている。

一方、ＣＦ基板１１ａのうちの表示領域ＡＡの内面側には、図３及び図５に示すように、アレイ基板１１ｂ側の各画素電極１１ｇと対向状をなす位置にカラーフィルタ１１ｋが設けられている。カラーフィルタ１１ｋは、Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）の三色の着色部がマトリクス状に繰り返し並んで配列されてなる。マトリクス状に配列されるカラーフィルタ１１ｋの各着色部（各画素ＰＸ）の間は、遮光部（ブラックマトリクス）１１ｌによって仕切られている。この遮光部１１ｌによって各着色部を透過する各色の光同士が混ざり合う混色が防がれるようになっている。遮光部１１ｌは、平面に視て格子状をなしていて各着色部の間を仕切る格子状部と、平面に視て枠状（額縁状）をなしていて格子状部を外周側から取り囲む枠状部と、から構成されている。遮光部１１ｌにおける格子状部は、上記したゲート配線１１ｉ及びソース配線１１ｊと平面に視て重畳する配置とされる。遮光部１１ｌにおける枠状部は、シール部に倣って延在しており、平面に視て縦長の方形の枠状をなしている。カラーフィルタ１１ｋ及び遮光部１１ｌの表面には、オーバーコート膜（平坦化膜）１１ｍが内側に重なって設けられている。なお、当該液晶パネル１１においては、カラーフィルタ１１ｋにおける着色部と、それと対向する画素電極１１ｇと、の組によって１つの画素ＰＸが構成されている。画素ＰＸには、カラーフィルタ１１ｋのうちＲの着色部を有する赤色画素と、カラーフィルタ１１ｋのうちＧの着色部を有する緑色画素と、カラーフィルタ１１ｋのうちＢの着色部を有する青色画素と、が含まれている。これら３色の画素ＰＸは、液晶パネル１１の板面において行方向（Ｘ軸方向）に沿って繰り返し並べて配されることで、画素群を構成しており、この画素群が列方向（Ｙ軸方向）に沿って多数並んで配されている。このように画素ＰＸは、液晶パネル１１の表示領域ＡＡ内においてマトリクス状に多数が配列されている。また、両基板１１ａ，１１ｂのうち最も内側にあって液晶層１１ｃに接する層としては、液晶層１１ｃに含まれる液晶分子を配向させるための配向膜１１ｎ，１１ｏがそれぞれ形成されている。

ところで、本実施形態に係る液晶パネル１１は、既述した通り、画像を表示する表示機能と、表示される画像に基づいて使用者が入力する位置（入力位置）を検出する位置入力機能（位置検出機能）と、を併有しており、このうちの位置入力機能を発揮するためのタッチパネルパターンを内蔵（インセル化）している。このタッチパネルパターンは、いわゆる投影型静電容量方式とされており、その検出方式が自己容量方式とされるものである。タッチパネルパターンは、図７に示すように、一対の基板１１ａ，１１ｂのうちのアレイ基板１１ｂに設けられており、アレイ基板１１ｂにおいて表示面１１ＤＳの面内にマトリクス状に並んで配される複数の位置検出電極１９から構成されている。位置検出電極１９は、アレイ基板１１ｂの表示領域ＡＡに配されている。従って、液晶パネル１１における表示領域ＡＡは、入力位置を検出可能なタッチ領域とほぼ一致しており、非表示領域ＮＡＡが入力位置を検出不能な非タッチ領域とほぼ一致していることになる。この位置検出電極１９は、液晶表示装置１０における導電性を有する筐体１５との間で静電容量を形成している。これに対し、使用者が液晶表示装置１０におけるカバーガラス１４を通して視認する表示領域ＡＡの画像に基づいて位置入力をしようとしてカバーガラス１４の表面に導電体である指（位置検出体）Ｆを近づけると、その指Ｆと位置検出電極１９との間でも静電容量が形成されることになる。これにより、指Ｆの近くにある位置検出電極１９にて検出される静電容量には指が近づく前の状態から変化が生じ、指Ｆから遠くにある位置検出電極１９とは異なるものとなるので、それに基づいて入力位置を検出することが可能となる。なお、位置検出電極１９は、筐体１５及び指Ｆ以外の導電体に対しても寄生容量を形成する場合もあり得る。

そして、この位置検出電極１９は、アレイ基板１１ｂに設けられた共通電極１１ｈにより構成されている。共通電極１１ｈは、図７に示すように、表示面１１ＤＳの面内において碁盤目状に分割されて相互が電気的に独立した複数の分割共通電極１１ｈＳからなり、これら複数の分割共通電極１１ｈＳの個々が位置検出電極１９を構成している。これにより、仮に共通電極１１ｈとは別途に位置検出電極を設けた場合に比べると、構造の簡素化及び低コスト化などを図る上で好適となる。位置検出電極１９（分割共通電極１１ｈＳ）は、表示面１１ＤＳの面内においてＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って複数ずつがマトリクス状に並んで配されている。位置検出電極１９は、平面に視て略正方形状をなしており、一辺の寸法が例えば約４ｍｍ程度とされている。従って、位置検出電極１９は、平面に視た大きさが画素ＰＸ（画素電極１１ｇ）よりも大きくなっており、Ｘ軸方向及びＹ軸方向について複数ずつの画素ＰＸに跨る範囲に配置されている。位置検出電極１９の設置数は、例えば画面サイズが５インチの液晶パネル１１においては、約５００個程度とされるのが好ましい。なお、図７は、位置検出電極１９の配列を模式的に表したものであり、位置検出電極１９の具体的な設置数や配置については図示以外にも適宜に変更可能である。

複数の位置検出電極１９には、複数の配線２０が個別に接続されている。配線２０は、例えば下層側層間絶縁膜１１ｑと平坦化膜１１ｒとの間に介在する形（図６を参照）で設けられた金属膜からなり、平坦化膜１１ｒに開口形成された位置検出電極用コンタクトホールＣＨ２を通して位置検出電極１９（分割共通電極１１ｈＳ）に接続されている。配線２０は、表示領域ＡＡにおいてＹ軸方向、つまりソース配線１１ｊの延在方向に沿って直線的に延在するとともに、平面に視てソース配線１１ｊ（遮光部１１ｌ）と重畳し、画素ＰＸとは非重畳となる位置に配されている。これにより、配線２０によって画素ＰＸの開口率が低下する事態が避けられている。配線２０は、一方の端部が表示領域ＡＡにおいて上記した位置検出電極用コンタクトホールＣＨ２を通して位置検出電極１９に接続されているのに対し、他方の端部が非表示領域ＮＡＡにおいてドライバ１６に接続されている。配線２０に接続されるドライバ１６は、配線２０を介して位置検出電極１９を駆動することが可能とされる。つまり、このドライバ１６は、画像表示に際してはＴＦＴ１１ｆを駆動するのに対し、位置検出に際しては位置検出電極１９を駆動するものとされており、表示機能と位置検出機能とを併有している。ドライバ１６に接続された複数の配線２０は、既述した通り、複数の位置検出電極１９に対して個別に対応付けられている。従って、ドライバ１６により駆動される複数の位置検出電極１９のうち、特定の１つまたは複数の位置検出電極１９にて検出される静電容量に他の位置検出電極１９にはない変化が生じた場合には、その静電容量に変化が生じた位置検出電極１９をそれに対応付けられた配線２０によって特定することができ、もって入力位置を容易に特定・検出することができる。これにより、位置検出感度及び後述する押圧力検出感度が高いものになるとともに、入力位置が２箇所以上のマルチタッチを検出する上でも好適となる。

さて、本実施形態に係る液晶表示装置１０によれば、液晶パネル１１の表示面１１ＤＳの面内における使用者による二次元の入力位置に加えて、使用者が液晶パネル１１を表示面１１ＤＳの法線方向（Ｚ軸方向）に沿って押し込むような操作（押圧操作）に係る押圧力についても検出することが可能とされている。これを実現するため、本実施形態に係るドライバ１６には、図８に示すように、位置検出電極１９にて検出される使用者の指Ｆによる入力位置に係る位置変化が一定の範囲内のときに検出される静電容量に係るシグナルの差分に基づいて表示面１１ＤＳの法線方向についての押圧力を演算する演算部２１が備えられている。まず、位置検出電極１９にて検出される使用者の指Ｆによる入力位置に係る位置変化が一定の範囲内であれば、指Ｆによって押圧操作が行われている可能性がある。ここで、指Ｆによる押圧操作が行われた場合には、液晶パネル１１に撓みが生じるとともに内蔵された位置検出電極１９が、液晶パネル１１の表示面１１ＤＳとは反対側の面を覆う形で配される筐体１５の底部１５ａに対して近づくよう変位することになるため、それに伴って位置検出電極１９と筐体１５との間の静電容量が増加することになる。そこで、演算部２１は、位置検出電極１９にて検出される指Ｆによる入力位置に係る位置変化が一定の範囲内のときに検出される静電容量に係るシグナルの差分を算出するものとされる。この算出した差分は、指Ｆによる押圧操作に起因する静電容量に係るシグナルの変化量であり、その差分に基づいて演算部２１は、指Ｆによる押圧操作に伴って液晶パネル１１に作用する押圧力を演算している。以上により、押圧力検知用のセンサなどを要することなく、液晶パネル１１の表示面１１ＤＳにおける入力位置に加えて、押圧操作に係る押圧力をも取得することができる。しかも、演算部２１がドライバ１６に備えられているので、押圧力の演算速度を高速化する上で好適となる。

ドライバ１６には、図８に示すように、演算部２１に加えて、位置検出電極１９にて検出された入力位置に係る変動値が閾値を超える場合に取得する静電容量に係るシグナルを基準値として記憶するメモリ２２が備えられている。メモリ２２は、フラッシュメモリなどの不揮発性記録媒体とされる。そして、演算部２１は、図９に示すように、位置検出電極１９にて検出された入力位置に係る変動値が閾値を超えない場合に取得する静電容量に係るシグナルと、メモリ２２に記憶された基準値と、の差分に基づいて押圧力を演算するものとされる。位置検出電極１９にて検出された入力位置に係る変動値が閾値を超える場合には、指Ｆによる入力位置が移動中であって押圧操作が行われていないと判断できることから、その場合には、メモリ２２には、取得する静電容量に係るシグナルが基準値として記憶される。一方、位置検出電極１９にて検出された入力位置に係る変動値が閾値を超えない場合には、指Ｆによる入力位置が停止していて押圧操作が行われたと判断できるので、その場合には、演算部２１では、取得する静電容量に係るシグナルと、メモリ２２に記憶された基準値と、の差分を算出し、算出した差分に基づいて押圧操作に伴って液晶パネル１１に作用する押圧力を演算するものとされる。以上のように、位置検出電極１９にて検出された入力位置に係る変動値に基づいて静電容量に係るシグナルの基準値を取得した上で押圧力を演算するようにしたから、適切な基準値に基づいて押圧力を演算することができ、もって取得される押圧力がより適切なものとなる。

さらには、演算部２１は、図９に示すように、液晶パネル１１の表示面１１ＤＳにおける入力位置に応じた補正係数を、指Ｆによる入力位置に係る位置変化が一定の範囲内のときに検出される静電容量に係るシグナルの差分に乗算して押圧力を演算するものとされる。この補正係数は、メモリ２２に記憶されるとともに、以下のように設定されている。まず、指Ｆによる押圧操作が行われた場合における液晶パネル１１の撓みに伴う位置検出電極１９の変位量は、表示面１１ＤＳにおける入力位置によって異なる。具体的には、例えば指Ｆによる押圧操作において液晶パネル１１に作用する押圧力が一定とされた場合、表示面１１ＤＳの中央側では、図１０に示すように、液晶パネル１１が撓み易いのでそれに伴う位置検出電極１９の変位量が相対的に大きくなるのに対し、表示面１１ＤＳの端側では、図１１に示すように、液晶パネル１１が撓み難いのでそれに伴う位置検出電極１９の変位量が相対的に小さくなる傾向にある。従って、押圧力を演算するに際して静電容量に係る差分に乗算される補正係数は、入力位置が表示面１１ＤＳの中央側であった場合には相対的に小さな値となり、入力位置が表示面１１ＤＳの端側であった場合には相対的に大きな値となるように設定されている。つまり、補正係数は、表示面１１ＤＳの面内における入力位置に起因する液晶パネル１１の撓み量及びそれに伴う位置検出電極１９の変位量の分布と逆相関の関係にある。これにより、図１０に示すように、入力位置が表示面１１ＤＳの中央側とされて液晶パネル１１が相対的に大きく撓んで位置検出電極１９の変位量が大きくなった場合には、入力位置が表示面１１ＤＳの端側であった場合よりも、静電容量に係る差分が相対的に大きくなるものの、その差分に乗算される補正係数が小さく設定されることで、演算される押圧力が過大になることが避けられる。一方、入力位置が表示面１１ＤＳの端側とされて液晶パネル１１が相対的に小さく撓んで位置検出電極１９の変位量が小さくなった場合には、入力位置が表示面１１ＤＳの中央側であった場合よりも、静電容量に係る差分が相対的に小さくなるものの、その差分に乗算される補正係数が大きく設定されることで、演算される押圧力が過小になることが避けられる。以上により、演算部２１にて演算される押圧力が入力位置を問わずより適切なものとなる。

本実施形態は以上のような構造であり、続いてその作用を説明する。本実施形態に係る液晶表示装置１０は、位置入力機能を備えているので、その使用者は、液晶パネル１１の表示面１１ＤＳに表示される画像に基づいて指Ｆにより位置入力を行うことができる。液晶パネル１１のアレイ基板１１ｂに備えられる共通電極１１ｈは、位置検出電極１９でもあるため、表示時にはドライバ１６によって画素電極１１ｇの電位に対する基準となる共通電位（基準電位）が印加されるのに対し、位置検出時にはドライバ１６によって筐体１５や指Ｆとの間で静電容量を形成するための電位が印加されるようになっている。つまり、ドライバ１６は、一単位期間を表示期間と位置検出期間とに分けて液晶パネル１１の駆動を制御している。

表示期間においては、ドライバ１６から各ゲート配線１１ｉに走査信号が、各ソース配線１１ｊにデータ信号が、各配線２０に共通電位信号が、それぞれ供給されるようになっている。各ゲート配線１１ｉに供給される走査信号によって選択された行に属する各ＴＦＴ１１ｆがＯＮされると、各ソース配線１１ｊに供給されるデータ信号に応じた電圧がＴＦＴ１１ｆのチャネル部１１ｆ４を介して画素電極１１ｇに印加される。各配線２０に供給される共通電位信号によって共通電極１１ｈの各分割共通電極１１ｈＳには、同一の共通電位が同じタイミングでもって一括して印加される。各画素電極１１ｇと共通電極１１ｈとの電位差に基づいて各画素ＰＸでは所定の階調でもって表示が行われ、もって液晶パネル１１の表示面１１ＤＳには所定の画像が表示される。

位置検出期間においては、ドライバ１６から各配線２０に位置検出駆動信号が供給されるようになっている。各配線２０に供給される位置検出駆動信号によって駆動される各位置検出電極１９は、筐体１５との間で所定の静電容量を形成することになる。このとき、液晶表示装置１０の使用者がカバーガラス１４を介して液晶パネル１１の表示面１１ＤＳの面内に指Ｆでもって位置入力を行った場合には、その指Ｆに近い位置検出電極１９と指Ｆとの間に静電容量が形成される。つまり、指Ｆに近い位置検出電極１９は、筐体１５に加えて指Ｆとの間にも静電容量を形成するので、指Ｆから遠い位置検出電極１９よりも静電容量が大きなものとなる。ドライバ１６において各配線２０を介して各位置検出電極１９の静電容量が検出されると、ドライバ１６は、その検出した静電容量の中から変化が生じたものを抽出し、変化が生じた静電容量を伝送した配線２０に接続された位置検出電極１９における表示面１１ＤＳでの位置情報を取得する。これにより、使用者の指Ｆによる入力位置を検出することができる。

そして、この液晶表示装置１０は、使用者の指Ｆによって液晶パネル１１をＺ軸方向に沿って押圧する押圧操作が行われた場合には、その押圧力を以下のようにして検出することができる。まず、演算部２１は、図９に示すように、指Ｆによる位置入力がなされた位置検出電極１９の静電容量に係るシグナルを取得し（ステップＳ１０）、取得したシグナルに基づいて入力位置を算出する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１では、演算部２１は、液晶パネル１１の表示面１１ＤＳにおける入力位置に係る座標情報（ｘ，ｙ）を算出している。次に、演算部２１は、入力位置の変化量を算出し、その算出した変化量が閾値以下か、を判定する（ステップＳ１２）。演算部２１は、入力位置の変化量としては、入力位置の基準値に係る座標情報（ｘ１，ｙ１）を、取得した入力位置に係る座標情報（ｘ２，ｙ２）から差し引いた差分値（Δｘ，Δｙ）を算出している。上記変化量の閾値は、少なくとも指Ｆによる入力位置が移動中における変化量を下回るとともに、指Ｆによる入力位置が停止中における変化量を上回るような数値に設定されている。なお、位置入力が初めてであった場合は、取得した入力位置に係る座標情報（ｘ２，ｙ２）が差分値（Δｘ，Δｙ）と等しくなるとともに、変化量の閾値を超えることになる。入力位置の変化量が閾値を超える場合は、入力位置が移動中で押圧操作が行われていないものと判断できることから、演算部２１は、取得したシグナル及び入力位置を基準値としてメモリ２２に記憶させ（ステップＳ１３）、ステップＳ１０に戻る。

入力位置の変化量が閾値以下の場合は、図９に示すように、入力位置が停止中で押圧操作が行われた可能性があると判断できることから、演算部２１は、取得したシグナルと基準値との差分を算出する（ステップＳ１４）。ここで算出された差分は、指Ｆによる押圧操作が行われる前の静電容量のシグナル（図１２を参照）を、指Ｆによる押圧操作が行われた状態における静電容量のシグナル（図１３を参照）から差し引いたものであり、押圧操作に伴って生じる静電容量の変化を反映したものとなっている（図１４を参照）。なお、図１２から図１４は、指Ｆによる入力位置と静電容量のシグナルとを表すグラフであり、各図におけるＸ軸方向及びＹ軸方向が表示面１１ＤＳの面内の入力位置を、Ｚ軸方向が静電容量のシグナルを、それぞれ表している。また、図１２から図１４における静電容量のシグナルに係る数値は、位置検出電極１９の静電容量に係るアナログデータをデジタルデータに変換して得た無単位の数値である。

続いて、演算部２１は、図９に示すように、差分に、入力位置に応じた補正係数を乗算する（ステップＳ１５）。このとき、演算部２１は、メモリ２２に記憶された補正係数の中から、入力位置に係る座標情報（ｘ２，ｙ２）に紐付けられたものを抽出し、その抽出した補正係数を差分に乗算するようにしている。この補正係数は、表示面１１ＤＳの面内における入力位置に起因する液晶パネル１１の撓み量及びそれに伴う位置検出電極１９の変位量の分布と逆相関の関係にあることから、この補正係数を差分に乗算して算出される値が入力位置を問わず適切なものとなる。次に、演算部２１は、算出値を圧力値に換算する（ステップＳ１６）。メモリ２２には、差分に係る算出値と圧力値とを紐付けたデータベースが記憶されており、演算部２１は、このデータベースを参照して算出値を圧力値に換算している。圧力値を取得したら、再びステップＳ１０に戻る。

以上説明したように本実施形態の液晶表示装置（位置入力機能付き表示装置）１０は、液晶パネル（表示パネル）１１と、液晶パネル１１を収容しその表示面１１ＤＳとは反対側の面を少なくとも覆う形で配される導電材料からなる筐体１５と、液晶パネル１１に設けられて筐体１５及び表示面１１ＤＳの面内に位置入力を行う指（位置入力体）Ｆとの間で静電容量を形成し、指Ｆによる入力位置を検出する位置検出電極１９と、位置検出電極１９にて検出される指Ｆによる入力位置に係る位置変化が一定の範囲内のときに検出される静電容量に係るシグナルの差分に基づいて表示面１１ＤＳの法線方向についての押圧力を演算する演算部２１と、を備える。

このようにすれば、指Ｆによって液晶パネル１１の表示面１１ＤＳの面内に位置入力が行われると、導電材料からなる筐体１５及び指Ｆとの間で静電容量を形成する位置検出電極１９によって指Ｆによる入力位置が検出される。位置検出電極１９にて検出される指Ｆによる入力位置に係る位置変化が一定の範囲内であれば、指Ｆによって液晶パネル１１が表示面１１ＤＳの法線方向に沿って押し込まれるような操作（押圧操作）が行われている可能性がある。ここで、指Ｆによる押圧操作が行われた場合には、液晶パネル１１に撓みが生じるとともに液晶パネル１１に設けられた位置検出電極１９が、液晶パネル１１の表示面１１ＤＳとは反対側の面を覆う形で配される筐体１５に対して近づくよう変位することになるため、それに伴って位置検出電極１９と筐体１５との間の静電容量が増加することになる。そこで、演算部２１は、位置検出電極１９にて検出される指Ｆによる入力位置に係る位置変化が一定の範囲内のときに検出される静電容量に係るシグナルの差分を算出する。この算出した差分は、指Ｆによる押圧操作に起因する静電容量に係るシグナルの変化量であり、その差分に基づいて液晶パネル１１の表示面１１ＤＳの法線方向についての押圧力を演算している。以上により、押圧力検知用のセンサなどを要することなく、液晶パネル１１の表示面１１ＤＳにおける入力位置に加えて、押圧操作に係る押圧力をも取得することができる。

また、演算部２１は、表示面１１ＤＳにおける入力位置に応じた補正係数を、差分に乗算して押圧力を演算する。指Ｆによる押圧操作が行われた場合における液晶パネル１１の撓みに伴う位置検出電極１９の変位量は、表示面１１ＤＳにおける入力位置によって異なり、表示面１１ＤＳの中央側では相対的に大きくなり、表示面１１ＤＳの端側では相対的に小さくなる傾向にある。このため、演算部２１では、押圧力を演算するに際して静電容量に係る差分に、表示面１１ＤＳにおける入力位置に応じた補正係数を乗算するようにしている。この補正係数は、表示面１１ＤＳにおける入力位置に基づいて導き出されるものであり、例えば入力位置が表示面１１ＤＳの中央側であった場合には相対的に小さな値となり、入力位置が表示面１１ＤＳの端側であった場合には相対的に大きな値となる傾向とされる。このような補正係数を利用することで、演算部２１により演算される押圧力が入力位置を問わずより適切なものとなる。

また、位置検出電極１９にて検出された入力位置に係る変動値が閾値を超える場合に取得する静電容量に係るシグナルを基準値として記憶するメモリ２２を備えており、演算部２１は、変動値が閾値を超えない場合に取得する静電容量に係るシグナルとメモリ２２に記憶された基準値との差分に基づいて押圧力を演算する。位置検出電極１９にて検出された入力位置に係る変動値が閾値を超える場合には、指Ｆによる入力位置が移動中であるから、その場合には、メモリ２２には、取得する静電容量に係るシグナルが基準値として記憶される。一方、位置検出電極１９にて検出された入力位置に係る変動値が閾値を超えない場合には、指Ｆによる入力位置が停止していて押圧操作がなされた可能性があるので、その場合には、演算部２１では、取得する静電容量に係るシグナルとメモリ２２に記憶された基準値との差分に基づいて押圧力を演算する。以上のように、位置検出電極１９にて検出された入力位置に係る変動値に基づいて静電容量に係るシグナルの基準値を取得した上で押圧力を演算するようにしたから、適切な基準値に基づいて押圧力を演算することができ、もって取得される押圧力がより適切なものとなる。

また、液晶パネル１１には、位置検出電極１９を駆動するドライバ１６が実装されており、演算部２１は、ドライバ１６に備えられている。このように、液晶パネル１１に実装されたドライバ１６に備えられる演算部２１により押圧力を演算するようにしているので、押圧力の演算速度を高速化する上で好適となる。

また、位置検出電極１９は、液晶パネル１１に内蔵されている。このようにすれば、仮に液晶パネル１１とは別部品のタッチパネルに位置検出電極１９を設けるようにした場合に比べると、薄型化などを図る上で好適となる。

また、液晶パネル１１には、表示面１１ＤＳに表示される画像に応じた階調の電圧が印加される画素電極１１ｇと、共通電位が印加される共通電極１１ｈと、が少なくとも設けられており、共通電極１１ｈは、表示面１１ＤＳの面内においてマトリクス状に並んで配されるとともに位置検出電極１９を構成する複数の分割共通電極１１ｈＳからなる。このようにすれば、画素電極１１ｇと共通電極１１ｈとの間の電位差に基づいて液晶パネル１１の表示面１１ＤＳには所定の画像が表示されるようになっている。共通電極１１ｈを複数の分割共通電極１１ｈＳに分割し、その複数の分割共通電極１１ｈＳを位置検出電極１９としているので、仮に共通電極１１ｈとは別途に位置検出電極１９を設けた場合に比べると、構造の簡素化及び低コスト化などを図る上で好適となる。

また、液晶パネル１１には、複数の分割共通電極１１ｈＳに対して個別に接続される複数の配線２０が少なくとも設けられている。このようにすれば、表示面１１ＤＳに画像を表示する際には、複数の分割共通電極１１ｈＳに複数の配線２０を介して同一の共通電位が印加される。これに対し、位置検出及び押圧力検出に際しては、複数の分割共通電極１１ｈＳに複数の配線２０を介して個別の位置検出信号が供給されることで指Ｆによる入力位置を特定することができる。これにより、位置検出感度及び押圧力検出感度が高いものになるとともに、入力位置が２箇所以上のマルチタッチを検出する上でも好適となる。

また、液晶パネル１１は、筐体１５側とその反対側とに重ねられる一対の基板１１ａ，１１ｂを少なくとも有しており、位置検出電極１９は、一対の基板１１ａ，１１ｂのうち筐体１５側に配されるアレイ基板（基板）１１ｂに設けられている。このようにすれば、仮に筐体１５側とは反対側のＣＦ基板１１ａに位置検出電極１９を設けた場合に比べると、位置検出電極１９と筐体１５との間の距離が短いものとなるので、位置検出感度及び押圧力検出感度がより高いものになる。

＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を図１５によって説明する。この実施形態２では、静電容量のシグナルの中のピーク値をメモリに記憶させるものを示す。なお、上記した実施形態１と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。

本実施形態に係るメモリには、図１５に示すように、ステップＳ２３において、静電容量のシグナルの中のピーク値が基準値のピーク値として記憶されるようになっている。この静電容量のシグナル及びそのピーク値について説明すると、図１２から図１４に示されるグラフが静電容量のシグナルであるのに対し、そのピーク値とは、シグナルの中でＺ軸方向について最も高い数値のことである。つまり、ステップＳ２２にて「ＮＯ」と判定されると、演算部は、取得したシグナルの中からピーク値を抽出し、そのピーク値と入力位置とを基準値としてメモリに記憶させるようにしている。これにより、上記した実施形態１のようにシグナル全体をメモリに記憶させる場合に比べると、メモリに記憶される情報量が少なく済み、もってメモリサイズ（記憶容量）が小さくて済む。そして、ステップＳ２４において、演算部は、静電容量のシグナルの中のピーク値と基準値のピーク値との差分を算出するようにしている。なお、ステップＳ２３及びステップＳ２４以外のステップＳ２０〜ステップＳ２２，ステップＳ２５〜ステップＳ２６については、上記した実施形態１のステップＳ１０〜ステップＳ１２，ステップＳ１５〜ステップＳ１６と同様である。

以上説明したように本実施形態によれば、メモリは、変動値が閾値を超える場合に取得する静電容量に係るシグナルの中のピーク値を基準値として記憶する。このようにすれば、静電容量に係るシグナルを全て記憶する場合に比べると、メモリに記憶される情報量が少なく済むので、メモリサイズを小さくすることができる。

＜実施形態３＞
本発明の実施形態３を図１６または図１７によって説明する。この実施形態３では、上記した実施形態１から筐体２１５の構造を変更したものを示す。なお、上記した実施形態１と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。

本実施形態に係る筐体２１５は、図１６に示すように、底部２１５ａが、液晶パネル２１１の表示面２１１ＤＳの中央側から端側に向けて液晶パネル２１１からの距離が次第に小さくなるよう、曲面状をなしている。詳しくは、底部２１５ａは、全体として略球冠状をなしており、表示面２１１ＤＳの中心位置と重畳する部分が液晶パネル２１１との間のＺ軸方向（表示面２１１ＤＳの法線方向）についての距離が最も大きくなるのに対し、外周端部が液晶パネル２１１との間のＺ軸方向についての距離が最も小さくなっている。ここで、指Ｆによる押圧操作に伴う位置検出電極の変位量は、押圧力が同一であれば、液晶パネル２１１の表示面２１１ＤＳにおける端側の方が中央側よりも相対的に小さくなり、逆に中央側の方が端側よりも相対的に大きくなる傾向にある（図１７を参照）。これに対し、上記のように底部２１５ａが曲面状をなすことによって底部２１５ａと位置検出電極との間に形成される静電容量は、液晶パネル２１１の表示面２１１ＤＳにおける端側の方が中央側よりも相対的に大きなものとなり、逆に中央側の方が端側よりも相対的に小さなものとなる。従って、表示面２１１ＤＳにおける端側での押圧力に係る検出感度が向上し、中央側での同検出感度との間に生じ得る差が緩和される。

以上説明したように本実施形態によれば、筐体２１５は、液晶パネル２１１の表示面２１１ＤＳとは反対側の面を覆う底部２１５ａを有しており、底部２１５ａは、表示面２１１ＤＳの中央側から端側に向けて液晶パネル２１１からの距離が次第に小さくなるよう、曲面状をなしている。指Ｆによる押圧操作に伴う位置検出電極の変位量は、押圧力が同一であれば、液晶パネル２１１の表示面２１１ＤＳにおける端側の方が中央側よりも相対的に小さくなる傾向にある。これに対し、上記のように底部２１５ａが曲面状をなすことによって底部２１５ａと位置検出電極との間に形成される静電容量は、液晶パネル２１１の表示面２１１ＤＳにおける端側の方が中央側よりも相対的に大きなものとなるので、表示面２１１ＤＳにおける端側での押圧力に係る検出感度が向上し、中央側での同検出感度との間に生じ得る差が緩和される。

＜実施形態４＞
本発明の実施形態４を図１８によって説明する。この実施形態４では、上記した実施形態１から、静電容量のシグナルと基準値との差分が閾値以上か否かを判定するようにしたものを示す。なお、上記した実施形態１と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。

本実施形態に係る演算部は、図１８に示すように、ステップＳ３４にて静電容量のシグナルと基準値との差分を算出した後に、差分が閾値以上か否かを判定している（ステップＳ３５）。ステップＳ３５における閾値は、例えば押圧操作に伴って生じ得る静電容量の変化量の最小値などとされている。従って、ステップＳ３４にて差分が閾値を超えない場合には、差分が静電容量の検出誤差などによるものと判断できるので、演算部は押圧力を演算することなくステップＳ３０に戻る。これにより、押圧操作がなかったことを検知することができる。ステップＳ３４にて差分が閾値以上だった場合は、演算部は、差分に、入力位置に応じた補正係数を乗算（ステップＳ３６）し、その後算出値を圧力値に換算する（ステップＳ３７）。以上により、押圧操作の有無を検知することができる。なお、ステップＳ３０〜ステップＳ３４，ステップＳ３６，ステップＳ３７は、上記した実施形態１のステップＳ１０〜ステップＳ１６と同様である。

以上説明したように本実施形態によれば、演算部は、差分が閾値を超えない場合は押圧力を演算せず、差分が閾値を超えた場合は押圧力を演算する。このようにすれば、位置検出電極にて検出される静電容量に係る差分が閾値を超えない場合は、演算部では押圧力を演算することがなく、それにより押圧操作がなかったことを検知できる。一方、位置検出電極にて検出される静電容量の最大値と基準値との差分が閾値を超えた場合は、演算部では押圧力が演算されるので、それにより押圧操作があったことを検知できる。以上により、押圧操作の有無を検知することができる。

＜実施形態５＞
本発明の実施形態５を図１９によって説明する。この実施形態５では、上記した実施形態１から演算部４２１及びメモリ４２２の配置を変更したものを示す。なお、上記した実施形態１と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。

本実施形態に係る演算部４２１及びメモリ４２２は、図１９に示すように、コントロール基板４１８に備えられている。演算部４２１は、位置検出電極４１９に対して配線４２０、ドライバ４１６及びフレキシブル基板４１７を介して接続されている。このような構成により、ドライバ４１６が演算部４２１及びメモリ４２２を備える必要がなくなるから、ドライバ４１６の小型化を図る上で好適となる。

以上説明したように本実施形態によれば、一端側が液晶パネルに接続されるフレキシブル基板（接続部品）４１７と、フレキシブル基板４１７の他端側に接続されるコントロール基板（制御回路基板）４１８と、が備えられており、演算部４２１は、コントロール基板４１８に備えられている。このようにすれば、コントロール基板４１８に備えられる演算部４２１は、フレキシブル基板４１７を介して液晶パネルから伝送されるシグナルに基づいて押圧力を演算することができる。仮に液晶パネルまたはフレキシブル基板に実装されるドライバに演算部４２１が備えられる構成を採った場合に比べると、ドライバ４１６の小型化を図ることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記した各実施形態では、静電容量に係るシグナルの差分に補正係数を乗算する場合を示したが、押圧操作に伴う液晶パネルの撓み量が表示面の面内においてあまり差が生じない場合や全く差が生じない場合には、補正係数を乗算せずに差分を直接圧力値に換算するようにしても構わない。

（２）上記した各実施形態以外にも筐体及びその底部における具体的な形状は適宜に変更可能である。

（３）上記した各実施形態では、位置検出電極及び配線の配列を模式的に図示したが、これらの具体的な平面配置、平面形状、設置数などは図示以外にも適宜に変更可能である。また、アレイ基板における各積層膜に対する配線の積層順（積層配置）は適宜に変更可能である。

（４）上記した各実施形態では、カバーガラスを設置した場合を示したが、カバーガラスに代えて合成樹脂製の保護フィルムを設置することも可能である。また、カバーガラスや保護フィルムを除去することも可能である。

（５）上記した各実施形態では、使用者が自身の指によって位置入力を行う場合を示したが、タッチペンなど指以外の位置入力体でもって位置入力することも可能である。

（６）上記した各実施形態では、位置検出電極が共通電極と共用化された場合を示したが、共通電極とは別途に位置検出電極を設けることも可能である。

（７）上記した各実施形態では、タッチパネルパターン（位置検出電極及び配線など）が液晶パネルに内蔵された構成（インセルタイプ）を示したが、タッチパネルパターンが液晶パネルに対して積層配置されるタッチパネルに設けられる構成（アウトセルタイプ）にも本発明は適用可能である。

（８）上記した各実施形態では、平面形状が長方形とされる液晶パネルについて示したが、平面形状が正方形、円形、楕円形などとされる液晶パネルにも本発明は適用可能である。

（９）上記した各実施形態では、ドライバが液晶パネルのアレイ基板に対してＣＯＧ実装される場合を示したが、ドライバがフレキシブル基板に対してＣＯＦ（Chip On Film）実装される構成であってもよい。

（１０）上記した各実施形態では、ＴＦＴのチャネル部を構成する半導体膜が酸化物半導体材料からなる場合を例示したが、それ以外にも、例えばポリシリコン（多結晶化されたシリコン（多結晶シリコン）の一種であるＣＧシリコン（Continuous Grain Silicon））やアモルファスシリコンを半導体膜の材料として用いることも可能である。

（１１）上記した各実施形態では、動作モードがＦＦＳモードとされた液晶パネルについて例示したが、それ以外にもＩＰＳ（In-Plane Switching）モードやＶＡ（Vertical Alignment：垂直配向）モードなどの他の動作モードとされた液晶パネルについても本発明は適用可能である。

（１２）上記した各実施形態では、液晶パネルのカラーフィルタが赤色、緑色及び青色の３色構成とされたものを例示したが、赤色、緑色及び青色の各着色部に、黄色の着色部を加えて４色構成としたカラーフィルタを備えたものにも本発明は適用可能である。

（１３）上記した各実施形態では、小型または中小型に分類される液晶パネルを例示したが、画面サイズが例えば２０インチ〜１００インチで、中型または大型（超大型）に分類される液晶パネルにも本発明は適用可能である。その場合、液晶パネルをテレビ受信装置、電子看板（デジタルサイネージ）、電子黒板などの電子機器に用いることが可能とされる。

（１４）上記した各実施形態では、一対の基板間に液晶層が挟持された構成とされる液晶パネルについて例示したが、一対の基板間に液晶材料以外の機能性有機分子を挟持した表示パネルについても本発明は適用可能である。

（１５）上記した各実施形態では、液晶パネルのスイッチング素子としてＴＦＴを用いたが、ＴＦＴ以外のスイッチング素子（例えば薄膜ダイオード（ＴＦＤ））を用いた液晶パネルにも適用可能であり、カラー表示する液晶パネル以外にも、白黒表示する液晶パネルにも適用可能である。

１０...液晶表示装置（位置入力機能付き表示装置）、１１，２１１...液晶パネル（表示パネル）、１１ａ...ＣＦ基板（基板）、１１ｂ...アレイ基板（基板）、１１ｇ...画素電極、１１ｈ...共通電極、１１ｈＳ...分割共通電極、１１ＤＳ，２１１ＤＳ...表示面、１５，２１５...筐体、１５ａ，２１５ａ...底部、１６，４１６...ドライバ、１７，４１７...フレキシブル基板（接続部品）、１８，４１８...コントロール基板（制御回路基板）、１９，４１９...位置検出電極、２０，４２０...配線、２１，４２１...演算部、２２，４２２...メモリ、Ｆ...指（位置入力体）

Claims (12)

1. 表示パネルと、
   前記表示パネルを収容しその表示面とは反対側の面を少なくとも覆う形で配される導電材料からなる筐体と、
   前記表示パネルに設けられて前記筐体及び前記表示面の面内に位置入力を行う位置入力体との間で静電容量を形成し、前記位置入力体による入力位置を検出する位置検出電極と、
   前記位置検出電極にて検出される前記位置入力体による入力位置に係る位置変化が一定の範囲内のときに検出される前記静電容量に係るシグナルの差分に基づいて前記表示面の法線方向についての押圧力を演算する演算部と、を備える位置入力機能付き表示装置。
2. 前記演算部は、前記表示面における入力位置に応じた補正係数を、前記差分に乗算して前記押圧力を演算する請求項１記載の位置入力機能付き表示装置。
3. 前記位置検出電極にて検出された入力位置に係る変動値が閾値を超える場合に取得する静電容量に係るシグナルを基準値として記憶するメモリを備えており、
   前記演算部は、前記変動値が前記閾値を超えない場合に取得する静電容量に係るシグナルと前記メモリに記憶された前記基準値との差分に基づいて前記押圧力を演算する請求項１または請求項２記載の位置入力機能付き表示装置。
4. 前記メモリは、前記変動値が前記閾値を超える場合に取得する静電容量に係るシグナルの中のピーク値を前記基準値として記憶する請求項３記載の位置入力機能付き表示装置。
5. 前記筐体は、前記表示パネルの前記表示面とは反対側の面を覆う底部を有しており、
   前記底部は、前記表示面の中央側から端側に向けて前記表示パネルからの距離が次第に小さくなるよう、曲面状をなしている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の位置入力機能付き表示装置。
6. 前記表示パネルには、前記位置検出電極を駆動するドライバが実装されており、
   前記演算部は、前記ドライバに備えられている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の位置入力機能付き表示装置。
7. 一端側が前記表示パネルに接続される接続部品と、前記接続部品の他端側に接続される制御回路基板と、が備えられており、
   前記演算部は、前記制御回路基板に備えられている請求項１から請求項５いずれか１項に記載の位置入力機能付き表示装置。
8. 前記演算部は、前記差分が閾値を超えない場合は前記押圧力を演算せず、前記差分が前記閾値を超えた場合は前記押圧力を演算する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の位置入力機能付き表示装置。
9. 前記位置検出電極は、前記表示パネルに内蔵されている請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の位置入力機能付き表示装置。
10. 前記表示パネルには、前記表示面に表示される画像に応じた階調の電圧が印加される画素電極と、共通電位が印加される共通電極と、が少なくとも設けられており、
    前記共通電極は、前記表示面の面内においてマトリクス状に並んで配されるとともに前記位置検出電極を構成する複数の分割共通電極からなる請求項９記載の位置入力機能付き表示装置。
11. 前記表示パネルには、前記複数の分割共通電極に対して個別に接続される複数の配線が少なくとも設けられている請求項１０記載の位置入力機能付き表示装置。
12. 前記表示パネルは、前記筐体側とその反対側とに重ねられる一対の基板を少なくとも有しており、
    前記位置検出電極は、前記一対の基板のうち前記筐体側に配される基板に設けられている請求項１０または請求項１１記載の位置入力機能付き表示装置。

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