KR100642183B1 - 터치 센서, 터치 센서가 부착된 표시 장치, 및 위치데이터 생성 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 터치 센서가 부착된 표시 장치는, 제1면 위에 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소 전극을 갖는 액티브 매트릭스 기판(4A)과, 액티브 매트릭스 기판의 제1면에 대향하는 투명 대향 전극(7)을 구비한 터치 센서가 부착된 표시 장치로서, 또한, 투명 대향 전극에 대해 표시용 전압 또는 전류를 공급하는 제1 회로와, 투명 대향 전극의 복수의 개소로부터 흐르는 전류를 검출하는 제2 회로와, 제1 회로 및 제2 회로의 어느 일방을 투명 대향 전극과 전기적으로 도통시키는 스위칭 회로를 구비한다.
터치 센서, 표시 매체층, 위치 데이터 검출

Description

터치 센서, 터치 센서가 부착된 표시 장치, 및 위치 데이터 생성 방법{TOUCH SENSOR, DISPLAY WITH TOUCH SENSOR, AND METHOD FOR GENERATING POSITION DATA}
본 발명은 표시면에 있어서 펜이나 손가락 등에 의해 접촉된 위치를 검출하는 것이 가능한 터치 센서, 터치 센서가 부착된 표시 장치, 및 위치 데이터 생성 방법에 관한 것이다.
터치 센서는, 손가락이나 펜 등에 의한 접촉이 행해진 장소의 위치 검출을 행하기 위한 입력 장치이다. 위치 검출의 방식으로는, 정전용량 결합 방식, 저항막 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 및 전자 유도/결합 방식 등이 알려져 있다. 이 중, 저항막 방식 또는 정전용량 결합 방식의 터치 센서가 널리 채용되어 있다.
이하, 저항막 방식의 터치 센서를 설명한다. 아날로그 저항막 방식의 터치 센서는, 도22에 나타낸 바와 같이, 공기층(13)을 사이에 두고 대향하는 2개의 투명 저항막(12) 및 (14)와, 투명 저항막(12)의 공기층(13)과 반대측에 설치된 PET막(11)과, 투명 저항막(14)의 공기층(13)과 반대측에 각각 설치된 글래스막(15)을 갖는다. 또한, 2개의 투명 저항막(12) 및 (14) 중의 투명 저항막(12)에는 Y축 방향으로 이간된 한 쌍의 도전부(16)가 설치되어 있고, 타방의 투명 저항막(14)에는 X축 방향으로 이간된 한 쌍의 도전부(17)가 설치되어 있다. 또한, 투명 저항막(12)에 도전부(17)를 설치하고, 투명 저항막(14)에 도전부(16)를 설치해도 된다.
이 저항막 방식의 터치 센서는, 손가락 등이 조작면에 닿으면, 이 접촉 포인트(압압점)에서 투명 저항막(12) 및 투명 저항막(14)끼리 접촉하고, 도통한다. 이를 이용하여, 접촉 포인트의 좌표를 구한다.
투명 저항막(12) 및 투명 저항막(14) 중의 어느 일방(예를 들면 투명 저항막(12))에 대응하는 한 쌍의 도전부(도전부(16)) 사이에 전압이 인가된다. 이 때, 저항막(12) 및 저항막(14)끼리 접촉하면, 저항막(12)과 저항막(14)이 도통하고, 투명 저항막(14)에 전류가 흐른다. 투명 저항막(14)의 전압을 검출하면, 그 전압치로부터, 접촉 포인트의 Y좌표가 검출된다.
이하에, 구체적인 예를 설명한다. 예를 들면, 투명 저항막(12)의 도전부(16) 중의 일방의 도전부에 0 V, 타방의 도전부에 5 V를 인가하고, 투명 저항막(12)에 전위 구배를 만든다. 투명 저항막(14)에는 전압을 인가해 두지 않는다. 이 때, 예를 들면 투명 저항막(14)의 중심이 접촉되면, 투명 저항막(14)에 있어서 5V의 1/2인 2.5V가 검출된다. 또한, 5V를 인가한 도전부에 가까운 점이 접촉되면, 투명 저항막(14)에 있어서 5V에 가까운 전압이 검출된다. 또한, 0V를 인가한(전압을 인가하지 않은) 도전부에 가까운 점이 접촉되면, 투명 저항막(14)에 있어서 0V에 가까운 전압이 검출된다. 이와 같이, 투명 저항막(14)에서 검출된 전압으로부터 접촉 포인트의 Y좌표가 검출된다.
Y좌표의 검출과 같이, 접촉 포인트의 X좌표를 검출하는 경우에는, 투명 저항 막(14)의 한 쌍의 도전부(17) 사이에 전위차가 만들어져 있고, 투명 저항막(12)에는 전압이 인가되어 있지 않고, 접촉 포인트의 전압은 투명 저항막(12)에 의해 검출된다. 상술한 X좌표의 검출 및 Y좌표의 검출을 절환하여 행함으로써, XY좌표를 검출하고, 압압점의 위치 검출을 행하고 있다.
이 아날로그 저항막 방식의 터치 센서에서는, 2개의 투명 저항막(12),(14)을 압압점에서 도통시키기 위해서, 2개의 투명 저항막(12),(14)의 사이에 공기층(13)이 배치되어 있다. 공기층(13)이 존재하면, 투명 저항막(12),(14)과 공기층(13)의 굴절율의 차이에 의해, 투명 저항막(12),(14)과 공기층(13)의 계면에서 반사가 일어난다. 따라서, 아날로그 저항막 방식의 터치 센서가 조입되는 화상 표시 장치의 표시가 어둡게 되는 문제가 있다. 또한 상기 아날로그 저항막 방식의 터치 센서는 실개평 5-4256호 공보에 공개되어 있다.
이에 대해, 아날로그 정전용량 방식의 터치 센서는 전형적으로는, 1개의 위치 검출용 투명 도전막을 사용해 구성된다. 아날로그 정전용량 방식의 터치 센서는, 예를 들면 특표소 56-500230호 공보에 공개되어 있는 바와 같이, 위치 검출용 투명 도전막의 4 모퉁이의 전극으로부터 동상 동전위의 교류 전압이 인가되고, 위치 검출용 투명 도전막의 전체면에 거의 균일한 전계가 걸린다.
위치 검출용 투명 도전막이 있는 위치에 접촉 포인트가 가해지면, 위치 검출용 투명 도전막의 4 모퉁이로부터 전류가 흐른다. 이 4 모퉁이에서의 전류를 각각 측정함으로써, 접촉 포인트의 X좌표와 Y좌표가 검출된다.
저항막 방식의 터치 센서와 정전용량 방식의 터치 센서를 비교하면, 상술한 바와 같이 저항막 방식의 터치 센서는 공기층을 필요로 하기 때문에, 공기층을 필요로 하지 않는 정전용량 방식의 터치 센서 쪽이 저항막 방식의 터치 센서에 비해 투과율이 높다. 또한, 정전용량 방식의 터치 센서는, 저항막 방식의 터치 센서와 비교하여, 내충격성이나 방진 작용에서 우수하고, 오염에 강하고, 수명이 길다는 이점을 갖고 있다.
그렇지만, 정전용량 방식의 터치 센서라도, 표시 패널과 일체화하여 사용하기 위해, 표시 패널로부터의 빛의 투과율의 감소를 더욱 억제할 수 있는 터치 센서가 요구되고 있다. 또한, 터치 센서가 일체화된 표시 패널의 추가적인 소형화 및 경량화가 요구되고 있다.
또한, 특표소 56-500230호 공보에 공개되어 있는 아날로그 정전용량 방식의 터치 센서에서는, 접촉 포인트를 높은 정밀도로 검출하기 위해서, 위치 검출용 투명 도전막(18)의 단부에 도23에 나타낸 바와 같은 복잡한 도전성의 세그멘트 패턴(19)을 배치할 필요가 있다. 도전성 패턴이 복잡하게 되면, 위치 검출을 행하는 것이 불가능한 비유효 범위가 크게 되는 문제가 있기 때문에, 보다 단순한 구성의 회로를 구비한 정전용량 방식의 터치 센서가 요구되고 있다.
본 발명은 상기의 과제에 비추어 이루어진 것이고, 본 발명의 하나의 목적은 표시 특성의 악화를 초래하지 않고, 경량으로 소형화에 적합한 터치 센서, 터치센서가 부착된 표시 장치, 및 위치 데이터 생성 방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 종래보다도 단순한 구성의 회로를 구비한 터치 센서, 및 터치 센서가 부착된 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일실시예의 터치 센서가 부착된 표시 장치는, 제1면 위에 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소 전극을 갖는 액티브 매트릭스 기판과, 상기 액티브 매트릭스 기판의 제1면에 대향하는 투명 대향 전극을 구비한 터치 센서가 부착된 표시 장치이고, 또한, 상기 투명 대향 전극에 대해 표시용 전압 또는 전류를 공급하는 제1 회로와, 상기 투명 대향 전극의 복수 개소로부터 흐르는 전류를 검출하는 제2 회로와, 상기 제1 회로 및 제2 회로의 어느 일방을 상기 투명 대향 전극과 전기적으로 도통시키는 스위칭 회로를 구비하고, 이에 의해 상술한 과제 중 적어도 하나를 해결한다.
상기 스위칭 회로는, 상기 제1 회로 또는 제2 회로와 상기 투명 대향 전극과의 전기적 접속을 제어 신호에 응답하여 주기적으로 절환하여도 된다.
상기 제1 회로의 적어도 일부, 상기 제2 회로의 적어도 일부, 및 상기 스위칭 회로는 각각 상기 액티브 매트릭스 기판상에 형성된 박막 트랜지스터를 갖고 있어도 된다.
상기 박막 트랜지스터는 상기 액티브 매트릭스 기판상에 퇴적된 다결정 실리콘을 갖고 있어도 된다.
상기 투명 대향 전극은, 분할된 복수의 영역을 갖고 있고, 상기 복수의 영역 각각의 양단을 흐르는 전류가 상기 제2 회로에 의해 검출되어도 좋다.
상기 복수의 화소 전극과 상기 투명 대향 전극 사이에 설치된 액정층을 갖고 있어도 된다.
상기 투명 대향 전극은 상기 기판에 대향하는 다른 기판상에 형성되어 있고, 상기 액정층은 양기판간에 봉입되어 있어도 된다.
상기 복수의 화소 전극과 상기 투명 대향 전극 사이에 설치된 유기 EL층을 갖고 있어도 된다.
본 발명의 일실시예의 터치 센서가 부착된 표시 장치는, 제1면 위에 배열된 복수의 주사 전극을 갖는 제1 기판과, 상기 제1 기판의 제1면에 대향하는 복수의 데이터 전극을 갖는 제2 기판을 구비한 터치 센서가 부착된 표시 장치이고, 또한, 각 데이터 전극에 대해 표시용 전압 또는 전류를 공급하는 제1 회로와, 각 데이터 전극의 복수 개소로부터 흐르는 전류를 검출하는 제2 회로와, 상기 제1 회로 및 제2 회로의 어느 일방을 상기 데이터 전극과 전기적으로 도통시키는 스위칭 회로를 구비하고, 이에 의해 상술한 과제 중 적어도 하나를 해결한다.
본 발명의 일실시예의 터치 센서가 부착된 표시 장치는, 제1면 위에 배열된 복수의 제1 전극을 갖는 제1 기판과, 상기 제1 기판의 제1면에 대향하는 복수의 제2 전극을 갖는 제2 기판을 구비한 터치 센서가 부착된 표시 장치이고, 또한, 각 제1 전극에 대해 표시용 전압 또는 전류를 공급하는 제1 회로와, 각 제1 전극의 복수 개소로부터 흐르는 전류를 검출하는 제2 회로와, 상기 제1 회로 및 제2 회로의 어느 일방을 상기 제1 전극과 전기적으로 도통시키는 스위칭 회로를 구비하고, 이에 의해 상술한 과제 중 적어도 하나를 해결한다.
상기 제1 회로의 적어도 일부, 상기 제2 회로의 적어도 일부, 및 상기 스위칭 회로는, 상기 기판상에 형성된 박막 트랜지스터를 갖고 있어도 된다.
상기 박막 트랜지스터는 상기 기판상에 퇴적된 다결정 실리콘을 갖고 있어도 된다.
상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 설치된 액정층을 갖고 있어도 된다.
본 발명의 일실시예의 터치 센서가 부착된 표시 장치는, 2차원적으로 확장된 표시면을 갖는 표시 매체와, 상기 표시 매체의 선택된 영역에 전계를 형성하는 구동 수단과, 상기 표시면에 평행한 면내에 있어서 외부로부터의 접촉 포인트를 정전용량 결합 방식에 의해 검출하는 위치검지수단을 구비한 터치 센서가 부착된 표시 장치이고, 상기 구동 수단은 투명 전극을 갖고 있고, 상기 위치검지수단은 투명 전극의 복수 부분과 전기적으로 접속되고, 상기 접촉 포인트에 대응하는 전류를 검지하고, 이에 의해 상술한 과제 중 적어도 하나를 해결한다.
본 발명의 일실시예의 터치 센서는, X방향 및 Y방향으로 확장하는 조작면 내에 있어서 외부로부터의 입력 포인트를 정전용량 결합 방식에 의해 검출하는 터치 센서이고, 상기 조작면에 평행으로 배치되고, 또한, 상기 입력 포인트의 Y방향 좌표의 검출을 하기 위한 Y좌표 검출용 도전부와 전기적으로 접속된 제1 위치 검출용 투명 도전막과, 상기 제1 위치 검출용 투명 도전막에 대향하도록 배치되고, 또한, 상기 입력 포인트의 X방향 좌표의 검출을 행하는 X좌표 검출용 도전부와 전기적으로 접속된 제2 위치 검출용 투명 도전막과, 상기 제1 위치 검출용 투명 도전막과 제2 위치 검출용 투명 도전막 사이에 설치된 유전체층과, 상기 제1 위치 검출용 투명 도전막 및 제2 위치 검출용 투명 도전막 중 선택된 일방에 소정의 전압을 인가하는 스위칭 회로를 구비하고, 이에 의해 상술한 과제 중 적어도 하나를 해결한다.
상기 스위칭 회로에 의해, 상기 제1 위치 검출용 투명 도전막의 전기적 도통과, 상기 제2 위치 검출용 투명 도전막의 전기적 도통이 번갈아 절환되어도 된다.
상기 입력 포인트와 상기 Y좌표 검출용 도전부 사이를 흐르는 전류의 크기로부터 상기 입력 포인트의 상기 Y방향에서의 좌표를 구하고, 상기 입력 포인트와 상기 X좌표 검출용 도전부 사이를 흐르는 전류의 크기로부터 상기 입력 포인트의 상기 X방향에서의 좌표를 구하는 검출용 회로를 더 구비해도 된다.
상기 Y좌표 검출용 도전부는, 상기 제1 위치 검출용 투명 도전막 상에 설치되고, 또한, 상기 Y방향으로 이간된 적어도 2개의 도전부를 갖고, 상기 X좌표 검출용 도전부는, 상기 제2 위치 검출용 투명 도전막 상에 설치되고, 또한, 상기 X방향으로 이간된 적어도 2개의 도전부를 가져도 된다.
상기 유전체층이 폴리 에틸렌 테레프탈레이트로 형성되어 있어도 된다.
상기 유전체층은, 글래스로 형성되어 있어도 된다.
상기 제1 위치 검출용 투명 도전막 또는 상기 제2 위치 검출용 투명 도전막의, 상기 유전체층측과 반대측의 주요면에 글래스가 설치되고, 상기 글래스를 통하여 상기 입력 포인트가 부여되어도 된다.
본 발명의 일실시예의 터치 센서가 부착된 표시 장치는, 상기 터치 센서와, 상기 터치 센서가 표시면에 설치된 표시 패널을 갖고, 이에 의해 상술한 과제 중 적어도 하나를 해결한다.
상기 표시 패널은, 표시 매체층과, 상기 표시 매체층의 관찰자측에 배치되 고, 또한, 상기 표시 매체층을 구동하기 위한 전극과, 상기 전극의 관찰자측에 배치된 절연층을 갖고, 상기 제1 위치 검출용 투명 도전막 및 상기 제2 위치 검출용 투명 도전막의 어느 일방은, 상기 절연막층을 통하여, 상기 전극에 대향하도록 배치되어 있고, 상기 전극에 주기적으로 변화하는 진동 전압을 인가함으로써, 상기 어느 일방의 위치 검출용 투명 도전막에 유기 전압을 발생시켜, 상기 어느 일방의 위치 검출용 투명 도전막에 전계를 생성하고, 상기 제1 위치 검출용 투명 도전막 및 상기 제2 위치 검출용 투명 도전막에 접촉점을 형성함으로써 생기는 상기 전류 변화에 기초하여, 상기 접촉점의 위치 데이터를 생성해도 된다.
본 발명의 일실시예의 터치 센서가 부착된 표시 장치는, 상기 터치 센서를 갖는 터치 센서가 부착된 표시 장치이고, 상기 제1 위치 검출용 투명 도전막 및 상기 제2 위치 검출용 투명 도전막의 어느 일방과, 표시 매체층을 통하여 대향하도록 배치된 액티브 매트릭스 기판과, 상기 어느 일방의 위치 검출용 투명 도전막에 대해, 상기 소정의 전압이 인가되지 않는 기간에, 표시용 전압 또는 전류를 공급하는 표시용 회로와, 상기 어느 일방의 위치 검출용 투명 도전막의 복수의 개소로부터 흐르는 전류를 검출하는 검출용 회로와, 상기 표시용 회로 또는 상기 검출용 회로의 어느 일방을, 상기 어느 일방의 위치 검출용 투명 도전막과 전기적으로 도통시키는, 스위칭 회로를 구비하고, 이에 의해 상술한 과제 중 적어도 하나를 해결한다.
본 발명의 일실시예의 터치 센서가 부착된 표시 장치는, 표시 매체층과, 상기 표시 매체층의 관찰자측에 배치되고, 또한, 상기 표시 매체층을 구동하기 위한 전극과, 상기 전극의 관찰자측에 배치된 절연층을 갖는 표시 패널과, 상기 절연층을 통하여, 상기 전극에 대향하도록 배치된 위치 검출용 투명 도전막과, 상기 위치 검출용 투명 도전막의 복수의 개소로부터 흐르는 전류 변화를 검출하는 검출회로를 구비하고, 상기 전극에 주기적으로 변화하는 진동 전압을 인가함으로써 상기 위치 검출용 투명 도전막에 유기 전압을 발생시켜, 상기 위치 검출용 투명 도전막에 전계를 생성하고, 상기 위치 검출용 투명 도전막에 접촉점을 형성함으로써 생기는 상기 전류 변화에 기초하여, 상기 접촉점의 위치 데이터를 생성하고, 이에 의해 상술한 과제 중 적어도 하나를 해결한다.
상기 유기 전압은, 극대치 및/또는 극소치를 주기적으로 갖는 펄스파여도 된다.
상기 진동 전압은, 상기 표시 매체층을 구동하기 위해 사용되는 전압이어도 된다.
상기 전극에 대해 상기 표시 매체층을 구동하기 위한 전압 또는 전류를 공급하는 표시 회로와, 상기 표시 회로 및 상기 검출 회로의 어느 일방을 상기 전극과 전기적으로 도통시키는 스위칭 회로를 더 가져도 된다.
상기 표시 패널은 액정 패널이고, 상기 진동 전압은, 극성이 주기적으로 반전하는 전압이어도 된다.
상기 액정 패널은 액티브 매트릭스형 액정 패널이고, 상기 전극은 투명 대향 전극이어도 된다.
상기 전극과 상기 위치 검출용 투명 도전막 사이의 거리는, 예를 들어 약 1mm이다.
상기 펄스파의 주파수는, 예를 들어 약 40kHz이다.
본 발명의 일실시예의 위치 데이터 생성 방법은, 절연층을 통해 전극과 대향하도록 배치된 위치 검출용 투명 도전막에 대한 접촉점의 위치 데이터를 생성하는 방법이고, 상기 전극에 주기적으로 변화하는 진동 전압을 인가함으로써 상기 위치 검출용 투명 도전막에 유기 전압을 발생시켜, 상기 위치 검출용 투명 도전막에 전계를 생성하는 과정과, 상기 위치 검출용 투명 도전막에 접촉점을 형성함으로써 생기는 상기 전류 변화에 기초하여, 상기 접촉점의 위치 데이터를 생성하는 과정을 포함하고, 이에 의해 상술한 과제 중 적어도 하나를 해결한다.
상기 전극으로서, 표시 패널이 갖는 표시 매체층을 구동하기 위해 사용되는 전극을 사용해도 된다.
상기 진동 전압은, 표시 패널이 갖는 표시 매체층을 구동하기 위해 사용되는 전압이어도 된다.
이하, 본 발명의 작용을 설명한다.
본 발명의 제1 실시예에 관한 터치 센서가 부착된 표시 장치는, 제1면 위에 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소 전극을 갖는 액티브 매트릭스 기판과, 액티브 매트릭스 기판의 제1면에 대향하는 투명 대향 전극을 구비한 터치 센서가 부착된 표시 장치이고, 또한, 투명 대향 전극에 대해 표시용 전압 또는 전류를 공급하는 제1 회로와, 투명 대향 전극의 복수 개소로부터 흐르는 전류를 검출하는 제2 회로와, 제1 회로 및 제2 회로의 어느 일방을 투명 대향 전극과 전기적으로 도통시키는 스위칭 회로를 구비하고 있다.
상기 터치 센서가 부착된 표시 장치는, 표시면상에서의 펜이나 손가락 등의 접촉 위치를 정전용량 결합 방식에 의해 검출하기 위해 필요한 투명 도전막을 표시 장치에 별도로 부가하지 않고, 스위칭 회로를 사용하여, 제1 회로 및 제2 회로의 어느 일방을 투명 대향 전극과 전기적으로 도통시킴으로써, 표시용 투명 대향 전극을 시분할로 사용하고, 접촉 위치의 검출을 행한다. 이 때문에, 표시 장치의 전면측에 별도의 투명 도전막을 설치한 경우에 생기는 표시 품질의 악화를 피할 수 있다. 또한, 터치 센서가 부착된 장치의 소형화 및 경량화를 실현하는 것이 가능하다.
상기 스위칭 회로를, 표시용 구동 회로나 위치 검출 회로와 함께, 기판상에 형성한 박막 트랜지스터를 사용해 구성하면, 고속 스위칭을 실현할 수 있기 때문에, 스위칭에 있어서 생길 수 있는 표시 전압의 인가 지연을 억제할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 관한 터치 센서는, X방향 및 Y방향으로 확장하는 조작면 내에 있어서 외부로부터의 입력 포인트를 정전용량 결합 방식에 의해 검출하는 터치 센서이고, 조작면에 평행으로 배치되고, 또한, 입력 포인트의 Y방향의 좌표의 검출을 하기 위한 Y좌표 검출용 도전부와 전기적으로 접속된 제1 위치 검출용 투명 도전막과, 제1 위치 검출용 투명 도전막에 대향하도록 배치되고, 또한, 입력 포인트의 X방향의 좌표의 검출을 행하는 X좌표 검출용 도전부와 전기적으로 접속된 제2 위치 검출용 투명 도전막과, 제1 위치 검출용 투명 도전막과 제2 위치 검출용 투명 도전막 사이에 설치된 유전체층과, 제1 위치 검출용 투명 도전막 및 제2 위치 검출용 투명 도전막 중 선택된 일방에 전압을 인가하는 스위칭 회로를 구비하고 있다.
상기 터치 센서는, Y좌표 검출용 도전부 및 X좌표 검출용 도전부가, 각각, 제1 위치 검출용 투명 도전막 및 제2 위치 검출용 투명 도전막에 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 투명 도전막을 1개만 갖고, 이 1개의 투명 도전막에 Y축 및 X축 방향의 위치를 검출하기 위한 도전부가 설치되어 있는 종래의 터치 센서와 비교하여, 좌표 검출용 도전부의 패턴을 단순화시키는 것이 가능하다. 이에 의해, 투명 도전막상의 좌표 검출용 도전부가 형성되는 영역을 작게 하는 것이 가능하기 때문에, 접촉 포인트를 검출할 수 있는 조작면의 면적을 확대할 수 있다.
또한, 스위칭 회로에 의해, 제1 위치 검출용 투명 도전막과 제2 위치 검출용 투명 도전막의 전기적 도통이 번갈아 절환되어, Y좌표의 위치와 X좌표의 위치가 독립하여 검출된다. 따라서, 일방의 좌표의 위치를 검출할 때에, 타방의 좌표의 위치 검출에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 높은 정밀도로 위치 좌표를 검출하는 것이 가능하다.
본 발명의 제3 실시예에 관한 터치 센서가 부착된 표시 장치는, 전극을 구비하는 표시 패널과, 위치 검출용 투명 도전막과, 검출 회로를 갖고 있다. 이 터치 센서가 부착된 표시 장치에서는, 전극에 주기적으로 변화하는 진동 전압을 인가함으로써 위치 검출용 투명 도전막에 유기 전압을 발생시켜, 위치 검출용 투명 도전막에 전계를 생성하고, 위치 검출용 투명 도전막에 접촉점을 형성함으로써 생기는 전류 변화에 기초하여, 접촉점의 위치 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하고 있 다.
상기 터치 센서가 부착된 표시 장치는, 일반적으로 노이즈라고 생각되어지는 유기 전압을 적극적으로 이용하여, 위치 검출용 투명 도전막에 대한 접촉점의 위치 데이터를 생성한다. 구체적으로는, 전극에 주기적으로 변화하는 진동 전압을 인가함으로써 위치 검출용 투명 도전막에 유기 전압을 발생시켜, 위치 검출용 투명 도전막에 전계를 생성한다. 위치 검출용 투명 도전막에 접촉점을 형성함으로써 생기는 전류 변화에 기초하여, 접촉점의 위치 데이터를 생성한다.
따라서, 위치 검출용 투명 도전막과 전극과의 간극을 크게 할 필요가 없다. 또한, 표시 패널과 위치 검출용 투명 도전막 사이에 실드층을 설치할 필요가 없다. 결과로서, 박형화가 가능하고, 시차가 작은 터치 센서가 부착된 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한, 접촉 위치를 검출하기 위해, 위치 검출용 투명 도전막에 특별히 인가된 전압을 사용하는 것은 아니고, 전극에 인가하는 주기적으로 변화하는 진동 전압에 의해 발생하는 유기 전압을 이용하기 때문에, 복잡한 회로를 필요로 하지 않고, 소비 전력을 증대시키지 않는다. 또한, 이와 같은 진동 전압으로서, 표시 매체층을 구동시키기 위해 표시 패널이 본체적으로 갖고 있는 전압을 이용할 수 있다. 또한, 위치 검출용 투명 도전막에, 별도로, 교류 전압을 인가할 필요도 없기 때문에, 전력을 줄이는 것이 가능해 진다.
도1은, 실시예 1에 의한 표시 장치의 실시예에 있어서 기본 구성을 나타내는 사시도이다.
도2는, 정전용량 결합 방식 터치 센서의 동작 원리(1차원의 경우)를 설명하기 위한 도면이다.
도3은, 실시예 1에 있어서, 대향 도전막의 4 모퉁이에 형성된 전극의 배치를 나타내는 평면도이다.
도4는, 정전용량 결합 방식 터치 센서의 동작 원리(2차원의 경우)를 설명하기 위한 도면이다.
도5(a)는, 실시예 1의 하나의 실시예로 사용하는 액티브 매트릭스 기판을 나타내는 평면도이고, (b)는, 스위칭 회로의 구성을 나타내는 도면이고, (c)는, 대향 도전막에 인가되는 전압의 시간 변화를 나타내는 파형도이다.
도6은, 실시예 1로 채용하는 위치 검출 회로의 블록도이다.
도7은, 실시예 1의 개량 변형예에서 사용하는 대향 도전막의 전극 배치예를 나타내는 평면도이다.
도8은, 대향 도전막의 다른 전극 배치예를 나타내는 평면도이다.
도9는, 대향 도전막의 다른 구성을 나타내는 평면도이다.
도10은, 단순 매트릭스 구동에 의해 동작하는 표시 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
도11(a)은, 유기EL 표시장치의 기본 구성을 나타내는 단면도이고, (b)는, 그 사시도이다.
도12는, 실시예 2에 관한 터치 센서의 구조를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도13은, 도12의 제1 투명 도전막 및 제2 투명 도전막을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도14는, 실시예 2의 터치 센서로 채용하는 위치 검출 회로의 블록도이다.
도15(a) 및 (b)는, 투명 도전막의 개량 변형예를 나타내는 평면도이다.
도16은, 실시예 2의 터치 센서를 갖는 표시 장치의 모식도이다.
도17은, 실시예 3에 관한 터치 센서가 부착된 표시 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도18(a)는, 표시 패널의 투명 대향 전극에 인가되는 공통 전압의 시간 변화의 일례를 나타내는 도면이고, (b)는, 투명 대향 전극에 도2(a)에 나타낸 공통 전압이 인가된 경우의 위치 검출용 투명 도전막에 발생하는 유기 전압의 시간 변화를 나타내는 도면이고, (c)는, 투명 대향 전극에 인가되는 공통 전압이 일정한 경우의 투명 대향 전극에 인가되는 전압의 시간 변화의 일례를 나타내는 도면이다.
도19는, 검출 회로의 일례를 나타내는 블록도이다.
도20은, 노이즈 소거 직류화 회로에 포함되는 증폭 회로를 나타내는 도면이다.
도21(a)는, 노이즈 소거 직류화 회로가 검파 필터링 회로로부터 수신한 신호의 시간 변화의 일례를 나타내는 도면이고, (b)는, A/D 변환기에 수신되는 직류 전압의 시간 변화의 일례를 나타내는 도면이다.
도22는, 일반적인 아날로그 저항막 방식 터치 센서를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도23은, 종래 기술의 아날로그 정전용량 방식 터치 센서의 투명 저항막을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시예 1~3을 설명한다. 이하의 설명에서는, 예를 들면 손가락이나 도전성 펜 등으로 조작면을 접촉함으로써, 터치 센서에 입력점(접촉점)이 부여된 경우에 대해 설명하지만, 본 발명의 입력 방법은 이에 한정되지 않는다. 입력은, 손가락이나 도전성 펜 등으로 조작면을 접촉함으로써, 또는, 적외선, 초음파, 전자유도 방식 등과 같은 접촉을 수반하지 않는 것에 의해서도 행해진다.
(실시예 1)
우선, 도1을 참조하면서, 본 발명의 터치 센서가 부착된 표시 장치의 일 실시예를 설명한다. 도1은, 본 발명의 터치 센서가 부착된 표시 장치를, 액정 표시 장치에 적용한 경우의 구성을 모식적으로 나타내고 있다. 도면 중, 하방으로부터 순차적으로, 백라이트(1), 확산 시트(2), 제1 편광판(3), 기판(제1기판)(4), TFT 어레이(5), 액정층(6), 투명 대향 전극(7), 컬러 필터(8), 대향 기판(제2기판)(9), 및 제2 편광판(10)이 적층되어 있다.
이하, 본 실시예 1의 터치 센서가 부착된 액정 표시 장치의 구성을 보다 구체적으로 설명한다.
글래스나 플라스틱 등의 투명 절연 재료로 형성된 기판(4)의 제1면 위에는, TFT 어레이(5)가 형성되고, 화소 전극(도시하지 않음)이 매트릭스 형태로 배열되어 있다. 화소 전극은 액티브 매트릭스 방식으로 구동되기 때문에, 기판(4)의 표면에, TFT 어레이(5) 등이 형성된 형태의 기판(4A)을, 본 명세서에서는 "액티브 매트릭스 기판" 라고 칭하는 것으로 한다.
기판(4)상의 TFT 어레이(5)는, 비정질 실리콘이나 다결정 실리콘 등의 반도체 박막층을 갖는 박막 트랜지스터(TFT)가 배열된 것이다. 실제 기판(4)에는, 표시 영역의 주변 외측에 확장된 영역이 있고, 그 영역에는 표시 영역내의 화소용 TFT를 구동하고, 화소 전극에 소망량의 전하를 공급하기 위한 구동 회로(게이트 드라이버 및 소스 드라이버)가 형성되어 있다. 바람직한 예에서는, 구동 회로를 구성하는 트랜지스터를, 표시 영역내의 TFT 어레이를 구성하는 트랜지스터와 같은 TFT로부터 형성한다. 이 경우, 구동 회로의 동작 속도를 높이려면, 다결정 실리콘막을 사용해 제작된 TFT를 사용하여 구동 회로 및 TFT 어레이를 구성하는 것이 바람직하다. TFT의 동작 속도를 가능한 한 높이려면, 다결정 실리콘막 중의 캐리어가 입계를 가로지를 때 느끼는 장벽을 가능한 한 낮게 하는 것이 바람직하고, CGS(연속 입계 실리콘)막을 사용해 TFT를 제작하는 것이 바람직하다.
또한, TFT 어레이를 구성하는 화소용 TFT는, 도시하지 않은 배선(게이트 배선 및 데이터선)을 통하여 구동 회로에 접속되어 있다. 또한, 액티브 매트릭스 기판(4A) 상에는 TFT 어레이(5)를 피복하도록 도시하지 않은 보호막이나 배향막이 설치되어 있다.
액티브 매트릭스 기판(4A)에 대향하는 기판(9)의 액정층(6)측의 면에는, 컬러 필터(8)와, 투명 도전막(예를 들면 ITO막)으로 형성된 투명 대향 전극(7)이 이 순서로 적층되어 있다.
액티브 매트릭스 기판(4A)과 대향 기판(9)의 사이에 설치된 액정층(6)의 각부분에 대해서는, 투명 대향 전극(7)과 도시하지 않은 화소 전극에 의해 소망 전압이 인가된다. 이 전압 인가에 의해, 액정 분자의 방향이 변화하고, 백라이트(1)로부터 나온 빛의 투과량을 조정(제어)할 수 있다.
도1에 나타낸 기본적인 구성은, 종래의 액정 표시 패널에 널리 채용되어 있는 것이다. 본 실시예 1에서는, 도1의 투명 대향 전극(7)을 표시용 공통 전극으로서만 사용하는 것이 아니고, 위치 검출용 투명 도전막(투명 저항막)으로서도 사용한다.
상술한 바와 같이 위치 검출용 투명 도전막을 종래의 액정 표시 패널에 추가한 경우, 표시 품질이 저하할 뿐만 아니라, 액정 표시를 위한 신호가 위치 검출용의 신호에 대한 노이즈가 될 수 있는 우려도 있다. 이를 방지하기 위해서, 편광판(10)과 위치 검출층 사이에 노이즈를 경감시키는 절연층(실드층)을 설치하면, 표시 품질을 더 저하시키는 것이 될 수도 있다. 그렇지만, 본 실시예에서는, 투명 대향 전극(7)을 표시용 공통 전극으로서 사용할 때와, 위치 검출용 투명 도전막으로서 사용할 때를 시간적으로 분할하고, 번갈아 절환하기 때문에, 상기의 표시 품질 악화 문제를 해결할 수 있다.
본 실시예에서 사용하는 투명 대향 전극(7)의 4 모퉁이에는, 위치 검출용 전극이 형성되어 있다. 이러한 전극에는 교류 전압이 인가되고, 투명 대향 전극(7)내에서 구배가 작은 전계가 거의 균일하게 형성된다.
편광판(10), 또는, 그 위에 형성된 다른 절연 부재의 표면을 펜이나 손가락에 의해 닿을 경우, 투명 대향 전극(7)이 그라운드(접지면)와 용량적으로 결합된다. 이 용량이란, 편광판(10)과 투명 대향 전극(7) 사이의 용량, 및, 사람과 지면 사이에 존재하는 용량의 합계이다.
용량 결합한 접촉 부분과 투명 대향 전극(7)의 각 전극 사이에 있어서 전기 저항치는, 접촉 부분과 각 전극 사이의 거리에 비례한다. 따라서, 투명 대향 전극(7)의 4 모퉁이의 전극을 통하여, 접촉 부분과 각 전극 사이의 거리에 비례하는 전류가 흐르게 된다. 이러한 전류의 크기를 검출하면, 접촉 부분의 위치 좌표를 구할 수 있다.
다음, 도2를 참조하면서, 본 실시예에서 채용하는 정전용량 결합 방식에 의한 위치 검출 방법의 기본 원리를 설명한다.
도2에서는, 설명을 간단히 하기 위해, 전극A 및 전극B에 끼워진 1차원 저항체가 나타내져 있다. 실시예의 실제 표시 장치에는, 2차원적인 확장을 갖는 투명 대향 전극(7)이 이 1차원 저항 본체와 같은 기능을 발휘한다.
전극A 및 전극B의 각각에는, 전류-전압 변환용 저항 r이 접속되어 있다. 전극A, B는, 후술하는 스위칭 회로를 통해 위치 검출 회로에 접속된다. 본 실시예에서는, 이러한 회로는 액티브 매트릭스 기판(4A)상에 형성되어 있다.
전극A와 그라운드 사이, 및 전극B와 그라운드 사이에는, 위치 검출 모드에 있어서 동상동전위의 전압(교류e)이 인가된다. 이 때, 전극A와 전극B는 항상 동전위에 있기 때문에, 전극A와 전극B 사이를 전류는 흐르지 않는다.
손가락 등으로 위치 C를 터치한다고 하자. 여기에서, 손가락에 의한 접촉 위치 C로부터 전극A까지의 저항을 R1, 접촉 위치 C로부터 전극B까지의 저항을 R2, R=R1+R2 라 한다. 이 때, 사람의 임피던스를 Z라 하고, 전극A를 흐르는 전류를 i1 , 전극B를 흐르는 전류를 i2라 할 경우, 이하의 식이 성립한다.
e=ri1+R1i1+(i1+i2)Z (식1)
e=ri2+R2i2+(i1+i2)Z (식2)
상기 식1 및 식2로부터, 이하의 식3 및 식4가 얻어진다.
i1(r+R1)=i2(r+R2) (식3)
i2=i1(r+R1)/(r+R2) (식4)
식4를 식1에 대입하면, 이하의 식5가 얻어진다.
e=ri1+R1i1+(i1+i1(r+R1)/(r+R2 ))Z=i1(R(Z+r)+R1R2+2Zr+r2)/(r+R2) 식(5)
상기 식5로부터, 다음의 식6이 얻어진다.
i1=e(r+R2)/(R(Z+r)+R1R2+2Zr+r2) (식6)
같은 방법으로, 식7이 얻어진다.
i2=e(r+R1)/(R(Z+r)+R1R2+2Zr+r2) (식7)
여기에서, R1,R2의 비를 전체 저항 R을 사용하여 나타내면, 식(8)이 얻어진 다.
R1/R=(2r/R+1)i2)/(i1+i2)-r/R (식8)
r과 R은 이미 알려져 있기 때문에, 전극A를 흐르는 전류 i1과 전극B를 흐르는 전류 i2를 측정함으로써 구하면, 식8로부터 R1/R을 결정할 수 있다. 또한, R1/R은, 손가락으로 접촉한 인간을 포함하는 임피던스 Z에 의존하지 않는다. 따라서, 임피던스 Z가 제로, 무한대가 아닌 한 식8이 성립하고, 사람, 재료에 의한 변화, 상태를 무시할 수 있다.
다음, 도3 및 도4를 참조하면서, 상기 1차원의 경우에 있어서의 관계식을 2차원의 경우로 확대한 경우를 설명한다. 여기에서, 도3에 나타낸 바와 같이, 투명 대향 전극(7)의 4 모퉁이에 4개의 전극 A, B, C, D를 형성하고 있다. 이러한 전극 A~D는, 액티브 매트릭스 기판상의 스위칭 회로를 통하여 위치 검출 회로에 접속된다.
도4를 참조한다. 도4에 나타낸 바와 같이, 투명 대향 전극(7)의 4 모퉁이의 전극에는, 동상동전위의 교류 전압이 인가되고, 손가락 등의 접촉에 의해 투명 대향 전극(7)의 4 모퉁이를 흐르는 전류를 각각 i1, i2, i3, 및 i4로 한다. 이 경우, 전술한 계산과 같은 계산에 의해, 이하의 식이 얻어진다.
X=k1+ k2ㆍ(i2+i3)/(i1+i2+i3+i 4) (식9)
Y=k1+ k2ㆍ(i1+i2)/(i1+i2+i3+i 4) (식10)
여기에서, X는 투명 대향 전극(7)상에 있어서 접촉 위치의 X좌표, Y는 투명 대향 전극(7) 상에 있어서 접촉 위치의 Y좌표이다. 또한, k1은 오프셋, k2는 배율이다. k1 및 k2는 사람의 임피던스에 의존하지 않는 정수이다.
상기 식9 및 식10에 기초하면, 4개의 전극을 흐르는 i1 ~ i4의 측정치로부터 접촉 위치를 결정할 수 있다.
상기 예에서는, 투명 대향 전극(7)의 4 모퉁이에 전극을 배치하고, 각 전극을 흐르는 전류를 측정함으로써, 2차원적인 확장을 갖는 면 위에 있어서 접촉 위치를 검출하고 있으나, 투명 대향 전극(7)의 전극수는 4개로 한정되는 것은 아니다. 2차원적인 위치 검출에 필요한 전극의 최저수는 3이지만, 전극의 수를 5 이상으로 증가시킴으로써, 위치 검출의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 전극수와 위치 검출 정밀도의 관계에 대해서는, 다음에 상술한다.
상술한 원리에 따라, 접촉 위치의 좌표를 결정하려면, 투명 대향 전극(7)에 설치된 복수의 전극을 흐르는 전류의 값을 측정할 필요가 있다. 또한, 투명 대향 전극(7)은, 표시 모드에서는, 표시에 필요한 소정의 전압을 액정층(6)에 인가할 필요가 있다.
이 때문에, 본 실시예에서는, 도5(a)에 나타낸 바와 같이, TFT 어레이가 형성된 액티브 매트릭스 기판(4A)상에, 구동 회로와 함께 스위칭 회로를 배치하고 있다. 투명 대향 전극(7) 및 전극 A~D는, 도시하지 않은 대향 기판상에 형성되어 있지만, 액티브 매트릭스 기판(4A)상에 전극 A~D와 접속된 전극 부재(도면 중 A~D로 나타내고 있다.)가 설치되어 있다. 이러한 도전 부재는, 대향 기판상의 전극 A~D와 전기적으로 접속된다. 이 접속은, 종래의 표시 장치에 있어서, 대향 기판상의 투명 대향 전극(7)과 액티브 매트릭스 기판(4A)상의 표시용 회로 사이에서 행해져 있는 접속과 같은 방법으로 행해진다.
도5(b)는, 스위칭 회로의 구성례를 나타내는 회로도이다. 단자(50)에 스위칭 회로의 절환을 제어하는 신호가 인가된다. 이 제어 신호는 도시하지 않은 제어 회로에 의해 생성된다. 제어 신호가 "하이" 레벨에 있을 때, 스위칭 회로내의 제1 트랜지스터(51)는 도통 상태가 되고, 트랜지스터(52)가 비도통 상태가 된다. 이 때, 전극 A~D는, 액정 표시 회로의 공통 전극(COM)과 전기적으로 접속되고, 표시에 필요한 전압의 인가를 받는다.
한편, 제어 신호가 "하이" 레벨로부터 "로우" 레벨로 천이하면, 스위칭 회로내의 트랜지스터(51)는 비도통 상태로 변화하고, 트랜지스터(52)가 도통 상태가 된다. 그 결과, 전극 A, B, C, 및 D는, 각각, 위치 검출 회로의 단자 A´, B´, C´, 및 D´에 전기적으로 접속하게 된다. 그리고, 전술한 전류 i1 ~ i4의 측정과 위치 좌표의 결정이 실행된다.
도5(c)는, 투명 대향 전극(7)의 전위의 시간 변화를 나타내는 도면이다. 종축은 투명 대향 전극(7)의 전위, 횡축은 시간을 나타내고 있다. 스위칭 회로에 의해 위치 검출 모드(기간 T1)와 표시 모드(기간 T2)가 번갈아 주기적으로 절환된다. 표시 모드에서는, 투명 대향 전극(7)의 4 모퉁이는 전부 전기적으로 단락되고, 액 정 구동에 필요한 전위(공통 전압 COM)가 투명 대향 전극(7)에 주어진다. 한편, 위치 검출 모드에서는, 트랜지스터나 다이오드 등으로 구성된 스위칭 회로에 의해, 투명 대향 전극(7)의 4 모퉁이의 전극 A~D는 위치 검출 회로에 접속된다.
통상의 액정 표시 장치의 구성에 의하면, 위치 검출 모드의 기간 T1을 0.2밀리초 이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 위치 검출은 (T1+T2)의 샘플링 주기로 행해지기 때문에, 기간 (T1+T2)이 너무 길면, 손가락이나 펜에 의한 접촉 위치를 표시면상에서 매우 빠르게 이동시킬 때, 이동에 수반하여 연속적으로 검출되어야 하는 위치 좌표의 간격이 크게 벌어지는 문제가 생긴다. 이와 같은 문제를 회피하려면, T1+T2를 17 밀리초 이하로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 위치 검출 모드에서 투명 대향 전극(7)에 인가되는 교류 전압의 주기는, 예를 들면, 30~200 kHz의 범위로 설정되고, 전압의 진폭은 예를 들면, 2~3 볼트의 범위내로 설정된다. 이 교류 전압에는 1~2 볼트의 DC 바이어스 전압을 가해도 된다. 또한, 표시를 위한 공통 전압은 일정치로 고정되지 않아도 되고, 예를 들면, 표시의 필드마다 극성이 반전되어도 된다.
또한, 도5(a)에는 기재되어 있지 않지만, 위치 검출 회로를 구성하는 트랜지스터도, 구동 회로나 스위칭 회로를 구성하는 트랜지스터와 같이, 액티브 매트릭스 기판(4A)상에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 각 회로를 동일 기판상에 집적하면, 신호 지연에 의한 신호파형의 혼란이 생기기 어렵고, 스위칭 동작에 의한 표시 품질이 저하되기 어렵기 때문이다.
다음, 도6을 참조하면서, 위치 검출 회로(50)의 구성을 설명한다.
도시한 위치 검출 회로(50)는, 4개의 전류 변화 검출 회로(61)를 구비하고 있다. 전류 변화 검출 회로(61)는, 위치 검출 모드에 있어서 투명 대향 전극의 전극 A~D의 각각과 그라운드 사이를 흐르는 전류를 측정한다. 각 전극 A~D에는, 터치 센서 교류구동 발진 회로(65)에 의해 교류 전압이 인가되어 있다. 이 때문에, 손가락 등의 접촉에 의해 각 전극 A~D를 흐르는 전류는 교류 성분을 갖고 있다. 전류 변화 검출 회로(61)의 출력은, 아날로그 신호 처리 회로(62)에 의해 증폭 및 밴드 패스 필터링의 처리를 받는다. 아날로그 신호 처리 회로(62)의 출력은, 검파 필터링 회로(63)에 의해 검파된 후, 다시, 노이즈 소거 직류화 회로(64)로 입력된다. 노이즈 소거 직류화 회로(64)는, 검파 필터링 회로(63)의 출력을 직류화하고, 각 전극 A~D를 흐르는 전류에 비례하는 값을 갖는 신호가 생성된다.
상기 신호를 노이즈 소거 직류화 회로(64)로부터 받은 아날로그 멀티플렉서(66)는, 상기 신호의 전환을 행한 후, 전극 A~D로부터의 출력을 그 순서대로 A/D 교환기(67)로 송출한다.
처리 장치(68)는, 예를 들면, 도1의 표시 장치를 구비한 휴대형 정보 단말(PDA), ATM, 매표기, 또는 각종 컴퓨터 내부에 탑재되고, 데이터 처리를 실행하는 것이다.
또한, 검출 회로(50)가 생성하는 위치 데이터는 상기 예에 한하지 않는다. 검출 회로(50)가, 예를 들면, 상기 디지털화된 직류 전압값을 사용하여 XY좌표를 구하여, 이를 위치 데이터로서 출력해도 된다.
이상의 위치 검출 회로에 포함되는 각종 회로 중, 전부가 액티브 매트릭스 기판상에 형성되어 있을 필요는 없지만, 적어도 트랜지스터(51),(52)를 포함하는 도5(b)의 회로는, 다른 TFT 어레이와 함께 액티브 매트릭스 기판상에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따른 터치 센서가 부착된 표시 장치에서는, 표시 장치의 구성 부품인 투명 대향 전극이 위치 검출용 투명 도전막을 겸한 것이기 때문에, 글래스 등의 기판상에 위치 검출용 투명 도전막을 설치한 터치 센서를 별도로 준비하고, 그 터치 센서를 표시 패널의 화상 표시면에 재차 장착할 필요가 없다. 이 때문에, 터치 센서의 기판의 부분만 투과율, 반사율 등, 표시 품질이 악화한다고 알려진 종래의 문제가 해소된다.
단, 본 실시예에 따르면, 2개의 기판(4),(9)의 내측의 영역에 위치하는 전극을 위치 검출에 사용하기 때문에, 손가락이나 펜에 의한 접촉 위치와 도전막 사이의 거리가 종래의 경우에 있어서의 거리보다도 길어지기 쉽다. 이 거리가 길게 되면, 위치 검출의 감도가 떨어지는 경향이 있다. 이와 같은 감도 저하를 회피하려면, 대향 기판(9)의 두께를 얇게 하는 것이 바람직하다. 대향 기판(9)의 바람직한 두께는 0.4~0.7mm이다.
또한, 본 실시예의 표시 장치에 있어서, 위치 검출용 전극을 설치하는 장치는, 투명 대향 전극의 4 모퉁이에 한하지 않는다. 도7에 나타낸 바와 같이, 전극A 및 B의 중간이나 전극C 및 D의 중간에 다른 전극 E, F, G, 및, H를 설치해도 된다. 이와 같이 복수의 전극을 설치하면, 예를 들면, 3개의 전극 A, B 및 F에 의해 위치 검출을 행한 후, 즉시 전극C, D 및 E에 의해 위치 검출을 행함으로써, 위치 검출의 정밀도를 향상시키는 것도 가능하다.
또한, 도8에 나타낸 바와 같이, 4 모퉁이의 전극간에 복수의 분할 전극 O1~Onx, P1~Pnx, Q1~Qny 및 S1 ~Sny 를 설치하는 것이 바람직하다(nx 및 ny는, 어느 것이나 2이상의 자연수). 전극 A, B 간에 위치하는 분할 전극 O1~Onx에 포함되는 전극 Oj(j는 1≤j≤nx)와, 전극 C, D간에 위치하는 분할 전극 P1~Pnx에 포함되는 전극 Pj를 대응시킨다. 그리고, j를 1부터 nx까지 순차로 주사하면서, 대응하는 전극 Oj 및 Pj 의 각각을 흐르는 전류를 측정한다. 이와 같이 하면, 접촉 위치의 XY좌표를 높은 정밀도로 결정할 수 있다. 투명 대향 전극(7)의 한 쪽에 형성되는 전극의 수는, 예를 들면, 4~10으로 설정될 수 있다.
본 실시예가 채용하는 정전용량 결합 방식에 따르면, 투명 대향 전극의 4 모퉁이의 전극을 흐르는 전류의 크기로부터 계산한 접촉 위치와 현실의 접촉 위치 사이에 다소의 차이가 발생하는 경우가 있다. 그러나, 상술한 복수의 개소에 설치된 다수의 전극을 주사하도록 하여 각 전극을 흐르는 전류값을 측정하면, 정밀도가 매우 높은 검출을 실현할 수 있다.
이와 같이 전극의 수가 증가하면, 구동 회로, 위치 검출 회로, 및 스위칭 회로의 상호 접속의 복잡도가 기하급수적으로 증가한다. 그러나, 스위칭 소자나 위치 검출 회로를 구동회로와 동일한 기판상에 형성하면, 다수의 접속 단자를 설치하여 긴 배선으로 각 회로를 상호 접속하지 않고도 해결된다. 그 결과, 신호 지연에 의한 화질의 악화를 방지할 수 있다.
이상 설명해 온 실시예에서는, 투명 대향 전극(7)은, 1개의 투명 도전막으로 구성되어 있다. 그러나, 본 실시예의 투명 대향 전극(7)은, 이와 같은 1개의 연속한 막으로 이루어지는 것에 한하지 않는다. 예를 들면, 도9에 나타낸 바와 같이, 투명 대향 전극(7)이 복수의 부분 71 ~ 7N으로 분할되어 있어도 된다. 이 경우, 분할 부분 71 ~ 7N의 각각에 한 쌍의 전극이 형성된다. 이와 같은 구성을 채용하면, 도2에 1차원 저항체가 복수 배열한 상태가 얻어진다. 이 경우, Y좌표에 관한 위치 검출은, 각 분할 부분에 설치된 한 쌍의 전극을 흐르는 전류의 크기로부터 결정된다. 한편, X좌표의 위치 검출은, 어떤 분할 부분의 전류에 변화가 생기는지를 검지함으로써 결정된다. 도9의 예에서, 투명 대향 전극(7)의 분할 부분 71 ~ 7N의 총수(N)를 증가시킬수록, X좌표의 위치 분해능이 향상된다. X축 방향에 따른 각 분할 부분의 사이즈는, 예를 들면 63.5 ~ 254㎛이고, 바람직한 N값의 범위는, 예를 들면, PDA 등의 표시 도트수로 240 ~ 480이다.
본 실시예는, 액티브 매트릭스 기판을 갖는 표시 장치에 적용하여 현저한 효과를 발휘하지만, 본 실시예의 용도는 이에 한하지 않는다. 본 실시예는, 예를 들면, 단순 매트릭스 구동의 표시 장치에 적용하는 것도 가능하다.
도10은, 단순 매트릭스 구동에 의해 동작하는 표시 장치의 구성을 모식적으로 나타내고 있다. 이 표시 장치는, 편광판ㆍ위상차판(90)이 이면에 장착될 수 있는 제1 기판(91), 및 편광판ㆍ위상차판(96)이 이면에 장착될 수 있는 제2 기판(95)에 의해, 도시하지 않은 액정층을 끼워 넣고 있다.
제1 기판(91)의 액정층측의 면에는, X축 방향으로 연장되는 스트라이프 (stripe) 형태의 주사 전극(92)이 배열되어 있다. 한편, 제2 기판(95)의 액정측의 면에는, 컬러 필터부(94)가 형성되어 있고, 더욱이 그 위에는, Y축 방향으로 연장되는 스트라이프 형태의 데이터 전극(93)이 배열되어 있다. 전극(92) 및 전극(93)은, 서로 교차하는 배치 관계에 있고, 이러한 전극상에는 도시하지 않은 배향막이 퇴적되어 있다.
도10의 표시 장치에서는, 주사 전극(92) 또는 데이터 전극(93)은, 투명 도전막을 패터닝함으로써 형성되어 있다. 위치 검출용의 도전막은, 주사 전극(92) 또는 데이터 전극(93)이 겸하게 된다. 주사 전극(92) 또는 데이터 전극(93)에 인가되는 전압은, 전술한 스위칭 회로와 같은 회로에 의해 절환되는 구동회로/위치 검출 회로에서 제어된다.
또한, 본 실시예는, 액정 표시 장치 이외의 장치, 예를 들면, 유기EL 장치에 적용하는 것도 가능하다. 도11(a) 및 (b)는, 유기EL 장치의 구성례를 나타내고 있다. 이 표시 장치에서는, 글래스 기판(100)상에, 투명 전극(101), 유기 정공 수송층(102), 유기 EL층(103), 및 금속 전극(104)이 이 순서대로 적층되어 있다. 투명 전극(101)과 금속 전극(104)은, 어느 것이나 스트라이프 형태로 배열되어 있지만, 투명 전극(101)과 금속 전극(104)은 교차하도록 배치되어 있다. 유기 EL층(103)에서 생긴 광은, 글래스 기판(100)을 통해 하방으로 출사된다.
본 실시예에서는, 글래스 기판(100)의 이면측(표시 장치의 앞면측)에 손가락이나 펜 등에 의한 접촉이 행해진다. 그리고, 스트라이프 형태로 분할된 위치 검출용 투명 도전막, 즉 투명 도전막(101)이 위치 검출용 투명 도전막으로서도 사용된다.
투명 전극(101)에 인가되는 전압은, 전술한 스위칭 회로와 같은 회로에 의해 절환되는 구동회로/위치 검출 회로에서 제어된다.
이상 설명한 바와 같이, 실시예 1의 터치 센서가 부착된 표시 장치에 따르면, 표시 패널로부터의 광의 투과율의 감소를 억제하고, 표시 품질의 악화를 방지할 수 있다. 또한, 장치 전체의 두께나 중량의 증대를 억제할 수 있다.
(실시예 2)
이하, 도12 및 도13을 참조하면서, 본 발명의 터치 센서의 일 실시예를 설명한다.
본 실시예 2의 터치 센서(37)는, 2차원적으로, 즉, X방향 및 Y방향으로 확장되는 조작면에 있어서 외부로부터의 입력 포인트를 정전용량 결합 방식에 의해 검출한다. 이하의 설명에서는, 예를 들면 손가락이나 도전성의 펜 등으로 조작면을 접촉함으로써 입력점이 부여된 경우에 대해 설명한다. 도12는 터치 센서(37)의 구조를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도12에 나타낸 바와 같이 터치 센서(37)는, 2개의 위치 검출용 투명 도전막(투명 저항막) 즉, 조작면에 평행하게 배치된 제1 위치 검출용 투명 도전막(32) 및, 제1 위치 검출용 투명 도전막(32)에 대향하도록 배치된 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)과, 이러한 위치 검출용 투명 도전막(32, 34) 사이에 설치된 유전체층 (33)과, 스위칭 회로(도시하지 않음)를 갖고 있다. 또한, 유전체층(33)은 절연 재료로 형성되어 있다.
또한, 필요에 따라, 제1 위치 검출용 투명 도전막(32)의 유전체층(33)이 설치되어 있는 면과는 반대측의 주요면에, 글래스(31)가 설치되어 있다. 이와 같이 글래스(31)를 설치한 경우, 터치 센서(37)의 조작면에 손가락이나 도전성의 펜이 직접 접촉한 때에 터치 센서(37)가 손상되는 것을 방지할 수 있고, 또한, 반사율을 저감시킬 수도 있다. 도12의 터치 센서(37)에서는 글래스(31)의 주요면이 조작면이 되고, 이 조작면에 예를 들면 손가락이나 펜 등이 접촉함으로써, 터치 센서(37)에 접촉 포인트가 부여된다.
도13에 나타낸 바와 같이 제1 위치 검출용 투명 도전막(32) 및 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)은 각각, 접촉 포인트의 좌표의 검출을 하기 위한 도전부(도전막 패턴)를 갖고 있다. 이 도전부는, 위치 검출용 투명 도전막에 소정의 전압을 인가하기 위한 전극으로서 기능한다. 또한, 이 도전부는 예를 들면, 금속막을 패터닝함으로써 형성된다.
제1 위치 검출용 투명 도전막(32)에 설치되어 있는 도전부는, 접촉 포인트의 Y좌표를 검출하기 위한 Y좌표 검출용 도전부(35)이다. 이 Y좌표 검출용 도전부(35)는, 제1 위치 검출용 투명 도전막(32) 상의 Y방향으로 이간된 2개의 영역에 설치되어 있다. 한편, 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)에 설치되어 있는 도전부는, 접촉 포인트의 X좌표를 검출하기 위한 X좌표 검출용 도전부(36)이다. 이 X좌표 검출용 도전부(36)는, 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)의 X방향으로 이간된 2개의 영역에 설치되어 있다.
또한, 본 명세서에 있어서 "X방향" 및 "Y방향"은, 엄밀한 의미의 직선으로 규정되는 방향일 필요는 없다. 터치 센서나 표시 패널이 플렉시블한 재료로 구성되어 있는 경우, 조작면은 만곡시킬 수 있다. 조작면이 실제에서는 평면은 아니고, 곡면의 상태인 경우에도, 조작면상의 위치는 2개의 좌표 X, Y로 표현할 수 있다.
도13에 나타낸 바와 같이, Y좌표 검출용 도전부(35) 및 X좌표 검출용 도전부(36)는 통상의 아날로그 저항막 방식의 터치 센서의 도전부(19)와 같은 단순한 패턴을 갖고 있다. 이 도전부(35),(36)의 패턴은 도23에 나타낸 종래의 아날로그 정전용량 결합 방식의 터치 센서의 도전부(19)에 비해 단순한 구성이다.
이와 같이, 본 실시예의 터치 센서(37)는 2개의 위치 검출용 투명 도전막(32),(34)을 갖고, Y좌표 검출용 도전부(35)와 X좌표 검출용 도전부(36)가 각각 다른 위치 검출용 투명 도전막(32),(34)에 설치되어 있고, Y좌표 검출용 도전부(35) 및 X좌표 검출용 도전부(36)는 어느 것이나 단순한 도전 패턴을 갖고 있다.
또한, 이 Y좌표 검출용 도전부(35) 및 X좌표 검출용 도전부(36)는, 도시하지 않은 스위칭 회로에 접속되어 있다. 스위칭 회로의 절환에 의해, Y좌표 검출용 도전부(35) 및 X좌표 검출용 도전부(36)의 어느 일방에 선택적으로 교류 전압이 인가된다. Y좌표 검출용 도전부(35) 및 X좌표 검출용 도전부(36)는, 각각, 제1 위치 검출용 투명 도전막(32) 및 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)과 전기적으로 접속되어 있기 때문에, 이 스위칭 회로의 절환에 의해, 제1 위치 검출용 투명 도전막(32) 및 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)의 어느 일방이 전기적으로 도통하고, 그 위치 검출용 투명 도전막에 전계가 거의 균일하게 형성된다.
다음, 본 실시예의 터치 센서(37)의 위치 검출 방법을 설명한다.
예를 들면, Y좌표 검출용 도전부(35) 및 X좌표 검출용 도전부(36) 중의 Y좌표 검출용 도전부(35)에 선택적으로 전압이 인가되어 있을 때에, 글래스(31)의 표면을 도전성의 펜이나 손가락이 닿으면, 제1 위치 검출용 투명 도전막(32)이 그라운드(접지면)와 용량적으로 결합된다. 이 때, X좌표 검출용 도전부(36)에는 전압이 인가되지 않는다.
이 용량이란, 글래스(31)와 제1 위치 검출용 투명 도전막(32) 사이의 용량, 및 사람과 지면 사이에 존재하는 용량의 합계이다. 용량 결합한 접촉 부분과 제1 위치 검출용 투명 도전막(32)의 Y좌표 검출용 도전부(35) 사이에 있는 전기 저항치는, 접촉 부분과 Y좌표 검출용 도전부(35) 사이의 거리에 비례한다. 따라서, 접촉 부분과 Y좌표 검출용 도전부(35) 사이의 거리에 비례하는 전류가, Y좌표 검출용 도전부(35)를 흐르게 된다. 이 전류의 크기를 검출하면, 접촉 포인트의 Y방향의 좌표를 구할 수 있다.
접촉 포인트의 X방향의 좌표를 구하려면, 스위칭 회로의 절환에 의해, X좌표 검출용 도전부(36)에 선택적으로 전압을 인가한다. 이 때, Y좌표 검출용 도전부(35)에는 전압이 인가되지 않는다. 이에 의해, 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)이 그라운드(접지면)와 용량적으로 결합된다.
이 용량이란, 글래스(31)와 제2 위치 검출용 투명 도전막(34) 사이의 용량, 및 사람과 지면 사이에 존재하는 용량의 합계이다. 접촉 부분과 X좌표 검출용 도전부(36) 사이의 거리에 비례하는 전류가, X좌표 검출용 도전부(36)를 흐르게 되기 때문에, 이 전류의 크기를 검출하면, 접촉 포인트의 X방향의 좌표를 구할 수 있다. 이상과 같이 하여 접촉 포인트의 Y방향 및 X방향의 좌표가 구해진다.
또한, 상술한 좌표 검출 방법에서는, 접촉 포인트의 Y좌표와 X좌표를 독립하여 검출하기 때문에, 접촉 포인트의 Y좌표와 X좌표를 동시에 검출하는 종래의 방법에 비해, 검출에 시간을 요구하는 것처럼 보인다. 그렇지만, 일방의 좌표의 검출은 수 m초로 행해질 수 있기 때문에, Y좌표 및 X좌표의 좌표 검출에 필요한 시간은 인간의 터치 동작에 비하면 충분히 짧고, 문제는 생기지 않는다.
스위칭 회로에 따른 접속 절환의 주파수는 수백 kHz 정도이다. 이 때문에, 조작면상을 접촉 포인트가 이동하는 경우에도, 이동하고 있는 접촉 포인트의 위치를 거의 리얼 타이밍으로 검출을 계속하는 것이 가능하다. 또한, 예를 들면 검출한 위치 좌표를 메모리에 기억시키면, 터치 센서(37)를 수기 입력 장치로서 사용할 수 있다.
본 실시예 2에서 채용한 정전용량 결합 방식에 따른 위치 검출 방법의 기본 원리는, 도2를 참조하여 실시예 1에서 상술한대로이기 때문에, 여기서는 상세한 설명을 생략한다. 본 실시예 2의 터치 센서(37)에서는, 2차원적인 확장을 갖는 위치 검출용 투명 도전막(32) 또는 (34)이, 도2의 1차원 저항체와 같은 기능을 발휘한다. 또한, 한 쌍의 도전부를 갖는 Y좌표 검출용 도전부(35)의 각각이, 전극A 및 전극B와 동일한 기능을 발휘하고, 또한, 한 쌍의 도전부를 갖는 X좌표 검출용 도전부(36)의 각각이, 전극A 및 전극B와 동일한 기능을 발휘한다. 전극A 및 전극B의 각각에는, 전류-전압 교환용의 저항이 접속된다. 전극A, B는, 후에 상술하는 위치 검출 회로에 접속된다.
전극A와 그라운드 사이, 및, 전극B와 그라운드 사이에는, 동상동전위의 전압(교류e)이 인가된다. 이 때, 전극A와 전극B는 항상 동전위에 있기 때문에, 전극A와 전극B 사이를 전류는 흐르지 않는다.
접촉 위치 C로부터 전극A까지의 저항을 R1, 접촉 위치 C로부터 전극B까지의 저항을 R2, R = R1 + R2 라고 할 경우, 실시예 1에서 나타낸 (식1) ~ (식8)으로부터 R1/R을 결정할 수 있다.
본 실시예의 터치 센서(37)에서는, 제1 위치 검출용 투명 도전막(32)과 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)에 상기 원리가 적용된다. 스위칭 회로에 의해 제1 위치 검출용 투명 도전막(32)에 선택적으로 전압이 인가될 때에, 제1 위치 검출용 투명 도전막(32)의 한 쌍의 Y좌표 검출용 도전부(35)의 각각을 흐르는 전류의 측정치로부터, Y좌표의 위치 (R1/R)가 검출된다. 또한, 스위칭 회로에 의해 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)에 선택적으로 전압이 인가될 때에, 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)의 한 쌍의 X좌표 검출용 도전부(36)의 각각을 흐르는 전류의 측정치로부터, X좌표의 위치(R1/R)가 검출된다. 결과로서, 접촉 포인트의 좌표(X, Y좌표)가 결정된다.
이상, 설명한 바와 같이 본 실시예의 터치 센서(37)에서는, 2개의 위치 검출용 투명 도전막(32),(34)을 갖고, Y좌표 검출용 도전부(35)와 X좌표 검출용 도전부(36)가, 각각의 위치 검출용 투명 도전막에 설치되어 있다. 따라서, 위치 검출용 투명 도전막을 1개밖에 갖지 못하고, 이 1개의 위치 검출용 투명 도전막에 Y축 및 X축 방향의 위치를 검출하기 위한 도전부가 설치되어 있는 종래의 터치 센서와 비교하여, 좌표 검출용 도전부의 패턴을 단순화시킬 수 있다. 이에 의해, 위치 검출용 투명 도전막상에 있어서 좌표 검출용 도전부가 형성되는 영역을 작게 할 수 있기 때문에, 접촉 포인트를 검출할 수 있는 조작면의 면적을 확대할 수 있다.
또한, 스위칭 회로에 의해, 제1 위치 검출용 투명 도전막(32)의 전기적 도통과, 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)의 전기적 도통이 번갈아 절환되어, Y좌표의 위치와 X좌표의 위치가 독립하여 검출된다. 따라서 일방의 좌표의 위치를 검출할 때에, 타방의 좌표의 위치 검출에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 높은 정밀도로 위치 좌표를 검출할 수 있다.
터치 센서(37)에서는, 제1 위치 검출용 투명 도전막(32) 및 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)은 면내에서 균일한 낮은 저항을 갖는 재료로 형성되는 것이 바람직하고, 예를 들면 인듐 주석 산화물(ITO)로 형성되어 있다. 또한, 유전체층(33)은 예를 들면 두께가 100㎛ 정도의 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 형성되어 있다. PET와 ITO는 같은 정도의 굴절율을 갖고 있기 때문에, 제1 위치 검출용 투명 도전막(32)과 유전체층(33)의 계면 또는, 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)과 유전체층(33)의 계면에서 반사가 일어나지 않고, 터치 센서(37)의 투과율이 저하되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 유전체층(33)이 상기 두께를 가짐으로써, 제1 위치 검출용 투명 도전막(32)과 제2 위치 검출용 투명 도전막(34) 사이에서 확실하게 절연시킬 수 있다. 또한, 유전체(33)의 재료에는 PET 이외에, PET와 같은 정도의 굴절율을 갖는 글래스나, 다른 투명 절연물을 사용해도 된다. 유전체층(33)의 두께는 사용하는 재료에 의해 적절히 결정된다.
도22를 참조하여 설명한 바와 같이, 아날로그 저항막 방식의 터치 센서에는 2개의 투명 저항막(12),(14)의 사이에 공기층(13)을 설치할 필요가 있고, 투명 저항막(12),(14)과 공기층(13)의 반사율의 차이로부터, 투과율이 저하되는 문제가 있다. 이에 대해, 본 실시예의 아날로그 정전용량 방식의 터치 센서(37)에는, 유전체층(33)에 PET와 같은, ITO와 동일한 정도의 굴절율을 갖는 재료를 사용할 수 있기 때문에, 아날로그 저항막 방식의 터치 센서에 비해, 투과율의 저하를 억제할 수 있다.
상술한 위치 검출용 투명 도전막(32),(34) 또는 유전체층(33)의 재료는, 통상의 아날로그 저항막 방식의 터치 센서에 사용되는 재료와 공통된다. 또한 도13을 참조하여 설명한 바와 같이, 터치 센서(37)의 좌표 검출용 도전부(35),(36)의 패턴은, 통상의 아날로그 저항막 방식의 터치 센서의 도전부의 패턴과 같은 모양이다. 따라서, 터치 센서(37)를 제조할 때에, 기존의 아날로그 저항막 방식의 터치 센서의 제조 장치나 재료를 사용할 수 있기 때문에, 제조 코스트의 상승을 억제할 수 있다.
다음, 도14를 참조하면서, 터치 센서(37)에 설치된 위치 검출 회로(50)의 구 성의 일례를 설명한다. 또한, 도14에서는, 회로(61)~(64)를 2개씩 나타내고 있지만, 이러한 회로의 수는 도시한 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도13에 표시된 바와 같이, 제1 위치 검출용 투명 도전막(32) 및 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)에 각각, Y좌표 검출용 도전부(35) 및 X좌표 검출용 도전부(36)가 2개씩 형성되어 있는 경우, 1개의 도전부에 대해 1조의 회로(61)~(64)가 설치되기 때문에, 위치 검출 회로(50)는 4조의 회로(61)~(64)를 구비하게 된다.
도14에 나타낸 위치 검출 회로(50)는, 전류 변화 검출 회로(61)를 구비하고 있다. 전류 변화 검출 회로(61)는, 제1 위치 검출용 투명 도전막(32)의 Y좌표 검출용 도전부(35)와 그라운드 사이를 흐르는 전류 및, 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)의 X좌표 검출용 도전부(36)와 그라운드 사이를 흐르는 전류를 측정한다. 스위칭 회로(69)의 절환에 의해, Y좌표 검출용 도전부(35)와 터치 센서 교류구동 발진 회로(65)의 전기적 도통, 및 X좌표 검출용 도전부(36)와 터치 센서 교류구동 발진 회로(65)의 전기적 도통이 번갈아 절환된다. 따라서, Y좌표 검출용 도전부(35) 및 X좌표 검출용 도전부(36) 중의 선택된 일방에, 터치 센서 교류구동 발진 회로(65)에 의해 교류 전압이 인가된다. 이에 의해, 손가락 등의 접촉에 의한 각 도전부(35),(36)를 흐르는 전류는 교류 성분을 갖고 있다.
전류변화 검출 회로(61)의 출력은, 아날로그 신호처리 회로(62)에 의해 증폭 및 밴드 패스 필터링의 처리를 받는다. 아날로그 신호처리 회로(62)의 출력은 검파 필터링 회로(63)에 의해 검파된 후, 다시 노이즈 소거 직류화 회로(64)에 입력된다. 노이즈 소거 직류화 회로(64)는, 검파 필터링 회로(63)의 출력을 직류화하고, 각 도전부 (35),(36)를 흐르는 전류에 비례하는 값을 갖는 신호가 생성된다.
상기 신호를 노이즈 소거 직류화 회로(64)로부터 받은 아날로그 멀티플렉서 (66)는, 상기 신호의 절환을 행한 후, 도전부(35),(36)로부터의 출력을 A/D 변환기(67)에 송출한다. A/D 변환기(67)는, 디지털화된 신호(데이터)를 처리 장치(68)에 송출한다.
처리 장치(68)는, 예를 들면, 도16을 참조하여 후술하는 표시 장치를 구비한 휴대형 정보단말(PDA), ATM, 매표기, 또는 각종 컴퓨터 내부에 탑재된, 데이터 처리를 실행하는 것이다.
또한, 검출 회로(50)가 생성하는 위치 데이터는 상기의 예에 한하지 않는다. 검출 회로(50)가, 예를 들면, 상기 디지털화된 직류 전압값을 사용하여 XY좌표를 구하여, 이를 위치 데이터로서 출력해도 된다.
이상 설명해 온 실시예에서는, 제1 위치 검출용 투명 도전막(32)이 한 쌍의 도전부를 포함하는 Y좌표 검출용 도전부(35)를 갖고, 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)이 한 쌍의 도전부를 포함하는 X좌표 검출용 도전부(36)를 갖고 있다. 그러나, 본 실시예의 위치 검출용 투명 도전막(32),(34)에 설치되는 도전부(35), (36)의 구성은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도15에 나타낸 바와 같이, Y좌표 검출용 도전부(35)는, Y방향으로 이간된 3이상의 복수의 도전부(351)~(35N)를 갖고 있어도 된다. 이와 같이, X좌표 검출용 도전부(36)는, X방향으로 이간된 3이상의 복수의 도전부(361)~(36N)를 갖고 있어도 된다.
이 경우, 도전부(35),(36)의 패턴은 도13에 나타낸 패턴보다도 복잡하게 되 지만, 도전부의 수가 많기 때문에, 보다 정확히 접촉 포인트의 위치를 검출하는 것이 가능하다. 또한, 상술한 바와 같이 도전부의 수를 증가시키는 경우에는, 표시 영역내에 배치하는 도전부를 투명 재료를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, 실시예 2의 터치 센서에 따르면, 터치 센서를 구비한 도전 패턴의 구성을 종래의 정전용량형 터치 센서가 구비하고 있는 도전 패턴보다 단순히 하여도, 정밀도가 높은 위치 검출을 행할 수 있다.
상술한 실시예 2의 터치 센서(37)는 전형적으로는, 표시 패널에 설치되어 사용된다. 도16은 터치 센서(37)를 갖는 표시 장치(30)의 모식도이다. 표시 장치(30)는, 표시 패널(20)의 표시면에 터치 센서(37)가 설치되어 구성된다.
표시 패널(20)은, 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소 전극을 갖는 액티브 매트릭스 기판(22)과, 이 액티브 매트릭스 기판(22)에 대향하는 투명 대향 기판(24)과, 이러한 기판 사이에 설치된 표시 매체층(26)을 갖는다. 투명 대향 기판(24)은, 화소 전극과 대향하도록 설치된 투명 전극을 갖고 있다. 표시 패널(20)은 예컨대 액정 표시 패널 또는 유기EL 소자일 수 있다. 표시 패널(20)이 액정 표시 패널인 경우에는, 표시 매체층(26)은 액정층이고, 유기EL 소자인 경우에는, 표시 매체층(26)은 유기EL층이다.
또한 표시 장치(30)에서는, 터치 센서(37)의 제1 위치 검출용 투명 도전막(32) 또는 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)을 표시 패널(20)의 상기 투명 전극으로서 사용해도 된다. 이에 의해, 투명 도전막을 1개 생략할 수 있기 때문에, 투과율의 저하를 억제할 수 있다. 이하, 예컨대 제2 위치 검출용 투명 도전막(34) 을, 표시 패널(20)의 투명 대향 전극으로서 사용한 터치 센서가 부착된 표시 장치를 설명한다.
이 터치 센서가 부착된 표시 장치는, 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)과 표시 매체층을 통해 대향하도록 배치된 액티브 매트릭스 기판(22)을 구비한다. 상기 터치 센서가 부착된 표시 장치는 또한, 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)에 대해, 소정의 전압(위치 검출용 전압이고, 전형적으로는 주기적으로 변화하는 진동 전압)이 인가되지 않는 기간에, 표시용 전압 또는 전류를 공급하는 제1 회로와, 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)의 복수의 개소로부터 흐르는 전류를 검출하는 제2 회로와, 제1 회로 및 제2 회로의 어느 일방을 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)과 전기적으로 도통시키는 스위칭 회로를 구비한다.
이 터치 센서가 부착된 표시 장치는, 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)을 투명 전극으로서도 사용한 것이고, 또한, 제1 위치 검출용 투명 도전막(32) 및 제2 위치 검출용 투명 도전막(34) 중의 선택된 일방에 위치 검출용의 소정 전압을 인가하는 스위칭 회로에 더하여, 제1 회로 및 제2 회로의 어느 일방을 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)과 전기적으로 도통시키는 스위칭 회로를 구비하고 있다.
이 추가 스위칭 회로를 사용하여, 제1 회로 및 제2 회로의 어느 일방을 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)과 전기적으로 도통시킴으로써, 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)을 시분할로 이용하고, 접촉 위치의 검출, 및, 표시용 전압의 인가를 행한다. 이 때문에, 터치 센서의 배면측에 별도의 투명 전극을 설치할 필요가 없기 때문에, 터치 센서가 부착된 표시 장치의 투과율의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 터치 센서가 부착된 표시 장치의 소형화 및 경량화를 실현할 수 있다.
실시예 2에 따른 터치 센서(37)를, 예를 들면 도16에 나타낸 바와 같이, 액정 패널 등의 표시 패널(20)의 앞면(관찰자면)에 배치한 경우, 터치 센서(37)가 표시 패널(20)로부터의 노이즈를 받고, 터치 센서(37)의 위치 검출 정밀도가 저하될 우려가 있다. 표시 패널(20)로부터의 노이즈에는, 예를 들면, 표시 패널(20)이 구비하는 대향 전극에 인가되는 공통 전압에 기인하여, 터치 센서(37)가 구비하는 위치 검출용 투명 도전막(32),(34)에 발생하는 유기 전압이 포함된다.
이 노이즈를 제거하기 위해, 실시예 2의 터치 센서가 부착된 장치에서는, 접촉 위치를 검출하기 위한 검출 회로(50)에 있어서, 검출된 신호로부터, 유기 전압에 대응하는 신호를 공제한 후, 접촉 위치를 산출하고 있다.
또한, 실시예 2와 같이, 표시 패널(20)에 정전용량 결합 방식의 터치 센서(37)를 배치할 경우, 터치 센서(37)가 구비하는 위치 검출용 투명 도전막(32), (34)과 표시 패널(20) 사이에 실드층(도시하지 않음)을 배치하고, 이 실드층에 의해, 터치 센서(37)가 표시 패널(20)로부터의 노이즈에 의해 악영향을 받는 것을 억제하고 있다. 또한, 터치 센서(37)의 위치 검출용 투명 도전막(32),(34)을 표시 패널(20)로부터 충분히 멀리 배치하고, 이에 의해서도 표시 패널(20)로부터의 노이즈에 따른 영향을 억제하고 있다.
그렇지만, 터치 센서(37)와 표시 패널(20) 사이에 실드층을 설치한 경우, 및/또는, 터치 센서(37)의 위치 검출용 투명 도전막을 표시 패널(20)로부터 충분히 멀리 배치한 경우, 시차가 크게 되는 문제가 있다. 또한, 표시 패널(20)의 표시면으로부터 관찰자까지의 사이에 존재하는 것의 투과율이 저하되는 경우가 있다. 또한, 터치 센서(37)를 설치한 표시 장치가 대형화하고, 박형화가 곤란하게 되는 문제도 있다.
그래서 상기 문제를 해결하고, 시차(視差)가 작고, 소형화가 가능한 터치 센서가 부착된 표시 장치 및, 위치 데이터 생성 방법을 이하에 설명한다.
(실시예 3)
우선, 도17을 참조하여, 본 발명의 터치 센서가 부착된 표시 장치의 일 실시예를 설명한다.
도17은, 본 발명의 실시예 3에 관한 터치 센서가 부착된 표시 장치(53)의 구성을 모식적으로 나타내고 있다.
터치 센서가 부착된 표시 장치(53)는, 표시 패널(49)과, 위치 검출용 투명 도전막(47)과, 검출 회로(도17에서는 도시하지 않음)를 갖고 있다.
표시 패널(49)은 적어도, 표시 매체층(44)과, 표시 매체층(44)의 관찰자측에배치되고, 또한, 표시 매체층(44)을 구동하기 위한 투명 대향 전극(45)과, 투명 대향 전극(45)의 관찰자측에 배치된 절연층(유전체층)(46)을 갖고 있다. 위치 검출용 투명 도전막(47)은, 이 표시 패널(49)이 구비하는 절연층(46)을 통하여, 투명 대향 전극(45)에 대향하도록 배치되어 있다. 검출 회로는, 위치 검출용 투명 도전막(47)의 복수의 개소로부터 흐르는 전류 변화를 검출한다.
터치 센서가 부착된 표시 장치(53)는, 투명 대향 전극(45)에 주기적으로 변화하는 진동 전압을 인가함으로써, 위치 검출용 투명 도전막(47)에 유기 전압을 발 생시켜, 위치 검출용 투명 도전막(47)에 전계를 생성하고, 위치 검출용 투명 도전막(47)에 접촉점을 형성함으로써 생기는 전류 변화에 기초하여, 접촉점의 위치 데이터를 생성하는 것을 주요 특징으로 하고 있다.
일반적으로, 터치 센서가 부착된 표시 장치에서는, 투명 대향 전극에 공통 전압을 인가함으로써 위치 검출용 투명 도전막에 생기는 유기 전압은, 터치 센서에 의해, 노이즈라고 생각되어지고 있다. 따라서, 유기 전압이 위치 검출용 투명 도전막에 발생하는 것을 억제하기 위해, 위치 검출용 투명 도전막과 투명 대향 전극과의 간극을 충분히 두고 있다. 혹은, 위치 검출용 투명 도전막과 투명 대향 전극 사이에, 실드층을 배치하고 있다. 혹은, 상술한 바와 같이, 접촉 위치를 검출하기 위한 검출 회로에 있어서, 검출된 신호로부터, 상기 유기 전압에 대응하는 신호를 공제한 후, 접촉 위치를 산출하고 있다.
이에 대해 본 실시예 3의 터치 센서가 부착된 표시 장치(53)에서는, 일반적으로 노이즈라고 생각되어지는 유기 전압을 적극적으로 이용하여, 위치 검출용 투명 도전막(47)에 대한 접촉점의 위치 데이터를 생성한다. 따라서, 위치 검출용 투명 도전막(47)과 투명 대향 전극(45)과의 간극을 크게 할 필요가 없다. 또한, 표시 패널(49)과 위치 검출용 투명 도전막(47) 사이에 실드층을 설치할 필요가 없다. 결과로서, 박형화가 가능하고, 시차가 작은 터치 센서가 부착된 표시 장치를 제공하는 것이 가능하다.
또한, 접촉 위치를 검출하기 위해, 위치 검출용 투명 도전막(47)에 특별히 인가된 전압을 사용하는 것은 아니고, 투명 대향 전극(45)에 인가하는 주기적으로 변화하는 진동 전압에 의해 발생하는 유기 전압을 이용한다. 따라서, 복잡한 회로를 필요로 하지 않고, 소비 전력을 증대시키지 않는다. 또한, 이와 같은 진동 전압으로서, 표시 매체층을 구동시키기 위해 표시 패널이 본래적으로 갖고 있는 전압을 이용하는 것이 가능하다. 또한, 위치 검출용 투명 도전막(47)에, 별도로, 교류 전압을 인가할 필요도 없게 된다.
이하, 도17을 참조하면서, 터치 센서가 부착된 표시 장치(53)의 구체예를 설명한다. 이하의 설명에서는, 표시 패널(49)에 액정 패널을 사용한 경우를 예시한다.
표시 패널(49)에 액정 패널을 사용한 경우, 예를 들면, 도17에 나타낸 바와 같이 표시 패널(49)은, 절연층(46)과, 투명 대향 전극(45)과, 액정 재료를 포함하는 표시 매체층(44)에 더하여, 또한, 표시 매체층(44)을 사이에 두고 투명 대향 전극(45)과 대향하도록 배치한, 액티브 매트릭스 기판(48) 및 제1 편광판(41)을 더 구비하고 있다. 액티브 매트릭스 기판(48)은, 글래스 또는 플라스틱 등의 투명 재료로부터 형성된 기판(42)의 주요면에, TFT 어레이(43)가 형성되고, 화소 전극(도시하지 않음)이 매트릭스 형태로 배열되어 있다.
절연층(46)은, 예를 들면, 글래스 기판 또는 플라스틱 기판 등의 대향 기판이고, 또한, 필요에 따라, 컬러 필터 및 제2 편광판을 가져도 된다. 또한, 상기 컬러 필터 및 제2 편광판은, 위치 검출용 투명 전도막(47)의 관찰자측에 배치되어 있어도 된다. 절연층(46)의 바람직한 두께는, 위치 검출용 투명 도전막(47)에 충분한 크기의 유기 전압을 발생시킬 수 있을 정도이면 된다.
구체적인 절연층(46)의 바람직한 두께는, 절연층에 포함되는 재료의 유전율에 의존한다. 후술하지만, 위치 검출용 투명 도전막(47)에 충분한 크기의 유기 전압을 발생시키려면, 위치 검출용 투명 도전막(47)과 투명 대향 전극(45)과의 사이의 절연층으로부터 형성되는 커패시터의 용량이, 약 200pF 이상인 것이 바람직하다. 따라서, 예를 들면, 3.7 형의 액정 패널의 절연층에 글래스 기판을 사용하는 경우, 글래스 기판의 두께는 0mm 초과, 1.1mm 이하의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 통상 0.4mm 두께 이상의 글래스 기판이 사용되고 있다. 액정 패널의 사이즈가 3.7 형 보다도 큰 경우, 글래스 기판의 두께를 1.1mm보다도 크게해도, 커패시터의 용량을 약 200pF 이상으로 하는 것이 가능하다.
또한, 표시 장치(53)의 관찰자측의 최표면에, 보호층을 형성해도 된다.
액정 패널은, 일반적으로, 교류 구동된다. 이는, 액정층에 직류 전압이 인가되면, 액정층의 수명이 단축되는 등의 이유에 의한 것이다. 따라서, 투명 대향 전극(45)에는 공통 전압으로서, 정과 부의 극성이 주기적으로 반전하는 전압이 인가된다.
도18(a)은, 표시 패널(49)의 투명 대향 전극(45)에 인가되는 공통 전압의 시간 변화의 일례를 나타내는 도면이다. 종축은 투명 대향 전극(45)의 전위, 횡축은 시간을 나타내고 있다. 여기에서는, 라인 반전 구동의 경우를 예시하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도18(a)에 나타낸 바와 같이, 공통 전압은, 1 수평 기간마다 정 및 부의 극성이 반전하고, 또한, 정극성의 전압값의 절대치는, 부극성의 전압값의 절대치와 같다. 터치 센서가 부착된 표시 장치(53)에서는, 이 공통 전압이, 위치 검출용 투명 도전막(47)에 유기 전압을 발생시키기 위한 진동 전압으로 된다.
도18(b)은, 투명 대향 전극(45)에, 도18(a)에 나타낸 공통 전압이 인가된 경우의 위치 검출용 투명 도전막(47)에 발생하는 유기 전압의 시간 변화를 나타낸다. 종축은 위치 검출용 투명 도전막(47)의 전위, 횡축은 시간을 나타내고 있다. 이 유기 전압은, 도18(a)에 나타낸 투명 대향 전극(45)의 전압 변화에 동기하여 있고, 1 수평 기간마다 극대치 또는 극소치를 갖는 펄스파이다. 상기 극대치 또는 극소치는, 예를 들면, 약 40kHz의 주기로 나타난다. 또한, 도18(b)에 나타낸 유기 전압은, 예를 들면, 액티브 매트릭스 기판(48)에 공급되는 표시 신호 전압 등에 의해 생기는 유기 전압에 비해 충분히 크다.
도18(b)에 나타낸 유기 전압이 위치 검출용 투명 도전막(47)에 생성됨으로써, 위치 검출용 투명 도전막(47) 내에서 구배가 작은 전계가 거의 균일하게 형성된다.
위치 검출용 투명 도전막(47)에는, 예를 들면, 위치 검출용 전극이 4 모퉁이에 형성되어 있다. 터치 센서가 부착된 표시 장치(53)의 관찰자측의 최표면에 보호층이 설치되어 있는 경우, 이 보호층의 표면이 펜이나 손가락 등에 의해 접촉됨으로써, 위치 검출용 투명 도전막(47)에 접촉점이 형성된다. 위치 검출용 투명 도전막(47)에 접촉점이 형성되면, 위치 검출용 투명 도전막(47)이 그라운드(접지면)와 용량적으로 결합된다. 이 용량이란, 예를 들면, 보호층과 위치 검출용 투명 도전막(47) 사이의 용량, 및, 사람과 지면의 사이에 존재하는 용량의 합계이다.
용량결합한 접촉 부분과 위치 검출용 투명 도전막(47)의 4 모퉁이의 전극과의 사이에 있는 전기 저항치는, 접촉 부분과 각 전극 사이의 거리에 비례한다. 따라서, 위치 검출용 투명 도전막(47)의 4 모퉁이의 전극을 통해, 접촉 부분과 각 전극 사이의 거리에 비례하는 전류가 흐르게 된다. 이러한 전류의 크기를 검출하면, 접촉 부분의 위치 좌표를 구하는 것이 가능하다.
예를 들면, 실시예 2의 터치 센서가 부착된 표시 장치, 또는 종래의 일반적인 터치 센서가 부착된 표시 장치에서는, 발진 회로(예를 들면 도14의 발진 회로(65))를 사용하여 위치 검출용 투명 도전막에 소정의 교류 전압을 인가함으로써, 위치 검출용 투명 도전막 내에 구배가 작은 전계를 거의 균일하게 형성하고, 접촉 위치의 검출을 행하고 있다. 이에 대해 본 실시예 3의 터치 센서가 부착된 표시 장치(53)에서는, 상술한 바와 같이, 투명 대향 전극(45)에 인가하는 진동 전압에 의해 위치 검출용 투명 도전막(47)에 발생하는 유기 전압을 사용하여, 위치 검출용 투명 도전막(47) 내에 구배가 작은 전계를 거의 균일하게 형성한다. 또한, 위치 검출용 투명 도전막(47)에 생기는 전계의 변화로부터 생성되는 전류의 변화에 기초하여, 접촉점의 위치 데이터를 생성한다.
즉, 터치 센서가 부착된 표시 장치(53)에서는, 통상, 유효하게 이용된 일이 없었던 유기 전압을 사용하여 접촉점의 위치 데이터를 생성한다. 따라서, 일반적으로 위치 검출용 투명 도전막(47)에 교류 전압을 인가하기 위해 필요로 했던 발진 회로가 필요해지지 않기 때문에, 일반적인 터치 센서가 부착된 표시 장치에 비해 전력의 절약이 가능하다. 또한, 통상, 상술한 유기 전압은 노이즈라고 생각되어지 기 때문에, 이 유기 전압의 발생을 억제하기 위해, 투명 대향 전극(45)과 위치 검출용 투명 도전막(47) 사이에 실드층을 설치, 및/또는 투명 대향 전극(45)과 위치 검출용 투명 도전막(47) 사이의 거리를 크게 두고 있지만, 터치 센서가 부착된 표시 장치(53)에서는 그럴 필요가 없다.
터치 센서가 부착된 표시 장치에서는, 위치 검출용 투명 도전막(47)과 투명 대향 전극(45) 사이에, 글래스 기판 및 공기층 등을 절연층(유전체층)으로 하여 의사적 커패시터가 형성된다. 상술한 바와 같이 본 실시예에서는 유기 전압을 위치 검출을 위해 이용하기 때문에, 예를 들면, 표시 패널이 3.7형(표시면의 대각선 길이가 3.7인치)인 경우, 충분한 크기의 유기 전압을 발생시키기 위해, 상기 커패시터의 용량은 200 pF 이상인 것이 바람직하다.
예를 들면, 액정 패널(10)이 3.7형이고, 투명 대향 전극(45)과 위치 검출용 투명 도전막(47) 사이에 두께 0.7mm의 글래스 기판을 배치하고, 글래스 기판과 위치 검출용 투명 도전막(47) 사이에 두께 0.1 mm의 공기층의 간극을 설치한 경우, 투명 대향 전극(45)과 위치 검출용 투명 도전막(47) 사이의 거리는 0.8 mm이고, 상기 커패시터의 용량은 192 pF이다.
투명 대향 전극(45)과 위치 검출용 투명 도전막(47) 사이의 거리를 상술한 0.8 mm 로 하고, 예를 들면 진폭이 4.9 V의 도18(a)에 나타낸 전압을 투명 대향 전극(45)에 인가한 경우, 위치 검출용 투명 도전막(47)에는, 진폭이 0.65 V의 도18(b)에 나타낸 유기 전압이 발생하는 것이 실측되었다. 이 유기 전압의 크기는, 본 실시예의 위치 검출을 행하는데 충분하다.
이에 대해 일반적인 터치 센서가 부착된 표시 장치에서는, 상기 유기 전압의 발생을 억제하기 위해, 상기 커패시터 용량이 작게 되도록, 투명 대향 전극과 위치 검출용 투명 도전막 사이의 거리를 크게 두고 있다.
예를 들면, 액정 패널이 3.7 형이고, 투명 대향 전극과 위치 검출용 투명 도전막 사이에 0.7mm의 글래스 기판을 배치하고, 글래스 기판과 위치 검출용 투명 도전막 사이에 두께 0.5 mm의 공기층의 간극을 설치한 경우, 투명 대향 전극과 위치 검출용 투명 도전막 사이의 거리는 1.2mm이고, 상기 커패시터 용량은 62.5 pF이다. 이 투명 대향 전극과 위치 검출용 투명 도전막 사이의 거리와 같은 정도의 거리가, 종래의 저항막 방식의 터치 센서가 부착된 표시 장치의 저항막과 투명 대향 전극 사이에 필요로 하고 있었다.
이상 설명한 바와 같이, 터치 센서가 부착된 표시 장치(53)에서는, 투명 대향 전극(45)과 위치 검출용 투명 도전막(47) 사이의 거리를, 예를 들면, 1mm 이하로 하는 것이 가능하기 때문에, 일반적인 터치 센서가 부착된 표시 장치보다도 투명 대향 전극(45)과 위치 검출용 투명 도전막(47)을 가까이 하는 것이 가능하게 되어, 시차를 작게 할 수 있다.
실시예 2의 터치 센서가 부착된 표시 장치(30)(도16)에서는 상술한 바와 같이, 예를 들면, 위치 검출용 투명 도전막(32),(34)의 좌표 검출용 도전부(35),(36)에 전압을 인가하기 위해 교류 구동 발진 회로(65)(도14)를 사용하고 있다. 또한, 예를 들면, 위치 검출용 투명 도전막(32),(34)과, 투명 대향 기판(24)이 구비하는 전극(예를 들면 대향 전극) 사이에, 도시하지 않은 실드층을 설치, 및/또는 위치 검출용 투명 도전막(32),(34)과 투명 대향 기판(24)이 구비하는 대향 전극의 간극을 크게 두고 있다. 이 표시 장치(30)를 실시예 3에 적용한 경우, 표시 패널(20)의 투명 대향 기판(24)의 대향 전극에 인가되는 주기적으로 변화하는 진동 전압에 의해 발생하는 유기 전압을, 접촉 위치 검출을 위해 사용할 수 있다.
이하, 표시 장치(30)에 실시예 3를 적용한 경우에 대해, 도16을 참조하면서, 보다 구체적으로 설명한다. 이하의 설명에서는, 대향 전극에 인가되는 진동 전압에 의해, 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)에 유기 전압을 발생시키는 경우를 예시한다.
표시 장치(30)를 실시예 3에 적용한 경우, 표시 패널(20)은 적어도, 표시 매체층(26)과, 표시 매체층(26)의 관찰자측에 배치된 투명 대향 기판(24)을 갖는다. 투명 대향 기판(24)은, 표시 매체층(26)을 구동하기 위한 전극과, 이 전극의 관찰자 측에 배치된 절연층(예를 들면 글래스 기판)을 구비한다. 또한, 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)은, 절연층을 개재하여, 상기 전극에 대향하도록 배치되어 있다. 상기 전극에 주기적으로 변화하는 진동 전압을 인가함으로써, 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)에 유기 전압이 발생하고, 이 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)에 전계가 생성된다. 접촉점의 위치 데이터는, 제1 위치 검출용 투명 도전막(32) 및 제2 위치 검출용 투명 도전막(34)에 접촉점을 형성함으로써 생기는 전류 변화에 기초하여 생성된다.
상술한 표시 장치에 따르면, 노이즈라고 생각되어지는 유기 전압을 유효하게 이용하여, 접촉 위치 검출을 위해 사용하기 때문에, 전극과 위치 검출용 투명 도전 막(34) 사이에 실드층을 설치, 및/또는, 전극과 위치 검출용 투명 도전막(34)의 간극을 크게 둘 필요가 없게 된다. 또한, 접촉점의 위치 데이터의 검출을 위해, 위치 검출용 투명 도전막(34)에 특별히 인가된 전압을 사용하지 않고, 전극에 인가하는 주기적으로 변화하는 진동 전압에 의해 발생하는 유기 전압을 이용할 수 있기 때문에, 위치 검출용 투명 도전막(34)에 진동 전압을 인가하기 위한 교류구동 발진 회로를 생략할 수 있다. 따라서, 표시 장치(37)를 실시예 3에 적용한 경우, 시차를 작게 하고, 표시 장치를 소형화할 수 있고, 또한, 소비 전력을 저하시킬 수 있게 된다.
상술한 설명에서는, 투명 대향 전극(45)에 인가되는 공통 전압을 사용하여 유기 전압을 발생시키는 경우를 예시했지만, 유기 전압을 발생시키기 위해 투명 대향 전극(45)에 인가하는 전압은 이에 한하지 않는다.
예를 들면, 위치 검출용 투명 도전막(47)에 유기 전압을 발생시키기 위한 진동 전압을 공통 전압과는 별도로, 투명 대향 전극(45)에 인가해도 된다. 도18(c)에, 이 구체예를 나타낸다. 종축은 투명 대향 전극(45)의 전위, 횡축은 시간을 나타내고 있다. 도18(c)에 나타낸 투명 대향 전극(45)의 전위의 1주기는 기간 T1과 기간 T2를 포함하고 있다.
도18(c)의 경우, 투명 대향 전극(45)을 표시용 공통 전극으로서 사용하는 기간(표시 모드)과, 위치 검출용 투명 도전막(47)에 유기 전압을 발생시키기 위한 전극으로서 사용하는 기간(위치 검출 모드)이 절환된다. 기간 T1과 기간 T2는, 각각, 위치 검출 모드와 표시 모드에 대응된다.
위치 검출용 투명 도전막(47)의 4 모퉁이의 전극은, 각각, 트랜지스터나 다이오드 등으로부터 구성된 스위칭 회로를 사용하여, 후술하는 검출 회로에 접속되어 있다. 기간 T1과 기간 T2는, 예를 들면, 이 스위칭 회로를 사용함으로써, 번갈아 절환된다. 즉 이 스위칭 회로는, 투명 대향 전극(45)에 대해 표시 매체층(44)을 구동하기 위한 전압 또는 전류를 공급하는 표시용 회로와, 접촉점의 위치 검출을 행하기 위한 검출 회로(도19를 참조하여 후술하는)의 어느 일방을, 투명 대향 전극(45)과 전기적으로 도통시킨다.
기간 T1동안에는, 위치 검출용 투명 도전막(47)의 4 모퉁이의 전극은 각각 검출 회로에 접속되고, 기간 T2동안에는, 위치 검출용 투명 도전막(47)의 4 모퉁이의 전극은 검출 회로에 접속되지 않는다.
우선, 기간 T1의 위치 검출 모드에서는, 소정의 진폭을 갖는 진동 전압을 투명 대향 전극(45)에 인가하고, 위치 검출용 투명 도전막(47)에 소정의 진폭을 갖는 유기 전압을 생성시킨다. 이 기간 T1동안에는, 위치 검출용 투명 도전막(47)의 4 모퉁이의 전극이, 각각, 상술하는 검출 회로에 접속되기 때문에 이 검출 회로에 의해, 접촉점의 위치 데이터가 생성된다.
한편, 기간 T2의 표시 모드에서는, 소정의 크기의 공통 전압이 인가되고, 공통 전압이 전술한 바와 같이 진동하는 경우에는, 위치 검출용 투명 도전막(47)에 유기 전압이 발생하지만, 기간 T2동안에는, 위치 검출용 투명 도전막(47)의 4 모퉁이의 전극이 검출 회로에 접속되지 않기 때문에, 유기 전압이 접촉 위치의 검출 정밀도에 영향을 주는 일이 없다. 또한, 도18(c)에 나타낸 바와 같이, 기간 T2동안에, 투명 대향 전극(45)에 일정 전압을 인가하는 경우에는, 위치 검출용 투명 도전막(47)에 유기 전압이 발생하지 않기 때문에, 상기 스위칭 회로를 생략할 수 있다.
본 실시예 3에서 채용하는 정전용량 결합 방식에 따른 위치 검출 방식의 기본 원리는, 실시예 1에서 도2, 4를 사용하여 설명한 것과 같기 때문에, 상세한 설명을 생략한다. 또한, 예를 들면 도4에서는, 위치 검출용 투명 도전막의 4 모퉁이의 전극으로부터 동상동전위의 교류 전압을 인가하고 있지만, 본 실시예 3에서는, 상기 교류 전압은 위치 검출용 투명 도전막에 발진 회로 등에 의해 인가된 것은 아니고, 투명 대향 전극(45)에 인가된 진동 전압에 의해 발생한 유기 전압이다.
실시예 1에서 설명한 바와 같이, 위치 검출용 투명 도전막(47)에 대한 접촉 위치는, 위치 검출용 투명 도전막(47)의 4개의 전극을 흐르는 i1, i2, i3, 및 i4(도4)의 측정치로부터 구해질 수 있다.
이상의 설명에서는, 표시 패널(49)이 액정 패널이고, 특히, 이 액정 패널이 액티브 매트릭스형 액정 패널인 경우를 예시하지만, 본 실시예에 사용되는 표시 패널(49)은 이에 한정되지 않는다. 표시 패널이 구비하는 투명 대향 전극에, 주기적으로 변화하는 진동 전압이 인가되는 것이면, 임의의 표시 패널이 이용 가능하다. 여기에서, 투명대향 전극에 인가되는 진동 전압은, 표시 매체층을 구동하기 위해 사용되는 전압인 것이 바람직하다. 진동 전압은, 위치 검출용 투명 도전막에 유기 전압을 발생시키기 위해 필요하지만, 이 진동 전압이 표시 매체층을 구동하기 위해 사용되는 공통 전압이면, 투명 대향 전극에, 공통 전압에 덧붙여, 유기 전압 발생을 위한 전압을 별도로 인가할 필요가 없다. 따라서, 통상의 표시 장치와 비교하여 전원 회로가 복잡한 구성으로 되는 것을 억제할 수 있고, 또한, 소비 전력이 증대하는 것을 억제할 수 있다.
위치 검출용 투명 도전막(47)에 유기 전압을 발생시키는 전극은, 상술한 투명 대향 전극(45)에 한정되지 않는다. 다만, 위치 검출용 투명 도전막(47)에 서로 다른 진동 전압이 인가되는 복수의 전극이 대향하면, 이러한 전극과 위치 검출용 투명 도전막(47) 사이의 전계가 불균일하게 되고, 위치 검출 정밀도가 저하되는 일이 있다. 따라서, 유기 전압을 발생시키기 위한 전극과 위치 검출용 투명 도전막(47) 사이에 균일한 전계를 발생시킬 수 있도록, 적어도 접촉 위치를 검출하는 위치 검출용 투명 도전막(47)의 영역 전체에 걸쳐, 이 위치 검출용 투명 도전막(47)과 유기 전압을 발생시키기 위한 전극이 번갈아 대향하도록 설치하는 것이 바람직하다.
다음, 터치 센서가 부착된 표시 장치(53)가 구비하는 검출 회로의 구성을 설명한다. 검출 회로는, 위치 검출용 투명 도전막(47)의 복수의 개소로부터 흐르는 전류의 변화를 검출하고, 검출된 전류의 변화에 기초하여 위치 검출용 투명 도전막(47)에 대한 접촉점의 위치 데이터를 생성한다.
도19는, 검출 회로(50)의 일례를 나타내는 블록도이다. 도19에 예시하는 검출 회로(50)는, 4개의 전류 변화 검출 회로(61)를 구비해 있고, 이 4개의 전류 변화 검출 회로(61)는, 각각, 위치 검출용 투명 도전막(47)의 4 모퉁이의 전극에 접속되어 있다. 또한, 위치 검출용 투명 도전막(47)에 설치된 전극의 수 및 그 배치는, 이에 한정되지 않는다.
전류 변화 검출 회로(61)는, 위치 검출용 투명 도전막(47)의 4개의 전극의 각각과 그라운드 사이를 흐르는 전류를 측정한다. 위치 검출용 투명 도전막(47)에는, 상술한 유기 전압이 인가되고 있기 때문에, 손가락 등의 접촉에 의해 각 전극을 흐르는 전류는 교류 성분을 갖고 있다.
전류 변화 검출 회로(61)의 출력은, 아날로그 신호 처리 회로(62)에 의해, 증폭 및 밴드 패스 필터링 처리를 받는다. 아날로그 신호 처리 회로(62)의 출력은, 검파 필터링 회로(63A)에 의해 검파된다.
검파 필터링(63A)에서는, 수신한 신호에 포함되어 있는 여러가지 노이즈를 삭제하기 위해, 필터링을 행한다. 일반적으로, 투명 대향 전극에 인가되는 전압에 의해 위치 검출용 투명 도전막에 생기는 유기 전압(예를 들면 도18(b))도 노이즈라고 생각되어진다. 따라서 검파 필터링 회로로 삭제하는 노이즈 중에, 상기 유기 전압에 대응하는 신호도 포함되어 있다.
이에 대해 본 실시예의 검출 회로에서는, 접촉점의 위치 검출을 위해 상기 유기 전압을 적극적으로 이용하기 때문에, 검파 필터링(63A)에서, 상기 유기 전압에 대응하는 신호를 삭제하지 않는다. 따라서, 본 실시예의 검파 필터링(63A)에는, 상기 유기 전압에 대응하는 신호를 삭제하기 위한 회로가 포함되어 있지 않다.
검파 필터링(63A)에 따른 출력은, 노이즈 소거 직류화 회로(64)에 입력된다. 노이즈 소거 직류화 회로(64)는, 검파 필터링(63A)의 출력을 직류화하고, 각 전극을 흐르는 전류에 비례하는 값을 갖는 신호를 생성한다. 또한 노이즈 소거 직류화 회로(64)는, 검출한 전류값을 전압값으로 교환하고, 증폭하여, 상기 신호를 생성하고, 아날로그 멀티플렉서(66)를 통해 A/D 교환기(67)로 보낸다.
예를 들면 실시예 2의 노이즈 소거 직류화 회로에서는, 검파 필터링 회로로부터 수신한 신호(전압값)는, 유기 전압에 대응하는 신호가 삭제되어 있다. 따라서, 검파 필터링 회로로부터 수신한 신호에는, 예를 들면, 도18(b)에 나타낸 유기 전압이 중첩되어 있지 않고, 시간에 대해 연속적으로 변화하는 파형을 갖고 있다. 따라서, 실시예 2의 노이즈 소거 직류화 회로는, 상기 연속적으로 변화하는 파형을 갖는 전압값을, 연속적으로, 아날로그 멀티플렉서를 통해 A/D 변환기에 입력하고 있다.
이에 대해, 본 실시예에서는, 검파 필터링(63A)으로부터 수신한 신호(전압값)는, 예를 들면 도18(b)에 나타낸 유기 전압이 중첩되어 있고, 도21(a)에 나타낸 바와 같은 불연속적인 파형을 갖고 있다. 이 때문에, 예를 들면 실시예 2와 같이 노이즈 소거 직류회로에 의해 검출된 신호를, 연속적으로 아날로그 멀티플렉서를 통해 A/D 변환기에 입력한 경우, 접촉 위치가 입력되지 않은 경우에서도, 신호가 변동하기 때문에, 접촉 위치를 정확히 검출할 수 없다. 또한, 도21(a)는, 노이즈 소거 직류화 회로(64)가 검파 필터링(63A)으로부터 수신한 신호(전압값)의 시간 변화의 일례를 나타내는 도면이다. 종축은 전위, 횡축은 시간을 나타내고 있다.
그래서 본 실시예의 검출 회로(50)에서는 도20에 나타낸 바와 같이, 노이즈 소거 직류화 회로(64)에 포함되는 증폭 회로에 커패시터를 설치하고 있다. 예를 들면, 유기 전압이, 주기 40kHz으로 극대치 또는 극소치를 갖는 펄스파인 경우, 정전용량이 수백 nF의 커패시터를 설치하는 것이 바람직하다. 커패시터를 설치함으로써, 도21(b)에 나타낸 바와 같이, 유기 전압이 존재하고 있을 때에 검출된 전류값과, 유기 전압이 존재하지 않을 때에 검출되는 전류값을 평균하고, A/D 변환기(67)에 직류 전압을 제공한다. 위치 검출용 투명 도전막(47)에 접촉점이 형성되어 있지 않을 때에 얻어지는 직류 전압의 값과, 접촉점이 형성되었을 때에 얻어지는 직류 전압의 값과의 차에 기초하여, 접촉점의 위치가 구해진다.
상기 신호를 노이즈 소거 직류화 회로(64)로부터 수신한 아날로그 멀티플렉서(66)는, 4개의 전극으로부터의 출력을 A/D변환기(67)에 송출한다. A/D변환기(67)는, 디지털화된 위치 신호(위치 데이터)를 생성하고, 처리 장치(68)로 송출한다. 여기서 말하는 위치 데이터는, 상술한 식9 및 식10의 i1, i2, i3, 및 i 4를 직류 전압값으로 변환하고, 이에 더해 디지털화한 것을 가리킨다. 처리 장치(68)는, 이러한 값을 사용하여, 식9 및 식10에 기초하여 좌표X, Y를 구하고, 접촉점을 형성한 조작자에 의한 입력 명령을 판단하고, 소정의 데이터 처리 등을 행한다. 처리 장치(68)는, 예를 들면, 도17의 표시 장치를 구비한 휴대형 정보단말(PDA), ATM, 매표기, 또는 각종 컴퓨터 내부에 탑재된, 데이터 처리를 실행하는 것이다.
또한, 검출 회로(50)가 생성하는 위치 데이터는 상기의 예에 한하지 않는다. 검출 회로(50)가, 예를 들면, 상기 디지털화된 직류 전압값을 사용하여 XY좌표를 구하여, 이를 위치 데이터로서 출력해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 실시예 3에 의해, 박형으로 시차가 작고, 또한, 복잡한 회로 구성을 필요로 하지 않는 터치 센서가 부착된 표시 장치, 및 위치 데이터 생성 방법을 제공하는 것이 가능하였다.
본 발명에 따르면, 표시 특성의 악화를 초래하지 않고, 경량으로 소형화에 적합한 터치 센서, 터치 센서가 부착된 표시 장치, 및 위치 데이터 생성 방법을 제공하는 것이 가능하였다. 또한, 종래보다도 단순한 구성의 회로를 구비한 터치 센서, 및 터치 센서가 부착된 표시 장치를 제공할 수 있었다.

Claims (36)

  1. 제1면 위에 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소 전극을 갖는 액티브 매트릭스 기판과, 상기 액티브 매트릭스 기판의 제1면에 대향하는 복수의 투명 대향 전극을 구비한 터치 센서가 부착된 표시 장치로서,
    상기 복수의 투명 대향 전극에 대해 표시용 전압 또는 전류를 제공하는 제1 회로와,
    상기 표시장치로의 외부로부터의 접촉 포인트를 정전용량 결합방식에 의해 검출하기 위해, 상기 복수의 투명 대향 전극의 각각의 양단(兩端)을 흐르는 전류를 검출하는 제2 회로와,
    상기 제1 회로 및 상기 제2 회로의 어느 일방을 상기 투명 대향 전극과 전기적으로 도통시키는 스위칭 회로를 더 구비하고,
    상기 복수의 투명 대향 전극의 각각은, X방향 및 Y방향 중 한쪽인 제1 방향의 길이가, X방향 및 Y방향 중 다른쪽인 제2 방향의 길이 보다도 길고, 상기 제2 회로는, 상기 복수의 투명 대향 전극 중 적어도 하나의 양단을 흐르는 전류로부터 상기 제1 방향의 좌표를 검출하는, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 회로는, 상기 제1 회로 또는 상기 제2 회로와 상기 투명 대향 전극과의 전기적 접속을 제어 신호에 응답하여 주기적으로 절환하는, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 회로, 상기 제2 회로 및 상기 스위칭 회로는, 각각, 상기 액티브 매트릭스 기판상에 형성된 박막 트랜지스터를 갖고 있는, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 박막 트랜지스터는, 상기 액티브 매트릭스 기판상에 퇴적된 다결정 실리콘을 갖고 있는, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 화소 전극과 상기 투명 대향 전극 사이에 설치된 액정층을 갖는, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 투명 대향 전극은, 상기 기판에 대향하는 다른 기판상에 형성되어 있고, 상기 액정층은 양 기판 사이에 봉입되어 있는, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 화소 전극과 상기 투명 대향 전극 사이에 설치된 유기 EL층을 갖는, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  9. 제1면 위에 배열된 복수의 주사 전극을 갖는 제1 기판과, 상기 제1 기판의 제1면에 대향하는 복수의 데이터 전극을 갖는 제2 기판을 구비한 터치 센서가 부착된 표시장치로서,
    각 데이터 전극에 대해 표시용 전압 또는 전류를 공급하는 제1 회로와,
    상기 표시장치로의 외부로부터의 접촉 포인트를 정전용량 결합방식에 의해 검출하기 위해, 상기 복수의 데이터 전극의 각각의 양단을 흐르는 전류를 검출하는 제2 회로와,
    상기 제1 회로 및 상기 제2 회로 중 어느 일방을 상기 데이터 전극과 전기적으로 도통시키는 스위칭 회로를 더 구비하고,
    상기 복수의 데이터 전극의 각각은, X방향 및 Y방향 중 한쪽인 제1 방향의 길이가, X방향 및 Y방향 중 다른쪽인 제2 방향의 길이 보다도 길고, 상기 제2 회로는, 상기 복수의 데이터 전극 중 적어도 하나의 양단을 흐르는 전류로부터 상기 제1 방향의 좌표를 검출하는, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  10. 제1면 위에 배열된 복수의 제1 전극을 갖는 제1 기판과, 상기 제1 기판의 제1면에 대향하는 복수의 제2 전극을 갖는 제2 기판을 구비한 터치 센서가 부착된 표시 장치로서,
    각 제1 전극에 대해 표시용 전압 또는 전류를 공급하는 제1 회로와,
    상기 표시장치로의 외부로부터의 접촉 포인트를 정전용량 결합방식에 의해 검출하기 위해, 상기 복수의 제1 전극의 각각의 양단(兩端)을 흐르는 전류를 검출하는 제2 회로와,
    상기 제1 회로 및 상기 제2 회로 중 어느 일방을 상기 제1 전극과 전기적으로 도통시키는 스위칭 회로를 더 구비하고,
    상기 복수의 제1 전극의 각각은, X방향 및 Y방향 중 한쪽인 제1 방향의 길이가, X방향 및 Y방향 중 다른쪽인 제2 방향의 길이 보다도 길고, 상기 제2 회로는, 상기 복수의 제1 전극 중 적어도 하나의 양단을 흐르는 전류로부터 상기 제1 방향의 좌표를 검출하는, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 제1 회로, 상기 제2 회로 및 상기 스위칭 회로는, 상기 기판상에 형성된 박막 트랜지스터를 갖고 있는, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 박막 트랜지스터는, 상기 기판상에 퇴적된 다결정 실리콘을 갖고 있는, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  13. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 설치된 액정층을 갖는, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  14. 삭제
  15. X방향 및 Y방향으로 확장되는 조작면 내에 있어서 외부로부터의 입력 포인트를 정전용량 결합 방식에 의해 검출하는 터치 센서에 있어서,
    상기 조작면에 평행하게 배치되어 X방향 및 Y방향으로 확장되는 제1 위치 검출용 투명 도전막으로서, 상기 입력 포인트의 상기 Y방향의 좌표의 검출을 하기 위한 Y좌표 검출용 도전부와 전기적으로 접속된 제1 위치 검출용 투명 도전막과,
    상기 제1 위치 검출용 투명 도전막에 대향하도록 배치되어 X방향 및 Y방향으로 확장되는 제2 위치 검출용 투명 도전막으로서, 상기 입력 포인트의 상기 X방향의 좌표의 검출을 행하는 X좌표 검출용 도전부와 전기적으로 접속된 제2 위치 검출용 투명 도전막과,
    상기 제1 위치 검출용 투명 도전막과 상기 제2 위치 검출용 투명 도전막의 사이에 설치된 유전체층과,
    상기 제1 위치 검출용 투명 도전막 및 상기 제2 위치 검출용 투명 도전막 중 선택된 일방에 소정의 전압을 인가하는 스위칭 회로를 구비한 터치 센서.
  16. 제15항에 있어서, 상기 스위칭 회로에 의해, 상기 제1 위치 검출용 투명 도전막의 전기적 도통과, 상기 제2 위치 검출용 투명 도전막의 전기적 도통이 번갈아 절환되는 터치 센서.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 입력 포인트와 상기 Y좌표 검출용 도전부 사이를 흐르는 전류의 크기로부터 상기 입력 포인트의 상기 Y방향에 있어서의 좌표를 구하고,
    상기 입력 포인트와 상기 X좌표 검출용 도전부 사이를 흐르는 전류의 크기로부터 상기 입력 포인트의 상기 X방향에 있어서의 좌표를 구하는 검출용 회로를 더 갖는 터치 센서.
  18. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 Y좌표 검출용 도전부는, 상기 제1 위치 검출용 투명 도전막 위에 설치되고, 또한, 상기 Y방향으로 서로 간격을 두고 떨어져 있는 적어도 2개의 도전부를 갖고, 상기 X좌표 검출용 도전부는, 상기 제2 위치 검출용 투명 도전부 위에 설치되고, 또한, 상기 X방향으로 서로 간격을 두고 떨어져 있는 적어도 2개의 도전부를 갖는 터치 센서.
  19. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 유전체층이 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 형성되어 있는 터치 센서.
  20. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 유전체층이 글래스로 형성되어 있는 터치 센서.
  21. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 제1 위치 검출용 투명 도전막 또는 상기 제2 위치 검출용 투명 도전막의, 상기 유전체층측과 반대측의 주요면에 글래스가 설치되고, 상기 글래스를 통해 상기 입력 포인트가 부여되는 터치 센서.
  22. 제15항 또는 제16항에 기재된 터치 센서와, 상기 터치 센서가 표시면에 설치된 표시 패널을 갖는, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 표시 패널은, 표시 매체층과, 상기 표시 매체층의 관찰자측에 배치되고, 또한, 상기 표시 매체층을 구동하기 위한 전극과, 상기 전극의 관찰자측에 배치된 절연층을 갖고,
    상기 제1 위치 검출용 투명 도전막 및 상기 제2 위치 검출용 투명 도전막 중 어느 일방은, 상기 절연층을 개재하여, 상기 전극에 대향하도록 배치되어 있고,
    상기 전극에 주기적으로 변화하는 진동 전압을 인가함으로써, 상기 어느 일방의 위치 검출용 투명 도전막에 유기 전압을 발생시켜, 상기 어느 일방의 위치 검출용 투명 도전막에 전계를 생성하고,
    상기 제1 위치 검출용 투명 도전막 및 상기 제2 위치 검출용 투명 도전막에 접촉점을 형성함으로써 생기는 전류 변화에 기초하여, 상기 접촉점의 위치 데이터를 생성하는, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  24. 제15항 또는 제16항에 기재된 터치 센서를 갖는, 터치 센서가 부착된 표시 장치로서,
    상기 제1 위치 검출용 투명 도전막 및 상기 제2 위치 검출용 투명 도전막의 어느 일방과, 표시 매체층을 통하여 대향하도록 배치된 액티브 매트릭스 기판과,
    상기 어느 일방의 위치 검출용 투명 도전막에 대해, 상기 소정의 전압이 인가되지 않는 기간에, 표시용 전압 또는 전류를 공급하는 표시용 회로와,
    상기 어느 일방의 위치 검출용 투명 도전막의 복수 개소로부터 흐르는 전류를 검출하는 검출용 회로와,
    상기 표시용 회로 또는 상기 검출용 회로의 어느 일방을, 상기 어느 일방의 위치 검출용 투명 도전막과 전기적으로 도통시키는 추가의 스위칭 회로를 구비한, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  25. 표시 매체층과, 상기 표시 매체층의 관찰자측에 배치되고, 또한, 상기 표시 매체층을 구동하기 위한 전극과, 상기 전극의 관찰자측에 배치된 절연층을 갖는 표시 패널과,
    상기 절연층을 개재하여, 상기 전극에 대향하도록 배치된 위치 검출용 투명 도전막과,
    상기 위치 검출용 투명 도전막의 복수의 개소로부터 흐르는 전류 변화를 검출하는 검출 회로를 구비하고,
    상기 전극에 주기적으로 변화하는 진동 전압을 인가함으로써 상기 위치 검출용 투명 도전막에 유기 전압을 발생시켜, 상기 위치 검출용 투명 도전막에 전계를 생성하고,
    상기 위치 검출용 투명 도전막에 접촉점을 형성함으로써 생기는 상기 전류 변화에 기초하여, 상기 접촉점의 위치 데이터를 생성하는, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 유기 전압은, 극대값 또는 극소값을 주기적으로 갖는 펄스파인, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 진동 전압은, 상기 표시 매체층을 구동하기 위해 사용되는 전압인, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  28. 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 전극에 대해 상기 표시 매체층을 구동하기 위한 전압 또는 전류를 공급하는 표시 회로와,
    상기 표시 회로 및 상기 검출 회로의 어느 일방을 상기 전극과 전기적으로 도통시키는 스위칭 회로를 더 갖는, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  29. 제27항에 있어서, 상기 표시 패널은 액정 패널로서, 상기 진동 전압은, 극성이 주기적으로 반전하는 전압인, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  30. 제29항에 있어서, 상기 액정 패널은 액티브 매트릭스형 액정 패널로서, 상기 전극은 투명 대향 전극인, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  31. 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 전극과 상기 위치 검출용 투명 도전막 사이의 거리가 약 1mm인, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  32. 제26항에 있어서, 상기 펄스파의 주파수는 약 40kHz인, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
  33. 절연층을 통하여 전극과 대향하도록 배치된 위치 검출용 투명 도전막에 대한 접촉점의 위치 데이터를 생성하는 방법으로서,
    상기 전극에 주기적으로 변화하는 진동 전압을 인가함으로써, 상기 위치 검출용 투명 도전막에 유기 전압을 발생시켜, 상기 위치 검출용 투명 도전막에 전계를 생성하는 과정과,
    상기 위치 검출용 투명 도전막에 접촉점을 형성함으로써 생기는 전류 변화에 기초하여, 상기 접촉점의 위치 데이터를 생성하는 과정을 포함하는, 위치 데이터 생성 방법.
  34. 제33항에 있어서, 상기 전극으로서, 표시 패널이 갖는 표시 매체층을 구동하기 위해 사용되는 전극을 사용하는 위치 데이터 생성 방법.
  35. 제33항 또는 제34항에 있어서, 상기 진동 전압은, 표시 패널이 갖는 표시 매체층을 구동하기 위해 사용되는 전압인 위치 데이터 생성 방법.
  36. 제25항에 있어서, 상기 유기 전압은, 극대값 및 극소값을 주기적으로 갖는 펄스파인, 터치 센서가 부착된 표시 장치.
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