KR101719897B1 - 센서가 구비된 표시 장치 및 센서 장치 - Google Patents

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Abstract

화상을 표시하는 표시 영역에 배치된 센서 구동 전극과, 상기 표시 영역에 있어서 상기 센서 구동 전극과 대향하는 검출 전극과, 상기 표시 영역의 외측의 비표시 영역에 배치됨과 함께 상기 검출 전극과 전기적으로 접속된 리드선을 구비한 표시 패널과, 상기 센서 구동 전극에 센서 구동 신호를 공급함과 함께, 상기 검출 전극으로부터 해당 센서 구동 전극에 공급된 센서 구동 신호에 기초하는 검출 신호를 읽어내는 구동부를 구비하고, 상기 검출 전극은, 상기 리드선에 접속되고 상기 표시 영역과 상기 비표시 영역과의 경계를 따라 배치됨과 함께 제1 폭을 갖는 광폭부와, 상기 광폭부에 연결되고 상기 리드선으로부터 이격되는 방향으로 연장되어 상기 표시 영역에 배치됨과 함께 상기 제1 폭보다도 작은 제2 폭을 갖는 본체부를 구비한, 센서가 구비된 표시 장치.

Description

센서가 구비된 표시 장치 및 센서 장치{DISPLAY DEVICE WITH SENSOR AND SENSOR DEVICE}
본 출원은 2014년 2월 20일에 출원한 선행하는 일본 특허 출원 제2014-030543호와 2014년 12월 5일에 출원한 일본 특허 출원 제2014-247060호에 의한 우선권의 이익에 기초를 두고, 그 내용 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.
본 발명의 실시 형태는, 센서가 구비된 표시 장치 및 센서 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 물체의 접촉 또는 접근을 검출하는 센서(또는, 터치 패널이라고 칭해지는 경우도 있음)를 구비한 센서가 구비된 표시 장치가 실용화되고 있다. 센서의 일례로서, 정전 용량의 변화에 기초하여 물체의 접촉 또는 접근을 검출하는 정전 용량형 센서가 있다. 이와 같은 센서를 구성하는 검출 전극 및 센서 구동 전극은, 화상을 표시하는 표시 영역에 배치되고, 유전체를 개재하여 대향하고 있다. 검출 전극은, 표시 영역의 외측에 위치하는 리드선과 전기적으로 접속되어 있다.
표시 영역이 확대되는 한편으로 표시 장치의 소형화에의 요구가 높아지고 있어, 표시 영역보다도 외측의 주변은 협액연화되는 경향에 있다. 이로 인해, 센서 구동 전극과 리드선이 접근하여 배치되는 경우가 있다. 이 경우, 센서 구동 전극과 리드선과의 사이의 용량 결합에 의해, 리드선이 센서와 같이 기능해 버린다. 예를 들어, 표시 영역의 최외주 부근에 피검출물이 접촉 또는 접근한 경우에, 상기 리드선에서의 정전 용량의 변화가 검출되어 버린다. 이로 인해, 원래 피검출물을 검출해야 하는 위치의 검출 전극과는 상이한 위치에서, 상기 리드선에 접속된 검출 전극이 마치 피검출물을 검출한 것 같이, 오동작해 버린다.
따라서, 센서 구동 전극과 외주 배선(리드선)과의 사이의 표시 영역 외에, 접지된 도전체 소재를 설치하여, 센서 구동 전극과 외주 배선과의 용량 결합을 차단하는 기술이 제안되어 있다.
본 실시 형태에 따르면, 화상을 표시하는 표시 영역에 배치된 센서 구동 전극과, 상기 표시 영역에 있어서 상기 센서 구동 전극과 대향하는 검출 전극과, 상기 표시 영역의 외측의 비표시 영역에 배치됨과 함께 상기 검출 전극과 전기적으로 접속된 리드선을 구비한 표시 패널과, 상기 센서 구동 전극에 센서 구동 신호를 공급함과 함께, 상기 검출 전극으로부터 해당 센서 구동 전극에 공급된 센서 구동 신호에 기초하는 검출 신호를 읽어내는 구동부를 구비하고, 상기 검출 전극은, 상기 리드선에 접속되고 상기 표시 영역과 상기 비표시 영역과의 경계를 따라 배치됨과 함께 제1 폭을 갖는 광폭부와, 상기 광폭부에 연결되고 상기 리드선으로부터 이격되는 방향으로 연장되고 상기 표시 영역에 배치됨과 함께 상기 제1 폭보다도 작은 제2 폭을 갖는 본체부를 구비한, 센서가 구비된 표시 장치가 제공된다.
본 실시 형태에 따르면, 화상을 표시하는 표시 영역에 배치된 공통 전극 및 화소 전극과, 상기 표시 영역에 있어서 상기 공통 전극과 대향하는 검출 전극과, 상기 표시 영역의 외측의 비표시 영역에 배치됨과 함께 상기 검출 전극과 전기적으로 접속된 리드선을 구비한 표시 패널을 구비하고, 상기 검출 전극은, 상기 비표시 영역에 배치되고 상기 리드선에 접속된 접속선과, 상기 접속선에 접속된 복수의 검출선에 의해 형성되고, 상기 표시 영역과 상기 비표시 영역과의 경계에 걸치는 광폭부에 있어서의 상기 검출선의 개수는, 상기 표시 영역에 위치하는 본체부에 있어서의 상기 검출선의 개수보다도 많은, 센서가 구비된 표시 장치가 제공된다.
본 실시 형태에 따르면, 제1 영역에 배치된 센서 구동 전극과, 상기 제1 영역에 있어서 상기 센서 구동 전극과 대향하는 검출 전극과, 상기 제1 영역의 외측의 제2 영역에 배치됨과 함께 상기 검출 전극과 전기적으로 접속된 리드선을 구비한 센서 패널과, 상기 센서 구동 전극에 센서 구동 신호를 공급함과 함께, 상기 검출 전극으로부터 해당 센서 구동 전극에 공급된 센서 구동 신호에 기초하는 검출 신호를 읽어내는 구동부를 구비하고, 상기 검출 전극은, 상기 리드선에 접속되고 상기 제1 영역과 상기 제2 영역과의 경계를 따라 배치됨과 함께 제1 폭을 갖는 광폭부와, 상기 광폭부에 연결되고 상기 리드선으로부터 이격되는 방향으로 연장되어 상기 제1 영역에 배치됨과 함께 상기 제1 폭보다도 작은 제2 폭을 갖는 본체부를 구비한, 센서 장치가 제공된다.
본 실시 형태에 따르면, 화상을 표시하는 표시 영역에 배치된 공통 전극 및 화소 전극과, 상기 표시 영역에 있어서 상기 공통 전극과 대향하는 제1 검출 전극 및 제2 검출 전극을 구비한 표시 패널을 구비하고, 상기 제1 검출 전극은, 상기 표시 영역의 외측의 비표시 영역에 배치된 제1 접속선과, 상기 제1 접속선에 접속된 복수의 제1 검출선에 의해 형성되고, 상기 표시 영역과 상기 비표시 영역과의 경계에 걸치는 제1 광폭부에 있어서의 상기 제1 검출선의 개수는, 상기 표시 영역에 위치하는 제1 본체부에 있어서의 상기 제1 검출선의 개수보다도 많고, 상기 제2 검출 전극은, 상기 비표시 영역에 배치된 제2 접속선과, 상기 제2 접속선에 접속된 복수의 제2 검출선에 의해 형성되고, 상기 경계에 걸치고 상기 제1 광폭부에 인접하는 제2 광폭부에 있어서의 상기 제2 검출선의 개수는, 상기 표시 영역에 위치하는 제2 본체부에 있어서의 상기 제2 검출선의 개수보다도 많고, 또한, 상기 경계를 따라 상기 제1 검출선 및 상기 제2 검출선이 등간격으로 배열되어 있는, 센서가 구비된 표시 장치가 제공된다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 센서가 구비된 표시 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 사시도.
도 2는 도 1에 도시한 액정 표시 장치 DSP의 기본 구성 및 등가 회로를 개략적으로 도시하는 도면.
도 3은 도 2에 도시한 화소 PX를 도시하는 등가 회로도.
도 4는 액정 표시 장치 DSP의 일부의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 5는 본 실시 형태에 있어서의 센서 SE의 구성을 개략적으로 도시하는 평면도.
도 6a는 도 5에 도시한 센서 SE의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 평면도.
도 6b는 도 6a에 도시한 2개의 검출 전극 Rx의 각각의 광폭부 RSL을 확대한 개략 평면도.
도 6c는 도 6a에 도시한 2개의 검출 전극 Rx의 각각의 광폭부 RSL을 확대한 다른 개략 평면도.
도 7은 도 6a에 도시한 센서 SE의 일부를 포함하는 액정 표시 패널 PNL의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 8은 센싱 방법의 일례의 원리를 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 실시 형태의 일례인 기종 A 및 기종 B에 대해, 제1 전극 폭 W1과 제2 전극 폭 W2와의 비에 대한 배선 노이즈량을 측정한 실험의 실험 결과를 나타내는 도면.
도 10은 본 실시 형태의 일례인 기종 A 및 기종 B에 대해, 제1 전극 폭 W1과 제2 전극 폭 W2와의 비에 대한 터치 시그널을 측정한 실험의 실험 결과를 나타내는 도면.
도 11은 본 실시 형태의 일례인 기종 A 및 기종 B에 대해, 제3 폭 WR3과 제2 전극 폭 W2와의 차분에 대한 터치 시그널을 측정한 실험의 실험 결과를 나타내는 도면.
도 12는 도 5에 도시한 센서 SE의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 다른 평면도.
도 13은 본 실시 형태에 있어서의 센서 SE의 다른 구성을 개략적으로 도시하는 평면도.
도 14는 본 실시 형태에 있어서의 센서 SE의 다른 구성을 개략적으로 도시하는 평면도.
이하, 본 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 개시는 어디까지나 일례에 지나지 않고, 당업자에 있어서, 발명의 주지를 유지한 적시 변경에 대해 용이하게 상도할 수 있는 것에 대해서는, 당연히 본 발명의 범위에 함유되는 것이다. 또한, 도면은, 설명을 보다 명확히 하기 위해, 실제의 형태에 비해, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대해 모식적으로 나타내어지는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 명세서와 각 도면에 있어서, 기출된 도면에 대해 전술한 것과 동일하거나 또는 유사한 기능을 발휘하는 구성 요소에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 중복되는 상세한 설명을 적절하게 생략하는 경우가 있다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 센서가 구비된 표시 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 사시도이다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 표시 장치가 액정 표시 장치인 경우에 대해 설명하지만, 이것으로 한정되지 않고, 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치 등의 자발광형 표시 장치, 또는 전기 영동 소자 등을 갖는 전자 페이퍼형 표시 장치 등, 각종 플랫 패널형의 표시 장치이어도 된다.
액정 표시 장치 DSP는, 액티브 매트릭스형의 액정 표시 패널 PNL, 액정 표시 패널 PNL을 구동하는 구동 IC 칩 IC1, 정전 용량형의 센서 SE, 센서 SE를 구동하는 구동 IC 칩 IC2, 액정 표시 패널 PNL을 조명하는 백라이트 유닛 BL, 제어 모듈 CM, 플렉시블 배선 기판 FPC1, FPC2, FPC3 등을 구비하고 있다.
액정 표시 패널 PNL은, 평판 형상의 제1 기판 SUB1과, 제1 기판 SUB1에 대향 배치된 평판 형상의 제2 기판 SUB2와, 제1 기판 SUB1과 제2 기판 SUB2와의 사이에 끼워 지지된 액정층(후술하는 액정층 LQ)을 구비하고 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 제1 기판 SUB1을 어레이 기판, 제2 기판 SUB2를 대향 기판으로, 각각 바꿔 말할 수 있다. 액정 표시 패널 PNL은, 화상을 표시하는 표시 영역(액티브 에어리어) DA를 구비하고 있다. 이 액정 표시 패널 PNL은, 백라이트 유닛 BL로부터의 광을 선택적으로 투과시킴으로써 화상을 표시하는 투과 표시 기능을 구비한 투과형이다. 또한, 액정 표시 패널 PNL은, 투과 표시 기능 외에, 외광이나 보조광과 같은 표시면측으로부터의 광을 선택적으로 반사시킴으로써 화상을 표시하는 반사 표시 기능을 구비한 반사형이어도 된다. 또한, 이들 투과 표시 기능 및 반사 표시 기능을 구비한 반투과형이어도 된다.
백라이트 유닛 BL은, 제1 기판 SUB1의 배면측에 배치되어 있다. 이와 같은 백라이트 유닛 BL로서는, 다양한 형태가 적용 가능하다. 또한, 광원은, 발광 다이오드(LED)나 냉음극관(CCFL) 등의 어느 것이라도 적용 가능하다. 이들의 상세한 구조에 대해서는 설명을 생략한다. 또한, 액정 표시 패널 PNL이 반사 표시 기능만을 구비한 반사형인 경우에는, 백라이트 유닛 BL은 생략된다.
센서 SE는, 복수의 검출 전극 Rx를 구비하고 있다. 이들 검출 전극 Rx는, 예를 들어 액정 표시 패널 PNL의 표시면 상에 설치되어 있다. 여기서는, 검출 전극 Rx는 개략적으로 도시되어 있고, 도시된 예에서는, 각 검출 전극 Rx는, 대략 제1 방향 X로 연장되고, 제2 방향 Y로 배열되어 있다. 또한, 각 검출 전극 Rx는, 제2 방향 Y로 연장되고 제1 방향 X로 배열되어 있어도 되고, 섬 형상으로 형성되고 제1 방향 X 및 제2 방향 Y로 매트릭스 형상으로 배치되어 있어도 된다. 여기서는, 제1 방향 X 및 제2 방향 Y는, 서로 직교하고 있다. 또한, 제1 방향 X 및 제2 방향 Y는, 90°이외의 각도로 교차하고 있어도 된다. 제3 방향 Z는, 제1 방향 X 및 제2 방향 Y의 각각과 서로 직교하고 있다.
구동 IC 칩 IC1은, 액정 표시 패널 PNL의 제1 기판 SUB1 상에 탑재되어 있다. 플렉시블 배선 기판 FPC1은, 액정 표시 패널 PNL과 제어 모듈 CM을 접속하고 있다. 플렉시블 배선 기판 FPC2는, 센서 SE의 검출 전극 Rx와 제어 모듈 CM을 접속하고 있다. 구동 IC 칩 IC2는, 플렉시블 배선 기판 FPC2 상에 탑재되어 있다. 플렉시블 배선 기판 FPC3은, 백라이트 유닛 BL과 제어 모듈 CM을 접속하고 있다. 여기서, 제어 모듈 CM을 어플리케이션 프로세서로 바꿔 말할 수 있다.
구동 IC 칩 IC1 및 구동 IC 칩 IC2는, 플렉시블 배선 기판 FPC2 등을 통해 접속되어 있다. 예를 들어, 플렉시블 배선 기판 FPC2가 제1 기판 SUB1 상에 접속된 분기부 FPCB를 갖고 있는 경우, 구동 IC 칩 IC1 및 구동 IC 칩 IC2는, 상기 분기부 FPCB에 포함되는 배선 및 제1 기판 SUB1 상의 배선을 통해 접속되어 있어도 된다. 또한, 구동 IC 칩 IC1 및 구동 IC 칩 IC2는, 플렉시블 배선 기판 FPC1 및 플렉시블 배선 기판 FPC2의 각각에 포함되는 배선을 통해 접속되어 있어도 된다. 구동 IC 칩 IC1 및 구동 IC 칩 IC2는, 어느 한쪽의 구동 IC 칩에서 센서 SE의 구동 시기를 알리는 타이밍 신호를 생성하고, 이 타이밍 신호를 다른 쪽의 구동 IC 칩에 공급할 수 있다. 구동 IC 칩 IC1 및 구동 IC 칩 IC2는, 어느 한쪽의 구동 IC 칩에서 후술하는 공통 전극 CE의 구동 시기를 알리는 타이밍 신호를 생성하고, 이 타이밍 신호를 다른 쪽의 구동 IC 칩에 공급할 수 있다. 또는, 제어 모듈 CM은, 구동 IC 칩 IC1 및 IC2에 타이밍 신호를 공급할 수 있다. 상기 타이밍 신호에 의해, 구동 IC 칩 IC1의 구동과, 구동 IC 칩 IC2의 구동과의 동기화를 도모할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시한 액정 표시 장치 DSP의 기본 구성 및 등가 회로를 개략적으로 도시하는 도면이다.
액정 표시 장치 DSP는, 액정 표시 패널 PNL 등 외에, 표시 영역 DA의 외측의 비표시 영역 NDA에 있어서, 소스선 구동 회로 SD, 게이트선 구동 회로 GD, 공통 전극 구동 회로 CD 등을 구비하고 있다. 일례에서는, 소스선 구동 회로 SD 및 공통 전극 구동 회로 CD의 적어도 일부는, 구동 IC 칩 IC1에 내장되어 있다. 또한, 비표시 영역 NDA는, 표시 영역 DA를 둘러싸는 액연 형상으로 형성되어 있다.
액정 표시 패널 PNL은, 표시 영역 DA에 있어서, 복수의 화소 PX를 구비하고 있다. 복수의 화소 PX는, 제1 방향 X 및 제2 방향 Y로 매트릭스 형상으로 설치되고, m×n개 배치되어 있다(단, m 및 n은 정의 정수이다). 제1 방향 X로 배열된 복수의 화소 PX는 화소행을 구성하고, 제2 방향 Y로 배열된 복수의 화소 PX는 화소열을 구성한다. 또한, 액정 표시 패널 PNL은, 표시 영역 DA에 있어서, n개의 게이트선 G(G1∼Gn), m개의 소스선 S(S1∼Sm), 공통 전극 CE 등을 구비하고 있다.
게이트선 G는, 제1 방향 X로 대략 직선적으로 연장되고, 표시 영역 DA의 외측으로 인출되고, 게이트선 구동 회로 GD에 접속되어 있다. 또한, 게이트선 G는, 제2 방향 Y로 간격을 두고 배열되어 있다. 소스선 S는, 제2 방향 Y로 대략 직선적으로 연장되고, 표시 영역 DA의 외측으로 인출되고, 소스선 구동 회로 SD에 접속되어 있다. 또한, 소스선 S는, 제1 방향 X로 간격을 두고 배열되고, 게이트선 G와 교차하고 있다. 또한, 게이트선 G 및 소스선 S는, 반드시 직선적으로 연장되어 있어야 하는 것은 아니고, 그들의 일부가 굴곡하고 있어도 된다. 공통 전극 CE는, 표시 영역 DA의 외측으로 인출되고, 공통 전극 구동 회로 CD에 접속되어 있다. 이 공통 전극 CE는, 복수의 화소 PX에서 공용되어 있다. 공통 전극 CE의 상세에 대해서는 후술한다.
도 3은 도 2에 도시한 화소 PX를 도시하는 등가 회로도이다.
각 화소 PX는, 화소 스위칭 소자 PSW, 화소 전극 PE, 공통 전극 CE, 액정층 LQ 등을 구비하고 있다. 화소 스위칭 소자 PSW는, 예를 들어 박막 트랜지스터로 형성되어 있다. 화소 스위칭 소자 PSW는, 게이트선 G 및 소스선 S와 전기적으로 접속되어 있다. 화소 스위칭 소자 PSW는, 톱 게이트형 또는 보텀 게이트형 중 어느 것이어도 된다. 또한, 화소 스위칭 소자 PSW의 반도체층은, 예를 들어 폴리실리콘에 의해 형성되어 있지만, 아몰퍼스 실리콘이나 산화물 반도체 등에 의해 형성되어 있어도 된다. 화소 전극 PE는, 화소 스위칭 소자 PSW에 전기적으로 접속되어 있다. 화소 전극 PE는, 공통 전극 CE와 대향하고 있다. 공통 전극 CE, 절연막 및 화소 전극 PE는, 유지 용량 CS를 형성하고 있다.
도 4는 액정 표시 장치 DSP의 일부의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
즉, 액정 표시 장치 DSP는, 상술한 액정 표시 패널 PNL 및 백라이트 유닛 BL 외에, 제1 광학 소자 OD1 및 제2 광학 소자 OD2 등도 구비하고 있다. 또한, 도시한 액정 표시 패널 PNL은, 표시 모드로서 FFS(Fringe Field Switching) 모드에 대응한 구성을 갖고 있지만, 다른 표시 모드에 대응한 구성을 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 액정 표시 패널 PNL은, FFS 모드 등의 주로 기판 주면에 대략 평행한 횡전계를 이용하는 IPS(In-Plane Switching) 모드에 대응한 구성을 갖고 있어도 된다. 횡전계를 이용하는 표시 모드에서는, 예를 들어 제1 기판 SUB1에 화소 전극 PE 및 공통 전극 CE의 양쪽이 구비된 구성이 적용 가능하다. 또는, 액정 표시 패널 PNL은, TN(Twisted Nematic) 모드, OCB(Optically Compensated Bend) 모드, VA(Vertical Aligned) 모드 등의 주로 기판 주면에 교차하는 방향으로 발생하는 종전계를 이용하는 표시 모드에 대응한 구성을 갖고 있어도 된다. 종전계를 이용하는 표시 모드에서는, 예를 들어 제1 기판 SUB1에 화소 전극 PE가 구비되고, 제2 기판 SUB2에 공통 전극 CE가 구비된 구성이 적용 가능하다. 또한, 여기서의 기판 주면이란, 서로 직교하는 제1 방향 X와 제2 방향 Y로 규정되는 X-Y 평면과 평행한 면이다.
액정 표시 패널 PNL은, 제1 기판 SUB1, 제2 기판 SUB2 및 액정층 LQ를 구비하고 있다. 제1 기판 SUB1과 제2 기판 SUB2는 소정의 간극을 형성한 상태에서 접합되어 있다. 액정층 LQ는, 제1 기판 SUB1과 제2 기판 SUB2와의 사이의 간극에 봉입되어 있다.
제1 기판 SUB1은, 글래스 기판이나 수지 기판 등의 광투과성을 갖는 제1 절연 기판(10)을 사용하여 형성되어 있다. 제1 기판 SUB1은, 제1 절연 기판(10)의 제2 기판 SUB2에 대향하는 측에, 게이트선, 화소 스위칭 소자, 소스선 S, 공통 전극 CE, 화소 전극 PE, 제1 절연막(11), 제2 절연막(12), 제3 절연막(13), 제1 배향막 AL1 등을 구비하고 있다.
제1 절연막(11)은 제1 절연 기판(10) 상에 배치되어 있다. 또한, 상세하게 설명하지 않지만, 본 실시 형태에서는, 예를 들어 톱 게이트 구조의 화소 스위칭 소자가 적용되어 있다. 이와 같은 실시 형태에서는, 제1 절연막(11)은 제3 방향 Z에 적층된 복수의 절연층을 포함하고 있다. 예를 들어, 제1 절연막(11)은 제1 절연 기판(10)과 화소 스위칭 소자의 반도체층과의 사이에 개재되는 언더코트층, 반도체층과 게이트 전극과의 사이에 개재되는 게이트 절연층, 게이트 전극과 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 복수의 전극과의 사이에 개재되는 층간 절연층 등의 각종 절연층을 포함하고 있다. 게이트선은, 게이트 전극과 마찬가지로, 게이트 절연층과 층간 절연층과의 사이에 배치되어 있다. 소스선 S는, 제1 절연막(11) 상에 형성되어 있다. 또한, 화소 스위칭 소자의 소스 전극 및 드레인 전극 등도 제1 절연막(11) 상에 형성되어 있다. 도시된 예에서는, 소스선 S는, 제2 방향 Y로 연장되어 있다.
제2 절연막(12)은 소스선 S 및 제1 절연막(11) 상에 배치되어 있다. 공통 전극 CE는, 띠 형상을 나타내어 제2 절연막(12) 상에 형성되어 있다. 이와 같은 공통 전극 CE는, 인듐·틴·옥사이드(ITO)나 인듐·징크·옥사이드(IZO) 등의 투명한 도전 재료에 의해 형성되어 있다. 또한, 도시된 예에서는, 공통 전극 CE 상에 금속층 ML이 형성되어, 공통 전극 CE를 저저항화하고 있지만, 금속층 ML은 생략해도 된다.
제3 절연막(13)은 공통 전극 CE 및 제2 절연막(12) 상에 배치되어 있다. 화소 전극 PE는, 제3 절연막(13) 상에 형성되어 있다. 각 화소 전극 PE는, 인접하는 소스선 S의 사이에 각각 위치하고, 공통 전극 CE와 대향하고 있다. 또한, 각 화소 전극 PE는, 공통 전극 CE와 대향하는 위치에 슬릿 SL을 갖고 있다. 이와 같은 화소 전극 PE는, 예를 들어 ITO나 IZO 등의 투명한 도전 재료에 의해 형성되어 있다. 제1 배향막 AL1은, 화소 전극 PE 및 제3 절연막(13)을 덮고 있다.
이와 같이, 공통 전극 CE는, 게이트선 G나 소스선 S, 또는 화소 전극 PE와는 상이한 층에 설치되어 있다. 이로 인해, 공통 전극 CE는, X-Y 평면에 있어서, 게이트선 G나 소스선 S, 또는 화소 전극 PE와 교차하는 위치 관계로 배치하는 것이 가능하게 된다. 즉, 공통 전극 CE는, 인접하는 화소 PX에 걸쳐 설치할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 공통 전극 CE는, 복수열의 화소열과 대향 가능한 폭을 갖는 띠 형상을 나타내어 제2 방향으로 연장되어 있다.
한편, 제2 기판 SUB2는, 글래스 기판이나 수지 기판 등의 광투과성을 갖는 제2 절연 기판(20)을 사용하여 형성되어 있다. 제2 기판 SUB2는, 제2 절연 기판(20)의 제1 기판 SUB1에 대향하는 측에, 블랙 매트릭스 BM, 컬러 필터 CFR, CFG, CFB, 오버코트층 OC, 제2 배향막 AL2 등을 구비하고 있다.
블랙 매트릭스 BM은, 제2 절연 기판(20)의 내면에 형성되고, 각 화소를 구획하고 있다. 컬러 필터 CFR, CFG, CFB는, 각각 제2 절연 기판(20)의 내면에 형성되고, 그들의 일부가 블랙 매트릭스 BM에 겹쳐 있다. 컬러 필터 CFR은, 적색 화소에 배치된 적색 컬러 필터이며, 적색의 수지 재료에 의해 형성되어 있다. 컬러 필터 CFG는, 녹색 화소에 배치된 녹색 컬러 필터이며, 녹색의 수지 재료에 의해 형성되어 있다. 컬러 필터 CFB는, 청색 화소에 배치된 청색 컬러 필터이며, 청색의 수지 재료에 의해 형성되어 있다. 도시된 예는, 컬러 화상을 구성하는 최소 단위인 단위 화소가 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소의 3개의 색 화소에 의해 구성된 경우에 상당한다. 단, 단위 화소는, 상기한 3개의 색 화소의 조합에 의한 것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 단위 화소는, 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 외에, 백색 화소의 4개의 색 화소에 의해 구성되어도 된다. 이 경우, 백색 또는 투명한 컬러 필터가 백색 화소에 배치되어도 되고, 백색 화소의 컬러 필터 그 자체를 생략해도 된다. 오버코트층 OC는, 컬러 필터 CFR, CFG, CFB를 덮고 있다. 오버코트층 OC는, 투명한 수지 재료에 의해 형성되어 있다. 제2 배향막 AL2는, 오버코트층 OC를 덮고 있다.
검출 전극 Rx는, 제2 절연 기판(20)의 외면 ES측에 형성되어 있다. 도시된 예에서는, 검출 전극 Rx는, 제2 절연 기판(20)의 외면 ES에 접하고 있지만, 외면 ES로부터 이격되어 있어도 된다. 검출 전극 Rx가 외면 ES로부터 이격되어 있는 구성에서는, 외면 ES와 검출 전극 Rx와의 사이에 절연 부재가 개재되어 있다. 이 검출 전극 Rx의 상세한 구조에 대해서는 후술한다. 또한, 여기서는, 간략화하여 도시하고 있고, 후술하는 리드선 L의 도시를 생략하고 있다. 이와 같은 검출 전극 Rx는, 예를 들어 후술하는 알루미늄 등의 금속 재료에 의해 형성되어 있다. 검출 전극 Rx의 전기 저항값을 낮게 함으로써, 검출에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 이로 인해, 검출 전극 Rx를 금속으로 형성하는 것은, 액정 표시 패널 PNL의 대형화 및 고정밀화에 대해 유리해진다. 또한, 검출 전극 Rx는, ITO나 IZO 등의 투명한 도전 재료에 의해 형성되어 있어도 되고, 또한, 금속 재료(예를 들어, 미세한 금속선)와 투명한 도전 재료(예를 들어, 띠 형상의 도전층)와의 조합(집합체)에 의해 형성되어 있어도 된다. 각 검출 전극 Rx는, 제3 절연막(13), 제1 배향막 AL1, 액정층 LQ, 제2 배향막 AL2, 오버코트층 OC, 컬러 필터 CFR, CFG, CFB, 제2 절연 기판(20) 등의 유전체를 개재하여 공통 전극 CE와 대향하고 있다.
제1 광학 소자 OD1은, 제1 절연 기판(10)과 백라이트 유닛 BL과의 사이에 배치되어 있다. 제2 광학 소자 OD2는, 검출 전극 Rx의 상방에 배치되어 있다. 제1 광학 소자 OD1 및 제2 광학 소자 OD2는, 각각 적어도 편광판을 포함하고 있고, 필요에 따라 위상차판을 포함하고 있어도 된다. 제1 광학 소자 OD1에 포함되는 편광판 및 제2 광학 소자 OD2에 포함되는 편광판은, 예를 들어 각각의 흡수축이 직교하는 크로스 니콜의 위치 관계로 되도록 배치된다.
이어서, 본 실시 형태의 액정 표시 장치 DSP에 탑재되는 정전 용량형의 센서 SE에 대해 설명한다.
도 5는 본 실시 형태에 있어서의 센서 SE의 구성을 개략적으로 도시하는 평면도이다. 본 실시 형태에서는, 센서 SE는, 제1 기판 SUB1의 공통 전극 CE 및 제2 기판 SUB2의 검출 전극 Rx를 구비하고 있다. 즉, 공통 전극 CE는, 화소 전극 PE와의 사이에서 전계를 발생시킴으로써 표시용의 전극으로서 기능함과 함께, 검출 전극 Rx와의 사이에서 용량을 발생시킴으로써 센서 구동 전극으로서 기능한다.
액정 표시 패널 PNL은, 상기한 공통 전극 CE 및 검출 전극 Rx 외에, 리드선 L을 더 구비하고 있다. 공통 전극 CE 및 검출 전극 Rx는, 표시 영역 DA에 배치되어 있다. 도시된 예에서는, 공통 전극 CE는, 표시 영역 DA에 있어서, 각각 제1 방향 X로 간격을 두고 배열되고, 제2 방향 Y로 대략 직선적으로 연장된 복수의 띠 형상의 분할 전극 C를 구비하고 있다. 이에 대해, 검출 전극 Rx는, 표시 영역 DA에 있어서, 각각 제2 방향 Y로 간격을 두고 배열되고, 제1 방향 X로 대략 직선적으로 연장되어 있다. 즉, 여기서는, 검출 전극 Rx는, 분할 전극 C와 교차하는 방향으로 연장되어 있다. 이들 공통 전극 CE 및 검출 전극 Rx는, 상기한 바와 같이, 각종 유전체를 사이에 두고 대향하고 있다. X-Y 평면에 있어서, 1개의 분할 전극 C는, 도 2에 도시한 복수의 화소열 및 복수의 소스선 S와 대향하고, 복수의 게이트선 G와 교차하고 있다. 한편, 1개의 검출 전극 Rx는, 도 2에 도시한 복수의 화소행 및 복수의 게이트선 G와 대향하고, 복수의 소스선 S와 교차하고 있다.
또한, 분할 전극 C의 개수나 사이즈, 형상은 특별히 한정되는 것은 아니고 다양하게 변경 가능하다. 또한, 공통 전극 CE는, 후술하는 예와 같이, 제2 방향 Y로 간격을 두고 배열되고, 제1 방향 X로 대략 직선적으로 연장되고 있어도 된다. 또한, 공통 전극 CE는, 분할되는 일 없이, 표시 영역 DA에 있어서 연속적으로 형성된 단일 개의 평판 전극이어도 된다.
리드선 L은, 제2 기판 SUB2 상의 비표시 영역 NDA에 배치되고, 검출 전극 Rx와 일대 일로 전기적으로 접속되어 있다. 리드선 L의 각각은, 검출 전극 Rx로부터의 센서 출력값을 출력한다. 도시된 예에서는, 리드선 L은, 표시 영역 DA를 사이에 두고 비표시 영역 NDA의 양측에 각각 배치되어 있다. 예를 들어, 제2 방향 Y로 배열된 검출 전극 Rx 중, 홀수번째의 검출 전극 Rx에 접속된 리드선 L은 도면의 좌측의 비표시 영역 NDA에 배치되고, 또한 짝수번째의 검출 전극 Rx에 접속된 리드선 L은 도면의 우측의 비표시 영역 NDA에 배치되어 있다. 이와 같은 리드선 L의 레이아웃은, 비표시 영역 NDA의 양측의 폭의 균일화 및 협액연화에 대응한 것이다. 이와 같은 리드선 L은, 예를 들어 검출 전극 Rx와 마찬가지로, 제2 기판 SUB2에 배치되어 있다.
또한, 리드선 L은, 표시 영역 상에 제2 방향 Y로 배열되는 복수의 검출 전극 Rx에 대해 상반 부분의 복수의 검출 전극 Rx에 대응하는 리드선 L을 비표시 영역 NDA의 한쪽의 단부에 배치하고, 하반 부분의 복수의 검출 전극 Rx에 대응하는 리드선 L을 비표시 영역 NDA의 다른 쪽의 단부에 배치하는 구성을 채용하는 것도 가능하다.
액정 표시 장치 DSP는, 비표시 영역 NDA에 배치된 공통 전극 구동 회로 CD를 구비하고 있다. 분할 전극 C의 각각은, 공통 전극 구동 회로 CD에 전기적으로 접속되어 있다. 일례에서는, 공통 전극 구동 회로 CD의 적어도 일부는, 구동 IC 칩 IC1에 내장되어 있지만, 이 예로 한정되지 않는다. 예를 들어, 공통 전극 구동 회로 CD는, 구동 IC 칩 IC1의 외부에 설치되어도 된다. 공통 전극 구동 회로 CD는, 공통 전극 CE에 대해, 화상을 표시하는 표시 구동 시에 코먼 구동 신호를 공급하고, 센싱을 행하는 센싱 구동 시에 센서 구동 신호를 공급하는 구동부로서 기능한다.
플렉시블 배선 기판 FPC2는, 제2 기판 SUB2에 접속되고, 리드선 L의 각각과 전기적으로 접속되어 있다. 검출 회로 RC는, 예를 들어 구동 IC 칩 IC2에 내장되어 있다. 이 검출 회로 RC는, 공통 전극 CE로부터의 센서 구동 신호를 검출 전극 Rx에서 검출 신호로서 검출시키고, 검출 신호의 변화를 센서 출력값으로서 읽어내는 구동부로서 기능한다. 이와 같은 기능을 갖는 검출 회로 RC는, 검출 전극 Rx로부터의 센서 출력값에 기초하여, 액정 표시 장치 DSP에의 피검출물의 접촉 또는 접근을 검출한다. 또한, 검출 회로 RC는, 피검출물이 접촉 또는 접근한 개소의 위치 정보를 검출하는 것도 가능하다. 또한, 검출 회로 RC는, 제어 모듈 CM에 구비되어 있어도 된다.
도 6a는, 도 5에 도시한 센서 SE의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 평면도이다.
비표시 영역 NDA에는, 주변 차광층 LS가 배치되어 있다. 이 주변 차광층 LS는, 비표시 영역 NDA의 대략 전체 영역에 걸쳐 연장되어 있다. 공통 전극 CE의 각 분할 전극 C는, 표시 영역 DA에 있어서, 제1 방향 X로 배열되어 있다. 분할 전극 C는, 각각 제1 방향 X로 제1 전극 폭 W1을 갖고 있다. 여기서는, 표시 영역 DA와 비표시 영역 NDA와의 경계 B는, 주변 차광층 LS의 표시 영역측의 엣지의 위치에 상당한다. 표시 영역 DA의 단부란, 표시 영역 내의 영역 중, 경계 B의 근방의 영역이다. 또한, 공통 전극 CE 중, 가장 비표시 영역 NDA에 가까운 분할 전극 C의 단부변은, 도시된 예에서는, 경계 B와 겹치는 위치에 배치되어 있지만, 그 단부변은 표시 영역 DA 또는 비표시 영역 NDA 중 어디에 위치하고 있어도 된다.
리드선 L은, 비표시 영역 NDA에 배치되어 있다. 즉, 리드선 L은, 주변 차광층 LS와 겹치는 위치에 배치되어 있다. 리드선 L의 각각은, 비표시 영역 NDA에 있어서, 대략 제2 방향 Y로 연장되고, 제1 방향 X로 대략 등간격으로 배열되어 있다.
검출 전극 Rx는, 광폭부 RSL 및 본체부 RR을 구비하고 있다. 광폭부 RSL은, 리드선 L에 접속되고, 또한, 표시 영역 DA와 비표시 영역 NDA와의 경계 B를 따라 배치되어 있다. 도시된 예에서는, 광폭부 RSL은, 경계 B를 걸쳐 배치되어 있다. 또한, 광폭부 RSL의 적어도 일부는, 도 6a에 도시한 X-Y 평면 내에 있어서, 가장 비표시 영역 NDA에 가까운 분할 전극 C의 단부변과 리드선 L과의 사이에 위치하고 있다. 이와 같은 광폭부 RSL은, 제2 방향 Y로 제1 폭 WR1을 갖고 있다. 본체부 RR은, 광폭부 RSL에 연결되고, 표시 영역 DA에 배치되어 있다. 이와 같은 본체부 RR은, 제2 방향 Y로 제2 폭 WR2를 갖고 있다. 제2 폭 WR2는, 제1 폭 WR1보다도 작다. 도시된 예에서는, 광폭부 RSL은, 본체부 RR에 대해 제1 방향 X로 배열되고, 본체부 RR에 대해 제2 방향 Y의 양쪽 방향으로 돌출되는 영역에 걸쳐 형성되어 있다. 도시한 검출 전극 Rx의 일부에 착안하면, 검출 전극 Rx는 대략 T자 형상으로 형성되어 있다. 또한, 도시하지 않은 표시 영역 DA의 반대측에 대해서도 동일한 형상이며, 1개의 검출 전극 Rx는 대략 I자 형상으로 형성되어 있다. 광폭부 RSL은, 본체부 RR보다도 제2 방향 Y로 돌출된 제3 폭 WR3을 갖고 있다.
표시 영역 DA에 위치하는 광폭부 RSL은, 제1 방향 X로 제2 전극 폭 W2를 갖고 있다. 제2 전극 폭 W2는, 제1 전극 폭 W1을 초과하지 않는 범위에서 다양하게 설정 가능하다. 후술하는 발명자에 의한 검토 결과에 의하면, 제2 전극 폭 W2는, 전극 폭 W1의 절반 이하인 것이 바람직하다. 또한, 제2 전극 폭 W2는, 제3 폭 WR3보다도 작은 것이 바람직하다. 단, 제1 전극 폭 W1 및 제2 전극 폭 W2는, 모두 화소 PX의 제1 방향 X를 따른 화소 피치 Pu의 정수배인 것이 바람직하다. 여기서의 화소 피치 Pu는, 도 4에 도시한 인접하는 소스선 S의 중심의 제1 방향 X의 피치이다.
본 실시 형태에서는, 검출 전극 Rx는, 접속선 LC 및 복수의 검출선 LB에 의해 형성되어 있다. 접속선 LC는, 비표시 영역 NDA에 위치하는 광폭부 RSL에 배치되어 있다. 또한, 검출 전극 Rx의 단부에 상당하는 접속선 LC는, 도시된 예와 같이, 비표시 영역 NDA에 배치되어도 되고, 경계 B와 겹치는 위치에 배치되어 있어도 된다. 이 접속선 LC는, 리드선 L에 접속되어 있다. 또한, 접속선 LC는, 제2 방향 Y로 연장되고, 그 양단부가 각각 접속선 LC의 일단부 및 타단부에 상당한다. 복수의 검출선 LB는, 모두 비표시 영역 NDA로부터 표시 영역 DA에 걸쳐 배치되어 있다. 검출선 LB의 각각은, 비표시 영역 NDA에 있어서 접속선 LC의 일단부측부터 타단부측에 걸쳐 접속되고, 표시 영역 DA에 있어서 대략 제1 방향 X로 연장되어 있다. 도시된 예에서는, 검출선 LB의 각각은, 제1 방향 X를 따라, 파형(보다 구체적으로는 삼각파형)으로 형성되어 있다. 이들 검출선 LB는, 경계 B를 따라 제2 방향 Y로 대략 등간격으로 배열되어 있다. 또한, 제2 방향 Y로 인접하는 검출 전극 Rx의 각각의 검출선 LB에 대해서도, 경계 B를 따라 제2 방향 Y로 대략 등간격으로 배열되어 있다. 이와 같은 검출선 LB는, 광폭부 RSL에만 배치된 제1 검출선 LB1 및 제1 검출선 LB1보다도 길고 광폭부 RSL 및 본체부 RR에 걸쳐 연장된 제2 검출선 LB2를 포함하고 있다. 도시된 예에서는, 2개의 제1 검출선 LB1이 접속선 LC의 일단부측 및 타단부측에 각각 접속되고, 4개의 제2 검출선 LB2는 접속선 LC의 중앙부에 접속되어 있다.
환언하면, 광폭부 RSL은, 제1 검출선 LB1 및 제2 검출선 LB2의 기단부의 집합체에 의해 형성되어 있다. 또한, 본체부 RR은, 광폭부 RSL로부터 연장된 제2 검출선 LB2의 집합체에 의해 형성되어 있다. 즉, 광폭부 RSL에 있어서의 검출선 LB의 개수(제1 검출선 LB1 및 제2 검출선 LB2의 총수이며, 예를 들어 8개)는 본체부 RR에 있어서의 검출선 LB의 개수(제2 검출선 LB2의 총수이며, 예를 들어 4개)보다도 많다.
여기서, 광폭부 RSL의 제1 폭 WR1 및 본체부 RR의 제2 폭 WR2는, 모두, 접속선 LC의 일단부측 및 타단부측에 각각 접속된 검출선 LB간의 제2 방향 Y를 따른 거리에 상당한다. 도시된 예에서는, 제1 폭 WR1은, 접속선 LC의 일단부측에 접속된 제1 검출선 LB1a(제1 검출선 LB1a 중 도면의 상측으로 볼록한 정점 부분)와, 접속선 LC의 타단부측에 접속된 제1 검출선 LB1b(제1 검출선 LB1b 중 도면의 하측으로 볼록한 정점 부분)와의 제2 방향 Y를 따른 제1 거리이다. 제2 폭 WR2는, 접속선 LC의 일단부측에 접속된 제2 검출선 LB2a(제2 검출선 LB2a 중 도면의 상측으로 볼록한 정점 부분)와, 접속선 LC의 타단부측에 접속된 제2 검출선 LB2b(제2 검출선 LB2b 중 도면의 하측으로 볼록한 정점 부분)와의 제2 방향 Y를 따른 제2 거리이다. 제1 거리는, 제2 거리보다도 길다.
인접하는 검출 전극 Rx의 사이에는, 더미 전극 DR이 배치되어 있다. 더미 전극 DR은, 검출선 LB와 평행하고, 또한, 대략 등간격으로 배치되어 있다. 이와 같은 더미 전극 DR은, 리드선 L 등의 배선에는 접속되지 않고, 전기적으로 플로팅 상태에 있다. 도시된 예에서는, 더미 전극 DR은, 인접하는 본체부 RR의 사이에 배치되고, 인접하는 광폭부 RSL의 사이에는 배치되어 있지 않다.
복수의 검출 전극 Rx는, 제2 방향 Y로 배열되어 있다. 인접하여 배치되는 검출 전극 Rx의 각각의 광폭부 RSL은, 서로 전기적으로 절연되고, 인접하여 배치되어 있다.
도 6b는, 도 6a에 도시한 2개의 검출 전극 Rx의 각각의 광폭부 RSL을 확대한 개략 평면도이다.
즉, 검출 전극 Rx1은, 본체부 RR1 및 광폭부 RSL1을 갖고 있다. 검출 전극 Rx2는, 본체부 RR2 및 광폭부 RSL2를 갖고 있다. 광폭부 RSL1 및 광폭부 RSL2는, 표시 영역 DA와 비표시 영역 NDA와의 경계 B를 따라 제2 방향 Y로 배열되어 있다.
검출 전극 Rx1에 있어서, 복수의 검출선 LB10은, 1개의 접속선 LC1에 접속되어 있다. 복수의 검출선 LB10은, 광폭부 RSL1에 배치된 제1 검출선 LB11 및 광폭부 RSL1 및 본체부 RR1에 배치된 제2 검출선 LB12를 포함하고 있다. 이들 복수의 검출선 LB10은, 제2 방향 Y를 따라 등간격 D로 배열되어 있다.
검출 전극 Rx2에 있어서, 복수의 검출선 LB20은, 1개의 접속선 LC2에 접속되어 있다. 복수의 검출선 LB20은, 광폭부 RSL2에 배치된 제1 검출선 LB21 및 광폭부 RSL2 및 본체부 RR2에 배치된 제2 검출선 LB22를 포함하고 있다. 이들 복수의 검출선 LB20은, 제2 방향 Y를 따라 등간격 D로 배열되어 있다. 또한, 검출 전극 Rx1에 있어서 검출 전극 Rx2와 인접하는 검출선 LB111은, 검출 전극 Rx2에 있어서 검출 전극 Rx1과 인접하는 검출선 LB211과, 제2 방향 Y를 따라 간격 D를 두고 배열되어 있다. 이들 검출선 LB10 및 검출선 LB20은, 일례에서는 상기한 바와 같이, 삼각파형으로 형성되어 있다. 여기서는, 이와 같은 검출선에 있어서, 제2 방향 Y를 따른 정(正)의 방향(즉, 도면의 하측)을 향하여 볼록한 정점 부분을 『골(bottom)』이라고 칭하고, 제2 방향 Y를 따른 부(負)의 방향(즉, 도면의 상방)을 향하여 볼록한 정점 부분을 『산(top)』이라고 칭한다.
여기서, 인접하는 검출선 LB111과 검출선 LB211에 착안한다. 일례에서는, 검출선 LB111의 골 BT1 및 검출선 LB211의 산 TP2는, 도면 중의 파선으로 나타낸 동일 직선 LN 상에 위치하고 있다. 검출선 LB111이 복수의 골 BT1을 갖는 경우, 검출선 LB211의 산 TP2는, 복수의 골 BT1을 연결하는 직선 LN 상에 위치하고 있다. 또는, 검출선 LB211이 복수의 산 TP2를 갖는 경우, 검출선 LB111의 골 BT1은, 복수의 산 TP2를 연결하는 직선 LN 상에 위치하고 있다. 환언하면, 도시된 예에서는, 검출선 LB111과 검출선 LB211과의 제2 방향 Y를 따른 거리 D는, 검출선 LB111의 산 TP1과 골 BT1과의 제2 방향 Y를 따른 거리 D1(즉, 삼각파형의 검출선 LB111의 파고) 및 검출선 LB211의 산 TP2와 골 BT2와의 제2 방향 Y를 따른 거리 D2(즉, 삼각파형의 검출선 LB211의 파고)와 동등하다.
즉, 각 검출 전극 Rx에 있어서의 광폭부 RSL의 검출선 LB뿐만 아니라, 인접하는 광폭부 RSL의 검출선 LB끼리에 대해서도 서로 맞물리도록 설치되어 있다. 이로 인해, 인접하는 광폭부 RSL의 사이에 대해서도, 상호의 검출선 LB에 의해 매워지고, 상기 광폭부간의 간극으로부터의 전계의 누출이 없어진다.
이들 광폭부 RSL은, 제2 방향 Y를 따른 동일 직선 상에 배열된 포위부를 형성하고 있다. 즉, 인접하는 검출 전극 Rx에 있어서, 그들 본체부 RR간에 공통 전극 CE와 대향하는 간극이 형성되는 한편으로, 표시 영역 DA와 비표시 영역 NDA와의 경계 B 및 그 주변 영역에서는, 동일 직선 상에 배열된 광폭부 RSL에 의해 본체부간의 상기 간극이 포위되어 있다. 이와 같은 광폭부 RSL에 의해 형성된 포위부는, 공통 전극 CE와 리드선 L과의 사이에서의 기생 용량의 발생을 억제하는, 이들 사이의, 말하자면 장벽으로서 기능한다. 이로 인해, 본체부간의 간극을 통하여, 공통 전극 CE와 검출 전극 Rx의 광폭부 RSL과의 사이에서 정전 용량이 형성되고, 결과적으로, 상기 간극을 통한 공통 전극 CE와 리드선 L과의 사이에서의 용량 형성(나아가서는 피검출물을 검출할 때의 노이즈 추출)을 억제할 수 있다. 또한, 경계 B 및 그 주변 영역에서는, 공통 전극 CE와 광폭부 RSL과의 사이에서 정전 용량이 형성되는 것으로 되어, 상기 영역에서의 피검출물도 확실하게 검출할 수 있는 것으로 된다.
도 6c는, 도 6a에 도시한 2개의 검출 전극 Rx의 각각의 광폭부 RSL을 확대한 다른 개략 평면도이다.
도 6c에 도시한 예는, 도 6b에 도시한 예와 비교하여, 검출선 LB가 보다 밀한 등간격 D로 배열되어 있는 점에서 상이하다. 즉, 검출 전극 Rx1에 있어서, 접속선 LC1에 접속된 복수의 검출선 LB10은, 제2 방향 Y를 따라 등간격 D로 배열되어 있다. 검출 전극 Rx2에 있어서, 접속선 LC2에 접속된 복수의 검출선 LB20은, 제2 방향 Y를 따라 등간격 D로 배열되어 있다. 또한, 검출 전극 Rx1에 있어서 검출 전극 Rx2와 인접하는 검출선 LB111은, 검출 전극 Rx2에 있어서 검출 전극 Rx1과 인접하는 검출선 LB211과, 제2 방향 Y를 따라 간격 D를 두고 배열되어 있다.
일례에서는, 검출선 LB111과 검출선 LB211과의 제2 방향 Y를 따른 거리 D는, 검출선 LB111의 산 TP1과 골 BT1과의 제2 방향 Y를 따른 거리 D1(즉, 삼각파형의 검출선 LB111의 파고) 및 검출선 LB211의 산 TP2와 골 BT2와의 제2 방향 Y를 따른 거리 D2(즉, 삼각파형의 검출선 LB211의 파고)보다도 작다. 환언하면, 검출선 LB211의 산 TP2는, 검출선 LB111의 골 BT1을 통하여 도면 중에 파선으로 나타낸 직선 LN보다도 검출선 LB111측에 위치하고 있다. 검출선 LB111이 복수의 골 BT1을 갖는 경우, 검출선 LB211의 산 TP2는, 복수의 골 BT1을 연결하는 직선 LN보다도 검출선 LB111의 산 TP1에 근접하는 측에 위치하고 있다.
이와 같이 검출선 LB가 보다 밀하게 배치된 경우에도, 도 6b를 참조하여 설명한 것과 동일한 효과가 얻어진다.
도 7은 도 6a에 도시한 센서 SE의 일부를 포함하는 액정 표시 패널 PNL의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 또한, 여기서는 설명에 필요한 주요부만을 도시하고 있다.
공통 전극 CE 및 화소 전극 PE는, 제1 기판 SUB1의 제2 기판 SUB2와 대향하는 내면측에 위치하고 있다. 즉, 공통 전극 CE는, 제2 절연막(12) 상에 형성되고, 제3 절연막(13)에 의해 덮여 있다. 화소 전극 PE는, 제3 절연막(13)의 상에 형성되고, 공통 전극 CE와 대향하고 있다. 또한, 공통 전극 CE의 바로 위에 위치하는 화소 전극 PE의 개수는 이 예로 한정되지 않는다. 또한, 소스선 등의 각종 배선이나 제1 배향막의 도시는 생략하고 있다.
블랙 매트릭스 BM, 컬러 필터 CFR, CFG, CFB, 오버코트층 OC 및 주변 차광층 LS는, 제2 기판 SUB2의 제1 기판 SUB1과 대향하는 내면측에 위치하고 있다. 즉, 표시 영역 DA에 있어서는, 각 화소 전극 PE와 대향하는 위치에 컬러 필터 CFR, CFG, CFB가 형성되어 있다. 블랙 매트릭스 BM은, 이들 컬러 필터 CFR, CFG, CFB의 경계에 위치하고 있다. 비표시 영역 NDA에 있어서, 주변 차광층 LS는, 제2 절연 기판(20)의 내면에 형성되어 있다. 이 주변 차광층 LS는, 블랙 매트릭스 BM과 동일한 재료에 의해 형성되어 있다. 오버코트층 OC는, 표시 영역 DA 및 비표시 영역 NDA에 걸쳐 연장되어 있다. 또한, 제2 배향막의 도시는 생략하고 있다.
검출 전극 Rx 및 리드선 L은, 제2 기판 SUB2의 제1 기판 SUB1과 대향하는 측과는 반대의 외면측에 위치하고 있다. 검출 전극 Rx 및 리드선 L은, 알루미늄(Al), 티탄(Ti), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 구리(Cu), 크롬(Cr) 등의 금속 재료에 의해 형성되어 있다. 검출 전극 Rx에 있어서, 본체부 RR뿐만 아니라, 표시 영역 DA에 위치하는 광폭부 RSL은, 공통 전극 CE 및 화소 전극 PE의 상방에 위치하고 있다. 또한, 표시 영역 DA에 위치하는 검출 전극 Rx는, 상기한 불투명한 금속 재료에 의해 형성되어 있지만, 예를 들어 3∼5㎛ 정도의 폭의 세선을 포함하는 검출선 LB에 의해 형성되어 있기 때문에, 각 화소의 투과율을 현저하게 저하시키는 일은 없다. 또한, 각 검출선 LB는, 화소의 배열 방향(제1 방향 X 및 제2 방향 Y)과는 상이한 방향으로 연장된 세선을 포함하기 때문에, 화소 레이아웃과의 무아레가 억제되어, 표시 품위의 열화가 억제되어 있다. 또한, 검출 전극 Rx는, 금속 재료를 포함하는 복수의 검출선 LB 대신에, 후술하는 바와 같이, ITO 등의 투명한 도전 재료를 포함하는 띠 형상 전극에 의해 구성되어 있어도 된다.
이어서, 상기한 FFS 모드의 액정 표시 장치 DSP에 있어서 화상을 표시하는 표시 구동 시의 동작에 대해 설명한다.
먼저, 액정층 LQ에 프린지 전계가 형성되어 있지 않은 오프 상태에 대해 설명한다. 오프 상태는, 화소 전극 PE와 공통 전극 CE와의 사이에 전위차가 형성되어 있지 않은 상태에 상당한다. 이와 같은 오프 상태에서는, 액정층 LQ에 포함되는 액정 분자는, 제1 배향막 AL1 및 제2 배향막 AL2의 배향 규제력에 의해 X-Y 평면 내에 있어서 일방향으로 초기 배향하고 있다. 백라이트 유닛 BL로부터의 백라이트 광의 일부는, 제1 광학 소자 OD1의 편광판을 투과하고, 액정 표시 패널 PNL에 입사한다. 액정 표시 패널 PNL에 입사한 광은, 편광판의 흡수축과 직교하는 직선 편광이다. 이와 같은 직선 편광의 편광 상태는, 오프 상태의 액정 표시 패널 PNL을 통과하였을 때에 거의 변화되지 않는다. 이로 인해, 액정 표시 패널 PNL을 투과한 직선 편광의 대부분이, 제2 광학 소자 OD2의 편광판에 의해 흡수된다(흑색 표시). 즉, 백라이트 유닛 BL로부터의 광은, 표시에 기여하지 않고, 표시 영역 DA에는 흑색 화면이 표시된다. 이와 같이 오프 상태에서 액정 표시 패널 PNL이 흑색 표시로 되는 모드를 노멀리 블랙 모드라고 한다.
계속해서, 액정층 LQ에 프린지 전계가 형성되는 온 상태에 대해 설명한다. 온 상태는, 화소 전극 PE와 공통 전극 CE와의 사이에 전위차가 형성된 상태에 상당한다. 즉, 공통 전극 CE에 대해서는 공통 전극 구동 회로 CD로부터 코먼 구동 신호가 공급된다. 한편, 화소 전극 PE에는, 코먼 전위에 대해 전위차를 형성하는 영상 신호가 공급된다. 이에 의해, 온 상태에서는, 화소 전극 PE와 공통 전극 CE와의 사이에 프린지 전계가 형성된다.
이와 같은 온 상태에서는, 액정 분자는, X-Y 평면 내에 있어서, 액정층 내에 형성되는 프린지 전계의 영향을 받아 초기 배향 방향과는 상이한 방위로 배향된다. 온 상태에서는, 제1 광학 소자 OD1의 편광판의 흡수축과 직교하는 직선 편광은, 액정 표시 패널 PNL에 입사하고, 그 편광 상태는, 액정층 LQ를 통과할 때에 액정 분자의 배향 상태에 따라 변화된다. 이로 인해, 온 상태에 있어서는, 액정층 LQ를 통과한 적어도 일부의 광은, 제2 광학 소자 OD2의 편광판을 투과한다(백색 표시).
이와 같은 구성에 의해, 노멀리 블랙 모드가 실현된다. 표시 영역 DA에 있어서는, 공통 전극 CE와 화소 전극 PE가 대향하는 영역이 표시에 기여한다.
이어서, 상기한 액정 표시 장치 DSP에 있어서 피검출물의 접촉 또는 접근을 검출하기 위한 센싱을 행하는 센싱 구동 시의 동작에 대해 설명한다.
즉, 공통 전극 CE에 대해서는, 공통 전극 구동 회로 CD로부터 센서 구동 신호가 공급된다. 이와 같은 상태에서, 센싱이 행해진다. 여기서, 센싱 방법의 일례의 원리에 대해 도 8을 참조하면서 설명한다.
분할 전극 C와 검출 전극 Rx와의 사이에는, 용량 Cc가 존재한다. 분할 전극 C의 각각에는, 순차, 소정의 주기로 펄스 형상의 기입 신호(센서 구동 신호) Vw가 공급된다. 이 예에서는, 피검출물로 되는 이용자의 손가락이 특정한 검출 전극 Rx와 분할 전극 C가 교차하는 위치에 근접하여 존재하는 것으로 한다. 검출 전극 Rx에 근접하고 있는 피검출물에 의해, 용량 Cx가 발생한다. 분할 전극 C에 펄스 형상의 기입 신호 Vw가 공급되었을 때에, 특정한 검출 전극 Rx로부터는, 다른 검출 전극으로부터 얻어지는 펄스보다도 레벨이 낮은 펄스 형상의 판독 신호(센서 출력값) Vr이 얻어진다.
도 5에 도시한 검출 회로 RC에서는, 기입 신호 Vw가 분할 전극 C에 공급되는 타이밍과, 각 검출 전극 Rx로부터의 판독 신호 Vr에 기초하여, 센서 SE의 X-Y 평면 내에서의 피검출물의 2차원 위치 정보를 검출할 수 있다. 또한, 상기한 용량 Cx는, 피검출물이 검출 전극 Rx에 가까운 경우와, 먼 경우에서 상이하다. 이로 인해, 판독 신호 Vr의 레벨도 피검출물이 검출 전극 Rx에 가까운 경우와, 먼 경우에서 상이하다. 따라서, 검출 회로 RC에서는, 판독 신호 Vr의 레벨에 기초하여, 센서 SE에 대한 피검출물의 근접도(센서 SE의 법선 방향의 거리)를 검출할 수도 있다.
상기한 표시 구동 및 센싱 구동은, 예를 들어 1프레임 기간 내에 행해진다. 일례에서는, 1프레임 기간은, 제1 기간과, 제2 기간으로 나뉜다. 제1 기간에서는, 표시 영역 DA의 모든 화소에 영상 신호를 기입하는 표시 구동이 행해진다. 또한, 제1 기간에 이어지는 제2 기간에서는, 표시 영역 DA의 전체 영역에 있어서 피검출물을 검출하는 센싱 구동이 행해진다.
또한, 다른 예에서는, 1프레임 기간은 복수의 기간으로 더 나뉜다. 또한, 표시 영역 DA는 복수의 블럭으로 나뉘고, 블럭마다 표시 구동 및 센싱 구동이 행해진다. 즉, 1프레임 기간의 제1 기간에서는, 표시 영역 DA 중 제1 표시 블럭의 화소에 영상 신호를 기입하는 제1 표시 구동이 행해진다. 제1 기간에 이어지는 제2 기간에서는, 표시 영역 DA의 제1 센싱 블럭에 있어서 피검출물을 검출하는 제1 센싱 구동이 행해진다. 제1 센싱 블럭과 제1 표시 블럭은 동일한 영역이어도 되고, 상이한 영역이어도 된다. 제2 기간에 이어지는 제3 기간에서는, 제1 표시 블럭은 상이한 제2 표시 블럭의 화소에 영상 신호를 기입하는 제2 표시 구동이 행해진다. 제3 기간에 이어지는 제4 기간에서는, 제1 센싱 블럭과는 상이한 제2 센싱 블럭에 있어서 피검출물을 검출하는 제2 센싱 구동이 행해진다. 이와 같이, 1프레임 기간 내에 표시 구동과 센싱 구동을 교대로 행하고, 표시 영역 DA의 모든 화소에 영상 신호를 기입하는 한편, 표시 영역 DA의 전체 영역에 있어서 피검출물을 검출하는 것도 가능하다.
본 실시 형태에 따르면, 인접하여 배치되는 검출 전극 Rx에 있어서, 인접하는 본체부 RR의 사이에는 공통 전극 CE와 대향하는 간극이 형성되는 한편, 표시 영역 DA와 비표시 영역 NDA와의 경계 B 및 그 주변 영역에서는, 복수의 광폭부 RSL이 인접하여 배열되어 있다. 이로 인해, 본체부간의 간극을 통하여, 공통 전극 CE∼검출 전극 Rx의 광폭부 RSL에서의 정전 용량이 형성되고, 결과적으로, 상기 간극을 통한 공통 전극 CE∼리드선 L에서의 용량 형성(나아가서는 피검출물을 검출할 때의 노이즈 추출)이 억제(실드)되는 것으로 된다. 이로 인해, 협액연화의 요망에 의해 공통 전극 CE와 리드선 L이 접근하여 배치된 구성이어도, 공통 전극 CE와 리드선 L과의 원하지 않는 용량 형성을 억제하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 센싱 구동 시에 있어서, 공통 전극 CE와 리드선 L과의 사이의 용량 결합에 기인한 센서 SE의 오동작을 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 경계 B 및 그 주변 영역에서는, 광폭부 RSL은, 공통 전극 CE와 대향하고, 공통 전극 CE∼광폭부 RSL간에서 용량 형성된다. 이로 인해, 센싱 구동 시에 있어서, 본체부 RR뿐만 아니라, 광폭부 RSL도 검출 전극으로서 기능한다. 따라서, 경계 B 및 그 주변 영역에 있어서도, 고정밀도의 피검출물의 검출이 가능하게 된다. 또한, 광폭부 RSL은, 본체부 RR과 함께 검출 전극 Rx로서 형성되기 때문에, 광폭부 RSL을 형성하기 위한 별도의 공정이 불필요하다.
또한, 검출 전극 Rx의 검출선 LB 및 리드선 L은, 제2 절연 기판(20)의 외면에 배치되기 때문에, 이들은 동일 재료를 사용하여 동일 공정으로 형성하는 것이 가능하다. 또한, 검출선 LB 및 리드선 L은, 투명 도전 재료보다도 전기 저항값이 매우 낮은 금속 재료로 형성 가능하기 때문에, 선 폭을 가늘게 할 수 있고, 또한 가는 선 폭을 유지하면서 긴 거리를 배치하는 것이 가능하다.
검출선 LB의 선 폭이 가늘기 때문에, 표시 영역 DA에 있어서 각 화소의 투과율을 현저하게 저하시키는 일은 없다. 또한, 각 검출선 LB는, 화소의 배열 방향(제1 방향 X 및 제2 방향 Y)과는 상이한 방향으로 연장되어 있기 때문에, 화소 레이아웃과의 무아레가 억제되어, 표시 품위의 열화가 억제되어 있다. 또한, 리드선 L의 선 폭이 가늘기 때문에, 비표시 영역 NDA에 접촉 또는 접근한 피검출물과의 사이에 원하지 않는 용량의 형성을 억제할 수 있어, 노이즈를 저감시키는 것이 가능하게 된다.
본 실시 형태에 있어서, 광폭부 RSL의 제2 전극 폭 W2는, 분할 전극 C의 제1 전극 폭 W1의 절반 이하인 것이 바람직하다. 또한, 제2 전극 폭 W2는, 제3 폭 WR3보다도 작은 것이 바람직하다. 즉, 공통 전극 CE의 각 분할 전극 C는, 등피치로 배치되고, 또한, 균일한 전극 폭 W1을 갖고 있다. 광폭부 RSL의 제2 전극 폭 W2가 클수록, 공통 전극 CE와 리드선 L과의 전계 실드 효과가 높아져, 공통 전극 CE와 리드선 L과의 용량에 기인한 노이즈를 저감시키는 것이 가능한 한편, 표시 영역 DA와 비표시 영역 NDA와의 경계 B로부터 광폭부 RSL의 표시 영역측 단부가 멀어져 버리는 것으로 되어, 표시 영역 DA의 단부 부근에서의 센싱 감도의 저하를 초래한다.
따라서, 발명자는, 제1 전극 폭 W1을 일정값으로 하고, 제2 전극 폭 W2를 다양하게 변경하여, 리드선 L에서의 배선 노이즈량 및 표시 영역 DA의 단부 부근에서 피검출물이 접촉하였을 때의 터치 시그널을 측정하는 실험을 행하였다. 도 9는 본 실시 형태의 일례인 기종 A 및 기종 B에 대해, 제1 전극 폭 W1과 제2 전극 폭 W2와의 비에 대한 배선 노이즈량을 측정한 실험의 실험 결과를 나타내는 도면이다. 도면의 종축은 배선 노이즈의 상대값이며, 횡축은 W2/W1의 값이다. 도 10은, 본 실시 형태의 일례인 기종 A 및 기종 B에 대해, 제1 전극 폭 W1과 제2 전극 폭 W2와의 비에 대한 터치 시그널을 측정한 실험의 실험 결과를 나타내는 도면이다. 도면의 종축은 터치 시그널의 상대값이며, 횡축은 W2/W1의 값이다.
먼저, 제1 전극 폭 W1을 4250㎛로 설정한 기종 A에 있어서, 제2 전극 폭 W2를 0㎛∼3000㎛의 범위에서 변경하고, 배선 노이즈량 및 터치 시그널을 측정하였다. 이 실험 결과에 의하면, W2/W1의 값이 0.5 이하인 경우에 배선 노이즈량이 대략 제로로 되고, 또한 터치 시그널의 열화를 억제할 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 단, W2/W1의 값이 0.2 이하인 경우에는, 공통 전극 CE와 리드선 L과의 전계 실드 효과가 저감되기 때문에, 배선 노이즈를 발생시키는 것이 확인되었다.
또한, 제1 전극 폭 W1을 2350㎛로 설정한 기종 B에 있어서, 제2 전극 폭 W2를 0㎛∼1800㎛의 범위에서 변경하고, 배선 노이즈량 및 터치 시그널을 측정하였다. 이 실험 결과에 있어서도, 기종 A와 마찬가지로, W2/W1의 값이 0.5 이하인 경우에는, 배선 노이즈량이 대략 제로로 되고, 또한 터치 시그널의 열화를 억제할 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 단, W2/W1의 값이 0.13 이하인 경우에는, 배선 노이즈가 발생하는 것이 확인되었다.
상기한 실험 결과에 의하면, 배선 노이즈 및 센싱 감도의 관점으로부터, 제2 전극 폭 W2는, 제1 전극 폭 W1의 0.5배 이하인 것이 바람직하고, 또한, 0.2배 이상인 것이 바람직하다.
이어서, 발명자는, 제3 폭 WR3 및 제2 전극 폭 W2를 다양하게 변경하여, 표시 영역 DA의 단부 부근에서 피검출물이 접촉하였을 때의 터치 시그널을 측정하는 실험을, 상기한 기종 A 및 기종 B의 양쪽에 대해 행하였다. 도 11에 실험 결과를 나타낸다. 도면의 종축은 터치 시그널의 상대값이며, 횡축은 (WR3-W2)의 값이다.
상기한 실험 결과에 의하면, (WR3-W2)가 정인 경우에, 터치 시그널의 열화를 억제할 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 제2 전극 폭 W2는, 제3 폭 WR3보다도 작은 것이 바람직하다.
이어서, 본 실시 형태의 액정 표시 장치 DSP에 탑재되는 정전 용량형의 센서 SE의 변형예에 대해 설명한다.
도 12는, 도 5에 도시한 센서 SE의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 다른 평면도이다.
도 12에 도시한 예는, 도 6a에 도시한 예와 비교하여, 검출 전극 Rx를 형성하는 검출선 LB에 대해, 제2 방향 Y로 제1 검출선 LB1과 제2 검출선 LB2가 교대로 배치된 점에서 상이하다.
즉, 검출선 LB는, 광폭부 RSL에만 배치된 제1 검출선 LB1 및 제1 검출선 LB1보다도 길고 광폭부 RSL 및 본체부 RR에 걸쳐 연장된 제2 검출선 LB2를 포함하고 있다. 도시된 예에서는, 4개의 제1 검출선 LB1과, 4개의 제2 검출선 LB2가 교대로 배치되고, 모두 접속선 LC에 접속되어 있다.
검출 전극 Rx에 있어서, 광폭부 RSL은 제2 방향 Y로 제1 폭 WR1을 갖고, 본체부 RR은 제2 방향 Y로 제2 폭 WR2를 갖고 있다. 제2 폭 WR2는, 제1 폭 WR1보다도 작다. 도시된 예에서는, 광폭부 RSL은, 본체부 RR에 대해 제1 방향 X로 배열되고, 본체부 RR에 대해 제2 방향 Y의 편측으로 돌출되는 영역에 걸쳐 형성되어 있다. 도시한 검출 전극 Rx의 일부에 착안하면, 검출 전극 Rx는 대략 L자 형상으로 형성되어 있다.
도시된 예에서는, 제1 폭 WR1은, 접속선 LC의 일단부측에 접속된 제2 검출선 LB2a(제2 검출선 LB2a 중 도면의 상측으로 볼록한 정점 부분)와, 접속선 LC의 타단부측에 접속된 제1 검출선 LB1b(제1 검출선 LB1b 중 도면의 하측으로 볼록한 정점 부분)와의 제2 방향 Y를 따른 제1 거리이다. 제2 폭 WR2는, 접속선 LC의 일단부측에 접속된 제2 검출선 LB2a(제2 검출선 LB2a 중 도면의 상측으로 볼록한 정점 부분)와, 접속선 LC의 타단부측에 접속된 제2 검출선 LB2b(제2 검출선 LB2b 중 도면의 하측으로 볼록한 정점 부분)와의 제2 방향 Y를 따른 제2 거리이다. 제1 거리는, 제2 거리보다도 길다.
인접하는 제2 검출선 LB2의 사이(또는, 제1 검출선 LB1의 연장선상)에는, 더미 전극 DR이 배치되어 있다. 표시 영역 DA에 있어서는, 제2 검출선 LB2와 더미 전극 DR이 교대로 배치되어 있다.
이와 같은 변형예에 있어서도, 상기한 예와 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 도 6a에 도시한 예와 비교하여, 표시 영역 DA에 있어서, 제2 검출선 LB2와 더미 전극 DR이 교대로 배치되어 있기 때문에, 제2 검출선 LB2가 가로지르는 화소의 분포를 균일화하는 것이 가능하게 되고, 표시 영역 DA의 투과율 또는 품질을 균일화하는 것이 가능하게 된다.
도 13은, 본 실시 형태에 있어서의 센서 SE의 다른 구성을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 13에 도시한 예는, 상기한 예와 비교하여, 검출 전극 Rx 및 더미 전극 DR이 모두 ITO나 IZO 등의 투명한 도전 재료에 의해 형성된 점에서 상이하다.
즉, 공통 전극 CE는, 표시 영역 DA에 있어서, 각각 제1 방향 X로 간격을 두고 배열되고, 제2 방향 Y로 대략 직선적으로 연장된 복수의 분할 전극 C를 구비하고 있다. 검출 전극 Rx는, 표시 영역 DA에 있어서, 각각 제2 방향 Y로 간격을 두고 배열되고, 제1 방향 X로 대략 직선적으로 연장되어 있다. 리드선 L은, 비표시 영역 NDA에 배치되고, 검출 전극 Rx와 전기적으로 접속되어 있다. 도시된 예에서는, 리드선 L은, 표시 영역 DA를 사이에 두고 비표시 영역 NDA의 양측에 각각 배치되고, 1개의 검출 전극 Rx에 대해, 그 양측에서 접속되어 있다. 또한, 여기서는, 공통 전극 구동 회로나 플렉시블 배선 기판의 도시를 생략하고 있다.
검출 전극 Rx는, 표시 영역 DA에 위치하는 본체부 RR과, 본체부 RR의 양단부에 접속된 광폭부 RSL을 구비하고 있다. 본체부 RR은, 제1 방향 X로 연장된 띠 형상으로 형성되어 있다. 광폭부 RSL은, 리드선 L에 접속되고, 또한, 표시 영역 DA와 비표시 영역 NDA와의 경계에 걸쳐 배치되어 있다. 광폭부 RSL은, 본체부 RR보다도 광폭으로 형성되어 있다. 도시된 예에서는, 광폭부 RSL의 각각은, 본체부 RR에 대해 제2 방향 Y의 양방향으로 돌출되어 있다. 이로 인해, 검출 전극 Rx는, 대략 I자 형상으로 형성되어 있다.
인접하는 검출 전극 Rx의 사이에는, 섬 형상의 더미 전극 DR이 배치되어 있다. 도시된 예에서는, 더미 전극 DR은, 인접하는 본체부 RR의 사이에 배치되고, 인접하는 광폭부 RSL의 사이에는 배치되어 있지 않다.
이와 같은 변형예에 있어서도, 검출 전극 Rx의 광폭부 RSL에 의해, 상기한 예와 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 금속 재료에 의해 형성된 검출선 LB를 포함하는 검출 전극 Rx를 적용한 상기한 예와 비교하여, 검출 전극 Rx가 투명한 도전 재료에 의해 형성되어 있기 때문에, 표시 영역 DA에 있어서의 투과율의 손실을 저감시키는 것이 가능하게 된다.
도 14는, 본 실시 형태에 있어서의 센서 SE의 다른 구성을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 14에 도시된 예는, 도 13에 도시한 예와 비교하여, 공통 전극 CE의 각 분할 전극 C가 제1 방향 X로 연장되고, 검출 전극 Rx가 대략 제2 방향 Y로 연장되어 있는 점에서 상이하다. 여기서 도시한 예에서는, 검출 전극 Rx 및 더미 전극 DR은, 모두 투명한 도전 재료에 의해 형성되어 있다.
즉, 공통 전극 CE는, 표시 영역 DA에 있어서, 각각 제2 방향 Y로 간격을 두고 배열되고, 제1 방향 X로 대략 직선적으로 연장된 복수의 분할 전극 C를 구비하고 있다. 검출 전극 Rx는, 표시 영역 DA에 있어서, 각각 제1 방향 X로 간격을 두고 배열되고, 제2 방향 Y로 대략 직선적으로 연장되어 있다. 이들 공통 전극 CE 및 검출 전극 Rx는, 상기한 바와 같이, 각종 유전체를 사이에 두고 대향하고 있다. 분할 전극 C의 각각은, 도시하지 않은 공통 전극 구동 회로에 전기적으로 접속되어 있다. 리드선 L은, 비표시 영역 NDA에 배치되고, 검출 전극 Rx와 일대 일로 전기적으로 접속되어 있다. 도시된 예에서는, 리드선 L은, 표시 영역 DA의 일단부를 따른 비표시 영역 NDA에 배치되어 있다.
검출 전극 Rx는, 표시 영역 DA에 위치하는 본체부 RR과, 본체부 RR의 일단부에 접속된 광폭부 RSL을 구비하고 있다. 본체부 RR은, 제2 방향 Y로 연장된 띠 형상으로 형성되어 있다. 광폭부 RSL은, 리드선 L에 접속되고, 또한, 표시 영역 DA와 비표시 영역 NDA와의 경계에 걸쳐 배치되어 있다. 광폭부 RSL은, 본체부 RR보다도 광폭으로 형성되어 있다. 도시된 예에서는, 광폭부 RSL의 각각은, 본체부 RR에 대해 제1 방향 X의 양방향으로 돌출되어 있다. 이로 인해, 검출 전극 Rx는, 대략 T자 형상으로 형성되어 있다.
인접하는 검출 전극 Rx의 사이에는, 섬 형상의 더미 전극 DR이 배치되어 있다. 도시된 예에서는, 더미 전극 DR은, 인접하는 본체부 RR의 사이에 배치되고, 인접하는 광폭부 RSL의 사이에는 배치되어 있지 않다.
이와 같은 변형예에 있어서도, 검출 전극 Rx의 광폭부 RSL에 의해, 도 13에 도시한 예와 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 도 5 등에 도시한 예와 비교하여, 각 검출 전극 Rx에 접속되는 리드선 L의 길이를 단축할 수 있어, 리드선 L의 노이즈를 더욱 저감시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 검출 전극 Rx 및 더미 전극 DR은, 금속 재료에 의해 형성되어 있어도 된다. 이 경우에는, 검출 전극 Rx 및 더미 전극 DR은 세선에 의해 형성된다. 또한, 검출 전극 Rx 및 더미 전극 DR은, 모두 투명한 도전 재료에 의해 형성되고, 이들 상층 또는 하층에서 금속 재료에 의해 형성되는 세선과 적층되어 있어도 된다.
상기한 실시 형태에서는, 표시 패널 PNL에 내장된 공통 전극 CE가 센서 구동 전극으로서 기능하고, 또한 센서 구동 전극과 대향하는 검출 전극 및 이 검출 전극과 전기적으로 접속된 리드선을 구비한 센서가 구비된 표시 장치에 대해 설명하였지만, 센서 구동 전극이나 검출 전극 등의 센서 요소를 구비하고 있지 않은 표시 패널에 부착하는 등으로 하여 조합할 수 있는 센서 장치에 대해서도, 본 실시 형태를 적용 가능하다. 보다 구체적으로는, 센서 장치는, 센서 구동 전극, 검출 전극 및 리드선을 구비한 센서 패널과, 구동부를 구비하여 구성된다. 센서 구동 전극은, 표시 장치의 표시 영역과 대향하는 위치에 설치된다. 검출 전극은, 센서 구동 전극과 대향하고 있다. 리드선은, 표시 장치의 표시 영역의 외측으로 되는 비표시 영역과 대향하는 위치에 배치됨과 함께, 검출 전극과 전기적으로 접속되고, 검출 전극으로부터의 센서 출력값을 출력한다. 구동부는, 센서 구동 전극에 센서 구동 신호를 공급함과 함께, 상기 센서 구동 전극으로부터의 센서 구동 신호를 검출 전극에서 검출 신호로서 검출시키고, 상기 검출 신호의 변화를 읽어낸다. 이와 같은 센서 장치에 있어서, 검출 전극은, 리드선에 접속되고 표시 영역과 비표시 영역과의 경계를 따라 배치됨과 함께 제1 폭을 갖는 광폭부와, 상기 광폭부로부터 이격되는 방향으로 연장되어 표시 영역과 대향하는 위치에 배치됨과 함께 상기 제1 폭보다도 작은 제2 폭을 갖는 본체부를 구비하고 있다. 이와 같은 센서 장치에 있어서도, 상기한 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 센서의 오동작을 억제하는 것이 가능한 센서가 구비된 표시 장치 및 센서 장치를 제공할 수 있다.
특정한 실시예들이 기재되어 있지만, 이들 실시예들은 단지 예로서만 제공되어 있을 뿐이며, 본 발명의 영역을 제한하려고 의도되어 있지 않다.　 본 명세서에 개시된 새로운 방법 및 시스템은 다양한 다른 형태로 구현될 수 있으며, 또한, 본 명세서에 개시된 방법 및 시스템의 형태에 있어서의 몇몇의 생략, 대체 및 변경들은 본 발명의 정신으로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다.　 따라서, 첨부하는 청구의 범위 및 그들의 등가물은 본 발명의 영역 및 정신 내에 속할 수 있는 그러한 형태 혹은 변경 사항들을 커버하도록 의도되었다.

Claims (20)

  1. 화상을 표시하는 표시 영역에 배치된 센서 구동 전극과, 상기 표시 영역에 있어서 상기 센서 구동 전극과 대향하는 검출 전극과, 상기 표시 영역의 외측의 비표시 영역에 배치됨과 함께 상기 검출 전극과 전기적으로 접속된 리드선을 구비한 표시 패널과,
    상기 센서 구동 전극에 센서 구동 신호를 공급함과 함께, 상기 검출 전극으로부터 해당 센서 구동 전극에 공급된 센서 구동 신호에 기초하는 검출 신호를 읽어내는 구동부를 구비하고,
    상기 검출 전극은, 상기 리드선에 접속되고 상기 표시 영역과 상기 비표시 영역과의 경계를 따라 배치되는 광폭부와, 상기 광폭부에 연결되고 상기 리드선으로부터 이격되는 방향으로 연장되고 상기 표시 영역에 배치되는 본체부를 구비하고,
    상기 광폭부 및 상기 본체부는 제1 방향으로 배열되고, 상기 광폭부는 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 제1 폭을 갖고, 상기 본체부는 제2 방향으로 상기 제1 폭보다도 작은 제2 폭을 갖고, 상기 광폭부는 제2 방향으로 상기 본체부보다도 돌출된 부분을 갖는, 센서가 구비된 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광폭부와 인접하는 제2 광폭부를 더 구비하고, 상기 광폭부 및 상기 제2 광폭부는, 상기 표시 영역과 상기 비표시 영역과의 경계를 따라 배열되어 포위부를 형성하는, 센서가 구비된 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서 구동 전극은, 제1 방향으로 간격을 두고 배열되고 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 각각 연장된 복수의 분할 전극을 포함하고,
    상기 분할 전극의 각각은 제1 방향으로 제1 전극 폭을 갖고, 상기 광폭부는 상기 표시 영역에 있어서 제1 방향으로 제2 전극 폭을 갖고, 상기 제2 전극 폭은 상기 제1 전극 폭의 절반 이하인, 센서가 구비된 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광폭부 및 상기 본체부는 제1 방향으로 배열되고, 상기 광폭부는 상기 표시 영역에 있어서 제1 방향으로 제2 전극 폭을 갖고, 상기 광폭부는 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 상기 본체부보다도 돌출된 부분의 제2 방향으로 제3 폭을 갖고, 상기 제2 전극 폭은 상기 제3 폭보다도 작은, 센서가 구비된 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 검출 전극은, 상기 광폭부에 배치되고 상기 리드선에 접속된 접속선과, 상기 접속선에 접속되고 상기 광폭부에 배치된 제1 검출선과, 상기 접속선에 접속되고 상기 제1 검출선보다도 길고 상기 광폭부 및 상기 본체부에 걸쳐 연장된 제2 검출선에 의해 형성된, 센서가 구비된 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 접속선, 상기 제1 검출선 및 상기 제2 검출선은 금속 재료에 의해 형성된, 센서가 구비된 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 검출 전극은 투명한 도전 재료에 의해 형성된, 센서가 구비된 표시 장치.
  8. 화상을 표시하는 표시 영역에 배치된 공통 전극 및 화소 전극과, 상기 표시 영역에 있어서 상기 공통 전극과 대향하는 검출 전극과, 상기 표시 영역의 외측의 비표시 영역에 배치됨과 함께 상기 검출 전극과 전기적으로 접속된 리드선을 구비한 표시 패널을 구비하고,
    상기 검출 전극은, 상기 비표시 영역에 배치되고 상기 리드선에 접속된 접속선과, 상기 접속선에 접속된 복수의 검출선에 의해 형성되고, 상기 표시 영역과 상기 비표시 영역과의 경계에 걸치는 광폭부에 있어서의 상기 검출선의 개수는, 상기 표시 영역에 위치하는 본체부에 있어서의 상기 검출선의 개수보다도 많고,
    상기 검출선은, 상기 접속선에 접속되고 상기 광폭부에 배치된 복수의 제1 검출선과, 상기 접속선에 접속되고 상기 제1 검출선보다도 길고 상기 광폭부 및 상기 본체부에 걸쳐 연장된 복수의 제2 검출선에 의해 형성된, 센서가 구비된 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 검출선의 각각은 파형으로 형성된, 센서가 구비된 표시 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 검출선은 등간격으로 배열되어 있는, 센서가 구비된 표시 장치.
  11. 삭제
  12. 제8항에 있어서,
    상기 광폭부에 있어서 상기 접속선의 일단부측 및 타단부측에 각각 접속된 상기 제1 검출선 간의 제2 방향을 따른 제1 거리는, 상기 본체부에 있어서 상기 접속선의 일단부측 및 타단부측에 각각 접속된 상기 제2 검출선 간의 제2 방향을 따른 제2 거리보다도 긴, 센서가 구비된 표시 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 접속선 및 상기 검출선은 금속 재료에 의해 형성된, 센서가 구비된 표시 장치.
  14. 제1 영역에 배치된 센서 구동 전극과, 상기 제1 영역에 있어서 상기 센서 구동 전극과 대향하는 검출 전극과, 상기 제1 영역의 외측의 제2 영역에 배치됨과 함께 상기 검출 전극과 전기적으로 접속된 리드선을 구비한 센서 패널과,
    상기 센서 구동 전극에 센서 구동 신호를 공급함과 함께, 상기 검출 전극으로부터 해당 센서 구동 전극에 공급된 센서 구동 신호에 기초하는 검출 신호를 읽어내는 구동부를 구비하고,
    상기 검출 전극은, 상기 리드선에 접속되고 상기 제1 영역과 상기 제2 영역과의 경계를 따라 배치됨과 함께 제1 폭을 갖는 광폭부와, 상기 광폭부에 연결되고 상기 리드선으로부터 이격되는 방향으로 연장되어 상기 제1 영역에 배치됨과 함께 상기 제1 폭보다도 작은 제2 폭을 갖는 본체부를 구비하고,
    상기 검출 전극은, 상기 광폭부에 배치되고 상기 리드선에 접속된 접속선과, 상기 접속선에 접속되고 상기 광폭부에 배치된 제1 검출선과, 상기 접속선에 접속되고 상기 제1 검출선보다도 길고 상기 광폭부 및 상기 본체부에 걸쳐 연장된 제2 검출선에 의해 형성된, 센서 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 센서 패널은, 화상을 표시하는 표시 영역 및 상기 표시 영역의 외측의 비표시 영역을 갖는 표시 장치에 대해, 상기 제1 영역이 상기 표시 영역에 대향함과 함께, 상기 제2 영역이 상기 비표시 영역에 대향하는, 센서 장치.
  16. 삭제
  17. 제14항에 있어서,
    상기 접속선, 상기 제1 검출선 및 상기 제2 검출선은 금속 재료에 의해 형성된, 센서 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 검출 전극은 투명한 도전 재료에 의해 형성된, 센서 장치.
  19. 화상을 표시하는 표시 영역에 배치된 공통 전극 및 화소 전극과, 상기 표시 영역에 있어서 상기 공통 전극과 대향하는 제1 검출 전극 및 제2 검출 전극을 구비한 표시 패널을 구비하고,
    상기 제1 검출 전극은, 상기 표시 영역의 외측의 비표시 영역에 배치된 제1 접속선과, 상기 제1 접속선에 접속된 복수의 제1 검출선에 의해 형성되고, 상기 표시 영역과 상기 비표시 영역과의 경계에 걸치는 제1 광폭부에 있어서의 상기 제1 검출선의 개수는, 상기 표시 영역에 위치하는 제1 본체부에 있어서의 상기 제1 검출선의 개수보다도 많고,
    상기 제2 검출 전극은, 상기 비표시 영역에 배치된 제2 접속선과, 상기 제2 접속선에 접속된 복수의 제2 검출선에 의해 형성되고, 상기 경계에 걸치고 상기 제1 광폭부에 인접하는 제2 광폭부에 있어서의 상기 제2 검출선의 개수는, 상기 표시 영역에 위치하는 제2 본체부에 있어서의 상기 제2 검출선의 개수보다도 많고,
    또한, 상기 경계를 따라 상기 제1 검출선 및 상기 제2 검출선이 등간격으로 배열되어 있는, 센서가 구비된 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 검출선 및 상기 제2 검출선의 각각은 동등한 파고를 갖는 파형으로 형성되고,
    상기 제1 광폭부의 상기 제2 광폭부에 인접하는 상기 제1 검출선과, 상기 제2 광폭부의 상기 제1 광폭부에 인접하는 상기 제2 검출선과의 간격은, 상기 파고와 동등 이하인, 센서가 구비된 표시 장치.
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