TW201411239A - 輸入裝置及附輸入裝置之顯示裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於提高附輸入裝置之顯示裝置之可靠性。若將輸入裝置TP所具備之複數個檢測電極(輸入位置檢測電極)Rx各自之X方向之寬度WX之理想值設為Wsmax[μm]，將相鄰之檢測電極Rx之中心間距離即間隔SP設為P[μm]，將以中間構件之相對介電常數除以中間構件之厚度所得之值之倒數所表示之實效電極間距離設為D[μm]，則以下式表示：Wsmax=0.488×P-4.33×D-160。又，複數個檢測電極Rx各自之X方向之寬度係以限制在Wsmax之值±150μm以內之範圍之方式形成。

Description

輸入裝置及附輸入裝置之顯示裝置

本發明係關於一種附輸入裝置之顯示裝置及其製造技術，尤其係關於一種附靜電電容方式之輸入裝置之顯示裝置及其製造技術。

存在一種藉由用手指觸摸顯示畫面而對電子機器輸入資料之被稱作觸控面板(觸控感測器)之輸入裝置之技術。又，存在一種利用排列於顯示畫面之電容元件之靜電電容檢測顯示畫面內之輸入位置的靜電電容方式之輸入裝置。又，存在一種兼用觸控面板之接觸位置檢測用之電極之一部分與顯示裝置之顯示用電極之一部分，而謀求附觸控面板之顯示裝置之薄型化之技術(例如，專利文獻1)。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2009-244958號公報

本案發明者對藉由使手指等輸入工具接觸或接近於顯示畫面而對電子機器進行資料輸入之輸入裝置、及附輸入裝置之顯示裝置之性能提高進行研究，而發現了以下課題。

即，在靜電電容方式之輸入裝置中，於顯示畫面配置複數個電容元件，並檢測各電容元件之靜電電容之變化或靜電電容之值，藉此特定輸入位置。因此，輸入裝置之位置檢測精度(輸入位置檢測之準 確性)會根據輸入位置檢測用之電極之寬度及配置間隔而產生較大變化。又，若使輸入位置檢測用之電極之配置間隔變窄，則雖然輸入位置檢測元件之解像度提高，但檢測感度下降。另一方面，若使輸入位置檢測用之電極之配置間隔變寬，則雖然檢測感度提高，但每單位面積之輸入位置檢測元件之數量會減少，故解像度降低。

如上所述，輸入位置之檢測感度與解像度存在取捨(trade off)關係。又，由於亦根據形成於輸入位置檢測用之電極間之電容元件之靜電電容而變化，故輸入位置檢測用之電極之寬度及配置間隔之最佳值於每個製品中有所不同。尤其是近年來，為了提高輸入裝置或附輸入裝置之顯示裝置之性能，而於輸入位置檢測用之電極間配置各種構件，以致難以算出電極之寬度及配置間隔之最佳值。

本發明係鑒於上述課題而完成者，其目的在於提供一種提高輸入裝置之輸入位置檢測感度及解像度之技術。

本發明之一種輸入裝置包括：複數個輸入位置檢測電極，其等沿著顯示平面之第1方向以第1間隔進行排列；驅動電極，其以與上述複數個輸入位置檢測電極對向之方式配置，並於其與上述複數個輸入位置檢測電極之間形成靜電電容；及中間構件，其配置於上述複數個輸入位置檢測電極與上述驅動電極之間。又，若將上述複數個輸入位置檢測電極各自之上述第1方向之寬度之理想值設為Wsmax[μm]，將上述複數個輸入位置檢測電極中之相鄰之輸入位置檢測電極之中心間距離即上述第1間隔設為P[μm]，將以上述中間構件之相對介電常數除以上述中間構件之厚度所得之值之倒數所表示之實效電極間距離設為D[μm]，則以下式表示：Wsmax=0.488×P-4.33×D-160。

又，上述複數個輸入位置檢測電極各自之上述第1方向之寬度係 以限制在上述Wsmax之值±150μm以內之範圍之方式形成。

根據上述本發明之一種附輸入裝置之顯示裝置，若決定輸入位置檢測電極與驅動電極之間之實效電極間距離、及輸入位置檢測電極之排列間距，則可容易地算出輸入位置檢測電極之最佳寬度。因此，可使各種輸入裝置之輸入位置檢測感度及解像度分別提高。

1‧‧‧基板

1a‧‧‧正面(面)

1b‧‧‧背面(面、底面)

2‧‧‧基板

2a‧‧‧正面(面)

2b‧‧‧背面(面、底面)

3‧‧‧接著層

11‧‧‧基板(彩色濾光片基板)

11a‧‧‧正面(面)

11b‧‧‧背面(面、底面、內面)

12‧‧‧基板(陣列基板)

12a‧‧‧正面(面、內面)

12b‧‧‧背面(面、底面)

13‧‧‧像素電極

14‧‧‧共用電極

15‧‧‧絕緣層

16‧‧‧液晶層

17‧‧‧半導體晶片(驅動晶片)

18‧‧‧配線基板

18a‧‧‧配線

18b‧‧‧配線

19‧‧‧接著層

20‧‧‧觸控檢測基材

21‧‧‧基板

21a‧‧‧正面(面)

21b‧‧‧背面(面、底面)

23‧‧‧配線基板

23a‧‧‧配線

BD‧‧‧接著層

C1‧‧‧電容元件

C2‧‧‧電容

CMD‧‧‧輸入工具

DL‧‧‧介電層(中間構件)

DR1‧‧‧驅動電路(輸入裝置用驅動電路)

DR2‧‧‧驅動電路(顯示用驅動電路)

DT1‧‧‧檢測電路

DW‧‧‧驅動波形

EF‧‧‧電力線

LC‧‧‧液晶

LCD1‧‧‧顯示裝置

LCD2‧‧‧附輸入裝置之顯示裝置

LDC3‧‧‧附輸入裝置之顯示裝置

LS‧‧‧光源

PL1‧‧‧偏光板

PL2‧‧‧偏光板

Rx‧‧‧檢測電極(輸入位置檢測電極)

Rx1‧‧‧檢測電極(輸入位置檢測電極)

Rx2‧‧‧檢測電極(輸入位置檢測電極)

Smax‧‧‧座標面

SP‧‧‧間隔(排列間隔、配置間隔)

SW‧‧‧信號波形

SW1‧‧‧信號波形

SW2‧‧‧信號波形

TP‧‧‧輸入裝置(觸控面板)

TP1‧‧‧輸入裝置(觸控面板)

TP2‧‧‧輸入裝置(觸控面板)

Tx‧‧‧驅動電極

VW‧‧‧觀看者

WX‧‧‧寬度

X‧‧‧方向

Y‧‧‧方向

圖1係表示靜電電容型之觸控面板(輸入裝置)之概要構成之說明圖。

圖2係表示施加至圖1所示之觸控面板之驅動波形與自觸控面板輸出之信號波形之關係之例的說明圖。

圖3係模式性地表示圖1所示之驅動電極及檢測電極之排列之一例的說明圖。

圖4係模式性地表示圖1所示之驅動電極及檢測電極之排列之一例的說明圖。

圖5係沿著圖4所示之X方向之剖面圖。

圖6係表示關於輸入裝置之位置檢測精度算出輸入位置檢測電極之寬度之最佳值(理想值)之座標面的說明圖。

圖7係表示圖4及圖5所示之檢測電極之寬度與最佳值(理想值)之差和位置檢測精度之關係的說明圖。

圖8係表示相對於圖5之作為變化例之輸入裝置之剖面圖。

圖9係表示相對於圖4所示之電極佈局之作為變化例之輸入裝置的說明圖。

圖10係表示液晶顯示裝置之一例之基本構成之主要部分剖面圖。

圖11係表示組裝圖4所示之輸入裝置與圖10所示之顯示裝置而成 之附輸入裝置之顯示裝置之構成例的主要部分剖面圖。

圖12係表示相對於圖11之作為變化例之附輸入裝置之顯示裝置之一例之基本構成的主要部分剖面圖。

以下，基於圖式對本發明之實施形態進行詳細說明。於用以說明以下之實施形態之所有圖式中，對具有相同或類似功能者標註相同或類似之符號，並原則上省略其重複之說明。

再者，以下之實施形態中所說明之圖5、圖8、圖10、圖11及圖12雖為剖面圖，但為了便於觀察，原則上省略影線。又，在各剖面圖中，模式性地以橢圓形表示構成液晶層16之液晶LC。又，於上述各剖面圖中，雖存在設置有複數個相同構件之情形，但為了便於觀察，而對複數個構件中之一個標註符號，且對相同之構件標註共用之影線而加以識別。

(實施形態1) <靜電電容型輸入裝置>

首先，對被稱作靜電電容型之觸控面板(或觸控感測器)之輸入裝置之基本動作原理進行說明。圖1係表示靜電電容型之觸控面板(輸入裝置)之概要構成之說明圖。又，圖2係表示施加至圖1所示之觸控面板之驅動波形與自觸控面板輸出之信號波形之關係之例的說明圖。又，圖3係模式性地表示在圖1所示之觸控面板中檢測輸入位置時之檢測電極周邊之電場之狀態的說明圖。又，圖4係模式性地表示圖1所示之驅動電極及檢測電極之排列之一例的說明圖。又，圖5係沿著圖4所示之X方向之剖面圖。

如圖1所示，靜電電容型之觸控面板(輸入裝置)TP具備介電層(中間構件)DL、及包含介隔介電層DL而對向配置之電極對之複數個電容元件C1。對構成該電極對之一者之驅動電極Tx，自輸入裝置用之驅 動電路DR1施加例如圖2所示般之矩形波即驅動波形DW。另一方面，自構成電極對之另一者之檢測電極(輸入位置檢測電極)Rx，例如，如圖2所示般輸出驅動波形DW，以及流通與圖1所示之電容元件C1之靜電電容相對應之電流而輸出信號波形SW。自檢測電極Rx輸出之信號波形SW係輸出至檢測輸入位置之檢測電路DT1(參照圖1)。

此處，如圖3所示般，使手指或觸控筆等一端連接於接地電位之電容元件(介電體)即輸入工具CMD靠近或接觸於輸入裝置TP之複數個檢測電極Rx中之一個(檢測電極Rx1)。此時，於存在於自輸入工具CMD隔開之位置之檢測電極Rx2中，產生以連結驅動電極Tx與檢測電極Rx2之複數條電力線EF表示之電場(electric field)。

另一方面，於存在於靠近輸入工具CMD之位置之檢測電極Rx1中，對電容元件C1追加輸入工具CMD之電容C2。於該情形時，如圖3所示，因電力線EF之一部分連結驅動電極Tx與輸入工具CMD，故與檢測電極Rx1連接之電力線EF之數量變得少於與檢測電極Rx2相連之電力線EF之數量。因此，配置於靠近輸入工具CMD之位置之檢測電極Rx1，輸出較配置於其他位置之檢測電極Rx2所輸出之信號波形SW2更小之信號波形SW1。

因此，於圖1所示之檢測電路DT1中，可監視自複數個檢測電極Rx之各者傳輸之信號波形SW，並基於信號波形SW之值或信號波形SW之變化量而特定輸入工具CMD之位置。例如，可對信號波形SW之變化量預先設定閾值，參照超過閾值之檢測電極Rx之位置資料，而輸出輸入工具CMD之位置。又，例如，亦可直接將信號波形SW之值與閾值進行比較。又，監視信號波形SW之變化量之方法有各種方法，例如，可使用對檢測電極Rx中產生之電壓值進行計測之方法、或對在檢測電路DT1中流通之每單位時間之電流值之累計量進行計測之方法。

再者，對電容元件C1追加輸入工具CMD之電容之現象，除了於輸入工具CMD與檢測電極Rx接觸之情形時產生以外，亦於輸入工具CMD與檢測電極Rx靠近之情形時產生。因此，亦可不使檢測電極Rx於配置輸入工具CMD之面露出，例如，亦可於檢測電極Rx與輸入工具CMD之間配置蓋構件而保護檢測電極Rx。

又，驅動電極Tx與檢測電極Rx各自之平面配置例如成為如圖4所示般之構成。即，在圖4中，若將顯示平面設為XY平面，則輸入裝置TP所具備之複數個檢測電極Rx係沿著X方向以間隔(排列間隔、配置間隔)SP有規則地排列。又，複數個檢測電極Rx之各者沿X方向具備寬度WX，且以沿著與X方向正交之Y方向延伸之方式形成為帶狀。間隔SP係規定為相鄰之檢測電極Rx之中心間距離。

另一方面，於圖4所示之例中，輸入裝置TP具備複數個驅動電極Tx。複數個驅動電極Tx係以與檢測電極Rx交叉之方式沿著Y方向排列。又，複數個驅動電極Tx之各者係以沿X方向延伸之方式形成為帶狀。如此，藉由使複數個驅動電極Tx與複數個檢測電極Rx以互相交叉之方式排列，而可於驅動電極Tx與檢測電極Rx之每個交點判定輸入工具CMD(參照圖1)之有無。例如，對複數個驅動電極Tx依序施加驅動波形DW(參照圖2)，而於俯視時之驅動電極Tx與檢測電極Rx之每個交點，判定信號波形SW(參照圖2)之值或變化量。

又，於圖4所示之例中，複數個檢測電極Rx係形成於具有正面(面)1a、及位於正面1a之相反側之背面(面、底面)1b之基板1之正面1a。又，複數個驅動電極Tx係形成於具有正面(面)2a、及位於正面2a之相反側之背面(面、底面)2b之基板2之正面2a。又，形成有複數個檢測電極Rx之基板1係介隔接著層3而與形成有複數個驅動電極Tx之基板2對向配置並固定。

亦即，於圖4及圖5所示之例中，作為配置於複數個檢測電極Rx 與驅動電極Tx之間之中間構件，存在基板1及接著層3。檢測電極Rx與驅動電極Tx間形成之電容元件C1(參照圖1)之靜電電容係由檢測電極Rx與驅動電極Tx間之距離、檢測電極Rx之面積、及中間構件之相對介電常數予以規定。因此，於圖4及圖5所示之輸入裝置TP之情形時，基板1及接著層3之相對介電常數對電容元件C1之靜電電容產生影響。

<輸入位置檢測精度>

其次，對輸入位置TP之位置檢測精度(輸入位置檢測之準確性)進行說明。圖6係表示關於輸入裝置之位置檢測精度算出輸入位置檢測電極之寬度之最佳值(理想值)之座標面的說明圖。

作為規定輸入裝置TP之輸入位置檢測之準確性之要因，有解像度(檢測部位之精密度)、及檢測感度(誤檢測或未檢測之多少)。若該解像度與檢測感度皆上升，則輸入位置檢測之準確性提高。該輸入位置之準確性可使用被稱作位置檢測誤差(Accuracy error，準確度誤差)之指標表示。該位置檢測誤差之指標係以距離表示實際之輸入位置與所檢測出之輸入位置之誤差的指標，且一般而言，於小型至中型之觸控面板中，位置檢測誤差較佳為±2.0mm以下。

上述解像度及檢測感度會根據複數個檢測電極Rx之寬度WX及間隔SP而產生較大變化。首先，越增加每單位面積之檢測部位，則解像度越提高。因此，就提高解像度之觀點而言，較佳為使圖4及圖5所示之複數個檢測電極Rx之間隔SP變窄，而增加檢測部位。另一方面，於輸入裝置TP中，如上所述，藉由計測圖2或圖3所示之信號波形SW之值或信號波形SW之變化量而檢測輸入位置。因此，若信號波形SW變大，則誤檢測或未檢測之頻率會下降，從而檢測感度上升。因此，較佳為增大圖4及圖5所示之複數個檢測電極Rx之間隔SP(擴寬相鄰之檢測電極Rx之間之空間)，使電力線EF(參照圖3)易於通過相鄰之檢測 電極Rx之間。

即，作為規定輸入位置檢測之準確性之要因的解像度與檢測感度根據檢測電極Rx之間隔SP而產生較大變化，且具有取捨關係。又，檢測電極Rx之寬度WX之值對應於間隔SP之值具有最佳值。此處，檢測電極Rx之間隔SP係根據檢測對象物即輸入工具CMD而決定。例如，一般為2mm~6mm左右之間隔。因此，可知為了將位置檢測誤差限制在±2.0mm以下，必須將檢測電極Rx之寬度WX調整為適當之值。然而，由於檢測感度亦受到配置於檢測電極Rx與驅動電極Tx之間之中間構件之厚度或相對介電常數之影響，故每種製品之檢測電極Rx之寬度WX之最佳值(理想值)有所不同，而難以進行調整。

因此，本案發明者對容易地算出檢測電極Rx之寬度WX之最佳值(理想值)之技術進行了研究。其結果，發現若決定檢測電極Rx之間隔SP，則檢測電極Rx之寬度WX之最佳值可以實效電極間距離(中間構件(於圖4之情形時為基板1及接著層3)之相對介電常數除以上述中間構件之厚度所得之值之倒數)之函數之形式表示。又，發現若決定上述實效電極間距離，則檢測電極Rx之寬度WX之最佳值可以檢測電極Rx之間隔SP之函數之形式表示。而且，將上述實效電極間距離之函數式與間隔SP之函數式加以組合，而推導出以下計算式。

即，將圖4所示之複數個檢測電極Rx各自之X方向之寬度之理想值設為Wsmax[μm]。又，將上述複數個檢測電極Rx中之相鄰之檢測電極Rx之中心間距離即間隔SP設為P[μm]。又，將以中間構件(於圖4之情形時為基板1及接著層3)之相對介電常數除以上述中間構件之厚度所得之值之倒數所表示之實效電極間距離設為D[μm]。此時，本案發明者發現下式成立。

Wsmax=0.488×P-4.33×D-160…(式1)

上述(式1)係圖6所示之座標面Smax之函數式，且表示圖4所示之 寬度WX、間隔SP、及檢測電極Rx與驅動電極Tx之實效電極間距離之值被繪製在圖6所示之座標面Smax上時達到最佳值。換言之，若決定圖4所示之寬度WX、間隔SP、及檢測電極Rx與驅動電極Tx之實效電極間距離之3個變數中之2個變數之值，則剩餘之1個變數之最佳值可根據(式1)而容易地推導出。

又，如圖4或圖5所示，於在檢測電極Rx與驅動電極Tx之間設置有複數個中間構件之情形時，上述(式1)中之實效電極間距離之值係以如下方式求出。即，若將圖5所示之基板1之相對介電常數設為ε₁，將基板1之厚度設為d₁，且將接著層3之相對介電常數設為ε₃，將接著層3之厚度設為d₃，則由下式表示：D=1/(ε₁/d₁+ε₃/d₃)…(式2)。

又，若將上述(式2)作為配置有n層之中間構件之情形時之式子而一般化，則由下式表示。

亦即，以複數層中間構件各自之相對介電常數除以厚度所得之值之和之倒數之形式表示。

亦即，根據本實施形態，即便為如在檢測電極Rx與驅動電極Tx之間設置有例如多個中間構件之構造複雜之輸入裝置，亦可藉由掌握各中間構件之厚度及相對介電常數，而容易地算出代入至上述(式1)之實效電極間距離之值。

如上所述，根據本實施形態，若決定寬度WX、間隔SP、及檢測電極Rx與驅動電極Tx之實效電極間距離之3個變數中之2個變數之值，則剩餘1個變數之最佳值可根據(式1)而容易地推導出。因此，可 針對大小或構造不同之各種製品，容易地就寬度WX、間隔SP、及檢測電極Rx與驅動電極Tx之實效電極間距離之最佳關係進行設計。

<實製品之容許範圍>

如上所述，於寬度WX、間隔SP、及檢測電極Rx與驅動電極Tx之實效電極間距離滿足上述(式1)之關係時，輸入裝置TP之輸入位置檢測精度變為最高，但於應用於實際製品之情形時，因加工精度上之間題、或其他設計條件之制約等，而存在自圖6所示之座標面Smax產生偏差之情形。因此，本案發明者對就使位置檢測誤差為±2.0mm以下之觀點而言所容許之自座標面Smax之偏差量進行了研究。以下，採用圖4及圖5所示之檢測電極Rx之寬度WX，就對於(式1)所示之Wsmax之容許誤差進行說明。圖7係表示圖4及圖5所示之檢測電極之寬度與最佳值(理想值)之差和位置檢測精度之關係的說明圖。

圖7所示之評估結果係表示改變圖4及圖5所示之檢測電極Rx之寬度WX，而調查寬度WX和理想值之偏差(WX-Wsmax)與檢測精度之相關性所得之結果。再者，於圖7所示之評估中，準備間隔P及實效電極間距離D不同之2種輸入裝置，分別改變檢測電極Rx之寬度WX而進行評估。作為評估指標，使用輸入位置之位置檢測誤差(Accuracy error)。於圖7中僅記載為檢測誤差。又，在評估一欄中，於檢測誤差為±1.5mm以下之情形時標註○，於檢測誤差為±1.5mm~±2.0mm時標註△，於檢測誤差超過±2.0mm之情形時標註×。

根據圖7所示之評估結果，可知只要寬度WX自理想值之偏差(WX-Wsmax)之絕對值在150μm以下之範圍內，則可使檢測誤差為2.0mm以下。換言之，藉由將圖4所示之複數個檢測電極Rx各自之X方向之寬度WX限制在Wsmax之值±150μm以內之範圍，可使各種輸入裝置之輸入位置檢測感度及解像度分別提高。又，可知就更確實地將檢測誤差限制在±2.0mm以內之觀點而言，特佳為將寬度WX限制 在Wsmax之值±100μm以內之範圍。

<輸入裝置之變化例>

於圖1~圖7中，為了便於判斷，而對簡單構造之輸入裝置TP進行了說明，但就發揮作為輸入裝置之功能之觀點而言，只要於相隔設置之檢測電極Rx與驅動電極Tx之間設置有中間構件即可，故如圖8及圖9所例示般可應用於各種變化例。圖8係表示相對於圖5之作為變化例之輸入裝置之剖面圖。圖9係表示相對於圖4所示之電極佈局之作為變化例之輸入裝置之說明圖。

圖8所示之輸入裝置TP1係例如於玻璃基板等介電體即基板1之正面1a形成複數個檢測電極Rx，於位於正面1a之相反側之背面1b形成與檢測電極Rx之間形成電容元件之驅動電極Tx。亦即，配置於檢測電極Rx與驅動電極Tx之間之中間構件並不限定為複數層，即便為單層構造，亦可應用上述技術。又，雖於圖5所示之輸入裝置TP或圖8所示之輸入裝置TP1中檢測電極Rx露出，但並不限定於使檢測電極Rx露出之構造。雖省略了圖示，但亦可以覆蓋圖5所示之複數個檢測電極Rx之方式，將例如玻璃基板等與基板1不同之基板(蓋構件)配置於基板1之正面1a側。於該情形時，可保護檢測電極Rx使其不受損傷。

又，圖9所示之輸入裝置TP2中，驅動電極Tx係設為β圖案，檢測電極Rx係配置成矩陣狀(matrix shape)。於該情形時，若沿形成四邊形之檢測電極Rx之一邊所延伸之方向(圖9中為Y方向)定義寬度WX及間隔SP，則能夠以與使用圖4所說明之(式1)相同之方式應用。

(實施形態2)

於上述實施形態1中，對輸入裝置TP、TP1及TP2之構造進行了說明，但由於被稱作觸控面板之輸入裝置係基於顯示圖像進行輸入指示，故將輸入裝置與顯示裝置加以組裝而使用。於本實施形態中，就對組裝輸入裝置與顯示裝置而成之附輸入裝置之顯示裝置應用上述實 施形態1中所說明之技術之情形之實施形態進行說明。又，於以下實施形態中，作為顯示裝置之例，採用將液晶層用作藉由對顯示用之電極間施加顯示用電壓而形成顯示圖像之顯示功能層之液晶顯示裝置，而進行說明。

<顯示裝置之基本構成>

其次，對顯示裝置之基本構成進行說明。圖10係表示液晶顯示裝置之一例之基本構成之主要部分剖面圖。再者，於圖10中，為了易於觀察，而對液晶層16省略了影線，模式性地以橢圓形表示構成液晶層16之液晶LC。

液晶顯示裝置根據用以使作為顯示功能層之液晶層之液晶分子之配向產生變化之電場之施加方向，而大致分為以下2類。即，作為第1類，有對液晶顯示裝置之厚度方向(面外方向)施加電場之所謂之縱向電場模式。縱向電場模式中例如有TN(twisted Nematic，扭轉向列)模式或VA(Vertical Alignment，垂直對準)等。又，作為第2類，有對液晶顯示裝置之平面方向(面內方向)施加電場之所謂之橫向電場模式。橫向電場模式中例如有IPS(In-Plane Switching，共平面切換)模式或FFS(Fringe Field Switching，邊緣場切換)模式等。以下所說明之技術可應用於縱向電場模式及橫向電場模式中之任一種，但在圖10中，作為一例，而表示橫向電場模式(詳細而言為FFS模式)之顯示裝置。

圖10所示之顯示裝置LCD1具備具有配置於顯示面側(觀看者VW側)之正面(面)11a之基板11、及於基板11之正面11a之相反側與基板11相隔配置之基板12。又，顯示裝置LCD1具備配置於基板11與基板12之間之複數個像素電極13、及配置於基板11與基板12之間之共用電極14。又，顯示裝置LCD1具備配置於基板11與基板12之間、且藉由對複數個像素電極13與共用電極14之間施加顯示用電壓而形成顯示圖像之作為顯示功能層之液晶層16。

基板11係形成有形成彩色顯示圖像之彩色濾光片(省略圖示)之彩色濾光片基板，且具有作為顯示面側之正面11a及位於正面11a之相反側之背面(面、底面、內面)11b。基板11係例如於玻璃基板等基材之一面上貼合有使紅(R)、綠(G)、藍(B)3種顏色之彩色濾光片層週期性地排列而構成之彩色濾光片。於彩色顯示裝置中，例如以該紅(R)、綠(G)、藍(B)3種顏色之子像素為一組，而構成1個像素(one pixel)。

又，基板(陣列基板)12主要為形成有圖像顯示用之電路之電路基板，且具有位於基板11側之正面(面、內面)12a及位於正面12a之相反側之背面(面、底面)12b。於基板12之正面12a側，TFT(Thin-Film Transistor，薄膜電晶體)等主動元件與複數個像素電極13形成為矩陣狀(陣列狀)。又，由於圖10所示之例係如上所述般表示橫向電場模式(詳細而言為FFS模式)之顯示裝置LCD1，故共用電極14亦形成於基板12之正面12a側。共用電極14係形成於基板12之正面12a上，且於共用電極14上積層絕緣層15。又，複數個像素電極13係以介隔絕緣層15而與共用電極14對向之方式形成於絕緣層15上。在顯示裝置LCD1中，於顯示期間，分別對像素電極13施加像素電壓，對共用電極14施加共用驅動信號，藉此劃定各像素之顯示電壓。

又，雖省略了圖示，但除上述以外，亦於基板12上形成有用以驅動像素電極13之顯示驅動器、或對像素電極13供給像素信號之源極線、或驅動TFT之閘極線等配線。

又，於基板11與基板12之間，設置藉由對像素電極13與共用電極14之間施加顯示用電壓而形成顯示圖像之顯示功能層即液晶層16。液晶層16係根據所施加之電場之狀態而對通過其之光進行調變者，其使用例如與TN、VA、FFS等各種模式相對應之液晶LC。再者，雖省略了圖示，但於液晶層16與基板11、12之間分別形成有配向膜。

又，於顯示裝置LCD1之基板12之背面12b側設置光源LS、及將 自光源LS發出之光進行過濾之偏光板PL1。另一方面，於基板11之正面11a側設置將通過基板11之光進行過濾之偏光板PL2。

又，於圖10所示之例中，在基板12之正面12a，電性連接有形成有對像素電極13供給驅動電位之驅動電路的半導體晶片(驅動晶片)17、及與圖像顯示用之驅動電路DR2電性連接之配線基板18。配線基板18例如係於樹脂膜內形成複數根配線、且可根據配置位置之形狀而自如地變形之所謂可撓性配線板。形成於配線基板18之配線中包含與像素電極13電性連接之配線18a、及與共用電極14電性連接之配線18b。再者，於圖10所示之例中，例示有在基板12上安裝半導體晶片之所謂COG(Chip on glass，玻璃覆晶)方式之實施形態，但安裝半導體晶片之部位並不限定於基板12上，例如亦可應用安裝於配線基板18之方式。

利用圖10所示之顯示裝置LCD1之彩色圖像之顯示方法例如如下所述。即，自光源LS出射之光由偏光板PL1予以過濾，通過偏光板PL1之具有振幅之光(偏光)入射至液晶層16。入射至液晶層16之光根據液晶LC之折射率各向異性(雙折射)使偏光狀態改變，而沿液晶層16之厚度方向(自基板12朝向基板11之方向)傳播，並自基板11出射。此時，藉由對像素電極13與共用電極14施加電壓而形成之電場控制液晶配向，從而液晶層16發揮作為光學快門(optical shutter)之功能。亦即，在液晶層16中，可針對每個子像素控制光之透過率。到達至基板11之光於形成於基板11之彩色濾光片中被施以濾色處理(吸收特定波長以外之光之處理)，而自正面11a出射。又，自正面11a出射之光經偏光板PL2過濾後到達至觀看者VW。

<附輸入裝置之顯示裝置之構成>

其次，對組合有上述輸入裝置之功能與顯示裝置之功能之附輸入裝置之顯示裝置之構成進行說明。圖11係表示組裝圖4所示之輸入 裝置與圖10所示之顯示裝置而成之附輸入裝置之顯示裝置之構成例的主要部分剖面圖。又，圖12係表示相對於圖11之作為變化例之附輸入裝置之顯示裝置之一例之基本構成的主要部分剖面圖。再者，圖11及圖12與沿著圖4所示之Y方向之剖面相對應，故檢測電極Rx係以一根長導體圖案之形式進行圖示。

作為簡單構造之附輸入裝置之顯示裝置，可應用如圖11所示之附輸入裝置之顯示裝置LCD2般，於顯示裝置LCD1之偏光板PL2上配置有輸入裝置TP之實施態樣。附輸入裝置之顯示裝置LCD2係將顯示裝置LCD1之基板11側之偏光板PL2與輸入裝置TP之基板2對向配置，並介隔接著層BD而接著固定。雖然上述實施形態1中所說明之技術亦可應用於附輸入裝置之顯示裝置LCD2，但應用於如圖12所示之附輸入裝置之顯示裝置LCD3般在檢測電極Rx與驅動電極Tx之間積層有多個構件之類的附輸入裝置之顯示裝置則尤其有效。

圖12所示之附輸入裝置之顯示裝置LCD3係於使用圖10所說明之顯示裝置LCD1之基板11側形成檢測電極(輸入位置檢測電極)Rx，而未形成驅動電極Tx。於檢測電極Rx連接有配線基板23，檢測電極Rx經由配線基板23而與檢測輸入位置之檢測電路DT1電性連接。配線基板23例如係於樹脂膜內形成複數根配線，且可根據配置位置之形狀而自如地變形之所謂可撓性配線板。形成於配線基板23之配線包含與複數個檢測電極Rx電性連接、且對檢測電路DT1傳輸檢測信號之配線23a。

於附輸入裝置之顯示裝置LCD3中，如圖12所示，對顯示裝置LCD1之共用電極14施加使用圖2所說明之輸入位置檢測用之驅動波形DW。例如可經由配線基板18對共用電極14施加驅動波形DW(參照圖2)。共用電極14經由配線基板18而與驅動電路DR1電性連接。

如上所述，若以其他表現形式表示對共用電極14施加輸入位置 檢測用之驅動波形DW之構成，則於附輸入裝置之顯示裝置LCD3中，共用電極14成為兼用作為顯示裝置LCD1用之共用電極14之功能與作為輸入裝置之驅動電極Tx之功能的電極。作為使共用電極14與驅動電極Tx兼用化之方法，例如，可藉由將某一期間(1期間)劃分為觸控檢測期間(輸入期間)與顯示器寫入期間實現。如此，藉由使顯示裝置LCD1用之共用電極14與輸入裝置之驅動電極Tx兼用化，而可使附輸入裝置之顯示裝置LCD3整體之厚度薄型化。

於附輸入裝置之顯示裝置LCD3中，在顯示面側之偏光板PL2與形成有彩色濾光片之基板11之間形成有檢測電極Rx。換言之，於附輸入裝置之顯示裝置LCD3中，作為輸入裝置之檢測電極Rx及驅動電極Tx係形成於對向配置之偏光板PL1、PL2之間、亦即顯示裝置LCD1之內部。如此般藉由在顯示裝置之內部形成作為輸入裝置之檢測電極Rx及驅動電極Tx，可使附輸入裝置之顯示裝置之厚度最薄型化。

於圖12中表示於顯示面側之偏光板PL2與形成有彩色濾光片之基板11之間形成有檢測電極Rx之附輸入裝置之顯示裝置LCD3作為使顯示裝置LCD1用之共用電極14與輸入裝置之驅動電極Tx兼用化之實施形態之例。然而，若檢測電極Rx隔著基板11，且為基板12之相反側，則形成位置可應用各種變化例。例如圖12所示之基板21係具有與基板11之正面11a對向之背面21b、及位於背面21b之相反側之正面21a之蓋板。作為相對於圖12之變化例，可形成於該基板21之正面21a或背面21b中之至少任一面。或者，可在基板21與基板11之間追加至少於一面上形成有檢測電極Rx之基板(省略圖示)。

若如附輸入裝置之顯示裝置LCD3般使顯示裝置LCD1用之共用電極14與輸入裝置之驅動電極Tx兼用化，則由於在檢測電極Rx與驅動電極Tx之間配置有大量中間構件，故難以使檢測電極Rx之電極寬度、配置間隔、及檢測電極Rx與驅動電極Tx之間之實效電極間距離 之值最佳化。然而，藉由應用上述實施形態1中所說明之(式3)，而可容易地算出檢測電極Rx與驅動電極Tx之間之實效電極間距離D。即，若為圖12所示之附輸入裝置之顯示裝置LCD3之情形，則可藉由將基板11、液晶層16、像素電極13、及絕緣層15之各者之厚度及相對介電常數代入至(式3)，而容易地算出實效電極間距離D之值。又，藉由將算出之實效電極間距離D之值代入至(式1)，而可獲得Wsmax與間隔P之一元方程式。亦即，若決定使用圖4所說明之間隔SP與寬度WX中之任一者，則可容易地算出另一者之最佳值(理想值)。又，如上述實施形態1中所說明般，藉由將圖4所示之複數個檢測電極Rx各自之X方向之寬度WX限制在Wsmax之值±150μm以內之範圍，而可使各種輸入裝置之輸入位置檢測感度及解像度分別提高。又，就更確實地將檢測誤差限制在±2.0mm以內之觀點而言，較佳為將寬度WX限制在Wsmax之值±100μm以內之範圍。

<其他變化例>

以上，基於實施形態對由本案發明者完成之發明進行了具體說明，但本發明並不限定於上述實施形態，可在不脫離其主旨之範圍內進行各種變更。

例如，於上述實施形態中，雖將算出檢測電極Rx之最佳寬度即Wsmax之式子表示為(式1)，但亦可設為使檢測電極Rx之線寬為常數，而算出其他變數(實效電極間距離D或間隔P)之式子。

又，例如，除了將上述實施形態1及上述實施形態2中所說明之技術應用於液晶顯示裝置以外，亦可應用於有機EL(Electro-Luminescence，電致發光)顯示器等顯示裝置。

[產業上之可利用性]

本發明可廣泛應用於附輸入裝置之顯示裝置或組裝有附輸入裝置之顯示裝置之電子機器。

1‧‧‧基板

1a‧‧‧正面

1b‧‧‧背面

2‧‧‧基板

2a‧‧‧正面

2b‧‧‧背面

3‧‧‧接著層

DT1‧‧‧檢測電路

DR1‧‧‧驅動電路(顯示裝置用驅動電路)

Rx‧‧‧檢測電極(輸入位置檢測電極)

SP‧‧‧間隔(排列間隔、配置間隔)

Tx‧‧‧驅動電極

TP‧‧‧輸入裝置

WX‧‧‧寬度

X‧‧‧方向

Y‧‧‧方向

Claims (5)

1. 一種輸入裝置，其包括：複數個輸入位置檢測電極，其等沿著顯示平面之第1方向以第1間隔排列；驅動電極，其以與上述複數個輸入位置檢測電極對向之方式配置，且於其與上述複數個輸入位置檢測電極之間形成靜電電容；及中間構件，其配置於上述複數個輸入位置檢測電極與上述驅動電極之間；且若將上述複數個輸入位置檢測電極各自之上述第1方向之寬度之理想值設為Wsmax[μm]，將上述複數個輸入位置檢測電極中相鄰之輸入位置檢測電極之中心間距離即上述第1間隔設為P[μm]，將以上述中間構件之相對介電常數除以上述中間構件之厚度所得之值之倒數所表示之實效電極間距離設為D[μm]，則以下式表示：Wsmax=0.488×P-4.33×D-160，且上述複數個輸入位置檢測電極各自之上述第1方向之寬度係限制在上述Wsmax之值±150μm以內之範圍。
2. 如請求項1之輸入裝置，其中在上述複數個輸入位置檢測電極與上述驅動電極之間，設置相對介電常數不同之複數個上述中間構件，且上述實效電極間距離即D[μm]係作為上述相對介電常數不同之複數個上述中間構件各自之、以相對介電常數除以厚度所得之值之和的倒數予以表示。
3. 一種附輸入裝置之顯示裝置，其包括：顯示裝置，其包含具有第1面之第1基板、具有與上述第1基板對向之第2面且與上述第1基板相隔地配置於上述第1基板之上述第1面之相反側之第2基板、配置於上述第1基板與上述第2基板之間之複數個像素電極、配置於上述第1基板與上述第2基板之間之共用電極，及配置於上述第1基板與上述第2基板之間、且藉由對上述複數個像素電極與上述共用電極之間施加顯示用電壓而形成顯示圖像之顯示功能層；以及輸入裝置，其固定於上述第1基板之上述第1面側；上述輸入裝置包含：具有第3面之第3基板、及與上述第3基板對向且配置於較上述第3基板更靠上述顯示裝置側之第4基板，且包括：複數個輸入位置檢測電極，其等沿著上述第3面之第1方向以第1間隔排列；驅動電極，其以隔著上述第3基板而與上述複數個輸入位置檢測電極對向之方式配置，且於其與上述複數個輸入位置檢測電極之間形成靜電電容；及中間構件，其配置於上述複數個輸入位置檢測電極與上述驅動電極之間；且若將上述複數個輸入位置檢測電極各自之上述第1方向之寬度之理想值設為Wsmax[μm]，將上述複數個輸入位置檢測電極中相鄰之輸入位置檢測電極之中心間距離即上述第1間隔設為P[μm]，將以上述中間構件之相對介電常數除以上述中間構件之厚度所得之值之倒數所表示之實效電極間距離設為D[μm]，則以下式表示： Wsmax=0.488×P-4.33×D-160，且上述複數個輸入位置檢測電極各自之上述第1方向之寬度限制在上述Wsmax之值±150μm以內之範圍。
4. 一種附輸入裝置之顯示裝置，其包括：顯示裝置，其包含具有第1面之第1基板、具有與上述第1基板對向之第2面且與上述第1基板相隔地配置於上述第1基板之上述第1面之相反側之第2基板、配置於上述第1基板與上述第2基板之間之複數個像素電極、配置於上述第1基板與上述第2基板之間之共用電極，及配置於上述第1基板與上述第2基板之間、且藉由對上述複數個像素電極與上述共用電極之間施加顯示用電壓而形成顯示圖像之顯示功能層；以及複數個輸入位置檢測電極，其等係隔著上述第1基板而形成於上述第2基板之相反側，且於其與上述顯示裝置之上述共用電極之間形成靜電電容而檢測輸入位置；且上述複數個輸入位置檢測電極係沿著上述第1面之第1方向以第1間隔排列；若將上述複數個輸入位置檢測電極各自之上述第1方向之寬度之理想值設為Wsmax[μm]，將上述複數個輸入位置檢測電極中相鄰之輸入位置檢測電極之中心間距離即上述第1間隔設為P[μm]，將以配置於上述複數個輸入位置檢測電極與上述共用電極之間之中間構件之相對介電常數除以上述中間構件之厚度所得之值之倒數所表示之實效電極間距離設為D[μm]，則以下式表示：Wsmax=0.488×P-4.33×D-160，且上述複數個輸入位置檢測電極各自之上述第1方向之寬度限制在上述Wsmax之值±150μm以內之範圍。
5. 一種附輸入裝置之顯示裝置，其包括：顯示裝置，其包含具有第1面之第1基板、具有與上述第1基板對向之第2面且與上述第1基板相隔地配置於上述第1基板之上述第1面之相反側的第2基板、配置於上述第1基板與上述第2基板之間之複數個像素電極、配置於上述第1基板與上述第2基板之間之共用電極，及配置於上述第1基板與上述第2基板之間、且藉由對上述複數個像素電極與上述共用電極之間施加顯示用電壓而形成顯示圖像之顯示功能層；複數個輸入位置檢測電極，其等係隔著上述第1基板而形成於上述第2基板之相反側，且於其與上述顯示裝置之上述共用電極之間形成靜電電容而檢測輸入位置；及第3基板，其與上述第1面對向配置；且上述複數個輸入位置檢測電極係沿著第1方向以第1間隔排列於上述第3基板之至少一面上；若將上述複數個輸入位置檢測電極各自之上述第1方向之寬度之理想值設為Wsmax[μm]，將上述複數個輸入位置檢測電極中相鄰之輸入位置檢測電極之中心間距離即上述第1間隔設為P[μm]，將以配置於上述複數個輸入位置檢測電極與上述共用電極之間之中間構件之相對介電常數除以上述中間構件之厚度所得之值之倒數所表示之實效電極間距離設為D[μm]，則以下式表示：Wsmax=0.488×P-4.33×D-160，且上述複數個輸入位置檢測電極各自之上述第1方向之寬度限制在上述Wsmax之值±150μm以內之範圍。