WO2010137215A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2010137215A1
WO2010137215A1 PCT/JP2010/001736 JP2010001736W WO2010137215A1 WO 2010137215 A1 WO2010137215 A1 WO 2010137215A1 JP 2010001736 W JP2010001736 W JP 2010001736W WO 2010137215 A1 WO2010137215 A1 WO 2010137215A1
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wiring
substrate
display device
electrode
effect transistor
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PCT/JP2010/001736
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藤岡和巧
村井淳人
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a display device including a touch sensor in a display area.
  • a liquid crystal display device having a touch sensor in a picture element or pixel is known.
  • As a sensing method in such a liquid crystal display device three methods of an optical sensor method, a contact (contact) method, and a capacitance method have been put into practical use.
  • FIG. 10 shows a configuration example of a display area provided with an optical sensor type touch sensor.
  • FIG. 10 shows the configuration of the nth row extracted from the display area of the liquid crystal display panel.
  • One or more sensor circuits 102 connected to the control wiring Vrwn are arranged.
  • the picture element PIX includes a TFT 101 as a selection element, a liquid crystal capacitor CL, and a storage capacitor CS.
  • the gate of the TFT 101 is connected to the gate line Gn
  • the source is connected to the source line S
  • the drain is connected to the pixel electrode 103.
  • the liquid crystal capacitor CL is a capacitor in which a liquid crystal layer is disposed between the pixel electrode 103 and the common electrode com
  • the storage capacitor CS is between the drain electrode of the pixel electrode 103 or the TFT 101 and the storage capacitor line Csn.
  • the capacitor is formed by arranging an insulating film. For example, a constant voltage is applied to each of the common electrode com and the storage capacitor line Csn.
  • the sensor circuit 102 is provided in an arbitrary number such as one for each picture element PIX or one pixel (for example, one set of RGB picture elements PIX), and includes an output amplifier 102a, a photodiode 102b, and a capacitor. 102c.
  • the output amplifier 102a is made of a TFT.
  • the gate of the output amplifier 102a is connected to an electrode called node netA here, the drain is connected to one source line Sm + 1, and the source is connected to another source line Sm.
  • the anode of the photodiode 102b is connected to the reset wiring Vrstn, and the cathode is connected to the node netA.
  • One end of the capacitor 102c is connected to the node netA, and the other end is connected to the read control wiring Vrwn.
  • the sensor circuit 102 performs touch sensing by detecting the presence or absence of shadows due to the approach or touch of the fingertip using a period other than the period for writing the data signal to the picture element PIX.
  • the voltage of the node netA is reset by the voltage of the reset wiring Vrstn via the photodiode 102b
  • the voltage that appears at the node netA according to the intensity of light received by the photodiode 102b is changed to the node due to the voltage change of the read control wiring Vrwn.
  • a sensor output voltage Vo is output from the source of the output amplifier 102a using the boost of netA.
  • the sensor output voltage Vo is output toward the sensor readout circuit outside the display area via the sensor output wiring Vom using the source wiring Sm + 1.
  • the output amplifier 102a functions as a source follower.
  • the source wiring Sm connected to the drain of the output amplifier 102a functions as a sensor power supply wiring Vsm to which a constant voltage is applied during light detection.
  • FIG. 11 shows a configuration example of a display area provided with a contact type touch sensor.
  • This configuration is obtained by replacing the sensor circuit 102 of FIG.
  • the sensor circuit 202 includes a readout TFT 202a and an upper / lower electrode switch 202b.
  • the gate of the readout TFT 202a is connected to the readout signal wiring Vrdm
  • the drain is connected to one electrode of the upper / lower electrode switch 202b
  • the source is connected to the sensor output wiring Vom.
  • the other electrode of the upper / lower electrode switch 202b is composed of a common electrode com, to which a voltage Vcom is applied.
  • the readout TFT 202a when the panel is pressed with a fingertip, one electrode and the other electrode of the upper / lower electrode switch 202b come into contact with each other to form a contact.
  • the readout TFT 202a when the readout TFT 202a is turned on by applying a voltage from the readout signal wiring Vrdm using a period other than the period in which the data signal is written in the picture element PIX, the voltage Vcom is changed to the upper / lower electrode switch 202b and the readout TFT 202a. Since it is output to the sensor output wiring Vom via, touch sensing can be performed.
  • FIG. 12 shows a configuration example of a display area provided with a capacitive touch sensor.
  • This configuration is obtained by replacing the sensor circuit 102 of FIG.
  • the sensor circuit 302 includes an output amplifier 302a, a photodiode 302b, and capacitors 302c and 302d.
  • the output amplifier 302a is made of a TFT.
  • the gate of the output amplifier 302a is connected to an electrode called node netA, the drain is connected to the source line Sm, and the source is connected to the source line Sm + 1.
  • the anode of the photodiode 302b is connected to the reset wiring Vrstn, and the cathode is connected to the node netA.
  • One end of the capacitor 302c is connected to the node netA, and the other end is connected to the read control wiring Vrwn.
  • One end of the capacitor 302d is connected to the node netA, and the other end is configured by a common electrode com.
  • the sensor circuit 302 performs touch sensing by detecting a change in the capacitance value Ccvr of the capacitor 302d due to the pressing of the fingertip on the panel by using a period other than the period for writing the data signal to the picture element PIX.
  • the photodiode 302b is also provided to operate the sensor circuit 302 as an optical sensor circuit similarly to the sensor circuit 102. However, when operating as a touch sensor circuit, diode characteristics are used. After the voltage of the node netA is reset via the photodiode 302b, the voltage of the node netA is changed according to the capacitance 302c and the capacitance value Ccvr of the capacitor 302d determined by the pressing by changing the voltage of the read control wiring Vrwn.
  • the voltage appearing at the node netA is output as the sensor output voltage Vo from the source of the output amplifier 102a, and output to the sensor readout circuit outside the display area via the sensor output wiring Vom using the source wiring Sm + 1.
  • the output amplifier 302a functions as a source follower.
  • the source line Sm functions as a sensor power supply line Vsm to which a constant voltage is applied.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device in a state where a user's finger or the like is in contact.
  • the liquid crystal display device is configured such that the liquid crystal layer 3 is interposed between the lower display panel 100 and the upper display panel 200.
  • a pixel layer 115 is formed on an insulating substrate 110.
  • the pixel layer 115 includes pixels, a sensing unit, and the like, and the input terminal electrode 196 of the sensing element of the contact sensing unit is exposed on the pixel layer 115.
  • a light shielding member 220 is formed on a substrate 210.
  • the light shielding member 220 prevents light leakage between pixels.
  • a plurality of color filters 230 are formed on the substrate 210 and the light shielding member 220.
  • a cover film 250 is formed on the color filter 230 and the light shielding member 220 to protect the color filter 230 and flatten the surface.
  • On the cover film 250 a plurality of protrusions 240 made of an organic material or the like are formed. The protruding portion 240 is disposed corresponding to the position where the input terminal electrode 196 of the sensing element is formed.
  • a common electrode 270 is formed on the cover film 250 and the protrusion 240.
  • the two display panels 100 and 200 are supported by a plurality of bead spacers 320, and the common electrode 270 surrounding the protrusion 240 and the input terminal electrode 196 maintain a constant distance in the range of 0.1 ⁇ m to 1.0 ⁇ m. ing.
  • the common electrode 270 and the input terminal electrode 196 that surround the projecting portion 240 constitute a switch of the contact sensing portion.
  • the upper display panel 200 is pressed by contact pressure, and the common electrode 270 surrounding the protrusion 240 at the contact point is electrically and physically connected to the input terminal electrode 196 of the lower display panel 100.
  • the common voltage Vcom is transmitted to the input terminal electrode 196, and the sensing element causes a sensing current to flow.
  • Japanese Patent Publication Japanese Patent Laid-Open No. 2006-133788 (published May 25, 2006)” Japanese Patent Publication “Japanese Patent Laid-Open No. 2001-42296 (published on Feb. 16, 2001)”
  • the common electrode 270 and the input terminal electrode 196 that are electrodes of the contact sensing unit face the liquid crystal layer.
  • the alignment film to be formed is also provided on the outermost surface of the electrode. Since the alignment film is made of a dielectric material and is non-conductive, it is difficult to obtain an electrically stable connection between the electrodes.
  • the photodiode has a characteristic that the ON current is saturated at a certain illuminance of 100 lx or more, so that the illuminance is 50,000 lx to 100,000 lx. If direct sunlight enters and light wraps around the fingertip, the illuminance at the detection part does not decrease sufficiently compared to the surroundings, and the ON current of the photodiode is saturated as in the surrounding area. . Therefore, it becomes impossible to detect the area where the fingertip touches or the area where the fingertip comes close.
  • the sensor circuit reacts with a shadow caused by something other than the fingertip, resulting in malfunction.
  • the contact type touch sensor has a non-contact type touch sensor with good characteristics that can avoid the problem that it is difficult to obtain a stable electrical connection between the electrodes. There was a problem that a liquid crystal display device was not provided.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to realize a display device including a non-contact type touch sensor having good characteristics in place of the contact type touch sensor. .
  • the display device of the present invention provides A first electrode formed on a first substrate having a display surface of a display panel; A field effect transistor formed on a second substrate opposite to the first substrate, wherein the first electrode is spaced apart on the back channel side, and a gate terminal is connected to the first wiring.
  • a field effect transistor having a first drain / source terminal connected to the second wiring;
  • a first circuit having one end connected to the second drain / source terminal of the field effect transistor and the other end connected to a third wiring is provided. .
  • the first electrode in a state where the display surface of the first substrate is not pressed, the first electrode is located far from the second substrate even when a voltage on the first wiring is applied. At this time, the back gate effect on the field effect transistor by the first electrode is small, and the field effect transistor can be turned off and no leakage current can be generated in the back channel. Therefore, even if the switch is turned on, the voltage of the second wiring is not transmitted to the third wiring.
  • the first electrode moves to a position close to the second substrate.
  • the back gate effect by the first electrode is large, and a leak current can be generated in the back channel of the field effect transistor.
  • the voltage of the source of the field effect transistor increases. Accordingly, when the switch is turned on after the field effect transistor is sufficiently turned off, the voltage of the source of the field effect transistor is transmitted to the third wiring, that is, the voltage of the second wiring is transmitted to the third wiring. Is transmitted to.
  • a detection signal corresponding to the presence or absence of pressing can be obtained even if the first electrode does not make electrical contact with the second substrate by pressing. Since the movable electrical contact is not required for detecting the pressing, pressing with a strong force is not required, and as a result, peeling of the film inside the sensor circuit can be avoided. Thereby, it becomes a touch sensor circuit excellent in durability.
  • the optical sensor since the optical sensor is not used to detect the pressing, there is no problem that malfunction occurs in a high illumination environment and a low illumination environment unlike the optical sensor circuit.
  • the optical sensor unlike a capacitive touch sensor, since there is no place where malfunction is likely to occur due to external factors such as temperature change and static electricity, detection with a high S / N ratio can be performed.
  • the element size of the field effect transistor and the switch can be reduced. Therefore, the detection signal generation voltage can be reduced, and the aperture ratio of the display area can be increased.
  • the process is simplified and the aperture ratio of the display area can be increased.
  • the display device of the present invention is as described above.
  • a first electrode formed on a first substrate having a display surface of a display panel;
  • a field effect transistor formed on a second substrate opposite to the first substrate, wherein the first electrode is spaced apart on the back channel side, and a gate terminal is connected to the first wiring.
  • a field effect transistor having a first drain / source terminal connected to the second wiring;
  • a first circuit having one end connected to the second drain / source terminal of the field effect transistor and the other end connected to a third wiring;
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a touch sensor circuit included in a display device according to an embodiment of the present invention.
  • 1, showing an embodiment of the present invention is a circuit diagram illustrating a configuration of a display region of a display device.
  • FIG. It is a wave form diagram which shows operation
  • It is a circuit diagram which shows the structure of the modification of the touch sensor circuit of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing a pattern arrangement of a display area in FIG. 2. It is a top view which shows the pattern arrangement
  • FIGS. 1 to 9 Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9 as follows.
  • FIG. 9 shows a configuration of a liquid crystal display device (display device) 50 according to the present embodiment.
  • the liquid crystal display device 50 is an active matrix display device, and includes a display panel 51, a display scanning signal line driving circuit 52, a display data signal line driving circuit 53, a sensor scanning signal line driving circuit 54, a sensor readout circuit 55, A power supply circuit 56 and a sensing image processing device 57 are provided.
  • a plurality of gate wirings G,..., A plurality of source wirings S, and picture elements PIX provided corresponding to the intersections of the gate wirings G and the source wirings S are arranged in a matrix. Display area.
  • the display scanning signal line drive circuit 52 drives the gate lines G... By sequentially outputting to each gate line G a scanning signal for selecting the picture element PIX for writing the data signal.
  • the display data signal line drive circuit 53 drives the source lines S... By outputting a data signal to each source line S.
  • the sensor scanning signal line driving circuit (driving circuit of the first circuit) 54 sequentially outputs scanning signals (voltage Vrst, voltage Vrd) for operating the sensor circuit to each sensor scanning signal line E, whereby the sensor scanning signal line E ... Are driven line-sequentially.
  • the sensor readout circuit 55 reads out the sensor output voltage Vo (for the sake of convenience, the same reference numeral as the sensor output wiring) from each sensor output wiring (third wiring) Vo, and supplies the power supply voltage to the sensor power supply wiring (second wiring) Vs. Supply.
  • the power supply circuit 56 supplies power necessary for the operation of the display scanning signal line drive circuit 52, the display data signal line drive circuit 53, the sensor scan signal line drive circuit 54, the sensor readout circuit 55, and the sensing image processing device 57. To do.
  • the sensing image processing device 57 analyzes the distribution of sensor detection results in the panel surface based on the sensor output voltage Vo read by the sensor reading circuit 55.
  • the functions of the sensor scanning signal line drive circuit 54 and the sensor readout circuit 55 may be provided in other circuits such as the display scanning signal line drive circuit 52 and the display data signal line drive circuit 53, for example. Further, the function of the sensor readout circuit 55 may be provided in the sensing image processing device 57. Further, the sensing image processing device 57 may be provided in the liquid crystal display device 50 as an LSI or a computer configuration, but may be provided outside the liquid crystal display device 50. Similarly, the sensor readout circuit 55 may be provided outside the liquid crystal display device 50.
  • FIG. 2 shows the detailed configuration of the display area.
  • FIG. 2 shows the extracted configuration of the nth row in the display area.
  • two types of sensor scans are performed: a gate line Gn, a source line S (in the figure, Sm to Sm + 3), and a plurality of picture elements PIX defined by the storage capacitor line Csn.
  • a reset wiring (first wiring) Vrstn as a signal line E (see FIG. 9) and one or more touch sensor circuits 62 connected to the read control wiring Vrdn are arranged.
  • the storage capacitor line Csn, the reset line Vrstn, and the read control line Vrdn are provided in parallel with the gate line Gn.
  • the picture element PIX includes a TFT 11 as a selection element, a liquid crystal capacitor CL, and a storage capacitor CS.
  • the gate of the TFT 11 is connected to the gate line Gn, the source is connected to the source line S, and the drain is connected to the pixel electrode 13.
  • the liquid crystal capacitor CL is a capacitor in which a liquid crystal layer is disposed between the pixel electrode 13 and the common electrode com, and the storage capacitor CS is between the pixel electrode 13 or the drain electrode of the TFT 11 and the storage capacitor line Csn.
  • the capacitor is formed by arranging an insulating film. For example, a constant voltage is applied to each of the common electrode com and the storage capacitor line Csn.
  • the touch sensor circuit 62 is provided in an arbitrary number such as one for each picture element PIX or one pixel (for example, one set of RGB picture elements PIX...), And includes the TFTs 62a and 62b and the electrodes 62c. 1 circuit is provided.
  • the first circuit itself constitutes the touch sensor circuit 62.
  • the gate terminal of the TFT (switch) 62a is the readout control wiring Vrdn
  • one drain / source terminal is the source wiring Sm that is one of the source wirings S, that is, the sensor output wiring Vo
  • the other drain / source terminal is the source of the TFT 62b.
  • the TFT 62b has a gate terminal connected to the reset wiring Vrstn, a drain terminal (first drain / source terminal) connected to the source wiring Sm + 1, that is, one of the source wirings S, that is, the sensor power supply wiring Vsm, and a source terminal (second drain / source terminal).
  • the source terminal is connected to the other drain / source terminal of the TFT 62a.
  • the electrode (first electrode) 62c is provided on the back channel side of the TFT 62b so as to be separated from the TFT 62b, and functions as a back gate electrode of the TFT 62b.
  • the electrode 62c is connected to the common electrode com.
  • the general effect of a field effect transistor is used for the TFT 62b.
  • the leakage current is particularly remarkable in the TFT.
  • the touch sensor circuit 62 may further include elements other than those described above.
  • the touch sensor circuit 62 having the configuration shown in FIG. 2 uses a period other than the period for writing the data signal to the picture element PIX, for example, a horizontal blanking period, and the presence / absence of the displacement ⁇ x of the electrode 62c according to the presence / absence of pressing of the counter substrate
  • the TFT 62b is controlled to be turned on or off, and the sensor output signal Vo is output from the TFT 62a to the sensor output wiring Vom.
  • the sensor readout circuit 55 detects the presence or absence of pressing on the display surface from the sensor output signal Vo taken out via the sensor output wiring Vom.
  • touch sensor circuit 62 may be configured as shown in FIG.
  • the sensor output wiring Vom and the sensor power supply wiring Vsm are provided as wirings independent of the source wiring S, respectively.
  • the first drain / source terminal of the TFT 62a is connected to the sensor output wiring Vom, and the first drain / source terminal of the TFT 62b is connected to the sensor power supply wiring Vsm.
  • FIG. 2 is a plan view of the touch sensor circuit 62 of FIG. 2, and FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG.
  • the gate 11g of the TFT 11 is provided on the gate wiring Gn, the source 11s is provided on the source wiring S (Sm, Sm + 1, Sm + 2), and the drain 11d is provided above the storage capacitor wiring Csn.
  • the storage capacitor CS is connected to the pixel electrode 13 through the contact hole 11h and is formed between the storage capacitor line Csn.
  • the gate terminal of the TFT 62a is connected to the read control wiring Vrdn, one drain / source terminal 62as is connected to the sensor output wiring Vom, and the other drain / source terminal 62ad is connected to the source terminal 62bs of the TFT 62b.
  • the gate terminal 62bg of the TFT 62b is connected to the reset wiring Vrstn, and the drain terminal 62bd is connected to the sensor power supply wiring Vsm.
  • a columnar protrusion 71 is provided above the TFT 62b, and this columnar protrusion 71 is formed on the electrode 62c. Further, the region is provided between the sensor output wiring Vom and the sensor power supply wiring Vsm adjacent to each other, in this case, between the sensor output wiring Vom and the sensor power supply wiring Vsm, and between the reading control wiring Vrdn and the reset wiring Vrstn adjacent to each other.
  • a light shielding film (black matrix) 2b that shields irradiation light from the display surface side is provided in the area.
  • the cross-sectional structure of the region where the touch sensor circuit 62 is formed is a configuration in which a liquid crystal layer LC is disposed between the TFT substrate 1 and the counter substrate 2 as in the region of the picture element PIX. It has become.
  • TFT substrate (second substrate) 1 includes an insulating substrate 1a, a gate metal 1b, the gate insulating film 1c, Si i-layer 1d, Si of the n + layer 1e, source metal 1f, a passivation film 1g, and the liquid crystal
  • the alignment film 1h is laminated in order.
  • the read control wiring Vrdn and the reset wiring Vrstn are formed of the gate metal 1b, like the gate wiring Gn and the storage capacitor wiring Csn.
  • the sensor output wiring Vom and the sensor power supply wiring Vsm are formed of the source metal 1f.
  • the alignment film 1h is made of polyimide, for example.
  • the counter substrate (first substrate) 2 has a structure in which an insulating substrate 2a, a light-shielding film 2b and a color filter 2c, a transparent electrode 2d, a columnar protrusion 2e, and a liquid crystal alignment film 2f are laminated in this order.
  • the transparent electrode 2d constitutes a common electrode com
  • the electrode 62c here is constituted by the common electrode com itself and is not distinguished from the common electrode com. In general, however, the electrode 62c is connected to the common electrode com. It is in a connected state.
  • the columnar protrusion 2e is made of a dielectric, and is provided on the common electrode 2d so as to protrude from the back channel side of the TFT 62b of the counter substrate 2 toward the TFT substrate 1.
  • the alignment film 2f on the distal end side of the columnar protrusion 2e is separated from the TFT substrate 1 when the counter substrate 2 is not pressed by the user's finger or the like, and when the counter substrate 2 is pressed by the user's finger or the like. It can be moved to a position in contact with the TFT substrate 1.
  • the displacement of the counter substrate 2 at the time of pressing is ⁇ x in FIGS.
  • the counter substrate 2 is at the position X1 when not pressed, and moves to the position X2 when pressed and stops.
  • the touch sensor circuit 62 in each row applies a positive reset pulse of High + 15V and Low-14V to the reset wiring Vrstn every one vertical period (1V) and applies to the read control wiring Vrdn. It is driven by applying a positive read pulse of High + 15V and Low-14V. The read pulse is applied after a predetermined time has elapsed since the application of the reset pulse was completed. In addition, a power supply voltage of 0 V is applied to the sensor power supply wiring Vsm during the same period as the reset pulse. The power supply voltage changes to +5 V as the reset pulse falls.
  • each sensor output wiring Vom is used for detection of one corresponding pressed area on one screen, 1 at a time without scanning each row. It may be performed during the blanking period of the vertical period. Further, from the start of applying the reset pulse to the end of applying the readout pulse, for example, each row may be scanned and performed outside the image signal writing period of each horizontal period. In this case, when there is a sensor output wiring Vom that is used to detect a plurality of corresponding pressing areas on one screen, it is possible to detect pressing on each pressing area. Alternatively, one line may be scanned for each blanking period of one vertical period to detect the pressing of one or more pressing areas within a certain time width.
  • the back channel of the TFT 62b is covered with a passivation film such as SiNx having a thickness of several thousand angstroms, a leak current can flow through the back channel due to the back gate effect caused by the voltage applied to the electrode 62c. It is.
  • the magnitude of the leakage current that is, the magnitude of the back gate effect is controlled by the distance between the electrode 62c and the TFT 62b.
  • the electrode 62c In a state where the display surface of the counter substrate 2 is not pressed, even if a reset pulse is applied to the reset wiring Vrstn, the electrode 62c is at the position X1 as shown in FIG.
  • the side alignment film 2f is separated from the TFT substrate 1, here from the alignment film 1h. Therefore, as shown in FIG. 7B, the back gate effect by the electrode 62c is small, and no leakage current is generated in the back channel even when the TFT 62b is turned off. As a result, the TFT 62b is sufficiently turned off. Therefore, as shown in FIG.
  • the source voltage Vd of the TFT 62b remains at the initial value of 0V even after the application of the reset pulse is finished and the power supply voltage of the sensor power supply wiring Vsm rises to + 5V. Therefore, even if the readout pulse is applied after the application of the reset pulse is completed and the TFT 62a is turned on, the voltage of the sensor power supply wiring Vsm is not transmitted to the sensor output wiring Vom, and the sensor output voltage Vo becomes 0V.
  • the source voltage Vd of the TFT 62b rises after the application of the reset pulse is finished and the power supply voltage of the sensor power supply wiring Vsm rises to + 5V.
  • the magnitude of the increase in the voltage Vd depends on ⁇ x, but here the electrode 62c stops at the position X2 when pressed, and therefore always reaches the same voltage value.
  • an image signal is supplied to the sensor power supply wiring Vsm, that is, the source wiring Sm + 1, and the sensor power supply wiring Vsm becomes an arbitrary voltage corresponding to the image signal.
  • a detection signal corresponding to the presence or absence of pressing can be obtained without the electrode 62c being in electrical contact with the TFT substrate 1 by pressing. Since the movable electrical contact is not required for the detection of the pressing, pressing with a strong force is not required. As a result, it is possible to avoid film peeling inside the touch sensor circuit 62. Thereby, it becomes a touch sensor circuit excellent in durability.
  • the optical sensor since the optical sensor is not used to detect the pressing, there is no problem that malfunction occurs in a high illumination environment and a low illumination environment unlike the optical sensor circuit.
  • the optical sensor unlike a capacitive touch sensor, since there is no place where malfunction is likely to occur due to external factors such as temperature change and static electricity, detection with a high S / N ratio can be performed.
  • the element sizes of the TFT 62b and the TFT 62a can be reduced. Therefore, the detection signal generation voltage can be reduced, and the aperture ratio of the display area can be increased.
  • the process is simplified and the aperture ratio of the display area can be increased.
  • the touch sensor circuit 62 since the electrode 62c is connected to the common electrode com, the electrode 62c that is displaced together with the counter substrate 2 by pressing can be easily configured. Further, since the electrode 62c can be formed simultaneously with the formation of the common electrode com, the process is simplified. Further, the common voltage Vcom can be used as the voltage applied to the electrode 62c, and the circuit can be simplified.
  • the columnar protrusion 71 made of a dielectric is provided on the electrode 62c.
  • the electrode 62c can easily function as a back gate of the TFT 62b. Therefore, the sensitivity of pressing detection can be increased.
  • the columnar protrusion 71 in addition to a dielectric, a columnar protrusion made of a conductor, or a columnar protrusion whose conductor covers the surface of the dielectric can be configured.
  • the tip side of the columnar protrusion 71 is separated from the TFT substrate 1 when the counter substrate 2 is not pressed, and can be moved to a position where it contacts the TFT substrate 1 when the counter substrate 2 is pressed. Accordingly, it is possible to stably realize the two states of the non-pressing state in which the position of the columnar protrusion 71 does not change and the pressed state in which the tip side of the columnar protrusion 71 comes into contact with the TFT substrate 1 and stops. Accordingly, it is difficult for the malfunction of the pressure detection to occur.
  • the touch sensor circuit 62 is provided in the display area, a large number of touch sensor circuits 62 can be arranged in the display matrix. In addition, this makes it possible to respond to highly demanded multi-point inputs by making use of characteristics with few malfunctions.
  • the source S is used for the sensor power supply wiring Vsm and the sensor output wiring Vom, and the source wiring S is connected to the sensor power supply wiring Vsm in addition to the data writing period to the picture element PIX. Or as sensor output wiring Vom.
  • the number of wirings can be reduced, and therefore the aperture ratio of the display area can be increased.
  • the touch sensor circuit 62 of FIG. 4 wirings independent of the source wiring S are used for the sensor power supply wiring Vsm and the sensor output wiring Vom.
  • the sensor power supply wiring Vsm and the sensor output wiring Vom can be used for driving the touch sensor circuit 62 regardless of whether or not it is a data writing period to the picture element PIX. The pressure can be detected at the timing.
  • the liquid crystal layer LC is disposed between the counter substrate 2 in the region where the electrode 62c is provided and the TFT substrate 1 in the region where the TFT 62b is provided. According to this, in the liquid crystal display device 1, the liquid crystal layer LC for creating the picture element PIX can be used as it is to configure the region of the touch sensor circuit 62.
  • liquid crystal alignment films (1h, 2f) are formed on at least one of the counter substrate 2 in the region where the electrode 62c is provided and the TFT substrate 1 in the region where the TFT 62b is provided. Is formed. According to this, the alignment film for creating the picture element PIX can be used as it is in the region of the touch sensor circuit 62 without being damaged.
  • the touch sensor circuit 62 of FIG. 5 since the light shielding film 2b is provided, it is possible to favorably prevent the touch sensor circuit 62 from malfunctioning due to external light, and the stability of the pressure detection is further improved. Rise.
  • FIG. 6 shows a plan view of a display area provided with the photosensor circuit 102 of FIG. 10 described in the prior art.
  • the light shielding film BM is provided over a wide region where the output amplifier 102a and the capacitor 102c are provided.
  • the touch sensor circuit 62 of FIG. 5 since the area occupied by the touch sensor circuit 62 can be reduced, the reduction in the aperture ratio of the display region can be reduced by the light shielding film 2b.
  • the display device of the present invention provides A first electrode formed on a first substrate having a display surface of a display panel; A field effect transistor formed on a second substrate opposite to the first substrate, wherein the first electrode is spaced apart on the back channel side, and a gate terminal is connected to the first wiring.
  • a field effect transistor having a first drain / source terminal connected to the second wiring;
  • a first circuit having one end connected to the second drain / source terminal of the field effect transistor and the other end connected to a third wiring is provided. .
  • the first electrode in a state where the display surface of the first substrate is not pressed, the first electrode is located far from the second substrate even when a voltage on the first wiring is applied. At this time, the back gate effect on the field effect transistor by the first electrode is small, and the field effect transistor can be turned off and no leakage current can be generated in the back channel. Therefore, even if the switch is turned on, the voltage of the second wiring is not transmitted to the third wiring.
  • the first electrode moves to a position close to the second substrate.
  • the back gate effect by the first electrode is large, and a leak current can be generated in the back channel of the field effect transistor.
  • the voltage of the source of the field effect transistor increases. Accordingly, when the switch is turned on after the field effect transistor is sufficiently turned off, the voltage of the source of the field effect transistor is transmitted to the third wiring, that is, the voltage of the second wiring is transmitted to the third wiring. Is transmitted to.
  • a detection signal corresponding to the presence or absence of pressing can be obtained even if the first electrode does not make electrical contact with the second substrate by pressing. Since the movable electrical contact is not required for detecting the pressing, pressing with a strong force is not required, and as a result, peeling of the film inside the sensor circuit can be avoided. Thereby, it becomes a touch sensor circuit excellent in durability.
  • the optical sensor since the optical sensor is not used to detect the pressing, there is no problem that malfunction occurs in a high illumination environment and a low illumination environment unlike the optical sensor circuit.
  • the optical sensor unlike a capacitive touch sensor, since there is no place where malfunction is likely to occur due to external factors such as temperature change and static electricity, detection with a high S / N ratio can be performed.
  • the element size of the field effect transistor and the switch can be reduced. Therefore, the detection signal generation voltage can be reduced, and the aperture ratio of the display area can be increased.
  • the process is simplified and the aperture ratio of the display area can be increased.
  • the display device of the present invention provides The first electrode is connected to a common electrode.
  • the first electrode is connected to the common electrode, there is an effect that the first electrode that is displaced together with the first substrate by pressing can be easily configured.
  • the first electrode can be formed simultaneously with the formation of the common electrode, the process is simplified.
  • a common voltage can be used as the voltage applied to the first electrode, and the circuit can be simplified.
  • the display device of the present invention provides On the first electrode, provided from a back channel side of the field effect transistor of the first substrate toward the second substrate, made of a dielectric, or from a conductor Or a columnar protrusion whose conductor covers the surface of the dielectric is formed so that the first substrate does not contact the second substrate in a state where the first substrate is not pressed. It is a feature.
  • the columnar protrusions made of a dielectric, made of a conductor, or covered with a conductor covering the surface of the dielectric are provided, so that the first substrate and the second substrate Even if there are inclusions or intervening spaces in between, the first electrode can easily function as the back gate of the field effect transistor. Therefore, there is an effect that the sensitivity of pressing detection can be increased.
  • the display device of the present invention provides A front end side of the columnar protrusion is separated from the second substrate when the first substrate is not pressed, and a position that contacts the second substrate when the first substrate is pressed. It is possible to move up to.
  • the columnar protrusions made of a dielectric, or made of a conductor, or covered with a conductor covering the surface of the dielectric are provided. It is possible to stably realize the two states of the state and the state at the time of pressing in which the tip side of the columnar protrusion comes into contact with the second substrate and stops. Accordingly, there is an effect that a malfunction of pressing detection is unlikely to occur.
  • the display device of the present invention provides The first circuit is provided in a display region.
  • the display device of the present invention provides A data signal line is used for the second wiring.
  • the data signal line is used as the second wiring other than the data writing period to the picture element, the number of wirings can be reduced, and thus the aperture ratio of the display region can be increased. There is an effect.
  • the display device of the present invention provides The second wiring is characterized in that a wiring independent of the data signal line is used.
  • the second wiring can be used for driving the first circuit regardless of whether or not it is a data writing period to the picture element. There is an effect that it can be detected.
  • the display device of the present invention provides A data signal line is used for the third wiring.
  • the data signal line is used as the third wiring other than the data writing period to the picture element, the number of wirings can be reduced, and thus the aperture ratio of the display region can be increased. There is an effect.
  • the display device of the present invention provides The third wiring is characterized in that a wiring independent of the data signal line is used.
  • the third wiring can be used for driving the first circuit regardless of whether or not it is a data writing period to the picture element, it is pressed at a timing with a high degree of freedom. There is an effect that it can be detected.
  • the display device of the present invention provides A liquid crystal layer is disposed between the first substrate in a region where the first electrode is provided and the second substrate in a region where the field effect transistor is provided. .
  • the liquid crystal layer for creating the picture element can be used as it is to form the region of the first circuit.
  • the display device of the present invention provides A liquid crystal alignment film is formed on at least one of the region where the first electrode is provided on the first substrate and the region where the field effect transistor is provided on the second substrate. It is characterized by that.
  • the alignment film for creating the picture element can be used as it is in the region of the first circuit without being damaged.
  • the display device of the present invention provides A light-shielding film for the field effect transistor is provided.
  • the light shielding film since the light shielding film is provided, it is possible to satisfactorily prevent the first circuit from malfunctioning due to external light, and there is an effect that the stability of pressure detection is further increased.
  • the area occupied by the first circuit can be reduced, the reduction in the aperture ratio of the display region can be reduced by the light shielding film.
  • the display device of the present invention provides Based on the output of the first circuit acquired through the third wiring with the switch closed, the voltage of the second wiring is transmitted to the third wiring through the field effect transistor. By detecting whether or not the first substrate is pressed, it is detected whether or not the first substrate is pressed.
  • the present invention can be suitably used for various display devices including a liquid crystal display device.

Abstract

　接点方式のタッチセンサに代わる、良好な特性の非接触方式のタッチセンサを備えた表示装置を実現する。表示パネルの表示面を有する第１の基板（２）に形成された第１の電極（６２ｃ）と、第１の基板（２）に対向する第２の基板（１）に形成された、第１の電極（６２ｃ）がバックチャネル側に離間して配置される電界効果トランジスタであって、ゲート端子が第１の配線（Ｖｒｓｔｎ）に接続されており、第１のドレイン／ソース端子が第２の配線（Ｖｓｍ）に接続された電界効果トランジスタと、一端が上記電界効果トランジスタの第２のドレイン／ソース端子に接続されているとともに、他端が第３の配線（Ｖｏｍ）に接続されているスイッチとを有する第１の回路を備えている。

Description

表示装置
　本発明は、表示領域にタッチセンサを備える表示装置に関する。
　絵素内や画素内にタッチセンサを備えた液晶表示装置が知られている。このような液晶表示装置におけるセンシング方式として、光センサ方式、接点（接触）方式、および、容量方式の３つが実用化されている。
　図１０に光センサ方式のタッチセンサを備えた表示領域の構成例を示す。
　図１０には、液晶表示パネルの表示領域のうち、第ｎ行目の構成を抽出して記載してある。第ｎ行目には、ゲート配線Ｇｎ、ソース配線Ｓ（図ではＳｍ～Ｓｍ＋３が示されている）、および、保持容量配線Ｃｓｎによって区画された複数の絵素ＰＩＸ…と、リセット配線Ｖｒｓｔｎおよび読み出し制御配線Ｖｒｗｎに接続された１つ以上のセンサ回路１０２とが配置されている。
　絵素ＰＩＸは選択素子としてのＴＦＴ１０１、液晶容量ＣＬ、および、保持容量ＣＳを備えている。ＴＦＴ１０１のゲートはゲート配線Ｇｎに、ソースはソース配線Ｓに、ドレインは絵素電極１０３に、それぞれ接続されている。液晶容量ＣＬは、絵素電極１０３と共通電極ｃｏｍとの間に液晶層が配置されてなる容量であり、保持容量ＣＳは、絵素電極１０３あるいはＴＦＴ１０１のドレイン電極と保持容量配線Ｃｓｎとの間に絶縁膜が配置されてなる容量である。共通電極ｃｏｍおよび保持容量配線Ｃｓｎには、それぞれに例えば一定の電圧が印加される。
　センサ回路１０２は、１つの絵素ＰＩＸや１つの画素（例えばＲＧＢの絵素ＰＩＸ…の一組）につき１つずつなど、任意の数で設けられ、出力アンプ１０２ａ、フォトダイオード１０２ｂ、および、容量１０２ｃを備えている。出力アンプ１０２ａはＴＦＴからなる。出力アンプ１０２ａのゲートはここでノードｎｅｔＡと称する電極に、ドレインは１つのソース配線Ｓｍ＋１に、ソースは他の１つのソース配線Ｓｍに、それぞれ接続されている。フォトダイオード１０２ｂのアノードはリセット配線Ｖｒｓｔｎに、カソードはノードｎｅｔＡに、それぞれ接続されている。容量１０２ｃの一端はノードｎｅｔＡに、他端は読み出し制御配線Ｖｒｗｎに、それぞれ接続されている。
　センサ回路１０２は、絵素ＰＩＸへデータ信号を書き込む期間以外の期間を利用して、指先のパネルへの接近や接触による影発生の有無を検出することにより、タッチセンシングを行う。ノードｎｅｔＡの電圧をフォトダイオード１０２ｂを介してリセット配線Ｖｒｓｔｎの電圧によってリセットした後に、フォトダイオード１０２ｂで受けた光の強度に応じてノードｎｅｔＡに現れた電圧を、読み出し制御配線Ｖｒｗｎの電圧変化によるノードｎｅｔＡの昇圧を利用して出力アンプ１０２ａのソースからセンサ出力電圧Ｖｏとして出力する。センサ出力電圧Ｖｏは、ソース配線Ｓｍ＋１を利用したセンサ出力配線Ｖｏｍを介して表示領域外のセンサ読み出し回路に向けて出力する。このとき、出力アンプ１０２ａはソースフォロワとして機能する。また、このとき、出力アンプ１０２ａのドレインに接続されているソース配線Ｓｍは、光検出時には一定電圧が印加されたセンサ電源配線Ｖｓｍとして機能する。
　次に、図１１に接点方式のタッチセンサを備えた表示領域の構成例を示す。
　この構成は、図１０のセンサ回路１０２をセンサ回路２０２で置き換えたものである。
　センサ回路２０２は、読み出し用ＴＦＴ２０２ａおよび上下電極スイッチ２０２ｂを備えている。読み出し用ＴＦＴ２０２ａのゲートは読み出し用信号配線Ｖｒｄｍに、ドレインは上下電極スイッチ２０２ｂの一方の電極に、ソースはセンサ出力配線Ｖｏｍに、それぞれ接続されている。上下電極スイッチ２０２ｂの他方の電極は共通電極ｃｏｍで構成されており、電圧Ｖｃｏｍが印加される。
　センサ回路２０２は、パネルが指先で押圧されると、上下電極スイッチ２０２ｂの一方の電極と他方の電極とが互いに接触して接点を形成する。このとき、絵素ＰＩＸへデータ信号を書き込む期間以外の期間を利用して、読み出し用信号配線Ｖｒｄｍからの電圧印加によって読み出し用ＴＦＴ２０２ａをＯＮ状態にすると、電圧Ｖｃｏｍが上下電極スイッチ２０２ｂおよび読み出し用ＴＦＴ２０２ａを介してセンサ出力配線Ｖｏｍに出力されるので、タッチセンシングを行うことができる。
　次に、図１２に容量方式のタッチセンサを備えた表示領域の構成例を示す。
　この構成は、図１０のセンサ回路１０２をセンサ回路３０２で置き換えたものである。
　センサ回路３０２は、出力アンプ３０２ａ、フォトダイオード３０２ｂ、および、容量３０２ｃ・３０２ｄを備えている。出力アンプ３０２ａはＴＦＴからなる。出力アンプ３０２ａのゲートはノードｎｅｔＡと称する電極に、ドレインはソース配線Ｓｍに、ソースはソース配線Ｓｍ＋１に、それぞれ接続されている。フォトダイオード３０２ｂのアノードはリセット配線Ｖｒｓｔｎに、カソードはノードｎｅｔＡに、それぞれ接続されている。容量３０２ｃの一端はノードｎｅｔＡに、他端は読み出し制御配線Ｖｒｗｎに、それぞれ接続されている。容量３０２ｄの一端はノードｎｅｔＡに接続されており、他端は共通電極ｃｏｍで構成されている。
　センサ回路３０２は、絵素ＰＩＸへデータ信号を書き込む期間以外の期間を利用して、指先のパネルへの押圧による容量３０２ｄの容量値Ｃｃｖｒの変化を検出することにより、タッチセンシングを行う。フォトダイオード３０２ｂはセンサ回路３０２をセンサ回路１０２と同様に光センサ回路として動作させるものとしても備えられているが、タッチセンサ回路として動作するときにはダイオード特性が利用される。フォトダイオード３０２ｂを介してノードｎｅｔＡの電圧がリセットされた後に、読み出し制御配線Ｖｒｗｎの電圧を変化させることによって、ノードｎｅｔＡの電圧が容量３０２ｃと押圧により決まる容量３０２ｄの容量値Ｃｃｖｒとに応じた値になるため、ノードｎｅｔＡに現れた電圧を、出力アンプ１０２ａのソースからセンサ出力電圧Ｖｏとして出力し、ソース配線Ｓｍ＋１を利用したセンサ出力配線Ｖｏｍを介して表示領域外のセンサ読み出し回路に向けて出力する。このとき、出力アンプ３０２ａはソースフォロワとして機能する。また、このとき、ソース配線Ｓｍは一定電圧が印加されたセンサ電源配線Ｖｓｍとして機能する。
　次に、上記タッチセンサの中でも、特許文献１に開示された接点方式の構成のものを図１３に示す。
　図１３は、使用者の指などが接触した状態の液晶表示装置の断面図である。当該液晶表示装置は、下部表示板１００と上部表示板２００との間に液晶層３が介在するように構成されている。下部表示板１００では絶縁基板１１０上に画素層１１５が形成されている。画素層１１５には画素及び感知部などが形成されており、画素層１１５上に接触感知部の感知素子の入力端子電極１９６が露出している。
　上部表示板２００には、基板２１０上に遮光部材２２０が形成されている。遮光部材２２０は画素間の光漏れを防止する。複数のカラーフィルター２３０が基板２１０と遮光部材２２０上に形成されている。カラーフィルター２３０および遮光部材２２０上には、カバー膜２５０が形成されてカラーフィルター２３０を保護し、表面を平坦化している。カバー膜２５０上には、有機物質などからなる複数の突出部２４０が形成されている。突出部２４０は、感知素子の入力端子電極１９６が形成されている位置に対応して配設されている。カバー膜２５０および突出部２４０上には共通電極２７０が形成されている。二つの表示板１００、２００は、複数のビーズスペーサ３２０によって支持されて、突出部２４０を囲う共通電極２７０と入力端子電極１９６とが０．１μｍ～１．０μｍの範囲で一定の間隔を維持している。
　突出部２４０を囲う共通電極２７０と入力端子電極１９６とは、接触感知部のスイッチを構成する。
　上部表示板２００は、接触による圧力で押圧され、その接触点部位の突出部２４０を囲う共通電極２７０が、下部表示板１００の入力端子電極１９６に電気的・物理的に接続される。これにより、共通電圧Ｖｃｏｍが入力端子電極１９６に伝達され、感知素子が感知電流を流す。
日本国公開特許公報「特開２００６－１３３７８８号公報（２００６年５月２５日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００１－４２２９６号公報（２００１年２月１６日公開）」
　しかしながら、上記特許文献１の接点方式のタッチセンサを備えた液晶表示装置では、接触感知部の電極である共通電極２７０と入力端子電極１９６とが液晶層に面していることから、製造プロセスで形成する配向膜が、当該電極の最表面にも具備されることとなる。配向膜は誘電体からなり非導電性であるので、電極どうしの間で電気的に安定した接続を得ることが難しい。
　従って、タッチセンシング時に電極どうしの安定した電気的接続を得るためには、パネルに対して、配向膜を突き破る程度の強い押圧が必要となる。
　その結果、電極どうしの接触時に配向膜が剥離し、配向膜の破片が液晶層中に浮遊して画素欠点となってしまうという問題が生じる。画素欠点を生じさせないようにしようとすると、電極上の配向膜を除去する工程が必要となるなどの不都合が生じる。
　このような接触の問題を避けようとして、光センサ方式のタッチセンサを用いても、フォトダイオードに１００ｌｘ以上といった一定以上の照度でＯＮ電流が飽和する特性があることから、５００００ｌｘ～１０００００ｌｘといった照度で直射日光が入射して指先の周囲から光が回り込んでしまうと、検出部分の照度が周囲と比較して充分に低下せずに、周囲領域と同様にフォトダイオードのＯＮ電流が飽和してしまう。従って、指先の接触した領域あるいは接近した領域を検出することができなくなってしまう。
　また逆に、数百ｌｘ程度の低照度環境では、指先以外のものによって生じる影でセンサ回路が反応してしまい、誤動作が生じる。
　このように、光センサ回路では強照度環境および低照度環境において誤動作が生じるので、接点方式のタッチセンサを無条件には置き換えられない。
　また、前記接触の問題を避けようとして、容量方式のタッチセンサを用いても、温度変化や静電気などの外的要因により誤動作が生じやすいという問題がある。これは、容量値の変化を検出する液晶層の容量が数ｐＦ程度と小さいので、変化量の検出が元々困難であることに起因している。液晶容量は温度に応じて変化し、静電気や液晶表示装置の信号配線からの電界ノイズによっても変化するので、検出対象の容量変化量がノイズレベルに近くなってしまい、検出のＳ／Ｎ比が低下してしまう。
　以上のように、従来は、接点方式のタッチセンサにおいて電極どうしの安定的な電気的接続を得ることが困難な問題を回避することのできる、良好な特性の非接触方式のタッチセンサを備えた液晶表示装置が提供されていないという問題があった。
　本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、接点方式のタッチセンサに代わる、良好な特性の非接触方式のタッチセンサを備えた表示装置を実現することにある。
　本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、
　表示パネルの表示面を有する第１の基板に形成された第１の電極と、
　上記第１の基板に対向する第２の基板に形成された、上記第１の電極がバックチャネル側に離間して配置される電界効果トランジスタであって、ゲート端子が第１の配線に接続されており、第１のドレイン／ソース端子が第２の配線に接続された電界効果トランジスタと、
　一端が上記電界効果トランジスタの第２のドレイン／ソース端子に接続されているとともに、他端が第３の配線に接続されているスイッチとを有する第１の回路を備えていることを特徴としている。
　上記の発明によれば、第１の基板の表示面への押圧が無い状態では、第１の配線にある電圧が印加されても、第１の電極が第２の基板から遠い位置にある。このとき第１の電極による電界効果トランジスタに対するバックゲート効果は小さく、電界効果トランジスタをＯＦＦ状態とするとともにバックチャネルにリーク電流を発生させないようにすることができる。従って、スイッチをＯＮ状態にしても第２の配線の電圧は第３の配線へ伝達されない。
　一方、第１の基板の表示面への押圧が有る状態では、第１の配線に上記のある電圧が印加されると、第１の電極が第２の基板に近い位置まで移動する。このとき第１の電極によるバックゲート効果は大きく、電界効果トランジスタのバックチャネルにリーク電流を発生させることができる。これにより、電界効果トランジスタのソースの電圧は上昇する。従って、電界効果トランジスタを充分にＯＦＦ状態とした後に、スイッチをＯＮ状態にすると、電界効果トランジスタのソースの電圧が第３の配線へ伝達される、すなわち第２の配線の電圧が第３の配線へ伝達される。
　これにより、第３の配線へ伝達された電圧を検出することにより、表示面への押圧の有無を検出することができる。
　上記の第１の回路の構成によれば、第１の電極が押圧によって第２の基板に電気的に接触しなくても、押圧の有無に応じた検出信号を得ることができる。押圧の検出に可動電気接点が不要となるので、強い力による押圧が不要となり、その結果、センサ回路の内部の膜剥れを回避することができる。これにより、耐久性に優れたタッチセンサ回路となる。
　また、押圧の検出に光センサを用いないので、光センサ回路のように強照度環境および低照度環境において誤動作が生じるといった問題が起こらない。また、容量方式のタッチセンサのように、温度変化や静電気などの外的要因により誤動作が生じやすい箇所がないので、Ｓ／Ｎ比の高い検出を行うことができる。
　以上により、接点方式のタッチセンサに代わる、良好な特性の非接触方式のタッチセンサを備えた表示装置を実現することができるという効果を奏する。
　また、電界効果トランジスタに流れる電流を大きく設定することができるため、電界効果トランジスタおよびスイッチの素子サイズを小さくすることができる。従って、検出信号生成用の電圧を小さくすることができるとともに、表示領域の開口率を大きくすることができるという効果を奏する。
　また、光センサ回路のように昇圧用の大きな容量が不要であるので、プロセスが簡略化されるとともに、表示領域の開口率を大きくすることができるという効果を奏する。
　本発明の表示装置は、以上のように、
　表示パネルの表示面を有する第１の基板に形成された第１の電極と、
　上記第１の基板に対向する第２の基板に形成された、上記第１の電極がバックチャネル側に離間して配置される電界効果トランジスタであって、ゲート端子が第１の配線に接続されており、第１のドレイン／ソース端子が第２の配線に接続された電界効果トランジスタと、
　一端が上記電界効果トランジスタの第２のドレイン／ソース端子に接続されているとともに、他端が第３の配線に接続されているスイッチとを有する第１の回路を備えている。
　以上により、接点方式のタッチセンサに代わる、良好な特性の非接触方式のタッチセンサを備えた表示装置を実現することができるという効果を奏する。
本発明の実施形態を示すものであり、表示装置が備えるタッチセンサ回路の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態を示すものであり、表示装置の表示領域の構成を示す回路図である。 図１のタッチセンサ回路の動作を示す波形図である。 図１のタッチセンサ回路の変形例の構成を示す回路図である。 図２の表示領域のパターン配置を示す平面図である。 図５の比較例としての表示領域のパターン配置を示す平面図である。 タッチセンサ回路の構成を示す図であって、（ａ）は押圧が無いときのタッチセンサ回路の構成を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）の状態を等価回路で示す回路図である。 タッチセンサ回路の構成を示す図であって、（ａ）は押圧が有るときのタッチセンサ回路の構成を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）の状態を等価回路で示す回路図である。 本発明の実施形態を示すものであり、表示装置の構成を示すブロック図である。 従来技術を示すものであり、光センサ方式のタッチセンサを備える表示領域の構成を示す回路図である。 従来技術を示すものであり、接点方式のタッチセンサを備える表示領域の構成を示す回路図である。 従来技術を示すものであり、容量方式のタッチセンサを備える表示領域の構成を示す回路図である。 従来技術を示すものであり、接点方式のタッチセンサを備える表示装置の構成例を示す断面図である。
　本発明の実施形態について、図１～図９を用いて説明すれば以下の通りである。
　図９に、本実施形態に係る液晶表示装置（表示装置）５０の構成を示す。
　液晶表示装置５０は、アクティブマトリクス型の表示装置であり、表示パネル５１、表示用走査信号線駆動回路５２、表示用データ信号線駆動回路５３、センサ走査信号線駆動回路５４、センサ読み出し回路５５、電源回路５６、および、センシング画像処理装置５７を備えている。
　表示パネル５１は、互いに交差する複数のゲート配線Ｇ…および複数のソース配線Ｓ…と、各ゲート配線Ｇと各ソース配線Ｓとの交点に対応して設けられる絵素ＰＩＸがマトリクス状に配置された表示領域とを備えている。
　表示用走査信号線駆動回路５２は各ゲート配線Ｇに絵素ＰＩＸをデータ信号の書き込みのために選択する走査信号を順次出力することによりゲート配線Ｇ…を駆動する。表示用データ信号線駆動回路５３は各ソース配線Ｓにデータ信号を出力することによりソース配線Ｓ…を駆動する。センサ走査信号線駆動回路（第１の回路の駆動回路）５４は各センサ走査信号線Ｅにセンサ回路を動作させる走査信号（電圧Ｖｒｓｔ、電圧Ｖｒｄ）を順次出力することによりセンサ走査信号線Ｅ…を線順次に駆動する。センサ読み出し回路５５は各センサ出力配線（第３の配線）Ｖｏからセンサ出力電圧Ｖｏ（便宜上、センサ出力配線と同じ符号を用いる）を読み出すとともに、センサ電源配線（第２の配線）Ｖｓに電源電圧を供給する。電源回路５６は表示用走査信号線駆動回路５２、表示用データ信号線駆動回路５３、センサ走査信号線駆動回路５４、センサ読み出し回路５５、および、センシング画像処理装置５７の動作に必要な電源を供給する。センシング画像処理装置５７はセンサ読み出し回路５５が読み取ったセンサ出力電圧Ｖｏを基にしてパネル面内におけるセンサ検出結果の分布を解析する。
　また、センサ走査信号線駆動回路５４やセンサ読み出し回路５５の機能は、例えば表示用走査信号線駆動回路５２や表示用データ信号線駆動回路５３などの他の回路に備えられていてもよい。また、センサ読み出し回路５５の機能はセンシング画像処理装置５７に備えられていてもよい。さらに、センシング画像処理装置５７は、ＬＳＩやコンピュータ構成などとして液晶表示装置５０に備えられていてもよいが、液晶表示装置５０の外部にあってもよい。同様に、センサ読み出し回路５５が液晶表示装置５０の外部にあってもよい。
　次に、図２に表示領域の詳細な構成を示す。
　図２は、表示領域のうち、第ｎ行目の構成を抽出して記載してある。第ｎ行目には、ゲート配線Ｇｎ、ソース配線Ｓ（図ではＳｍ～Ｓｍ＋３が示されている）、および、保持容量配線Ｃｓｎによって区画された複数の絵素ＰＩＸ…と、２種類のセンサ走査信号線Ｅ（図９参照）としてのリセット配線（第１の配線）Ｖｒｓｔｎおよび読み出し制御配線Ｖｒｄｎに接続された１つ以上のタッチセンサ回路６２とが配置されている。保持容量配線Ｃｓｎ、リセット配線Ｖｒｓｔｎ、および、読み出し制御配線Ｖｒｄｎは、ゲート配線Ｇｎと平行に設けられている。
　絵素ＰＩＸは選択素子としてのＴＦＴ１１、液晶容量ＣＬ、および、保持容量ＣＳを備えている。ＴＦＴ１１のゲートはゲート配線Ｇｎに、ソースはソース配線Ｓに、ドレインは絵素電極１３に、それぞれ接続されている。液晶容量ＣＬは、絵素電極１３と共通電極ｃｏｍとの間に液晶層が配置されてなる容量であり、保持容量ＣＳは、絵素電極１３あるいはＴＦＴ１１のドレイン電極と保持容量配線Ｃｓｎとの間に絶縁膜が配置されてなる容量である。共通電極ｃｏｍおよび保持容量配線Ｃｓｎには、それぞれに例えば一定の電圧が印加される。
　タッチセンサ回路６２は、１つの絵素ＰＩＸや１つの画素（例えばＲＧＢの絵素ＰＩＸ…の一組）につき１つずつなど、任意の数で設けられ、ＴＦＴ６２ａ・６２ｂおよび電極６２ｃを備えた第１の回路を備えている。ここでは第１の回路そのものがタッチセンサ回路６２を構成している。ＴＦＴ（スイッチ）６２ａのゲート端子は読み出し制御配線Ｖｒｄｎに、一方のドレイン／ソース端子はソース配線Ｓの１つであるソース配線Ｓｍすなわちセンサ出力配線Ｖｏに、他方のドレイン／ソース端子はＴＦＴ６２ｂのソースに、それぞれ接続されている。また、ＴＦＴ６２ｂのゲート端子はリセット配線Ｖｒｓｔｎに、ドレイン端子（第１のドレイン／ソース端子）はソース配線Ｓの１つであるソース配線Ｓｍ＋１すなわちセンサ電源配線Ｖｓｍに、ソース端子（第２のドレイン／ソース端子）ＴＦＴ６２ａの上記他方のドレイン／ソース端子に、それぞれ接続されている。
　また、電極（第１の電極）６２ｃはＴＦＴ６２ｂのバックチャネル側に、ＴＦＴ６２ｂから離間して設けられており、ＴＦＴ６２ｂのバックゲート電極として機能する。電極６２ｃは共通電極ｃｏｍに接続されている。後述の説明から理解できるように、ＴＦＴ６２ｂには電界効果トランジスタの一般的な効果を使用している。但し、リーク電流はＴＦＴで特に顕著である。
　また、タッチセンサ回路６２は、上記以外の素子をさらに備えていてもよい。
　図２の構成のタッチセンサ回路６２は、絵素ＰＩＸへデータ信号を書き込む期間以外の期間、例えば水平帰線期間を利用して、対向基板の押圧の有無に応じた電極６２ｃの変位Δｘの有無により、ＴＦＴ６２ｂをＯＮ状態とするかＯＦＦ状態とするかを制御して、ＴＦＴ６２ａからセンサ出力配線Ｖｏｍへセンサ出力信号Ｖｏを出力する。そして、センサ読み出し回路５５により、センサ出力配線Ｖｏｍを介して取り出したセンサ出力信号Ｖｏから、表示面への押圧の有無を検出する。
　また、タッチセンサ回路６２は、図４に示すような構成とすることもできる。
　図４では、センサ出力配線Ｖｏｍおよびセンサ電源配線Ｖｓｍは、それぞれソース配線Ｓとは独立した配線として設けられている。ＴＦＴ６２ａの第１のドレイン／ソース端子はセンサ出力配線Ｖｏｍに接続されており、ＴＦＴ６２ｂの第１のドレイン／ソース端子はセンサ電源配線Ｖｓｍに接続されている。
　次に、図２のタッチセンサ回路６２の平面図を図５に、図５のＡ－Ａ’線断面図を図１にそれぞれ示す。
　図５に示すように、絵素ＰＩＸにおいて、ＴＦＴ１１のゲート１１ｇはゲート配線Ｇｎに、ソース１１ｓはソース配線Ｓ（Ｓｍ、Ｓｍ＋１、Ｓｍ＋２）に、ドレイン１１ｄは保持容量配線Ｃｓｎの上方に設けられたコンタクトホール１１ｈを介して絵素電極１３に接続されているとともに、保持容量配線Ｃｓｎとの間で保持容量ＣＳを形成している。
　また、タッチセンサ回路６２において、ＴＦＴ６２ａのゲート端子は読み出し制御配線Ｖｒｄｎに、一方のドレイン／ソース端子６２ａｓはセンサ出力配線Ｖｏｍに、他方のドレイン／ソース端子６２ａｄはＴＦＴ６２ｂのソース端子６２ｂｓに、それぞれ接続されている。ＴＦＴ６２ｂのゲート端子６２ｂｇはリセット配線Ｖｒｓｔｎに、ドレイン端子６２ｂｄはセンサ電源配線Ｖｓｍに、それぞれ接続されている。
　また、ＴＦＴ６２ｂの上方には、柱状突起７１が設けられており、この柱状突起７１は電極６２ｃ上に形成されている。また、ＴＦＴ６２ａ・６２ｂが設けられている領域、ここでは互いに隣接するセンサ出力配線Ｖｏｍとセンサ電源配線Ｖｓｍとに挟まれているとともに、互いに隣接する読み出し制御配線Ｖｒｄｎとリセット配線Ｖｒｓｔｎとに挟まれている領域には、表示面側からの照射光を遮光する遮光膜（ブラックマトリクス）２ｂが設けられている。
　図１に示すように、タッチセンサ回路６２が形成されている領域の断面構造は、絵素ＰＩＸの領域と同様に、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間に液晶層ＬＣが配置された構成となっている。
　ＴＦＴ基板（第２の基板）１は、絶縁性基板１ａ、ゲートメタル１ｂ、ゲート絶縁膜１ｃ、Ｓｉのｉ層１ｄ、Ｓｉのｎ＋層１ｅ、ソースメタル１ｆ、パッシベーション膜１ｇ、および、液晶の配向膜１ｈが順に積層された構成である。読み出し制御配線Ｖｒｄｎおよびリセット配線Ｖｒｓｔｎは、ゲート配線Ｇｎおよび保持容量配線Ｃｓｎと同様に、ゲートメタル１ｂにより形成されている。センサ出力配線Ｖｏｍおよびセンサ電源配線Ｖｓｍは、ソース配線Ｓと同様に、ソースメタル１ｆにより形成されている。配向膜１ｈは例えばポリイミドにより形成されている。
　対向基板（第１の基板）２は、絶縁性基板２ａ、遮光膜２ｂおよびカラーフィルタ２ｃ、透明電極２ｄ、柱状突起２ｅ、および、液晶の配向膜２ｆが順に積層された構成である。透明電極２ｄは共通電極ｃｏｍを構成しており、電極６２ｃはここでは共通電極ｃｏｍそのもので構成されているので共通電極ｃｏｍと区別されないが、このことも含めて一般に、電極６２ｃは共通電極ｃｏｍに接続されている状態にある。
　柱状突起２ｅは誘電体からなり、共通電極２ｄ上に、対向基板２のＴＦＴ６２ｂのバックチャネル側からＴＦＴ基板１のほうへ向って突出するように設けられている。柱状突起２ｅの先端側にある配向膜２ｆは、対向基板２がユーザの指などで押圧されていないときにＴＦＴ基板１から離間しており、対向基板２がユーザの指などで押圧されるとＴＦＴ基板１に接触する位置まで移動可能である。この押圧時の対向基板２の変位が図２および図４におけるΔｘである。対向基板２は非押圧時に位置Ｘ１にあり、押圧時に位置Ｘ２まで移動して停止する。
　次に、図３、図７、および図８を用いて、タッチセンサ回路６２の動作について説明する。
　図３の波形図に示すように、各行のタッチセンサ回路６２は、１垂直期間（１Ｖ）ごとに、リセット配線ＶｒｓｔｎにＨｉｇｈ＋１５Ｖ、Ｌｏｗ－１４Ｖの正のリセットパルスが印加され、読み出し制御配線ＶｒｄｎにＨｉｇｈ＋１５Ｖ、Ｌｏｗ－１４Ｖの正の読み出しパルスが印加されることによって駆動される。読み出しパルスはリセットパルスの印加が終了してから所定時間経過後に印加される。また、リセットパルスと同じ期間に、センサ電源配線Ｖｓｍに０Ｖの電源電圧が印加される。当該電源電圧はリセットパルスの立ち下がりとともに＋５Ｖに変化する。リセットパルスの印加開始から読み出しパルスの印加の終了までは、例えば、各センサ出力配線Ｖｏｍが１画面上の対応する１つの押圧領域の検出に用いられるならば、各行を走査することなく一斉に１垂直期間の帰線期間に行われればよい。また、リセットパルスの印加開始から読み出しパルスの印加の終了までは、例えば、各行を走査して各水平期間の画像信号書き込み期間外に行ってもよい。この場合には、１画面上の対応する複数の押圧領域の検出に用いられるセンサ出力配線Ｖｏｍが存在する場合に、各押圧領域に対する押圧の検出が可能となる。あるいは、１垂直期間の帰線期間ごとに、一行ずつ走査して、ある程度の時間幅の中で１つ以上の押圧領域の押圧を検出するようにしてもよい。
　ＴＦＴ６２ｂのバックチャネルは数千オングストロームの膜厚を有するＳｉＮｘなどのパッシベーション膜で覆われているが、電極６２ｃに印加される電圧によるバックゲート効果により、当該バックチャネルにはリーク電流を流すことが可能である。リーク電流の大きさ、すなわちバックゲート効果の大きさは、ここでは電極６２ｃとＴＦＴ６２ｂとの距離によって制御される。
　対向基板２の表示面への押圧が無い状態では、リセット配線Ｖｒｓｔｎにリセットパルスが印加されても、図７の（ａ）に示すように、電極６２ｃは位置Ｘ１にあり、柱状突起７１の先端側の配向膜２ｆはＴＦＴ基板１から、ここでは配向膜１ｈから離間している。従って、図７の（ｂ）に示すように、電極６２ｃによるバックゲート効果は小さく、ＴＦＴ６２ｂをＯＦＦ状態としてもバックチャネルにリーク電流は発生しない。これにより、ＴＦＴ６２ｂは充分にＯＦＦ状態となる。従って、ＴＦＴ６２ｂのソースの電圧Ｖｄは、図３に示すように、リセットパルスの印加が終了してセンサ電源配線Ｖｓｍの電源電圧が＋５Ｖに立ち上がった後も初期値である０Ｖのままとなる。従って、リセットパルスの印加が終了した後に読み出しパルスが印加されてＴＦＴ６２ａがＯＮ状態となっても、センサ電源配線Ｖｓｍの電圧はセンサ出力配線Ｖｏｍに伝達されず、センサ出力電圧Ｖｏは０Ｖとなる。
　一方、対向基板２の表示面への押圧が有る状態では、リセット配線Ｖｒｓｔｎにリセットパルスが印加されると、図８の（ａ）に示すように、電極６２ｃは位置Ｘ１からΔｘだけ変位した位置Ｘ２に移動し、柱状突起７１の先端側の配向膜２ｆはＴＦＴ基板１に、ここでは配向膜１ｈに接触している。従って、図８の（ｂ）に示すように、電極６２ｃによるバックゲート効果が大きく、ＴＦＴ６２ｂのバックチャネルにリーク電流が発生する。従って、ＴＦＴ６２ｂのソースの電圧Ｖｄは、図３に示すように、リセットパルスの印加が終了してセンサ電源配線Ｖｓｍの電源電圧が＋５Ｖに立ち上がった後に上昇する。電圧Ｖｄの上昇の大きさはΔｘに依存するが、ここでは押圧時に電極６２ｃが位置Ｘ２で停止するようになっているので、常に同じ電圧値に到達する。その後、所定時間の経過後に読み出しパルスが印加されてＴＦＴ６２ａがＯＮ状態となると、センサ出力電圧Ｖｏはほぼそのときの電圧Ｖｄの値となる、すなわち、センサ出力配線Ｖｏｍにセンサ電源配線Ｖｓｍの電圧が伝達される。
　これにより、センサ読み出し回路５５でセンサ出力電圧Ｖｏを検出することにより、表示面への押圧の有無を検出することができる。
　また、画像データの書き込み期間には、図２の構成ではセンサ電源配線Ｖｓｍすなわちソース配線Ｓｍ＋１には画像信号が供給され、センサ電源配線Ｖｓｍは画像信号に応じた任意の電圧となる。
　タッチセンサ回路６２の構成によれば、電極６２ｃが押圧によってＴＦＴ基板１に電気的に接触しなくても、押圧の有無に応じた検出信号を得ることができる。押圧の検出に可動電気接点が不要となるので、強い力による押圧が不要となり、その結果、タッチセンサ回路６２の内部の膜剥れを回避することができる。これにより、耐久性に優れたタッチセンサ回路となる。
　また、押圧の検出に光センサを用いないので、光センサ回路のように強照度環境および低照度環境において誤動作が生じるといった問題が起こらない。また、容量方式のタッチセンサのように、温度変化や静電気などの外的要因により誤動作が生じやすい箇所がないので、Ｓ／Ｎ比の高い検出を行うことができる。
　以上により、接点方式のタッチセンサに代わる、良好な特性の非接触方式のタッチセンサを備えた表示装置を実現することができる。
　また、ＴＦＴ６２ｂに流れる電流を大きく設定することができるため、ＴＦＴ６２ｂおよびＴＦＴ６２ａの素子サイズを小さくすることができる。従って、検出信号生成用の電圧を小さくすることができるとともに、表示領域の開口率を大きくすることができる。
　また、光センサ回路のように昇圧用の大きな容量が不要であるので、プロセスが簡略化されるとともに、表示領域の開口率を大きくすることができる。
　また、タッチセンサ回路６２によれば、電極６２ｃが共通電極ｃｏｍに接続されているので、押圧により対向基板２とともに変位する電極６２ｃを容易に構成することができる。また、電極６２ｃを共通電極ｃｏｍの形成と同時に形成することができるのでプロセスが簡略化される。また、電極６２ｃに印加する電圧としてコモン電圧Ｖｃｏｍを利用することができ、回路を簡素化することができる。
　また、タッチセンサ回路６２によれば、電極６２ｃ上に誘電体からなる柱状突起７１が設けられている。これにより、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間に液晶層ＬＣなどの介在物や介在空間が存在しても、電極６２ｃをＴＦＴ６２ｂのバックゲートとして機能させやすくなる。従って、押圧検出の感度を高めることができる。また、柱状突起７１としては、誘電体からなるものの他に、導体からなる柱状突起、あるいは、誘電体の表面を導体が覆ってなる柱状突起も構成可能である。
　また、柱状突起７１の先端側は、対向基板２が押圧されていないときにＴＦＴ基板１から離間しており、対向基板２が押圧されるとＴＦＴ基板１に接触する位置まで移動可能である。従って、柱状突起７１の位置が変化しない非押圧時の状態と、柱状突起７１の先端側がＴＦＴ基板１に接触して停止する押圧時の状態との２通りを安定して実現することができる。従って、押圧検出の誤動作が生じにくい。
　また、タッチセンサ回路６２は表示領域に設けられているので、タッチセンサ回路６２を表示マトリクス中に多数配置することができる。また、これにより、誤動作の少ない特性を活かして、要望の強い多点入力にも対応させることができる。
　また、図２のタッチセンサ回路６２では、センサ電源配線Ｖｓｍやセンサ出力配線Ｖｏｍにソースは配線Ｓが用いられており、絵素ＰＩＸへのデータ書き込み期間以外に、ソース配線Ｓをセンサ電源配線Ｖｓｍやセンサ出力配線Ｖｏｍとして用いる。これにより、配線数を削減することができ、従って表示領域の開口率を高めることができる。
　また、図４のタッチセンサ回路６２では、センサ電源配線Ｖｓｍやセンサ出力配線Ｖｏｍにソース配線Ｓとは独立した配線が用いられている。この構成では、センサ電源配線Ｖｓｍやセンサ出力配線Ｖｏｍを、絵素ＰＩＸへのデータ書き込み期間であるか否かを問わずにタッチセンサ回路６２の駆動に使用することができるので、自由度の高いタイミングで押圧の検出を行うことができる。
　また、タッチセンサ回路６２によれば、電極６２ｃが設けられている領域の対向基板２とＴＦＴ６２ｂが設けられている領域のＴＦＴ基板１との間に液晶層ＬＣが配置されている。これによれば、液晶表示装置１において、絵素ＰＩＸを作成するための液晶層ＬＣをそのままタッチセンサ回路６２の領域を構成するために用いることができる。
　また、タッチセンサ回路６２によれば、電極６２ｃが設けられている領域の対向基板２上とＴＦＴ６２ｂが設けられている領域のＴＦＴ基板１上との少なくとも一方に液晶の配向膜（１ｈ、２ｆ）が形成されている。これによれば、絵素ＰＩＸを作成するための配向膜を、破損させることなくそのままタッチセンサ回路６２の領域に用いることができる。
　また、図５のタッチセンサ回路６２によれば、遮光膜２ｂが設けられているので、タッチセンサ回路６２が外光によって誤動作することを良好に防止することができ、押圧検出の安定性がより高まる。
　ここで、図６に、比較のために、従来技術で説明した図１０の光センサ回路１０２を備えた表示領域の平面図を示す。図６では、余分な光照射による光センサ回路１０２の誤動作を避けるために、出力アンプ１０２ａおよび容量１０２ｃが設けられている広い領域に亘って遮光膜ＢＭが設けられている。
　一方、図５のタッチセンサ回路６２では、タッチセンサ回路６２の占有する面積を小さくすることができるので、遮光膜２ｂにより表示領域の開口率の減少を小さくすることができる。
　以上、本実施形態について説明した。
　本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、
　表示パネルの表示面を有する第１の基板に形成された第１の電極と、
　上記第１の基板に対向する第２の基板に形成された、上記第１の電極がバックチャネル側に離間して配置される電界効果トランジスタであって、ゲート端子が第１の配線に接続されており、第１のドレイン／ソース端子が第２の配線に接続された電界効果トランジスタと、
　一端が上記電界効果トランジスタの第２のドレイン／ソース端子に接続されているとともに、他端が第３の配線に接続されているスイッチとを有する第１の回路を備えていることを特徴としている。
　上記の発明によれば、第１の基板の表示面への押圧が無い状態では、第１の配線にある電圧が印加されても、第１の電極が第２の基板から遠い位置にある。このとき第１の電極による電界効果トランジスタに対するバックゲート効果は小さく、電界効果トランジスタをＯＦＦ状態とするとともにバックチャネルにリーク電流を発生させないようにすることができる。従って、スイッチをＯＮ状態にしても第２の配線の電圧は第３の配線へ伝達されない。
　一方、第１の基板の表示面への押圧が有る状態では、第１の配線に上記のある電圧が印加されると、第１の電極が第２の基板に近い位置まで移動する。このとき第１の電極によるバックゲート効果は大きく、電界効果トランジスタのバックチャネルにリーク電流を発生させることができる。これにより、電界効果トランジスタのソースの電圧は上昇する。従って、電界効果トランジスタを充分にＯＦＦ状態とした後に、スイッチをＯＮ状態にすると、電界効果トランジスタのソースの電圧が第３の配線へ伝達される、すなわち第２の配線の電圧が第３の配線へ伝達される。
　これにより、第３の配線へ伝達された電圧を検出することにより、表示面への押圧の有無を検出することができる。
　上記の第１の回路の構成によれば、第１の電極が押圧によって第２の基板に電気的に接触しなくても、押圧の有無に応じた検出信号を得ることができる。押圧の検出に可動電気接点が不要となるので、強い力による押圧が不要となり、その結果、センサ回路の内部の膜剥れを回避することができる。これにより、耐久性に優れたタッチセンサ回路となる。
　また、押圧の検出に光センサを用いないので、光センサ回路のように強照度環境および低照度環境において誤動作が生じるといった問題が起こらない。また、容量方式のタッチセンサのように、温度変化や静電気などの外的要因により誤動作が生じやすい箇所がないので、Ｓ／Ｎ比の高い検出を行うことができる。
　以上により、接点方式のタッチセンサに代わる、良好な特性の非接触方式のタッチセンサを備えた表示装置を実現することができるという効果を奏する。
　また、電界効果トランジスタに流れる電流を大きく設定することができるため、電界効果トランジスタおよびスイッチの素子サイズを小さくすることができる。従って、検出信号生成用の電圧を小さくすることができるとともに、表示領域の開口率を大きくすることができるという効果を奏する。
　また、光センサ回路のように昇圧用の大きな容量が不要であるので、プロセスが簡略化されるとともに、表示領域の開口率を大きくすることができるという効果を奏する。
　本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、
　上記第１の電極は共通電極に接続されていることを特徴としている。
　上記の発明によれば、第１の電極が共通電極に接続されているので、押圧により第１の基板とともに変位する第１の電極を容易に構成することができるという効果を奏する。また、第１の電極を共通電極の形成と同時に形成することができるのでプロセスが簡略化されるという効果を奏する。また、第１の電極に印加する電圧としてコモン電圧を利用することができ、回路を簡素化することができるという効果を奏する。
　本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、
　上記第１の電極上に、上記第１の基板の上記電界効果トランジスタのバックチャネル側から上記第２の基板のほうへ向って突出するように設けられた、誘電体からなる、あるいは、導体からなる、あるいは、誘電体の表面を導体が覆ってなる柱状突起が、上記第１の基板が押圧されない状態で上記第１の基板が上記第２の基板に接触しないように形成されていることを特徴としている。
　上記の発明によれば、誘電体からなる、あるいは、導体からなる、あるいは、誘電体の表面を導体が覆ってなる柱状突起が設けられているので、第１の基板と第２の基板との間に介在物や介在空間が存在しても、第１の電極を電界効果トランジスタのバックゲートとして機能させやすくなる。従って、押圧検出の感度を高めることができるという効果を奏する。
　本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、
　上記柱状突起の先端側は、上記第１の基板が押圧されていないときに上記第２の基板から離間しており、上記第１の基板が押圧されると上記第２の基板に接触する位置まで移動可能であることを特徴としている。
　上記の発明によれば、誘電体からなる、あるいは、導体からなる、あるいは、誘電体の表面を導体が覆ってなる柱状突起が設けられているので、柱状突起の位置が変化しない非押圧時の状態と、柱状突起の先端側が第２の基板に接触して停止する押圧時の状態との２通りを安定して実現することができる。従って、押圧検出の誤動作が生じにくいという効果を奏する。
　本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、
　上記第１の回路は表示領域に設けられていることを特徴としている。
　上記の発明によれば、第１の回路を表示マトリクス中に多数配置することができるという効果を奏する。また、これにより、誤動作の少ない特性を活かして多点入力にも対応させることができるという効果を奏する。
　本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、
　上記第２の配線にデータ信号線が用いられていることを特徴としている。
　上記の発明によれば、絵素へのデータ書き込み期間以外に、データ信号線を第２の配線として用いるので、配線数を削減することができ、従って表示領域の開口率を高めることができるという効果を奏する。
　本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、
　上記第２の配線に、データ信号線とは独立した配線が用いられていることを特徴としている。
　上記の発明によれば、第２の配線を、絵素へのデータ書き込み期間であるか否かを問わずに第１の回路の駆動に使用することができるので、自由度の高いタイミングで押圧の検出を行うことができるという効果を奏する。
　本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、
　上記第３の配線にデータ信号線が用いられていることを特徴としている。
　上記の発明によれば、絵素へのデータ書き込み期間以外に、データ信号線を第３の配線として用いるので、配線数を削減することができ、従って表示領域の開口率を高めることができるという効果を奏する。
　本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、
　上記第３の配線に、データ信号線とは独立した配線が用いられていることを特徴としている。
　上記の発明によれば、第３の配線を、絵素へのデータ書き込み期間であるか否かを問わずに第１の回路の駆動に使用することができるので、自由度の高いタイミングで押圧の検出を行うことができるという効果を奏する。
　本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、
　上記第１の電極が設けられている領域の上記第１の基板と上記電界効果トランジスタが設けられている領域の上記第２の基板との間に液晶層が配置されていることを特徴としている。
　上記の発明によれば、液晶表示装置において、絵素を作成するための液晶層をそのまま第１の回路の領域を構成するために用いることができるという効果を奏する。
　本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、
　上記第１の電極が設けられている領域の上記第１の基板上と上記電界効果トランジスタが設けられている領域の上記第２の基板上との少なくとも一方に液晶の配向膜が形成されていることを特徴としている。
　上記の発明によれば、絵素を作成するための配向膜を、破損させることなくそのまま第１の回路の領域に用いることができるという効果を奏する。
　本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、
　上記電界効果トランジスタに対する遮光膜が設けられていることを特徴としている。
　上記の発明によれば、遮光膜が設けられているので、第１の回路が外光によって誤動作することを良好に防止することができ、押圧検出の安定性がより高まるという効果を奏する。また、第１の回路の占有する面積を小さくすることができるので、遮光膜により表示領域の開口率の減少を小さくすることができるという効果を奏する。
　本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、
　上記スイッチを閉じた状態で上記第３の配線を介して取得した上記第１の回路の出力に基づいて、上記第２の配線の電圧が上記電界効果トランジスタを介して上記第３の配線に伝達されたか否かを検出することにより、上記第１の基板が押圧されたか否かを検出することを特徴としている。
　上記の発明によれば、押圧の有無を容易かつ確実に検出することができるという効果を奏する。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態を組み合わせてもよく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　本発明は、液晶表示装置を初めとする各種表示装置に好適に使用することができる。
　１　　　　　　　ＴＦＴ基板（第２の基板）
　２　　　　　　　対向基板（第１の基板）
　１ｈ　　　　　　配向膜
　２ｂ　　　　　　遮光膜
　２ｆ　　　　　　配向膜
　５０　　　　　　液晶表示装置（表示装置）
　５１　　　　　　表示パネル
　６２　　　　　　タッチセンサ回路（第１の回路）
　６２ａ　　　　　ＴＦＴ（スイッチ）
　６２ｂ　　　　　ＴＦＴ（電界効果トランジスタ）
　６２ｂｇ　　　　ゲート端子
　６２ｂｄ　　　　ドレイン端子（第１のドレイン／ソース端子）
　６２ｂｓ　　　　ソース端子（第２のドレイン／ソース端子）
　６２ｃ　　　　　電極（第１の電極）
　７１　　　　　　柱状突起
　ｃｏｍ　　　　　共通電極
　ＬＣ　　　　　　液晶層
　Ｖｒｓｔ、Ｖｒｓｔｎ　　　リセット配線（第１の配線）
　Ｖｓ、Ｖｓｍ　　センサ電源配線（第２の配線）
　Ｖｏ、Ｖｏｍ　　センサ出力配線（第３の配線）

Claims (13)

  1. 　表示パネルの表示面を有する第１の基板に形成された第１の電極と、
    　上記第１の基板に対向する第２の基板に形成された、上記第１の電極がバックチャネル側に離間して配置される電界効果トランジスタであって、ゲート端子が第１の配線に接続されており、第１のドレイン／ソース端子が第２の配線に接続された電界効果トランジスタと、
    　一端が上記電界効果トランジスタの第２のドレイン／ソース端子に接続されているとともに、他端が第３の配線に接続されているスイッチとを有する第１の回路を備えていることを特徴とする表示装置。
  2. 　上記第１の電極は共通電極に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  3. 　上記第１の電極上に、上記第１の基板の上記電界効果トランジスタのバックチャネル側から上記第２の基板のほうへ向って突出するように設けられた、誘電体からなる、あるいは、導体からなる、あるいは、誘電体の表面を導体が覆ってなる柱状突起が、上記第１の基板が押圧されない状態で上記第１の基板が上記第２の基板に接触しないように形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
  4. 　上記柱状突起の先端側は、上記第１の基板が押圧されていないときに上記第２の基板から離間しており、上記第１の基板が押圧されると上記第２の基板に接触する位置まで移動可能であることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
  5. 　上記第１の回路は表示領域に設けられていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の表示装置。
  6. 　上記第２の配線にデータ信号線が用いられていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の表示装置。
  7. 　上記第２の配線に、データ信号線とは独立した配線が用いられていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の表示装置。
  8. 　上記第３の配線にデータ信号線が用いられていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の表示装置。
  9. 　上記第３の配線に、データ信号線とは独立した配線が用いられていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の表示装置。
  10. 　上記第１の電極が設けられている領域の上記第１の基板と上記電界効果トランジスタが設けられている領域の上記第２の基板との間に液晶層が配置されていることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載の表示装置。
  11. 　上記第１の電極が設けられている領域の上記第１の基板上と上記電界効果トランジスタが設けられている領域の上記第２の基板上との少なくとも一方に液晶の配向膜が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
  12. 　上記電界効果トランジスタに対する遮光膜が設けられていることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項に記載の表示装置。
  13. 　上記スイッチを閉じた状態で上記第３の配線を介して取得した上記第１の回路の出力に基づいて、上記第２の配線の電圧が上記電界効果トランジスタを介して上記第３の配線に伝達されたか否かを検出することにより、上記第１の基板が押圧されたか否かを検出することを特徴とする請求項１から１２までのいずれか１項に記載の表示装置。
     
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