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1. WO2020122043 - センシング機能付き表示装置および電子機器

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明 細 書

発明の名称 センシング機能付き表示装置および電子機器

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005  

課題を解決するための手段

0006   0007   0008   0009   0010  

発明の効果

0011  

図面の簡単な説明

0012  

発明を実施するための形態

0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101  

符号の説明

0102  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20  

明 細 書

発明の名称 : センシング機能付き表示装置および電子機器

技術分野

[0001]
 本開示は、センシング機能を備える表示装置および電子機器に関する。

背景技術

[0002]
 近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる、外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置が注目されている。タッチパネルは、液晶表示装置等の表示装置上に装着又は一体化されて、タッチ検出機能付き表示装置として用いられている。このような表示装置の検出方法として、静電容量方式や電磁誘導方式が知られている。電磁誘導方式では、検出装置に磁界を発生するコイルと、磁界を検出するコイルが設けられる。外部物体であるペンには、共振回路を構成するコイルと容量素子が設けられる。検出装置は、検出装置の各コイルとペン内のコイルとの間の電磁誘導によってペンを検出する。下記特許文献1には、表示装置上に一体化された電磁誘導方式の座標入力装置に関する技術が記載されている。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特開2016-194580号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 表示装置に設けられた電極や各種配線及びこれらの駆動構成を用い、そのまま電磁誘導方式に採用する場合、表示期間とセンサ期間を分ける必要があり、表示およびタッチ検出に必要な時間が足りなくなる可能性がある。また期間を分けるため駆動構成は非常に複雑になる。
[0005]
 本開示は、表示装置の表示機能を損なわず、また追加の工程なく、電磁誘導方式のタッチ検出およびその他のセンシングの機能を付与した表示装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0006]
 本開示の一態様のセンシング機能付き表示装置は、第1基板と複数の第1センサ電極と複数の画素電極と、表示機能層と、シールド電極と第2基板を備え、前記第1基板、複数の前記第1センサ電極、前記シールド電極、複数の前記画素電極、前記表示機能層、前記第2基板は、この順で重なって設けられ、前記第1シールド電極の電位変動が前記シールド電極によって遮蔽され、前記画素電極の電位に与える影響を軽減する。複数の前記画素電極は外光を反射する少なくとも一部に反射領域を備え、前記反射領域と前記第1センサ電極を重ねて配置することで画素の開口率を損なわず、センシング機能を付与することができる。
[0007]
 第1センサ電極と平面視で交差する第1アナログフロントエンド回路に接続された第2センサ電極を備え、制御部からの制御信号に応じて、前記第1センサ電極に信号が供給され、電磁誘導を形成し、前記第2センサ電極に接続された前記第1アナログフロントエンド回路にて、信号を検出する。
[0008]
 前記第2センサ電極は例えば、前記第1基板と前記シールド電極の間に設けられる。または、前記シールド電極と同じ層で、前記シールド電極と隣接するように配置される。さらには、表示機能層よりも第2基板側に配置される。
[0009]
 加えて、前記表示機能層より前記第2基板側に静電容量検出のための駆動を行う第3センサ電極を備え、前記の表示機能層よりも第2基板側に設けられた第2センサ電極を用いて、静電容量検出を行うことも可能となる。
[0010]
 本開示に係る電子機器は、上記のセンシング機能付き表示装置を備える。

発明の効果

[0011]
 本開示は、センサ電極をシールド電極で遮蔽することで画素電極への影響を軽減することができるため、表示に関わる動作と同時にセンシングに関わる動作を行うことが可能となり、センシングに関わる動作を行う時間が十分得られるため、センシングの検出精度が向上する。さらには画素電極のうち反射領域になる箇所でセンサ電極と重なるようにすることで、開口率の低減を防ぎ、十分な特性が得られるセンサ電極の配置面積を確保することができるので、これもセンシング精度向上が可能となる。

図面の簡単な説明

[0012]
[図1] 図1は、第1の実施形態に係る表示装置の一構成例を示すブロック図である。
[図2] 図2は、電磁誘導方式のタッチ検出の基本原理を説明するための説明図である。
[図3] 図3は、電磁誘導方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、磁界発生期間の説明図である。
[図4] 図4は、電磁誘導方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、磁界検出期間の説明図である。
[図5] 図5は、第1の実施形態に係る表示装置の概略断面構造を表す断面図である。
[図6] 図6は、第1の実施形態に係る表示装置の画素構造を表す平面図である。
[図7] 図7は、第1の実施形態に係る表示装置の画素配列を表す回路図である。
[図8] 図8は、第1の実施形態に係る表示装置のセンサ構造を表す平面図である。
[図9] 図9は、第2の実施形態に係る表示装置の画素構造を表す平面図である。
[図10] 図10は、第3の実施形態に係る表示装置の概略断面構造を表す断面図である。
[図11] 図11は、第3の実施形態に係る表示装置の画素構造を表す平面図である。
[図12] 図12は、第4の実施形態に係る表示装置の概略断面構造を表す断面図である。
[図13] 図13は、第4の実施形態に係る表示装置の導通部に関わる断面図である。
[図14] 図14は、第4の実施形態に係る表示装置の画素構造を表す平面図である。
[図15] 図15は、第4の実施形態に係る表示装置の第2センサ電極に関わる平面図である。
[図16] 図16は、第5の実施形態に係る表示装置のセンサ構造を表す平面図である。
[図17] 図17は、第6の実施形態に係る電磁誘導方式のタッチ検出の基本原理を説明するための原理図である。
[図18] 図18は、第7の実施形態に係る表示装置のセンサ構造を表す平面図である。
[図19] 図19は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
[図20] 図20は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。

発明を実施するための形態

[0013]
 本開示を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、開示の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本開示の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
[0014]
(第1の実施形態)
 図1は、第1の実施形態に係る表示装置の一構成例を示すブロック図である。本実施形態の表示装置1は、被検出体の表示面への接触や近接を検出する検出機能が内蔵されている。図1に示すように、表示装置1は、表示パネル10と、制御部11と、ゲートドライバ12と、ソースドライバ13と、駆動回路14と、検出部40とを備える。
[0015]
 表示パネル10は、表示素子を有する複数の画素を備えるとともに、複数の画素に対向する表示面を有している。また、表示パネル10は、映像信号の入力を受けて表示面に複数の画素からなる画像の表示を行う。
[0016]
 制御部11は、外部より供給された映像信号Vdispに基づいて、ゲートドライバ12、ソースドライバ13及び駆動回路14に制御信号を供給して、主に表示動作を制御する回路である。
[0017]
 ゲートドライバ12は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、表示パネル10の表示駆動の対象となる1水平ラインを順次選択する機能を有している。
[0018]
 ソースドライバ13は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、表示パネル10の、各副画素SPixに画素信号Vpixを供給する回路である。これに限定されず、制御部11が画素信号Vpixを生成し、この画素信号Vpixをソースドライバ13に供給してもよい。
[0019]
 駆動回路14は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、共通電極COML(図7参照)に表示用の駆動信号Vcomdcを、および第1センサ電極26(図8参照)に電磁誘導方式による検出駆動信号VTxを供給する回路である。
[0020]
 表示パネル10は、電磁誘導方式によりタッチペンの接触又は近接を検出した場合、第1検出信号Vdetを検出部40に出力する。
[0021]
 検出部40は、電磁誘導方式のタッチ検出において、表示パネル10から出力される第1検出信号Vdetに基づいて、表示パネル10の表示面へのタッチペンのタッチの有無を検出する。
[0022]
 図1に示すように、検出部40は、第1アナログフロントエンド回路47(以下、AFE(Analog Front End)47と表す)と、信号処理部44と、座標抽出部45と、検出タイミング制御部46と、を備える。
[0023]
 AFE47は、増幅部42と、A/D変換部43とを含む。増幅部42は、表示パネル10から供給された検出信号Vdetを増幅する。A/D変換部43は、駆動信号Vcom1に同期したタイミングで、増幅部42から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する。AFE47は、検出信号Vdetをデジタル信号に変換して信号処理部44に出力するアナログ信号処理回路である。
[0024]
 信号処理部44は、AFE47の出力信号に基づいて、表示パネル10に対するタッチの有無を検出する論理回路である。信号処理部44は、被検出体による検出信号の差分の信号(絶対値|ΔV|)を取り出す処理を行う。信号処理部44は、絶対値|ΔV|を所定のしきい値電圧と比較し、この絶対値|ΔV|がしきい値電圧未満であれば、被検出体が非接触状態であると判断する。一方、信号処理部44は、絶対値|ΔV|がしきい値電圧以上であれば、被検出体の接触状態又は近接状態と判断する。このようにして、検出部40はタッチ検出が可能となる。
[0025]
 本明細書において、「接触状態」とは、被検出体が表示面に接触した状態又は接触と同視し得るほど近接した状態を含む。また、「非接触状態」とは、被検出体が表示面に接触していない状態又は接触と同視できるほどには近接していない状態を含む。
[0026]
 座標抽出部45は、信号処理部44においてタッチが検出されたときに、そのタッチパネル座標を求める論理回路である。座標抽出部45は、タッチパネル座標を出力信号Voutとして出力する。座標抽出部45は、出力信号Voutを制御部11に出力してもよい。制御部11は出力信号Voutに基づいて、所定の表示動作又は検出動作を実行することができる。
[0027]
 検出タイミング制御部46は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、AFE47と、信号処理部44と、座標抽出部45とが同期して動作するように制御する。
[0028]
 なお、検出部40のAFE47と、信号処理部44と、座標抽出部45と、検出タイミング制御部46とは、表示装置1に搭載される。ただし、これに限定されず、検出部40の全部又は一部の機能は外部のプロセッサ等に搭載されてもよい。例えば、信号処理部44及び座標抽出部45が、表示装置1とは別の外部のコントローラ200に搭載されてもよい。
[0029]
 次に、図3及び図4を参照して、本実施形態の表示パネル10の電磁誘導方式によるタッチ検出の基本原理について説明する。図3は、電磁誘導方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、磁界発生期間の説明図である。図4は、電磁誘導方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、磁界検出期間の説明図である。
[0030]
 図3及び図4に示すように、電磁誘導方式では、タッチペン100の接触又は近接を検出する。タッチペン100の内部には、共振回路101が設けられている。共振回路101は、コイル102と容量素子103とが並列接続されて構成される。
[0031]
 電磁誘導方式では、送信コイルCTと受信コイルCRが重なって設けられる。送信コイルCTは、複数の送信コイルCTxを含む。受信コイルCRは、複数の受信コイルCRxを含む。送信コイルCTxは、第1方向Dxに長手を有し、第1方向Dxと交差する第2方向Dyに複数配列される。受信コイルCRxは、第2方向Dyに長手を有し、第1方向Dxに複数配列される。受信コイルCRxは、平面視で送信コイルCTxと交差して設けられる。送信コイルCTxは、交流信号源(駆動信号源)に接続され、受信コイルCRxは電圧検出器DET(図2参照)に接続される。
[0032]
 図3に示すように、磁界発生期間では、交流信号源から送信コイルCTxに所定の周波数(例えば数kHz~数百kHz程度)の交流矩形波が印加される。これにより、送信コイルCTxに電流が流れ、送信コイルCTxはこの電流変化に応じた磁界M1を発生する。タッチペン100が接触又は近接している場合、送信コイルCTxとコイル102との相互誘導による起電力がコイル102に発生する。これにより、容量素子103が充電される。
[0033]
 次に、図4に示す磁界検出期間では、タッチペン100のコイル102は、共振回路101の共振周波数に応じて変化する磁界M2を発生する。磁界M2が受信コイルCRxを通過することで、受信コイルCRxとコイル102との相互誘導による起電力が受信コイルCRxに発生する。検出部40における電圧検出器DETには、受信コイルCRxの起電力に応じた電流が流れる。
[0034]
 電圧検出器DETは、受信コイルCRxの起電力に応じた電流の変動を電圧の変動に変換する。検出部40は、上述したように絶対値|ΔV|を所定のしきい値電圧と比較することで、タッチペン100が非接触状態であるか、接触状態又は近接状態であるかを判断する。送信コイルCTx及び受信コイルCRxをそれぞれ走査することにより、検出部40は、電磁誘導方式のタッチ検出の基本原理に基づいてタッチペン100の検出が可能となる。
[0035]
 次に、本実施形態の表示装置1の構成例を詳細に説明する。図5は、第1の実施形態に係る表示装置の概略断面構造を表す断面図である。図5に示すように、表示装置1は、画素基板2と、対向基板3と、表示機能層としての液晶層6と、カバー基板50とを備える。対向基板3は、画素基板2の表面に垂直な方向に対向して配置される。また、液晶層6は画素基板2と対向基板3との間に設けられる。
[0036]
 カバー基板50は、対向基板3の表面に設けられる。カバー基板50は、画素基板2及び対向基板3を覆って保護するための保護部材である。カバー基板50は、第1面50aと、第1面50aの反対側の第2面50bとを有する。カバー基板50の第1面50aは、画像が表示される表示面であり、被検出体が接触又は近接する検出面である。本実施形態において、タッチ検出は、第1面50aに直接、接触する被検出体を検出する場合を含む。また、タッチ検出は、第1面50aに保護フィルム(図示しない)等が設けられ、保護フィルムに接触する被検出体を検出する場合も含む。
[0037]
 カバー基板50の第2面50bは、接着層55を介して偏光板36と接着される。カバー基板50は、ガラス基板であってもよく、樹脂材料等を用いたフィルム状の基材であってもよい。第1面50a側の外部から入射した光は、画素基板2の画素電極25によって反射されて第1面50aから出射する。本実施形態の表示装置1は、この反射光を利用して画像を表示する反射型液晶表示装置である。
[0038]
 なお、本明細書において、第1面50aと平行な方向を第1方向Dxとし、第1面50aと平行な面において第1方向Dxと交差する方向を第2方向Dyとする。また、第1面50aに垂直な方向を第3方向Dzとする。また、本明細書において、第1基板21に垂直な方向において、第1基板21から第2基板31に向かう方向を「上側」とする。また、第2基板31から第1基板21に向かう方向を「下側」とする。また、「平面視」とは、第1基板21の表面に垂直な方向から見た場合を示す。
[0039]
 画素基板2は、第1基板21と、第1センサ電極26と、第2センサ電極27と、画素電極25と、シールド電極24と、TFT(Thin Film Transistor)を形成する信号線SGL、ゲート線GCL、シリコン層SIと、絶縁膜23および23A、平坦化膜29と、配向膜28とを有する。第1センサ電極26、シールド電極24及び画素電極25は、この順で第1基板21に設けられる。第1基板21は、例えば、ガラス基板が用いられる。
[0040]
 画素電極25は、絶縁膜23Aの上に複数設けられる。配向膜28は、画素基板2の最表面に配置され、画素電極25と液晶層6との間に設けられる。画素電極25は、例えばアルミニウム(Al)や銀(Ag)等の金属で形成されている。また、画素電極25は、これらの金属材料と、ITO(Indium Tin Oxide)等の透光性導電材料とを積層した構成としてもよい。画素電極25は、良好な反射率を有する材料が用いられ、外部から入射する光を拡散反射させる反射電極として形成される。画素電極25は絶縁膜23Aに設けられたコンタクトホール部CHを介してコンタクトホール接続部CHAに接続し、コンタクトホール接続部CHAはドレイン電極部DRに接続する。
[0041]
 シールド電極24は平坦化膜29の上に設けられる。シールド電極はITO等の透光性導電材料で設けられる。またシールド電極24に金属材料を用いることや、一部の領域で金属材料と積層した構成として電気抵抗をさげることで電気的なシールド性能を向上させることができる。
[0042]
 第1センサ電極26は、信号線SGLと同じ金属材料、例えばアルミニウム(Al)や銅(Cu)等で、信号線SGLと同じフォトリソ工程で形成される。同様に第2センサ電極27はゲート線GCLと同じ金属材料、例えばアルミニウム、銅、モリブデン(Mo)等で、ゲート線GCLと同じフォトリソ工程で形成される。
[0043]
 第1センサ電極26は、第1基板21の表面に対して垂直な方向において、第1基板21とシールド電極24との間に設けられる。第1センサ電極26は、絶縁膜23および23A、平坦化膜29を介してシールド電極24と画素電極25と重なって設けられる。これにより、シールド電極24と画素電極25との間に保持容量53(図6参照)が形成され、また第1センサ電極と画素電極の間の容量はほぼ無くすことができるため、第1センサ電極26に印加される信号により、画素電極25の電位に影響を与えられることを防ぐことができる。本実施形態において、第1センサ電極26は、さらに、表示パネル10の送信コイルCTx(図3、図4参照)として機能する。
[0044]
 同様に、第2センサ電極27は、第1基板21の表面に対して垂直な方向において、第1基板21とシールド電極24との間に設けられる。第2センサ電極27は、絶縁膜23および23A、平坦化膜29を介してシールド電極24と画素電極25と重なって設けられる。これにより、シールド電極24と画素電極25との間に保持容量53(図6参照)が形成される。本実施形態において、第2センサ電極27は、さらに、表示パネル10の受信コイル(図3、図4参照)として機能する。
[0045]
 対向基板3は、第2基板31と、第2基板31の一方の面に設けられたカラーフィルタ32と、共通電極COMLと、配向膜38と、第2基板31の他方の面に設けられた絶縁層35と、偏光板36とを有する。本実施形態において、第2基板31は、例えば、ガラス基板又は樹脂基板である。
[0046]
 カラーフィルタ32は、第1基板21と垂直な方向において、液晶層6と対向する。なお、カラーフィルタ32は第1基板21の上に配置されてもよい。カラーフィルタ32は、例えば、色領域32R(赤色)、色領域32G(緑色)、色領域32B(青色、図示しない)の3つのフィルタを有する。カラーフィルタ32は、W(白色)のフィルタを含んでいてもよく、或いは5つ以上の異なる色のフィルタを含んでいてもよい。色領域32R、32G、32Bの境界部分に遮光層39が設けられる。遮光層39は、いわゆるブラックマトリクスと呼ばれる着色された樹脂層、或いは金属層である。
[0047]
 共通電極COMLは、第2基板31に対して、偏光板36の反対側に設けられる。また、共通電極COMLは、第1基板21と垂直な方向において、カラーフィルタ32と液晶層6との間に設けられる。共通電極COMLは、透光性の導電材料、例えばITO等で形成されている。
[0048]
 液晶層6は、例えば、ネマティック(Nematic)液晶を含んでいる。液晶層6は、共通電極COMLと画素電極25との間の電圧レベルが変更されることにより、共通電極COMLと画素電極25の間に形成される電界に基づいて初期配向からの向きを変更する。これにより、液晶層6を透過する光が副画素SPixごとに変調する。
[0049]
 このような構成により、第1基板21、複数の第1センサ電極26および複数の第2センサ電極27、シールド電極24、複数の画素電極25、表示機能層としての液晶層6、共通電極COML、この順で重なって設けられる。また、共通電極COMLの上側には、絶縁基板である第2基板31が設けられる。表示装置1の第1面50a側から入射する入射光は、対向基板3及び液晶層6を透過して画素電極25に到達する。そして、入射光は画素電極25で反射される。画素電極25で反射された光は、液晶層6を透過して副画素SPixごとに変調されて第1面50aから出射される。
[0050]
 本実施形態における表示装置1は外部の光を反射させて表示を行う反射型表示装置であるため、第1センサ電極26および第2センサ電極27は平面視で画素電極と重なっていても、表示にかかわる光の損失はない。そのため、十分な面積の第1センサ電極26および第2センサ電極27を配置でき、電気的にも低抵抗に設計できるため、センシング特性を向上することができる。
[0051]
 また、表示装置1は、外部の光を反射させて表示を行う反射型表示装置であるため、フロントライトやバックライト等の光源は配置されていない。これに限定されず、フロントライトやバックライト等の光源を備えていてもよい。この場合、フロントライトは第1面50a側に設けられる。また、バックライトは、画素基板2の背面、すなわち、第1基板21に対して液晶層6の反対側に設けられる。バックライトを用いる場合、バックライトからの光は画素電極25の間を通過して第1面50aに至る。バックライトからの光は補助光として機能する。さらには1つの画素の、第1センサ電極26および第2センサ電極27と重ならない領域において、画素電極25の一部を透明電極することで、バックライトからの光は画素電極25の透明電極の部分を通過して第1面50aに至る。
[0052]
 次に本実施形態に係る表示装置の概略平面図を説明する。図6は図5における画素基板2の平面構成を示したものである。第1センサ電極26と、第2センサ電極27と、画素電極25と、シールド電極24と、TFTを形成する信号線SGL、ゲート線GCL、シリコン層SIを示す。副画素SPixごとに、画素電極25はそれぞれに、シールド電極24および平坦化膜(図示しない)に設けられたコンタクトホールを介してTFTに接続される。ゲート線GCLの延伸方向と平行に第2センサ電極27を配置し、信号線SGLの延伸方向と平行に第1センサ電極26を配置している。
[0053]
 副画素SPixごとにTFT素子の位置を変え、信号線および第1センサ電極26を屈曲させながら配置することで、第1センサ電極26の幅が極端に狭くなる箇所ができないようにしている。これにより第1センサ電極26による配線の抵抗値を下げることができる。
[0054]
 ゲート線GCL、信号線SGL、第1センサ電極26、第2センサ電極27は平面視でシールド電極24に覆われている。これにより各電極と画素電極25は電気的にほぼ離間されているため、センシングに関わる電位変動の影響を受けないので、表示駆動とセンシングの駆動を同時に行うことも可能となる。
[0055]
 次に表示装置1の表示動作について説明する。図7は、第1の実施形態に係る表示装置の画素配列を表す回路図である。図7に示す第1基板21には、各副画素SPixのスイッチング素子Tr、各画素電極25に画素信号Vpixを供給する信号線SGL、各スイッチング素子Trを駆動する駆動信号を供給するゲート線GCL等の配線が形成されている。信号線SGL及びゲート線GCLは、第1基板21の表面と平行な平面に設けられる。複数のゲート線GCLと、これら複数の信号線SGLとは交差して設けられる。これらゲート線GCLと信号線SGLによって表示領域Ad(図8参照)が行列状に区画されている。この1区画領域を副画素SPixという。
[0056]
 図7に示すように、表示装置1は、マトリクス状に配列された複数の副画素SPixを有している。副画素SPixは、それぞれスイッチング素子Tr、液晶素子52及び保持容量53を備えている。副画素SPixには画素電極25(図6参照)が設けられ、各画素電極25はスイッチング素子Trに接続されている。スイッチング素子Trは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、nチャネルのMOS(Metal Oxide Semiconductor)型のTFTで構成されている。液晶素子52は、画素電極25と共通電極COMLとの間で発生する液晶容量を含む。保持容量53は、画素電極25とシールド電極24との間に形成される容量を用いることができる。これに限定されず、容量素子を設けてもよい。
[0057]
 前述のように画素電極25とシールド電極24の間で保持容量53を設けることで、本来別途必要になる保持容量素子を最小限ないし無くすことができるため、その分、第1センサ電極26および第2センサ電極27の面積を多くとることができるので、センシング特性を向上させることができる。
[0058]
 複数のゲート線GCLは、ゲートドライバ12に接続される。ゲートドライバ12は、ゲート線GCLを順次選択する。ゲートドライバ12は、選択されたゲート線GCLを介して走査信号Vscan(図1参照)をスイッチング素子Trのゲートに印加する。これにより、副画素SPixのうちの1行(1水平ライン)が表示駆動の対象として順次選択される。また、複数の信号線SGLは、ソースドライバ13に接続される。ソースドライバ13は、選択された1水平ラインを構成する副画素SPixに、信号線SGLを介して画素信号Vpixを供給する。そして、これらの副画素SPixでは、供給される画素信号Vpixに応じて1水平ラインずつ表示が行われる。
[0059]
 この表示動作を行う際、駆動回路14(図1参照)は、共通電極COMLおよびシールド電極24に対して表示用の駆動信号Vcomdcを印加する。これにより、各共通電極COMLは、表示動作時には画素電極25に対する共通電極として機能する。
[0060]
 上述した図6に示す各副画素SPixに、R、G、Bの3色の色領域32R、32G、32Bが1組として対応付けられ、3色の色領域32R、32G、32Bに対応する副画素SPixを1組として画素Pixが構成される。
[0061]
 次に、共通電極COMLの構成と、タッチ検出動作について説明する。図8は、第1の実施形態に係る表示装置を模式的に表す平面図である。図8に示すように、表示装置1において、表示領域Adと、周辺領域Gdとが設けられている。本明細書において、表示領域Adは、画像を表示させるための領域であり、複数の画素Pix(副画素SPix)と重なる領域である。本実施形態において、表示領域Adの長辺に沿った方向を第2方向Dyとし、第2方向Dyと交差する方向を第1方向Dxとする。
[0062]
 図8に示すように、第1基板21の周辺領域Gdには、フレキシブル基板110が接続される。フレキシブル基板110には、表示パネル10の検出動作を制御するための駆動IC19およびタッチIC49が設けられている。駆動IC19はタッチIC49による検出動作と同期をとって動作する。第1センサ電極26はそれぞれ駆動IC19に電気的に接続される。また第2センサ電極27はそれぞれタッチIC49に電気的に接続される。図1に示すソースドライバ13、駆動回路14等の各種回路は、駆動IC19に形成されている。また、図1に示すAFE47、タッチIC49に形成されている。
[0063]
 図8に示すように、第1センサ電極26は、第1基板21の表示領域Adに、第1センサ電極につながる第1センサ配線26Wは周辺領域Gdに設けられる。第1センサ電極26は、第2方向Dyに長尺に設けられ、第1方向Dxに複数配列されている。第1センサ電極26は駆動IC19からの外部電流印加により磁界を発生するコイルとなっていて、隣接する第1センサ電極によるコイルは一部で重なり合っている。これにより隣接する第1センサ電極の間の磁界が発生しない領域をなくすことができる。図7ではコイルを形成する第1センサ電極26は1つの画素分の幅の電極となっているが、複数の画素の第1センサ電極26を並列に束ねてコイルを形成してもよい。
[0064]
 同様に、第2センサ電極27は、第1基板21の表示領域Adに、第2センサ電極につながる第2センサ配線27Wは周辺領域Gdに設けられる。第2センサ電極27は、第1方向Dxに長尺に設けられ、第2方向Dyに複数配列されている。第2センサ電極27は外部のタッチペンからの磁界を受け、相互誘導で信号電流を発生させるコイルとなっており、発生した信号電流はタッチIC49にて検出される。第1センサ電極26と同様に、第2センサ電極27も隣接する第2センサ電極と重なり合っており、ペンからの磁界を受けない領域をなくしている。また、複数の画素の第2センサ電極27を並列に束ねてコイルを形成してもよい。
[0065]
 第1基板21の周辺領域Gdの長辺には、ゲート走査部等の各種回路が設けられている。ゲート走査部は、ゲートドライバ12(図1参照)に含まれる回路であり、ゲート線GCLを順次選択する。第1センサ電極26に電気的に接続された第1センサ電極配線26Wが配置され、フレキシブル基板110の所定の端子へ接続する。同様に、第1基板21の周辺領域Gdの短辺には、マルチプレクサ等のソース選択回路を含むソースドライバ13が設けられる。第2センサ電極に電気的に接続された第2センサ電極配線27Wが配置され、フレキシブル基板110の所定の端子へ接続する。
[0066]
 この構成により、図5に示すシールド電極24にて、第1センサ電極26と第2センサ電極27は画素電極や液晶層から電気的に分離されているので、表示にかかわる動作と同時にセンシング動作を行うことができるため、センシングに費やす時間を多くとれるので高精度のセンシングが可能となる。
[0067]
(第2の実施形態)
 次に第1の実施形態の変形例として第2の実施形態の表示装置の概略平面図を説明する。図9は図5と同様の層構成をもつ画素基板2の平面構成を示したものである。第1センサ電極26と、第2センサ電極27と、画素電極25と、シールド電極24と、TFTを形成する信号線SGL、ゲート線GCL、シリコン層SIを示す。副画素SPixごとに、画素電極25はそれぞれに、シールド電極24および平坦化膜(図示しない)に設けられたコンタクトホールを介してTFTに接続される。ゲート線GCLの延伸方向と平行に第2センサ電極27を配置し、信号線SGLの延伸方向と平行に第1センサ電極26を配置している。
[0068]
 副画素SPixごとの信号線SGLは図面上横方向に配列している一方で、画素電極25は図面上縦方向に配列している。副画素SPixごとにTFT素子の位置を変え、信号線を屈曲させながら配置することで信号線SGLの配置位置を不均等にすることができ、より幅の広い第1センサ電極26を配置することができる。シールド電極24が画素電極25とそのほかの電極を電気的に分離しており、また反射型の表示装置であるため画素電極25よりも基板21側に配置される電極設計が光学的に開口率に影響しないため、このような電極配置が可能となる。
[0069]
 副画素SPixごとの画素電極25の間に位置するところの第1センサ電極26を一部細くすることで、第1センサ電極26に外光があたり反射し表示コントラストを劣化させる影響を最小限にすることができる。同様に第2センサ電極27も画素電極間を避けて配置することで、表示コントラストが低下することを防ぐことができる。
[0070]
(第3の実施形態)
図10は、第3の実施形態に係る表示装置の概略断面構造を表す断面図である。図10に示すように、表示装置1は、第1の実施形態と同様に画素基板2と、対向基板3と、表示機能層としての液晶層6と、カバー基板50とを備える。対向基板3は、画素基板2の表面に垂直な方向に対向して配置される。また、液晶層6は画素基板2と対向基板3との間に設けられる。画素電極25で外光を反射して画像を表示する反射型表示装置である。
[0071]
 画素基板2は、第1基板21と、第1センサ電極26と、第2センサ電極27Aと、画素電極25と、シールド電極24と、TFTを形成する信号線SGL、ゲート線GCL、シリコン層SIと、絶縁膜23および23A、平坦化膜29と、配向膜28とを有する。第1センサ電極26は信号線SGLと同時に、同じフォトリソ工程で形成されるアルミニウム(Al)などの金属配線であり、シールド電極24に平面視で覆われているため、画素電極25と電気的に分離されている。
[0072]
 第2センサ電極27Aはシールド電極24と同じく平坦化膜29上に形成され、シールド電極24とは接続されていない。第2センサ電極27はアルミニウム(Al)などの金属層とITO等の透光性導電材料の積層で形成されている。この積層されるITO層はシールド電極24の形成するのと同時に形成される。
[0073]
 第1センサ電極26は、第1基板21の表面に対して垂直な方向において、第1基板21とシールド電極24との間に設けられる。第1センサ電極26は、絶縁膜23および23A、平坦化膜29を介してシールド電極24と画素電極25と重なって設けられる。これにより、シールド電極24と画素電極25との間に保持容量53(図7参照)が形成され、また第1センサ電極26と画素電極25の間の容量はほぼ無くすことができる。第1センサ電極26に印加される信号により送信コイルCTx(図3、図4参照)として機能するが、シールド電極24に覆われているため、画素電極25の電位に影響を与えられることを防ぐことができる。
[0074]
 第2センサ電極27Aは、シールド電極24と並列して平坦化膜29の上に設けれ、画素電極25との間に保持容量53を形成するとともに、受信コイルCRx(図3、図4参照)として機能も有する。シールド電極24と同様に信号線SGLと画素電極25の間の寄生容量を削減することもできる。第2センサ電極27Aは第1センサ電極26と異なり、センシング駆動のための信号印加による電位変動が少ないため、画素電極25への電気的な影響は無視できる程度である。
[0075]
 第1の実施形態における第2センサ電極27はゲート線GCLと同じフォトリソ工程で形成されるため、プロセス上の制約からモリブデン(Mo)など高抵抗な材料を使う必要がある。本実施形態では第2センサ電極27Aをシールド電極24と同じく平坦化膜29に形成するため、プロセス上の制約が少なく、アルミニウム(Al)など低抵抗な材料を選択できるほか、ゲート線GCLを避けて設計配置する必要もないため、幅広く低抵抗に設計することも可能となる。また、第1の実施形態では第1センサ電極26と第2センサ電極27が絶縁膜23を介して交差しているため、互いに大きな容量をもっており、駆動時や検出時に大きな負荷が発生していた。本実施形態では第2センサ電極27Aは平坦化膜29を介して第1センサ電極26やその他の電極と重なっている。平坦化膜29はアクリル樹脂などで形成されるため、特に第2センサ電極27Aの容量負荷が低減し、信号の遅れや容量によるノイズなどを改善することができる。
[0076]
 次に本実施形態に係る表示装置の概略平面図を説明する。図11は図10における画素基板2の平面構成を示したものである。第1センサ電極26と、第2センサ電極27Aと、画素電極25と、シールド電極24と、TFTを形成する信号線SGL、ゲート線GCL、シリコン層SIを示す。副画素SPixごとに、画素電極25はそれぞれに、シールド電極24および平坦化膜(図示しない)に設けられたコンタクトホールを介してTFTに接続される。ゲート線GCLの延伸方向と平行に第2センサ電極27を配置し、信号線SGLの延伸方向と平行に第1センサ電極26を配置している。
[0077]
 シールド電極24と隣接するように配置された第2センサ電極27Aはアルミニウムとそれを覆うようにITOを積層して設けられる。アルミニウムの部分は画素電極25と重なるように設けられており、アルミニウム部分で外光が反射しコントラストを低下させることはない。
[0078]
 ゲート線GCL、信号線SGL、第1センサ電極26は平面視でシールド電極24および第2センサ電極27Aに覆われている。これによりセンシングに関わる電位変動の大きい第1センサ電極26は画素電極25と電気的にほぼ離間されているため、表示駆動とセンシングの駆動を同時に行うことも可能となる。
[0079]
(第4の実施形態)
 図12は、第4の実施形態に係る表示装置の概略断面構造を表す断面図である。図12に示すように、表示装置1は、第1の実施形態と同様に画素基板2と、対向基板3と、表示機能層としての液晶層6と、カバー基板50とを備える。対向基板3は、画素基板2の表面に垂直な方向に対向して配置される。また、液晶層6は画素基板2と対向基板3との間に設けられる。画素電極25で外光を反射して画像を表示する反射型表示装置である。
[0080]
 画素基板2は、第1基板21と、第1センサ電極26と、画素電極25と、シールド電極24と、TFTを形成する信号線SGL、ゲート線GCL、シリコン層SIと、絶縁膜23および23A、平坦化膜29と、配向膜28とを有する。対向基板3は、第2基板31と、第2基板31の一方の面に設けられた遮光層39と第2センサ電極27Bとカラーフィルタ32と、共通電極COMLと、配向膜38と、第2基板31の他方の面に設けられた絶縁層35と、偏光板36と接着層55とカバー基板50とを有する。
[0081]
 第1センサ電極26は、第1の実施形態と同様に、第1基板21の表面に対して垂直な方向において、第1基板21とシールド電極24との間に設けられる。第1センサ電極26は、絶縁膜23および23A、平坦化膜29を介してシールド電極24と画素電極25と重なって設けられる。これにより、シールド電極24と画素電極25との間に保持容量53(図6参照)が形成され、また第1センサ電極26と画素電極25の間の容量はほぼ無くすことができる。第1センサ電極26に印加される信号により送信コイルCTx(図3、図4参照)として機能するが、シールド電極24に覆われているため、画素電極25の電位に影響を与えられることを防ぐことができる。
[0082]
 第2センサ電極27Bは遮光層39に少なくとも一部が重なるように設けられ、アルミニウム(Al)や銅(Cu)などの金属層で形成されている。これにより外光が表示装置1に当たったときにも、遮光層39により光が吸収されるため、第2センサ電極27Bからの反射による表示への影響はない。遮光層39は顔料を含む樹脂などで形成される。酸化銅(CuO)の積層など、第2センサ電極27B自体の反射率を低くする黒色化がされている場合、遮光層39は必ずしも第2センサ電極27Bをすべて覆う必要はない。第2センサ電極27Bは受信コイルCRx図3、図4参照)として機能する。第2センサ電極27Bと液晶層6の間には共通電極COMLがあるので、第2センサ電極27Bの電位は液晶層6へは影響しない。
[0083]
 第2センサ電極27Bと共通電極COMLの間にはアクリル樹脂などから形成されるカラーフィルタ層32が配置され、十分な平坦化が可能なため、低抵抗化のため第2センサ電極27Bを厚く形成することが可能である。
[0084]
 図13に示すように、対向基板3では、第2基板31の一方の面にカラーフィルタ32が設けられる。共通電極COMLは、カラーフィルタ層32と液晶層6との間に設けられる。また、カラーフィルタ層32と遮光層39との間には第2センサ電極27Bが設けられる。第2センサ電極27Bは、表示領域Adから周辺領域Gdまで連続して設けられる。周辺領域Gdでは、第2センサ電極27Bはセンサ導通部72で覆われている。
[0085]
 周辺領域Gdには、第1基板21と第2基板31との間に導通部81が設けられている。導通部81は、第1基板21と第2基板31との間を封止するシール部である。導通部81は、封止材に分散された複数の導電粒子82を含む。導通部81は、平坦化膜29を介して周辺回路領域80の上側に設けられる。なお、図13はあくまで模式的に示しており、導通部81に1つの導電粒子82のみ示している。これに限定されず、導電粒子82は導通部81に複数分散されて、センサ導通部72と導電層71とを電気的に接続する。
[0086]
 導通部81の上部は、センサ導通部72と接続される。導通部81の下部は、導電層71を介して第2センサ配線27Wと接続される。導電層71は、例えばITO等の透光性を有する導電性材料である。
[0087]
 次に本実施形態に係る表示装置の概略平面図を説明する。図14は図12における画素基板2の平面構成と対向基板3における第2センサ電極27Bのみを示したものである。第1センサ電極26と、画素電極25と、シールド電極24と、TFTを形成する信号線SGL、ゲート線GCL、シリコン層SIを示す。副画素SPixごとに、画素電極25はそれぞれに、シールド電極24および平坦化膜(図示しない)に設けられたコンタクトホールを介してTFTに接続される。信号線SGLの延伸方向と平行に第1センサ電極26を配置し、ゲート線GCLの延伸方向と平行に第2センサ電極27を配置し、隣接する第2センサ電極同士は一定の間隔で連結部27Baにて連結されている。
[0088]
 第1センサ電極26および信号線SGL、ゲート線GCLなどは第1の実施形態と同様に、シールド電極24に覆われており、画素電極25と寄生容量をもたないため、センシング駆動における電位変動は画素電極電位および表示品位には影響しないので表示駆動とセンシング駆動を同時に行うことができる。
[0089]
 第2センサ電極27Bは副画素SPix間に位置する箇所に配置される。第1から第3の実施形態の場合と異なり、第2センサ電極27Bは画素電極よりも対向基板側に配置されるため、画素の開口部を避けて配置することで表示性能への影響を減らす必要がある。図15は複数画素を含む領域における概略平面図である。第2センサ電極27Bを副画素間に位置する箇所に配置しても、画素開口部を減少させてしまうため、第2センサ電極27Bを全副画素間に配置すると、反射率の低減になる。図15のように一定の間隔でずらしながら、連結部27Baを配置することにより、開口率の低減を最小限にし、さらにスジ不良などの表示不具合が発生しないようにすることができる。
[0090]
 第2センサ電極27Bは副画素SPix間に位置する箇所に配置される。第1から第3の実施形態の場合と異なり、第2センサ電極27Bは画素電極よりも対向基板側に配置されるため、画素の開口部を避けて配置することで表示性能への影響を減らす必要がある。なお、本実施形態では第2センサ電極27Bは液晶層6と第2基板31との間に設けられているが、第2センサ電極27Bは第2基板31の液晶層6とは反対側の面に設けてもよく、さらには第2基板31の液晶層6とは反対側に第2センサ電極27Bを設けた別の基板を配置してもよい。
[0091]
(第5の実施形態)
 第5の実施形態における概略断面図は第4の実施形態と同様であり、図10に示す構造となる。表示装置1は、第1の実施形態と同様に画素基板2と、対向基板3と、表示機能層としての液晶層6と、カバー基板50とを備える。対向基板3は、画素基板2の表面に垂直な方向に対向して配置される。また、液晶層6は画素基板2と対向基板3との間に設けられる。画素電極25で外光を反射して画像を表示する反射型表示装置である。
[0092]
 第5の実施形態では第4の実施形態と同様に第2センサ電極27Bが第2基板31に設けられており、それに加え、静電タッチ駆動を行うための第3センサ電極41が第2センサ電極27Bと同じ層で設けられている。第3センサ電極41は第2センサ電極27Bと同様に周辺領域Gdにおいて導通部81の導通粒子82を介して、第1基板21に接続し、配線を通してパネルの外部の静電タッチ駆動回路に接続される。
[0093]
 第5の実施形態に係る表示装置の第2基板31における第2センサ電極27Bと第3センサ電極41の概略平面図を図16に示す。第2基板31の液晶層側に設けられた第2センサ電極27Bと第3センサ電極41がマトリクス状にパターンを形成している。第2センサ電極27Bと第3センサ電極41は同じ金属層で設けられる所謂シングルレイヤー構造であり、それぞれのセンサ電極は配線で周辺領域Gdに引き出され、周辺領域Gd内で導通部81(図示しない)を通して第1基板21に接続したのち、さらに配線を通って、フレキシブル基板110に接続される。細かく分割された第3センサ電極41は配線を通してフレキシブル基板110に引き出され、紙面列方向に並ぶ分割された電極パターンを1つのタッチ駆動電極として、フレキシブル基板110上で電気的に接続され、静電タッチ駆動IC19に接続される。第2センサ電極27Bはコイル状の形状をしており、コイルの両端から配線が接続され、タッチIC49に接続される。このようにして、第2センサ電極27Bの接続をタッチIC内で切り替えることで、電磁誘導検出時と静電タッチ検出時の両方で検出センサとして用いることができる。
[0094]
 電磁誘導方式による検出を行う際は、第1基板21に設けられた第1センサ電極26に信号が印加され、タッチペン100を介して、第2センサ電極27Bから信号を検出する。静電タッチによる検出を行う際は、第3センサ電極41に信号が印加され、それによる電場の変動を第2センサ電極27Bにて検出することができる。
[0095]
 第5の実施形態において、第2センサ電極27Bと第3センサ電極41は第2基板31よりも液晶層側の遮光層39上に設けられているが、この限りではなく、例えば第2基板31の観察者側に配置されていてもよく、または第2基板31とカバー基板50の間に第2センサ電極27Bと第3センサ電極41を設けた追加の基板を配置してもよい。さらには、第2センサ電極27Bと第3センサ電極41は必ずしも同じ層で作る必要はなく、例えば、第2センサ電極27Bは第4の実施形態のように第2基板31の液晶層側に配置し、第3センサ電極41のみをカバー基板50に直接形成してもよい。
[0096]
(第6の実施形態)
 図17は第6の実施形態の原理を示す原理図である。第1から第5の実施形態においては、図3および図4で示すような原理で、送信コイルCTxでタッチペン100における容量素子103を充電し、タッチペン100からの磁界を送信コイルと交差する受信コイルCRxで受けて検出していた。第6の実施形態では、延在方向が互いに交差する2つの受信コイルCRを配置し、タッチペン100からの磁界をそれぞれで検出することによりペンの位置を検出する。タッチペンに含まれる容量素子103の充電には内蔵するバッテリーを用いてもよいし、別に用意した充電用コイル(図示しない)によって充電してもよい。
[0097]
 このような検出原理を適用すると、第1から第5の実施形態におけるセンサーパネルの構造において、第1センサ電極26を受信コイルCRxとして活用することも可能である。第1センサ電極26を送信コイルとして1つずつ順次駆動していく場合と比較し、検出時間が短くできる利点がある。
[0098]
(第7の実施形態)
 第7の実施形態は第1~第6の実施形態で説明した電磁誘導式センサと異なり、他種のセンサを配置した場合の例である。図18は第7の実施形態を模式的にあらわす概略平面図である。断面構造は第1の実施形態の断面図を示す図5と同様であり、第1の実施形態において第1センサ電極26を構成するアルミニウム層と第2センサ電極27を構成するアルミニウムを用いて、第7の実施形態では表示領域Ad内で第4センサ電極51を形成する。第4センサ電極51は所謂歪ゲージのパターンとなっており、表示領域Ad内に複数個所均等に配置されている。歪ゲージは外部からの圧力によって金属の抵抗値が変わることを利用した圧力センサであり、第1基板21の表示領域Ad内に配置することで、表示装置の表示面を外部から強く押した場合に、外部圧力として検出することができる。
[0099]
 第4センサ電極51の配線を表示装置の外部に設けられた検出器に直接接続し、第4センサ電極51の抵抗値を測定することで印加される圧力を検出する。第4センサ電極51はシールド電極24にてシールドされているため、表示を行うための信号などがノイズとならず精度の高い圧力検出が可能となる。
[0100]
(第8の実施形態)
 図19、図20に示す電子機器は、携帯型コンピュータ、音声通話可能な携帯コンピュータ又は通信可能な携帯コンピュータとして動作し、パーソナルコンピュータ、タブレット端末と呼ばれることもある、情報携帯端末である。この情報携帯端末は、例えば筐体180の表面に表示部111を有している。この表示部111は、第1~第7の実施形態及び変形例に係るペンタッチ検出機能付き表示装置1及び表示装置である。
[0101]
 以上、本開示の好ましい実施の形態を説明したが、本開示はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本開示の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本開示の技術的範囲に属する。

符号の説明

[0102]
 1 表示装置
 2 画素基板
 3 対向基板
 6 液晶層
 10 表示パネル
 11 制御部
 12 ゲートドライバ
 13 ソースドライバ
 14 駆動回路
 19 駆動IC
 21 第1基板
 23、23A 絶縁膜
 24 シールド電極
 25 画素電極
 26 第1センサ電極
 26W 第1センサ配線
 27、27A、27B 第2センサ電極
 27W 第2センサ配線
 27Ba 連結部
 28 配向膜
 29 平坦化膜
 31 第2基板
 32、32R、32G、32B カラーフィルタ
 35 絶縁膜
 36 偏光板
 38 配向膜
 39 遮光層
 40 検出部
 41 第3センサ電極
 42 増幅器
 43 A/D変換部
 44 信号処理部
 45 座標抽出部
 46 検出タイミング制御部
 47 AFE
 48 マルチプレクサ
 49 タッチIC
 50 カバー基板
 51 第4センサ電極
 52 液晶素子
 53 保持容量
 55 接着層
 71 導電層
 72 センサ導通部
 80 周辺回路領域
 81 導通部
 82 導通粒子
 100 タッチペン
 101 共振回路
 102 コイル
 103 容量素子
 110 フレキシブル基板
 111 表示部
 180 筐体
 Ad 表示領域
 Gd 周辺領域
 COML 共通電極
 CT、CTx 送信コイル
 CR、CRx 受信コイル
 DET 電圧検出器
 SGL 信号線
 GCL ゲート線
 SI シリコン層
 DR ドレイン線
 CH、CHA コンタクトホール
 Tr スイッチング素子
 SPix 副画素
 Pix 画素
 VTx 検出駆動信号
 Vcomdc 表示用駆動信号
 Vscan 走査信号
 Vdet 検出信号
 Vpix 画素信号
 Vout 出力信号

請求の範囲

[請求項1]
 センシング機能付き表示装置であって、
 第1基板と、複数の第1センサ電極と、複数の画素電極と、表示機能層と、シールド電極と、第2基板を備え、前記第1基板、複数の前記第1センサ電極、前記シールド電極、複数の前記画素電極、前記表示機能層、前記第2基板は、この順で重なって設けられ、前記画素電極への前記第1センサ電極からの電位変動が前記シールド電極によって遮蔽される。
[請求項2]
 請求項1に記載のセンシング機能付き表示装置であって、
 前記第1センサ電極と平面視で交差している複数の第2センサ電極を備え、複数の前記第2センサ電極に接続された第1アナログフロントエンド回路をさらに備えている。
[請求項3]
 請求項2に記載のセンシング機能付き表示装置であって、
 前記第2センサ電極は、前記基板と前記シールド電極の間に形成されている。
[請求項4]
 請求項2に記載のセンシング機能付き表示装置であって、
 前記第2センサ電極は、少なくとも一部で、前記シールド電極と同じ層にある電極で形成されている。
[請求項5]
 請求項2に記載のセンシング機能付き表示装置であって、
 前記第2センサ電極は、前記表示機能層よりも前記第2基板側に設けられ、前記第2基板に設けられた遮光層と平面視で少なくとも一部で重なっている。
[請求項6]
 請求項5に記載のセンシング機能付き表示装置であって、
 前記表示機能層よりも前記第2基板側に複数の第3センサ電極を備え、前記第3センサ電極と前記第2センサ電極は静電容量を形成し、前記第3センサ電極は前記制御部からの制御信号に応じて信号が供給され、前記第2センサ電極に接続された第3アナログフロントエンド回路にて、容量検出を行う。
[請求項7]
 請求項5から6のいずれか一項に記載のセンシング機能付き表示装置であって、
 前記第2センサ電極と前記第3センサ電極は同じ層の金属ないし半導体電極で形成されている。
[請求項8]
 請求項2から7のいずれか一項に記載のセンシング機能付き表示装置であって、
 前記制御部からの制御信号に応じて、前記第1センサ電極に信号が供給され、電磁誘導を形成し、前記第2センサ電極に接続された前記第1アナログフロントエンド回路にて、信号を検出する。
[請求項9]
 請求項2から8のいずれか一項に記載のセンシング機能付き表示装置であって、
 前記第1センサ電極に接続された第2アナログフロントエンド回路を備え、平面視で交差する前記第2センサ電極と合わせて、外部からの磁界信号を検出する。
[請求項10]
 請求項1に記載にセンシング機能付き表示装置であって、
 前記第1センサ電極は、前記第1センサ電極の抵抗値を検出する検出器に接続されている。
[請求項11]
 請求項1から10のいずれか一項に記載のセンシング機能付き表示装置であって、
 前記画素電極は、少なくとも一部が上から光を反射する金属で設けられた反射領域があり、前記第1センサ電極と、前記反射領域が平面視で少なくとも一部が重なっており、前記表示機能層と前記第2基板の間に共通電極を備える。
[請求項12]
 請求項1から11のいずれか一項に記載のセンシング機能付き表示装置を備える電子機器。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]

[ 図 17]

[ 図 18]

[ 図 19]

[ 図 20]