(57)【要約】      （修正有）【課題】表示装置に設けられた電極や各種配線の構成を用い、表示駆動と電磁誘導方式センサ駆動を同時に行うことが可能な表示装置を提供する。【解決手段】第１基板、複数の第１センサ電極、シールド電極２４、複数の画素電極２５、表示機能層、第２基板は、この順で重なって設けられ、電磁誘導方式の検出駆動信号が供給される第１センサ電極２６の電位変動がシールド電極２４によって遮蔽され、第１センサ電極２６と平面視で交差する第２センサ電極２７に発生する誘導気電極を検出する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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センシング機能付き表示装置。
【請求項２】
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１に記載のセンシング機能付き表示装置。
【請求項３】
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２に記載のセンシング機能付き表示装置。
【請求項４】
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２に記載のセンシング機能付き表示装置
【請求項５】
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２に記載のセンシング機能付き表示装置。
【請求項６】
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５に記載のセンシング機能付き表示装置。
【請求項７】
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５から６に記載のセンシング機能付き表示装置。
【請求項８】
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２から７に記載のセンシング機能付き表示装置。
【請求項９】
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２から８に記載のセンシング機能付き表示装置。
【請求項１０】
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１に記載にセンシング機能付き表示装置。
【請求項１１】
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１から１０に記載のセンシング機能付き表示装置。
【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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
本発明は、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】
本発明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】
本発明に係る電子機器は、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】
本発明は、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】
本発明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発明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、発明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、当然に本発明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、本発明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、絶縁層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、絶縁層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２４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２４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Ｄｙに長尺に設けられ、第２方向Ｄｘ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れ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２４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２５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、絶縁層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と並列して平坦化層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と同じく平坦化層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は平坦化層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。平坦化層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センサ電極は画素電極２４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、絶縁層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を介して接続電極７２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との間に設けれられテイルが、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に設けられているおり、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ＩＣ１９Ａ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５１電極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２１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、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明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、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明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、当然に本発明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  第１ＡＦＥ
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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