(57)【要約】【課題】座標検出部でのローパワーモードの解除を確実に、かつ、容易に行うことができる表示装置を提供する。【解決手段】光センサ（座標検出部）を備えたタッチパネルを有する液晶表示装置（表示装置）１において、光センサは、座標検出動作を行う通常駆動モードと、座標検出動作を停止して、その電力消費を削減するローパワーモードとの間で、切替可能に構成されている。また、光センサでのローパワーモードから通常駆動モードへのモード切替操作を検出する圧電素子（検出機構）８が設けられている。【選択図】図１
2010152671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
座標検出部を備えたタッチパネルを有する表示装置であって、
前記座標検出部は、座標検出動作を行う通常駆動モードと、前記座標検出動作を停止して、その電力消費を削減するローパワーモードとの間で、切替可能に構成され、
前記ローパワーモードから前記通常駆動モードへのモード切替操作を検出する検出機構が設けられている、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記検出機構には、圧電素子が含まれている請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記検出機構には、静電容量方式のタッチパネルが含まれている請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
複数の画素を有する表示部を備えるとともに、
前記座標検出部には、前記画素単位に設けられるとともに、外部からの光を受光する光センサが用いられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示部には、液晶パネルが用いられ、
前記光センサは、前記液晶パネルのアクティブマトリクス基板に一体的に設けられている請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記タッチパネルでは、所定の荷重以上のタッチ操作が行われたときに、前記座標検出動作が行われるように構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記タッチパネルには、透明な弾性フィルムが含まれている請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記タッチパネルでは、前記座標検出部が前記座標検出動作を所定の期間以上行わないことが判別されると、前記通常駆動モードから前記ローパワーモードへのモード切替が行われる請求項１〜７のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザからの操作指示を入力するためのタッチパネルを有する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＤＡ、携帯電話、あるいはノート型ＰＣなどのモバイル機器には、一般的に、タッチパネル付きの液晶表示装置が含まれており、ユーザからの操作指示を入力して、その入力した操作指示に従って文字等の情報を表示可能になっている。すなわち、上記のようなモバイル機器では、通常、情報の表示を行う表示部に薄型・軽量などの特長を有する液晶パネルを使用することで携帯性の向上が図られている。さらに、モバイル機器では、液晶パネルに組み付けられたタッチパネルにてユーザからの操作指示を入力することにより、ユーザが所望する情報の表示などを行えるようになっている。
【０００３】
また、上記のようなタッチパネルを有する従来の表示装置には、例えば下記特許文献１に記載されているように、タッチパネルの表面側へ光検出信号を発光する発光手段と、タッチパネルの表面側で反射された光検出信号を受光可能な受光手段とを対として有する光スイッチユニットを複数設けたものが提案されている。また、この従来の表示装置では、複数の各光スイッチユニットを用いて、ユーザからの操作指示を入力する入力位置検出手段を構成するとともに、複数の光スイッチユニットの少なくともいずれか特定の光スイッチユニットを用いて、タッチパネルへの入力操作を検出する入力操作検出手段を構成することが示されている。そして、この従来の表示装置では、入力位置検出手段を各々構成する複数の全ての光スイッチユニットが駆動される動作モードに加えて、入力操作検出手段を構成する光スイッチユニットだけが駆動されるスリープモードを選択可能とすることによって、電力消費を削減可能とされていた。
【特許文献１】特開２００５−２９５３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の表示装置では、光スイッチユニット（座標検出部）でのスリープモード（ローパワーモード）の解除を確実に、かつ、容易に行えないことがあった。
【０００５】
具体的にいえば、従来の表示装置では、入力位置検出手段を各々構成する複数の光スイッチユニットのうちのいずれかの光スイッチユニットを、スリープモードを解除して、動作モード（通常駆動モード）にモード切替を行うために、上記入力操作検出手段として兼用していた。このため、この従来の表示装置では、タッチパネル（表示装置の表示面）上において、スリープモードを解除することができる解除可能領域と、スリープモードを解除することができない解除不可能領域とが形成された。この結果、この従来の表示装置では、ユーザが解除可能領域に設けられた光スイッチユニット（入力操作検出手段）を動作させることができずに、スリープモードを確実に解除できないことがあった。
【０００６】
また、この従来の表示装置では、入力操作検出手段に使用した光スイッチユニットに対応する表示部（液晶パネル）の部分に、動作モードへの移行を表す起動表示を表示させることが示されている。そして、この従来の表示装置では、限られた数の光スイッチユニット（入力操作検出手段）を動作させるだけで、確実に動作モードへの移行（スリープモードの解除）が可能とされていた。しかしながら、このような表示を行うために、表示部を駆動制御することが要求されて、表示装置での駆動制御が複雑になるという問題点を生じた。
【０００７】
以上のように、従来の表示装置では、光スイッチユニット（座標検出部）でのスリープモード（ローパワーモード）の解除を確実に、かつ、容易に行えないという問題点を発生した。
【０００８】
上記の課題を鑑み、本発明は、座標検出部でのローパワーモードの解除を確実に、かつ、容易に行うことができる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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明にかかる表示装置は、座標検出部を備えたタッチパネルを有する表示装置であって、
前記座標検出部は、座標検出動作を行う通常駆動モードと、前記座標検出動作を停止して、その電力消費を削減するローパワーモードとの間で、切替可能に構成され、
前記ローパワーモードから前記通常駆動モードへのモード切替操作を検出する検出機構が設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
上記のように構成された表示装置では、座標検出部は上記通常駆動モードとローパワーモードとの間で切替可能に構成されている。また、座標検出部でのローパワーモードから通常駆動モードへのモード切替操作を検出する検出機構が設けられている。これにより、上記従来例と異なり、モード切替を行うための特別な表示を行うことなく、座標検出部でのローパワーモードの解除を確実に、かつ、容易に行うことができる。
【００１１】
また、上記表示装置において、前記検出機構には、圧電素子が含まれてもよい。
【００１２】
この場合、圧電素子の検出結果を用いて、ローパワーモードから通常駆動モードへのモード切替操作を検出することができる。
【００１３】
また、上記表示装置において、前記検出機構には、静電容量方式のタッチパネルが含まれてもよい。
【００１４】
この場合、静電容量方式のタッチパネルの検出結果を用いて、ローパワーモードから通常駆動モードへのモード切替操作を検出することができる。
【００１５】
また、上記表示装置において、複数の画素を有する表示部を備えるとともに、
前記座標検出部には、前記画素単位に設けられるとともに、外部からの光を受光する光センサが用いられていることが好ましい。
【００１６】
この場合、構造簡単なタッチパネルを有する表示装置を容易に構成することができる。
【００１７】
また、上記表示装置において、前記表示部には、液晶パネルが用いられ、
前記光センサは、前記液晶パネルのアクティブマトリクス基板に一体的に設けられていることが好ましい。
【００１８】
この場合、コンパクトなタッチパネル付きの表示装置を容易に構成することができる。
【００１９】
また、上記表示装置において、前記タッチパネルでは、所定の荷重以上のタッチ操作が行われたときに、前記座標検出動作が行われるように構成されていることが好ましい。
【００２０】
この場合、ローパワーモードから通常駆動モードへのモード切替操作と、座標検出動作を行わせるためのタッチ操作との誤検出が発生するのを確実に防止することができる。
【００２１】
また、上記表示装置において、前記タッチパネルには、透明な弾性フィルムが含まれてもよい。
【００２２】
この場合、弾性フィルムの弾性によって、所定の荷重以上のタッチ操作の判別を確実に行わせることができる。
【００２３】
また、上記表示装置において、前記タッチパネルでは、前記座標検出部が前記座標検出動作を所定の期間以上行わないことが判別されると、前記通常駆動モードから前記ローパワーモードへのモード切替が行われることが好ましい。
【００２４】
この場合、タッチパネルが使用されない場合において、座標検出部を確実にローパワーモードに切り替えることができ、電力削減をも確実に行わせることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、座標検出部でのローパワーモードの解除を確実に、かつ、容易に行うことができる表示装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の表示装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合を例示して説明する。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００２７】
［第１の実施形態］
図１（ａ）は本発明の第１の実施形態にかかる液晶表示装置を説明する概略断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示した圧電素子の具体的な構成を示す平面図である。図１（ａ）において、本実施形態の液晶表示装置１は、一対の透明基板を構成するカラーフィルタ基板２及びアクティブマトリクス基板３と、これらのカラーフィルタ基板２及びアクティブマトリクス基板３に狭持された液晶層４を備えている。また、液晶表示装置１には、カラーフィルタ基板２の表示面側（図の上側）に順次設けられた透明な弾性フィルム５及び偏光板６と、アクティブマトリクス基板３の非表示面側（図の下側）に設けられるとともに、偏光板６に対して、透過軸が互いにクロスニコルに配置された偏光板７とが設けられている。
【００２８】
また、本実施形態の液晶表示装置１では、カラーフィルタ基板２、アクティブマトリクス基板３、液晶層４、及び一対の偏光板６、７は表示部としての液晶パネルに含まれたものであり、文字や画像などの情報を表示するようになっている。また、本実施形態の液晶表示装置１には、ユーザからの操作指示の入力などを行うタッチパネルが上記液晶パネルに一体的に組み付けられている。すなわち、アクティブマトリクス基板３には、後に詳述するように、タッチパネルに含まれた座標検出部としての光センサが設けられている。さらに、上記タッチパネルには、弾性フィルム５及び偏光板６が含まれており、タッチパネルでは、ユーザから所定の荷重以上で加えられたタッチ操作を検出して、ユーザからの操作指示入力などを実施できるようになっている。
【００２９】
また、本実施形態の液晶表示装置１には、後述の検出機構に含まれたローパワーモード解除用センサ８が設けられている。このローパワーモード解除用センサ８は、図１（ｂ）に示すように、額縁状に構成された圧電素子により構成されている。具体的にいえば、ローパワーモード解除用センサ８は、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）からなるピエゾフィルムによって構成された圧電素子であり、偏光板６の表面上に設置されている。そして、ローパワーモード解除用センサ８は、ユーザのタッチ操作による偏光板６（タッチパネル）での撓みを検出し、上記光センサでのローパワーモードを解除するようになっている（詳細は後述。）。
【００３０】
さらに、本実施形態の液晶表示装置１には、偏光板７の下方に、上記液晶パネルに対して、所定の照明光を出射するバックライト装置９が設けられている。このバックライト装置９は、例えば光源としてのＬＥＤ（図示せず）、及びこのＬＥＤからの光を所定方向に導きつつ、液晶パネル側に照明光として出射する導光板（図示せず）を有するエッジライト型のバックライトにて構成されている。
【００３１】
次に、図２〜図７も参照して、本実施形態の液晶表示装置１の各部について具体的に説明する。
【００３２】
図２は上記液晶表示装置の具体的な構成を説明する図であり、図３は上記液晶表示装置の要部構成を示す拡大断面図である。図４は、上記液晶表示装置に設けられた画素及び光センサの構成を示す等価回路図である。図５は図３に示した弾性フィルムの機能を説明する図であり、図５（ａ）はタッチ操作が行われていない状態での弾性フィルムの部分拡大図であり、図５（ｂ）はタッチ操作が行われている状態での弾性フィルムの部分拡大図である。図６は図２に示したセンサ制御部の具体的な構成例を示すブロック図であり、図７は図２に示した信号処理部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【００３３】
本実施形態の液晶表示装置１では、図２に例示するように、アクティブマトリクス基板３上に、画素領域１２、ディスプレイゲートドライバ１３、ディスプレイソースドライバ１４、センサ列ドライバ１５、センサ行ドライバ１６、及びバッファアンプ１７が設けられている。ディスプレイゲートドライバ１３及びディスプレイソースドライバ１４は、図示しないＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）を介在させてＬＣＤ駆動部１０に接続され、センサ列ドライバ１５、センサ行ドライバ１６、及びバッファアンプ１７は、別のＦＰＣ（図示せず）を介在させてタッチパネル駆動部１１に接続されている。
【００３４】
なお、アクティブマトリクス基板３上の上記の構成部材は、半導体プロセスによって当該アクティブマトリクス基板３を構成する、透明なガラス基板などの透明基板上にモノリシックに形成することも可能である。あるいは、上記の構成部材のうちのドライバ類を、例えばＣＯＧ（Chip On Glass）技術等によって上記透明基板上に実装してもよい。
【００３５】
また、上記の説明以外に、同一のＦＰＣを介在させてディスプレイゲートドライバ１３及びディスプレイソースドライバ１４をＬＣＤ駆動部１０に接続し、センサ列ドライバ１５、センサ行ドライバ１６、及びバッファアンプ１７をタッチパネル駆動部１１に接続してもよい。
【００３６】
画素領域１２は、上記液晶パネルの表示面を構成しており、複数の画素がマトリクス状に設けられている。また、画素領域１２には、上記光センサが画素単位に設けられている。
【００３７】
具体的にいえば、液晶パネルでは、図３に例示するように、カラーフィルタ基板２の液晶層４側の表面に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）のカラーフィルタ１８ｒ、１８ｇ、１８ｂが形成されている。そして、液晶パネルでは、ＲＧＢの各色の画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂが対応するカラーフィルタ１８ｒ、１８ｇ、１８ｂに応じて設けられている。
【００３８】
一方、アクティブマトリクス基板３には、後述のスイッチング素子が画素毎に形成されている。また、アクティブマトリクス基板３では、上記光センサ１９が上述のスイッチング素子とともに一体的に設けられている。また、この光センサ１９では、その受光素子が、図３に示すように、画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂのうち、例えば画素Ｐｒ内に設けられており、上記表示面の外部から入射される光を受光するようになっている。
【００３９】
また、上記タッチパネルでは、光センサ１９が外部からの上記光を受光することにより、光センサ１９はユーザのタッチ操作などで指示された座標（位置）を検出する座標検出動作を行うようになっている。また、光センサ１９は、座標検出動作を行う通常駆動モードと、座標検出動作を停止して、その電力消費を削減するローパワーモードとの間で、切替可能に構成されており、本実施形態の液晶表示装置１では、タッチパネルが使用されていないときに、その電力消費を削減できるようになっている。
【００４０】
また、光センサ１９では、後に詳述するように、偏光板６側に凸部５ａが設けられた弾性フィルム５と偏光板６とによって、当該光センサ１９の検出感度が向上されており、ユーザのタッチ操作を精度よく検出できるようになっている。さらに、本実施形態の液晶表示装置１では、ユーザがタッチ操作を行ったときに、弾性フィルム５の弾性がユーザに反発力として伝わるようになっており、ユーザが所定の荷重以上のタッチ操作を行ったときだけ、タッチパネルでは、光センサ１９により当該タッチ操作を判別（認識）するように構成されている。そして、本実施形態の液晶表示装置１では、上記ローパワーモード解除用センサ８に対するユーザの操作と、タッチパネルに対するユーザのタッチ操作とを容易に判別できるようになっている。
【００４１】
また、画素領域１２には、図４に示すように、画素用の配線として、マトリクス状に配置されたゲート線Ｇｎ及びソース線Ｓｒｍ、Ｓｇｍ、Ｓｂｍが設けられている。ゲート線Ｇｎは、ディスプレイゲートドライバ１３に接続されている。ソース線Ｓｒｍ、Ｓｇｍ、Ｓｂｍは、ＲＧＢの色毎に設けられており、ディスプレイソースドライバ１４に接続されている。
【００４２】
ゲート線Ｇｎとソース線Ｓｒｍ、Ｓｇｍ、Ｓｂｍとの交差部には、画素用の上記スイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）Ｍ１ｒ、Ｍ１ｇ、Ｍ１ｂがそれぞれ設けられている。そして、画素Ｐｒでは、薄膜トランジスタＭ１ｒのゲート電極はゲート線Ｇｎへ、ソース電極はソース線Ｓｒｍへ、ドレイン電極は図示しない画素電極へ、それぞれ接続されている。これにより、画素Ｐｒでは、図４に示すように、薄膜トランジスタＭ１ｒのドレイン電極と対向電極（ＶＣＯＭ）との間に液晶容量ＬＣが形成される。また、液晶容量ＬＣと並列に補助容量ＬＳが形成されている。
【００４３】
同様に、画素Ｐｇでは、薄膜トランジスタＭ１ｇのゲート電極はゲート線Ｇｎへ、ソース電極はソース線Ｓｇｍへ、ドレイン電極は図示しない画素電極へ、それぞれ接続されている。これにより、画素Ｐｇでは、図４に示すように、薄膜トランジスタＭ１ｇのドレイン電極と対向電極（ＶＣＯＭ）との間に液晶容量ＬＣが形成される。また、液晶容量ＬＣと並列に補助容量ＬＳが形成されている。
【００４４】
また、画素Ｐｂでは、薄膜トランジスタＭ１ｂのゲート電極はゲート線Ｇｎへ、ソース電極はソース線Ｓｂｍへ、ドレイン電極は図示しない画素電極へ、それぞれ接続されている。これにより、画素Ｐｂでは、図４に示すように、薄膜トランジスタＭ１ｂのドレイン電極と対向電極（ＶＣＯＭ）との間に液晶容量ＬＣが形成される。また、液晶容量ＬＣと並列に補助容量ＬＳが形成されている。
【００４５】
また、各画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂでは、対応するソース線Ｓｒｍ、Ｓｇｍ、Ｓｂｍを介してディスプレイソースドライバ１４から上記表示面に表示される情報の輝度（階調）に応じた電圧信号（階調電圧）が供給されるようになっている。
【００４６】
すなわち、図２に示すように、ＬＣＤ駆動部１０には、パネル制御部１０ａ及びバックライト制御部１０ｂが設けられている。パネル制御部１０ａには、液晶表示装置１の外部から上記表示面で表示すべき情報の映像信号が入力されるようになっている。そして、パネル制御部１０ａでは、入力された映像信号に応じて、ディスプレイゲートドライバ１３及びディスプレイソースドライバ１４への各指示信号が生成されて出力される。
【００４７】
これにより、ディスプレイゲートドライバ１３は、パネル制御部１０ａからの指示信号を基にマトリクス状に配線された複数のゲート線Ｇｎに対し、対応する薄膜トランジスタＭ１ｒ、Ｍ１ｇ、Ｍ１ｂのゲート電極をオン状態にするゲート信号を順次出力する。一方、ディスプレイソースドライバ１４は、パネル制御部１０ａからの指示信号に基づき、各画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂに対して、対応するソース線Ｓｒｍ、Ｓｇｍ、Ｓｂｍを経て上記階調電圧が供給される。
【００４８】
また、バックライト制御部１０ｂには、上記照明光の輝度の変更を指示する調光指示信号が液晶表示装置１に設けられたコントローラ等から入力されるようになっている。そして、バックライト制御部１０ｂでは、入力された調光指示信号に基づき、バックライト装置９の上記光源への供給電力を制御するように構成されている。
【００４９】
また、光センサ１９は、図４に例示するように、上記受光素子としてのフォトダイオードＤ１、コンデンサＣ１、及び薄膜トランジスタＭ２〜Ｍ４を備えている。また、この光センサ１９では、ソース線Ｓｒｍ、Ｓｂｍにそれぞれ平行に設けられた配線ＶＳＳｊ、ＶＳＤｊを介してセンサ列ドライバ８から定電圧が供給されるようになっている。また、光センサ１９では、ソース線Ｓｇｍに平行に設けられた配線ＯＵＴｊを介して検出結果をセンサ列ドライバ１５のセンサ画素読み出し回路１５ａに出力するように構成されている。
【００５０】
また、薄膜トランジスタＭ４には、リセット信号を供給するための配線ＲＳＴｉが接続されている。薄膜トランジスタＭ３には、読み出し信号を供給するための配線ＲＷＳｉが接続されている。これらの配線ＲＳＴｉ、ＲＷＳｉは、センサ行ドライバ１６に接続されている。
【００５１】
センサ列ドライバ１５は、図２に示すように、センサ列画素読み出し回路１５ａと、センサ列アンプ１５と、センサ列走査回路１５ｃとを備えており、タッチパネル駆動部１１のセンサ制御部１１ａからの指示信号に応じて動作するようになっている。センサ列画素読み出し回路１５ａには、配線ＯＵＴｊを介して、画素領域１２内にマトリクス状に設けられた複数の各光センサ１９の検出結果（電圧信号）が逐次入力されるようになっている。そして、センサ列画素読み出し回路１５ａは、入力された電圧信号をセンサ列アンプ１５ｂに出力する。
【００５２】
センサ列アンプ１５ｂは、複数の光センサ１９に応じて、設けられた複数のアンプ（図示せず）を内蔵しており、対応する上記電圧信号を増幅して、バッファアンプ１７に出力する。センサ列走査回路１５ｃは、センサ制御部１１ａからの指示信号に従って、センサ列アンプ１５ｂの複数のアンプをバッファアンプ１７に順次接続させるための列セレクト信号をセンサ列アンプ１５ｂに出力する。これにより、増幅後の電圧信号がセンサ列アンプ１５ｂからバッファアンプ１７を経てタッチパネル駆動部１１側に出力される。
【００５３】
センサ行ドライバ１６には、シフトレジスタを用いたセンサ行レベルシフタ１６ａと、センサ行走査回路１６ｂとが設けられている。センサ行走査回路１６ｂは、センサ制御部１１ａからの指示信号に従って、所定の時間間隔で配線ＲＳＴｉ、ＲＷＳｉを順次選択していく。これにより、画素領域１２において、電圧信号（検出結果）を読み出すべき光センサ１９が、マトリクス状の行単位に順次選択される。
【００５４】
なお、上記の説明では、画素領域１２において、ＲＧＢの画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂの１組に１つの光センサ１９を設けた場合について説明したが、画素領域１２での光センサ１９の設置数やこれに含まれたフォトダイオードＤ１などの構成部材の配置箇所などは、上記のものに限定されず、任意である。例えば、各画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂに実質的な光検出を行うフォトダイオードＤ１を設けて画素毎に光センサ１９を設置する構成でもよい。
【００５５】
ここで、図５も参照して、弾性フィルム５及び偏光板６による、光センサ１９の検出感度の向上について具体的に説明する。
【００５６】
弾性フィルム５は、バックライト装置９から光センサ１９側に反射される照明光の反射率を変更可能に構成されたものであり、ユーザによるタッチ操作に応じて、光センサ１９側に反射される反射光の光量を変化させることによって光センサ１９の検出感度を向上させている。
【００５７】
具体的にいえば、図３に示したように、弾性フィルム５では、偏光板６側の表面は凸部５ａを有する凸凹状に構成されており、図５（ａ）に例示するように、ユーザのタッチ操作が行われていないときでは、弾性フィルム５の凸部５ａは、偏光板６との間に、微少な空気層を介在させて、当該偏光板６の表面に対向している。このように、空気層が凸部５ａと偏光板６との間に存在すると、バックライト装置９からの照明光は、例えば凸部５ａと空気層との境界点Ａで透過または反射される。
【００５８】
すなわち、バックライト装置９からの照明光の一部の光は、図５（ａ）に実線５０にて示すように、弾性フィルム５の内部を通過した後、境界点Ａから空気層の内部側に透過する。そして、この透過した照明光は空気層の内部を進んだ後、一部の光は空気層と偏光板６の表面との境界点Ｂでバックライト装置９側に反射し、残りの光は境界点Ｂから偏光板６の内部側に透過して、液晶表示装置１の外部側に出射される。
【００５９】
また、図５（ａ）に点線６０にて示すように、バックライト装置９からの照明光の一部の光は、弾性フィルム５の内部を通過した後、境界点Ａで凸部５ａの内部側に反射される。そして、この反射した光は、凸部５ａと空気層との境界点Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４で反射を順次繰り返した後、バックライト装置９側、つまり光センサ１９側に反射されて、当該光センサ１９に受光される。
【００６０】
一方、偏光板６に対して、図示を省略したユーザの指やタッチペン等の操作部材が当接され、ユーザによるタッチ操作が行われると、図５（ｂ）に例示するように、弾性フィルム５の凸部５ａは、上記微少な空気層を介在させることなく、偏光板６の表面に当接する。このように、凸部５ａと偏光板６の表面とが当接すると、バックライト装置９からの照明光は、例えば凸部５ａと空気層との境界点Ａで屈折されて、液晶表示装置１の外部側に出射される。
【００６１】
すなわち、バックライト装置９からの照明光の一部の光は、図５（ｂ）に実線５１にて示すように、弾性フィルム５の内部を通過した後、境界点Ａから空気層の内部側に透過する。そして、この透過した照明光は空気層の内部を進んだ後、一部の光は空気層と偏光板６の表面との境界点Ｃでバックライト装置９側に反射し、残りの光は境界点Ｃから偏光板６の内部側に透過して、液晶表示装置１の外部側に出射される。
【００６２】
また、図５（ｂ）に点線６１にて示すように、バックライト装置９からの照明光の一部の光は、弾性フィルム５の内部を通過した後、境界点Ａで凸部５ａの内部側に反射される。その後、この反射した光は、凸部５ａと偏光板６の表面とが直接的に接触しているために、これらの凸部５ａと偏光板６の表面との境界点Ｄから偏光板６の内部側に透過して、液晶表示装置１の外部側に出射される。この結果、弾性フィルム５の凸部５ａでは、図５（ａ）に示した場合に比べて、照明光に対する反射率が低下し、光センサ１９に受光される光量も低下する。これにより、本実施形態の液晶表示装置１では、タッチパネルにおいて、光センサ１９の検出感度を向上することができる。すなわち、タッチ操作が行われていない状態に比べて、タッチ操作が行われている状態では、光センサ１９が受光する上記反射光の光量が低下するために、タッチ操作の有無を精度よく検出できる。さらに、本実施形態の液晶表示装置１では、ユーザが所定の荷重以上のタッチ操作を行ったときだけ、当該タッチ操作が検出されるようになっている（詳細は後述。）。
【００６３】
また、この弾性フィルム５には、例えば透過率が９０％以上の透明なゴム材が用いられている。さらに、弾性フィルム５には、その屈折率が好ましくは１．３〜１．６の範囲内の値のものが使用されている。
【００６４】
尚、上記の説明以外に、例えば偏光板６の上側（表示面側）に対し、凸部５ａが対向して配置されるように、弾性フィルム５を設置する構成でもよい。
【００６５】
図２に戻って、タッチパネル駆動部１１には、センサ制御部１１ａ、及び信号処理部１１ｂが設けられている。そして、このタッチパネル駆動部１１では、ローパワーモード解除用センサ８及び複数の光センサ１９の各駆動制御を行うとともに、複数の光センサ１９の各検出結果に基づいて、ユーザのタッチ操作による操作入力指示などを検出するようになっている。
【００６６】
センサ制御部１１ａには、図６に示すように、光センサ１９の駆動制御を行う光センサ制御部１１ａ１と、ローパワーモード解除用センサ８の駆動制御を行うローパワーモード解除用センサ制御部１１ａ２とが設けられている。光センサ制御部１１ａ１は、光センサ１９による座標検出動作を行わせる通常駆動モードと、上記座標検出動作を停止して、その電力消費を削減するローパワーモードとのモード切替を行うようになっている。
【００６７】
具体的には、光センサ制御部１１ａ１は、ローパワーモード解除用センサ制御部１１ａ２からの制御信号に基づいて、ローパワーモードを解除して、通常駆動モードに移行させる。より詳細にいえば、ローパワーモード解除用センサ８がユーザによるタッチ操作を検出したときに、ローパワーモード解除用センサ制御部１１ａ２は上記制御信号を光センサ制御部１１ａ１に出力する。そして、光センサ制御部１１ａ１は、光センサ１９を通常駆動モードとし、さらに光センサ制御部１１ａ１は、センサ列ドライバ１５及びセンサ行ドライバ１６に対して、駆動指示信号を出力し、光センサ１９にセンシング動作を行わせる。また、光センサ１９の検出結果は、タッチパネル駆動部１１内に設けられたメモリ（図示せず）に格納される。
【００６８】
また、光センサ制御部１１ａ１は、光センサ１９が座標検出動作を所定の期間以上行わないことを判別すると、通常駆動モードからローパワーモードへのモード切替を行わせる。このとき、光センサ制御部１１ａ１は、センサ列ドライバ１５及びセンサ行ドライバ１６を待機状態として、その電力消費を削減できるようになっている。
【００６９】
また、ローパワーモード解除用センサ制御部１１ａ２には、ローパワーモード解除用センサ８から検出結果が入力されるようになっており、その検出結果に基づき、制御信号を光センサ制御部１１ａ１に出力するようになっている。具体的にいえば、ローパワーモード解除用センサ８は、偏光板６に対して、ユーザのタッチ操作が行われたときに、当該偏光板６での撓みを検出して、その検出信号をローパワーモード解除用センサ制御部１１ａ２に出力する。そして、ローパワーモード解除用センサ制御部１１ａ２は、検出信号を基に上記制御信号を光センサ制御部１１ａ１に出力する。また、このローパワーモード解除用センサ８は、偏光板６での極めて小さい撓みを検出可能に構成されており、ユーザのタッチ操作が１ｇ未満の荷重で行われたときでも、そのタッチ操作を検出して、上記検出信号を出力するようになっている。
【００７０】
一方、光センサ制御部１１ａ１では、ユーザが所定の荷重以上のタッチ操作を行ったときだけ、光センサ１９によって当該タッチ操作を検出するようになっている。具体的にいえば、光センサ制御部１１ａ１では、ユーザのタッチ操作が例えば５０ｇ以上の荷重で行われたときでの光センサ１９の検出結果を有効なセンシング結果として上記メモリに格納させるようになっている。また、この所定の荷重の値は、主に弾性フィルム５の弾性によって規定されるものであり、弾性フィルム５の材質等を変更することで適宜調整することが可能となっている。
【００７１】
また、信号処理部１１ｂには、図７に示すように、位置情報取得部１１ｂ１、及びスキャナー部１１ｂ２が設けられている。位置情報取得部１１ｂ１は、上記メモリ内に格納されている光センサ１９の検出結果（つまり、座標検出動作結果）を用いて、上記液晶パネルの表示面上でのユーザの指などの位置（座標）情報を取得する。すなわち、位置情報取得部１１ｂ１は、液晶パネルに表示されている、例えば操作入力画面（指示入力画面）での位置情報を取得することができる。
【００７２】
また、スキャナー部１１ｂ２は、上記メモリ内に格納されている光センサ１９の検出結果を用いて、画像情報を取り込むように構成されており、取り込んだ画像情報のデータを当該メモリに記憶させるようになっている。さらに、このスキャナー部１１ｂ２では、文字や写真などだけではなく、ユーザの指紋を画像として取り込み可能に構成されており、液晶表示装置１を用いて指紋認証システムを構築できるようになっている。
【００７３】
以上のように構成された本実施形態の液晶表示装置１では、光センサ（座標検出部）１９は上記通常駆動モードとローパワーモードとの間で切替可能に構成されている。また、本実施形態の液晶表示装置１には、圧電素子からなるローパワーモード解除用センサ（検出機構）８が設けられており、ユーザによる、光センサ１９でのローパワーモードから通常駆動モードへのモード切替操作を検出するように構成されている。これにより、本実施形態の液晶表示装置１では、上記従来例と異なり、モード切替を行うための特別な表示を行うことなく、光センサ１９でのローパワーモードの解除を確実に、かつ、容易に行うことができる。
【００７４】
さらに、ローパワーモード解除用センサ８が設けられているので、例えば液晶表示装置１が真っ暗な部屋に置かれていたり、バックライト装置９がオフ状態とされて照明光が照射されていなかったりして、光センサ１９が駆動できない状況下でも、本実施形態の液晶表示装置１では、ローパワーモードから通常駆動モードへの上記モード切替操作を確実に検出することができる。
【００７５】
また、本実施形態の液晶表示装置１では、そのタッチパネルに対し、所定の荷重以上のタッチ操作が行われたときに、座標検出動作が行われるように構成されている。この結果、本実施形態の液晶表示装置１では、ローパワーモードから通常駆動モードへのモード切替操作と、座標検出動作を行わせるためのタッチ操作との誤検出が発生するのを確実に防止することができる。
【００７６】
また、本実施形態の液晶表示装置１では、タッチパネルに、透明な弾性フィルム５が含まれているので、弾性フィルム５の弾性によって、所定の荷重以上のタッチ操作の判別を確実に行わせることができる。
【００７７】
また、本実施形態の液晶表示装置１では、タッチパネルにおいて、光センサ１９が座標検出動作を所定の期間以上行わないことが判別されると、通常駆動モードからローパワーモードへのモード切替が行われる。これにより、本実施形態の液晶表示装置１では、タッチパネルが使用されない場合において、光センサ１９を確実にローパワーモードに切り替えることができ、電力削減をも確実に行わせることができる。
【００７８】
［第１の実施形態の変形例］
図８（ａ）は本発明の第１の実施形態の変形例にかかる液晶表示装置を説明する概略断面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）に示した圧電素子の具体的な構成を示す平面図である。図において、本変形例と上記第１の実施形態との主な相違点は、窒化アルミニウムからなる圧電素子を用いた点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。
【００７９】
すなわち、図８（ａ）に示すように、本実施形態の液晶表示装置１では、ローパワーモード解除用センサ８’がカラーフィルタ基板２の液晶層４側の表面上に設置されている。このローパワーモード解除用センサ８’は、例えば窒化アルミニウムからなる圧電素子であり、図８（ｂ）に例示するように、額縁状に構成されて、カラーフィルタ基板２の外周部分に取り付けられている。そして、このローパワーモード解除用センサ８’は、ユーザのタッチ操作によるカラーフィルタ基板２（タッチパネル）での撓みを検出し、光センサ１９でのローパワーモードを解除するようになっている。
【００８０】
以上の構成により、本変形例では、上記第１の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本変形例では、ローパワーモード解除用センサ８’がカラーフィルタ基板２上に設けられているので、第１の実施形態のものに比べて、液晶表示装置１の厚さ寸法を薄くすることができる。さらには、本変形例では、第１の実施形態と異なり、ローパワーモード解除用センサ８としてのピエゾフィルムの貼付け工程を削減することができる。
【００８１】
［第２の実施形態］
図９（ａ）は本発明の第２の実施形態にかかる液晶表示装置を説明する概略断面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）に示した静電容量方式のタッチパネルの具体的な構成を示す平面図である。図において、本実施形態と上記第１の実施形態との主な相違点は、静電容量方式のタッチパネルが上記検出機構に含まれている点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。
【００８２】
すなわち、図９（ａ）に示すように、本実施形態の液晶表示装置１では、静電容量方式のタッチパネル２０が偏光板６上に設置されている。この静電容量方式のタッチパネル２０は、ローパワーモードから前記通常駆動モードへのモード切替操作を検出する検出機構を構成するものであり、透明な導電膜２０ａ及び透明なガラス基板２０ｂを備えている。導電膜２０ａは、偏光板６の全面を覆うように設けられ、ガラス基板２０ｂは、導電膜２０ａの全面を覆うように設けられている。また、導電膜２０ａには、図９（ｂ）に例示するように、対角の２隅部分に、電極２０ａ１、２０ａ２が設けられている。これらの電極２０ａ１、２０ａ２は、後述の静電容量方式のタッチパネル制御部に接続されており、同位相及び同振幅の電圧が供給されるとともに、検出電流が静電容量方式のタッチパネル制御部に出力されるようになっている。
【００８３】
ここで、図１０も参照して、本実施形態の液晶表示装置１でのセンサ制御部２１ａについて具体的に説明する。
【００８４】
図１０は、図９に示した液晶表示装置でのセンサ制御部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【００８５】
図１０に示すように、本実施形態のセンサ制御部２１ａは、光センサ１９の駆動制御を行う光センサ制御部２１ａ１と、静電容量方式のタッチパネル２０の駆動制御を行う静電容量方式のタッチパネル制御部２１ａ２とが設けられている。光センサ制御部２１ａ１は、光センサ１９による座標検出動作を行わせる通常駆動モードと、上記座標検出動作を停止して、その電力消費を削減するローパワーモードとのモード切替を行うようになっている。
【００８６】
具体的には、光センサ制御部２１ａ１は、静電容量方式のタッチパネル制御部２１ａ２からの制御信号に基づいて、ローパワーモードを解除して、通常駆動モードに移行させる。より詳細にいえば、静電容量方式のタッチパネル２０がユーザによるタッチ操作を検出したときに、静電容量方式のタッチパネル制御部２１ａ２は上記制御信号を光センサ制御部２１ａ１に出力する。そして、光センサ制御部２１ａ１は、光センサ１９を通常駆動モードとし、さらに光センサ制御部１１ａ１は、センサ列ドライバ１５及びセンサ行ドライバ１６に対して、駆動指示信号を出力し、光センサ１９にセンシング動作を行わせる。また、光センサ１９の検出結果は、タッチパネル駆動部１１内に設けられたメモリ（図示せず）に格納される。
【００８７】
また、光センサ制御部２１ａ１は、第１の実施形態のものと同様に、光センサ１９が座標検出動作を所定の期間以上行わないことを判別すると、通常駆動モードからローパワーモードへのモード切替を行わせる。このとき、光センサ制御部２１ａ１は、センサ列ドライバ１５及びセンサ行ドライバ１６を待機状態として、その電力消費を削減できるようになっている。
【００８８】
また、静電容量方式のタッチパネル制御部２１ａ２には、静電容量方式のタッチパネル制御部２０から検出結果（検出電流）が入力されるようになっており、その検出結果に基づき、制御信号を光センサ制御部２１ａ１に出力するようになっている。具体的にいえば、静電容量方式のタッチパネル２０では、ガラス基板２０ｂに対して、ユーザのタッチ操作が行われたときに、当該タッチ操作によって電極２０ａ１、２０ａ２間のインピーダンスが変化し、これらの電極２０ａ１、２０ａ２からの電流が変化する。そして、静電容量方式のタッチパネル制御部２１ａ２が、電極２０ａ１、２０ａ２からの電流変化に基づいて、上記制御信号を光センサ制御部２１ａ１に出力する。尚、静電容量方式のタッチパネル２０では、ユーザのタッチ操作での荷重によらず、ガラス基板２０ｂに対する接触面積の大きさに応じて、ユーザのタッチ操作の有無を判別するようになっている。具体的にいえば、静電容量方式のタッチパネル２０では、上記接触面積が例えば、約５０ｍｍ2以上であるときに、ユーザのタッチ操作が行われたと判別可能に構成されている。
【００８９】
以上の構成により、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態では、静電容量方式のタッチパネル２０が上記検出機構に含まれているので、当該静電容量方式のタッチパネル２０の検出結果を用いて、ローパワーモードから通常駆動モードへのモード切替操作を検出することができる。さらに、本実施形態の静電容量方式のタッチパネル２０では、第１の実施形態での圧電素子と異なり、ユーザが荷重を掛けることなく、ユーザの指が触れるだけで、当該ユーザの操作を検出することができる。すなわち、本実施形態では、第１の実施形態のものよりも、ユーザによるローパワーモードから通常駆動モードへのモード切替操作を容易に検出することができる。
【００９０】
尚、上記の実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００９１】
例えば、上記の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明の表示装置は座標検出部を備えたタッチパネルを有する表示装置において、座標検出部は座標検出動作を行う通常駆動モードと、座標検出動作を停止してその電力消費を削減するローパワーモードとの間で切替可能に構成されるとともに、ローパワーモードから通常駆動モードへのモード切替操作を検出する検出機構が設けられているものであれば何等限定されない。具体的には、本発明は、半透過型や反射型の液晶表示装置、有機ＥＬ（Electronic Luminescence）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）などの各種表示装置に適用することができる。
【００９２】
また、上記の説明では、液晶パネルを表示部に用いるとともに、液晶パネルのアクティブマトリクス基板に一体的に設けられた光センサを座標検出部に用いた場合について説明したが、本発明の座標検出部は、上記通常駆動モード及びローパワーモード（電力消費削減モード）のいずれか一方のモードに切替可能に構成されたものであれば何等限定されない。具体的には、例えばＬＥＤ等の発光部とこの発光部からの光を受光する受光部を有し、ユーザのタッチ操作を受光部での光量変化を基に座標検出を行うものや、ＣＣＤ等の撮像素子を用いて、ユーザのタッチ操作を撮像して座標検出を行うものでもよい。
【００９３】
但し、上記の各実施形態のように、光センサを使用する場合の方が、構造簡単なタッチパネルを有する表示装置を容易に構成することができる点で好ましい。さらに、アクティブマトリクス基板に一体的に設けられた光センサを用いる場合の方が、コンパクトなタッチパネル付きの表示装置を容易に構成することができる点で好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明は、座標検出部でのローパワーモードの解除を確実に、かつ、容易に行うことができる表示装置に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態にかかる液晶表示装置を説明する概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した圧電素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図２】上記液晶表示装置の具体的な構成を説明する図である。
【図３】上記液晶表示装置の要部構成を示す拡大断面図である。
【図４】上記液晶表示装置に設けられた画素及び光センサの構成を示す等価回路図である。
【図５】図３に示した弾性フィルムの機能を説明する図であり、（ａ）はタッチ操作が行われていない状態での弾性フィルムの部分拡大図であり、（ｂ）はタッチ操作が行われている状態での弾性フィルムの部分拡大図である。
【図６】図２に示したセンサ制御部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図７】図２に示した信号処理部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図８】（ａ）は本発明の第１の実施形態の変形例にかかる液晶表示装置を説明する概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した圧電素子の具体的な構成を示す平面図である。
【図９】（ａ）は本発明の第２の実施形態にかかる液晶表示装置を説明する概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した静電容量方式のタッチパネルの具体的な構成を示す平面図である。
【図１０】図９に示した液晶表示装置でのセンサ制御部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９６】
１  液晶表示装置（表示装置）
２  カラーフィルタ基板（液晶パネル、タッチパネル）
３  アクティブマトリクス基板（液晶パネル）
４  液晶層（液晶パネル）
５  弾性フィルム（タッチパネル）
６  偏光板（液晶パネル、タッチパネル）
７  偏光板（液晶パネル）
８、８’  ローパワーモード解除用センサ（圧電素子、検出機構）
１９  光センサ
２０  静電容量方式のタッチパネル（検出機構）
２０ａ  導電膜（検出機構）
２０ｂ  ガラス基板（検出機構）
Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂ  画素
【図１】
2010152671.tif 000003
【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】
2010152671.tif 000009
【図８】
2010152671.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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