(57)【要約】      （修正有）【課題】透過型タッチパネルにおいて、ポインタ部材の接触位置を正しく検出できるようにする。【解決手段】液晶表示パネル２０と、液晶表示パネルに重ねて配置される透過型タッチパネルとを備え、タッチパネル装置１０は、透過型タッチパネル１１と、透過型タッチパネル１１の下面を覆い固定電位に設定される透明導電膜１２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過型タッチパネルと、
前記透過型タッチパネルの下面を覆い固定電位に設定される透明導電膜とを備えることを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
前記透明導電膜はIndium Tin Oxide (ＩＴＯ)で構成されることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
【請求項３】
前記透過型タッチパネルは第１および第２抵抗膜と、前記第１および第２抵抗膜を僅かに離間して対向させるように支持する支持部材と、前記第１および前記第２抵抗膜がポインタ部材から前記支持部材に印加される圧力で局所的に接触した接点の二次元座標を前記ポインタ部材の接触位置として電気的に検出する検出部とを含むことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
前記支持部材はガラス基板と、前記ガラス基板上に形成される第１絶縁フィルムと、前記第１絶縁フィルムの外縁に配置されるシール材により接着される第２絶縁フィルムとを含み、前記第１抵抗膜は前記シール材で囲まれた空間において露出するように前記第１絶縁フィルム上に形成され、前記第２抵抗膜は前記シール材で囲まれた空間において露出するように前記第２絶縁フィルム上に形成されることを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
前記透明導電膜は、前記第１絶縁フィルムとは逆側において前記ガラス基板上に形成されることを特徴とする請求項４に記載のタッチパネル装置。
【請求項６】
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルに重ねて配置される透過型タッチパネルと、
前記液晶表示パネルの上面および前記透過型タッチパネルの下面を覆い固定電位に設定される透明導電膜とを備えることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過画像に対するポインタ部材の接触位置を検出するタッチパネル装置およびこの透過画像を表示する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルは、例えばノートパソコンやＰＤＡ(Personal Digital Assistance)のような携帯情報機器のモニタディスプレイとして広く利用されている。
【０００３】
近年では、透過型のタッチパネル(あるいはタブレット)と呼ばれる入力ツールがキーボードやマウスポインタに代わって文字および図形の手書き入力やメニュー選択を行うために携帯情報機器に設けられる。携帯情報機器において、このタッチパネルは液晶表示パネルに重ねて配置され、ユーザは液晶表示パネルによって表示されタッチパネルを透過した画像を見ながらポインタ部材をタッチパネルに接触させる入力操作を行う(例えば特許文献１を参照)。
【特許文献１】特開２００５−２２２０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、液晶表示パネルは、複数の画素電極がマトリクス状に配置されるアレイ基板と、単一のコモン電極が複数の画素電極のマトリクスに対向して配置される対向基板と、これらアレイ基板および対向基板間に挟持される液晶層を備える。透過型タッチパネルは例えば対向基板側において液晶表示パネルに接着される。この液晶表示パネルでは、画素電極およびコモン電極間に印加される液晶駆動電圧の極性を周期的に反転することにより液晶分子の偏在化を防止する必要があり、複数の画素電極の各行を駆動する毎にコモン電極の電位をシフトさせる場合がある。しかしながら、コモン電極がタッチパネルの近傍に存在するため、タッチパネルがポインタ部材の接触位置を検出する際にコモン電極の信号波形による干渉を受けて誤動作することがあった。また、透過型タッチパネルがアレイ基板側において液晶表示パネルに接着される場合であっても、同様な誤動作が生じる可能性がある。
【０００５】
本発明の目的は、このような問題を解消して、ポインタ部材の接触位置を正しく検出できるタッチパネル装置および液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１観点によれば、透過型タッチパネルと、透過型タッチパネルの下面を覆い固定電位に設定される透明導電膜とを備えるタッチパネル装置が提供される。
【０００７】
本発明の第２観点によれば、液晶表示パネルと、液晶表示パネルに重ねて配置される透過型タッチパネルと、液晶表示パネルの上面および透過型タッチパネルの下面を覆い固定電位に設定される透明導電膜とを備える表示装置が提供される。
【０００８】
これらタッチパネル装置および表示装置では、透明導電膜がポインタ部材の接触位置を検出する動作に干渉する電磁気的なノイズをシールドする。従って、ポインタ部材の接触位置を正しく検出できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態に係る表示装置について添付図面を参照して説明する。この表示装置は例えば携帯情報機器に入出力機器として組み込まれるものである。
【００１０】
図１はこの表示装置の外観を示す。この表示装置は、タッチパネル装置１０および液晶表示パネル２０を備える。タッチパネル装置１０は、携帯情報機器で生成される映像信号に対応して液晶表示パネル２０上に表示された画像を透過し、この画像の表示中にスタイラスペン等のポインタ部材の接触位置を検出する透過型タッチパネル１１、並びに透過型タッチパネル１１の下面を覆い固定電位に設定される透明導電膜１２を含み、図２に示すように重ねて液晶表示パネル２０に接着される。この接着により、透明導電膜１２は液晶表示パネル２０の上面を覆うことになる。透明導電膜１２は例えばＩＴＯ(Indium Tin Oxide)で構成される。ユーザが透過型タッチパネル１０を透過した画像を見ながらポインタ部材を透過型タッチパネル１０に接触させる操作を行うと、透過型タッチパネル１０がポインタ部材の接触位置を位置情報として携帯情報機器に入力する。
【００１１】
図３は図１に示す表示装置の断面構造を示す。透過型タッチパネル１１は、一対の透明絶縁フィルム１３，１４、透明絶縁フィルム１３上に形成される透明抵抗膜１５、透明絶縁フィルム１４上に形成される透明抵抗膜１６、および透明ガラス基板Ｇを有する。透明絶縁フィルム１４は透明ガラス基板Ｇの上面に接着して形成され、透明導電膜１２は透明ガラス基板Ｇの下面を下地として形成される。これにより、タッチパネルの製造過程において、従来の製造装置および材料での生産が可能となる。透明抵抗膜１５，１６はそれぞれ一様な抵抗分布を有する矩形の抵抗体である。透明抵抗膜１５の４辺には、４つのストライプ電極１７が接続される。透明抵抗膜１６の４辺には、４つのストライプ電極１８が接続される。透明絶縁フィルム１３，１４は外縁に沿って配置されるシール材１９により透明抵抗膜１５，１６を僅かに離間させて重ねるようにして互いに接着されている。すなわち、透明抵抗膜１５，１６は透明絶縁フィルム１３，１４間においてシール材１９で囲まれた空間において露出される。この空間は、例えば不活性ガス(または液体)で満たされる。また、この空間には、ギャップ材がポインタ部材ＰＴにより加圧される部分を除いて透明抵抗膜１５，１６相互を非接触状態に維持するために散布される。この加圧部分では、図４に示すように透明抵抗膜１５が透明絶縁フィルム１３と共に湾曲して局所的に透明抵抗膜１６に接触する。
【００１２】
液晶表示パネル２０は、アレイ基板２１、対向基板２２、およびこれらアレイ基板２１および対向基板２２間に挟持される液晶層２３を備える。アレイ基板２１は、略マトリクス状に配置される複数の画素電極ＰＥ等を含み、対向基板２２は複数の画素電極ＰＥに対向して形成される単一のコモン電極ＣＥ等を含む。アレイ基板２１および対向基板２２は互いに僅かに離間して対向し、外縁に配置されるシール材ＳＬにより接着される。液晶層２３はアレイ基板２１および対向基板２２間においてシール材ＳＬにより囲まれた空間に液晶組成物を注入することにより形成される。尚、透明導電膜１２は例えば電極転移材ＴＲを介してアレイ基板２１上で固定電位として接地電位に設定される接地端子に接続される。
【００１３】
図５は液晶表示パネル２０の回路構成を概略的に示す。アレイ基板２１は、複数の画素電極ＰＥに加えて、複数の画素電極ＰＥの行に沿って配置される複数の走査線Ｙ(Ｙ１〜Ｙｍ)、複数の画素電極ＰＥの列に沿って配置される複数の信号線Ｘ(Ｘ１〜Ｘｎ)、並びにこれら走査線Ｙおよび信号線Ｘの交差位置近傍に配置され各々対応走査線Ｙを介して駆動されたときに対応信号線Ｘおよび対応画素電極ＰＥ間で導通する画素スイッチング素子として複数の薄膜トランジスタＷを有する。各薄膜トランジスタＷのゲートは対応走査線Ｙに接続され、ソース−ドレインパスが対応信号線Ｘおよび対応画素電極ＰＥ間に接続される。
【００１４】
複数の画素電極ＰＥおよびコモン電極ＣＥは例えばＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等の透明電極材料からなり、配向膜でそれぞれ覆われる。一対の画素電極ＰＥおよびコモン電極ＣＥはこれら電極ＰＥ，ＣＥ間に位置する液晶層２３の一部である画素領域と共に液晶画素ＰＸを構成し、画素電極ＰＥおよびコモン電極ＣＥ間の液晶駆動電圧に対応して画素領域に生成される電界によって液晶分子配列を制御する。また、液晶駆動電圧の極性はコモン反転駆動方式で周期的に反転され、これにより液晶分子の偏在化を阻止する。
【００１５】
また、複数の液晶画素ＰＸは各々画素電極ＰＥおよびコモン電極ＣＥ間に液晶容量Ｃlcを有し、さらに補助容量Ｃstが液晶容量Ｃlcに並列に接続される。
【００１６】
アレイ基板２１には、例えば図５に示すように走査線駆動回路２４および信号線駆動回路２５がさらに設けられる。走査線駆動回路２４は複数の薄膜トランジスタＷを行単位に導通させるように複数の走査線Ｙ１〜Ｙｍを順次駆動する。信号線駆動回路２５は各行の薄膜トランジスタＷが対応走査線Ｙの駆動によって導通する期間において信号電位Ｖsを複数の信号線Ｘ１〜Ｘｎにそれぞれ出力する。また、これら走査線駆動回路２４および信号線駆動回路２５は外部から入力される映像信号に対して走査線駆動回路２４および信号線駆動回路２５の動作タイミング等を制御するコントローラに接続される。コントローラ５は、順次複数の走査線Ｙを駆動するための制御信号ＣＴＹおよび、映像信号から１行分の画素ＰＸ単位に得られる直列な画素データＤＡＴＡ、出力極性を指定してこれら画素データＤＡＴＡを複数の信号線Ｘにそれぞれ割り当てるための制御信号ＣＴＸ、画像データＤＡＴＡを信号電位Ｖsに変換するために用いられる所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦ等を発生する。制御信号ＣＴＹはコントローラ５から一対の走査線駆動回路２４に供給され、制御信号ＣＴＸ、画素データＤＡＴＡ、階調基準電圧ＶＲＥＦはコントローラ５から信号線駆動回路２５に供給される。
【００１７】
走査線駆動回路２４は制御信号ＣＴＹの制御により１垂直走査期間（１Ｖ）において複数の走査線Ｙ１〜Ｙｍを順次選択し、各行の薄膜トランジスタＷを１水平走査期間（１Ｈ）だけ導通させるように選択走査線Ｙの走査線電位Ｖgを設定する。信号線駆動回路２５は１水平走査期間毎に１行分の画素ＰＸに対して供給される画素データＤＡＴＡを所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦを参照してそれぞれ信号電位Ｖsに変換し、複数の信号線Ｘ１〜Ｘｎに並列的に出力する。例えば走査線Ｙ１の走査線電位Ｖgが立ち上り、この走査線Ｙ１に接続された全ての薄膜トランジスタＷを導通させると、信号線Ｘ１〜Ｘｎ上の信号電位Ｖsがこれら薄膜トランジスタＷをそれぞれ介して１行分の画素電極ＰＥに印加される。コントローラ５は、複数の画素電極ＰＥの各行が駆動される毎に液晶駆動電圧を極性反転させるためにコモン電極ＣＥの電位Ｖcomをシフトさせるように構成されている。
【００１８】
図６はタッチパネル装置１０の回路構成を概略的に示す。４つのストライプ電極１７は液晶表示パネル２０の横軸(Ｘ軸)方向において透明抵抗膜１５の両端にそれぞれ接続された金属電極１７Ａ，１７Ｂ、および液晶表示パネル２０の縦軸(Ｙ軸)方向において透明抵抗膜１５の両端にそれぞれ接続された金属電極１７Ｃ，１７Ｄで構成される。また、４つのストライプ電極１８は液晶表示パネル２０の横軸(Ｘ軸)方向において透明抵抗膜１６の両端にそれぞれ接続された金属電極１８Ａ，１８Ｂ、および液晶表示パネル２０の縦軸(Ｙ軸)方向において透明抵抗膜１６の両端にそれぞれ接続された金属電極１８Ｃ，１８Ｄで構成される。電極１７Ａ〜１７Ｄおよび電極１８Ａ〜１８Ｄは、局透明抵抗膜１５および透明抵抗膜１６がポインタ部材ＴＰから透明絶縁フィルム１３の上面に印加される圧力で所的に接触した接点の二次元座標をポインタ部材ＰＴの接触位置として電気的に検出する座標検出部３０に接続される。
【００１９】
図７は透過型タッチパネル１１にポインタ部材ＰＴを接触させた状態で得られるＸ軸方向の等価回路を示す。座標検出部３０には、図６に示す電源電圧Ｅ１および電圧検出部Ｖが設けられる。透明抵抗膜１５，１６の接触位置座標をＸ軸方向において検出する場合、電源電圧Ｅ１が電極１８Ａおよび１８Ｂ間に印加されると共に、電圧検出部Ｖが透明抵抗膜１５，１６の接点の電圧Ｖｐを測定するために透明抵抗膜１５に例えば電極１７Ｂを介して接続される。この電圧Ｖｐは電極１８Ａおよび接点間の抵抗値Ｒx1と電極１８Ｂおよび接点間の抵抗値Ｒx2とによって電源電圧Ｅ１を分圧した値である。
【００２０】
透明抵抗膜１５，１６の接点のＸ座標は、Ｘ座標Ｘ＝０である透明抵抗膜１６の左端からの距離Ｘ１に等しく、電圧Ｖｐの測定値を次の式１に代入することにより求まる。
【００２１】
Ｘ１＝(１−Ｖp / Ｅ１) Ｌx  …(式１)
ここで、Ｌxは電極１８Ａおよび１８Ｂ間の距離、すなわちＸ軸方向における透明抵抗膜１６の全長である。
【００２２】
また、透明抵抗膜１５，１６の接点の位置座標をＹ軸方向において検出する場合には、液晶ディスプレイの縦軸(Ｙ軸)方向において透明抵抗膜１６の両端に接続される２電極１８Ｃ，１８Ｄが用いられる。この場合、電源電圧Ｅ１はこれら２電極１８Ｃ，１８Ｄ間に印加され、電圧検出部Ｖが透明抵抗膜１５，１６の接点の電圧Ｖｐを測定するために透明抵抗膜１５に例えば電極１７Ｄを介して接続される。続いて、透明抵抗膜１５，１６の接点のＹ座標は電圧Ｖｐの測定値に基づいてＸ座標の場合と同じ方式で求められる。
【００２３】
本実施形態によれば、透明導電膜１２がポインタ部材ＰＴの接触位置を検出する動作に干渉する電磁気的なノイズをシールドする。従って、電磁気的なノイズが液晶表示パネル２０から発生しても、タッチパネル装置１０が誤動作することが防止されるため、液晶ポインタ部材ＰＴの接触位置を正しく検出することが可能である。
【００２４】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において様々に変形可能である。
【００２５】
上述の実施形態では、透明導電膜１２が電極転移材ＴＲを介して接地端子に接続されたが、この透明導電膜１２は固定電位に設定される接地端子以外の端子に接続されてもよい。
【００２６】
また、座標検出部３０はポインタ部材ＰＴの接触位置を検出するために接点の電圧Ｖｐを測定するように構成されたが、接点の電流を測定するように構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る表示装置の外観を示す図である。
【図２】図１に示すタッチパネル装置および液晶表示パネルを接着により一体化する製造工程を示す図である。
【図３】図１に示す表示装置の断面構造を示す図である。
【図４】図３に示す透過型タッチパネルにポインタ部材を接触させた状態を示す図である。
【図５】図３に示す液晶表示パネルの回路構成を概略的に示す図である。
【図６】図３に示す透過型タッチパネルの回路構成を概略的に示す図である。
【図７】図６に示す透過型タッチパネルにポインタ部材を接触させた状態で得られるＸ軸方向の等価回路を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０…タッチパネル装置、１１…透明タッチパネル、１２…透明導電膜、２０…液晶表示パネル。
【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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