(57)【要約】      （修正有）【課題】安価で簡単な構成で、表示装置からの光の透過率を減少させることなく、入力操作体の入力位置を検出する表示装置を提供する。【解決手段】アレイ基板と対向基板との間に配設された液晶層を分子制御し、表示領域の表示を制御する表示装置であって、表示領域に対する入力操作体の入力位置を検出する為の一又は２以上の検出電極を表示領域と鉛直方向で重ならないアレイ基板若しくは対向基板の周辺領域に沿って配設する。検出電極は、表示領域を通過する光を遮らないので、表示装置からの光の透過率を減少させることなく、入力操作体の入力位置を検出できる。【選択図】図１
2014164624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ基板と、
前記アレイ基板の上方に平行配置された対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間に配設された液晶層と、
前記液晶層に設定した表示領域内のアレイ基板の上面に沿って形成される複数の画素電極とを備え、
各画素電極に加えられる駆動信号で前記液晶層を分子制御し、表示領域の表示を制御する表示装置であって、
前記表示領域と鉛直方向で重ならないアレイ基板若しくは対向基板の周辺領域に沿って配設された一又は２以上の検出電極と、
前記検出電極に接続し、接続した検出電極について入力操作体との距離に依存して変化する静電容量値を検出する静電容量検知手段と、
１又は２以上の前記各検出電極について前記静電容量検知手段が検出した静電容量値に基づいて、前記表示領域に対する入力操作体の入力位置を検出する位置検出手段とを、更に備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記静電容量検知手段は、前記入力操作体と前記各検出電極との相対電位が変動する交流検出信号を発信する発信手段と、
前記各検出電極と前記入力操作体間の静電容量を介して、前記各検出電極に表れる交流検出信号の受信レベルを検出する信号検出手段とを有し、
前記信号検出手段が前記各検出電極毎に検出した交流検出信号の受信レベルをもとに前記入力操作体と前記各検出電極との距離に依存して変化する静電容量値を検出することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記表示領域は矩形の輪郭で囲まれ、前記位置検出手段が検出する入力位置の検出方向に沿った前記表示領域の両側の周辺領域にそれぞれ前記検出電極が配設されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記対向基板の下面に沿って、前記複数の各画素電極にそれぞれ鉛直方向で対向する部位に形成される複数の対向電極を更に備え、
鉛直方向で対向する各一対の画素電極と対向電極間に加えられる駆動信号でその間の液晶層を分子制御し、
前記検出電極は、前記アレイ基板に沿って形成された前記画素電極若しくは前記対向基板に沿って形成された前記対向電極と同一面に形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記検出電極は、前記画素電極と同一導電材料で構成され、前記画素電極と同一行程で前記アレイ基板の上面に沿って形成されることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記検出電極は、前記対向電極と同一導電材料で構成され、前記対向電極と同一行程で前記対向基板の下面に沿って形成されることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項７】
対向基板の周辺領域はブラックマトリクス層で覆われ、ブラックマトリクス層の上面若しくは下面に前記検出電極が形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
駆動用基板と、
駆動用基板の上方に平行配置される封止用透明基板と、
駆動用基板と封止用透明基板との間に設定した表示領域内に配設される多数の有機ＥＬ素子と、
前記駆動用基板の上面側で前記各有機ＥＬ素子の下面に電気接続する第１電極と、
前記封止用透明基板の下面側で前記各有機ＥＬ素子の上面に電気接続する第２電極とを備え、
第１電極と第２電極間に加えられる駆動信号で各有機ＥＬ素子を表示制御する表示装置であって、
前記表示領域と鉛直方向で重ならない前記駆動用基板若しくは前記封止用透明基板の周辺領域に配設された一又は２以上の検出電極と、
前記検出電極に接続し、接続した検出電極について前記入力操作体との距離に依存して変化する静電容量値を検出する静電容量検知手段と、
１又は２以上の前記各検出電極について前記静電容量検知手段が検出した静電容量値に基づいて、前記表示領域に対する前記入力操作体の入力位置を検出する位置検出手段とを、更に備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項９】
前記検出電極は、前記第１電極と同一導電材料で構成され、第１電極と同一行程で前記駆動用基板の上面に形成されることを特徴とする請求項８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、表示領域を指示する入力操作体の入力位置検出機能を備えた表示装置に関し、更に詳しくは、静電容量方式により入力操作体の入力位置を検出する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等の表示装置は、ペンや指等の入力操作体の入力位置を検出するタッチパネルと組み合わせて使用され、表示装置の表示領域の上方にタッチパネルを重ね、表示領域の表示を指標とする入力操作の入力位置を検出するようにしている。タッチパネルによる入力操作体の入力位置の検出方式として、静電容量方式、抵抗膜方式、赤外線方式、超音波方式、電磁誘導方式等種々の検出方式が知られているが、表示装置と組み合わせて使用するタッチパネルには、低コストで表示装置に重ねて搭載可能な大きさとすることができる抵抗膜方式あるいは静電容量方式のタッチパネルが採用されている。
【０００３】
抵抗膜方式のタッチパネルは、単位長さあたりの抵抗値が等しい２枚の透明抵抗膜をわずかな絶縁間隔を隔てて対向させ、入力操作体で押し下げて両者を接触させる接触位置を介して、一方の透明抵抗膜の周辺に接続する印加側電極から他方の透明抵抗膜の周辺に接続する検出側電極に所定の検出電流を流し、検出側電極に流れる電流若しくは電圧から接触位置、即ち入力操作体の入力位置を検出する。しかしながら、抵抗膜方式のタッチパネルでは、表示装置の上方に２枚の透明抵抗膜とこれらの透明抵抗膜をそれぞれ支持する２枚の透明基板を重ねる必要があり、更に、２枚の透明抵抗膜間に屈折率の異なる空気が存在するので、表示装置からの光の透過率が減少し、表示品位が損なわれていた。
【０００４】
そこで、抵抗膜方式のタッチパネルの検出方法を変更し、１枚の透明抵抗膜のみで入力操作体の透明抵抗膜への接触位置（入力位置）を検出するタッチパネルを表面側に重ねて配置したＥＬディスプレーからなる表示装置が特許文献１で知られている。この特許文献１により開示されたタッチパネルは、１枚の透明抵抗膜の４隅に接続する電極から等電圧の交流電圧信号を印加し、入力操作体が透明抵抗膜に接触する接触位置（入力位置）から操作者を通して前記４隅の電極にそれぞれ流れる電流を検出して、透明抵抗膜上の入力位置を検出する。更に、この１枚の透明抵抗膜は、表示装置の表示素子である有機ＥＬ表示素子を封止する封止膜の表面に形成するので、透明抵抗膜を支持する透明抵抗基板を重ねて配置する必要がないので、表示装置からの光の透過率が増加するとともに、全体の厚みが薄型化される。
【０００５】
また、静電容量方式のタッチパネルは、表示装置の表示領域の入力位置を検出する検出方向に沿って所定の間隔で複数の検出電極を配置するとともに、各検出電極の近傍に所定の交流検出信号を加える駆動電極を配置する。入力操作体が特定の検出電極に接近すると、その検出電極と駆動電極間の静電容量が変化し、交流検出信号のレベルが変化するので、交流検出信号のレベルが変化した検出電極の配置位置から入力位置を検出する。二次元の入力位置を検出する場合には、Ｘ方向に沿って複数のＸ検知電極とＹ方向に沿って複数のＹ検知電極を互いに絶縁させて配置し、Ｘ検知電極とＹ検知電極の一方を検出電極、他方を駆動電極としてこれを交互に切り換え、直交するＸＹ方向の入力位置を検出する。この静電容量方式のタッチパネルについても、表示装置の上方に、複数のＸ検知電極及びＹ検知電極とこれらの検出電極を互いに絶縁させて表示領域に沿って配置する少なくとも１枚の透明基板を重ねて配置する必要があるので、表示装置からの光の透過率が減少し、表示装置全体の厚みが増すという問題がある。
【０００６】
そこで、表示装置が液晶表示装置である場合には、表示領域内の液晶の各画素間が遮光層であるブラックマトリクスで区切られることに着目して、絶縁層からなるブラックマトリクスの表裏に複数のＸ検知電極と複数のＹ検知電極を配線し、Ｘ検知電極とＹ検知電極を支持する透明基板を不要とするとともに、表示装置からの光の透過率の減少を防止した液晶表示装置が特許文献２により開示されている。
【０００７】
図１１、図１２は、この従来の液晶表示装置１００を示し、図１１に示すように、バックライトで照光される下方から、偏光板１０１、ガラスアレイ基板１０２、画素電極１０３、液晶層１０４、対向電極１０５、樹脂層１０６、カラーフィルタ層１０７若しくはブラックマトリクス層１０８、ガラス対向基板１０９、偏光板１１０を積層して構成される。ブラックマトリクス層１０８は、ＲＧＢの各画素の開口を覆うカラーフィルタ層１０７を避けて、その周囲と表示領域の周囲の額縁領域を遮光性の絶縁樹脂で覆うもので、この液晶表示装置１００では、絶縁樹脂層１１１と、Ｙ検知電極１１２ｙと、絶縁層１１３と、Ｘ検知電極１１２ｘの４層を積層して構成されている。
【０００８】
図１２に示すように、複数のＸ検知電極１１２ｘは、それぞれＹ方向に沿って配線され、交差する複数のＹ検知電極１１２ｙの間で各画素の開口を囲う格子状の節が形成されている。また、絶縁層１１３を挟んでその上面に形成される複数のＹ検知電極１１２ｙは、それぞれＸ方向に沿って配線され、交差する複数のＸ検知電極１１２ｘの間で各画素の開口を囲う格子状の節が形成されている。
【０００９】
この液晶表示装置１００では、Ｘ検知電極１１２ｘとＹ検知電極１１２ｙを液晶の画素を区切るブラックマトリクスの絶縁樹脂層１１１と絶縁層１１３を利用して表示領域に沿って支持するので、検知電極を支持する２枚の透明基板が不要となり、装置全体の厚さも大きくならない。また、２枚の透明基板を表示領域に重ねて配置することなく、Ｘ検知電極１１２ｘとＹ検知電極１１２ｙは、画素の開口を覆わないブラックマトリクスによる遮光領域に配線するので、表示装置からの光の透過率の減少することなく、Ｘ検知電極１１２ｘとＹ検知電極１１２ｙを高価な透明導電材料で形成する必要もなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１１−２３５５８号
【００１１】
【特許文献２】特開２００９−２１１５３１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来の静電容量方式若しくは抵抗膜方式のタッチパネルを表示装置の上方に重ね合わせて使用する限り、タッチパネルを追加することによる装置全体の厚みや重量が増大し、表示領域に接近する入力操作体の入力位置を検出する為の構成が表示領域を覆い、表示装置からの光の透過率が減少するという本質的な問題は避けられない。
【００１３】
例えば、特許文献１に示される抵抗膜方式のタッチパネルを用いた表示装置では、表示領域の上方が透明抵抗膜で覆われるので、透明な高価な導電材料で透明抵抗膜を形成する必要があり、透明材料で形成したとしても１００％の透光性は得られず、有機ＥＬ表示素子から発光される光の透過率は減少する。
【００１４】
更に、透明抵抗膜は、単位長さあたりの抵抗値を一定とする為に表示領域に沿って均一な膜厚で形成する必要があるが、封止膜の表面に均一な膜厚で透明抵抗膜を形成するには高度な製造技術を要する。
【００１５】
また、特許文献２に示される静電容量方式のタッチパネルを用いた液晶表示装置１００では、液晶の画素間を区切るブラックマトリクスにＸ検知電極１１２ｘとＹ検知電極１１２ｙを配線するので、これらを透明導電材料で形成する必要はないが、これらを導電性細線として高度な配線工程で画素間の微小な隙間に配線する必要があり、製造コストが上昇する。一方、隣り合う画素の間に、Ｘ検知電極１１２ｘ若しくはＹ検知電極１１２ｙを配線するので、画素間の間隔を狭めるには限界があり、結局カラーフィルタ層１０７で開口する各画素の開口面積を増加させることはできないので、表示装置からの光の透過率が減少する。
【００１６】
更に、Ｘ検知電極１１２ｘ若しくはＹ検知電極１１２ｙの一方の検出電極で検出する静電容量は、その近傍に配置される他方の駆動電極となる検知電極１１２ｙ、１１２ｘや入力操作体との対向面積の大きさに比例するので、導電性細線で形成する検出電極では、入力操作体が接近しても静電容量の変化は微小である。そのため、特許文献２では、他方の検知電極と交差する中間に格子状の節を形成して対向面積を増加させているが、導電性細線で形成する対向面積に限界があり、正確に静電容量の変化から入力操作体の入力位置を検出できない。
【００１７】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、安価で簡単な構成で、表示装置からの光の透過率を減少させることなく、入力操作体の入力位置を検出する表示装置を提供することを目的とする。
【００１８】
また、安価で簡単な構成で、装置全体の厚みを増加させることのなく、入力操作体の入力位置を検出する表示装置を提供することを目的とする。
【００１９】
また、高度な製造技術を要せずに安価で簡単な構成で、入力操作体の入力位置を検出す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】
【００２０】
上述の目的を達成するため、請求項１の表示装置は、アレイ基板と、アレイ基板の上方に平行配置された対向基板と、アレイ基板と対向基板との間に配設された液晶層と、液晶層に設定した表示領域内のアレイ基板の上面に沿って形成される複数の画素電極とを備え、各画素電極に加えられる駆動信号で液晶層を分子制御し、表示領域の表示を制御する表示装置であって、
表示領域と鉛直方向で重ならないアレイ基板若しくは対向基板の周辺領域に沿って配設された一又は２以上の検出電極と、検出電極に接続し、接続した検出電極について入力操作体との距離に依存して変化する静電容量値を検出する静電容量検知手段と、１又は２以上の各検出電極について静電容量検知手段が検出した静電容量値に基づいて、表示領域に対する入力操作体の入力位置を検出する位置検出手段とを、更に備えたことを特徴とする。
【００２１】
表示領域に入力操作体が接近すると、アレイ基板若しくは対向基板の周辺領域に沿って配設された一又は２以上の各検出電極と入力操作体間の静電容量がその検出電極と入力操作体との距離に反比例して増加する。位置検出手段は、各検出電極について静電容量検知手段が検出した静電容量値からその検出電極と入力操作体との距離を得るので、単一の検出電極で検出される静電容量値から１次元の入力操作体の入力位置を、２以上の検出電極でそれぞれ検出される静電容量値から２次元以上の入力操作体の入力位置を検出する。
【００２２】
入力操作体の入力位置を検出するための一又は２以上の検出電極は、表示領域と鉛直方向で重ならないアレイ基板若しくは対向基板の周辺領域に沿って配設されるので、表示装置から発光される光が検出電極を通過することなく、表示装置からの光の透過率が減少しない。
【００２３】
請求項２の表示装置は、静電容量検知手段は、入力操作体と各検出電極との相対電位が変動する交流検出信号を発信する発信手段と、各検出電極と入力操作体間の静電容量を介して、各検出電極に表れる交流検出信号の受信レベルを検出する信号検出手段とを有し、信号検出手段が各検出電極毎に検出した交流検出信号の受信レベルをもとに入力操作体と各検出電極との距離に依存して変化する静電容量値を検出することを特徴とする。
【００２４】
各検出電極と入力操作体の間の静電容量値Ｃｍは、検出電極と入力操作体との距離をｄ、その間の誘電率をε、検出電極と入力操作体との対向面積をｓとして、Ｃｍ＝ε・ｓ／ｄで表される。検出電極と入力操作体間の誘電率εは算定可能な所定値で、検出電極と入力操作体との対向面積ｓをほぼ一定値とすれば、信号検出手段が各検出電極毎に検出する交流検出信号の受信レベルＶｉは、各検出電極と入力操作体間の距離ｄに反比例し、検出した受信レベルＶｉをもとに、入力操作体と各検出電極との距離に依存して変化する静電容量値Ｃｍが得られる。
【００２５】
請求項３の表示装置は、表示領域は矩形の輪郭で囲まれ、位置検出手段が検出する入力位置の検出方向に沿った前記表示領域の両側の周辺領域にそれぞれ検出電極が配設されることを特徴とする。
【００２６】
入力位置の検出方向Ｘに沿った表示領域の両側の周辺領域に配設された一組の検出電極を、検出電極Ｘ０と検出電極Ｘ１とし、検出方向Ｘでの検出電極Ｘ０と検出電極Ｘ１間の距離をＬｘ、検出電極Ｘ０の受信レベルをＶｘ０、検出電極Ｘ１の受信レベルをＶｘ１とすると、一組の検出電極Ｘ０と検出電極Ｘ１間の入力位置で入力操作を行ったときの検出電極Ｘ０から検出電極Ｘ１に向かうＸ方向の入力位置ｘは、
ｘ＝Ｌｘ・Ｖｘ１／（Ｖｘ０＋Ｖｘ１）
で表され、入力位置検出手段は、既知の距離Ｌｘと、信号検出手段が一組の検出電極Ｘ０、Ｘ１について検出した受信レベルＶｘ０、Ｖｘ１とから、検出方向Ｘの入力位置ｘを検出する。
【００２７】
請求項４の表示装置は、対向基板の下面に沿って、複数の各画素電極にそれぞれ鉛直方向で対向する部位に形成される複数の対向電極を更に備え、鉛直方向で対向する各一対の画素電極と対向電極間に加えられる駆動信号でその間の液晶層を分子制御し、検出電極は、アレイ基板に沿って形成された画素電極若しくは対向基板に沿って形成された対向電極と同一面に形成されることを特徴とする。
【００２８】
対向電極は、画素電極若しくは対向電極を形成することによるアレイ基板若しくは対向基板の周辺領域の隙間に形成される。
【００２９】
請求項５の表示装置は、検出電極が画素電極と同一導電材料で構成され、画素電極と同一行程でアレイ基板の上面に沿って形成されることを特徴とする。
【００３０】
表示領域内に形成される画素電極と周辺領域に配設される検出電極がアレイ基板の上面に沿って同一工程で形成される。
【００３１】
請求項６の表示装置は、検出電極は、対向電極と同一導電材料で構成され、対向電極と同一行程で対向基板の下面に沿って形成されることを特徴とする。
【００３２】
表示領域内に形成される対向電極と周辺領域に配設される検出電極が対向基板の下面に同一工程で形成される。
【００３３】
請求項７の表示装置は、対向基板の周辺領域はブラックマトリクス層で覆われ、ブラックマトリクス層の上面若しくは下面に検出電極が形成されることを特徴とする。
【００３４】
画素電極や対向電極を外部回路へ引き出す為にアレイ基板や対向基板の周辺領域に配線される引き出し配線パターンが目視されないように、周辺領域を遮光するブラックマトリクス層で検出電極も遮光される。
【００３５】
請求項８の表示装置は、駆動用基板と、駆動用基板の上方に平行配置される封止用透明基板と、駆動用基板と封止用透明基板との間に設定した表示領域内に配設される多数の有機ＥＬ素子と、駆動用基板の上面側で各有機ＥＬ素子の下面に電気接続する第１電極と、封止用透明基板の下面側で各有機ＥＬ素子の上面に電気接続する第２電極とを備え、第１電極と第２電極間に加えられる駆動信号で各有機ＥＬ素子を表示制御する表示装置であって、
表示領域と鉛直方向で重ならない駆動用基板若しくは封止用透明基板の周辺領域に配設された一又は２以上の検出電極と、検出電極に接続し、接続した検出電極について入力操作体との距離に依存して変化する静電容量値を検出する静電容量検知手段と、１又は２以上の各検出電極について静電容量検知手段が検出した静電容量値に基づいて、表示領域に対する入力操作体の入力位置を検出する位置検出手段とを、更に備えたことを特徴とする。
【００３６】
表示領域に入力操作体が接近すると、駆動用基板若しくは封止用透明基板の周辺領域に沿って配設された一又は２以上の各検出電極と入力操作体間の静電容量がその検出電極と入力操作体との距離に反比例して増加する。位置検出手段は、各検出電極について静電容量検知手段が検出した静電容量値からその検出電極と入力操作体との距離が得られるので、単一の検出電極で検出される静電容量値から１次元の入力操作体の入力位置を、２以上の検出電極でそれぞれ検出される静電容量値から２次元以上の入力操作体の入力位置を検出する。
【００３７】
請求項９の表示装置は、検出電極は、第１電極と同一導電材料で構成され、第１電極と同一行程で駆動用基板の上面に形成されることを特徴とする。
【００３８】
表示領域内に形成される第１電極と周辺領域に配設される検出電極が駆動用基板の上面に同一工程で形成される。
【発明の効果】
【００３９】
請求項１と請求項８の発明によれば、表示装置からの光の透過率を減少させることなく、表示領域に接近する入力操作体の入力位置を検出することができる。
【００４０】
また、表示領域に接近する入力操作体の入力位置を検出する為の検出電極が表示装置からの光を遮らないので、検出電極を透明導電材料で形成することなく、安価な導電材料で形成できる。
【００４１】
更に、請求項１の発明によれば、表示装置のアレイ基板若しくは対向基板に検出電極を配設するので、検出電極を支持する為の支持基板や支持パネルが不要となり、装置全体の厚みを増加させることのなく、入力操作体の入力位置を検出できる。
【００４２】
また、更に、請求項８の発明によれば、表示装置の駆動用基板若しくは封止用透明基板に検出電極を配設するので、検出電極を支持する為の支持基板や支持パネルが不要となり、装置全体の厚みを増加させることのなく、入力操作体の入力位置を検出できる。
【００４３】
請求項２の発明によれば、各検出電極と入力操作体との距離を、信号検出手段が検出した交流検出信号の受信レベルＶｉから定量的に検出できるので、各検出電極の配置位置とその検出電極について信号検出手段が検出した交流検出信号の受信レベルＶｉから、入力操作体の入力位置を容易に検出できる。
【００４４】
請求項３の発明によれば、表示領域の鉛直方向に検出電極を配設することなく、矩形の表示領域の輪郭に沿った検出方向の入力位置を検出できる。
【００４５】
請求項４の発明によれば、検出電極が、画素電極若しくは対向電極の周囲に形成されるので、表示装置の厚さを増加させずに、入力位置を検出する為の検出電極を配設できる。
【００４６】
請求項５の発明によれば、高度な製造技術を要することなく、検出電極をアレイ基板に形成する画素電極と併せて同一工程で形成することができ、新たな製造工程を加えることなく入力位置を検出する機能を追加できる。
【００４７】
請求項６の発明によれば、高度な製造技術を要することなく、検出電極を対向基板に形成する対向電極と併せて同一工程で形成することができ、新たな製造工程を加えることなく入力位置を検出する機能を追加できる。
【００４８】
請求項７の発明によれば、周辺領域を遮光するブラックマトリクス層により検出電極が遮光されるので、検出電極を外方から覆うための新たに遮光層を形成する必要がない。
【００４９】
請求項９の発明によれば、高度な製造技術を要することなく、検出電極を駆動用基板に形成する第１電極と併せて同一工程で形成することができ、新たな製造工程を加えることなく入力位置を検出する機能を追加できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る表示装置１を概略的に示す斜視図である。
【図２】表示装置１の部分省略縦断面図である。
【図３】対向基板２１の底面図である。
【図４】位置検出部３１のブロック図である。
【図５】位置検出部３１の電源回路の等価回路図である。
【図６】検出電極１１周囲の等価回路図である。
【図７】表示装置１の製造工程を示し、（ａ）は、アレイ基板２２上に画素電極２３を形成する工程を、（ｂ）は、対向基板２１にカラーフィルタ２４とブラックマトリクス層２５を形成する工程を、（ｃ）は、カラーフィルタ２４とブラックマトリクス層２５の下方に対向電極２６と検出電極１１を形成する工程を、それぞれ示す一部省略縦断面図である。
【図８】本発明の第２実施の形態に係る表示装置４０の部分省略縦断面図である。
【図９】複数の有機ＥＬ素子４５と検出電極１１が表面に形成された駆動用基板４１を示す斜視図である。
【図１０】表示装置４０の製造工程を示し、（ａ）は、駆動用基板４１上に陽極となる第１電極４２と検出電極１１を形成する工程を、（ｂ）は、第１電極４２上に有機層４３と陰極となる第２電極４４を積層して有機ＥＬ素子４５を形成し、多数の有機ＥＬ素子４５を検出電極１１とともに保護膜４６で覆う工程を、（ｃ）は、（ｂ）で製造した駆動用基板４１上にカラーフィルタ４７を下面に形成した封止用透明基板４８を積層させる工程を、それぞれ示す一部省略縦断面図である。
【図１１】従来の液晶表示装置１００の縦断面図である。
【図１２】液晶表示装置１００の複数のＸ検知電極１１２ｘの配線状態を示す拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下、本発明の第１実施の形態に係る表示装置１を、図１乃至図７を用いて説明する。この表示装置１は、図１と図２に示すように、アレイ基板２２と対向基板２１間に表示媒体層である液晶層２７が設けられた液晶セル２０と、長方形の輪郭の液晶層２７の全域を表示領域Ｄとした液晶セル２０の表示領域Ｄの表示を制御する表示制御部３２と、４種類の検出電極検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）と、各検出電極１１についての静電容量値Ｃｍから表示領域Ｄに接近する指などの入力操作体３０の入力位置を検出する位置検出部３１とからなり、液晶セル２０と表示制御部３２による表示機能と検出電極１１と位置検出部３１による入力位置検出機能を備えている。
【００５２】
始めに、液晶セル２０による表示機能を説明すると、液晶セル２０は、図２の下方からバックライト、反射光などを照光し、上方から見た表示領域Ｄの表示を制御するもので、バックライト側の最下方の第１偏光板２８上にアレイ基板２２が積層されている。
【００５３】
アレイ基板２２は、矩形状の透明ガラス基板上に図示しない複数の信号線と複数の走査線がマトリクス状に配線され、その各交差部に図示しないＴＦＴ等のスイッチング素子が配置されたアクティブマトリクス基板であり、信号線と走査線で囲まれた矩形状の各領域にそれぞれスイッチング素子に接続する画素電極２３が形成されている。すなわち、多数の画素電極２３がアレイ基板２２の表示領域Ｄ内にマトリクス状に配設される。アレイ基板２２の表示領域Ｄ内に配線される信号線及び走査線は、表示領域Ｄの周囲の周辺領域Ａに配線される引き出し配線パターン３３によってそれぞれ表示制御部３２に接続してる。
【００５４】
また、アレイ基板２２上に形成された各画素電極２３の上方で対向する対向基板２１の部位には、それぞれ各画素電極２３と対となる矩形の対向電極２６が配設され、各対向電極２６は、表示領域Ｄの周囲の周辺領域Ａに、対向基板２１の下面に沿って配線された引き出し配線パターン３４を介して表示制御部３２に接続している。この液晶セル２０は、縦電界方式で表示制御を行うもので、液晶層２７を介して対向する一対の画素電極２３と対向電極２６からなる画素毎に、画素電極２３と対向電極２６の間に表示制御部３２から駆動信号を流してその間の液晶層２７の分子制御を行っている。
【００５５】
対向基板２１の下面の表示領域Ｄ内には、図２と図３に示すように、上記各画素を囲み、各画素を区切るブラックマトリクス層２５と、ブラックマトリクス層２５で囲まれる各画素毎に赤、緑、青で着色してカラー表示を行うカラーフィルタ２４が形成されている。着色された各画素毎のカラーマトリクス層２４の下方に複数の各対向電極２６が形成される。
【００５６】
対向基板２１の表示領域Ｄ内に形成されるブラックマトリクス層２５は、表示領域Ｄと鉛直方向で重ならない周辺領域Ａまで連続し、対向基板２１の下面の周辺領域Ａの全体を覆って形成される。図３に示すように、ブラックマトリクス層２５の下面には、額縁状の周辺領域Ａの４辺に沿って細長帯状の検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）が形成されている。各検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）は、周辺領域Ａのブラックマトリクス層２５の下面に配線された引き出し配線パターン３５を介して位置検出部３１の後述するマルチプレクサ１２の各入力端子に接続している。ブラックマトリクス層２５は、遮光性の絶縁樹脂で形成され、その下方の周辺領域Ａに配線される引き出し配線パターン３３、３４、３５や各検出電極検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）は、遮光層となるブラックマトリクス層２５により覆われるので、それぞれ透明導電材料で形成する必要がない。
【００５７】
対向基板２１の上面には、上記第１偏光板２８と吸収軸が略直交する第２偏光板２９が最上層として積層されている。
【００５８】
以下、この検出電極１１が配設された液晶セル２０の製造工程を、図７を用いて説明する。始めに、同図（ａ）に示すように、アレイ基板２２とする透明ガラス基板上にＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜をスパッタリングで成膜し、フォトリソグラフィ法によりパターンニングして、表示領域Ｄに多数の画素電極２３を形成する。続いて、各画素電極２３に接続するスイッチング素子を公知の方法で形成し、各スイッチング素子に接続する信号線及び走査線をパターンニングして形成する。
【００５９】
アレイ基板２２側の上記工程に前後して、同図（ｂ）に示すように、対向基板２１となるガラス基板の下面（図中では上面）へも、ブラックマトリクス層２５とカラーフィルタ２４を形成する。ブラックマトリクス層２５は、感光性黒レジストを対向基板２１の全面に塗布した後、露光マスクを用いて、アレイ基板２２の画素電極２３に対向することとなる矩形の開口領域を区切る格子状の隙間と周辺領域Ａの全面に形成する。その後、表示領域Ｄの格子状のブラックマトリクス層２５で区切られる開口領域内に、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかに着色したレジストを形成し、各画素毎に着色したカラーマトリクス層２４を形成する。
【００６０】
形成したブラックマトリクス層２５とカラーフィルタ２４の図中上面の全面にＩＴＯ膜をスパッタリングで成膜し、同様にフォトリソグラフィ法を用いてパターンニングし、同図（ｃ）に示すように、カラーマトリクス層２４上にそれぞれ積層する対向電極２６と、周辺領域Ａのブラックマトリクス層２５上に帯状の検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）を形成する。その後、各対向電極２６に接続する引き出し配線パターン３４と、各検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）に接続する引き出し配線パターン３５をブラックマトリクス層２５上にパターンニングして形成する。
【００６１】
続いて、図７の（ｃ）に示す工程で製造し、上下を逆転させた対向基板２１を、セルギャップ間隔を保ち、同図（ａ）に示す工程で製造したアレイ基板２２の上方に平行に配置し、真空注入口を残して周辺領域Ａ間を接着し周囲を封止する。その後、真空注入口から液晶を注入して、真空注入口を封止した後、上下の両面に第１偏光板２８と第２偏光板２９を貼り付けて、図２に示す液晶セル２０を製造する。
【００６２】
このように構成された液晶セル２０は、表示制御部３２から表示領域Ｄに表示する映像情報に従って、アレイ基板２２上の各画素毎に形成されたスイッチング素子をスイッチング制御し、オン動作するスイッチング素子に接続する画素電極２３と対となる対向電極２６間に駆動信号を流し、その画素を通過する光を制御するとともに、通過した光をその上方のカラーフィルタ２４で着色し、表示領域Ｄ全体の表示を制御する。
【００６３】
次に、検出電極１１と位置検出部３１による入力位置検出機能について説明する。位置検出部３１で検出する入力操作体３０の検出方向を、図１、図３に示すように、表示領域Ｄの長方形の輪郭の２辺に沿った方向として、帯状導電性金属板からなる検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）は、対向基板２１の下面に、表示領域Ｄを囲う額縁状の周辺領域ＡのＸＹ方向に沿って配設されている。
【００６４】
本実施の形態では、各検出電極１１に表れる交流検出信号の受信レベルＶｉが、各検出電極１１と入力操作体である操作者の手３０との距離に依存する静電容量値Ｃｍを表すものとして、受信レベルＶｉから算定する各検出電極１１と手３０の距離をもとに入力操作体３０のＸＹ方向の入力位置（ｘ、ｙ）を検出するものであり、以下、この入力位置（ｘ、ｙ）を検出する為の検出電極１１と位置検出部３１の回路構成を説明する。
【００６５】
図４に示すように、位置検出部３１を構成する主要回路部品は、２種類の非振動側回路基板２と振動側回路基板３に分けて搭載されている。非振動回路基板２には、接地電位とした低圧基準電源線ＧＮＤと高圧基準電源線ＶＣＣとからなる基準電源回路４が配線され、低圧基準電源線ＧＮＤと高圧基準電源線ＶＣＣ間に直流電圧Ｖｃｃを印加するＤＣ電源５が接続されている。これにより、非振動回路基板２に搭載されるインターフェース回路６等の各回路部品を基準電源回路４に接続し、ＤＣ電源５の出力電圧Ｖｃｃにより駆動させている。
【００６６】
また、振動側回路基板３には、低圧振動電源線ＳＧＮＤと高圧振動電源線ＳＶＣＣとからなる振動電源回路７が配線されている。低圧振動電源線ＳＧＮＤは低圧基準電源線ＧＮＤと、高圧振動電源線ＳＶＣＣは高圧基準電源線ＶＣＣと、それぞれコイル８、９を介して接続している。コイル８とコイル９のインダクタンスは、いずれも後述する固有周波数ｆの交流検出信号ＳＧに対してハイインピーダンスとなる値に設定され、ここでは、同一のインダクタンスＬのコイル８、９を用いている。
【００６７】
交流検出信号ＳＧの固有周波数ｆを発信する発信手段となる発振回路１５は、振動側回路基板３に搭載され、二股に分岐してそれぞれ直流電圧を遮断するキャパシタンスＣ’のコンデンサ１７、１８を介して交流検出信号ＳＧを基準電源回路４の低圧基準電源線ＧＮＤと高圧基準電源線ＶＣＣに接続している。これにより、基準電源回路４の低圧基準電源線ＧＮＤと高圧基準電源線ＶＣＣへ、固有周波数ｆの交流検出信号ＳＧを同期させて出力すると、基準電源回路４の低圧基準電源線ＧＮＤが接地されて安定した電位にあるので、振動電源回路７の低圧振動電源線ＳＧＮＤと高圧振動電源線ＳＶＣＣの電位が同期して固有周波数ｆで変動し、両者間の電圧は、基準電源回路４と同じ直流出力電圧Ｖｃｃとなる。交流検出信号ＳＧの固有周波数ｆは、任意に調整することができるが、ここでは、１８７ｋＨｚの固有発振周波数の交流検出信号ＳＧを出力する。
【００６８】
固有周波数ｆの交流検出信号ＳＧが基準電源回路４と振動電源回路７に流れる場合に、低圧基準電源線ＧＮＤと高圧基準電源線ＶＣＣ間及び低圧振動電源線ＳＧＮＤと高圧振動電源線ＳＶＣＣ間が近接して配線され、固有周波数ｆの帯域でこれらの電源線間は短絡しているとすれば、基準電源回路４と振動電源回路７は、図５の等価回路図で示される。
【００６９】
図５に示すように、振動電源回路７側の発振回路１５の出力と基準電源回路４間には、並列にキャパシタンスＣ’のコンデンサ１７、１８が接続されているので、その合成キャパシタンスは、２Ｃ’であり、また、基準電源回路４と振動電源回路７間に並列に接続されるコイル８、９の合成インダクタンスは、Ｌ／２となる。これらのキャパシタとインダクタは、固有周波数ｆの交流検出信号ＳＧが流れる閉回路において直列に接続され、交流検出信号ＳＧの振幅（レベル）をＶｓｇ、コイル８、９両端の基準電源回路４と振動電源回路７間の電圧をＶｓ、２πｆで表される角速度をω（ｒａｄ／ｓｅｃ）とすれば、
Ｖｓ＝［ω２ＬＣ’／（ω２ＬＣ’−１）］Ｖｓｇ・・・（１）式
で表される。
ここで、図５に示す回路は、ω２ＬＣ’＝１で直列共振し、そのときの周波数ｆ０は、
ｆ０＝１／［２π（ＬＣ’）１／２］・・・（２）式
となる。
【００７０】
つまり、（２）式関係から得られる共振周波数ｆ０を、交流検出信号ＳＧの固有周波数ｆとすれば、交流検出信号ＳＧのレベルに対して、（１）式から理論上振動電源回路７の電位が無限大で振動し、振動電源回路７に接続する各検出電極１１の電位も無限大に振動させることができる。実際の位置検出部３１では、基準電源回路４と振動電源回路７のインダクタンス、浮遊容量などの影響から、（２）式から得る周波数ｆ０で共振せず、また、基準電源回路４と振動電源回路７に交流検出信号ＳＧが流れる際のエネルギーロス、特にコイル８、９の内部抵抗による電力消費により、振動電源回路７は、交流検出信号ＳＧのレベルＶｓｇに対して有限倍率に拡大された振幅Ｖｓで振動する。
【００７１】
一方、各検出電極１１に不必要に高電圧を加えないように、発振回路１５の出力とコンデンサ１７、１８との間に図示しない抵抗を接続して、各検出電極１１が相対的に振動する交流検出信号ＳＧの出力レベルＶｓをここでは５Ｖとしている。
【００７２】
また、交流検出信号ＳＧの固有周波数ｆについても、任意の周波数とすることができるが、表示制御部３２で使用する駆動信号や周囲の機器で使用する周波数と識別して、固有周波数ｆの交流検出信号ＳＧを検出する必要があり、これらの使用済み周波数とその高調波を避けた周波数としている。
【００７３】
上述の各検出電極１１は、振動電源回路７の低圧振動電源線ＳＧＮＤと高圧振動電源線ＳＶＣＣのいずれかの、ここでは高圧振動電源線ＳＶＣＣに接続している。全ての各検出電極１１が高圧振動電源線ＳＶＣＣに接続することによって、交流検出信号ＳＧの出力レベルＶｓで固有周波数ｆで振動する一方、電源回路４、７に非接触の操作者の手３０の電位は定電位であるので、両者の間には、交流検出信号ＳＧの出力レベルＶｓの電圧が発生し、これを、固有周波数ｆで振動する振動電源回路７からみれば、定電位の検出電極１１に対して、入力操作体である手３０が交流検出信号ＳＧの固有周波数ｆで振動する信号発生源となる。従って、手３０が接近して手３０との静電容量値Ｃｍが増大する検出電極１１には、静電容量値Ｃｍを介して固有周波数ｆの交流検出信号ＳＧが表れる。このように、検出電極１１を交流検出信号ＳＧの出力レベルＶｓで振動させるので、入力操作体３０を、固有の交流検出信号ＳＧを発信させる専用入力ペンとする必要がなく、足下が接地されて定電位の操作者の手３０とすることができる。
【００７４】
空気、対向基板２１等を介した入力操作体３０と検出電極１１間の誘電率をε、検出電極１１と入力操作体３０間の距離をｄ、入力操作体３０と検出電極１１の対向面積をｓとすると、検出電極１１と入力操作体３０間の静電容量値Ｃｍは、Ｃｍ＝ε・ｓ／ｄで表され、交流検出信号ＳＧの固有周波数がｆであるので、この静電容量値Ｃｍの交流検出信号に対するリアクタンスＸｃは、Ｘｃ＝１／（２π・ｆ・Ｃｍ）から、Ｘｃ＝ｄ／（ω・ε・ｓ）となる。
【００７５】
図６は、検出電極１１に表れる交流検出信号ＳＧの受信レベルＶｉを検出する信号検出回路部全体の等価回路図であり、図中、Ｃｐは、検出電極１１と低圧振動電源線ＳＧＮＤ間の浮遊容量、ｒｐは、検出電極１１の内部抵抗値、Ｒ４は、出力抵抗の抵抗値である。  図中の等価回路図では、
ｉ１＝ｉ２＋ｉ３    ・・・（３）式
Ｖｓ＝ｉ１／（ｊω・Ｃｍ）＋ｉ２／（ｊω・Ｃｐ）      ・・・（４）式
−ｉ２／（ｊω・Ｃｐ）＋ｉ３・ｒｐ＋ｉ３・Ｒ４＝０      ・・・（５）式
ｉ３・Ｒ４＝Ｖｉ      ・・・（６）式
の関係が成り立ち、（３）式乃至（６）式から、
Ｖｉ＝［ｊω・Ｃｍ／｛１／Ｒ４＋ｊω（Ｃｍ＋Ｃｐ）（ｒｐ／Ｒ４＋１）｝］・Ｖｓ    ・・・（７）式
の関係が得られる。
【００７６】
内部抵抗ｒｐを０とし、Ｒ４がマルチプレクサ１２を介して後述する積分処理回路１４のオペアンプＡ／Ｄに接続されるので無限大とすれば、（７）式は、
Ｖｉ＝Ｃｍ／（Ｃｐ＋Ｃｍ）・Ｖｓ
と置き換えられ、更に
浮遊容量Ｃｐに比べて静電容量値Ｃｍは極めて小さいので、（７）式は、更に
Ｖｉ＝（Ｃｍ／Ｃｐ）・Ｖｓ      ・・・（８）式
で表される。
【００７７】
（８）式において、検出電極１１についての浮遊容量Ｃｐや交流検出信号ＳＧの出力レベルＶｓは、一定値であるので、検出電極１１に表れる交流検出信号ＳＧの受信レベルＶｉは、その検出電極１１と入力操作体３０との間の静電容量値Ｃｍに比例する。
【００７８】
上述の通り、入力操作体３０と検出電極１１の静電容量値Ｃｍは、Ｃｍ＝ε・ｓ／ｄで表されるので、これを（８）式に代入して変形すれば、
Ｖｉ＝［ε・ｓ／（ｄ・Ｃｐ）］・Ｖｓ      ・・・（９）式
となり、（９）式中の（ε・ｓ／Ｃｐ）は、定数であるので、これを１／ｋとおけば、検出電極１１に表れる交流検出信号ＳＧの受信レベルＶｉは、
Ｖｉ＝Ｖｓ／（ｄ・ｋ）          ・・・（１０）式
で表され、入力操作体３０との距離ｄが近い検出電極１１ほど、受信レベルＶｉが交流検出信号ＳＧの出力レベルＶｓに近づく大きな値となる。ただし、手３０が検出電極１１に近接し、その間の静電容量値Ｃｍが浮遊容量Ｃｐに比べて無視できない程度に大きくなった場合には（１０）式を適用できず、受信レベルＶｉは最大で出力レベルＶｓとなる。
【００７９】
（１０）式は、複数の各検出電極１１と入力操作体３０との静電容量値Ｃｍを表す各検出電極１１に表れる交流検出信号の受信レベルＶｉが、入力操作体３０との距離ｄに反比例することを示している。図２において、静電容量値Ｃｍ０、Ｃｍ１によって検出電極１１（Ｘ０）と検出電極（Ｘ１）に表れる受信レベルＶｉの比Ｖｉ０／Ｖｉ１は、入力操作体３０と検出電極１１（Ｘ０）及び検出電極１１（Ｘ１）との距離ｄ１／ｄ０に等しく、表示領域Ｄ近くに入力操作体３０があるとすれば、ｄ１／ｄ０は、Ｘ方向の距離の比Ｘ１／Ｘ０に近似できるので、受信レベルＶｉの比Ｖｉ０／Ｖｉ１からＸ方向の入力操作体３０の位置（ｘ）を特定できる。Ｙ方向についても同様であり、表示領域Ｄを挟んでＹ方向の両側に配設された一対の検出電極１１（Ｙ０）と検出電極（Ｙ１）に表れる受信レベルＶｉの比Ｖｉ０／Ｖｉ１から、Ｙ方向の入力操作体３０の位置（ｙ）を特定できる。
【００８０】
各検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）に表れる受信レベルＶｉを検出して、入力操作体３０の位置（ｘ、ｙ）を特定するために、振動側回路基板３には、アナログマルチプレクサ１２、信号処理回路１３、積分処理回路１４、Ａ／Ｄコンバータ１９、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）１０及び発振回路１５の各回路素子が搭載され、いずれも振動電源回路７の低圧振動電源線ＳＧＮＤと高圧振動電源線ＳＶＣＣに接続し、ＤＣ電源５から出力電圧Ｖｃｃを受けて動作している。
【００８１】
アナログマルチプレクサ１２は、ＭＰＵ１０からの切り替え制御により、一定の周期、ここでは２００ｍｓｅｃ毎に、各検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）を信号処理回路１３へ切り換え接続し、各検出電極１１に表れる交流検出信号ＳＧを順に信号処理回路１３へ出力している。すなわち、Ｘ方向で対向する検出電極１１（Ｘ０）、１１（Ｘ１）、Ｙ方向で対向する検出電極１１（Ｙ０）、１１（Ｙ１）の順で、一走査周期内に４種類の検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）が信号処理回路１３に接続される。
【００８２】
信号処理回路１３は、アナログマルチプレクサ１２を介して接続する検出電極１１に表れる信号から、直流信号等の低周波成分とコモンモードノイズ等の高周波ノイズをカットし、インピーダンス変換素子を介してその後段の積分処理回路１４へ出力する。入力インピーダンスが無限大に近く、出力インピーダンスが微小値であるインピーダンス変換素子を介して積分処理回路１４へ出力することにより、各検出電極１１に表れる微弱な交流検出信号ＳＧであっても積分処理回路１４が動作する。
【００８３】
積分処理回路１４は、微小な交流検出信号ＳＧの電圧Ｖｉｎを積分用オペアンプで所定の積分動作期間に積分して拡大し、Ａ／Ｄコンバータ１９へ出力し、Ａ／Ｄコンバータ１９は、その出力を量子化してＭＰＵ１０へ出力する。Ａ／Ｄコンバータ１９から出力される量子化データは、積分処理回路１４の積分動作期間中にアナログマルチプレクサ１２が選択接続した各検出電極１１に表れる交流検出信号ＳＧの受信レベルＶｉを表している。
【００８４】
空気を含んで隔てられた検出電極１１と入力操作体３０の間の静電容量値Ｃｍは、ｆＦから数ｐＦ程度の極めて微小値であり、各検出電極１１に表れる交流検出信号ＳＧの電圧Ｖｉｎも微小であるが、積分処理回路１４において拡大され、Ａ／Ｄコンバータ１９から出力される量子化データ（受信レベルＶｉ）は、ＭＰＵ１０において、各検出電極１１から離れた手３０との距離を比較可能な受信レベルＶｉとなっている。
【００８５】
受信レベルＶｉを表す量子化データが入力されるＭＰＵ１０は、表示領域Ｄに接近する入力操作体３０の位置を特定する位置検出手段として動作する。ＭＰＵ１０は、２００ｍｓｅｃの周期で各検出電極１１に表れる受信レベルＶｉが入力されると、一対の検出電極１１（Ｘ０）、１１（Ｘ１）について検出した受信レベルＶｉの比からＸ方向の手３０の位置（ｘ）を、一対の検出電極１１（Ｙ０）、１１（Ｙ１）について検出した受信レベルＶｉの比からＹ方向の手３０の位置（ｙ）を特定する。
【００８６】
ＭＰＵ１０は、直流が絶縁された信号線１６を介して非振動回路基板２に搭載されるインターフェース回路６に接続し、入力操作体３０の入力位置（ｘ、ｙ）を検出すると、検出した入力位置（ｘ、ｙ）をインターフェース回路６を介して、表示装置１を備える上位処理装置へ出力する。
【００８７】
従って、操作者は、液晶セル２０の表示領域Ｄに表示された表示を見ながら、表示領域Ｄに指などの入力操作体３０を接近させ、接近させた入力操作体３０の位置を入力位置（ｘ、ｙ）とする入力操作を行うことができる。
【００８８】
上述の第１実施の形態では、上下方向で対向する画素電極２３と対向電極２６間に駆動信号を流す縦電界方式の液晶セル２０で説明したが、表示素子は、ＩＰＳ方式として知られる横電界方式で液晶層２７を分子制御する液晶セルであってもよい。
【００８９】
また、液晶層２７を配置した液晶セル２０により表示領域Ｄの表示を制御する表示装置１で説明したが、液晶セル以外の他の表示素子を用いた表示装置であってもよい。以下、液晶セル２０に代えて表示領域Ｄ内に多数の有機ＥＬ素子４５を配設した本発明の第２実施の形態に係る表示装置４０を、図８乃至図１０を用いて説明する。この表示装置４０は、図８と図９に示すように、表示領域Ｄの駆動用基板４１と封止用透明基板４８間に表示素子として機能する多数の有機ＥＬ素子４５が配設され、駆動用基板４１の有機ＥＬ素子４５と同一面の周辺領域Ａに、４種類の検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）が形成されている。この検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）のように、上述の第１実施の形態にかかる表示装置１に係る構成と同一若しくは同様に作用する構成については、同一の番号を付してその説明を省略する。
【００９０】
駆動用基板４１上に配置される有機ＥＬ素子４５は、図９に示すように、赤色の光を発生する有機ＥＬ素子４５Ｒと、緑色の光を発生する有機ＥＬ素子４５Ｇと、青色の光を発生する有機ＥＬ素子４５Ｂとが、表示領域Ｄ内にマトリックス状に周期的に交互に配設され、その周囲の額縁状の周辺領域Ａに、ＸＹ方向に沿った４種類の検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）が形成されている。
【００９１】
各有機ＥＬ素子４５は、図８に示すように、下方の駆動用基板４１側から陽極としての第１電極４２、有機層４３、及び陰極としての第２電極４４が順に積層された構造となっている。第１電極４２は、反射層としての機能を兼ね、金、銀、クロム、タングステン等の金属元素の単体若しくはその合金で形成される。本実施の形態では、後述するように第１電極４２と同一工程で駆動用基板４１上に検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）を形成するので、第１電極４２は、上記導電材料から検出電極１１としても共通に使用可能な材料を選択して形成する。一方、第２電極４４は、半透過性反射層としての機能を兼ねるので、アルミニウム、マグネシウム、ナトリウム等の金属元素の単体若しくはその合金で形成される。
【００９２】
各有機ＥＬ素子４５は、駆動用基板４１上に配線される引き出し配線を介して図示しない表示制御部に接続し、表示制御部は、各有機ＥＬ素子４５毎に個別に発光制御し、表示領域Ｄの表示を制御する。また、４種類の検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）もそれぞれ駆動用基板４１の周辺領域Ａに配線される引き出し配線パターン３５を介して位置検出部３１に接続し、表示領域Ｄに接近する入力操作体３０の入力位置（ｘ、ｙ）を検出している。
【００９３】
これらの各有機ＥＬ素子４５と４種類の検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）は、水分や酸素などに触れて劣化することを防止する為に透明な保護膜４６で覆われ、図８に示すように、その上方に、下面にカラーフィルタ４７を貼り付けたガラス基板からなる封止用透明基板４８が透明接着層４９を介して積層される。カラーフィルタ４７は、各色の有機ＥＬ素子４５Ｒ、４５Ｇ、４５Ｂに対応してその上方の部位が同色の顔料を加えることにより着色されている。
【００９４】
このように構成された表示装置４０の製造工程を、図１０で説明する。始めに同図（ａ）に示すように、ガラス基板からなる駆動用基板４１上に、各有機ＥＬ素子４５の第１電極４２と検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）となる導電材料をスパッタリングで成膜し、フォトリソグラフィ法を用いて選択的にエッチングし、駆動用基板４１上の表示領域Ｄに多数の第１電極４２を、周辺領域Ａに４種類の検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）を形成する。
【００９５】
その後、各有機ＥＬ素子４５の第１電極４２上に、有機層４３、第２電極４４を順次重ねて成膜して各有機ＥＬ素子４５Ｒ、４５Ｇ、４５Ｂを形成し、各第１電極４２と第２電極４４に接続する図示しない引き出し配線パターンを駆動用基板４１上に形成する。また、これらの引き出し配線パターンと絶縁して、各検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）に接続する引き出し配線パターン３５を駆動用基板４１上の周辺領域Ａに配線し、その後、同図（ｂ）に示すように、駆動用基板４１の上方全体を保護膜４６で覆う。
【００９６】
また、封止用透明基板４８側は、駆動用基板４１側の各有機ＥＬ素子４５Ｒ、４５Ｇ、４５Ｂに対応する封止用透明基板４８の下面の部位に、同図（ｃ）に示すように、赤色と緑色と青色のカラーフィルタ４７を順次パターンニングして形成する。
【００９７】
次いで、カラーフィルタ４７を含む封止用透明基板４８の下面全体にロールコート若しくはスクリーン印刷で透明接着層４９を形成し、下面に透明接着層４９形成された封止用透明基板４８を、同図（ｃ）に示すように、各有機ＥＬ素子４５Ｒ、４５Ｇ、４５Ｂと同色に着色されたカラーフィルタ４７が上下で対向するように駆動用基板４１の上方に平行に配置し、透明接着層４９を介して張り合わせて両者を接着し、表示装置４０の製造が完了する。
【００９８】
上述の各実施の形態にかかる表示装置１、４０では、入力位置の検出方向であるＸＹ方向で表示領域Ｄを挟む周辺領域Ａの両側に一組の検出電極１１（Ｘ０）、１１（Ｘ１）若しくは一組の検出電極１１（Ｙ０）、１１（Ｙ１）を配置し、検出方向の入力操作体３０の入力位置を検出したが、いずれかの検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）を検出方向に沿って複数の分割検出電極を配置し、各分割検出電極について同様に検出する交流検出信号ＳＧの受信レベルＶｉを比較して入力操作体３０の検出方向の入力位置を検出してもよい。
【００９９】
例えば、ＭＰＵ１０は、マルチプレクサ１２を制御し、全ての分割検出電極を順に信号処理回路１３へ接続し、各接続期間中に接続した分割検出電極に表れる交流検出信号ＳＧの受信レベルＶｉを検出する。表示領域Ｄの近傍に入力操作体３０があるとすると、同方向に一列に配置された複数の分割検出電極のうち、入力位置のＸＹ方向で直交する位置に配置された分割検出電極の受信レベルＶｉが最大となるので、一列に配置された分割検出電極の受信レベルＶｉを相対比較して入力操作体３０の入力位置（ｘ、ｙ）を検出できる。
【０１００】
このように周辺領域Ａの検出方向に沿って配置する４種類の検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）のいずれかを複数の分割検出電極から構成した場合には、分割検出電極の配列方向で表示領域Ｄの両側に配設される一対の検出電極１１（Ｘ０とＸ１若しくはＹ０とＹ１）を省略でき、複数の分割検出電極で検出される受信レベルＶｉの総和と、分割検出電極の配列方向と直交する方向に配設された検出電極１１で検出される受信レベルＶｉとから、配列方向と直交する方向の入力位置を検出できる。
【０１０１】
また、上述の各実施の形態では、入力操作体３０を各検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）が配設される平面に投影させた平面上の入力位置（ｘ、ｙ）を検出するものであるので、必ずしも入力操作体３０が表示装置１、４０の表示領域Ｄに接触している必要はなく、表示装置１、４０から離れた入力操作体３０の入力位置（ｘ、ｙ）を検出することもできる。
【０１０２】
更に、表示領域Ｄに沿って直交するＸＹ方向を検出方向とする２次元の入力位置（ｘ、ｙ）を検出する例で説明したが、各検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）と入力操作体３０との距離からその入力位置を検出するので、各検出電極１１が配設される平面に対して直交するＺ方向の入力操作体３０の入力位置（ｚ）を検出してもよい。
【０１０３】
また、上述の各実施の形態では、検出電極１１を入力操作体３０に対して交流検出信号ＳＧの出力レベルＶｓで振動させ、両者の間に出力レベルＶｓの相対電位を発生させたが、検出電極１１側を定電位として、入力操作体３０の電位を交流検出信号ＳＧの出力レベルＶｓで変動させてもよい。
【０１０４】
また、入力操作体３０は、操作者が入力操作を行う操作者の手３０で説明したが、操作者が握る専用入力ペンなど操作者と別の操作体であってもよい。
【０１０５】
また、周辺領域Ａに配設される各検出電極１１で検出される受信レベルＶｉは、入力操作体３０に対向する検出電極１１の表面積に比例するので、各検出電極１１の大きさは等しい表面積とするのが望ましい。しかしながら、検出方向に沿って配設される一対の検出電極１１で検出される受信レベルＶｉの比に表面積の比の逆数を乗じて各検出電極１１からの距離を比較できるので、必ずしも検出電極１１の形状や大きさを同一とする必要はない。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、表示領域を指示する入力操作体の入力位置を検出する検出機能を備えた表示装置に適している。
【符号の説明】
【０１０７】
１    表示装置（第１実施の形態）
１０  ＭＰＵ（信号検出手段）
１１  検出電極
１５  発振回路（発信手段）
２１  対向基板
２２  アレイ基板
２３  画素電極
２６  対向電極
２７  液晶層
３０  手（入力操作体）
４０  表示装置（第２実施の形態）
４１  駆動用基板
４２  第１電極
４４  第２電極
４５  有機ＥＬ素子
４８  封止用透明基板
Ｃｍ  静電容量値
Ｄ  表示領域
Ａ  周辺領域
【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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