(57)【要約】【課題】押圧検出機能を持つ表示装置に関して、画面内でなるべく均一でより高い押圧検出精度を容易な演算によって実現できる技術等を提供する。【解決手段】表示装置は、押圧が可能な画面１０１を持つカバーガラス１と、カバーガラス１に対して厚さ方向（Ｚ方向）の背面側に配置されている液晶パネル３と、液晶パネル３において画面１０１に対応する領域に配置されている駆動電極（ＶＣ）と、駆動電極に対して厚さ方向の背面側に離間した位置で画面１０１に対応する領域に配置されているベース電極ＢＥと、液晶パネル３とベース電極ＢＥとの間に配置されているクッション層７と、押圧の押圧力を計算可能とする信号として駆動電極とベース電極ＢＥとの間の容量の変化量を表す電気信号を検出する回路と、を備える。クッション層７は、画面１０１に対応する領域で中央から周辺になるにつれて弾性率が低くなる特性を有する。【選択図】図２
2018097632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画面に表示を行う表示パネルと、
前記表示パネルにおいて前記画面に対応する領域に配置されている複数の板状の駆動電極と、
前記表示パネルの前記駆動電極に対して厚さ方向の背面側に離間した位置で前記画面に対応する領域に配置されているベタ状のベース電極と、
前記厚さ方向で前記表示パネルと前記ベース電極との間に配置されている弾性体層と、
を備え、
前記弾性体層は、前記画面に対応する領域における中央領域とその周辺領域において、前記周辺領域の弾性率が前記中央領域の弾性率よりも低い、
表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の表示装置において、
前記弾性体層の特性は、材料特性の変化によって構成されている、
表示装置。
【請求項３】
請求項１記載の表示装置において、
前記弾性体層の特性は、材料密度の分布によって構成されている、
表示装置。
【請求項４】
請求項３記載の表示装置において、
前記材料密度の分布は、前記弾性体層に形成される孔または溝または気泡の密度の分布によって構成されている、
表示装置。
【請求項５】
請求項１記載の表示装置において、
前記弾性体層の特性は、弾性率が異なる複数の部材の配置によって構成されている、
表示装置。
【請求項６】
請求項１記載の表示装置において、
前記弾性体層の特性は、材料の厚さの分布によって構成されている、
表示装置。
【請求項７】
請求項１記載の表示装置において、
前記表示パネルは、液晶パネルであり、
前記液晶パネルに対して前記厚さ方向で背面側に配置されているバックライト装置を備え、
前記ベース電極は、前記バックライト装置を構成する筐体の金属板として構成されている、
表示装置。
【請求項８】
請求項１記載の表示装置において、
前記表示パネルは、有機ＥＬパネルであり、
前記ベース電極は、前記表示装置を構成する筐体の金属板として構成されており、または、前記筐体に形成されており、
前記弾性体層は、前記厚さ方向で前記有機ＥＬパネルと前記ベース電極との間に配置されている、
表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置の技術に関し、押圧検出機能を持つ表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
押圧検出機能（以下、押圧センサと記載する場合がある）を持つ表示装置として、スマートフォン等の電子機器に搭載される液晶タッチパネルモジュール等がある。このモジュールは、タッチ検出機能と押圧検出機能との両方を備える。押圧センサとしては、画面の押圧による電極間の静電容量変化を利用する方式がある。押圧センサを備える表示装置は、画面に対する指等の物体による押圧がある場合に、押圧の荷重や押圧力に関係付けられる静電容量変化量を表す電気信号を検出する。表示装置は、その検出信号から、物理学に基づいた所定の演算によって、押圧力等を計算する。あるいは、表示装置は、その検出信号の値または計算した押圧力等が、閾値以上か否か等を判定する。表示装置や電子機器は、それらの押圧検出情報を利用して、所定の制御処理が可能である。
【０００３】
例えば、特開２０００−６６８３７号公報（特許文献１）には、液晶表示セルが押圧されて変形することによる容量変化に基づいて、液晶表示素子に対する圧力を検出する圧力検知機構が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−６６８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の押圧センサ付きの表示装置では、画面内において押圧された位置に応じて、押圧検出の特性が異なる。その特性は、荷重に対する、弾性変形の変位量、静電容量変化量、等の関係を表す特性であり、曲線等で表される。その特性は、モジュールの物理的構造に応じて異なる。同じ押圧の荷重でも、押圧位置が画面の中央付近の場合には、モジュールの厚さ方向で弾性変形によって撓む度合いや変位量が相対的に大きく、画面の周辺付近では相対的に小さい。特に、画面の周辺付近では、押圧力が検出しにくい。
【０００６】
押圧検出の精度を高めるためには、画面内の押圧位置の違いによる特性を考慮する必要がある。手段の１つとしては、ＩＣで押圧検出の演算を行う際に、画面内の位置の違いに応じた特性を反映する補正演算を行うことが挙げられる。補正演算によって、画面内の位置に依らずに押圧検出の特性がなるべく均一に近付くようにする。
【０００７】
しかしながら、モジュール構造や画面内の押圧位置に応じて、特性は、複雑であり、複数の曲線を有する。それらの複数の曲線に関する補正演算は、複雑であり、容易ではなく、計算資源を消費する。簡略化して一定の特性を一律に適用する演算を行う方式とする場合、押圧力の検出精度が向上できない。即ち、従来技術では、押圧検出に関して、画面内の特性の不均一性に基づいた押圧検出精度の点で課題がある。
【０００８】
また、一般に、スマートフォン等の電子機器に搭載される表示装置のモジュールに関しては、厚さ方向の薄型化の要望が強い。モジュールをより薄くするためには、例えばカバーガラス等の構成要素をより薄くすることが挙げられる。その場合、押圧センサに関しては、厚さ方向での弾性変形の撓みの度合い、変位量がより大きくなる。所定の押圧検出の性能を確保するためには、その変位量を受け止めることができるように、厚さ方向である程度以上の長さを確保する必要がある。カバーガラス等を薄くしても、押圧センサで必要な厚さが増えてしまう。即ち、従来技術では、モジュール全体の厚さ、薄型化の点で課題がある。
【０００９】
本発明の目的は、押圧検出機能を持つ表示装置に関して、画面内でなるべく均一でより高い押圧検出精度を容易な演算によって実現できる技術、または、所定の押圧検出精度を確保しつつ、モジュールをより薄型にできる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のうち代表的な実施の形態は、表示装置であって、以下に示す構成を有することを特徴とする。
【００１１】
一実施の形態の表示装置は、画面に表示を行う表示パネルと、前記表示パネルにおいて前記画面に対応する領域に配置されている複数の板状の駆動電極と、前記表示パネルの前記駆動電極に対して厚さ方向の背面側に離間した位置で前記画面に対応する領域に配置されているベタ状のベース電極と、前記厚さ方向で前記表示パネルと前記ベース電極との間に配置されている弾性体層と、を備え、前記弾性体層は、前記画面に対応する領域における中央領域とその周辺領域において、前記周辺領域の弾性率が前記中央領域の弾性率よりも低い。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１の表示装置の構成として主に前面の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１の表示装置で、モジュールのＸＺ平面での断面の構成を示す図である。
【図３】実施の形態１で、モジュールの分解構成を斜視で示す図である。
【図４】実施の形態１で、電極や回路の構成を示す図である。
【図５】実施の形態１で、電極や回路の構成例を示す図である。
【図６】実施の形態１で、時分割制御のフレーム期間の構成を示す図である。
【図７】実施の形態１で、画素の構成を示す図である。
【図８】実施の形態１で、画面の押圧位置について示す図である。
【図９】実施の形態１で、モジュールのＸＺ平面での断面の詳細を示す図である。
【図１０】実施の形態１で、モジュールのＹＺ平面での断面の詳細を示す図である。
【図１１】実施の形態１で、モジュールの第１変形状態の断面を示す図である。
【図１２】実施の形態１で、モジュールの第２変形状態の断面を示す図である。
【図１３】実施の形態１で、クッション層の構成を示す図である。
【図１４】実施の形態１の第１変形例で、クッション層の構成を示す図である。
【図１５】実施の形態１の第２変形例で、クッション層の構成を示す図である。
【図１６】実施の形態１の第３変形例で、クッション層の構成を示す図である。
【図１７】実施の形態１の第４変形例で、クッション層の構成を示す図である。
【図１８】実施の形態１の第５変形例で、クッション層の構成を示す図である。
【図１９】実施の形態１の第６変形例で、クッション層の構成を示す図である。
【図２０】実施の形態１の第７変形例及び第８変形例における、クッション層の構成を示す図である。
【図２１】実施の形態１で、特性曲線（荷重−容量変化量）の例を示す図である。
【図２２】実施の形態１に対する比較例として、クッション層が無い場合の、特性曲線（荷重−押圧力）の例を示す図である。
【図２３】実施の形態１に対する比較例として、クッション層が無い場合の、押圧位置に応じた複数の特性曲線（荷重−押圧力）の例を示す図である。
【図２４】実施の形態１で、押圧位置に応じた複数の特性曲線の例を示す図である。
【図２５】実施の形態１で、複数の特性曲線の補正後の例を示す図である。
【図２６】実施の形態１の変形例として、空気層が無い場合の特性曲線の例を示す図である。
【図２７】実施の形態１に対する比較例として、クッション層が無い場合の、Ｙ方向位置に応じた複数の特性曲線（Ｘ方向位置−押圧力）の例を示す図である。
【図２８】実施の形態１で、Ｙ方向位置に応じた複数の特性曲線（Ｘ方向位置−押圧力）の例を示す図である。
【図２９】実施の形態１で、補足として、Ｘ方向位置に応じた押圧力検出の信号の検出値を示す図である。
【図３０】実施の形態１の効果に関して、対象荷重と弾性変形に必要なＺ方向長さとの関係のシミュレーション結果を示す図である。
【図３１】本発明の実施の形態２の表示装置の構成として、モジュールのＸＺ平面での断面を示す図である。
【図３２】本発明の実施の形態３の表示装置の構成として、モジュールのＸＺ平面での断面を示す図である。
【図３３】本発明の実施の形態４の表示装置の構成として、モジュールのＸＺ平面での断面を示す図である。
【図３４】本発明の実施の形態５の表示装置の構成として、モジュールのＸＺ平面での断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、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。本明細書と全図面において既出と同様の要素には原則として同一の符号を付して繰り返しの説明を省略する場合がある。図面では、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、図面では、複数の同様の要素がある場合に一部要素のみに符号を付す場合や、断面のハッチングを省略する場合がある。なお、説明上の方向及び座標系として（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を有する。第１方向であるＸ方向は、画面内水平方向に対応し、第２方向であるＹ方向は画面内垂直方向に対応する。第３方向であるＺ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に垂直な方向であって、モジュールの厚さ方向である。
【００１４】
（実施の形態１）
図１〜図３０を用いて、本発明の実施の形態１の表示装置について説明する。実施の形態１の表示装置は、押圧検出機能を備える表示装置として、特に液晶タッチパネルモジュールであり、図２のように、モジュール内にクッション層７を有する。クッション層７は、図１３のように、画面１０１内の位置に応じて弾性率が異なるように特性が設計されており、画面１０１の中央付近では弾性率が高く、周辺になるにつれて弾性率が低い。画面１０１の押圧の際に、クッション層７によって、モジュールの弾性変形を受け止めて緩衝する。クッション層７によって、画面１０１内の位置に応じたモジュールのＺ方向の変位量が調整される。クッション層７によって、押圧検出の際の信号における特性が好適になるように調整される。特性は、画面１０１内の位置に応じた、押圧の荷重と、Ｚ方向の変位量や静電容量変化量との関係を表す特性である。クッション層７によって、画面１０１内の位置の違いに応じた検出値の違いが緩和され、特性が画面１０１内で均一に近付くように調整される。表示装置は、調整後の検出信号の値を用いて、押圧検出の演算の際に、特性を考慮した補正演算を容易に行うことができる。その結果、高精度の押圧力の検出が可能である。また、クッション層７を設けることで、他の部位を薄くすることができ、モジュールの薄型化が可能である。
【００１５】
［表示装置］
図１は、実施の形態１の表示装置の構成として、表示装置のモジュールを前面から見た構成を示す。モジュールの前面にはカバーガラス１を有し、矩形の画面１０１が設けられている。画面１０１は、画像が表示される範囲であり、タッチ検出及び押圧検出が可能な範囲である。画面１０１の外側の領域には額縁部１０２が設けられている。Ｚ方向で背面側には、画面１０１の領域をカバーする矩形の領域において、図示しないバックライト装置の金属板によって構成されるベース電極ＢＥが設けられている。モジュールのＹ方向の下辺には、フレキシブルプリント基板１０３が接続されている。フレキシブルプリント基板１０３には、配線やＩＣ等が実装されている。フレキシブルプリント基板１０３は、背面側に回り込むように畳まれる。この表示装置を構成要素とするスマートフォン等の電子機器の筐体内に、この表示装置のモジュールが収容される。
【００１６】
［断面（１）］
図２は、表示装置のモジュールの断面として、図１のＣ−Ｃ線に対応してＸ方向で切断したＸＺ平面での断面を示す。モジュールにおいて、Ｚ方向上から見て画面１０１が設けられている領域を本体部とし、その外側の領域を額縁部１０２とする。モジュールは、本体部において、大別して、Ｚ方向で上から順に、カバーガラス１、接着層２、液晶パネル３、空気層４、バックライト装置５を有する。また、モジュールは、額縁部１０２において、液晶パネル３とバックライト装置５とを接続する固定部６を有する。
【００１７】
固定部６は、接着材で構成されている。固定部６は、額縁部１０２の四辺の少なくとも一部において、液晶パネル３の端部とバックライト装置５の端部とをＺ方向で接続して、それらの位置を固定している。これにより、本体部は、押圧によってＺ方向で撓むことが可能な構造である。固定部６は、接着材に限らず、剛性のフレーム構造物等を用いて構成されてもよい。
【００１８】
カバーガラス１は、所定の剛性、弾性、光透過性を有し、モジュールを保護する筐体となる保護層であり、画面１０１に対応した、指等の物体が接触する面ｓ１を有する。画面１０１は、タッチ及び押圧が可能な面である。
【００１９】
接着層２は、カバーガラス１の下面と液晶パネル３の上面（特に偏光板３１）とを接着によって固定している層であり、所定の光学特性を有し、例えばＵＶ樹脂（紫外線硬化樹脂）で構成されている。
【００２０】
液晶パネル３は、偏光板３１、パネル部３０、偏光板３２を有する。偏光板３１及び偏光板３２は、液晶表示を実現するための公知の構成要素であり、所定の偏光特性を有する。パネル部３０は、後述するが（図９）、アレイ基板、液晶層、カラーフィルタ基板等から構成される。液晶パネル３内には、押圧検出のための駆動電極等が設けられている。
【００２１】
空気層４は、液晶パネル３の下面（特に偏光板３２の下面）と、バックライト装置５の上面となるプリズムシート５１の上面との間に設けられている空気層である。空気層４では、液晶パネル３等の弾性変形による変位が受け止められる。
【００２２】
バックライト装置５は、金属板８の内部に、導光部の構成要素として、Ｚ方向で上から順に、プリズムシート５１、拡散シート５２、導光板５３、反射シート５４を有する。また、バックライト装置５の内部には、金属板８と、導光部（特に反射シート５４）との間に、クッション層７が設けられている。
【００２３】
金属板８は、バックライト装置５の筐体となるケースを構成する、所定の剛性及び導電性を持つ構造物であり、導光部やクッション層７を収容している。金属板８は、画面１０１を含むＸＹ平面の領域に配置されている底面部と、額縁部１０２で底面部から折れ曲がってＺ方向に立つように配置されている側面部とを有する。金属板８の底面部は、押圧検出に用いるベース電極ＢＥとして機能するように構成されている。言い換えると、ベース電極ＢＥは、金属板８によって構成されている。金属板８の側面部のＺ方向上端は、偏光板３２につきあたっている。金属板８の側面部の外面は固定部６と接続されている。金属板８の側面部の内面には、フレーム５５やフレキシブルプリント基板５６が接続されている。
【００２４】
ベース電極ＢＥは、押圧検出の際に基準となる電位を形成する電極層である。ベース電極ＢＥは、本体部の画面１０１を含むＸＹ平面にわたるベタ層として設けられている。ベース電極ＢＥは、押圧の際には、弾性変形が殆ど発生せず、Ｚ方向位置は基準として殆ど一定に維持される。なお、変形例としては、押圧の際に、ベース電極ＢＥ（金属板８）がある程度の弾性変形によってＺ方向位置が変位する形態としても構わない。そのベース電極ＢＥの弾性変形は、液晶パネル３の部位の弾性変形よりも十分に小さい。その場合、ＩＣでの押圧検出の演算時に、ベース電極ＢＥの弾性変形による変位を考慮した所定の補正演算を行って押圧力を検出すればよい。
【００２５】
バックライト装置５は、額縁部１０２に、図示しない光源が配置されている。光源からの光は導光部でＸ方向及びＹ方向に導光され、反射及び散乱によってＺ方向上方に出射される。バックライト装置５からの出射光は、液晶パネル３等を透過して、画面１０１から出射される。導光板５３は、光源からの光をＸ方向やＹ方向で導光する。反射シート５４は、光をＺ方向上方へ反射させる。拡散シート５２は、Ｚ方向下方からの光をＺ方向上方へ散乱させる。プリズムシート５１は、Ｚ方向下方からの光をＺ方向上方へ集光する。
【００２６】
額縁部１０２で、プリズムシート５１及び拡散シート５２の端部は、フレーム５５と接続されており、フレーム５５は、金属板８の側面部と接続されている。また、導光板５３の端部は、フレキシブルプリント基板５６と接続されており、フレキシブルプリント基板５６は、金属板８の側面部と接続されている。
【００２７】
画面１０１の押圧の際には、カバーガラス１や液晶パネル３が弾性変形によってＺ方向で撓み、空気層４を介して、液晶パネル３の下面がバックライト装置５の導光部の上面に接触する。そして、押圧がある程度大きい場合、液晶パネル３及び導光部が一体で弾性変形によってＺ方向で撓む。なお、バックライト装置５の導光部を構成するプリズムシート５１、拡散シート５２、及び導光板５３は、クッション層７よりも低い弾性率を有する。そのため、押圧検出の際に、導光部の弾性変形による影響は殆ど考えなくても、十分に高精度な検出が実現できる。
【００２８】
クッション層７は、弾性体のシートで構成される弾性体層であり、言い換えると緩衝層である。クッション層７は、空気よりも十分に弾性率が高い材料で構成される。クッション層７は、画面１０１の押圧の際に、液晶パネル３及びバックライト装置５の導光部等が弾性変形によってＺ方向で変位する場合に、その変位量を調整する機能を実現する。クッション層７は、画面１０１に対応するＸＹ平面の領域において、中央や周辺等の位置に応じて異なる弾性率を持つように特性が設計されている。具体的には、クッション層７は、画面１０１の中央付近では、弾性変形しにくいように相対的に高い弾性率を持ち、額縁部１０２に近い周辺付近では、弾性変形しやすいように相対的に低い弾性率を持つ。クッション層７は、押圧の際に、カバーガラス１、液晶パネル３、空気層４、バックライト装置５の導光部等が弾性変形する際に、その弾性変形を受け止めて緩衝する。導光部等は、クッション層７が無い形態の場合には、画面１０１内の位置に応じて異なる変位量等の特性を有する。
【００２９】
クッション層７は、画面１０１内の弾性率の分布の特性に基づいて、液晶パネル３や導光部等のＺ方向の変位量を調整する。クッション層７は、その変位量について、画面１０１の中央付近では相対的に小さく、周辺付近では相対的に大きくなるように調整する。即ち、クッション層７は、押圧の際の画面１０１内の位置に応じた特性を、画面１０１内でなるべく均一の特性になるように調整している。特性は、画面１０１内の位置に応じた、押圧の荷重に対するＺ方向の変位量や容量変化量等の関係を表す特性である。クッション層７による緩衝の結果、変位量や容量変化量は、画面１０１内での位置に応じて所定の分布を持つように調整される。それに対応して、電極からの検出信号における検出値も、画面１０１内での位置に応じた所定の分布を持つように調整されている。
【００３０】
これにより、表示装置のＩＣは、押圧検出の際、クッション層７により調整された特性に基づいた検出信号を用いて、押圧力等の演算を行う。そのため、画面１０１内の位置の違いに応じた影響を緩和した状態で、押圧力を高精度に計算して得ることができる。また、表示装置は、クッション層７により調整された好適な範囲の検出信号を利用して押圧検出が可能である。そのため、モジュールにおけるＺ方向長さを短く抑えることができ、モジュールの薄型化に寄与できる。
【００３１】
［分解斜視］
図３は、表示装置のモジュールを構成要素に分解した状態を斜視で示す。なお、図３では、接着層２等を省略している。図２の構成に対して補足する点としては、固定部６は、接着材６ｂ、両面テープ６ｃを有する。モジュールの下辺に両面テープ６ｃが配置される。液晶パネル３の下面とプリズムシート５１の上面とが両面テープ６ｃで接続される。拡散シート５２の下辺には、フレーム５５が接続されている。導光板５３の下辺には、フレキシブルプリント基板５６が接続されている。また、クッション層７における上下辺に、スペーサ７ｂが配置されている。スペーサ７ｂは、クッション層７の端部を金属板８と反射シート５４との間に固定し、クッション層７のＺ方向の所定の厚さを確保する。
【００３２】
［回路、電極］
図４は、表示装置の回路等の機能ブロック構成を示す。図４では、主に、表示、タッチ検出、及び押圧検出に係わる電極や回路等を示している。表示装置は、画面１０１に対応する領域において、電極や信号線として、走査線ＧＬ、表示信号線ＤＬ、ベース電極ＢＥ、駆動電極ＶＣ、タッチ電極ＲＴ等を有する。表示装置は、回路として、制御回路１１０、走査線回路１１１、表示信号線回路１１２、ベース電極回路１１３、駆動電極回路１１４、タッチ電極回路１１５等を有する。各回路や、電極と回路を接続する接続線等は、例えばＩＣチップを備えるフレキシブルプリント基板１０３等に実装される。
【００３３】
制御回路１１０は、表示装置の全体及び各回路を制御し、各回路へクロック信号や制御信号やデータ信号等を送信する。制御回路１１０は、各回路から、制御信号や検出信号等を受信し、その検出信号等を用いて、押圧力やタッチ位置座標等を計算する。
【００３４】
走査線回路１１１は、画面１０１の複数の走査線ＧＬに対する駆動や検出を行う。走査線回路１１１は、それらの駆動及び検出のための駆動検出回路を含んでいる。走査線回路１１１は、クロック信号及び制御信号に基づいて、映像表示用の走査と、押圧位置検出用の走査との二種類の走査を、時分割で行う（図６）。走査線回路１１１は、複数の走査線ＧＬに対する走査を例えば順次に行う。走査線回路１１１は、表示期間には、表示走査信号ＳＡを走査線ＧＬに供給する。表示走査信号ＳＡは、画素を選択するための信号である。走査線回路１１１は、押圧検出期間には、押圧走査信号ＳＢを走査線ＧＬに供給し、それに対する応答信号を信号Ｓｐとして走査線ＧＬから検出する。押圧走査信号ＳＢは、画面１０１における押圧位置を検出するための信号である。信号Ｓｐは、走査線ＧＬとベース電極ＢＥとの間の静電容量（図９の容量Ｃ２）の変化量を表す電気信号である。走査線回路１１１は、信号Ｓｐに基づいた検出信号１５１を、制御回路１１０へ出力する。
【００３５】
表示信号線回路１１２は、画面１０１の複数の表示信号線ＤＬに対する表示駆動を行う。表示信号線回路１１２は、表示期間に、表示信号Ｓｄを、表示信号線ＤＬに供給する。表示信号Ｓｄは、画素表示の輝度値を制御するための信号である。
【００３６】
ベース電極回路１１３は、ベース電極ＢＥに対する駆動を行う。ベース電極回路１１３は、ベース電極ＢＥに信号Ｓｂを供給する。信号Ｓｂは、ベース電極ＢＥを一定の電位にするための電気信号である。ベース電極回路１１３は、押圧検出期間に、ベース電極ＢＥに信号Ｓｂを供給する。
【００３７】
駆動電極回路１１４は、画面１０１の複数の駆動電極ＶＣに対する押圧力検出及びタッチ検出のための駆動及び検出を行う。駆動電極回路１１４は、その駆動及び検出のための駆動検出回路を含んでいる。駆動電極回路１１４は、押圧検出期間に、押圧力検出のための信号Ｓｆ０を駆動電極ＶＣに供給し、その信号Ｓｆ０に対する応答信号を信号Ｓｆとして検出する。信号Ｓｆ０は、画面１０１における押圧有無や押圧力を計算、検出するための信号である。信号Ｓｆは、ベース電極ＢＥと駆動電極ＶＣとの間の静電容量（図９の容量Ｃ１）の変化量を表す電気信号である。駆動電極回路１１４は、信号Ｓｆに基づいた検出信号１５２を出力する。
【００３８】
駆動電極回路１１４は、タッチ検出期間には、タッチ駆動のための信号Ｓｔ０を駆動電極ＶＣに供給する。信号Ｓｔ０は、画面１０１のタッチ検出、即ちタッチ有無やタッチ位置座標等の計算のための信号である。その信号Ｓｔ０に対する応答信号は、駆動電極ＶＣとタッチ電極ＲＴとの間の容量（図９の容量Ｃｔ）の結合を通じて、タッチ電極ＲＴから出力される。
【００３９】
タッチ電極回路１１５は、画面１０１の複数のタッチ電極ＲＴに対する検出を行う。タッチ電極回路１１５は、それらの検出のための検出回路を含んでいる。タッチ電極回路１１５は、タッチ検出期間には、タッチ電極ＲＴから出力される信号Ｓｔを検出する。信号Ｓｔは、画面１０１に対する指等の物体の近接や接触の状態（タッチ状態と総称する）に応じた、駆動電極ＶＣとタッチ電極ＲＴとの間の静電容量（図９の容量Ｃｔ）の変化量を表す電気信号である。
【００４０】
実施の形態１では、制御回路１１０で、各回路からの検出信号に基づいて、押圧力やタッチ位置座標等の演算処理を行う。制御回路１１０は、走査線回路１１１からの検出信号１５１を用いて押圧位置座標を計算し、駆動電極回路１１４からの検出信号１５２を用いて押圧力を計算する。制御回路１１０は、押圧力の計算の際には、所定の補正演算を行う。制御回路１１０は、タッチ電極回路１１５からの検出信号１５３を用いて、タッチ位置座標を計算する。
【００４１】
制御回路１１０は、得た押圧力やタッチ位置座標等の情報を用いて、制御処理を行うことができる。制御処理の一例は、画面１０１のグラフィカル・ユーザ・インタフェースのオブジェクトに対するタッチ、タップ、スワイプ等の操作を制御する処理である。例えば、アイコン等のオブジェクトに対する押圧力の大きさに応じて異なる処理を実行させることができる。例えば、オブジェクトに対する押圧力が第１レベル未満の場合にはタッチ状態とし、第１レベル以上で第２レベル未満の場合にはサブメニュー表示、第２レベル以上で第３レベル未満の場合にはオブジェクト実行、といった関連付けが可能である。
【００４２】
制御回路１１０は、得た押圧力等の情報を、表示装置内の各部へ出力可能であり、また、得た情報を、端子を通じて外部へ出力可能である。制御回路１１０は、制御端子１６１、タッチ検出端子１６２、押圧検出端子１６３等を有する。制御回路１１０は、制御端子１６１を通じて、外部からの制御情報等を入力し、外部へ制御情報等を出力する。制御回路１１０は、タッチ検出端子１６２を通じて、タッチ位置座標等を含むタッチ検出情報を外部へ出力可能である。制御回路１１０は、押圧検出端子１６３を通じて、押圧力等を含む押圧検出情報を外部へ出力可能である。
【００４３】
なお、変形例としては、駆動電極回路１１４で押圧力等の計算を行って、押圧力を含む検出情報を制御回路１１０へ出力してもよい。走査線回路１１１で押圧位置座標等の計算を行い、押圧位置座標を含む検出情報を制御回路１１０へ出力してもよい。タッチ電極回路１１５でタッチ位置座標等の計算を行い、タッチ位置座標等を含む検出情報を制御回路１１０へ出力してもよい。また、変形例としては、駆動電極回路１１４等からの検出信号を、制御回路１１０から端子及び通信インタフェース装置を経由して外部の装置へ送信し、外部の装置でその検出信号を用いて、押圧力等の計算を行ってもよい。
【００４４】
実施の形態１の表示装置では、上記電極及び回路の構成に基づいて、押圧検出方式として、特に、画面１０１における押圧点の位置と押圧力との両方が検出可能であり、画面１０１における複数の押圧点の同時検出が可能である。なお、押圧検出やタッチ検出のための電極や回路の構成は、上記構成に限らず各種が可能であり、限定しない。
【００４５】
［回路、電極−構成例］
図５は、画面１０１のＸＹ平面における、走査線ＧＬ、駆動電極ＶＣ、タッチ電極ＲＴの構成例、及びそれらの電極に接続される回路の構成例を示す。走査線回路１１１、駆動電極回路１１４、タッチ電極回路１１５等が１つのＩＣチップ１０５に実装されている場合を示す。ＩＣチップ１０５のプロセッサは、押圧検出の演算等を行う。点Ｐ０は、タッチ及び押圧された押圧点の例を示し、画面１０１内の位置座標を（Ｘ０，Ｙ０）とする。
【００４６】
画面１０１の領域において、複数の走査線ＧＬがＸ方向に並行している。走査線ＧＬの端部は、接続線及び容量素子５０１を通じて、走査線回路１１１と接続されている。複数の走査線ＧＬの間には、複数のタッチ電極ＲＴがＸ方向に並行している。複数のタッチ電極ＲＴの端部は、接続線を通じて、タッチ電極回路１１５と接続されている。
【００４７】
画面１０１の領域において、複数の駆動電極ＶＣがＹ方向に並行している。駆動電極ＶＣは、Ｘ方向に所定の幅を持つＹ方向に長い板状の電極である。Ｘ方向で隣り合う駆動電極ＶＣは、短いスリットを介して配置されている。本例では、Ｘ方向に８本の駆動電極ＶＣがあるが、実際の本数はこれに限らず可能である。
【００４８】
時分割の期間において、走査線回路１１１から表示走査信号ＳＡまたは押圧走査信号ＳＢが走査線ＧＬに供給される。押圧走査信号ＳＢに対して走査線ＧＬから出力される信号Ｓｐは、容量素子５０１を介して、走査線回路１１１内の検出回路５１０に入力される。検出回路５１０は、信号Ｓｐから電圧値を検出する。押圧点に対応している走査線ＧＬからの信号Ｓｐは、他の走査線ＧＬからの信号Ｓｐと比べて値が異なる。そのため、複数の信号Ｓｐを用いて、押圧点に関するＹ方向の位置座標を検出可能である。また、押圧点に対応している駆動電極ＶＣからの信号Ｓｆは、他の駆動電極ＶＣからの信号Ｓｆと比べて値が異なる。そのため、複数の信号Ｓｆを用いて、押圧点に関するＸ方向の位置座標を検出可能である。
【００４９】
本構成では、走査線ＧＬを表示走査と押圧走査とで共用する。そのため、走査線ＧＬと走査線回路１１１とを接続する接続線には、容量素子５０１が挿入されている。押圧検出期間で走査線ＧＬを押圧位置検出に使用する際に、押圧走査信号ＳＢの電圧としては、表示走査信号ＳＡの電圧とは異なる電圧が使用される。表示走査信号ＳＡでは、選択する画素のスイッチング素子（図７）のゲート端子をオン状態にする電圧信号が使用される。一方、押圧走査信号ＳＢでは、画素のスイッチング素子のゲート端子がオン状態にならないような電圧信号が使用される。容量素子５０１により、表示走査信号ＳＡの正電圧に対して、負電圧を押圧走査信号ＳＢとして走査線ＧＬに印加できる。そのため、押圧検出の際には、画素の表示状態に影響を与えない。
【００５０】
また、本構成では、押圧検出の駆動と、タッチ検出の駆動とで駆動電極ＶＣを共用する。押圧検出とタッチ検出とが時分割で制御される。押圧検出期間には、駆動電極ＶＣに、信号Ｓｆ０が供給され、タッチ検出期間には、駆動電極ＶＣに信号Ｓｔ０が供給される。信号Ｓｆ０や信号Ｓｔ０は、特に限定しないが、例えば所定の周波数を持つ交流信号が用いられる。
【００５１】
駆動電極回路１１４の検出回路５２０は、アナログフロントエンド回路として構成されている。例えば、１本の駆動電極ＶＣに対して１つの検出回路５２０が接続されている。検出回路５２０は、積分回路、容量素子、スイッチ素子等で構成される。積分回路の正入力端子には、参照電圧や駆動電圧等が入力される。積分回路の負入力端子は、接続線を通じて駆動電極ＶＣと接続されている。積分回路の出力端子は、容量素子を通じて負入力端子に帰還している。積分回路の正入力端子と負入力端子とが仮想的短絡される構成を有する。積分回路の負入力端子と出力端子との間に容量素子及びスイッチ素子が接続されている。容量素子は、帰還容量を構成する。スイッチ素子のオン／オフによって検出回路５２０の動作が制御される。スイッチ素子のオン状態では、積分回路の負入力端子と出力端子との間が短絡される。
【００５２】
タッチ駆動時には、駆動電圧に基づいた信号Ｓｔ０が、仮想的短絡を通じて積分回路の負入力端子から駆動電極ＶＣへ供給される。押圧駆動時には、駆動電圧に基づいた信号Ｓｆ０が、仮想的短絡を通じて積分回路の負入力端子から駆動電極ＶＣへ供給される。押圧検出時には、スイッチ素子のオフ状態で、駆動電極ＶＣからの信号Ｓｆの電流が、容量素子に保持される。スイッチ素子のオン状態で、積分回路は、その電流を積分して電圧に変換し、その電圧信号を出力端子から検出信号として出力する。
【００５３】
［時分割制御］
図６は、時分割制御に係わるフレーム期間の構成例を示す。図６の（Ａ）は、第１構成例を示す。フレーム期間ＴＦは、時分割の期間として、大別して、タッチ検出期間ＴＴと押圧検出期間ＴＰとを有する。タッチ検出期間ＴＴは、更に、複数の表示期間Ｔｄ１〜Ｔｄｍと、複数のタッチ期間Ｔｔ１〜Ｔｔｍとを有し、表示期間とタッチ期間とが時分割で交互に配置されている。同様に、押圧検出期間ＴＰは、更に、複数の表示期間Ｔｄ１〜Ｔｄｎと、複数の押圧期間Ｔｆ１〜Ｔｆｎとを有し、表示期間と押圧期間とが時分割で交互に配置されている。複数の表示期間Ｔｄ１〜Ｔｄｍでは、表示走査信号ＳＡや表示信号Ｓｄを用いて、１フレームの画像が表示される。タッチ期間では、信号Ｓｔ０、信号Ｓｔを用いてタッチ検出が行われる。押圧期間では、押圧走査信号ＳＢ、信号Ｓｆ０、信号Ｓｆを用いて押圧検出が行われる。
【００５４】
図６の（Ｂ）は、第２構成例を示す。フレーム期間ＴＦは、表示期間Ｔｄ１〜Ｔｄｋ、タッチ期間Ｔｔ１〜Ｔｔｋ、押圧期間Ｔｆ１〜Ｔｆｋを有し、表示期間、タッチ期間、押圧期間の順で交互に配置されている。時分割制御の構成は、上記構成例に限らず可能である。
【００５５】
［画素］
図７は、画面１０１の画素７００の等価回路の構成を示す。画素７００は、ＸＹ平面で走査線ＧＬと表示信号線ＤＬとが交差する領域に対応させて設けられている。画面１０１で複数の画素７００が行列状に配置されている。画素７００は、例えば赤、緑、青の三色に分けられたサブ画素に相当する。画素７００毎に、スイッチング素子７０１、画素電極７０２を有する。画素電極７０２の形状等は限定しない。
【００５６】
スイッチング素子７０１は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子等で構成される、画素７００の状態を制御するための素子である。スイッチング素子７０１のゲート端子には、走査線ＧＬが接続されており、ソース端子には表示信号線ＤＬが接続されており、ドレイン端子には画素電極７０２が接続されている。画素電極７０２には、容量素子７０３及び液晶素子７０４が接続されている。容量素子７０３及び液晶素子７０４は、図示しない共通電極に接続されている。容量素子７０３は、液晶表示に関する保持容量を構成する。液晶素子７０４は、液晶パネル３の液晶層によって構成される。
【００５７】
走査線ＧＬからスイッチング素子７０１のゲート端子に表示走査信号ＳＡや押圧走査信号ＳＢが供給される。表示信号線ＤＬからスイッチング素子７０１のソース端子に表示信号Ｓｄが供給される。表示走査信号ＳＡによって選択されたスイッチング素子７０１がオン状態になる。そのスイッチング素子７０１では、表示信号Ｓｄによる電圧が画素電極７０２に印加される。表示信号Ｓｄの電圧は、階調値に応じて液晶素子７０４の透過率を制御するための電圧である。
【００５８】
［画面押圧位置］
図８は、画面１０１の押圧点の位置について示す。画面１０１のＸ方向の幅をＨＸ、Ｙ方向の幅をＨＹで示す。幅ＨＹは幅ＨＸよりも大きい。画面１０１のＸ方向の中間位置をＸｃ、Ｙ方向の中間位置をＹｃで示す。押圧点の例として点Ｐ１〜Ｐ９を示す。点Ｐ１は、画面１０１のＸ方向及びＹ方向の中央の点を示し、位置座標は（Ｘｃ，Ｙｃ）である。点Ｐ２は、画面１０１の上辺付近の中間点を示し、位置座標は（Ｘｃ，Ｙａ）である。点Ｐ３は、画面１０１の右上角付近の点を示し、位置座標は（Ｘｂ，Ｙａ）である。点Ｐ４は、画面１０１の右辺付近の中間点を示し、位置座標は（Ｘｂ，Ｙｃ）である。同様に、右下角付近の点Ｐ５（Ｘｂ，Ｙｂ）、下辺付近の中間点である点Ｐ６（Ｘｃ，Ｙｂ）、左下角付近の点Ｐ７（Ｘａ，Ｙｂ）、左辺付近の中間点である点Ｐ８（Ｘａ，Ｙｃ）、左上角付近の点Ｐ９（Ｘａ，Ｙａ）を示す。
【００５９】
［断面（２）］
図９は、表示装置のモジュールのＸＺ平面での断面を示す。図９では、特に、液晶パネル３の断面構成や、検出に係わる容量等について示す。図９では、特に、押圧力が加わっていない基準状態を示す。液晶パネル３のパネル部３０は、大別して、Ｚ方向で下から順に、アレイ基板２１、電極層２２、液晶層２３、カラーフィルタ基板２４を有する。アレイ基板２１には、ガラスや樹脂で構成される基板上に、ゲート線ＧＬ、表示信号線ＤＬ、前述のスイッチング素子７０１等が形成されている。電極層２２には、駆動電極ＶＣ、画素電極等が形成されている。なお、画素電極等は公知要素であるため図示を省略する。液晶層２３では、配向膜の間に液晶分子が封止されている。カラーフィルタ基板２４では、ガラスや樹脂等で構成される基板に、カラーフィルタ、遮光膜等が形成されている。また、本構成では、カラーフィルタ基板２４におけるＺ方向で偏光板３１に近い側に、タッチ電極ＲＴが形成されている。
【００６０】
駆動電極ＶＣやタッチ電極ＲＴは、表示用の光を透過させる必要があるので、光透過性導電部材で構成される。これらの電極は、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）や酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ：Indium Zinc Oxide）等で構成できる。駆動電極ＶＣのサイズ、例えばＸ方向の幅は、走査線ＧＬや画素等に比べて大きい。画面１０１の画素の解像度に比べて、押圧検出位置の解像度は大きくてよい。
【００６１】
液晶パネル３の偏光板３２の下面を面ｓ２とする。導光部５０（特にプリズムシート５１）の上面を面ｓ３とする。面ｓ２と面ｓ３との間は、空気層４となっている。図９では、バックライト装置５のプリズムシート５１、拡散シート５２、導光板５３、及び反射シート５４をまとめて導光部５０として示す。導光部５０（特に反射シート５４）の下面を面ｓ４とする。ベース電極ＢＥの上面を面ｓ５とする。面ｓ４と面ｓ５との間にクッション層７が設けられている。
【００６２】
図９で、ベース電極ＢＥと駆動電極ＶＣの間の容量を容量Ｃ１として示す。ベース電極ＢＥと走査線ＧＬとの間の容量を容量Ｃ２として示す。タッチ電極ＲＴと駆動電極ＶＣとの間の容量を容量Ｃｔとして示す。容量Ｃ１は、押圧力の検出に係わる容量である。容量Ｃ２は、押圧位置の検出に係わる容量である。容量Ｃｔは、タッチ検出に係わる容量である。各容量の静電容量変化を表す電気信号が前述の回路で検出される。
【００６３】
画面１０１の押圧点の例を点Ｐ０で示し、位置座標は（Ｘ０，Ｙ０）である。本例では、押圧点の位置Ｘ０は、画面１０１のＸ方向の中間の位置Ｘｃに近い位置である。押圧の際、点Ｐ０を中心として押圧力が加えられている領域では、各位置で、容量Ｃ１及び容量Ｃ２の静電容量値がそれぞれ変化する。それに伴い、それぞれの駆動電極ＶＣからの信号Ｓｆの電流量や、それぞれの走査線ＧＬからの信号Ｓｐの電流量が変化する。前述の駆動電極回路１１４の検出回路５２０は、容量Ｃ１の静電容量変化量に対応する電流を電圧値として検出し、検出信号とする。走査線回路１１１内の検出回路５１０は、容量Ｃ２の静電容量変化量に対応する電流を電圧値として検出し、検出信号とする。ＩＣチップ１０５の制御回路１１１は、それらの検出信号から、所定の演算によって、押圧点である点Ｐ０に対応する押圧位置座標（Ｘ０，Ｙ０）と、その押圧点での押圧力または荷重を得る。押圧力は、単位面積あたりの力である。
【００６４】
図９で、画面１０１のＸ方向の幅ＨＸの領域において、クッション層７は、大別して、領域Ａ１、領域Ａ２を示す。クッション層７では、Ｘ方向及びＹ方向の位置に応じて弾性率が異なっており、図８の中央の点Ｐ１から額縁部１０２の周辺に向かうにつれて弾性率が連続的に変化する特性を有する。図９等では、わかりやすいように、弾性率が異なる二種類の領域を大別して領域Ａ１，Ａ２として示している。領域Ａ１は、第１領域である中央領域として、弾性率が相対的に高い領域である。領域Ａ２は、第２領域である周辺領域として、弾性率が相対的に低い領域である。弾性率の設計の詳細については後述する。
【００６５】
弾性率は、変形のしにくさを表す物性値であり、弾性変形における応力と歪みの間の比例定数の総称であり、弾性係数等とも呼ばれる。画面１０１に対する押圧力に対して、撓みにくい場合やＺ方向の変位が小さい場合には、弾性率が高いことに対応し、撓みやすい場合やＺ方向の変位が大きい場合には、弾性率が低いことに対応する。
【００６６】
［断面（３）］
図１０は、同様に、表示装置のモジュールのＹＺ平面での断面を示す。図１０の構成では、特に、Ｙ方向で画面１０１の下辺から外に延在しているアレイ基板２１を有し、アレイ基板２１にＩＣチップ１０５が実装されている。例えば、駆動電極ＶＣは、接続線によってＩＣチップ１０５と物理的及び電気的に接続されている。ＩＣチップ１０５は、フレキシブルプリント基板１０３に実装されていてもよい。回路や基板等の実装構成は特に限定しない。額縁部１０２で、導光部５０と金属板８との間、クッション層７の端部には、スペーサ７ｂが配置されている。
【００６７】
［弾性変形］
押圧によるモジュールの弾性変形について説明する。まず、前述の図９や図１０は、押圧力が加わっていない基準的な状態を示している。この基準状態での容量Ｃ１の容量値をｃ１、容量Ｃ２の容量値をｃ２とする。画面１０１の全領域において、ベース電極ＢＥと各駆動電極ＶＣとの間のＺ方向の距離ｄ０は一定である。図９の基準状態におけるＺ方向の位置として、面ｓ１、面ｓ２、面ｓ３、面ｓ４、面ｓ５の位置を、Ｚ１〜Ｚ５とする。駆動電極ＶＣの位置をＺ６とする。ベース電極ＢＥの位置は面ｓ５と同じ位置Ｚ５で表すとする。
【００６８】
図１１及び図１２は、図９のような基準状態から押圧力が加わって弾性変形によって撓みが生じている状態を、ＸＺ平面での断面で模式的に示す。図１１では第１変形状態を示し、図１２では第２変形状態を示す。図１１及び図１２では、説明を容易にするために、押圧検出に係わるモジュール構造を簡略化して示している。Ｚ方向で上から順に、カバーガラス１、カラーフィルタ基板２４、駆動電極ＶＣの電極層、アレイ基板２１、空気層４、バックライト装置５の導光部５０、クッション層７、及び金属板８のベース電極ＢＥを示す。
【００６９】
図１１で、画面１０１におけるカバーガラス１の面ｓ１のうち、押圧点である点Ｐ０の例として点ＰＡである場合を示す。点ＰＡは、画面１０１のＸ方向の中間の位置Ｘｃに近い点とし、位置座標は（ＸＡ，ＹＡ）とする。点ＰＡは、領域Ａ１内に含まれている。点ＰＡに、指による押圧の荷重が加わる。第１変形状態において、点ＰＡにおける押圧力をＦＡ、荷重をＮＡとする。点ＰＡの押圧力ＦＡによって、カバーガラス１、液晶パネル３等が弾性変形し、Ｚ方向に撓みが生じている。特に、点ＰＡ及び位置Ｘｃの付近では、Ｚ方向下方への変位量ΔＺが相対的に大きく、中央から離れた位置では、相対的に変位量ΔＺが小さい。押圧点の直下に位置する駆動電極ＶＣは、Ｚ方向でベース電極ＢＥに最も近付き、電極間の距離が小さくなり、対応する容量値は大きくなる。
【００７０】
画面１０１の中央から離れた位置の一例として、点ＰＢや点ＰＥを示す。点ＰＢの位置座標を（ＸＢ，ＹＢ）とする。点ＰＢは、領域Ａ２内に含まれている。点ＰＥは、額縁部１０２に隣接している点（最も外側の駆動電極ＶＣに対応する点）とする。押圧点が、例えば点ＰＢや点ＰＥのように、中央の位置Ｘｃから離れて、額縁部１０２に近い周辺の位置（例えば図８の点Ｐ２〜Ｐ９のいずれか）になるにつれて、特性が異なってくる。
【００７１】
モジュールの端部は、前述のように、額縁部１０２で固定部６によって固定されているので、殆ど変位しない。点ＰＡにおける駆動電極ＶＣの変位量をΔＺＡ、点ＰＢにおける駆動電極ＶＣの変位量をΔＺＢとする。液晶パネル３の下面である面ｓ２は、元の位置Ｚ２から、最大で位置Ｚ２１へ変位している。点ＰＡの直下に対応する駆動電極ＶＣは、元の位置Ｚ６から位置Ｚ６Ａへ変位している。変位量ΔＺＡは、差分（Ｚ６Ａ−Ｚ６）で表される。点ＰＢの直下に対応する駆動電極ＶＣは、元の位置Ｚ６から位置Ｚ６Ｂへ変位している。変位量ΔＺＢは、差分（Ｚ６Ｂ−Ｚ６）で表される。ΔＺＡ＞ΔＺＢである。点ＰＡにおける駆動電極ＶＣとベース電極ＢＥとの距離をｄＡ、点ＰＢにおける駆動電極ＶＣとベース電極ＢＥとの距離をｄＢとする。ｄＡ＜ｄＢである。
【００７２】
第１変形状態では、弾性変形が液晶パネル３及び空気層４までに留まっており、バックライト装置５及びクッション層７は殆ど弾性変形していない。液晶パネル３の下面である面ｓ２は、バックライト装置５の上面である面ｓ３に接触していない（Ｚ２１＞Ｚ３）。
【００７３】
上記変位量及び距離に対応して、画面１０１内の位置に応じて、各容量の容量値が異なる。第１変形状態で、点ＰＡに関する容量Ｃ１の容量値は、基準状態から第１変形状態への容量変化量をΔＣＡとすると、（ｃ１＋ΔＣＡ）で表される。同様に、例えば点ＰＢに関する容量Ｃ１の容量値は、（ｃ１＋ΔＣＢ）で表される。それぞれの容量値に対応付けられる電圧値は、基準状態での電圧値をＶ１、電圧変化量をΔＶＡ，ΔＶＢとすると、（Ｖ１＋ΔＶＡ）、（Ｖ１＋ΔＶＢ）で表される。中央付近の点ＰＡの方が、中央から離れた点ＰＢよりも、変位量ΔＺが大きく、電極間距離が短いので、容量Ｃ１の容量値及びその変化量が相対的に大きくなる（ΔＣＡ＞ΔＣＢ）。これに対応して、点ＰＡの方が点ＰＢよりも、電圧値及びその変化量が相対的に大きくなる（ΔＶＡ＞ΔＶＢ）。
【００７４】
図１２は、図１１の第１変形状態から更に弾性変形が進んだ第２変形状態を示す。押圧点である点ＰＡにおける押圧力をＦＡ２、荷重をＮＡ２とする。第２変形状態では、液晶パネル３の下面である面ｓ２が、バックライト装置５の上面である面ｓ３に接触し、導光部５０及びクッション層７も含めて弾性変形している。この弾性変形によって、導光部５０及びクッション層７にも撓みが生じて、Ｚ方向で変位している。点ＰＡにおいて、液晶パネル３の面ｓ２は、元の位置Ｚ２から位置Ｚ２２に変位している。導光部５０の面ｓ３は、元の位置Ｚ３から下の位置Ｚ２２に変位している。クッション層７の面ｓ４は、元の位置Ｚ４から下の位置Ｚ４２に変位している。
【００７５】
第２変形状態では、クッション層７の弾性率の分布の特性に応じて、空気層４より上の液晶パネル３等の部位の弾性変形が影響を受けて、その弾性変形の度合い、変位量ΔＺが、クッション層７が無い形態の場合に比べて緩和される。領域Ａ１では、クッション層７の弾性率が高いので相対的に変形しにくく、液晶パネル３等の変形が相対的に大きく緩和される。領域Ａ２では、クッション層７の弾性率が低いので相対的に変形しやすく、液晶パネル３等の変形が相対的に小さく緩和される。クッション層７によって、モジュールの弾性変形の特性は、画面１０１内で均一に近付けられる。
【００７６】
点ＰＡにおける駆動電極ＶＣの位置Ｚ６Ａ２、変位量ΔＺＡ２、距離ｄＡ２を同様に示す。ΔＺＡ２＞ΔＺＡ、ｄＡ２＜ｄＡである。点ＰＢにおける駆動電極ＶＣの位置Ｚ６Ｂ２、変位量ΔＺＢ２、距離ｄＢ２を同様に示す。ΔＺＢ２＞ΔＺＢ、ｄＢ２＜ｄＢである。容量Ｃ１に関して、基準状態からの変化量をΔＣＡ２，ΔＣＢ２とすると、点ＰＡにおける容量値は（ｃ１＋ΔＣＡ２）、点ＰＢにおける容量値は（ｃ１＋ΔＣＢ２）で表される。容量値に対応する電圧値は、（Ｖ１＋ΔＶＡ２）、（Ｖ１＋ΔＶＢ２）で表される。
【００７７】
押圧検出の際、ベース電極ＢＥは一定の電位とされ、駆動電極ＶＣ及び走査線ＧＬには前述の信号による電流が流れている。この状態で、押圧力が加わっている部分については、弾性変形によるＺ方向の変位が存在するため、容量Ｃ１や容量Ｃ２の値が変化する。特に、画面１０１の中央に近い位置ほど、その変位量ΔＺが大きく、電極間距離が小さくなり、容量変化量ΔＣが大きい。容量Ｃ１や容量Ｃ２の値の変化に伴い、各電極からの出力信号（信号Ｓｆ、信号Ｓｐ）における電流値が変化する。この電流値が、前述の回路で電圧値として検出される。例えば、駆動電極回路１１４の検出回路５２０は、駆動電極ＶＣからの信号Ｓｆに基づいて、上記容量変化量ΔＣを電圧変化量ΔＶとして検出する。例えば、点ＰＡに関する容量変化量ΔＣＡ２が、電圧変化量ΔＶＡ２として検出できる。同様に、画面１０１の各位置の容量Ｃ１に対応した電圧変化量ΔＶが検出できる。制御回路１１０は、それらの電圧変化量ΔＶを用いて、モジュールの特性に基づいた所定の演算によって、押圧位置での押圧力（Ｆ：Force）を計算できる。制御回路１１０は、各走査線ＧＬからの信号Ｓｐにおける容量Ｃ２に関する電圧変化量を用いて、所定の演算によって、押圧位置の点Ｐ０の位置座標（Ｘ０，Ｙ０）を計算できる。
【００７８】
なお、第１変形状態や第２変形状態から、指等の物体が画面１０１の面ｓ１から離れて押圧の荷重が無くなった場合、モジュールは、自らの弾性復帰力によって、図９のような基準状態へ復帰する。
【００７９】
図１１の第１変形状態や図１２の第２変形状態のように、画面１０１が押圧される際には、同一の荷重及び押圧力であっても、画面１０１内の押圧位置の違いに応じて変位量ΔＺが異なる。そのため、押圧位置に応じて、容量変化量ΔＣ及びそれに対応する電圧変化量ΔＶが異なる。即ち、画面１０１の押圧位置に応じて、押圧検出の特性（言い換えれば感度）が異なる。この特性は、概略的には、画面中央から周辺になるにつれて、Ｚ方向の変位量が小さくなり、容量変化量ΔＣが小さくなる分布である。よって、表示装置のＩＣの制御回路１１０では、検出信号の値に対して、上記特性に応じた所定の補正演算を行うことにより、高精度に押圧力を検出する。
【００８０】
［押圧力の計算］
押圧力の検出及び計算に関する原理について補足すると以下である。図１１で、画面１０１の例えば点ＰＡに指がタッチされている状態で、かつ、その点ＰＡでの押圧の荷重が０の時の状態を初期状態とする。初期状態で、駆動電極ＶＣから出力される信号Ｓｆにおける容量値をｃ０とする。初期状態から、点ＰＡで押圧されている押圧状態へ変化する。押圧状態で、押圧力をＦ、荷重をＮとする。押圧状態で、信号Ｓｆにおける容量値をｃｆとする。初期状態で、容量値ｃ０には、各種容量値が含まれている。押圧状態で、容量値ｃｆには、各種容量値が含まれている。モジュール全体が持つ容量Ｃｍの容量値をｃｍとする。初期状態での容量Ｃ１の容量値をｃ１とする。タッチ状態に応じた容量Ｃｔの容量値をｃｔとする。押圧状態での容量Ｃ１の容量値をｃ２とする。初期状態から押圧状態への変化における、容量Ｃ１に関する容量変化量をΔＣｆとする。押圧力Ｆ等は、初期状態の容量値ｃ０と押圧状態の容量値ｃｆとの差異から計算できる。下記の関係式が成り立つ。
【００８１】
ｃ０＝ｃｍ＋ｃ１＋ｃｔ
ｃｆ＝ｃｍ＋ｃ２＋ｃｔ＝ｃｍ＋（ｃ１＋ΔＣｆ）＋ｃｔ
Ｆ∝（ｃｆ−ｃ０）＝ΔＣｆ
即ち、押圧力Ｆ等は、基本的に容量変化量ΔＣｆに比例する力として計算できる。制御回路１１０は、上記関係式に基づいて、押圧力Ｆ及びそれに対応する荷重Ｎを計算できる。押圧力Ｆに関する比例は、線形とは限らず、後述するがモジュールの特性に応じた所定の特性曲線によって得られる。
【００８２】
［クッション層（１）］
次に、クッション層７の弾性率の分布の設計を含むモジュール構造について説明する。クッション層７の弾性率の分布の設計に関して、各種の方式が可能であるが、以下では、変形例を含め、いくつかの構造例を示す。
【００８３】
図１３は、実施の形態１におけるクッション層７の構成について、画面１０１の領域に対応するＸＹ平面で、弾性率の分布の特性の概略を示している。図１３の右側には、併せて、導光部５０、クッション層７及びベース電極ＢＥに関する、ＹＺ平面での断面を示す。実施の形態１では、クッション層７の特性を構成する方式として以下である。即ち、画面１０１の領域で中央から周辺になるにつれて弾性率が連続的に変化するように、クッション層７を構成する材料の特性を変化させる方式である。
【００８４】
図１３の構成では、クッション層７の全領域において、Ｚ方向に関する弾性率が異なる複数の領域として、領域Ａ１１〜Ａ１４を示す。画面１０１の中央の点Ｐ１は、弾性率が一番高い。点Ｐ１を含む領域Ａ１１では、弾性率が相対的に高い。即ち、領域Ａ１１は、硬く、弾性変形がしにくい。中央から額縁部１０２に近い周辺になるにつれて、弾性率が連続的に低くなる。周辺の領域Ａ１４では、弾性率が相対的に低い。即ち、領域Ａ１４は、柔らかく、弾性変形がしやすい。図１３の構成では、画面１０１内での弾性率の分布の領域が概略矩形となるように設計されている。材料のＺ方向の厚さは画面１０１内で一定である。
【００８５】
図１４は、図１３のクッション層７の構成に関する第１変形例を示す。図１４の構成では、図１３の構成に対して異なる点として、画面１０１内での弾性率の分布の領域｛Ａ１０１〜Ａ１０４｝が概略楕円形となるように設計されている。この構成でも同様の効果が得られる。
【００８６】
［クッション層（２）］
図１５は、クッション層７に関する第２変形例の構成を示す。第２変形例では、クッション層７の特性を構成する方式として、画面１０１の領域における材料密度の変化によって弾性率の変化を構成する方式である。弾性率の変化は、連続的でもよいし、２段階以上の複数の段階でもよい。第２変形例では、材料密度の変化として、特に、クッション層７の面に形成する孔または気泡の密度の変化として構成する。クッション層７の構成材料は、画面１０１内で一定である。円で示される孔１５０は、右側の断面図に示すように、クッション層７の上面である面ｓ４に形成される、半球状の孔であり、クッション層７の下面までは貫通しない領域としている。なお、孔１５０の構成は、これに限らず可能であり、下面まで貫通する孔や溝としてもよい。
【００８７】
弾性率が異なる領域として、領域Ａ２０１，Ａ２０２を示す。中央の点Ｐ１から周辺に向かうにつれて、材料密度が低くなるように、孔１５０が形成されている。即ち、中央の点Ｐ１から周辺に向かうにつれて、孔１５０の配置密度が高くなっている。領域Ａ２０１では、孔１５０の数が相対的に少なく、材料密度が高く、弾性率が高い。領域Ａ２０２では、孔１５０の数が相対的に多く、材料密度が低く、弾性率が低い。
【００８８】
孔１５０は、クッション層７を含むモジュールの製造プロセスにおいて、材料に気泡を混入させる方式、材料の平らな上面に孔１５０を掘る方式、材料の平らな上面に突起物を押し当てて孔１５０を形成する方式等、各種の方式で形成可能である。
【００８９】
図１６は、第２変形例に関する他の形態として第３変形例におけるクッション層７の構成を示す。第３変形例の方式は、同じく、孔１５０を形成して材料密度を変化させる方式である。弾性率が異なる領域として、領域Ａ３０１，Ａ３０２．Ａ３０３を示す。中央の点Ｐ１から周辺に向かうにつれて、材料密度が低くなるように、孔１５０が形成されている。中央付近の領域Ａ３０１では、孔が形成されていない。領域Ａ３０１の外側の領域Ａ３０２では、第１の径及び体積の孔１５０Ａが形成されている。更に、領域Ａ３０２の外側の周辺の領域Ａ３０３では、より大きい第２の径及び体積の孔１５０Ｂが形成されている。これによって、領域Ａ３０１では、材料密度が高く、弾性率が高い。領域Ａ３０３では、材料密度が低く、弾性率が低い。領域Ａ３０２では、領域Ａ３０１と領域Ａ３０３との中間の特性となっている。
【００９０】
図１７は、クッション層７に関する第４変形例の構成を示す。第４変形例の方式は、同じく材料密度を変化させる方式であるが、同心の楕円リング形状の複数の溝を形成する方式である。弾性率が異なる領域として、領域Ａ４０１〜Ａ４０７を示す。中央の点Ｐ１から周辺に向かうにつれて、材料密度が低くなるように、溝１７１〜１７６が形成されている。溝の配置間隔は、画面１０１の中央から周辺になるにつれて狭くなっている。これにより、画面１０１の中央付近の領域ほど、材料密度が高く、弾性率が高く、周辺付近の領域ほど、材料密度が低く、弾性率が低くなっている。第４変形例に関する他の形態としては、溝の形状を概略矩形としてもよいし、画面１０１の中央から周辺になるにつれて、溝の幅を大きくする形態等としてもよい。
【００９１】
［クッション層（３）］
図１８は、クッション層７に関する第５変形例を示す。第５変形例では、クッション層７の特性を構成する方式として、画面１０１の領域で複数の種類の部材の配置によって弾性率の変化を構成する方式である。クッション層７の構成材料としては、弾性率が異なる複数の種類の材料による複数の部材を用いる。画面１０１内で、弾性率を異ならせる領域毎に、異なる弾性率の部材が配置される。各部材のＺ方向の厚さは画面１０１内で同じであり、弾性率が異なる。
【００９２】
クッション層７は、部材７１〜７３で構成される。部材７１は、一番高い第１の弾性率を有し、中央の矩形の領域Ａ５０１に配置されている。部材７２は、第２の弾性率を有し、中間の枠状の領域Ａ５０２に配置されている。部材７３は、一番低い第３の弾性率を有し、周辺の枠状の領域Ａ５０３に配置されている。
【００９３】
図１９は、第５変形例に関する他の形態として第６変形例の構成を示す。第６変形例は、同様に、複数の種類の部材７１ａ〜７６ａで構成されるが、異なる点としては、部材７１ａ〜７６ａの形状が、概略矩形ではなく、概略楕円形状である。部材７１ａに対応する領域Ａ６０１は、弾性率が一番高い領域である。部材７６ａに対応する領域Ａ６０６は、弾性率が一番低い領域である。
【００９４】
［クッション層（４）］
図２０の（Ａ）は、クッション層７に関する第７変形例を示す。第７変形例では、特性を構成する方式として、クッション層７のＺ方向の厚さを変化させることで弾性率を変化させる方式である。クッション層７の構成材料は一定である。画面１０１の領域において、弾性率が異なる領域として、領域Ａ７０１〜Ａ７０３を有する。併せて、クッション層７等のＸＺ平面での断面を示す。画面１０１の中央から周辺になるにつれて、クッション層７の厚さが小さくなっている。クッション層７の厚さは、中央付近の領域Ａ７０１ではａ１、領域Ａ７０２ではａ２、周辺の領域Ａ７０３ではａ３である。ａ１＞ａ２＞ａ３である。このクッション層７は、領域毎に分離された部材で構成されてもよい。領域Ａ７０１は、厚さａ１が大きいので、弾性率が高く、領域Ａ７０３は、厚さａ３が小さいので、弾性率が低い、
図２０の（Ｂ）は、（Ａ）の状態から弾性変形によってクッション層７が圧縮された状態の概念を示す。領域Ａ７０１では、相対的に圧縮率が高く、領域Ａ７０３では、相対的に圧縮率が低い。
【００９５】
図２０の（Ｃ）は、第７変形例に関する他の形態として第８変形例の構成を示す。第８変形例では、画面１０１内でクッション層７の厚さが連続的に変化する形状を有する。このクッション層７の上面は、階段形状ではなく、曲面形状となっている。
【００９６】
［効果等］
上記のように、実施の形態１の表示装置によれば、画面１０１内でなるべく均一でより高い押圧検出精度を容易な演算によって実現できる。また、実施の形態１によれば、所定の押圧検出精度を確保しつつ、モジュールをより薄型にできる。
【００９７】
実施の形態１の変形例として以下も可能である。変形例として、導光部５０にある程度以上に大きい弾性率を持たせる。この形態では、クッション層７の弾性率の特性は、導光部５０の弾性率を考慮して、導光部５０とクッション層７との組み合わせで実施の形態１と同様の特性となるように設計する。
【００９８】
［特性曲線（１）］
以下、実施の形態１の効果等について、より詳しく説明する。図２１は、表示装置のモジュール構造に応じた押圧検出の特性の例を示す。押圧力に対応する荷重と、押圧センサの容量変化量ΔＣとの関係を表す特性曲線を示す。この特性曲線は、モジュール構造に応じた弾性変形の特性に応じて決まる。図２１の特性曲線は、押圧点が画面１０１内の中央位置である場合の特性を示す。押圧の荷重が大きくなるにつれて、容量変化量ΔＣが大きくなる。容量変化量ΔＣの増加の仕方は、線形とは限らず、例えばこのように非線形となる。荷重が小さい時には、増加の傾きが大きく、荷重が大きい時には、増加の傾きが小さくなっている。図２１の特性は、弾性変形が空気層４までに留まっている場合の特性を示し、特性が大きく変わる点である変曲点は無い。押圧点が画面１０１の周辺である場合、撓みが生じにくく、変位量ΔＺが小さくなり、特性曲線は、傾きがより小さい形状になる。ＩＣは、容量変化量ΔＣを表す検出値から、このような特性を反映する演算によって、押圧力等を計算できる。
【００９９】
［特性曲線（２）］
図２２は、実施の形態１のモジュールに関して、画面１０１内のある位置、例えば中央の点Ｐ１での荷重と押圧力との関係を表す特性曲線を示す。荷重と容量変化量との関係を表す特性曲線も基本的には同様の形状となる。実施の形態１のモジュールでは、液晶パネル３とバックライト装置５との間に空気層４が存在する構造である。そのため、特性曲線は、図２２のように、変曲点Ｑ１を有し、その時の荷重がＬ０である。変曲点Ｑ１までの範囲２２１は、弾性変形が空気層４までに留まっている図１１の第１変形状態の範囲に相当する。変曲点Ｑ１以降の範囲２２２は、弾性変形が空気層４からバックライト装置５等に及ぶ図１２の第２変形状態の範囲に相当する。図２２では、比較例として、クッション層７による緩和及び調整が反映されていない状態での特性を示す。範囲２２１では、関係が直線２２３で表される。範囲２２２では、関係が直線２２４で表される。範囲２２２では、バックライト装置５の弾性変形も加わるので、特性曲線の傾きが変化している。直線２２３では、傾きｇ０１が相対的に大きく、直線２２４では、傾きｇ０２が相対的に小さい。なお、押圧力と容量変化量は、図２１のような特性に基づいているので、特性曲線の詳しい形状は、破線で示すような曲線に変換可能である。
【０１００】
［特性曲線（３）］
図２３は、更に、画面１０１内の押圧位置の違いに応じた特性曲線を示す。図２３では、比較例として、クッション層７が無い形態の場合の特性曲線を示す。図２３では、画面１０１の押圧位置の違いに応じた特性曲線として、曲線２３１，２３２，２３３を示す。例えば、曲線２３１は、中央の点Ｐ１の検出信号に関する特性を示し、曲線２３２は、額縁部１０２に近い周辺の点として、左右辺の付近の点Ｐ４等の検出信号に関する特性を示し、曲線２３３は、上下辺周辺の点Ｐ２等の検出信号に関する特性を示す。各位置の曲線は、異なる変曲点Ｑ１〜Ｑ３を有する。曲線２３１は、荷重がＬ１の時に変曲点Ｑ１を有し、曲線２３２は、荷重がＬ２の時に変曲点Ｑ２を有し、曲線２３３は、荷重がＬ３の時に変曲点Ｑ３を有する。各曲線は、傾き等の形状が異なっている。変曲点までの第１範囲において、曲線２３１の傾きｇ１１、曲線２３２の傾きｇ２１、曲線２３３の傾きｇ３１とし、変曲点以降の第２範囲において、曲線２３１の傾きｇ１２、曲線２３２の傾きｇ２２、曲線２３３の傾きｇ３２とする。第１範囲で、荷重が例えばＬａの時には、曲線２３１の押圧力（対応する容量変化量）が一番大きく、曲線２３３の押圧力が一番小さい。第２範囲で、荷重が例えばＬｂの時には、曲線２３１の押圧力が一番大きく、曲線２３３の押圧力が一番小さい。
【０１０１】
このように、画面１０１内の押圧位置に応じて特性曲線が異なっている場合、複数の駆動電極ＶＣからの検出信号に基づいてＩＣで押圧力を計算する際に、画面１０１内の位置に応じて異なる計算が必要であり、演算が容易ではない。また、ＩＣの演算を簡略化するために、画面１０１内の位置に依らずに、簡略化した同じ特性曲線を適用して計算する形態とする場合、押圧力の検出精度がよくない。
【０１０２】
図２４は、図２３に対して、クッション層７が有る実施の形態１の場合における、画面１０１内の押圧位置の違いに応じた特性曲線を示す。クッション層７による調整後の曲線を示す。同様に、点Ｐ１の位置の曲線２４１、点Ｐ４等の位置の曲線２４２、点Ｐ２等の位置の曲線２４３を示す。破線は調整前を示す。第１範囲は、図２３と同様の曲線である。第２範囲において、クッション層７による弾性変形の緩衝の作用によって、各曲線の傾き等の形状が、図２３の形状よりも均一に近付くように揃えられている。第２範囲では、曲線２４１の傾きｇ１３、曲線２４２の傾きｇ２３、曲線２４３の傾きｇ３３である。例えば、ｇ１３＞ｇ１２、ｇ２３＞ｇ２２、ｇ３３＞ｇ３２（ｇ３３≒ｇ３２）である。
【０１０３】
この調整後の特性曲線では、押圧位置の違いの影響が緩和されており、均一な特性に近付いている。よって、複数の駆動電極ＶＣからの信号Ｓｆに基づいて、ＩＣで押圧力を計算する際には、同様の特性曲線に基づいた計算が適用可能であり、演算が容易である。複雑な補正演算は不要であり、計算の高速化等に寄与する。容易な演算によって、押圧力を高精度に計算可能である。また、この調整後の曲線２４１等では、傾きがより大きくなっており、値の域が拡大されている。よって、ＩＣで押圧力をより細かく計算可能である。それと共に、後述のように、押圧検出のために確保するべきＺ方向の長さを短くでき、例えば空気層４を薄くする、または無くすことが可能であり、モジュールの薄型化に寄与できる。上記のように、実施の形態１では、ＩＣの演算の内容を複雑にする必要無く、モジュールの物理的な構造によって押圧検出の特性を好適な特性に調整している。
【０１０４】
［特性曲線（４）］
図２５は、図２４に対して、更に、ＩＣの演算として所定の補正演算を行う場合の特性曲線の例を示す。図２４の特性曲線（破線）に基づいて補正演算した後の特性曲線として、曲線２５１，２５２，２５３を示す。補正演算として、傾きをより大きくする補正や、曲線を直線に変換する補正等を施している。補正後では、第２範囲で、曲線２５１の傾きｇ１４、曲線２５２の傾きｇ２４、曲線２５３の傾きｇ３４である。補正前の各曲線の形状が揃っているため、補正演算が容易である。このようにして、押圧力をより容易に高精度で検出できる。
【０１０５】
なお、ＩＣでの補正演算を含む演算の際には、物理学的な関係式に基づいた計算を常時に行う形態に限らず、ルックアップテーブル等を用いて計算を簡略化、高速化する形態としてもよい。その場合、予め、実験等で、各入力値に応じて計算を行って出力値を取得し、その入力値と出力値との関係を、補正演算テーブル等に格納しておけばよい。実使用の際には、入力値からそのテーブルを参照して対応する出力値を取り出せばよい。
【０１０６】
［特性曲線（５）］
図２６は、空気層４を無くした形態（後述の実施の形態３）の場合における特性曲線を示す。この特性曲線では、第２範囲のみとなり、変曲点は無い。曲線２６１は、例えば、押圧位置が画面１０１の中央の点Ｐ１の場合の特性曲線を示す。曲線２６２は、例えば、押圧位置が画面１０１の周辺の点の場合の特性曲線を示す。曲線２６３は、曲線２６１や曲線２６２に基づいて所定の補正演算を施した後の曲線を示す。曲線２６３のように、位置に依らずに概ね同じ特性曲線に揃えることができるので、押圧力の計算が容易である。
【０１０７】
［特性曲線（６）］
図２７は、比較例としてクッション層７が無い形態の場合における、画面１０１のＸ方向位置（駆動電極ＶＣ）と押圧力との関係を表す特性を示す。押圧力は、Ｘ方向位置に応じた変位量ΔＺ及び容量変化量ΔＣに応じて計算される押圧力を示す。複数の曲線は、Ｙ方向位置（走査線ＧＬからの信号Ｓｐ）に応じた特性を示す。最大値が大きい曲線が、押圧点のＹ方向位置に対応する曲線である。この特性では、押圧位置が画面１０１の中央である場合には検出しやすいが、周辺になるにつれて検出しにくい。特に、領域２７０は、額縁部１０２に近い領域を示す。前述のように額縁部１０２では位置が固定されている構造であるため、領域２７０では、押圧に対して変化量ΔＺ及び容量変化量ΔＣが小さく、基本的に押圧力が検出しにくい。
【０１０８】
図２８は、実施の形態１のクッション層７が有る場合における、画面１０１のＸ方向位置（駆動電極ＶＣ）と押圧力との関係を表す特性を示す。複数の曲線は、Ｙ方向位置（走査線ＧＬからの信号Ｓｐ）に応じた特性を示す。この特性では、クッション層７によって特性が調整されており、複数の曲線は、いずれも、画面１０１のＸ方向の中央と周辺とで押圧力の値が近い値に近付いている。即ち、各曲線の形状は、額縁部１０２に近い領域２７０を除いた範囲で、殆ど平らになっている。なお、変形例として、画面１０１の押圧検出可能な範囲を、領域２７０を除いた範囲として規定する形態も可能である。
【０１０９】
［押圧検出信号］
図２９は、補足として、図１１の第１変形状態に対応した、押圧状態での検出信号として、押圧力検出のための信号Ｓｆの電圧値を示す。Ｘ方向位置を駆動電極ＶＣの識別子で示し、１６本の駆動電極ＶＣがある例で示す。画面１０１のＸ方向の中央付近の位置（例えば駆動電極ＶＣ８）が押圧点である場合を示す。電圧値Ｖ０１は、押圧点の駆動電極ＶＣ８における容量Ｃ１の変化量に対応する電圧値を示す。電圧値Ｖ０２は、同じ押圧点の場合で周辺に近い位置、例えば駆動電極ＶＣ１５における容量Ｃ１の変化量に対応する電圧値を示す。本例では、各駆動電極ＶＣからの信号Ｓｆのうち、駆動電極ＶＣ８からの信号Ｓｆが最大値である。そのため、押圧点のＸ方向位置が駆動電極ＶＣ８であるとわかる。また、併せて、各走査線ＧＬからの信号Ｓｐの電圧値の大きさに基づいて、押圧点のＹ方向位置がわかる。よって、押圧点Ｐ０の位置座標（Ｘ０，Ｙ０）が計算できる。
【０１１０】
［弾性変形のＺ方向長さ］
図３０は、押圧検出の弾性変形のために確保するべきＺ方向長さについての説明図を示す。図３０は、対象荷重と、モジュールの弾性変形で必要とするＺ方向長さとの関係についてのシミュレーション結果を示す。実装を想定するモジュールにおいて、カバーガラス１の厚さを所定の厚さとし、画面１０１のサイズを所定のサイズとする。画面１０１への押圧を許容して検出可能とする対象荷重を、例えば荷重Ｎ１とする。複数の曲線は、カバーガラス１の厚さの違いに応じた曲線である。対象荷重に応じて、弾性変形で必要なＺ方向長さが決まる。
【０１１１】
曲線３０１は、カバーガラス１の厚さを第１厚さｍ１とした場合である。この曲線３０１で、対象荷重がＮ１である場合、必要なＺ方向長さとしては、長さＬＮ１となる。この長さＬＮ１は、例えば従来のモジュールの空気層４の厚さでカバーできる。なお、弾性変形の変位量が大きい場合、容量Ｃ１の容量変化量が大きくなり、ノイズ耐性も高く、押圧検出精度の観点では都合がよい。そのため、駆動電極ＶＣとベース電極ＢＥは、比較的遠くに離間した位置に配置されている。
【０１１２】
モジュールの薄型化を実現したい場合、例えばカバーガラス１の厚さを従来よりも薄い厚さにする。曲線３０２は、カバーガラス１の厚さを第２厚さｍ２（ｍ２＜ｍ１）とした場合である。この場合、検出可能な押圧力の範囲を従来と同じに確保したい場合、カバーガラス１が薄くなる分、液晶パネル３や空気層４等の部位での弾性変形の変位量がより多く必要になる。この曲線３０２では、対象荷重がＮ１である場合、必要なＺ方向長さは長さＬＮ２となる（ＬＮ２＞ＬＮ１）。弾性変形に必要なＺ方向長さが増大するほど、モジュールの薄型化は実現しにくい。例えば、長さＬＮ２を確保するために、空気層４のＺ方向長さが増大する。そのため、モジュールの薄型化のためには、更なる手段や工夫が必要になる。
【０１１３】
弾性変形に必要なＺ方向長さが空気層４でカバーできない場合、実施の形態１のように、弾性変形がバックライト装置５まで及ぶ。そこで、実施の形態１では、空気層４だけでなく、バックライト装置５のクッション層７を用いて、弾性変形を緩衝する。前述の図２４のように、クッション層７の影響によって、特性曲線の傾きが大きく揃うように調整される。実施の形態１では、クッション層７を設けるので、空気層４の厚さは、従来よりも薄くする、あるいは無くすことができる。これにより、モジュールの全体において、押圧検出に必要なＺ方向長さを縮小することができ、薄型化が実現できる。
【０１１４】
（実施の形態２）
図３１は、実施の形態２の表示装置の構成として、ＸＺ平面での断面を示す。以下、実施の形態２等では、実施の形態１に対して異なる構成点について説明する。実施の形態２の表示装置は、バックライト装置５の筐体であるケース８Ｂとは別に、ベース電極ＢＥが設けられている。ケース８Ｂの内側の面ｓ６に、ベース電極ＢＥが形成されている。ベース電極ＢＥの上にクッション層７を有する。ケース８Ｂは所定の剛性を有する。この構成では、ベース電極ＢＥは、剛性を持つケース８Ｂの面に形成され支持されているので、所定の剛性を持たせる必要は無い。ベース電極ＢＥは、例えば、導電効率が高く低コストであるアルミニウム等の金属で構成可能である。ベース電極ＢＥは、例えばケース８Ｂに対する導電性フィルムの貼り付け等によって形成されてもよい。ベース電極ＢＥとケース８Ｂとの間に接着層等を介在してもよいし、ベース電極ＢＥの上に絶縁膜等を介在してもよい。
【０１１５】
実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果が得られる。実施の形態２の変形例としては、ケース８Ｂの外面にベース電極ＢＥが形成されていてもよい。また、ベース電極ＢＥの形状は、画面１０１をカバーするＸＹ平面でのベタ層に限らず、例えば複数の電極による所定のパターン（例えばストライプ状や行列状）等で構成されてもよい。
【０１１６】
（実施の形態３）
図３２は、実施の形態３の表示装置のモジュールの構成として、ＸＺ平面の断面を示す。実施の形態３の表示装置のモジュールは、異なる構成点としては、液晶パネル３とバックライト装置５との間の空気層４を無くした構成である。前述の面ｓ２と面ｓ３とが最初から接触している状態である。この形態では、押圧の際、カバーガラス１、液晶パネル３、導光部５０等の部位が一体で弾性変形する。その弾性変形をクッション層７によって直接的に受け止めて緩衝し、特性を調整する。特性は、変曲点が無い曲線となる。
【０１１７】
実施の形態３によれば、実施の形態１と同様の効果が得られる。空気層４が無いので、ＩＣでの演算がより容易になり、モジュールの薄型化に寄与できる。なお、空気層４の代わりに、弾性率が十分に低く厚さが薄い弾性体層を介在させる形態も可能である。
【０１１８】
（実施の形態４）
図３３は、実施の形態４の表示装置のモジュールの構成として、ＸＺ平面の断面を示す。実施の形態４では、液晶パネル３とバックライト装置５の導光部５０との間にクッション層７を設けている。導光部５０の下は金属板５０である。ただし、この構成では、クッション層７は、バックライトを透過させるために光透過性を持つ部材で構成される。
【０１１９】
実施の形態４によれば、実施の形態１と同様の効果が得られる。なお、更に液晶パネル３とクッション層７との間に空気層４を設けた形態としてもよい。
【０１２０】
（実施の形態５）
図３４は、実施の形態５の表示装置のモジュールの構成として、ＸＺ平面の断面を示す。実施の形態５の表示装置は、液晶パネル３ではなく有機ＥＬパネル９を備える、有機ＥＬ表示装置である。有機ＥＬパネル９は、公知技術を適用して構成できる。有機ＥＬパネル９は、表示機能層として、有機化合物を含む発光素子を含む。有機ＥＬパネル９内に、駆動電極ＶＣ等が同様に形成されている。有機ＥＬパネル９は、自発光型表示装置であり、バックライト装置５を用いない。有機ＥＬパネル９のＺ方向下側には、接触した状態で、クッション層７が設けられている。クッション層７の下にベース電極ＢＥが設けられている。ベース電極ＢＥは、例えば、モジュールを構成する筐体９Ｂの上面に形成されている。ベース電極は、筐体９Ｂと一体として設けられてもよい。変形例として、有機ＥＬパネル９とクッション層７との間に空気層４がある形態でもよい。実施の形態５によれば、有機ＥＬ表示装置において、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【０１２１】
以上、本発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても、本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の実施の形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。前述の実施の形態では、開示例として液晶表示装置の場合を説明したが、本発明はこれに限らず適用可能である。本発明は、例えば、有機ＥＬ表示装置、その他の自発光型表示装置、電子ペーパー型表示装置、フラットパネル型表示装置、等に適用可能である。また、本発明は、小型から大型まで、特に限定されずに適用可能である。
【符号の説明】
【０１２２】
１…カバーガラス、２…接着層、３…液晶パネル、４…空気層、５…バックライト装置、６…固定部、７…クッション層、８…金属板、１０１…画面、１０２…額縁部、ＶＣ…駆動電極、ＢＥ…ベース電極。
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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