(57)【要約】【課題】静電容量結合方式の入力装置において、表示装置内に容易に組み込むことが可能な入力装置を提供することを目的とする。【解決手段】駆動電極１１および検知電極１２は、島状の複数個の電極ブロック１１ａ、１２ａを接続部１１ｂ、１２ｂを介して互いに電気的に接続することにより構成するとともに、駆動電極１１の電極ブロック１１ａと検知電極１２の電極ブロック１２ａどうしが対向しないように配置し、前記駆動電極１１および検知電極１２を外部回路に接続するための端子引出部１７は、それぞれの電極ブロック１１ａから引き出した複数本の引出配線部１７ａと、この複数本の引出配線部１７ａが共通に電気的に接続されかつ引出配線部１７ａに対して幅が広い広幅の共通配線部１７ｂを備えた。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の駆動電極と複数本の検知電極とが互いに交差するように配置されるとともに、前記交差部分それぞれに容量素子を形成することにより構成した入力装置であって、
前記駆動電極および検知電極を外部回路に接続するための端子引出部は、それぞれの電極から引き出した複数本の引出配線部と、この複数本の引出配線部が共通に電気的に接続されかつ引出配線部に対して幅が広い広幅の共通配線部とを備えたことを特徴とする入力装置。
【請求項２】
複数本の駆動電極と複数本の検知電極とが互いに交差するように配置されるとともに、前記交差部分それぞれに容量素子を形成することにより構成した入力装置であって、
前記駆動電極および検知電極は、島状の複数個の電極ブロックを接続部を介して互いに電気的に接続することにより構成するとともに、駆動電極の電極ブロックと検知電極の電極ブロックどうしが対向しないように配置し、
前記駆動電極および検知電極を外部回路に接続するための端子引出部は、それぞれの電極ブロックから引き出した複数本の引出配線部と、この複数本の引出配線部が共通に電気的に接続されかつ引出配線部に対して幅が広い広幅の共通配線部とを備えたことを特徴とする入力装置。
【請求項３】
前記端子引出部において、複数本の引出配線部の先端部は、スルーホール接続部を介して層間絶縁膜の裏面側に形成した幅広の共通配線部に電気的に接続し、かつ共通配線部は、金属材料により形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、画面へ座標を入力する静電容量結合方式の入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
表示画面に使用者の指などでタッチ操作して情報を入力する画面入力機能をもつ入力装置を備えた表示装置は、ＰＤＡや携帯端末などのモバイル用電子機器、各種の家電製品、無人受付機等の据置型顧客案内端末に用いられている。このようなタッチによる入力装置として、タッチされた部分の抵抗値変化を検出する抵抗膜方式、あるいは容量変化を検出する静電容量結合方式、タッチにより遮蔽された部分の光量変化を検出する光センサ方式などが知られている。
【０００３】
静電容量結合方式は、抵抗膜方式や光センサ方式と比較した場合に次のような利点がある。例えば、抵抗膜方式や光センサ方式では透過率が８０％程度と低いのに対し静電容量結合方式は約９０％と透過率が高く表示画質を低下させない点があげられる。また、抵抗膜方式では抵抗膜の機械的接触によりタッチ位置を検知するため、抵抗膜が劣化または破損するおそれがあるのに対し、静電容量結合方式では検出用電極が他の電極などと接触するような機械的接触がなく、耐久性の点からも有利である。
【０００４】
静電容量結合方式の入力装置としては、例えば、特許文献１で開示されているような方式がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−９０４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本技術はこのような静電容量結合方式の入力装置において、表示装置内に容易に組み込むことが可能な入力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】
【０００７】
このような課題を解決するために本技術は、複数本の駆動電極と複数本の検知電極とが互いに交差するように配置されるとともに、前記交差部分それぞれに容量素子を形成することにより構成した入力装置であって、前記駆動電極および検知電極を外部回路に接続するための端子引出部は、それぞれの電極から引き出した複数本の引出配線部と、この複数本の引出配線部が共通に電気的に接続されかつ引出配線部に対して幅が広い広幅の共通配線部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本技術によれば、静電容量結合方式の入力装置において、表示装置内に容易に組み込むことが可能な入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本技術の一実施の形態によるタッチセンサ機能を備えた液晶表示装置の全体構成を説明するためのブロック図
【図２】タッチセンサを構成する駆動電極と検知電極の配列の一例を示す斜視図
【図３】タッチセンサの概略構成と等価回路について、タッチ操作を行っていない状態とタッチ操作を行った状態とを説明するための説明図
【図４】タッチ操作を行っていない場合とタッチ操作を行った場合の検出信号の変化を示す説明図
【図５】液晶パネルの走査信号線の配列構造とタッチセンサの駆動電極および検知電極の配列構造を示す概略図
【図６】液晶パネルの表示更新を行う走査信号線のラインブロックへの走査信号の入力と、タッチセンサのタッチ検出を行うために駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給との関係の一例を示す説明図
【図７】１水平走査期間における走査信号と駆動信号の印加の状態を示すタイミングチャート
【図８】１水平走査期間における表示更新期間とタッチ検出期間との関係の一例を説明するためのタイミングチャート
【図９】本技術の一実施の形態によるタッチセンサ機能を備えた液晶表示装置の液晶パネル構成を示す説明図
【図１０】液晶パネルの画素電極領域の中央部において、タッチセンサを構成する駆動電極と検知電極の概略構成を示す説明図
【図１１】図１０のＡ部の端子引出部を拡大して示す説明図
【図１２】図１１のａ−ａ線で切断した断面図
【図１３】図１０のＢ部における画素領域とその周辺部の一例を示す平面図
【図１４】本技術によるタッチセンサにおいて、駆動電極と検知電極の配置を示す概略平面図
【図１５ａ】同じく駆動電極と検知電極の配置を拡大して示す概略平面図
【図１５ｂ】同じく駆動電極と検知電極の配置を拡大して示す概略平面図
【図１５ｃ】同じく駆動電極と検知電極の配置を拡大して示す概略平面図
【図１５ｄ】同じく駆動電極と検知電極の配置を拡大して示す概略平面図
【図１６】図１５ｄのＦ部、Ｇ部のそれぞれの概略断面図
【図１７】駆動電極と検知電極の間の等価回路図
【図１８】本技術の他の例におけるタッチセンサの構成と作用効果を説明するための断面図
【図１９】本技術におけるタッチセンサにおいて、検知電極の詳細構造を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本技術の一実施の形態による入力装置の一例として、液晶表示装置に用いるタッチセンサを例に図面を用いて説明するが、本技術はＥＬ表示装置などのその他の表示装置に使用することができ、これに限定されるものではない。
【００１１】
図１は、本技術の一実施の形態によるタッチセンサ機能を備えた液晶表示装置の全体構成を説明するためのブロック図である。図１に示すように、液晶表示装置は、液晶パネル１、バックライトユニット２、走査線駆動回路３、映像線駆動回路４、バックライト駆動回路５、センサ駆動回路６、信号検出回路７および制御装置８を備えている。
【００１２】
液晶パネル１は矩形の平板形状であり、ガラス基板などの透明基板からなるＴＦＴ基板と、このＴＦＴ基板に対向するように所定の間隙を設けて配置される対向基板とを有し、ＴＦＴ基板と対向基板との間に液晶材料を封入することにより構成されている。
【００１３】
前記ＴＦＴ基板は、液晶パネル１の背面側に位置し、ＴＦＴ基板を構成する基板に、マトリクス状に配置された画素電極と、前記画素電極に対応して設けられ画素電極への電圧印加をオンオフ制御するスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、共通電極などを形成することにより構成されている。
【００１４】
また、対向基板は、液晶パネル１の前面側に位置し、対向基板を構成する透明な基板に、前記画素電極に対応する位置に少なくとも赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）の３原色からなるカラーフィルタ（ＣＦ）と、前記ＲＧＢのサブピクセルの間、および／またはサブピクセルから構成される画素間に配置されるコントラストを向上させるための遮光材料からなるブラックマトリクスなどが形成されている。なお、本実施の形態では、ＴＦＴ基板の各サブピクセルに形成されるＴＦＴは、ｎチャネル型のＴＦＴを例にして、ドレイン電極およびソース電極を定義して説明する。
【００１５】
ＴＦＴ基板には、複数の映像信号線９と複数の走査信号線１０とが互いに概ね直交して形成される。走査信号線１０はＴＦＴの水平列ごとに設けられ、水平列の複数のＴＦＴのゲート電極に共通に接続される。映像信号線９はＴＦＴの垂直列ごとに設けられ、垂直列の複数のＴＦＴのドレイン電極に共通に接続される。また、各ＴＦＴのソース電極にはＴＦＴに対応する画素領域に配置された画素電極が接続される。
【００１６】
ＴＦＴ基板に形成された各ＴＦＴは、走査信号線１０に印加される走査信号に応じて水平列単位で、オン／オフ動作が制御される。オン状態とされた水平列の各ＴＦＴは、画素電極を映像信号線９に印加される映像信号に応じた電位（画素電圧）に設定する。そして、液晶パネル１は、複数の画素電極およびこの画素電極に対向するように設けた共通電極を有し、前記画素電極と共通電極との間に生じる電界により画素領域ごとに液晶の配向を制御して、バックライトユニット２から入射した光に対する透過率を変えることにより、表示面に画像を形成する。
【００１７】
バックライトユニット２は、液晶パネル１の裏面側に配置され、液晶パネル１の裏面から光を照射するもので、例えば複数の発光ダイオードを配列して面光源を構成する構造や、発光ダイオードの光を導光板と拡散反射板とを組み合わせて用い、面光源とする構成の構造のものが知られている。
【００１８】
走査線駆動回路３は、ＴＦＴ基板に形成された複数の走査信号線１０に接続されている。走査線駆動回路３は、制御装置８から入力されるタイミング信号に応じて走査信号線１０を順番に選択し、選択した走査信号線１０にＴＦＴをオンする電圧を印加する。例えば、走査線駆動回路３は、シフトレジスタを含んで構成され、シフトレジスタは制御装置８からのトリガ信号を受けて動作を開始し、垂直走査方向に沿った順序で走査信号線１０を順次選択し、選択した走査信号線１０に走査パルスを出力する。
【００１９】
映像線駆動回路４は、ＴＦＴ基板に形成された複数の映像信号線９に接続されている。映像線駆動回路４は、走査線駆動回路３による走査信号線１０の選択に合わせて、選択された走査信号線１０に接続されるＴＦＴそれぞれに、各サブピクセルの階調値を表す映像信号に応じた電圧を印加する。これにより、選択された走査信号線１０に対応するサブピクセルに映像信号が書き込まれる。
【００２０】
バックライト駆動回路５は、制御装置８から入力される発光制御信号に応じたタイミングや輝度でバックライトユニット２を発光させる。
【００２１】
前記液晶パネル１には、タッチセンサを構成する電極として、複数の駆動電極１１と複数の検知電極１２とが互いに交差するように配置されている。
【００２２】
これらの駆動電極１１および検知電極１２により構成されるタッチセンサは、駆動電極１１と検知電極１２との間で、電気信号の入力および静電容量変化による応答検出を行い、表示面への物体の接触を検出する。この接触を検出する電気回路として、センサ駆動回路６および信号検出回路７が設けられている。
【００２３】
センサ駆動回路６は、交流信号源であり、駆動電極１１に接続される。例えば、センサ駆動回路６は制御装置８からタイミング信号が入力され、液晶パネル１の画像表示に同期して駆動電極１１を順番に選択し、選択した駆動電極１１に矩形状のパルス電圧による駆動信号Ｔｘｖを供給する。例えば、センサ駆動回路６は、走査線駆動回路３と同様、シフトレジスタを含んで構成され、制御装置８からのトリガ信号を受けてシフトレジスタを動作させ、垂直走査方向に沿った順序で駆動電極１１を順次選択し、選択した駆動電極１１にパルス電圧による駆動信号Ｔｘｖを供給する。
【００２４】
なお、駆動電極１１および走査信号線１０は、ＴＦＴ基板に水平方向の列方向に延在するように形成され、垂直方向の行方向に複数本配列されている。これらの駆動電極１１および走査信号線１０に電気的に接続されるセンサ駆動回路６および走査線駆動回路３は、サブピクセルが配列される表示領域の垂直な辺に沿って配置することが望ましく、左右の辺の一方に走査線駆動回路３を配置し、他方にセンサ駆動回路６を配置している。
【００２５】
信号検出回路７は、静電容量変化を検出する検出回路であり、検知電極１２に接続される。信号検出回路７は、検知電極１２毎に検出回路を設け、検知電極１２において検出信号Ｒｘｖとして検出する構成としている。なお、他の構成例としては、複数の検知電極１２群に１つの検出回路を設け、駆動電極１１に印加される複数回のパルス電圧において、複数の検知電極１２での検出信号Ｒｘｖの監視を時分割で行い、検出信号Ｒｘｖを検出するように構成してもよい。
【００２６】
表示面上での物体の接触位置は、どの駆動電極１１に駆動信号Ｔｘｖを印加したときに、どの検知電極１２で接触時の信号が検出されたかに基づいて求められ、それら駆動電極１１と検知電極１２との交点が接触位置として演算により求められる。なお、接触位置を求める演算方法としては、液晶表示装置内に演算回路を設けて行う方法や、液晶表示装置の外部の演算回路により行う方法がある。
【００２７】
制御装置８は、ＣＰＵなどの演算処理回路およびＲＯＭやＲＡＭなどのメモリを備えている。制御装置８は、入力される映像データに基づき、色調整などの各種の画像信号処理を行って各サブピクセルの階調値を示す画像信号を生成し、前記映像線駆動回路４に供給する。また、制御装置８は、入力された映像データに基づき、前記走査線駆動回路３、映像線駆動回路４、バックライト駆動回路５、センサ駆動回路６および信号検出回路７の動作の同期をとるためのタイミング信号を生成し、それら回路に供給する。また、制御装置８は、バックライト駆動回路５への発光制御信号として、入力された映像データに基づいて発光ダイオードの輝度を制御するための輝度信号を供給する。
【００２８】
ここで、前記液晶パネル１の各信号線および電極に接続される走査線駆動回路３、映像線駆動回路４、センサ駆動回路６および信号検出回路７は、フレキシブル配線板やプリント配線板やガラス基板に各回路の半導体チップを搭載することにより構成しているが、前記走査線駆動回路３、映像線駆動回路４、センサ駆動回路６は、ＴＦＴ基板に、ＴＦＴなどとともに同時に形成することにより搭載してもよい。
【００２９】
図２は、タッチセンサを構成する駆動電極と検知電極の配列の一例を示す斜視図である。図２に示すように、入力装置としてのタッチセンサは、図２の左右方向に延在する複数本のストライプ状の電極パターンである駆動電極１１と、駆動電極１１の電極パターンの延在方向と交差する方向に延びる複数本のストライプ状の電極パターンである検知電極１２とから構成されている。それぞれの駆動電極１１と検知電極１２とが互いに交差した交差部分それぞれに、静電容量を持つ容量素子が形成されている。
【００３０】
また、前記駆動電極１１は、前記走査信号線１０が延在する方向に対して平行な方向に延在するように配列されている。そして、前記駆動電極１１は、後で詳細に説明するが、Ｍ（Ｍは自然数）本の走査信号線を１ラインブロックとしたとき、複数のＮ（Ｎは自然数）本のラインブロックそれぞれに対応するように配置され、ラインブロック毎に駆動信号を印加するように構成している。
【００３１】
タッチ検出動作を行う際は、センサ駆動回路６から駆動電極１１に対し、ラインブロック毎に時分割的に順次走査するように駆動信号Ｔｘｖを供給することにより、検出対象となる１つのラインブロックが順次選択される。また、検知電極１２から検出信号Ｒｘｖを出力することにより、１つのラインブロックのタッチ検出が行われるように構成されている。
【００３２】
次に、静電容量方式のタッチセンサにおけるタッチ検出の原理（電圧検知方式）について、図３、図４を用いて説明する。
【００３３】
図３（ａ）、（ｂ）は、タッチセンサの概略構成と等価回路について、タッチ操作を行っていない状態（図３（ａ））とタッチ操作を行った状態（図３（ｂ））とを説明する図である。図４は、図３に示すように、タッチ操作を行っていない場合とタッチ操作を行った場合の検出信号の変化を示す説明図である。
【００３４】
静電容量方式のタッチセンサは、図２に示すように、互いに交差するようにマトリクス状に配置された一対の駆動電極１１と検知電極１２との交差部が、図３（ａ）に示すように、誘電体Ｄを挟んで対向配置していることにより容量素子を構成している。等価回路は、図３（ａ）のように表わされ、駆動電極１１、検知電極１２および誘電体Ｄによって、容量素子Ｃ１が構成される。容量素子Ｃ１は、その一端が交流信号源としてのセンサ駆動回路６に接続され、他端Ｐは抵抗器Ｒを介して接地されるとともに、電圧検出器としての信号検出回路７に接続される。
【００３５】
交流信号源としてのセンサ駆動回路６から駆動電極１１（容量素子Ｃ１の一端）に、数ｋＨｚ〜十数ｋＨｚ程度の所定の周波数のパルス電圧による駆動信号Ｔｘｖ（図４）を印加すると、検知電極１２（容量素子Ｃ１の他端Ｐ）に、図４に示すような出力波形（検出信号Ｒｘｖ）が現れる。
【００３６】
指が接触（または近接）していない状態では、図３（ａ）に示すように、容量素子Ｃ１に対する充放電に伴って、容量素子Ｃ１の容量値に応じた電流Ｉ０が流れる。このときの容量素子Ｃ１の他端Ｐの電位波形は、図４の波形Ｖ０のようになり、これが電圧検出器である信号検出回路７によって検出される。
【００３７】
一方、指が接触（または近接）した状態では、図３（ｂ）に示すように、等価回路は、指によって形成される容量素子Ｃ２が容量素子Ｃ１に直列に追加された形となる。この状態では、容量素子Ｃ１、Ｃ２に対する充放電に伴って、それぞれ電流Ｉ１、Ｉ２が流れる。このときの容量素子Ｃ１の他端Ｐの電位波形は、図４の波形Ｖ１のようになり、これが電圧検出器である信号検出回路７によって検出される。このとき、点Ｐの電位は、容量素子Ｃ１、Ｃ２を流れる電流Ｉ１、Ｉ２の値によって定まる分圧電位となる。このため、波形Ｖ１は、非接触状態での波形Ｖ０よりも小さい値となる。
【００３８】
信号検出回路７は、検出電極１２それぞれから出力される検出信号の電位を所定のしきい値電圧Ｖｔｈと比較し、このしきい値電圧以上であれば非接触状態と判断し、しきい値電圧未満であれば接触状態と判断する。このようにして、タッチ検出が可能となる。これ以外の静電容量の変化の信号を検知する方法として、電流を検知する方法等がある。
【００３９】
次に、本技術によるタッチセンサの駆動方法の一例について、図５〜図１７を用いて説明する。
【００４０】
図５は、液晶パネルの走査信号線の配列構造とタッチセンサの駆動電極および検知電極の配列構造を示す概略図である。図５に示すように、水平方向に延在する走査信号線１０は、Ｍ（Ｍは自然数）本の走査信号線Ｇ１−１、Ｇ１−２・・・Ｇ１−Ｍを１ラインブロックとし、複数のＮ（Ｎは自然数）本のラインブロック１０−１、１０−２・・・１０−Ｎに分割して配列されている。
【００４１】
タッチセンサの駆動電極１１は、前記ラインブロック１０−１、１０−２・・・１０−Ｎに対応させてＮ本の駆動電極１１−１、１１−２・・・１１−Ｎが水平方向に延在するように配列され、前記Ｎ本の駆動電極１１−１、１１−２・・・１１−Ｎと交差するように複数本の検知電極１２が配列されている。
【００４２】
図６は、液晶パネルの表示更新を行う走査信号線のラインブロックへの走査信号の入力と、タッチセンサのタッチ検出を行うために駆動電極のラインブロックへの駆動信号の供給との関係の一例を示す説明図である。図６の（ａ）〜（ｆ）それぞれが１水平走査期間における状態を示している。
【００４３】
図６（ａ）に示すように、一番上のラインブロック１０−１の走査信号線それぞれに走査信号を順次入力している水平走査期間においては、一番下のラインブロック１０−Ｎに対応する駆動電極１１−Ｎに駆動信号を供給している。この後に続く水平走査期間、すなわち、図６（ｂ）に示すように、上から２番目のラインブロック１０−２の走査信号線それぞれに走査信号を順次入力している水平走査期間においては、１ライン前の一番上のラインブロック１０−１に対応する駆動電極１１−１に駆動信号を供給している。
【００４４】
そして、図６（ｃ）〜（ｆ）に示すように、ラインブロック１０−３、１０−４、１０−５・・・１０−Ｎの走査信号線それぞれに走査信号を順次入力している水平走査期間が順次進行するのに対応し、１ライン前のラインブロック１０−２、１０−３、１０−４、１０−５に対応する駆動電極１１−２、１１−３、１１−４、１１−５に駆動信号を供給するように構成している。
【００４５】
すなわち、本技術においては、複数の駆動電極１１への駆動信号の供給は、表示更新を行う１水平走査期間において、複数の走査信号線に走査信号を印加していないラインブロックに対応する駆動電極を選択して供給するように構成している。
【００４６】
図７は、１水平走査期間における走査信号と駆動信号の印加の状態を示すタイミングチャートである。図７に示すように、１フレーム期間のそれぞれの水平走査期間（１Ｈ、２Ｈ、３Ｈ・・・ＭＨ）において、走査信号線１０にはラインブロック単位（１０−１、１０−２・・・１０−Ｎ）で走査信号が入力されて表示更新が行われる。この走査信号が入力されている期間内に、走査信号線のラインブロックに対応する駆動電極１１−１、１１−２・・・１１−Ｎには、タッチ検出のための駆動信号が供給されている。
【００４７】
図８は、１水平走査期間における表示更新期間とタッチ検出期間との関係の一例を説明するためのタイミングチャートである。
【００４８】
図８に示すように、表示更新期間においては、走査信号線１０に走査信号が順次入力されるとともに、各サブピクセルの画素電極のスイッチング素子に接続される映像信号線９には、入力される映像信号に応じた画素信号が入力される。なお、図８において、水平走査期間の前後には、パルス状の走査信号が所定の電位に立ち上がるまでの時間と、所定の電位に立ち下がるまでの時間に相当する遷移期間が存在している。
【００４９】
本技術においては、この表示更新期間と同じタイミングでタッチ検出期間を設けており、表示更新期間から遷移期間を除いた期間をタッチ検出期間としている。すなわち、走査信号が所定の電位に立ち上がる遷移期間が終了した時点で、駆動電極１１に駆動信号としてパルス電圧を供給し、パルス電圧の立上りによる電位の変位点からタッチ検出期間を開始している。また、タッチ検出タイミングＳは、パルス電圧の立下りポイントとタッチ検出期間終了ポイントの２箇所に存在している。
【００５０】
なお、タッチ検出期間におけるタッチ検出動作は、図３、図４により説明した通りである。
【００５１】
次に、本技術によるタッチセンサの電極構造について説明する。
【００５２】
図９は、本技術の一実施の形態によるタッチセンサ機能を備えた液晶表示装置の液晶パネル構成を示す説明図である。図１０は、タッチセンサの電極構成について、端子引出部を含めて拡大して示す説明図である。
【００５３】
図９に示すように、液晶パネル１は、ガラス基板などの透明基板からなるＴＦＴ基板１ａに、マトリクス状に配置された画素電極と、前記画素電極に対応して設けられ画素電極への電圧印加をオンオフ制御するスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、共通電極などを形成することにより画素電極領域１３が形成されている。そして、ＴＦＴ基板１ａには、映像信号線９に接続される映像線駆動回路４と、走査信号線１０に接続される走査線駆動回路３とが配置されている。
【００５４】
また、図１により説明したように、ＴＦＴ基板には、複数の映像信号線９と複数の走査信号線１０とが互いに概ね直交して形成され、走査信号線１０はＴＦＴの水平列ごとに設けられ、水平列の複数のＴＦＴのゲート電極に共通に接続される。映像信号線９はＴＦＴの垂直列ごとに設けられ、垂直列の複数のＴＦＴのドレイン電極に共通に接続される。また、各ＴＦＴのソース電極にはＴＦＴに対応する画素領域に配置された画素電極が接続される。
【００５５】
図９に示すように、液晶パネル１の画素電極領域１３には、タッチセンサを構成する電極として、複数の駆動電極１１と複数の検知電極１２とが互いに交差するように配置されている。一方の駆動電極１１は、図５に示すように、Ｎ本の駆動電極１１−１、１１−２・・・１１−Ｎが画素配列の行方向の配列方向（水平方向）に延在するように形成され、他方の検知電極１２は、Ｎ本の駆動電極１１−１、１１−２・・・１１−Ｎと交差するように画素配列の列方向（垂直方向）に延在するように複数本形成されている。
【００５６】
さらに、駆動電極１１は、図１０に示すように、島状に分離されるように列方向に配置したひし形形状の複数個の電極ブロック１１ａどうしを、この電極ブロック１１ａに連続して同層に形成される接続部１１ｂで接続することにより、１本の駆動電極１１が形成され、この構成の駆動電極１１を行方向に複数本配置した構成としている。
【００５７】
また、検知電極１２は、島状に分離されるように行方向に配置したひし形形状の複数個の電極ブロック１２ａどうしを、この電極ブロック１２ａに連続して同層に形成される接続部１２ｂにより接続することにより、１本の検知電極１２が形成され、この構成の検知電極１２を列方向に複数本配置した構成としている。
【００５８】
そして、それぞれの駆動電極１１の電極ブロック１１ａと検知電極１２の電極ブロック１２ａどうしが対向しないように配置されている。なお、駆動電極１１および検知電極１２は、画素電極領域１３の中央部分においてはひし形形状をしているが、周辺端部においては、ひし形形状を半分に分割した三角形状としている。
【００５９】
また、図９、図１０において、駆動電極１１をセンサ駆動回路６に電気的に接続するための端子引出部１７が設けられている。
【００６０】
図１０に示すように、端子引出部１７は、駆動電極１１の端部の電極ブロックから引き出した複数本の引出配線部１７ａと、この複数本の引出配線部１７ａが共通に電気的に接続される低抵抗の金属材料からなる共通配線部１７ｂとを有し、共通配線部１７ｂは、引出配線部１７ａに対して幅が広いベタパターン状に形成されている。なお、図１０においては、駆動電極１１の端子引出部を例にして示しているが、駆動電極１１と検知電極１２の形成方法によっては、検知電極１２の端子引出部も同様な構成とすればよい。
【００６１】
図１１は、タッチセンサの電極の端子引出部において、図１０のＡ部を拡大して示す説明図である。図１２は、図１１のａ−ａ線で切断した断面図である。
【００６２】
図１１、図１２に示すように、駆動電極１１の端部の電極ブロックから引き出した複数本の引出配線部１７ａの先端部は、スルーホール接続部１７ｃを介して、層間絶縁膜１８の裏面側に形成した低抵抗の金属材料からなる幅広の共通配線部１７ｂに電気的に接続されている。
【００６３】
図１３は、図１０のＢ部における画素領域とその周辺部の一例を示す平面図である。
【００６４】
図１３に示すように、ＴＦＴ基板１ａの液晶側の面には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材からなる画素電極１９と、画素電極１９にソース電極を接続したＴＦＴ２０と、ＴＦＴ２０のゲート電極に接続された走査信号線１０と、ＴＦＴ２０のドレイン電極に接続された映像信号線９と、前記画素電極１９の周辺部に形成したインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材と金属層とからなる検知電極１２が積層形成されている。
【００６５】
また、ＴＦＴ２０は、半導体層、および半導体層にそれぞれオーミック接続されるドレイン電極およびソース電極を有し、ソース電極はコンタクトホールを介して画素電極１９に接続されている。半導体層の下層には、走査信号線１０に接続されるゲート電極が形成されている。
【００６６】
なお、図１３に示す例はＩＰＳ方式と呼ばれる液晶パネルの例で、画素電極１９は、画素電極１９と共通電極との間の電界が有効画素領域の液晶に及ぶように、櫛歯形状に形成されている。また、画素電極１９を形成した有効画素領域を囲むように境界領域が設けられ、その境界領域に、走査信号線１０、映像信号線９が配置され、それらの交点近傍にＴＦＴ２０が配置されている。さらに、その境界領域に沿って検知電極１２が形成されている。
【００６７】
また、図１３には図示していないが、画素電極１９に層間絶縁膜を挟んで対向するように共通電極が形成されており、本実施の形態においては、液晶パネル１の共通電極がタッチセンサの駆動電極１１として兼用して使用される。
【００６８】
また図示していないが、図１０のＣ部における画素領域とその周辺部の構成については、図１３とほぼ同じであるが、Ｂ部における画素領域とその周辺部の構成と、Ｃ部における画素領域とその周辺部の構成とで異なるのは、画素領域の周辺部に配置されている検知電極１２の有無である。Ｃ部における画素領域とその周辺部の構成において、検知電極１２が存在しない。
【００６９】
図１４（ａ）、（ｂ）は、画素電極を形成した側から見た電極配列と共通電極側から見た電極配列を示す平面図である。また、図１５ａ、図１５ｂ、図１５ｃ、図１５ｄは、液晶パネルの共通電極と、液晶パネルの共通電極を兼ねたタッチセンサの駆動電極および検知電極を拡大して示す説明図であり、図１５ａ、図１５ｄに共通電極と、共通電極を兼ねた駆動電極と、検知電極との位置関係を示し、図１５ｂ、図１５ｃにそれぞれ検知電極、共通電極および共通電極を兼ねた駆動電極のみを示している。
【００７０】
まず、共通電極および共通電極を兼ねた駆動電極側から説明すると、図１４、図１５ａ〜図１５ｄに示すように、液晶パネルの共通電極を兼ねた駆動電極１１は、島状に分離されるように列方向に配置したひし形形状の複数個の電極ブロック１１ａどうしを、この電極ブロック１１ａに連続して同層に形成され、かつ電極ブロック１１ａより面積の小さい接続部１１ｂを介して互いに電気的に接続することにより、１本の駆動電極１１が形成されている。そして、この構成の駆動電極１１を行方向に複数本配置した構成としている。
【００７１】
また、共通電極としてのみ働く電極パターン２４は、駆動電極１１同様な形状であり、駆動電極１１に対して電気的に分離するスリット２５を介して駆動電極１１間に配置されている。すなわち、電極パターン２４は、島状に分離されるように列方向に配置したひし形形状の複数個の電極ブロック２４ａどうしを、この電極ブロック２４ａに連続して同層に形成され、かつ電極ブロック２４ａより面積の小さい接続部２４ｂを介して互いに電気的に接続することにより、１本の電極パターン２４が形成されている。そして、この構成の電極パターン２４が、駆動電極１１との間にスリット２５を設けて行方向に複数本配置した構成としている。
【００７２】
このように本技術によるタッチセンサにおいては、液晶パネルの画素電極１９に対向する共通電極をスリット２５により分割することにより、駆動電極１１が配置されている。
【００７３】
また、検知電極１２は、島状に分離されるように行方向に配置したひし形形状の複数個の電極ブロック１２ａどうしを、この電極ブロック１２ａに連続して同層に形成され、かつ電極ブロック１２ａより面積の小さい接続部１２ｂを介して互いに電気的に接続することにより、１本の検知電極１２が形成されている。そして、この構成の検知電極１２を列方向に複数本配置した構成としている。これにより、駆動電極１１および検知電極１２は、図５に示すような回路を構成している。
【００７４】
前記検知電極１２の電極ブロック１２ａは、複数のサブピクセルの画素電極１９それぞれの周囲に形成された検知電極１２を互いに電気的に接続して集合体とすることにより形成され、かつ互いに島状に分離した状態で行方向に配置されている。検知電極１２の接続部１２ｂは、電極ブロック１２ａを構成する複数の画素間に存在する他の画素に形成された検知電極１２により構成され、電極ブロック１２ａに対して小さい面積として形成されている。
【００７５】
さらに、図１５ａに示すように、検知電極１２の電極ブロック１２ａは、共通電極を兼ねた駆動電極１１の電極ブロック１１ａと対向しないように配置されている。また、検知電極１２の電極ブロック１２ａは、共通電極の電極パターン２４の電極ブロック２４ａより小さい面積であって、電極パターン２４の電極ブロック２４ａに対向するように配置されている。
【００７６】
図１５ｄは図１５ａのＤ部の拡大図である。実際にはひし形形状の電極ブロックの斜めの部分は階段状に形成している。また領域Ｅは、少なくとも赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）のサブピクセルから構成される１画素を示す。
【００７７】
図１６（ａ）、（ｂ）は、図１５ｄのＦ，Ｇ部のそれぞれの概略断面図である。
【００７８】
図１６に示すように、液晶パネル１は、ガラス基板などの透明基板からなるＴＦＴ基板１ａと、このＴＦＴ基板１ａに対向するように所定の間隙を設けて配置される対向基板１ｂとを有し、ＴＦＴ基板１ａと対向基板１ｂとの間に液晶材料１ｃを封入することにより構成されている。
【００７９】
前記ＴＦＴ基板１ａは、液晶パネル１の背面側に位置し、ＴＦＴ基板１ａを構成する基板に、マトリクス状に配置された画素電極１９と、前記画素電極１９に対応して設けられ画素電極１９への電圧印加をオンオフ制御するスイッチング素子としてのＴＦＴと、液晶パネルの共通電極を兼ねた駆動電極１１または共通電極のみを備えている。
【００８０】
また、対向基板１ｂは、液晶パネル１の前面側に位置し、対向基板１ｂを構成する透明な基板に、前記画素電極１９に対応するように少なくとも赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）のサブピクセルを構成するための３原色のカラーフィルタ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂと、前記ＲＧＢのサブピクセルの間、および／またはサブピクセルから構成される画素間に配置され、コントラストを向上させるための遮光材料からなる遮光部であるブラックマトリクス２２が形成されている。
【００８１】
ここで、詳細な説明は省略したが、通常のアクティブマトリクスの液晶パネルと同様、ＴＦＴ基板１ａに形成される各構成要素間には、層間絶縁膜２３が形成されている。
【００８２】
上述したように、ＴＦＴ基板１ａには、ＴＦＴ２０のドレイン電極に接続される複数の映像信号線９と、ゲート電極に接続される複数の走査信号線１０とが互いに直交するように配置されている。走査信号線１０はＴＦＴの水平列毎に設けられ、水平列の複数のＴＦＴ２０のゲート電極に共通に接続される。映像信号線９はＴＦＴ２０の垂直列毎に設けられ、垂直列の複数のＴＦＴ２０のドレイン電極に共通に接続されている。また、各ＴＦＴ２０のソース電極にはＴＦＴ２０に対応する画素電極１９が接続される。
【００８３】
また、図１６（ａ）に示すように、前記対向基板１ｂのブラックマトリクス２２と対向する位置にスリット２５が形成されている。
【００８４】
また、図１３により説明したように、画素電極１９を形成した有効画素領域を囲むように境界領域が設けられ、その境界領域に沿って、図１６（ｂ）に示すように、前記対向基板１ｂのブラックマトリクス２２と対向する位置に検知電極１２が形成されている。
【００８５】
図１７は、駆動電極１１の電極ブロック１１ａと検知電極１２の電極ブロック１２ａとの間の等価回路図である。図１７に示すように、駆動電極１１の電極ブロック１１ａと検知電極１２の電極ブロック１２ａどうしは互いに対向しないように配置されており、電極ブロック１１ａと電極ブロック１２ａのエッジ部分の間に所定の静電容量が形成されることとなり、相互容量を減少させることができ、これにより図３により説明したタッチ検出動作を行う際に、検出感度を高めることができる。
【００８６】
また、検知電極１２の電極ブロック１２ａは、駆動電極１１の電極ブロック１１ａおよび共通電極の電極パターン２４の電極ブロック２４ａより小さい面積であって、検知電極１２と駆動電極１１との間に共通電極の電極パターン２４が存在することにより、より相互容量を減少させることができ、よりタッチ検出動作時の検出感度を高めることができる。
【００８７】
図１８（ａ）、（ｂ）は、本技術の他の例におけるタッチセンサの構成と作用効果を説明するための断面図である。
【００８８】
液晶パネル１の共通電極をタッチセンサの一方の電極として共用した場合、通常ベタパターンで形成される共通電極側にスリット２５が設けられることになる。図１８（ａ）に示すように、共通電極側にスリット２５を設け、タッチセンサの一方の電極（図１８に示す例では駆動電極）と共用すると、ＴＦＴ基板１ａの下層部分に形成した映像信号線９からの漏洩電界によって、液晶配向に乱れを発生させるおそれがある。特に今回のようなひし形状のパターンを形成する場合、行方向（垂直方向）にスリット２５を形成する必要がある。また、映像信号線９も行方向に形成されており、行方向のスリット２５の位置と映像信号線９の位置は同じであるので、その影響は大きい。
【００８９】
本技術においては、図１８（ｂ）に示すように、タッチセンサの一方の電極である駆動電極１１として共用するために設けたスリット２５と対応する位置に、遮蔽電極２６を設けたものである。この場合、電界抑制用の遮蔽電極２６は、表示駆動に影響を与えない電位の電圧（＝共通電極に印加する電圧）を供給するように構成する。
【００９０】
なお、図１８に示す例では、タッチセンサの他方の電極である検知電極１２とは別に遮蔽電極２６を設けたが、タッチセンサの検知電極１２と同時に形成し、共用する構成としてもよい。
【００９１】
この遮蔽電極２６により、ＴＦＴ基板１ａの下層部分に形成した映像信号線９からの漏洩電界を遮蔽する役割を果たすことができ、液晶配向の乱れを抑制することができる。
【００９２】
図１９は、本技術におけるタッチセンサにおいて、検知電極の詳細構造を示す断面図である。図１９に示すように、検知電極１２は、画素電極１９を形成する前に、まず、アルミニウムや銅などの低抵抗の金属材料からなる下層部２７ａを感光露光法を用いて所定のパターン形状で形成し、その後、画素電極１９を形成する感光露光法による同じ工程により、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材からなる上層部２７ｂを形成することにより、画素電極１９の周辺部に形成されている。
【００９３】
このような構成とすることにより、タッチセンサの電極として、低抵抗の電極を形成することができ、タッチセンサの高感度化、省電力駆動が可能となる。
【００９４】
以上のように本技術による入力装置においては、駆動電極１１および検知電極１２は、島状の複数個の電極ブロック１１ａ、１２ａを接続部１１ｂ、１２ｂを介して互いに電気的に接続することにより構成するとともに、駆動電極１１の電極ブロック１１ａと検知電極１２の電極ブロック１２ａどうしが対向しないように配置し、前記駆動電極１１および検知電極１２を外部回路に接続するための端子引出部１７は、それぞれの電極ブロック１１ａ（１２ａ）から引き出した複数本の引出配線部１７ａと、この複数本の引出配線部１７ａが共通に電気的に接続されかつ引出配線部１７ａに対して幅が広い広幅の共通配線部１７ｂを備えたもので、静電容量結合方式の入力装置を表示装置内に容易に組み込むことが可能となる。
【００９５】
また、前記端子引出部１７において、複数本の引出配線部１７ａの先端部は、スルーホール接続部１７ｃを介して層間絶縁膜１８の裏面側に形成した幅広の共通配線部１７ｂに電気的に接続し、かつ共通配線部１７ｂは、低抵抗の金属材料により形成したことにより、入力装置の電極の抵抗値を容易に下げることができ、しかも外部回路との接続を容易に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
以上のように本技術は、静電容量結合方式の入力装置において有用な発明である。
【符号の説明】
【００９７】
１  液晶パネル
２  バックライトユニット
３  走査線駆動回路
４  映像線駆動回路
５  バックライト駆動回路
６  センサ駆動回路
７  信号検出回路
８  制御装置
９  映像信号線
１０  走査信号線
１１  駆動電極
１１ａ、１２ａ、２４ａ  電極ブロック
１１ｂ、１２ｂ、２４ｂ  接続部
１２  検知電極
１３  画素電極領域
１７  端子引出部
１７ａ  引出配線部
１７ｂ  共通配線部
１７ｃ  スルーホール接続部
１８、２３  層間絶縁膜
１９  画素電極
２０  ＴＦＴ
２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ  カラーフィルタ
２２  ブラックマトリクス
２４  電極パターン
２５  スリット
２６  遮蔽電極
２７ａ  下層部
２７ｂ  上層部
【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１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１５ｃ】
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【図１５ｄ】
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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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