【手続補正書】
【提出日】令和3年11月29日(2021.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を表示するための表示領域と、当該表示領域の周辺に設けられている周辺領域とを有するタッチパネル内蔵ディスプレイであって、
前記タッチパネル内蔵ディスプレイに対するタッチ位置を検出するための、静電容量方式に対応したセンサ電極と、
前記センサ電極が設けられているセンサ基板と、
前記センサ基板を覆う、可撓性を有する保護板と、
前記保護板が押圧されている押圧状態を検出するための、第１電極、第２電極および第３電極とを備え、
前記センサ基板は、前記表示領域および前記周辺領域が存在する主面を有し、
前記保護板は、前記センサ基板の前記主面を覆う背面を有し、
前記保護板の前記背面には、前記表示領域および前記周辺領域が存在し、
前記保護板の前記背面における前記周辺領域には、前記第１電極が設けられており、
前記センサ基板の前記主面における前記周辺領域には、前記第２電極および前記第３電極が互いに隣接して設けられており、
前記タッチパネル内蔵ディスプレイは、前記第１電極から前記第２電極までの距離、および、当該第１電極から前記第３電極までの距離の変化に伴う、当該第２電極と当該第３電極との間の静電容量の変化に基づいて、前記保護板が押圧されている前記押圧状態を検出する、
タッチパネル内蔵ディスプレイ。
【請求項２】
平面視において前記第２電極が前記第３電極を囲むように、当該第２電極および当該第３電極は構成されている、
請求項１に記載のタッチパネル内蔵ディスプレイ。
【請求項３】
前記第２電極は、前記押圧状態を検出するための信号が供給される電極であり、
前記第３電極は、前記信号を検出するための電極である、
請求項１または２に記載のタッチパネル内蔵ディスプレイ。
【請求項４】
前記第２電極および前記第３電極の各々の形状は、櫛歯状である、
請求項１から３のいずれか１項に記載のタッチパネル内蔵ディスプレイ。
【請求項５】
前記タッチパネル内蔵ディスプレイは、さらに、
前記センサ電極、前記センサ基板、前記第２電極および前記第３電極を含むタッチパネルを備え、
平面視における前記タッチパネルの形状は、矩形であり、
前記第２電極および前記第３電極は、前記タッチパネルの角部に設けられている、
請求項４に記載のタッチパネル内蔵ディスプレイ。
【請求項６】
前記タッチパネル内蔵ディスプレイの厚み方向における前記第２電極の位置は、当該厚み方向における前記第３電極の位置と異なる、
請求項１から５のいずれか１項に記載のタッチパネル内蔵ディスプレイ。
【請求項７】
前記第３電極には、配線が接続されており、
前記第２電極および前記配線は、互いに隣接しており、
前記第２電極と前記配線との間には、シールド電極が設けられている、
請求項１に記載のタッチパネル内蔵ディスプレイ。
【請求項８】
前記タッチパネル内蔵ディスプレイは、前記第３電極を含む複数の第３電極を備え、
前記複数の第３電極は、前記センサ基板の前記主面に、互いに離間して設けられている、
請求項１から７のいずれか１項に記載のタッチパネル内蔵ディスプレイ。
【請求項９】
前記複数の第３電極に含まれる２つの第３電極には、それぞれ、２つの配線が接続されており、
前記２つの配線は、互いに隣接しており、
前記２つの配線の間には、シールド電極が設けられている、
請求項８に記載のタッチパネル内蔵ディスプレイ。
【請求項１０】
前記タッチパネル内蔵ディスプレイは、前記第３電極を含む複数の第３電極を備え、
平面視において前記複数の第３電極が前記第２電極を囲むように、当該第２電極および当該複数の第３電極は構成されている、
請求項１に記載のタッチパネル内蔵ディスプレイ。
【請求項１１】
前記タッチパネル内蔵ディスプレイは、前記第２電極を含む複数の第２電極を備え、
平面視において前記複数の第２電極が前記第３電極を囲むように、当該複数の第２電極、および、当該第３電極は構成されており、
前記第３電極は、前記押圧状態を検出するための信号が供給される電極であり、
前記第２電極は、前記信号を検出するための電極である、
請求項１に記載のタッチパネル内蔵ディスプレイ。
【請求項１２】
前記第１電極は、ＧＮＤ電極である、
請求項１に記載のタッチパネル内蔵ディスプレイ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】タッチパネル内蔵ディスプレイ
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、静電容量方式のタッチパネル内蔵ディスプレイに関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、表示領域の周辺に設けられている周辺領域に押圧状態を検出するための構成が設けられたタッチパネル内蔵ディスプレイを提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るタッチパネル内蔵ディスプレイは、映像を表示するための表示領域と、当該表示領域の周辺に設けられている周辺領域とを有する。前記タッチパネル内蔵ディスプレイは、前記タッチパネル内蔵ディスプレイに対するタッチ位置を検出するための、静電容量方式に対応したセンサ電極と、前記センサ電極が設けられているセンサ基板と、前記センサ基板を覆う、可撓性を有する保護板と、前記保護板が押圧されている押圧状態を検出するための、第１電極、第２電極および第３電極とを備え、前記センサ基板は、前記表示領域および前記周辺領域が存在する主面を有し、前記保護板は、前記センサ基板の前記主面を覆う背面を有し、前記保護板の前記背面には、前記表示領域および前記周辺領域が存在し、前記保護板の前記背面における前記周辺領域には、前記第１電極が設けられており、前記センサ基板の前記主面における前記周辺領域には、前記第２電極および前記第３電極が互いに隣接して設けられており、前記タッチパネル内蔵ディスプレイは、前記第１電極から前記第２電極までの距離、および、当該第１電極から前記第３電極までの距離の変化に伴う、当該第２電極と当該第３電極との間の静電容量の変化に基づいて、前記保護板が押圧されている前記押圧状態を検出する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明によれば、タッチパネル内蔵ディスプレイは、保護板が押圧されている押圧状態を検出するための、第１電極、第２電極および第３電極を備える。前記保護板の背面における周辺領域には、前記第１電極が設けられている。センサ基板の主面における前記周辺領域には、前記第２電極および前記第３電極が互いに隣接して設けられている。すなわち、周辺領域に、押圧状態を検出するための構成としての、第１電極、第２電極および第３電極が設けられている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
これにより、周辺領域に押圧状態を検出するための構成が設けられたタッチパネル内蔵ディスプレイを提供することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係るタッチパネル内蔵ディスプレイの構造を概略的に示す断面図である。
【図２】図１の領域Ｒ１の拡大図である。
【図３】実施の形態１に係るタッチパネルの構成を概略的に示す平面図である。
【図４】図３の領域Ｒ２の拡大図である。
【図５】押圧検出方法を説明するための図である。
【図６】変形量の差の一例を３次元的に可視化した図である。
【図７】変形例１の構成を有するタッチパネルの角部の平面図である。
【図８】変形例２の構成を有するタッチパネルの構成を概略的に示す平面図である。
【図９】図８の領域Ｒ３における、ＹＺ面に沿ったタッチパネルの断面図である。
【図１０】図８の領域Ｒ４における、ＸＺ面に沿ったタッチパネルの断面図である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１に係るタッチパネル内蔵ディスプレイ１００の構造を概略的に示す断面図である。タッチパネル内蔵ディスプレイ１００は、タッチ位置および押圧状態を検出する機能を有する。なお、図１では、タッチパネル内蔵ディスプレイ１００の一部の構成を簡略化して示している。例えば、図１では、後述の保護膜９は示していない。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
図２は、図１の領域Ｒ１の拡大図である。図１および図２を参照して、タッチパネル内蔵ディスプレイ１００は、保護板５と、タッチパネル４０と、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）部３０とを備える。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
また、タッチパネル内蔵ディスプレイ１００は、表示領域Ｒｇ１と、周辺領域Ｒｇ２とを有する。表示領域Ｒｇ１は、映像を表示するための領域である。周辺領域Ｒｇ２は、平面視において、表示領域Ｒｇ１の周辺に設けられている。具体的には、周辺領域Ｒｇ２は、平面視において、表示領域Ｒｇ１を囲む領域である。平面視における周辺領域Ｒｇ２の形状は閉ループ状である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
なお、表示領域Ｒｇ１および周辺領域Ｒｇ２は、タッチパネル内蔵ディスプレイ１００が構成される空間と、当該空間におけるＸＹ面、ＸＺ面およびＹＺ面とに対しても、タッチパネル内蔵ディスプレイ１００と同様に適用される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
すなわち、表示領域Ｒｇ１および周辺領域Ｒｇ２は、タッチパネル内蔵ディスプレイ１００を構成する各構成要素（保護板５、タッチパネル４０等）に対しても、タッチパネル内蔵ディスプレイ１００と同様に適用される。そのため、例えば、図１および図２のように、タッチパネル内蔵ディスプレイ１００の保護板５には、表示領域Ｒｇ１および周辺領域Ｒｇ２が存在する。そのため、保護板５の背面５ｂには、表示領域Ｒｇ１および周辺領域Ｒｇ２が存在する。なお、保護板５の主面５ａにおける表示領域Ｒｇ１は、タッチ操作が行なわれる対象となる操作領域でもある。また、タッチパネル４０には、表示領域Ｒｇ１および周辺領域Ｒｇ２が存在する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
複数のセンサ電極ＳＥ１，ＳＥ２は、タッチパネル内蔵ディスプレイ１００（保護板５）に対するタッチ位置を検出するための電極である。前述したように、タッチパネル４０は、例えば、静電容量方式のタッチパネルである。そのため、複数のセンサ電極ＳＥ１，ＳＥ２は、静電容量方式に対応した電極である。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
また、タッチパネル内蔵ディスプレイ１００は、さらに、電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を有する。なお、タッチパネル内蔵ディスプレイ１００のタッチパネル４０は、電極Ｅ２，Ｅ３を有する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
また、本実施の形態では、電極Ｅ２、電極Ｅ３およびセンサ電極ＳＥ１は、センサ基板１３の主面１３ａ上に形成される。すなわち、電極Ｅ２、電極Ｅ３およびセンサ電極ＳＥ１は、同じ層に存在する。そのため、タッチパネル内蔵ディスプレイ１００の製造過程では、電極Ｅ２および電極Ｅ３は、センサ電極ＳＥ１と同時に形成される。以下においては、タッチパネル内蔵ディスプレイ１００の製造過程を、「ディスプレイ製造過程」ともいう。これにより、ディスプレイ製造過程における工程数を減らすことができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
次に、電極Ｅ２および電極Ｅ３の構成について説明する。図４は、図３の領域Ｒ２の拡大図である。なお、図４では、本実施の形態の主要な構成である電極Ｅ２，Ｅ３を主に示している。図３および図４を参照して、平面視における電極Ｅ２の形状は、閉ループ状である。本実施の形態では、電極Ｅ３は分割されている。図３では、一例として、電極Ｅ３の７箇所が分割されている。そのため、タッチパネル内蔵ディスプレイ１００は、複数の電極Ｅ３を有する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
タッチパネル内蔵ディスプレイ１００は、電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を使用して、相互容量方式における、相互容量である静電容量Ｃ１および、押圧状態を検出する機能を有する。なお、相互容量方式は公知な技術であるので、押圧検出方法については簡単に説明する。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
すなわち、距離Ｌ２および距離Ｌ３の変化に伴い、静電容量Ｃ１が変化する。制御部は、電極Ｅ３における信号Ｓｇａの検出により、相互容量である静電容量Ｃ１を検出する。なお、静電容量Ｃ１の増加に伴い、制御部により、電極Ｅ３において検出される信号Ｓｇａが変化する。制御部は、静電容量Ｃ１の増加（変化）により、保護板５が押圧されたことを検出する。すなわち、タッチパネル内蔵ディスプレイ１００の制御部は、距離Ｌ２、および、距離Ｌ３の変化に伴う、静電容量Ｃ１の変化に基づいて、保護板５が押圧されている押圧状態を検出する。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、タッチパネル内蔵ディスプレイ１００は、保護板５が押圧されている押圧状態を検出するための、電極Ｅ１、電極Ｅ２および電極Ｅ３を備える。保護板５の背面５ｂにおける周辺領域Ｒｇ２には、電極Ｅ１が設けられている。センサ基板１３の主面１３ａにおける周辺領域Ｒｇ２には、電極Ｅ２および電極Ｅ３が互いに隣接して設けられている。すなわち、周辺領域Ｒｇ２に、押圧状態を検出するための構成としての、電極Ｅ１、電極Ｅ２および電極Ｅ３が設けられている。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
これにより、周辺領域に押圧状態を検出するための構成が設けられたタッチパネル内蔵ディスプレイを提供することができる。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
また、本実施の形態では、タッチパネル内蔵ディスプレイ１００は、センサ基板１３の周辺領域Ｒｇ２に存在する電極Ｅ２と電極Ｅ３との間の静電容量Ｃ１（相互容量）を検出する。なお、押圧状態では、保護板５およびセンサ基板１３の周辺領域Ｒｇ２の変形量は、保護板５およびセンサ基板１３の表示領域Ｒｇ１の変形量より大きい。そのため、微少な押圧変化による静電容量の変化を検出することができる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
そのため、関連構成Ａおよび関連構成Ｂにおいても、押圧により保護板全体が湾曲するような、堅牢な当該保護板を使用して、タッチ位置および押圧状態を検出可能なディスプレイを実現できないという問題がある。一方、本実施の形態では、押圧により保護板全体が湾曲するような当該保護板が使用される。そのため、本実施の形態のタッチパネル内蔵ディスプレイ１００により、上記の問題を解決することができる。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
また、シールド電極１６の存在により、タッチパネル内蔵ディスプレイ１００に静電気が浸入した状況において、当該静電気をシールド電極１６を経由してアースに逃がすことができる。そのため、静電気耐性を向上させることができる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
本変形例では、電極Ｅ２および電極Ｅ３の各々は、異なる層に設けられる。すなわち、タッチパネル内蔵ディスプレイ１００の厚み方向における電極Ｅ２の位置は、当該厚み方向における電極Ｅ３の位置と異なる。タッチパネル内蔵ディスプレイ１００の厚み方向は、タッチパネル４０の厚み方向（Ｚ軸方向）である。以下においては、タッチパネル内蔵ディスプレイ１００の厚み方向を、「パネル厚み方向」ともいう。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０６】
本変形例の構成では、電極Ｅ２は分割されている。すなわち、本変形例の構成を有するタッチパネル内蔵ディスプレイ１００は、複数の電極Ｅ２を有する。また、本変形例では、平面視において複数の電極Ｅ２が電極Ｅ３を囲むように、当該複数の電極Ｅ２、および、当該電極Ｅ３は構成されている。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
一例として、本変形例の構成が、実施の形態１の構成である図３の構成に適用された構成（以下、「変形構成Ｂ」ともいう）について説明する。変形構成Ｂは、図３の構成を変形した構成である。変形構成Ｂでは、例えば、図３の電極Ｅ２を、分割した構成である。すなわち、変形構成Ｂを有するタッチパネル内蔵ディスプレイ１００は、複数の電極Ｅ２を有する。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１４】
５  保護板、１３  センサ基板、１６  シールド電極、１８  配線、３０  ＬＣＤ部、４０  タッチパネル、１００  タッチパネル内蔵ディスプレイ、Ｅ１，Ｅ２，Ｅ２ａ，Ｅ２ｃ，Ｅ３，Ｅ３ａ，Ｅ３ｃ  電極、Ｒｇ１  表示領域、Ｒｇ２  周辺領域、ＳＥ１，ＳＥ２  センサ電極。