(57)【要約】【課題】高性能化が可能なセンサ付き表示装置を提供する。【解決手段】駆動電極と、前記駆動電極に間隔を空けて配置され、押圧力に応じて前記駆動電極との間隔が変化する第１電極及び第２電極を含む検出電極と、前記駆動電極に書込み信号を書込み、前記駆動電極と前記検出電極との間の容量に応じたセンサ信号を発生させる駆動部と、前記検出電極から前記センサ信号の変化を示す信号を読み取る検出部と、を備え、前記検出部は、前記第１電極及び前記駆動電極の第１容量の変化と、前記第２電極及び前記駆動電極の第２容量の変化とに基づいて、被検出物の位置及び押圧力を検出する、センサ付き表示装置。【選択図】図９
2017021462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電極と、
前記駆動電極に間隔を空けて配置され、押圧力に応じて前記駆動電極との間隔が変化する第１電極及び第２電極を含む検出電極と、
前記駆動電極に書込み信号を書込み、前記駆動電極と前記検出電極との間の容量に応じたセンサ信号を発生させる駆動部と、
前記検出電極から前記センサ信号の変化を示す信号を読み取る検出部と、を備え、
前記検出部は、前記第１電極及び前記駆動電極の第１容量の変化と、前記第２電極及び前記駆動電極の第２容量の変化とに基づいて、被検出物の位置及び押圧力を検出する、センサ付き表示装置。
【請求項２】
前記第１容量及び前記第２容量は、被検出物によって押圧力が加えられる前には、それぞれ初期容量と同等となり、被検出物によって押圧力が加えられることにより、前記第１容量は前記初期容量より減少し、前記第２容量は前記初期容量より増加する、請求項１に記載のセンサ付き表示装置。
【請求項３】
前記検出部は、被検出物と、前記第１電極及び前記駆動電極の間隔とに基づいた前記第１容量を検出し、前記第２電極及び前記駆動電極の間隔に基づいた前記第２容量を検出する、請求項２に記載のセンサ付き表示装置。
【請求項４】
さらに、前記駆動電極と、前記駆動電極と対向する複数の画素電極とが配置される表示パネルを備える、請求項１に記載のセンサ付き表示装置。
【請求項５】
前記検出電極と前記表示パネルに配置された前記駆動電極との間の容量の一画面分の分布を検出した後に、被検出物の位置及び押圧力を検出する、請求項４に記載のセンサ付き表示装置。
【請求項６】
前記検出部は、複数の被検出物について位置及び押圧力を検出する、請求項１に記載のセンサ付き表示装置。
【請求項７】
画像を表示するための表示期間、及び、被検出物の位置及び押圧力を検出するための検出期間を有し、前記駆動電極は、前記表示期間において、コモン駆動信号が供給され、前記検出期間において、前記書込み信号が供給される請求項４に記載のセンサ付き表示装置。
【請求項８】
さらに、前記表示パネルと対向するカバー部材を備え、
前記検出電極は、前記カバー部材の前記表示パネルと対向する側に形成される請求項４に記載のセンサ付き表示装置。
【請求項９】
前記検出電極及び前記駆動電極の間には、樹脂層、フィルム、液体層、エアギャップの何れかが形成される請求項１に記載のセンサ付き表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、センサ付き表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置にセンサ（あるいは、タッチパネルと称される場合もある）が備えられ、導体が接近あるいは接触した際に位置を検出するセンサ付き表示装置が実用化されている。センサの一例として、静電容量の変化に基づいて指等の導体の位置を検出する静電容量型センサがある。このようなセンサは、検出電極及び駆動電極によって構成されている。
【０００３】
ところで、表示パネルに備えられる表示用電極である共通電極が、駆動電極として兼用される技術が知られている。また、このとき、表示装置が、表示パネルと対向する基板を備えており、検出電極が基板の表示パネルと対向する側に形成される技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−３２４３７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２８６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本実施形態の目的は、高性能化が可能なセンサ付き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】
本実施形態によれば、
駆動電極と、前記駆動電極に間隔を空けて配置され、押圧力に応じて前記駆動電極との間隔が変化する第１電極及び第２電極を含む検出電極と、前記駆動電極に書込み信号を書込み、前記駆動電極と前記検出電極との間の容量に応じたセンサ信号を発生させる駆動部と、前記検出電極から前記センサ信号の変化を示す信号を読み取る検出部と、を備え、前記検出部は、前記第１電極及び前記駆動電極の第１容量の変化と、前記第２電極及び前記駆動電極の第２容量の変化とに基づいて、被検出物の位置及び押圧力を検出する、センサ付き表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰの構成を示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示装置ＤＳＰの基本構成及び等価回路を示す図である。
【図３】図３は、図２に示した画素ＰＸを示す等価回路図である。
【図４】図４は、液晶表示装置ＤＳＰの第１基板ＳＵＢ１を示す平面図であり、第１絶縁基板１０、駆動電極Ｔｘの複数の電極Ｔ、複数のリード線ＬＣＥ及び共通電極駆動回路ＣＤを示す図である。
【図５】図５は、液晶表示装置ＤＳＰの一部を示す平面図であり、カバー部材ＣＧ、検出部ＤＴ、フレキシブル配線基板ＦＰＣの第２分岐部ＦＢ２、第２絶縁基板２０及び周辺遮光層ＬＳを示す図である。
【図６】図６は、センシング方法の原理を説明するための図である。
【図７】図７は、被検出物Ａが入力面ＩＳに接近しているときの、センサＳＥに対する被検出物Ａの位置と、検出されるタッチシグナルＴＳを示す図である。
【図８】図８は、被検出物Ａが入力面ＩＳに接しているときの、センサＳＥに対する被検出物Ａの位置と、検出されるタッチシグナルＴＳを示す図である。
【図９】図９は、被検出物Ａが入力面ＩＳに押圧力Ｆ１を加えているときの、センサＳＥに対する被検出物Ａの位置と、検出されるタッチシグナルＴＳを示す図である。
【図１０】図１０は、被検出物Ａが入力面ＩＳに押圧力Ｆ２を加えているときの、センサＳＥに対する被検出物Ａの位置と、検出されるタッチシグナルＴＳを示す図である。
【図１１】図１１は、センサＳＥによって検出される押圧力の分布を示す図である。
【図１２】図１２は、センサＳＥによって検出される押圧力の分布の他の例を示す図である。
【図１３】図１３は、本実施形態に係る他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。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ものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、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、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
【０００９】
（第１の実施形態）  
まず、本実施形態に係るセンサ付き表示装置について説明する。本実施形態においては、センサ付き表示装置が液晶表示装置である場合について説明する。図１は、本実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰの構成を示す断面図である。
【００１０】
図１に示すように、液晶表示装置ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬと、第１光学素子ＯＤ１と、第２光学素子ＯＤ２と、カバー部材ＣＧと、検出部ＤＴ（Ｒｘ）と、容量変化層ＣＣと、帯電防止層ＡＳと、表示パネルＰＮＬを照明するバックライトユニットＢＬと、駆動ＩＣチップＩＣ１及びＩＣ２と、制御モジュールＣＭと、フレキシブル配線基板ＦＰＣと、を備えている。駆動ＩＣチップＩＣ１は、表示パネルＰＮＬを駆動し、駆動ＩＣチップＩＣ２は、表示パネルＰＮＬ、検出部ＤＴ、バックライトユニットＢＬを駆動する。
【００１１】
表示パネルＰＮＬは、平板状の第１基板ＳＵＢ１と、第１基板ＳＵＢ１に対向配置された平板状の第２基板ＳＵＢ２と、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持された液晶層ＬＣと、を備えている。表示パネルＰＮＬは、画像を表示する表示領域（アクティブエリア）ＤＡを備えている。表示領域ＤＡの外側において、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とはシール材ＳＥＡにより接合されている。
【００１２】
第１基板ＳＵＢ１は、例えば、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する第１絶縁基板１０を用いて形成されている。第１基板ＳＵＢ１は、第１絶縁基板１０の第２基板ＳＵＢ２に対向する側に、駆動電極Ｔｘと、複数の画素電極ＰＥ、駆動電極Ｔｘと複数の画素電極ＰＥとの間に介在した絶縁膜ＩＦなどを備えている。駆動電極Ｔｘは複数の電極Ｔを有している。駆動電極Ｔｘは、表示用の共通電極ＣＥとして機能する。以下、必要に応じて、駆動電極Ｔｘを共通電極ＣＥと称して説明する場合がある。複数の画素電極ＰＥは、駆動電極Ｔｘと対向している。画素電極ＰＥ及び駆動電極Ｔｘは、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide：ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物、（Indium Zinc Oxide：ＩＺＯ）、酸化亜鉛（Zinc Oxide：ＺｎＯ）などの透明な導電材料によって形成されている。駆動電極Ｔｘの複数の電極Ｔは、第１方向Ｘに延在し、第２方向Ｙに間隔を空けて並んでいる。第２基板ＳＵＢ２は、例えば、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する第２絶縁基板２０を用いて形成されている。
【００１３】
なお、図示した表示パネルＰＮＬは、表示モードとしてＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードに対応した構成を有しているが、他の表示モードに対応した構成を有していてもよい。例えば、表示パネルＰＮＬは、ＦＦＳモード等の主として基板主面に略平行な横電界を利用するＩＰＳ（In-Plane Switching）モードに対応した構成を有していてもよい。横電界を利用する表示モードでは、例えば第１基板ＳＵＢ１に画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥの双方が備えられた構成が適用可能である。又は、表示パネルＰＮＬは、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＯＣＢ（Optically Compensated Bend）モード、ＶＡ（Vertical Aligned）モード等の主として基板主面間に生じる縦電界を利用するモードに対応した構成を有していてもよい。縦電界を利用する表示モードでは、例えば第１基板ＳＵＢ１に画素電極ＰＥが備えられ、第２基板ＳＵＢ２に共通電極ＣＥが備えられた構成が適用可能である。なお、ここでの基板主面とは、互いに直交する第１方向Ｘと第２方向Ｙとで規定されるＸ−Ｙ平面と平行な面である。
【００１４】
ここでは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは、互いに直交しているが、９０°以外の角度で交差していてもよい。第３方向Ｚは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙのそれぞれと互いに直交している。第３方向Ｚは、表示パネルＰＮＬの厚み方向に相当する。
【００１５】
本実施形態において、表示パネルＰＮＬは、バックライトユニットＢＬからの光を選択的に透過することで画像を表示する透過表示機能を備えた透過型の表示パネルである。なお、表示パネルＰＮＬは、外光や補助光といった表示面側からの光を選択的に反射させることで画像を表示する反射表示機能を備えた反射型であってもよいし、透過表示機能と反射表示機能とを備えた半透過型の表示パネルであってもよい。
【００１６】
第１光学素子ＯＤ１は、接着剤ＡＤ１により第１絶縁基板１０に貼り付けられている。第２光学素子ＯＤ２は、接着剤ＡＤ２により第２絶縁基板２０に貼り付けられている。第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２は、それぞれ少なくとも偏光板を含んでおり、必要に応じて位相差板を含んでいてもよい。第１光学素子ＯＤ１に含まれる偏光板の吸収軸は、第２光学素子ＯＤ２に含まれる偏光板の吸収軸と互いに交差している。例えば、上記偏光板の吸収軸同士は互いに直交している。
【００１７】
カバー部材ＣＧは、表示パネルＰＮＬの外側に位置し、表示パネルＰＮＬの第２基板ＳＵＢ２側と対向している。液晶表示装置ＤＳＰは、被検出物が接近又は接触する面である入力面ＩＳを有しており、この例では、入力面ＩＳはカバー部材ＣＧの表示パネルＰＮＬと対向する面とは反対側の面である。Ｘ−Ｙ平面視において、カバー部材ＣＧの寸法は、第２基板ＳＵＢ２の寸法や、第１基板ＳＵＢ１の寸法より大きい。第２方向Ｙにおいて、カバー部材ＣＧは、第２基板ＳＵＢ２や、第１基板ＳＵＢ１より長い。カバー部材ＣＧは、例えば、ガラス基板で形成されている。この場合、カバー部材ＣＧはカバーガラスと称される場合がある。又は、カバー部材ＣＧは、樹脂基板などの光透過性を有する基板を利用して形成することができる。
【００１８】
検出部ＤＴは、カバー部材ＣＧの表示パネルＰＮＬと対向する側に設けられている。検出部ＤＴは、第２方向Ｙに延在した検出電極Ｒｘなどを有している。検出電極Ｒｘは、カバー部材ＣＧの表示パネルＰＮＬと対向する側に形成されており、第１方向Ｘに延出する駆動電極Ｔｘと交差している。駆動電極Ｔｘ及び検出部ＤＴは、静電容量型のセンサＳＥを形成している。
【００１９】
容量変化層ＣＣは、第２光学素子ＯＤ２の表示パネルＰＮＬと対向する側と反対側に位置し、検出電極Ｒｘと駆動電極Ｔｘとの間に位置している。容量変化層ＣＣは、弾性を有し、外部から加えられる押圧力に応じて変形する。ここで、変形とは、弾性変形を指している。容量変化層ＣＣは、押圧力が加えられている間は変形し、押圧力が加えられていない時は、元の形状に戻ろうとする。すなわち、容量変化層ＣＣの厚さは、押圧力の大きさに応じて小さくなり、押圧力がゼロになった際に経時的に元の厚さに復元する。
【００２０】
容量変化層ＣＣとしては、例えば、弾性を有する樹脂層、又は弾性を有する粘着フィルムを用いて形成される層、後述する液体層を含む層やエアギャップを含む層の何れかが形成されても良い。カバー部材ＣＧの入力面ＩＳに押圧力が加えられた際に、容量変化層ＣＣは、カバー部材ＣＧの歪みに応じて変形し、検出電極Ｒｘと駆動電極Ｔｘとの間隔が変化する。容量変化層ＣＣは、例えば、カバー部材ＣＧの厚さの１０分の１以上の厚さで形成されている。また、容量変化層ＣＣは、カバー部材ＣＧと表示パネルＰＮＬを貼り合わせる機能を有していてもよい。
【００２１】
帯電防止層ＡＳは、検出電極Ｒｘと容量変化層ＣＣとの間に設けられている。但し、帯電防止層ＡＳは必要に応じて液晶表示装置ＤＳＰに設けられていればよい。
【００２２】
バックライトユニットＢＬは、第１基板ＳＵＢ１の背面側に配置されている。このようなバックライトユニットＢＬとしては、種々の形態が適用可能であり、また、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用したもの等が適用可能であり、詳細な構造については説明を省略する。なお、表示パネルＰＮＬが反射表示機能のみを備えた反射型である場合には、バックライトユニットＢＬは省略される。
【００２３】
駆動ＩＣチップＩＣ１は、表示パネルＰＮＬの第１基板ＳＵＢ１上に搭載されている。フレキシブル配線基板ＦＰＣは、制御モジュールＣＭに接続されている。フレキシブル配線基板ＦＰＣは、第１分岐部ＦＢ１、第２分岐部ＦＢ２及び第３分岐部ＦＢ３を有している。第１分岐部ＦＢ１は表示パネルＰＮＬに接続されている。第２分岐部ＦＢ２は検出部ＤＴに接続されている。第３分岐部ＦＢ３はバックライトユニットＢＬに接続されている。駆動ＩＣチップＩＣ２は、フレキシブル配線基板ＦＰＣ上に搭載されている。
【００２４】
駆動ＩＣチップＩＣ１及びＩＣ２は、フレキシブル配線基板ＦＰＣ等を介して互いに接続されている。なお、制御モジュールＣＭと、表示パネルＰＮＬと、検出部ＤＴと、バックライトユニットＢＬとを互いに接続する手段は、種々変形可能である。例えば、フレキシブル配線基板ＦＰＣの替わりに、第１フレキシブル配線基板、第２フレキシブル配線基板及び第３フレキシブル配線基板の独立した３個のフレキシブル配線基板を利用してもよい。この場合、第１フレキシブル配線基板にて制御モジュールＣＭと表示パネルＰＮＬとを接続し、第２フレキシブル配線基板にて制御モジュールＣＭと検出部ＤＴとを接続し、第３フレキシブル配線基板にて制御モジュールＣＭとバックライトユニットＢＬとを接続することができる。駆動ＩＣチップＩＣ２の配置に関して例示的に示すと、駆動ＩＣチップＩＣ２は、第１乃至第３フレキシブル配線基板の何れか１個のフレキシブル配線基板上に搭載したり、第２及び第３フレキシブル配線基板のそれぞれに分割して搭載したりすることができる。
【００２５】
制御モジュールＣＭと、駆動ＩＣチップＩＣ１及びＩＣ２とは、センサＳＥを駆動する。制御モジュールＣＭをアプリケーションプロセッサと言い換えることができる。駆動ＩＣチップＩＣ２は、センサＳＥの駆動時期を知らせるタイミング信号を駆動ＩＣチップＩＣ１に与えることができる。又は、駆動ＩＣチップＩＣ１は、駆動電極Ｔｘの駆動時期を知らせるタイミング信号を駆動ＩＣチップＩＣ２に与えることができる。又は、制御モジュールＣＭは、駆動ＩＣチップＩＣ１及びＩＣ２のそれぞれにタイミング信号を与えることができる。上記タイミング信号により、駆動ＩＣチップＩＣ１の駆動と、駆動ＩＣチップＩＣ２の駆動との同期化を図ることができる。また、制御モジュールＣＭは、バックライトユニットＢＬの駆動を制御する。
【００２６】
図２は、図１に示した液晶表示装置ＤＳＰの基本構成及び等価回路を示す図である。液晶表示装置ＤＳＰは、アクティブマトリクス型の表示パネルＰＮＬを備えている。  
図２に示すように、表示パネルＰＮＬは、表示領域ＤＡの外側の非表示領域ＮＤＡに位置したゲート線駆動回路ＧＤを備えている。駆動ＩＣチップＩＣ１も非表示領域ＮＤＡに位置している。本実施形態において、駆動ＩＣチップＩＣ１は、ソース線駆動回路ＳＤ及び共通電極駆動回路ＣＤを備えている。なお、駆動ＩＣチップＩＣ１は、ソース線駆動回路ＳＤ及び共通電極駆動回路ＣＤの少なくとも一部を備えていてもよい。非表示領域ＮＤＡは、表示領域ＤＡを囲む額縁状であり、矩形枠状である。なお、表示領域ＤＡは、円形や楕円形、矩形状の一部を湾曲させた形状等、平面視非矩形の構成も採用可能である。
【００２７】
表示パネルＰＮＬは、表示領域ＤＡにおいて、複数の画素ＰＸを備えている。複数の画素ＰＸは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に設けられ、ｍ×ｎ個配置されている（但し、ｍ及びｎは正の整数である）。また、表示パネルＰＮＬは、表示領域ＤＡにおいて、ｎ本のゲート線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｎ）、ｍ本のソース線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｍ）、共通電極ＣＥなどを備えている。
【００２８】
ゲート線Ｇは、第１方向Ｘに略直線的に延出し、表示領域ＤＡの外側に引き出され、ゲート線駆動回路ＧＤに接続されている。また、ゲート線Ｇは、第２方向Ｙに間隔を空けて並べられている。ソース線Ｓは、第２方向Ｙに略直線的に延出し、表示領域ＤＡの外側に引き出され、ソース線駆動回路ＳＤに接続されている。また、ソース線Ｓは、第１方向Ｘに間隔を空けて並べられ、ゲート線Ｇと交差している。なお、ゲート線Ｇ及びソース線Ｓは、必ずしも直線的に延出していなくてもよく、それらの一部が屈曲していてもよい。共通電極ＣＥは、少なくとも表示領域ＤＡ内に設けられ、共通電極駆動回路ＣＤに電気的に接続されている。共通電極ＣＥは、それぞれ複数の画素ＰＸで共用されている。
【００２９】
図３は、図２に示した画素ＰＸを示す等価回路図である。  
図３に示すように、各画素ＰＸは、画素スイッチング素子ＰＳＷ、画素電極ＰＥ、共通電極ＣＥ、液晶層ＬＣ等を備えている。画素スイッチング素子ＰＳＷは、例えば薄膜トランジスタで形成されている。画素スイッチング素子ＰＳＷは、ゲート線Ｇ及びソース線Ｓと電気的に接続されている。画素スイッチング素子ＰＳＷは、トップゲート型あるいはボトムゲート型のいずれであってもよい。また、画素スイッチング素子ＰＳＷの半導体層は、例えば、ポリシリコンによって形成されているが、アモルファスシリコンや酸化物半導体などによって形成されていてもよい。画素電極ＰＥは、ＩＴＯ等の透過性の導電膜により形成されており、画素スイッチング素子ＰＳＷに電気的に接続されている。画素電極ＰＥは、共通電極ＣＥと対向している。共通電極ＣＥ、絶縁膜（上述した絶縁膜ＩＦ）及び画素電極ＰＥは、保持容量ＣＳを形成している。
【００３０】
図４は、液晶表示装置ＤＳＰの第１基板ＳＵＢ１を示す平面図であり、第１絶縁基板１０、駆動電極Ｔｘの複数の電極Ｔ、複数のリード線ＬＣＥ及び共通電極駆動回路ＣＤを示す図である。  
図４に示すように、複数の電極Ｔは、それぞれ帯状に形成され、第１方向Ｘに延在し、第２方向Ｙに間隔を空けて並べられている。本実施形態において、駆動電極Ｔｘは表示領域ＤＡ内に形成されているが、これに限定されるものではなく、駆動電極Ｔｘの一部は非表示領域ＮＤＡまで延出して形成されていてもよい。
【００３１】
複数のリード線ＬＣＥは、非表示領域ＮＤＡに位置し、各電極Ｔを共通電極駆動回路ＣＤに電気的に接続している。ここでは、リード線ＬＣＥは、各電極Ｔと一対一で電気的に接続されている。リード線ＬＣＥは、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯなどの透明な導電材料によって形成してもよいが、透明な導電材料の替わりに金属で形成してもよい。
【００３２】
ここで、非表示領域ＮＤＡのうち、表示領域ＤＡの左側を第１領域Ａ１（第２方向Ｙに延在した帯状の領域）、表示領域ＤＡの右側を第２領域Ａ２（第２方向Ｙに延在した帯状の領域）、表示領域ＤＡの下側を第３領域Ａ３（第１方向Ｘに延在した帯状の領域）、表示領域ＤＡの上側を第４領域Ａ４（第１方向Ｘに延在した帯状の領域）とする。例えば、共通電極駆動回路ＣＤは第１分岐部ＦＢ１が位置する第３領域Ａ３に配置され、リード線ＬＣＥは第１領域Ａ１及び第３領域Ａ３に延在している。
【００３３】
図５は、液晶表示装置ＤＳＰの一部を示す平面図であり、カバー部材ＣＧ、検出部ＤＴ、フレキシブル配線基板ＦＰＣの第２分岐部ＦＢ２、第２絶縁基板２０及び周辺遮光層ＬＳを示す図である。なお、図５は、検出部ＤＴなどを第３方向Ｚの逆方向からみた平面図である。  
図５に示すように、第２基板ＳＵＢ２の非表示領域ＮＤＡには、周辺遮光層ＬＳが配置されている。周辺遮光層ＬＳは、第２基板ＳＵＢ２の非表示領域ＮＤＡの略全域に亘って延在している。例えば、周辺遮光層ＬＳは、第２絶縁基板２０の第１基板ＳＵＢ１と対向する側に設けられている。
【００３４】
検出部ＤＴは、検出電極Ｒｘの複数の電極Ｒ、複数のリード線ＬＤを備えている。各電極Ｒは、それぞれ帯状に形成され、第２方向Ｙに延在し、第１方向Ｘに間隔を空けて並んでいる。  
この実施形態において、複数の検出電極Ｒｘのうち最も左側に位置する検出電極Ｒｘの左側の側縁部は、第１領域Ａ１に位置し、周辺遮光層ＬＳと対向している。複数の検出電極Ｒｘのうち最も右側に位置する検出電極Ｒｘの右側の側縁部は、第２領域Ａ２に位置し、周辺遮光層ＬＳと対向している。また、全ての検出電極Ｒｘの一端部は、第４領域Ａ４に位置し、周辺遮光層ＬＳと対向している。全ての検出電極Ｒｘの他端部は、第３領域Ａ３に位置し、周辺遮光層ＬＳと対向している。
【００３５】
リード線ＬＤは、非表示領域ＮＤＡに位置し、検出電極Ｒｘを第２分岐部ＦＢ２に電気的に接続している。ここでは、リード線ＬＤは、検出電極Ｒｘと一対一で電気的に接続されている。ここでは、リード線ＬＤは第３領域Ａ３に延在している。  
検出電極Ｒｘは、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯなどの透明な導電材料によって形成されている。リード線ＬＤは、検出電極Ｒｘなどと同様にＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯなどの透明な導電材料によって形成してもよいが、透明な導電材料の替わりに太さ数μｍ〜数十μｍの金属細線で形成してもよい。
【００３６】
次に、上記したＦＦＳモードの液晶表示装置ＤＳＰにおいて画像を表示する表示駆動時の動作について説明する。  
まず、液晶層ＬＣに電圧が印加されていないオフ状態について説明する。オフ状態は、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電位差が形成されていない状態に相当する。このようなオフ状態では、液晶層ＬＣに含まれる液晶分子は、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２のそれぞれの配向膜の配向規制力によりＸ−Ｙ平面内において一方向に初期配向している。バックライトユニットＢＬからの光の一部は、第１光学素子ＯＤ１の偏光板を透過し、表示パネルＰＮＬに入射する。表示パネルＰＮＬに入射した光は、偏光板の吸収軸と直交する直線偏光である。このような直線偏光の偏光状態は、オフ状態の表示パネルＰＮＬを通過した際にほとんど変化しない。このため、表示パネルＰＮＬを透過した直線偏光のほとんどが、第２光学素子ＯＤ２の偏光板によって吸収される（黒表示）。このようにオフ状態で表示パネルＰＮＬが黒表示となるモードをノーマリーブラックモードという。
【００３７】
続いて、液晶層ＬＣに電圧が印加されたオン状態について説明する。オン状態は、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電位差が形成された状態に相当する。つまり、共通電極ＣＥに対しては共通電極駆動回路ＣＤからコモン駆動信号（コモン電圧）が供給される。その一方で、画素電極ＰＥには、コモン電圧に対して電位差を形成するような映像信号が供給される。これにより、オン状態では、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間にフリンジ電界が形成される。
【００３８】
このようなオン状態では、液晶分子は、Ｘ−Ｙ平面内において、初期配向方向とは異なる方位に配向する。オン状態では、第１光学素子ＯＤ１の偏光板の吸収軸と直交する直線偏光は、表示パネルＰＮＬに入射し、その偏光状態は、液晶層ＬＣを通過する際に液晶分子の配向状態に応じて変化する。このため、オン状態においては、液晶層ＬＣを通過した少なくとも一部の光は、第２光学素子ＯＤ２の偏光板を透過する（白表示）。
【００３９】
次に、上記した液晶表示装置ＤＳＰの入力面ＩＳへの被検出物の接近あるいは接触を検出するためのセンシングを行うセンシング駆動時の動作について説明する。すなわち、液晶表示装置ＤＳＰの駆動ＩＣチップＩＣ１及びＩＣ２と制御モジュールＣＭは、駆動電極Ｔｘ及び検出電極Ｒｘの駆動を制御し、センシングを行う。なお、ここで説明するセンシングのモードは相互容量（Mutual-Capacitive Sensing）モードと称される場合がある。相互容量モードは、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの間の電極間容量の変化に基づいて、入力位置のＸ座標及びＹ座標を詳細に検出する特長を有している。また、本実施形態では、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの間の電極間容量の変化に基づいて入力面ＩＳに加えられる押圧力を検出する。
【００４０】
図６は、センシング方法の原理を説明するための図である。ここでは、導電性を有する被検出物としての指Ｆｇが液晶表示装置ＤＳＰに入力する場合について説明する。
【００４１】
図６に示した例では、検出電極Ｒｘは８本の電極Ｒ１乃至Ｒ８を有している。また、駆動電極Ｔｘは８本の電極Ｔ１乃至Ｔ８を有している。ここで、検出電極Ｒｘにおいて、左からｉ番目の電極Ｒを電極Ｒｉとする。駆動電極Ｔｘにおいて、下からｊ番目の電極Ｔを電極Ｔｊとする。すると、検出電極Ｒｘのうち、左から６番目の電極Ｒが電極Ｒ６であり、駆動電極Ｔｘのうち、下から４番目の電極Ｔが電極Ｔ４である。この例では、指Ｆｇが、検出電極Ｒｘの電極Ｒ６と駆動電極Ｔｘの電極Ｔ４とが交差する位置にあるものとする。
【００４２】
図６に示すように、検出電極Ｒｘは、駆動電極Ｔｘに、第３方向Ｚに間隔Ｌを空けて配置されている。ここで、図１に示したように、検出電極Ｒｘと駆動電極Ｔｘとの間には弾性を有する容量変化層ＣＣが配置され、カバー部材ＣＧの入力面ＩＳに押圧力が加えられた際に、カバー部材ＣＧの歪みに合わせて容量変化層ＣＣが変形する。このため、上記間隔Ｌは、入力面ＩＳに加えられる押圧力に応じて変化する。駆動電極Ｔｘ及び検出電極Ｒｘは静電容量結合されており、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの間には電極間容量Ｃが生じる。
【００４３】
また、指Ｆｇは、検出電極Ｒｘの駆動電極Ｔｘと対向する側の反対側から接近する。指Ｆｇは、電極Ｒ６に、第３方向Ｚに間隔ＬＡを空けて位置している。指Ｆｇと電極Ｒ６との間にはカップリング容量Ｃｘが生じる。
【００４４】
ここで、例として、電極Ｒ６及び電極Ｔ４が交差する位置においての、間隔ＬＡと、間隔Ｌと、電極間容量Ｃと、カップリング容量Ｃｘとの関係について説明する。なお、指Ｆｇが他の位置に接近又は接触した場合にも、その位置で略同等の結果が得られるものとしてその説明を省略する。
【００４５】
まず、指Ｆｇが入力面ＩＳに接近も接触もしていないとき、つまり、指Ｆｇが検出電極Ｒｘに接近も接触もしていない初期状態において、指Ｆｇと検出電極Ｒｘとの間には、カップリング容量Ｃｘが形成されない。一方、電極間容量Ｃは初期容量Ｃ０となる。このときの間隔Ｌを間隔Ｌ０とする。
【００４６】
次に、指Ｆｇが入力面ＩＳに接近しているとき、つまり、指Ｆｇが電極Ｒ６に、間隔ＬＡを空けて接近している状態において、指Ｆｇと電極Ｒ６との間にカップリング容量Ｃｘが形成される。間隔ＬＡが小さくなるにつれて、カップリング容量Ｃｘは大きくなる。換言すると、指Ｆｇが電極Ｒ６に接近する程、カップリング容量Ｃｘは大きくなる。一方、カップリング容量Ｃｘが形成されている電極Ｒ６においては、電極間容量Ｃが初期容量Ｃ０より小さくなる。これは、指Ｆｇが電極Ｒ６に接近することにより、電極Ｒ６と各電極Ｔ４との間に形成されている電界の一部が、指Ｆｇとの間に形成されるために生じる。カップリング容量Ｃｘが大きくなるほど、電極間容量Ｃは小さくなる。換言すると、指Ｆｇが電極Ｒ６に接近し、間隔ＬＡが小さくなる程、電極間容量Ｃは小さくなる。
【００４７】
また、指Ｆｇが入力面ＩＳに接触しているとき、間隔ＬＡは最小となり、カップリング容量Ｃｘは最大となる。このとき、電極間容量Ｃは最小となる。  
なお、指Ｆｇが入力面ＩＳに接近又は接触しているとき、電極Ｒ６及び電極Ｔ４が交差する位置の周辺の位置においても、電極間容量Ｃが小さくなるが、詳細な電極間容量Ｃの変化については後述する。
【００４８】
次に、指Ｆｇが入力面ＩＳに押圧力を加えているとき、つまり、間隔ＬＡが最小となる状態において、カップリング容量Ｃｘは、最大となる。一方、電極Ｒ６及び電極Ｔ４が交差する位置の間隔Ｌは押圧される前の間隔Ｌ０より小さくなる。指Ｆｇが入力面ＩＳに加える押圧力が大きくなるにつれて、間隔Ｌは小さくなる。そして、間隔Ｌが小さくなるにつれて、電極間容量Ｃは大きくなる。電極Ｒ６と電極Ｔ４との間に形成される電極間容量Ｃは、間隔ＬＡが小さくなったことによる電極間容量の減少分と、間隔Ｌが小さくなったことによる電極間容量の増加分を合わせた容量で求められる。  
なお、指Ｆｇが入力面ＩＳに押圧力を加えているとき、電極Ｒ６及び電極Ｔ４が交差する位置の周辺の位置においては、電極間容量Ｃが大きくなるが、詳細な電極間容量Ｃの変化については後述する。
【００４９】
上記のように構成されたセンサＳＥを用いてセンシングする際、まず、駆動部に相当する駆動ＩＣチップＩＣ１は、駆動電極Ｔｘにパルス状の書込み信号（センサ駆動信号）Ｖｗを書込み、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの間の容量に応じたセンサ信号を発生させる。次いで、検出部に相当する駆動ＩＣチップＩＣ２は、検出電極Ｒｘからセンサ信号（例えば、検出電極Ｒｘに生じる静電容量）の変化を示す読取り信号Ｖｒを読取る。書込み信号Ｖｗが駆動電極Ｔｘに供給されるタイミングと、検出電極Ｒｘからの読取り信号Ｖｒに基づいて、指Ｆｇの位置及び押圧力を検出することができる。
【００５０】
上記の表示駆動及びセンシング駆動は、例えば１フレーム期間内に行われる。一例では、１フレーム期間は、画像を表示するための第１期間と、被検出物の位置及び押圧力を検出する第２期間とに分けられる。第１期間では、表示領域ＤＡの全ての画素ＰＸに映像信号を書き込む表示駆動が時分割的に行われる（表示期間）。また、第１期間に続く第２期間では、表示領域ＤＡの全域において被検出物の位置及び押圧力を検出するセンシング駆動が時分割的に行われる（検出期間、或いはセンシング期間）。本実施形態においては、一つの検出期間内に被検出物の位置及び押圧力を同時に検出する。駆動電極Ｔｘは、第１期間においてコモン駆動信号が供給され、第２期間において書込み信号が供給される。
【００５１】
また、他の例では、１フレーム期間はさらに複数の期間に分けられる。また、表示領域ＤＡは複数のブロックに分けられ、ブロック毎に表示駆動及びセンシング駆動が行われる。すなわち、１フレーム期間の第１期間では、表示領域ＤＡのうちの第１表示ブロックの画素ＰＸに映像信号を書き込む第１表示駆動が行われる。第１期間に続く第２期間では、表示領域ＤＡの第１センシングブロックにおいて被検出物の位置及び押圧力を検出する第１センシング駆動が行われる。本実施形態においては、１つのセンシングブロックにおいて、１回のセンシング駆動で、被検出物の位置及び押圧力を同時に検出する。第１センシングブロックと第１表示ブロックとは同一の領域であってもよいし、異なる領域であってもよい。第２期間に続く第３期間では、第１表示ブロックとは異なる第２表示ブロックの画素に映像信号を書き込む第２表示駆動が行われる。第３期間に続く第４期間では、第１センシングブロックとは異なる第２センシングブロックにおいて被検出物の位置及び押圧力を検出する第２センシング駆動が行われる。このように、１フレーム期間内に表示駆動とセンシング駆動とを交互に行い、表示領域ＤＡの全ての画素ＰＸに映像信号を書き込む一方で、表示領域ＤＡの全域において被検出物の位置及び押圧力を検出することも可能である。
【００５２】
次に示す図７乃至図１０は、センサＳＥに対する被検出物Ａの位置と、検出されるタッチシグナルＴＳを示す図である。図７乃至図１０において、各図の（ａ）は、図６の第１方向Ｘに平行な矢印ａの方向から見たセンサＳＥに対する被検出物Ａの位置と、その時のタッチシグナルＴＳを示している。図示した例は、駆動電極Ｔｘの電極Ｔ１乃至電極Ｔ８を順次駆動したときの検出電極Ｒｘの電極Ｒ６から出力されるタッチシグナルＴＳを示している。各図の（ｂ）は、第２方向Ｙに平行な図６の矢印ｂの方向から見たセンサＳＥに対する被検出物Ａの位置と、その時のタッチシグナルＴＳを示している。図示した例は、駆動電極Ｔｘの電極Ｔ４を駆動したときに電極Ｒ１乃至Ｒ８から順次出力されるタッチシグナルＴＳを示している。また、各図の（ｃ）は、入力面ＩＳ側からセンサＳＥを見たときのタッチシグナルＴＳの分布を示している。
【００５３】
図７は、被検出物Ａが入力面ＩＳに接近しているときの、センサＳＥに対する被検出物Ａの位置と、検出されるタッチシグナルＴＳを示す図である。  
被検出物Ａが入力面ＩＳに接近も接触もしていない初期状態におけるタッチシグナルＴＳの値を基準値とし、ここでは基準値は０である。また、基準値より大きい正の閾値を第１閾値ＴＨａとする。第１閾値ＴＨｂより大きい正の閾値を第２閾値ＴＨｂとする。基準値より小さい負の閾値を第３閾値ＴＨｃとする。図７乃至図１０に示される、基準値以上の正のタッチシグナルＴＳのうち、第１閾値ＴＨａ以上、第２閾値ＴＨｂ未満であるタッチシグナルＴＳをタッチシグナルＴＳ１とし、第２閾値ＴＨｂ以上であるタッチシグナルＴＳをタッチシグナルＴＳ２とし、基準値以上、第１閾値ＴＨａ未満であるタッチシグナルＴＳをタッチシグナルＴＳａとする。また、図７乃至図１０に示される、基準値未満の負のタッチシグナルＴＳのうち、第３閾値ＴＨｃ以下であるタッチシグナルＴＳをタッチシグナルＴＳ３とし、基準値未満、第３閾値ＴＨｃより大きいタッチシグナルＴＳをタッチシグナルＴＳｃとする。
【００５４】
ここで、センサＳＥの駆動方法について、まず、駆動ＩＣチップＩＣ１が、駆動電極Ｔｘの電極Ｔ１に書込み信号を書込むことにより、電極Ｔ１と検出電極Ｒｘの各電極Ｒとの間にセンサ信号が発生する。次いで、駆動ＩＣチップ２が検出電極Ｒｘの電極Ｒ１から電極Ｒ８の順番に電極間容量Ｃの変化に基づいたセンサ信号の変化を示す読み取り信号を読み取る。電極Ｔ２から電極Ｔ８についても、例えば、順番に同様の駆動が行われる。本実施形態では、タッチシグナルＴＳは、読み取り信号に基づいて変換された信号である。つまり、タッチシグナルＴＳは、電極間容量Ｃの変化に基づいて変化する。電極間容量Ｃが初期容量Ｃ０のとき、タッチシグナルＴＳは基準値の０となる。電極間容量Ｃが初期容量Ｃ０より小さいとき、タッチシグナルＴＳは正の値をとる。電極間容量Ｃが初期容量Ｃ０より大きいとき、タッチシグナルＴＳは負の値をとる。
【００５５】
タッチシグナルＴＳの大きさと位置から被検出物Ａの位置及び押圧力を検出する。このような被検出物Ａの位置及び押圧力の検出は、例えば、図１に示したような検出電極Ｒｘと表示パネルＰＮＬに配置された駆動電極Ｔｘとの間の電極間容量Ｃの一画面分の分布を検出した後に行われる。なお、図８乃至図１０に示されたセンサＳＥについても同様の駆動方法で駆動されるものとする。
【００５６】
ここで、検出電極Ｒｘのｉ番目の電極Ｒｉと、駆動電極Ｔｘのｊ番目の電極Ｔｊが交差する位置を位置ＳＰｉｊと表す。例えば、検出電極Ｒｘの電極Ｒ６と駆動電極Ｔｘの電極Ｔ４とが交差する位置を位置ＳＰ６４として表すこととする。位置ＳＰｉｊにおける電極間容量Ｃは、電極Ｔｊに書込み信号を書込み、電極Ｒｉから読み取り信号を読み取る際に検出される電極Ｔｊと電極Ｒｉとの間に形成される容量を示している。
【００５７】
図７の（ａ）及び（ｂ）に示すように、被検出物Ａは、位置ＳＰ６４において、入力面ＩＳに接近している。同時に、指Ｆｇは位置Ｓｐ６４において、電極Ｒ６に間隔ＬＡを空けて接近している。このときの位置ＳＰ６４おける電極間容量Ｃを電極間容量Ｃ１とすると、電極間容量Ｃ１は、初期容量Ｃ０より小さくなる。また、このときの間隔Ｌは、初期状態の間隔Ｌ０と等しい。
【００５８】
図７（ａ）に示すように、位置ＳＰ６４においてタッチシグナルＴＳ１が生じ、位置ＳＰ６３と、位置ＳＰ６５においてタッチシグナルＴＳａが生じる。図７（ｂ）に示すように、位置ＳＰ６４においてタッチシグナルＴＳ１が生じ、位置ＳＰ５４と、位置ＳＰ７４においてタッチシグナルＴＳａが生じる。
【００５９】
図７（ｃ）において、得られたタッチシグナルＴＳの分布が示される。タッチシグナルＴＳ１は、右斜め斜線の領域で表される。ここで得られるタッチシグナルＴＳは全て正のタッチシグナルＴＳである。なお、第１閾値ＴＨａより小さいタッチシグナルＴＳａについては、読み取り信号Ｖｒに反映されず、図示されない。位置ＳＰ６４のみでタッチシグナルＴＳ１が検出されることから、被検出物Ａが位置ＳＰ６４を中心に位置していることが検出される。また、位置ＳＰ６４で得られたタッチシグナルＴＳがタッチシグナルＴＳ１の大きさであったことから被検出物Ａが入力面ＩＳに接近していることが検出される。  
上記のようなタッチシグナルＴＳの分布から、被検出物Ａが位置ＳＰ６４において、入力面ＩＳから間隔ＬＡを空けて位置していることが検出される。
【００６０】
図８は、被検出物Ａが入力面ＩＳに接しているときの、センサＳＥに対する被検出物Ａの位置と、検出されるタッチシグナルＴＳを示す図である。  
図８の（ａ）及び（ｂ）に示すように、被検出物Ａは、位置ＳＰ６４において、入力面ＩＳに接している。同時に、被検出物Ａと検出電極Ｒｘとの間の間隔ＬＡは最小値をとっている。このときの位置ＳＰ６４における電極間容量Ｃを電極間容量Ｃ２とすると、電極間容量Ｃ２は、図７に示した電極間容量Ｃ１より小さくなる。また、このときの間隔Ｌは、初期状態の間隔Ｌ０と等しい。
【００６１】
図８（ａ）に示すように、位置ＳＰ６４においてタッチシグナルＴＳ２が生じ、位置ＳＰ６５と、位置ＳＰ６３においてタッチシグナルＴＳ１が生じる。図８（ｂ）に示すように、位置ＳＰ６４においてタッチシグナルＴＳ２が生じ、位置ＳＰ５４、位置ＳＰ７４においてタッチシグナルＴＳ１が生じる。
【００６２】
図８（ｃ）において、得られたタッチシグナルＴＳの分布が示される。タッチシグナルＴＳ２は、黒塗りの領域で表される。ここで得られるタッチシグナルＴＳは全て正のタッチシグナルである。タッチシグナルＴＳのセンサＳＥ全体の分布のうち、位置ＳＰ６４で得られたタッチシグナルＴＳ２が最も大きいため、被検出物Ａが位置ＳＰ６４を中心に位置している検出される。また、位置ＳＰ６４の周辺の位置ＳＰ６３、ＳＰ６５、ＳＰ５４、ＳＰ７４のタッチシグナルＴＳ１の分布から、被検出物Ａが入力面ＩＳに接していることが検出される。  
上記のようなタッチシグナルＴＳの分布から、被検出物Ａが位置ＳＰ６４に位置し、入力面ＩＳに接していることが検出される。
【００６３】
図７及び図８に示したように、被検出物Ａが入力面ＩＳに接近又は接触しているとき、例えば、得られるタッチシグナルＴＳは全て正となり、被検出物Ａは、一番大きいタッチシグナルＴＳが検出される位置ＳＰにあり、その周りのタッチシグナルＴＳの分布から接近の程度や、もしくは接触しているかを検出することが可能である。
【００６４】
図９は、被検出物Ａが入力面ＩＳに押圧力Ｆ１を加えているときの、センサＳＥに対する被検出物Ａの位置と、検出されるタッチシグナルＴＳを示す図である。  
図９の（ａ）及び（ｂ）に示すように、被検出物Ａは、位置ＳＰ６４において、入力面ＩＳに押圧力Ｆ１を加えている。同時に、被検出物Ａと検出電極Ｒｘとの間の間隔ＬＡは最小値をとっている。このときの位置ＳＰ６４における電極間容量Ｃを電極間容量Ｃ３とすると、電極間容量Ｃ３は、図８に示した電極間容量Ｃ２より大きくなる。また、このときの間隔Ｌを間隔Ｌ１とすると、間隔Ｌ１は、図７及び図８に示した間隔Ｌ０より小さい。電極間容量Ｃ３は、間隔ＬＡが最小値をとることによる初期容量Ｃ０からの電極間容量の減少分と、間隔Ｌが間隔Ｌ０から間隔Ｌ１へ小さくなったことによる初期容量Ｃ０からの電極間容量の増加分を合わせて求められる。
【００６５】
また、位置ＳＰ６４の周辺では、位置ＳＰ６１、ＳＰ６２、ＳＰ６３、ＳＰ６５、ＳＰ６６、ＳＰ６７、ＳＰ２４、ＳＰ３４、ＳＰ４４、ＳＰ５４、ＳＰ７４、ＳＰ８５において、間隔Ｌが間隔Ｌ０より小さくなり、電極間容量Ｃが初期容量Ｃ０より大きくなる。
【００６６】
図９（ａ）に示すように、位置ＳＰ６４においてタッチシグナルＴＳ２が生じ、位置ＳＰ６３と、位置ＳＰ６５と、位置ＳＰ６６とにおいて負のタッチシグナルＴＳ３が生じ、位置ＳＰ６１と、位置ＳＰ６２と、位置ＳＰ６７とにおいて負のタッチシグナルＴＳｃが生じる。図９（ｂ）に示すように、位置ＳＰ６４においてタッチシグナルＴＳ２が生じ、位置ＳＰ４４と、位置ＳＰ５４と、位置ＳＰ７４とにおいて負のタッチシグナルＴＳ３が生じ、位置ＳＰ２４と、位置ＳＰ３４と、位置ＳＰ８４とにおいて負のタッチシグナルＳＴｃが生じる。
【００６７】
図９（ｃ）において、得られたタッチシグナルＴＳの分布が示される。タッチシグナルＴＳ３は、左斜め斜線の領域で表される。ここで得られる全てのタッチシグナルＴＳのうち、位置ＳＰ６４に生じるタッチシグナルＴＳ２のみが正のタッチシグナルＴＳであり、位置ＳＰ６４以外の位置ＳＰに生じるタッチシグナルＴＳは全て負のタッチシグナルＴＳである。なお、第３閾値ＴＳｃより大きい負のタッチシグナルＴＳ３については、読み取り信号Ｖｒに反映されず、図示されない。タッチシグナルＴＳのセンサＳＥ全体の分布のうち、位置ＳＰ６４のみで正のタッチシグナルＴＳ２が検出されることから、被検出物Ａが位置ＳＰ６４を中心に位置していることが検出される。また、位置ＳＰ６４の周辺の位置ＳＰ６３、ＳＰ６５、ＳＰ６６、ＳＰ４４、ＳＰ５４、ＳＰ７４において、負のタッチシグナルＴＳ３が得られることから、被検出物Ａが入力面ＩＳに押圧力を加えていることが検出され、センサＳＥ全体のタッチシグナルＴＳの分布から、被検出物Ａが入力面ＩＳを押圧力Ｆ１で押圧していることが検出される。すなわち、被検出物Ａの位置ＳＰと押圧力が同時に検出される。
【００６８】
ここでは、指Ｆｇが入力面ＩＳに押圧力を加えているとき、検出電極Ｒｘの複数の電極Ｒのうち、電極間容量Ｃが初期容量Ｃ０より減少する電極Ｒを第１電極と定義し、電極間容量Ｃが初期容量Ｃ０より増加する電極Ｒを第２電極と定義する。第１電極と駆動電極Ｔｘとの間には、第１容量が形成され、第２電極と駆動電極Ｔｘとの間には、第２容量が形成される。
【００６９】
例えば、駆動電極Ｔｘの電極Ｔ４において、電極Ｒ６は、第１電極に相当し、電極Ｒ４，Ｒ５，Ｒ７のうち１つが第２電極に相当する。このとき、位置ＳＰ６４で形成される電極間容量Ｃが第１容量に相当する。また、位置ＳＰ４４、ＳＰ５４、ＳＰ７４で形成される電極間容量Ｃが第２容量に相当する。検出部は、第１容量の変化と第２容量の変化とに基づいて、被検出物Ａの位置及び押圧力を検出する。第１容量及び第２容量は、被検出物Ａが入力面ＩＳに押圧力を加える前は、初期容量Ｃ０と同等である。
【００７０】
図９に示すように、被検出物Ａが入力面ＩＳに押圧力を加えている場合、検出部は、被検出物Ａと、第１電極及び駆動電極Ｔｘの間隔Ｌとに基づいた第１容量を検出する。このとき、第１容量は、被検出物Ａが押圧力を加えることによって初期容量Ｃ０より小さくなる。つまり、初期状態の初期容量Ｃ０と比較して、間隔Ｌが小さくなったことによる電極間容量Ｃの増加分よりも、被検出物Ａが入力面ＩＳに接触することによる電極間容量Ｃの減少分の方が大きいため、第１容量は、初期容量Ｃ０より小さい。
【００７１】
また、検出部は、第２電極及び駆動電極Ｔｘの間隔に基づいた第２容量を検出する。このとき、第２容量は、初期容量Ｃ０より大きくなる。つまり、被検出物Ａの位置以外の位置ＳＰでは、入力面ＩＳに押圧力が加えられる際のカバー部材の歪みに応じて、初期状態と比較して間隔Ｌが小さくなることにより、電極間容量Ｃが大きくなるため、第２容量は、初期容量Ｃ０より大きい。  
上記のようなタッチシグナルＴＳの分布から、被検出物Ａが位置ＳＰ６４に位置し、入力面ＩＳに押圧力Ｆ１を加えていることが検出される。
【００７２】
図１０は、被検出物Ａが入力面ＩＳに押圧力Ｆ２を加えているときの、センサＳＥに対する被検出物Ａの位置と、検出されるタッチシグナルＴＳを示す図である。押圧力Ｆ２は、押圧力Ｆ１より大きい。
【００７３】
図１０の（ａ）及び（ｂ）に示すように、被検出物Ａは、位置ＳＰ６４において、入力面ＩＳを押圧力Ｆ２を加えている。同時に、被検出物Ａと検出電極Ｒｘとの間の間隔ＬＡは最小値をとっている。このときの位置ＳＰ６４における電極間容量Ｃを電極間容量Ｃ４とすると、電極間容量Ｃ４は、図９に示した電極間容量Ｃ３より大きくなる。また、このときの間隔Ｌを間隔Ｌ２とすると、間隔Ｌ２は、図９に示した間隔Ｌ１より小さい。電極間容量Ｃ４は、間隔ＬＡが最小値をとることによる初期容量Ｃ０からの電極間容量の減少分と、間隔Ｌが間隔Ｌ０から間隔Ｌ２へ小さくなったことによる初期容量Ｃ０からの電極間容量の増加分を合わせて求められる。ここで、間隔Ｌ２は、図９に示した間隔Ｌ１より小さいため、電極間容量Ｃ４は、図９における電極間容量Ｃ３より大きい。
【００７４】
図１０（ａ）に示すように、位置ＳＰ６４においてタッチシグナルＴＳ２が生じ、位置ＳＰ６２と、位置ＳＰ６３と、位置ＳＰ６５と、位置ＳＰ６６と、位置ＳＰ６７とにおいて負のタッチシグナルＴＳ３が生じ、位置ＳＰ６１と、位置ＳＰ６８とにおいて負のタッチシグナルＴＳｃが生じる。図１０（ｂ）に示すように、位置ＳＰ６４においてタッチシグナルＴＳ２が生じ、位置ＳＰ３４と、位置ＳＰ４４と、位置ＳＰ５４と、位置ＳＰ７４とにおいて負のタッチシグナルＴＳ３が生じ、位置ＳＰ１４と、位置ＳＰ２４と、位置ＳＰ８４とにおいて負のタッチシグナルＳＴｃが生じる。ここで、電極間容量Ｃ４は、図９における電極間容量Ｃ３より大きいため、位置ＳＰ６４に生じるタッチシグナルＴＳ２は、図９で示した位置ＳＰ６４に生じるタッチシグナルＴＳ２より小さい。
【００７５】
図１０（ｃ）において、得られたタッチシグナルＴＳの分布が示される。位置ＳＰ５３、ＳＰ５５、ＳＰ７３、ＳＰ７５においてもタッチシグナルＴＳ３が生じる。ここで得られる全てのタッチシグナルＴＳのうち、位置ＳＰ６４に生じたタッチシグナルＴＳ２のみが正のタッチシグナルＴＳであり、位置ＳＰ６４以外の位置ＳＰに生じたタッチシグナルＴＳは全て負のタッチシグナルＴＳである。タッチシグナルＴＳのセンサＳＥ全体の分布のうち、位置ＳＰ６４のみで正のタッチシグナルＴＳ２が検出されることから、被検出物Ａが位置ＳＰ６４を中心に位置していることが検出される。また、位置ＳＰ６４の周辺の位置ＳＰ６２、ＳＰ６３、ＳＰ６５、ＳＰ６６、ＳＰ６７、ＳＰ３４、ＳＰ４４、ＳＰ５４、ＳＰ７４、ＳＰ５３、ＳＰ５５、ＳＰ７３、ＳＰ７５において、負のタッチシグナルＴＳ３が得られることから、被検出物Ａが入力面ＩＳを押圧していることが検出され、センサＳＥ全体のタッチシグナルＴＳの分布から、被検出物Ａが入力面ＩＳを押圧力Ｆ２で押圧していることが検出される。図９と同様に、被検出物Ａの位置ＳＰと押圧力が同時に検出される。また、押圧力Ｆ２は押圧力Ｆ１より大きいため、図９（ｃ）と図１０（ｃ）とを比較すると、図１０（ｃ）に示されたタッチシグナルＴＳ３の方がより広い分布で検出される。  
上記のようなタッチシグナルＴＳの分布から、被検出物Ａが位置ＳＰ６４に位置し、入力面ＩＳに押圧力Ｆ２を加えていることが検出される。
【００７６】
なお、図７乃至図１０では、検出電極Ｒｘの電極Ｒが８本、駆動電極Ｔｘの電極Ｔが８本の場合を例に説明したが、検出電極Ｒｘの電極Ｒの本数と、駆動電極Ｔｘの電極Ｔの本数はそれぞれ特に限定されず、電極Ｒ及び電極Ｔがそれぞれ２本以上７本以下、又は９本以上でもよい。
また、閾値の値は図示した範囲に限らず、さらに細かい閾値の範囲を有していてもよい。なお、タッチシグナルＴＳの大きさの範囲として閾値を用いたが、閾値を設けずに基準値からタッチシグナルＴＳの増減をみることにより位置と圧力を検出を行ってもよい。
また、図７乃至図１０に示した例は、被検出物Ａが１つの電極Ｒと１つの電極Ｔとが交差する位置ＳＰを中心として位置している場合の例である。但し、被検出物Ａの大きさや電極Ｒ及び電極Ｔの大きさは特に限定されず、１つの被検出物Ａが、複数の位置ＳＰを同時に押圧する場合もあり得る。この場合、被検出物Ａの位置に対応する電極Ｒ及び電極Ｔの本数の増加に伴って、得られるタッチシグナルＴＳはより複雑な分布となる。
【００７７】
本実施形態に係るセンサ付き表示装置によれば、被検出物Ａの接近あるいは接触を検出可能な駆動電極Ｔｘ及び検出電極Ｒｘを備え、しかも、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの間隔Ｌは押圧力に応じて変化する。このため、被検出物Ａによって押圧された状態では、被検出物Ａが検出電極Ｒｘに接近することで電極間容量Ｃが増加する一方で、被検出物Ａが接触することで電極間容量Ｃが減少する。特に、被検出物Ａによって押圧力が加えられる押圧部では、被検出物Ａの接触による電極間容量Ｃの減少分が、間隔Ｌの減少による電極間容量Ｃの増加分よりも大きい。このため、押圧部における容量は、被検出物Ａによる押圧がない初期状態での初期容量Ｃ０よりも小さくなる。一方、押圧部の周辺では、電極間容量Ｃの増加分が電極間容量Ｃの減少分より大きいため、その電極間容量は初期容量Ｃ０よりも大きくなる。このような検出電極Ｒｘ及び駆動電極Ｔｘの間の電極間容量Ｃの変化を検出することにより、被検出物Ａによる押圧の有無、あるいは、押圧の位置を検出することが可能となる。  
また、検出電極Ｒｘと駆動電極Ｔｘとの間の間隔Ｌは、押圧力の大きさに応じて変化する。このため、検出電極Ｒｘ及び駆動電極Ｔｘの間の電極間容量Ｃの変化量（あるいはタッチシグナルの大きさ）を検出することにより、押圧力を検出することも可能となる。  
したがって、高性能化が可能なセンサ付き表示装置を提供することができる。
【００７８】
上記のような構成とすることで、カバー部材ＣＧを備える液晶表示装置ＤＳＰにおいてもセンサＳＥの電極間容量Ｃの変化に基づいて押圧力を検出することが可能となる。
【００７９】
次に、本実施形態の変形例について説明する。  
図１１は、センサＳＥによって検出される押圧力の分布を示す図である。図１１は、入力面ＩＳ側からセンサＳＥを見たときのタッチシグナルＴＳの分布を示している。ここでは、検出電極Ｒｘ及び駆動電極Ｔｘの本数は特に限定されず、得られたタッチシグナルＴＳの分布は滑らかな曲線で示されている。検出電極Ｒｘ及び駆動電極Ｔｘの各電極の本数が増加するにつれて、タッチシグナルＴＳの分布は、図１１に示すような曲線の形に近似する。
【００８０】
図１１（ａ）は、図８に示したように被検出物Ａが入力面ＩＳに接している場合のタッチシグナルＴＳの分布を示している。タッチシグナルＴＳ１は、タッチシグナルＴＳ２の分布の周りを囲んで分布している。  
このようなタッチシグナルＴＳの分布を検出することにより、被検出物Ａの位置が検出され、被検出物Ａが入力面ＩＳに接していることが検出される。
【００８１】
図１１（ｂ）は、図９に示したように、被検出物Ａが入力面ＩＳに押圧力Ｆ１を加えている場合のタッチシグナルＴＳの分布を示している。図１１（ｂ）においては、図１１（ａ）と同様にタッチシグナルＴＳ１は、タッチシグナルＴＳ２の分布の周りを囲んで分布している。さらに、タッチシグナルＴＳ３は、タッチシグナルＴＳ１の分布との間に領域ＴＳ０を挟んで、タッチシグナルＴＳ１の分布の周りを囲んで分布している。  
このようなタッチシグナルＴＳの分布を検出することにより、被検出物Ａの位置が検出され、被検出物Ａが入力面ＩＳに押圧力Ｆ１を加えていることが検出される。
【００８２】
図１１（ｃ）は、図１０に示したように、被検出物Ａが入力面ＩＳに押圧力Ｆ２を加えている場合のタッチシグナルＴＳの分布を示している。  
図１１（ｃ）においては、図１１（ｂ）と同様に、タッチシグナルＴＳ２の分布の周りをタッチシグナルＴＳ１が囲んで分布し、さらに、タッチシグナルＴＳ３が、タッチシグナルＴＳ１の分布との間に領域ＴＳ０を挟んで、タッチシグナルＴＳ１の分布の周りを囲んで分布している。図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）と比較すると、タッチシグナルＴＳ１の分布とタッチシグナルＴＳ２の分布の各面積が小さくなり、領域ＴＳ０とタッチシグナルＴＳ３の分布の各面積が大きくなった。  
このようなタッチシグナルＴＳの分布を検出することにより、被検出物Ａの位置が検出され、被検出物Ａが入力面ＩＳに押圧力Ｆ２を加えていることが検出される。
【００８３】
図１２は、センサＳＥによって検出される押圧力の分布の他の例を示す図である。  
図１２においては、タッチシグナルＴＳ２の２つの分布が検出される。２つのタッチシグナルＴＳ２の分布の周りをそれぞれ個別にタッチシグナルＴＳ１の分布が囲んでいる。タッチシグナルＴＳ３は、タッチシグナルＴＳ１の分布との間に領域ＴＳ０を挟んで、タッチシグナルＴＳ１の２つの分布とタッチシグナルＴＳ２の分布の周りを囲んで分布している。  
このようなタッチシグナルＴＳの分布を検出することにより、２つの被検出物について位置と押圧力を検出することが可能である。なお、被検出物の数は２つに限らず、３つ以上の被検出物が同時に押圧する場合も検出可能である。
【００８４】
図１３は、本実施形態に係る他の例を示す図である。  
図１３に示した構成は、図１に示した構成と比較して、カバー部材ＣＧと表示パネルＰＮＬとの間の構造が異なっている。ここでは、容量変化層ＣＣとして液体層ＬＬを含んだ構成が用いられている。
【００８５】
カバー部材ＣＧと表示パネルＰＮＬの間には、支持体ＳＵが形成されている。支持体ＳＵは、第３方向Ｚに直立した壁状に形成され、表示領域ＤＡを囲んでいる。支持体ＳＵは、また、第２光学素子ＯＤ２も囲んでいる。帯電防止層ＡＳと第２光学素子との間には、球状のスペーサＰＳが配置されており、カバー部材ＣＧ及び表示パネルＰＮＬの間にギャップが形成されている。このような球状のスペーサＰＳとしては、例えば、弾性樹脂が用いられる。
【００８６】
カバー部材ＣＧ、表示パネルＰＮＬ、支持体ＳＵで囲まれた領域内には、液体が封入され、液体層ＬＬが形成されている。液体層ＬＬの液体の材料としては、例えば、グリセリンが用いられる。また、屈折率がカバー部材ＣＧの屈折率の±０．１以内である液体が用いられる。
【００８７】
なお、ここでは、スペーサＰＳとして球状のスペーサが用いられているが、この形状に限らず様々な形状をとることが可能である。例えば、高さの異なる複数の柱状スペーサが配置されていてもよい。また、液体層ＬＬの液体が封入されている部分にエアギャップ層が形成されていてもよい。上記のような容量変化層ＣＣの構成とした場合も、押圧力に応じてカバー部材が歪みが生じ、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
以上説明したように、本実施形態によれば、高性能化が可能なセンサ付き表示装置を提供することができる。
【００８９】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００９０】
例えば、駆動電極Ｔｘが第２方向Ｙに延在し、検出電極Ｒｘがそれぞれ第１方向Ｘに延在していてもよい。  
駆動ＩＣチップＩＣ１及び駆動ＩＣチップＩＣ２は、一体に形成されていてもよい。すなわち、駆動ＩＣチップＩＣ１及び駆動ＩＣチップＩＣ２は、単一の駆動ＩＣチップに集約されていてもよい。この場合、上記単一の駆動ＩＣチップは、表示パネルＰＮＬ、検出部Ｄ及び制御モジュールＣＭに接続され、駆動電極Ｔｘにコモン駆動信号Ｖｃｏｍを与えたり、駆動電極Ｔｘ、又は検出電極Ｒｘに書込み信号を書込んだり、検出電極Ｒｘから読取り信号を読取ったりできればよい。
【００９１】
上述した駆動部は、駆動ＩＣチップＩＣ１，ＩＣ２及び制御モジュールＣＭに限定されるものではなく、種々変形可能であり、表示パネルＰＮＬ及びセンサＳＥを駆動することができるものであればよい。  
上述した実施形態では、表示装置として、液晶表示装置を例に開示した。しかし、上述した実施形態は、有機ＥＬ（electroluminescent）表示装置、その他の自発光型表示装置、あるいは電気泳動素子等を有する電子ペーパ型表示装置等、あらゆるフラットパネル型の表示装置に適用可能である。また、上述した実施形態は、中小型の表示装置から大型の表示装置まで、特に限定することなく適用が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９２】
Ｔｘ…駆動電極  Ｒｘ…検出電極
Ｌ…間隔  Ｆ１、Ｆ２…押圧力  
Ｃ…電極間容量  Ｃ０…初期容量  ＰＥ…画素電極  
Ａ…導体  ＣＧ…カバー部材  ＰＮＬ…表示パネル
ＤＳＰ…液晶表示装置  ＣＣ…容量変化層
ＣＭ…制御モジュール  ＩＣ１、ＩＣ２…駆動ＩＣチップ
【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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