JP5756031B2 - 検出装置、表示装置および電子機器 - Google Patents

Description

本技術は、指、手、腕、ペンなどの物体（以下「指など」という）の検出面への接触・非接触の検知と、指などによる検出面の押し込みの有無の検知とを可能とする検出装置、表示装置および電子機器に関する。

従来から、指などで触れることにより情報を入力する技術が知られている。その中でも特に注目されている技術として、ディスプレイに表示された種々のボタンを指などで触れることにより、通常のボタンを指などで押した場合と同様の情報入力を可能とする表示装置がある。この技術は、ディスプレイとボタンの共用化を可能にすることから、省スペース化や部品点数の削減という大きなメリットをもたらす。

指などの接触を検出するタッチパネルには、種々のタイプのものが存在するが、スマートフォン等の、多点検出を必要とするデバイスで一般に普及しているものとして、静電容量式が挙げられる（例えば特許文献１参照）。静電容量式のタッチパネルは、例えば、検出面内にマトリックス状の電極パターンを備えており、指などで接触した位置の静電容量変化を検出するようになっている。

タッチパネルを備えた表示装置には、指などの検出面への接触・非接触を検知するタッチセンサだけでなく、指などによる検出面の押し込みの有無を検知する押圧センサも設けられていることがある。例えば、特許文献２では、タッチパネルの底面と、タッチパネルを支持する筐体との間に、押圧センサとして自己静電容量センサを設けることが開示されている。

特開２０１１−１９８２０７号公報 特開２０１１−１９７９９１号公報

しかし、特許文献２に記載の自己静電容量センサでは、自己静電容量センサ専用の電極が筐体の表面やタッチパネルの底面に設けられている。そのため、自己静電容量センサを形成するための工程を従来の工程に追加する必要があり、工程数の増大、ひいては製造コストの増大を招いてしまうという問題があった。

本技術はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、追加プロセスなしで、押圧センサを設けることの可能な検出装置、表示装置および電子機器を提供することにある。

本技術の検出装置は、タッチパネルと、タッチパネルを支持する筐体と、タッチパネルの下面と筐体との間に配置された固定層とを備えたものである。固定層は、タッチパネルを筐体に固定すると共に弾性変形によって厚みが変化するものである。タッチパネルは、上面が検出面となっている光透過性部材を有すると共に、光透過性部材の下面に、第１の第１導電層と、絶縁層を介して第１の第１導電層に対して積層された、第２の第１導電層を有している。筐体は、タッチパネルの下面と対向する位置に第２導電層を有している。第１の第１導電層及び第２の第１導電層は、被検出対象物の検出面への接触による静電容量の変化を検出することの可能な第１センサー電極を含んでいる。第２の第１導電層のうちの第１センサー電極を形成しない部分は、第１センサー電極とは絶縁分離されると共に固定層を挟んで第２導電層と対向する位置に配置された第２センサー電極を形成する。第２センサー電極は、第２導電層との間の静電容量の変化を検出することが可能となっている。第２導電層は、筐体に設けられた金属製の骨組みである。

本技術の表示装置は、映像を生成する映像生成装置と、映像生成装置の表面に配置されたタッチパネルと、映像生成装置およびタッチパネルを制御する制御装置とを備えている。この表示装置は、さらに、映像生成装置、タッチパネルおよび制御装置を支持する筐体と、タッチパネルの下面と筐体との間に配置された固定層とを備えている。この表示装置に含まれるタッチパネル、筐体および固定層は、上記の検出装置に含まれるタッチパネル、筐体および固定層と同一の構成要素を有している。

本技術の電子機器は、上記の表示装置を備えたものである。

本技術の検出装置、表示装置および電子機器では、第１センサー電極および第２センサー電極が、共通する２つの第１導電層に含まれている。これにより、第１センサー電極を形成するプロセスにおいて、第２センサー電極も同時に形成することができる。

本技術の検出装置、表示装置および電子機器によれば、第１センサー電極を形成するプロセスにおいて、第２センサー電極も同時に形成することができるようにしたので、追加プロセスなしで、押圧センサを設けることができる。

本技術の一実施の形態に係る表示装置で用いられるタッチ検出方式の動作原理を説明するための図であり、非接触時の状態を示す図である。 本技術の一実施の形態に係る表示装置で用いられるタッチ検出方式の動作原理を説明するための図であり、タッチセンサの駆動信号および検出信号の波形の一例を示す図である。 本技術の一実施の形態に係る表示装置で用いられるタッチ検出方式の動作原理を説明するための図であり、指接触時の状態を示す図である。 本技術の一実施の形態に係る表示装置の断面構成の一例を示す図である。 図４のタッチパネルおよび筐体の断面構成の一例を示す図である。 図５のタッチパネルの電極パターンのレイアウトの一例を示す図である。 図５のタッチパネルの電極パターンおよび遮光層のレイアウトの一例を示す図である。 図４の制御装置の内部構成の一例を示す図である。 図５のタッチパネルの製造工程の一例を示す断面図である。 図５のタッチパネルの電極パターンのレイアウトの他の例を示す図である。 図５のタッチパネルの電極パターンのレイアウトのその他の例を示す図である。 図４のタッチパネルの断面構成の第１変形例を示す図である。 図４のタッチパネルの断面構成の第２変形例を示す図である。 図４のタッチパネルの断面構成の第３変形例を示す図である。 図４のタッチパネルの断面構成の第４変形例を示す図である。 図１５のタッチパネルを備えた表示装置における制御装置の内部構成の一例を示す図である。 図４のタッチパネルの断面構成の第５変形例を示す図である。 図５の筐体の断面構成の一変形例を示す図である。 一適用例に係る電子機器の概略構成の一例を示す図である。

以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。

１．タッチ検出方式の基本原理
２．実施の形態
３．変形例
４．適用例

＜１．タッチ検出方式の基本原理＞
最初に、以下の実施の形態の表示装置で用いられるタッチ検出方式の基本原理について説明する。このタッチ検出方式は、静電容量型のタッチセンサとして具現化されるものである。図１（Ａ）は、上記のタッチセンサを模式的に表したものである。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のタッチセンサの等価回路と、タッチセンサに接続する周辺回路を表したものである。このタッチセンサは、誘電体１０１と、この誘電体１０１を挟んで互いに対向配置された一対の電極１０２，１０３とを備えており、等価回路では、図１（Ｂ）に示したように、容量素子１０４で表される。

容量素子１０４の一端（電極１０２）は交流信号源１０５に接続される。容量素子１０４の他端（電極１０３）は電圧検出回路１０６に接続され、さらに、抵抗１０７を介して基準電位線１０８に接続される。交流信号源１０５は、所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜十数ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓgを出力するものである。電圧検出回路１０６は、入力された信号の波高値を検出し、さらに、その検出電圧に基づいてタッチセンサへの指の接触、非接触を判定するものである。基準電位線１０８は、例えば、タッチセンサが搭載されたデバイスにおいて回路動作の基準となる電位を与える部材（例えばプリント基板のグラウンド層や導電性の筐体）に電気的に接続されるものであり、その部材に接続されているときには、その部材と同電位（基準電位）となる。基準電位は、例えばグラウンド電位である。

このタッチセンサでは、交流信号源１０５から電極１０２に交流矩形波Ｓg（図２（Ｂ））が印加されると、電極１０３に、図２（Ａ）に示したような出力波形（検出信号Ｖdet）が現れる。

タッチセンサに指などの物体を接触させていない状態（図１（Ａ））では、図１（Ｂ）に示したように、容量素子１０４に対する充放電に伴って、容量素子１０４の容量値に応じた電流Ｉ0が流れる。このときの容量素子１０４の電極１０３側の電位波形は、例えば図２（Ａ）の波形Ｖ0のようになり、これが電圧検出回路１０６によって検出される。

一方、タッチセンサに指などの物体を接触させた状態（図３（Ａ））では、図３（Ｂ）に示したように、指などの物体によって形成される容量素子１０９が容量素子１０４に直列に追加される。この状態では、容量素子１０４，１０９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、電極１０３における電位波形は、例えば図２（Ａ）の波形Ｖ1のようになり、これが電圧検出回路１０６によって検出される。電極１０３の電位は、容量素子１０４，１０９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。その後、電圧検出回路１０６によって、検出電圧と所定の閾値電圧Ｖthとが比較され、検出電圧が閾値電圧Ｖth以下であるときには非接触状態と判断される一方、閾値電圧Ｖthよりも大きいときには接触状態と判断される。このようにして、タッチ検出が行われる。なお、以下の実施の形態の表示装置において、上記とは異なる検出方式が用いられてもよい。

＜２．実施の形態＞
[構成]
図４は、本技術の一実施の形態に係る表示装置１の断面構成の一例を表したものである。表示装置１は、タッチセンサおよび押圧センサ付きの表示装置であり、映像生成装置１０と、静電容量型のタッチパネル２０と、制御装置３０と、筐体４０とを備えている。なお、表示装置１は、さらに、後述の固定層５０を備えている。タッチパネル２０は、映像生成装置１０とは別体で形成されたものであり、映像生成装置１０の表面に配置されている。制御装置３０は、映像生成装置１０およびタッチパネル２０を制御するものである。筐体４０は、映像生成装置１０、タッチパネル２０および制御装置３０を支持するものである。固定層５０は、タッチパネル２０の下面と筐体４０との間に配置されている。

（映像生成装置１０）
映像生成装置１０は、制御装置３０から入力される信号に基づいて映像を生成するものである。映像生成装置１０は、例えば、液晶分子の配列を変化させることにより入射光を透過、変調させて映像を生成する液晶表示パネルと、液晶表示パネルを背後から照明する光源とにより構成されている。なお、映像生成装置１０は、上記とは異なる構成となっていてもよく、例えば、有機ＥＬ素子を発光させて映像を生成する有機ＥＬ表示パネルで構成されていてもよい。

（タッチパネル２０）
図５は、タッチパネル２０および筐体４０の断面構成の一例を表したものである。図６は、タッチパネル２０の電極パターンのレイアウトの一例を表したものである。なお、図５におけるタッチパネル２０の断面は、タッチパネル２０のうち、図６のＡ−Ａ線に対応する箇所に対応するものである。

タッチパネル２０は、指などで、表示装置１の映像表示面（タッチパネル２０の検出面）に触れたり、検出面を押し込んだりすることにより情報を入力するものである。なお、「指など」が本技術の「被検出対象物」の一具体例に相当する。タッチパネル２０は、例えば、上述した静電容量型のタッチセンサの一具体例に相当するものであり、ＸＹ（行列）マトリクスで、指などの検出面への接触・非接触を検出するものである。タッチパネル２０は、さらに、静電容量型の押圧センサを有しており、指などによる検出面の押し込みの有無を検出するものでもある。

タッチパネル２０は、筐体４０の一部に、接着層や粘着層を介して貼り合わされている。タッチパネル２０は、例えば、図５に示したように、筐体４０に設けられたタッチパネル２０用の支持部４３の上面に、固定層５０を介して固定されている。なお、筐体４０および固定層５０については、後に詳述するものとする。

タッチパネル２０は、上面が検出面となっている基板２１の下面に、導電層２２、絶縁層２３、導電層２４および絶縁層２５をこの順に積層して構成されたものである。つまり、タッチパネル２０は、基板２１の下面に、絶縁層２３を介して積層された２つの導電層（導電層２２、導電層２４）を有している。なお、基板２１が本技術の「光透過性部材」の一具体例に相当し、２つの導電層（導電層２２、導電層２４）が本技術の「２つの第１導電層」の一具体例に相当する。タッチパネル２０は、さらに、基板２１の下面と、導電層２２の一部との間に、遮光層２７を有している。

基板２１は、検出面を形成すると共に、導電層２２、絶縁層２３、導電層２４および絶縁層２５を保持する基板である。基板２１は、絶縁性および光透過性の部材で構成されており、例えば、ガラス基板、または絶縁性および光透過性の樹脂フィルムで構成されている。

導電層２２は、導電層２４よりも検出面寄りに配置されている。一方、導電層２４は、導電層２２よりも筐体４０の支持部４３寄りに配置されている。導電層２２および導電層２４は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide；酸化インジウムスズ）などの光透過性の導電性材料で構成されている。導電層２２は、製造過程において、基板２１の表面（図５では下面）および遮光層２７の表面（図５では下面）を形成面として形成されたものであり、互いに電気的に分離された複数の導電層によって構成されている。導電層２２に含まれる複数の導電層は、製造過程において同一工程で形成されたものである。導電層２４は、製造過程において、絶縁層２３の表面（図５では下面）と、後述のコンタクトホール２３Ａの側面および底面とを形成面として形成されたものであり、互いに電気的に分離された複数の導電層によって構成されている。導電層２４に含まれる複数の導電層は、製造過程において同一工程で形成されたものである。

絶縁層２３は、導電層２２と導電層２４との間に配置されている。絶縁層２３は、後述する第１電極Ｅ１と後述する第２電極Ｅ２とを互いに絶縁分離するためのものであり、例えば、光透過性の絶縁性材料で構成されている。絶縁層２３は、後述する島状電極Ｅ３の両端部に対応する位置に、コンタクトホール２３Ａを有している。絶縁層２５は、導電層２４を保護するためのものであり、例えば、光透過性の絶縁性材料で構成されている。絶縁層２３，２５に用いられる光透過性の絶縁性材料としては、例えば、アクリル樹脂、または、ＳｉＯ₂などを主成分とする無機材料などが挙げられる。遮光層２７は、後述の信号配線２６Ｂおよび後述のセンサー電極２８のシルエットが映像表示面に視認されるのを防ぐためのものであり、遮光性材料で構成されている。遮光性材料の色は、典型的には黒色であるが、黒色以外の色（例えば白色）であってもよい。

２つの導電層（導電層２２、導電層２４）は、指などの検出面への接触・非接触を検出するセンサー電極２６Ａと、センサー電極２６Ａと制御装置３０とを互いに接続する複数の信号配線２６Ｂとを含んで構成されている。なお、センサー電極２６Ａが本技術の「第１センサー電極」の一具体例に相当する。センサー電極２６Ａは、指などの検出面への接触による静電容量の変化を検出することが可能となっている。センサー電極２６Ａは、基板２１の下面うち外縁を除いた部分に対応する位置に配置されている。信号配線２６Ｂは、基板２１の下面うち外縁に対応する位置に配置されており、センサー電極２６Ａの周縁に沿って延在している。

センサー電極２６Ａは、所定の方向に延在する複数の第１電極Ｅ１と、第１電極Ｅ１と交差（例えば直交）する方向に延在する複数の第２電極Ｅ２とにより構成されている。第１電極Ｅ１は、導電層２２の一部により構成されている。つまり、導電層２２は、第１電極Ｅ１を含んでいる。第１電極Ｅ１は、基板２１の下面（支持部４３側の表面）に接して形成されており、複数の島状電極と、互いに隣接する２つの島状電極同士を連結する連結電極とにより構成された帯状電極である。ここで、連結電極の幅は、島状電極の幅よりも狭くなっている。

第２電極Ｅ２は、導電層２２の一部と、導電層２４の一部とにより構成されている。つまり、導電層２２は、第１電極Ｅ１全体と、第２電極Ｅ２の一部とを含んで構成されており、導電層２４は、第２電極Ｅ２の一部を含んで構成されている。第２電極Ｅ２は、第１電極Ｅ１と同一の層内に配置された複数の島状電極Ｅ３と、互いに隣接する２つの島状電極Ｅ３同士を電気的に接続すると共に第１電極Ｅ１（具体的には連結電極）をまたぐ中継電極Ｅ４とにより構成された帯状電極である。つまり、導電層２２は、第１電極Ｅ１全体と、各島状電極Ｅ３とを含んで構成されており、導電層２４は、中継電極Ｅ４を含んで構成されている。ここで、中継電極Ｅ４の幅は、島状電極Ｅ３の幅よりも狭くなっている。また、島状電極Ｅ３および第１電極Ｅ１の島状電極は、デルタ配列となっている。

中継電極Ｅ４は、第２電極Ｅ２の延在方向に延在する帯形状となっている。中継電極Ｅ４では、一端が一の島状電極Ｅ３に接続されており、他端が他の島状電極Ｅ３に接続されており、第１電極Ｅ１をまたぐ部分が、第１電極Ｅ１よりも上方の層内に配置されている。「第１電極Ｅ１よりも上方の層」とは、絶縁層２３の上面に接する層を指しており、具体的には、導電層２４を指している。従って、中継電極Ｅ４は、島状電極Ｅ３よりも、基板２１から離れて配置されている。中継電極Ｅ４は製造過程で一括して形成されたものであり、単層で構成されている。一方、島状電極Ｅ３は第１電極Ｅ１と共に共通の製造過程で形成されたものであり、島状電極Ｅ３および第１電極Ｅ１は同一の材料で構成されている。

中継電極Ｅ４の、長手方向の両端部の一部は、絶縁層２３のコンタクトホール２３Ａ内に配置されている。つまり、絶縁層２３は、中継電極Ｅ４の、長手方向の両端部に対応する位置にコンタクトホール２３Ａを有している。コンタクトホール２３Ａは、例えば、島状電極Ｅ３の上面が当該コンタクトホール２３Ａの底面内に露出する位置に配置されている。従って、中継電極Ｅ４は、島状電極Ｅ３のうちコンタクトホール２３Ａ内に露出している部分に接すると共に、第１電極Ｅ１とは絶縁層２３によって絶縁分離されている。

複数の信号配線２６Ｂにおいて、一部の信号配線２６Ｂは、第１電極Ｅ１に電気的に接続されており、第１電極Ｅ１に未接続の信号配線２６Ｂは、第２電極Ｅ２に電気的に接続されている。各信号配線２６Ｂは、センサー電極２６Ａの周縁に沿って延在する第１配線２６−１と、第１配線２６−１の一端に接続された外部接続端子２６−２と、第１配線２６−１の他端およびセンサー電極２６Ａに接続された第２配線２６−３とにより構成されている。

２つの導電層（導電層２２、導電層２４）うちいずれか一方の導電層（導電層２４）は、センサー電極２８と、センサー電極２８と制御装置３０とを互いに接続する１または複数の信号配線２６Ｃとを含んで構成されている。なお、センサー電極２８が本技術の「第２センサー電極」の一具体例に相当する。センサー電極２８は、センサー電極２６Ａとは絶縁分離されると共に後述の導電層４２と対向する位置に配置されている。センサー電極２８は、指などによる検出面の押し込みによる静電容量の変化を検出することが可能となっている。センサー電極２８は、固定層５０の厚みの変化による静電容量の変化を検出することが可能となっている。センサー電極２８は、センサー電極２６Ａの周縁と対向する領域に沿って延在する単一帯状電極である。センサー電極２８は、基板２１の下面うち外縁に対応する位置に配置されており、具体的には、複数の信号配線２６Ｂとの関係でセンサー電極２６Ａとは反対側の領域と対向する領域だけに設けられている。信号配線２６Ｃは、基板２１の下面うち外縁に対応する位置に配置されている。センサー電極２６Ａおよび信号配線２６Ｂは、センサー電極２８および信号配線２６Ｃよりも検出面寄りに配置されている。一方、センサー電極２８および信号配線２６Ｃは、センサー電極２６Ａおよび信号配線２６Ｂよりも筐体４０の支持部４３寄りに配置されている。

図７は、タッチパネル２０の電極パターンおよび遮光層２７のレイアウトの一例を表したものである。遮光層２７は、センサー電極２６Ａに電気的に接続された全ての信号配線２６Ｂと、センサー電極２８とを隠している。言い換えると、遮光層２７は、センサー電極２６Ａに電気的に接続された全ての信号配線２６Ｂと、センサー電極２８とに対して、対向配置されている。さらに、遮光層２７は、センサー電極２６Ａに電気的に接続された各信号配線２６Ｂにおいて、第１配線２６−１および第２配線２６−３のうち少なくとも第１配線２６−１を隠している。言い換えると、遮光層２７は、センサー電極２６Ａに電気的に接続された各信号配線２６Ｂにおいて、第１配線２６−１および第２配線２６−３のうち少なくとも第１配線２６−１に対して、対向配置されている。なお、図７には、遮光層２７が、第１配線２６−１および第２配線２６−３の双方を隠している様子が例示されている。センサー電極２６Ａに電気的に接続された各信号配線２６Ｂは、図５に示したように、遮光層２７の表面（図５では下面）に直接、接していてもよいし、図示しないが、何らかの絶縁層を介して遮光層２７の表面（図５では下面）上に形成されていてもよい。

（筐体４０）
筐体４０は、映像生成装置１０、タッチパネル２０および制御装置３０を支持するものである。筐体４０は、タッチパネル２０の外縁領域を支持する支持部４３を有している。支持部４３は、遮光層２７との対向領域内に設けられており、例えば、タッチパネル２０の検出面と平行な方向に延在している。支持部４３は、タッチパネル２０の重みに耐えられるようにするために、高剛性となっている。支持部４３は、例えば、樹脂層４１の内部に、導電層４２が埋設された構成となっている。つまり、筐体４０は、タッチパネル２０の下面と対向する位置に導電層４２を有している。なお、導電層４２が本技術の「第２導電層」の一具体例に相当する。導電層４２は、筐体４０の剛性を確保するために設けられた金属製の骨組みである。導電層４２は、支持部４３の内部だけでなく、支持部４３に連結されると共に支持部４３と直交する方向に延在する壁部４４の内部にも埋設されている。

導電層４２には、例えば、図８に示したように、制御装置３０によって、基準電圧（例えばグラウンド電圧などの固定電圧）が印加される。このとき、導電層４２に対向配置されたセンサー電極２８には、例えば、図８に示したように、制御装置３０によって、交流電圧（例えばパルス状の電圧）が印加される。このようにした場合には、導電層４２およびセンサー電極２８によって形成されるキャパシタが、セルフキャパシタンスセンサとして機能するようになり、導電層４２とセンサー電極２８との間の容量値を検出することができる。

（固定層５０）
固定層５０は、タッチパネル２０を筐体４０に固定すると共に弾性変形によって厚みが変化するものである。固定層５０は、例えば、弾性を有する粘着テープや、弾性を有する接着剤によって構成されている。固定層５０は、絶縁体で構成されていることが好ましい。

（制御装置３０）
制御装置３０は、外部から入力される映像信号に基づいて映像生成装置１０を駆動するようになっている。制御装置３０は、さらに、タッチパネル２０を駆動すると共にタッチパネル２０の検出信号に応じた信号を外部に出力するようになっている。制御装置３０は、例えば、図８（Ａ）に示したように、導電層４２に対しては基準電圧（例えばグラウンド電圧などの固定電圧）を印加し、センサー電極２８に対しては交流電圧（例えばパルス状の電圧）を印加するようになっている。

[製造方法]
次に、本実施の形態のタッチパネル２０の製造方法の一例について説明する。まず、基板２１上に、遮光層２７を形成したのち、複数の第１電極Ｅ１、複数の第２電極Ｅ２、複数の島状電極Ｅ３および複数の信号配線２６Ｂを含む導電層２２を形成する（図９（Ａ））。遮光層２７および導電層２２の形成には、例えば、スクリーン印刷を用いる。次に、遮光層２７および導電層２２を含む表面上に、複数のコンタクトホール２３Ａを有する絶縁層２３を形成する（図９（Ｂ））。続いて、絶縁層２３および島状電極Ｅ３を含む表面上に、複数の中継電極Ｅ４およびセンサー電極２８を含む導電層２４を形成する（図９（Ｃ））。中継電極Ｅ４およびセンサー電極２８の形成には、例えば、スクリーン印刷を用いる。最後に、表面全体に、絶縁層２４を形成する（図示せず）。このようにして、タッチパネル２０が完成する。

[動作]
次に、本実施の形態の表示装置１における動作の一例について説明する。まず、例えば、表示装置１の電源投入により、制御装置３０は、タッチパネル２０の動作を開始する。制御装置３０は、まず、センサー電極２６Ａに含まれる１または複数の電極（第１電極Ｅ１，第２電極Ｅ２）を選択し、選択した電極に交流信号を印加する。このとき、指などが検出面に接触していたとすると、制御装置３０は、指などの検出面への接触によってセンサー電極２６Ａに生じた静電容量の変化を、出力電圧の変化として検知する。制御装置３０は、検知された出力電圧（または出力電圧の変化）の情報に基づいて、指などの接触座標を導出する。制御装置３０は、導出した、指などの接触座標についての情報を外部に出力する。

また、制御装置３０は、センサー電極２８に交流信号を印加する。このとき、指などにより検出面を押し込んでいたとすると、制御装置３０は、指などによる検出面の押し込みによってセンサー電極２８に生じた静電容量の変化を、出力電圧の変化として検知する。制御装置３０は、検知された出力電圧（または出力電圧の変化）の情報に基づいて、指などによる検出面の押し込みの有無を判断する。制御装置３０は、その判断結果についての情報を外部に出力する。

[効果]
次に、本実施の形態の表示装置１の効果について説明する。本実施の形態では、センサー電極２６Ａおよびセンサー電極２８が、共通する２つの導電層（導電層２２、導電層２４）に含まれている。これにより、センサー電極２６Ａを形成するプロセスにおいて、センサー電極２８も同時に形成することができる。その結果、追加プロセスなしで、押圧センサを設けることができる。

＜３．変形例＞
以上、実施の形態を挙げて本技術を説明したが、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

［変形例１］
例えば、上記実施の形態では、センサー電極２８は、センサー電極２６Ａの周縁と対向する領域に沿って延在する単一帯状電極となっていたが、センサー電極２６Ａの周縁と対向する領域に沿って配列された複数の帯状電極で構成されていてもよい。センサー電極２８が、例えば、図１０に示したように、２つの帯状電極２８Ａに分けられていてもよい。センサー電極２８は、また、例えば、図１１に示したように、８つの帯状電極２８Ａに分けられていてもよい。ただし、センサー電極２８が複数の帯状電極２８Ａで構成されている場合には、各帯状電極２８Ａに対して制御装置３０の信号を印加することができるよう、各帯状電極２８Ａに対して、信号配線２６Ｃが１つずつ接続されていることが好ましい。

［変形例２］
上記実施の形態および変形例１では、センサー電極２８は、複数の信号配線２６Ｂとの関係でセンサー電極２６Ａとは反対側の領域と対向する領域だけに設けられていたが、例えば、図１２に示したように、複数の信号配線２６Ｂとの関係でセンサー電極２６Ａとは反対側の領域と対向する領域と、複数の信号配線２６Ｂとの対向領域とを含む連続した領域に形成されていてもよい。

［変形例３］
上記実施の形態および変形例１において、２つの導電層（導電層２２、導電層２４）のうちセンサー電極２８を含まない方の導電層（導電層２２）が、例えば、図１３に示したように、センサー電極２６Ａとは絶縁分離されると共にセンサー電極２８と対向する位置にシールド電極２９を含んでいてもよい。このようにセンサー電極２８と遮光層２７との間に、シールド電極２９を設けた場合には、検出面のうちセンサー電極２８近傍の領域に指などが接触または近接したときに、センサー電極２８が指などの影響を受けて静電容量が変化する度合を低減することができる。

［変形例４］
上記変形例３において、センサー電極２８が、例えば、図１４に示したように、複数の信号配線２６Ｂとの関係でセンサー電極２６Ａとは反対側の領域と対向する領域と、複数の信号配線２６Ｂとの対向領域とを含む連続した領域に形成されていてもよい。

［変形例５］
上記実施の形態および変形例１において、センサー電極２８が、複数の電極で構成されていてもよい。例えば、図１５に示したように、センサー電極２８が、２つの電極２８Ａ，２８Ｂで構成されていてもよい。ここで、センサー電極２８が２つの電極２８Ａ，２８Ｂで構成されている場合に、制御装置３０が、図１６に示したように、一方の電極（電極２８Ａおよび電極２８Ｂのいずれか一方）に対して交流電圧（例えばパルス状の電圧）を印加し、他方の電極（電極２８Ａおよび電極２８Ｂのうち交流電圧未印加の方）に対して基準電圧（例えばグラウンド電圧などの固定電圧）を印加するようになっていることが好ましい。このようにした場合には、電極２８Ａおよび電極２８Ｂと、導電層４２とによって形成される相互静電容量センサが形成され、押圧による導電層４２とセンサー電極２８との間の容量値の変化を検出することができる。

［変形例６］
上記変形例５において、２つの導電層（導電層２２、導電層２４）のうちセンサー電極２８を含まない方の導電層（導電層２２）が、例えば、図１７に示したように、センサー電極２６Ａとは絶縁分離されると共にセンサー電極２８と対向する位置にシールド電極２９を含んでいてもよい。このようにセンサー電極２８と遮光層２７との間に、シールド電極２９を設けた場合には、検出面のうちセンサー電極２８近傍の領域に指などが接触または近接したときに、センサー電極２８が指などの影響を受けて静電容量が変化する度合を低減することができる。

［変形例７］
上記実施の形態および各変形例において、筐体４０は、例えば、図１８に示したように、導電層４２の代わりに導電層４４を有していてもよい。導電層４４は、支持部４３に設けられており、かつ、樹脂層４１のうち、センサー電極２８側の表面上に設けられている。導電層４４は、シート状の形状となっている。本変形例では、導電層４４を形成するための工程を増やすことが必要となるが、センサー電極２８については、センサー電極２６Ａの形成工程を共用できるので、押圧センサの形成に必要な追加工程数を最小限に抑えることができる。

＜４．適用例＞
次に、上記実施の形態およびその変形例に係る表示装置１の一適用例について説明する。図１９は、本適用例に係る電子機器１００の概略構成の一例を表す斜視図である。電子機器１００は、携帯電話機であり、例えば、図１９に示したように、本体部１１１と、本体部１１１に対して開閉可能に設けられた表示体部１１２とを備えている。本体部１１１は、操作ボタン１１５と、送話部１１６を有している。表示体部１１２は、表示装置１１３と、受話部１１７とを有している。表示装置１１３は、電話通信に関する各種表示を、表示装置１１３の表示画面１１４に表示するようになっている。電子機器１００は、表示装置１１３の動作を制御するための制御部（図示せず）を備えている。この制御部は、電子機器１００全体の制御を司る制御部の一部として、またはその制御部とは別に、本体部１１１または表示体部１１２の内部に設けられている。

表示装置１１３は、上記実施の形態およびその変形例に係る表示装置１と同一の構成を備えている。これにより、低コストでタッチセンサと押圧センサを実装することができる。

なお、上記実施の形態およびその変形例に係る表示装置１を適用可能な電子機器としては、以上に説明した携帯電話機等の他にも、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、ＰＯＳ端末器等が挙げられる。

また、例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
（１）
タッチパネルと、
前記タッチパネルを支持する筐体と、
前記タッチパネルの下面と前記筐体との間に配置され、かつ前記タッチパネルを前記筐体に固定すると共に弾性変形によって厚みが変化する固定層と
を備え、
前記タッチパネルは、上面が検出面となっている光透過性部材を有すると共に、前記光透過性部材の下面に、絶縁層を介して積層された２つの第１導電層を有し、
前記筐体は、前記タッチパネルの下面と対向する位置に第２導電層を有し、
前記２つの第１導電層は、被検出対象物の前記検出面への接触による静電容量の変化を検出することの可能な第１センサー電極を含み、
前記２つの第１導電層のうちいずれか一方の第１導電層は、前記第１センサー電極とは絶縁分離されると共に前記第２導電層と対向する位置に配置され、かつ前記固定層の厚みの変化による静電容量の変化を検出することの可能な第２センサー電極を含む
検出装置。
（２）
前記２つの第１導電層のうち前記第２センサー電極を含まない方の第１導電層は、前記２つの第１導電層のうち前記第２センサー電極を含む方の第１導電層よりも前記検出面寄りに配置されており、さらに、前記第１センサー電極とは絶縁分離されると共に前記第２センサー電極と対向する位置に配置されたシールド電極を含む
（１）に記載の検出装置。
（３）
前記第２導電層は、前記筐体の剛性を確保するために設けられた金属製の骨組みである
（１）または（２）に記載の検出装置。
（４）
前記第２導電層は、前記筐体の表面に設けられたものである
（１）または（２）に記載の検出装置。
（５）
前記２つの第１導電層のうち前記第２センサー電極を含まない方の第１導電層は、前記第１センサー電極と電気的に接続され、かつ前記第１センサー電極の周縁に沿って延在する複数の信号配線を含み、
前記第２センサー電極は、前記複数の信号配線と非対向の領域に配置されている
（１）ないし（４）のいずれか１つに記載の検出装置。
（６）
前記２つの第１導電層のうち前記第２センサー電極を含まない方の第１導電層は、前記第１センサー電極と電気的に接続され、かつ前記第１センサー電極の周縁に沿って延在する複数の信号配線を含み、
前記第２センサー電極は、前記複数の信号配線と非対向の領域と、前記複数の信号配線と対向する領域とを含む連続した領域に配置されている
（１）ないし（４）のいずれか１つに記載の検出装置。
（７）
前記第２センサー電極は、前記第１センサー電極の周縁と対向する領域に沿って延在する単一帯状電極である
（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の検出装置。
（８）
前記第２センサー電極は、前記第１センサー電極の周縁と対向する領域に沿って配列された複数の帯状電極で構成されている
（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の検出装置。
（９）
前記第２センサー電極に交流電圧を印加すると共に、前記第２導電層に固定電圧を印加する制御装置をさらに備えた
（１）ないし（８）のいずれか１つに記載の検出装置。
（１０）
映像を生成する映像生成装置と、
前記映像生成装置の表面に配置されたタッチパネルと、
前記映像生成装置および前記タッチパネルを制御する制御装置と、
前記映像生成装置、前記タッチパネルおよび前記制御装置を支持する筐体と、
前記タッチパネルの下面と前記筐体との間に配置され、かつ前記タッチパネルを前記筐体に固定すると共に弾性変形によって厚みが変化する固定層と
を備え、
前記タッチパネルは、上面が検出面となっている光透過性部材を有すると共に、前記光透過性部材の下面に、絶縁層を介して積層された２つの第１導電層を有し、
前記筐体は、前記タッチパネルの下面と対向する位置に第２導電層を有し、
前記２つの第１導電層は、被検出対象物の前記検出面への接触による静電容量の変化を検出することの可能な第１センサー電極を含み、
前記２つの第１導電層のうちいずれか一方の第１導電層は、前記第１センサー電極とは絶縁分離されると共に前記第２導電層と対向する位置に配置され、かつ前記固定層の厚みの変化による静電容量の変化を検出することの可能な第２センサー電極を含む
表示装置。
（１１）
表示装置を備え、
前記表示装置は、
映像を生成する映像生成装置と、
前記映像生成装置の表面に配置されたタッチパネルと、
前記映像生成装置および前記タッチパネルを制御する制御装置と、
前記映像生成装置、前記タッチパネルおよび前記制御装置を支持する筐体と、
前記タッチパネルの下面と前記筐体との間に配置され、かつ前記タッチパネルを前記筐体に固定すると共に弾性変形によって厚みが変化する固定層と
を有し、
前記タッチパネルは、上面が検出面となっている光透過性部材を有すると共に、前記光透過性部材の下面に、絶縁層を介して積層された２つの第１導電層を有し、
前記筐体は、前記タッチパネルの下面と対向する位置に第２導電層を有し、
前記２つの第１導電層は、被検出対象物の前記検出面への接触による静電容量の変化を検出することの可能な第１センサー電極を含み、
前記２つの第１導電層のうちいずれか一方の第１導電層は、前記第１センサー電極とは絶縁分離されると共に前記第２導電層と対向する位置に配置され、かつ前記固定層の厚みの変化による静電容量の変化を検出することの可能な第２センサー電極を含む
電子機器。

１…表示装置、１０…映像生成装置、２０…タッチパネル、２１…基板、２２，２４，４２，４４…導電層、２３，２５…絶縁層、２３Ａ…コンタクトホール、２６Ａ，２８…センサー電極、２６Ｂ，２６Ｃ…信号配線、２６−１…第１配線、２６−２…外部接続端子、２６−３…第２配線、２７…遮光層、２８Ａ…帯状電極、２９…シールド電極、３０…制御装置、４０…筐体、４１…樹脂層、４３…支持部、４４…壁部、５０…固定層、１００…電子機器、１１１…本体部、１１２…表示体部、１１３…表示装置、１１４…表示画面、１１５…操作ボタン、１１６…送話部、１１７…受話部、Ｅ１…第１電極、Ｅ２…第２電極、Ｅ３…島状電極、Ｅ４…中継電極。

Claims (9)

1. タッチパネルと、
   前記タッチパネルを支持する筐体と、
   前記タッチパネルの下面と前記筐体との間に配置され、かつ前記タッチパネルを前記筐体に固定すると共に弾性変形によって厚みが変化する固定層と
   を備え、
   前記タッチパネルは、上面が検出面となっている光透過性部材を有すると共に、前記光透過性部材の下面に、第１の第１導電層と、絶縁層を介して前記第１の第１導電層に対して積層された、第２の第１導電層を有し、
   前記筐体は、前記タッチパネルの下面と対向する位置に第２導電層を有し、
   前記第１の第１導電層及び前記第２の第１導電層は、被検出対象物の前記検出面への接触による静電容量の変化を検出することの可能な第１センサー電極を含み、
   前記第２の第１導電層のうちの前記第１センサー電極を形成しない部分は、前記第１センサー電極とは絶縁分離されると共に前記固定層を挟んで前記第２導電層と対向する位置に配置された、前記第２導電層との間の静電容量の変化を検出することの可能な第２センサー電極を形成し、
   前記第２導電層は、前記筐体に設けられた金属製の骨組みである、
   検出装置。
2. 前記第１の第１導電層は、前記第２の第１導電層よりも前記検出面寄りに配置されており、さらに、前記第１の第１導電層のうちの前記第１センサー電極を形成しない部分は、前記第１センサー電極とは絶縁分離されると共に前記第２センサー電極と対向する位置に配置されたシールド電極を形成する
   請求項１に記載の検出装置。
3. 前記第１の第１導電層のうちの前記第１センサー電極を形成しない部分は、前記第１センサー電極と電気的に接続された、前記第１センサー電極の周縁に沿って延在する複数の信号配線を形成し、
   前記第２センサー電極は、前記複数の信号配線との関係で前記第１センサー電極とは反対側の領域と対向する領域に配置されている
   請求項１に記載の検出装置。
4. 前記第１の第１導電層のうちの前記第１センサー電極を形成しない部分は、前記第１センサー電極と電気的に接続された、前記第１センサー電極の周縁に沿って延在する複数の信号配線を形成し、
   前記第２センサー電極は、前記複数の信号配線との関係で前記第１センサー電極とは反対側の領域と対向する領域と、前記複数の信号配線と対向する領域とを含む連続した領域に配置されている
   請求項１に記載の検出装置。
5. 前記第２センサー電極は、前記第１センサー電極の周縁と対向する領域に沿って延在する単一帯状電極である
   請求項１に記載の検出装置。
6. 前記第２センサー電極は、前記第１センサー電極の周縁と対向する領域に沿って配列された複数の帯状電極で構成されている
   請求項１に記載の検出装置。
7. 前記第２センサー電極に交流電圧を印加すると共に、前記第２導電層に固定電圧を印加する制御装置をさらに備えた
   請求項１に記載の検出装置。
8. 映像を生成する映像生成装置と、
   前記映像生成装置の表面に配置されたタッチパネルと、
   前記映像生成装置および前記タッチパネルを制御する制御装置と、
   前記映像生成装置、前記タッチパネルおよび前記制御装置を支持する筐体と、
   前記タッチパネルの下面と前記筐体との間に配置され、かつ前記タッチパネルを前記筐体に固定すると共に弾性変形によって厚みが変化する固定層と
   を備え、
   前記タッチパネルは、上面が検出面となっている光透過性部材を有すると共に、前記光透過性部材の下面に、第１の第１導電層と、絶縁層を介して前記第１の第１導電層に対して積層された、第２の第１導電層を有し、
   前記筐体は、前記タッチパネルの下面と対向する位置に第２導電層を有し、
   前記第１の第１導電層及び前記第２の第１導電層は、被検出対象物の前記検出面への接触による静電容量の変化を検出することの可能な第１センサー電極を含み、
   前記第２の第１導電層のうちの前記第１センサー電極を形成しない部分は、前記第１センサー電極とは絶縁分離されると共に前記固定層を挟んで前記第２導電層と対向する位置に配置された、前記第２導電層との間の静電容量の変化を検出することの可能な第２センサー電極を形成し、
   前記第２導電層は、前記筐体に設けられた金属製の骨組みである、
   表示装置。
9. 表示装置を備え、
   前記表示装置は、
   映像を生成する映像生成装置と、
   前記映像生成装置の表面に配置されたタッチパネルと、
   前記映像生成装置および前記タッチパネルを制御する制御装置と、
   前記映像生成装置、前記タッチパネルおよび前記制御装置を支持する筐体と、
   前記タッチパネルの下面と前記筐体との間に配置され、かつ前記タッチパネルを前記筐体に固定すると共に弾性変形によって厚みが変化する固定層と
   を有し、
   前記タッチパネルは、上面が検出面となっている光透過性部材を有すると共に、前記光透過性部材の下面に、第１の第１導電層と、絶縁層を介して前記第１の第１導電層に対して積層された、第２の第１導電層を有し、
   前記筐体は、前記タッチパネルの下面と対向する位置に第２導電層を有し、
   前記第１の第１導電層及び前記第２の第１導電層は、被検出対象物の前記検出面への接触による静電容量の変化を検出することの可能な第１センサー電極を含み、
   前記第２の第１導電層のうちの前記第１センサー電極を形成しない部分は、前記第１センサー電極とは絶縁分離されると共に前記固定層を挟んで前記第２導電層と対向する位置に配置された、前記第２導電層との間の静電容量の変化を検出することの可能な第２センサー電極を形成し、
   前記第２導電層は、前記筐体に設けられた金属製の骨組みである、
   電子機器。
   

Images