專利名稱：顯示面板、顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如液晶顯示面板等顯示面板、和具有該顯示面板的顯示裝置。
背景技術(shù)：
[專利文獻(xiàn)1]日本特開2005-275644號公報
[專利文獻(xiàn)2]日本特開2001-75074號公報
[專利文獻(xiàn)3]日本特開2007-52369號公報 提出有各種在液晶面板上具有傳感器功能從而能夠以所謂的觸摸面板方式進(jìn)行 輸入的顯示器。 例如，在上述專利文獻(xiàn)1中，提出有用在面板內(nèi)一體化形成的光傳感器來檢測靠 近的對象物引起的背光的光反射的方法。 此外，在上述專利文獻(xiàn)2中，描述了通過按壓面板而使在面板內(nèi)形成的電極直接 接觸，從而進(jìn)行位置檢測的方法。 此外，在上述專利文獻(xiàn)3中，也提出有利用濾色器的基于顏色的級差來形成電極 間間隙的方法。 但是，以往的具有傳感器功能的顯示面板，檢測手指和輸入筆等在面板上的按壓 位置，并沒有提出能夠多級檢測其按壓力的技術(shù)。 例如，如果是上述專利文獻(xiàn)2的情況那樣的，由于按壓面板引起在面板內(nèi)形成的 電極直接接觸從而進(jìn)行位置檢測的直接接觸方式，則只能以某閾值來檢測按壓，因此不能 進(jìn)行按壓的分級輸入。 另外，如專利文獻(xiàn)3所示那樣，在利用濾色器的基于顏色的級差來形成電極間間 隙的情況下，濾色器的級差由作為光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的色度、對比度、穿透率和濾色器材料組成來決 定，因此，不能獲得所期望的級差。 另外，由于豎立最厚的顏色共用的柱，只能形成這以外的顏色的數(shù)量的多個級差， 按壓分解能力限制在2個級別。

發(fā)明內(nèi)容
因此，在本發(fā)明中，提供采用接觸式輸入，并實(shí)現(xiàn)了基于電極間距離的研究而得到 的多級的分級輸入、即能夠多級地對按壓力進(jìn)行檢測的輸入的顯示面板、以及具有判別被 施加力強(qiáng)弱的功能的顯示裝置。 本發(fā)明的顯示面板具有形成顯示面板的表面?zhèn)鹊牡?基板部；與上述第1基板 部對置的第2基板部；在上述第1、2基板部之間形成為矩陣狀的多個像素部；和多個傳感 器部，該多個傳感器部的每個，具有在上述第1、2基板部之間隔著電極間間隙配置一側(cè)電 極與另一側(cè)電極，由于上述第1基板部的加壓變形而消除上述電極間間隙并使上述一側(cè)電 極與上述另一側(cè)電極接觸的構(gòu)造，并且，該多個傳感器部分別被設(shè)定多種電極間間隙長度 并處于被排列在上述第1、第2基板部之間的狀態(tài)。
另外，上述像素部為液晶像素部。 另外，上述傳感器部構(gòu)成為，形成在每個上述液晶像素部，使用驅(qū)動上述液晶像素 部的像素電極和共同電極作為上述一側(cè)電極和另一側(cè)電極。 另外，上述傳感器部中的上述一側(cè)電極形成在上述第l基板部上，上述另一側(cè)電 極形成在上述第2基板部上。 另外，電極間間隙長度不同的多個上述傳感器部，以規(guī)定的規(guī)則被配置在上述第 1、第2基板部之間。 另外，上述多個傳感器部構(gòu)成為，在上述第2基板上形成高度不同的凸部，通過在 該凸部上配置上述另一側(cè)電極，來形成多種電極間間隙長度。 另外，上述多個傳感器部構(gòu)成為，在上述第1基板部上形成高度不同的凸部，通過 在該凸部上配置上述一側(cè)電極，來形成多種電極間間隙長度。 另外，上述多個傳感器部構(gòu)成為，在上述第2基板部上形成深度不同的凹部，通過 在該凹部上配置上述另一側(cè)電極，來形成多種電極間間隙長度。 另外，上述多個傳感器部構(gòu)成為，在上述第1基板部上形成深度不同的凹部，通過 在該凹部上配置上述一側(cè)電極，來形成多種電極間間隙長度。 另外，根據(jù)上述第1基板部上被施加的加壓力與上述第1基板部的變形量的關(guān)系， 來設(shè)定上述多種電極間間隙長度的每一個。 本發(fā)明的顯示裝置，在上述顯示面板的構(gòu)成的基礎(chǔ)上，還包括驅(qū)動上述多個像素 部并執(zhí)行圖像顯示的顯示驅(qū)動部；和傳感器讀取部，該傳感器讀取部通過檢測上述多個傳 感器部的每個的電極接觸狀態(tài)，來判別針對上述第1基板部的加壓位置和加壓力。
S卩，在本發(fā)明中，對各傳感器部的每個，設(shè)定多種長度當(dāng)中的1個間隙長度作為電 極間間隙長度，由此，將多種電極間間隙長度的傳感器部排列于第1、第2基板部之間。例 如，在各像素形成1個傳感器部。 于是，在對第1基板部的表面?zhèn)鹊哪称矫嫖恢檬┘恿四嘲磯毫Φ牧α繒r，排列在 該平面位置附近的幾個傳感器當(dāng)中，電極彼此的接觸狀態(tài)根據(jù)電極間間隙長度的不同而不 同。即，對于電極間間隙長度短的傳感器部，既使受到弱的按壓力電極彼此也會接觸。另一 方面，對于電極間間隙長度長的傳感器部，在被施加強(qiáng)的按壓力之前電極彼此不會接觸。
因此，通過排列作為電極間間隙長度被設(shè)成多種長度的傳感器部，由此與按壓力 相應(yīng)而反應(yīng)(即、電極彼此接觸)的傳感器部不同。因此，通過檢測出現(xiàn)反應(yīng)的傳感器部， 不僅能夠檢測出按壓位置，還能夠檢測出按壓力的等級。 根據(jù)本發(fā)明，在液晶顯示裝置等中，相對于以往的只能進(jìn)行有無接觸的2個級別
的判別的接觸式輸入，具有能夠容易地進(jìn)行判別按壓的不同的分級輸入的效果。 而且，通過能夠?qū)崿F(xiàn)這種分級輸入，能夠提供例如具有讀入筆壓變化， 一邊進(jìn)行筆
輸入一邊描繪筆寫式的文字、圖像的功能的應(yīng)用等，能夠?qū)崿F(xiàn)觸摸面板輸入的多種應(yīng)用和
功能擴(kuò)展。


圖1是搭載了本發(fā)明實(shí)施方式的液晶顯示裝置的影像記錄裝置的說明圖。
圖2是實(shí)施方式的液晶顯示裝置的構(gòu)成的說明圖。
4
圖3是說明實(shí)施方式的液晶顯示裝置的動作時序的波形圖。 圖4是實(shí)施方式的基本的傳感器構(gòu)造的說明圖。 圖5是實(shí)施方式的傳感器在按壓時的狀態(tài)的說明圖。 圖6是實(shí)施方式的具有不同電極間間隙長度的傳感器構(gòu)造例的說明圖。 圖7是實(shí)施方式的具有不同電極間間隙長度的傳感器構(gòu)造例的說明圖。 圖8是實(shí)施方式的具有不同電極間間隙長度的傳感器構(gòu)造例的說明圖。 圖9是實(shí)施方式的具有不同電極間間隙長度的傳感器構(gòu)造例的說明圖。 圖10是實(shí)施方式的具有不同電極間間隙長度的傳感器構(gòu)造例的說明圖。 圖11是實(shí)施方式的具有不同電極間間隙長度的傳感器構(gòu)造例的說明圖。 圖12是實(shí)施方式的具有不同電極間間隙長度的傳感器構(gòu)造例的說明圖。 圖13是實(shí)施方式的電極間間隙長度的設(shè)定例的說明圖。 圖14是實(shí)施方式的各傳感器的配置例的說明圖。 圖15是實(shí)施方式的傳感器接觸狀態(tài)的說明圖。 圖16是實(shí)施方式的傳感器接觸狀態(tài)的說明圖。 圖17是實(shí)施方式的各傳感器的配置例的說明圖。 符號說明1...液晶顯示面板；2...讀電路；3...寫電路；4...驅(qū)動電路；5...像素電路；10...濾色器側(cè)玻璃基板；11...濾色器；12...外敷層材料；13...對置
接觸用電極；14...襯墊；15...液晶；16、 16-1 、16-2、 16-3.像素電極；17...平坦化膜;18.絕緣膜;19. TFT側(cè)玻璃基板;20、20-1、20-2、20-3、21-1、21-2、21-3.傳感器柱;22...構(gòu)件。
具體實(shí)施例方式
下面，按照以下順序?qū)ψ鳛楸景l(fā)明的實(shí)施方式的液晶顯示面板及液晶顯示裝置進(jìn)行說明。
[1.液晶面板構(gòu)成]
[2.傳感器構(gòu)造] [3.電極間間隙長度不同的傳感器構(gòu)造例] [4.電極間間隙長度的設(shè)定例] [5.傳感器配置例] [6.實(shí)施方式的效果及變形例] [1.液晶面板構(gòu)成] 圖1中表示了將本實(shí)施方式的液晶顯示裝置(液晶顯示面板)搭載于影像記錄裝置(攝錄機(jī))IOO的例子。 在影像記錄裝置100中設(shè)置有液晶顯示面板1 ，該液晶顯示面板1進(jìn)行動畫記錄時的監(jiān)視圖像顯示、動畫播放時的播放圖像顯示等。另外，該液晶顯示面板1能夠進(jìn)行操作菜單顯示、圖標(biāo)顯示、縮略圖像顯示等。而且，該液晶顯示面板1能夠進(jìn)行觸摸面板操作，用戶能夠通過用手指等接觸操作菜單顯示、圖標(biāo)顯示等來進(jìn)行操作輸入。 圖2中表示了具有這種液晶顯示面板1的液晶顯示裝置的構(gòu)成例。此外，圖3中表示了動作的時序圖。
5
液晶顯示裝置具有讀電路2、寫電路3、驅(qū)動電路4、以及像素電路5排列而成的像素陣列。 驅(qū)動電路4向?qū)ο袼仃嚵邪疵織l水平線配設(shè)的各柵極線(柵電極)GL，按每個水平期間依次供給驅(qū)動脈沖。 寫電路3，與基于驅(qū)動電路4的對每條水平線的驅(qū)動同步，根據(jù)由未圖示的顯示用影像信號處理電路系統(tǒng)供給的顯示數(shù)據(jù)，向?qū)ο袼仃嚵凶鳛榇怪本€配設(shè)的信號線LS輸出信號值。如果是輸出信號值的時刻，通過使寫入開關(guān)Sw為導(dǎo)通來將寫電路3與各信號線LS連接。 讀電路2，與基于驅(qū)動電路4的對每條水平線的驅(qū)動同步讀取形成在像素電路5內(nèi)的傳感器S的導(dǎo)通/截止信息。如果是讀取傳感器S的信息的時刻，通過使讀取開關(guān)Sr為導(dǎo)通來將讀電路2與各信號線LS連接。由讀電路2將傳感器S的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并且根據(jù)1畫面的導(dǎo)通/截止信息的檢測結(jié)果來判定被按壓的水平方向位置(顯示面板上的位置)及按壓力。 像素電路5具有在對置的電極(像素電極與共同電極(C0M電極))間封入液晶而成的液晶單元LC。 另外，像素電路5具有像素晶體管Tr。對于像素晶體管Tr，在柵極節(jié)點(diǎn)連接有柵極線GL，在源極節(jié)點(diǎn)連接有信號線LS，并且在漏極節(jié)點(diǎn)連接有液晶單元LC的像素電極。
另外，各像素電路5中設(shè)置有傳感器S。傳感器S構(gòu)成為，由于用戶手指的按壓等而引起的外部壓力而將像素電極與COM電極電連接。
利用圖3說明液晶顯示裝置的動作。 圖3中表示了由驅(qū)動電路4提供給某柵極線GL的柵極脈沖(Gate)、對讀取開關(guān)Sr進(jìn)行導(dǎo)通/截止控制的傳感器讀取信號(Read)、對寫入開關(guān)Sw進(jìn)行導(dǎo)通/截止控制的寫入信號(Write B、 Write G、 Write R)。還表示了 COM電極的電位及信號線LS的電位。分別由未圖示的控制電路部以在水平期間內(nèi)的規(guī)定時刻接通讀取開關(guān)Sr、寫入開關(guān)Sw的方式產(chǎn)生傳感器讀取信號(Read)及寫入信號(Write B、 Write G、WriteR)。
作為基本驅(qū)動時序，首先COM電極進(jìn)行反轉(zhuǎn)。在圖3中，表示了從L(Low)電平變化為H(High)電平的情況。 接著，寫入信號(Write B、 Write G、 Write R)全部為H電平，所有的寫入開關(guān)Sw為導(dǎo)通。此時，所有的信號線LS被預(yù)充電成COM電極的反相。 之后，寫入信號(Write B、 Write G、 Write R)為L電平，所有的寫入開關(guān)Sw為截止。 接下來，驅(qū)動電路4使柵極脈沖(Gate)為H電平，從而與該柵極線GL連接的水平方向的各像素電路5中的像素晶體管Tr為導(dǎo)通。由此，使像素電極與信號線LS連接。
然后，傳感器讀取信號(Read)為H電平，所有的讀取開關(guān)為導(dǎo)通。此時，針對由當(dāng)前柵極脈沖(Gate)使像素晶體管Tr已導(dǎo)通的某水平線的像素電路5的傳感器S的信息(傳感器導(dǎo)通/截止的信息)被輸入到讀電路2。 例如，在沒有來自面板外部的輸入(壓力)的部分的像素電路5中的傳感器S中，COM電極與像素電極處于電分離狀態(tài)(傳感器S為截止?fàn)顟B(tài))，從該傳感器S向讀電路2的輸入、即信號線LS的電位不從預(yù)充電電平變化。
另一方面，在有來自面板外部的輸入(壓力)的部分的像素電路5中的傳感器S 中，C0M電極與像素電極電連接(傳感器S為導(dǎo)通狀態(tài))，從該傳感器S向讀電路2的輸入、 即信號線LS的電平從預(yù)充電電平向COM電極電平上升。 讀電路2將伴隨該COM電極與像素電極的接觸/非接觸狀態(tài)的信號線電平的變 化，在讀取期間中(傳感器讀取信號(Read)的H電平期間)變換為1/0的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)來進(jìn)行 檢測。 讀電路2，通過在每個水平期間對1條線的像素電路5進(jìn)行上述那樣的傳感器讀 取，從而在1個幀期間讀入關(guān)于全部像素電路5的傳感器S的信號。 而且，根據(jù)讀入結(jié)果，判定畫面上的觸摸操作位置、觸摸操作的按壓力(加壓的等 級)。通過將各傳感器S的構(gòu)造如后述那樣形成為具有不同的電極間間隙長度，能夠進(jìn)行按 壓力的判定。 如果傳感器S的信息讀取期間結(jié)束，傳感器讀取信號(Read)為L電平，則繼續(xù)進(jìn) 行針對像素電路5的信號值寫入。 g卩、寫入信號(Write B) (Write G) (Write R)依次成為H電平，每當(dāng)寫入開關(guān)Sw 為導(dǎo)通，寫電路3對藍(lán)色像素、綠色像素、紅色像素的每個進(jìn)行影像信號值的寫入。
[2.傳感器結(jié)構(gòu)] 對在具有以上構(gòu)成及動作的液晶顯示裝置中的形成于像素電路5內(nèi)的傳感器S的 結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。 圖4示意性地表示了液晶顯示面板1的1個像素的截面構(gòu)造。 濾色器側(cè)玻璃基板10為面板表面?zhèn)鹊幕?。而且，與濾色器側(cè)玻璃基板10對置
地配置了 TFT側(cè)玻璃基板19。在這兩個玻璃基板11、19之間形成了液晶像素構(gòu)造。 在本例中，如圖所示，在濾色器側(cè)玻璃基板10上，形成了基于有機(jī)膜的濾色器11
和外敷層材料12，在該外敷層材料12上形成了構(gòu)成傳感器S的作為一側(cè)電極的對置接觸
用電極13。作為該對置接觸用電極13使用圖2所示的C0M電極。即、由圖2的像素電路5
可知，傳感器S構(gòu)成為將COM電極直接作為傳感器開關(guān)的電極來進(jìn)行共用。 另外，在TFT側(cè)玻璃基板19上，隔著絕緣膜18、平坦化膜17形成了用于向液晶施
加電場的像素電極16。 該像素電極16是圖2的像素晶體管Tr的漏極節(jié)點(diǎn)的電極。而且，像素電極16處 于與對置接觸用電極13(C0M電極)對置的狀態(tài)，通過在它們中間封入液晶15來形成液晶 單元LC。 在這里，像素電極16與對置接觸用電極13 (COM電極)被用于形成液晶間隙的襯 墊14分開規(guī)定距離而對置。 在此基礎(chǔ)上，平坦化膜17上形成有傳感器用中空柱(以下稱為"傳感器柱")20， 像素電極16在傳感器柱20上也是連續(xù)的。 在像素電極16中，成為此傳感器柱20的上部的部分、和與該部分對置的對置接觸 用電極13 (COM電極)形成作為傳感器S的開關(guān)構(gòu)造。 圖5表示了從濾色器側(cè)玻璃基板10的表面用手指或輸入筆等進(jìn)行接觸的狀態(tài)，由 于按壓濾色器側(cè)玻璃基板10的一部分發(fā)生變形，從而形成在傳感器柱20的上部的像素電 極16與對置接觸用電極13接觸。另一方面，對于沒有被手指等按壓的像素，如圖4所示那樣，像素電極16與對置接觸用電極13分開。 如果如圖5所示那樣像素電極16與對置接觸用電極13接觸，則與該像素電路5 連接的信號線LS從預(yù)充電電平向COM電極變化。另一方面，在圖4的狀態(tài)下，與該像素電 路5連接的信號線LS維持預(yù)充電電平。 如果是在上述圖3中說明的讀取期間(傳感器讀入信號(Read)為H電平的期間)， 則讀電路2判別這樣的信號線LS的電位狀態(tài)，從而判別該像素電路5的傳感器S的導(dǎo)通/ 截止。 [3.電極間間隙長度不同的傳感器構(gòu)造例] 通過在各像素電路5中設(shè)置有以上構(gòu)造的傳感器S，從而如果讀電路2判定了 1個 幀期間的各傳感器S的導(dǎo)通/截止，則能夠檢測出畫面上哪個位置被按壓了。 S卩、只要判定 了傳感器S成為導(dǎo)通的像素位置即可。 但本實(shí)施方式中，不僅判定觸摸操作位置，還以多級方式來判定該觸摸操作的按 壓力。即、判定按壓力的等級。 因此，各像素電路5中的傳感器S，以分別設(shè)定了多種電極間間隙長度(像素電極 16與對置接觸用電極13的間隔距離)的狀態(tài)，被配置于濾色器側(cè)玻璃基板10與TFT側(cè)玻 璃基板19之間。 下面，用圖6 圖12說明各種構(gòu)造例。 圖6表示了在上述圖4的基本結(jié)構(gòu)中每個傳感器S具有不同的電極間間隙長度的 例子。 此外，不是在各像素間的全部形成了襯墊14，實(shí)際上將襯墊14配置于每個規(guī)定的 像素塊(nXm個像素)。為方便圖示，下面的圖6 圖12中，以沿水平或垂直方向在1對襯 墊14之間存在3個像素的狀態(tài)為例進(jìn)行了表示。實(shí)際上，可以進(jìn)一步設(shè)想將襯墊14沿平 面方向離散地配置的情況。 另外，在圖6 圖12中，為了簡略說明及圖示，說明了在各像素中設(shè)定了3種電極 間間隙長度中的l種的情況。 另外，在圖6 圖12中，在濾色器側(cè)玻璃基板10側(cè)，省略了濾色器11及外敷層材 料12的圖示。此外，在TFT側(cè)玻璃基板19側(cè)省略了絕緣膜18及平坦化膜17的圖示。
例如在圖6的例子中，對于每個像素，傳感器柱20的高度不同。即、在具有像素電 極16-1的像素中，形成了比較高的傳感器柱20-l，該傳感器Sl的像素電極16-1與對置接 觸用電極13的電極間間隙長度Zl較短。 另外，在具有像素電極16-2的像素中，形成了稍低的傳感器柱20-2，該傳感器S2
的像素電極16-2與對置接觸用電極13的電極間間隙長度Z2比電極間間隙長度Zl長。 另外，在具有像素電極16-3的像素中，形成了更低的傳感器柱20-3，該傳感器S3
的像素電極16-3與對置接觸用電極13的電極間間隙長度Z3比電極間間隙長度Z2長。 即、在該圖6的構(gòu)造中，通過按每個像素形成不同高度的傳感器柱20-l、20-2、
20-3，形成了按每個像素電極間間隙長度不同的傳感器Sl 、 S2、 S3。 通過這樣使每個傳感器S具有不同電極間間隙長度，能夠判定按壓力。 在被從濾色器側(cè)玻璃基板10側(cè)按壓時，如圖5所示的濾色器側(cè)玻璃基板10彎曲，
但是，該彎曲的情況因按壓力的不同而不同。于是，根據(jù)按壓力不同，傳感器S1、S2、S3中的哪些為導(dǎo)通也不同。 例如，如果用輕微的力量按壓，則僅傳感器S1為導(dǎo)通。如果稍用力按壓，則傳感器 Sl、 S2為導(dǎo)通。如果進(jìn)一步施力按壓，則傳感器Sl、 S2、 S3為導(dǎo)通。 因此，在讀電路2中，預(yù)先把握各像素位置的傳感器S為傳感器Sl、 S2、 S3中哪個 的構(gòu)造，由此，只要判定哪個像素為導(dǎo)通，便同時也可判定以哪種程度的力被按壓了。
通常，如果用手指等按壓了液晶顯示面板1的表面，則在與該按壓位置相當(dāng)?shù)牟?分存在多個像素。因此，如果如以往那樣電極間間隙長度全部相同，便會針對該按壓位置的 多個像素檢測出傳感器S的導(dǎo)通。這樣能夠檢測畫面上的按壓位置，但不能判定按壓力。
但如本例所示，如果與按壓位置對應(yīng)的多個像素存在3種電極間間隙長度的傳感 器S1、S2、S3，則通過至少在傳感器S1的像素檢測出傳感器導(dǎo)通，便能夠檢測出面板上的按 壓位置。在此基礎(chǔ)上，在與該按壓位置相當(dāng)?shù)姆秶?，如果只有傳感器S1的像素為傳感器 導(dǎo)通，則能夠判別被施加了比較弱的按壓力。另外，如果傳感器S1、 S2的像素為傳感器導(dǎo) 通，則能夠判別被施加了稍強(qiáng)的按壓力。進(jìn)而，在與該按壓位置相當(dāng)?shù)姆秶?，如果傳感?S1、S2、S3的像素為傳感器導(dǎo)通，則能夠判別被施加了更強(qiáng)的按壓力。 通過對各像素分開配置如上述那樣具有多種電極間間隙長度Z1、Z2、Z3的傳感器 Sl、 S2、 S3，從而能夠判定按壓力。 在這里，為了簡略說明，舉出了能夠以3級的等級來判定按壓力的例子，當(dāng)然，通 過對各像素分開配置具有n種電極間間隙長度Zl Zn的傳感器Sl Sn，能夠以n級的等 級來判定按壓力。 圖7 圖12表示了形成不同的電極間間隙長度的構(gòu)造例。在圖7中，在傳感器Sl、S2、S3中，使傳感器柱20-l、20-2、20-3的高度相同。這種
情況下為如下構(gòu)造在濾色器側(cè)玻璃基板10側(cè)形成凹部，在對置接觸用電極13中，將與像
素電極16-1、16-2、16-3對置的部分形成為深度不同的凹形，從而形成了不同的電極間間 隙長度Z1、Z2、Z3。 圖8的構(gòu)造中，在TFT側(cè)玻璃基板19側(cè)沿平面配設(shè)像素電極16-1 、 16_2、 16_3。
而且，在濾色器側(cè)玻璃基板10側(cè)形成高度不同的傳感器柱21-l、21-2、21-3，并且 對置接觸用電極13在該傳感器柱21-l、21-2、21-3上連續(xù)。由此，形成具有不同的電極間 間隙長度Z1、Z2、Z3的傳感器S1、S2、S3。 圖9的構(gòu)造中，在濾色器側(cè)玻璃基板10側(cè)形成高度相同的傳感器柱21-1、21-2、 21-3，并且對置接觸用電極13在該傳感器柱21-1 、21-2 、21-3上連續(xù)。另一方面，在TFT側(cè) 玻璃基板19側(cè)形成深度不同的凹部。像素電極16-1形成在平坦部分上，像素電極16-2沿 淺的凹部內(nèi)形成。另外，像素電極16-3沿深的凹部內(nèi)形成。由此，形成具有不同的電極間 間隙長度Z1、Z2、Z3的傳感器S1、S2、S3。 在是該構(gòu)造的情況下，在TFT陣列側(cè)的光學(xué)處理中，通過采用形成凹部的構(gòu)造，具 有無需增加處理便能夠形成具有不同的電極間間隙長度Zl、 Z2、 Z3的傳感器Sl、 S2、 S3的 優(yōu)點(diǎn)。 圖10的構(gòu)造中，在TFT側(cè)玻璃基板19側(cè)形成高度不同的傳感器柱20-1、20-2、 20-3。另一方面，在濾色器側(cè)玻璃基板10上，采用以下構(gòu)造在與傳感器柱20-l、20-2、20-3 上的像素電極16-1 、 16-2、 16-3對置的范圍內(nèi)，形成均勻凸形狀的構(gòu)件22，對置接觸用電極
913在該構(gòu)件22上連續(xù)。由此，形成具有不同的電極間間隙長度Z1、Z2、Z3的傳感器S1、S2、 S3。 在是該構(gòu)造的情況下，具有由于構(gòu)件22上不使用PI而電極可以自動露出的優(yōu)點(diǎn)。
圖11的構(gòu)造中，在TFT側(cè)玻璃基板19側(cè)設(shè)置高度與襯墊14相同的傳感器柱20-1、 20-2、20-3。并且在濾色器側(cè)玻璃基板IO側(cè)形成凹部，在對置接觸用電極13中，將與像素 電極16-1、16-2、16-3對置的部分形成為深度不同的凹形，從而形成了不同的電極間間隙 長度Z1、Z2、Z3。 在是該構(gòu)造的情況下，具有能夠在一個工序中同時形成襯墊14和各傳感器柱
20- 1 、20-2、20-3的優(yōu)點(diǎn)。 圖12的構(gòu)造中，在濾色器側(cè)玻璃基板10上設(shè)置高度與襯墊14相同的傳感器柱
21- 1、21-2、21-3。并且，在TFT側(cè)玻璃基板19側(cè)形成凹部，分別沿深度不同的凹部內(nèi)形成 像素電極16-1 、 16-2、 16-3，從而形成了不同的電極間間隙長度Zl 、 Z2、 Z3。 在是該構(gòu)造的情況下，具有能夠在一個工序中同時形成襯墊14和各傳感器柱 21-1 、21-2、21-3的優(yōu)點(diǎn)。 以上，示例了具有不同的電極間間隙長度Zl、 Z2、 Z3的傳感器Sl、 S2、 S3構(gòu)造例， 當(dāng)然除此之外還有其他構(gòu)造例。 另夕卜，在形成4種以上的電極間間隙長度的情況下，當(dāng)然也能夠應(yīng)用上述圖6 圖 12的構(gòu)造例。 [4.電極間間隙長度的設(shè)定例] 在本實(shí)施方式中，例如，通過如以上例子那樣在各像素上分開配置具有不同的電 極間間隙長度的傳感器S，從而，不僅能夠判定觸摸操作的位置，還能夠判定按壓力的等級。
此外，在利用像素電路中的像素電極16和對置接觸用電極13 (COM電極)在像素 內(nèi)設(shè)置傳感器S的情況下，也能夠在1個像素內(nèi)(1個像素電路5內(nèi))構(gòu)成多個傳感器S，但 是，無需在1個像素內(nèi)設(shè)置電極間間隙長度不同的多個傳感器S。 S卩，既使在1像素內(nèi)設(shè)置 電極間間隙長度不同的多個傳感器S，由讀電路2檢測出的電位被固定在來自最初接觸的 電極的電位，所以既使下一個傳感器S接觸了，電位也不會變化，所以不能判別下一級的接 觸。 因此，按每個像素分開配置并形成電極間間隙長度不同的傳感器S。
然而，為了適當(dāng)判別按壓力，需要根據(jù)被施加于濾色器側(cè)玻璃基板10的加壓力與 其帶來的濾色器側(cè)玻璃基板10的變形量之間的關(guān)系來設(shè)定多種的各電極間間隙長度的每 一個。關(guān)于這一點(diǎn)，如下所述。 對玻璃基板(濾色器側(cè)玻璃基板10)的按壓與電極間距離變量(電極間間隙長度 Z的變量)的關(guān)系，由玻璃厚度、襯墊密度(襯墊14的配設(shè)密度)、材料物質(zhì)屬性唯一決定。
此外，玻璃厚度、襯墊密度、材料物質(zhì)屬性相同時，按壓與電極間距離的變量為比 例關(guān)系。 如上述例子，在傳感器S中，將電極間間隙長度最窄的稱為傳感器Sl，將其次窄的 稱為傳感器S2，電極間間隙長度第n窄的稱為傳感器Sn。并且，將該電極間間隙長度分別設(shè)
為Z1、Z2、Z3......Zn，將對于每個進(jìn)行接觸所需要的按壓力分別設(shè)為Fl、F2、F3......Fn。
則表示為
Zl = klXFl......(式1) 其中，k為由上述因子決定的常數(shù)。 進(jìn)而，傳感器S1接觸之后，傳感器S2接觸所需要的力并不是Z2 = klXF2。這是 由于從傳感器S1已接觸的瞬間開始，傳感器Sl也作為襯墊而起作用，上述襯墊的密度發(fā)生 變化，常數(shù)k變小。 傳感器SI接觸之后到傳感器S2接觸的F與Z的關(guān)系為 Z2-Z1 = k2X (F2-F1)......(式2) 其中，kl〉k2。 在這里，關(guān)于Z2，求解上述式2，根據(jù)kl > k2、及上述式1、式2，可以表示為 Z1/F1 > (Z2-Z1)/(F2-F1) Z1X (F2-F1)/F1+Z1 > Z2......(式3) 對于kl、k2的關(guān)系，為根據(jù)襯墊密度和傳感器S1的密度的設(shè)定而變化的值。
進(jìn)而，如果同樣地表示第n-l傳感器與第n傳感器的關(guān)系，則能夠表示為
(k (n-l) > kn) 、 (Z (n_l) _Z (n_2)) /F (n_l) > (Zn_Z (n_l)) / (Fn_F (n_l)) (Z (n-1) -Z (n-2)) X (Fn_F (n_l)) /F (n_l) +Z (n_l) > Zn ......(式4) 圖13中(a)是表示了在如圖13中(b)那樣電極間間隙長度Z為Zl Z6的不同 的傳感器SI S6的構(gòu)造中按壓力與電極間距離的變化量的一例。 在傳感器SI接觸之前，由于襯墊密度、玻璃厚度、材料物質(zhì)屬性固定，因此按壓與 變形量顯示出具有直線性的關(guān)系。 如果傳感器S1的電極彼此接觸(成為導(dǎo)通)，則傳感器Sl作為襯墊發(fā)揮功能，因 此襯墊密度增加。同樣，當(dāng)按傳感器S2、S3...的順序，各個傳感器S的電極彼此接觸時，襯 墊密度增加而間隙的變形率減小。 在這里，為了設(shè)計作為按壓力每增加0.2N下一個傳感器成為導(dǎo)通的構(gòu)造，只要將 各傳感器SI S6的電極間間隙長度Zl Z6設(shè)定為圖13中(a)中虛線所示的距離Zl Z6即可。 由此，不單能夠?qū)Π磯毫M(jìn)行大小等級的判定，還能夠進(jìn)行定量的判定。例如，如
果傳感器Sl S3為導(dǎo)通，則能夠判定被施加了 0. 8N的按壓力。 當(dāng)然以上是一個例子，傳感器S1 Sn的種類的數(shù)量可以有多種。 另外，并不是必須使按壓力為等間隔(例如每0.2N)來設(shè)定電極間間隙長度Z。 進(jìn)而，如果只要能夠判定作為按壓力的等級的級即可，而無需判定按壓力本身，則
也可以不將間隙長度Zl Zn設(shè)定為與玻璃基板的變形量相應(yīng)的距離。 [5.傳感器配置例] 接下來，對傳感器Sl Sn的配置例進(jìn)行說明。 在圖14中(a)表示了如圖14中(h)那樣設(shè)置了傳感器S1 S6的情況的配置例。 該圖是具有傳感器Sl S6的條紋型像素的構(gòu)成的一例。電極間間隙長度相同的傳感器如 圖示那樣規(guī)則地配置。圖14中(b) (g)加斜線表示了根據(jù)按壓力的差電極彼此接觸了 的傳感器。 在圖15中(a) (b)、圖16中(a) (b)表示了圖14中(b) (c) (d) (e)的各接觸狀態(tài)時 的截面構(gòu)造例。
圖15中(a)為由于弱的加壓力僅使傳感器SI為導(dǎo)通的狀態(tài)。 圖15中(b)為通過進(jìn)一步加壓使傳感器Sl、 S2為導(dǎo)通的狀態(tài)。 圖16中(a)為通過進(jìn)一步加壓使傳感器Sl、 S2、 S3為導(dǎo)通的狀態(tài)。 圖16中(b)為通過進(jìn)一步加壓使傳感器Sl、 S2、 S3、 S4為導(dǎo)通的狀態(tài)。 通過這樣加壓力，從電極間間隙長度較短的傳感器開始依次成為導(dǎo)通，但是，通過
如圖14中(a)那樣規(guī)則地配置，能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行按壓力判定。即、也能夠定量地把握已成
為導(dǎo)通的傳感器作為襯墊發(fā)揮功能時的襯墊密度的變化，能夠?qū)崿F(xiàn)如上述利用圖13進(jìn)行
說明那樣的按壓力判定的準(zhǔn)確性、和容易設(shè)定用于此的電極間間隙長度。 圖17中(a)為其他傳感器配置例。在該圖中，表示了具有傳感器Sl S4的A
型像素的構(gòu)成例。這種情況下，如圖所示，優(yōu)選規(guī)則地配置電極間間隙長度相同的傳感器。 圖17中(b) (e)，加斜線表示了因按壓力的差而成為導(dǎo)通的傳感器。 [6.實(shí)施方式的效果及變形例] 以上，如所說明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，在液晶顯示裝置中，相對于以往僅能進(jìn) 行有無接觸的2個級別的判別的構(gòu)造，能夠進(jìn)行判別接觸按壓力不同的分級輸入。
通過基于該按壓力的強(qiáng)弱的分級輸入，例如能夠提供具有以下功能的應(yīng)用等，即 通過讀取筆壓變化， 一邊進(jìn)行筆輸入一邊描繪筆寫式的文字、圖像的功能。另外，也能夠提 供根據(jù)手指等按壓的強(qiáng)弱來進(jìn)行不同的輸入的應(yīng)用。 另外，例如，能夠通過增加以下的功能實(shí)現(xiàn)對接觸式觸摸面板的保護(hù)，即通過測量 按壓力，針對由于對面板的過度按壓引起的面板和傳感器構(gòu)造的破壞發(fā)出警報的功能，從 而也能夠?qū)崿F(xiàn)以適當(dāng)?shù)陌磯毫硎褂媒佑|式觸摸面板的功能。 另外，例如，關(guān)于液晶面板的畫質(zhì)，有時由于強(qiáng)力按壓面板會使液晶取向混亂，但 是，僅在被強(qiáng)力按壓時確定被按壓的像素并調(diào)整一定區(qū)域的像素電位，由此，能夠修正混 亂。 此外，在本實(shí)施方式中，說明了在液晶像素內(nèi)設(shè)置利用了像素電極及COM電極的 傳感器S的例子，但是，在構(gòu)成將傳感器與液晶像素獨(dú)立地配置在平面方向的傳感器矩陣 陣列的情況，也能夠應(yīng)用本發(fā)明。 另外，本發(fā)明的顯示裝置(顯示面板)并不局限于搭載于影像記錄裝置，也能夠應(yīng) 用于視頻播放裝置、音頻播放裝置、音頻記錄裝置、移動電話、個人電腦和PDA等信息處理 裝置、家電設(shè)備等多種電子設(shè)備中。 另外，將液晶顯示面板之外的顯示面板、例如有機(jī)EL (Electroluminescence)面 板等作為觸摸面板時也能夠應(yīng)用本發(fā)明。
權(quán)利要求
一種顯示面板，具有形成顯示面板的表面?zhèn)鹊牡?基板部；與上述第1基板部對置的第2基板部；在上述第1、2基板部之間形成為矩陣狀的多個像素部；和多個傳感器部，該多個傳感器部的每個，具有在上述第1、2基板部之間隔著電極間間隙配置一側(cè)電極與另一側(cè)電極，由于上述第1基板部的加壓變形上述電極間間隙被消除而使上述一側(cè)電極與上述另一側(cè)電極接觸的構(gòu)造，并且，該多個傳感器部分別被設(shè)定多種電極間間隙長度并處于被排列在上述第1、第2基板部之間的狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示面板，其中，上述像素部為液晶像素部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示面板，其中，上述傳感器部形成在每個上述液晶像素部，使用驅(qū)動上述液晶像素部的像素電極和共同電極作為上述一側(cè)電極和另一側(cè)電極。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示面板，其中，上述傳感器部中的上述一側(cè)電極形成在上述第1基板部上，上述另一側(cè)電極形成在上述第2基板部上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示面板，其中，電極間間隙長度不同的多個上述傳感器部，以規(guī)定的規(guī)則被排列在上述第1、第2基板部之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示面板，其中，上述多個傳感器部，在上述第2基板部上形成高度不同的凸部，通過在該凸部上配置上述另一側(cè)電極，來形成多種電極間間隙長度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示面板，其中，上述多個傳感器部，在上述第1基板部上形成高度不同的凸部，通過在該凸部上配置上述一側(cè)電極，來形成多種電極間間隙長度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示面板，其中，上述多個傳感器部，在上述第2基板部上形成深度不同的凹部，通過在該凹部上配置上述另一側(cè)電極，來形成多種電極間間隙長度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示面板，其中，上述多個傳感器部，在上述第1基板部上形成深度不同的凹部，通過在該凹部上配置上述一側(cè)電極，來形成多種電極間間隙長度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示面板，其中，根據(jù)上述第1基板部上被施加的加壓力與上述第1基板部的變形量的關(guān)系，設(shè)定上述多種電極間間隙長度的每一個。
11. 一種顯示裝置，具有形成顯示面板的表面?zhèn)鹊牡?基板部；與上述第1基板對置的第2基板部；在上述第1、2基板部之間形成為矩陣狀的多個像素部；多個傳感器部，該多個傳感器部的每個，具有在上述第1、2基板部之間隔著電極間間隙配置一側(cè)電極與另一側(cè)電極，由于上述第1基板部的加壓變形上述電極間間隙被消除而使上述一側(cè)電極與上述另一側(cè)電極接觸的構(gòu)造，并且，該多個傳感器部分別被設(shè)定多種電極間間隙長度并處于被排列在上述第1、第2基板部之間的狀態(tài)；驅(qū)動上述多個像素部并執(zhí)行圖像顯示的顯示驅(qū)動部；以及傳感器讀取部，該傳感器讀取部通過檢測上述多個傳感器部的每個的電極接觸狀態(tài)，來判別針對上述第1基板部的加壓位置和加壓力。
全文摘要
本發(fā)明提供一種顯示面板、顯示裝置，能夠在接觸式觸摸面板中實(shí)現(xiàn)按壓力的分級輸入。在對置的第1、2基板部之間，將隔著電極間間隙配置一側(cè)電極與另一側(cè)電極、并且由于第1基板部的加壓變形消除電極間間隙而使兩電極接觸的傳感器(S1)、(S2)、(S3)配置為矩陣狀。而且，構(gòu)成為，各傳感器分別被設(shè)定了多種電極間間隙長度(Z1)、(Z2)、(Z3)。
文檔編號G06F3/041GK101713878SQ20091017856
公開日2010年5月26日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月1日
發(fā)明者小糸健夫, 山內(nèi)木綿子, 林宗治, 水橋比呂志, 田中勉 申請人:索尼株式會社