JP2018036514A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】実施形態の課題は、全域に亘って良好な押圧力検知が可能な表示装置を提供する。【解決手段】実施形態に係る表示装置は、複数の画素が設けられた表示領域ＤＡを有する第１基板ＳＵＢ１および第１検出電極Ｔｘを備える表示パネル１２と、表示領域および第１検出電極に隙間を置いて対向配置された第２圧力検出電極２２ａと、を備えている。第２圧力検出電極２２ａは、表示領域の中央部に対向する中央部と、中央部の周囲に位置する周縁部と、周縁部を補強する補強構造部と、を有し、前記中央部と第１検出電極との間隔が、周縁部と第１検出電極との間隔よりも大きい。【選択図】 図３

Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。

近年、スマートフォン、パーソナルアシスタントデバイス（ＰＡＤ）、タブレットコンピュータ、カーナビゲーションシステム等の表示装置として、液晶表示装置および有機エレクトロルミネッセンセ（ＥＬ）表示装置が広く用いられている。また、これらの表示装置において、表示面に入力された押圧力を検知し、任意の動作を行う押圧力検知（force sensing）機能を備えた表示装置が提案されている。押圧力検知の方式としては、液晶表示装置に設けられた２つの電極間の距離変化を静電容量変化に置き換えて、押圧力を検知する静電容量方式としている。このような表示装置では、厚み方向の押圧力（厚み方向の外力)に対して、２つの電極間距離がリニアに変化することが望ましい。また、押圧力に対して、一方の電極が他方の電極に向かって移動あるいは変位することにより電極間距離が変化する。そのため、大きな押圧力を検知するためには、電極の十分な変位量（ストローク量）を確保する必要がある。

特開２０１２−１７７７９８号公報 特開２００９−１６９５２３号公報

上記のように、２電極間の容量差を使った圧力検知機能を有する表示装置において、薄型化を図るために電極を薄く形成した場合、この電極が他方の電極側に湾曲することが考えられる。この場合、電極間の距離、特に、中央部の電極間距離が減少し、電極間の十分な変位量（ストローク量）を確保することが困難となる。
ここで述べる実施形態の目的は、全域に亘って良好な押圧力検知を可能とする表示装置を提供することにある。

実施形態に係る表示装置は、複数の画素が設けられた表示領域を有する第１基板および第１検出電極を備える表示パネルと、前記表示領域および前記第１検出電極に隙間を置いて対向配置された第２圧力検出電極であって、前記表示領域の中央部に対向する中央部と、前記中央部の周囲に位置する周縁部と、前記周縁部を補強する補強構造部と、を有し、前記中央部と前記第１検出電極との間隔が、前記周縁部と前記第１検出電極との間隔よりも大きい第２圧力検出電極と、を備えている。

図１は、第１の実施形態に係る液晶表示装置の表示面側を示す斜視図。 図２は、前記液晶表示装置の分解斜視図。 図３は、図１の線III−IIIに沿った前記液晶表示装置の断面図。 図４は、前記液晶表示装置の収容ケースを示す斜視図。 図５は、前記液晶表示装置の表示パネルに入力された押圧力と、表示パネルの変位量（出力データ）との関係を、押圧力の複数入力位置について、比較して示す図。 図６は、第１変形例に係る液晶表示装置の収容ケースを示す斜視図。 図７は、第２変形例に係る液晶表示装置の収容ケースを示す斜視図。 図８は、図７の線VIII−VIIIに沿った収容ケースの断面図。 図９は、第２の実施形態に係る液晶表示装置の断面図。 図１０は、第２の実施形態に係る液晶表示装置の収容ケースを示す斜視図。 図１１は、第３変形例に係る液晶表示装置の収容ケースを示す斜視図。 図１２は、比較例に係る表示装置の圧力検出電極、比較例の表示パネルの中央部を押圧した場合の表示パネルの撓み状態、および比較例の表示パネルの周縁部を押圧した場合の表示パネルの撓み状態を模式的に示す平面図。 図１３は、比較例に係る表示装置の表示パネルに入力された押圧力と、表示パネルの変位量との関係を、押圧力の入力位置について、比較して示す図。

以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更であっ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、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様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る液晶表示装置の表示面側を示す斜視図、図２は、液晶表示装置の分解斜視図である。
液晶表示装置１０は、例えばスマートフォン、タブレット端末、携帯電話機、ノートブックタイプＰＣ、携帯型ゲーム機、電子辞書、テレビ装置、カーナビゲーションシステム、車載表示パネルなどの各種の電子機器に組み込んで使用することができる。

図１および図２に示すように、液晶表示装置１０は、アクティブマトリクス型の平板状の液晶パネル（表示パネル）１２と、液晶パネル１２の一方の平板面である表示面１２ａに重ねて配置され、表示面１２ａ全体を覆う透明なカバーパネル１４と、液晶パネル１２の他方の平板面である背面側に対向配置されたバックライトユニット（バックライト装置）２０と、を備えている。カバーパネル１４は、使用状況に応じて、省略可能である。

図３は図１の線Ａ−Ａに沿った液晶表示装置の断面図である。図２および図３に示すように、液晶パネル１２は、矩形平板状の第１基板ＳＵＢ１と、第１基板ＳＵＢ１に対向配置された矩形平板状の第２基板ＳＵＢ２と、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に封止された液晶層ＬＱと、を備えている。第２基板ＳＵＢ２の周縁部は、シール材ＳＥにより第１基板ＳＵＢ１に貼り合わされている。第２基板ＳＵＢ２の表面に偏光板ＰＬ１が貼付され、液晶パネル１２の表示面１２ａを形成している。第１基板ＳＵＢ１の表面（液晶パネル１２の背面）に偏光板ＰＬ２が貼付されている。

少なくとも一方の基板、例えば、第１基板ＳＵＢ１の内面上に、画素電極、共通電極等の複数の電極部１５および図示しない配線等が形成されている。本実施形態において、共通電極は、タッチセンサおよび圧力検知センサを構成する複数の第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎを兼ねている。第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎは、ストライプ状に形成され、それぞれ第１基板ＳＵＢ１の長手方向（第１方向Ｘ）に沿って延びている。また、第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎは、長手方向と直交する幅方向（第２方向Ｙ）に所定の間隔を置いて互いに平行に並んでいる。第２基板ＳＵＢ２の上面に、タッチセンサを構成する複数の第２タッチ検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎが設けられている。第２タッチ検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎは、ストライプ状に形成され、それぞれ第２基板ＳＵＢ２の幅方向（第２方向Ｙ）、すなわち、第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎの延出方向と直交する方向に沿って延びている。第２タッチ検出電極Ｒｘ１ないしＲｘｎは、第２基板ＳＵＢ２の長手方向に所定の間隔を置いて互いに平行に並んでいる。なお、第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎおよび第２タッチ検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎは、それぞれＩＴＯ等により透明電極として形成されている。
偏光板ＰＬ１は、例えば、光学用透明樹脂からなる粘着部材ＡＤ１により、第２タッチ検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎに重ねて、第２基板ＳＵＢ２の上面に貼付されている。
液晶パネルの電極Ｖcomをマトリクス状に配置し、これらマトリクス状の電極をセンシングすることにより、指の接触（接近あるいはタッチ）を検出するセルフセンシング（Self-Sensing）モードが知られている。このモードを液晶パネル１２に適応することは容易に可能である。

液晶パネル１２では、液晶パネル１２を平面視（液晶パネルの表面の法線方向から液晶パネルを視認する状態をいう。以下同様である）した状態で、シール材ＳＥの内側となる領域に矩形状の表示領域（アクティブ領域）ＤＡが設けられ、表示領域ＤＡに画像が表示される。また、この表示領域ＤＡの周囲に、矩形枠状の額縁領域（非表示領域）ＥＤが設けられている。液晶パネル１２は、バックライトユニット２０からの光を表示領域ＤＡに選択的に透過させることで画像を表示する透過表示機能を備えた透過型である。液晶パネル１２は、表示モードとして、主として基板主面に略平行な横電界を利用する横電界モードに対応した構成を有していても良いし、主として基板主面に略垂直な縦電界を利用する縦電界モードに対応した構成を有していても良い。

カバーパネル１４は、例えば、ガラス板あるいはアクリル系の透明樹脂等により、矩形平板状に形成されている。カバーパネル１４の背面（液晶パネル１２側の面）の周縁部に枠状の遮光層ＲＳが形成されている。カバーパネル１４の背面は、例えば、光学用透明樹脂からなる粘着部材ＡＤ２により、偏光板ＰＬ１に貼付され、液晶パネル１２の表示面１２ａの全面を覆っている。カバーパネル１４において、液晶パネル１２の表示領域ＤＡと対向する領域以外の領域は、遮光層ＲＳにより遮光される。

図１および図２に示すように、第１基板ＳＵＢ１の短辺側の端部に、液晶パネル１２を駆動するのに必要な信号を供給する信号供給源として、駆動ＩＣ２４等の半導体素子が実装されている。駆動ＩＣ２４は、細長い矩形状に形成され、第１基板ＳＵＢ１上で、第２基板ＳＵＢ２の短辺側の側縁に沿って実装されている。駆動ＩＣ２４は、配線および画素電極に映像信号および駆動信号を供給するとともに、第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎにタッチ検出用の駆動信号を供給する。また、第１基板ＳＵＢ１の短辺側の端部に、第１フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）２３が接合され、液晶パネル１２から外方に延出している。第１ＦＰＣ２３は、第１基板ＳＵＢ１上において、図示しない複数の配線を介して駆動ＩＣ２４に電気的に接続されている。第１ＦＰＣ２３にはコネクタ２５が実装されてもよい。

第２基板ＳＵＢ２の短辺側の端部に、第２フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）２７が接合されている。第２ＦＰＣ２７は、第２基板ＳＵＢ２上に形成された第２タッチ検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎに電気的に接続されている。第２ＦＰＣ２７上にタッチ駆動ＩＣ（検出用駆動素子）２１が実装されている。更に、第２ＦＰＣ２７の延出端は、第１ＦＰＣ２３上のコネクタ２５に接続され、このコネクタ２５および第１ＦＰＣ２３を介して駆動ＩＣ２４に電気的に接続されている。タッチ駆動ＩＣ２１は、検出器を含んでいる。この検出器は、タッチ検出期間において、第２ＦＰＣ２７を介して、第２検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎから送られる検出信号を受信する。

図２および図３に示すように、バックライトユニット２０は、偏平な矩形状の収容ケース（あるいはベゼル）２２と、収容ケース２２の底面上に配置された反射シートＲＥと、収容ケース２２内に配置された複数の光学部材と、光学部材に入射する光を供給する光源ユニット３０と、を備えている。本実施形態では、収容ケース２２は、バックライトユニット２０の構成要素に含まれているが、これに限らず、収容ケース２２は、バックライトユニット２０から独立した構成要素として扱ってもよい。

収容ケース２２は、金属製の板材により偏平な矩形状に形成されている。収容ケース２２は、例えば、板厚０．０５〜１．０ｍｍのステンレス板金を折曲げ加工、プレス加工、あるいは絞り加工することにより形成される。収容ケース２２は、液晶パネル１２の寸法よりも大きく、かつ、カバーパネル１４の寸法よりも小さい、寸法（長さ、幅）を有する矩形状の底壁２２ａと、底壁２２ａの各側縁に立設された一対の長辺側の側壁２２ｂおよび一対の短辺側の側壁２２ｃと、各側壁の上端縁から外側に延出するフランジ２８と、を有している。

本実施形態において、長辺側の一対の側壁２２ｂおよび短辺側の一対の側壁２２ｃは、底壁２２ａに対してほぼ垂直に立設している。これら側壁２２ｂ、２２ｃの高さは、液晶パネル１２の厚さと、バックライトユニット２０の厚さとの合計よりも僅かに大きく形成されている。フランジ２８は、側壁２２ｂ、２２ｃに対してほぼ垂直に、かつ、外側に延出している。本実施形態において、フランジ２８の幅は、充分な接着強度を得られる幅、例えば、０．７〜１ｍｍ程度に形成されている。本実施形態において、底壁２２ａ、側壁２２ｂ、２２ｃ、およびフランジ２８は、一枚の板金を折曲げ加工することにより、形成されている。
一方の短辺側の側壁２２ｃには切欠き３２が形成されている。前述した第１ＦＰＣ２３および第２ＦＰＣ２７は、切欠き３２を通して外部に延出する。

収容ケース２２は、両面テープ３４でフランジ２８をカバーパネル１４の下面に貼付することにより、カバーパネル１４に固定され、液晶パネル１２を覆っている。各側壁２２ｂ、２２ｃのフランジ２８は、液晶パネル１２の外側で、カバーパネル１４の下面周縁部に固定され、カバーパネル１４の各辺に沿って並んでいる。収容ケース２２の底壁２２ａは、液晶パネル１２の背面と隙間を置いてほぼ平行に対向している。底壁２２ａは、接地電位に接続され、第２圧力検出電極（第２検出電極）を構成している。すなわち、底壁２２ａは、バックライトユニット２０の光学部材および第１基板ＳＵＢ１を挟んで、第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎと対向している。また、第２圧力検出電極（底壁２２ａ）は、タッチ駆動ＩＣ２１に電気的に接続され、容量変化を含む検出信号をタッチ駆動ＩＣ２１に送信する。
なお、収容ケース２２とカバーパネル１４との固定には、両面テープ３４の他、ホットメルト接着剤、エポキシ接着剤、ＵＶ硬化接着剤等を用いることができる。

図４は、収容ケース２２の底壁内面側を示す斜視図である。図２ないし図４に示すように、第２圧力検出電極として機能する底壁２２ａは、液晶パネル１２側への撓み、反りを抑制する補強構造部を有している。本実施形態では、補強構造部として、底壁２２ａに設けられた補強リブ６０を用いている。補強リブ６０は、底壁２２ａの内面（液晶パネル１２に対向する内面）上に設けられている。補強リブ６０は、平面視で、底壁２２ａの中央部の周囲に設けられた、例えば、円形あるいは楕円形の環状リブ６０ａと、この環状リブ６０ａから底壁２２ａの各側縁までそれぞれ直線的に延びる複数の放射状リブ２２ｂとを有している。底壁２２ａの厚さＴ１を例えば、０．１ｍｍとした場合、補強リブ６０の高さ（厚さ）Ｔ２は、０．１〜０．２ｍｍ程度に形成している。

補強リブ６０は、プレスあるいはエッチング等により、底壁２２ａと共通の金属により底壁２２ａと一体に形成してもよいし、金属あるいは合成樹脂により別体に形成し、底壁２２ａに敷設および接着するようにしてもよい。また、補強リブ６０は、底壁２２ａの内面に樹脂を印刷することにより形成してもよい。
このような補強リブ６０により、底壁２２ａの周縁部を補強し、底壁２２ａの反り、あるいは撓みを抑制することができる。また、平面視で底壁２２ａの中央部分には補強リブ６０が設けられていないことから、液晶パネル１２と底壁２２ａ中央部との間隔、すなわち、第1検出電極Ｔｘと底壁２２ａとの間隔、を、補強リブ６０の部分に比較して、大きく取ることができる。

図２および図３に示すように、バックライトユニット２０は、収容ケース２２の底壁２２ａ上に配置された矩形状の反射シートＲＥ、反射シートＲＥの周縁部に重ねて固定された矩形枠状のフレーム５２、フレーム５２内で反射シートＲＥに重ねて配置された矩形平板状の導光板ＬＧ、導光板ＬＧ上に重ねて配置された複数枚、例えば、２枚の光学シートＯＳ１、ＯＳ２、および、導光板ＬＧに光を入射する光源ユニット３０を備えている。

反射シートＲＥは、液晶パネル１２の平面寸法とほぼ等しい外形寸法に形成され、底壁２２ａのほぼ全面を覆っている。反射シートＲＥは、膜厚が２００μｍ以下、望ましくは、５０〜９０μｍ、反射率が９０％以上、望ましくは、９５％以上の反射シートを用いている。
フレーム５２は、例えば、ポリカーボネイト等の合成樹脂でモールド成形されている。フレーム５２の外形寸法は、液晶パネル１２の偏光板ＰＬ２の外形寸法とほぼ等しく形成されている。フレーム５６は、反射シートＲＥと反対側に位置する端面５６ａと、この端面５６ａの内周側に形成された一段低い段差部５６ｂとを有している。

導光板ＬＧは、平面視で、フレーム５６の内径寸法よりも僅かに小さい外形寸法（長さ、幅）、かつ、液晶パネル１２の表示領域ＤＡよりも僅かに大きな外形寸法に形成されている。導光板ＬＧは、反射面側が反射シートＲＥと対向した状態で、フレーム５６内に配置され、反射シートＲＥ上に載置されている。導光板ＬＧは、板厚が例えば、０．２３〜０．３２ｍｍ程度のものを用いている。
導光板ＬＧの入射面は、フレーム５６の短辺部と僅かな隙間を置いて対向している。光源ユニット３０は、例えば、細長い帯状の回路基板と、この回路基板上に並べて実装された複数の光源（例えば、ＬＥＤ）と、を有している。光源ユニット３０は、複数の光源が導光板ＬＧの入射面と対向するように、フレーム５６内に配置されている。

本実施形態によれば、第１光学シートＯＳ１、および第２光学シートＯＳ２として、例えば、アクリル系、シリコン系等の合成樹脂で形成され光透過性を有する拡散シートおよびプリズムシートを用いている。第１光学シートＯＳ１は、導光板ＬＧの出射面に重ねて載置されている。また、第１光学シートＯＳ１の周縁部は、フレーム５６の段差部５６ｃ上に載置されている。第２光学シートＯＳ２は、第１光学シートＯＳ１に重ねて載置され、更に、第２光学シートＯＳ２の周縁部は、第１光学シートＯＳ１に重ねて、フレーム５６の段差部５６ｃ上に載置されている。第２光学シートＯＳ２の周縁部の上面は、フレーム５６の第１端面５６ａと同一平面に並んで、つまり、面一に並んでいる。なお、光学シートは２枚に限らず、１枚あるいは３枚以上用いる構成としてもよい。

バックライトユニット２０は、バックライトユニット２０を液晶パネル１２に貼り付けるための、矩形枠状の粘着部材（例えば、両面テープ）ＴＰを有している。粘着部材ＴＰは、フレーム５６の第１端面５６ａおよび第２光学シートＯＳ２の周縁部に貼付されている。これにより、第２光学シートＯＳ２は、粘着部材ＴＰを介してフレーム５６に固定されている。

以上のように構成されたバックライトユニット２０は、液晶パネル１２の背面に対向して収容ケース２２内に配置され、粘着部材ＴＰにより、液晶パネル１２の偏光板ＰＬ２に取付けられている。すなわち、フレーム５６は、粘着部材ＴＰにより、偏光板ＰＬ２の背面周縁部に貼付され、フレーム５６の外周縁および粘着部材ＴＰの外周縁が偏光板ＰＬ２の周縁と整列した状態に配置されている。

フレーム５６は、液晶パネル１２の額縁領域ＥＤと対向する位置にあり、また、第１および第２光学シートＯＳ１、ＯＳ２、並びに導光板ＬＧは、液晶パネル１２の表示領域ＤＡに対向している。バックライトユニット２０の第２光学シートＯＳ２は、粘着部材ＴＰの厚さ分だけ隙間（空気層）Ｇを置いて、液晶パネル１２の背面に対向している。

図２に示すように、光源ユニット３０の回路基板は接続端部３１を有している。この接続端部３１は、フレーム５２の切欠を通して外側に延出し、第１ＦＰＣ２３に接続される。これにより、第１ＦＰＣ２３および回路基板を介して光源ユニット３０の光源（ＬＥＤ）に駆動電流が通電される。ＬＥＤから出射された光は、導光板ＬＧの入射面から導光板ＬＧ内に入射し、導光板ＬＧ内を伝播し、或いは導光板ＬＧの反射面から出射されたのち反射シートＲＥによって反射され、再度導光板ＬＧ内に入射する。このような光路を通過した後、ＬＥＤからの光は導光板ＬＧの出射面の全面から液晶パネル１２側に出射される。出射された光は、第１光学シートＯＳ１および第２光学シートＯＳ２により拡散された後、液晶パネル１２の表示領域ＤＡに照射される。

上記のように構成された液晶表示装置１０によれば、例えば、１フレーム期間において、時分割で、表示期間、タッチ検出期間、表示期間、圧力検知期間、表示期間を交互に複数回繰り返して実行する。駆動ＩＣ２４は、表示期間において、表示信号を表示画素に送り、タッチ検出期間において、タッチセンサの第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎに駆動信号を順次供給する。更に、駆動ＩＣ２４は、圧力検出期間において、第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎに駆動信号を順次供給する。
タッチ駆動ＩＣ２１は、タッチセンサの第２タッチ検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎから検出信号を受信し、この検出信号に基づいて、タッチおよびタッチの座標位置を検知する。すなわち、タッチ検出期間において、カバーパネル１４に操作者の指が接近あるいはタッチすると、タッチ位置を中心として、第１検出電極ＴＸと第２タッチ検出電極ＲＸとの間の容量が変動し、タッチ駆動ＩＣ２１は、第２タッチ検出電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎからこの容量変動を含んだ検出信号を受信する。これにより、タッチ駆動ＩＣ２１は、受信した検出信号に基づいて、タッチおよびタッチ座標位置を検出する。

また、圧力検知期間において、タッチ駆動ＩＣ２１は、収容ケース２２の底壁２２ａで構成された第２圧力検出電極から検出信号を受信し、この検出信号に基づいて、入力された押圧力の大きさを検知する。圧力検知期間において、駆動ＩＣ２４は、第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎに、センサ駆動信号を送信する。この状態で、操作者が指等によってカバーパネル１４にタッチすると、そのタッチによる押圧力により、押圧箇所を中心としてカバーパネル１４および液晶パネル１２がバックライトユニット２０側に僅かに撓む。この撓みにより、第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎがバックライトユニット２０側、すなわち、底壁（第２圧力検出電極）２２ａ側に変位、移動し、第１検出電極Ｔｘと第２圧力検出電極（底壁２２ａ）との間の距離が変動する。この距離の変動に伴い、第１検出電極Ｔｘと第２圧力検出電極（底壁）２２ａとの間の静電容量が変動し、タッチ駆動ＩＣ２１は、容量変動を含んだ検出信号を第２圧力検出電極から受信する。タッチ駆動ＩＣ２１は、かかる受信信号に基づいてカバーパネル１４の押圧状態（押圧力）を検知する。液晶表示装置１０においては、上述した圧力センサにより所定の押圧力、例えば、０．１〜１０Ｎの押圧力の入力が検知された際、駆動ＩＣ２４は、押圧力検知をトリガーとして、画面切り替え、画面拡大、動作選択等の任意のアクションを実行する。

一方、タッチによる押圧力によって、押圧箇所を中心としてカバーパネル１４および液晶パネル１２がバックライトユニット２０側に僅かに撓む。この撓み量が、バックライトユニット２０と液晶パネル１２との間の空気層（隙間）Ｇの厚さを超えると、液晶パネル１２が第１、第２光学シートＯＳ１、導光板ＬＧ、反射シートＲＥを介して第２圧力検出電極（底壁２２ａ）を押圧する。
また、第１検出電極Ｔｘ１〜Ｔｘｎの変位量は、押圧力の入力位置に応じて変動する。すなわち、カバーパネル１４および液晶パネル１２の中央部は、周縁部に比較して撓み易く、同一の大きさの押圧力が入力された場合、中央部の撓み量は周縁部の撓み量に比較して大きくなる。また、カバーパネル１４および液晶パネル１２の周縁部は、バックライトユニット２０のフレーム５６に支持されているため、中央部に比較して撓み難い。すなわち、同一の大きさの押圧力が入力された場合、周縁部の撓み量は中央部の撓み量に比較して小さくなる。

図１２は、比較例に係る表示装置の第２圧力検出電極を示し、更に、比較例の表示パネル１２の中央部を押圧した場合の表示パネルの撓み状態、および比較例の表示パネルの周縁部を押圧した場合の表示パネルの撓み状態を模式的に示している。図１３は、比較例に係る表示装置の表示パネルに入力された押圧力と、検出出力データ（変位量）との関係を、押圧力の入力位置（３箇所：表示パネルの中央部ａ、中間部ｂ、周縁部ｃ）について、比較して示している。
図１２（ａ）に示すように、比較例に係る表示装置の第２検出電極２２ａは、全面に亘って、均一な厚さ、硬さに形成され、補強構造部を備えていない電極としている。第１検出電極を含む表示パネル１２の変位量は、押圧力の入力位置に応じて変動する。すなわち、表示パネル１２の中央部ａは、周縁部ｃに比較して撓み易く、同一の大きさの押圧力が入力された場合、中央部の撓み量は周縁部の撓み量に比較して大きくなる。また、表示パネル１２の周縁部ｃは、バックライトユニット２０のフレーム５６に支持されているため、中央部ａに比較して撓み難い。すなわち、同一の大きさの押圧力が入力された場合、周縁部の撓み量は中央部の撓み量に比較して小さくなる。

図１２（ｂ）に示すように、表示パネル１２の中央部ａに押圧力が入力されると、表示パネル１２の中央部が第２圧力検出電極２２ａ側に撓み空気層Ｇがまず潰れる。更に、表示パネル１２の中央部が変位し、図示しないバックライトユニットを介して第２圧力検出電極２２ａに当接する。また、図１２（ｃ）に示すように、表示パネル１２の周縁部ｃに押圧力が入力されると、表示パネル１２の変位量は中央部に比較して小さく、空気層Ｇの途中までしか変位しない。

このように、押圧力の入力位置により、表示パネル１２の変位量が相違する。そして、表示パネル１２の中央部は、周縁部に比較して変位量が大きいため、大きな押圧力が入力された場合は、表示パネル１２がバックライトユニットを介して第２圧力検出電極に到達し、その後の変位が不可能となる。これにより、より大きな押圧力の検出が困難となる。
例えば、図１３に示すように、表示パネル１２の中間部ｂおよび周縁部ｃでは、４００ｇ／ｃｍ^２まで、押圧力を検出すことができる。その反面、表示パネル１２の中間部ｂでは、荷重３００ｇ／ｃｍ^２程度の押圧力で変位量が最大となりバックライトユニットを介して第２圧力検出電極２２ａに当接する。そのため、表示パネル１２の中央部は、それ以上の変位ができず、より大きな押圧力を検知することが困難となる。

これに対して、本実施形態によれば、第２圧力検出電極（底壁２２ａ）上に設けられた補強リブ６０の環状リブ６０ａおよび放射状リブ６０ｂは、平面視で第２圧力検出電極２２ａの周縁部に設けられ、平面視で第２圧力検出電極（２２ａ）の中央部には補強リブが設けられていない。そのため、第２圧力検出電極（２２ａ）の中央部と第１検出電極Ｔｘとの間隔は、第２圧力検出電極２２ａの周縁部と第１検出電極Ｔｘとの間隔に比較して大きく取られている。これにより、比較的撓み易い液晶パネル１２の中央部およびバックライトユニット２０の中央部は、空気層Ｇの厚さ分に加えて、補強リブ６０の厚さ（高さ）Ｔ２分だけ第２圧力検出電極（２２ａ）側に変位することができ、比較的大きな撓み量、および第１検出電極Ｔｘの変位量を確保することができる。

図５は、カバーパネル１４に入力された押圧力と、第１検出電極Ｔｘの変位量（検出出力データ）との関係を、押圧力の入力位置（３箇所：中央部ａ、中間部ｂ、周縁部ｃ）について、比較して示している。図５において、横軸は荷重（押圧力）ｇｆ、縦軸は出力データ（変位量に相当）をそれぞれ示している。この図から、本実施形態では、表示パネル１２の中央部ａにおいても、中間部ｂあるいは周縁部ｃと同等の大きさの押圧力を検知可能であることが分る。すなわち、表示パネル１２の中央部ａの変位量を充分に確保し、より大きな押圧力を検知可能としている。従って、本実施形態に係る圧力検出装置は、全域に亘ってより大きな押圧力を検知可能となる。

更に、補強リブ６０によって第２圧力検出電極（２２ａ）を補強することにより、第２圧力検出電極（２２ａ）の液晶パネル１２側への反り、撓みを防止し、第２圧力検出電極を平坦な状態に保持することができる。これにより、第２圧力検出電極の全域に亘って、第２圧力検出電極と第１検出電極Ｔｘとの間の間隔を一定に維持し、第１検出電極の変位量（移動ストローク）の減少を防止することができる。
例えば、板厚０．３ｍｍのステンレスで形成された第２圧力検出電極を用い、空気層Ｇの厚さを０．４ｍｍとした比較例に係る圧力検出装置に対して、本実施形態では、第２圧力検出電極の板厚Ｔ１を０．１ｍｍ、補強リブ６０の高さＴ２を０．２ｍｍ、空気層Ｇの厚さを０．２ｍｍとした場合でも、比較例に係る圧力検出装置と同等の押圧力検知を行うことが可能となる。すなわち、本実施形態の表示装置では、空気層Ｇの厚さを比較例の約半分とした場合でも、比較例と同等の押圧力検知を行うことができ、空気層Ｇを薄くする分、表示装置全体の厚さを薄くすることが可能となる。
以上のことから、本実施形態によれば、全域に亘って良好な押圧力検知を行うことができ、更に、薄型化を図ることが可能な表示装置を得ることができる。

次に、変形例に係る表示装置の収容ケース、および他の実施形態に係る表示装置について説明する。以下に説明する変形例および他の実施形態において、前述した第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略あるいは簡略化し、第１の実施形態と異なる部分を中心に詳しく説明する。

（第１変形例）
第２圧力検出電極に設けられた補強リブは、前述した第１の実施形態に限定されることなく、種々の形状を選択可能である。
図６は、第１変形例に係る表示装置の収容ケースを示している。収容ケース２２は、第２圧力検出電極を構成する矩形状の底壁２２ａを有している。第１変形例によれば、底壁２２ａに設けられた補強リブ６０は、平面視で、底壁２２ａの内面（液晶パネル１２に対向する内面）の中央部に設けられる、例えば、矩形状の第１環状リブ６０ａ１と、第１環状リブ６０ａ１の外周側に設けられた矩形状の第２環状リブ６０ａ２と、第２環状リブ６０ａ２の外周側に設けられた矩形状の第３環状リブ６０ａ３と、第１環状リブ６０ａ１の４つの角部から第２環状リブ６０ａ２および第３環状リブ６０ａ３を通って底壁２２ａの角部までそれぞれ放射方向に直線的に延びる複数の放射状リブ６０ｂと、を有している。底壁２２ａの厚さＴ１を例えば、０．１ｍｍとした場合、補強リブ６０の高さ（厚さ）Ｔ２は、０．１〜０．２ｍｍ程度に形成している。

補強リブ６０は、プレスあるいはエッチング等により、底壁２２ａと共通の金属により底壁２２ａと一体に形成してもよいし、金属あるいは合成樹脂により別体に形成し、底壁２２ａに敷設および接着するようにしてもよい。また、補強リブ６０は、底壁２２ａの内面に樹脂を印刷することにより形成してもよい。
このような補強リブ６０により、底壁２２ａの周縁部を補強し、底壁２２ａの反り、あるいは撓みを抑制することができる。また、底壁２２ａの中央部分には補強リブ６０が設けられていないことから、液晶パネル１２と底壁２２ａ中央部との間隔を、補強リブ６０の部分に比較して、大きく取ることができる。これにより、第１変形例においても、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（第２変形例）
図７は、第２変形例に係る表示装置の収容ケースを示し、図８は、図７の線VIII−VIIIに沿った収容ケースの断面図である。
第２変形例によれば、第２圧力検出電極の補強構造部として、第２圧力検出電極（底壁２２ａ）の周縁部の板厚Ｔ２を中央部の板厚Ｔ１よりも厚く形成している。例えば、底壁２２ａの板厚Ｔ２を０．３ｍｍとして、底壁２２ａの中央部に深さ０．２ｍｍの矩形状、楕円形状、あるいは円形の凹所３７を設けている。これにより、底壁２２ａの中央部の板厚Ｔ１を０．１ｍｍとしている。凹所３７の寸法は、適宜設定可能であり、本変形例では、例えば、凹所３７の長さＬ１を底壁２２ａの長さＬ２の約５０％、凹所３７の幅Ｗ１を底壁２２ａの幅Ｗ２の約５０％程度としている。

本変形例によれば、凹所３７に相当する矩形状の透孔を中央部に有する環状の補強板３６を、底壁２２ａ上に重ねて載置あるいは固定することにより、周縁部が厚く、中央部が薄い第２圧力検出電極を構成している。この場合、底壁２２ａの板厚Ｔ１は０．１ｍｍであり、補強板３６の板厚は、０．２ｍｍとしている。
これに限らず、板厚Ｔ１が０．３ｍｍの底壁２２ａの中央部に、プレスあるいはエッチングにより深さ０．２ｍｍの凹所３７を形成するようにしてもよい。

このような構成によれば、底壁２２ａの周縁部を補強し、底壁２２ａの反り、あるいは撓みを抑制することができる。また、平面視で底壁２２ａの中央部分には凹所３７が設けられていないことから、液晶パネル１２と底壁２２ａ中央部との間隔、すなわち、第1検出電極Ｔｘと底壁２２ａとの間隔、を、底壁２２ａの周縁部に比較して、大きく取ることができる。これにより、第２変形例においても、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態に係る液晶表示装置の断面図、図１０は、第２の実施形態に係る液晶表示装置の収容ケースを示す斜視図である。
これらの図に示すように、本実施形態によれば、第２圧力検出電極を構成する収容ケース２２の底壁２２ａは、少なくとも中央部を含む部分を、下側、すなわち、液晶パネル１２から離れる方向に、突出した円弧状の凸部を有している。本実施形態では、凸部７０は、底壁２２ａと平行な断面が楕円形で、かつ、下側に向かって湾曲したお椀形状に形成されている。また、凸部７０は、平面視で、底壁２２ａの中央部に設けられている。凸部７０の長さＬ１および幅Ｗ１は、それぞれ底壁２２ａの長さおよび幅の約５０％程度に形成されている。底壁２２ａの周縁部の平坦面に対して、凸部７０の中心部の突出高さＨ１は、例えば、０．５ｍｍ程度に形成している。このような凸部７０は、例えば、底壁２２aをプレス加工することにより形成される。

このように、底壁２２ａの周縁部を平坦とし、底壁２２ａの中央部に補強構造部としての凸部７０を形成することにより、底壁２２ａの強度が向上し、底壁２２ａの反り、あるいは撓みを抑制することができる。また、凸部７０は、液晶パネル１２から離間する方向に突出していることから、液晶パネル１２と底壁２２ａ中央部との間隔、すなわち、第1検出電極Ｔｘと底壁２２ａとの間隔、を、底壁２２ａの周縁部に比較して、大きく取ることができる。

図９に示すように、バックライトユニット２０の反射シートＲＥは、底壁２２ａの平坦な周縁部上に載置されている。また、液晶表示装置１０は、例えば、合成樹脂で形成されたセット側筐体９０に装着される。セット側筐体９０は、収容ケース２２を覆うように配置されている。セット側筐体９０は、収容ケース２２の底壁２２ａに対向する底壁９０ａと、カバーパネル１４に固定される複数の側壁９０ｂとを有している。本実施形態において、収容ケース２２の底壁２２ａに設けられた凸部７０は、セット側筐体９０の底壁９０ａに当接していてもよい。
このような第２の実施形態の構成によれば、底壁２２ａの周縁部を補強し、底壁２２ａの反り、あるいは撓みを抑制することができる。また、平面視で底壁２２ａの中央部に凸部７０を設けることにより、液晶パネル１２と底壁２２ａ中央部との間隔、すなわち、第1検出電極Ｔｘと底壁２２ａとの間隔、を、底壁２２ａの周縁部に比較して、大きく取ることができる。これにより、第２の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（第３変形例）
図１１は、第３変形例に係る表示装置の収容ケースを示す斜視図である。
上述した第２の実施形態において、収容ケース２２の底壁２２ａに設けられた凸部７０は、楕円形に限定されることなく、矩形状、円形、その他の形状等、種々の形状を選択することができる。
図１１に示すように、第３変形例によれば、凸部７０は、底壁２２ａの長手方向中心線と同軸的に延びる円弧状に形成されている。凸部７０は、底壁２２ａの一方の短辺から他方の短辺まで延びる帯状に形成され、底壁２２ａの一側縁、例えば、長辺側の側縁と平行に延在している。凸部７０の幅Ｗ１は、例えば、底壁２２ａの幅Ｗ２の約５０％に形成されている。凸部７０の幅方向両側に位置する底壁２２ａの周縁部は、それぞれ平坦に形成されている。
上記のように構成された第２圧力検出電極を用いた場合でも、前述した第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
なお、第３変形例において、凸部７０は、底壁２２ａの底壁２２ａの幅方向の中心線と同軸的に延びる円弧状に形成してもよい。この場合、凸部７０は、底壁２２ａの一方の長辺から他方の長辺まで延びる帯状に形成されている。

本発明のいくつかの実施形態および変形例を説明したが、これらの実施形態および変形例は、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。新規な実施形態および変形例は、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。実施形態および変形例は、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。

本発明の実施形態あるいは変形例として上述した各構成を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての構成及び製造工程も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。また、上述した実施形態あるいは変形例によりもたらされる他の作用効果について本明細書の記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものついては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
液晶パネル、バックライトユニット、第２圧力検出電極の外形状および内形状は、矩形状に限定されることなく、外形あるいは内径のいずれか一方あるいは両方を平面視多角形状や円形、楕円形、およびこれらを組み合わせた形状等の他の形状としてもよい。構成部材の材料は、上述した例に限らず、種々選択可能である。
また、表示パネルは、透過型の液晶パネルに限らず、反射透過型の液晶パネル、有機ＥＬパネル等の他の表示パネルを用いることも可能である。

１０…液晶表示装置（表示装置）、１２…液晶パネル（表示パネル）、
１４…カバーパネル、２０…バックライトユニット（バックライト装置）、
２１…タッチ駆動ＩＣ、２２…収容ケース、２２ａ…底壁（第２圧力検出電極）、
２３…第１ＦＰＣ、２４…駆動ＩＣ、２５…補強板、２７…凹所、５２…フレーム、
６０…補強リブ、７０…凸部、Ｔｘ…第１検出電極、Ｒｘ…第２タッチ検出電極、
ＬＧ…導光板、ＯＳ１、ＯＳ２…光学シート

Claims (11)

1. 複数の画素が設けられた表示領域を有する第１基板および第１検出電極を備える表示パネルと、
   前記表示領域および前記第１検出電極に隙間を置いて対向配置された第２圧力検出電極であって、前記表示領域の中央部に対向する中央部と、前記中央部の周囲に位置する周縁部と、前記周縁部を補強する補強構造部と、を有し、前記中央部と前記第１検出電極との間隔が、前記周縁部と前記第１検出電極との間隔よりも大きい第２圧力検出電極と、
   を備える表示装置。
2. 前記補強構造部は、前記第２圧力検出電極の周縁部に重ねて設けられた補強リブを有する請求項１に記載の表示装置。
3. 前記補強リブは、前記中央部の周囲に設けられた環状リブと、前記環状リブから前記周縁部の側縁まで延びる複数の放射状リブと、を有している請求項２に記載の表示装置。
4. 前記補強リブは、前記中央部の周囲に設けられた第１環状リブと、前記第１環状リブの周囲に設けられた第２環状リブと、前記第１環状リブから前記第２環状リブを通して前記周縁部の側縁まで延びる複数の放射状リブと、を有している請求項２に記載の表示装置。
5. 前記第２圧力検出電極は、前記中央部に形成された凹所を有し、前記周縁部の板厚が前記中央部の板厚よりも大きく形成されている請求項１に記載の表示装置。
6. 前記補強構造部は、前記凹所を形成する透孔を中央部に有し、前記第２圧力検出電極の周縁部に重ねて配置された補強板を備えている請求項５に記載の表示装置。
7. 前記第２圧力検出電極の周縁部は平坦に形成され、前記第２圧力検出電極の前記中央部は、前記表示パネルから離間する方向に突出した凸部に形成され、前記凸部は前記補強構造部を構成している請求項１に記載の表示装置。
8. 前記凸部は、円形あるいは楕円形の断面形状を有し、前記表示パネルから離間する方向に湾曲して突出している請求項７に記載の表示装置。
9. 前記凸部は、帯状かつ湾曲した形状を有し、前記第２圧力検出電極の一側縁と平行に延在している請求項７に記載の表示装置。
10. 前記表示パネルは、前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、前記第１基板と第２基板との間に設けられた液晶層と、を備え、
    前記第２圧力検出電極は、前記第１基板に対向して配置され、前記第１基板と前記第２圧力検出電極との間にバックライト装置が設けられている請求項１から９のいずれか１項に記載の表示装置。
11. 前記バックライト装置は、前記第２圧力検出電極上に設けられた反射シートと、前記反射シート上に配置された導光板と、前記導光板上に配置され前記第１基板に隙間を置いて対向した光学シートと、を備えている請求項１０に記載の表示装置。

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