坐标输入装置及显示装置的制作方法

专利名称：坐标输入装置及显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及如触摸屏等的坐标输入装置及显示装置。
技术背景近年来，随着PDA (Personal Digital Assistant:便携信息终端机)与 笔记本型个人计算机等小型信息电子设备的普及，附带有通过使手指或笔 (pen)等物体接触到显示画面上来进行输入操作的、所谓触摸屏功能的 显示装置正被广泛利用。在这种触摸屏中，作为检测手指等的接触位置的 方法有静电电容方式。静电电容方式是通过人利用手指与显示面接触而形 成的静电电容来流动微弱的电流，根据该电流量来检测接触位置的方式。 其中，在静电电容方式中采用了形成为平面状的检测电极和层叠在检测电 极上的电介质膜，通过手指等触摸该电介质膜形成了静电电容。在利用了静电电容方式的触摸屏中，作为检测二维坐标的方法，有一 种利用用于求取X坐标的检测电极和用于求取Y坐标的检测电极，分别 求出X坐标及Y坐标的方法(例如参照专利文献1 3)。专利文献1特开2 0 0 0 — 8 1 6 1 0号公报专利文献2特开1 9 9 3 — 1 9 2 3 3号公报专利文献3美国专利6 2 8 8 7 0 7号说明书然而，在上述现有的坐标输入装置中，也遗留着以下的课题。即，为 了确保电绝缘状态，通过将用于求取X坐标的检测电极和用于求取Y坐 标的检测电极形成在隔着绝缘膜的不同的层上、或在隔着绝缘膜的不同的 两层上形成布线，使二者立体交叉。因此，需要在绝缘膜的上下层中形成 检测电极与布线，由此，至少成为3层构造。因此，存在着制造工序复杂 的问题。发明内容本发明鉴于上述现有的问题而提出，其目的在于，提供一种能够简化 制造工序的坐标输入装置及显示装置。
为了解决上述课题，本发明采用了以下的构成。即，本发明所涉及的 坐标输入装置具备在基板上的检测区域内配置成平面状的多个检测电 极；分别与该多个检测电极连接的多条迂回布线；覆盖所述多个检测电极 的被覆膜；对隔着该被覆膜在与所述多个检测电极之间形成的静电电容的 变化进行检测的检测单元；和根据该检测单元的检测结果来算出所述静电 电容的形成位置的算出单元；所述多个检测电极沿着所述检测区域内的第 一方向形成，并且，沿着与该第一方向交叉的第二方向排列，分别由相邻 的一对所述检测电极构成多个检测电极对，构成该检测电极对的所述一对 检测电极的一个的宽度与另一个的宽度的比率，沿着所述第一方向变化， 所述多条迂回布线分别与所述检测电极中所述第一方向上的任意一个端 部连接，并且与所述多个检测电极形成在同一层上。
在本发明中，通过在同一层上形成检测电极和迂回布线，可简化制造 工序。g卩，通过在沿着第一方向形成的检测电极的第一方向的端部连接检 测电极和迂回布线，不需要使从多个检测电极迂回的迂回布线之间交叉。 因此，可以在同层上形成检测电极及迂回布线，从而可简化制造工序及削 减制造成本。
这里，通过使构成检测电极对的两个检测电极的宽度比率沿着第一方 向变化，在基于手指等的接触形成了静电电容时，由构成检测电极对的一 方的检测电极检测到的静电电容的变化量与由另一方的检测电极检测到 的静电电容的变化量的比率，根据静电电容的形成位置而变化。然后，算 出单元根据该检测结果的不同，算出第一方向的静电电容的形成位置。另 外，通过沿着第二方向配置多个带状的检测电极对，在形成了静电电容时， 由每个检测电极对检测到的变化量的比率根据静电电容的形成位置而变 化。然后，算出单元根据该检测结果的不同，算出第二方向的静电电容的 形成位置。这样，算出单元算出与静电电容的形成位置对应的二维坐标。
而且，优选在本发明的坐标输入装置中，所述多个检测电极的外形分 别相同，构成所述检测电极对的所述一个检测电极的宽度在所述第一方向 上从一方朝向另一方逐渐变小，所述另 一个检测电极的宽度在所述第一方向上从一方朝向另 一方逐渐变大。
在本发明中，通过使检测电极的形状相同，可容易地通过算出单元检 测出二维坐标。
并且，优选在本发明的坐标输入装置中，所述多个检测电极的沿着所 述第一方向的一对侧边是直线状。
在本发明中，通过将侧边设为直线状，可致密地配置多个检测电极。 由此，会提高基于算出单元检测二维坐标的精度。
另外，优选在本发明的坐标输入装置中，所述一对侧边的一方与所述 第一方向平行，且另一方从所述第一及第二方向倾斜，构成所述检测电极 对的所述一对检测电极其所述另一方侧边对置配置。
在本发明中，检测电极对的外形成为具有与第一方向平行的一对边 的、大致等宽的带状。由此，不仅容易算出第二方向的静电电容的形成位 置，而且会提高其检测精度。这里，在第一及第二方向相互垂直的情况下， 检测电极对的外形近似成为矩形状。
此外，在本发明的坐标输入装置中，所述算出单元具备第一坐标算 出单元，其根据所述一个检测电极处的所述静电电容的变化量之和、与所
述另一个检测电极处的所述静电电容的变化量之和，算出在所述第一方向 上的所述检测位置即第一坐标；和第二坐标算出单元，其根据所述各检测 电极对处的所述静电电容的变化量，算出在所述第二方向上的所述检测位 置即第二坐标。
在本发明中，第一坐标算出单元根据由构成检测电极对的一对检测电 极的一方检测到的静电电容与由另一方检测到的静电电容的变化量的比 率，算出作为第一方向的静电电容的形成位置的第一坐标。而且，第二坐 标算出单元根据由各检测电极对检测到的静电电容的变化量的比率，算出
作为第二方向的静电电容的形成位置的第二坐标。
而且，优选在本发明的坐标输入装置中，在所述多个检测电极中，由 构成所述检测电极对的所述一个检测电极、和构成与该一个检测电极邻接 的其他所述检测电极对的所述另一个检测电极来构成修正检测电极对，所 述算出单元具备第一坐标算出单元，其根据所述一个检测电极处的所述
静电电容的变化量之和、与所述另一个检测电极处的所述静电电容的变化量之和，算出在所述第一方向上的所述检测位置即第一坐标；和第二坐标 算出单元，其根据所述各检测电极对处的所述静电电容的变化量、所述一 个检测电极及构成与该一个检测电极邻接的其他所述检测电极对的所述 另一个检测电极处的所述静电电容的变化量、和所述第一坐标，算出在所 述第二方向上的所述检测位置即第二坐标。
在本发明中，通过在各检测电极对的静电电容的变化量的基础上，针 对修正检测电极对的静电电容的变化量考虑第一坐标的值来算出第二坐 标，从而会提高第二坐标的算出精度。
并且，在本发明的坐标输入装置中，所述第二坐标算出单元算出根据 所述修正检测电极对的宽度方向的中心线相对于所述检测电极对的宽度 方向的中心线的倾斜度而修正后的所述第二坐标。
在本发明中，由于检测电极对的延伸方向与修正检测电极对的延伸方 向不同，所以，通过考虑相互的中心轴的倾斜度来算出第二坐标，会提高 第二坐标的算出精度。
另外，在本发明的坐标输入装置中，所述算出单元具备第一坐标算 出单元，其根据所述一个检测电极处的所述静电电容的变化量之和、与所
述另一个检测电极处的所述静电电容的变化量之和，算出在所述第一方向 上的所述检测位置即第一坐标；和第二坐标算出单元，其根据所述一个检 测电极处的所述静电电容的变化量之和、与所述另一个检测电极处的所述 静电电容的变化量之和，算出在所述第二方向上的所述检测位置即第二坐 标。
本发明中，在一方的检测电极和另一方的检测电极中独立地算出静电 电容的变化量之和，基于此算出第二坐标。
而且，在本发明的坐标输入装置中，所述多条迂回布线分别与所述检 测电极中所述第一方向上的一方端部连接。
在本发明中，可縮短迂回布线的迂回长度。由此，作为迂回布线的构 成材料，可以使用与由电阻率高的材料构成的检测电极相同的材料。因此， 可通过同一工序形成检测电极和迂回布线，不仅能够进一步简化制造工 序，而且可进一步削减制造成本。
另外，本发明的显示装置具有上述记载的坐标输入装置、和隔着电光学层与所述基板对置配置的其他基板。
在本发明中，与上述同样，由于能够将检测电极和迂回布线形成在同 层上，所以，可简化制造工序及削减制造成本。
而且，优选在本发明的显示装置中，所述多个检测电极形成在所述基 板中远离所述电光学层一侧。
在本发明中，通过将多个检测电极设置在显示装置的外面侧，可以提 高手指等的接触位置的检测精度。
并且，在本发明的显示装置中，优选所述多个检测电极形成在所述基 板中的所述电光学层侧。
在本发明中，通过将构成显示装置的部件和多个检测电极及迂回布线 形成在基板的同一面侧，可实现制造工序的简化。


图1是表示本发明第一实施方式中的显示装置的概略剖面图。
图2是表示显示装置的等效电路图。
图3是显示装置的子像素区域中的剖面图。
图4是表示对置基板的外面侧的俯视图。
图5是表示坐标的算出方法的说明图。
图6是表示坐标的算出方法的流程图。
图7是表示具备显示装置的PDA的立体图。
图8是表示本发明第二实施方式中的坐标的算出方法的说明图。
图9是表示坐标的算出方法的流程图。
图IO是表示坐标的修正方法的说明图。
图11是表示本发明第三实施方式中的坐标的算出方法的说明图。
图12是表示坐标的算出方法的流程图。
图13是表示坐标的修正方法的说明图。
图14是表示本实施方式中其他的坐标的算出方法的流程图。
图15是表示本实施方式中其他的坐标的算出方法的流程图。
图16是表示本发明第四实施方式中的对置基板的外面侧的俯视图。
图17是表示本发明第五实施方式中的显示装置的剖面图。图中1、 120、 130—显示装置，11—元件基板(基板)，12、 121、 131—对置基板(其他基板)，13 —液晶层(电光学层)，17 —检测单元， 18 —算出单元，18A—X坐标算出单元(第一坐标算出单元)，18B—Y坐 标算出单元(第二坐标算出单元)，51、 51A 51E、 122—检测电极(一 方的检测电极)，52、 52A 52E、 123 —检测电极(另一方的检测电极)， 53、 124—迂回布线，55 —被覆膜，56、 56A 56E—检测电极对，57 —坐 标输入装置，100 — PDA (电子设备)，110、 110A 110D —修正检测电 极对，A—检测区域。
具体实施例方式
下面参照附图，对本发明的坐标输入装置及显示装置的第一实施方式 进行说明。其中，在以下的说明所使用的各附图中，为了使各部件成为可 识别的大小而适当变更了比例尺。这里，图1是表示显示装置的概略构成 图，图2是显示装置的等效电路图，图3是表示显示装置的剖面图，图4 是表示对置基板的外面侧的俯视图。 (显示装置)
本实施方式的显示装置1是能够实现透过型的彩色液晶显示，由输出 R (红)、G (绿)、B (蓝)各色光的3个子像素区域构成一个像素的液 晶显示装置。其中，将构成显示的最小单位的显示区域称为"子像素区域"。
首先，对本实施方式的显示装置的概略构成进行说明。本实施方式的 显示装置1如图1所示，具备作为有源矩阵基板的元件基板(其他基板) 11、与元件基板ll对置配置的对置基板(基板)12、和被元件基板ll及 对置基板12夹持的液晶层(电光学层)13。
而且，显示装置1具有在元件基板11与对置基板12对置的对置区域 的外周部设置的俯视下近似为矩形框状的密封件14，元件基板11和对置 基板12通过该密封件14被贴合。这里，在显示装置1中的密封件14 一 侧形成图像显示区域。另外，显示装置1从元件基板11的外面侧(远离 液晶层13 —侧)照射照明光。
并且，显示装置1具有设置在元件基板11的外面侧的偏光板15及设置在对置基板12的外面侧(远离液晶层13 —侧)的偏光板16。另外，显示装置1具备检测单元17及算出单元18。而且，如图2所示，在显示装置l的图像显示区域中以矩阵状配置有 多个子像素区域。在该多个子像素区域的每个之中，形成有像素电极21、 和用于开关控制像素电极的TFT (Thin Film Transistor:薄膜晶体管)元 件22。并且，在图像显示区域中以栅格状配置有多条数据线23及扫描线 24。TFT元件22的源极与数据线23连接，栅极与扫描线24连接，漏极 与像素电极21连接。数据线23将从设置于显示装置1的驱动电路(省略图示)供给的图 像信号S1、 S2、 ...、 Sn提供给各子像素区域。这里，数据线23可以S1、S2..... Sn的顺序按线依次供给图像信号Sl Sn，也可以按组对相互邻接的多条数据线23之间供给图像信号。扫描线24将从设置于显示装置1的驱动电路(省略图示)供给的扫描信号G1、 G2.....Gm提供给各子像素区域。这里，扫描线24以规定的定时按脉冲方式并按线依次供给扫描信号Gl Gm。而且，通过作为开关元件的TFT元件22基于扫描信号Gl Gm的输 入而导通一定期间，显示装置1以规定的定时将从数据线23供给的图像 信号Sl Sn写入到像素电极21中。并且，借助像素电极21写入到液晶 中的规定电平的图像信号Sl Sn，在像素电极21与后述的公共电极36 之间被保持一定期间。接着，参照图3及图4对显示装置1的详细构成进行说明。如图3所示，元件基板11具备例如由玻璃、石英或塑料等透光性 材料构成的基板主体31;和依次形成在基板主体31的内侧(液晶层13 侧)表面的元件形成层32、层间绝缘膜33、电极绝缘膜34及取向膜35。 而且，元件基板11具备配置在层间绝缘膜33的内侧表面的公共电极36、 和配置在电极绝缘膜34的内侧表面的像素电极21。元件形成层32成为层叠有绝缘膜、半导体膜、导体膜的结构，构成 了图2所示的数据线23与扫描线24等布线部和TFT元件22。层间绝缘膜33例如由丙烯酸等透光性材料构成，被设置成覆盖元件形成层32。
电极绝缘膜34例如由SiN等透光性材料构成，被设置成对形成在层 间绝缘膜33上的公共电极36进行覆盖。
取向膜35例如由聚酰亚胺等树脂材料构成，被设置成对形成在电极 绝缘膜34上的像素电极21进行覆盖。而且，对取向膜35的表面实施了 用于对构成液晶层13的液晶分子的初始取向状态进行限制的取向处理。
公共电极36形成为覆盖层间绝缘膜33，例如由ITO (氧化铟锡)等 透光性导电材料构成。而且，在公共电极36上形成有用于连接像素电极 21和形成于元件形成层32的TFT元件22的漏极的开口部(省略图示)。 并且，对公共电极36例如施加液晶层13的驱动所使用的规定的恒定电压 或0V、或者周期性(按帧期间或场期间)切换规定的恒定电位和与之不 同的其他规定的恒定电位的信号。
像素电极21具备隔着间隔形成为条纹状的多个带状部21a、和使这 些带状部21a相互导通的框部21b。
综上所述，显示装置1成为在带状部21a与公共电极36之间施加电 压，通过由此产生的基板平面方向的电场(横电场)来驱动液晶的结构。 由此，像素电极21及公共电极36构成了 FFS (Fringe-Field Switching)方 式的电极构造。
另一方面，对置基板12具备例如由玻璃或石英或塑料等透光性材 料构成的基板主体41、和依次层叠在基板主体41的内侧(液晶层13侦0 表面的遮光膜42、滤色器层43及取向膜44。而且，对置电极12如图3 及图4所示，具备形成在基板主体41的外侧表面的检测电极5K 52、 迂回布线53及端子部54、检测电极51、 52、和覆盖迂回布线53及端子 部54的被覆膜55。
遮光膜42如图3所示，在基板主体41的表面中俯视为子像素区域的 缘部的、隔着液晶层13等与TFT元件22、数据线23、扫描线24重叠的 区域，俯视时近似形成为栅格状。而且，遮光膜42对子像素区域进行镶 边。
滤色器层43在被遮光膜42划分的区域内与各子像素区域对应配置， 例如由丙烯酸等构成，含有与在各子像素区域中显示的颜色对应的颜色材料。
取向膜44例如由聚酰亚胺等透光性树脂材料构成，被设置成覆盖遮
光膜42及滤色器层43。并且，取向膜44的内侧的表面被实施了取向处理。
如图4所示，检测电极51、 52在与图像显示区域重叠的检测区域A 内形成有多个(本实施方式中检测电极51、 52各为5个)，例如由ITO (氧化铟锡)等透光性导电材料构成。而且，检测电极51、 52沿着俯视 近似为矩形状的检测区域A的一边方向、即X轴方向(第一方向)形成。 并且，检测电极51和检测电极52沿着检测区域A的另一边方向、即与X 轴方向正交的Y轴方向(第二方向)交替配置。
检测电极51、 52俯视下具有近似直角三角形的形状，其形状相同。
检测电极51形成为夹着直角的两条边分别与X轴方向、Y轴方向 平行，其斜边从X轴方向及Y轴方向倾斜，朝向Y轴方向的一方(+Y 侧)。并且，检测电极51随着从X轴方向的一方(一X個lj)朝向另一方 (+X侧)，其宽度逐渐变窄。
另一方面，检测电极52形成为夹着直角的两条边分别与X轴方向、 Y轴方向平行，其斜边从X轴方向及Y轴方向倾斜，朝向Y轴方向的另 一方(一Y侦ij)。并且，检测电极52随着从X轴方向的一X侧朝向+X 侧，其宽度逐渐变宽。
这里，从多个检测电极51中配置在最靠近一Y侧的电极开始，依次 将它们称为检测电极51A 51E。另夕卜，从多个检测电极52中配置在最靠 近一Y侧的电极开始，依次将它们称为检测电极52A 52E。
而且，近似为直角三角形的检测电极51、 52中且斜边在Y轴方向对 置的2个邻接的检测电极51、 52构成了检测电极对56。因此，对于一对 检测电极对56而言， 一方的检测电极51的宽度与另一方的检测电极52 的宽度的比率，沿着X轴方向从一X侧朝向+X侧发生了变化。g口，沿着 X轴方向从一X侧朝向+X侦lJ，检测电极对56中的检测电极51的宽度的 比率逐渐减小，并且，检测电极52的宽度的比率逐渐增大。
而且，由于检测电极51、 52的斜边对置，所以，该检测电极对56的 外形在俯视情况下大致为矩形状。另外，由于检测电极51、 52各自形成 了5个，所以，形成了 5对检测电极对56。这里，从5对检测电极对56中位于一Y侧的检测电极对开始，依次 将它们称为检测电极对56A 56E。 g卩，由检测电极51A、 52A形成检测 电极对56A，由检测电极51B、52B形成检测电极对56B，由检测电极51C、 52C形成检测电极对56C，由检测电极51D、 52D形成检测电极对56D， 由检测电极51E、 52E形成检测电极对56E。
另外，如图5所示，能够在俯视下近似为矩形状的检测区域A中检测 的X轴方向坐标即X坐标、及Y轴方向坐标即Y坐标，分别为0以上1 以下、1以上5以下。其中，与检测区域A的一X侧的端边对应的X坐标 的值对应O，与检测区域A的+X侧的端边对应的X坐标的值对应1。另 外，检测电极对56A的与X轴方向平行的中心线所对应的Y坐标值为1， 检测电极对56B的与X轴方向平行的中心线所对应的Y坐标值为2，检 测电极对56C的与X轴方向平行的中心线所对应的Y坐标值为3，检测 电极对56D的与X轴方向平行的中心线所对应的Y坐标值为4，检测电 极对56E的与X轴方向平行的中心线所对应的Y坐标值为5。
迂回布线53如图4所示，与检测电极51、 52—同在基板主体41的 外侧的表面上沿着对置基板12的外周形成，连接检测电极51、 52与端子 部54。而且，迂回布线53例如由电阻率比ITO小的Al (铝)等的导电材 料构成。并且，与检测电极51连接的迂回布线53，在检测电极51的一X 侧的端部与检测电极51连接。另外，与检测电极52连接的迂回布线53 在检测电极52的+X侧的端部与检测电极52连接。
端子部54与检测电极51、 52、迂回布线53—同，在基板主体41的 外侧的表面形成在检测区域A的一Y侧的外部，与在对置基板12的外部 设置的检测单元17连接。并且，借助端子部54对检测电极51、 52施加 来自检测单元17的交流电压。
偏光板15如图3所示，例如以利用PVA (聚乙烯醇)绝缘材料形成 的薄膜为基体构成。
偏光板16与偏光板15同样，以PVA薄膜为基体构成。另外，也可 以在偏光板16的外面侧设置保护偏光板16的保护膜(省略图示)。此外， 偏光板16也可设置成其透过轴与偏光板15近似垂直。
这里，可以在偏光板16的内侧配置1/4波长板。通过配置1/4波长板，可以防止从偏光板16的外面入射的外光被元件基板11反射而再次射出。 另外，可以对应l/4波长板，适当变更偏光板16的透过轴。
而且，可以在偏光板15、 16 —方或双方的内侧配置光学补偿膜(省
略图示)。通过配置光学补偿膜，可以补偿在立体观察显示装置1时液晶
层13的相位差，能够减少漏光、增加对比度。作为光学补偿膜，可以使 用组合了负的单轴性介质和正的单轴性介质的光学补偿膜、或各方向的折 射率为nx>nz>ny的双轴性介质。
如图1所示，检测单元17构成为将在经由端子部54对检测电极51 、 52施加交流电压，借助偏光板16及被覆膜55对检测电极51、 52之间的 静电电容进行检测，并将在不使手指等接触的基准状态下检测到的电压、 与在使手指等接触的状态下检测到的电压之差，作为静电电容的变化量。
算出单元18具备根据检测单元17的各检测电极51、 52的静电电 容的变化量来算出X轴方向的坐标的X坐标算出单元(第一坐标算出单 元)18A;和算出Y轴方向的坐标的Y轴坐标算出单元(第二坐标算出单 元)18B。其中，基于算出单元18的坐标算出方法将在后面叙述。
由这些对置基板12、偏光板16、检测单元17及算出单元18构成坐 标输入装置57。
(显示装置的动作)
接着，对上述构成的显示装置1的动作进行说明。从元件基板11的 外面侧入射的光被偏光板15变换为直线偏光后，入射到液晶层13中。
这里，如果是没有在像素电极21与公共电极36之间施加电压的截止 状态的情况，则入射到液晶层13中的直线偏光通过液晶层13以与入射时 相同的偏光状态从液晶层13射出。而且，由于该直线偏光的偏光方向与 偏光板16的透过轴垂直，所以，被偏光板16遮挡，因此子像素区域成为 暗显示。
另一方面，如果是在像素电极21与公共电极36之间施加了电压的导 通状态的情况，则入射到液晶层13中的直线偏光被液晶层13赋予规定相 位差(1/2波长量)的相位差，被变换为与入射时的偏光方向垂直的直线 偏光。而且，由于该直线偏光的偏光方向与偏光板16的透过轴平行，所 以会透过偏光板16,被视觉辨认为显示光，因此子像素区域成为明显示。而且，如果在对检测电极51、 52施加了交流电压的状态下使人的手
指等与偏光板16接触，则经由偏光板16及被覆膜55在检测电极51、 52 与手指等之间形成静电电容。因此，从检测电极51、 52借助静电电容流 动电流。检测单元17基于形成静电电容来将电流的变化量检测为静电电 容的变化量。然后，算出单元18根据在检测单元17中检测到的静电电容 的变化量，算出检测区域A中手指等的接触位置。
之后，根据算出的接触位置的信息，对显示于图像显示区域的图像进 行切换、或将在偏光板16的表面移动的手指的轨迹作为图像显示于图像 显示区域。
这里，对接触位置的算出方法进行具体说明。其中，图5是表示接触 位置的算出方法的说明图，图6是表示接触位置的算出方法的流程图。另 外，图5所示的符号T表示了手指相对于偏光板16的接触区域。
首先，检测单元17检测出各检测电极51、 52的静电电容的变化量 CL、 CR (图6所示的步骤ST1)。这里，检测电极17检测出不使手指等 接触的基准状态下由各检测电极51、 52检测的静电电容、与使手指等接 触的状态下由各检测电极51、 52检测的静电电容之差。
而且，X坐标算出单元18A算出由各检测电极51检测出的静电电容 的变化量CL之和、即SCL (图6所示的步骤ST2)，并且，算出由各 检测电极52检测出的静电电容的变化量CR之和、即SCR (图6所示的 步骤ST3)。然后，X坐标算出单元18A计算ZCL与5:CR之比(图6 所示的步骤ST4)，算出X坐标(图6所示的步骤ST5)。
因此，例如，如图5所示，在ZCL与SCR之比为1: 3的情况下， 由于SCL与(SCL+SCR)之比为1: 4，所以，X坐标算出单元18A 算出X坐标的值为0.75。
另一方面，Y坐标算出单元18B算出各检测电极对56A 56E的静电 电容的变化量CP(图6所示的步骤ST6)。然后，进行对检测电极对56A 56E的静电电容变化的重心位置进行计算的质心计算(图6所示的步骤 ST7)。这里，利用下述公式(1)算出Y坐标(图6所示的步骤ST8)。
y =S ( nxC P ) /SC P…式(1 )
这里，nxCP表示了检测电极对56的静电电容的变化量CP、与该检测电极对56的宽度方向的中心线所对应的Y坐标的值的积。因此，例如，如图5所示，将检测电极对56A的静电电容的变化量 CP1设为0，将检测电极对56B的静电电容的变化量CP2设为1，将检测 电极对56C的静电电容的变化量CP3设为4，将检测电极对56D的静电 电容的变化量CP4设为3，将检测电极对56E的静电电容的变化量CP5 设为0。此时，成为(1x0 + 2x1 + 3x4 + 4x2 + 5x0) / (0 + 1+4 + 2 + 0) = 3. 14。因此，Y坐标算出单元18B算出Y坐标 的值为3.14。如上所述，根据X坐标及Y坐标的值算出手指的接触位置。 (电子设备)上述构成的显示装置1，可以作为图7所示的PDA100的显示部101 使用。另外，可在PDA100中适当地设置电源输入开关等开关。综上所述，根据本实施方式的坐标输入装置57及具备该坐标输入装 置57的显示装置1，由于可以在同层上形成检测电极51、 52、迂回布线 53和端子部54，所以，可简化制造工序及削减制造成本。而且，通过在对置基板12中远离液晶层13的外面侧设置检测电极51、 52，可获得手指等与偏光板16接触时接触位置的高检测精度。[第二实施方式]接着，参照附图对本发明的坐标输入装置及显示装置的第二实施方式 进行说明。其中，图8是表示接触位置的算出方法的说明图，图9是表示 接触位置的算出方法的流程图。另外，由于本实施方式与第一实施方式在 静电电容的检测位置的算出方法上不同，所以，以该点为中心进行说明， 并对上述实施方式中已说明的构成要素赋予相同符号，省略其说明。 (显示装置)在本实施方式的显示装置中，如图8所示，由构成检测电极对56的 一方检测电极51、和与该检测电极51邻接的构成另一个检测电极对56 的另一方检测电极52，构成了修正检测电极对IIO。由于被配置成检测电 极51、 52的沿X轴方向延伸的边对置，所以，该修正检测电极对110的 外形在俯视下大致成为平行四边形。并且，修正检测电极对110形成有4对。
这里，从4对修正检测电极对110中位于最靠近一Y侧的修正检测电 极对开始，将它们称为修正检测电极对110A 110D。即，由检测电极51B、 52A形成修正检测电极对IIOA，由检测电极51C、 52B形成修正检测电极 对110B，由检测电极51D、 52C形成修正检测电极对IIOC，由检测电极 51E、 52D形成修正检测电极对IIOD。 (显示装置的动作)
首先，检测单元17与上述第一实施方式同样，检测出各检测电极51、 52的静电电容的变化量CL、 CR (图9所示的步骤ST1)。
然后，X坐标算出单元18A与上述的第一实施方式同样，算出X坐 标(图9所示的步骤ST2 ST5)。
因此，如图8所示，在SCL与i:CR之比为1: 3的情况下，X坐标 算出单元18A算出0.75的地点作为X坐标。
然后，Y坐标算出单元18B与上述第一实施方式同样，算出各检测电 极对56A 56E的静电电容的变化量CP (图9所示的步骤ST10)。
另外，Y坐标算出单元18B算出修正检测电极对110A 110D的静电 电容的变化量CP，(图9所示的步骤ST11)。这里，修正检测电极对110 俯视下呈平行四边形状，其中心轴相对X轴方向倾斜。因此，当利用CP' 来进行质心计算时，需要根据X坐标的值适当变更计算式。鉴于此，Y坐 标算出单元18B根据X坐标的值，进行质心计算所使用的计算式的修正 (图9所示的步骤ST12)。
例如，在修正检测电极对IIOA中，如图10所示，X坐标的值为O时 的宽度方向的中心线所对应的Y坐标的值为2， X坐标的值为1时的宽度 方向的中心线所对应的Y坐标的值为1。因此，X坐标的值为x时的宽度 方向的中心线所对应的Y坐标的值为(2—x)。同样，X坐标的值为x时 的宽度方向的中心线所对应的Y坐标的值，在修正检测电极对110B中为 (3—x)，在修正检测电极对110C中为(4一x)，在修正检测电极对110D 中为(5—x)。
因此，当X坐标的值为0.75时，各自的值为1.25、 2.25、 3.25、 4.25。 然后，Y坐标算出单元18B利用CP及CP'，进行对静电电容的变化的重心位置进行算出的质心计算(图9所示的步骤ST13)。这里，利用
下述的式(2)来算出Y轴方向的Y坐标(图9所示的步骤ST14)。
y=(i:(nxCP)+i:(n,xCP，)) / (SCP+SCP，)…式 (2 )
这里，nxCP表示了检测电极对56的静电电容的变化量CP、与该检 测电极对56的宽度方向的中心线所对应的Y坐标的值的积。另外，nxCP' 表示了修正检测电极对110的静电电容的变化量CP'、与修正检测电极对 110的X坐标的值为x时宽度方向的中心线所对应的Y坐标的值的积。
因此，如图8所示，将变化量CP1设为0，将变化量CP2设为1，将 变化量CP3设为4，将变化量CP4设为3，将变化量CP5设为0。而且， 将修正检测电极对110A的静电电容的变化量CP'1设为0，将修正检测电 极对UOB的静电电容的变化量CP'2设为1，将修正检测电极对UOC的 静电电容的变化量CP'3设为3.5，将修正检测电极对110D的静电电容的 变化量CP，4设为0.5。此时，成为((1x0 + 2x1 + 3x4 + 4x2 + 5 xO) + (1. 2 5x0 + 2. 2 5x 1 + 3. 2 5x3. 5 + 4. 2 5x 1)) / ( (0 + 1 + 4 + 2 + 0) + (0 + 1 + 3. 5 + 0. 5))二3. 1 5。因此，Y坐标算出单元18B算出3.15的地点为Y坐标。
如上所述，根据X坐标及Y坐标的值算出手指的接触位置。
在上述构成的坐标输入装置及具备该坐标输入装置的显示装置中，也 会起到与上述第一实施方式同样的作用、效果，由于还利用了由修正检测 电极对110算出的静电电容的变化量来算出Y坐标，所以提高了检测精度。 这里，由于考虑了修正检测电极对IIO的中心线相对X轴方向的倾斜度来 进行质心计算的修正，所以，能够更加提高Y坐标的算出精度。
接着，参照附图对本发明的坐标输入装置及显示装置的第三实施方式 进行说明。其中，图ll是表示接触位置的算出方法的说明图，图12是表 示接触位置的算出方法的流程图。
接着，说明通过上述构成的显示装置算出接触位置的方法。
首先，检测单元17与上述第一实施方式同样，检测出各检测电极51、52的静电电容的变化量CL、 CR (图12所示的步骤ST1)。
然后，X坐标算出单元18A与上述第一实施方式同样，算出X坐标 (图12所示的步骤ST2 ST5)。
接着，Y坐标算出单元18B进行对检测电极51A 51E的静电电容变
化的重心位置进行算出的质心计算(图12所示的步骤ST20)。这里，利
用下述公式(3)来算出第一Y坐标yl。
y 1 二2 ( nxC L) /IX L…式(3 )
其中，nxCL表示了检测电极51的静电电容的变化量CL、与由该检 测电极51形成的检测电极对56的宽度方向的中心线所对应的Y坐标的值 的积。
因此，如图11所示，将检测电极51A的静电电容的变化量CL1设为 0，将检测电极51B的静电电容的变化量CL2设为0，将检测电极51C的 静电电容的变化量CL3设为1，将检测电极51D的静电电容的变化量CL4 设为1，将检测电极51E的静电电容的变化量CL5设为0。此时，成为(1 x0 + 2x0 + 3xl + 4xl + 5x0)/(0 + 0+ l + l + 0)=3.5。 因此，Y坐标算出单元18B算出yl为3.5。
进而，Y坐标算出单元18B进行对检测电极52A 52E的静电电容变 化的重心位置进行算出的质心计算(图12所示的步骤ST21)。这里，利 用下述公式(4)来算出第二Y坐标y2。
y2=S (nxCR) /SCR…式(4)
其中，nxCR表示了检测电极52的静电电容的变化量CR、与由该检 测电极52形成的检测电极对56的宽度方向的中心线所对应的Y坐标的值 的积。
因此，如图U所示，将检测电极52A的静电电容的变化量CR1设为 0，将检测电极52B的静电电容的变化量CR2设为0.4，将检测电极52C 的静电电容的变化量CR3设为3，将检测电极52D的静电电容的变化量 CR4设为0.5，将检测电极52E的静电电容的变化量CR5设为0。此时， 成为1x0+ 2x0. 4 + 3x3 + 4x0. 5 + 5x0)/ (0 + 0. 4 + 3 + 0. 5 + 0) =3. 0 3。因此，Y坐标算出单元18B算出y2为3.03。
接着，Y坐标算出单元18B算出第一及第二Y坐标yK y2的平均值(图12所示的步骤ST22)。然后，Y坐标算出单元18B算出该平均值作 为Y坐标(图12所示的步骤ST23)。
因此，例如在yl为3.5、 y2为3.03的情况下，其平均值为3.26。从 而，Y坐标算出单元18B算出Y坐标的值为3.26。
综上所述，根据X坐标及Y坐标的值算出了手指的接触位置。
在上述构成的坐标输入装置及具备该坐标输入装置的显示装置中，也 能够实现与上述第一实施方式同样的作用、效果。
另外，在本实施方式中也可以如下所述地进行Y坐标的算出。§卩，由 于检测电极51、 52俯视下都近似为直角三角形状，所以，其中心轴相对X 轴方向倾斜。
例如在检测电极51A中，如图13所示，X坐标的值为O时的宽度方 向的中心线所对应的Y坐标的值为1， X坐标的值为1时的宽度方向的中 心线所对应的Y坐标的值为0.5。因此，X坐标的值为x时的宽度方向的 中心线所对应的Y坐标的值为(l一x/2)。并且，由于由检测电极51A形 成的检测电极对56A的宽度方向的中心线所对应的Y坐标的值为1 ，所以， 与X坐标的值为x时的宽度方向的中心线所对应的Y坐标的值之差为(一 x/2)。
另一方面，例如在检测电极52A中，X坐标的值为O时的宽度方向的 中心线所对应的Y坐标的值为1.5， X坐标的值为1时的宽度方向的中心 线所对应的Y坐标的值为1。因此，X坐标的值为x时的宽度方向的中心 线所对应的Y坐标的值为(1.5—x/2)。并且，由于由检测电极52A形成 的检测电极对56A的宽度方向的中心线所对应的Y坐标的值为1，所以， 与X坐标的值为x时的宽度方向的中心线所对应的Y坐标的值之差为(0.5 一x/2)。
因此，Y坐标算出单元18B在通过质心计算算出了第一 Y坐标yl之 后(图14所示的步骤ST20)，对第一 Y坐标yl加上(一x/2)(图14 所示的步骤ST25)。另外，在通过质心计算算出第二Y坐标y2之后(图 14所示的步骤ST21)，进行对第二Y坐标加上(0.5—x/2)的修正，算 出修正后的第一及第二Y坐标yl'、 y2，(图14所示的步骤ST26)。
因此，例如在yl为3.5、 y2为3.03的情况下，yl，为3.13、 y2，为3.15。由此，Y坐标算出单元18B算出Y坐标的值为3.14。
这样，通过根据检测电极51、 52的中心线相对X轴方向的倾斜来对 算出的Y坐标的值进行修正，可抑制因中心线相对X方向倾斜而引起的 误差的影响。
另外，在本实施方式中，也可如下所述地进行Y坐标的算出。B口，如 上所述，检测电极51、 52俯视下都近似为直角三角形状。因此，检测电 极51的宽度越朝向+X侧越变窄，并且，检测电极52的宽度越朝向+X 侧越变宽。这里，静电电容形成位置处的检测电极51、 52的面积越宽， 越会提高静电电容形成位置的检测精度。
因此，Y坐标算出单元18B利用以下的公式(5)，算出根据X坐标 的值对求出的第一及第二 Y坐标yl 、 y2加权后的平均值作为Y坐标的值 (图15所示的步骤ST27、 ST23)。
y= (1 —x) xyl+xxy2…式(5)
因此，例如在X坐标的值为0.75、 yl为3.5、 y2为3.03的情况下， 成为(l一O. 75) x3. 5 + 0. 75x3. 03 = 3. 1 4 。从而， Y坐标算出单元18B算出Y坐标的值为3.14。
这样，通过利用X坐标的值进行加权，可抑制与静电电容的形成位置 处的检测电极5K 52的面积对应的检测精度的误差的影响。
接着，根据附图对本发明的坐标输入装置及显示装置的第四实施方式 进行说明。其中，图16是表示显示装置的概略构成图。另外，由于本实 施方式中检测电极的配置不同，所以将以该点为中心进行说明，并且，对 上述实施方式中已说明的构成要素赋予相同符号，省略其说明。
本实施方式的显示装置120如图16所示，设置于对置基板121的检 测电极122、 123沿着检测电极A的一边方向、即Y轴方向(第一方向) 形成。并且，检测电极122、 123沿着X轴方向(第二方向)交替配置。
迂回布线124与检测电极122、 123的一Y侧的端部连接，由构成检 测电极122、 123的ITO等透光性导电材料形成。这样，通过将迂回布线 124与检测电极122、 123中接近端子部54的一Y侧的端部连接，可縮短迂回布线124的迂回长度。而且，端子部54与迂回布线124同样，由构成检测电极122、 123的 ITO等透光性导电材料形成。根据上述构成的坐标输入装置及显示装置120，通过縮短迂回布线124 的迂回长度，即使在由ITO等透光性导电材料形成迂回布线124及端子部 54的情况下，也可以抑制迂回布线124的电阻值。这样，通过由同一材料 构成迂回布线124、端子部54和检测电极122、 123，能够由同一工序形 成迂回布线124和检测电极122、 123，从而可进一步简化制造工序及进一 步降低制造成本。另外，本实施方式的检测电极122、 123及迂回布线124的构成，也 可应用到上述的第二实施方式或第三实施方式中。[第五实施方式]接着，参照附图对本发明的坐标输入装置及显示装置的第五实施方式 进行说明。其中，图17是表示显示装置的概略构成图。另外，本实施方 式中由于检测电极的配置不同，所以，将以该点为中心进行说明，并且， 对上述实施方式中已说明的构成要素赋予同一符号，省略其说明。本实施方式的显示装置130如图17所示，在构成对置基板131的基 板主体41的内侧表面形成有检测电极51、 52。艮口，在基板主体41的内侧的表面，形成有检测电极51、 52、迂回布 线53 (图17中省略图示)及端子部54 (图17中省略图示)。并且，这 些检测电极51、 52、迂回布线53及端子部54由被覆膜55覆盖。遮光膜42及滤色器层43形成在被覆膜55的内侧的表面。根据上述构成的坐标输入装置及显示装置130，由于在对置基板131 的内侧的面，形成检测电极51、 52、遮光膜42及滤色器层43等各部件， 所以，可简化制造工序。另外，本实施方式的对置基板131的构成也可以应用到上述第二 第 四实施方式中。此外，本发明不限定于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围中， 能够施加各种变更。例如，检测电极的外形大致为直角三角形状，但如果在与另一方的检 测电极之间沿X轴方向的宽度的比率变化，则也可以是其他的形状。艮口， 检测电极的外形可以是使一对侧边的一方与X轴方向平行、且底边与Y 轴方向平行的梯形状。另外，检测电极的外形也可以是等腰三角形状等一 对侧边从X轴倾斜的形状。并且，对于检测电极的外形而言， 一对侧边也 可以不是直线状。另外，通过使构成一对检测电极对的各检测电极全等，而使它们成为 相同形状，但也可以不是相同形状。而且，只要可以算出静电电容的形成位置即可，并不限定于相互正交的XY坐标系，也可以构成为对检测区域内相互交叉的两个方向的坐标进行算出。并且，算出单元不限定于上述第一 第三实施方式中的算出方法，也 可以通过其他的方法算出静电电容的形成位置。另外，虽然将显示装置的像素电极及公共电极的电极构造设为FFS构 造，但也可以是IPS构造等其他的电极构造。此外，作为具备显示装置的电子设备不限于PDA，也可以是移动电话 机、手提式终端机、电子书、笔记本型个人计算机、个人电脑、数字静态 照相机、液晶电视、取景器型或监控直视型录像机、车载导航装置、寻呼 机、电子记事本、电脑、文字处理器、工作站、可视电话、POS终端等各 种电子设备。并且，虽然显示装置构成了液晶显示装置，但也可以构成有机EL显 示装置或电泳显示装置等其他的显示装置。这里，将坐标输入装置组装到液晶显示装置中，但也可以不组装到液 晶显示装置中而形成坐标输入装置独立的结构。
权利要求
1、一种坐标输入装置，具备在基板上的检测区域内配置成平面状的多个检测电极；分别与该多个检测电极连接的多条迂回布线；覆盖所述多个检测电极的被覆膜；对隔着该被覆膜在与所述多个检测电极之间形成的静电电容的变化进行检测的检测单元；和根据该检测单元的检测结果来算出所述静电电容的形成位置的算出单元；所述多个检测电极沿着所述检测区域内的第一方向形成，并且，沿着与该第一方向交叉的第二方向排列，分别由相邻的一对所述检测电极构成多个检测电极对，构成该检测电极对的所述一对检测电极的一个的宽度与另一个的宽度的比率，沿着所述第一方向变化，所述多条迂回布线分别与所述检测电极中所述第一方向上的任意一个端部连接，并且与所述多个检测电极形成在同一层上。
2、 根据权利要求l所述的坐标输入装置，其特征在于， 所述多个检测电极的外形分别相同，构成所述检测电极对的所述一个检测电极的宽度在所述第一方向上 从一方朝向另一方逐渐变小，所述另一个检测电极的宽度在所述第一方向上从一方朝向另一方逐 渐变大。
3、 根据权利要求2所述的坐标输入装置，其特征在于， 所述多个检测电极的沿着所述第一方向的一对侧边是直线状。
4、 根据权利要求3所述的坐标输入装置，其特征在于， 所述一对侧边的一方与所述第一方向平行，且另一方从所述第一及第二方向倾斜，构成所述检测电极对的所述一对检测电极其所述另一方侧边对置配置。
5、 根据权利要求3或4所述的坐标输入装置，其特征在于， 所述算出单元具备第一坐标算出单元，其根据所述一个检测电极处的所述静电电容的变 化量之和、与所述另一个检测电极处的所述静电电容的变化量之和，算出 在所述第一方向上的所述检测位置即第一坐标；和第二坐标算出单元，其根据所述各检测电极对处的所述静电电容的变 化量，算出在所述第二方向上的所述检测位置即第二坐标。
6、 根据权利要求3或4所述的坐标输入装置，其特征在于， 在所述多个检测电极中，由构成所述检测电极对的所述一个检测电极、和构成与该一个检测电极邻接的其他所述检测电极对的所述另一个检 测电极来构成修正检测电极对，所述算出单元具备第一坐标算出单元，其根据所述一个检测电极处的所述静电电容的变 化量之和、与所述另一个检测电极处的所述静电电容的变化量之和，算出在所述第一方向上的所述检测位置即第一坐标；和第二坐标算出单元，其根据所述各检测电极对处的所述静电电容的变 化量、所述一个检测电极及构成与该一个检测电极邻接的其他所述检测电 极对的所述另一个检测电极处的所述静电电容的变化量、和所述第一坐 标，算出在所述第二方向上的所述检测位置即第二坐标。
7、 根据权利要求6所述的坐标输入装置，其特征在于， 所述第二坐标算出单元算出根据所述修正检测电极对的宽度方向的中心线相对于所述检测电极对的宽度方向的中心线的倾斜度而修正后的 所述第二坐标。
8、 根据权利要求3或4所述的坐标输入装置，其特征在于，所述算出单元具备第一坐标算出单元，其根据所述一个检测电极处的所述静电电容的变 化量之和、与所述另一个检测电极处的所述静电电容的变化量之和，算出在所述第一方向上的所述检测位置即第一坐标；和第二坐标算出单元，其根据所述一个检测电极处的所述静电电容的变 化量之和、与所述另一个检测电极处的所述静电电容的变化量之和，算出在所述第二方向上的所述检测位置即第二坐标。
9、 根据权利要求1 8中任意一项所述的坐标输入装置，其特征在于， 所述多条迂回布线分别与所述检测电极中所述第一方向上的一方端部连接。
10、 一种显示装置，具有权利要求1 9中任意一项所述的坐标输入装置、和隔着电光学层与所述基板对置配置的其他基板。
11、 根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于， 所述多个检测电极形成在所述基板中远离所述电光学层的一侧。
12、 根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于， 所述多个检测电极形成在所述基板中的所述电光学层侧。
全文摘要
本发明提供一种能够简化制造工序的坐标输入装置及显示装置。其中，检测电极(51、52)沿着检测区域(A)内的X轴方向形成，并且沿Y轴方向排列，由相邻的一对检测电极(51、52)构成多个检测电极对(56)，构成检测电极对(56)的检测电极(51)的宽度与检测电极(52)的宽度的比率沿着X轴方向变化，多条迂回布线(53)分别与检测电极(51、52)中X轴方向的任意一个端部连接，并且与检测电极(51、52)形成在同一层上。
文档编号G06F3/041GK101299175SQ200810092970
公开日2008年11月5日 申请日期2008年4月18日 优先权日2007年4月20日
发明者宇都宫纯夫, 石井良, 腰原健 申请人:精工爱普生株式会社