区域传感器和带区域传感器的显示装置 技术领域 本发明涉及具备光传感器元件并检测来自外部的输入位置的区域传感器和内置 有这样的区域传感器的显示装置。
背景技术 在液晶显示装置等显示装置中， 开发出了具备下述功能的触摸面板一体型的显示 装置， 该功能为如果通过输入用的笔接触面板表面， 则能够检测出该接触位置的触摸面板 ( 区域传感器 ) 功能。
现有的触摸面板一体型显示装置的主流为电阻膜方式 ( 通过若被按压则上导电 性基板与下导电性基板接触来检测输入位置的方式 )、 和静电电容方式 ( 通过检测所接触 的位置的电容变化来检测输入位置的方式 )。
但是， 近年来， 正在开发在图像显示区域内的每个像素 ( 或以多个像素为单位 ) 具 备光电二极管或光电晶体管等光传感器元件的液晶显示装置 ( 例如， 参照专利文献 1)。这 样， 通过在每个像素内置光传感器元件， 从而能够在通常的液晶显示装置中实现作为区域
传感器的功能 ( 具体而言， 扫描器功能、 触摸面板功能等 )。 即， 通过上述光传感器元件起到 作为区域传感器的功能， 能够实现触摸面板 ( 或扫描器 ) 一体型的显示装置。
专利文献 1 ： 日本国专利公开公报特开 2006-18219 号公报 ( 公开日 ： 2006 年 1 月 19 日 )
专利文献 2 ： 日本国专利公开公报特开 2001-67180 号公报 ( 公开日 ： 2001 年 3 月 16 日 ) 发明内容
在将上述这种具有光传感器元件的液晶显示装置作为具有触摸面板功能的显示 装置进行利用的情况下， 光传感器元件捕捉映出到显示面板上的笔或者手指将其作为图 像， 检测笔尖或者手指尖的位置而进行位置检测。
在通过手指或者笔对具有这样的触摸面板功能的显示装置进行触摸面板输入的 情况下， 在手指或者笔尖接触到触摸面板的情况与没有接触面板表面的情况这两者之间， 内置在液晶显示装置中的光传感器元件接受的光量不会变化很大。因此， 难以明确地进行 手指或者输入笔接触到显示面板的情况与没有接触的情况这两者之间的识别。
这种难以进行接触、 非接触的识别的问题， 不只在内置于显示装置的区域传感器 中存在， 在使用光传感器元件的区域传感器 ( 例如， 记载于专利文献 2 的光学式定点输入装 置等 ) 中也会出现。
本发明就是鉴于上述问题而产生的， 其目的在于提供能够明确地进行手指或输入 笔接触到面板表面的情况与没有接触的情况之间的识别的区域传感器和带区域传感器的 显示装置。
为了解决上述课题， 本发明的区域传感器， 其通过对检测对象面上的图像进行检测从而检测出来自外部的输入位置， 其特征在于， 具备 ： 位置检测部， 其具备多个检测所接 受的光的强度的光传感器元件， 通过各光传感器元件对检测对象面上的图像进行检测从而 检测出输入位置 ； 和当对上述检测对象面施加压力时， 光的反射率变化的反射率变更部。
根据上述结构， 通过设置有反射率变更部， 在对检测对象面施加压力的情况与没 有施加压力的情况这两者之间， 能够使从背面侧 ( 位置检测部的与检测对象面相反的一 侧 ) 对位置检测部入射的光的反射率变化。因此， 能够明确地进行手指或者输入笔等接触 到检测对象面的情况与没有触摸检测对象面的情况之间的识别。
在本发明的区域传感器中， 上述反射率变更部也可以通过施加压力而反射率降 低。
根据上述结构， 如果手指或者输入笔等接触检测对象面并施加压力， 则接触位置 的反射率降低， 由此， 设置在相对应的位置的光传感器元件与配置在其他位置的光传感器 元件相比较， 被反射来的光量减少。因此， 在被施加了压力的位置与其他位置比较， 被检测 出暗的图像。 由此， 能够可靠地进行手指或者输入笔是接触了检测对象面、 还是没有接触的 识别。
在本发明的区域传感器中， 上述反射率变更部也可以通过将弹性膜与平板状的透 明基板叠层而形成。
根据上述结构， 能够实现通过施加压力而反射率降低的反射率变更部。作为上述 弹性膜， 能够例举出由硅橡胶等形成的膜。上述透明基板只要是透过光的硬质基板则其材 料没有特别限定， 但是作为具体的材料， 能够例举出丙稀、 金刚石、 石英等。
在本发明的区域传感器中， 上述弹性膜的与上述透明基板的接触面上形成有凹凸 也可以。
根据上述结构， 在没有对检测对象面施加压力的情况下， 在弹性膜与透明基板之 间形成有空气层， 在透明基板与空气层的界面以及空气层与弹性膜的界面上引起基于界面 反射的光的反射， 所以能够提高光的反射率。 另一方面， 在对检测对象面施加了压力的情况 下， 弹性膜与透明基板密接而界面减少， 由此能够降低光的反射率。
进而， 通过在接触面上形成有凹凸， 在没有对面板表面施加压力的情况下， 在界面 反射提高的基础上， 能够进一步提高反射率变更部的光的反射率。 另一方面， 通过在接触面 上形成有凹凸， 在对面板表面施加了压力时， 在界面反射降低的基础上， 能够进一步降低反 射率变更部的光的反射率。
另外， 如果在接触面上形成有凹凸， 则在通过手指或者输入笔等对检测对象面施 加压力而弹性膜与透明基板接触的情况下， 部分地形成空气层， 所以能够提高在压力被解 除时的弹性膜与透明基板的剥离性。 由此， 在对区域传感器的输入结束后， 能够防止弹性膜 与透明基板保持粘贴状态而不回复原有状态。
在本发明的区域传感器中， 上述弹性膜的与上述透明基板的接触面的相反一侧的 面上形成有凹凸也可以。
根据上述结构， 能够实现通过施加压力而反射率降低的反射率变更部。
在本发明的区域传感器中， 还可以具备从背面对上述位置检测部照射光的发光 部。
在上述结构中， 所谓发光部从背面对上述位置检测部照射光是指从位置检测部的与检测对象面相反的一侧的面照射光。根据上述结构， 在对检测对象面施加了压力的情况 与没有施加压力的情况这两者之间， 能够使来自发光部的光的反射率变化。
另外， 本发明的显示装置具有显示面板， 该显示面板具备上述任意的区域传感器。
根据上述结构， 通过具备上述任意的区域传感器， 能够实现带区域传感器功能的 显示装置， 能够可靠地进行手指或者输入笔接触了检测对象面、 还是没有接触检测对象面 的识别。
在上述显示装置是液晶显示装置的情况下， 背光源发挥上述区域传感器的发光部 的作用。另外， 在上述显示装置是电致发光 (EL) 显示装置的情况下， EL 层起到上述区域传 感器的发光部的作用。
另外， 设置在上述区域传感器的位置检测部的光传感器元件也可以与形成在显示 面板的有源矩阵基板上的开关元件单片化 (monolithic) 地形成。
另外， 为了解决上述课题， 本发明的液晶显示装置具备在有源矩阵基板与对置基 板之间配置有液晶层的液晶面板， 并具有通过对面板表面上的图像进行检测从而检测出来 自外部的输入位置的区域传感器功能， 该液晶显示装置的特征在于， 具备 ： 位置检测部， 其 具有多个检测所接受的光的强度的光传感器元件， 通过各光传感器元件对面板表面上的图 像进行检测从而检测出来自外部的输入位置 ； 和当对上述面板表面施加压力时， 光的反射 率变化的反射率变更部。 根据上述结构， 通过设置有反射率变更部， 在对面板表面施加压力的情况与没有 施加压力的情况这两者之间， 能够使光的反射率变化。 因此， 能够明确地进行手指或者输入 笔等接触到面板表面的情况与没有触摸面板表面的情况之间的识别。
本发明的液晶显示装置， 还可以具备对上述液晶面板照射光的背光源， 上述反射 率变更部使来自上述背光源的光的反射率变化。
根据上述结构， 在对面板表面施加压力的情况与没有施加压力的情况这两者之 间， 能够使来自背光源的光的反射率变化。
本发明的液晶显示装置中， 上述反射率变更部也可以通过施加压力而反射率降 低。
根据上述结构， 如果手指或者输入笔等接触面板表面并施加压力， 则接触位置的 反射率降低， 由此， 设置在相对应的位置的光传感器元件与配置在其他位置的光传感器元 件相比较， 从发光部被反射来的光量减少。因此， 在被施加了压力的位置与其他位置比较， 被检测出暗的图像。 由此， 能够可靠地进行手指或者输入笔接触了检测对象面、 还是没有接 触检测对象面的识别。
本发明的液晶显示装置中， 也可以上述液晶面板设置在相对配置的两片偏光板之 间， 上述反射率变更部通过将设置在图像显示面侧的上述偏光板与弹性膜叠层而形成， 上 述弹性膜配置在上述液晶面板与上述设置在图像显示面侧的偏光板之间。
将设置在光传感器元件的背面的背光源作为光源， 利用来自面板表面上的物体的 反射光来检测面板表面的图像时， 显示装置显示黑显示等暗的图像时， 由于反射光的光量 也降低， 所以产生光传感器的检测灵敏度降低的问题。
根据上述结构， 由于在图像显示侧的偏光板的内侧设置有弹性膜， 到达弹性膜的 来自背光源的光量与显示在液晶面板的图像的明亮度无关， 而是相同的。 即， 反射率被反射
率变更部变更的来自背光源的光量不依存于液晶面板的显示。因此， 即使在显示于液晶面 板的图像是黑显示等暗图像的情况下， 光传感器元件检测的光量也不会减少， 能够维持光 传感器元件的灵敏度。
在本发明的液晶显示装置中， 上述弹性膜的与上述偏光板的接触面上形成有凹凸 也可以。
根据上述结构， 在没有对面板表面施加压力的情况下， 在弹性膜与偏光板之间形 成有空气层， 在偏光板与空气层的界面以及空气层与弹性膜的界面上引起基于界面反射的 光的反射， 所以能够提高光的反射率。另一方面， 在对面板表面施加了压力的情况下， 弹性 膜与偏光板板密接而界面减少， 由此能够降低光的反射率。
进而， 通过在接触面上形成有凹凸， 在没有对面板表面施加压力的情况下， 在界面 反射提高的基础上， 能够进一步提高反射率变更部的光的反射率。 另一方面， 通过在接触面 上形成有凹凸， 在对面板表面施加了压力时， 在界面反射降低的基础上， 能够进一步降低反 射率变更部的光的反射率。
另外， 如果在接触面上形成有凹凸， 则在通过手指或者输入笔等对检测对象面施 加压力而弹性膜与偏光板接触的情况下， 部分地形成空气层， 所以能够提高在压力被解除 时的弹性膜与偏光板的剥离性。 由此， 在对区域传感器的输入结束后， 能够防止弹性膜与偏 光板保持粘贴状态而不回复原有状态。 在本发明的液晶显示装置中， 上述弹性膜的与上述偏光板的接触面的相反一侧的 面上形成有凹凸也可以。
根据上述结构， 能够实现通过施加压力而反射率降低的反射率变更部。
在本发明的液晶显示装置中， 也可以在上述设置在图像显示面侧的偏光板的更进 一步的图像显示面侧设置有 ((1/2)×n+1/4) 波长板， 其中， n 是 0 以上的整数。
根据上述结构， 能够降低来自手指、 输入笔等的对面板表面进行输入的物体 ( 称 为输入对象物 ) 的反射光， 能够防止光传感器元件的检测灵敏度受到输入对象物的反射率 的影响。 另外， 根据上述结构， 能够减少液晶面板的显示内容向光传感器元件的配置面上的 写入。
在本发明的液晶显示装置中， 优选上述 ((1/2)×n+1/4) 波长板的滞相轴相对于 上述设置在图像显示面侧的偏光板的偏光透过轴倾斜 45°配置。
根据上述结构， 能够更大地降低来自手指、 输入笔等的对面板表面进行输入的物 体 ( 称为输入对象物 ) 的反射光。
本发明的其他目的、 特征以及有益效果， 通过下述记载能够充分理解。另外， 通过 参照附图的下述说明将能够明白本发明的优点。
附图说明
图 1 是表示本发明的一个实施方式涉及的液晶显示装置的结构的示意图。
图 2 是表示设置在图 1 所示的液晶显示装置中的反射率变更部的结构的一个例子 的截面图。
图 3 是放大表示图 2 所示的反射率变更部的一部分的图。该图表示没有对面板表 面施加压力的状态。图 4(a) 是放大表示图 2 所示的反射率变更部的一部分的图。该图表示对面板表 面施加了压力的状态。(b) 是表示手指接触面板表面时通过光传感器元件检测出的图像的 示意图。
图 5 是表示手指接触图 1 所示的液晶显示装置的面板表面时的光传感器元件的输 出的示意图。
图 6(a) 和 (b) 是表示本发明的反射率变更部的其他例子的截面图。 (a) 表示手指 没有接触检测对象面的状态， (b) 表示手指接触了检测对象面的状态。
图 7 是表示本发明的液晶显示装置的其他结构例的示意图。
图 8 是表示本发明第二实施方式涉及的液晶显示装置的结构的截面图。
图 9 是表示图 8 所示的液晶显示装置中设置的表侧偏光板的透过轴与 1/4λ 相位 差板的滞相轴的位置关系的示意图。
图 10 是表示在图 8 所示的液晶显示装置中， 通过了 1/4λ 相位差板的光被输入对 象物反射进而通过 1/4λ 相位差板的状态的示意图。
图 11 是表示表侧偏光板与 1/4λ 相位差板按照图 9 所示的位置关系配置时， 图 10 所示各位置的光的偏光状态的示意图。 图 12 是表示在图 8 所示的液晶显示装置中设置的表侧偏光板的透过轴与 1/4λ 相位差板的滞相轴的交叉角 θ、 与来自输入对象物的反射光的降低效果的关系的图表。
图 13(a) 是表示在没有设置 1/4λ 相位差板的液晶显示装置中， 从液晶面板射出 的光在面板表面进行界面反射的状态的示意图。 (b) 是表示在图 8 所示的液晶显示装置中， 从液晶面板射出的光在面板表面进行界面反射的状态的示意图。 (c) 是表示在图 (a) 和 (b) 所示的各位置的光的偏光状态的示意图。
图 14 是表示在没有设置 1/4λ 相位差板的液晶显示装置中， 显示在液晶面板上的 图像与区域传感器识别的影像的关系的示意图。
图 15 是表示在图 8 所示的液晶显示装置中， 显示在液晶面板上的图像与区域传感 器识别的影像的关系的示意图。
图 16 是表示本发明的一个实施方式涉及的区域传感器的结构的示意图。
图 17 是表示本发明的又一个实施方式涉及的区域传感器的结构的示意图。
图 18 是表示现有技术中的带区域传感器的液晶显示装置的结构的截面图。
图 19 是表示手指接触图 18 所示的液晶显示装置的面板表面时的光传感器元件的 输出的示意图。
符号说明
10 ： 背光源 ( 发光部 ) ；
20 ： 液晶面板 ( 位置检测部 ) ；
21 ： 有源矩阵基板 ；
22 ： 对置基板 ；
23 ： 液晶层 ；
30 ： 光传感器元件 ；
40a ： 表侧偏光板 ( 平板状的透明基板、 图像显示面侧偏光板 ) ；
40b ： 里侧偏光板 ；
45 ： 反射率变更部 ； 46 ： 反射率变更部 ； 50 ： 弹性膜 ； 70 ： 区域传感器控制部 ； 80 ： 区域传感器 ； 80a ： 检测对象面 ； 82 ： 发光部 ； 83 ： 反射率变更部 ； 84 ： 光传感器元件 ； 90 ： 1/4λ 相位差板 (1/4 波长板 ) ； 100 ： 液晶显示装置 ( 显示装置 ) ； 100a ： 面板表面 ( 检测对象面 ) ； 400 ： 液晶显示装置 ( 显示装置 ) ； 400a ： 面板表面 ( 检测对象面 ) ； 500 ： 区域传感器 ； C： 表侧偏光板的透过轴 ； D： 1/4λ 相位差板的滞相轴。具体实施方式
【实施方式 1】
根据图 1 至图 5， 如下所述说明本发明的一个实施方式。此外， 本发明并不限定于 下述说明。
本实施方式中， 对于具备区域传感器功能 ( 具体而言， 触摸面板功能 ) 的触摸面板 一体型的液晶显示装置进行说明。
参照图 1 说明本实施方式的触摸面板一体型液晶显示装置的结构。图 1 中表示的 触摸面板一体型液晶显示装置 100( 也简单称为液晶显示装置 100) 具有通过设置在每个像 素的光传感器元件检测显示面板的表面的图像而检测输入位置的触摸面板功能。
如图 1 所示， 本实施方式的触摸面板一体型液晶显示装置 100 具备液晶面板 20( 位置检测部 ) 和设置于液晶面板 20 的背面侧并将光照射在该液晶面板的背光源 10( 发 光部 )。
液晶面板 20 具有以下结构 ： 具备多个像素排列为矩阵状的有源矩阵基板 21 和与 其相对配置的对置基板 22， 进而在这两个基板之间夹持有作为显示介质的液晶层 23。此 外， 在本实施方式中， 液晶面板 20 的显示模式没有特别限定， 能够适用 TN 模式、 IPS 模式、 VA 模式等所有的显示模式。
另外， 在液晶面板 20 的外侧， 以夹着液晶面板 20 的方式分别设置有表侧偏光板 40a 和里侧偏光板 40b。
各偏光板 40a 和 40b 起到作为起偏器的作用。例如， 在封入液晶层的液晶材料是 垂直取向型的情况下， 通过将表侧偏光板 40a 的偏光方向与里侧偏光板 40b 的偏光方向配 置为相互成为正交尼科尔 (crossnicol， 正交偏光 ) 的关系， 能够实现常黑模式 (normalyblack mode) 的液晶显示装置。
在表侧偏光板 40a 与液晶面板 20 之间设置有弹性膜 50。在本实施方式的液晶显 示装置 100 中， 通过弹性膜 50 与表侧偏光板 40a 的叠层结构， 形成如果向装置的表面 ( 触 摸面板的检测对象面 100a) 施加压力则来自背光源 10 的光的反射率发生变化的反射率变 更部 45。
在有源矩阵基板 21 中设置有用于驱动各像素的开关元件即 TFT( 未图示 )、 取向膜 ( 未图示 ) 和光传感器元件 30 等。
另外， 在对置基板 22 设置有未图示的彩色滤光片层、 对置电极及取向膜等。彩色 滤光片层由具有红 (R)、 绿 (G)、 蓝 (B) 的各种颜色的着色部和黑矩阵构成。
如上所述， 在本实施方式的触摸面板一体型液晶显示装置 100 中， 在各像素区域 设置有光传感器元件 30， 由此实现区域传感器。于是， 在手指或者输入笔接触液晶面板 20 的表面 ( 检测对象面 100a) 的特定的位置时， 光传感器元件 30 读取该位置， 能够对装置输 入信息或者执行目标动作。这样， 在本实施方式的液晶显示装置 100 中， 能够通过光传感器 元件 30 实现触摸面板功能。
光传感器元件 30 由光电二极管或光电晶体管形成， 通过流通与接受的光的强度 相应的电流而检测受光量。 TFT 以及光传感器元件 30 也可以通过大致相同的工艺单片化地 形成在有源矩阵基板 21 上。即， 光传感器元件 30 的一部分的结构部件与 TFT 的一部分的 结构部件同时形成也可。 这样的光传感器元件的形成方法能够按照现有公知的光传感器元 件内置型的液晶显示装置的制造方法进行。 此外， 本发明中， 未必对每一个像素设置光传感器元件也可以， 例如， 也可以是在 每个具有 R、 G、 B 中任一个的彩色滤光片的像素具有光传感器的结构。
另外， 虽然在图 1 中没有示出， 但是在本发明的液晶显示装置中， 在有源矩阵基板 21 和对置基板 22 的外侧分别设置表侧相位差板和里侧相位差板作为光学补偿元件也可 以。
另外， 在图 1 中表示了对液晶面板 20 进行显示驱动的液晶驱动电路 60 及用于驱 动区域传感器的区域传感器控制部 70。对于区域传感器控制部 70 也表示了其内部结构。 此外， 对于本实施方式的液晶驱动电路及区域传感器控制部的结构能够适用现有技术中公 知的结构。
如图 1 所示， 在区域传感器控制部 70 内， 设置有定时产生电路 71、 区域传感器驱动 电路 72、 区域传感器读出电路 73、 坐标抽取电路 74 及接口电路 75。
定时产生电路 71 产生用于使各电路的动作同步而进行控制的定时信号。
区域传感器驱动电路 72 供给用于驱动各光传感器元件 30 的电源。
区域传感器读出电路 73 从根据受光量而流通不同值的电流的光传感器元件 30 接 收受光信号， 算出受光量。
坐标抽取电路 74 根据由区域传感器读出电路 73 算出的各光传感器元件 30 的受 光量， 算出接触液晶面板的表面 ( 检测对象面 100a) 的手指的坐标。
接口电路 75 将在坐标抽取电路 74 中算出的手指的坐标的信息输出到液晶显示装 置 100 内的其他的控制部 ( 例如， 液晶驱动电路 60 等 )。
液晶显示装置 100 通过具有上述的结构， 在手指或者输入笔接触装置表面 ( 检测
对象面 100a) 时， 通过由形成在液晶面板 20 内的光传感器元件 30 捕捉手指或者输入笔作 为图像， 从而能够检测输入位置。
而且， 在本实施方式的液晶显示装置 100 中， 通过弹性膜 50 与表侧偏光板 40a 的 叠层结构形成有反射率变更部 45， 由此在手指或者输入笔等接触到检测对象面 100a 而施 加压力时， 来自背光源 10 的光的反射率会发生变化。由此， 能够正确地检测出手指或者输 入笔是否接触了面板表面。
图 2 表示液晶显示装置 100 所具备的反射率变更部 45 的结构的一个例子。在图 2 所示的反射率变更部 45 中， 表侧偏光板 40a( 平板状的透明基板 ) 叠层在弹性膜 50 上， 在弹 性膜 50 的与表侧偏光板 40a 的接触面形成有多个凹凸。优选该凹凸的平均间隔在 3μm ～ 2mm 的范围内。另外， 优选中心线的平均粗糙度在 5 ～ 50μm 的范围内。这里， 所谓的中心 线的平均粗糙度是凹凸的深度的平均值， 成为弹性膜与表侧偏光板 ( 透明基板 ) 的粘附难 易度的指标。 即， 如果平均粗糙度小 ( 凹凸的深度浅 )， 则空气的通道阻塞， 弹性膜与透明基 板易于吸附。
弹性膜 50 的材料只要是有弹性的材料则没有特别限定， 但是优选使用橡胶等。优 选弹性膜 50 的透过率为 90％以上。另外， 弹性膜 50 的折射率优选在 1.3 ～ 1.6 的范围内。 反射率变更部 45 具有上述这样的结构， 所以在手指等接触到检测对象面 100a 并 施加压力时， 来自背光源 10 的光的反射率降低。关于这一点， 参照图 3 以及图 4 进行如下 说明。
图 3 中放大表示图 2 所示的反射率变更部 45 的一部分。该图表示还没有对面板 表面施加压力的状态。另外， 图 4(a) 中也放大表示图 2 所示的反射率变更部 45 的一部分。 该图表示在面板表面施加了压力的状态。
如图 3 所示， 在没有对检测对象面 100a 施加压力的状态下， 在弹性膜 50 的与表侧 偏光板 40a 的接触面上形成的凸部 50a( 构成凹凸的凸部 ) 没有与表侧偏光板 40a 接触。 即， 在弹性膜 50 的凸部 50a 与表侧偏光板 40a 之间形成有空气层。
在图 3 中， 用虚线或者点划线的箭头表示从背面 ( 背光源 10 侧 ) 入射到反射率变 更部 45 的光。此外， 用虚线表示的箭头表示透过弹性膜 50 的光的光路， 点划线表示的箭头 表示在弹性膜 50 的凸部 50a 内被反射的光的光路。
这里， 弹性膜 50 由折射率为 n 的材料形成。另外， 在大致半球状的凸部 50a 中， 球 的中心为 P。于是， 如果关注以从球的中心 P 向凸部 50a 的表面引出的法线为基准的光的 入射角， 则在角度 θ 的范围内入射到凸部 50a 的表面的光从表面透过。另一方面， 以法线 为基准， 按照比角度 θ 大的角度入射到表面的光被表面反射。此外， 角度 θ 由形成弹性膜 50 的材料的折射率 n 决定。
虚线所示的透过了弹性膜 50 的光， 会暂时入射到弹性膜 50 与表侧偏光板 40a 之 间存在的空气层。通过空气层内的光在空气层与表侧偏光板 40a 的边界分为反射光和透过 光。
另一方面， 由点划线表示的被弹性膜 50 的凸部 50a 的表面反射的光如图 3 所示， 在凸部 50a 的表面反复进行反射， 并向着背光源 10 侧射出。即， 从背光源 10 射出的光中， 由点划线表示的光被反射率变更部 45 反射。
接着， 参照附图 4(a) 说明手指等接触检测对象面 100a 并向反射率变更部 45 施加
了压力的状态。
如图 4(a) 所示， 在对反射率变更部 45 按箭头 X 方向施加了压力的情况下， 弹性膜 50 的凸部 50a 被压缩而与表侧偏光板 40a 的表面接触。
由此， 来自背光源 10 的光的光路产生如下变化。
在凸部 50a 与表侧偏光板 40a 的接触部分， 在其中间空气层消失， 所以在空气层与 表侧偏光板 40a 的边界没有反射的光， 全部的光向着表侧偏光板 40a 透过。另外， 对于凸部 50a 的表面按照比角度 θ 大的角度入射到表面的光 ( 在图 3 中， 在凸部 50a 内反复反射并 向着背光源 10 侧射出的光 )， 在凸部 50a 与表侧偏光板 40a 的接触部分向着表侧偏光板 40a 透过。即， 在图 3 中以点划线所示的光路消失。
通过这样的作用， 当对检测对象面 100a 施加压力时， 反射率变更部 45 中的来自背 光源 10 的光的反射率降低。
如上所述， 液晶显示装置 100 所具备的反射率变更部 45 构成为， 在对面板表面 ( 检测对象面 100a) 施加压力的情况与没有施加压力的情况之间， 来自背光源 10 的光的反 射率不同。具体而言， 反射率变更部 45 构成为， 在对检测对象面 100a 施加压力的情况下， 与没有施加压力的情况相比较， 来自背光源 10 的光的反射率降低。 图 4(b) 是表示在手指接触面板表面时， 通过光传感器元件 30 检测到的图像的示 意图。 在手指接触到检测对象面 100a 的区域 ( 图中， 用虚线包围的区域 )， 在反射率变更部 45 中， 来自背光源 10 的光的反射率降低， 大部分的光会透过反射率变更部 45， 所以， 在光传 感器元件 30 中检测到的光量降低。因此， 如图 4(b) 所示， 在手指接触到检测对象面 100a 的区域， 检测出与其他部分相比较暗的图像。
另外， 图 5 中示意地表示手指接触到液晶显示装置 100 的面板表面时的光传感器 元件 30 的输出。如该图的图表所示， 只在接触面板表面的部分由于来自背光源的光的反射 率降低导致光传感器元件 30 的输出降低。
这里， 为了比较而说明现有技术中的带区域传感器功能的触摸面板一体型液晶显 示装置的结构。图 18 中表示现有技术中的触摸面板一体型液晶显示装置 300 的结构。
如图 18 所示， 现有技术中的触摸面板一体型液晶显示装置 300( 也简单称为液晶 显示装置 300)， 具备液晶面板 120、 以及设置在液晶面板 120 的背面侧而向该液晶面板照射 光的背光源 110。
液晶面板 120 具有以下构造 ： 具备多个像素排列为矩阵状的有源矩阵基板 121、 和 与其相对配置的对置基板 122， 进而在这两个基板之间夹持有作为显示介质的液晶层 123。
另外， 在液晶面板 120 的外侧， 以夹持液晶面板 120 的方式分别设置有表侧偏光板 140a 和里侧偏光板 140b。
在有源矩阵基板 121 设置有用于驱动各像素的开关元件即 TFT( 未图示 )、 取向膜 ( 未图示 ) 和光传感器元件 130 等。
在液晶显示装置 300 中， 利用来自背光源 110 的光作为光源， 在手指或者输入笔接 触到检测对象面 300a 上时， 将手指或者输入笔识别作为图像， 进行输入位置的检测。即， 在 光传感器元件 130 中， 利用从背光源 110 照射并透过了液晶面板 120 的光， 检测该透过光从 检测对象面 300a 上的物体反射的光。由此， 在液晶显示装置 300 中， 检测手指或输入笔的 位置， 作为图像数据。
这里， 如果比较本实施方式的液晶显示装置 100 的结构与现有技术中的液晶显示 装置 300 的结构， 则不同点在于在现有技术的液晶显示装置 300 中没有设置反射率变更部。 即， 在液晶显示装置 300 中， 仅仅是将在检测对象面 300a 上存在的物体检测为图像数据。
图 19 示意性地表示手指接触液晶显示装置 300 的面板表面时的光传感器元件 130 的输出。如该图的图表所示， 在检测对象面 300a 上存在手指的区域与不存在手指的区域相 比较， 有光传感器元件 130 的输出稍微降低的倾向， 但是输出的差小。另外， 由于没有设置 反射率变更部， 不能够明确地进行手指等是否接触了检测对象面 300a 的区别。因此， 对于 正确地确定手指或者输入笔等的输入位置来说， 光传感器元件 130 的检测精度不够充分。
另外， 如液晶显示装置 300 这样， 将背光源等这种设置在光传感器元件的背面的 发光部作为光源， 通过来自面板表面上的物体的反射光， 检测面板表面的图像时， 显示装置 显示黑显示等的暗图像的情况下， 由于反射光的光量也下降， 会产生光传感器的检测灵敏 度大大降低的问题。
相对于此， 在本实施方式的液晶显示装置 100 中， 在手指等没有接触面板表面 ( 检 测对象面 100a) 的区域， 如图 1 中的箭头 B 所示， 来自背光源 10 的光的大部分在反射率变 更部 45 内被反射。另一方面， 在手指等接触的面板表面 ( 检测对象面 100a) 的区域， 如图 1 中的箭头 A 所示， 来自背光源 10 的光的大部分透过， 所以反射率降低。由此， 与现有技术 的带区域传感器的液晶显示装置比较， 能够更加明确地进行手指或者输入笔等接触面板表 面的情况与没有接触面板表面的情况之间的识别。
进而， 反射率变更部 45 通过在弹性膜 50 上叠层表侧偏光板 40a 而形成， 由此， 透 过弹性膜 50 内的光的量不会依存于液晶面板 20 的显示状态 ( 即， 液晶面板 20 显示明亮的 图像或者显示暗的图像的显示状态 )。 因此， 光传感器元件 30 的检测性能与液晶面板 20 的 显示状态无关， 通常能够保持为一定的状态。
另外， 在本实施方式中， 反射率变更部 45 通过在具有凹凸表面的弹性膜 50 上叠层 平板状的表侧偏光板 45a 而构成， 由此， 在没有对检测对象面 100a 施加压力的情况下， 能够 进一步提高反射率变更部 45 中的光的反射率， 在对检测对象面 100a 施加了压力的情况下， 能够进一步降低反射率变更部 45 中的光的反射率。由此， 能够更加明确地进行手指等是否 接触了检测对象面 100a 的检测。
进而， 如果在弹性膜 50 的与表侧偏光板 40a 的接触面形成有凹凸， 则在手指或者 输入笔等对检测对象面 100a 施加压力而弹性膜 50 与表侧偏光板 40a 接触时， 会部分地形 成空气层， 所以能够提高在压力被解除时的弹性膜与表侧偏光板 40a 的剥离性。由此， 能够 防止在对于区域传感器的输入结束后， 弹性膜 50 与表侧偏光板 40a 仍保持粘贴的状态而不 回复。
本实施方式中说明的反射率变更部， 通过施加压力导致来自背光源 ( 发光部 ) 的 光的反射率降低， 但是本发明并不限定于此， 也可以是通过施加压力导致光的反射率上升 的结构。
图 6(a)(b) 表示通过施加压力导致来自发光部的光的反射率上升的反射率变更 部的结构的一个例子。在图 6(a) 中， 表示没有对检测对象面 46a 施加压力的状态下的反射 率变更部 46 的截面结构， 图 6(b) 表示对检测对象面 46a 施加了压力的状态下的反射率变 更部 46 的截面结构。如图 6(a) 所示， 反射率变更部 46 构成为， 在没有对检测对象面 46a 施加压力的状 态下， 成为由橡胶等弹性体形成的两片平板 46b、 46b 由多个柱状体 46c 连接的形状。这里， 例如， 设弹性体的折射率是 n1， 空气层的折射率是 n2， 则在两片平板 46b、 46b 之间成为折射 率互不相同的空气层与柱状体 46c 交替排列的结构。
在具有上述这样结构的反射率变更部 46 中， 如果没有对检测对象面 46a 施加压 力， 则设置在反射率变更部 46 的背面 ( 与检测对象面 46a 相反侧的面 ) 的背光源等的发光 部等射出的光 ( 图中， 由点划线表示 )， 透过反射率变更部 46( 参照图 6(a))。
另一方面， 在手指等接触到检测对象面 46a 并施加压力的状态下， 如图 6(b) 所示， 柱状体 46c 被向箭头方向压缩而变形。由此， 从背光源等的发光部等射出的光 ( 图中， 用点 划线表示 ) 被反射率变更部 46 反射。
本发明的液晶显示装置中， 也可以设置如上所述通过对检测对象面施加压力， 使 得来自发光部的光的反射率上升的反射率变更部。
另外， 在本实施方式中， 作为反射率变更部的一个例子， 举例说明了在弹性膜 50 的与表侧偏光板 40a 的接触面形成有多个凹凸的例子， 但是本发明不限于此。即， 在弹性膜 50 的与表侧偏光板 40a 的接触面的相反侧的面形成有多个凹凸的情况也包括在本发明中。 根据这样的结构， 能够实现通过施加压力而反射率降低的反射率变更部。但是， 在该结构 中， 对检测对象面施加了压力的情况与没有施加压力的情况之间的反射率的变化幅度， 与 本实施方式的反射率变更部 45 相比稍微降低。
另外， 在上述实施方式中， 以反射率变更部是弹性膜 50 与表侧偏光板 40a 的叠层 结构为例进行了说明， 但是本发明并不限定于这样的结构。图 7 表示本发明的其它结构例。
在图 7 所示的液晶显示装置 200 中， 在表侧偏光板 40a 的上层形成有反射率变更 部 51。虽然具体的构造没有图示， 但是反射率变更部 51 是在如图 2 所示的弹性膜 50 上叠 层有平板状的透明基板的构造。 这里， 作为透明基板的材料， 能够例举出丙稀、 金刚石、 石英 等。在图 7 所示的液晶显示装置 200 中， 除此之外的结构与液晶显示装置 100 相同， 省略其 说明。
在上述这样的结构中， 在手指等没有接触液晶显示装置 200 的表面的区域， 如图 7 中箭头 B 所示， 来自背光源 10 的光的大部分在反射率变更部 51 内被反射。另一方面， 在手 指等接触了液晶显示装置 200 的表面的区域， 如图 7 中的箭头 A 所示， 来自背光源 10 的光 的大部分透过， 所以反射率降低。由此， 与现有技术的带区域传感器的液晶显示装置比较， 能够更加正确地进行对于面板表面的接触、 非接触的检测。
但是， 为了不依存于液晶显示装置的显示状态， ( 例如， 即使在显示状态为暗的情 况下也可以 ) 实现检测性能高的区域传感器， 优选在表侧偏光板 40a 的下层配置有反射率 变更部。
另外， 在上述的实施方式中， 对于具备向液晶面板照射光的背光源的液晶显示装 置进行了说明， 但是本发明未必限定于这样的结构。作为不具有背光源的液晶显示装置的 例子， 能够举出通过对液晶面板从背面侧照射外部光进行显示的液晶显示装置。 这时， 液晶 显示装置具备的反射率变更部在对面板表面施加压力时与没有施加压力时这两者之间， 使 得从液晶面板的背面入射的外部光的反射率变化。由此， 与现有技术中的带区域传感器的 液晶显示装置相比， 能够更加正确地进行对于面板表面的接触、 非接触的检测。【实施方式 2】
根据图 8 ～图 12， 如下所述说明本发明的第二实施方式。 此外， 本发明并不限定于 此。
本实施方式中， 作为具备区域传感器功能的触摸面板一体型的液晶显示装置， 对 于与在实施方式 1 中说明过的液晶显示装置 100 不同的结构例进行说明。
图 8 表示本实施方式中涉及的触摸面板一体型液晶显示装置 400( 也简单地称为 液晶显示装置 400) 的结构。
如图 8 所示， 本实施方式的触摸面板一体型液晶显示装置 400 具备液晶面板 20 以 及设置在液晶面板的背面侧并向该显示面板照射光的背光源 10。
液晶面板 20 具有以下结构 ： 具备多个像素排列为矩阵状的有源矩阵基板 21 和与 其相对配置的对置基板 22， 进而在上述两个基板之间夹持有作为显示介质的液晶层 23。
在有源矩阵基板 21 及对置基板 22 的外侧分别设置有表侧相位差板 60a 及里侧相 位差板 60b， 作为光学补偿元件。表侧相位差板 60a 及里侧相位差板 60b， 例如在液晶层中 封入的液晶材料为垂直取向型的情况下， 以改善透过率或改善视角特性为目的而配置。此 外， 即使是没有设置这些相位差板的结构， 也能够进行显示。 另外， 在表侧相位差板 60a 及里侧相位差板 60b 的更外侧， 分别设置有表侧偏光板 40a 及里侧偏光板 40b。
各偏光板 40a 和 40b 起到作为起偏器的作用。例如， 在封入液晶层的液晶材料是 垂直取向型的情况下， 通过将表侧偏光板 40a 的偏光方向与里侧偏光板 40b 的偏光方向配 置为相互成为正交尼科尔 (crossnicol， 正交偏光 ) 的关系， 能够实现常黑模式 (normaly black mode) 的液晶显示装置。
在表侧偏光板 40a 与表侧相位差板 60a 之间设置有弹性膜 50。在本实施方式的 液晶显示装置 400 中， 通过弹性膜 50 与表侧偏光板 40a 的叠层结构， 形成如果向装置的表 面 ( 触摸面板的检测对象面 400a) 施加压力则来自背光源 10 的光的反射率发生变化的反 射率变更部 45。 反射率变更部 45 的具体结构能够适用实施方式 1 中说明的结构， 因此这里 省略说明。
于是， 在本实施方式的液晶显示装置 400 中， 在表侧偏光板 40a 的更进一步的图像 显示面侧， 设置有使光产生 1/4 波长的量的相位差的 1/4λ 相位差板 (1/4 波长板 )90。
在有源矩阵基板 21 中设置有用于驱动各像素的开关元件即 TFT 以及取向膜 ( 未 图示 )、 光传感器元件 30 等。
另外， 在对置基板 22 形成有彩色滤光片层 24、 对置电极及取向膜 ( 未图示 ) 等。 彩色滤光片层 24 由具有红 (R)、 绿 (G)、 蓝 (B) 的各种颜色的着色部和黑矩阵构成。
如上所述， 在本实施方式的触摸面板一体型液晶显示装置 400 中， 在各像素区域 设置有光传感器元件， 由此实现区域传感器。于是， 在输入笔接触液晶面板 20 的表面的特 定的位置时， 光传感器元件 30 读取该位置， 能够对装置输入信息或者执行目标动作。这样， 在本实施方式的液晶显示装置 400 中， 能够通过光传感器元件 30 实现触摸面板功能。
此外， 本发明中， 未必对每一个像素设置光传感器元件也可以， 例如， 也可以是在 每个具有 R、 G、 B 中任一个的彩色滤光片的像素具有光传感器的结构。
另外， 虽然在图 8 中没有示出， 但是液晶显示装置 400 中与液晶显示装置 100 相
同， 设置有对液晶面板 20 进行显示驱动的液晶驱动电路及用于驱动区域传感器的区域传 感器控制部。
本实施方式的液晶显示装置 400 具备反射率变更部 45， 由此与实施方式 1 的液晶 显示装置 100 相同， 在手指等接触到检测对象面 400a 而施加压力时， 来自背光源 10 的光的 反射率下降。 由此， 与现有的带区域传感器的液晶显示装置比较， 能够更加明确地进行手指 或者输入笔等接触了面板表面的情况与没有接触面板表面的情况之间的识别。
但是， 在接触检测对象面 400a 的物体的反射率高的情况下， 即使是设置有反射率 变更部 45 的结构， 由于在物体接触了面板表面的区域的由光传感器元件 30 检测到的光量 与没有接触的区域的由光传感器元件检测到的光量之间不能够得到充分的差， 所以存在接 触 / 非接触的检测灵敏度下降的情况。即， 光传感器元件的灵敏度会依存于手指、 输入笔等 输入对象物的光的反射率而发生变化。例如， 如果输入对象物由金属那样的反射率高的材 料形成， 则即使在输入对象物接触到面板表面时， 与没有接触的情况比较， 反射率也不会太 降低。
作为这样的问题的对策， 在本实施方式的液晶显示装置 400 中， 在表侧偏光板 40a 的上部 ( 即， 图像显示面侧 ) 设置有 1/4λ 相位差板 90。由此， 降低来自手指、 输入笔等的 输入对象物的反射光， 能够消除光传感器元件的检测灵敏度受到输入对象物的反射率的影 响的问题。 在图 9 中表示表侧偏光板 40a 的透过轴 C 与 1/4λ 相位差板 90 的滞相轴 D 的位 置关系。如图 9 所示， 表侧偏光板 40a 的透过轴 C 相对于 1/4λ 相位差板 90 的滞相轴 D 倾 斜 45°配置。
图 11 中表示以图 9 中的位置关系配置表侧偏光板 40a 与 1/4λ 相位差板 90 时的 光的偏光状态。此外， 图 11 的 (1)(2)(3) 所示的各偏光状态是图 10 中 (1)(2)(3) 所示的 各位置的光的偏光状态。在图 11 中示意性地表示出通过了 1/4λ 相位差板 90 的来自背光 源 10 的光 ( 由箭头表示 ) 被输入笔等输入对象物 180 反射， 进而再次通过 1/4λ 相位差板 90 的状态。
如图 11(1) 所示， 来自背光源 10 的光如果通过具有透过轴 C 的表侧偏光板 40a， 则 成为与透过轴 C 相同方向 ( 用 x 方向表示该方向 ) 的直线偏振光。接着， 如果该直线偏振 光通过 1/4λ 相位差板 90， 则产生 1/4 波长的相位差， 由此， x 方向的直线偏振光如图 11(2) 所示成为圆偏振光。该圆偏振光在输入对象物 180 的表面被反射后， 再次通过 1/4λ 相位 差板 90。
如果圆偏振光通过 1/4λ 相位差板 90， 则如图 11(3) 所示， 成为与 x 方向正交的 y 方向的直线偏振光。如图 9 所示， 由于表侧偏光板 40a 的透过轴 C 是 x 方向， 所以 y 方向的 直线偏振光不能够通过表侧偏光板 40a。
这样， 通过设置有 1/4λ 相位差板 90， 来自输入对象物 180 的反射光被某种程度遮 断， 所以能够防止光传感器元件 30 检测出这样的反射光。因此， 根据本实施方式的结构， 能 够降低从手指、 输入笔等输入对象物 180 的反射光受到的影响， 光传感器元件能够更加明 确地进行输入对象物接触了面板表面的情况与没有接触面板表面的情况之间的识别。
图 12 表示设置在液晶显示装置 400 的表侧偏光板 40a 的透过轴 C 与 1/4λ 相位 差板 90 的滞相轴 D 的交叉角 θ、 与来自输入对象物 180 的反射光的降低效果的关系。图
12 的纵轴是输入对象物 180 的反射光到达光传感器元件 30 的比例。另外， 图 12 中， 用实线 表示输入对象物 180 的与面板表面的接触部是镜面时的反射光的到达比例， 用虚线表示在 接触部混合存在正反射与漫反射 ( 扩散反射 ) 时的反射光的到达比例， 用点划线表示在接 触部只产生漫反射 ( 扩散反射 ) 时的反射光的到达比例。
来自输入对象物 180 的反射光中被本实施方式的结构遮光的是正反射成分， 漫反 射光没有被遮光。
因此， 在来自输入对象物 180 的反射光只是正反射光成分的情况下 ( 图 12 的实线 所示时 )， 当透过轴 C 与滞相轴 D 的交叉角 θ 是 45°时， 反射光被完全遮断， 没有达到光传 感器元件 30。于是， 随着交叉角 θ 离开 45°， 反射光的遮断比例降低。
相对于此， 在来自输入对象物 180 的反射光只是漫反射光成分的情况下 ( 图 12 的 点划线所示时 )， 与交叉角 θ 的值无关， 来自输入对象物的反射光不会降低。 这相当于输入 对象物 180 是纸等的情况。
于是， 如图 12 中虚线所示， 在正反射与漫反射混合存在时， 得到上述两种情况之 间的降低效果。
此外， 在图 12 中用虚线表示的正反射与漫反射混合存在的情况是输入对象物 180 为手指等的情况。这时， 与只有正反射的情况相比， 能够期待大约 50％的反射光的降低效 果。另外， 在输入对象物 180 为金属的情况下， 能够期待与手指的情况相比稍高的反射光的 降低效果。
此外， 表侧偏光板 40a 与 1/4λ 相位差板 90 的如上所述位置关系的配置是本发明 的一个优选例子， 但是本发明并不限定于这样的结构。如果 1/4λ 相位差板 90 的滞相轴 D 相对于表侧偏光板 40a 的透过轴 C 以某种程度倾斜配置 ( 即滞相轴 D 与透过轴 C 不平行 )， 并且滞相轴 D 与透过轴 C 不正交， 则能够降低来自输入对象物 180 的反射光。于是， 该倾斜 角度 ( 交叉角 θ) 越接近 45°越能够降低更多的反射光。
因 此， 优 选 滞 相 轴 D 相 对 于 透 过 轴 C 的 倾 斜 角 度 在 23 ° (45 ° -22 ° ) ～ 67° (45° +22° ) 的范围内。由此， 如图 12 所示， 在反射光为正反射光时， 能够将 1/4λ 相位差板 90 的效果发挥 50％以上。
另外， 更加优选滞相轴 D 相对于透过轴 C 的倾斜角度为 45°。由此， 如图 12 所示， 能够可靠地遮断来自入射对象物的正反射光。
另外， 根据上述结构， 通过在液晶显示装置 400 的最表面配置 1/4λ 相位差板 90， 例如， 在隔着偏光太阳镜观看画面时， 表侧偏光板 40a 的透过轴与偏光太阳镜的透过轴正 交， 能够防止看不见画面显示的问题的产生。
进而， 通过设置有 1/4λ 相位差板 90， 显示在液晶面板 20 上的图像在面板表面 400a 被反射而写入配置有光传感器元件 30 的基板面， 这能够防止被光传感器元件 30 识别。 对于这一点， 参照图 13 ～图 15 进行说明。
在图 13(a) 中， 表示在没有设置 1/4λ 相位差板的液晶显示装置中， 从液晶面板射 出的光在面板表面进行界面反射的状态。另外， 图 14 中示意性地表示在该液晶显示装置中 显示在液晶面板上的图像与区域传感器识别的影像的关系。
如图 13(a) 所示， 在没有设置 1/4λ 相位差板的情况下， 从液晶面板 20 射出的光 的一部分通过具有规定方向的透过轴的表侧偏光板 40a， 则成为与该透过轴相同方向 ( 该方向为 y 方向 ) 的直线偏振光 ( 参照图 13(c) 的 (1))。这里， 来自液晶面板 20 的光的一部 分利用面板表面的构成材料的折射率与空气的折射率的差， 在面板表面被界面反射。 于是， 在面板表面 400a 被界面反射的光仍然是与表侧偏光板 40a 的透过轴平行的偏振光 ( 参照 图 13(c) 的 (1))， 直接通过表侧偏光板 40a 返回液晶面板 20 内。
因此， 在液晶面板 20 上显示图 14(a) 的上段所示的黑白图像时， 会产生与该显示 相对应的亮度分布 ( 参照图 14(a) 的中段的图 )， 所以在面板表面 400a 被界面反射并返回 液晶面板内的光中也产生与该亮度分布相对应的光量的大小 ( 参照图 14(a) 的下段的图 )。
结果， 导致配置在液晶面板 20 内的光传感器元件 30， 识别出图 14(b) 的上段所示 的显示图像， 将其反映为传感器输出 ( 参照图 14(b) 的下段的图 )。
相对于此， 在本实施方式中， 如果在表侧偏光板 40a 上配置有 1/4λ 相位差板 90， 则如图 13(b) 所示， 通过了表侧偏光板 40a 的 y 方向的直线偏振光 ( 参照图 13(c) 的 (1)) 中 在面板表面 400a 被界面反射的光， 由于 1/4λ 相位差板 90 的作用 ( 参照图 13(c) 的 (2))， 被变换为与表侧偏光板 40a 的透过轴正交的偏振光 ( 参照图 13(c) 的 (3))。因此， 在面板 表面 400a 被界面反射的光不返回液晶面板 20 内。
因此， 在液晶面板 20 显示图 15(a) 的上段所示的黑白图像， 即使在如图 14(a) 的 中段所示， 产生与该显示相对应的亮度分布的情况下， 入射到液晶面板 20 内的光量也不依 存于该亮度分布 ( 参照图 15(a) 的下段的图 )。
结果， 对于配置在液晶面板 20 内的光传感器元件 30， 如图 15(b) 的上段所示， 不写 入在液晶面板 20 所显示的图像， 传感器输出也不依存于显示图像 ( 参照图 15(b) 的下段的 图 )。
如上所述， 根据本实施方式的液晶显示装置， 能够减少光传感器元件识别液晶面 板的显示内容的情况， 能够进行更正确的位置检测。
此外， 在上述实施方式 2 中， 以在表侧偏光板的上部 ( 即， 图像显示面侧 ) 设置有 1/4λ 相位差板的结构为例进行了说明， 但是本发明并不限定于这样的结构。在表侧偏光 板的上部 ( 即， 图像显示面侧 ) 设置有 ((1/2)×n+1/4) 波长板 ( 这里， n 是 0 以上的整数 ) 的结构也包含在本发明的范畴中。
【实施方式 3】
根据图 16 如下所述说明本发明的第三实施方式。此外， 本发明并不限定于此。
在上述实施方式 1 中， 虽然对于带区域传感器功能 ( 具体而言， 触摸面板功能 ) 的 触摸面板一体型的液晶显示装置进行了说明， 但是在实施方式 3 中， 将说明没有与显示装 置一体化的区域传感器。
图 16 所示的区域传感器 80 具有通过设置在基板 81 上的多个光传感器元件 84 对 检测对象面 80a 上的图像进行检测从而检测出输入位置的触摸面板功能。
如图 16 所示， 区域传感器 80 具备 ： 具有多个光传感器元件 84 的基板 81( 位置检测 部)； 和设置在基板 81 的背面侧并将光向该基板照射的发光部 82。光传感器元件 84 由光 电二极管或者光电晶体管形成， 依据流通与接受的光的强度相对应的电流而检测受光量。 这样的光传感器元件的形成方法能够依据现有公知技术中的区域传感器的制造方法进行。
另外， 在区域传感器 80 设置有用于驱动区域传感器的区域传感器控制部 70。如 图 16 所示， 在区域传感器控制部 70 内， 设置有定时产生电路 71、 区域传感器驱动电路 72、区域传感器读出电路 73、 坐标抽取电路 74 和接口电路 75。区域传感器控制部的结构能够 适用上述实施方式 1 的结构或者现有技术中公知的结构， 所以省略其详细说明。
区域传感器 80 通过具有这样的上述结构， 在手指或者输入笔接触到检测对象面 80a 时， 通过形成在基板 81 上的光传感器元件 84 将手指或者输入笔捕捉为图像， 从而能够 检测输入位置。
于是， 在本实施方式的区域传感器 80 中， 在基板 81 上形成有反射率变更部 83。 对 于反射率变更部 83 的具体的结构能够适用在实施方式 1 中说明的反射率变更部的结构， 所 以省略详细说明。
根据上述结构， 在手指或者输入笔等接触检测对象面 80a 并施加压力时， 来自发 光部 82 的光的反射率会变化。由此， 能够正确地进行手指或者输入笔是否接触了检测对象 面 80a 的检测。
即， 在本实施方式的区域传感器 80 中， 在手指等没有接触检测对象面 80a 的区域， 如图 16 中的箭头 B 所示， 来自背光源 82 的光的一部分在反射率变更部 83 内被反射。另一 方面， 在手指等接触了检测对象面 80a 的区域， 如图 16 中的箭头 A 所示， 来自背光源 82 的 光的大部分透过， 所以反射率降低。由此， 与现有技术的区域传感器相比， 能够更加明确地 进行手指或者输入笔等接触了面板表面的情况与没有接触面板表面的情况之间的识别。
另外， 作为本发明的区域传感器的其他例子， 能够举出上述实施方式 2 所说明的 包含表侧偏光板及 1/4λ 相位差板的结构。
作为这种情况的结构例， 能够例举出下述结构， 在区域传感器 80 的反射率变更部 83 的上面， 设置有在实施方式 2 中说明了的表侧偏光板 40a， 进而在其上面设置有 1/4λ 相 位差板 90。根据该结构， 能够更加明确地进行手指或者输入笔等输入对象物接触了检测对 象面的情况与没有接触检测对象面的情况之间的识别。
【实施方式 4】
根据图 17 如下所述说明本发明的第四实施方式。此外， 本发明并不限定于此。
在上述实施方式 3 中， 对于在基板 81 的背面侧设置有发光部 82 的区域传感器进 行了说明， 但是， 在实施方式 4 中， 说明没有设置发光部的区域传感器。
图 17 表示实施方式 4 中涉及的区域传感器 500 的结构。此外， 在区域传感器 500 中， 对于具有与上述区域传感器 80( 参照图 16) 相同功能的部件赋予与区域传感器 80 相同 的编号， 并适当省略其说明。
图 17 所示的区域传感器 500 具有通过设置在基板 81 上的多个光传感器元件 84 对检测对象面 80a 上的图像进行检测从而检测出输入位置的触摸面板功能。
如图 17 所示， 区域传感器 500 具备具有多个光传感器元件 84 的基板 81( 位置检 测部 )。光传感器元件 84 的结构与设置在上述实施方式 3 的区域传感器 80 的光传感器元 件相同。
另外， 在区域传感器 500 上设置有用于驱动区域传感器的区域传感器控制部 70。 如图 17 所示， 在区域传感器控制部 70 内， 设置有定时产生电路 71、 区域传感器驱动电路 72、 区域传感器读出电路 73、 坐标抽取电路 74 和接口电路 75。区域传感器控制部的结构能 够适用与上述实施方式 3 相同的结构， 所以省略其详细说明。
区域传感器 500 通过具有上述这样的结构， 在手指或者输入笔接触到检测对象面80a 时， 通过形成在基板 81 上的光传感器元件 84 将手指或者输入笔捕捉为图像， 从而能够 检测输入位置。
另外， 在区域传感器 500 中， 在基板 81 上形成有反射率变更部 83。反射率变更部 83 的具体的结构能够适用实施方式 1 中说明了的反射率变更部的结构。
但是， 由于在区域传感器 500 没有设置发光部， 所以本实施方式的反射率变更部 83 不是针对从发光部照射的光而是改变从区域传感器 500 的背面侧 ( 即， 与检测对象面 80a 的相反侧 ) 入射的外部光的反射率。
根据上述结构， 在手指或输入笔等接触检测对象面 80a 而施加压力时， 光的反射 率产生变化。由此， 能够正确地进行手指或者输入笔是否接触了检测对象面 80a 的检测。
即， 在本实施方式的区域传感器 500 中， 在手指等没有接触检测对象面 80a 的区 域， 如图 17 中的箭头 B 所示， 从背面侧入射的外部光的一部分被在反射率变更部 83 内反 射。另一方面， 在手指等接触了检测对象面的区域， 如图 17 中的箭头 A 所示， 从背面侧入射 的外部光的大部分透过， 所以反射率降低。由此， 与现有技术的区域传感器比较， 能够更加 明确地进行手指或输入笔等接触了面板表面的情况与没有接触面板表面的情况之间的识 别。
另外， 本实施方式的区域传感器 500 不具有发光部。因此， 例如， 如果将区域传感 器 500 粘贴在窗玻璃等上进行使用， 则能够将入射到窗玻璃的外部光用作发光部。
本发明并不限定于上述各实施方式， 在权利要求所示的范围内能够进行各种变 更。即， 在权利要求所示的范围内进行了适当变更的技术手段或者将其他实施方式中说明 的技术手段加以组合而得到的实施方式也包括在本发明的技术范围内。
本发明的区域传感器具备 ： 位置检测部， 其具备多个检测所接受的光的强度的光 传感器元件， 通过各光传感器元件对检测对象面上的图像进行检测从而检测出输入位置 ； 从背面对上述位置检测部照射光的发光部 ； 和当对上述检测对象面施加压力时， 来自上述 发光部的光的反射率变化的反射率变更部。
另外， 本发明中的显示装置包括具备本发明的区域传感器的显示面板。
另外， 本发明中的液晶显示装置具备 ： 位置检测部， 其具有多个检测所接受的光的 强度的光传感器元件， 通过各光传感器元件检测出面板表面上的图像从而检测出来自外部 的输入位置 ； 和当对上述检测对象面施加压力时， 光的反射率变化的反射率变更部。
因此， 根据本发明， 通过设置有反射率变更部， 在对面板表面施加压力的情况与没 有施加压力的情况这两者之间， 能够改变来自背光源的光的反射率。 因此， 起到能够明确地 进行手指或者输入笔等接触面板表面的情况与没有接触面板表面的情况之间的识别的效 果。
本发明中详细说明的具体实施方式或者实施例只不过是用于说明本发明的技术 内容， 不应该狭义地解释为将本发明限定于上述具体例子， 在本发明的宗旨及下述记载的 权利要求的范围内能够做出各种变更而加以实施。
产业上的可利用性
本发明能够适用于带区域传感器功能的显示装置。