CN107533252A - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的液晶显示装置(LCD1)具备：显示装置基板(100)，具备第一触摸传感布线(3)；阵列基板(200)，具备与所述第一触摸传感布线(3)正交的第二触摸传感布线(7)；液晶层(300)，被夹持在所述显示装置基板(100)和所述阵列基板(200)之间；以及控制部(120)，对第一源极布线(14)供给正的第一影像信号，对第二源极布线(15)供给负的第二影像信号，通过与所述第一影像信号和所述第二影像信号的供给同步地对像素电极(17)和共用电极(20)之间施加液晶驱动电压，由此驱动所述液晶层(300)进行影像显示，在进行了影像显示之后，对所述第二触摸传感布线(7)施加电压。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种能进行稳定的触摸传感且触摸传感灵敏度高的液晶显示装置。本发明涉及能高速响应的液晶显示装置。
背景技术
在电视机这种大型显示器、平板电脑、智能手机等中使用有液晶显示装置。液晶显示装置大体上具有在玻璃等的两片透明基板间夹有液晶层的结构。这样的液晶显示装置中的主要液晶驱动方式可以大致分为作为纵电场方式已知的VA(Vertical Alignment：垂直取向)模式、作为横电场方式已知的IPS(In－Plane Switching：硬屏)模式、或者边缘电场开关FFS(Fringe Field Switching：边缘场切换)模式。
在VA模式中，使液晶分子相对于液晶显示装置的基板面垂直取向，并在沿着液晶层厚度方向的纵向上对液晶分子施加电场，由此进行液晶驱动。在IPS模式或FFS模式中，使液晶分子相对于液晶显示装置的基板面水平取向，并在大致平行于基板面的方向上对液晶分子施加电场，由此进行液晶驱动。这种VA模式等的使用了垂直取向的液晶显示装置，在黑显示上优秀。IPS模式或FFS模式是在具有广视角的液晶显示装置中使用的液晶驱动方式。采用FFS模式的液晶显示装置具有能够通过使用边缘电场来高速地驱动液晶的这种大优点。
关于液晶的驱动方式，为了抑制液晶显示的影像残留，执行在经过了规定的影像显示期间之后使对液晶层施加的电压的正和负进行反转的极性反转驱动(交流反转驱动)。作为极性反转驱动的方法，已知有使多个像素的各个像素的极性独立地反转的点反转驱动；以沿着画面的横向排列有多个像素的行为单位，使像素的极性进行反转的水平行反转驱动；以沿着画面的纵向排列有多个像素的列为单位，使像素的极性进行反转的列反转驱动；按一个画面单位使像素的极性进行反转，或者用多个分区划分画面并且按分区单位使像素的极性进行反转的帧反转驱动等。这样的液晶驱动技术例如在专利文献1～5、7中有记载或启示。
作为这样的液晶显示装置，近来多采用具备探测静电电容的单元的具有触摸传感功能的液晶显示装置。作为触摸传感方式，主要采用例如通过在X方向和Y方向上排列的触摸传感布线(触摸电极)探测手指或笔等指示器接触或靠近显示画面时所产生的静电电容变化的方式。
另外，作为具有触摸传感功能的显示装置的结构，已知有在显示装置的表面粘贴具备触摸传感功能的触摸面板的外挂式触控方式和显示装置本身具有触摸传感功能的内嵌式触控方式。近年，与外挂式触控方式相比，多数显示装置采用了内嵌式触控方式。
专利文献2～6公开了使用内嵌式触控方式的触摸传感技术。但是，在内嵌式触控方式中出现了这些专利文献中没有明确的触摸传感技术的问题。换言之，具有在触摸面板外挂方式中不容易存在的问题，也就是说有如下新的技术问题，即：导致从与液晶盒内部设置的有源元件电气协作的源极布线产生的噪声。
专利文献1关于液晶驱动公开了一种以沿着画面的纵向排列有多个像素的列为单位，使像素的极性进行反转的技术。专利文献1不包含触摸传感技术。
专利文献2和专利文献3包含有关点反转驱动的记载，并且公开了一种触摸传感技术。在专利文献3的公开中，实质上由金属布线构成了执行触摸传感功能的驱动电极和检测电极。这样的专利文献3的公开类似于专利文献6中记载的权利要求2的特征点。
专利文献4关于面内切换(IPS)液晶显示器公开了一种触摸传感驱动电极形成用于触摸传感信号的检测和显示器中的电极对的技术。
专利文献5公开了一种具备由透明材料构成的在第一方向上延伸的多个触摸驱动电极和在第二方向上延伸的多个触摸检测电极，并且触摸驱动电极和触摸检测电极中的一方作为液晶显示器的对电极发挥功能的技术。
专利文献1～6中公开的技术未考虑削减由被赋予用于进行各个影像显示的影像信号的源极布线所引起的噪声的手段，并且未提供高灵敏度的触摸传感技术。在专利文献1～6公开的技术中，对由液晶驱动引起的噪声的发生抑制得不够充分。
另外，在这些专利文献中，未对在向液晶施加了液晶驱动电压后使用触摸传感布线使液晶层的显示状态加速地返回到黑显示(dark state)的手段进行公开。
可是，液晶的响应时间是液晶驱动电压被施加到液晶分子(液晶层)时的上升时间(以下记作τon)和液晶驱动电压不被施加到液晶分子时(液晶驱动电压断开时)的下降时间(以下记作τoff)的合计的时间。作为用于缩短τon的液晶驱动方法或液晶装置的结构，可以采用提高液晶驱动电压、使用超速驱动的方法、减小液晶层厚度、使液晶分子高速动作的电极结构等的各种方法或结构。但是，τoff通常是在无电场状态下返回到初始取向的时间，因此，τoff依赖于液晶分子的电物性或粘度等液晶分子的材料物性。从而，要缩短液晶的响应时间，缩短τoff的时间就成为主要问题。在专利文献2～专利文献6中没有公开实现τoff的时间缩短的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平4－22486号公报
专利文献2：日本专利第5472373号公报
专利文献3：日本特开2014－109904号公报
专利文献4：日本专利第4584342号公报
专利文献5：日本专利第5517611号公报
专利文献6：日本特开平7－36017号公报
专利文献7：日本特开2000－20033号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在采用内嵌式触控方式并且具备触摸传感功能的显示装置中，要提高传感灵敏度，对液晶驱动所产生的噪声的解决的对策是不可缺少的。
如上所述，为了避免电荷累积所导致的显示的影像残留(sticking)，一般采用了极性反转驱动来作为液晶驱动。但是，传递影像信号的源极布线成为了产生起因于极性反转的噪声的发生源。加之，源极布线容易伴随有影像信号的极性反转所随附的寄生电容的变化。在采用内嵌式触控方式并且具备触摸传感功能的显示装置中，抑制由传递影像信号的源极布线引起的噪声的发生很重要。
关于液晶驱动，例如在专利文献2中表示的这种使用边缘电场并用的纵电场方式的液晶显示装置中，可以极大地缩短对液晶分子施加液晶驱动电压时(液晶驱动电压接通时)的τon，进行液晶的高速驱动。或者，在上述的FFS模式的液晶驱动中也同样是利用边缘电场的横电场方式，因此，驱动电压接通时的τon能够极大地缩短。但是，由于在断开驱动电压时施加到液晶分子的电场消失，因此，液晶分子返回到原来的垂直取向需要时间，要减小液晶分子的下降时间τoff很困难。由于液晶的响应时间由上升时间τon和下降时间τoff的合计时间来表示，因此，需要通过减小τoff来改善响应性。
另外，已知有在沟道层使用IGZO等由氧化铟、氧化镓、氧化锌等的复合氧化物构成的氧化物半导体的薄膜晶体管。这种薄膜晶体管与在沟道层使用非晶硅半导体的现有薄膜晶体管相比，电子迁移率高大约50倍，能够快速进行对像素电极的写入(影像信号的写入)。并且，在具备由氧化物半导体形成的沟道层的薄膜晶体管中，由于漏电流极小，因此，对像素电极的写入结束时的电压保持良好，不需要为了保持图像显示而重新进行写入。但是，在液晶显示装置的情况下，电压保持良好的这个特征反过来会发生像素中容易产生影像残留的问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种缩短横电场方式或纵电场方式下的液晶显示装置的响应时间，减轻像素的影像残留，进而削减由传递影像信号的源极布线引起并给触摸传感带来影响的噪声的发生的液晶显示装置。
用于解决问题的手段
本发明的第一方式涉及的液晶显示装置包括：显示装置基板，具备第一触摸传感布线；阵列基板，具备：多个多边形状的像素开口部、设置在所述多个像素开口部的各个像素开口部中的像素电极、与所述像素电极电连接的第一和第二有源元件、与所述第一有源元件电气协作的第一栅极布线、与所述第二有源元件电气协作的第二栅极布线、在俯视下与所述第一栅极布线正交，并与所述第一有源元件电气协作的第一源极布线、在俯视下与所述第二栅极布线正交并与所述第二有源元件电气协作的第二源极布线、设置在所述像素电极之下的第一绝缘层、设置在所述第一绝缘层之下的第二绝缘层、设置在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间的共用电极、以及在俯视下与所述第一触摸传感布线正交的第二触摸传感布线；液晶层，被夹持在所述显示装置基板和所述阵列基板之间；以及控制部，对所述第一源极布线供给正的第一影像信号，对所述第二源极布线供给负的第二影像信号，通过与所述第一影像信号和所述第二影像信号的供给同步地对所述像素电极和所述共用电极之间施加液晶驱动电压，由此驱动所述液晶层进行影像显示，在进行了影像显示之后，对所述第二触摸传感布线施加电压。
在此，作为多边形状的像素开口部的形状图案，例如举出正方形图案、长方形图案、平行四边形图案、或者“く”字形状图案(dog－legged pattern)。
另外，也可以是，显示装置基板具备透明基板和设置在透明基板上的透明树脂层。该情况下，第一触摸传感布线设置于透明基板和透明树脂层之间。另外，也可以是，显示装置基板具备多个透明树脂层(第一透明树脂层、第二透明树脂层)。
如上所述，通过控制部对所述像素电极和所述共用电极之间施加液晶驱动电压，由此驱动所述液晶层进行影像显示，在进行了影像显示之后，对所述第二触摸传感布线施加电压。由此，在第二触摸传感布线之间产生朝向在俯视下横断液晶层的方向(平行于透明基板的方向)的电场，通过该电场能够使液晶的取向状态加速地返回到黑显示状态。
所述“返回到黑显示”的意思是指，在常黑显示的液晶显示装置中液晶的取向返回到初始取向状态。
在以下说明中，有时将产生使液晶的取向状态加速地返回到黑显示状态的电场的电压、即被施加到第二触摸传感布线的电压称作“复位电压”或者“复位信号”。另外，有时将施加复位电压的第二触摸传感布线(导电布线)称作“复位布线”。另外，有时将通过复位电压的施加而产生的电场称作“复位电场”。另外，有时将通过上述电场的产生而液晶分子的取向状态成为初始取向的液晶分子的驱动称作“复位驱动”。
并且，该复位电压意思是指，为了缩短液晶分子的下降时间(以下记作τoff)而施加到第二触摸传感布线的电压。在此，将液晶分子复位意思是指，使液晶分子的取向状态返回到黑显示下的取向状态(初始取向)。
在本发明的第一方式涉及的液晶显示装置中，也可以是，在俯视下通过所述第一栅极布线、所述第二栅极布线、所述第一源极布线和所述第二源极布线划分所述像素开口部。
在本发明的第一方式涉及的液晶显示装置中，也可以是，所述像素开口部的长边在沿着所述第一源极布线和所述第二源极布线的方向上延伸。
在本发明的第一方式涉及的液晶显示装置中，也可以是，在俯视下所述第一触摸传感布线和所述第二触摸传感布线中的一方以与所述第一栅极布线和所述第二栅极布线重叠的方式设置，所述第一触摸传感布线和所述第二触摸传感布线中的另一方以与所述第一源极布线和所述第二源极布线重叠的方式设置。
在本发明的第一方式涉及的液晶显示装置中，也可以是，所述显示装置基板具有显示面，在剖视下，从所述显示面到所述第二触摸传感布线的距离大于从所述显示面到所述第一触摸传感布线的距离，所述第二触摸传感布线设置在所述第一绝缘层上的位置、所述第二绝缘层上的位置、以及所述第二绝缘层下的位置中的任一个位置上。
在本发明的第一方式涉及的液晶显示装置中，也可以是，所述第一栅极布线和所述第二栅极布线以位于所述多个像素开口部中的相互邻接的两个像素开口部之间的方式相互平行地配设。
也可以是，本发明的第一方式涉及的液晶显示装置具备设置于所述阵列基板的背面或者侧面的背光单元，在对所述第二触摸传感布线施加所述电压时，停止所述背光单元的发光。
在本发明的第一方式涉及的液晶显示装置中，也可以是，所述液晶层通过在所述像素电极和所述共用电极之间产生的边缘电场而被驱动。
在本发明的第一方式涉及的液晶显示装置中，也可以是，所述显示装置基板具有透明电极，所述液晶层通过产生于所述像素电极和所述共用电极之间的边缘电场驱动，并且被产生于所述像素电极和所述透明电极之间的所述液晶层的厚度方向上的电场进行驱动。
在此，也可以是，透明电极设置于显示装置基板的透明基板的上方，并且设置于覆盖第一触摸传感布线的透明树脂层上。换言之，也可以是，设置于位于显示装置基板和液晶层之间的多个透明树脂层中的任一个透明树脂层上的位置。
另外，由于通过在所述像素电极和所述透明电极之间产生的电场驱动所述液晶层，因此，在所述液晶层中使用具有负介电常数各向异性且初始取向为垂直取向的液晶分子。即，实现利用了纵电场方式的液晶显示装置。所述纵电场方式，是对在设置于显示装置用基板上的透明电极和设置于阵列基板上的像素电极之间配置的液晶层，向厚度方向施加液晶驱动电压驱动液晶层的方式。
在本发明的第一方式涉及的液晶显示装置中，也可以是，在俯视下所述共用电极具有与所述像素电极重叠的重叠部和从所述像素电极的端部突出的突出部。
根据该结构，实现了液晶分子的上升时间(以下记作τon)缩短的电极结构。具体而言，施加于共用电极的突出部和像素电极之间的液晶驱动电压被作为边缘电场而使用，能够缩短τon。
在本发明的第一方式涉及的液晶显示装置中，也可以是，所述控制部在对所述像素电极施加了所述液晶驱动电压之后，而且还未对所述像素电极施加所述液晶驱动电压时，对所述第二触摸传感布线施加所述电压。
在本发明的第一方式涉及的液晶显示装置中，也可以是，对所述第二触摸传感布线施加的电压(复位电压)包括正的电压和负的电压，所述电压在影像显示的每一定期间被反转为正或者负。
在本发明的第一方式涉及的液晶显示装置中，也可以是，所述第一触摸传感布线和所述第二触摸传感布线的各个触摸传感布线包含金属层。
在本发明的第一方式涉及的液晶显示装置中，也可以是，所述显示装置基板包含第一透明基板，所述第一触摸传感布线具有通过形成在所述第一透明基板上方的黑色层和层叠在所述黑色层上的所述金属层构成的二层结构。
在本发明的第一方式涉及的液晶显示装置中，也可以是，所述阵列基板包含第二透明基板，所述第二触摸传感布线具有由形成在所述第二透明基板上方的黑色层和层叠在所述黑色层上的所述金属层构成的二层结构。
在本发明的第一方式涉及的液晶显示装置中，也可以是，所述金属层为含铜层，所述金属层具有用导电性金属氧化物层夹持含铜层的结构。
在此，作为含铜层，例如举出铜层或者铜合金层。
在本发明的第一方式涉及的液晶显示装置中，也可以是，所述导电性金属氧化物层为包含氧化锌、氧化铟和氧化锡的复合氧化物。
在本发明的第一方式涉及的液晶显示装置中，也可以是，所述第一和第二有源元件是具有由半导体构成的沟道层的薄膜晶体管，在俯视下所述第二触摸传感布线的所述金属层的一部分形成覆盖所述沟道层的遮光层。
在本发明的第一方式涉及的液晶显示装置中，也可以是，所述沟道层由氧化物半导体构成。
作为适用于沟道层的氧化物半导体，举出复合金属氧化物，该复合金属氧化物包含从由锌、铟、锡、钨、镁、镓和锗构成的组中选择的两种以上的元素。
也可以是，作为由氧化物半导体形成的沟道层的结构，是单晶、多晶、微晶、含有晶体和非晶质的混合晶、非晶质的任一种。氧化物半导体的膜厚可以设为5nm～50nm的范围内。
在本发明的第一方式涉及的液晶显示装置中，也可以是，在所述显示装置基板上，在与所述像素开口部相对应的位置上至少设置有红色滤光器、绿色滤光器和蓝色滤光器的任一种。
也可以是，本发明的第一方式涉及的液晶显示装置在所述显示装置基板上具备划分所述像素开口部的黑矩阵层。
本发明的第二方式涉及的液晶显示装置包括：显示装置基板，具备第一触摸传感布线；阵列基板，具备：多个多边形状的像素开口部、设置在所述多个像素开口部的各个像素开口部中的像素电极、与所述像素电极电连接的第一和第二有源元件、与所述第一有源元件电气协作的第一栅极布线；与所述第二有源元件电气协作的第二栅极布线、在俯视下与所述第一栅极布线正交并与所述第一有源元件电气协作的第一源极布线、在俯视下与所述第二栅极布线正交并与所述第二有源元件电气协作的第二源极布线、设置在所述像素电极之下的第一绝缘层、设置在所述第一绝缘层之下的第二绝缘层、设置在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间的共用电极、以及在俯视下与所述第一触摸传感布线正交的第二触摸传感布线；液晶层，被夹持在所述显示装置基板和所述阵列基板之间；以及控制部，对所述第一源极布线供给正的第一影像信号，对所述第二源极布线供给负的第二影像信号，通过与所述第一影像信号和所述第二影像信号的供给同步地对所述像素电极和所述共用电极之间施加液晶驱动电压，由此驱动所述液晶层，在影像显示的稳定期间以及影像显示后的黑显示稳定期间的至少一个稳定期间，通过所述第一触摸传感布线和所述第二触摸传感布线进行触摸传感驱动。
在本发明的第二方式涉及的液晶显示装置中，也可以是，所述控制部在进行所述触摸传感驱动时，对所述第一触摸传感布线和所述第二触摸传感布线的一方施加触摸传感驱动电压，并经由所述第一触摸传感布线和所述第二触摸传感布线的另一方检测触摸传感信号。
在本发明的第二方式涉及的液晶显示装置中，也可以是，对所述第二触摸传感布线施加所述触摸传感驱动电压，所述第一触摸传感布线检测所述触摸传感信号。
该情况下，第二触摸传感布线作为触摸驱动布线(触摸驱动电极、触摸传感驱动布线)发挥功能，第一触摸传感布线作为触摸检测布线(触摸检测电极、触摸传感检测布线)发挥功能。
再有，也可以是，第一触摸传感布线作为触摸驱动布线发挥功能。该情况下，第二触摸传感布线作为触摸检测布线发挥功能。
这样，第二触摸传感布线不仅被施加复位电压，还可以作为触摸传感驱动布线或者触摸传感检测布线发挥功能。
另外，在对第二触摸传感布线施加复位电压，而且对第二触摸传感布线施加触摸传感驱动电压的情况下，可以在影像显示期间当中以时分割方式进行触摸传感的驱动动作和液晶分子的复位驱动。
另外，在对第二触摸传感布线施加复位电压而且第二触摸传感布线检测触摸传感信号的情况下，可以在影像显示期间当中以时分割方式进行触摸传感的检测动作和液晶分子的复位驱动。
上述触摸传感功能是对所述第一触摸传感布线和所述第二触摸传感布线之间的静电电容的变化进行检测的静电电容方式。被施加驱动电压的触摸传感驱动布线和信号检测中所使用的触摸传感检测布线可以交替地更换使用。
再有，无需将多条触摸传感布线的全部都用于触摸传感。例如有由多条触摸传感布线构成一个布线组的情况。该情况下，在液晶显示装置中设置有多个布线组。在此，也可以是，在一个布线组当中，将全部布线中的少于全部布线根数的根数的布线的电位设定为浮置电位，使用剩余根数的布线进行触摸传感(间隔剔除驱动)。
也可以是，本发明的第二方式涉及的液晶显示装置具备设置于所述阵列基板的背面或者侧面的背光单元，所述黑显示稳定期间是停止了所述背光单元的发光的期间。
该情况下，在显示单位期间(后述)白显示等的影像显示之后，在黑显示稳定期间，LED等背光单元关闭(停止发光)。
在本发明的第二方式涉及的液晶显示装置中，也可以是，在所述显示装置基板上，在与所述像素开口部相对应的位置上至少设置有红色滤光器、绿色滤光器和蓝色滤光器的任一种。
也可以是，本发明的第二方式涉及的液晶显示装置具备设置于所述显示装置基板上且划分所述像素开口部的黑矩阵层。
发明效果
根据本发明的形态的液晶显示装置，能够使液晶的取向状态加速地返回到黑显示状态(dark state)，能够缩短液晶的响应时间。并且，根据本发明的形态的液晶显示装置，能够抑制由传递影像信号的源极布线引起的噪声的发生，能够提供高灵敏度的触摸传感。
根据本发明的方式涉及的液晶显示装置，作为第一触摸传感布线和第二触摸传感布线，可以使用具有良好导电性的含有铜或铝等合金的金属层，因此，能够减小使用金属层时的时间常数，能够提高触摸传感的S/N比。
加之，在本发明的方式涉及的液晶显示装置中，多个源极布线的各个源极布线被固定为负电位(负极性的影像信号)或者正电位(正极性的影像信号)，电位的正负不反转。从而，在供给到源极布线上的影像信号的电位极性反转时，不会有影像信号的波形变形的这种情况。因此，不仅实现触摸传感功能，还能够提高显示画质。
作为在有源元件的沟道层使用的半导体，通过使用IGZO等氧化物半导体，能够以比非晶硅半导体快数十倍的速度进行对像素电极的写入(影像信号的写入)，因此能够进一步提高显示画质。在使用IGZO等氧化物半导体的有源元件中，漏电流比多晶硅半导体小几个数量级，因此能够在进行了对像素电极的写入后良好地保持电压。从而，不需要再三进行在采用多晶硅半导体的有源元件时必须的用于将画质保持一定时间的影像写入。因而，通过在有源元件的沟道层使用IGZO等氧化物半导体，能够进一步减少再三向像素电极供给的影像信号所随附的噪声的发生。
在本发明的形态的液晶显示装置中，第二触摸传感布线形成在阵列基板上。在该结构中，可以使用构成第二触摸传感布线的金属层形成与第二触摸传感布线电气独立的遮光层，可以将遮光层的遮光图案重叠在TFT(Thin Film Transistor)等有源元件的沟道层的上部。通过形成这样的遮光层，能够避免再反射光等杂光入射到沟道层，从而有助于画质提高。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式涉及的液晶显示装置的框图。
图2是部分地表示本发明的第一实施方式涉及的液晶显示装置的剖视图，是沿着图3所示的A－A'线的图。
图3是部分地表示从观察者方向观察本发明的第一实施方式涉及的液晶显示装置的像素结构的俯视图。
图4是部分地表示从观察者方向观察本发明的第一实施方式涉及的液晶显示装置的阵列基板的俯视图，是表示显示装置基板以及去除第二触摸传感布线和遮光层后的阵列结构的图。
图5是部分地表示本发明的第一实施方式涉及的液晶显示装置的剖视图，是沿着图3所示的C－C'线的图，是表示在有源元件的沟道层上配设有遮光层(遮光图案)的结构的图。
图6是示意地表示本发明的第一实施方式涉及的触摸传感布线的俯视图，是说明第二触摸传感布线7a、7b的电连接的图。
图7是部分地表示本发明的第一实施方式涉及的液晶显示装置的俯视图，是说明在一个像素的开口部中的位于共用电极与像素电极之间的液晶的动作的图，是表示初始取向(黑显示)状态的液晶分子与电极结构之间的关系的图。
图8是部分地表示本发明的第一实施方式涉及的液晶显示装置的俯视图，是说明在一个像素的开口部中的位于共用电极与像素电极之间的液晶的动作的图，是表示对像素电极和共用电极之间施加液晶驱动电压时的液晶分子的动作的图。
图9是部分地表示本发明的第一实施方式涉及的液晶显示装置的俯视图，是说明在一个像素的开口部中的位于共用电极与像素电极之间的液晶的动作的图，是说明在未对像素电极和共用电极之间施加液晶驱动电压的状态(无施加状态)下，对第二触摸传感布线7a、7b之间施加复位电压，使其在标号B1所示的方向或者标号B2所示的方向上产生电场，使液晶的取向状态加速地返回到黑显示状态的图。
图10是部分地表示本发明的第一实施方式涉及的液晶显示装置的剖视图，是沿着图3所示的B－B'线(源极布线)的图，是表示在对第一触摸传感布线3和第二触摸传感布线7之间施加了触摸传感驱动电压时产生的边缘电场的状况的图。
图11是部分地表示本发明的第一实施方式涉及的液晶显示装置的剖视图，是沿着图3所示的B－B'线(源极布线)的图，是表示在对第一触摸传感布线3和第二触摸传感布线7之间施加了触摸传感驱动电压，而且手指等指示器接触或接近显示装置基板的观察者一侧的表面时的边缘电场的变化的图。
图12是用于说明本发明的第一实施方式涉及的液晶显示装置的信号时序图，是说明液晶驱动电压的接通/断开的定时和触摸传感驱动的定时的图。
图13是对现有例中的液晶驱动涉及的波形和本发明实施方式的液晶显示装置中的液晶驱动涉及的波形进行比较的图，是说明液晶驱动电压的接通/断开的定时和现有的有源元件(例如，具备由多晶硅半导体构成的沟道层的有源元件)的像素透射率Trans的变化的图。
图14是部分地表示本发明的第一实施方式涉及的液晶显示装置的电路图，是表示被固定为负极性的多条第一源极布线和被固定为正极性的多条第二源极布线交替排列的布线结构的图，是部分地表示通过仅选择第一栅极布线来将栅极信号用于有源元件驱动时的列反转驱动的例子的俯视图。
图15是部分地表示本发明的第一实施方式涉及的液晶显示装置的电路图，是表示被固定为负极性的多条第一源极布线和被固定为正极性的多条第二源极布线交替排列的布线结构的图，是部分地表示通过每次选择两条为一组的两条栅极布线来将栅极信号用于有源元件驱动时的点反转驱动的例子的俯视图。
图16是部分地表示本发明的第二实施方式涉及的液晶显示装置的剖视图，是沿着图17所示的H－H'线的图。
图17是部分地表示从观察者方向观察本发明的第二实施方式涉及的液晶显示装置的像素结构的俯视图。
图18是部分地表示从观察者方向观察本发明的第二实施方式涉及的液晶显示装置的阵列基板的一例的俯视图。
图19是部分地表示从观察者方向观察本发明的第二实施方式涉及的液晶显示装置的阵列基板的一例的俯视图，是表示显示装置基板及第二触摸传感布线、遮光层、像素电极被去除后的有源元件、栅极布线、源极布线的配置的一例的图。
图20是部分地表示本发明的第二实施方式涉及的液晶显示装置的剖视图，是沿着图18所示的G－G'线的图，是表示在有源元件的沟道层上配设有遮光层(遮光图案)的结构的图。
图21是示意地表示本发明的第二实施方式涉及的第二触摸传感布线的俯视图，是用于说明被施加了复位电压的第二触摸传感布线的图。
图22是部分地表示本发明的第二实施方式涉及的液晶显示装置的剖视图，是部分地表示具有用导电性金属氧化物层夹持第一金属层的结构的端子部的图。
图23是部分地表示本发明的第二实施方式涉及的液晶显示装置的剖视图，是表示第一触摸传感布线的结构的图。
图24是部分地表示本发明的第二实施方式涉及的液晶显示装置的剖视图，是部分地表示对作为共用电极的透明电极和像素电极之间施加了液晶驱动电压时的白显示的状态的图。
图25是部分地表示本发明的第二实施方式涉及的液晶显示装置的剖视图，是表示在刚刚停止了液晶驱动电压的施加之后(液晶驱动电压断开时)，对第二触摸传感布线之间施加了复位电压时的液晶分子的返回的图，是部分地表示液晶的状态加速地返回到黑显示状态的状态的图。
图26是部分地表示本发明的第二实施方式涉及的液晶显示装置的剖视图，是表示在刚刚停止了液晶驱动电压的施加之后(液晶驱动电压断开时)，对第二触摸传感布线之间施加了复位电压时的液晶分子的返回的图，是部分地表示在与图25所示的电场方向相反的方向上施加了电场的情况下液晶的状态加速地返回到黑显示状态的状态的图。
图27是部分地表示本发明的第二实施方式涉及的液晶显示装置的剖视图，是表示在对第一触摸传感布线和第二触摸传感布线之间施加了触摸传感驱动电压时产生的边缘电场的状况的图，是沿着图17所示的I－I'线的图。
图28是部分地表示本发明的第二实施方式涉及的液晶显示装置的剖视图，是表示在对第一触摸传感布线和第二触摸传感布线之间施加触摸传感驱动电压，而且手指等指示器接触或接近显示装置基板时的边缘电场的变化的图，是沿着图17所示的I－I'线的图。
图29是部分地表示本发明的第三实施方式涉及的液晶显示装置的俯视图，是从显示装置基板与液晶层相接触的面朝向显示装置基板的显示面观察的图，是表示设置于与像素开口部相对应的显示装置基板上的位置处的红色滤光器、绿色滤光器、蓝色滤光器以及黑矩阵的排列的图。
图30是部分地表示本发明的第三实施方式涉及的液晶显示装置的剖视图，是表示在像素电极的下部具备共用电极的阵列基板、以及设置于与像素开口部相对应的显示装置基板上的位置处的红色滤光器、绿色滤光器、蓝色滤光器以及黑矩阵的排列的图。
图31是部分地表示本发明的第三实施方式涉及的液晶显示装置的剖视图，是部分地表示通过在透明电极与像素电极之间、像素电极与共用电极之间施加液晶驱动电压而产生的白显示的状态的图。
图32是部分地表示本发明的第三实施方式涉及的液晶显示装置的剖视图，是表示在刚刚停止了液晶驱动电压的施加之后(液晶驱动电压断开时)，对第二触摸传感布线施加复位电压，并在将液晶层横断的方向上对液晶层施加电场，将显示状态加速地返回到黑显示状态的液晶分子的动作的图。
图33是部分地表示本发明的第三实施方式涉及的液晶显示装置的剖视图，是表示在刚刚停止了液晶驱动电压的施加之后(液晶驱动电压断开时)，对第二触摸传感布线施加复位电压，并在与将液晶层横断的方向即图32所示的电场方向相反的方向上对液晶层施加电场，将显示状态加速地返回到黑显示状态的液晶分子的动作的图。
图34是部分地表示本发明的第三实施方式涉及的液晶显示装置的变形例的剖视图，是沿着图29所示的E－E'线的图。
图35是部分地表示本发明的第三实施方式涉及的液晶显示装置的变形例的剖视图，是表示在像素电极的下部具备共用电极的阵列基板、以及设置于与像素开口部相对应的显示装置基板上的位置处的红色滤光器、绿色滤光器、蓝色滤光器以及黑矩阵的排列的图，是沿着图29所示的F－F'线的图。
图36是部分地表示本发明的第四实施方式涉及的液晶显示装置的电路图，是表示在一个像素中具备两个有源元件的阵列结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
在以下说明中，对相同或者实质上相同的功能以及结构要素赋予相同的标号，省略或简化其说明，或者仅在需要的情况下进行说明。在各图中，将各结构要素设置为能够在附图上识别的程度的大小，使各结构要素的尺寸和比率与实际情况适当地不同。
在以下所述的各实施方式中，对特征性的部分进行说明，例如，对通常的显示装置中使用的结构要素和本实施方式涉及的显示装置之间无差异的部分省略说明。另外，在各实施方式中，对液晶显示装置或者显示装置基板的例子进行说明，但本实施方式涉及的显示装置基板，对于有机EL显示装置那样的除液晶显示装置以外的显示装置也能适用。
(第一实施方式)
(液晶显示装置LCD1的结构)
以下，参照图1至图15，对本发明涉及的液晶显示装置的第一实施方式进行说明。
图1是表示本发明的第一实施方式涉及的液晶显示装置的框图。如图1所示，本实施方式的液晶显示装置LCD1具备显示部110、用于控制显示部110和触摸传感功能的控制部120。
控制部120具有公知的结构，具备影像信号定时控制部121(第一控制部)、触摸传感/复位信号控制部122(第二控制部)、系统控制部123(第三控制部)。
影像信号定时控制部121将设置于阵列基板200上的共用电极20(后述)设为恒电位，并且向设置于阵列基板200上的栅极布线9、10(后述的扫描线)和源极布线14、15(后述的信号线)发送信号。通过由影像信号定时控制部121对共用电极20和像素电极(后述)之间施加显示用液晶驱动电压，由此在阵列基板200上产生边缘电场，液晶分子沿着边缘电场旋转，液晶层300被驱动。由此在阵列基板200上显示图像。将共用电极20设为恒电位，并经由源极布线(信号线)向多个像素电极17的各个像素电极独立地施加例如具有交流矩形波的影像信号。另外，作为矩形波，也可以是正或负的直流矩形波。
影像信号定时控制部121如后所述地向源极布线发送正的第一影像信号和负的第二影像信号。
触摸传感/复位信号控制部122对第一触摸传感布线3(后述)和第二触摸传感布线7(后述)的一方施加触摸传感驱动电压，并通过第一触摸传感布线3和第二触摸传感布线7的另一方检测触摸传感信号。由此检测出产生于第一触摸传感布线3和第二触摸传感布线7之间的静电电容(边缘电容)的变化，进行触摸传感。并且，触摸传感/复位信号控制部122也可以对第二触摸传感布线7供给复位电压(后述的复位信号)。
在这样的触摸传感动作中使用的第一触摸传感布线3的意思包含被施加触摸传感驱动电压的触摸驱动布线和检测触摸传感信号的触摸检测布线。在第二触摸传感布线7作为触摸驱动布线发挥功能时，第一触摸传感布线3作为触摸检测布线发挥功能。另一方面，在第二触摸传感布线7作为触摸检测布线发挥功能时，第一触摸传感布线3作为触摸驱动布线发挥功能。即，也可以在触摸传感功能中切换第一触摸传感布线3和第二触摸传感布线7的作用。
系统控制部123对影像信号定时控制部121和触摸传感/复位信号控制部122进行控制，可以交替地、即以时分割方式进行液晶驱动和静电电容的变化的检测。并且，系统控制部123与影像信号定时控制部121中的液晶驱动同步地控制触摸传感/复位信号控制部122中的对第一触摸传感布线3或第二触摸传感布线7的信号供给，并控制对第二触摸传感布线7的复位电压的供给。
本发明的实施方式涉及的第二触摸传感布线7兼具伴随着施加于第二触摸传感布线7的复位电压而在液晶层300上产生电场(朝向俯视中将液晶层300横断的方向的电场)的功能、以及作为用于进行触摸检测或触摸驱动的这些触摸传感的触摸传感布线的功能。这样的第二触摸传感布线7的两个功能以时分割方式进行，第二触摸传感布线7可以伴随着时间变化(时间轴上)实现各种作用(两个功能)。
施加于第二触摸传感布线7上的复位电压包括正电压和负电压，所述复位电压也可以按照被影像信号定时控制部121控制的影像显示的每一定期间(每个影像显示期间)被反转为正或负。由此，可以切换电场方向，以使得朝向俯视中将液晶层300横断的方向的电场进行反转。再有，复位电压的正负意思是，相对于接地电位(0V)为正的电位或者负的电位。不限于这种正负的定义，也可以以在俯视下至少两个不同的第二触摸传感布线(导电布线)相互具有相反的电位的方式，将两个第二触摸传感布线各自的电位切换为正或负的电位，并对两个第二触摸传感布线施加电压。另外，也可以对正或负的复位电压加以偏置，使复位电压向低电压侧或高电压侧偏移一些。
由于本发明的实施方式涉及的第一触摸传感布线和第二触摸传感布线可以由导电率良好的金属层形成，因此能够降低第一触摸传感布线和第二触摸传感布线的电阻值并提高触摸灵敏度。
具有上述结构的控制部120如后所述地与第一影像信号和第二影像信号的供给同步地、对像素电极17和共用电极20之间施加液晶驱动电压，由此驱动液晶层300。并且，进行影像显示的控制，在进行了影像显示后，对第二触摸传感布线7施加电压。
进而，控制部120如后所述地在影像显示的稳定期间和影像显示后的黑显示稳定期间的至少一个稳定期间，进行基于第一触摸传感布线3和第二触摸传感布线7的触摸传感驱动。
(液晶显示装置LCD1)
本实施方式涉及的液晶显示装置可以具备后述的实施方式涉及的显示装置基板。另外，以下记载的“俯视”意思是指，从观察者观察液晶显示装置的显示面(显示装置用基板的平面)的方向观察的平面。本发明的实施方式涉及的液晶显示装置的显示部的形状、或者对像素进行规定的像素开口部的形状、构成液晶显示装置的像素数不被限定。但是，在以下详细叙述的实施方式中，将俯视下像素开口部的短边方向规定为X方向，将长边方向规定为Y方向，并将透明基板的厚度方向规定为Z方向，以此对液晶显示装置进行说明。也可以在以下的实施方式中切换如上所述地规定的X方向和Y方向来构成液晶显示装置。
图2是部分地表示本实施方式涉及的液晶显示装置LCD1的剖视图。另外，图2是沿着像素开口部的短边方向的剖视图，是沿着图3的A－A'线的图。
液晶显示装置LCD1具备显示装置基板100(对置基板)、与显示装置基板100面对面地贴合的阵列基板200、被显示装置基板100和阵列基板200夹持的液晶层300。
在液晶显示装置LCD1中，在构成液晶显示装置LCD1的阵列基板200的背面(与配置液晶层300的阵列基板200的透明基板的面相反的面)设置有向内部供给光L的背光单元BU。再有，背光单元也可以设置在液晶显示装置LCD1的侧面。该情况下，例如，在阵列基板200的透明基板22的背面设置使从背光单元BU出射的光朝向液晶显示装置LCD1内部反射的反射板、导光板或者光扩散板等。
显示装置基板100具备透明基板21(第一透明基板)、设置于透明基板21上的第一触摸传感布线3、以覆盖第一触摸传感布线3的方式设置于透明基板21上的透明树脂层1。第一触摸传感布线3(触摸检测布线、触摸驱动布线)由至少包括黑色层8和金属层5的导电层形成。即，第一触摸传感布线3具有由黑色层8和金属层5构成的二层结构。金属层5形成在黑色层8上。并且，导电层具有第一导电性金属氧化物层6、金属层5以及第二导电性金属氧化物层4的三层结构。作为导电性金属氧化物，可以使用在以氧化铟或氧化锡为基础材料的金属氧化物中添加了少量的钛、锆、镁、铝、锗等的金属氧化物而得到的复合氧化物。作为金属层，例如可以采用铜层或作为铜合金层的含铜层、或者含有铝的铝合金层(含铝层)。在第一触摸传感布线3上具备透明树脂层1。换言之，在显示装置基板100中的靠近液晶层300的位置上形成有第一触摸传感布线3。
下面，对金属层具有含铜层的优点进行说明。
在金属层具有含铜层(铜层或者铜合金层)的情况下，期望的是，夹持该金属层的导电性金属氧化物层为包含氧化锌、氧化铟和氧化锡的复合氧化物层。理由如下。通过在上述复合氧化物中调整构成复合氧化物的氧化锌和氧化锡的组成比例，能够容易地调整湿式蚀刻中的蚀刻速率。因此，在具备通过由复合氧化物构成的导电性金属氧化物层夹持含铜层的三层结构的第二触摸传感布线7和第一触摸传感布线3的情况下，即使是多层结构，也能够容易地形成第二触摸传感布线7和第一触摸传感布线3的图案。并且，含铜层对构成彩色滤光器的树脂或玻璃等基板的紧贴性低，从紧贴性的观点来说，含铜层没有达到实用等级。另一方面，由氧化锌、氧化铟和氧化锡构成的复合氧化物层对彩色滤光器或玻璃具有足够的紧贴性，进而对含铜层也具有足够的紧贴性。这样，在对彩色滤光器、玻璃以及含铜层的紧贴性的观点上来说，复合氧化物层充分满足实用等级，因此能够提供实现了高紧贴性的第二触摸传感布线7和第一触摸传感布线3。
加之，由于在含铜层的表面会经时形成铜氧化物，因此铜氧化物具有难以用电连接取得欧姆接触的性质。另一方面，氧化锌、氧化铟和氧化锡的复合氧化物层能够取得欧姆接触，安装稳定性优秀。因此，通过对第二触摸传感布线7和第一触摸传感布线3采用由复合氧化物层夹持含铜层的层叠结构，在欧姆接触这点上，能够实现优秀的布线结构。
对可适用于第二触摸传感布线7和第一触摸传感布线3的金属层进行说明。
可以对金属层适用铜、银、金、钛、钼、铝、或含有这些金属的合金。由于镍为强磁性体，因此成膜速率降低，但可以采用溅射等的真空成膜法来形成。铬虽然具有环境污染的问题或电阻值较大这样的负面影响，但可以被用作本实施方式涉及的金属层。
作为形成金属层的金属材料，为了获得与玻璃基板或树脂的紧贴性，优选采用在铜或铝中添加了从镁、钙、钛、钼、铟、锡、锌、铵、镍、铝中选择的一种以上的金属元素后得到的合金。
有关在形成金属层的材料中添加金属元素的量，如果添加量为3at％以下，则铜合金或铝的电阻值不会大幅度下降，因此优选。作为使铜合金成膜的工序，例如可以通过基于溅射法的真空成膜来实施铜合金的成膜。在铜合金薄膜或铝合金薄膜的情况下，若使膜厚为100nm以上或者150nm以上，则几乎不会透射可见光。从而，作为本实施方式涉及的金属层的膜厚，例如采用100nm～300nm的膜厚，由此能够得到足够的遮光性。
另外，通过在第一触摸传感布线3上形成具有光吸收性的金属氧化物，能够抑制第一触摸传感布线3中所使用的金属层的光反射。作为可适用于本发明的实施方式的金属氧化物层和金属层的结构，举出以下结构。例如，在含有氧化铟作为中心基材的ITO(IndiumTin Oxide)或IZTO、或者IZO(注册商标)中氧不足的状态下，例如举出通过在铜合金层之上成膜金属层而得到的层结构、或者在铝合金或铜合金之上层叠氧化钼、氧化钨、氧化镍和氧化铜的混合氧化物、氧化钛等而得到的层结构等。
由金属氧化物层和金属层得到的层结构具有能够用喷溅装置等真空成膜装置连续成膜的优点。
下面，对构成第一触摸传感布线3的黑色层8进行说明。
黑色层例如由分散有黑色色料的着色树脂构成。铜的氧化物或铜合金的氧化物无法获得充分的黑色或低的反射率，但本实施方式涉及的黑色层与玻璃等基板之间的界面上的可见光的反射率被抑制在3％以下，可获得高的视觉辨认性。
作为黑色色料，可以适用碳、碳纳米管或多个有机颜料的混合物。将碳作为例如相对于色料整体的量为51质量％以上的主要色料进行使用。为了调整反射色，还可以在黑色色料中添加蓝色或红色等有机颜料进行使用。例如，通过调整作为起始原料的感光性黑色涂敷液中含有的碳的浓度(降低碳浓度)，可以提高黑色层的再现性。
即使在使用显示装置的制造装置即大型曝光装置的情况下，例如也可以形成具有1～6μm的线宽(细线)的图案的黑色层(图案化)。再有，本实施方式中的碳浓度的范围设定在相对于包括树脂或固化剂和颜料在内的整体的固体成分为4以上且50以下的质量％的范围内。在此，作为碳量，即使碳浓度超过50质量％也是可以的，但相对于整体的固体成分，碳浓度超过50质量％时有涂膜适合性下降的趋势。另外，在将碳浓度设定为4质量％以下时，无法获得充分的黑色，在位于黑色层下的底层的金属层上产生的反射光被明显辨认，有时会降低视觉辨认性。
在作为后工序的光刻中进行曝光处理的情况下，进行曝光对象的基板与掩模的对位(对准)。这时，以对准为优先，例如能够使透射测定中的黑色层的光学浓度为2以下。除了碳以外，还可以使用多个有机颜料的混合物作为黑色的色调整来形成黑色层。考虑玻璃或透明树脂等基材的折射率(约1.5)，按照使黑色层与这些基材之间的界面上的反射率为3％以下的方式，设定黑色层的反射率。该情况下，期望对黑色色料的含量、种类、色料中使用的树脂、膜厚进行调整。通过这些条件的优化，可以使得折射率约1.5的玻璃等基材与黑色层之间的界面上的反射率在可见光波长区域内为3％以下，能够实现低反射率。考虑到对于从背光单元BU出射的光的反射光再次反射进行防止的必要性、以及观察者的视觉辨认性的提高，期望黑色层的反射率为3％以下。再有，通常彩色滤光器中使用的丙烯酸树脂和液晶材料的折射率为大约1.5以上且1.7以下的范围。
由于在透明基板21和第二导电性金属氧化物层4之间具备第一黑色层8，因此可以使得在从观察者方向观察透明基板21时透明基板21与第一黑色层8之间的界面的光的反射率为3％以下。因此实现了从视觉辨认性观点来说优秀的结构。
上述的第一触摸传感布线3具有在透明基板21上依次层叠有第一黑色层8、第二导电性金属氧化物层4、第一金属层5和第一导电性金属氧化物层6的结构。作为第一触摸传感布线3的变形例，也可以采用在第一导电性金属氧化物层6上设置第二黑色层的结构。
作为在透明树脂层1中使用的透明树脂，可以使用丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂等耐热性高的树脂。通过在本发明的实施方式中适用这样的透明树脂层1，能够提供高分辨率且能应对高速的触摸输入的显示装置、以及在该显示装置中使用的显示装置基板、具备彩色滤光器的显示装置基板。
下面，返回到图2，对液晶显示装置LCD1继续说明。
阵列基板200具备：透明基板22(第二透明基板)；形成在透明基板22上的栅极布线9、10(第一栅极布线10和第二栅极布线9)以及公共布线36(参照图10)；以覆盖栅极布线9、10和公共布线36的方式形成在透明基板22上的第三绝缘层13；形成在第三绝缘层13上的源极布线14、15(第一源极布线14和第二源极布线15)；以覆盖源极布线14、15的方式形成在第三绝缘层13上的第二绝缘层12；形成在第二绝缘层12上的共用电极20；以覆盖共用电极20的方式形成在第二绝缘层12上的第一绝缘层11。并且，阵列基板200具备形成在第一绝缘层11上的多个像素电极17。
即，第一绝缘层11设置于像素电极17之下。第二绝缘层12设置于第一绝缘层11之下。共用电极20设置于第一绝缘层11和第二绝缘层12之间。
换言之，在最靠近液晶层300的阵列基板200的面上设置有像素电极17。像素电极17被设置在多个像素开口部18的各个像素开口部18中，并与后述的有源元件连接。
并且，在最靠近液晶层300的阵列基板200的面(表面部位)上，即在第一绝缘层11上设置有第二触摸传感布线7。第二触摸传感布线7在俯视下与第一触摸传感布线3正交。再有，在沿着图3所示的A－A'线的截面图2中未表示第二触摸传感布线7。第二触摸传感布线7形成在图2的纸面里侧且与栅极布线9、10平行(参照图3)。
位于相互邻接的第二触摸传感布线7之间的Y方向(像素的长边方向)上的区域为像素开口部18。再有，X方向(像素的短边方向)上的像素开口部18位于图3所示的相互邻接的第一触摸传感布线3之间、或者图4所示的相互邻接的源极布线14、15之间。
在本实施方式中不限定第二触摸传感布线7和第一触摸传感布线3延伸的方向。第一触摸传感布线3和第二触摸传感布线7中的一方也可以以与第一栅极布线10和第二栅极布线9重叠的方式设置。该情况下，第一触摸传感布线3和第二触摸传感布线7中的另一方以与第一源极布线14和第二源极布线15重叠的方式设置。
第一栅极布线10和第二栅极布线9以位于多个像素开口部18中相互邻接的两个像素开口部18之间的方式相互平行地配设。
像素电极17和共用电极20可以由ITO等导电性金属氧化物形成。像素电极17和共用电极20的形状为矩形。并且，在像素电极17的中央设置有狭缝。如图4所示，在俯视下共用电极20和像素电极17以重叠的方式配置。如图2所示，在剖视下共用电极20和像素电极17夹持第一绝缘层11而对置。通过采用这种电极结构，在对共用电极20和像素电极17之间施加液晶驱动电压时，在像素电极17的周边区域，即位于像素电极17上方的区域、像素电极17的外侧区域、以及作为狭缝形成区域的像素电极17的内侧区域中产生边缘电场。
液晶层300包含具有正的介电常数各向异性的液晶分子39。液晶分子的初始取向相对于显示装置基板100或阵列基板200的基板面为水平。使用液晶层300的第一实施方式涉及的液晶驱动为在俯视下以将液晶层横断的方式对液晶分子施加驱动电压，因此有时被称为横电场方式。
在图2中省略了对液晶层300赋予初始取向的取向膜、偏光薄膜、相位差薄膜等光学薄膜、保护用的盖玻璃等。在液晶显示装置LCD1的表面和背面的各个面上，以使得光轴成为正交尼科尔结构的方式粘贴有偏光薄膜。
图3是部分地表示从观察者观察本实施方式涉及的液晶显示装置LCD1的像素结构的俯视图，是表示在阵列基板200上贴合有显示装置基板100的结构的图。
构成液晶显示装置LCD1的像素具有多边形形状，并具有相对于取向处理的方向具有角度θ的“く”字形状图案(dog－legged pattern)。作为取向膜的取向处理，可以采用光取向处理或者摩擦处理。角度θ例如为3°～15°的范围。
所述光取向处理具体来说如下。
首先，在显示装置基板100和阵列基板200互相面对的面上，在基板上涂敷感光性的取向膜材料，并使取向膜材料轻度干燥。并且，在显示装置基板100和阵列基板200的至少一方上，使用于密封液晶层300的密封部形成为位于显示画面的周围。之后，在显示装置基板100和阵列基板200的一方滴下(ODF：One Drop Filling)液晶。以夹持所滴下的液晶(液晶层300)的方式贴合显示装置基板100和阵列基板200，进行液晶层300的密封(盒化)。之后，例如一边对液晶层300施加驱动液晶的电压，一边向基板照射紫外线使取向膜材料固化，同时对取向膜材料进行取向处理。作为紫外线，可以使用偏光后的紫外线，也可以使用未偏光的紫外线。
在图3所示的层叠结构(Z方向)中，第一触摸传感布线3位于最上层。第一触摸传感布线3沿着具有“く”字形状图案(dog－legged pattern)的像素形状朝着Y方向延伸。图2所示的源极布线14、15以位于第一触摸传感布线3的下部的方式重叠配置，因此，图3中未示出源极布线14、15，其因此第一触摸传感布线3而被隐藏。
第二触摸传感布线7是构成阵列基板200的多个层中的最上层(除了取向膜以外)之一。第二触摸传感布线7朝着X方向延伸。在第二触摸传感布线7的下部设置有第一栅极布线10和第二栅极布线9。参照图10，下面对包括第二触摸传感布线7、第一栅极布线10和第二栅极布线9在内的截面结构进行叙述。第二触摸传感布线7至少包含金属层，作为第二触摸传感布线7的结构，可以采用与第一触摸传感布线3相同的结构。即，第二触摸传感布线7具有由黑色层和金属层构成的二层结构。
遮光层23、像素电极17和共用电极20位于被第二触摸传感布线7和第一触摸传感布线3包围的区域中。
另外，可以由与构成第二触摸传感布线7的金属层具有相同的层结构的金属层形成遮光层23(遮光图案)。第二触摸传感布线7与遮光层23电气性独立。
图5是部分地表示液晶显示装置LCD1的剖视图。如图5所示，遮光层23以覆盖构成有源元件28(第一有源元件28a)的沟道层27的上部的方式进行配设。在沟道层27的下部，隔着第三绝缘层13设置有栅电极25(第一栅电极)。换言之，沟道层27位于遮光层23和栅电极25之间。这样，在俯视下，有源元件28的沟道层27与遮光层23重叠，并与栅电极25重叠。因此，从背光单元BU出射的光L或者由光L引起的反射光等被遮光层23和栅电极25遮住，防止这些光(杂光)向沟道层27入射。从而，能够避免因杂光入射到沟道层27而在有源元件28上产生噪声，能够防止有源元件28的误动作，有助于画质的改善。
特别是在具有300ppi以上这样的高精细像素的液晶显示装置中，光容易入射到有源元件28，有源元件28容易误动作，其结果，液晶显示装置的显示品质容易下降。通过设置遮光层23，能够防止这种画质下降。
再有，图5表示了通过遮光层23(第一遮光层)覆盖第一有源元件28a的沟道层27的结构，遮光层23(第二遮光层)以覆盖构成后述的第二有源元件28b的沟道层27的方式设置。同样地，在第二有源元件28b的沟道层27的下部设置有栅极电极25(第二栅极电极)，能够避免由于向第二有源元件28b的沟道层27入射杂光而在第二有源元件28b上产生噪声，有助于画质的改善。
沟道层27由氧化物半导体或多晶硅等硅类半导体形成。作为氧化物半导体，可以使用被称为IGZO等的金属氧化物。通过由IGZO等的含有镓、铟、锌、锡、锗、镁、铝中的两种以上的金属氧化物在内的氧化物半导体形成沟道层，能够大体上消除在点反转驱动下产生的耦合噪声的影响。这是因为，使用了IGZO等氧化物半导体的有源元件能够以极短时间(例如，2msec)对作为影像信号的液晶驱动的矩形信号进行处理。另外，这样的氧化物半导体具有能够在影像信号施加后的液晶显示中保持施加于像素电极的电压的存储性。因此，在电压保持期间不会产生新的噪声，能够进一步减少在液晶驱动中产生的噪声对触摸传感的影响。
另外，由于IGZO等氧化物半导体的电气耐压高，因此能够以高电压对液晶高速地进行驱动，对于3D等的三维影像显示是有力的。沟道层中使用IGZO等氧化物半导体的晶体管由于存储性高，因此具有例如即便是使液晶驱动频率为0.1Hz至60Hz左右的低频也难以产生闪烁(显示的闪烁)的优点。因此，不仅具备触摸传感功能，而且能够以低耗电实现闪烁少的液晶显示装置。
另外，使用以IGZO为沟道层的晶体管，通过并用低频下的点反转驱动以及与其不同频率下的触摸驱动，能够以低耗电同时获得高画质的影像显示和高精度的触摸传感。再有，作为晶体管的结构，可以采用双栅极结构等的多栅极结构以及底栅型结构。
另外，在采用点反转驱动作为液晶驱动方式时，若使用存储性良好的IGZO，则也可以省去用于将像素电极的电压维持为一定电压(恒电位)的恒定电压驱动所需的辅助电容(存储电容器或者累积电容器)。
返回到图4继续进行说明。
图4是部分地表示从观察者观察本实施方式涉及的液晶显示装置LCD1的像素结构的俯视图，是表示设置于显示装置基板100以及第二触摸传感布线7和遮光层23被去除的阵列基板200上的部件的位置关系的图。
在阵列基板200的透明基板22上，两条栅极布线9、10和两条源极布线14、15正交。即，栅极布线9、10在X方向上延伸，源极布线14、15在Y方向上延伸。通过第一栅极布线10、第二栅极布线9、第一源极布线14和第二源极布线15划分像素开口部18。像素开口部18的长边在沿着第一源极布线14和第二源极布线15的方向上延伸。
并且，在透明基板22上设置有与栅极布线9、10平行地延伸且位于像素中央的公共布线36。并且，在多个像素的各个像素的中央设置有未图示的接触孔。通过该接触孔，在X方向上排列的多个共用电极20与公共布线36电连接。各像素具备2个有源元件28，即第一有源元件28a和第二有源元件28b。
第一栅极布线10与第一有源元件28a电气协作。具体而言，连接在第一栅极布线10上的第一栅电极25a和第一有源元件28a的沟道层27隔着第三绝缘层13对置。根据从影像信号定时控制部121供给到第一栅电极25a的扫描信号，在第一有源元件28a中进行开关驱动。
第二栅极布线9与第二有源元件28b电气协作。具体而言，连接在第二栅极布线9上的第二栅电极25b和第二有源元件28b的沟道层27隔着第三绝缘层13对置。根据从影像信号定时控制部121供给到第二栅电极25b的扫描信号，在第二有源元件28b中进行开关驱动。
从影像信号定时控制部121对第一源极布线14和第二源极布线15赋予作为影像信号的电压。对第一源极布线14赋予正电位的影像信号(第一影像信号)，对第二源极布线15赋予负电位的影像信号(第二影像信号)。第一源极布线14和第二源极布线15中的影像信号的正负极性被固定，不进行源极布线14、15中的影像信号的正和负的反转。参照图14和图15，下面对源极布线14、15中的影像信号的正负极性被固定的液晶驱动进行说明。
图6是示意地表示本发明的第一实施方式涉及的触摸传感布线的俯视图，是对第二触摸传感布线7a、7b的电连接进行说明的图。另外，图6是用于说明被施加复位电压的导电布线的图。
在图6中省略了包含像素电极17或第一绝缘层11的阵列基板200的图示，表示了构成后述的彩色滤光器的红色滤光器R、绿色滤光器G和蓝色滤光器B与第二触摸传感布线7a、7b之间的位置关系。
如图6所示，第二触摸传感布线7具有包含第二触摸传感布线7a(第一导电布线)的第一布线组和包含第二触摸传感布线7b(第二导电布线)的第二布线组。第一布线组和第二布线组相互咬合地形成为梳齿状。
在显示装置基板100上，在与像素开口部18相对应的位置上至少设置有红色滤光器R、绿色滤光器G和蓝色滤光器B的任一种滤光器。
对第一布线组和第二布线组施加正负的任一种复位电压Vr。即，对第一布线组和第二布线组施加彼此相反极性的复位电压。通过使用了开关元件等的触摸传感/复位信号控制部122和系统控制部123控制这种复位电压的切换动作。另外，在复位电压的切换动作中还进行下述驱动：例如，对第一布线组和第二布线组中的一个布线组施加电压，并且使另一个布线组接地的这种驱动；或对一个布线组施加正的电压，并且对另一个布线组施加负的电压的这种驱动。
在图6所示的例子中，可以考虑假设交流电源S(虚拟电源)与第一布线组和第二布线组连接，该情况下复位电压为交流电压。
另外，在第一布线组中，多条第二触摸传感布线7a各自具有端部，因此第二触摸传感布线7a作为电极(第一导电电极)发挥功能。同样，在第二布线组中，多条第二触摸传感布线7b各自具有端部，因此第二触摸传感布线7b作为电极(第二导电电极)发挥功能。
再有，本发明不限定于在第一布线组和第二布线组之间虚拟地设置有图6所示的交流电源S的电路结构。例如，也可以使第一布线组或第二布线组中的一个布线组接地(下降到地电位)，对另一个布线组(未接地的布线组)施加正或负的电压。另外，这种施加于布线组的复位电压可以是交流，也可以是直流的矩形波。
另外，在图6中表示了构成彩色滤光器的条纹状的红色滤光器、绿色滤光器和蓝色滤光器(三色R、G、B)与第二触摸传感布线7a、7b的位置关系。即，第二触摸传感布线7a、7b在相对于条纹状的彩色滤光器的延伸方向正交的方向上延伸。在相互邻接的第二触摸传感布线7a、7b之间配置有红色滤光器、绿色滤光器和蓝色滤光器的任一个滤光器，该第二触摸传感布线7a、7b之间的各色滤光器的各个滤光器构成了像素。本发明不限定于如图6所示的彩色滤光器与第二触摸传感布线7a、7b的位置关系。
图10是部分地表示本发明的第一实施方式涉及的液晶显示装置的剖视图，是沿着图3所示的源极布线(B－B'线)的图。再有，在图10中表示了正在进行触摸传感驱动的状态，对该触摸传感驱动在后面进行叙述。
如图10所示，在与液晶层300对置的透明基板21的面上设置有第一触摸传感布线3。该第一触摸传感布线3包括设置于显示装置基板100的第一透明基板21上的黑色层8和设置于黑色层8上的金属层5。另外，在透明基板21上还以覆盖第一触摸传感布线3的方式设置有透明树脂层1。
在与液晶层300对置的阵列基板200的最上面具备第二触摸传感布线7。再有，在阵列基板200的透明基板22上，与多个绝缘层11、12、13一起形成有第一栅极布线10、第二栅极布线9、公共布线36以及上述的第二触摸传感布线7。
从显示装置基板100的显示面到第二触摸传感布线7的距离大于从显示装置基板100的显示面(面对观察者的面)到第一触摸传感布线3的距离。另外，第二触摸传感布线7也可以设置在第一绝缘层11上的位置、第二绝缘层12上的位置以及第二绝缘层12下的位置中的任一个位置上。也可以在第二触摸传感布线7上进一步层叠绝缘层。
作为第二触摸传感布线7，可以使用铝或铜等的合金层。作为在构成第一触摸传感布线3的多个层中被观察者观察的层，通过设置黑色层8，能够抑制从第一触摸传感布线3产生的光反射，改善视觉辨认性。再有，也可以在金属层成膜前形成无机或有机的绝缘层，或者也可以在使第一触摸传感布线3形成图案后在金属层上形成无机或有机的绝缘层。
(液晶显示装置LCD1的动作)
(1.基于栅极布线9、10和源极布线14、15的反转驱动)
下面，参照图14和图15，对基于栅极布线9、10和源极布线14、15的反转驱动进行说明。
在本实施方式中，作为一例，第一源极布线14的电位具有正的极性，第二源极布线15具有负的极性，在各像素中进行像素反转驱动。关于在反转驱动时选择的栅极布线，可以是在显示画面的整体中选择栅极布线的帧反转，也可以选择全部行中的一半数量的栅极布线进行反转驱动，还可以是依次选择水平行的反转驱动或间歇地选择水平行进行反转驱动。
图14表示例如选择多条栅极布线10(多行)中的偶数行的栅极布线10，而且所选择的栅极布线10向有源元件发送了栅极信号时的每个像素的极性。在此，第一源极布线14的极性为正，第二源极布线15的极性为负。该情况下，在垂直方向上排列具有相同极性的像素。例如，在下一帧中选择奇数行的栅极布线，而且所选择的栅极布线10向有源元件发送了栅极信号时，具有与图14所示的极性相反的极性的像素同样地在纵向上排列，进行垂直行反转驱动。在按照每帧对垂直行进行反转的情况下，噪声的发生频度变得更低。
图15表示在例如多条栅极布线10(多行)中选择每隔2根且两条为一组的栅极布线9、10，而且所选择的栅极布线9、10向有源元件发送了栅极信号时的每个像素的极性。在此，第一源极布线14的极性为正，第二源极布线15的极性为负。该情况下，在垂直方向和水平方向的任一方向上都交替地排列有具有正和负的极性的像素。通过在下一帧中选择不同的两条为一组的栅极布线，而且所选择的栅极布线9、10向有源元件发送栅极信号，由此，具有与图15所示的极性相反的极性的像素同样地交替排列，进行点反转驱动。图14和图15所示的像素中的反转驱动在以下的实施方式中也同样地进行。
(2.通过对第二触摸传感布线7施加电压而将液晶的取向加速地返回到初始取向的动作)
图7至图9是部分地表示本发明的第一实施方式涉及的液晶显示装置的俯视图，是表示液晶显示装置LCD1的一个像素中的液晶分子与电极结构(像素电极17和共用电极20)的关系的放大图。另外，图7是表示初始取向(黑显示)状态的液晶分子和电极结构的关系的放大图，图8是表示对像素电极17和共用电极20之间施加了液晶驱动电压时的液晶分子的旋转动作的图。在图7和图8中表示了夹着一个像素配置的第二触摸传感布线7a、7b。图9是说明在对像素电极17和共用电极20之间未施加液晶驱动电压的状态(无施加状态)下，对第二触摸传感布线7a、7b之间施加复位电压，使第二触摸传感布线7a、7b间产生电场，使液晶的取向状态加速地返回到黑显示状态的图。
如图7所示，在像素电极17和共用电极20之间未施加液晶驱动电压的状态下，液晶层300的液晶分子39朝着取向方向R(取向处理的方向、初始取向状态下的取向方向)进行取向。即，液晶分子相对于显示装置基板100和阵列基板200在水平方向上取向(初始取向状态)。另外，像素电极17和共用电极20具有“く”字形状图案(dog－legged pattern)，即，具有相对于取向方向R以角度θ倾斜的边。
下面，如图8所示，当在像素电极17和共用电极20之间施加液晶驱动电压时，在像素电极17和共用电极20之间产生边缘电场。通过这种电场的作用，液晶分子39在像素电极17上旋转，在液晶显示装置LCD1中进行影像显示(白显示)。在此，由于像素电极17和共用电极20具有相对于取向方向R以角度θ倾斜的边，因此，在图8所示的像素的上方区域
(比第二触摸传感布线7b更靠近第二触摸传感布线7a的区域，第一范围)中，液晶分子39绕顺时针旋转。另一方面，在像素的下方区域(比第二触摸传感布线7a更靠近第二触摸传感布线7b的区域，第二范围)中，液晶分子39绕逆时针旋转。
再有，在液晶驱动电压接通时，第二触摸传感布线7a、7b上未被施加电压。
下面，当使对像素电极17和共用电极20之间施加的液晶驱动电压断开时，图8所示的液晶分子向图7所示的初始取向状态的黑显示返回。像这样地直到液晶分子的取向状态返回到初始取向为止的时间被称作τoff。
特别是在现有的液晶显示装置中，由于未设置第二触摸传感布线7a、7b，因此从白显示状态向黑显示状态缓慢地返回。即，如图13所示，有关现有的液晶显示装置中的透射率的变化，伴随着时间的经过，透射率Trans从白显示状态(透射率Trans：100％)开始缓慢地减少，直至透射率Trans变为黑显示状态(透射率Trans：0％)。
像这样，在现有的液晶显示装置中，由于不对液晶分子39施加用于将液晶的显示状态向黑显示返回的驱动电压，因此无法缩短时间τoff。
在本发明的实施方式中，在影像显示之后，如图9所示地对第二触摸传感布线7a、7b之间施加电压。作为电压施加方法，例如举出使第二触摸传感布线7b接地，并对第二触摸传感布线7a施加5V的复位电压的方法。通过这样地对第二触摸传感布线7a、7b之间施加电压，由此在与第二触摸传感布线7a、7b正交的方向(与显示装置基板100和阵列基板200平行的方向)上产生复位电场B1。液晶分子39的长轴朝着复位电场B1的方向加速地返回。通过这样地将复位电压施加到第二触摸传感布线7a、7b之间，液晶层300的显示状态加速地向黑显示返回。
在如上所述地通过复位电场B1加速地进行了黑显示之后，通过对像素电极17和共用电极20之间施加液晶驱动电压，由此进行影像显示。进而，在影像显示之后，对第二触摸传感布线7a、7b之间进一步施加复位电压，使得产生复位电场。即，在一次影像显示动作的前后进行对液晶层300施加复位电场的动作，该动作反复地进行。在这样地在影像显示之后反复地对液晶分子39赋予复位电场的情况下，优选使复位电压的正负反转。即，复位电压包括正的电压和负的电压，优选在影像显示的每一定期间将复位电压反转为正或者负。
具体而言，在通过复位电场B1加速地进行了黑显示之后进行下一个影像显示。之后，例如，使第二触摸传感布线7a接地，并对第二触摸传感布线7b施加5V的复位电压。于是，在与第二触摸传感布线7a、7b正交的方向(与显示装置基板100和阵列基板200平行的方向)上产生复位电场B2。液晶分子39的长轴朝着复位电场B2的方向加速地返回。
通过这样地使施加于第二触摸传感布线7a、7b上的复位电压的正负进行反转，复位电场B2的方向就成为与上述复位电场B1的方向相反的方向。
在这样地使复位电压的正负变为相反的情况下，也同样地能够将液晶分子39的取向状态加速地返回到初始取向状态，能够缩短τoff。反复地使复位电压的正负进行反转的驱动方法，在后述的每一个显示单位期间都进行。该驱动方法有助于液晶显示的影像残留的减轻。在此，所述“一个显示单位期间”是基于影像信号的影像显示的最小单位期间。在点反转驱动的情况下，最小单位为一个像素下的反转期间。在垂直行反转驱动的情况下，最小单位为一行下的反转期间。在帧反转驱动的情况下，最小单位为一帧下的反转期间。
(3.使用第二触摸传感布线7进行触摸传感的动作)
图10和图11是沿着图3所示的源极布线(B－B'线)的剖视图。图10部分地表示在对触摸传感布线3和第二触摸传感布线7之间施加了触摸传感驱动电压时产生的边缘电场的状况。图11部分地表示在对触摸传感布线3和第二触摸传感布线7之间施加了触摸传感驱动电压，而且手指等指示器接触或接近面向观察者的显示装置基板100的表面时的边缘电场的变化。
在图10中，在被施加了触摸传感驱动电压的第二触摸传感布线7(触摸驱动布线)和第一触摸传感布线3(触摸检测布线)之间产生边缘电场，并从第二触摸传感布线7朝着第一触摸传感布线3产生电力线。这时，在第二触摸传感布线7和第一触摸传感布线3之间保持有静电电容C1。
另一方面，如图11所示，在手指等指示器接触或接近透明基板21时，第一触摸传感布线3检测静电电容的变化作为触摸传感信号。
再有，在图10和图11中，第一触摸传感布线3作为触摸检测布线发挥功能，但第一触摸传感布线3也可以作为触摸驱动布线发挥功能。该情况下，第二触摸传感布线7作为触摸检测布线发挥功能。可以这样地切换第一触摸传感布线3的作用。
另外，也可以在第二触摸传感布线7上层叠具有可见光吸收性的无机膜或有机膜。在使用具有可见光吸收性的无机膜的情况下，例如，由金属氧化物膜或包含该氧化物膜的多层结构构成无机膜。在使用具有可见光吸收性的有机膜的情况下，例如，可以使用后述的黑色层作为有机膜。可以将第二触摸传感布线7的一部分或者全部用作触摸驱动布线，或者可以将第二触摸传感布线7的一部分或者全部用作触摸检测布线。
在使用第二触摸传感布线7作为触摸驱动布线的情况下，如后所述地以时分割方式进行复位电压Vr对第二触摸传感布线7的施加和触摸传感驱动电压Vtouch对第二触摸传感布线7的施加。
另一方面，在使用第二触摸传感布线7作为触摸检测布线的情况下，第一触摸传感布线3作为触摸驱动布线发挥功能。该情况下，对第一触摸传感布线3施加触摸传感驱动电压Vtouch，对第二触摸传感布线7施加复位电压Vr，并由第二触摸传感布线7检测触摸传感信号。
另外，也可以将多条第二触摸传感布线7中的一部分布线的电位设为浮置电位。另外，也可以在切换复位电压的正电压和负电压时(例如，将电场发生状态(电场方向)从产生图9中的电场B1的状态改变为产生电场B2的状态时)，将两个第二触摸传感布线7中的一个下降到地电位。可以通过开关元件来进行对第二触摸传感布线7的复位电压的施加、将第二触摸传感布线7的电压变更为浮置电位的变更、或者将第二触摸传感布线7与地电位连接(接地)的这些第二触摸传感布线7的选择。
再有，在上述触摸传感中不需要将构成液晶显示装置的全部的触摸传感布线用于触摸传感动作中。该情况下，首先，将全部的触摸传感布线划分为多个组。组的数量少于全部的触摸传感布线的数量。假设构成一个组的布线数量为例如6根。在此，选择全部布线(布线数量为6根)中的例如2根布线(少于全部布线根数的根数，2根<6根)。在一个组中使用所选择的2根布线进行触摸传感，将剩余的4根布线上的电位设定为浮置电位(间隔剔除驱动)。由于液晶显示装置具有多个组，因此可以按照如上所述地定义了布线功能的每个组来进行触摸传感。
下面，对触摸传感的驱动频率进行说明。
例如，在将液晶驱动的共用电极即透明电极的电位设为零伏特的恒电位，在多个像素的各个像素中进行点反转驱动的情况下，透明电极在液晶驱动和触摸传感驱动中具有作为电屏蔽的作用。
在使设置于显示装置基板100上的第一触摸传感布线3作为触摸驱动电极发挥功能，并且使设置于阵列基板200上的第二触摸传感布线7作为触摸检测电极发挥功能的情况下，可以使触摸传感的驱动条件和液晶的驱动条件(频率或电压等)不同。
例如，可以将触摸传感驱动频率设定为60Hz～几十KHz，将液晶驱动的频率设定为0.1Hz～480Hz。在通过由IGZO等氧化物半导体形成有源元件的沟道层的TFT进行液晶驱动的情况下，也可以将液晶驱动频率设定为60Hz以下。也可以进一步以时分割方式进行触摸驱动和液晶驱动。
在使设置于显示装置基板100上的第一触摸传感布线3或者设置于阵列基板200上的第二触摸传感布线7中的任一个作为触摸驱动电极(扫描电极)发挥功能的情况下，可以配合所要求的触摸输入的速度任意地调整用于检测静电电容的扫描频率。
(4.对第二触摸传感布线7的电压施加和触摸传感动作的时分割驱动)
下面，对向第二触摸传感布线7施加复位电压Vr的定时和进行触摸传感驱动的定时进行说明。
图12是用于说明本发明的实施方式涉及的液晶显示装置LCD1的信号时序图，表示了以时分割方式进行液晶驱动和触摸传感驱动时的信号等的波形的例子。
图12所示的显示期间为一帧的期间(1F)，例如，是进行与60Hz相当的影像写入的期间。图12表示在该一帧期间中在一个像素单位期间(一个显示单位期间)进行白显示(液晶驱动电压接通)和黑显示(液晶驱动电压断开)的定时。
另外，在以下说明中，对于向第一栅极布线10和第二栅极布线9中的第一栅极布线10供给栅极信号，向第一源极布线14和第二源极布线15中的第一源极布线14供给影像显示，驱动第一有源元件28a，向像素电极17写入影像的情况进行说明。
再有，在驱动第二有源元件28b的情况下，向第二栅极布线9供给栅极信号，向第二源极布线15供给影像信号，向像素电极17写入影像。
在图12中，标号Vg表示向第一栅极布线10供给的信号(栅极信号)以及信号波形。标号Vd表示向第一源极布线14供给的信号(影像信号)以及信号波形。标号Trans表示第一有源元件28a向像素电极17进行影像写入的状态，即，表示液晶的透射率。标号Vr表示向第二触摸传感布线7施加的信号以及信号波形。标号Vtouch表示触摸传感驱动电压的信号以及信号波形。
在显示单位期间，按照一定间隔向第一栅极布线10提供两次信号Vg。在通过第一有源元件28a而向像素电极17写入影像时，与信号Vg的产生同步地向第一源极布线14供给信号Vd。这样，第一有源元件28a成为接通状态，开始对像素电极17的影像写入。随着水平取向的液晶分子旋转，透射率Trans增加。持续向第一源极布线14供给信号Vd，直至透射率Trans达到一定水平，之后保持白显示。信号Vd的施加时间Dt为液晶驱动电压的施加时间。当透射率Trans达到一定水平时，之后，透射率Trans在白显示稳定期间Wr的期间被维持。在此，所述白显示稳定期间意思是，白显示的透射率稳定的期间。之后，当复位电压Vr被施加到第二触摸传感布线7时，液晶分子的取向以朝着图9所示的复位电场的方式加速地返回到初始取向，透射率Trans减少，之后成为黑显示。图12所示的标号Er为黑显示稳定期间，在该期间黑显示的透射率稳定。在黑显示稳定期间Er，信号Vtouch以脉冲状产生，触摸传感驱动电压被施加到第二触摸传感布线7，第一触摸传感布线3检测触摸传感信号。再有，在第一触摸传感布线3作为触摸驱动布线发挥功能的情况下，伴随着信号Vtouch的产生，触摸传感驱动电压被施加到触摸传感布线3，第二触摸传感布线7检测触摸传感信号。
即，控制部120在对像素电极17施加了液晶驱动电压后，而且未再对像素电极17施加液晶驱动电压时，对第二触摸传感布线7施加复位电压。
再有，白显示稳定期间Wr根据构成第一有源元件28a的沟道层27的半导体材料的种类而不同。例如，在由氧化物半导体形成沟道层27的第一有源元件28a的情况下，信号Vd的施加时间短为好，即使在经过了施加时间Dt后，第一有源元件28a也能够良好地保持电压，能够维持高透射率。关于信号Vd与透射率Trans的关系，在后面进行叙述。
向第二触摸传感布线7施加复位电压Vr的定时为下面的任一个定时。
(1)进行了一个像素下的影像写入后(显示单位期间的影像显示以后)的定时
(2)进行了一个水平行下的影像写入后的定时
(3)进行了一个垂直行下的影像写入后的定时
(4)进行了一帧下的影像写入后的定时
在以点反转驱动方式驱动液晶显示装置的情况下，优选在对像素电极进行了影像写入之后，对各个像素电极中的第二触摸传感布线7施加复位电压。再有，所述显示单位期间，在点反转驱动的情况下为包含一个像素的写入和复位在内的期间，在一个水平行驱动的情况下为包含一个水平行的写入和复位在内的期间，在以一个画面进行帧反转的情况下为包含一个画面的写入和复位在内的期间。
可以在经过了这样的显示单位期间后且液晶驱动电压断开时，设置复位电压Vr的施加定时(向所述像素电极施加了所述液晶驱动电压后，而且还未对所述像素电极施加所述液晶驱动电压时，对所述导电布线施加电压)。或者，可以在白显示稳定期间Wr(影像显示的稳定期间)进行触摸传感驱动。即，在本实施方式中，在影像显示的稳定期间和影像显示后的黑显示稳定期间的至少一个稳定期间，通过所述第一触摸传感布线和所述第二触摸传感布线进行触摸传感驱动。
再有，关于对像素写入影像时产生的噪声的发生频度，例如，与在个别像素中进行反转的点反转驱动下的发生频度相比，一垂直行反转驱动(列反转驱动)等对像素集中进行的反转驱动下的发生频度低。
如上所述，一个像素单位期间由白显示(on)期间和黑显示(off)期间构成。与黑显示(off)的信号同步地对第二触摸传感布线7施加复位电压Vr。图12中，从对第二触摸传感布线7施加了复位电压Vr之后到产生下一个Vg信号为止的时间为触摸传感期间Ttouch。换言之，在图12中，在对第二触摸传感布线7施加了复位电压Vr后的黑显示稳定期间Er的期间中设置有触摸传感期间Ttouch。有关复位电压对第二触摸传感布线7的施加定时、源极信号对第一源极布线14的施加定时、以及栅极信号对第一栅极布线10的施加定时，可以使用延迟电路使任一个定时延迟例如20nsec～2msec左右，以使得噪声的发生不与触摸传感重叠。
例如，若对具备由IGZO等氧化物半导体形成的沟道层的有源元件(薄膜晶体管)和具备例如由非晶硅半导体形成的沟道层的有源元件进行比较，则在像素(液晶显示装置)的透射率Trans这点上，有较大差异。
在由氧化物半导体形成的沟道层的情况下，在通过有源元件进行了影像写入后，透射率Trans如图12所示地急速上升。
另一方面，在由非晶硅半导体形成的沟道层的情况下，在通过有源元件进行了影像写入后，透射率Trans如图13所示地缓慢上升。
因此，在沟道层由非晶硅半导体形成的情况下，晶体管的漏电流变大。为了对漏电流导致的电压下降进行补偿，需要在白显示稳定期间Wr的期间继续对第一源极布线14施加信号Vd(液晶驱动电压)。
另一方面，在沟道层由氧化物半导体形成的情况下，与非晶硅半导体相比，漏电流低了3个数量级左右，能够进行电压保持。因此，液晶驱动电压的施加时间Dt短为好。触摸传感期间Ttouch的触摸传感频率必须高于液晶驱动频率。这是因为，触摸传感的定时是不定期的且是短时间的。因此，为了避免未检测，优选触摸传感频率(检测频率)为高频率。
通过以高频率进行触摸传感驱动，得到触摸传感信号的积分值，能够进行稳定的触摸传感检测。为了减少相对于触摸传感信号的噪声量，期望避免在用于对有源元件进行影像写入的液晶驱动电压的接通和断开的紧接着之后的定时下检测触摸传感信号。从而，能够在白显示的透射率稳定的白显示稳定期间Wr和黑显示的透射率稳定的黑显示稳定期间Er的期间中进行触摸传感信号的检测。
如图12的时序图所示，在黑显示稳定期间Er，以高频率进行触摸传感信号的检测。在黑显示稳定期间Er，可以停止LED等背光单元BU的发光元件的发光。
另外，有关进行右眼用图像和左眼用图像之间的切换的3D显示(立体图像显示)，在对第二触摸传感布线7施加了复位电压Vr后的黑显示稳定期间Er，可以进行右眼用图像和左眼用图像之间的切换时所显示的黑显示。
根据上述的液晶显示装置LCD1，能够提供一种能够在具备触摸传感功能的同时以低功耗进行驱动，而且能够减少闪烁发生的液晶显示装置。
并且，根据本发明的实施方式，无需使共用电极20(公共布线36)的电位进行反转而能够设定为零伏特等的恒电位。并且，不需要将源极布线中的影像信号的电位反转为正或负。因此，能够极大地减轻对触摸传感驱动的噪声。加之，由于入射到有源元件中的光被遮光层遮挡，因此能够抑制由有源元件引起的噪声的发生。
并且，与将电位反转为正或负的现有的液晶显示装置相比较，供给到源极布线的电位的振幅(最大电压的宽度)为一半即可。因此，无需使用高耐压的驱动器，能够降低驱动器成本。由于供给到源极布线的电位(电压)的振幅变为一半，因此能够大幅度地削减有关触摸传感的功耗。
(第二实施方式)
使用图1、图12、图16至图28，对第二实施方式涉及的液晶显示装置进行说明。
在本实施方式涉及的液晶显示装置LCD2中，在显示装置基板100上设置有透明电极，由具有负的介电常数各向异性的液晶分子构成液晶层300，在阵列基板200上未设置共用电极20。因此，在液晶显示装置LCD2中采用通过对夹持于透明电极和像素电极之间的液晶层300施加纵电场来驱动液晶层300的纵电场方式。并且，通过与像素电极17连接的第一有源元件28a和第二有源元件28b控制液晶驱动。
在液晶显示装置LCD2中，图1所示的影像信号定时控制部121将设置于显示装置基板100上的透明电极2(后述多个透明电极图案)设为恒电位，并且向设置于阵列基板200(后述)上的栅极布线9、10(后述扫描线)和源极布线14、15(后述信号线)发送信号。通过由影像信号定时控制部121在透明电极2和像素电极17(后述)之间在层叠方向Z上对像素电极17施加显示用的液晶驱动电压，由此进行驱动液晶层300的液晶分子的液晶驱动。由此在阵列基板200上显示图像。将透明电极2设为恒电位，并经由源极布线(信号线)对多个像素电极17的各个像素电极17独立地施加例如具有交流矩形波的影像信号。另外，作为矩形波，也可以是正或负的直流矩形波。
图16是部分地表示本实施方式涉及的液晶显示装置LCD2的剖视图。另外，图16是沿着像素开口部的短边方向的剖视图，是沿着图17所示的H－H'线的图。
液晶显示装置LCD2具备显示装置基板100(对置基板)、与显示装置基板100面对面地贴合的阵列基板200、和被显示装置基板100和阵列基板200夹持的液晶层300。
显示装置基板100具备透明基板21、设置于透明基板21上的透明树脂层1和透明电极2。并且，在显示装置基板100上形成有位于图16的纸面里侧的第一触摸传感布线3(触摸检测布线或触摸驱动布线)。另外，第一触摸传感布线3用图17和图27中的标号3表示。第一触摸传感布线3由形成在透明基板21上的第一黑色层8(黑色层)和形成在第一黑色层8上的第一金属层5(金属层)构成。
阵列基板200具备：透明基板22；形成在透明基板22上的第三绝缘层13；形成在第三绝缘层13上的源极布线14、15；以覆盖源极布线14、15的方式形成在第三绝缘层13上的第二绝缘层12；形成在第二绝缘层12上的第一绝缘层11。并且，阵列基板200具备：形成在第一绝缘层11上的多个像素电极17；以位于多个像素电极17(具有电极部17a、17b)之间的方式形成在第一绝缘层11上的第二触摸传感布线7。
多个像素电极17形成在最靠近液晶层300的面上。第二触摸传感布线7形成在图16中的纸面的垂直方向(Y方向)上，且与源极布线14、15平行地延伸。第二触摸传感布线7是至少包含第二金属层(金属层)的结构。
构成第二触摸传感布线7的第二金属层是含有铜的含铜层，例如是铜层或者铜合金层。第二触摸传感布线7也可以具有用两个导电性金属氧化物层夹持第二金属层的结构。
位于相互邻接的第二触摸传感布线7之间的X方向上的区域(位于相互邻接的源极布线14、15之间的X方向上的区域)为像素开口部18。再有，Y方向上的像素开口部18如图17所示位于相互邻接的第一触摸传感布线3之间。
在图16中省略了对液晶层300赋予初始取向的取向膜、偏光薄膜、相位差薄膜等光学薄膜、保护用的盖玻璃等。在液晶显示装置LCD2的表面和背面的各个面上，以使得光轴成为正交尼科尔的方式粘贴有偏光薄膜。
液晶层300包含具有负的介电常数各向异性的液晶分子138、139。液晶分子138、139的初始取向相对于显示装置基板100或阵列基板200的基板面垂直。再有，所述液晶分子的垂直取向是指，相对于基板面的法线方向有大约0°至5°的范围的倾斜，即预倾斜。作为形成预倾斜的方法，可以通过使用上述的光取向处理，以使得液晶分子具有例如0.1°至1.5°等的任意小的预倾角的方式，来对取向膜材料进行取向处理。从获得优良的黑显示的观点来说，优选液晶分子的初始取向的倾斜(预倾斜)为接近于法线方向的小的倾斜。
图17是从观察者观察本实施方式涉及的液晶显示装置LCD2的部分俯视图。在图17中省略了上述的透明基板21和透明树脂层1的图示。
透明电极2例如由ITO等导电性金属氧化物形成。在俯视下，透明电极2形成为具有条纹图案(长方形形状)。在相互邻接的长方形形状的透明电极2之间形成有狭缝16，第一触摸传感布线3位于长方形形状的透明电极2之间。栅极布线9、10位于图17所示的第一触摸传感布线3的下部(Z方向)。栅极布线9、10与第一触摸传感布线3平行地延伸，而且被配设在俯视下与第一触摸传感布线3大致相同的位置上。再有，第一触摸传感布线3被配设在显示装置基板100的透明基板21上，栅极布线9、10被配设在阵列基板200的透明基板22上。
图18是部分地表示从观察者观察本实施方式涉及的液晶显示装置LCD2的阵列基板200的表面的俯视图。在图18中为了简化说明而省略了上述的显示装置基板100和第二触摸传感布线7的图示。
在像素开口部18中设置有构成像素电极17的电极部17a、17b。在阵列基板200上具备第二触摸传感布线7(未图示，参照图16)以及用与构成第二触摸传感布线7的金属层相同的层形成的遮光层23(遮光图案)。其中，第二触摸传感布线7与遮光层23之间电绝缘。在图18所示的第二触摸传感布线7的下部(Z方向)的位置上具有源极布线14、15。源极布线14、15与第二触摸传感布线7平行地延伸，而且被配设在俯视下与第二触摸传感布线7大致相同的位置上。
像素电极17具有沿着长度方向将位于像素电极17中央的透明导电膜去除为狭缝状而得到的像素电极图案。像素电极17包括具有与像素电极图案相对应的形状的电极部17a、17b。构成像素电极17的电极部17a、17b相互电连接。像素电极17的电极部17a、17b经由接触孔29与图19所示的有源元件28的漏电极26电连接。
再有，与上述第一实施方式同样地在像素电极17上连接有两个有源元件，即第一有源元件28a和第二有源元件28b。因此，在一个像素中，在像素电极17上设置有两个接触孔29，构成第一有源元件28a的漏电极26和构成第二有源元件28b的漏电极26通过接触孔29相连接。
图19是部分地表示从观察者观察本实施方式涉及的液晶显示装置LCD2的阵列基板200的表面的俯视图。在图19中为了简化说明而省略了上述的显示装置基板100、像素电极17、第二触摸传感布线7和遮光层23的图示。即，图19是部分地表示有源元件28(28a、28b)、栅极布线9、10和源极布线14、15的配置的一例的俯视图。再有，图19中用双点划线表示了遮光层23的位置。
像素开口部18形成为多边形图案之一的长方形形状。源极布线14、15和栅极布线9、10在俯视下正交并且形成沿着像素开口部18的边的矩阵图案。沟道层27位于有源元件(TFT)的中央部。
图20是部分地表示本发明的第二实施方式涉及的液晶显示装置LCD2的剖视图，是沿着图18所示的G－G'线的图。
如图20所示，有源元件28被第二金属层即遮光层23覆盖。具体而言，有源元件28是薄膜晶体管，具有与源极布线14、15电连接的源电极24、与栅极布线9、10电连接的栅电极25、由半导体构成的沟道层27。遮光层23的X方向上的宽度被设定为在俯视下有源元件28被遮光层23覆盖。
通过用遮光层23覆盖沟道层27，由此获得与第一实施方式同样的效果。
第二金属层是形成在阵列基板200的表面上的金属层，如上所述地形成第二触摸传感布线7和遮光层23。第一金属层配设在显示装置基板100的上方(第一黑色层8上)，形成第一触摸传感布线3(作为触摸驱动布线或触摸检测布线发挥功能)。这样的第一金属层和第二金属层的材料可以是相同的金属材料，也可以是不同的金属材料。作为第一金属层和第二金属层的材料，期望使用采用了铜、铝、或者含有这些金属的合金等的良导体。再有，也可以在成膜第一金属层和第二金属层之前，作为位于第一金属层或第二金属层下方的层(底层)而形成无机绝缘层或有机绝缘层。也可以在将第一触摸传感布线3或第二触摸传感布线7图案化之后，以覆盖第一金属层或第二金属层的方式形成无机绝缘层或有机绝缘层。
图21是示意地表示本发明的实施方式涉及的第二触摸传感布线的俯视图，是用于说明被施加复位电压的第二触摸传感布线的图。
在图21中省略了包含像素电极17或第一绝缘层11的阵列基板200的图示，表示了构成后述的彩色滤光器的红色滤光器R、绿色滤光器G和蓝色滤光器B与第二触摸传感布线7的位置关系。
如图21所示，第二触摸传感布线7具有：包含第一布线7a(第一导电布线)的第一布线组；包含第二布线7d(第二导电布线)的第二布线组；包含设置于第一布线7a和第二布线7d之间的虚拟布线7b、7c的虚拟布线组。第一布线组和第二布线组相互咬合地形成为梳齿状。
对第一布线组和第二布线组施加正负的任一个复位电压Vr。即，在对一个布线组施加了正的电压时，对另一个布线组施加负的电压。或者，也可以使第一布线组或第二布线组中的一个布线组接地(下降到地电位)，对另一个布线组(未接地的布线组)施加正或负的电压。另外，这种施加于布线组的复位电压可以是交流，也可以是直流的矩形波。
因此，如图21所示，可以考虑假设交流电源S(虚拟电源)与第一布线组和第二布线组连接，该情况下复位电压为交流电压。
另外，在第一布线组中，多条第一布线7a各自具有端部，因此第一布线7a作为电极(第一导电电极)发挥功能。同样，在第二布线组中，多条第二布线7d各自具有端部，因此第二布线7d作为电极(第二导电电极)发挥功能。
虚拟布线7b、7c具有电浮置的电位(浮置电位)。在虚拟布线组中，虚拟布线7b的下端和虚拟布线7c的下端电连接，虚拟布线7b的上端和虚拟布线7c的上端电连接。
可以根据连接在第一布线7a和第二布线7d上的噪声滤波器、阻抗、触摸传感所使用的频率等，适当地调整虚拟布线7b、7c的图案形状。有时需要考虑由液晶驱动引起而产生的噪声、或从外部进入到液晶显示装置LCD2内的噪声等的噪声频率来决定虚拟布线7b、7c的图案形状。
如图21所示，虚拟布线7b、7c形成环形天线。虚拟布线7b、7c的形状不限定于这样的环形天线形状。例如，也可以开放虚拟布线7b、7c的下端，采用偶极天线形状。另外，作为虚拟布线7b、7c的形状，也可以采用单极天线形状。虚拟布线7b、7c的线宽、长度、间距等可以根据目的进行调整。
如上所述地被施加复位电压的第二触摸传感布线7(第一布线组和第二布线组)有时作为检测触摸传感信号的触摸检测布线发挥功能。该情况下，触摸检测布线的形状也可以不是直线形状。作为既不容易受噪声影响，又良好地检测触摸传感信号的触摸检测布线的结构，触摸检测布线(第一布线7a和第二布线7d)也可以具有天线结构。另一方面，在第一触摸传感布线3作为检测触摸传感信号的触摸检测布线发挥功能的情况下，第一触摸传感布线3也可以具有天线结构。
作为触摸检测布线的形状，可以采用环形天线形状、偶极天线形状、单极天线形状。构成天线的布线的线宽、布线的长度、相互邻接的布线的间距等的设计，可以根据触摸传感检测的条件或进行触摸传感检测的周围的噪声状况进行调整。通过采用天线结构作为触摸检测布线的结构，由此，触摸检测布线不容易受噪声频率的影响。
并且，根据构成彩色滤光器并且条纹状延伸的红色滤光器R、绿色滤光器G和蓝色滤光器B的宽度，来决定被施加复位电压Vr的第一布线7a和第二布线7d之间的距离(例如X方向)。例如，在彩色滤光器的设计中，与绿色滤光器G的宽度相比增加了蓝色滤光器B的宽度的情况下，根据其宽度决定第一布线7a和第二布线7d之间的距离。再有，根据液晶显示装置LCD2的设计，适当地变更相对于图21所示的红色滤光器R、绿色滤光器G和蓝色滤光器B的图案所决定的第二触摸传感布线7的布线图案。本发明不限定第二触摸传感布线7的布线图案。
下面，参照图27，对设置于显示装置基板100上的第一触摸传感布线3进行说明。图27是沿着图17所示的I－I'线的剖视图。如图27所示，第一触摸传感布线3至少包含形成在透明基板21上的第一黑色层8和第一金属层5。
第一触摸传感布线3具备：设置于透明基板21上的第一黑色层8；设置于第一黑色层8上的第二导电性金属氧化物层4；设置于第二导电性金属氧化物层4上的第一金属层5；设置于第一金属层5上的第一导电性金属氧化物层6。第一金属层5是含有铜的含铜层，例如是铜层或者铜合金层。这样，第一触摸传感布线3具有用第二导电性金属氧化物层4和第一导电性金属氧化物层6夹持第一金属层5的结构。另外，有时如后所述地在第一导电性金属氧化物层6上形成黑色层19(第二黑色层)。
下面，参照图22，对显示装置基板100的端部(端子部)中的第一触摸传感布线3的结构进行说明。图22是部分地表示具有用导电性金属氧化物层夹持第一金属层5的结构的端子部33的剖视图。
图23是图22所示的触摸传感布线的剖视图，表示了Y方向上的触摸传感布线的线宽。如图22和图23所示，在形成于透明基板21的端部的端子部33中，在透明基板21上所形成的第一黑色层8上依次层叠有第二导电性金属氧化物层4、第一金属层5(铜合金层)以及第一导电性金属氧化物层6。即，第一触摸传感布线3具有三层结构。例如，以在俯视下具有与矩形显示面相当的面积的方式，在透明基板21上涂敷形成透明树脂层1。在端子部33的上面未形成透明树脂层1。端子部33的表面被第一导电性金属氧化物层6覆盖，第一导电性金属氧化物层6在端子部33露出，端子部33可进行稳定的电连接。
另一方面，在阵列基板200的端部，以使得在俯视下与显示装置基板100的端子部33的位置相对应的方式设置有端子部。阵列基板200的端子部和显示装置基板100的端子部33电连接。
显示装置基板100和阵列基板200的两个端子部间的电连接(导通)可以通过例如在用于封闭液晶层300的封闭部(密封部)形成具有几μm至几十μm大小的导电柱(连接导电体)来实现。
由此，第一触摸传感布线3如图1所示地与触摸传感/复位信号控制部122连接。即，通过设置于显示装置基板100的端子部33和阵列基板200的端子部之间的导电柱，来进行从触摸传感/复位信号控制部122到第一触摸传感布线3的信号的收发。因此，能够提供一种能进行稳定的电安装的显示装置基板。
(液晶显示装置LCD2的动作)
(1.基于栅极布线9、10和源极布线14、15的反转驱动)
在液晶显示装置LCD2中，也与上述第一实施方式同样地进行基于栅极布线9、10和源极布线14、15的反转驱动。
(2.通过向第二触摸传感布线7的电压施加而将液晶的取向加速地返回到垂直取向的动作)
图24是部分地表示在对透明电极2和像素电极17之间施加了液晶驱动电压时(液晶驱动电压接通时)的白显示的状态的剖视图。
当对像素电极17的电极部17a、17b和透明电极2之间施加了液晶驱动电压时，在像素电极17和透明电极2之间产生电场。通过这种电场的作用，液晶分子139倾斜，并与阵列基板200的基板面平行地倾倒，在液晶显示装置LCD2中进行白显示。再有，在液晶驱动电压接通时，未向第二触摸传感布线7施加电压。
另一方面，图25是表示在停止了对透明电极2和像素电极17之间的液晶驱动电压的施加的紧接着之后(液晶驱动电压断开时)，向液晶分子施加了复位电压时的液晶分子的返回的剖视图。另外，在图25中，对两条第二触摸传感布线7即第一布线7a和第二布线7d之间施加了复位电压。因而，在第一布线7a和第二布线7d之间(从第二布线7d朝向第一布线7a的方向)产生电场，使与阵列基板200的基板面平行地倾倒的液晶分子的取向加速地返回到垂直取向。其结果，液晶显示从白显示变化为黑显示。
具体而言，在液晶驱动电压变为断开后，通过将第一布线7a的电位设定为0V(接地)，并且对第二布线7d施加复位电压，即，通过对第一布线7a和第二布线7d之间施加复位电压，由此从第二布线7d朝向第一布线7a产生电场。在俯视下，这种的电场的发生方向为横切位于第一布线7a和第二布线7d之间的液晶层300以及源极布线14、15的方向。该情况下，在具有负的介电常数各向异性的液晶分子138中，分子的长轴相对于所施加的电场方向呈直角。从而，如图25所示，液晶分子138的取向成为作为初始取向的垂直取向，以短时间得到了黑显示。
施加于第一布线7a和第二布线7d之间的复位电压，可以是低于液晶驱动电压(例如6V)的电压，或者是与液晶驱动电压相同的电压。使液晶分子进行动作的阈值电压例如为0.5V～6V，因此复位电压也可以是0.5V～6V(所述液晶驱动电压)的范围内的电压。由于复位电压是用于使与基板面平行地倾倒的液晶分子的取向加速地返回到垂直取向(初始取向)的电压，因此也可以降低该电压值。通过对第一布线7a和第二布线7d之间的复位电压的施加，能够大大地缩短τoff。
图26与图25同样地是表示在停止了对透明电极2和像素电极17之间的液晶驱动电压的施加的紧接着之后(液晶驱动电压断开时)，对液晶分子施加了复位电压时的液晶分子的返回的剖视图。在图26中，在液晶驱动电压变为断开后，对第一布线7a和第二布线7d之间施加复位电压，将倾斜的液晶分子138、139的取向返回到作为初始取向的垂直取向，从而在液晶显示装置LCD2中进行黑显示。其中，在对第一布线7a施加复位电压，并将第二布线7d的电位设定为0V(地电位)的这点上，图26与图25不同。换言之，在图26中，对两条布线7a、7d(导电布线)之间施加使图25所示的复位电压的正负反转后的复位电压。因而，在第一布线7a和第二布线7d之间(从第一布线7a朝向第二布线7d的方向)产生电场，使与阵列基板200的基板面平行地倾倒的液晶分子的取向加速地返回到垂直取向。其结果，液晶显示从白显示变化为黑显示。
通过如图25和图26所示地交替地进行使复位电压的正电压和负电压反转的驱动，由此，伴随着时间的经过而交替地产生在从第二布线7d朝向第一布线7a的方向上产生的电场、和在从第一布线7a朝向第二布线7d的方向上产生的电场。其结果，能够中和在液晶盒内蓄积并成为图像的影像残留的原因的电荷。
对第二触摸传感布线7施加复位电压的定时是基于上述的图12所示的时序图而进行的。通过控制部120控制使正电压和负电压反转的驱动。
(3.使用第二触摸传感布线7进行触摸传感的动作)
图27和图28是沿着图17所示的I－I'线的图。
图27部分地表示在对第二触摸传感布线7和第一触摸传感布线3之间施加了触摸传感驱动电压时产生的边缘电场的状况。
图28部分地表示在对第二触摸传感布线7和第一触摸传感布线3之间施加了触摸传感驱动电压，而且手指等指示器接触或接近面向观察者的显示装置基板100的表面时的边缘电场的变化。
再有，在图27和图28中，与图21所示的布线图案相对应地从右侧向左侧排列有第一布线7a、虚拟布线7b、虚拟布线7c、第二布线7d、虚拟布线7b、虚拟布线7c、第一布线7a、虚拟布线7b、虚拟布线7c、以及第二布线7d。在图27和图28中，第一触摸传感布线3作为检测触摸传感信号的触摸检测布线(触摸传感检测布线)发挥功能。第一布线7a和第二布线7d作为触摸驱动布线(触摸传感驱动布线)发挥功能。虚拟布线7b和虚拟布线7c的电位为浮置电位。
在图27中，在被施加了触摸传感驱动电压的第二触摸传感布线7(7a、7d)和第一触摸传感布线3(触摸检测布线)之间产生边缘电场，并从第二触摸传感布线7朝向第一触摸传感布线3产生电力线31、32。这时，在第二触摸传感布线7和第一触摸传感布线3之间保持有静电电容C2。
另一方面，如图28所示，在手指等指示器接触或接近透明基板21时，第一触摸传感布线3检测静电电容的变化来作为触摸传感信号。
再有，在图27和图28中，第一触摸传感布线3作为触摸检测布线发挥功能，但第一触摸传感布线3也可以作为触摸驱动布线发挥功能。该情况下，第二触摸传感布线7作为触摸检测布线发挥功能。可以这样地切换第一触摸传感布线3的作用。
另外，也可以在第二触摸传感布线7(7a、7b、7c、7d)上层叠具有可见光吸收性的无机膜或有机膜。在使用具有可见光吸收性的无机膜的情况下，例如，由金属氧化物膜或包含该氧化物膜的多层结构构成无机膜。在使用具有可见光吸收性的有机膜的情况下，例如，可以使用后述的黑色层作为有机膜。可以使用第二触摸传感布线7(7a、7b、7c、7d)的一部分或者全部作为触摸驱动布线，或者可以使用第二触摸传感布线7(7a、7b、7c、7d)的一部分或者全部作为触摸检测布线。
在本实施方式中，在使用第二触摸传感布线7(7a、7d)作为触摸驱动布线的情况下，如后所述地以时分割方式进行对第二触摸传感布线7的复位电压Vr的施加和对第二触摸传感布线7的触摸传感驱动电压Vtouch的施加。
另一方面，在使用第二触摸传感布线7作为触摸检测布线的情况下，第一触摸传感布线3作为触摸驱动布线发挥功能。该情况下，对第一触摸传感布线3施加触摸传感驱动电压Vtouch，对第二触摸传感布线7施加复位电压Vr，并由第二触摸传感布线7检测触摸传感信号。
另外，也可以将多条第二触摸传感布线7中的一部分布线的电位设为浮置电位。另外，也可以在切换复位电压的正电压和负电压时(例如，将电场发生状态(电场方向)从图25所示的状态改变为图26所示的状态时)，将两条第二触摸传感布线7中的一个下降到地电位。可以通过开关元件来进行第二触摸传感布线7的选择，上述第二触摸传感布线7的选择是，对第二触摸传感布线7的复位电压的施加、将第二触摸传感布线7的电压变更为浮置电位的变更、或者将第二触摸传感布线7与地连接(接地)等。再有，也可以在触摸传感中进行上述的间隔剔除驱动。触摸传感的驱动频率与上述的实施方式同样。
(4.对导电布线的电压施加和触摸传感动作的时分割驱动)
在本实施方式中，基于在第一实施方式中说明过的图12所示的信号时序图，以时分割方式地对第二触摸传感布线7施加复位电压Vr和触摸传感驱动电压。
如图12所示，在黑显示稳定期间Er，以高频率进行触摸传感信号的检测。在该黑显示稳定期间Er中，可以停止LED等背光单元的发光元件的发光。白显示稳定期间Wr为例如影像信号施加后的透射率Trans稳定的期间。同样，黑显示稳定期间Er为黑显示下的透射率Trans稳定的期间。为了减轻复位电压Vr对触摸传感信号给予的影响，至少在对源极布线施加了影像信号后，或者在对第二触摸传感布线7施加了复位信号(复位电压Vr)后，在经过了1msec～3msec的定时下进行触摸传感。
在采用纵电场方式的液晶显示装置LCD2中也能获得与上述第一实施方式同样的效果。
(第三实施方式)
下面，参照图29至图33，对本发明涉及的液晶显示装置的第三实施方式进行说明。
在本实施方式涉及的液晶显示装置LCD3中采用的结构为：在上述第二实施方式涉及的液晶显示装置LCD2的显示装置基板100上设置有彩色滤光器，由具有负的介电常数各向异性的液晶分子构成液晶层300，并且在阵列基板200上设置有具有突出部的共用电极。因此，在液晶显示装置LCD3中基本采用通过对夹持于透明电极和像素电极之间的液晶层300施加纵电场来驱动液晶层300的纵电场方式。并且，在液晶显示装置LCD3中，不仅通过纵电场驱动液晶层300，还通过产生于像素电极和共用电极之间的边缘电场来驱动液晶层300。
图29是部分地表示本发明的第三实施方式涉及的液晶显示装置LCD3的俯视图，是从显示装置基板100和液晶层300相接触的面朝着显示装置基板100的显示面观察的图。
图30是部分地表示本发明的第三实施方式涉及的液晶显示装置的剖视图，是沿着图29所示的D－D'线的图。
如图29所示，在与多个像素开口部18相对应的位置上配置有构成彩色滤光器的红色滤光器R、绿色滤光器G和蓝色滤光器B。像素开口部的形状作为一例为平行四边形。作为像素开口部的形状，采用四边形、“く”字形状图案(dog－legged pattern)等至少两条边平行的多边形。
如图29和图30所示，在显示装置基板100中，在透明基板21上配设有红色滤光器R、绿色滤光器G和蓝色滤光器B，在滤光器R、G、B上具备黑矩阵BM(黑矩阵层)。在俯视下，黑矩阵BM位于从红色滤光器R、绿色滤光器G和蓝色滤光器B中选择的两个滤光器的边界部。
以覆盖黑矩阵BM、红色滤光器R、绿色滤光器G和蓝色滤光器B的方式形成透明树脂层1。黑矩阵BM对像素开口部18进行划分。
在透明树脂层1上，以与在X方向上排列的多个像素开口部18重叠的方式形成透明电极2，该透明电极2具有与X方向平行的条纹图案。在透明电极2上，在相互邻接的像素开口部(具备红色滤光器R、绿色滤光器G和蓝色滤光器B)之间的位置上形成有ITO开口部35。在ITO开口部35中未形成ITO等的透明电极。ITO开口部35是设置于透明电极2上的狭缝，ITO开口部35的中心与像素中央CL一致。
由于透明电极2具有条纹图案，因此，在透明树脂层1上，在Y方向上排列有多个带状的透明电极2。在相互邻接的透明电极2之间形成有狭缝16。在狭缝16的部分上未形成ITO等的透明电极。在狭缝16中，在俯视中配置有黑矩阵BM或第一触摸传感布线3。
如图30所示，阵列基板200具备：设置于第一绝缘层11下的第二绝缘层12；以及设置于第二绝缘层12和像素电极17(电极部17a、17b)之间的共用电极30。在俯视下，共用电极30具有与像素电极17重叠的重叠部37、和从像素电极17的端部17c向X方向突出的突出部46(露出部分)。
所述电极部17a、位于纸面左侧的突出部46(第一突出部)、以及位于纸面左侧的重叠部37(第一重叠部)、电极部17b、位于纸面右侧的突出部46(第二突出部)、以及位于纸面右侧的重叠部37(第二重叠部)，相对于像素中央CL呈线对称地配置。突出部46不仅可以配设在像素的长边方向上，也可以配设在短边方向上。
黑矩阵BM通过配置在更靠近液晶层300的位置上，由此能够降低在黑矩阵BM附近产生的液晶取向不良区域中的杂光或再反射光的泄漏。
液晶层300与第二实施方式同样地具有初始取向为垂直取向的液晶分子。
在本实施方式涉及的液晶显示装置LCD3中，也与上述实施方式同样地在第一绝缘层11上形成有多条第二触摸传感布线7(7a、7b、7c、7d)。由于本实施方式涉及的多条第二触摸传感布线7的功能与上述实施方式相同，因此省略说明。再有，在本实施方式中未图示被施加复位电压的第二触摸传感布线7a(第一布线7a)和第二触摸传感布线7d(第二布线7b)，在图30至图33中表示了作为虚拟布线的第二触摸传感布线7b、7c。第二触摸传感布线7b、7c为电浮置的状态(浮动状态)。
在以下说明中，通过对第二触摸传感布线7的电压施加而产生电场，使与阵列基板200的基板面平行地倾倒的液晶分子的取向加速地返回到垂直取向，但仅表示了电场的方向，而省略了被施加电压的导电布线。再有，被施加复位电压的第二触摸传感布线7被配置在与图30至图33所示的像素邻接的像素中。
图30表示在透明电极2和像素电极17之间未施加液晶驱动电压的状态，液晶分子138、139为垂直取向的状态、即黑显示状态。
另一方面，图31是部分地表示在对透明电极2和像素电极17之间施加液晶驱动电压时(液晶驱动电压接通时)的白显示的状态的剖视图。
在液晶驱动电压接通时，在像素电极17和透明电极2之间以及像素电极17和共用电极30之间被施加液晶驱动电压。在施加电压时，位于靠近突出部46的位置上的液晶分子138由于产生于像素电极17和共用电极30之间的强电场的发生而立即大幅度倾倒，以与像素电极17平行的方式进行取向。剩余的液晶分子139相对于像素中央CL向线对称的方向倾倒，使得在突出部46的附近取向的液晶分子138的动作传播。
因此，液晶分子138、139以从像素中央CL开始成为线对称的排列(排列)的方式被取向，确保了宽阔的视野。
图32表示在停止了液晶驱动电压的施加的紧接着之后(液晶驱动电压断开时)，对邻接像素的第一布线7a和第二布线7d施加复位电压，液晶分子138、139返回到了垂直取向的黑显示的状态。
当通过复位电压的施加而产生电场(从右侧朝向左侧)时，与阵列基板200的基板面平行地倾倒的液晶分子的取向加速地返回到垂直取向。其结果，液晶显示从白显示变化为黑显示。通过施加复位电压，大大地缩短了τoff。通过τoff的缩短，黑显示稳定期间Er变长，在该期间中也可以停止背光单元BU的发光。
图33表示在停止了液晶驱动电压的施加的紧接着之后(液晶驱动电压断开时)，对邻接像素的第一布线7a和第二布线7d施加复位电压，液晶分子138、139返回到了垂直取向的黑显示的状态。其中，在通过复位电压的施加而产生的电场的方向这点来说，图33与图32不同。
在图33所示的动作中获得与图32同样的效果。并且，通过交替地产生图32所示的电场和图33所示的电场，能够中和在液晶盒内蓄积并成为图像的影像残留的原因的电荷。
根据本实施方式，除了与第二实施方式同样的效果以外，还可以通过产生于像素电极17和共用电极30之间的强电场，来使位于靠近突出部46的位置上的液晶分子138立即大幅度倾倒。即，能够缩短对液晶分子(液晶层)施加了液晶驱动电压时的上升时间(以下记作τon)。并且，能够使整个液晶层300中的液晶分子向相对于像素中央CL线对称的方向倾倒，使得在突出部46的附近取向的液晶分子138的动作进行传播，从而能够确保宽阔的视野。
(第三实施方式的变形例)
下面，参照图29、图30、图34、图35，对本发明的第三实施方式涉及的液晶显示装置的变形例进行说明。图34是沿着图29所示的E－E'线的剖视图。图35是部分地表示本发明的第三实施方式涉及的液晶显示装置的变形例的剖视图，是沿着图29所示的F－F'线的图，是用于说明在作为触摸检测布线发挥功能的第一触摸传感布线3和作为触摸驱动布线发挥功能的第二触摸传感布线7之间产生的静电电容C3的图。
在黑矩阵BM相对于彩色滤光器的位置的这点上，第三实施方式的变形例与第三实施方式不同。
如图34所示，在黑矩阵BM上且透明电极2的ITO开口部35的位置上设置有第一触摸传感布线3。
与图29和图30同样地，阵列基板200具备设置于第二绝缘层12和像素电极17(电极部17a、17b)之间的共用电极30。共用电极30具有与像素电极17重叠的重叠部37、和从像素电极17的端部17c向X方向突出的突出部46(露出部分)。
液晶层300与第三实施方式同样地具有初始取向为垂直取向的液晶分子。
在本变形例中，对像素电极17施加了液晶驱动电压时的液晶分子138、139的举动和对第二触摸传感布线7施加了复位电压时的液晶分子138、139的动作，与第三实施方式相同。
共用电极30具备突出部46的电极结构使视角或中间色调显示提高。通过对像素电极17的电极部17a、17b和透明电极2之间施加液晶驱动电压，液晶分子138、139倾倒，得到白显示(参照图31)。
通过在白显示之后断开液晶驱动电压，对第二触摸传感布线7施加复位电压，由此产生俯视中将液晶层300和源极布线横切的电场。通过该电场的作用，液晶分子138、139的取向加速地返回到垂直取向(初始取向)(参照图32)。
同样地通过在白显示之后断开液晶驱动电压，对第二触摸传感布线7施加复位电压，由此产生将液晶层300和源极布线横切的电场。通过该电场的作用，液晶分子138、139的取向加速地返回到垂直取向(初始取向)(参照图33)。在此，使复位电压的正电压和负电压进行反转，并将反转后的复位电压施加到第二触摸传感布线7。其结果，能够对液晶层300赋予朝向不同的电场，能获得与图32和图33的情况相同的效果。
参照图35，对使用第二触摸传感布线7作为触摸传感布线的触摸传感技术进行说明。
如图35所示，在液晶显示装置LCD3中，以在俯视中与绿色滤光器G和蓝色滤光器B之间的边界重叠的方式设置有虚拟布线7c，以与蓝色滤光器B和红色滤光器R之间的边界重叠的方式设置有第二导电布线7d。
通过对第二布线7d和第一触摸传感布线3之间施加触摸传感驱动电压而产生边缘电场。边缘电场的发生状态用电力线31、32表示。静电电容C3被保持在第二布线7d和第一触摸传感布线3之间。如第一实施方式中说明的那样，当手指等指示器接触或接近透明基板21时，静电电容C3变化，该静电电容的变化作为触摸传感信号而被第一触摸传感布线3检测出。另一方面，因为虚拟布线7c具有电气浮置的电位(浮置电位)，因而不产生边缘电场。
再有，第二触摸传感布线7(第二布线7d和虚拟布线7c)也可以由铝合金构成。
(第四实施方式)
下面，参照图36，对本发明涉及的液晶显示装置的第四实施方式进行说明。
图36是部分地表示本发明的第四实施方式涉及的液晶显示装置的电路图，是表示在一个像素中具备两个有源元件的阵列结构的图。
如图36所示，在与像素开口部相对应的像素的各个像素中具有像素电极17。在像素电极17上连接有两个TFT，即连接着第一有源元件28a和第二有源元件28b。在相互邻接的两个像素之间(相互邻接的两个像素开口部之间)设置有在X方向上延伸的第一栅极布线10和第二栅极布线9，还设置有在Y方向上延伸的奇数列的第二源极布线15和偶数列的第一源极布线14。在第二源极布线15和第一源极布线14的各个源极布线上连接有构成有源元件的一部分的源电极。
例如，在从影像信号定时控制部121输出影像信号并输入到源极布线时，对奇数列的第二源极布线15供给负的电压作为影像信号，对偶数列的第一源极布线14施加正的电压作为影像信号。
因此，第二有源元件28b具有与影像信号被作为负的电压进行供给的第二源极布线15电连接的源电极。第一有源元件28a具有与影像信号被作为正的电压进行供给的第一源极布线14电连接的源电极。
有关第一栅极布线10和第二栅极布线9，例如，按照影像显示的每帧，对一方的栅极布线施加栅极电压。该栅极电压与奇数列的第二源极布线15或偶数列的源极布线的任一个同步。
在对第一栅极布线10输入了栅极信号的状态下，在偶数列的第一源极布线14中进入有影像信号时，第一有源元件28a进行动作。这时，像素电极17的电位为正。
例如，在下一个定时下对第二栅极布线9输入了栅极信号的状态下，在奇数列的第二源极布线15中进入有影像信号时，第二有源元件28b进行动作。这时，像素电极17的电位为负。
通过在图36所示的阵列结构中使用如上所述的TFT动作，能够进行点反转驱动或者列反转驱动。在该阵列结构中，可以不使源极布线的输出极性反转，而使像素电极17的电位成为正或负。
可是，在以一个有源元件对应于一个像素电极17的方式构成像素的通常的像素结构中，会伴随着输出反转而功耗增加，或者会产生噪声。另一方面，在图36所示的阵列结构中能够降低功耗，且大幅度地减少噪声的发生。从而，能够提高触摸传感的灵敏度。
通过采用图36所示的阵列结构，可以利用点反转驱动或列反转驱动这些液晶驱动方法，将像素电极17的电位设定为正或负。这时，设置于显示装置基板100上的透明电极2可以设定为零伏特等的恒电位。由于无需使透明电极2的电位变动，因此能够进一步抑制对于触摸传感驱动的噪声。加之，由于能够将第二源极布线15和第一源极布线14的电位固定为负或正的电位，因此能够在对施加于源极布线上的信号的极性进行切换时抑制噪声的发生。
并且，在具有本实施方式涉及的结构的液晶显示装置具备上述触摸传感功能的情况下，通过固定第二源极布线15和第一源极布线14的电位的极性，能够消除对触摸传感的坏影响。
为了获得快速的响应性，可以通过使用了多条触摸传感布线中的所选择的布线的触摸传感(间隔剔除驱动)来扫描触摸驱动电极。另外，也可以切换触摸传感中的驱动电极和检测电极，将透明电极作为施加一定频率下的电压的驱动电极(扫描电极)。
再有，触摸传感或液晶驱动下的施加于驱动电极的电压(交流信号)也可以是将正负电压反转的反转驱动方式。可以以时分割方式进行触摸驱动和液晶驱动，也可以不是以时分割方式进行。
另外，作为施加于驱动电极的电压(交流信号)，通过减小所施加的交流信号的电压宽度(振幅)，能够减轻对液晶显示的影响。
如上所述，在本实施方式涉及的液晶显示装置中，在将第二触摸传感布线7的电位设为恒电位的情况下，能够不依赖于液晶的驱动频率或定时而设定触摸传感布线的驱动频率或信号检测的定时。可以将触摸驱动电极的驱动频率设定为与液晶驱动的频率不同的频率、或者更高的驱动频率。
一般来说，液晶驱动的频率为60Hz或者该频率的整数倍的驱动频率。通常，触摸传感电极会受到液晶驱动的频率所伴有的噪声的影响。并且，通常的家庭电源为50Hz或60Hz的交流电源，触摸传感电极容易拾取到从利用这种外部电源动作的电气设备产生的噪声。
从而，通过将触摸驱动的频率设定为从50Hz或60Hz的频率或者该频率的整数倍偏移一些的不同的频率，由此能够大幅度地降低从液晶驱动或外部电子设备产生的噪声的影响。或者，也可以在图12所示的时间轴上使信号的施加定时偏移。偏移量为稍许量即可，例如只要是从噪声频率偏移±3％～±17％的偏移量即可，能够降低与噪声频率之间的干涉。例如，可以从几kHz～几百kHz的范围中选择与上述液晶驱动频率或电源频率不干涉的不同的频率作为触摸驱动的频率。通过选择与液晶驱动频率或电源频率不干涉的不同的频率，由此能够减轻例如在点反转驱动中产生的耦合噪声等噪声的影响。
可是，在进行3D(立体影像)显示的显示装置的情况下，除了通常的二维图像的显示以外，为了三维地显示面前的图像或位于里侧的图像，需要多个影像信号(例如，右眼用的影像信号和左眼用的影像信号)。因此，需要液晶驱动的频率为例如240Hz或者480Hz等的高速驱动以及很多的影像信号。
这时，能够使触摸传感驱动的频率与液晶驱动的频率不同的本实施方式的优点增大。例如，在利用本实施方式的3D显示的游戏机中能进行高速且高精度的触摸传感。
在本实施方式中，在游戏机或自动取款机等手指等的触摸输入频度高的显示器中也特别有用。可以将复位电压Vr施加后的黑显示稳定期间Er用于3D(立体图像)显示的右眼用图像和左眼用图像的切换时所插入的黑显示。
另外，由于在触摸传感驱动中不将驱动电压供给到全部的触摸传感布线，而是通过间隔剔除驱动进行触摸位置的检测，由此能够降低触摸传感驱动中的功耗。
在上述本发明的实施方式涉及的液晶显示装置中，用纵电场驱动垂直取向的液晶层。
作为可适用于纵电场方式的液晶驱动方式，举出VA(Vertical Alignment：垂直取向)方式、HAN(Hybrid-aligned Nematic：混合排列向列)方式、TN(Twisted Nematic：扭曲向列)方式、OCB(Optically Compensated Bend：光学补偿弯曲)方式、CPA(ContinuousPinwheel Alignment：连续焰火状排列)方式、ECB(Electrically ControlledBirefringence：电控双折射)方式、TBA(TransverseBent Alignment：横向弯曲排列)方式等，可以适当地选择使用。再有，由于在VA模式中实现了优良的常黑显示，因此，为了有效利用黑显示而优选采用VA模式。
另外，在正面亮度的高度以及黑显示的黑水平的高度的观点上来说，驱动垂直取向的液晶的VA模式比驱动水平取向的液晶的FFS模式优秀。作为在VA模式中使用的液晶材料而言，优选的是使用例如实现具有1×1013Ωcm以上的固有电阻率的液晶层的高纯度材料。除了点反转驱动以外，液晶驱动还可以是将作为共用电极的透明电极设为恒电位的列反转驱动(源极反转驱动)。或者，也可以对将透明电极设为恒电位的列反转驱动和将透明电极设为恒电位的点反转驱动进行组合。
VA等的纵电场方式通过例如帧反转或点反转等的液晶驱动，在像素电极17和透明电极2之间施加了正负的液晶驱动电压，因此，与FFS相比，触摸传感中的静电电容的偏移少，显示的影像残留少。加之，通过在对各个像素的影像写入之后，每次水平行反转或者每次一个画面的帧反转地进行正负的复位电压的施加，由此能够在将触摸传感中蓄积的静电电容的品偏移缓和的同时，提高内嵌式触控方式的触摸传感精度。
本发明的实施方式涉及的显示装置可以有各种应用。作为可适用本发明的实施方式的显示装置的电子设备，能够举出手机、便携式游戏机、便携信息终端、个人笔记本电脑、电子书、摄像机、数字照相机、头戴显示器、导航系统、声音再现装置(车辆音频、数字音频播放器等)、复印机、传真、打印机、打印复合机、自动贩卖机、自动存取款机(ATM)、个人认证设备、光通信设备等。上述各实施方式可以自由地组合使用。
对本发明的优选实施方式进行了说明，虽然通过上述进行了说明，但这些是本发明的例示的实施方式，应理解为不应该认为限于此。可以不脱离本发明的范围地进行追加、省略、替换以及其他变更。因此，本发明不应该视为被上述说明限定，而应该由权利要求限定。
标号的说明
1……透明树脂层
2……透明电极
3……第一触摸传感布线
4……第二导电性金属氧化物层
5……铜合金层
6……第一导电性金属氧化物层
7……第二触摸传感布线
8……黑色层(第一黑色层)
9……第二栅极布线
10……第一栅极布线
11……第一绝缘层
12……第二绝缘层
13……第三绝缘层
14……第一源极布线(偶数列的源极布线)
15……第二源极布线(奇数列的源极布线)
16……狭缝
17……像素电极
17a、17b……电极部(像素电极)
18……像素开口部
19……黑色层(第二黑色层)
20、30……共用电极
21……第一透明基板(透明基板)
22……第二透明基板(透明基板)
23……遮光层(遮光图案)
24……源电极
25……栅电极
26……漏电极
27……沟道层
28、28a……第一有源元件
28、28b……第二有源元件
29……接触孔
30……共用电极
31、32……电力线
33……端子部
36……公共布线
38、39……液晶分子
100……显示装置基板(对置基板)
138、139……液晶分子
200……阵列基板
300……液晶层
R……取向方向(取向处理的方向、初始取向状态下的取向方向)
θ……角度(像素开口的从长度方向Y的倾斜)
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
显示装置基板，具备第一触摸传感布线；
阵列基板，具备：多个多边形状的像素开口部、设置在多个所述像素开口部的各个像素开口部中的像素电极、与所述像素电极电连接的第一有源元件和第二有源元件、与所述第一有源元件电气协作的第一栅极布线、与所述第二有源元件电气协作的第二栅极布线、在俯视中与所述第一栅极布线正交并与所述第一有源元件或第二有源元件电气协作的第一源极布线、在俯视中与所述第二栅极布线正交并与所述第二有源元件或第一有源元件电气协作的第二源极布线、设置在所述像素电极之下的第一绝缘层、设置在所述第一绝缘层之下的第二绝缘层、设置在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间的共用电极、以及在俯视中与所述第一触摸传感布线正交的第二触摸传感布线；
液晶层，被夹持在所述显示装置基板与所述阵列基板之间；以及
控制部，对所述第一源极布线供给正的第一影像信号，对所述第二源极布线供给负的第二影像信号，通过与所述第一影像信号和所述第二影像信号的供给同步地对所述像素电极和所述共用电极之间施加液晶驱动电压，由此驱动所述液晶层进行影像显示，在进行了影像显示之后，对所述第二触摸传感布线施加电压。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
在俯视中，通过所述第一栅极布线、所述第二栅极布线、所述第一源极布线和所述第二源极布线划分出所述像素开口部。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述像素开口部的长边在沿着所述第一源极布线和所述第二源极布线的方向上延伸。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
在俯视中，所述第一触摸传感布线和所述第二触摸传感布线中的一方以与所述第一栅极布线和所述第二栅极布线重叠的方式设置，所述第一触摸传感布线和所述第二触摸传感布线中的另一方以与所述第一源极布线和所述第二源极布线重叠的方式设置。
5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述显示装置基板具有显示面，
在剖视中，所述显示面到所述第二触摸传感布线的距离大于所述显示面到所述第一触摸传感布线的距离，
所述第二触摸传感布线设置在所述第一绝缘层上的位置、所述第二绝缘层上的位置、以及所述第二绝缘层下的位置中的任一个位置上。
6.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述第一栅极布线和所述第二栅极布线以位于所述多个像素开口部中的相互邻接的两个像素开口部之间的方式相互平行地配设。
7.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
具备设置于所述阵列基板的背面或者侧面的背光单元，
在对所述第二触摸传感布线施加所述电压时，停止所述背光单元的发光。
8.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述液晶层被产生于所述像素电极和所述共用电极之间的边缘电场驱动。
9.根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述显示装置基板具有透明电极，
所述液晶层被产生于所述像素电极和所述共用电极之间的边缘电场驱动，并且被产生于所述像素电极和所述透明电极之间的所述液晶层的厚度方向上的电场驱动。
10.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
在俯视中，所述共用电极具有与所述像素电极重叠的重叠部和从所述像素电极的端部突出的突出部。
11.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
在对所述像素电极施加了所述液晶驱动电压之后，而且还未对所述像素所述液晶驱动电压时，所述控制部对所述第二触摸传感布线施加所述电压。
12.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
对所述第二触摸传感布线施加的电压包括正的电压和负的电压，
所述电压按照影像显示的每一定期间被反转为正或者负。
13.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述第一触摸传感布线和所述第二触摸传感布线的各个触摸传感布线包含金属层。
14.根据权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述显示装置基板包含第一透明基板，
所述第一触摸传感布线具有二层结构，该二层结构由形成在所述第一透明基板的上方的黑色层和层叠在所述黑色层上的所述金属层构成。
15.根据权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述阵列基板包含第二透明基板，
所述第二触摸传感布线具有二层结构，该二层结构由形成在所述第二透明基板的上方的黑色层和层叠在所述黑色层上的所述金属层构成。
16.根据权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述金属层为含铜层，
所述金属层具有用导电性金属氧化物层夹持含铜层的结构。
17.根据权利要求16所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述导电性金属氧化物层为包含氧化锌、氧化铟和氧化锡的复合氧化物。
18.根据权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述第一有源元件和第二有源元件是具有由半导体构成的沟道层的薄膜晶体管，
在俯视中，所述第二触摸传感布线的所述金属层的一部分形成覆盖所述沟道层的遮光层。
19.根据权利要求18所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述沟道层由氧化物半导体构成。
20.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
在所述显示装置基板上，在与所述像素开口部相对应的位置上至少设置有红色滤光器、绿色滤光器和蓝色滤光器中的任一种。
21.根据权利要求20所述的液晶显示装置，其特征在于，
在所述显示装置基板上具备划分所述像素开口部的黑矩阵层。
22.(修改后)一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
显示装置基板，具备第一触摸传感布线；
阵列基板，具备：多个多边形状的像素开口部、设置在多个所述像素开口部的各个像素开口部中的像素电极、与所述像素电极电连接的第一有源元件和第二有源元件、与所述第一有源元件电气协作的第一栅极布线、与所述第二有源元件电气协作的第二栅极布线、在俯视中与所述第一栅极布线正交并与所述第一有源元件或第二有源元件电气协作的第一源极布线、在俯视中与所述第二栅极布线正交并与所述第二有源元件或第一有源元件电气协作的第二源极布线、设置在所述像素电极之下的第一绝缘层、设置在所述第一绝缘层之下的第二绝缘层、设置在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间的共用电极、以及在俯视中与所述第一触摸传感布线正交的第二触摸传感布线；
液晶层，被夹持在所述显示装置基板和所述阵列基板之间；以及
控制部，对所述第一源极布线供给正的第一影像信号，对所述第二源极布线供给负的第二影像信号，通过与所述第一影像信号和所述第二影像信号的供给同步地对所述像素电极和所述共用电极之间施加液晶驱动电压，由此驱动所述液晶层，在影像显示的稳定期间以及影像显示后的黑显示稳定期间的至少一个稳定期间中，通过所述第一触摸传感布线和所述第二触摸传感布线进行触摸传感驱动。
23.根据权利要求22所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述控制部在进行所述触摸传感驱动时，
对所述第一触摸传感布线和所述第二触摸传感布线的一方施加触摸传感驱动电压，并经由所述第一触摸传感布线和所述第二触摸传感布线的另一方检测触摸传感信号。
24.根据权利要求23所述的液晶显示装置，其特征在于，
对所述第二触摸传感布线施加所述触摸传感驱动电压，所述第一触摸传感布线检测所述触摸传感信号。
25.根据权利要求22所述的液晶显示装置，其特征在于，
具备设置于所述阵列基板的背面或者侧面的背光单元，
所述黑显示稳定期间是停止了所述背光单元的发光的期间。
26.根据权利要求22所述的液晶显示装置，其特征在于，
在所述显示装置基板上，在与所述像素开口部相对应的位置上至少设置有红色滤光器、绿色滤光器和蓝色滤光器中的任一种。
27.根据权利要求26所述的液晶显示装置，其特征在于，
具备设置在所述显示装置基板上且划分所述像素开口部的黑矩阵层。

Claims (27)

1.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
显示装置基板，具备第一触摸传感布线；
阵列基板，具备：多个多边形状的像素开口部、设置在多个所述像素开口部的各个像素开口部中的像素电极、与所述像素电极电连接的第一有源元件和第二有源元件、与所述第一有源元件电气协作的第一栅极布线、与所述第二有源元件电气协作的第二栅极布线、在俯视中与所述第一栅极布线正交并与所述第一有源元件电气协作的第一源极布线、在俯视中与所述第二栅极布线正交并与所述第二有源元件电气协作的第二源极布线、设置在所述像素电极之下的第一绝缘层、设置在所述第一绝缘层之下的第二绝缘层、设置在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间的共用电极、以及在俯视中与所述第一触摸传感布线正交的第二触摸传感布线；
液晶层，被夹持在所述显示装置基板与所述阵列基板之间；以及
控制部，对所述第一源极布线供给正的第一影像信号，对所述第二源极布线供给负的第二影像信号，通过与所述第一影像信号和所述第二影像信号的供给同步地对所述像素电极和所述共用电极之间施加液晶驱动电压，由此驱动所述液晶层进行影像显示，在进行了影像显示之后，对所述第二触摸传感布线施加电压。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
在俯视中，通过所述第一栅极布线、所述第二栅极布线、所述第一源极布线和所述第二源极布线划分出所述像素开口部。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述像素开口部的长边在沿着所述第一源极布线和所述第二源极布线的方向上延伸。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
在俯视中，所述第一触摸传感布线和所述第二触摸传感布线中的一方以与所述第一栅极布线和所述第二栅极布线重叠的方式设置，所述第一触摸传感布线和所述第二触摸传感布线中的另一方以与所述第一源极布线和所述第二源极布线重叠的方式设置。
5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述显示装置基板具有显示面，
在剖视中，所述显示面到所述第二触摸传感布线的距离大于所述显示面到所述第一触摸传感布线的距离，
所述第二触摸传感布线设置在所述第一绝缘层上的位置、所述第二绝缘层上的位置、以及所述第二绝缘层下的位置中的任一个位置上。
6.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述第一栅极布线和所述第二栅极布线以位于所述多个像素开口部中的相互邻接的两个像素开口部之间的方式相互平行地配设。
7.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
具备设置于所述阵列基板的背面或者侧面的背光单元，
在对所述第二触摸传感布线施加所述电压时，停止所述背光单元的发光。
8.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述液晶层被产生于所述像素电极和所述共用电极之间的边缘电场驱动。
9.根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述显示装置基板具有透明电极，
所述液晶层被产生于所述像素电极和所述共用电极之间的边缘电场驱动，并且被产生于所述像素电极和所述透明电极之间的所述液晶层的厚度方向上的电场驱动。
10.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
在俯视中，所述共用电极具有与所述像素电极重叠的重叠部和从所述像素电极的端部突出的突出部。
11.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
在对所述像素电极施加了所述液晶驱动电压之后，而且还未对所述像素电极再次施加所述液晶驱动电压时，所述控制部对所述第二触摸传感布线施加所述电压。
12.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
对所述第二触摸传感布线施加的电压包括正的电压和负的电压，
所述电压按照影像显示的每一定期间被反转为正或者负。
13.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述第一触摸传感布线和所述第二触摸传感布线的各个触摸传感布线包含金属层。
14.根据权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述显示装置基板包含第一透明基板，
所述第一触摸传感布线具有二层结构，该二层结构由形成在所述第一透明基板的上方的黑色层和层叠在所述黑色层上的所述金属层构成。
15.根据权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述阵列基板包含第二透明基板，
所述第二触摸传感布线具有二层结构，该二层结构由形成在所述第二透明基板的上方的黑色层和层叠在所述黑色层上的所述金属层构成。
16.根据权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述金属层为含铜层，
所述金属层具有用导电性金属氧化物层夹持含铜层的结构。
17.根据权利要求16所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述导电性金属氧化物层为包含氧化锌、氧化铟和氧化锡的复合氧化物。
18.根据权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述第一有源元件和第二有源元件是具有由半导体构成的沟道层的薄膜晶体管，
在俯视中，所述第二触摸传感布线的所述金属层的一部分形成覆盖所述沟道层的遮光层。
19.根据权利要求18所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述沟道层由氧化物半导体构成。
20.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
在所述显示装置基板上，在与所述像素开口部相对应的位置上至少设置有红色滤光器、绿色滤光器和蓝色滤光器中的任一种。
21.根据权利要求20所述的液晶显示装置，其特征在于，
在所述显示装置基板上具备划分所述像素开口部的黑矩阵层。
22.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
显示装置基板，具备第一触摸传感布线；
阵列基板，具备：多个多边形状的像素开口部、设置在多个所述像素开口部的各个像素开口部中的像素电极、与所述像素电极电连接的第一有源元件和第二有源元件、与所述第一有源元件电气协作的第一栅极布线、与所述第二有源元件电气协作的第二栅极布线、在俯视中与所述第一栅极布线正交并与所述第一有源元件电气协作的第一源极布线、在俯视中与所述第二栅极布线正交并与所述第二有源元件电气协作的第二源极布线、设置在所述像素电极之下的第一绝缘层、设置在所述第一绝缘层之下的第二绝缘层、设置在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间的共用电极、以及在俯视中与所述第一触摸传感布线正交的第二触摸传感布线；
液晶层，被夹持在所述显示装置基板与所述阵列基板之间；以及
控制部，对所述第一源极布线供给正的第一影像信号，对所述第二源极布线供给负的第二影像信号，通过与所述第一影像信号和所述第二影像信号的供给同步地对所述像素电极和所述共用电极之间施加液晶驱动电压，由此驱动所述液晶层，在影像显示的稳定期间以及影像显示后的黑显示稳定期间的至少一个稳定期间中，通过所述第一触摸传感布线和所述第二触摸传感布线进行触摸传感驱动。
23.根据权利要求22所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述控制部在进行所述触摸传感驱动时，
对所述第一触摸传感布线和所述第二触摸传感布线的一方施加触摸传感驱动电压，并经由所述第一触摸传感布线和所述第二触摸传感布线的另一方检测触摸传感信号。
24.根据权利要求23所述的液晶显示装置，其特征在于，
对所述第二触摸传感布线施加所述触摸传感驱动电压，所述第一触摸传感布线检测所述触摸传感信号。
25.根据权利要求22所述的液晶显示装置，其特征在于，
具备设置于所述阵列基板的背面或者侧面的背光单元，
所述黑显示稳定期间是停止了所述背光单元的发光的期间。
26.根据权利要求22所述的液晶显示装置，其特征在于，
在所述显示装置基板上，在与所述像素开口部相对应的位置上至少设置有红色滤光器、绿色滤光器和蓝色滤光器中的任一种。
27.根据权利要求26所述的液晶显示装置，其特征在于，
具备设置在所述显示装置基板上且划分所述像素开口部的黑矩阵层。
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