CN108604144A - 带触摸传感器的显示面板 - Google Patents
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Abstract
遮光部(71)设置于第1基板(10)的内面上,具有开口图案。颜色材料部(75)设置于第1基板(10)的内面上,具有与开口图案对应地排列的多个颜色材料层(72~74)。第2基板(58)与第1基板(10)的内面相向。多个内侧传感器电极(20,20m,20n)设置于第1基板的内面与第2基板之间,在俯视时包含于遮光部。多个外侧传感器电极(30)由金属制成,设置于第1基板的观察面上。外侧传感器电极的基于与视场角(VW)对应的光路(LPj)得到的向第1基板的内面上的投影在俯视时包含于遮光部。外侧传感器电极各自包括沿着与带触摸传感器的显示面板的横向平行的一个方向延伸的区域。
Description
技术领域
本发明涉及带触摸传感器的显示面板。
背景技术
能够对由使用者的手指或者笔等指示体所指示的屏幕上的位置(以下有时称为“触摸位置”)进行检测的显示面板已被广泛地知晓。为了检测触摸位置,在显示装置中设置具有触摸传感器的触摸面板。作为触摸传感器的一种,有投影型静电电容(ProjectedCapacitive,投射式电容)触摸传感器。在投影型静电电容方式中,触摸屏幕的使用者侧的面、换言之显示装置的被观察的一侧的面(以下有时称为“观察面”)即使被厚度为几mm程度的玻璃板等保护板覆盖,也能够检测触摸位置。因此,可得到优良的牢固性。另外,由于没有可动部,所以可得到长的寿命。
投影型静电电容触摸传感器包括对行方向的触摸位置的坐标进行检测的检测用行方向布线以及对列方向的触摸位置的坐标进行检测的检测用列方向布线(例如参照专利文献1)。在以下的说明中,有时将检测用行方向布线和检测用列方向布线合起来称为“检测用布线”。在专利文献1中,公开了与触摸面板相当的触摸板系统。在专利文献1公开的触摸板系统中,作为用于对静电电容(以下有时简称为“电容”)进行检测的检测用布线,具有形成在薄的电介体膜上的第1系列的导体元件、以及在第1系列的导体元件上隔着绝缘膜而形成的第2系列的导体元件。在俯视时,第1系列的导体元件和第2系列的导体元件相互交叉,但在该交叉部分处没有电接触。通过由检测电路检测在手指等指示体与作为触摸传感器的导体元件之间形成的电容(以下有时称为“触摸电容”),确定触摸位置。另外,能够根据2个以上的导体元件的检测电容的相对值,对导体元件之间的触摸位置进行插值。
在以下的说明中,将对透明电介体基板配置检测用列方向布线和检测用行方向布线而得到的部件称为“触摸屏幕”,将对触摸屏幕连接检测用电路而得到的装置称为“触摸面板”。另外,在触摸屏幕中,将能够检测触摸位置的区域称为“操作区域”或者“可检测区”。
在触摸屏幕的操作区域中,为了无遗漏地检测指示体的触摸位置,需要在操作区域上稠密地配置检测用布线。稠密的检测用布线易于被使用者辨认,所以在显示面板的图像品质方面并不令人满意。在例如由铟锡氧化物(Indium Tin Oxide:ITO)等的透明导电膜构成检测用布线时,检测用布线被使用者辨认的可能性变低。但是,透明导电膜由于具有比较高的电气电阻(以下有时简称为“电阻”),所以不利于触摸屏幕的大型化。另外,透明导电膜在与其它金属布线之间比较容易发生腐蚀,其结果,布线有时断线。因此,在向液晶显示元件(Liquid Crystal Display:LCD)安装触摸屏幕而使用的情况下,在布线的针对湿度、水滴等的稳定性中存在课题。
为了避免上述问题,作为检测用布线的材料,考虑使用例如银或者铝等低电阻的金属材料。作为检测用布线,使用由金属材料构成的布线(以下有时称为“金属布线”),从而能够降低检测用布线的电阻。金属布线不透明,所以如上所述易于被使用者辨认。作为抑制易于被使用者辨认的方法,有将金属布线进行细线化(例如网格布线化)的方法。在专利文献2中,公开了基于金属的微细布线的投影电容触摸屏幕。
在触摸屏幕的操作区域上稠密地配置细线化的金属网格布线时,发生检测用列方向布线与检测用行方向布线之间的寄生电容(以下有时称为“线间电容”)大幅增大这样的问题。其结果,例如引起布线延迟增大或者噪声增加这样的弊端。
能够通过降低布线的电阻,在某种程度上缓和布线延迟。例如在专利文献3中公开了为了缓和布线延迟而降低布线的电阻的技术。在专利文献3公开的触摸屏幕中,检测用行方向布线以及检测用列方向布线分别为将直线状且细线状的金属布线进行连接而成的锯齿图案。由此,同时实现低电阻化和线间电容的降低。另外,在专利文献3公开的触摸屏幕中,将大体地在行方向上延伸设置的多根检测用行方向布线进行电连接而作为行方向的布线束,并且将大体地在列方向上延伸设置的多根检测用列方向布线进行电连接而作为列方向的布线束。由此,能够均匀地检测触摸电容,其中,该触摸电容包括手指等指示体与检测用行方向布线之间的电容以及指示体与检测用列方向布线之间的电容。
能够与承担显示功能的显示面板独立地制造如上述专利文献1~3公开的触摸面板。在该情况下,需要与显示面板用的基板不同的透明基板,所以显示装置的厚度以及重量增加。这特别是在便携设备等中不令人满意。因此,在专利文献4以及5中公开了在显示面板的内部或者表面将触摸屏幕的功能进行集成化的方式。将如专利文献4那样在显示面板的内部将触摸屏幕进行集成化的方式称为内嵌(in-cell)方式,将如专利文献5那样在显示面板的表面进行集成化的方式称为外嵌(on-cell)方式。在内嵌方式中,有时难以形成基于手指与检测用布线之间的电容耦合的信号,触摸检测的精度降低。外嵌方式能够抑制这样的精度降低。
根据专利文献6,在外嵌方式中应用金属的微细布线。在滤色器基板的单面或者两面,以与图案状地形成的遮光部的形成位置一致的方式形成网格状的检测布线。由此,同时实现触摸检测的精度提高和薄型化及轻量化。在仅在滤色器基板的单面且设置有遮光部的面设置检测布线的情况下,检测布线与手指之间的距离变得更远,检测布线与像素电极的距离变近。因此,检测布线易于受到对液晶进行驱动的电场的影响。由此,与内嵌方式同样地,触摸检测的精度降低。根据专利文献7,在滤色器基板的第1面形成第1探测电极,在与第1面相向的第2面形成第2探测电极。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表平9-511086号公报
专利文献2:日本特开2012-103761号公报
专利文献3:日本特开2010-61502号公报
专利文献4:日本特开2010-231773号公报
专利文献5:日本特开2008-185785号公报
专利文献6:日本特开2014-071734号公报
专利文献7:日本特开2013-097704号公报
发明内容
在上述专利文献7中,在基板的观察面上配置Y探测电极(外侧传感器电极),在与观察面相反的内面上配置X探测电极(内侧传感器电极)以及黑矩阵(遮光部)。朝向观察者的光的一部分不仅被遮光部遮挡而且还被内侧传感器电极以及外侧传感器电极遮挡。即,光被将遮光部的图案、内侧传感器电极的图案以及外侧传感器电极的图案合成而形成的遮光图案遮挡。遮光部以及外侧传感器电极未配置于同一面上,所以将这些图案合成而形成的遮光图案可能根据观察者的视场角而大幅变化。因此,根据视场角,遮光图案可能成为特别易于发生波纹的图案。
另外,在上述专利文献7中,未考虑探测电极(外侧传感器电极)对显示面板的视场角造成的影响。根据外侧传感器电极延伸的方向,取决于视场角的图像不均可能成为更严重的不均,详情后述。特别是,在显示品质上,希望尽可能抑制向左右方向的视场角的恶劣影响。
本发明是为了解决如以上的课题而完成的,其一个目的在于提供一种能够抑制发生取决于视场角的波纹的带触摸传感器的显示面板。另外,另一目的在于提供一种能够抑制取决于左右方向的视场角的图像不均的带触摸传感器的显示面板。
本发明的带触摸传感器的显示面板具有第1基板、遮光部、颜色材料部、第2基板、显示功能层、多个内侧传感器电极以及多个外侧传感器电极。第1基板具有透光性,且具有与观察者相向的观察面以及与观察面相反的内面。遮光部设置于第1基板的内面上,具有开口图案。颜色材料部设置于第1基板的内面上,具有与开口图案对应地排列的多个颜色材料层。第2基板与第1基板的内面相向。显示功能层(50)保持于第1基板与第2基板之间。内侧传感器电极设置于第1基板的内面与第2基板之间,在俯视时包含于遮光部。外侧传感器电极由金属制成,设置于第1基板的观察面上。外侧传感器电极的基于与视场角对应的光路得到的向第1基板的内面上的投影在俯视时包含于遮光部。外侧传感器电极各自包括沿着与带触摸传感器的显示面板的横向平行的一个方向延伸的区域。
根据本发明的一个方案所涉及的带触摸传感器的显示面板,基于与视场角对应的光路得到的向第1基板的内面上的外侧传感器电极的投影在俯视时包含于遮光部。由此,将遮光部以及外侧传感器电极的图案合成而形成的遮光图案不会根据观察者的视场角而变化。因此,避免取决于视场角而遮光图案特别易于发生波纹的情形。根据以上,能够抑制发生取决于视场角的波纹。
根据本发明的另一方案所涉及的带触摸传感器的显示面板,触摸传感器包括内侧传感器电极以及外侧传感器电极。内侧传感器电极未配置于第1基板的观察面上,所以能够配置于与颜色材料部比较近的位置。因此,由于内侧传感器电极的存在而引起的取决于视场角的图像不均小。而且,外侧传感器电极包括与显示面板的横向平行地延伸的区域。颜色材料部中的在由观察者观察时成为该区域的背阴部分的部位几乎不取决于左右方向的视场角。根据以上,能够抑制取决于左右方向的视场角的图像不均。
本发明的目的、特征、方案以及优点通过以下的详细的说明和附图将变得更加明确。
附图说明
图1是概要地示出本发明的实施方式1中的具有显示面板的显示装置的结构的剖面图。
图2是概要地示出图1的显示面板的结构的俯视图。
图3是示意地示出集成化到显示面板的触摸屏幕的可检测区的结构的部分立体图。
图4是概要地示出图2的行方向布线部各自的结构的俯视图。
图5是概要地示出图2的列方向布线部各自的结构的俯视图。
图6是概要地示出本发明的实施方式1中的显示面板具有的滤色器基板的结构的部分俯视图。
图7是沿着图6的线VII-VII的概要剖面图。
图8是沿着图6的线VIII-VIII的概要剖面图。
图9是示意性地说明图7的显示面板的第1基板与观察者之间的与第1基板垂直的光路以及视场角VW下的光路的图。
图10是概要地示出图5的第1变形例的俯视图。
图11是概要地示出图5的第2变形例的俯视图。
图12是概要地示出本发明的实施方式2中的显示面板具有的行方向布线部各自的结构的俯视图。
图13是概要地示出本发明的实施方式2中的显示面板具有的滤色器基板的结构的部分俯视图。
图14是沿着图13的线XIV-XIV的概要剖面图。
图15是沿着图13的线XV-XV的概要剖面图。
图16是示出比较例的显示面板的结构的剖面图。
图17是示出发生图16的显示面板中的图像不均的情形的立体图。
图18是说明图16的显示面板中的图像不均的发生原因的图。
图19是说明图16的显示面板中的图像不均和像素部的排列的关系的俯视图。
图20是说明图16的显示面板中的图像不均和像素部的排列的关系的俯视图。
图21是说明图16的显示面板中的图像不均和像素部的排列的关系的俯视图。
图22是说明图16的显示面板中的图像不均和像素部的排列的关系的俯视图。
图23是说明图16的显示面板中的图像不均和像素部的排列的关系的俯视图。
图24是说明图16的显示面板中的图像不均和像素部的排列的关系的俯视图。
图25是说明图16的显示面板中的图像不均和像素部的排列的关系的俯视图。
图26是说明图16的显示面板中的图像不均和像素部的排列的关系的俯视图。
图27是说明图16的显示面板中的图像不均和像素部的排列的关系的俯视图。
图28是示出TFT阵列基板中的开关电路构造的典型例的俯视图。
图29是示出本发明的实施方式3中的显示面板具有的TFT阵列基板中的开关电路构造的例子的俯视图。
图30是概要地示出本发明的实施方式4中的显示面板具有的滤色器基板的结构的俯视图。
图31是沿着图30的线XXXI-XXXI的概要剖面图。
图32是沿着图30的线XXXII-XXXII的概要剖面图。
图33是概要地示出本发明的实施方式5中的显示面板具有的滤色器基板的结构的俯视图。
图34是沿着图33的线XXXIV-XXXIV的概要剖面图。
图35是沿着图33的线XXXV-XXXV的概要剖面图。
图36是概要地示出本发明的实施方式6中的显示面板具有的滤色器基板的结构的俯视图。
图37是沿着图36的线XXXVII-XXXVII的概要剖面图。
图38是沿着图36的线XXXVIII-XXXVIII的概要剖面图。
图39是概要地示出本发明的实施方式7中的显示面板具有的滤色器基板的结构的俯视图。
图40是沿着图39的线XL-XL的概要剖面图。
图41是沿着图39的线XLI-XLI的概要剖面图。
图42是概要地示出本发明的实施方式8中的显示面板具有的滤色器基板的结构的俯视图。
图43是沿着图42的线XLIII-XLIII的概要剖面图。
图44是沿着图42的线XLIV-XLIV的概要剖面图。
图45是概要地示出本发明的实施方式9中的显示面板具有的滤色器基板的结构的俯视图。
图46是沿着图45的线XLVI-XLVI的概要剖面图。
图47是沿着图45的线XLVII-XLVII的概要剖面图。
图48是概要地示出本发明的实施方式10中的显示面板具有的滤色器基板的结构的俯视图。
图49是沿着图48的线XLIX-XLIX的概要剖面图。
图50是沿着图48的线L-L的概要剖面图。
图51是概要地示出本发明的实施方式11中的显示面板的结构的部分剖面图。
图52是概要地示出本发明的实施方式12中的显示面板具有的第1基板的结构的俯视图。
图53是概要地示出本发明的实施方式13中的具有显示面板的显示装置的结构的剖面图。
图54是概要地示出图53的显示面板的结构的俯视图。
图55是概要地示出图54的行方向布线部各自的结构的俯视图。
图56是概要地示出图54的列方向布线部各自的结构的俯视图。
图57是示意地示出集成化到显示面板的触摸屏幕的可检测区的结构的部分立体图。
图58是概要地示出本发明的实施方式13中的显示面板具有的滤色器基板的结构的部分俯视图。
图59是沿着图58的线LIX-LIX的概要剖面图。
图60是沿着图58的线LX-LX的概要剖面图。
图61是示出比较例的显示面板的结构的剖面图。
图62是示出发生图61的显示面板中的图像不均的情形的立体图。
图63是说明图61的显示面板中的图像不均的发生原因的图。
图64是说明图61的显示面板中的图像不均和像素部的排列的关系的俯视图。
图65是说明图61的显示面板中的图像不均和像素部的排列的关系的俯视图。
图66是说明图61的显示面板中的图像不均和像素部的排列的关系的俯视图。
图67是说明图61的显示面板中的图像不均和像素部的排列的关系的俯视图。
图68是说明图61的显示面板中的图像不均和像素部的排列的关系的俯视图。
图69是说明图61的显示面板中的图像不均和像素部的排列的关系的俯视图。
图70是说明图61的显示面板中的图像不均和像素部的排列的关系的俯视图。
图71是说明图61的显示面板中的图像不均和像素部的排列的关系的俯视图。
图72是说明图61的显示面板中的图像不均和像素部的排列的关系的俯视图。
图73是概要地示出图56的第1变形例的俯视图。
图74是概要地示出图56的第2变形例的俯视图。
图75是示出TFT阵列基板中的开关电路构造的例子的俯视图。
图76是示出本发明的实施方式14中的显示面板具有的TFT阵列基板中的开关电路构造的例子的俯视图。
图77是概要地示出本发明的实施方式15中的显示面板具有的滤色器基板的结构的俯视图。
图78是沿着图77的线LXXVIII-LXXVIII的概要剖面图。
图79是沿着图77的线LXXIX-LXXIX的概要剖面图。
图80是概要地示出本发明的实施方式16中的显示面板具有的滤色器基板的结构的俯视图。
图81是沿着图80的线LXXXI-LXXXI的概要剖面图。
图82是沿着图80的线LXXXII-LXXXII的概要剖面图。
图83是概要地示出本发明的实施方式17中的显示面板具有的滤色器基板的结构的俯视图。
图84是沿着图83的线LXXXIV-LXXXIV的概要剖面图。
图85是沿着图83的线LXXXV-LXXXV的概要剖面图。
图86是概要地示出本发明的实施方式18中的显示面板具有的滤色器基板的结构的俯视图。
图87是沿着图86的线LXXXVII-LXXXVII的概要剖面图。
图88是沿着图86的线LXXXVIII-LXXXVIII的概要剖面图。
图89是概要地示出本发明的实施方式19中的显示面板具有的滤色器基板的结构的俯视图。
图90是沿着图89的线XC-XC的概要剖面图。
图91是沿着图89的线XCI-XCI的概要剖面图。
图92是概要地示出本发明的实施方式20中的显示面板具有的滤色器基板的结构的俯视图。
图93是沿着图92的线XCIII-XCIII的概要剖面图。
图94是沿着图92的线XCIV-XCIV的概要剖面图。
图95是概要地示出本发明的实施方式21中的显示面板具有的滤色器基板的结构的俯视图。
图96是沿着图95的线XCVI-XCVI的概要剖面图。
图97是沿着图95的线XCVII-XCVII的概要剖面图。
图98是概要地示出本发明的实施方式22中的显示面板的结构的部分剖面图。
图99是概要地示出本发明的实施方式23中的显示面板具有的第1基板的结构的俯视图。
(符号说明)
10、10a、10M、10aM:第1基板;11、11M、59、59M:层间绝缘膜;12、12M:保护膜;20、20m、20n、20M、20mM、20nM:内侧传感器电极;30、30i、30j、30M:外侧传感器电极;20a、30a、20aM、30aM:布线膜;20b、30b、20bM、30bM:反射防止膜;20c、20cM:共同电极;21、21m、21n、21M、21mM、21nM:列方向布线部;31、31L、31M:行方向布线部;50、50M:液晶层;51P、51PM:栅极布线对;51a、51aM:栅极布线层;51b、51bM:源极布线层;54、54M:TFT阵列基板;57、57M:像素电极;58、58M:第2基板;60、60M:保护透明基板;62、62M:背光灯;67、67M:晶体管元件;71、71i、71j、71M:遮光部;72~74、72M~74M:颜色材料层(color material layer);75、75M:颜色材料部;100、100M:显示装置;201~211、201M~210M:显示面板;900、900M:观察者。
具体实施方式
以下,根据附图,说明本发明的实施方式。此外,在以下的附图中,对相同或者相当的部分附加相同的参照编号,不重复其说明。
<实施方式1>
(结构)
图1是概要地示出本实施方式中的具有显示面板201的显示装置100的结构的剖面图。显示装置100具有显示面板201、背光灯62、液晶驱动电路基板63、触摸检测IC(Integrated Circuit,集成电路)65以及微型控制器66。显示面板201是设置有触摸传感器的面板、即带触摸传感器的显示面板。换言之,触摸屏幕被集成化到显示面板201。在本实施方式以及后述的其它实施方式中,特别详细地说明显示面板201是液晶面板的情况。触摸检测IC65构成用于对由触摸所致的静电电容的变化进行检测的外部电路。
图2是概要地示出显示面板201的结构的俯视图。显示面板201具有相互相向的第1基板10以及第2基板58。第1基板10具有透光性,典型地是透明玻璃基板。第2基板58在使用背光灯62(图1)的情况下具有透光性,典型地是透明玻璃基板。
第1基板10具有长方形形状。长方形形状具有沿着一个方向的长边。在本实施方式中,该一个方向是与显示面板201的观察者的左右方向平行的X方向(行方向)。另外,长方形形状的短边沿着与观察者的上下方向平行的Y方向(列方向)。X方向以及Y方向相互交叉,典型地是正交。第2基板58具有与第1基板10的形状大致同样的形状为宜。
在显示面板201中,设置有投影型静电电容方式的触摸传感器。具体而言,设置有触摸屏幕端子部8、多个列方向布线部21、多个行方向布线部31、引出布线C1~C8以及引出布线R1~R6。行方向布线部31分别沿着X方向延伸。行方向布线部31在Y方向上相互隔开间隔而排列。列方向布线部21分别沿着Y方向延伸。列方向布线部21在X方向上相互隔开间隔而排列。行方向布线部31和列方向布线部被第1基板10隔开。
触摸屏幕端子部8设置于第1基板10的端部。行方向布线部31分别通过引出布线R1~R6而与触摸屏幕端子部8连接。列方向布线部21分别通过引出布线C1~C8而与触摸屏幕端子部8连接。触摸屏幕端子部8与触摸检测IC65(图1)连接。触摸检测IC65根据在行方向布线部31以及列方向布线部21的各个布线部与指示体之间形成的静电电容,检测由指示体指示的触摸屏幕上的位置。
例如,引出布线R1~R6从离触摸屏幕端子部8近的引出布线起依次沿着可检测区的外周而配置,在到达其它引出布线的配置位置之后,沿着其它引出布线而配置。这样,引出布线R1~R6靠紧可检测区的外周侧而配置。另外,引出布线C1~C8也同样地,从离触摸屏幕端子部8近的引出布线起依次靠紧可检测区的外周侧而配置,在到达其它引出布线的配置位置之后,沿着其它引出布线而配置。这样,通过尽可能靠紧可检测区的外周侧而配置引出布线R1~R6以及引出布线C1~C8,能够使显示面板201的外周部变小。另外,也可以在行方向的引出布线R1~R6与列方向的引出布线C1~C6之间配置屏蔽电极40。由此,能够降低从显示部分发生的电磁噪声或者引出布线间的噪声的影响。能够与后述的外侧传感器电极30或者内侧传感器电极20同时形成屏蔽电极40。
图3是示意地示出被集成化到显示面板201的触摸屏幕的可检测区的结构的部分立体图。该结构与包含于显示面板201的滤色器基板对应,具有第1基板10、遮光部71(黑矩阵)、颜色材料部75、多个列方向布线部21(内侧布线部)以及多个行方向布线部31(外侧布线部)。在本实施方式中,该滤色器基板与外嵌构造的触摸屏幕相当。第1基板10具有与观察者相向的观察面(在图中是上表面)以及与观察面相反的内面(在图中是下表面)。第2基板58(图2)与第1基板10的内面相向。
行方向布线部31设置于第1基板10的观察面上。列方向布线部21设置于第1基板10的内面与第2基板58(图2)之间,在本实施方式中设置于内面上。因此,行方向布线部31和列方向布线部21被第1基板10遮挡。在行方向(在图中是横向)上延伸的多个行方向布线部31和在列方向上延伸的多个列方向布线部21在俯视时构成矩阵区域。在显示品质上,优选为在矩阵区域中使行方向布线部31以及列方向布线部21各自的比例相同。
遮光部71设置于第1基板10的内面上,具有开口图案。颜色材料部75设置于第1基板10的内面上。遮光部71以及颜色材料部75构成设置于第1基板10的内面上的滤色器层。
此外,在设置有行方向布线部31的观察面上,依次设置有粘接层61、保护透明基板60以及上部偏振片13。为了提高耐环境性,也可以在上部偏振片13的与观察者面对的面上隔着粘接层而设置保护透明基板。
图4是概要地示出行方向布线部31各自的结构的俯视图。行方向布线部31各自具有至少1个外侧传感器电极30,在本实施方式中具有1个格子状的外侧传感器电极30。在本实施方式中,外侧传感器电极30具有沿着X方向以及Y方向(图2)延伸的格子图案。换言之,在本实施方式中,外侧传感器电极30具有沿着与显示面板201的横向平行的一个方向即X方向延伸的区域、以及沿着与X方向交叉的方向(具体而言与X方向正交的Y方向)延伸的区域。
外侧传感器电极30由金属制成。优选为外侧传感器电极30含有银、铜、铝、钼以及钛中的至少某一元素的原子。具体而言,外侧传感器电极30是铝等金属材料的单层膜或多层膜、或者金属材料和其它材料的多层膜。例如,也可以使用金属和其氮化物的层叠构造。此外,“金属材料”也可以是具有上述原子的合金材料。
图5是概要地示出列方向布线部21各自的结构的俯视图。列方向布线部21各自具有至少1个内侧传感器电极20,例如如图所示,具有相互并联连接的多个内侧传感器电极20。在本例子中,内侧传感器电极20分别沿着Y方向(图2)延伸。内侧传感器电极20能够由与外侧传感器电极30同样的材料来制成。
图6是概要地示出显示面板201具有的滤色器基板的结构的部分俯视图。换言之,是从观察面观察(在图3中从上方向观察)图3的主要部分的部分俯视图。图7以及图8分别是沿着图6的线VII-VII以及VIII-VIII的概要剖面图。
颜色材料部75具有与遮光部71的开口图案对应地排列的多个颜色材料层72~74。颜色材料层72~74具有相互不同的颜色。例如,颜色材料层72具有红色(R),颜色材料层73具有绿色(G),颜色材料层74具有蓝色(B)。颜色材料部75例如具有条纹排列。在条纹排列中,颜色材料层72~74中的具有同一颜色的颜色材料层沿着条纹方向(图6中的上下方向)被排列。即,条纹方向与Y方向(图2)对应。因此,颜色材料部75包括在Y方向(在图中是上下方向)上相互相邻并且具有共同的颜色的颜色材料层72~74。
外侧传感器电极30如上所述配置于第1基板10的观察面上。外侧传感器电极30如图6所示,在俯视时包含于遮光部71。更具体而言,外侧传感器电极30的基于与视场角对应的光路得到的向内面上的投影在俯视时包含于遮光部71。根据显示面板201的规格,视场角被设为预定的角度以下。例如,详细而言如后述的图9所示,能够将视场角定义为观察者观察面板的角度。根据显示面板所要求的规格来决定视场角的大小。以下,详细说明外侧传感器电极30的这样的配置。
图9示出由观察者900以观察距离DS来观察显示面板201(图7)的情形。光路LPi是第1基板10与观察者900之间的与第1基板10垂直的光路。另外,光路LPj是第1基板10与观察者900之间的视场角VW下的光路。视场角VW是从第1基板10的观察面的法线起的角度,并且满足显示面板201的规格。因此,视场角VW可以称为满足规格的最大角度以下的所有角度。具体而言,视场角VW是在从倾斜方向观察显示面板201的画面时色调、明亮度以及对比度(contrast ratio)实质上恒定、且不产生灰度反转(在中间灰度下明亮的部分和暗的部分反过来的现象)的范围内的所有角度。换言之,视场角VW是在从倾斜方向观察显示面板201的画面时色调、明亮度以及对比度实质上与从正面观察时相同、且不产生灰度反转的范围内的所有角度。换言之,视场角VW是表示正确地看到显示面板201的显示内容的范围的角度。在对比度的测定基准中在制造者之间无统一指标而存在差异,但一般将确保对比度10:1以上或者5:1以上的角度定义为视场角的情况较多。在图中,为便于说明,外侧传感器电极30i以及外侧传感器电极30j分别指外侧传感器电极30的一部分。为便于说明,遮光部71i以及遮光部71j分别指遮光部71的一部分。
遮光部71i以及遮光部71j分别在俯视时包含于外侧传感器电极30i以及30j。因此,在垂直地观察第1基板10的情况下,其光沿着光路LPi前进,在从观察者观察时外侧传感器电极30i当然包含于遮光部71i。
另一方面,在以视场角VW观察第1基板10的情况下,为了在从观察者观察时使外侧传感器电极30i包含于遮光部71i,需要使沿着光路LPj的向第1基板10的内面(在图中是下表面)上的外侧传感器电极30j的投影包含于遮光部71i。通过以使得在预定的视场角的范围内满足这个条件的方式配置外侧传感器电极30,在预定的视场角的范围内,外侧传感器电极30不会对实质性的遮光图案造成影响。换言之,在预定的视场角的范围内,将遮光部71以及外侧传感器电极30的图案合成而形成的遮光图案不会根据观察者900的视场角而变化。因此,避免取决于视场角而遮光图案特别易于发生波纹的情形。
为了如上所述配置外侧传感器电极30,在观察者的左右方向(在图中是水平方向)上,外侧传感器电极30的宽度WS小于遮光部71的宽度WT。另外,在俯视时,在外侧传感器电极30的右侧以及左侧这两方设置遮光部71的余量。必要的余量的大小不仅根据视场角VW的大小来决定,而且还根据在第1基板10的内面(在图中是下表面)与观察者900之间存在的部件的厚度和折射率来决定。其原因为,在不同的种类的介质中相对它们的界面而倾斜地经过的光路LPj受到折射现象的影响。
通过如以上那样配置外侧传感器电极30,能够抑制发生取决于视场角的波纹。
此外,根据在图9中说明的配置,在观察者900的左右方向上的视场角的范围内抑制波纹的发生。典型地,左右方向的视场角的范围内的图像品质比上下方向的视场角内的图像品质更重要。因此典型地,作为“视场角”,仅考虑左右方向的视场角即可。然而,在上下方向的视场角的范围内的图像品质特别重要的情况下,作为“视场角”,仅考虑上下方向的视场角即可。另外,在要求左右方向以及上下方向这两方的视场角的范围内的图像品质的情况下,作为“视场角”,考虑它们各自的视场角即可。
再次参照图6~图8,内侧传感器电极20优选配置成在俯视时与遮光部71至少部分地重复。更优选为,内侧传感器电极20在俯视时包含于遮光部71。在本实施方式中,内侧传感器电极20隔着遮光部71配置于第1基板10的内面上。
外侧传感器电极30也可以在第1基板10的观察面(图7以及图8中的上表面)上被保护膜12所覆盖。从外侧传感器电极30进一步延伸、且未被保护膜12覆盖而露出的电极是触摸屏幕端子55(图8)。触摸屏幕端子55各自连接到触摸屏幕端子部8(图2)。保护膜12的一部分或者全部能够由透明性无机绝缘膜、有机系无机绝缘膜或者有机绝缘膜形成。作为透明性无机绝缘膜,能够使用硅氧化膜、硅氮化膜、硅氮氧化膜等硅系无机绝缘膜、或者氧化铝等金属氧化物膜。作为有机系无机绝缘膜的材料,能够使用主链由硅氧化物、硅氮化物或者硅氮氧化物构成、且有机物结合到侧链或者官能团的高分子材料。作为有机绝缘膜的材料,能够使用主链由碳构成、且通过高温烧结来硬化而得到的例如丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、酚醛清漆树脂或者烯烃树脂等。
显示面板201(图7)具有通过显示功能部来显示图像的功能,该显示功能部包括:包括第1基板10的滤色器基板、包括第2基板58的TFT阵列基板54、以及在它们之间保持的作为显示功能层的液晶层50。液晶层50在第1基板10与第2基板58之间通过密封材料52而被密封。在液晶层50的一方侧以及另一方侧分别设置有上部偏振片13以及下部偏振片53。
TFT阵列基板54在第2基板58上具有:像素电极57;晶体管元件(未图示),对向像素电极57的施加电压进行开关;TFT阵列布线层51,对该晶体管元件供给用于驱动液晶层50的电压;层间绝缘膜59,覆盖TFT阵列布线层51;以及TFT阵列端子56,用于将TFT阵列布线层51与外部电路连接。
(制造中的外侧传感器电极的形成定时)
在显示面板201的制造中,优选为在第1基板10的观察面上形成外侧传感器电极30之后,在第1基板10的内面上形成遮光部71、颜色材料部75以及内侧传感器电极20。因此,覆盖外侧传感器电极30的保护膜12的材料优选为针对在制造时的颜色材料部75的形成工序或者制造后的使用环境下使用的化学药液或水分具有充分的耐性的材料。此外,作为内侧传感器电极20的保护膜,也可以设置覆盖内侧传感器电极20的涂层膜。
颜色材料部75由于容易通过高温处理而分解以及退色,所以无法针对设置有颜色材料部75的第1基板10进行高温处理。通过比颜色材料部75更先形成外侧传感器电极30,能够在高温下形成外侧传感器电极30。由此,能够形成具有高的硬度的保护膜12。保护膜12的硬度优选为与在空气中浮游的沙尘以及玻璃相同的程度(具体而言硬度为7以上)。由此,抑制由于制造工序中的搬送时的与载置台的摩擦或者制造后的使用而发生损伤。这样的损伤成为断线或者腐蚀的原因、或者根据光的透射或者反射的状态的变化而被辨认为显示缺陷。因此,这样的损伤成为成品率降低的原因。保护膜12的材料例如是SiO2、SiN等无机绝缘膜或者有机绝缘膜。
此外,在具有第1基板10的滤色器基板和具有第2基板58的TFT阵列基板54的贴合工序以及向两者之间的液晶注入·密封工序之后形成外侧传感器电极30时,在通过检查而发现触摸传感器的不良的情况下,由于显示面板201已经接近完成,所以损失成本变大。相对于此,在如上所述早期地形成外侧传感器电极30时,损失成本变小,在环境保护方面也有利。
(效果的总结)
参照图9,如上所述基于与视场角VW对应的光路LPj得到的向第1基板10的内面(在图中是下表面)上的外侧传感器电极30的投影在俯视时包含于遮光部71。由此,将遮光部71以及外侧传感器电极30的图案合成而形成的遮光图案不会根据观察者900的视场角而变化。因此,避免取决于视场角而遮光图案特别易于发生波纹的情形。根据以上,能够抑制发生取决于视场角的波纹。
此外,内侧传感器电极20与遮光部71一起配置于第1基板10的内面上。由此,内侧传感器电极20与遮光部71之间的沿着观察距离DS(图9)的方向上的位置偏移小。因此,内侧传感器电极20与外侧传感器电极30不同,不易成为取决于视场角的波纹发生的要因。
外侧传感器电极30由金属制成。由此,能够减小布线电阻。因此,能够实现更窄的布线宽度以及更宽的布线间间距的应用。由此,能够提高可检测区的光的透射率,并且能够实现触摸屏幕的大型化。在内侧传感器电极20由金属制成的情况下也可得到同样的效果。另外,由于布线电阻小,能够以短的响应时间、即高速地进行触摸检测。
优选为外侧传感器电极30含有银、铜、铝、钼以及钛中的至少某一元素的原子。由此,能够减小外侧传感器电极30的布线电阻。因此,能够提高触摸传感器的灵敏度。
在内侧传感器电极20(图7)在俯视时包含于遮光部71的情况下,内侧传感器电极20不易被观察者辨认。因此,能够进一步抑制由于内侧传感器电极20的存在而引起的图像不均。在左右方向上内侧传感器电极20越收敛于遮光部71的内侧,则左右方向上的不会引起图像不均的视场角区域越宽。
外侧传感器电极30(图6)在俯视时包含于遮光部71。由此,从外侧传感器电极30在上下方向上延伸的背阴部分(shade)不易重叠到颜色材料部75。因此,能够进一步抑制由于外侧传感器电极30的存在而引起的上下方向的图像不均。在上下方向上外侧传感器电极30越收敛于遮光部71的内侧,则上下方向上的不会引起图像不均的视场角区域越宽。
内侧传感器电极20和外侧传感器电极30(图8)通过第1基板10隔开。由此,充分地确保内侧传感器电极20与外侧传感器电极30之间的电绝缘性。因此,能够充分地确保触摸传感器的耐电压。另外,第1基板10还被用作用于构成滤色器基板的基板。由此,能够实现显示面板201的小型化以及轻量化。
外侧传感器电极30(图8)设置于第1基板10的观察面上。由此,外侧传感器电极30配置于触摸位置的附近。因此,检测灵敏度提高。
行方向布线部31(图4)优选为由具有格子图案的外侧传感器电极30构成。由此,即使外侧传感器电极30局部地断线,也能够避免传感器功能大幅受损。
通过保护透明基板60(图7),提高显示面板201的耐环境性。通过在外侧传感器电极30的材料中使用金属,相比于使用氧化物导电体的情况,耐水性以及耐化学药品性得到提高。这些耐环境性通过保护膜12而进一步提高。
(列方向布线部的变形例)
在图5中,说明了列方向布线部21分别由大致长方形地构图的内侧传感器电极20构成的情况。内侧传感器电极20存在于大致长方形内的整体。
在第1变形例(图10)中,列方向布线部21m分别由大致长方形地构图的内侧传感器电极20m构成。在该长方形内,内侧传感器电极20m以网格状存在。通过使用网格状的结构,内侧传感器电极20m不易被观察者辨认。由此,即使内侧传感器电极具有在俯视时不包含于遮光部71(图6)的部分,也能够避免对图像品质造成显著的影响。因此,能够更宽地设置内侧传感器电极20m。较宽地设置的内侧传感器电极20m能够有效地屏蔽从TFT阵列基板54向外侧传感器电极30的噪声。以下对其进行详述。
在通过外侧传感器电极30以及内侧传感器电极20设置互电容方式的触摸传感器的情况下,外侧传感器电极30具有作为检测电极的功能,内侧传感器电极20具有作为激励(驱动)电极的功能。在检测电极和激励电极配置于同一面上的情况下,检测所需的电极间电容由横向的电场形成。因此,需要在电极之间设置一定的距离。相对于此,在本实施方式中,它们配置于不同的面上,电极间电容由纵向的电场形成。因此,能够尽可能稠密地配置作为激励电极的内侧传感器电极20。由此,能够通过稠密地配置的内侧传感器电极20,从由TFT阵列基板54发生的噪声中有效地屏蔽相比于激励电极易于受到噪声的影响的作为检测电极的外侧传感器电极30。
在上述第1变形例中,网格状的内侧传感器电极20m的外缘沿着上下方向而直线状地(在图中沿着直线LS)延伸。这样的外缘由于规则性地反射光,所以易于被观察者辨认。为了避免这个问题,在第2变形例(图11)的列方向布线部21n中,网格状的内侧传感器电极20n的外缘在上下方向上非直线状而锯齿状地(在图中沿着线LZ)延伸。
<实施方式2>
(结构)
参照图12,在本实施方式中,代替行方向布线部31(图4:实施方式1)而使用行方向布线部31L。行方向布线部31L各自具有至少1个外侧传感器电极30,典型地具有相互并联连接的多个外侧传感器电极30。外侧传感器电极30各自沿着X方向(图2)延伸。
图13是概要地示出本实施方式的显示面板202具有的滤色器基板的结构的部分俯视图。换言之,是从观察面观察(在图3中从上方向观察)图3的主要部分的部分俯视图。图14以及图15分别是沿着图13的线XIV-XIV以及XV-XV的概要剖面图。通过上述结构,外侧传感器电极30各自沿着与显示面板202的横向平行的一个方向、即X方向延伸。换言之,外侧传感器电极30各自仅具有沿着X方向延伸的区域。此外,在本实施方式中也与实施方式1同样地,外侧传感器电极30的基于与视场角对应的光路得到的向第1基板10的内面上的投影在俯视时包含于遮光部71。
(比较例)
参照图16,在比较例的显示面板200中,代替内侧传感器电极20以及外侧传感器电极30(图15)而设置有外侧传感器电极20Z以及外侧传感器电极30Z。外侧传感器电极20Z以及外侧传感器电极30Z配置于第1基板10的观察面上。外侧传感器电极20Z与外侧传感器电极30之间通过层间绝缘膜11隔开。通过以上的结构,在第1基板10的观察面上构成具有外侧传感器电极20Z、外侧传感器电极30以及层间绝缘膜11的触摸屏幕部1。
参照图17,外侧传感器电极20Z在观察者的左右方向上延伸。外侧传感器电极30Z在观察者的上下方向上延伸。在设置具有这样的结构的触摸屏幕部1的情况下,观察者900能够辨认出由左右的视场角(在图中参照箭头)的差异所引起的大的图像不均。以下,说明其理由。
参照图18,在上下方向上延伸的外侧传感器电极30Z在从观察者900观察时会遮蔽遮光部71、颜色材料层72以及颜色材料层74中的哪一个这取决于观察者900的左右的视场角。在颜色材料层72被部分地遮蔽的情况下,导致由颜色材料层72显示的颜色(例如红色(R))的亮度降低。同样地,在颜色材料层74被部分地遮蔽的情况下,导致由颜色材料层74显示的颜色(例如蓝色(B))的亮度降低。在由颜色材料层72~74(图6)构成的单位像素中,如果特定的颜色的亮度降低,则不会表现本来的颜色。由此,产生颜色不均。另外,在1个单位像素中各颜色的亮度以相同程度降低的情况下,由于单位像素之间的亮度降低的程度的差异而产生亮度不均。这样在比较例中易于显著地发生图像不均、具体而言颜色不均或者亮度不均。以下,详细说明该图像不均和颜色材料部75的排列的关系。
图19~图22分别示出颜色材料部具有RGB排列的情况。更具体而言,图19~图22分别示出条纹排列、马赛克排列、德尔塔排列以及2G正方形排列。在条纹排列中,具有相同的颜色的颜色材料层沿着上下方向排列。在马赛克排列中,R、G以及B的所有颜色重复沿着上下方向排列。在德尔塔排列中,R、G以及B形成三角格子。在2G正方形排列中,1个R、2个G以及1个B形成正方格子。在各图中,用实线包围的1个区域与单位像素对应。另外,用实线以及双点划线来示出1个外侧传感器电极30Z从正面被观察的情况以及从左方被观察的情况各自的带给颜色材料部75的背阴部分的位置。
在条纹排列(图19)中,取决于视场角而特定的颜色(在图中是R(红色))的亮度变化。因此,显著地产生取决于视场角的颜色不均。在马赛克排列、德尔塔排列以及2G正方形排列(图20~图22)中,如果考虑在上下方向上相互邻接的单位像素之间的混色,则视场角对R、G以及B各自的亮度造成同样的影响。因此,对于观察者而言主要辨认出亮度不均。此外,如果微观地观察、即以各单位像素来观察,则可以说产生取决于视场角的颜色不均。
在图23~图27各自中,关于颜色材料部具有RGBW排列的情况,示出与上述同样的内容。此外,“W”与具有白色的颜色材料层对应。更具体而言,图23~图27分别示出条纹排列、第1正方形排列、第2正方形排列、第1德尔塔排列以及第2德尔塔排列。在图示的正方形排列中,在上下方向上仅重复排列2个颜色。在条纹排列中,与上述RGB排列中的情况同样地,产生显著的颜色不均。在正方形排列以及德尔塔排列中,在本例所示的排列中某个位置处的视场角的影响仅波及到特定的2个颜色,所以发生颜色不均。除了条纹排列的情况以外,如果排列被变更,则虽然能够通过相互邻接的单位像素之间的混色来抑制颜色不均,但在该情况下会被辨认出亮度不均。
如上所述,不论在RGB排列以及RGBW排列中的哪一情况下,在使用条纹排列时,在比较例(图18)的结构中都会辨认出显著的颜色不均。相对于此,根据本实施方式,通过外侧传感器电极30以与条纹排列的延伸方向正交的方式延伸,能够避免发生颜色不均。
另外,如上所述,不论在RGB排列以及RGBW排列中的哪一情况下,在比较例(图18)的结构中在避免颜色不均的情况下都产生亮度不均。相对于此,根据本实施方式,外侧传感器电极30在观察者的左右方向上延伸,从而能够避免取决于左右方向的视场角的亮度不均。
(效果的总结)
根据本实施方式,除了与实施方式1同样的效果以外,还可得到以下那样的效果。
根据本实施方式,触摸传感器包括内侧传感器电极20以及外侧传感器电极30(图15)。内侧传感器电极20未配置于第1基板10的观察面(图15中的上表面)上,所以能够配置于与颜色材料部75比较近的位置。因此,由于内侧传感器电极20的存在而引起的取决于视场角的图像不均小。而且,外侧传感器电极30与观察者的左右方向平行地延伸。因此,颜色材料部75中的在从观察者观察时成为外侧传感器电极的背阴部分的部位几乎不取决于左右方向的视场角。根据以上,能够抑制取决于左右方向的视场角的图像不均。
外侧传感器电极30沿着第1基板10的长边方向(图2中的X方向)延伸。因此,颜色材料部75中的在从观察者观察时成为外侧传感器电极的背阴部分的部位几乎不取决于长边方向的视场角。根据以上,能够抑制取决于长边方向的视场角的图像不均。因此,在长边方向是左右方向的显示装置中,能够抑制取决于左右方向的视场角的图像不均。此外,在特别易于产生视场角的问题的大型的显示装置中,典型地其长边方向是左右方向。
在颜色材料部75具有条纹配置(图19)的情况、换言之颜色材料层72~74在与左右方向正交的方向上相互相邻并且具有共同的颜色的情况下,在第1基板10的观察面上配置的传感器电极假设沿着左右方向时,成为取决于左右方向的视场角的大的颜色不均的原因。根据本实施方式,能够抑制这样的颜色不均。
<实施方式3>
(TFT阵列基板中的开关电路构造的典型例)
在说明本实施方式之前,以下说明能够对包括上述实施方式1以及2在内的其它实施方式应用的TFT阵列基板中的开关电路构造的典型例。
图28是示出TFT阵列基板54(图7)中的典型的开关电路构造(单栅极·单源极构造)的俯视图。在TFT阵列基板54中,设置有各自具有晶体管元件67(开关元件)以及像素电极57的多个像素。在第2基板58上设置有在行方向(在图中是左右方向)上延伸的多个栅极布线层51a以及在列方向(在图中是上下方向)上延伸的多个源极布线层51b。在列方向上相邻的栅极布线层51a之间存在像素。在行方向上相互相邻的源极布线层51b之间一定存在像素。换言之,等间隔地配置的栅极布线层51a和等间隔地配置的源极布线层51b相互交叉,从而构成矩阵状地排列的像素。栅极布线层51a各自与其一方侧(在图中是下侧)的像素连接。一个源极布线层51b与沿着一个列的各个像素连接。
(本实施方式的结构)
图29是示出本实施方式中的显示面板203具有的TFT阵列基板54(参照图7)中的开关电路构造的例子的俯视图。显示面板203具有配置于第2基板58上且分别具备2个栅极布线层51a的多个栅极布线对51P。栅极布线对51P各自经过在上下方向(与左右方向交叉的方向)上相互相邻的像素之间。换言之,在列方向上交替地配置有在列方向上相邻的栅极布线层51a之间存在2个像素的区域以及在列方向上相邻的栅极布线层51a之间不存在像素的区域。在栅极布线对51P具有的2个栅极布线层51a之中,上侧的栅极布线层向上方的像素连接,下侧的栅极布线层向下方的像素连接。一个源极布线层51b针对沿着夹着该源极布线层51b的2个列的像素,每隔1个进行连接。将该电路构造还称为“双栅极·半源极构造”。
在本实施方式中,遮光部71在俯视时在与栅极布线对51P对应的位置具有宽度(上下方向的尺寸)宽的部分。在与该宽度宽的部分对应的位置配置外侧传感器电极30。由此,能够避免发生图像不均,并且通过增大外侧传感器电极30的宽度(上下方向的尺寸)来降低其布线电阻。因此,能够缩短触摸传感器的检测时间,能够提高检测灵敏度。
另外,能够通过双栅极·半源极构造,提高像素的孔径比。另外,TFT阵列基板的信号线的根数减少,所以能够降低驱动电路的IC的成本。
上述以外的结构与上述实施方式1或者2的结构大致相同,所以对相同或者对应的要素附加同一符号,不重复其说明。此外,在将本实施方式与实施方式2的结构组合的情况下,能够仅在上述宽度宽的部分配置外侧传感器电极30。因此,能够更充分地避免发生图像不均。
<实施方式4>
图30是概要地示出本实施方式中的显示面板204具有的滤色器基板的结构的俯视图。图31以及图32分别是沿着图30的线XXXI-XXXI以及线XXXII-XXXII的概要剖面图。
在显示面板204中,如图31所示,内侧传感器电极20的宽度(左右方向的尺寸)与遮光部71的宽度相同。由此,能够抑制在俯视时由于内侧传感器电极20从遮光部71露出而引起的图像不均,并且最大限地确保内侧传感器电极20的宽度。由于内侧传感器电极20的宽度大,从而能够降低其电阻,另外能够有效地屏蔽从TFT阵列基板54向外侧传感器电极30的噪声。由此,能够提高触摸传感器的检测灵敏度。
此外,上述以外的结构与上述实施方式1~3的结构大致相同,所以对相同或者对应的要素附加同一符号,不重复其说明。
<实施方式5>
图33是概要地示出本实施方式中的显示面板205具有的滤色器基板的结构的俯视图。图34以及图35分别是沿着图33的线XXXIV-XXXIV以及线XXXV-XXXV的概要剖面图。
在本实施方式中的显示面板205中,颜色材料部75至少部分地覆盖配置于第1基板10的内面(图34以及图35中的下表面)上的内侧传感器电极20。优选为,颜色材料部75覆盖内侧传感器电极20的侧面(图34以及图35中的左面以及右面)。更优选为,颜色材料部75还覆盖内侧传感器电极20的与第2基板58相向的面(图34以及图35中的下表面)。进一步优选为,在剖视(图34以及图35的视场)时,内侧传感器电极20被遮光部71以及颜色材料部75完全包围。
为了得到如上所述的结构,颜色材料层72~74中的相互相邻的颜色材料层优选为如图34以及图35所示,在它们的边界处相互重叠。另外,内侧传感器电极20优选为在俯视时包含于遮光部71。
根据本实施方式,颜色材料部75至少部分地覆盖内侧传感器电极20。由此,能够抑制来自内侧传感器电极20的反射光。因此,能够进一步抑制由于内侧传感器电极20的存在而引起的图像不均。
此外,上述以外的结构与上述实施方式1~4中的任意实施方式的结构大致相同,所以对相同或者对应的要素附加同一符号,不重复其说明。
<实施方式6>
图36是概要地示出本实施方式中的显示面板206具有的滤色器基板的结构的俯视图。图37以及图38分别是沿着图36的线XXXVII-XXXVII以及线XXXVIII-XXXVIII的概要剖面图。
在本实施方式中的显示面板206中,内侧传感器电极20未经由遮光部71而设置于第1基板10的内面(图37以及图38中的下表面)上。遮光部71至少部分地覆盖配置于第1基板10的内面上的内侧传感器电极20。优选为,遮光部71覆盖配置于第1基板10的内面上的内侧传感器电极20的侧面(图37以及图38中的左面以及右面)。更优选为,遮光部71还覆盖内侧传感器电极20的相向面(图37以及图38中的下表面)。
遮光部71至少部分地覆盖内侧传感器电极20。由此,能够抑制来自内侧传感器电极20的反射光。因此,能够抑制由于内侧传感器电极20的存在而引起的辨认性降低。特别是,通过防止由来自内侧传感器电极20的反射而引起的混色,得到更清楚的画质。
此外,上述以外的结构与上述实施方式1~4的结构大致相同,所以对相同或者对应的要素附加同一符号,不重复其说明。
<实施方式7>
图39是概要地示出本实施方式中的显示面板207具有的滤色器基板的结构的俯视图。图40以及图41分别是沿着图39的线XL-XL以及线XLI-XLI的概要剖面图。
在本实施方式中的显示面板207中,内侧传感器电极20具有与第1基板10相向的基板相向面。基板相向面被反射防止膜20b(低反射层)遮盖。内侧传感器电极20中的通过被反射防止膜20b遮盖而从第1基板10被遮挡的部分是布线膜20a。外侧传感器电极30具有与观察者相向的观察者相向面(在图41中是和与第1基板10相向的面相反的面)。观察者相向面被反射防止膜30b(低反射层)遮盖。外侧传感器电极30中的通过被反射防止膜30b遮盖而从观察者被遮挡的部分是布线膜30a。反射防止膜20b也可以是通过由相比于布线膜20a而不易使光反射的材料制成从而抑制光的反射的膜。或者,反射防止膜20b也可以是由具有与布线膜20a的折射率不同的折射率的材料制成、并且利用反射光的干涉来抑制其强度的膜。反射防止膜30b也是同样的。
关于布线膜20a的材料,能够由在实施方式1中说明的与外侧传感器电极30的材料同样的材料来制成。另外,也可以利用其氮化物来制成反射防止膜20b。例如,布线膜20a由铝系合金制成,反射防止膜20b由氮化铝制成。或者,作为反射防止膜20b的材料,也可以使用ITO等透明导电性氧化物,在该情况下,布线膜20a也可以使用金属和其氮化物的层叠构造(例如铝系合金和其氮化物的层叠构造)。
根据本实施方式,内侧传感器电极20的基板相向面被反射防止膜20b遮盖。由此,能够抑制来自内侧传感器电极20的反射光。因此,能够抑制由于内侧传感器电极20的存在而引起的辨认性降低。
外侧传感器电极30的观察者相向面被反射防止膜30b遮盖。由此,防止由于外光的反射而导致外侧传感器电极30被观察者辨认。因此,能够抑制由于外侧传感器电极30的存在而引起的辨认性降低。
此外,上述以外的结构与上述实施方式1~6中的任意实施方式的结构大致相同,所以对相同或者对应的要素附加同一符号,不重复其说明。
<实施方式8>
图42是概要地示出本实施方式中的显示面板208具有的滤色器基板的结构的俯视图。图43以及图44分别是沿着图42的线XLIII-XLIII以及线XLIV-XLIV的概要剖面图。
在本实施方式中的显示面板208中,内侧传感器电极20和颜色材料部75配置于同一面上。在一个方向(左右方向)上相互相邻的颜色材料层72~74被内侧传感器电极20分离。
根据本实施方式,在一个方向上相互相邻的颜色材料层72~74被内侧传感器电极20分离。由此,遮光部71无需具有将在该方向上相互相邻的颜色材料层72~74进行分离的部分。因此,能够简化遮光部71的结构。
此外,上述以外的结构与上述实施方式2、3、5或者7的结构大致相同,所以对相同或者对应的要素附加同一符号,不重复其说明。
<实施方式9>
图45是概要地示出本实施方式中的显示面板209具有的滤色器基板的结构的俯视图。图46以及图47分别是沿着图45的线XLVI-XLVI以及线XLVII-XLVII的概要剖面图。
TFT阵列基板54具有设置在第2基板58上的栅极布线层51a以及源极布线层51b。栅极布线层51a和源极布线层51b通过层间绝缘膜59而被相互绝缘。TFT阵列基板54具有设置在第2基板58上且分别具备源极端子以及漏极端子的多个晶体管元件67(图28)。设置在第2基板58上的源极布线层51b与晶体管元件67的源极端子连接。在本实施方式中,源极布线层51b兼作内侧传感器电极。
根据本实施方式,源极布线层51b还被用作内侧传感器电极。因此,相比于设置与源极布线层51b不同的构造作为内侧传感器电极的情况,能够提高显示装置的孔径比。另外,显示面板209的制造工序被简化。
在图47的例子中,外侧传感器电极30如在实施方式7中说明那样由布线膜30a以及反射防止膜30b构成。然而,外侧传感器电极30也可以如图8以及图15(实施方式1以及2)所示由单膜构成。
此外,上述以外的结构与上述实施方式1~3的结构大致相同,所以对相同或者对应的要素附加同一符号,不重复其说明。
<实施方式10>
图48是概要地示出本实施方式中的显示面板210具有的滤色器基板的结构的俯视图。图49以及图50分别是沿着图48的线XLIX-XLIX以及线L-L的概要剖面图。
在本实施方式中的显示面板210中,内侧传感器电极20的侧面被反射防止膜20b遮盖。内侧传感器电极20包括被反射防止膜20b遮盖的布线膜20a。该侧面是将内侧传感器电极20的与第1基板10相向的面和与第2基板58相向的面连起来的面。此外,在图50中,内侧传感器电极20的与第2基板58相向的面(在图中是下表面)也被反射防止膜20b遮盖。
外侧传感器电极30的侧面被反射防止膜30b遮盖。外侧传感器电极30包括被反射防止膜30b遮盖的布线膜30a。此外,上述侧面与在图48中表示符号“30b”的构造的长方形的上边以及下边对应。该侧面是将外侧传感器电极30的与观察者相向的面和与第1基板10相向的面连起来的面。此外,在图50中,外侧传感器电极30的与观察者相向的面(在图中是上表面)也被反射防止膜30b遮盖。
根据本实施方式,外侧传感器电极30的侧面被反射防止膜30b遮盖。由此,由外侧传感器电极30所致的外光的反射被降低。因此,外侧传感器电极30不易被观察者辨认。因此,能够抑制由于外侧传感器电极30的存在而引起的辨认性降低。内侧传感器电极20也是同样的。只要在外侧传感器电极30以及内侧传感器电极20中的至少某一个中设置上述反射防止膜,就能得到由其所起到的效果。
此外,上述以外的结构与上述实施方式1~9中的任意实施方式的结构大致相同,所以对相同或者对应的要素附加同一符号,不重复其说明。
<实施方式11>
图51是概要地示出本实施方式中的显示面板211的结构的部分剖面图。本实施方式中的显示面板211的TFT阵列基板54具有共同电极20c。共同电极20c隔着层间绝缘膜59而与像素电极57相向地配置。通过对共同电极20c与像素电极57之间施加电压,发生用于调制液晶层50的电场。在本实施方式中,共同电极20c兼作内侧传感器电极。
根据本实施方式,共同电极20c还被用作内侧传感器电极。因此,相比于设置与共同电极20c不同的构造作为内侧传感器电极的情况,能够提高显示装置的孔径比。另外,显示面板211的制造工序被简化。
此外,在图51中,共同电极20c配置于像素电极57与第2基板58之间,但无需一定使用这样的配置。例如,也可以将像素电极57配置于共同电极20c与第2基板58之间。
此外,上述以外的结构与上述实施方式1~3的结构大致相同,所以对相同或者对应的要素附加同一符号,不重复其说明。
<实施方式12>
图52是概要地示出本实施方式中的显示面板具有的第1基板10a的结构的俯视图。第1基板10a具有长方形形状。该长方形形状具有沿着一个方向的短边。在本实施方式中,该短边与观察者的左右方向(在图中是X方向)平行。
上述以外的结构与上述实施方式1~11中的任意实施方式的结构大致相同,所以对相同或者对应的要素附加同一符号,不重复其说明。根据本实施方式,在第1基板10a的短边与观察者的左右方向平行的情况下,得到与上述各实施方式大致同样的效果。此外,在搭载于智能手机等便携终端装置的显示装置中,其短边方向是观察者的左右方向的情形较多。
<实施方式13>
(结构)
图53是概要地示出本实施方式中的具有显示面板201M的显示装置100M的结构的剖面图。显示装置100M具有显示面板201M、背光灯62M、液晶驱动电路基板63M、触摸检测IC(Integrated Circuit,集成电路)65M以及微型控制器66M。显示面板201M是设置有触摸传感器的面板、即带触摸传感器的显示面板。换言之,触摸屏幕被集成化到显示面板201M。在本实施方式以及后述的其它实施方式中,特别详细地说明显示面板201M是液晶面板的情况。触摸检测IC65M构成用于对由触摸引起的静电电容的变化进行检测的外部电路。
图54是概要地示出显示面板201M的结构的俯视图。显示面板201M具有相互相向的第1基板10M以及第2基板58M。第1基板10M具有透光性,典型地是透明玻璃基板。第2基板58M在使用背光灯62M(图53)的情况下具有透光性,典型地是透明玻璃基板。
第1基板10M具有长方形形状。长方形形状具有沿着一个方向的长边。在本实施方式中,该一个方向是与显示面板201M的观察者的左右方向平行的X方向(行方向)。另外,长方形形状的短边沿着与观察者的上下方向平行的Y方向(列方向)。X方向与Y方向相互交叉,典型地的是正交。第2基板58M具有与第1基板10M的形状大致同样的形状为宜。
在显示面板201M中,设置有投影型静电电容方式的触摸传感器。具体而言,设置有触摸屏幕端子部8M、多个列方向布线部21M、多个行方向布线部31M、引出布线C1M~C8M以及引出布线R1M~R6M。行方向布线部31M分别沿着X方向延伸。行方向布线部31M在Y方向上相互隔开间隔而排列。列方向布线部21M分别沿着Y方向延伸。列方向布线部21M在X方向上相互隔开间隔而排列。行方向布线部31M和列方向布线部被第1基板10M隔开。
触摸屏幕端子部8M设置于第1基板10M的端部。行方向布线部31M分别通过引出布线R1M~R6M而与触摸屏幕端子部8M连接。列方向布线部21M分别通过引出布线C1M~C8M而与触摸屏幕端子部8M连接。触摸屏幕端子部8M与触摸检测IC65M(图53)连接。触摸检测IC65M根据在行方向布线部31M以及列方向布线部21M各自与指示体之间形成的静电电容,检测由指示体指示的触摸屏幕上的位置。
例如,引出布线R1M~R6M从离触摸屏幕端子部8M近的引出布线起依次沿着可检测区的外周而配置,在到达其它引出布线的配置位置之后,沿着其它引出布线而配置。这样,引出布线R1M~R6M靠紧可检测区的外周侧而配置。另外,引出布线C1M~C8M也同样地,从离触摸屏幕端子部8M近的引出布线起依次靠紧可检测区的外周侧而配置,在到达其它引出布线的配置位置之后,沿着其它引出布线而配置。这样,通过尽可能靠紧可检测区的外周侧而配置引出布线R1M~R6M以及引出布线C1M~C8M,能够使显示面板201M的外周部变小。另外,也可以在行方向的引出布线R1M~R6M与列方向的引出布线C1M~C6M之间配置屏蔽电极40M。由此,能够降低从显示部分发生的电磁噪声或者引出布线间的噪声的影响。能够与后述的外侧传感器电极30M或者内侧传感器电极20M同时形成屏蔽电极40M。
图55是概要地示出行方向布线部31M各自的结构的俯视图。行方向布线部31M各自具有至少1个外侧传感器电极30M,典型地是具有相互并联连接的多个外侧传感器电极30M。外侧传感器电极30M各自沿着X方向(图54)延伸。
外侧传感器电极30M由金属制成。优选为,外侧传感器电极30M含有银、铜、铝、钼以及钛中的至少某一元素的原子。具体而言,外侧传感器电极30M是铝等金属材料的单层膜或者多层膜、或者金属材料和其它材料的多层膜。例如,也可以使用金属和其氮化物的层叠构造。此外,“金属材料”也可以是具有上述原子的合金材料。
图56是概要地示出列方向布线部21M各自的结构的俯视图。列方向布线部21M各自具有至少1个内侧传感器电极20M,典型地是具有相互并联连接的多个内侧传感器电极20M。内侧传感器电极20M各自沿着Y方向(图54)延伸。内侧传感器电极20M能够由与外侧传感器电极30M同样的材料制成。
图57是示意地示出被集成化到显示面板201M的触摸屏幕的可检测区的结构的部分立体图。该结构与包含于显示面板201M的滤色器基板对应,具有第1基板10M、遮光部71M(黑矩阵)、颜色材料部75M、内侧传感器电极20M以及多个外侧传感器电极30M。在本实施方式中,该滤色器基板与外嵌构造的触摸屏幕相当。第1基板10M具有与观察者相向的观察面(在图中是上表面)以及与观察面相反的内面(在图中是下表面)。第2基板58M(图54)与第1基板10M的内面相向。
外侧传感器电极30M设置于第1基板10M的观察面上。内侧传感器电极20M设置于第1基板10M的内面与第2基板58M(图54)之间,在本实施方式中设置于内面上。因此,外侧传感器电极30M和内侧传感器电极20M被第1基板10M遮挡。在行方向(在图中是横向)上延伸的多个外侧传感器电极30M和在列方向上延伸的多个内侧传感器电极20M在俯视时构成矩阵区域。在显示品质上,优选为在矩阵区域中外侧传感器电极30M以及内侧传感器电极20M各自的比例相同。
遮光部71M设置于第1基板10M的内面上,具有开口图案。颜色材料部75M设置于第1基板10M的内面上。遮光部71M以及颜色材料部75M构成设置在第1基板10M的内面上的滤色器层。
此外,在设置有外侧传感器电极30M的观察面上,依次设置有粘接层61M、保护透明基板60M以及上部偏振片13M。为了提高耐环境性,也可以在上部偏振片13M的与观察者面对的面上隔着粘接层而设置保护透明基板。
图58是概要地示出显示面板201M具有的滤色器基板的结构的部分俯视图。换言之,是从观察面观察(在图57中是从上方向观察)图57的主要部分的部分俯视图。图59以及图60分别是沿着图58的线LIX-LIX以及LX-LX的概要剖面图。
颜色材料部75M具有与遮光部71M的开口图案对应地排列的多个颜色材料层72M~74M。颜色材料层72M~74M具有相互不同的颜色。例如,颜色材料层72M具有红色(R),颜色材料层73M具有绿色(G),颜色材料层74M具有蓝色(B)。在本实施方式中,颜色材料部75M具有条纹排列。在条纹排列中,颜色材料层72M~74M中的具有同一颜色的颜色材料层沿着条纹方向(图58中的上下方向)排列。即,条纹方向与Y方向(图54)对应。因此,颜色材料部75M包括在Y方向(在图中是上下方向)上相互相邻并且具有共同的颜色的颜色材料层72M~74M。
外侧传感器电极30M如上所述配置于第1基板10M的观察面上,优选为配置成在俯视时与遮光部71M至少部分地重复。更优选为,外侧传感器电极30M如图58所示,在俯视时包含于遮光部71M。内侧传感器电极20M优选为配置成在俯视时与遮光部71M至少部分地重复。更优选为,内侧传感器电极20M在俯视时包含于遮光部71M。在本实施方式中,内侧传感器电极20M隔着遮光部71M而配置于第1基板10M的内面上。
外侧传感器电极30M也可以在第1基板10M的观察面(图59以及图60中的上表面)上被保护膜12M覆盖。从外侧传感器电极30M进一步延伸且未被保护膜12M覆盖而露出的电极是触摸屏幕端子55M(图60)。触摸屏幕端子55M各自连接到触摸屏幕端子部8M(图54)。保护膜12M的一部分或者全部能够由透明性无机绝缘膜、有机系无机绝缘膜或者有机绝缘膜形成。作为透明性无机绝缘膜,能够使用硅氧化膜、硅氮化膜、硅氮氧化膜等硅系无机绝缘膜、或者氧化铝等金属氧化物膜。作为有机系无机绝缘膜的材料,能够使用主链由硅氧化物、硅氮化物或者硅氮氧化物构成、且有机物结合到侧链或者官能团的高分子材料。作为有机绝缘膜的材料,能够使用主链由碳构成、且能够通过高温烧结而硬化得到的例如丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、酚醛清漆树脂或者烯烃树脂等。
显示面板201M(图59)具有通过显示功能部来显示图像的功能,该显示功能部包括:包括第1基板10M的滤色器基板、包括第2基板58M的TFT阵列基板54M、以及在它们之间设置的作为显示功能层的液晶层50M。液晶层50M在第1基板10M与第2基板58M之间通过密封材料52M而被密封。在液晶层50M的一方侧以及另一方侧分别设置有上部偏振片13M以及下部偏振片53M。
TFT阵列基板54M在第2基板58M上具有:像素电极57M;晶体管元件(未图示),对向像素电极57M的施加电压进行开关;TFT阵列布线层51M,对该晶体管元件供给用于驱动液晶层50M的电压;层间绝缘膜59M,覆盖TFT阵列布线层51M;以及TFT阵列端子56M,用于将TFT阵列布线层51M与外部电路连接。
(制造中的外侧传感器电极的形成定时)
在显示面板201M的制造中,优选为在第1基板10M的观察面上形成外侧传感器电极30M之后,在第1基板10M的内面上形成遮光部71M、颜色材料部75M以及内侧传感器电极20M。因此,覆盖外侧传感器电极30M的保护膜12M的材料优选为针对在制造时的颜色材料部75M的形成工序或者制造后的使用环境下使用的化学药液或水分具有充分的耐性的材料。此外,作为内侧传感器电极20M的保护膜,也可以设置覆盖内侧传感器电极20M的涂层膜。
颜色材料部75M由于容易通过高温处理而分解以及退色,所以无法对设置有颜色材料部75M的第1基板10M进行高温处理。通过比颜色材料部75M更先形成外侧传感器电极30M,能够在高温下形成外侧传感器电极30M。由此,能够形成具有高的硬度的保护膜12M。保护膜12M的硬度优选为与在空气中浮游的沙尘以及玻璃相同的程度(具体而言硬度为7以上)。由此,抑制由于制造工序中的搬送时的与载置台的摩擦或者制造后的使用而发生损伤。这样的损伤成为断线或者腐蚀的原因、或者根据光的透射或反射的状态的变化而被辨认为显示缺陷。因此,这样的损伤成为成品率降低的原因。保护膜12M的材料例如是SiO2、SiN等无机绝缘膜或者有机绝缘膜。
此外,在具有第1基板10M的滤色器基板和具有第2基板58M的TFT阵列基板54M的贴合工序以及向两者之间的液晶注入·密封工序之后形成外侧传感器电极30M时,在通过检查而发现触摸传感器的不良的情况下,由于显示面板201M已经接近完成,所以损失成本变大。相对于此,在如上所述早期地形成外侧传感器电极30M时,损失成本变小,在环境保护方面也有利。
(比较例)
参照图61,在比较例的显示面板200M中,代替内侧传感器电极20M以及外侧传感器电极30M(图59),而设置有外侧传感器电极20ZM以及外侧传感器电极30ZM。外侧传感器电极20ZM以及外侧传感器电极30ZM配置于第1基板10M的观察面上。外侧传感器电极20ZM与外侧传感器电极30M之间被层间绝缘膜11M隔开。通过以上的结构,在第1基板10M的观察面上构成具有外侧传感器电极20ZM、外侧传感器电极30M以及层间绝缘膜11M的触摸屏幕部1M。
参照图62,外侧传感器电极20ZM在观察者的左右方向上延伸。外侧传感器电极30ZM在观察者的上下方向上延伸。在设置具有这样的结构的触摸屏幕部1M的情况下,观察者900M能够辨认出由左右的视场角(在图中参照箭头)的差异所引起的大的图像不均。以下,说明其理由。
参照图63,在上下方向上延伸的外侧传感器电极30ZM在从观察者900M观察时会遮蔽遮光部71M、颜色材料层72M以及颜色材料层74M中的哪一个这取决于观察者900M的左右的视场角。在颜色材料层72M被部分地遮蔽的情况下,导致由颜色材料层72M显示的颜色(例如红色(R))的亮度降低。同样地,在颜色材料层74M被部分地遮蔽的情况下,导致由颜色材料层74M显示的颜色(例如蓝色(B))的亮度降低。在由颜色材料层72M~74M(图58)构成的单位像素中,如果特定的颜色的亮度降低,则不会表现本来的颜色。由此,产生颜色不均。另外,在1个单位像素中各颜色的亮度以相同程度降低的情况下,由于单位像素之间的亮度降低的程度的差异而产生亮度不均。这样在比较例中易于显著地发生图像不均、具体而言颜色不均或者亮度不均。以下,详细说明该图像不均和颜色材料部75M的排列的关系。
图64~图67分别示出颜色材料部具有RGB排列的情况。更具体而言,图64~图67分别示出条纹排列、马赛克排列、德尔塔排列以及2G正方形排列。在条纹排列中,具有相同的颜色的颜色材料层沿着上下方向排列。在马赛克排列中,R、G以及B的所有颜色重复沿着上下方向排列。在德尔塔排列中,R、G以及B形成三角格子。在2G正方形排列中,1个R、2个G以及1个B形成正方格子。在各图中,用实线包围的1个区域与单位像素对应。另外,用实线以及双点划线来示出1个外侧传感器电极30ZM从正面被观察的情况以及从左方被观察的情况各自的带给颜色材料部75M的背阴部分的位置。
在条纹排列(图64)中,取决于视场角而特定的颜色(在图中是R(红色))的亮度变化。因此,显著地产生取决于视场角的颜色不均。在马赛克排列、德尔塔排列以及2G正方形排列(图65~图67)中,如果考虑在上下方向上相互邻接的单位像素之间的混色,则视场角对R、G以及B各自的亮度造成同样的影响。因此,对于观察者而言主要辨认出亮度不均。此外,如果微观地观察、即以各单位像素来观察,则可以说产生取决于视场角的颜色不均。
在图68~图72各自中,关于颜色材料部具有RGBW排列的情况,示出与上述同样的内容。此外,“W”与具有白色的颜色材料层对应。更具体而言,图68~图72分别示出条纹排列、第1正方形排列、第2正方形排列、第1德尔塔排列以及第2德尔塔排列。在图示的正方形排列中,在上下方向上仅重复排列2个颜色。在条纹排列中,与上述RGB排列中的情况同样地,产生显著的颜色不均。在正方形排列以及德尔塔排列中,在本例所示的排列中某个位置处的视场角的影响仅波及到特定的2个颜色,所以发生颜色不均。除了条纹排列的情况以外,如果排列被变更,则虽然能够通过相互邻接的单位像素之间的混色来抑制颜色不均,但在该情况下会被辨认出亮度不均。
如上所述,不论在RGB排列以及RGBW排列中的哪一情况下,在使用条纹排列时,在比较例(图63)的结构中都会辨认出显著的颜色不均。相对于此,根据本实施方式,通过外侧传感器电极30M以与条纹排列的延伸方向正交的方式延伸,能够避免发生颜色不均。
另外,如上所述,不论在RGB排列以及RGBW排列中的哪一情况下,在比较例(图63)的结构中在避免颜色不均的情况下都产生亮度不均。相对于此,根据本实施方式,通过外侧传感器电极30M在观察者的左右方向上延伸,能够避免取决于左右方向的视场角的亮度不均。
(效果的总结)
根据本实施方式,触摸传感器包括内侧传感器电极20M以及外侧传感器电极30M(图60)。内侧传感器电极20M由于未配置于第1基板10M的观察面上,所以能够配置于与颜色材料部75M比较近的位置。因此,由于内侧传感器电极20M的存在而引起的取决于视场角的图像不均小。而且,外侧传感器电极30M与观察者的左右方向平行地延伸。因此,颜色材料部75M中的在从观察者观察时成为外侧传感器电极的背阴部分的部位几乎不取决于左右方向的视场角。根据以上,能够抑制取决于左右方向的视场角的图像不均。
外侧传感器电极30M沿着第1基板10M的长边方向(图54中的X方向)延伸。因此,颜色材料部75M中的在从观察者观察时成为外侧传感器电极的背阴部分的部位几乎不取决于长边方向的视场角。根据以上,能够抑制取决于长边方向的视场角的图像不均。因此,在长边方向是左右方向的显示装置中,能够抑制取决于左右方向的视场角的图像不均。此外,在特别易于产生视场角的问题的大型的显示装置中,典型地其长边方向是左右方向。
外侧传感器电极30M由金属制成。由此,能够减小布线电阻。因此,能够实现更窄的布线宽度以及更宽的布线间间距的应用。由此,能够提高可检测区的光的透射率,并且能够实现触摸屏幕的大型化。在内侧传感器电极20M由金属制成的情况下也可得到同样的效果。另外,由于布线电阻小,能够以短的响应时间、即高速地进行触摸检测。
外侧传感器电极30M含有银、铜、铝、钼以及钛中的至少某一元素的原子。由此,能够降低外侧传感器电极30M的布线电阻。因此,能够提高触摸传感器的灵敏度。
在颜色材料部75M具有条纹配置(图64)的情况、换言之颜色材料层72M~74M在与左右方向正交的方向上相互相邻并且具有共同的颜色的情况下,在配置于第1基板10M的观察面上的传感器电极假设沿着左右方向时,成为取决于左右方向的视场角的大的颜色不均的原因。根据本实施方式,能够抑制这样的颜色不均。
在内侧传感器电极20M(图59)在俯视时包含于遮光部71M的情况下,内侧传感器电极20M不易被观察者辨认。因此,能够进一步抑制由于内侧传感器电极20M的存在而引起的图像不均。在左右方向上内侧传感器电极20M越收敛于遮光部71M的内侧,则左右方向上的不会引起图像不均的视场角区域越宽。
外侧传感器电极30M(图58)在俯视时包含于遮光部71M。由此,从外侧传感器电极30M在上下方向上延伸的背阴部分不易重叠到颜色材料部75M。因此,能够进一步抑制由于外侧传感器电极30M的存在而引起的上下方向的图像不均。在上下方向上外侧传感器电极30M越收敛于遮光部71M的内侧,则上下方向上的不会引起图像不均的视场角区域越宽。
内侧传感器电极20M和外侧传感器电极30M(图60)被第1基板10M隔开。由此,充分地确保内侧传感器电极20M与外侧传感器电极30M之间的电绝缘性。因此,能够充分地确保触摸传感器的耐电压。另外,第1基板10M还被用作用于构成滤色器基板的基板。由此,能够实现显示面板201M的小型化以及轻量化。
外侧传感器电极30M(图60)设置于第1基板10M的观察面上。由此,外侧传感器电极30M配置于触摸位置的附近。因此,检测灵敏度提高。
行方向布线部31M(图55)优选为通过将多个外侧传感器电极30M进行电连接来构成。由此,即使外侧传感器电极30M局部地断线,也能够避免传感器功能大幅受损。另外,在构成各个行方向布线部31M(图55)的多个外侧传感器电极30M之间设置间隙,所以能够抑制所显示的图像的亮度降低。列方向布线部21M(图56)也是同样的。
通过保护透明基板60M(图59),提高显示面板201M的耐环境性。通过在外侧传感器电极30M的材料中使用金属,相比于使用氧化物导电体的情况,耐水性以及耐化学药品性得到提高。这些耐环境性通过保护膜12M而进一步提高。
(列方向布线部的变形例)
在图56中,说明了列方向布线部21M各自由大致长方形地构图的内侧传感器电极20M构成的情况。内侧传感器电极20M存在于大致长方形内的整体。
在第1变形例(图73)中,列方向布线部21mM各自由大致长方形地构图的内侧传感器电极20mM构成。在该长方形内,内侧传感器电极20mM以网格状存在。通过使用网格状的结构,内侧传感器电极20mM不易被观察者辨认。由此,即使内侧传感器电极具有在俯视时不包含于遮光部71M(图58)的部分,也能够避免对图像品质造成显著的影响。因此,能够更宽地设置内侧传感器电极20mM。较宽地设置的内侧传感器电极20mM能够有效地屏蔽从TFT阵列基板54M向外侧传感器电极30M的噪声。以下对其进行详述。
在通过外侧传感器电极30M以及内侧传感器电极20M设置互电容方式的触摸传感器的情况下,外侧传感器电极30M具有作为检测电极的功能,内侧传感器电极20M具有作为激励(驱动)电极的功能。在检测电极和激励电极配置于同一面上的情况下,检测所需的电极间电容由横向的电场形成。因此,需要在电极之间设置一定的距离。相对于此,在本实施方式中,它们配置于不同的面上,电极间电容由纵向的电场形成。因此,能够尽可能稠密地配置作为激励电极的内侧传感器电极20M。由此,能够通过稠密地配置的内侧传感器电极20M,从由TFT阵列基板54M发生的噪声中有效地屏蔽相比于激励电极而易于受到噪声的影响的作为检测电极的外侧传感器电极30M。
在上述第1变形例中,网格状的内侧传感器电极20mM的外缘沿着上下方向而直线状地(在图中沿着直线LS)延伸。这样的外缘由于规则性地反射光,所以易于被观察者辨认。为了避免这个问题,在第2变形例(图74)的列方向布线部21nM中,网格状的内侧传感器电极20nM的外缘在上下方向上非直线状而锯齿状地(在图中沿着线LZ)延伸。
(TFT阵列基板中的开关电路构造的例子)
图75是示出TFT阵列基板54M(图59)中的一般的开关电路构造(单栅极·单源极构造)的俯视图。在TFT阵列基板54M中,设置有分别具有晶体管元件67M(开关元件)以及像素电极57M的多个像素。在第2基板58M上,设置有在行方向(在图中是左右方向)上延伸的多个栅极布线层51aM和在列方向(在图中是上下方向)上延伸的多个源极布线层51bM。在列方向上相邻的栅极布线层51aM之间存在像素。在行方向上相互相邻的源极布线层51bM之间一定存在像素。换言之,等间隔地配置的栅极布线层51aM与等间隔地配置的源极布线层51bM相互交叉,从而构成矩阵状地排列的像素。栅极布线层51aM各自与其一方侧(在图中是下侧)的像素连接。一个源极布线层51bM与沿着一个列的各个像素连接。
<实施方式14>
图76是示出本实施方式中的显示面板202M具有的TFT阵列基板54M(参照图59)中的开关电路构造的例子的俯视图。显示面板202M具有配置于第2基板58M上且分别具备2个栅极布线层51aM的多个栅极布线对51PM。栅极布线对51PM各自经过在上下方向(与左右方向交叉的方向)上相互相邻的像素之间。换言之,在列方向上交替地配置有在列方向上相邻的栅极布线层51aM之间存在2个像素的区域和在列方向上相邻的栅极布线层51aM之间不存在像素的区域。栅极布线对51PM具有的2个栅极布线层51aM中的上侧的栅极布线层连接到上方的像素,下侧的栅极布线层连接到下方的像素。一个源极布线层51bM与沿着夹着其的2个列的像素每隔1个地连接。将该电路构造还称为“双栅极·半源极构造”。
在本实施方式中,遮光部71M在俯视时在与栅极布线对51PM对应的位置具有宽度(上下方向的尺寸)宽的部分。在与该宽度宽的部部分对应的位置配置外侧传感器电极30M。由此,能够避免图像不均的发生,并且通过增大外侧传感器电极30M的宽度(上下方向的尺寸)来降低其布线电阻。因此,能够缩短触摸传感器的检测时间,能够提高检测灵敏度。
另外,能够通过双栅极·半源极构造,提高像素的孔径比。另外,TFT阵列基板的信号线的根数减少,所以能够降低驱动电路的IC的成本。
此外,上述以外的结构与上述实施方式13的结构大致相同,所以对相同或者对应的要素附加同一符号,不重复其说明。
<实施方式15>
图77是概要地示出本实施方式中的显示面板203M具有的滤色器基板的结构的俯视图。图78是沿着图77的线LXXVIII-LXXVIII的概要剖面图。图79是沿着图77的线LXXIX-LXXIX的概要剖面图。
在显示面板203M中,如图78所示,内侧传感器电极20M的宽度(左右方向的尺寸)与遮光部71M的宽度相同。由此,能够抑制在俯视时由于内侧传感器电极20M从遮光部71M露出而引起的图像不均,并且最大限地确保内侧传感器电极20M的宽度。由于内侧传感器电极20M的宽度大,从而能够降低其电阻,另外能够有效地屏蔽从TFT阵列基板54M向外侧传感器电极30M的噪声。由此,能够提高触摸传感器的检测灵敏度。
此外,上述以外的结构与上述实施方式13或者14的结构大致相同,所以对相同或者对应的要素附加同一符号,不重复其说明。
<实施方式16>
图80是概要地示出本实施方式中的显示面板204M具有的滤色器基板的结构的俯视图。图81是沿着图80的线LXXXI-LXXXI的概要剖面图。图82是沿着图80的线LXXXII-LXXXII的概要剖面图。
在本实施方式中的显示面板204M中,颜色材料部75M至少部分地覆盖配置于第1基板10M的内面(图81以及图82中的下表面)上的内侧传感器电极20M。优选为,颜色材料部75M覆盖内侧传感器电极20M的侧面(图81以及图82中的左面以及右面)。更优选为,颜色材料部75M还覆盖内侧传感器电极20M的与第2基板58M相向的面(图81以及图82中的下表面)。进一步优选为,在剖视时(图81以及图82的视场),内侧传感器电极20M被遮光部71M以及颜色材料部75M完全包围。
为了得到如上所述的结构,颜色材料层72M~74M中的相互相邻的颜色材料层优选为如图81以及图82所示在它们的边界相互重叠。另外,内侧传感器电极20M优选为在俯视时包含于遮光部71M。
根据本实施方式,颜色材料部75M至少部分地覆盖内侧传感器电极20M。由此,能够抑制来自内侧传感器电极20M的反射光。因此,能够进一步抑制由于内侧传感器电极20M的存在而引起的图像不均。
此外,上述以外的结构与上述实施方式13~15中的任意实施方式的结构大致相同,所以对相同或者对应的要素附加同一符号,不重复其说明。
<实施方式17>
图83是概要地示出本实施方式中的显示面板205M具有的滤色器基板的结构的俯视图。图84是沿着图83的线LXXXIV-LXXXIV的概要剖面图。图85是沿着图83的线LXXXV-LXXXV的概要剖面图。
在本实施方式中的显示面板205M中,内侧传感器电极20M未经由遮光部71M而设置于第1基板10M的内面(图84以及图85中的下表面)上。遮光部71M至少部分地覆盖配置于第1基板10M的内面上的内侧传感器电极20M。优选为,遮光部71M覆盖配置于第1基板10M的内面上的内侧传感器电极20M的侧面(图84以及图85中的左面以及右面)。更优选为,遮光部71M还覆盖内侧传感器电极20M的相向面(图84以及图85中的下表面)。
遮光部71M至少部分地覆盖内侧传感器电极20M。由此,能够抑制来自内侧传感器电极20M的反射光。因此,能够抑制由于内侧传感器电极20M的存在而引起的辨认性降低。特别是,通过防止由来自内侧传感器电极20M的反射而引起的混色,得到更清楚的画质。
此外,上述以外的结构与上述实施方式13~15的结构大致相同,所以对相同或者对应的要素附加同一符号,不重复其说明。
<实施方式18>
图86是概要地示出本实施方式中的显示面板206M具有的滤色器基板的结构的俯视图。图87是沿着图86的线LXXXVII-LXXXVII的概要剖面图。图88是沿着图86的线LXXXVIII-LXXXVIII的概要剖面图。
在本实施方式中的显示面板206M中,内侧传感器电极20M具有与第1基板10M相向的基板相向面。基板相向面被反射防止膜20bM(低反射层)遮盖。内侧传感器电极20M中的通过被反射防止膜20bM遮盖而从第1基板10M被遮挡的部分是布线膜20aM。外侧传感器电极30M具有与观察者相向的观察者相向面(在图88中是和与第1基板10M相向的面相反的面)。观察者相向面被反射防止膜30bM(低反射层)遮盖。外侧传感器电极30M中的通过被反射防止膜30bM遮盖而从观察者被遮挡的部分是布线膜30aM。反射防止膜20bM也可以是通过由相比于布线膜20aM而不易使光反射的材料制成从而抑制光的反射的膜。或者,反射防止膜20bM也可以是由具有与布线膜20aM的折射率不同的折射率的材料制成、并且通过反射光的干涉来抑制其强度的膜。反射防止膜30bM也是同样的。
布线膜20aM的材料能够由在实施方式13中说明的与外侧传感器电极30M的材料同样的材料制成。另外,也可以利用其氮化物来制成反射防止膜20bM。例如,布线膜20aM由铝系合金制成,反射防止膜20bM由氮化铝制成。或者,也可以使用ITO等透明导电性氧化物作为反射防止膜20bM的材料,在该情况下,布线膜20aM也可以使用金属和其氮化物的层叠构造(例如铝系合金和其氮化物的层叠构造)。
根据本实施方式,内侧传感器电极20M的基板相向面被反射防止膜20bM遮盖。由此,能够抑制来自内侧传感器电极20M的反射光。因此,能够抑制由于内侧传感器电极20M的存在而引起的辨认性降低。
外侧传感器电极30M的观察者相向面被反射防止膜30bM遮盖。由此,防止由于外光的反射而导致外侧传感器电极30M被观察者辨认。因此,能够抑制由于外侧传感器电极30M的存在而引起的辨认性降低。
此外,上述以外的结构与上述实施方式13~17中的任意实施方式的结构大致相同,所以对相同或者对应的要素附加同一符号,不重复其说明。
<实施方式19>
图89是概要地示出本实施方式中的显示面板207M具有的滤色器基板的结构的俯视图。图90是沿着图89的线XC-XC的概要剖面图。图91是沿着图89的线XCI-XCI的概要剖面图。
在本实施方式中的显示面板207M中,内侧传感器电极20M和颜色材料部75M配置于同一面上。在一个方向(左右方向)上相互相邻的颜色材料层72M~74M被内侧传感器电极20M分离。
根据本实施方式,在一个方向上相互相邻的颜色材料层72M~74M被内侧传感器电极20M分离。由此,遮光部71M无需具有将在该方向上相互相邻的颜色材料层72M~74M进行分离的部分。因此,能够简化遮光部71M的结构。
此外,上述以外的结构与上述实施方式13、14或者16的结构大致相同,所以对相同或者对应的要素附加同一符号,不重复其说明。
<实施方式20>
图92是概要地示出本实施方式中的显示面板208M具有的滤色器基板的结构的俯视图。图93是沿着图92的线XCIII-XCIII的概要剖面图。图94是沿着图92的线XCIV-XCIV的概要剖面图。
TFT阵列基板54M具有设置在第2基板58M上的栅极布线层51aM以及源极布线层51bM。栅极布线层51aM和源极布线层51bM通过层间绝缘膜59M而被相互绝缘。TFT阵列基板54M具有设置于第2基板58M上且分别具备源极端子以及漏极端子的多个晶体管元件67M(图75)。设置在第2基板58M上的源极布线层51bM与晶体管元件67M的源极端子连接。在本实施方式中,源极布线层51bM兼作内侧传感器电极。
根据本实施方式,源极布线层51bM还被用作内侧传感器电极。因此,相比于设置与源极布线层51bM不同的构造作为内侧传感器电极的情况,能够提高显示装置的孔径比。另外,显示面板208M的制造工序被简化。
此外,上述以外的结构与上述实施方式13的结构大致相同,所以对相同或者对应的要素附加同一符号,不重复其说明。
<实施方式21>
图95是概要地示出本实施方式中的显示面板209M具有的滤色器基板的结构的俯视图。图96是沿着图95的线XCVI-XCVI的概要剖面图。图97是沿着图95的线XCVII-XCVII的概要剖面图。
在本实施方式中的显示面板209M中,内侧传感器电极20M的侧面被反射防止膜20bM遮盖。内侧传感器电极20M包括被反射防止膜20bM遮盖的布线膜20aM。该侧面是将内侧传感器电极20M的与第1基板10M相向的面和与第2基板58M相向的面连起来的面。此外,在图97中,内侧传感器电极20M的与第2基板58M相向的面(在图中是下表面)也被反射防止膜20bM遮盖。
外侧传感器电极30M的侧面被反射防止膜30bM遮盖。外侧传感器电极30M包括被反射防止膜30bM遮盖的布线膜30aM。此外,上述侧面与在图95中表示符号“30bM”的构造的长方形的上边以及下边对应。该侧面是将外侧传感器电极30M的与观察者相向的面和与第1基板10M相向的面连起来的面。此外,在图97中,外侧传感器电极30M的与观察者相向的面(在图中是上表面)也被反射防止膜30bM遮盖。
根据本实施方式,外侧传感器电极30M的侧面被反射防止膜30bM遮盖。由此,由外侧传感器电极30M所致的外光的反射被降低。因此,外侧传感器电极30M不易被观察者辨认。因此,能够抑制由于外侧传感器电极30M的存在而引起的辨认性降低。内侧传感器电极20M也是同样的。只要在外侧传感器电极30M以及内侧传感器电极20M的至少某一个中设置上述反射防止膜,就能得到由其所起到的效果。
此外,上述以外的结构与上述实施方式13~20中的任意实施方式的结构大致相同,所以对相同或者对应的要素附加同一符号,不重复其说明。
<实施方式22>
图98是概要地示出本实施方式中的显示面板210M的结构的部分剖面图。本实施方式中的显示面板210M的TFT阵列基板54M具有共同电极20cM。共同电极20cM隔着层间绝缘膜59M而与像素电极57M相向地配置。通过在共同电极20cM与像素电极57M之间施加电压,产生用于调制液晶层50M的电场。在本实施方式中,共同电极20cM兼作内侧传感器电极。
根据本实施方式,共同电极20cM还被用作内侧传感器电极。因此,相比于设置与共同电极20cM不同的构造作为内侧传感器电极的情况,能够提高显示装置的孔径比。另外,显示面板210M的制造工序被简化。
此外,在图98中共同电极20cM配置于像素电极57M与第2基板58M之间,但无需一定使用这样的配置。例如,也可以将像素电极57M配置于共同电极20cM与第2基板58M之间。
此外,上述以外的结构与上述实施方式13或者14的结构大致相同,所以对相同或者对应的要素附加同一符号,不重复其说明。
<实施方式23>
图99是概要地示出本实施方式中的显示面板具有的第1基板10aM的结构的俯视图。第1基板10aM具有长方形形状。该长方形形状具有沿着一个方向的短边。在本实施方式中,该短边与观察者的左右方向(在图中是X方向)平行。
上述以外的结构与上述实施方式13~22中的任意实施方式的结构大致相同,所以对相同或者对应的要素附加同一符号,不重复其说明。根据本实施方式,在第1基板10aM的短边与观察者的左右方向平行的情况下,得到与上述各实施方式大致同样的效果。此外,在搭载于智能手机等便携终端装置的显示装置中,其短边方向是观察者的左右方向的情形较多。
在上述各实施方式中,详细说明了使用液晶面板作为显示面板的情况。然而,显示面板不限定于液晶面板,只要是在相向的2张基板之间夹着具有显示功能的显示功能层而形成的结构(还称为显示功能部)即可。例如,在有机EL(Electro-Luminescence)面板或者电子纸面板等中,也能够在各面板的成为使用者一侧的面的透明基板上将触摸屏幕集成化。
此外,本发明能够在其发明的范围内自由地组合各实施方式、或者将各实施方式适当地变形、省略。虽然详细说明了本发明,但上述说明在所有方面只是例示,本发明不限于此。应理解为不脱离本发明的范围而能够想到未例示的无数的变形例。
Claims (12)
1.一种带触摸传感器的显示面板(201~210),具备:
第1基板(10、10a),具有透光性,且具有与观察者相向的观察面以及与所述观察面相反的内面;
遮光部(71),设置于所述第1基板的所述内面上,具有开口图案;
颜色材料部(75),设置于所述第1基板的所述内面上,具有与所述开口图案对应地排列的多个颜色材料层(72~74);
第2基板(58),与所述第1基板的所述内面相向;
显示功能层(50),保持在所述第1基板与所述第2基板之间;
多个内侧传感器电极(20、20m、20n),设置于所述第1基板的所述内面与所述第2基板之间,在俯视时包含于所述遮光部;以及
多个外侧传感器电极(30),由金属制成,设置于所述第1基板的所述观察面上,
所述外侧传感器电极的基于与视场角(VW)对应的光路(LPj)得到的向所述第1基板的所述内面上的投影在俯视时包含于所述遮光部,所述外侧传感器电极各自包括沿着与所述带触摸传感器的显示面板的横向平行的一个方向延伸的区域。
2.根据权利要求1所述的带触摸传感器的显示面板(202~210),其中,
所述外侧传感器电极各自沿着所述一个方向延伸。
3.根据权利要求1所述的带触摸传感器的显示面板(201),其中,
所述外侧传感器电极各自还具有沿着与所述一个方向交叉的方向延伸的区域。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的带触摸传感器的显示面板(203),其中,
所述带触摸传感器的显示面板还具备多个栅极布线对(51P),该多个栅极布线对配置于所述第2基板上且分别具有2个栅极布线,
所述栅极布线对各自经过在与所述一个方向交叉的方向上相互相邻的像素之间。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的带触摸传感器的显示面板(208),其中,
在所述一个方向上相互相邻的所述颜色材料层被所述内侧传感器电极分离。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的带触摸传感器的显示面板(205),其中,
所述颜色材料部至少部分地覆盖配置于所述第1基板的所述内面上的所述内侧传感器电极。
7.根据权利要求1至5中的任意一项所述的带触摸传感器的显示面板(206),其中,
所述遮光部至少部分地覆盖配置于所述第1基板的所述内面上的所述内侧传感器电极。
8.根据权利要求1至3中的任意一项所述的带触摸传感器的显示面板(209),其中,
所述带触摸传感器的显示面板还具备多个晶体管元件(67),该多个晶体管元件设置于所述第2基板上且分别具有源极端子以及漏极端子,
所述内侧传感器电极与所述晶体管元件的所述源极端子连接。
9.根据权利要求1至7中的任意一项所述的带触摸传感器的显示面板(207、210),其中,
所述内侧传感器电极具有与所述第1基板相向的基板相向面,所述基板相向面被反射防止膜(20b)遮盖。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的带触摸传感器的显示面板(201~210),其中,
所述外侧传感器电极含有银、铜、铝、钼以及钛中的至少某一元素的原子。
11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的带触摸传感器的显示面板(207、209、210),其中,
所述外侧传感器电极具有与所述观察者相向的观察者相向面,所述观察者相向面被反射防止膜(30b)遮盖。
12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的带触摸传感器的显示面板(210),其中,
所述外侧传感器电极具有侧面,所述侧面被反射防止膜遮盖。
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PB01 | Publication | ||
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