JP2014186409A

JP2014186409A - 表示装置

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Publication number: JP2014186409A
Application number: JP2013059299A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Yokoyama; 良一横山
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2014-10-02

Abstract

【課題】使用者にクリック感を伝達しやすい表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置１は、外側主面２１ａに表示領域及び入力領域を有する第１基板２１と、第１基板２１に対して互いに内側主面２１ｂ，２２ａ同士を対向させて配置された第２基板２２と、第１基板２１および第２基板２２の間に配置された表示手段と、入力領域と重なる第１基板２１の外側主面２１ａ上または入力領域と重なる第１基板２１および第２基板２２の間に配置された、入力領域に近接する入力手段との間で生じる容量の変化を検出する検出電極２１１とを備え、接合部材Ｂを介して第１基板２１の外側主面２１ａ上に配置された、第１主面４ａおよび第１主面４ａに対して第１基板２１側に位置する第２主面４ｂを含む樹脂板４を有し、表示領域に重ならない樹脂板４の第２主面４ｂ上に、樹脂板４を振動させるための振動体５が配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯電話、デジタルカメラ、携帯ゲーム機または携帯情報端末などの様々な用途に用いられる表示装置に関する。

表示装置の中でも、例えば液晶表示装置は、外側主面上に表示領域を有し、ガラスからなる第１基板と、第１基板に対して互いに内側主面同士を対向させて配置された、ガラスからなる第２基板と、第１基板および第２基板の間に配置された液晶層とを備える。上記第２基板の内側主面上には、互いに交差して配置された複数のゲート配線および複数のソース配線、複数のゲート配線および複数のソース配線を覆う平坦化膜、ならびに平坦化膜上であって複数のゲート配線および複数のソース配線によって囲まれた画素に配置された共通電極および信号電極が配置されている。

このような液晶表示装置の中には、第１基板の外側主面上に配置され、指などの入力手段との間で容量の変化を検出する検出電極をさらに備える入力機能付きの液晶表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

さらに、近年の表示装置では、使用者が表示装置に接触した際に使用者に対して、ボタンをカチッと押したような操作の感触であるいわゆるクリック感を与えることを目的として、第２基板の内側主面上に表示装置を振動させる振動体が配置されている。

特開２００８−１３４５２２号公報

しかしながら、このような表示装置では、振動体が剛性率の高いガラスからなる第２基板の内側主面上に配置されているので、振動体の振動が第２基板に吸収されてしまい、使用者に振動が伝達されにくい。使用者に振動が伝達されにくくなることで、使用者にクリック感を伝えにくくなる可能性があるという問題点があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、使用者にクリック感を伝えやすくする表示装置を提供することである。

本発明に係る表示装置は、外側主面に表示領域および該表示領域に重なる入力領域を有する第１基板と、該第１基板に対して互いに内側主面同士を対向させて配置された第２基板と、前記表示領域と重なる前記第１基板および前記第２基板の間に配置された、前記表示領域に像情報を表示するための表示手段と、前記入力領域と重なる前記第１基板の前記外側主面上または前記入力領域と重なる前記第１基板および前記第２基板の間に配置された、前記入力領域に近接する入力手段との間で生じる容量の変化を検出する検出電極とを備え、接合部材を介して前記第１基板の前記外側主面上に配置された、第１主面および該第１主面に対して第１基板側に位置する第２主面を含む樹脂板を有し、前記表示領域に重ならない前記樹脂板の前記第２主面上に、前記樹脂板を振動させるための振動体が配置されていることを特徴とする。

本発明に係る表示装置によれば、接合部材を介して第１基板の外側主面上に配置された樹脂板の第２主面上に、樹脂板を振動させるための振動体が配置されているので、振動体を振動させても、剛性率が低く撓みやすい樹脂板によって振動が吸収されにくくなる。したがって、樹脂板に接触する使用者に対して振動を伝えやすくなり、使用者にクリック感を伝えやすくなる。

本発明の実施形態における表示装置を表す平面図である。図１のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。図１の表示装置における第１基板の外側主面上に配置された検出電極および検出用配線を表す平面図である。図１の表示装置における検出電極、検出用配線、樹脂板、接合部材および振動体の関係を表した平面図である。図４のII−II線に沿った断面図である。第２基板の内側主面に配置された電極、配線などを表した平面図である。図６のIII−III線に沿った表示装置の断面図である。

本発明の実施形態における表示装置１について、図１〜図７を参照しながら説明する。

表示装置１は、表示パネル２と、表示パネル２に向けて光を出射する光源装置３と、表示パネル２上に配置された樹脂板４と、樹脂板４上に配置されている振動体５と、表示パネル２に接続されている回路基板６と、ドライバＩＣ７とを備えている。

表示パネル２は、第１基板21および第２基板22が対向配置され、第１基板21および第２基板22の間に液晶層23が配置され、この液晶層23を取り囲むように第１基板21および第２基板22を接合するシール材24が配置されているとともに、第１基板21および第２基板22を介して互いに重なる第１偏光板25および第２偏光板26が配置されている。

本実施形態における表示パネル２は、表示領域Ｅ_Ｄに像情報を表示するための表示手段として、信号電極および共通電極の間で電界を発生させて液晶層23中の液晶分子の方向を制御することで、画素毎に光源装置３からの光の透過率を調整して表示領域Ｅ_Ｄに像を表示させる液晶表示手段を採用している。

また、本実施形態における液晶表示手段は、一対の基板のうち一方の基板に配置された信号電極および共通電極の間で電界を発生させて液晶層23中の液晶分子の方向を制御する、いわゆる横電界方式を採用している。なお、本実施形態における表示パネル２の液晶表示手段は横電界方式を採用しているが、これに限定されるものではなく、例えば縦電界方式を採用してもよい。

また、本発明の表示パネル２の表示手段は、液晶表示手段に限定されるものではなく、プラズマ、エレクトロルミネセンスまたは発光ダイオードなどを用いた表示手段であってもよい。

第１基板21は、複数の画素からなる表示領域Ｅ_Ｄ、表示領域Ｅ_Ｄに重なる入力領域Ｅ_Ｉならびに表示領域Ｅ_Ｄおよび入力領域Ｅ_Ｉの外側に位置する外側領域Ｅ_Ｏを有する外側主面21ａと、外側主面21ａとは反対側に位置する内側主面21ｂとを有している。第１基板21の材料は、透光性を有するものが挙げられ、例えばガラスなどである。

第１基板21の外側主面21ａ上には、Ｘ方向およびＹ方向に沿って配列された複数の検出電極211と、検出電極211に接続された複数の検出用配線212と、Ｙ方向に配列する検出電
極211の接続部211ｂおよび複数の検出用配線212を覆うように配置された第１絶縁膜213と、Ｙ方向に配列する検出電極211の検出部211ａおよびＸ方向に配列する検出電極211を覆うように第１絶縁膜213に配置された第２絶縁膜214とが配置されている。

複数の検出電極211は、入力領域Ｅ_Ｉに近接する指などの入力手段との間で容量の変化
を検出する機能を有する。複数の検出電極211は入力領域Ｅ_Ｉに重なるように配置されて
いる。検出電極211は、複数のひし形状の検出部211ａおよび隣り合う検出部211ａを接続
する接続部211ｂを有する。なお、検出部211ａの形状は特に限定されない。

図３に示すように、複数の検出部211ａが接続部211ｂによってＹ方向に接続されてなる検出電極211はＸ方向に配列されている。同様に、図３に示すように、複数の検出部211ａが接続部211ｂによってＸ方向に接続されてなる検出電極211はＹ方向に配列されている。また、図３に示すように、Ｘ方向に配列された検出電極211の接続部211ｂおよびＹ方向に配列された検出電極211の接続部211ｂが交差している。

Ｘ方向に配列する検出電極211は第１絶縁膜213に配置されている。また、Ｙ方向に配列する検出電極211の接続部211ｂは第１基板21の外側主面21ａに配置されており、Ｙ方向に配列する検出電極211の検出部211ａは第１絶縁膜213に配置されている。なお、Ｙ方向に
配列する検出電極211において、第１基板21の外側主面21ａに位置する接続部211ｂおよび第１絶縁膜213に位置する検出部211ａは、第１絶縁膜213を貫通するコンタクトホールＣ
を介して接続されている。すなわち、Ｘ方向に配列する検出電極211およびＹ方向に配列
する検出電極211は、第１絶縁膜213を介して立体交差することで、電気的に絶縁されている。

検出電極211の材料としては、透光性および導電性を有するものが挙げられ、例えばＩ
ＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＡＴＯ（Antimony Tin Oxide）、ＡＺＯ（Al-Doped Zinc Oxide）、酸化錫、酸化亜鉛または導電性高分子によって形成される。

検出用配線212は第１基板21の外側主面21ａに配置されている。検出用配線212は検出電極211に電気的に接続されている。検出用配線212は外側領域Ｅ_Ｏに配置されている。検出用配線212の材料としては、導電性を有するものが挙げられ、例えば、ＩＴＯ、酸化錫、
アルミニウム、アルミニウム合金、銀または銀合金などである。

第１絶縁膜213は交差する検出電極211同士を電気的に絶縁する機能を有する。第１絶縁膜213は表示領域Ｅ_Ｄ、入力領域Ｅ_Ｉおよび外側領域Ｅ_Ｏと重なるように配置されている
。第１絶縁膜213は、Ｙ方向に配列する検出電極211の接続部211ｂおよび検出用配線212を覆うように第１基板21の外側主面21ａ上に配置されている。第１絶縁膜213の材料として
は、透光性および絶縁性を有するものが挙げられ、例えば、アクリル樹脂などである。

第２絶縁膜214は、Ｘ方向に配列する検出電極211およびＹ方向に配列する検出電極211
の検出部211ａを覆うように第１絶縁膜213上に配置されている。第２絶縁膜214は表示領
域Ｅ_Ｄ、入力領域Ｅ_Ｉおよび外側領域Ｅ_Ｏに配置されている。

第１偏光板25は所定の振動方向の光を選択的に透過させる機能を有する。第２絶縁膜214上に配置されている。第１偏光板25は第２偏光板26に重なるように配置されている。

第１基板21の内側主面21ｂ上には、遮光膜216およびカラーフィルタ217が配置されてい
る。

遮光膜216は光を遮る機能を有する。遮光膜216は、第１基板21の内側主面21ｂ上に配置されている。また、遮光膜216は画素の外周に沿って格子状に配置されており、すなわち
、ゲート配線221およびソース配線223に平面視して重なるように配置されている。なお、本実施形態における遮光膜216は内側主面21ｂ上に格子状に形成されているが、これには
限られない。遮光膜216の材料は、例えば、遮光性の高い色（例えば黒色）の染料または
顔料が添加された樹脂、またはクロムなどの金属が挙げられる。

カラーフィルタ217は、可視光のうち特定の波長光のみを透過させる機能を有する。複
数のカラーフィルタ217は、第１基板21の内側主面21ｂ上に位置しており、各画素Ｐごと
に設けられている。各カラーフィルタ217は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のいず
れかの色を有している。また、カラーフィルタ217は、上記の色に限られず、例えば、黄
色（Ｙ）、白（Ｗ）などの色を有してもよい。カラーフィルタ217の材料としては、例え
ば染料または顔料を添加した樹脂が挙げられる。

第２基板22は、第１基板21の内側主面21ｂに対向する内側主面22ａと、内側主面22ａの反対側に位置する外側主面22ｂとを有している。第２基板22は第１基板21と同様の材料で形成できる。

ゲート配線221はドライバＩＣ７から供給される電圧を薄膜トランジスタTFTに印加する機能を有する。ゲート配線221は第２基板22の内側主面22ａに配置されている。また、図
６に示すように、ゲート配線221はＸ方向に延在している。また、複数のゲート配線221はＹ方向に沿って配列されている。ゲート配線221は、導電性を有する材料によって形成さ
れ、例えば、アルミニウム、モリブデン、チタン、ネオジム、クロム、銅またはこれらを含む合金によって形成される。

なお、ゲート配線221は例えば下記方法によって形成される。

まず、スパッタリング法、蒸着法または化学気相成長法によって、金属材料を第２基板22の内側主面22ａに金属膜として形成する。この金属膜の表面に対して感光性樹脂を塗布し、塗布した感光性樹脂に対して露光処理および現像処理を行なうことで、感光性樹脂に所望の形状のパターンを形成する。次いで、金属膜を薬液でエッチングして、金属膜を所望の形状にした後、塗布した感光性樹脂を剥離する。このように、金属材料を成膜およびパターニングすることでゲート配線221を形成できる。

ゲート絶縁膜222は第２基板22の内側主面22ａ上にゲート配線221を覆うように配置されている。ゲート絶縁膜222は、窒化珪素、酸化珪素などの絶縁性を有する材料によって形
成される。なお、ゲート絶縁膜222は、上記のスパッタリング法、蒸着法、または化学気
相成長法などによって第２基板22の内側主面22ａ上に形成できる。

ソース配線223は、ドライバＩＣ７から供給される信号電圧を薄膜トランジスタTFTを介して信号電極226に印加する機能を有する。図７に示すように、ソース配線223はゲート絶縁膜224上に配置されている。また、図６に示すように、複数のソース配線223はＹ方向に延在している。また、複数のソース配線223は、ゲート絶縁膜222にＸ方向に沿って配列されている。ソース配線223はゲート配線221と同様の材料で形成してもよい。ソース配線223はゲート配線221と同様の方法によって形成できる。

薄膜トランジスタTFTは、アモルファスシリコン、ポリシリコンまたは酸化物半導体な
どの半導体層と、この半導体層上に配置されているとともに、ソース配線223に接続され
たソース電極と、ドレイン電極とを有する。薄膜トランジスタTFTでは、ゲート配線221を介して半導体層に印加される電圧に応じてソース電極およびドレイン電極間の半導体層の抵抗が変化することで、信号電極226への信号電圧の印加または非印加が制御される。

平坦化膜224はソース配線223を覆うようにゲート絶縁膜223に配置されている。平坦化
膜224は、有機材料によって形成され、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂または
ポリイミド系樹脂などの樹脂で形成される。なお、平坦化膜224の膜厚は例えば１μｍ〜
５μｍの範囲で設定されている。

共通電極225は、ドライバＩＣ７から印加された電圧によって信号電極226との間で電界を発生させる機能を有する。共通電極225は、平坦化膜224に配置されており、複数の画素に渡って配置されている。本実施形態における共通電極225は一定電位に設定されている
。共通電極225は、透光性および導電性を有する材料によって形成され、例えばＩＴＯ、
ＩＺＯ、ＡＴＯ、ＡＺＯ、酸化錫、酸化亜鉛、または導電性高分子によって形成される。

信号電極226は、ドライバＩＣ７から印加された電圧によって共通電極225との間で電界を発生させる機能を有する。複数の信号電極226は平坦化膜224に配置されており、画素ごとに位置している。また、Ｘ方向における信号電極226の両側には共通電極225が位置している。すなわち、信号電極226と共通電極225とはＸ方向に交互に位置している。また、信号電極226の幅は例えば２μｍ〜５μｍの範囲に設定されている。共通電極225との間隔は例えば５μｍ〜20μｍの範囲に設定されている。信号電極226は共通電極225と同様の材料で形成してもよい。

なお、本実施形態では、信号電極226および共通電極225は同じ面上に位置しているが、これには限られない。すなわち、信号電極226と共通電極225との間に絶縁膜を介在させることで、信号電極226および共通電極225の各々が第２基板22の内側主面22ａ上の別の層に配置されていてもよい。

液晶層23は第１基板21および第２基板22の間に配置されている。液晶層23は、ネマティック液晶などを含んでいる。

シール材24は第１基板21および第２基板22を貼り合わせる機能を有する。シール材24は第１基板21および第２基板22の間に配置されている。シール材24は表示領域Ｅ_Ｄと重なる領域を取り囲むように設けられている。シール材24はエポキシ樹脂などによって形成される。

第２偏光板26は所定の振動方向の光を選択的に透過させる機能を有する。第２偏光板26は第２基板22の外側主面22ｂに対向するように配置されている。また、第２偏光板26は第１偏光板25に重なるように配置されている。

樹脂板４は振動体５からの振動を使用者に伝達する機能を有する。樹脂板４は第１主面４ａおよび第１主面４ａとは反対側に位置する第２主面４ｂを有する。第１主面４ａは使用者が指などの入力手段で接触する面である。第２主面４ｂは第１主面４ａに対して第１基板21側に位置している面である。

樹脂板４は接合部材Ｂを介して第１基板21の外側主面21ａ上に配置されている。接合部材Ｂは第１偏光板25に配置されている。接合部材Ｂは樹脂板４および第１偏光板25を接合している。接合部材Ｂは表示領域Ｅ_Ｄおよび入力領域Ｅ_Ｉと重なるように配置されている。なお、図１および図４において、接合部材Ｂの形成領域は太い破線で囲まれた領域である。

本実施形態では、図１および図４に示すように、接合部材Ｂは表示領域Ｅ_Ｄの全体および入力領域Ｅ_Ｉの全体に重なって配置されている。これによって、表示領域Ｅ_Ｄおよび入力領域Ｅ_Ｉにおける樹脂板４および第１偏光板25の間に接合部材Ｂが充填されるので、表示領域Ｅ_Ｄおよび入力領域Ｅ_Ｉにおける樹脂板４および第１偏光板25の間に空気が入り込むことを抑制できる。したがって、空気が入り込むことによる透過率の部分的な変化を抑制でき、表示品位が低下することを低減できる。

接合部材Ｂは透光性を有する接合剤であり、本実施形態における接合部材Ｂはアクリル系接合剤を採用している。

また、図１に示すように、本実施形態の樹脂板４の外周は第１基板21の外周よりも外側に位置している。本実施形態における樹脂板４の厚みは、0.5ｍｍ〜２ｍｍの範囲で設定
されている。樹脂板４の材料は、透光性を有する樹脂が挙げられ、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂などが挙げられている。

振動体５は、使用者の指などの入力手段による押圧に応じて樹脂板４を振動させる機能を有する。振動体５は樹脂板４の第２主面４ｂ上に位置している。また、振動体５は表示領域Ｅ_Ｄに重ならないように配置されている。また、図１、図２および図４に示すように、本実施形態における振動体５は、全体が第１基板21の外側に位置している。すなわち、振動体５は第１基板21とは重なっていないので、振動体５の厚みによって表示装置１の厚みが大きくなることを低減できる。

振動体５の形状は平面視で矩形状であるが、これには限定されない。また、本実施形態における振動体５は、振動体５の長辺が樹脂板４の短辺に沿うように配置されているが、振動体５の配置はこれに限定されない。なお、本実施形態では、２個の振動体５が配置されているが、振動体５の数についてはこれに限定されない。また、図４に示すように、振動体５は検出用配線212に重なっていない。

なお、本実施形態における振動体５には圧電素子を採用しているが、これには限られない。振動体５としては、例えば電磁式振動体またはモータ等を採用してもよい。

表示装置１では、接合部材Ｂを介して第１基板21の外側主面21ａ上に配置された樹脂板４の第２主面４ｂに、振動体５が配置されている。ガラスに比べて剛性率の低い樹脂からなる樹脂板４は撓みやすい。これによって、振動体５を振動させても、振動が樹脂板４によって吸収されにくくなるので、樹脂板４に接触する使用者に対して振動を伝えやすくなる。したがって、使用者に対して振動を伝えやすくなることで、使用者にクリック感を伝達しやすくなる。

また、表示装置１では、振動体５が検出用配線212に重なっていない。振動体５を振動
させるために印加される電圧は検出用配線212に印加される電圧に比べて大きくなる。そ
のため、振動体５に印加される電圧によって発生する電磁波が検出用配線212に伝達され
る信号電圧にノイズとして影響を与え、検出電極211による検出感度に影響を与える可能
性がある。これに対して、振動体５を検出用配線212に重ねないことで、検出用配線212を振動体５から離すことができるので、振動体５に印加される電圧から生じる電界が検出用配線212に影響することを低減できる。

回路基板６は、導電性接合部材を介して振動体５に接続されている。回路基板６の一部は樹脂板５と対向している。回路基板６は、基体、配線パターンおよび電極端子を有する。電極端子は導電性を有する材料で形成され、例えば銅などで形成される。

ドライバＩＣ７は、ゲート配線221、ソース配線223などの駆動を制御する機能を有する。ドライバＩＣ７は第２基板22の外側主面21ａ上に設けられている。

光源装置３は、表示パネル２に向けて光を出射する機能を有する。光源装置３は、光源31と、導光板32とを有している。なお、本実施形態における光源装置３では、光源31にＬＥＤなどの点光源を採用しているが、冷陰極管などの線光源を採用してもよい。

本発明は、上記実施形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変更および改良が可能である。例えば、上記表示装置１では、検出電極211が第１基板21の外側主面21ａ上に配置されるいわゆるオンセル方式を採用しているが、これには限定
されない。すなわち、検出電極211が第１基板21および第２基板22の間に配置されるイン
セル方式を採用してもよい。

１表示装置
２表示パネル
Ｅ_Ｄ表示領域
Ｅ_Ｉ入力領域
Ｅ_Ｏ外側領域
21 第１基板
21ａ外側主面
21ｂ内側主面
211 検出電極
211ａ検出部
211ｂ接続部
212 検出用配線
213 第１絶縁膜
214 第２絶縁膜
216 遮光膜
217 カラーフィルタ
22 第２基板
22ａ内側主面
22ｂ外側主面
221 ゲート配線
222 ゲート絶縁膜
223 ソース配線
224 平坦化膜
225 共通電極
226 信号電極
TFT 薄膜トランジスタ
23 液晶層
24 シール材
25 第１偏光板
26 第２偏光板
３光源装置
31 光源
32 導光板
４樹脂板
４ａ第１主面
４ｂ第２主面
５振動体
６回路基板
７ドライバＩＣ
Ｂ接合部材
Ｃコンタクトホール

Claims

外側主面に表示領域および該表示領域に重なる入力領域を有する第１基板と、該第１基板に対して互いに内側主面同士を対向させて配置された第２基板と、前記表示領域と重なる前記第１基板および前記第２基板の間に配置された、前記表示領域に像情報を表示するための表示手段と、前記入力領域と重なる前記第１基板の前記外側主面上または前記入力領域と重なる前記第１基板および前記第２基板の間に配置された、前記入力領域に近接する入力手段との間で生じる容量の変化を検出する検出電極とを備え、
接合部材を介して前記第１基板の前記外側主面上に配置された、第１主面および該第１主面に対して第１基板側に位置する第２主面を含む樹脂板を有し、
前記表示領域に重ならない前記樹脂板の前記第２主面上に、前記樹脂板を振動させるための振動体が配置されていることを特徴とする表示装置。
前記振動体の全体は前記第１基板の前記外側主面に重ならないように配置されている請求項１に記載の表示装置。
前記接合部材は前記表示領域の全体および前記入力領域の全体に重なって配置されている請求項１または２に記載の表示装置。