JP2016045932A - 表示装置および入力装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表示装置1は、基板21と、基板21と対向する基板31と、基板21または基板31に設けられた引き回し配線WRTと、基板31の上面上に設けられた絶縁体部IPdと、を有する。引き回し配線WRTは、平面視において、周辺領域As内に配置され、絶縁体部IPdは、平面視において、表示領域Adと重なるように配置されている。絶縁体部IPdの側方に、絶縁体部IPdの誘電率よりも低い誘電率を有する絶縁体部、または、空間SPs1が設けられている。絶縁体部、または、空間SPs1は、平面視において、周辺領域As内で、引き回し配線WRTと重なるように、配置されている。
【選択図】図6
Description
初めに、実施の形態1として、入力装置としてのタッチパネルを備えた表示装置を、インセルタイプのタッチ検出機能付き液晶表示装置に適用した例について説明する。なお、本願明細書では、入力装置とは、少なくとも電極に対して近接または接触する物体の容量に応じて変化する静電容量を検出する入力装置である。また、タッチ検出機能付き液晶表示装置とは、表示装置を形成するアレイ基板および対向基板のいずれか一方にタッチ検出用の検出電極が設けられた液晶表示装置である。また、本実施の形態1においては、駆動電極が、表示装置の駆動電極として動作し、かつ、入力装置の駆動電極として動作するように設けられている、という特徴を持つインセルタイプのタッチ検出機能付き表示装置について述べる。
初めに、図1を参照し、実施の形態1の表示装置の全体構成について説明する。図1は、実施の形態1の表示装置の一構成例を示すブロック図である。
次に、図1〜図4を参照し、本実施の形態1の表示装置1におけるタッチ検出の原理について説明する。図2は、タッチ検出デバイスに指が接触または近接した状態を表す説明図である。図3は、タッチ検出デバイスに指が接触または近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。図4は、駆動信号および検出信号の波形の一例を示す図である。
図5は、実施の形態1の表示装置を実装したモジュールの一例を示す平面図である。図5に示すように、実施の形態1におけるタッチ検出機能付き表示デバイス10は、基板21と、基板31と、複数の駆動電極COMLと、複数の検出電極TDLとを有する。基板31は、一方の主面としての上面と、他方の主面としての下面と、を有する。ここで、基板31の上面内または基板31の下面内で、互いに交差、好適には直交する2つの方向を、X軸方向およびY軸方向とする。このとき、複数の駆動電極COMLは、平面視において、Y軸方向にそれぞれ延在し、かつ、X軸方向に配列されている。また、複数の検出電極TDLは、平面視において、X軸方向にそれぞれ延在し、かつ、Y軸方向に配列されている。
次に、図5〜図8を参照し、タッチ検出機能付き表示デバイス10の構成例を詳細に説明する。図6は、実施の形態1の表示装置におけるタッチ検出機能付き表示デバイスを示す断面図である。図7は、実施の形態1の表示装置におけるタッチ検出機能付き表示デバイスを示す回路図である。図8は、実施の形態1の表示装置の駆動電極および検出電極の一構成例を示す斜視図である。図6は、図5のA−A線に沿った断面図である。
次に、図5、図6、図9および図10を参照し、保護膜上の絶縁体部の配置について説明する。図9および図10は、実施の形態1の表示装置におけるタッチ検出機能付き表示デバイスの他の例を示す断面図である。
次に、本実施の形態1の表示装置において、周辺領域におけるノイズが低減されることを、比較例1の表示装置と比較して説明する。図11は、比較例1の表示装置におけるタッチ検出機能付き表示デバイスを示す断面図である。
次に、図12および図13を参照し、バックライトフレームによる支持構造について説明する。図12は、実施の形態1の表示装置におけるタッチ検出機能付き表示デバイスのバックライトフレームによる支持構造を示す断面図である。図13は、バックライトユニットおよびバックライトフレームの構造を示す分解斜視図である。なお、図12では、理解を簡単にするために、駆動電極COML、絶縁膜24、画素電極22およびカラーフィルタ層32の図示を省略している。また、図13では、粘着テープ55の図示を省略している。
次に、図14〜図16を参照し、偏光板の構造について説明する。図14は、偏光板の一構成例を示す断面図である。図14に示す例では、偏光板34は、接着層61と、導電層62と、カバー層63と、偏光層64と、カバー層65と、を含む。なお、図14では、偏光板34に加えて基板31および保護膜33を図示し、検出電極TDLおよび引き回し配線WRT(図6参照)の図示を省略している。
次に、図17および図18を参照し、保護膜の材料について説明する。図17および図18は、実施の形態1の表示装置におけるタッチ検出機能付き表示デバイスの他の例を示す断面図である。
次に、保護膜33に対する偏光板34の密着力について説明する。
本実施の形態1の表示装置では、絶縁体部IPsまたは空間SPs1が、絶縁体部IPdの側方に設けられ、平面視において、周辺領域As内で、引き回し配線WRTと重なるように配置されている。絶縁体部IPsの誘電率、および、空間SPs1の誘電率のいずれも、絶縁体部IPdの誘電率に比べて低い。そのため、周辺領域Asで、カバー板4に指または入力具を近づけたときに、引き回し配線WRTと、指または入力具との間の静電容量が相対的に小さくなる。したがって、周辺領域Asで、カバー板4に指または入力具を近づけたときに、引き回し配線WRTに指または入力具からのノイズが伝わりにくくなり、入力装置により検出される信号がノイズの影響を受けにくくなり、SN比が大きくなる。
実施の形態1では、平面視において、駆動電極は、信号線に沿って延在し、検出電極は、走査線に沿って延在していた。それに対して、実施の形態2では、駆動電極は、走査線に沿って延在し、検出電極は、信号線に沿って延在している。
図22は、実施の形態2の表示装置を実装したモジュールの一例を示す平面図である。図22に示すように、実施の形態2におけるタッチ検出機能付き表示デバイス10は、実施の形態1におけるタッチ検出機能付き表示デバイス10と同様に、基板21と、基板31と、複数の駆動電極COMLと、複数の検出電極TDLとを有する。基板31は、一方の主面としての上面と、他方の主面としての下面と、を有する。ここで、基板31の上面内または基板31の下面内で、互いに交差、好適には直交する2つの方向を、X軸方向およびY軸方向とする。このとき、複数の駆動電極COMLは、平面視において、X軸方向にそれぞれ延在し、かつ、Y軸方向に配列されている。また、複数の検出電極TDLは、平面視において、Y軸方向にそれぞれ延在し、かつ、X軸方向に配列されている。
図23は、実施の形態2の表示装置におけるタッチ検出機能付き表示デバイスを示す断面図である。図24は、実施の形態2の表示装置におけるタッチ検出機能付き表示デバイスを示す回路図である。図23は、図22のA−A線に沿った断面図である。
次に、図22および図23を参照し、保護膜上の絶縁体部の配置について説明する。
次に、本実施の形態2の表示装置において、周辺領域におけるノイズが低減されることを、比較例2の表示装置と比較して説明する。図25は、比較例2の表示装置におけるタッチ検出機能付き表示デバイスを示す断面図である。
本実施の形態2でも、実施の形態1で図12および図13を用いて説明した、バックライトフレーム52による支持構造を適用することができる。また、図12を用いて説明したように、カバー板4が設けられておらず、バックライトフレーム52の枠部54の上端の高さ位置が、保護膜33の上面の高さ位置よりも高い場合であって、空間SPs1が絶縁体部IPdの側方に設けられ、空間SPs1が、平面視において、周辺領域As内で、引き回し配線WRCを含む駆動電極ドライバ14と重なるように配置されている場合を考える。このような場合、空間SPs1は、絶縁体部IPdと、バックライトフレーム52の枠部54との間に設けられた溝部TR1である。
本実施の形態2でも、実施の形態1で図14〜図16を用いて説明した、偏光板の構造を適用することができる。また、実施の形態1と同様に、偏光板34が導電層62を含む場合には、絶縁体部IPdの側方に、絶縁体部IPdの誘電率よりも低い誘電率を有する絶縁体部IPs(図9参照)、または、空間SPs1が設けられることにより、周辺領域Asでノイズが発生しにくくなる効果が大きくなる。したがって、周辺領域Asで、カバー板4に指または入力具を近づけたときに、駆動電極COMLに指または入力具からのノイズがさらに伝わりにくくなり、入力装置により検出される信号がノイズの影響をさらに受けにくくなり、SN比をさらに大きくすることができる。
次に、図26および図27を参照し、保護膜の材料について説明する。図26および図27は、実施の形態2の表示装置におけるタッチ検出機能付き表示デバイスの他の例を示す断面図である。
本実施の形態2でも、実施の形態1で図19〜図21を用いて説明したように、基板31に対する保護膜33の密着力は、保護膜33に対する偏光板34の密着力よりも大きい。これにより、基板31上に保護膜33を形成した後、例えば接着層61(図14参照)を用いて偏光板34を保護膜33上に接着する際に、偏光板34の位置が所望の位置からずれた場合でも、偏光板34を保護膜33から剥離して再度接着し直すことができる。そのため、偏光板34を含む絶縁体部IPdの側方に、例えば空間SPs1(図23参照)などを、位置精度よく設けることができる。したがって、周辺領域Asで、カバー板4に指または入力具を近づけたときに、引き回し配線WRCを含む駆動電極ドライバ14と、指または入力具との間の静電容量を、相対的に小さくすることができる。
本実施の形態2の表示装置では、絶縁体部IPsまたは空間SPs1が、絶縁体部IPdの側方に設けられ、平面視において、周辺領域As内で、引き回し配線WRCを含む駆動電極ドライバ14と重なるように配置されている。絶縁体部IPsの誘電率、および、空間SPs1の誘電率のいずれも、絶縁体部IPdの誘電率に比べて低い。そのため、周辺領域Asで、カバー板に指または入力具を近づけたときに、引き回し配線WRCを含む駆動電極ドライバ14と、指または入力具との間の静電容量が、相対的に小さくなる。したがって、周辺領域Asで、カバー板4に指または入力具を近づけたときに、引き回し配線WRCを含む駆動電極ドライバ14にノイズが伝わりにくくなり、入力装置により検出される信号がノイズの影響を受けにくくなり、SN比が大きくなる。
2 アレイ基板
3 対向基板
4 カバー板
6 液晶層
7 封止部
10 タッチ検出機能付き表示デバイス
11 制御部
12 ゲートドライバ
13 ソースドライバ
14 駆動電極ドライバ
19 COG
20 液晶表示デバイス(表示デバイス)
21 基板
22 画素電極
24 絶縁膜
25 偏光板
30 タッチ検出デバイス
31 基板
32 カラーフィルタ層
32B、32G、32R 色領域
33 保護膜
34、34s 偏光板
35、35s 樹脂
40 タッチ検出部
42 タッチ検出信号増幅部
43 A/D変換部
44 信号処理部
45 座標抽出部
46 検出タイミング制御部
51 バックライトユニット
52 バックライトフレーム
53 底部
54 枠部
55 粘着テープ
56 反射板
57 導光板
58 発光ダイオードユニット(LEDユニット)
58a 支持部材
58b LED
61、61a〜61c 接着層
62 導電層
63、65 カバー層
64 偏光層
66 積層膜
71 紫外線吸収層
Ad 表示領域
As 周辺領域
C1 容量素子
C2 静電容量
CN1、CN2、CT1、CT2 接続部
COML 駆動電極
D 誘電体
DET 電圧検出器
E1 駆動電極
E2 検出電極
EX1、EX2 延在部
GCL 走査線
IPd、IPs 絶縁体部
LC 液晶素子
Pix 画素
Reset 期間
S 交流信号源
Scan スキャン方向
Sg 交流矩形波
SGL 信号線
SPd、SPs1、SPs2 空間
SPix 副画素
TDL 検出電極
TM 端子部
Tr TFT素子
TR1 溝部
Vcom 駆動信号
Vdet 検出信号
Vdisp 映像信号
Vout 信号出力
Vpix 画素信号
Vscan 走査信号
Vsig 画像信号
WRC、WRT 引き回し配線
WS 配線基板
Claims (21)
- 第1基板と、
前記第1基板と対向する第2基板と、
前記第1基板に設けられた複数の画素と、
前記第1基板または前記第2基板に設けられた第1配線と、
前記第2基板の第1主面上に設けられた第1絶縁体部と、
前記第1絶縁体部の側方に設けられた第2絶縁体部または空間と、
を有し、
前記第2絶縁体部は、前記第1絶縁体部の誘電率よりも低い誘電率を有し、
前記複数の画素は、平面視において、前記第2基板の前記第1主面の第1領域内に配置され、
前記第1配線は、平面視において、前記第2基板の前記第1主面の領域であって、前記第1領域よりも前記第2基板の外周側に位置する領域である第2領域内に配置され、
前記第1絶縁体部は、平面視において、前記第1領域と重なるように配置され、
前記第2絶縁体部または前記空間は、平面視において、前記第2領域内で、前記第1配線と重なるように配置されており、
前記第1配線を通して信号が検出されることにより入力位置が検出される、表示装置。 - 請求項1記載の表示装置において、
前記第2基板に設けられた第1電極を有し、
前記第1電極は、平面視において、前記第1領域内に配置され、
前記第1配線は、前記第2基板に設けられ、かつ、前記第1電極と電気的に接続されており、
前記第1電極の静電容量に応じた前記信号が検出されることにより、前記入力位置が検出される、表示装置。 - 請求項2記載の表示装置において、
前記第1領域および前記第2領域で、前記第2基板の前記第1主面上に、前記第1電極および前記第1配線を覆うように設けられた保護膜を有し、
前記第2基板の前記第1主面と反対側の第2主面が前記第1基板と対向し、
前記第1絶縁体部および前記第2絶縁体部は、前記第2基板の前記第1主面上に、前記保護膜を介して設けられている、表示装置。 - 請求項3記載の表示装置において、
前記第1領域および前記第2領域で、前記第2基板の前記第1主面と対向するように設けられた第3基板を有する、表示装置。 - 請求項3記載の表示装置において、
前記第1絶縁体部は、前記第2基板の前記第1主面上に、前記保護膜を介して設けられた偏光板を含む、表示装置。 - 請求項5記載の表示装置において、
前記偏光板は、絶縁膜からなる偏光層と、導電性を有する導電層と、を含む複数の層がいずれかの順で積層された積層膜からなる、表示装置。 - 請求項5記載の表示装置において、
前記第1領域および前記第2領域で、前記第2基板の前記第1主面と対向するように設けられた第3基板を有し、
前記第1絶縁体部は、前記偏光板上に設けられた絶縁性の樹脂を含み、
前記第3基板は、前記樹脂により前記偏光板に接着されている、表示装置。 - 請求項2記載の表示装置において、
平面視において、第1方向にそれぞれ延在し、かつ、前記第1方向と交差する第2方向に配列された複数の走査線と、
平面視において、前記第2方向にそれぞれ延在し、かつ、前記第1方向に配列された複数の信号線と、
を有し、
前記第1電極は、前記第1方向に延在する、表示装置。 - 請求項5記載の表示装置において、
前記第2基板に対する前記保護膜の密着力は、前記保護膜に対する前記偏光板の密着力よりも大きい、表示装置。 - 請求項3記載の表示装置において、
前記第1基板と前記第2基板との間に挟まれた液晶層と、
前記液晶層と前記保護膜との間に設けられ、紫外線を吸収する紫外線吸収層と、
を有し、
前記保護膜は、紫外線硬化型の材料からなる、表示装置。 - 請求項3記載の表示装置において、
前記第1基板と前記第2基板との間に挟まれた液晶層を有し、
前記保護膜は、熱硬化型の材料からなる、表示装置。 - 請求項3記載の表示装置において、
前記保護膜のシート抵抗は、1×109Ω/square以上である、表示装置。 - 請求項1記載の表示装置において、
前記第1基板に設けられた第1電極を有し、
前記第1電極は、平面視において、前記第1領域内に配置され、
前記第1配線は、前記第1基板に設けられ、かつ、前記第1電極と電気的に接続されている、表示装置。 - 請求項13記載の表示装置において、
前記第2基板に設けられた第2電極と、
前記第2基板に設けられた第2配線と、
を有し、
前記第2電極は、平面視において、前記第1領域内に配置され、
前記第2配線は、平面視において、前記第2領域内に配置され、
前記第1電極と前記第2電極との静電容量に応じた前記信号が検出されることにより、前記入力位置が検出される、表示装置。 - 請求項14記載の表示装置において、
前記第1領域および前記第2領域で、前記第2基板の前記第1主面上に、前記第2電極および前記第2配線を覆うように設けられた保護膜を有し、
前記第2基板の前記第1主面と反対側の第2主面が前記第1基板と対向し、
前記第1絶縁体部および前記第2絶縁体部は、前記第2基板の前記第1主面上に、前記保護膜を介して設けられている、表示装置。 - 請求項15記載の表示装置において、
前記第1領域および前記第2領域で、前記第2基板の前記第1主面と対向するように設けられた第3基板を有する、表示装置。 - 請求項15記載の表示装置において、
前記第1絶縁体部は、前記第2基板の前記第1主面上に、前記保護膜を介して設けられた偏光板を含む、表示装置。 - 請求項17記載の表示装置において、
前記偏光板は、絶縁膜からなる偏光層と、導電性を有する導電層と、を含む複数の層がいずれかの順で積層された積層膜からなる、表示装置。 - 請求項17記載の表示装置において、
前記第1領域および前記第2領域で、前記第2基板の前記第1主面と対向するように設けられた第3基板を有し、
前記第1絶縁体部は、前記偏光板上に設けられた樹脂を含み、
前記第3基板は、前記樹脂により前記偏光板に接着されている、表示装置。 - 請求項13記載の表示装置において、
平面視において、第1方向にそれぞれ延在し、かつ、前記第1方向と交差する第2方向に配列された複数の走査線と、
平面視において、前記第2方向にそれぞれ延在し、かつ、前記第1方向に配列された複数の信号線と、
を有し、
前記第1電極は、前記第1方向に延在する、表示装置。 - 第1基板と、
前記第1基板に設けられた第1電極と、
前記第1基板に設けられた第1配線と、
前記第1基板の第1主面上に設けられた第1絶縁体部と、
前記第1絶縁体部の側方に設けられた第2絶縁体部または空間と、
を有し、
前記第1配線は、前記第1電極と電気的に接続され、
前記第2絶縁体部は、前記第1絶縁体部の誘電率よりも低い誘電率を有し、
前記第1電極は、平面視において、前記第1基板の前記第1主面の第1領域内に配置され、
前記第1配線は、平面視において、前記第1基板の前記第1主面の領域であって、前記第1領域よりも前記第1基板の外周側に位置する領域である第2領域内に配置され、
前記第1絶縁体部は、平面視において、前記第1領域と重なるように配置され、
前記第2絶縁体部または前記空間は、平面視において、前記第2領域内で、前記第1配線と重なるように配置されており、
前記第1電極の静電容量に応じた信号が前記第1配線を通して検出されることにより、入力位置が検出される、入力装置。
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