JP2016157274A - タッチパネル付液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 検出感度が向上するとともに画素電極に対する静電気の影響を効果的に抑えることができるタッチパネルを有する、表示品質が良好なタッチパネル付LCDとすること。
【解決手段】 カラーフィルタ側基板2の液晶11側の面の第1の容量検出電極線7と、カラーフィルタ側基板2の液晶11側の面に対向する面の第2の容量検出電極線9と、を有し、第1の容量検出電極線7は、ゲート信号線21及び画像信号線22のいずれかに平面視で全体的に重なって画素電極23間に形成され、第2の容量検出電極線9は、透明電極線であるとともに、第1の容量検出電極線7と交差する方向に形成されてゲート信号線21及び画像信号線22のいずれかに平面視で全体的に重なる幹線部9aと、第1の容量検出電極線7と平行な方向に延びて画素電極23に平面視で重なるとともに第1の容量検出電極線7に重ならない延出部9bと、を有している。
【選択図】 図2
【解決手段】 カラーフィルタ側基板2の液晶11側の面の第1の容量検出電極線7と、カラーフィルタ側基板2の液晶11側の面に対向する面の第2の容量検出電極線9と、を有し、第1の容量検出電極線7は、ゲート信号線21及び画像信号線22のいずれかに平面視で全体的に重なって画素電極23間に形成され、第2の容量検出電極線9は、透明電極線であるとともに、第1の容量検出電極線7と交差する方向に形成されてゲート信号線21及び画像信号線22のいずれかに平面視で全体的に重なる幹線部9aと、第1の容量検出電極線7と平行な方向に延びて画素電極23に平面視で重なるとともに第1の容量検出電極線7に重ならない延出部9bと、を有している。
【選択図】 図2
Description
本発明は、タッチパネルを備えた液晶表示装置(Liquid Crystal Display :LCD)に関するものである。
従来、LCDは、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor :TFT)を含む画素部が多数形成されたアレイ側基板と、カラーフィルタ及びブラックマトリクスが形成されたカラーフィルタ側基板とを互いに対向させて、それらの基板を所定の間隔でもって貼り合わせ、それらの基板間に液晶を充填、封入させることによって作製される。また、一般的に、カラーフィルタ側基板は、TFT及び画素電極に対向する側の面(液晶側の面)の全面に、画素電極との間で液晶に印加する垂直電界を形成するための共通電極が形成されている。また、LCDが画素電極と共通電極との間で液晶に印加する横電界を形成するIPS(In-Plane Switching)方式のLCDである場合、共通電極はアレイ側基板の画素電極と同じ面内に形成される。LCDが画素電極と共通電極との間で液晶に印加するフリンジ電界(端部電界)を形成するFFS(Fringe Field Switching)方式のLCDである場合、共通電極はアレイ側基板の画素部に画素電極の上方または下方に絶縁層を挟んで形成される。また、カラーフィルタ側基板の液晶側の面には、それぞれの画素部に対応する赤(R)、緑(G)、青(B)のカラーフィルタが形成されており、それぞれの画素部を通過する光が相互に干渉することを防ぐブラックマトリクスがカラーフィルタの外周を囲むように形成されている。
従来のアクティブマトリクス型のLCDの基本構成の1例を図8に示す。例えばIPS方式のLCDの場合、TFT61を含む画素部P11,P12,P13〜Pmnが多数形成されたアレイ側基板は、その上の第1の方向(例えば、行方向)に形成された複数本のゲート信号線GL1,GL2,GL3〜GLmと、第1の方向と交差する第2の方向(例えば、列方向)にゲート信号線GL1,GL2,GL3〜GLmと交差させて形成された複数本の画像信号線(ソース信号線)SL1,SL2,SL3〜SLnと、ゲート信号線GL1,GL2,GL3〜GLmと画像信号線SL1,SL2,SL3〜SLnの交差部に形成されたTFT61と、液晶に印加する横電界(水平電界)を形成するための画素電極PE11,PE12,PE13〜PEmn及び共通電極(基準電極)と、それらを含む画素部P11,P12,P13〜Pmnと、共通電極に共通電圧(Vcom)を供給する共通電圧線62と、を有する構成である。なお、図8において、63はゲート信号線GL1,GL2,GL3〜GLmに順次ゲート信号を入力するゲート信号線駆動回路、64は画像信号線SL1,SL2,SL3〜SLnに順次画像信号を入力する画像信号線駆動回路、70は表示部である。IPS方式のLCDは、垂直電界によってツイステッドネマチック(Twisted Nematic :TN)液晶を駆動するLCDと比較して、コントラスト、グレー反転、色ずれ等の視野角特性を高めることができる。その結果、広視野角を得ることができるので、大型のLCDに好適に用いられている。
また、図7(a),(b)は、液晶表示パネルのカラーフィルタ側基板の表示側の面(液晶側の面と対向する面)に、投影型静電容量方式のタッチパネルを有しているLCDを示すものである。カラーフィルタ側基板41の上面すなわち表示側の面に、タッチパネルの容量検出電極線42,43が、四角形、菱形、ダイヤモンド形等の形状の検出電極部が所定の方向に連なって伸びるようにして、直接的に形成されている。図7(a)に示すように、複数の走査側の容量検出電極線42は、それぞれY方向(例えば、列方向)に伸びるように形成されており、複数の検出側の容量検出電極線43は、それぞれX方向(例えば、行方向)に伸びるように形成されている。複数の走査側の容量検出電極線42は、人の指等の静電的な導電体が近接、接触した際の静電容量の変化を検出するための走査パルスが順次入力される駆動線(ドライブ線)として機能する。複数の検出側の容量検出電極線43は、静電容量の変化を検出する検出線(センサ線)、受信線として機能する。これらの容量検出電極線42,43は、酸化インジウムスズ(Indium Tin Oxide :ITO)等の透明電極から成る。また、容量検出電極線42,43と外部の検出回路、制御回路等との間で検出信号等の入出力を行うためのフレキシブル回路基板(Flexible Printed Circuit :FPC)44が、カラーフィルタ側基板41の上面の端部に設置されている。なお、42Lは走査側の容量検出電極線42とFPC44の接続端子を電気的に接続するための走査側の引回配線、43Lは検出側の容量検出電極線43とFPC44の接続端子を電気的に接続するための検出側の引回配線である。これらの引回配線42L,43Lは、カラーフィルタ側基板41の上面の容量検出電極線42,43の周囲に形成されている。
また図7(b)は、(a)のC1−C2線における断面図である。なお、C1−C2線は、容量検出電極線42,43の交差部(ラインクロス部)45を切断して示すものである。そして、容量検出電極線42,43が短絡することを防ぐとともに容量検出電極線43の検出電極部同士を接続するためのブリッジ電極49が、形成されている。カラーフィルタ側基板41の上面と容量検出電極線43との間には、窒化珪素(SiNx),酸化珪素(SiO2)等から成る絶縁膜46が形成されており、またカラーフィルタ側基板41の上面に形成されたブリッジ電極49と容量検出電極線42との間にも絶縁膜46が形成されている。さらに、容量検出電極線42,43上には、アクリル樹脂等から成る保護膜47が形成されており、保護膜47上には偏光板48が積層されている。
そして、ブリッジ電極49は、容量検出電極線43の検出電極部とコンタクトホール等によって接続される。これにより、人の指先等の静電的な導電体が静電容量検出領域に近づいたときの容量検出電極線42及び容量検出電極線43との静電的結合(容量結合)による静電容量の変化を捉えることができる。すなわち、静電容量の変化が生じた容量検出電極線42及び容量検出電極線43を、走査パルスのピーク値の変化として検出側の容量検出電極線43の出力から得ることができ、外部の制御IC(Integrated Circuit)、制御LSI(Large Scale Integrated Circuit)等によって特定する。これにより、静電容量検出領域における静電容量が変化した位置を、2次元的に、即ち平面内において特定することができる。このように、人の指等の静電的な導電体が静電容量検出領域の表面に触れると、その付近の容量検出電極線42及び容量検出電極線43における1pF程度の静電容量の変化を検出することによって、接触部の位置を2次元的に高精度に検出できる。この投影型静電容量方式のタッチパネルは、接触部の位置検出を行う制御IC,LSI等によって多点検出が可能であり、実用性が高いので、タブレット型携帯端末等に好適に用いられる(例えば、特許文献1を参照)。
しかしながら、図7に示す上記従来のLCDにおいては、交差部45が静電気によって破壊される場合があった。すなわち、金属から成るブリッジ電極49とITO等から成る容量検出電極線43との接続部は、それらの抵抗が大きく異なるために、静電気によってサージ電流が流れると接続部が破壊されて断線する場合があるという問題点があった。また、図7(b)に示すように、静電容量検出領域が多層構造であるため、LCDの製造工程が複雑化し、製造の歩留まりが低下するとともに製造コストが増大する原因となるという問題点があった。
上記の問題点を解消し得るLCDとして、特許文献2に、第1の基板の第1の面の、隣接する画素間で、第1の方向に伸びるように形成された金属製の第1の検知電極と、第1の基板の第1の面に対向する第2の面の、隣接する画素間で、第1の方向と交差する第2の方向に伸びるように形成された金属製の第2の検知電極と、を有するタッチパネル基板を備えており、タッチパネル基板と第2の基板との間に挟持された液晶層を有するLCDが開示されている。しかしながら、このLCDは、金属製の第1の検知電極と同じく金属製の第2の検知電極を用いているために、画素の開口率を低下させないように隣接する画素間に第1の検知電極と第2の検知電極を配置する必要がある。そのため、検知電極の面積を大きくして検出感度を向上させるには限度があり、また金属製の検知電極が表示面において目立ちやすく、表示品質を劣化させやすいという問題点があった。
本発明は、上記の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、検出感度を向上させることができるとともに画素電極に対する静電気の影響を効果的に抑えることができるタッチパネルを有している、表示品質が良好なタッチパネル付LCDとすることである。
本発明のタッチパネル付液晶表示装置は、第1の基板の一面の第1の方向に形成された複数本のゲート信号線と、前記第1の方向と交差する第2の方向に前記ゲート信号線と交差させて形成された複数本の画像信号線と、前記ゲート信号線と前記画像信号線の交差部に形成された、薄膜トランジスタ及び画素電極を含む画素部と、前記第1の基板の前記一面に液晶を挟んで一面が対向する第2の基板と、前記第2の基板の前記一面に形成された第1の容量検出電極線と、前記第2の基板の前記一面に対向する面に形成された第2の容量検出電極線と、を有する静電容量検出型のタッチパネル付液晶表示装置であって、前記第1の容量検出電極線は、前記ゲート信号線及び前記画像信号線のいずれかに平面視で全体的に重なるように前記画素電極間に形成されており、前記第2の容量検出電極線は、透明電極線であるとともに、前記第1の容量検出電極線と交差する方向に形成されて前記ゲート信号線及び前記画像信号線のいずれかに平面視で全体的に重なる幹線部と、前記第1の容量検出電極線と平行な方向に延びて平面視で前記画素電極に重なるとともに前記第1の容量検出電極線に重ならない延出部と、を有している構成である。
本発明のタッチパネル付液晶表示装置は、好ましくは、前記第2の容量検出電極線の前記幹線部は、その幅が前記第1の容量検出電極線の幅よりも大きく、平面視で前記画素電極に重なるように形成されている。
また本発明のタッチパネル付液晶表示装置は、好ましくは、前記第2の容量検出電極線の前記延出部は、平面視で複数の前記画素電極に重なっている。
また本発明のタッチパネル付液晶表示装置は、好ましくは、前記第2の容量検出電極線は、平面視ですべての前記画素電極に重なっている。
本発明のタッチパネル付液晶表示装置は、第1の基板の一面の第1の方向に形成された複数本のゲート信号線と、第1の方向と交差する第2の方向にゲート信号線と交差させて形成された複数本の画像信号線と、ゲート信号線と画像信号線の交差部に形成された、薄膜トランジスタ及び画素電極を含む画素部と、第1の基板の前記一面に液晶を挟んで一面が対向する第2の基板と、第2の基板の前記一面に形成された第1の容量検出電極線と、第2の基板の前記一面に対向する面に形成された第2の容量検出電極線と、を有する静電容量検出型のタッチパネル付液晶表示装置であって、第1の容量検出電極線は、ゲート信号線及び画像信号線のいずれかに平面視で全体的に重なるように画素電極間に形成されており、第2の容量検出電極線は、透明電極線であるとともに、第1の容量検出電極線と交差する方向に形成されてゲート信号線及び画像信号線のいずれかに平面視で全体的に重なる幹線部と、第1の容量検出電極線と平行な方向に延びて画素電極に平面視で重なるとともに第1の容量検出電極線に重ならない延出部と、を有している構成であることから、以下のような効果を奏する。第1の容量検出電極線は、ゲート信号線及び画像信号線のいずれかに平面視で全体的に重なるように画素電極間に形成されていることから、画素部の開口率の低下を防ぐことができる。また、第1の容量検出電極線が自ずと遮光膜に覆われることとなるので、第1の容量検出電極線が目立たなくなり、表示品質が劣化することを抑えることができる。第2の容量検出電極線は、透明電極線であるとともに、第1の容量検出電極線と交差する方向に形成されてゲート信号線及び画像信号線のいずれかに平面視で全体的に重なる幹線部と、第1の容量検出電極線と平行な方向に延びて画素電極に平面視で重なるとともに第1の容量検出電極線に重ならない延出部と、を有していることから、被検出体に近い第2の容量検出電極線の面積が大きくなり、被検出体の検出感度が向上する。また、画素電極が第2の容量検出電極線の延出部と平面視で重なっているので、画素電極に対する静電気の影響を第2の容量検出電極線によって防ぐことができ、静電気を広面積の第2の容量検出電極線に帯電させて減衰させることができる。また、延出部は第1の容量検出電極線に平面視で重ならないので、延出部及び第1の容量検出電極線が被検出体と静電的に結合でき、タッチパネルの機能を有するものとなる。
本発明のタッチパネル付液晶表示装置は、第2の容量検出電極線の幹線部は、その幅が第1の容量検出電極線の幅よりも大きく、平面視で画素電極に重なるように形成されている場合、第2の容量検出電極線の幹線部も広面積となるので、被検出体の検出感度が向上する効果及び画素電極に対する静電気の影響を防ぐ効果が高まる。すなわち、延出部と違い幹線部は画素電極及び画素電極間の隙間を平面視で覆うことができるからである。
また本発明のタッチパネル付液晶表示装置は、第2の容量検出電極線の延出部は、平面視で複数の画素電極に重なっていることから、被検出体の検出感度が向上する効果及び画素電極に対する静電気の影響を抑える効果が高まる。
また本発明のタッチパネル付液晶表示装置は、第2の容量検出電極線は、平面視ですべての画素電極に重なっていることから、被検出体の検出感度が向上する効果及び画素電極に対する静電気の影響を抑える効果がより高まる。
以下、本発明のタッチパネル付LCDの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、本発明のタッチパネル付LCDの実施の形態における構成部材のうち、本発明のタッチパネル付LCDを説明するための主要部を示している。従って、本発明に係るタッチパネル付LCDは、図に示されていない回路基板、配線導体、制御IC,LSI等の周知の構成部材を備えていてもよい。
本発明のタッチパネル付LCDは、図1〜図5に示すように、ガラス基板等から成る第1の基板としてのアレイ側基板1の一面の第1の方向(例えば、行方向)に形成された複数本のゲート信号線21と、第1の方向と交差する第2の方向(例えば、列方向)にゲート信号線21と交差させて形成された複数本の画像信号線22と、ゲート信号線21と画像信号線22の交差部に形成された、TFT24及び画素電極23を含む画素部と、アレイ側基板1の前記一面に液晶11を挟んで一面が対向する第2の基板としてのカラーフィルタ側基板2と、カラーフィルタ側基板2の前記一面に形成された第1の容量検出電極線7と、カラーフィルタ側基板2の前記一面に対向する面に形成された第2の容量検出電極線9と、を有する静電容量検出型のタッチパネル付LCDであって、第1の容量検出電極線7は、ゲート信号線21及び画像信号線22のいずれかに平面視で全体的に重なるように画素電極23間に形成されており、第2の容量検出電極線9は、透明電極線であるとともに、第1の容量検出電極線7と交差する方向に形成されてゲート信号線21及び画像信号線22のいずれかに平面視で全体的に重なる幹線部9aと、第1の容量検出電極線7と平行な方向に延びて画素電極23に平面視で重なるとともに第1の容量検出電極線7に重ならない延出部9bと、を有している構成である。この構成により、以下のような効果を奏する。第1の容量検出電極線7は、ゲート信号線21及び画像信号線22のいずれかに平面視で全体的に重なるように画素電極23間に形成されていることから、画素部の開口率の低下を防ぐことができる。また、第1の容量検出電極線7が自ずと遮光膜36に覆われることとなるので、第1の容量検出電極線7が目立たなくなり、表示品質が劣化することを抑えることができる。また、被検出体に近い第2の容量検出電極線9の面積が大きくなり、被検出体の検出感度が向上する。また、画素電極23が第2の容量検出電極線9の延出部9bと平面視で重なっているので、画素電極23に対する静電気の影響を第2の容量検出電極線9によって防ぐことができ、静電気を広面積の第2の容量検出電極線9に帯電させて減衰させることができる。また、延出部9bは第1の容量検出電極線7に平面視で重ならないので、延出部9b及び第1の容量検出電極線7が被検出体と静電的に結合でき、タッチパネルの機能を有するものとなる。
本発明のタッチパネル付LCDの液晶表示パネルは以下のように作製される。TFT24を含む画素部が多数形成されたアレイ側基板1と、カラーフィルタ35及び遮光膜(ブラックマトリクス)36が形成されたカラーフィルタ側基板2とを互いに対向させて、それらの基板1,2を所定の間隔でもって封止部(シール部)3によって貼り合わせ、それらの基板1,2間に液晶11を充填、封入させることによって作製される。また、一般的に、カラーフィルタ側基板2は、TFT24及び画素電極23に対向する側の面(液晶11側の面)の全面に、画素電極23との間で液晶11に印加する垂直電界を形成するための共通電極が形成されている。また、液晶表示パネルが画素電極23と共通電極との間で液晶11に印加する横電界を形成するIPS方式のものである場合、共通電極はアレイ側基板1の画素電極23と同じ面内に形成される。液晶表示パネルが画素電極23と共通電極との間で液晶に印加する端部電界(フリンジ電界)を形成するFFS方式のものである場合、共通電極はアレイ側基板1の画素部に画素電極23の上方または下方に絶縁層を挟んで形成される。また、カラーフィルタ側基板2の液晶11側の面には、それぞれの画素部に対応する赤(R)、緑(G)、青(B)のカラーフィルタ35が形成されており、それぞれの画素部を通過する光が相互に干渉することを防ぐ遮光膜36がカラーフィルタ35の外周を囲むように形成されている。
なお、図1に示すように、アレイ側基板1の液晶11側の面の一端部には画像信号線22を駆動、制御するためのIC,LSI等から成る第1の半導体集積回路素子4が、COG(Chip On Glass)方式等によって実装されている。アレイ側基板1の液晶11側の面における前記一端部に隣接する他端部にはゲート信号線21を駆動、制御するためのIC,LSI等から成る第2の半導体集積回路素子5が、COG方式等によって実装されている。また、アレイ側基板1の液晶11側の面の前記一端部における第1の半導体集積回路素子4よりも端側には、第1のフレキシブル回路基板(Flexible Printed Circuit :FPC)6が設置されており、第1のFPC6は画像信号を外部の駆動回路、制御回路等に入出力する。カラーフィルタ基板2の液晶11側の面における前記一端部に対向する側の端部には、第2のFPC8が設置されており、第2のFPC8は走査側の容量検出電極線である第1の容量検出電極線7に、外部の走査回路等から走査パルスを入力する。カラーフィルタ基板2の液晶11側の面と対向する面における前記他端部に対向する側の端部には、第3のFPC10が設置されており、第3のFPC10は第2の容量検出電極線9から出力された検出信号を外部の検出回路等に出力する。
また、図1(b)に示すように、カラーフィルタ側基板2の液晶11側の面に対向する面(図1(b)では上面)には、第2の容量検出電極線9上に第2の偏光板13が設けられている。また、図3のB1−B2線における断面図である図5に示すように、アレイ側基板1の液晶11側の面に対向する面(図5では下面)には、第1の偏光板12が設けられている。一方、アレイ側基板1の液晶11側の面には、ゲート信号線21、ゲート絶縁膜31、画像信号線22、アクリル樹脂等から成る平坦化膜32、共通電極33、窒化珪素(SiNx),酸化珪素(SiO2)等から成る層間絶縁膜34、画素電極23が、順次形成されている。
ゲート信号線21及び画像信号線22は、アルミニウム(Al),チタン(Ti),モリブデン(Mo),タンタル(Ta),タングステン(W),クロム(Cr),銀(Ag),銅(Cu),ネオジウム(Nd)等から選ばれた元素から成る金属材料、これらの元素を主成分とする合金材料、または窒化チタン,窒化タンタル,窒化モリブデン等の金属窒化物等の導電性を有する材料を用いて形成され得る。画素電極23及び共通電極33は、ITO,インジウム亜鉛酸化物(IZO),酸化珪素を添加したインジウム錫酸化物(ITSO),酸化亜鉛(ZnO),リンやボロンが含まれるシリコン(Si)等の導電性材料であって、かつ透光性を有する材料を用いて形成され得る。
本発明のタッチパネル付LCDは、液晶表示パネルのカラーフィルタ側基板2の液晶側の面に第1の容量検出電極線7が形成されており、表示側の面(液晶11側の面と対向する面)に第2の容量検出電極線9が形成されている。これらの容量検出電極線7,9によって、投影型静電容量方式のタッチパネルを構成している。図1(a)に示すように、複数の第1の容量検出電極線7は、それぞれY方向(例えば、列方向)に伸びるように線状に形成されており、複数の第2の容量検出電極線9は、それぞれX方向(例えば、行方向)に伸びるように線状に形成されている。複数の第1の容量検出電極線7は、人の指等の静電的な導電体が近接、接触した際の静電容量の変化を検出するための走査パルスが順次入力される駆動線(ドライブ線)として機能する。複数の第2の容量検出電極線9は、静電容量の変化を検出する検出線(センサ線)、受信線として機能する。第2の容量検出電極線9は、ITO,インジウム亜鉛酸化物(IZO),酸化珪素を添加したインジウム錫酸化物(ITSO),酸化亜鉛(ZnO),リンやボロンが含まれるシリコン(Si)等の導電性材料であって、かつ透光性を有する材料を用いて形成される。なお、第1の容量検出電極線7を駆動線(ドライブ線)とし、第2の容量検出電極線9を検出線(センサ線)、受信線としているが、この関係を逆にしてもよい。
本発明のタッチパネル付LCDにおいて、第1の容量検出電極線7の厚みが第2の容量検出電極線9の厚みよりも厚くなるように形成してもよい。この場合、第1の容量検出電極線7の抵抗が小さくなり、第1の容量検出電極線7に入力される走査パルスが、第1の容量検出電極線7の軸線方向に進むにつれてなまることを抑えることができる。なお、第1の容量検出電極線7の厚みは20nm〜200nm程度、第2の容量検出電極線9の厚みは20nm〜200nm程度であるが、これらの厚みの範囲内で第1の容量検出電極線7の厚みが第2の容量検出電極線9の厚みよりも厚くなるように形成することがよい。
また、複数の第1の容量検出電極線7の両端部を共通接続してもよく、この場合画素部よりも広面積である人の指等の被検出体を、2次元的に位置を特定して検出することが容易になる。
第2の容量検出電極線9は、その表面に凹凸が形成されて粗面化されていることがよい。この場合、第2の容量検出電極線9の表面積が大きくなり、被検出体との容量結合による静電容量が増大して検出感度がより向上する。
本発明のタッチパネル付LCDは、図2に示すように、例えば第2の容量検出電極線9の幹線部9aは、第1の容量検出電極線7と交差する方向に形成されてゲート信号線21に平面視で全体的に重なるように形成されるが、図3に示すように、第2の容量検出電極線9の幹線部9aは、その幅が第1の容量検出電極線7の幅よりも大きく、平面視で画素電極23に重なるように形成されていることが好ましい。この場合、第2の容量検出電極線9の幹線部9aも広面積となるので、被検出体の検出感度が向上する効果及び画素電極23に対する静電気の影響を防ぐ効果が高まる。すなわち、延出部9bと違い幹線部9aは画素電極23及び画素電極23間の隙間を平面視で覆うことができるからである。また、第2の容量検出電極線9は、その幅が第1の容量検出電極線7の幅の5倍以上であることが好ましい。この場合、被検出体の検出感度が向上する効果及び画素電極23に対する静電気の影響を防ぐ効果がより高まる。より好ましくは、第2の容量検出電極線9の幹線部9aの幅が画素部ピッチ(0.1μm程度)以上であることがよい。この場合、人の指等の広面積の被検出体を検出する際の検出感度が向上する効果がより高まる。また、画素電極23に対する静電気の影響を第2の容量検出電極線9によってより抑えることができ、静電気を広面積の第2の容量検出電極線9に帯電させて減衰させやすくする効果がより高まる。さらに好ましくは、第2の容量検出電極線9の幅は画素部ピッチ以上画素部ピッチの20倍程度以下であることがよく、画素部ピッチの20倍程度(2μm程度)を超えると、第1の容量検出電極線7と第2の容量検出電極線9との間の寄生容量が大きくなり検出感度に好ましくない影響を与える傾向がある。検出感度を向上させる効果及び静電気の影響を第2の容量検出電極線9によって抑える効果を高める目的で、第2の容量検出電極線9の延出部9aは、平面視で複数の画素電極23に重なっていることが好ましく、より好ましくは、第2の容量検出電極線9は、平面視ですべての画素電極23に重なっていることがよい。
また、第1の容量検出電極線7は、第2の容量検出電極線9と同様の透明電極線から成っていてもよいが、第1の容量検出電極線7は金属線であることが好ましい。この場合、第1の容量検出電極線7の抵抗を小さくして走査パルスのパルス形状のなまり、すなわちパルス形状の不必要な崩れを抑えることができる。その結果、被検出体の検出感度が静電容量検出領域の全体でより均一になるようにすることができる。なお、この場合、第1の容量検出電極線7は、アルミニウム(Al),チタン(Ti),モリブデン(Mo),タンタル(Ta),タングステン(W),クロム(Cr),銀(Ag),銅(Cu),ネオジウム(Nd)等から選ばれた元素から成る金属材料、これらの元素を主成分とする合金材料、または窒化チタン,窒化タンタル,窒化モリブデン等の金属窒化物等の導電性を有する材料を用いて形成され得る。
また、第1の容量検出電極線7は、金属線とそれを覆う透明電極線とから成ることが好ましい。この場合、第1の容量検出電極線7の抵抗を小さくして、走査パルスが第1の容量検出電極線7の軸線方向に進むにつれてパルス形状がなまること、すなわちパルス形状の不必要な崩れを抑えることができる。その結果、被検出体の検出感度が静電容量検出領域の全体で均一になるようにすることができる。また、金属線が透明電極線で覆われていることから、第1の容量検出電極線7の形成位置がフォトリソグラフィ工程で用いるマスクの位置ずれ等によってずれて、透明電極線が画素部にわずかにはみ出したとしても、画素部の開口率を低下させないようにすることができる。なお、この透明電極線は、ITO,インジウム亜鉛酸化物(IZO),酸化珪素を添加したインジウム錫酸化物(ITSO),酸化亜鉛(ZnO),リンやボロンが含まれるシリコン(Si)等の導電性材料であって、かつ透光性を有する材料を用いて形成され得る。
また、第1の容量検出電極線7は、その幅が遮光膜36の幅よりも小さいことが好ましい。この場合、第1の容量検出電極線7が絶縁材料から成る遮光膜36で覆われるので、第1の容量検出電極線7が画像信号線22及び画素電極23に容量結合等して表示品質を劣化させることを抑えることができる。また、第1の容量検出電極線7が目立たなくなるので、その点でも表示品質を劣化させることを抑えることができる。また第1の容量検出電極線7は平面視で画素電極23間に形成されるが、画素電極23と共通電極33との間の印加電圧によって液晶11に加わる電界への影響が小さい場合であれば、第1の容量検出電極線7は平面視で画素電極23間から若干はみだして画素電極23に一部重なっていてもよい。さらに第1の容量検出電極線7は、その表面が平坦面であることがよい。この場合、第1の容量検出電極線7の表面の表面積が小さくなり、画像信号線22及び画素電極23に容量結合したときの静電容量(寄生容量)を小さくすることができる。
本発明のタッチパネル付LCDは、図2、図3に示すように、隣接する第2の容量検出電極線9に、画像信号線22の軸線方向に平行な方向に互いに相手側に延びるように延出部9bが、それぞれ形成されていてもよい。さらに、1本の第2の容量検出電極線9について、画像信号線22の軸線方向に平行な方向に両側(図4では上側及び下側)に延びるように延出部9bが、形成されていてもよい。また図4に示すように、隣接する第2の容量検出電極線9に、画像信号線22の軸線方向に平行な方向に一方側(図4では上側または下側)に延びるように延出部9bが、それぞれ形成されていてもよい。そして、すべての画素電極23及びサブ画素電極が、第2の容量検出電極線9の幹線部9a及び延出部9bと平面視で重なっていることがよい。この場合、上述した検出感度が向上する効果及び静電気の影響を防ぐ本発明の効果がさらに高まる。
また、平面視したときに第1の容量検出電極線7と第2の容量検出電極線9の延出部9bとの間にわずかな隙間があることがよい。この場合、第1の容量検出電極線7の軸線方向に直交する方向の端と、第2の容量検出電極線9の延出部9bの延出方向に直交する方向の端との間で電気力線が形成されやすくなり、検出感度の低下を抑えることができる。この隙間は、平面視で画素電極23に重ならないか、画素電極23に対する静電気の影響を無視できる範囲内であれば平面視で画素電極23に一部重なっていてもよい。
また、液晶表示パネルが画素電極23と共通電極との間で液晶11に印加する横電界を形成するIPS方式のものである場合、第2の容量検出電極線9が画素電極23に対するシールド電極としても機能するので、本発明の構成はIPS方式の液晶表示パネルを有するタッチパネル付LCDについて好適である。すなわち、一般にIPS方式の液晶表示パネルのカラーフィルタ側基板2の表示側の面(液晶11側の面に対向する面)に備わっているシールド用の裏面ITOを省くことができるからである。なお、TN方式の液晶表示パネル等のように共通電極が画素電極23と対向する位置にある場合、共通電極は、例えばカラーフィルタ側基板2の液晶11側の面における第1の容量検出電極線7同士の間に形成される、あるいは第1の容量検出電極線7上に絶縁膜を介して形成される。また、IPS方式の液晶表示パネルの場合と同様に、液晶表示パネルが画素電極23と共通電極との間で液晶に印加する端部電界(フリンジ電界)を形成するFFS方式のものである場合にも、本発明の構成は好適である。
また、図1に示すように、第1の容量検出電極線7は、カラーフィルタ側基板2の液晶11側の面における第1の半導体集積回路素子4に対向する一端部で、画像信号線22よりも外側に伸ばされている。その伸ばされた端部は、平面視でカラーフィルタ側基板2がアレイ側基板1から外側にはみ出した部位において、異方性導電膜(Anisotropic Conductive Film :ACF)を介して第2のFPC8の接続端子に電気的に接続されている。第2の容量検出電極線9は、カラーフィルタ側基板2の液晶11側の面に対向する面の一端部(図1(a)では左側の端部)において、ACFを介して第3のFPC10の接続端子に電気的に接続されているが、前記一端部と対向する端部(図1(a)では右側の端部)に第3のFPC10を設置してもよく、前記一端部とそれに対向する端部の双方に第3のFPC10を設置してもよい。
第1の容量検出電極線7及び第2の容量検出電極線9のFPCとの電気的接続構造は、上記の構成に限らず、第2のFPC8を省くこともできる。すなわち、図6に示すように、第1の容量検出電極線7は、カラーフィルタ側基板2の液晶11側の面における第1の半導体集積回路素子4に対向する一端部で、画像信号線22よりも外側に伸ばされている第1の容量検出電極線7の端部が、導電性粒子を含む封止部3を介して、アレイ側基板1の液晶11側の面に形成した接続電極50及び引出配線7Lに電気的に接続するように構成してもよい。すなわち、第1の容量検出電極線7の端部の引出配線7Lとの電気的接続部(コンタクト部)をアレイ側基板1の液晶11側の面に変換させる構成である。そして、上記引出配線7Lは第1のFPC6に向かって引き回されるようにパターン形成されており、上記引出配線7Lの第1のFPC6側の端部が第1のFPC6の接続端子にACFを介して電気的に接続される。第1のFPC6は、第1の容量検出電極線7に走査パルスを入力するための走査パルス入力信号線を有している。これにより、第2のFPC8が不要となる。
なお、本発明のタッチパネル付LCDは、上記実施の形態に限定されるものではなく、適宜の設計的な変更、改良を含んでいてもよい。
本発明のタッチパネル付LCDは各種の電子機器に適用できる。その電子機器としては、自動車経路誘導システム(カーナビゲーションシステム)、船舶経路誘導システム、航空機経路誘導システム、スマートフォン端末、携帯電話、タブレット端末、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電子手帳、電子書籍、電子辞書、パーソナルコンピュータ、複写機、ゲーム機器の端末装置、テレビジョン、商品表示タグ、価格表示タグ、産業用のプログラマブル表示装置、カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー、ファクシミリ、プリンター、現金自動預け入れ払い機(ATM)、自動販売機、ヘッドアップディスプレイ装置、プロジェクタ装置、デジタル表示式腕時計、頭部装着型画像表示装置(Head Mounted Display device :HMD)などがある。
1 第1の基板としてのアレイ側基板
2 第2の基板としてのカラーフィルタ側基板
3 封止部
4 第1の半導体集積回路素子
5 第2の半導体集積回路素子
6 第1のFPC
7 第1の容量検出電極線
8 第2のFPC
9 第2の容量検出電極線
9a 幹線部
9b 延出部
10 第3のFPC
11 液晶
21 ゲート信号線
22 画像信号線
23 画素電極
24 TFT
2 第2の基板としてのカラーフィルタ側基板
3 封止部
4 第1の半導体集積回路素子
5 第2の半導体集積回路素子
6 第1のFPC
7 第1の容量検出電極線
8 第2のFPC
9 第2の容量検出電極線
9a 幹線部
9b 延出部
10 第3のFPC
11 液晶
21 ゲート信号線
22 画像信号線
23 画素電極
24 TFT
Claims (4)
- 第1の基板の一面の第1の方向に形成された複数本のゲート信号線と、前記第1の方向と交差する第2の方向に前記ゲート信号線と交差させて形成された複数本の画像信号線と、前記ゲート信号線と前記画像信号線の交差部に形成された、薄膜トランジスタ及び画素電極を含む画素部と、前記第1の基板の前記一面に液晶を挟んで一面が対向する第2の基板と、前記第2の基板の前記一面に形成された第1の容量検出電極線と、前記第2の基板の前記一面に対向する面に形成された第2の容量検出電極線と、を有する静電容量検出型のタッチパネル付液晶表示装置であって、前記第1の容量検出電極線は、前記ゲート信号線及び前記画像信号線のいずれかに平面視で全体的に重なるように前記画素電極間に形成されており、前記第2の容量検出電極線は、透明電極線であるとともに、前記第1の容量検出電極線と交差する方向に形成されて前記ゲート信号線及び前記画像信号線のいずれかに平面視で全体的に重なる幹線部と、前記第1の容量検出電極線と平行な方向に延びて前記画素電極に平面視で重なるとともに前記第1の容量検出電極線に重ならない延出部と、を有しているタッチパネル付液晶表示装置。
- 前記第2の容量検出電極線の前記幹線部は、その幅が前記第1の容量検出電極線の幅よりも大きく、平面視で前記画素電極に重なるように形成されている請求項1に記載のタッチパネル付液晶表示装置。
- 前記第2の容量検出電極線の前記延出部は、平面視で複数の前記画素電極に重なっている請求項1または請求項2に記載のタッチパネル付液晶表示装置。
- 前記第2の容量検出電極線は、平面視ですべての前記画素電極に重なっている請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のタッチパネル付液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015034673A JP2016157274A (ja) | 2015-02-25 | 2015-02-25 | タッチパネル付液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015034673A JP2016157274A (ja) | 2015-02-25 | 2015-02-25 | タッチパネル付液晶表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2016157274A true JP2016157274A (ja) | 2016-09-01 |
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ID=56826221
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2015034673A Pending JP2016157274A (ja) | 2015-02-25 | 2015-02-25 | タッチパネル付液晶表示装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2016157274A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106932968A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-07-07 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示面板及显示装置 |
CN109991769A (zh) * | 2017-12-27 | 2019-07-09 | 夏普株式会社 | 显示装置、显示装置的制造方法、及显示装置的检查方法 |
-
2015
- 2015-02-25 JP JP2015034673A patent/JP2016157274A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106932968A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-07-07 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示面板及显示装置 |
CN106932968B (zh) * | 2017-05-11 | 2019-07-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示面板及显示装置 |
CN109991769A (zh) * | 2017-12-27 | 2019-07-09 | 夏普株式会社 | 显示装置、显示装置的制造方法、及显示装置的检查方法 |
CN109991769B (zh) * | 2017-12-27 | 2021-12-14 | 夏普株式会社 | 显示装置、显示装置的制造方法、及显示装置的检查方法 |
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