JP2017027394A - 表示装置、入力装置および表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
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、オンセル構造を有する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。ここで、静電容量を検出する方式としては、2つの電極の間の静電容量を検出する相互容量方式のみならず、1つの電極の静電容量を検出する自己容量方式も含まれる。また、オンセル構造を有するタッチ検出機能付き液晶表示装置とは、タッチ検出用の駆動電極および検出電極のいずれも画素による画像表示には関わらない、という特徴を持つタッチ検出機能付き液晶表示装置を意味する。
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。
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の表示装置の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の表示装置の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におけるタッチ検出用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。
図5、図6および図8に示した例では、タッチパネルとして、駆動電極DRVと検出電極TDLとが設けられた、相互容量方式のタッチパネルを適用した例について説明した。しかし、タッチパネルとして、検出電極TDS(図9参照)のみが設けられた、自己容量方式のタッチパネルを適用することもできる。
次に、タッチ検出用の駆動電極および検出電極の形状および配置について説明する。図11は、実施の形態1におけるタッチ検出用の駆動電極および検出電極を示す平面図である。図12は、実施の形態1におけるタッチ検出用の駆動電極および検出電極を示す断面図である。図12は、図11のB−B線に沿った断面図である。
ここで、比較例1におけるタッチ検出用の駆動電極および検出電極の形状および配置について説明する。図13は、比較例1におけるタッチ検出用の駆動電極および検出電極を示す平面図である。図14は、比較例1におけるタッチ検出用の駆動電極および検出電極を示す断面図である。図14は、図13のB−B線に沿った断面図である。
一方、本実施の形態1では、複数の電極部EP1の各々は、平面視において、方向DR11にそれぞれ延在する複数の導電線CW11と、方向DR11と交差する方向DR12にそれぞれ延在する複数の導電線CW12とにより形成されたメッシュ形状を有する。また、複数の電極部EP2の各々は、平面視において、方向DR21にそれぞれ延在する複数の導電線CW21と、方向DR21と交差する方向DR22にそれぞれ延在する複数の導電線CW22とにより形成されたメッシュ形状を有する。そして、複数の導電線CW11および複数の導電線CW12の各々は、金属または合金を主成分として含有し、複数の導電線CW21および複数の導電線CW22の各々は、金属または合金を主成分として含有する。
次に、駆動電極DRVおよび検出電極TDLの表面の黒色化について説明する。図15は、駆動電極または検出電極に含まれる遮光膜の断面図である。
次に、駆動電極および検出電極の製造方法について説明する。図16および図17は、実施の形態1における駆動電極および検出電極の製造工程中の断面図である。
次に、タッチ検出用の駆動電極および検出電極の第1変形例について説明する。
次に、タッチ検出用の駆動電極および検出電極の第2変形例について説明する。
次に、タッチ検出用の駆動電極および検出電極の第3変形例について説明する。
次に、タッチ検出用の駆動電極および検出電極の第4変形例について説明する。
実施の形態1では、透明導電膜からなる接続部CN1が、金属または合金を主成分として含有する遮光膜からなる接続部CN2を跨ぐ例について説明した。それに対して、実施の形態2では、金属または合金を主成分として含有する遮光膜からなる接続部CN2が、透明導電膜からなる接続部CN1を跨ぐ例について説明する。
図32は、実施の形態2におけるタッチ検出用の駆動電極および検出電極を示す平面図である。図33および図34は、実施の形態2におけるタッチ検出用の駆動電極および検出電極を示す断面図である。図33は、図32のB−B線に沿った断面図であり、接続部CN1の1個分の断面を示す。また、図34は、図32のC−C線に沿った断面図であり、接続部CN1の2個分の断面を示す。
本実施の形態2の表示装置も、実施の形態1の表示装置と同様に、複数の電極部EP1および複数の電極部EP2の各々が、金属または合金を主成分として含有し、かつ、メッシュ形状を有するため、実施の形態1の表示装置が有する効果と同様の効果を有する。
前述した図15を用いて説明したように、遮光膜SF1が、導電膜CF1と、導電膜CF1上に形成された積層膜LF1からなる反射防止膜AN1とを含み、積層膜LF1の各層境界で反射された光の干渉を利用して、導電膜CF1の上面で光が反射することを防止または抑制し、遮光膜SF1の表面を黒色化している場合を考える。このような場合であって、前述した図23を用いて説明した実施の形態1の第2変形例では、保護膜33が形成されると、遮光膜SF1上に、透明導電膜TC1と保護膜33とが積層されることになる。そして、遮光膜SF1上に、透明導電膜TC1と保護膜33とが積層された部分では、黒色化に必要な干渉の条件が満たされなくなり、色調が黒からずれるか、または、導電膜CF1の上面での光の反射率が増加するおそれがある。
次に、駆動電極および検出電極の製造方法について説明する。図35〜図37は、実施の形態2における駆動電極および検出電極の製造工程中の断面図である。
次に、タッチ検出用の駆動電極および検出電極の第1変形例について説明する。
次に、タッチ検出用の駆動電極および検出電極の第2変形例について説明する。
次に、タッチ検出用の駆動電極および検出電極の第3変形例について説明する。
実施の形態1では、入力装置としてのタッチパネルを、液晶表示装置の対向基板3に設けられ、かつ、表示装置の駆動電極COMLが入力装置の駆動電極として機能しないオ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した。それに対して、実施の形態3では、入力装置としてのタッチパネルを、液晶表示装置の表示面側に外付けすることによって、タッチ検出機能付き液晶表示装置として使用可能な入力装置に適用した例について説明する。
図47は、実施の形態3の入力装置を示す断面図である。図47に示す例では、入力装置は、図6に示したタッチ検出機能付き表示デバイスのうち、基板31、保護膜33、および、基板31と保護膜33との間の部分と略同様の構成を有する。
2 アレイ基板
3 対向基板
4、5 偏光板
6 液晶層
7 封止部
8 カバー板
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、31 基板
21a、31b 上面
22 画素電極
24 絶縁膜
30 タッチ検出デバイス
31a 下面
32 カラーフィルタ
32B、32G、32R 色領域
33 保護膜
34 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
Ad 表示領域
AF1 吸収膜
AN1 反射防止膜
As 周辺領域
C1 容量素子
C2、Cr1、Cx 静電容量
Cap 容量
CC1 シールド波形印加回路
CF1 導電膜
CN1、CN11、CN2、CN21、CN3、CN4 接続部
COML、DRV、E1 駆動電極
CW1、CW11、CW12、CW2、CW21、CW22 導電線
D 誘電体
DET 電圧検出器
DR11、DR12、DR21、DR22 方向
E2、TDL、TDS 検出電極
EG1 電極部群
EP1、EP11、EP12、EP2、EP3、EP4 電極部
ET1、ET2 電極端子
GCL 走査線
HR1、HR2 高屈折率膜
IF1〜IF3 絶縁膜
LC 液晶素子
LF1 積層膜
LR1 低屈折率膜
OP1、OP11、OP12、OP3 開口部
P1、P2 期間
PD1、PD11、PD12 端子部
Pix 画素
Q1、Q2 電荷量
Reset 期間
S 交流信号源
SC1 検出回路
Scan スキャン方向
SEL 信号
SF1 遮光膜
Sg 交流矩形波
SGL 信号線
SHC シールド回路
SHL 電極
SIG 映像信号
SPix 副画素
SW1 スイッチ
TC1、TC2 透明導電膜
Tr TFT素子
Vcom、Vcom1、Vcom2 駆動信号
Vdd 電源
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
WD1〜WD3 幅
WRD、WRT 引き回し配線
Claims (20)
- 第1主面を有する第1基板と、
第2主面、および、前記第2主面と反対側の第3主面を有する第2基板と、
前記第1基板の前記第1主面に設けられた複数の画素と、
前記第2基板の前記第3主面に設けられた複数の第1電極および複数の第2電極と、
を備え、
前記第1基板の前記第1主面は、前記第2基板の前記第2主面と対向し、
前記複数の第1電極は、平面視において、第1方向にそれぞれ沿って設けられ、かつ、前記第1方向と交差する第2方向に間隔を空けて配列され、
前記複数の第2電極は、平面視において、前記第2方向にそれぞれ沿って設けられ、かつ、前記第1方向に間隔を空けて配列され、
前記複数の第1電極の各々は、
平面視において、前記第1方向に間隔を空けて配列された複数の第1電極部と、
前記第1方向で互いに隣り合う2つの前記第1電極部をそれぞれ電気的に接続する複数の第1接続部と、
を含み、
前記複数の第2電極の各々は、
平面視において、前記第2方向に間隔を空けて配列された複数の第2電極部と、
前記第2方向で互いに隣り合う2つの前記第2電極部をそれぞれ電気的に接続する複数の第2接続部と、
を含み、
前記複数の第1接続部のうちいずれかの第1接続部は、前記複数の第2接続部のうちいずれかの第2接続部と、平面視において重なり、
前記複数の第1電極部の各々は、金属または合金を含有し、かつ、メッシュ形状を有し、
前記複数の第2電極部の各々は、金属または合金を含有し、かつ、メッシュ形状を有する、表示装置。 - 請求項1記載の表示装置において、
前記第1電極部および前記第2電極部は遮光性を有する、表示装置。 - 請求項1記載の表示装置において、
前記複数の第1電極部、ならびに、前記複数の第2電極部および前記複数の第2接続部は、前記第2基板の前記第3主面上に形成され、
前記表示装置は、さらに、前記複数の第2接続部のうちいずれかを覆う第1絶縁膜を備え、
前記複数の第1接続部のうち前記いずれかの第1接続部は、前記いずれかの第2接続部を、前記第1絶縁膜を介して跨ぎ、
前記複数の第1接続部の各々は、第1透明導電膜からなり、
前記複数の第2接続部の各々は、金属または合金を含有する第1遮光膜からなる、表示装置。 - 請求項3記載の表示装置において、
前記第1遮光膜は、
前記第2基板の前記第3主面上に形成された第1金属膜または第1合金膜からなる第1導電膜と、
前記第1導電膜上に形成され、前記第1導電膜の上面で光が反射することを防止する第1反射防止膜と、
を含む、表示装置。 - 請求項3記載の表示装置において、
前記複数の第1電極部のうちいずれかの第1電極部を覆う第2絶縁膜と、
前記いずれかの第1電極部上に前記第2絶縁膜を介して形成された第3電極部と、
を備え、
前記第3電極部は、第2透明導電膜からなる、表示装置。 - 請求項5記載の表示装置において、
前記第3電極部は、電気的に浮遊した状態である、表示装置。 - 請求項5記載の表示装置において、
タッチを検出するための駆動信号である第1信号に基づく前記第1電極の検出値により、入力位置が検出され、
前記いずれかの第1電極部または前記第2電極部に前記第1信号が入力されている時に、前記第3電極部に、前記第1信号と同電位または同位相の第2信号が入力される、表示装置。 - 請求項1記載の表示装置において、
前記複数の第1電極部、第2電極部、第1接続部および第2接続部は、前記第2基板の前記第3主面上に形成され、
前記表示装置は、さらに、前記複数の第1接続部のうちいずれかを覆う第3絶縁膜を備え、
前記複数の第1接続部の各々は、第3透明導電膜からなり、
前記複数の第2接続部の各々は、金属または合金を含有する第2遮光膜からなり、
前記複数の第2接続部のうち前記いずれかの第2接続部は、前記いずれかの第1接続部を、前記第3絶縁膜を介して跨ぐ、表示装置。 - 請求項8記載の表示装置において、
前記第2遮光膜は、
前記第2基板の前記第3主面上に形成された第2金属膜または第2合金膜からなる第2導電膜と、
前記第2導電膜上に形成され、前記第2導電膜の上面で光が反射することを防止する第2反射防止膜と、
を含む、表示装置。 - 請求項8記載の表示装置において、
前記複数の第1電極部のうちいずれかの第1電極部と、前記第2基板の前記第3主面との間に形成された第4絶縁膜と、
前記第4絶縁膜と、前記第2基板の前記第3主面との間に形成された第4電極部と、
を備え、
前記第4電極部は、第4透明導電膜からなる、表示装置。 - 請求項10記載の表示装置において、
前記第4電極部は、電気的に浮遊した状態である、表示装置。 - 請求項10記載の表示装置において、
タッチを検出するための駆動信号である第3信号に基づく前記第1電極の検出値により、入力位置が検出され、
前記いずれかの第1電極部または前記第2電極部に前記第3信号が入力されている時に、前記第4電極部に、前記第3信号と同電位または同位相の第4信号が入力される、表示装置。 - 請求項3記載の表示装置において、
前記複数の第1電極の各々は、前記複数の第1電極部の各々とそれぞれ電気的に接続された複数の第1端子部を含み、
前記複数の第1電極部の各々は、互いに交差する複数の第1導電線および複数の第2導電線により形成されたメッシュ形状を有し、
前記複数の第1接続部の各々は、2つの前記第1電極部の各々とそれぞれ電気的に接続された2つの前記第1端子部を電気的に接続し、
前記第1方向における前記第1端子部の第1幅は、前記第1方向における前記第1導電線の第2幅、および、前記第1方向における前記第2導電線の第3幅のいずれよりも広い、表示装置。 - 第1主面を有する第1基板と、
前記第1基板の前記第1主面に設けられた複数の第1電極および複数の第2電極と、
を備え、
前記複数の第1電極は、平面視において、第1方向にそれぞれ沿って設けられ、かつ、前記第1方向と交差する第2方向に間隔を空けて配列され、
前記複数の第2電極は、平面視において、前記第2方向にそれぞれ沿って設けられ、かつ、前記第1方向に間隔を空けて配列され、
前記複数の第1電極の各々は、
平面視において、前記第1方向に間隔を空けて配列された複数の第1電極部と、
前記第1方向で互いに隣り合う2つの前記第1電極部をそれぞれ電気的に接続する複数の第1接続部と、
を含み、
前記複数の第2電極の各々は、
平面視において、前記第2方向に間隔を空けて配列された複数の第2電極部と、
前記第2方向で互いに隣り合う2つの前記第2電極部をそれぞれ電気的に接続する複数の第2接続部と、
を含み、
前記複数の第1接続部のうちいずれかの第1接続部は、前記複数の第2接続部のうちいずれかの第2接続部と、平面視において重なり、
前記複数の第1電極部の各々は、金属または合金を含有し、かつ、メッシュ形状を有し、
前記複数の第2電極部の各々は、金属または合金を含有し、かつ、メッシュ形状を有する、入力装置。 - (a)第1主面を有する第1基板を用意する工程、
(b)第2主面、および、前記第2主面と反対側の第3主面を有する第2基板を用意する工程、
(c)前記第1基板の前記第1主面に複数の画素を設ける工程、
(d)前記第2基板の前記第3主面に複数の第1電極および複数の第2電極を設ける工程、
(e)前記第1基板の前記第1主面と、前記第2基板の前記第2主面とが対向するように、前記第1基板と前記第2基板とを対向配置する工程、
を備え、
前記複数の第1電極は、平面視において、第1方向にそれぞれ沿って設けられ、かつ、前記第1方向と交差する第2方向に間隔を空けて配列され、
前記複数の第2電極は、平面視において、前記第2方向にそれぞれ沿って設けられ、かつ、前記第1方向に間隔を空けて配列され、
前記複数の第1電極の各々は、
平面視において、前記第1方向に間隔を空けて配列された複数の第1電極部と、
前記第1方向で互いに隣り合う2つの前記第1電極部をそれぞれ電気的に接続する複数の第1接続部と、
を含み、
前記複数の第2電極の各々は、
平面視において、前記第2方向に間隔を空けて配列された複数の第2電極部と、
前記第2方向で互いに隣り合う2つの前記第2電極部をそれぞれ電気的に接続する複数の第2接続部と、
を含み、
前記複数の第1接続部のうちいずれかの第1接続部は、前記複数の第2接続部のうちいずれかの第2接続部と、平面視において重なり、
前記複数の第1電極部の各々は、金属または合金を含有し、かつ、メッシュ形状を有し、
前記複数の第2電極部の各々は、金属または合金を含有し、かつ、メッシュ形状を有する、表示装置の製造方法。 - 請求項15記載の表示装置の製造方法において、
前記(d)工程は、
(d1)前記第2基板の前記第3主面上に、前記複数の第1電極の各々に含まれる前記複数の第1電極部、ならびに、前記複数の第2電極の各々に含まれる前記複数の第2電極部および前記複数の第2接続部を形成する工程、
(d2)前記複数の第2接続部のうち前記いずれかの第2接続部を覆う第1絶縁膜を形成する工程、
(d3)前記(d2)工程の後、前記複数の第1電極の各々に含まれる前記複数の第1接続部を形成する工程、
を含み、
前記複数の第1接続部の各々は、第1透明導電膜からなり、
前記複数の第2接続部の各々は、金属または合金を含有する第1遮光膜からなり、
前記(d3)工程では、前記複数の第1接続部のうち前記いずれかの第1接続部が、前記いずれかの第2接続部を、前記第1絶縁膜を介して跨ぐように、前記複数の第1接続部を形成する、表示装置の製造方法。 - 請求項16記載の表示装置の製造方法において、
前記(d2)工程では、前記複数の第1電極部のうち、前記いずれかの第2接続部を挟んで両側に配置され、かつ、前記第1方向で互いに隣り合う2つの第1電極部を覆う前記第1絶縁膜を形成し、
前記(d3)工程は、
(d4)前記第1絶縁膜を貫通し、前記2つの第1電極部の各々にそれぞれ達する2つの開口部を形成する工程、
(d5)前記(d4)工程の後、前記第2基板の前記第3主面上に、前記第1透明導電膜を形成する工程、
(d6)前記第1透明導電膜をパターニングし、前記第1透明導電膜からなる前記複数の第1接続部を形成する工程、
を含み、
前記(d5)工程では、前記2つの開口部の各々の内部、および、前記第1絶縁膜上に、前記第1透明導電膜を形成し、
前記(d6)工程では、前記複数の第1接続部のうち前記いずれかの第1接続部が、前記2つの開口部の各々にそれぞれ露出した前記2つの第1電極部を電気的に接続するように、前記複数の第1接続部を形成する、表示装置の製造方法。 - 請求項16記載の表示装置の製造方法において、
前記(d1)工程では、前記複数の第1電極部の各々とそれぞれ電気的に接続された複数の第1端子部を形成し、
前記複数の第1電極部の各々は、互いに交差する複数の第1導電線および複数の第2導電線により形成されたメッシュ形状を有し、
前記(d3)工程では、前記複数の第1接続部の各々が、2つの前記第1電極部の各々とそれぞれ電気的に接続された2つの前記第1端子部を電気的に接続するように、前記複数の第1接続部を形成し、
前記第1方向における前記第1端子部の第1幅は、前記第1方向における前記第1導電線の第2幅、および、前記第1方向における前記第2導電線の第3幅のいずれよりも広い、表示装置の製造方法。 - 請求項16記載の表示装置の製造方法において、
前記(d2)工程では、前記第1絶縁膜をインクジェット法または電界ジェット法により形成し、
前記(d3)工程は、
(d7)前記(d2)工程の後、前記第2基板の前記第3主面上に、前記第1透明導電膜を形成する工程、
(d8)前記第1透明導電膜をパターニングし、前記第1透明導電膜からなる前記複数の第1接続部を形成する工程、
を含み、
前記(d7)工程では、前記複数の第1電極部の各々の上に、前記第1透明導電膜を形成し、
前記(d8)工程では、前記複数の第1接続部のうち前記いずれかの第1接続部が、前記いずれかの第2接続部を挟んで両側に配置され、かつ、前記第1方向で互いに隣り合う2つの前記第1電極部を電気的に接続するように、前記複数の第1接続部を形成する、表示装置の製造方法。 - 請求項15記載の表示装置の製造方法において、
前記(d)工程は、
(d9)前記第2基板の前記第3主面上に、前記複数の第1電極の各々に含まれる前記複数の第1接続部を形成する工程、
(d10)前記複数の第1接続部のうち前記いずれかの第1接続部を覆う第2絶縁膜を形成する工程、
(d11)前記(d10)工程の後、前記第2基板の前記第3主面上に、前記複数の第1電極の各々に含まれる前記複数の第1電極部、ならびに、前記複数の第2電極の各々に含まれる前記複数の第2電極部および前記複数の第2接続部を形成する工程、
を含み、
前記複数の第1接続部の各々は、第2透明導電膜からなり、
前記複数の第2接続部の各々は、金属または合金を含有する第2遮光膜からなり、
前記(d11)工程では、前記複数の第2接続部のうち前記いずれかの第2接続部が、前記いずれかの第1接続部を、前記第2絶縁膜を介して跨ぐように、前記複数の第2接続部を形成する、表示装置の製造方法。
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