JP4894769B2

JP4894769B2 - 表示装置及び電子機器

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Publication number: JP4894769B2
Application number: JP2008015888A
Authority: JP
Inventors: 泰土屋; 栄二神田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2008-01-28
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2028-01-28
Also published as: JP2009176183A

Description

本発明は、表示装置及び電子機器に関するものである。

タッチパネルとは、パーソナルコンピュータ及び携帯情報端末（ＰＤＡ）等の電子機器における表示部（表示装置）の補助的な入力装置であり、パネル表面の所望の位置をオペレータがペンや指で触れることにより、電子機器が要求するデータの入力指示するものである。

このようなタッチパネルとして、例えば、タッチパネル用回路や静電容量センサ回路を有効画素内に配置し指の押圧による容量変化を読み取ることによってタッチ位置を検知する装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−４８２７５号公報

ところで、複数の容量電極は、画素毎に信号線が形成された層上に形成され、走査線が形成された層上で、各画素の信号線を跨いで接続されている。しかしながら、上層金属配線と下層金属配線とを接続するコンタクトホールは、半導体素子や配線の微細化によりアスペクト比が高くなってきている。このため、微細コンタクトホールによる配線のカバレージ不足によりコンタクト不良等の信頼性故障を引き起こす可能性が非常に高くなってしまい、配線不良による装置信頼性の低下や製造歩留まりの低下を招くという恐れがある。

本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］表示領域と、前記表示領域内に設けられ且つ静電容量を検出する複数のセンシング領域と、を有する表示装置であって、
素子基板、対向基板、及び前記素子基板と前記対向基板とに挟持された液晶層と、複数の走査線と複数の信号線との交差に対応し、前記表示領域内に設けられた表示画素と、前記表示画素を形成する画素電極を駆動する複数の画素回路と、前記センシング領域内に設けられた第１電極及び第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間の容量に基づいてセンシング信号を出力するセンシング回路と、を含み、前記第１電極は、前記走査線或いは前記信号線が形成された層と同一の層に形成され、前記第１電極の少なくとも一部は、平面視で少なくとも一つの前記信号線と重なることを特徴とする表示装置。

これによれば、走査線或いは信号線が形成された層と同一の層に静電容量検出素子の一方の端子を形成するので、一方の端子の膜厚が厚くコンタクト不良を低減することができる。又、バックライトからの光が拡散される前に走査線或いは信号線が形成された層上に形成された容量電極がこれを遮り、コントラストを向上させることができる。これにより、配線品質の低下を防止又は抑制し、装置信頼性や製造歩留まりの維持、向上を図ることのできる液晶装置を提供する。

［適用例２］上記表示装置であって、前記第１電極は、前記信号線と重なる部分が、前記第１電極の他の部分の幅より細く形成されていることを特徴とする表示装置。

これによれば、重なっている信号線からのノイズの影響を小さくでき、感度が上がる。又、信号線の寄生容量の増加を抑えられる。これにより、表示品質を落とさず、センシング性能が向上する。

［適用例３］上記表示装置であって、前記センシング回路は、前記第１電極にゲートが接続されるとともに、一方の電極に電源線が電気的に接続され、ゲート電位に応じた検出電流を他方の電極から出力する第１トランジスタと、前記第１トランジスタのゲートと電源線との間に設けられ、第１制御線を介してゲートに供給されるリセット信号に応じてオン状態となる第２トランジスタと、前記第１制御線と前記第１トランジスタのゲートとの間に設けられた基準容量素子と、前記第１トランジスタの他方の電極と検出線との間に設けられ、第２制御線を介してゲートに供給される選択信号に応じてオン状態となる第３トランジスタと、を含むことを特徴とする表示装置。

これによれば、センシング信号を出力するセンシング回路の構成が容易である。

［適用例４］上記表示装置であって、前記第１電極の少なくとも一部は、平面視で前記第１及び第２制御線の少なくとも１つと重なることを特徴とする表示装置。

これによれば、開口率を下げずに静電容量検出素子の容量成分が増加する。これにより、表示品質を落とさず、センシング性能が向上する。

［適用例５］上記に記載の表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。

これによれば、上記表示装置を搭載しているので、配線品質の低下を防止又は抑制し、装置信頼性や製造歩留まりの維持、向上を実現した電子機器が提供できる。

以下、実施形態について図面を参照して説明する。尚、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。更に本明細書では、最小単位となる画素領域を「サブ画素」と呼び、各色カラーフィルタを備えた複数のサブ画素の集合を「画素」と呼ぶこととする。又、画素領域間の領域を「画素間領域」と呼ぶこととする。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態である表示装置としての液晶装置１０の全体構成を示す平面図である。図１（Ａ）は、平面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。

図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本実施形態の液晶装置１０は、素子基板１２と対向基板１４とがシール材１６によって貼り合わされ、このシール材１６によって区画された領域内に液晶１８が封入されている。液晶１８は、正の誘電率異方性を有する液晶材料から構成されている。シール材１６の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる遮光膜（周辺見切り）２０が形成されている。シール材１６の外側の周辺回路領域には、信号線駆動回路２２及び外部回路実装端子２４が素子基板１２の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路２６が形成されている。素子基板１２の残る一辺には、画像表示領域（表示領域）Ａの両側に設けられた走査線駆動回路２６の間を接続するための複数の配線２８が設けられている。又、対向基板１４の角部においては、素子基板１２と対向基板１４との間で電気的導通をとるための基板間導通材３０が配設されている。

図２は、本実施形態に係る液晶装置１０の等価回路図である。液晶装置１０の画像表示領域Ａを構成すべくマトリクス状に配置された複数のサブ画素（表示画素）Ｓには、画素電極３２がそれぞれ形成されている。又、画素電極３２の側方には、画素電極３２への通電制御を行うための画素スイッチング素子（画素回路）であるＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子３６が形成されている。このＴＦＴ素子３６のソースには、信号線３８が電気的に接続されている。各信号線３８には画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがそれぞれ供給される。尚画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、各信号線３８に対してこの順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数の信号線３８に対してグループ毎に供給してもよい。

又、ＴＦＴ素子３６のゲートには、走査線４０が電気的に接続されている。走査線４０には、所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが供給される。尚走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍは、各走査線４０に対してこの順に線順次で印加される。

又、ＴＦＴ素子３６のドレインには、画素電極３２が電気的に接続されている。そして、走査線４０から供給された走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍにより、スイッチング素子であるＴＦＴ素子３６を一定期間だけオン状態にすると、信号線３８から供給された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、各サブ画素Ｓの液晶１８に所定のタイミングで書き込まれる。

液晶１８に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極３２と共通電極３４との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。尚、保持された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極３２と容量配線４２との間に蓄積容量４４が形成され、液晶容量と並列に配置されている。このように、液晶１８に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶分子の配向状態が変化する。

（液晶装置の詳細な構成）
図３は、本実施形態に係る液晶装置１０の画像表示領域Ａの一部を模式的に示す平面図であり、図４は、図３のIV−IV線に沿う断面図、図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。本実施形態における液晶装置１０は、複数の走査線４０と複数の信号線３８との交差に対応し、画像表示領域Ａ内に設けられたサブ画素Ｓと、画像表示領域Ａ内に設けられた静電容量を検出する複数の画素間領域（センシング領域）Ｃと、を有するセンサ電極一体型の液晶装置である。画素間領域Ｃは、画像が表示されない非表示領域であるブラックマトリクスＢＭと重なっている。サブ画素Ｓは、画素電極３２、共通電極３４、及び素子基板１２と対向基板１４とに挟持された液晶層１８を有し、ブラックマトリクスＢＭで縁取られている。

本実施形態に係る液晶装置１０は、画素間領域Ｃに、画像表示領域Ａがタッチされたか否かを検出するセンシング回路４６がマトリクス状に設けられている。センシング回路４６は、ユーザによる画像表示領域Ａのタッチ情報を電気信号に変換するもので、図５に示すように、静電容量検出素子４８のセンサ電極（一方の端子）５０とセンサ電極（他方の端子）５２との電極間や、図３に示すように、センサ電極５０と画素電極３２との間に発生するユーザの押圧による容量変化を基に、画像表示領域Ａにおけるタッチ部分の押圧情報を担う検出信号（センシング信号）を出力する。センシング回路４６より出力された検出信号は、図示しない駆動回路に入力し、駆動回路は検出信号に基づいて外部圧力が提供された位置情報を生成する。

センシング回路４６は、図４に示すように、信号検出素子５４等によって構成され、単位領域５６（例えば、図３中の一点鎖線で示す範囲）内において選択的且つ規則的に配置されている。すなわち、本実施形態における液晶装置１０は、所謂タッチパネル構造を備えたものとなっており、画像表示領域Ａに表示されるアイコンにユーザがタッチしたか否かを判定することで、液晶装置１０を駆動する際に要求されるデータの入力を行うことが可能となっている。

素子基板１２は、図４及び図５に示すように、例えばガラス、石英、及びプラスチック等の光透過性材料で構成された基板本体５８と、基板本体５８の内側（液晶層側）の表面に順次積層された下地絶縁膜６０、ゲート絶縁膜６２、層間絶縁膜６４、平坦化膜６６、及び配向膜６８を備えている。

基板本体５８上には、複数の画素の縦横の境界領域に沿って、図４に示すように、信号線３８と走査線４０とが形成されている。これら信号線３８と走査線４０とによって平面的に区画されるサブ画素Ｓ内には、下地絶縁膜６０の内側の表面に配置された半導体層７０と、ゲート絶縁膜６２の内側の表面に配置されたゲート電極７２（走査線４０の一部）と、層間絶縁膜６４の内側の表面に配置された信号線３８及びドレイン電極７４と、平坦化膜６６の内側の表面に配置された画素電極３２とが備えられている。信号線３８は半導体層７０のソース領域に接続され、ドレイン電極７４は半導体層７０のドレイン領域に電気的に接続されている。そして、このドレイン電極７４に、平坦化膜６６に形成されたコンタクトホールＨ１を介して上記画素電極３２が接続されている。このようにして、サブ画素Ｓ内にＴＦＴ素子３６とＴＦＴ素子３６に接続する画素電極３２とが構成されている。

又、図３及び図５に示すように画素間領域Ｃには、所定の画素に対応して、ユーザによるタッチ部分の凹凸情報を電気信号に変換するセンシング回路４６及び静電容量検出素子４８が配置されている。センシング回路４６は、タッチ情報を担う検出信号を出力する信号検出素子５４等から構成されている。信号検出素子５４は、ゲート電極７６、多結晶シリコン層７８、及びソース／ドレイン電極８０を含んで構成されるＭＯＳトランジスタである。又、静電容量検出素子４８は、液晶層１８の静電容量を検出する一対のセンサ電極５０，５２とから構成されている。静電容量は、ユーザの押圧圧力に応じて液晶層１８の容量値が変化する可変容量である。センサ電極５０は、選択トランジスタの開閉制御を行うゲート電極７６に接続しており、ユーザのタッチによる検出容量の変化を信号検出素子５４に伝達し、多結晶シリコン層７８のチャネル領域を流れるドレイン電流の増幅作用によって静電容量（画素容量）の変化をセンシングできるようになっている。センサ電極５０は、層間絶縁膜６４上に形成されている。センサ電極５０は信号線３８を跨ぐように形成されている。隣り合うセンサ電極５０は、層間絶縁膜６４に形成されたコンタクトホールＨ２と、ゲート絶縁膜６２上に形成されたセンサ電極接続線５０Ａとを介して接続されている。センサ電極５０の少なくとも一部は、平面視で少なくとも一つの信号線３８と重なるように形成されている。センサ電極５０の各画素に信号電圧を供給する信号線３８と重なる部分が、センサ電極５０の他の部分の幅より細く形成されている。

尚、信号検出素子５４及びＴＦＴ素子３６として、本実施形態においては、ゲート端子（電流制御端子）、ソース端子（電流出力端子）、及びドレイン端子（電流入力端子）からなる三端子トランジスタを例示するが、これに限られるものではない。

図４に示す信号検出素子５４及びＴＦＴ素子３６を製造するには、基板本体５８上に酸化シリコン等の下地絶縁膜６０を積層し、その上にアモルファスシリコンを成膜して結晶化させ、多結晶シリコン層７８及び半導体層７０を形成する。次いで、多結晶シリコン層７８及び半導体層７０上にゲート絶縁膜６２を形成すると共に、多結晶シリコン層７８上にゲート電極７６を形成し、半導体層７０上にゲート電極７２を形成する。そして、自己整合的に多結晶シリコン層７８及び半導体層７０に不純物を注入・拡散し、ソース／ドレイン領域をそれぞれ形成する。次いで、層間絶縁膜６４上にソース／ドレイン電極８０、信号線３８、及びドレイン電極７４を形成することによって信号検出素子５４及びＴＦＴ素子３６を構成する。

更に、光透過性材料からなる平坦化膜６６を積層してコンタクトホールＨ１，Ｈ２を開口し、Ａｌ等の金属材料によりセンサ電極５０を形成すると共にインジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide，以下「ＩＴＯ」と略記する。）等の光透過性導電材料で画素電極３２を形成した後、表面全体をポリイミド等の樹脂材料からなる配向膜６８で被覆することによって、本実施形態の素子基板１２を形成している。ここで、平坦化膜６６によって多結晶シリコン層７８及び半導体層７０上の平坦性を確保すると共に所望の膜厚を得ている。尚、センサ電極５０は画素電極３２と同じ材料を使用して、画素電極３２と同時に形成してもよい。

又、基板本体５８上にトランジスタ等の半導体素子を形成するには、上述の製法に限らず、例えば、剥離転写技術を適用することで、トランジスタ等の半導体素子を基板本体５８上に形成してもよい。剥離転写技術を適用すれば、基板本体５８として、プラスチック基板やガラス基板等の適度な強度を有する安価な基板を採用できるため、液晶装置１０の機械的強度を高めることができる。

一方、対向基板１４は、例えばガラスや石英、プラスチック等の光透過性材料で構成された基板本体８２と、基板本体８２上に順次形成されるカラーフィルタＣＦ（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青））、ブラックマトリクスＢＭと、カラーフィルタＣＦ及びブラックマトリクスＢＭを覆うようにして基板本体８２の表面全体に形成される平坦化膜８４と、平坦化膜８４上に形成される共通電極３４及びセンサ電極５２と、これら共通電極３４及びセンサ電極５２覆う配向膜８６とを有している。

そして、画素領域（サブ画素Ｓ）内には、素子基板１２側の画素電極３２に対応してカラーフィルタＣＦと共通電極３４とが備えられている。ここで、カラーフィルタＣＦは、顔料及び感光性光透過性樹脂から構成され、共通電極３４は、画素電極３２と同様に、例えばＩＴＯ等の光透過性導電材料で構成されている。

画素間領域Ｃには素子基板１２側のセンサ電極５０に対応するセンサ電極５２と、このセンサ電極５２と上記した共通電極３４とを絶縁する機能を果たすブラックマトリクスＢＭが備えられている。センサ電極５２は、先に述べたセンサ電極５０と同様に、例えばＡｌ等の金属材料で構成されている。遮光膜としてもブラックマトリクスＢＭは、カラーフィルタＣＦを区画するようにして基板本体８２上に形成されている。

液晶パネルには、一対の偏光板８８，９０が、互いの透過軸を略直交させた状態で設けられている。ここで、偏光板８８，９０の内側の一方又は双方には、光学補償フィルム（図示略）を配置してもよい。

上述の構成において、本実施形態の液晶装置１０は、液晶層１８の厚さに応じた電気的容量を有しており、例えば、ユーザの指先によって画像表示領域Ａがタッチされると、その押圧圧力に応じて対向基板１４が撓むと同時に液晶層１８の静電容量が変化し、センサ電極５０からに押圧信号が出力される。そして、ゲート電極７６によって信号検出素子５４が開状態になると、信号検出素子５４からゲート電位で定まる検出電流が出力される。この検出電流がタッチ信号として処理される。このようにして、画像表示領域Ａに表示したアイコン等にユーザの指先等がタッチされたか否かを検出することで、液晶装置１０を駆動する際に要求されるデータの入力を直接行うことが可能となっている。

（回路構成）
図６は、本実施形態に係るセンシング回路４６及び静電容量検出素子４８の回路を示す図である。センシング回路４６は、信号検出素子としての増幅トランジスタ（第１トランジスタ）５４、リセットトランジスタ（第２トランジスタ）９２、及び選択トランジスタ（第３トランジスタ）９４を備える。これらのトランジスタは、上述した画素回路のＴＦＴ素子３６と同様にＴＦＴ素子で構成され、同じプロセスで形成される。

リセットトランジスタ９２のゲートには、第１制御線９６を介してリセット信号ＲＥＳが供給される。リセットトランジスタ９２のドレインは電源線９８に接続され、そのソースは増幅トランジスタ５４のゲートと接続される。電源線９８には電圧Ｖ_RHが供給される。

増幅トランジスタ５４のドレインは電源線９８に接続され、そのソースは選択トランジスタ９４のドレインに接続される。選択トランジスタ９４のソースは検出線１００に接続され、そのゲートには第２制御線１０２を介して選択信号ＳＥＬが供給される。

又、増幅トランジスタ５４のゲートと第１制御線９６との間には、基準容量素子１０４が設けられている。更に、静電容量検出素子４８の一方の端子は、増幅トランジスタ５４のゲートに接続され、その他方の端子には固定電位Ｖｘが供給される。尚、この例において固定電位Ｖｘは共通電位Ｖcomと異なる電位である。従って、共通電位Ｖcomを交流駆動して変動させても、それによって増幅トランジスタ５４の電位が変動することはなく、画像表示と独立してセンシングを行うことができる。又、表示装置の画像表示の周期と同期してセンシングを実行する必要がないので、必要に応じてセンシングしたり、より長い周期でセンシングを実行したりすることができる。この結果、消費電力を削減することができる。

（回路動作）
次に、センシング回路４６の動作を図７〜図１０を参照して説明する。
図７は、本実施形態に係るセンシング回路４６の動作を説明するためのタイミングチャートである。図８〜図１０は、本実施形態に係るセンシング回路４６の動作を説明する図である。センシング回路４６は、図７に示すように、リセット期間Ｔres、センシング期間Ｔsen、及び読出期間Ｔoutを一単位として動作する。

（リセット期間）
先ず、リセット期間Ｔresにおいて、リセット信号ＲＥＳのレベルはＶＤとなり、リセットトランジスタ９２がオン状態となる。このとき、選択信号ＳＥＬはローレベルであり選択トランジスタ９４はオフ状態となる。すると、図８に示すように、増幅トランジスタ５４のゲートの電位が電源電位Ｖ_RHにリセットされる。

（センシング期間）
次に、リセット期間Ｔresに続くセンシング期間Ｔsenでは、リセット信号ＲＥＳのレベルがＶＤからＧＮＤ（＝０Ｖ）に変化する。すると、図９に示すように、リセットトランジスタ９２がオフ状態となる。第１制御線９６は基準容量素子１０４の一方の電極と接続されているので、基準容量素子１０４はカップリング容量として機能し、リセット信号ＲＥＳのレベルが変化すると増幅トランジスタ５４のゲート電位が変化する。

ここで、基準容量素子１０４の容量値をＣｒ、静電容量検出素子４８の容量値をＣｓ、第１制御線９６の電位変化をΔＶgate（＝ＶＤ）とすれば、増幅トランジスタ５４のゲート電位の変化分ΔＶは、以下に示す式（１）で与えられる。但し、寄生容量は無視する。

ΔＶ＝ΔＶgate×Ｃｒ／（Ｃｒ＋Ｃｓ）……（１）
式（１）から、静電容量検出素子４８の容量値Ｃｓが大きければ容量カップリングによる変化分ΔＶは小さく、逆に容量値Ｃｓが小さければ変化分ΔＶは大きい。従って、静電容量検出素子４８の容量変化をゲート電位に反映させることができる。

（読出期間）
次に、読出期間Ｔoutでは、選択信号ＳＥＬがローレベルからハイレベルに変化する。すると、図１０に示すように選択トランジスタ９４がオン状態となる。これによって、増幅トランジスタ５４のゲート電位に応じた検出電流Ｉdetが検出線１００に流れる。ところで、読出期間Ｔoutにおいて、選択トランジスタ９４を確実にオン状態とするためには、読出期間Ｔoutに先立って、検出線１００の電位をプリチャージ電位Ｖpreにプリチャージすることが好ましい。この例では、図７に示すように、リセット期間Ｔres及びセンシング期間Ｔsenをプリチャージ期間Ｔpreとし、当該期間において検出線１００にプリチャージ電位Ｖpreを供給している。

ここで、静電容量検出素子４８による静電容量の変化を、図１１を参照して説明する。
図１１は、本実施形態に係る静電容量検出素子４８による静電容量の変化を説明する図である。静電容量検出素子４８は図１１に示すようにセンサ電極５０とセンサ電極５２との間に液晶１８を挟持して構成される。人の指が触れない状態では、同図（Ａ）に示すようにセンサ電極５０とセンサ電極５２とが平行であるが、指で液晶装置１０を押すと、センサ電極５２が撓み、センサ電極５０とセンサ電極５２との距離が短くなる。このため、人が指で液晶装置１０を押すと、静電容量検出素子４８の容量値Ｃｓが大きくなる。このようにして、静電容量の変化が検出される。

又、この例の基準容量素子１０４は一方の電極として多結晶シリコン層７８を用い、他方の電極としてゲート電極７６を用い、それらの間にゲート絶縁膜６２を挟持して構成される。尚、多結晶シリコン層７８、ゲート電極７６、及びゲート絶縁膜６２は、他のトランジスタ５４，９２と同一のプロセスによって形成される。従って、基準容量素子１０４を形成するために特別なプロセスは不要であり、製造コストを削減することができる。

本実施形態によれば、信号線３８が形成された層と同一の層に静電容量検出素子４８のセンサ電極５０を形成するので、センサ電極５０の膜厚が厚くコンタクト不良を低減することができる。又、バックライトからの光が拡散される前に信号線３８が形成された層上に形成されたセンサ電極５０がこれを遮り、コントラストを向上させることができる。これにより、配線品質の低下を防止又は抑制し、装置信頼性や製造歩留まりの維持、向上を図ることのできる液晶装置１０を提供する。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図面を参照して説明する。
図１２は、本実施形態に係る液晶装置１０６の画像表示領域Ａの一部を模式的に示す平面図であり、図１３は、図１２のXIII−XIII線に沿う断面図である。尚、本実施形態の液晶装置１０６は、第１の実施形態に係る液晶装置１０と同様、ＴＦＴアクティブマトリクス方式の透過型液晶装置であり、その特徴とするところは、センサ電極５０の形成箇所及びセンサ電極５０と信号線３８との重なりにある。従って本実施形態の液晶装置１０６の基本構成は第１の実施形態の液晶装置１０と同様であるから、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略若しくは簡略する。

本実施形態の液晶装置１０６は、図１２及び図１３に示すように、センサ電極５０は、ゲート絶縁膜６２上に形成されている。センサ電極５０は信号線３８を跨ぐように形成されている。センサ電極５０の少なくとも一部は、平面視で少なくとも一つの信号線３８と重なるように形成されている。センサ電極５０の各画素に信号電圧を供給する信号線３８と重なる部分が、センサ電極５０の他の部分の幅より細く形成されている。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について図面を参照して説明する。
図１４は、本実施形態に係る液晶装置１０８の画像表示領域Ａの一部を模式的に示す平面図であり、図１５は、図１４のXV−XV線に沿う断面図である。尚、本実施形態の液晶装置１０８は、第１の実施形態に係る液晶装置１０と同様、ＴＦＴアクティブマトリクス方式の透過型液晶装置であり、その特徴とするところは、センサ電極５０の形成箇所及びセンサ電極５０と信号線３８との重なりにある。従って本実施形態の液晶装置１０８の基本構成は第１の実施形態の液晶装置１０と同様であるから、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略若しくは簡略する。

本実施形態の液晶装置１０８は、図１４及び図１５に示すように、センサ電極５０は、ゲート絶縁膜６２上に形成されている。センサ電極５０は信号線３８を跨ぐように形成されている。隣り合うセンサ電極５０は、層間絶縁膜６４に形成されたコンタクトホールＨ２と、層間絶縁膜６４上に形成されたセンサ電極接続線５０Ａとを介して接続されている。各信号線３８は、層間絶縁膜６４に形成されたコンタクトホールＨ３と、ゲート絶縁膜６２上に形成された信号線３８Ａとを介して接続されている。センサ電極接続線５０Ａの少なくとも一部は、平面視で信号線３８Ａの少なくとも一部と重なるように形成されている。センサ電極接続線５０Ａの幅はセンサ電極５０の幅より細く形成されている。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について図面を参照して説明する。
図１６は、本実施形態に係る液晶装置１０９の画像表示領域Ａの一部を模式的に示す平面図であり、図１７は、図１６のXVII−XVII線に沿う断面図である。尚、本実施形態の液晶装置１０９は、第１の実施形態に係る液晶装置１０と同様、ＴＦＴアクティブマトリクス方式の透過型液晶装置であり、その特徴とするところは、センサ電極５０の形成箇所及びセンサ電極５０と信号線３８との重なりにある。従って本実施形態の液晶装置１０９の基本構成は第１の実施形態の液晶装置１０と同様であるから、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略若しくは簡略する。

本実施形態の液晶装置１０９は、図１６及び図１７に示すように、センサ電極５０は、層間絶縁膜６４上に形成されている。センサ電極５０は信号線３８を跨ぐように形成されている。各信号線３８は、層間絶縁膜６４に形成されたコンタクトホールＨ３と、ゲート絶縁膜６２上に形成された信号線３８Ａとを介して接続されている。センサ電極５０の少なくとも一部は、平面視で少なくとも一つの信号線３８Ａと重なるように形成されている。センサ電極５０は信号線３８Ａと重なる部分が、センサ電極５０の他の部分の幅より細く形成されている。

（電子機器）
次に、本実施形態に係る液晶装置を利用した電子機器について図１８を参照して説明する。
図１８（Ａ）は、上記実施形態に係る液晶装置１０（１０６，１０８，１０９）を表示部として採用したモバイル型のパーソナルコンピュータ１１０の構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ１１０は、表示部としての液晶装置１０（１０６，１０８，１０９）と本体部１１２とを備える。本体部１１２には、電源スイッチ１１４及びキーボード１１６が設けられている。液晶装置１０（１０６，１０８，１０９）にはメニューボタン１１８，１２０，１２２が表示される。これらのメニューボタンには各種のプログラムを割り当てることができる。例えば、メニューボタン１１８には電子メールを割り当て、メニューボタン１２０にはブラウザを割り当て、メニューボタン１２２には描画ソフトを割り当てることができる。ユーザはキーボード１１６を操作しなくても、メニューボタンに触れるだけで、所望のソフトを起動することが可能となる。

図１８（Ｂ）は、上記実施形態に係る液晶装置１０（１０６，１０８，１０９）を適用した携帯電話機１３０の構成を示す斜視図である。携帯電話機１３０は、複数の操作ボタン１３２及びスクロールボタン１３４、並びに表示部としての液晶装置１０（１０６，１０８，１０９）を備える。スクロールボタン１３４を操作することによって、液晶装置１０（１０６，１０８，１０９）に表示される画面がスクロールされる。液晶装置１０（１０６，１０８，１０９）にはメニューボタン１３６，１３８が表示される。例えば、メニューボタン１３６をユーザが触れると電話帳が表示され、メニューボタン１３８をユーザが触れるとこの携帯電話機の電話番号が表示される。

図１８（Ｃ）は、上記実施形態に係る液晶装置１０（１０６，１０８，１０９）を適用した携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）１４０の構成を示す斜視図である。携帯情報端末１４０は、複数の操作ボタン１４２及び電源スイッチ１４４、並びに表示部としての液晶装置１０（１０６，１０８，１０９）を備える。電源スイッチ１４４を操作すると、メニューボタン１４６，１４８が表示される。例えば、メニューボタン１４６を押すと住所録が表示され、メニューボタン１４８を押すとスケジュール帳が表示される。

尚、本実施形態に係る電気光学装置が適用される電子機器としては、図１８（Ａ）〜（Ｃ）に示したもののほか、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、スキャナ、複写機、ビデオプレーヤ、及びタッチパネルを備えた機器等が挙げられる。

尚、共通電極は素子基板側に形成されていてもよい。この場合、共通電極は画素電極と絶縁層を介して形成されていてもよいし、共通電極は画素電極と同じ層に形成されていてもよい。尚、共通電極と画素電極とが素子基板に形成される場合でも、センサ電極を走査線或いは信号線が形成された層上に形成するため、縦方向に隣り合う画素の共通電極間の接続部を画素毎に設けることができ、それによって表示回路部の時定数が小さくなり、画質を向上させることができる。

又、上記各実施形態は、電気光学装置を液晶装置に適用した例であるが、これに変えて、有機ＥＬ表示装置に適用することもできる。

第１の実施形態である液晶装置の全体構成を示す平面図。第１の実施形態に係る液晶装置の等価回路図。第１の実施形態に係る液晶装置の画像表示領域の一部を模式的に示す平面図。図３のIV−IV線に沿う断面図。図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図。第１の実施形態に係るセンシング回路及び静電容量検出素子の回路を示す図。第１の実施形態に係るセンシング回路の動作を説明するためのタイミングチャート。第１の実施形態に係るセンシング回路の動作を示す図。第１の実施形態に係るセンシング回路の動作を示す図。第１の実施形態に係るセンシング回路の動作を示す図。第１の実施形態に係る静電容量検出素子による静電容量の変化を示す図。第２の実施形態に係る液晶装置の素子基板上の画素配列の一部を模式的に示す平面図。図１２のXIII−XIII線に沿う断面図。第３の実施形態に係る液晶装置の素子基板上の画素配列の一部を模式的に示す平面図。図１４のXV−XV線に沿う断面図。第４の実施形態に係る液晶装置の素子基板上の画素配列の一部を模式的に示す平面図。図１６のXVII−XVII線に沿う断面図。本実施形態に係る液晶装置を表示部として採用した電子機器の構成を示す斜視図。

符号の説明

１０…液晶装置（表示装置）１２…素子基板１４…対向基板１６…シール材１８…液晶層（液晶）２０…遮光膜（周辺見切り）２２…信号線駆動回路２４…外部回路実装端子２６…走査線駆動回路２８…配線３０…基板間導通材３２…画素電極３４…共通電極３６…ＴＦＴ素子３８，３８Ａ…信号線４０…走査線４２…容量配線４４…蓄積容量４６…センシング回路４８…静電容量検出素子５０…センサ電極（一方の端子）５０Ａ…センサ電極接続線５２…センサ電極（他方の端子）５４…信号検出素子（増幅トランジスタ）（第１トランジスタ）５６…単位領域５８…基板本体６０…下地絶縁膜６２…ゲート絶縁膜６４…層間絶縁膜６６…平坦化膜６８…配向膜７０…半導体層７２…ゲート電極７４…ドレイン電極７６…ゲート電極７８…多結晶シリコン層８０…ソース／ドレイン電極８２…基板本体８４…平坦化膜８６…配向膜８８，９０…偏光板９２…リセットトランジスタ（第２トランジスタ）９４…選択トランジスタ（第３トランジスタ）９６…第１制御線９８…電源線１００…検出線１０２…第２制御線１０４…基準容量素子１０６，１０８，１０９…液晶装置１１０…パーソナルコンピュータ１１２…本体部１１４…電源スイッチ１１６…キーボード１１８，１２０，１２２…メニューボタン１３０…携帯電話機１３２…操作ボタン１３４…スクロールボタン１３６，１３８…メニューボタン１４０…携帯情報端末１４２…操作ボタン１４４…電源スイッチ１４６，１４８…メニューボタン。

Claims

表示領域と、前記表示領域内に設けられ且つ静電容量を検出する複数のセンシング領域と、を有する表示装置であって、
素子基板、対向基板、及び前記素子基板と前記対向基板とに挟持された液晶層と、
複数の走査線と複数の信号線との交差に対応し、前記表示領域内に設けられた表示画素と、
前記表示画素を形成する画素電極を駆動する複数の画素回路と、
前記センシング領域内に設けられた第１電極及び第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間の容量に基づいてセンシング信号を出力するセンシング回路と、
を含み、
前記第１電極は、前記走査線或いは前記信号線が形成された層と同一の層に形成され、
前記第１電極の少なくとも一部は、平面視で少なくとも一つの前記信号線と重なることを特徴とする表示装置。
請求項１に記載の表示装置において、
前記第１電極は、前記信号線と重なる部分が、前記第１電極の他の部分の幅より細く形成されていることを特徴とする表示装置。
請求項１又は２に記載の表示装置において、
前記センシング回路は、
前記第１電極にゲートが接続されるとともに、一方の電極に電源線が電気的に接続され、ゲート電位に応じた検出電流を他方の電極から出力する第１トランジスタと、
前記第１トランジスタのゲートと電源線との間に設けられ、第１制御線を介してゲートに供給されるリセット信号に応じてオン状態となる第２トランジスタと、
前記第１制御線と前記第１トランジスタのゲートとの間に設けられた基準容量素子と、
前記第１トランジスタの他方の電極と検出線との間に設けられ、第２制御線を介してゲートに供給される選択信号に応じてオン状態となる第３トランジスタと、
を含むことを特徴とする表示装置。
請求項３に記載の表示装置において、
前記第１電極の少なくとも一部は、平面視で前記第１及び第２制御線の少なくとも１つと重なることを特徴とする表示装置。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。