JP6466737B2 - タッチパネル付液晶表示装置 - Google Patents

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、ＴＦＴ７１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ＴＦＴ７１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７２と、を有する構成である。なお、図８において、７３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、７４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、８０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６（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（ダイヤモンド形とも称する）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６（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の表示側の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の表示側の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６（ｂ）は、（ａ）のＢ１−Ｂ２線における断面図である。なお、Ｂ１−Ｂ２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（ＳｉＮ_x），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、電流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）。

特開２０１２−２４３００１号公報 特開２０１３−９７７０４号公報 特開２０１４−５３０００号公報

しかしながら、図６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、ブリッジ電極４９が金属から成る場合、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６（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。

そこで、上記問題点を解消し得る図７に示す構成のタッチパネル付ＬＣＤを、本出願の発明者等は着想した。このタッチパネル付ＬＣＤは、アレイ側基板５１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、ＴＦＴ及び画素電極６４を含む画素部と、アレイ側基板５１の前記一面に液晶６１を挟んで一面が対向するカラーフィルタ側基板５２と、カラーフィルタ側基板５２の前記一面に形成された第１の容量検出電極線５７と、カラーフィルタ側基板５２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５９と、を有しており、第１の容量検出電極線５７は、ゲート信号線及び画像信号線のいずれかに平面視で重なるように画素電極６４間に形成されており、第２の容量検出電極線５９は、平面視で第１の容量検出電極線５７と交差する方向に形成された透明電極線である構成である。なお、アレイ側基板５１及びカラーフィルタ側基板５２は、それらの液晶６１側の面の周縁部が封止材５３によって接着され封止されている。

また、アレイ側基板５１の液晶６１側の面の一端部には画像信号線を駆動、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５４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５１の液晶６１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５５が、ＣＯＧ方式等によって実装されている。また、アレイ側基板５１の液晶６１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５４よりも端側には、第１のＦＰＣ５６が設置されており、第１のＦＰＣ５６は画像信号を外部の駆動回路、制御回路等に入出力する。カラーフィルタ側基板５２の液晶１１側の面における前記一端部に対向する端部には、第２のＦＰＣ５８が設置されており、第２のＦＰＣ５８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５７に、外部の走査回路等から走査パルスを入力する。カラーフィルタ側基板２の液晶６１側の面と対向する面の前記他端部に対向する端部には、第３のＦＰＣ６０が設置されており、第３のＦＰＣ６０は第２の容量検出電極線５９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７（ａ）のＣ１−Ｃ２線における断面図である図７（ｂ）に示すように、カラーフィルタ側基板５２の液晶６１側の面に対向する面（図７（ｂ）では上面）には、第２の容量検出電極線５９上に第２の偏光板６３が設けられている。アレイ側基板５１の液晶６１側の面に対向する面（図７（ｂ）では下面）には、第１の偏光板６２が設けられている。

図７に示すタッチパネル付ＬＣＤは、第１の半導体集積回路素子５４と液晶表示パネルの画像信号線とを電気的に接続する多数の画素駆動用の引出配線が、第１の半導体集積回路素子５４の実装部周囲に形成されているために、走査側の容量検出電極線である第１の容量検出電極線５７に走査パルスを入力するための第２のＦＰＣ５８を設置する必要がある。その結果、タッチパネル付ＬＣＤが大型化、複雑化し、製造コストも増大するという問題点があった。そこで、第２のＦＰＣ５８を省いて、第１のＦＰＣ５６に走査パルス入力信号線を設けて、第１の半導体集積回路素子５４の実装部周囲に、走査パルス入力信号線と第１の容量検出電極線５７を電気的に接続する走査パルス用の引出配線を形成しようとしても、上述したように多数の画素駆動用の引出配線があるために、走査パルス用の引出配線を形成することが非常に困難であった。そのため、第２のＦＰＣ５８を省いてタッチパネル付ＬＣＤを小型化、簡易化することがきわめて困難であるという問題点があった。

さらに、例えば特許文献３等に開示されている図７に示すような構成のＬＣＤ、すなわち第１の容量検出電極線５７に走査パルスを一方の端部側から入力する片側入力タイプのＬＣＤにおいては、走査パルスが第１の容量検出電極線５７を進むにつれて鈍り、すなわち不要な波形の崩れが発生し、第１の容量検出電極線５７の走査パルス入力端部から離れるに伴って検出感度が劣化す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完成されたものであり、その目的は、液晶表示パネルに付属するＦＰＣ等の回路基板をできるだけ省いて、構成の簡易化、小型化が可能になるとともに低コストに製造できるタッチパネル付ＬＣＤとすることである。さらに、検出感度が向上するとともに、静電容量検出領域の全体において検出感度が均一なタッチパネル付ＬＣＤとし得るようにすることである。

本発明のタッチパネル付液晶表示装置は、第１の基板の液晶側の面の表示部の外側にあって前記表示部を駆動する駆動回路部と、前記第１の基板との間に液晶を挟持して前記第１の基板と対向した状態で前記表示部の周囲で前記第１の基板に封止材によって封止された第２の基板と、前記第２の基板の液晶側の面に形成された第１の容量検出電極線と、前記第２の基板の液晶側の面と反対側の面に前記第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の基板は、平面視で前記第２の基板よりも外側に突出する突出部を有するとともに前記突出部に外部接続端子が形成されており、前記第１の容量検出電極線は、前記駆動回路部側からそれに対向する側にかけて形成されているとともに、前記対向する側の端部が導電性を有する前記封止材を介して前記第１の基板の液晶側の面に形成された引出配線の一端部に電気的に接続されており、前記引出配線は、その他端部が前記外部接続端子に電気的に接続されている構成である。

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１の基板は、前記突出部の液晶側の面に前記駆動回路部及び前記外部接続端子があるとともに前記駆動回路部側の端縁部に前記駆動回路部に電気的に接続される駆動信号線を備えた可撓性回路基板が設置されている。

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、前記引出配線は、前記第１の容量検出電極線よりも低抵抗の材料から成る。

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、前記封止材の外側に補助導電材がある。

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、前記駆動回路部は、前記第１の基板と前記封止材との間の部位にある。

本発明のタッチパネル付液晶表示装置は、第１の基板の液晶側の面の表示部の外側にあって表示部を駆動する駆動回路部と、第１の基板との間に液晶を挟持して第１の基板と対向した状態で表示部の周囲で第１の基板に封止材によって封止された第２の基板と、第２の基板の液晶側の面に形成された第１の容量検出電極線と、第２の基板の液晶側の面と反対側の面に第１の容量検出電極線と交差する方向に形成された第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の基板は、平面視で第２の基板よりも外側に突出する突出部を有するとともに突出部に外部接続端子が形成されており、第１の容量検出電極線は、駆動回路部側からそれに対向する側にかけて形成されているとともに、対向する側の端部が導電性を有する封止材を介して第１の基板の液晶側の面に形成された引出配線の一端部に電気的に接続されており、引出配線は、その他端部が外部接続端子に電気的に接続されている構成であることから、以下のような効果を奏する。すなわち、従来、第２の基板の液晶側の面における駆動回路部と対向する端縁部に設置されていた第１の容量検出電極線用の可撓性回路基板を省くことができるので、構成の簡易化、小型化が可能になるとともに低コストに製造できるタッチパネル付液晶表示装置となる。

本発明のタッチパネル付液晶表示装置は、第１の基板は、突出部の液晶側の面に駆動回路部及び外部接続端子があるとともに駆動回路部側の端縁部に駆動回路部に電気的に接続される駆動信号線を備えた可撓性回路基板が設置されている場合、駆動回路部に電気的に接続される可撓性回路基板と同じ部位に、外部接続端子に電気的に接続される容量信号線を備えた第１の容量検出電極線用の可撓性回路基板を設置できるので、構成の簡易化、小型化が可能になるタッチパネル付液晶表示装置となる。

本発明のタッチパネル付液晶表示装置は、引出配線は、前記第１の容量検出電極線よりも低抵抗の材料から成る場合、電流値の低下を抑えることができる。

本発明のタッチパネル付液晶表示装置は、封止材の外側に補助導電材がある場合、封止材材の導電性を補うことができる。

また本発明のタッチパネル付液晶表示装置は、駆動回路部は、前記第１の基板と前記封止材との間の部位にある場合、第１の基板を小型化できる。

図１（ａ），（ｂ）は、本発明のタッチパネル付液晶表示装置について実施の形態の１例を示す図であり、（ａ）はタッチパネルの平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ１−Ａ２線における断面図である。 図２は、図１（ｂ）のＴ部の拡大断面図である。 図３は、本発明のタッチパネル付液晶表示装置について実施の形態の他例を示す図であり、図１（ｂ）のＴ部の拡大断面図である。 図４は、比較例のタッチパネル付液晶表示装置を示す図であり、図１（ｂ）のＴ部の拡大断面図である。 図５は、比較例のタッチパネル付液晶表示装置を示す図であり、図１（ｂ）のＴ部の拡大断面図である。 図６（ａ），（ｂ）は、従来のタッチパネル付液晶表示装置の１例を示す図であり、（ａ）はタッチパネルの平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ１−Ｂ２線における部分断面図である。 図７（ａ），（ｂ）は、従来のタッチパネル付液晶表示装置の他例を示す図であり、（ａ）はタッチパネルの平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ１−Ｃ２線における断面図である。 図８は、従来の液晶表示装置のブロック回路図である。

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２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の液晶１１側の面の表示部の外側にあって表示部を駆動する第１の駆動回路部４と、アレイ側基板１との間に液晶１１を挟持してアレイ側基板１と対向した状態で表示部の周囲でアレイ側基板１に封止材３によって封止された第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の液晶１１側の面に形成された第１の容量検出電極線７と、カラーフィルタ側基板２の液晶１１側の面と反対側の面に第１の容量検出電極線７と交差する方向に形成された第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、アレイ側基板１は、平面視でカラーフィルタ側基板２よりも外側に突出する突出部Ｐ１，Ｐ２を有するとともに突出部Ｐ１に外部接続端子１４が形成されており、第１の容量検出電極線７は、第１の駆動回路部４側からそれに対向する側にかけて形成されているとともに、前記対向する側の端部が導電性を有する封止材３を介してアレイ側基板１の液晶１１側の面に形成された引出配線７Ｌの一端部に電気的に接続されており、引出配線７Ｌは、その他端部が外部接続端子１４に電気的に接続されている構成であることから、以下のような効果を奏する。従来、カラーフィルタ側基板２の液晶１１側の面における第１の駆動回路部４と対向する端縁部に設置されていた第１の容量検出電極線７用のＦＰＣを省くことができるので、構成の簡易化、小型化が可能になるとともに低コストに製造できるタッチパネル付ＬＣＤとなる。

本発明のタッチパネル付ＬＣＤは、アレイ側基板１は、突出部Ｐ１の液晶１１側の面に第１の駆動回路部４及び外部接続端子１４があるとともに第１の駆動回路部４側の端縁部に第１の駆動回路部４に電気的に接続される駆動信号線１６を備えた第１のＦＰＣ６が設置されている場合、第１の駆動回路部４に電気的に接続される第１のＦＰＣ６と同じ部位に、外部接続端子１４に電気的に接続される容量信号線を備えた第１の容量検出電極線７用のＦＰＣを設置できる。その結果、構成の簡易化、小型化が可能になるタッチパネル付ＬＣＤとなる。

また本発明のタッチパネル付ＬＣＤは、図１（ａ）に示すように、第１のＦＰＣ６は、第１の容量検出電極線７に電気的に接続される容量信号線１５、例えば走査パルス入力信号線、また第１の容量検出電極線７が検出線（センサ線）である場合には検出信号線を、さらに備えており、引出配線７Ｌは、他端部が外部接続端子１４を介して容量信号線１５に電気的に接続されていることが好ましい。この場合、第１の駆動回路部４に電気的に接続される第１のＦＰＣ６が、第１の容量検出電極線７にも電気的に接続されるので、共用化される。その結果、第１の容量検出電極線７専用のＦＰＣが不要となり、さらなる構成の簡易化、小型化が可能になるとともに低コストに製造できるタッチパネル付ＬＣＤ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。ＴＦＴ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材（シール材）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、ＴＦＴ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３３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３３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等の半導体集積回路素子から成る第１の駆動回路部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等の半導体集積回路素子から成る第２の駆動回路部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の駆動回路部４よりも端縁側には、第１のＦＰＣ６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。また第１のＦＰＣ６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ための走査パルス入力信号線（容量信号線１５）を有している。カラーフィルタ側基板２の液晶１１側の面と反対側の面の前記他端部に対向する端縁部には、第２のＦＰＣ１０が設置されており、第２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。なお、第１の駆動回路部４及び第２の駆動回路部５は、ＴＦＴが低温ポリシリコン（Low-Temperature Poly Silicon ：ＬＴＰＳ）から成る場合、アレイ側基板１上にＬＴＰＳの薄膜で形成することもできる。この場合、第１の駆動回路部４及び第２の駆動回路部５がアレイ側基板１と封止材３との間の部位にあるとよく、アレイ側基板１をさらに小型化できるので好ましい。またこの場合、第１の駆動回路部４及び第２の駆動回路部５は窒化珪素，酸化珪素等から成る絶縁膜によって覆われていることがよい。これにより、封止材３が導電性を有しているが、封止材３を通して、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の駆動回路部４及び第２の駆動回路部５に影響を与えることを防ぐことができる。

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２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２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、窒化珪素（ＳｉＮ_x），酸化珪素（ＳｉＯ₂）等から成るゲート絶縁膜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，酸化珪素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。また、アレイ側基板１の液晶１１側の面と封止材３との間に、引出配線７Ｌに電気的に接続される接続電極５０が形成されている。接続電極５０は、例えば、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、さらには酸化インジウムスズ（Indium Tin Oxide ：ＩＴＯ）等の透明電極等の導電性を有する材料を用いて形成される。

ゲート信号線２１及び画像信号線２２は、例えば、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る。画素電極２３及び共通電極３３は、例えば、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。

導電性部材３０が封止材３である、すなわち封止材３が導電性を有する。封止材３は、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、合成ゴム等から成る樹脂基材中に、銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），アルミニウム（Ａｌ），亜鉛（Ｚｎ），金（Ａｕ），クロム（Ｃｒ），ニッケル（Ｎｉ）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、その他ステンレススチール等の合金材料などから成る導電性粒子を含有させたものから成る。

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、例えば、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。また、第１の容量検出電極線７の延伸方向（軸線方向）と第２の容量検出電極線９の延伸方向（軸線方向）を入れ替えてもよい。

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鈍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における接続電極５０は、第１の容量検出電極線７よりも低抵抗であることがよい。この場合、導電性を有する封止材３の抵抗による検出される電流値の低下を抑えることができる。この目的のために、接続電極５０が第１の容量検出電極線７よりも低抵抗の材料から成るようにする、あるいは接続電極５０が第１の容量検出電極線７と同じ材料から成る場合は接続電極５０の断面積が第１の容量検出電極線７の断面積よりも大きくなるように構成すればよい。また、同様の目的のために、引出配線７Ｌは第１の容量検出電極線７よりも低抵抗であることがよく、接続電極５０の場合と同様に構成し得る。

本発明のタッチパネル付ＬＣＤにおける引出配線７Ｌは、アレイ側基板１の液晶１１側の面における封止材３の内側に形成されていることが好ましい。この場合、アレイ側基板１の基板の面積を小さくすることができ、より小型化されたものとなる。またこの場合、引出配線７Ｌは、封止材３の内側であって表示部（画素部の形成部を含む領域）の外側に形成されることがよい。引出配線７Ｌが画素電極２３に近接、接触等して表示部の表示品質に影響を与えることを防ぐためである。さらにこの場合、引出配線７Ｌは、導電性を有する封止材３に接触して第１の容量検出電極線７に短絡することを防ぐために、窒化珪素，酸化珪素等から成る絶縁膜によって覆われていることがよい。なお、引出配線７Ｌは、例えば、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る。

また引出配線７Ｌは、図１（ａ）に示すように、第１のＦＰＣ６の引出配線７Ｌ側の一端部に設けられた走査パルス入力信号線に電気的に接続されることがよい。この場合、引出配線７Ｌは第１のＦＰＣから直線的に引き出されてそのまま伸びることができるので、屈曲部が少なくなり、断線等が発生しにくくなる。また、画素駆動用の引出配線の形成領域が狭くならないので、画素駆動用の引出配線が狭幅化されて断線しやすくなることを抑えることもできる。

また本発明のタッチパネル付ＬＣＤは、第２の容量検出電極線９は、第１の容量検出電極線７よりも幅が大きい透明電極線であり、カラーフィルタ側基板２は、液晶１１側の面に対向する面における第２の容量検出電極線９の少なくとも一端部側の端縁部に、第２の容量検出電極線９に電気的に接続される他の容量信号線を備えた他のＦＰＣとしての第２のＦＰＣ１０が設置されていることが好ましい。この場合、第１の容量検出電極線７よりも幅が大きい透明電極線である広面積の第２の容量検出電極線９によって、検出感度が向上する。また、カラーフィルタ側基板２の液晶１１側の面に対向する面における第２の容量検出電極線９の両端部側の端縁部に、それぞれ第２のＦＰＣ１０が設置されている場合、第２の容量検出電極線９の検出感度がより向上するとともに、静電容量検出領域の全体において検出感度が均一になりやすい。

本発明のタッチパネル付ＬＣＤは、アレイ側基板１は、液晶１１側の面の第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、表示部のゲート信号線２１と画像信号線２２の交差部に形成された、ＴＦＴ及び画素電極２３を含む画素部と、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よりも大きな幅とされて平面視で画素電極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、以下のような効果を奏する。すなわち、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。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よりも大きな幅とされて平面視で画素電極２３に重なるように形成されていることから、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ることができる。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の幅が画素部ピッチ（０．１ｍｍ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（２ｍｍ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。

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波形の鈍り、すなわち波形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。また、第１の容量検出電極線７の抵抗が小さくなるので、上述したように第１の容量検出電極線７に一方側から走査パルスを入力する片側入力タイプとすることができる。すなわち、本発明のタッチパネル付ＬＣＤの構成の簡易化、小型化に資することができる。なお、この場合、第１の容量検出電極線７は、例えば、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波形が鈍ること、すなわち波形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。また、第１の容量検出電極線７の抵抗が小さくなるので、上述したように第１の容量検出電極線７に一方側から走査パルスを入力する片側入力タイプとすることができる。すなわち、本発明のタッチパネル付ＬＣＤの構成の簡易化、小型化に資することができる。なお、この透明電極線は、例えば、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。

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は好ましくは、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。

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導体用の裏面ＩＴＯに替えて第２の容量検出電極線９をシールド導体として用いることができる。その結果、シールド導体を形成する工程を追加する必要がなくなり、低コストに製造できる液晶表示パネルとなる。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。

図３は、本発明のタッチパネル付ＬＣＤについて実施の形態の他例を示す図であり、図１（ｂ）のＴ部の拡大断面図である。図３に示すタッチパネル付ＬＣＤは、図２の構成のタッチパネル付ＬＣＤにおいて、導電性を有する封止材３の外側表面に補助導電材３ａが形成されている構成である。補助導電材３ａは、封止材３の導電性が充分でない場合に設けることができる。この補助導電材３ａは、導電性粒子の含有割合を封止材３よりも多くしたものであってもよい。また補助導電材３ａは、上述の金属材料、合金材料等から成る線状部材、帯状部材であってもよい。なおこの場合、導電性を有する封止材３及び補助導電材３ａが導電性部材３０となる。

図４に示すタッチパネル付ＬＣＤは、絶縁性樹脂等から成る封止材３の外側表面に導電性部材３ｂ（３０）を設けた比較例の構成である。この導電性部材３ｂは、導電性粒子を樹脂基材中に含有させたもの、上述の金属材料、合金材料等から成る線状部材、帯状部材であってもよい。この場合、導電性部材３ｂは、封止材３の外側表面における第１の容量検出電極線７に接続される部位にのみ第１の容量検出電極線７の本数分設ければよいので、封止材３全体に導電性粒子を含有させる必要がなく、製造コストを低減化できる。また、封止材３全体が導電性を有する場合に、封止材３と引出配線７Ｌとが接触し短絡することを回避するための絶縁膜を引出配線７Ｌ上に新たに形成する必要が生じる場合があるが、その絶縁膜を省くこともできる。

図５に示すタッチパネル付ＬＣＤは、絶縁性樹脂等から成る封止材３の内側表面に導電性部材３ｃ（３０）を設けた比較例の構成である。この導電性部材３ｃは、導電性粒子を樹脂基材中に含有させたもの、上述の金属材料、合金材料等から成る線状部材、帯状部材であってもよい。この場合、図４の構成と同様に、導電性部材３ｃは、封止材３の内側表面における第１の容量検出電極線７に接続される部位にのみ第１の容量検出電極線７の本数分設ければよいので、封止材３全体に導電性粒子を含有させる必要がなく、製造コストを低減化できる。また、封止材３全体が導電性を有する場合に、封止材３と引出配線７Ｌとが接触し短絡することを回避するための絶縁膜を引出配線７Ｌ上に新たに形成する必要が生じる場合があるが、その絶縁膜を省くこともできる。

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、デジタル表示式腕時計などがある。

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 封止材
４ 第１の駆動回路部
５ 第２の駆動回路部
６ 第１のＦＰＣ
７ 第１の容量検出電極線
７Ｌ 引出配線
９ 第２の容量検出電極線
１０ 第２のＦＰＣ
１１ 液晶
２１ ゲート信号線
２２ 画像信号線
２３ 画素電極
５０ 接続電極

Claims (5)

1. 第１の基板の液晶側の面の表示部の外側にあって前記表示部を駆動する駆動回路部と、前記第１の基板との間に液晶を挟持して前記第１の基板と対向した状態で前記表示部の周囲で前記第１の基板に封止材によって封止された第２の基板と、前記第２の基板の液晶側の面に形成された第１の容量検出電極線と、前記第２の基板の液晶側の面と反対側の面に前記第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の基板は、平面視で前記第２の基板よりも外側に突出する突出部を有するとともに前記突出部に外部接続端子が形成されており、前記第１の容量検出電極線は、前記駆動回路部側からそれに対向する側にかけて形成されているとともに、前記対向する側の端部が導電性を有する前記封止材を介して前記第１の基板の液晶側の面に形成された引出配線の一端部に電気的に接続されており、前記引出配線は、その他端部が前記外部接続端子に電気的に接続されているタッチパネル付液晶表示装置。
2. 前記第１の基板は、前記突出部の液晶側の面に前記駆動回路部及び前記外部接続端子があるとともに前記駆動回路部側の端縁部に前記駆動回路部に電気的に接続される駆動信号線を備えた可撓性回路基板が設置されている請求項１に記載のタッチパネル付液晶表示装置。
3. 前記引出配線は、前記第１の容量検出電極線よりも低抵抗の材料から成る請求項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。
4. 前記封止材の外側に補助導電材がある請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のタッチパネル付液晶表示装置。
5. 前記駆動回路部は、前記第１の基板と前記封止材との間の部位にある請求項１に記載のタッチパネル付液晶表示装置。