JP6557492B2

JP6557492B2 - 表示装置

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Publication number: JP6557492B2
Application number: JP2015066719A
Authority: JP
Inventors: 田中　千浩; 千浩田中; 野口　幸治; 幸治野口; 直祐古谷; 田中　俊彦; 俊彦田中
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Priority date: 2015-01-14
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2019-08-07
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Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。

近年、物体の接触あるいは接近を検出するタッチパネル（タッチセンサ）を備えた表示装置が実用化されている。一例では、表示パネルと、表示装置の表面側に配置されるカバーガラスとを備えたタッチパネル付きの表示装置が開示されている。表示パネルは、駆動電極とその間で静電容量を形成し入力位置を検出する検出電極等を備えている。

上記したように、カバーガラスが表示装置の表面に配置される場合、カバーガラスが破損した際に破片が飛散する虞がある。しかし、カバーガラスを省略し、光学フィルム（偏光板）が表示装置の表面に配置される場合、物体が表示装置に接触した際に、表示装置が撓み、局所的に位相差が変化するなどの影響により、物体の接触部周辺において表示ムラが生ずる虞がある。

特開２０１４−３２４３７号公報

本実施形態の目的は、カバーガラスの飛散を抑制するとともに表示品位の劣化を抑制することが可能な表示装置を提供することにある。

本実施形態によれば、
第１面及び前記第１面と反対側の第２面を有し、前記第２面に画像を表示する表示パネルと、第３面及び前記第３面と反対側の第４面を有し、前記第３面が前記表示パネルの前記第２面に対向するカバーガラスと、前記表示パネルと前記カバーガラスとを接着する接着層と、前記カバーガラスの前記第４面に接着された光学フィルムと、を備えた表示装置が提供される。

図１は、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰの構成を示す斜視図である。図２は、図１に示した表示装置ＤＳＰの一部の構造を示す断面図である。図３は、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰの構成の一例を示す図である。図４は、図２に示した表示パネルの構造を示す断面図である。図５は、図２(ａ)に示した断面を有する表示装置ＤＳＰを製造するためのプロセスフローを示す図である。図６は、図２(ｂ)に示した断面を有する表示装置ＤＳＰを製造するためのプロセスフローを示す図である。図７は、図２(ｃ)に示した断面を有する表示装置ＤＳＰを製造するためのプロセスフローを示す図である。図８は、図２(ｄ)に示した断面を有する表示装置ＤＳＰを製造するためのプロセスフローを示す図である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

図１は、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰの構成を示す斜視図である。なお、本実施形態においては、表示装置の一例として、液晶表示装置について説明する。この表示装置は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話端末、パーソナルコンピュータ、テレビ受像装置、車載装置、ゲーム機器等の種々の装置に用いることができる。なお、本実施形態にて開示する主要な構成は、有機エレクトロルミネッセンス表示素子等を有する自発光型の表示装置、電気泳動素子等を有する電子ペーパ型の表示装置、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を応用した表示装置、或いはエレクトロクロミズムを応用した表示装置などにも適用可能である。

表示装置ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬ、表示パネルＰＮＬを照明するバックライトユニットＢＬ、カバーガラスＣＧ、第１光学フィルムＯＤ１、第２光学フィルムＯＤ２などを備えている。表示装置ＤＳＰは、タッチ検出機能を有している。

表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と、第１基板ＳＵＢ１に対向配置された第２基板ＳＵＢ２と、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に挟持された液晶層（後述する液晶層ＬＣ）と、を備えている。この表示パネルＰＮＬは、例えば、バックライトユニットＢＬからの光を選択的に透過させることで画像を表示する透過表示機能を備えた透過型である。なお、表示パネルＰＮＬは、透過表示機能に加えて、外光や補助光といった表示面側からの光を選択的に反射させることで画像を表示する反射表示機能を備えた反射型であっても良い。また、表示パネルＰＮＬは、透過表示機能及び反射表示機能を備えた半透過型であっても良い。

バックライトユニットＢＬは、表示パネルＰＮＬの第１基板ＳＵＢ１と対向する側に配置されている。このようなバックライトユニットＢＬとしては、種々の形態が適用可能である。また、光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）や冷陰極管（ＣＣＦＬ）などのいずれでも適用可能である。これらの詳細な構造については説明を省略する。なお、表示パネルＰＮＬが反射表示機能のみを備えた反射型である場合には、バックライトユニットＢＬは省略される。

カバーガラスＣＧは、表示パネルＰＮＬの第２基板ＳＵＢ２と対向する側に配置されている。第１光学フィルムＯＤ１及び第２光学フィルムＯＤ２は、表示パネルＰＮＬ及びカバーガラスＣＧを挟むように備えられている。より具体的には、第１光学フィルムＯＤ１は、第１基板ＳＵＢ１とバックライトユニットＢＬとの間に位置している。一例では、第１光学フィルムＯＤ１は、第１基板ＳＵＢ１に接着されている。第２光学フィルムＯＤ２は、カバーガラスＣＧの表示パネルＰＮＬと対向する側とは反対側に位置している。すなわち、第２光学フィルムＯＤ２は、表示装置ＤＳＰの表面に位置している。一例では、第２光学フィルムＯＤ２は、カバーガラスＣＧに接着されている。第１光学フィルムＯＤ１及び第２光学フィルムＯＤ２は、それぞれ偏光板を備え、また、必要に応じて位相差版や、視野角拡大フィルムなどの他の光学フィルムを含んでいても良い。

図２は、図１に示した表示装置ＤＳＰの一部の構造を示す断面図である。

図２（ａ）に示したように、表示装置ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬ、検出電極ＲＸ、接着層ＧＬ、帯電防止層ＡＳ、カバーガラスＣＧ、第１光学フィルムＯＤ１及び第２光学フィルムＯＤ２を備えている。

表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１、第１基板ＳＵＢ１と対向する第２基板ＳＵＢ２、及び、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２の間の液晶層ＬＣを備えている。第１基板ＳＵＢは、第１絶縁基板１０、駆動電極ＴＸなどを備えている。第２基板ＳＵＢ２は、第２絶縁基板２０、カラーフィルタＣＦなどを備えている。表示パネルＰＮＬは、第１面である面Ａと、面Ａの反対側の第２面である面Ｂを有している。表示パネルＰＮＬの面Ｂは、画像を表示する表示面に相当する。表示パネルＰＮＬのより具体的な構造については後述する。

駆動電極ＴＸはタッチ検出を行うための駆動電極とされ、表示のための共通電極を兼ねることもできる。ミューチュアル検出方式では、検出電極ＲＸは駆動電極ＴＸと対向して配置されタッチに関する信号を出力する。また、セルフ検出方式では、検出電極ＲＸあるいは駆動電極ＴＸのいずれかを省略し、同一層の電極でタッチ検出を行う構成としてもよい。

カバーガラスＣＧは、第３面である面Ｃと、面Ｃの反対側の第４面である面Ｄを有している。表示パネルＰＮＬの面ＢとカバーガラスＣＧの面Ｃは対向している。カバーガラスＣＧは、透明なガラス板であり、第１絶縁基板１０及び第２絶縁基板２０よりも厚く形成されている。一例では、カバーガラスＣＧは約１ｍｍ程度の厚さを有し、第１絶縁基板１０及び第２絶縁基板２０は０．１ｍｍ〜０．６ｍｍ程度の厚さを有している。例えば、表示装置ＤＳＰが車載装置に適用される場合には第１絶縁基板１０及び第２絶縁基板２０は０．５ｍｍ〜０．６ｍｍ程度の厚さを有し、また、表示装置ＤＳＰが携帯端末機に適用される場合には第１絶縁基板１０及び第２絶縁基板２０は０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度の厚さを有する。

カバーガラスＣＧは、破壊耐性を向上させる処理が施された強化ガラス、あるいは、非強化ガラスによって形成されている。強化ガラスとしては、例えば、ガラス表面に圧縮応力層が形成された物理強化ガラスや化学強化ガラスなどが挙げられる。圧縮応力層は、ガラス割れの要因となる引張応力と拮抗して作用する圧縮応力を有している。物理強化ガラスの圧縮応力層は、軟化温度付近まで加熱したガラスを急冷させることにより形成され、その厚さはガラスの肉厚の約１／５程度である。物理強化ガラスの圧縮応力値は、例えば、１００〜１５０ＭＰａ程度である。化学強化ガラスの圧縮応力層は、ソーダ石灰ガラスを３００℃〜５００℃の硝酸カリウムの溶融槽に入れ、ガラス表面に含まれるナトリウムイオンと溶融槽中のカリウムイオンが置換することにより形成される。化学強化ガラスの圧縮応力値は、例えば、３００〜８００ＭＰａであるが、化学強化ガラスの圧縮応力層は、物理強化ガラスの圧縮応力層に比べて薄く形成されている。例えば、化学強化ガラスの圧縮応力層の厚さは、１０〜１００μｍ程度である。物理強化は、例えば、厚さ約３ｍｍ以上の単純形状のガラスに適している。化学強化は、ガラスの形状・厚さを問わず適用可能である。そのため、薄型化が要求される表示装置ＤＳＰにおいては、カバーガラスＣＧとして化学強化ガラスを適用するのがより好ましい。

一方で、非強化ガラスは、強化ガラスのような処理が施されていないガラスであり、強化ガラスと比べて安価である。非強化ガラスは、化学強化ガラスと比べて、その表面にカリウムイオンがほとんど存在しない（あるいはナトリウムイオンがカリウムイオンよりも多く存在する）。また、非強化ガラスは、その表面に圧縮応力層をほとんど有していないし、その強度は５０ＭＰａ程度である。なお、圧縮応力層の深さ及び圧縮応力値は、表面応力測定装置（例えば、折原製作所製の表面応力計ＦＳＭ−６０００）を用いて測定可能である。

検出電極ＲＸは、表示パネルＰＮＬとカバーガラスＣＧとの間に位置している。図示した例では、検出電極ＲＸは、表示パネルＰＮＬの面Ｂに形成されている。検出電極ＲＸは、第２光学フィルムＯＤ２に接近または接触する物体を検出する機能を有している。このような検出電極ＲＸは、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの透明な導電材料、あるいは、アルミニウム、チタン、モリブデン、タングステンなどの金属細線によって形成されている。

帯電防止層ＡＳは、表示パネルＰＮＬとカバーガラスＣＧとの間に位置している。図示した例では、帯電防止層ＡＳは、カバーガラスＣＧの面Ｃに形成されている。帯電防止層ＡＳは、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明な導電材料によって形成されている。帯電防止層ＡＳは、検出電極ＲＸよりも高抵抗であり、一例では１０^８Ω／□以上のシート抵抗を有する材料によって形成され、より好ましくは１０^９〜１０^１１Ω／□程度のシート抵抗を有する材料によって形成されている。なお、検出電極ＲＸのシート抵抗値は、帯電防止層ＡＳのシート抵抗値の１／１００以下であることが望ましい。一例では、検出電極ＲＸは、数十〜数百Ω／□のシート抵抗値を有している。従って、検出電極ＲＸと帯電防止層ＡＳが接触している実施例においても検出電極ＲＸは正常に動作することが可能となり、帯電した電荷は検出電極ＲＸを介して外部に放電することが可能となる。

接着層ＧＬは、表示パネルＰＮＬとカバーガラスＣＧとを接着している。図示した例では、接着層ＧＬは、帯電防止層ＡＳと検出電極ＲＸとの間に位置している。接着層ＧＬは、透明な有機系材料等によって形成され、一例では、光硬化型樹脂材料、あるいは、熱硬化型樹脂材料によって形成されている。なお、接着層ＧＬが導電性を有していてもよく、この場合には、接着層ＧＬが帯電防止層としても機能する。

第１光学フィルムＯＤ１は、第１偏光板ＰＯＬ１を備え、表示パネルＰＮＬの面Ａに接着されている。第２光学フィルムＯＤ２は、第２偏光板ＰＯＬ２を備え、カバーガラスＣＧの面Ｄに接着されている。

図２（ｂ）に示す構成は、図２（ａ）に示す構成と比較すると、接着層ＧＬ及び帯電防止層ＡＳの積層関係が相違している。すなわち、帯電防止層ＡＳは、検出電極ＲＸに積層されている。接着層ＧＬは、カバーガラスＣＧの面Ｃと帯電防止層ＡＳとの間に位置している。検出電極ＲＸ及び帯電防止層ＡＳは互いに接しているが、上記の通り、帯電防止層ＡＳが検出電極ＲＸよりも十分に高抵抗に形成されているため、検出電極ＲＸによる物体の検出に影響を及ぼすことはない。

図２（ｃ）に示す構成は、図２（ａ）に示す構成と比較すると、帯電防止層ＡＳが形成されていない点で相違している。すなわち、接着層ＧＬは、カバーガラスＣＧの面Ｃと検出電極ＲＸとの間に位置している。この場合、接着層ＧＬは、上記の帯電防止層ＡＳと同等のシート抵抗を有することが望ましい。つまり、接着層ＧＬは、帯電防止層ＡＳとしての機能を有することが望ましい。

図２（ｄ）に示す構成は、図２（ａ）に示す構成と比較すると、検出電極ＲＸ、接着層ＧＬ、帯電防止層ＡＳの積層関係が相違している。すなわち、帯電防止層ＡＳは、表示パネルＰＮＬの面Ｂに形成されている。検出電極ＲＸは、帯電防止層ＡＳに積層されている。接着層ＧＬは、カバーガラスＣＧの面Ｃと検出電極ＲＸとの間に位置している。

なお、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｄ）に示した構成においては、接着層ＧＬを省略してもよい。例えば、接着層ＧＬを省略した場合、図２（ａ）に示した構成においては検出電極ＲＸと帯電防止層ＡＳとが密着し、図２（ｂ）に示した構成においては帯電防止層ＡＳとカバーガラスＣＧとが密着し、図２（ｄ）に示した構成においては検出電極ＲＸとカバーガラスＣＧとが密着する。また、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｄ）に示した構成においては、接着層ＧＬを空気層に置換しても良い。また、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）、図２（ｄ）に示した構成において検出電極ＲＸを有しない構成としてもよい。
また、帯電防止層ＡＳはフローティングとすることもできるし、接地電位等の所定の電位に固定することもできる。

図３は、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰの構成の一例を示す図である。

表示装置ＤＳＰは、制御部１１１、ゲートドライバ１１２、ソースドライバ１１３、駆動電極ドライバ１１４、タッチ検出機能付き表示デバイス１１０、タッチ検出部１４０を備えている。

制御部１１１は、外部より供給された映像信号Ｖｄｉｓｐに基づいて、ゲートドライバ１１２、ソースドライバ１１３、駆動電極ドライバ１１４、及びタッチ検出部１４０に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する回路に相当する。

ゲートドライバ１１２は、制御部１１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１１０の表示駆動の対象となる画素ＰＸの１行を順次選択する機能を有している。ソースドライバ１１３は、制御部１１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１１０の各画素ＰＸに画素信号Ｖｐｘを供給する回路に相当する。駆動電極ドライバ１１４は、制御部１１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１１０の駆動電極ＴＸ（あるいは共通電極ＣＥ）にセンサ駆動信号Ｖｔｘあるいはコモン駆動信号Ｖｃｏｍを供給する回路である。

タッチ検出機能付き表示デバイス１１０は、タッチ検出機能を内蔵した表示デバイスである。タッチ検出機能付き表示デバイス１１０は、表示素子として液晶表示素子を備えた液晶表示デバイス１２０、静電容量式のタッチ検出デバイス１３０を備えている。液晶表示デバイス１２０及びタッチ検出デバイス１３０は、一体化されている。なお、液晶表示デバイス１２０は、図２の表示パネルＰＮＬを含んでおり、タッチ検出デバイス１３０は、図２の検出電極ＲＸを含んでいる。

液晶表示デバイス１２０は、ゲートドライバ１１２と電気的に接続されたゲート線Ｇ、ソースドライバ１１３と電気的に接続されたソース線Ｓ、画素ＰＸにおいてゲート線Ｇ及びソース線Ｓと電気的に接続されたスイッチング素子ＳＷ、スイッチング素子ＳＷと電気的に接続された画素電極ＰＥ、及び、画素電極ＰＥと対向する共通電極ＣＥを備えている。

まず、液晶表示デバイス１２０において、画像を表示するための動作について簡単に説明する。ゲートドライバ１１２は、走査信号Ｖｓｃａｎを、ゲート線Ｇを介して、画素ＰＸのスイッチング素子ＳＷのゲート電極に印加する。これにより、液晶表示デバイス１２０にマトリックス状に形成されている画素ＰＸのうちの１行に相当する１水平ラインが表示駆動の対象として順次選択される。ソースドライバ１１３は、画素信号Ｖｐｘを、ソース線Ｓを介して、ゲートドライバ１１２により順次選択される１水平ラインを構成する各画素ＰＸにそれぞれ供給する。駆動電極ドライバ１１４は、共通電極ＣＥに対して、コモン駆動信号Ｖｃｏｍを供給する。そして、各画素ＰＸでは、画素信号Ｖｐｘとコモン駆動信号Ｖｃｏｍとの電位差に応じて、１水平ラインの画素ＰＸの表示が行われる。

次に、液晶表示デバイス１２０において、タッチ検出動作について簡単に説明する。駆動電極ドライバ１１４は、駆動電極ＴＸに対して、センサ駆動信号Ｖｔｘを時分割的に順次印加する。そして、タッチ検出デバイス１３０は、複数の検出電極ＲＸから、そのセンサ駆動信号Ｖｔｘに基づくタッチ検出信号Ｖｄｅｔを出力し、タッチ検出部１４０に供給する。タッチ検出信号Ｖｄｅｔに基づいたタッチ検出の有無の検出については、後述するタッチ検出部１４０において行われる。複数の検出電極ＲＸは所定のインピーダンスＲで接地されている。尚、複数の検出電極ＲＸは所定のインピーダンスＲで接地しない構成とすることも可能である。

タッチ検出部１４０は、制御部１１１から供給される制御信号と、タッチ検出機能付き表示デバイス１１０のタッチ検出デバイス１３０から供給されたタッチ検出信号Ｖｄｅｔに基づいて、タッチ検出デバイス１３０に対するタッチの有無を検出する。タッチ検出部１４０は、タッチ検出デバイス１３０に対してタッチがあった場合には、タッチ検出領域における座標等を算出する。このタッチ検出部１４０は、アナログＬＰＦ（ＬｏｗＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）部１４２、Ａ／Ｄ変換部１４３、信号処理部１４４、座標抽出部１４５、検出タイミング制御部１４６を備えている。

アナログＬＰＦ部１４２は、タッチ検出デバイス１３０から供給されるタッチ検出信号Ｖｄｅｔに含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去し、タッチ成分を取り出してそれぞれ出力する低域通過アナログフィルタである。アナログＬＰＦ部１４２の入力端子のそれぞれと、接地との間には、直流電位（０Ｖ）を与えるための抵抗Ｒが接続されている。なお、この抵抗Ｒに代えて、例えばスイッチを設け、所定の時間にこのスイッチをオン状態にすることにより直流電位（０Ｖ）を与えるようにしてもよい。

Ａ／Ｄ変換部１４３は、センサ駆動信号Ｖｔｘに同期したタイミングで、アナログＬＰＦ部１４２から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する回路である。信号処理部１４４は、Ａ／Ｄ変換部１４３の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス１３０に対するタッチの有無を検出する論理回路である。座標抽出部１４５は、信号処理部１４４においてタッチ有の検出がなされたときに、そのタッチパネル座標を求める論理回路である。検出タイミング制御部１４６は、これらの回路が同期して動作するように制御する。

図４は、図２に示した表示パネルＰＮＬの構造を示す断面図である。

表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１、第２基板ＳＵＢ２、及び、液晶層ＬＣを備えている。第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とは所定の間隙を形成した状態で貼り合わされている。液晶層ＬＣは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間の間隙に封入されている。

第１基板ＳＵＢ１は、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する第１絶縁基板１０を用いて形成されている。第１基板ＳＵＢ１は、第１絶縁基板１０の第２基板ＳＵＢ２に対向する側に、図示しないゲート線及びスイッチング素子の他に、ソース線Ｓ、共通電極ＣＥ、画素電極ＰＥ、第１絶縁膜１１、第２絶縁膜１２、第３絶縁膜１３、第１配向膜ＡＬ１などを備えている。

第１絶縁膜１１は、第１絶縁基板１０の上に配置されている。ソース線Ｓは、第１絶縁膜１１の上に形成されている。また、スイッチング素子のソース電極及びドレイン電極なども第１絶縁膜１１の上に形成されている。

第２絶縁膜１２は、ソース線Ｓ及び第１絶縁膜１１の上に配置されている。共通電極ＣＥは、複数の画素ＰＸに亘って配置され、第２絶縁膜１２の上に形成されている。共通電極ＣＥは、図２に示した駆動電極ＴＸに相当する。

第３絶縁膜１３は、共通電極ＣＥ及び第２絶縁膜１２の上に配置されている。画素電極ＰＥは、画素ＰＸ毎に配置され、第３絶縁膜１３の上に形成されている。各画素電極ＰＥは、隣接するソース線Ｓの間にそれぞれ位置し、共通電極ＣＥと対向している。また、各画素電極ＰＥは、共通電極ＣＥと対向する位置にスリットＳＬを有している。このような画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥは、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明な導電材料によって形成されている。第１配向膜ＡＬ１は、画素電極ＰＥ及び第３絶縁膜１３を覆っている。

一方、第２基板ＳＵＢ２は、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する第２絶縁基板２０を用いて形成されている。第２基板ＳＵＢ２は、第２絶縁基板２０の第１基板ＳＵＢ１に対向する側に、遮光層ＢＭ、カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢ、オーバーコート層ＯＣ、第２配向膜ＡＬ２などを備えている。

遮光層ＢＭは、第２絶縁基板２０の内面に形成され、各画素を区画している。カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢは、それぞれ第２絶縁基板２０の内面に形成され、それらの一部が遮光層ＢＭに重なっている。カラーフィルタＣＦＲは、赤色画素に配置された赤色カラーフィルタであり、赤色の樹脂材料によって形成されている。カラーフィルタＣＦＧは、緑色画素に配置された緑色カラーフィルタであり、緑色の樹脂材料によって形成されている。カラーフィルタＣＦＢは、青色画素に配置された青色カラーフィルタであり、青色の樹脂材料によって形成されている。図示した例は、カラー画像を構成する最小単位である単位画素が赤色画素、緑色画素、及び、青色画素の３個の色画素によって構成された場合に相当する。但し、単位画素は、上記の３個の色画素の組み合わせによるものに限らない。例えば、単位画素は、赤色画素、緑色画素、青色画素に加えて、白色画素の４個の色画素によって構成されても良い。この場合、白色あるいは透明のカラーフィルタが白色画素に配置されても良いし、白色画素のカラーフィルタそのものを省略しても良い。オーバーコート層ＯＣは、カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢを覆っている。オーバーコート層ＯＣは、透明な樹脂材料によって形成されている。第２配向膜ＡＬ２は、オーバーコート層ＯＣを覆っている。

図示した表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１に画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥの双方が備えられ、主として基板主面に略平行な横電界を利用するモードに対応した構成を有している。但し、表示パネルＰＮＬの構成は図示した例に限らない。例えば、表示パネルＰＮＬは、主として基板主面に交差する向きに生じる縦電界を利用する表示モードに対応した構成を有していても良い。縦電界を利用する表示モードでは、例えば第１基板ＳＵＢ１に画素電極ＰＥが備えられ、第２基板ＳＵＢ２に共通電極ＣＥが備えられた構成が適用可能である。なお、ここでの基板主面とは、互いに直交する第１方向Ｘと第２方向Ｙとで規定されるＸ−Ｙ平面と平行な面である。

本実施形態によれば、第２光学フィルムＯＤ２はカバーガラスＣＧの面Ｄに備えられている。つまり、第２光学フィルムＯＤ２は、表示装置ＤＳＰの表面に配置されている。したがって、表示装置ＤＳＰに衝撃が加わってカバーガラスＣＧが破損したとしても、破損したカバーガラスＣＧの破片が表示装置ＤＳＰを観察している観察者側に飛散するのを抑制することが可能である。また、破損したカバーガラスＣＧは、第２光学フィルムＯＤ２によって覆われているため、カバーガラスＣＧの破片が観察者側に向かって露出するのを抑制することが可能である。さらに、表示装置に必要とされる光学フィルムがカバーガラスＣＧの飛散を抑制しているため、カバーガラスＣＧの飛散を抑制するために新たな部材を形成する必要がなく、また、カバーガラスＣＧに安価な非強化ガラスを用いることができ、低コスト化が可能である。

また、接近または接触する物体を検出する機能を兼ね備えた表示装置ＤＳＰにおいては、表示パネルＰＮＬがその表示面側でカバーガラスＣＧによって支持されているため、表示装置ＤＳＰの表面に物体が接触した際に、表示パネルが撓むなどの変形を抑制することが可能となる。このため、表示装置ＤＳＰにおいて局所的に位相差が変化するなどの影響を低減することができ、物体の接触部付近での表示ムラの発生を抑制することが可能となる。したがって、表示品位の劣化を抑制することが可能となる。

また、第２光学フィルムＯＤ２は、カバーガラスＣＧの第４面Ｄに接着されており、接着層ＧＬに接触することはない。このため、第２光学フィルムＯＤ２が接着層ＧＬによって汚染されたり、化学変化することで変質したり、破損したりすることがなくなる。したがって、第２光学フィルムＯＤ２を構成する材料の選択肢が増え、より安価な材料で形成することが可能となる。また、第２光学フィルムＯＤ２の劣化等を考慮する必要がなくなるため、接着層ＧＬの材料の選択肢が増え、より安価な材料で形成することが可能となる。

さらに、本実施形態によれば、検出電極ＲＸより表示面側に位置するカバーガラスＣＧは、１ｍｍ程度の厚みを有している。そのため、第２光学フィルムＯＤ２側から静電気放電を受けたとしても、静電気がカバーガラスＣＧの厚み方向に侵入する以前にカバーガラスＣＧの面方向に分散する。また、静電気がカバーガラスＣＧを介して検出電極ＲＸに到達したとしても、検出電極ＲＸの面方向に分散する。このため、表示パネルＰＮＬへの静電気の到達を抑制することができる。したがって、検出電極ＲＸや表示パネルＰＮＬに実装あるいは接続された回路、表示パネルＰＮＬに内蔵された回路などの静電気破壊を防ぐことが可能である。

次に、表示装置ＤＳＰの製造工程について説明する。

図５乃至図８は、それぞれ図２（ａ）乃至（ｄ）に示した断面を有する表示装置ＤＳＰを製造するためのプロセスフローを示す図である。ここでは、図示した工程について説明し、それ以外の工程については詳しい説明を省略する。

図５は、図２(ａ)に示した断面を有する表示装置ＤＳＰを製造するためのプロセスフロー（ａ）を示す図である。まず、図５に示される第１基板ＳＵＢ１の製造工程（Ａ）について説明する。図４で示したように、第１絶縁基板１０上に、第１絶縁膜１１、ソース線Ｓ、第２絶縁膜１２等が順次形成される。なお、図示しないゲート線及びスイッチング素子についても第２絶縁膜１２が形成される以前に形成される。その後、プロセスＰＲ１０において、駆動電極ＴＸが形成される。すなわち、第２絶縁膜１２の上に、ＩＴＯをスパッタ成膜した後、ＩＴＯ膜の上にレジストを塗布し、マスク露光にてレジストをパターニングする。その後、レジストをマスクとしてＩＴＯ膜をエッチングし、レジストを剥離する。これにより、所望のパターンの駆動電極ＴＸが形成される。プロセスＰＲ１０の後に、第３絶縁膜１３、画素電極ＰＥ、第１配向膜ＡＬ１等が形成され、第１基板ＳＵＢ１が製造される。

次に、図５に示される第２基板ＳＵＢ２の製造工程（Ｂ）について説明する。プロセスＰＲ２０においては、第２絶縁基板２０の面Ｂに検出電極ＲＸが形成される。すなわち、第２絶縁基板２０の面ＢにＩＴＯをスパッタ成膜した後、上記の駆動電極ＴＸと同様にパターニングすることにより、所望のパターンの検出電極ＲＸが形成される。その後、第２絶縁基板２０の面Ｂと反対の面に、遮光層ＢＭが形成される。その後、プロセスＰＲ２２において、カラーフィルタＣＦが形成される。すなわち、赤色に着色された樹脂膜、緑色に着色された樹脂膜、及び、青色に着色された樹脂膜などをそれぞれスピンコート法により塗布した後に所望の形状にパターニングする。これにより、カラーフィルタＣＦが形成される。プロセスＰＲ２２の後に、オーバーコート層ＯＣ、第２配向膜ＡＬ２が形成され、第２基板ＳＵＢ２が製造される。この第２基板ＳＵＢ２の製造工程（Ｂ）では、基板の帯電を抑制するために、導電膜である検出電極ＲＸを先行して形成することが望ましい。なお、薄型の表示装置ＤＳＰを製造する場合、例えば第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２を貼り合せた後に第１絶縁基板１０及び第２絶縁基板２０の表面を研磨する。このような研磨工程を経て表示装置ＤＳＰを製造する場合には、プロセスＰＲ２０において面Ｂに導電膜を形成し、研磨工程の後に検出電極ＲＸが形成される。

次に、カバーガラスＣＧの製造工程（Ｃ）に示すように、プロセスＰＲ３０において、カバーガラスＣＧの面Ｃに、ＩＴＯをスパッタ成膜し、帯電防止層ＡＳが形成される。

次に、表示パネルＰＮＬの製造工程（Ｄ）に示すように、プロセスＰＲ４０において、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２とをシール材によって貼り合わせ、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に液晶層ＬＣを形成する。この際、液晶層ＬＣは、滴下注入法によって形成しても良いし、真空注入法によって形成しても良い。

滴下注入法が適用される場合、まず、第１基板ＳＵＢ１もしくは第２基板ＳＵＢ２に、ディスペンサもしくはスクリーン印刷版を用いてシール材をループ状に塗布する。その後、真空中において、シール材によって囲まれた内側の領域に液晶材料を滴下する。その後、第２基板ＳＵＢ２と、第１基板ＳＵＢ１とを真空中で重ねて貼り合わせ、真空中に大気を導入することにより、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２間の内部と外部との圧力差によってシール材が潰れ、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２との間に液晶材料が広がり、所定のセルギャップに液晶層ＬＱが形成される。その後、シール材に紫外線を照射する、もしくは、シール材を加熱することにより、シール材を硬化させる。

真空注入法が適用される場合、まず、第１基板ＳＵＢ１もしくは第２基板ＳＵＢ２に、ディスペンサもしくはスクリーン印刷版を用いてシール材を塗布する。このとき、シール材は、液晶注入口を形成するように塗布される。その後、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とを重ねて貼り合わせ、シール材に紫外線を照射する、もしくは、シール材を加熱することにより、シール材を硬化させる。その後、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２間の内部を真空とし、液晶注入口から液晶材料を注入する。その後、液晶注入口を封止材によって封止する。
以上の工程がプロセスＰＲ４０に相当する。

複数の第１基板ＳＵＢ１を一括して形成した第１マザー基板と、複数の第２基板ＳＵＢ２を一括して形成した第２マザー基板とを適用する場合には、第１マザー基板と第２マザー基板とを貼り合わせた後にそれぞれカットされ、表示パネルＰＮＬが製造される。なお、第１マザー基板及び第２マザー基板をそれぞれカットした後に、単個の第１基板及び第２基板を貼り合せても良い。

次に、プロセスＰＲ４２において、接着層ＧＬを塗布し、カバーガラスＣＧ及び表示パネルＰＮＬを接着する。接着層ＧＬは、カバーガラスＣＧの帯電防止層ＡＳ上、あるいは、表示パネルＰＮＬの検出電極ＲＸ上のどちらに塗布されても良い。

次に、プロセスＰＲ４４において、第２光学フィルムＯＤ２をカバーガラスＣＧの面Ｄに接着する。なお、第１光学フィルムＯＤ１については、プロセスＰＲ４４で接着されても良いし、他のプロセスやその前後で接着されても良い。

図６は、図２(ｂ)に示した断面を有する表示装置ＤＳＰを製造するためのプロセスフロー（ｂ）を示す図である。

プロセスフロー（ｂ）は、図５に示したプロセスフロー(ａ)と比べると、カバーガラスＣＧの製造工程（Ｃ）におけるプロセスＰＲ３０の帯電防止層ＡＳの形成に替わり、第２基板ＳＵＢ２の製造工程（Ｂ）においてプロセスＰＲ２１の帯電防止層ＡＳの形成が行われる点で相違している。プロセスＰＲ２１における帯電防止層ＡＳの形成方法は、図５のプロセスＰＲ３０で説明した通りである。プロセスＰＲ２１は、プロセスＰＲ２０の後に行われる。すなわち、帯電防止層ＡＳは、検出電極ＲＸ上に形成される。

なお、プロセスＰＲ４２においては、接着層ＧＬは、カバーガラスＣＧの帯電防止層ＡＳ上、あるいは、表示パネルＰＮＬの面Ｂ上のどちらに塗布されても良い。

図７は、図２(ｃ)に示した断面を有する表示装置ＤＳＰを製造するためのプロセスフロー（ｃ）を示す図である。

プロセスフロー（ｃ）は、図５に示したプロセスフロー(ａ)と比べると、カバーガラスＣＧの製造工程（Ｃ）におけるプロセスＰＲ３０の帯電防止層ＡＳの形成に替わり、表示パネルＰＮＬの製造工程（Ｄ）におけるプロセスＰＲ４２において導電性接着層ＧＬの塗布が行われる点で相違している。つまり、プロセスフロー（ｃ）においては、帯電防止層ＡＳが形成されず、接着層ＧＬが、帯電防止層ＡＳと同等の機能を有することが望ましい。

なお、プロセスＰＲ４２においては、接着層ＧＬは、カバーガラスＣＧの面Ｃ上、あるいは、表示パネルＰＮＬの検出電極ＲＸ上のどちらに塗布されても良い。

図８は、図２(ｄ)に示した断面を有する表示装置ＤＳＰを製造するためのプロセスフロー（ｄ）を示す図である。

プロセスフロー（ｄ）は、図５に示したプロセスフロー(ａ)と比べると、カバーガラスＣＧの製造工程（Ｃ）におけるプロセスＰＲ３０の帯電防止層ＡＳの形成に替わり、第２基板ＳＵＢ２の製造工程（Ｂ）においてプロセスＰＲ１９の帯電防止層ＡＳの形成が行われる点で相違している。プロセスＰＲ２１における帯電防止層ＡＳの形成方法は、図５のプロセスＰＲ３０で説明した通りである。プロセスＰＲ１９は、プロセスＰＲ２０の前に行われる。すなわち、帯電防止層ＡＳは表示パネルＰＮＬの面Ｂに形成され、検出電極ＲＸは帯電防止層ＡＳの上に形成される。

以上説明したように、本実施形態によれば、カバーガラスの飛散を抑制するとともに表示品位の劣化を抑制することが可能な表示装置を提供することができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

ＤＳＰ…表示装置
ＰＮＬ…表示パネルＳＵＢ１…第１基板ＳＵＢ２…第２基板ＬＣ…液晶層
ＣＧ…カバーガラス
ＧＬ…接着層
ＯＤ１…第１光学フィルム
ＯＤ２…第２光学フィルム
ＲＸ…検出電極
ＡＳ…帯電防止層

Claims

第１面を有する第１絶縁基板を備えた第１基板と、前記第１面の反対側の第２面を有する第２絶縁基板を備えた第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶層と、を備え、前記第２面に画像を表示する表示パネルと、
第３面及び前記第３面と反対側の第４面を有し、前記第３面が前記表示パネルの前記第２面に対向するカバーガラスと、
前記表示パネルと前記カバーガラスとの間に位置する接着層と、
前記カバーガラスの前記第４面に接着された偏光板と、
前記第２絶縁基板と前記接着層との間に位置し、前記第２面に形成され、前記偏光板に接触する物体を検出する検出電極と、
前記第３面に形成され、前記検出電極よりも高抵抗であり、前記接着層に接する帯電防止層と、を備えた表示装置。
前記第１基板は、前記第２基板と対向する側において、画素毎に配置された画素電極と、複数の画素電極に対向する共通電極と、前記画素電極と前記共通電極との間に介在する層間絶縁膜と、を備えた、請求項１に記載の表示装置。
前記第１基板は、前記検出電極と対向する駆動電極を備えた、請求項１または２に記載の表示装置。
前記帯電防止層は、１０^８Ω／□以上のシート抵抗を有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
前記検出電極のシート抵抗値は、前記帯電防止層のシート抵抗値の１／１００以下である、請求項４に記載の表示装置。
前記カバーガラスは、非強化ガラスによって形成された、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の表示装置。