JP7062490B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。

近年、表示装置への物体の接近または接触を検出する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、画像を表示する表示部のみならず、表示部の周辺領域にもタッチセンサを備えた表示装置が提案されている。
ところで、センサ電極がマトリクス状に配置されたタッチセンサにおいて、各センサ電極に接続されるセンサ配線の配線長の差に起因して、センサ電極間で時定数差が生じてしまい、検出性能の低下を招く恐れがある。

特開２０１７－１０２４５４号公報

本実施形態の目的は、検出性能の低下を抑制する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電極と、前記第１電極から離間した第２電極と、前記第１電極と電気的に接続された少なくとも１本の第１配線と、前記第２電極と電気的に接続された少なくとも１本の第２配線と、前記第１配線及び前記第２配線と電気的に接続された制御部と、を備え、前記第１電極及び前記第２電極は、表示部に位置し、前記第１電極は、前記第２電極よりも前記制御部から離れた位置で前記第１配線と接続し、前記第２電極は、前記第１電極よりも前記制御部に近い位置で前記第２配線と接続し、前記第１配線の本数は、前記第２配線の本数よりも多い、表示装置が提供される。
本実施形態によれば、
第１電極と、前記第１電極から離間した第２電極と、前記第１電極と電気的に接続された第１配線と、前記第２電極と電気的に接続された第２配線と、を備え、前記第１電極及び前記第２電極は、表示部に位置し、前記第１配線の配線長は、前記第２配線の配線長よりも長く、前記第１配線は、前記第１電極及び前記第２電極と交差し、前記第２配線は、前記第２電極と交差する、表示装置が提供される。
本実施形態によれば、
表示部と、表示部を囲む非表示部と、を備え、前記非表示部に配置された制御部と、前記制御部と電気的に接続し、前記表示部において、第１方向に並んで配置され前記第１方向と交差する第２方向に延出する第１配線及び第２配線と、前記表示部に配置された、第１電極と、前記第１電極と前記第２方向に離間する第２電極と、を有する表示装置であって、前記第２電極は、前記第１電極よりも前記制御部に近く、前記第１電極は、前記第１配線と交差し、前記第１配線とコンタクト部を介して電気的に接続し、前記第２電極は、前記第１配線及び前記第２配線と交差し、前記第２配線とコンタクト部を介して電気的に接続する、表示装置が提供される。

図１は、本実施形態の表示装置ＤＳＰの一構成例を示す平面図である。 図２Ａは、図１に示した一部のセンサ電極Ｒｘとセンサ配線Ｌとの接続関係を示す平面図である。 図２Ｂは、図２Ａに示したセンサ電極Ｒｘ１とセンサ配線Ｌ１との接続関係を示す平面図である。 図２Ｃは、図２Ａに示したセンサ電極Ｒｘｎとセンサ配線Ｌｎとの接続関係を示す平面図である。 図３は、図１に示したセンサ電極Ｒｘを示す平面図である。 図４は、画素ＰＸの基本構成及び等価回路を示す図である。 図５は、画素レイアウトの一例を示す平面図である。 図６は、図５に示したＡ－Ｂ線に沿った表示装置ＤＳＰの断面図である。 図７は、第１基板ＳＵＢ１の主要部を示す拡大平面図である。 図８は、図７に示したＣ－Ｄ線に沿った第１基板ＳＵＢ１の断面図である。 図９は、図７に示したＥ－Ｆ線に沿った表示パネルＰＮＬの断面図である。 図１０は、共通電極ＣＥ１と金属配線ＭＬ２との間の容量Ｃ１を説明するための図である。 図１１は、センサ電極Ｒｘ１に接続されるセンサ配線Ｌ１が４本の場合を示す図である。 図１２は、センサ電極Ｒｘ１に接続されるセンサ配線Ｌ１が１本の場合を示す図である。

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、本実施形態の表示装置ＤＳＰの一構成例を示す平面図である。一例では、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚは、互いに直交しているが、９０度以外の角度で交差していてもよい。第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは、表示装置ＤＳＰを構成する基板の主面と平行な方向に相当し、第３方向Ｚは、表示装置ＤＳＰの厚さ方向に相当する。本明細書において、第３方向Ｚを示す矢印の先端側の位置を上と称し、矢印の先端とは逆側の位置を下と称する。「第１部材の上の第２部材」及び「第１部材の下の第２部材」とした場合、第２部材は、第１部材に接していてもよいし、第１部材から離間していてもよい。また、第３方向Ｚを示す矢印の先端側に表示装置ＤＳＰを観察する観察位置があるものとし、この観察位置から、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙで規定されるＸ－Ｙ平面に向かって見ることを平面視という。

ここでは、Ｘ－Ｙ平面における表示装置ＤＳＰの平面図を示している。表示装置ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬと、ＩＣチップ１と、を備えている。表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、タッチセンサＴＳと、を備えている。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、平面視で重畳している。表示パネルＰＮＬは、画像を表示する表示部ＤＡと、表示部ＤＡを囲む額縁状の非表示部ＮＤＡとを備えている。タッチセンサＴＳ及び表示部ＤＡは、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２が重畳している領域に位置している。図示した例では、タッチセンサＴＳは、表示部ＤＡに設けられているが、非表示部ＮＤＡにも設けられていてもよい。

第１基板ＳＵＢ１は、第２基板ＳＵＢ２よりも第２方向Ｙに延出した実装部ＭＡを有している。ＩＣチップ１は、実装部ＭＡに接続されている。なお、ＩＣチップ１は、実装部ＭＡに接続されたフレキシブルプリント回路基板に接続されていてもよい。ＩＣチップ１は、ディスプレイドライバＤＤと、タッチコントローラＴＣと、を内蔵している。ディスプレイドライバＤＤは、画像を表示する表示モードにおいて映像信号等の画像表示に必要な信号を表示パネルＰＮＬに出力する。タッチコントローラＴＣは、表示装置ＤＳＰへの物体の接近又は接触を検出するタッチセンシングモードにおいてタッチセンサＴＳを制御する。なお、タッチコントローラＴＣは、ディスプレイドライバＤＤとは別のＩＣチップに内蔵されていてもよい。

ここで、自己容量方式のタッチセンサＴＳについて説明するが、タッチセンサＴＳは相互容量方式であってもよい。タッチセンサＴＳは、複数のセンサ電極Ｒｘと、複数のセンサ配線Ｌと、を備えている。複数のセンサ電極Ｒｘは、表示部ＤＡに位置し、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に配置されている。図示した例では、ｍ個のセンサ電極Ｒｘが第１方向Ｘに沿って間隔をおいて並び、また、ｎ個のセンサ電極Ｒｘが第２方向Ｙに沿って間隔をおいて並んでいる。なお、ｍ及びｎは２以上の整数であり、一例では、ｎはｍより大きい整数である。１つのセンサ電極Ｒｘは、タッチセンシングが可能な最小単位であるセンサブロックを構成している。複数のセンサ配線Ｌは、表示部ＤＡにおいて、それぞれ第２方向Ｙに沿って延出し、第１方向Ｘに並んでいる。センサ配線Ｌの各々は、例えば後述する信号線Ｓと重畳する位置に設けられている。また、センサ配線Ｌの各々は、非表示部ＮＤＡに引き出され、ＩＣチップ１に電気的に接続され、さらに、ＩＣチップ１の内部でタッチコントローラＴＣに電気的に接続されている。

ここで、第１方向Ｘに並んだセンサ配線Ｌ１乃至Ｌ３と、第２方向Ｙに並んだセンサ電極Ｒｘ１乃至Ｒｘ３との関係に着目する。センサ電極Ｒｘ１は、表示部ＤＡに位置するセンサ電極Ｒｘのうち、タッチコントローラＴＣから最も離間した位置に配置されている。センサ配線Ｌ１は、ｎ個のセンサ電極Ｒｘと交差し、センサ電極Ｒｘ１と重畳する位置まで延出し、センサ電極Ｒｘ１と電気的に接続されている。
センサ電極Ｒｘ２は、センサ電極Ｒｘ１よりもタッチコントローラＴＣに近接する側の位置に配置されている。センサ配線Ｌ２は、（ｎ－１）個のセンサ電極Ｒｘと交差し、センサ電極Ｒｘ２と重畳する位置まで延出し、センサ電極Ｒｘ２と電気的に接続されている。センサ配線Ｌ２は、センサ電極Ｒｘ１とは交差していない。
センサ電極Ｒｘ３は、センサ電極Ｒｘ２よりもタッチコントローラＴＣに近接する側の位置に配置されている。センサ配線Ｌ３は、（ｎ－２）個のセンサ電極Ｒｘと交差し、センサ電極Ｒｘ３と重畳する位置まで延出し、センサ電極Ｒｘ３と電気的に接続されている。センサ配線Ｌ３は、センサ電極Ｒｘ１及びＲｘ２とは交差していない。
センサ配線Ｌ１は配線長ＬＲ１を有し、センサ配線Ｌ２は配線長ＬＲ２を有し、センサ配線Ｌ３は配線長ＬＲ３を有している。配線長ＬＲ１乃至ＬＲ３は、いずれも表示部ＤＡにおける第２方向Ｙに沿った長さである。配線長ＬＲ１は配線長ＬＲ２よりも長く、配線長ＬＲ２は配線長ＬＲ３よりも長い。

センサ電極Ｒｘｎは、表示部ＤＡに位置するセンサ電極Ｒｘのうち、最もタッチコントローラＴＣに近接した位置に配置されている。センサ配線Ｌｎは、センサ電極Ｒｘｎと重畳する位置まで延出し、センサ電極Ｒｘｎと電気的に接続されている。センサ配線Ｌｎは、センサ電極Ｒｘｎよりも遠方に位置する他のセンサ電極Ｒｘとは交差していない。センサ配線Ｌｎは、センサ配線Ｌのうち、最短の配線長ＬＲｎを有している。

ダミー配線Ｄは、センサ電極Ｒｘの各々に対応して配置されている。例えば、ダミー配線Ｄ２１は、センサ配線Ｌ２から離間している。ダミー配線Ｄ２１は、センサ電極Ｒｘ１に対応して配置され、センサ電極Ｒｘ１と電気的に接続されている。センサ配線Ｌ２及びダミー配線Ｄ２１は、後述するように同一の信号線上に位置している。
ダミー配線Ｄ３１は、センサ電極Ｒｘ１に対応して配置され、センサ電極Ｒｘ１と電気的に接続されている。ダミー配線Ｄ３２は、ダミー配線Ｄ３１及びセンサ配線Ｌ３から離間している。ダミー配線Ｄ３２は、センサ電極Ｒｘ２に対応して配置され、センサ電極Ｒｘ２と電気的に接続されている。センサ配線Ｌ３、ダミー配線Ｄ３１及びＤ３２は、同一の信号線上に位置している。

タッチセンシングモードにおいては、タッチコントローラＴＣは、センサ配線Ｌにセンサ駆動電圧を印加する。これにより、センサ電極Ｒｘにはセンサ駆動電圧が印加され、センサ電極Ｒｘでのタッチセンシングが行われる。センサ電極Ｒｘでのセンシング結果に対応したセンサ信号は、センサ配線Ｌを介してタッチコントローラＴＣに出力される。タッチコントローラＴＣあるいは外部のホストは、センサ信号に基づいて、表示装置ＤＳＰへの物体の接近又は接触の有無及び物体の位置座標を検出する。
なお、表示モードにおいては、センサ電極Ｒｘは、コモン電圧（Ｖｃｏｍ）が印加された共通電極ＣＥとして機能する。コモン電圧は、例えばディスプレイドライバＤＤに含まれる電圧供給部からセンサ配線Ｌを介して印加される。

図２Ａは、図１に示した一部のセンサ電極Ｒｘとセンサ配線Ｌとの接続関係を示す平面図である。図示した例では、センサ電極Ｒｘ１とセンサ配線Ｌ１との接続関係と、センサ電極Ｒｘｎとセンサ配線Ｌｎとの接続関係と、を示している。上記の通り、センサ電極Ｒｘ１は、センサ電極ＲｘｎよりもタッチコントローラＴＣから遠方に位置している。図２に示したグリッドは、それぞれ画素ＰＸを示している。センサ配線Ｌ１及びＬｎの各々は、それぞれ第１方向Ｘに隣接する画素ＰＸの間に配置されている。
センサ配線Ｌ１及びＬｎは、いずれも少なくとも１本であるが、図示した例では、センサ配線Ｌ１の本数は、センサ配線Ｌｎの本数よりも多い。一例では、センサ配線Ｌ１は４本のセンサ配線Ｌ１１乃至Ｌ１４によって構成され、センサ配線Ｌｎは２本のセンサ配線Ｌｎ１及びＬｎ２によって構成されている。なお、これらのセンサ配線Ｌ１及びＬｎのそれぞれの本数は、図示した例に限らない。
センサ配線Ｌ２、Ｌ３、…についてもセンサ配線Ｌ１と同様に、４本のセンサ配線によって構成されている。センサ配線Ｌｎ－１、Ｌｎ－２、Ｌｎ－３、Ｌｎ－４についてもセンサ配線Ｌｎと同様に、２本のセンサ配線によって構成されている。
センサ電極Ｒｘ１とセンサ配線Ｌ１とが互いに電気的に接続されるコンタクト部ＣＴ１の個数は、センサ電極Ｒｘｎとセンサ配線Ｌｎとが互いに電気的に接続されるコンタクト部ＣＴｎの個数よりも多い。コンタクト部ＣＴ１の個数がコンタクト部ＣＴｎの個数よりも多い状態は、以下の（Ａ）及び（Ｂ）の少なくとも一方を適用することで得られる。
（Ａ）センサ配線Ｌ１の１本当たりのコンタクト部ＣＴ１の個数がセンサ配線Ｌｎの１本当たりのコンタクト部ＣＴｎの個数よりも多い。
（Ｂ）センサ配線Ｌ１の１本当たりのコンタクト部ＣＴ１の個数がセンサ配線Ｌｎの１本当たりのコンタクト部ＣＴｎの個数と同数以下ではあるが、センサ配線Ｌ１の本数がセンサ配線Ｌｎの本数よりも多い。

図２Ａに示した例において、センサ電極Ｒｘ１は第１電極に相当し、センサ電極Ｒｘｎは第２電極に相当し、センサ配線Ｌ１は第１配線に相当し、センサ配線Ｌｎは第２配線に相当し、タッチコントローラＴＣは制御部に相当する。

図２Ｂは、図２Ａに示したセンサ電極Ｒｘ１とセンサ配線Ｌ１との接続関係を示す平面図である。複数の信号線Ｓは、第１方向Ｘに間隔をおいて並んでいる。複数の走査線Ｇは、第２方向Ｙに間隔をおいて並んでいる。画素ＰＸは、隣り合う信号線Ｓと、隣り合う走査線Ｇとで囲まれている。

センサ電極Ｒｘ１に対応した領域においては、いずれの信号線Ｓの上にもセンサ配線Ｌ１またはダミー配線Ｄのいずれかが重畳している。上記の通り、１本のセンサ配線Ｌ１とセンサ電極Ｒｘ１とは、少なくとも１個のコンタクト部ＣＴ１で互いに電気的に接続されている。１本のダミー配線Ｄとセンサ電極Ｒｘ１とは、少なくとも１個のコンタクト部ＣＤ１で互いに電気的に接続されている。

信号線Ｓの各々は、いずれも図２Ａに示したセンサ電極Ｒｘ１からセンサ電極Ｒｘｎに対応して配置されている。図２Ａには、信号線Ｓのうち、代表的な信号線Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを図示している。
ここで、信号線Ｓａに着目する。図２Ｂに示したように、センサ配線Ｌ１４は、信号線Ｓａの上に重畳している。また、図２Ａを参照すれば、センサ配線Ｌ１４は、センサ電極Ｒｘ１からセンサ電極Ｒｘｎに亘る範囲の信号線Ｓａの全体に重畳している。
また、信号線Ｓｂに着目すると、センサ電極Ｒｘ１に対応して配置されたダミー配線Ｄ２１は、信号線Ｓｂの上に重畳している。センサ電極Ｒｘ２に対応して配置されたセンサ配線Ｌ２１も同様に、信号線Ｓｂの上に重畳している。但し、ダミー配線Ｄ２１は、センサ配線Ｌ２１から離間している。

図２Ｃは、図２Ａに示したセンサ電極Ｒｘｎとセンサ配線Ｌｎとの接続関係を示す平面図である。センサ電極Ｒｘｎに対応した領域においては、いずれの信号線Ｓの上にもセンサ配線Ｌｎまたはダミー配線Ｄのいずれかが重畳している。上記の通り、１本のセンサ配線Ｌｎとセンサ電極Ｒｘｎとは、少なくとも１個のコンタクト部ＣＴｎで互いに電気的に接続されている。１本のダミー配線Ｄとセンサ電極Ｒｘｎとは、少なくとも１個のコンタクト部ＣＤｎで互いに電気的に接続されている。図２Ｂ及び図２Ｃに示したように、コンタクト部ＣＤ１の個数は、コンタクト部ＣＤｎの個数よりも少ない。

信号線Ｓｃに着目すると、センサ電極Ｒｘ１に対応して配置されたダミー配線Ｄ２２、及び、センサ電極Ｒｘｎに対応して配置されたダミー配線Ｄ４１は、いずれも信号線Ｓｃの上に重畳している。但し、ダミー配線Ｄ２２は、ダミー配線Ｄ４１から離間している。
信号線Ｓｄに着目すると、センサ電極Ｒｘ１に対応して配置されたダミー配線Ｄ２３、及び、センサ電極Ｒｘｎに対応して配置されたセンサ配線Ｌｎ１は、いずれも信号線Ｓｄの上に重畳している。但し、ダミー配線Ｄ２３は、センサ配線Ｌｎ１から離間している。

図２Ａ乃至図２Ｃに示した例において、ダミー配線Ｄ２１乃至Ｄ２３は第１ダミー配線に相当し、ダミー配線Ｄ４１は第２ダミー配線に相当し、信号線Ｓａは第１信号線に相当し、信号線Ｓｃは第２信号線に相当し、信号線Ｓｄは第３信号線に相当する。

上記したように、マトリクス状のセンサ電極Ｒｘを備えたタッチセンサＴＳにおいて、センサ電極Ｒｘ１は、センサ電極Ｒｘｎと比較してタッチコントローラＴＣから遠方に位置しており、また、センサ電極Ｒｘ１と電気的に接続されたセンサ配線Ｌ１の配線長ＬＲ１は、センサ電極Ｒｘｎと電気的に接続されたセンサ配線Ｌｎの配線長ＬＲｎよりも長い。このため、センサ電極Ｒｘ１の時定数は、センサ電極Ｒｘｎの時定数より増大する傾向にある。また、センサ電極Ｒｘ１とセンサ電極Ｒｘｎとの距離が離れるにしたがって、両者の時定数の差分は、増大する傾向にあり、タッチセンサＴＳとしての検出性能にバラツキを生じさせる原因となりうる。

本実施形態によれば、センサ電極Ｒｘ１とセンサ配線Ｌ１とのコンタクト部ＣＴ１の個数は、センサ電極Ｒｘｎとセンサ配線Ｌｎとのコンタクト部ＣＴｎの個数よりも多い。このため、コンタクト部ＣＴ１の個数がコンタクト部ＣＴｎの個数と同数である場合と比較して、センサ電極Ｒｘ１の時定数とセンサ電極Ｒｘｎの時定数との差分を低減することができる。したがって、タッチセンサＴＳとしての検出性能の低下を抑制することができる。

図３は、図１に示したセンサ電極Ｒｘを示す平面図である。図３において、第２方向Ｙに対して反時計回りに鋭角に交差する方向を方向Ｄ１と定義し、第２方向Ｙに対して時計回りに鋭角に交差する方向を方向Ｄ２と定義する。なお、第２方向Ｙと方向Ｄ１とのなす角度θ１は、第２方向Ｙと方向Ｄ２とのなす角度θ２とほぼ同一である。

１つのセンサ電極Ｒｘは、複数の画素ＰＸに亘って配置されている。図示した例では、第２方向Ｙに沿って奇数行目に位置する画素ＰＸは、方向Ｄ１に沿って延出している。また、第２方向Ｙに沿って偶数行目に位置する画素ＰＸは、方向Ｄ２に沿って延出している。なお、ここでの画素ＰＸとは、映像信号に応じて個別に制御することができる最小単位を示し、副画素と称する場合がある。また、カラー表示を実現するための最小単位を主画素ＭＰと称する場合がある。主画素ＭＰは、互いに異なる色を表示する複数の副画素ＰＸを備えて構成されるものである。一例では、主画素ＭＰは、副画素ＰＸとして、赤色を表示する赤画素、緑色を表示する緑画素、及び、青色を表示する青画素を備えている。また、主画素ＭＰは、白色を表示する白画素を備えていてもよい。
一例では、１つのセンサ電極Ｒｘには、第１方向Ｘに沿って６０～７０個の主画素ＭＰが配置され、第２方向に沿って６０～７０個の主画素ＭＰが配置されている。

図４は、画素ＰＸの基本構成及び等価回路を示す図である。複数本の走査線Ｇは、走査線駆動回路ＧＤに接続されている。複数本の信号線Ｓは、信号線駆動回路ＳＤに接続されている。なお、走査線Ｇ及び信号線Ｓは、必ずしも直線的に延出していなくてもよく、それらの一部が屈曲していてもよい。例えば、信号線Ｓは、その一部が屈曲していたとしても、第２方向Ｙに延出しているものとする。

共通電極ＣＥは、センサブロックＢ毎にそれぞれ設けられている。共通電極ＣＥは、コモン電圧（Ｖｃｏｍ）の電圧供給部ＣＤに接続され、複数の画素ＰＸに亘って配置されている。また、共通電極ＣＥは、それぞれ上記の通りタッチコントローラＴＣにも接続され、センサ電極Ｒｘとしても機能する。
各画素ＰＸは、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ、共通電極ＣＥ、液晶層ＬＣ等を備えている。スイッチング素子ＳＷは、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成され、走査線Ｇ及び信号線Ｓと電気的に接続されている。走査線Ｇは、第１方向Ｘに並んだ画素ＰＸの各々におけるスイッチング素子ＳＷのゲート電極ＧＥと電気的に接続されている。信号線Ｓは、第２方向Ｙに並んだ画素ＰＸの各々におけるスイッチング素子ＳＷのソース電極ＳＥと電気的に接続されている。画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷのドレイン電極ＤＥと電気的に接続されている。画素電極ＰＥの各々は、共通電極ＣＥと対向し、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に生じる電界によって液晶層ＬＣを駆動している。保持容量ＣＳは、例えば、共通電極ＣＥと同電位の電極、及び、画素電極ＰＥと同電位の電極の間に形成される。

図５は、画素レイアウトの一例を示す平面図である。ここでは、図１に示したセンサ電極Ｒｘ１及びＲｘ２に跨る領域における画素レイアウトを拡大して示している。すなわち、図示した共通電極ＣＥ１はセンサ電極Ｒｘ１に相当し、共通電極ＣＥ２はセンサ電極Ｒｘ２に相当するものとする。走査線Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃは、それぞれ第１方向Ｘに沿って直線的に延出し、第２方向Ｙに間隔を置いて並んでいる。信号線Ｓ１乃至Ｓ３は、それぞれ概ね第２方向Ｙに沿って延出し、第１方向Ｘに間隔をおいて並んでいる。

画素電極ＰＥ１及びＰＥ２は、走査線Ｇａ及びＧｂの間に配置されている。画素電極ＰＥ１及びＰＥ２は、第１方向Ｘに沿って並んでいる。画素電極ＰＥ３及びＰＥ４は、走査線Ｇｂ及びＧｃの間に配置されている。画素電極ＰＥ３及びＰＥ４は、第１方向Ｘに沿って並んでいる。画素電極ＰＥ１及びＰＥ３は信号線Ｓ１及びＳ２の間に配置され、画素電極ＰＥ２及びＰＥ４は信号線Ｓ２及びＳ３の間に配置されている。
画素電極ＰＥ１及びＰＥ２は、それぞれ方向Ｄ１に沿って延出した帯電極Ｐａ１及びＰａ２を有している。画素電極ＰＥ３及びＰＥ４は、それぞれ方向Ｄ２に沿って延出した帯電極Ｐａ３及びＰａ４を有している。図示した例では、帯電極Ｐａ１乃至Ｐａ４は、２本であるが、１本でもよいし、３本以上であってもよい。

共通電極ＣＥ１及びＣＥ２は、それぞれ図１に示したセンサ電極Ｒｘ１及びＲｘ２に相当する。共通電極ＣＥ１は、走査線Ｇａ、及び、信号線Ｓ１乃至Ｓ３の上に重畳している。画素電極ＰＥ１及びＰＥ２は、共通電極ＣＥ１の上に重畳している。共通電極ＣＥ２は、走査線Ｇｃ、及び、信号線Ｓ１乃至Ｓ３の上に重畳している。画素電極ＰＥ３及びＰＥ４は、共通電極ＣＥ２の上に重畳している。共通電極ＣＥ２は、共通電極ＣＥ１から離間し、互いに電気的に絶縁されている。図示した例では、走査線Ｇｂは、共通電極ＣＥ１及びＣＥ２の間に位置している。他の共通電極、あるいは、他のセンサ電極についても同様に、複数の画素電極と重畳している。

図６は、図５に示したＡ－Ｂ線に沿った表示装置ＤＳＰの断面図である。図示した例は、横電界を利用する表示モードの一つであるＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードが適用された例に相当する。表示装置ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬと、光学素子ＯＤ１及びＯＤ２と、照明装置ＩＬと、を備えている。照明装置ＩＬ、光学素子ＯＤ１、表示パネルＰＮＬ、及び、光学素子ＯＤ２は、この順に第３方向Ｚに沿って配置されている。表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、液晶層ＬＣと、を備えている。

第１基板ＳＵＢ１は、絶縁基板１０、絶縁膜１１乃至１６、信号線Ｓ２及びＳ３、金属配線ＭＬ２及びＭＬ３、共通電極ＣＥ１、画素電極ＰＥ２、配向膜ＡＬ１などを備えている。絶縁基板１０は、ガラス基板や可撓性の樹脂基板などの光透過性を有する基板である。絶縁膜１１乃至１３は、絶縁基板１０の上において、この順に第３方向Ｚに沿って配置されている。
信号線Ｓ２及びＳ３は、絶縁膜１３の上に位置し、絶縁膜１４によって覆われている。なお、信号線Ｓ２及びＳ３は、図示しない他の信号線Ｓ１と同一層に位置している。信号線Ｓ２及びＳ３は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）などの金属材料や、これらの金属材料を組み合わせた合金などによって形成され、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。一例では、信号線Ｓ２及びＳ３は、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、及び、チタン（Ｔｉ）を順に積層した積層体である。

金属配線ＭＬ２及びＭＬ３は、絶縁膜１４の上に位置し、絶縁膜１５によって覆われている。金属配線ＭＬ２は信号線Ｓ２の直上に位置し、金属配線ＭＬ３は信号線Ｓ３の直上に位置している。金属配線ＭＬ２及びＭＬ３は、上記の金属材料や、上記の金属材料を組み合わせた合金などによって形成され、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。一例では、金属配線ＭＬ２及びＭＬ３は、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、及び、チタン（Ｔｉ）を順に積層した積層体、あるいは、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、及び、モリブデン（Ｍｏ）を順に積層した積層体である。これらの金属配線ＭＬ２及びＭＬ３は、上記のセンサ配線及びダミー配線のいずれかに相当する。

共通電極ＣＥ１は、絶縁膜１５の上に位置し、絶縁膜１６によって覆われている。共通電極ＣＥ１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によって形成された透明電極である。画素電極ＰＥ２は、絶縁膜１６の上に位置し、配向膜ＡＬ１によって覆われている。画素電極ＰＥ２は、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明な導電材料によって形成された透明電極である。

絶縁膜１１乃至１３、及び、絶縁膜１６は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物などの無機絶縁材料によって形成された無機絶縁膜であり、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。絶縁膜１４及び１５は、例えば、アクリル樹脂などの有機絶縁材料によって形成された有機絶縁膜である。なお、絶縁膜１５は、無機絶縁膜であってもよい。

第２基板ＳＵＢ２は、絶縁基板２０、遮光層ＢＭ、カラーフィルタＣＦ、オーバーコート層ＯＣ、配向膜ＡＬ２などを備えている。
絶縁基板２０は、絶縁基板１０と同様に、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する基板である。遮光層ＢＭ及びカラーフィルタＣＦは、絶縁基板２０の第１基板ＳＵＢ１と対向する側に位置している。カラーフィルタＣＦは、画素電極ＰＥ２と対向する位置に配置され、その一部が遮光層ＢＭに重なっている。カラーフィルタＣＦとしては、赤色、緑色、青色のそれぞれのカラーフィルタが含まれる。オーバーコート層ＯＣは、カラーフィルタＣＦを覆っている。オーバーコート層ＯＣは、透明な樹脂によって形成されている。配向膜ＡＬ２は、オーバーコート層ＯＣを覆っている。配向膜ＡＬ１及び配向膜ＡＬ２は、例えば、水平配向性を呈する材料によって形成されている。上述した第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、配向膜ＡＬ１及び配向膜ＡＬ２が対向するように配置されている。

液晶層ＬＣは、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２の間に位置し、配向膜ＡＬ１と配向膜ＡＬ２との間に保持されている。液晶層ＬＣは、液晶分子ＬＭを備えている。液晶層ＬＣは、ポジ型（誘電率異方性が正）の液晶材料、あるいは、ネガ型（誘電率異方性が負）の液晶材料によって構成されている。

偏光板ＰＬ１を含む光学素子ＯＤ１は、絶縁基板１０に接着されている。偏光板ＰＬ２を含む光学素子ＯＤ２は、絶縁基板２０に接着されている。なお、光学素子ＯＤ１及び光学素子ＯＤ２は、必要に応じて位相差板、散乱層、反射防止層などを備えていてもよい。

このような表示パネルＰＮＬにおいては、画素電極ＰＥ２と共通電極ＣＥ１との間に電界が形成されていないオフ状態において、液晶分子ＬＭは、配向膜ＡＬ１及び配向膜ＡＬ２の間で所定の方向に初期配向している。このようなオフ状態では、照明装置ＩＬから表示パネルＰＮＬに向けて照射された光は、光学素子ＯＤ１及び光学素子ＯＤ２によって吸収され、暗表示となる。一方、画素電極ＰＥ２と共通電極ＣＥ１との間に電界が形成されたオン状態においては、液晶分子ＬＭは、電界により初期配向方向とは異なる方向に配向し、その配向方向は電界によって制御される。このようなオン状態では、照明装置ＩＬからの光の一部は、光学素子ＯＤ１及び光学素子ＯＤ２を透過し、明表示となる。

図７は、第１基板ＳＵＢ１の主要部を示す拡大平面図である。なお、ここでは、走査線、画素電極、半導体層等の図示を省略している。

第１基板ＳＵＢ１は、さらに、ドレイン電極ＤＥ１及びＤＥ２と、接続電極ＢＥ１及びＢＥ２と、を備えている。信号線Ｓ１乃至Ｓ３の各々は、共通電極ＣＥ１と重畳する位置において、方向Ｄ１に沿って延出した部分と、方向Ｄ２に沿って延出した部分と、第２方向Ｙに沿って延出した部分と、を有している。金属配線ＭＬ１乃至ＭＬ３は、信号線Ｓ１乃至Ｓ３とそれぞれ重畳している。金属配線ＭＬ１乃至ＭＬ３は、間隔をおいて第１方向Ｘに沿って並んでいる。

ドレイン電極ＤＥ１及びＤＥ２は、それぞれ島状に形成されている。ドレイン電極ＤＥ１は信号線Ｓ１と信号線Ｓ２との間に配置され、ドレイン電極ＤＥ２は信号線Ｓ２と信号線Ｓ３との間に配置されている。ドレイン電極ＤＥ１及びＤＥ２は、信号線Ｓ２等と同一層に位置し、信号線Ｓ２と同一材料によって形成されている。
接続電極ＢＥ１及びＢＥ２は、それぞれ島状に形成されている。接続電極ＢＥ１はドレイン電極ＤＥ１と重畳し、接続電極ＢＥ２はドレイン電極ＤＥ２と重畳している。接続電極ＢＥ１は、コンタクトホールＣＨ１０を介して、ドレイン電極ＤＥ１にコンタクトしている。接続電極ＢＥ２は、コンタクトホールＣＨ２０を介して、ドレイン電極ＤＥ２にコンタクトしている。接続電極ＢＥ１及びＢＥ２は、金属配線ＭＬ２等と同一層に位置し、金属配線ＭＬ２と同一材料によって形成されている。

ここで、信号線Ｓ２及び金属配線ＭＬ２に着目する。例えば、金属配線ＭＬ２は、図２Ｂに示したセンサ配線Ｌ１１またはダミー配線Ｄのいずれかに相当する。信号線Ｓ２は、後述する半導体層とコンタクトするコンタクト部ＣＴＡを有している。コンタクト部ＣＴＡは、他の配線部分よりも第１方向Ｘに拡張されている。金属配線ＭＬ２は、共通電極ＣＥ１とコンタクトするコンタクト部ＣＴＢを有している。コンタクト部ＣＴＢは、コンタクト部ＣＴＡの上に重畳している。金属配線ＭＬ２がセンサ配線Ｌ１１に相当する場合、コンタクト部ＣＴＢは図２Ｂに示したコンタクト部ＣＴ１に相当する。また、金属配線ＭＬ２がダミー配線Ｄ２１に相当する場合、コンタクト部ＣＴＢは図２Ｂに示したコンタクト部ＣＤ１に相当する。

共通電極ＣＥ１は、金属配線ＭＬ２に重畳する開口部ＯＰを有している。図示した開口部ＯＰは、方向Ｄ２に沿って延出したスリットである。開口部ＯＰは、幅ＷＯＰを有している。金属配線ＭＬ２は、開口部ＯＰと重畳する位置において、幅ＷＭ２を有している。幅ＷＭ２は、幅ＷＯＰより小さい。金属配線ＭＬ２は、開口部ＯＰよりも内側に位置している。信号線Ｓ２は、幅ＷＳ２を有している。幅ＷＳ２は、幅ＷＭ２より小さい。信号線Ｓ２は、金属配線ＭＬ２よりも内側に位置している。なお、本明細書での幅とは、第１方向Ｘに沿った長さに相当する。共通電極ＣＥ１は、他の金属配線ＭＬ１及びＭＬ３などと重畳する領域においても、同様の開口部ＯＰを有している。さらに、他の共通電極ＣＥ（あるいはセンサ電極Ｒｘ）についても同様に、金属配線ＭＬ（あるいはセンサ配線Ｌ及びダミー配線Ｄ）と重畳する領域の一部に、それぞれ開口部ＯＰを有している。

スペーサＳＰは、図中に点線で示したように、接続電極ＢＥ１及びＢＥ２の間に位置し、共通電極ＣＥ１の上に重畳している。

図８は、図７に示したＣ－Ｄ線に沿った第１基板ＳＵＢ１の断面図である。第１基板ＳＵＢ１は、さらに、半導体層ＳＣ、走査線Ｇなどを備えている。半導体層ＳＣは、絶縁膜１１の上に位置し、絶縁膜１２によって覆われている。半導体層ＳＣは、例えば、多結晶シリコンによって形成されているが、アモルファスシリコンや酸化物半導体によって形成されていてもよい。走査線Ｇは、絶縁膜１２の上に位置し、絶縁膜１３によって覆われている。走査線Ｇは、上記した金属材料を用いて形成されている。
信号線Ｓ２のコンタクト部ＣＴＡは、絶縁膜１２及び絶縁膜１３を貫通するコンタクトホールＣＨ１を通じて半導体層ＳＣにコンタクトしている。金属配線ＭＬ２は、絶縁膜１４の上に位置し、絶縁膜１５によって覆われている。金属配線ＭＬ２のコンタクト部ＣＴＢは、絶縁膜１５を貫通するコンタクトホールＣＨ３を通じて共通電極ＣＥ１にコンタクトしている。

図９は、図７に示したＥ－Ｆ線に沿った表示パネルＰＮＬの断面図である。接続電極ＢＥ１、金属配線ＭＬ２、及び、接続電極ＢＥ２は、第２方向Ｙに沿って間隔をおいてこの順に並び、同一層に位置している。接続電極ＢＥ１は、絶縁膜１４を貫通するコンタクトホールＣＨ１０を通じてドレイン電極ＤＥ１にコンタクトしている。接続電極ＢＥ２は、絶縁膜１４を貫通するコンタクトホールＣＨ２０を通じてドレイン電極ＤＥ２にコンタクトしている。
画素電極ＰＥ１１及びＰＥ１２は、絶縁膜１６の上に位置し、配向膜ＡＬ１によって覆われている。画素電極ＰＥ１１は、接続電極ＢＥ１の直上に位置し、絶縁膜１５を接続電極ＢＥ１まで貫通するコンタクトホールＣＨ１１、及び、絶縁膜１６を接続電極ＢＥ１まで貫通するコンタクトホールＣＨ１２を通じて、接続電極ＢＥ１にコンタクトしている。同様に、画素電極ＰＥ１２は、接続電極ＢＥ２の直上に位置し、絶縁膜１５を貫通するコンタクトホールＣＨ２１、及び、絶縁膜１６を貫通するコンタクトホールＣＨ２２を通じて、接続電極ＢＥ２にコンタクトしている。

スペーサＳＰは、第２基板ＳＵＢ２に設けられている。スペーサＳＰは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に位置し、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とのセルギャップを形成する。セルギャップは、例えば２～５μｍである。スペーサＳＰは、例えば、樹脂材料によって形成される。スペーサＳＰの直下の第１基板ＳＵＢ１においては、信号線Ｓ２、絶縁膜１４、金属配線ＭＬ２、絶縁膜１５、共通電極ＣＥ１、絶縁膜１６、配向膜ＡＬ１が、第３方向Ｚに沿ってこの順に積層されている。なお、信号線Ｓ２の直下において、絶縁膜１１及び１２の間には半導体層が配置されているが、図示を省略している。

図１０は、共通電極ＣＥ１と金属配線ＭＬ２との間の容量Ｃ１を説明するための図である。図示したように、共通電極ＣＥ１が絶縁膜１５を介して金属配線ＭＬ２の上に重畳している場合、容量Ｃ１が生ずる。容量Ｃ１は、絶縁膜１５の膜厚が厚いほど低減される。また、容量Ｃ１は、絶縁膜１５の誘電率が低いほど低減される。これらの点を考慮すると、絶縁膜１５が比較的厚い有機絶縁膜である場合、容量Ｃ１を低減することができる。

図１１は、センサ電極Ｒｘ１に接続されるセンサ配線Ｌ１が４本の場合を示す図であり、図１２は、センサ電極Ｒｘ１に接続されるセンサ配線Ｌ１が１本の場合を示す図である。上記の通り、タッチコントローラＴＣから遠方に位置するセンサ電極Ｒｘ１の時定数を低減するための一手法として、センサ電極Ｒｘ１に接続されるセンサ配線Ｌ１の本数を増やす手法が挙げられる。しかしながら、図１１に示した例の如くセンサ配線Ｌ１が４本の場合には、図１２に示した例の如くセンサ配線Ｌ１が１本の場合と比較して、センサ電極Ｒｘ１以外の他のセンサ電極と重畳する部分が増加し、容量Ｃ１が増加する。このため、センサ配線Ｌ１の本数が増えるほど容量Ｃ１が増加し、時定数の低減効果を十分に発揮できない恐れがある。

本実施形態によれば、図７を参照して説明したように、共通電極ＣＥ１は、金属配線ＭＬ２と重畳する開口部ＯＰを有している。このため、共通電極ＣＥ１と金属配線ＭＬ２との間の容量Ｃ１を低減することができる。したがって、タッチコントローラＴＣから遠方に位置するセンサ電極Ｒｘ１に接続されるセンサ配線Ｌ１の本数を増やしたとしても、容量Ｃ１の増加を抑制し、時定数の低減効果を得ることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、検出性能の低下を抑制する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。

本実施形態の表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１の背面側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に限らず、第２基板ＳＵＢ２の前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、あるいは、透過表示機能及び反射表示機能を備えた半透過型のいずれであってもよい。
また、本実施形態では、基板主面に沿った横電界を利用する表示モードに対応した表示パネルＰＮＬについて説明したが、これに限らず、基板主面の法線に沿った縦電界を利用する表示モード、基板主面に対して斜め方向に傾斜した傾斜電界を利用する表示モード、さらには、上記の横電界、縦電界、及び、傾斜電界を適宜組み合わせて利用する表示モードに対応したいずれの表示パネルであってもよい。ここでの基板主面とは、Ｘ－Ｙ平面と平行な面である。

ＤＳＰ…表示装置
ＰＮＬ…表示パネル ＣＥ…共通電極 ＭＬ…金属配線
ＴＳ…タッチセンサ Ｒｘ…センサ電極 Ｌ…センサ配線 Ｄ…ダミー配線
ＯＰ…開口部
Ｓ…信号線 ＰＥ…画素電極

Claims (9)

1. 第１電極と、
   前記第１電極から離間した第２電極と、
   前記第１電極と電気的に接続された少なくとも１本の第１配線と、
   前記第２電極と電気的に接続された少なくとも１本の第２配線と、
   前記第１配線及び前記第２配線と電気的に接続された制御部と、を備え、
   前記第１電極及び前記第２電極は、表示部に位置し、
   前記第１電極は、前記第２電極よりも前記制御部から離れた位置で前記第１配線と接続し、
   前記第２電極は、前記第１電極よりも前記制御部に近い位置で前記第２配線と接続し、
   前記第１配線の本数は、前記第２配線の本数よりも多い、表示装置。
2. 前記第１電極と前記第１配線とのコンタクト部の個数は、前記第２電極と前記第２配線とのコンタクト部の個数よりも多い、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１配線は、前記第１電極及び前記第２電極と交差し、
   前記第２配線は、前記第２電極と交差し、前記第１電極とは交差していない、請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 第１電極と、
   前記第１電極から離間した第２電極と、
   前記第１電極と電気的に接続された第１配線と、
   前記第２電極と電気的に接続された第２配線と、を備え、
   前記第１電極及び前記第２電極は、表示部に位置し、
   前記第１配線の配線長は、前記第２配線の配線長よりも長く、
   前記第１配線は、前記第１電極及び前記第２電極と交差し、
   前記第２配線は、前記第２電極と交差し、
   前記第２電極は、前記第１配線の上に重畳する開口部を有している、表示装置。
5. 前記第１電極と前記第１配線とのコンタクト部の個数は、前記第２電極と前記第２配線とのコンタクト部の個数よりも多い、請求項４に記載の表示装置。
6. 前記開口部は、第１幅を有し、
   前記第１配線は、前記開口部と重畳する位置において、前記第１幅より小さい第２幅を有している、請求項４に記載の表示装置。
7. さらに、前記第１電極に対応して配置された第１ダミー配線と、
   前記第２電極に対応して配置された第２ダミー配線と、を備え、
   前記第１電極と前記第１ダミー配線とのコンタクト部の個数は、前記第２電極と前記第２ダミー配線とのコンタクト部の個数よりも少ない、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の表示装置。
8. さらに、前記第１電極及び前記第２電極と交差する第１信号線を備え、
   前記第１配線は、前記第１信号線の上に重畳している、請求項７に記載の表示装置。
9. さらに、前記第１電極及び前記第２電極と交差する第２信号線を備え、
   前記第１ダミー配線及び前記第２配線は、前記第２信号線の上に重畳している、請求項７に記載の表示装置。

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