JP7160643B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、表示装置の技術に関し、表示領域内に画素と重ならない透明領域がある表示装置に適用して有効な技術に関する。
特許文献1(特開2006-343728号公報)には、映像表示部と透明表示部との間に遮光部が配置された表示装置が記載されている。また、特許文献2(米国特許出願公開第2017/0123452号明細書)には、カメラと重なる位置に透明領域が設けられた表示装置が記載されている。
特開2006-343728号公報 米国特許出願公開第2017/0123452号明細書
表示装置に対して、表示領域内の非表示領域の面積を出来る限り小さくして、有効表示領域の占有率を増大させる要求がある。本願発明者は、この要求に対する取組の一環として、例えばカメラなどの部品を配置する領域の周囲を囲む位置まで表示領域の面積を拡大させる技術について検討した。平面視において、表示領域の内側にカメラなどの部品を配置する可視光透過性の透明領域を配置する場合、透明領域が設けられたことによる透明領域周辺の表示領域の電気的特性の変化を抑制する必要がある。
本発明の目的は、表示装置の性能を向上させる技術を提供することにある。
本発明の一態様である表示装置は、互いに対向するように配置される第1基板および第2基板と、前記第1基板および前記第2基板のそれぞれが備える表示領域と、平面視において前記表示領域の内側にある透明領域と、平面視において前記透明領域の外縁に沿って前記透明領域を囲み、前記表示領域と前記透明領域との間にある額縁領域と、前記第1基板若しくは前記第2基板のどちらか一方に形成され、前記透明領域に重なる開口部を有する、偏光板と、前記第1基板と前記第2基板との間にある第1導電層に形成される第1透明導電膜と、前記第1導電層と前記第2基板との間にある第2導電層に形成される第2透明導電膜と、を有する。平面視において、前記額縁領域には、前記第1透明導電膜または前記第2透明導電膜がある。
一実施の形態である表示装置の一例を示す表示面側の平面図である。 図1のA-A線に沿った断面図である。 図1のB-B線に沿った拡大断面図である。 図1に示す表示装置が備える画素周辺の回路構成例を示す回路図である。 図2に示す表示装置の表示領域の拡大断面図である。 図1に示す表示装置が備える共通電極(検出電極)のレイアウトの例を示す平面図である。 図6の透明領域に配置された透明導電膜のレイアウトを示す拡大平面図である。 図7のA-A線に沿った拡大断面図である。 図3に示す表示装置に対する変形例である表示装置の拡大断面図である。 図9に示す表示装置の透明領域に配置された透明導電膜のレイアウトを示す拡大平面図である。 図10のA-A線に沿った拡大断面図である。 図10に示す表示装置に対する変形例を示す拡大平面図である。 図12のA-A線に沿った拡大断面図である。 図7に示す表示装置に対する他の変形例を示す拡大平面図である。 図14のA-A線に沿った拡大断面図である。 図7に示す表示装置に対する他の変形例である表示装置の拡大平面図である。ある。 図12に示す表示装置に対する他の変形例である表示装置の拡大平面図である。
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、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、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様の要素には、同一または関連する符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
また、以下の実施の形態では、表示装置の例として、電気光学層である液晶層を備えた液晶表示装置を取り上げて説明する。ただし、以下で説明する技術は、液晶表示装置の他、種々の変形例に適用できる。例えば、電気光学層は、液晶層の他、有機発光素子層、マイクロLEDを含む無機発光素子層、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)シャッター、あるいは、電気泳動素子層など、電気的なエネルギーを印加することにより、光学特性が変化する素子を含んだ層であれば良い。
また、液晶表示装置は、液晶層の液晶分子の配向を変化させるための電界の印加方向により、大きくは以下の2通りに分類される。すなわち、第1の分類として、表示装置の厚さ方向(あるいは面外方向)に電界が印加される、所謂、縦電界モードがある。縦電界モードには、例えばTN(Twisted Nematic)モードや、VA(Vertical Alignment)モードなどがある。また、第2の分類として、表示装置の平面方向(あるいは面内方向)に電界が印加される、所謂、横電界モードがある。横電界モードには、例えばIPS(In-Plane Switching)モードや、IPSモードの一つであるFFS(Fringe Field Switching)モードなどがある。以下で説明する技術は、縦電界モードおよび横電界モードのいずれにも適用できるが、以下で説明する実施の形態では、一例として、横電界モードの表示装置を取り上げて説明する。
(実施の形態1)
<表示装置の構成>
まず、表示装置の構成について説明する。図1は、本実施の形態の表示装置の一例を示す表示面側の平面図である。図1では、表示領域DAと周辺領域PFAの境界、表示領域DAと額縁領域FRAとの境界、および額縁領域FRAと透明領域TRAとの境界のそれぞれを二点鎖線で示している。また、図1では、シール材SLMが配置される領域をドットパターンで示している。図2は、図1のA-A線に沿った断面図である。後述する図5に示すように、基板10と基板20との間には、液晶層LQの他、複数の導電層や絶縁層があるが、図2では図示を省略している。図3は、図1のB-B線に沿った拡大断面図である。図4は、図1に示す表示装置が備える表示領域DAにおける画素周辺の回路構成例を示す回路図である。図5は、図2に示す表示装置の表示領域の拡大断面図である。図5では、基板10の厚さ方向(図5に示すZ方向)における走査信号線GLと映像信号線SLとの位置関係の例を示すため、図5とは異なる断面に設けられた走査信号線GLを点線で示している。
図1に示すように、本実施の形態の表示装置DSP1は、表示領域DAを有する。表示領域DAには、外部から供給される入力信号に応じて画像が形成される。表示領域DAは、表示面を視た平面視において、表示装置DSP1が画像を表示する有効領域である。また、表示装置DSP1は、平面視において、表示領域DAの周囲にある周辺領域(非表示領域)PFAを有する。なお、表示装置DSP1は、表示領域DAの周囲に周辺領域PFAを備えているが、変形例として、周縁部まで表示領域DAになっている表示装置もある。以下で説明する技術は、表示領域DAが、表示装置の周縁部まで広がっているタイプの表示装置にも適用できる。また、図1に示す表示装置DSP1の表示領域DAは四角形であるが、表示領域が多角形や円形など、四角形以外の形状であってもよい。例えば、表示領域DAの4つの角部のそれぞれが、ラウンド形状になっている場合がある。
また、表示装置DSP1は、平面視において、表示領域DAの内側にある透明領域TRAと、額縁領域FRAと、を有する。額縁領域FRAは、平面視において透明領域TRAの外縁に沿って透明領域TRAを囲み、表示領域DAと透明領域TRAとの間にある。また、額縁領域FRAは後述する遮光膜BMにより遮光されており、額縁領域FRAは、「遮光領域」と言い換えることもできる。透明領域TRAは、表示装置DSP1に取り付けられるカメラCAM(図3参照)などの部品が配置される領域である。透明領域TRAは、カメラCAMなどの部材に可視光を照射するため、可視光を透過するように形成されている。例えば、表示装置を構成する基板や偏光板には、透明領域TRAに開口部が設けられている。あるいは、透明領域TRAには、可視光透過性の部材が設けられ、金属配線などの遮光性部材が配置されていない。なお、透明領域TRAや額縁領域FRAには、カメラCAMの他、マイク、あるいはスピーカなどの部品が配置される場合もある。
図2に示すように、表示装置DSP1は、液晶層LQを介して対向するように貼り合せられた基板10および基板20を有している。基板10と基板20とは、表示装置DSP1の厚さ方向(Z方向)において互いに対向する。基板10は、液晶層LQ(および基板20)と対向する前面(主面、面)10fを有する。また基板20は、基板10の前面10f(および液晶層LQ)と対向する背面(主面、面)20bを有する。基板10は、スイッチング素子(能動素子)としての複数のトランジスタ(トランジスタ素子)Tr1(図4参照)がアレイ状に配置されたアレイ基板である。また、基板20は、表示面側に設けられた基板である。基板20は、アレイ基板に対向配置された基板という意味で、対向基板と言い換えることができる。
また、液晶層LQは、基板10の前面10fと基板20の背面20bとの間にある。液晶層LQは、可視光の透過状態を制御する電気光学層である。スイッチング素子を介して液晶層LQの周辺に形成される電界の状態を制御することにより、そこを通過する光を変調する機能を備えている。基板10および基板20にある表示領域DAは、図2に示すように液晶層LQと重畳する。
また、基板10と基板20とは、シール材(接着材)SLMを介して接着される。図1に示すように、シール材SLMは、表示領域DAの周囲を囲むように、周辺領域PFAに配置される。図2に示すように、シール材SLMの内側には、液晶層LQがある。シール材SLMは、基板10と基板20との間に液晶を封入するシールとしての役割を果たす。また、シール材SLMは、基板10と基板20とを接着する、接着材としての役割を果たす。
図3に示すように、表示装置DSP1の場合、透明領域TRAには、基板10および基板20を貫通する貫通孔TH1が形成されている。貫通孔TH1は、図1に示す透明領域TRAの形状(図1の場合円形)に沿った平面形状を有する。図3に示す例では、貫通孔TH1は、バックライトユニットBL、光学素子OD1、基板10、基板20、光学素子OD2、のそれぞれを貫通する。液晶層LQと貫通孔TH1の間には、シール材SLMが配置される。シール材SLMは、額縁領域FRAに配置される。額縁領域FRAにシール材SLMが配置されていることにより、液晶層LQの液晶が貫通孔TH1内に漏れ出すことを防止できる。
また、表示装置DSP1は、光学素子OD1と、光学素子OD2と、を有する。光学素子OD1は、基板10とバックライトユニットBLとの間に配置される。光学素子OD2は、基板20の表示面側、すなわち基板20を挟んで基板10の反対側に配置される。光学素子OD1および光学素子OD2は、それぞれ少なくとも偏光板を含んでおり、必要に応じて位相差板を含んでいてもよい。図3に示すように、透明領域TRAには透明性の阻害要因となり得る光学素子OD1、OD2は形成されていない。より具体的には、光学素子OD1、OD2のそれぞれは、透明領域TRAと重なる位置に、透明領域TRAの形状に沿って形成された開口部(貫通孔TH1)を備える。
また、表示装置DSP1は、基板20の表示面側を覆う、カバー部材CVM(図2参照)を備えている。カバー部材CVMは、基板20の背面(面)20bの反対側の前面(面)10fに対向する。言い換えれば、カバー部材CVMは、基板20の背面(面)20bの反対側の前面(面)20fに対向する。基板20は、Z方向において、カバー部材CVMと基板10の間にある。カバー部材CVMは、基板10、20や光学素子OD2を保護する保護部材であって、表示装置DSP1の表示面側に配置されている。ただし、本実施の形態に対する変形例としては、カバー部材CVMが無い場合もある。図3に示すように、本実施の形態の場合、カバー部材CVMは、透明領域TRAと重なる位置に貫通孔TH1は形成されていない。言い換えれば、貫通孔TH1内に挿入されたカメラCAMは、カバー部材CVMに覆われている。
基板10および基板20のそれぞれは、可視光透過性(可視光が透過する特性)を備える透明な板材である。透明な板材である基板として、ガラス基板を例示することができる。また、基板10や基板20の構成材料として、ポリイミドやポリアミド、ポリカルボナート、あるいは、ポリエステルなどのポリマーを含む樹脂材料(可視光透過性の樹脂材料)を用いることもできる。また、ポリイミドなどの樹脂材料から成る基板の場合、基板が可撓性を備える。基板10が可撓性を備える場合、基板10の一部分(例えば周辺領域PFA)を湾曲させる、あるいは折り曲げることができる。基板10や基板20が可撓性を備えている場合、平面視における周辺領域PFAの面積を低減できる。この場合、平面視における有効表示領域の占有率を増大させることができる。
図4に示すように、表示領域DAには、複数の画素(ピクセル)PXが配置される。図4に示す例では、複数の画素PXのそれぞれは、複数の副画素(サブピクセル)PXsを有する。複数の副画素PXsには、例えば、赤色用、青色用、および緑色用の副画素PXsが含まれ、複数の副画素PXsの色調を制御することにより、カラー画像を表示することができる。一つの画素PXを構成する副画素PXsの種類の数は、図4に例示する3種類の他、種々の変形例が適用できる。
複数の副画素PXsのそれぞれは、液晶層LQに印加する電界のオン-オフを制御するスイッチング素子であるトランジスタTr1を備える。トランジスタTr1は、副画素PXsの動作を制御する。トランジスタTr1は、後述するように、基板10上に形成された薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)である。
また、図4に示すように、表示装置DSP1は、表示領域DAにおいて、X方向に延びる複数の走査信号線GLと、表示領域DAにおいて、X方向に交差する(図4では直交する)Y方向に延びる複数の映像信号線SLと、を有する。走査信号線GLは、トランジスタTr1のゲートに接続される、ゲート線である。また、映像信号線SLは、トランジスタTr1のソースに接続される、ソース線である。複数の走査信号線GLのそれぞれは、X方向に延び、かつ、Y方向において、例えば等間隔で配列されている。複数の映像信号線SLのそれぞれは、Y方向に延び、かつ、X方向において、例えば等間隔で配列されている。
複数の走査信号線GLのそれぞれは、走査駆動回路(ゲート駆動回路)GDに接続される。走査駆動回路GDから出力された走査信号Gsiは、走査信号線GLを介してトランジスタTr1のゲートに入力される。また、複数の映像信号線SLのそれぞれは、映像信号駆動回路SDに接続される。映像信号駆動回路SDから出力された映像信号Spicは、映像信号線SLを介してトランジスタTr1のソースに入力される。
複数の映像信号線SLのそれぞれは、トランジスタTr1を介して画素電極PEに接続される。詳しくは、映像信号線SLは、トランジスタTr1のソースに接続され、画素電極PEは、トランジスタTr1のドレインに接続される。トランジスタTr1がオンになっている時、画素電極PEには、映像信号線SLから映像信号Spicが供給される。また、画素電極PEは、誘電層(図4に示す容量素子CS)を介して電極CEに接続されている。表示領域DAに映像を表示する表示期間において、共通電極としての電極CEには、共通電位供給回路CDから固定電位が供給される。電極CEに供給される固定電位は、複数の副画素PXsに対して共通の電位である。表示期間において、電極CEに供給される電位と、画素電極PEに供給される電位との電位差に応じて各副画素PXsには電界が形成され、この電界により、液晶層LQに含まれる液晶分子が駆動される。
図4に示す走査駆動回路GD、映像信号駆動回路SD、および共通電位供給回路CDのそれぞれは、図1に示す周辺領域PFA、または、周辺領域PFAに接続される配線板FWB1に形成されている。図2に示すように配線板FWB1の一方の端部は、基板10の前面10f側に形成された端子TM1に接続される。配線板FWB1の他方の端部は、基板10の背面10b側に配置される。配線板FWB1は、回路基板CB1に接続されている。
図5に示すように、基板10と液晶層LQとの間には、複数の導電層CL1~CL5、複数の絶縁膜11~16、および配向膜AL1がある。複数の導電層CL1~CL5、複数の絶縁膜11~16、および配向膜AL1は、基板10の前面10f上に形成される。また、基板20と液晶層LQとの間には、遮光膜BMと、カラーフィルタCFR、CFGおよびCFBと、絶縁膜OC1と、配向膜AL2と、がある。遮光膜BM、カラーフィルタCFR、CFG、CFB、絶縁膜OC1、および配向膜AL2は、基板20の背面20b上に形成される。
図5に示す導電層CL1、CL2およびCL3のそれぞれには、金属の導体パターン(金属配線)が形成される。導電層CL1および導電層CL3は、例えばモリブデン(Mo)やタングステン(W)等の金属またはそれらの合金から成る金属膜を含んでいる。導電層CL2の導体パターンは、例えばアルミニウム(Al)膜がチタン(Ti)膜や窒化チタン(TiN)膜などに挟まれた積層膜など、多層構造の金属膜を含んでいる。また、導電層CL4および導電層CL5は、主に、ITO(Indium tin oxide)またはIZO(Indium Zinc Oxide)などの導電性の酸化物材料(透明導電材料)を含む。本明細書では、ITOやIZOのように、可視光透過性および導電性を兼ね備えた材料により形成された導体膜を、透明導電膜と呼ぶ。
導電層CL1~CL5の間には、絶縁膜が介在する。導電層CL1と基板10との間には、絶縁膜11、および絶縁膜12が介在する。導電層CL1と導電層CL2との間には、絶縁膜13が介在する。導電層CL3と導電層CL4との間には、絶縁膜14が介在する。導電層CL4と導電層CL5との間には、絶縁膜15が介在する。導電層CL5と液晶層LQとの間には、配向膜AL1が介在する。絶縁膜11、12、13、および16のそれぞれは、無機絶縁膜である。無機絶縁膜としては、例えば窒化珪素(SiN)膜、酸化珪素(SiO)膜、酸化アルミニウム(AlOx)膜あるいはこれらの積層膜を例示できる。また、絶縁膜14および絶縁膜15は、有機絶縁膜である。有機材料から成る絶縁膜は、無機材料から成る絶縁膜よりも厚く形成することにより、上面(前面)を平坦化することができる。絶縁膜14および絶縁膜15は、下地層に形成された導体パターンの凹凸を平坦化する平坦化膜として用いられる。このため、絶縁膜14の厚さおよび絶縁膜15の厚さは、無機絶縁膜である絶縁膜11、12、および13のそれぞれの厚さより厚い。有機絶縁膜の例としては、アクリル系の感光性樹脂などが例示できる。
複数の走査信号線GLのそれぞれは、基板10上の導電層CL1に形成される。基板10上には絶縁膜11および絶縁膜12が積層され、走査信号線GLは絶縁膜12上に形成される。複数の映像信号線SLのそれぞれは、基板10上の導電層CL2に形成される。基板10上には絶縁膜11、12および13が積層され、映像信号線SLは絶縁膜13上に形成される。
絶縁膜11と絶縁膜12の間には、図3に示すトランジスタ(トランジスタ素子)Tr1の半導体層が形成される。半導体層は、図4とは異なる断面にあるため、図4には半導体層を示していない。半導体層のソース領域は、導電層CL2に形成される映像信号線SLと電気的に接続される。半導体層のドレイン領域は、導電層CL5の画素電極PEと電気的に接続される。平面視において、走査信号線GLは、半導体層のソース領域とドレイン領域との間に延びる。また、走査信号線GLは、半導体層のチャネル領域と重なり、トランジスタTr1のゲート電極として機能する。チャネル領域と走査信号線GLとの間に介在する絶縁膜12は、ゲート絶縁膜として機能する。上記した例のように、トランジスタTr1のチャネル領域の上側にゲート電極が配置される構造のTFTは、トップゲート方式と呼ばれる。ただし、TFTの方式には種々の変形例があり、例えば、チャネル領域の下側にゲート電極が配置されるボトムゲート方式を用いても良い。あるいは、チャネル領域の上側および下側の両方にゲート電極が配置される方式もある。
導電層CL3には、配線MW3が配置される。配線MW3は、走査信号線GLや映像信号線SLと同様に金属から成る金属配線である。配線MW3は、厚さ方向(Z方向)において映像信号線SLと重なる位置に配置されている。配線MW3は、導電層CL4に形成される電極CEと電気的に接続される。この場合、配線MW3は、電極CEに電位を供給する配線として利用することができる。後述するように、電極CEは、タッチパネルとしての表示装置DSP1において、静電容量の変化を利用して入力位置(タッチ位置)を検出する検出電極として利用される。配線MW3は、入力位置の検出用の電極CEと検出回路とを電気的に接続する。この場合、配線MW3は、タッチ位置の検出に利用される駆動信号や検出信号を伝送する信号伝送経路として利用される。
導電層CL4は、可視光透過性の透明導電膜TCF1を備え、基板10と基板20との間にある。導電層CL4には、電極CEが形成される。導電層CL4に形成される複数の透明導電膜TCF1は、電極CEを含む。電極CEは、平坦化膜である絶縁膜15上に形成される。図4では、一つの電極CEを示しているが、図1に示す表示領域DAにおいて、複数の電極CEが互いに離間して配置されている。また、上記したように、電極CEには、複数の副画素PXsに対して共通する電位が供給される。このため、図4に示すように電極CEは、複数の副画素PXsに亘って配置されていても良い。本実施の形態の場合、後述するように電極CEは、入力位置検出用の検出電極として利用される。したがって、図1に示す表示領域DAにおいて、複数の電極CEが互いに離間して配置されている。平面視における電極CEのレイアウトの詳細は後述する。
導電層CL5は、可視光透過性の透明導電膜TCF2を備え、導電層CL4と基板20との間にある。導電層CL5には、複数の画素電極PEが形成される。導電層CL5に形成される複数の透明導電膜TCF2は、複数の画素電極PEを含む。画素電極PEが形成される導電層CL5と電極CEが形成される導電層CL4との間には、無機絶縁膜である絶縁膜16が介在する。この絶縁膜16が誘電層として機能して、図3に示す容量素子CSが形成される。
複数の画素電極PEは、配向膜AL1に覆われる。配向膜AL1は液晶層LQに含まれる液晶分子の初期配向を揃える機能を備える有機絶縁膜であって、例えばポリイミド樹脂から成る。また、配向膜AL1は、液晶層LQに接する。
また、図4に示すように、基板20の背面(主面、面)20b上には、遮光膜BM、カラーフィルタCFR、CFG、CFB、絶縁膜OC1、および配向膜AL2が形成されている。
カラーフィルタCFR、CFGおよびCFBは、基板10と対向する背面20b側に形成される。図3に示す例では、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色のカラーフィルタCFR、CFG、CFBが周期的に配列される。カラー表示装置では、例えばこの赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の画素を1組として、カラー画像を表示する。基板20の複数のカラーフィルタCFR、CFG、CFBは、基板10に形成される画素電極PEを有するそれぞれの画素PX(図1参照)と、互いに対向する位置に配置される。なお、カラーフィルタの種類は、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に限定されるものではない。
また、各色のカラーフィルタCFR、CFG、CFBのそれぞれの境界には、遮光膜BMが配置される。遮光膜BMはブラックマトリクスと呼ばれ、例えば黒色の樹脂や、低反射性の金属から成る。表示領域DAの遮光膜BMは、平面視において、例えば格子状に形成される。言い換えれば、遮光膜BMは、X方向およびY方向に延在している。詳しくは、遮光膜BMは、Y方向に延びる複数の部分と、Y方向に交差するX方向に延びる複数の部分を有している。各画素PXをブラックマトリクスで区画することにより、光漏れや混色を抑制することができる。
遮光膜BMは、表示領域DAにおいて、金属配線である走査信号線GL、映像信号線SL、および配線MW3と重畳する。遮光性を有する金属配線が遮光膜BMと重なる位置に配置されていることにより、表示画面において、金属配線が視認され難くなる。一方、電極CEおよび画素電極PEの少なくとも一部分は、遮光膜BMと重ならない位置に配置されている。電極CEおよび画素電極PEは、可視光透過性の導電性材料により形成されている。このため、電極CEおよび画素電極PEは遮光膜BMと重ならない位置に配置されているが、各副画素PXsにおいて、可視光は、電極CEや画素電極PEにより遮光されない。
また、遮光膜BMは、基板20の周辺領域PFA(図1参照)にも形成される。周辺領域PFAは、遮光膜BMと重畳する。表示領域DAは、周辺領域PFAよりも内側の領域として規定される。また、周辺領域PFAは、図2に示すバックライトユニット(光源)BLから照射された光を遮光する遮光膜BMと重畳する領域である。遮光膜BMは表示領域DA内にも形成されるが、表示領域DAには、遮光膜BMに複数の開口部が形成される。一般的に、遮光膜BMに形成され、カラーフィルタが露出する開口部のうち、最も周縁部側に形成された開口部の端部が、表示領域DAと周辺領域PFAの境界として規定される。また、図3に模式的に示すように、透明領域TRAは、遮光膜BMと重畳せず、額縁領域FRAは、遮光膜BMと重畳する。この場合、額縁領域FRAに狭ピッチで金属配線を配置した場合でも、額縁領域FRAの金属配線による光学的な影響を低減させることができる。
図5に示す絶縁膜OC1は、カラーフィルタCFR、CFG、CFBを覆っている。絶縁膜OC1は、カラーフィルタから液晶層に対して不純物が拡散するのを防止する保護膜として機能する。絶縁膜OC1は、例えばアクリル系の感光性樹脂等から成る、有機絶縁膜である。
絶縁膜OC1は、配向膜AL2に覆われる。配向膜AL2は液晶層LQに含まれる液晶分子の初期配向を揃える機能を備える有機絶縁膜であって、例えばポリイミド樹脂から成る。また、配向膜AL2は、液晶層LQに接する。
<タッチパネル機能>
次に、本実施の形態の表示装置DSP1が備えるタッチパネル機能について説明する。図6は、図1に示す表示装置が備える共通電極(検出電極)のレイアウトの例を示す平面図である。
表示装置DSP1は、表示領域DAと重なるセンサ領域において、静電容量の変化を利用して入力位置を検出するタッチパネル機能を備えるセンサ付き表示装置である。図1に示す表示領域DAは、静電容量の変化を検出するタッチパネル機能を備える検出装置としてのセンサ領域を含む。図6に示すように、表示装置DSP1は、互いに分離された複数の電極CEを有する。複数の電極CEは、表示領域DAにおいて、X方向およびY方向に行列状に複数配列される。それぞれの電極CEは、平面視で矩形状、または正方形状で模式的に示す。電極CEは、上記したように、例えば、ITO等の可視光透過性を有する導電性材料で構成されている。
周辺領域PFAの短辺側には、接続回路MPが設けられている。また、周辺領域PFAの短辺側には、配線板FWB1が接続され、配線板FWB1には、タッチパネル機能を制御する検出回路(検出制御回路)DPが設けられる。接続回路MPと検出回路DPとは、配線板FWB1を介して電気的に接続されている。接続回路MPと検出回路DPとの配置は、図6に示す例に限定されず、例えば表示装置DSP1の基板10上に接続回路MPと検出回路DPとが設けられていても良い。あるいは、モジュール外部の制御基板や配線板FWB1上に接続回路MPと検出回路DPとが設けられていてもよい。
電極CEは、配線MW3および接続回路MPを介して、検出回路DPと電気的に接続される。配線MW3は、電極CEに供給する駆動信号を供給し、静電容量変化に応じた信号をアナログフロントエンドへ送る。複数の配線MW3はそれぞれ、表示領域DAに配置された、複数の電極CEのそれぞれに電気的に接続され、周辺領域PFAまで引き出されている。複数の配線MW3のそれぞれはY方向に沿って延在し、複数の配線MW3はX方向に亘って並んで配置されている。例えば、検出回路DPに内蔵された駆動回路は、周辺領域PFAに配置された接続回路MPと、配線MW3とを介して、複数の電極CEにそれぞれ接続される。
検出回路DPは、表示装置DSP1のタッチパネル機能が動作する検出期間において、静電容量の変化を検出するための駆動信号を供給する回路、および電極CEから出力される検出信号を受信する回路を含む。接続回路MPは、電極CEと検出回路DPとの間に設けられる。接続回路MPは、検出回路DPから供給される制御信号に基づいて、検出駆動の対象となる電極CEと検出回路DPとの接続と遮断とを切り換える回路である。接続回路MPは、アナログフロントエンドを有している。また、接続回路MPは基板10上に形成された内蔵回路であってもよく、基板10上に実装されたドライバーICであってもよい。
図5に示す絶縁膜15には、電極CEと配線MW3とが重なる位置に、図示しない開口部(コンタクトホール)が形成され、電極CEと配線MW3とはその開口部を介して電気的に接続される。図6に示す例では、一つの配線MW3と一つの電極CEとが電気的に接続されている。ただし、一つの電極CEが複数の配線MW3と電気的に接続されていても良い。この場合、一つの電極CEに接続される複数の配線MW3の束が、タッチ検出用の駆動信号および検出信号の伝送経路を構成する。
表示装置DSP1の場合、液晶層LQ(図2参照)を駆動して映像を表示する表示期間と、電極CEを駆動して入力位置を検出する検出期間とが交互に繰り返し実施される。表示期間において、電極CEには、液晶層LQを駆動する電界を形成するため複数の画素に共通の電位が供給される。言い換えれば、表示期間において、電極CEは共通電極として動作する。また、検出期間において、入力位置を検出するための駆動信号が検出回路DPから供給され、電極CEに入力される。言い換えれば、電極CEは、検出期間において、センサ領域における入力位置を検出する駆動電極として動作する。また、検出期間において、電極CEは、入力された駆動信号に対応した検出信号を出力する。言い換えれば、電極CEは、検出期間において、センサ領域における入力位置を検出する検出電極として動作する。
電極CEから検出信号は、電極CE周辺の静電容量の影響により変化する。複数の電極CEのうち、一つの電極CEの近傍に指などの入力具が近づいている場合、入力具の影響により、その電極CE周辺の静電容量が変化する。この場合、入力具に近い電極CEから出力される検出信号は、他の電極CEから出力される検出信号とは異なる波形になる。検出回路DPは、複数の電極CEのそれぞれから供給される検出信号を受信し、これらの検出信号に基づいて入力位置を特定する。
本実施の形態の電極CEの場合、駆動信号が供給される駆動電極としての機能と、検出信号を出力する検出電極としての機能を兼ねる。ただし、変形例として、駆動電極と検出電極とが別々に設けられていても良い。例えば、電極CEが駆動電極として用いられる場合に、電極CEとは別に検出電極が設けられていても良い。
<透明領域周辺の構造>
次に、図6に示す透明領域TRAの周辺の構造について説明する。図7は、図6の透明領域に配置された透明導電膜のレイアウトを示す拡大平面図である。図7は平面図であるが、透明導電膜TCF2の輪郭を明示するため、透明導電膜TCF2にドットパターンを付している。図8は、図7のA-A線に沿った拡大断面図である。
本実施の形態の表示装置DSP1の場合、図6に示すように、平面視において、表示領域DAの内側に、透明領域TRAがある。透明領域TRAには、上記した図3に示すように貫通孔TH1が存在するので、透明領域TRAには、図6に示す電極CEが形成されない。ところが、表示装置DSP1のように貫通孔TH1が形成されている場合、貫通孔TH1の周辺(例えば額縁領域FRA)に配置された部材に帯電が発生し易く、帯電した電荷が映像表示動作やタッチ検出動作の際のノイズ源になることが判った。例えば図8に示すように、額縁領域FRAには、複数の走査信号線GLと複数の映像信号線SLとが高密度で配置されている。額縁領域FRAの部材に帯電した電荷が、これらの信号伝送経路に影響を及ぼすと、映像表示動作のノイズになる。また、貫通孔TH1の周囲には、複数の電極CEが配置されている。タッチ検出動作中に、電極CEに供給される駆動信号や電極CEから出力される検出信号に対して帯電した電荷が影響を及ぼす場合、タッチ検出に対するノイズになる。表示装置DSP1の動作を安定させるためには、貫通孔TH1の周辺部材への帯電を抑制することが必要である。
図7に示すように、表示装置DSP1は、平面視において、額縁領域FRAに配置される透明導電膜TCF2を有する。表示装置DSP1の場合、表示領域DAにおいて、図5に示す導電層CL4には、複数の電極CEを含む複数の透明導電膜TCF1が形成される。また、導電層CL5には、画素電極PEを含む複数の透明導電膜TCF2が形成される。また、額縁領域FRAには、導電層CL5の透明導電膜TCF2が形成されている。
図8に示すように、額縁領域FRAに配置される透明導電膜TCF2の幅は、額縁領域FRAに配置される映像信号線SLや走査信号線GLの幅よりも広い。また、額縁領域FRAに配置される透明導電膜TCF2の面積は、額縁領域FRAに配置される映像信号線SLや走査信号線GLの面積よりも大きい。貫通孔TH1の周辺部材への帯電は、例えば、表示装置DSP1の製造工程中に発生する。貫通孔TH1は中空になっているため、製造工程中に発生した静電気が貫通孔TH1の近傍で滞留し易い。表示装置DSP1のように、大面積の導体パターンが貫通孔TH1の近傍に配置されている場合、製造工程中に発生した電荷は、大面積の導体パターン、すなわち、透明導電膜TCF2に集まり易い。額縁領域FRAに透明導電膜TCF2が配置されている場合、この透明導電膜を介して電荷を外部に取り出すことができる。つまり、額縁領域FRAに、透明導電膜TCF2が配置されている場合、透明導電膜TCF2を帯電防止膜として利用することができる。
なお、帯電防止膜の変形例としては、額縁領域FRAに透明導電膜TCF1を配置する方法もある。例えば、図8に示す透明導電膜TCF1である電極CEが、額縁領域FRAの複数の映像信号線SLと重なる位置まで延在していても良い。この場合、図8に示す透明導電膜TCF2が配置されていない場合でも、透明導電膜TCF1に帯電した電荷を蓄積し、外部に排出させることができる。ただし、本実施の形態の場合、電極CEは、額縁領域FRAの大部分には配置されない。額縁領域FRAの大部分(例えば70%以上)を覆うように透明導電膜TCF2が配置される。電極CEは、額縁領域FRAのうち、表示領域DAとの境界周辺に配置され、この境界周辺の領域において、透明導電膜TCF2と電気的に接続されている。この理由は後述する。
また、額縁領域FRAに配置された透明導電膜TCF2の帯電防止効果を向上させるためには、額縁領域FRAに配置された透明導電膜TCF2が導電経路に接続されていることが好ましい。額縁領域FRAにある透明導電膜TCF2が導電経路に接続されていれば、導電経路を介して電荷が外部に取り出されるため、額縁領域FRAに帯電し難くなる。本実施の形態の場合、額縁領域FRAにある透明導電膜TCF2は、複数の電極CEの一部と電気的に接続される。このため、表示装置DSP1の製造工程中に額縁領域FRAに生じた電荷は、図6に示す電極CEに接続される配線MW3を介して表示装置DSP1の外部に容易に取り出すことが可能になる。
また、額縁領域FRAに配置された透明導電膜TCF2と電極CEとを電気的に接続することにより、以下の効果が得られる。すなわち、透明領域TRAの周囲に配置される電極CE2の電気的特性を、透明領域TRAから離れた位置にある電極CE3の電気的特性に近づけることができる。図7に示すように、複数の電極CEは、額縁領域FRAにある透明導電膜TCF2に接続される電極CE2と、額縁領域FRAから離れた位置にあり、額縁領域FRAにある透明導電膜TCF2とは接続されない電極CE3と、を含む。
本実施の形態の場合、透明領域TRAには、貫通孔TH1が形成されているので、貫通孔TH1と重なる位置に電極CE2を配置することができない。図8に示す例の場合、電極CE2の面積は、電極CE3の面積より小さい。上記したように、電極CEを入力位置検出用の検出電極(センサ)として利用する場合、センサとしての電気的な特性を揃える観点から、複数の電極CEのそれぞれの面積は、同じであることが好ましい。複数の電極CEのそれぞれの面積が互いに異なっている場合であっても、一方の電極CEに対する他方の電極CEの面積比は、75%~125%以内であることが好ましい。
表示装置DSP1の場合、複数の電極CE2のそれぞれは、透明導電膜TCF2と電気的に接続されている。額縁領域FRAにある透明導電膜TCF2は、複数の部分に分割され、複数の部分のそれぞれは、互いに異なる電極CE2に接続されている。この場合、タッチ検出動作の際には、電極CE2に接続される透明導電膜TCF2は、検出電極の一部として機能する。したがって、電極CE2の電気的特性を考える場合、電極CE2に接続される透明導電膜TCF2の面積を検出電極の面積の一部として考慮することができる。ただし、電極CE2の面積および電極CE2に接続される透明導電膜TCF2の面積の合計値は、電極CE3の面積と異なる。しかし、電極CE2と透明導電膜TCF2とを電気的に接続することにより、電極CE3に対する電極CE2の面積比が100%に近づくように調整することができる。この結果、透明領域TRAの近傍における検出精度を向上させることができる。
額縁領域FRAの透明導電膜TCF2と電気的に接続される電極CEは、表示期間において、共通電極として利用される。このため、透明導電膜TCF2には、少なくとも表示期間において、電極CEを介して固定電位が供給される。仮に、透明導電膜TCF2に電荷が帯電した場合でも、透明導電膜TCF2に固定電位が供給されれば、帯電を解消できる。したがって、表示装置DSP1の完成後に、例えば、図3に示すカメラCAMの着脱等の作業に伴って静電気が生じた場合でも、その静電気に起因する帯電は、透明導電膜TCF2に固定電位を供給することにより解消される。本実施の形態では、電極CEを介して透明導電膜TCF2に固定電位を供給する例ついて説明したが、透明導電膜TCF2に固定電位を供給する方法は、電極CEを介した供給には限定されない。何らかの方法により、帯電した透明導電膜TCF2に固定電位を供給すれば、帯電を解消できる。
電極CE2と、透明導電膜TCF2とは、額縁領域FRAに設けられたコンタクトホールCH1を介して電気的に接続されている。詳しくは、絶縁膜16は、電極CE2と重なる位置に開口部であるコンタクトホールCH1を有する。コンタクトホールCH1において、電極CE2は、絶縁膜16から露出する。また、コンタクトホールCH1には、透明導電膜TCF2が埋め込まれ、コンタクトホールCH1の底面において、電極CE2と透明導電膜TCF2とが接続されている。図8では、一つのコンタクトホールCH1を図示しているが、電極CE2と、透明導電膜TCF2とは、複数のコンタクトホールCH1を介して電気的に接続されている。これにより、電極CE2と、透明導電膜TCF2とを電気的に接続する複数の経路が形成されるので、例えば検出電極としての電極CEの電気的特性を安定化させることができる。
また、図8に示すように、コンタクトホールCH1は複数の映像信号線SLおよび複数の走査信号線GLと重ならない。複数の映像信号線SLおよび複数の走査信号線GLと重ならない位置にコンタクトホールCH1が配置されている場合、コンタクトホールCH1の寄生容量の影響が映像信号線SLや走査信号線GLに及ぶことを抑制できる。このため、額縁領域FRAにおける映像信号線SLや走査信号線GLのレイアウトの自由度を向上させることができる。
また、図8に示すように、額縁領域FRAには、貫通孔TH1の周囲を囲むシール材SLMが、基板10と基板20との間に配置される。シール材SLMは、基板10と基板20とを接着固定する接着材である。シール材SLMは、図1に示す周辺領域PFAに配置されるシール材SLMと同じ材料から成り、液晶層LQが表示領域DAの外側に漏れ出すことを抑制する機能を備える。シール材SLMによるシール性を向上させる観点から、シール材SLMと基板10との間に配置される各部材の強度は強いことが好ましい。また、表示装置DSP1のように、額縁領域FRAの近傍に貫通孔TH1が形成される場合、後述する変形例のように、貫通孔TH1が無い場合と比較して、額縁領域FRAの各部材に加わる応力が大きい。このため、額縁領域FRAに配置される各部材の強度は強いことが好ましい。
ここで、配向膜AL1の材料によっては、配向膜AL16は下地膜である絶縁膜16と圧着強度が低い場合がある。この場合、配向膜ALと絶縁膜16との間に透明導電膜TCF2を配置させることで配向膜AL1と絶縁膜16との圧着強度が向上する。したがって、額縁領域FRAの強度を向上させる観点から、額縁領域FRAには、透明導電膜TCF2が配置されることが好ましい。
(実施の形態2)
実施の形態1では、図3および図8に示すように、透明領域TRAに貫通孔TH1が形成された表示装置DSP1について説明した。実施の形態2では、透明領域TRAに貫通孔TH1が形成されていない場合の表示装置の構成例について説明する。なお、本実施の形態では、実施の形態1との相違点を中心に説明し、実施の形態1で説明した表示装置DSP1と同様な構造の部分に関しては、原則として重複する説明を省略する。また、必要な場合には、既に説明した図1~図8を参照して説明する。
図9は、図3に示す表示装置に対する変形例である表示装置の拡大断面図である。図10は、図9に示す表示装置の透明領域に配置された透明導電膜のレイアウトを示す拡大平面図である。図10は、図7に対応している。図11は、図10のA-A線に沿った拡大断面図である。
図9に示す表示装置DSP2は、透明領域TRAに貫通孔TH1が形成されていない点で、図3に示す表示装置DSP1と相違する。表示装置DSP1の場合、透明領域TRAに遮光層BMや金属材料の導電層である導電層CL1、CL2、CL3といった遮光性部材や複数のサブピクセルPXsのトランジスタTr1などを配置せず、可視光透過性の部材を配置することで、透明領域TRAの可視光透過性を実現している。このため、透明領域TRAには、互いに対向する基板10および基板20と、基板10と基板20との間に配置される液晶層LQが存在する。カメラCAMは、基板10の背面側に配置されている。
表示装置DSP2は、透明領域TRAに貫通孔TH1(図3参照)が形成されないので、透明領域TRA周辺の強度が図3に示す表示装置DSP1より高い。また、表示装置DSP2は、可視光透過性を備える部材であれば、透明領域TRAに基板10や基板20以外の部材、例えば図5に示す絶縁膜11、12、13、14、15、および16や、透明導電膜TCF1、TCF2を配置することができる。
図10に示すように、平面視において、額縁領域FRAおよび透明領域TRAには、透明導電膜TCF2がある。透明導電膜TCF2は、額縁領域FRAから透明領域TRAに亘って延びる。表示装置DSP2の額縁領域FRAおよび透明領域TRAにある複数の透明導電膜TCF2のそれぞれの面積は、図7に示す表示装置DSP1の額縁領域FRAにある複数の透明導電膜TCF2のそれぞれの面積より大きい。透明導電膜TCF2の面積が大きくなることにより、静電気により生じた電荷をトラップし易くなるので、帯電防止特性を向上させることができる。
また、表示装置DSP2の額縁領域FRAおよび透明領域TRAにある透明導電膜TCF2は、複数の部分に分割され、複数の部分のそれぞれは、互いに異なる電極CE2に接続されている。複数の電極CE2を含む電極CEは、図6を用いて説明した表示装置DSP1が備える複数の電極CEと同様に、検出回路DPに電気的に接続される電極である。複数の電極CEのそれぞれは、図5に示す導電層CL4に形成される透明導電膜TCF1である。
表示装置DSP2のように、透明領域TRAに透明導電膜TCF2を配置可能な構成の場合、複数の透明導電膜TCF2のそれぞれの面積を大きくできる。この場合、電極CE2の面積および電極CE2に接続される透明導電膜TCF2の面積の合計値と、電極CE3の面積と、の面積比が、実質的に100%と見做せる程度まで調整することができる。表示装置DSP2の場合、透明領域TRAおよびその周辺領域における入力位置検出の精度を図7に示す表示装置DSP1よりもさらに向上させることができる。
また、図11に示すように、表示装置DSP2の場合、透明領域TRAには、電極CEを含む透明導電膜TCF1は配置されない。また、額縁領域FRAの大部分には電極CEは、配置されない。ただし、電極CEは、額縁領域FRAのうち、表示領域DAとの境界周辺に配置され、この境界周辺の領域において、透明導電膜TCF2と電気的に接続されている。上記したように、透明導電膜TCF2を絶縁膜16と配向膜AL1との間に設けることで、透明領域FRAの配向膜AL1の剥離を抑制している。また、帯電防止膜としての機能は、透明領域TRAに透明導電膜TCF2を配置することにより十分に得られる。したがって、表示装置DSP2の場合、透明領域TRAに、透明導電膜TCF1に代え、透明導電膜TCF2を配置することで、透明領域TRAの機械的強度を向上させている。ただし、表示装置DSP2に対する変形例として、透明領域TRAに、透明導電膜TCF1のみを配置する例、透明導電膜TCF1およびTCF2を配置する実施態様であっても、透明領域周辺の帯電を防止または抑制することはできる。
また、図6を用いて説明した表示装置DSP1が備える複数の電極CEと同様に、図10に示す表示装置DSP2が備える複数の電極CEのそれぞれは、表示期間において、固定電位が供給される共通電極として動作する。このため、表示装置DSP2が完成した後、透明導電膜TCF2に電荷が帯電した場合でも、透明導電膜TCF2に固定電位が供給されれば、帯電を解消できる。
また、図9および図11に示すように、表示装置DSP1の場合、透明領域TRAにおいて、基板10と基板20との間に液晶層LQが配置されている点で、図3に示す表示装置DSP1と相違する。詳しくは、図11に示すように、基板10と基板20との間には、配向膜AL1および配向膜AL2が配置され、液晶層LQは、配向膜AL1と配向膜AL2との間にある。配向膜AL1は、透明領域TRAおよび額縁領域FRAにおいて、透明導電膜TCF2を覆っている。液晶層LQの液晶分子は、例えば、電解が印加されない状態で光を透過する、所謂、ノーマリホワイトの状態で配向されている。この場合、透明領域TRAに液晶層LQがあっても、光透過性を確保することができる。
(実施の形態3)
実施の形態2で説明した表示装置DSP2の変形例について説明する。図12は、図10に示す表示装置に対する変形例を示す拡大平面図である。図13は、図12のA-A線に沿った拡大断面図である。本実施の形態では、実施の形態2との相違点を中心に説明し、実施の形態1で説明した表示装置DSP1と同様な構造の部分に関しては、原則として重複する説明を省略する。また、必要な場合には、既に説明した図1~図11を参照して説明する。
図12に示す表示装置DSP3は、透明領域TRAおよび額縁領域FRAに亘って、一つの透明導電膜TCF2が配置されている点で、図10に示す表示装置DSP1と相違する。表示装置DSP3が透明領域TRAおよび額縁領域FRAに備える透明導電膜TCF2は、例えば円形である。ただし、透明領域TRAの平面形状および額縁領域FRAの平面形状に倣っていれば良く、円形には限定されない。図12に示す例では、額縁領域FRAがリング形状なので、透明導電膜TCF2の形状が円形になっている。
図10に示す表示装置DSP2の透明領域TRAの場合、複数の透明導電膜TCF2の間にスリットSLTが形成される。スリットSLTは、透明導電膜TCF2が形成されていない部分である。透明導電膜TCF2は、可視光透過性を備えるが、透明導電膜TCF2が配置された部分とスリットSLTとでは、可視光の屈折率が異なる。このため、透明領域TRAにおける可視光の屈折を低減する観点からは、透明領域TRAにスリットSLTが配置されないことが好ましい。
図12に示す表示装置DSP3の透明導電膜TCF2の場合、透明領域TRAの全体と重なるように一枚の透明領域TRAが形成されている。この場合、透明領域TRAにスリットSLT(図10参照)が形成されないので、図10に示す表示装置DSP2と比較して、透明領域TRAの可視光透過特性を向上させることができる。
図13に示すように、透明導電膜TCF2は、額縁領域FRAに設けられたコンタクトホールCH1、導体パターンCP1、およびコンタクトホールCH2を介して導電層CL3に配置された配線MW3と電気的に接続されている。詳しくは、額縁領域FRAには、導電層CL4に形成された導体パターンCP1が形成されている。導体パターンCP1は、導電層CL5と導電層CL3とを電気的に接続する経路中に介在するパターンであって、例えば電極CEと同じ、透明導電膜TCF1である。絶縁膜16は、導体パターンCP1と重なる位置に開口部であるコンタクトホールCH1を有する。コンタクトホールCH1には、透明導電膜TCF2が埋め込まれ、コンタクトホールCH1の底面において、導体パターンCP1と透明導電膜TCF2とが接続されている。また、絶縁膜15は、導体パターンCP1および配線MW3と重なる位置に開口部であるコンタクトホールCH2を有する。コンタクトホールCH2には、導体パターンCP1が埋め込まれ、コンタクトホールCH2の底面において、導体パターンCP1と配線MW3とが接続されている。
図6を用いて説明した表示装置DSP1が備える複数の配線MW3と同様に、配線MW3は、複数の電極CEのうちのいずれかと電気的に接続されている。このため、図13に示す透明導電膜TCF2には、表示期間において、固定電位が供給される。したがって、図7に示す表示装置DSP1、図10に示す表示装置DSP2の場合と同様に、表示装置DSP3が完成した後、透明導電膜TCF2に電荷が帯電した場合でも、透明導電膜TCF2に固定電位が供給されれば、帯電を解消できる。
なお、表示装置DSP3に対する変形例として、図12に示す透明導電膜TCF2が他の導体パターンと電気的に接続されない、所謂フローティングの導体パターンである場合も考えられる。透明導電膜TCF2がフローティングであった場合でも、表示装置DSP1の製造工程中に帯電した電荷を外部に取り出す処理を行えば、透明導電膜TCF2を帯電防止膜として利用できる。ただし、容易に帯電を解消するためには、表示装置DSP3のように、表示装置DSP3の外部に接続される導体パターンに接続することが好ましい。また、完成後に、透明導電膜TCF2に固定電位を供給することが可能な経路に接続することが特に好ましい。
図12に示すように、透明導電膜TCF2は、平面視において、透明導電膜TCF2の周囲に配置される電極CE2と重なっていない。また、透明導電膜TCF2と電極CE2とは電気的に接続されていない。この場合、透明導電膜TCF2は、検出電極としての電極CE2の面積を大きくして、検出精度を安定化させることには寄与しない。したがって、検出精度の安定化の観点からは、図7に示す表示装置DSP1や図10に示す表示装置DSP2の方が好ましい。
(実施の形態4)
次に実施の形態1で説明した表示装置DSP1および実施の形態3で説明した表示装置DSP3を組み合わせた変形例について説明する。図14は、図7に示す表示装置に対する他の変形例を示す拡大平面図である。図15は、図14のA-A線に沿った拡大断面図である。本実施の形態では、実施の形態1および3との相違点を中心に説明し、実施の形態1で説明した表示装置DSP1と同様な構造の部分に関しては、原則として重複する説明を省略する。また、必要な場合には、既に説明した図1~図13を参照して説明する。
図14に示す表示装置DSP4が備える透明導電膜TCF2は、額縁領域FRAに配置される複数の部分FP1と、透明領域TRAに配置され、かつ、複数の部分FP1とは離間する部分FP2と、を含んでいる点で相違する。表示装置DSP4は、図7に示す表示装置DSP1と同様に、額縁領域FRAに複数に分割された透明導電膜TCF2を備える。また、表示装置DSP1は、透明領域TRAには、部分FP1とは離間する透明導電膜TCF2である部分FP2が配置される。これにより、複数の電極CE2を検出電極として用いた場合の検出精度を向上させ、かつ、透明領域TRAにおける帯電防止特性を向上させている。
図6に示す表示装置DSP1と同様に、表示装置DSP4の表示領域DAには、静電容量の変化を利用して入力位置を検出する検出回路DPに接続される複数の電極CEが配置される。図14に示すように、複数の電極CEは、平面視において、額縁領域FRAと隣り合って配置される複数の電極CE2と、額縁領域FRAから離れた位置にあり、額縁領域FRAにある透明導電膜TCF2の部分FP1とは接続されない電極CE3と、を含む。複数の部分FP1と複数の電極CE2とは、それぞれ電気的に接続される。なお、部分FP1と電極CE2との電気的な接続構造は、図8に示す透明導電膜TCF2と電極CE2との接続構造と同様なので、図示は省略する。また、部分FP2は、部分FP1とは電気的に分離され、かつ、図14に点線で示す配線MW3を介して電極CE3と電気的に接続される。
部分FP2と配線MW3とを電気的に接続する構造を図15に示す。図15に示すように、透明導電膜TCF2の部分FP2は、額縁領域FRAに設けられたコンタクトホールCH1、導体パターンCP1、およびコンタクトホールCH2を介して導電層CL3に配置された配線MW3と電気的に接続されている。なお、図15に示す例では、コンタクトホールCH1およびCH2が映像信号線SLや走査信号線GLと重なっている。これらの信号配線に対する寄生容量を低減する観点からは、コンタクトホールCH1およびCH2が映像信号線SLや走査信号線GLと重ならない事が好ましい。例えば、図14に示す部分FP1の一部を切り取り、部分FP2から表示領域DAに向かって延びる延在配線の距離を長くすることにより、図15に示すコンタクトホールCH1およびCH2位置を表示領域DAと額縁領域FRAとの境界に近づけることができる。
(実施の形態5)
実施の形態1では、図7に示すように、電極CE2の面積および電極CE2に接続される透明導電膜TCF2の面積の合計値が、電極CE3の面積より小さい場合の実施態様について説明した。実施の形態5では、電極CE2の面積および電極CE2に接続される透明導電膜TCF2の面積の合計値が、電極CE3の面積より大きい場合の変形例について説明する。なお、本実施の形態では、実施の形態1および実施の形態3との相違点を中心に説明し、実施の形態1で説明した表示装置DSP1と同様な構造の部分に関しては、原則として重複する説明を省略する。また、必要な場合には、既に説明した図1~図15を参照して説明する。
図16は、図7に示す表示装置に対する他の変形例である表示装置の拡大平面図である。図17は、図12に示す表示装置に対する他の変形例である表示装置の拡大平面図である。図16に示す表示装置DSP5は、電極CE2の形状および電極CE2に接続される透明導電膜TCF2の形状が図7に示す表示装置DSP1と相違する。また、図17に示す表示装置DSP6は、電極CE2の形状が図12に示す表示装置DSP3と相違する。
表示装置DSP5、DSP6が備える電極CE2は、額縁領域FRAと隣り合って配置される電極CE2の面積が、額縁領域FRAから離れた位置にある(言い換えれば、額縁領域FRAとの間に他の電極CE2がある)電極CE3の面積より大きい点で図7に示す表示装置DSP1や図12に示す表示装置DSP3の電極CE2と相違する。表示装置DSP5が備える電極CE2は、図7に示す4個の電極CE2のうち、隣り合う2個が一体化された構造になっている。表示装置DSP6が備える電極CE2は、図12に示す4個の電極CE2のうち、隣り合う2個が一体化された構造になっている。
また、電極CE2の面積および電極CE2に接続される透明導電膜TCF2の面積の合計値は、電極CE3の面積より大きい。前述したように、複数の電極CEのそれぞれの面積が互いに異なっている場合、一方の電極CEに対する他方の電極CEの面積比は、75%~125%以内であることが好ましい。図7に示す表示装置DSP1のように、電極CE2の面積が電極CE3の面積より小さい場合と、図8に示す表示装置DSP5のように、電極CE2の面積が電極CE3の面積より大きい場合と、で、電極CE2と電極CE3との面積比が100%に近くなる方を選択することができる。
また、図17に示す表示装置DSP6の場合、電極CE2の面積が電極CE3の面積より大きく、かつ、電極CE2は、透明領域TRAおよび額縁領域FRAに配置される透明導電膜TCF2に接続されていない。この場合、透明領域TRAにおける可視光透過特性を向上させつつ、かつ、検出電極としての電極CE2の検出精度を向上させることができる。また、図17における透明領域TRA及び額縁領域FRAに配置される透明導電膜TCF2は例えば共通電位回路CDに接続されることで透明領域TRAのシールド電極として共通電位を供給し、検出電極として機能するものではなくとも良い。
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例および修正例に想到し得るものであり、それら変更例および修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
本発明は、表示装置に利用可能である。
10,20 基板
10f,20f 前面(面、主面)
20b 背面(面、主面)
11-16 絶縁膜
AL1,AL2 配向膜
BL バックライトユニット
BM 遮光膜
CAM カメラ
CD 共通電位供給回路
CE,CE2,CE3 電極
CFB,CFG,CFR カラーフィルタ
CH1,CH2 コンタクトホール
CL1,CL2,CL3,CL4,CL5 導電層
CP1 導体パターン
CS 容量素子
CVM カバー部材
DA 表示領域
DP 検出回路
DSP1,DSP2,DSP3,DSP4,DSP5,DSP6 表示装置
FP1,FP2 部分
FRA 額縁領域
GL 走査信号線
LQ 液晶層
MW3 配線
SL 映像信号線
SLM シール材(接着材)
SLT スリット
TCF1,TCF2 透明導電膜
TH1 貫通孔
TRA 透明領域

Claims (15)

  1. 互いに対向するように配置される第1基板および第2基板と、
    前記第1基板および前記第2基板のそれぞれが備える表示領域と、
    平面視において前記表示領域の内側にある透明領域と、
    平面視において前記透明領域の外縁に沿って前記透明領域を囲み、前記表示領域と前記透明領域との間にある額縁領域と、
    前記第1基板若しくは前記第2基板のどちらか一方に形成され、前記透明領域に重なる開口部を有する、偏光板と、
    前記第1基板と前記第2基板との間にある第1導電層に形成される第1透明導電膜と、
    前記第1導電層と前記第2基板との間にある第2導電層に形成される第2透明導電膜と、
    を有し、
    前記第1導電層の前記表示領域には、静電容量の変化を利用して入力位置を検出する検出回路に接続され、前記第1透明導電膜から成る複数の共通電極が形成され、
    前記第2導電層の前記表示領域には、トランジスタを介して映像信号線に接続され、前記第2透明導電膜から成る複数の画素電極が形成され、
    平面視において、前記額縁領域には、前記第2透明導電膜がある、表示装置。
  2. 請求項1において、
    前記第1基板は、
    第1面および前記第1面の反対側の第2面を備える第1絶縁膜と、
    前記第1絶縁膜および前記複数の画素電極を覆い、かつ、前記額縁領域において前記第2透明導電膜に接する配向膜と、
    をさらに有し、
    前記第1導電層は前記第1絶縁膜の前記第1面に接し、
    前記第2導電層は、前記第1絶縁膜の前記第2面に接している、表示装置。
  3. 請求項2において、
    前記額縁領域にある前記第2透明導電膜は、前記複数の共通電極の一部と前記第1絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して接続される、表示装置。
  4. 請求項3において、
    前記複数の共通電極のそれぞれは、前記第1導電層および前記第2導電層とは異なる導電層に形成される金属配線を介して前記検出回路に接続されている、表示装置。
  5. 互いに対向するように配置される第1基板および第2基板と、
    前記第1基板および前記第2基板のそれぞれが備える表示領域と、
    平面視において前記表示領域の内側にある透明領域と、
    平面視において前記透明領域の外縁に沿って前記透明領域を囲み、前記表示領域と前記透明領域との間にある額縁領域と、
    前記第1基板若しくは前記第2基板のどちらか一方に形成され、前記透明領域に重なる開口部を有する、偏光板と、
    前記第1基板と前記第2基板との間にある第1導電層に形成される第1透明導電膜と、
    前記第1導電層と前記第2基板との間にある第2導電層に形成される第2透明導電膜と、
    を有し、
    平面視において、前記額縁領域には、前記第2透明導電膜があり、
    前記表示領域には、静電容量の変化を利用して入力位置を検出する検出回路に接続される複数の第1電極が配置され、
    前記額縁領域にある前記第2透明導電膜は、前記複数の第1電極の一部と電気的に接続され、
    前記複数の第1電極のそれぞれは、前記第1導電層に形成される前記第1透明導電膜であり、
    前記額縁領域にある前記第2透明導電膜は、複数の部分に分割され、
    前記複数の部分のそれぞれは、互いに異なる第1電極に接続されている、表示装置。
  6. 請求項5において、
    前記複数の第1電極は、前記額縁領域にある前記第2透明導電膜に接続される第2電極と、前記額縁領域から離れた位置にあり、前記額縁領域にある前記第2透明導電膜とは接続されない第3電極と、を含み、
    前記第2電極の面積および前記第2電極に接続される前記第2透明導電膜の面積の合計値は、前記第3電極の面積と異なる、表示装置。
  7. 互いに対向するように配置される第1基板および第2基板と、
    前記第1基板および前記第2基板のそれぞれが備える表示領域と、
    平面視において前記表示領域の内側にある透明領域と、
    平面視において前記透明領域の外縁に沿って前記透明領域を囲み、前記表示領域と前記透明領域との間にある額縁領域と、
    前記第1基板若しくは前記第2基板のどちらか一方に形成され、前記透明領域に重なる開口部を有する、偏光板と、
    前記第1基板と前記第2基板との間にある第1導電層に形成される第1透明導電膜と、
    前記第1導電層と前記第2基板との間にある第2導電層に形成される第2透明導電膜と、
    を有し、
    平面視において、前記額縁領域には、前記第1透明導電膜または前記第2透明導電膜があり、
    前記透明領域には、前記第1基板および前記第2基板を貫通する貫通孔が形成され、
    前記額縁領域には、前記貫通孔の周囲を囲むシール材が、前記第1基板と前記第2基板との間に配置される、表示装置。
  8. 請求項において、
    平面視において、前記額縁領域および前記透明領域には、前記第2透明導電膜がある、表示装置。
  9. 請求項8において、
    前記額縁領域および前記透明領域に配置される前記第2透明導電膜は、固定電位が供給される、表示装置。
  10. 請求項9において、
    前記透明領域には、前記第1透明導電膜が配置されない、表示装置。
  11. 請求項9または10において、
    前記第2透明導電膜は、
    前記額縁領域に配置される複数の第1部分と、
    前記透明領域に配置され、かつ、前記複数の第1部分とは離間する第2部分と、
    を含み、
    記複数の共通電極は、平面視において、前記額縁領域と隣り合って配置される複数の第1共通電極と、前記額縁領域から離れた位置にあり、前記額縁領域にある前記第2透明導電膜の前記第1部分とは接続されない第2共通電極と、
    を含み、
    前記複数の第1部分と前記複数の第1共通電極とは、それぞれ電気的に接続され、
    前記第2部分は、前記第1部分とは電気的に分離され、かつ前記第2共通電極と電気的に接続される、表示装置。
  12. 請求項8において、
    記額縁領域にある前記第2透明導電膜は、前記複数の共通電極の一部と電気的に接続される、表示装置。
  13. 請求項12において、
    前記額縁領域および前記透明領域にある前記第2透明導電膜は、複数の部分に分割され、
    前記複数の部分のそれぞれは、互いに異なる共通電極に接続されている、表示装置。
  14. 請求項13において、
    前記複数の共通電極は、前記額縁領域および前記透明領域にある前記第2透明導電膜に接続される第1共通電極と、前記額縁領域から離れた位置にあり、前記額縁領域および前記透明領域にある前記第2透明導電膜とは接続されない第2共通電極と、を含み、
    前記第1共通電極の面積は、前記第2共通電極の面積と異なる、表示装置。
  15. 請求項8~14のいずれか1項において、
    前記表示領域および前記透明領域において、前記第1基板と前記第2基板との間には、液晶層が配置される、表示装置。
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