WO2011024728A1 - 入力機能一体型液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

入力機能一体型液晶表示装置およびその製造方法 Download PDF

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尾関　正雄
時人 澤田
喬之 湯地
聖 渡邊
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オプトレックス株式会社
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    • G06F3/0447—Position sensing using the local deformation of sensor cells

Definitions

  • the present invention relates to an input function-integrated liquid crystal display device having an input function using a projected capacitive sensor integrated with a liquid crystal display device, and a method for manufacturing the input function-integrated liquid crystal display device.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating a conventional example in which a display device and an input device are provided separately.
  • a display device 70 including a liquid crystal panel in which a liquid crystal 83 is sandwiched between two transparent substrates 81 and 82, and an input device 71 including a transparent substrate 91 provided with a sensor electrode 89. are arranged as separate and independent devices.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram showing another conventional example in which a display device and an input device are separately provided.
  • a transparent substrate 91 provided with a sensor electrode 89 on a display device 70 (viewing side) having a liquid crystal panel in which a liquid crystal 83 is sandwiched between two transparent substrates 81 and 82. are arranged so as to overlap each other.
  • a transparent input device As a transparent input device, a resistive film method, a surface capacitance method, a projection capacitance method, a surface acoustic wave method, an optical method, and the like have been proposed. However, even if a method of placing a transparent input device on the display device is employed, there is a problem that the input device needs to be provided separately and the cost is high.
  • Patent Document 1 describes a method of manufacturing a display unit and an input unit on the same substrate.
  • Patent Document 1 exemplifies a liquid crystal display device and a resistive film type touch panel as examples.
  • Patent Document 2 describes a method of simultaneously manufacturing a contact-type sensor in a process of manufacturing a TFT (Thin Film Transistor) liquid crystal TFT.
  • TFT Thin Film Transistor
  • Patent Document 3 a liquid crystal display device with a touch function is realized by disposing a photosensor that detects light in the peripheral portion of the liquid crystal display device (peripheral portion close to the display corresponding to the touch key). How to do is described.
  • Patent Document 4 describes a method of integrating a display device and an input device by forming a pixel circuit in a display portion and a sensing circuit for detecting capacitance in a sensing area. A method is described in which the thickness of the liquid crystal layer changes due to the weight of the finger and the sensing circuit senses it as a capacitance change.
  • JP-A-8-166574 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-42296 JP 2008-170837 A JP 2009-3414 A
  • Patent Document 2 and Patent Document 4 are also methods in which the thickness of the liquid crystal layer changes due to the weight of the finger, and the sensor senses it as a change in capacitance. There is a problem similar to that of Patent Document 1 in that it is necessary to reduce the thickness.
  • Patent Document 3 outputs a current value detected due to the fact that all or part of external light is blocked when a display corresponding to a touch key is touched. This is a method for detecting a touch position (which touch key is touched). Since the photo sensor also detects light in the surrounding environment, the detection level must be adjusted according to the brightness of the environment, which makes it difficult to set.
  • the present invention provides an input function-integrated liquid crystal display device and a method for manufacturing the input function-integrated liquid crystal display device that are inexpensive and compact (no extra parts are required to dispose the display section and the input section). The purpose is to do.
  • the liquid crystal display device integrated with an input function has a liquid crystal sandwiched between a pair of transparent substrates on which liquid crystal display electrodes, which are electrodes for liquid crystal display using a transparent conductive film, are formed.
  • liquid crystal display electrodes which are electrodes for liquid crystal display using a transparent conductive film
  • projection capacitive sensor electrode which is a projection capacitive sensor electrode made of the same transparent conductive film as the liquid crystal display electrode
  • the input function-integrated liquid crystal display device includes a noise blocking electrode between the liquid crystal display electrode and the projection capacitive sensor electrode on at least one of the pair of transparent substrates. It may be done.
  • liquid crystal display device integrated with an input function prints a fixed display on the area where the electrode for the projected capacitive sensor is formed so that the observer can recognize that the area is the sensor position. May be.
  • the projected capacitive sensor electrode is formed at a position outside the sealing material for sealing the liquid crystal, and the projected capacitive sensor electrode is not formed.
  • the transparent substrate may be formed such that a portion facing the projected capacitive sensor electrode is missing.
  • the input function-integrated liquid crystal display device may have a shape in which the projected capacitive sensor electrode surrounds a part of the liquid crystal display electrode.
  • the input function-integrated liquid crystal display device may be arranged such that the projection capacitive sensor electrode is close to a part of the outer peripheral portion of the liquid crystal display electrode.
  • the method for manufacturing a liquid crystal display device integrated with an input function also includes a liquid crystal in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of transparent substrates on which liquid crystal display electrodes, which are electrodes for liquid crystal display using a transparent conductive film, are formed.
  • a projection capacitive sensor electrode which is a projection capacitive sensor electrode made of the same transparent conductive film as the liquid crystal display electrode, is formed on the surface of the substrate on which the liquid crystal display electrode is formed. It is characterized by that.
  • an inexpensive and compact liquid crystal display device integrated with an input function can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic top view illustrating an example of an input function-integrated liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
  • 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration example of a liquid crystal display device integrated with an input function according to a first embodiment.
  • (A), (b) is explanatory drawing which shows the example of the electrode wiring on each transparent substrate of the liquid crystal display device integrated with an input function of 1st Embodiment. It is typical sectional drawing which shows the example of the liquid crystal display device integrated with an input function of 2nd Embodiment by this invention.
  • (A), (b) is explanatory drawing which shows the example of the electrode wiring on each transparent substrate of the liquid crystal display device integrated with an input function of 2nd Embodiment.
  • (A), (b) is explanatory drawing which shows the example of the electrode wiring on each transparent substrate of the liquid crystal display device integrated with an input function of 4th Embodiment.
  • (A), (b) is explanatory drawing which shows the example of the electrode wiring on each transparent substrate of the liquid crystal display device integrated with an input function of 5th Embodiment by this invention.
  • (A)-(d) is explanatory drawing which shows the example of arrangement
  • FIG. FIG. 1 is a schematic top view showing an example of a liquid crystal display device integrated with an input function (hereinafter simply referred to as a liquid crystal display device) according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of the liquid crystal display device shown in FIG.
  • the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2 includes a liquid crystal display panel configured to sandwich the liquid crystal 3 between a pair of transparent substrates 1 and 2 provided with a liquid crystal display electrode portion 5.
  • the liquid crystal 3 is sealed by the transparent substrates 1 and 2 and the sealing material 4.
  • polarizing plates 6 are provided on the outer surfaces of the transparent substrates 1 and 2, respectively.
  • the transparent substrates 1 and 2 are, for example, glass substrates.
  • the transparent substrate 1 on the side where the display is visually recognized (referred to as the “viewing side”) is referred to as the viewing-side transparent substrate 1
  • the transparent substrate 2 that is the opposite substrate of the viewing-side transparent substrate 1 is expressed as the anti-viewing-side transparent substrate 2.
  • the liquid crystal display electrode unit 5 is an electrode for liquid crystal display formed of a transparent conductive film, for example, ITO (Indium Tin Oxide), and a lead wiring thereof.
  • the lead wiring of the liquid crystal display electrode unit 5 is connected to a driving IC 7 provided on the transparent substrate 2 which is a glass substrate, for example.
  • the driving IC 7 is connected to a control board or the like (not shown) serving as a transmission source of image data via the flexible board 8.
  • the type of the liquid crystal display panel of the liquid crystal display device is not particularly limited.
  • a TN (Twisted Nematic) mode an STN (Super-Twisted Nematic) mode, a film compensation STN mode, or a DSTN mode
  • a liquid crystal display panel using a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy and provided with a vertical alignment film at the interface between the liquid crystal and the liquid crystal display electrode unit 5 may be used.
  • an active type or a passive type may be sufficient, the passive type is more preferable because of low cost.
  • the projected capacitive sensor electrode unit 9 is provided on the same surface as the surface on which the liquid crystal display electrode unit 5 is formed on the viewing side glass substrate.
  • the projected capacitance sensor electrode unit 9 captures a change in capacitance that occurs when a conductor such as a human finger approaches the position where the projected capacitive sensor electrode unit 9 is provided.
  • the electrode for detecting the touch position is formed of the same transparent conductive film as the liquid crystal display electrode unit 5. By doing so, it can be manufactured in the same process.
  • the projected capacitive sensor electrode unit 9 is disposed at a position close to at least a part of the outer peripheral portion of the liquid crystal display electrode unit 5.
  • the projected capacitive sensor electrode 9 is connected to a projected capacitive sensor IC (not shown).
  • a capacitance is formed between the finger and the projected capacitive sensor electrode unit 9, and the change is detected by the projected capacitive sensor IC. Detect. Since the approach of the finger is detected by the capacitance change, it is not necessary for the finger to directly touch the projected capacitive sensor electrode unit 9.
  • the thickness may be 0.3 mm to 3.0 mm.
  • FIG. 2 shows an example in which the projection capacitive sensor electrode unit 9 is connected to a substrate or the like on which a projection capacitive sensor IC is mounted via a flexible substrate 10.
  • the projected capacitive sensor IC may be mounted on the substrate 10 or may be mounted on the viewing-side transparent substrate 1 or the non-viewing-side transparent substrate 2.
  • the backlight is not shown in FIGS. 1 and 2, the backlight is not limited to the region where the liquid crystal display electrode unit 5 is formed (liquid crystal display unit), but also the electrode unit for the projected capacitive sensor. 9 may be provided so as to irradiate a region (projection-type capacitive sensor unit) in which 9 is formed.
  • FIGS. 3A and 3B are explanatory views showing examples of electrode wiring on each transparent substrate of the liquid crystal display device of the present embodiment.
  • 3A is an explanatory diagram illustrating an example of electrode wiring on the viewing-side transparent substrate 1
  • FIG. 3B is an explanatory diagram illustrating an example of electrode wiring on the non-viewing-side transparent substrate 2. Both are shown as views seen from the viewing side. Accordingly, FIG. 3A is a perspective view.
  • the electrode wiring surfaces of the transparent substrate shown in FIGS. 3A and 3B are overlapped with each other facing each other. That is, the viewing-side transparent substrate 1 may be superposed so as to move sideways.
  • the driving IC 7 and the flexible substrate 8 that become the electrode wiring extraction portion of the liquid crystal display electrode portion 5 are located on the left side of the transparent substrate 1 in FIG.
  • the lead-out portion for electrode wiring is located on the right side of the transparent substrate 2 in FIG.
  • the electrode wiring extraction portion of the liquid crystal display electrode portion 5 and the electrode wiring extraction portion of the projected capacitance sensor electrode portion 9 are provided separately. However, it may be taken out by one flexible substrate by being drawn around to the same place.
  • the routing wiring of the liquid crystal display electrode portion 5 provided on the viewing-side transparent substrate 1 is connected to the routing wiring on the non-viewing-side transparent substrate 1 by the sealing material 4 containing conductive beads.
  • the liquid crystal display unit and the projected capacitive sensor unit are formed by forming the liquid crystal display electrode unit 5 and the projected capacitive sensor electrode unit 9 on the same substrate. And an input function integrated liquid crystal display device can be manufactured at low cost without increasing the number of parts and the manufacturing process. Note that a finger and a projection capacitance sensor electrode are provided at a portion of the counter-viewing side substrate 2 where the projection capacitance sensor electrode portion 9 is not formed facing the projection capacitance sensor electrode portion 9. In order to accurately detect the capacitance with the unit 9, it is preferable not to dispose the liquid crystal display electrode unit 5.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a liquid crystal display device (input function integrated liquid crystal display device) of the second embodiment.
  • the noise blocking electrode 11 is provided so as to be positioned between the liquid crystal display electrode unit 5 and the projection capacitive sensor electrode unit 9.
  • the noise blocking electrode 11 is an electrode for blocking noise when the voltage is applied to the liquid crystal display electrode unit 5 to generate a noise in the projection capacitive sensor electrode unit 9 and connected to the ground. It is.
  • the noise blocking electrode 11 may be made of, for example, ITO.
  • FIGS. 5A and 5B are explanatory views showing examples of electrode wiring on each transparent substrate of the liquid crystal display device of the present embodiment.
  • 5A is an explanatory diagram (perspective view) showing an example of electrode wiring of the viewing-side transparent substrate 1
  • FIG. 5B is an explanatory diagram showing an example of electrode wiring of the non-viewing-side transparent substrate 2.
  • FIGS. 5A and 5B are views as seen from the viewing side, as in FIGS. 3A and 3B.
  • the noise blocking electrode 11 is formed between the liquid crystal display electrode unit 5 and the projection capacitive sensor electrode unit 9.
  • the noise blocking electrode 11 may be provided on at least one of the viewing-side transparent substrate 1 and the non-viewing-side transparent substrate 2, but is preferably provided on both substrates.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram (schematic cross-sectional view) showing another example of the liquid crystal display device of the present embodiment.
  • the present embodiment as shown in FIG. 6, it is also possible to form the projected capacitive sensor electrode section 9 on the non-viewing-side transparent substrate 2.
  • FIG. 7 and 8 are explanatory views showing an example of the liquid crystal display device (input function integrated liquid crystal display device) of the third embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of the liquid crystal display device of the present embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic top view showing an example of the liquid crystal display device of the present embodiment.
  • a BM printing (black mask printing) portion 12 is formed on the sensor area where the projected capacitive sensor electrode portion 9 is provided on the front side (viewing side) surface of the viewing side transparent substrate 1. .
  • the BM printing unit 12 only needs to perform fixed display printing so that the observer recognizes that the area is a sensor position (touchable position). It may be.
  • the BM printing unit 12 is a liquid crystal display device having a design such that a line or a frame that shields the peripheral portion is printed on the liquid crystal panel itself, for example, the BM printing unit 12 is formed using the printing process. Is preferred. In such a case, man-hours can be reduced. Other points may be the same as those in the first or second embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing another example of the liquid crystal display device of the present embodiment.
  • the BM printing unit 12 can also be formed on the back side surface of the viewing side transparent substrate 2, that is, the electrode forming surface.
  • FIG. 10 is a schematic top view showing another example of the liquid crystal display device of the present embodiment.
  • the BM printing unit 12 applies a fixed cut-out round shape as an icon in each sensor region. In such a case, it is also possible to perform control to indicate a touch position by irradiating each cut-out portion with a backlight or the like.
  • FIG. 11 and FIGS. 12A and 12B are explanatory views showing an example of the liquid crystal display device (liquid crystal display device integrated with an input function) of the fourth embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing an example of the liquid crystal display device of the present embodiment.
  • FIGS. 12A and 12B are explanatory views showing examples of electrode wiring on each transparent substrate of the liquid crystal display device of the present embodiment.
  • 12A is an explanatory diagram (transparent view) showing an example of electrode wiring of the viewing-side transparent substrate 1
  • FIG. 12B is an explanatory diagram showing an example of electrode wiring of the non-viewing-side transparent substrate 2.
  • FIGS. 12A and 12B are views as seen from the viewing side, as in FIGS. 3A and 3B.
  • the projected capacitive sensor electrode section 9 is formed so as to be located outside the sealing material 4 for sealing the liquid crystal. Further, the transparent substrate 2 on which the projection capacitive sensor electrode section 9 is not formed is formed so that a portion facing the projection capacitive sensor electrode section 9 is missing. That is, the formation area of the projected capacitive sensor electrode portion 9 of the viewing-side transparent substrate 1 is formed so as to protrude from the non-viewing-side transparent substrate 2 and is transparent in the area facing the formation area. There is no substrate 2. Other points may be the same as those in any of the first to third embodiments.
  • the projected capacitive sensor electrode section 9 can produce the same effects as those of the above-described embodiments without the anti-viewing-side transparent substrate 2, the material cost of the substrate can be suppressed. .
  • FIGS. 13A and 13B are explanatory views showing an example of the liquid crystal display device (input function integrated liquid crystal display device) of the fifth embodiment.
  • FIG. 13A is an explanatory diagram (transparent view) showing an example of electrode wiring of the viewing-side transparent substrate 1
  • FIG. 13B is an explanatory diagram showing an example of electrode wiring of the non-viewing-side transparent substrate 2.
  • FIGS. 13A and 13B are views as seen from the viewing side, as in FIGS. 3A and 3B.
  • icon electrodes 5a and 5b displayed on a liquid crystal are formed in each sensor region.
  • the icon electrodes 5 a and 5 b are both part of the liquid crystal display electrode unit 5.
  • the icon electrode 5a may be formed as a part of the liquid crystal display electrode unit 5 driven as a common electrode
  • the icon electrode 5b may be formed as a part of the liquid crystal display electrode unit 5 driven as a segment electrode. Good.
  • FIGS. 14A to 14D show the BM printing unit 12, the projection capacitance sensor electrode unit 9, the icon electrode 5a (common electrode), and the icon electrode 5b (segment) in a certain sensor region. It is explanatory drawing which showed the example of arrangement
  • the projected capacitance sensor electrode section 9 has its icon electrodes 5a, 5b (their routing wires) in each sensor region. Is included so that it does not contact the existing region (for example, it is cut out in the shape of the region + ⁇ (gap portion)), that is, surrounds a part of the icon electrode As long as it is formed.
  • Other configurations may be the same as those in any of the first to third embodiments.
  • display can be controlled by liquid crystal driving controlled by voltage application to the liquid crystal display electrode unit 5 with respect to the cut-out portion of the BM printing unit 12 in each sensor region. Therefore, more flexible display is possible.
  • the present invention can be suitably applied when an input function by touching a conductor is desired to be provided at a position close to the display area of the liquid crystal display device.

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Abstract

　本発明は、安価でコンパクトな（表示部と入力部とを配置するために余計な部品を必要としない）入力機能一体型液晶表示装置を提供することを目的とする。　本発明の入力機能一体型液晶表示装置は、透明導電膜による液晶表示用電極部（５）がそれぞれ形成されている一対の透明基板（１）（２）に液晶（３）が挟持される液晶表示パネルを備える。　前記一対の透明基板（１）（２）のいずれか一方の液晶表示用電極部（５）が形成されている面に、液晶表示用電極部（５）と同じ透明導電膜による投影型静電容量センサ用電極部（９）が形成されている。

Description

[規則26に基づく補充 07.09.2010]　入力機能一体型液晶表示装置およびその製造方法
　本発明は、投影型静電容量センサーを利用した入力機能を液晶表示装置と一体化して備える入力機能一体型液晶表示装置および入力機能一体型液晶表示装置の製造方法に関する。
　従来、表示装置と入力装置とは別々のものであり、表示装置の傍らにボタン等の入力装置を配置するのが一般的であった（例えば、図１５参照。）。図１５は、表示装置と入力装置とが別々に設けられる従来例を示す説明図である。図１５に示す従来例では、２枚の透明基板８１，８２に液晶８３が挟持されてなる液晶パネルを備える表示装置７０と、センサ用電極８９が設けられた透明基板９１を備える入力装置７１とが、それぞれ独立した別の装置として配置されている。
　しかし、別の装置として配置する場合、表示装置と入力装置との間に両装置を組み込むための空間が必要となり、面積が大きくなるという問題がある。また、表示装置と入力装置とを横に並べる場合、表示部分（液晶表示用電極８５が形成されている部分）と入力部分（センサ用電極８９が形成されている部分）とを近づけることが難しいために、連続的に配置することができないという問題や、２つの装置を別々に製造しなければならないためコストがかかるという問題がある。
　面積を小さくする方法として、表示装置の上に透明な入力装置を載せる方法がある（例えば、図１６参照。）。図１６は、表示装置と入力装置とが別々に設けられる他の従来例を示す説明図である。図１６に示す従来例では、２枚の透明基板８１，８２に液晶８３が挟持されてなる液晶パネルを備える表示装置７０の上（視認側）に、センサ用電極８９が設けられた透明基板９１を備える入力装置７１が重なるように配置されている。
　また、透明な入力装置としては、抵抗膜方式、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式、表面弾性波方式、光方式などが提案されている。しかし、表示装置の上に透明な入力装置を載せる方法を採用したとしても、入力装置を別途設ける必要があり、コストが高いという問題がある。
　表示装置と入力装置とを別々に設けることによって生じるこのような問題を解決するために、表示装置と入力装置とを一体化する方法が考案されている。
　特許文献１には、表示部と入力部とを同一基板に作製する方法が記載されている。また、特許文献１には、実施例として、液晶表示装置と抵抗膜方式のタッチパネルが例示されている。
　また、特許文献２には、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）液晶のＴＦＴを作製するプロセスで、同時に接触式のセンサも作製する方法が記載されている。
　また、特許文献３には、液晶表示装置の周辺部（タッチキーに相当する表示に近接している周辺部）に光を検出するフォトセンサを配置することによって、タッチ機能付き液晶表示装置を実現する方法が記載されている。
　また、特許文献４には、表示部には画素回路、センシング領域には静電容量検出用のセンシング回路を形成することによって、表示装置と入力装置とを一体化する方法が記載されている。指の加重により液晶層の厚みが変化し、それをセンシング回路が容量変化として感知する方法が記載されている。
特開平８－１６６５７４号公報 特開２００１－４２２９６号公報 特開２００８－１７０８３７号公報 特開２００９－３４１４号公報
　しかし、特許文献１に記載されているような、抵抗膜方式のタッチパネルを液晶表示装置の表示部と同一基板で作製する場合、基板に対して、スイッチするためにメカニカルな変形が要求される。すなわち、指で押す側の基板の厚みを薄くする必要がある。これにより、液晶表示装置の量産上の歩留まりが低下し、その分のコストがかかるという問題が生じる。
　なお、特許文献２および特許文献４に記載されている方法も、指の加重により液晶層の厚みが変化し、それをセンサが容量変化として感知する方法であることから、指で押す側の基板の厚みを薄くする必要があるという点で特許文献１と同様の問題がある。
　また、特許文献３に記載されている方法は、タッチキーに相当する表示をタッチした際に、外光の全部又は一部が遮られることに起因して検出される電流値を出力することによってタッチ位置（いずれのタッチキーにタッチしたのか）を検出する方法である。フォトセンサーが周囲環境の光も検知するため、環境の明るさによって検知のレベルを調整しなければならず、設定が難しいという問題がある。
　そこで、本発明は、安価でコンパクトな（表示部と入力部とを配置するために余計な部品を必要としない）入力機能一体型液晶表示装置および入力機能一体型液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明による入力機能一体型液晶表示装置は、透明導電膜による液晶表示用の電極である液晶表示用電極がそれぞれ形成されている一対の透明基板に液晶が挟持され、一対の透明基板のいずれか一方の液晶表示用電極が形成されている面に、液晶表示用電極と同じ透明導電膜による投影型静電容量センサ用の電極である投影型静電容量センサ用電極が形成されていることを特徴とする。
　また、入力機能一体型液晶表示装置は、一対の透明基板の少なくともいずれか一方の基板上の、液晶表示用電極と投影型静電容量センサ用電極との間に、ノイズ遮断用の電極が設けられていてもよい。
　また、入力機能一体型液晶表示装置は、投影型静電容量センサ用電極が形成されている領域上に、当該領域がセンサ位置であることを観察者に認識させるための固定表示の印刷が施されていてもよい。
　また、入力機能一体型液晶表示装置は、投影型静電容量センサ用電極が、液晶を封止するシール材よりも外側の位置に形成され、投影型静電容量センサ用電極が形成されていない透明基板は、投影型静電容量センサ用電極に対向する部位が欠落しているように形成されていてもよい。
　また、入力機能一体型液晶表示装置は、投影型静電容量センサ用電極が、液晶表示用電極の一部を囲う形状であってもよい。
　また、入力機能一体型液晶表示装置は、投影型静電容量センサ用電極が、液晶表示用電極の外周部の一部に近接するように配置されていてもよい。
　また、本発明による入力機能一体型液晶表示装置の製造方法は、透明導電膜による液晶表示用の電極である液晶表示用電極がそれぞれ形成されている一対の透明基板に液晶が挟持されてなる液晶パネルを有する液晶表示装置と、投影型静電容量センサ式入力装置とを一体化して備える入力機能一体型液晶表示装置の製造方法であって、液晶表示用電極を形成する工程で、一対の透明基板のいずれか一方の液晶表示用電極が形成されている面に、液晶表示用電極と同じ透明導電膜による投影型静電容量センサ用の電極である投影型静電容量センサ用電極を形成することを特徴とする。
　本発明によれば、安価でコンパクトな入力機能一体型液晶表示装置を提供することができる。
本発明による第１の実施形態の入力機能一体型液晶表示装置の例を示す模式的上面図である。 第１の実施形態の入力機能一体型液晶表示装置の構成例を示す模式的断面図である。 （ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の入力機能一体型液晶表示装置の各透明基板上の電極配線の例を示す説明図である。 本発明による第２の実施形態の入力機能一体型液晶表示装置の例を示す模式的断面図である。 （ａ），（ｂ）は、第２の実施形態の入力機能一体型液晶表示装置の各透明基板上の電極配線の例を示す説明図である。 第２の実施形態の入力機能一体型液晶表示装置の他の例を示す模式的断面図である。 本発明による第３の実施形態の入力機能一体型液晶表示装置の例を示す模式的断面図である。 第３の実施形態の入力機能一体型液晶表示装置の例を示す模式的上面図である。 第３の実施形態の入力機能一体型液晶表示装置の他の例を示す模式的断面図である。 第３の実施形態の入力機能一体型液晶表示装置の他の例を示す模式的上面図である。 本発明による第４の実施形態の入力機能一体型液晶表示装置の他の例を示す模式的断面図である。 （ａ），（ｂ）は、第４の実施形態の入力機能一体型液晶表示装置の各透明基板上の電極配線の例を示す説明図である。 （ａ），（ｂ）は、本発明による第５の実施形態の入力機能一体型液晶表示装置の各透明基板上の電極配線の例を示す説明図である。 （ａ）～（ｄ）は、第５の実施形態の入力機能一体型液晶表示装置のセンサ領域における配置例を示す説明図である。 表示装置と入力装置とが別の装置として構成される従来例を示す説明図である。 表示装置と入力装置とが別の装置として構成される従来例を示す説明図である。
　以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
実施形態１．
　図１は、本発明の第１の実施形態の入力機能一体型液晶表示装置（以下、単に液晶表示装置という。）の例を示す模式的上面図である。また、図２は、図１に示す液晶表示装置の構成例を示す模式的断面図である。図１および図２に示す液晶表示装置は、それぞれ液晶表示電極部５が設けられた一対の透明基板１，２との間に液晶３を挟持する構成の液晶表示パネルを備える。なお、液晶３は、各透明基板１，２およびシール材４によって封止される。また、各透明基板１，２の外側の面には、それぞれ偏光板６が設けられている。
　各透明基板１，２は、例えば、ガラス基板である。以下、表示が視認される側（視認側と記す。）の透明基板１を視認側透明基板１といい、視認側透明基板１の対向基板である透明基板２を反視認側透明基板２と表現する場合がある。
　液晶表示電極部５は、透明電導膜、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）により形成される液晶表示用の電極およびその引き廻し配線である。液晶表示電極部５の引き廻し配線は、図２に示す例では、例えばガラス基板である透明基板２上に設けられている駆動用ＩＣ７に接続されている。また、駆動用ＩＣ７は、フレキシブル基板８を介して画像データの送信元となる制御基板等（図示せず。）に接続されている。
　なお、液晶表示装置の液晶表示パネルの種類は、特に限定されない。例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）モードや、ＳＴＮ（Super-Twisted Nematic）モード、フイルム補償ＳＴＮモード、ＤＳＴＮモードであってもよい。また、誘電率異方性が負の液晶を用い、液晶と液晶表示電極部５（すなわち、電極形成層）との界面に垂直配向膜を設けた液晶表示パネルであってもよい。また、アクティブタイプやパッシブタイプのいずれでもよいが、パッシブタイプの方が低コストのためより好ましい。
　また、本実施形態では、視認側ガラス基板の液晶表示用電極部５が形成される面と同じ面に、投影型静電容量センサ用電極部９が設けられている。投影型静電容量センサ用電極部９は、当該投影型静電容量センサ用電極部９が設けられている位置に人間の指などの導電体が近づくことで発生する静電容量の変化を捉えてタッチ位置を検出するための電極であって、液晶表示電極部５と同じ透明導電膜により形成する。そのようにすることによって、同じ工程で作製することが可能となる。なお、投影型静電容量センサ用電極部９は、少なくとも液晶表示用電極部５の外周部の一部に近接する位置に配置される。
　投影型静電容量センサ用電極部９は、投影型静電容量センサ用ＩＣ（図示せず。）に接続されている。投影型静電容量センサ用電極部９に指が近づくことにより、指と投影型静電容量センサ用電極部９との間に容量が形成され、その変化を投影型静電容量センサ用ＩＣが検知する。容量変化によって指の近づきを検知するため、指が直接に投影型静電容量センサ用電極部９に触れる必要はない。例えば、視認側透明基板１がガラス基板である場合、０．３ｍｍ～３．０ｍｍの厚みであればよい。
　また、図２では、投影型静電容量センサ用電極部９が、フレキシブル基板１０を介して投影型静電容量センサ用ＩＣが搭載された基板等に接続される例を示しているが、フレキシブル基板１０上に投影型静電容量センサ用ＩＣを搭載させてもよいし、視認側透明基板１あるいは反視認側透明基板２上に搭載させてもよい。
　また、図１及び図２ではバックライトを図示省略しているが、バックライトは、液晶表示電極部５が形成される領域（液晶表示部）だけでなく、投影型静電容量センサ用電極部９が形成される領域（投影型静電容量センサ部）にも照射するように設けられていてもよい。
　図３（ａ），（ｂ）は、本実施形態の液晶表示装置の各透明基板上の電極配線の例を示す説明図である。なお、図３（ａ）は視認側透明基板１の電極配線例を示す説明図であり、図３（ｂ）は反視認側透明基板２の電極配線例を示す説明図である。いずれも視認側から見た図として示している。従って、図３（ａ）は透視図である。本例では、図３（ａ），（ｂ）に示す透明基板の電極配線面同士を対向させて重ね合わせる。すなわち、視認側透明基板１をそのまま横に移動させるようにして重ね合わせればよい。そうすると、液晶表示電極部５の電極配線の取り出し部となる駆動用ＩＣ７，フレキシブル基板８は、図３（ａ）の透明基板１の左側に位置し、投影型静電容量センサ用電極部９の電極配線の取り出し部は、図３（ｂ）の透明基板２の右側に位置する。
　なお、図３（ａ），（ｂ）に示す例では、液晶表示電極部５の電極配線の取り出し部と、投影型静電容量センサ用電極部９の電極配線の取り出し部とを別に設けているが、同じ場所に引き廻して１つのフレキシブル基板で取り出してもよい。本例では、視認側透明基板１に設けられる液晶表示電極部５の引き廻し配線は、導電性ビーズが含まれたシール材４によって反視認側透明基板１上の引き廻し配線に接続されるものとする。
　以上のように、本実施形態によれば、同一基板上に液晶表示電極部５と投影型静電容量センサ用電極部９とを形成することによって、液晶表示部と投影型静電容量センサ部とを近づけて配置させることができるとともに、部品点数や製造工程を増やすことなく、安価に、入力機能一体型液晶表示装置を製造することができる。なお、投影型静電容量センサ用電極部９が形成されていない反視認側基板２の投影型静電容量センサ用電極部９と対向する部位には、指と投影型静電容量センサ用電極部９との間の容量検出を精度よくするために、液晶表示電極部５を配設しないほうが好ましい。
実施形態２．
　次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は、第２の実施形態の液晶表示装置（入力機能一体型液晶表示装置）の例を示す模式的断面図である。図４に示すように、本実施形態では、液晶表示電極部５と投影型静電容量センサ用電極部９との間に位置するように、ノイズ遮断用電極１１を設ける。
　ノイズ遮断用電極１１は、液晶表示電極部５に対する電圧印加によって投影型静電容量センサ用電極部９にノイズが生じる場合に、そのノイズを遮断するための電極であってグラウンドに接続される電極である。ノイズ遮断用電極１１は、例えば、ＩＴＯにより形成されていればよい。
　図５（ａ），（ｂ）は、本実施形態の液晶表示装置の各透明基板上の電極配線の例を示す説明図である。なお、図５（ａ）は視認側透明基板１の電極配線例を示す説明図（透視図）であり、図５（ｂ）は反視認側透明基板２の電極配線例を示す説明図である。図５（ａ），（ｂ）は、図３（ａ），（ｂ）と同様、いずれも視認側から見た図として示している。図５（ａ），（ｂ）に示すように、ノイズ遮断用電極１１は、液晶表示電極部５と投影型静電容量センサ用電極部９との間に形成される。なお、ノイズ遮断用電極１１は、少なくとも視認側透明基板１または反視認側透明基板２のいずれか一方の基板上に設けられていればよいが、両方の基板に設けられていることが好ましい。
　また、図６は、本実施形態の液晶表示装置の他の例を示す説明図（模式的断面図）である。本実施形態においては、図６に示すように、投影型静電容量センサ用電極部９を反視認側透明基板２上に形成することも可能である。
実施形態３．
　次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図７および図８は、第３の実施形態の液晶表示装置（入力機能一体型液晶表示装置）の例を示す説明図である。なお、図７は、本実施形態の液晶表示装置の例を示す模式的断面図である。また、図８は、本実施形態の液晶表示装置の例を示す模式的上面図である。
　図７および図８に示すように、本実施形態では、視認側透明基板１の表側（視認側）の面）の、投影型静電容量センサ用電極部９が設けられているセンサ領域上に、ＢＭ印刷（ブラックマスク印刷）部１２が形成されている。ＢＭ印刷部１２は、観察者が当該領域がセンサ位置（タッチ可能位置）であることを認識させるような固定表示の印刷が施されていればよく、ブラックマスク印刷に限らずその他の色の印刷であってもよい。
　ＢＭ印刷部１２は、例えば、液晶パネル自体に線や周辺部を遮光する枠等の印刷が施されるようなデザインの液晶表示装置であれば、その印刷をする工程を利用して形成することが好ましい。そのような場合には、工数の削減が可能となる。なお、他の点に関しては、第１または第２の実施形態と同様であればよい。
　また、図９は、本実施形態の液晶表示装置の他の例を示す模式的断面図である。図９に示すように、ＢＭ印刷部１２は、視認側透明基板２の裏側の面すなわち電極形成面に形成することも可能である。
　また、図１０は、本実施形態の液晶表示装置の他の例を示す模式的上面図である。図１０に示す例では、ＢＭ印刷部１２は、各センサ領域において、固定表示の丸型のくり抜きをアイコンとして施している。そのような場合には、個々のくり抜き部に対してバックライト等で照射することにより、タッチ位置を指示するような制御を行うことも可能である。
実施形態４．
　次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図１１および図１２（ａ），（ｂ）は、第４の実施形態の液晶表示装置（入力機能一体型液晶表示装置）の例を示す説明図である。なお、図１１は、本実施形態の液晶表示装置の例を示す模式的断面図である。また、図１２（ａ），（ｂ）は、本実施形態の液晶表示装置の各透明基板上の電極配線の例を示す説明図である。なお、図１２（ａ）は視認側透明基板１の電極配線例を示す説明図（透視図）であり、図１２（ｂ）は反視認側透明基板２の電極配線例を示す説明図である。図１２（ａ），（ｂ）は、図３（ａ），（ｂ）と同様、いずれも視認側から見た図として示している。
　本実施形態の液晶表示装置では、投影型静電容量センサ用電極部９が、液晶を封止するシール材４よりも外側に位置するように形成されている。また、投影型静電容量センサ用電極部９が形成されていない透明基板２は、投影型静電容量センサ用電極部９に対向する部位が欠落しているように形成されている。すなわち、視認側透明基板１の投影型静電容量センサ用電極部９の形成領域は、反視認側透明基板２に対して突出して形成されており、かつ当該形成領域に対向する領域には透明基板２は存在しない。なお、他の点に関しては、第１～第３の実施形態のいずれかと同様であればよい。
　投影型静電容量センサ用電極部９は、反視認側透明基板２がなくても上記で示した各実施形態と同様の効果を生じさせることができるので、基板の材料費を抑えることができる。
実施形態５．
　次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図１３（ａ），（ｂ）は、第５の実施形態の液晶表示装置（入力機能一体型液晶表示装置）の例を示す説明図である。なお、図１３（ａ）は視認側透明基板１の電極配線例を示す説明図（透視図）であり、図１３（ｂ）は反視認側透明基板２の電極配線例を示す説明図である。図１３（ａ），（ｂ）は、図３（ａ），（ｂ）と同様、いずれも視認側から見た図として示している。
　本実施形態では、各センサ領域内に、液晶表示されるアイコン用電極５ａ，５ｂが形成されている。なお、アイコン用電極５ａ，５ｂは、いずれも液晶表示電極部５の一部である。例えば、アイコン用電極５ａがコモン電極として駆動される液晶表示電極部５の一部として形成され、アイコン用電極５ｂがセグメント電極として駆動される液晶表示電極部５の一部として形成されていてもよい。
　図１４（ａ）～（ｄ）は、あるセンサ領域における、ＢＭ印刷部１２と、投影型静電容量センサ用電極部９と、アイコン用電極５ａ（コモン電極）と，アイコン用電極５ｂ（セグメント電極）の配置例を示した説明図である。図１４（ａ）～（ｄ）に示すように、本実施形態では、投影型静電容量センサ用電極部９は、各センサ領域内において、そのアイコン用電極５ａ，５ｂ（それらの引き廻し配線を含む。）が存在する領域と接触しないように、その領域を囲うように（例えばその領域＋α（隙間部分）の形状でくり抜かれるような形で）、すなわちアイコン用電極の一部を囲むように、形成されていればよい。なお、他の構成については第１～第３の実施形態のいずれかと同様でよい。
　アイコン用電極５ａ，５ｂを設けることによって、各センサ領域におけるＢＭ印刷部１２のくり抜き部に対して、液晶表示電極部５への電圧印加によって制御される液晶駆動により表示の制御を行うことができるため、より柔軟な表示が可能となる。
　本発明は、液晶表示装置の表示領域に近接した位置に、導電体のタッチによる入力機能を設けたい場合に好適に適用可能である。
　２００９年８月２４日に出願された日本国特許出願第２００９－１９３２５６号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (7)

  1. 　透明導電膜による液晶表示用の電極である液晶表示用電極がそれぞれ形成されている一対の透明基板に液晶が挟持され、
    　前記一対の透明基板のいずれか一方の前記液晶表示用電極が形成されている面に、前記液晶表示用電極と同じ透明導電膜による投影型静電容量センサ用の電極である投影型静電容量センサ用電極が形成されている
    　ことを特徴とする入力機能一体型液晶表示装置。
  2. 　一対の透明基板の少なくともいずれか一方の基板上の、液晶表示用電極と投影型静電容量センサ用電極との間に、ノイズ遮断用の電極が設けられている
    　請求項１に記載の入力機能一体型液晶表示装置。
  3. 　投影型静電容量センサ用電極が形成されている領域上に、当該領域がセンサ位置であることを観察者に認識させるための固定表示の印刷が施されている
    　請求項１または請求項２に記載の入力機能一体型液晶表示装置。
  4. 　投影型静電容量センサ用電極が、液晶を封止するシール材よりも外側の位置に形成され、
    　前記投影型静電容量センサ用電極が形成されていない透明基板は、前記投影型静電容量センサ用電極に対向する部位が欠落しているように形成されている
    　請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の入力機能一体型液晶表示装置。
  5. 　投影型静電容量センサ用電極が、液晶表示用電極の一部を囲う形状である
    　請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の入力機能一体型液晶表示装置。
  6. 　投影型静電容量センサ用電極が、液晶表示用電極の外周部の一部に近接するように配置されている
    　請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の入力機能一体型液晶表示装置。
  7. 　透明導電膜による液晶表示用の電極である液晶表示用電極がそれぞれ形成されている一対の透明基板に液晶が挟持されてなる液晶パネルを有する液晶表示装置と、投影型静電容量センサ式入力装置とを一体化して備える入力機能一体型液晶表示装置の製造方法であって、
    　液晶表示用電極を形成する工程で、
    　前記一対の透明基板のいずれか一方の前記液晶表示用電極が形成されている面に、前記液晶表示用電極と同じ透明導電膜による投影型静電容量センサ用の電極である投影型静電容量センサ用電極を形成する
    　ことを特徴とする入力機能一体型液晶表示装置の製造方法。
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