特許 6306295 表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6306295

(24)【登録日】2018年3月16日

(45)【発行日】2018年4月4日

(54)【発明の名称】表示装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20180326BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20180326BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 430

   G06F3/041 412

   G06F3/044 128

【請求項の数】8

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-143799(P2013-143799)

(22)【出願日】2013年7月9日

(65)【公開番号】特開2015-18331(P2015-18331A)

(43)【公開日】2015年1月29日

【審査請求日】2016年7月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】特許業務法人スズエ国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100091351

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 哲

(74)【代理人】

【識別番号】100084618

【弁理士】

【氏名又は名称】村松 貞男

(74)【代理人】

【識別番号】100087653

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴江 正二

(72)【発明者】

【氏名】青木 良朗

(72)【発明者】

【氏名】中村 卓

(72)【発明者】

【氏名】多田 正浩

(72)【発明者】

【氏名】林 宏宜

【審査官】 酒井 優一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２４４９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１７７３１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−２７７４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６８９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０６５３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０７００９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７３６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３８３１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マトリックス状に配された複数の画素電極又は発光素子を有するアレイ基板と、
前記アレイ基板と対向する対向基板と、
第１方向に延線する複数の第１の電極群と、
前記第１方向と交差する第２方向に延線する複数の第２の電極群と、
前記第１の電極群に駆動信号を供給する駆動回路と、を有し、
前記第２の電極群は前記対向基板の一層に形成され、
前記第１の電極群は前記アレイ基板または対向基板の一層に形成され、
前記駆動信号に対応して前記第２の電極群から取得されるタッチ検知信号は、前記対向基板側の容量電極から前記アレイ基板側の容量電極に容量結合によって伝達されるようになされ、
前記アレイ基板側の前記容量電極は透明電極である、表示装置。

【請求項2】

前記表示装置は、前記アレイ基板と対向基板との間に横電界方式の液晶層を挟持し、
前記第１の電極群は、前記アレイ基板のコモン電極と共用され、
前記第２の電極群は、前記対向基板の絶縁基板の背面側に形成される、
請求項１に記載の表示装置。

【請求項3】

前記表示装置は、前記アレイ基板と対向基板との間に縦電界方式の液晶層を挟持し、
前記第１の電極群は、前記対向基板のコモン電極と共用され、
前記第２の電極群は、前記対向基板の絶縁基板の背面側に形成される、
請求項１に記載の表示装置。

【請求項4】

前記アレイ基板の額縁には、前記駆動回路が設けられ、
前記駆動回路と前記第１の電極群とが導電性微粒子を介して電気的に接続される、
請求項３に記載の表示装置。

【請求項5】

前記アレイ基板の額縁には、前記アレイ基板の外部の前記駆動回路からの信号端子が設けられ、
前記信号端子と前記第１の電極群とが導電性微粒子を介して電気的に接続される、
請求項４に記載の表示装置。

【請求項6】

前記容量結合によって前記アレイ基板側に伝達されるタッチ検知信号を増幅して、前記アレイ基板の外部に出力するアナログ増幅回路を更に有する、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の表示装置。

【請求項7】

前記容量結合によって前記アレイ基板側に伝達されるタッチ検知信号を増幅するアナログ増幅回路と、
増幅されたタッチ検知信号をデジタル化して、前記アレイ基板の外部に出力するデジタル変換回路を更に有する、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の表示装置。

【請求項8】

前記アレイ基板上に接続線を設け、
前記接続線と前記アレイ基板側の前記容量電極とをコンタクト電極により電気的に接続し、
前記コンタクト電極は透明電極である、請求項１に記載の表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ユーザインタフェースの形としてタッチパネル機能を具備する表示装置を搭載した携帯電話や携帯情報端末、パーソナルコンピュータなどの電子機器が開発されている。このようなタッチパネル機能を具備する電子機器では、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などの表示装置に、別途タッチパネル基板を貼り合わせることでタッチパネル機能を付加することが検討されている。

【0003】

また、近年、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等によりガラス基板等の透明な絶縁基板上にさまざまな材料で薄膜を形成し、切削や研削等の作業を繰り返し行うことにより、走査線や信号線からなる表示素子や、光センサ素子等を形成して、画像読み取り装置を製造する技術が研究されている。

【0004】

また、画像読み取り装置の読み取り方式として、光センサ素子等に替えて導電性の電極を配置し、この電極と指等との間の容量変化によりパネル表面の指やペン等の情報を検知するいわゆる静電容量方式により接触位置を検出する技術が研究されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６−５９０３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載のタッチパネル付き表示装置は、表示装置の上面にマトリクス状の電極が形成されたタッチパネルを貼り合わせて構成されている。以下、この方式を外付け方式と呼ぶ。そのため、この外付け方式では表示装置の厚さに加え、タッチパネルの厚さが加わるため、表示装置が厚くなる、追加のガラス基板が必要となるために表面入射光の反射が増えて表示品位が低下する、などの問題点が指摘されていた。

【0007】

一方、表示装置を構成する基板上に、上述のタッチ電極の少なくとも一部を設けることによりタッチパネルのコストを削減することが可能である。しかしながら、このような構成を用いた場合であっても、従来の外付け方式に劣らない良好なセンシング性能を、工程や部材などが増加することによるコストの増加を回避して実現することが望まれる。

【0008】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、高い読み取り性能を備えるとともに、コストを低減することのできるタッチパネル機能内臓の表示装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様は、マトリックス状に配された複数の画素電極又は発光素子を有するアレイ基板と、前記アレイ基板と対向する対向基板と、第１方向に延線する複数の第１の電極群と、前記第１方向と交差する第２方向に延線する複数の第２の電極群と、前記第１の電極群に駆動信号を供給する駆動回路と、を有し、前記第２の電極群は前記対向基板の一層に形成され、前記第１の電極群は前記アレイ基板または対向基板の一層に形成され、前記駆動信号に対応して前記第２の電極群から取得されるタッチ検知信号は、前記対向基板側の容量電極から前記アレイ基板側の容量電極に容量結合によって伝達されるようになされ、前記アレイ基板側の前記容量電極は透明電極である、表示装置を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】発明に先立って検討した表示装置の構成を示す断面図である。

【図2】タッチパネルの構成を示す模式図である。

【図3】表示装置の表示に関わる回路構成を概略的に示す図である。

【図4】第１の実施の形態に係る表示装置の基本の構成を示す図である。

【図5】第１の実施の形態の表示装置のＩＰＳ液晶を用いた際の構成を示す平面図である。

【図6】図５のＡ−Ａ’に沿う断面図である。

【図7】図５のＢ−Ｂ’に沿う断面図である。

【図8】第１の実施の形態の表示装置の縦電界方式の液晶を用いた際の構成を示す平面図である。

【図9】図８のＡ−Ａ’に沿う断面図である。

【図10】図８のＢ−Ｂ’に沿う断面図である。

【図11】図８のＣ−Ｃ’に沿う断面図である。

【図12】第１の実施の形態の表示装置の縦電界方式の液晶を用いた際の構成を示す平面図である。

【図13】図１２のＡ−Ａ’に沿う断面図ある。

【図14】図１２のＢ−Ｂ’に沿う断面図である。

【図15】図１２のＣ−Ｃ’に沿う断面図である。

【図16】第１の実施の形態の表示装置のＯＬＥＤを用いた際の構成を示す平面図である。

【図17】図１６のＡ−Ａ’に沿う断面図である。

【図18】図１６のＢ−Ｂ’に沿う断面図である。

【図19】図１６のＣ−Ｃ’に沿う断面図である。

【図20】第２の実施の形態に係る表示装置の基本の構成を示す図である。

【図21】第３の実施の形態に係る表示装置の基本の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［第１の実施の形態］
図１は、発明に先立って検討した表示装置の構成を示す断面図である。
図１に示す表示装置１００は、保護カバー２、タッチパネル３、ディスプレイ部４、及びバックライト５を備えている。なお、ディスプレイ部４は、例えば、液晶表示パネルである。ディスプレイ部４はＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）を用いた薄型ディスプレイとして形成されても良い。ＯＬＥＤのような自発光ディスプレイの場合、バックライト５は、不要である。

【0012】

タッチパネル３は、タッチ信号用電極３ａとタッチパネル電極基板３ｂを備えている。タッチ信号用電極３ａは、タッチ用接続部品１１ａを介してタッチ信号制御回路１１に電気的に接続する。タッチパネル３は、指などの誘電体の接近（接触）位置を電極３ａの容量変化によって検知する。タッチパネル３は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）や銀ナノワイヤなどの素材を使用した透明電極で、例えば、縦横からなる多数のモザイク状電極パターンとしてガラス、プラスチックなどの基板上に配置される。

【0013】

ディスプレイ部４は、一対の基板であるアレイ基板７および対向基板８間に液晶層ＬＱを挟持した構造である。更に、アレイ基板７および対向基板８の液晶層と反対側にはそれぞれ偏光板ＰＬ１、ＰＬ２が設けられている。ＩＰＳ液晶では、アレイ基板７に設けられた画素電極ＰＥ（図示せず）およびコモン電極ＣＥ（図示せず）から液晶層ＬＱに印加される液晶駆動電圧により液晶層ＬＱの透過率が制御される。画素電極ＰＥおよびコモン電極ＣＥは、表示用電極１２ａを介して表示パネル制御回路１２に接続する。

【0014】

保護カバー２は、タッチパネル３、及びディスプレイ部４を外部からの衝撃に対して保護する。保護カバー２は、ガラスであるが、アクリルやポリカーボネートやＰＥＴなど透明な誘電体として形成されても良い。

【0015】

図１に示す表示装置は、外付け方式であるため、専用のタッチパネル部３、及びタッチ用接続部品１１ａが必要となっていた。

【0016】

次に、タッチパネル３及びディスプレイ部４の回路構成と動作原理について説明する。

【0017】

図２は、タッチパネル３の構成を示す模式図である。

【0018】

タッチパネル３は、左右方向に延線する複数の透明な行電極（１行、２行、・・・）と、上下方向に延線する複数の透明な列電極（Ａ列、Ｂ列、・・・）とが格子状に設けられている。なお、行電極と列電極は、透明絶縁膜を介し異なる層に配置されている。例えば、行電極はタッチパネル電極基板３ｂに設けられ、列電極はタッチ信号用電極３ａとして構成することができる。

【0019】

図２には、指がタッチパネル３の第２行の行電極と、第Ａ列の列電極の交点近傍に接触した状態を示している。このときは、誘電体である指の存在によって第２行の行電極と第Ａ列の列電極との相互容量が変化する。従って、行電極と列電極との相互容量を測定することで、指の存在位置を検知することができる。

【0020】

なお、誘電体である指の存在によって第２行の行電極の自己容量、あるいは第Ａ列の列電極の自己容量が変化する。ここで、自己容量とは、行電極又は列電極の各々と、周囲の導電体との間に存在する容量を指す。従って、指の接触による行電極あるいは列電極との自己容量の変化を測定することで、指の存在位置を検知することもできる。

【0021】

検知動作は、例えば、次のように実行される。

【0022】

タッチ信号制御回路１１は、１行目の行電極に信号を供給して列電極（Ａ列、Ｂ列、・・・）のそれぞれの電極の信号を読み取る。読み取った信号には、行電極と列電極の相互容量に関する情報が含まれている。次に、２行目の行電極に信号を供給して列電極（Ａ列、Ｂ列、・・・）のそれぞれの電極の信号を読み取る。この動作を行電極を順次切り替えて実行することで、指の存在位置（行電極位置及び列電極位置）を検知することができる。なお、この動作は、タッチ信号制御回路１１が交流波形信号（例えば、矩形波信号）を出力し、その交流波形信号に同期して供給する行電極を切り替え、列電極（Ａ列、Ｂ列、・・・）のそれぞれの電極の信号を読み取ることで実現することができる。

【0023】

図３は、表示装置１の表示に関わる回路構成を概略的に示す図である。なお、以下の説明ではＩＰＳ液晶について説明するが、後述するように本願はＩＰＳ液晶に限定されず、他の横電界方式の液晶表示装置、縦電界方式の液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置などにも広く適用することができる。

【0024】

表示装置１は、ディスプレイ部４、ディスプレイ部４を照明するバックライト５、及び表示パネル制御回路１２を備える。ディスプレイ部４は、上述のように一対の基板であるアレイ基板７および対向基板８間に液晶層ＬＱを挟持した構造である。表示パネル制御回路１２は、液晶層ＬＱに印加される液晶駆動電圧を制御してディスプレイ部４の透過率を制御する。

【0025】

アレイ基板７では、複数の画素電極ＰＥがアレイガラス基板ＧＬ上において略マトリクス状に配置される。また、複数のゲート線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）が複数の画素電極ＰＥの行に沿って配置され、複数のソース線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）が複数の画素電極ＰＥの列に沿って配置される。また、アレイ基板７には、コモン電極ＣＥが画素電極ＰＥと別のレイヤーに設けられている。

【0026】

これらゲート線Ｙおよびソース線Ｘの交差位置近傍には、複数の画素スイッチング素子Ｗが配置される。各画素スイッチング素子Ｗは例えばゲートがゲート線Ｙに接続され、ソース−ドレインパスがソース線Ｘおよび画素電極ＰＥ間に接続される薄膜トランジスタからなり、対応ゲート線Ｙを介して駆動されたときに対応ソース線Ｘおよび対応画素電極ＰＥ間で導通する。

【0027】

各画素電極ＰＥおよびコモン電極ＣＥのそれぞれは、配向膜で覆われ、画素電極ＰＥおよびコモン電極ＣＥからの電界に対応した液晶分子配列に制御される液晶層ＬＱの一部である画素領域と共に液晶画素ＰＸを構成する。

【0028】

複数の液晶画素ＰＸは各々画素電極ＰＥおよびコモン電極ＣＥ間に液晶容量ＣＬＣを有する。複数の補助容量線Ｃ１〜Ｃｍは各々対応行の液晶画素ＰＸの画素電極ＰＥに容量結合した補助容量Ｃｓを構成する。補助容量Ｃｓは画素スイッチング素子Ｗの寄生容量に対して十分大きな容量値を有する。

【0029】

表示パネル制御回路１２は、ゲートドライバＹＤ、ソースドライバＸＤの動作を制御する。
ゲートドライバＹＤは、複数のスイッチング素子Ｗを行単位に導通させるように複数のゲート線Ｙ１〜Ｙｍを順次駆動する。ソースドライバＸＤは、各行のスイッチング素子Ｗが対応ゲート線Ｙの駆動によって導通する期間において画素電圧Ｖsを複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎにそれぞれ出力する。バックライト駆動部ＬＤは、バックライト５の点消灯動作を制御する。

【0030】

対向基板８には、カラーフィルタ、ブラックマトリクスがそれぞれの画素に対応して配設されている。カラーフィルタは、サブ画素に対応して、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の光を透過させる着色層である。ブラックマトリクスは、各色のカラーフィルタの境界部に設けられる不透明の物質であって、表示装置１が黒色を表示する際の光漏れ、隣接する着色層間での光の混色を防止する。

【0031】

図４は、第１の実施の形態に係る表示装置１の基本の構成を示す図である。
図４に示す表示装置１では、タッチ信号用電極３ａが対向基板８と偏光板ＰＬ１との間に設けられ、タッチパネル電極基板３ｂは設けられていない。後述するが、タッチパネル電極基板３ｂの機能は、ディスプレイ部４の、例えば、アレイ基板７側に組み込まれている。そして、タッチ信号用電極３ａは、容量結合１５によってアレイ基板７側の電極に接続される。即ち、タッチ信号はアレイ基板７を介して外部に設けられるタッチ信号制御回路１１と送受信される。アレイ基板７側で外部回路（タッチ信号制御回路１１、表示パネル制御回路１２）との信号授受を一括して行うことができるため、タッチ用信号線と表示用信号線とをアレイ基板側において共用することが可能となる。

【0032】

このように第１の実施の形態によれば、タッチパネル電極基板３ｂを設けず、タッチ信号の授受を、対向基板８側のタッチ信号用電極３ａとアレイ基板７側の電極との間の容量結合を介して行い、外部回路との接続を、表示用の接続部品を経由して行うことができるため、薄型化と低コスト化を可能とすることができる。

【0033】

続いて、第１の実施の形態の表示装置１におけるタッチ機能を実現する構成について説明する。なお、以下の記載では、参照符号は適宜変更して使用するため、上記記載とはことなる場合のあることに留意されたい。

【0034】

[横電界方式の液晶を用いた構成]
図５は、第１の実施の形態の表示装置のＩＰＳ液晶を用いた際の構成を示す平面図である。

【0035】

アレイ基板７には、タッチ行電極２０ａ、タッチ信号ドライバ２１、共用電極１４、アレイ側容量電極２５ａ、及び接続線２６が設けられている。対向基板８には、タッチ列電極２０ｂ、及び対向側容量電極２５ｂが備えられている。

【0036】

タッチ行電極２０ａは、図２に示す行電極（１行、２行、・・・）に相当する。タッチ信号ドライバ２１は、タッチ行電極２０ａに交流波形信号（例えば、矩形波信号）を出力する。タッチ列電極２０ｂには、タッチ行電極２０ａとの間の相互容量と、タッチ列電極２０ｂの自己容量とに応じた信号（タッチ信号）が生起される。対向側容量電極２５ｂは、アレイ側容量電極２５ａと容量結合されている。生起した信号は、アレイ側容量電極２５ａを介して共用電極１４に送られる。共用電極１４と、タッチ信号ドライバ２１及びアレイ側容量電極２５ａとの間は、接続線２６によって電気的に接続されている。

【0037】

図６は、図５のＡ−Ａ’に沿う断面図である。液晶層ＬＱは、アレイ基板７と対向基板８とに挟持されている。

【0038】

アレイ基板７は、アレイガラス基板上に有機絶縁膜（ＨＲＣ）を介してコモン電極ＣＥを配している。コモン電極ＣＥはＳｉＮ膜等の層間絶縁膜で覆われ、層間絶縁膜上に画素電極ＰＥが配されている。そして、アレイ基板７の液晶層ＬＱと接する側の面には、配向膜が設けられている。対向基板８は、対向ガラス基板上にブラックマトリクス（ＢＭ）層とカラーフィルタ（ＣＦ）層とを備え、更に液晶層ＬＱと接する側の面に配向膜を設けている。

【0039】

そして、タッチ行電極２０ａは、アレイ基板７のコモン電極ＣＥと共用され、タッチ列電極２０ｂは、対向基板８の対向ガラス基板の液晶層ＬＱと反対側の面に設けられている。

【0040】

図７は、図５のＢ−Ｂ’に沿う断面図である。アレイ基板７及び対向基板８の構成については既に説明しているため、重複した説明は省略する。

【0041】

アレイ側容量電極２５ａは、透明電極とすることで、ＳｉＮ膜等の層間絶縁膜上に画素電極ＰＥ等を形成する透明電極と同一工程で形成することができる。また、接続線２６は、アレイガラス基板上に設けられている。そして、アレイ側容量電極２５ａと接続線２６とは透明のコンタクト電極２５ｃによって電気的に接続することでアレイ側容量電極２５ａを形成する透明電極と同一工程で形成することができる。対向側容量電極２５ｂは、透明電極とすることで、タッチ列電極２０ｂと同一工程で形成することができる。

【0042】

図５〜図７に示すように、タッチ行電極２０ａをアレイ基板７のコモン電極ＣＥと共用することによってタッチパネル電極基板３ｂが不要となるため、表示装置１の厚みを低減することが可能となる。また、対向基板側に設けられる容量電極２５ｂとアレイ基板側の額縁に設けられる容量電極２５ａとを容量結合させることにより、タッチ信号をアレイ基板上の電極に取り出すことができる。さらに表示動作とタッチ動作とをタイムシェアリングすることによって、表示用電極信号との共用を図ることが可能となり部品削減などのコスト削減を図ることができる。

【0043】

なお、図６ではタッチ列電極２０ｂは、対向基板８の対向ガラス基板の液晶層ＬＱと反対側の面に設けられているが、さらに偏光板ＰＬ１の液晶層ＬＱと反対側の面に設けても良い。また、対向基板８の対向ガラス基板の液晶層ＬＱ側の面に設けても良い。但し、表示動作への影響を考慮した場合は、対向ガラス基板の液晶層ＬＱと反対側の面に設けることが望ましい。

【0044】

[縦電界方式の液晶を用いた構成−その１]
図８は、第１の実施の形態の表示装置の縦電界方式の液晶を用いた際の構成を示す平面図である。縦電界方式の液晶を使用する表示装置では、コモン電極ＣＥが対向基板８側に設けられている。このため、タッチ行電極２０ａも対向基板８側に設けられる。

【0045】

アレイ基板７には、タッチ信号ドライバ２１、共用電極１４、アレイ側容量電極２５ａ、接続線２６、及びアレイ側接続パッド３１が設けられている。対向基板８には、タッチ行電極２０ａ、タッチ列電極２０ｂ、及び対向側容量電極２５ｂが備えられている。

【0046】

タッチ行電極２０ａが対向基板８に設けられているため、アレイ基板７側の電極とタッチ行電極２０ａとを電気的に接続させるためのアレイ側接続パッド３１が新たに設けられている。タッチ行電極２０ａとアレイ側接続パッド３１以外の構成要素の配置については上述と同様であるため、その説明は省略する。

【0047】

図９は、図８のＡ−Ａ’に沿う断面図である。液晶層ＬＱは、アレイ基板７と対向基板８とに挟持されている。

【0048】

アレイ基板７は、アレイガラス基板上に有機絶縁膜（ＨＲＣ）を介して補助容量電極ＣｓＥを配している。補助容量電極ＣｓＥはＳｉＮ等の層間絶縁膜で覆われ、層間絶縁膜上に画素電極ＰＥが配されている。そして、アレイ基板７の液晶層ＬＱと接する側の面には、配向膜が設けられている。対向基板８は、対向ガラス基板上にブラックマトリクス（ＢＭ）層とカラーフィルタ（ＣＦ）層とを備え、更に液晶層ＬＱと接する側の面にコモン電極ＣＥを設けている。そして、ブラックマトリクス（ＢＭ）層、カラーフィルタ（ＣＦ）、及びタッチ行電極２０ａを覆うように配向膜を設けている。

【0049】

そして、タッチ行電極２０ａは、対向基板８のコモン電極ＣＥと共用され、タッチ列電極２０ｂは、対向基板８の対向ガラス基板の液晶層ＬＱと反対側の面に設けられている。

【0050】

図１０は、図８のＢ−Ｂ’に沿う断面図である。図１０は、図７に示す断面図と同じ構成であるため、重複した説明は省略する。

【0051】

図１１は、図８のＣ−Ｃ’に沿う断面図である。タッチ信号ドライバ２１の出力端子にはアレイ側接続パッド３１が設けられる。対向基板８側に設けられたタッチ行電極２０ａ（コモン電極ＣＥ）は、例えば、アレイ側接続パッド３１と導電性微粒子であるＡｕめっきパール材３０等を介して電気的に接続されている。これにより、タッチ信号ドライバ２１は、タッチ行電極２０ａに交流波形信号を供給することができる。

【0052】

[縦電界方式の液晶を用いた構成−その２]
図１２は、第１の実施の形態の表示装置の縦電界方式の液晶を用いた際の構成を示す平面図である。縦電界方式の液晶を使用する表示装置では、コモン電極ＣＥが対向基板８側に設けられている。このため、タッチ行電極２０ａも対向基板８側に設けられる。

【0053】

アレイ基板７には、共用電極１４、アレイ側容量電極２５ａ、接続線２６、及びアレイ側接続パッド３１が設けられている。対向基板８には、タッチ行電極２０ａ、タッチ列電極２０ｂ、対向側容量電極２５ｂ、及び配線２７が備えられている。

【0054】

配線２７が対向基板８に設けられているため、アレイ基板７側の電極と配線２７とを電気的に接続させるためのアレイ側接続パッド３１が新たに設けられている。アレイ基板７には、タッチ信号ドライバ２１は設けられていない。タッチ行電極２０ａ、アレイ側接続パッド３１、配線２７以外の構成要素の平面配置については上述と同様であるため、その説明は省略する。

【0055】

図１３は、図１２のＡ−Ａ’に沿う断面図である。液晶層ＬＱは、アレイ基板７と対向基板８とに挟持されている。

【0056】

アレイ基板７は、アレイガラス基板上に有機絶縁膜（ＨＲＣ）を介して補助容量電極ＣｓＥを配している。補助容量電極ＣｓＥはＳｉＮ等の層間絶縁膜で覆われ、層間絶縁膜上に画素電極ＰＥが配されている。そして、アレイ基板７の液晶層ＬＱと接する側の面には、配向膜が設けられている。対向基板８は、対向ガラス基板上にブラックマトリクス（ＢＭ）層とカラーフィルタ（ＣＦ）層とを備えている。タッチ行電極２０ａとブラックマトリクス層とは平面図で同じ位置に設けられている。そして、ブラックマトリクス（ＢＭ）層、カラーフィルタ（ＣＦ）、及びタッチ行電極２０ａを覆うように配向膜を設けている。なお、タッチ行電極２０ａはブラックマトリクス層と共用するように構成しても良い。

【0057】

そして、タッチ列電極２０ｂは、対向基板８の対向ガラス基板の液晶層ＬＱと反対側の面に設けられている。

【0058】

図１４は、図１２のＢ−Ｂ’に沿う断面図である。図１４は、図７に示す断面図と同じ構成であるため、重複した説明は省略する。

【0059】

図１５は、図１２のＣ−Ｃ’に沿う断面図である。アレイ基板７には外部のコントロール回路に接続するアレイ側接続パッド３１が設けられる。対向基板８側に設けられた配線２７は、アレイ側接続パッド３１と導電性微粒子であるＡｕめっきパール材３０等を介して電気的に接続されている。そして、配線２７とタッチ行電極２０ａとが接続されている。

【0060】

図１２〜図１５に示す縦電界方式の液晶を用いた構成（その２）では、タッチ信号ドライバ２１を内蔵せずに外部から直接信号を供給している。従って、図８〜図１１に示す縦電界方式の液晶を用いた構成（その１）と比較すると、ドライバ回路とアレイ側接続パッドを同一個所にまとめて配置する必要がないため、額縁幅を縮小することが可能となる。

【0061】

また、構成（その２）では、タッチ行電極２０ａは透明電極ではなく、不透明なメタル電極で構成し、コモン電極ＣＥとは別に、ＢＭ兼用、もしくはＢＭからはみ出さないように形成する。タッチ行電極２０ａに従来の透明電極を用いた場合は、額縁引き回し部の配線抵抗が高くなるが、メタル電極は透明電極に比較して抵抗が低いため、額縁部の引き回し配線を細かいコンパクトなパターンで形成することが可能となる。

【0062】

図１２〜図１５に示すように、タッチ行電極２０ａを不透明なメタル電極で構成し、コモン電極ＣＥとは別に、ＢＭ兼用、もしくはＢＭからはみ出さないように形成することによってタッチパネル電極基板３ｂが不要となるため、表示装置１の厚みを低減することが可能となる。また、対向基板側に設けられる電極とアレイ基板側の額縁に設けられる電極とを容量結合させることにより、タッチ信号をアレイ基板上の電極に取り出すことができる。また、額縁部の引き回し配線を細かいコンパクトなパターンで形成して額縁幅を縮小することが可能となる。さらに表示動作とタッチ動作とをタイムシェアリングすることによって、表示用電極信号とタッチ信号との共用を図ることが可能となり部品削減などのコスト削減を図ることができる。

【0063】

なお、図１３ではタッチ列電極２０ｂは、対向基板８の対向ガラス基板の液晶層ＬＱと反対側の面に設けられているが、さらに偏光板ＰＬ１の液晶層ＬＱと反対側の面に設けても良い。また、対向基板８の対向ガラス基板の液晶層ＬＱ側の面に設けても良い。但し、表示動作への影響を考慮した場合は、対向ガラス基板の液晶層ＬＱと反対側の面に設けることが望ましい。

【0064】

[有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を用いた構成]
図１６は、第１の実施の形態の表示装置のＯＬＥＤを用いた際の構成を示す平面図である。ＯＬＥＤを使用する表示装置では、液晶で使用されるコモン電極ＣＥは存在しない。

【0065】

アレイ基板７には、共用電極１４、アレイ側容量電極２５ａ、接続線２６、配線２７、及びアレイ側接続パッド３１が設けられている。対向基板８には、タッチ行電極２０ａ、タッチ列電極２０ｂ、対向側容量電極２５ｂが備えられている。

【0066】

配線２７が対向基板８に設けられているため、アレイ基板７側の電極と配線２７とを電気的に接続させるためのアレイ側接続パッド３１が新たに設けられている。アレイ基板７には、タッチ信号ドライバ２１は設けられていない。タッチ行電極２０ａ、アレイ側接続パッド３１、配線２７以外の構成要素の平面配置については上述と同様であるため、その説明は省略する。

【0067】

図１７は、図１６のＡ−Ａ’に沿う断面図である。アレイ基板７と対向基板８とは充填剤層を挟持している。

【0068】

アレイ基板７は、アレイガラス基板上にＯＬＥＤとＯＬＥＤ駆動回路３５を配したバリア層を設けている。ＯＬＥＤは、ＯＬＥＤ陰極とＯＬＥＤ陽極との間に発光層を挟持して構成されている。

【0069】

対向基板８は、対向ガラス基板上にブラックマトリクス（ＢＭ）層とカラーフィルタ（ＣＦ）層とを備えている。そして、タッチ行電極２０ａとブラックマトリクス層とは平面図で同じ位置に設けられている。なお、タッチ行電極２０ａはブラックマトリクス層と共用するように構成しても良い。

【0070】

そして、タッチ列電極２０ｂは、対向基板８の対向ガラス基板の充填剤層と反対側の面に設けられている。

【0071】

図１８は、図１６のＢ−Ｂ’に沿う断面図である。

【0072】

アレイ側容量電極２５ａは、透明電極であり、バリア層上に設けられている。また、接続線２６は、アレイガラス基板上に設けられている。そして、アレイ側容量電極２５ａと接続線２６とは透明のコンタクト電極２５ｃによって電気的に接続されている。対向側容量電極２５ｂは、透明電極であり、タッチ列電極２０ｂと同層に形成されている。

【0073】

なお、図１８ではバリア層を貫通するコンタクト電極２５ｃを設けているが、バリア層に貫通孔を設ける際には湿式の工程を用いるため、必ずしもＯＬＥＤに適した製造方法であるとは言えない。従って、バリエーションの構成として、アレイ側容量電極２５ａをバリア層の外部まで引き伸ばし、外部で接続線２６と電気的に接続しても良い。

【0074】

図１９は、図１６のＣ−Ｃ’に沿う断面図である。

【0075】

アレイ基板７には外部のコントロール回路に接続するアレイ側接続パッド３１が設けられる。対向基板８側に設けられた配線２７は、アレイ側接続パッド３１と導電性微粒子であるＡｕめっきパール材３０等を介して電気的に接続されている。そして、配線２７とタッチ行電極２０ａとが電気的に接続されている。

【0076】

図１６〜図１９に示すＯＬＥＤを用いた構成では、タッチ行電極２０ａは透明電極ではなく、不透明なメタル電極で構成し、ＢＭ兼用、もしくはＢＭからはみ出さないように形成する。タッチ行電極２０ａに従来の透明電極を用いた場合は、額縁引き回し部の配線抵抗が高くなるとの問題があったが、メタル電極は透明電極に比較して抵抗が低いため、額縁部の引き回し配線を細かいコンパクトなパターンで形成することが可能となる。

【0077】

図１６〜図１９に示すように、タッチ行電極２０ａを不透明なメタル電極で構成し、ＢＭ兼用、もしくはＢＭからはみ出さないように形成することによってタッチパネル電極基板３ｂが不要となるため、表示装置１の厚みを低減することが可能となる。また、対向基板側に設けられる電極とアレイ基板側の額縁に設けられる電極とを容量結合させることにより、タッチ信号をアレイ基板上の電極に取り出すことができる。また、額縁部の引き回し配線を細かいコンパクトなパターンで形成して額縁幅を縮小することが可能となる。さらに表示動作とタッチ動作とをタイムシェアリングすることによって、表示用電極信号の共用を図ることが可能となり部品削減などのコスト削減を図ることができる。

【0078】

[第２の実施の形態]
図２０は、第２の実施の形態に係る表示装置１の基本の構成を示す図である。第１の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。

【0079】

第２の実施の形態では、アレイ基板上に増幅回路（ＡＭＰ）４０を設け、増幅した信号に変換するように構成する。これによって外部の回路構成が簡略化され、タッチ性能の向上と外部回路の低コスト化を図ることができる。

【0080】

[第３の実施の形態]
図２１は、第３の実施の形態に係る表示装置１の基本の構成を示す図である。第１の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。

【0081】

第３の実施の形態では、アレイ基板上に増幅変換回路（ＡＭＰ＋ＡＤＣ）４１を設け、信号を増幅してデジタル信号に変換して（Ａ／Ｄ変換して）出力するように構成する。これによって外部の回路構成が簡略化され、タッチ性能の向上とタッチ信号制御回路１１の更なる簡略化を図ることができる。

【0082】

上述のいくつかの実施形態は、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。

【0083】

例えば、上述の実施の形態では、タッチ行電極２０ａを補助容量電極ＣｓＥ、コモン電極ＣＥ、ＢＭ２５などと共用したが、タッチ行電極２０ａをゲート線Ｙ、ソース線Ｘと共有するように構成しても良い。

【0084】

また、タッチ行電極２０ａに交流波形信号を入力し、タッチ列電極２０ｂからタッチ信号を読み取ったが、逆にタッチ列電極２０ｂに交流波形信号を入力し、タッチ行電極２０ａからタッチ信号を読み取っても良い。

【0085】

さらに、自己容量方式を採用してタッチ列電極２０ｂの一部に交流波形信号を入力し、残りのタッチ列電極２０ｂから信号を読み取ってタッチ位置を検知するように構成しても良い。

【0086】

また、対向基板８は偏光板を含んで構成し、タッチ列電極２０ｂを偏光板の上面に設けても良い。

【0087】

また、アレイ基板７上にある駆動素子は低温ポリシリコンＴＦＴで構成することができる。これによって、額縁を広く使用することができ、開口を大きくすることができる。

【0088】

また、アレイ基板７上にある駆動素子は酸化物ＴＦＴで構成することができる。これによって、コストを更に低減することができる。

【0089】

また、アレイ基板７上にある駆動素子は有機薄膜ＴＦＴで構成することができる。これによって、柔軟なディスプレイ部を形成することができる。

【符号の説明】

【0090】

ＬＱ…液晶層、ＰＥ…画素電極、ＣＥ…コモン電極、ＧＬ…アレイガラス基板、Ｙ…ゲート線、Ｘ…ソース線、Ｃ１〜Ｃｍ…補助容量線、ＣｓＥ…補助容量電極、ＰＬ１、ＰＬ２…偏光板、１…表示装置、３…タッチパネル、３ａ…タッチ信号用電極、３ｂ…タッチパネル電極基板、４…ディスプレイ部、５…バックライト、７…アレイ基板、８…対向基板、１１ａ…タッチ用接続部品、１１…タッチ信号制御回路、１２ａ…表示用電極、１２…表示パネル制御回路、１４…共用電極、２０ａ…タッチ行電極、２０ｂ…タッチ列電極、２１…タッチ信号ドライバ、２５ａ…アレイ側容量電極、２５ｂ…対向側容量電極、２５ｃ…コンタクト電極、２６…接続線、２７…配線、３０…パール材、３１…アレイ側接続パッド、３５…ＯＬＥＤ駆動回路、４０…増幅回路、４１…増幅変換回路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】