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JP6655471B2 - 表示装置及びセンサ装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、表示装置及びセンサ装置に関する。
近年、駆動電極及び検出電極を備えたタッチ検出機能付き表示装置が開発されている。タッチ検出デバイスの駆動電極は、表示デバイスの共通電極としても機能するものであり、一例として、駆動電極が信号線と同じ方向に延出するように配置される技術が知られている。このような表示装置においては、表示品位の劣化を抑制することが要求される。
特開２０１２−４７８０７号公報 特開２０１１−２３３０１８号公報
本実施形態の目的は、表示品位の低下を抑制することが可能な表示装置及びセンサ装置を提供することにある。
本実施形態によれば、画像を表示する表示領域と、前記表示領域を囲む非表示領域と、第１信号線と、前記第１信号線に間隔を置いて配置された第２信号線と、前記第１信号線及び前記第２信号線を覆う第１層間絶縁膜と、前記第１層間絶縁膜の上に配置され、前記第１信号線と重なって配置された第１金属配線、及び、前記第２信号線と重なって配置された第２金属配線と、前記第１層間絶縁膜の上に配置され、前記第１金属配線と前記第２金属配線との間に配置された画素電極と、前記第１金属配線及び前記第２金属配線と、前記画素電極と、を覆う第２層間絶縁膜と、前記第２層間絶縁膜の上に配置された第１共通電極及び第２共通電極と、を備え、前記第１共通電極と前記第２共通電極との間の間隙は、前記第１信号線及び前記第１金属配線と重なり、前記第２信号線及び前記第２金属配線は、前記第２共通電極と重なり、前記第２金属配線は、前記表示領域において前記第２層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記第２共通電極と接続され、前記コンタクトホールは、前記第２信号線と重なり、前記第１金属配線は、前記非表示領域において、前記第１共通電極と接続されている表示装置が提供される。
本実施形態によれば、被検出物の位置を検出する検出領域と、前記検出領域の外側の非検出領域と、第１金属配線と、前記第１金属配線に間隔をおいて配置された第２金属配線と、前記第１金属配線及び前記第２金属配線を覆う層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜の上に配置された第１検出電極及び第２検出電極と、を備え、前記第１検出電極と前記第２検出電極との間の間隙は、前記第１金属配線と重なり、前記第２金属配線は、前記第２検出電極と重なり、前記第２金属配線は、前記検出領域において前記層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記第２検出電極と接続され、前記第１金属配線は、前記非検出領域において、前記第１検出電極と接続されているセンサ装置が提供される。
図１は、表示装置の構成を示す斜視図である。 図２は、表示パネルの断面を示す概略図である。 図３は、図１に示した表示パネルの表示領域における構成を示す平面図である。 図４は、図３のＡ−Ｂ線における表示パネルの構成を示す断面図である。 図５は、図３のＣ−Ｄ線における表示パネルの構成を示す断面図である。 図６は、スイッチング素子の構成例を示す平面図である。 図７は、図６のＥ−Ｆ線におけるスイッチング素子ＴＲ１を含む第１基板ＳＵＢ１の構成を示す断面図である。 図８は、金属配線及びコンタクトホールの幅の関係を示す平面図である。 図９は、遮光層、金属配線、スペーサ、コンタクトホール等の位置関係を示す平面図である。 図１０は、表示装置の一部の構成を示す平面図である。 図１１は、センシング方法の原理を説明するための図である。 図１２は、駆動電極に接続された等価回路を模式的に示す平面図である。 図１３は、駆動電極及び金属配線の接続関係を示す平面図である。 図１４は、駆動電極及び金属配線の接続関係の他の実施例を示す平面図である。
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。
まず、本実施形態に係る表示装置について詳細に説明する。
本実施形態においては、表示装置の一例として、液晶表示装置を開示する。この液晶表示装置は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話端末、パーソナルコンピュータ、テレビ受像装置、車載装置、ゲーム機器等の種々の装置に用いることができる。なお、本実施形態にて開示する主要な構成は、有機エレクトロルミネッセンス表示素子等を有する自発光型の表示装置、電気泳動素子等を有する電子ペーパ型の表示装置、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を応用した表示装置、或いはエレクトロクロミズムを応用した表示装置などにも適用可能である。
図１は、表示装置ＤＳＰの構成を概略的に示す斜視図である。
表示装置ＤＳＰは、アクティブマトリクス型の表示パネルＰＮＬ、表示パネルＰＮＬを駆動する駆動ＩＣチップ２、表示パネルＰＮＬを照明するバックライトユニットＢＬ、制御モジュールＣＭ、フレキシブル配線基板ＦＰＣ１、ＦＰＣ２等を備えている。
表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と、第１基板ＳＵＢ１に対向配置された第２基板ＳＵＢ２と、を備えている。また、表示パネルＰＮＬは、画像を表示する表示領域ＤＡ、及び、表示領域ＤＡを囲む額縁状の非表示領域ＮＤＡを備えている。複数の画素ＰＸは、表示領域ＤＡにおいてマトリクス状に配置されている。
バックライトユニットＢＬは、第１基板ＳＵＢ１の背面側に配置されている。このようなバックライトユニットＢＬとしては、種々の形態が適用可能であるが、詳細な構造については説明を省略する。駆動ＩＣチップ２は、第１基板ＳＵＢ１に実装されている。フレキシブル配線基板ＦＰＣ１は、表示パネルＰＮＬと制御モジュールＣＭとを接続している。フレキシブル配線基板ＦＰＣ２は、バックライトユニットＢＬと制御モジュールＣＭとを接続している。
このような構成の表示装置ＤＳＰは、バックライトユニットＢＬから表示パネルＰＮＬに入射する光を各画素ＰＸで選択的に透過させることによって画像を表示する透過表示機能を備えた透過型の液晶表示装置に相当する。但し、表示装置ＤＳＰは、外光または補助光を選択的に反射させることで画像を表示させる反射表示機能を備えた反射型の液晶表示装置であっても良いし、透過表示機能及び反射表示機能を備えた半透過型の液晶表示装置であっても良い。
図２は、表示パネルＰＮＬの断面を示す概略図である。
表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１、第２基板ＳＵＢ２、液晶層ＬＱ、シール材ＳＥ、スペーサＳＰ、光学素子ＯＤ１、光学素子ＯＤ２などを備えている。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２の詳細については後述する。
シール材ＳＥは、非表示領域ＮＤＡに配置され、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とを貼り合わせている。スペーサＳＰは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に配置されている。図示した例では、スペーサＳＰ２は、第２基板ＳＵＢ２に形成されている。液晶層ＬＱは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持されている。光学素子ＯＤ１は、第１基板ＳＵＢ１の第２基板ＳＵＢ２と対向する側とは反対側の面に配置されている。光学素子ＯＤ２は、第２基板ＳＵＢ２の第１基板ＳＵＢ１と対向する側とは反対側の面に配置されている。光学素子ＯＤ１及びＯＤ２は、それぞれ偏光板を備えている。なお、光学素子ＯＤ１及びＯＤ２は、位相差板などの他の光学素子を含んでいても良い。
図３は、図１に示した表示パネルＰＮＬの表示領域ＤＡにおける構成を示す平面図である。本実施形態においては、表示パネルＰＮＬは、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＩＰＳモードの１つであるＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどの基板主面に沿った横電界を利用するモードに適用される。なお、図中には、説明に必要な主要部のみを図示している。
ここで、図３は、互いに交差する第１方向Ｘ及び第２方向Ｙで規定されるＸ−Ｙ平面における表示パネルＰＮＬの平面図を示している。なお、図示した例では、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは、互いに直交しているが、９０°以外の角度で交差していてもよい。また、図中において、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と略同一である。
図３に示すように、表示パネルＰＮＬは、走査線Ｇ、信号線Ｓ１乃至Ｓ４、スイッチング素子ＴＲ１乃至ＴＲ３、金属配線Ｍ１乃至Ｍ４、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ６、共通電極ＣＥ１及びＣＥ２、遮光層ＢＭ等を備えている。
走査線Ｇは、第１方向Ｘに沿って延出している。信号線Ｓ１乃至Ｓ４は、概ね第２方向Ｙに沿ってそれぞれ延出し、第１方向Ｘに沿って間隔をおいて並んでいる。図示した例では、信号線Ｓ１乃至Ｓ４は、走査線Ｇより上側（第２方向Ｙを示す矢印の後端側）においては、方向Ｄ１に沿って延出し、走査線Ｇより下側（第２方向Ｙを示す矢印の先端側）においては、方向Ｄ２に沿って延出している。これらの走査線Ｇと信号線Ｓ１乃至Ｓ４とは、Ｘ−Ｙ平面において互いに交差している。
スイッチング素子ＴＲ１は、走査線Ｇと信号線Ｓ２との交差部付近に位置し、走査線Ｇ及び信号線Ｓ２と電気的に接続されている。スイッチング素子ＴＲ２は、走査線Ｇと信号線Ｓ３との交差部付近に位置し、走査線Ｇ及び信号線Ｓ３と電気的に接続されている。スイッチング素子ＴＲ３は、走査線Ｇと信号線Ｓ４との交差部付近に位置し、走査線Ｇ及び信号線Ｓ４と電気的に接続されている。なお、ここでは、スイッチング素子ＴＲ１乃至ＳＷ３は簡略化して図示しているが、後に詳述する。
金属配線Ｍ１乃至Ｍ４は、概ね第２方向Ｙに沿ってそれぞれ延出し、第１方向Ｘに沿って間隔をおいて並んでいる。金属配線Ｍ１乃至Ｍ４は、それぞれ信号線Ｓ１乃至Ｓ４と重なり、それぞれ信号線Ｓ１乃至Ｓ４と平行に延出している。また、金属配線Ｍ１乃至Ｍ４は、走査線ＧとＸ−Ｙ平面において互いに交差している。金属配線Ｍ１乃至Ｍ４は、それぞれ第１方向Ｘに沿って同一の幅で形成されている。金属配線Ｍ１乃至Ｍ４の各々は、信号線Ｓ１乃至Ｓ４と同等以上の幅を有することが望ましい。
画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３は、第１方向Ｘに間隔をおいて並んでいる。また、画素電極ＰＥ４乃至ＰＥ６は、第１方向Ｘに間隔をおいて並んでいる。画素電極ＰＥ１及びＰＥ４は、信号線Ｓ１及びＳ２の間に位置し、走査線Ｇを間に介して第２方向Ｙに間隔をおいて並んでいる。画素電極ＰＥ２及びＰＥ５は、信号線Ｓ２及びＳ３の間に位置し、走査線Ｇを間に介して第２方向Ｙに間隔をおいて並んでいる。画素電極ＰＥ３及びＰＥ６は、信号線Ｓ３及びＳ４の間に位置し、走査線Ｇを間に介して第２方向Ｙに間隔をおいて並んでいる。
共通電極ＣＥ１は、信号線Ｓ１、金属配線Ｍ１、画素電極ＰＥ１及びＰＥ４と重なって配置されている。共通電極ＣＥ２は、信号線Ｓ３及びＳ４、金属配線Ｍ３及びＭ４、画素電極ＰＥ２、ＰＥ３、ＰＥ５、ＰＥ６と重なって配置されている。後述するが、共通電極ＣＥ１及びＣＥ２は、帯状に形成されており、共通電極ＣＥ１及びＣＥ２の間に間隙ＧＰが形成されている。間隙ＧＰは、信号線Ｓ２及び金属配線Ｍ２と重なり、信号線Ｓ２及び金属配線Ｍ２に沿って形成されている。共通電極ＣＥ１及びＣＥ２は、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ６のそれぞれと重なる位置にスリットＳＬを有している。画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３と重なる位置に形成されたスリットＳＬは、方向Ｄ１に沿って形成されている。画素電極ＰＥ４乃至ＰＥ６と重なる位置に形成されたスリットＳＬは、方向Ｄ２に沿って形成されている。なお、１つの画素電極と重なる位置に形成されるスリットＳＬの数は、図示した例では３本であるが、これに限定されない。
コンタクトホールＣＨａ、ＣＨｂ、ＣＨｃは、後述するが、金属配線Ｍ１乃至Ｍ４と共通電極ＣＥ１及びＣＥ２との間の絶縁膜に形成されている。コンタクトホールＣＨａは、信号線Ｓ１及び金属配線Ｍ１と重なる位置に形成されている。金属配線Ｍ１は、コンタクトホールＣＨａを介して共通電極ＣＥ１と接続されている。コンタクトホールＣＨｂは、信号線Ｓ３及び金属配線Ｍ３と重なる位置に形成されている。金属配線Ｍ３は、コンタクトホールＣＨｂを介して共通電極ＣＥ２と接続されている。コンタクトホールＣＨｃは、信号線Ｓ４及び金属配線Ｍ４と重なる位置に形成されている。金属配線Ｍ４は、コンタクトホールＣＨｃを介して共通電極ＣＥ２と接続されている。
遮光層ＢＭは、走査線Ｇ、信号線Ｓ１乃至Ｓ４、金属配線Ｍ１乃至Ｍ４等の配線部と重なる領域に配置されている。遮光層ＢＭは、図３において、２点鎖線で示されている。遮光層ＢＭは、開口部ＯＰ１乃至ＯＰ６を規定している。開口部ＯＰ１乃至ＯＰ６は、それぞれ画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ６と共通電極ＣＥ１及びＣＥ２のスリットＳＬとが重なる領域を含む。
なお、ここでは、信号線Ｓ１乃至Ｓ４が第２方向Ｙに対して屈曲した例について説明したが、信号線Ｓ１乃至Ｓ４が第２方向Ｙに沿って直線状に延出していても良い。
図４は、図３のＡ−Ｂ線における表示パネルＰＮＬの構成を示す断面図である。
本実施形態においては、第１基板ＳＵＢ１から第２基板ＳＵＢ２に向かう方向を上又は上方と定義し、第２基板ＳＵＢ２から第１基板ＳＵＢ１に向かう方向を下又は下方と定義する。また、「第１部材の上方の第２部材」及び「第１部材の下方の第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く、又は第１部材から離れて位置していてもよい。後者の場合、第１部材と第２部材との間に、第３の部材が介在していてもよい。一方、「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部材に接している。
第１基板ＳＵＢ１は、ガラス基板や樹脂基板等の光透過性を有する基板である第１絶縁基板１０を用いて構成されている。第１基板ＳＵＢ１は、第１絶縁基板１０の第２基板ＳＵＢ２と対向する面１０Ａ側に、第１絶縁膜１１、第２絶縁膜１２、第３絶縁膜１３、信号線Ｓ１乃至Ｓ４、第４絶縁膜１４、金属配線Ｍ１乃至Ｍ４、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３、第５絶縁膜１５、共通電極ＣＥ、第１配向膜ＡＬ１等を備えている。
第１絶縁膜１１は、第１絶縁基板１０の上に配置されている。第２絶縁膜１２は、第１絶縁膜１１の上に配置されている。第３絶縁膜１３は、第２絶縁膜１２の上に配置されている。信号線Ｓ１乃至Ｓ４は、第３絶縁膜１３の上に配置されている。信号線Ｓ１乃至Ｓ４は、それぞれ互いに第１方向Ｘに間隔をおいて配置されている。第４絶縁膜１４は、信号線Ｓ１乃至Ｓ４を覆っている。第４絶縁膜１４は、第３絶縁膜１３の上にも配置されている。第４絶縁膜１４は、第１層間絶縁膜に相当する。
金属配線Ｍ１乃至Ｍ４は、第４絶縁膜１４の上に配置されている。金属配線Ｍ１乃至Ｍ４は、それぞれ信号線Ｓ１乃至Ｓ４の直上に位置している。金属配線Ｍ１乃至Ｍ４は、例えば、モリブデン、アルミニウム、モリブデンの単層体または積層体で構成されている。 画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３は、第４絶縁膜１４の上に配置されている。画素電極ＰＥ１は、金属配線Ｍ１と金属配線Ｍ２との間に配置されている。画素電極ＰＥ２は、金属配線Ｍ２と金属配線Ｍ３との間に配置されている。画素電極ＰＥ３は、金属配線Ｍ３と金属配線Ｍ４との間に配置されている。画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３と、金属配線Ｍ１乃至Ｍ４とは互いに離間している。画素電極ＰＥは、例えば、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）等の透明な導電材料によって形成されている。第５絶縁膜１５は、金属配線Ｍ１乃至Ｍ４と、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３と、を覆っている。第５絶縁膜１５は、第２層間絶縁膜に相当する。
共通電極ＣＥ１及びＣＥ２は、第５絶縁膜１５の上に配置されている。共通電極ＣＥ１は画素電極ＰＥ１と対向し、共通電極ＣＥ２は画素電極ＰＥ２及びＰＥ３と対向している。共通電極ＣＥ１と共通電極ＣＥ２との間の間隙ＧＰは、信号線Ｓ２及び金属配線Ｍ２の直上に位置している。共通電極ＣＥは、例えば、ＩＴＯやＩＺＯ等の透明な導電材料によって形成されている。共通電極ＣＥ１及びＣＥ２は、第１配向膜ＡＬ１によって覆われている。第１配向膜ＡＬ１は、第５絶縁膜１５も覆っている。
ここで、信号線Ｓ３及び金属配線Ｍ３と共通電極ＣＥ２との位置関係に着目する。共通電極ＣＥ２は、信号線Ｓ３及び金属配線Ｍ３の直上に位置する電極部ＥＬを備えている。電極部ＥＬは、第１方向Ｘに幅Ｗ１を有している。また、画素電極ＰＥ２と金属配線Ｍ３との間の間隙ＧＰａは、第１方向Ｘに幅Ｗ２を有しており、画素電極ＰＥ３と金属配線Ｍ３との間の間隙ＧＰｂは、第１方向Ｘに幅Ｗ４を有している。一例では、幅Ｗ２及び幅Ｗ４は略等しい。金属配線Ｍ３は、第１方向Ｘに幅Ｗ３を有している。電極部ＥＬの幅Ｗ１は、例えば、間隙ＧＰａの幅Ｗ２と、金属配線Ｍ３の幅Ｗ３と、間隙ＧＰｂの幅Ｗ４との和と同等以上である。また、金属配線Ｍ３と間隙ＧＰａ及び間隙ＧＰｂとは、第３方向Ｚにおいて、電極部ＥＬと重なる領域内に配置されている。本実施形態において、例えば、幅Ｗ１は１０μｍであり、幅Ｗ２及び幅Ｗ４は共に２μｍであり、幅Ｗ３は５μｍであり、電極部ＥＬの一端部は画素電極ＰＥ２の直上に位置し、電極部ＥＬの他端部は画素電極ＰＥ３の直上に位置している。
上記のような第１絶縁膜１１、第２絶縁膜１２、第３絶縁膜１３、及び、第５絶縁膜１５は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物等の無機系材料を用いて形成されている。また、第４絶縁膜１４は、例えば、透明な樹脂等の有機系材料を用いて形成されている。
第２基板ＳＵＢ２は、ガラス基板や樹脂基板等の光透過性を有する基板である第２絶縁基板２０を用いて構成されている。第２基板ＳＵＢ２は、第２絶縁基板２０の第１基板ＳＵＢ１と対向する面２０Ａ側に、遮光層ＢＭ、カラーフィルタＣＦ１乃至ＣＦ３、オーバーコート層ＯＣ、第２配向膜ＡＬ２等を備えている。
遮光層ＢＭは、第２絶縁基板２０の第１基板ＳＵＢ１と対向する面２０Ａに配置されている。遮光層ＢＭは、例えば、黒色の樹脂材料によって形成されている。
カラーフィルタＣＦ１乃至ＣＦ３は、第２絶縁基板２０の面２０Ａに配置され、それぞれの端部が遮光層ＢＭに重なっている。カラーフィルタＣＦ１乃至ＣＦ３は、互いに異なる複数の色、例えば赤色、青色、緑色にそれぞれ着色された樹脂材料によって形成されている。カラーフィルタＣＦ１乃至ＣＦ３は、それぞれ開口部ＯＰ１乃至ＯＰ３に位置し、それぞれ画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３と対向している。
オーバーコート層ＯＣは、カラーフィルタＣＦ１乃至ＣＦ３を覆っている。オーバーコート層ＯＣは、透明な樹脂材料によって形成されている。第２配向膜ＡＬ２は、オーバーコート層ＯＣを覆っている。第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２は、例えば、水平配向性を示す材料によって形成されている。
上述したような第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２が向かい合うように配置されている。このとき、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間には、図示しないスペーサにより、所定のセルギャップが形成される。第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とは、セルギャップが形成された状態でシール材によって貼り合わせられている。液晶層ＬＱは、上記セルギャップに封入された液晶組成物によって構成されている。
図５は、図３のＣ−Ｄ線における表示パネルＰＮＬの構成を示す断面図である。
コンタクトホールＣＨａ、ＣＨｂ、ＣＨｃは、第５絶縁膜１５に形成されている。金属配線Ｍ１は、コンタクトホールＣＨａを介して共通電極ＣＥ１と接続されている。金属配線Ｍ３は、コンタクトホールＣＨｂを介して共通電極ＣＥ２と接続されている。金属配線Ｍ４は、コンタクトホールＣＨｃを介して共通電極ＣＥ２と接続されている。すなわち、共通電極ＣＥ１及びＣＥ２と、金属配線Ｍ１、Ｍ３、Ｍ４とは、同電位である。このように、金属配線Ｍ１、Ｍ３、Ｍ４が、共通電極ＣＥ１及びＣＥ２と接続されることによって共通電極ＣＥ１及びＣＥ２は低抵抗化されている。
本実施形態によれば、共通電極ＣＥ１及びＣＥ２は、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３の上方に配置されている。また、共通電極ＣＥ１と共通電極ＣＥ２との間の間隙ＧＰは、信号線Ｓ２及び金属配線Ｍ２と重なった位置に形成されている。このため、金属配線Ｍ２は、信号線Ｓ２と共通電極ＣＥ１及び共通電極ＣＥ２との間で形成される電界を遮蔽する。したがって、間隙ＧＰを介して信号線Ｓ２から液晶層ＬＱへの電界漏れを抑制することが可能であり、間隙ＧＰにおいて電界漏れに起因した液晶分子の配向不良が抑制され、間隙ＧＰの近傍における表示ムラを抑制することが可能である。これにより、表示品位の劣化を抑制することが可能となる。
また、間隙ＧＰ近傍における表示ムラが抑制されることにより、間隙ＧＰを設ける位置の自由度を向上することができる。すなわち、間隙ＧＰ近傍において表示ムラが発生する場合、間隙ＧＰの位置は、表示ムラが視認されにくい色画素間に配置する必要がある。例えば、表示パネルＰＮＬが３色の赤青緑色のカラーフィルタを備えている場合、間隙ＧＰが形成される位置は、赤色画素と青色画素との間に制限される。一方で、本実施形態によれば、間隙ＧＰの位置は制限されず、いずれの色画素間であっても良い。
また、画素電極ＰＥ２と金属配線Ｍ３との間の間隙ＧＰａの幅Ｗ２と、画素電極ＰＥ３と金属配線Ｍ３との間の間隙ＧＰｂの幅Ｗ４は略等しい。換言すると、金属配線Ｍ３は、開口部ＯＰ２及び開口部ＯＰ３から等間隔の位置に配置されている。そのため、表示パネルＰＮＬをその法線から傾斜した斜め方向から観察したときに、隣接するカラーフィルタの色が混色して視認されたり、色画素ごとの開口面積の比が変わることに起因した色シフトが視認されたりするのを抑制することができる。なお、間隙ＧＰと重なる金属配線Ｍ２についても同様に、開口部ＯＰ１及び開口部ＯＰ２から等間隔の位置に配置されており、間隙ＧＰの近傍においても混色および色シフトに起因した表示ムラを抑制することができる。
また、金属配線Ｍ２は、画素電極ＰＥ１と画素電極ＰＥ２との間に配置され、信号線Ｓ２と重なっている。そのため、信号線Ｓ２は金属配線Ｍ２と容量結合する一方で、信号線Ｓ２と画素電極ＰＥ１及びＰＥ２との寄生容量を低減することができる。
次に、図３に示したスイッチング素子の構成について詳細に説明する。
図６は、スイッチング素子ＴＲ１の構成例を示す平面図である。ここでは、第１基板ＳＵＢ１における説明に必要な主要部のみを図示し、共通電極等の図示を省略する。また、図３に示したスイッチング素子ＴＲ２及びＴＲ３についてもスイッチング素子ＴＲ１と同様の構成をとるため、ここでは、スイッチング素子ＴＲ１に着目してその構成を説明する。
スイッチング素子ＴＲ１は、半導体層ＳＣ、中継電極ＲＥを備えている。半導体層ＳＣは、略Ｕ字状に形成され、走査線Ｇと２か所で交差している。半導体層ＳＣは、端部Ｅ１１及び端部Ｅ１２を有する。端部Ｅ１１は、コンタクトホールＣＨ１１を介して信号線Ｓ２と電気的に接続されている。端部Ｅ１２は、コンタクトホールＣＨ１２を介して中継電極ＲＥと電気的に接続されている。中継電極ＲＥは、信号線Ｓ１と信号線Ｓ２との間に配置されている。走査線Ｇにおいて、半導体層ＳＣと交差する２つの部分は、それぞれゲート電極Ｇ１１及びＧ１２として機能する。遮光体ＳＩは、半導体層ＳＣとゲート電極Ｇ１２とが重なる位置に配置されている。中継電極ＲＥは、コンタクトホールＣＨ１を介して画素電極ＰＥ１と電気的に接続されている。
図７は、図６のＥ−Ｆ線におけるスイッチング素子ＴＲ１を含む第１基板ＳＵＢ１の構成を示す断面図である。なお、図示した例では、スイッチング素子ＴＲ１は、トップゲート型の薄膜トランジスタであるが、ボトムゲート型であっても良い。
遮光体ＳＩは、第１絶縁基板１０の上に配置され、第１絶縁膜１１によって覆われている。半導体層ＳＣは、第１絶縁膜１１の上に配置され、第２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、酸化物半導体などによって形成されていても良い。
ゲート電極Ｇ１１及びＧ１２は、第２絶縁膜１２の上に配置され、第３絶縁膜１３によって覆われている。ゲート電極Ｇ１１及びＧ１２は、第２絶縁膜１２を介して半導体層ＳＣと対向している。ゲート電極Ｇ１２は、遮光体ＳＩの上方に位置している。信号線Ｓ２及び中継電極ＲＥは、第３絶縁膜１３の上に配置され、第４絶縁膜１４によって覆われている。信号線Ｓ２は、第２絶縁膜１２及び第３絶縁膜１３を貫通するコンタクトホールＣＨ１１を介して半導体層ＳＣに接続されている。中継電極ＲＥは、第２絶縁膜１２及び第３絶縁膜１３を貫通するコンタクトホールＣＨ１２を介して半導体層ＳＣに接続されている。
金属配線Ｍ２、画素電極ＰＥ１及びＰＥ４は、第４絶縁膜１４の上に配置され、第５絶縁膜１５によって覆われている。画素電極ＰＥ１は、第４絶縁膜１４を貫通するコンタクトホールＣＨ１を介して、中継電極ＲＥに接続されている。共通電極ＣＥ１は、第５絶縁膜１５の上に配置され、第１配向膜ＡＬ１によって覆われている。また、図３においては、間隙ＧＰは、平面視で金属配線Ｍ２と重なる位置に形成されており、図７においても、金属配線Ｍ２と重なる位置に、共通電極が配置されていない領域として、間隙ＧＰが形成されている。
図８は、金属配線Ｍ３及びコンタクトホールＣＨｂの幅の関係を示す平面図である。
図４に示したように、金属配線Ｍ３は、第１方向Ｘに沿って幅Ｗ３を有している。また、図５に示したように、金属配線Ｍ３は、コンタクトホールＣＨｂを介して共通電極ＣＥ２と接続されている。図８に示した例では、コンタクトホールＣＨｂは、第１方向Ｘに沿って幅Ｗ１１を有している。
図８（ａ）は、図５に示した金属配線Ｍ３及びコンタクトホールＣＨｂの幅の関係を示す平面図である。図８（ａ）に示した例では、金属配線Ｍ３は、ほぼ一定の幅Ｗ３を有する帯状に形成されている。ここで、幅Ｗ１１は、幅Ｗ３より小さく形成されている。
図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、金属配線Ｍ３及びコンタクトホールＣＨｂの幅の関係の他の実施例を示す図である。
図８（ｂ）に示した例では、金属配線Ｍ３は、ほぼ一定の幅Ｗ３を有する帯状に形成されている。ここで、幅Ｗ１１は、幅Ｗ３より大きく形成されている。共通電極と金属配線との接触面積を均一化する観点では、コンタクトホールＣＨｂの中心つまり幅Ｗ１１の１／２に相当する位置と、金属配線Ｍ３の中心つまり幅Ｗ３の１／２に相当する位置とが重なることが望ましい。なお、幅Ｗ１１及び幅Ｗ３の関係は図示した例に限らず、幅Ｗ１１と幅Ｗ３が等しくても良い。
図８（ｃ）に示した例では、金属配線Ｍ３は、コンタクトホールＣＨｂと重なる位置において拡張部Ｍ３１を有している。拡張部Ｍ３１は、第１方向Ｘに沿って幅Ｗ３１を有している。幅Ｗ３１は、幅Ｗ３より大きく形成されている。また、幅Ｗ１１は、幅Ｗ３１より小さく形成されている。図８（ｃ）においては、幅Ｗ３の１／２に相当する位置と幅Ｗ３１の１／２に相当する位置は、例えば、一直線上に位置している。ここでは、コンタクトホールＣＨｂの中心つまり幅Ｗ１１の１／２に相当する位置と、金属配線Ｍ３１の中心つまり幅Ｗ３１の１／２に相当する位置とが重なることが望ましい。なお、幅Ｗ１１及び幅Ｗ３１の関係は図示した例に限らず、幅Ｗ１１と幅Ｗ３１が等しくても良い。
なお、コンタクトホールＣＨｂと金属配線Ｍ３とが重なる位置に配置されていれば、コンタクトホールＣＨｂの中心と金属配線Ｍ３の中心とがずれていても良い。また、このような金属配線Ｍ３及びコンタクトホールＣＨｂの幅の関係は、金属配線Ｍ１及びコンタクトホールＣＨａ、及び、金属配線Ｍ４及びコンタクトホールＣＨｃにも同様に適用される。
図９は、遮光層ＢＭ、金属配線Ｍ１１乃至Ｍ１７、スペーサＳＰ１乃至ＳＰ３等の位置関係を示す平面図である。ここでは、例えば、１つの画素ＰＸが３つのサブ画素ＳＰＸから構成されている場合を示している。なお、走査線及び信号線は、図中に一点鎖線で示されている。
金属配線Ｍ１１乃至Ｍ１７は、それぞれ信号線Ｓ１１乃至Ｓ１７に重なっている。共通電極ＣＥ１及びＣＥ２の間隙ＧＰは、信号線Ｓ１４及び金属配線Ｍ１４と重なっている。遮光層ＢＭは、走査線Ｇ１１乃至Ｇ１５、及び、信号線Ｓ１１乃至Ｓ１７とそれぞれ重なる位置に配置され、格子状に形成されている。共通電極ＣＥ１と金属配線Ｍ１１乃至Ｍ１３とをそれぞれ接続するためのコンタクトホールＣＨＡは、走査線Ｇ１１乃至Ｇ１５と、信号線Ｓ１１乃至Ｓ１３との交差部付近に位置している。共通電極ＣＥ２と金属配線Ｍ１５乃至Ｍ１７とをそれぞれ接続するためのコンタクトホールＣＨＢは、走査線Ｇ１１乃至Ｇ１５と、信号線Ｓ１５乃至Ｓ１７との交差部付近に位置している。但し、信号線Ｓ１４及び金属配線Ｍ１４と重なる位置においては、コンタクトホールＣＨＡ及びＣＨＢのいずれも配置されていない。また、スペーサＳＰは、走査線と信号線との交差部に配置されるが、間隙ＧＰと重なる信号線Ｓ１４とは重なって配置されない。スペーサと重なる位置においては、コンタクトホールＣＨＡ及びＣＨＢのいずれも配置されていない。また、金属配線は、スペーサＳＰと重なる位置で途切れている。
これらの点について、金属配線Ｍ１７、スペーサＳＰ１乃至ＳＰ３等に着目してより詳細に説明するが、その他の金属配線やスペーサの位置関係についても同様の構成を有するものとしてその説明を省略する。
図２に示したスペーサＳＰと同様に、スペーサＳＰ１乃至ＳＰ３は、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２の間に配置されている。スペーサＳＰ１乃至ＳＰ３は、信号線Ｓ１７と重なる位置に配置されている。図示した例では、スペーサＳＰ１は走査線Ｇ１１と信号線Ｓ１７との交差部に位置し、スペーサＳＰ２は走査線Ｇ１３と信号線Ｓ１７との交差部に位置し、スペーサＳＰ３は走査線Ｇ１５と信号線Ｓ１７との交差部に位置している。金属配線Ｍ１７は、スペーサＳＰ１乃至ＳＰ３と重なる位置で途切れており、第１部分Ｍ１７ａ及び第２部分Ｍ１７ｂを有している。第２部分Ｍ１７ｂは、第１部分Ｍ１７ａから間隔をおいて配置されている。第１部分Ｍ１７ａはスペーサＳＰ１とスペーサＳＰ２との間に位置し、第２部分Ｍ１７ｂはスペーサＳＰ２とスペーサＳＰ３との間に位置している。すなわち、スペーサＳＰ２は、第１部分Ｍ１７ａと第２部分Ｍ１７ｂとの間に配置されている。コンタクトホールＣＨＢａはスペーサＳＰ１とスペーサＳＰ２との間に位置し、コンタクトホールＣＨＢｂはスペーサＳＰ２とスペーサＳＰ３との間に位置している。第１部分Ｍ１７ａは、走査線Ｇ１２と交差する位置の近傍でコンタクトホールＣＨＢａを介して共通電極ＣＥ２と接続されている。第２部分Ｍ１７ｂは、走査線Ｇ１４と交差する位置の近傍でコンタクトホールＣＨＢｂを介して共通電極ＣＥ２と接続されている。そのため、第１部分Ｍ１７ａ及び第２部分Ｍ１７ｂがフローティング状態となるのが抑制される。また、第１部分Ｍ１７ａ及び第２部分Ｍ１７ｂの抵抗値を均一にするために、コンタクトホールＣＨＢａ及びＣＨＢｂは、それぞれ第１部分Ｍ１７ａ及び第２部分Ｍ１７ｂの第２方向Ｙに沿った幅の中心に形成されることが望ましい。
スペーサＳＰ１乃至ＳＰ３が配置される位置には、金属配線及びコンタクトホールのいずれも形成されず、凹凸が緩和された領域に重なっている。したがって、スペーサＳＰ１乃至ＳＰ３が第１基板ＳＵＢ１に接触した状態で外部から押圧力が加わった際に、スペーサＳＰ１乃至ＳＰ３が第１配向膜ＡＬ１を損傷させることに起因した表示不良の発生を抑制することができる。また、スペーサＳＰ１乃至ＳＰ３は、第１基板ＳＵＢ１において金属配線等の凹凸の影響を受けない平坦な領域に接触するため、スペーサＳＰ１乃至ＳＰ３の第１基板に接する設置面積の減少に伴う押圧力耐性の低下を抑制することができる。
表示領域において間隙ＧＰと重なる位置には、共通電極がショートするリスクを回避するために、金属配線Ｍ１４と共通電極とを接続するためのコンタクトホールが形成されない。金属配線Ｍ１４は、共通電極ＣＥ１と非表示領域において接続されている。また、金属配線Ｍ１４がフローティング状態になるのを回避するために、信号線Ｓ１４及び間隙ＧＰと重なる位置にはスペーサは配置されない。
遮光層ＢＭは、スペーサＳＰの各々と重なる位置において、拡張部ＥＰを有している。また、遮光層ＢＭは、間隙ＧＰと重なる位置にも拡張部ＥＰを有している。拡張部ＥＰは、スペーサＳＰを中心として、周囲の４つのサブ画素に形成されている。拡張部ＥＰは、第１方向Ｘに沿って１画素ＰＸごとに形成され、第２方向Ｙに沿って２画素ＰＸごとに形成されている。そのため、各画素ＰＸの開口面積のばらつきを抑制することができる。
なお、金属配線Ｍ１２、Ｍ１３、Ｍ１５、Ｍ１６は、第２方向Ｙに沿って１画素ＰＸごとに形成されたコンタクトホールによって共通電極と接続されているが、共通電極の抵抗値によっては、これらのコンタクトホールを間引いても良い。
図１０は、表示装置ＤＳＰに備えられるセンサ装置ＳＳの構成例を示す平面図である。センサ装置ＳＳは、駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎ、検出電極ＲＸ１乃至ＲＸｍ、フレキシブル配線基板ＦＰＣ３、タッチ検出ＩＣチップ４等を備えている。なお、ｎ及びｍは、例えば２以上の整数である。駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎは、第１基板ＳＵＢ１に配置され、上記の共通電極に相当する。検出電極ＲＸ１乃至ＲＸｍは、例えば第２基板ＳＵＢ２の第１基板ＳＵＢ１と対向する面とは反対側の面に配置されている。フレキシブル配線基板ＦＰＣ３は、第２基板ＳＵＢ２に接続されている。タッチ検出ＩＣチップ４は、フレキシブル配線基板ＦＰＣ３に実装されている。
センサ装置ＳＳは、被検出物を検出する検出領域ＤＲと、検出領域ＤＲの外側の非検出領域ＮＤＲと、を有している。検出領域ＤＲは、表示装置ＤＳＰの表示領域ＤＡと重なり、非検出領域ＮＤＲは、非表示領域ＮＤＡと重なる。なお、表示領域ＤＡ及び検出領域ＤＲ、非表示領域ＮＤＡ及び非検出領域ＮＤＲは、それぞれ同一の領域でなくても良い。表示領域ＤＡあるいは検出領域ＤＲは、第１方向Ｘに沿った第１端部Ｅ１及び第２端部Ｅ２と、第２方向Ｙに沿った第３端部Ｅ３及び第４端部Ｅ４と、を有し、略長方形状に形成されている。
図１０に示すように、複数の駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎは、それぞれ帯状に形成され、第１端部Ｅ１から第２端部Ｅ２まで第２方向Ｙに延出し、第１方向Ｘに間隔をおいて並べられている。つまり、隣り合う駆動電極間の間隙が上記の共通電極間の間隙ＧＰに相当する。すなわち、間隙ＧＰは、平面視で、第１端部Ｅ１から第２端部Ｅ２まで延出している。本実施形態において、駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎは、非表示領域ＮＤＡまで延出して形成されている。
複数の検出電極ＲＸ１乃至ＲＸｍは、それぞれ帯状に形成され、第３端部Ｅ３から第４端部Ｅ４まで第１方向Ｘに延出し、第２方向Ｙに間隔をおいて並べられている。複数の検出電極ＲＸ１乃至ＲＸｍは、複数の駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎと表示領域ＤＡあるいは検出領域ＤＲにおいて交差している。検出電極ＲＸ１乃至ＲＸｍは、非表示領域ＮＤＡあるいは非検出領域ＮＤＲに位置するリード線ＬＤによってフレキシブル配線基板ＦＰＣ３と電気的に接続されている。ここでは、リード線ＬＤは、検出電極ＲＸ１乃至ＲＸｍと一対一で電気的に接続されている。検出電極ＲＸ１乃至ＲＸｍは、例えば、ＩＴＯやＩＺＯ等の透明な導電材料によって形成されているが、メッシュ状や細線状の金属線で形成されても良く、金属線と透明導電層との積層体などで形成されても良い。リード線ＬＤは、低抵抗化の観点から、金属細線で形成されることが望ましい。
次に、上記した表示装置ＤＳＰへの被検出物の接近あるいは接触を検出するためのセンシングを行うセンシング駆動時の動作について説明する。なお、ここで、説明するセンシングのモードは、相互容量（Ｍｕｔｕａｌ−Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ）方式と称される場合がある。相互容量方式は、駆動電極ＴＸと検出電極ＲＸとの間の電極間容量の変化に基づいて、被検出物を検出する。
図１１は、相互容量方式のセンシング方法の原理を説明するための図である。ここでは、導電性を有する被検出物としての指Ｆｇが表示装置ＤＳＰに入力する場合について説明する。
駆動電極ＴＸ及び検出電極ＲＸは、静電容量結合されており、駆動電極ＴＸと検出電極ＲＸとの間には、電極間容量Ｃｃが形成される。指Ｆｇは、検出電極ＲＸの駆動電極ＴＸと対向する側とは反対側から検出電極ＲＸへ接近する。ここで、指ＦｇのＸ−Ｙ平面における位置を位置ＬＣとする。位置ＬＣにおいて、指Ｆｇと検出電極ＲＸとの間には、カップリング容量Ｃｘが形成される。
センシングが行われる際、まず、駆動電極Ｔｘにパルス状のセンサ駆動信号Ｖｗが書込まれ、上記に示したような駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとの間の電極間容量Ｃｃの変化に応じてセンサ信号が発生する。次に、タッチ検出ＩＣチップ４は、検出電極Ｒｘからセンサ信号の変化を示すパルス状の検出信号Ｖｒを読取る。センサ駆動信号Ｖｗが駆動電極Ｔｘに供給されるタイミングと、検出電極Ｒｘからの検出信号Ｖｒに基づいて、指Ｆｇの位置を検出することができる。
表示装置ＤＳＰの表示駆動及びセンシング駆動は、例えば１フレーム期間内に行われる。一例では、１フレーム期間は、画像を表示するための第１期間と、被検出物を検出する第２期間とに分けられる。第１期間では、表示領域ＤＡの全ての画素ＰＸに映像信号を書き込む表示駆動が時分割的に行われる（表示期間）。また、第１期間に続く第２期間では、表示領域ＤＡの全域において被検出物を検出するセンシング駆動が時分割的に行われる（検出期間、或いはセンシング期間）。駆動電極Ｔｘには、第１期間においてコモン駆動信号が供給され、第２期間においてセンサ駆動信号が供給される。
なお、ここでは、相互容量方式によるセンシングについて説明したが、センサ装置は、自己容量方式によるセンシングが可能な構成を有していても良い。
図１２は、駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎに接続された等価回路を模式的に示す平面図である。
図示した例では、表示装置ＤＳＰは、第１スイッチ群ＳＷＧ１、第２スイッチ群ＳＷＧ２、セレクタＳＤ内に形成された第３スイッチ群ＳＷＧ３、第４スイッチ群ＳＷＧ４、第５スイッチ群ＳＷＧ５、第１供給線３０、第２供給線４０等を備えている。
図示した例では、第１乃至第５スイッチ群ＳＷＧ１乃至ＳＷＧ５は、何れも平面視で第２基板ＳＵＢ２と重なる領域に形成されている。第１スイッチ群ＳＷＧ１、セレクタＳＤ（第３スイッチ群ＳＷＧ３）及び第４スイッチ群ＳＷＧ４は、表示領域ＤＡよりも駆動ＩＣチップ２側に配置されている。第３スイッチ群ＳＷＧ３は、第１スイッチ群ＳＷＧ１と第４スイッチ群ＳＷＧ４との間に配置されている。また、第２スイッチ群ＳＷＧ２及び第５スイッチ群ＳＷＧ５は、表示領域ＤＡの駆動ＩＣチップ２側とは反対側に配置されている。第５スイッチ群ＳＷＧ５は、第２スイッチ群ＳＷＧ２と表示領域ＤＡとの間に配置されている。
セレクタＳＤは、複数のビデオ線ＶＬを介して駆動ＩＣチップ２と接続されている。セレクタＳＤは、駆動ＩＣチップ２によって制御され、各信号線Ｓに対して映像信号を選択的に供給する。なお、第３スイッチ群ＳＷＧ３は、セレクタＳＤに含まれるもので、マルチプレクサと呼ばれることもある。
第１供給線３０には、画像表示のための共通電圧ＶＣＯＭが印加されている。第１供給線３０は、駆動ＩＣチップ２の両側から第１スイッチ群ＳＷＧ１の両側を通って分岐し、一方は、第１スイッチ群ＳＷＧ１と第３スイッチ群ＳＷＧ３との間を通り、もう一方は、第２スイッチ群ＳＷＧ２の方へ延出し、第２スイッチ群ＳＷＧ２と第５スイッチ群ＳＷＧ５との間を通り、第２スイッチ群ＳＷＧ２に接続されている。
第２供給線４０には、タッチ検出のための駆動信号が供給される。本実施形態において、第２供給線４０は、第１電圧ＶＴＰＬが印加された低電圧線４１と、第１電圧ＶＴＰＬよりも高い第２電圧ＶＴＰＨが印加された高電圧線４２と、を含んでいる。低電圧線４１は、駆動ＩＣチップ２の両側を通り、第１スイッチ群ＳＷＧ１と第３スイッチ群ＳＷＧ３との間を通って配置されている。また、高電圧線４２は、駆動ＩＣチップ２の両側を通り、第１スイッチ群ＳＷＧ１と駆動ＩＣチップ２との間を通って配置されている。
例えば、第１供給線３０、低電圧線４１及び高電圧線４２は、フレキシブル配線基板ＦＰＣ３を介してタッチ検出ＩＣチップ４に接続されている。第１供給線３０、低電圧線４１及び高電圧線４２は、駆動ＩＣチップ２に接続されても良い。
第１スイッチ群ＳＷＧ１は、駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎの各々に対して設けられた複数のスイッチＳＷ１を備えている。スイッチＳＷ１は、駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎの接続先を第１供給線３０と第２供給線４０（低電圧線４１又は高電圧線４２）との間で切り換える。具体的には、スイッチＳＷ１は、駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎと第１供給線３０との間の接続をオン又はオフする共通電圧スイッチＳＷＣと、駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎと低電圧線４１との間の接続をオン又はオフする低電圧スイッチＳＷＬと、駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎと高電圧線４２との間の接続をオン又はオフする高電圧スイッチＳＷＨと、を含んでいる。例えば、共通電圧スイッチＳＷＣ、低電圧スイッチＳＷＬ、及び高電圧スイッチＳＷＨは、何れも駆動ＩＣチップ２の制御によってオン又はオフされる。
第２スイッチ群ＳＷＧ２は、駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎの各々に対して設けられた複数のスイッチＳＷ２を備えている。スイッチＳＷ２は、駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎと第１供給線３０との間の接続をオン又はオフする。例えば、スイッチＳＷ２は、駆動ＩＣチップ２の制御によってオン又はオフされる。
第３スイッチ群ＳＷＧ３は、表示領域ＤＡに設けられた各信号線Ｓに対して設けられた複数のスイッチＳＷ３を備えている。スイッチＳＷ３は、ビデオ線ＶＬを介して駆動ＩＣチップ２と接続されており、各信号線Ｓと駆動ＩＣチップ２との間の接続をオン又はオフする。例えば、第３スイッチＳＷ３は、駆動ＩＣチップ２の制御によって、時分割で画素電極に供給するための映像信号を各信号線Ｓに順次供給するようにオン又はオフされる。
第４スイッチ群ＳＷＧ４は、各信号線Ｓに対して設けられた複数のスイッチＳＷ４を備えている。スイッチＳＷ４は、信号線Ｓと駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎとの間の接続をオン又はオフする。例えば、スイッチＳＷ４は、駆動ＩＣチップ２の制御によってオン又はオフされる。
第５スイッチ群ＳＷＧ５は、各信号線Ｓに対して設けられた複数のスイッチＳＷ５を備えている。スイッチＳＷ５は、信号線Ｓと駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎとの間の接続をオン又はオフする。例えば、スイッチＳＷ５は、駆動ＩＣチップ２の制御によってオン又はオフされる。
図示した例では、金属配線ＭＡ１乃至ＭＡｎは、それぞれの金属配線ＭＡ１乃至ＭＡｎの左側に隣り合う駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎと接続されている。金属配線ＭＡ１乃至ＭＡｎは、非検出領域ＮＤＲにおいて、駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎと接続されている。また、金属配線ＭＡ１乃至ＭＡｎは、非表示領域ＮＤＡにおいて、駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎと接続されている。金属配線ＭＡ１乃至ＭＡｎのうち、金属配線ＭＡｎを除いた金属配線は、各駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎの間の間隙ＧＰと重なって配置されている。金属配線ＭＡｎは、表示領域ＤＡの第４端部Ｅ４に沿って配置されている。
金属配線ＭＡ１乃至ＭＡｎは、図示しない信号線と重なっている。金属配線ＭＡ１乃至ＭＡｎと重なって配置された信号線も、それぞれ左側に隣り合う駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎと接続されている。なお、例えば、図４及び図６に示した構成では、信号線Ｓ２は、左側の画素電極ＰＥ１と接続されており、金属配線Ｍ２は、非表示領域において左側の共通電極ＣＥ１と電気的に接続される。
金属配線ＭＢは、表示領域ＤＡの第３端部Ｅ３に沿って配置されている。金属配線ＭＢは、共通電圧ＶＣＯＭが印加される第１供給線３０に接続されている。
上記のように、金属配線ＭＢは第３端部Ｅ３に沿って配置され、金属配線ＭＡｎは第４端部Ｅ４に沿って配置されている。そのため、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２が第１方向Ｘにずれて貼り合わされた場合に、第３端部Ｅ３側の画素及び第４端部Ｅ４側の画素とで、表示に寄与する面積を同等とすることができる。また、金属配線ＭＢには共通電圧ＶＣＯＭが印加されるため、金属配線ＭＢと、金属配線ＭＢの右側に隣接する駆動電極ＴＸ１との間で生じるカップリングを回避することができる。
ここで、第１期間及び第２期間における各スイッチ群ＳＷＧ１乃至ＳＷＧ５の動作について説明する。
画像を表示する表示期間である第１期間においては、各スイッチＳＷ１の共通電圧スイッチＳＷＣ、各スイッチＳＷ２及び各スイッチＳＷ３がオンされ、各スイッチＳＷ４及び各スイッチＳＷ５がオフされる。これにより、各駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎには共通電圧ＶＣＯＭが印加される。さらに、駆動ＩＣチップ２から各信号線Ｓに映像信号が供給される。
表示装置ＤＳＰへの被検出物の接近あるいは接触を検出するためのセンシングを行う第２期間においては、例えば、駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎにセンサ駆動信号Ｖｗが順次供給される。センサ駆動信号Ｖｗの供給対象（以下、駆動対象という）の駆動電極ＴＸと残りの駆動電極ＴＸとではスイッチＳＷ１の接続態様が異なる。図１２は、駆動電極ＴＸ２が駆動対象である場合を示している。駆動対象である駆動電極ＴＸ２の共通電圧スイッチＳＷＣはオフされ、残りの駆動電極ＴＸの共通電圧スイッチＳＷＣは何れもオンされている。スイッチＳＷ２及びスイッチＳＷ３は全てオフされ、スイッチＳＷ４及びスイッチＳＷ５は全てオンされている。
駆動対象である駆動電極ＴＸ２の接続先は、低電圧線４１と高電圧線４２との間でスウィングされる。すなわち、駆動電極ＴＸ２に対して設けられた低電圧スイッチＳＷＬ及び高電圧スイッチＳＷＨが交互にオン又はオフされる。これにより第１電圧ＶＴＰＬと第２電圧ＶＴＰＨとの間でトグルするセンサ駆動信号Ｖｗが生成され、このセンサ駆動信号Ｖｗが駆動電極ＴＸ２に供給される。このセンサ駆動信号Ｖｗに対して検出電極から得られる検出信号に基づき、タッチ検出ＩＣチップ４が表示装置ＤＳＰへ接近あるいは接触する被検出物の位置を検出する。
スイッチＳＷ４及びスイッチＳＷ５がオンされているため、各信号線Ｓは、接続された各駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎと同電位となる。これにより、各信号線Ｓと各駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎとの間の容量形成を防ぎ、タッチ検出の精度を高めることができる。図示した例では、各信号線Ｓは、各駆動電極ＴＸの第２方向Ｙ側で見たときの両端部において駆動電極ＴＸと接続されているので、駆動電極ＴＸ及び信号線Ｓを全体に亘り安定して同電位とすることができる。
センシングを行う第２期間において、駆動ＩＣチップ２と第３スイッチ群ＳＷＧ３との間の各ビデオ線ＶＬは何れもフローティングとなり、各ビデオ線ＶＬの電位に起因した不要な容量形成の発生を低減することができる。なお、第２期間において、全てあるいは一部のスイッチＳＷ４とスイッチＳＷ５とをオフとし、これにより全てあるいは一部の信号線Ｓをフローティングとしても良い。
駆動対象の駆動電極ＴＸは、駆動電極ＴＸ１から駆動電極ＴＸｎに向けて順番に選定されても良いし、他の順番に選定されても良い。また、複数の駆動電極ＴＸが同時に駆動対象として選定されても良い。さらに、１回の第２期間において駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎが１通り駆動対象として選定されるようにしても良いし、２回以上の第２期間に分散して駆動電極ＴＸ１乃至ＴＸｎが駆動対象として選定されるようにしても良い。
図１３は、駆動電極ＴＸ１及び金属配線ＭＡ１の接続関係を示す平面図である。
図示した例では、駆動電極ＴＸ１は、第１方向Ｘに突出した突出部Ｔ１及びＴ２を有している。突出部Ｔ１及びＴ２は、非表示領域ＮＤＡに配置され、図１２に示した駆動電極ＴＸ２とは間隔をおいて配置されている。金属配線ＭＡ１は、図１２に示したように駆動電極ＴＸ１と駆動電極ＴＸ２との間の間隙ＧＰに重なる位置に配置されている。金属配線ＭＡ１は、一端側で、突出部Ｔ１と重なって形成されたコンタクトホールＣＨＤａを介して突出部Ｔ１と接続されている。また、金属配線ＭＡ１は、他端側で、突出部Ｔ２と重なって形成されたコンタクトホールＣＨＤｂを介して突出部Ｔ２と接続されている。なお、コンタクトホールＣＨＤａ及びＣＨＤｂは、図５に示したコンタクトホールＣＨｂと同様に第５絶縁膜１５に形成されている。
金属配線ＭＣは、間隙ＧＰと重なる位置とは異なる位置で駆動電極ＴＸ１と重なって配置されている。金属配線ＭＣは、表示領域ＤＡにおいて、コンタクトホールＣＨＣを介して駆動電極ＴＸ１と接続されている。なお、コンタクトホールＣＨＣは、図５に示したコンタクトホールＣＨｂと同様に第５絶縁膜１５に形成されている。
上記のように、金属配線ＭＡ１は、非表示領域ＮＤＡにおいて検出電極ＴＸ１と接続されている。
図１４は、駆動電極ＴＸ１及び金属配線ＭＡ１の接続関係の他の実施例を示す平面図である。図１４は、図１３に示した構成と比較して、金属配線ＭＡ１が接続電極ＭＤと接続されている点で相違している。
金属配線ＭＡ１及びＭＣは、非表示領域ＮＤＡまで延出して配置されている。接続電極ＭＤは、非表示領域ＮＤＡにおいて、金属配線ＭＡ１及びＭＣと接続されている。すなわち、金属配線ＭＡ１、金属配線ＭＣ、及び接続電極ＭＤは、同電位となる。また、金属配線ＭＡ１、金属配線ＭＣ、及び接続電極ＭＤは、コンタクトホールＣＨＣを介して駆動電極ＴＸ１と接続されている。接続電極ＭＤ、金属配線ＭＡ１、及び金属配線ＭＣは、図４に示した金属配線Ｍ１乃至Ｍ４と同様に第４絶縁膜１４の上に配置されている。また、接続電極ＭＤ、金属配線ＭＡ１、及び金属配線ＭＣは、例えば、同一材料で形成されている。
上記のように、金属配線ＭＡ１は、非表示領域ＮＤＡにおいて検出電極ＴＸ１と接続されている。
以上説明したように、本実施形態によれば、表示品位の低下を抑制することが可能な表示装置及びセンサ装置を得ることができる。
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
ＤＳＰ…表示装置 Ｓ１〜Ｓ４…信号線 Ｍ１〜Ｍ４…金属配線
１４…第４絶縁膜 １５…第５絶縁膜 ＣＥ１、ＣＥ２…共通電極 ＧＰ…間隙
ＰＥ１〜ＰＥ６…画素電極 ＣＨａ、ＣＨｂ、ＣＨｃ、ＣＨｄ…コンタクトホール。

Claims (7)

  1. 画像を表示する表示領域と、
    前記表示領域を囲む非表示領域と、
    第１信号線と、
    前記第１信号線に間隔を置いて配置された第２信号線と、
    前記第１信号線及び前記第２信号線を覆う第１層間絶縁膜と、
    前記第１層間絶縁膜の上に配置され、前記第１信号線と重なって配置された第１金属配線、及び、前記第２信号線と重なって配置された第２金属配線と、
    前記第１層間絶縁膜の上に配置され、前記第１金属配線と前記第２金属配線との間に配置された画素電極と、
    前記第１金属配線及び前記第２金属配線と、前記画素電極と、を覆う第２層間絶縁膜と、
    前記第２層間絶縁膜の上に配置された第１共通電極及び第２共通電極と、を備え、
    前記第１共通電極と前記第２共通電極との間の間隙は、前記第１信号線及び前記第１金属配線と重なり、
    前記第２信号線及び前記第２金属配線は、前記第２共通電極と重なり、前記第２金属配線は、前記表示領域において前記第２層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記第２共通電極と接続され、前記コンタクトホールは、前記第２信号線と重なり、前記第１金属配線は、前記非表示領域において、前記第１共通電極と接続されている表示装置。
  2. 前記表示領域は第１端部及び第２端部を有し、
    前記間隙は、前記第１信号線及び前記第１金属配線に沿って形成され、平面視で前記表示領域の前記第１端部から前記第２端部まで延出している請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記第１共通電極及び前記第２共通電極は、前記表示領域の前記第１端部から前記第２端部まで延出している請求項２に記載の表示装置。
  4. さらに、前記第１共通電極及び前記第２共通電極と、前記画素電極と、を備える第１基板と、
    前記第１基板と対向する第２基板と、
    前記第１基板と前記第２基板との間に配置された第１スペーサと、を備え、
    前記第１スペーサは、前記間隙と重なる前記第１信号線とは重ならず、前記第２信号線と重なる位置に配置され、
    前記第２金属配線は、前記第１スペーサと重なる位置で途切れ、第１部分と、第１部分と間隔をおいて配置された第２部分と、を有しており、
    前記第１スペーサは、前記第１部分と前記第２部分との間に配置される請求項１乃至３の何れか１項に記載の表示装置。
  5. さらに、前記第１基板と前記第２基板との間に配置され、前記第２信号線と重なる位置に配置される第２スペーサと、を備え、
    前記第２金属配線の前記第１部分は、前記第１スペーサ及び前記第２スペーサとの間に位置する請求項４に記載の表示装置。
  6. 前記コンタクトホールは、前記第１スペーサ及び前記第２スペーサとの間に配置される請求項５に記載の表示装置。
  7. さらに、前記表示領域は、第３端部及び第４端部を有し、
    前記第３端部に沿って配置された第３金属配線と、
    前記第４端部に沿って配置された第４金属配線と、を備える請求項２に記載の表示装置。
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