WO2007102238A1 - 表示装置 - Google Patents

Abstract

　互いに対向して配置された第１基板（１１）及び第２基板（２１）と、第１基板（１１）及び第２基板（２１）の間に設けられた液晶層（３０）と、第１基板（１１）及び液晶層（３０）の間にマトリクス状に配置された複数の画素電極（１３）と、第２基板（２１）及び液晶層（３０）の間に配置されタッチされた位置を検出するための第１透明電極（２２）と、第１透明電極（２２）及び液晶層（３０）の間に配置され表示用の信号が入力される第２透明電極（２７）とを備え、静電容量結合方式によりタッチされた位置を検出すると共に画像を表示する液晶表示装置（５０）であって、第１透明電極（２２）及び第２透明電極（２７）の間には、容量結合を抑制するためのシールド電極（２５）が設けられている。

Description

明 細 書

表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、表示装置に関し、特に、静電結合方式のタツチパネルを備えた表示装 置に関するものである。

背景技術

[0002] タツチパネルは、指やペンなどでタツチ（押圧）することによって、コンピュータなどの 情報処理装置に対話形式で情報を入力する装置である。

[0003] また、タツチパネルは、その動作原理によって、抵抗膜方式、静電容量結合方式、 赤外線方式、超音波方式及び電磁誘導結合方式などに分類される。上記抵抗膜方 式及び静電容量結合方式のタツチパネルは、低コストで表示装置などに搭載可能で あるので、近年よく用られている。

[0004] 上記抵抗膜方式のタツチパネルは、例えば、互いに対向して配置された一対のガ ラス基板と、一対のガラス基板の内側の各全面に抵抗膜としてそれぞれ設けられた 透明導電膜と、一対のガラス基板の間に挟持され各透明導電膜間に空気層を形成 するための絶縁性を有するスぺーサ一と、タツチされた位置を検出するためのタツチ 位置検出回路とを備え、例えば、液晶表示パネルのディスプレイ画面の前面に装着 して使用される。

[0005] このような構成の抵抗膜方式のタツチパネルでは、ディスプレイ画面の前面をタツチ することにより、各透明導電膜同士が接触 (短絡)して、一対の透明導電膜の間に電 流が流れることになる。そして、このタツチパネルでは、タツチ位置検出回路が一対の 透明導電膜の間に電流が流れたときの電圧の変化に基づいてタツチされた位置を検 出する。

[0006] し力しながら、上記抵抗膜方式のタツチパネルは、一対の透明導電膜が空気層を 介して互いに対向して配置されて 、るので、その空気層によって屈折率の差が大きく なり、光透過率が低下してしまうと 、う欠点を有して 、る。

[0007] また、上記静電容量結合方式のタツチパネルは、以下のような構成になっている。 [0008] 図 12は、一般的な静電容量結合方式のタツチパネルを備えた液晶表示装置 150 の断面模式図である。

[0009] この液晶表示装置 150は、アクティブマトリクス基板 110、アクティブマトリクス基板 に対向して配置された対向基板 120、及びアクティブマトリクス基板 110と対向基板 1 20との間に設けられた液晶層 130を備えた液晶表示パネル 100と、液晶表示パネル 100の下側に偏光板 101及び拡散シート 103を介して設けられたバックライト 105と、 液晶表示パネル 100の上側に偏光板 102を介して設けられたタツチパネル 140とを 有している。ここで、タツチパネル 140は、両面テープなどの接着層 104によって液晶 表示パネル 100の上側のディスプレイ画面に固定されている。

[0010] また、タツチパネル 140は、ガラス基板 141と、ガラス基板 141の全面に設けられた 位置検出用透明電極 142と、その位置検出用透明電極 142の周縁部に一定のピッ チで設けられた位置検出用電極 (不図示)と、タツチ位置を検出するための位置検出 回路 (不図示）とを備えている。

[0011] このタツチパネル 140では、ディスプレイ画面の前面、すなわち、ガラス基板 141の 表面をタツチすることにより、位置検出用透明電極 142がタツチされた点で人体の静 電容量を介して接地されて、各位置検出用電極と接地点との間の抵抗値に変化が 生じることになる。そして、このタツチパネル 140では、タツチ位置検出回路が各位置 検出用電極と接地点との間の抵抗値の変化に基づいてタツチされた位置を検出する

[0012] この液晶表示装置 150は、ガラス基板（111、 121及び 141)の枚数が 3枚となるの で、上記抵抗膜方式のタツチパネルを備えた液晶表示装置よりも 1枚少なくなると共 に、上記抵抗膜方式のタツチパネルを備えた液晶表示装置にぉ ヽて存在する一対 の透明導電膜の間の空気層が存在しな 、ため、光透過率に優れて 、る。

[0013] また、静電容量結合方式のタツチパネルとして、例えば、特許文献 1には、タツチ位 置検出のための透明導電膜が設けられた第 1の透明基板のタツチ面側に、透明接着 材によってグレア防止用の第 2の透明基板が貼り合わせられて構成された静電容量 方式のタツチパネルが開示されている。これによれば、透明導電膜の損傷を防止す るとともに、生産性の向上が可能になると記載されている。 [0014] しかしながら、上記のようなタツチパネルを表示パネルのディスプレイ画面の前面に 装着して使用するタイプの表示装置では、タツチパネル自体によって、装置全体の 厚みや重量が大きくなる、或いはコストがかかるという問題があった。

[0015] そこで、装置の薄型化や軽量化を図るために、タツチパネルを構成するガラス基板 及び位置検出用透明電極を、表示装置を構成する部材と共有させることにより、省略 することが知られている。

[0016] 例えば、特許文献 2には、マトリクス状に配列された複数の画素電極を有するァクテ イブマトリクス基板と、そのアクティブマトリクス基板に対向する透明対向電極とを備え た表示装置において、透明対向電極に対して表示用の電圧又は電流を供給する液 晶表示回路と、透明対向電極の複数の箇所力 流れる電流を検出する位置検出回 路と、これらの回路のいずれか一方を透明共通電極と電気的に導通させるスィッチン グ回路とを備えたタツチセンサー体型表示装置が記載されている。

[0017] また、特許文献 3には、 2枚の透明絶縁板の間に、共通透明電極、液晶、表示透明 電極を順に積層し、文字や画像を表示すると共に指などの接触物が接触する共通 透明電極側に配置される透明絶縁板上の接触部の位置座標を検知するために、共 通透明電極の四隅に、接触物と透明絶縁板を介して共通透明電極との間に流れる 電流を検出する電流検出器を取り付け、接触物が透明絶縁板上の接触部へ接触す ることによる静電容量の変化に影響される四隅の電流検出器からの電流信号により 接触部の位置座標を計算するための信号処理回路を備えた静電容量式タツチパネ ル装置が記載されている。

特許文献 1：特開平 5— 324203号公報

特許文献 2 :特開 2003— 66417号公報

特許文献 3：特開 2003 - 99192号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0018] 上記特許文献 2及び 3では、タツチパネルを構成するガラス基板及び位置検出用 透明電極を、表示装置を構成する部材と共有させることによって、装置自体の厚み やコストの削減が可能となるものの、表示品位が低下するおそれがある。 [0019] 以下に、上記表示品位の低下について説明する。

[0020] 上記特許文献 2及び 3では、共通対向電極及び共通透明電極が、位置を検出する ためのタツチパネル用電極としての機能と、液晶層に電圧を印加するための表示用 電極としての機能とを併せ持つ必要がある。ここで、タツチパネル用電極としては電 気的に高抵抗であることが要求されるのに対して、表示用電極としては電気的に低 抵抗であることが要求される。具体的に、タツチパネル用電極として機能させるために は、表面抵抗として約 700〜2000 Ωが好ましぐ表示用電極として機能させるために は、表面抵抗として 30〜： ίΟΟ Ω以下が好ましい。仮に、共通透明電極の表面抵抗が 100 Ωを超える場合には、表示文字やパターンに沿って影が延びるシャドーイングと V、う現象が発生して、表示品位が低下するおそれがある。

[0021] そのため、タツチパネルを備えた液晶表示装置では、ディスプレイ画面側となる対 向基板に、上記位置を検出するためのタツチパネル用電極、及び液晶層に電圧を印 加するための表示用の共通電極をそれぞれ独立して形成することが多くなつている。

[0022] し力しながら、上記のように、タツチパネル用電極及び共通電極をそれぞれ独立し て形成させた液晶表示装置でも、共通電極に入力される表示用信号によって、タツ チパネル用電極における位置検出用信号が変動することにより、タツチパネルの位 置検出精度が低下して、安定したタツチパネル動作が困難になるおそれがある。

[0023] 本発明は、力かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、安定し たタツチパネル動作が可能な表示装置を実現することにある。

課題を解決するための手段

[0024] 上記目的を達成するために、本発明は、タツチされた位置を検出するための第 1透 明電極と、表示用の信号が入力される第 2透明電極との間に、容量結合を抑制する ためのシールド電極を設けるようにしたものである。

[0025] 具体的に本発明に係る表示装置は、互いに対向して配置された第 1基板及び第 2 基板と、上記第 1基板及び第 2基板の間に設けられた表示媒体層と、上記第 1基板 及び表示媒体層の間にマトリクス状に配置された複数の画素電極と、上記第 2基板 及び表示媒体層の間に配置されタツチされた位置を検出するための第 1透明電極と 、上記第 1透明電極及び表示媒体層の間に配置され表示用の信号が入力される第 2透明電極とを備え、静電容量結合方式によりタツチされた位置を検出すると共に画 像を表示する表示装置であって、上記第 1透明電極及び第 2透明電極の間には、該 第 1透明電極及び第 2透明電極の間の容量結合を抑制するためのシールド電極が 設けられて 、ることを特徴とする。

[0026] 上記構成によれば、第 1基板に設けられた複数の画素電極と、第 2基板に設けられ た第 2透明電極とにそれぞれ所定の表示用の信号を入力して、表示媒体層に所定 の電圧を印加することにより、画像が表示されて、表示装置が構成されることになる。

[0027] また、第 2基板の表示媒体層と反対側の表面をタツチすることにより、第 1透明電極 がタツチされた位置で第 2基板及びタツチした人体の静電容量を介して接地され、例 えば、第 1透明電極の周囲に設けられた各位置検出用電極と接地点との間の抵抗値 が変化することになる。そして、この抵抗値の変化に基づいてタツチされた位置が検 出され、静電容量結合方式のタツチパネルが構成されることになる。

[0028] さらに、タツチ位置を検出する第 1透明電極と表示用の信号が入力される第 2透明 電極との間に、それらの間の容量結合を抑制するためのシールド電極が設けられて いるので、第 2透明電極に入力される表示用の信号に起因する第 1透明電極での位 置検出用信号の変動が抑制される。そのため、タツチパネルの位置検出精度の低下 が抑制され、安定したタツチパネル動作が可能になる。

[0029] したがって、安定したタツチパネル動作が可能な表示装置を実現することが可能に なる。

[0030] 上記シールド電極は、接地されるように構成されて 、てもよ 、。

[0031] 上記構成によれば、シールド電極がグランドに接続されることにより、そのシールド 電極によって、第 2透明電極に入力される表示用信号がタツチされた位置を検出す るための第 1透明電極に影響を与えに《なる。

[0032] 上記シールド電極は、透明導電膜により形成されていてもよい。

[0033] 上記構成によれば、シールド電極が透明になるので、シールド電極を第 2基板の全 面に形成することが可能になる。

[0034] 上記透明導電膜は、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸ィ匕 亜鉛との化合物、又は、酸化インジウムと酸ィ匕マグネシウムとの化合物により形成され ていてもよい。

[0035] 上記構成によれば、シールド電極を一般的な透明導電膜により形成することが可 會 になる。

[0036] 上記透明導電膜は、上記第 1透明電極と同じ形状に、又は、上記第 1透明電極より も大きく形成されて ヽてもよ ヽ。

[0037] 上記構成によれば、第 1透明電極と同様に、シールド電極を第 2基板に容易に形成 することが可能になる。

[0038] 上記透明導電膜は、上記第 2透明電極と同じ形状に、又は、上記第 2透明電極より も大きく形成されて ヽてもよ ヽ。

[0039] 上記構成によれば、第 2透明電極と同様に、シールド電極を第 2基板に容易に形成 することが可能になる。

[0040] 上記シールド電極は、上記各画素電極の間に設けられていてもよい。

[0041] 上記構成によれば、シールド電極が各画素電極に重ならないように形成されるので

、シールド電極による各画素の透過率の低下が抑制される。

[0042] 上記シールド電極は、ストライプ状に形成されて 、てもよ 、。

[0043] 上記構成によれば、シールド電極が各画素電極の間にストライプ状に形成されるの で、シールド電極による各画素の透過率の低下が具体的に抑制される。

[0044] 上記シールド電極は、格子状に形成されて 、てもよ 、。

[0045] 上記構成によれば、シールド電極が各画素電極の間に格子状に形成されるので、 シールド電極による各画素の透過率の低下が具体的に抑制される。

[0046] 上記シールド電極は、遮光性を有する金属膜により形成されて!ヽてもよ ヽ。

[0047] 上記構成によれば、遮光性を有する金属膜により形成されたシールド電極が各画 素電極の間に設けられているので、シールド電極が遮光性を有していても、シールド 電極による各画素の透過率の低下が抑制される。

[0048] 上記金属膜は、クロム、チタン、タングステン、モリブデン、タンタル及びアルミニウム の少なくとも 1つの金属元素を含んで 、てもよ 、。

[0049] 上記構成によれば、シールド電極を一般的な金属材料により形成することが可能に なる。 [0050] 上記シールド電極及び第 1透明電極の間には、第 1絶縁層が設けられ、上記シー ルド電極及び第 2透明電極の間には、第 2絶縁層が設けられていてもよい。

[0051] 上記構成によれば、シールド電極と第 1透明電極とが第 1絶縁層によって電気的に 絶縁され、シールド電極と第 2透明電極とが第 2絶縁層によって電気的に絶縁される ことにより、第 2透明電極に入力される表示用の信号に起因する第 1透明電極での位 置検出用信号の変動が具体的に抑制される。

[0052] 上記第 1絶縁層は、カラーフィルタ一層を有し、上記第 2絶縁層は、有機絶縁層で あってもよい。

[0053] 上記構成によれば、シールド電極と第 1透明電極とがカラーフィルタ一層によって 電気的に絶縁されるので、例えば、カラー表示装置の場合には、シールド電極と第 1 透明電極との間に別途絶縁層を設ける必要がなくなる。また、シールド電極と第 2透 明電極とが有機絶縁層によって電気的に絶縁されるので、シールド電極と第 2透明 電極とを一般的な合成樹脂などによって電気的に絶縁することが可能になる。さらに 、第 2基板上に種々の薄膜を積層して、仮に、有機絶縁層を形成する前の基板表面 に段差が形成されたとしても、一般的に肉厚に形成可能な有機絶縁層によって段差 力 、さくなるので、有機絶縁層上の第 2透明電極がより平面状に形成される。これに より、表示媒体層に接する第 2透明電極が平面状に形成され、表示媒体層が正常に 機能するので、表示品位が向上する。

[0054] 上記第 1絶縁層は、上記シールド電極及びカラーフィルタ一層の間に有機絶縁層 を有していてもよい。

[0055] 上記構成によれば、シールド電極と第 1透明電極との間の第 1絶縁層がカラーフィ ルター層と有機絶縁層との積層膜になるので、シールド電極と第 1透明電極との間に おける電気的な絶縁性が向上する。また、第 2基板上に種々の薄膜を積層して、仮 に、有機絶縁層を形成する前の基板表面に段差が形成されたとしても、一般的に肉 厚に形成可能な有機絶縁層によって段差力 、さくなるので、有機絶縁層上のシール ド電極がより平面状に形成される。

[0056] 上記第 1絶縁層は、上記第 1透明電極及びカラーフィルタ一層の間に無機絶縁層 を有していてもよい。 [0057] 上記構成によれば、シールド電極と第 1透明電極との間の第 1絶縁層がカラーフィ ルター層と無機絶縁層との積層膜になるので、シールド電極と第 1透明電極との間に おける電気的な絶縁性が向上する。また、カラーフィルタ一層は、一般に有機材料に より形成されるので、第 1透明電極及びカラーフィルタ一層の間に無機絶縁層を設け ることにより、仮に、カラーフィルタ一層に有機系の不純物が含まれたとしても、その 有機系の不純物に起因する第 1透明電極での位置検出精度の低下が抑制される。

[0058] 上記第 1絶縁層は、無機絶縁層であり、上記第 2絶縁層は、上記シールド電極側に 設けられたカラーフィルタ一層、及び上記第 2透明電極側に設けられた有機絶縁層 であってもよい。

[0059] 上記構成によれば、シールド電極と第 1透明電極とが無機絶縁層によって電気的 に絶縁されるので、シールド電極と第 2透明電極とを一般的な無機絶縁膜によって電 気的に絶縁することが可能になる。また、シールド電極と第 2透明電極とがカラーフィ ルター層及び有機絶縁層の積層膜によって電気的に絶縁されるので、シールド電極 と第 2透明電極との間における電気的な絶縁性が向上する。さらに、第 2基板上に種 々の薄膜を積層して、仮に、有機絶縁層を形成する前の基板表面に段差が形成さ れたとしても、一般的に肉厚に形成可能な有機絶縁層によって段差力 、さくなるので 、有機絶縁層上の第 2透明電極がより平面状に形成される。これにより、表示媒体層 に接する第 2透明電極が平面状に形成され、表示媒体層が正常に機能するので、表 示品位が向上する。

[0060] 上記第 2基板及び第 1透明電極の間には、カラーフィルタ一層が設けられ、上記第 1絶縁層は、無機絶縁層であり、上記第 2絶縁層は、有機絶縁層であってもよい。

[0061] 上記構成によれば、シールド電極と第 1透明電極とが無機絶縁層によって電気的 に絶縁され、シールド電極と第 2透明電極とが有機絶縁層によって電気的に絶縁さ れることにより、第 2透明電極に入力される表示用の信号に起因する第 1透明電極で の位置検出用信号の変動が具体的に抑制される。また、第 2基板及び第 1透明電極 の間にカラーフィルタ一層が設けられているので、容量結合を抑制するためのシー ルド電極の構成に関係することなくカラー表示が可能になる。さらに、第 2基板上に 種々の薄膜を積層して、仮に、有機絶縁層を形成する前の基板表面に段差が形成 されたとしても、一般的に肉厚に形成可能な有機絶縁層によって段差力 、さくなるの で、有機絶縁層上の第 2透明電極がより平面状に形成される。これにより、表示媒体 層に接する第 2透明電極が平面状に形成され、表示媒体層が正常に機能するので、 表示品位が向上する。

[0062] 上記第 1透明電極及びカラーフィルタ一層の間には、絶縁層が設けられていてもよ い。

[0063] 上記構成によれば、絶縁層が無機絶縁層の場合には、カラーフィルタ一層が一般 に有機材料により形成されるので、第 1透明電極及びカラーフィルタ一層の間に無機 絶縁層を設けることにより、仮に、カラーフィルタ一層に有機系の不純物が含まれたと しても、その有機系の不純物に起因する第 1透明電極での位置検出精度の低下が 抑制される。また、絶縁層が有機絶縁層の場合には、第 2基板上にカラーフィルター 層を形成して、仮に、有機絶縁層を形成する前の基板表面に段差が形成されたとし ても、一般的に肉厚に形成可能な有機絶縁層によって段差が小さくなるので、有機 絶縁層上の第 1透明電極がより平面状に形成される。

[0064] 上記第 1基板及び第 2基板は、透明な絶縁材料により形成されていてもよい。

[0065] 上記構成によれば、第 1基板及び第 2基板がガラス基板やプラスチック基板などの 絶縁基板により形成される。

発明の効果

[0066] 本発明によれば、タツチされた位置を検出するための第 1透明電極と、表示用の信 号が入力される第 2透明電極との間に、容量結合を抑制するためのシールド電極が 設けられて 、るので、安定したタツチパネル動作が可能な表示装置を実現することが できる。

図面の簡単な説明

[0067] [図 1]図 1は、実施形態 1に係るタツチパネル表示装置 50の断面模式図である。

[図 2]図 2は、液晶表示装置 50を構成するタツチパネル基板 20aを部分的に示した平 面模式図である。

[図 3]図 3は、図 2中の III III断面におけるタツチパネル基板 20aの断面模式図であ る。 [図 4]図 4は、タツチパネル基板 20aの位置検出用電極 A、 B、 C及び Dを示した平面 模式図である。

圆 5]図 5は、一般的な静電容量結合方式タツチセンサの動作原理を説明するための 模式図である。

[図 6]図 6は、液晶表示装置 50におけるタツチパネルの動作原理を説明するための 模式図である。

[図 7]図 7は、実施形態 2に係る液晶表示装置を構成するタツチパネル基板 20bの断 面模式図である。

[図 8]図 8は、実施形態 3に係る液晶表示装置を構成するタツチパネル基板 20cの断 面模式図である。

[図 9]図 9は、実施形態 4に係る液晶表示装置を構成するタツチパネル基板 20dの断 面模式図である。

[図 10]図 10は、実施形態 5に係る液晶表示装置のタツチパネル基板を構成するシー ルド電極 25aの平面模式図である。

[図 11]図 11は、実施形態 6に係る液晶表示装置を構成するタツチパネル基板 20eの 断面模式図である。

[図 12]図 12は、従来のタツチパネル表示装置 150の断面模式図である。

符号の説明

la 第 1絶縁層

lb 第 2絶縁層

11 第 1基板

13 画素電極

21 第 2基板

22 第 1透明電極

23, 23a, 23b 無機絶縁層

24 カラーフイノレター層

24c, 25 シールド電極

26, 26a, 26b 有機絶縁層 27 第 2透明電極

30 液晶層（表示媒体層）

50 液晶表示装置

発明を実施するための最良の形態

[0069] 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の各実施形態 では、表示装置として、画素毎に薄膜トランジスタ (TFT)を備えたアクティブマトリクス 駆動型の液晶表示装置を例に説明する。但し、本発明は以下の各実施形態に限定 されるものではなぐ他の構成であってもよい。

[0070] 《発明の実施形態 1》

図 1〜図 6は、本発明に係る液晶表示装置の実施形態 1を示している。具体的に、 図 1は、本実施形態に係る液晶表示装置 50の断面模式図である。また、図 2は、液 晶表示装置 50を構成するタツチパネル 20aの部分的に示した平面模式図であり、図 3は、図 2中の III— III線に沿った断面模式図である。

[0071] 液晶表示装置 50は、図 1に示すように、アクティブマトリクス基板 10と、そのァクティ ブマトリクス基板 10に対向して配置されたタツチパネル基板 20aと、それらアクティブ マトリクス基板 10及びタツチパネル基板 20aの間に表示媒体層として設けられた液晶 層 30と、アクティブマトリクス基板 10の下側に偏光板 1及び拡散シート 3を介して設け られたバックライト 5と、タツチパネル基板 20aの上側に設けられた偏光板 2とを備えて いる。

[0072] アクティブマトリクス基板 10は、第 1基板 11と、その第 1基板 11上に設けられた TF Tアレイ 12とを備えている。

[0073] TFTアレイ 12は、第 1基板 11上に相互に平行に延びるように設けられた複数のゲ ート線 (不図示）と、それらのゲート線と直交する方向に相互に平行に延びるように設 けられた複数のソース線 (不図示）と、各ゲート線の間にゲート線と平行に延びるよう に設けられた容量線 (不図示）と、ゲート線及びソース線の各交差部分に設けられた TFT (不図示）と、各 TFTに対応して隣り合う一対のゲート線及び隣り合う一対のソー ス線で囲われる領域に設けられた画素電極 13とを備えている。

[0074] また、アクティブマトリクス基板 10は、第 1基板 11上に、ゲート絶縁膜 (不図示)及び 層間絶縁膜 (不図示)が順に積層された多層積層構造となっている。そして、第 1基 板 11と上記ゲート絶縁膜との層間には、ゲート線及び容量線が設けられている。ゲ ート線は、各 TFTに対応してソース線の延びる方向に突出したゲート電極 (不図示） を有している。上記ゲート絶縁膜と上記層間絶縁膜との層間には、 TFTを構成する 半導体層（不図示）、その半導体層の上層にそれぞれ配置するソース線、各 TFTに 対応してソース線力 ゲート線の延びる方向に突出したソース電極 (不図示）、及び そのソース電極と対畤するドレイン電極 (不図示）が設けられている。上記層間絶縁 膜の上層には、ドレイン電極にコンタクトホールを介して接続された画素電極 13が設 けられ、さらに、画素電極 13の上層には、配向膜が設けられている。上記ドレイン電 極は、容量線が配設されている領域まで延設され、容量線と対向する部分が補助容 量電極となっている。そして、その補助容量電極は、ゲート絶縁膜を介して容量線と 共に補助容量を構成して ヽる。

[0075] タツチパネル基板 20aは、図 1に示すように、第 2基板 21上に、第 1透明電極 22、 第 1絶縁層 Ia、シールド電極 25、第 2絶縁層 lb及び第 2透明電極 27が順に積層され た多層積層構造となって 、る。

[0076] 第 1透明電極 22は、タツチされた位置を検出するための電極であり、その表面抵抗 力 Sタツチパネルとして十分に機能させるために 700〜2000 Ωになっている。ここで、 第 1透明電極 22の表面抵抗は、 700〜2000 Ωであるので、第 1透明電極 22におい て位置検出用の信号が確実に発生して、その位置検出用の信号を後述する位置検 出用回路に伝えることができる。これとは反対に、第 1透明電極 22の表面抵抗が 700 Ω未満の場合、又は、 2000 Ωを超えた場合には、タツチされた位置を正確に検出す ることが困難である。なお、表面抵抗（Ω )とは、単位面積当たりの電気抵抗であり、シ ート抵抗とも呼ばれ、 Ω Ζ口、 Ω /sq. (オームパースクエア）という単位でも表現され る。

[0077] 第 1絶縁層 laは、第 1透明電極 22側に設けられた無機絶縁層 23と、シールド電極

25側に設けられたカラーフィルタ一層 24とを備えて 、る。

[0078] カラーフィルタ一層 24は、アクティブマトリクス基板 10上の画素電極 13に対応して

、赤、緑及び青のうちの 1色が配設された着色層 24aと、各着色層 24aの間に設けら れたブラックマトリクス 24bとを備えて 、る。

[0079] 第 2絶縁層 lbは、有機絶縁層 26により構成されている。

[0080] 第 2透明電極 27は、表示用の信号が供給される共通電極であり、その表面抵抗が 表示品位を保持するため〖こ 30〜： LOO Ωになって!/、る。

[0081] シールド電極 25は、第 1透明電極 22と第 2透明電極 27との間の容量結合を抑制 するための電極である。そして、シールド電極 25は、装置内の回路のグランドなどに 接続して接地されるように、又は、所定の電圧を有する信号が入力されるように構成 されている。これによれば、第 1透明電極 22と第 2透明電極 27との間の容量結合を 抑制することができるので、第 1透明電極 22における位置検出用の信号を、後述す る位置検出用回路に確実に伝えることができ、位置検出精度を向上させることができ る。

[0082] また、第 1透明電極 22は、図 4に示すように、矩形状に形成され、その各角部に電 気的に接続された位置検出用電極 A、 B、 C及び Dを備えている。

[0083] また、タツチパネル基板 20aは、図 2及び図 3に示すように、各位置検出用電極 A、 B、 C及び Dから延びる位置検出用配線 29と、その位置検出用配線 29の末端である 位置検出用配線端子部 30と、第 1透明電極 22の周端を覆うように設けられた額縁部 28とを有して!/ヽる。

[0084] 液晶層 30は、電気光学特性を有する液晶分子を含むネマチック液晶材料などによ り構成されている。

[0085] この液晶表示装置 50は、各画素電極 13毎に 1つの画素が構成されており、各画素 において、ゲート線力 ゲート信号が送られて TFTをオン状態としたときに、ソース線 力 ソース信号が送られてソース電極及びドレイン電極を介して、画素電極 13に所 定の電荷を書き込まれ、画素電極 13と第 2透明電極 27との間で電位差が生じること になり、液晶層 30からなる液晶容量、及び補助容量に所定の電圧が印加されるよう に構成されている。そして、液晶表示装置 50では、その印加電圧の大きさに応じて 液晶分子の配向状態が変わることを利用して、ノ ックライト 5から入射する光の透過率 を調整することにより、画像が表示される。

[0086] 次に、液晶表示装置 50のタツチパネルとしての動作について説明する。 [0087] タツチパネル基板 20aの表面、すなわち、偏光板 2の表面をペンや指によって触れ た場合には、第 1透明電極 22が人を介してグランド (接地面）と容量的に結合して、 第 1透明電極 22において定常電流が流れる。ここでいう容量とは、偏光板 2及び第 1 透明電極 22の間の容量と、並びに、人及び接地面の間に存在する容量との総和で ある。なお、タツチパネル基板 20aの表面に触れていない場合には、位置検出用電 極 A、 B、 C及び Dから同じ大きさの電圧が印加されるため、第 1透明電極 22におい て定常電流が流れない。

[0088] そして、容量結合した接触部分と第 1透明電極 22の各位置検出用電極 A、 B、 C及 び Dとの間における電気抵抗は、接触部分と各位置検出用電極 A、 B、 C及び Dとの 間の距離に比例する。したがって、第 1透明電極 22の各位置検出用電極 A、 B、 C及 び Dを介して、接触部分と位置検出用電極 A、 B、 C及び Dとの間の各距離に比例し た電流が流れることになる。これらの電流の大きさを検出すれば、接触部分の位置座 標を求めることができる。

[0089] 具体的に図 5を参照しながら、本発明で採用する静電容量結合方式による位置検 出方法の基本原理を説明する。

[0090] 図 5では、説明を簡単にするため、電極 A及び Bに挟まれた 1次元抵抗体が示され ている。実際の表示装置では、 2次元的な広がりを持つ第 1透明電極 22がこの 1次元 抵抗体と同様の機能を発揮することになる。

[0091] 電極 A及び Bのそれぞれには、電流—電圧変換用の抵抗 rが接続されている。電極 A及び Bは、位置検出回路に接続されている。

[0092] 電極 Aとグランドとの間、及び電極 Bとグランドとの間には、同相同電位の電圧（交 流 e)が印加されている。このとき、電極 A及び Bは常に同電位にあるため、電極 Aと 電極 Bとの間を電流は流れな!/、。

[0093] そして、仮に、指で位置 Xをタツチしたとすると、指によってタツチされた位置 Xから 電極 Aまでの抵抗を R、位置 X力 電極 Bまでの抵抗を R、 R=R +Rとする。このと

1 2 1 2

き、人のインピーダンスを Zとし、電極 Aを流れる電流を i、電極 Bを流れる電流を iとし

1 2 た場合、以下の式が成立する。

[0094] e=ri +R i + (i +i ) Z (式 1) e=ri +Ri +(i +i)Z (式 2)

2 22 1 2

上記の（式 1)及び (式 2)から、以下の（式 3)及び (式 4)が得られる。

[0095] i (r+R ) =i (r+R ) (式 3)

1 1 2 2

1 =i (r+R)/(r+R) (式 4)

2 1 1 2

(式 4)を (式 1)に代入すると、以下の（式 5)が得られる。

[0096] e=ri +R i + (i +i (r+R )/(r+R ))Z

1 1 1 1 1 1 2

=i (R(Z+r)+RR +2Zr+r²)/(r+R) (式 5)

1 1 2 2

上記（式 5)から、以下の（式 6)が得られる。

[0097] i =e(r+R)/(R(Z+r)+RR +2Zr+r²) (式 6)

1 2 1 2

同様にして、以下の（式 7)が得られる。

[0098] i =e(r+R)/(R(Z+r)+RR +2Zr+r²) (式 7)

2 1 1 2

ここで、 R、 Rの比を全体の抵抗 Rを用いて表すと、以下の（式 8)が得られる。

1 2

[0099] R /R= (2r/R+l)i/(i +i ) -r/R (式 8)

1 2 1 2

ここで、 rと Rは既知であるので、電極 Aを流れる電流 iと電極 Bを流れる電流 iとを

1 2 測定によって求めれば、（式 8)から R 1 ZRを決定することができる。なお、 R 1 ZRは、 指で接触した人間を含むインピーダンス zに依存しない。したがって、インピーダンス

Zがゼロ、無限大でない限り、（式 8)が成立し、人、材料による変化、状態を無視でき る。

[0100] 次に、図 6を参照しながら、上記 1次元の場合における関係式を 2次元の場合に拡 大した場合を説明する。ここで、第 1透明電極 22の各角部 (4隅）には、図 4に示すよ うに、位置検出用電極 A、 B、 C及び Dが形成されている。これらの位置検出用電極 A 、 B、 C及び Dは、位置検出用配線 29及び位置検出用配線端子部 30を介して位置 検出回路に接続されている。

[0101] この位置検出用電極 A、 B、 C及び Dには、同相同電位の交流電圧が印加され、指 などの接触によって第 1透明電極 22の 4隅を流れる電流をそれぞれ i、 i、 i及び iと

1 2 3 4 する。この場合、前述の計算と同様の計算により、以下の式が得られる。

[0102] X=k +k -(i (i +i +i +i ) (式 9)

1 2 2 3 1 2 3 4

Y=k +k · (i +i +i +i +i ) (式 10) ここで、 Xは、第 1透明電極 22上におけるタツチされた位置の X座標、 Yは、第 1透 明電極 22上におけるタツチされた位置の Y座標である。また、 kは、オフセット、 kは

1 2

、倍率である。 k及び kは、人のインピーダンスに依存しない定数である。

1 2

[0103] そして、上記（式 9)及び (式 10)に基づけば各位置検出用電極 A、 B、 C及び Dを流 れる i、 i、 i及び iの測定値カゝら接触位置を決定することができる。

1 2 3 4

[0104] 上記の例では、第 1透明電極 22の 4隅に電極を配置し、各電極を流れる電流を測 定することにより、 2次元的な広がりを持つ面上における接触位置を検出している力 第 1透明電極 22の電極数は 4つに限られるものではない。 2次元的な位置検出に必 要な電極の最低数は 3である力 電極の数を 5以上に増カロさせることにより、位置検 出の精度を向上させることができる。

[0105] 上述した原理にしたがって、接触位置の座標を決定するには、第 1透明電極 22〖こ 設けた複数の位置検出用電極 A、 B、 C及び Dを流れる電流の値を測定する必要が ある。

[0106] 次に、本発明に係る液晶表示装置 50の製造方法について説明する。本実施形態 の製造方法は、アクティブマトリクス基板作製工程と、タツチパネル基板作製工程と、 液晶表示パネル作製工程とを備えて 、る。

[0107] くアクティブマトリクス基板作製工程 >

まず、ガラス基板やプラスチック基板などの第 1基板 11上の基板全体に、アルミニゥ ムなどの金属膜 (厚さ 1500 A程度)をスパッタリング法により成膜し、その後、フォトリ ソグラフィー技術（Photo Engraving Process,以下、「PEP技術」と称する）によりパタ ーン形成して、ゲート線、ゲート電極及び容量線を形成する。

[0108] さらに、ゲート線、ゲート電極及び容量線上の基板全体に、 CVD (Chemical Vapor

D印 osition)法により窒化シリコン膜 (厚さ 4000A程度)などを成膜し、ゲート絶縁膜 を形成する。

[0109] 続いて、ゲート絶縁膜上の基板全体に、 CVD法により真性アモルファスシリコン膜（ 厚さ 1500 A程度）と、リンがドープされた n+アモルファスシリコン膜 (厚さ 400 A程度 )とを連続して成膜し、その後、 PEP技術により島状にパターン形成して、真性ァモル ファスシリコン層及び _n+アモルファスシリコン層カゝらなる半導体層を形成する。 [0110] そして、半導体層が形成されたゲート絶縁膜上に、アルミニウム、チタンなどからな る金属膜 (厚さ 1500 A程度)をスパッタリング法により成膜し、その後、 PEP技術によ りパターン形成して、ソース線、ソース電極及びドレイン電極を形成する。

[0111] 次いで、ソース電極及びドレイン電極をマスクとして n+アモルファスシリコン層をェ ツチング除去することにより、チャネル部を形成する。

[0112] さらに、ソース電極及びドレイン電極が形成されたゲート絶縁膜上の基板全体に、 スピン塗布法を用いて感光性アクリル榭脂膜 (厚さ 3 μ m程度)などを塗布し、層間絶 縁膜を形成する。

[0113] その後、層間絶縁膜のドレイン電極に対応する部分をエッチング除去して、コンタク トホールを形成する。

[0114] 続、て、層間絶縁膜上の基板全体に、多結晶の ITO (Indium Tin Oxide)膜からな る透明導電膜 (厚さ 1000 A程度)をスパッタリング法により成膜し、その後、 PEP技 術によりパターン形成して、画素電極 13を形成する。

[0115] 最後に、画素電極 13が形成された基板全体に、ポリイミド榭脂を厚さ 500A程度で 塗布して、ラビング法により、その表面に配向処理を施して配向膜を形成する。

[0116] 上記のようにして、第 1基板 11上に TFTアレイ層 12が形成されたアクティブマトリク ス基板 10を作製することができる。

[0117] なお、第 1基板 11には、複数の画素電極 13がマトリクス状に配列した表示領域の 外側に広がった領域があり、その領域には、表示領域内の (画素用） TFTを駆動して 各画素電極 13に所定の電荷を供給するための駆動回路 (ゲートドライバ及びソース ドライノ が配置されている。そして、好ましい態様では、駆動回路を構成する TFTを 、表示領域内の画素用 TFTと同一工程で形成するので、駆動回路の動作速度を高 めるために、半導体層を多結晶シリコン膜により構成することが好ましい。さらに、 TF Tの動作速度をできるだけ高めるには、 CGS (Continuous Grain Silicon,連続粒界シ リコン)膜を用いて TFTを作製することが望ま 、。

[0118] くタツチパネル基板作製工程〉

まず、ガラス基板やプラスチック基板などの第 2基板 21上に、非晶質の ITO膜又は IZO (Indium Zinc Oxide)膜力もなる透明導電膜 (厚さ 50〜15θΑ)を、表面抵抗が 7 00〜2000 Ωになるように、マスクを用いたスパッタリング法により成膜して、第 1透明 電極 22を形成する。この透明導電膜は、上記所定の表面抵抗になれば、多結晶 IT O膜、 In O膜、 Mg及び ZnOが含有した膜などであってもよい。

2 3

[0119] ここで、第 1透明電極 22の厚さは、 50〜150A以下であるので、第 1透明電極 22 において位置検出用の信号が確実に発生して、その位置検出用の信号を、位置検 出用回路に確実に伝えることができる。これとは反対に、第 1透明電極 22の厚さが 50 A未満の場合には、第 1透明電極 22の電気抵抗分布が悪ィ匕し、タツチされた位置を 正確に検出することは困難である。また、第 1透明電極 22の厚さが 150Aを超えた場 合には、第 1透明電極 22の透過率が大幅に低下して、表示品位が低下するおそれ がある。

[0120] また、非晶質の ITO膜又は IZO膜は、一般的に、多結晶性の ITO膜よりも電気的 に高抵抗であるので、表示用の信号が供給される第 2透明電極 27が、多結晶性の I TO膜によって形成される一般的な場合には、タツチ位置を検出する第 1透明電極 2 2が、第 2透明電極 27よりも電気的に高抵抗になる。

[0121] 続いて、第 1透明電極 22の周端に沿って、 ITO膜など力もなる透明導電膜 (厚さ 30 00 A程度）を表面抵抗が 3〜7 Ωになるように、マスクを用いたスパッタリング法により 成膜して、額縁部 28を形成する。

[0122] さらに、第 1透明電極 22及び額縁部 28が形成された基板上に、 Ag合金 (厚さ 300 OA程度）を表面抵抗が 0. 15〜0. 3 Ωになるように、マスクを用いたスパッタリング法 により成膜して、位置検出用配線 29、位置検出用電極 A、 B、 C及び D、並びに位置 検出用配線端子部 30を形成する。

[0123] その後、位置検出用配線端子部 30を除く領域に、 SiO膜など力もなる無機絶縁層

2

23 (厚さ 1500 A程度）を、マスクを用いたスパッタリング法により成膜して、タツチパ ネル層全体を覆うように形成する。これによれば、次に形成される有機絶縁層、すな わち、カラーフィルタ一層 24を構成する有機系材料に有機系の不純物が含まれたと しても、その有機系の不純物に起因する第 1透明電極 22での位置検出精度の低下 を抑制することができる。なお、第 1透明電極 22による位置検出精度が十分であれば 、無機絶縁層 23を省略することができる。 [0124] 次いで、位置検出用配線 29、位置検出用電極 A、 B、 C及び D、並びに位置検出 用配線端子部 30が形成された基板全体に、印刷法を用いて黒色顔料を含んだ感光 性レジスト材料などを厚さ 1〜2 /ζ πι程度で塗布し、その後、 PEP技術によりパターン 形成してブラックマトリクス 24bを形成する。

[0125] そして、ブラックマトリクス 24bが形成された基板全体に、赤、緑及び青の顔料のうち のいずれかが分散された感光性レジスト材料などを厚さ 1〜3 m程度で塗布し、そ の後、 PEP技術によりパターン形成して、選択した色の着色層 24aを形成する。さら に、他の 2色についても同様な工程を繰り返して、各画素に 1色の着色層 24aが配設 したカラーフィルタ一層 24を形成する。

[0126] 続いて、基板全体に、非晶質の ITO膜又は IZO膜などカゝらなる透明導電膜 (厚さ 1 500 A程度）を、マスクを用いたスパッタリング法により成膜して、シールド電極 25を 形成する。また、この透明導電膜は、多結晶 ITO膜、 In O膜、 Mg及び ZnOが含有

2 3

した膜などであってもよい。さらに、シールド電極 25は、上記のように 1500A程度の 膜厚に形成したが、パネルサイズにより任意の抵抗値になるように膜厚を設定しても よい。ここで、シールド電極 25は、第 2透明電極 27と同じ形状に、又は、第 2透明電 極 27よりも大きく形成される。

[0127] 次 、で、基板全体に、スピン塗布法を用いて感光性アクリル榭脂膜を厚さ 30 μ m 程度で塗布し、その後、 PEP技術によりパターン形成して有機絶縁層 26を形成する 。これによれば、第 2基板 21上に種々の薄膜を積層して、仮に、有機絶縁層 26を形 成する前の基板表面に段差が形成されたとしても、一般的に肉厚に形成可能な有機 絶縁層 26によって段差が小さくなるので、有機絶縁層 26上の第 2透明電極 27をより 平面状に形成することができる。これにより、後述する配向膜 (不図示)を介して液晶 層に接する第 2透明電極 27が平面状に形成され、液晶層 30の液晶分子が正常に 配向するので、表示品位を向上させることができる。

[0128] さらに、基板全体に、多結晶の ITO膜など力もなる透明導電膜 (厚さ 1500A程度） を、表面抵抗が 30〜： ίΟΟ Ωになるように、マスクを用いたスパッタリング法により成膜 して、第 2透明電極 27を形成する。

[0129] 最後に、第 2透明電極 27が形成された基板全体に、ポリイミド榭脂を厚さ 500Α程 度で塗布して、ラビング法により、その表面に配向処理を施して配向膜を形成する。

[0130] 上記のようにして、タツチパネル基板 20aを作製することができる。

[0131] <液晶表示パネル作製工程 >

まず、アクティブマトリクス基板作製工程で作製したアクティブマトリクス基板 10、及 びタツチパネル基板作製工程で作製したタツチパネル基板 20aの一方の基板にスク リーン印刷により、熱硬化性エポキシ榭脂など力もなるシール材料を液晶注入口の 部分を欠 、た枠状パターンに塗布して、他方の基板に液晶層 30の厚さに相当する 直径を持ち、榭脂ゃシリカなど力もなる球状のスぺーサーを散布する。

[0132] その後、アクティブマトリクス基板 10とタツチパネル基板 20aとを貼り合わせ、シール 材料を硬化させ、空セルを形成する。

[0133] 続いて、空セルのアクティブマトリクス基板 10及びタツチパネル基板 20aの間に、減 圧法により液晶材料を注入し液晶層 30を形成する。その後、液晶注入口に UV硬化 榭脂を塗布して、 UV照射により UV硬化榭脂を硬化して、注入口を封止して液晶表 示パネルを作製する。

[0134] 次いで、作製された液晶表示パネルのアクティブマトリクス基板 10側の表面に偏光 板 1、拡散シート 3及びバックライト 5を、タツチパネル基板 20a側の表面に偏光板 2を 、それぞれ取り付ける。

[0135] 以上のようにして、本実施形態の液晶表示装置 50を製造することができる。

[0136] 次に、具体的に行った実験について説明する。

[0137] 詳細には、本発明の実施例として、上記実施形態と同様な構成の液晶表示装置 5 0を準備して、シールド電極 25を接地させた場合、及び本発明の比較例として、タツ チパネル基板 20aのシールド電極 25を省略した場合におけるタツチパネルの位置検 出精度を検証した。

[0138] シールド電極 25を備えない液晶表示装置では、位置検出精度にばらつきが多ぐ 位置検出精度が悪力つたのに対し、シールド電極 25を接地させた場合では、位置検 出精度が 3倍程度向上した。これにより、第 1透明電極 22と第 2透明電極 27との間に 、シールド電極 25を設けることにより、安定したタツチパネル動作が可能になることが 確認できた。 [0139] 以上説明したように、本実施形態の液晶表示装置 50によれば、第 1基板 11に設け られた複数の画素電極 13と、第 2基板 21に設けられた第 2透明電極 27とにそれぞれ 所定の表示用の信号を入力して、液晶層 30に所定の電圧を印加することにより、画 像が表示されて、表示装置が構成されることになる。

[0140] また、第 2基板 21の偏光板 2の表面をタツチすることにより、第 1透明電極 22がタツ チされた位置で第 2基板 21及びタツチした人体の静電容量を介して接地され、例え ば、第 1透明電極 22の周囲に設けられた各位置検出用電極 A、 B、 C及び Dと接地 点との間の抵抗値が変化することになる。そして、この抵抗値の変化に基づいてタツ チされた位置が検出され、静電容量結合方式のタツチパネルが構成されることになる

[0141] さらに、タツチ位置を検出する第 1透明電極 22と表示用の信号が入力される第 2透 明電極 27との間に、それらの間の容量結合を抑制するためのシールド電極 25が設 けられているので、第 2透明電極 27に入力される表示用の信号に起因する第 1透明 電極 22での位置検出用信号の変動を抑制することができる。そのため、第 1透明電 極 22で発生した位置検出用信号が位置検出用回路に確実に伝えられるので、タツ チパネルの位置検出精度の低下が抑制され、安定したタツチパネル動作が可能にな る。したがって、安定したタツチパネル動作が可能な液晶表示装置を実現することが できる。

[0142] また、タツチ位置を検出する第 1透明電極 22は、第 2透明電極 27よりも電気的に高 抵抗になるように構成されているので、位置検出用の信号が第 1透明電極 22におい て確実に発生すると共に、表示用の信号を第 2透明電極 27を介して液晶層 30に速 やかに供給することができる。そのため、液晶表示装置 50は、タツチパネル機能を有 していても、シャドーイングの発生が抑えられ、表示品位の低下を抑制することができ る。

[0143] 本実施形態では、第 1絶縁層 laが、第 1透明電極 22側に設けられた無機絶縁層 2 3とシールド電極 25側に設けられたカラーフィルタ一層 24とにより構成されているも のを例示したが、本発明は、第 1絶縁層 laがカラーフィルタ一層 24のみにより構成さ れていてもよい。これによれば、シールド電極 25と第 1透明電極 22との間に別途絶 縁層を設ける必要がなくなる。

[0144] また、シールド電極 25と第 2透明電極 27とが有機絶縁層 26によって電気的に絶縁 されるので、シールド電極 25と第 2透明電極 27とを一般的な合成樹脂などによって 電気的に絶縁することができる。

[0145] 《発明の実施形態 2》

図 7は、本実施形態に係る液晶表示装置を構成するタツチパネル基板 20bの断面 模式図である。なお、以下の各実施形態において図 1〜図 6と同じ部分については 同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

[0146] 本実施形態の液晶表示装置は、上記実施形態 1のタツチパネル基板 20aの代わり に、タツチパネル基板 20bを備えている。

[0147] タツチパネル基板 20bでは、上記実施形態 1のタツチパネル基板 20aにおけるカラ 一フィルタ一層 24とシールド電極 25との位置関係が反対になっている。そして、タツ チパネル基板 20bのそれ以外の構成は、タツチパネル基板 20aと同じになっている。

[0148] また、タツチパネル基板 20bは、上記実施形態 1のタツチパネル基板作製工程にお けるカラーフィルタ一層 24を形成する工程とシールド電極 25を形成する工程とを入 れ替えるだけで作製されるので、その作製方法の説明を省略する。

[0149] 本実施形態のタツチパネル基板 20bを備えた液晶表示装置によれば、上記実施形 態 1の液晶表示装置 50と同様に、第 1透明電極 22と第 2透明電極 27との間にシー ルド電極 25が設けられているので、タツチパネルの位置検出精度の低下が抑制され 、安定したタツチパネル動作が可能になる。

[0150] そして、シールド電極 25と第 1透明電極 22とが無機絶縁層 23によって電気的に絶 縁されるので、シールド電極 25と第 2透明電極 22とを一般的な無機絶縁膜によって 電気的に絶縁することができる。また、シールド電極 25と第 2透明電極 27とがカラー フィルタ一層 24及び有機絶縁層 26の積層膜によって電気的に絶縁されるので、シ 一ルド電極 25と第 2透明電極 27との間における電気的な絶縁性が向上する。さらに 、第 2基板 21上に種々の薄膜を積層して、仮に、有機絶縁層 26を形成する前の基 板表面に段差が形成されたとしても、一般的に肉厚に形成可能な有機絶縁層 26に よって段差力 、さくなるので、有機絶縁層 26上の第 2透明電極 27がより平面状に形 成される。これにより、液晶層 30に接する第 2透明電極 27が平面状に形成され、液 晶層 30の液晶分子が正常に配向するので、表示品位を向上させることができる。

[0151] 《発明の実施形態 3》

図 8は、本実施形態に係る液晶表示装置を構成するタツチパネル基板 20cの断面 模式図である。

[0152] 本実施形態の液晶表示装置は、上記実施形態 1のタツチパネル基板 20aの代わり に、タツチパネル基板 20cを備えている。

[0153] タツチパネル基板 20cでは、上記実施形態 1のタツチパネル基板 20aにおけるカラ 一フィルタ一層 24とシールド電極 25との間に有機絶縁層 26a力 S設けられ、シールド 電極 25がー対の有機絶縁層 26a及び 26bに挟持されている。そして、タツチパネル 基板 20cのそれ以外の構成は、タツチパネル基板 20aと同じになっている。

[0154] 本実施形態のタツチパネル基板 20cを備えた液晶表示装置によれば、上記実施形 態 1の液晶表示装置 50と同様に、第 1透明電極 22と第 2透明電極 27との間にシー ルド電極 25が設けられているので、タツチパネルの位置検出精度の低下が抑制され 、安定したタツチパネル動作が可能になる。

[0155] そして、第 1透明電極 22とシールド電極 25との間の第 1絶縁層 laが無機絶縁膜 23 、カラーフィルタ一層 24、及び有機絶縁層 26aの積層膜になるので、シールド電極 2 5と第 1透明電極 22との間における電気的な絶縁性が向上する。また、第 2基板 21 上に種々の薄膜を積層して、仮に、有機絶縁層 26aを形成する前の基板表面に段 差が形成されたとしても、一般的に肉厚に形成可能な有機絶縁層 26aによって段差 力 S小さくなるので、有機絶縁層 26a上のシールド電極 25をより平面状に形成すること ができる。

[0156] 《発明の実施形態 4》

図 9は、本実施形態に係る液晶表示装置を構成するタツチパネル基板 20dの断面 模式図である。

[0157] 本実施形態の液晶表示装置は、上記実施形態 1のタツチパネル基板 20aの代わり に、タツチパネル基板 20dを備えている。

[0158] タツチパネル基板 20dは、図 9に示すように、第 1基板 21上に、カラーフィルタ一層 24、無機絶縁層 23a、第 1透明電極 22、第 1絶縁層 laである無機絶縁層 23b、シー ルド電極 25、第 2絶縁層 lbである有機絶縁層 26及び第 2透明電極 27が順に積層さ れた多層積層構造となって ヽる。

[0159] 次に、タツチパネル基板 20dの作製方法にっ 、て説明する。なお、本実施形態の タツチパネル基板 20dは、上記実施形態 1のタツチパネル基板作製工程における各 工程を組み合わせれば作製可能であるので、タツチパネル基板 20dの作製方法の 概略を説明する。

[0160] まず、ガラス基板やプラスチック基板などの第 2基板 21上に、印刷法を用いて黒色 顔料を含んだ感光性レジスト材料などを厚さ 1〜2 111程度で塗布し、その後、 PEP 技術によりパターン形成してブラックマトリクス 24bを形成する。

[0161] そして、ブラックマトリクス 24bが形成された基板全体に、赤、緑及び青の顔料のうち のいずれかが分散された感光性レジスト材料などを厚さ 1〜3 m程度で塗布し、そ の後、 PEP技術によりパターン形成して、選択した色の着色層 24aを形成する。さら に、他の 2色についても同様な工程を繰り返して、各画素に 1色の着色層 24aが配設 したカラーフィルタ一層 24を形成する。

[0162] 続いて、カラーフィルタ一層 24が形成された基板上に、 SiO膜などからなる無機絶

2

縁層 23a (厚さ 1500 A程度）を、マスクを用いたスパッタリング法により成膜して、タツ チパネル層全体を覆うように形成する。これによれば、次に形成される有機絶縁層、 すなわち、カラーフィルタ一層 24を構成する有機系材料に有機系の不純物が含まれ たとしても、その有機系の不純物に起因する第 1透明電極 22での位置検出精度の 低下を抑制することができる。

[0163] さらに、無機絶縁層 23aが形成された基板上に、非晶質の ITO膜又は IZO (Indium

Zinc Oxide)膜力もなる透明導電膜 (厚さ 50〜150A)を、表面抵抗が 700〜2000 Ωになるように、マスクを用いたスパッタリング法により成膜して、第 1透明電極 22を 形成する。

[0164] その後、第 1透明電極 22が形成された基板に、 SiO膜などカゝらなる無機絶縁層 23

2

a (厚さ 1500 A程度）を、マスクを用いたスパッタリング法により成膜して、タツチパネ ル層全体を覆うように形成する。 [0165] 続いて、基板全体に、非晶質の ITO膜又は IZO膜などカゝらなる透明導電膜 (厚さ 1 500 A程度）を、マスクを用いたスパッタリング法により成膜して、シールド電極 25を 形成する。

[0166] 次 、で、基板全体に、スピン塗布法を用いて感光性アクリル榭脂膜を厚さ 30 μ m 程度で塗布し、その後、 PEP技術によりパターン形成して有機絶縁層 26を形成する

[0167] さらに、基板全体に、多結晶の ITO膜など力もなる透明導電膜 (厚さ 1500A程度） を、表面抵抗が 30〜： ίΟΟ Ωになるように、マスクを用いたスパッタリング法により成膜 して、第 2透明電極 27を形成する。

[0168] 最後に、第 2透明電極 27が形成された基板全体に、ポリイミド榭脂を厚さ 500Α程 度で塗布して、ラビング法により、その表面に配向処理を施して配向膜を形成する。

[0169] 上記のようにして、タツチパネル基板 20dを作製することができる。

[0170] 本実施形態のタツチパネル基板 20dを備えた液晶表示装置によれば、上記実施形 態 1の液晶表示装置 50と同様に、第 1透明電極 22と第 2透明電極 27との間にシー ルド電極 25が設けられているので、タツチパネルの位置検出精度の低下が抑制され

、安定したタツチパネル動作が可能になる。

[0171] また、第 2基板 21及び第 1透明電極 22の間にカラーフィルタ一層 24が設けられて いるので、容量結合を抑制するためのシールド電極 25の構成に関係することなくカラ 一表示が可能になる。

[0172] 本実施形態では、第 1透明電極 22及びカラーフィルタ一層 24の間に無機絶縁層 2 3が形成されているものを例示したが、本発明は、第 1透明電極 22及びカラーフィル ター層 24の間に有機絶縁膜が形成されていてもよい。これによれば、第 2基板 21上 にカラーフィルタ一層 24を形成して、仮に、有機絶縁層を形成する前の基板表面に 段差が形成されたとしても、一般的に肉厚に形成可能な有機絶縁層によって段差が 小さくなるので、有機絶縁層上の第 1透明電極 22をより平面状に形成することができ る。

[0173] 《発明の実施形態 5》

図 10は、本実施形態に係る液晶表示装置のタツチパネル基板を構成するシールド 電極 25aの平面模式図である。

[0174] 上記各実施形態では、シールド電極 25を基板全体に形成させたが、本実施形態 のシールド電極 25aは、図 10に示すように、アクティブマトリクス基板 10上の各画素 電極 13に対応して開口された開口領域 31と、その開口領域 31の周囲の非開口領 域 32とを備えている。

[0175] また、シールド電極 25aは、上記実施形態 1のタツチパネル基板作製工程における シールド電極 25を形成する際に、透明導電膜を PEP技術によりパターユングすれば 形成されるので、シールド電極 25aを備えたタツチパネル基板の作製方法にっ 、て は、説明を省略する。

[0176] 本実施形態のシールド電極 25aを備えたタツチパネル基板及び液晶表示装置によ れば、上記実施形態 1の液晶表示装置 50と同様に、第 1透明電極 22と第 2透明電 極 27との間にシールド電極 25aが設けられているので、タツチパネルの位置検出精 度の低下が抑制され、安定したタツチパネル動作が可能になる。

[0177] そして、シールド電極 25aがアクティブマトリクス基板 10上の各画素電極 13に重な らないように形成されるので、シールド電極 25aによる各画素の透過率の低下を抑制 することができる。

[0178] 本実施形態では、シールド電極 25aが格子状に形成されているものを例示した力 本発明のシールド電極は、アクティブマトリクス基板 10上のゲート線の延びる方向、 又は、ソース線の延びる方向に沿ってストライプ状に形成されて 、てもよ 、。

[0179] また、本実施形態では、シールド電極 25aが透明導電膜により形成されているもの を例示したが、本発明は、シールド電極 25aがクロム、チタン、タングステン、モリブデ ン、タンタル及びアルミニウムの少なくとも 1つの金属元素を含む遮光性を有する金 属膜により形成されていてもよい。これによれば、シールド電極 25aが各画素電極 13 に重ならないように形成されるので、シールド電極 25aが遮光性を有していても、シー ルド電極 25aによる各画素の透過率の低下を抑制することができる。

[0180] 《発明の実施形態 6》

図 11は、本実施形態に係る液晶表示装置を構成するタツチパネル基板 20eの断 面模式図である。 [0181] 上記各実施形態では、シールド電極 25及び 25aを透明導電膜により形成させたが 、本実施形態では、シールド電極 24cを遮光性を有する金属膜により形成すると共に 、そのシールド電極 24cによってカラーフィルタ一層 24のブラックマトリクスが構成さ れている。

[0182] また、シールド電極 24cは、上記実施形態 1のタツチパネル基板作製工程における カラーフィルタ一層 24のブラックマトリクス 24bを形成する際に、黒色顔料を含んだ感 光性レジスト材料を塗布する代わりに、クロム又はカーボン系材料を成膜して PEP技 術によりパターユングすれば形成されるので、タツチパネル基板 20eの作製方法につ いては、説明を省略する。なお、シールド電極 24cは、クロム、カーボン系材料などの 単層構造の他に、クロム化合物とクロムとが積層された 2層構造、そのクロム化合物と クロムとの間に他のクロム化合物が積層された 3層構造により構成されていてもよい。

[0183] 本実施形態のタツチパネル基板 20eを備えた液晶表示装置によれば、上記実施形 態 1の液晶表示装置 50と同様に、第 1透明電極 22と第 2透明電極 27との間に、シー ルド電極 24cが設けられているので、タツチパネルの位置検出精度の低下が抑制さ れ、安定したタツチパネル動作が可能になる。

[0184] また、シールド電極 24cをカラーフィルタ一層 24のブラックマトリクスによって形成さ せて ヽるので、タツチパネル基板作製工程を簡略ィ匕することができる。

産業上の利用可能性

[0185] 以上説明したように、本発明は、表示装置において、タツチパネル動作を安定させ ることができるので、カーナビ、 PDA(Personal Digital Assistant)などのタツチパネル がー体ィ匕された表示装置について有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 互いに対向して配置された第 1基板及び第 2基板と、

上記第 1基板及び第 2基板の間に設けられた表示媒体層と、

上記第 1基板及び表示媒体層の間にマトリクス状に配置された複数の画素電極と、 上記第 2基板及び表示媒体層の間に配置されタツチされた位置を検出するための 第 1透明電極と、

上記第 1透明電極及び表示媒体層の間に配置され表示用の信号が入力される第 2透明電極とを備え、静電容量結合方式によりタツチされた位置を検出すると共に画 像を表示する表示装置であって、

上記第 1透明電極及び第 2透明電極の間には、該第 1透明電極及び第 2透明電極 の間の容量結合を抑制するためのシールド電極が設けられていることを特徴とする 表示装置。

[2] 請求項 1に記載された表示装置において、

上記シールド電極は、接地されるように構成されて ヽることを特徴とする表示装置。

[3] 請求項 1に記載された表示装置において、

上記シールド電極は、透明導電膜により形成されていることを特徴とする表示装置

[4] 請求項 3に記載された表示装置において、

上記透明導電膜は、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸ィ匕 亜鉛との化合物、又は、酸化インジウムと酸ィ匕マグネシウムとの化合物により形成され て!、ることを特徴とする表示装置。

[5] 請求項 3に記載された表示装置において、

上記透明導電膜は、上記第 1透明電極と同じ形状に、又は、上記第 1透明電極より も大きく形成されて!ゝることを特徴とする表示装置。

[6] 請求項 3に記載された表示装置において、

上記透明導電膜は、上記第 2透明電極と同じ形状に、又は、上記第 2透明電極より も大きく形成されて!ゝることを特徴とする表示装置。

[7] 請求項 1に記載された表示装置において、 上記シールド電極は、上記各画素電極の間に設けられていることを特徴とする表示 装置。

[8] 請求項 7に記載された表示装置において、

上記シールド電極は、ストライプ状に形成されて ヽることを特徴とする表示装置。

[9] 請求項 7に記載された表示装置において、

上記シールド電極は、格子状に形成されて ヽることを特徴とする表示装置。

[10] 請求項 7に記載された表示装置において、

上記シールド電極は、遮光性を有する金属膜により形成されて ヽることを特徴とす る表示装置。

[11] 請求項 10に記載された表示装置において、

上記金属膜は、クロム、チタン、タングステン、モリブデン、タンタル及びアルミニウム の少なくとも 1つの金属元素を含んでいることを特徴とする表示装置。

[12] 請求項 1に記載された表示装置において、

上記シールド電極及び第 1透明電極の間には、第 1絶縁層が設けられ、 上記シールド電極及び第 2透明電極の間には、第 2絶縁層が設けられていることを 特徴とする表示装置。

[13] 請求項 12に記載された表示装置において、

上記第 1絶縁層は、カラーフィルタ一層を有し、

上記第 2絶縁層は、有機絶縁層であることを特徴とする表示装置。

[14] 請求項 13に記載された表示装置において、

上記第 1絶縁層は、上記シールド電極及びカラーフィルタ一層の間に有機絶縁層 を有して！/ゝることを特徴とする表示装置。

[15] 請求項 13に記載された表示装置において、

上記第 1絶縁層は、上記第 1透明電極及びカラーフィルタ一層の間に無機絶縁層 を有して！/ゝることを特徴とする表示装置。

[16] 請求項 12に記載された表示装置において、

上記第 1絶縁層は、無機絶縁層であり、

上記第 2絶縁層は、上記シールド電極側に設けられたカラーフィルタ一層、及び上 記第 2透明電極側に設けられた有機絶縁層であることを特徴とする表示装置。

[17] 請求項 12に記載された表示装置において、

上記第 2基板及び第 1透明電極の間には、カラーフィルタ一層が設けられ、 上記第 1絶縁層は、無機絶縁層であり、

上記第 2絶縁層は、有機絶縁層であることを特徴とする表示装置。

[18] 請求項 17に記載された表示装置において、

上記第 1透明電極及びカラーフィルタ一層の間には、絶縁層が設けられていること を特徴とする表示装置。

[19] 請求項 1に記載された表示装置において、

上記第 1基板及び第 2基板は、透明な絶縁材料により形成されていることを特徴と する表示装置。