液晶表示装置
【課題】 タッチセンシング機能と外部電界に対するシールド機能とを兼ね備えた液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 複数の画素に亘って形成された共通電極と、前記共通電極を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜の上において各画素に形成され前記共通電極と向かい合うとともにスリットが形成された画素電極と、静電容量タッチセンシング用配線と、を備えた第１基板と、絶縁基板の前記第１基板と対向する内面とは反対側の外面において前記アクティブエリアの外側に形成された導電膜と、を備えた第２基板と、前記絶縁基板の外面側に配置された偏光板を含む光学素子と、前記アクティブエリアに配置されるとともに前記導電膜に接触し前記絶縁基板の外面と前記光学素子とを接着する導電性接着剤と、前記第２基板の端部よりも外方に延在した前記第１基板の延在部に形成された接地電位のパッドと、前記導電膜と前記パッドとを電気的に接続する接続部材と、を備えた液晶表示装置。
【解決手段】 複数の画素に亘って形成された共通電極と、前記共通電極を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜の上において各画素に形成され前記共通電極と向かい合うとともにスリットが形成された画素電極と、静電容量タッチセンシング用配線と、を備えた第１基板と、絶縁基板の前記第１基板と対向する内面とは反対側の外面において前記アクティブエリアの外側に形成された導電膜と、を備えた第２基板と、前記絶縁基板の外面側に配置された偏光板を含む光学素子と、前記アクティブエリアに配置されるとともに前記導電膜に接触し前記絶縁基板の外面と前記光学素子とを接着する導電性接着剤と、前記第２基板の端部よりも外方に延在した前記第１基板の延在部に形成された接地電位のパッドと、前記導電膜と前記パッドとを電気的に接続する接続部材と、を備えた液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、パーソナルコンピュータなどのＯＡ機器やテレビなどの表示装置として各種分野で利用されている。近年では、液晶表示装置は、携帯電話などの携帯端末機器や、カーナビゲーション装置、ゲーム機などの表示装置としても利用されている。
【０００３】
近年では、画像を表示する液晶表示パネルにタッチセンシング機能を兼ね備えた構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０５４１９９号公報
【特許文献２】特開２００９−００３０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本実施形態の目的は、タッチセンシング機能と外部電界に対するシールド機能とを兼ね備えた液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態によれば、
画像を表示するアクティブエリアにおいて、複数の画素に亘って形成された共通電極と、前記共通電極を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜の上において各画素に形成され前記共通電極と向かい合うとともにスリットが形成された画素電極と、静電容量タッチセンシング用配線と、を備えた第１基板と、絶縁基板と、前記絶縁基板の前記第１基板と対向する内面とは反対側の外面において前記アクティブエリアの外側に形成された導電膜と、を備えた第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶層と、前記絶縁基板の外面側に配置された偏光板を含む光学素子と、前記アクティブエリアに配置されるとともに前記導電膜に接触し前記絶縁基板の外面と前記光学素子とを接着する導電性接着剤と、前記第２基板の端部よりも外方に延在した前記第１基板の延在部に形成された接地電位のパッドと、前記導電膜と前記パッドとを電気的に接続する接続部材と、を備え、前記導電性接着剤は、前記導電膜よりも高抵抗であることを特徴とする液晶表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの構成及び等価回路を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示したアレイ基板における画素の構造を対向基板の側から見た概略平面図である。
【図３】図３は、図２に示した画素をＡ−Ｂ線で切断した液晶表示パネルの断面構造を概略的に示す図である。
【図４】図４は、図１に示した液晶表示パネルの構成を概略的に示す平面図である。
【図５】図５は、図４に示した液晶表示パネルのパッドを含む断面を概略的に示す断面図である。
【図６】図６は、本実施形態の液晶表示装置における他の液晶表示パネルの構成を概略的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、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、重複する説明は省略する。
【０００９】
図１は、本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルＬＰＮの構成及び等価回路を概略的に示す図である。
【００１０】
すなわち、液晶表示装置は、アクティブマトリクスタイプの液晶表示パネルＬＰＮを備えている。液晶表示パネルＬＰＮは、アレイ基板（第１基板）ＡＲと、アレイ基板ＡＲに対向配置された対向基板（第２基板）ＣＴと、これらのアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に保持された液晶層ＬＱと、を備えて構成されている。このような液晶表示パネルＬＰＮは、画像を表示するアクティブエリアＡＣＴを備えている。このアクティブエリアＡＣＴは、ｍ×ｎ個のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている（但し、ｍ及びｎは正の整数）。
【００１１】
アレイ基板ＡＲは、アクティブエリアＡＣＴにおいて、第１方向Ｘに沿ってそれぞれ延出したｎ本のゲート配線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｎ）及びｎ本の容量線Ｃ（Ｃ１〜Ｃｎ）、第１方向Ｘに交差する第２方向Ｙに沿ってそれぞれ延出したｍ本のソース配線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｍ）、各画素ＰＸにおいてゲート配線Ｇ及びソース配線Ｓと電気的に接続されたｍ×ｎ個のスイッチング素子ＳＷ、各画素ＰＸにおいてスイッチング素子ＳＷに各々電気的に接続されたｍ×ｎ個の画素電極ＰＥ、容量線Ｃの一部であり画素電極ＰＥと向かい合う共通電極ＣＥなどを備えている。保持容量Ｃｓは、容量線Ｃと画素電極ＰＥとの間に形成される。
【００１２】
各ゲート配線Ｇは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、第１駆動回路ＧＤに接続されている。各ソース配線Ｓは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、第２駆動回路ＳＤに接続されている。各容量線Ｃは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、第３駆動回路ＣＤに接続されている。これらの第１駆動回路ＧＤ、第２駆動回路ＳＤ、及び、第３駆動回路ＣＤは、アレイ基板ＡＲに形成され、駆動ＩＣチップ２と接続されている。図示した例では、駆動ＩＣチップ２は、液晶表示パネルＬＰＮのアクティブエリアＡＣＴの外側において、アレイ基板ＡＲに実装されている。
【００１３】
本実施形態において、駆動ＩＣチップ２は、アクティブエリアＡＣＴに画像を表示する画像表示モードにおいて各画素ＰＸの画素電極ＰＥに画像信号を書き込むのに必要な制御を行う画像信号書込回路２Ａと、検出面において物体の接触を検出するタッチセンシングモードにおいて静電容量タッチセンシング用配線の静電容量（ここに示した例では、容量線Ｃとソース配線Ｓとの間の静電容量）の変化を検出する検出回路２Ｂと、を備えている。
【００１４】
また、図示した例の液晶表示パネルＬＰＮは、アレイ基板ＡＲに画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥを備え、これらの間に形成される横電界（特に、フリンジ電界のうちの基板の主面にほぼ平行な電界）を主に利用して液晶層ＬＱを構成する液晶分子をスイッチングするＦｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（ＦＦＳ）モードを適用している。
【００１５】
図２は、図１に示したアレイ基板ＡＲにおける画素ＰＸの構造を対向基板ＣＴの側から見た概略平面図である。
【００１６】
ゲート配線Ｇは、第１方向Ｘに沿って延出している。ソース配線Ｓは、第２方向Ｙに沿って延出している。スイッチング素子ＳＷは、ゲート配線Ｇとソース配線Ｓとの交差部近傍に配置され、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成されている。このスイッチング素子ＳＷは、半導体層ＳＣを備えている。この半導体層ＳＣは、例えば、ポリシリコンやアモルファスシリコンなどによって形成可能であり、ここではポリシリコンによって形成されている。
【００１７】
スイッチング素子ＳＷのゲート電極ＷＧは、半導体層ＳＣの直上に位置し、ゲート配線Ｇに電気的に接続されている（図示した例では、ゲート電極ＷＧは、ゲート配線Ｇと一体的に形成されている）。スイッチング素子ＳＷのソース電極ＷＳは、ソース配線Ｓに電気的に接続されている（図示した例では、ソース電極ＷＳは、ソース配線Ｓと一体的に形成されている）。スイッチング素子ＳＷのドレイン電極ＷＤは、画素電極ＰＥに電気的に接続されている。
【００１８】
容量線Ｃは、第１方向Ｘに沿って延在している。すなわち、容量線Ｃは、各画素ＰＸに配置されるとともにソース配線Ｓの上方に延在し、第１方向Ｘに隣接する複数の画素ＰＸに亘って共通に形成されている。この容量線Ｃは、各画素ＰＸに対応して形成された共通電極ＣＥを含んでいる。
【００１９】
各画素ＰＸの画素電極ＰＥは、共通電極ＣＥの上方に配置されている。各画素電極ＰＥは、各画素ＰＸにおいて画素形状に対応した島状、例えば、略四角形に形成されている。このような各画素電極ＰＥには、共通電極ＣＥと向かい合う複数のスリットＰＳＬが形成されている。
【００２０】
図３は、図２に示した画素ＰＸをＡ−Ｂ線で切断した液晶表示パネルＬＰＮの断面構造を概略的に示す図である。
【００２１】
すなわち、アレイ基板ＡＲは、ガラス基板などの光透過性を有する第１絶縁基板２０を用いて形成されている。このアレイ基板ＡＲは、第１絶縁基板２０の内面（すなわち対向基板ＣＴに対向する面）にスイッチング素子ＳＷを備えている。ここに示したスイッチング素子ＳＷは、トップゲート型の薄膜トランジスタである。半導体層ＳＣは、第１絶縁基板２０の上に形成されている。このような半導体層ＳＣは、ゲート絶縁膜２１によって覆われている。また、ゲート絶縁膜２１は、第１絶縁基板２０の上にも配置されている。
【００２２】
スイッチング素子ＳＷのゲート電極ＷＧは、ゲート絶縁膜２１の上に形成され、半導体層ＳＣの直上に位置している。このようなゲート電極ＷＧは、第１層間絶縁膜２２によって覆われている。また、第１層間絶縁膜２２は、ゲート絶縁膜２１の上にも配置されている。
【００２３】
スイッチング素子ＳＷのソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、第１層間絶縁膜２２の上に形成されている。これらのソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、ゲート絶縁膜２１及び第１層間絶縁膜２２を貫通するコンタクトホールを介して半導体層ＳＣにコンタクトしている。ソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、第２層間絶縁膜２３によって覆われている。また、この第２層間絶縁膜２３は、第１層間絶縁膜２２の上にも配置されている。
【００２４】
容量線Ｃあるいは共通電極ＣＥは、第２層間絶縁膜２３の上に形成されている。容量線Ｃあるいは共通電極ＣＥは、第３層間絶縁膜２４によって覆われている。また、この第３層間絶縁膜２４は、第２層間絶縁膜２３の上にも配置されている。
【００２５】
画素電極ＰＥは、第３層間絶縁膜２４の上に形成さている。この画素電極ＰＥは、第２層間絶縁膜２３及び第３層間絶縁膜２４を貫通するコンタクトホールを介してドレイン電極ＷＤに接続されている。容量線Ｃあるいは共通電極ＣＥと、画素電極ＰＥとは、ともに透明な導電材料、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）などによって形成されている。第３層間絶縁膜２４を介して向かい合う画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとは保持容量ＣＳを形成する。また、この画素電極ＰＥには、スリットＰＳＬが形成されている。スリットＰＳＬは、共通電極ＣＥの直上に位置している。画素電極ＰＥは、第１配向膜２５によって覆われている。この第１配向膜２５は、アレイ基板ＡＲの液晶層ＬＱに接する面に配置されている。
【００２６】
なお、ソース配線Ｓは、第１層間絶縁膜２２の上に形成され、第２層間絶縁膜２３によって覆われている。ソース配線Ｓの直上には、容量線Ｃが位置している。
【００２７】
一方、対向基板ＣＴは、ガラス基板などの光透過性を有する第２絶縁基板３０を用いて形成されている。この対向基板ＣＴは、第２絶縁基板３０の内面（すなわちアレイ基板ＡＲに対向する面）に、各画素ＰＸを区画するブラックマトリクス３１、カラーフィルタ３２、オーバーコート層３３などを備えている。
【００２８】
ブラックマトリクス３１は、第２絶縁基板３０上において、アレイ基板ＡＲに設けられたゲート配線Ｇやソース配線Ｓ、さらにはスイッチング素子ＳＷなどの配線部に対向するように形成されている。カラーフィルタ３２は、第２絶縁基板３０の上に形成され、互いに異なる複数の色、例えば赤色、青色、緑色といった３原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。赤色に着色された樹脂材料は赤色画素に対応して配置され、同様に、青色に着色された樹脂材料は青色画素に対応して配置され、緑色に着色された樹脂材料は緑色画素に対応して配置されている。
【００２９】
オーバーコート層３３は、ブラックマトリクス３１及びカラーフィルタ３２の上に形成されている。このオーバーコート層３３は、ブラックマトリクス３１及びカラーフィルタ３２の表面の凹凸を平坦化する。オーバーコート層３３は、第２配向膜３４によって覆われている。この第２配向膜３４は、対向基板ＣＴの液晶層ＬＱに接する面に配置されている。
【００３０】
上述したようなアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、第１配向膜２５及び第２配向膜３４が向かい合うように配置されている。このとき、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間には、図示しないスペーサ（例えば、樹脂材料によって一方の基板に一体的に形成された柱状スペーサ）が配置され、これにより、所定のギャップが形成される。アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、所定の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、これらのアレイ基板ＡＲの配向膜２５と対向基板ＣＴの配向膜３４との間に形成された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。
【００３１】
このような構成の液晶表示パネルＬＰＮに対して、その背面側にはバックライトＢＬが配置されている。液晶表示パネルＬＰＮの一方の外面、すなわちアレイ基板ＡＲを構成する第１絶縁基板２０の外面には、第１偏光板ＰＬ１を含む第１光学素子ＯＤ１が配置されている。また、液晶表示パネルＬＰＮの他方の外面、すなわち対向基板ＣＴを構成する第２絶縁基板３０の外面には、第２偏光板ＰＬ２を含む第２光学素子ＯＤ２が配置されている。図示した例においては、第１光学素子ＯＤ１の上方に配置されたカバーガラスＣＧの表面が検出面となる。なお、第２絶縁基板３０と第２光学素子ＯＤ２との間には、後述する導電性接着剤が介在しているが、ここではその図示を省略している。
【００３２】
次に、上述した構成の液晶表示パネルＬＰＮを備えた液晶表示装置における画像表示モード及びタッチセンシングモードの一例について簡単に説明する。
【００３３】
画素表示モードでは、画像信号書込回路２Ａは、第１駆動回路ＧＤを制御して各ゲート配線Ｇに対して各画素ＰＸのスイッチング素子ＳＷをオン状態とする制御信号を出力する。また、画像信号書込回路２Ａは、第２駆動回路ＳＤを制御して各ソース配線Ｓに対して画像信号を出力する。ソース配線Ｓに出力された画像信号は、オン状態のスイッチング素子ＳＷを介して画素電極ＰＥに書き込まれる。一方で、画像信号書込回路２Ａは、第３駆動回路ＣＤを制御して各容量線Ｃに対してコモン電圧を印加する。
【００３４】
これにより、画素電極ＰＥと容量線Ｃの共通電極ＣＥとの間の液晶層ＬＱに対し、画像信号相当の電圧が印加される。液晶層ＬＱでは、印加された電圧に応じて液晶分子が配向し、液晶層ＬＱを透過する光に対する変調率が変化する。すなわち、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成されていない状態では、液晶分子は、第１配向膜２５及び第２配向膜３４の配向規制力により、基板主面と略平行な面内の所定の方位に初期配向している。画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間にフリンジ電界が形成された状態では、液晶分子は、基板主面と略平行な面内で初期配向とは異なる方位に配向する。液晶層ＬＱを透過する光に対する変調率は、このような液晶分子の配向方位によって変化する。このため、バックライトＢＬから出射され液晶表示パネルＬＰＮに入射したバックライト光は、画素電極ＰＥ−共通電極ＣＥ間の電圧に依存して選択的に偏光板ＰＬ２を透過する。これにより、表示面に画像信号に対応した画像が表示される。
【００３５】
本実施形態では、タッチセンシングモードの一例として、容量線Ｃとソース配線Ｓとを静電容量タッチセンシング用配線として利用している。すなわち、タッチセンシングモードでは、検出回路２Ｂは、第３駆動回路ＣＤを制御して容量線Ｃに対して検出信号を書き込む。ここでは、検出信号は、例えば交流信号である。一方で、検出回路２Ｂは、第２駆動回路ＳＤを制御して各ソース配線Ｓをプリチャージする。容量線Ｃには交流の検出信号が書き込まれるため、ソース配線Ｓの電位が変動する。検出回路２Ｂは、このときのソース配線Ｓの電位変動を読み取る。検出面に物体が接近または接触した場合には、容量線Ｃとソース配線Ｓとの間の静電容量が変化する。このような静電容量の変化に伴って、ソース配線Ｓの電位変動も変化する。このため、検出回路２Ｂでは、ソース配線Ｓの電位変動の変化もしくは電流値の変化をモニタすることにより、容量線Ｃとソース配線Ｓとの間の静電容量の変化、つまり、検出面への物体の接近または接触が検出される。
【００３６】
なお、ここでは、容量線Ｃに検出信号を書き込み、ソース配線Ｓから静電容量の変化に伴った電位変動を読み取ったが、ソース配線Ｓに検出信号を書き込み、容量線Ｃから静電容量の変化に伴った電位変動を読み取っても良い。また、タッチセンシングモードにおいて、複数本の容量線Ｃに同時に検出信号を書き込んで、複数本の容量線Ｃからなる静電容量タッチセンシング用配線のブロックを形成しても良いし、複数本のソース配線Ｓから同時に電位変動もしくは電流値変動を読み取り、複数本のソース配線Ｓからなる静電容量タッチセンシング用配線のブロックを形成してもよい。また、ここでは、静電容量タッチセンシング用配線として、容量線Ｃ及びソース配線Ｓを利用したが、この組み合わせに限られるものではなく、液晶表示パネルＬＰＮを構成する他の配線を利用しても良いし、静電容量タッチセンシング用配線として他の配線を設けても良い。
【００３７】
図４は、図１に示した液晶表示パネルＬＰＮの構成を概略的に示す平面図である。
【００３８】
液晶表示パネルＬＰＮを構成するアレイ基板ＡＲは、対向基板ＣＴの端部ＣＴＥよりも外方に延在した延在部ＡＲＥを有している。この延在部ＡＲＥには、駆動ＩＣチップ２やフレキシブル・プリンテッド・サーキット（ＦＰＣ）基板３などが実装されている。また、この延在部ＡＲＥには、接地電位のパッドＰＤが形成されている。このパッドＰＤは、詳述しないが、駆動ＩＣチップ２やＦＰＣ基板３などを介して接地されている。
【００３９】
対向基板ＣＴは、その外面においてアクティブエリアＡＣＴの外側に導電膜ＣＤＦを備えている。図示した例では、導電膜ＣＤＦは、周辺エリアＰＲＰにおいて、アクティブエリアＡＣＴを囲む枠状に形成されている。このような導電膜ＣＤＦは、接続部材ＰＳＴによりパッドＰＤと電気的に接続されている。
【００４０】
図５は、図４に示した液晶表示パネルＬＰＮのパッドＰＤを含む断面を概略的に示す断面図である。
【００４１】
アレイ基板ＡＲについて、対向基板ＣＴと向かい合う内面側の構造については詳細な説明を省略するが、延在部ＡＲＥにおいては、パッドＰＤが形成されている。アレイ基板ＡＲを構成する第１絶縁基板２０の外面には、第１光学素子ＯＤ１が接着されている。なお、第１光学素子ＯＤ１を第１絶縁基板２０に接着するための接着剤の図示は省略している。
【００４２】
対向基板ＣＴについて、アレイ基板ＡＲと向かい合う内面側の構造については詳細な説明を省略するが、第２絶縁基板３０の周辺にはアクティブエリアＡＣＴを囲む枠状の周辺遮光層ＳＨＤが形成されている。この周辺遮光層ＳＨＤは、例えば、上記したブラックマトリクスＢＭと同一材料によって形成されている。
【００４３】
これらのアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとはシール材ＳＥによって貼り合わせされており、これらの間に液晶層ＬＱが保持されている。
【００４４】
第２絶縁基板３０の内面３０Ａとは反対側の外面３０Ｂにおいては、アクティブエリアＡＣＴの外側に導電膜ＣＤＦが形成されている。この導電膜ＣＤＦは、例えば、周辺遮光層ＳＨＤの直上に形成されている。このような導電膜ＣＤＦは、その表面抵抗値が例えば１０〜１０００（Ω／□）程度の範囲の材料によって形成されることが望ましく、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどの酸化物導電材料、有機導電材料、アルミニウムなどの導電材料によって形成されている。
【００４５】
導電膜ＣＤＦとパッドＰＤとを接続する接続部材ＰＳＴは、例えば、銀などの導電粒子を含む導電ペーストや、導電性シールなどによって形成されている。
【００４６】
導電性接着剤ＡＤＨは、第２光学素子ＯＤ２を第２絶縁基板３０の外面３０Ｂに接着している。すなわち、この導電性接着剤ＡＤＨは、外面３０ＢにおいてアクティブエリアＡＣＴの全体に亘って配置され、しかも、アクティブエリアＡＣＴの外側に配置された導電膜ＣＤＦに接触している。図４に示したように、導電膜ＣＤＦが矩形枠状に形成されている場合、導電性接着剤ＡＤＨは、導電膜ＣＤＦと四方で接触している。このような導電性接着剤ＡＤＨは、その表面抵抗値が例えば１Ｍ〜１０Ｇ（Ω／□）程度の範囲の材料によって形成されることが望ましい。
【００４７】
このような構成によれば、カバーガラスＣＧの表面で放電が生じた際に、侵入した電荷は、導電性接着剤ＡＤＨにおいてアクティブエリアＡＣＴの面内に拡散し、その周囲で接触している導電膜ＣＤＦに流れ、さらに、導電膜ＣＤＦから接続部材ＰＳＴを介して接地電位のパッドＰＤに流れ込む。このため、液晶表示パネルＬＰＮへの電荷の侵入を抑制することが可能となる。
【００４８】
本実施形態で説明したＦＦＳモードなど対向基板ＣＴ側に電極などの導電膜が形成されていない構成では、不所望な電荷が液晶表示パネルＬＰＮに入り込みやすい。電荷の侵入により液晶層ＬＱに不所望な電圧が印加されると、表示ムラとして視認されるおそれがある。
【００４９】
本実施形態によれば、液晶表示パネルＬＰＮとその前面側に配置される第２光学素子ＯＤ２とが導電性接着剤ＡＤＨによって接着されているため、外部から液晶表示パネルＬＰＮに向かって侵入してきた電荷が導電性接着剤ＡＤＨによってある程度シールドされる、あるいは、たとえ液晶表示パネルＬＰＮの内部に電荷が侵入したとしても導電性接着剤ＡＤＨを介して放電されるため、視認される表示ムラを短時間で解消することが可能となる。
【００５０】
発明者は以下の検討を行った。すなわち、本実施形態の一例として、１０１０Ω／□の表面抵抗値を有する導電性接着剤ＡＤＨを適用したサンプルと、比較例として１０１３Ω／□の表面抵抗値を有する非導電性の接着剤を適用したサンプルとを用意し、それぞれのサンプルについて、カバーガラスの表面で放電を生じさせ、表示ムラが解消するまでの時間を測定した。本実施形態によれば、表示ムラ解消時間は、比較例の約１／３に低減できることが確認された。
【００５１】
また、本実施形態によれば、導電性接着剤ＡＤＨは、導電膜ＣＤＦよりも高抵抗である。すなわち、アクティブエリアＡＣＴにおいて静電容量の変化を利用してタッチセンシングを行う機能を備えた液晶表示パネルＬＰＮでは、十分な感度を維持するために、アクティブエリアＡＣＴを覆う導電性接着剤ＡＤＨが高抵抗であることが望ましい。これに対して、導電膜ＣＤＦは、導電性接着剤ＡＤＨよりも低抵抗な材料によって形成されているため、導電性接着剤ＡＤＨに侵入した電荷を速やかに収集し、接続部材ＰＳＴを介してパッドＰＤに放電することが可能となる。
【００５２】
このような知見から、導電性接着剤ＡＤＨの表面抵抗値は、導電性を確保する観点からその上限値を１０ＧΩ／□とし、静電容量タッチセンシング機能の感度を維持する観点からその下限値を１ＭΩ／□とした。
【００５３】
また、本実施形態によれば、導電膜ＣＤＦは、アクティブエリアＡＣＴを囲む枠状に形成されている。このため、導電性接着剤ＡＤＨが比較的高抵抗であったとしても、アクティブエリアＡＣＴの外側で全周に亘って比較的低抵抗な導電膜ＣＤＦと接触しているため、導電性接着剤ＡＤＨに侵入した電荷を速やかに導電膜ＣＤＦに流すことが可能となる。
【００５４】
本実施形態では、導電膜ＣＤＦの形状は、図４に示したような矩形枠状に限定されるものではない。
【００５５】
図６は、本実施形態の液晶表示装置における他の液晶表示パネルの構成を概略的に示す平面図である。
【００５６】
図６に示した例では、導電膜ＣＤＦは、アクティブエリアＡＣＴを囲む枠状に形成されているのに加えて、さらに、アクティブエリアＡＣＴを横切る横断部ＣＤＦＣを含んでいる。この横断部ＣＤＦＣは、その全体が導電性接着剤ＡＤＨによって覆われる。このため、導電性接着剤ＡＤＨと導電膜ＣＤＦとの接触面積を拡大することが可能となり、より速やかに導電性接着剤ＡＤＨから導電膜ＣＤＦに電荷を逃がすことが可能となる。
【００５７】
このような構成においては、横断部ＣＤＦＣが画像を表示するアクティブエリアＡＣＴと重なるため、導電膜ＣＤＦは、透明な導電材料、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどの酸化物導電材料、有機導電材料によって形成される。
【００５８】
発明者は以下の検討を行った。すなわち、本実施形態の一例として、１０１０Ω／□の表面抵抗値を有する導電性接着剤ＡＤＨを図４に示したような矩形枠状に形成した第１構成例に相当するサンプルと、１０１０Ω／□の表面抵抗値を有する導電性接着剤ＡＤＨを図６に示したような矩形枠状に形成し且つ横断部ＣＤＦＣを付加した第２構成例に相当するサンプルとを用意し、それぞれのサンプルについて、カバーガラスの表面で放電を生じさせ、表示ムラが解消するまでの時間を測定した。第２構成例によれば、表示ムラ解消時間は、第１構成例の約１／３〜１／７に低減できることが確認された。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態によれば、タッチセンシング機能と外部電界に対するシールド機能とを兼ね備えた液晶表示装置を提供することができる。
【００６０】
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。
【符号の説明】
【００６１】
ＬＰＮ…液晶表示パネル ＡＲ…アレイ基板 ＣＴ…対向基板
ＡＣＴ…アクティブエリア ＰＸ…画素
ＰＥ…画素電極 ＰＳＬ…スリット
ＣＥ…共通電極
ＬＱ…液晶層
ＯＤ１…第１光学素子 ＯＤ２…第２光学素子
ＰＤ…パッド ＰＳＴ…接続部材
ＣＤＦ…導電膜 ＡＤＨ…導電性接着剤
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、パーソナルコンピュータなどのＯＡ機器やテレビなどの表示装置として各種分野で利用されている。近年では、液晶表示装置は、携帯電話などの携帯端末機器や、カーナビゲーション装置、ゲーム機などの表示装置としても利用されている。
【０００３】
近年では、画像を表示する液晶表示パネルにタッチセンシング機能を兼ね備えた構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０５４１９９号公報
【特許文献２】特開２００９−００３０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本実施形態の目的は、タッチセンシング機能と外部電界に対するシールド機能とを兼ね備えた液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態によれば、
画像を表示するアクティブエリアにおいて、複数の画素に亘って形成された共通電極と、前記共通電極を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜の上において各画素に形成され前記共通電極と向かい合うとともにスリットが形成された画素電極と、静電容量タッチセンシング用配線と、を備えた第１基板と、絶縁基板と、前記絶縁基板の前記第１基板と対向する内面とは反対側の外面において前記アクティブエリアの外側に形成された導電膜と、を備えた第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶層と、前記絶縁基板の外面側に配置された偏光板を含む光学素子と、前記アクティブエリアに配置されるとともに前記導電膜に接触し前記絶縁基板の外面と前記光学素子とを接着する導電性接着剤と、前記第２基板の端部よりも外方に延在した前記第１基板の延在部に形成された接地電位のパッドと、前記導電膜と前記パッドとを電気的に接続する接続部材と、を備え、前記導電性接着剤は、前記導電膜よりも高抵抗であることを特徴とする液晶表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの構成及び等価回路を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示したアレイ基板における画素の構造を対向基板の側から見た概略平面図である。
【図３】図３は、図２に示した画素をＡ−Ｂ線で切断した液晶表示パネルの断面構造を概略的に示す図である。
【図４】図４は、図１に示した液晶表示パネルの構成を概略的に示す平面図である。
【図５】図５は、図４に示した液晶表示パネルのパッドを含む断面を概略的に示す断面図である。
【図６】図６は、本実施形態の液晶表示装置における他の液晶表示パネルの構成を概略的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、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、重複する説明は省略する。
【０００９】
図１は、本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルＬＰＮの構成及び等価回路を概略的に示す図である。
【００１０】
すなわち、液晶表示装置は、アクティブマトリクスタイプの液晶表示パネルＬＰＮを備えている。液晶表示パネルＬＰＮは、アレイ基板（第１基板）ＡＲと、アレイ基板ＡＲに対向配置された対向基板（第２基板）ＣＴと、これらのアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に保持された液晶層ＬＱと、を備えて構成されている。このような液晶表示パネルＬＰＮは、画像を表示するアクティブエリアＡＣＴを備えている。このアクティブエリアＡＣＴは、ｍ×ｎ個のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている（但し、ｍ及びｎは正の整数）。
【００１１】
アレイ基板ＡＲは、アクティブエリアＡＣＴにおいて、第１方向Ｘに沿ってそれぞれ延出したｎ本のゲート配線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｎ）及びｎ本の容量線Ｃ（Ｃ１〜Ｃｎ）、第１方向Ｘに交差する第２方向Ｙに沿ってそれぞれ延出したｍ本のソース配線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｍ）、各画素ＰＸにおいてゲート配線Ｇ及びソース配線Ｓと電気的に接続されたｍ×ｎ個のスイッチング素子ＳＷ、各画素ＰＸにおいてスイッチング素子ＳＷに各々電気的に接続されたｍ×ｎ個の画素電極ＰＥ、容量線Ｃの一部であり画素電極ＰＥと向かい合う共通電極ＣＥなどを備えている。保持容量Ｃｓは、容量線Ｃと画素電極ＰＥとの間に形成される。
【００１２】
各ゲート配線Ｇは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、第１駆動回路ＧＤに接続されている。各ソース配線Ｓは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、第２駆動回路ＳＤに接続されている。各容量線Ｃは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、第３駆動回路ＣＤに接続されている。これらの第１駆動回路ＧＤ、第２駆動回路ＳＤ、及び、第３駆動回路ＣＤは、アレイ基板ＡＲに形成され、駆動ＩＣチップ２と接続されている。図示した例では、駆動ＩＣチップ２は、液晶表示パネルＬＰＮのアクティブエリアＡＣＴの外側において、アレイ基板ＡＲに実装されている。
【００１３】
本実施形態において、駆動ＩＣチップ２は、アクティブエリアＡＣＴに画像を表示する画像表示モードにおいて各画素ＰＸの画素電極ＰＥに画像信号を書き込むのに必要な制御を行う画像信号書込回路２Ａと、検出面において物体の接触を検出するタッチセンシングモードにおいて静電容量タッチセンシング用配線の静電容量（ここに示した例では、容量線Ｃとソース配線Ｓとの間の静電容量）の変化を検出する検出回路２Ｂと、を備えている。
【００１４】
また、図示した例の液晶表示パネルＬＰＮは、アレイ基板ＡＲに画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥを備え、これらの間に形成される横電界（特に、フリンジ電界のうちの基板の主面にほぼ平行な電界）を主に利用して液晶層ＬＱを構成する液晶分子をスイッチングするＦｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（ＦＦＳ）モードを適用している。
【００１５】
図２は、図１に示したアレイ基板ＡＲにおける画素ＰＸの構造を対向基板ＣＴの側から見た概略平面図である。
【００１６】
ゲート配線Ｇは、第１方向Ｘに沿って延出している。ソース配線Ｓは、第２方向Ｙに沿って延出している。スイッチング素子ＳＷは、ゲート配線Ｇとソース配線Ｓとの交差部近傍に配置され、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成されている。このスイッチング素子ＳＷは、半導体層ＳＣを備えている。この半導体層ＳＣは、例えば、ポリシリコンやアモルファスシリコンなどによって形成可能であり、ここではポリシリコンによって形成されている。
【００１７】
スイッチング素子ＳＷのゲート電極ＷＧは、半導体層ＳＣの直上に位置し、ゲート配線Ｇに電気的に接続されている（図示した例では、ゲート電極ＷＧは、ゲート配線Ｇと一体的に形成されている）。スイッチング素子ＳＷのソース電極ＷＳは、ソース配線Ｓに電気的に接続されている（図示した例では、ソース電極ＷＳは、ソース配線Ｓと一体的に形成されている）。スイッチング素子ＳＷのドレイン電極ＷＤは、画素電極ＰＥに電気的に接続されている。
【００１８】
容量線Ｃは、第１方向Ｘに沿って延在している。すなわち、容量線Ｃは、各画素ＰＸに配置されるとともにソース配線Ｓの上方に延在し、第１方向Ｘに隣接する複数の画素ＰＸに亘って共通に形成されている。この容量線Ｃは、各画素ＰＸに対応して形成された共通電極ＣＥを含んでいる。
【００１９】
各画素ＰＸの画素電極ＰＥは、共通電極ＣＥの上方に配置されている。各画素電極ＰＥは、各画素ＰＸにおいて画素形状に対応した島状、例えば、略四角形に形成されている。このような各画素電極ＰＥには、共通電極ＣＥと向かい合う複数のスリットＰＳＬが形成されている。
【００２０】
図３は、図２に示した画素ＰＸをＡ−Ｂ線で切断した液晶表示パネルＬＰＮの断面構造を概略的に示す図である。
【００２１】
すなわち、アレイ基板ＡＲは、ガラス基板などの光透過性を有する第１絶縁基板２０を用いて形成されている。このアレイ基板ＡＲは、第１絶縁基板２０の内面（すなわち対向基板ＣＴに対向する面）にスイッチング素子ＳＷを備えている。ここに示したスイッチング素子ＳＷは、トップゲート型の薄膜トランジスタである。半導体層ＳＣは、第１絶縁基板２０の上に形成されている。このような半導体層ＳＣは、ゲート絶縁膜２１によって覆われている。また、ゲート絶縁膜２１は、第１絶縁基板２０の上にも配置されている。
【００２２】
スイッチング素子ＳＷのゲート電極ＷＧは、ゲート絶縁膜２１の上に形成され、半導体層ＳＣの直上に位置している。このようなゲート電極ＷＧは、第１層間絶縁膜２２によって覆われている。また、第１層間絶縁膜２２は、ゲート絶縁膜２１の上にも配置されている。
【００２３】
スイッチング素子ＳＷのソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、第１層間絶縁膜２２の上に形成されている。これらのソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、ゲート絶縁膜２１及び第１層間絶縁膜２２を貫通するコンタクトホールを介して半導体層ＳＣにコンタクトしている。ソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、第２層間絶縁膜２３によって覆われている。また、この第２層間絶縁膜２３は、第１層間絶縁膜２２の上にも配置されている。
【００２４】
容量線Ｃあるいは共通電極ＣＥは、第２層間絶縁膜２３の上に形成されている。容量線Ｃあるいは共通電極ＣＥは、第３層間絶縁膜２４によって覆われている。また、この第３層間絶縁膜２４は、第２層間絶縁膜２３の上にも配置されている。
【００２５】
画素電極ＰＥは、第３層間絶縁膜２４の上に形成さている。この画素電極ＰＥは、第２層間絶縁膜２３及び第３層間絶縁膜２４を貫通するコンタクトホールを介してドレイン電極ＷＤに接続されている。容量線Ｃあるいは共通電極ＣＥと、画素電極ＰＥとは、ともに透明な導電材料、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）などによって形成されている。第３層間絶縁膜２４を介して向かい合う画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとは保持容量ＣＳを形成する。また、この画素電極ＰＥには、スリットＰＳＬが形成されている。スリットＰＳＬは、共通電極ＣＥの直上に位置している。画素電極ＰＥは、第１配向膜２５によって覆われている。この第１配向膜２５は、アレイ基板ＡＲの液晶層ＬＱに接する面に配置されている。
【００２６】
なお、ソース配線Ｓは、第１層間絶縁膜２２の上に形成され、第２層間絶縁膜２３によって覆われている。ソース配線Ｓの直上には、容量線Ｃが位置している。
【００２７】
一方、対向基板ＣＴは、ガラス基板などの光透過性を有する第２絶縁基板３０を用いて形成されている。この対向基板ＣＴは、第２絶縁基板３０の内面（すなわちアレイ基板ＡＲに対向する面）に、各画素ＰＸを区画するブラックマトリクス３１、カラーフィルタ３２、オーバーコート層３３などを備えている。
【００２８】
ブラックマトリクス３１は、第２絶縁基板３０上において、アレイ基板ＡＲに設けられたゲート配線Ｇやソース配線Ｓ、さらにはスイッチング素子ＳＷなどの配線部に対向するように形成されている。カラーフィルタ３２は、第２絶縁基板３０の上に形成され、互いに異なる複数の色、例えば赤色、青色、緑色といった３原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。赤色に着色された樹脂材料は赤色画素に対応して配置され、同様に、青色に着色された樹脂材料は青色画素に対応して配置され、緑色に着色された樹脂材料は緑色画素に対応して配置されている。
【００２９】
オーバーコート層３３は、ブラックマトリクス３１及びカラーフィルタ３２の上に形成されている。このオーバーコート層３３は、ブラックマトリクス３１及びカラーフィルタ３２の表面の凹凸を平坦化する。オーバーコート層３３は、第２配向膜３４によって覆われている。この第２配向膜３４は、対向基板ＣＴの液晶層ＬＱに接する面に配置されている。
【００３０】
上述したようなアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、第１配向膜２５及び第２配向膜３４が向かい合うように配置されている。このとき、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間には、図示しないスペーサ（例えば、樹脂材料によって一方の基板に一体的に形成された柱状スペーサ）が配置され、これにより、所定のギャップが形成される。アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、所定の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、これらのアレイ基板ＡＲの配向膜２５と対向基板ＣＴの配向膜３４との間に形成された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。
【００３１】
このような構成の液晶表示パネルＬＰＮに対して、その背面側にはバックライトＢＬが配置されている。液晶表示パネルＬＰＮの一方の外面、すなわちアレイ基板ＡＲを構成する第１絶縁基板２０の外面には、第１偏光板ＰＬ１を含む第１光学素子ＯＤ１が配置されている。また、液晶表示パネルＬＰＮの他方の外面、すなわち対向基板ＣＴを構成する第２絶縁基板３０の外面には、第２偏光板ＰＬ２を含む第２光学素子ＯＤ２が配置されている。図示した例においては、第１光学素子ＯＤ１の上方に配置されたカバーガラスＣＧの表面が検出面となる。なお、第２絶縁基板３０と第２光学素子ＯＤ２との間には、後述する導電性接着剤が介在しているが、ここではその図示を省略している。
【００３２】
次に、上述した構成の液晶表示パネルＬＰＮを備えた液晶表示装置における画像表示モード及びタッチセンシングモードの一例について簡単に説明する。
【００３３】
画素表示モードでは、画像信号書込回路２Ａは、第１駆動回路ＧＤを制御して各ゲート配線Ｇに対して各画素ＰＸのスイッチング素子ＳＷをオン状態とする制御信号を出力する。また、画像信号書込回路２Ａは、第２駆動回路ＳＤを制御して各ソース配線Ｓに対して画像信号を出力する。ソース配線Ｓに出力された画像信号は、オン状態のスイッチング素子ＳＷを介して画素電極ＰＥに書き込まれる。一方で、画像信号書込回路２Ａは、第３駆動回路ＣＤを制御して各容量線Ｃに対してコモン電圧を印加する。
【００３４】
これにより、画素電極ＰＥと容量線Ｃの共通電極ＣＥとの間の液晶層ＬＱに対し、画像信号相当の電圧が印加される。液晶層ＬＱでは、印加された電圧に応じて液晶分子が配向し、液晶層ＬＱを透過する光に対する変調率が変化する。すなわち、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成されていない状態では、液晶分子は、第１配向膜２５及び第２配向膜３４の配向規制力により、基板主面と略平行な面内の所定の方位に初期配向している。画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間にフリンジ電界が形成された状態では、液晶分子は、基板主面と略平行な面内で初期配向とは異なる方位に配向する。液晶層ＬＱを透過する光に対する変調率は、このような液晶分子の配向方位によって変化する。このため、バックライトＢＬから出射され液晶表示パネルＬＰＮに入射したバックライト光は、画素電極ＰＥ−共通電極ＣＥ間の電圧に依存して選択的に偏光板ＰＬ２を透過する。これにより、表示面に画像信号に対応した画像が表示される。
【００３５】
本実施形態では、タッチセンシングモードの一例として、容量線Ｃとソース配線Ｓとを静電容量タッチセンシング用配線として利用している。すなわち、タッチセンシングモードでは、検出回路２Ｂは、第３駆動回路ＣＤを制御して容量線Ｃに対して検出信号を書き込む。ここでは、検出信号は、例えば交流信号である。一方で、検出回路２Ｂは、第２駆動回路ＳＤを制御して各ソース配線Ｓをプリチャージする。容量線Ｃには交流の検出信号が書き込まれるため、ソース配線Ｓの電位が変動する。検出回路２Ｂは、このときのソース配線Ｓの電位変動を読み取る。検出面に物体が接近または接触した場合には、容量線Ｃとソース配線Ｓとの間の静電容量が変化する。このような静電容量の変化に伴って、ソース配線Ｓの電位変動も変化する。このため、検出回路２Ｂでは、ソース配線Ｓの電位変動の変化もしくは電流値の変化をモニタすることにより、容量線Ｃとソース配線Ｓとの間の静電容量の変化、つまり、検出面への物体の接近または接触が検出される。
【００３６】
なお、ここでは、容量線Ｃに検出信号を書き込み、ソース配線Ｓから静電容量の変化に伴った電位変動を読み取ったが、ソース配線Ｓに検出信号を書き込み、容量線Ｃから静電容量の変化に伴った電位変動を読み取っても良い。また、タッチセンシングモードにおいて、複数本の容量線Ｃに同時に検出信号を書き込んで、複数本の容量線Ｃからなる静電容量タッチセンシング用配線のブロックを形成しても良いし、複数本のソース配線Ｓから同時に電位変動もしくは電流値変動を読み取り、複数本のソース配線Ｓからなる静電容量タッチセンシング用配線のブロックを形成してもよい。また、ここでは、静電容量タッチセンシング用配線として、容量線Ｃ及びソース配線Ｓを利用したが、この組み合わせに限られるものではなく、液晶表示パネルＬＰＮを構成する他の配線を利用しても良いし、静電容量タッチセンシング用配線として他の配線を設けても良い。
【００３７】
図４は、図１に示した液晶表示パネルＬＰＮの構成を概略的に示す平面図である。
【００３８】
液晶表示パネルＬＰＮを構成するアレイ基板ＡＲは、対向基板ＣＴの端部ＣＴＥよりも外方に延在した延在部ＡＲＥを有している。この延在部ＡＲＥには、駆動ＩＣチップ２やフレキシブル・プリンテッド・サーキット（ＦＰＣ）基板３などが実装されている。また、この延在部ＡＲＥには、接地電位のパッドＰＤが形成されている。このパッドＰＤは、詳述しないが、駆動ＩＣチップ２やＦＰＣ基板３などを介して接地されている。
【００３９】
対向基板ＣＴは、その外面においてアクティブエリアＡＣＴの外側に導電膜ＣＤＦを備えている。図示した例では、導電膜ＣＤＦは、周辺エリアＰＲＰにおいて、アクティブエリアＡＣＴを囲む枠状に形成されている。このような導電膜ＣＤＦは、接続部材ＰＳＴによりパッドＰＤと電気的に接続されている。
【００４０】
図５は、図４に示した液晶表示パネルＬＰＮのパッドＰＤを含む断面を概略的に示す断面図である。
【００４１】
アレイ基板ＡＲについて、対向基板ＣＴと向かい合う内面側の構造については詳細な説明を省略するが、延在部ＡＲＥにおいては、パッドＰＤが形成されている。アレイ基板ＡＲを構成する第１絶縁基板２０の外面には、第１光学素子ＯＤ１が接着されている。なお、第１光学素子ＯＤ１を第１絶縁基板２０に接着するための接着剤の図示は省略している。
【００４２】
対向基板ＣＴについて、アレイ基板ＡＲと向かい合う内面側の構造については詳細な説明を省略するが、第２絶縁基板３０の周辺にはアクティブエリアＡＣＴを囲む枠状の周辺遮光層ＳＨＤが形成されている。この周辺遮光層ＳＨＤは、例えば、上記したブラックマトリクスＢＭと同一材料によって形成されている。
【００４３】
これらのアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとはシール材ＳＥによって貼り合わせされており、これらの間に液晶層ＬＱが保持されている。
【００４４】
第２絶縁基板３０の内面３０Ａとは反対側の外面３０Ｂにおいては、アクティブエリアＡＣＴの外側に導電膜ＣＤＦが形成されている。この導電膜ＣＤＦは、例えば、周辺遮光層ＳＨＤの直上に形成されている。このような導電膜ＣＤＦは、その表面抵抗値が例えば１０〜１０００（Ω／□）程度の範囲の材料によって形成されることが望ましく、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどの酸化物導電材料、有機導電材料、アルミニウムなどの導電材料によって形成されている。
【００４５】
導電膜ＣＤＦとパッドＰＤとを接続する接続部材ＰＳＴは、例えば、銀などの導電粒子を含む導電ペーストや、導電性シールなどによって形成されている。
【００４６】
導電性接着剤ＡＤＨは、第２光学素子ＯＤ２を第２絶縁基板３０の外面３０Ｂに接着している。すなわち、この導電性接着剤ＡＤＨは、外面３０ＢにおいてアクティブエリアＡＣＴの全体に亘って配置され、しかも、アクティブエリアＡＣＴの外側に配置された導電膜ＣＤＦに接触している。図４に示したように、導電膜ＣＤＦが矩形枠状に形成されている場合、導電性接着剤ＡＤＨは、導電膜ＣＤＦと四方で接触している。このような導電性接着剤ＡＤＨは、その表面抵抗値が例えば１Ｍ〜１０Ｇ（Ω／□）程度の範囲の材料によって形成されることが望ましい。
【００４７】
このような構成によれば、カバーガラスＣＧの表面で放電が生じた際に、侵入した電荷は、導電性接着剤ＡＤＨにおいてアクティブエリアＡＣＴの面内に拡散し、その周囲で接触している導電膜ＣＤＦに流れ、さらに、導電膜ＣＤＦから接続部材ＰＳＴを介して接地電位のパッドＰＤに流れ込む。このため、液晶表示パネルＬＰＮへの電荷の侵入を抑制することが可能となる。
【００４８】
本実施形態で説明したＦＦＳモードなど対向基板ＣＴ側に電極などの導電膜が形成されていない構成では、不所望な電荷が液晶表示パネルＬＰＮに入り込みやすい。電荷の侵入により液晶層ＬＱに不所望な電圧が印加されると、表示ムラとして視認されるおそれがある。
【００４９】
本実施形態によれば、液晶表示パネルＬＰＮとその前面側に配置される第２光学素子ＯＤ２とが導電性接着剤ＡＤＨによって接着されているため、外部から液晶表示パネルＬＰＮに向かって侵入してきた電荷が導電性接着剤ＡＤＨによってある程度シールドされる、あるいは、たとえ液晶表示パネルＬＰＮの内部に電荷が侵入したとしても導電性接着剤ＡＤＨを介して放電されるため、視認される表示ムラを短時間で解消することが可能となる。
【００５０】
発明者は以下の検討を行った。すなわち、本実施形態の一例として、１０１０Ω／□の表面抵抗値を有する導電性接着剤ＡＤＨを適用したサンプルと、比較例として１０１３Ω／□の表面抵抗値を有する非導電性の接着剤を適用したサンプルとを用意し、それぞれのサンプルについて、カバーガラスの表面で放電を生じさせ、表示ムラが解消するまでの時間を測定した。本実施形態によれば、表示ムラ解消時間は、比較例の約１／３に低減できることが確認された。
【００５１】
また、本実施形態によれば、導電性接着剤ＡＤＨは、導電膜ＣＤＦよりも高抵抗である。すなわち、アクティブエリアＡＣＴにおいて静電容量の変化を利用してタッチセンシングを行う機能を備えた液晶表示パネルＬＰＮでは、十分な感度を維持するために、アクティブエリアＡＣＴを覆う導電性接着剤ＡＤＨが高抵抗であることが望ましい。これに対して、導電膜ＣＤＦは、導電性接着剤ＡＤＨよりも低抵抗な材料によって形成されているため、導電性接着剤ＡＤＨに侵入した電荷を速やかに収集し、接続部材ＰＳＴを介してパッドＰＤに放電することが可能となる。
【００５２】
このような知見から、導電性接着剤ＡＤＨの表面抵抗値は、導電性を確保する観点からその上限値を１０ＧΩ／□とし、静電容量タッチセンシング機能の感度を維持する観点からその下限値を１ＭΩ／□とした。
【００５３】
また、本実施形態によれば、導電膜ＣＤＦは、アクティブエリアＡＣＴを囲む枠状に形成されている。このため、導電性接着剤ＡＤＨが比較的高抵抗であったとしても、アクティブエリアＡＣＴの外側で全周に亘って比較的低抵抗な導電膜ＣＤＦと接触しているため、導電性接着剤ＡＤＨに侵入した電荷を速やかに導電膜ＣＤＦに流すことが可能となる。
【００５４】
本実施形態では、導電膜ＣＤＦの形状は、図４に示したような矩形枠状に限定されるものではない。
【００５５】
図６は、本実施形態の液晶表示装置における他の液晶表示パネルの構成を概略的に示す平面図である。
【００５６】
図６に示した例では、導電膜ＣＤＦは、アクティブエリアＡＣＴを囲む枠状に形成されているのに加えて、さらに、アクティブエリアＡＣＴを横切る横断部ＣＤＦＣを含んでいる。この横断部ＣＤＦＣは、その全体が導電性接着剤ＡＤＨによって覆われる。このため、導電性接着剤ＡＤＨと導電膜ＣＤＦとの接触面積を拡大することが可能となり、より速やかに導電性接着剤ＡＤＨから導電膜ＣＤＦに電荷を逃がすことが可能となる。
【００５７】
このような構成においては、横断部ＣＤＦＣが画像を表示するアクティブエリアＡＣＴと重なるため、導電膜ＣＤＦは、透明な導電材料、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどの酸化物導電材料、有機導電材料によって形成される。
【００５８】
発明者は以下の検討を行った。すなわち、本実施形態の一例として、１０１０Ω／□の表面抵抗値を有する導電性接着剤ＡＤＨを図４に示したような矩形枠状に形成した第１構成例に相当するサンプルと、１０１０Ω／□の表面抵抗値を有する導電性接着剤ＡＤＨを図６に示したような矩形枠状に形成し且つ横断部ＣＤＦＣを付加した第２構成例に相当するサンプルとを用意し、それぞれのサンプルについて、カバーガラスの表面で放電を生じさせ、表示ムラが解消するまでの時間を測定した。第２構成例によれば、表示ムラ解消時間は、第１構成例の約１／３〜１／７に低減できることが確認された。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態によれば、タッチセンシング機能と外部電界に対するシールド機能とを兼ね備えた液晶表示装置を提供することができる。
【００６０】
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。
【符号の説明】
【００６１】
ＬＰＮ…液晶表示パネル ＡＲ…アレイ基板 ＣＴ…対向基板
ＡＣＴ…アクティブエリア ＰＸ…画素
ＰＥ…画素電極 ＰＳＬ…スリット
ＣＥ…共通電極
ＬＱ…液晶層
ＯＤ１…第１光学素子 ＯＤ２…第２光学素子
ＰＤ…パッド ＰＳＴ…接続部材
ＣＤＦ…導電膜 ＡＤＨ…導電性接着剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示するアクティブエリアにおいて、複数の画素に亘って形成された共通電極と、前記共通電極を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜の上において各画素に形成され前記共通電極と向かい合うとともにスリットが形成された画素電極と、静電容量タッチセンシング用配線と、を備えた第１基板と、
絶縁基板と、前記絶縁基板の前記第１基板と対向する内面とは反対側の外面において前記アクティブエリアの外側に形成された導電膜と、を備えた第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶分子を含む液晶層と、
前記絶縁基板の外面側に配置された偏光板を含む光学素子と、
前記アクティブエリアに配置されるとともに前記導電膜に接触し前記絶縁基板の外面と前記光学素子とを接着する導電性接着剤と、
前記第２基板の端部よりも外方に延在した前記第１基板の延在部に形成された接地電位のパッドと、
前記導電膜と前記パッドとを電気的に接続する接続部材と、を備え
前記導電性接着剤は、前記導電膜よりも高抵抗であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記導電膜は、アクティブエリアを囲む枠状に形成され、前記導電性接着剤と四方で接触することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記導電膜は、さらに、アクティブエリアを横切り前記導電性接着剤によって覆われた横断部を含むことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記導電膜は、透明な導電材料によって形成されたことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記導電性接着剤の表面抵抗値は、１Ｍ〜１０Ｇ（Ω／□）であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１】
画像を表示するアクティブエリアにおいて、複数の画素に亘って形成された共通電極と、前記共通電極を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜の上において各画素に形成され前記共通電極と向かい合うとともにスリットが形成された画素電極と、静電容量タッチセンシング用配線と、を備えた第１基板と、
絶縁基板と、前記絶縁基板の前記第１基板と対向する内面とは反対側の外面において前記アクティブエリアの外側に形成された導電膜と、を備えた第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶分子を含む液晶層と、
前記絶縁基板の外面側に配置された偏光板を含む光学素子と、
前記アクティブエリアに配置されるとともに前記導電膜に接触し前記絶縁基板の外面と前記光学素子とを接着する導電性接着剤と、
前記第２基板の端部よりも外方に延在した前記第１基板の延在部に形成された接地電位のパッドと、
前記導電膜と前記パッドとを電気的に接続する接続部材と、を備え
前記導電性接着剤は、前記導電膜よりも高抵抗であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記導電膜は、アクティブエリアを囲む枠状に形成され、前記導電性接着剤と四方で接触することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記導電膜は、さらに、アクティブエリアを横切り前記導電性接着剤によって覆われた横断部を含むことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記導電膜は、透明な導電材料によって形成されたことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記導電性接着剤の表面抵抗値は、１Ｍ〜１０Ｇ（Ω／□）であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２４２７９６（Ｐ２０１２−２４２７９６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１６１２５（Ｐ２０１１−１１６１２５）
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（３０２０２０２０７）株式会社ジャパンディスプレイセントラル (2,170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（３０２０２０２０７）株式会社ジャパンディスプレイセントラル (2,170)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]