CN105278783A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示装置。在显示装置中减少静电导致的图像显示的紊乱而不使光学特性变差。显示装置(1)具有:导体图案(CB1),被设置在基板(31)的顶面上;保护膜(33),在基板(31)的顶面上以覆盖导体图案(CB1)的方式被设置;以及导电层(52),被设置在保护膜(33)上。导体图案(CB1)的片状电阻为8Ω/square以下。此外,多个子像素中在俯视时与导体图案(CB1)重叠的部分的面积的总和、与多个子像素的面积的总和之比为1~22%。并且,导电层(52)的片状电阻比导体图案(CB1)的片状电阻还要高。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及显示装置,特别涉及具备了液晶层的显示装置。
背景技术
液晶显示装置等的显示装置例如具有阵列基板、与阵列基板对置配置的对置基板、被夹在阵列基板和对置基板之间的液晶层。在阵列基板或对置基板中设置有俯视时具有格子形状的遮光部,通过该遮光部划分了多个像素。在阵列基板中例如形成了作为开关元件的薄膜晶体管(ThinFilmTransistor;TFT)。
在这样的显示装置中,例如通过在多个像素的每一个中,在对各像素设置的像素电极、和对多个像素公共地设置的公共电极之间施加电压,从而在液晶层形成电场。由此,在各像素中,基于图像数据进行显示,例如在对置基板的外侧显示图像。
作为这样的显示装置,有为了减少在被加入了静电时的图像显示的紊乱,在对置基板的与阵列基板相反的一侧上设置了导体图案的显示装置。
例如,在特开平09-105918号公报(专利文献1)中记载了如下技术:为了在从液晶显示面板的表面的外部施加了静电等高电位的情况下也防止产生显示的异常,在液晶显示装置中,在相对于背光单元远的一侧的透明基板的与液晶层相反一侧的面上形成具备透光性的导电层。
此外,在特开2012-63839号公报(专利文献2)中记载了如下技术:为了在被施加了静电时也减少显示的紊乱,在附带触摸检测功能的显示装置中,具备设置于对置基板的触摸检测电极、与触摸检测电极绝缘或者以高阻连接且以覆盖触摸检测电极的方式配置的导电层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开平09-105918号公报
专利文献2:(日本)特开2012-63839号公报
在上述专利文献2记载的技术中,在附带触摸检测功能的显示装置上所施加的静电从导电层移动到触摸检测电极,移动到触摸检测电极的静电移动到附带触摸检测功能的显示装置的接地线等。这样,通过在对置基板上设置导电层或者触摸检测电极等的导体图案,能够将施加到显示装置的静电通过设置于对置基板的导电层或者触摸检测电极等的导体图案而放到显示装置的外部。此外,为了将静电容易放到显示装置的外部,需要降低导体图案的片状电阻。
当这样的设置于对置基板的导体图案例如由氧化铟锡(IndiumTinOxide;ITO)或者氧化铟锌(IndiumZincOxide;IZO)等的透明导电材料构成的情况下,为了降低导体图案的片状电阻,需要加厚导体图案的厚度,或者加大导体图案的面积率。但是,就算加厚导体图案的厚度,或者加大导体图案的面积率,显示装置的透射率也会下降,显示装置的光学特性变差。因此,难以在不使光学特性变差的前提下减少静电带来的图像显示的紊乱。
发明内容
本发明为了解决上述那样的现有技术的问题点而完成,其目的在于提供一种显示装置,能够减少静电带来的图像显示的紊乱,而不使光学特性变差。
在本申请所公开的发明中若简单说明代表性的发明的概要则如下。
作为本发明的一个方式的显示装置,具有:第1基板,具有第1主面;第2基板,具有第2主面和与第2主面相反侧的第3主面,与第1基板对置配置使得第2主面和第1基板的第1主面对置;以及液晶层,被夹在第1基板的第1主面和第2基板的第2主面之间。此外,该显示装置具有:多个像素,被设置在第1基板的第1主面上;多个第1电极,在多个像素的各自的内部分别被设置在第1基板的第1主面上;以及第2电极,被设置在第1基板的第1主面上。此外,该显示装置具有:第1导体图案,被设置在第2基板的第3主面上;保护膜,在第2基板的第3主面上以覆盖第1导体图案的方式被设置;以及导电层,被设置在保护膜上。第1导体图案的片状电阻为8Ω/square以下。此外,多个像素中在俯视时与第1导体图案重叠的部分的面积的总和、与多个像素的面积的总和之比为1~22%。并且,导电层的片状电阻比第1导体图案的片状电阻还要高。
此外,作为本发明的一个方式的显示装置,具有:第1基板,具有第1主面;第2基板,具有第2主面和与第2主面相反侧的第3主面,与第1基板对置配置使得第2主面和第1基板的第1主面对置;以及液晶层,被夹在第1基板的第1主面和第2基板的第2主面之间。此外,该显示装置具有:多个像素,被设置在第1基板的第1主面上;多个第1电极,在多个像素的各自的内部分别被设置在第1基板的第1主面上;以及第2电极,被设置在第1基板的第1主面上。此外,该显示装置具有:第1导体图案,被设置在第2基板的第3主面上;以及保护膜,在第2基板的第3主面上以覆盖第1导体图案的方式被设置。第1导体图案的片状电阻为8Ω/square以下。此外,多个像素中在俯视时与第1导体图案重叠的部分的面积的总和、与多个像素的面积的总和之比为1~22%。并且,保护膜的片状电阻比第1导体图案的片状电阻还要高。
附图说明
图1是表示实施方式1的显示装置的一构成例的框图。
图2是表示手指接触或者靠近了触摸检测设备的状态的说明图。
图3是表示手指接触或者靠近了触摸检测设备的状态的等效电路的例子的说明图。
图4是表示驱动信号以及检测信号的波形的一例的图。
图5是表示安装了实施方式1的显示装置的模块的一例的俯视图。
图6是表示实施方式1的显示装置的附带触摸检测功能的显示设备的截面图。
图7是表示实施方式1的显示装置的附带触摸检测功能的显示设备的电路图。
图8是表示实施方式1的显示装置的驱动电极以及检测电极的一构成例的立体图。
图9是示意性地表示实施方式1的显示装置中的检测电极的位置和像素的位置的关系的一例的俯视图。
图10是示意性地表示实施方式1的显示装置中的检测电极的位置和像素的位置的关系的另一例的俯视图。
图11是示意性地表示实施方式1的显示装置中的子像素的位置和检测电极的位置的关系的一例的俯视图。
图12是表示表1中的面积率和检测值的关系的图表。
图13是示意性地表示实施方式1的显示装置的附带触摸检测功能的显示设备中的静电的移动的截面图。
图14是示意性地表示比较例7的显示装置的附带触摸检测功能的显示设备中的静电的移动的截面图。
图15是示意性地表示导体图案的片状电阻和透射率的关系的图表。
图16是示意性地表示导体图案的面积率和透射率的关系的图表。
图17是表示安装了实施方式2的显示装置的模块的一例的俯视图。
图18是表示实施方式2的显示装置的附带触摸检测功能的显示设备的截面图。
图19是示意性地表示实施方式2的显示装置的附带触摸检测功能的显示设备中的静电的移动的截面图。
图20是表示实施方式3的显示装置的附带触摸检测功能的显示设备的截面图。
图21是示意性地表示实施方式3的显示装置的附带触摸检测功能的显示设备中的静电的移动的截面图。
图22是表示自电容方式中的检测电极的电连接状态的说明图。
图23是表示自电容方式中的检测电极的电连接状态的说明图。
标号说明
1显示装置
2阵列基板
3对置基板
4、5、5a偏振片
6液晶层
7密封部
10附带触摸检测功能的显示设备
11控制部
12栅极驱动器
13源极驱动器
14驱动电极驱动器
19COG
20液晶显示设备(显示设备)
21、31基板
22像素电极
24绝缘膜
30触摸检测设备
32滤色器层
32B、32G、32R颜色区域
33、33a保护膜
33b导电性粒子
33c树脂
40触摸检测部
42触摸检测信号放大部
43A/D转换部
44信号处理部
45坐标提取部
46检测定时控制部
51粘结层
52导电层
53、55覆盖层
54偏振层
56、56a层压膜
Ad显示区域
As周边区域
BM1、BM2遮光部
C1电容元件
C2、Cr1、Cx静电电容
Cap、CP1、CP2电容
CB1、CB2导体图案
CNB1、CNT1连接部
COML驱动电极
D电介质
DET电压检测器
DP1、DP2排列间隔
E1驱动电极
E2检测电极
GCL扫描线
LC液晶元件
LN1长度
ML、ML1、ML2导电线
Pix像素
PRT1部分
Q1、Q2电荷量
Reset期间
RS0、RS1、RS2电阻
S交流信号源
SC1检测电路
Scan扫描方向
SE静电
Sg交流矩形波
SGL信号线
SL1~SL3层压膜
SPix子像素
TDD虚拟电极
TDL检测电极
TH1、TH2厚度
TM端子部
TrTFT元件
TWE电极端子
Vcom驱动信号
Vdd电源
Vdet检测信号
Vdisp视频信号
Vout信号输出
Vpix像素信号
Vscan扫描信号
Vsig图像信号
WD1宽度
WEL布线
WRC、WRT路由布线(引き回し配線)
WS布线基板
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的各实施方式。
另外,公开只不过是一例,本领域技术人员在保持发明的宗旨的前提下能够容易想到其适当变更的方案当然也包含在本发明的范围内。此外,为了更加明确说明,与实施方式相比,附图有时示意性地示出各部的宽度、厚度、形状等,但只不过是一例,并非用于限定本发明的解释。
此外,在本说明书和各图中,有时对于与针对已出现的图进行了叙述的部分相同的要素,附加相同的标号,并适当省略详细的说明。
进而,在实施方式中使用的附图中,即使是截面图,有时为了容易观察附图也会省略阴影线。此外,即使是俯视图,有时为了容易观察附图也会加上阴影线。
此外,在以下的实施方式中,在以A~B表示范围的情况下,设为除了特别说明的情况以外,表示A以上B以下。
(实施方式1)
首先,作为实施方式1,说明将具备作为输入装置的触摸面板的显示装置应用于In-cell类型的附带触摸检测功能的液晶显示装置的例子。另外,在本申请说明书中,输入装置是指,检测至少根据相对于电极进行靠近或者接触的物体的电容而发生变化的静电电容的输入装置。此外,附带触摸检测功能的液晶显示装置是指,在形成显示装置的阵列基板2以及对置基板3的其中一个设置有触摸检测用的检测电极的液晶显示装置。此外,在本实施方式1中,叙述具有如下特征的In-cell类型的附带触摸检测功能的液晶显示装置:驱动电极被设置成作为显示装置的驱动电极进行动作且作为输入装置的驱动电极进行动作。
<整体结构>
首先,参照图1说明实施方式1的显示装置的整体结构。图1是表示实施方式1的显示装置的一构成例的框图。
显示装置1包括附带触摸检测功能的显示设备10、控制部11、栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动电极驱动器14、触摸检测部40。
附带触摸检测功能的显示设备10具有显示设备20和触摸检测设备30。显示设备20在本实施方式1中设为使用了液晶显示元件作为显示元件的显示设备。从而,在以下,有时将显示设备20称为液晶显示设备20。触摸检测设备30是静电电容方式的触摸检测设备、即静电电容型的触摸检测设备。因此,显示装置1是具备了具有触摸检测功能的输入装置的显示装置。此外,附带触摸检测功能的显示设备10是将液晶显示设备20和触摸检测设备30一体化的显示设备,是内置了触摸检测功能的显示设备、即In-cell类型的附带触摸检测功能的显示设备。
另外,附带触摸检测功能的显示设备10也可以是在显示设备20之上安装了触摸检测设备30的显示设备。
显示设备20通过按照从栅极驱动器12提供的扫描信号Vscan,在显示区域中一条一条水平线地依次进行扫描,从而进行显示。如后述那样,触摸检测设备30基于静电电容型触摸检测的原理而动作,输出检测信号Vdet。
控制部11是基于从外部提供的视频信号Vdisp,对栅极驱动器12、源极驱动器13、驱动电极驱动器14以及触摸检测部40分别提供控制信号,并进行控制使得它们相互同步地进行动作的电路。
栅极驱动器12具有基于从控制部11提供的控制信号,依次选择成为附带触摸检测功能的显示设备10的显示驱动的对象的一条水平线的功能。
源极驱动器13是基于从控制部11提供的图像信号Vsig的控制信号,对附带触摸检测功能的显示设备10所包含的子像素SPix(参照后述的图7)提供像素信号Vpix的电路。
驱动电极驱动器14是基于从控制部11提供的控制信号,对附带触摸检测功能的显示设备10所包含的驱动电极COML(参照后述的图5或者图6)提供驱动信号Vcom的电路。
触摸检测部40是基于从控制部11提供的控制信号和从附带触摸检测功能的显示设备10的触摸检测设备30提供的检测信号Vdet,检测手指或触摸笔等输入工具对于触摸检测设备30的触摸、即后述的接触或者靠近的状态的有无的电路。并且,触摸检测部40是在有触摸时求出触摸检测区域中的其坐标、即输入位置等的电路。触摸检测部40具备触摸检测信号放大部42、A/D(模拟/数字)转换部43、信号处理部44、坐标提取部45、检测定时控制部46。
触摸检测信号放大部42放大从触摸检测设备30提供的检测信号Vdet。触摸检测信号放大部42也可以具备低通模拟滤波器,该低通模拟滤波器去除在检测信号Vdet中包含的高频分量、即噪声分量,且取出触摸分量后分别输出。
<静电电容型触摸检测的原理>
下面,参照图1~图4说明本实施方式1的显示装置1中的触摸检测的原理。图2是表示手指接触或者靠近了触摸检测设备的状态的说明图。图3是表示手指接触或者靠近了触摸检测设备的状态的等效电路的例子的说明图。图4是表示驱动信号以及检测信号的波形的一例的图。
如图2所示,在静电电容型触摸检测中,被称为触摸面板或者触摸传感器的输入装置具有夹持电介质D而相互对置配置的驱动电极E1以及检测电极E2。通过这些驱动电极E1以及检测电极E2形成了电容元件C1。如图3所示,电容元件C1的一端与作为驱动信号源的交流信号源S连接,电容元件C1的另一端与作为触摸检测部的电压检测器DET连接。电压检测器DET例如由在图1所示的触摸检测信号放大部42中包含的积分电路构成。
如果从交流信号源S对电容元件C1的一端、即驱动电极E1施加例如具有几kHz~几百kHz左右的频率的交流矩形波Sg,则经由连接到电容元件C1的另一端、即检测电极E2侧的电压检测器DET,产生作为输出波形的检测信号Vdet。另外,该交流矩形波Sg例如相当于图4所示的驱动信号Vcom。
在手指尚未接触以及靠近的状态、即非接触状态中,如图3所示,伴随着对于电容元件C1的充放电,流过与电容元件C1的电容值相应的电流I1。电压检测器DET将与交流矩形波Sg相应的电流I1的变动转换为电压的变动。该电压的变动在图4中以实线的波形V0示出。
另一方面,在手指已接触或者靠近的状态、即接触状态中,受到由手指形成的静电电容C2的影响,由驱动电极E1以及检测电极E2形成的电容元件C1的电容值变小。因此,在图3所示的电容元件C1中流过的电流I1变动。电压检测器DET将与交流矩形波Sg相应的电流I1的变动转换为电压的变动。该电压的变动在图4中以虚线的波形V1示出。该情况下,与上述的波形V0相比,波形V1的振幅变小。由此,波形V0和波形V1的电压差的绝对值|ΔV|根据手指等从外部靠近的物体的影响而变化。另外,电压检测器DET为了更高精度地检测波形V0和波形V1的电压差的绝对值|ΔV|,优选设为设置了期间Reset的动作,其中,在该期间Reset中,通过电路内的开关,配合交流矩形波Sg的频率对电容器的充放电进行重置。
在图1所示的例子中,触摸检测设备30根据从驱动电极驱动器14提供的驱动信号Vcom,按与一个或者多个驱动电极COML(参照后述的图5或图6)对应的每个检测块进行触摸检测。即,触摸检测设备30按与一个或者多个驱动电极COML的各个对应的每个检测块,经由图3所示的电压检测器DET,输出检测信号Vdet,且将已输出的检测信号Vdet提供给触摸检测部40的触摸检测信号放大部42。
A/D转换部43是在与驱动信号Vcom同步的定时,对从触摸检测信号放大部42输出的模拟信号分别进行采样而转换为数字信号的电路。
信号处理部44具备数字滤波器,该数字滤波器减少在A/D转换部43的输出信号中包含的、对驱动信号Vcom进行了采样的频率以外的频率分量、即噪声分量。信号处理部44是基于A/D转换部43的输出信号,检测对于触摸检测设备30的触摸的有无的逻辑电路。信号处理部44进行仅取出手指产生的差分电压的处理。该手指产生的差分电压为上述的波形V0和波形V1的差分的绝对值|ΔV|。信号处理部44可以进行将每个检测块的绝对值|ΔV|平均化的运算,求出绝对值|ΔV|的平均值。由此,信号处理部44能够减少噪声产生的影响。信号处理部44将检测出的手指产生的差分电压与预定的阈值电压进行比较,如果是该阈值电压以上,则判断为从外部靠近的外部靠近物体的接触状态,如果小于阈值电压,则判断为外部靠近物体的非接触状态。如此进行触摸检测部40的触摸检测。
坐标提取部45是在信号处理部44中检测出了触摸时,求出被检测出触摸的位置的坐标、即触摸面板中的输入位置的逻辑电路。检测定时控制部46进行控制,使得A/D转换部43、信号处理部44、坐标提取部45同步地进行动作。坐标提取部45将触摸面板坐标作为信号输出Vout而输出。
<模块>
图5是表示安装了实施方式1的显示装置的模块的一例的俯视图。
如图5所示,实施方式1中的附带触摸检测功能的显示设备10具有基板21、基板31、多个驱动电极COML、多个检测电极TDL。基板31具有作为一个主面的顶面、和作为与顶面相反侧的另一主面的底面。这里,将在基板31的顶面内或者基板31的底面内相互交叉、优选正交的两个方向设为X轴方向以及Y轴方向。这时,多个驱动电极COML在俯视时分别在X轴方向上延伸,并且在Y轴方向上排列。此外,多个检测电极TDL在俯视时分别在Y轴方向上延伸,并且在X轴方向上排列。
如利用图7后述那样,多个驱动电极COML的各个在俯视时被设置为,与在X轴方向上排列的多个子像素SPix重叠。即,一个驱动电极COML对于多个子像素SPix被设置为公共的电极。
另外,在本申请说明书中,“在俯视时”是指,从与作为基板31或者基板21的主面的顶面垂直的方向观察的情况。
在图5所示的例子中,附带触摸检测功能的显示设备10包括在俯视时在X轴方向上分别延伸且相互对置的两个边、和在Y轴方向上分别延伸且相互对置的两个边,具有矩形形状。在Y轴方向上的附带触摸检测功能的显示设备10的一侧设置有端子部TM。端子部TM和多个检测电极TDL的各个之间分别通过路由布线WRT电连接。端子部TM与布线基板WS电连接,布线基板WS与安装在该模块的外部的触摸检测部40(参照图1)连接。从而,检测电极TDL经由路由布线WRT、端子部TM以及布线基板WS与触摸检测部40连接。
附带触摸检测功能的显示设备10具有COG19。COG19是安装在基板21上的芯片,内置了图1所示的控制部11、栅极驱动器12、源极驱动器13等显示动作所需的各个电路。此外,COG19也可以内置驱动电极驱动器14。虽然省略详细的图示,但COG19和多个驱动电极COML的各个之间分别通过路由布线WRC而电连接。
另外,作为基板21以及基板31,例如能够使用玻璃基板,或者例如由树脂构成的薄膜等各种对可见光透明的基板。此外,在本申请说明书中,“对可见光透明”是指对于可见光的透射率例如为90%以上,对于可见光的透射率是指对于例如具有380~780nm的波长的光的透射率的平均值。此外,透射率是指,在照射到附带触摸检测功能的显示设备10(参照后述的图6)的背面的光中,在显示区域Ad中透射至与附带触摸检测功能的显示设备10的背面相反侧的表面的光的比例。
<附带触摸检测功能的显示设备>
下面,参照图5~图8详细说明附带触摸检测功能的显示设备10的构成例。图6是表示实施方式1的显示装置的附带触摸检测功能的显示设备的截面图。图7是表示实施方式1的显示装置的附带触摸检测功能的显示设备的电路图。图8是表示实施方式1的显示装置的驱动电极以及检测电极的一构成例的立体图。图6是沿图5的A-A线的截面图。
附带触摸检测功能的显示设备10具有阵列基板2、对置基板3、偏振片4、偏振片5、液晶层6、密封部7。对置基板3与阵列基板2对置配置,使得阵列基板2的作为主面的顶面和对置基板3的作为主面的底面对置。偏振片4夹持阵列基板2而设置在与对置基板3相反的一侧。偏振片4夹持对置基板3而设置在与阵列基板2相反的一侧。液晶层6被设置在阵列基板2和对置基板3之间。即,液晶层6被夹在基板21的顶面和基板31的底面之间。在阵列基板2的外周部和对置基板3的外周部之间设置有密封部7,阵列基板2和对置基板3之间的空间,通过密封部7将该空间的外周部密封。并且,在外周部通过密封部被密封的空间中,装入了液晶层6。
阵列基板2具有基板21。此外,对置基板3具有基板31。
基板31具有作为一个主面的顶面、和作为与顶面相反一侧的主面的底面,且与基板21对置配置,使得基板21的作为主面的顶面和基板31的作为主面的底面对置。基板31的顶面包含作为顶面的一部分区域的显示区域Ad、和作为顶面的另一区域且比显示区域Ad位于基板21的外周侧的区域的周边区域As。因此,周边区域As是基板31的顶面的区域且比显示区域Ad位于基板31的外周侧的区域。或者,显示区域Ad以及周边区域As也可以包含在基板31的作为另一主面的底面。
或者,显示区域Ad以及周边区域As也可以包含在基板21的作为一个主面的顶面。这时,基板21具有作为一个主面的顶面,基板21的顶面具有显示区域Ad、和作为比显示区域Ad位于基板21的外周侧的区域的周边区域As。从而,周边区域As是基板21的顶面的区域且是比显示区域Ad位于基板21的外周侧的区域。
如图7所示,在显示区域Ad中,在基板21上形成了多个扫描线GCL、多个信号线SGL、以及多个薄膜晶体管(ThinFilmTransistor;TFT)即TFT元件Tr。另外,在图6中,省略扫描线GCL、信号线SGL以及TFT元件Tr的图示。此外,扫描线意味着栅极布线,信号线意味着源极布线。
如图7所示,多个扫描线GCL在显示区域Ad中,在X轴方向上分别延伸且在Y轴方向上排列。多个信号线SGL在显示区域Ad中,在Y轴方向上分别延伸且在X轴方向上排列。从而,多个信号线SGL的各个在俯视时与多个扫描线GCL交叉。这样,在俯视时,在相互交叉的多个扫描线GCL和多个信号线SGL的交点上配置子像素SPix,通过多个不同颜色的子像素SPix形成一个像素Pix。即,多个子像素SPix被设置在基板21的顶面,在俯视时被配置在显示区域Ad内,在X轴方向以及Y轴方向上以矩阵状排列。
在俯视时,在多个扫描线GCL的各个与多个信号线SGL的各个交叉的交叉部上形成了TFT元件Tr。从而,在显示区域Ad中,在基板21上形成了多个TFT元件Tr,这些多个TFT元件Tr在X轴方向以及Y轴方向上以矩阵状排列。即,在多个子像素SPix的每一个中设置有TFT元件Tr。此外,在多个子像素SPix的每一个中,除了TFT元件Tr之外,设置有液晶元件LC。
TFT元件Tr例如由作为n沟道型的MOS(金属氧化物半导体)的薄膜晶体管构成。TFT元件Tr的栅极电极与扫描线GCL连接。TFT元件Tr的源极电极或者漏极电极中的一方与信号线SGL连接。TFT元件Tr的源极电极或者漏极电极中的另一方经由像素电极22与液晶元件LC的一端连接。液晶元件LC例如其一端与TFT元件Tr的源极电极或者漏极电极连接,另一端与驱动电极COML连接。
如图6所示,阵列基板2具有基板21、多个驱动电极COML、绝缘膜24、多个像素电极22。在俯视时,在显示区域Ad的内部,多个驱动电极COML被设置在作为基板21的一个主面的顶面。包含多个驱动电极COML的各自的表面而在基板21的顶面上形成了绝缘膜24。在显示区域Ad中,在绝缘膜24上形成了多个像素电极22。从而,绝缘膜24将驱动电极COML和像素电极22电绝缘。
如图7所示,在俯视时,在显示区域Ad的内部,多个像素电极22在X轴方向以及Y轴方向上以矩阵状排列的多个子像素SPix的各自的内部分别形成。从而,多个像素电极22在X轴方向以及Y轴方向上以矩阵状排列。
在图6所示的例子中,多个驱动电极COML的每一个形成在基板21和像素电极22之间。此外,如图7中示意性地示出的那样,在俯视时,多个驱动电极COML的每一个被设置为与多个像素电极22重叠。并且,通过在多个像素电极22的每一个与多个驱动电极COML的每一个之间施加电压,在多个像素电极22的每一个与多个驱动电极COML的每一个之间、即多个子像素SPix的每一个中设置的液晶元件LC上形成电场,从而在显示区域Ad中显示图像。这时在驱动电极COML和像素电极22之间形成电容Cap,电容Cap作为保持电容而发挥作用。
这样,当附带触摸检测功能的显示设备10包含显示设备20的情况下,由液晶元件LC、多个像素电极22、驱动电极COML、多个扫描线GCL、多个信号线SGL形成用于控制图像的显示的显示控制部。显示控制部通过控制在多个像素电极22的每一个与驱动电极COML之间施加的电压,从而控制显示区域Ad中的图像的显示。显示控制部被设置在阵列基板2和对置基板3之间。
另外,多个驱动电极COML的每一个也可以夹持像素电极22而形成在与基板21相反的一侧。此外,在图6所示的例子中,驱动电极COML和像素电极22的配置为,在俯视时驱动电极COML和像素电极22重叠。成为作为横电场模式的FFS(FringeFieldSwitching,边缘场开关)模式中的配置。但是驱动电极COML和像素电极22的配置也可以是,在俯视时驱动电极COML和像素电极22不重叠,成为作为横电场模式的IPS(InPlaneSwitching,平板开关)模式中的配置(在实施方式2以及实施方式3中也同样)。
液晶层6根据电场的状态对通过其中的光进行调制,例如使用与前述的FFS模式或者IPS模式等的横电场模式对应的液晶层。即,作为液晶显示设备20,使用基于FFS模式或者IPS模式等的横电场模式的液晶显示设备。另外,在图6所示的液晶层6和阵列基板2之间、以及液晶层6和对置基板3之间,也可以分别设置有取向膜(在实施方式2以及实施方式3中也同样)。
如图7所示,在X轴方向上排列的多个子像素SPix、即属于液晶显示设备20的同一行的多个子像素SPix通过扫描线GCL而相互连接。扫描线GCL与栅极驱动器12(参照图1)连接,由栅极驱动器12提供扫描信号Vscan(参照图1)。此外,在Y轴方向上排列的多个子像素SPix、即属于液晶显示设备20的同一列的多个子像素SPix通过信号线SGL而相互连接。信号线SGL与源极驱动器13(参照图1)连接,由源极驱动器13提供像素信号Vpix(参照图1)。
驱动电极COML与驱动电极驱动器14(参照图5)连接,由驱动电极驱动器14提供驱动信号Vcom(参照图1)。也就是说,在图7所示的例子中,属于同一行的多个子像素SPix将共享一个驱动电极COML。多个驱动电极COML在显示区域Ad中,在X轴方向上分别延伸且在Y轴方向上排列。如前述那样,多个扫描线GCL在显示区域Ad中,在X轴方向上分别延伸且在Y轴方向上排列,因而多个驱动电极COML的每一个延伸的方向与多个扫描线GCL的每一个延伸的方向平行。但是,多个驱动电极COML的每一个延伸的方向不受限定,例如多个驱动电极COML的每一个延伸的方向也可以是与多个信号线SGL的每一个延伸的方向平行的方向。
图1所示的栅极驱动器12通过经由图7所示的扫描线GCL将扫描信号Vscan施加到各子像素SPix的TFT元件Tr的栅极电极,从而依次选择在液晶显示设备20中矩阵状形成的子像素SPix中的一行、即一条水平线作为显示驱动的对象。图1所示的源极驱动器13经由图7所示的信号线SGL,将像素信号Vpix分别提供给构成由栅极驱动器12依次选择的一条水平线的多个子像素SPix。并且,在构成一条水平线的多个子像素SPix中,进行与所提供的像素信号Vpix相应的显示。
图1所示的驱动电极驱动器14施加驱动信号Vcom,按与一个或者多个驱动电极COML对应的每一个检测块,对驱动电极COML进行驱动。
在液晶显示设备20中,栅极驱动器12进行驱动以便以时分方式依次扫描扫描线GCL,从而子像素SPix以每次一条水平线地依次被选择。此外,在液晶显示设备20中,通过由源极驱动器13对属于一条水平线的子像素SPix提供像素信号Vpix,从而每次一条水平线地进行显示。在进行该显示动作时,驱动电极驱动器14对于包含与该一条水平线对应的驱动电极COML的检测块施加驱动信号Vcom。
本实施方式1的显示装置1中的驱动电极COML作为液晶显示设备20的驱动电极发挥作用,并且作为触摸检测设备30的驱动电极发挥作用。图8是表示实施方式1的显示装置的驱动电极以及检测电极的一构成例的立体图。
触摸检测设备30具有在阵列基板2中设置的多个驱动电极COML、和在对置基板3中设置的多个检测电极TDL。在俯视时,多个检测电极TDL在与多个驱动电极COML的每一个延伸的方向交叉的方向上分别延伸。换言之,在俯视时,多个检测电极TDL相互隔开间隔而排列,以便与多个驱动电极COML分别交叉。并且,多个检测电极TDL的每一个在与阵列基板2所包含的基板21的顶面垂直的方向上,与多个驱动电极COML的每一个对置。换言之,多个驱动电极COML的每一个被设置为在俯视时与多个检测电极TDL的每一个重叠。并且,多个检测电极TDL的每一个与触摸检测部40的触摸检测信号放大部42(参照图1)分别连接。
在多个驱动电极COML的每一个和多个检测电极TDL的每一个的俯视时的交叉部中,产生静电电容。并且,基于多个驱动电极COML的每一个和多个检测电极TDL的每一个之间的静电电容,检测输入位置。即,通过形成了检测电极TDL的基板31(参照图6)那样的电极基板和驱动电极COML,形成用于检测输入位置的检测部、即输入装置。
通过这样的结构,在触摸检测设备30中,当进行触摸检测动作时,通过驱动电极驱动器14依次选择在扫描方向Scan上与一个或者多个驱动电极COML对应的一个检测块。并且,在所选择的检测块中,在驱动电极COML中被输入用于测定驱动电极COML和检测电极TDL之间的静电电容的驱动信号Vcom,从检测电极TDL输出用于检测输入位置的检测信号Vdet。这样,在触摸检测设备30中成为按照每个检测块进行触摸检测。也就是说,一个检测块对应于前述的触摸检测的原理中的驱动电极E1,检测电极TDL对应于检测电极E2。
另外,显示动作时的检测块的范围和触摸检测动作时的检测块的范围可以相同,也可以不同。
如图8所示,在俯视时,相互交叉的多个驱动电极COML和多个检测电极TDL形成以矩阵状排列的静电电容式触摸传感器。从而,通过扫描触摸检测设备30的触摸检测面整体,能够检测出手指等进行了接触或者靠近的位置。
另外,作为触摸检测设备30,不限于设置了作为驱动电极发挥作用的公共电极、和检测电极的互电容方式的触摸检测设备30。例如,如利用后述的图22以及图23说明的那样,作为触摸检测设备30,能够应用仅设置了检测电极的自电容方式的触摸检测设备30。在该自电容方式中,检测电极TDL与检测电路隔断,当与电源电连接时,在检测电极TDL中累积电荷量。接着,检测电极TDL从电源隔断,当与检测电路电连接时,检测流向检测电路的电荷量。即,检测部基于多个检测电极TDL的每一个的静电电容,检测输入位置。
这里,当手指接触或者靠近了检测电极TDL的情况下,通过由手指产生的电容而检测电极TDL的静电电容发生变化,当检测电极TDL与检测电路连接时,流向检测电路的电荷量将变化。因此,通过由检测电路来测定流出的电荷量而检测检测电极TDL的静电电容的变化,从而能够判定手指是否接触或者靠近了检测电极TDL。
如图6所示,对置基板3具有基板31、滤色器层32、导体图案CB1、保护膜33。
如前所述,基板31具有作为主面的顶面、和作为与顶面相反一侧的主面的底面。滤色器层32被设置在基板31的底面。导体图案CB1被设置在基板31的顶面。导体图案CB1由多个作为电极的检测电极TDL构成。多个检测电极TDL的每一个是触摸检测设备30(参照图1)的检测电极,在俯视时,在显示区域Ad的内部,被设置在基板31的顶面。保护膜33在基板31的顶面上以覆盖多个检测电极TDL的方式被设置。
作为滤色器层32,被着色为例如红(R)、绿(G)以及蓝(B)这三个颜色的滤色器层在X轴方向上排列。由此,如图7所示,形成与R、G以及B这三个颜色的颜色区域32R、32G以及32B的每一个分别对应的多个子像素SPix,由与一组颜色区域32R、32G以及32B的每一个分别对应的多个子像素SPix形成一个像素Pix。像素Pix沿着扫描线GCL延伸的方向(X轴方向)、以及信号线SGL延伸的方向(Y轴方向)以矩阵状排列。此外,像素Pix以矩阵状排列的区域例如是前述的显示区域Ad。另外,在显示区域Ad的周边也可以设置虚拟区域,在该虚拟区域中设置了虚拟像素。
作为滤色器层32的颜色组合,也可以是包含R、G以及B以外的其他颜色的多个颜色的组合。此外,也可以不设置滤色器层32。或者,一个像素Pix也可以包含没有设置滤色器层32的子像素SPix、即白色的子像素SPix。此外,滤色器层也可以通过COA(ColorfilterOnArray)技术而设置在阵列基板2上。
由多个检测电极TDL构成的导体图案CB1由其电阻率比例如ITO或者IZO等的对可见光透明的透明导电材料的电阻率还要低的低电阻材料构成。此外,由低电阻材料构成的导体图案CB1的片状电阻为8Ω/square以下。在这样的情况下,由多个检测电极TDL构成的导体图案CB1与例如由ITO或者IZO等的透明导电材料构成的情况相比,不用将导体图案CB1的厚度变得那么厚就能够放掉静电。从而,能够防止在显示区域Ad中显示的图像着色成黄色,同时能够容易将静电放至附带触摸检测功能的显示设备10的外部。另外,片状电阻的单位Ω/square是与单位Ω/□相同的单位。
此外,导体图案CB1的片状电阻优选为0.04Ω/square以上。当导体图案CB1的片状电阻小于0.04Ω/square时,存在导体图案CB1的厚度变得太厚的顾虑。
此外,利用后述的图11、图12以及表1进行说明,但相对于多个子像素SPix的面积的总和的、多个子像素SPix中在俯视时与导体图案CB1重叠的部分的面积的总和的比为1~22%。由此,能够使对于可见光的透射率成为90%以上,并且能够提高在将导体图案CB1作为检测电极TDL来使用时的触摸检测的检测信号的S/N比。
保护膜33的厚度TH1比导体图案CB1的厚度TH2还要厚。由此,能够通过保护膜33来覆盖导体图案CB1。此外,由于导体图案CB1所包含的多个检测电极TDL的每一个与导电层52之间的距离变长,因而多个检测电极TDL的每一个与导电层52之间的电容CP1(参照后述的图13)变小。从而,在被加入到显示装置1的静电移动到导电层52时,能够减少在多个检测电极TDL的每一个与导电层52之间所累积的电荷。
另外,保护膜33的厚度TH1并不是指位于导体图案CB1所包含的检测电极TDL之上的部分的保护膜33的厚度,而是指例如基板31的顶面和保护膜33的顶面的距离等位于检测电极TDL之上的部分以外的部分的保护膜33的厚度。
偏振片5包含粘结层51、导电层52、覆盖层53、偏振层54、覆盖层55。偏振片5被设置在保护膜33上。
偏振层54是具有偏振功能的层。偏振层54由例如将聚乙烯醇(Polyvinylalcohol;PVA)作为主要成分来包含的绝缘膜构成,通过使作为其主要成分的PVA将例如含有碘的化合物的分子吸附取向而形成。
在偏振层54的与保护膜33侧相反侧的面上,以覆盖偏振层54的与保护膜33侧相反侧的面的方式形成了覆盖层55。覆盖层55例如含有三乙酰纤维素(Triacetylcellulose;TAC)作为主要成分。另外,虽然省略图示,但也可以在覆盖层55之上形成硬涂层。此外,在偏振层54的、保护膜33侧的面上,以覆盖保护膜33侧的面的方式形成了覆盖层53。覆盖层53与覆盖层55同样地,例如含有TAC作为主要成分。
在覆盖层53的保护膜33侧形成了导电层52。导电层52通过形成对可见光透明的有机导电膜而具有导电功能。如利用后述的图13说明的那样,导电层52减少在偏振片5的表面上被加入了静电时的图像显示的紊乱。或者,导电层52防止或者抑制在偏振片5的表面上被加入了静电时的触摸检测灵敏度的降低。
导电层52的电阻率比保护膜33的电阻率还要低。即,保护膜33的电阻率比导电层52的电阻率还要高。由此,当产生静电而导电层52带电时,导电层52中所积累的电荷容易在导电层52内均匀地分布。
此外,导电层52的片状电阻比导体图案CB1的片状电阻还要高。由此,能够提高检测信号Vdet的S/N比。
在导电层52的保护膜33侧形成了粘结层51。粘结层51将偏振片5的导电层52与保护膜33相粘结。
这样,偏振片5包含多个层以某一顺序层压而成的层压膜56,该多个层包含由绝缘膜构成的偏振层54、和具有导电性的导电层52。层压膜56经由粘结层51被设置在保护膜33之上。此外,在图6所示的例子中,导电层52经由粘结层51被设置在保护膜33之上。
另外,偏振片5也可以不包含导电层52。这时,也可以在保护膜33之上,取代被包含在偏振片5中的导电层52而形成偏振片5中未包含的导电层。
<检测电极的形状以及配置>
下面,参照图5、图6、图9以及图10说明检测电极的形状以及配置。图9是示意性地表示实施方式1的显示装置中的检测电极的位置和像素的位置的关系的一例的俯视图。图10是示意性地表示实施方式1的显示装置中的检测电极的位置和像素的位置的关系的另一例的俯视图。
在图9所示的例子中,在显示区域Ad内,多个像素Pix在X轴方向以及Y轴方向上以矩阵状排列。多个像素Pix的每一个包含在X轴方向上排列的多个子像素SPix。从而,多个子像素SPix在显示区域Ad内,在X轴方向以及Y轴方向上以矩阵状排列。在图9所示的例子中,像素Pix包含用于显示R(红)、G(绿)以及B(蓝)这三个颜色的各自的颜色的3种子像素SPix。从而,像素Pix包含与R、G以及B这三个颜色的颜色区域32R、32G以及32B的每一个分别对应的多个子像素SPix。另外,子像素SPix显示的颜色的种类不限于3种。例如,像素Pix也可以包含用于显示R(红)、G(绿)、B(蓝)以及W(白)这4个颜色的各自的颜色的4种子像素SPix。
多个子像素SPix沿着扫描线GCL延伸的方向(X轴方向)、以及信号线SGL延伸的方向(Y轴方向)以矩阵状排列。扫描线GCL以及信号线SGL、或者以覆盖扫描线GCL以及信号线SGL的方式形成的遮光部BM1以及BM2(参照后述的图11)抑制光的透射。
在图5以及图9所示的例子中,多个检测电极TDL的每一个具有三个导电线ML。在俯视时,导电线ML具有交替地反向弯曲且作为整体向Y轴方向延伸的锯齿形状。此外,在俯视时,导电线ML在X轴方向上排列。由此,能够防止或者抑制扫描线GCL的图案或者信号线SGL的图案与检测电极TDL的图案产生干扰,观察到莫尔条纹等明暗的条纹花样。
如前所述,导体图案CB1由电阻率比透明导电材料的电阻率还要低的低电阻材料构成。此外,由低电阻材料构成的导体图案CB1的片状电阻为8Ω/square以下。
优先,导体图案CB1包含金属层或者合金层。从而,导体图案CB1所包含的多个导电线ML的每一个也优选包含金属层或者合金层。由此,能够提高多个导电线ML的每一个的导电性,因而能够提高检测电极TDL的检测灵敏度或者检测速度。此外,能够通过导电线ML容易放掉从附带触摸检测功能的显示设备10的外部被加入的静电。
更优选的,多个导电线ML的每一个包含由一种以上的金属构成的金属层或者合金层,其中,该一种以上的金属从由铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、钼(Mo)、铬(Cr)以及钨(W)组成的群中选择。由此,能够进一步提高多个导电线ML的每一个的导电性,因而能够进一步提高基于检测电极TDL的检测灵敏度或者检测速度。此外,能够通过导电线ML更容易放掉从附带触摸检测功能的显示设备10的外部被加入的静电。
金属对可见光具有遮光性。这里,“对可见光具有遮光性”意味着对于可见光的透射率例如是10%以下。从而,包含金属层或者合金层的多个导电线ML的每一个对于可见光的透射率也可以是10%以下。如后述那样,在本实施方式1中,相对于多个子像素SPix的面积的总和的、多个子像素SPix中在俯视时与多个检测电极TDL以及多个虚拟电极TDD的其中一个重叠的部分的面积的总和之比为1~22%。在这样的情况下,即使多个导电线ML自身对于可见光的透射率为10%以下,也能够使作为显示区域Ad整体的透射率、即显示装置1的透射率成为90%以上。
如图5所示,多个检测电极TDL的每一个包含连接部CNB1和连接部CNT1。连接部CNB1将相邻的导电线ML在Y轴方向中的一侧(图5中下侧)的端部之间电连接。连接部CNT1将相邻的导电线ML的与Y轴方向中的一侧相反侧(图5中上侧)的端部之间电连接。此外,连接部CNB1经由路由布线WRT与图1所示的触摸检测部40连接。从而,各检测电极TDL中包含的多个导电线ML经由连接部CNB1以及路由布线WRT与图1所示的触摸检测部40连接。
这样,多个检测电极TDL的每一个能够包含在X轴方向上排列且相互并联连接的多个导电线ML。由此,能够降低检测电极TDL的电阻,因而在通过检测电极TDL进行检测动作时,能够提高检测灵敏度或者检测速度。
如图9所示,优选的是,导体图案CB1由多个检测电极TDL以及多个虚拟电极TDD构成。多个虚拟电极TDD的每一个例如被设置在相互分离形成的两个检测电极TDL之间。多个虚拟电极TDD的每一个通过在俯视时具有交替地反向弯曲且作为整体向Y轴方向延伸的锯齿形状的导电线在各自的弯曲部中被切断分割而形成。由此,能够防止或者抑制扫描线GCL的图案或者信号线SGL的图案与虚拟电极TDD的图案产生干扰,观察到莫尔条纹等明暗的条纹花样。
如前所述,导体图案CB1由电阻率比透明导电材料的电阻率还要低的低电阻材料构成,但优选的是,导体图案CB1包含金属层或者合金层。从而,在导体图案CB1中包含的多个虚拟电极TDD的每一个也优选包含金属层或者合金层。即,能够将虚拟电极TDD设为含有与导电线ML所包含的金属层或者合金层相同种类的金属层或者合金层。从而,通过在没有形成具有遮光性的检测电极TDL的区域内形成虚拟电极TDD,从而能够防止或者抑制在显示区域Ad整体中的亮度上产生不均匀,能够防止或者抑制检测电极TDL被识别出。
另一方面,在图10所示的例子中,也与图9所示的例子同样地,在显示区域Ad内,多个像素Pix在X轴方向以及Y轴方向上以矩阵状排列。此外,像素Pix包含与R(红)、G(绿)以及B(蓝)这三个颜色的颜色区域32R、32G以及32B的每一个分别对应的多个子像素SPix。从而,多个子像素SPix在X轴方向以及Y轴方向上以矩阵状排列。
在图10所示的例子中,也与图9所示的例子同样地,多个子像素SPix沿着扫描线GCL延伸的方向(X轴方向)、以及信号线SGL延伸的方向(Y轴方向)以矩阵状排列。扫描线GCL以及信号线SGL、或者以覆盖扫描线GCL以及信号线SGL的方式形成的遮光部BM1以及BM2(参照后述的图11)抑制光的透射。
在图10所示的例子中,多个检测电极TDL的每一个具有两个导电线ML1和两个导电线ML2,具有网格形状。导电线ML1以及导电线ML2的每一个在俯视时具有交替地反向弯曲且作为整体向Y轴方向延伸的锯齿形状。此外,导电线ML1和导电线ML2在X轴方向上相邻。并且,在X轴方向上相邻的导电线ML1以及导电线ML2的相互反向弯曲的部分之间耦合。由此,能够防止或者抑制扫描线GCL的图案或者信号线SGL的图案与检测电极TDL的图案产生干扰,观察到莫尔条纹等明暗的条纹花样。
能够将图10所示的例子中的多个导电线ML1以及多个导电线ML2设为包含与图9所示的例子中的导电线ML所包含的金属层或者合金层相同种类的金属层或者合金层。此外,在图10所示的例子中,也与图9所示的例子同样地,能够将多个导电线ML1以及多个导电线ML2通过连接部CNB1(参照图5)和连接部CNT1(参照图5)而电连接。
在图10所示的例子中,也与图9所示的例子同样地,本实施方式1的显示装置1具有多个虚拟电极TDD。多个虚拟电极TDD的每一个例如被设置在相互分离形成的两个检测电极TDL之间。多个虚拟电极TDD的每一个通过在俯视时具有交替地反向弯曲且作为整体向Y轴方向延伸的锯齿形状的导电线在各自的弯曲部中被切断分割而形成。由此,能够防止或者抑制扫描线GCL的图案或者信号线SGL的图案与虚拟电极TDD的图案产生干扰,观察到莫尔条纹等明暗的条纹花样。
在图10所示的例子中,也与图9所示的例子同样地,能够将虚拟电极TDD设为含有与导电线ML1以及导电线ML2所包含的金属层或者合金层相同种类的金属层或者合金层。从而,通过在没有形成具有遮光性的检测电极TDL的区域内形成虚拟电极TDD,从而能够防止或者抑制在显示区域Ad整体中的亮度上产生不均匀,能够防止或者抑制检测电极TDL被识别出。
另外,检测电极TDL也可以具有锯齿形状以及网眼形状以外的形状,例如虽然在排列方式上具有一定的规则性但说到底能够无周期性地进行填充的图案的形状。作为这样的形状的例子,可举出虽然不具有定义结晶的平移对称性,但在原子排列上具有高的秩序性的准晶中,通过连接各原子位置而形成的图案。
<检测电极以及虚拟电极的面积率>
图11是示意性地表示实施方式1的显示装置中的子像素的位置和检测电极的位置的关系的一例的俯视图。
如图11所示,考虑多个子像素SPix中在俯视时与多个检测电极TDL以及多个虚拟电极TDD的其中一个重叠的子像素SPix。将X轴方向上的子像素SPix的宽度设为宽度WD1,将Y轴方向上的子像素SPix的长度设为长度LN1。此外,假设X轴方向上的子像素SPix的宽度WD1小于Y轴方向上的子像素SPix的长度LN1。这时,一个子像素SPix的面积S1由下式(1)示出。
S1=WD1×LN1(1)
另一方面,将一个子像素SPix中在俯视时与多个检测电极TDL以及多个虚拟电极TDD的其中一个重叠的部分PRT1的面积设为面积S2,将面积S2与子像素SPix的面积S1的比设为比率R1。这时,比率R1由下式(2)示出。
R1=S2/S1(2)
另外,如图11所示,显示装置1(参照图5)具有多个遮光部BM1和多个遮光部BM2。多个遮光部BM1的每一个形成为在俯视时与扫描线GCL(参照图7)重叠,在X轴方向上延伸,对可见光具有遮光性。多个遮光部BM2的每一个形成为在俯视时与信号线SGL(参照图7)重叠,在Y轴方向上延伸,对可见光具有遮光性。多个遮光部BM1和多个遮光部BM2在俯视时相互交叉,在俯视时相互交叉的多个遮光部BM1和多个遮光部BM2具有格子形状。并且,通过在俯视时相互交叉且具有格子形状的多个遮光部BM1和多个遮光部BM2,多个子像素SPix分别被划分。从而,子像素SPix的面积S1意味着由遮光部BM1以及遮光部BM2包围的区域的面积,不包含遮光部BM1的面积以及遮光部BM2的面积。
此外,在与多个检测电极TDL的任一个都不重叠且与多个虚拟电极TDD的任一个都不重叠的子像素SPix中,面积S2成为0。从而,由上式(2)表示的比率R1成为0。
在显示区域Ad整体中,将在X轴方向以及Y轴方向上以矩阵状排列的多个子像素SPix的各自的面积S1的总和设为面积S3。并且,在显示区域Ad整体中,将多个子像素SPix中在俯视时与由多个检测电极TDL以及多个虚拟电极TDD构成的导体图案CB1重叠的部分PRT1的面积的总和设为面积S4,将面积S4与面积S3的比设为面积率R2。这时,面积率R2由下式(3)示出。
R2=S4/S3(3)
在本实施方式1的显示装置1中,上式(3)所示的面积率R2为1~22%。即,在本实施方式1的显示装置1中,多个子像素SPix中在俯视时与由多个检测电极TDL以及多个虚拟电极TDD构成的导体图案CB1重叠的部分的面积的总和、与多个子像素SPix的面积的总和之比为1~22%。由此,即使多个导电线ML自身对于可见光的透射率为10%以下,也能够使作为显示区域Ad整体的透射率、即显示装置1的透射率成为90%以上。此外,能够防止或者抑制检测信号Vdet(参照图4)的检测值变小。从而,在具备了输入装置的显示装置中,能够提高显示区域中对于可见光的透射率,能够提高输入装置的检测性能。
另外,在显示区域Ad内,也可以不设置虚拟电极TDD,而仅设置检测电极TDL。即,导体图案CB1也可以仅由检测电极TDL构成。这时,面积S2是一个子像素SPix中在俯视时与多个检测电极TDL的其中一个重叠的部分PRT1的面积,面积S4是多个子像素SPix中在俯视时与多个检测电极TDL的其中一个重叠的部分PRT1的面积的总和。此外,面积率R2是多个子像素SPix中在俯视时与多个检测电极TDL的其中一个重叠的部分的面积的总和、与多个子像素SPix的面积的总和之比。并且,在不设置虚拟电极TDD而仅设置检测电极TDL的情况下也同样,面积率R2为1~22%。即,不设置虚拟电极TDD而仅设置检测电极TDL的情况下的导体图案CB1的面积率R2的优选范围,与设置检测电极TDL以及虚拟电极TDD的情况下的导体图案CB1的面积率R2的优选范围相同。
这里,说明实施方式1的显示装置1的情况、即检测电极TDL包含具有锯齿形状的导电线ML的情况下的、检测电极TDL的面积率的优选范围。这里,以面积率R2成为0.49~24.58%的范围的方式准备了多个显示装置。并且,利用各显示装置进行了显示区域Ad中的透射率、检测信号的检测值、以及可视性的评价。
将面积率R2小于1%的情况设为比较例1~3,将面积率R2为1~22%的情况设为实施例1~25,将面积率R2超过22%的情况设为比较例4~6。并且,作为可视性的评价,评价了通过由检测电极TDL或者虚拟电极TDD反射可见光,是否在显示区域Ad所显示的图像的可视性上没有产生问题且是良好的、即反射外观是否良好。
具体地说,当检测电极TDL具有锯齿形状时,评价了通过由检测电极TDL或者虚拟电极TDD反射可见光,在显示区域Ad所显示的图像中,检测电极TDL或者虚拟电极TDD看起来是否像条纹状即线状、即是否观察到反射条纹。表1中示出该评价结果。此外,图12的图表中示出表1中的面积率和检测值的关系。图12的横轴表示面积率R2,图12的纵轴表示检测值。
[表1]
面积率(%) 透射率(%) 检测值(a.u.) 可视性评价
比较例1 0.49 99.8 54
比较例2 0.78 99.6 81
比较例3 0.97 99.5 92
实施例1 1.04 99.5 101
实施例2 1.11 99.4 115
实施例3 1.23 99.4 120
实施例4 1.34 99.3 121
实施例5 1.55 99.2 122
实施例6 1.92 99.0 120
实施例7 2.11 99.2 124
实施例8 2.43 98.8 121
实施例9 2.52 98.6 123
实施例10 3.71 98.3 123
实施例11 4.29 98.2 120
实施例12 4.89 97.9 120
实施例13 5.13 97.4 123 Ο(反射条纹)
实施例14 5.91 97.7 121 Ο(反射条纹)
实施例15 6.99 97.5 122 Ο(反射条纹)
实施例16 8.06 97.2 124 Ο(反射条纹)
实施例17 9.48 96.4 120 Ο(反射条纹)
实施例18 10.31 95.8 123 Ο(反射条纹)
实施例19 10.89 95.3 121 Ο(反射条纹)
实施例20 11.41 95.2 120 Δ(反射条纹)
实施例21 12.58 94.2 123 Δ(反射条纹)
实施例22 14.99 93.5 121 Δ(反射条纹)
实施例23 17.65 91.8 122 Δ(反射条纹)
实施例24 19.61 91.1 124 Δ(反射条纹)
实施例25 21.88 90.3 125 Δ(反射条纹)
比较例4 22.13 89.9 124 Δ(反射条纹)
比较例5 23.78 89.1 122 Δ(反射条纹)
比较例6 24.58 88.7 123 Δ(反射条纹)
在表1中,将在显示区域Ad所显示的图像中没有观察到反射条纹,图像的可视性良好的情况标记为“◎”。此外,将在显示区域Ad所显示的图像中观察到反射条纹,但该反射条纹不显眼,图像的可视性能够容许的情况标记为“Ο(反射条纹)”。进而,将在显示区域Ad所显示的图像中观察到反射条纹,且该反射条纹显眼,图像的可视性不能容许的情况标记为“Δ(反射条纹)”。
如表1所示,当面积率R2为0.49~24.58%时(比较例1~3、实施例1~25以及比较例4~6),随着面积率R2的增加,显示区域Ad中的透射率减少。即,随着多个子像素SPix中在俯视时与由多个检测电极TDL以及多个虚拟电极TDD构成的导体图案CB1的其中一个重叠的部分的面积的总和、与多个子像素SPix的面积的总和之比增加,显示区域Ad中的透射率减少。另一方面,期望显示区域Ad中的透射率为90%以上。因此,优选的是,面积率R2为22%以下。
此外,如表1以及图12所示,当面积率R2为1.2~24.58%时(实施例3~25以及比较例4~6),检测值一定而不依赖于面积率R2。认为这是因为在面积率R2为1.2~24.58%时,导电线ML和驱动电极COML之间的静电电容中的、触摸的有无所产生的差分一定而不依赖于面积率R2。
但是,当面积率R2为1.0%以上且小于1.2%时(实施例1以及2),随着面积率R2的减少,检测值开始减少,进而在面积率R2为0.49%以上且小于1.0%时(比较例1~3),随着面积率R2的减少,检测值急剧减少。认为这是因为通过面积率R2减少,导电线ML和驱动电极COML之间的静电电容减少,检测信号Vdet的强度变小。
进而,如表1所示,当面积率为0.49~5%时(比较例1~3以及实施例1~12),在显示区域Ad所显示的图像中没有观察到反射条纹,可视性良好。此外,当面积率超过5%且为11%以下时(实施例13~19),在显示区域Ad所显示的图像中观察到反射条纹,但反射条纹不显眼,图像的可视性能够容许。并且,当面积率超过11%时(实施例20~25以及比较例4~6),在显示区域Ad所显示的图像中观察到反射条纹,且反射条纹显眼,图像的可视性不能容许。
根据比较例1~3、实施例1~25以及比较例4~6的结果,多个子像素SPix中在俯视时与多个检测电极TDL以及多个虚拟电极TDD的其中一个重叠的部分的面积的总和、与多个子像素SPix的面积的总和之比、即面积率R2优选为1~22%。
当面积率R2小于1%时,存在检测信号Vdet的检测值变得非常小的顾虑。此外,当面积率R2超过22%时,存在显示区域Ad中的透射率会变得小于90%的顾虑。另一方面,通过面积率R2为1~22%,能够使检测信号Vdet的检测值不会变得太小,同时能够使显示区域Ad中的透射率成为90%以上。从而,在具备了输入装置的显示装置中,能够提高显示区域中对于可见光的透射率,能够提高输入装置的检测性能。
此外,当检测电极TDL包括具有锯齿形状的导电线ML的情况下,更优选的是,面积率R2为1~11%。由此,能够防止或者抑制在显示区域Ad所显示的图像中观察到反射条纹、图像的可视性降低的情况。
并且,当检测电极TDL包括具有锯齿形状的导电线ML的情况下,更优选的是,面积率R2为1.2~5%。由此,能够进一步防止或者抑制在显示区域Ad所显示的图像中观察到反射条纹、图像的可视性降低的情况。
另外,在实施例1~25以及比较例1~6中,在将检测电极TDL的面积和虚拟电极TDD的面积的比率设为1:2的状态下,改变了面积率R2。另一方面,即使在将检测电极TDL的面积和虚拟电极TDD的面积的比率改变为各种值的情况下,也得到了与上述结果同样的结果。此外,即使在不设置虚拟电极TDD而仅设置了检测电极TDL的情况下,也得到了与上述结果同样的结果。从而,不设置虚拟电极TDD而设置仅由检测电极TDL构成的导体图案CB1时的面积率R2的优选范围,也与设置由检测电极TDL以及虚拟电极TDD构成的导体图案CB1时的面积率R2的优选范围相同。
<附带触摸检测功能的显示设备中的静电的移动>
下面,说明附带触摸检测功能的显示设备10中的静电的移动。图13是示意性地表示实施方式1的显示装置的附带触摸检测功能的显示设备中的静电的移动的截面图。
在附带触摸检测功能的显示设备10中,静电SE从附带触摸检测功能的显示设备10的外部被加入到例如作为偏振片5的表面的覆盖层55等时,该静电SE首先通过覆盖层55、偏振层54以及覆盖层53而移动到导电层52。当静电SE移动到了导电层52时,静电SE根据在多个检测电极TDL的每一个与导电层52之间分别形成的多个电容CP1的分布而配置在导电层52中。然后,静电SE通过具有电阻RS1的保护膜33,移动到多个检测电极TDL的每一个。
移动到多个检测电极TDL的每一个的静电SE通过该检测电极TDL、路由布线WRT、端子部TM以及布线基板WS(参照图5)而移动。然后,通过布线基板WS而移动的静电SE,通过与触摸检测部40的输入端子连接的电阻RS0(参照图1)或者ESD(Electro-StaticDischarge,静电放电)保护电路(省略图示),移动到附带触摸检测功能的显示设备10的接地线等。由此,能够将被加入到附带触摸检测功能的显示设备10的静电SE放至附带触摸检测功能的显示设备10的外部。
在未设置导电层52的情况下,通过从附带触摸检测功能的显示设备10的外部被加入的静电,例如偏振片5的表面带电,通过该静电引起的电场,存在液晶层6的液晶分子的取向状态混乱,图像的显示紊乱的顾虑。
另一方面,通过设置导电层52,能够容易将从附带触摸检测功能的显示设备10的外部被加入的静电放至附带触摸检测功能的显示设备10的外部,因而能够减少在有静电被加入到附带触摸检测功能的显示设备10时的图像显示的紊乱。
优选的是,如图6所示,导电层52以在显示区域Ad的整个区域中覆盖对置基板3的表面的方式配置。由此,在显示区域Ad的整个区域中,能够容易将被加入到附带触摸检测功能的显示设备10的静电放至附带触摸检测功能的显示设备10的外部,因而能够容易减少在有静电被加入到附带触摸检测功能的显示设备10时的图像显示的紊乱。
此外,导电层52也可以以在包含显示区域Ad的整个区域的区域中覆盖对置基板3所包含的基板31的顶面的方式配置。例如,导电层52也可以以在周边区域As中覆盖在对置基板3所包含的基板31的顶面上设置的电路(省略图示)的方式进行配置。由此,即使在附带触摸检测功能的显示设备10的制造时有静电被加入的情况下,也能够防止在周边区域As中在对置基板3所包含的基板31的顶面上设置的电路的破坏。此外,即使在附带触摸检测功能的显示设备10的使用时有静电被加入的情况下,也能够减少在周边区域As中在对置基板3所包含的基板31的顶面上设置的电路的误动作。
期望导电层52的电阻充分低,使得移动到导电层52的静电根据在多个检测电极TDL的每一个与导电层52之间分别形成的多个电容CP1的分布而容易配置在导电层52中。从ESD对策的观点来看,导电层52的电阻有上限值。
例如,当导电层52的片状电阻超过1×1013Ω/square的情况下,移动到导电层52的静电难以根据多个电容CP1的分布而容易配置在导电层52中。从而,导电层52的片状电阻优选为1×1013Ω/square以下。由此,能够容易使静电在导电层52中移动,因而移动到导电层52的静电根据在多个检测电极TDL的每一个与导电层52之间分别形成的多个电容CP1的分布而容易配置在导电层52中。
另一方面,如果导电层52的电阻过低,则存在触摸检测灵敏度下降的顾虑。如图8所示,附带触摸检测功能的显示设备10利用驱动电极COML和检测电极TDL之间的静电电容通过外部靠近物体而变化的情况,检测触摸。因此,在检测电极TDL和外部靠近物体之间配置的导电层52的电阻过低的情况下,该导电层52将作为屏蔽(shield)发挥作用,上述的静电电容难以通过外部靠近物体而变化。换言之,在检测信号Vdet中,表示触摸的有无的触摸分量通过屏蔽而衰减,S/N比下降,触摸检测灵敏度将降低。这样,从触摸检测灵敏度的观点来看,导电层52的电阻有下限值。
此外,为了使检测信号Vdet不会因导电层52而衰减、即提高S/N比,当例如图4所示那样检测信号Vdet根据驱动信号Vcom的转变而发生了变化时,需要使导电层52的电压的变化变得充分小。这里,导电层52的时间常数τ越大,导电层52的电压的变化变得越小。因此,为了提高检测信号Vdet的S/N比,需要导电层52的时间常数τ充分大。
例如,在导电层52的片状电阻为导体图案CB1的片状电阻以下时,检测信号Vdet的S/N比显著降低。从而,优选导电层52的片状电阻比导体图案CB1的片状电阻还要高。由此,能够提高检测信号Vdet的S/N比。
此外,即使在导电层52的片状电阻比导体图案CB1的片状电阻高的情况下,当导电层52的片状电阻小于1×108Ω/square时,存在检测信号Vdet的S/N比降低、导电层52的时间常数τ变小的顾虑。从而,更优选导电层52的片状电阻为1×108Ω/square以上。由此,能够可靠地提高检测信号Vdet的S/N比。
因此,导电层52的片状电阻优选为1×108~1×1013Ω/square。
另外,如前述那样,当导电层52以在显示区域Ad的整个区域中覆盖对置基板3所包含的基板31的顶面的方式配置的情况下,不论对显示区域Ad内的哪一部分进行了触摸,对导电层52的S/N比的影响都相同。由此,在附带触摸检测功能的显示设备10中,能够减小因触摸位置的不同而导致的触摸检测灵敏度的偏差。
<静电的移动的容易度和透射率的关系>
下面,一边与比较例7的附带触摸检测功能的显示设备110进行比较,一边说明被加入到附带触摸检测功能的显示设备的静电的移动的容易度和透射率的关系。图14是示意性地表示比较例7的显示装置的附带触摸检测功能的显示设备中的静电的移动的截面图。图15是示意性地表示导体图案的片状电阻和透射率的关系的图表。图16是示意性地表示导体图案的面积率和透射率的关系的图表。图15以及图16表示导体图案由透明导电材料构成的情况(比较例7)、和导体图案由具有比透明导电材料更低的电阻率的低电阻材料构成的情况(实施方式1)。另外,在图15中示出比较例7中的导体图案CB101的面积率和实施方式1中的导体图案CB1的面积率大致相等的情况。
在比较例7的显示装置101中,附带触摸检测功能的显示设备110具有阵列基板2、对置基板3、偏振片4、偏振片5、液晶层6、密封部7。比较例7的显示装置101中的阵列基板2、偏振片4、偏振片5、液晶层6以及密封部7与实施方式1的显示装置1中的阵列基板2、偏振片4、偏振片5、液晶层6以及密封部7相同。
另一方面,在比较例7的显示装置101中,对置基板3具有基板31、滤色器层32、导体图案CB101、保护膜33。比较例7的显示装置101中的基板31、滤色器层32以及保护膜33与实施方式1的显示装置1中的基板31、滤色器层32以及保护膜33相同。
在比较例7的显示装置101中,导体图案CB101由多个检测电极TDL100以及多个虚拟电极TDD100构成。此外,导体图案CB101例如由ITO或者IZO等的透明导电材料构成。
比较例7也与实施方式1同样地,静电SE从附带触摸检测功能的显示设备110的外部被加入到例如作为偏振片5的表面的覆盖层55等时,静电SE首先通过覆盖层55、偏振层54以及覆盖层53而移动到导电层52。当静电SE移动到了导电层52时,静电SE根据在多个检测电极TDL100的每一个与导电层52之间分别形成的多个电容CP1的分布而配置在导电层52中。然后,静电SE通过具有电阻RS101的保护膜33,移动到检测电极TDL101。
但是,在比较例7中,检测电极TDL100例如由ITO以及IZO等的透明导电材料构成。ITO或者IZO等的透明导电材料的电阻率比例如铝(Al)或者铜(Cu)等金属的电阻率还要高10倍以上、即一位以上。因此,无法容易降低检测电极TDL100的片状电阻。
因此,难以将移动到检测电极TDL100的静电SE通过检测电极TDL100移动到附带触摸检测功能的显示设备110的外部。即,在附带触摸检测功能的显示设备110中,难以将被加入到附带触摸检测功能的显示设备110的静电SE放至附带触摸检测功能的显示设备110的外部。
如前所述,透明导电材料的电阻率比例如金属层等低电阻材料的电阻率还要高10倍以上、即一位以上。因此,在比较例7的附带触摸检测功能的显示设备110中,为了将静电容易放至附带触摸检测功能的显示设备110的外部,需要降低检测电极TDL100的片状电阻,需要增加检测电极TDL100的厚度。即,在比较例7的附带触摸检测功能的显示设备110中,需要通过增加由多个检测电极TDL100以及多个虚拟电极TDD100构成的导体图案CB101的厚度来降低导体图案CB101的片状电阻。
但是,如图15所示,越是降低导体图案CB101的片状电阻、即越是增加导体图案CB101的厚度,比较例7的附带触摸检测功能的显示设备110的透射率下降,附带触摸检测功能的显示设备110的光学特性变差。
此外,在比较例7中,为了将静电容易放至附带触摸检测功能的显示设备110的外部,需要增大检测电极TDL100的面积率。即,在比较例7的附带触摸检测功能的显示设备110中,需要增大由多个检测电极TDL100以及多个虚拟电极TDD100构成的导体图案CB101的面积率。
但是,如图16所示,越是增大导体图案CB101的面积率,比较例7的附带触摸检测功能的显示设备110的透射率下降,附带触摸检测功能的显示设备110的光学特性变差。
进而,当导体图案CB101由例如ITO以及IZO等透明导电材料构成的情况下,可见光通过导体图案CB101中时,可见光中例如具有200~380nm范围的波长的紫外光、和例如具有380~495nm的范围的波长的紫色光以及蓝色光被吸收。因此,当导体图案CB101由例如ITO以及IZO等透明导电材料构成的情况下,透射了比较例7的附带触摸检测功能的显示设备110的光被着色成黄色。
因此,越是增加导体图案CB101的厚度、即越是降低导体图案CB101的片状电阻,附带触摸检测功能的显示设备110的透射率下降,并且透射了附带触摸检测功能的显示设备110的光被着色成黄色,附带触摸检测功能的显示设备110的光学特性变差。此外,越是增大导体图案CB101的面积率,附带触摸检测功能的显示设备110的透射率下降,并且透射了附带触摸检测功能的显示设备110的光被着色成黄色,附带触摸检测功能的显示设备110的光学特性变差。因此,在比较例7的附带触摸检测功能的显示设备110中,难以减少静电导致的图像显示的紊乱,而不使光学特性变差。
另外,当比较例7的显示装置101不具备作为输入装置的触摸面板的情况下,导体图案CB101所包含的导电线ML不是检测电极,因此输入位置不会基于导电线ML的静电电容而被检测出。但是,即使在这样的情况下,当导体图案CB101由例如ITO以及IZO等透明导电材料构成的情况下,为了通过导体图案CB101容易放掉静电,也需要增加导体图案CB101的厚度,或者增大导体图案CB101的面积率。但是,就算增加导体图案CB101的厚度,就算增大导体图案CB101的面积率,显示装置101的透射率也会下降,显示装置101的光学特性变差。因此,难以减少静电导致的图像显示的紊乱,而不使光学特性变差。
<本实施方式的主要的特征和效果>
本实施方式1的附带触摸检测功能的显示设备10具有在基板31的表面上设置的导体图案CB1、在基板31的顶面上以覆盖导体图案CB1的方式被设置的保护膜33、在保护膜33上设置的导电层52。导体图案CB1的片状电阻为8Ω/square以下。此外,多个子像素SPix中在俯视时与导体图案CB1重叠的部分的面积的总和、与多个子像素SPix的面积的总和之比为1~22%。并且,导电层52的片状电阻比导体图案CB1的片状电阻还要高。
由此,能够容易将从附带触摸检测功能的显示设备10的外部被加入的静电放至附带触摸检测功能的显示设备10的外部,因而能够减少在有静电被加入到附带触摸检测功能的显示设备10时的图像显示的紊乱。此外,即使在附带触摸检测功能的显示设备10的制造时有静电被加入的情况下,也能够防止在周边区域As中在对置基板3所包含的基板31的顶面上设置的电路的破坏。此外,即使在附带触摸检测功能的显示设备10的使用时有静电被加入的情况下,也能够减少在周边区域As中在对置基板3所包含的基板31的顶面上设置的电路的误动作。
在本实施方式1中也同样,如图15所示,越是增加导体图案CB1的厚度、即越是降低导体图案CB1的片状电阻,附带触摸检测功能的显示设备10的透射率下降。此外,如前所述,透明导电材料对于可见光是透明的,但金属对于可见光具有遮光性。因此,如图15所示,当导体图案CB101的面积率与导体图案CB1的面积率大致相等且片状电阻相等时,比较例7的附带触摸检测功能的显示设备110的透射率比本实施方式1中的附带触摸检测功能的显示设备10的透射率还要大。
但是,例如金属层等低电阻材料的电阻率为透明导电材料的电阻率的十分之一以下,低一位以上。因此,即使在将导体图案CB1的片状电阻设为比导体图案CB101的片状电阻还要低的状态下,也能够容易使导体图案CB1的面积率比导体图案CB101的面积率还要低。并且,如图16所示,通过将导体图案CB1的面积率设为22%以下,能够使附带触摸检测功能的显示设备10的透射率成为90%。这一点如利用图11、图12以及表1在前面叙述的那样。
这样,在本实施方式1的附带触摸检测功能的显示设备10中,例如金属层等低电阻材料的电阻率比透明导电材料的电阻率充分低,因此不需要为了将静电容易放至附带触摸检测功能的显示设备10的外部而将检测电极TDL的厚度变得那么厚。即,在本实施方式1的附带触摸检测功能的显示设备10中,不需要为了将静电容易放至附带触摸检测功能的显示设备10的外部而增加导体图案CB1的厚度。因此,附带触摸检测功能的显示设备10的透射率不易降低。
此外,在本实施方式1的附带触摸检测功能的显示设备10中,例如金属层等低电阻材料的电阻率比透明导电材料的电阻率还要低,因此不需要为了将静电容易放至附带触摸检测功能的显示设备10的外部而增大检测电极TDL的面积率。即,在本实施方式1的附带触摸检测功能的显示设备10中,不需要为了将静电容易放至附带触摸检测功能的显示设备10的外部而增大导体图案CB1的面积率。因此,附带触摸检测功能的显示设备10的透射率不易降低。
因此,在本实施方式1中,由于导体图案CB1所包含的低电阻材料的电阻率比透明导电材料的电阻率还要低,因此不需要增加导体图案CB1的厚度,不需要增大导体图案CB1的面积率。因此,在本实施方式1中,能够防止附带触摸检测功能的显示设备10对于可见光的透射率降低为小于90%,并且能够防止或者抑制透射了附带触摸检测功能的显示设备10的可见光被着色成黄色。因此,根据本实施方式1,能够减少静电导致的图像显示的紊乱,而不使光学特性变差。
另外,本实施方式1的显示装置1也可以不具备作为输入装置的触摸面板。在这样的情况下,显示装置1不包含用于检测输入位置的检测部,导体图案CB1所包含的导电线ML不是检测电极,因此输入位置不会基于导电线ML的静电电容而被检测出。但是,即使在这样的情况下,根据本实施方式1的显示装置1,也能够减少静电导致的图像显示的紊乱,而不使光学特性变差。
(实施方式2)
在实施方式1中,将从附带触摸检测功能的显示设备的外部被加入的静电通过设置于显示区域的导体图案而放至显示装置的外部。相对于此,在实施方式2中,将从附带触摸检测功能的显示设备的外部被加入的静电通过设置于显示区域的导体图案以及设置于周边区域的导体图案而放至显示装置的外部。
本实施方式2的显示装置中的整体结构能够设为与实施方式1的显示装置中的整体结构相同,省略其说明。
<附带触摸检测功能的显示设备>
图17是表示安装了实施方式2的显示装置的模块的一例的俯视图。图18是表示实施方式2的显示装置的附带触摸检测功能的显示设备的截面图。图19是示意性地表示实施方式2的显示装置的附带触摸检测功能的显示设备中的静电的移动的截面图。图18以及图19是沿图17的A-A线的截面图。另外,在图17中省略了路由布线WRC(参照图5)的图示。
如图17所示,本实施方式2中的附带触摸检测功能的显示设备10与实施方式1同样地,具有基板21、基板31、多个驱动电极COML、多个检测电极TDL。
此外,如图18所示,本实施方式2中的附带触摸检测功能的显示设备10具有阵列基板2、对置基板3、偏振片4、偏振片5、液晶层6、密封部7。关于本实施方式2中的阵列基板2、偏振片4、偏振片5、液晶层6以及密封部7,与实施方式1中的阵列基板2、偏振片4、偏振片5、液晶层6以及密封部7的各部分相同,省略它们的说明。
在本实施方式2中,对置基板3具有基板31、滤色器层32、导体图案CB1、保护膜33。本实施方式2中的基板31、滤色器层32、导体图案CB1、以及显示区域Ad中的保护膜33与本实施方式1中的基板31、滤色器层32、导体图案CB1、以及显示区域Ad中的保护膜33相同。
在本实施方式2中,与实施方式1不同,对置基板3除了导体图案CB1之外,具有导体图案CB2。导体图案CB2由作为电极的多个布线WEL构成。多个布线WEL的每一个在周边区域As中被设置在基板31的顶面。
保护膜33在显示区域Ad以及周边区域As中被设置。在显示区域Ad中,保护膜33在基板31的顶面上以覆盖多个检测电极TDL的方式被设置。此外,在周边区域As中,保护膜33在基板31的顶面上以覆盖多个布线WEL的方式被设置。
偏振片5在显示区域Ad以及周边区域As中被设置在保护膜33上。从而,导电层52在显示区域Ad以及周边区域As中经由粘结层51被设置在保护膜33上。
此外,导电层52的片状电阻比导体图案CB2的片状电阻还要高。由此,能够提高检测信号Vdet的S/N比。
如图19所示,静电SE从附带触摸检测功能的显示设备10的外部被加入到例如作为偏振片5的表面的覆盖层55等时,该静电SE首先通过覆盖层55、偏振层54以及覆盖层53而移动到导电层52。当静电SE移动到了导电层52时,静电SE根据在多个检测电极TDL的每一个与导电层52之间分别形成的多个电容CP1、以及多个布线WEL的每一个与导电层52之间分别形成的多个电容CP2的分布,在显示区域Ad以及周边区域As中被配置于导电层52中。然后,在显示区域Ad中被配置于导电层52中的静电SE通过具有电阻RS1的保护膜33,移动到多个检测电极TDL的每一个。此外,在周边区域As中被配置于导电层52中的静电SE通过具有电阻RS2的保护膜33,移动到多个布线WEL的每一个。
移动到多个检测电极TDL的每一个的静电SE通过该检测电极TDL、路由布线WRT、端子部TM以及布线基板WS(参照图17)而移动。然后,通过布线基板WS而移动的静电SE,通过与触摸检测部40的输入端子连接的电阻RS0(参照图1)或者ESD保护电路(省略图示),移动到附带触摸检测功能的显示设备10的接地线等。由此,能够将被加入到附带触摸检测功能的显示设备10的静电SE放至附带触摸检测功能的显示设备10的外部。另一方面,能够将移动到多个布线WEL的每一个的静电SE通过该布线WEL而放至附带触摸检测功能的显示设备10的外部。
由多个布线WEL构成的导体图案CB2与导体图案CB1同样地,由其电阻率比例如ITO或者IZO等的对于可见光透明的透明导电材料的电阻率还要低的低电阻材料构成。此外,由低电阻材料构成的导体图案CB2的片状电阻与导体图案CB1的片状电阻同样为8Ω/square以下。在这样的情况下,与由多个布线WEL构成的导体图案CB2由例如ITO或者IZO等的透明导电材料构成的情况相比,能够放掉静电而不用将导体图案CB2的厚度变得那么厚。
另外,导体图案CB2的片状电阻也因与导体图案CB1的片状电阻相同的理由,优选为0.04Ω/square以上。
优选的是,导体图案CB2包含金属层或者合金层。从而,导体图案CB2所包含的多个布线WEL的每一个也优选包含金属层或者合金层。由此,能够提高多个布线WEL的每一个的导电性,因而能够通过布线WEL容易放掉从附带触摸检测功能的显示设备10的外部被加入的静电。
更优选的是,多个布线WEL的每一个包含由一种以上的金属构成的金属层或者合金层,其中,该一种以上的金属从由铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、钼(Mo)、铬(Cr)以及钨(W)组成的群中选择。由此,能够进一步提高多个布线WEL的每一个的导电性,因而能够通过布线WEL更容易放掉从附带触摸检测功能的显示设备10的外部被加入的静电。
优选的是,周边区域As中在俯视时与导体图案CB2重叠的部分的面积的总和与周边区域As的面积之比,大于多个子像素SPix中在俯视时与导体图案CB1重叠的部分的面积的总和与多个子像素SPix的面积的总和之比。即,周边区域As中的导体图案CB2的面积率,大于导体图案CB1相对于显示区域Ad中的子像素SPix的面积率。这里,周边区域As中的导体图案CB2的面积率是,导体图案CB2的面积与周边区域As的面积之比。
在周边区域As中,不会显示图像,因而周边区域As中的透射率也可以比显示区域Ad中的透射率还要大。因此,能够使周边区域As中的导体图案CB2的面积率,大于导体图案CB1相对于显示区域Ad中的子像素SPix的面积率,能够使导体图案CB2的电阻比导体图案CB1的电阻还要低。因此,能够将从附带触摸检测功能的显示设备10的外部被加入的静电通过导体图案CB2容易放至附带触摸检测功能的显示设备10的外部。
更优选的是,如图17所示,对置基板3在周边区域As中具有被设置于基板31的顶面上的多个电极端子TWE,多个布线WEL与多个电极端子TWE的每一个分别电连接。在这样的情况下,多个布线WEL经由多个电极端子TWE的每一个与基板31的外部分别电连接。从而,被加入到附带触摸检测功能的显示设备10且移动到多个布线WEL的每一个的静电SE,通过该布线WEL以及电极端子TWE而移动到附带触摸检测功能的显示设备10的外部。由此,与实施方式1相比,能够将被加入到附带触摸检测功能的显示设备10的静电SE更容易放至附带触摸检测功能的显示设备10的外部。
<本实施方式的主要的特征和效果>
本实施方式2的显示装置也与实施方式1的显示装置同样地,导体图案CB1的片状电阻为8Ω/square以下。此外,多个子像素SPix中在俯视时与导体图案CB1重叠的部分的面积的总和、与多个子像素SPix的面积的总和之比为1~22%。并且,导电层52的片状电阻比导体图案CB1的片状电阻还要高。由此,能够与实施方式1同样地,减少静电导致的图像显示的紊乱,而不使光学特性变差。
进而,本实施方式2的显示装置除了导体图案CB1之外,在周边区域As中具有由形成在基板31的顶面上的多个布线WEL构成的导体图案CB2。并且,导体图案CB2的面积与周边区域As的面积之比,大于多个子像素SPix中在俯视时与导体图案CB1重叠的部分的面积的总和、与多个子像素SPix的面积的总和之比。
由此,能够将被加入到附带触摸检测功能的显示设备10的静电SE,除了通过导体图案CB1之外,还通过导体图案CB2容易放至附带触摸检测功能的显示设备10的外部。因此,与实施方式1相比,能够更容易减少静电导致的图像显示的紊乱,而不使光学特性变差。
(实施方式3)
在实施方式1中,夹持对置基板而设置在与阵列基板相反侧的偏振片包含导电层。相对于此,在实施方式3中,夹持对置基板而设置在与阵列基板相反侧的偏振片不包含导电层,以覆盖导体图案的方式设置的保护膜作为导电层发挥作用。
本实施方式3的显示装置中的整体结构能够设为与实施方式1的显示装置中的整体结构相同,省略其说明。
<附带触摸检测功能的显示设备>
图20是表示实施方式3的显示装置的附带触摸检测功能的显示设备的截面图。图21是示意性地表示实施方式3的显示装置的附带触摸检测功能的显示设备中的静电的移动的截面图。
如图20所示,本实施方式3中的附带触摸检测功能的显示设备10具有阵列基板2、对置基板3、偏振片4、偏振片5a、液晶层6、密封部7。关于本实施方式3中的阵列基板2、偏振片4、液晶层6以及密封部7,与实施方式1中的阵列基板2、偏振片4、液晶层6以及密封部7的各部分相同,省略它们的说明。
在本实施方式3中,对置基板3具有基板31、滤色器层32、导体图案CB1、保护膜33a。本实施方式3中的基板31、滤色器层32以及导体图案CB1与实施方式1中的基板31、滤色器层32以及导体图案CB1相同。此外,检测部基于导体图案CB1所包含的多个检测电极TDL的每一个的静电电容而检测输入位置这一点,也与实施方式1相同。
在本实施方式3中,没有设置实施方式1的导电层52(参照图6)。因此,偏振片5a包含粘结层51、覆盖层53、偏振层54、覆盖层55。此外,关于偏振片5a中的粘结层51、覆盖层53、偏振层54以及覆盖层55的每一个,能够设为与实施方式1的偏振片5中的粘结层51、覆盖层53、偏振层54以及覆盖层55分别相同。因此,在本实施方式3中,偏振片5a包含多个层以某一顺序层压而成的层压膜56a,该多个层包含由绝缘膜构成的偏振层54。层压膜56a在保护膜33a上经由粘结层51而设置。
另一方面,在本实施方式3中,保护膜33a具有导电性。保护膜33a的片状电阻比导体图案CB1的片状电阻还要高,但比实施方式1的保护膜33的片状电阻还要低,能够设为与实施方式1的导电层52的片状电阻相同程度。
作为这样的保护膜33a,能够使用由树脂33c构成的保护膜,其中,该树脂33c含有例如银(Ag)等的作为金属的导电性粒子33b。导电性粒子33b被分散至作为绝缘膜的树脂33c中。在这样的情况下,通过调整导电性粒子33b相对于树脂33c的含有量,能够在宽范围内容易调整保护膜33a的片状电阻。
如图21所示,当静电SE从附带触摸检测功能的显示设备10的外部被加入到例如作为偏振片5a的表面的覆盖层55等时,该静电SE通过覆盖层55、偏振层54、覆盖层53以及粘结层51而移动到例如保护膜33a。然后,静电SE通过具有电阻RS1的保护膜33a而移动到多个检测电极TDL的每一个。
移动到多个检测电极TDL的每一个的静电SE与实施方式1同样地,通过检测电极TDL、路由布线WRT、端子部TM以及布线基板WS(参照图5)而移动。然后,通过布线基板WS而移动的静电SE,通过与触摸检测部40的输入端子连接的电阻RS0(参照图1)或者ESD保护电路(省略图示),移动到附带触摸检测功能的显示设备10的接地线等。由此,能够将被加入到附带触摸检测功能的显示设备10的静电SE放至附带触摸检测功能的显示设备10的外部。
优选的是,保护膜33a的片状电阻为1×108~1×1013Ω/square。通过保护膜33a的片状电阻为1×108Ω/square以上,能够可靠地提高检测信号Vdet的S/N比,能够防止或者抑制相邻的检测电极TDL发生短路。此外,通过保护膜33a的片状电阻为1×1013Ω/square以下,能够容易使静电在保护膜33a中移动。
<本实施方式的主要的特征和效果>
本实施方式3的显示装置也与实施方式1的显示装置同样地,导体图案CB1的片状电阻为8Ω/square以下。此外,多个子像素SPix中在俯视时与导体图案CB1重叠的部分的面积的总和、与多个子像素SPix的面积的总和之比为1~22%。
另一方面,在本实施方式3中,取代实施方式1中的保护膜33(参照图6)而设置了保护膜33a,保护膜33a的片状电阻比导体图案CB1的片状电阻还要高,比实施方式1的保护膜33的片状电阻还要低,与实施方式1的导电层52(参照图6)的片状电阻为相同程度。
由此,能够将从附带触摸检测功能的显示设备10的外部被加入的静电通过保护膜33a以及导体图案CB1容易放至附带触摸检测功能的显示设备10的外部。此外,与实施方式1同样地,导体图案CB1所包含的低电阻材料的电阻率比透明导电材料的电阻率还要低,因此不需要增加导体图案CB1的厚度,不需要增大导体图案CB1的面积率。由此,能够与实施方式1同样地,减少静电导致的图像显示的紊乱,而不使光学特性变差。
(实施方式4)
<自电容方式的触摸检测功能>
在实施方式1中,说明了作为显示装置所具备的触摸面板,应用了设置有作为驱动电极发挥作用的公共电极、和检测电极的互电容方式的触摸面板的例子。但是,作为显示装置所具备的触摸面板,也能够应用仅设置了检测电极的自电容方式的触摸面板。
图22以及图23是表示自电容方式中的检测电极的电连接状态的说明图。
在自电容方式中的触摸面板中,如图22所示,具有静电电容Cx的检测电极TDL从具有静电电容Cr1的检测电路SC1被隔断,在与电源Vdd电连接时,具有静电电容Cx的检测电极TDL中累积电荷量Q1。接着,如图23所示,具有静电电容Cx的检测电极TDL从电源Vdd被隔断,当与具有静电电容Cr1的检测电路SC1电连接时,检测流向检测电路SC1的电荷量Q2。
这里,当手指接触或者靠近了检测电极TDL时,通过手指产生的电容,检测电极TDL的静电电容Cx发生变化,在检测电极TDL与检测电路SC1进行了连接时,流向检测电路SC1的电荷量Q2也发生变化。从而,通过由检测电路SC1来测定流出的电荷量Q2而检测检测电极TDL的静电电容Cx的变化,从而能够判定手指是否接触或者靠近了检测电极TDL。
例如考虑本实施方式4的显示装置为将实施方式1的显示装置应用于具备了自电容方式的触摸检测功能的显示装置中的装置。这时,显示装置除了具有在Y轴方向(参照图5)上分别延伸且在X轴方向(参照图5)上隔开间隔排列的多个检测电极TDL之外,具有在X轴方向上分别延伸且在Y轴方向上隔开间隔排列的多个检测电极TDL。即使在这样的情况下,通过检测在Y轴方向上延伸的多个检测电极TDL的各自的静电电容Cx的变化、以及在X轴方向上延伸的多个检测电极TDL的各自的静电电容Cx的变化,能够二维地检测出输入位置。这时,驱动电极COML(参照图5)作为液晶显示设备20(参照图1)的驱动电极发挥作用,但并不作为触摸检测设备30(参照图1)的驱动电极发挥作用。
此外,即使在这样的情况下,也与实施方式1同样地,能够减少静电导致的图像显示的紊乱,而不使光学特性变差。
或者,本实施方式4的显示装置也可以是将实施方式2或者实施方式3的显示装置应用于具备了自电容方式的触摸检测功能的显示装置中的装置,即使在这样的情况下,也能够与应用了实施方式1的显示装置的情况同样地,减少静电导致的图像显示的紊乱,而不使光学特性变差。
以上,将由本发明人完成的发明基于其实施方式具体地进行了说明,但本发明不限于所述实施方式,在不脱离其宗旨的范围内能够进行各种变更是不言而喻的。
在本发明的思想的范畴内,只要是本领域技术人员就能够想到各种变更例以及修正例,这些变更例以及修正例也属于本发明的范围。
例如,本领域技术人员对于前述的各实施方式适当进行构成元素的追加、删除或者设计变更的内容、或者进行了工序的追加、省略或者条件变更的内容,只要具备本发明的宗旨则包含在本发明的范围内。
本发明应用于显示装置是有效的。

Claims (20)

1.一种显示装置,具有:
第1基板,具有第1主面;
第2基板,具有第2主面和与所述第2主面相反侧的第3主面,与所述第1基板对置配置使得所述第2主面和所述第1基板的所述第1主面对置;
液晶层,被夹在所述第1基板的所述第1主面和所述第2基板的所述第2主面之间;
多个像素,被设置在所述第1基板的所述第1主面上;
多个第1电极,在所述多个像素的各自的内部分别被设置在所述第1基板的所述第1主面上;
第2电极,被设置在所述第1基板的所述第1主面上;
第1导体图案,被设置在所述第2基板的所述第3主面上;
保护膜,在所述第2基板的所述第3主面上以覆盖所述第1导体图案的方式被设置;以及
导电层,被设置在所述保护膜上,
所述第1导体图案的片状电阻为8Ω/square以下,
所述多个像素中在俯视时与所述第1导体图案重叠的部分的面积的总和、与所述多个像素的面积的总和之比为1~22%,
所述导电层的片状电阻比所述第1导体图案的片状电阻还要高。
2.如权利要求1所述的显示装置,其中,
所述保护膜的电阻率比所述导电层的电阻率还要高。
3.如权利要求1所述的显示装置,其中,
所述保护膜的厚度比所述第1导体图案的厚度还要厚。
4.如权利要求1所述的显示装置,其中,
所述导电层的片状电阻为1×108~1×1013Ω/square。
5.如权利要求1所述的显示装置,其中,
所述第1导体图案由在所述第2基板的所述第3主面上设置的多个第3电极构成,
所述显示装置还具有检测部,该检测部基于所述多个第3电极的每一个的静电电容而检测输入位置。
6.如权利要求5所述的显示装置,其中,
所述多个第3电极在俯视时相互隔开间隔而设置,
所述第2电极以在俯视时与所述多个第3电极的每一个重叠的方式被设置,
所述检测部基于所述多个第3电极的每一个和所述第2电极之间的静电电容而检测输入位置。
7.如权利要求1所述的显示装置,其中,
所述第1导体图案在所述第2基板的所述第3主面的第1区域中被设置在所述第2基板的所述第3主面上,
所述多个像素在俯视时被配置在所述第2基板的所述第3主面的所述第1区域内,
所述显示装置还具有在第2区域中被设置在所述第2基板的所述第3主面上的第2导体图案,其中,该第2区域是所述第2基板的所述第3主面的区域且是与所述第1区域相比位于所述第2基板的外周侧的区域,
所述保护膜在所述第1区域以及所述第2区域中以覆盖所述第1导体图案以及所述第2导体图案的方式设置,
所述第2导体图案的片状电阻为8Ω/square以下,
所述第2导体图案的面积与所述第2区域的面积之比,大于所述多个像素中在俯视时与所述第1导体图案重叠的部分的面积的总和、与所述多个像素的面积的总和之比,
所述导电层的片状电阻比所述第2导体图案的片状电阻还要高。
8.如权利要求7所述的显示装置,其中,
所述第2导体图案由在所述第2区域中被设置于所述第2基板的所述第3主面上的多个第4电极构成,
所述显示装置还具有在所述第2区域中被设置于所述第2基板的所述第3主面上的多个电极端子,
所述多个第4电极与所述多个电极端子的每一个分别电连接。
9.如权利要求7所述的显示装置,其中,
所述第1导体图案由在所述第1区域中被设置于所述第2基板的所述第3主面上的多个第5电极构成,
所述显示装置还具有检测部,该检测部基于所述多个第5电极的每一个的静电电容而检测输入位置。
10.如权利要求9所述的显示装置,其中,
所述多个第5电极在俯视时相互隔开间隔而设置,
所述第2电极以在俯视时与所述多个第5电极的每一个重叠的方式被设置,
所述检测部基于所述多个第5电极的每一个和所述第2电极之间的静电电容而检测输入位置。
11.一种显示装置,具有:
第1基板,具有第1主面;
第2基板,具有第2主面和与所述第2主面相反侧的第3主面,与所述第1基板对置配置使得所述第2主面和所述第1基板的所述第1主面对置;
液晶层,被夹在所述第1基板的所述第1主面和所述第2基板的所述第2主面之间;
多个像素,被设置在所述第1基板的所述第1主面上;
多个第1电极,在所述多个像素的各自的内部分别被设置在所述第1基板的所述第1主面上;
第2电极,被设置在所述第1基板的所述第1主面上;
第1导体图案,被设置在所述第2基板的所述第3主面上;以及
保护膜,在所述第2基板的所述第3主面上以覆盖所述第1导体图案的方式被设置,
所述第1导体图案的片状电阻为8Ω/square以下,
所述多个像素中在俯视时与所述第1导体图案重叠的部分的面积的总和、与所述多个像素的面积的总和之比为1~22%,
所述保护膜的片状电阻比所述第1导体图案的片状电阻还要高。
12.如权利要求11所述的显示装置,其中,
所述保护膜的片状电阻是1×108~1×1013Ω/square。
13.如权利要求11所述的显示装置,其中,
所述保护膜由含有导电性粒子的树脂构成。
14.如权利要求11所述的显示装置,其中,
所述第1导体图案由在所述第2基板的所述第3主面上设置的多个第3电极构成,
所述显示装置还具有检测部,该检测部基于所述多个第3电极的每一个的静电电容而检测输入位置。
15.如权利要求14所述的显示装置,其中,
所述多个第3电极在俯视时相互隔开间隔而设置,
所述第2电极以在俯视时与所述多个第3电极的每一个重叠的方式被设置,
所述检测部基于所述多个第3电极的每一个和所述第2电极之间的静电电容而检测输入位置。
16.如权利要求1所述的显示装置,其中,
所述第1导体图案包含金属层或者合金层。
17.如权利要求1所述的显示装置,其中,
具有在所述保护膜上设置的偏振片,
所述偏振片包含多个层以某种顺序层压的层压膜,其中,该多个层中包含偏振层和所述导电层。
18.如权利要求1所述的显示装置,其中,
通过在所述多个第1电极的每一个和所述第2电极之间形成电场,从而显示图像。
19.如权利要求17所述的显示装置,其中,
所述偏振片包含在所述导电层的所述保护膜侧形成的粘结层,
所述粘结层将所述导电层和所述保护膜进行粘结。
20.如权利要求1所述的显示装置,其中,
所述导电层经由粘结层被设置在所述保护膜上。
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