JP2020140489A - インセルタッチパネル - Google Patents

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徹夫 深海
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【課題】額縁領域を広げることなくタッチ線を端子部に容易に接続できるインセルタッチパネルを提供する。【解決手段】複数のタッチ線60に接続された複数のタッチ端子電極6bを含む端子部を備えるインセルタッチパネル1であって、複数のタッチ線60は、第1タッチ線61と第2タッチ線62とを含み、複数のタッチ端子電極6bは、第1タッチ中継配線610を介して第1タッチ線61に接続された第1タッチ端子電極6b1と、第2タッチ中継配線620を介して第2タッチ線62に接続された第2タッチ端子電極6b2とを含み、第1タッチ中継配線610は、第1タッチ線61及び第1タッチ端子電極6b1とは異なる層に形成された第1中継配線部611を有し、第2タッチ中継配線620は、第2タッチ線62及び第2タッチ端子電極6b2とは異なる層に形成されるとともに第1中継配線部611とは異なる層に形成された第1中継配線部621を有する。【選択図】図9

Description

本開示は、インセルタッチパネルに関する。
近年、タッチ機能及び表示機能の両機能を有する液晶表示装置の開発が進められている。タッチ機能を有する液晶表示装置では、例えば、静電容量方式によってタッチセンシングを行う。この場合、ユーザの指やペン等のポインタが表示画面に接触又は近接したときに発生する静電容量の変化をタッチ電極によって検出することで、ユーザがタッチした位置を検知する。
静電容量方式によるタッチセンシングには、指やペン等のタッチ物が液晶表示装置にタッチされたときに、タッチ物とタッチ電極(Rx電極)との静電容量の変化を検出する自己容量方式と、2つのタッチ電極(Rx電極、Tx電極)の間の静電容量の変化を検出する相互容量方式とが知られている。
また、タッチ機能を有する液晶表示装置の構造としては、タッチ機能を備えたタッチパネルを液晶表示パネルの表面に貼り付けるアウトセル方式と、液晶表示装置自体がタッチ機能を備えるインセル方式とが知られている。
例えば、特許文献1に、タッチ機能を有するインセル方式の液晶表示装置が開示されている。特許文献1に開示された液晶表示装置は、行方向に延在する複数のゲート線と列方向に延在する複数のデータ線と、複数の画素の各々に設けられた画素電極と、複数の画素電極に対向して設けられた複数の共通電極(対向電極)と、タッチ線として共通電極に接続された信号線とを備える。特許文献1に開示された液晶表示装置では、タッチ位置を検出するためのタッチ駆動信号を対向電極に供給することで信号線を介してタッチ検出信号を受信して、対向電極の位置における静電容量の変化を検出してタッチ位置を検知している。
国際公開第2017/213173号
タッチ機能を有するインセル方式の液晶表示装置であるインセルタッチパネルでは、複数のゲート線及び複数のデータ線に加えて、複数の共通電極に接続された複数のタッチ線が設けられる。複数のゲート線、複数のデータ線及び複数のタッチ線は、インセルタッチパネルの額縁領域の端子電極に接続する必要がある。このため、インセルタッチパネルでは、複数のゲート線及び複数のデータ線を額縁領域の端部に集約させるだけではなく、複数のタッチ線についても額縁領域の端部に集約させる必要がある。この場合、これらの配線は、画像表示領域から額縁領域に引き出したときに、端子部に向かって斜めに形成される。また、これらの配線は、額縁領域で集約されて混雑する中で、ショートしないように引き回す必要がある。この結果、配線レイアウトの設計尤度が低くなり、額縁領域が大きくなってしまう。
特に、共通電極に接続されたタッチ線は、データ線と同じ方向に沿って形成することが考えられる。例えば、データ線とタッチ線とをいずれも列方向に延在させることが考えられる。これにより、データ線及びタッチ線を、額縁領域における列方向側の端部に実装されたタッチ機能付きソースドライバに容易に接続することができる。
この場合、複数のデータ線と複数のタッチ線とを額縁領域に集約してタッチ機能付きソースドライバが実装される1つの端子部に接続する。このため、複数のデータ線及び複数のタッチ線の各配線がショートしないように引き回そうとすると、額縁領域が大きくなってしまう。
本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、額縁領域を広げることなく複数のタッチ線を端子部に容易に接続することができるインセルタッチパネルを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本開示に係るインセルタッチパネルの一態様は、第1方向と前記第1方向に直交する第2方向とに配列された複数の画素によって構成された画像表示領域及び前記画像表示領域を囲む額縁領域を有するインセルタッチパネルであって、前記複数の画素の各々に設けられたトランジスタ及び画素電極と、前記第1方向及び前記第2方向の各々に配列され、各々が1つ以上の前記画素電極に対向するとともに互いに分離して設けられた複数の共通電極と、前記第1方向に沿って延在し、前記複数の画素の各々における前記トランジスタにゲート信号を供給する複数のゲート線と、前記第2方向に沿って延在し、前記複数の画素の各々における前記トランジスタにデータ信号を供給する複数のデータ線と、前記第2方向に沿って延在し、各々に対応する共通電極に接続された複数のタッチ線と、前記額縁領域に設けられ、前記複数のタッチ線と電気的に接続された複数のタッチ端子電極を含む端子部とを備え、前記複数のタッチ線は、第1タッチ線と第2タッチ線とを含み、前記複数のタッチ端子電極は、第1タッチ中継配線を介して前記第1タッチ線と電気的に接続された第1タッチ端子電極と、第2タッチ中継配線を介して前記第2タッチ線と電気的に接続された第2タッチ端子電極とを含み、前記第1タッチ中継配線は、前記第1タッチ線及び前記第1タッチ端子電極とは異なる層に形成された第1中継配線部を有し、前記第2タッチ中継配線は、前記第2タッチ線及び前記第2タッチ端子電極とは異なる層に形成されるとともに前記第1タッチ中継配線の前記第1タッチ中継配線とは異なる層に形成された第1中継配線部を有する。
本開示に係るインセルタッチパネルによれば、額縁領域を広げることなく複数のタッチ線を端子部に容易に接続することができる。
実施の形態に係るインセルタッチパネルの概略構成を模式的に示す図である。 実施の形態に係る画像表示装置に用いられるインセルタッチパネルの画素回路を示す図である。 実施の形態に係るインセルタッチパネルの画素の構成の一例を示す平面図である。 実施の形態に係るインセルタッチパネルにおける共通電極の配置の一例を示す図である。 インセルタッチパネルにおける画像表示駆動とタッチ位置検出駆動との一例を示す図である。 インセルタッチパネルにおける画像表示駆動とタッチ位置検出駆動との他の一例を示す図である。 図3のVI−VI線における実施の形態1に係るインセルタッチパネルの断面図である。 図3のVII−VII線における実施の形態1に係るインセルタッチパネルの断面図である。 実施の形態に係るインセルタッチパネルにおけるソース端子部側の額縁領域周辺の構造を模式的に示す拡大平面図である。 実施の形態に係るインセルタッチパネルにおけるソース端子部側の額縁領域周辺の断面図(第1タッチ中継配線を通る断面図)である。 実施の形態に係るインセルタッチパネルにおけるソース端子部側の額縁領域周辺の断面図(第2タッチ中継配線を通る断面図)である。 実施の形態に係るインセルタッチパネルにおけるソース端子部側の額縁領域周辺の断面図(第1ソース中継配線を通る断面図)である。 実施の形態に係るインセルタッチパネルにおけるソース端子部側の額縁領域周辺の断面図(第2ソース中継配線を通る断面図)である。 実施の形態に係るインセルタッチパネルにおけるゲート端子部側の額縁領域周辺の断面図(ゲート中継配線を通る断面図)である。 変形例1に係るインセルタッチパネルにおけるソース端子部側の額縁領域周辺の断面図である。 変形例2に係るインセルタッチパネルにおけるソース端子部側の額縁領域周辺の断面図である。 変形例3に係るインセルタッチパネルにおけるソース端子部側の額縁領域周辺の断面図である。
以下、本開示の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、及び、構成要素の配置位置や接続形態などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
(実施の形態)
実施の形態に係るインセルタッチパネル1を用いた画像表示装置2の概略構成について、図1〜図4を用いて説明する。図1は、実施の形態1に係る画像表示装置2の概略構成を模式的に示す図である。図2は、同画像表示装置2に用いられるインセルタッチパネル1の画素回路を示す図である。図3は、同インセルタッチパネル1の画素PXの構成の一例を示す平面図である。図4は、同インセルタッチパネル1における共通電極30の配置の一例を示す図である。なお、図2において、「G」はゲート線40を示し、「D」はデータ線50を示し、「T」はタッチ線60を示している。また、図4において、黒丸は、各共通電極30とタッチ線60とのコンタクト部を示している。
画像表示装置2は、静止画像又は動画像の画像(映像)を表示する表示装置の一例である。図1に示すように、画像表示装置2は、インセルタッチパネル1と、バックライト3と、画像処理部4とを備える。
インセルタッチパネル1は、画像が表示される液晶表示パネルである。インセルタッチパネル1は、第1基板100と、第1基板100に対向する第2基板200と、第1基板100と第2基板200との間に配置された液晶層(不図示)とを含む液晶セルを備える。なお、インセルタッチパネル1は、一対の偏光板(不図示)を有する。一対の偏光板は、液晶セルに貼り合わされている。例えば、一対の偏光板の一方が第1基板100の外面に形成され、一対の偏光板の他方が第2基板200の外面に形成される。一対の偏光板は、偏光方向が互いに直交するように配置されている。また、一対の偏光板には、位相差板が貼り合わされていてもよい。
インセルタッチパネル1は、バックライト3の光出射側に配置される。したがって、インセルタッチパネル1には、バックライト3から出射した光が入射する。本実施の形態では、第1基板100がバックライト3側に位置し、第2基板200が観察者側に位置する。
インセルタッチパネル1の液晶駆動方式は、例えばIPS(In−Plane Switching)方式及びFFS(Fringe Field Switching)方式等の横電界方式である。また、インセルタッチパネル1は、例えば、ノーマリーブラック方式により電圧の制御が行われるが、電圧制御の方式は、ノーマリーブラック方式に限らない。
図1及び図2に示すように、インセルタッチパネル1は、画像表示領域1a(アクティブ領域)と、画像表示領域1aを囲む額縁領域1bとを有する。画像表示領域1aには、カラー画像又はモノクロ画像が表示される。
画像表示領域1aは、画像が表示される表示領域(有効領域)であり、例えば、第1方向と第1方向に交差する第2方向とに配列された複数の画素PXによって構成されている。本実施の形態において、第1方向と第2方向とは直交している。具体的には、第1方向は、行方向であり、第2方向は、行方向に直交する列方向である。したがって、画像表示領域1aは、行方向と列方向とに配列された複数の画素PXによって構成されている。つまり、複数の画素PXは、マトリクス状に配列されている。
額縁領域1bは、インセルタッチパネル1の周辺領域であって、画像表示領域1aの外側に位置する領域である。また、額縁領域1bは、画像が表示されない非表示領域(無効領域)である。本実施の形態において、インセルタッチパネル1の平面視形状は、矩形状である。したがって、画像表示領域1aの平面視形状は、矩形状であり、額縁領域1bの平面視形状は、矩形枠状である。
複数の画素PXは、行方向に沿って周期的に繰り返して配列された複数種の画素によって構成されている。具体的には、複数の画素PXは、赤色画素PXR、緑色画素PXG及び青色画素PXBの3種類の画素によって構成されている。この場合、本実施の形態では、赤色画素PXR、緑色画素PXG及び青色画素PXBの3つの画素がこの順で1組となって行方向に沿って繰り返して配列されている。また、列方向には、同一種類の画素PXが配列されている。なお、赤色画素PXR、緑色画素PXG及び青色画素PXBの配列順序はこれに限らない。
図2に示すように、インセルタッチパネル1は、複数の画素PXの各々に設けられたトランジスタ10及び画素電極20と、画素電極20に対向する共通電極30とを備える。
また、インセルタッチパネル1は、第1方向である行方向に延在する複数のゲート線40(走査線)と、第1方向に直交する第2方向である列方向に延在する複数のデータ線50(映像信号線)とを備える。各画素PXは、行方向に延在するゲート線40と列方向に延在するデータ線50とによって囲まれる領域である。
本実施の形態におけるインセルタッチパネル1は、表示機能だけではなく、タッチ機能を有するインセル型の液晶表示パネルである。したがって、インセルタッチパネル1は、さらに、ユーザがインセルタッチパネル1をタッチしたときのタッチ位置を検出するための複数のタッチ線60を備える。複数のタッチ線60は、複数のデータ線50と同じ方向に延在している。具体的には、複数のタッチ線60は、列方向に延在している。
トランジスタ10は、薄膜トランジスタであり、図2に示すように、ゲート電極10G、ソース電極10S及びドレイン電極10Dを有する。なお、本明細書において、ソース電極10S及びドレイン電極10Dは、まとめてソースドレイン電極と記載することもあり、ソースドレイン電極とは、ソース電極10S及びドレイン電極10Dの少なくとも一方のこと、ソース電極10S及びドレイン電極10Dのいずれかのみのこと、あるいは、ソース電極10S及びドレイン電極10Dの両方のことを意味する。
画素電極20は、複数の画素PXの各々に設けられている。画素電極20は、例えば、ゲート線40とデータ線50との交差部に設けられる。画素電極20は、複数の画素PXの各々において、当該画素PXに対応するトランジスタ10を介して当該画素PXに対応するゲート線40及びデータ線50と接続されている。
本実施の形態において、トランジスタ10及び画素電極20は、各画素PXに1つずつ設けられている。なお、トランジスタ10及び画素電極20は、各画素PXに複数ずつ設けられていてもよい。
図3に示すように、各画素PXにおける画素電極20は、列方向にストライプ状に延在する複数本のライン電極を有する櫛歯状の電極である。各画素電極20において、全てのライン電極は、略平行に形成されており、隣り合う2本のライン電極の間隔(スリット幅)は一定である。また、画素電極20のライン電極は、各画素PX内において、行方向及び列方向に対して傾斜している。この場合、本実施の形態では、列方向に隣り合う2つの画素PXでライン電極の向きを反転させており、ライン電極は、列方向の2画素分で略「く」の字状となるように形成されている。つまり、列方向に配列された複数の画素電極20は、列方向に沿ってジグサグ状となるように形成されている。なお、ライン電極は、傾斜せずに、列方向と平行に形成されていてもよい。
共通電極30は、画素電極20に対向する対向電極である。図4に示すように、本実施の形態において、共通電極30は、複数設けられている。複数の共通電極30は、行方向及び列方向の各々に配列されている。つまり、複数の共通電極30は、マトリクス状に配列されている。複数の共通電極30の各々には、同一の共通電圧(Vcom)が印加される。
複数の共通電極30の各々は、矩形状であり、1つ以上の画素電極20に対向している。本実施の形態において、複数の共通電極30の各々は、複数の画素PXにわたって設けられた矩形状であり、矩形領域に存在する複数の画素PXに対応する複数の画素電極20に対向している。例えば、複数の共通電極30は、一辺が数十〜数十個の複数の画素PXからなる矩形状に形成されている。
本実施の形態におけるインセルタッチパネル1は、自己容量方式の静電容量方式によるタッチセンシング機能を有する液晶表示パネルである。したがって、共通電極30は、画素電極20との間で容量を形成するタッチ電極でもある。つまり、共通電極30は、画素電極20と対になって、画像表示駆動の際に用いられるだけではなく、タッチ位置検出駆動の際にも用いられる。複数の共通電極30の各々は、タッチ位置を検出するための単位電極(タッチ電極)である。
例えば、1つの共通電極30のサイズは、40×40画素分である。つまり、1つの共通電極30の行方向及び列方向の長さが画素40個分の長さである。この場合、1つの共通電極30における1本のタッチ線60とのコンタクト部は、40ヵ所となる。なお、1つの共通電極30のサイズは、これに限るものではなく、32×32画素分であってもよし、また、正方形に限らず、長方形であってもよい。
行方向に延在する複数のゲート線40の各々は、複数の画素PXの各々におけるトランジスタ10にゲート信号を供給する。図2に示すように、複数のゲート線40の各々は、画像表示領域1a内において、列方向に隣り合う2つの画素PXの境界部に設けられている。具体的には、各ゲート線40は、列方向に隣り合う2の画素列の間に設けられている。図3に示すように、本実施の形態において、複数のゲート線40は、直線状に行方向に延在している。
各ゲート線40は、行方向に配列された複数の画素PXの各々のトランジスタ10と接続されている。つまり、各ゲート線40は、各画素PXにおいて、1つのトランジスタ10と接続されている。具体的には、図2に示すように、各ゲート線40は、各トランジスタ10のゲート電極10Gと接続されている。
本実施の形態において、インセルタッチパネル1は、デュアルゲート構造であり、2G1Dの配線接続構造を有している。したがって、複数のゲート線40は、列方向に隣り合う2つの画素PXの境界部ごとに2本ずつ設けられている。つまり、列方向に隣り合う2つの画素列の境界部ごとに、ゲート線40が2本ずつ設けられている。
列方向に延在する複数のデータ線50の各々は、複数の画素PXの各々におけるトランジスタ10にデータ信号(映像信号)を供給する。複数のデータ線50の各々は、画像表示領域1a内において、行方向に隣り合う2つの画素PXの境界部に設けられている。具体的には、各データ線50は、行方向に隣り合う2つの画素列の間に設けられている。
図3に示すように、本実施の形態において、複数のデータ線50は、画素電極20のライン電極の形状に沿って列方向に延在している。具体的には、各データ線50は、列方向に隣り合う2つの画素PXで向きを反転させており、列方向の2画素分で略「く」の字状となるように形成されている。つまり、各データ線50は、画素電極20と同様に、列方向に沿ってジグサグ状となるように形成されている。なお、複数のデータ線50は、直線状に列方向に延在していてもよい。
各データ線50は、列方向に配列された複数の画素PXの各々のトランジスタ10と接続されている。つまり、各データ線50は、各画素PXにおいて、1つのトランジスタ10と接続されている。具体的には、図2に示すように、各データ線50は、各トランジスタ10のドレイン電極10Dと接続されている。つまり、本実施の形態において、データ線50は、ドレイン線である。
列方向に延在する複数のタッチ線60の各々は、データ線50と同様に、画像表示領域1a内において、行方向に隣り合う2つの画素PXの境界部に設けられている。具体的には、タッチ線60は、行方向に隣り合う2つの画素列の間に設けられている。
図4に示すように、複数のタッチ線60は、複数の共通電極30のうち列方向に配列された複数の共通電極30と一対一で接続されている。具体的には、列方向に配列された複数の共通電極30の各列における複数のタッチ線60(列タッチ線群)の各々は、当該列に含まれる複数の共通電極30の全てを横断するように設けられているが、当該列に含まれる複数の共通電極30のいずれか1つのみに接続されている。したがって、各共通電極30は、当該共通電極30を横断する複数のタッチ線60のうちのいずれか1つと接続されているが、他の残りのタッチ線60とは接続されておらず絶縁されている。詳細は後述するが、タッチ線60と共通電極30とは絶縁膜を介して形成されており、タッチ線60と当該タッチ線60に対応する共通電極30とは絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して接続されている。
図3に示すように、本実施の形態において、複数のタッチ線60は、データ線50と同様に、画素電極20のライン電極の形状に沿って列方向に延在している。具体的には、各タッチ線60は、列方向に隣り合う2つの画素PXで向きを反転させており、列方向の2画素分で略「く」の字状となるように形成されている。つまり、各タッチ線60は、列方向に沿ってジグサグ状となるように形成されている。なお、複数のタッチ線60は、直線状に列方向に延在していてもよい。
図2及び図3に示すように、複数のデータ線50と複数のタッチ線60とは、行方向に隣り合う2つの画素PXの境界部ごとに1本ずつ交互に繰り返して設けられている。具体的には、データ線50及びタッチ線60の各々は、画素列ごとに間引いて設けられており、互い違いとなるように行方向に隣り合う2つの画素列ごと(2列ごと)に設けられている。例えば、データ線50が画素PXの奇数列に設けられている場合、タッチ線60は画素PXの偶数列に設けられる。逆に、データ線50が画素PXの偶数行に設けられている場合、タッチ線60は画素PXの奇数行に設けられる。
図1に示すように、インセルタッチパネル1は、入力された映像信号に応じた画像を表示するために、ゲートドライバ5及びソースドライバ6を有する。ゲートドライバ5及びソースドライバ6は、例えばドライバIC(ICパッケージ)である。ゲートドライバ5及びソースドライバ6は、インセルタッチパネル1の額縁領域1bに実装される。
具体的には、ゲートドライバ5は、第1基板100の額縁領域1bに設けられたゲート端子部GTPに実装される。ゲート端子部GTPは、ゲートドライバ5が実装される実装部である。ゲート端子部GTPは、額縁領域1bの1ヵ所に設けられていてもよいし、複数箇所に設けられていてもよい。ゲートドライバ5は、例えば、COF(Chip on Film)方式又はCOG(Chip on Glass)方式によって第1基板100のゲート端子部GTPに実装される。
ゲート端子部GTPは、複数のゲート線40と電気的に接続された複数のゲート端子電極5aを含む。ゲート端子部GTPの複数のゲート端子電極5aにゲートドライバ5が接続されることで、ゲートドライバ5からのゲート信号がゲート端子電極5aを介してゲート線40に供給される。
また、ソースドライバ6は、第1基板100の額縁領域1bに設けられたソース端子部STPに実装される。ソース端子部STPは、ソースドライバ6が実装される実装部である。ソース端子部STPは、額縁領域1bの1ヵ所に設けられていてもよいし、複数箇所に設けられていてもよい。ソースドライバ6は、例えば、COF方式又はCOG方式によって第1基板100のソース端子部STPに実装される。
ソース端子部STPは、複数のデータ線50と電気的に接続された複数のソース端子電極6aを含む。ソース端子部STPの複数のソース端子電極6aにソースドライバ6が接続されることで、ソースドライバ6からのデータ信号がソース端子電極6aを介してデータ線50に供給される。
本実施の形態において、ソース端子部STPは、さらに、複数のタッチ線60と電気的に接続された複数のタッチ端子電極6bを含む。つまり、ソース端子部STPは、ソース端子電極6aだけではなく、タッチ端子電極6bを含む。なお、タッチ端子電極6bは、ソース端子部STPとは別に設けられた端子部に設けられていてもよい。
ゲート端子部GTPとソース端子部STPとは、矩形状のインセルタッチパネル1の異なる辺に設けられているが、同じ辺に設けられていてもよい。
ゲートドライバ5及びソースドライバ6をCOF方式によって実装する場合、FFC(Flexible Flat Cable)又はFPC(Flexible Printed Cable)等のフレキシブル配線基板にゲートドライバ5又はソースドライバ6が実装された異方性導電性フィルム(ACF;Anisotropic Conductive Film)からなるCOFを、熱圧着によってインセルタッチパネル1の端部に設けられた電極端子に接続する。
一方、ゲートドライバ5及びソースドライバ6をCOG方式によって実装する場合、インセルタッチパネル1のアクティブマトリクス基板にゲートドライバ5及びソースドライバ6を直接実装する。
なお、ゲートドライバ5及びソースドライバ6の両方をCOF方式又はCOG方式によって実装することに限らず、ゲートドライバ5及びソースドライバ6の一方をCOF方式で実装し、他方をCOG方式によって実装してもよい。
図2に示すように、ゲートドライバ5は、ゲート線40に接続されている。ゲートドライバ5は、画像処理部4から入力されるタイミング信号に応じてデータ信号を書き込む画素PXを選択し、選択した画素PXのトランジスタ10をオンする電圧(ゲートオン電圧;Vgon)をゲート線40に供給する。これにより、選択された画素PXの画素電極20には、トランジスタ10を介してデータ電圧が供給される。
ソースドライバ6は、インセルタッチパネル1のデータ線50に接続されている。ソースドライバ6は、ゲートドライバ5によるゲート線40の選択に合わせて、画像処理部4から入力される映像信号に応じた電圧(データ電圧)をデータ線50に供給する。
本実施の形態では、ソースドライバ6として、タッチ機能付きソースドライバを用いている。タッチ機能付きソースドライバは、画像表示駆動を行う際に必要な画像表示回路とタッチ位置検出駆動を行う際に必要なタッチ位置検出回路とが共用化されたドライバである。本実施の形態において、複数のデータ線50と複数のタッチ線60とは、タッチ機能付きソースドライバであるソースドライバ6に接続されている。また、タッチ機能付きソースドライバは、共通電極30に共通電圧(Vcom)を供給する。
ゲートドライバ5は、例えば、インセルタッチパネル1の行方向側の端部に実装される。また、ソースドライバ6は、例えば、インセルタッチパネル1の列方向側の端部に実装される。なお、ゲートドライバ5とソースドライバ6の実装箇所はこれに限るものではなく、ゲートドライバ5及びソースドライバ6の両方が、インセルタッチパネル1の列方向側の同じ端部に実装されていてもよいし、インセルタッチパネル1の行方向側の同じ端部に実装されていてもよい。
バックライト3は、図1に示すように、インセルタッチパネル1の背面側に配置されており、インセルタッチパネル1に向けて光を照射する。本実施の形態において、バックライト3は、LED(Light Emitting Diode)を光源とするLEDバックライトであるが、これに限るものではない。また、バックライト3は、インセルタッチパネル1に対面するようにLEDが基板上に二次元状に配列された直下型のLEDバックライトであるが、エッジ型のバックライトであってもよい。バックライト3は、平面状の均一な散乱光(拡散光)を照射する面発光ユニットである。なお、バックライト3は、光源からの光を拡散させるために拡散板(拡散シート)等の光学部材を有していてもよい。
画像処理部4は、CPU等の演算処理回路と、ROMやRAM等のメモリとを備える制御装置である。画像処理部4には、インセルタッチパネル1に表示するための映像データが入力される。画像処理部4は、CPUがメモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより各種の処理を実行する。具体的には、画像処理部4は、外部のシステム(図示せず)から入力された映像データに対して色調整等の各種の画像信号処理を行って各画素PXの階調値を示す映像信号と、各画素PXに映像信号を書き込むタイミングを示すタイミング信号とを生成するタイミングコントローラ等を含む。画像処理部4は、映像信号をソースドライバ6に出力するとともにタイミング信号をゲートドライバ5に出力する。
本実施の形態におけるインセルタッチパネル1は、表示機能及びタッチ機能を有する。つまり、インセルタッチパネル1は、画像表示駆動とタッチ位置検出駆動とを行う。この場合、インセルタッチパネル1では、タッチ線60を利用して、時分割によって画像表示駆動とタッチ位置検出駆動とを行う。例えば、図5A及び図5Bに示すように、1フレーム期間(16.6ms)内に画像表示駆動とタッチ位置検出駆動とを交互に複数回繰り返して行う。この場合、タッチ位置検出駆動は、例えばブランキング期間を利用して行うことができる。
インセルタッチパネル1が画像表示駆動を行う際、ゲートドライバ5からゲートオン電圧がゲート線40に供給される。これにより、選択された画素PXのトランジスタ10がオンし、このトランジスタ10に接続されたデータ線50からデータ電圧が画素電極20に供給される。そして、画素電極20に供給されたデータ電圧と共通電極30に供給された共通電圧との差により液晶層に電界が生じる。この電界により各画素PXにおける液晶層の液晶分子の配向状態が変化し、インセルタッチパネル1を通過するバックライト3の光の透過率が画素PXごとに制御される。これにより、インセルタッチパネル1の画像表示領域1aに所望の画像が表示される。
また、インセルタッチパネル1がタッチ位置検出駆動を行う際は、タッチ機能付きソースドライバであるソースドライバ6によって、タッチ線60を介して複数の共通電極30の各々の静電容量の変化をタッチ検出信号として検出する。これにより、タッチされた位置の共通電極30を特定することができ、ユーザがタッチした位置を検知することができる。
なお、図5Bに示される制御は、図5Aに示される制御と比べて、画像表示駆動及びタッチ位置検出駆動の1回あたりの駆動期間が長い。本実施の形態では、図5Bに示される制御と図5Aに示される制御とのいずれを用いてもよい。ただし、図5Bに示される制御は、図5Aに示される制御と比べて、タッチ位置検出駆動中の画像データをメモリに蓄える量が多くなるため、ICドライバのチップサイズが大きくなる。
次に、インセルタッチパネル1の画像表示領域1aにおける断面構造について、図6及び図7を用いて説明する。図6は、図3のVI−VI線における同インセルタッチパネル1の断面図である。図7は、図3のVII−VII線における同インセルタッチパネル1の断面図である。
図6及び図7に示すように、インセルタッチパネル1は、第1基板100と、第1基板100に対向する第2基板200と、第1基板100と第2基板200との間に配置された液晶層300とを備えている。液晶層300は、枠状の封止部材によって第1基板100と第2基板200との間に封止されている。
第1基板100は、トランジスタ10としてTFTを有するTFT基板である。具体的には、第1基板100は、複数のトランジスタ10がマトリクス状に配列されたアクティブマトリクス基板である。また、第1基板100には、トランジスタ10だけではなく、ゲート線40、データ線50及びタッチ線60等の各種配線、これらの配線間を絶縁する絶縁膜、画素電極20及び共通電極30等が設けられている。これらの部材は、第1透明基材110の上に形成される。第1透明基材110は、例えば、ガラス基板等の透明基板である。
図6に示すように、第1透明基材110に形成されたトランジスタ10は、ゲート電極10Gと、ソース電極10Sと、ドレイン電極10Dと、チャネル層となる半導体層10SCとによって構成されている。本実施の形態において、トランジスタ10は、ボトムゲート構造のTFTであり、第1透明基材110の上に形成されたゲート電極10Gと、ゲート電極10Gの上に形成されたゲート絶縁膜(GI)である第1絶縁膜121と、第1絶縁膜121を介してゲート電極10Gの上方に形成された半導体層10SCとを備える。ソース電極10S及びドレイン電極10Dは、半導体層10SCの一部を覆うように形成されている。第1絶縁膜121は、ゲート電極10Gを覆うように第1透明基材110の全面にわたって形成されている。
ゲート電極10Gは、例えば、モリブデン膜と銅膜との2層構造からなる金属膜によって構成されていてもよいし、銅膜等からなる1層の金属膜によって構成されていてもよい。第1絶縁膜121は、例えば、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との2層構造の絶縁膜によって構成されていてもよいし、酸化シリコン膜又は窒化シリコン膜の1層の絶縁膜によって構成されていてもよい。半導体層10SCは、例えば、i−アモルファスシリコン膜とn−アモルファスシリコン膜との2層構造からなる半導体膜によって構成されていてもよいし、i−アモルファスシリコン膜の1層のみの半導体膜によって構成されていてもよい。ソース電極10S及びドレイン電極10Dは、例えば、モリブデン膜と銅膜との2層構造からなる金属膜によって構成されていてもよいし、銅膜等からなる1層の金属膜によって構成されていてもよい。
なお、ゲート電極10G、ソース電極10S、ドレイン電極10D、半導体層10SC及び第1絶縁膜121の材料は、これらに限定されるものではない。例えば、半導体層10SCの材料としては、In−Ga−Zn−O系酸化物半導体等を用いてもよい。
図6に示すように、第1基板100には、ゲート線40及びデータ線50が形成されている。ゲート線40及びデータ線50は、第1透明基材110の上に形成される。
ゲート線40は、ゲート電極10Gと同層に形成されている。つまり、ゲート線40とゲート電極10Gとは、同じ金属膜をパターニングすることによって形成される。ゲート線40とゲート電極10Gとは、メタル層である第1配線層(GAL層)に形成されている。
データ線50は、ソース電極10S及びドレイン電極10Dと同層に形成されている。つまり、データ線50とソース電極10S及びドレイン電極10Dとは、同じ金属膜をパターニングすることによって形成される。データ線50とソース電極10S及びドレイン電極10Dとは、第1配線層の上のメタル層である第2配線層(SD層)に形成されている。
第1配線層(GAL層)と第2配線層(SD層)との間には、第1絶縁層(GI層)として第1絶縁膜121が形成されている。第1絶縁膜121は、ゲート線40及びゲート電極10Gを覆うように第1透明基材110の全面にわたって形成されている。第1配線層、第1絶縁膜121及び第2配線層は、TFTであるトランジスタ10が形成されたTFT層である。
なお、トランジスタ10のソース電極10Sは、コンタクトホールを介して画素電極20に接続されている。一方、トランジスタ10のドレイン電極10Dは、データ線50に接続されている。具体的には、データ線50の一部がドレイン電極10Dとなっている。
また、第1絶縁膜121の上には、データ線50及びトランジスタ10のソースドレイン電極を覆うように、第2絶縁層(PAS層)として第2絶縁膜122が形成されている。つまり、データ線50及びトランジスタ10のソースドレイン電極は、第1絶縁膜121と第2絶縁膜122との間に形成されている。第2絶縁膜122は、第1絶縁膜121の全面にわたって形成されている。第2絶縁膜122は、例えば、窒化シリコン膜等の無機材料からなる無機絶縁膜によって構成されている。無機絶縁膜である第2絶縁膜122は、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法によって成膜することができる。
さらに、第2絶縁膜122の上には、第3絶縁層(OPAS層)として第3絶縁膜123が形成されている。第3絶縁膜123は、第2絶縁膜122の全面にわたって形成されている。本実施の形態において、第3絶縁膜123の厚さは、第2絶縁膜122の厚さよりも厚い。具体的には、第3絶縁膜123の厚さは、第2絶縁膜122の厚さの10倍以上であり、一例として、3000nmである。これにより、ゲート線40及びデータ線50等の配線と共通電極30との間の厚み方向の距離を大きくすることができるので、ゲート線40及びデータ線50等の配線と共通電極30とで形成される寄生容量を軽減することができる。しかも、第3絶縁膜123を厚くすることで、トランジスタ10、ゲート線40及びデータ線50を形成することで生じるTFT層の凹凸差を軽減してTFT層を平坦化することもできる。これにより、表面が平坦化された第3絶縁膜123を形成することができるので、第3絶縁膜123の直上の共通電極30を平坦な平面状に形成することができる。つまり、第3絶縁膜123は、平坦化層として機能している。
また、第3絶縁膜123は、炭素を含む有機材料からなる有機絶縁膜によって構成されている。有機絶縁膜である第3絶縁膜123は、例えば液状の有機材料を塗布して硬化することによって形成することができる。これにより、第3絶縁膜123を容易に厚膜化することができるので、全ての画素PXにわたって第3絶縁膜123の表面を容易に平坦にすることができる。
第3絶縁膜123の上には、タッチ線60が形成されている。タッチ線60は、金属等の低抵抗材料によって構成されている。例えば、タッチ線60は、銅等によって構成された金属膜である。本実施の形態において、タッチ線60は、銅膜からなる銅線である。タッチ線60は、第2配線層の上のメタル層である第3配線層(CMT層)に形成されている。したがって、タッチ線60は、ゲート線40及びデータ線50とは異なる層に設けられている。
第3絶縁膜123及びタッチ線60の上には、第4絶縁層(TPS層)として第4絶縁膜124が形成されている。第4絶縁膜124は、タッチ線60を覆うように第3絶縁膜123の全面にわたって形成されている。したがって、タッチ線60は、第3絶縁膜123と第4絶縁膜124との間に形成されている。第4絶縁膜124は、例えば、窒化シリコン膜等の無機材料からなる無機絶縁膜によって構成されている。
第4絶縁膜124の上には、共通電極30が形成されている。共通電極30は、例えば、インジウム錫酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)等の透明金属酸化物によって構成された透明電極である。本実施の形態において、共通電極30は、ITO膜である。共通電極30は、第3配線層の上の第4配線層(MIT層)に形成されている。
本実施の形態において、共通電極30は複数形成されている。具体的には、図4に示すように、共通電極30は、行方向及び列方向に互いに分離した状態でマトリクス状に配置されている。この場合、列方向に隣り合う2つの共通電極30は、ゲート線40上を分離領域として互いに分離されている。また、行方向に隣り合う2つの共通電極30は、データ線50上を分離領域として互いに分離されている。
また、複数の共通電極30は、画像表示領域1a内の全ての画素PXにわたって形成されている。これにより、ゲート線40及びデータ線50等の配線が共通電極30によって覆われるので、ゲート線40及びデータ線50等の配線で発生する電界を共通電極30によって遮蔽することができる。つまり、TFT層で発生する電界を共通電極30によってシールドすることができる。したがって、共通電極30の上に形成される画素電極20の形状及び大きさの設計の自由度が向上するので、画素PXの光透過率及び開口率を容易に向上させることができる。
図7に示すように、共通電極30は、第4絶縁膜124に形成されたコンタクトホール124aを介して1本のタッチ線60に接続されている。これにより、タッチ位置検出駆動を行う際に、ユーザがタッチした位置の共通電極30の容量変化を、当該共通電極30に接続されたタッチ線60を介して検出することができる。共通電極30とタッチ線60とを接続するコンタクトホール124aは、例えば、第4絶縁膜124にドライエッチング又はウェットエッチングを施すことで形成することができる。なお、このコンタクトホール124aには、共通電極30を構成する材料(本実施の形態ではITO)が埋め込まれる。
また、ITO膜は比較的に抵抗値が高いが、このように低抵抗の金属膜からなるタッチ線60を共通電極30に接続することによって、ITO膜からなる共通電極30を低抵抗化することができ、共通電極30の時定数を下げることができる。つまり、画像表示駆動を行う際に、タッチ線60をコモン線として利用することができる。
さらに、タッチ線60の上に共通電極30を設けることで、共通電極30によってタッチ線60を覆うことができる。これにより、共通電極30上にタッチ線60を設ける場合と比べて、腐食しやすい金属材料からなるタッチ線60の腐食を抑制することができる。
第4絶縁膜124及び共通電極30の上には、第5絶縁層(UPS層)として第5絶縁膜125が形成されている。第5絶縁膜125は、共通電極30を覆うように第4絶縁膜124の全面にわたって形成されている。第5絶縁膜125は、例えば、窒化シリコン膜等の無機材料からなる無機絶縁膜によって構成されている。
第5絶縁膜125の上には、画素電極20が形成されている。画素電極20は、第5絶縁膜125を介して共通電極30に対向している。画素電極20は、例えば、インジウム錫酸化物等の透明金属酸化物によって構成された透明電極である。本実施の形態において、画素電極20は、共通電極30と同様に、ITO膜である。画素電極20は、第4配線層の上の第5配線層(PIT層)に形成されている。
なお、図示しないが、画素電極20を覆うように第5絶縁膜125の全面にわたって配向膜が形成されていてもよい。液晶分子の初期配向角度を一定方向に揃えるために、配向膜にはラビング処理が施されている。
次に、第2基板200について説明する。第2基板200は、第1基板100に対向する対向基板である。図7及び図8に示すように、第2基板200は、第2透明基材210と、第2透明基材210に形成されたブラックマトリクス220と、カラーフィルタ230とを有する。したがって、第2基板200は、カラーフィルタ230を有するカラーフィルタ基板(CF基板)となる。
第2透明基材210は、第1透明基材110と同様に、例えば、ガラス基板等の透明基板である。
ブラックマトリクス220は、黒色層の遮光層であり、例えばカーボンブラックによって構成されている。ブラックマトリクス220は、第2透明基材210の液晶層300側の面に形成される。ブラックマトリクス220は、ゲート線40を覆うように形成されている。なお、ブラックマトリクス220は、ゲート線40だけではなく、データ線50及びタッチ線60も覆うように形成されていてもよい。この場合、ブラックマトリクス220は、全体として格子状に形成される。
カラーフィルタ230は、複数の画素PXごとに形成されている。具体的には、カラーフィルタ230は、赤色画素PXR、緑色画素PXG及び青色画素PXBの各々に対応して、赤色カラーフィルタ、青色カラーフィルタ及び緑色カラーフィルタが形成される。各カラーフィルタは、ブラックマトリクス220の間の領域(つまりブラックマトリクス220の開口部)に形成される。
また、第2基板200は、複数のスペーサ240を有する。スペーサ240は、第1基板100に向かって突出するように第2透明基材210に形成されている。スペーサ240は、第1基板100と第2基板200との間隔(セルギャップ)を一定に維持するための柱状部材である。スペーサ240を設けることで、液晶層300の厚さを容易に一定に維持することができる。一例として、スペーサ240は、円柱台形状であり、上端部及び下端部の平面視形状は円形である。スペーサ240は、アクリル樹脂等の樹脂材料によって構成されており、弾性変形することができる。スペーサ240は、例えばフォトリソグラフィ等によって所定のパターンに形成することができる。
次に、インセルタッチパネル1の額縁領域1bにおけるソース端子部STP及びゲート端子部GTPの周辺部分の構成について、図8〜図13を用いて説明する。図8は、実施の形態に係るインセルタッチパネル1におけるソース端子部STP側の額縁領域1b周辺の構造を模式的に示す拡大平面図である。図9〜図13は、同インセルタッチパネル1におけるソース端子部STP側の額縁領域1b周辺の断面図である。図9は、第1タッチ中継配線610を通る断面図であり、図10は、第2タッチ中継配線620を通る断面図である。また、図11は、第1ソース中継配線510を通る断面図であり、図12は、第2ソース中継配線520を通る断面図であり、図13は、ゲート中継配線410を通る断面図である。なお、図9〜図13と図6及び図7とでは各層の厚さが異なるように図示されているが、図9〜図13と図6及び図7とにおける各層の厚さは同じである。なお、図9〜図13は、各配線に沿って切断したときの断面を模式的に示している。
図8に示すように、画像表示領域1aの複数のデータ線50及び複数のタッチ線60は、額縁領域1bにまで延ばされてソース端子部STPに接続される。複数のデータ線50及び複数のタッチ線60は、ソース端子部STPに集約されるので、シール部の内外で斜め配線となる。シール部は、液晶層300を封止するために第1基板100と第2基板200とを貼り合わせる封止部材が形成された領域である。
ソース端子部STPにおいて、複数のタッチ線60の各々は、当該タッチ線60に対応する各タッチ端子電極6bに接続される。
本実施の形態において、複数のタッチ線60は、異なる配線層を通る第1タッチ線61と第2タッチ線62とを含んでいる。したがって、複数のタッチ端子電極6bは、第1タッチ線61に接続される第1タッチ端子電極6b1と、第2タッチ線62に接続される第2タッチ端子電極6b2とを含む。
図8及び図9に示すように、第1タッチ線61は、斜め配線部に形成された第1タッチ中継配線610を経由して第1タッチ端子電極6b1に接続されている。つまり、第1タッチ線61と第1タッチ端子電極6b1とは、第1タッチ中継配線610を介して電気的に接続されている。
図9に示すように、第1タッチ中継配線610は、第1タッチ線61及び第1タッチ端子電極6b1とは異なる層に形成された第1中継配線部611を有する。本実施の形態において、第1タッチ線61は、CMT層に形成されており、第1タッチ端子電極6b1は、PIT層に形成された画素電極20と同層に形成されている。したがって、第1中継配線部611は、CMT層に形成された第1タッチ線61とは別の層に形成されているとともに、PIT層に形成された第1タッチ端子電極6b1とは別の層に形成されている。
本実施の形態において、第1タッチ中継配線610の第1中継配線部611は、GAL層に形成されたゲート線40と同層に形成されている。したがって、第1タッチ中継配線610は、第1タッチ線61がCMT層よりも下層のGAL層を経由してから第1タッチ端子電極6b1に接続されるように引き回されている。
第1タッチ中継配線610は、さらに、第1タッチ線61と当該第1タッチ中継配線610における第1中継配線部611との間の配線経路中に設けられた第2中継配線部612を有する。
本実施の形態において、第1タッチ中継配線610の第2中継配線部612は、PIT層に形成された画素電極20と同層に形成されている。したがって、第1タッチ中継配線610は、第1タッチ線61がCMT層よりも上層のPIT層を経由してから第1タッチ端子電極6b1に接続されるように引き回されている。
第1タッチ中継配線610は、さらに、当該第1タッチ中継配線610における第2中継配線部612と第1中継配線部611との間の配線経路中に設けられた第3中継配線部613と、当該第1タッチ中継配線610における第1中継配線部611と第1タッチ端子電極6b1との配線経路中に設けられた第4中継配線部614とを有する。
本実施の形態において、第3中継配線部613及び第4中継配線部614は、SD層に形成されたデータ線50と同層に形成されている。したがって、第1タッチ中継配線610は、第1タッチ線61が最下層のGAL層に直接接続されるのでなく、CMT層とGAL層との間のSD層を経由してからGAL層に接続されるように引き回されている。また、第1タッチ中継配線610は、最下層のGAL層に引き回された第1タッチ線61がPIT層の第1タッチ端子電極6b1に直接接続されるように引き回されるのでなく、最下層のGAL層に引き回された第1タッチ線61がCMT層とGAL層との間のSD層を経由してからPIT層の第1タッチ端子電極6b1に接続されるように引き回されている。
このように、画像表示領域1a内でCMT層に形成された第1タッチ線61は、接続部の内側では画素部及び斜め配線部でCMT層に形成されているが、接続部の外側ではCMT層よりも上層及び下層の配線層に乗り換えて第1タッチ端子電極6b1に接続されている。具体的には、第1タッチ線61は、シール部の内側では画素部及び斜め配線部ではCMT層に→PIT層(第2中継配線部)→SD層(第3中継配線部)→GAL層(第1中継配線部)→SD層(第4中継配線部)→PIT層(第1タッチ端子電極6b1)の順で配線層を乗り換えている。
一方、図8及び図10に示すように、第2タッチ線62は、斜め配線部に形成された第2タッチ中継配線620を経由して第2タッチ端子電極6b2に接続されている。つまり、第2タッチ線62と第2タッチ端子電極6b2とは、第2タッチ中継配線620を介して電気的に接続されている。
図10に示すように、第2タッチ中継配線620は、第2タッチ線62及び第2タッチ端子電極6b2とは異なる層に形成された第1中継配線部621を有する。本実施の形態において、第2タッチ線62は、CMT層に形成されており、第2タッチ端子電極6b2は、PIT層に形成された画素電極20と同層に形成されている。したがって、第1中継配線部621は、CMT層に形成された第2タッチ線62とは別の層に形成されているとともに、PIT層に形成された第2タッチ端子電極6b2とは別の層に形成されている。第2タッチ中継配線620の第1中継配線部621は、さらに、第1タッチ中継配線610の第1中継配線部611とは異なる層に形成されている。
本実施の形態において、第2タッチ中継配線620の第1中継配線部621は、SD層に形成されたデータ線50と同層に形成されている、したがって、第2タッチ中継配線620は、第2タッチ線62がCMT層よりも下層のSD層を経由してから第2タッチ端子電極6b2に接続されるように引き回されている。
第2タッチ中継配線620は、さらに、当該第2タッチ中継配線620における第2タッチ線62と第1中継配線部621との間の配線経路中に設けられた第2中継配線部622を有する。
本実施の形態において、第2タッチ中継配線620の第2中継配線部622は、PIT層に形成された画素電極20と同層に形成されている。したがって、第2タッチ中継配線620は、第2タッチ線62がCMT層よりも上層のPIT層を経由してから第2タッチ端子電極6b2に接続されるように引き回されている。
このように、CMT層に形成された第2タッチ線62は、第1タッチ線61と同様に、接続部の内側では画素部及び斜め配線部でCMT層に形成されているが、接続部の外側ではCMT層よりも上層及び下層の配線層に乗り換えて第2タッチ端子電極6b2に接続されている。ただし、第2タッチ線62は、第1タッチ線61とは異なる配線経路になっている。具体的には、第2タッチ線62は、CMT層→PIT層(第2中継配線部)→SD層(第1中継配線部)→PIT層(第2タッチ端子電極6b2)の順で配線層を乗り換えている。
なお、第1タッチ線61及び第2タッチ線62が配線層間を乗り換える部分(接続部及び実装部)では、上下の配線層の間に存在する1層又は複数の層間絶縁膜(第1絶縁膜121、第2絶縁膜122、第3絶縁膜123、第4絶縁膜124、第5絶縁膜125)にコンタクトホールが形成されている。このコンタクトホールを形成することで上下の配線層同士を接続することができる。したがって、コンタクトホールには、上の配線層の導電材料が埋め込まれることになる。このことは、後述する第1データ線51及び第2データ線52についても同様である。
また、本実施の形態において、第1タッチ線61と第1タッチ端子電極6b1とを接続する第1タッチ中継配線610と、第2タッチ線62と第2タッチ端子電極6b2とを接続する第2タッチ中継配線620とが、いずれもソース端子部STP(実装部)まで延在されている。具体的には、第1タッチ中継配線610の外側の端部と第2タッチ中継配線620の外側の端部とは、ソース端子部STPの下方に位置している。そして、第1タッチ中継配線610の外側の端部と第1タッチ端子電極6b1とは、第1コンタクトホールCH1を介して接続されており、第2タッチ中継配線620の外側の端部と第2タッチ端子電極6b2とは、第2コンタクトホールCH2を介して接続されている。
さらに、本実施の形態において、第1タッチ線61及び第2タッチ線62は、いずれもタッチ端子電極6bに接続される直前の配線層がSD層になっている。つまり、第1コンタクトホールCH1を介して第1タッチ端子電極6b1に接続される第1タッチ中継配線610の外側の端部は、SD層に位置する。また、第2コンタクトホールCH2を介して第2タッチ端子電極6b2に接続される第2タッチ中継配線620の外側の端部も、SD層に位置する。
以上、本実施の形態に係るインセルタッチパネル1によれば、複数のタッチ端子電極6bは、第1タッチ中継配線610を介して第1タッチ線61と電気的に接続された第1タッチ端子電極6b1と、第2タッチ中継配線620を介して第2タッチ線62と電気的に接続された第2タッチ端子電極6b2とを含む。そして、第1タッチ中継配線610は、第1タッチ線61及び第1タッチ端子電極6b1とは異なる層に形成された第1中継配線部611を有し、第2タッチ中継配線620は、第2タッチ線62及び第2タッチ端子電極6b2とは異なる層に形成されるとともに第1タッチ中継配線610の第1中継配線部611とは異なる層に形成された第1中継配線部621を有する。
つまり、第1タッチ線61と第2タッチ線62とは、異なる配線層を経由して、タッチ端子電極6bに接続されている。これにより、第1タッチ線61と第2タッチ線62とを途中で立体交差させることができるので、額縁領域1bにおける第1タッチ線61と第2タッチ線62との配線レイアウトの設計尤度を高めることができる。したがって、ゲート線40及びデータ線50に加えてタッチ線60を形成したとしても、額縁領域1bを大きくすることなく、複数のタッチ線60を額縁領域1bに集約させてタッチ端子電極6bに容易に接続することができる。
また、上述のとおり、ソース端子部STPには、複数のタッチ線60だけではなく、複数のデータ線50も接続される。複数のデータ線50の各々は、当該データ線50に対応する各ソース端子電極6aに接続される。
本実施の形態において、複数のデータ線50は、異なる配線層を通る第1データ線51と第2データ線52とを含んでいる。したがって、複数のソース端子電極6aは、第1データ線51に接続される第1ソース端子電極6a1と、第2データ線52に接続される第2ソース端子電極6a2とを含む。
図8及び図11に示すように、第1データ線51は、斜め配線部に形成された第1ソース中継配線510を経由して第1ソース端子電極6a1に接続されている。つまり、第1データ線51と第1ソース端子電極6a1とは、第1ソース中継配線510を介して電気的に接続されている。
図11に示すように、第1ソース中継配線510は、第1データ線51及び第1ソース端子電極6a1とは異なる層に形成された第1中継配線部511を有する。本実施の形態において、第1データ線51は、SD層に形成されており、第1ソース端子電極6a1は、PIT層に形成された画素電極20と同層に形成されている。したがって、第1中継配線部511は、SD層に形成された第1データ線51とは別の層に形成されているとともに、PIT層に形成された第1ソース端子電極6a1とは別の層に形成されている。
本実施の形態において、第1ソース中継配線510の第1中継配線部511は、GAL層に形成されたゲート線40と同層に形成されている、したがって、第1ソース中継配線510は、第1データ線51がSD層よりも下層のGAL層を経由してから第1ソース端子電極6a1に接続されるように引き回されている。
第1ソース中継配線510は、さらに、当該第1ソース中継配線510における第1データ線51と第1中継配線部511との間の配線経路中に設けられた第2中継配線部512を有する。
本実施の形態において、第1ソース中継配線510の第2中継配線部512は、SD層に形成されている。したがって、第1ソース中継配線510は、第1データ線51がSD層よりも下層のGAL層を経由してから再びSD層に戻ってから第1ソース端子電極6a1に接続されるように引き回されている。
このように、SD層に形成された第1データ線51は、接続部の内側では画素部及び斜め配線部でSD層に形成されているが、接続部の外側ではSD層よりも下層の配線層に乗り換えて第1ソース端子電極6a1に接続されている。具体的には、第1データ線51は、SD層→GAL層(第1中継配線部)→SD層(第2中継配線部)→PIT層(第1ソース端子電極6a1)の順で配線層を乗り換えている。
一方、図8及び図12に示すように、第2データ線52は、斜め配線部に形成された第2ソース中継配線520を経由して第2ソース端子電極6a2に接続されている。つまり、第2データ線52と第2ソース端子電極6a2とは、第2ソース中継配線520を介して電気的に接続されている。
図12に示すように、第2ソース中継配線520は、第2データ線52と同層に形成されている。そして、第2ソース中継配線520は、PIT層に形成された第2ソース端子電極6a2に接続されている。つまり、第2ソース中継配線520は、上下の配線層に乗り換えることなく、ソース端子部STPの下方まで延在されている。
このように、SD層に形成された第2データ線52は、第1データ線51と同様に、接続部の内側では画素部及び斜め配線部でSD層に形成されているが、第1データ線51とは異なり、上下の配線層に乗り換えることなく、第2ソース端子電極6a2に接続されている。具体的には、第2データ線52は、SD層→SD層(第2ソース中継配線)→PIT層(第2ソース端子電極6a2)の順で配線層を乗り換えている。
なお、第1データ線51及び第2データ線52についても、第1タッチ線61及び第2タッチ線62と同様に、いずれもソース端子電極6aに接続される直前の配線層がSD層になっている。
このように、第1データ線51と第2データ線52とは、異なる配線層を経由して、ソース端子電極6aに接続されている。これにより、第1データ線51と第2データ線52とを途中で立体交差させることができるので、額縁領域1bにおける第1データ線51と第2データ線52との配線レイアウトの設計尤度を向上させることができる。したがって、額縁領域1bを大きくすることなく、複数のデータ線50を額縁領域1bに集約させてソース端子電極6aに容易に接続することができる。
また、本実施の形態では、タッチ機能付きソースドライバがソース端子部STPに接続されるため、複数のデータ線50と複数のタッチ線60とが同じソース端子部STPに集約されるが、第1タッチ線61、第2タッチ線62、第1データ線51及び第2データ線52が、互いに異なる配線層を経由して、1つのソース端子部STPに集約されている。これにより、第1タッチ線61、第2タッチ線62、第1データ線51及び第2データ線52を途中で立体交差させることができるので、第1タッチ線61、第2タッチ線62、第1データ線51及び第2データ線52の配線レイアウトの設計尤度を向上させることができる。したがって、額縁領域1bを広げることなく、複数のデータ線50及び複数のタッチ線60を1つの端子部に容易に接続することができる。
なお、ゲート線40は、図13に示される配線経路で、ゲート端子部GTPのゲート端子電極5aに接続される。具体的には、ゲート線40は、ゲート中継配線410を経由してゲート端子電極5aに接続されている。つまり、ゲート線40とゲート端子電極5aとは、ゲート中継配線410を介して電気的に接続されている。
図13に示すように、ゲート中継配線410は、ゲート線40と同層のGAL層に形成された第1中継配線部411と、SD層に形成された第2中継配線部412とを有する。具体的には、第1中継配線部411は、ゲート端子部GTPの下方にまで延在されて、第2中継配線部412と接続されている。第2中継配線部412は、ゲート端子部GTPの下方に形成されており、ゲート端子電極5aに接続されている。なお、ゲート線40についても、第1タッチ線61及び第2タッチ線62と同様に、いずれもゲート端子電極5aに接続される直前の配線層がSD層になっている。
(変形例)
以上、本開示に係るインセルタッチパネル及び画像表示装置等について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば、図9に示すように、上記実施の形態では、第1タッチ中継配線610の端部と第1タッチ端子電極6b1とは、1つの第1コンタクトホールCH1を介して接続されていたが、これに限らない。具体的には、図14に示すように、第1タッチ中継配線610の端部と第1タッチ端子電極6b1とは、複数の第1コンタクトホールCH1を介して接続されていてもよい。つまり、第1タッチ中継配線610の端部と第1タッチ端子電極6b1とを接続するための第1コンタクトホールCH1は、複数であってもよい。また、図10に示される第2コンタクトホールCH2についても同様に、第2コンタクトホールCH2は、1つではなく、複数であってもよい。つまり、タッチ線60とタッチ端子電極6bとのコンタクト部は、複数であってもよい。
このように、ソース端子部STPにおいて、タッチ線60とタッチ端子電極6bとを複数のコンタクトホールによって接続することで、腐食等による断線を抑制することができる。なお、端子部において複数のコンタクトホールを形成することは、データ線50及びゲート線40についても適用することができる。
また、図9に示すように、上記実施の形態では、第1タッチ線61における第1タッチ中継配線610の端部とPIT層の第1タッチ端子電極6b1とは直接接続されていたが、これに限らない。具体的には、図15に示すように、第1タッチ中継配線610の端部と第1タッチ端子電極6b1とは、第1コンタクトホールCH1に形成された第1中継電極30Aを介して接続されていてもよい。第1中継電極30Aは、PIT層の画素電極20よりも下層に位置するMIT層の共通電極30と同層に形成されている。また、図示しないが、図10においても同様に、第2タッチ線62における第2タッチ中継配線620の端部とPIT層の第2タッチ端子電極6b2とは、第2コンタクトホールCH2に形成された第2中継電極を介して接続されていてもよい。この場合も、第2中継電極は、PIT層の画素電極20よりも下層に位置するMIT層の共通電極30と同層に形成されているとよい。
このように、タッチ線60とタッチ端子電極6bとを接続するためのコンタクトホールに中継電極を形成することで、腐食耐性を向上させることができる。この点について、以下説明する。
上記実施の形態におけるインセルタッチパネルである液晶表示装置では、タッチ機能を持たせるために複数の共通電極30とタッチ線60とを絶縁する必要があるので、タッチ機能を持たない液晶表示装置に比べて、複数の共通電極30とタッチ線60との間に第4絶縁膜124(TPS層)が追加されている。このため、端子部でのメタル層(SD層)の上の絶縁膜の数が多くなる。したがって、絶縁膜のエッチングにおけるメタル層の表面の雰囲気暴露時間が増えることとなり、メタル層の腐食の起点になりやすい。そこで、図15に示すように、第4絶縁膜124(TPS層)にコンタクトホールを形成するときのフォトリソグラフィ及びエッチングを利用して、MIT層の中継配線を形成して端子部におけるSD層とMIT層とを接続し、第5絶縁膜125(UPS層)のフォトリソグラフィ及びエッチングによってMIT層とPIT層とを接続している。このように、MIT層による中継電極を挿入することで、腐食耐性を向上させることができる。また、端子部における絶縁膜の数を3つから2つに減少させることができるので、エッチングによるダメージが減少する。このことによっても、腐食耐性が向上する。
また、図16に示すように、第1タッチ線61における第1タッチ中継配線610の端部と第1タッチ端子電極6b1とを接続するための第1コンタクトホールCH1を複数形成した上で、第1コンタクトホールCH1にMIT層の第1中継電極30Aを形成してもよい。これにより、腐食耐性を一層向上させることができる。なお、図示しないが、第2タッチ中継配線620の端部と第2タッチ端子電極6b2とを接続するための第2コンタクトホールCH2についても同様に、第2コンタクトホールCH2を複数形成した上で第2コンタクトホールCH2にMIT層の第2中継電極を形成してもよい。
また、上記実施の形態では、データ線50とトランジスタ10のドレイン電極10Dとが接続され、画素電極20とトランジスタ10のソース電極10Sとが接続されていたが、これに限らない。データ線50とトランジスタ10のソース電極10Sとが接続され、画素電極20とトランジスタ10のドレイン電極10Dとが接続されていてもよい。
また、上記実施の形態では、ゲート線40が行方向に延在し、データ線50及びタッチ線60が列方向に延在していたが、これに限らない。ゲート線40が列方向に延在し、データ線50及びタッチ線60が行方向に延在していてもよい。つまり、第1方向が列方向で、第1方向に直交する方向が行方向であってもよい。この場合、赤色画素PXR、緑色画素PXG及び青色画素PXBの3種の画素は、所定の配列で列方向に周期的に配列されていればよい。
その他、上記実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
1 インセルタッチパネル
1a 画像表示領域
1b 額縁領域
2 画像表示装置
3 バックライト
4 画像処理部
5 ゲートドライバ
5a ゲート端子電極
6 ソースドライバ
6a ソース端子電極
6a1 第1ソース端子電極
6a2 第2ソース端子電極
6b タッチ端子電極
6b1 第1タッチ端子電極
6b2 第2タッチ端子電極
10 トランジスタ
10G ゲート電極
10S ソース電極
10D ドレイン電極
10SC 半導体層
20 画素電極
30 共通電極
30A 第1中継電極
40 ゲート線
50 データ線
51 第1データ線
52 第2データ線
60 タッチ線
61 第1タッチ線
62 第2タッチ線
100 第1基板
110 第1透明基材
121 第1絶縁膜
122 第2絶縁膜
123 第3絶縁膜
124 第4絶縁膜
124a コンタクトホール
125 第5絶縁膜
200 第2基板
210 第2透明基材
220 ブラックマトリクス
230 カラーフィルタ
240 スペーサ
300 液晶層
410 ゲート中継配線
411、511、611、621 第1中継配線部
412、512、612、622 第2中継配線部
510 第1ソース中継配線
520 第2ソース中継配線
610 第1タッチ中継配線
620 第2タッチ中継配線
613 第3中継配線部
614 第4中継配線部
PX 画素
PXR 赤色画素
PXG 緑色画素
PXB 青色画素
STP ソース端子部
GTP ゲート端子部
CH1 第1コンタクトホール
CH2 第2コンタクトホール

Claims (9)

  1. 第1方向と前記第1方向に直交する第2方向とに配列された複数の画素によって構成された画像表示領域及び前記画像表示領域を囲む額縁領域を有するインセルタッチパネルであって、
    前記複数の画素の各々に設けられたトランジスタ及び画素電極と、
    前記第1方向及び前記第2方向の各々に配列され、各々が1つ以上の前記画素電極に対向するとともに互いに分離して設けられた複数の共通電極と、
    前記第1方向に沿って延在し、前記複数の画素の各々における前記トランジスタにゲート信号を供給する複数のゲート線と、
    前記第2方向に沿って延在し、前記複数の画素の各々における前記トランジスタにデータ信号を供給する複数のデータ線と、
    前記第2方向に沿って延在し、各々に対応する共通電極に接続された複数のタッチ線と、
    前記額縁領域に設けられ、前記複数のタッチ線と電気的に接続された複数のタッチ端子電極を含む端子部とを備え、
    前記複数のタッチ線は、第1タッチ線と第2タッチ線とを含み、
    前記複数のタッチ端子電極は、第1タッチ中継配線を介して前記第1タッチ線と電気的に接続された第1タッチ端子電極と、第2タッチ中継配線を介して前記第2タッチ線と電気的に接続された第2タッチ端子電極とを含み、
    前記第1タッチ中継配線は、前記第1タッチ線及び前記第1タッチ端子電極とは異なる層に形成された第1中継配線部を有し、
    前記第2タッチ中継配線は、前記第2タッチ線及び前記第2タッチ端子電極とは異なる層に形成されるとともに前記第1タッチ中継配線の前記第1タッチ中継配線とは異なる層に形成された第1中継配線部を有する、
    インセルタッチパネル。
  2. 前記第1タッチ中継配線の前記第1中継配線部は、前記ゲート線と同層に形成されており、
    前記第2タッチ中継配線の前記第1中継配線部は、前記データ線と同層に形成されている、
    請求項1に記載のインセルタッチパネル。
  3. 前記第1タッチ中継配線は、前記第1タッチ線と当該第1タッチ中継配線における前記第1中継配線部との間の配線経路中に設けられた第2中継配線部を有し、
    前記第2タッチ中継配線は、前記第2タッチ線と当該第2タッチ中継配線における前記第1中継配線部との間の配線経路中に設けられた第2中継配線部を有し、
    前記第1タッチ中継配線の前記第2中継配線部及び前記第2タッチ中継配線の前記第2中継配線部は、前記画素電極と同層に形成されている、
    請求項2に記載のインセルタッチパネル。
  4. 前記第1タッチ中継配線は、当該第1タッチ中継配線における前記第2中継配線部と前記第1中継配線部との間の配線経路中に設けられた第3中継配線部と、当該第1タッチ中継配線における前記第1中継配線部と前記第1タッチ端子電極との配線経路中に設けられた第4中継配線部とを有し、
    前記第3中継配線部及び前記第4中継配線部は、前記データ線と同層に形成されている、
    請求項3に記載のインセルタッチパネル。
  5. 前記第1タッチ中継配線の端部と前記第2タッチ中継配線の端部とは、前記端子部の下方に位置し、
    前記第1タッチ中継配線の端部と前記第1タッチ端子電極とは、第1コンタクトホールを介して接続されており、
    前記第2タッチ中継配線の端部と前記第2タッチ端子電極とは、第2コンタクトホールを介して接続されている、
    請求項4に記載のインセルタッチパネル。
  6. 前記第1コンタクトホール及び前記第2コンタクトホールは、複数である、
    請求項5に記載のインセルタッチパネル。
  7. 前記第1タッチ端子電極及び前記第2タッチ端子電極とは、前記画素電極と同層に形成されている、
    請求項5又は6に記載のインセルタッチパネル。
  8. 前記第1タッチ中継配線の端部と前記第1タッチ端子電極とは、前記第1コンタクトホールに形成された第1中継電極を介して接続されており、
    前記第2タッチ中継配線の端部と前記第2タッチ端子電極とは、前記第2コンタクトホールに形成された第2中継電極を介して接続されており、
    前記第1中継電極と前記第2中継電極とは、前記画素電極よりも下層の前記共通電極と同層に形成されている、
    請求項7に記載のインセルタッチパネル。
  9. さらに、前記端子部は、前記複数のデータ線と電気的に接続された複数のソース端子電極を含み、
    前記複数のソース端子電極の各々は、ソース中継配線を介して前記複数のデータ線の各々と電気的に接続され、
    前記ソース中継配線は、前記データ線とは異なる層に形成されている、
    インセルタッチパネル。
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