JP6325085B2 - 表示パネル及び表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、タッチスクリーンを備えた表示パネル、及びこれを備えた表示装置、並びにタッチスクリーンを備えた液晶パネルの製造方法に関する。
使用者の指またはペンなどの指示体によって指示されたタッチスクリーン上の位置（以下「タッチ位置」という場合がある）を検出して出力する装置として、タッチパネルが広く知られている。タッチパネルにおけるタッチ位置の検出方式としては、複数の検出方式が知られている。そのうちの静電容量方式のタッチパネルの一つとして、投影型静電容量（Projected Capacitive）方式のタッチパネルがある。
投影型静電容量方式のタッチパネルは、タッチスクリーンの使用者側の面（以下「表側面」という場合がある）を、厚さが数ｍｍ程度のガラス板などの保護板で覆った場合でも、タッチ位置の検出が可能である。投影型静電容量方式のタッチパネルは、保護板を表側面に配置できるので堅牢性に優れる点、可動部が無いので長寿命である点などの利点を有している。
投影型静電容量方式のタッチパネルのタッチスクリーンは、行方向のタッチ位置の座標を検出する検出用行方向配線と、列方向のタッチ位置の座標を検出する検出用列方向配線とを備えて構成される（たとえば特許文献１参照）。以下の説明では、検出用行方向配線と検出用列方向配線とを合わせて、「検出用配線」という場合がある。
特許文献１には、タッチパネルに相当するタッチパッドシステムが開示されている。特許文献１に開示されるタッチパッドシステムは、静電容量（以下、単に「容量」という場合がある）を検出するための検出用配線として、薄い誘電膜上に形成された第１シリーズの導体エレメントと、第１シリーズの導体エレメント上に絶縁膜を隔てて形成された第２シリーズの導体エレメントとを備えている。各導体エレメント間には電気的接触はなく、表側面の法線方向から見た第１シリーズの導体エレメントと第２シリーズの導体エレメントの一方が、もう一方と重なるが、電気的接触の無い交差部分が形成されている。
指示体のタッチ位置の位置座標は、指などの指示体と、検出用配線である導体エレメントとの間に形成される容量（以下「タッチ容量」という場合がある）を検出回路で検出することによって特定される。また、１以上の導体エレメントの検出容量の相対値によって、導体エレメント間のタッチ位置を補間することができる。
以下の説明では、透明誘電体基板に検出用列方向配線と検出用行方向配線とが配置された部材を「タッチスクリーン」といい、タッチスクリーンに検出用回路が接続された装置を「タッチパネル」という。また、タッチスクリーンにおいて、タッチ位置を検出可能な領域を「操作領域」または「検出可能エリア」という。
タッチスクリーンの操作領域において、指示体のタッチ位置をくまなく検出するためには、検出用配線を操作領域上に密に配置する必要がある。このように検出用配線を操作領域上に密に配置する場合には、検出用配線が使用者に視認されるという問題を回避する必要がある。
検出用配線を、たとえばインジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide；略称：ＩＴＯ）などの透明導電膜で構成すると、検出用配線が使用者に視認される可能性は低くなる。しかし、ＩＴＯなどの透明導電膜は、電気抵抗（以下、単に「抵抗」という場合がある）が比較的高く、タッチスクリーンの大型化に不利であるという問題がある。また、ＩＴＯなどの透明導電膜は、他の金属配線との間で、比較的容易に腐食が発生し、配線が断線する問題があり、液晶表示素子（Liquid Crystal Display；略称：ＬＣＤ）にタッチスクリーンを装着して使用する場合には、湿度や水滴等に対する安定性に課題がある。
検出用配線の材料としては、たとえば銀またはアルミニウムなどの低抵抗の金属材料も用いることができる。検出用配線として、金属材料で構成される配線（以下「金属配線」という場合がある）を用いることによって、検出用配線の抵抗を低くすることはできるが、金属配線は、不透明であるので、視認されやすいという問題がある。金属配線の視認性を低くし、かつタッチスクリーンの透過率を高くするためには、金属配線を細線化し、メッシュ配線化する方法がある。特許文献２には、金属の微細配線による投影容量タッチスクリーンが開示されている。
細線化した金属メッシュ配線を用いて、タッチスクリーンの操作領域上に密に配置すると、検出用列方向配線と検出用行方向配線との間の寄生容量（以下「線間容量」という場合がある）の大幅な増大という問題が発生し、たとえば配線遅延の増大、ノイズの増加といった弊害を引き起こす。
配線遅延は、配線の抵抗を低減することによって、ある程度は緩和することができる。配線遅延を緩和するために配線の抵抗を低減する技術は、たとえば特許文献３に開示されている。
特許文献３に開示されるタッチスクリーンは、検出用行方向配線及び検出用列方向配線を、それぞれ直線状かつ細線状の金属配線を繋いだジグザグパターンとすることによって、低抵抗化と線間容量の低減との両立を図っている。
また、特許文献３に開示されるタッチスクリーンでは、大略的に行方向に延設された複数本の検出用行方向配線を電気的に接続して、行方向の束配線とするとともに、大略的に列方向に延設された複数本の検出用列方向配線を電気的に接続して、列方向の束配線としている。これによって、指などの指示体と検出用行方向配線との間の容量、及び指示体と検出用列方向配線との間の容量から成るタッチ容量を均一に検出することを可能としている。
しかしながら、特許文献１から特許文献３に開示されるタッチスクリーンを装着した表示装置では、表示パネルとは別の透明基板上に検出用配線を形成し、この透明基板を表示パネル上に設置するため、表示装置の厚みや重量が増加する。厚みや重量の増加は、薄型、軽量であることが要求される携帯機器等において、重要な課題であった。
これに対して、タッチスクリーンを装備した表示装置を携帯機器等に適用するための薄型化、軽量化の手段として、表示パネルの内部や表4面にタッチスクリーンの機能を集積化する方式が特許文献４及び特許文献５に開示されている。特許文献４のように表示パネルの内部にタッチスクリーンを集積化する方式をインセル方式、特許文献５のように表示パネルの表面に集積化する方式をオンセル方式と呼ぶ。
特表平９−５１１０８６号公報 特開２０１２−１０３７６１号公報 特開２０１０−６１５０２号公報 特開２０１０−２３１７７３号公報 特開２００８−１８５７８５号公報
インセル方式では、表示パネルの内部の薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；略称：ＴＦＴ）アレイ基板上にタッチスクリーンの検出用配線が形成される。そのため、検出用配線や絶縁層は外部にある水分や化学物質から保護され、耐環境性に優れた表示パネルを実現することができる。
しかしながら、検出用配線が表示パネルの内部に形成されるため、検出用配線とタッチ位置との間に、表示パネルの一部であるカラーフィルタ基板、その上に設置される偏光板及び保護板等が介在する。その結果、タッチ位置の検出に必要な静電容量の変化が小さくなり、検出感度が低下するという問題がある。さらに、表示パネルを駆動する電極配線の近傍に検出用配線が形成されるため、表示パネルの駆動に起因するノイズが大きいという問題もある。
一方、オンセル方式では、指等の指示体と検出用配線との間に偏光板と保護板のみ挟まれる。また、表示パネルを駆動する電極配線と検出用配線とは、カラーフィルタ基板を介して形成される。そのため、表示パネルの駆動に起因するノイズが比較的小さく、タッチ位置の検出のＳ／Ｎ比（Signal to Noise ratio）が大きいという特徴がある。
しかしながら、検出用配線、及び絶縁層は、表示パネルの表面に形成されるため、外部からの水分や化学物質の影響を受けやすい。また、表示パネルの形成後に検出用配線や絶縁層を形成するため、プロセスや温度に制約があり、耐水性、耐薬品性に優れたタッチスクリーンを形成することができない。そのため、薄型、軽量、かつ高い耐環境性が要求される車載機器や産業用途への適用は困難である。さらに、プロセスや温度に制約があるため、透過率の高い絶縁膜を形成することが難しく、表示画面の黄ばみや透過率の低下が発生する。
以上のように、薄型化、軽量化の実現のためにタッチスクリーン機能を集積化した従来の表示パネルにおいては、高い検出感度と高い耐環境性との両立は困難である。また、いずれの方式においても、タッチ位置の検出感度と表示パネルの耐環境性とを両立する解決策は示されていない。
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、薄型、軽量で、しかも、屋外等の厳しい使用環境にも耐える耐環境性に優れ、かつタッチ位置の検出感度に優れたタッチスクリーンを備えた表示パネルを提供することを目的とする。
この発明に係る表示パネルは、観察者側に配置される第１の基板と第１の基板の観察者側と反対側に配置される第２の基板との間に表示機能層を挟んで形成される表示機能部と、金属の導電材料からなる上部配線及び下部配線を有し、下部配線と上部配線との間に層間絶縁膜を配置し、下部配線、上部配線及び層間絶縁膜を保護膜で覆って構成されるタッチスクリーン部とを備えた表示パネルであって、タッチスクリーン部の下部配線は、第１の基板の観察者側の面に形成されることを特徴とする。
また、この発明は、観察者側に配置される第１の基板の観察者側の面に、金属の導電材料からなる下部配線及び上部配線と、下部配線と上部配線との間に設けられて下部配線と上部配線とを電気的に絶縁する層間絶縁膜と、下部配線、上部配線及び層間絶縁膜を覆う保護膜とで構成されるタッチスクリーン部を形成する検出配線形成工程と、検出配線形成工程後、第１の基板の観察者側と反対側の面にカラーフィルタ層を形成するカラーフィルタ層形成工程と、液晶を駆動する画素電極及び薄膜トランジスタを第２の基板に形成するＴＦＴアレイ基板製造工程と、第１の基板と第２の基板との間に液晶層を注入する組立工程とを備えた液晶パネルの製造方法でもある。
この発明に係る表示パネルは、上記のように構成したことにより、タッチスクリーン機能を集積化した薄型で軽量な表示パネルにおける、高い検出感度と高い耐環境性とを実現できる。
実施の形態１に係る表示パネルの全体構成を示す平面図である 実施の形態１に係る表示パネルの断面図である。 実施の形態１に係るタッチスクリーン部の斜視図である。 図１の領域Ａを拡大して示す射影図である。 図１の領域Ａの別の構成を拡大して示す射影図である 実施の形態１に係るタッチスクリーン部の断面図である。 実施の形態１に係るタッチスクリーン部の断面図である。 検出用配線の間隔とカラーフィルタ基板の厚さとの比と、クロス容量の変化量との関係を示すグラフである。 実施の形態１に係るタッチスクリーン部の検出感度の改善効果を説明するための模式図である。 実施の形態１に係る表示装置の断面図である。 実施の形態１に係る表示パネルの製造工程を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る表示パネルの製造工程を示す模式図である。 実施の形態１に係る表示パネルの製造工程を示す模式図である。 実施の形態２に係るタッチスクリーン部の断面図である。 実施の形態２に係るタッチスクリーン部の効果を説明するための断面図である。 実施の形態２に係るタッチスクリーン部の断面図である。 実施の形態３に係るタッチスクリーン部の断面図である。 実施の形態４に係るタッチスクリーン部の断面図である。 実施の形態４に係るタッチスクリーン部の効果を説明するための断面図である。 実施の形態４に係るタッチスクリーン部の効果を説明するための断面図である。 実施の形態５に係るタッチスクリーン部の断面図である。 実施の形態６に係るタッチスクリーン部の断面図である。 実施の形態７に係る表示装置の別の構成を示す断面図である。 従来の表示パネルの断面図である。
＜第１の実施の形態＞
本発明の表示パネルは、タッチスクリーンを集積化した表示パネルである。本実施の形態では、一例として、液晶パネルにタッチスクリーンを集積化した場合を示す。しかしながら、表示パネルは液晶パネルに限定されるものではなく、対向する２枚の透明基板の間に表示機能を有する表示機能層を挟んで形成されるもの（表示機能部ともいう）であればよい。たとえば有機ＥＬ（Electro-Luminescence）パネルや電子ペーパーパネル等においても、各パネルの使用者側の面となる透明基板上にタッチスクリーンを集積化することが可能である。
はじめに、本発明の表示パネル２の全体構成について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態である表示パネル２の構成を模式的に示す平面図である。図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図３は、表示パネル２に集積化したタッチスクリーンの検出可能エリアの構成を模式的に示す斜視図である。なお、図１は、表示パネル２の表面の法線方向から見た射影図である。表示パネル２の表面は、表示パネル２の使用者に面する表側の面であり、法線方向は、表示パネル２の表面に垂直な方向である。以下、「射影図」は、この方向、すなわち表示パネル２を法線方向から見た射影図を指すものとする。
図２に示すように、表示パネル２は、タッチスクリーン部１と、カラーフィルタ基板１０と、ＴＦＴアレイ基板５４と、カラーフィルタ基板１０とＴＦＴアレイ基板５４との間に狭持されシール材５２で封止された液晶層５０と、上部偏光板１３と、下部偏光板５３とを備える。本実施の形態においては、カラーフィルタ基板１０と、ＴＦＴアレイ基板５４と、液晶層５０とで表示機能部３を構成する。また、タッチスクリーン部１とカラーフィルタ基板１０とを合わせて、タッチスクリーンを集積化したカラーフィルタ基板１０という場合がある。
カラーフィルタ基板１０は、ガラスなどの透明基板１４上に、カラーフィルタ層７６を形成して構成される。カラーフィルタ層７６は、ブラックマトリクス７１、及び色材層７５を備える。色材層７５は、Ｒｅｄ層７２、Ｇｒｅｅｎ層７３、Ｂｌｕｅ層７４の各層を含む。カラーフィルタ基板１０の透明基板１４においては、ブラックマトリクス７１及び色材層７５を形成した面を表面、その反対側の面を裏面とする。よって、カラーフィルタ基板１０は、透明基板１４の表面が液晶層５０側に、裏面が観察者側になるよう配置される。なお、以下では、透明基板１４の裏面のことをカラーフィルタ基板１０の裏面という場合がある。
ＴＦＴアレイ基板５４は、ガラスなどの透明基板５８上に、画素電極５７と、画素電極５７への印加電圧をスイッチングするＴＦＴ（図示せず）と、液晶層５０を駆動するための電圧をＴＦＴに供給するＴＦＴアレイ配線５１と、ＴＦＴアレイ配線５１を外部回路と接続するためのＴＦＴアレイ端子５６とを形成して構成される。ＴＦＴアレイ基板５４の透明基板５８においては、画素電極５７、ＴＦＴ等を形成した面を表面、その反対側の面を裏面とする。ＴＦＴアレイ基板５４は、透明基板５８の表面が液晶層５０側になるよう配置され、液晶に電圧を印加する。表示パネルが液晶パネルの場合、透明基板５８の裏面に、表示パネル２を光学シャッターとして機能させるために必要な下部偏光板５３を貼り付けてもよい。なお、透明基板５８の表面のことをＴＦＴアレイ基板５４の表面という場合がある。
本実施の形態のタッチスクリーン部１は、投影型静電容量方式のタッチスクリーンである。タッチスクリーン部１は、複数の検出用の行方向配線２１と、複数の検出用の列方向配線３１と、行方向配線２１と列方向配線３１との間に設けられた層間絶縁膜１１と、行方向配線２１、列方向配線３１及び層間絶縁膜１１を覆う保護膜１２とを備える。タッチスクリーン部１は、カラーフィルタ基板１０の裏面、つまり、観察者側の面に形成される。したがって、カラーフィルタ基板１０の一部である透明基板１４とタッチスクリーン部１とをあわせたものが、従来のタッチスクリーンに相当する。
図１に示すように、行方向配線２１は、行方向（図１中のｘ方向に相当）に延在し、列方向に間隔をあけて複数本配列される。列方向配線３１は、列方向（図１中のｙ方向に相当）に延在し、行方向に間隔をあけて複数本配列される。以下、行方向配線２１と列方向配線３１とを総称して、「検出用配線２１，３１」という場合がある。行方向配線２１は、電気的に接続された複数の下部配線２０からなる。列方向配線３１は、電気的に接続された複数の上部配線３０からなる。
下部配線２０は、アルミニウム等の金属の導電材料の単層膜または多層膜、あるいは他の導電材料との多層構造からなり、予め定める本数で電気的に接続されて行方向配線２１を構成する。上部配線３０は、下部配線２０と同様、アルミニウム等の金属の導電材料の単層膜、あるいは多層膜からなり、予め定める本数で電気的に接続されて列方向配線３１を構成する。なお、図１では、便宜上、下部配線２０と上部配線３０とを省略している。下部配線２０及び上部配線３０の具体的な構成については後述する。
行方向配線２１の各々は、引き出し配線Ｒ１〜Ｒ６によって、カラーフィルタ基板１０の端部に設けられたタッチスクリーン端子５５に接続される。列方向配線３１の各々は、引き出し配線Ｃ１〜Ｃ８によって、カラーフィルタ基板１０の端部に設けられたタッチスクリーン端子５５に接続される。複数のタッチスクリーン端子５５でタッチスクリーン端子部８が構成される。タッチスクリーン端子部８は、タッチによる静電容量の変化を検出するための検出用ＩＣ（Integrated Circuit）などの外部回路と接続される。検出用ＩＣは、表示パネル２の表面に配置されたタッチスクリーン部１の行方向配線２１及び列方向配線３１と指示体との間に形成される静電容量に基づいて、指示体によって指示されたタッチスクリーン上の位置を検出する。
引き出し配線Ｒ１〜Ｒ６は、タッチスクリーン端子部８に近い引き出し配線から順に、検出可能エリアの外周に沿って配置され、他の引き出し配線の配置位置に達してからは、他の引き出し配線に沿って配置される。このように、引き出し配線Ｒ１〜Ｒ６は、検出可能エリアの外周側に詰めて配置される。また、引き出し配線Ｃ１〜Ｃ８も同様に、タッチスクリーン端子部８に近い引き出し配線から順に、検出可能エリアの外周側に詰めて配置され、他の引き出し配線の配置位置に達してからは、他の引き出し配線に沿って配置される。
このように、引き出し配線Ｒ１〜Ｒ６，Ｃ１〜Ｃ８を検出可能エリアの外周側になるべく詰めて配置することで、タッチスクリーンを集積化した表示パネル２の外周部を小さくすることができる。また、行方向の引き出しの引き出し配線Ｒ１〜Ｒ６と、列方向の引き出し配線Ｃ１〜Ｃ６との間に、下部配線２０あるいは上部配線３０によるシールド電極４０を配置してもよい。このような引き出し配線の配置とすることで、表示部分から発生する電磁ノイズや、引き出し配線間のノイズの影響を低減することができる。
図３は、表示パネル２に集積化したタッチスクリーン部１において、タッチ位置の検出が可能な検出可能エリアの一部を模式的に示した斜視図である。図に示すように、タッチスクリーン部１の検出可能エリアは、横方向（行方向）に伸びる複数の行方向配線２１と、その手前側に平面視重なりで縦方向（列方向）に伸びる複数の列方向配線３１とから構成されたマトリックス領域である。マトリックス領域においては、行方向配線２１及び列方向配線３１を構成する下部配線２０及び上部配線３０の割合が同一であることが表示品質上望ましい。列方向配線３１は、層間絶縁膜１１を介して行方向配線２１の上に形成される。行方向配線２１、列方向配線３１及び層間絶縁膜１１の上には保護膜１２が設けられる。また、タッチスクリーン部１の上面には、液晶パネルを構成する上部偏光板１３が貼り付けられる。
行方向配線２１と列方向配線３１との間に設けられた層間絶縁膜１１は、行方向配線２１と列方向配線３１とを電気的に絶縁する。また、層間絶縁膜１１は、その一部あるいは全てが、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化窒化膜等の透明性シリコン系無機絶縁膜、アルミナ等の金属酸化物からなる透明性無機絶縁膜、主鎖がシリコン酸化物、シリコン窒化物あるいはシリコン酸化窒化物からなり、側鎖や官能基に有機物が結合している高分子材料からなる有機系無機絶縁膜、または主鎖が炭素からなり高温焼成により硬化して得られる、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ノボラック樹脂またはオレフィン樹脂などの樹脂を熱硬化して得る有機絶縁膜等の材料により形成される。
保護膜１２は、透明基板１４の裏面のタッチスクリーン端子５５以外の領域に設けられ、検出用配線２１，３１及び層間絶縁膜１１を覆う。保護膜１２は、層間絶縁膜１１と同様の材料により形成される。表示パネル２が液晶パネルの場合、表示部に対応する表示領域の保護膜１２上に液晶パネル用のアンチグレア処置が施された上部偏光板１３を貼り付けてもよい。
また、本実施の形態の表示パネル２においては、透明基板１４の裏面にタッチスクリーン部１を形成した後、表面にカラーフィルタ層７６を形成する。したがって、カラーフィルタ層７６の形成工程や完成後の使用環境下で使用される化学薬液や水分に対し、十分な耐性を有する材料でタッチスクリーン部１の層間絶縁膜１１及び保護膜１２を形成することで、検出用配線に与える薬液ダメージを低減することができる。
さらに、層間絶縁膜１１及び保護膜１２は、空気中を浮遊する砂塵やガラスと同程度の硬度、具体的には硬度７以上の膜を用いて形成する。これにより、タッチスクリーンを集積化したカラーフィルタ基板１０の形成工程での傷、たとえば搬送中のステージとの擦れや使用環境下での傷の発生が抑制され、防傷性が向上する。また、タッチスクリーンを集積化したカラーフィルタ基板１０の形成工程で発生した傷は、断線や腐食の原因となるとともに、光の透過や反射の状態の変化により表示欠陥として視認されるため、表示パネルの歩留低下の原因となる。したがって、層間絶縁膜１１及び保護膜１２に硬度７以上の膜を適用することにより、基板上の傷が低減し、歩留が改善する。
本実施の形態においては、図１，２に示すように、ＴＦＴアレイ端子５６とタッチスクリーン端子５５とを表示パネルの同一の辺に配置してもよい。これにより、表示パネルの表示領域以外の外縁部（額縁部）を狭くすることができる。なお、同一の辺に配置した場合、ＴＦＴアレイ基板５４の駆動用ＩＣとタッチスクリーン部１の検出用ＩＣとが接近し、駆動用ＩＣのノイズによるタッチ検出のＳ／Ｎ比の低下が発生することがある。この場合には、ＴＦＴアレイ端子５６とタッチスクリーン端子５５とを表示パネル異なる辺に配置することが好ましい。
次に、本実施の形態の表示パネルの検出用配線２１，３１を構成する下部配線２０及び上部配線３０について詳しく説明する。
図４，５は、図１のタッチスクリーン部１の領域Ａを拡大して示す平面図である。タッチスクリーン部１の検出可能エリアは、行方向配線２１と列方向配線３１とが交差する部分によって所定数の領域に分割される。この所定数の領域のうちの１つが領域Ａである。領域Ａは、行方向配線２１の幅と列方向配線３１の幅とで規定される領域であり、タッチ位置を検出するときの検出単位となる。
図４は、本実施の形態に係るタッチスクリーン部１の領域Ａに形成された下部配線２０及び上部配線３０を示す図である。下部配線２０及び上部配線３０は、行方向あるいは列方向に対して斜め４５°方向に傾けた直線状の金属配線を所定のピッチで配設して形成される。複数の下部配線２０は、所定の第１ピッチで左右方向（図４ではＸ（行）方向）に繰り返し配列されている。複数の上部配線３０は、所定の第２ピッチで上下方向（図４ではＹ（列）方向）に繰り返し配列されている。
下部配線２０及び上部配線３０の配列間隔は、０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲であることが望ましい。下部配線２０及び上部配線３０の配列間隔が０．１ｍｍ未満となると、タッチスクリーン部１を透過する光の透過率が低くなる。一方、配列間隔が１ｍｍを超えると、検出用配線２１，３１の交差部分の配置間隔も広くなり、タッチ位置の位置検出精度が低下する。したがって、下部配線２０及び上部配線３０の配列間隔は、前述のように０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲であることが望ましい。
また、下部配線２０及び上部配線３０は、すべての領域で網の目状に接続されている必要はなく、配線間の容量を調整する目的で、適時、切断されていてもよい。図４中に二点鎖線の円で示した部分のうち、Ｃは配線が交差する交差部を示し、Ｄは配線が切断されている断線部を示す。また、ひとつのタッチ検出エリアである領域Ａの中に基本パターンＢ（図４中に二点鎖線の四角で示す領域）を繰り返し配置することで、検出感度の位置バラツキを防止することができる。
さらに、下部配線２０、上部配線３０の配列間隔を液晶表示素子（Liquid Crystal Display；略称：ＬＣＤ）などの表示素子の画素ピッチの整数倍にすると、モアレが非常に生じやすくなる。したがって、表示機能部（表示素子）または固定的に図示される絵図に周期構造がある場合は、配列間隔を周期構造の周期の整数倍以外にすることが望ましい。
図５は、本実施の形態に係る下部配線２０及び上部配線３０の別の具体例を示す図である。図５に示す下部配線２０及び上部配線３０は、透明基板１４の法線方向から見たときに、曲線状の配線で構成され、曲線部分の法線が全方位を向くように形成される。曲線状の配線は、中心が斜め４５°方向に配設される。なお、図４と同様に、領域Ａは、基本パターンＢの繰り返しで形成される。また、配線の交差部Ｃと配線の切断部Ｄとを組み合わせることで、要求される配線抵抗及び配線容量を得ることができる。
図５に示すように、配線を直線ではなく曲線とすることで、配線表面からの反射光が特定の方向に集中することなく広角度に分散されるため、反射光が輝線として視認されて表示品質が低下することを防止する効果が得られる。
次に、下部配線２０及び上部配線３０の断面構造について説明する。図６は、タッチスクリーン部１の断面図であり、図４におけるＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。図７は、タッチスクリーン端子部８の断面図であり、図１のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
図６に示すように、タッチスクリーン部１において、検出用配線２１，３１を構成する下部配線２０及び上部配線３０は、配線層２０ａ，３０ａと、配線層２０ａ，３０ａの上面にそれぞれ設けられる反射低減層２０ｂ、３０ｂとからなる。配線層２０ａと反射低減層２０ｂとからなる下部配線２０は、カラーフィルタ基板１０を構成する透明基板１４の裏面、すなわち、表示パネルの観察者側となる面に設けられる。下部配線２０の上には、層間絶縁膜１１が形成される。下部配線２０及び層間絶縁膜１１の上には、配線層３０ａと反射低減層３０ｂとからなる上部配線３０が設けられる。最上層には、保護膜１２が形成される。
本実施の形態では、下部配線２０及び上部配線３０は、アルミニウム系合金層とその窒化層との多層構造としてもよい。アルミニウム系合金層を適用することで、配線抵抗を小さくすることができるため、より狭い配線幅や、配線間ピッチの広い検出用配線の適用が可能となり、検出可能エリアの光の透過率を向上させることができるとともに、タッチスクリーンの大型化が可能になる。また、下部配線２０及び上部配線３０の上面に、窒化アルミニウム等の反射低減層２０ｂ，３０ｂを形成した多層構造とすることで、配線表面の反射率を低減することができる。さらに、下部配線２０及び上部配線３０は、アルミニウム系合金層とその窒化層の多層構造としたが、材料をアルミニウムに限定するものではなく、銀、銅、モリブデン、チタン及びその合金の単層または多層膜で下部配線２０及び上部配線３０を形成してもよい。たとえば、下部配線２０の配線層２０ａをアルミニウム系合金層とその窒化層の多層構造とし、さらに、その上層に設ける反射低減層２０ｂをＩＴＯ等の透明配線材料としてもよい。
図７に示すように、タッチスクリーン端子部８を構成するタッチスクリーン端子５５は、配線層８０ａ，９０ａと、配線層８０ａ，９０ａの上面にそれぞれ設けられる反射低減層８０ｂ、９０ｂとからなる。タッチスクリーン端子部８は、タッチスクリーン部１の検出用配線２１，３１とタッチ検出を行う外部回路とを接続する。ここでは、タッチスクリーン端子５５のうち、行方向配線２１と接続される端子を行方向配線端子８０、列方向配線３０と接続される端子を列方向配線端子９０という。
行方向配線端子８０は、カラーフィルタ基板１０を構成する透明基板１４の裏面、すなわち、表示パネルの観察者側となる面に形成される。行方向配線端子８０の配線層８０ａは、下部配線２０の配線層２０ａと同じ配線材料で形成され、行方向配線端子８０の反射低減層８０ｂは、下部配線２０の反射低減層２０ｂと同じ配線材料で形成される。
列方向配線端子９０は、カラーフィルタ基板１０を構成する透明基板１４の裏面に形成された層間絶縁膜１１の上に形成される。また、列方向配線端子９０の配線層９０ａは、上部配線３０の配線層３０ａと同じ配線材料で形成され、列方向配線端子９０の反射低減層９０ｂは、上部配線３０の反射低減層３０ｂと同じ配線材料で形成される。
行方向配線端子８０及び列方向配線端子９０の反射低減層８０ｂ，９０ｂは、窒化アルミニウム層や、ＩＴＯ層等からなる。反射低減層８０ｂ，９０ｂは、カラーフィルタを形成する工程で使用されるエッチング薬液に耐性を有する材料で形成されることが好ましい。
以上のように、本実施の形態の表示パネルのタッチスクリーン部１は、カラーフィルタ基板１０を構成する透明基板１４の観察者に面する側の表面に設けられ、金属の導電材料からなる下部配線２０を予め定められた本数で電気的に接続して形成した複数本の行方向配線２１と、金属の導電材料からなる上部配線３０を予め定められた本数で電気的に接続して形成した複数本の列方向配線３１と、行方向配線２１と列方向配線３１とが電気的に絶縁されて立体的に交差するように間に配設される透明な層間絶縁膜１１と、外部の検出ＩＣと接続されるタッチスクリーン端子５５部分以外の行方向配線２１及び列方向配線３１を覆うように形成される保護膜１２とを備えることを特徴とする。
なお、本実施の形態では、行方向配線２１の上層に列方向配線３１を配置した場合について説明したが、これらの位置関係を逆にして、列方向配線３１の上層に行方向配線２１を配置してもよい。
また、下部配線２０及び上部配線３０に反射低減層２０ｂ，３０ｂを設けた構成について説明したが、下部配線２０及び上部配線３０のいずれか一方のみに反射低減層を設ける構成であっても差し支えない。同様に、行方向配線端子８０及び列方向配線端子９０においても、いずれか一方のみに反射低減層を設ける構成であっても差し支えない。
さらに、行方向配線２１及び列方向配線３１は、必ずしも、複数の下部配線２０及び上部配線３０を接続して形成する必要はなく、１本の下部配線２０で行方向配線２１を形成し、１本の上部配線３０で列方向配線３１を形成してもよい。
また、本実施の形態では、行方向配線２１の上層に列方向配線３１を配置したが、これらを同一レイヤーに配置して、行方向配線２１と列方向配線３１とが平面視で重なる部分、つまり交差する部分のみに層間絶縁膜１１を配置して電気的に分離する構成としてもよい。
さらに、本実施の形態の表示パネルの使用者は、タッチスクリーン部１の表面に貼り付けられる上部偏光板１３に指などの指示体でタッチして操作を行うが、より耐環境性を重視する用途では、上部偏光板１３上に接着層で保護透明基板をボンディングしてもよい。保護透明基板に指示体が触れると、指示体とその下層にある下部の行方向配線２１または列方向配線３１との間に容量結合（タッチ容量）が発生し、タッチにより容量が変化する。このタッチ容量を検出することで、検出可能エリア内のどの位置においてタッチされたかを特定することが可能である。
次に、指などの指示体、検出用配線及びＴＦＴアレイ配線により形成される容量について、図を用いて説明する。
図２４は、表示機能部にタッチスクリーンを集積化していない従来の表示パネルの断面図である。図に示すように、従来の表示パネルは、タッチスクリーン部１を集積化していないカラーフィルタ基板１０及びＴＦＴアレイ基板５４の間に液晶層５０を封止して形成した表示機能部３と、透明基板５９にタッチスクリーン部１を配置して形成したタッチスクリーン基板７７と、保護ガラス基板７９とを備える。表示機能部３の観察者と反対側の面に下部偏光板５３が貼り付けられ、表示機能部３の観察者側の面に上部偏光板１３が貼り付けられる。また、上部偏光板１３の上にタッチスクリーン基板７７の透明基板５９が接着層７８ｂにより接合され、タッチスクリーン基板７７のタッチスクリーン部１を設けた面に保護ガラス基板７９が接着層７８ａにより接合される。
図に示すような、表示機能部にタッチスクリーンを集積化していない従来の表示パネルの場合、タッチスクリーン部１及びカラーフィルタ層７６は、別々の透明基板５９，１４に形成される。そのため、ノイズ源となるＴＦＴアレイ配線５１及び画素電極５７など（これらをまとめてＬＣＤ配線ともいう）とタッチスクリーン部１との間には、カラーフィルタ基板１０の透明基板１４とタッチスクリーン基板７７の透明基板５９の少なくとも２枚のガラス基板及びそれらの部材を接着する接着層７８ｂが存在する。
これに対して、図２に示すような、タッチスクリーンを集積化した本発明の表示パネルでは、ノイズ源となるＬＣＤ配線とタッチスクリーン部１との間にはカラーフィルタ基板１０の透明基板１４のみ存在する。したがって、タッチスクリーン部１とＬＣＤ配線との物理的距離及び誘電率を考慮した電気的距離は、従来の表示パネルよりも接近するので、タッチスクリーン部１の下部配線２０及び上部配線３０とＬＣＤ配線との容量結合は大きくなる。その結果、下部配線２０と上部配線３０との交差部に形成される容量（以下、「クロス容量」とも言う）は小さくなる。
タッチスクリーンでは、指などの指示体が接触するとクロス容量の一部が指示体と下部配線２０及び上部配線３０との間の容量となり、クロス容量が減少する。よって、クロス容量の変化から指示体のタッチ位置を検出することができる。そのため、タッチスクリーン部１とＬＣＤ配線との接近によりクロス容量が小さくなると、相対的に指の接触の有無によるクロス容量の変化量が少なくなり、指の接触の有無の検出が難しくなるため、タッチスクリーンの検出感度が低下する。
そこで、本発明の表示パネルでは、下部配線２０と上部配線３０との間の距離が、タッチスクリーン部１とＴＦＴアレイ配線５１との間の距離より小さくなるように構成することにより、検出感度の改善を図る。
次に、検出用配線間の距離と検出感度との関係について説明する。図８は、上部電極３０及び下部電極２０の配列間隔とカラーフィルタ基板１０の厚さとの比と、指示体の有無による上部電極３０及び下部電極２０間のクロス容量の変化量との関係を示したグラフである。上部電極３０及び下部電極２０の配列間隔は、上面視における、つまりタッチスクリーンに垂直な方向から見たときの上部電極３０と下部電極２０との配置間隔である。黒い点は、タッチスクリーンを集積化した本実施の形態の表示パネルの値ａを、白い点は、タッチスクリーンを集積化していない従来の表示パネルの値ｂをそれぞれ示す。
従来のタッチスクリーンの場合、上部電極３０及び下部電極２０の配列間隔をカラーフィルタ基板１０の厚さより小さくしても、指の接触の有無による上部電極３０及び下部電極２０間のクロス容量の変化量は殆ど変化しない。つまり、従来のタッチスクリーンにおいては、検出感度を考慮して上部電極３０及び下部電極２０の配列間隔を決める必要はない。下部配線２０及び上部配線３０の配列間隔が広ければ広い程、タッチスクリーンの開口率が増加し、高輝度な表示パネルが得られる。よって、下部配線２０及び上部配線３０の配列間隔は、先に述べた０．１ｍｍ〜1ｍｍの範囲、かつモアレ等の光学的問題が発生しない範囲で、可能な限り広い間隔を選択すればよい。
これに対して、本実施の形態のタッチスクリーンの場合、上部電極３０及び下部電極２０の配列間隔がカラーフィルタ基板１０の厚さの１．１５倍より小さくなると、指の有無による上部電極３０及び下部電極２０間のクロス容量の変化量が大幅に増加する。よって、タッチスクリーンを集積化した表示パネルにおいては、上部電極３０及び下部電極２０の配列間隔をカラーフィルタ基板１０の厚さの１．１５倍より小さくすることで、検出感度の低下を防止することができる。さらに望ましくは、上部電極３０及び下部電極２０の配列間隔をカラーフィルタ基板１０の厚さ（１倍）以下とすることで、より検出感度が向上する。なお、本実施の形態においては、上部電極３０及び下部電極２０とＬＣＤ配線との間にある構成部材の厚さは、いずれもカラーフィルタ基板１０の厚さの１／１００以下である。よって、ここで述べるカラーフィルタ基板１０の厚さは、ＬＣＤ配線とタッチスクリーンの上部配線３０及び下部配線２０間の距離と同義である。
次に、本実施の形態により得られる検出感度の改善効果について、図を用いて具体的に説明する。図９（ａ）は、平面視における上部電極３０と下部電極２０との配列間隔ＬＴ１がＬＣＤ配線（ＴＦＴアレイ配線５１、画素電極５７など）とタッチスクリーン部１との間の距離ＬＬよりも広い場合に形成される容量の様子を示す模式図である。図９（ｂ）は、平面視における上部電極３０と下部電極２０との配列間隔ＬＴ２がＬＣＤ配線とタッチスクリーン部１との間の距離ＬＬよりも狭い場合に形成される容量の様子を示す模式図である。図において、ＣＣＲ１，ＣＣＲ２はクロス容量、ＣＦＬ１，ＣＦＬ２は指示体と下部電極２０との間で形成する容量、ＣＦＵ１，ＣＦＵ２は指示体と上部電極３０との間で形成する容量を表す。また、ＣＬＬ１，ＣＬＬ２はＬＣＤ配線と下部電極２０との間で形成する容量、ＣＬＵ１，ＣＬＵ２はＬＣＤ配線と上部電極３０との間で形成する容量を表す。
図９（ａ）に示すように、上部電極３０と下部電極２０との間隔ＬＴ１がＬＣＤ配線とタッチスクリーン部１との間の距離ＬＬより広い場合、ＬＣＤ配線とタッチスクリーン部１との間に形成される容量ＣＬＬ１，ＣＬＵ１が大きくなるため、上部電極３０と下部電極２０間に形成されるクロス容量ＣＣＲ１が小さくなる。指示体と上部電極３０及び下部電極２０との間の容量ＣＦＬ１，ＣＦＵ１は、上部電極３０と下部電極２０間で形成するクロス容量ＣＣＲ１の一部から形成されるので、クロス容量ＣＣＲ１が小さくなると容量ＣＦＬ１，ＣＦＵ１も小さくなる。つまり、クロス容量ＣＣＲ１が小さくなると指示体が接触することによる上部電極３０と下部電極２０の容量の変化量も減少する。
一方、図９（ｂ）に示すように、上部電極３０と下部電極２０との間隔ＬＴ２がＬＣＤ配線とタッチスクリーン部１との間の距離ＬＬより狭い場合、ＬＣＤ配線とタッチスクリーン部１との間に形成される容量ＣＬＬ２，ＣＬＵ２は、上部電極３０と下部電極２０間隔がＬＣＤ配線とタッチスクリーン部１との間の距離ＬＬより広い場合と比較して小さくなる。よって、上部電極３０と下部電極２０間に形成されるクロス容量ＣＣＲ２が大きくなる。指示体と上部電極３０及び下部電極２０との間の容量ＣＦＬ２，ＣＦＵ２は、上部電極３０と下部電極２０間で形成するクロス容量ＣＣＲ２の一部から形成されるので、クロス容量ＣＣＲ２が大きくなると容量ＣＦＬ２，ＣＦＵ２も大きくなる。つまり、クロス容量ＣＣＲ２が大きくなると指示体が接触することによる上部電極３０と下部電極２０の容量の変化量も増加する。
以上のように、タッチスクリーンを集積化した表示パネルにおいては、平面視における上部電極と下部電極との間隔がカラーフィルタ基板の厚さ、つまりＬＣＤ配線とタッチスクリーン部との間の距離の１．１５倍未満、より好ましくは１倍以下となるように構成することで、検出感度の低下を抑制することができる。
図１０は、本発明の第１の実施の形態であるタッチスクリーンを集積化した表示パネル２を適用した表示装置１００の構成を示す断面図である。
図に示すように、本発明のタッチスクリーンを集積化した表示パネル２に、バックライト６２、タッチ検出ＩＣ６５、汎用のマイコン６６、液晶駆動回路基板６３等を実装、組立てすることで、タッチパネル機能を搭載した表示装置１００を構成することができる。
次に、本実施の形態に係るタッチスクリーンを集積化した表示パネルの製造方法について説明する。図１１は、表示パネルの製造工程の一例の概要を示すフローチャート、図１２，１３は、表示パネルの製造工程の一例を示す模式図である。
図１１に示すように、表示パネルの製造工程は、タッチスクリーンを集積化したカラーフィルタ基板の製造工程（Ｓ１１）、ＴＦＴアレイ基板の製造工程（Ｓ６）、液晶パネルの組立工程（Ｓ１２）に分けられる。
タッチスクリーンを集積化したカラーフィルタ基板の製造工程では、まず、透明基板１４の裏面に検出用配線２１，３１を形成する検出配線形成工程（Ｓ１０）が行われる。この工程では、透明基板１４の裏面に下部配線２０が形成され（Ｓ１）、下部配線２０の上に層間絶縁膜１１が形成され（Ｓ２）、その上に上部配線３０が形成され（Ｓ３）、最上層に保護膜１２が形成される（Ｓ４）。その後、透明基板１４の表面にカラーフィルタ層７６を形成するカラーフィルタ層形成工程が行われる（Ｓ５）。
ＴＦＴアレイ基板の製造工程では、透明基板５８の表面に、ＴＦＴを含むスイッチング素子、ＴＦＴに接続された画素電極５７、ＴＦＴに電圧を供給するＴＦＴアレイ配線５１、ＴＦＴアレイ配線５１を外部回路と接続するためのＴＦＴアレイ端子５６が形成される（Ｓ６）。
液晶パネル組立工程では、タッチスクリーンを集積化したカラーフィルタ基板の製造工程で製造したカラーフィルタ基板１０と、ＴＦＴアレイ基板の製造工程で製造したＴＦＴアレイ基板５４との間に液晶層５０が注入され、シール材５２で封止される（Ｓ７）。その後、液晶層５０が封止された透明基板１４，５８を適宜切断し（Ｓ８）、必要に応じて偏光板１３，５３を貼り付ける（Ｓ９）ことにより、タッチスクリーンを集積化した液晶パネルが完成する。
次に、図１２，１３を用いて、本実施の形態１に係る表示パネルの製造方法について詳しく説明する。
まず、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、ガラスなどの透明基板１４の表面にアルミニウム合金等をスパッタ等で成膜する。その後、レジストを塗布し、マスクパターンで露光、現像、エッチングする写真製版工程を用いて下部配線２０（行方向配線２１）及び行方向配線端子８０を形成する。以下の説明では、透明基板１４おいて、下部配線２０を形成する面をタッチスクリーン形成面４０１、その反対側の面をカラーフィルタ層形成面４０２という。
次に、図１２（ｃ）に示すように、透明基板１４のタッチスクリーン形成面４０１に、層間絶縁膜１１となるシリコン酸化膜等をプラズマＣＶＤ装置等により成膜する。この時、透明基板１４には、金属配線からなる下部配線２０及び行方向配線端子８０のみが形成されている。これらはプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）における加熱や水素プラズマ等の影響を受けない。したがって、成膜条件を自由に選択できるので、耐圧及び耐薬品性、硬度に優れた良好な層間絶縁膜を形成することができる。
次に、図１２（ｄ）に示すように、アルミニウム合金等をスパッタで成膜し、上述した写真製版工程によって上部配線３０（列方向配線３１）及び列方向配線端子９０を形成する。
その後、図１２（ｅ）に示すように、下部配線２０、行方向配線端子８０、上部配線３０、列方向配線端子９０及び層間絶縁膜１１を覆うように、保護膜１２となるシリコン酸化膜等をプラズマＣＶＤ装置等により成膜する。この時、透明基板１４上に形成されている、金属配線からなる下部配線２０及び上部配線３０、及びシリコン酸化膜等からなる層間絶縁膜１１は、プラズマＣＶＤにおける加熱や水素プラズマ等の影響を受けないため、耐圧及び耐薬品性、硬度に優れた良好な保護膜１２を形成することができる。
最後に、タッチスクリーン端子部８を構成する行方向配線端子８０及び列方向配線端子９０の周囲の層間絶縁膜１１及び保護膜１２を写真製版工程とドライエッチングを用いてエッチング除去する。これにより、行方向配線端子８０及び列方向配線端子９０の上面及び側面が露出するので、行方向配線端子８０及び列方向配線端子９０と外部のコントロールＩＣとを接続することができる。以上の工程により、タッチスクリーン部１が完成する。
次に、図１２（ｆ）、（ｇ）に示すように、透明基板１４のタッチスクリーン部１を形成した面４０１とは反対側の面４０２に、液晶パネルのカラーフィルタ層７６となるブラックマトリクス７１及び色材層７５を形成する。色材層７５であるＲｅｄ層７２、Ｇｒｅｅｎ層７３、Ｂｌｕｅ層７４の各層、ブラックマトリクス７１は、いずれも写真製版工程を用いて形成する。
その後、図１３（ａ）に示すように、透明基板１４の表面、つまりカラーフィルタ層７６を形成した面と、別工程で製造したＴＦＴアレイ基板５４のＴＦＴを形成した面とを対向させて配置し、間にシール材５２を形成し、液晶層５０を注入する。
さらに、図１３（ｂ）に示すように、タッチスクリーン部１の保護膜１２に上部偏光板１３を貼り付け、ＴＦＴアレイ基板５４の裏面に下部偏光板５３を貼り付ける。以上の工程により、タッチスクリーンを集積化した液晶パネル２が完成する。
一般的に、カラーフィルタ層７６のエッチングには、弱アルカリ溶液が用いられる。タッチスクリーン端子５５（行方向配線端子８０、列方向配線端子９０）の上層は、これらのエッチング工程でのダメージを防止するため、薬液耐性を有する材料で覆われることが望ましい。したがって、検出用配線２１，３１の下部配線２０及び上部配線３０の反射低減層２０ｂ、３０ｂを形成する工程を兼用してタッチスクリーン端子５５の反射低減層８０ｂ、９０ｂを形成することで、成膜から写真製版、エッチング工程からなる製造工程を１回分簡略化することができる。
また、カラーフィルタ層７６の製造工程においては、透明基板１４のタッチスクリーン部１を形成した面４０１を裏側に向けた状態で各工程が行われる。したがって、タッチスクリーン部１がプロセス装置のステージや基板搬送機器の表面と接触し、傷、汚れが発生しやすい。しかしながら、本実施の形態のタッチスクリーンを集積した表示パネル２では、カラーフィルタ層７６を形成する前に、ガラスなどの透明基板１４単体上にタッチスクリーンを形成するため、タッチスクリーンの製造工程における温度や装置等の制約が少なく、より良質な層間絶縁膜１１及び保護膜１２を形成することができる。特に、検出用配線２１，３１が化学的に安定な金属配線材料により形成されるので、層間絶縁膜１１及び保護膜１２を形成するプロセスや温度に制約がなく、耐水性、耐薬品性等に優れた層間絶縁膜１１及び保護膜１２を形成することができる。その結果、タッチスクリーン部１が十分な膜硬度と薬液耐性を有するので、カラーフィルタ層７６の製造工程における傷や薬液ダメージなどを受けにくい。
さらに、カラーフィルタ層７６を形成する材料は、高温処理により分解・退色するため、カラーフィルタ層７６の形成後のカラーフィルタ基板１０は、高温処理を行うことができない。したがって、本実施の形態のように、カラーフィルタ層７６より先にタッチスクリーン部１を形成することで、プロセスや温度の制約を受けず、高温製膜や高温処理により高硬度の層間絶縁膜１１及び保護膜１２を形成することが可能となる。つまり、高温処理を必要とする高硬度な層間絶縁膜１１及び保護膜１２は、タッチスクリーン部１をカラーフィルタ層７６より先に形成することで実現する。その結果、空気中を浮遊する砂塵やガラスと同程度の硬度、具体的には硬度７以上の層間絶縁膜１１及び保護膜１２を形成することが可能となり、タッチスクリーンを集積化したカラーフィルタ基板１０の形成工程での防傷性が向上する。
また、一般的に、カラーフィルタ層７６形成後のカラーフィルタ基板１０を用いて、タッチスクリーンを集積化した液晶パネルを形成する場合、まず、カラーフィルタ基板１０とＴＦＴアレイ基板５４と貼り合わせ、基板間に液晶を注入して封止した後にタッチスクリーン部１を形成する。そのため、タッチスクリーンの不良が発生した場合、液晶パネルが完成した段階での不良となるため費用の損失が大きい。一方、本発明の製造方法であれば、タッチスクリーンの不良が発生した場合であっても、カラーフィルタ基板のみの不良となるため、費用の損失が小さく、環境保全の面でも有利である。
以上説明したように、本実施の形態の表示パネルによれば、対向して配置される２枚の透明基板の間に表示機能層を挟んで形成される表示機能部と、金属の導電材料からなる上部配線及び下部配線を有し、下部配線と上部配線との間に層間絶縁膜を配置し、下部配線、上部配線及び層間絶縁膜を保護膜で覆って構成されるタッチスクリーン部とを備えた表示パネルにおいて、観察者側に配置される透明基板の観察者側の面にタッチスクリーン部の下部配線をもうけたので、タッチスクリーン部を形成する透明基板と、表示機能部を形成する透明基板とを共有化し、装置全体を軽量化することができる。つまり、本実施の形態においては、表示機能部の上基板上にタッチスクリーン部を形成し、表示機能部とタッチスクリーン部とを一体化することで、表示パネルの薄型化及び軽量化を実現することができる。また、観察者側の透明基板の観察者側の面に下部配線及び上部配線を配置したので、指などの指示体とタッチ位置を検出する配線との間にカラーフィルタ基板が介在せず、検出感度が向上する。さらに、下部配線及び上部配線が、加熱や水素プラズマ等の影響を受けない金属の導電材料からなるので、耐圧及び耐薬品性、硬度に優れた良好な層間絶縁膜及び保護膜を形成することができる。
したがって、薄型化、軽量化可能なタッチスクリーン機能を集積化した表示パネルにおいて、高い検出感度と高い耐環境性との両立を実現することが可能となる。
また、タッチスクリーン部１の形成工程において、プロセスや温度に制約がないため、透過率の高い絶縁膜を形成することができる。その結果、表示画面の黄ばみや透過率の低下を抑制することができる。
さらに、本実施の形態の表示パネル２においては、検出用配線２１，３１の下部配線２０及び上部配線３０が斜め４５°方向の配線、あるいは曲線部分を含み、その法線が全方位を向くように配置され、タッチスクリーン部１の保護膜１２上には、表示パネル２のアンチグレア処置が施された上部偏光板１３が貼り付けられる。そのため、モアレ等の表示ムラがなく、屋外で使用した場合においても、外光下で強いスポット光が照明されたときに生じる特定の方向の強い反射光が視認されにくい。
さらに、本実施の形態の表示パネル２のタッチスクリーン部１は、低抵抗の金属配線からなる検出用配線２１，３１で形成されているため、検出用配線２１，３１の時定数が小さく、応答時間の短い、高速のタッチ検出が可能なタッチパネル機能を実現することができる。
また、本実施の形態の表示パネル２における検出用配線２１，３１は、短波波長側に吸収を有しない金属からなるため、短波波長側に吸収を有する透明電極物質を用いた検出用配線とは異なり、表示パネルの表示性能の低下を招くことはない。
さらに、本実施の形態の表示パネル２の検出用配線２１，３１は金属で形成されるため、検出用配線における外光の反射率は、検出用配線の交差部分であるか否かによらず等しい。そのため、検出用配線を不透明電極材料で形成した場合のように、交差部分とそれ以外の部分とで反射率が異なり、交差部分が視認され易くなり、表示性能の低下を招くことはない。
また、複数本の下部配線２０が、予め定める本数で電気的に接続されて、複数の行方向配線２１が構成されるとともに、複数本の上部配線３０が、予め定める本数で電気的に接続されて、複数の列方向配線３１が構成されるので、下部配線２０及び上部配線３０における断線の影響を抑えることができる。さらに、下部配線２０及び上部配線３０間に間隙が設けられるので、表示される画像や絵図の輝度の低下を抑制することができる。
さらに、本発明の表示装置１００においては、検出用配線を形成する透明基板をカラーフィルタ基板の透明基板と共用化したので、薄型で、軽量な表示装置を実現することができる。また、タッチスクリーン部１が上部偏光板１３の直下にあるため、タッチ位置の検出感度の高い表示装置を実現することができる。さらに、表示パネル２の表面に接着層６１により保護透明基板６０をボンディングすることで、耐環境性の高い表示装置を実現することができる。また、表示パネル２の表面に、化学的に安定な金属配線材料からなる検出用配線２１，３１と、硬度が７以上と高く、耐水性、耐化学薬品性に優れる、無機系の層間絶縁膜１１により構成されるタッチスクリーン部１が集積化される。そのため、外付けのタッチスクリーン基板が不要となり、屋外等の厳しい環境下においても、配線の腐食や断線、吸湿等によるタッチ検出感度の変動が少なく、耐環境性に優れた、タッチパネル機能を有する薄型、軽量の表示装置を実現することができる。
以上まとめると、本発明のタッチスリーンを集積化した表示パネル及びこれを備えた表示装置によれば、薄型、軽量で、耐環境性に優れ、タッチ位置の検出速度、検出精度及び画像の表示品質に優れ、かつ外光の照明下での視認性に優れ、大型化可能な表示パネル及び表示装置を実現することができる。
＜第２の実施の形態＞
図１４は、第２の実施の形態に係るタッチスクリーンを集積化した表示パネルにおける、タッチスクリーン部の検出用配線の断面図である。第１の実施の形態の検出用配線と比較して、検出用配線を構成する下部配線及び上部配線の最下層の膜の形状が異なる。なお、下部配線及び上部配線以外の構成は第１の実施の形態と共通なので、以下では、本形態に特有の構成を中心に説明する。
図１４に示すように、タッチスクリーン部１０１は、透明基板１１４上に設けられた下部配線１２０と、上部配線１３０と、下部配線１２０と上部配線１３０との間に設けられたシリコン酸化膜等からなる層間絶縁膜１１１と、上部配線１３０上に形成された保護膜１１２とを備える。下部配線１２０及び上部配線１３０は、下層膜１２０ｄ，１３０ｄと、下層膜１２０ｄ，１３０ｄの上に設けられる上層膜１２０ｃ，１３０ｃとからなる。
上層膜１２０ｃ，１３０ｃは、配線層１２０ａ，１３０ａと、配線層１２０ａ，１３０ａの上面にそれぞれ設けられる反射低減層１２０ｂ，１３０ｂからなる。また、上層膜１２０ｃ，１３０ｃは、第１の実施の形態の下部配線２０及び上部配線３０の配線層２０ａ，３０ａ及び反射低減層２０ｂ，３０ｂと同様、アルミニウム系合金層とその窒化層の多層構造とする。上層膜１２０ｃ，１３０ｃの厚みは１００〜５００ｎｍ程度である。上層膜１２０ｃ，１３０ｃの最上層である反射低減層１２０ｂ，１３０ｂは、窒化アルミニウム、薄膜のＩＴＯ、酸化インジュウムスズ（ＩｎＺｎＯ）等の透明導電膜で形成してもよい。
下層膜１２０ｄ，１３０ｄは、モリブデンやクロム、タンタル等からなり、上層膜１２０ｃ，１３０ｃのアルミニウム系合金等と選択エッチング性を有する材料で形成される。下層膜１２０ｄ，１３０ｄの厚みは５０ｎｍ以下であり、上層膜１２０ｃ，１３０ｃの厚みに比べて薄い。ここで、上層膜１２０ｃ，１３０ｃの厚みとは、配線層１２０ａ，１３０ａの厚みと反射低減層１２０ｂ，１３０ｂの厚みとを合わせたものを指す。
また、下層膜１２０ｄ，１３０ｄは、上層膜１２０ｃ，１３０ｃ端部から、上層膜１２０ｃ，１３０ｃの膜厚と同程度以上、左右方向に突出していることを特徴とする。言い換えると、下層膜１２０ｄ，１３０ｄは、表示パネルを平面視、つまり表示パネルの表面の法線方向から見たときに、下層膜１２０ｄ，１３０ｄの外周部は、上層膜１２０ｃ，１３０ｃの外周部より、上層膜１２０ｃ，１３０ｃの膜厚と同程度以上外側になるように形成される。
次に、図１５を用いて、本実施の形態により得られる効果について説明する。図１５（ａ）は、第１の実施の形態に係る検出用配線の構造と入射光の反射の様子を示す模式図である。図１５（ｂ）は、本実施の形態に係る検出用配線の構造と入射光の反射の様子を示す模式図である。
本発明の表示パネルのように、カラーフィルタ基板の表面にタッチスクリーン部１０１を形成する場合には、タッチスクリーン部１０１の表面（観察者側）に上部偏光板１１３が設置される。図１５（ａ）に示すように、表示パネルの裏面側に配置されたバックライトから出射し、下部偏光板及び液晶層を透過した光の一部は、下部配線２０及び上部配線３０の裏面で反射する。このとき、垂直方向からの入射光１６５は、反射してバックライト側に戻る反射光１６６となるため、表示パネルの表示性能に影響を与えない。しかしながら、斜め方向からの入射光１６７は下部配線２０及び上部配線３０の側面で反射し、タッチスクリーン表面の上部偏光板１１３に到達する反射光１６８となる。これらの反射光１６８は、下部配線２０及び上部配線３０の金属表面での反射の際、偏光に乱れが生じているため、黒状態を表示する際にも、上部偏光板１１３を透過して観察者に到達するため、コントラストの低下や電圧輝度特性の変化の原因となる。
これに対して、本実施の形態で示したように、下層膜１２０ｄ，１３０ｄを上層膜１２０ｃ，１３０ｃより上層膜１２０ｃ，１３０ｃの厚み分以上大きく形成することで、斜め方向からの入射光１６７の下部配線１２０及び上部配線１３０側面での反射光１６８を低減することができる。その結果、図１５（ｂ）に示すように、より低角度の入射光１６７のみが下部配線１２０及び上部配線１３０の側面で反射するので、反射してもその反射光１６８は、保護膜１１２と上部偏光板１１３との界面で全反射して、表示パネル内にとどまり、観察者には到達しない。特に、液晶パネルの場合には、バックライトからの出射光の角度分布を考慮すると、４５°程度で十分な効果が得られるため、下層膜１２０ｄ，１３０ｄの突出量は、上層膜１２０ｃ，１３０ｃの膜厚程度以上あればよい。
より具体的には、図１６に示すように、上層膜１２０ｃ，１３０ｃの端部と下層膜１２０ｄ，１３０ｄの端部とを結ぶ線と透明基板１１４の上面とのなす角度をθ１とすると、（９０°−θ１）がバックライトからの出射光の最大角度より大きい値であれば、最大効果が得られる。ただし、（９０°−θ１）がバックライトの最大角度より小さい場合、例えば４５°程度であっても、バックライトからの出射光の反射の大半を低減することが可能である。
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態では、第２の実施の形態と同様、コントラストの低下や電圧輝度特性の変化を防止する効果が得られる別の配線構成について説明する。
図１７は、第３の実施の形態に係るタッチスクリーンを集積化した表示パネルにおける、タッチスクリーン部の検出用配線の断面図である。第３の実施の形態は、第１の実施の形態と比較して、検出用配線を構成する下部配線及び上部配線の最下層の断面形状が異なる。下部配線及び上部配線以外の構成は第１の実施の形態と共通なので、以下では、本形態に特有の構成を中心に説明する。
検出用配線を構成する下部配線５２０及び上部配線５３０は、透明基板５１４上に設けられる配線層５２０ａ，５３０ａと、配線層５２０ａ，５３０ａの上面に設けられる反射低減層５２０ｂ，５３０ｂとから構成される。配線層５２０ａ，５３０ａの断面は、配線層５２０ａ，５３０ａの上端部（反射低減層５２０ｂ，５３０ｂ側）から下端部（透明基板５１４側）へ向かうに従い、配線層５２０ａ，５３０ａの膜厚と同程度以上、幅が左右方向に広がる順テーパ形状（台形形状）である。本実施の形態により、第２の実施の形態と同様の効果が得られる。
本実施の形態においては、配線層５２０ａ，５３０ａの斜面の角度（テーパ角）、つまり、配線層５２０ａ，５３０ａの側面と透明基板５１４の上面とのなす角度をθ２とすると、（９０°−θ２）がバックライトからの出射光の最大角度よりも大きい値となるように構成する。これにより、配線層５２０ａ，５３０ａの側面で反射する入射光がなくなるので、最大効果が得られる。ただし、（９０°−θ２）の値がバックライトの最大角度よりも小さい場合、例えば４５°程度であっても、バックライトからの出射光の反射の大半を低減することが可能である。よって、θ２が４５°程度以下であれば十分な効果が得られる。
＜第４の実施の形態＞
第４の実施の形態では、第２の実施の形態と同様、コントラストの低下や電圧輝度特性の変化を防止する効果が得られる別の配線構成について説明する。
図１８は、第４の実施の形態に係るタッチスクリーンを集積化した表示パネルにおけるタッチスクリーン部の検出用配線の断面図である。第４の実施の形態は、第１の実施の形態と比較して、検出用配線を構成する下部配線及び上部配線の最下層の断面形状が異なる。下部配線及び上部配線以外の構成は第１の実施の形態と共通なので、以下では、本形態に特有の構成を中心に説明する。
検出用配線を構成する下部配線６２０及び上部配線６３０は、透明基板６１４上に設けられる配線層６２０ａ，６３０ａと、配線層６２０ａ，６３０ａの上面に設けられる反射低減層６２０ｂ，６３０ｂとから構成される。配線層６２０ａ，６３０ａの断面は、配線層６２０ａ，６３０ａの上端部（反射低減層６２０ｂ，６３０ｂ側）から下端部（透明基板６１４側）へ向かうに従い、配線層６２０ａ，６３０ａの膜厚と同程度以上、幅が左右方向に狭くなる逆テーパ形状である。つまり、配線層６２０ａ，６３０ａの側面は、上端部が下端部より外側に突出している。
次に、本実施の形態により得られる効果について説明する。図１９は、本実施の形態に係る検出用配線の構造と入射光の反射の様子を示す模式図である。図２０は、散乱角度が小さい光の反射の様子を示す模式図である。
図１９に示すように、本実施の形態では、配線層６２０ａ，６３０ａの下端部の幅を配線層６２０ａ，６３０ａの上端部の幅より小さく形成することで、上部偏光板６１３に到達する反射光１６８を低角度にすることができる。つまり、斜め方向からの入射光１６７のうち、下部配線６２０及び上部配線６３０の側面で反射した反射光１６８は、上部偏光板６１３で観察者側とは反対側に反射する。その結果、観察者に到達する反射光１６８を低減することができる。
一方、バックライトの出射光のうち散乱角度の小さい光は、観察者に到達する角度で反射する可能性がある。図２０に示すように、配線層６２０ａの斜面とタッチスクリーンに垂直な線とが成す角度がθ３の場合、下部配線６２０及び上部配線６３０の側面で反射された反射光１６８は、配線層の側面が垂直な場合と比較して、θ３の２倍の角度（２θ３）分だけ広角に反射されて上部偏光板６１３へと進む。このとき、上部偏光板６１３と空気の界面での入射角度が臨界角以上になるようにθ３の角度を設定することで、反射光１６８は観察者に到達しなくなる。
＜第５の実施の形態＞
第５の実施の形態では、第４の実施の形態と同様、コントラストの低下や電圧輝度特性の変化を防止する効果が得られる別の配線構成について説明する。
図２１は、第５の実施の形態に係るタッチスクリーンを集積化した表示パネルにおけるタッチスクリーン部の検出用配線の断面図である。第５の実施の形態は、第１の実施の形態と比較して、検出用配線を構成する下部配線及び上部配線の断面形状が異なる。下部配線及び上部配線以外の構成は第１の実施の形態と共通なので、以下では、本形態に特有の構成を中心に説明する。
検出用配線を構成する下部配線７２０及び上部配線７３０は、透明基板７１４上に設けられる配線層７２０ａ，７３０ａと、配線層７２０ａ，７３０ａの上面に設けられる反射低減層７２０ｂ，７３０ｂとから構成される。下部配線７２０及び上部配線７３０は、反射低減層７２０ｂ，７３０ｂの幅方向の端部が、配線層７２０ａ，７３０ａの幅方向の端部から、配線層７２０ａ，７３０ａの膜厚と同程度以上、左右方向に突出した庇形状をしている。つまり、表示パネルを平面視したときに、反射低減層７２０ｂ，７３０ｂの外周部は、配線層７２０ａ，７３０ａの外周部より、配線層７２０ａ，７３０ａの膜厚と同程度以上外側になるように形成される。これにより、下部配線７２０及び上部配線７３０の側面で反射して上部偏光板７１３に向かう反射光を庇形状に突出した反射低減層７２０ｂ，７３０ｂの裏面で反射するので、観察者に到達する反射光１６８を低減することができる。
＜第６の実施の形態＞
図２２は、第６の実施の形態に係るタッチスクリーンを集積化した表示パネルにおける、タッチスクリーン部の検出用配線の断面図である。第１の実施の形態の検出用配線と比較して、検出用配線を構成する下部配線及び上部配線の反射低減層の形状が異なる。なお、下部配線及び上部配線以外の構成は第１の実施の形態と共通なので、以下では、本形態に特有の構成を中心に説明する。
図２２に示すように、タッチスクリーン部２０１は、透明基板２１４上に設けられた下部配線２２０と、上部配線２３０と、下部配線２２０と上部配線２３０との間に設けられたシリコン酸化膜等からなる層間絶縁膜２１１と、上部配線２３０上に形成された保護膜２１２とを備える。下部配線２２０及び上部配線２３０は、配線層２２０ａ，２３０ａと、反射低減層２２０ｂ，２３０ｂとからなる。本実施の形態では、配線層２２０ａ，２３０ａの上面だけでなく、側面も反射低減層２２０ｂ，２３０ｂで覆われる。
次に、本実施の形態の下部配線２２０及び上部配線２３０の製造方法について説明する。下部配線２２０及び上部配線２３０は、銀またはその合金材料、銅またはその合金材料、アルミニウムまたはその合金材料で形成される。その後、たとえば銀で形成した場合には、化学処理で銀の表面に塩化銀または塩化銀、硫化銀を形成する黒化処理を適用する。また、銅で形成した場合には、化学処理により銅の表面に硫化銅あるいは酸化銅を形成する黒化処理を適用する。さらに、アルミニウムで形成した場合には、窒素プラズマ処理することでアルミニウムの表面に窒化アルミニウム層を形成する。これらの処理により、配線層２２０ａ，２３０ａの表面を覆う反射低減層２２０ｂ，２３０ｂが形成される。
以上のように、本実施の形態によれば、配線層２２０ａ，２３０ａの上面及び側面が反射低減層２２０ｂ，２３０ｂで覆われるので、上部偏光板２１３から入射する上部からの外光と、バックライト光の斜め方向成分による下部配線２２０及び上部配線２３０の側面での反射を抑制できる。その結果、コントラストが高く、外光下においても反射の少ない、表示品質に優れたタッチスクリーンを集積化した表示パネルを実現することができる。
＜第７の実施の形態＞
本発明の第７の実施の形態に係る表示パネルは、液晶パネルの代わりに有機発光ディスプレイ（Organic Light-Emitting Display；略称：ＯＬＥＤ）、電子ペーパーなどを適用した点が他の実施の形態と異なる。図２３（ａ）は、本発明を有機発光ディスプレイへ適用した場合の構成を示す断面図である。図２３（ｂ）は、本発明を電子ペーパーへ適用した場合の構成を示す断面図である。いずれも対向する２つの基板の間に表示機能層が狭持された表示パネルであって、観察者側（前面側）に配置される基板の観察者側（表面側）の面に、金属配線からなる検出用配線と層間絶縁膜と保護膜とで構成されるタッチスクリーン部を備えている。
図２３（ａ）は、白色有機発光層３６３とカラーフィルタを組み合わせた上側基板３１０の表面にタッチスクリーン部３０１を集積化した有機発光ディスプレイパネル３６９の構成を示す。有機発光ディスプレイパネルの表示機能層である充填層３６１と白色発光層３６３とは、カラーフィルタ基板３１０とＴＦＴアレイ基板３５４との間に挟まれている。カラーフィルタ基板３１０を構成する上側基板３１４の表面にはカラーフィルタ層７６が形成され、カラーフィルタ基板３１０は、カラーフィルタ層７６が白色発光層３６３側になるように配置される。上側基板３１４の裏面、つまりカラーフィルタ層を形成した面とは反対側の面には、タッチスクリーン部３０１が形成される。
図２３（ｂ）は、タッチスクリーンを集積化した電子ペーパーパネル４６９の構成を示す。電子ペーパーパネル４６９においては、隔壁４６１により区切られた領域に電気泳動する粒子４６３を分散させた表示機能層が、対向基板４１０とＴＦＴアレイ基板４５４との間に挟まれている。対向基板４１０を構成する上側基板４１４の表面には対向電極４１３が形成され、対向基板４１０は、対向電極４１３が表示機能層側になるように配置される。上側基板４１４の裏面、つまり対向電極４１３を形成した面とは反対側の面には、タッチスクリーン部４０１が形成される。
本実施の形態においても、薄型、軽量で、耐環境性に優れ、タッチ位置の検出速度、検出精度及び画像の表示品質に優れ、かつ外光の照明下での視認性に優れ、大型化可能な表示装置を実現することができる。
上述した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上述した実施形態の範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより発明を形成してもよい
１ タッチスクリーン部、２ 表示パネル、３ 表示機能部、８ タッチスクリーン端子部、１０ カラーフィルタ基板、１１ 層間絶縁膜、１２ 保護膜、１３ 上部偏光板、１４ 透明基板、２０ 下部配線、２０ａ 配線層、２０ｂ 反射低減層、２１ 行方向配線（検出用配線）、３０ 上部配線、３０ａ 配線層、３０ｂ 反射低減層、３１ 列方向配線（検出用配線）、４０ シールド電極、５０ 液晶層、５１ ＴＦＴアレイ配線、５２ シール材、５３ 下部偏光板、５４ ＴＦＴアレイ基板、５５ タッチスクリーン端子、５６ ＴＦＴアレイ端子、５７ 画素電極、５８ 透明基板、５９ 透明基板、６０ 保護透明基板、６１ 接着層、６２ バックライト、６３ 液晶駆動回路基板、６５ タッチ検出ＩＣ、６６ マイコン、７１ ブラックマトリクス、７２ Ｒｅｄ層、７３ Ｇｒｅｅｎ層、７４ Ｂｌｕｅ層、７５ 色材層、７６ カラーフィルタ層、７７ タッチスクリーン基板、７８ａ 接着層、７８ｂ 接着層、７９ 保護ガラス基板、８０ 行方向配線端子、８０ａ 配線層、８０ｂ 反射低減層、９０ 列方向配線端子、９０ａ 配線層、９０ｂ 反射低減層、１００ 表示パネル、１２０ 下部配線、１２０ａ 配線層、１２０ｂ 反射低減層、１２０ｃ 上層膜、１２０ｄ 下層膜、１３０ 上部配線、１３０ａ 配線層、１３０ｂ 反射低減層、１３０ｃ 上層膜、１３０ｄ 下層膜、２２０ 下部配線、２２０ａ 配線層、２２０ｂ 反射低減層、２３０ 上部配線、２３０ａ 配線層、２３０ｂ 反射低減層、４０１ タッチスクリーン形成面、４０２ カラーフィルタ形成面、Ｃ１〜Ｃ８ 引き出し配線、Ｒ１〜Ｒ６ 引き出し配線。

Claims (8)

  1. 観察者側に配置される第１の基板と前記第１の基板の前記観察者側と反対側に配置される第２の基板との間に表示機能層を挟んで形成される表示機能部と、
    金属の導電材料からなる下部配線及び上部配線を有し、前記下部配線と前記上部配線との間に層間絶縁膜を配置し、前記下部配線、前記上部配線及び前記層間絶縁膜を保護膜で覆って構成されるタッチスクリーン部とを備えた表示パネルであって、
    前記タッチスクリーン部には、第１の方向に延在する複数の第１の検出用配線と、前記第１の方向と異なる第２の方向に延在する複数の第２の検出用配線とが設けられており、前記複数の第１の検出用配線の各々は複数の前記下部配線からなり、前記複数の第２の検出用配線の各々は複数の前記上部配線からなり、
    前記タッチスクリーン部の前記下部配線は、前記第１の基板の前記観察者側の面に形成され、
    平面視において、前記第１の検出用配線と前記第２の検出用配線とが交差する領域で、前記上部配線および前記下部配線の各々は、巨視的にみて、共通して一の方向に延在している部分を有し、前記部分において、前記一の方向に垂直な方向における、互いに隣り合う前記上部配線と前記下部配線との配列ピッチは、前記第１の基板の厚さより狭い、表示パネル。
  2. 観察者側に配置される第１の基板と前記第１の基板の前記観察者側と反対側に配置される第２の基板との間に表示機能層を挟んで形成される表示機能部と、
    金属の導電材料からなる下部配線及び上部配線を有し、前記下部配線と前記上部配線との間に層間絶縁膜を配置し、前記下部配線、前記上部配線及び前記層間絶縁膜を保護膜で覆って構成されるタッチスクリーン部とを備えた表示パネルであって、
    前記タッチスクリーン部には、第１の方向に延在する複数の第１の検出用配線と、前記第１の方向と異なる第２の方向に延在する複数の第２の検出用配線とが設けられており、前記複数の第１の検出用配線の各々は複数の前記下部配線からなり、前記複数の第２の検出用配線の各々は複数の前記上部配線からなり、
    前記タッチスクリーン部の前記下部配線は、前記第１の基板の前記観察者側の面に形成され、
    平面視において、前記第１の検出用配線と前記第２の検出用配線とが交差する領域で、前記上部配線および前記下部配線の各々は、直線的に、共通して一の方向に延在している部分を有し、前記部分において、前記一の方向に垂直な方向における、互いに隣り合う前記上部配線と前記下部配線との配列ピッチは、前記第１の基板の厚さより狭い、表示パネル。
  3. 下部配線及び上部配線の少なくともいずれかは下層膜と前記下層膜の上に設けられる上層膜とを含む多層構造を有し、前記下層膜の外周部は前記上層膜の外周部から突出している、請求項１または２に記載の表示パネル。
  4. 観察者側に配置される第１の基板と前記第１の基板の前記観察者側と反対側に配置される第２の基板との間に表示機能層を挟んで形成される表示機能部と、
    金属の導電材料からなる下部配線及び上部配線を有し、前記下部配線と前記上部配線との間に層間絶縁膜を配置し、前記下部配線、前記上部配線及び前記層間絶縁膜を保護膜で覆って構成されるタッチスクリーン部とを備えた表示パネルであって、
    前記タッチスクリーン部の前記下部配線は、前記第１の基板の前記観察者側の面に形成され、
    下部配線及び上部配線の各々は下層膜と前記下層膜の上に設けられる上層膜とを含む多層構造を有し、前記上層膜は前記下層膜の前記観察者側の面に位置しており、前記下層膜の外周部は前記上層膜の外周部から突出している、表示パネル。
  5. 前記下層膜の外周部は前記上層膜の外周部から、前記上層膜の膜厚以上突出している、請求項３または請求項４に記載の表示パネル。
  6. 前記下層膜は前記上層膜よりも薄い、請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の表示パネル。
  7. 前記下部配線及び前記上部配線は、平面視においてその全体が遮光性を有している、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の表示パネル。
  8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の表示パネルと、
    前記下部配線及び前記上部配線の各々と指示体との間に形成される静電容量に基づいて前記指示体により指示された位置を検出する検出用回路と
    を備える表示装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10921917B2 (en) 2019-01-02 2021-02-16 Samsung Display Co., Ltd. Input sensing circuit and display module having the same

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9785292B2 (en) * 2014-03-07 2017-10-10 Atmel Corporation Variable-pitch tracking for touch sensors
JP2016009419A (ja) 2014-06-26 2016-01-18 三菱電機株式会社 タッチパネル構造及びその製造方法並びに表示装置及びその製造方法
JP6448338B2 (ja) 2014-12-05 2019-01-09 三菱電機株式会社 タッチパネル構造の製造方法及び表示装置の製造方法
JP6707836B2 (ja) * 2015-10-29 2020-06-10 大日本印刷株式会社 タッチパネル一体型有機エレクトロルミネッセンス表示装置用センサ電極基材、タッチパネル一体型有機エレクトロルミネッセンス表示装置、およびタッチパネル一体型有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法
JP2017097464A (ja) * 2015-11-19 2017-06-01 凸版印刷株式会社 電子ペーパー表示装置用タッチセンサ
CN105334657B (zh) * 2015-11-26 2019-12-03 小米科技有限责任公司 液晶显示组件及电子设备
JP2017111386A (ja) 2015-12-18 2017-06-22 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
JP6425838B2 (ja) 2016-02-12 2018-11-21 三菱電機株式会社 タッチセンサ付き表示パネル
US20170240418A1 (en) * 2016-02-18 2017-08-24 Knowles Electronics, Llc Low-cost miniature mems vibration sensor
JP7096656B2 (ja) * 2017-09-29 2022-07-06 マクセル株式会社 コーティング組成物、導電性膜、タッチパネル及び製造方法
CN108061985A (zh) * 2017-11-17 2018-05-22 昆山龙腾光电有限公司 彩膜基板及其制作方法和触控显示屏
CN109960434B (zh) * 2017-12-25 2022-04-12 瀚宇彩晶股份有限公司 触控面板、触控显示装置及制作触控面板的方法
DE102018212445A1 (de) * 2018-07-25 2020-03-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Anzeige- und Bedieneinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9406702D0 (en) 1994-04-05 1994-05-25 Binstead Ronald P Multiple input proximity detector and touchpad system
JP5051690B2 (ja) 2007-01-30 2012-10-17 株式会社ジャパンディスプレイウェスト 入力機能付表示装置
JP4889685B2 (ja) * 2008-06-04 2012-03-07 三菱電機株式会社 タッチパネルおよびそれを備えた表示装置
US8269744B2 (en) 2008-09-05 2012-09-18 Mitsubishi Electric Corporation Touch screen, touch panel and display device
JP4869309B2 (ja) 2008-09-05 2012-02-08 三菱電機株式会社 タッチスクリーン、タッチパネル及び表示装置
US8217913B2 (en) 2009-02-02 2012-07-10 Apple Inc. Integrated touch screen
US20120140158A1 (en) * 2009-08-21 2012-06-07 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device and method for manufacturing liquid crystal display device
KR101142566B1 (ko) 2010-06-01 2012-05-03 삼성모바일디스플레이주식회사 터치스크린패널 및 이를 구비한 영상표시장치
JP5647864B2 (ja) 2010-11-05 2015-01-07 富士フイルム株式会社 タッチパネル
JP2012123454A (ja) * 2010-12-06 2012-06-28 Kitagawa Ind Co Ltd 静電容量式タッチパネル用の透明導電フィルム
WO2013001980A1 (ja) * 2011-06-27 2013-01-03 シャープ株式会社 液晶表示パネル及び液晶表示装置
JP5841411B2 (ja) * 2011-11-11 2016-01-13 三菱製紙株式会社 光透過性電極
JP2013045261A (ja) * 2011-08-23 2013-03-04 Dainippon Printing Co Ltd カラーフィルタ付タッチパネルセンサ、液晶表示装置、および座標検出装置
JP2013232620A (ja) * 2012-01-27 2013-11-14 Rohm Co Ltd チップ部品
JP2013178655A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Mitsubishi Paper Mills Ltd 光透過性電極
EP2662758A3 (en) * 2012-05-09 2015-03-04 LG Innotek Co., Ltd. Electrode member and touch window including the same
JP6122253B2 (ja) * 2012-05-22 2017-04-26 株式会社オプトラン 静電容量型タッチパネル基板及びその製造方法並びに製造装置
JP2014010671A (ja) 2012-06-29 2014-01-20 Mitsubishi Electric Corp タッチスクリーン、タッチパネル及びそれを備える表示装置
JP5224203B1 (ja) 2012-07-11 2013-07-03 大日本印刷株式会社 タッチパネルセンサ、タッチパネル装置および表示装置
JP6324656B2 (ja) * 2012-07-12 2018-05-16 大日本印刷株式会社 タッチパネル基板、及び表示装置
KR20140016627A (ko) 2012-07-30 2014-02-10 이엘케이 주식회사 터치스크린 장치
CN203179574U (zh) 2013-03-30 2013-09-04 深圳欧菲光科技股份有限公司 透明导电体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10921917B2 (en) 2019-01-02 2021-02-16 Samsung Display Co., Ltd. Input sensing circuit and display module having the same

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Publication number Publication date
DE112014006433T5 (de) 2017-01-26
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