JP6637183B2 - タッチパネル付き表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネル付き表示装置に関する。

特開２０１５−１２２０５７号公報には、ディスプレイ用とタッチスクリーン用の両方の役割を果たすパネルを備えるタッチスクリーンパネル一体型表示装置が開示されている。パネルは、カラーフィルタが設けられた上部基板と、複数の画素が形成された下部基板と、上部基板と下部基板との間に設けられた液晶層とを有する。下部基板の各画素には、画素電極、及び画素電極に接続されたトランジスタとが設けられる。また、下部基板には、画素電極に対向して複数の電極が離間して配置される。複数の電極は、ディスプレイ駆動モードでは画素電極との間に横電界（水平電界）を形成する共通電極として機能し、タッチ駆動モードでは、指等との間に静電容量を形成するタッチ電極として機能する。複数の電極にはそれぞれ、データ線と略平行な少なくとも１つの信号ラインが接続され、タッチ駆動信号又は共通電圧信号が信号ラインを介して供給される。

特開２０１５−１２２０５７号公報の場合、利用者の指が接触される上部基板と、その接触を検知する下部基板の電極との間に液晶層が設けられる。そのため、上部基板を接触した際の静電容量の変化が小さいと、画像表示による液晶容量の変化によって、接触時の静電容量の変化が検出されにくい。また、上部基板を接触した際にパネル全体が撓むと、下部基板の電極と他の素子との間の距離が変化し、電極における容量が変化する。この場合、パネル全体の撓みによる容量変化によって、接触時の静電容量の変化が検出されにくい。

本発明は、タッチ検出感度を向上させ得るタッチパネル付き表示装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態におけるタッチパネル付き表示装置は、アクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板に対向して設けられた対向基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に設けられた液晶層と、を備え、前記アクティブマトリクス基板側にタッチ面を有するタッチパネル付き表示装置であって、前記アクティブマトリクス基板は、基板と、前記基板の前記液晶層側に、複数の画素電極と、前記タッチ面に対する接触を検知するとともに、前記複数の画素電極との間で容量を形成する複数の対向電極と、前記複数の対向電極のそれぞれと接続された複数の信号線と、を備え、前記対向基板は、前記液晶層と反対側の面に、前記複数の対向電極と平面視で重なるように配置され、基準電位を有するシールド電極を備え、前記複数の画素電極と前記複数の対向電極とは平面視において重なるように配置され、前記複数の対向電極は、前記複数の画素電極よりも前記基板に近い位置に設けられる。

本発明によれば、タッチ検出感度を向上させることができる。

図１は、第１実施形態におけるタッチパネル付き表示装置の断面図である。 図２は、図１に示すアクティブマトリクス基板の概略構成を示す模式図である。 図３は、対向電極の配置の一例を示す模式図である。 図４は、図１に示すアクティブマトリクス基板の一部の領域を拡大した概略平面図である。 図５は、タッチパネル付き表示装置の断面図であって、図４に示すアクティブマトリクス基板のＡ−Ａ線の断面図である。 図６は、タッチパネル付き表示装置の断面図であって、図４に示すアクティブマトリクス基板のＢ−Ｂ線の断面図である。 図７Ａは、図１に示すアクティブマトリクス基板のＴＦＴ領域と非ＴＦＴ領域の製造工程を示す断面図であって、ガラス基板上にブラックマトリクスを形成する工程を示す断面図である。 図７Ｂは、図７Ａに示すブラックマトリクスを覆う無機絶縁膜１０２を形成する工程を示す断面図である。 図７Ｃは、図７Ｂに示す無機絶縁膜１０２上にソース電極及びドレイン電極とデータ線とを形成する工程を示す断面図である。 図７Ｄは、図７Ｃに示すソース電極及びドレイン電極の上に半導体膜を形成する工程を表す断面図である。 図７Ｅは、図７Ｄに示すソース電極、ドレイン電極及び半導体膜と、データ線とを覆うゲート絶縁膜を形成する工程を表す断面図である。 図７Ｆは、図７Ｅに示すＴＦＴ領域のゲート絶縁膜の上にゲート電極を形成する工程を表す断面図である。 図７Ｇは、図７Ｆに示すゲート電極及びゲート絶縁膜の上に有機絶縁膜を形成する工程を表す断面図である。 図７Ｈは、図７Ｇに示す有機絶縁膜の上に対向電極を形成する工程を表す断面図である。 図７Ｉは、図７Ｈに示す対向電極を覆う無機絶縁膜１０５を成膜する工程を表す断面図である。 図７Ｊは、図７Ｉに示す無機絶縁膜１０５にコンタクトホールを形成する工程を表す断面図である。 図７Ｋは、図７Ｊに示す無機絶縁膜１０５の上に画素電極を形成する工程を表す断面図である。 図７Ｌは、図７Ｋに示す無機絶縁膜１０５の上に信号線を形成する工程を表す断面図である。 図８は、アクティブマトリクス基板の対向電極とデータ線との配置を説明するための断面図である。 図９は、第２実施形態のアクティブマトリクス基板における非ＴＦＴ領域の概略断面図である。 図１０Ａは、図９に示すアクティブマトリクス基板の製造工程を説明するための断面図であって、有機絶縁膜上に信号線を形成する工程を表す断面図である。 図１０Ｂは、図１０Ａに示す信号線を覆う無機絶縁膜１０５を形成する工程を表す断面図である。 図１０Ｃは、図１０Ｂに示す無機絶縁膜１０５の上に対向電極を形成する工程を表す断面図である。 図１０Ｄは、図１０Ｃに示す対向電極を覆う無機絶縁膜１０６を形成する工程を表す断面図である。 図１１は、第３実施形態のアクティブマトリクス基板における非ＴＦＴ領域の概略断面図である。 図１２Ａは、図１１に示すアクティブマトリクス基板の製造工程を説明するための断面図であって、有機絶縁膜上に信号線を形成する工程を表す断面図である。 図１２Ｂは、図１２Ａに示す有機絶縁膜上に対向電極を形成する工程を表す断面図である。 図１２Ｃは、図１２Ｂに示す対向電極及び信号線を覆う無機絶縁膜１０５を形成する工程を表す断面図である。 図１２Ｄは、図１２Ｃに示す無機絶縁膜１０５上に画素電極を形成する工程を表す断面図である。 図１２Ｅは、図１２Ｄに示す画素電極を覆う無機絶縁膜１０６を形成する工程を表す断面図である。 図１２Ｆは、図１２Ｅに示す無機絶縁膜１０６上に共通電極を形成する工程を表す断面図である。

本発明の一実施形態に係るタッチパネル付き表示装置は、アクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板に対向して設けられた対向基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に設けられた液晶層と、を備え、前記アクティブマトリクス基板側にタッチ面を有するタッチパネル付き表示装置であって、前記アクティブマトリクス基板は、基板と、前記基板の前記液晶層側に、複数の画素電極と、前記タッチ面に対する接触を検知するとともに、前記複数の画素電極との間で容量を形成する複数の対向電極と、前記複数の対向電極のそれぞれと接続された複数の信号線と、を備え、前記対向基板は、前記液晶層と反対側の面に、前記複数の対向電極と平面視で重なるように配置され、基準電位を有するシールド電極を備え、前記複数の画素電極と前記複数の対向電極とは平面視において重なるように配置され、前記複数の対向電極は、前記複数の画素電極よりも前記基板に近い位置に設けられる（第１の構成）。

第１の構成によれば、タッチパネル付き表示装置は、アクティブマトリクス基板側にタッチ面を有し、アクティブマトリクス基板の液晶層側には、複数の画素電極と、複数の対向電極と、複数の信号線とが設けられている。対向電極は、画像表示に用いられるとともに、タッチ面の接触を検知し、画素電極よりも基板に近い位置に設けられている。つまり、タッチ面と対向電極との間に液晶層が設けられていない。そのため、画像表示によって液晶層に容量変化が生じても、タッチ面と対向電極との間に液晶層がある場合と比べ、液晶容量の変化の影響を受けず、接触時の小さい容量変化を検出することができる。また、対向基板の液晶層側の面には基準電位を有するシールド電極が設けられている。そのため、利用者の指等の接触時にタッチパネル付き表示装置の撓みが生じても、対向電極と対向基板の裏面側に設けられる部材との間の静電容量の変化を抑制でき、接触時の容量変化を検出することができる。

第１の構成において、前記アクティブマトリクス基板は、さらに、前記基板の前記液晶層側に、複数のゲート配線と、前記複数のゲート配線と交差する複数のデータ配線とを備え、前記複数の対向電極は、ゲート配線の延伸方向及びデータ配線の延伸方向に並べて配置され、前記ゲート配線の延伸方向に隣接する対向電極の間にデータ配線が平面視で重なるように配置されていることとしてもよい（第２の構成）。

第２の構成によれば、ゲート配線の延伸方向に隣接する対向電極の間にデータ配線が配置されるため、タッチ面側からの外部電界が液晶層に影響しにくく、液晶層の配向不良を抑制できる。

第１又は第２の構成において、前記アクティブマトリクス基板は、さらに、前記基板の前記液晶層側に、複数のゲート配線と、前記複数のゲート配線と交差する複数のデータ配線とを備え、前記複数の対向電極は、ゲート配線の延伸方向及びデータ配線の延伸方向に並べて配置され、前記データ配線の延伸方向に隣接する対向電極の間にゲート配線が平面視で重なるように配置されていることとしてもよい（第３の構成）。

第３の構成によれば、データ配線の延伸方向に隣接する対向電極の間にゲート配線が配置されるため、タッチ面側からの外部電界が液晶層に影響しにくく、液晶層の配向不良を抑制できる。

第１から第３のいずれかの構成において、前記複数の信号線と前記複数の画素電極とは互いに異なる層に配置されていることとしてもよい（第４の構成）。

第４の構成によれば、画素電極と信号線とが同層に配置されている場合と比べ、画素電極と信号線との間の静電容量による液晶層の配向不良を低減することができる。

第１から第４のいずれかの構成において、前記アクティブマトリクス基板は、さらに、前記複数の対向電極と前記複数の画素電極との間に配置された第１の絶縁膜と、前記複数の画素電極に対して前記複数の対向電極と反対側に配置され、前記複数の画素電極を覆う第２の絶縁膜と、前記第２の絶縁膜を介し、前記複数の画素電極と重なるように配置され、前記対向電極と電気的に接続された透明電極と、を備えることとしてもよい（第５の構成）。

第５の構成によれば、第１の絶縁膜と第２の絶縁膜とを挟んで、画素電極は、対向電極と透明電極との間に配置され、透明電極は対向電極と電気的に接続されている。そのため、対向電極のみが設けられている場合と比べ、画素容量を大きくすることができ、表示品位を向上させることができる。

第１から第５のいずれかの構成において、前記アクティブマトリクス基板は、さらに、ソース電極、ドレイン電極、半導体膜、及びゲート電極を含む複数のスイッチング素子を備え、前記ゲート電極は、前記半導体膜に対して前記液晶層側に設けられることとしてもよい（第６の構成）。

第６の構成によれば、スイッチング素子のゲート電極は、半導体膜に対して液晶層側に設けられる。つまり、スイッチング素子は、基板に対してトップゲート構造を有する。そのため、スイッチング素子のチャネル領域に対し、タッチパネル付き表示装置の背面側からの光が入射しにくく、遮光膜を別途設ける必要がない。

第１から第５のいずれかの構成において、前記アクティブマトリクス基板は、さらに、ソース電極、ドレイン電極、半導体膜、及びゲート電極を含む複数のスイッチング素子を備え、前記ゲート電極は、前記半導体膜に対して前記基板側に設けられることとしてもよい（第７の構成）。

第７の構成によれば、ゲート電極が、半導体膜に対して基板側に設けられるため、スイッチング素子のチャネル領域に入射する基板側からの光を遮光することができる。

第１から第７のいずれかの構成において、前記アクティブマトリクス基板は、さらに、前記画素電極と前記基板との間に遮光部を備えることとしてもよい（第８の構成）。

第８の構成によれば、基板の液晶層と反対側の面からの外光を遮光することができる。

第８の構成において、前記遮光部は、前記画素電極と重ならない位置に設けられていることとしてもよい（第９の構成）。

第９の構成によれば、遮光部が画素電極と重なならないため、画素の開口率を向上させることができる。

［第１実施形態］
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。

図１は、本実施形態におけるタッチパネル付き表示装置１０の断面図である。本実施形態におけるタッチパネル付き表示装置１０は、アクティブマトリクス基板１と、対向基板２と、アクティブマトリクス基板１と対向基板２との間に挟持された液晶層３と、一対の偏光板４Ａ、４Ｂと、バックライト５とを備える。

タッチパネル付き表示装置１０は、画像を表示する機能を有するとともに、その表示された画像の上、すなわち、アクティブマトリクス基板１側の偏光板４Ａの上のタッチ面を使用者の指等が接触した位置（タッチ位置）を検出する機能を有する。

また、このタッチパネル付き表示装置１０は、タッチ位置を検出するために必要な素子がアクティブマトリクス基板１に設けられた、いわゆるインセル型タッチパネル表示装置である。また、タッチパネル付き表示装置１０は、液晶層３に含まれる液晶分子の駆動方式が横電界駆動方式である。横電界駆動方式を実現するため、電界を形成するための画素電極及び対向電極（共通電極）は、アクティブマトリクス基板１に形成されている。

図２は、アクティブマトリクス基板１の概略構成を示す模式図である。アクティブマトリクス基板１は、液晶層３（図１参照）側の面に、複数のゲート線２１と複数のデータ線２２とを有する。アクティブマトリクス基板１は、ゲート線２１とデータ線２２とで区画された複数の画素を有し、複数の画素が形成された領域は、アクティブマトリクス基板１の表示領域Ｒとなる。

各画素には、画素電極と、スイッチング素子とが配置されている。スイッチング素子は、例えば、薄膜トランジスタが用いられる。

アクティブマトリクス基板１は、表示領域Ｒの外側の領域（額縁領域）に、ソースドライバ３０とゲートドライバ４０とを有する。ソースドライバ３０は、各データ線２２と接続され、各データ線２２に画像データに応じた電圧信号を供給する。ゲートドライバ４０は、各ゲート線２１と接続され、各ゲート線２１に電圧信号を順次供給してゲート線２１を走査する。

図３は、対向電極の配置の一例を示す模式図である。対向電極２３は、アクティブマトリクス基板１の液晶層３（図１参照）側の面に形成されている。図３に示すように、対向電極２３は矩形形状であり、アクティブマトリクス基板１上に、マトリクス状に複数配置されている。対向電極２３はそれぞれ、例えば１辺が数ｍｍの略正方形である。

また、アクティブマトリクス基板１には、コントローラ５０が設けられている。コントローラ５０はタッチ位置を検出するためのタッチ位置検出制御を行う。

コントローラ５０と、各対向電極２３との間は、Ｙ軸方向に延びる信号線２４によって接続されている。すなわち、対向電極２３の数と同じ数の信号線２４がアクティブマトリクス基板１上に形成されている。

対向電極２３は、画素電極と対になって、画像表示制御の際に用いられるとともに、タッチ位置検出制御の際にも用いられる。

対向電極２３は、タッチ面の非接触時において、隣接する対向電極２３や他の素子等との間に寄生容量が形成されているが、人の指等が表示装置１０の表示画面に触れると、人の指等との間で容量が形成されるため、静電容量が変化する。タッチ位置検出制御の際、コントローラ５０は、信号線２４を介して、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２３に供給し、信号線２４を介してタッチ検出信号を受信する。これにより、対向電極２３の位置における静電容量の変化を検出して、タッチ位置を検出する。また、信号線２４は、画像表示制御の際、コントローラ５０により、所定の電圧信号が供給され、対向電極２３に当該所定の電圧信号を供給する。すなわち、信号線２４は、タッチ駆動信号及びタッチ検出信号の送受信用の線として機能するとともに、画素電極との間で横電界を形成する共通電極として機能する。

図４は、アクティブマトリクス基板１の一部の領域を拡大した平面図である。図４に示すように、複数の画素電極２５は、マトリクス状に配置されている。また、図４では図示を省略しているが、スイッチング素子である、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）が、画素電極２５と対応してマトリクス状に配置されている。

画素電極２５は、ゲート線２１及びデータ線２２によって区画された画素領域に設けられている。上記ＴＦＴのゲート電極はゲート線２１に接続されており、ソース電極とドレイン電極の一方はデータ線２２と接続されており、他方は画素電極２５と接続されている。

図４に示すように、Ｙ軸方向に延びている信号線２４は、アクティブマトリクス基板１の法線方向（Ｚ軸方向）において、Ｙ軸方向に延びているデータ線２２と一部が重畳するように配置されている。具体的には、信号線２４は、データ線２２よりもＺ軸負方向側に設けられており、平面視で信号線２４とデータ線２２は一部が重畳している。

なお、図４において、白丸３５は、対向電極２３と信号線２４とが接続されている箇所を示している。

図５は、タッチパネル付き表示装置１０の断面図であって、図４に示すアクティブマトリクス基板１のＡ−Ａ線における断面図である。すなわち、図５は、ＴＦＴが配置された領域（ＴＦＴ領域）の概略断面図である。また、図６は、タッチパネル付き表示装置１０の断面図であって、図４に示すアクティブマトリクス基板１のＢ−Ｂ線における断面図である。すなわち、図６は、ＴＦＴが配置されていない領域（非ＴＦＴ領域）の概略断面図である。以下、アクティブマトリクス基板１及び対向基板２の断面構造について説明する。

（アクティブマトリクス基板の断面構造）
図５及び図６に示すように、アクティブマトリクス基板１におけるガラス基板１００の液晶層３側の面には、ブラックマトリクス６０が配置されている。ブラックマトリクス６０は、図５、６に示すように、平面視でＴＦＴ７０及びデータ線２２と重なるように配置される。ブラックマトリクス６０は、外光の反射（写りこみ）によるコントラストの低下や、バックライト光の内部反射によるＴＦＴ７０の特性変動を抑制するため、反射率が低い材料であることが好ましい。

また、図５及び図６に示すように、ガラス基板１００の液晶層３側の面には、ブラックマトリクス６０を覆うように無機絶縁膜１０２が配置されている。無機絶縁膜１０２は、例えば窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）や二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）からなる。

図５に示すように、ＴＦＴ領域には、無機絶縁膜１０２の面上にＴＦＴ７０が形成されている。ＴＦＴ７０は、ゲート電極７０ａ、半導体膜７０ｂ、ソース電極７０ｃ、及びドレイン電極７０ｄを含む。ソース電極７０ｃとドレイン電極７０ｄは、無機絶縁膜１０２に接して配置されている。また、図６に示すように、非ＴＦＴ領域には、無機絶縁膜１０２の面上に、ブラックマトリクス６０と重なる位置にデータ線２２が配置されている。ソース電極７０ｃ及びドレイン電極７０ｄとデータ線２２は、例えばチタン（Ｔｉ）及び銅（Ｃｕ）の積層膜により形成されている。

半導体膜７０ｂは、ソース電極７０ｃ及びドレイン電極７０ｄの一部とそれぞれ重なるように配置されている。半導体膜７０ｂは、例えば酸化物半導体膜であり、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうち少なくとも１種の金属元素を含んでもよい。本実施形態では、半導体膜７０ｂは、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の半導体を含む。ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の半導体は、Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）の三元系酸化物であって、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの割合（組成比）は特に限定されず、例えばＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：２等を含む。

図５及び図６に示すように、ゲート絶縁膜１０３は、ＴＦＴ領域において、ソース電極７０ｃ、ドレイン電極７０ｄ、及び半導体膜７０ｂを覆い、非ＴＦＴ領域において、データ線２２を覆うように配置されている。ゲート絶縁膜１０３は、例えば窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）や二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）からなる。

図５に示すように、ゲート電極７０ａは、ゲート絶縁膜１０３に接し、半導体膜７０ｂの下側（Ｚ軸負方向側）、すなわち、液晶層３側に配置されている。ゲート電極７０ａは、例えばチタン（Ｔｉ）及び銅（Ｃｕ）の積層膜により形成されている。

図５及び図６に示すように、ＴＦＴ領域及び非ＴＦＴ領域には、ゲート電極７０ａ及びゲート絶縁膜１０３を覆うように、有機絶縁膜（平坦化膜）１０４が配置されている。有機絶縁膜１０４は、例えばポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）などのアクリル系有機樹脂材料などからなる。なお、この例において、有機絶縁膜１０４は、比誘電率が３〜４であり、その膜厚は１〜３μｍである。有機絶縁膜１０４は、ゲート線２１及びデータ線２２と、対向電極２３との間の容量を抑えるために配置されるが、必ずしも有機絶縁膜１０４が配置される必要はない。例えば、有機絶縁膜１０４に替えて、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）等の無機絶縁膜を配置してもよい。この場合の無機絶縁膜の膜厚は、例えば０．４〜０．９μｍであることが好ましい。

図５及び図６に示すように、対向電極２３は、有機絶縁膜１０４の面上に形成され、対向電極２３を覆うように無機絶縁膜１０５が配置されている。対向電極２３は、透明電極であって、例えばＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩＺＯ（Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ）、ＩＧＺＯ（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ）、ＩＴＺＯ（Ｉｎ−Ｔｉｎ−Ｚｎ−Ｏ）等の材料からなる。無機絶縁膜１０５は、例えば窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）や二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）からなる。

図５に示すように、ＴＦＴ領域には、ドレイン電極７０ｄと重なる位置に、ゲート絶縁膜１０３、有機絶縁膜１０４、及び無機絶縁膜１０５を貫通するコンタクトホールＣＨが設けられている。

図５及び図６に示すように、無機絶縁膜１０５の面上には、画素電極２５と信号線２４とが配置されている。図５に示すように、ＴＦＴ領域において、画素電極２５は、コンタクトホールＣＨを介して、ドレイン電極７０ｄと接している。また、図６に示すように、非ＴＦＴ領域において、画素電極２５と画素電極２５の間にはスリット２５ａが形成されている。画素電極２５は、透明電極であって、例えばＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩＺＯ（Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ）、ＩＧＺＯ（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ）、ＩＴＺＯ（Ｉｎ−Ｔｉｎ−Ｚｎ−Ｏ）等の材料からなる。

図５及び図６に示すように、信号線２４は、平面視でデータ線２２と重なる位置に形成されている。信号線２４は、例えば銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）のいずれか、またはこれらの混合物からなるものでもよい。また、信号線２４は、複数の層からなる積層膜で形成されていてもよく、例えば、無機絶縁膜１０５と接する最下層が画素電極２５と同じ材料からなるものであってもよい。

（対向基板２の断面構造）
図５及び図６に示すように、対向基板２は、ガラス基板２００における一方の面、すなわち、液晶層３側（Ｚ軸正方向）の面を覆うように、カラーフィルタとオーバーコート層２０１とが積層されている。また、ガラス基板２００における他方の面、すなわち、偏光板４Ｂ（図１参照）側（Ｚ軸負方向）の面を覆うようにシールド電極２０２が設けられている。シールド電極２０２は、透明電極膜であって、例えばＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩＺＯ（Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ）、ＩＧＺＯ（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ）、ＩＴＺＯ（Ｉｎ−Ｔｉｎ−Ｚｎ−Ｏ）等の材料からなる。シールド電極２０２は、アクティブマトリクス基板１に形成された基準電位（グランド（ｇｒｏｕｎｄ）電位）を供給する配線（図示略）と接続されている。

（製造方法）
次に、アクティブマトリクス基板１の製造方法について説明する。図７Ａ〜７Ｌは、アクティブマトリクス基板１におけるＴＦＴ領域と非ＴＦＴ領域の製造工程を示す断面図である。以下、図７Ａ〜７Ｌを用いて製造工程を説明する。

まず、ガラス基板１００の一方の面上において、ブラックレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法によりブラックレジストをパターニングする。これにより、ＴＦＴ領域と非ＴＦＴ領域にブラックマトリクス６０が形成される（図７Ａ参照）。

次に、ガラス基板１００上のブラックマトリクス６０を覆うように、例えば窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）からなる無機絶縁膜１０２を成膜する（図７Ｂ参照）。

続いて、無機絶縁膜１０２の上に、例えばチタン（Ｔｉ）及び銅（Ｃｕ）を順に成膜してフォトリソグラフィ及びウェットエッチングを行い、チタン（Ｔｉ）及び銅（Ｃｕ）の積層金属膜をパターニングする。これにより、ＴＦＴ領域における無機絶縁膜１０２の上にソース電極７０ｃ及びドレイン電極７０ｄが形成される。また、非ＴＦＴ領域における無機絶縁膜１０２の上にデータ線２２が形成される、（図７Ｃ参照）。

次に、ＴＦＴ領域におけるソース電極７０ｃ及びドレイン電極７０ｄを覆うように、例えば、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｏを含む半導体膜を成膜し、フォトリソグラフィ及びウェットエッチングを行い、半導体膜をパターニングする。これにより、ＴＦＴ領域において、ソース電極７０ｃ及びドレイン電極７０ｄの一部と重なるように半導体膜７０ｂが形成される（図７Ｄ参照）。

そして、ＴＦＴ領域におけるソース電極７０ｃ、ドレイン電極７０ｄ、及び半導体膜７０ｂを覆い、非ＴＦＴ領域におけるデータ線２２を覆うように、例えば酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）からなるゲート絶縁膜１０３を成膜する（図７Ｅ参照）。

続いて、ゲート絶縁膜１０３の上に、例えばチタン（Ｔｉ）及び銅（Ｃｕ）を順に積層した積層金属膜を成膜し、フォトリソグラフィ及びウェットエッチングを行い、積層金属膜をパターニングする。これにより、ＴＦＴ領域において、ソース電極７０ｃ、ドレイン電極７０ｄ、及び半導体膜７０ｂと重なる位置にゲート電極７０ａが形成される（図７Ｆ参照）。

次に、ＴＦＴ領域におけるゲート電極７０ａ及びゲート絶縁膜１０３を覆い、非ＴＦＴ領域におけるゲート絶縁膜１０３を覆うように有機絶縁膜を成膜する。そして、フォトリソグラフィ法により有機絶縁膜をパターニングする。これにより、ＴＦＴ領域においてドレイン電極７０ｄと重なる位置に開口部１０４ａを有する有機絶縁膜１０４が形成される（図７Ｇ参照）。

そして、有機絶縁膜１０４の上に、例えばＩＴＯからなる透明電極膜を成膜し、フォトリソグラフィ及びウェットエッチングを行い、透明電極膜をパターニングする。これにより、ＴＦＴ領域及び非ＴＦＴ領域における有機絶縁膜１０４の上に対向電極２３が形成される（図７Ｈ参照）。

次に、ＴＦＴ領域における対向電極２３と有機絶縁膜１０４を覆い、非ＴＦＴ領域における対向電極２３を覆うように、例えば窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）からなる無機絶縁膜１０５を成膜する（図７Ｉ参照）。そして、フォトリソグラフィ及びドライエッチングを行い、無機絶縁膜１０５とゲート絶縁膜１０３とをパターニングする。これにより、ＴＦＴ領域において、ゲート絶縁膜１０３及び無機絶縁膜１０５を貫通するコンタクトホールＣＨが形成され、コンタクトホールＣＨ以外の領域に無機絶縁膜１０５が形成される（図７Ｊ参照）。

そして、無機絶縁膜１０５の上に、例えばＩＴＯからなる透明電極膜を成膜し、フォトリソグラフィ及びウェットエッチングを行い、透明電極膜をパターニングする。これにより、ＴＦＴ領域及び非ＴＦＴ領域における無機絶縁膜１０５の上に画素電極２５が形成される。画素電極２５は、ＴＦＴ領域においてドレイン電極７０ｄと接し、スリット２５ａを有する（図７Ｋ参照）。

次に、無機絶縁膜１０５の上に、例えば銅（Ｃｕ）からなる金属膜を成膜し、フォトリソグラフィ及びウェットエッチングを行って金属膜をパターニングする。これにより、ＴＦＴ領域及び非ＴＦＴ領域において、画素電極２５と重ならない位置に信号線２４が形成される（図７Ｌ参照）。アクティブマトリクス基板１の製造方法の一例は以上の通りである。

上記実施形態では、対向電極２３が画素電極２５よりもガラス基板１００側に配置され、タッチ面と対向電極２３との間に液晶層３が配置されていない。そのため、タッチ検出の際、液晶容量の変化の影響を受けにくく、タッチ時の小さい静電容量の変化を検出しやすい。

また、横電界駆動方式において、外部の電界による液晶層３の配向不良を抑制する目的でシールド電極が設けられる。上記実施形態では、対向基板２のバックライト５側にシールド電極２０２が設けられているため、対向基板２側からの外部の電界による液晶層３の配向不良を抑制することができる。また、タッチパネル付き表示装置１０が薄型（例えば厚みが０．３〜０．６ｍｍ）の場合、タッチパネル付き表示装置１０のタッチ面をタッチしたときに、タッチパネル付き表示装置１０が撓んでも、シールド電極２０２によって対向電極２３とタッチパネル付き表示装置１０の裏面側に設けられる部材（バックライト等）との間の静電容量が変化しにくく、タッチ検出感度の低下を抑制できる。

また、上記実施形態では、対向電極２３が画素電極２５よりもガラス基板１００側に設けられているため、対向電極２３をシールド電極として機能させることができる。そのため、ガラス基板１００において、利用者の指等が接触されるタッチ面側にシールド電極が設けられる場合と比べ、タッチ検出感度を向上させることができる。なお、このように対向電極２３をシールド電極として機能させる場合、図４において、Ｘ軸方向に隣接する対向電極２３の間に平面視でデータ線２２が重なるように配置されていることが好ましい。つまり、図８に示すように、Ｘ軸方向に隣接する対向電極２３Ａと２３Ｂの間に、データ線２２が配置されていることが好ましい。このように構成することで、Ｘ軸方向に隣接する対向電極２３の間にデータ線２２が配置されていない場合と比べ、液晶層３がタッチ面側からの外部電界の影響を受けにくく、液晶層３の配向不良を抑制できる。

また、アクティブマトリクス基板１に設けられたＴＦＴ７０は、ゲート電極７０ａが、半導体膜７０ｂに対して液晶層３側に配置されたトップゲート構造を有する。そのため、ＴＦＴ７０のチャネル領域にバックライト５（図１参照）からの光を遮光するための遮光膜を別途設ける必要がない。なお、利用者側からアクティブマトリクス基板１に入射する光は、アクティブマトリクス基板１に設けられたブラックマトリクス６０によって遮光される。

また、アクティブマトリクス基板１において、対向電極２３と画素電極２５とが重なって配置されている（図４等参照）。つまり、アクティブマトリクス基板１において、表示領域と検出領域とが重なっているため、表示領域とは別に検出領域を設ける場合と比べて開口率を向上させることができる。

上述した第１実施形態では、画素に設けられたＴＦＴを主として説明したが、ゲートドライバ４０においても複数のＴＦＴを用いて構成されている。これらＴＦＴについても、画素に設けられたＴＦＴ７０と同様の構造を有していてもよい。

［第２実施形態］
図９は、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板の非ＴＦＴ領域の断面図である。図９において、第１実施形態と同様の構成には第１実施形態と同じ符号を付している。以下、第１実施形態と異なる構成について説明する。

図９に示すように、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板１Ａは、以下の点で第１実施形態のアクティブマトリクス基板１と相違する。具体的には、アクティブマトリクス基板１Ａでは、信号線２４が有機絶縁膜１０４の面上に配置され、対向電極２３が無機絶縁膜１０５の面上に配置されている。また、無機絶縁膜１０５の面上に対向電極２３を覆う無機絶縁膜１０６が新たに配置され、無機絶縁膜１０６の面上に画素電極２５が配置されている。無機絶縁膜１０６は、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）又は二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）からなる。

本実施形態では、第１実施形態に比べ、新たに無機絶縁膜１０６が必要となるが、信号線２４が画素電極２５が設けられた層とは別の層に配置される。より具体的には、信号線２４は、画素電極２５よりもガラス基板１００に近い層に配置される。そのため、第１実施形態の効果に加え、信号線２４と画素電極２５との間の静電容量が第１実施形態よりも低減され、信号線２４と画素電極２５との間の静電容量による液晶層３の配向乱れを抑制できる。

なお、本実施形態のアクティブマトリクス基板１Ａの製造方法は以下のようにして行う。第１実施形態と同様、図７Ａ〜７Ｇの工程を行った後、有機絶縁膜１０４の上に、例えば銅（Ｃｕ）からなる金属膜を成膜し、フォトリソグラフィ及びウェットエッチングを行って金属膜をパターニングする。これにより、有機絶縁膜１０４上において、平面視でデータ線２２と重なる位置に信号線２４が形成される（図１０Ａ参照）。

次に、有機絶縁膜１０４の上に、信号線２４を覆うように、例えば窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）からなる無機絶縁膜１０５を成膜する（図１０Ｂ参照）。

そして、無機絶縁膜１０５の上に、例えばＩＴＯからなる透明電極膜を成膜し、フォトリソグラフィ及びウェットエッチングを行い、透明電極膜をパターニングする。これにより、無機絶縁膜１０５の上において、信号線２４と重ならない位置に対向電極２３が形成される（図１０Ｃ参照）。

続いて、無機絶縁膜１０５の上に、対向電極２３を覆うように、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）からなる無機絶縁膜１０６を成膜する（図１０Ｄ参照）。

そして、上述した第１実施形態と同様、図７Ｋの工程を行い、無機絶縁膜１０６の上に画素電極２５を形成する。

［第３実施形態］
図１１は、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板の非ＴＦＴ領域の断面図である。図１１において、第１実施形態と同様の構成には第１実施形態と同じ符号を付している。以下、第１実施形態と異なる構成について説明する。

図１１に示すように、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板１Ｂは、以下の点で第１実施形態のアクティブマトリクス基板１と相違する。具体的には、アクティブマトリクス基板１Ｂでは、信号線２４が有機絶縁膜１０４の面上に配置され、無機絶縁膜１０５の面上に無機絶縁膜１１６が新たに配置されている。また、無機絶縁膜１０５の面上にはスリットが形成されていない画素電極２５１配置され、無機絶縁膜１１６の面上には、互いに離間して配置され、スリットが形成された共通電極２３１が設けられている。

無機絶縁膜１１６は、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）又は二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）からなる。共通電極２３１は、対向電極２３と同じ材料からなる。共通電極２３１は、対向電極２３と接続されており、画像表示制御の際、対向電極２３と同電位となり、画素電極２５１との間で容量を形成する。

本実施形態では、画素電極２５１に対してガラス基板１００側と液晶層３（図１等参照）側とにそれぞれ配置された対向電極２３と共通電極２３１とを有する。そのため、上述した第１実施形態の効果に加え、画像表示の際、第１実施形態よりも画素容量を大きくすることができ、フリッカやシャドーイング等の表示不良を抑制することができる。また、本実施形態では、信号線２４と画素電極２５１とが互いに異なる層に設けられている。そのため、信号線２４と画素電極２５１との間の静電容量が低減され、信号線２４と画素電極２５１との間の静電容量による液晶層の配向乱れを抑制できる。

なお、本実施形態のアクティブマトリクス基板１Ｂの製造方法は以下のようにして行う。第１実施形態と同様、図７Ａ〜７Ｇの工程を行った後、有機絶縁膜１０４の上に、例えば銅（Ｃｕ）からなる金属膜を成膜し、フォトリソグラフィ及びウェットエッチングを行って金属膜をパターニングする。これにより、有機絶縁膜１０４上において、平面視でデータ線２２と重なる位置に信号線２４が形成される（図１２Ａ参照）。

次に、有機絶縁膜１０４の上に、例えばＩＴＯからなる透明電極膜を成膜し、フォトリソグラフィ及びウェットエッチングを行い、透明電極膜をパターニングする。これにより、有機絶縁膜１０４の上において、信号線２４と重ならない位置に対向電極２３が形成される（図１２Ｂ参照）。

続いて、有機絶縁膜１０４の上に、信号線２４及び対向電極２３を覆うように、例えば窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）からなる無機絶縁膜１０５を成膜する（図１２Ｃ参照）。

そして、無機絶縁膜１０５の上に、例えばＩＴＯからなる透明電極膜を成膜し、フォトリソグラフィ及びウェットエッチングを行い、透明電極膜をパターニングする。これにより、対向電極２３と重なる位置に画素電極２５１が形成される（図１２Ｄ参照）。

次に、無機絶縁膜１０５の上に、画素電極２５１を覆うように、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）からなる無機絶縁膜１１６を成膜する（図１２Ｅ参照）。

続いて、無機絶縁膜１１６の上に、例えばＩＴＯからなる透明電極膜を成膜し、フォトリソグラフィ及びウェットエッチングを行い、透明電極膜をパターニングする。これにより、無機絶縁膜１１６の上において、画素電極２５１と重なる位置に共通電極２３１が形成される（図１２Ｆ参照）。

以上、本発明に係るタッチパネル付き表示装置の一例について説明したが、本発明に係るタッチパネル付き表示装置は、上述した実施形態の構成に限定されず、様々な変形構成とすることができる。以下、その変形例について説明する。

［変形例１］
上述した実施形態において、半導体膜７０ｂは酸化物半導体膜に限らず、アモルファスシリコン膜であってもよい。

［変形例２］
上述した実施形態では、タッチパネル付き表示装置は、アクティブマトリクス基板、対向基板、液晶層、偏光板、及びバックライトを備える例を説明したが、タッチパネル付き表示装置は、少なくともアクティブマトリクス基板、対向基板、液晶層を含んでいればよい。

［変形例３］
上述した実施形態におけるＴＦＴは、ゲート電極７０ａが、半導体膜７０ｂに対して液晶層３側に配置されたトップゲート構造を有する例を説明したが、ゲート電極７０ａが半導体膜７０ｂに対してガラス基板１００側に設けられたボトムゲート構造を有するものであってもよい。

［変形例４］
上述した実施形態では、ゲート線２１の延伸方向に隣接する対向電極２３の間にデータ線２２が配置される例を説明したが、データ線２２の延伸方向に隣接する対向電極２３の間にゲート線２１が配置されていてもよい。又は、ゲート線２１の延伸方向に隣接する対向電極２３の間にデータ線２２が配置され、さらに、データ線２２の延伸方向に隣接する対向電極２３の間にゲート線２１が配置されていてもよい。

Claims (8)

1. アクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板に対向して設けられた対向基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に設けられた液晶層と、を備え、前記アクティブマトリクス基板側にタッチ面を有するタッチパネル付き表示装置であって、
   前記アクティブマトリクス基板は、
   基板と、
   前記基板の前記液晶層側に配置された、複数の画素電極と、前記タッチ面に対する接触を検知するとともに、前記複数の画素電極との間で容量を形成する複数の対向電極と、前記複数の対向電極のそれぞれと接続された複数の信号線と、
   前記複数の対向電極と前記複数の画素電極との間に配置された第１の絶縁膜と、
   前記複数の画素電極に対して前記複数の対向電極と反対側に配置され、前記複数の画素電極を覆う第２の絶縁膜と、
   前記第２の絶縁膜を介し、前記複数の画素電極と重なるように配置され、前記対向電極と電気的に接続された透明電極と、を備え、
   前記対向基板は、
   前記液晶層と反対側の面に、前記複数の対向電極と平面視で重なるように配置され、基準電位を有するシールド電極を備え、
   前記複数の画素電極と前記複数の対向電極とは平面視において重なるように配置され、前記複数の対向電極は、前記複数の画素電極よりも前記基板に近い位置に設けられる、タッチパネル付き表示装置。
2. 前記アクティブマトリクス基板は、さらに、
   前記基板の前記液晶層側に、複数のゲート配線と、前記複数のゲート配線と交差する複数のデータ配線とを備え、
   前記複数の対向電極は、ゲート配線の延伸方向及びデータ配線の延伸方向に並べて配置され、
   前記ゲート配線の延伸方向に隣接する対向電極の間にデータ配線が平面視で重なるように配置されている、請求項１に記載のタッチパネル付き表示装置。
3. 前記アクティブマトリクス基板は、さらに、
   前記基板の前記液晶層側に、複数のゲート配線と、前記複数のゲート配線と交差する複数のデータ配線とを備え、
   前記複数の対向電極は、ゲート配線の延伸方向及びデータ配線の延伸方向に並べて配置され、
   前記データ配線の延伸方向に隣接する対向電極の間にゲート配線が平面視で重なるように配置されている、請求項１又は２に記載のタッチパネル付き表示装置。
4. 前記複数の信号線と前記複数の画素電極とは互いに異なる層に配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のタッチパネル付き表示装置。
5. 前記アクティブマトリクス基板は、さらに、ソース電極、ドレイン電極、半導体膜、及びゲート電極を含む複数のスイッチング素子を備え、
   前記ゲート電極は、前記半導体膜に対して前記液晶層側に設けられる、請求項１から４のいずれか一項に記載のタッチパネル付き表示装置。
6. 前記アクティブマトリクス基板は、さらに、ソース電極、ドレイン電極、半導体膜、及びゲート電極を含む複数のスイッチング素子を備え、
   前記ゲート電極は、前記半導体膜に対して前記基板側に設けられる、請求項１から４のいずれか一項に記載のタッチパネル付き表示装置。
7. 前記アクティブマトリクス基板は、さらに、
   前記画素電極と前記基板との間に遮光部を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のタッチパネル付き表示装置。
8. 前記遮光部は、前記画素電極と重ならない位置に設けられている、請求項７に記載のタッチパネル付き表示装置

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