KR20170142201A - 액정 표시 장치 - Google Patents

액정 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20170142201A
KR20170142201A KR1020177034974A KR20177034974A KR20170142201A KR 20170142201 A KR20170142201 A KR 20170142201A KR 1020177034974 A KR1020177034974 A KR 1020177034974A KR 20177034974 A KR20177034974 A KR 20177034974A KR 20170142201 A KR20170142201 A KR 20170142201A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wiring
touch sensing
liquid crystal
layer
display device
Prior art date
Application number
KR1020177034974A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102017410B1 (ko
Inventor
유키히로 기무라
겐조 후쿠요시
Original Assignee
도판 인사츠 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도판 인사츠 가부시키가이샤 filed Critical 도판 인사츠 가부시키가이샤
Publication of KR20170142201A publication Critical patent/KR20170142201A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102017410B1 publication Critical patent/KR102017410B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/047—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using sets of wires, e.g. crossed wires

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

본 발명의 액정 표시 장치(LCD1)는, 제1 터치 센싱 배선(3)을 구비한 표시 장치 기판(100)과, 상기 제1 터치 센싱 배선(3)에 직교하는 제2 터치 센싱 배선(7)을 구비하는 어레이 기판(200)과, 상기 표시 장치 기판(100)과 상기 어레이 기판(200)의 사이에 끼움 지지된 액정층(300)과, 제1 소스 배선(14)에 정의 제1 영상 신호를 공급하고, 제2 소스 배선(15)에 부의 제2 영상 신호를 공급하고, 상기 제1 영상 신호 및 상기 제2 영상 신호의 공급에 동기해서 화소 전극(17)과 공통 전극(20)의 사이에 액정 구동 전압을 인가함으로써 상기 액정층(300)을 구동시켜 영상 표시를 행하고, 영상 표시가 행하여진 후에 상기 제2 터치 센싱 배선(7)에 전압을 인가하는 제어부(120)를 구비한다.

Description

액정 표시 장치
본 발명은, 안정된 터치 센싱이 가능하고, 또한 터치 센싱 감도가 높은 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 고속 응답이 가능한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
텔레비전과 같은 대형 디스플레이, 태블릿, 스마트폰 등에 액정 표시 장치가 사용되고 있다. 액정 표시 장치는, 대략, 유리 등의 2매의 투명 기판 간에 액정층이 끼움 지지된 구성을 갖는다. 이러한 액정 표시 장치에서의 주요한 액정 구동 방식은, 종전계 방식으로서 알려져 있는 VA(Vertical Alignment) 모드와, 횡전계 방식으로서 알려져 있는 IPS(In-Plane Switching) 모드, 또는 프린지 전계 스위칭 FFS(Fringe Field Switching) 모드로 크게 구별할 수 있다.
VA 모드에서는, 액정 표시 장치의 기판면에 대하여 액정 분자를 수직 배향시키고, 액정층의 두께 방향을 따른 세로 방향으로 전계를 액정 분자에 인가함으로써 액정 구동이 행하여진다. IPS 모드 또는 FFS 모드에서는, 액정 표시 장치의 기판면에 대하여 액정 분자를 수평 배향시키고, 기판면에 대하여 대략 평행한 방향으로 전계를 액정 분자에 인가함으로써 액정 구동이 행하여진다. 이러한 VA 모드 등의 수직 배향을 사용한 액정 표시 장치는, 흑색 표시가 우수하다. IPS 모드 또는 FFS 모드는, 넓은 시야각을 갖는 액정 표시 장치에서 사용되는 액정 구동 방식이다. FFS 모드가 채용된 액정 표시 장치는, 프린지 전계를 사용함으로써 고속으로 액정을 구동할 수 있다는 큰 장점을 갖는다.
액정의 구동 방식에 관해서, 액정 표시의 스티킹을 억제하기 위해서, 소정의 영상 표시 기간이 경과한 후에 액정층에 인가하는 전압의 정과 부를 반전시키는 극성 반전 구동(교류 반전 구동)이 행하여지고 있다. 극성 반전 구동의 방법으로서는, 복수의 화소의 각각의 극성을 개별로 반전시키는 도트 반전 구동, 화면의 가로 방향을 따라 복수의 화소가 배열되어 있는 행 단위로 화소의 극성을 반전시키는 수평 라인 반전 구동, 화면의 세로 방향을 따라 복수의 화소가 배열되어 있는 열 단위로 화소의 극성을 반전시키는 칼럼 반전 구동, 1획면 단위로 화소의 극성을 반전시키거나, 또는, 화면을 복수의 블록으로 구획함과 함께 블록 단위로 화소의 극성을 반전시키는 프레임 반전 구동 등이 알려져 있다. 이러한 액정 구동 기술은, 예를 들어 특허문헌 1 내지 5, 7에 기재, 또는 시사되어 있다.
이러한 액정 표시 장치로서, 최근 들어, 정전 용량을 검지하는 수단을 구비한 터치 센싱 기능을 갖는 액정 표시 장치가 많이 이용되고 있다. 터치 센싱 방식으로서는, 손가락이나 펜 등의 포인터가 표시 화면에 접촉 또는 근접했을 때 발생하는 정전 용량 변화를, 예를 들어 X 방향과 Y 방향으로 배열된 터치 센싱 배선(터치 전극)에 의해 검지하는 방식이 주로 이용되고 있다.
또한, 터치 센싱 기능을 갖는 표시 장치의 구조로서는, 터치 센싱 기능을 구비한 터치 패널이 표시 장치의 표면에 부착된 아웃 셀 방식과, 표시 장치 자체가 터치 센싱 기능을 구비한 인셀 방식이 알려져 있다. 최근에는, 아웃 셀 방식보다도, 많은 표시 장치가 인셀 방식을 채용하고 있다.
특허문헌 2 내지 6은, 인셀 방식을 사용한 터치 센싱 기술이 개시되어 있다. 그러나, 인셀 방식에서는, 이들의 특허문헌에서는 밝혀져 있지 않은 터치 센싱 기술의 문제가 등장하고 있다. 바꾸어 말하면, 터치 패널 외장형 방식에서는 문제가 되기 어려웠던 문제, 즉, 액정 셀 내부에 설치된 능동 소자에 전기적으로 제휴된 소스 배선으로부터 발생하는 노이즈를 초래한다고 해서 새로운 기술 과제가 있다.
특허문헌 1은, 액정 구동에 관해서, 화면의 세로 방향을 따라 복수의 화소가 배열되어 있는 열 단위로 화소의 극성을 반전시키는 기술을 개시하고 있다. 특허문헌 1은, 터치 센싱 기술을 포함하고 있지 않다.
특허문헌 2 및 특허문헌 3은, 도트 반전 구동에 관한 기재를 포함함과 함께, 터치 센싱 기술을 개시하고 있다. 특허문헌 3의 개시에서는, 터치 센싱 기능을 행하는 구동 전극 및 검출 전극이 실질적으로 금속 배선으로 구성되어 있다. 이러한 특허문헌 3의 개시는, 특허문헌 6에 기재된 청구항 2의 특징점과 유사하다.
특허문헌 4는, 면내 전환(IPS) 액정 디스플레이에 관한 것으로, 터치 센싱 구동 전극이, 터치 센싱 신호의 검출 및 디스플레이에 사용되는 전극쌍을 형성하는 기술을 개시하고 있다.
특허문헌 5는, 투명 재료로 구성되어 제1 방향으로 연장되는 복수의 터치 구동 전극과, 제2 방향으로 연장되는 복수의 터치 검출 전극을 구비하고, 터치 구동 전극 및 터치 검출 전극 중 한쪽이, 액정 디스플레이의 카운터 전극으로서 기능하는 것을 개시하고 있다.
특허문헌 1 내지 6에 개시된 기술은, 각각의 영상 표시를 행하기 위한 영상 신호가 부여되는 소스 배선에 기인하는 노이즈를 삭감하는 수단이 고려되어 있지 않고, 고감도의 터치 센싱 기술을 제공하고 있지 않다. 특허문헌 1 내지 6에 개시된 기술에서는, 액정 구동에 기인하는 노이즈의 발생을 억제하기에는 불충분하다.
또한, 이들 특허문헌에서는, 액정 구동 전압이 액정에 인가된 후, 터치 센싱 배선을 사용해서 액정층의 표시 상태를 흑색 표시(dark state)로 가속적으로 복귀시키는 수단에 대해서 개시하고 있지 않다.
그런데, 액정의 응답 시간은, 액정 구동 전압이 액정 분자(액정층)에 인가되었을 때의 상승 시간(이하, τon)과, 액정 구동 전압이 액정 분자에 인가되지 않을 때(액정 구동 전압 오프 시)의 하강 시간(이하, τoff)과의 합계 시간이다. τon을 짧게 하기 위한 액정 구동 방법이나 액정 장치의 구조로서는, 액정 구동 전압을 높게 하거나, 오버드라이브의 방법을 사용하거나, 액정층의 두께를 얇게 하거나, 액정 분자를 고속 동작시키는 전극 구조를 사용하는 등, 다양한 방법이나 구조를 채용할 수 있다. 그러나, τoff는, 통상 무전계 상태에서 초기 배향으로 복귀되는 시간이기 때문에, τoff는, 액정 분자의 전기적 물성이나 점도 등, 액정 분자의 재료 물성에 의존한다. 따라서, 액정의 응답 시간을 단축하기 위해서는, τoff의 시간 단축이 주제가 된다. 특허문헌 2 내지 특허문헌 6에서는, τoff의 시간 단축을 실현하는 기술을 개시하고 있지 않다.
일본 특허 공개 평 4-22486호 공보 일본 특허 제5472373호 공보 일본 특허 공개 2014-109904호 공보 일본 특허 제4584342호 공보 일본 특허 제5517611호 공보 일본 특허 공개 평 7-36017호 공보 일본 특허 공개 2000-20033호 공보
인셀 방식을 채용함과 함께 터치 센싱 기능을 구비한 표시 장치에 있어서, 센싱 감도를 향상시키기 위해서는 액정 구동으로 발생하는 노이즈 대책이 불가결하다.
상술한 바와 같이, 전하 축적에 의한 표시의 스티킹(sticking)을 피하기 위해서, 액정 구동으로서 극성 반전 구동이 일반적으로 채용되고 있다. 그러나, 영상 신호를 전달하는 소스 배선은, 극성 반전에 기인한 노이즈를 발생시키는 발생원으로 되고 있었다. 뿐만 아니라, 소스 배선은, 영상 신호의 극성 반전에 부수되는 부유 용량의 변화를 수반하기 쉽다. 인셀 방식을 채용함과 함께 터치 센싱 기능을 구비한 표시 장치에서는, 영상 신호가 전달되는 소스 배선에 기인하는 노이즈의 발생을 억제하는 것이 중요하게 되었다.
액정 구동에 대해서, 예를 들어 특허문헌 2에 나타낸 바와 같은 프린지 전계 병용의 종전계 방식을 사용하는 액정 표시 장치에서는, 액정 구동 전압이 액정 분자에 인가되었을 때(액정 구동 전압 온일 때)의 τon을 크게 단축할 수 있어, 액정의 고속 구동이 행하여지고 있다. 또는, 상기의 FFS 모드의 액정 구동에서도, 마찬가지로 프린지 전계를 이용하는 횡전계 방식이기 때문에, 구동 전압 온 시의 τon은 크게 단축할 수 있다. 그러나, 구동 전압을 오프로 했을 때 액정 분자에 인가되는 전계가 없어지기 때문에, 액정 분자는 원래의 수직 배향으로 복귀되는 데 시간이 걸려버려, 액정 분자의 하강 시간 τoff를 작게 하는 것이 어렵다. 액정의 응답 시간은, 상승 시간(τon)과 하강 시간(τoff)과의 합계 시간으로 표현되기 때문에, τoff를 작게 함으로써, 응답성의 개선이 필요해진다.
또한, IGZO 등의 산화인듐, 산화갈륨, 산화아연 등의 복합 산화물에 의한 산화물 반도체를 채널층에 사용한 박막 트랜지스터가 알려져 있다. 이러한 박막 트랜지스터는, 아몰퍼스 실리콘 반도체를 채널층에 사용한 종래의 박막 트랜지스터보다도 약 50배 전자 이동도가 높아, 화소 전극에의 기입(영상 신호의 기입)을 빠르게 행할 수 있다. 또한, 산화물 반도체로 형성된 채널층을 구비하는 박막 트랜지스터에서는, 누설 전류가 매우 작기 때문에, 화소 전극에의 기입이 종료된 후의 전압 유지가 양호해서, 화상 표시 유지를 위해 재기입을 행할 필요가 없다. 그러나, 액정 표시 장치의 경우, 전압 유지가 양호하다는 특징은, 반대로 화소에서의 스티킹이 발생하기 쉬워지는 문제를 발생시킨다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 횡전계 방식 또는 종전계 방식에서의 액정 표시 장치의 응답 시간을 단축하고, 화소의 스티킹을 경감하고, 또한 영상 신호가 전달되는 소스 배선에 기인함과 함께 터치 센싱에 영향을 주는 노이즈의 발생을 삭감한 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 제1 형태에 관한 액정 표시 장치는, 제1 터치 센싱 배선을 구비한 표시 장치 기판과, 복수의 다각 형상의 화소 개구부와, 상기 복수의 화소 개구부의 각각에 설치된 화소 전극과, 상기 화소 전극에 전기적으로 접속된 제1 및 제2 능동 소자와, 상기 제1 능동 소자에 전기적으로 제휴된 제1 게이트 배선과, 상기 제2 능동 소자에 전기적으로 제휴된 제2 게이트 배선과, 평면에서 보아 상기 제1 게이트 배선에 직교해서 상기 제1 능동 소자에 전기적으로 제휴된 제1 소스 배선과, 평면에서 보아 상기 제2 게이트 배선에 직교해서 상기 제2 능동 소자에 전기적으로 제휴된 제2 소스 배선과, 상기 화소 전극 하에 설치된 제1 절연층과, 상기 제1 절연층 하에 설치된 제2 절연층과, 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층의 사이에 설치된 공통 전극과, 평면에서 보아 상기 제1 터치 센싱 배선에 직교하는 제2 터치 센싱 배선을 구비하는 어레이 기판과, 상기 표시 장치 기판과 상기 어레이 기판의 사이에 끼움 지지된 액정층과, 상기 제1 소스 배선에 정의 제1 영상 신호를 공급하고, 상기 제2 소스 배선에 부의 제2 영상 신호를 공급하고, 상기 제1 영상 신호 및 상기 제2 영상 신호의 공급에 동기해서 상기 화소 전극과 상기 공통 전극의 사이에 액정 구동 전압을 인가함으로써 상기 액정층을 구동시켜 영상 표시를 행하고, 영상 표시가 행하여진 후에 상기 제2 터치 센싱 배선에 전압을 인가하는 제어부를 포함한다.
여기서, 다각 형상의 화소 개구부의 형상 패턴으로서는, 예를 들어 정사각형 패턴, 직사각형 패턴, 평행사변형 패턴, 또는 도그렉 형상 패턴(dog-legged pattern)을 들 수 있다.
또한, 표시 장치 기판은, 투명 기판과, 투명 기판 상에 설치된 투명 수지층을 구비해도 된다. 이 경우, 제1 터치 센싱 배선은, 투명 기판과 투명 수지층의 사이에 설치된다. 또한, 표시 장치 기판은, 복수의 투명 수지층(제1 투명 수지층, 제2 투명 수지층)을 구비해도 된다.
상기한 바와 같이 제어부에 의해, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극의 사이에 액정 구동 전압을 인가함으로써 상기 액정층이 구동되어 영상 표시가 행하여지고, 영상 표시가 행하여진 후에 상기 제2 터치 센싱 배선에 전압이 인가된다. 이에 의해, 제2 터치 센싱 배선의 사이에, 평면에서 보아 액정층을 횡단하는 방향(투명 기판에 평행한 방향)을 향한 전계가 발생하고, 이 전계에 의해, 액정의 배향 상태를 흑색 표시 상태로 가속적으로 복귀시킬 수 있다.
「흑색 표시에의 복귀」란, 노멀리 블랙 표시의 액정 표시 장치에 있어서, 액정의 배향이 초기 배향 상태로 복귀되는 것을 의미한다.
이하의 설명에서는, 액정의 배향 상태를 흑색 표시 상태로 가속적으로 복귀시키는 전계를 발생시키는 전압, 즉, 제2 터치 센싱 배선에 인가되는 전압을, 「리셋 전압」 또는 「리셋 신호」라고 칭하는 경우가 있다. 또한, 리셋 전압이 인가되는 제2 터치 센싱 배선(도전 배선)을 「리셋 배선」이라고 칭하는 경우가 있다. 또한, 리셋 전압의 인가에 의해 발생하는 전계를, 「리셋 전계」라고 칭하는 경우가 있다. 또한, 상기 전계의 발생에 의해 액정 분자의 배향 상태가 초기 배향으로 되는 액정 분자의 구동을, 「리셋 구동」이라고 칭하는 경우가 있다.
또한, 이 리셋 전압은, 액정 분자의 하강 시간(이하, τoff)을 단축하기 위해서 제2 터치 센싱 배선에 인가되는 전압을 의미한다. 여기서, 액정 분자를 리셋하는 것은, 액정 분자의 배향 상태를, 흑색 표시에서의 배향 상태(초기 배향)로 되돌리는 것을 의미한다.
본 발명의 제1 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 평면에서 보아, 상기 제1 게이트 배선, 상기 제2 게이트 배선, 상기 제1 소스 배선 및 상기 제2 소스 배선에 의해 상기 화소 개구부가 구획되어도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 상기 화소 개구부의 긴 변은, 상기 제1 소스 배선 및 상기 제2 소스 배선을 따른 방향으로 연장해도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 평면에서 보아, 상기 제1 터치 센싱 배선 및 상기 제2 터치 센싱 배선 중 한쪽은, 상기 제1 게이트 배선 및 상기 제2 게이트 배선에 중첩하도록 설치되어 있고, 상기 제1 터치 센싱 배선 및 상기 제2 터치 센싱 배선 중 다른 쪽은, 상기 제1 소스 배선 및 상기 제2 소스 배선에 중첩하도록 설치되어도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 상기 표시 장치 기판은, 표시면을 갖고, 단면에서 보아, 상기 표시면에서부터 상기 제1 터치 센싱 배선까지의 거리보다도, 상기 표시면에서부터 상기 제2 터치 센싱 배선까지의 거리가 크고, 상기 제2 터치 센싱 배선은, 상기 제1 절연층 상의 위치, 상기 제2 절연층 상의 위치 및 상기 제2 절연층 하의 위치 중, 어느 위치에 설치되어도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 상기 제1 게이트 배선 및 상기 제2 게이트 배선은, 상기 복수의 화소 개구부 중 서로 인접하는 2개의 화소 개구부의 사이에 위치하도록 서로 평행으로 배치되어도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 액정 표시 장치는, 상기 어레이 기판의 이면 또는 측면에 설치된 백라이트 유닛을 구비하고, 상기 제2 터치 센싱 배선에 상기 전압이 인가되고 있을 때는, 상기 백라이트 유닛의 발광을 정지해도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 상기 액정층은, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극의 사이에 발생하는 프린지 전계에 의해 구동되어도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 상기 표시 장치 기판은, 투명 전극을 갖고, 상기 액정층은, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극의 사이에 발생하는 프린지 전계에 의해 구동됨과 함께, 상기 화소 전극과 상기 투명 전극의 사이에 발생하는 상기 액정층의 두께 방향에서의 전계로 구동되어도 된다.
여기서, 투명 전극은, 표시 장치 기판의 투명 기판의 상방에 설치되고, 제1 터치 센싱 배선을 덮는 투명 수지층 상에 설치되어도 된다. 환언하면, 표시 장치 기판과 액정층의 사이에 위치하는 복수의 투명 수지층 중 어느 쪽의 투명 수지층 상의 위치에 설치되어도 된다.
또한, 상기 화소 전극과 상기 투명 전극의 사이에 발생하는 전계에 의해 상기 액정층이 구동되므로, 상기 액정층에서는, 부의 유전율 이방성을 가짐과 함께 초기 배향이 수직 배향인 액정 분자가 사용된다. 즉, 종전계 방식을 이용한 액정 표시 장치가 실현된다. 종전계 방식이란, 표시 장치용 기판에 설치된 투명 전극과 어레이 기판에 설치된 화소 전극의 사이에 배치된 액정층에 대하여, 두께 방향으로 액정 구동 전압을 인가하여 액정층을 구동하는 방식이다.
본 발명의 제1 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 평면에서 보아, 상기 공통 전극은, 상기 화소 전극과 겹치는 중첩부와, 상기 화소 전극의 단부로부터 돌출되어 있는 돌출부를 가져도 된다.
이 구성에 의하면, 액정 분자의 상승 시간(이하, τon)이 단축되기 위한 전극 구조가 실현된다. 구체적으로, 공통 전극의 돌출부와 화소 전극의 사이에 인가되는 액정 구동 전압이 프린지 전계로서 사용되어, τon을 단축할 수 있다.
본 발명의 제1 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 상기 제어부는, 상기 액정 구동 전압이 상기 화소 전극에 인가된 후이면서 또한 상기 액정 구동 전압이 상기 화소 전극에 인가되어 있지 않을 때, 상기 제2 터치 센싱 배선에 상기 전압을 인가해도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 상기 제2 터치 센싱 배선에 인가되는 전압(리셋 전압)은 정의 전압과 부의 전압을 포함하고, 상기 전압은, 영상 표시의 일정 기간마다 정 또는 부로 반전되어도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 상기 제1 터치 센싱 배선 및 상기 제2 터치 센싱 배선의 각각은, 금속층을 포함해도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 상기 표시 장치 기판은, 제1 투명 기판을 포함하고, 상기 제1 터치 센싱 배선은, 상기 제1 투명 기판의 상방에 형성된 흑색층과, 상기 흑색층 상에 적층된 상기 금속층에 의해 구성된 2층 구조를 가져도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 상기 어레이 기판은, 제2 투명 기판을 포함하고, 상기 제2 터치 센싱 배선은, 상기 제2 투명 기판의 상방에 형성된 흑색층과, 상기 흑색층 상에 적층된 상기 금속층에 의해 구성된 2층 구조를 가져도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 상기 금속층은 구리 함유층이며, 상기 금속층은, 구리 함유층이 도전성 금속 산화물층으로 끼움 지지된 구성을 가져도 된다.
여기서, 구리 함유층으로서는, 예를 들어 구리층 또는 구리 합금층을 들 수 있다.
본 발명의 제1 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 상기 도전성 금속 산화물층이, 산화아연, 산화인듐 및 산화주석을 포함하는 복합 산화물이어도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 상기 제1 및 제2 능동 소자는, 반도체로 구성된 채널층을 갖는 박막 트랜지스터이며, 평면에서 보아, 상기 제2 터치 센싱 배선의 상기 금속층의 일부가, 상기 채널층을 가리는 차광층을 형성해도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 상기 채널층은, 산화물 반도체로 구성되어도 된다.
채널층에 적용되는 산화물 반도체로서는, 아연, 인듐, 주석, 텅스텐, 마그네슘, 갈륨 및 게르마늄으로 이루어지는 군에서 선택되는 2종류 이상의 원소를 포함하는 복합 금속 산화물을 들 수 있다.
산화물 반도체로 형성되는 채널층의 구조로서는, 단결정, 다결정, 미결정, 결정과 아몰퍼스를 포함하는 혼정, 아몰퍼스 중 어느 것이어도 상관없다. 산화물 반도체의 막 두께는, 5nm 내지 50nm의 범위 내로 할 수 있다.
본 발명의 제1 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 상기 표시 장치 기판 상에는, 상기 화소 개구부에 대응하는 위치에, 적어도 적 필터, 녹 필터 및 청 필터 중 어느 것이 설치되든 상관없다.
본 발명의 제1 형태에 관한 액정 표시 장치는, 상기 표시 장치 기판 상에는, 상기 화소 개구부를 구획하는 블랙 매트릭스층을 구비해도 된다.
본 발명의 제2 형태에 관한 액정 표시 장치는, 제1 터치 센싱 배선을 구비한 표시 장치 기판과, 복수의 다각 형상의 화소 개구부와, 상기 복수의 화소 개구부의 각각에 설치된 화소 전극과, 상기 화소 전극에 전기적으로 접속된 제1 및 제2 능동 소자와, 상기 제1 능동 소자에 전기적으로 제휴된 제1 게이트 배선과, 상기 제2 능동 소자에 전기적으로 제휴된 제2 게이트 배선과, 평면에서 보아 상기 제1 게이트 배선에 직교해서 상기 제1 능동 소자에 전기적으로 제휴된 제1 소스 배선과, 평면에서 보아 상기 제2 게이트 배선에 직교해서 상기 제2 능동 소자에 전기적으로 제휴된 제2 소스 배선과, 상기 화소 전극 하에 설치된 제1 절연층과, 상기 제1 절연층 하에 설치된 제2 절연층과, 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층의 사이에 설치된 공통 전극과, 평면에서 보아 상기 제1 터치 센싱 배선에 직교하는 제2 터치 센싱 배선을 구비하는 어레이 기판과, 상기 표시 장치 기판과 상기 어레이 기판의 사이에 끼움 지지된 액정층과, 상기 제1 소스 배선에 정의 제1 영상 신호를 공급하고, 상기 제2 소스 배선에 부의 제2 영상 신호를 공급하고, 상기 제1 영상 신호 및 상기 제2 영상 신호의 공급에 동기해서 상기 화소 전극과 상기 공통 전극의 사이에 액정 구동 전압을 인가함으로써 상기 액정층을 구동시키고, 영상 표시의 안정 기간 및 영상 표시 후의 흑색 표시 안정 기간 중 적어도 한쪽의 안정 기간에, 상기 제1 터치 센싱 배선 및 상기 제2 터치 센싱 배선에 의한 터치 센싱 구동을 행하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 제2 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 상기 제어부는, 상기 터치 센싱 구동을 행할 때, 상기 제1 터치 센싱 배선 및 상기 제2 터치 센싱 배선의 한쪽에 터치 센싱 구동 전압을 인가하고, 상기 제1 터치 센싱 배선 및 상기 제2 터치 센싱 배선의 다른 쪽을 통해서 터치 센싱 신호를 검출해도 된다.
본 발명의 제2 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 상기 제2 터치 센싱 배선에 상기 터치 센싱 구동 전압이 인가되고, 상기 제1 터치 센싱 배선이 상기 터치 센싱 신호를 검출해도 된다.
이 경우, 제2 터치 센싱 배선이 터치 구동 배선(터치 구동 전극, 터치 센싱 구동 배선)으로서 기능하고, 제1 터치 센싱 배선이 터치 검출 배선(터치 검출 전극, 터치 센싱 검출 배선)으로서 기능한다.
또한, 제1 터치 센싱 배선이 터치 구동 배선으로서 기능해도 된다. 이 경우, 제2 터치 센싱 배선이 터치 검출 배선으로서 기능한다.
이와 같이, 제2 터치 센싱 배선은, 리셋 전압이 인가될 뿐만 아니라, 터치 센싱 구동 배선 또는 터치 센싱 검출 배선으로서 기능할 수도 있다.
또한, 제2 터치 센싱 배선에 리셋 전압이 인가되고 또한 제2 터치 센싱 배선에 터치 센싱 구동 전압이 인가되는 경우, 영상 표시 기간 중에서, 터치 센싱의 구동 동작과 액정 분자의 리셋 구동을 시분할로 행할 수 있다.
또한, 제2 터치 센싱 배선에 리셋 전압이 인가되고 또한 제2 터치 센싱 배선이 터치 센싱 신호를 검출하는 경우, 영상 표시 기간 중에서, 터치 센싱의 검출 동작과 액정 분자의 리셋 구동을 시분할로 행할 수 있다.
상기 터치 센싱 기능은, 상기 제1 터치 센싱 배선과 상기 제2 터치 센싱 배선의 사이의 정전 용량의 변화를 검출하는 정전 용량 방식이다. 구동 전압이 인가되는 터치 센싱 구동 배선과, 신호 검출에 사용하는 터치 센싱 검출 배선은, 서로 교체해서 사용할 수 있다.
또한, 복수의 터치 센싱 배선 모두를 터치 센싱에 사용할 필요는 없다. 예를 들어, 하나의 배선 그룹이 복수의 터치 센싱 배선으로 구성되어 있는 경우가 있다. 이 경우, 복수의 배선 그룹이 액정 표시 장치에 설치되어 있다. 여기서, 하나의 배선 그룹 중에서, 모든 배선 중, 모든 배선의 개수보다도 적은 개수의 배선에서의 전위를 플로팅 전위로 설정하고, 나머지 개수의 배선을 사용해서 터치 센싱을 행해도 된다(씨닝 구동).
본 발명의 제2 형태에 관한 액정 표시 장치는, 상기 어레이 기판의 이면 또는 측면에 설치된 백라이트 유닛을 구비하고, 상기 흑색 표시 안정 기간은, 상기 백라이트 유닛의 발광이 정지된 기간이어도 된다.
이 경우, 표시 단위 기간(후술)에서 백색 표시 등의 영상 표시 후, 흑색 표시 안정 기간에서는, LED 등의 백라이트 유닛이 오프(발광을 정지)로 된다.
본 발명의 제2 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 상기 표시 장치 기판 상에는, 상기 화소 개구부에 대응하는 위치에, 적어도 적 필터, 녹 필터 및 청 필터 중 어느 것이 설치되어도 상관없다.
본 발명의 제2 형태에 관한 액정 표시 장치는, 상기 표시 장치 기판 상에 설치되고, 상기 화소 개구부를 구획하는 블랙 매트릭스층을 구비해도 된다.
본 발명의 형태에 관한 액정 표시 장치에 의하면, 액정의 배향 상태를 흑색 표시 상태(dark state)로 가속적으로 복귀시킬 수 있고, 액정의 응답 시간을 단축할 수 있다. 또한, 본 발명의 형태에 관한 액정 표시 장치에 의하면, 영상 신호가 전달되는 소스 배선에 기인하는 노이즈의 발생을 억제할 수 있고, 고감도의 터치 센싱을 제공할 수 있다.
본 발명의 형태에 관한 액정 표시 장치에 의하면, 제1 터치 센싱 배선 및 제2 터치 센싱 배선으로서, 양호한 도전성을 갖는 구리나 알루미늄 등의 합금을 포함하는 금속층을 사용할 수 있으므로, 금속층을 사용한 경우의 시상수를 작게 할 수 있어, 터치 센싱의 S/N비를 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 복수의 소스 배선 각각은, 부의 전위(부의 극성의 영상 신호) 또는 정의 전위(정의 극성의 영상 신호)로 고정되어, 전위의 정부가 반전되지 않는다. 따라서, 소스 배선에 공급되는 영상 신호의 전위 극성이 반전될 때, 영상 신호의 파형이 무너지는 일이 없어진다. 이 때문에, 터치 센싱 기능을 실현할 뿐만 아니라, 표시 화질을 향상시킬 수 있다.
능동 소자의 채널층에 사용되는 반도체로서, IGZO 등의 산화물 반도체를 사용함으로써, 아몰퍼스 실리콘 반도체보다 수십배 빠른 속도로 화소 전극에의 기입(영상 신호의 기입)을 행할 수 있으므로, 표시 화질을 더욱 향상시킬 수 있다. IGZO 등의 산화물 반도체를 사용한 능동 소자에서는, 폴리실리콘 반도체보다 누설 전류가 몇 자리수 작기 때문에, 화소 전극에의 기입을 행한 후에 전압을 양호하게 유지할 수 있다. 따라서, 폴리실리콘 반도체가 채용된 능동 소자의 경우에는 필요했던, 화질을 일정 시간 유지하기 위한 영상 기입을 재삼에 걸쳐 행할 필요가 없게 된다. 이에 의해, 능동 소자의 채널층에 IGZO 등의 산화물 반도체를 사용함으로써, 재삼에 걸쳐 화소 전극에 공급되는 영상 신호에 부수되는 노이즈의 발생을 더욱 저감할 수 있다.
본 발명의 형태에 관한 액정 표시 장치에서는, 제2 터치 센싱 배선은, 어레이 기판 상에 형성된다. 이 구성에서는, 제2 터치 센싱 배선을 구성하는 금속층을 사용하여, 제2 터치 센싱 배선과는 전기적으로 독립된 차광층을 형성할 수 있고, 차광층의 차광 패턴을, TFT(Thin Film Transistor) 등의 능동 소자의 채널층의 상부에 겹칠 수 있다. 이러한 차광층을 형성함으로써, 재 반사광 등의 미광이 채널층에 입사하는 것을 피할 수 있어, 화질 향상에 기여한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치를 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 도 3에 도시하는 A-A'선을 따른 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치를 관찰자 방향에서 본 화소 구조를 부분적으로 도시하는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치를 관찰자 방향에서 본 어레이 기판을 부분적으로 도시하는 평면도이며, 표시 장치 기판과 제2 터치 센싱 배선 및 차광층을 제외한 어레이 구조를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 도 3에 도시하는 C-C'선을 따른 도면이며, 능동 소자의 채널층 상에 차광층(차광 패턴)을 배치시킨 구조를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 터치 센싱 배선을 모식적으로 도시하는 평면도이며, 제2 터치 센싱 배선(7a, 7b)의 전기적 접속을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 평면도이며, 1개의 화소의 개구부에서의 공통 전극과 화소 전극의 사이에 위치하는 액정의 동작을 설명하는 도면이며, 초기 배향(흑색 표시) 상태의 액정 분자와 전극 구조의 관계를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 평면도이며, 1개의 화소의 개구부에서의 공통 전극과 화소 전극의 사이에 위치하는 액정의 동작을 설명하는 도면이며, 화소 전극과 공통 전극의 사이에 액정 구동 전압을 인가했을 때의 액정 분자의 동작을 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 평면도이며, 1개의 화소의 개구부에서의 공통 전극과 화소 전극의 사이에 위치하는 액정의 동작을 설명하는 도면이며, 화소 전극과 공통 전극의 사이에 액정 구동 전압이 인가되지 않은 상태(무인가 상태)에서, 제2 터치 센싱 배선(7a, 7b) 간에 리셋 전압을 인가하여, 부호 B1로 나타내는 방향 또는 부호 B2로 나타내는 방향으로 전계를 발생시켜, 액정의 배향 상태를 흑색 표시 상태로 가속적으로 복귀시키는 것을 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 도 3에 도시하는 B-B'선(소스 배선)을 따른 도면이며, 제1 터치 센싱 배선(3)과 제2 터치 센싱 배선(7)의 사이에 터치 센싱 구동 전압을 인가했을 때 발생하는 프린지 전계의 상황을 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 도 3에 도시하는 B-B'선(소스 배선)을 따른 도면이며, 제1 터치 센싱 배선(3)과 제2 터치 센싱 배선(7)의 사이에 터치 센싱 구동 전압을 인가하고, 또한 손가락 등의 포인터가 표시 장치 기판의 관찰자측의 표면에 접촉 또는 근접했을 때의 프린지 전계의 변화를 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치를 설명하기 위한 신호 타이밍 차트이며, 액정 구동 전압의 온/오프 타이밍과, 터치 센싱 구동의 타이밍을 설명하는 도면이다.
도 13은 종래예에서의 액정 구동에 관한 파형과, 본 발명의 실시 형태에 따른 액정 표시 장치에서의 액정 구동에 관한 파형을 비교한 도면이며, 액정 구동 전압의 온/오프 타이밍과, 종래의 능동 소자(예를 들어, 폴리실리콘 반도체로 구성된 채널층을 구비하는 능동 소자)의 화소 투과율(Trans)의 변화를 설명하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 회로도이며, 부의 극성으로 고정된 복수의 제1 소스 배선과 정의 극성으로 고정된 복수의 제2 소스 배선이 교대로 배열된 배선 구조를 도시하는 도면이며, 제1 게이트 배선만을 선택함으로써 게이트 신호를 능동 소자 구동에 사용한 경우의 칼럼 반전 구동의 예를 부분적으로 도시하는 평면도이다.
도 15는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 회로도이며, 부의 극성으로 고정된 복수의 제1 소스 배선과 정의 극성으로 고정된 복수의 제2 소스 배선이 교대로 배열된 배선 구조를 도시하는 도면이며, 2개 1조의 게이트 배선을 2개 간격으로 선택함으로써 게이트 신호를 능동 소자 구동에 사용한 경우의 도트 반전 구동의 예를 부분적으로 도시하는 평면도이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 도 17에 나타내는 H-H'선을 따른 도면이다.
도 17은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 관찰자 방향에서 본 화소 구조를 부분적으로 도시하는 평면도이다.
도 18은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 관찰자 방향에서 본 어레이 기판의 일례를 부분적으로 도시하는 평면도이다.
도 19는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 관찰자 방향에서 본 어레이 기판의 일례를 부분적으로 도시하는 평면도이며, 표시 장치 기판과 제2 터치 센싱 배선, 차광층, 화소 전극이 제외된, 능동 소자, 게이트 배선, 소스 배선의 배치의 일례를 도시하는 도면이다.
도 20은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 도 18에 나타내는 G-G'선을 따른 도면이며, 능동 소자의 채널층 상에 차광층(차광 패턴)을 배치시킨 구조를 도시하는 도면이다.
도 21은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 제2 터치 센싱 배선을 모식적으로 도시하는 평면도이며, 리셋 전압이 인가되는 제2 터치 센싱 배선을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 제1 금속층이 도전성 금속 산화물층으로 끼움 지지된 구성을 갖는 단자부를 부분적으로 도시하는 도면이다.
도 23은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 제1 터치 센싱 배선의 구조를 도시하는 도면이다.
도 24는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 공통 전극인 투명 전극과 화소 전극의 사이에 액정 구동 전압을 인가했을 때의, 백색 표시의 상태를 부분적으로 도시하는 도면이다.
도 25는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 액정 구동 전압의 인가를 정지한 직후(액정 구동 전압 오프 시)에, 제2 터치 센싱 배선의 사이에 리셋 전압을 인가했을 때의 액정 분자의 복귀를 도시하는 도면이며, 액정의 상태가 흑색 표시의 상태로 가속적으로 복귀되는 상태를 부분적으로 도시하는 도면이다.
도 26은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 액정 구동 전압의 인가를 정지한 직후(액정 구동 전압 오프 시)에, 제2 터치 센싱 배선의 사이에 리셋 전압을 인가했을 때의 액정 분자의 복귀를 도시하는 도면이며, 도 25에 나타내는 전계 방향과는 역방향으로 전계가 인가된 경우에 액정의 상태가 흑색 표시의 상태로 가속적으로 복귀되는 상태를 부분적으로 도시하는 도면이다.
도 27은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 제1 터치 센싱 배선과 제2 터치 센싱 배선의 사이에 터치 센싱 구동 전압을 인가했을 때 발생하는 프린지 전계의 상황을 도시하는 도면이며, 도 17에 나타내는 I-I'선을 따른 도면이다.
도 28은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 제1 터치 센싱 배선과 제2 터치 센싱 배선의 사이에 터치 센싱 구동 전압을 인가하고, 또한 손가락 등의 포인터가 표시 장치 기판에 접촉 또는 근접했을 때의 프린지 전계의 변화를 도시하는 도면이며, 도 17에 나타내는 I-I'선을 따른 도면이다.
도 29는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 평면도이며, 표시 장치 기판과 액정층이 접촉하는 면으로부터 표시 장치 기판의 표시면을 향해서 본 도면이며, 화소 개구부에 대응하는 표시 장치 기판 상의 위치에 설치된 적 필터, 녹 필터, 청 필터 및 블랙 매트릭스의 배열을 도시하는 도면이다.
도 30은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 화소 전극의 하부에 공통 전극을 구비하는 어레이 기판과, 화소 개구부에 대응하는 표시 장치 기판 상의 위치에 설치된 적 필터, 녹 필터, 청 필터 및 블랙 매트릭스의 배열을 도시하는 도면이다.
도 31은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 투명 전극과 화소 전극의 사이, 화소 전극과 공통 전극의 사이에 액정 구동 전압을 인가함으로써 발생한 백색 표시의 상태를 부분적으로 도시하는 도면이다.
도 32는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 액정 구동 전압의 인가를 정지한 직후(액정 구동 전압 오프 시)에 리셋 전압을 제2 터치 센싱 배선에 인가하고, 액정층을 횡단하는 방향으로 전계를 액정층에 인가하여, 표시 상태를 흑색 표시 상태로 가속적으로 복귀시키는 액정 분자의 동작을 도시하는 도면이다.
도 33은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 액정 구동 전압의 인가를 정지한 직후(액정 구동 전압 오프 시)에 리셋 전압을 제2 터치 센싱 배선에 인가하고, 액정층을 횡단하는 방향이며 도 32에 나타내는 전계 방향과는 역방향으로 전계를 액정층에 인가하여, 표시 상태를 흑색 표시 상태로 가속적으로 복귀시키는 액정 분자의 동작을 도시하는 도면이다.
도 34는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 변형예를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 도 29에 나타내는 E-E'선을 따른 도면이다.
도 35는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 변형예를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 화소 전극의 하부에 공통 전극을 구비하는 어레이 기판과, 화소 개구부에 대응하는 표시 장치 기판 상의 위치에 설치된 적 필터, 녹 필터, 청 필터 및 블랙 매트릭스의 배열을 도시하는 도면이며, 도 29에 나타내는 F-F'선을 따른 도면이다.
도 36은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 회로도이며, 1화소에 2개의 능동 소자를 구비한 어레이 구조를 도시하는 도면이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다.
이하의 설명에서, 동일하거나 또는 실질적으로 동일한 기능 및 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략 또는 간략화하거나, 또는 필요한 경우만 설명을 행한다. 각 도면에서는, 각 구성 요소를 도면 상에서 인식할 수 있을 정도의 크기로 하기 위해서, 각 구성 요소의 치수 및 비율을 실제의 것과는 적절하게 상이하게 하였다.
이하에 설명하는 각 실시 형태에서는, 특징적인 부분에 대해서 설명하고, 예를 들어 통상의 표시 장치에 사용되고 있는 구성 요소와 본 실시 형태에 따른 표시 장치와의 차이가 없는 부분에 대해서는 설명을 생략한다. 또한, 각 실시 형태에서는, 액정 표시 장치, 또는, 표시 장치 기판의 예를 설명하지만, 본 실시 형태에 따른 표시 장치 기판은, 유기 EL 표시 장치와 같은, 액정 표시 장치 이외의 표시 장치에도 적용 가능하다.
(제1 실시 형태)
(액정 표시 장치(LCD1)의 구성)
이하, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제1 실시 형태를, 도 1 내지 도 15를 참조하면서 설명한다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치를 도시하는 블록도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(LCD1)는, 표시부(110)와, 표시부(110) 및 터치 센싱 기능을 제어하기 위한 제어부(120)를 구비하고 있다.
제어부(120)는, 공지된 구성을 갖고, 영상 신호 타이밍 제어부(121)(제1 제어부)와, 터치 센싱·리셋 신호 제어부(122)(제2 제어부)와, 시스템 제어부(123)(제3 제어부)를 구비하고 있다.
영상 신호 타이밍 제어부(121)는, 어레이 기판(200)에 설치된 공통 전극(20)(후술)을 정전위로 함과 함께, 어레이 기판(200)에 설치된 게이트 배선(9, 10)(후술, 주사선) 및 소스 배선(14, 15)(후술, 신호선)에 신호를 보낸다. 영상 신호 타이밍 제어부(121)가 공통 전극(20)과 화소 전극(17)(후술)의 사이에 표시용 액정 구동 전압을 인가함으로써, 어레이 기판(200) 상에서 프린지 전계가 발생하고, 프린지 전계에 따라 액정 분자가 회전하여 액정층(300)이 구동된다. 이에 의해, 어레이 기판(200) 상에 화상이 표시된다. 공통 전극(20)을 정전위로 하고, 복수의 화소 전극(17) 각각에는, 소스 배선(신호선)을 통해서, 예를 들어 교류 구형파를 갖는 영상 신호가 개별로 인가된다. 또한, 구형파로서는, 정 또는 부의 직류 구형파여도 된다.
영상 신호 타이밍 제어부(121)는, 후술하는 바와 같이, 정의 제1 영상 신호 및 부의 제2 영상 신호를 소스 배선에 보낸다.
터치 센싱·리셋 신호 제어부(122)는, 제1 터치 센싱 배선(3)(후술) 및 제2 터치 센싱 배선(7)(후술)의 한쪽에 터치 센싱 구동 전압을 인가하고, 제1 터치 센싱 배선(3) 및 제2 터치 센싱 배선(7)의 다른 쪽을 통해서 터치 센싱 신호를 검출한다. 이에 의해, 제1 터치 센싱 배선(3)과 제2 터치 센싱 배선(7)의 사이에 발생하는 정전 용량(프린지 용량)의 변화를 검출하여, 터치 센싱을 행한다. 또한, 터치 센싱·리셋 신호 제어부(122)는, 제2 터치 센싱 배선(7)에 리셋 전압(후술, 리셋 신호)을 공급할 수도 있다.
이러한 터치 센싱 동작에 사용되는 제1 터치 센싱 배선(3)의 의미는, 터치 센싱 구동 전압이 인가되는 터치 구동 배선과, 터치 센싱 신호를 검출하는 터치 검출 배선을 포함한다. 제2 터치 센싱 배선(7)이 터치 구동 배선으로서 기능하는 경우, 제1 터치 센싱 배선(3)은, 터치 검출 배선으로서 기능한다. 그 한편, 제2 터치 센싱 배선(7)이 터치 검출 배선으로서 기능하는 경우, 제1 터치 센싱 배선(3)은, 터치 구동 배선으로서 기능한다. 즉, 터치 센싱 기능에 있어서, 제1 터치 센싱 배선(3) 및 제2 터치 센싱 배선(7)의 역할을 바꾸어도 된다.
시스템 제어부(123)는, 영상 신호 타이밍 제어부(121) 및 터치 센싱·리셋 신호 제어부(122)를 제어하여, 액정 구동과 정전 용량의 변화의 검출을 교대로, 즉 시분할로 행하는 것이 가능하다. 또한, 시스템 제어부(123)는, 영상 신호 타이밍 제어부(121)에서의 액정 구동에 동기시켜, 터치 센싱·리셋 신호 제어부(122)에서의 제1 터치 센싱 배선(3) 또는 제2 터치 센싱 배선(7)에 대한 신호 공급을 제어하고, 제2 터치 센싱 배선(7)에 대한 리셋 전압의 공급을 제어한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 제2 터치 센싱 배선(7)은, 제2 터치 센싱 배선(7)에 인가된 리셋 전압에 따라 액정층(300)에 전계(평면에서 보아 액정층(300)을 횡단하는 방향을 향하는 전계)를 발생시키는 기능과, 터치 검출이나 터치 구동과 같은 터치 센싱을 행하기 위한 터치 센싱 배선으로서의 기능을 겸비한다. 이러한 제2 터치 센싱 배선(7)의 2개의 기능은, 시분할로 행하여지고, 제2 터치 센싱 배선(7)은, 시간의 변화(시간축 상)에 수반하여 다양한 역할(2개의 기능)을 실현할 수 있다.
제2 터치 센싱 배선(7)에 인가되는 리셋 전압은, 정의 전압과, 부의 전압을 포함하고, 상기 리셋 전압은, 영상 신호 타이밍 제어부(121)에 의해 제어되는 영상 표시의 일정 기간마다(영상 표시 기일마다), 정 또는 부로 반전되어도 된다. 이에 의해, 평면에서 보아 액정층(300)을 횡단하는 방향을 향하는 전계가 반전되도록, 전계 방향을 전환할 수 있다. 또한, 리셋 전압의 정부는, 그라운드 전위(0V)에 대하여 정의 전위 또는 부의 전위인지를 의미한다. 이러한 정부의 정의에 한하지 않고, 평면에서 보아 적어도 2개의 상이한 제2 터치 센싱 배선(도전 배선)이 서로 역의 전위를 갖도록, 2개의 제2 터치 센싱 배선의 각각의 전위를 정 또는 부의 전위로 전환하여, 2개의 제2 터치 센싱 배선에 전압을 인가해도 된다. 또한, 정 또는 부의 리셋 전압에 오프셋을 가하여, 리셋 전압을, 저전압측 또는 고전압측으로 약간 시프트시켜도 된다.
본 발명의 실시 형태에 따른 제1 터치 센싱 배선 및 제2 터치 센싱 배선은, 도전율이 좋은 금속층으로 형성할 수 있기 때문에, 터치 센싱 배선 및 제2 터치 센싱 배선의 저항값을 낮춰서 터치 감도를 향상시킬 수 있다.
상기 구성을 갖는 제어부(120)는, 후술하는 바와 같이, 제1 영상 신호 및 제2 영상 신호의 공급에 동기해서 화소 전극(17)과 공통 전극(20)의 사이에 액정 구동 전압을 인가함으로써 액정층(300)을 구동시킨다. 또한, 영상 표시의 제어를 행하여, 영상 표시가 행하여진 후에 제2 터치 센싱 배선(7)에 전압을 인가한다.
또한, 제어부(120)는, 후술하는 바와 같이, 영상 표시의 안정 기간, 및 영상 표시 후의 흑색 표시 안정 기간 중 적어도 한쪽의 안정 기간에, 제1 터치 센싱 배선(3) 및 제2 터치 센싱 배선(7)에 의한 터치 센싱 구동을 행한다.
(액정 표시 장치(LCD1))
본 실시 형태에 따른 액정 표시 장치는, 후술하는 실시 형태에 따른 표시 장치 기판을 구비할 수 있다. 또한, 이하에 기재하는 「평면에서 보아」란, 관찰자가 액정 표시 장치의 표시면(표시 장치용 기판의 평면)을 관찰하는 방향에서 본 평면을 의미한다. 본 발명의 실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 표시부 형상, 또는 화소를 규정하는 화소 개구부의 형상, 액정 표시 장치를 구성하는 화소수는 한정되지 않는다. 단, 이하에 상세하게 설명하는 실시 형태에서는, 평면에서 보아, 화소 개구부의 짧은 변 방향을 X 방향이라 규정하고, 긴 변의 방향을 Y 방향이라 규정하고, 또한, 투명 기판의 두께 방향을 Z 방향이라 규정하여, 액정 표시 장치를 설명한다. 이하의 실시 형태에서, 상기와 같이 규정된 X 방향과 Y 방향을 바꾸어서 액정 표시 장치를 구성해도 된다.
도 2는, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(LCD1)를 부분적으로 도시하는 단면도이다. 또한, 도 2는, 화소 개구부의 짧은 변 방향을 따른 단면도이며, 도 3의 A-A'선을 따른 도면이다.
액정 표시 장치(LCD1)는, 표시 장치 기판(100)(대향 기판)과, 표시 장치 기판(100)을 서로 향하도록 접합된 어레이 기판(200)과, 표시 장치 기판(100) 및 어레이 기판(200)에 의해 끼움 지지된 액정층(300)을 구비한다.
액정 표시 장치(LCD1)의 내부에 광(L)을 공급하는 백라이트 유닛(BU)은, 액정 표시 장치(LCD1)를 구성하는 어레이 기판(200)의 이면(액정층(300)이 배치되는 어레이 기판(200)의 투명 기판의 면과는 반대면)에 설치되어 있다. 또한, 백라이트 유닛은, 액정 표시 장치(LCD1)의 측면에 설치해도 된다. 이 경우, 예를 들어 백라이트 유닛(BU)으로부터 출사된 광을 액정 표시 장치(LCD1)의 내부를 향해서 반사시키는 반사판, 도광판, 또는 광 확산판 등이 어레이 기판(200)의 투명 기판(22)의 이면에 설치된다.
표시 장치 기판(100)은, 투명 기판(21)(제1 투명 기판)과, 투명 기판(21) 상에 설치된 제1 터치 센싱 배선(3)과, 제1 터치 센싱 배선(3)을 덮도록 투명 기판(21) 상에 설치된 투명 수지층(1)을 구비한다. 제1 터치 센싱 배선(3)(터치 검출 배선, 터치 구동 배선)은, 적어도 흑색층(8)과 금속층(5)을 포함하는 도전층으로 형성되어 있다. 즉, 제1 터치 센싱 배선(3)은, 흑색층(8) 및 금속층(5)으로 구성된 2층 구조를 갖는다. 금속층(5)은, 흑색층(8) 상에 형성되어 있다. 또한, 도전층은, 제1 도전성 금속 산화물층(6), 금속층(5) 및 제2 도전성 금속 산화물층(4)의 3층 구성을 갖는다. 도전성 금속 산화물로서는, 산화인듐이나 산화주석을 기재로 하는 금속 산화물에, 티타늄, 지르코늄, 마그네슘, 알루미늄, 게르마늄 등의 금속 산화물을 소량 첨가한 복합 산화물을 사용할 수 있다. 금속층으로서는, 예를 들어 구리층 또는 구리 합금층인 구리 함유층, 또는, 알루미늄을 함유하는 알루미늄 합금층(알루미늄 함유층)을 채용할 수 있다. 제1 터치 센싱 배선(3) 상에는, 투명 수지층(1)이 구비되어 있다. 환언하면, 표시 장치 기판(100)에서의 액정층(300)에 가까운 위치에 제1 터치 센싱 배선(3)이 형성되어 있다.
이어서, 금속층이 구리 함유층을 갖는 이점에 대해서 설명한다.
금속층이 구리 함유층(구리층 또는 구리 합금층)을 갖는 경우, 이 금속층을 끼움 지지하는 도전성 금속 산화물층은, 산화아연, 산화인듐 및 산화주석을 포함하는 복합 산화물층인 것이 바람직하다. 이유는 다음과 같다. 상기 복합 산화물에서는, 복합 산화물을 구성하는 산화아연 및 산화주석의 조성 비율을 조정함으로써, 습식 에칭에서의 에칭 레이트를 용이하게 조정할 수 있다. 이로부터, 복합 산화물로 구성된 도전성 금속 산화물층에 의해 구리 함유층이 끼움 지지된 3층 구성을 구비하는 제2 터치 센싱 배선(7) 및 제1 터치 센싱 배선(3)의 경우, 복수층 구성이어도, 제2 터치 센싱 배선(7) 및 제1 터치 센싱 배선(3)의 패턴을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 구리 함유층은, 컬러 필터를 구성하는 수지나, 유리 등의 기판에 대한 밀착성이 낮아, 밀착성의 관점에서, 구리 함유층은 실용 레벨에 달하지 못하고 있다. 한편, 산화아연, 산화인듐 및 산화주석으로 구성되는 복합 산화물층은, 컬러 필터나 유리에 대한 밀착성을 충분히 갖고 있으며, 또한, 구리 함유층에 대한 밀착성도 충분히 갖고 있다. 이와 같이, 복합 산화물층은, 컬러 필터, 유리 및 구리 함유층에 대한 밀착성의 관점에서, 실용 레벨을 충분히 충족하고 있으므로, 높은 밀착성을 실현한 제2 터치 센싱 배선(7) 및 제1 터치 센싱 배선(3)을 제공할 수 있다.
뿐만 아니라, 구리 함유층의 표면에서는, 구리 산화물이 경시적으로 형성되므로, 구리 산화물은 전기적인 접속에서 오믹 콘택트를 얻기 어렵다는 성질을 갖는다. 한편, 산화아연, 산화인듐 및 산화주석의 복합 산화물층은 오믹 콘택트를 얻을 수 있어, 실장 안정성이 우수하다. 이로부터, 구리 함유층이 복합 산화물층으로 끼움 지지된 적층 구조를 제2 터치 센싱 배선(7) 및 제1 터치 센싱 배선(3)에 채용함으로써, 오믹 콘택트 면에서 우수한 배선 구조를 실현할 수 있다.
제2 터치 센싱 배선(7) 및 제1 터치 센싱 배선(3)에 적용 가능한 금속층에 대해서 설명한다.
금속층에는, 구리, 은, 금, 티타늄, 몰리브덴, 알루미늄, 또는 이들 금속을 포함하는 합금이 적용 가능하다. 니켈은 강자성체이기 때문에, 성막 레이트가 떨어지지만, 스퍼터링 등의 진공 성막으로 형성할 수 있다. 크롬은, 환경 오염의 문제나 저항값이 크다는 마이너스면을 갖지만, 본 실시 형태에 따른 금속층으로서 사용할 수 있다.
금속층을 형성하는 금속 재료로서는, 유리 기판이나 수지와의 밀착을 얻기 위해서, 구리 또는 알루미늄에, 마그네슘, 칼슘, 티타늄, 몰리브덴, 인듐, 주석, 아연, 네오디뮴, 니켈, 알루미늄에서 선택되는 1 이상의 금속 원소를 첨가한 합금을 채용하는 것이 바람직하다.
금속층을 형성하는 재료에 금속 원소를 첨가하는 양에 관하여, 첨가량이 3at％ 이하이면, 구리 합금이나 알루미늄의 저항값을 크게 낮추는 일이 없으므로 바람직하다. 구리 합금을 성막하는 공정으로서는, 예를 들어 스퍼터링에 의한 진공 성막에 의해 구리 합금의 성막을 실시할 수 있다. 구리 합금 박막이나 알루미늄 합금 박막의 경우, 막 두께를 100nm 이상, 또는 150nm 이상으로 하면, 가시광을 거의 투과하지 않게 된다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 금속층의 막 두께로서는, 예를 들어 100nm 내지 300nm의 막 두께가 채용되고, 이에 의해 충분한 차광성을 얻을 수 있다.
또한, 제1 터치 센싱 배선(3) 상에 광 흡수성을 갖게 한 금속 산화물을 형성함으로써, 제1 터치 센싱 배선(3)에 사용하는 금속층의 광 반사를 억제할 수 있다. 본 발명의 실시 형태에 적용 가능한 금속 산화물층과 금속층의 구성으로서는, 이하의 구성을 들 수 있다. 예를 들어, 중심 기재로서 산화인듐을 함유하는 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZTO, 또는 IZO(등록 상표)에서 산소가 부족한 상태에서, 예를 들어 구리 합금층 상에 금속층을 성막함으로써 얻어지는 층 구성, 또는, 산화몰리브덴, 산화텅스텐, 산화니켈과 산화구리의 혼합 산화물, 산화티타늄 등을 알루미늄 합금이나 구리 합금 상에 금속층을 적층함으로써 얻어지는 층 구성 등을 들 수 있다.
금속 산화물층과 금속층에 의해 얻어지는 층 구성은, 스퍼터 장치 등의 진공 성막 장치에서 연속 성막할 수 있다는 장점이 있다.
이어서, 제1 터치 센싱 배선(3)을 구성하는 흑색층(8)에 대해서 설명한다.
흑색층은, 예를 들어 흑색의 색재를 분산시킨 착색 수지로 구성되어 있다. 구리의 산화물이나 구리 합금의 산화물은, 충분한 흑색이나 낮은 반사율을 얻을 수 없지만, 본 실시 형태에 따른 흑색층과 유리 등의 기판의 사이의 계면에서의 가시광의 반사율은 거의 3％ 이하로 억제할 수 있어, 높은 시인성이 얻어진다.
흑색의 색재로서는, 카본, 카본 나노 튜브, 또는 복수의 유기 안료의 혼합물이 적용 가능하다. 예를 들어, 색재 전체의 양에 대하여 51질량％ 이상의 비율로, 즉, 주된 색재로서 카본을 사용한다. 반사색을 조정하기 위해서, 청 또는 적 등의 유기 안료를 흑색의 색재에 첨가해서 사용할 수 있다. 예를 들어, 출발 재료인 감광성 흑색 도포액에 포함되는 카본의 농도를 조정함(카본 농도를 낮춤)으로써, 흑색층의 재현성을 향상시킬 수 있다.
표시 장치의 제조 장치인 대형 노광 장치를 사용한 경우에도, 예를 들어 1 내지 6㎛의 선 폭(세선)을 갖는 패턴을 갖는 흑색층을 형성할 수 있다(패터닝). 또한, 본 실시 형태에서의 카본 농도의 범위는, 수지나 경화제와 안료를 포함한 전체의 고형분에 대하여 4 이상 50 이하의 질량％의 범위 내로 설정하고 있다. 여기서, 카본양으로서 카본 농도가 50질량％를 초과해도 되지만, 전체의 고형분에 대하여 카본 농도가 50질량％를 초과하면, 도막 적성이 저하되는 경향이 있다. 또한, 카본 농도를 4질량％ 이하로 설정한 경우, 충분한 흑색을 얻을 수 없어, 흑색층 하에 위치하는 하지의 금속층에서 발생하는 반사광이 크게 시인되어, 시인성을 저하시키는 경우가 있었다.
후속 공정인 포토리소그래피에서 노광 처리를 행하는 경우, 노광 대상의 기판과, 마스크와의 위치 정렬(얼라인먼트)이 행하여진다. 이때, 얼라인먼트를 우선해서, 예를 들어 투과 측정에 의한 흑색층의 광학 농도를 2 이하로 할 수 있다. 카본 이외에, 흑색의 색 조정으로서 복수의 유기 안료의 혼합물을 사용해서 흑색층을 형성해도 된다. 유리나 투명 수지 등의 기재의 굴절률(약 1.5)을 고려하여, 흑색층과 그들 기재와의 사이의 계면에서의 반사율이 3％ 이하가 되도록, 흑색층의 반사율이 설정된다. 이 경우, 흑색 색재의 함유량, 종류, 색재에 사용되는 수지, 막 두께를 조정하는 것이 바람직하다. 이러한 조건을 최적화함으로써, 굴절률이 약 1.5인 유리 등의 기재와 흑색층의 사이의 계면에서의 반사율을, 가시광의 파장 영역 내에서 3％ 이하로 할 수 있어, 저반사율을 실현할 수 있다. 백라이트 유닛(BU)으로부터 출사된 광에 기인하는 반사광이 다시 반사하는 것을 방지할 필요성, 관찰자의 시인성의 향상을 배려하여, 흑색층의 반사율은 3％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 통상, 컬러 필터에 사용되는 아크릴 수지, 또한 액정 재료의 굴절률은, 대략 1.5 이상 1.7 이하의 범위이다.
투명 기판(21)과 제2 도전성 금속 산화물층(4)의 사이에 제1 흑색층(8)이 구비되어 있기 때문에, 관찰자 방향에서 투명 기판(21)을 보았을 때, 투명 기판(21)과 제1 흑색층(8)의 사이의 계면의 광의 반사율을 3％ 이하로 할 수 있다. 이 때문에, 시인성 관점에서 우수한 구성이 실현되어 있다.
상술한 제1 터치 센싱 배선(3)은, 제1 흑색층(8), 제2 도전성 금속 산화물층(4), 제1 금속층(5) 및 제1 도전성 금속 산화물층(6)이 투명 기판(21) 상에 순서대로 적층된 구조를 갖는다. 제1 터치 센싱 배선(3)의 변형예로서, 제1 도전성 금속 산화물층(6) 상에 제2 흑색층이 설치된 구조가 채용되어도 된다.
투명 수지층(1)에 사용되는 투명 수지로서는, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 에폭시 수지 등의 내열성이 높은 수지를 사용할 수 있다. 이러한 투명 수지층(1)을 본 발명의 실시 형태에 적용함으로써, 고해상도이면서 또한 고속의 터치 입력에 응할 수 있는 표시 장치, 및 이것에 사용하는 표시 장치 기판, 컬러 필터를 구비하는 표시 장치 기판을 제공할 수 있다.
이어서, 도 2로 돌아가서, 액정 표시 장치(LCD1)에 대해서 설명을 계속한다.
어레이 기판(200)은, 투명 기판(22)(제2 투명 기판)과, 투명 기판(22) 상에 형성된 게이트 배선(9, 10)(제1 게이트 배선(10) 및 제2 게이트 배선(9)) 및 공통 배선(36)(도 10 참조)과, 게이트 배선(9, 10) 및 공통 배선(36)을 덮도록 투명 기판(22) 상에 형성된 제3 절연층(13)과, 제3 절연층(13) 상에 형성된 소스 배선(14, 15)(제1 소스 배선(14) 및 제2 소스 배선(15))과, 소스 배선(14, 15)을 덮도록 제3 절연층(13) 상에 형성된 제2 절연층(12)과, 제2 절연층(12) 상에 형성된 공통 전극(20)과, 공통 전극(20)을 덮도록 제2 절연층(12) 상에 형성된 제1 절연층(11)을 구비한다. 또한, 어레이 기판(200)은, 제1 절연층(11) 상에 형성된 복수의 화소 전극(17)을 구비한다.
즉, 제1 절연층(11)은, 화소 전극(17) 하에 설치되어 있다. 제2 절연층(12)은 제1 절연층(11) 하에 설치되어 있다. 공통 전극(20)은, 제1 절연층(11)과 제2 절연층(12)의 사이에 설치되어 있다.
환언하면, 액정층(300)에 가장 가까운 어레이 기판(200)의 면에, 화소 전극(17)이 설치되어 있다. 화소 전극(17)은, 복수의 화소 개구부(18) 각각에 설치되어 있고, 후술하는 능동 소자에 접속되어 있다.
또한, 액정층(300)에 가장 가까운 어레이 기판(200)의 면(표면 부위)에는, 즉, 제1 절연층(11) 상에는, 제2 터치 센싱 배선(7)이 설치되어 있다. 제2 터치 센싱 배선(7)은, 평면에서 보아 제1 터치 센싱 배선(3)에 직교하고 있다. 또한, 도 3에 도시하는 A-A'선을 따른 단면인 도 2에서는, 제2 터치 센싱 배선(7)은 도시되어 있지 않다. 제2 터치 센싱 배선(7)은, 도 2의 지면 안쪽이면서 또한 게이트 배선(9, 10)과 평행으로 형성되어 있다(도 3 참조).
서로 인접하는 제2 터치 센싱 배선(7)의 사이에 위치하는 Y 방향(화소의 긴 변 방향)에서의 영역은 화소 개구부(18)이다. 또한, X 방향(화소의 짧은 변 방향)에서의 화소 개구부(18)는, 도 3에 도시하는 서로 인접하는 제1 터치 센싱 배선(3)의 사이, 또는, 도 4에 도시하는 서로 인접하는 소스 배선(14, 15)의 사이에 위치한다.
본 실시 형태에서는, 제2 터치 센싱 배선(7) 및 제1 터치 센싱 배선(3)이 연장되는 방향을 한정하지 않는다. 제1 터치 센싱 배선(3) 및 제2 터치 센싱 배선(7) 중 한쪽이, 제1 게이트 배선(10) 및 제2 게이트 배선(9)에 중첩하도록 설치되어도 된다. 이 경우, 제1 터치 센싱 배선(3) 및 제2 터치 센싱 배선(7) 중 다른 쪽은, 제1 소스 배선(14) 및 제2 소스 배선(15)에 중첩하도록 설치된다.
제1 게이트 배선(10) 및 제2 게이트 배선(9)은, 복수의 화소 개구부(18) 중 서로 인접하는 2개의 화소 개구부(18)의 사이에 위치하도록, 서로 평행으로 배치되어 있다.
화소 전극(17) 및 공통 전극(20)은, ITO 등의 도전성 금속 산화물로 형성할 수 있다. 화소 전극(17) 및 공통 전극(20)의 형상은 직사각형이다. 또한, 화소 전극(17)의 중앙에는 슬릿이 형성되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 평면에서 보아 공통 전극(20)과 화소 전극(17)은 겹치도록 배치되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 단면에서 보아 제1 절연층(11)을 사이에 두도록, 공통 전극(20)과 화소 전극(17)은 대향하고 있다. 이러한 전극 구조를 채용함으로써, 공통 전극(20)과 화소 전극(17)의 사이에 액정 구동 전압이 인가되었을 때, 화소 전극(17)의 주변 영역에서, 즉, 화소 전극(17)의 상방에 위치하는 영역, 화소 전극(17)의 외측 영역 및 슬릿 형성 영역인 화소 전극(17)의 내측 영역에서 프린지 전계가 발생한다.
액정층(300)은, 정의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자(39)를 포함한다. 액정 분자의 초기 배향은, 표시 장치 기판(100) 또는 어레이 기판(200)의 기판면에 대하여 수평이다. 액정층(300)을 사용한 제1 실시 형태에 관한 액정 구동은, 평면에서 보아, 액정층을 횡단하도록 구동 전압이 액정 분자에 인가되기 때문에, 횡전계 방식이라 호칭되는 경우가 있다.
도 2에서는, 액정층(300)에 초기 배향을 부여하는 배향막, 편광 필름, 위상차 필름 등의 광학 필름, 보호용 커버 유리 등은 생략되어 있다. 액정 표시 장치(LCD1)의 표면 및 이면의 각각에는, 광축이 크로스니콜이 되도록 편광 필름이 부착되어 있다.
도 3은, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(LCD1)를 관찰자가 본 화소 구조를 부분적으로 도시하는 평면도이며, 어레이 기판(200) 상에 표시 장치 기판(100)을 접합한 구조를 도시하는 도면이다.
액정 표시 장치(LCD1)를 구성하는 화소는, 다각형 형상을 갖고, 배향 처리의 방향에 대하여 각도(θ)를 갖는 도그렉 형상 패턴(dog-legged pattern)을 갖는다. 배향막의 배향 처리로서는, 광 배향 처리 또는 러빙 처리를 채용할 수 있다. 각도(θ)는 예를 들어 3° 내지 15°의 범위이다.
광 배향 처리란 구체적으로 이하와 같다.
먼저, 표시 장치 기판(100) 및 어레이 기판(200)이 서로 대향하는 면에 감광성의 배향막 재료를 기판에 도포하여, 배향막 재료를 가볍게 건조시킨다. 또한, 액정층(300)을 밀봉하기 위한 시일부를, 표시 장치 기판(100) 및 어레이 기판(200) 중 적어도 한쪽에, 표시 화면의 주위에 위치하도록 형성한다. 그 후, 액정을 표시 장치 기판(100) 및 어레이 기판(200)의 한쪽에 적하(ODF: One Drop Filling)한다. 적하된 액정(액정층(300))을 끼움 지지하도록 표시 장치 기판(100) 및 어레이 기판(200)을 접합하여, 액정층(300)의 시일을 행한다(셀화). 그 후, 예를 들어 액정을 구동하는 전압을 액정층(300)에 인가하면서, 자외선을 기판에 조사하여, 배향막 재료를 경화시키는 동시에 배향막 재료가 배향 처리된다. 자외선으로서는, 편광시킨 자외선을 사용해도 되고, 편광시키지 않은 자외선을 사용해도 된다.
도 3에 도시하는 적층 구조(Z 방향)에서는, 제1 터치 센싱 배선(3)이 최상층으로서 위치한다. 제1 터치 센싱 배선(3)은, 도그렉 형상 패턴(dog-legged pattern)을 갖는 화소 형상을 따라 Y 방향을 향해서 연장되어 있다. 도 2에 도시하는 소스 배선(14, 15)은, 제1 터치 센싱 배선(3)의 하부에 위치하도록 겹쳐서 배치되어 있기 때문에, 도 3에서는 소스 배선(14, 15)이 도시되지 않고, 제1 터치 센싱 배선(3)에 의해 가려져 있다.
제2 터치 센싱 배선(7)은, 어레이 기판(200)을 구성하는 복수의 층 중 최상층(배향막을 제외함)의 하나이다. 제2 터치 센싱 배선(7)은, X 방향을 향해서 연장되어 있다. 제2 터치 센싱 배선(7)의 하부에는, 제1 게이트 배선(10) 및 제2 게이트 배선(9)이 설치되어 있다. 제2 터치 센싱 배선(7) 및 제1 게이트 배선(10) 및 제2 게이트 배선(9)을 포함하는 단면 구조에 대해서는, 도 10을 참조하여 후술한다. 제2 터치 센싱 배선(7)은, 적어도 금속층을 포함하고, 제2 터치 센싱 배선(7)의 구조로서는, 제1 터치 센싱 배선(3)과 동일한 구조를 채용할 수 있다. 즉, 제2 터치 센싱 배선(7)은, 흑색층 및 금속층으로 구성된 2층 구조를 갖는다.
제2 터치 센싱 배선(7) 및 제1 터치 센싱 배선(3)으로 둘러싸인 영역에, 차광층(23), 화소 전극(17) 및 공통 전극(20)이 위치하고 있다.
또한, 제2 터치 센싱 배선(7)을 구성하는 금속층과 동일한 층 구성을 갖는 금속층에 의해, 차광층(23)(차광 패턴)을 형성할 수 있다. 제2 터치 센싱 배선(7)은, 차광층(23)과는 전기적으로 독립하고 있다.
도 5는, 액정 표시 장치(LCD1)를 부분적으로 도시하는 단면도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 차광층(23)은, 능동 소자(28)(제1 능동 소자(28a))를 구성하는 채널층(27)의 상부를 덮도록 배치되어 있다. 채널층(27)의 하부에는, 제3 절연층(13)을 통해서 게이트 전극(25)(제1 게이트 전극)이 설치되어 있다. 환언하면, 차광층(23)과 게이트 전극(25)의 사이에 채널층(27)이 위치하고 있다. 이와 같이, 평면에서 보아, 능동 소자(28)의 채널층(27)은 차광층(23)과 겹쳐 있고, 게이트 전극(25)과 겹쳐 있다. 이 때문에, 백라이트 유닛(BU)으로부터 출사된 광(L) 또는 광(L)에 기인하는 반사광 등은, 차광층(23) 및 게이트 전극(25)에 의해 차광되어, 이들 광(미광)이 채널층(27)에 입사하는 것이 방지된다. 따라서, 미광이 채널층(27)에 입사함으로 인한 능동 소자(28)에서의 노이즈의 발생을 피할 수 있고, 능동 소자(28)에서의 오동작을 방지할 수 있어, 화질의 개선에 기여한다.
특히, 300ppi 이상과 같은 고정밀 화소를 구비하는 액정 표시 장치에서는, 광이 능동 소자(28)에 입사하기 쉬워져, 능동 소자(28)가 오동작하기 쉬워지고, 결과적으로 액정 표시 장치의 표시 품질이 떨어지기 쉬워진다. 차광층(23)을 설치함으로써 이러한 화질 저하를 방지할 수 있다.
또한, 도 5는, 차광층(23)(제1 차광층)에 의해 제1 능동 소자(28a)의 채널층(27)이 덮인 구조를 나타내고 있지만, 차광층(23)(제2 차광층)은, 후술하는 제2 능동 소자(28b)를 구성하는 채널층(27)을 덮도록 설치되어 있다. 마찬가지로, 제2 능동 소자(28b)의 채널층(27)의 하부에는 게이트 전극(25)(제2 게이트 전극)이 설치되어 있어, 제2 능동 소자(28b)의 채널층(27)에 미광이 입사함으로 인한 제2 능동 소자(28b)에서의 노이즈의 발생을 피할 수 있어, 화질의 개선에 기여한다.
채널층(27)은, 산화물 반도체나, 폴리실리콘 등의 실리콘 반도체로 형성된다. 산화물 반도체로서는, IGZO 등으로 호칭되는 금속 산화물을 사용할 수 있다. 채널층을, IGZO 등의 갈륨, 인듐, 아연, 주석, 게르마늄, 마그네슘, 알루미늄 중 2종 이상의 금속 산화물을 포함하는 산화물 반도체로 형성함으로써, 도트 반전 구동에서 발생하는 커플링 노이즈의 영향을 거의 해소할 수 있다. 이것은, IGZO 등의 산화물 반도체를 사용한 능동 소자는, 영상 신호인 액정 구동의 직사각형 신호를 매우 짧은 시간(예를 들어, 2msec)에 처리할 수 있기 때문이다. 또한, 이러한 산화물 반도체는, 영상 신호 인가 후의 액정 표시에 있어서 화소 전극에 인가된 전압을 유지할 수 있는 메모리성을 갖는다. 이 때문에, 전압 유지 기간 동안에는, 새로운 노이즈 발생은 없어, 액정 구동으로 발생하는 터치 센싱에의 노이즈의 영향을 더욱 감소시킬 수 있다.
또한, IGZO 등의 산화물 반도체는, 전기적인 내압이 높으므로, 높은 전압으로 액정을 고속으로 구동시킬 수 있어, 3D 등의 3차원 영상 표시에 유력하다. IGZO 등의 산화물 반도체를 채널층에 사용하는 트랜지스터는, 메모리성이 높기 때문에, 예를 들어 액정 구동 주파수를 0.1Hz 내지 60Hz 정도의 저주파로 해도 플리커(표시의 깜박거림)를 발생하기 어려운 장점이 있다. 이 때문에, 터치 센싱 기능을 구비할 뿐만 아니라, 저소비 전력으로 플리커가 적은 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한, IGZO를 채널층으로 하는 트랜지스터를 사용하여, 저주파에서의 도트 반전 구동과, 또한 이것과 상이한 주파수에서의 터치 센싱 구동을 병용함으로써, 저소비 전력으로 고화질의 영상 표시와 고정밀도의 터치 센싱을 모두 얻을 수 있다. 또한, 트랜지스터의 구조로서는, 듀얼 게이트 구조 등의 멀티 게이트 구조, 또한 보텀 게이트형 구조를 채용할 수 있다.
또한, 액정 구동 방식으로서 도트 반전 구동을 채용할 때, 메모리성이 양호한 IGZO를 사용하면, 화소 전극의 전압을 일정 전압(정전위)으로 유지하기 위한 정전압 구동에 필요한 보조 용량(스토리지 캐패시터, 또는 축적 콘덴서)을 생략하는 것도 가능하다.
도 4로 돌아가서 설명을 계속한다.
도 4는, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(LCD1)를 관찰자가 본 화소 구조를 부분적으로 도시하는 평면도이며, 표시 장치 기판(100)과, 제2 터치 센싱 배선(7) 및 차광층(23)을 제외한 어레이 기판(200) 상에 설치된 부재의 위치 관계를 도시하는 도면이다.
어레이 기판(200)의 투명 기판(22) 상에서는, 2개의 게이트 배선(9, 10)과 2개의 소스 배선(14, 15)이 직교하고 있다. 즉, 게이트 배선(9, 10)은 X 방향으로 연장되고, 소스 배선(14, 15)은 Y 방향으로 연장되어 있다. 제1 게이트 배선(10), 제2 게이트 배선(9), 제1 소스 배선(14) 및 제2 소스 배선(15)에 의해 화소 개구부(18)가 구획되어 있다. 화소 개구부(18)의 긴 변은, 제1 소스 배선(14) 및 제2 소스 배선(15)을 따른 방향으로 연장되어 있다.
또한, 게이트 배선(9, 10)과 평행으로 연장되고, 또한 화소의 중앙에 위치하는 공통 배선(36)이 투명 기판(22) 상에 설치되어 있다. 또한, 복수의 화소 각각의 중앙에는, 도시하지 않은 콘택트 홀이 형성되어 있다. 이 콘택트 홀을 통해서, X 방향으로 배열된 복수의 공통 전극(20)은, 공통 배선(36)과 전기적으로 접속되어 있다. 각 화소는, 2개의 능동 소자(28), 즉, 제1 능동 소자(28a) 및 제2 능동 소자(28b)를 구비한다.
제1 게이트 배선(10)은, 제1 능동 소자(28a)와 전기적으로 제휴되어 있다. 구체적으로, 제1 게이트 배선(10)에 접속되어 있는 제1 게이트 전극(25a)과 제1 능동 소자(28a)의 채널층(27)은, 제3 절연층(13)을 통해서 대향하고 있다. 영상 신호 타이밍 제어부(121)로부터 제1 게이트 전극(25a)에 공급되는 주사 신호에 따라서 제1 능동 소자(28a)에서 스위칭 구동이 행하여진다.
제2 게이트 배선(9)은, 제2 능동 소자(28b)와 전기적으로 제휴되어 있다. 구체적으로, 제2 게이트 배선(9)에 접속되어 있는 제2 게이트 전극(25b)과 제2 능동 소자(28b)의 채널층(27)은, 제3 절연층(13)을 통해서 대향하고 있다. 영상 신호 타이밍 제어부(121)로부터 제2 게이트 전극(25b)에 공급되는 주사 신호에 따라서 제2 능동 소자(28b)에서 스위칭 구동이 행하여진다.
제1 소스 배선(14) 및 제2 소스 배선(15)에는, 영상 신호 타이밍 제어부(121)로부터 영상 신호로서의 전압이 부여된다. 제1 소스 배선(14)에는, 정의 전위의 영상 신호(제1 영상 신호)가 부여되고, 제2 소스 배선(15)에는, 부의 전위의 영상 신호(제2 영상 신호)가 부여된다. 제1 소스 배선(14) 및 제2 소스 배선(15)에서의 영상 신호의 정부의 극성은 고정되어 있으며, 소스 배선(14, 15)에서의 영상 신호의 정과 부의 반전은 행하여지지 않는다. 소스 배선(14, 15)에서의 영상 신호의 정부의 극성이 고정된 액정 구동에 대해서는, 도 14, 도 15를 참조하여 후술한다.
도 6은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 터치 센싱 배선을 모식적으로 도시하는 평면도이며, 제2 터치 센싱 배선(7a, 7b)의 전기적 접속을 설명하는 도면이다. 또한, 도 6은, 리셋 전압이 인가되는 도전 배선을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에서는, 화소 전극(17)이나 제1 절연층(11)을 포함하는 어레이 기판(200)의 도시가 생략되어 있고, 후술하는 컬러 필터를 구성하는 적 필터(R), 녹 필터(G) 및 청 필터(B)와 제2 터치 센싱 배선(7a, 7b)의 위치 관계가 도시되어 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제2 터치 센싱 배선(7)은, 제2 터치 센싱 배선(7a)(제1 도전 배선)을 포함하는 제1 배선 그룹과, 제2 터치 센싱 배선(7b)(제2 도전 배선)을 포함하는 제2 배선 그룹을 갖는다. 제1 배선 그룹 및 제2 배선 그룹은, 서로 맞물리도록 빗살 모양으로 형성되어 있다.
표시 장치 기판(100) 상에서, 화소 개구부(18)에 대응하는 위치에, 적어도 적 필터(R), 녹 필터(G) 및 청 필터(B) 중 어느 것이 설치되어 있다.
제1 배선 그룹 및 제2 배선 그룹에는, 정부의 어느 리셋 전압(Vr)이 인가된다. 즉, 제1 배선 그룹 및 제2 배선 그룹에는, 서로 역의 극성의 리셋 전압이 인가된다. 이러한 리셋 전압의 전환 동작은, 스위칭 소자 등을 사용한 터치 센싱·리셋 신호 제어부(122) 및 시스템 제어부(123)에 의해 제어된다. 또한, 리셋 전압의 전환 동작에서는, 예를 들어 제1 배선 그룹 및 제2 배선 그룹 중 한쪽의 배선 그룹에 전압을 인가함과 함께 다른 쪽의 배선 그룹을 접지시키는 구동이나, 한쪽의 배선 그룹에 정의 전압을 인가함과 함께 다른 쪽의 배선 그룹에 부의 전압이 인가되는 구동이 행하여진다.
도 6에 나타내는 예에서는, 가상적으로는, 교류 전원(S)(가상 전원)이 제1 배선 그룹과 제2 배선 그룹에 접속되어 있다고 생각할 수 있으며, 이 경우, 리셋 전압은 교류 전압이다.
또한, 제1 배선 그룹에 있어서, 복수의 제2 터치 센싱 배선(7a)의 각각은 단부를 갖고 있으므로, 제2 터치 센싱 배선(7a)은 전극(제1 도전 전극)으로서 기능한다. 마찬가지로, 제2 배선 그룹에 있어서, 복수의 제2 터치 센싱 배선(7b)의 각각은 단부를 갖고 있으므로, 제2 터치 센싱 배선(7b)은 전극(제2 도전 전극)으로서 기능한다.
또한, 본 발명은 도 6에 나타내는 교류 전원(S)이 제1 배선 그룹과 제2 배선 그룹의 사이에 가상적으로 설치된 회로 구성을 한정하지 않는다. 예를 들어, 제1 배선 그룹 또는 제2 배선 그룹 중 한쪽의 배선 그룹을 접지하고(그라운드에 떨어뜨리고), 다른 쪽의 배선 그룹(접지되어 있지 않은 배선 그룹)에 정 또는 부의 전압을 인가해도 된다. 또한, 이러한 배선 그룹에 인가되는 리셋 전압은, 교류여도 되고, 직류의 구형파여도 된다.
또한, 도 6에서는, 컬러 필터를 구성하는 스트라이프 형상의 적 필터, 녹 필터 및 청 필터(3색, R, G, B)와, 제2 터치 센싱 배선(7a, 7b)의 위치 관계를 나타내고 있다. 즉, 스트라이프 형상의 컬러 필터의 연장 방향에 대하여 직교하는 방향으로, 제2 터치 센싱 배선(7a, 7b)이 연장되어 있다. 서로 인접하는 제2 터치 센싱 배선(7a, 7b)의 사이에 적 필터, 녹 필터 및 청 필터 중 어느 것이 배치되어 있고, 이 제2 터치 센싱 배선(7a, 7b)의 사이에서의 각 색의 필터 각각이 화소를 구성하고 있다. 본 발명은 도 6에 도시한 바와 같은 컬러 필터와 제2 터치 센싱 배선(7a, 7b)의 위치 관계를 한정하지 않는다.
도 10은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 도 3에 도시하는 소스 배선(B-B'선)을 따른 도면이다. 또한, 도 10에서는, 터치 센싱 구동이 행하여지고 있는 상태를 나타내고 있는데, 이 터치 센싱 구동에 대해서는 후술한다.
도 10에 도시한 바와 같이, 액정층(300)에 대향하는 투명 기판(21)의 면에는, 제1 터치 센싱 배선(3)이 설치되어 있다. 이 제1 터치 센싱 배선(3)은, 표시 장치 기판(100)의 제1 투명 기판(21) 상에 설치된 흑색층(8)과, 흑색층(8) 상에 설치된 금속층(5)을 포함한다. 또한, 투명 기판(21) 상에는, 제1 터치 센싱 배선(3)을 덮도록 투명 수지층(1)이 설치되어 있다.
액정층(300)에 대향하는 어레이 기판(200)의 최상면에는, 제2 터치 센싱 배선(7)이 구비되어 있다. 또한, 어레이 기판(200)의 투명 기판(22) 상에는, 복수의 절연층(11, 12, 13)과 함께, 제1 게이트 배선(10), 제2 게이트 배선(9), 공통 배선(36), 및 상술한 제2 터치 센싱 배선(7)이 형성되어 있다.
표시 장치 기판(100)의 표시면(관찰자에 대향하는 면)에서부터 제1 터치 센싱 배선(3)까지의 거리보다도, 표시 장치 기판(100)의 표시면에서부터 제2 터치 센싱 배선(7)까지의 거리가 크다. 또한, 제2 터치 센싱 배선(7)은, 제1 절연층(11) 상의 위치, 제2 절연층(12) 상의 위치, 및 제2 절연층(12) 하의 위치 중, 어느 위치에 설치되어 있으면 된다. 제2 터치 센싱 배선(7) 상에 절연층이 또한 적층되어도 된다.
제2 터치 센싱 배선(7)으로서는, 알루미늄이나 구리 등의 합금층을 사용할 수 있다. 제1 터치 센싱 배선(3)을 구성하는 복수층 중, 관찰자에 의해 관찰되는 층으로서 흑색층(8)을 설치함으로써, 제1 터치 센싱 배선(3)으로부터 발생하는 광 반사를 억제하여, 시인성을 개선할 수 있다. 또한, 금속층의 성막 전에, 무기나 유기의 절연층을 형성해도 되고, 또는 제1 터치 센싱 배선(3)을 패터닝한 후에 금속층 상에 무기나 유기의 절연층을 형성해도 된다.
(액정 표시 장치(LCD1)의 동작)
(1. 게이트 배선(9, 10) 및 소스 배선(14, 15)에 의한 반전 구동)
이어서, 도 14 및 도 15를 참조하여, 게이트 배선(9, 10) 및 소스 배선(14, 15)에 의한 반전 구동에 대해서 설명한다.
본 실시 형태에서는, 일례로서, 제1 소스 배선(14)의 전위가 정의 극성을 갖고, 제2 소스 배선(15)이 부의 극성을 갖고 있으며, 각 화소에서 화소 반전 구동이 행하여진다. 반전 구동 시에 선택되는 게이트 배선은, 표시 화면의 전체에서 게이트 배선을 선택하는 프레임 반전이어도 되고, 전체 라인 중 절반의 개수의 게이트 배선을 선택해서 반전 구동을 행해도 되고, 또한 수평 라인을 순차적으로 선택하는 반전 구동이나 수평 라인을 간헐적으로 선택해서 반전 구동을 행해도 된다.
도 14는, 예를 들어 복수의 게이트 배선(10)(복수 라인) 중 짝수 라인의 게이트 배선(10)을 선택하고, 선택된 게이트 배선(10)이 능동 소자에 게이트 신호를 보냈을 경우의 화소마다의 극성을 나타내고 있다. 여기서, 제1 소스 배선(14)의 극성은 정이며, 제2 소스 배선(15)의 극성은 부이다. 이 경우, 수직 방향으로 동일한 극성을 갖는 화소가 배열한다. 예를 들어, 다음 프레임에서 홀수 라인의 게이트 배선을 선택하고, 선택된 게이트 배선(10)이 능동 소자에 게이트 신호를 보냈을 경우, 도 14에 도시하는 극성과는 반대의 극성을 갖는 화소가, 동일하게 세로 방향으로 배열하여, 수직 라인 반전 구동이 행하여진다. 프레임마다 수직 라인을 반전시키는 경우에는, 노이즈의 발생 빈도가 보다 낮아진다.
도 15는, 예를 들어 복수의 게이트 배선(10)(복수 라인) 중 2개 간격으로, 또한 2개 1조의 게이트 배선(9, 10)을 선택하고, 선택된 게이트 배선(9, 10)이 능동 소자에 게이트 신호를 보냈을 경우의 화소마다의 극성을 나타내고 있다. 여기서, 제1 소스 배선(14)의 극성은 정이며, 제2 소스 배선(15)의 극성은 부이다. 이 경우, 수직 방향 및 수평 방향의 어느 방향에서든, 정과 부의 극성을 갖는 화소가 교대로 배열한다. 다음 프레임에서, 서로 다른 2개 1조의 게이트 배선을 선택하고, 선택된 게이트 배선(9, 10)이 능동 소자에 게이트 신호를 보냄으로써, 도 15에 도시하는 극성과는 반대의 극성을 갖는 화소가, 동일하게 교대로 배열하여, 도트 반전 구동이 행하여진다. 도 14 및 도 15에 도시하는 화소서의 반전 구동은, 이하의 실시 형태에서도 마찬가지로 행하여진다.
(2. 제2 터치 센싱 배선(7)에의 전압 인가에 의해 액정의 배향을 초기 배향으로 가속적으로 복귀시키는 동작)
도 7 내지 도 9는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 평면도이며, 액정 표시 장치(LCD1)의 1화소에서의 액정 분자와 전극 구조(화소 전극(17)과 공통 전극(20))의 관계를 나타내는 확대도이다. 또한, 도 7은, 초기 배향(흑색 표시) 상태의 액정 분자와 전극 구조의 관계를 나타내는 확대도이며, 도 8은, 화소 전극(17)과 공통 전극(20)의 사이에 액정 구동 전압을 인가했을 때의 액정 분자의 회전 동작을 도시하는 도면이다. 도 7 및 도 8에서는, 1화소를 사이에 두도록 배치된 제2 터치 센싱 배선(7a, 7b)이 도시되어 있다. 도 9는, 화소 전극(17)과 공통 전극(20)의 사이에 액정 구동 전압이 인가되지 않은 상태(무인가 상태)에서, 제2 터치 센싱 배선(7a, 7b) 간에 리셋 전압을 인가하고, 제2 터치 센싱 배선(7a, 7b) 간에 전계를 발생시켜, 액정의 배향 상태를 흑색 표시 상태로 가속적으로 복귀시키는 것을 설명하는 도면이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 화소 전극(17)과 공통 전극(20)의 사이에 액정 구동 전압이 인가되지 않은 상태에서는, 액정층(300)의 액정 분자(39)는, 배향 방향(R)(배향 처리의 방향, 초기 배향 상태에서의 배향 방향)을 향해서 배향하고 있다. 즉, 표시 장치 기판(100) 및 어레이 기판(200)에 대하여 수평 방향으로 액정 분자는 배향하고 있다(초기 배향 상태). 또한, 화소 전극(17) 및 공통 전극(20)은, 도그렉 형상 패턴(dog-legged pattern)을 갖고 있으며, 즉, 배향 방향(R)에 대하여 각도(θ)로 경사지는 변을 갖는다.
이어서, 도 8에 도시한 바와 같이, 화소 전극(17)과 공통 전극(20)의 사이에 액정 구동 전압을 인가하면, 화소 전극(17)과 공통 전극(20)의 사이에 프린지 전계가 발생한다. 이러한 전계의 작용에 의해, 액정 분자(39)는 화소 전극(17) 상에서 회전하고, 액정 표시 장치(LCD1)에 있어서 영상 표시(백색 표시)가 행하여진다. 여기서, 화소 전극(17) 및 공통 전극(20)은, 배향 방향(R)에 대하여 각도(θ)로 경사지는 변을 가지므로, 도 8에 나타내는 화소의 상방 영역(제2 터치 센싱 배선(7b)보다도 제2 터치 센싱 배선(7a)에 가까운 영역, 제1 도메인)에서, 액정 분자(39)는 시계 방향으로 회전한다. 한편, 화소의 하방 영역(제2 터치 센싱 배선(7a)보다도 제2 터치 센싱 배선(7b)에 가까운 영역, 제2 도메인)에서, 액정 분자(39)는 반시계 방향으로 회전한다.
또한, 액정 구동 전압 온 시에는, 제2 터치 센싱 배선(7a, 7b)에는 전압이 인가되지 않는다.
이어서, 화소 전극(17)과 공통 전극(20)의 사이에 인가되는 액정 구동 전압을 오프로 하면, 도 8에 나타내는 액정 분자는, 도 7에 나타내는 초기 배향 상태의 흑색 표시로 복귀된다. 이렇게 액정 분자의 배향 상태가 초기 배향으로 복귀될 때까지의 시간은, τoff라고 칭해지고 있다.
특히, 종래의 액정 표시 장치에서는, 제2 터치 센싱 배선(7a, 7b)이 설치되어 있지 않으므로, 백색 표시 상태에서 흑색 표시 상태로 천천히 복귀되게 된다. 즉, 도 13에 도시한 바와 같이, 종래의 액정 표시 장치에서의 투과율의 변화에 관하여, 시간의 경과에 수반해서 백색 표시 상태(투과율(Trans): 100％)로부터 투과율(Trans)이 천천히 감소하여, 투과율(Trans)은 흑색 표시 상태(투과율(Trans): 0％)가 된다.
이와 같이, 종래의 액정 표시 장치에서는, 액정의 표시 상태를 흑색 표시로 복귀시키기 위한 구동 전압이 액정 분자(39)에 인가되지 않기 때문에, 시간(τoff)을 단축할 수 없다.
본 발명의 실시 형태에서는, 영상 표시 후에, 도 9에 도시하는 바와 같이 제2 터치 센싱 배선(7a, 7b) 간에 전압을 인가하고 있다. 전압 인가 방법으로서는, 예를 들어, 제2 터치 센싱 배선(7b)를 접지하고, 제2 터치 센싱 배선(7a)에 5V의 리셋 전압을 인가하는 방법을 들 수 있다. 이렇게 제2 터치 센싱 배선(7a, 7b) 간에 전압을 인가함으로써, 제2 터치 센싱 배선(7a, 7b)에 직교하는 방향(표시 장치 기판(100) 및 어레이 기판(200)에 평행한 방향)으로 리셋 전계(B1)가 발생한다. 액정 분자(39)의 장축은, 리셋 전계(B1)의 방향을 향하도록 가속적으로 복귀된다. 이와 같이, 리셋 전압을 제2 터치 센싱 배선(7a, 7b) 간에 인가함으로써, 액정층(300)의 표시 상태가 흑색 표시로 가속적으로 복귀된다.
상기와 같이 리셋 전계(B1)에 의해 가속적으로 흑색 표시가 행하여진 후에는, 화소 전극(17)과 공통 전극(20)의 사이에 액정 구동 전압을 인가함으로써 영상 표시가 행하여진다. 또한, 영상 표시 후, 제2 터치 센싱 배선(7a, 7b) 간에 또한 리셋 전압을 인가하여, 리셋 전계를 발생시킨다. 즉, 1회의 영상 표시 동작의 전후에, 액정층(300)에 리셋 전계가 인가되는 동작이 행하여지고, 이 동작은 반복해서 행하여진다. 이와 같이, 영상 표시 후에 리셋 전계를 액정 분자(39)에 반복해서 부여할 경우에는, 리셋 전압의 정부를 반전시키는 것이 바람직하다. 즉, 리셋 전압은, 정의 전압과 부의 전압을 포함하고, 리셋 전압은, 영상 표시의 일정 기간마다 정 또는 부로 반전되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 리셋 전계(B1)에 의해 가속적으로 흑색 표시가 행하여진 후에는, 다음의 영상 표시가 행하여진다. 그 후, 예를 들어 제2 터치 센싱 배선(7a)을 접지하고, 제2 터치 센싱 배선(7b)에 5V의 리셋 전압을 인가한다. 그러면, 제2 터치 센싱 배선(7a, 7b)에 직교하는 방향(표시 장치 기판(100) 및 어레이 기판(200)에 평행한 방향)으로 리셋 전계(B2)가 발생한다. 액정 분자(39)의 장축은, 리셋 전계(B2)의 방향을 향하도록 가속적으로 복귀된다.
이와 같이, 제2 터치 센싱 배선(7a, 7b)에 인가되는 리셋 전압의 정부를 반전시킴으로써, 리셋 전계(B2)의 방향은, 상기 리셋 전계(B1)의 방향과 역으로 된다.
이와 같이, 리셋 전압의 정부를 역으로 한 경우에도, 마찬가지로 액정 분자(39)의 배향 상태를 초기 배향 상태로 가속적으로 복귀시킬 수 있어, τoff를 단축할 수 있다. 리셋 전압의 정부를 반복해서 반전시키는 구동 방법은, 후술하는 1 표시 단위 기간마다 행해진다. 이 구동 방법은, 액정 표시의 스티킹의 경감에 기여한다. 여기서, 「1 표시 단위 기간」이란, 영상 신호에 의한 영상 표시의 최소 단위 기간이다. 도트 반전 구동의 경우, 최소 단위는 1화소에서의 반전 기간이다. 수직 라인 반전 구동의 경우, 최소 단위는 1 라인에서의 반전 기간이다. 프레임 반전 구동의 경우, 최소 단위는 1 프레임에서의 반전 기간이다.
(3. 제2 터치 센싱 배선(7)을 사용해서 터치 센싱을 행하는 동작)
도 10 및 도 11은, 도 3에 도시하는 소스 배선(B-B'선)을 따른 단면도이다. 도 10은, 터치 센싱 배선(3)과 제2 터치 센싱 배선(7)의 사이에 터치 센싱 구동 전압을 인가했을 때 발생하는 프린지 전계의 상황을 부분적으로 나타내고 있다. 도 11은, 터치 센싱 배선(3)과 제2 터치 센싱 배선(7)의 사이에 터치 센싱 구동 전압을 인가하고, 또한 관찰자에게 면하고 있는 표시 장치 기판(100)의 표면에 손가락 등의 포인터가 접촉 또는 근접했을 때의 프린지 전계의 변화를 부분적으로 나타내고 있다.
도 10에서는, 터치 센싱 구동 전압이 인가된 제2 터치 센싱 배선(7)(터치 구동 배선)과 제1 터치 센싱 배선(3)(터치 검출 배선)의 사이에 프린지 전계가 발생하고, 전기력선이 제2 터치 센싱 배선(7)으로부터 제1 터치 센싱 배선(3)을 향하도록 발생하고 있다. 이때, 정전 용량(C1)은, 제2 터치 센싱 배선(7)과 제1 터치 센싱 배선(3)과이 사이에서 유지되어 있다.
한편, 도 11에 도시한 바와 같이, 손가락 등의 포인터가 투명 기판(21)에 접촉 또는 근접했을 경우, 제1 터치 센싱 배선(3)은, 정전 용량의 변화를 터치 센싱 신호로서 검출한다.
또한, 도 10 및 도 11에서는, 제1 터치 센싱 배선(3)은, 터치 검출 배선으로서 기능하고 있지만, 제1 터치 센싱 배선(3)은, 터치 구동 배선으로서 기능해도 된다. 이 경우, 제2 터치 센싱 배선(7)은, 터치 검출 배선으로서 기능한다. 이와 같이, 제1 터치 센싱 배선(3)의 역할은 전환할 수 있다.
또한, 제2 터치 센싱 배선(7) 상에, 가시광 흡수성을 갖게 한 무기막이나 유기막을 적층해도 된다. 가시광 흡수성을 갖는 무기막을 사용하는 경우에는, 예를 들어 금속 산화물 막이나 이 산화물 막을 포함하는 다층 구조로 무기막이 구성된다. 가시광 흡수성을 갖는 유기막을 사용하는 경우에는, 예를 들어 후술하는 흑색층을 유기막으로서 사용할 수 있다. 제2 터치 센싱 배선(7)의 일부 또는 전부를 터치 구동 배선으로서 사용할 수 있고, 또는, 제2 터치 센싱 배선(7)의 일부 또는 전부를 터치 검출 배선으로서 사용할 수 있다.
제2 터치 센싱 배선(7)을 터치 구동 배선으로서 사용하는 경우, 제2 터치 센싱 배선(7)에의 리셋 전압(Vr)의 인가와, 제2 터치 센싱 배선(7)에의 터치 센싱 구동 전압(Vtouch)의 인가는, 후술하는 바와 같이 시분할로 행하여진다.
한편, 제2 터치 센싱 배선(7)을 터치 검출 배선으로서 사용하는 경우, 제1 터치 센싱 배선(3)은, 터치 구동 배선으로서 기능한다. 이 경우, 제1 터치 센싱 배선(3)에 터치 센싱 구동 전압(Vtouch)이 인가되고, 제2 터치 센싱 배선(7)에 리셋 전압(Vr)이 인가되어, 제2 터치 센싱 배선(7)이 터치 센싱 신호를 검출한다.
또한, 복수의 제2 터치 센싱 배선(7) 중 일부의 배선 전위를, 플로팅 전위로해도 된다. 또한, 리셋 전압의 정전압과 부전압을 전환할 때(예를 들어, 전계 발생 상태(전계 방향)를 도 9에서의 전계(B1)가 발생하고 있는 상태에서 전계(B2)가 발생하고 있는 상태로 바꿀 때), 2개의 제2 터치 센싱 배선(7) 중 한쪽을 그라운드에 떨어뜨려도 된다. 제2 터치 센싱 배선(7)에의 리셋 전압의 인가, 제2 터치 센싱 배선(7)의 전위를 플로팅 전위에의 변경, 또는, 제2 터치 센싱 배선(7)을 그라운드에 접속(접지)하는, 제2 터치 센싱 배선(7)의 선택은, 스위칭 소자를 통해서 행할 수 있다.
또한, 상술한 터치 센싱에서는, 액정 표시 장치를 구성하는 모든 터치 센싱 배선을 터치 센싱 동작에 사용할 필요는 없다. 이 경우, 먼저, 모든 터치 센싱 배선을 복수의 그룹으로 구분한다. 그룹의 수는, 모든 터치 센싱 배선의 수보다 적다. 하나의 그룹을 구성하는 배선수가, 예를 들어 6개인 것으로 한다. 여기서, 모든 배선(배선수는 6개) 중, 예를 들어 2개의 배선을 선택한다(모든 배선의 개수보다도 적은 개수, 2개<6개). 하나의 그룹에서는, 선택된 2개의 배선을 사용해서 터치 센싱이 행하여지고, 나머지 4개의 배선에서의 전위가 플로팅 전위로 설정된다(씨닝 구동). 액정 표시 장치는, 복수의 그룹을 가지므로, 상기와 같이 배선의 기능이 정의되어 있는 그룹마다 터치 센싱을 행할 수 있다.
이어서, 터치 센싱의 구동 주파수에 대해서 설명한다.
예를 들어, 액정 구동의 공통 전극인 투명 전극의 전위를 제로 볼트의 정전위로 하고, 복수의 화소의 각각에서 도트 반전 구동을 행하는 경우, 투명 전극은, 액정 구동과 터치 센싱 구동에 있어서, 전기적 실드로서의 역할을 갖는다.
표시 장치 기판(100)에 설치된 제1 터치 센싱 배선(3)을 터치 구동 전극으로서 기능시키고, 어레이 기판(200)에 설치된 제2 터치 센싱 배선(7)을 터치 검출 전극으로서 기능시킬 경우, 터치 센싱의 구동 조건과 액정의 구동 조건(주파수나 전압 등)을 상이하게 할 수 있다.
예를 들어, 터치 센싱 구동 주파수를 60Hz 내지 수십 KHz로 설정하고, 액정 구동의 주파수를 0.1Hz 내지 480Hz로 설정할 수 있다. 능동 소자의 채널층이 IGZO 등의 산화물 반도체로 형성되어 있는 TFT에 의해 액정 구동을 행하는 경우, 액정 구동 주파수를 60Hz 이하로 설정할 수도 있다. 나아가, 터치 구동과 액정 구동을 시분할로 행할 수도 있다.
표시 장치 기판(100)에 설치된 제1 터치 센싱 배선(3) 또는 어레이 기판(200)에 설치된 제2 터치 센싱 배선(7) 중 어느 쪽을 터치 구동 전극(주사 전극)으로서 기능시킬 경우, 요구되는 터치 입력의 속도에 맞추어, 정전 용량을 검출하는 주사 주파수를 임의로 조정할 수 있다.
(4. 제2 터치 센싱 배선(7)에의 전압 인가 및 터치 센싱 동작의 시분할 구동)
이어서, 리셋 전압(Vr)이 제2 터치 센싱 배선(7)에 인가되는 타이밍과, 터치 센싱 구동이 행하여지는 타이밍을 설명한다.
도 12는, 본 발명의 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(LCD1)를 설명하기 위한 신호 타이밍 차트이며, 액정 구동과 터치 센싱 구동을 시분할로 행하는 경우의 신호 등의 파형의 예를 나타내고 있다.
도 12에 나타낸 표시 기간은, 1 프레임의 기간(1F)이며, 예를 들어 60Hz에 상당하는 영상 기입을 행하는 기간이다. 도 12는, 이 1 프레임의 기간에 있어서, 1화소 단위 기간(1 표시 단위 기간)에서, 백색 표시(액정 구동 전압, 온)와 흑색 표시(액정 구동 전압, 오프)를 행하는 타이밍을 나타내고 있다.
또한, 이하의 설명에서는, 제1 게이트 배선(10) 및 제2 게이트 배선(9) 중 제1 게이트 배선(10)에 게이트 신호가 공급되고, 제1 소스 배선(14) 및 제2 소스 배선(15) 중 제1 소스 배선(14)에 영상 신호가 공급되고, 제1 능동 소자(28a)가 구동하여, 화소 전극(17)에 영상을 기입하는 경우를 설명한다.
또한, 제2 능동 소자(28b)가 구동하는 경우에는, 제2 게이트 배선(9)에 게이트 신호가 공급되고, 제2 소스 배선(15)에 영상 신호가 공급되어, 화소 전극(17)에 영상이 기입된다.
도 12에서, 부호 Vg는 제1 게이트 배선(10)에 공급되는 신호(게이트 신호) 및 신호 파형을 나타내고 있다. 부호 Vd는 제1 소스 배선(14)에 공급되는 신호(영상 신호) 및 신호 파형을 나타내고 있다. 부호 Trans는, 제1 능동 소자(28a)가 화소 전극(17)에 영상 기입을 행하고 있는 상태를 나타내고 있고, 즉, 액정의 투과율을 나타내고 있다. 부호 Vr은, 제2 터치 센싱 배선(7)에 인가되는 신호 및 신호 파형을 나타내고 있다. 부호 Vtouch는, 터치 센싱 구동 전압의 신호 및 신호 파형을 나타내고 있다.
표시 단위 기간에서, 제1 게이트 배선(10)에는, 일정 간격으로, 신호(Vg)가 2회 공급된다. 제1 능동 소자(28a)를 통해서 화소 전극(17)에 영상을 기입할 때는, 신호(Vg)의 발생에 동기하여 제1 소스 배선(14)에 신호(Vd)가 공급된다. 이에 의해, 제1 능동 소자(28a)가 ON 상태로 되고, 화소 전극(17)에 대한 영상 기입이 개시된다. 수평 배향의 액정 분자가 회전함에 따라서 투과율(Trans)이 증가한다. 투과율(Trans)이 일정 레벨에 도달할 때까지, 신호(Vd)는 제1 소스 배선(14)에 계속해서 공급되고, 그 후, 백색 표시가 유지된다. 신호(Vd)의 인가 시간(Dt)은, 액정 구동 전압의 인가 시간이다. 투과율(Trans)이 일정 레벨에 달하면, 그 후, 투과율(Trans)은, 백색 표시 안정 기간(Wr) 동안에 유지된다. 여기서, 백색 표시 안정 기간이란, 백색 표시의 투과율이 안정되어 있는 기간을 의미한다. 그 후, 리셋 전압(Vr)이 제2 터치 센싱 배선(7)에 인가되면, 도 9에 나타내는 리셋 전계를 향하도록 액정 분자의 배향이 초기 배향으로 가속적으로 복귀되고, 투과율(Trans)은 감소하고, 그 후, 흑색 표시가 된다. 도 12에 나타내는 부호 Er은, 흑색 표시 안정 기간이며, 이 기간에서는, 흑색 표시의 투과율이 안정되어 있다. 흑색 표시 안정 기간(Er)에서, 신호(Vtouch)가 펄스 형상으로 발생하고, 터치 센싱 구동 전압이 제2 터치 센싱 배선(7)에 인가되고, 제1 터치 센싱 배선(3)이 터치 센싱 신호를 검출한다. 또한, 제1 터치 센싱 배선(3)이 터치 구동 배선으로서 기능하는 경우에는, 신호(Vtouch)의 발생에 수반하여, 터치 센싱 구동 전압이 제1 터치 센싱 배선(3)에 인가되고, 제2 터치 센싱 배선(7)이 터치 센싱 신호를 검출한다.
즉, 제어부(120)는, 액정 구동 전압이 화소 전극(17)에 인가된 후, 또한 액정 구동 전압이 화소 전극(17)에 인가되지 않았을 때, 제2 터치 센싱 배선(7)에 리셋 전압을 인가한다.
또한, 백색 표시 안정 기간(Wr)은, 제1 능동 소자(28a)의 채널층(27)을 구성하는 반도체 재료의 종류에 따라 상이하다. 예를 들어, 채널층(27)이 산화물 반도체로 형성되어 있는 제1 능동 소자(28a)의 경우, 신호(Vd)의 인가 시간은 짧아도 되며, 인가 시간(Dt)이 경과한 후에도, 제1 능동 소자(28a)는 양호하게 전압을 유지할 수 있어, 높은 투과율을 유지할 수 있다. 신호(Vd)와 투과율(Trans)과의 관계에 대해서는 후술한다.
리셋 전압(Vr)이 제2 터치 센싱 배선(7)에 인가되는 타이밍은, 다음 중 어느 타이밍이다.
(1) 1화소에서의 영상 기입이 행하여진 후(표시 단위 기간에서의 영상 표시 후)의 타이밍
(2) 1 수평 라인에서의 영상 기입이 행하여진 후의 타이밍
(3) 1 수직 라인에서의 영상 기입이 행하여진 후의 타이밍
(4) 1 프레임에서의 영상 기입이 행하여진 후의 타이밍
도트 반전 구동 방식으로 액정 표시 장치를 구동시키는 경우에는, 화소 전극에 영상 기입을 행한 후에, 화소 전극의 각각에서의 제2 터치 센싱 배선(7)에 리셋 전압을 인가하는 것이 바람직하다. 또한, 표시 단위 기간이란, 도트 반전 구동의 경우에는 1화소의 기입과 리셋을 포함하는 기간이며, 1 수평 라인 구동의 경우에는 1 수평 라인의 기입과 리셋을 포함하는 기간이며, 1화면에서 프레임 반전을 행하는 경우에는 1화면의 기입과 리셋을 포함하는 기간이다.
이러한 표시 단위 기간이 경과한 후, 또한 액정 구동 전압이 오프일 때, 리셋 전압(Vr)의 인가 타이밍을 설치할 수 있다(상기 액정 구동 전압이 상기 화소 전극에 인가된 후, 또한 상기 액정 구동 전압이 상기 화소 전극에 인가되지 않았을 때, 상기 도전 배선에 전압을 인가함). 또는, 백색 표시 안정 기간(Wr)(영상 표시의 안정 기간)에 터치 센싱 구동을 행할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 영상 표시의 안정 기간, 및 영상 표시 후의 흑색 표시 안정 기간 중 적어도 한쪽의 안정 기간에, 상기 제1 터치 센싱 배선 및 상기 제2 터치 센싱 배선에 의한 터치 센싱 구동을 행한다.
또한, 화소에 대하여 영상을 기입할 때 발생하는 노이즈의 발생 빈도에 관해서, 예를 들어 개별 화소에서 반전을 행하는 도트 반전 구동에서의 발생 빈도보다, 1 수직 라인 반전 구동(칼럼 반전 구동) 등, 화소를 통합해서 행하는 반전 구동에서의 발생 빈도가 낮아진다.
상술한 바와 같이, 1화소 단위 기간은, 백색 표시(on)의 기간 및 흑색 표시(off)의 기간으로 구성된다. 흑색 표시(off)의 신호에 동기하여, 리셋 전압(Vr)이 제2 터치 센싱 배선(7)에 인가된다. 도 12에서는, 리셋 전압(Vr)이 제2 터치 센싱 배선(7)에 인가된 후부터 다음의 Vg 신호가 발생할 때까지의 시간이, 터치 센싱 기간(Ttouch)이다. 환언하면, 도 12에서는, 리셋 전압(Vr)이 제2 터치 센싱 배선(7)에 인가된 후의 흑색 표시 안정 기간(Er)의 동안에 터치 센싱 기간(Ttouch)이 설치되어 있다. 제2 터치 센싱 배선(7)에의 리셋 전압의 인가 타이밍, 제1 소스 배선(14)에의 소스 신호의 인가 타이밍, 및 제1 게이트 배선(10)에의 게이트 신호의 인가 타이밍에 관하여, 노이즈 발생이 터치 센싱에 중첩하지 않도록, 지연 회로를 사용하여, 어느 쪽의 타이밍을, 예를 들어 20nsec 내지 2msec 정도 지연시킬 수 있다.
예를 들어, IGZO 등의 산화물 반도체로 형성된 채널층을 구비하는 능동 소자(박막 트랜지스터)와, 예를 들어 아몰퍼스 실리콘 반도체로 형성된 채널층을 구비하는 능동 소자를 비교하면, 화소(액정 표시 장치)의 투과율(Trans) 면에서 큰 차이가 있다.
산화물 반도체로 형성된 채널층의 경우, 능동 소자에 의해 영상 기입이 행하여진 후, 투과율(Trans)은 도 12에 도시하는 바와 같이 급속하게 상승한다.
한편, 아몰퍼스 실리콘 반도체로 형성된 채널층의 경우, 능동 소자에 의해 영상 기입이 행하여진 후, 투과율(Trans)은 도 13에 도시하는 바와 같이 완만하게 상승한다.
이 때문에, 채널층이 아몰퍼스 실리콘 반도체로 형성되어 있는 경우, 트랜지스터의 누설 전류가 커진다. 누설 전류에 의한 전압의 저하를 보충하기 위해서는, 백색 표시 안정 기간(Wr)의 동안에, 신호(Vd)(액정 구동 전압)를 제1 소스 배선(14)에 계속해서 인가할 필요가 있다.
한편, 채널층이 산화물 반도체로 형성되어 있는 경우에는, 아몰퍼스 실리콘 반도체에 비해서, 누설 전류가 3자리 전후 낮게 전압 유지할 수 있다. 이 때문에, 액정 구동 전압의 인가 시간(Dt)은 짧아도 된다. 터치 센싱 기간(Ttouch)의 터치 센싱 주파수는, 액정 구동 주파수보다 높은 주파수일 필요가 있다. 왜냐하면, 터치 센싱의 타이밍은 부정기적이며 또한 단시간이기 때문이다. 이 때문에, 미검출을 피하기 위해서, 터치 센싱 주파수(검출 주파수)는 높은 주파수인 것이 바람직하다.
높은 주파수에서 터치 센싱 구동을 행하고, 터치 센싱 신호의 적분값을 얻음으로써 안정된 터치 센싱 검출을 행할 수 있다. 터치 센싱 신호에 대한 노이즈양을 적게 하기 위해서, 능동 소자에 영상 기입을 행하기 위한 액정 구동 전압의 온 및 오프의 직후의 타이밍에서 터치 센싱 신호를 검출하는 것을 피하는 것이 바람직하다. 따라서, 백색 표시의 투과율이 안정되는 백색 표시 안정 기간(Wr), 및 흑색 표시의 투과율이 안정되는 흑색 표시 안정 기간(Er) 동안에, 터치 센싱 신호의 검출을 행할 수 있다.
도 12의 타이밍 차트에 도시한 바와 같이, 흑색 표시 안정 기간(Er)에서, 높은 주파수에서 터치 센싱 신호의 검출이 행하여지고 있다. 흑색 표시 안정 기간(Er)에서는, LED 등의 백라이트 유닛(BU)의 발광 소자의 발광을 정지할 수 있다.
또한, 우안용 화상과 좌안용 화상의 전환을 행하는 3D 표시(입체 화상 표시)에 관하여, 리셋 전압(Vr)이 제2 터치 센싱 배선(7)에 인가된 후의 흑색 표시 안정 기간(Er)에, 우안용 화상과 좌안용 화상의 전환 시에 표시되는 흑색 표시를 행해도 된다.
상술한 액정 표시 장치(LCD1)에 의하면, 터치 센싱 기능을 구비함과 함께, 저소비 전력으로 구동할 수 있으며, 또한 플리커 발생을 적게 할 수 있는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 공통 전극(20)(공통 배선(36))의 전위를 반전시킬 필요 없이, 제로 볼트 등의 정전위로 할 수 있다. 또한, 소스 배선에서의 영상 신호의 전위를 정 또는 부로 반전시킬 필요가 없다. 이 때문에, 터치 센싱 구동에 대한 노이즈를 크게 경감할 수 있다. 뿐만 아니라, 능동 소자에 입사하는 광이 차광층에 의해 차광되어 있으므로, 능동 소자에 기인하는 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 전위를 정 또는 부로 반전시키는 종래의 액정 표시 장치와 비교하여, 소스 배선에 공급되는 전위의 진폭(최대 전압의 폭)은 절반에 그친다. 이 때문에, 고내압의 드라이버를 사용할 필요도 없어, 드라이버 비용을 낮출 수 있다. 소스 배선에 공급되는 전위(전압)의 진폭이 절반으로 되기 때문에, 터치 센싱에 관한 소비 전력을 크게 삭감할 수 있다.
(제2 실시 형태)
제2 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 도 1, 도 12 및 도 16 내지 도 28을 사용해서 설명한다.
본 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(LCD2)에서는, 표시 장치 기판(100)에 투명 전극이 설치되고, 부의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자로 액정층(300)이 구성되고, 어레이 기판(200)에는 공통 전극(20)이 설치되어 있지 않다. 이 때문에, 액정 표시 장치(LCD2)에서는, 투명 전극과 화소 전극의 사이에 끼움 지지된 액정층(300)에 종전계를 인가함으로써 액정층(300)을 구동시키는 종전계 방식이 채용되어 있다. 또한, 화소 전극(17)에 접속된 제1 능동 소자(28a) 및 제2 능동 소자(28b)에 의해 액정 구동이 제어되고 있다.
액정 표시 장치(LCD2)에 있어서, 도 1에 도시하는 영상 신호 타이밍 제어부(121)는, 표시 장치 기판(100)에 설치된 투명 전극(2)(후술, 복수의 투명 전극 패턴)을 정전위로 함과 함께, 어레이 기판(200)(후술)에 설치된 게이트 배선(9, 10)(후술, 주사선) 및 소스 배선(14, 15)(후술, 신호선)에 신호를 보낸다. 영상 신호 타이밍 제어부(121)가 투명 전극(2)과 화소 전극(17)(후술)의 사이에 적층 방향(Z)으로 화소 전극(17)에 표시용 액정 구동 전압을 인가함으로써, 액정층(300)의 액정 분자를 구동하는 액정 구동이 행하여진다. 이에 의해, 어레이 기판(200) 상에 화상이 표시된다. 투명 전극(2)을 정전위로 하고, 복수의 화소 전극(17) 각각에는, 소스 배선(신호선)을 통해서, 예를 들어 교류 구형파를 갖는 영상 신호가 개별로 인가된다. 또한, 구형파로서는, 정 또는 부의 직류 구형파여도 된다.
도 16은, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(LCD2)를 부분적으로 도시하는 단면도이다. 또한, 도 16은, 화소 개구부의 짧은 변 방향을 따른 단면도이며, 도 17에 나타내는 H-H'선을 따른 도면이다.
액정 표시 장치(LCD2)는, 표시 장치 기판(100)(대향 기판)과, 표시 장치 기판(100)을 서로 향하도록 접합된 어레이 기판(200)과, 표시 장치 기판(100) 및 어레이 기판(200)에 의해 끼움 지지된 액정층(300)을 구비한다.
표시 장치 기판(100)은, 투명 기판(21)과, 투명 기판(21) 상에 설치된 투명 수지층(1)과 투명 전극(2)을 구비한다. 또한, 도 16의 지면 안측에 위치하는 제1 터치 센싱 배선(3)(터치 검출 배선 또는 터치 구동 배선)이 표시 장치 기판(100) 상에 형성되어 있다. 또한, 제1 터치 센싱 배선(3)은, 도 17 및 도 27에서의 부호 3에 의해 도시되어 있다. 제1 터치 센싱 배선(3)은, 투명 기판(21) 상에 형성된 제1 흑색층(8)(흑색층)과, 제1 흑색층(8) 상에 형성된 제1 금속층(5)(금속층)으로 구성된다.
어레이 기판(200)은, 투명 기판(22)과, 투명 기판(22) 상에 형성된 제3 절연층(13)과, 제3 절연층(13) 상에 형성된 소스 배선(14, 15)과, 소스 배선(14, 15)을 덮도록 제3 절연층(13) 상에 형성된 제2 절연층(12)과, 제2 절연층(12) 상에 형성된 제1 절연층(11)을 구비한다. 또한, 어레이 기판(200)은, 제1 절연층(11) 상에 형성된 복수의 화소 전극(17)과, 복수의 화소 전극(17)(전극부(17a, 17b)를 가짐)의 사이에 위치하도록 제1 절연층(11) 상에 형성된 제2 터치 센싱 배선(7)을 구비한다.
복수의 화소 전극(17)은, 액정층(300)에 가장 가까운 면에 형성되어 있다. 제2 터치 센싱 배선(7)은, 도 16에서의 지면의 수직 방향(Y 방향)이면서 또한 소스 배선(14, 15)과 평행으로 연장되도록 형성되어 있다. 제2 터치 센싱 배선(7)은, 제2 금속층(금속층)을 적어도 포함하는 구성이다.
제2 터치 센싱 배선(7)을 구성하는 제2 금속층은, 구리를 함유하는 함유층이며, 예를 들어 구리층 또는 구리 합금층이다. 제2 터치 센싱 배선(7)은, 제2 금속층이 2개의 도전성 금속 산화물층으로 끼움 지지된 구성을 가져도 된다.
서로 인접하는 제2 터치 센싱 배선(7)의 사이에 위치하는 X 방향에서의 영역(서로 인접하는 소스 배선(14, 15)의 사이에 위치하는 X 방향에서의 영역)은 화소 개구부(18)이다. 또한, Y 방향에서의 화소 개구부(18)는, 도 17에 도시한 바와 같이, 서로 인접하는 제1 터치 센싱 배선(3)의 사이에 위치한다.
도 16에서는, 액정층(300)에 초기 배향을 부여하는 배향막, 편광 필름, 위상차 필름 등의 광학 필름, 보호용 커버 유리 등은 생략되어 있다. 액정 표시 장치(LCD2)의 표면 및 이면의 각각에는, 광축이 크로스니콜이 되도록 편광 필름이 부착되어 있다.
액정층(300)은, 부의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자(138, 139)를 포함한다. 액정 분자(138, 139)의 초기 배향은, 표시 장치 기판(100) 또는 어레이 기판(200)의 기판면에 대하여 수직이다. 또한, 액정 분자의 수직 배향이란, 기판면의 법선 방향에 대하여 대략 0° 내지 5°의 범위의 기울기, 즉, 프리틸트를 가리키고 있다. 프리틸트를 형성하는 방법으로서는, 상술한 광 배향 처리를 사용함으로써, 액정 분자가, 예를 들어 0.1° 내지 1.5° 등의 임의의 작은 프리틸트각을 갖도록, 배향막 재료에 배향 처리하는 것이 가능하다. 양질의 흑색 표시를 얻는 관점에서, 액정 분자의 초기 배향의 기울기(프리틸트)는, 법선 방향에 가까운 작은 기울기인 것이 바람직하다.
도 17은, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(LCD2)를 관찰자가 본 부분 평면도이다. 도 17에서는, 상술한 투명 기판(21) 및 투명 수지층(1)의 도시를 생략하고 있다.
투명 전극(2)은, 예를 들어 ITO 등의 도전성 금속 산화물로 형성되어 있다. 평면에서 보아 투명 전극(2)은, 스트라이프 패턴(직사각 형상)을 갖도록 형성되어 있다. 서로 인접하는 직사각형의 투명 전극(2)의 사이에는 슬릿(16)이 형성되어 있고, 직사각형의 투명 전극(2)의 사이에 제1 터치 센싱 배선(3)이 위치하고 있다. 도 17에 나타내는 제1 터치 센싱 배선(3)의 하부(Z 방향)에는, 게이트 배선(9, 10)이 위치하고 있다. 게이트 배선(9, 10)은, 제1 터치 센싱 배선(3)과 평행으로 연장되고, 또한 평면에서 보아 제1 터치 센싱 배선(3)과 거의 동일한 위치에 배치되어 있다. 또한, 제1 터치 센싱 배선(3)은, 표시 장치 기판(100)의 투명 기판(21) 상에 배치되고, 게이트 배선(9, 10)은 어레이 기판(200)의 투명 기판(22) 상에 배치되어 있다.
도 18은, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(LCD2)를 관찰자가 본 어레이 기판(200)의 표면을 부분적으로 도시하는 평면도이다. 도 18에서는, 설명을 간략화하기 위해서, 상술한 표시 장치 기판(100)과 제2 터치 센싱 배선(7)의 도시를 생략하고 있다.
화소 개구부(18)에는, 화소 전극(17)을 구성하는 전극부(17a, 17b)가 설치되어 있다. 어레이 기판(200) 상에는, 제2 터치 센싱 배선(7)(도시하지 않음, 도 16 참조) 및 제2 터치 센싱 배선(7)을 구성하는 금속층과 동일한 층으로 형성된 차광층(23)(차광 패턴)이 구비되어 있다. 단, 제2 터치 센싱 배선(7)과 차광층(23)은 전기적으로 절연되어 있다. 도 18에 나타내는 제2 터치 센싱 배선(7)의 하부(Z 방향)에는 소스 배선(14, 15)이 위치하고 있다. 소스 배선(14, 15)은, 제2 터치 센싱 배선(7)과 평행으로 연장되고, 또한 평면에서 보아 제2 터치 센싱 배선(7)과 거의 동일한 위치에 배치되어 있다.
화소 전극(17)은, 화소 전극(17)의 중앙에 위치하는 투명 도전막이 길이 방향을 따라서 슬릿 형상으로 제거된 화소 전극 패턴을 갖는다. 화소 전극(17)은, 화소 전극 패턴에 따른 형상을 갖는 전극부(17a, 17b)를 포함한다. 화소 전극(17)을 구성하는 전극부(17a, 17b)는 서로 전기적으로 접속되어 있다. 화소 전극(17)의 전극부(17a, 17b)는, 콘택트 홀(29)을 통해서, 도 19에 나타내는 능동 소자(28)의 드레인 전극(26)과 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로, 화소 전극(17)에는, 2개의 능동 소자, 즉, 제1 능동 소자(28a) 및 제2 능동 소자(28b)가 접속되어 있다. 이 때문에, 1개의 화소에 있어서, 화소 전극(17)에는 2개의 콘택트 홀(29)이 형성되어 있고, 콘택트 홀(29)을 통해서 제1 능동 소자(28a)를 구성하는 드레인 전극(26)과, 제2 능동 소자(28b)를 구성하는 드레인 전극(26)이 접속되어 있다.
도 19는, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(LCD2)를 관찰자가 본 어레이 기판(200)의 표면을 부분적으로 도시하는 평면도이다. 도 19에서는, 설명을 간략화하기 위해서, 상술한 표시 장치 기판(100)과, 화소 전극(17), 제2 터치 센싱 배선(7) 및 차광층(23)의 도시를 생략하고 있다. 즉, 도 19는, 능동 소자(28)(28a, 28b), 게이트 배선(9, 10) 및 소스 배선(14, 15)의 배치의 일례를 부분적으로 도시하는 평면도이다. 또한, 도 19에서는, 차광층(23)의 위치가 2점 쇄선으로 도시되어 있다.
화소 개구부(18)는, 다각형 패턴의 하나인 직사각형으로 형성되어 있다. 소스 배선(14, 15) 및 게이트 배선(9, 10)은, 평면에서 보아 직교함과 함께 화소 개구부(18)의 변을 따른 매트릭스 패턴을 형성한다. 능동 소자(TFT)의 중앙부에는, 채널층(27)이 위치하고 있다.
도 20은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(LCD2)를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 도 18에 나타내는 G-G'선을 따른 도면이다.
도 20에 도시된 바와 같이, 능동 소자(28)는, 제2 금속층인 차광층(23)으로 덮여 있다. 구체적으로, 능동 소자(28)는, 소스 배선(14, 15)에 전기적으로 접속된 소스 전극(24)과, 게이트 배선(9, 10)에 전기적으로 접속된 게이트 전극(25)과, 반도체로 구성된 채널층(27)을 갖는 박막 트랜지스터이다. 평면에서 보아 능동 소자(28)가 차광층(23)으로 덮이도록, 차광층(23)의 X 방향에서의 폭은 설정되어 있다.
채널층(27)을 차광층(23)으로 덮음으로써, 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
제2 금속층은, 어레이 기판(200)의 표면에 형성되는 금속층이며, 상술한 바와 같이 제2 터치 센싱 배선(7)과 차광층(23)을 형성한다. 제1 금속층은, 표시 장치 기판(100)의 상방(제1 흑색층(8) 상)에 배치되어, 제1 터치 센싱 배선(3)(터치 구동 배선 또는 터치 검출 배선으로서 기능)을 형성한다. 이러한 제1 금속층 및 제2 금속층의 재료는, 동일한 금속 재료여도 되고, 다른 금속 재료여도 된다. 제1 금속층 및 제2 금속층의 재료로서는, 구리, 알루미늄, 또는 이들 금속을 함유하는 합금 등을 사용한 양도체를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 금속층 및 제2 금속층을 성막하기 전에, 제1 금속층 또는 제2 금속층의 하방에 위치하는 층(하지층)으로서, 무기 절연층이나 유기 절연층을 형성해도 된다. 제1 터치 센싱 배선(3)이나 제2 터치 센싱 배선(7)을 패터닝한 후에, 제1 금속층 또는 제2 금속층을 덮도록 무기 절연층이나 유기 절연층을 형성해도 된다.
도 21은, 본 발명의 실시 형태에 따른 제2 터치 센싱 배선을 모식적으로 도시하는 평면도이며, 리셋 전압이 인가되는 제2 터치 센싱 배선을 설명하기 위한 도면이다.
도 21에서는, 화소 전극(17)이나 제1 절연층(11)을 포함하는 어레이 기판(200)의 도시가 생략되어 있고, 후술하는 컬러 필터를 구성하는 적 필터(R), 녹 필터(G) 및 청 필터(B)와 제2 터치 센싱 배선(7)의 위치 관계가 도시되어 있다.
도 21에 도시한 바와 같이, 제2 터치 센싱 배선(7)은, 제1 배선(7a)(제1 도전 배선)을 포함하는 제1 배선 그룹과, 제2 배선(7d)(제2 도전 배선)을 포함하는 제2 배선 그룹과, 제1 배선(7a)과 제2 배선(7d)의 사이에 설치된 더미 배선(7b, 7c)을 포함하는 더미 배선 그룹을 갖는다. 제1 배선 그룹 및 제2 배선 그룹은, 서로 맞물리도록 빗살 모양으로 형성되어 있다.
제1 배선 그룹 및 제2 배선 그룹에는, 정부의 어느 리셋 전압(Vr)이 인가된다. 한쪽의 배선 그룹에 정의 전압이 인가되어 있을 경우, 다른 쪽의 배선 그룹에 부의 전압이 인가된다. 또는, 제1 배선 그룹 또는 제2 배선 그룹 중 한쪽의 배선 그룹을 접지하고(그라운드에 떨어뜨리고), 다른 쪽의 배선 그룹(접지되어 있지 않은 배선 그룹)에 정 또는 부의 전압을 인가해도 된다. 또한, 이러한 배선 그룹에 인가되는 리셋 전압은, 교류여도 되고 직류의 구형파여도 된다.
이 때문에, 도 21에 도시한 바와 같이, 가상적으로는, 교류 전원(S)(가상 전원)이 제1 배선 그룹과 제2 배선 그룹에 접속되어 있다고 생각할 수 있으며, 이 경우, 리셋 전압은 교류 전압이다.
또한, 제1 배선 그룹에 있어서, 복수의 제1 배선(7a)의 각각은 단부를 갖고 있으므로, 제1 배선(7a)은 전극(제1 도전 전극)으로서 기능한다. 마찬가지로, 제2 배선 그룹에 있어서, 복수의 제2 배선(7d)의 각각은 단부를 갖고 있으므로, 제2 배선(7d)은 전극(제2 도전 전극)으로서 기능한다.
더미 배선(7b, 7c)은, 전기적으로 들뜬 전위(플로팅 전위)를 갖고 있다. 더미 배선 그룹에 있어서, 더미 배선(7b)의 하단과 더미 배선(7c)의 하단은 전기적으로 접속되고, 더미 배선(7b)의 상단과 더미 배선(7c)의 상단은 전기적으로 접속되어 있다.
제1 배선(7a) 및 제2 배선(7d)에 접속되는 노이즈 필터, 임피던스, 터치 센싱에 사용하는 주파수 등에 의해, 더미 배선(7b, 7c)의 패턴 형상을 적절히 조정할 수 있다. 액정 구동에 기인해서 발생하는 노이즈나, 외부로부터 액정 표시 장치(LCD2) 내에 들어가는 노이즈 등의 노이즈 주파수를 고려하여, 더미 배선(7b, 7c)의 패턴 형상을 결정할 필요가 있다.
도 21에 도시한 바와 같이, 더미 배선(7b, 7c)은, 루프 안테나를 형성하고 있다. 더미 배선(7b, 7c)의 형상은, 이러한 루프 안테나 형상에 한정되지 않는다. 예를 들어, 더미 배선(7b, 7c)의 하단을 개방하여, 다이폴 안테나 형상이 채용되어도 된다. 또한, 더미 배선(7b, 7c)의 형상으로서, 모노폴 안테나 형상이 채용되어도 된다. 더미 배선(7b, 7c)의 선 폭, 길이, 피치 등은 목적에 따라서 조정할 수 있다.
상기와 같이 리셋 전압이 인가되는 제2 터치 센싱 배선(7)(제1 배선 그룹 및 제2 배선 그룹)은, 터치 센싱 신호를 검출하는 터치 검출 배선으로서 기능하는 경우가 있다. 이 경우, 터치 검출 배선의 형상은, 직선 형상이 아니어도 된다. 노이즈의 영향을 받기 어렵게 하면서 터치 센싱 신호를 양호하게 검출하는 터치 검출 배선의 구조로서, 터치 검출 배선(제1 배선(7a) 및 제2 배선(7d))이 안테나 구조를 가져도 된다. 한편, 제1 터치 센싱 배선(3)이 터치 센싱 신호를 검출하는 터치 검출 배선으로서 기능하는 경우에는, 제1 터치 센싱 배선(3)이 안테나 구조를 가져도 된다.
터치 검출 배선의 형상으로서, 루프 안테나 형상, 다이폴 안테나 형상, 모노폴 안테나 형상을 채용할 수 있다. 안테나를 구성하는 배선의 선 폭, 배선의 길이, 서로 인접하는 배선의 피치 등의 설계는, 터치 센싱 검출의 조건이나 터치 센싱 검출이 행하여지는 주위의 노이즈 상황에 따라서 조정할 수 있다. 터치 검출 배선의 구조로서 안테나 구조가 채용됨으로써, 터치 검출 배선이 노이즈 주파수의 영향을 받기 어려워진다.
또한, 리셋 전압(Vr)이 인가되는 제1 배선(7a)과 제2 배선(7d)과의 거리(예를 들어, X 방향)는, 컬러 필터를 구성함과 함께 스트라이프 형상으로 연장되는 적 필터(R), 녹 필터(G) 및 청 필터(B)의 폭에 따라서 결정된다. 예를 들어, 컬러 필터의 설계에 있어서, 녹 필터(G)의 폭보다도 청 필터(B)의 폭을 증가시킨 경우에는, 그 폭에 따라, 제1 배선(7a)과 제2 배선(7d)과의 거리가 설정된다. 또한, 도 21에 나타내는 적 필터(R), 녹 필터(G) 및 청 필터(B)의 패턴에 대하여 상대적으로 결정되어 있는 제2 터치 센싱 배선(7)의 배선 패턴은, 액정 표시 장치(LCD2)의 설계에 따라 적절히 변경된다. 본 발명은, 제2 터치 센싱 배선(7)의 배선 패턴을 한정하고 있지 않다.
이어서, 도 27을 참조하여, 표시 장치 기판(100)에 설치된 제1 터치 센싱 배선(3)에 대해서 설명한다. 도 27은, 도 17에 나타내는 I-I'선을 따른 단면도이다. 도 27에 도시한 바와 같이, 제1 터치 센싱 배선(3)은, 투명 기판(21) 상에 형성된 제1 흑색층(8) 및 제1 금속층(5)을 적어도 포함한다.
제1 터치 센싱 배선(3)은, 투명 기판(21) 상에 설치된 제1 흑색층(8)과, 제1 흑색층(8) 상에 설치된 제2 도전성 금속 산화물층(4)과, 제2 도전성 금속 산화물층(4) 상에 설치된 제1 금속층(5)과, 제1 금속층(5) 상에 설치된 제1 도전성 금속 산화물층(6)을 구비하고 있다. 제1 금속층(5)은, 구리를 함유하는 함유층이며, 예를 들어 구리층 또는 구리 합금층이다. 이렇게 제1 터치 센싱 배선(3)은, 제1 금속층(5)이 제2 도전성 금속 산화물층(4) 및 제1 도전성 금속 산화물층(6)으로 끼움 지지된 구성을 갖는다. 또한, 후술하는 바와 같이, 제1 도전성 금속 산화물층(6) 상에는, 흑색층(19)(제2 흑색층)이 형성되는 경우가 있다.
이어서, 도 22를 참조하여, 표시 장치 기판(100)의 단부(단자부)에서의 제1 터치 센싱 배선(3)의 구조에 대해서 설명한다. 도 22는, 제1 금속층(5)이 도전성 금속 산화물층으로 끼움 지지된 구성을 갖는 단자부(33)를 부분적으로 도시하는 단면도이다.
도 23은, 도 22에 나타내는 터치 센싱 배선의 단면도이며, Y 방향에서의 터치 센싱 배선의 선 폭을 나타내고 있다. 도 22 및 도 23에 도시한 바와 같이, 투명 기판(21)의 단부에 형성된 단자부(33)에서는, 투명 기판(21)에 형성된 제1 흑색층(8) 상에 제2 도전성 금속 산화물층(4), 제1 금속층(5)(구리 합금층) 및 제1 도전성 금속 산화물층(6)이 이 순으로 적층되어 있다. 즉, 제1 터치 센싱 배선(3)은 3층 구성을 갖는다. 투명 수지층(1)은, 평면에서 보아, 예를 들어 직사각 형상의 표시면에 상당하는 면적을 갖도록 투명 기판(21) 상에 도포 형성되어 있다. 단자부(33) 상에는, 투명 수지층(1)은 형성되어 있지 않다. 단자부(33)의 표면은, 제1 도전성 금속 산화물층(6)으로 덮여 있고, 단자부(33)에서 제1 도전성 금속 산화물층(6)이 노출되어 있어, 단자부(33)는 안정된 전기적인 접속을 행하는 것이 가능하다.
한편, 어레이 기판(200)의 단부에는, 평면에서 보아 표시 장치 기판(100)의 단자부(33)의 위치에 대응하도록 단자부가 설치되어 있다. 어레이 기판(200)의 단자부와 표시 장치 기판(100)의 단자부(33)는, 전기적으로 접속된다.
표시 장치 기판(100) 및 어레이 기판(200)의 양쪽 단자부 간에서의 전기적 접속(도통)은, 예를 들어 액정층(300)을 밀봉하기 위해서 밀봉부(시일부)에, 수 ㎛ 내지 수십 ㎛의 크기를 갖는 도전 기둥(접속 도전체)을 형성함으로써 실현할 수 있다.
이에 의해, 제1 터치 센싱 배선(3)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 터치 센싱·리셋 신호 제어부(122)에 접속된다. 즉, 터치 센싱·리셋 신호 제어부(122)로부터 제1 터치 센싱 배선(3)에의 신호의 송수신은, 표시 장치 기판(100)의 단자부(33)와 어레이 기판(200)의 단자부와의 사이에 설치된 도전 기둥을 통해서 행하여진다. 이 때문에, 안정된 전기적 실장이 가능한 표시 장치 기판을 제공할 수 있다.
(액정 표시 장치(LCD2)의 동작)
(1. 게이트 배선(9, 10) 및 소스 배선(14, 15)에 의한 반전 구동)
액정 표시 장치(LCD2)에서도, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로, 게이트 배선(9, 10) 및 소스 배선(14, 15)에 의한 반전 구동이 행하여진다.
(2. 제2 터치 센싱 배선(7)에의 전압 인가에 의해 액정의 배향을 수직 배향으로 가속적으로 복귀시키는 동작)
도 24는, 투명 전극(2)과 화소 전극(17)의 사이에 액정 구동 전압을 인가했을 때(액정 구동 전압 온 시)의 백색 표시의 상태를 부분적으로 도시하는 단면도이다.
화소 전극(17)의 전극부(17a, 17b)와 투명 전극(2)의 사이에 액정 구동 전압을 인가하면, 화소 전극(17)과 투명 전극(2)의 사이에 전계가 발생한다. 이러한 전계의 작용에 의해 액정 분자(139)는 경사지고, 어레이 기판(200)의 기판면에 평행으로 쓰러져, 액정 표시 장치(LCD2)에서 백색 표시가 행하여진다. 또한, 액정 구동 전압 온 시에는, 제2 터치 센싱 배선(7)에는 전압이 인가되어 있지 않다.
한편, 도 25는, 투명 전극(2)과 화소 전극(17)의 사이에 대한 액정 구동 전압의 인가를 정지한 직후(액정 구동 전압 오프 시)에 있어서의 액정 분자에 리셋 전압을 인가했을 때의 액정 분자의 복귀를 도시하는 단면도이다. 또한, 도 25에서는, 2개의 제2 터치 센싱 배선(7), 즉, 제1 배선(7a)과 제2 배선(7d)의 사이에 리셋 전압을 인가하고 있다. 이에 의해, 제1 배선(7a)과 제2 배선(7d)의 사이(제2 배선(7d)으로부터 제1 배선(7a)을 향하는 방향)에 전계를 발생시켜, 어레이 기판(200)의 기판면에 평행으로 쓰러진 액정 분자의 배향을, 수직 배향으로 가속적으로 복귀시키고 있다. 그 결과, 액정 표시가, 백색 표시에서 흑색 표시로 변화하고 있다.
구체적으로, 액정 구동 전압이 오프로 된 후, 제1 배선(7a)의 전위를 0V(접지)로 설정함과 함께 제2 배선(7d)에 리셋 전압을 인가함으로써, 즉, 제1 배선(7a)과 제2 배선(7d)의 사이에 리셋 전압을 인가함으로써, 제2 배선(7d)으로부터 제1 배선(7a)을 향해서 전계가 발생한다. 평면에서 보아 이러한 전계의 발생 방향은, 제1 배선(7a)과 제2 배선(7d)의 사이에 위치하는 액정층(300) 및 소스 배선(14, 15)을 가로지르는 방향이다. 이 경우, 부의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자(138)에서는, 인가되는 전계 방향에 대하여 분자의 장축이 직각으로 된다. 따라서, 도 25에 도시한 바와 같이, 액정 분자(138)의 배향은, 초기 배향인 수직 배향으로 되어, 짧은 시간에 흑색 표시가 얻어진다.
제1 배선(7a)과 제2 배선(7d)의 사이에 인가되는 리셋 전압은, 액정 구동 전압(예를 들어, 6V)보다 낮은 전압, 또는, 액정 구동 전압과 동일한 전압이어도 된다. 액정 분자를 동작시키는 역치 전압이, 예를 들어 0.5V 내지 6V이므로, 리셋 전압은, 0.5V 내지 6V(상기 액정 구동 전압)의 범위 내의 전압이면 된다. 리셋 전압은, 기판면에 평행으로 쓰러진 액정 분자의 배향을 수직 배향(초기 배향)으로 가속적으로 복귀시키기 위한 전압이므로, 그 전압값을 낮게 해도 된다. 제1 배선(7a)과 제2 배선(7d)의 사이에의 리셋 전압의 인가에 의해, τoff를 크게 단축할 수 있다.
도 26은, 도 25와 마찬가지로, 투명 전극(2)과 화소 전극(17)의 사이에 대한 액정 구동 전압의 인가를 정지한 직후(액정 구동 전압 오프 시)에 있어서의 액정 분자에 리셋 전압을 인가했을 때의 액정 분자의 복귀를 도시하는 단면도이다. 도 26에서는, 액정 구동 전압이 오프로 된 후, 제1 배선(7a)과 제2 배선(7d)의 사이에 리셋 전압을 인가하여, 경사져 있던 액정 분자(138, 139)의 배향을 초기 배향인 수직 배향으로 되돌리고, 액정 표시 장치(LCD2)에서 흑색 표시를 행하고 있다. 단, 제1 배선(7a)에 리셋 전압을 인가하고, 제2 배선(7d)의 전위를 0V(접지)로 설정하고 있는 점에서, 도 26은 도 25과는 상이하다. 바꾸어 말하면, 도 26에서는, 도 25에 나타낸 리셋 전압의 정부가 반전된 리셋 전압이 2개의 배선(7a, 7d)(도전 배선) 간에 인가되어 있다. 이에 의해, 제1 배선(7a)과 제2 배선(7d)의 사이(제1 배선(7a)으로부터 제2 배선(7d)을 향하는 방향)에 전계를 발생시켜, 어레이 기판(200)의 기판면에 평행으로 쓰러진 액정 분자의 배향을, 수직 배향으로 가속적으로 복귀시키고 있다. 그 결과, 액정 표시가, 백색 표시에서 흑색 표시로 변화하고 있다.
도 25 및 도 26에 도시하는 바와 같이 리셋 전압의 정전압 및 부전압을 반전시키는 구동을 교대로 행함으로써, 제2 배선(7d)으로부터 제1 배선(7a)을 향하는 방향으로 발생하는 전계와, 제1 배선(7a)으로부터 제2 배선(7d)을 향하는 방향으로 발생하는 전계가, 시간의 경과에 수반해서 교대로 발생한다. 그 결과, 액정 셀 내에 축적됨과 함께 화상의 스티킹의 원인이 되는 전하를 중화할 수 있다.
제2 터치 센싱 배선(7)에 리셋 전압을 인가하는 타이밍은, 상술한 도 12에 나타내는 타이밍 차트에 기초해서 행하여진다. 정전압 및 부전압을 반전시키는 구동은, 제어부(120)에 의해 제어된다.
(3. 제2 터치 센싱 배선(7)을 사용해서 터치 센싱을 행하는 동작)
도 27 및 도 28은, 도 17에 나타내는 I-I'선을 따른 도면이다.
도 27은, 제2 터치 센싱 배선(7)과 제1 터치 센싱 배선(3)의 사이에 터치 센싱 구동 전압을 인가했을 때 발생하는 프린지 전계의 상황을 부분적으로 나타내고 있다.
도 28은, 제2 터치 센싱 배선(7)과 제1 터치 센싱 배선(3)의 사이에 터치 센싱 구동 전압을 인가하고, 또한 관찰자에 면하고 있는 표시 장치 기판(100)의 표면에 손가락 등의 포인터가 접촉 또는 근접했을 때의 프린지 전계의 변화를 부분적으로 나타내고 있다.
또한, 도 27 및 도 28에서는, 도 21에 나타내는 배선 패턴에 대응하도록, 제1 배선(7a), 더미 배선(7b), 더미 배선(7c), 제2 배선(7d), 더미 배선(7b), 더미 배선(7c), 제1 배선(7a), 더미 배선(7b), 더미 배선(7c) 및 제2 배선(7d)이, 우측으로부터 좌측을 향해서 배열되어 있다. 도 27 및 도 28에서는, 제1 터치 센싱 배선(3)은, 터치 센싱 신호를 검출하는 터치 검출 배선(터치 센싱 검출 배선)으로서 기능한다. 제1 배선(7a) 및 제2 배선(7d)은, 터치 구동 배선(터치 센싱 구동 배선)으로서 기능한다. 더미 배선(7b) 및 더미 배선(7c)의 전위는 플로팅 전위이다.
도 27에서는, 터치 센싱 구동 전압이 인가된 제2 터치 센싱 배선(7)(7a, 7d)과, 제1 터치 센싱 배선(3)(터치 검출 배선)의 사이에 프린지 전계가 발생하고, 전기력선(31, 32)이 제2 터치 센싱 배선(7)으로부터 제1 터치 센싱 배선(3)을 향하도록 발생하고 있다. 이때, 정전 용량(C2)은, 제2 터치 센싱 배선(7)과 제1 터치 센싱 배선(3)의 사이에서 유지되어 있다.
한편, 도 28에 도시한 바와 같이, 손가락 등의 포인터가 투명 기판(21)에 접촉 또는 근접했을 경우, 제1 터치 센싱 배선(3)은, 정전 용량의 변화를 터치 센싱 신호로서 검출한다.
또한, 도 27 및 도 28에서는, 제1 터치 센싱 배선(3)은, 터치 검출 배선으로서 기능하고 있지만, 제1 터치 센싱 배선(3)은, 터치 구동 배선으로서 기능해도 된다. 이 경우, 제2 터치 센싱 배선(7)은, 터치 검출 배선으로서 기능한다. 이와 같이, 제1 터치 센싱 배선(3)의 역할은 전환할 수 있다.
또한, 제2 터치 센싱 배선(7(7a, 7b, 7c, 7d)) 상에 가시광 흡수성을 갖게 한 무기막이나 유기막을 적층해도 된다. 가시광 흡수성을 갖는 무기막을 사용하는 경우에는, 예를 들어 금속 산화물 막이나 이 산화물 막을 포함하는 다층 구조로 무기막이 구성된다. 가시광 흡수성을 갖는 유기막을 사용하는 경우에는, 예를 들어 후술하는 흑색층을 유기막으로서 사용할 수 있다. 제2 터치 센싱 배선(7(7a, 7b, 7c, 7d))의 일부 또는 전부를 터치 구동 배선으로서 사용할 수 있고, 또는, 제2 터치 센싱 배선(7(7a, 7b, 7c, 7d))의 일부 또는 전부를 터치 검출 배선으로서 사용할 수 있다.
본 실시 형태에서, 제2 터치 센싱 배선(7(7a, 7d))을 터치 구동 배선으로서 사용하는 경우, 제2 터치 센싱 배선(7)에의 리셋 전압(Vr)의 인가와, 제2 터치 센싱 배선(7)에의 터치 센싱 구동 전압(Vtouch)의 인가는, 후술하는 바와 같이 시분할로 행하여진다.
한편, 제2 터치 센싱 배선(7)을 터치 검출 배선으로서 사용하는 경우, 제1 터치 센싱 배선(3)은, 터치 구동 배선으로서 기능한다. 이 경우, 제1 터치 센싱 배선(3)에 터치 센싱 구동 전압(Vtouch)가 인가되고, 제2 터치 센싱 배선(7)에 리셋 전압(Vr)이 인가되어, 제2 터치 센싱 배선(7)이 터치 센싱 신호를 검출한다.
또한, 복수의 제2 터치 센싱 배선(7) 중 일부의 배선 전위를, 플로팅 전위로해도 된다. 또한, 리셋 전압의 정전압과 부전압을 전환할 때(예를 들어, 전계 발생 상태(전계 방향)를 도 25에 나타내는 상태에서 도 26에 나타내는 상태로 바꿀 때), 2개의 제2 터치 센싱 배선(7) 중 한쪽을 그라운드에 떨어뜨려도 된다. 제2 터치 센싱 배선(7)에의 리셋 전압의 인가, 제2 터치 센싱 배선(7)의 전위를 플로팅 전위로의 변경, 또는 제2 터치 센싱 배선(7)을 그라운드에 접속(접지)하는, 제2 터치 센싱 배선(7)의 선택은, 스위칭 소자를 통해서 행할 수 있다. 또한, 터치 센싱에서는, 상술한 씨닝 구동을 행해도 된다. 터치 센싱의 구동 주파수는, 상술한 실시 형태와 마찬가지이다.
(4. 도전 배선에의 전압 인가 및 터치 센싱 동작의 시분할 구동)
본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태에서 설명한 도 12에 나타내는 신호 타이밍 차트에 기초하여, 리셋 전압(Vr) 및 터치 센싱 구동 전압이 시분할로 제2 터치 센싱 배선(7)에 인가된다.
도 12에 도시한 바와 같이, 흑색 표시 안정 기간(Er)에서, 높은 주파수에서 터치 센싱 신호의 검출이 행하여지고 있다. 이 흑색 표시 안정 기간(Er)에서는, LED 등의 백라이트 유닛의 발광 소자의 발광을 정지할 수 있다. 백색 표시 안정 기간(Wr)은, 예를 들어 영상 신호 인가 후의 투과율(Trans)이 안정되는 기간이다. 마찬가지로, 흑색 표시 안정 기간(Er)은, 흑색 표시에 있서의 투과율(Trans)이 안정되는 기간이다. 리셋 전압(Vr)이 터치 센싱 신호에 미치는 영향을 경감하기 위해서, 적어도 영상 신호가 소스 배선에 인가된 후, 또는, 리셋 신호(리셋 전압(Vr))가 제2 터치 센싱 배선(7)에 인가된 후, 1msec 내지 3msec 경과한 타이밍에서 터치 센싱을 행한다.
종전계 방식이 채용된 액정 표시 장치(LCD2)에서도, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(제3 실시 형태)
이어서, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제3 실시 형태를, 도 29 내지 도 33을 참조하면서 설명한다.
본 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(LCD3)에서는, 상술한 제2 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(LCD2)의 표시 장치 기판(100)에 컬러 필터가 설치되어 있고, 부의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자로 액정층(300)이 구성되고, 돌출부를 갖는 공통 전극이 어레이 기판(200)에 설치되어 있는 구성이 채용되어 있다. 이 때문에, 액정 표시 장치(LCD3)에서는, 투명 전극과 화소 전극의 사이에 끼움 지지된 액정층(300)에 종전계를 인가함으로써 액정층(300)을 구동시키는 종전계 방식이 기본적으로 채용되어 있다. 또한, 액정 표시 장치(LCD3)에서는, 종전계에 의해 액정층(300)을 구동시킬 뿐만 아니라, 화소 전극과 공통 전극의 사이에 발생하는 프린지 전계에 의해 액정층(300)을 구동시키고 있다.
도 29는, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(LCD3)를 부분적으로 도시하는 평면도이며, 표시 장치 기판(100)과 액정층(300)이 접촉하는 면으로부터 표시 장치 기판(100)의 표시면을 향해서 본 도면이다.
도 30은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 도 29에 나타내는 D-D'선을 따른 도면이다.
도 29에 도시한 바와 같이, 컬러 필터를 구성하는 적 필터(R), 녹 필터(G) 및 청 필터(B)가 복수의 화소 개구부(18)에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 화소 개구부의 형상은, 일례로서 평행사변형이다. 화소 개구부의 형상으로서는, 사각형, 도그렉 형상 패턴(dog-legged pattern) 등의 적어도 2변이 평행한 다각형이 채용된다.
도 29 및 도 30에 도시한 바와 같이, 표시 장치 기판(100)에서는, 투명 기판(21) 상에 적 필터(R), 녹 필터(G) 및 청 필터(B)가 배치되고, 필터(R, G, B) 상에 블랙 매트릭스(BM)(블랙 매트릭스층)가 구비되어 있다. 평면에서 보아, 블랙 매트릭스(BM)는, 적 필터(R), 녹 필터(G) 및 청 필터(B)에서 선택되는 2개의 필터의 경계부에 위치하고 있다.
블랙 매트릭스(BM), 적 필터(R), 녹 필터(G) 및 청 필터(B)를 덮도록 투명 수지층(1)이 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(BM)는, 화소 개구부(18)를 구획한다.
투명 전극(2)은, 투명 수지층(1) 상에 X 방향에 평행한 스트라이프 패턴을 갖도록, X 방향으로 배열된 복수의 화소 개구부(18)와 겹치게 형성되어 있다. 투명 전극(2)에는, 서로 인접하는 화소 개구부(적 필터(R), 녹 필터(G) 및 청 필터(B)가 구비되고 있음)의 사이의 위치에, ITO 개구부(35)가 형성되어 있다. ITO 개구부(35)에서는, ITO 등의 투명 전극이 형성되어 있지 않다. ITO 개구부(35)는, 투명 전극(2)에 형성된 슬릿이며, ITO 개구부(35)의 중심은, 화소 중앙(CL)에 일치하고 있다.
투명 전극(2)이 스트라이프 패턴을 가지므로, 투명 수지층(1)에는, 복수의 띠 형상의 투명 전극(2)이 Y 방향으로 배열하고 있다. 서로 인접하는 투명 전극(2)의 사이에는, 슬릿(16)이 형성되어 있다. 슬릿(16) 부분에는, ITO 등의 투명 전극은 형성되어 있지 않다. 슬릿(16)에는, 평면에서 보아 블랙 매트릭스(BM)나 제1 터치 센싱 배선(3)이 배치되어 있다.
도 30에 도시한 바와 같이, 어레이 기판(200)은, 제1 절연층(11) 하에 설치된 제2 절연층(12)과, 제2 절연층(12)과 화소 전극(17)(전극부(17a, 17b))의 사이에 설치된 공통 전극(30)을 구비한다. 평면에서 보아 공통 전극(30)은, 화소 전극(17)과 겹치는 중첩부(37)와, 화소 전극(17)의 단부(17c)로부터 X 방향으로 돌출되어 있는 돌출부(46)(비어져 나온 부분)를 갖는다.
전극부(17a), 지면 좌측에 위치하는 돌출부(46)(제1 돌출부) 및 지면 좌측에 위치하는 중첩부(37)(제1 중첩부)와, 전극부(17b), 지면 우측에 위치하는 돌출부(46)(제2 돌출부) 및 지면 우측에 위치하는 중첩부(37)(제2 중첩부)는, 화소 중앙(CL)에 대하여 선 대칭으로 배치되어 있다. 돌출부(46)는, 화소의 긴 변 방향뿐만 아니라, 짧은 변 방향으로 배치해도 된다.
블랙 매트릭스(BM)는, 액정층(300)에 의해 가까운 위치에 배치함으로써, 블랙 매트릭스(BM) 근방에서 발생하는 액정 배향 불량 영역에서의 미광이나 재 반사광의 누설을 저감할 수 있다.
액정층(300)은, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 초기 배향이 수직 배향인 액정 분자를 갖는다.
본 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(LCD3)에서도, 상기 실시 형태와 마찬가지로, 제1 절연층(11) 상에 복수의 제2 터치 센싱 배선(7(7a, 7b, 7c, 7d))이 형성되어 있다. 본 실시 형태에 따른 복수의 제2 터치 센싱 배선(7)의 기능은 상기 실시 형태와 동일하기 때문에, 설명을 생략한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 리셋 전압이 인가되는 제2 터치 센싱 배선(7a)(제1 배선(7a)) 및 제2 터치 센싱 배선(7d)(제2 배선(7b))이 도시되어 있지 않고, 더미 배선인 제2 터치 센싱 배선(7b, 7c)이 도 30 내지 도 33에 도시되어 있다. 제2 터치 센싱 배선(7b, 7c)은 전기적으로 들뜬 상태(플로팅 상태)이다.
이하의 설명에서는, 제2 터치 센싱 배선(7)에 대한 전압 인가에 의해 전계를 발생시켜, 어레이 기판(200)의 기판면에 평행으로 쓰러진 액정 분자의 배향을, 수직 배향으로 가속적으로 복귀시키고 있지만, 전계의 방향만을 나타내고 있고, 전압이 인가되는 도전 배선은 생략되어 있다. 또한, 리셋 전압이 인가되는 제2 터치 센싱 배선(7)은, 도 30 내지 도 33에 도시되어 있는 화소에 인접하는 화소에 배치되어 있다.
도 30은, 투명 전극(2)과 화소 전극(17)의 사이에 액정 구동 전압이 인가되지 않은 상태, 액정 분자(138, 139)가 수직 배향인 상태, 즉, 흑색 표시 상태를 나타내고 있다.
한편, 도 31은, 투명 전극(2)과 화소 전극(17)의 사이에 액정 구동 전압을 인가했을 때(액정 구동 전압 온 시)의 백색 표시의 상태를 부분적으로 도시하는 단면도이다.
액정 구동 전압 온 시에는, 화소 전극(17)과 투명 전극(2)의 사이, 및 화소 전극(17)과 공통 전극(30)의 사이에 액정 구동 전압이 인가된다. 전압 인가 시, 돌출부(46)에 가까운 위치에 있는 액정 분자(138)는, 화소 전극(17)과 공통 전극(30)의 사이에 발생하는 강한 전계의 발생에 기인하여, 바로 크게 쓰러져 화소 전극(17)과 평행해지도록 배향된다. 남은 액정 분자(139)는, 돌출부(46)의 근방에서 배향된 액정 분자(138)의 동작이 전파하도록, 화소 중앙(CL)에 대하여 선 대칭의 방향으로 쓰러진다.
이 때문에, 액정 분자(138, 139)는, 화소 중앙(CL)으로부터 선 대칭의 늘어섬(배열)이 되도록 배향되어, 넓은 시야가 확보된다.
도 32는, 액정 구동 전압의 인가를 정지한 직후(액정 구동 전압 오프 시)에, 인접 화소의 제1 배선(7a) 및 제2 배선(7d)에 리셋 전압이 인가되어, 액정 분자(138, 139)가 수직 배향으로 복귀된 흑색 표시의 상태를 나타내고 있다.
리셋 전압의 인가에 의해 전계(우측으로부터 좌측을 향해서)가 발생하면, 어레이 기판(200)의 기판면에 평행으로 쓰러진 액정 분자의 배향이, 수직 배향으로 가속적으로 복귀된다. 그 결과, 액정 표시가, 백색 표시에서 흑색 표시로 변화하고 있다. 리셋 전압 인가에 의해 τoff는 크게 단축된다. τoff의 단축에 의해, 흑색 표시 안정 기간(Er)이 길어지므로, 이 기간 중에 백라이트 유닛(BU)의 발광을 정지해도 된다.
도 33은, 액정 구동 전압의 인가를 정지한 직후(액정 구동 전압 오프 시)에, 인접 화소의 제1 배선(7a) 및 제2 배선(7d)에 리셋 전압이 인가되어, 액정 분자(138, 139)가 수직 배향으로 복귀된 흑색 표시의 상태를 나타내고 있다. 단, 리셋 전압의 인가에 의해 발생하는 전계 방향의 점에서, 도 33은 도 32와는 상이하다.
도 33에 나타내는 동작에서는, 도 32와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 도 32에 나타내는 전계와 도 33에 나타내는 전계를 교대로 발생시킴으로써, 액정 셀 내에 축적됨과 함께 화상의 스티킹의 원인이 되는 전하를 중화할 수 있다.
본 실시 형태에 따르면, 제2 실시 형태와 마찬가지의 효과 외에도, 돌출부(46)에 가까운 위치에 있는 액정 분자(138)를, 화소 전극(17)과 공통 전극(30)의 사이에 발생하는 강한 전계에 의해 바로 크게 쓰러뜨릴 수 있다. 즉, 액정 구동 전압이 액정 분자(액정층)에 인가되었을 때의 상승 시간(이하, τon)을 단축할 수 있다. 또한, 돌출부(46)의 근방에서 배향된 액정 분자(138)의 동작이 전파하도록, 액정층(300) 전체에서의 액정 분자를 화소 중앙(CL)에 대하여 선 대칭의 방향으로 쓰러뜨릴 수 있어, 넓은 시야를 확보할 수 있다.
(제3 실시 형태의 변형예)
이어서, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 변형예를, 도 29, 도 30, 도 34, 도 35를 참조하면서 설명한다. 도 34는, 도 29에 나타내는 E-E'선을 따른 단면도이다. 도 35는, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 변형예를 부분적으로 도시하는 단면도이며, 도 29에 나타내는 F-F'선을 따른 도면이며, 터치 검출 배선으로서 기능하는 제1 터치 센싱 배선(3)과 터치 구동 배선으로서 기능하는 제2 터치 센싱 배선(7)의 사이에 발생하는 정전 용량(C3)을 설명하기 위한 도면이다.
컬러 필터에 대한 블랙 매트릭스(BM)의 위치 면에서, 제3 실시 형태의 변형예는 제3 실시 형태와는 상이하다.
도 34에 도시한 바와 같이, 블랙 매트릭스(BM) 상이면서 또한 투명 전극(2)의 ITO 개구부(35)의 위치에, 제1 터치 센싱 배선(3)이 설치되어 있다.
도 29 및 도 30과 마찬가지로, 어레이 기판(200)은, 제2 절연층(12)과 화소 전극(17)(전극부(17a, 17b))의 사이에 설치된 공통 전극(30)을 구비한다. 공통 전극(30)은, 화소 전극(17)과 겹치는 중첩부(37)와, 화소 전극(17)의 단부(17c)로부터 X 방향으로 돌출되어 있는 돌출부(46)(비어져 나온 부분)를 갖는다.
액정층(300)은, 제3 실시 형태와 마찬가지로, 초기 배향이 수직 배향인 액정 분자를 갖는다.
본 변형예에서는, 액정 구동 전압이 화소 전극(17)에 인가되고 있을 때의 액정 분자(138, 139)의 거동과, 제2 터치 센싱 배선(7)에 리셋 전압을 인가했을 때의 액정 분자(138, 139)의 거동은, 제3 실시 형태와 동일이다.
공통 전극(30)이 돌출부(46)를 구비하고 있는 전극 구조는, 시야각이나 중간조 표시를 향상시킨다. 화소 전극(17)의 전극부(17a, 17b)와 투명 전극(2)의 사이에 액정 구동 전압을 인가함으로써, 액정 분자(138, 139)가 쓰러져서 백색 표시가 얻어진다(도 31 참조).
백색 표시 후, 액정 구동 전압을 오프로 하고, 리셋 전압을 제2 터치 센싱 배선(7)에 인가함으로써, 평면에서 보아, 액정층(300) 및 소스 배선을 가로지르도록 전계가 발생한다. 이 전계의 작용에 의해, 액정 분자(138, 139)의 배향은, 가속적으로 수직 배향(초기 배향)으로 복귀된다(도 32 참조).
마찬가지로, 백색 표시 후, 액정 구동 전압을 오프로 하고, 리셋 전압을 제2 터치 센싱 배선(7)에 인가함으로써, 액정층(300) 및 소스 배선을 가로지르도록 전계가 발생한다. 이 전계의 작용에 의해, 액정 분자(138, 139)의 배향은, 가속적으로 수직 배향(초기 배향)으로 복귀된다(도 33 참조). 여기에서는, 리셋 전압의 정전압과 부전압을 반전시켜, 반전된 리셋 전압을 제2 터치 센싱 배선(7)에 인가하고 있다. 그 결과, 방향이 상이한 전계를 액정층(300)에 부여할 수 있어, 도 32 및 도 33의 경우와 동일한 효과가 얻어진다.
도 35를 참조하여, 제2 터치 센싱 배선(7)을, 터치 센싱 배선으로서 사용하는 터치 센싱 기술을 설명한다.
도 35에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치(LCD3)에서는, 평면에서 보아, 녹 필터(G)와 청 필터(B)와의 경계와 겹치도록 더미 배선(7c)이 설치되어 있고, 청 필터(B)와 적 필터(R)와의 경계와 겹치도록 제2 도전 배선(7d)이 설치되어 있다.
제2 배선(7d)과 제1 터치 센싱 배선(3)의 사이에 터치 센싱 구동 전압을 인가함으로써 프린지 전계가 발생한다. 프린지 전계의 발생 상태는, 전기력선(31, 32)으로 나타내고 있다. 정전 용량(C2)은, 제2 배선(7d)과 제1 터치 센싱 배선(3)의 사이에 유지된다. 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 투명 기판(21)에 손가락 등의 포인터가 접촉 또는 근접하면, 정전 용량(C2)이 변화하고, 이 정전 용량의 변화가 터치 센싱 신호로서 제1 터치 센싱 배선(3)에 의해 검출된다. 한편, 더미 배선(7c)은, 전기적으로 들뜬 전위(플로팅 전위)를 갖고 있으므로, 프린지 전계는 발생하지 않았다.
또한, 제2 터치 센싱 배선(7)(제2 배선(7d) 및 더미 배선(7c))은 알루미늄 합금으로 구성되어도 된다.
(제4 실시 형태)
이어서, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제4 실시 형태를, 도 36을 참조하면서 설명한다.
본 발명의 제4 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 부분적으로 도시하는 회로도이며, 1화소에 2개의 능동 소자를 구비한 어레이 구조를 도시하는 도면이다.
도 36에 도시한 바와 같이, 화소 개구부에 대응하는 화소의 각각은, 화소 전극(17)을 갖고 있다. 화소 전극(17)에는, 2개의 TFT, 즉, 제1 능동 소자(28a) 및 제2 능동 소자(28b)가 접속되어 있다. 서로 인접하는 2개의 화소의 사이(서로 인접하는 2개의 화소 개구부의 사이)에는, X 방향으로 연장되는 제1 게이트 배선(10) 및 제2 게이트 배선(9)이 설치되고, Y 방향으로 연장되는 홀수열의 제2 소스 배선(15) 및 짝수열의 제1 소스 배선(14)이 설치되어 있다. 제2 소스 배선(15) 및 제1 소스 배선(14)의 각각에는, 능동 소자의 일부를 구성하는 소스 전극이 접속되어 있다.
예를 들어, 영상 신호가 영상 신호 타이밍 제어부(121)로부터 출력되어 소스 배선에 입력될 때, 홀수열의 제2 소스 배선(15)에는 영상 신호로서 부의 전압이 공급되고, 짝수열의 제1 소스 배선(14)에는 영상 신호로서 정의 전압이 인가된다.
이로부터, 제2 능동 소자(28b)는, 영상 신호가 부의 전압으로서 공급되는 제2 소스 배선(15)에 전기적으로 접속된 소스 전극을 갖는다. 제1 능동 소자(28a)는, 영상 신호가 정의 전압으로서 공급되는 제1 소스 배선(14)에 전기적으로 접속된 소스 전극을 갖는다.
제1 게이트 배선(10) 및 제2 게이트 배선(9)에 관해서, 예를 들어 영상 표시의 프레임마다, 한쪽의 게이트 배선에 게이트 전압이 인가된다. 이 게이트 전압은, 홀수열의 제2 소스 배선(15) 또는 짝수열의 소스 배선 중 어느 하나에 동기한다.
제1 능동 소자(28a)는, 제1 게이트 배선(10)에 게이트 신호가 입력된 상태에서 짝수열의 제1 소스 배선(14)에 영상 신호가 들어갔을 때 동작한다. 이때, 화소 전극(17)의 전위는 정이 된다.
예를 들어, 다음의 타이밍에서, 제2 게이트 배선(9)에 게이트 신호가 입력된 상태에서 홀수열의 제2 소스 배선(15)에 영상 신호가 들어갔을 때, 제2 능동 소자(28b)는 동작한다. 이때, 화소 전극(17)의 전위는 부가 된다.
도 36에 나타내는 어레이 구조에서는, 상기와 같은 TFT 동작을 사용함으로써 도트 반전 구동 또는 칼럼 반전 구동을 행할 수 있다. 이 어레이 구조에서는, 소스 배선의 출력 극성을 반전시키지 않고, 화소 전극(17)의 전위를 정 또는 부로 할 수 있다.
그런데, 하나의 화소 전극(17)에 하나의 능동 소자가 대응하도록 화소가 구성되어 있는 통상의 화소 구조에서는, 출력 반전에 따라 소비 전력이 증가하거나, 노이즈가 발생하거나 한다. 한편, 도 36에 나타내는 어레이 구조에서는, 소비 전력이 저감되고, 노이즈의 발생을 크게 삭감할 수 있다. 따라서, 터치 센싱의 감도를 향상시킬 수 있다.
도 36에 나타내는 어레이 구조를 채용함으로써, 도트 반전 구동이나 칼럼 반전 구동과 같은 액정 구동 방법에 의해, 화소 전극(17)의 전위를 정 또는 부로 설정할 수 있다. 이때, 표시 장치 기판(100)에 설치된 투명 전극(2)은, 제로 볼트 등의 정전위로 설정할 수 있다. 투명 전극(2)의 전위를 변동시킬 필요가 없으므로, 터치 센싱 구동에 대한 노이즈를 더욱 억제할 수 있다. 뿐만 아니라, 제2 소스 배선(15) 및 제1 소스 배선(14)의 전위를 부 또는 정의 전위로 고정할 수 있으므로, 소스 배선에 인가되는 신호의 극성을 전환할 때 발생하는 노이즈 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 구조를 갖는 액정 표시 장치가 상술한 터치 센싱 기능을 구비하고 있을 경우, 제2 소스 배선(15) 및 제1 소스 배선(14)의 전위의 극성을 고정함으로써, 터치 센싱에의 악영향을 없앨 수 있다.
빠른 응답성을 얻기 위해서, 복수의 터치 센싱 배선 중 선택된 배선을 사용한 터치 센싱(씨닝 구동)에 의해 터치 구동 전극을 주사할 수 있다. 또한, 터치 센싱에서의 구동 전극과 검출 전극을 전환하여, 투명 전극을 일정한 주파수에서의 전압을 인가하는 구동 전극(주사 전극)으로 해도 된다.
또한, 터치 센싱이나 액정 구동에서의, 구동 전극에 인가하는 전압(교류 신호)은, 정부의 전압을 반전시키는 반전 구동 방식이어도 된다. 터치 구동과 액정 구동은 시분할로 행하여져도 되고, 시분할이 아니어도 된다.
또한, 구동 전극에 인가하는 전압(교류 신호)으로서, 인가하는 교류 신호의 전압 폭(진폭)을 작게 함으로써 액정 표시에의 영향을 경감할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 실시 형태에 따른 액정 표시 장치에서는, 제2 터치 센싱 배선(7)의 전위를 정전위로 했을 경우, 터치 센싱 배선의 구동 주파수나 신호 검출의 타이밍을, 액정의 구동 주파수나 타이밍에 의존하지 않고 설정할 수 있다. 터치 구동 전극의 구동 주파수를, 액정 구동의 주파수와 상이한 주파수, 또는, 더 높은 구동 주파수로 설정할 수 있다.
일반적으로, 액정 구동의 주파수는, 60Hz, 또는 이 주파수의 정수배의 구동 주파수이다. 통상, 터치 센싱 전극은, 액정 구동의 주파수에 수반하는 노이즈의 영향을 받는다. 또한, 통상의 가정 전원은 50Hz 또는 60Hz의 교류 전원이며, 이러한 외부 전원으로 동작하는 전기기기로부터 발생하는 노이즈를 터치 센싱 전극이 취득하기 쉽다.
따라서, 터치 구동의 주파수를 50Hz나 60Hz의 주파수로부터, 또는 이 주파수의 정수배로부터 약간 시프트시킨 상이한 주파수로 설정함으로써, 액정 구동이나 외부 전자 기기로부터 발생하는 노이즈의 영향을 크게 저감할 수 있다. 또는, 도 12에 나타내는 시간축에서 신호의 인가 타이밍을 시프트시켜도 된다. 시프트양은, 약간이어도 되고, 예를 들어 노이즈 주파수로부터 ±3％ 내지 ±17％의 시프트양이어도 되며, 노이즈 주파수와의 간섭을 저감할 수 있다. 예를 들어, 터치 구동의 주파수는, 수 kHz 내지 수백 kHz의 범위에서, 상기 액정 구동 주파수나 전원 주파수와 간섭하지 않는 상이한 주파수를 선택할 수 있다. 액정 구동 주파수나 전원 주파수와 간섭하지 않는 상이한 주파수를 선택함으로써, 예를 들어 도트 반전 구동에서 발생하는 커플링 노이즈 등의 노이즈의 영향을 경감할 수 있다.
그런데, 3D(입체 영상) 표시를 행하는 표시 장치의 경우, 통상의 2차원 화상의 표시 외에도, 3차원적으로 앞쪽의 화상이나 안쪽에 있는 화상을 표시하기 위해서 복수의 영상 신호(예를 들어, 우안용 영상 신호와 좌안용 영상 신호)가 필요해진다. 이 때문에, 액정 구동의 주파수는, 예를 들어 240Hz 또는 480Hz 등의 고속 구동 및 많은 영상 신호가 필요해진다.
이때, 터치 센싱 구동의 주파수를 액정 구동의 주파수와 상이하게 할 수 있는 본 실시 형태의 장점은 커진다. 예를 들어, 본 실시 형태에 의해 3D 표시의 게임 기기에 있어서, 고속·고정밀도의 터치 센싱이 가능하게 된다.
본 실시 형태에서는, 게임 기기나 현금 자동 지급기 등의 손가락 등의 터치 입력 빈도가 높은 디스플레이에서도 특히 유용하다. 리셋 전압(Vr) 인가 후의 흑색 표시 안정 기간(Er)을, 3D(입체 화상) 표시의 우안용 화상과 좌안용 화상의 전환 시에 삽입되는 흑색 표시에 사용해도 된다.
또한, 터치 센싱 구동에서는, 구동 전압을, 터치 센싱 배선 모두에 공급하는 것이 아니라, 씨닝 구동에 의해 터치 위치의 검출을 행함으로써, 터치 센싱 구동에서의 소비 전력을 저감할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시 형태에 따른 액정 표시 장치에서는, 수직 배향의 액정층을 종전계로 구동하고 있다.
종전계 방식에 적용 가능한 액정 구동 방식으로서는, VA(Vertical Alignment) 방식, HAN(Hybrid-aligned Nematic) 방식, TN(Twisted Nematic) 방식, OCB(Optically Compensated Bend) 방식, CPA(Continuous Pinwheel Alignment) 방식, ECB(Electrically Controlled Birefringence) 방식, TBA(Transverse Bent Alignment) 방식 등을 들 수 있으며, 적절히 선택해서 사용할 수 있다. 또한, VA 모드에서는, 우수한 노멀리 블랙 표시가 실현되기 때문에, 흑색 표시를 살리기 위해서 VA 모드를 채용하는 것이 바람직하다.
또한, 수직 배향의 액정을 구동하는 VA 모드는, 수평 배향의 액정을 구동하는 FFS 모드보다 정면 휘도의 높이, 및 흑색 표시의 흑색 레벨의 높이의 관점에서 우수하다. VA 모드에 사용되는 액정 재료로서는, 예를 들어 1×1013Ωcm 이상의 고유 저항률을 갖는 액정층을 실현하는 고순도 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 액정 구동은, 도트 반전 구동 이외에 공통 전극인 투명 전극을 정전위로 하는 칼럼 반전 구동(소스 반전 구동)이어도 된다. 또는, 투명 전극을 정전위로 하는 칼럼 반전 구동과, 투명 전극을 정전위로 하는 도트 반전 구동을 조합해도 된다.
VA 등의 종전계 방식은, 예를 들어 프레임 반전이나 도트 반전 등의 액정 구동에 의해, 화소 전극(17)과 투명 전극(2)의 사이에서, 정부의 액정 구동 전압이 인가되므로, FFS와 비교해서 인셀 터치에서의 정전 용량의 치우침이 적고, 표시의 스티킹이 적다. 뿐만 아니라, 정부의 리셋 전압의 인가를, 각각의 화소에 대한 영상 기입 후, 수평 라인 반전마다, 또는, 1화면의 프레임 반전마다 행함으로써, 터치 센싱으로 축적된 정전 용량의 치우침의 완화를 겸하여, 인셀 방식의 터치 센싱의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 표시 장치는, 다양한 응용이 가능하다. 본 발명의 실시 형태에 따른 표시 장치가 적용 가능한 전자 기기로서는, 휴대 전화, 휴대형 게임 기기, 휴대 정보 단말기, 퍼스널 컴퓨터, 전자 서적, 비디오카메라, 디지털 스틸 카메라, 헤드 마운트 디스플레이, 내비게이션 시스템, 음향 재생 장치(카 오디오, 디지털 오디오 플레이어 등), 복사기, 팩시밀리, 프린터, 프린터 복합기, 자동 판매기, 현금 자동 입출금기(ATM), 개인 인증 기기, 광통신 기기 등을 들 수 있다. 상기의 각 실시 형태는, 자유롭게 조합해서 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명하고, 상기에서 설명하였지만, 이것들은 본 발명의 예시적인 것이며, 한정하는 것으로서 고려되어서는 안된다는 것을 이해해야 한다. 추가, 생략, 치환 및 기타 변경은, 본 발명의 범위로부터 일탈하지 않고 행할 수 있다. 따라서, 본 발명은 상술한 설명에 의해 한정되어 있다고 간주해서는 안되며, 청구범위에 의해 제한되는 것이다.
1 : 투명 수지층 2 : 투명 전극
3 : 제1 터치 센싱 배선 4 : 제2 도전성 금속 산화물층
5 : 구리 합금층 6 : 제1 도전성 금속 산화물층
7 : 제2 터치 센싱 배선 8 : 흑색층(제1 흑색층)
9 : 제2 게이트 배선 10 : 제1 게이트 배선
11 : 제1 절연층 12 : 제2 절연층
13 : 제3 절연층
14 : 제1 소스 배선(짝수열의 소스 배선)
15 : 제2 소스 배선(홀수열의 소스 배선)
16 : 슬릿 17 : 화소 전극
17a, 17b : 전극부(화소 전극) 18 : 화소 개구부
19 : 흑색층(제2 흑색층) 20, 30 : 공통 전극
21 : 제1 투명 기판(투명 기판) 22 : 제2 투명 기판(투명 기판)
23 : 차광층(차광 패턴) 24 : 소스 전극
25 : 게이트 전극 26 : 드레인 전극
27 : 채널층 28, 28a : 제1 능동 소자
28, 28b : 제2 능동 소자 29 : 콘택트 홀
30 : 공통 전극 31, 32 : 전기력선
33 : 단자부 36 : 공통 배선
38, 39 : 액정 분자 100 : 표시 장치 기판(대향 기판)
138, 139 : 액정 분자 200 : 어레이 기판
300 : 액정층
R : 배향 방향(배향 처리의 방향, 초기 배향 상태에서의 배향 방향)
θ : 각도(화소 개구의 길이 방향(Y)으로부터의 기울기)

Claims (27)

  1. 액정 표시 장치이며,
    제1 터치 센싱 배선을 구비한 표시 장치 기판과,
    복수의 다각 형상의 화소 개구부와, 상기 복수의 화소 개구부의 각각에 설치된 화소 전극과, 상기 화소 전극에 전기적으로 접속된 제1 및 제2 능동 소자와, 상기 제1 능동 소자에 전기적으로 제휴된 제1 게이트 배선과, 상기 제2 능동 소자에 전기적으로 제휴된 제2 게이트 배선과, 평면에서 보아 상기 제1 게이트 배선에 직교해서 상기 제1 또는 제2 능동 소자에 전기적으로 제휴된 제1 소스 배선과, 평면에서 보아 상기 제2 게이트 배선에 직교해서 상기 제2 또는 제1 능동 소자에 전기적으로 제휴된 제2 소스 배선과, 상기 화소 전극 하에 설치된 제1 절연층과, 상기 제1 절연층 하에 설치된 제2 절연층과, 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층의 사이에 설치된 공통 전극과, 평면에서 보아 상기 제1 터치 센싱 배선에 직교하는 제2 터치 센싱 배선을 구비하는 어레이 기판과,
    상기 표시 장치 기판과 상기 어레이 기판의 사이에 끼움 지지된 액정층과,
    상기 제1 소스 배선에 정(正)의 제1 영상 신호를 공급하고, 상기 제2 소스 배선에 부(負)의 제2 영상 신호를 공급하고, 상기 제1 영상 신호 및 상기 제2 영상 신호의 공급에 동기해서 상기 화소 전극과 상기 공통 전극의 사이에 액정 구동 전압을 인가함으로써 상기 액정층을 구동시켜 영상 표시를 행하고, 영상 표시가 행하여진 후에 상기 제2 터치 센싱 배선에 전압을 인가하는 제어부를 포함하는, 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    평면에서 보아, 상기 제1 게이트 배선, 상기 제2 게이트 배선, 상기 제1 소스 배선 및 상기 제2 소스 배선에 의해 상기 화소 개구부가 구획되어 있는, 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화소 개구부의 긴 변은, 상기 제1 소스 배선 및 상기 제2 소스 배선을 따른 방향으로 연장되어 있는, 액정 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    평면에서 보아, 상기 제1 터치 센싱 배선 및 상기 제2 터치 센싱 배선 중 한쪽은, 상기 제1 게이트 배선 및 상기 제2 게이트 배선에 중첩하도록 설치되어 있고, 상기 제1 터치 센싱 배선 및 상기 제2 터치 센싱 배선 중 다른 쪽은, 상기 제1 소스 배선 및 상기 제2 소스 배선에 중첩하도록 설치되어 있는, 액정 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 표시 장치 기판은, 표시면을 갖고,
    단면에서 보아, 상기 표시면에서부터 상기 제1 터치 센싱 배선까지의 거리보다도, 상기 표시면에서부터 상기 제2 터치 센싱 배선까지의 거리가 크고,
    상기 제2 터치 센싱 배선은, 상기 제1 절연층 상의 위치, 상기 제2 절연층 상의 위치 및 상기 제2 절연층 하의 위치 중, 어느 위치에 설치되어 있는, 액정 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 게이트 배선 및 상기 제2 게이트 배선은, 상기 복수의 화소 개구부 중 서로 인접하는 2개의 화소 개구부의 사이에 위치하도록, 서로 평행으로 배치되어 있는, 액정 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 어레이 기판의 이면 또는 측면에 설치된 백라이트 유닛을 구비하고,
    상기 제2 터치 센싱 배선에 상기 전압이 인가되어 있을 때는, 상기 백라이트 유닛의 발광을 정지하는, 액정 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 액정층은, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극의 사이에 발생하는 프린지 전계에 의해 구동되는, 액정 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 표시 장치 기판은, 투명 전극을 갖고,
    상기 액정층은, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극의 사이에 발생하는 프린지 전계에 의해 구동됨과 함께, 상기 화소 전극과 상기 투명 전극의 사이에 발생하는 상기 액정층의 두께 방향에서의 전계로 구동되는, 액정 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    평면에서 보아, 상기 공통 전극은, 상기 화소 전극과 겹치는 중첩부와, 상기 화소 전극의 단부로부터 돌출되어 있는 돌출부를 갖는, 액정 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 액정 구동 전압이 상기 화소 전극에 인가된 후이면서 또한 상기 액정 구동 전압이 상기 화소 전극에 인가되고 있지 않을 때, 상기 제2 터치 센싱 배선에 상기 전압을 인가하는, 액정 표시 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2 터치 센싱 배선에 인가되는 전압은, 정의 전압과 부의 전압을 포함하고,
    상기 전압은, 영상 표시의 일정 기간마다 정 또는 부로 반전되는, 액정 표시 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 터치 센싱 배선 및 상기 제2 터치 센싱 배선의 각각은, 금속층을 포함하는, 액정 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 표시 장치 기판은, 제1 투명 기판을 포함하고,
    상기 제1 터치 센싱 배선은, 상기 제1 투명 기판의 상방에 형성된 흑색층과, 상기 흑색층 상에 적층된 상기 금속층에 의해 구성된 2층 구조를 갖는, 액정 표시 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 어레이 기판은, 제2 투명 기판을 포함하고,
    상기 제2 터치 센싱 배선은, 상기 제2 투명 기판의 상방에 형성된 흑색층과, 상기 흑색층 상에 적층된 상기 금속층에 의해 구성된 2층 구조를 갖는, 액정 표시 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 금속층은, 구리 함유층이며,
    상기 금속층은, 구리 함유층이 도전성 금속 산화물층으로 끼움 지지된 구성을 갖는, 액정 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 도전성 금속 산화물층이, 산화아연, 산화인듐 및 산화주석을 포함하는 복합 산화물인, 액정 표시 장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 능동 소자는, 반도체로 구성된 채널층을 갖는 박막 트랜지스터이며,
    평면에서 보아, 상기 제2 터치 센싱 배선의 상기 금속층의 일부가, 상기 채널층을 덮는 차광층을 형성하고 있는, 액정 표시 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 채널층은, 산화물 반도체로 구성되어 있는, 액정 표시 장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 표시 장치 기판 상에는, 상기 화소 개구부에 대응하는 위치에, 적어도 적 필터, 녹 필터 및 청 필터 중 어느 것이 설치되어 있는, 액정 표시 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 표시 장치 기판 상에는, 상기 화소 개구부를 구획하는 블랙 매트릭스층을 구비하는, 액정 표시 장치.
  22. 액정 표시 장치이며,
    제1 터치 센싱 배선을 구비한 표시 장치 기판과,
    복수의 다각 형상의 화소 개구부와, 상기 복수의 화소 개구부 각각에 설치된 화소 전극과, 상기 화소 전극에 전기적으로 접속된 제1 및 제2 능동 소자와, 상기 제1 능동 소자에 전기적으로 제휴된 제1 게이트 배선과, 상기 제2 능동 소자에 전기적으로 제휴된 제2 게이트 배선과, 평면에서 보아 상기 제1 게이트 배선에 직교해서 상기 제1 또는 제2 능동 소자에 전기적으로 제휴된 제1 소스 배선과, 평면에서 보아 상기 제2 게이트 배선에 직교해서 상기 제2 또는 제1 능동 소자에 전기적으로 제휴된 제2 소스 배선과, 상기 화소 전극 하에 설치된 제1 절연층과, 상기 제1 절연층 하에 설치된 제2 절연층과, 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층의 사이에 설치된 공통 전극과, 평면에서 보아 상기 제1 터치 센싱 배선에 직교하는 제2 터치 센싱 배선을 구비하는 어레이 기판과,
    상기 표시 장치 기판과 상기 어레이 기판의 사이에 끼움 지지된 액정층과,
    상기 제1 소스 배선에 정의 제1 영상 신호를 공급하고, 상기 제2 소스 배선에 부의 제2 영상 신호를 공급하고, 상기 제1 영상 신호 및 상기 제2 영상 신호의 공급에 동기해서 상기 화소 전극과 상기 공통 전극의 사이에 액정 구동 전압을 인가함으로써 상기 액정층을 구동시키고, 영상 표시의 안정 기간 및 영상 표시 후의 흑색 표시 안정 기간 중 적어도 한쪽의 안정 기간에, 상기 제1 터치 센싱 배선 및 상기 제2 터치 센싱 배선에 의한 터치 센싱 구동을 행하는 제어부를 포함하는, 액정 표시 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 터치 센싱 구동을 행할 때,
    상기 제1 터치 센싱 배선 및 상기 제2 터치 센싱 배선의 한쪽에 터치 센싱 구동 전압을 인가하고, 상기 제1 터치 센싱 배선 및 상기 제2 터치 센싱 배선의 다른 쪽을 통해서 터치 센싱 신호를 검출하는, 액정 표시 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제2 터치 센싱 배선에 상기 터치 센싱 구동 전압이 인가되고, 상기 제1 터치 센싱 배선이 상기 터치 센싱 신호를 검출하는, 액정 표시 장치.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 어레이 기판의 이면 또는 측면에 설치된 백라이트 유닛을 구비하고,
    상기 흑색 표시 안정 기간은, 상기 백라이트 유닛의 발광이 정지된 기간인, 액정 표시 장치.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 표시 장치 기판 상에는, 상기 화소 개구부에 대응하는 위치에, 적어도 적 필터, 녹 필터 및 청 필터 중 어느 것이 설치되어 있는, 액정 표시 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 표시 장치 기판 상에 설치되고, 상기 화소 개구부를 구획하는 블랙 매트릭스층을 구비하는, 액정 표시 장치.
KR1020177034974A 2015-05-13 2015-05-13 액정 표시 장치 KR102017410B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2015/063761 WO2016181524A1 (ja) 2015-05-13 2015-05-13 液晶表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170142201A true KR20170142201A (ko) 2017-12-27
KR102017410B1 KR102017410B1 (ko) 2019-09-02

Family

ID=57247924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177034974A KR102017410B1 (ko) 2015-05-13 2015-05-13 액정 표시 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10452221B2 (ko)
JP (1) JP6065125B1 (ko)
KR (1) KR102017410B1 (ko)
CN (1) CN107533252B (ko)
WO (1) WO2016181524A1 (ko)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6514593B2 (ja) * 2015-07-17 2019-05-15 パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 タッチ検出機能付表示装置
CN105511141B (zh) * 2015-12-31 2019-01-29 上海天马微电子有限公司 一种阵列基板以及触控显示面板
CN110462557B (zh) * 2017-03-21 2022-11-15 凸版印刷株式会社 显示装置及显示装置基板
TW201945911A (zh) * 2017-03-28 2019-12-01 日商日東電工股份有限公司 內置型液晶面板及液晶顯示裝置
CN107195665B (zh) * 2017-06-23 2019-12-03 京东方科技集团股份有限公司 一种阵列基板、其制作方法、显示面板及显示装置
WO2019031382A1 (ja) * 2017-08-09 2019-02-14 シャープ株式会社 位置入力機能付き表示装置
WO2019049360A1 (ja) * 2017-09-11 2019-03-14 凸版印刷株式会社 表示装置及び表示装置基板
WO2019058491A1 (ja) * 2017-09-22 2019-03-28 シャープ株式会社 表示装置およびその駆動方法
JP2019109721A (ja) * 2017-12-19 2019-07-04 カシオ計算機株式会社 電子機器、電子機器の制御方法及びプログラム
CN108196380A (zh) * 2017-12-29 2018-06-22 昆山龙腾光电有限公司 视角可切换的液晶显示装置及驱动方法
KR102330968B1 (ko) * 2018-01-15 2021-12-01 도판 인사츠 가부시키가이샤 전자 기기
CN108761901A (zh) * 2018-04-28 2018-11-06 武汉华星光电技术有限公司 阵列基板和显示面板
CN108681122B (zh) * 2018-05-16 2020-11-06 深圳市华星光电技术有限公司 面内转换型显示面板和显示装置
US10777150B2 (en) * 2018-05-29 2020-09-15 Wuhan China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Controlling method of display device and display device
WO2020003364A1 (ja) * 2018-06-26 2020-01-02 凸版印刷株式会社 ブラックマトリクス基板及び表示装置
CN113056702B (zh) * 2019-03-25 2023-09-19 Jvc建伍株式会社 相位调制装置以及相位调制方法
CN215989229U (zh) * 2020-02-10 2022-03-08 东友精细化工有限公司 天线堆叠结构和包括天线堆叠结构的显示装置
TWI755028B (zh) * 2020-08-17 2022-02-11 友達光電股份有限公司 內建式觸控顯示面板
US20230409144A1 (en) * 2022-06-15 2023-12-21 Microsoft Technology Licensing, Llc Noise compensation using a spatial noise model

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5472373A (en) 1977-11-19 1979-06-09 Tokico Ltd Actuator mechanism
JPS5517611A (en) 1978-07-21 1980-02-07 Hitachi Ltd Carburetor
JPH0422486A (ja) 1990-05-16 1992-01-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水中の残留オキシダントの除去方法
JPH0736017A (ja) 1993-07-26 1995-02-07 Nec Corp アクティブマトリックス液晶ディスプレイ装置
JP2000020033A (ja) 1998-07-03 2000-01-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置
US20100149116A1 (en) * 2008-12-11 2010-06-17 Tun-Chun Yang Touch device and touch display panel
JP4584342B2 (ja) 2006-06-09 2010-11-17 アップル インコーポレイテッド タッチ・スクリーン液晶ディスプレイ
KR20120010071A (ko) * 2010-07-23 2012-02-02 엘지디스플레이 주식회사 터치인식 액정표시장치
KR20120019371A (ko) * 2010-08-24 2012-03-06 소니 주식회사 터치 검출 기능을 갖는 표시 장치, 제어 회로, 터치 검출 기능을 갖는 표시 장치의 구동 방법, 및 전자 기기
JP5472373B2 (ja) * 2012-05-17 2014-04-16 凸版印刷株式会社 液晶表示装置
JP2014109904A (ja) 2012-11-30 2014-06-12 Japan Display Inc タッチ検出機能付き表示装置及び電子機器

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5259949A (en) 1975-05-07 1977-05-17 Hitachi Constr Mach Co Ltd Muddy water treating apparatus
JP4019697B2 (ja) * 2001-11-15 2007-12-12 株式会社日立製作所 液晶表示装置
JP4051001B2 (ja) * 2003-05-26 2008-02-20 株式会社日立製作所 液晶表示装置
KR100923025B1 (ko) * 2003-10-23 2009-10-22 삼성전자주식회사 광감지 소자와, 이를 갖는 어레이 기판 및 액정 표시 장치
TWI340953B (en) 2006-02-03 2011-04-21 Chimei Innolux Corp Systems for displaying images and control methods thereof
US8259078B2 (en) 2006-06-09 2012-09-04 Apple Inc. Touch screen liquid crystal display
CN104965621B (zh) 2006-06-09 2018-06-12 苹果公司 触摸屏液晶显示器及其操作方法
KR101297804B1 (ko) * 2006-07-25 2013-08-20 삼성디스플레이 주식회사 어레이 기판 및 이를 갖는 표시패널
US20080167526A1 (en) 2007-01-08 2008-07-10 Crank Justin M Non-Occlusive, Laterally-Constrained Injection Device
JP5100670B2 (ja) * 2009-01-21 2012-12-19 株式会社半導体エネルギー研究所 タッチパネル、電子機器
WO2013065529A1 (ja) * 2011-10-31 2013-05-10 シャープ株式会社 薄膜トランジスタアレイ基板及び液晶表示装置
JP6141748B2 (ja) * 2012-10-26 2017-06-07 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
CN103293750B (zh) * 2012-12-14 2016-05-11 上海天马微电子有限公司 一种内嵌式触摸屏彩膜基板及其制造方法
WO2014156066A1 (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 パナソニック株式会社 入力装置
CN103186307B (zh) * 2013-03-26 2015-10-14 合肥京东方光电科技有限公司 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
CN105308542B (zh) * 2013-06-19 2018-01-16 凸版印刷株式会社 显示装置用基板以及显示装置
CN104375729B (zh) * 2014-11-20 2017-08-25 深圳市华星光电技术有限公司 电容式内嵌触控屏及显示装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5472373A (en) 1977-11-19 1979-06-09 Tokico Ltd Actuator mechanism
JPS5517611A (en) 1978-07-21 1980-02-07 Hitachi Ltd Carburetor
JPH0422486A (ja) 1990-05-16 1992-01-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水中の残留オキシダントの除去方法
JPH0736017A (ja) 1993-07-26 1995-02-07 Nec Corp アクティブマトリックス液晶ディスプレイ装置
JP2000020033A (ja) 1998-07-03 2000-01-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置
JP4584342B2 (ja) 2006-06-09 2010-11-17 アップル インコーポレイテッド タッチ・スクリーン液晶ディスプレイ
US20100149116A1 (en) * 2008-12-11 2010-06-17 Tun-Chun Yang Touch device and touch display panel
KR20120010071A (ko) * 2010-07-23 2012-02-02 엘지디스플레이 주식회사 터치인식 액정표시장치
KR20120019371A (ko) * 2010-08-24 2012-03-06 소니 주식회사 터치 검출 기능을 갖는 표시 장치, 제어 회로, 터치 검출 기능을 갖는 표시 장치의 구동 방법, 및 전자 기기
JP5472373B2 (ja) * 2012-05-17 2014-04-16 凸版印刷株式会社 液晶表示装置
JP2014109904A (ja) 2012-11-30 2014-06-12 Japan Display Inc タッチ検出機能付き表示装置及び電子機器

Also Published As

Publication number Publication date
US20180067592A1 (en) 2018-03-08
KR102017410B1 (ko) 2019-09-02
WO2016181524A1 (ja) 2016-11-17
CN107533252B (zh) 2020-10-09
CN107533252A (zh) 2018-01-02
US10452221B2 (en) 2019-10-22
JP6065125B1 (ja) 2017-01-25
JPWO2016181524A1 (ja) 2017-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10452221B2 (en) Liquid crystal display device
US11599214B2 (en) Display device and method of manufacturing same
US20240143107A1 (en) Touch sensor device and display device with a touch sensor
US20230384878A1 (en) Display device with touch detection function
KR101937076B1 (ko) 액정 표시 장치
JP6141748B2 (ja) 表示装置
KR102055740B1 (ko) 액정 표시 장치
US10175834B2 (en) Position input device and display device
CN107065322B (zh) 触摸屏显示设备及含其的集成触摸屏的显示设备
TWI641894B (zh) Liquid crystal display device and substrate for display device
TWI591402B (zh) Liquid crystal display device
TWI603252B (zh) Liquid crystal display device
US20180136785A1 (en) Position input device and display device having position input function
TWI576744B (zh) Liquid crystal display device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant