带传感器的显示装置的制造方法

带传感器的显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种带传感器的显示装置。
【背景技术】
[0002] 近些年来，具备检测物体的接触或接近的传感器（或者有时也被称为触摸屏）的 带传感器的显示装置被实用化。作为传感器的一个例子，有基于静电电容的变化检测出物 体的接触或接近的静电电容型传感器。构成这种传感器的检测电极以及传感器驱动电极设 置在显示图像的显示区域，隔着电介质相对。检测电极与位于显示区域外侧的引线电连接。
[0003] 显示区域在扩大，另一方面对显示装置小型化的要求在提高，显示区域外侧的周 边有窄框缘化的倾向。因此，有时将传感器驱动电极与引线接近设置。在该情况下，由于传 感器驱动电极与引线间的电容耦合，引线起到了如传感器那样的功能。例如，在被接触物与 显示区域的最外周附近接触或接近的情况下，会检测出该引线的静电电容的变化。因此，在 与本来应该检测出被检测物的位置的检测电极不同的位置，与该引线连接的检测电极如恰 好检测出被检测物那样，会发生误动作。

【发明内容】

[0004] 于是，提出了在传感器驱动电极与外周布线（引线）之间的显示区域外，设置接地 的导电体元件，阻断传感器驱动电极与外周布线的电容耦合的技术。
[0005] 本发明的带传感器的显示装置具备：显示面板，其具有配置在显示图像的显示区 域的共用电极及像素电极、与所述共用电极相对的检测电极、与所述检测电极连接的连接 线、设置在所述显示区域外侧的非显示区域内经由所述连接线与所述检测电极电连接的引 线；第一驱动部，其对所述共用电极在使用所述像素电极显示图像的显示驱动时供给共用 驱动信号，在使用所述检测电极进行感应的感应驱动时供给传感器驱动信号；第二驱动部， 其与所述引线连接，在所述感应驱动时检测从所述引线输出的所述检测电极的传感器输出 值，所述引线和所述共用电极至少在所述感应驱动时隔开规定的间隔。
【附图说明】
[0006] 图1是概括示出第一实施方式的带传感器的显示装置的结构的立体图。
[0007] 图2是概括示出图1中示出的液晶显示装置的基本结构以及等效电路的图。
[0008] 图3是示出图2中示出的像素的等效电路图。
[0009] 图4是概括示出液晶显示装置的一部分的结构的剖面图。
[0010] 图5是概括示出上述第一实施方式的传感器的结构的平面图。
[0011] 图6是放大图5中示出的传感器的一部分并概括示出的平面图。
[0012] 图7是概括示出具备图6中示出的传感器的一部分的液晶显示面板的结构的剖面 图。
[0013] 图8是用于说明感应方法的一个例子的原理的图。
[0014] 图9是示出测量布线噪音量及触摸信号的实验的实验结果的图。
[0015] 图10是概括示出上述第一实施方式的传感器的其它结构的平面图。
[0016] 图11是概括示出上述第二实施方式的带传感器的显示装置的传感器的结构的平 面图。
[0017] 图12是放大上述第二实施方式的传感器的一部分并概括示出的平面图。
[0018] 图13是概括示出具备上述第二实施方式的传感器的一部分的液晶显示面板的结 构的剖面图。
[0019] 图14是在上述第二实施方式中，改变了第二绝缘基板的厚度的情况下，用曲线表 示共用电极与引线之间产生的电容的变化量相对于从共用电极的边缘到引线的平面距离 的变化的图。
[0020] 图15是放大上述第二实施方式的液晶显示装置的传感器的变形例1的一部分并 概括示出的平面图。
[0021] 图16是放大上述第二实施方式的液晶显示装置的传感器的变形例2的一部分并 概括示出的平面图。
[0022] 图17是概括示出第三实施方式的带传感器的液晶显示装置的传感器结构的平面 图。
[0023] 图18是概括示出上述第三实施方式的带传感器的液晶显示装置的传感器变形例 1的结构的平面图。
[0024] 图19是概括示出上述第三实施方式的带传感器的液晶显示装置的传感器变形例 2的结构的剖面图。
[0025] 图20是概括示出第四实施方式的带传感器的液晶显示装置的一部分的结构的剖 面图。
[0026] 图21是用表格示出在上述第四实施方式的带传感器的液晶显示装置中，使第一 距离及第二距离变化的情况的M/g的值和判断结果的图。
[0027] 图22是用曲线示出在上述第四实施方式的带传感器的液晶显示装置中，M/g的值 相对于视觉辨认液晶显示装置的角度的变化的图。
[0028] 图23是概括示出上述第四实施方式的带传感器的液晶显示装置的变形例1的一 部分的结构的剖面图。
[0029] 图24是用表格示出第五实施方式的带传感器的液晶显示装置的实施例1至16和 比较例1至6中的（1)用xyY表色系表示的引线所反射的光的颜色；（2)用L*a*b*表色系 表示的引线所反射的光的颜色；(3)不通过偏光板的情况下引线L所反射的光与周边遮光 层LS所反射的光的色差；(4)越过偏光板（第二光学元件0D2)的引线L所反射的光与周 边遮光层LS所反射的光的色差的图。
[0030] 图25是用xy色度图示出图24中示出的实施例1至16和比较例1至6的用xyY 表色系表示的引线L所反射的光的颜色的图。
【具体实施方式】
[0031] 下面参照附图对本发明的各个实施方式进行说明。另外，公开只不过就一个例子， 本领域技术人员对于遵照发明主旨的适当变更容易想到从而得到的内容当然包含在本发 明的范围内。另外，为了能够更明确地说明附图，相比实际的方式，有时示意性地表示各个 部分的宽度、厚度、形状等，但是只不过是一个例子，也不限定本发明的解释。另外，在本说 明书和各个附图中，与已经出现的附图相关并且与前述的要素相同的要素给予相同的符号 标记，适当省略详细的说明。
[0032] (第一实施方式）
[0033] 首先对第一实施方式的带传感器的显示装置进行说明。
[0034]图1是概括示出本实施方式的带传感器的显示装置的结构的立体图。另外，在本 实施方式中，对显示装置是液晶显示装置的情况进行说明，但是不限于此，也可以是有机电 致发光显示装置等的自发光型显示装置、或者具有电泳元件等的电子纸型显示装置等、以 及平板型显示装置。
[0035] 液晶显示装置DSP具备：有源矩阵型的液晶显示面板PNL ;驱动液晶显示面板PNL 的驱动IC芯片ICl ;静电电容型传感器SE ;驱动传感器SE的驱动IC芯片IC2 ;给液晶显示 面板PNL照明的背光单元BL ;控制模块CM ;柔性布线基板FPC1、FPC2、FPC3等。
[0036] 液晶显示面板PNL具备：平板状的第一基板SUBl ;隔着规定的间隙与第一基板 SUBl相对设置的平板状的第二基板SUB2 ;夹在第一基板SUBl与第二基板SUB2之间的液晶 层（后述的液晶层LQ)。另外，在本实施方式中，也可以分别称第一基板SUBl为阵列基板，第 二基板SUB2为相对基板。液晶显示面板PNL具备显示图像的显示区域（有源区域）DA。该液 晶显示面板PNL是具有通过使来自于背光单元BL的背光选择性地透过来显示图像的透过 显示功能的透过型。另外，液晶显示面板PNL也可以是具有通过使外光或辅助光这样的来 自显示面侧的光选择性地反射来显示图像的反射显示功能的反射型液晶显示面板。另外， 液晶显示面板PNL也可以是具有透过型和反射型这两种功能的半透过型（transf Iective) 液晶显不面板。
[0037] 背光单元BL设置在第一基板SUBl的背面侧。作为这样的背光单元BL，多种方式 可以适用。另外，背光单元BL可以利用发光二极管（LED)、冷阴极管（CCFL)等各种光源。 省略对它们的详细结构的说明。另外，在液晶显示面板PNL是仅具备反射显示功能的反射 型的情况下，省略背光单元BL。
[0038] 传感器SE具备多个检测电极Rx。这些检测电极Rx例如设置在液晶显示面板PNL 的显示面上。在图示的例子中，各检测电极Rx大致沿第一方向X延伸，沿第二方向Y排列。 另外，各检测电极Rx也可以沿第二方向Y延伸，沿第一方向X排列，也可以形成为岛状，沿 第一方向X和第二方向Y成矩阵状地设置。其中，第一方向X和第二方向Y相互正交，但也 可以按照90°以外的角度交叉。第三方向Z分别与第一方向X和第二方向Y相互正交。
[0039] 驱动IC芯片ICl搭载在液晶显示面板PNL的第一基板SUBl上。柔性布线基板 FPCl连接液晶显示面板PNL和控制模块CM。柔性布线基板FPC2连接传感器SE的检测电 极Rx和控制模块CM。驱动IC芯片IC2搭载在柔性布线基板FPC2上。柔性布线基板FPC3 连接背光单元BL和控制模块CM。其中，也可以称控制模块CM为应用处理器。
[0040] 驱动IC芯片ICl以及驱动IC芯片IC2通过柔性布线基板FPC2等连接。例如，在 柔性布线基板FPC2具有连接到第一基板SUBl上的分支部FPCB的情况下，驱动IC芯片ICl 及驱动IC芯片IC2也可以通过包含在上述分支部FPCB中的布线以及第一基板SUBl上的 布线连接。另外，驱动IC芯片ICl和驱动IC芯片IC2也可以通过柔性布线基板FPCl以及 柔性布线基板FPC2中分别含有的布线连接。
[0041] 驱动IC芯片ICl和驱动IC芯片IC2中的一个驱动IC芯片可以生成告知传感器 SE的驱动时期的时间信号，将该时间信号供给到另一个驱动IC芯片。或者，驱动IC芯片 ICl和驱动IC芯片IC2中的一个驱动IC芯片可以生成告知后述的共用电极CE的驱动时期 的时间信号，将该时间信号供给到另一个驱动IC芯片。或者，控制模块CM可以给驱动IC 芯片ICl和驱动IC芯片IC2供给时间信号。利用上述时间信号，可以实现驱动IC芯片ICl 的驱动和驱动IC芯片IC2的驱动的同步化。
[0042] 图2是概括示出图1中示出的液晶显示装置DSP的基本结构以及等效电路的图。
[0043] 液晶显示装置DSP除了液晶显示面板PNL等，还在显示区域DA外侧的非显示区域 NDA中具备源极线驱动电路SD、栅极线驱动电路GD、共用电极驱动电路CD等。在一个例子 中，源极线驱动电路SD以及共用电极驱动电路CD的至少一部分内置在驱动IC芯片ICl中。 另外，非显示区域NDA形成为包围显示区域DA的框缘状。
[0044] 液晶显示面板PNL在显示区域DA中具备多个像素 PX。多个像素 PX沿第一方向X 和第二方向Y成矩阵状设置，并配置成mXn个（其中，m和η是正整数）。另外，液晶显示 面板PNL在显示区域DA中具备η根栅极线G (Gl~Gn)、m根源极线S (SI~Sm)、共用电极 CE等。
[0045] 栅极线G沿第一方向X大致成直线延伸，引出到显示区域DA的外侧，与栅极线驱 动电路⑶连接。另外，栅极线G沿第二方向Y隔着间隔排列。源极线S沿第二方向Y大致 成直线延伸，引出到显示区域DA的外侧，与源极线驱动电路SD连接。另外，源极线S沿第 一方向X隔着间隔排列，与栅极线G交叉。另外，栅极线G和源极线S也可以不必成直线状 延伸出，也可以是它们的一部分弯曲。共用电极CE引出到显示区域DA的外侧，与共用电极 驱动电路CD连接。该共用电极CE被多个像素 PX共用。关于共用电极CE的详细内容后面 描述。
[0046] 图3是示出图2中示出的像素 PX的等效电路图。
[0047] 各像素 PX具备像素开关元件PSW、像素电极PE、共用电极CE、液晶层LQ等。像素 开关元件PSW例如由薄膜晶体管形成。像素开关元件PSW与栅极线G和源极线S电连接。 像素开关元件PSW也可以是顶栅极型或底栅极型中的任意一种。另外，像素开关元件PSW 的半导体层例如可以由聚硅形成，也可以由非晶硅或氧化物半导体层等形成。像素电极PE 与像素开关元件PSW电连接。像素电极PE与共用电极CE相对。共用电极CE、绝缘膜以及 像素电极PE形成保持电容CS。
[0048] 图4是概括示出液晶显示装置DSP的一部分的结构的剖面图。
[0049] SP，液晶显示装置DSP除了上述的液晶显示面板PNL以及背光单元BL，还具备第 一光学元件ODl和第二光学元件0D2等。另外，图示的液晶显示面板PNL具有与作为显示 模式的FFS(边缘场开关Fringe Field Switching)模式相对应的结构，但是也可以具有 与其它显示模式相对应的结构。例如，液晶显示面板PNL也可以具有与以FFS模式等为主 的利用与基板主面大致平行的横向电场的IPS(面内开关In-Plane Switching)模式相对 应的结构。在利用横向电场的显示模式中，例如在第一基板SUBl上具备像素电极PE和共 用电极CE二者的结构可以适用。或者，液晶显示面板PNL也可以具有与以TN(扭转向列 Twisted Nematic)模式、OCB(光补偿弯曲 Optically Compensated Bend)模式、VA(正交 取向Vertical Aligned)模式等为主的利用在与基板主面交叉的方向上产生的纵向电场的 模式相对应的结构。在利用纵向电场的显示模式中，例如在第一基板SUBl上具备像素电极 PE、在第二基板SUB2上具备共用电极CE的结构或者交换这些电极的结构可以适用。另外， 在此的基板主面是与相互正交的第一方向X和第二方向Y所规定的X-Y平面平行的面。
[0050] 液晶显示面板PNL具备第一基板SUB1、第二基板SUB2、以及液晶层LQ。第一基板 SUBl和第二基板SUB2以形成了规定间隙的状态贴合。液晶层LQ封入到第一基板SUBl与 第二基板SUB2之间的间隙中。
[0051] 第一基板SUBl用玻璃基板或树脂基板等具有透光性的第一绝缘基板10形成。第 一基板SUBl在第一绝缘基板10的与第二基板SUB2相对的一侧上具备栅极线、像素开关元 件、源极线S、共用电极CE、像素电极PE、第一绝缘膜11、第二绝缘膜12、第三绝缘膜13、第 一取向膜ALl等。
[0052] 第一绝缘膜11设置在第一绝缘基板10之上。另外，虽然没有详述，但是在本实施 方式中，例如顶栅极结构的像素开关元件适用。在这样的实施方式中，第一绝缘膜11包含 沿第三方向Z叠层的多个绝缘层。例如，第一绝缘膜11包含介于第一绝缘基板10和像素 开关元件的半导体层之间的下涂覆层、介于半导体层与栅极电极之间的栅极绝缘层、介于 包含栅极电极、源极电极以及漏极电极的多个电极之间的层间绝缘层等的各种绝缘层。栅 极布线与栅极电极一样，设置在栅极绝缘层与层间绝缘层之间。源极线S形成在第一绝缘 膜11之上。另外，在第一绝缘膜11之上也形成像素开关元件的源极电极以及漏极电极等。 在图示的例子中，源极线S沿第二方向Y延伸。
[0053] 第二绝缘膜12设置在源极线S以及第一绝缘膜11之上。共用电极CE形成在第 二绝缘膜12之上。共用电极CE具有多个分割电极C。这样的共用电极CE由铟锡氧化物 (ITO)或铟锌氧化物（IZO)等透明的导电材料形成。另外，在图示的例子中，在共用电极CE 之上形成金属层ML，以使共用电极CE低电阻化，但是也可以省略金属层ML。
[0054] 第三绝缘膜13设置在共用电极CE以及第二绝缘膜12之上。像素电极PE形成在 第三绝缘膜13之上。各个像素电极PE分别位于邻接的源极线S之间，与共用电极CE相 对。另外，各个像素电极PE在与共用电极CE相对的位置上具有狭缝SL。这样的像素电极 PE例如由ITO或IZO等透明的导电材料形成。第一取向膜ALl覆盖像素电极PE以及第三 绝缘膜13。
[0055] 另一方面，第二基板SUB2用玻璃基板或树脂基板等具有透光性的第二绝缘基板 20形成。第二基板SUB2在第二绝缘基板20的与第一基板SUBl相对的一侧上