带传感器的显示装置的制造方法_2

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具备黑色矩 阵BM、滤色器CFR、CFG、CFB、涂覆层0C、第二取向膜AL2等。
[0056] 黑色矩阵BM形成在第二绝缘基板20的内面,划分各个像素。滤色器CFR、CFG、CFB 分别形成在第二绝缘基板20的内面,它们的一部分与黑色矩阵BM重叠。滤色器CFR是设 置在红色像素的红色滤色器,由红色的树脂材料形成。滤色器CFG是设置在绿色像素的绿 色滤色器,由绿色的树脂材料形成。滤色器CFB是设置在蓝色像素的蓝色滤色器,由蓝色的 树脂材料形成。图示的例子与作为构成颜色像素的最小单位的单位像素由红色像素、绿色 像素以及蓝色像素3个颜色像素构成的情况相当。但是,单位像素不限于由上述3个颜色 像素的组合形成的单位像素。例如,单位像素也可以由白色像素加上红色像素、绿色像素、 蓝色像素的4个颜色像素构成。该情况下也可以在白色像素上设置白色或透明的滤色器, 也可以省略白色像素的滤色器。涂覆层OC覆盖滤色器CFR、CFG、CFB。涂覆层OC由透明的 树脂材料形成。第二取向膜AL2覆盖涂覆层OC。
[0057] 检测电极Rx形成在第二绝缘基板20的外面ES -侧上。在图示的例子中,检测电 极Rx与第二绝缘基板20的外表面ES接触,但是也可以与外表面ES隔开。在检测电极Rx 与外表面ES隔开的结构中,绝缘部件介于外表面ES与检测电极Rx之间。对于该检测电极 Rx的详细结构后面描述。另外,此处简略化地图示了,省略后述的引线L的图示。这样的检 测电极Rx例如由后述的铝等金属材料形成。通过使检测电极Rx的电阻值低,可以缩短检 测所需要的时间。因此,用金属形成检测电极Rx对于液晶显示面板PNL的大型化以及高精 细化有利。另外,检测电极Rx也可以由ITO或IZO等透明的导电材料形成,也可以由金属 材料(例如微细的金属线)和透明的导电材料(例如带状的导电层)的组合(集合体)形 成。各个检测电极Rx经由第三绝缘膜13、第一取向膜AL1、液晶层LQ、第二取向膜AL2、涂 覆层0C、滤色器CFR、CFG、CFB、第二绝缘基板20这样的电介质与共用电极CE相对。
[0058] 第一光学元件ODl设置在第一绝缘基板10与背光单元BL之间。第二光学元件 0D2设置在检测电极Rx之上。第一光学元件ODl和第二光学元件0D2至少包含偏光板,也 可以根据需要含有相位差板。第一光学元件ODl中包含的偏光板以及第二光学元件0D2中 包含的偏光板例如可以设置为各个吸收轴成正交的交叉偏光镜的位置关系。另外,在该例 子中,液晶显示装置DSP的输入面IS是第二光学元件0D2的表面。液晶显示装置DSP可以 检测手指等的导体向输入面IS接触或接近处的位置信息。
[0059] 接下来,对本实施方式的液晶显示装置DSP中搭载的静电电容型传感器SE进行说 明。
[0060] 图5是概括示出本实施方式中的传感器SE的结构的平面图。在本实施方式中,传 感器SE具备第一基板SUBl的共用电极CE以及第二基板SUB2的检测电极Rx。也就是说, 共用电极CE起到显示用电极的功能的同时,也起到传感器驱动电极的功能。
[0061] 即,液晶显示面板PNL除了上述的共用电极CE以及检测电极Rx,还具备屏蔽电极 SLE以及引线L。共用电极CE以及检测电极Rx设置在显示区域DA。在图示的例子中,共用 电极CE具备在显示区域DA中分别沿第一方向X隔着间隔排列、沿第二方向Y大致成直线 延伸的多个带状的分割电极C。检测电极Rx在显示区域DA中分别沿第二方向Y隔着间隔 排列、沿第一方向X大致成直线延伸。也就是说,此处检测电极Rx在与分割电极C交叉的 方向上延伸。这两个共用电极CE以及检测电极Rx如上所述夹着各种电介质而相对。
[0062] 另外,分割电极C的数量和尺寸没有特别的限定,可以进行各种变更。另外,如后 所述的例子那样,共用电极CE也可以沿第二方向隔着间隔排列,沿第一方向X大致成直线 延伸。而且共用电极CE也可以不被分割,是在显示区域DA中连续形成的单个平板电极。
[0063] 屏蔽电极SLE设置在显示区域DA的端部。在图示的例子中,屏蔽电极SLE分别设 置在显示区域DA中沿第一方向X的两个端部(附图的左侧端部以及右侧端部)上。屏蔽 电极SLE分别沿第二方向Y大致成直线延伸,与分割电极C隔着间隔排列。这样的屏蔽电 极SLE设置在第一基板SUBl上,例如与共用电极CE位于相同层。
[0064] 引线L设置在第二基板上,位于非显示区域NDA,与检测电极Rx -对一地电连接。 每个引线L输出来自检测电极Rx的传感器输出值。在图示的例子中,引线L分别夹着显示 区域DA设置在非显示区域NDA的两侧。例如,沿第二方向Y排列的检测电极Rx中与第奇 数个的检测电极Rx连接的引线L设置在附图中左侧的非显示区域NDA,另外,与第偶数个检 测电极Rx连接的引线L设置在附图的右侧的非显示区域NDA。这样的引线L的布置是与非 显示区域NDA的两侧宽度的均匀化以及窄框缘化对应的布置。这样的引线L例如与检测电 极Rx同样设置在第二基板SUB2。
[0065] 另外,也可以采用引线L相对于显示区域上沿Y方向排列的多个检测电极Rx,将与 上半部分的多个检测电极Rx相对应的引线L设置在非显示区域NDA的一端部,将与下半部 分的检测电极Rx相对应的引线L设置在非显示区域NDA的另一端部的结构。
[0066] 液晶显示装置DSP还具备设置在非显示区域NDA的共用电极驱动电路(第一驱动 部)CD以及屏蔽电极驱动电路(第三驱动部)SLD。在一个例子中,共用电极驱动电路CD以 及屏蔽电极驱动电路SLD的至少一部分内置在驱动IC芯片ICl中,但不限于该例子,也可 以仅共用电极驱动电路CD或屏蔽电极驱动电路SLD内置在驱动IC芯片ICl中。或者共用 电极驱动电路CD以及屏蔽电极驱动电路SLD两者都设置在驱动IC芯片ICl的外部。分割 电极C分别与共用电极驱动电路CD电连接。屏蔽电极SLE分别与屏蔽电极驱动电路SLD电 连接。共用电极驱动电路CD对共用电极CE,在显示图像的显示驱动时供给共用驱动信号, 在进行感应的感应驱动时供给传感器驱动信号。屏蔽电极驱动电路SLD对于屏蔽电极SLE, 在显示驱动时供给共用驱动信号,在感应驱动时维持为与传感器驱动信号不同的电位。例 如,屏蔽电极驱动电路SLD在感应驱动时将屏蔽电极SLE维持为接地电位。或者屏蔽电极驱 动电路SLD在感应驱动时将屏蔽电极SLE切换为电浮置状态。或者屏蔽电极驱动电路SLD 在感应驱动时对屏蔽电极SLE供给共用驱动信号。另外,屏蔽电极驱动电路SLD也可以在 上述例子以外,在感应驱动时驱动为屏蔽电极SLE处于所希望的电位。
[0067] 柔性布线基板FPC2与第二基板SUB2连接,与各个引线L电连接。检测电路RC例 如内置在驱动IC芯片IC2(第二驱动部)中。该检测电路RC基于来自于检测电极Rx的传 感器输出值,检测被检测物与液晶显示装置DSP的接触或接近。而且检测电路RC还可以检 测被检测物接触或接近处的位置信息。另外,检测电路RC也可以具备在控制模块CM内。
[0068] 图6是放大图5中示出的传感器SE的一部分并概括示出的平面图。
[0069] 在非显示区域NDA设置周边遮光层LS。该周边遮光层LS跨过非显示区域NDA的 大致整个区域延伸。在共用电极CE中包含的分割电极Cl以及C2在显示区域DA沿第一方 向X按照该顺序排列。分割电极C2位于比分割电极Cl更靠显示区域DA的端部一侧。屏 蔽电极SLE与分割电极C2并列,设置在显示区域DA的端部。更具体地说,屏蔽电极SLE设 置在显示区域DA与非显示区域NDA的边界B和分割电极C2之间。此处显示区域DA与非 显示区域NDA的边界B相当于周边遮光层LS的显示区域侧的边缘的位置。显示区域DA的 端部是显示区域内的区域中边界B附近的区域。
[0070] 分割电极Cl沿第一方向X具有电极宽度Wl,分割电极C2沿第一方向X具有电极 宽度W2。电极宽度W2比电极宽度Wl小。另外,对于未图示的显示区域DA的相反侧也同 样,位于显示区域DA的端部(图5的左侧端部)一侧的分割电极具有与分割电极C2相同 的电极宽度W2。也就是说,相对于多个分割电极C中位于两端部侧的分割电极具有电极宽 度W2,位于其之间的其它分割电极具有电极宽度Wl。
[0071] 屏蔽电极SLE沿第一方向X具有电极宽度W3。例如,电极宽度W2与电极宽度W3 之和与电极宽度Wl相等。电极宽度W3在不超过电极宽度Wl的范围内可以进行各种设定。 通过后述的本申请发明者等进行研究的结果,希望电极宽度W3在电极宽度Wl的一半以下。 但是,希望电极宽度Wl至W3都是沿像素 PX的第一方向的像素间距Pu的整数倍。此处的 像素间距Pu是图4中示出的邻接的源极线S的中心的第一方向X的间距。
[0072] 引线L设置在非显示区域NDA。也就是说,引线L设置在与周边遮光层LS相对的 位置。各个引线L在非显示区域NDA大致沿第二方向Y延伸,沿第一方向X大致等间隔地 排列。
[0073] 在本实施方式中,检测电极Rx由连接线LC以及多个检测线LB形成。连接线LC 设置在非显示区域NDA。该连接线LC与引线L连接,沿第二方向Y延伸。检测线LB从非 显示区域NDA跨过显示区域DA设置。各个检测线LB在非显示区域NDA内与连接线LC连 接,在显示区域DA内大致沿第一方向X延伸。在图示的例子中,各个检测线LB形成为波形 (更具体地说是三角波形)。这些检测线LB沿第二方向Y大致等间隔地排列。
[0074] 在邻接的检测电极Rx之间设置虚拟电极DR。虚拟电极DR与检测线LB平行并且 大致等间隔地设置。这样的虚拟电极DR不与引线L等布线连接,成电浮置的状态。
[0075] 在本实施方式中,引线L和共用电极CE至少在感应驱动时隔开规定的间隔。在第 一方向X,上述规定间隔比电极宽度W3大。
[0076] 图7是概括示出包括图6中示出的传感器SE的一部分的液晶显示面板PNL的结 构的剖面图。另外,此处仅图示对说明所必要的主要部分。
[0077] 共用电极CE、像素电极PE以及屏蔽电极SLE位于第一基板SUBl的与第二基板 SUB2相对的内面侧。即,共用电极CE以及屏蔽电极SLE都形成在第二绝缘膜12之上,被第 三绝缘膜13覆盖。屏蔽电极SLE与共用电极CE相同,由ITO或IZO等透明导电材料形成。 像素电极PE形成在第三绝缘膜13之上,与共用电极CE或屏蔽电极SLE相对。在图示的例 子中,在共用电极CE中的分割电极C2的正上方设置5个像素部分的像素电极PE,在屏蔽电 极SLE的正上方设置3个像素部分的像素电极PE,但是位于共用电极CE以及屏蔽电极SLE 的正上方的像素电极的个数不限于该例子。另外,省略了源极线等各种布线和第一取向膜 的图示。
[0078] 黑色矩阵BM、滤色器0?1^?6、0?8、涂覆层0(:以及周边遮光1^位于第二基板31^2 的与第一基板SUBl相对的内面侧。即,在显示区域DA内与各个像素电极PE相对的位置形 成滤色器CFR、CFG、CFB。黑色矩阵BM位于这些滤色器CFR、CFG、CFB的边界。在非显示区 域NDA,在第二绝缘基板20的内面形成周边遮光层LS。该周边遮光层LS由与黑色矩阵BM 相同的材料形成。涂覆层OC跨过显示区域DA以及非显示区域NDA延伸。另外,省略第二 取向膜的图示。
[0079] 检测电极Rx以及引线L位于第二基板SUB2的与第一基板SUBl相对的一侧相反 的外面侧。检测电极Rx以及引线L由铝(Al)、钛(Ti)、银(Ag)、钼(Mo)、钨(W)、铜(Cu)、 络(Cr)等金属材料形成。另外,位于显示区域DA的检测电极Rx由上述不透明的金属材料 形成,例如由3-5 μ m左右宽的细线构成的检测线LB形成,所以不会使各个像素的透过率显 著降低。另外,各个检测线LB由沿与像素的排列方向(第一方向X以及第二方向Y)不同 的方向延伸的细线构成,所以抑制与像素布局的干涉条纹,抑制显示品质的劣化。另外,检 测电极Rx也可以由ITO等透明导电材料形成的带状电极替换金属材料形成的多根检测线 LB而构成。
[0080] 接下来,对在上述FFS模式的液晶显示装置DSP中显示图像的显示驱动时的动作 进行说明。
[0081] 首先,对在液晶层LQ中不形成边缘电场的断开状态进行说明。断开状态相当于在 像素电极PE与共用电极CE之间不形成电位差的状态。另外,由于在显示驱动时,屏蔽电极 SLE起到与共用电极CE相同的功能,所以在像素电极PE与屏蔽电极SLE之间也不形成电位 差。
[0082] 在这样的断开状态下,液晶层LQ中包含的液晶分子通过第一取向膜ALl以及第二 取向膜AL2的取向规制力在X-Y平面内朝一个方向初始取向。来自背光单元BL的光的一 部分透过第一光学元件ODl的偏光板,入射到液晶显示面板PNL。入射到液晶显示面板PNL 的光是与偏光板的吸收轴正交的直线偏振光。这样的直线偏振光的偏光状态在通过断开状 态的液晶显示面板PNL时几乎不变化。因此,透过液晶显示面板PNL的直线偏振光的大部 分被第二光学元件0D2的偏光板所吸收(黑色显示)。作为结果,来自背光单元的光不透过 液晶显示面板,显示区域变为黑色显示。将这样在断开状态下液晶显示面板PNL成为黑色 显示的模式称为常黑模式。
[0083] 接下来,对在液晶层LQ中形成边缘电场的导通状态进行说明。导通状态相当于在 像素电极PE与共用电极CE之间形成电位差的状态。另外,在显示驱动时屏蔽电极SLE起 到与共用电极CE相同的功能,所以在像素电极PE与屏蔽电极SLE之间也形成电位差。也 就是说,对共用电极CE从共用电极驱动电路CD供给共用驱动信号,对屏蔽电极SLE从屏蔽 电极驱动电路SLD供给共用驱动信号。即,在导通状态下,屏蔽电极成为兼当共用电极的电 极。在本实施方式中,对该屏蔽电极SLE供给与屏蔽电极SLE的相邻的分割电极C2相同的 共用驱动信号。另一方面,对像素电极PE供给对共用电位形成电位差的图像信号。由此, 在导通状态下,在像素电极PE和共用电极CE以及屏蔽电极SLE之间形成边缘电场。
[0084] 在这样的导通状态下,液晶分子X-Y平面内受到在液晶层内形成的边缘电场的影 响,在与初始取向方向不同的方位上取向。在导通状态下,与第一光学元件ODl的偏光板的 吸收轴正交的直线偏振光入射到液晶显示面板PNL,该偏光状态在通过液晶层LQ时根据液 晶分子的取向状态而变化。因此,在导通状态下,通过液晶层LQ的至少一部分光透过第二 光学元件0D2的偏光板(白色显示)。
[0085] 通过这样的结构,实现了常黑模式。在显示区域DA,不仅共用电极CE与像素电极 PE相对的区域,而且屏蔽电极SLE与像素电极PE相对的区域也有助于显示。
[0086] 接下来,对在上述液晶显示装置DSP中进行用于检测被检测物的接触或接近的感 应的感应驱动时的动作进行说明。
[0087] 即,对共用电极CE从共用电极驱动电路⑶供给传感器驱动信号。此时,屏蔽电极 SLE被维持为与传感器驱动信号不同的电位。例如,屏蔽电极驱动电路SLD将屏蔽电极SLE 维持为接地电位。或者将屏蔽电极SLE切换到电浮置的状态。在这样的状态下进行感应。
[0088] 在此,参照图8对感应方法的一个例子的原理进行说明。
[0089] 如图8所示,检测电极Rx至少设置在显示区域DA,与共用电极CE间产生读取信 号Vr。在分割电极C与检测电极Rx之间存在电容Cc。即,检测电极Rx与分割电极C(共 用电极CE)静电电容耦合。对每个分割电极C依次按照规定的周期供给脉冲状的写入信号 (传感器驱动信号)Vw。在该例子中,成为被检测物的利用者的手指接近存在于特定的检测 电极Rx与分割电极C交叉的位置。通过接近检测电极Rx的利用者的手指产生电容Cx。当 对分割电极C供给脉冲状的写入信号Vw时,从特定的检测电极Rx获得比从其它检测电极 获得的脉冲电平低的脉冲状的读取
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