JP2018018006A - 表示装置 - Google Patents

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元 小出
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Abstract

【課題】狭額縁化が可能な表示装置を提供する。【解決手段】画像を表示する第1領域及び前記第1領域の周囲に位置する第2領域を有する第1基板と、前記第1基板の第1端辺及び前記第2領域と重畳する配線基板と、を備え、前記第1基板は、第3接続端子群と、前記第3接続端子群の一方側に位置し、前記第3接続端子群の接続端子よりも小さい接続端子で構成された第4接続端子群と、前記第3接続端子群の他方側に位置し、前記第3接続端子群の接続端子よりも小さい接続端子で構成された第5接続端子群と、を備えている、表示装置。【選択図】 図2

Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。
近年、表示装置を狭額縁化するための技術が種々検討されている。一例では、樹脂製の第1基板の内面と外面とを貫通する孔の内部に孔内接続部を有する配線部と、樹脂製の第2基板の内面に設けられた配線部とが基板間接続部によって電気的に接続される技術が開示されている。
特開2002−40465号公報
本実施形態の目的は、狭額縁化が可能な表示装置を提供することにある。
本実施形態によれば、
画像を表示する第1領域及び前記第1領域の周囲に位置する第2領域を有する第1基板と、前記第1基板の第1端辺及び前記第2領域と重畳する配線基板と、を備え、前記第1基板は、第3接続端子群と、前記第3接続端子群の一方側に位置し、前記第3接続端子群の接続端子よりも小さい接続端子で構成された第4接続端子群と、前記第3接続端子群の他方側に位置し、前記第3接続端子群の接続端子よりも小さい接続端子で構成された第5接続端子群と、を備えている、表示装置、が提供される。
図1は、本実施形態に係る表示装置DSPの構成例を示す平面図である。 図2は、表示パネルPNLの構成例を示す平面図である。 図3は、表示装置DSPの画像表示に関わる等価回路を示す図である。 図4は、表示パネルPNLの一部の構造を示す断面図である。 図5は、画素スイッチPSWの構造例を示す断面図である。 図6は表示領域に接触或いは近接する物体を検出する原理の一例を示す図である。 図7は、接続端子群TG1乃至TG5の構造例を示す平面図である。 図8は、接続端子T3と接続端子T4との大小関係を説明するための図である。 図9は、供給配線31、32、及び33の配置例を示す図である。 図10は、供給配線41、42、及び43の配置例を示す図である。 図11は、第2スイッチ群SG2の構成例を示す図である。 図12は、供給配線51、53、55、57、及びスキャナSCの配置例を示す図である。 図13は、スキャナSCの動作を説明するための図である。 図14は、第1乃至第5接続端子群から引き出された配線の構成例を示す断面図である。 図15は、第1乃至第5接続端子群から引き出された配線の他の構成例を示す断面図である。 図16は、接続端子4及びゲージGGの配置例を示す図である。 図17は、接続端子T4の構成例を示す断面図である。 図18は、ゲージGGの構成例を示す断面図である。 図19は、図1のA−B線に沿った表示パネルPNLの断面図である。 図20は、非表示領域NDA及び端子領域NAの構成例を示す平面図である。 図21は、引出配線LWの一構成例を示す断面図である。 図22は、引出配線LWの他の構成例を示す断面図である。 図23は、図21に示した引出配線LWの接続の一例を示す断面図である。 図24は、図22に示した引出配線LWの接続の一例を示す断面図である。 図25は、交差する複数の引出配線LWを示した平面図である。 図26は、図25に示したA−B線にそった断面図である。
以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
本実施形態に係る表示装置DSPは、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話端末、ノートブックタイプのパーソナルコンピュータ、ゲーム機器等の種々の装置に用いることができる。本実施形態にて開示する主要な構成は、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置等の自発光型の表示装置、電気泳動素子等を有する電子ペーパ型の表示装置、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)を応用した表示装置、或いはエレクトロクロミズムを応用した表示装置などに適用可能である。
図1は、本実施形態に係る表示装置DSPの構成例を示す平面図である。
ここでは、表示装置DSPの一例として、センサSSを搭載した液晶表示装置について説明する。なお、第1方向Xは、端辺E1及びE4の延在する方向である。また、第2方向Yは、第1方向Xと交差する方向であり、端辺E2及びE3の延在する方向である。また、第3方向Zは、第1方向Xおよび第2方向Yと交差する方向であり、表示パネルPNL(第1基板SUB1及び第2基板SUB2)の主面の法線方向である。図示した例では、第1方向X、第2方向Y、及び第3方向Zは、互いに直交しているが、互いに直角以外の角度で交差していても良い。
表示装置DSPは、表示パネルPNL、ICチップI1、I2、配線基板SUB3、SUB4などを備えている。表示パネルPNLは、液晶表示パネルであり、第1基板SUB1と、第2基板SUB2と、シール材SEと、表示機能層(後述する液晶層LC)と、を備えている。第2基板SUB2は、第1基板SUB1に対向している。シール材SEは、図10において右上がりの斜線で示した部分に相当し、第1基板SUB1と第2基板SUB2とを接着している。
表示パネルPNLは、例えば、第1基板SUB1の下方からの光を選択的に透過させることで画像を表示する透過表示機能を備えた透過型、第2基板SUB2の上方からの光を選択的に反射させることで画像を表示する反射表示機能を備えた反射型、あるいは、透過表示機能及び反射表示機能を備えた半透過型のいずれであっても良い。
表示パネルPNLは、画像を表示する表示領域DA、及び、表示領域DAを囲む額縁状の非表示領域NDAを備えている。表示領域DAは、例えば、シール材SEによって囲まれた内側に位置している。シール材SEは、非表示領域NDAに位置している。表示領域DAは、第1基板SUB1における第1領域に相当し、非表示領域NDAは、第1基板SUB1における第2領域に相当する。
第1基板SUB1は、図示した例では、第2方向Yに対向する1組の端辺E1及びE4と、第1方向Xに対向する1組の端辺E2及びE3と、を有する四角形状である。端辺E2は、端辺E1の一端E1aから、第2方向Yに延出している。また、端辺E3は、端辺E1の他端E1bから、第2方向Yに延出している。第2基板SUB2は、第1基板SUB1よりも小さい四角形状であり、平面視において、端辺E2、E3、及びE4と重畳し、端辺E1から第2方向Yに離間している。すなわち、第1基板SUB1は、第2領域の端辺E1に近接する側に、第2基板SUB2と対向していない端子領域NAを有している。
第1基板SUB1は、端子領域NAに、外部回路基板を実装するための第1乃至第5接続端子群TG1乃至TG5を備えている。外部回路基板は、第1乃至第5接続端子群TG1乃至TG5を介して、第1基板SUB1の各種配線に電気的に接続される。つまり、端辺E1は、表示パネルPNLに外部回路基板を実装するための実装辺に相当する。第1乃至第5接続端子群TG1乃至TG5は、第1基板SUB1の第2基板SUB2と対向する側の面に形成されている。第1接続端子群TG1は、第1端辺E1の一端E1aに近接して配置されている。第2接続端子群TG2は、第1端辺E1の他端E1bに近接して配置されている。第3接続端子群TG3は、第1接続端子群TG1と第2接続端子群TG2との間に位置している。第4接続端子群TG4は、第1接続端子群TG1と第3接続端子群TG3との間に位置しており、第5接続端子群TG5は、第3接続端子群TG3と第2接続端子群TG2との間に位置している。
第1乃至第5接続端子群TG1乃至TG5は、それぞれ、第1方向Xに並んだ複数の接続端子を備えている。第4接続端子群TG4及び第5接続端子群TG5の接続端子は、平面視において、第1乃至第3接続端子群TG1乃至TG3の接続端子よりも小さい。これは、第1乃至第3接続端子群TG1乃至TG3が表示パネルPNLの品質検査における検査用配線基板の接続に利用されるものであり、検査用配線基板の接続部と第1基板SUB1の接続部との位置合わせを容易にするために、第1乃至第3接続端子群TG1乃至TG3の接続端子は大きいことが望ましいためである。一方で、第4及び第5接続端子群TG4及びTG5は、配線基板SUB3に接続され、画像の表示やセンサのセンシングに必要な信号の授受を仲介するものであり、多数の接続端子を密に配置するために第4接続端子群TG4及び第5接続端子群TG5の接続端子は小さいことが望ましいためである。なお、第3接続端子群TG3は、検査用配線基板の接続だけではなく、配線基板SUB3の接続にも用いられる。例えば、第1乃至第5接続端子群TG1乃至TG5は、端辺E1に沿って第1方向Xに並んでいる。
配線基板SUB3は、端辺E1及び端子領域NA(第2領域)と重畳している。配線基板SUB3は、第1接続端子群TG1と第2接続端子群TG2との間に位置し、第3乃至第5接続端子群TG3乃至TG5と電気的に接続されている。配線基板SUB3の第1基板SUB1と対向する側の面には、配線基板SUB4が接続されている。配線基板SUB4は、配線基板SUB3を介して表示パネルPNLと電気的に接続されている。配線基板SUB3には、ICチップI1が実装され、配線基板SUB4には、ICチップI2が実装されている。ICチップI1は、配線基板SUB3に配置された配線群LG1によって、第3乃至第5接続端子群TG3乃至TG5と電気的に接続されている。なお、図示した例に限らず、ICチップI1は、第2基板SUB2よりも外側に延出した第1基板SUB1に実装されていても良いし、配線基板SUB4などの配線基板SUB3に接続される外部回路基板に実装されていても良い。また、ICチップI2も、図示した例に限らず、第1基板SUB1や配線基板SUB3に実装されても良く、配線基板SUB4に接続される外部回路基板に実装されてもよい。ICチップI1は、例えば、画像を表示するのに必要な信号を出力するディスプレイドライバDDを内蔵している。ここでのディスプレイドライバDDは、後述する走査線駆動回路GD1及びGD2の少なくとも一部を含むものである。また、ICチップI1は、例えば、タッチパネルコントローラなどとして機能する検出回路RCを内蔵している。
センサSSは、表示装置DSPへの被検出物の接触あるいは接近を検出するためのセンシングを行うものである。センサSSは、複数の検出電極RX(RX1、RX2、…)を備えている。検出電極RXは、第2基板SUB2に設けられており、第2導電層L2に相当する。これらの検出電極RXは、それぞれ第1方向Xに延出し、第2方向Yに間隔をおいて並んでいる。検出電極RXとして、検出電極RX1乃至RX4が図示されているが、ここでは、検出電極RX1に着目してその構造例について説明する。
すなわち、検出電極RX1は、検出部RSと、端子部RT1と、接続部CNとを備えている。
検出部RSは、表示領域DAに位置し、第1方向Xに延出している。検出電極RX1においては、主として検出部RSが被検出物の接触あるいは接近を検出して、センサ検出信号を出力する。図示した例では、検出部RSは、帯状に形成されているが、透明導電材料によって平板状に形成されていても良く、微細な金属細線の集合体によって形成されていても良い。また、検出部RSは、透明導電材料と金属細線の集合体との組み合わせによって形成されていても良い。また、1つの検出電極RX1は、2本の検出部RSを備えているが、3本以上の検出部RSを備えていても良いし、1本の検出部RSを備えていても良い。
端子部RT1は、非表示領域NDAの端辺E2側に位置し、検出部RSに繋がっている。つまり、端子部RT1は、第1基板SUB1の第2領域に対向する位置に配置されている。接続部CNは、非表示領域NDAの端辺E3側に位置し、複数の検出部RSを互いに接続している。図1において、端辺E2側とは表示領域DAよりも左側に相当し、端辺E3側とは表示領域DAよりも右側に相当する。端子部RT1の一部は、平面視でシール材SEと重なる位置に形成されている。
一方で、第1基板SUB1は、第1導電層L1に相当するパッドP1及び検出配線W1を備えている。パッドP1及び検出配線W1は、非表示領域NDAの端辺E2側に位置し、平面視でシール材SEと重なっている。パッドP1は、平面視で端子部RT1と重なる位置に形成されている。検出配線W1は、パッドP1に接続され、第2方向Yに沿って延出し、第4接続端子群TG4に接続されている。配線基板SUB3において、検出配線W1と電気的に接続された配線は、配線群LG1よりも外側(一端E1aに近い側)を引き回され、配線基板SUB4においてICチップI2の検出回路RCと電気的に接続されている。つまり、センサ検出信号は、検出配線W1及び配線基板SUB3によって伝達される。
第1導電層L1(パッドP1)と第2導電層L2(端子部RT1)とは、接続用孔V1を介して電気的に接続されている。接続用孔V1は、端子部RT1とパッドP1とが対向する位置に形成されている。また、接続用孔V1は、端子部RT1を含む第2基板SUB2及びシール材SEを貫通するとともに、パッドP1を貫通する場合もあり得る。図示した例では、接続用孔V1は、平面視で円形であるが、その形状は図示した例に限らず、楕円形などの他の形状であっても良い。後述する様に、接続用孔V1には、接続部材Cが設けられている。これにより、端子部RT1とパッドP1とが電気的に接続される。つまり、第2基板SUB2に設けられた検出電極RX1は、第1基板SUB1に接続された配線基板SUB3を介して検出回路RCと電気的に接続される。検出回路RCは、検出電極RXから出力されたセンサ検出信号を読み取り、被検出物の接触あるいは接近の有無や、被検出物の位置座標などを検出する。
図示した例では、奇数番目の検出電極RX1、RX3、…の各々の端子部RT1、RT3、…、パッドP1、P3、…、検出配線W1、W3、…、接続用孔V1、V3、…は、いずれも端辺E2側に位置している。また、偶数番目の検出電極RX2、RX4、…の各々の端子部RT2、RT4、…、パッドP2、P4、…、検出配線W2、W4、…、接続用孔V2、V4、…は、いずれも端辺E3側に位置している。このようなレイアウトによれば、非表示領域NDAにおける端辺E2側の幅と端辺E3側の幅とを均一化することができ、狭額縁化に好適である。
図示したように、パッドP3がパッドP1よりも配線基板SUB3に近接するレイアウトでは、検出配線W1は、パッドP3の内側(つまり、表示領域DAに近接する側)を迂回し、パッドP3と配線基板SUB3との間で検出配線W3の内側に並んで配置されている。同様に、検出配線W2は、パッドP4の内側を迂回し、パッドP4と配線基板SUB3との間で検出配線W4の内側に並んで配置されている。
本実施形態によれば、検出電極RXから出力されるセンサ検出信号を取り出す配線基板が第2基板SUB2に実装される構成例と比較して、センサ検出信号を取り出すための接続端子群や引き回し配線の第2基板SUB2への配置が不要となる。このため、第1方向X及び第2方向Yで規定されるX-Y平面において、第2基板SUB2の基板サイズを縮小することができるとともに、表示装置DSPの周縁部の額縁幅を縮小することができる。
さらに、表示装置DSPは、第3接続端子群TG3を検査用配線基板との接続に利用し、且つ、配線基板SUB3との接続にも利用することで、接続端子の総数を削減することができる。従って、第1基板SUB1及び第2基板SUB2の配線と電気的に接続される接続端子を、端辺E1側に纏めて配置することができる。また、本実施形態は、検査用配線基板を接続するための接続端子群を、配線基板SUB3を接続するための接続端子群の両端側2箇所にのみ配置する構成例と比較して、配線基板SUB3を接続するための接続端子群(第3乃至第5接続端子群TG3乃至TG5)を第1方向Xに幅広に配置することができる。このため、第3乃至第5接続端子群TG3乃至TG5から表示領域DAの方向へ引き出された配線の、密度の低減や屈曲の低減が可能である。つまり、配線の破損や配線同士の干渉による、表示装置DSPの表示品位やセンサSSの検出能力の劣化を抑制することができる。
次に、本実施形態に係る表示装置DSPの各部の詳細な説明、及び動作の説明を、図を参照しながら行う。
図2は、表示パネルPNLの構成例を示す平面図である。
この図に示す表示パネルPNLは、既述の要素に加えて、複数の駆動電極TX(TX1〜TXn)と、第1スイッチ群SG1と、第2スイッチ群SG2と、走査線駆動回路GD1、GD2と、等を備えている。第2スイッチ群G2は、例えばセレクタSDに含まれるもので、マルチプレクサと呼ばれることもある。
駆動電極TX1〜TXnは、表示領域DAにおいて第2方向Yに延びるとともに第1方向Xに並んでいる。つまり、駆動電極Txは、平面視において、前述の検出電極RXと交差している。駆動電極TX1〜TXnは、例えば、インジウム・ティン・オキサイド(ITO)やインジウム・ジンク・オキサイド(IZO)などの透明導電膜で形成することができる。駆動電極TX1〜TXnは、例えば、表示パネルPNLの内部、つまり、第1基板SUB1に形成されている。
第1スイッチ群SG1、第2スイッチ群SG2、及び走査線駆動回路GD1、GD2は、いずれも第1基板SUB1の非表示領域NDAに形成されている。これらの要素は、例えば、後述する画素スイッチPSWを形成する工程を利用して、第1基板SUB1に形成することができる。第1スイッチ群SG1は、端辺E1に沿って配置されており、第1乃至第5接続端子群TG1乃至TG5よりも表示領域DAに近接して配置されている。第1スイッチ群SG1は、駆動電極TX1〜TXnに電気的に接続されており、センサSSを駆動するためのセンサ駆動信号、又は画像を表示するための共通電圧を供給する。第2スイッチ群SG2は、端辺E1に沿って配置されており、第1スイッチ群SG1よりも表示領域DAに近接して配置されている。第1スイッチ群SG1及び第2スイッチ群SG2は、配線群LG2によって各種信号を供給される。配線群LG2は、後述する複数のビデオ線VLを含んでいる。配線群LG2は、第3乃至第5接続端子群TG3乃至TG5に電気的に接続されている。
走査線駆動回路GD1は、非表示領域NDAにおいて端辺E2に沿って配置され、表示領域DAへの走査信号の供給を制御する。走査線駆動回路GD2は、非表示領域NDAにおいて端辺E3に沿って配置され、表示領域DAへの走査信号の供給を制御する。
供給配線31及び32は、第1基板SUB1に形成されている。供給配線31は、第4接続端子群TG4から走査線駆動回路GD1へ制御信号を供給する配線である。供給配線31は、第4接続端子群TG4と走査線駆動回路GD1とを繋ぐと共に、分岐して第1接続端子群TG1にも接続されている。供給配線32は、第5接続端子群TG5から走査線駆動回路GD2へ制御信号を供給する配線である。供給配線32は、第5接続端子群TG5と走査線駆動回路GD2とを繋ぐと共に、分岐して第2接続端子群TG2にも接続されている。
供給配線31は、端辺E2に配線群LG2よりも近接して配置されている。供給配線32は、端辺E3に配線群LG2よりも近接して配置されている。端辺E2に沿った検出配線W(W1、W3、…)は、第4接続端子群TG4と走査線駆動回路GD1とを繋ぐ供給配線31のよりも、端辺E2に近接して配置されている。端辺E3に沿った検出配線W(W2、W4、…)は、第5接続端子群TG5と走査線駆動回路GD2とを繋ぐ供給配線32のよりも、端辺E3に近接して配置されている。つまり、供給配線31及び32は、平面視の第1方向Xにおいて、配線群LG2よりも外側に位置し、検出配線Wよりも内側に位置している。ただし、供給配線31及び32は、第1及び第2接続端子群TG1及びTG2からそれぞれの分岐点までの少なくとも一部においては、検出配線Wよりも外側に位置している。
図3は、表示装置DSPの画像表示に関わる等価回路を示す図である。
表示装置DSPは、複数の走査線Gと、これら走査線Gに交差する複数の信号線Sと、第1走査線駆動回路GD1と、第2走査線駆動回路GD2と、セレクタ(RGBスイッチ)SDと、を備えている。セレクタSDは、複数のビデオ線VLを介してディスプレイドライバDDと接続されている。
各走査線Gは、表示領域DAにおいて第1方向Xに延在するとともに第2方向Yに並んでいる。各信号線Sは、表示領域DAにおいて第2方向Yに延在するとともに第1方向Xに並んでいる。各走査線G及び各信号線Sは、第1基板SUB1に形成されている。各走査線Gは、第1走査線駆動回路GD1及び第2走査線駆動回路GD2に接続されている。各信号線Sは、セレクタSDに接続されている。
図示した例においては、各走査線G及び各信号線Sによって区画された領域が1つの副画素SPXに相当する。例えば、本実施形態においては、赤色に対応する副画素SPXRと、緑色に対応する副画素SPXGと、青色に対応する副画素SPXBとで1つの画素PXが構成される。画素PXは、白色や黄色などの別の色に対応する副画素SPXをさらに備えても良い。
各副画素SPXは、画素スイッチPSWを備えている。画素スイッチPSWは、走査線G、信号線S、及び画素電極PEと電気的に接続されている。表示に際して、駆動電極TXは共通電位に設定され、いわゆる共通電極CEとして機能する。
第1走査線駆動回路GD1及び第2走査線駆動回路GD2は、各走査線Gに対して走査信号を順次供給する。セレクタSDは、ICチップI1(ディスプレイドライバDD)に制御されて、各信号線Sに対して映像信号を選択的に供給する。ある画素スイッチPSWに接続された走査線Gに走査信号が供給され、且つ、この画素スイッチPSWに接続された信号線Sに映像信号が供給される。この映像信号に応じた電圧が画素電極PEに印加され、画素電極PEと共通電極CEとの間に生じる電界によって液晶層LCの液晶分子の配向が電圧の印加されていない初期配向状態から変化する。このような動作により、表示領域DAに画像が表示される。
次に、表示パネルPNLの構成の一例について、断面図を用いて説明する。
図4は、表示パネルPNLの一部の構造を示す断面図である。
ここでは、表示パネルPNLの1つの副画素SPXに対応する領域を、第1方向Xに沿って切断した断面図を示す。
図示した表示パネルPNLは、主として基板主面にほぼ平行な横電界を利用する表示モードに対応した構成を有している。なお、表示パネルPNLは、基板主面に対して垂直な縦電界や、基板主面に対して斜め方向の電界、或いは、それらを組み合わせて利用する表示モードに対応した構成を有していても良い。横電界を利用する表示モードでは、例えば第1基板SUB1及び第2基板SUB2のいずれか一方に画素電極PE及び共通電極CEの双方が備えられた構成が適用可能である。縦電界や斜め電界を利用する表示モードでは、例えば、第1基板SUB1に画素電極PE及び共通電極CEのいずれか一方が備えられ、第2基板SUB2に画素電極PE及び共通電極CEのいずれか他方が備えられた構成が適用可能である。なお、ここでの基板主面とは、X−Y平面と平行な面である。
第1基板SUB1は、第1絶縁基板10、信号線S、共通電極CE、金属層M、画素電極PE、絶縁膜11、絶縁膜12、絶縁膜13、第1配向膜AL1などを備えている。なお、ここでは、画素スイッチや走査線、これらの間に介在する各種絶縁膜等の図示を省略している。
絶縁膜11は、第1絶縁基板10の上方に位置している。図示しない走査線や画素スイッチの半導体層は、第1絶縁基板10と絶縁膜11の間に位置している。信号線Sは、絶縁膜11の上に位置している。絶縁膜12は、信号線S、及び、絶縁膜11の上に位置している。共通電極CEは、絶縁膜12の上に位置し、複数の画素電極PEと対向している。金属層Mは、信号線Sの直上において共通電極CEに接触している。図示した例では、金属層Mは、共通電極CEの上に位置しているが、共通電極CEと絶縁膜12との間に位置していても良い。絶縁膜13は、共通電極CE、及び、金属層Mの上に位置している。画素電極PEは、絶縁膜13の上に位置している。画素電極PEは、絶縁膜13を介して共通電極CEと対向している。また、画素電極PEは、共通電極CEと対向する位置にスリットPSLを有している。第1配向膜AL1は、画素電極PE及び絶縁膜13を覆っている。
走査線G、信号線S、及び、金属層Mは、モリブデン、タングステン、チタン、アルミニウムなどの金属材料によって形成され、単層構造であっても良いし、多層構造であっても良い。共通電極CE及び画素電極PEは、ITOやIZOなどの透明な導電材料によって形成されている。絶縁膜11及び絶縁膜13は無機絶縁膜であり、絶縁膜12は有機絶縁膜である。
図示した構成例は、画素電極PEが共通電極CEよりも液晶層LCに近接して配置された構造(以下、P−TOP構造と称する)を示しているが、第1基板SUB1の構成は、これに限定されるものではない。第1基板SUB1の構成は、画素電極PEが絶縁膜12と絶縁膜13との間に位置し、共通電極CEが絶縁膜13と第1配向膜AL1との間に位置していても良い。このように共通電極CEが画素電極PEよりも液晶層LCに近接して配置された構造(以下、C−TOPと称する)の場合、画素電極PEはスリットを有していない平板状に形成され、共通電極CEは画素電極PEと対向するスリットを有する。また、画素電極PE及び共通電極CEの双方が櫛歯状に形成され、互いに噛み合うように配置されていても良い。
第2基板SUB2は、第2絶縁基板20、遮光層BM、カラーフィルタCF、オーバーコート層OC、第2配向膜AL2などを備えている。第1絶縁基板10及び第2絶縁基板20は、例えば、ガラス基板や樹脂基板によって形成されている。
遮光層BM及びカラーフィルタCFは、第2絶縁基板20の第1基板SUB1と対向する側に位置している。遮光層BMは、各画素を区画し、信号線Sの直上に位置している。カラーフィルタCFは、画素電極PEと対向し、その一部が遮光層BMに重なっている。カラーフィルタCFは、赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ、青色カラーフィルタなどを含む。オーバーコート層OCは、カラーフィルタCFを覆っている。第2配向膜AL2は、オーバーコート層OCを覆っている。
なお、カラーフィルタCFは、第1基板SUB1に配置されても良い。カラーフィルタCFは、4色以上のカラーフィルタを含んでいても良い。白色を表示する画素には、白色のカラーフィルタが配置されても良いし、無着色の樹脂材料が配置されても良いし、カラーフィルタを配置せずにオーバーコート層OCを配置しても良い。
検出電極RXは、第2絶縁基板20の主面20Bに位置している。検出電極RXは、第2導電層L2に相当し、金属材料によって形成されても良く、ITOやIZO等の透明導電材料によって形成されていても良い。検出電極RXは、金属材料層の上に透明導電材料層が積層されていても良いし、導電性の有機材料や、微細な導電性物質の分散体などによって形成されていても良い。
第1偏光板PL1を含む第1光学素子OD1は、第1絶縁基板10と照明装置BLとの間に位置している。第2偏光板PL2を含む第2光学素子OD2は、検出電極RXの上に位置している。第1光学素子OD1及び第2光学素子OD2は、必要に応じて位相差板を含んでいても良い。
図5は、画素スイッチPSWの構造例を示す断面図である。
画素スイッチPSWは、例えば、薄膜トランジスタ(TFT)によって構成されている。より具体的には、画素スイッチPSWは、半導体層SCL、ゲート電極WG、ソース電極WS、及び、ドレイン電極WDを備えている。また、絶縁膜11は、絶縁膜11a、11b、及び11cを備えている。
絶縁膜11aは、第1絶縁基板10の上に配置されている。半導体層SCLは、絶縁膜11aの上に位置している。絶縁膜11bは、絶縁膜11a及び半導体層SCLを覆っている。ゲート電極WGは、絶縁膜11bの上に配置され、絶縁膜11bを介して半導体層SCLと対向している。絶縁膜11cは、絶縁膜11b及びゲート電極WGを覆っている。ソース電極WS及びドレイン電極WDは、絶縁膜11cの上に配置され、それぞれ、絶縁膜11a及び11bを貫通するコンタクトホールを介して、半導体層SCLと電気的に接続されている。絶縁膜11c、ソース電極WS、及びドレイン電極WDは、絶縁膜12によって覆われている。ゲート電極WGは、走査線Gと電気的に接続されている。図示した例では、信号線Sと電気的に接続された電極をソース電極WSと称し、画素電極PEと電気的に接続された電極をドレイン電極WDと称する。図示したTFTは、ゲート電極WGが半導体層SCLの上方に位置するトップゲート型である。しかし、TFTの構成は、特に限定されるものではなく、ゲート電極WGが半導体層SCLの下方に位置するボトムゲート型であっても良い。
図6は表示領域に接触或いは近接する物体を検出する原理の一例を示す図である。
互いに対向する駆動電極TXと検出電極RXとの間には、容量Ccが存在する。駆動電極TXにセンサ駆動信号Stxが供給されると、容量Ccを介して検出電極RXに電流が流れるため、検出電極RXからセンサ検出信号Srxが得られる。センサ駆動信号Stxは例えば矩形パルスであり、センサ検出信号Srxはセンサ駆動信号Stxに対応した電圧の矩形パルスである。
表示装置DSPにユーザの指などの導体である被検出物Oが近づくと、被検出物Oに近接する検出電極RXと被検出物Oとの間に容量Cxが生じる。駆動電極TXにセンサ駆動信号Stxが供給されたとき、被検出物Oに近接する検出電極RXから出力されるセンサ検出信号Srxの波形は、容量Cxの影響を受けて変化する。すなわち、各検出電極RXから得られるセンサ検出信号Srxに基づけば、ICチップI2の検出回路RCは、表示装置DSPに接触或いは近接する被検出物Oを検出することができる。また、各駆動電極TXにセンサ駆動信号Stxを時分割で順次供給した際に各時相にて各検出電極RXから得られるセンサ検出信号Srxに基づけば、タッチ検出IC4は、被検出物Oの第1方向X及び第2方向Yにおける位置を検出することができる。以上説明した方式は、相互容量方式、又は、ミューチャル検出方式などと呼ばれる。
以上説明したように、本実施形態に係る表示装置DSPは、駆動電極TXを画像表示及びタッチ検出の双方に利用する。
図7は、接続端子群TG1乃至TG5の構造例を示す平面図である。
第1接続端子群TG1の第1方向Xの幅はW1Gであり、第2接続端子群TG2の第1方向Xの幅はW2Gであり、第3接続端子群TG3の第1方向Xの幅はW3Gであり、第4接続端子群TG4の第1方向Xの幅はW4Gであり、第5接続端子群TG5の第1方向Xの幅はW5Gである。図示した例では、幅W3Gは、幅W1Gと等しく、幅W2Gと等しい。また、幅W4Gは、幅W5Gと等しく、幅W3Gと異なる。幅W4G及びW5Gは、例えば、幅W3Gよりも大きい。
第1接続端子群TG1は複数の接続端子T1を備え、第2接続端子群TG2は複数の接続端子T2を備え、第3接続端子群TG3は複数の接続端子T3を備え、第4接続端子群TG4は複数の接続端子T4を備え、第5接続端子群TG5は複数の接続端子T5を備えている。複数の接続端子T1乃至T5は、第1方向Xに沿って同一直線上に並んでいる。図示した例では、接続端子T3の大きさ及びピッチは、接続端子T1の大きさ及びピッチと等しく、接続端子T2の大きさ及びピッチと等しい。また、接続端子T4の大きさ及びピッチは、接続端子T5の大きさ及びピッチと等しく、接続端子T3の大きさ及びピッチよりも小さい。なお、ここでいう接続端子T1乃至T5の大きさとは、平面視における面積を意味するものであるが、第1方向Xの幅と解釈しても良い。また、ここでいう接続端子T1乃至T5のピッチとは、第1方向Xにおける配置間隔を意味するものであり、例えば、接続端子T1のピッチとは、ある接続端子T1の図中における左側の辺から、隣り合う接続端子T1の図中における左側の辺までの距離に相当する。
本構成例によれば、接続端子T1乃至T3の大きさ及びピッチが等しいため、第1乃至第3接続端子群TG1乃至TG3に接続される検査用配線基板は、同一の規格のものを利用することができる。
図8は、接続端子T3と接続端子T4との大小関係を説明するための図である。
接続端子T3の第1方向Xの幅はW3であり、隣り合う接続端子T3同士の第1方向Xの間隔(隣り合う接続端子T3の間の領域の第1方向Xの長さ)はD3である。接続端子T4の第1方向Xの幅はW4であり、隣り合う接続端子T4同士の第1方向Xの間隔(隣り合う接続端子T4の間の領域の第1方向Xの長さ)はD4である。
図示した例では、間隔D4は、間隔D3と等しい(D4=D3)。また、1つの接続端子T3の大きさは、4つの接続端子T4に相当する大きさである。このとき、接続端子T3及びT4の幅の大小関係は、以下の数式で表すことができる。
W3=4×W4+3×D4
但し、接続端子T3及びT4の大小関係は、上記の数式に限定されるものではなく、以下の数式に一般化することができる。なお、nは正の整数である。
W3=n×W4+(n−1)×D4
本構成例によれば、配線基板SUB3側の接続端子T3乃至T5に対応する接続部を等ピッチで配置することが可能である。従って、配線基板SUB3の作成が容易となり、表示装置DSPの製造コストを抑制することができる。
図9は、供給配線31、32、及び33の配置例を示す図である。
供給配線31及び32は、図2に図示して説明した通りである。供給配線33は、第1基板SUB1に形成された電源供給のための配線であり、例えば、複数の定電圧を供給する複数の配線である。図示した例では、供給配線33は、走査線駆動回路GD1及びGD2に電源を供給する。また、供給配線33は、第2スイッチ群SG2に電気的に接続され、後述するスキャナSCに電源を供給しても良い。供給配線33は、第3接続端子群TG3とノードとを繋ぐ部分配線33aと、部分配線33aのノードから端辺E2及びE3の位置する方向へ延在する部分配線33bと、を備えている。部分配線33bは、走査線駆動回路GD1及びGD2に接続され、分岐して第1接続端子群TG1及び第2接続端子群TG2にも接続されている。つまり、供給配線33は、第1乃至第3接続端子群TG1乃至TG3に接続されている。部分配線33bは、例えば、第1スイッチ群SG1と第2スイッチ群SG2との間を第1方向Xに延在している。部分配線33bは、第1又は第2スイッチ群SG1又はSG2を貫通しても良く、第1スイッチ群SG1又は第2スイッチ群SG2と絶縁膜を介して重畳していても良い。
本構成例によれは、走査線駆動回路GD1及びGD2は、1つの同じ接続端子から電源を取得する。さらに、本構成例では、第3接続端子群TG3から走査線駆動回路GD1までの供給配線33の長さは、第3接続端子群TG3から走査線駆動回路GD2までの供給配線33の長さと略等しい。つまり、走査線駆動回路GD1と走査線駆動回路GD2との間での、電源電位の誤差や電源の入力タイミングの誤差を抑制することができる。また、走査線駆動回路GD1及びGDへの電源供給に用いられる接続端子の数を低減することができる。
図10は、供給配線41、42、及び43の配置例を示す図である。
供給配線41、42、及び43は、第1基板SUB1に形成されている。ビデオ線VLは、第4接続端子群TG4及び第5接続端子群TG5から第2スイッチ群SG2へと映像信号を供給する。また、第2スイッチ群SG2は、映像信号を信号線Sへ分配する。供給配線41は、第3接続端子群TG3から第2スイッチ群SG2へ、映像信号の分配用の制御信号を供給する。供給配線42は、第3接続端子群TG3から第2スイッチ群SG2へ、テスト信号用の制御信号を供給する。供給配線43は、第1接続端子群TG1から第2スイッチ群SG2へ、又は第2接続端子群TG2から第2スイッチ群SG2へ、テスト信号を供給する。
図11は、第2スイッチ群SG2の構成例を示す図である。
第2スイッチ群SG2は、複数のスイッチSW1と、複数のスイッチSW2と、を備えている。図示した例において、スイッチSW1及びSW2は、交互に配置されており、第1方向X(端辺E1)に沿って同一直線上に並んでいる。スイッチSW1は、1本のビデオ線VLから供給される映像信号を複数の信号線Sへ分配するRGBスイッチである。スイッチSW2は、供給配線43から信号線Sへのテスト信号の供給を制御するテストスイッチである。
スイッチSW1は、赤色の副画素SPXRに映像信号を供給するRスイッチSWRと、緑色の副画素SPXGに映像信号を供給するGスイッチSWGと、青色の副画素SPXBに映像信号を供給するBスイッチSWBと、を備えている。RスイッチSWR、GスイッチSWG、及びBスイッチSWBは、例えば、第1方向Xに並んでいる。RスイッチSWR、GスイッチSWG、及びBスイッチSWBには、ビデオ線VLが電気的に接続されている。また、RスイッチSWR、GスイッチSWG、及びBスイッチSWBには、それぞれ、供給配線41のうち、供給配線41R、41G、及び41Bが電気的に接続されている。供給配線41R、41G、及び41Bは、それぞれ、RスイッチSWR、GスイッチSWG、及びBスイッチSWBのオンオフを制御する制御信号を供給する。スイッチSW2は、供給配線43からテスト信号を供給され、供給配線42から供給される制御信号によってオンオフが制御される。
図示した例では、スイッチSW1の第2方向Yの大きさは、スイッチSW2の第2方向Yの大きさと略等しい。また、RスイッチSWR、GスイッチSWG、及びBスイッチSWBのそれぞれの大きさは、スイッチSW2の大きさと略等しい。このため、第2スイッチ群SG2は、供給配線41、42、及び43の配置に支障をきたすことなく、スイッチSW1及びSW2を第1方向Xに並べて配置することができる。つまり、表示装置DSPは、端辺E1側の非表示領域NDAを狭額縁化することができる。
図12は、供給配線51、53、55、57、及びスキャナSCの配置例を示す図である。
供給配線51、53、55、57、及びスキャナSCは、第1基板SUB1に配置されている。供給配線51は、クロック信号を第3接続端子群TG3からスキャナSCに供給する。供給配線53は、画像の表示に利用される共通電圧VCOMを第3接続端子群TG3から第1スイッチ群SG1に供給する。供給配線55は、被検出物の接触あるいは接近の検出に利用される駆動電圧を第3接続端子群TG3から第1スイッチ群SG1に供給する。供給配線55は、第1駆動電圧VTPLを供給する低電圧線55aと、第1駆動電圧VTPLよりも高い第2駆動電圧VTPHを供給する高電圧線55bと、を備えている。供給配線57aは、スタート信号(start)を第4接続端子群TG4からスキャナSCに供給する。供給配線57aは、分岐して第1接続端子群TG1にも接続されている。供給配線57aから供給されたスタート信号は、シフトレジスタSR1〜SRnを順番に転送されて、アウト信号(out)として供給配線57bによって出力される。供給配線57bは、分岐して第2接続端子群TG2に接続されている。
スキャナSCは、第1スイッチ群SG1を制御する。スキャナSCと第1スイッチ群SG1とは、制御線CLによって接続されている。スキャナSCは、複数のシフトレジスタSR(SR1、SR2、…、SRn)によって構成されており、シフトレジスタSRは、第2スイッチ群SG2の中に分散して配置されている。つまり、図11で図示したスイッチSW1及びSW2と、スキャナSCとは、第1方向X(端辺E1)に沿って並んでいる。このため、スイッチSW1及びSW2とスキャナSCとを第2方向Yに並べた構成例と比較して、端辺E1側の非表示領域NDAを狭額縁化することができる。
図13は、スキャナSCの動作を説明するための図である。
ここでは、第1駆動電圧VTPLと第2駆動電圧VTPHとがそれぞれ異なる供給配線(低電圧線55a及び高電圧線55b)によって供給される構成例を図示しているが、第1駆動電圧VTPLと第2駆動電圧VTPHとが1本の交流電源用の供給配線で順番にスキャナSCに供給される構成であっても良い。
第1スイッチ群SG1は、複数のスイッチSW3を備えている。スイッチSW3は、駆動電極TX(共通電極CE)の接続先を切り替える。スイッチSW3は、駆動電極TXと供給配線53とを接続又は遮断(オンオフ)する共通電圧スイッチSWCと、駆動電極TXと低電圧線55aとをオンオフする低電圧スイッチSWLと、駆動電極TXと高電圧線55bとをオンオフする高電圧スイッチSWHと、を備えている。共通電圧スイッチSWC、低電圧スイッチSWL、及び高電圧スイッチSWHは、いずれもスキャナSCからの信号によりオンオフされる。
表示期間においては、各スイッチSW3の共通電圧スイッチSWCがオンされ、各スイッチSW3の低電圧スイッチSWL及び高電圧スイッチSWHがオフされる。各共通電圧スイッチSWCがオンされることにより、駆動電極TX1〜TXnには、共通電圧VCOMが供給される。タッチ検出期間においては、例えば、駆動電極TX1〜TXnに駆動信号が順次供給される。駆動信号の供給対象(以下、駆動対象という)の駆動電極TXと残りの駆動電極TXとでスイッチSW3の接続態様が異なる。ここでは、タッチ検出期間において駆動電極TX2が駆動対象である場合を想定して説明する。
スキャナSCは、駆動電極TX1〜TXnの各々に対して1つずつ設けられたシフトレジスタSR(SR1〜SRn)を備えている。シフトレジスタSRは、ICチップI2(検出回路RC)から供給されるスタート信号(start)、クロック信号(clock)、及びイネーブル信号(enable)に基づいて動作する。
シフトレジスタSRは、第1制御線CL1を介して共通電圧スイッチSWCと接続され、第2制御線CL2を介して低電圧スイッチSWLと接続され、第3制御線CL3を介し
て高電圧スイッチSWHと接続されている。
シフトレジスタSRは、共通電圧スイッチSWCをオンオフするための制御信号OUT
1を第1制御線CL1に出力し、低電圧スイッチSWLをオンオフするための制御信号O
UT2を第2制御線CL2に出力し、高電圧スイッチSWHをオンオフするための制御信
号OUT3を第3制御線CL3に出力する。
駆動対象である駆動電極TX2の共通電圧スイッチSWCはオフされ、残りの駆動電極TXの共通電圧スイッチSWCはいずれもオンされている。駆動対象である駆動電極TX2の接続先は、低電圧線55a及び高電圧線55bでスウィングされる。すなわち、駆動電極TX2の低電圧スイッチSWL及び高電圧スイッチSWHが交互にオンオフされ、これにより第1駆動電圧VTPLと第2駆動電圧VTPHとの間でトグルするセンサ駆動信号Stxが生成されて、このセンサ駆動信号Stxが駆動電極TX2に供給される。このセンサ駆動信号Stxに対して検出電極RX1〜RXmから得られる検出信号(前述のセンサ検出信号Srx)に基づき、検出回路RCが表示領域DAに接触或いは近接する被検出物の位置を検出する。なお、駆動対象の駆動電極TXに対応する低電圧スイッチSWL及び高電圧スイッチSWHを交互にオンオフするために、この駆動電極TXに対応するシフトレジスタSRの制御信号OUT2,OUT3は互いに逆位相となる。
駆動対象の駆動電極TXは、駆動電極TX1から駆動電極TXnに向けて順番に選定されても良いし、他の順に選定されても良い。また、複数の駆動電極TXが同時に駆動対象として選定されても良い。さらに、1回のタッチ検出期間において駆動電極TX1〜TXnが1通り駆動対象として選定されるようにしても良いし、2回以上のタッチ検出期間に分散して駆動電極TX1〜TXnが駆動対象として選定されるようにしても良い。
図14は、第1乃至第5接続端子群から引き出された配線の構成例を示す断面図である。
第1乃至第5接続端子群TG1乃至TG5から引き出された配線は、信号線層SL、走査線層GL、及び金属層MLのいずれかによって形成される多層配線である。信号線層SLは、前述の信号線Sと同層に配置されており、信号線Sと同一の工程で一括形成されている。走査線層GLは、前述の走査線Gと同層に配置されており、走査線Gと同一の工程で一括形成されている。金属層MLは、前述の金属層Mと同層に配置されており、金属層Mと同一の工程で一括形成されている。なお、本構成例は、信号線層SL、走査線層GL、及び金属層MLの全てを利用した3層配線でも良く、信号線層SL、走査線層GL、及び金属層MLのうち2つを利用した2層配線でも良い。例えば、信号線層SLが第1配線層に相当し、金属層MLが第2配線層に相当する。
信号線層SL、走査線層GL、及び金属層MLは、例えば、信号線層SLを覆う絶縁膜12等の層間絶縁膜によって、互いに絶縁されている。第1配線層及び第2配線層は、互いに交差する際、この層間絶縁膜を介して互いに対向する。このため、本構成例によれば、第1乃至第5接続端子群TG1乃至TG5から引き出された配線を、ショートさせることなく交差させることができる。
金属層MLは、絶縁膜13を介して透明導電層TC2と対向している。透明導電層TC2は、前述の画素電極PEと同層に配置されており、画素電極PEと同一の工程で一括形成されている。透明導電層TC2は、図示した例では、金属層MLに沿って配置された複数の細線部を有する。この複数の細線部は、金属層MLの配線間の隙間に対向する位置で互いに離間している。
本構成例によれば、透明導電層TC2は、金属層MLへの水分の侵入を阻害することができる。このため、本構成例によれば、金属層MLが水分に弱い材料で形成されていたとしても、金属層MLの腐食を抑制することができる。また、透明導電層TC2が細線部によって構成されているため、本構成例によれば、透明導電層TC2と、信号線層SLや走査線層GL等との不所望な容量の形成を抑制することができる。
図15は、第1乃至第5接続端子群から引き出された配線の他の構成例を示す断面図である。
図示した例においては、透明導電層TC2が、複数の金属層MLと対向する平板状に形成されている。本構成例によれば、図14に示した構成例よりも、さらに効果的に金属層MLへの水分浸入を阻害することができる。
図16は、接続端子4及びゲージGGの配置例を示す図である。
隣り合う接続端子T4の間に、ゲージGGが配置されている。ゲージGGは、第2方向Yに間隔を空けて並んだ複数のセグメントGGaによって構成され、端辺E1まで延在している。セグメントGGaの第2方向Yの長さはLGaであり、セグメントGGa間の長さはLGbである。長さLGaは、一例では、長さLGbと等しい。ゲージGGは、例えば全ての接続端子T1乃至T5の間に形成されているが、これに限定されず、ゲージGG間にゲージGGを介さずに隣り合う接続端子が配置されていても良い。本構成例によれば、各所のゲージGGにおいてセグメントGGaの数を測定することで、端辺E1の欠損状況を診断することができる。従って、長さLGa及びLGbは、欠損状況の診断に資するものであれば限定はされず、例えば、それぞれ10μmである。
次に、図16に図示した接続端子T4及びゲージGGの断面構造を、図17及び図18を参照しながら説明する。なお、図17及び図18に示した断面は、第1方向Xに沿った切断面である。また、接続端子T1乃至T3、及びT5は、接続端子T4と同様の断面構造を有しているため、説明を省略する。
図17は、接続端子T4の構成例を示す断面図である。
接続端子T4は、走査線層GL、信号線層SL、透明導電層TC1、及び透明導電層TC2がこの順に積層している。透明導電層TC1は、前述の駆動電極TX(共通電極CE)と同層に形成され、駆動電極TXと同一の工程で一括形成されている。
走査線層GLは、絶縁膜11cから離間している。信号線層SLは、走査線層GLを覆い、絶縁膜11bと接触し、絶縁膜11cの走査線層GLと対向する端部を覆っている。透明導電層TC1は、信号線層SLを覆い、信号線層SLの両端側において絶縁膜11cの上に配置されている。絶縁膜13は、第3方向Zで走査線層GLと対向する領域を除いて、透明導電層TC1の上に配置されている。透明導電層TC2は、透明導電層TC1及び絶縁膜13の上に形成され、第3方向Zで走査線層GLと対向する領域において透明導電層TC1と接触している。透明導電層TC1及びTC2の第1方向Xで信号線層SLから離間する側の端部は、第3方向Zで対向している。
図18は、ゲージGGの構成例を示す断面図である。
ゲージGGは、半導体層SCLによって形成されている。この半導体層SCLは、画素スイッチPSWの半導体層SCLと同層に形成され、同一工程で一括形成されている。つまり、ゲージGGの半導体層SCLは、絶縁膜11aの上に配置され、絶縁膜11bによって覆われている。
次に、接続用孔Vの構成例について、接続用孔V1を含む領域の拡大断面図である図19を参照して説明する。
図19は、図1のA−B線に沿った表示パネルPNLの断面図である。
第1基板SUB1は、第1絶縁基板10と、第1絶縁基板10の第2基板SUB2と対向する側に位置する第1導電層L1(パッドP1)と、第1導電層L1と同層に位置し同材料で形成されている検出配線Wと、を備えている。第2基板SUB2は、第2絶縁基板20の第1基板SUB1と対向する側の主面20Aとは反対側の主面20Bに、第2導電層L2を備えている。接続用孔V1が形成される領域においては、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間にシール材SEが配置されている。遮光層BMは、接続用孔V1から離間し、接続用孔V1と遮光層BMとの間にはオーバーコート層OCが配置されている。
接続用孔V1は、貫通孔VA、VB、VE、VD、VG、及び凹部CCによって構成されている。貫通孔VA、VB、VE、VD、及びVGは、それぞれ第3方向Zの矢印が位置する側の直径が大きく、第3方向Zの反対側の直径が小さい。貫通孔(第1貫通孔)VAは、第1導電層L1及び第2絶縁基板20を第3方向Zに貫通している。貫通孔VB及び貫通孔VE(それぞれ第3貫通孔)は、第1導電層L1と第2絶縁基板20との間に位置する有機絶縁膜に形成されており、それぞれオーバーコート層OC及びシール材SEを第3方向Zに貫通している。貫通孔VBは貫通孔VAに繋がり、貫通孔VEは貫通孔VDに繋がっている。貫通孔VD(第2貫通孔)は、第1導電層L1の貫通孔VAと対向する位置に形成され、第1導電層L1を貫通している。貫通孔VGは、貫通孔VDと繋がり、絶縁膜11aを貫通している。凹部CCは、貫通孔VGと繋がり、貫通孔VDと第3方向Zで対向し、第1絶縁基板10に形成されている。
接続用孔V1によって形成された第2導電層L2、第2絶縁基板20、オーバーコート層OC、シール材SE、第1導電層L1、絶縁膜11a、及び第1絶縁基板10の内面には、第1導電層L1と第2導電層L2とを電気的に接続する接続部材Cが接触している。接続部材Cは、第1導電層L1の主面20Bと対向する側とは反対側の上面LT2にも接触している。また、接続部材Cは、貫通孔VEによって露出した第1導電層L1の第2基板SUB2と対向する側の上面LT1にも接触している。
また、接続部材Cに囲まれた接続用孔V1の内部は、充填部材FIによって充填されている。充填部材FIは、第2導電層L2の上にも配置されている。充填部材FIは、接続部材Cを保護するものであれば特に限定されず、有機絶縁材料によって形成されても、導電性粒子を含有する樹脂材料などの導電材料によって形成されても良い。
以上説明したように、本実施形態によれば、狭額縁化が可能な表示装置を提供することができる。以下で、本実施形態によって狭額縁化が可能な表示パネルPNLの構造について概略を更に説明する。本構成例は、特に端子領域NAの狭額縁化を可能としているものである。
図20は、非表示領域NDA及び端子領域NAの構成例を示す平面図である。
表示パネルPNLは、第1基板SUB1と第2基板SUB2とが貼り合わせられ、第1基板SUB1は、額縁状の周辺領域(非表示領域NDA)の左右辺に走査線駆動回路GD1及びGD2を備え、下辺に信号線駆動回路SDを備える。また、第1基板SUB1は、第2基板SUB2の下辺端部から延出して露出した延在部(端子領域NA)を有し、延在部は配線基板SUB3に接続される複数の接続端子T、及び複数の接続端子Tから各回路や他の配線に接続される接続配線を備える。端子領域NAは、第2基板SUB2の下辺端から、第1基板SUB1の下辺端までの領域に相当する。第2基板SUB2は、周辺領域に遮光層BMを備え、第2基板SUB2下辺の遮光層BMは信号線駆動回路SDに重畳し、第2基板SUB2から延出する第1基板SUB1の端子領域NAの接続端子T(第1乃至第5接続端子群TG1乃至TG5)には重畳しない。また、第2基板SUB2の遮光層BMの左右辺はそれぞれ走査線駆動回路GD1及びGD2に重畳する。本構造においては、第2基板SUB2の周辺領域に形成される遮光層BMは、上下左右辺で共通の幅であり、一例では500μmから1000μmの範囲である。ただし、500μmから1000μmの範囲内であれば第2基板SUB2の周辺領域に形成される上下左右辺の遮光層BMの幅は、それぞれ若しくは少なくとも1辺は異なっていても良い。端子領域NAは、対向基板の遮光層BMと重畳しない。この端子領域NAの幅WT1は、本実施形態の効果によって小さくすることが可能であり、本構造においては600μmであり、一例では200μmから2000μm程度の長さである。また、接続端子Tは、例えば、図25で後述する様に第2方向Yに沿った長軸と第1方向Xに沿った短軸とを有する矩形状であり、接続端子Tの長軸方向の長さ(長軸幅WT2)は、一例では200μmから300μmであり、端子領域NAの第2方向Yに沿った幅WT1が、接続端子Tの長軸幅WT2の1倍から3倍程度の長さであることが狭額縁としては好ましい(WT2<WT1≦3×WT2)。
次に、接続端子Tから引き出される引出配線LWの構成例について説明する。
図21は、引出配線LWの一構成例を示す断面図である。図22は、引出配線LWの他の構成例を示す断面図である。
図21及び22に示す様に、複数の接続端子Tは、第1接続端子TT1と第2接続端子TT2との2つの種類の接続端子を有する。第1接続端子TT1は、本構造においては図21に示すように走査線Gと同材料で形成された第1配線層(走査線層GL)と、信号線Sと同材料で形成された第2配線層(信号線層SL)と、少なくとも1層以上の透明電極(透明導電層TC1及びTC2)が積層された構造であり、第1配線層は引出配線LWとして表示領域DA側に引き出されている。第2接続端子TT2は本構造においては図22に示すように走査線Gと同材料で形成された第1配線層(走査線層GL)と、信号線Sと同材料で形成された第2配線層(信号線層SL)と、少なくとも1層以上の透明電極(透明導電層TC1及びTC2)が積層された構造であり、第2配線層は引出配線LWとして表示領域DA側に引き出されている。第1接続端子TT1及び第2接続端子TT2に形成される少なくとも1層以上の透明電極は2層であることを本図では開示しており、1層目の透明導電層TC1は表示領域DA内の例えば共通電極CEと同材料で形成されるものとし、2層目の透明導電層TC2は表示領域DA内の例えば画素電極PEと同材料で形成される。
次に、第1接続端子TT1及び第2接続端子TT2から引き出された引出配線LWの中継構造について、図23及び24を参照し説明する。
図23は、図21に示した引出配線LWの接続の一例を示す断面図である。図24は、図22に示した引出配線LWの接続の一例を示す断面図である。
図23及び24に示す様に、端子領域NAに、表示領域DA内同様に絶縁膜12(有機絶縁膜)が接続端子T近傍まで形成されており、絶縁膜12上には引出配線LWを中継する接続配線として利用される金属層MLによって形成される第3配線を有する。第3配線は、図23に示すように第1接続端子TT1近傍の絶縁膜12及び絶縁膜11cに形成されたコンタクトホールCH1を介して第1配線層(走査線層GL)に接続される構造、若しくは、図24に示すように第2接続端子TT2近傍の絶縁膜12に形成されたコンタクトホールCH1を介して第2配線層(信号線層SL)に接続される構造、の何れか一方もしくは両方を採用することが考えられる。端子領域NAの第2方向Yにおける幅(額縁幅)が短くなるにつれ、多数の配線を第1配線(走査線層GL)もしくは第2配線(信号線層SL)のみで形成することが配線形成面積上の制約によって困難となる。表示装置DSPは、第3配線(金属層ML)及び有機絶縁膜(絶縁膜12)を用いることで、第3配線を引出配線LWの中継配線として利用することができ、この配線形成面積上の制約を3つの配線により回避することが可能となる。
次に、第1乃至第3配線の交差部分における構造を、図25及び図26を参照しながら説明する。
図25は、交差する複数の引出配線LWを示した平面図である。図26は、図25に示したA−B線にそった断面図である。
表示装置DSPは、端子領域NAにおいて、図25に示す様に3つの配線のうち少なくとも2つが重畳する部分を少なくとも1か所以上有する。また、第3配線(金属層ML)を接続端子T(第1接続端子TT1又は第2接続端子TT2)に接続させるために、端子領域NAは、絶縁膜12若しくは絶縁膜11cに形成されるコンタクトホールCH1及びCH2を少なくとも一つ以上有する。このコンタクトホールCH1及びCH2は、第1配線(走査線層GL)と第3配線(金属層ML)とを接続したい箇所、もしくは第2配線(信号線層SL)と第3配線(金属層ML)とを接続したい箇所に形成すればよく、特に形成位置について限定されるものではない。
本構成例では、3種類の引出配線LWを図示している。1つは、第1接続端子TT1から引き出された第1配線(走査線層GL)で構成されるものである。1つは、第2接続端子TT2から引き出された第2配線(信号線層SL)で構成されるものである。残りの1つは、第2接続端子TT2から引き出された第2配線(信号線層SL)、第2接続端子TT2近傍のコンタクトホールCH1を介して第2配線(信号線層SL)に接続された第3配線(金属層ML)、及び第2基板SUB2端部側でコンタクトホールCH2を介して第3配線(金属層ML)に接続された第2配線(信号線層SL)、で構成されるものである。この様に、第3配線(金属層ML)は、そのまま各駆動回路に接続されても良いが、第1配線(走査線層GL)や第2配線(信号線層SL)をブリッジするために用いるものであっても良い。
一例として、図20において、特に配線が集中しやすく第3配線(金属層ML)を用いたブリッジ構造が集中している箇所を領域AR1及びAR2として図示している。領域AR1及びAR2は、第2配線群LG2の左右端近傍である。
第3配線(金属層ML)によるブリッジ構造の集中する箇所は領域AR1及びAR2に限るものではない。この3層の配線構造を端子領域NAに用いることで、表示パネルPNLの特に狭額縁構造を可能とする。また、図26は図25のA−B線に沿った断面図であり、図14でも示した様に、第3配線(金属層ML)に重畳する透明電極(透明導電層TC2)が設けられている(水分防止対策)。透明電極(透明導電層TC2)は、第3配線(金属層ML)を覆う絶縁膜13上に形成され、第3配線(金属層ML)と同じ形状で形成されており電気的にフローティングである。この透明導電層TC2は、例えば、表示領域DAに形成される画素電極PEであり、配向膜で覆われていても良いし、配向膜に覆われていなくとも良い。
第3配線(金属層ML)及び第2配線(信号線層SL)は、アルミニウムを有する金属材料から成り、第1配線(走査線層GL)は、モリブデンやタングステンを有する金属材料から成る。そのため第3配線や第2配線は、第1配線に比べ低抵抗であり、例えば電源供給配線等の低抵抗の配線材料でなくとも十分に適用可能な配線には第1配線が利用され、抵抗値を意識しなくてはならない配線には第2配線や第3配線を主として利用するのが好ましい。
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
DSP…表示装置 PNL…表示パネル SUB1…第1基板 SUB2…第2基板
SUB3,SUB4…配線基板 RX…検出電極 TX…駆動電極
L1,L2…導電層 V…接続用孔 W…検出配線 P…パッド
TG1,TG2,TG3,TG4,TG5…接続端子群
T1,T2,T3,T4,T5…接続端子

Claims (27)

  1. 画像を表示する第1領域及び前記第1領域の周囲に位置する第2領域を有する第1基板と、
    前記第1基板の第1端辺及び前記第2領域と重畳する配線基板と、を備え、
    前記第1基板は、第3接続端子群と、
    前記第3接続端子群の一方側に位置し、前記第3接続端子群の接続端子よりも小さい接続端子で構成された第4接続端子群と、
    前記第3接続端子群の他方側に位置し、前記第3接続端子群の接続端子よりも小さい接続端子で構成された第5接続端子群と、を備えている、表示装置。
  2. 前記第2領域において前記第1端辺の一端に近接して配置された第1接続端子群と、
    前記第2領域において前記第1端辺の他端に近接して配置された第2接続端子群と、を備え、
    前記第3接続端子群は前記第1接続端子群と前記第3接続端子群との間に配置され、
    前記第4接続端子群は前記第2接続端子群と前記第3接続端子群との間に配置され、
    前記配線基板は、前記第1接続端子群と前記第2接続端子群との間に位置し、前記第3、第4、及び第5接続端子群と電気的に接続されている、請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記第1乃至第5接続端子群は、第1方向に並び、
    前記第3接続端子群の接続端子の前記第1方向の幅をW3とし、前記第4接続端子群の接続端子の前記第1方向の幅をW4とし、前記第4接続端子群の中の隣り合う接続端子の前記第1方向の間隔をD4とし、nを任意の正の整数とした時に、
    W3=n×W4+(n−1)×D4
    の関係式を満たす、請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記第3接続端子群の接続端子の大きさ及びピッチは、前記第1接続端子群の接続端子の大きさ及びピッチと同等であり、前記第2接続端子群の接続端子の大きさ及びピッチと同等である、請求項2又は3に記載の表示装置。
  5. 前記第1基板は、さらに、前記第1端辺と交差する方向に前記第1端辺の一端から延出する第2端辺と、
    前記第1端辺の他端から延出し前記第2端辺と対向する第3端辺と、
    前記第2領域において前記第2端辺に沿って配置され、前記第1領域への走査信号の供給を制御する第1走査線駆動回路と、
    前記第2領域において前記第3端辺に沿って配置され、前記第1領域への走査信号の供給を制御する第2走査線駆動回路と、
    前記第1及び第2走査線駆動回路へ電源を供給する第1供給配線と、を備え、
    前記第1供給配線は、前記第1、第2、及び第3接続端子群に接続されている、請求項2乃至4のいずれか1項に記載の表示装置。
  6. 前記第1基板は、さらに、前記第1領域に形成された複数の画素電極と、
    前記複数の画素電極に映像信号を供給する複数の信号線と、
    前記第2領域に形成され、前記映像信号を前記複数の信号線へ分配する複数の第1スイッチと、
    前記第3接続端子群から前記複数の第1スイッチへ制御信号を供給する第2供給配線と、を備えている、請求項2乃至5のいずれか1項に記載の表示装置。
  7. 前記第1基板は、さらに、前記複数の信号線へのテスト信号の供給を制御する複数の第2スイッチを備え、
    前記複数の第1スイッチ及び前記複数の第2スイッチは、前記第1端辺に沿って並んでいる、請求項6に記載の表示装置。
  8. 前記第1スイッチの前記第1及び第2スイッチの並び方向と直交する方向の大きさは、前記第2スイッチの前記第1及び第2スイッチの並び方向と直交する方向の大きさと同等である、請求項7に記載の表示装置。
  9. 前記第1基板は、さらに、前記第1領域に配置された複数の画素電極と、
    前記複数の画素電極と対向し、前記前記第1端辺と交差する方向に延在する複数の共通電極と、
    前記第1端辺に沿って配置され、前記複数の共通電極の接続先を切り替える複数の第3スイッチと、
    画像の表示に利用される共通電圧を前記第3接続端子群から前記複数の第3スイッチへ供給する第3供給配線と、
    被検出物の接触あるいは接近の検出に利用される駆動電圧を第3接続端子群から前記複数の第3スイッチへ供給する第4供給配線と、を備えている、請求項2乃至8のいずれか1項に記載の表示装置。
  10. 前記第1基板は、さらに、前記複数の第3スイッチを制御するスキャナを備え、
    前記スキャナと前記複数の第1スイッチとは、前記第1端辺に沿って並んでいる、請求項9に記載の表示装置。
  11. 前記第1基板は、さらに、クロック信号を前記第3接続端子群から前記スキャナに供給する第5供給配線と、
    スタート信号を前記第4接続端子群から前記スキャナに供給する第6供給配線と、を備え、
    前記第6供給配線は、分岐して、前記第1接続端子群にも接続されている、請求項10に記載の表示装置。
  12. 第1基板は、さらに、
    前記第1乃至第5接続端子群のいずれか1つから引き出された第1配線層と、
    前記第1配線層を覆う第1絶縁膜と、
    前記第1乃至第5接続端子群のいずれか1つから引き出され、前記第1絶縁膜を介して前記第1配線層と対向する第2配線層と、
    前記第2配線層を覆う第2絶縁膜と、
    前記第2絶縁膜を介して前記第2配線層と対向する透明導電層と、を備えている、請求項2乃至10のいずれか1項に記載の表示装置。
  13. 前記透明導電層は、前記第2配線層の複数の配線に沿って配置された複数の細線部を有し、
    前記複数の細線部は、前記第2配線層の複数の配線間の隙間に対向する位置で互いに離間している、請求項12に記載の表示装置。
  14. さらに、前記第1基板の前記第1乃至第5接続端子群が位置する側の面に対向する第2基板を備え、
    前記第1基板は、さらに、第1絶縁基板と、
    前記第1絶縁基板の前記第2基板と対向する側に位置する第1導電層と、
    前記第1導電層と前記第4接続端子群とを電気的に接続する複数の検出配線と、を備え、
    前記第2基板は、第1貫通孔を有する第2絶縁基板と、
    前記第1貫通孔を通る接続部材によって前記第1導電層と電気的に接続された第2導電層と、を備えている、請求項2乃至13のいずれか1項に記載の表示装置。
  15. 前記第2導電層は、被検出物の接触あるいは接近を検出する検出部と、
    前記検出部に繋がった端子部と、を備え、
    前記端子部は、前記第2領域に対向する位置に配置され、
    前記第1貫通孔は、前記端子部に形成されている、請求項14に記載の表示装置。
  16. 前記第1基板は、前記第1領域に配置された複数の画素電極と、
    前記複数の画素電極と対向し、センサ駆動信号が入力される共通電極と、備え、
    前記第2導電層は、前記共通電極と交差し、センサ検出信号を出力する、請求項15に記載の表示装置。
  17. さらに、第1配線基板に接続された第2配線基板と、
    前記第2配線基板に実装され、前記検出配線及び前記第1配線基板によって伝達された前記センサ検出信号を読み取る検出回路と、を備え、
    前記第1基板は、さらに、前記第1端辺と交差する方向に前記第1端辺の一端から延出する第2端辺と、
    前記第2領域において前記第2端辺に沿って配置され、前記第1領域への走査信号の供給を制御する走査線駆動回路と、
    前記走査線駆動回路へ制御信号を供給する第7供給配線と、を備え、
    前記検出配線は、前記第2端辺に前記第7供給配線よりも近接して配置されている、請求項16に記載の表示装置。
  18. 前記第1導電層は、前記第1貫通孔と対向する第2貫通孔を有する、請求項14乃至17のいずれか1項に記載の表示装置。
  19. さらに、前記第1導電層と前記第2絶縁基板との間に位置する有機絶縁膜を備え、
    前記有機絶縁膜は、前記第1及び第2貫通孔に繋がった第3貫通孔を有する、請求項18に記載の表示装置。
  20. 前記第1絶縁基板は、前記第2貫通孔と対向する凹部を有する、請求項18又は19に記載の表示装置。
  21. 前記接続部材は、前記第1導電層の上面及び前記第2貫通孔における前記第1導電層の内面に接触し、前記凹部に接触している、請求項20に記載の表示装置。
  22. 画像を表示する第1領域及び前記第1領域の周囲に位置する第2領域を有する第1基板と、
    前記第1基板に対向する第2基板と、
    前記第1基板の第1端辺及び前記第2領域と重畳する配線基板と、を備え、
    前記第1基板は、前記第2領域において前記第1端辺の一端に近接して配置された複数の接続端子と、を備える表示装置であって、
    前記第1基板の第2領域は前記第2基板と重畳する第1部分と、前記第2基板の端部から延在する第2部分とを有し、
    前記複数の接続端子は前記第2部分に形成され、
    前記第2部分は、第1配線と、前記第1配線を覆う第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜上の第2配線と、前記第2配線を覆う第2絶縁膜と、前記第2絶縁膜上の第3配線と、を備え、
    前記第3配線は前記第2絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して複数の接続端子のうち少なくとも一つに接続されることを特徴する、表示装置。
  23. 請求項22の表示装置において、前記第2部分はさらに前記複数の接続端子に接続される第1配線層から成る第1配線と第2配線層から成る第2配線を備える表示装置。
  24. 請求項23の表示装置において、前記第2部分は前記第3配線と前記第2配線と前記第1配線とが重畳する領域を少なくとも一つ以上有することを特徴する表示装置。
  25. 請求項24の表示装置において、前記複数の接続端子は第1接続端子と、第2接続端子と、を有し、
    前記第1接続端子は前記第1配線層と前記第2配線層が積層され第1配線層が表示領域側に第1配線として引き出され、
    前記第2接続端子は前記第1配線層と前記第2配線層が積層され前記第2配線層が表示領域側に第2配線として引き出されることを特徴する表示装置。
  26. 請求項22の表示装置において、前記複数の接続端子は長軸と短軸を備え、前記第2部分の前記第2基板端部からの延在距離は、前記接続端子の長軸幅の1倍から3倍であることを特徴する表示装置。
  27. 請求項26の表示装置において、前記第2基板は前記周辺領域に遮光層を備え、前記遮光層幅は周辺領域において一定であることを特徴とする表示装置。
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