(57)【要約】  表示品位を低下させることなく、タッチセンシングの精度を向上させ得るタッチパネル付き表示装置及びその製造方法を提供すること。タッチパネル付き表示装置は、アクティブマトリクス基板１を備える。アクティブマトリクス基板１は、複数の画素電極３１と、複数の画素電極３１との間で容量を形成する複数の対向電極２１と、複数のタッチ検出用配線２２と、第１の絶縁層４６１と、第２の絶縁層４６２とを備える。タッチ検出用配線２２は、複数の対向電極２１のいずれかと接続され、接続された対向電極２１にタッチ検出用の駆動信号を供給する。一の画素電極３１と一の対向電極２１との間に第２の絶縁層４６２が配置される。また、一のタッチ検出用配線２２の上に第１の絶縁層４６１が配置され、当該第１の絶縁層４６１の上に第２の絶縁層４６２が配置され、当該第２の絶縁層４６２の上に一の対向電極２１が配置されている。
2017213175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブマトリクス基板を備えるタッチパネル付き表示装置において、
前記アクティブマトリクス基板は、
複数のゲート線と、
前記複数のゲート線と交差する複数のデータ線と、
複数の画素電極と、
前記複数の画素電極との間で容量を形成する複数の対向電極と、
前記複数の対向電極のいずれかと接続され、接続された対向電極にタッチ検出用の駆動信号を供給する複数のタッチ検出用配線と、
第１の絶縁層と、
第２の絶縁層と、を備え、
一の画素電極と一の対向電極との間に前記第２の絶縁層が配置され、一のタッチ検出用配線の上に前記第１の絶縁層が配置され、当該第１の絶縁層の上に前記第２の絶縁層が配置され、当該第２の絶縁層の上に前記一の対向電極が配置されている、タッチパネル付き表示装置。
【請求項２】
前記第１の絶縁層の比誘電率と前記第２の絶縁層の比誘電率が同等であり、前記第１の絶縁層の膜厚は、前記第２の絶縁層の膜厚よりも大きい、請求項１に記載のタッチパネル付き表示装置。
【請求項３】
前記一の画素電極は、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との間に設けられている、請求項１又は２に記載のタッチパネル付き表示装置。
【請求項４】
前記アクティブマトリクス基板は、さらに、
前記複数の画素電極との間で容量を形成する複数の補助用対向電極と、を備え、
前記複数の対向電極は、マトリクス状に配置されており、
一の補助用対向電極は、前記第１の絶縁層を介して前記一の画素電極に対向し、データ線に略平行に配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のタッチパネル付き表示装置。
【請求項５】
前記複数のタッチ検出用配線に前記駆動信号が供給されている間、前記複数の補助用対向電極は電気的にフロート状態である、請求項４に記載のタッチパネル付き表示装置。
【請求項６】
前記複数のゲート線のそれぞれは、走査電圧信号が一定期間ごとに供給され、
互いに隣接するゲート線の前記走査電圧信号が供給される期間の一部は重複している、請求項４又は５に記載のタッチパネル付き表示装置。
【請求項７】
前記アクティブマトリクス基板は、さらに、
ゲート線とデータ線の少なくとも一方と、一の補助用対向電極と前記複数の対向電極の少なくとも一方との間に有機膜を含む絶縁層を備える、
請求項１から６のいずれか一項に記載のタッチパネル付き表示装置。
【請求項８】
一の補助用対向電極は、少なくとも２つの対向電極に対向して設けられる、請求項４から７のいずれか一項に記載のタッチパネル付き表示装置。
【請求項９】
アクティブマトリクス基板を備えるタッチパネル付き表示装置の製造方法であって、
前記アクティブマトリクス基板上にスイッチング素子を形成するステップと、
前記スイッチング素子を覆うように絶縁膜を成膜するステップと、
前記絶縁膜の上に透明導電膜を成膜し、当該透明導電膜の上に金属膜を成膜してタッチ検出用配線を形成するステップと、
前記タッチ検出用配線を覆うように第１の絶縁層を形成するステップと、
前記絶縁膜と前記第１の絶縁層とを貫通する第１コンタクトホールを形成するステップと、
前記第１の絶縁層の上に画素電極を形成するための透明導電膜を成膜し、前記第１コンタクトホールにおいて前記スイッチング素子と接続されるように画素電極を形成するステップと、
前記画素電極を覆うように第２の絶縁層を形成するステップと、
前記タッチ検出用配線の上の一部の領域において、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層を貫通する第２コンタクトホールを形成するステップと、
前記第２の絶縁層の上に共通電極を形成するための透明導電膜を成膜し、前記第２コンタクトホールにおいて前記タッチ検出用配線と接続されるように対向電極を形成するステップと、
を有するタッチパネル付き表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネル付き表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１５−１２２０５７号公報には、ディスプレイ用とタッチスクリーン用の両方の役割を果たすパネルを備えるタッチスクリーンパネル一体型表示装置が開示されている。パネルには、複数の画素が形成され、各画素には、画素電極、及び画素電極に接続されたトランジスタとが設けられる。また、パネルには、画素電極に対向して複数の電極が離間して配置される。複数の電極は、ディスプレイ駆動モードでは画素電極との間に横電界（水平電界）を形成する共通電極として機能し、タッチ駆動モードでは、指等との間に静電容量を形成するタッチ電極として機能する。複数の電極にはそれぞれ、データ線と略平行な少なくとも１つの信号ラインが接続され、タッチ駆動信号又は共通電圧信号が信号ラインを介して供給される。画素電極と信号ラインは同じ層に形成され、１つの絶縁層を介して複数の電極と重なっている。
【発明の開示】
【０００３】
特開２０１５−１２２０５７号公報において、共通電圧信号又はタッチ駆動信号が供給される信号ラインは、共通電極又はタッチ電極として機能する複数の電極のうち、信号ラインと接続される電極だけでなく、他の電極の一部とも１つの絶縁層を介して重なっている。そのため、信号ラインと、他の電極の一部との間に生じる寄生容量によって、タッチ検出精度が低下する。この寄生容量を低減するために、複数の電極と信号ラインとの間の絶縁層の膜厚を厚くすると、画素電極との間の容量が低下するため、表示品位が低下する。
【０００４】
本発明は、表示品位を低下させることなく、タッチセンシングの精度を向上させ得るタッチパネル付き表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明の一実施形態におけるタッチパネル付き表示装置は、アクティブマトリクス基板を備え、前記アクティブマトリクス基板は、複数のゲート線と、前記複数のゲート線と交差する複数のデータ線と、複数の画素電極と、前記複数の画素電極との間で容量を形成する複数の対向電極と、前記複数の対向電極のいずれかと接続され、接続された対向電極にタッチ検出用の駆動信号を供給する複数のタッチ検出用配線と、第１の絶縁層と、第２の絶縁層と、を備え、一の画素電極と一の対向電極との間に前記第２の絶縁層が配置され、一のタッチ検出用配線の上に前記第１の絶縁層が配置され、当該第１の絶縁層の上に前記第２の絶縁層が配置され、当該第２の絶縁層の上に前記一の対向電極が配置されている。
【０００６】
本発明によれば、表示品位を低下させることなく、タッチセンシングの精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１実施形態におけるタッチパネル付き表示装置の断面図である。
【図２】図２は、図１に示すアクティブマトリクス基板に形成されている対向電極の配置の一例を示す模式図である。
【図３】図３は、図１に示すアクティブマトリクス基板の一部の領域を拡大した模式図である。
【図４】図４は、信号線接続領域におけるアクティブマトリクス基板の概略断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図１に示すアクティブマトリクス基板の製造方法を説明する図であって、ＴＦＴと無機絶縁膜と有機絶縁膜とが形成された状態を示す断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａに示すアクティブマトリクス基板の表面にプラズマ処理を行う工程を表す断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図５Ｂに示す有機絶縁膜上に透明電極膜と金属膜とを成膜する工程を表す断面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、図５Ｃに示す状態から導電膜と信号線とを形成する工程を表す断面図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、図５Ｄに示す状態から第１の絶縁膜を成膜する工程を表す断面図である。
【図５Ｆ】図５Ｆは、図５Ｅに示す状態から画素電極とＴＦＴのドレイン電極とを接続するための開口部を形成する工程を表す断面図である。
【図５Ｇ】図５Ｇは、図５Ｆに示す第１の絶縁膜の上に透明電極膜を成膜する工程を表す断面図である。
【図５Ｈ】図５Ｈは、図５Ｇに示す状態からドレイン電極と接続された画素電極を形成する工程を表す断面図である。
【図５Ｉ】図５Ｉは、図５Ｈに示す画素電極及び第１の絶縁膜の上に第２の絶縁膜を成膜する工程を表す断面図である。
【図５Ｊ】図５Ｊは、図５Ｉに示す第１の絶縁膜と第２の絶縁膜に開口部を形成する工程を表す断面図である。
【図５Ｋ】図５Ｋは、図５Ｊに示す第２の絶縁膜の上に透明電極膜を成膜する工程を表す断面図である。
【図５Ｌ】図５Ｌは、図５Ｋに示す状態から対向電極を形成する工程を表す断面図である。
【図６】図６は、アクティブマトリクス基板における対向電極の配置を表す概略平面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、第２実施形態におけるセグメントの境界の画素に生じる輝度差の原因を説明するための図であって、各画素の充電状況の遷移を表す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａに示す画素の充電時における電圧波形を示す図である。
【図８】図８は、第２実施形態におけるアクティブマトリクス基板の画素電極が配置された領域の概略断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、図８に示すアクティブマトリクス基板において、補助用対向電極と導電膜とを形成する工程を表す断面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａに示す信号線の上にマスクを形成する工程を表す断面図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図９Ｂに示す状態から補助用対向電極の表面を露出させ、マスクを除去する工程を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の一実施形態におけるタッチパネル付き表示装置は、アクティブマトリクス基板を備え、前記アクティブマトリクス基板は、複数のゲート線と、前記複数のゲート線と交差する複数のデータ線と、複数の画素電極と、前記複数の画素電極との間で容量を形成する複数の対向電極と、前記複数の対向電極のいずれかと接続され、接続された対向電極にタッチ検出用の駆動信号を供給する複数のタッチ検出用配線と、第１の絶縁層と、第２の絶縁層と、を備え、一の画素電極と一の対向電極との間に前記第２の絶縁層が配置され、一のタッチ検出用配線の上に前記第１の絶縁層が配置され、当該第１の絶縁層の上に前記第２の絶縁層が配置され、当該第２の絶縁層の上に前記一の対向電極が配置されている（第１の構成）。
【０００９】
第１の構成によれば、画素電極と対向電極との間に第２の絶縁層が設けられる。また、タッチ検出用配線の上に第１の絶縁層が配置され、第１の絶縁層の上に第２の絶縁層が配置され、当該第２の絶縁層の上に対向電極が配置される。つまり、画素電極の上には１つの絶縁層が配置され、タッチ検出用配線の上には２つの絶縁層が配置される。そのため、画素電極と対向電極との間における容量を小さくすることなく、タッチ検出用配線と対向電極との間の寄生容量を低減することができる。その結果、表示品位を低下させずに、タッチセンシングの精度を向上させることができる。
【００１０】
第１の構成において、前記第１の絶縁層の比誘電率と前記第２の絶縁層の比誘電率が同等であり、前記第１の絶縁層の膜厚は、前記第２の絶縁層の膜厚よりも大きいこととしてもよい（第２の構成）。
【００１１】
第２の構成によれば、第１の絶縁層と第２の絶縁層の比誘電率が同等の場合、第１の絶縁層の膜厚を第２の絶縁層の膜厚よりも大きくすることで、タッチ検出用配線と対向電極との間の寄生容量をより低減させることができる。
【００１２】
第１または第２の構成において、前記一の画素電極は、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との間に設けられていることとしてもよい（第３の構成）。
【００１３】
第３の構成によれば、画素電極と対向電極との間における容量を小さくすることなく画素電極とタッチ検出用配線との間の寄生容量を低減することができる。
【００１４】
第１または第２の構成において、前記アクティブマトリクス基板は、さらに、前記複数の画素電極との間で容量を形成する複数の補助用対向電極と、を備え、前記複数の対向電極は、ゲート線とデータ線のそれぞれの延伸方向に並んで配置され、一の補助用対向電極は、前記第１の絶縁層を介して前記一の画素電極に対向し、データ線に略平行に配置されていることとしてもよい（第４の構成）。
【００１５】
第４の構成によれば、ゲート線とデータ線の各延伸方向に並べて配置された対向電極に対し、補助用対向電極は、データ線に略平行となるように、第１の絶縁層を介して画素電極に対向して配置される。そのため、データ線の延伸方向に並ぶ対向電極の間において電圧の揺れ量が異なる場合であっても、画素電極と補助用対向電極との間に形成される容量によって、各画素にかかる電圧差を低減することができる。
【００１６】
第４の構成において、前記複数のタッチ検出用配線に前記駆動信号が供給されている間、前記複数の補助用対向電極は電気的にフロート状態であることとしてもよい（第５の構成）。
【００１７】
第５の構成によれば、タッチ位置の誤検出を軽減することができる。
【００１８】
第４又は第５の構成において、前記複数のゲート線のそれぞれは、走査電圧信号が一定期間ごとに供給され、互いに隣接するゲート線の前記走査電圧信号が供給される期間の一部は重複していることとしてもよい（第６の構成）。
【００１９】
第６の構成によれば、画素の充電不足を抑制することができる。
【００２０】
第１から第６のいずれかの構成において、前記アクティブマトリクス基板は、さらに、ゲート線とデータ線の少なくとも一方と、一の補助用対向電極と前記複数の対向電極の少なくとも一方との間に有機膜を含む絶縁層を備えることとしてもよい（第７の構成）。
【００２１】
第７の構成によれば、ゲート線やデータ線と、補助用対向電極や対向電極との干渉を抑制することができる。
【００２２】
第４から第７のいずれかの構成において、一の補助用対向電極は、少なくとも２つの対向電極に対向して設けられることとしてもよい（第８の構成）。
【００２３】
第８の構成によれば、画素容量を大きくすることができる。
【００２４】
本発明の一実施形態におけるタッチパネル付き表示装置の製造方法は、アクティブマトリクス基板を備えるタッチパネル付き表示装置の製造方法であって、前記アクティブマトリクス基板上にスイッチング素子を形成するステップと、前記スイッチング素子を覆うように絶縁膜を成膜するステップと、前記絶縁膜の上に透明導電膜を成膜し、当該透明導電膜の上に金属膜を成膜してタッチ検出用配線を形成するステップと、前記タッチ検出用配線を覆うように第１の絶縁層を形成するステップと、前記絶縁膜と前記第１の絶縁層とを貫通する第１コンタクトホールを形成するステップと、前記第１の絶縁層の上に画素電極を形成するための透明導電膜を成膜し、前記第１コンタクトホールにおいて前記スイッチング素子と接続されるように画素電極を形成するステップと、前記画素電極を覆うように第２の絶縁層を形成するステップと、前記タッチ検出用配線の上の一部の領域において、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層を貫通する第２コンタクトホールを形成するステップと、前記第２の絶縁層の上に共通電極を形成するための透明導電膜を成膜し、前記第２コンタクトホールにおいて前記タッチ検出用配線と接続されるように対向電極を形成するステップと、を有する（第９の構成）。
【００２５】
第９の構成によれば、画素電極と対向電極との間に第２の絶縁層が設けられる。また、タッチ検出用配線の上に第１の絶縁層が配置され、第１の絶縁層の上に第２の絶縁層が配置され、当該第２の絶縁層の上に対向電極が配置される。つまり、画素電極の上には１つの絶縁層が配置され、タッチ検出用配線の上には２つの絶縁層が配置される。そのため、画素電極と対向電極との間における容量を小さくすることなく、タッチ検出用配線と対向電極との間の寄生容量を低減することができる。その結果、表示品位を低下させずに、タッチセンシングの精度を向上させることができる。
【００２６】
［第１実施形態］
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。
【００２７】
図１は、本実施形態におけるタッチパネル付き表示装置１０の断面図である。本実施形態におけるタッチパネル付き表示装置１０は、アクティブマトリクス基板１と、対向基板２と、アクティブマトリクス基板１と対向基板２との間に挟持された液晶層３とを備える。アクティブマトリクス基板１及び対向基板２はそれぞれ、ほぼ透明な（高い透光性を有する）ガラス基板を備えている。対向基板２は、図示しないカラーフィルタを備えている。また、図示は省略するが、このタッチパネル付き表示装置１０は、図１において、液晶層３と反対側のアクティブマトリクス基板１の面方向にバックライトを備えている。
【００２８】
タッチパネル付き表示装置１０は、画像を表示する機能を有するとともに、その表示される画像の上を使用者がタッチした位置（タッチ位置）を検出する機能を有する。このタッチパネル付き表示装置１０は、タッチ位置を検出するために必要な素子がアクティブマトリクス基板１に設けられた、いわゆるインセル型タッチパネル表示装置である。
【００２９】
また、タッチパネル付き表示装置１０は、液晶層３に含まれる液晶分子の駆動方式が横電界駆動方式である。横電界駆動方式を実現するため、電界を形成するための画素電極及び対向電極（共通電極）は、アクティブマトリクス基板１に形成されている。
【００３０】
図２は、アクティブマトリクス基板１に形成されている対向電極２１の配置の一例を示す模式図である。対向電極２１は、アクティブマトリクス基板１の液晶層３側の面に形成されている。図２に示すように、対向電極２１は矩形形状であり、アクティブマトリクス基板１上に、マトリクス状に複数配置されている。対向電極２１はそれぞれ、例えば１辺が数ｍｍの略正方形である。なお、この図では図示を省略するが、対向電極２１には、画素電極との間で横電界を生じさせるためのスリット（例えば数μｍ幅）が形成されている。
【００３１】
アクティブマトリクス基板１には、コントローラ２０が設けられている。コントローラ２０は、画像を表示するための画像表示制御を行うとともに、タッチ位置を検出するためのタッチ位置検出制御を行う。
【００３２】
コントローラ２０と、各対向電極２１との間は、Ｙ軸方向に延びる信号線２２によって接続されている。すなわち、対向電極２１の数と同じ数の信号線２２がアクティブマトリクス基板１上に形成されている。
【００３３】
対向電極２１は、画素電極と対になって、画像表示制御の際に用いられるとともに、タッチ位置検出制御の際にも用いられる。
【００３４】
対向電極２１は、隣接する対向電極２１等との間に寄生容量が形成されているが、人の指等が表示装置１０の表示画面に触れると、人の指等との間で容量が形成されるため、静電容量が増加する。タッチ位置検出制御の際、コントローラ２０は、信号線２２を介して、タッチ位置を検出するためのタッチ駆動信号を対向電極２１に供給し、信号線２２を介してタッチ検出信号を受信する。これにより、対向電極２１の位置における静電容量の変化を検出して、タッチ位置を検出する。すなわち、信号線２２は、タッチ駆動信号及びタッチ検出信号の送受信用の線として機能する。
【００３５】
図３は、アクティブマトリクス基板１の一部の領域を拡大した模式図である。図３に示すように、複数の画素電極３１は、マトリクス状に配置されている。また、図３では省略しているが、表示制御素子（スイッチング素子）である、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）が、画素電極３１と対応してマトリクス状に配置されている。なお、対向電極２１には、複数のスリット２１ａが設けられている。
【００３６】
画素電極３１の周りには、ゲート配線３２及びソース配線３３が設けられている。ゲート配線３２は、Ｘ軸方向に延びており、Ｙ軸方向に沿って所定の間隔で複数設けられている。ソース配線３３は、Ｙ軸方向に延びており、Ｘ軸方向に沿って所定の間隔で複数設けられている。すなわち、ゲート配線３２及びソース配線３３は格子状に形成されており、ゲート配線３２及びソース配線３３によって区画された領域に画素電極３１が設けられている。ＴＦＴのゲート電極はゲート配線３２に接続されており、ＴＦＴのソース電極とドレイン電極の一方はソース配線３３に接続されており、他方は画素電極３１に接続されている。
【００３７】
対向基板２（図１参照）には、画素電極３１のそれぞれに対応するように、ＲＧＢの三色のカラーフィルタが設けられている。これにより、画素電極３１のそれぞれは、ＲＧＢのいずれか一色のサブ画素として機能する。
【００３８】
図３に示すように、Ｙ軸方向に延びている信号線２２は、アクティブマトリクス基板１の法線方向において、Ｙ軸方向に延びているソース配線３３と一部が重畳するように配置されている。具体的には、信号線２２は、ソース配線３３よりも上層に設けられており、平面視で信号線２２とソース配線３３は一部が重畳している。
【００３９】
なお、図３において、白丸３５は、対向電極２１と信号線２２とが接続されている箇所を示している。
【００４０】
図４は、ＴＦＴが配置された領域であって、信号線２２が対向電極２１と接続されている領域（以下、信号線接続領域）におけるアクティブマトリクス基板１の断面図である。図４に示すように、ガラス基板４０の上には、表示制御素子であるＴＦＴ４２が設けられている。ＴＦＴ４２は、ゲート電極４２ａ、半導体膜４２ｂ、ソース電極４２ｃ、及びドレイン電極４２ｄを含む。
【００４１】
ＴＦＴ４２のゲート電極４２ａは、ガラス基板４０上に形成されている。ゲート電極４２ａは、例えばチタン（Ｔｉ）及び銅（Ｃｕ）の積層膜により形成されている。ゲート絶縁膜４３は、ゲート電極４２ａを覆うように形成されている。ゲート絶縁膜４３は、例えば窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）や二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる。
【００４２】
ゲート絶縁膜４３の上には、半導体膜４２ｂが形成されている。半導体膜４２ｂは、例えば酸化物半導体膜であり、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうち少なくとも１種の金属元素を含んでもよい。本実施形態では、半導体膜４２ｂは、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の半導体を含む。ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の半導体は、Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）の三元系酸化物であって、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの割合（組成比）は特に限定されず、例えばＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：２等を含む。
【００４３】
ソース電極４２ｃ及びドレイン電極４２ｄは、半導体膜４２ｂの上に、互いに離間するように設けられている。ソース電極４２ｃ及びドレイン電極４２ｄは、例えばチタン（Ｔｉ）及び銅（Ｃｕ）の積層膜により形成されている。
【００４４】
無機絶縁膜４４は、ソース電極４２ｃ及びドレイン電極４２ｄを覆うように形成されている。無機絶縁膜４４は、例えば窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）や二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等の無機材料からなる。
【００４５】
無機絶縁膜４４の上には、有機絶縁膜（平坦化膜）４５が形成されている。有機絶縁膜４５は、例えばポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）などのアクリル系有機樹脂材料などからなる。有機絶縁膜（平坦化膜）４５を形成することで、ＴＦＴ部分の凹凸に起因して生じる液晶分子の配向乱れを抑制できる。また、ゲート配線３２やソース配線３３と画素電極３１との間の寄生容量を低減できる。なお、有機絶縁膜４５は省略することもできる。
【００４６】
有機絶縁膜４５の上には、導電膜４７と信号線２２とが積層されて形成されている。導電膜４７は、画素電極３１と同じ材料からなる透明電極膜であり、信号線２２と有機絶縁膜４５との密着性を向上させるために設けられている。このため、信号線２２と有機絶縁膜４５との密着性が高い場合には、導電膜４７を省略することができる。
【００４７】
信号線２２は、例えば銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）のいずれか、またはこれらの混合物からなる。信号線２２は、特に導電膜４７より比抵抗が小さい材料が好ましい。導電膜４７を省略した場合、信号線２２は、有機絶縁膜４５の上に形成される。
【００４８】
また、有機絶縁膜４５の上には、第１の絶縁膜４６１（第１の絶縁層）が形成されている。第１の絶縁膜４６１は、信号線２２の一部を覆うように形成されている。第１の絶縁膜４６１は、例えば窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）や二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる。
【００４９】
第１の絶縁膜４６１の上には、信号線２２と重ならない位置に画素電極３１が形成されている。画素電極３１は透明電極であって、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＺｎＯ（Zinc Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＩＧＺＯ（Indium Gallium Zinc Oxide）、ＩＴＺＯ（Indium Tin Zinc Oxide）等の材料からなる。
【００５０】
また、第１の絶縁膜４６１と画素電極３１の上には、第２の絶縁膜４６２（第２の絶縁層）が形成されている。第２の絶縁膜４６２は、例えば窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）や二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる。信号線接続領域では、この図のように、第１の絶縁膜４６１と第２の絶縁膜４６２に開口部（第２コンタクトホール）４６ａが設けられるが、信号線２２と対向電極２１とが接続されない部分には開口部４６ａは設けられていない。つまり、信号線２２が対向電極２１と接続されず、他の対向電極２１と重なる部分では、他の対向電極２１と信号線２２との間に２つの第１の絶縁膜４６１、４６２が設けられる。
【００５１】
第２の絶縁膜４６２の上には、対向電極２１が形成されている。対向電極２１は、開口部４６ａにおいて、信号線２２と接触している。対向電極２１は透明電極であって、例えばＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩＺＯ、ＩＧＺＯ、ＩＴＺＯ等の材料からなる。
【００５２】
無機絶縁膜４４及び有機絶縁膜４５には、開口部（第１コンタクトホール）ＣＨが形成されている。画素電極３１は、開口部ＣＨを介して、ＴＦＴ４２のドレイン電極４２ｄと接触している。
【００５３】
図５Ａ〜５Ｌは、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板１の製造工程を説明するための図である。
【００５４】
まず、ガラス基板４０上に、既知の方法によってＴＦＴ４２を形成する。図５Ａでは、ガラス基板４０上に、既知の方法によってＴＦＴ４２を形成し、その上に無機絶縁膜４４及び有機絶縁膜４５を形成した状態を示している。
【００５５】
図５Ａに示す状態から、露出している表面に対して、窒素ガスまたは酸素ガスを用いたプラズマ処理を行う（図５Ｂ参照）。すなわち、無機絶縁膜４４、及び有機絶縁膜４５の露出している表面に対してプラズマ処理を行う。プラズマ処理を行うことにより、滑らかな表面に微細な凹凸を形成することができ（表面粗化）、後の工程で透明電極膜を成膜した際の密着性を向上させることができる。
【００５６】
続いて、有機絶縁膜４５の上に、透明電極膜８１を成膜し、その上に、金属膜８２を成膜する（図５Ｃ参照）。透明電極膜８１の膜厚は、例えば１０ｎｍ〜１００ｎｍである。また、金属膜８２の膜厚は、例えば５０ｎｍ〜３００ｎｍである。そして、フォトリソグラフィ法とウェットエッチングを用いて、透明電極膜８１と金属膜８２をパターニングする。これにより、信号線２２と導電膜４７とが形成される（図５Ｄ参照）。
【００５７】
次に、無機絶縁膜４４、有機絶縁膜４５、及び金属膜８２を覆うように、第１の絶縁膜４６１を成膜する（図５Ｅ参照）。第１の絶縁膜４６１の膜厚は、例えば２００ｎｍ〜８００ｎｍである。
【００５８】
続いて、ＴＦＴ４２のドレイン電極４２ｄと重なる第１の絶縁膜４６１と無機絶縁膜４４の部分を、フォトリソグラフィ法とドライエッチングを用いてパターニングする。これにより、ドレイン電極４２ｄの表面の一部が露出し、画素電極３１とＴＦＴ４２のドレイン電極４２ｄとを接続するための開口部ＣＨが形成される（図５Ｆ参照）。
【００５９】
次に、第１の絶縁膜４６１を覆うように、透明電極膜８３を成膜する（図５Ｇ参照）。その後、フォトリソグラフィ法とウェットエッチングを用いて透明電極膜８３をパターニングする。これにより、開口部ＣＨにおいてドレイン電極４２ｄと接続された画素電極３１が形成される（図５Ｈ参照）。
【００６０】
続いて、画素電極３１及び第１の絶縁膜４６１を覆うように、第２の絶縁膜４６２を成膜する（図５Ｉ参照）。第２の絶縁膜４６２の膜厚は、例えば２００ｎｍ〜８００ｎｍである。この例において、第１の絶縁膜４６１と第２の絶縁膜４６２の比誘電率は同じであり、第２の絶縁膜４６２の膜厚は、第１の絶縁膜４６１よりも小さい。なお、この例では、第１の絶縁膜４６１と第２の絶縁膜４６２の比誘電率は同じとしたが、必ずしも互いの比誘電率は同じでなくてもよく、第１の絶縁膜４６１と第２の絶縁膜４６２の比誘電率が同等程度であればよい。
【００６１】
第２の絶縁膜４６２を成膜後、フォトリソグラフィ法とドライエッチングを用いて第１の絶縁膜４６１と第２の絶縁膜４６２とをパターニングし、信号線２２の一部が露出する。これにより、第１の絶縁膜４６１と第２の絶縁膜４６２とに開口部４６ａが形成され、信号線２２の表面の一部が露出する（図５Ｊ参照）。
【００６２】
次に、第２の絶縁膜４６２の上に、信号線２２と接触するように透明電極膜８４を成膜する（図５Ｋ参照）。そして、フォトリソグラフィ法とウェットエッチングを用いて透明電極膜８４をパターニングする。これにより、画素電極３１との間で横電界を生じさせるスリットが形成された対向電極２１が形成される（図５Ｌ参照）。
【００６３】
上述した第１実施形態では、信号線２２と対向電極２１との間には第１の絶縁膜４６１と第２の絶縁膜４６２とが設けられる。そのため、信号線２２と対向電極２１との間に１つの絶縁膜のみが設けられる場合と比べ、対向電極２１と接続されていない信号線２２の部分と対向電極２１とが重なっている部分において寄生容量を低減することができる。また、信号線２２と画素電極３１は異なる層に設けられ、画素電極３１と対向電極２１との間には１つの第２の絶縁膜４６２のみが設けられる。そのため、信号線２２と対向電極２１との間に第１の絶縁膜４６１と第２の絶縁膜４６２とを設けたうえで、信号線２２と画素電極３１とを同じ層に設ける場合と比べて画素容量（補助容量）が大きい。その結果、画像の表示品位を低減することなく、タッチ位置の検出精度を向上させることができる。
【００６４】
また、上述した第１実施形態において、第１の絶縁膜４６１と第２の絶縁膜４６２は比誘電率が略同等であり、第２の絶縁膜４６２の膜厚よりも第１の絶縁膜４６１の膜厚が厚くなっている。そのため、第１の絶縁膜４６１と第２の絶縁膜４６２の比誘電率が同等である場合に、第１の絶縁膜４６１と第２の絶縁膜４６２の各膜厚が同等である構成と比べ、画素容量（補助容量）を小さくすることなく、信号線２２と対向電極２１との間に生じる寄生容量を低減させることができ、タッチ位置の検出精度をさらに向上させることができる。
【００６５】
［第２実施形態］
第１実施形態では、図６に示すように、アクティブマトリクス基板１において、対向電極２１は、マトリクス状、すなわち、図３に示すゲート配線３２とソース配線３３の延伸方向に並べて配置される。図６において、対向電極２１が配置された行ごとの領域を、セグメント２１Ａ〜２１Ｎとする。
【００６６】
対向電極２１はセグメントに分かれて配置されている。ある画素に信号を書き込む（ＴＦＴをオン状態にして画素容量に充電する）際に、Ｙ軸方向に隣接する画素から受ける影響が、セグメントの境界近傍とセグメントの中央部分とで異なり、液晶層３への印加電圧に差が生じる場合がある。以下、この現象について具体的に説明する。
【００６７】
例えば、各画素への充電不足を補うため、本来の充電（以下、本チャージ）期間の前に、予備充電（以下、プレチャージ）期間を設ける場合がある。
【００６８】
図７Ａの（ａ）〜（ｃ）は、カラム反転駆動を行う場合の各画素の充電状況を表す遷移図である。図７Ａ（ａ）〜（ｃ）における「＋」「−」「０」は画素の充電電圧（極性又は電圧値）を示している。また、この例では、図７Ａ（ａ）〜（ｃ）に示すように、図の上から下方向に各画素のゲート配線３２（図３参照）は走査され、各画素の本チャージ期間は、走査方向に隣接する画素のプレチャージ期間と重複する。また、ｎ＋１行目の画素と、ｎ＋２行目の画素の間は、対向電極２１のセグメントの境界である。つまり、ｎ行目とｎ＋１行目の画素には同じセグメントの対向電極２１が配置され、ｎ＋２行目とｎ＋３行目の画素にはこれとは異なるセグメントの対向電極２１が配置される。
【００６９】
また、図７Ｂは、図７Ａの（ａ）〜（ｃ）に示すｎ行目、ｎ＋１行目、ｎ＋２行目の画素の各充電時の電圧波形を示している。図７Ｂにおいて、Ｗｇで示す波形はゲート配線３２の電圧波形、Ｗｃで示す波形は理想的な対向電極２１の電圧波形を示している。また、Ｗｈで示す波形は、実際の対向電極２１の電圧波形であり、Ｗｐで示す波形は、画素の電圧波形を示している。
【００７０】
図７Ｂに示すように、ｎ行目の対向電極２１の電圧波形Ｗｈはｎ行目の画素のプレチャージの影響を受け、理想的な対向電極２１の電圧波形Ｗｃから乖離する。具体的には、一旦上昇して、再び理想的な対向電極２１の電圧波形Ｗｃに近づくように下降する。図７Ａ（ａ）に示すように、ｎ行目の画素の本チャージ期間とｎ＋１行目の画素のプレチャージ期間は重複するため、ｎ行目の画素の本チャージ期間ｔｂと同時に、ｎ＋１行目の画素のプレチャージ期間ｔａが開始される。ｎ行目の画素とｎ＋１行目の画素の対向電極２１は共通するため、ｎ行目の対向電極２１の電圧波形Ｗｈは、ｎ＋１行目の画素のプレチャージによる対向電極２１の電位の変動の影響を受けて再び上昇し、再び理想的な対向電極２１の電圧波形Ｗｃに近づくように下降する。本チャージ期間ｔｂが終了したときの液晶層３への印加電圧をＶｌｃとする。
【００７１】
ｎ＋１行目の対向電極２１の電圧波形Ｗｈは、ｎ＋１行目の画素のプレチャージの影響を受け、理想的な対向電極２１の電圧波形Ｗｃから乖離する。具体的には、一旦上昇して、再び理想的な対向電極２１の電圧波形Ｗｃに近づくように下降する。図７Ａ（ｂ）に示すように、ｎ＋１行目の画素の本チャージ期間とｎ＋２行目の画素のプレチャージ期間は重複するため、ｎ＋１行目の画素の本チャージ期間ｔｂと同時に、ｎ＋２行目の画素のプレチャージ期間ｔａが開始される。このとき、ｎ＋１行目の対向電極２１の電圧波形Ｗｈは、ｎ＋２行目の画素のプレチャージによる影響を受けない。ｎ＋１行目の画素の対向電極２１と、ｎ＋２行目の画素の対向電極２１は異なるセグメントに配置され、分離されている。そのため、ｎ＋１行目の画素の対向電極２１は、ｎ＋２行目の画素のプレチャージによって電位変動が生じない。つまり、上記のように、ｎ＋１行目のプレチャージ期間において、一旦上昇した対向電極２１の電圧波形Ｗｈは、再び理想的な対向電極２１の電圧波形Ｗｃに近づくように下降する。ｎ＋１行目の本チャージ期間は、対向電極２１の電圧波形Ｗｈが、理想的な対向電極２１の電圧波形Ｗｃに近づく期間に充当される。そのため、ｎ＋１行目の本チャージ期間ｔｂが終了したときの対向電極２１の電圧波形Ｗｈは、ｎ行目の本チャージ期間ｔｂが終了したときの対向電極２１の電圧Ｗｈと異なる場合がある。この場合、ｎ＋１行目の画素における本チャージ期間ｔｂが終了したときの液晶層３への印加電圧Ｖｌｃは、ｎ行目の画素の液晶層３への印加電圧Ｖｌｃより大きくなる。
【００７２】
同様にして、図７Ａの（ｃ）に示すように、ｎ＋２行目の画素の本チャージ期間とｎ＋３行目の画素のプレチャージ期間とは重複し、ｎ＋２行目の画素とｎ＋３行目の画素は共通の対向電極２１が配置されている。そのため、ｎ＋２行目の画素は、その本チャージ期間ｔｂにおいて、ｎ＋３行目の画素のプレチャージの影響を受ける。つまり、ｎ＋２行目の画素の対向電極２１の電圧波形Ｗｈは上昇し、ｎ行目の画素と同様、画素の液晶層３への印加電圧が低下する。従って、この例では、ｎ行目とｎ＋１行目の画素の間と、ｎ＋１行目とｎ＋２行目の画素の間に輝度差が生じる。
【００７３】
つまり、走査方向に隣接し、共通の対向電極２１が配置された画素において、先に本チャージされる一方の画素は、その本チャージの際に、他方の画素のプレチャージの影響を受け、液晶層３への印加電圧が低下する。一方、走査方向に隣接する画素であっても、互いに異なる対向電極２１が配置された画素の場合、先に本チャージされる一方の画素は、その本チャージの際、他方の画素のプレチャージの影響を受けない。その結果、セグメントの境界近傍の画素に輝度差が生じる。本実施形態では、第１実施形態よりも、セグメントの境界近傍における画素の輝度差を低減可能なアクティブマトリクス基板の構成について説明する。
【００７４】
図８は、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板の画素電極が配置された領域の概略断面図を示している。なお、図８において、第１実施形態と同様の構成には第１実施形態と同じ符号を付している。以下、主として第１実施形態と異なる構成について説明する。
【００７５】
図８に示すように、アクティブマトリクス基板１Ａは、第１の絶縁膜４６１を介して画素電極３１と対向するように、導電膜４７と同じ材料からなる電極２１０を有する。以下、電極２１０を補助用対向電極と称する。
【００７６】
補助用対向電極２１０は、Ｙ軸方向に延伸されて構成されている。すなわち、補助用対向電極２１０は、セグメント２１Ａ〜２１Ｎまで連続して配置されている。補助用対向電極２１０は、信号線２２と接続されないが、コントローラ２０の制御の下、画像表示制御の際には、所定の電圧が印加され、画素電極３１との間で容量を形成する。また、タッチ位置検出制御の際は、補助用対向電極２１０は電気的にフロート状態に制御される。タッチ位置検出制御の際に補助用対向電極２１０がフロート状態となることで、画素電極３１と補助用対向電極２１０との間で電荷が保持される。
【００７７】
そのため、補助用対向電極２１０を設けてもタッチ位置検出制御の際にタッチ位置検出の際に誤動作の原因にならず、補助用対向電極２１０と画素電極３１との間に保持される電荷によって、隣接するセグメント間で異なる対向電極２１の電圧の揺れ量によって生じる液晶層３への印加電圧の差を小さくすることができる。その結果、隣接するセグメントの境界近傍の画素の輝度差を低減することができる。
【００７８】
なお、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板の製造方法は、上述した第１実施形態の図５Ａ〜５Ｂの工程の後、有機絶縁膜４５の上に透明電極膜８１と金属膜８２を成膜し、フォトリソグラフィ法とウェットエッチングを用いて透明電極膜８１と金属膜８２とをパターニングする。これにより、透明電極膜８１からなる補助用対向電極２１０及び導電膜４７と、金属膜８２からなる信号線２２とが形成される（図９Ａ参照）。
【００７９】
その後、金属膜８２が形成されている領域のうち、信号線２２となる金属膜８２の上に、フォトレジストによるマスクＭを形成する（図９Ｂ参照）。そして、マスクＭで覆われていない金属膜８２をウェットエッチングにより除去する。これにより、補助用対向電極２１０の表面が露出される（図９Ｃ参照）。
【００８０】
信号線２２の形成後は、第１実施形態の図５Ｅ〜５Ｌと同様の各工程を行うことにより、アクティブマトリクス基板１Ａが形成される。
【００８１】
以上、本発明に係るタッチパネル付き表示装置の一例について説明したが、本発明に係るタッチパネル付き表示装置は、上述した実施形態の構成に限定されず、様々な変形構成とすることができる。以下、その変形例について説明する。
【００８２】
［変形例１］
上述した実施形態及び変形例において、ＴＦＴ４２のソース電極４２ｃとドレイン電極４２ｄとの間にエッチストッパ層が設けられていてもよい。この構成により、ソース電極４２ｃやドレイン電極４２ｄを形成する際のエッチングによって、半導体膜４２ｂがダメージを受けることを防止できる。
【００８３】
［変形例２］
また、上述した実施形態及び変形例では、ボトムゲート型のＴＦＴを例に説明したが、トップゲート型でもよい。また、半導体膜４２ｂは酸化物半導体膜に限らず、アモルファスシリコン膜であってもよい。
【図１】
2017213175.tif 000003
【図２】
2017213175.tif 000004
【図３】
2017213175.tif 000005
【図４】
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【図５Ａ】
2017213175.tif 000007
【図５Ｂ】
2017213175.tif 000008
【図５Ｃ】
2017213175.tif 000009
【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
2017213175.tif 000011
【図５Ｆ】
2017213175.tif 000012
【図５Ｇ】
2017213175.tif 000013
【図５Ｈ】
2017213175.tif 000014
【図５Ｉ】
2017213175.tif 000015
【図５Ｊ】
2017213175.tif 000016
【図５Ｋ】
2017213175.tif 000017
【図５Ｌ】
2017213175.tif 000018
【図６】
2017213175.tif 000019
【図７Ａ】
2017213175.tif 000020
【図７Ｂ】
2017213175.tif 000021
【図８】
2017213175.tif 000022
【図９Ａ】
2017213175.tif 000023
【図９Ｂ】
2017213175.tif 000024
【図９Ｃ】
2017213175.tif 000025
【国際調査報告】
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