(57)【要約】【課題】薄型化が可能な表示装置を提供する。【解決手段】第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板上において第１方向に延出した短冊状の第１電極とを備えた第１基板と、前記第１基板に対向しその外面が検出面となる第２絶縁基板と、前記第２絶縁基板上において第１方向と交差する第２方向に延出し略等ピッチで第１方向に並んだ複数の導電配線であって入射光のうちの所望の偏光光成分を選択的に透過する導電配線と、を備えた第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された光変調層と、前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板との間に配置され、前記第１電極と協働して前記光変調層を光学的に変化させる第２電極と、前記第１電極と前記導電配線との間の静電容量の変化を検出する検出回路と、を備えた表示装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板上において第１方向に延出した短冊状の第１電極とを備えた第１基板と、
前記第１基板に対向しその外面が検出面となる第２絶縁基板と、前記第２絶縁基板上において第１方向と交差する第２方向に延出し略等ピッチで第１方向に並んだ複数の導電配線であって入射光のうちの所望の偏光光成分を選択的に透過する導電配線と、を備えた第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置された光変調層と、
前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板との間に配置され、前記第１電極と協働して前記光変調層を光学的に変化させる第２電極と、
前記第１電極と前記導電配線との間の静電容量の変化を検出する検出回路と、
を備えた表示装置。
【請求項２】
前記第２絶縁基板は、前記第１絶縁基板よりも大きな外形寸法を有するとともに、前記第１絶縁基板よりも厚い、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１基板は、さらに、第１配向膜を備え、
前記第２基板は、さらに、第２配向膜を備え、
前記光変調層は、前記第１配向膜と前記第２配向膜との間に保持された、請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１基板は、さらに、前記第１絶縁基板上の第１層間絶縁膜と、前記第１層間絶縁膜上に形成され側壁面を有する突起と、を備え、
前記第１電極は、前記側壁面から前記第１層間絶縁膜上に亘って形成された、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板上の第１層間絶縁膜と、前記第１層間絶縁膜上に形成され第１側壁面を有する第１突起と、前記第１層間絶縁膜上において前記第１突起と第１方向に並んで形成され前記第１側壁面と対向する第２側壁面を有する第２突起と、前記第１側壁面及び前記第２側壁面から前記第１層間絶縁膜上に亘って形成され第１方向に延出した短冊状の第１電極と、前記第１電極を覆う第２層間絶縁膜と、前記第２層間絶縁膜上に形成された第２電極と、を備えた第１基板と、
前記第１基板に対向しその外面が検出面となる第２絶縁基板と、前記第２絶縁基板上において第１方向に交差する第２方向に延出し第１方向に並んだ複数の導電配線であって前記第１電極との間の静電容量の変化をセンサ検出値として出力する導電配線と、を備えた第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置された光変調層と、
を備えた表示装置。
【請求項６】
前記第２電極は、前記第２層間絶縁膜上において前記第１側壁面に沿って形成され、前記第２側壁面に沿った前記第１電極と対向する、請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
さらに、前記第１電極にセンサ駆動信号を供給するディスプレイドライバと、前記導電配線から出力されたセンサ検出値に基づいて前記検出面での位置を検出する検出回路と、を備えた請求項１乃至６のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
第１マザー基板を割断して、第１方向に延出した短冊状の第１電極及び前記第１電極から離間した第２電極を備えた第１基板を取り出し、
第２マザー基板を割断して、前記第１基板よりも大きな外形寸法を有する第２基板を取り出し、
前記第１基板または前記第２基板にループ状にシール材を塗布し、
前記シール材によって囲まれた内側に液晶材料を滴下し、
前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせ、
前記シール材を硬化する、表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２マザー基板には、第１方向と交差する第２方向に延出し等ピッチで第１方向に並んだ複数の導電配線であって入射光のうちの直線偏光を透過するとともに前記第１電極との間の静電容量の変化をセンサ検出値として出力する導電配線を形成する、請求項８に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１マザー基板には、第１層間絶縁膜を形成し、前記第１層間絶縁膜上に第１側壁面を有する第１突起及び前記第１側壁面と対向する第２側壁面を有する第２突起を形成し、前記第１側壁面及び前記第２側壁面から前記第１層間絶縁膜上に亘って第１電極を形成し、前記第１電極を覆う第２層間絶縁膜を形成し、前記第２層間絶縁膜上において前記第１側壁面に沿って第２電極を形成する、請求項８または９に記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、物体の接触を検出するタッチセンサを内蔵したタッチセンサ付き表示装置が実用化されている。一例として、画素電極との間で液晶層に電圧を印加するために元々設けられていた共通電極をセンサ用駆動電極として兼用し、この共通電極と、新たに設けたタッチ検出電極とで静電容量型センサを構成する技術が提案されている。この静電容量型センサは、センサ用駆動電極とタッチ検出電極との間に静電容量を形成し、この静電容量が物体の接触によって変化することを利用してタッチ検出を行うものである。
【０００３】
このようなタッチセンサ付き表示装置がスマートフォンやタブレッド端末などの電子機器に組み込まれた際には、タッチセンサ付き表示装置の全面にカバーガラス（あるいは化粧板と称される場合もある）が配置され、カバーガラスの表面が検出面となる。表示装置とカバーガラスとの間には、エアギャップが形成されたり、接着剤が介在したりするなどしており、さらなる薄型化が要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８１６６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本実施形態の目的は、薄型化が可能な表示装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態によれば、
第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板上において第１方向に延出した短冊状の第１電極とを備えた第１基板と、前記第１基板に対向しその外面が検出面となる第２絶縁基板と、前記第２絶縁基板上において第１方向と交差する第２方向に延出し略等ピッチで第１方向に並んだ複数の導電配線であって入射光のうちの所望の偏光光成分を選択的に透過する導電配線と、を備えた第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された光変調層と、前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板との間に配置され、前記第１電極と協働して前記光変調層を光学的に変化させる第２電極と、前記第１電極と前記導電配線との間の静電容量の変化を検出する検出回路と、を備えた表示装置が提供される。
【０００７】
本実施形態によれば、
第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板上の第１層間絶縁膜と、前記第１層間絶縁膜上に形成され第１側壁面を有する第１突起と、前記第１層間絶縁膜上において前記第１突起と第１方向に並んで形成され前記第１側壁面と対向する第２側壁面を有する第２突起と、前記第１側壁面及び前記第２側壁面から前記第１層間絶縁膜上に亘って形成され第１方向に延出した短冊状の第１電極と、前記第１電極を覆う第２層間絶縁膜と、前記第２層間絶縁膜上に形成された第２電極と、を備えた第１基板と、前記第１基板に対向しその外面が検出面となる第２絶縁基板と、前記第２絶縁基板上において第１方向に交差する第２方向に延出し第１方向に並んだ複数の導電配線であって前記第１電極との間の静電容量の変化をセンサ検出値として出力する導電配線と、を備えた第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された光変調層と、を備えた表示装置が提供される。
【０００８】
本実施形態によれば、
第１マザー基板を割断して、第１方向に延出した短冊状の第１電極及び前記第１電極から離間した第２電極を備えた第１基板を取り出し、第２マザー基板を割断して、前記第１基板よりも大きな外形寸法を有する第２基板を取り出し、前記第１基板または前記第２基板にループ状にシール材を塗布し、前記シール材によって囲まれた内側に液晶材料を滴下し、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせ、前記シール材を硬化する、表示装置の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施形態の表示装置１の一構成例を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した表示装置１のスイッチング素子ＳＷを含む第１基板ＳＵＢ１の断面構造の一例を概略的に示す図である。
【図３】図３は、図１に示した表示装置１の第１方向Ｘに沿った断面構造の一例を概略的に示す図である。
【図４】図４は、図３に示した共通電極ＣＥと導電配線ＣＷとの一構成例を説明するための斜視図である。
【図５】図５は、静電容量型センサの駆動信号と検出信号との一例を示す図である。
【図６】図６は、表示装置１と信号処理部２とを接続するための一構成例を概略的に示す断面図である。
【図７】図７は、表示装置１と信号処理部２とを接続するための他の構成例を概略的に示す断面図である。
【図８】図８は、本実施形態の表示装置１の製造方法の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、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、重複する説明は省略する。
【００１１】
図１は、本実施形態の表示装置１の一構成例を概略的に示す図である。
【００１２】
本実施形態の表示装置１は、例えばアクティブマトリクスタイプのセンサ付き液晶表示装置であり、第１基板ＳＵＢ１と、第１基板ＳＵＢ１に対向配置された第２基板ＳＵＢ２と、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持された光変調層である液晶層ＬＱと、を備えている。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、例えば第１方向Ｘに沿った長さが第２方向Ｙに沿った長さよりも短い長方形の平面形状を有している。なお、第１方向Ｘは、第２方向Ｙと交差する方向であり、ここでは第１方向Ｘと第２方向Ｙとは互いに直交している。第２基板ＳＵＢ２は、第１基板ＳＵＢ１よりも大きな外形寸法を有しており、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙについてそれぞれ第１基板ＳＵＢ１よりも外方に延在している。
【００１３】
第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とは、これらの間に所定のセルギャップを形成した状態でシール材ＳＥによって貼り合わせられている。図示した例では、シール材ＳＥは、ループ状であり、矩形枠状に形成されている。液晶層ＬＱは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間のセルギャップにおいてシール材ＳＥによって囲まれた内側に保持されている。表示装置１は、シール材ＳＥによって囲まれた内側に、画像を表示するアクティブエリアＡＣＴを備えている。アクティブエリアＡＣＴは、例えば、略長方形状であり、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている。
【００１４】
第１基板ＳＵＢ１は、第１方向Ｘに沿って延出したゲート配線Ｇ、第２方向Ｙに沿って延出したソース配線Ｓ、各画素ＰＸにおいてゲート配線Ｇ及びソース配線Ｓに接続されたスイッチング素子ＳＷ、複数の画素ＰＸに亘って共通に形成された共通電極（第１電極）ＣＥ、共通電極ＣＥから離間しスイッチング素子ＳＷに接続された画素電極（第２電極）ＰＥなどを備えている。画素電極ＰＥは、共通電極ＣＥと協働して光変調層を光学的に変化させる機能を有する。なお、共通電極ＣＥ及び画素電極ＰＥは、必ずしも同一基板に備えられていなくても良い。
【００１５】
表示装置１には、信号処理部２が接続されている。なお、信号処理部２は、表示装置１に実装されていてもよいし、アンテナを介した無線通信により表示装置１と接続されるように構成されてもよい。この信号処理部２は、ディスプレイドライバ２Ａ及び検出回路２Ｂを含んでおり、例えば駆動ＩＣチップに一体的に内蔵されている。
【００１６】
ディスプレイドライバ２Ａは、表示装置１の表示駆動に必要な信号を供給し、また、センシングに必要な信号を供給する信号供給源である。すなわち、ディスプレイドライバ２Ａは、第１ドライバ（ゲートドライバ）Ｄ１、第２ドライバ（ソースドライバ）Ｄ２、及び、第３ドライバＤ３を含んでいる。アクティブエリアＡＣＴに画像を表示する表示駆動時には、第１ドライバＤ１はゲート配線Ｇに対して走査信号ＳＣＡＮを供給し、第２ドライバＤ２はソース配線Ｓに対して映像信号ＤＳＰを供給し、第３ドライバＤ３は共通電極ＣＥに対してコモン駆動信号ＶＣＯＭを供給する。アクティブエリアＡＣＴにおける物体の接近あるいは接触を検出するためのセンシングを行うセンシング駆動時には、第３ドライバＤ３は、共通電極ＣＥに対してセンサ駆動信号Ｔｘを供給する。
【００１７】
検出回路２Ｂは、センシングを行うセンシング駆動時において、表示装置１から出力されたセンサ検出値Ｒｘを受信し（より具体的には、後述する静電容量の変化を検出し）、受信したセンサ検出値Ｒｘに基づいて、アクティブエリアＡＣＴにおいて物体が接近した位置情報あるいは接触した位置情報を取得する。
【００１８】
ディスプレイドライバ２Ａ及び検出回路２Ｂは、個別に形成しても良いが、この実施形態のように一体的に形成することにより低コスト化、省スペース化が図れる。
【００１９】
図２は、図１に示した表示装置１のスイッチング素子ＳＷを含む第１基板ＳＵＢ１の断面構造の一例を概略的に示す図である。
【００２０】
第１基板ＳＵＢ１は、薄板状のガラス基板や樹脂基板などの透明な第１絶縁基板１０を用いて形成されている。第１基板ＳＵＢ１は、第１絶縁基板１０の上にスイッチング素子ＳＷ、共通電極ＣＥ、画素電極ＰＥ、第１絶縁膜１１、第２絶縁膜１２、第３絶縁膜１３、第４絶縁膜１４、第５絶縁膜１５、第６絶縁膜１６、突起ＰＴ、カラーフィルタＣＦ、第１配向膜ＡＬ１などを備えている。
【００２１】
第１絶縁膜１１は、第１絶縁基板１０の内面に形成されている。スイッチング素子ＳＷは、第１絶縁膜１１の上に形成されている。ここに示したスイッチング素子ＳＷは、例えばトップゲート型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。このスイッチング素子ＳＷは、第１絶縁膜１１の上に形成された半導体層ＳＣを備えている。半導体層ＳＣは、例えばポリシリコンによって形成されているが、アモルファスシリコンや酸化物半導体などによって形成しても良い。半導体層ＳＣは、第２絶縁膜１２によって覆われている。また、第２絶縁膜１２は、第１絶縁膜１１の上にも配置されている。なお、スイッチング素子ＳＷは、トップゲート型に限らずボトムゲート型であっても良い。
【００２２】
スイッチング素子ＳＷのゲート電極ＷＧは、第２絶縁膜１２の上に形成され、半導体層ＳＣの直上に位置している。ゲート電極ＷＧは、ゲート配線Ｇと電気的に接続されている、あるいは、ゲート配線Ｇと一体的に形成されている。ゲート電極ＷＧ及びゲート配線Ｇは、第３絶縁膜１３によって覆われている。また、第３絶縁膜１３は、第２絶縁膜１２の上にも配置されている。
【００２３】
スイッチング素子ＳＷのソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、第３絶縁膜１３の上に形成されている。ソース電極ＷＳは、ソース配線Ｓと電気的に接続されている、あるいは、ソース配線Ｓと一体的に形成されている。ドレイン電極ＷＤは、ソース配線Ｓから離間している。ソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、それぞれ第２絶縁膜１２及び第３絶縁膜１３を貫通するコンタクトホールを介して半導体層ＳＣにコンタクトしている。ソース電極ＷＳ、ソース配線Ｓ及びドレイン電極ＷＤは、第４絶縁膜１４によって覆われている。また、第４絶縁膜１４は、第３絶縁膜１３の上にも配置されている。第４絶縁膜１４は、上面１４Ａを有している。上面１４Ａは、ほぼ平坦な面である。また、第４絶縁膜１４には、ドレイン電極ＷＤまで貫通したコンタクトホールＣＨが形成されている。このような第４絶縁膜１４は、例えば透明な樹脂材料によって形成されている。
【００２４】
突起ＰＴは、例えば第４絶縁膜１４の上に形成されている。突起ＰＴは、側壁面ＰＴＳ及び上面ＰＴＴを有している。第４絶縁膜１４は、突起ＰＴの下地となる第１層間絶縁膜に相当する。
【００２５】
共通電極（第１電極）ＣＥは、各突起ＰＴの側壁面ＰＴＳ及び上面ＰＴＴから第４絶縁膜１４上に亘って連続的に形成されている。なお、共通電極ＣＥには、コンタクトホールＣＨと重なる位置に開口部ＡＰが形成されている。この共通電極ＣＥは、第５絶縁膜１５によって覆われている。この第５絶縁膜１５は、コンタクトホールＣＨからドレイン電極ＷＤを露出している。画素電極（第２電極）ＰＥは、第５絶縁膜１５の上に形成されている。この画素電極ＰＥは、コンタクトホールＣＨを介してドレイン電極ＷＤにコンタクトしている。図示した画素電極ＰＥは、第５絶縁膜１５上において突起ＰＴの一方の側壁面ＰＴＳに沿って形成されている。これらの共通電極ＣＥ及び画素電極ＰＥ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）などの透明な導電材料によって形成されている。第５絶縁膜１５は、共通電極ＣＥと画素電極ＰＥとの間に介在する第２層間絶縁膜に相当する。
【００２６】
カラーフィルタＣＦは、隣接する突起ＰＴの間において、第５絶縁膜１５及び画素電極ＰＥの上に配置されている。カラーフィルタＣＦは、例えば、一表示画素を赤、青及び緑の３色のサブ画素で構成する場合、赤色、緑色、青色にそれぞれ着色された樹脂材料によって形成されている。透過率を向上させるため、一表示画素を、例えば赤、青、緑及び白の４色のサブ画素で構成する場合、カラーフィルタＣＦは、赤色、緑色、青色にそれぞれ着色された樹脂材料によって形成されると共に白サブ画素に相当する部分は着色されない樹脂材料、あるいは樹脂材料を除去する等して構成できる。第６絶縁膜１６は、カラーフィルタＣＦの上に配置されている。この第６絶縁膜１６は、透明な樹脂材料によって形成されている。第１配向膜ＡＬ１は、第６絶縁膜１６を覆うとともに、突起ＰＴに沿った第５絶縁膜１５及び画素電極ＰＥを覆っている。
【００２７】
なお、上記の第１基板ＳＵＢ１において、第４絶縁膜１４を省略しても良いし、第４絶縁膜１４をカラーフィルタＣＦに置換しても良い。また、第４絶縁膜１４は、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの透明な無機材料によって形成しても良い。第４絶縁膜１４を省略した場合、あるいは、第４絶縁膜１４を比較的薄い膜厚の無機材料によって形成した場合には、画素電極ＰＥとドレイン電極ＷＤとのコンタクトのために大径のコンタクトホールＣＨを形成する必要がなくなり、表示に寄与する面積が拡大でき、また、高精細化が可能となる。
【００２８】
また、上記の第１基板ＳＵＢ１において、第６絶縁膜１６を省略しても良いが、第６絶縁膜１６を配置することによって、カラーフィルタＣＦからの不純物の漏出を防止するとともに、第１基板ＳＵＢ１の表面を平坦化することが可能となる。
【００２９】
図３は、図１に示した表示装置１の第１方向Ｘに沿った断面構造の一例を概略的に示す図である。
【００３０】
第１基板ＳＵＢ１は、上記の通り、第１絶縁基板１０の第２基板ＳＵＢ２と対向する側に、共通電極ＣＥ、画素電極ＰＥ、第１絶縁膜１１、第２絶縁膜１２、第３絶縁膜１３、第４絶縁膜１４、第５絶縁膜１５、第６絶縁膜１６、突起ＰＴ１乃至ＰＴ４、カラーフィルタＣＦ１乃至ＣＦ３、第１配向膜ＡＬ１などを備えている。
【００３１】
第１絶縁膜１１、第２絶縁膜１２、第３絶縁膜１３、及び、第４絶縁膜１４は、この順に第１絶縁基板１０の上に積層されている。
【００３２】
突起ＰＴ１乃至ＰＴ４は、第４絶縁膜１４の上に形成されている。図示した複数の突起ＰＴ１乃至ＰＴ４は、第１方向Ｘに並んで形成され、それぞれ第２方向Ｙに延出している。なお、突起ＰＴ１乃至ＰＴ４は、第２方向Ｙに連続的に延出していても良いし、部分的に途切れていても良い。この突起ＰＴ１乃至ＰＴ４は、有機物や無機物の何れでも構成することかできるが、所望の厚さを確保する必要があることから、有機樹脂で構成することが望ましい。また、突起ＰＴ１乃至ＰＴ４は、透明な樹脂で構成しても良いが、不透明な樹脂で構成することで、画素間の混色の問題を回避できる。
【００３３】
共通電極ＣＥは、第１方向Ｘに延出しており、第１方向Ｘに並んだ各画素に共通に設けられている。すなわち、共通電極ＣＥは、第４絶縁膜１４の上面１４Ａ上に形成されるとともに、突起ＰＴ１乃至ＰＴ４の各々の側壁面ＰＴＳ及び上面ＰＴＴに沿って形成されている。つまり、共通電極ＣＥは、各突起の両側の側壁面ＰＴＳ、及び、上面ＰＴＴに重なっている。このような共通電極ＣＥは、第５絶縁膜１５によって覆われている。本実施形態では、共通電極ＣＥは、画素電極ＰＥとの間で液晶層ＬＱに電圧を印加する機能に加えて、センサ用駆動電極としても用いられる。
【００３４】
画素電極ＰＥは、第５絶縁膜１５の上に形成されている。図示した例では、画素電極ＰＥは、第５絶縁膜１５上において突起ＰＴ１乃至ＰＴ４のそれぞれの右側の側壁面ＰＴＳに沿って形成され、突起ＰＴ１乃至ＰＴ４のそれぞれの左側の側壁面ＰＴＳに沿った位置には配置されていない。
【００３５】
例えば、図中の突起ＰＴ１の右側の側壁面ＰＴＳは、突起ＰＴ２の左側の側壁面ＰＴＳと対向している。共通電極ＣＥは、突起ＰＴ１及び突起ＰＴ２の各側壁面ＰＴＳから第４絶縁膜１４の上面１４Ａに亘って延在している。画素電極ＰＥは、突起ＰＴ１の側壁面ＰＴＳに沿って形成される一方で、これに対向する突起ＰＴ２の側壁面ＰＴＳに沿った位置には形成されていない。つまり、突起ＰＴ１に沿って形成された画素電極ＰＥは、突起ＰＴ２に沿って形成された共通電極ＣＥと液晶層ＬＱを介して対向している。
【００３６】
また、突起ＰＴ２に着目すると、その左側の側壁面ＰＴＳに沿って共通電極ＣＥ及び第５絶縁膜１５が積層され、その右側の側壁面ＰＴＳに沿って共通電極ＣＥ、第５絶縁膜１５、及び、画素電極ＰＥが積層されている。
【００３７】
カラーフィルタＣＦ１は、例えば赤色（Ｒ）カラーフィルタであり、突起ＰＴ１と突起ＰＴ２との間に配置されている。カラーフィルタＣＦ２は、例えば緑色（Ｇ）カラーフィルタであり、突起ＰＴ２と突起ＰＴ３との間に配置されている。カラーフィルタＣＦ３は、例えば青色（Ｂ）カラーフィルタであり、突起ＰＴ３と突起ＰＴ４との間に配置されている。カラーフィルタＣＦ１乃至ＣＦ３は、例えばインクジェット法等の滴下によって構成することができる。第６絶縁膜１６は、カラーフィルタＣＦ１乃至ＣＦ４の上に積層されている。
【００３８】
第１配向膜ＡＬ１は、第５絶縁膜１５、第６絶縁膜１６、及び、画素電極ＰＥを覆っている。この第１配向膜ＡＬ１は、例えば光配向などの非接触な手法によって配向処理されている。本実施形態においては、第１基板ＳＵＢ１は、その表面に突起ＰＴ１乃至ＰＴ４に起因した凹凸を有しており、ラビングによる配向処理を適用した場合には、局所的に配向処理が不十分となり、液晶分子の配向不良を招く虞がある。このため、光配向等による非接触な配向処理を適用することで、凹凸の影響を受けにくくなり、第１配向膜ＡＬ１の全体に亘って均一な配向処理を実現できる。
【００３９】
一方、第２基板ＳＵＢ２は、第２絶縁基板３０を用いて形成されている。第２基板ＳＵＢ２は、第２絶縁基板３０の第１基板ＳＵＢ１と対向する側に、導電配線ＣＷ、オーバーコート層３１、第２配向膜ＡＬ２などを備えている。
【００４０】
第２絶縁基板３０は、強化ガラスによって形成され、第１絶縁基板１０よりも厚く形成されている。一例として、第１絶縁基板１０の厚さＴ１が０．３ｍｍであるのに対して、第２絶縁基板３０の厚さＴ２は０．５ｍｍ以上である。第２絶縁基板３０の外面３０Ａは、各種光学部材や薄膜などで覆われることはなく、物体の接触あるいは接近を検出する検出面に相当する。
【００４１】
導電配線ＣＷは、第２絶縁基板３０の内面３０Ｂに形成されている。複数の導電配線ＣＷは、第２方向Ｙに沿って延出し、等ピッチで第１方向Ｘに並んでいる。このような導電配線ＣＷは、アルミニウム、銀、マグネシウムなどの金属材料や、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明な導電材料によって形成可能である。導電配線ＣＷの製造方法としては、蒸着法やフォトリソグラフィ法などが適用可能である。
【００４２】
本実施形態において、これらの導電配線ＣＷは、入射光のうちの所望の偏光光成分を選択的に透過するワイヤグリッド型偏光子を構成している。例えば、導電配線ＣＷのピッチは、３００ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ〜２５０ｎｍに設定されている。このように導電配線ＣＷのピッチが入射光の波長（例えば、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域）よりも十分に短い場合、入射光のうち、導電配線ＣＷに直交する電場ベクトルを有する光成分（ｐ偏光）は透過し、導電配線ＣＷに平行な電場ベクトルを有する光成分（ｓ偏光）は反射される。
【００４３】
また、これらの導電配線ＣＷは、センシング駆動時において、共通電極ＣＥとの間の静電容量の変化をセンサ検出値として出力する検出電極としても機能している。すなわち、導電配線ＣＷは、共通電極ＣＥとともに静電容量型タッチセンサを構成している。導電配線ＣＷの各々は、第４絶縁膜１４の上面１４Ａ上に位置する共通電極ＣＥ、あるいは、突起ＰＴの上面ＰＴＴ上に位置する共通電極ＣＥと対向している。導電配線ＣＷと共通電極ＣＥとの間には、第１配向膜ＡＬ１、オーバーコート層３１、第２配向膜ＡＬ２、液晶層ＬＱなどの誘電体が介在している。
【００４４】
なお、導電配線ＣＷは、第２絶縁基板３０の外面３０Ａに形成されていても良い。
【００４５】
オーバーコート層３１は、第２絶縁基板３０の内面３０Ｂ及び導電配線ＣＷを覆っている。オーバーコート層３１は、導電配線ＣＷによる凹凸を平坦化する。このようなオーバーコート層３１は、透明な樹脂材料によって形成されている。
【００４６】
第２配向膜ＡＬ２は、オーバーコート層３１を覆っている。この第２配向膜ＡＬ２は、ラビングや光配向などの手法によって配向処理されている。
【００４７】
なお、図示していないが、第２基板ＳＵＢ２は、アクティブエリアＡＣＴにおいて各画素ＰＸを区画する遮光層を備えていても良い。
【００４８】
上述したような第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とは、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２が向かい合うように配置されている。このとき、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間にはスペーサＳＰが介在し、所定のセルギャップが形成される。スペーサＳＰは、例えば第２基板ＳＵＢ２の第１基板ＳＵＢ１と対向する側に形成されているが、第１基板ＳＵＢ１の第２基板ＳＵＢ２と対向する側に形成されても良い。このようなスペーサＳＰは、例えばドット状に形成され、一部の突起ＰＴと重なる位置に設けられている。
【００４９】
第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とは、セルギャップが形成された状態でシール材によって貼り合わせられている。液晶層ＬＱは、第１配向膜ＡＬ１と第２配向膜ＡＬ２との間のセルギャップに封入されている。
【００５０】
第１絶縁基板１０の外面１０Ａには、偏光板ＰＬを含む光学素子ＯＤが配置されている。偏光板ＰＬについては、上記の導電配線ＣＷを用いたワイヤグリッド型偏光子によって構成されても良いし、ヨウ素を吸着させたポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を偏光層として含む偏光板を適用しても良い。ワイヤグリッド型偏光子を適用した偏光板ＰＬは、第１絶縁基板１０の内面に形成されても良い。
【００５１】
第１絶縁基板１０の背面側には、バックライトＢＬが配置されている。バックライトＢＬとしては、種々の形態が適用可能であり、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用したものや冷陰極管（ＣＣＦＬ）を利用したものなどのいずれでも適用可能であるが、詳細な構造については説明を省略する。
【００５２】
このような構成において、一例として、ノーマリーブラックモードの動作について説明する。
【００５３】
画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成されていないＯＦＦ状態では、液晶層ＬＱに含まれる液晶分子は、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２の配向規制力によって初期配向されている。このような状態では、例えば、液晶層ＬＱのリタデーションがほぼゼロとなるように構成されている。偏光板ＰＬの偏光軸と導電配線ＣＷからなるワイヤグリッド型偏光子の偏光軸とがクロスニコルの条件下では、バックライトＢＬからのバックライト光のうち、一部の直線偏光は、偏光板ＰＬを透過し、液晶層ＬＱに入射する。液晶層ＬＱに入射した直線偏光の偏光状態はほとんど変化しないため、液晶層ＬＱを透過した直線偏光は、ワイヤグリッド型偏光子によって吸収される（黒表示）。
【００５４】
画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電位差が形成されるＯＮ状態では、隣接する突起間で向かい合っている画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に横電界が形成される。これにより、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間の液晶層ＬＱに横電界が作用する。液晶分子は、横電界が作用することによって初期配向方向とは異なる方向に配向する。このとき、液晶層ＬＱに入射した直線偏光の偏光状態は、液晶分子の配向状態（あるいは、液晶層ＬＱのリタデーション）に応じて変化する。このため、液晶層ＬＱを通過した少なくとも一部の光は、ワイヤグリッド型偏光子を透過する（白表示）。液晶層ＬＱのリタデーションがλ／２（但し、λは液晶層ＬＱを通過する光の波長である）の場合に、透過率は最大値となる。
【００５５】
図４は、図３に示した共通電極ＣＥと導電配線ＣＷとの一構成例を説明するための斜視図である。図５は、静電容量型センサの駆動信号と検出信号との一例を示す図である。
【００５６】
共通電極ＣＥの各々は、第１方向Ｘに延出した短冊状に形成されている。各共通電極ＣＥには、ディスプレイドライバ２Ａから個別に各種信号が供給される。すなわち、表示駆動時（画像表示のタイミング）には、各共通電極ＣＥには、ディスプレイドライバ２Ａからコモン駆動信号ＶＣＯＭが順次供給され、時分割的に線順次走査駆動が行われる。また、センシング駆動時（センシングのタイミング）には、各共通電極ＣＥには、ディスプレイドライバ２Ａからセンサ駆動信号Ｔｘが順次供給される。
【００５７】
導電配線ＣＷの各々は、共通電極ＣＥの延出方向と直交する第２方向Ｙに延出している。センシング駆動時には、導電配線ＣＷの各々からは、センサ検出値Ｒｘが個別に出力され、検出回路２Ｂへ入力される。
【００５８】
本実施形態の静電容量型センサは、誘電体を挟んで互いに対向配置された一対の電極、すなわち、第３ドライバ（交流信号源）Ｄ３に接続された共通電極ＣＥ及び検出回路２Ｂに接続された導電配線ＣＷを備え、第１容量素子を構成する。第３ドライバＤ３から共通電極ＣＥに所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜十数ｋＨｚ程度）のセンサ駆動信号Ｔｘ（交流矩形波）を印加すると、導電配線ＣＷからセンサ検出値Ｒｘが出力される。
【００５９】
外面３０Ａに物体（図示した例では指）が接触していない状態では、第１容量素子に対する充放電に伴って、第１容量素子の容量値に応じた電流が流れる。このとき、導電配線ＣＷの電位波形は、例えば図５の波形Ｖ０のようになり、これが検出回路２Ｂによってセンサ検出値Ｒｘとして検出される。
【００６０】
一方、外面３０Ａに物体が接触した（あるいは外面３０Ａに物体が接近した）状態では、指によって形成される第２容量素子が第１容量素子に直列に追加された形となる。この状態では、第１容量素子と第２容量素子とに対する充放電に伴って、それぞれ電流が流れる。このとき、導電配線ＣＷの電位波形は、例えば図５の波形Ｖ１のようになり、これが検出回路２Ｂによってセンサ検出値Ｒｘとして検出される。このときの導電配線ＣＷの電位は、第１容量素子と第２容量素子とを流れる電流の値によって定まる分圧電位となる。このため、波形Ｖ１は、非接触状態での波形Ｖ０よりも小さい値となる。
【００６１】
検出回路２Ｂは、導電配線ＣＷからのセンサ検出値Ｒｘに基づいて、外面３０Ａでの物体の接触位置を検出する。
【００６２】
なお、図４に示した例では、共通電極ＣＥの各々に対して個別にセンサ駆動信号を供給し、導電配線ＣＷの各々からセンサ検出値が出力される場合について説明したが、この例に限らない。例えば、複数の共通電極ＣＥに同時にセンサ駆動信号を供給し、複数の導電配線ＣＷから一括してセンサ検出値が出力されるように構成しても良い。これにより、共通電極ＣＥと導電配線ＣＷとの間の静電容量を増大することができ、共通電極ＣＥ及び導電配線ＣＷの線幅が細い場合であっても、高いセンサ感度を得ることが可能となる。
【００６３】
図６は、表示装置１と信号処理部２とを接続するための一構成例を概略的に示す断面図である。
【００６４】
図示したように、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、互いにシール材ＳＥによって貼り合わせられている。第１基板ＳＵＢ１は、第１絶縁基板１０の内面側に、上記のゲート配線、ソース配線、あるいは、共通電極に接続された端子Ｔ１を備えている。端子Ｔ１は、図示した例では、シール材ＳＥよりも外側に位置しているが、シール材ＳＥの内部に位置していても良い。なお、端子Ｔ１は、図示したように第１絶縁基板１０の内面に直接形成されていても良いが、端子Ｔ１と第１絶縁基板１０との間に上記の第１乃至第６絶縁膜のいずれかが介在していても良い。
【００６５】
第２基板ＳＵＢ２は、第２絶縁基板３０の内面側に、周辺遮光層ＳＬ及び端子Ｔ２を備えている。なお、第２基板ＳＵＢ２は、図示しないが導電配線ＣＷに接続された端子も備えている。周辺遮光層ＳＬは、詳述しないが、アクティブエリアを囲む枠状に形成されている。端子Ｔ２は、端子Ｔ１と対向するとともに、シール材ＳＥよりも外側、より望ましくは第１基板ＳＵＢ１と対向する位置よりも外側に引き出されている。端子Ｔ１と端子Ｔ２とは、導電部材（例えば、異方性導電膜）ＣＭを介して電気的に接続されている。信号処理部２は、第１基板ＳＵＢ１と対向する位置よりも外側において、端子Ｔ２に実装されている。なお、信号処理部２は、フレキシブルプリント回路基板に実装されていても良い。
【００６６】
図７は、表示装置１と信号処理部２とを接続するための他の構成例を概略的に示す断面図である。
【００６７】
図７に示した構成例は、図６に示した構成例と比較して、第１基板ＳＵＢ１が上記のゲート配線、ソース配線、あるいは、共通電極ＣＥに接続されたアンテナＡＴ１と、第１絶縁基板１０を介してアンテナＡＴ１と対向するアンテナＡＴ２と、を備えた点で相違している。すなわち、アンテナＡＴ１は、第１絶縁基板１０の内面側に形成され、シール材ＳＥよりも外側に位置している。なお、アンテナＡＴ１は、図示したように第１絶縁基板１０に直接形成されていても良いが、アンテナＡＴ１と第１絶縁基板１０との間に上記の第１乃至第６絶縁膜のいずれかが介在していても良い。アンテナＡＴ２は、第１絶縁基板１０の外面側に形成され、アンテナＡＴ１と対向している。アンテナＡＴ１とアンテナＡＴ２とは、無線通信により信号のやり取りが可能である。信号処理部２は、アンテナＡＴ２と電気的に接続されている。図示した例では、信号処理部２は、第１絶縁基板１０の外面側に実装されている。なお、信号処理部２は、フレキシブルプリント回路基板に実装されていても良い。
【００６８】
次に、上記の表示装置１の製造方法について図８を参照しながらその一例を説明する。
【００６９】
まず、複数の第１基板ＳＵＢ１が取り出される第１マザー基板を製造する（ＳＴ１）。すなわち、大判の絶縁基板上に上記の第１絶縁膜１１、第２絶縁膜１２、第３絶縁膜１３、第４絶縁膜１４、スイッチング素子ＳＷなどを形成した後、第４絶縁膜１４の上に突起ＰＴを形成し、共通電極ＣＥを形成し、第５絶縁膜１５を形成し、画素電極ＰＥを形成する。さらに、カラーフィルタＣＦ１乃至ＣＦ３を形成し、第６絶縁膜１６を形成する。その後、第１配向膜ＡＬ１となる配向膜材料を成膜した後、光配向による配向処理を行う。
【００７０】
そして、第１マザー基板を割断して、共通電極ＣＥや画素電極ＰＥなどを備えた第１基板ＳＵＢ１を取り出す（ＳＴ２）。
【００７１】
一方で、複数の第２基板ＳＵＢ２が取り出される第２マザー基板を製造する（ＳＴ３）。すなわち、大判の強化ガラス板上に導電配線ＣＷを形成し、オーバーコート層３１、周辺遮光層ＳＬなどを形成する。その後、第２配向膜ＡＬ２となる配向膜材料を成膜した後、配向処理を行う。
【００７２】
そして、第２マザー基板を割断して、第１基板ＳＵＢ１よりも大きな外形寸法を有する第２基板ＳＵＢ２を取り出す（ＳＴ４）。第１マザー基板及び第２マザー基板を割断する手法については、機械的にスクライブした後に応力を加える手法であっても良いし、レーザー光を照射する手法などであっても良い。
【００７３】
続いて、第１基板ＳＵＢ１にシール材ＳＥを塗布する（ＳＴ５）。シール材ＳＥは、ループ状に形成する。シール材ＳＥとしては、例えば紫外線硬化型樹脂材料が適用可能である。
【００７４】
そして、第１基板ＳＵＢ１のシール材ＳＥで囲まれた内側に液晶材料を滴下する（ＳＴ６）。その後、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とを真空環境下で貼り合わせる（ＳＴ７）。このとき、まずは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とを対向配置した状態でシール材ＳＥに紫外線を照射することで、シール材ＳＥの硬化を促進して仮止めを行い、その後、熱処理を行うことでシール材ＳＥを本硬化させる。滴下された液晶材料は、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とを貼り合わせる際の加圧力によってシール材ＳＥの内側の全域に亘って広がる。このとき、第１基板ＳＵＢ１に形成された突起ＰＴが第２方向に沿って部分的に途切れた構成を適用することで、液晶材料の広がりが促進される。
【００７５】
その後、第１基板ＳＵＢ１の裏面に光学素子ＯＤを貼付するなどして表示装置１が製造される。
【００７６】
なお、上記の製造方法において、第１配向膜ＡＬ１は第１マザー基板を割断した後に形成しても良いし、第２配向膜ＡＬ２は第２マザー基板を割断した後に形成しても良い。また、シール材ＳＥは第２基板ＳＵＢ２に塗布し、液晶材料は第２基板ＳＵＢ２に滴下しても良い。
【００７７】
本実施形態の表示装置１によれば、第１方向に延出した短冊状の共通電極ＣＥ及び共通電極ＣＥから離間した画素電極ＰＥを備えた第１基板ＳＵＢ１と、その外面が検出面となる第２絶縁基板（カバーガラス）３０を備えた第２基板ＳＵＢ２との間に光変調層が配置されている。このため、一対の基板間に光変調層を保持した表示装置とカバーガラスとを組み合わせる構成と比較して、第２絶縁基板が光変調層を保持する一方の基板とカバーガラスとの機能を兼ね備えているため、表示装置１の薄型化が可能となる。
【００７８】
また、第２基板ＳＵＢ２の導電配線ＣＷは、入射光のうちの所望の偏光光成分を選択的に透過する偏光板として機能するとともに、第１基板ＳＵＢ１の共通電極ＣＥとの間の静電容量の変化をセンサ検出値として出力する検出電極としても機能する。このため、出射側（観察者側）の偏光板が不要となり、あるいは、検出電極を新たに設置する必要がなくなり、構成を簡素化することが可能となる。
【００７９】
また、画素電極ＰＥと液晶層ＬＱを介して向かい合う共通電極ＣＥは、突起ＰＴの側壁面ＰＴＳから第４絶縁膜１４の上面１４Ａに亘って形成されている。さらに、共通電極ＣＥは、突起ＰＴの上面ＰＴＴにも延在している。このような共通電極ＣＥは、上面１４Ａあるいは上面ＰＴＴに延在した部分で導電配線ＣＷと対向し、センシングに必要な静電容量を形成することが可能となる。
【００８０】
また、本実施形態の表示装置の製造方法によれば、第１マザー基板を割断して第１電極及び第２電極を備えた第１基板を取り出し、第２マザー基板を割断して第１基板よりも大きな外形寸法を有する第２基板を取り出し、第１基板と第２基板とを貼り合わせている。このため、第１マザー基板と第２マザー基板とを貼り合わせてから双方の基板を割断する製造方法を適用した場合と比較して、同一サイズの第１マザー基板から取り出される第１基板の数を増加することが可能となる。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態によれば、薄型化が可能な表示装置及びその製造方法を提供することができる。
【００８２】
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。
【００８３】
上記の説明では、表示装置１がセンサ付き液晶表示装置である場合について説明したが、表示装置１が有機エレクトロルミネッセンス表示装置などの他の表示装置であっても良い。
【符号の説明】
【００８４】
１…表示装置
ＳＵＢ１…第１基板  ＳＷ…スイッチング素子  ＣＥ…共通電極  ＰＥ…画素電極
ＰＴ…突起  ＰＴＳ…側壁面  ＰＴＴ…上面
ＡＬ１…第１配向膜
ＳＵＢ２…第２基板  ＣＷ…導電配線
ＳＰ…スペーサ
ＡＬ２…第２配向膜
ＬＱ…液晶層
ＳＥ…シール材
２…信号処理部  ２Ａ…ディスプレイドライバ  ２Ｂ…検出回路
【図１】
2015148699.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2015148699.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015148699.tif 000009
【図８】
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