(57)【要約】  本発明の液晶表示装置（ＬＣＤ１）は、第１タッチセンシング配線（３）を備えた表示装置基板（１００）と、前記第１タッチセンシング配線（３）に直交する第２タッチセンシング配線（７）を備えるアレイ基板（２００）と、前記表示装置基板（１００）と前記アレイ基板（２００）との間に挟持された液晶層（３００）と、第１ソース配線（１４）に正の第１映像信号を供給し、第２ソース配線（１５）に負の第２映像信号を供給し、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の供給に同期して画素電極（１７）と共通電極（２０）との間に液晶駆動電圧を印加することによって前記液晶層（３００）を駆動させ、映像表示を行い、映像表示が行われた後に前記第２タッチセンシング配線（７）に電圧を印加する制御部（１２０）とを備える。
2016181524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置であって、
第１タッチセンシング配線を備えた表示装置基板と、
複数の多角形状の画素開口部と、前記複数の画素開口部の各々に設けられた画素電極と、前記画素電極に電気的に接続された第１及び第２アクティブ素子と、前記第１アクティブ素子に電気的に連携された第１ゲート配線と、前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第２ゲート配線と、平面視において前記第１ゲート配線に直交して前記第１アクティブ素子に電気的に連携された第１ソース配線と、平面視において前記第２ゲート配線に直交して前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第２ソース配線と、前記画素電極の下に設けられた第１絶縁層と、前記第１絶縁層の下に設けられた第２絶縁層と、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に設けられた共通電極と、平面視において前記第１タッチセンシング配線に直交する第２タッチセンシング配線とを備えるアレイ基板と、
前記表示装置基板と前記アレイ基板との間に挟持された液晶層と、
前記第１ソース配線に正の第１映像信号を供給し、前記第２ソース配線に負の第２映像信号を供給し、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の供給に同期して前記画素電極と前記共通電極との間に液晶駆動電圧を印加することによって前記液晶層を駆動させ、映像表示を行い、映像表示が行われた後に前記第２タッチセンシング配線に電圧を印加する制御部と、
を含む液晶表示装置。
【請求項２】
平面視において、前記第１ゲート配線、前記第２ゲート配線、前記第１ソース配線、及び前記第２ソース配線によって前記画素開口部が区画されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記画素開口部の長辺は、前記第１ソース配線及び前記第２ソース配線に沿う方向に延在している請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
平面視において、前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線のうち一方は、前記第１ゲート配線及び前記第２ゲート配線に重畳するように設けられており、前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線のうち他方は、前記第１ソース配線及び前記第２ソース配線に重畳するように設けられている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記表示装置基板は、表示面を有し、
断面視において、前記表示面から前記第１タッチセンシング配線までの距離よりも、前記表示面から前記第２タッチセンシング配線までの距離が大きく、
前記第２タッチセンシング配線は、前記第１絶縁層上の位置、前記第２絶縁層上の位置、及び前記第２絶縁層下の位置のうち、いずれかの位置に設けられている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第１ゲート配線及び前記第２ゲート配線は、前記複数の画素開口部のうち互いに隣接する２つの画素開口部の間に位置するように、互いに平行に配設されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記アレイ基板の裏面もしくは側面に設けられたバックライトユニットを備え、
前記第２タッチセンシング配線に前記電圧が印加されている時には、前記バックライトユニットの発光を停止する請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記液晶層は、前記画素電極と前記共通電極との間に生じるフリンジ電界によって駆動される請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記表示装置基板は、透明電極を有し、
前記液晶層は、前記画素電極と前記共通電極との間に生じるフリンジ電界によって駆動されるとともに、前記画素電極と前記透明電極との間に生じる前記液晶層の厚み方向における電界で駆動される請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
平面視において、前記共通電極は、前記画素電極と重なる重畳部と、前記画素電極の端部から突出している突出部とを有する請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記液晶駆動電圧が前記画素電極に印加された後、かつ、前記液晶駆動電圧が前記画素電極に印加されていない時に、前記第２タッチセンシング配線に前記電圧を印加する請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記第２タッチセンシング配線に印加される電圧は、正の電圧と、負の電圧とを含み、
前記電圧は、映像表示の一定期間毎に、正又は負に反転される請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線の各々は、金属層を含む請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記表示装置基板は、第１透明基板を含み、
前記第１タッチセンシング配線は、前記第１透明基板の上方に形成された黒色層と、前記黒色層上に積層された前記金属層とによって構成された２層構造を有する請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記アレイ基板は、第２透明基板を含み、
前記第２タッチセンシング配線は、前記第２透明基板の上方に形成された黒色層と、前記黒色層上に積層された前記金属層とによって構成された２層構造を有する請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記金属層は、銅含有層であり、
前記金属層は、銅含有層が導電性金属酸化物層で挟持された構成を有する請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記導電性金属酸化物層が、酸化亜鉛、酸化インジウム、及び酸化錫を含む複合酸化物である請求項１６に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記第１及び第２アクティブ素子は、半導体で構成されたチャネル層を有する薄膜トランジスタであり、
平面視において、前記第２タッチセンシング配線の前記金属層の一部が、前記チャネル層を覆う遮光層を形成している請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
前記チャネル層は、酸化物半導体で構成されている請求項１８に記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
前記表示装置基板上には、前記画素開口部に対応する位置に、少なくとも、赤フィルタ、緑フィルタ、及び青フィルタのいずれかが設けられている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項２１】
前記表示装置基板上には、前記画素開口部を区画するブラックマトリクス層を備える請求項２０に記載の液晶表示装置。
【請求項２２】
液晶表示装置であって、
第１タッチセンシング配線を備えた表示装置基板と、
複数の多角形状の画素開口部と、前記複数の画素開口部の各々に設けられた画素電極と、前記画素電極に電気的に接続された第１及び第２アクティブ素子と、前記第１アクティブ素子に電気的に連携された第１ゲート配線と、前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第２ゲート配線と、平面視において前記第１ゲート配線に直交して前記第１アクティブ素子に電気的に連携された第１ソース配線と、平面視において前記第２ゲート配線に直交して前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第２ソース配線と、前記画素電極の下に設けられた第１絶縁層と、前記第１絶縁層の下に設けられた第２絶縁層と、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に設けられた共通電極と、平面視において前記第１タッチセンシング配線に直交する第２タッチセンシング配線とを備えるアレイ基板と、
前記表示装置基板と前記アレイ基板との間に挟持された液晶層と、
前記第１ソース配線に正の第１映像信号を供給し、前記第２ソース配線に負の第２映像信号を供給し、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の供給に同期して前記画素電極と前記共通電極との間に液晶駆動電圧を印加することによって前記液晶層を駆動させ、映像表示の安定期間、及び、映像表示後の黒表示安定期間の少なくとも一方の安定期間で、前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線によるタッチセンシング駆動を行う制御部と、
を含む液晶表示装置。
【請求項２３】
前記制御部は、
前記タッチセンシング駆動を行う際に、
前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線の一方にタッチセンシング駆動電圧を印加し、前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線の他方を通じてタッチセンシング信号を検出する請求項２２に記載の液晶表示装置。
【請求項２４】
前記第２タッチセンシング配線に前記タッチセンシング駆動電圧が印加され、前記第１タッチセンシング配線が前記タッチセンシング信号を検出する請求項２３に記載の液晶表示装置。
【請求項２５】
前記アレイ基板の裏面もしくは側面に設けられたバックライトユニットを備え、
前記黒表示安定期間は、前記バックライトユニットの発光が停止された期間である請求項２２に記載の液晶表示装置。
【請求項２６】
前記表示装置基板上には、前記画素開口部に対応する位置に、少なくとも、赤フィルタ、緑フィルタ、及び青フィルタのいずれかが設けられている請求項２２に記載の液晶表示装置。
【請求項２７】
前記表示装置基板上に設けられ、前記画素開口部を区画するブラックマトリクス層を備える請求項２６に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安定したタッチセンシングが可能で、かつ、タッチセンシング感度が高い液晶表示装置に関する。本発明は、高速応答が可能な液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビといった大型ディスプレイ、タブレット、スマートフォン等に、液晶表示装置が用いられている。液晶表示装置は、大まかに、ガラス等の２枚の透明基板間に液晶層が挟持された構成を有する。こうした液晶表示装置における主要な液晶駆動方式は、縦電界方式として知られているＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードと、横電界方式として知られているＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、あるいは、フリンジ電界スイッチングＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードに大別することができる。【０００３】
ＶＡモードにおいては、液晶表示装置の基板面に対して液晶分子を垂直配向させ、液晶層の厚さ方向に沿った縦方向に電界を液晶分子に印加することによって、液晶駆動が行われる。ＩＰＳモード又はＦＦＳモードにおいては、液晶表示装置の基板面に対して液晶分子を水平配向させ、基板面に対して略平行な方向に電界を液晶分子に印加することによって、液晶駆動が行われる。このようなＶＡモード等の垂直配向を用いた液晶表示装置は、黒表示に優れる。ＩＰＳモード又はＦＦＳモードは、広い視野角を有する液晶表示装置において用いられる液晶駆動方式である。ＦＦＳモードが採用された液晶表示装置は、フリンジ電界を用いることで高速に液晶を駆動することができるといった大きなメリットを有する。【０００４】
液晶の駆動方式に関して、液晶表示の焼きつきを抑制するために、所定の映像表示期間が経過した後に液晶層に印加する電圧の正と負を反転させる極性反転駆動（交流反転駆動）が行われている。極性反転駆動の方法としては、複数の画素の各々の極性を個別に反転させるドット反転駆動、画面の横方向に沿って複数の画素が配列されている行単位で画素の極性を反転させる水平ライン反転駆動、画面の縦方向に沿って複数の画素が配列されている列単位で画素の極性を反転させるカラム反転駆動、一画面単位で画素の極性を反転させる、或いは、画面を複数のブロックで区画するとともにブロック単位で画素の極性を反転させるフレーム反転駆動等が知られている。こうした液晶駆動技術は、例えば、特許文献１〜５、７に記載、あるいは、示唆されている。【０００５】
こうした液晶表示装置として、近時、静電容量を検知する手段を備えたタッチセンシング機能を有する液晶表示装置が多く利用されている。タッチセンシング方式としては、指やペン等のポインターが表示画面に接触あるいは近接したときに発生する静電容量変化を、例えば、Ｘ方向とＹ方向に配列されたタッチセンシング配線（タッチ電極）によって検知する方式が、主に利用されている。
また、タッチセンシング機能を有する表示装置の構造としては、タッチセンシング機能を備えたタッチパネルが表示装置の表面に貼り付けられたアウトセル方式と、表示装置自体がタッチセンシング機能を備えたインセル方式とが知られている。近年では、アウトセル方式よりも、多くの表示装置がインセル方式を採用している。【０００６】
特許文献２〜６は、インセル方式を用いたタッチセンシング技術が開示されている。しかしながら、インセル方式においては、これらの特許文献では明らかにされていないタッチセンシング技術の問題が出てきている。換言すれば、タッチパネル外付け方式では問題となりにくかった問題、即ち、液晶セル内部に設けられたアクティブ素子に電気的に連携されたソース配線から発生するノイズを招くといって新たな技術課題がある。【０００７】
特許文献１は、液晶駆動に関して、画面の縦方向に沿って複数の画素が配列されている列単位で画素の極性を反転させる技術を開示している。特許文献１は、タッチセンシング技術を含んでいない。
特許文献２及び特許文献３は、ドット反転駆動に関する記載を含むとともに、タッチセンシング技術を開示している。特許文献３の開示においては、タッチセンシング機能を行う駆動電極及び検出電極が実質的に金属配線で構成されている。このような特許文献３の開示は、特許文献６に記載の請求項２の特徴点に類似している。
特許文献４は、面内切り替え（ＩＰＳ）液晶ディスプレイに関し、タッチセンシング駆動電極が、タッチセンシング信号の検出及びディスプレイに使用される電極対を形成する技術を開示している。
特許文献５は、透明材料で構成されて第１方向に延びる複数のタッチ駆動電極と、第２方向に延びる複数のタッチ検出電極とを備え、タッチ駆動電極及びタッチ検出電極のうち一方が、液晶ディスプレイのカウンタ電極として機能することを開示している。【０００８】
特許文献１〜６に開示された技術は、各々の映像表示を行うための映像信号が付与されるソース配線に起因するノイズを削減する手段が考慮されておらず、高感度のタッチセンシング技術を提供していない。特許文献１〜６に開示された技術においては、液晶駆動に起因するノイズの発生を抑制するには不十分である。
また、これらの特許文献においては、液晶駆動電圧が液晶に印加された後、タッチセンシング配線を用いて液晶層の表示状態を黒表示（ｄａｒｋ  ｓｔａｔｅ）に加速的に戻らせる手段について開示していない。【０００９】
ところで、液晶の応答時間は、液晶駆動電圧が液晶分子（液晶層）に印加された時の立ち上がり時間（以下、τｏｎ）と、液晶駆動電圧が液晶分子に印加されない時（液晶駆動電圧オフの時）の立ち下り時間（以下、τｏｆｆ）との合計の時間である。τｏｎを短くするための液晶駆動方法や液晶装置の構造としては、液晶駆動電圧を高くする、オーバードライブの手法を用いる、液晶層の厚さを薄くする、液晶分子を高速動作させる電極構造を用いる等、種々の方法や構造を採用することができる。しかし、τｏｆｆは、通常、無電界状態で初期配向へ戻る時間であるため、τｏｆｆは、液晶分子の電気的物性や粘度等、液晶分子の材料物性に依存する。従って、液晶の応答時間を短縮するには、τｏｆｆの時間短縮が主題となる。特許文献２〜特許文献６においては、τｏｆｆの時間短縮を実現する技術を開示していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】日本国特開平４−２２４８６号公報
【特許文献２】日本国特許第５４７２３７３号公報
【特許文献３】日本国特開２０１４−１０９９０４号公報
【特許文献４】日本国特許第４５８４３４２号公報
【特許文献５】日本国特許第５５１７６１１号公報
【特許文献６】日本国特開平７−３６０１７号公報
【特許文献７】日本国特開２０００−２００３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
インセル方式を採用するとともにタッチセンシング機能を備えた表示装置において、センシング感度を向上させるには液晶駆動で発生するノイズ対策が不可欠である。
上述したように、電荷蓄積による表示の焼きつき（ｓｔｉｃｋｉｎｇ）を避けるため、液晶駆動として極性反転駆動が一般的に採用されている。しかしながら、映像信号を伝達するソース配線は、極性反転に起因したノイズを発生させる発生源となっていた。加えて、ソース配線は、映像信号の極性反転に付随する浮遊容量の変化を伴い易い。インセル方式を採用するとともにタッチセンシング機能を備えた表示装置においては、映像信号が伝達されるソース配線に起因するノイズの発生を抑制することが重要となっている。【００１２】
液晶駆動に関して、例えば、特許文献２に示されるようなフリンジ電界併用の縦電界方式を用いる液晶表示装置においては、液晶駆動電圧が液晶分子に印加されたとき（液晶駆動電圧オンの時）のτｏｎを大きく短縮することができ、液晶の高速駆動が行われている。あるいは、上記のＦＦＳモードの液晶駆動においても、同様、フリンジ電界を利用する横電界方式であるため、駆動電圧オン時のτｏｎは大きく短縮することができる。しかしながら、駆動電圧をオフにした時に液晶分子に印加される電界がなくなるため、液晶分子は元の垂直配向に戻るのに時間がかかってしまい、液晶分子の立ち下り時間τｏｆｆを小さくすることが難しい。液晶の応答時間は、立ち上がり時間τｏｎと立ち下り時間τｏｆｆとの合計時間で表されるため、τｏｆｆを小さくすることによって、応答性の改善が必要となる。【００１３】
また、ＩＧＺＯ等の酸化インジウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛等の複合酸化物による酸化物半導体をチャネル層に用いた薄膜トランジスタが知られている。このような薄膜トランジスタは、アモルファスシリコン半導体をチャネル層に用いた従来の薄膜トランジスタよりも、およそ５０倍、電子移動度が高く、画素電極への書き込み（映像信号の書き込み）を速く行うことができる。更に、酸化物半導体で形成されたチャネル層を備える薄膜トランジスタにおいては、リーク電流が極めて小さいため、画素電極への書き込みが終了した後の電圧保持が良好で、画像表示保持のために再書き込みを行う必要がない。しかしながら、液晶表示装置の場合、電圧保持が良好であるという特徴は、逆に、画素における焼きつきが生じ易くなる問題を発生させる。【００１４】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、横電界方式あるいは縦電界方式での液晶表示装置の応答時間を短縮し、画素の焼きつきを軽減し、さらに、映像信号が伝達されるソース配線に起因するとともにタッチセンシングに影響を与えるノイズの発生を削減した液晶表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置は、第１タッチセンシング配線を備えた表示装置基板と、複数の多角形状の画素開口部と、前記複数の画素開口部の各々に設けられた画素電極と、前記画素電極に電気的に接続された第１及び第２アクティブ素子と、前記第１アクティブ素子に電気的に連携された第１ゲート配線と、前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第２ゲート配線と、平面視において前記第１ゲート配線に直交して前記第１アクティブ素子に電気的に連携された第１ソース配線と、平面視において前記第２ゲート配線に直交して前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第２ソース配線と、前記画素電極の下に設けられた第１絶縁層と、前記第１絶縁層の下に設けられた第２絶縁層と、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に設けられた共通電極と、平面視において前記第１タッチセンシング配線に直交する第２タッチセンシング配線とを備えるアレイ基板と、前記表示装置基板と前記アレイ基板との間に挟持された液晶層と、前記第１ソース配線に正の第１映像信号を供給し、前記第２ソース配線に負の第２映像信号を供給し、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の供給に同期して前記画素電極と前記共通電極との間に液晶駆動電圧を印加することによって前記液晶層を駆動させ、映像表示を行い、映像表示が行われた後に前記第２タッチセンシング配線に電圧を印加する制御部とを含む。【００１６】
ここで、多角形状の画素開口部の形状パターンとしては、例えば、正方形パターン、長方形パターン、平行四辺形パターン、あるいはくの字形状パターン（ｄｏｇ−ｌｅｇｇｅｄ  ｐａｔｔｅｒｎ）が挙げられる。
また、表示装置基板は、透明基板と、透明基板上に設けられた透明樹脂層を備えてもよい。この場合、第１タッチセンシング配線は、透明基板と透明樹脂層との間に設けられる。また、表示装置基板は、複数の透明樹脂層（第１透明樹脂層、第２透明樹脂層）を備えてもよい。
上記のように、制御部によって、前記画素電極と前記共通電極との間に液晶駆動電圧を印加することによって前記液晶層が駆動され、映像表示が行われ、映像表示が行われた後に前記第２タッチセンシング配線に電圧が印加される。これによって、第２タッチセンシング配線の間に、平面視において液晶層を横断する方向（透明基板に平行な方向）に向いた電界が発生し、この電界によって、液晶の配向状態を黒表示状態に加速的に戻らせることができる。
「黒表示への戻り」とは、ノーマリーブラック表示の液晶表示装置において、液晶の配向が、初期配向状態へ戻ることを意味する。
以下の説明では、液晶の配向状態を黒表示状態に加速的に戻らせる電界を発生させる電圧、即ち、第２タッチセンシング配線に印加される電圧を、「リセット電圧」又は「リセット信号」と称することがある。また、リセット電圧が印加される第２タッチセンシング配線（導電配線）を、「リセット配線」と称することがある。また、リセット電圧の印加によって生じる電界を、「リセット電界」と称することがある。また、上記電界の発生によって液晶分子の配向状態が初期配向となる液晶分子の駆動を、「リセット駆動」と称することがある。
更に、このリセット電圧は、液晶分子の立ち下り時間（以下、τｏｆｆ）を短縮するために第２タッチセンシング配線に印加される電圧を意味する。ここで、液晶分子をリセットすることは、液晶分子の配向状態を、黒表示における配向状態（初期配向）に戻すことを意味する。【００１７】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置においては、平面視において、前記第１ゲート配線、前記第２ゲート配線、前記第１ソース配線、及び前記第２ソース配線によって前記画素開口部が区画されてもよい。【００１８】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置においては、前記画素開口部の長辺は、前記第１ソース配線及び前記第２ソース配線に沿う方向に延在してもよい。【００１９】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置においては、平面視において、前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線のうち一方は、前記第１ゲート配線及び前記第２ゲート配線に重畳するように設けられており、前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線のうち他方は、前記第１ソース配線及び前記第２ソース配線に重畳するように設けられてもよい。【００２０】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置においては、前記表示装置基板は、表示面を有し、断面視において、前記表示面から前記第１タッチセンシング配線までの距離よりも、前記表示面から前記第２タッチセンシング配線までの距離が大きく、前記第２タッチセンシング配線は、前記第１絶縁層上の位置、前記第２絶縁層上の位置、及び前記第２絶縁層下の位置のうち、いずれかの位置に設けられてもよい。【００２１】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置においては、前記第１ゲート配線及び前記第２ゲート配線は、前記複数の画素開口部のうち互いに隣接する２つの画素開口部の間に位置するように、互いに平行に配設されてもよい。【００２２】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置は、前記アレイ基板の裏面もしくは側面に設けられたバックライトユニットを備え、前記第２タッチセンシング配線に前記電圧が印加されている時には、前記バックライトユニットの発光を停止してもよい。【００２３】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置においては、前記液晶層は、前記画素電極と前記共通電極との間に生じるフリンジ電界によって駆動されてもよい。【００２４】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置においては、前記表示装置基板は、透明電極を有し、前記液晶層は、前記画素電極と前記共通電極との間に生じるフリンジ電界によって駆動されるとともに、前記画素電極と前記透明電極との間に生じる前記液晶層の厚み方向における電界で駆動されてもよい。【００２５】
ここで、透明電極は、表示装置基板の透明基板の上方に設けられ、第１タッチセンシング配線を覆う透明樹脂層上に設けられてもよい。換言すると、表示装置基板と液晶層との間に位置する複数の透明樹脂層のうちいずれかの透明樹脂層上の位置に設けられてもよい。
また、前記画素電極と前記透明電極との間に生じる電界によって前記液晶層は駆動されることから、前記液晶層においては、負の誘電率異方性を有するとともに初期配向が垂直配向である液晶分子が用いられる。即ち、縦電界方式を利用した液晶表示装置が実現される。縦電界方式とは、表示装置用基板に設けられた透明電極とアレイ基板に設けられた画素電極との間に配置された液晶層に対し、厚み方向に液晶駆動電圧を印加し、液晶層を駆動する方式である。【００２６】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置においては、平面視において、前記共通電極は、前記画素電極と重なる重畳部と、前記画素電極の端部から突出している突出部とを有してもよい。
この構成によれば、液晶分子の立ち上がり時間（以下、τｏｎ）が短縮するため電極構造が実現される。具体的に、共通電極の突出部と画素電極との間に印加される液晶駆動電圧がフリンジ電界として用いられ、τｏｎを短縮することができる。【００２７】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置においては、前記制御部は、前記液晶駆動電圧が前記画素電極に印加された後、かつ、前記液晶駆動電圧が前記画素電極に印加されていない時に、前記第２タッチセンシング配線に前記電圧を印加してもよい。【００２８】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置においては、前記第２タッチセンシング配線に印加される電圧（リセット電圧）は、正の電圧と、負の電圧とを含み、前記電圧は、映像表示の一定期間毎に、正又は負に反転されてもよい。【００２９】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置においては、前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線の各々は、金属層を含んでもよい。【００３０】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置においては、前記表示装置基板は、第１透明基板を含み、前記第１タッチセンシング配線は、前記第１透明基板の上方に形成された黒色層と、前記黒色層上に積層された前記金属層とによって構成された２層構造を有してもよい。【００３１】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置においては、前記アレイ基板は、第２透明基板を含み、前記第２タッチセンシング配線は、前記第２透明基板の上方に形成された黒色層と、前記黒色層上に積層された前記金属層とによって構成された２層構造を有してもよい。【００３２】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置においては、前記金属層は、銅含有層であり、前記金属層は、銅含有層が導電性金属酸化物層で挟持された構成を有してもよい。
ここで、銅含有層としては、例えば、銅層あるいは銅合金層が挙げられる。【００３３】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置においては、前記導電性金属酸化物層が、酸化亜鉛、酸化インジウム、及び酸化錫を含む複合酸化物であってもよい。【００３４】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置においては、前記第１及び第２アクティブ素子は、半導体で構成されたチャネル層を有する薄膜トランジスタであり、平面視において、前記第２タッチセンシング配線の前記金属層の一部が、前記チャネル層を覆う遮光層を形成してもよい。【００３５】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置においては、前記チャネル層は、酸化物半導体で構成されてもよい。
チャネル層に適用される酸化物半導体としては、亜鉛、インジウム、スズ、タングステン、マグネシウム、ガリウム、及びゲルマニウムからなる群から選択される２種類以上の元素を含む複合金属酸化物が挙げられる。
酸化物半導体で形成されるチャネル層の構造としては、単結晶、多結晶、微結晶、結晶とアモルファスとを含む混晶、アモルファスのいずれでもよい。酸化物半導体の膜厚は、５ｎｍ〜５０ｎｍと範囲内とすることができる。【００３６】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置においては、前記表示装置基板上には、前記画素開口部に対応する位置に、少なくとも、赤フィルタ、緑フィルタ、及び青フィルタのいずれかが設けられてもよい。【００３７】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置は、前記表示装置基板上には、前記画素開口部を区画するブラックマトリクス層を備えてもよい。【００３８】
本発明の第２態様に係る液晶表示装置は、第１タッチセンシング配線を備えた表示装置基板と、複数の多角形状の画素開口部と、前記複数の画素開口部の各々に設けられた画素電極と、前記画素電極に電気的に接続された第１及び第２アクティブ素子と、前記第１アクティブ素子に電気的に連携された第１ゲート配線と、前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第２ゲート配線と、平面視において前記第１ゲート配線に直交して前記第１アクティブ素子に電気的に連携された第１ソース配線と、平面視において前記第２ゲート配線に直交して前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第２ソース配線と、前記画素電極の下に設けられた第１絶縁層と、前記第１絶縁層の下に設けられた第２絶縁層と、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に設けられた共通電極と、平面視において前記第１タッチセンシング配線に直交する第２タッチセンシング配線とを備えるアレイ基板と、前記表示装置基板と前記アレイ基板との間に挟持された液晶層と、前記第１ソース配線に正の第１映像信号を供給し、前記第２ソース配線に負の第２映像信号を供給し、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の供給に同期して前記画素電極と前記共通電極との間に液晶駆動電圧を印加することによって前記液晶層を駆動させ、映像表示の安定期間、及び、映像表示後の黒表示安定期間の少なくとも一方の安定期間で、前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線によるタッチセンシング駆動を行う制御部とを含む。【００３９】
本発明の第２態様に係る液晶表示装置においては、前記制御部は、前記タッチセンシング駆動を行う際に、前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線の一方にタッチセンシング駆動電圧を印加し、前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線の他方を通じてタッチセンシング信号を検出してもよい。【００４０】
本発明の第２態様に係る液晶表示装置においては、前記第２タッチセンシング配線に前記タッチセンシング駆動電圧が印加され、前記第１タッチセンシング配線が前記タッチセンシング信号を検出してもよい。【００４１】
この場合、第２タッチセンシング配線がタッチ駆動配線（タッチ駆動電極、タッチセンシング駆動配線）として機能し、第１タッチセンシング配線がタッチ検出配線（タッチ検出電極、タッチセンシング検出配線）として機能する。
なお、第１タッチセンシング配線がタッチ駆動配線として機能してもよい。この場合、第２タッチセンシング配線がタッチ検出配線として機能する。
このように、第２タッチセンシング配線は、リセット電圧が印加されるだけでなく、タッチセンシング駆動配線又はタッチセンシング検出配線として機能することもできる。
また、第２タッチセンシング配線にリセット電圧が印加され、かつ、第２タッチセンシング配線にタッチセンシング駆動電圧が印加される場合、映像表示期間の中で、タッチセンシングの駆動動作と液晶分子のリセット駆動を時分割で行うことができる。
また、第２タッチセンシング配線にリセット電圧が印加され、かつ、第２タッチセンシング配線がタッチセンシング信号を検出する場合、映像表示期間の中で、タッチセンシングの検出動作と液晶分子のリセット駆動を時分割で行うことができる。【００４２】
上記タッチセンシング機能は、前記第１タッチセンシング配線と前記第２タッチセンシング配線との間の静電容量の変化を検出する静電容量方式である。駆動電圧が印加されるタッチセンシング駆動配線と、信号検出に用いるタッチセンシング検出配線は、互いに入れ替えて用いることができる。
なお、複数のタッチセンシング配線の全てをタッチセンシングに用いる必要はない。例えば、一つの配線グループが複数のタッチセンシング配線で構成されている場合がある。この場合、複数の配線グループが液晶表示装置に設けられている。ここで、一つの配線グループの中で、全ての配線のうち、全ての配線の本数よりも少ない本数の配線における電位をフローティング電位に設定し、残りの本数の配線を用いてタッチセンシングを行ってもよい（間引き駆動）。【００４３】
本発明の第２態様に係る液晶表示装置は、前記アレイ基板の裏面もしくは側面に設けられたバックライトユニットを備え、前記黒表示安定期間は、前記バックライトユニットの発光が停止された期間であってもよい。
この場合、表示単位期間（後述）において白表示等の映像表示の後、黒表示安定期間においては、ＬＥＤ等のバッライトユニットがオフ（発光を停止）になる。【００４４】
本発明の第２態様に係る液晶表示装置においては、前記表示装置基板上には、前記画素開口部に対応する位置に、少なくとも、赤フィルタ、緑フィルタ、及び青フィルタのいずれかが設けられてもよい。【００４５】
本発明の第２態様に係る液晶表示装置は、前記表示装置基板上に設けられ、前記画素開口部を区画するブラックマトリクス層を備えてもよい。
【発明の効果】
【００４６】
本発明の態様に係る液晶表示装置によれば、液晶の配向状態を黒表示状態（ｄａｒｋ  ｓｔａｔｅ）に加速的に戻らせることができ、液晶の応答時間を短縮することができる。更に、本発明の態様に係る液晶表示装置によれば、映像信号が伝達されるソース配線に起因するノイズの発生を抑制でき、高感度のタッチセンシングを提供できる。
本発明の態様に係る液晶表示装置によれば、第１タッチセンシング配線及び第２タッチセンシング配線として、良好な導電性を有する銅やアルミニウム等の合金を含む金属層を用いることができるので、金属層を用いた場合の時定数を小さくすることができ、タッチセンシングのＳ／Ｎ比を向上することができる。【００４７】
加えて、本発明の態様に係る液晶表示装置においては、複数のソース配線の各々は、負の電位（負の極性の映像信号）あるいは正の電位（正の極性の映像信号）に固定され、電位の正負が反転しない。従って、ソース配線に供給される映像信号の電位極性が反転する際に、映像信号の波形が崩れるといったことがなくなる。このため、タッチセンシング機能を実現するだけでなく、表示画質を向上することができる。【００４８】
アクティブ素子のチャネル層に用いられる半導体として、ＩＧＺＯ等の酸化物半導体を用いることで、アモルファスシリコン半導体より数十倍速い速度で、画素電極への書き込み（映像信号の書き込み）を行うことができるので、表示画質を更に向上することができる。ＩＧＺＯ等の酸化物半導体を用いたアクティブ素子においては、ポリシリコン半導体より漏れ電流が数桁小さいため、画素電極への書き込みを行った後に、電圧を良好に保持することができる。従って、ポリシリコン半導体が採用されたアクティブ素子の場合には必要であった、画質を一定時間保持するための映像書き込みを再三にわたり行うが必要でなくなる。これにより、アクティブ素子のチャネル層にＩＧＺＯ等の酸化物半導体を用いることで、再三にわたって画素電極に供給される映像信号に付随するノイズの発生をさらに低減することができる。【００４９】
本発明の態様に係る液晶表示装置においては、第２タッチセンシング配線は、アレイ基板上に形成される。この構成では、第２タッチセンシング配線を構成する金属層を用いて、第２タッチセンシング配線とは電気的に独立した遮光層を形成することができ、遮光層の遮光パターンを、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のアクティブ素子のチャネル層の上部に重ねることができる。このような遮光層を形成することによって、再反射光等の迷光がチャネル層に入射することを避けることができ、画質向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図であり、図３に示すＡ−Ａ’線に沿う図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置を観察者方向から見た画素構造を部分的に示す平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置を観察者方向から見たアレイ基板を部分的に示す平面図であり、表示装置基板と第２タッチセンシング配線及び遮光層を除いたアレイ構造を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図であり、図３に示すＣ−Ｃ’線に沿う図であり、アクティブ素子のチャネル層上に遮光層（遮光パターン）を配設させた構造を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るタッチセンシング配線を模式的に示す平面図であり、第２タッチセンシング配線７ａ、７ｂの電気的接続を説明する図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す平面図であり、１つの画素の開口部における共通電極と画素電極との間に位置する液晶の動作を説明する図であり、初期配向（黒表示）状態の液晶分子と電極構造との関係を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す平面図であり、１つの画素の開口部における共通電極と画素電極との間に位置する液晶の動作を説明する図であり、画素電極と共通電極との間に液晶駆動電圧を印加した時の液晶分子の動作を示す図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す平面図であり、１つの画素の開口部における共通電極と画素電極との間に位置する液晶の動作を説明する図であり、画素電極と共通電極との間に液晶駆動電圧が印加されていない状態（無印加状態）で、第２タッチセンシング配線７ａ、７ｂ間にリセット電圧を印加し、符号Ｂ１に示す方向又は符号Ｂ２に示す方向に電界を発生させ、液晶の配向状態を黒表示状態に加速的に戻らせることを説明する図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図であり、図３に示すＢ−Ｂ’線（ソース配線）に沿う図であり、第１タッチセンシング配線３と第２タッチセンシング配線７との間にタッチセンシング駆動電圧を印加した時に発生するフリンジ電界の状況を示す図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図であり、図３に示すＢ−Ｂ’線（ソース配線）に沿う図であり、第１タッチセンシング配線３と第２タッチセンシング配線７との間にタッチセンシング駆動電圧を印加し、かつ、指等のポインターが表示装置基板の観察者側の表面に接触あるいは近接した時のフリンジ電界の変化を示す図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置を説明するための信号タイミングチャートであり、液晶駆動電圧のオン／オフのタイミングと、タッチセンシング駆動のタイミングとを説明する図である。
【図１３】従来例での液晶駆動に係る波形と、本発明の実施形態に係る液晶表示装置における液晶駆動に係る波形とを比較した図であり、液晶駆動電圧のオン／オフのタイミングと、従来のアクティブ素子（例えば、ポリシリコン半導体で構成されたチャネル層を備えるアクティブ素子）の画素透過率Ｔｒａｎｓの変化を説明する図である。
【図１４】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す回路図であり、負の極性に固定された複数の第１ソース配線と正の極性に固定された複数の第２ソース配線とが交互の並んだ配線構造を示す図であり、第１ゲート配線のみを選択することでゲート信号をアクティブ素子駆動に用いた場合のカラム反転駆動の例を部分的に示す平面図である。
【図１５】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す回路図であり、負の極性に固定された複数の第１ソース配線と正の極性に固定された複数の第２ソース配線とが交互の並んだ配線構造を示す図であり、２本一組のゲート配線を２本おきに選択することでゲート信号をアクティブ素子駆動に用いた場合のドット反転駆動の例を部分的に示す平面図である。
【図１６】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図であり、図１７に示すＨ−Ｈ’線に沿う図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置を観察者方向から見た画素構造を部分的に示す平面図である。
【図１８】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置を観察者方向から見たアレイ基板の一例を部分的に示す平面図である。
【図１９】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置を観察者方向から見たアレイ基板の一例を部分的に示す平面図であり、表示装置基板と第２タッチセンシング配線、遮光層、画素電極が除かれた、アクティブ素子、ゲート配線、ソース配線の配置の一例を示す図である。
【図２０】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図であり、図１８に示すＧ−Ｇ’線に沿う図であり、アクティブ素子のチャネル層上に遮光層（遮光パターン）を配設させた構造を示す図である。
【図２１】本発明の第２実施形態に係る第２タッチセンシング配線を模式的に示す平面図であって、リセット電圧が印加される第２タッチセンシング配線を説明するための図である。
【図２２】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図であって、第１金属層が導電性金属酸化物層で挟持された構成を有する端子部を部分的に示す図である。
【図２３】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図であって、第１タッチセンシング配線の構造を示す図である。
【図２４】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図であり、共通電極である透明電極と画素電極との間に液晶駆動電圧を印加したときの、白表示の状態を部分的に示す図である。
【図２５】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図であり、液晶駆動電圧の印加を停止した直後（液晶駆動電圧オフ時）に、第２タッチセンシング配線の間にリセット電圧を印加したときの液晶分子の戻りを示す図であり、液晶の状態が黒表示の状態に加速的に戻る状態を部分的に示す図である。
【図２６】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図であり、液晶駆動電圧の印加を停止した直後（液晶駆動電圧オフ時）に、第２タッチセンシング配線の間にリセット電圧を印加したときの液晶分子の戻りを示す図であり、図２５に示す電界方向とは逆方向に電界が印加された場合において液晶の状態が黒表示の状態に加速的に戻る状態を部分的に示す図である。
【図２７】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図であって、第１タッチセンシング配線と第２タッチセンシング配線との間にタッチセンシング駆動電圧を印加した時に発生するフリンジ電界の状況を示す図であり、図１７に示すＩ−Ｉ’線に沿う図である。
【図２８】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図であって、第１タッチセンシング配線と第２タッチセンシング配線との間にタッチセンシング駆動電圧を印加し、かつ、指等のポインターが表示装置基板に接触あるいは近接した時のフリンジ電界の変化を示す図であり、図１７に示すＩ−Ｉ’線に沿う図である。
【図２９】本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す平面図であり、表示装置基板と液晶層とが接触する面から表示装置基板の表示面に向けて見た図であり、画素開口部に対応する表示装置基板上の位置に設けられた赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタ、及びブラックマトリクスの配列を示す図である。
【図３０】本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図であって、画素電極の下部に共通電極を備えるアレイ基板と、画素開口部に対応する表示装置基板上の位置に設けられた赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタ、及びブラックマトリクスの配列を示す図である。
【図３１】本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図であり、透明電極と画素電極との間、画素電極と共通電極との間、に液晶駆動電圧を印加することによって生じた白表示の状態を部分的に示す図である。
【図３２】本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図であり、液晶駆動電圧の印加を停止した直後（液晶駆動電圧オフ時）にリセット電圧を第２タッチセンシング配線に印加し、液晶層を横断する方向に電界を液晶層に印加して、表示状態を黒表示状態に加速的に戻す液晶分子の動作を示す図である。
【図３３】本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図であり、液晶駆動電圧の印加を停止した直後（液晶駆動電圧オフ時）にリセット電圧を第２タッチセンシング配線に印加し、液晶層を横断する方向であって図３２に示す電界方向とは逆方向に電界を液晶層に印加して、表示状態を黒表示状態に加速的に戻す液晶分子の動作を示す図である。
【図３４】本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置の変形例を部分的に示す断面図であり、図２９に示すＥ−Ｅ’線に沿う図である。
【図３５】本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置の変形例を部分的に示す断面図であり、画素電極の下部に共通電極を備えるアレイ基板と、画素開口部に対応する表示装置基板上の位置に設けられた赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタ、及びブラックマトリクスの配列を示す図であり、図２９に示すＦ−Ｆ’線に沿う図である。
【図３６】本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す回路図であって、一画素に２つのアクティブ素子を具備したアレイ構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
以下の説明において、同一又は実質的に同一の機能及び構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化し、或いは、必要な場合のみ説明を行う。各図においては、各構成要素を図面上で認識し得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法及び比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。
【００５２】
以下に述べる各実施形態においては、特徴的な部分について説明し、例えば、通常の表示装置に用いられている構成要素と本実施形態に係る表示装置との差異がない部分については説明を省略する。また、各実施形態においては、液晶表示装置、或いは、表示装置基板の例を説明するが、本実施形態に係る表示装置基板は、有機ＥＬ表示装置のような、液晶表示装置以外の表示装置にも適用可能である。
【００５３】
（第１実施形態）
（液晶表示装置ＬＣＤ１の構成）
以下、本発明に係る液晶表示装置の第１実施形態を、図１から図１５を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の液晶表示装置ＬＣＤ１は、表示部１１０と、表示部１１０及びタッチセンシング機能を制御するための制御部１２０とを備えている。
制御部１２０は、公知の構成を有し、映像信号タイミング制御部１２１（第一制御部）と、タッチセンシング・リセット信号制御部１２２（第二制御部）と、システム制御部１２３（第三制御部）とを備えている。
【００５４】
映像信号タイミング制御部１２１は、アレイ基板２００に設けられた共通電極２０（後述）を定電位とするとともに、アレイ基板２００に設けられたゲート配線９、１０（後述、走査線）及びソース配線１４、１５（後述、信号線）に信号を送る。映像信号タイミング制御部１２１が共通電極２０と画素電極１７（後述）との間に表示用の液晶駆動電圧を印加することで、アレイ基板２００上でフリンジ電界が発生し、フリンジ電界に沿って液晶分子が回転し、液晶層３００が駆動される。これにより、アレイ基板２００上に画像が表示される。共通電極２０を定電位とし、複数の画素電極１７の各々には、ソース配線（信号線）を介して、例えば、交流矩形波を有する映像信号が個別に印加される。また、矩形波としては、正又は負の直流矩形波でもよい。
映像信号タイミング制御部１２１は、後述するように、正の第１映像信号及び負の第２映像信号をソース配線に送る。
【００５５】
タッチセンシング・リセット信号制御部１２２は、第１タッチセンシング配線３（後述）及び第２タッチセンシング配線７（後述）の一方にタッチセンシング駆動電圧を印加し、第１タッチセンシング配線３及び第２タッチセンシング配線７の他方を通じてタッチセンシング信号を検出する。これによって、第１タッチセンシング配線３と第２タッチセンシング配線７との間に生じる静電容量（フリンジ容量）の変化を検出し、タッチセンシングを行う。更に、タッチセンシング・リセット信号制御部１２２は、第２タッチセンシング配線７にリセット電圧（後述、リセット信号）を供給することもできる。
このようなタッチセンシング動作に用いられる第１タッチセンシング配線３の意味は、タッチセンシング駆動電圧が印加されるタッチ駆動配線と、タッチセンシング信号を検出するタッチ検出配線を含む。第２タッチセンシング配線７がタッチ駆動配線として機能する場合、第１タッチセンシング配線３は、タッチ検出配線として機能する。その一方、第２タッチセンシング配線７がタッチ検出配線として機能する場合、第１タッチセンシング配線３は、タッチ駆動配線として機能する。即ち、タッチセンシング機能において、第１タッチセンシング配線３及び第２タッチセンシング配線７の役割を切り換えてもよい。
【００５６】
システム制御部１２３は、映像信号タイミング制御部１２１及びタッチセンシング・リセット信号制御部１２２を制御し、液晶駆動と静電容量の変化の検出とを交互に、すなわち時分割で行うことが可能である。更に、システム制御部１２３は、映像信号タイミング制御部１２１における液晶駆動に同期させて、タッチセンシング・リセット信号制御部１２２における第１タッチセンシング配線３又は第２タッチセンシング配線７に対する信号供給を制御し、第２タッチセンシング配線７に対するリセット電圧の供給を制御する。
【００５７】
本発明の実施形態に係る第２タッチセンシング配線７は、第２タッチセンシング配線７に印加されたリセット電圧に伴って液晶層３００に電界（平面視において液晶層３００を横断する方向に向く電界）を発生させる機能と、タッチ検出やタッチ駆動といったタッチセンシングを行うためのタッチセンシング配線としての機能とを併せ持つ。このような第２タッチセンシング配線７の２つの機能は、時分割で行われ、第２タッチセンシング配線７は、時間の変化（時間軸上）に伴って、種々の役割（２つの機能）を実現することができる。
【００５８】
第２タッチセンシング配線７に印加されるリセット電圧は、正の電圧と、負の電圧とを含み、前記リセット電圧は、映像信号タイミング制御部１２１によって制御される映像表示の一定期間毎（映像表示期間毎）に、正又は負に反転されてもよい。これによって、平面視において液晶層３００を横断する方向に向く電界が反転するように、電界方向を切り換えることができる。なお、リセット電圧の正負は、グランド電位（０Ｖ）に対して正の電位又は負の電位であるかを意味する。このような正負の定義に限らず、平面視において少なくとも２つの異なる第２タッチセンシング配線（導電配線）が互いに逆の電位を有するように、２つの第２タッチセンシング配線の各々の電位を正又は負の電位に切り換えて、２つの第２タッチセンシング配線に電圧を印加してもよい。また、正又は負のリセット電圧にオフセットを加え、リセット電圧を、低電圧側又は高電圧側に、若干、シフトさせてもよい。
本発明の実施形態に係る第１タッチセンシング配線及び第２タッチセンシング配線は、導電率の良い金属層で形成することができるため、タッチセンシング配線及び第２タッチセンシング配線の抵抗値を下げてタッチ感度を向上させることができる。
【００５９】
上記構成を有する制御部１２０は、後述するように、第１映像信号及び第２映像信号の供給に同期して画素電極１７と共通電極２０との間に液晶駆動電圧を印加することによって液晶層３００を駆動させる。更に、映像表示の制御を行い、映像表示が行われた後に第２タッチセンシング配線７に電圧を印加する。
更に、制御部１２０は、後述するように、映像表示の安定期間、及び、映像表示後の黒表示安定期間の少なくとも一方の安定期間で、第１タッチセンシング配線３及び第２タッチセンシング配線７によるタッチセンシング駆動を行う。
【００６０】
（液晶表示装置ＬＣＤ１）
本実施形態に係る液晶表示装置は、後述する実施形態に係る表示装置基板を具備することができる。また、以下に記載する「平面視」とは、観察者が液晶表示装置の表示面（表示装置用基板の平面）を観察する方向から見た平面を意味する。本発明の実施形態に係る液晶表示装置の表示部の形状、又は画素を規定する画素開口部の形状、液晶表示装置を構成する画素数は限定されない。ただし、以下に詳述する実施形態では、平面視、画素開口部の短辺の方向をＸ方向と規定し、長辺の方向をＹ方向と規定し、更に、透明基板の厚さ方向をＺ方向と規定し、液晶表示装置を説明する。以下の実施形態において、上記のように規定されたＸ方向とＹ方向を切り換えて、液晶表示装置を構成してもよい。
【００６１】
図２は、本実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤ１を部分的に示す断面図である。また、図２は、画素開口部の短辺方向に沿う断面図であり、図３のＡ−Ａ’線に沿う図である。
液晶表示装置ＬＣＤ１は、表示装置基板１００（対向基板）と、表示装置基板１００に向かい合うように貼り合わされたアレイ基板２００と、表示装置基板１００及びアレイ基板２００によって挟持された液晶層３００とを備える。
液晶表示装置ＬＣＤ１に内部に光Ｌを供給するバックライトユニットＢＵは、液晶表示装置ＬＣＤ１を構成するアレイ基板２００の裏面（液晶層３００が配置されるアレイ基板２００の透明基板の面とは反対面）に設けられている。なお、バックライトユニットは、液晶表示装置ＬＣＤ１の側面に設けてもよい。この場合、例えば、バックライトユニットＢＵから出射された光を液晶表示装置ＬＣＤ１に内部に向けて反射させる反射板、導光板、或いは、光拡散板等がアレイ基板２００の透明基板２２の裏面に設けられる。
【００６２】
表示装置基板１００は、透明基板２１（第１透明基板）と、透明基板２１上に設けられた第１タッチセンシング配線３と、第１タッチセンシング配線３を覆うように透明基板２１上に設けられた透明樹脂層１とを具備する。第１タッチセンシング配線３（タッチ検出配線、タッチ駆動配線）は、少なくとも黒色層８と金属層５とを含む導電層から形成されている。即ち、第１タッチセンシング配線３は、黒色層８及び金属層５で構成された２層構造を有する。金属層５は、黒色層８上に形成されている。さらに、導電層は、第１導電性金属酸化物層６、金属層５、及び第２導電性金属酸化物層４の３層構成を有する。導電性金属酸化物としては、酸化インジウムや酸化錫を基材とする金属酸化物に、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム、ゲルマニウムなどの金属酸化物を少量、添加した複合酸化物を用いることができる。金属層としては、例えば、銅層あるいは銅合金層である銅含有層、あるいは、アルミニウムを含有するアルミニウム合金層（アルミニウム含有層）を採用することができる。第１タッチセンシング配線３上には、透明樹脂層１が具備されている。換言すると、表示装置基板１００における液晶層３００に近い位置に第１タッチセンシング配線３が形成されている。
【００６３】
次に、金属層が銅含有層を有する利点について説明する。
金属層が銅含有層（銅層あるいは銅合金層）を有する場合、この金属層を挟持する導電性金属酸化物層は、酸化亜鉛、酸化インジウム、及び酸化錫を含む複合酸化物層であることが望ましい。理由は、次のとおりである。上記複合酸化物においては、複合酸化物を構成する酸化亜鉛及び酸化錫の組成割合を調整することによって、ウエットエッチングにおけるエッチングレートを容易に調整することができる。このことから、複合酸化物で構成された導電性金属酸化物層によって銅含有層が挟持された３層構成を備える第２タッチセンシング配線７及び第１タッチセンシング配線３の場合、複数層構成であっても、第２タッチセンシング配線７及び第１タッチセンシング配線３のパターンを容易に形成することができる。更に、銅含有層は、カラーフィルタを構成する樹脂や、ガラス等の基板に対する密着性が低く、密着性の観点で、銅含有層は実用レベルに達していない。その一方、酸化亜鉛、酸化インジウム、及び酸化錫で構成される複合酸化物層は、カラーフィルタやガラスに対する密着性を十分に有しており、更に、銅含有層に対する密着性も十分に有している。このように、複合酸化物層は、カラーフィルタ、ガラス、及び銅含有層に対する密着性の観点で、実用レベルを十分に満たしていることから、高い密着性を実現した第２タッチセンシング配線７及び第１タッチセンシング配線３を提供することができる。
【００６４】
加えて、銅含有層の表面においては、銅酸化物が経時的に形成されることから、銅酸化物は電気的な接続でオーミックコンタクトを得にくいという性質を有する。その一方、酸化亜鉛、酸化インジウム、及び酸化錫の複合酸化物層は、オーミックコンタクトを得ることができ、実装安定性に優れている。このことから、銅含有層が複合酸化物層で挟持された積層構造を第２タッチセンシング配線７及び第１タッチセンシング配線３に採用することで、オーミックコンタクトの点で、優れた配線構造を実現することができる。
【００６５】
第２タッチセンシング配線７及び第１タッチセンシング配線３に適用可能な金属層について説明する。
金属層には、銅、銀、金、チタン、モリブデン、アルミニウム、あるいはこれら金属を含む合金が適用可能である。ニッケルは強磁性体であるため、成膜レートが落ちるが、スパッタリング等の真空成膜で形成することができる。クロムは、環境汚染の問題や抵抗値が大きいというマイナス面を有するが、本実施形態に係る金属層として用いることができる。
【００６６】
金属層を形成する金属材料としては、ガラス基板や樹脂との密着を得るため、銅あるいはアルミニウムに、マグネシウム、カルシウム、チタン、モリブデン、インジウム、錫、亜鉛、ネオジウム、ニッケル、アルミニウムから選択される１以上の金属元素を添加した合金を採用することが好ましい。
【００６７】
金属層を形成する材料に金属元素を添加する量に関し、添加量が３ａｔ％以下であれば、銅合金やアルミニウムの抵抗値を大きく下げることがないので好ましい。銅合金を成膜する工程としては、例えば、スパッタリングによる真空成膜によって銅合金の成膜を実施することができる。銅合金薄膜やアルミニウム合金薄膜の場合、膜厚を１００ｎｍ以上、あるいは１５０ｎｍ以上とすると、可視光をほとんど透過しなくなる。したがって、本実施形態に係る金属層の膜厚としては、例えば、１００ｎｍ〜３００ｎｍの膜厚が採用され、これによって十分な遮光性を得ることができる。
【００６８】
また、第１タッチセンシング配線３上に、光吸収性を持たせた金属酸化物を形成することで、第１タッチセンシング配線３に用いる金属層の光反射を抑制することができる。本発明の実施形態に適用可能な金属酸化物層と金属層の構成としては、以下の構成が挙げられる。例えば、中心基材として酸化インジウムを含有するＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）やＩＺＴＯ、或いは、ＩＺＯ（登録商標）において酸素が不足した状態で、例えば、銅合金層の上に金属層を成膜することによって得られる層構成、あるいは、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化ニッケルと酸化銅の混合酸化物、酸化チタン、等をアルミニウム合金や銅合金の上に金属層を積層することによって得られる層構成等が挙げられる。
金属酸化物層と金属層とによって得られる層構成は、スパッタ装置等の真空成膜装置で、連続成膜できるというメリットがある。
【００６９】
次に、第１タッチセンシング配線３を構成する黒色層８について説明する。
黒色層は、例えば、黒色の色材を分散させた着色樹脂で構成されている。銅の酸化物や銅合金の酸化物は、十分な黒色や低い反射率を得られないが、本実施形態に係る黒色層とガラス等の基板との間の界面における可視光の反射率はほぼ３％以下に抑えられ、高い視認性が得られる。
【００７０】
黒色の色材としては、カーボン、カーボンナノチューブあるいは、複数の有機顔料の混合物が適用可能である。例えば、色材全体の量に対して５１質量％以上の割合で、即ち、主な色材としてカーボンを用いる。反射色を調整するため、青もしくは赤等の有機顔料を黒色の色材に添加して用いることができる。例えば、出発材料である感光性黒色塗布液に含まれるカーボンの濃度を調整する（カーボン濃度を下げる）ことにより、黒色層の再現性を向上させることができる。
【００７１】
表示装置の製造装置である大型露光装置を用いた場合であっても、例えば、１〜６μｍの線幅（細線）を有するパターンを有する黒色層を形成することができる（パターニング）。なお、本実施形態におけるカーボン濃度の範囲は、樹脂や硬化剤と顔料とを含めた全体の固形分に対して、４以上５０以下の質量％の範囲内に設定している。ここで、カーボン量として、カーボン濃度が５０質量％を超えてもよいが、全体の固形分に対してカーボン濃度が５０質量％を超えると塗膜適性が低下する傾向がある。また、カーボン濃度を４質量％以下に設定した場合、十分な黒色を得ることができず、黒色層下に位置する下地の金属層で生じる反射光が大きく視認され、視認性を低下させることがあった。
【００７２】
後工程であるフォトリソグラフィにおいて露光処理を行う場合、露光対象の基板と、マスクとの位置合わせ（アライメント）が行われる。この時、アライメントを優先し、例えば、透過測定による黒色層の光学濃度を２以下とすることができる。カーボン以外に、黒色の色調整として複数の有機顔料の混合物を用いて黒色層を形成してもよい。ガラスや透明樹脂等の基材の屈折率（約１．５）を考慮し、黒色層とそれら基材との間の界面における反射率が３％以下となるように、黒色層の反射率が設定される。この場合、黒色色材の含有量、種類、色材に用いられる樹脂、膜厚を調整することが望ましい。これらの条件を最適化することで、屈折率がおよそ１．５であるガラス等の基材と黒色層との間の界面における反射率を、可視光の波長領域内で３％以下にすることができ、低反射率を実現することができる。バックライトユニットＢＵから出射された光に起因する反射光が再度反射することを防止する必要性、観察者の視認性の向上を配慮して、黒色層の反射率は、３％以下とすることが望ましい。なお、通常、カラーフィルタに用いられるアクリル樹脂、また、液晶材料の屈折率は、おおよそ１．５以上１．７以下の範囲である。
【００７３】
透明基板２１と第２導電性金属酸化物層４との間に第１黒色層８が具備されているため、観察者方向から透明基板２１を見たときに、透明基板２１と第１黒色層８との間の界面の光の反射率を３％以下とすることができる。このため、視認性観点から優れた構成が実現されている。
上述した第１タッチセンシング配線３は、第１黒色層８、第２導電性金属酸化物層４、第１金属層５、及び第１導電性金属酸化物層６が透明基板２１上に順に積層された構造を有する。第１タッチセンシング配線３の変形例として、第１導電性金属酸化物層６上に第２黒色層が設けられた構造が採用されてもよい。
【００７４】
透明樹脂層１に用いられる透明樹脂としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等の耐熱性の高い樹脂を用いることができる。このような透明樹脂層１を本発明の実施形態に適用することにより、高解像度で、かつ、高速なタッチ入力に応えられる表示装置、及びこれに用いる表示装置基板、カラーフィルタを具備する表示装置基板を提供することができる。
【００７５】
次に、図２に戻り、液晶表示装置ＬＣＤ１について説明を続ける。
アレイ基板２００は、透明基板２２（第２透明基板）と、透明基板２２上に形成されたゲート配線９、１０（第１ゲート配線１０及び第２ゲート配線９）及びコモン配線３６（図１０参照）と、ゲート配線９、１０及びコモン配線３６を覆うように透明基板２２上に形成された第３絶縁層１３と、第３絶縁層１３上に形成されたソース配線１４、１５（第１ソース配線１４及び第２ソース配線１５）と、ソース配線１４、１５を覆うように第３絶縁層１３上に形成された第２絶縁層１２と、第２絶縁層１２上に形成された共通電極２０と、共通電極２０を覆うように第２絶縁層１２上に形成された第１絶縁層１１とを備える。更に、アレイ基板２００は、第１絶縁層１１上に形成された複数の画素電極１７を備える。
即ち、第１絶縁層１１は、画素電極１７の下に設けられている。第２絶縁層１２は、第１絶縁層１１の下に設けられている。共通電極２０は、第１絶縁層１１と第２絶縁層１２との間に設けられている。
換言すると、液晶層３００に最も近いアレイ基板２００の面に、画素電極１７が設けられている。画素電極１７は、複数の画素開口部１８の各々に設けられており、後述するアクティブ素子に接続されている。
【００７６】
更に、液晶層３００に最も近いアレイ基板２００の面（表面部位）には、即ち、第１絶縁層１１上には、第２タッチセンシング配線７が設けられている。第２タッチセンシング配線７は、平面視、第１タッチセンシング配線３に直交している。なお、図３に示すＡ−Ａ’線に沿う断面である図２においては、第２タッチセンシング配線７は図示されていない。第２タッチセンシング配線７は、図２の紙面奥、かつ、ゲート配線９、１０と平行に形成されている（図３参照）。
互いに隣接する第２タッチセンシング配線７の間に位置するＹ方向（画素の長辺方向）における領域は、画素開口部１８である。なお、Ｘ方向（画素の短辺方向）における画素開口部１８は、図３に示す互いに隣接する第１タッチセンシング配線３の間、或いは、図４に示す互いに隣接するソース配線１４、１５の間に位置する。
本実施形態においては、第２タッチセンシング配線７及び第１タッチセンシング配線３が延在する方向を限定しない。第１タッチセンシング配線３及び第２タッチセンシング配線７のうち一方が、第１ゲート配線１０及び第２ゲート配線９に重畳するように設けられてもよい。この場合、第１タッチセンシング配線３及び第２タッチセンシング配線７のうち他方は、第１ソース配線１４及び第２ソース配線１５に重畳するように設けられる。
第１ゲート配線１０及び第２ゲート配線９は、複数の画素開口部１８のうち互いに隣接する２つの画素開口部１８の間に位置するように、互いに平行に配設されている。
【００７７】
画素電極１７及び共通電極２０は、ＩＴＯ等の導電性金属酸化物で形成することができる。画素電極１７及び共通電極２０の形状は矩形である。更に、画素電極１７の中央には、スリットが設けられている。図４に示すように、平面視において共通電極２０と画素電極１７とは重なるように配置されている。図２に示すように、断面視において第１絶縁層１１を挟むように、共通電極２０と画素電極１７とは対向している。このような電極構造を採用することにより、共通電極２０と画素電極１７との間に液晶駆動電圧が印加された際に、画素電極１７の周辺領域において、即ち、画素電極１７の上方に位置する領域、画素電極１７の外側領域、及び、スリット形成領域である画素電極１７の内側領域においてフリンジ電界が発生する。
【００７８】
液晶層３００は、正の誘電率異方性を有する液晶分子３９を含む。液晶分子の初期配向は、表示装置基板１００あるいはアレイ基板２００の基板面に対して水平である。液晶層３００を用いた第１実施形態に係る液晶駆動は、平面視、液晶層を横断するように駆動電圧が液晶分子に印加されるため、横電界方式と呼称されることがある。
図２においては、液晶層３００に初期配向を付与する配向膜、偏光フィルム、位相差フィルム等の光学フィルム、保護用のカバーガラス等は、省略されている。液晶表示装置ＬＣＤ１の表面及び裏面の各々には、光軸がクロスニコルとなるように、偏光フィルムが貼付されている。
【００７９】
図３は、本実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤ１を観察者から見た画素構造を部分的に示す平面図であり、アレイ基板２００上に表示装置基板１００を貼り合わせた構造を示す図である。
液晶表示装置ＬＣＤ１を構成する画素は、多角形形状を有し、配向処理の方向に対し角度θを有する、くの字形状パターン（ｄｏｇ−ｌｅｇｇｅｄ  ｐａｔｔｅｒｎ）を有する。配向膜の配向処理としては、光配向処理あるいはラビング処理が採用できる。角度θは、例えば、３°〜１５°の範囲である。
【００８０】
光配向処理とは、具体的に、以下のとおりである。
まず、表示装置基板１００及びアレイ基板２００が互いに向かい合う面に感光性の配向膜材料を基板に塗布し、配向膜材料を軽度に乾燥させる。更に、液晶層３００を封止するためのシール部を、表示装置基板１００及びアレイ基板２００の少なくとも一方に、表示画面の周囲に位置するように形成する。その後、液晶を表示装置基板１００及びアレイ基板２００の一方に滴下（ＯＤＦ：Ｏｎｅ  Ｄｒｏｐ  Ｆｉｌｌｉｎｇ）する。滴下された液晶（液晶層３００）を挟持するように表示装置基板１００及びアレイ基板２００を貼り合わせ、液晶層３００のシールを行う（セル化）。その後、例えば、液晶を駆動する電圧を液晶層３００に印加しながら、紫外線を基板に照射し、配向膜材料を硬化させると同時に配向膜材料が配向処理される。紫外線としては、偏光させた紫外線を用いてもよく、偏光させない紫外線を用いてもよい。
【００８１】
図３に示す積層構造（Ｚ方向）においては、第１タッチセンシング配線３が最上層として位置する。第１タッチセンシング配線３は、くの字形状パターン（ｄｏｇ−ｌｅｇｇｅｄ  ｐａｔｔｅｒｎ）を有する画素形状に沿って、Ｙ方向に向けて延在している。図２に示すソース配線１４、１５は、第１タッチセンシング配線３の下部に位置するように重なって配置されているため、図３ではソース配線１４、１５が示されておらず、第１タッチセンシング配線３によって隠れている。
第２タッチセンシング配線７は、アレイ基板２００を構成する複数の層のうちの最上層（配向膜の除く）のひとつである。第２タッチセンシング配線７は、Ｘ方向に向けて延在している。第２タッチセンシング配線７の下部には、第１ゲート配線１０及び第２ゲート配線９が設けられている。第２タッチセンシング配線７及び第１ゲート配線１０及び第２ゲート配線９を含む断面構造については、図１０を参照して後述する。第２タッチセンシング配線７は、少なくとも金属層を含み、第２タッチセンシング配線７の構造としては、第１タッチセンシング配線３と同じ構造を採用することができる。即ち、第２タッチセンシング配線７は、黒色層及び金属層で構成された２層構造を有する。
第２タッチセンシング配線７及び第１タッチセンシング配線３で囲まれた領域に、遮光層２３、画素電極１７、及び共通電極２０が位置している。
【００８２】
また、第２タッチセンシング配線７を構成する金属層と同じ層構成を有する金属層により、遮光層２３（遮光パターン）を形成することができる。第２タッチセンシング配線７は、遮光層２３とは電気的に独立している。
図５は、液晶表示装置ＬＣＤ１を部分的に示す断面図である。図５に示すように、遮光層２３は、アクティブ素子２８（第１アクティブ素子２８ａ）を構成するチャネル層２７の上部を覆うように配設されている。チャネル層２７の下部には、第３絶縁層１３を介してゲート電極２５（第１ゲート電極）が設けられている。換言すると、遮光層２３とゲート電極２５との間にチャネル層２７が位置している。このように、平面視において、アクティブ素子２８のチャネル層２７は、遮光層２３と重なっており、ゲート電極２５と重なっている。このため、バックライトユニットＢＵから出射された光Ｌ、又は、光Ｌに起因する反射光等は、遮光層２３及びゲート電極２５によって遮光され、これら光（迷光）がチャネル層２７へ入射することが防止される。従って、迷光がチャネル層２７に入射することによるアクティブ素子２８でのノイズの発生を避けることができ、アクティブ素子２８における誤動作を防止することができ、画質の改善に寄与する。
特に、３００ｐｐｉ以上といった高精細画素を備える液晶表示装置においては、光がアクティブ素子２８に入射し易くなり、アクティブ素子２８が誤動作し易くなり、結果的に、液晶表示装置の表示品質が低下し易くなる。遮光層２３を設けることで、このような画質低下を防ぐことができる。
【００８３】
なお、図５は、遮光層２３（第１遮光層）によって第１アクティブ素子２８ａのチャネル層２７が覆われた構造を示しているが、遮光層２３（第２遮光層）は、後述する第２アクティブ素子２８ｂを構成するチャネル層２７を覆うように設けられている。同様に、第２アクティブ素子２８ｂのチャネル層２７の下部にはゲート電極２５（第２ゲート電極）が設けられており、第２アクティブ素子２８ｂのチャネル層２７に迷光が入射することによる第２アクティブ素子２８ｂでのノイズの発生を避けることができ、画質の改善に寄与する。
【００８４】
チャネル層２７は、酸化物半導体や、ポリシリコン等のシリコン半導体で形成される。酸化物半導体としては、ＩＧＺＯ等と呼称される金属酸化物を用いることができる。チャネル層を、ＩＧＺＯ等のガリウム、インジウム、亜鉛、錫、ゲルマニウム、マグネシウム、アルミニウムのうちの２種以上の金属酸化物を含む酸化物半導体で形成することで、ドット反転駆動において生じるカップリングノイズの影響をほぼ解消することができる。これは、ＩＧＺＯ等の酸化物半導体を用いたアクティブ素子は、映像信号である液晶駆動の矩形信号を極めて短い時間（例えば、２ｍｓｅｃ）で処理することができからである。また、このような酸化物半導体は、映像信号印加後の液晶表示において画素電極に印加された電圧を保持することができるメモリー性を有する。このため、電圧保持期間の間では、新たなノイズ発生はなく、液晶駆動で生じるタッチセンシングへのノイズの影響を更に減少させることができる。
【００８５】
また、ＩＧＺＯ等の酸化物半導体は、電気的な耐圧が高いので、高めの電圧で液晶を高速で駆動させることができ、３Ｄ等の３次元映像表示に有力である。ＩＧＺＯ等の酸化物半導体をチャネル層に用いるトランジスタは、メモリー性が高いため、例えば、液晶駆動周波数を０．１Ｈｚから６０Ｈｚ程度の低周波としてもフリッカー（表示のちらつき）を生じにくいメリットがある。このため、タッチセンシング機能を備えるだけでなく、低消費電力でフリッカーの少ない液晶表示装置を実現することができる。
【００８６】
また、ＩＧＺＯをチャネル層とするトランジスタを用い、低周波でのドット反転駆動と、かつ、これと異なる周波数でのタッチセンシング駆動を併用することで、低消費電力で、高画質の映像表示と高精度のタッチセンシングをともに得ることができる。なお、トランジスタの構造としては、デュアルゲート構造等のマルチゲート構造、また、ボトムゲート型構造を採用することができる。
【００８７】
また、液晶駆動方式としてドット反転駆動を採用するときに、メモリー性の良好なＩＧＺＯを用いれば、画素電極の電圧を一定電圧（定電位）に維持するための定電圧駆動に必要な補助容量（ストーレッジキャパシタ、あるいは蓄積コンデンサ）を省くことも可能である。
【００８８】
図４に戻り、説明を続ける。
図４は、本実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤ１を観察者から見た画素構造を部分的に示す平面図であり、表示装置基板１００と、第２タッチセンシング配線７及び遮光層２３を除いたアレイ基板２００上に設けられた部材の位置関係を示す図である。
アレイ基板２００の透明基板２２上においては、２本のゲート配線９、１０と２本のソース配線１４、１５が直交している。即ち、ゲート配線９、１０は、Ｘ方向に延在し、ソース配線１４、１５は、Ｙ方向に延在している。第１ゲート配線１０、第２ゲート配線９、第１ソース配線１４、及び第２ソース配線１５によって画素開口部１８が区画されている。画素開口部１８の長辺は、第１ソース配線１４及び第２ソース配線１５に沿う方向に延在している。
さらに、ゲート配線９、１０と平行に延在し、かつ、画素の中央に位置するコモン配線３６が透明基板２２上に設けられている。更に、複数の画素の各々の中央には、不図示のコンタクトホールが設けられている。このコンタクトホールを介して、Ｘ方向に配列された複数の共通電極２０は、コモン配線３６と電気的に接続されている。各画素は、２個のアクティブ素子２８、即ち、第１アクティブ素子２８ａ及び第２アクティブ素子２８ｂを具備する。
【００８９】
第１ゲート配線１０は、第１アクティブ素子２８ａと電気的に連携されている。具体的に、第１ゲート配線１０に接続されている第１ゲート電極２５ａと第１アクティブ素子２８ａのチャネル層２７とは、第３絶縁層１３を介して対向している。映像信号タイミング制御部１２１から第１ゲート電極２５ａに供給される走査信号に応じて第１アクティブ素子２８ａにおいてスイッチング駆動が行われる。
第２ゲート配線９は、第２アクティブ素子２８ｂと電気的に連携されている。具体的に、第２ゲート配線９に接続されている第２ゲート電極２５ｂと第２アクティブ素子２８ｂのチャネル層２７とは、第３絶縁層１３を介して対向している。映像信号タイミング制御部１２１から第２ゲート電極２５ｂに供給される走査信号に応じて第２アクティブ素子２８ｂにおいてスイッチング駆動が行われる。
【００９０】
第１ソース配線１４及び第２ソース配線１５には、映像信号タイミング制御部１２１から映像信号としての電圧が付与される。第１ソース配線１４には、正の電位の映像信号（第１映像信号）が付与され、第２ソース配線１５には、負の電位の映像信号（第２映像信号）が付与される。第１ソース配線１４及び第２ソース配線１５における映像信号の正負の極性は固定されており、ソース配線１４、１５における映像信号の正と負の反転は行われない。ソース配線１４、１５における映像信号の正負の極性が固定された液晶駆動については、図１４、図１５を参照して後述する。
【００９１】
図６は、本発明の第１実施形態に係るタッチセンシング配線を模式的に示す平面図であり、第２タッチセンシング配線７ａ、７ｂの電気的接続を説明する図である。また、図６は、リセット電圧が印加される導電配線を説明するための図である。
図６においては、画素電極１７や第１絶縁層１１を含むアレイ基板２００の図示が省略されており、後述するカラーフィルタを構成する赤フィルタＲ、緑フィルタＧ、及び青フィルタＢと第２タッチセンシング配線７ａ、７ｂとの位置関係が示されている。
図６に示すように、第２タッチセンシング配線７は、第２タッチセンシング配線７ａ（第１導電配線）を含む第１配線グループと、第２タッチセンシング配線７ｂ（第２導電配線）を含む第２配線グループとを有する。第１配線グループ及び第２配線グループは、互いに噛み合うように、櫛歯状に形成されている。
表示装置基板１００上において、画素開口部１８に対応する位置に、少なくとも、赤フィルタＲ、緑フィルタＧ、及び青フィルタＢのいずれかが設けられている。
【００９２】
第１配線グループ及び第２配線グループには、正負のいずれかのリセット電圧Ｖｒが印加される。即ち、第１配線グループ及び第２配線グループには、互いに逆の極性のリセット電圧が印加される。このようなリセット電圧の切り替え動作は、スイッチング素子等を用いたタッチセンシング・リセット信号制御部１２２及びシステム制御部１２３によって制御される。また、リセット電圧の切り替え動作においては、例えば、第１配線グループ及び第２配線グループのうちの一方の配線グループに電圧を印加するとともに他方の配線グループを接地させるといった駆動や、一方の配線グループに正の電圧を印加するとともに他方の配線グループに負の電圧が印加されるといった駆動が行われる。
【００９３】
図６に示す例においては、仮想的には、交流電源Ｓ（仮想電源）が第１配線グループと第２配線グループとに接続されていると考えることができ、この場合、リセット電圧は交流電圧である。
また、第１配線グループにおいて、複数の第２タッチセンシング配線７ａの各々は端部を有していることから、第２タッチセンシング配線７ａは電極（第１導電電極）として機能する。同様に、第２配線グループにおいて、複数の第２タッチセンシング配線７ｂの各々は端部を有していることから、第２タッチセンシング配線７ｂは電極（第２導電電極）として機能する。
【００９４】
なお、本発明は、図６に示す交流電源Ｓが第１配線グループと第２配線グループとの間に仮想的に設けられた回路構成を限定していない。例えば、第１配線グループもしくは第２配線グループのうち一方の配線グループを接地し（グランドに落とす）、他方の配線グループ（接地されていない配線グループ）に正又は負の電圧を印加してもよい。また、このような配線グループに印加されるリセット電圧は、交流であってもよく、直流の矩形波であってもよい。
【００９５】
また、図６では、カラーフィルタを構成するストライプ状の赤フィルタ、緑フィルタ、及び青フィルタ（３色、Ｒ、Ｇ、Ｂ）と、第２タッチセンシング配線７ａ、７ｂとの位置関係を示している。即ち、ストライプ状のカラーフィルタの延在方向に対して直交する方向に、第２タッチセンシング配線７ａ、７ｂが延在している。互いに隣接する第２タッチセンシング配線７ａ、７ｂの間に赤フィルタ、緑フィルタ、及び青フィルタのいずれかが配置されており、この第２タッチセンシング配線７ａ、７ｂの間における各色のフィルタの各々が画素を構成している。本発明は、図６に示すようなカラーフィルタと第２タッチセンシング配線７ａ、７ｂとの位置関係を限定していない。
【００９６】
図１０は、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図であり、図３に示すソース配線（Ｂ−Ｂ’線）に沿う図である。なお、図１０においては、タッチセンシング駆動が行われている状態を示しているが、このタッチセンシング駆動については、後述する。
図１０に示すように、液晶層３００に対向する透明基板２１の面には、第１タッチセンシング配線３が設けられている。この第１タッチセンシング配線３は、表示装置基板１００の第１透明基板２１上に設けられた黒色層８と、黒色層８上に設けられた金属層５を含む。また、透明基板２１上には、第１タッチセンシング配線３を覆うように透明樹脂層１が設けられている。
【００９７】
液晶層３００に対向するアレイ基板２００の最上面には、第２タッチセンシング配線７が具備されている。なお、アレイ基板２００の透明基板２２上には、複数の絶縁層１１、１２、１３とともに、第１ゲート配線１０、第２ゲート配線９、コモン配線３６、及び上述した第２タッチセンシング配線７が形成されている。
表示装置基板１００の表示面（観察者に対向する面）から第１タッチセンシング配線３までの距離よりも、表示装置基板１００の表示面から第２タッチセンシング配線７までの距離が大きい。また、第２タッチセンシング配線７は、第１絶縁層１１上の位置、第２絶縁層１２上の位置、及び第２絶縁層１２下の位置のうち、いずれかの位置に設けられていればよい。第２タッチセンシング配線７上に、絶縁層がさらに積層されてもよい。
第２タッチセンシング配線７としては、アルミニウムや銅等の合金層を用いることができる。第１タッチセンシング配線３を構成する複数層のうち、観察者によって観察される層として、黒色層８を設けることで、第１タッチセンシング配線３から生じる光反射を抑え、視認性を改善することができる。なお、金属層の成膜前に、無機や有機の絶縁層を形成してもよく、あるいは第１タッチセンシング配線３をパターニングした後に金属層上に無機や有機の絶縁層を形成してもよい。
【００９８】
（液晶表示装置ＬＣＤ１の動作）
（１．ゲート配線９、１０及びソース配線１４、１５による反転駆動）
次に、図１４及び図１５を参照し、ゲート配線９、１０及びソース配線１４、１５による反転駆動について説明する。
本実施形態では、一例として、第１ソース配線１４の電位が正の極性を有し、第２ソース配線１５が負の極性を有しており、各画素において画素反転駆動が行われる。反転駆動の際に選択されるゲート配線は、表示画面の全体でゲート配線を選択するフレーム反転でもよく、全ラインのうちの半分の本数のゲート配線を選択して反転駆動を行ってもよいし、さらに、水平ラインを順次に選択する反転駆動や水平ラインを間欠的に選択して反転駆動を行ってもよい。
【００９９】
図１４は、例えば、複数のゲート配線１０（複数ライン）のうち、偶数ラインのゲート配線１０を選択し、選択されたゲート配線１０がアクティブ素子にゲート信号を送った場合の画素毎の極性を示している。ここで、第１ソース配線１４の極性は正であり、第２ソース配線１５の極性は負である。この場合、垂直方向に同じ極性を有する画素が並ぶ。例えば、次のフレームで奇数ラインのゲート配線を選択し、選択されたゲート配線１０がアクティブ素子にゲート信号を送った場合、図１４に示す極性とは反対の極性を有する画素が、同じく、縦方向に並び、垂直ライン反転駆動が行われる。フレーム毎に垂直ラインを反転する場合では、ノイズの発生頻度がより低くなる。
【０１００】
図１５は、例えば、複数のゲート配線１０（複数ライン）のうち、２本おきに、かつ、２本一組のゲート配線９、１０を選択し、選択されたゲート配線９、１０がアクティブ素子にゲート信号を送った場合の画素毎の極性を示している。ここで、第１ソース配線１４の極性は正であり、第２ソース配線１５の極性は負である。この場合、垂直方向及び水平方向のいずれの方向においても、正と負の極性を有する画素が交互に並ぶ。次のフレームで、異なる２本一組のゲート配線を選択し、選択されたゲート配線９、１０がアクティブ素子にゲート信号を送ることで、図１５に示す極性とは反対の極性を有する画素が、同じく、交互に並び、ドット反転駆動が行われる。図１４及び図１５に示す画素おける反転駆動は、以下の実施形態でも同様に行われる。
【０１０１】
（２．第２タッチセンシング配線７への電圧印加によって液晶の配向を初期配向に加速的に戻す動作）
図７から図９は、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す平面図であり、液晶表示装置ＬＣＤ１の一画素における液晶分子と電極構造（画素電極１７と共通電極２０）の関係を示す拡大図である。また、図７は、初期配向（黒表示）状態の液晶分子と電極構造の関係を示す拡大図であり、図８は、画素電極１７と共通電極２０との間に液晶駆動電圧を印加した時の液晶分子の回転動作を示す図である。図７及び図８においては、一画素を挟むように配置された第２タッチセンシング配線７ａ、７ｂが示されている。図９は、画素電極１７と共通電極２０との間に液晶駆動電圧が印加されていない状態（無印加状態）で、第２タッチセンシング配線７ａ、７ｂ間にリセット電圧を印加し、第２タッチセンシング配線７ａ、７ｂ間に電界を発生させ、液晶の配向状態を黒表示状態に加速的に戻らせることを説明する図である。
【０１０２】
図７に示すように、画素電極１７と共通電極２０との間に液晶駆動電圧が印加されていない状態では、液晶層３００の液晶分子３９は、配向方向Ｒ（配向処理の方向、初期配向状態での配向方向）に向けて配向している。即ち、表示装置基板１００及びアレイ基板２００に対して水平方向に液晶分子は配向している（初期配向状態）。また、画素電極１７及び共通電極２０は、くの字形状パターン（ｄｏｇ−ｌｅｇｇｅｄ  ｐａｔｔｅｒｎ）を有しており、即ち、配向方向Ｒに対して角度θで傾斜する辺を有する。
【０１０３】
次に、図８に示すように、画素電極１７と共通電極２０との間に、液晶駆動電圧を印加すると、画素電極１７と共通電極２０との間にフリンジ電界が発生する。このような電界の作用によって、液晶分子３９は画素電極１７上で回転し、液晶表示装置ＬＣＤ１において映像表示（白表示）が行われる。ここで、画素電極１７及び共通電極２０は、配向方向Ｒに対して角度θで傾斜する辺を有することから、図８に示す画素の上方領域（第２タッチセンシング配線７ｂよりも第２タッチセンシング配線７ａに近い領域、第１ドメイン）において、液晶分子３９は、時計回りに回転する。一方、画素の下方領域（第２タッチセンシング配線７ａよりも第２タッチセンシング配線７ｂに近い領域、第２ドメイン）において、液晶分子３９は、反時計回りに回転する。
なお、液晶駆動電圧オン時では、第２タッチセンシング配線７ａ、７ｂには、電圧が印加されていない。
【０１０４】
次に、画素電極１７と共通電極２０との間に印加される液晶駆動電圧をオフにすると、図８に示す液晶分子は、図７に示す初期配向状態の黒表示へ戻る。このように液晶分子の配向状態が初期配向に戻るまでの時間は、τｏｆｆと称されている。
特に、従来の液晶表示装置においては、第２タッチセンシング配線７ａ、７ｂが設けられていないことから、白表示状態から黒表示状態へゆっくりと戻ることになる。即ち、図１３に示すように、従来の液晶表示装置における透過率の変化に関し、時間の経過に伴って、白表示状態（透過率Ｔｒａｎｓ：１００％）から透過率Ｔｒａｎｓがゆっくりと減少し、透過率Ｔｒａｎｓは黒表示状態（透過率Ｔｒａｎｓ：０％）となる。
このように、従来の液晶表示装置においては、液晶の表示状態を黒表示へ戻すための駆動電圧が液晶分子３９に印加されないため、時間τｏｆｆを短縮することができない。
【０１０５】
本発明の実施形態においては、映像表示の後に、図９に示すように第２タッチセンシング配線７ａ、７ｂ間に電圧を印加している。電圧印加方法としては、例えば、第２タッチセンシング配線７ｂを接地し、第２タッチセンシング配線７ａに５Ｖのリセット電圧を印加するといった方法が挙げられる。このように第２タッチセンシング配線７ａ、７ｂ間に電圧を印加することで、第２タッチセンシング配線７ａ、７ｂに直交する方向（表示装置基板１００及びアレイ基板２００に平行な方向）にリセット電界Ｂ１が生じる。液晶分子３９の長軸は、リセット電界Ｂ１の方向に向くように加速的に戻る。このように、リセット電圧を第２タッチセンシング配線７ａ、７ｂ間に印加することにより、液晶層３００の表示状態が黒表示へ加速的に戻る。
【０１０６】
上記のようにリセット電界Ｂ１によって加速的に黒表示が行われた後には、画素電極１７と共通電極２０との間に液晶駆動電圧を印加することにより映像表示が行われる。更に、映像表示の後、第２タッチセンシング配線７ａ、７ｂ間に更にリセット電圧を印加し、リセット電界を発生させる。即ち、１回の映像表示動作の前後で、液晶層３００にリセット電界が印加される動作が行われ、この動作は、繰り返し行われる。このように、映像表示の後にリセット電界を液晶分子３９に繰り返し付与する場合には、リセット電圧の正負を反転させることが好ましい。即ち、リセット電圧は、正の電圧と、負の電圧とを含み、リセット電圧は、映像表示の一定期間毎に、正又は負に反転されることが好ましい。
【０１０７】
具体的に、リセット電界Ｂ１によって加速的に黒表示が行われた後には、次の映像表示が行われる。その後、例えば、第２タッチセンシング配線７ａを接地し、第２タッチセンシング配線７ｂに５Ｖのリセット電圧を印加する。すると、第２タッチセンシング配線７ａ、７ｂに直交する方向（表示装置基板１００及びアレイ基板２００に平行な方向）にリセット電界Ｂ２が生じる。液晶分子３９の長軸は、リセット電界Ｂ２の方向に向くように加速的に戻る。
このように、第２タッチセンシング配線７ａ、７ｂに印加されるリセット電圧の正負を反転させることで、リセット電界Ｂ２の方向は、上記のリセット電界Ｂ１の方向と逆となる。
【０１０８】
このように、リセット電圧の正負を逆にした場合であっても、同様に、液晶分子３９の配向状態を初期配向状態に加速的に戻すことができ、τｏｆｆを短縮することができる。リセット電圧の正負を繰り返し反転させる駆動方法は、後述する一表示単位期間毎に行われる。この駆動方法は、液晶表示の焼きつきの軽減に寄与する。ここで、「一表示単位期間」とは、映像信号による映像表示の最小単位期間である。ドット反転駆動の場合、最小単位は一画素における反転期間である。垂直ライン反転駆動の場合、最小単位は一ラインにおける反転期間である。フレーム反転駆動の場合、最小単位は一フレームにおける反転期間である。
【０１０９】
（３．第２タッチセンシング配線７を用いてタッチセンシングを行う動作）
図１０及び図１１は、図３に示すソース配線（Ｂ−Ｂ’線）に沿う断面図である。図１０は、タッチセンシング配線３と第２タッチセンシング配線７との間にタッチセンシング駆動電圧を印加した時に発生するフリンジ電界の状況を部分的に示している。図１１は、タッチセンシング配線３と第２タッチセンシング配線７との間にタッチセンシング駆動電圧を印加し、かつ、観察者に面している表示装置基板１００の表面に指等のポインターが接触あるいは近接した時のフリンジ電界の変化を部分的に示している。
【０１１０】
図１０においては、タッチセンシング駆動電圧が印加された第２タッチセンシング配線７（タッチ駆動配線）と、第１タッチセンシング配線３（タッチ検出配線）との間にフリンジ電界が発生し、電気力線が第２タッチセンシング配線７から第１タッチセンシング配線３に向くように発生している。この時、静電容量Ｃ１は、第２タッチセンシング配線７と第１タッチセンシング配線３との間で保持されている。
その一方、図１１に示すように、指等のポインターが透明基板２１に接触あるいは近接した場合、第１タッチセンシング配線３は、静電容量の変化をタッチセンシング信号として検出する。
【０１１１】
なお、図１０及び図１１では、第１タッチセンシング配線３は、タッチ検出配線として機能しているが、第１タッチセンシング配線３は、タッチ駆動配線として機能してもよい。この場合、第２タッチセンシング配線７は、タッチ検出配線として機能する。このように、第１タッチセンシング配線３の役割は切り換えることができる。
また、第２タッチセンシング配線７上に、可視光吸収性を持たせた無機膜や有機膜を積層してもよい。可視光吸収性を有する無機膜を用いる場合には、例えば、金属酸化物膜やこの酸化物膜を含む多層構造で無機膜が構成される。可視光吸収性を有する有機膜を用いる場合には、例えば、後述する黒色層を有機膜として用いることができる。第２タッチセンシング配線７の一部あるいは全部をタッチ駆動配線として用いることができ、或いは、第２タッチセンシング配線７の一部あるいは全部をタッチ検出配線として用いることができる。
【０１１２】
第２タッチセンシング配線７をタッチ駆動配線として用いる場合、第２タッチセンシング配線７へのリセット電圧Ｖｒの印加と、第２タッチセンシング配線７へのタッチセンシング駆動電圧Ｖｔｏｕｃｈの印加は、後述するように、時分割で行われる。
その一方、第２タッチセンシング配線７をタッチ検出配線として用いる場合、第１タッチセンシング配線３は、タッチ駆動配線として機能する。この場合、第１タッチセンシング配線３にタッチセンシング駆動電圧Ｖｔｏｕｃｈが印加され、第２タッチセンシング配線７にリセット電圧Ｖｒが印加され、第２タッチセンシング配線７がタッチセンシング信号を検出する。
【０１１３】
また、複数の第２タッチセンシング配線７のうちの一部の配線の電位を、フローティング電位としてもよい。また、リセット電圧の正電圧と負電圧とを切り換える時（例えば、電界発生状態（電界方向）を、図９における電界Ｂ１が発生している状態から電界Ｂ２が発生している状態に変える時）に、２つの第２タッチセンシング配線７のうち一方をグランドに落としてもよい。第２タッチセンシング配線７へのリセット電圧の印加、第２タッチセンシング配線７の電位をフローティング電位への変更、あるいは、第２タッチセンシング配線７をグランドに接続（接地）するといった、第２タッチセンシング配線７の選択は、スイッチング素子を介在させて行うことができる。
【０１１４】
なお、上述したタッチセンシングでは、液晶表示装置を構成する全てのタッチセンシング配線をタッチセンシング動作に用いる必要はない。この場合、まず、全てのタッチセンシング配線を複数のグループに区分する。グループの数は、全てのタッチセンシング配線の数より少ない。一つのグループを構成する配線数が、例えば、６本であるとする。ここで、全ての配線（配線数は６本）のうち、例えば、２本の配線を選択する（全ての配線の本数よりも少ない本数、２本＜６本）。一つのグループにおいては、選択された２本の配線を用いてタッチセンシングが行われ、残りの４本の配線における電位がフローティング電位に設定される（間引き駆動）。液晶表示装置は、複数のグループを有することから、上記のように配線の機能が定義されているグループ毎にタッチセンシングを行うことができる。
【０１１５】
次に、タッチセンシングの駆動周波数について説明する。
例えば、液晶駆動の共通電極である透明電極の電位をゼロボルトの定電位とし、複数の画素の各々でドット反転駆動を行う場合、透明電極は、液晶駆動とタッチセンシング駆動とにおいて、電気的シールドとしての役割を有する。
表示装置基板１００に設けられた第１タッチセンシング配線３をタッチ駆動電極として機能させ、アレイ基板２００に設けられた第２タッチセンシング配線７をタッチ検出電極として機能させる場合、タッチセンシングの駆動条件と液晶の駆動条件（周波数や電圧等）を異ならせることができる。
【０１１６】
例えば、タッチセンシング駆動周波数を６０Ｈｚ〜数十ＫＨｚに設定し、液晶駆動の周波数を０．１Ｈｚ〜４８０Ｈｚに設定することができる。アクティブ素子のチャネル層がＩＧＺＯ等の酸化物半導体で形成されているＴＦＴによって液晶駆動を行う場合、液晶駆動周波数を６０Ｈｚ以下に設定することもできる。更には、タッチ駆動と液晶駆動を時分割に行うこともできる。
表示装置基板１００に設けられた第１タッチセンシング配線３又はアレイ基板２００に設けられた第２タッチセンシング配線７のうちいずれかをタッチ駆動電極（走査電極）として機能させる場合、要求されるタッチ入力の速さに合わせて、静電容量を検出する走査周波数を任意に調整することができる。
【０１１７】
（４．第２タッチセンシング配線７への電圧印加及びタッチセンシング動作の時分割駆動）
次に、リセット電圧Ｖｒが第２タッチセンシング配線７に印加されるタイミングと、タッチセンシング駆動が行われるタイミングと説明する。
図１２は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤ１を説明するための信号タイミングチャートであって、液晶駆動とタッチセンシング駆動とを時分割で行う場合の信号等の波形の例を示している。
図１２に示された表示期間は、１フレームの期間（１Ｆ）であり、例えば、６０Ｈｚに相当する映像書き込みを行う期間である。図１２は、この１フレームの期間において、一画素単位期間（一表示単位期間）で、白表示（液晶駆動電圧、オン）と黒表示（液晶駆動電圧、オフ）とを行うタイミングを示している。
【０１１８】
また、以下の説明では、第１ゲート配線１０及び第２ゲート配線９のうち第１ゲート配線１０にゲート信号が供給され、第１ソース配線１４及び第２ソース配線１５のうち第１ソース配線１４に映像信号が供給され、第１アクティブ素子２８ａが駆動し、画素電極１７に映像を書き込む場合を説明する。
なお、第２アクティブ素子２８ｂが駆動する場合では、第２ゲート配線９にゲート信号が供給され、第２ソース配線１５に映像信号が供給され、画素電極１７に映像が書き込まれる。
【０１１９】
図１２において、符号Ｖｇは第１ゲート配線１０に供給される信号（ゲート信号）及び信号波形を示している。符号Ｖｄは第１ソース配線１４に供給される信号（映像信号）及び信号波形を示している。符号Ｔｒａｎｓは、第１アクティブ素子２８ａが画素電極１７に映像書き込みを行っている状態に示しており、即ち、液晶の透過率を示している。符号Ｖｒは、第２タッチセンシング配線７に印加される信号及び信号波形を示している。符号Ｖｔｏｕｃｈは、タッチセンシング駆動電圧の信号及び信号波形を示している。
【０１２０】
表示単位期間において、第１ゲート配線１０には、一定間隔で、信号Ｖｇが２度供給される。第１アクティブ素子２８ａを通じて画素電極１７に映像を書き込む際には、信号Ｖｇの発生に同期して、第１ソース配線１４に信号Ｖｄが供給される。これにより、第１アクティブ素子２８ａがＯＮ状態となり、画素電極１７に対する映像書き込みが開始される。水平配向の液晶分子が回転するに従って、透過率Ｔｒａｎｓが増加する。透過率Ｔｒａｎｓが一定レベルに達するまで、信号Ｖｄは第１ソース配線１４に供給され続けられ、その後、白表示が保持される。信号Ｖｄの印加時間Ｄｔは、液晶駆動電圧の印加時間である。透過率Ｔｒａｎｓが一定レベルに達すると、その後、透過率Ｔｒａｎｓは、白表示安定期間Ｗｒの間、維持される。ここで、白表示安定期間とは、白表示の透過率が安定している期間を意味する。その後、リセット電圧Ｖｒが第２タッチセンシング配線７に印加されると、図９に示すリセット電界に向くように液晶分子の配向が初期配向に加速的に戻り、透過率Ｔｒａｎｓは減少し、その後、黒表示となる。図１２に示す符号Ｅｒは、黒表示安定期間であり、この期間においては、黒表示の透過率が安定している。黒表示安定期間Ｅｒにおいて、信号Ｖｔｏｕｃｈがパルス状に発生し、タッチセンシング駆動電圧が第２タッチセンシング配線７に印加され、第１タッチセンシング配線３が、タッチセンシング信号を検出する。なお、第１タッチセンシング配線３がタッチ駆動配線として機能する場合には、信号Ｖｔｏｕｃｈの発生に伴って、タッチセンシング駆動電圧が第１タッチセンシング配線３に印加され、第２タッチセンシング配線７がタッチセンシング信号を検出する。
即ち、制御部１２０は、液晶駆動電圧が画素電極１７に印加された後、かつ、液晶駆動電圧が画素電極１７に印加されていない時に、第２タッチセンシング配線７にリセット電圧を印加する。
【０１２１】
なお、白表示安定期間Ｗｒは、第１アクティブ素子２８ａのチャネル層２７を構成する半導体材料の種類によって異なる。例えば、チャネル層２７が酸化物半導体で形成されている第１アクティブ素子２８ａの場合、信号Ｖｄの印加時間は短くてよく、印加時間Ｄｔが経過した後であっても、第１アクティブ素子２８ａは良好に電圧を保持することができ、高い透過率を維持できる。信号Ｖｄと透過率Ｔｒａｎｓとの関係については、後述する。
【０１２２】
リセット電圧Ｖｒが第２タッチセンシング配線７に印加されるタイミングは、次のいずれかのタイミングである。
（１）一画素における映像書き込みが行われた後（表示単位期間での映像表示の後）のタイミング
（２）一水平ラインにおける映像書き込みが行われた後のタイミング
（３）一垂直ラインにおける映像書き込みが行われた後のタイミング
（４）１フレームにおける映像書き込みが行われた後のタイミング
【０１２３】
ドット反転駆動方式で液晶表示装置を駆動させる場合は、画素電極に映像書き込みを行った後に、画素電極の各々における第２タッチセンシング配線７にリセット電圧を印加することが好ましい。なお、表示単位期間とは、ドット反転駆動の場合は一画素の書き込みとリセットを含む期間であり、一水平ライン駆動の場合は一水平ラインの書き込みとリセットを含む期間であり、一画面でフレーム反転を行う場合は一画面の書き込みとリセットを含む期間である。
【０１２４】
このような表示単位期間が経過した後、かつ、液晶駆動電圧がオフのときに、リセット電圧Ｖｒの印加タイミングを設けることができる（前記液晶駆動電圧が前記画素電極に印加された後、かつ、前記液晶駆動電圧が前記画素電極に印加されていない時に、前記導電配線に電圧を印加する）。或いは、白表示安定期間Ｗｒ（映像表示の安定期間）に、タッチセンシング駆動を行うことができる。即ち、本実施形態においては、映像表示の安定期間、及び、映像表示後の黒表示安定期間の少なくとも一方の安定期間で、前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線によるタッチセンシング駆動を行う。
【０１２５】
なお、画素に対して映像を書き込む際に生じるノイズの発生頻度に関し、例えば、個別画素で反転を行うドット反転駆動における発生頻度より、一垂直ライン反転駆動（カラム反転駆動）等、画素をまとめて行う反転駆動における発生頻度が低くなる。
【０１２６】
上述したように、一画素単位期間は、白表示（ｏｎ）の期間及び黒表示（ｏｆｆ）の期間で構成される。黒表示（ｏｆｆ）の信号に同期して、リセット電圧Ｖｒが第２タッチセンシング配線７に印加される。図１２では、リセット電圧Ｖｒが第２タッチセンシング配線７に印加された後から次のＶｇ信号が発生するまでの時間が、タッチセンシング期間Ｔｔｏｕｃｈである。換言すると、図１２では、リセット電圧Ｖｒが第２タッチセンシング配線７に印加された後の黒表示安定期間Ｅｒの間にタッチセンシング期間Ｔｔｏｕｃｈが設けられている。第２タッチセンシング配線７へのリセット電圧の印加タイミング、第１ソース配線１４へのソース信号の印加タイミング、及び第１ゲート配線１０へのゲート信号の印加タイミングに関し、ノイズ発生がタッチセンシングに重畳しないように、遅延回路を用いて、いずれかのタイミングを、例えば、２０ｎｓｅｃ〜２ｍｓｅｃ程度遅延させることができる。
【０１２７】
例えば、ＩＧＺＯ等の酸化物半導体で形成されたチャネル層を備えるアクティブ素子（薄膜トランジスタ）と、例えば、アモルファスシリコン半導体で形成されたチャネル層を備えるアクティブ素子とを比較すると、画素（液晶表示装置）の透過率Ｔｒａｎｓの点で、大きな違いがある。
酸化物半導体で形成されたチャネル層の場合、アクティブ素子によって映像書き込みが行われた後、透過率Ｔｒａｎｓは図１２に示すように急速に立ち上がる。
その一方、アモルファスシリコン半導体で形成されたチャネル層の場合、アクティブ素子によって映像書き込みが行われた後、透過率Ｔｒａｎｓは図１３に示すように緩慢に立ち上がる。
【０１２８】
このため、チャネル層がアモルファスシリコン半導体で形成されている場合、トランジスタのリーク電流が大きくなる。リーク電流による電圧の低下を補うためするためには、白表示安定期間Ｗｒの間、信号Ｖｄ（液晶駆動電圧）を第１ソース配線１４に印加し続ける必要がある。
その一方、チャネル層が酸化物半導体で形成されている場合は、アモルファスシリコン半導体に比べて、リーク電流が３桁前後低く、電圧保持することができる。このため、液晶駆動電圧の印加時間Ｄｔは短くてよい。タッチセンシング期間Ｔｔｏｕｃｈのタッチセンシング周波数は、液晶駆動周波数より高い周波数である必要がある。なぜなら、タッチセンシングのタイミングは不定期であり、かつ、短時間であるからである。このため、未検出を避けるため、タッチセンシング周波数（検出周波数）は、高い周波数であることが好ましい。
高い周波数でタッチセンシング駆動を行い、タッチセンシング信号の積分値を得ることで安定したタッチセンシング検出を行うことができる。タッチセンシング信号に対するノイズ量を少なくするため、アクティブ素子に映像書き込みを行うための液晶駆動電圧のオン及びオフの直後のタイミングでタッチセンシング信号を検出するのを避けることが望ましい。従って、白表示の透過率が安定する白表示安定期間Ｗｒ、および、黒表示の透過率が安定する黒表示安定期間Ｅｒの間で、タッチセンシング信号の検出を行うことができる。
【０１２９】
図１２のタイミングチャートに示すように、黒表示安定期間Ｅｒにおいて、高い周波数でタッチセンシング信号の検出が行われている。黒表示安定期間Ｅｒでは、ＬＥＤ等のバックライトユニットＢＵの発光素子の発光を停止することができる。
また、右目用画像と左目用画像との切り替えを行う３Ｄ表示（立体画像表示）に関し、リセット電圧Ｖｒが第２タッチセンシング配線７に印加された後の黒表示安定期間Ｅｒにおいて、右目用画像と左目用画像との切り替え時に表示される黒表示を行ってもよい。
【０１３０】
上述した液晶表示装置ＬＣＤ１によれば、タッチセンシング機能を備えるとともに、低消費電力で駆動することができ、かつ、フリッカー発生を少なくすることができる液晶表示装置を提供することができる。
更に、本発明の実施形態によれば、共通電極２０（コモン配線３６）の電位を反転させる必要なく、ゼロボルト等の定電位とすることができる。更に、ソース配線における映像信号の電位を正又は負に反転する必要がない。このため、タッチセンシング駆動に対するノイズを大きく軽減することができる。加えて、アクティブ素子に入射する光が遮光層によって遮光していることから、アクティブ素子に起因するノイズの発生を抑制することができる。
更に、電位を正又は負に反転する従来の液晶表示装置と比較して、ソース配線に供給される電位の振幅（最大電圧の幅）は、半分で済む。このため、高耐圧のドライバを使う必要もなく、ドライバコストを下げることができる。ソース配線に供給される電位（電圧）の振幅が半分となるため、タッチセンシングに係る消費電力を大きく削減することができる。
【０１３１】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る液晶表示装置を図１、図１２、及び図１６から図２８を用いて説明する。
本実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤ２においては、表示装置基板１００に透明電極が設けられ、負の誘電率異方性を有する液晶分子で液晶層３００が構成され、アレイ基板２００には共通電極２０が設けられていない。このため、液晶表示装置ＬＣＤ２においては、透明電極と画素電極との間に挟持された液晶層３００に縦電界を印加することによって液晶層３００を駆動させる縦電界方式が採用されている。更に、画素電極１７に接続された第１アクティブ素子２８ａ及び第２アクティブ素子２８ｂによって、液晶駆動が制御されている。
【０１３２】
液晶表示装置ＬＣＤ２において、図１に示す映像信号タイミング制御部１２１は、表示装置基板１００に設けられた透明電極２（後述、複数の透明電極パターン）を定電位とするとともに、アレイ基板２００（後述）に設けられたゲート配線９、１０（後述、走査線）及びソース配線１４、１５（後述、信号線）に信号を送る。映像信号タイミング制御部１２１が透明電極２と画素電極１７（後述）との間に積層方向Ｚに画素電極１７に表示用の液晶駆動電圧を印加することで、液晶層３００の液晶分子を駆動する液晶駆動が行われる。これにより、アレイ基板２００上に画像が表示される。透明電極２を定電位とし、複数の画素電極１７の各々には、ソース配線（信号線）を介して、例えば、交流矩形波を有する映像信号が個別に印加される。また、矩形波としては、正又は負の直流矩形波でもよい。
【０１３３】
図１６は、本実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤ２を部分的に示す断面図である。また、図１６は、画素開口部の短辺方向に沿う断面図であり、図１７に示すＨ−Ｈ’線に沿う図である。
液晶表示装置ＬＣＤ２は、表示装置基板１００（対向基板）と、表示装置基板１００に向かい合うように貼り合わされたアレイ基板２００と、表示装置基板１００及びアレイ基板２００によって挟持された液晶層３００とを備える。
【０１３４】
表示装置基板１００は、透明基板２１と、透明基板２１上に設けられた透明樹脂層１と透明電極２を具備する。更に、図１６の紙面奥側に位置する第１タッチセンシング配線３（タッチ検出配線又はタッチ駆動配線）が表示装置基板１００上に形成されている。また、第１タッチセンシング配線３は、図１７及び図２７における符号３によって示されている。第１タッチセンシング配線３は、透明基板２１上に形成された第１黒色層８（黒色層）と、第１黒色層８上に形成された第１金属層５（金属層）とで構成される。
【０１３５】
アレイ基板２００は、透明基板２２と、透明基板２２上に形成された第３絶縁層１３と、第３絶縁層１３上に形成されたソース配線１４、１５と、ソース配線１４、１５を覆うように第３絶縁層１３上に形成された第２絶縁層１２と、第２絶縁層１２上に形成された第１絶縁層１１とを備える。更に、アレイ基板２００は、第１絶縁層１１上に形成された複数の画素電極１７と、複数の画素電極１７（電極部１７ａ、１７ｂを有する）の間に位置するように第１絶縁層１１上に形成された第２タッチセンシング配線７とを備える。
【０１３６】
複数の画素電極１７は、液晶層３００に最も近い面に形成されている。第２タッチセンシング配線７は、図１６における紙面の垂直方向（Ｙ方向）に、かつ、ソース配線１４、１５と平行に延在するように形成されている。第２タッチセンシング配線７は、第２金属層（金属層）を少なくとも含む構成である。
第２タッチセンシング配線７を構成する第２金属層は、銅を含有する含有層であり、例えば、銅層あるいは銅合金層である。第２タッチセンシング配線７は、第２金属層が２つの導電性金属酸化物層で挟持された構成を有してもよい。
【０１３７】
互いに隣接する第２タッチセンシング配線７の間に位置するＸ方向における領域（互いに隣接するソース配線１４、１５の間に位置するＸ方向における領域）は、画素開口部１８である。なお、Ｙ方向における画素開口部１８は、図１７に示すように、互いに隣接する第１タッチセンシング配線３の間に位置する。
図１６においては、液晶層３００に初期配向を付与する配向膜、偏光フィルム、位相差フィルム等の光学フィルム、保護用のカバーガラス等は、省略されている。液晶表示装置ＬＣＤ２の表面及び裏面の各々には、光軸がクロスニコルとなるように、偏光フィルムが貼付されている。
【０１３８】
液晶層３００は、負の誘電率異方性を有する液晶分子１３８、１３９を含む。液晶分子１３８、１３９の初期配向は、表示装置基板１００あるいはアレイ基板２００の基板面に対して垂直である。なお、液晶分子の垂直配向とは、基板面の法線方向に対して、おおよそ０°から５°の範囲の傾き、即ち、プレチルトを指している。プレチルトを形成する方法としては、上述した光配向処理を用いることによって、液晶分子が、例えば、０．１°から１．５°等の任意の小さなプレチルト角を有するように、配向膜材料に配向処理することが可能である。良質な黒表示を得る観点で、液晶分子の初期配向の傾き（プレチルト）は、法線方向に近い小さな傾きであることが好ましい。
【０１３９】
図１７は、本実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤ２を観察者から見た部分平面図である。図１７では、上述した透明基板２１及び透明樹脂層１の図示を省いている。
透明電極２は、例えば、ＩＴＯ等の導電性金属酸化物で形成されている。平面視において透明電極２は、ストライプパターン（短冊形状）を有するように形成されている。互いに隣接する短冊状の透明電極２の間には、スリット１６が形成されており、短冊状の透明電極２の間に第１タッチセンシング配線３が位置している。図１７に示す第１タッチセンシング配線３の下部（Ｚ方向）には、ゲート配線９、１０が位置している。ゲート配線９、１０は、第１タッチセンシング配線３と平行に延在するように、かつ、平面視において第１タッチセンシング配線３とほぼ同じ位置に配設されている。なお、第１タッチセンシング配線３は、表示装置基板１００の透明基板２１上に配設され、ゲート配線９、１０はアレイ基板２００の透明基板２２上に配設されている。
【０１４０】
図１８は、本実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤ２を観察者から見たアレイ基板２００の表面を部分的に示す平面図である。図１８では、説明を簡略化するため、上述した表示装置基板１００と第２タッチセンシング配線７の図示を省いている。
画素開口部１８には、画素電極１７を構成する電極部１７ａ、１７ｂが設けられている。アレイ基板２００上には、第２タッチセンシング配線７（不図示、図１６参照）、及び、第２タッチセンシング配線７を構成する金属層と同じ層で形成された遮光層２３（遮光パターン）が具備されている。ただし、第２タッチセンシング配線７と遮光層２３とは電気的に絶縁されている。図１８に示す第２タッチセンシング配線７の下部（Ｚ方向）には、ソース配線１４、１５が位置している。ソース配線１４、１５は、第２タッチセンシング配線７と平行に延在するように、かつ、平面視において第２タッチセンシング配線７とほぼ同じ位置に配設されている。
【０１４１】
画素電極１７は、画素電極１７の中央に位置する透明導電膜を長手方向に沿ってスリット状に除去された画素電極パターンを有する。画素電極１７は、画素電極パターンに応じた形状を有する電極部１７ａ、１７ｂを含む。画素電極１７を構成する電極部１７ａ、１７ｂは互いに電気的に接続されている。画素電極１７の電極部１７ａ、１７ｂは、コンタクトホール２９を介して、図１９に示すアクティブ素子２８のドレイン電極２６と電気的に接続されている。
なお、上述した第１実施形態と同様に、画素電極１７には、２つのアクティブ素子、即ち、第１アクティブ素子２８ａ及び第２アクティブ素子２８ｂが接続されている。このため、１つの画素において、画素電極１７には２つのコンタクトホール２９が設けられており、コンタクトホール２９を通じて第１アクティブ素子２８ａを構成するドレイン電極２６と、第２アクティブ素子２８ｂを構成するドレイン電極２６とが接続されている。
【０１４２】
図１９は、本実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤ２を観察者から見たアレイ基板２００の表面を部分的に示す平面図である。図１９では、説明を簡略化するため、上述した表示装置基板１００と、画素電極１７、第２タッチセンシング配線７、及び遮光層２３の図示を省いている。即ち、図１９は、アクティブ素子２８（２８ａ、２８ｂ）、ゲート配線９、１０、及びソース配線１４、１５の配置の一例を部分的に示す平面図である。なお、図１９においては、遮光層２３の位置が２点鎖線で示されている。
【０１４３】
画素開口部１８は、多角形パターンの一つである長方形状に形成されている。ソース配線１４、１５及びゲート配線９、１０は、平面視において直交するとともに画素開口部１８の辺に沿うマトリクスパターンを形成する。アクティブ素子（ＴＦＴ）の中央部には、チャネル層２７が位置している。
【０１４４】
図２０は、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤ２を部分的に示す断面図であり、図１８に示すＧ−Ｇ’線に沿う図である。
図２０に示されるように、アクティブ素子２８は、第２金属層である遮光層２３で覆われている。具体的に、アクティブ素子２８は、ソース配線１４、１５に電気的に接続されたソース電極２４と、ゲート配線９、１０に電気的に接続されたゲート電極２５と、半導体で構成されたチャネル層２７とを有する薄膜トランジスタである。平面視においてアクティブ素子２８が遮光層２３で覆われるように、遮光層２３のＸ方向における幅は、設定されている。
チャネル層２７を遮光層２３で覆うことで、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１４５】
第２金属層は、アレイ基板２００の表面に形成される金属層であり、上述したように第２タッチセンシング配線７と遮光層２３とを形成する。第１金属層は、表示装置基板１００の上方（第１黒色層８上）に配設され、第１タッチセンシング配線３（タッチ駆動配線あるいはタッチ検出配線として機能）を形成する。このような第１金属層及び第２金属層の材料は、同じ金属材料でもよく、異なる金属材料であってもよい。第１金属層及び第２金属層の材料としては、銅、アルミニウム、あるいはこれら金属を含有する合金等を用いた良導体を用いることが望ましい。なお、第１金属層及び第２金属層を成膜する前に、第１金属層又は第２金属層の下方に位置する層（下地層）として、無機絶縁層や有機絶縁層を形成してもよい。第１タッチセンシング配線３や第２タッチセンシング配線７をパターニングした後に、第１金属層又は第２金属層を覆うように無機絶縁層や有機絶縁層を形成してもよい。
【０１４６】
図２１は、本発明の実施形態に係る第２タッチセンシング配線を模式的に示す平面図であって、リセット電圧が印加される第２タッチセンシング配線を説明するための図である。
図２１においては、画素電極１７や第１絶縁層１１を含むアレイ基板２００の図示が省略されており、後述するカラーフィルタを構成する赤フィルタＲ、緑フィルタＧ、及び青フィルタＢと第２タッチセンシング配線７との位置関係が示されている。
図２１に示すように、第２タッチセンシング配線７は、第１配線７ａ（第１導電配線）を含む第１配線グループと、第２配線７ｄ（第２導電配線）を含む第２配線グループと、第１配線７ａと第２配線７ｄとの間に設けられたダミー配線７ｂ、７ｃを含むダミー配線グループとを有する。第１配線グループ及び第２配線グループは、互いに噛み合うように、櫛歯状に形成されている。
【０１４７】
第１配線グループ及び第２配線グループには、正負のいずれかのリセット電圧Ｖｒが印加される。一方の配線グループに正の電圧が印加されている場合、他方の配線グループに負の電圧が印加される。あるいは、第１配線グループもしくは第２配線グループのうち一方の配線グループを接地し（グランドに落とす）、他方の配線グループ（接地されていない配線グループ）に正又は負の電圧を印加してもよい。また、このような配線グループに印加されるリセット電圧は、交流であってもよく、直流の矩形波であってもよい。
このため、図２１に示すように、仮想的には、交流電源Ｓ（仮想電源）が第１配線グループと第２配線グループとに接続されていると考えることができ、この場合、リセット電圧は交流電圧である。
また、第１配線グループにおいて、複数の第１配線７ａの各々は端部を有していることから、第１配線７ａは電極（第１導電電極）として機能する。同様に、第２配線グループにおいて、複数の第２配線７ｄの各々は端部を有していることから、第２配線７ｄは電極（第２導電電極）として機能する。
【０１４８】
ダミー配線７ｂ、７ｃは、電気的に浮いた電位（フローティング電位）を有している。ダミー配線グループにおいて、ダミー配線７ｂの下端とダミー配線７ｃの下端とは電気的に接続され、ダミー配線７ｂの上端とダミー配線７ｃの上端とは電気的に接続されている。
【０１４９】
第１配線７ａ及び第２配線７ｄに接続されるノイズフィルタ、インピーダンス、タッチセンシングに用いる周波数等によって、ダミー配線７ｂ、７ｃのパターン形状を適宜調整することができる。液晶駆動に起因して発生するノイズや、外部から液晶表示装置ＬＣＤ２内に入るノイズ等のノイズ周波数を考慮して、ダミー配線７ｂ、７ｃのパターン形状を決定する必要がある。
図２１に示すように、ダミー配線７ｂ、７ｃは、ループアンテナを形成している。ダミー配線７ｂ、７ｃの形状は、このようなループアンテナ形状に限定されない。例えば、ダミー配線７ｂ、７ｃの下端を開放し、ダイポールアンテナ形状が採用されてもよい。また、ダミー配線７ｂ、７ｃの形状として、モノポールアンテナ形状が採用されてもよい。ダミー配線７ｂ、７ｃの線幅、長さ、ピッチ等は目的に応じて調整することができる。
【０１５０】
上記のようにリセット電圧が印加される第２タッチセンシング配線７（第１配線グループ及び第２配線グループ）は、タッチセンシング信号を検出するタッチ検出配線として機能する場合がある。この場合、タッチ検出配線の形状は、直線形状でなくてもよい。ノイズの影響を受け難くしながらタッチセンシング信号を良好に検出するタッチ検出配線の構造として、タッチ検出配線（第１配線７ａ及び第２配線７ｄ）がアンテナ構造を有してもよい。一方、第１タッチセンシング配線３がタッチセンシング信号を検出するタッチ検出配線として機能する場合には、第１タッチセンシング配線３がアンテナ構造を有してもよい。
タッチ検出配線の形状として、ループアンテナ形状、ダイポールアンテナ形状、モノポールアンテナ形状を採用することができる。アンテナを構成する配線の線幅、配線の長さ、互いに隣接する配線のピッチ等の設計は、タッチセンシング検出の条件やタッチセンシング検出が行われる周囲のノイズ状況に応じて調整することができる。タッチ検出配線の構造としてアンテナ構造が採用されることで、タッチ検出配線がノイズ周波数の影響を受け難くなる。
【０１５１】
更に、リセット電圧Ｖｒが印加される第１配線７ａと第２配線７ｄとの距離（例えば、Ｘ方向）は、カラーフィルタを構成するとともにストライプ状に延在する赤フィルタＲ、緑フィルタＧ、及び青フィルタＢの幅に応じて決定される。例えば、カラーフィルタの設計において、緑フィルタＧの幅よりも青フィルタＢの幅を増加させた場合には、その幅に応じて、第１配線７ａと第２配線７ｄとの距離が設定される。なお、図２１に示す赤フィルタＲ、緑フィルタＧ、及び青フィルタＢのパターンに対して相対的に決定されている第２タッチセンシング配線７の配線パターンは、液晶表示装置ＬＣＤ２の設計に応じて、適宜変更される。本発明は、第２タッチセンシング配線７の配線パターンを限定していない。
【０１５２】
次に、図２７を参照し、表示装置基板１００に設けられた第１タッチセンシング配線３について説明する。図２７は、図１７に示すＩ−Ｉ’線に沿う断面図である。図２７に示すように、第１タッチセンシング配線３は、透明基板２１上に形成された第１黒色層８及び第１金属層５を少なくとも含む。
第１タッチセンシング配線３は、透明基板２１上に設けられた第１黒色層８と、第１黒色層８上に設けられた第２導電性金属酸化物層４と、第２導電性金属酸化物層４上に設けられた第１金属層５と、第１金属層５上に設けられた第１導電性金属酸化物層６とを具備している。第１金属層５は、銅を含有する含有層であり、例えば、銅層あるいは銅合金層である。このように第１タッチセンシング配線３は、第１金属層５が第２導電性金属酸化物層４及び第１導電性金属酸化物層６で挟持された構成を有する。また、後述するように、第１導電性金属酸化物層６上には、黒色層１９（第２黒色層）が形成される場合がある。
【０１５３】
次に、図２２を参照し、表示装置基板１００の端部（端子部）における第１タッチセンシング配線３の構造について説明する。図２２は、第１金属層５が導電性金属酸化物層で挟持された構成を有する端子部３３を部分的に示す断面図である。
図２３は、図２２に示すタッチセンシング配線の断面図であり、Ｙ方向におけるタッチセンシング配線の線幅を示している。図２２及び図２３に示すように、透明基板２１の端部に形成された端子部３３においては、透明基板２１に形成された第１黒色層８上に、第２導電性金属酸化物層４、第１金属層５（銅合金層）、及び第１導電性金属酸化物層６がこの順で積層されている。即ち、第１タッチセンシング配線３は、３層構成を有する。透明樹脂層１は、平面視において、例えば、矩形状の表示面に相当する面積を有するように透明基板２１上に塗布形成されている。端子部３３の上には、透明樹脂層１は形成されていない。端子部３３の表面は、第１導電性金属酸化物層６で覆われており、端子部３３にて第１導電性金属酸化物層６が露出しており、端子部３３は安定した電気的な接続を行うことが可能である。
【０１５４】
一方、アレイ基板２００の端部には、平面視において表示装置基板１００の端子部３３の位置に対応するように、端子部が設けられている。アレイ基板２００の端子部と表示装置基板１００の端子部３３とは、電気的に接続される。
表示装置基板１００及びアレイ基板２００の両端子部間における電気的接続（導通）は、例えば、液晶層３００を封止するため封止部（シール部）に、数μｍから数十μｍの大きさを有する導電柱（接続導電体）を形成することで実現することができる。
これにより、第１タッチセンシング配線３は、図１に示すように、タッチセンシング・リセット信号制御部１２２に接続される。即ち、タッチセンシング・リセット信号制御部１２２から第１タッチセンシング配線３への信号の送受信は、表示装置基板１００の端子部３３とアレイ基板２００の端子部との間に設けられた導電柱を通じて行われる。このため、安定した電気的実装が可能な表示装置基板を提供することができる。
【０１５５】
（液晶表示装置ＬＣＤ２の動作）
（１．ゲート配線９、１０及びソース配線１４、１５による反転駆動）
液晶表示装置ＬＣＤ２においても、上述した第１実施形態と同様に、ゲート配線９、１０及びソース配線１４、１５による反転駆動が行われる。
【０１５６】
（２．第２タッチセンシング配線７への電圧印加によって液晶の配向を垂直配向に加速的に戻す動作）
図２４は、透明電極２と画素電極１７との間に液晶駆動電圧を印加した時（液晶駆動電圧オン時）における白表示の状態を部分的に示す断面図である。
画素電極１７の電極部１７ａ、１７ｂと透明電極２との間に、液晶駆動電圧を印加すると、画素電極１７と透明電極２との間に電界が発生する。このような電界の作用によって、液晶分子１３９は傾斜し、アレイ基板２００の基板面に平行に倒れ、液晶表示装置ＬＣＤ２において白表示が行われる。なお、液晶駆動電圧オン時では、第２タッチセンシング配線７には、電圧が印加されていない。
【０１５７】
一方、図２５は、透明電極２と画素電極１７との間に対する液晶駆動電圧の印加を停止した直後（液晶駆動電圧オフ時）における液晶分子にリセット電圧を印加したときの液晶分子の戻りを示す断面図である。また、図２５では、２つの第２タッチセンシング配線７、即ち、第１配線７ａと第２配線７ｄとの間にリセット電圧を印加している。これによって、第１配線７ａと第２配線７ｄとの間（第２配線７ｄから第１配線７ａに向かう方向）に電界を発生させ、アレイ基板２００の基板面に平行に倒れた液晶分子の配向を、垂直配向に加速的に戻らせている。この結果、液晶表示が、白表示から黒表示に変化している。
【０１５８】
具体的に、液晶駆動電圧がオフとなった後、第１配線７ａの電位を０Ｖ（グランド）に設定するとともに第２配線７ｄにリセット電圧を印加することによって、即ち、第１配線７ａと第２配線７ｄとの間にリセット電圧を印加することによって、第２配線７ｄから第１配線７ａに向けて電界が発生する。平面視において、このような電界の発生方向は、第１配線７ａと第２配線７ｄとの間に位置する液晶層３００、及び、ソース配線１４、１５を横切る方向である。この場合、負の誘電率異方性を有する液晶分子１３８においては、印加される電界方向に対して分子の長軸が直角になる。したがって、図２５に示すように、液晶分子１３８の配向は、初期配向である垂直配向となり、短い時間で黒表示が得られる。
【０１５９】
第１配線７ａと第２配線７ｄとの間に印加されるリセット電圧は、液晶駆動電圧（例えば、６Ｖ）より低い電圧、或いは、液晶駆動電圧と同じ電圧であってもよい。液晶分子を動作させる閾値電圧が、例えば、０．５Ｖ〜６Ｖであることから、リセット電圧は、０．５Ｖ〜６Ｖ（前記液晶駆動電圧）の範囲内の電圧でよい。リセット電圧は、基板面に平行に倒れた液晶分子の配向を垂直配向（初期配向）に加速的に戻らせるための電圧であるので、その電圧値を低くしてもよい。第１配線７ａと第２配線７ｄとの間へのリセット電圧の印加により、τｏｆｆを大きく短縮することができる。
【０１６０】
図２６は、図２５と同様に、透明電極２と画素電極１７との間に対する液晶駆動電圧の印加を停止した直後（液晶駆動電圧オフ時）における液晶分子にリセット電圧を印加したときの液晶分子の戻りを示す断面図である。図２６では、液晶駆動電圧がオフとなった後、第１配線７ａと第２配線７ｄとの間にリセット電圧を印加し、傾斜していた液晶分子１３８、１３９の配向を初期配向である垂直配向に戻し、液晶表示装置ＬＣＤ２において黒表示を行っている。ただし、第１配線７ａにリセット電圧を印加し、第２配線７ｄの電位を０Ｖ（グランド）に設定している点で、図２６は図２５とは異なる。言い換えると、図２６においては、図２５に示したリセット電圧の正負が反転したリセット電圧が２つの配線７ａ、７ｄ（導電配線）間に印加されている。これによって、第１配線７ａと第２配線７ｄとの間（第１配線７ａから第２配線７ｄに向かう方向）に電界を発生させ、アレイ基板２００の基板面に平行に倒れた液晶分子の配向を、垂直配向に加速的に戻らせている。この結果、液晶表示が、白表示から黒表示に変化している。
【０１６１】
図２５及び図２６に示すようにリセット電圧の正電圧及び負電圧を反転させる駆動を交互に行うことによって、第２配線７ｄから第１配線７ａに向かう方向に生じる電界と、第１配線７ａから第２配線７ｄに向かう方向に生じる電界とが時間の経過に伴って交互に発生する。この結果、液晶セル内に蓄積するともに画像の焼きつきの原因となる電荷を中和することができる。
第２タッチセンシング配線７にリセット電圧を印加するタイミングは、上述した図１２に示すタイミングチャートに基づいて行われる。正電圧及び負電圧を反転させる駆動は、制御部１２０によって制御される。
【０１６２】
（３．第２タッチセンシング配線７を用いてタッチセンシングを行う動作）
図２７及び図２８は、図１７に示すＩ−Ｉ’線に沿う図である。
図２７は、第２タッチセンシング配線７と第１タッチセンシング配線３との間にタッチセンシング駆動電圧を印加した時に発生するフリンジ電界の状況を部分的に示している。
図２８は、第２タッチセンシング配線７と第１タッチセンシング配線３との間にタッチセンシング駆動電圧を印加し、かつ、観察者に面している表示装置基板１００の表面に指等のポインターが接触あるいは近接した時のフリンジ電界の変化を部分的に示している。
【０１６３】
なお、図２７及び図２８においては、図２１に示す配線パターンに対応するように、第１配線７ａ、ダミー配線７ｂ、ダミー配線７ｃ、第２配線７ｄ、ダミー配線７ｂ、ダミー配線７ｃ、第１配線７ａ、ダミー配線７ｂ、ダミー配線７ｃ、及び第２配線７ｄが、右側から左側に向けて配列している。図２７及び図２８では、第１タッチセンシング配線３は、タッチセンシング信号を検出するタッチ検出配線（タッチセンシング検出配線）として機能する。第１配線７ａ及び第２配線７ｄは、タッチ駆動配線（タッチセンシング駆動配線）として機能する。ダミー配線７ｂ及びダミー配線７ｃの電位は、フローティング電位である。
【０１６４】
図２７においては、タッチセンシング駆動電圧が印加された第２タッチセンシング配線７（７ａ、７ｄ）と、第１タッチセンシング配線３（タッチ検出配線）との間にフリンジ電界が発生し、電気力線３１、３２が第２タッチセンシング配線７から第１タッチセンシング配線３に向くように発生している。この時、静電容量Ｃ２は、第２タッチセンシング配線７と第１タッチセンシング配線３との間で保持されている。
その一方、図２８に示すように、指等のポインターが透明基板２１に接触あるいは近接した場合、第１タッチセンシング配線３は、静電容量の変化をタッチセンシング信号として検出する。
【０１６５】
なお、図２７及び図２８では、第１タッチセンシング配線３は、タッチ検出配線として機能しているが、第１タッチセンシング配線３は、タッチ駆動配線として機能してもよい。この場合、第２タッチセンシング配線７は、タッチ検出配線として機能する。このように、第１タッチセンシング配線３の役割は切り換えることができる。
また、第２タッチセンシング配線７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）上に、可視光吸収性を持たせた無機膜や有機膜を積層してもよい。可視光吸収性を有する無機膜を用いる場合には、例えば、金属酸化物膜やこの酸化物膜を含む多層構造で無機膜が構成される。可視光吸収性を有する有機膜を用いる場合には、例えば、後述する黒色層を有機膜として用いることができる。第２タッチセンシング配線７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）の一部あるいは全部をタッチ駆動配線として用いることができ、或いは、第２タッチセンシング配線７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）の一部あるいは全部をタッチ検出配線として用いることができる。
【０１６６】
本実施形態において、第２タッチセンシング配線７（７ａ、７ｄ）をタッチ駆動配線として用いる場合、第２タッチセンシング配線７へのリセット電圧Ｖｒの印加と、第２タッチセンシング配線７へのタッチセンシング駆動電圧Ｖｔｏｕｃｈの印加は、後述するように、時分割で行われる。
その一方、第２タッチセンシング配線７をタッチ検出配線として用いる場合、第１タッチセンシング配線３は、タッチ駆動配線として機能する。この場合、第１タッチセンシング配線３にタッチセンシング駆動電圧Ｖｔｏｕｃｈが印加され、第２タッチセンシング配線７にリセット電圧Ｖｒが印加され、第２タッチセンシング配線７がタッチセンシング信号を検出する。
【０１６７】
また、複数の第２タッチセンシング配線７のうちの一部の配線の電位を、フローティング電位としてもよい。また、リセット電圧の正電圧と負電圧とを切り換える時（例えば、電界発生状態（電界方向）を、図２５に示す状態から図２６に示す状態に変える時）に、２つの第２タッチセンシング配線７のうち一方をグランドに落としてもよい。第２タッチセンシング配線７へのリセット電圧の印加、第２タッチセンシング配線７の電位をフローティング電位への変更、あるいは、第２タッチセンシング配線７をグランドに接続（接地）するといった、第２タッチセンシング配線７の選択は、スイッチング素子を介在させて行うことができる。なお、タッチセンシングでは、上述した間引き駆動を行ってもよい。タッチセンシングの駆動周波数は、上述した実施形態と同様である。
【０１６８】
（４．導電配線への電圧印加及びタッチセンシング動作の時分割駆動）
本実施形態においては、第１実施形態において説明した図１２に示す信号タイミングチャートに基づき、リセット電圧Ｖｒ及びタッチセンシング駆動電圧が時分割で第２タッチセンシング配線７に印加される。
図１２に示すように、黒表示安定期間Ｅｒにおいて、高い周波数でタッチセンシング信号の検出が行われている。この黒表示安定期間Ｅｒでは、ＬＥＤ等のバックライトユニットの発光素子の発光を停止することができる。白表示安定期間Ｗｒは、例えば、映像信号印加後の透過率Ｔｒａｎｓが安定する期間である。同様に、黒表示安定期間Ｅｒは、黒表示における透過率Ｔｒａｎｓが安定する期間である。リセット電圧Ｖｒがタッチセンシング信号に与える影響を軽減するために、少なくとも、映像信号がソース配線に印加された後、あるいは、リセット信号（リセット電圧Ｖｒ）が第２タッチセンシング配線７に印加された後、１ｍｓｅｃ〜３ｍｓｅｃ経過したタイミングで、タッチセンシングを行う。
縦電界方式が採用された液晶表示装置ＬＣＤ２においても、上述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１６９】
（第３実施形態）
次に、本発明に係る液晶表示装置の第３実施形態を、図２９から図３３を参照しながら説明する。
本実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤ３においては、上述した第２実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤ２の表示装置基板１００にカラーフィルタが設けられており、負の誘電率異方性を有する液晶分子で液晶層３００が構成され、突出部を有する共通電極がアレイ基板２００に設けられている構成が採用されている。このため、液晶表示装置ＬＣＤ３においては、透明電極と画素電極との間に挟持された液晶層３００に縦電界を印加することによって液晶層３００を駆動させる縦電界方式が基本的に採用されている。更に、液晶表示装置ＬＣＤ３においては、縦電界によって液晶層３００を駆動させるだけでなく、画素電極と共通電極との間に生じるフリンジ電界によって液晶層３００を駆動させている。
【０１７０】
図２９は、本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤ３を部分的に示す平面図であり、表示装置基板１００と液晶層３００とが接触する面から表示装置基板１００の表示面に向けて見た図である。
図３０は、本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図であり、図２９に示すＤ−Ｄ’線に沿う図である。
【０１７１】
図２９に示すように、カラーフィルタを構成する赤フィルタＲ、緑フィルタＧ、及び青フィルタＢが複数の画素開口部１８に対応する位置に配置されている。画素開口部の形状は、一例として、平行四辺形である。画素開口部の形状としては、四角形、くの字形状パターン（ｄｏｇ−ｌｅｇｇｅｄ  ｐａｔｔｅｒｎ）等の、少なくとも２辺が平行な多角形が採用される。
【０１７２】
図２９及び図３０に示すように、表示装置基板１００においては、透明基板２１上に、赤フィルタＲ、緑フィルタＧ、及び青フィルタＢが配設され、フィルタＲ、Ｇ、Ｂ上にブラックマトリクスＢＭ（ブラックマトリクス層）が具備されている。平面視において、ブラックマトリクスＢＭは、赤フィルタＲ、緑フィルタＧ、及び青フィルタＢから選択される２つのフィルタの境界部に位置している。
ブラックマトリクスＢＭ、赤フィルタＲ、緑フィルタＧ、及び青フィルタＢを覆うように透明樹脂層１が形成されている。ブラックマトリクスＢＭは、画素開口部１８を区画する。
【０１７３】
透明電極２は、透明樹脂層１上に、Ｘ方向に平行なストライプパターンを有するように、Ｘ方向に配列された複数の画素開口部１８と重なるように形成されている。透明電極２には、互いに隣接する画素開口部（赤フィルタＲ、緑フィルタＧ、及び青フィルタＢが具備されている）の間の位置に、ＩＴＯ開口部３５が形成されている。ＩＴＯ開口部３５においては、ＩＴＯ等の透明電極が形成されていない。ＩＴＯ開口部３５は、透明電極２に設けられたスリットであり、ＩＴＯ開口部３５の中心は、画素中央ＣＬに一致している。
透明電極２がストライプパターンを有するので、透明樹脂層１には、複数の帯状の透明電極２がＹ方向に配列している。互いに隣接する透明電極２の間には、スリット１６が形成されている。スリット１６部分には、ＩＴＯ等の透明電極は形成されていない。スリット１６には、平面視においてブラックマトリクスＢＭや第１タッチセンシング配線３が配置されている。
【０１７４】
図３０に示すように、アレイ基板２００は、第１絶縁層１１下に設けられた第２絶縁層１２と、第２絶縁層１２と画素電極１７（電極部１７ａ、１７ｂ）との間に設けられた共通電極３０とを備える。平面視において、共通電極３０は、画素電極１７と重なる重畳部３７と、画素電極１７の端部１７ｃからＸ方向に突出している突出部４６（はみ出し部分）とを有する。
電極部１７ａ、紙面左側に位置する突出部４６（第１突出部）、及び紙面左側に位置する重畳部３７（第１重畳部）と、電極部１７ｂ、紙面右側に位置する突出部４６（第２突出部）、及び紙面右側に位置する重畳部３７（第２重畳部）とは、画素中央ＣＬに対して、線対称に配置されている。突出部４６は、画素の長辺方向だけでなく、短辺方向に配設してもよい。
ブラックマトリクスＢＭは、液晶層３００により近い位置に配置することで、ブラックマトリクスＢＭ近傍で発生する液晶配向不良領域における迷光や再反射光の漏れを低減することができる。
液晶層３００は、第２実施形態と同様、初期配向が垂直配向である液晶分子を有する。
【０１７５】
本実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤ３においても、上記実施形態と同様に、第１絶縁層１１上に複数の第２タッチセンシング配線７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）が形成されている。本実施形態に係る複数の第２タッチセンシング配線７の機能は上記実施形態と同じであるため、説明を省略する。なお、本実施形態では、リセット電圧が印加される第２タッチセンシング配線７ａ（第１配線７ａ）及び第２タッチセンシング配線７ｄ（第２配線７ｂ）が図示されておらず、ダミー配線である第２タッチセンシング配線７ｂ、７ｃが図３０から図３３に示されている。第２タッチセンシング配線７ｂ、７ｃは電気的に浮いた状態（フローティング状態）である。
以下の説明では、第２タッチセンシング配線７に対する電圧印加によって電界を発生させ、アレイ基板２００の基板面に平行に倒れた液晶分子の配向を、垂直配向に加速的に戻らせているが、電界の方向のみを示しており、電圧が印加される導電配線は省略されている。なお、リセット電圧が印加される第２タッチセンシング配線７は、図３０から図３３に示されている画素に隣接する画素に配置されている。
【０１７６】
図３０は、透明電極２と画素電極１７との間に液晶駆動電圧が印加されていない状態、液晶分子１３８、１３９が垂直配向である状態、即ち、黒表示状態を示している。
一方、図３１は、透明電極２と画素電極１７との間に液晶駆動電圧を印加した時（液晶駆動電圧オン時）における白表示の状態を部分的に示す断面図である。
液晶駆動電圧オン時では、画素電極１７と透明電極２との間、及び、画素電極１７と共通電極３０との間に液晶駆動電圧が印加される。電圧印加時、突出部４６に近い位置にある液晶分子１３８は、画素電極１７と共通電極３０との間に生じる強い電界の発生に起因して、すぐに大きく倒れ、画素電極１７と平行となるように配向される。残る液晶分子１３９は、突出部４６の近くで配向された液晶分子１３８の動作が伝播するように、画素中央ＣＬに対して線対称の方向に倒れる。
このため、液晶分子１３８、１３９は、画素中央ＣＬから線対称の並び（配列）となるように配向され、広い視野が確保される。
【０１７７】
図３２は、液晶駆動電圧の印加を停止した直後（液晶駆動電圧オフ時）に、隣接画素の第１配線７ａ及び第２配線７ｄにリセット電圧が印加され、液晶分子１３８、１３９が垂直配向に戻った黒表示の状態を示している。
リセット電圧の印加によって電界（右側から左側に向けて）が発生すると、アレイ基板２００の基板面に平行に倒れた液晶分子の配向が、垂直配向に加速的に戻る。この結果、液晶表示が、白表示から黒表示に変化している。リセット電圧印加により、τｏｆｆは大きく短縮される。τｏｆｆの短縮によって、黒表示安定期間Ｅｒが長くなることから、この期間中に、バックライトユニットＢＵの発光を停止してもよい。
【０１７８】
図３３は、液晶駆動電圧の印加を停止した直後（液晶駆動電圧オフ時）に、隣接画素の第１配線７ａ及び第２配線７ｄにリセット電圧が印加され、液晶分子１３８、１３９が垂直配向に戻った黒表示の状態を示している。ただし、リセット電圧の印加によって生じる電界の方向の点で、図３３は、図３２とは異なる。
図３３に示す動作においては、図３２と同様の効果が得られる。更に、図３２に示す電界と図３３に示す電界とを交互に発生させることで、液晶セル内に蓄積するともに画像の焼きつきの原因となる電荷を中和することができる。
【０１７９】
本実施形態によれば、第２実施形態を同様の効果に加えて、突出部４６に近い位置にある液晶分子１３８を、画素電極１７と共通電極３０との間に生じる強い電界によってすぐに大きく倒すことができる。即ち、液晶駆動電圧が液晶分子（液晶層）に印加された時の立ち上がり時間（以下、τｏｎ）を短縮することができる。更に、突出部４６の近くで配向された液晶分子１３８の動作が伝播するように、液晶層３００全体における液晶分子を画素中央ＣＬに対して線対称の方向に倒すことができ、広い視野を確保することができる。
【０１８０】
（第３実施形態の変形例）
次に、本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置の変形例を、図２９、図３０、図３４、図３５を参照しながら説明する。図３４は、図２９に示すＥ−Ｅ’線に沿う断面図である。図３５は、本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置の変形例を部分的に示す断面図であり、図２９に示すＦ−Ｆ’線に沿う図であり、タッチ検出配線として機能する第１タッチセンシング配線３とタッチ駆動配線として機能する第２タッチセンシング配線７との間に生じる静電容量Ｃ３を説明するための図である。
カラーフィルタに対するブラックマトリクスＢＭの位置の点で、第３実施形態の変形例は第３実施形態とは異なる。
【０１８１】
図３４に示すように、ブラックマトリクスＢＭ上、かつ、透明電極２のＩＴＯ開口部３５の位置に、第１タッチセンシング配線３が設けられている。
図２９及び図３０と同様に、アレイ基板２００は、第２絶縁層１２と画素電極１７（電極部１７ａ、１７ｂ）との間に設けられた共通電極３０とを備える。共通電極３０は、画素電極１７と重なる重畳部３７と、画素電極１７の端部１７ｃからＸ方向に突出している突出部４６（はみ出し部分）とを有する。
液晶層３００は、第３実施形態と同様、初期配向が垂直配向である液晶分子を有する。
【０１８２】
本変形例においては、液晶駆動電圧が画素電極１７に印加されている時の液晶分子１３８、１３９の挙動と、第２タッチセンシング配線７にリセット電圧を印加した時の液晶分子１３８、１３９の挙動は、第３実施形態と同じである。
共通電極３０が突出部４６を備えている電極構造は、視野角や中間調表示を向上させる。画素電極１７の電極部１７ａ、１７ｂと透明電極２との間に液晶駆動電圧を印加することで、液晶分子１３８、１３９が倒れ、白表示が得られる（図３１参照）。
白表示の後、液晶駆動電圧をオフし、リセット電圧を第２タッチセンシング配線７に印加することで、平面視にて、液晶層３００及びソース配線を横切るように電界が生じる。この電界の作用により、液晶分子１３８、１３９の配向は、加速的に垂直配向（初期配向）に戻る（図３２参照）。
【０１８３】
同様に、白表示の後、液晶駆動電圧をオフし、リセット電圧を第２タッチセンシング配線７に印加することで、液晶層３００及びソース配線を横切るように電界が生じる。この電界の作用により、液晶分子１３８、１３９の配向は、加速的に垂直配向（初期配向）に戻る（図３３参照）。ここでは、リセット電圧の正電圧と負電圧とを反転させ、反転されたリセット電圧を第２タッチセンシング配線７に印加している。この結果、向きが異なる電界を液晶層３００に与えることができ、図３２及び図３３の場合と同じ効果が得られる。
【０１８４】
図３５を参照し、第２タッチセンシング配線７を、タッチセンシング配線として用いるタッチセンシング技術を説明する。
図３５に示すように、液晶表示装置ＬＣＤ３においては、平面視、緑フィルタＧと青フィルタＢとの境界と重なるようにダミー配線７ｃが設けられており、青フィルタＢと赤フィルタＲとの境界と重なるように第２導電配線７ｄが設けられている。
第２配線７ｄと第１タッチセンシング配線３との間にタッチセンシング駆動電圧を印加することによってフリンジ電界が発生する。フリンジ電界の発生状態は、電気力線３１、３２で示されている。静電容量Ｃ２は、第２配線７ｄと第１タッチセンシング配線３との間に保持される。第１実施形態で説明したように、透明基板２１に指等のポインターが接触あるいは近接すると、静電容量Ｃ２が変化し、この静電容量の変化がタッチセンシング信号として第１タッチセンシング配線３によって検出される。一方、ダミー配線７ｃは、電気的に浮いた電位（フローティング電位）を有していることから、フリンジ電界は発生していない。
なお、第２タッチセンシング配線７（第２配線７ｄ及びダミー配線７ｃ）は、アルミニウム合金で構成されてもよい。
【０１８５】
（第４実施形態）
次に、本発明に係る液晶表示装置の第４実施形態を、図３６を参照しながら説明する。
本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す回路図であって、一画素に２つのアクティブ素子を具備したアレイ構造を示す図である。
【０１８６】
図３６に示すように、画素開口部に対応する画素の各々は、画素電極１７を有している。画素電極１７には、２つのＴＦＴ、即ち、第１アクティブ素子２８ａ及び第２アクティブ素子２８ｂが接続されている。互いに隣接する２つの画素の間（互いに隣接する２つの画素開口部の間）には、Ｘ方向に延在する第１ゲート配線１０及び第２ゲート配線９が設けられ、Ｙ方向に延在する奇数列の第２ソース配線１５及び偶数列の第１ソース配線１４が設けられている。第２ソース配線１５及び第１ソース配線１４の各々には、アクティブ素子の一部を構成するソース電極が接続されている。
例えば、映像信号が映像信号タイミング制御部１２１から出力されてソース配線に入力される際、奇数列の第２ソース配線１５には映像信号として負の電圧が供給され、偶数列の第１ソース配線１４には映像信号として正の電圧が印加される。
このことから、第２アクティブ素子２８ｂは、映像信号が負の電圧として供給される第２ソース配線１５に電気的に接続されたソース電極を有する。第１アクティブ素子２８ａは、映像信号が正の電圧として供給される第１ソース配線１４に電気的に接続されたソース電極を有する。
【０１８７】
第１ゲート配線１０及び第２ゲート配線９に関し、例えば、映像表示のフレーム毎に、一方のゲート配線にゲート電圧が印加される。このゲート電圧は、奇数列の第２ソース配線１５あるいは偶数列のソース配線のいずれかに同期する。
第１アクティブ素子２８ａは、第１ゲート配線１０にゲート信号が入力された状態で偶数列の第１ソース配線１４に映像信号が入ったときに動作する。この時、画素電極１７の電位は正となる。
例えば、次のタイミングで、第２ゲート配線９にゲート信号が入力された状態で奇数列の第２ソース配線１５に映像信号が入ったとき、第２アクティブ素子２８ｂは動作する。この時、画素電極１７の電位は負となる。
図３６に示すアレイ構造においては、上記のようなＴＦＴ動作を用いることで、ドット反転駆動あるいはカラム反転駆動を行うことができる。このアレイ構造では、ソース配線の出力極性を反転させずに、画素電極１７の電位を正又は負にすることができる。
【０１８８】
ところで、一つの画素電極１７に一つのアクティブ素子が対応するように画素が構成されている通常の画素構造では、出力反転に伴って消費電力が増加したり、ノイズが発生したりする。その一方、図３６に示すアレイ構造においては、消費電力の低減し、ノイズの発生を大きく削減することができる。従って、タッチセンシングの感度を向上させることができる。
図３６に示すアレイ構造を採用することにより、ドッド反転駆動やカラム反転駆動といった液晶駆動方法により、画素電極１７の電位を正あるいは負に設定することができる。このとき、表示装置基板１００に設けられた透明電極２は、ゼロボルト等の定電位に設定できる。透明電極２の電位を変動させる必要がないので、タッチセンシング駆動に対するノイズを更に抑制することができる。加えて、第２ソース配線１５及び第１ソース配線１４の電位を負あるいは正の電位に固定できるので、ソース配線に印加される信号の極性を切り換える際に生じるにノイズ発生を抑制することができる。
【０１８９】
更に、本実施形態に係る構造を有する液晶表示装置が上述したタッチセンシング機能を備えている場合、第２ソース配線１５及び第１ソース配線１４の電位の極性を固定することにより、タッチセンシングへの悪影響をなくすことができる。
速い応答性を得るために、複数のタッチセンシング配線のうち選択された配線を用いたタッチセンシング（間引き駆動）によって、タッチ駆動電極を走査することができる。また、タッチセンシングでの駆動電極と検出電極を切り換え、透明電極を一定の周波数での電圧を印加する駆動電極（走査電極）としてもよい。
なお、タッチセンシングや液晶駆動での、駆動電極に印加する電圧（交流信号）は、正負の電圧を反転する反転駆動方式であってもよい。タッチ駆動と液晶駆動とは時分割で行われてもよく、時分割でなくてもよい。
また、駆動電極に印加する電圧（交流信号）として、印加する交流信号の電圧幅（振幅）を小さくすることで液晶表示への影響を軽減することができる。
【０１９０】
上記のように、本実施形態に係る液晶表示装置では、第２タッチセンシング配線７の電位を定電位にした場合、タッチセンシング配線の駆動周波数や信号検出のタイミングを、液晶の駆動周波数やタイミングに依存することなく設定できる。タッチ駆動電極の駆動周波数を、液晶駆動の周波数と異なる周波数、あるいは、より高い駆動周波数に設定することができる。
【０１９１】
一般に、液晶駆動の周波数は、６０Ｈｚ、あるいは、この周波数の整数倍の駆動周波数である。通常、タッチセンシング電極は、液晶駆動の周波数に伴うノイズの影響を受ける。更に、通常の家庭電源は５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚの交流電源であり、こうした外部電源で動作する電気機器から生じるノイズを、タッチセンシング電極が拾い易い。
従って、タッチ駆動の周波数を５０Ｈｚや６０Ｈｚの周波数から、あるいは、この周波数の整数倍から若干シフトさせた異なる周波数に設定することで、液晶駆動や外部電子機器から発生するノイズの影響を大きく低減することができる。あるいは、図１２に示す時間軸で信号の印加タイミングをシフトさせてもよい。シフト量は、若干量でよく、例えば、ノイズ周波数から±３％〜±１７％のシフト量でよく、ノイズ周波数との干渉を低減することができる。例えば、タッチ駆動の周波数は、数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの範囲から、上記液晶駆動周波数や電源周波数と干渉しない異なる周波数を選択することができる。液晶駆動周波数や電源周波数と干渉しない異なる周波数を選択することで、例えば、ドット反転駆動において生じるカップリングノイズ等のノイズの影響を軽減することができる。
【０１９２】
ところで、３Ｄ（立体映像）表示を行う表示装置の場合、通常の２次元画像の表示に加え、３次元的に手前の画像や奥にある画像を表示するために複数の映像信号（例えば、右目用の映像信号と左目用の映像信号）が必要となる。このため、液晶駆動の周波数は、例えば、２４０Ｈｚあるいは４８０Ｈｚ等の高速駆動及び多くの映像信号が必要となる。
このとき、タッチセンシング駆動の周波数を液晶駆動の周波数と異ならせることができる本実施形態のメリットは大きくなる。例えば、本実施形態により３Ｄ表示のゲーム機器において、高速・高精度のタッチセンシングが可能となる。
本実施形態では、ゲーム機器や現金自動支払機等の指等のタッチ入力頻度の高いディスプレイにおいても特に有用である。リセット電圧Ｖｒ印加後の黒表示安定期間Ｅｒを、３Ｄ（立体画像）表示の右目用画像と左目用画像の切り換え時に挿入される黒表示に用いてもよい。
【０１９３】
また、タッチセンシング駆動においては、駆動電圧を、タッチセンシング配線の全てに供給するのでなく、間引き駆動によってタッチ位置の検出を行うことで、タッチセンシング駆動における消費電力を低減することができる。
【０１９４】
上述した本発明の実施形態に係る液晶表示装置においては、垂直配向の液晶層を縦電界で駆動している。
縦電界方式に適用可能な液晶駆動方式としては、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式、ＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ−ａｌｉｇｎｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）方式、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）方式、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）方式、ＣＰＡ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｐｉｎｗｈｅｅｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）方式、ＴＢＡ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｂｅｎｔ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式等が挙げられ、適宜選択して用いることができる。なお、ＶＡモードにおいては、優れたノーマリーブラック表示が実現されるため、黒表示を活かすためにＶＡモードを採用することが好ましい。
【０１９５】
また、垂直配向の液晶を駆動するＶＡモードは、水平配向の液晶を駆動するＦＦＳモードより正面輝度の高さ、及び黒表示の黒レベルの高さの観点で優れている。ＶＡモードに用いられる液晶材料としては、例えば、１×１０１３Ωｃｍ以上の固有抵抗率を有する液晶層を実現する高純度材料を用いることが好ましい。液晶駆動は、ドット反転駆動のほか共通電極である透明電極を定電位とするカラム反転駆動（ソース反転駆動）であってもよい。あるいは、透明電極を定電位とするカラム反転駆動と、透明電極を定電位とするドット反転駆動を組み合わせてもよい。
【０１９６】
ＶＡ等の縦電界方式は、例えば、フレーム反転やドット反転等の液晶駆動により、画素電極１７と透明電極２との間で、正負の液晶駆動電圧が印加されるので、ＦＦＳと比較してインセルタッチでの静電容量の偏りが少なく、表示の焼きつきが少ない。加えて、正負のリセット電圧の印加を、それぞれの画素に対する映像書き込みの後、水平ライン反転ごと、もしくは、一画面のフレーム反転ごとに行うことで、タッチセンシングで蓄積された静電容量の偏りの緩和を兼ね、インセル方式のタッチセンシングの精度を向上させることができる。
【０１９７】
本発明の実施形態に係る表示装置は、種々の応用が可能である。本発明の実施形態に係る表示装置が適用可能な電子機器としては、携帯電話、携帯型ゲーム機器、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤ等）、複写機、ファクシミリ、プリンター、プリンター複合機、自動販売機、現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ）、個人認証機器、光通信機器等が挙げられる。上記の各実施形態は、自由に組み合わせて用いることができる。
【０１９８】
本発明の好ましい実施形態を説明し、上記で説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、請求の範囲によって制限されている。
【符号の説明】
【０１９９】
１・・・透明樹脂層
２・・・透明電極
３・・・第１タッチセンシング配線
４・・・第２導電性金属酸化物層
５・・・銅合金層
６・・・第１導電性金属酸化物層
７・・・第２タッチセンシング配線
８・・・黒色層（第１黒色層）
９・・・第２ゲート配線
１０・・・第１ゲート配線
１１・・・第１絶縁層
１２・・・第２絶縁層
１３・・・第３絶縁層
１４・・・第１ソース配線（偶数列のソース配線）
１５・・・第２ソース配線（奇数列のソース配線）
１６・・・スリット
１７・・・画素電極
１７ａ、１７ｂ・・・電極部（画素電極）
１８・・・画素開口部
１９・・・黒色層（第２黒色層）
２０、３０・・・共通電極
２１・・・第１透明基板（透明基板）
２２・・・第２透明基板（透明基板）
２３・・・遮光層（遮光パターン）
２４・・・ソース電極
２５・・・ゲート電極
２６・・・ドレイン電極
２７・・・チャネル層
２８、２８ａ・・・第１アクティブ素子
２８、２８ｂ・・・第２アクティブ素子
２９・・・コンタクトホール
３０・・・共通電極
３１、３２・・・電気力線
３３・・・端子部
３６・・・コモン配線
３８、３９・・・液晶分子
１００・・・表示装置基板（対向基板）
１３８、１３９・・・液晶分子
２００・・・アレイ基板
３００・・・液晶層
Ｒ・・・配向方向（配向処理の方向、初期配向状態での配向方向）
θ・・・角度（画素開口の長手方向Ｙからの傾き）
【図１】
2016181524.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2016181524.tif 000011
【図１０】
2016181524.tif 000012
【図１１】
2016181524.tif 000013
【図１２】
2016181524.tif 000014
【図１３】
2016181524.tif 000015
【図１４】
2016181524.tif 000016
【図１５】
2016181524.tif 000017
【図１６】
2016181524.tif 000018
【図１７】
2016181524.tif 000019
【図１８】
2016181524.tif 000020
【図１９】
2016181524.tif 000021
【図２０】
2016181524.tif 000022
【図２１】
2016181524.tif 000023
【図２２】
2016181524.tif 000024
【図２３】
2016181524.tif 000025
【図２４】
2016181524.tif 000026
【図２５】
2016181524.tif 000027
【図２６】
2016181524.tif 000028
【図２７】
2016181524.tif 000029
【図２８】
2016181524.tif 000030
【図２９】
2016181524.tif 000031
【図３０】
2016181524.tif 000032
【図３１】
2016181524.tif 000033
【図３２】
2016181524.tif 000034
【図３３】
2016181524.tif 000035
【図３４】
2016181524.tif 000036
【図３５】
2016181524.tif 000037
【図３６】
2016181524.tif 000038
【手続補正書】
【提出日】平成27年8月24日(2015.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置であって、
第１タッチセンシング配線を備えた表示装置基板と、
複数の多角形状の画素開口部と、前記複数の画素開口部の各々に設けられた画素電極と、前記画素電極に電気的に接続された第１及び第２アクティブ素子と、前記第１アクティブ素子に電気的に連携された第１ゲート配線と、前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第２ゲート配線と、平面視において前記第１ゲート配線に直交して前記第１或いは第２アクティブ素子に電気的に連携された第１ソース配線と、平面視において前記第２ゲート配線に直交して前記第２或いは第１アクティブ素子に電気的に連携された第２ソース配線と、前記画素電極の下に設けられた第１絶縁層と、前記第１絶縁層の下に設けられた第２絶縁層と、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に設けられた共通電極と、平面視において前記第１タッチセンシング配線に直交する第２タッチセンシング配線とを備えるアレイ基板と、
前記表示装置基板と前記アレイ基板との間に挟持された液晶層と、
前記第１ソース配線に正の第１映像信号を供給し、前記第２ソース配線に負の第２映像信号を供給し、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の供給に同期して前記画素電極と前記共通電極との間に液晶駆動電圧を印加することによって前記液晶層を駆動させ、映像表示を行い、映像表示が行われた後に前記第２タッチセンシング配線に電圧を印加する制御部と、
を含む液晶表示装置。
【請求項２】
平面視において、前記第１ゲート配線、前記第２ゲート配線、前記第１ソース配線、及び前記第２ソース配線によって前記画素開口部が区画されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記画素開口部の長辺は、前記第１ソース配線及び前記第２ソース配線に沿う方向に延在している請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
平面視において、前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線のうち一方は、前記第１ゲート配線及び前記第２ゲート配線に重畳するように設けられており、前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線のうち他方は、前記第１ソース配線及び前記第２ソース配線に重畳するように設けられている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記表示装置基板は、表示面を有し、
断面視において、前記表示面から前記第１タッチセンシング配線までの距離よりも、前記表示面から前記第２タッチセンシング配線までの距離が大きく、
前記第２タッチセンシング配線は、前記第１絶縁層上の位置、前記第２絶縁層上の位置、及び前記第２絶縁層下の位置のうち、いずれかの位置に設けられている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第１ゲート配線及び前記第２ゲート配線は、前記複数の画素開口部のうち互いに隣接する２つの画素開口部の間に位置するように、互いに平行に配設されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記アレイ基板の裏面もしくは側面に設けられたバックライトユニットを備え、
前記第２タッチセンシング配線に前記電圧が印加されている時には、前記バックライトユニットの発光を停止する請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記液晶層は、前記画素電極と前記共通電極との間に生じるフリンジ電界によって駆動される請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記表示装置基板は、透明電極を有し、
前記液晶層は、前記画素電極と前記共通電極との間に生じるフリンジ電界によって駆動されるとともに、前記画素電極と前記透明電極との間に生じる前記液晶層の厚み方向における電界で駆動される請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
平面視において、前記共通電極は、前記画素電極と重なる重畳部と、前記画素電極の端部から突出している突出部とを有する請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記液晶駆動電圧が前記画素電極に印加された後、かつ、前記液晶駆動電圧が前記画素電極に印加されていない時に、前記第２タッチセンシング配線に前記電圧を印加する請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記第２タッチセンシング配線に印加される電圧は、正の電圧と、負の電圧とを含み、
前記電圧は、映像表示の一定期間毎に、正又は負に反転される請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線の各々は、金属層を含む請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記表示装置基板は、第１透明基板を含み、
前記第１タッチセンシング配線は、前記第１透明基板の上方に形成された黒色層と、前記黒色層上に積層された前記金属層とによって構成された２層構造を有する請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記アレイ基板は、第２透明基板を含み、
前記第２タッチセンシング配線は、前記第２透明基板の上方に形成された黒色層と、前記黒色層上に積層された前記金属層とによって構成された２層構造を有する請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記金属層は、銅含有層であり、
前記金属層は、銅含有層が導電性金属酸化物層で挟持された構成を有する請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記導電性金属酸化物層が、酸化亜鉛、酸化インジウム、及び酸化錫を含む複合酸化物である請求項１６に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記第１及び第２アクティブ素子は、半導体で構成されたチャネル層を有する薄膜トランジスタであり、
平面視において、前記第２タッチセンシング配線の前記金属層の一部が、前記チャネル層を覆う遮光層を形成している請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
前記チャネル層は、酸化物半導体で構成されている請求項１８に記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
前記表示装置基板上には、前記画素開口部に対応する位置に、少なくとも、赤フィルタ、緑フィルタ、及び青フィルタのいずれかが設けられている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項２１】
前記表示装置基板上には、前記画素開口部を区画するブラックマトリクス層を備える請求項２０に記載の液晶表示装置。
【請求項２２】
液晶表示装置であって、
第１タッチセンシング配線を備えた表示装置基板と、
複数の多角形状の画素開口部と、前記複数の画素開口部の各々に設けられた画素電極と、前記画素電極に電気的に接続された第１及び第２アクティブ素子と、前記第１アクティブ素子に電気的に連携された第１ゲート配線と、前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第２ゲート配線と、平面視において前記第１ゲート配線に直交して前記第１或いは第２アクティブ素子に電気的に連携された第１ソース配線と、平面視において前記第２ゲート配線に直交して前記第２或いは第１アクティブ素子に電気的に連携された第２ソース配線と、前記画素電極の下に設けられた第１絶縁層と、前記第１絶縁層の下に設けられた第２絶縁層と、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に設けられた共通電極と、平面視において前記第１タッチセンシング配線に直交する第２タッチセンシング配線とを備えるアレイ基板と、
前記表示装置基板と前記アレイ基板との間に挟持された液晶層と、
前記第１ソース配線に正の第１映像信号を供給し、前記第２ソース配線に負の第２映像信号を供給し、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の供給に同期して前記画素電極と前記共通電極との間に液晶駆動電圧を印加することによって前記液晶層を駆動させ、映像表示の安定期間、及び、映像表示後の黒表示安定期間の少なくとも一方の安定期間で、前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線によるタッチセンシング駆動を行う制御部と、
を含む液晶表示装置。
【請求項２３】
前記制御部は、
前記タッチセンシング駆動を行う際に、
前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線の一方にタッチセンシング駆動電圧を印加し、前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線の他方を通じてタッチセンシング信号を検出する請求項２２に記載の液晶表示装置。
【請求項２４】
前記第２タッチセンシング配線に前記タッチセンシング駆動電圧が印加され、前記第１タッチセンシング配線が前記タッチセンシング信号を検出する請求項２３に記載の液晶表示装置。
【請求項２５】
前記アレイ基板の裏面もしくは側面に設けられたバックライトユニットを備え、
前記黒表示安定期間は、前記バックライトユニットの発光が停止された期間である請求項２２に記載の液晶表示装置。
【請求項２６】
前記表示装置基板上には、前記画素開口部に対応する位置に、少なくとも、赤フィルタ、緑フィルタ、及び青フィルタのいずれかが設けられている請求項２２に記載の液晶表示装置。
【請求項２７】
前記表示装置基板上に設けられ、前記画素開口部を区画するブラックマトリクス層を備える請求項２６に記載の液晶表示装置。
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月3日(2016.10.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置であって、
第１タッチセンシング配線を備えた表示装置基板と、
複数の多角形状の画素開口部と、前記複数の画素開口部の各々に設けられた画素電極と、前記画素電極に電気的に接続された第１及び第２アクティブ素子と、前記第１アクティブ素子に電気的に連携された第１ゲート配線と、前記第１ゲート配線に対して平行に配設され前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第２ゲート配線と、平面視において前記第１ゲート配線に直交して前記第１アクティブ素子及び前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第１ソース配線と、平面視において前記第２ゲート配線に直交して前記第１アクティブ素子及び前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第２ソース配線と、前記画素電極の下に設けられた第１絶縁層と、前記第１絶縁層の下に設けられた第２絶縁層と、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に設けられた共通電極と、平面視において前記第１タッチセンシング配線に直交する第２タッチセンシング配線とを備えるアレイ基板と、
前記表示装置基板と前記アレイ基板との間に挟持された液晶層と、
前記第１ソース配線に正の第１映像信号を供給し、前記第２ソース配線に負の第２映像信号を供給し、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の供給に同期して前記画素電極と前記共通電極との間に液晶駆動電圧を印加することによって前記液晶層を駆動させ、映像表示を行い、映像表示が行われた後に前記第２タッチセンシング配線に電圧を印加する制御部と、
を含み、
前記複数の画素開口部のうち、第１画素開口部と第２画素開口部とは、前記第１ゲート配線に平行な方向において互いに隣り合っており、
前記第１画素開口部に対応する前記画素電極と電気的に連携された前記第１アクティブ素子は、前記第１ソース配線に電気的に連携されており、
前記第１画素開口部に対応する前記画素電極と電気的に連携された前記第２アクティブ素子は、前記第２ソース配線に電気的に連携されており、
前記第２画素開口部に対応する前記画素電極と電気的に連携された前記第１アクティブ素子は、前記第２ソース配線に電気的に連携されており、
前記第２画素開口部に対応する前記画素電極と電気的に連携された前記第２アクティブ素子は、前記第１ソース配線に電気的に連携されている液晶表示装置。
【請求項２】
平面視において、前記第１ゲート配線、前記第２ゲート配線、前記第１ソース配線、及び前記第２ソース配線によって前記画素開口部が区画されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記画素開口部の長辺は、前記第１ソース配線及び前記第２ソース配線に沿う方向に延在している請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
平面視において、前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線のうち一方は、前記第１ゲート配線及び前記第２ゲート配線に重畳するように設けられており、前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線のうち他方は、前記第１ソース配線及び前記第２ソース配線に重畳するように設けられている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記表示装置基板は、表示面を有し、
断面視において、前記表示面から前記第１タッチセンシング配線までの距離よりも、前記表示面から前記第２タッチセンシング配線までの距離が大きく、
前記第２タッチセンシング配線は、前記第１絶縁層上の位置、前記第２絶縁層上の位置、及び前記第２絶縁層下の位置のうち、いずれかの位置に設けられている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第１ゲート配線及び前記第２ゲート配線は、前記複数の画素開口部のうち互いに隣接する２つの画素開口部の間に位置するように、互いに平行に配設されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記アレイ基板の裏面もしくは側面に設けられたバックライトユニットを備え、
前記第２タッチセンシング配線に前記電圧が印加されている時には、前記バックライトユニットの発光を停止する請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記液晶層は、前記画素電極と前記共通電極との間に生じるフリンジ電界によって駆動される請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記表示装置基板は、透明電極を有し、
前記液晶層は、前記画素電極と前記共通電極との間に生じるフリンジ電界によって駆動されるとともに、前記画素電極と前記透明電極との間に生じる前記液晶層の厚み方向における電界で駆動される請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
平面視において、前記共通電極は、前記画素電極と重なる重畳部と、前記画素電極の端部から突出している突出部とを有する請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記液晶駆動電圧が前記画素電極に印加された後、かつ、前記液晶駆動電圧が前記画素電極に印加されていない時に、前記第２タッチセンシング配線に前記電圧を印加する請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記第２タッチセンシング配線に印加される電圧は、正の電圧と、負の電圧とを含み、
前記電圧は、映像表示の一定期間毎に、正又は負に反転される請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線の各々は、金属層を含む請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記表示装置基板は、第１透明基板を含み、
前記第１タッチセンシング配線は、前記第１透明基板の上方に形成された黒色層と、前記黒色層上に積層された前記金属層とによって構成された２層構造を有する請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記アレイ基板は、第２透明基板を含み、
前記第２タッチセンシング配線は、前記第２透明基板の上方に形成された黒色層と、前記黒色層上に積層された前記金属層とによって構成された２層構造を有する請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記金属層は、銅含有層であり、
前記銅含有層は、導電性金属酸化物層で挟持されている請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記導電性金属酸化物層が、酸化亜鉛、酸化インジウム、及び酸化錫を含む複合酸化物である請求項１６に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記第１アクティブ素子及び前記第２アクティブ素子は、半導体で構成されたチャネル層を有する薄膜トランジスタであり、
平面視において、前記第２タッチセンシング配線の前記金属層の一部が、前記チャネル層を覆う遮光層を形成している請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
前記チャネル層は、酸化物半導体で構成されている請求項１８に記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
前記表示装置基板上には、前記画素開口部に対応する位置に、少なくとも、赤フィルタ、緑フィルタ、及び青フィルタのいずれかが設けられている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項２１】
前記表示装置基板上には、前記画素開口部を区画するブラックマトリクス層を備える請求項２０に記載の液晶表示装置。
【請求項２２】
液晶表示装置であって、
第１タッチセンシング配線を備えた表示装置基板と、
複数の多角形状の画素開口部と、前記複数の画素開口部の各々に設けられた画素電極と、前記画素電極に電気的に接続された第１及び第２アクティブ素子と、前記第１アクティブ素子に電気的に連携された第１ゲート配線と、前記第１ゲート配線に対して平行に配設され前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第２ゲート配線と、平面視において前記第１ゲート配線に直交して前記第１アクティブ素子及び前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第１ソース配線と、平面視において前記第２ゲート配線に直交して前記第１アクティブ素子及び前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第２ソース配線と、前記画素電極の下に設けられた第１絶縁層と、前記第１絶縁層の下に設けられた第２絶縁層と、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に設けられた共通電極と、平面視において前記第１タッチセンシング配線に直交する第２タッチセンシング配線とを備えるアレイ基板と、
前記表示装置基板と前記アレイ基板との間に挟持された液晶層と、
前記第１ソース配線に正の第１映像信号を供給し、前記第２ソース配線に負の第２映像信号を供給し、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の供給に同期して前記画素電極と前記共通電極との間に液晶駆動電圧を印加することによって前記液晶層を駆動させ、映像表示の安定期間、及び、映像表示後の黒表示安定期間の少なくとも一方の安定期間で、前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線によるタッチセンシング駆動を行う制御部と、
を含み、
前記複数の画素開口部のうち、第１画素開口部と第２画素開口部とは、前記第１ゲート配線に平行な方向において互いに隣り合っており、
前記第１画素開口部に対応する前記画素電極と電気的に連携された前記第１アクティブ素子は、前記第１ソース配線に電気的に連携されており、
前記第１画素開口部に対応する前記画素電極と電気的に連携された前記第２アクティブ素子は、前記第２ソース配線に電気的に連携されており、
前記第２画素開口部に対応する前記画素電極と電気的に連携された前記第１アクティブ素子は、前記第２ソース配線に電気的に連携されており、
前記第２画素開口部に対応する前記画素電極と電気的に連携された前記第２アクティブ素子は、前記第１ソース配線に電気的に連携されている液晶表示装置。
【請求項２３】
前記制御部は、
前記タッチセンシング駆動を行う際に、
前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線の一方にタッチセンシング駆動電圧を印加し、前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線の他方を通じてタッチセンシング信号を検出する請求項２２に記載の液晶表示装置。
【請求項２４】
前記第２タッチセンシング配線に前記タッチセンシング駆動電圧が印加され、前記第１タッチセンシング配線が前記タッチセンシング信号を検出する請求項２３に記載の液晶表示装置。
【請求項２５】
前記アレイ基板の裏面もしくは側面に設けられたバックライトユニットを備え、
前記黒表示安定期間は、前記バックライトユニットの発光が停止された期間である請求項２２に記載の液晶表示装置。
【請求項２６】
前記表示装置基板上には、前記画素開口部に対応する位置に、少なくとも、赤フィルタ、緑フィルタ、及び青フィルタのいずれかが設けられている請求項２２に記載の液晶表示装置。
【請求項２７】
前記表示装置基板上に設けられ、前記画素開口部を区画するブラックマトリクス層を備える請求項２６に記載の液晶表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置は、第１タッチセンシング配線を備えた表示装置基板と、複数の多角形状の画素開口部と、前記複数の画素開口部の各々に設けられた画素電極と、前記画素電極に電気的に接続された第１及び第２アクティブ素子と、前記第１アクティブ素子に電気的に連携された第１ゲート配線と、前記第１ゲート配線に対して平行に配設され前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第２ゲート配線と、平面視において前記第１ゲート配線に直交して前記第１アクティブ素子及び前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第１ソース配線と、平面視において前記第２ゲート配線に直交して前記第１アクティブ素子及び前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第２ソース配線と、前記画素電極の下に設けられた第１絶縁層と、前記第１絶縁層の下に設けられた第２絶縁層と、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に設けられた共通電極と、平面視において前記第１タッチセンシング配線に直交する第２タッチセンシング配線とを備えるアレイ基板と、前記表示装置基板と前記アレイ基板との間に挟持された液晶層と、前記第１ソース配線に正の第１映像信号を供給し、前記第２ソース配線に負の第２映像信号を供給し、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の供給に同期して前記画素電極と前記共通電極との間に液晶駆動電圧を印加することによって前記液晶層を駆動させ、映像表示を行い、映像表示が行われた後に前記第２タッチセンシング配線に電圧を印加する制御部と、を含み、前記複数の画素開口部のうち、第１画素開口部と第２画素開口部とは、前記第１ゲート配線に平行な方向において互いに隣り合っており、前記第１画素開口部に対応する前記画素電極と電気的に連携された前記第１アクティブ素子は、前記第１ソース配線に電気的に連携されており、前記第１画素開口部に対応する前記画素電極と電気的に連携された前記第２アクティブ素子は、前記第２ソース配線に電気的に連携されており、前記第２画素開口部に対応する前記画素電極と電気的に連携された前記第１アクティブ素子は、前記第２ソース配線に電気的に連携されており、前記第２画素開口部に対応する前記画素電極と電気的に連携された前記第２アクティブ素子は、前記第１ソース配線に電気的に連携されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置においては、前記金属層は、銅含有層であり、前記銅含有層は、導電性金属酸化物層で挟持されていてもよい。
ここで、銅含有層としては、例えば、銅層あるいは銅合金層が挙げられる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
本発明の第１態様に係る液晶表示装置においては、前記第１アクティブ素子及び前記第２アクティブ素子は、半導体で構成されたチャネル層を有する薄膜トランジスタであり、平面視において、前記第２タッチセンシング配線の前記金属層の一部が、前記チャネル層を覆う遮光層を形成してもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
本発明の第２態様に係る液晶表示装置は、第１タッチセンシング配線を備えた表示装置基板と、複数の多角形状の画素開口部と、前記複数の画素開口部の各々に設けられた画素電極と、前記画素電極に電気的に接続された第１及び第２アクティブ素子と、前記第１アクティブ素子に電気的に連携された第１ゲート配線と、前記第１ゲート配線に対して平行に配設され前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第２ゲート配線と、平面視において前記第１ゲート配線に直交して前記第１アクティブ素子及び前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第１ソース配線と、平面視において前記第２ゲート配線に直交して前記第１アクティブ素子及び前記第２アクティブ素子に電気的に連携された第２ソース配線と、前記画素電極の下に設けられた第１絶縁層と、前記第１絶縁層の下に設けられた第２絶縁層と、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に設けられた共通電極と、平面視において前記第１タッチセンシング配線に直交する第２タッチセンシング配線とを備えるアレイ基板と、前記表示装置基板と前記アレイ基板との間に挟持された液晶層と、前記第１ソース配線に正の第１映像信号を供給し、前記第２ソース配線に負の第２映像信号を供給し、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の供給に同期して前記画素電極と前記共通電極との間に液晶駆動電圧を印加することによって前記液晶層を駆動させ、映像表示の安定期間、及び、映像表示後の黒表示安定期間の少なくとも一方の安定期間で、前記第１タッチセンシング配線及び前記第２タッチセンシング配線によるタッチセンシング駆動を行う制御部と、を含み、前記複数の画素開口部のうち、第１画素開口部と第２画素開口部とは、前記第１ゲート配線に平行な方向において互いに隣り合っており、前記第１画素開口部に対応する前記画素電極と電気的に連携された前記第１アクティブ素子は、前記第１ソース配線に電気的に連携されており、前記第１画素開口部に対応する前記画素電極と電気的に連携された前記第２アクティブ素子は、前記第２ソース配線に電気的に連携されており、前記第２画素開口部に対応する前記画素電極と電気的に連携された前記第１アクティブ素子は、前記第２ソース配線に電気的に連携されており、前記第２画素開口部に対応する前記画素電極と電気的に連携された前記第２アクティブ素子は、前記第１ソース配線に電気的に連携されている。
【国際調査報告】
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