(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶ディスプレイであって、
第１基板と、
複数の第１接続線により接続される複数の水平電極を有する第１座標検出層と、複数の第２接続線により接続される複数の垂直電極を有する第２座標検出層と、前記第１座標検出層に位置する絶縁層とを備えるキャパシティブ式タッチセンサー装置と、
複数のカラーパッドを有するカラーフィルターマトリクスと、
少なくとも前記カラーフィルターマトリクスと、前記キャパシティブ式タッチセンサー装置の前記絶縁層と前記複数の垂直電極とを覆う透明被覆層と、
前記透明被覆層上に位置する共通電極と、
前記第１基板と隔てられた第２基板と、
複数の画素電極と複数の半導体装置を有し、前記第２基板上に位置する画素層と、
前記共通電極と前記画素層との間に設置された液晶材料と、
を含み、
前記キャパシティブ式タッチセンサー装置の第１座標検出層における前記複数の水平電極は前記第１基板上に設置され、それぞれが複数の開口を有し、
前記第１座標検出層に位置する前記絶縁層の第１部分は、前記複数の水平電極の複数の開口に対応する複数の開口を有し、
前記キャパシティブ式タッチセンサー装置の第２座標検出層における前記複数の垂直電極は前記絶縁層の第２部分に設置され、
前記絶縁層の前記第２部分は複数の開口を有し、前記複数の垂直電極は、前記絶縁層の前記第２部分の複数の開口に対応する複数の開口を有し、
前記各水平電極と各垂直電極とは重なっておらず、
前記複数の第１接続線と複数の第２接続線とは重なっており、且つ該複数の第１接続線と複数の第２接続線との間に位置する前記絶縁層の第３部分により絶縁され、前記絶縁層の第３部分及び前記複数の第２接続線は、前記複数の第１接続線に形成された複数の開口に対応する開口を有し、
前記複数のカラーパッドのそれぞれは、前記第１基板上に、前記複数の開口における対応する一つの開口内に設置され、
前記複数の水平電極及び複数の垂直電極は不透明の導電材料から形成され、ブラックマトリクスを構成することを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項２】
前記第１、第２基板は透明材料から形成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項３】
前記共通電極は、薄い透明導電材料から形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項４】
前記絶縁層は、非導電材料から形成されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項５】
前記半導体装置は、対応する画素電極と電気的に接続される薄膜トランジスタを含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項６】
前記第１基板と前記第２基板は対向し、前記第１基板上の各カラーパッドと、前記第２基板上に対応する画素電極は対向設置され、且つ、前記第１基板上に位置する前記水平電極と垂直電極は、前記第２基板上の前記半導体装置と対向設置されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項７】
前記水平電極と前記垂直電極は、前記第１基板上の座標と対応することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項８】
前記第１基板に接触する時、前記第１基板上の接触位置は、前記水平電極と前記垂直電極の一つ、或いは複数が前記接触位置で生じる感応信号を測定することにより検出されることを特徴とする請求項７に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項９】
液晶ディスプレイであって、
第１表面及びこの第１表面に対向する第２表面を有する第１基板と、
前記第１基板の第１表面上に位置し、且つ複数のカラーパッドを有するカラーマトリクスを形成するカラーフィルター層と、
前記第１基板上の接触点の位置を検出するキャパシティブ式タッチセンサー装置と、
前記カラーフィルター層上に位置する透明被覆層と、
前記透明被覆層上に位置する共通電極と、
前記第１基板と隔てられた第２基板と、
複数の画素電極と複数の半導体装置を有し、前記第２基板上に位置する画素電極材料層と、
前記共通電極と前記画素電極材料層との間に設置される液晶材料と、を含み、
前記キャパシティブ式タッチセンサー装置は前記第１基板の前記第２表面上に形成され、複数の第１接続線により接続される複数の水平電極を有する第１座標検出層と、複数の第２接続線により接続される複数の垂直電極を有する第２座標検出層と、前記第１座標検出層に位置する絶縁層とを備え、
前記キャパシティブ式タッチセンサー装置の第１座標検出層における前記複数の水平電極は前記第１基板の前記第２表面上に設置され、それぞれが複数の開口を有し、
前記第１座標検出層に位置する前記絶縁層の第１部分は、前記複数の水平電極の複数の開口に対応する複数の開口を有し、
前記キャパシティブ式タッチセンサー装置の第２座標検出層における前記複数の垂直電極は前記絶縁層の第２部分に設置され、
前記絶縁層の前記第２部分は複数の開口を有し、前記複数の垂直電極は、前記絶縁層の前記第２部分の複数の開口に対応する複数の開口を有し、
前記各水平電極と各垂直電極とは重なっておらず、
前記複数の第１接続線と複数の第２接続線とは重なっており、且つ該複数の第１接続線と複数の第２接続線との間に位置する前記絶縁層の第３部分により絶縁され、前記絶縁層の第３部分及び前記複数の第２接続線は、前記複数の第１接続線に形成された複数の開口に対応する開口を有し、
前記第１基板の前記第1表面上に設置された前記カラーフィルター層のそれぞれのカラーパッドは、前記第１基板の前記第２表面上に形成された前記キャパシティブ式タッチセンサー装置の前記複数の開口に対向し、
前記複数の水平電極及び複数の垂直電極は不透明の導電材料から形成され、ブラックマトリクスを構成する
ことを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項１０】
前記第１、第２基板は透明材料から形成されることを特徴とする請求項９に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１１】
前記共通電極は、薄い透明導電材料から形成されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１２】
前記絶縁層は、非導電材料から形成されることを特徴とする請求項９乃至１１の何れか１項に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１３】
前記半導体装置は、対応する画素電極と電気的に接続される薄膜トランジスタを含むことを特徴とする請求項９乃至１２の何れか１項に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１４】
前記第１基板と前記第２基板は対向し、前記第１基板上の各カラーパッドと、前記第２基板上に対応する画素電極とは対向設置され、且つ、前記第１基板上に位置する前記水平電極と垂直電極は、前記第２基板上の前記半導体装置と対向設置されることを特徴とする請求項９乃至１３の何れか１項に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１５】
前記水平電極と前記垂直電極は、前記第１基板上の座標と対応することを特徴とする請求項９乃至１４の何れか１項に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１６】
前記第１基板に接触する時、前記第１基板上の接触位置は、前記水平電極と前記垂直電極の一つ、或いは複数が前記接触位置で生じる感応信号を測定することにより検出されることを特徴とする請求項１５に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１７】
前記水平電極と前記垂直電極は、透明の導電材料から形成され、且つ、前記カラーマトリクスは、更に、ブラックマトリクスを備え、前記ブラックマトリクスは前記カラーパッドと交互配列されることを特徴とする請求項９に記載の液晶ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイに関し、特に、前記液晶ディスプレイのカラーマトリクス（color  matrix）と統合された二重機能を持つタッチセンサー装置を有する液晶ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチセンサー技術は、電子システムと使用者との間に自然インターフェースを提供することができ、既に、幅広く様々な領域で応用され、例えば、携帯電話、PDA、ATM、ゲーム機、医療機器（medical  device）、液晶ディスプレイ（LCD）、発光ダイオード（LED）、プラズマディスプレイパネル（PDP）、コンピュータ、或いは、前記電子システムと接続する他のタッチセンサー等を通じて、使用者が必要な情報を入力し、及び／又は前記電子システムを操作することができる。一般に、タッチセンサーは、コントローラーと、複数のセンサーを有し、これらのタッチセンサーを前記コントローラーへ電気的に接続するネットワーク制御線（a  network  of  control  lines）と、これらのタッチセンサーと接続するタッチパネルとを備えている。
【０００３】
現在、形式の異なる様々なタッチセンサーが、接触位置の検出に用いられている。抵抗式（resistive-type）タッチセンサーがその一種であり、例えば、隙間を挟んで配置された透明導電酸化物からなる二層の透明導電材料を含む。十分な力を印加して、前記抵抗式タッチセンサーに接触させる時、前記透明導電材料の一方が湾曲して、他方の透明導電材料に接触する。次に、コントローラーにより、接触点の抵抗変化を感知し、この接触点の位置を検出できる。感応時、前記コントローラーを有すれば、前記接触点と接続する機能を実行できる。
【０００４】
接触位置の検出に用いられているもう一種のタッチセンサーは、キャパシティブ
(capacitive-type)タッチセンサーである。キャパシティブタッチセンサーには二種の形式があり、一種は、連続する抵抗材料層を使用したアナログ式キャパシティブセンサー(analog  capacitive  sensing  device)で、一種は、パターン化された導電材料層（電極）を使用した投影型キャパシティブセンサー(projected  capacitive  sensing  device)である。
【０００５】
投影型キャパシティブセンサーにおいて、センサーは、一組のコントローラーの信号により駆動可能なパターン化された電極を使用する。同様に、使用者の指が接触点に接触するときに生じるキャパシタンス(capacitance)により、電流がこの接触点に対応する一つ或いは複数の電極からこの接触点に流れ、この接触点の位置を得る。詳細には、指が接触点に接触する時、前記センサーは、前記導電材料から人体へのキャパシティブカップリング（capacitive  couple）を提供し、次に、コントローラーを利用して、この接触位置上のキャパシティブカップリング電子信号の変化を測定することにより、前記接触点の位置を検出できる。従って、コントローラーを有すれば、前記接触位置と接続する機能を実行できる。
一般に、例えば、LCDを有するディスプレイのタッチセンサーの統合プロセスにおいて、このタッチセンサーをLCD或いはモニターに取り付けるので、避けられず、このディスプレイのサイズと重量を増加させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、液晶ディスプレイを提供し、上述の欠陥及び問題点を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第１基板と、複数の第１接続線により接続される複数の水平電極を有する第１座標検出層と、複数の第２接続線により接続される複数の垂直電極を有する第２座標検出層と、前記第１座標検出層に位置する絶縁層とを備えるキャパシティブ式タッチセンサー装置と、複数のカラーパッドを有するカラーフィルターマトリクスと、少なくとも前記カラーフィルターマトリクスと、前記キャパシティブ式タッチセンサー装置の前記絶縁層と前記複数の垂直電極とを覆う透明被覆層と、前記透明被覆層上に位置する共通電極と、前記第１基板と隔てられた第２基板と、複数の画素電極と複数の半導体装置を有し、前記第２基板上に位置する画素層と、前記共通電極と前記画素層との間に設置された液晶材料と、を含み、前記キャパシティブ式タッチセンサー装置の第１座標検出層における前記複数の水平電極は前記第１基板上に設置され、それぞれが複数の開口を有し、前記第１座標検出層に位置する前記絶縁層の第１部分は、前記複数の水平電極の複数の開口に対応する複数の開口を有し、前記キャパシティブ式タッチセンサー装置の第２座標検出層における前記複数の垂直電極は前記絶縁層の第２部分に設置され、前記絶縁層の前記第２部分は複数の開口を有し、前記複数の垂直電極は、前記絶縁層の前記第２部分の複数の開口に対応する複数の開口を有し、前記各水平電極と各垂直電極とは重なっておらず、前記複数の第１接続線と複数の第２接続線とは重なっており、且つ該複数の第１接続線と複数の第２接続線との間に位置する前記絶縁層の第３部分により絶縁され、前記絶縁層の第３部分及び前記複数の第２接続線は、前記複数の第１接続線に形成された複数の開口に対応する開口を有し、前記複数のカラーパッドのそれぞれは、前記第１基板上に、前記複数の開口における対応する一つの開口内に設置され、前記複数の水平電極及び複数の垂直電極は不透明の導電材料から形成され、ブラックマトリクスを構成することを特徴とする液晶ディスプレイを提供する。前記絶縁層は、透明の非導電材料から形成される。
【０００８】
一実施例によれば、前記液晶ディスプレイは、第１基板に大体平行する第２基板と、複数の画素電極と複数の半導体装置を有し、前記第２基板上に位置する画素層と、共通電極と画素層との間に設置される液晶材料とを含む。前記半導体装置は、複数の薄膜トランジスタを有し、且つ、各薄膜トランジスタは対応する画素電極と電気的に接続される。
【０００９】
一実施例によれば、前記第１、第２基板は透明材料から形成される。ここで、前記第１基板と第２基板は対向しているので、前記第１基板上の各カラーパッドは前記第２基板上に対応する画素電極と対向配置され、且つ、前記第１基板上に位置する前記水平電極と垂直電極は前記第２基板上の前記半導体装置と対向配置される。
【００１０】
一実施例によれば、前記水平電極と垂直電極は不透明の導電材料から形成され、且つ、前記水平電極と垂直電極は、ブラックマトリクス（black  matrix）を構成することもできる。
【００１１】
各水平電極と垂直電極は第１基板上の座標と対応する。第１基板に接触する時、第１基板上の接触位置は、一つ或いは複数の前記水平電極と垂直電極が前記接触位置上で生じた感応信号を測定することにより検出される。
【００１２】
本発明は、更に、第１表面及び前記第１表面に対応する第２表面を有する第１基板と、カラーフィルター層とを含む液晶ディスプレイを提供する。前記カラーフィルター層は、前記第１基板の前記第１表面上に位置し、且つ、パターン化され、カラーマトリクスを形成し、前記カラーマトリクスは、複数の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーパッドを有し、前記カラーパッドは、Ｘ方向と、実質上前記Ｘ方向に垂直するＹ方向に沿って配列される。
【００１３】
更に、前記液晶ディスプレイは、第１表面に位置する前記カラーマトリクスと統合されることにより、前記第１基板上の接触点の位置を検出するタッチセンサー装置と、前記カラーフィルター層上に位置する透明被覆層と、前記透明被覆層上に位置する共通電極とを含む。
【００１４】
更に、前記液晶ディスプレイは、前記第１基板と隔てられた第２基板と、前記第２基板上に位置する画素電極材料層と、前記共通電極と前記画素電極材料層との間に設置された液晶材料とを含む。
【００１５】
一実施例によれば、前記タッチセンサー装置はキャパシティブ式タッチセンサー装置であって、前記第１基板の前記第２表面上に形成され、複数の第１接続線により接続される複数の水平電極を有する第１座標検出層と、複数の第２接続線により接続される複数の垂直電極を有する第２座標検出層と、前記第１座標検出層に位置する絶縁層とを備え、前記キャパシティブ式タッチセンサー装置の第１座標検出層における前記複数の水平電極は前記第１基板の前記第２表面上に設置され、それぞれが複数の開口を有し、前記第１座標検出層に位置する前記絶縁層の第１部分は、前記複数の水平電極の複数の開口に対応する複数の開口を有し、前記キャパシティブ式タッチセンサー装置の第２座標検出層における前記複数の垂直電極は前記絶縁層の第２部分に設置され、前記絶縁層の前記第２部分は複数の開口を有し、前記複数の垂直電極は、前記絶縁層の前記第２部分の複数の開口に対応する複数の開口を有し、前記各水平電極と各垂直電極とは重なっておらず、前記複数の第１接続線と複数の第２接続線とは重なっており、且つ該複数の第１接続線と複数の第２接続線との間に位置する前記絶縁層の第３部分により絶縁され、前記絶縁層の第３部分及び前記複数の第２接続線は、前記複数の第１接続線に形成された複数の開口に対応する開口を有し、前記第１基板の前記第1表面上に設置された前記カラーフィルター層のそれぞれのカラーパッドは、前記第１基板の前記第２表面上に形成された前記キャパシティブ式タッチセンサー装置の前記複数の開口に対向し、前記複数の水平電極及び複数の垂直電極は不透明の導電材料から形成され、ブラックマトリクスを構成する。
【００１７】
他の実施例によれば、前記水平電極と垂直電極は、透明の導電材料から形成され、且つ、カラーマトリクスは、更に、これらの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーパッドと交互配列されるブラックマトリクスを含む。
【００１８】
一実施例によれば、前記タッチセンサー装置は、前記第１基板の前記第１表面上に位置し、複数のセンサーユニットを有するタッチセンサーマトリクスを含み、前記センサーユニットは、透明の導電材料から形成され、且つ、前記Ｘ方向とＹ方向に沿って電気的に直列配列される。前記各センサーユニットは少なくとも一つのディスプレイユニットに対応し、且つ、前記ディスプレイユニットはカラーパッドを含む。
【００１９】
また、本発明は、第１基板と、第１基板上に位置するカラーマトリクスと、カラーマトリクス上に位置する共通電極と、前記第１基板と隔てられた第２基板と、前記第２基板上に位置する画素電極マトリクス、及び、前記共通電極と前記画素電極マトリクスとの間に設置される液晶材料と、からなる複数のディスプレイユニットを有する液晶ディスプレイを提供する。前記カラーマトリクスは、Ｘ方向とＹ方向に沿って配列される複数の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーパッドを含み、且つ、各カラーパッドはディスプレイユニットと接続される。一実施例によれば、この液晶ディスプレイは、更に、前記第１基板上へ統合されるタッチセンサー装置を含む。
【００２０】
一実施例によれば、前記タッチセンサー装置は、互いに平行で、且つ、Ｘ方向に沿って等間隔で配列される複数の水平電極と、互いに平行で、且つ、Ｙ方向に沿って等間隔で配列される複数の垂直電極を含み、第１基板上に形成され、前記水平電極と前記垂直電極を前記カラーマトリクスのこれらの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーパッドと交互配列させる。
【００２１】
他の実施例によれば、前記タッチセンサー装置は、前記第１基板上に位置し、複数のセンサーユニットを有するタッチセンサーマトリクスを含み、前記センサーユニットは、透明の導電材料から形成され、且つ、前記Ｘ方向とＹ方向に沿って電気的に直列配列され、各センサーユニットは少なくとも一つのディスプレイユニットと接続される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明により、液晶ディスプレイ全体を薄型化させることにより、前記液晶ディスプレイのサイズと重量を減少させるだけではなく、使用する素子が従来のタッチセンサー付き液晶ディスプレイより少ないので、同じ種類の液晶ディスプレイパネルの光透過率（light  transmission）を向上させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明の好ましい実施例による製造と使用について詳しく説明する。しかし、注意すべきことは、本発明は、応用可能である様々な発明概念を提供すると共に、所定の本文において幅広く具体的に説明している。これらの実施例では、所定の図面のみで本発明の製造と使用を述べているが、本発明の範囲を限定するものではない。更に、本発明の各異なる実施例において、同一の符号は同一の素子を示す。
【００２４】
以下、[図１−１]〜図５を参照しながら本発明の実施例を説明する。本発明は、タッチセンサーを有する液晶ディスプレイ（LCD）の製造方法に関する。
【００２５】
[図１−１]（ａ）〜[図１−３]（ｅ）は、本発明の実施例によって製造される統合型タッチセンサー(integrated  touch  sensing  device)を有する液晶ディスプレイ１００を示す図である。液晶ディスプレイ１００は、第１基板１１０と第２基板１８０とを含み、第２基板１８０は実質上第１基板１１０と平行で、且つ、互いに隔てられている。一般に、第１基板１１０と第２基板１８０は、一つ、或いは、複数のスペーサー（spacers）により分けられる。第１基板１１０と第２基板１８０は、例えば、ガラスの透明材料からなる。
【００２６】
液晶ディスプレイ１００は、タッチセンサーを含み、このタッチセンサーは、第１座標検出層（a first coordinate detecting layer）１２０を有し、更に、第１座標検出層１２０上に形成される絶縁層１３０と、第２座標検出層１４０を有する。上記第１座標検出層１２０は、複数の水平電極１２５を含み、これらの水平電極１２５は平行で、且つ、規則的な間隔で第１基板１１０上に形成され、接続線（connection lines）１３５ＸによりＸ方向に沿って互いに接続され、上記第２座標検出層１４０は、複数の垂直電極１４５を含み、これらの垂直電極１４５は平行で、且つ、規則的な間隔で絶縁層１３０上に形成され、接続線１３５ＹによりＹ方向に沿って互いに接続され、前記Ｙ方向は実質上Ｘ方向に垂直である。前記絶縁層１３０は、透明の非導電材料、或いは不透明の非導電材料から形成される。前記水平電極１２５と垂直電極１４５は、第１基板１１０上の接触点の位置検出に用いられる。[図１−１]（ａ）から[図１−２]（ｄ）に示すように、本実施例において、前記タッチセンサーは、これらの水平電極１２５と垂直電極１４５の交差部に、接続線１３５Ｘと１３５Ｙのための二つの導電層を有し、他の部分に、単一の導電層だけを有する。変形例によれば、交差部が接続線１３５Ｘと１３５Ｙを有する以外に、事実上、このタッチセンサーの第１座標検出層１２０と第２座標検出層１４０は単一の導電層から形成される。
【００２７】
前記液晶ディスプレイ１００は、更に、複数の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーパッド(color pads)１５０を有するカラーフィルターマトリクス(color filtering matrix)を含む。各カラーパッド１５０は、第１基板１１０上に形成され、水平電極１２５と垂直電極１４５と、接続線１３５Ｘと、接続線１３５Ｙとが定義する空間に対応する。液晶ディスプレイ１００は、更に、前記カラーフィルターマトリクス上、及び、絶縁層１３０と垂直電極１４５のこのカラーフィルターマトリクスに被覆されていない部分に形成される透明被覆層(transparent overcoat layer)１６０を含む。更に、共通電極（common electrode）１７０を前記透明被覆層１６０上に形成する。共通電極１７０は、薄い導電層、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の透明導電材料から形成される。次に、前記各水平電極１２５と垂直電極１４５を配置し、使用者の指とキャパシティブカップリング（capacitively couple）させると共に、第１基板１１０上のこれらの電極の座標に対応させることにより、使用者の指が第１基板１１０と接触する時、一つ或いは、複数の水平電極１２５と垂直電極１４５から使用者までの間に、キャパシティブカップリングRC回路（capacitively coupled RC circuit）を形成し、さらに、前記接触点上の一つ或いは、複数の電極に電流差（current variation）を生成させる。この電流差を測定することにより、前記接触点の位置を得る。
【００２８】
更に、[図１−３]（ｅ）に示すように、液晶ディスプレイ１００は、また、画素素子層１９０と、共通電極１７０と前記画素素子層１９０との間に挟設された液晶材料層１９９を含み、前記画素素子層１９０は、第２基板１８０上に形成される複数の画素電極１９５と複数の半導体装置１９１を有する。各半導体装置１９１は、液晶キャパシタ(liquid  crystal  capacitor)、ストレージキャパシタ(storage  capacitor)及び薄膜トランジスタを含み、且つ、これらの半導体装置１９１は、それぞれ、対応する画素電極、液晶キャパシタ、及びストレージキャパシタと電気的に結合（electrically  coupled）される。更に、第２基板１８０の画素電極１９５が形成されていない領域に、複数のデータラインと複数のゲートライン（図示せず）を形成する。これらのデータラインとゲートラインは、画素電極１９５と半導体装置１９１を、それぞれ、ゲートドライバ（gate  driver）とデータドライバ（data  driver）に接続させるために用いられる。
【００２９】
[図１−３]（ｅ）に示すように、第１基板１１０と第２基板１８０は対向されているので、第１基板１１０上の各カラーパッド１５０は、第２基板１８０上に対応する画素電極１９５と対向設置され、且つ、第１基板１１０上に位置する各水平電極１２５と垂直電極１４５は、第２基板１８０上の半導体装置１９１と対向設置される。前記水平電極１２５と垂直電極１４５は、例えば、クロム（chromium）、及び／又は酸化クロム（chromium  oxide）の不透明導電材料から形成され、或いは、他の低反射率を持ち、光の透過を阻止できる適当な材料から形成される。なお、水平電極１２５と垂直電極１４５上に、抗反射材料、或いは、低反射材料（図示せず）を追加して、光の反射を減少させる。この液晶ディスプレイの配置において、水平電極１２５と垂直電極１４５は、タッチセンサーとブラックマトリクスの二重機能を有する。
【００３０】
上記構造は、液晶ディスプレイ全体を薄型化させることにより、上記液晶ディスプレイのサイズと重量を減少させるだけでなく、使用する素子が従来のタッチセンサー付き液晶ディスプレイより少ないので、同じ種類の液晶ディスプレイパネルの光透過率（light  transmission）を向上する。
【００３１】
図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の他の実施例によって製造された統合型タッチセンサーを有する液晶ディスプレイ２００を示す図である。前記液晶ディスプレイ２００は、タッチセンサーが第１基板２１０の第２表面２１４上に形成される以外に、その構造は[図１−１]（ａ）〜[図１−３]（ｅ）の液晶ディスプレイ１００と類似し、前記第１基板２１０の第２表面２１４は、カラーマトリクス２５０を第１基板２１０上に形成している第１表面２１２の反対側に形成している。具体的な実施例によれば、このタッチセンサーは、平行で、規則的な間隔で配列され、接続線２３５Ｘにより、Ｘ方向に沿って接続された複数の水平電極２２５と、互いに平行で、規則的な間隔で配列され、接続線２３５Ｙにより、Ｙ方向に沿って接続された複数の垂直電極２４５と、を有し、前記Ｙ方向は実質上Ｘ方向に垂直である。なお、このタッチセンサーは、また、水平電極２２５と垂直電極２４５との間に堆積された絶縁層２３０、及び、前記センサー上に形成された被覆層（overcoat  layer）２８０を有し、その被覆層２８０は透明の絶縁材料から形成することもできる。
【００３２】
第１基板２１０の第１表面２１２上のカラーマトリクスが、複数の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーパッド２５０を有するので、各カラーパッド２５０は対応領域の反対側に位置し、その対応領域は、水平電極２２５と、垂直電極２４５と、接続線２３５Ｘと、接続線２３５Ｙとにより定義される。同様に、このカラーマトリクスは透明の非導電材料２６０により被覆される。次に、共通電極２７０を前記透明の非導電材料２６０上に堆積させる。そして、共通電極２７０とキャパシティブカップリングさせる前記水平電極２２５と垂直電極２４５を配置し、接触点の位置を検出する。従って、使用者の指が被覆層２８０に接触する時、一つ或いは複数の水平電極２２５と垂直電極２４５から使用者までの間に、キャパシティブカップリングRC回路を形成するので、前記接触点上の一つ或いは複数の電極に電流差を生成させる。前記電流差を測定することにより、接触点の位置を検出できる。
【００３３】
更に、不透明の導電材料を用いて、前記水平電極２２５と垂直電極２４５を形成する時、前記タッチセンサーをブラックマトリクスとしてもよい。
【００３４】
[図３−１]〜[図３−３]は、本発明の実施例によって製造されるカラーマトリクスを有するタッチセンサーの製造工程３００を示す図である。まず、工程３０１において、透明のガラス基板３１０を提供する。次に、工程３０２において、第１非透明導電材料を前記ガラス基板３１０上に堆積させて、第１座標検出層３２０をガラス基板３１０上に形成する。次に、第１座標検出層３２０をパターン化させ、互いに平行でありながら、規則的な間隔を持つ複数の水平電極３２５を形成し、接続線３３５Ｘにより、Ｘ方向に沿って、これらの水平電極３２５を接続させる。前記各水平電極３２５は複数の空間３２２を定義する。工程３０３において、非導電材料を前記第１座標検出層３２０上に堆積させ、第１座標検出層３２０上に絶縁層３３０を形成する。次に、工程３０４において、第２非透明導電材料を絶縁層３３０上に堆積させ、絶縁層３３０上に第２座標検出層３３１を形成する。次に、第２座標検出３３１をパターン化させ、互いに平行で、且つ、規則的な間隔で配列された複数の垂直電極３４５を形成すると共に、接続線３３５Ｙにより、Ｙ方向に沿って、これらの垂直電極３４５を接続させる。前記Ｙ方向は実質上Ｘ方向と相互垂直である。注意すべきことは、前記各垂直電極３４５は複数の空間３５２を定義し、各水平電極３２５と垂直電極３４５は、それぞれ、マトリクス空間３２２と３５２を定義する。なお、前記第１、第２非透明導電材料は同一材料、或いは、実質上異なる二種類の材料で構成してもよい。
【００３５】
工程３０５において、複数の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーパッドを有するカラーマトリクスをガラス基板３１０上に形成し、これらの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーパッドは、それぞれ、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の彩色材料から形成される。例えば、該当する色材料の各カラーパッド３５０を対応する空間３５２内に堆積させ、前記カラーマトリクスを形成し、空間３５２は、水平電極３２５、垂直電極３４５、及び、接続線３３５Ｘと３３５Ｙにより定義される。
【００３６】
次に、工程３０６において、透明の非導電材料をカラーマトリクス上に堆積させて、被覆層３６０をカラーマトリクス上に形成させる。最後に、工程３０７において、例えば、ITO等の透明導電材料の共通電極３７０を被覆層３６０上に堆積させる。
【００３７】
図４は、本発明の実施例により製造される統合型タッチセンサーを有する液晶ディスプレイ４００を示す図である。図５は、図４中の隣接する水平電極、垂直電極との交差部を表す断面図である。前記液晶ディスプレイ４００は、第１基板と、上記第１基板上に形成されるカラーマトリクスと、上記カラーマトリクス上に形成される共通電極と、第１基板と隔てられた第２基板と、上記第２基板上に形成される画素電極マトリクスと、共通電極と画素電極マトリクスとの間に挟設された液晶材料と、を含む。前記カラーマトリクスは、複数の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーパッドを有し、且つ、このカラーマトリクスは第１基板と共通電極との間に形成される。前記画素電極マトリクスはカラーマトリクスと結合して、ディスプレイユニット４１０のマトリクスを定義でき、このディスプレイユニット４１０のマトリクスの一部は、図４（ａ）に示す。つまり、各ディスプレイユニット４１０が前記画素電極マトリクスの画素電極及びカラーマトリクスの対応するカラーパッドと接続されると、この液晶ディスプレイパネルの座標を形成する。
【００３８】
図４（ｂ）に示すように、タッチセンサー４２０は、タッチセンサーユニット４２２のマトリクスを含み、このタッチセンサーユニット４２２のマトリクスは、複数の接続線４３５ＸによりＸ方向（行）に沿って直列配列された複数の水平電極４２５と、複数の接続線４３５ＹによりＹ方向（列）に沿って直列配列された複数の垂直電極４４５と、を含む。また、各接続線４３５Ｘと４３５Ｙは、複数の制御線４１５により外部回路へ電気的に接続される。本実施例によれば、各タッチセンサーユニット４２２は、四つのタッチセンサー{Ｙ,Ｘ;Ｘ,Ｙ}を有し、Ｘは水平電極４２５、Ｙは垂直電極４４５である。即ち、水平電極４２５と垂直電極４４５により、Ｘ方向とＹ方向に配列される２×２のマトリクスを形成し、且つ、対角線上に位置する各二つのタッチセンサーが電気的に接続される。これらの接続線４３５Ｘと４３５Ｙは、二つの隣接するディスプレイユニット４１０の間のみ狭い構造を形成する。更に、各タッチセンサー（Ｘ方向、或いは、Ｙ方向上に位置するタッチセンサー）は、例えば、クロム、或いは、類似する材料の非透明導電材料により形成してもよい。前記タッチセンサーユニット４２２のマトリクスは、前記液晶ディスプレイの第１基板の一側に形成され、この側は、第１基板上にカラーマトリクスを形成している側の反対側である。更に、タッチセンサーユニット４２２は、前記第１基板上にカラーマトリクスを形成している同一側に形成してもよい。次に、前記タッチセンサーユニット４２２を配置して、使用者の指とキャパシティブカップリングさせると共に、ディスプレイユニット４１０のマトリクスと接続させる。更に、タッチセンサー４２０は、タッチセンサーユニット４２２のマトリクス上に形成される被覆層４１１を有してもよく、この被覆層４１１は、透明の非導電材料から形成してもよい。
【００３９】
図４の実施例によれば、各タッチセンサー（Ｘ方向、或いは、Ｙ方向に位置するタッチセンサー）は６×１２のマトリクスを有するディスプレイユニット４１０と接続される。従って、使用者の指が第１基板と接触する時、この接触点（或いは、センサー）から使用者の指までの間に、キャパシティブカップリング経路（RC回路）を形成でき、従って、この接触点（或いは、センサー）で電流差を生じる。この電流差を測定することにより、この接触点（或いは、センサー）の位置を検出できる。従って、前記接触位置と接続する機能を有すれば、この接触位置をこのLCDのディスプレイユニット４１０上に表示でき、ディスプレイユニット４１０とディスプレイユニット４１２は接続される。
【００４０】
本発明と従来技術との相違点は、本発明は、二重機能を持つタッチセンサーを有するディスプレイを開示し、且つ、このタッチセンサーは前記液晶ディスプレイのカラーマトリクスと一体的に統合されたことである。
【００４１】
本発明では好ましい実施例を上記のように開示したが、本発明に限定されず、いかなる当該技術を熟知した者なら、本発明の精神と領域を逸脱しない範囲内で、各種の変動や潤色を加えることができるので、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１−１】本発明の実施例に係る統合型タッチセンサーを有する液晶ディスプレイを示す図であり、（ａ）は、この液晶ディスプレイの一部を表す上面図である。
【図１−２】本発明の実施例に係る統合型タッチセンサーを有する液晶ディスプレイを示す図であり、（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれ、前記液晶ディスプレイのＡ−Ａ’とＢ−Ｂ’から見た断面図である。
【図１−３】本発明の実施例に係る統合型タッチセンサーを有する液晶ディスプレイを示す図であり、（ｅ）は、液晶ディスプレイの部分断面図である。
【図２】本発明の他の実施例に係る統合型タッチセンサーを有する液晶ディスプレイの異なる断面図である。
【図３−１】本発明の実施例に係る統合型タッチセンサーを有する液晶ディスプレイの製造方法を示す図である。
【図３−２】本発明の実施例に係る統合型タッチセンサーを有する液晶ディスプレイの製造方法を示す図である。
【図３−３】本発明の実施例に係る統合型タッチセンサーを有する液晶ディスプレイの製造方法を示す図である。
【図４】ディスプレイユニット及びセンサユニットマトリクスを示す図であり、（ａ）は、液晶ディスプレイの一組のディスプレイユニットを示す図であり、（ｂ）は、本発明の実施例に係る図４ａの液晶ディスプレイと統合するセンサーユニットマトリクスを示す図である。
【図５】図４（ａ）、（ｂ）の断面を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１００、２００、４００  液晶ディスプレイ
１１０、２１０  第１基板
１２０、３２０  第１座標検出層
１２５、２２５、３２５、４２５  水平電極
１３０、２３０、３３０  絶縁層
１３５Ｘ、１３５Ｙ、２３５Ｘ、２３５Ｙ、３３５Ｘ、３３５Ｙ、４３５Ｘ、４３５Ｙ  接続線
１４０、３３１  第２座標検出層
１４５、２４５、３４５、４４５  垂直電極
１５０、２５０、３５０  カラーパッド
１６０  透明被覆層
１７０、２７０、３７０  共通電極
１８０  第２基板
１９０  画素素子層
１９１  半導体装置
１９５  画素電極
１９９  液晶材料層
２１２  第１表面
２１４  第２表面
２６０  透明の非導電材料
２８０、３６０、４１１  被覆層
３００  製造工程
３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６  工程
３１０  ガラス基板
３２２、３５２  空間
４１０、４１２  ディスプレイユニット
４１５  制御線
４２０  タッチセンサー
４２２  タッチセンサーユニット
【図１−１】
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【図１−２】
0005135118.tif 000003
【図１−３】
0005135118.tif 000004
【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
0005135118.tif 000007
【図３−３】
0005135118.tif 000008
【図４】
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【図５】
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