(57)【要約】【課題】薄型であるとともに、輝度の低下および製品価格の上昇を招くことなくデータ入力が可能な画像表示装置を提供する。【解決手段】画像表示装置は液晶表示パネル１および位置情報検出部２を備えている。液晶表示パネル１は、表示領域Ｒ１およびこの表示領域に重なったデータ入力可能な入力領域Ｒ２を有した対向基板５と、この対向基板に隙間を置いて対向配置されているとともに表示領域および入力領域を有したアレイ基板４とを有している。位置情報検出部２は、アレイ基板４と対向した側の対向基板５の内面の表示領域Ｒ１および入力領域Ｒ２に設けられた対向電極３１と、この対向電極と対向した側のアレイ基板の内面の入力領域に設けられた複数の突出部１４と、突出部上にそれぞれ設けられているとともに、対向電極に隙間を置いて対向した複数の第１電極１６とを有している。位置情報検出部２は、対向電極３１と第１電極１６との隙間の変化に応じてデータ入力位置を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示領域およびこの表示領域に重なったデータ入力可能な入力領域を有した第１基板と、前記第１基板に隙間を置いて対向配置されているとともに前記表示領域および入力領域を有した第２基板とを有した表示パネルと、
前記第２基板と対向した側の前記第１基板の内面の前記表示領域および入力領域に設けられた第１電極と、前記第１電極と対向した側の前記第２基板の内面の前記入力領域に設けられた複数の突出部と、前記突出部上にそれぞれ設けられているとともに、前記第１電極に隙間を置いて対向した複数の第２電極とを有した位置情報検出部とを備え、
前記位置情報検出部は、前記第１電極と第２電極との隙間の変化に応じてデータ入力位置を検出することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記表示パネルは、前記第２基板の内面に設けられているとともに前記第１基板および第２基板間の隙間を保持した複数のスペーサを備え、
前記突出部およびスペーサは、同一の材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記表示パネルは、前記第２基板の内面の前記表示領域に設けられたカラーフィルタを備え、
前記突出部およびカラーフィルタは、同一の材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記第１基板および第２基板は、前記入力領域に重なっているとともに前記表示領域を囲んだ非表示領域をそれぞれ備え、
前記突出部および第２電極は、前記非表示領域にそれぞれ設けられていること特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記第１基板および第２基板は、前記入力領域に重なっているとともに前記表示領域を囲んだ非表示領域をそれぞれ備え、
前記表示パネルは、前記第２基板の前記非表示領域に重なっているとともに前記第２基板上に設けられた遮光部を有し、
前記突出部は、前記遮光部上に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記表示パネルは、前記第２基板上に配設された複数の配線と、前記複数の配線に接続された複数のスイッチング素子と、前記第２基板上に配設されたカラーフィルタと、前記第１基板および第２基板間に狭持された液晶層とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、位置情報検出部を備えた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば、上記した液晶表示装置は、タブレットＰＣ（パーソナルコンピュータ）等に用いられ、液晶表示パネルと、この液晶表示パネルに重ねて設けられたタッチパネル等の位置情報検出部を備えている。タッチパネル等の位置情報検出部は、銀行のＡＴＭ（automated teller machine）やコンビニエンスストアのＰＯＳ（point-of-sale）端末にも用いられている。
【０００３】
液晶表示パネルは、アレイ基板と、対向基板と、アレイ基板および対向基板の間に狭持された液晶層と、アレイ基板および対向基板のいずれか一方に形成されたカラーフィルタと、アレイ基板および対向基板間の隙間を一定に保持するスペーサとを有している。アレイ基板の外面および対向基板の外面には、それぞれ偏光板が設けられている。タッチパネルは、アレイ基板の外面または対向基板の外面に配置されている。上記した液晶表示装置は、指やペン等を用いて液晶表示パネルまたはタッチパネルの外面（入力面）を押圧することによりデータを直接入力できる機能を有している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−４４３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した液晶表示装置では、液晶表示パネルにタッチパネルが重なっているため、装置全体の厚みが増してしまう他、タッチパネルの分製造コストが高くなり製品価格も高くなってしまう。また、タッチパネルを用いた液晶表示装置は、タッチパネルを用いない液晶表示装置に比べ輝度が低下してしまう。  
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、薄型であるとともに、輝度の低下および製品価格の上昇を招くことなくデータ入力が可能な画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の態様に係る画像表示装置は、
表示領域およびこの表示領域に重なったデータ入力可能な入力領域を有した第１基板と、前記第１基板に隙間を置いて対向配置されているとともに前記表示領域および入力領域を有した第２基板とを有した表示パネルと、
前記第２基板と対向した側の前記第１基板の内面の前記表示領域および入力領域に設けられた第１電極と、前記第１電極と対向した側の前記第２基板の内面の前記入力領域に設けられた複数の突出部と、前記突出部上にそれぞれ設けられているとともに、前記第１電極に隙間を置いて対向した複数の第２電極とを有した位置情報検出部とを備え、
前記位置情報検出部は、前記第１電極と第２電極との隙間の変化に応じてデータ入力位置を検出することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、薄型であるとともに、輝度の低下および製品価格の上昇を招くことなくデータ入力が可能な画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながらこの発明に係る画像表示装置を液晶表示装置に適用した実施の形態について詳細に説明する。  
図１および図２に示すように、液晶表示装置は、表示パネルとしての液晶表示パネル１と、位置情報検出部２と、バックライトユニット３とを有している。
【０００８】
液晶表示パネル１は、第１基板としての対向基板５と、この対向基板に所定の隙間を保持して対向配置された第２基板としてのアレイ基板４と、アレイ基板および対向基板間に狭持された液晶層６と、カラーフィルタ７と、偏光板８ａ、８ｂとを備えている。アレイ基板４および対向基板５は、中央部に位置した矩形状の表示領域Ｒ１およびこの表示領域に重なったデータ入力可能な入力領域Ｒ２をそれぞれ有している。この実施の形態において、ＸＧＡ（eXtended Graphics Array）型のアレイ基板４を例に説明する。
【０００９】
アレイ基板４は、透明な絶縁基板としてのガラス基板１０を備えている。ガラス基板１０上には、図示しない複数の信号線および複数の走査線がマトリクス状に設けられている。信号線と走査線との各交差部には、スイッチング素子として、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１３が設けられている。
【００１０】
ＴＦＴ１３は、走査線の一部を延在したゲート電極１３ａ、ゲート電極上に設けられたゲート絶縁膜１３ｂ、ゲート絶縁膜を介してゲート電極と対向した半導体膜１３ｃ、この半導体膜の一方の領域に接続されたソース電極１３ｄおよび他方の領域に接続されたドレイン電極１３ｅを有している。ソース電極１３ｄは、信号線に接続され、ドレイン電極１３ｅは、後述する画素電極１５に接続されている。
【００１１】
表示領域Ｒ１および入力領域Ｒ２において、信号線、走査線およびＴＦＴ１３を含むガラス基板１０上には、赤色の着色層７Ｒ、緑色の着色層７Ｇおよび青色の着色層７Ｂが互いに隣接し、交互に並んで配設されている。着色層７Ｒ、７Ｇ、７Ｂはカラーフィルタ７を形成している。着色層７Ｒ、７Ｇ、７Ｂはそれぞれストライプ状に形成され、その周縁部を信号線に重ねて配設されている。
【００１２】
アレイ基板４内面の着色層７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ上には、突出部１４が所定の密度で複数設けられている。着色層７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ上には、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の透明な導電膜により形成された複数の画素電極１５が設けられている。各画素電極１５は、各着色層に形成されたコンタクトホール７ｈを介して対応するＴＦＴ１３のドレイン電極１３ｅと電気的に接続されている。突出部１４上およびその側面には、ＩＴＯ等の透明な導電膜により形成された第１電極１６がそれぞれ設けられている。このため、突出部１４は第１電極１６でそれぞれ覆われている。画素電極１５および第１電極１６は、互いに電気的に絶縁状態に形成されている。
【００１３】
画素電極１５上には、スペーサとして、例えば柱状スペーサ１８が所定の密度で複数本形成されている。各柱状スペーサ１８の外面にはオーバーコート膜１９が設けられている。着色層７Ｒ、７Ｇ、７Ｂおよび画素電極１５上には、配向膜２１が成膜されている。
【００１４】
一方、表示領域Ｒ１および入力領域Ｒ２の外側において、ガラス基板１０上には、矩形枠状の遮光部１７が形成されている。この遮光部１７は、非表示領域Ｒ３に重なっているとともに、表示領域Ｒ１および入力領域Ｒ２の着色層周縁部全周に沿って形成されている。ここで、非表示領域Ｒ３とは、表示領域Ｒ１（入力領域Ｒ２）の外側であるとともに後述するシール材４１の内縁の内側の領域であり、アレイ基板４および対向基板５がそれぞれ有している。遮光部１７上には、オーバーコート膜１９が設けられている。
【００１５】
対向基板５は、透明な絶縁基板としてガラス基板３０を有している。表示領域Ｒ１および入力領域Ｒ２において、ガラス基板３０上には、第２電極としてＩＴＯ等の透明な導電膜で形成された対向電極３１が形成されている。また、ガラス基板３０の周縁部には、図示しない電極転移電極が形成されている。対向電極３１上に配向膜３２が成膜されている。
【００１６】
アレイ基板４および対向基板５は、柱状スペーサ１８により所定の隙間をおいて対向配置されている。アレイ基板４および対向基板５は、両基板の周縁部に配設されたシール材４１により互いに接合されている。シール材４１は、遮光部１７の内縁より外側に配設されている。液晶層６は、アレイ基板４および対向基板５の間に狭持されている。シール材４１の一部に液晶注入口４２が形成され、この液晶注入口は封止材４３により封止されている。電極転移電極上には図示しない電極転移材が形成されている。電極転移材は銀ペースト等の導電材料で形成され、アレイ基板４および対向電極３１に電圧を印加するために設けられている。
【００１７】
アレイ基板４の外面には偏光板８ａが配設されている。対向基板５の外面には偏光板８ｂが配設されている。偏光板８ｂの外面は、データを入力する入力面および画像を表示する表示面を兼ねた入力表示面Ｓとして機能している。
【００１８】
バックライトユニット３は、導光板３ａと、この導光板の一側縁に対向配置された光源３ｂおよび反射板３ｃとを有している。導光板３ａは、偏光板８ａに対向配置されている。
【００１９】
ここで、位置情報検出部２について説明する。位置情報検出部２は、突出部１４、第１電極１６、および対向電極３１を有している。突出部１４は、例えば形状が柱状であり、ガラス基板１０表面から柱状スペーサ１８よりも低く形成されている。第１電極１６は、突出部１４上に設けられ、対向電極３１および配向膜３２に隙間を置いて対向している。突出部１４および第１電極１６と対向した入力表示面Ｓを押圧すると、第１電極１６と対向電極３１との接触等、第１電極１６と対向電極３１との隙間が変化するため、位置情報検出部２は、この隙間の変化に応じて押圧された個所（データが入力された個所）の位置情報を検出できる。より詳しくは、位置情報検出部２は、第１電極１６および対向電極３１間の電気容量の変化、または第１電極１６および対向電極３１の抵抗の変化を検知することにより、データが入力された個所の位置情報を検出できる。なお、全てを図示しないが、位置情報検出部２は、一般に知られた位置情報検出方式を用いてデータ入力位置を検出できるように形成されている。
【００２０】
次に、上記液晶表示装置の一層詳しい構成を、その製造方法と併せて説明する。  
まず、用意したガラス基板１０上に、成膜およびパターニングを繰り返す等、通常の工程により、信号線、走査線、およびＴＦＴ１３等を形成する。
【００２１】
続いて、スピンナを用い、着色層材料としての赤色レジストをガラス基板１０全面に塗布する。ここで用いた赤色レジストは、例えば赤色の顔料を分散したネガ型の紫外線硬化型アクリル樹脂レジストである。次いで、所定のフォトマスクを用い、赤色レジストにパターニングを露光する。露光する際、赤色レジストには、波長を３６６５ｎｍ、露光量を１００ｍＪ／ｃｍ２として紫外線を照射する。ここで用いたフォトマスクは、赤色に着色したい個所に紫外線が照射されるようなストライプ形状パターンと、画素電極１５およびＴＦＴ１３を接続するコンタクトホール７ｈのためのパターンとを有している。この実施の形態において、コンタクトホール７ｈのためのパターンの直径は２０μｍである。
【００２２】
次に、露光された赤色レジストをＫＯＨの１％水溶液で２０秒間現像する。このように、フォトエッチング法を用い、コンタクトホール７ｈを有し、約３．０μｍの膜厚の赤色の着色層７Ｒを形成する。
【００２３】
その後、着色層７Ｒと同様、フォトエッチング法を用い、約３．０μｍの膜厚の緑色の着色層７Ｇおよび約３．０μｍの膜厚の青色の着色層７Ｂを、それぞれ互いに隣接して順に形成するとともに各着色層にコンタクトホール７ｈを形成する。着色層７Ｇは、例えば緑色の顔料を分散したネガ型の紫外線硬化型アクリル樹脂レジスト（緑色レジスト）で形成し、着色層７Ｂは、例えば青色の顔料を分散したネガ型の紫外線硬化型アクリル樹脂レジスト（青色レジスト）で形成する。着色層７Ｂを形成する際、全てを図示しないが、青色レジストを用い着色層７Ｒおよび着色層７Ｇ上に突出部１４を所定の密度で複数本形成する。
【００２４】
続いて、着色層７Ｒ、７Ｇ、７Ｂおよび突出部１４上に、ＩＴＯを、例えばスパッタリング法により、５００Åの膜厚となるように堆積する。堆積されたＩＴＯをパターニングし、それぞれ着色層７Ｒ、７Ｇ、７Ｂに重なるとともにコンタクトホール７ｈと接続された複数の画素電極１５および突出部１４を覆った第１電極１６を形成する。
【００２５】
画素電極１５および第１電極１６を形成した後、ガラス基板１０上に、遮光性を有する材料としての黒色レジストをスピンナにて塗布する。ここで用いた黒色レジストは、例えば黒色の顔料を２０ｗｔ％添加した感光性アクリル性透明樹脂である。その後、黒色レジストを９０℃で１０分、乾燥させる。
【００２６】
次に、フォトマスクをガラス基板１０上に塗布された黒色レジストに対向配置し、フォトマスクを介して紫外線を照射し、黒色レジストを露光する。露光する際、黒色レジストには、波長を３６５ｎｍ、露光量を１００ｍＪ／ｃｍ２として紫外線を照射する。ここで、フォトマスクは、遮光部１７および柱状スペーサ１８が形成される領域と対向したパターンを有している。
【００２７】
続いて、露光された黒色レジストをｐＨ１１．５のアルカリ水溶液にて現像した後、２００℃で６０分、焼成する。これにより、遮光部１７および柱状スペーサ１８が同一の高さに同時に形成される。
【００２８】
次いで、ガラス基板１０上に透明材料として、例えば感光性アクリル性透明樹脂をスピンナにて塗布する。その後、感光性アクリル性透明樹脂を９０℃で１０分、乾燥させる。続いて、フォトマスクをガラス基板１０上に塗布された感光性アクリル性透明樹脂に対向配置し、フォトマスクを介して紫外線を照射し、感光性アクリル性透明樹脂を露光する。
【００２９】
露光する際、感光性アクリル性透明樹脂には、波長を３６５ｎｍ、露光量を４０ｍＪ／ｃｍ２として紫外線を照射する。ここで、フォトマスクは、遮光部１７および柱状スペーサ１８と対向したパターンを有している。続いて、露光された感光性アクリル性透明樹脂をｐＨ１１．５のアルカリ水溶液にて現像した後、２００℃で６０分、焼成する。これにより、遮光部１７上および柱状スペーサ１８外面にオーバーコート膜１９が形成される。次に、表示領域Ｒ１を含むガラス基板１０全面に、配向膜材料を８００Åの膜厚に塗布することにより配向膜２１を形成する。
【００３０】
一方、対向基板５の製造方法においては、まず、ガラス基板３０を用意する。表示領域Ｒ１および入力領域Ｒ２を含むガラス基板３０上に、ＩＴＯを、例えばスパッタリング法により１５００Åの膜厚に堆積することにより対向電極３１を形成する。続いて、表示領域Ｒ１を含むガラス基板３０全面に、配向膜材料を８００Åの膜厚に塗布することにより配向膜３２を形成する。
【００３１】
次いで、ガラス基板３０の周縁に沿って、例えば熱硬化型のシール材４１を印刷した後、このシール材付近に電極転移材を形成する。なお、シール材４１は、液晶注入口４２形成領域を除いて印刷される。続いて、アレイ基板４および対向基板５を複数本の柱状スペーサ１８により所定の隙間を保持して対向配置し、アレイ基板および対向基板の周縁部同士をシール材４１により貼り合せる。その後、シール材４１を加熱して硬化させ、アレイ基板４および対向基板５を固定する。
【００３２】
続いて、真空注入法により、シール材４１の一部に形成された液晶注入口４２から、液晶材料として、誘電率異方性が正である液晶を注入する。その後、液晶注入口４２を、例えば紫外線硬化型樹脂からなる封止材４３により封止する。これにより、アレイ基板４および対向基板５間に液晶が封入され、液晶層６が形成される。
【００３３】
次いで、アレイ基板４の外面に偏光板８ａを貼り付けるとともに、対向基板５の外面（入力表示面Ｓ）に偏光板８ｂを貼り付け、さらには、バックライトユニット３等を取り付ける。これにより、液晶表示装置が完成する。
【００３４】
以上のように構成された液晶表示装置によれば、位置情報検出部２は、アレイ基板４および対向基板５間に形成されている。位置情報検出部２を形成する工程以外、従来の液晶表示装置の製造工程および部材にて製造することができる。このため、液晶表示装置全体の重量および厚みを増大させることなく薄型の液晶表示装置を形成することができる。液晶表示パネル１の表示面側に位置情報検出部２を配置する必要は無いため、液晶表示装置は輝度の低下を招くことなくデータ入力が可能である。また、製品価格の上昇を殆ど増大させることなく液晶表示装置を形成することができる。
【００３５】
遮光部１７および柱状スペーサ１８は同一の材料で同時に形成されるため、製造工程を短縮でき、製造コストを削減することができる。カラーフィルタ７および突出部１４は同一の材料で同時に形成されるため、製造工程を短縮でき、製造コストを削減することができる。
【００３６】
なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、図３に示すように、非表示領域Ｒ３に、位置情報検出部２（突出部１４、第１電極１６、および対向電極３１）を形成しても良い。これにより、液晶表示装置は、非表示領域Ｒ３でもデータが入力された個所の位置情報を検出することができる。ここで、入力領域Ｒ２は、表示領域Ｒ１および非表示領域Ｒ３に重なっている。突出部１４は遮光部１７上に設けられている。そして、非表示領域Ｒ３に設けられた位置情報検出部２は、ボタンの代わりとして用いても良い。
【００３７】
突出部１４は、カラーフィルタ７と同一の材料で同時に形成したが、これに限らず、遮光部１７または柱状スペーサ１８等と同一の材料で同時に形成しても良い。この発明は、液晶表示装置に限定されることなく、有機ＥＬ表示装置等の他の画像表示装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の実施の形態に係る液晶表示装置の断面図。
【図２】図１に示した液晶表示装置の斜視図。
【図３】図１に示した液晶表示装置の変形例を示す液晶表示装置の断面図。
【符号の説明】
【００３９】
１…液晶表示パネル、２…位置情報検出部、３…バックライトユニット、４…アレイ基板、５…対向基板、６…液晶層、７…カラーフィルタ、７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ…着色層、１０…ガラス基板、１３…ＴＦＴ、１４…突出部、１６…第１基板、１７…遮光部、１８…柱状スペーサ、３０…ガラス基板、３１…対向電極、Ｒ１…表示領域、Ｒ２…入力領域、Ｒ３…非表示領域、Ｓ…入力表示領域。
【図１】
2007047851.tif 000003
【図２】
2007047851.tif 000004
【図３】
2007047851.tif 000005