CN102472908B - 输入功能一体化液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种便宜的、紧凑的(为了配置显示部和输入部而无需多余的元器件)输入功能一体化液晶显示装置。本发明的输入功能一体化液晶显示装置具有液晶显示面板，该液晶显示面板在分别形成有由透明导电膜构成的液晶显示用电极部(5)的一对透明基板(1)、(2)间夹着液晶(3)。在所述一对透明基板(1)、(2)中的任一块的形成有液晶显示用电极部(5)的面上，形成有利用与液晶显示用电极部(5)同样的透明导电膜构成的投影型电容传感器用电极部(9)。

Description

输入功能一体化液晶显示装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及将利用了投影型电容传感器的输入功能与液晶显示装置形成一体化而具备的输入功能一体化液晶显示装置及输入功能一体化液晶显示装置的制造方法。

背景技术

一直以来，显示装置与输入装置是各自分开的装置，一般将按键等输入装置配置在显示装置的旁边(例如，参照图15)。图15是表示分别设置显示装置和输入装置的现有例的说明图。在图15所示的现有例中，将显示装置70和输入装置71分别作为独立的不同的装置进行配置，上述显示装置70包括由两片透明基板81、82夹持液晶83而构成的液晶面板，上述输入装置71包括设置有传感器用电极89的透明电极91。

然而，在作为独立装置配置的情况下，在显示装置和输入装置之间需要用于组装两装置的空间，会导致面积增大的问题。另外，在横向排列显示装置和输入装置的情况下，由于难以使显示部分(形成有液晶显示用电极85的部分)和输入部分(形成有传感器用电极89的部分)靠近，因此，存在不能连续配置的问题、及必须分别制造两种装置而导致成本升高的问题。

作为减小面积的方法，有将透明的输入装置安装在显示装置之上的方法(例如，参照图16)。图16是表示分别设置显示装置和输入装置的其他现有例的说明图。在图16所示的现有例中，将输入装置71重叠配置在显示装置70上(可视侧)，上述显示装置70包括由两片透明基板81、82夹持液晶83而构成的液晶面板，上述输入装置71包括设置有传感器用电极89的透明电极91。

另外，作为透明的输入装置，提出有电阻膜方式、表面型电容方式、投影型电容方式、表面弹性波方式、光方式等。然而，即使采用将透明的输入装置安装在显示装置之上的方法，也还是存在需要另设输入装置、且成本上升的问题。

为了解决分别设置显示装置和输入装置而产生的上述问题，考虑将显示装置和输入装置形成一体化的方法。

在专利文献1中记载了将显示部和输入部在同一基板上制造的方法。另外，在专利文献1中，作为实施例，举例示出了液晶显示装置和电阻膜方式的触摸屏。

另外，在专利文献2中，记载了在制造TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)液晶的TFT的工序中、也同时制造接触式的传感器的方法。

另外，在专利文献3中，通过在液晶显示装置的周边部(接近相当于触摸按键的显示的周边部)配置检测光的光电传感器，从而能够实现带有触摸功能的液晶显示装置的方法。

另外，在专利文献4中记载有以下方法：即，通过在显示部形成像素电路，在检测区域中形成电容检测用的检测电路，从而能将显示装置和输入装置形成一体化。还记载有液晶层的厚度根据手指施加力而变化、检测电路将其作为电容变化进行检测的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平8-166574号公报

专利文献2：日本专利特开2001-42296号公报

专利文献3：日本专利特开2008-170837号公报

专利文献4：日本专利特开2009-3414号公报

发明内容

然而，如专利文献1所记载的那样，在利用同一基板来制造电阻膜方式的触摸屏和液晶显示装置的显示部的情况下，为了进行开关，要求基板能产生机械变形。即，需要减薄手指按压侧的基板的厚度。由此，会导致液晶显示装置的量产的合格率降低、和相应的成本升高的问题。

此外，专利文献2及专利文献4所记载的方法也由于是以下方法：即，液晶层的厚度会根据手指施加力而变化，传感器将其作为电容变化进行检测，因此，存在与专利文献1相同的问题：即，需要减薄手指按压侧的基板的厚度。

另外，专利文献3所记载的方法是以下方法：即，在对相当于触摸按键的显示进行触摸时，输出因全部或部分的外部光线被遮挡而检测出的电流值，从而检测出触摸位置(触摸了哪一个触摸按键)。由于光电传感器还能检测周围环境的光，因此，必须根据环境的亮度来调整检测的电平，因而，存在难以设定的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种便宜的、紧凑的(为了配置显示部和输入部而无需多余的元器件)输入功能一体化液晶显示装置及输入功能一体化液晶显示装置的制造方法。

本发明的输入功能一体化液晶显示装置的特征在于，分别形成有由透明导电膜构成的液晶显示用的电极即液晶显示用电极的一对透明基板夹着液晶，在一对透明基板中的任一块的形成有液晶显示用电极的面上，形成有利用与液晶显示用电极同样的透明导电膜构成的投影型电容传感器用的电极即投影型电容传感器用电极。

另外，输入功能一体化液晶显示装置也可以在一对透明基板的至少任一块基板上的、液晶显示用电极和投影型电容传感器用电极之间设置有噪声阻断用电极。

另外，输入功能一体化液晶显示装置也可以在形成有投影型电容传感器用电极的区域上，实施用于使观察者识别该区域为传感器位置的固定显示的印刷。

另外，输入功能一体化液晶显示装置也可以形成如下：即，将投影型电容传感器用电极形成在密封液晶的密封材料的外侧的位置，使未形成有投影型电容传感器用电极的透明基板形成为不具有与投影型电容传感器用电极相对的部位。

另外，输入功能一体化液晶显示装置的投影型电容传感器用电极也可以是包围液晶显示用电极的一部分的形状。

另外，输入功能一体化液晶显示装置也可以将投影型电容传感器用电极配置成接近液晶显示用电极的外周部的一部分。

本发明的输入功能一体化液晶显示装置的制造方法是用于对输入功能一体化液晶显示装置进行制造的方法，该输入功能一体化液晶显示装置具备：液晶显示装置，该液晶显示装置包括液晶面板，该液晶面板是由分别形成有由透明导电膜构成的液晶显示用的电极即液晶显示用电极的一对透明基板夹着液晶而构成的；以及与上述液晶显示装置形成为一体的投影型电容传感器式输入装置，其特征在于，在形成液晶显示用电极的工序中，在一对透明基板中的任一块的形成有液晶显示用电极的面上，形成有利用与液晶显示用电极同样的透明导电膜构成的投影型电容传感器用的电极即投影型电容传感器用电极。

根据本发明，能够提供廉价的紧凑的输入功能一体化液晶显示装置。

附图说明

图1是示意性表示本发明的实施方式1的输入功能一体化液晶显示装置的例子的俯视图。

图2是示意性表示实施方式1的输入功能一体化液晶显示装置的结构例的剖视图。

图3(a)、(b)是表示实施方式1的输入功能一体化液晶显示装置的各透明基板上的电极布线的例子的说明图。

图4是示意性表示本发明的实施方式2的输入功能一体化液晶显示装置的例子的剖视图。

图5(a)、(b)是表示实施方式2的输入功能一体化液晶显示装置的各透明基板上的电极布线的例子的说明图。

图6是示意性表示实施方式2的输入功能一体化液晶显示装置的其他例子的剖视图。

图7是示意性表示本发明的实施方式3的输入功能一体化液晶显示装置的例子的剖视图。

图8是示意性表示实施方式3的输入功能一体化液晶显示装置的例子的俯视图。

图9是示意性表示实施方式3的输入功能一体化液晶显示装置的其他例子的剖视图。

图10是示意性表示实施方式3的输入功能一体化液晶显示装置的其他例子的俯视图。

图11是示意性表示本发明的实施方式4的输入功能一体化液晶显示装置的其他例子的剖视图。

图12(a)、(b)是表示实施方式4的输入功能一体化液晶显示装置的各透明基板上的电极布线的例子的说明图。

图13(a)、(b)是表示本发明的实施方式5的输入功能一体化液晶显示装置的各透明基板上的电极布线的例子的说明图。

图14(a)～(d)是表示实施方式5的输入功能一体化液晶显示装置的传感器区域的配置例的说明图。

图15是表示显示装置和输入装置作为各自的装置而构成的现有例的说明图。

图16是表示显示装置和输入装置作为各自的装置而构成的现有例的说明图。

具体实施方式

下面，参照附图，说明本发明的实施方式。

实施方式1

图1是示意性表示本发明的实施方式1的输入功能一体化液晶显示装置(以下，简称为液晶显示装置)的例子的俯视图。另外，图2是示意性表示图1所示的液晶显示装置的结构例的剖视图。在图1及图2所示的液晶显示装置中，具备在分别设置有液晶显示电极部5的一对透明基板1、2之间夹有液晶3的结构的液晶显示面板。此外，液晶3由各透明基板1、2及密封材料4进行密封。另外，在各透明基板1、2的外侧的面上分别设置有偏光板6。

各透明基板1、2是例如玻璃基板。以下，将显示可视侧(记为可视侧)的透明基板1称为可视侧透明基板1，有时将可视侧透明基板1的相对基板即透明基板2表示为反可视侧透明基板2。

液晶显示电极部5是由透明导电膜例如ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)形成的液晶显示用的电极及其走线布线。在图2所示的例子中，液晶显示电极部5的走线布线与设置于例如玻璃基板即透明基板2上的驱动用IC7相连接。另外，驱动用IC7通过柔性基板8与成为图像数据的发送源的控制基板等(未图示)相连接。

此外，液晶显示装置的液晶显示面板的种类并无特别限定。例如，可以是TN(Twisted Nematic：扭曲向列)模式、STN(Super-Twisted Nematic：超扭曲向列)模式、薄膜补偿STN模式、DSTN模式。另外，也可以是使用具有负的介电常数各向异性的液晶、在液晶与液晶显示电极部5(即，电极形成层)的界面设置垂直取向膜的液晶显示面板。另外，也可以使用有源方式或无源方式的任一种方式，但是由于无源方式的成本较低，因此，是优选的方式。

另外，在本实施方式中，在与可视侧玻璃基板的形成有液晶显示用电极5的面相同的面上，设置有投影型电容传感器用电极部9。投影型电容传感器用电极部9是用于对因人的手指等导电体接近设置有该投影型电容传感器用电极部9的位置时产生的电容的变化进行测量而检测出触摸位置的电极，利用与液晶显示电极部5相同的透明导电膜形成。由此，能够在同一工序中制造。此外，将投影型电容传感器用电极部9配置在至少接近液晶显示用电极部5的外周部的一部分的位置。

投影型电容传感器用电极部9与投影型电容传感器用IC(未图示)相连接。在手指接近投影型电容传感器用电极部9时，在手指与投影型电容传感器用电极部9之间形成电容，由投影型电容传感器用IC检测其变化。由于根据电容变化来检测手指接近，因此，手指无需直接接触投影型电容传感器用电极部9。例如，在可视侧透明基板1为玻璃基板的情况下，可将厚度设为0.3mm～3.0mm。

另外，在图2中，示出了将投影型电容传感器用电极部9通过柔性基板10与安装有投影型电容传感器用IC的基板等相连接的例子，但是，也可以将投影型电容传感器用IC安装在柔性基板10上，或也可以将投影型电容传感器用IC安装在可视侧透明基板1上或反可视侧透明基板2上。

另外，在图1及图2中省略了图示背光源，但是也可以对背光源进行设置，使得其不仅照射形成有液晶显示电极部5的区域(液晶显示部)，还照射形成有投影型电容传感器用电极部9的区域(投影型电容传感器部)。

图3(a)、(b)是表示本实施方式的液晶显示装置的各透明基板上的电极布线的例子的说明图。此外，图3(a)是表示可视侧透明基板1的电极布线例的说明图，图3(b)是表示反可视侧透明基板2的电极布线例的说明图。图3(a)、(b)都是表示作为从可视侧来进行观察时的图。因而，图3(a)是透视图。在本例中，使图3(a)、(b)所示的透明基板的电极布线面彼此相对重合。即，只要直接使可视侧透明基板1横向移动来与反可视侧透明基板2重合即可。由此，成为液晶显示电极部5的电极布线的引出部的驱动用IC7、柔性基板8位于图3(a)的透明基板1的左侧，投影型电容传感器用电极部9的电极布线的引出部位于图3(b)的透明基板2的右侧。

此外，在图3(a)、(b)所示的例子中，分别设置液晶显示电极部5的电极布线的引出部、和投影型电容传感器用电极部9的电极布线的引出部，但是也可以使上述电极布线进行走线至同一位置并由一块柔性基板引出。在本例中，设置于可视侧透明基板1的液晶显示电极部5的走线布线利用包含导电性通孔的密封材料4来与反可视侧透明基板1上的走线布线相连接。

由此，根据本实施方式，通过将液晶显示电极部5和投影型电容传感器用电极部9形成于同一基板上，从而能将液晶显示部与投影型电容传感器部配置在相接近的位置，并能够不增加元器件数量、制造工序，就能以较低的成本制造输入功能一体化液晶显示装置。此外，优选在未形成有投影型电容传感器用电极部9的反可视侧基板2的、与投影型电容传感器用电极部9相对的部位，不设置液晶显示电极部5，使得更高精度地检测出手指和投影型电容传感器用电极部9之间的电容。

实施方式2

接下来，说明本发明的实施方式2。图4是示意性表示实施方式2的液晶显示装置(输入功能一体化液晶显示装置)的例子的剖视图。如图4所示，在本实施方式中，设置噪声阻断用电极11，使其位于液晶显示电极部5和投影型电容传感器用电极部9之间。

噪声阻断用电极11是在向液晶显示电极部5施加电压而导致在投影型电容传感器用电极部9中产生噪声的情况下、用于阻断该噪声的电极，该噪声阻断用电极11是接地的电极。噪声阻断用电极11例如可用ITO形成。

图5(a)、(b)是表示本实施方式的液晶显示装置的各透明基板上的电极布线的例子的说明图。此外，图5(a)是表示可视侧透明基板1的电极布线例的说明图(透视图)，图5(b)是表示反可视侧透明基板2的电极布线例的说明图。图5(a)、(b)与图3(a)、(b)相同，都是表示作为从可视侧来进行观察时的图。如图5(a)、(b)所示，将噪声阻断用电极11形成在液晶显示电极部5和投影型电容传感器用电极部9之间。此外，只需将噪声阻断用电极11至少设置在可视侧透明基板1或反可视侧透明基板2中的任意一块基板上即可，但优选设置在两块基板上。

图6是示意性表示本实施方式的液晶显示装置的其他例子的说明图(示意性的剖视图)。在本实施方式中，如图6所示，也可将投影型电容传感器用电极部9形成在反可视侧透明基板2上。

实施方式3

接下来，说明本发明的实施方式3。图7及图8是表示实施方式3的液晶显示装置(输入功能一体化液晶显示装置)的例子的说明图。图7是示意性表示本实施方式的液晶显示装置的例子的剖视图。图8是示意性表示本实施方式的液晶显示装置的例子的俯视图。

如图7及图8所示，在本实施方式中，在可视侧透明基板1的表面侧(可视侧)的面的、设置有投影型电容传感器用电极部9的传感器区域上，形成有BM印刷(黑色掩膜印刷)部12。对于BM印刷部12，只需实施使观察者能够识别该区域为传感器位置(可触摸位置)那样的固定显示的印刷即可，并不限于黑色掩膜印刷，也可以是其他颜色的印刷。

若是在液晶面板主体上实施印刷有线、对周边部进行遮光的边框等那样设计的液晶显示装置，则优选利用进行上述印刷的工序来形成BM印刷部12。在上述情况下，能够减少工序数。对于其他方面，都与实施方式1、实施方式2相同即可。

图9是示意性表示本实施方式的液晶显示装置的其他例子的剖视图。如图9所示，BM印刷部12也能形成于可视侧透明基板2的背面侧的面即电极形成面。

图10是示意性表示本实施方式的液晶显示装置的其他例子的俯视图。在图10所示的例子中，BM印刷部12是在各传感器区域中，作为图标而实施固定显示的镂空圆形。在该情况下，也能利用背光源等照射各镂空部，从而进行指示出触摸位置的控制。

实施方式4

接下来，说明本发明的实施方式4。图11及图12(a)、(b)是表示实施方式4的液晶显示装置(输入功能一体化液晶显示装置)的例子的说明图。图11是示意性表示本实施方式的液晶显示装置的例子的剖视图。图12(a)、(b)是表示本实施方式的液晶显示装置的各透明基板上的电极布线的例子的说明图。此外，图12(a)是表示可视侧透明基板1的电极布线例的说明图(透视图)，图12(b)是表示反可视侧透明基板2的电极布线例的说明图。图12(a)、(b)与图3(a)、(b)相同，都是表示作为从可视侧来进行观察时的图。

在本实施方式的液晶显示装置中，将投影型电容传感器用电极部9形成在密封液晶的密封材料4的外侧。另外，对于未形成有投影型电容传感器用电极部9的透明基板2，形成为不具有与投影型电容传感器用电极部9相对的部分。即，将可视侧透明基板1的投影型电容传感器用电极部9的形成区域形成为相对于反可视侧透明基板2突出的形状，且，透明基板2中不存在与该形成区域相对的区域。此外，对于其他方面，都与实施方式1～实施方式3相同即可。

对于投影型电容传感器用电极部9，由于即使反可视侧透明基板2中不存在与其相对的区域，也能够取得与上述各实施方式相同的效果，因此，能够减少基板的材料费。

实施方式5

接下来，说明本发明的实施方式5。图13(a)、(b)是表示实施方式5的液晶显示装置(输入功能一体化液晶显示装置)的例子的说明图。此外，图13(a)是表示可视侧透明基板1的电极布线例的说明图(透视图)，图13(b)是表示反可视侧透明基板2的电极布线例的说明图。图13(a)、(b)与图3(a)、(b)相同，都是表示作为从可视侧来进行观察时的图。

在本实施方式中，在各传感器区域内，形成有进行液晶显示的图标用电极5a、5b。此外，图标用电极5a、5b都为液晶显示电极部5的一部分。例如，也可以作为公共电极来驱动的液晶显示电极部5的一部分，而形成有图标用电极5a，作为段电极来驱动的液晶显示电极部5的一部分，而形成有图标用电极5b。

图14(a)～(d)是示出某个传感器区域中的、BM印刷部12、投影型电容传感器用电极部9、图标用电极5a(公共电极)、图标用电极5b(段电极)的配置例的说明图。如图14(a)～(d)所示，在本实施方式中，只要形成投影型电容传感器用电极部9，使得在各传感器区域内，不与上述图标用电极5a、5b(包含其走线布线)所存在的区域相接触，并包围上述图标用电极5a、5b(包含其走线布线)存在的区域(例如，以该区域+α(间隙部分)的形状来镂空那样的形状)，即，包围图标用电极的一部分。此外，对于其他方面，可以都与实施方式1～实施方式3相同。

通过设置图标用电极5a、5b，从而能利用对液晶显示电极部5施加电压而进行控制的液晶驱动，来对各传感器区域的BM印刷部12的镂空部进行显示控制，因此，能进行更为灵活的显示。

工业中的应用

本发明能较好地适用于希望将触摸导电体而构成的输入功能设置在接近液晶显示装置的显示区域的位置。

此处引用2009年8月24日申请的日本专利申请第2009-193256号的说明书、权利要求书的范围、附图、及说明书摘要的全部内容，将其引入作为本发明的说明书披露的内容。

Claims (4)

1.一种输入功能一体化液晶显示装置，其特征在于，

分别形成有由透明导电膜构成的液晶显示用的电极即液晶显示用电极的第一透明基板和第二透明基板夹着液晶，

在所述第一透明基板的形成有所述液晶显示用电极的面上，形成有利用与所述液晶显示用电极同样的透明导电膜构成的投影型电容传感器用的电极即投影型电容传感器用电极，

在所述第一透明基板上的、液晶显示用电极和投影型电容传感器用电极之间设置有噪声阻断用电极，

将投影型电容传感器用电极形成在密封液晶的密封材料的外侧的位置，

使所述第二透明基板形成为不具有与所述投影型电容传感器用电极相对的部位。

2.如权利要求1所述的输入功能一体化液晶显示装置，其特征在于，

在形成有投影型电容传感器用电极的区域上，实施用于使观察者识别该区域为传感器位置的固定显示的印刷。

3.如权利要求1或2所述的输入功能一体化液晶显示装置，其特征在于，

投影型电容传感器用电极是包围液晶显示用电极的一部分的形状。

4.如权利要求1或2所述的输入功能一体化液晶显示装置，其特征在于，

将投影型电容传感器用电极配置成接近液晶显示用电极的外周部的一部分。