JP2014026218A

JP2014026218A - タッチパネル付表示装置

Info

Publication number: JP2014026218A
Application number: JP2012168371A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Nakano; 泰中野
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2014-02-06
Anticipated expiration: 2032-07-30
Also published as: KR101502223B1; TW201411240A; TWI544251B; US9645430B2; CN103576362B; JP6055225B2; CN103576362A; KR20140016197A; US20140028939A1

Abstract

【課題】対向基板から電気信号を取り出すことのできるタッチパネル付表示装置を提供する。
【解決手段】タッチパネル付表示装置は薄膜トランジスタが形成された薄膜トランジスタ基板と、薄膜トランジスタ基板と対向して配置されて対向基板と、を備え、対向基板は、表示領域を横切って一方向に延びて表示領域上に外部からの接触があった場合に接触位置を検出する検出電極を有と、検出電極につながる複数の電極端子を備え、電極端子が検出電極からの信号を取り出すためのフレキシブル基板が接続され、フレキシブル基板の複数の端子の配置の周期と、複数の電極端子の配置の周期とは異なっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、タッチパネル付表示装置に関する。

近年、コンピュータ等の情報通信端末において、表示装置の上にタッチパネルを重ねて配置し、タッチパネル入力機能付の表示装置としたものが広く用いられている。このうち表示機能を担う装置として一般的に普及している液晶表示装置は、薄膜トランジスタ基板（以下、「ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板」という。）とカラーフィルタ基板の２つの基板の間に封じ込められた液晶組成物の配向を電界の変化により変え、光の透過度合いを制御することにより画像を表示させる装置である。このような液晶表示装置において、ＴＦＴ基板側に画素電極と共通電極の両方を配置することにより、いわゆる横電界を形成し、視野角の大きい表示を実現したＩＰＳ（In Plane Switching）方式が広く用いられている。

タッチパネルは、使用者の指などを用いてタッチされたパネル上の座標を認識し、処理装置にその座標に基づいた処理を行なわせる入力装置である。パッチパネルには、タッチされた部分の抵抗値変化を検出する抵抗膜方式、タッチにより遮蔽された部分の光量変化を検出する光センサ方式、容量変化を検出する静電容量結合方式などが知られている。静電容量結合方式は、パネルの透過率が高く表示画質を低下させない点、他の電極との接触がなく耐久性が高い点等から広く用いられている。

近年、情報通信端末に対する小型化・薄型化の要請により、タッチパネル付液晶表示装置もより薄型のものが求められている。特許文献１には、ＩＰＳ方式の液晶表示装置において、液晶表示装置の共通電極をタッチパネルの駆動電極として用いることにより、より薄型化されたタッチパネル付液晶表示装置が開示されている。

特開２００９−２４４９５８号公報

ＴＦＴ基板のガラス基板上の配線から信号を取り出すには、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）等のフレキシブルケーブルをＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）等の導電性の接着性材料を用いて接続するのが一般的である。この場合、ＦＰＣが接続される部分のＴＦＴ基板は透明であり、ＦＰＣが接続されるＴＦＴ基板面の反対側から視認可能であるため、予め薄膜形成工程の段階でＴＦＴ基板にアライメントマークを作成しておくことにより、アライメントマークに視認しながら高い精度でＦＰＣを接続することが可能である。

一方、上述の特許文献１に記載されたようなタッチパネル付液晶表示装置では、タッチ検出のための検出電極がカラーフィルタ基板上に配置されているため、カラーフィルタ基板上から信号を取り出す必要がある。しかしながら、カラーフィルタ基板の周囲には遮光膜が形成されており透明でないため、ＴＦＴ基板と同様のアライメントマークを利用した位置合わせは難しい。

本発明は、上述の事情を鑑みてしたものであり、カラーフィルタ基板上から電気信号を取り出すことのできるタッチパネル付表示装置を提供することを目的とする。

本発明のタッチパネル付表示装置は、表示領域に形成された各画素に対応して薄膜トランジスタが形成された薄膜トランジスタ基板と、前記薄膜トランジスタ基板と対向して配置された対向基板と、を備え、前記対向基板は、背面に表示領域を囲んで遮光膜を備え、前記遮光膜によって前記表示領域を囲む遮光領域を形成し、前記対向基板は、前面に前記表示領域を横切って一方向に延びて前記表示領域上に外部からの接触があった場合に接触位置を検出する複数の検出電極と、前記検出電極に接続している複数の電極端子とを備え、前記対向基板には前記検出電極からの信号を取り出すためのフレキシブル基板が接続され、前記フレキシブル基板は、複数のフレキシブル基板端子を有し、前記電極端子と前記フレキシブル基板端子とが前記遮光領域で接続され、前記複数のフレキシブル基板端子の配置の周期と、前記複数の電極端子の配置の周期とは異なっている、ことを特徴とするタッチパネル付表示装置である。

また、本発明のタッチパネル付表示装置において、前記対向基板は、前記各画素ごとに所定の波長領域の光を通過させるカラーフィルタであり、前記検出電極及び前記電極端子は透明導電膜で形成されていることとしてもよい。

また、本発明のタッチパネル付表示装置において、前記複数の電極端子の各々は、２以上の前記フレキシブル基板端子と電気的に接続され、前記複数のフレキシブル基板端子の一部は、前記フレキシブル基板内で電気的にフローティングであるダミー端子であってもよい。

また、本発明のタッチパネル付表示装置において、前記ダミー端子は、前記複数の電極端子の配置の周期で形成されていてもよい。

また、本発明のタッチパネル付表示装置において、前記ダミー端子は２以上連続して配置されていてもよい。

本発明の一実施形態に係るタッチパネル付表示装置について示す図である。図１のタッチパネル付表示パネルについて概略的に示す図である。図２のIII−III線における断面が概略的に示されている。フレキシブル基板と対向基板との接続部分について拡大して詳細に示す図である。フレキシブル基板及び対向基板の接続の様子を詳細に示す一部断面図である。図５において、フレキシブル基板及び対向基板がずれて接続された場合について示す一部断面図である。上述の一実施形態の変形例における、フレキシブル基板及び対向基板の接続の様子を詳細に示す一部断面図である。図７において、フレキシブル基板及び対向基板がずれて接続された場合について示す一部断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面において、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係るタッチパネル付表示装置１００について示す図である。この図に示されるように、タッチパネル付表示装置１００は、タッチパネル付表示パネル２００と、タッチパネル付表示パネル２００を挟むように固定する上フレーム１０１及び下フレーム１０２と、により構成されている。

図２は、タッチパネル付表示パネル２００について概略的に示す図である。本発明の一実施形態に係るタッチパネル付液晶表示装置は、表示領域に形成された各画素に対応して薄膜トランジスタが形成された薄膜トランジスタ基板と、薄膜トランジスタ基板と対向して配置された対向基板とを備える。

対向基板は、背面に表示領域を囲んで遮光膜を備え、遮光膜によって表示領域を囲む遮光領域を形成している。また、対向基板は、前面に表示領域を横切って一方向に延びて表示領域上に外部からの接触があった場合に接触位置を検出する複数の検出電極と、検出電極に接続している複数の電極端子とを備える。さらに、対向基板には検出電極からの信号を取り出すためのフレキシブル基板が接続される。

フレキシブル基板は、電極端子と接続するための複数のフレキシブル基板端子をそなえる。電極端子とフレキシブル基板端子とは遮光領域内で接続している。複数のフレキシブル基板端子の配置の周期と、複数の電極端子の配置の周期とは異なって形成されている。

以下、タッチパネル付表示パネルとして、タッチパネル付き液晶表示パネルを一例にして説明する。タッチパネル付液晶表示装置の場合、対向基板はカラーフィルタ基板であり、遮光膜はブラックマトリクスである。

タッチパネル付液晶表示パネル２００は、ＴＦＴ基板２１０と、ＴＦＴ基板２１０との間に液晶組成物を封止して重ね合わされたカラーフィルタ基板２２０と、を備えており、ＴＦＴ基板２１０には、ＴＦＴ基板の各画素のトランジスタを駆動させるためのドライバＩＣ（Integrated Circuit）２１２が配置され、更にドライバＩＣ２１２に外部から信号を入力させるためのＴＦＴフレキシブル基板２１５が取り付けられている。

一方、カラーフィルタ基板２２０は、光漏れを防ぐために、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）のカラーフィルタを有する各画素が配置された表示領域の周囲に形成された遮光膜２２９と、表示領域内で一方向に延びる複数の並置された電極であり、画面への接触を検知するタッチパネル検出電極２２２と、タッチパネル検出電極２２２から一体的に接続され表示領域の外に形成された透明電極端子２２３と、カラーフィルタ基板２２０の表示領域を覆うように配置された上偏光板２５０と、を有している。画像表示領域を囲んで遮光膜２２９を形成した領域が遮光領域である。また、更に、カラーフィルタ基板２２０には、カラーフィルタ基板２２０の透明電極端子２２３とＴＦＴフレキシブル基板２１５の端子２１６とを接続し、カラーフィルタ基板２２０からタッチを検出する信号を伝えるＣＦ（Color Filter）フレキシブル基板２４０が接続されている。透明電極端子２２３とフレキシブル基板２１５の端子２１６は遮光領域で接続されている。

図３には、図２のIII−III線における断面が概略的に示されている。ここで、ＴＦＴ基板２１０及びＴＦＴフレキシブル基板２１５、並びにカラーフィルタ基板２２０及びＣＦフレキシブル基板２４０とは、不図示のＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）により接着されている。この図に示されるように、ＣＦフレキシブル基板２４０がカラーフィルタ基板２２０上に接続された位置は、遮光膜２２９と重なる位置となっている。

図４は、ＣＦフレキシブル基板２４０とカラーフィルタ基板２２０との接続部分について拡大して詳細に示す図である。この図に示されるように、カラーフィルタ基板２２０にタッチパネル検出電極２２２と連続的に形成された透明電極端子２２３は、カラーフィルタ基板２２０の端部にまで延びている。また、ＣＦフレキシブル基板２４０は、透明電極端子２２３の配置の周期とは異なる配置の周期で形成されたフレキシブル基板端子２４２及び２４３を有し、特に本実施形態においてはフレキシブル基板端子２４２及び２４３は、透明電極端子２２３より細かい配置の周期で形成されている。一つの透明電極端子２２３に対し８つのフレキシブル基板端子２４２が接続している。そして、この８つのフレキシブル基板端子２４２はフレキシブル基板２４０内で接続している。フレキシブル基板端子２４２及び２４３のうち、フレキシブル基板端子２４２は、設計上、ＡＣＦを介してカラーフィルタ基板２２０の透明電極端子２２３と接続されると共に、ダミー端子２４３は、設計上、透明電極端子２２３とは接続されず、また、ＣＦフレキシブル基板２４０内においてもどこにも接続されないフローティング状態のダミー端子２４３となっている。つまり、ダミー端子２４３は、隣り合う透明電極端子２２３の間に入るように透明電極端子２２３の配置の周期で形成されている。

図５は、ＣＦフレキシブル基板２４０及びカラーフィルタ基板２２０の接続の様子を詳細に示す一部断面図である。この図に示されるように、カラーフィルタ基板２２０の透明電極端子２２３とＣＦフレキシブル基板２４０のフレキシブル基板端子２４２とはＡＣＦ２３０を介して接続されている。この図に示されるように一の透明電極端子２２３は、Ｔの幅を有し、複数のフレキシブル基板端子２４２と接続される。また、透明電極端子２２３と透明電極端子２２３の間は、フレキシブル基板端子（ダミー端子）２４３が一つ入るように間隔が空けられて設計されている。ここで、透明電極端子２２３は０．０１μｍ程度と非常に薄く形成されているため、高さが２０μｍのフレキシブル基板端子２４２及び２４３と接続されない場合であっても、フレキシブル基板端子２４２及び２４３が浮いてしまうことはない。また、ＡＣＦ２３０は隣り合うフレキシブル基板端子２４２及び２４３が一定周期に配置されることにより、その流動性と圧力を均一としているため、フレキシブル基板端子２４２及び２４３は一定周期で配置しておく必要があり、また特にＡＣＦの接着を保つため、フレキシブル基板端子２４２及び２４３とこれらの端子以外の部分の面積の比は１：１にする必要がある。フレキシブル基板端子２４２及びダミー端子２４３の端子幅と端子間隔が同じになるように配置することでＡＣＦ内の導電粒子の流動が均一化でき、フレキシブル基板端子２４２と電極端子とを確実に導通できる。

図６は、ＣＦフレキシブル基板２４０及びカラーフィルタ基板２２０がずれて接続された場合について示す一部断面図である。上述したように、遮光膜２２９があることにより、アライメントマークを使用した高い精度による接続等が難しいことから、透明電極端子２２３は、この図に示されるように、接続されるべきフレキシブル基板端子２４２からずれて隣のダミー端子２４３と接続されてしまう場合が考えられる。このような場合にも、ダミー端子２４３は電気的にフローティングであるため、ダミー端子２４３と透明電極端子２２３が導通していたとしても、タッチパネル機能に与える電気的な影響はなく、製品として許容される接続となる。

図７には、上述の実施形態の変形例であるＣＦフレキシブル基板２９０及びカラーフィルタ基板２８０の接続の様子を示す一部断面が示されている。図５の場合と同様に、カラーフィルタ基板２８０の透明電極端子２２３とＣＦフレキシブル基板２９０のフレキシブル基板端子２４２とはＡＣＦ２３０を介して接続されている。図５の場合と異なるのは、カラーフィルタ基板２８０とＣＦフレキシブル基板２９０との接続において、フレキシブル基板端子（ダミー端子）２４３が、隣り合う透明電極端子２２３の間に２つ入るように空けられて設計されている点である。

図８には、図７の変形例において、ＣＦフレキシブル基板２９０及びカラーフィルタ基板２８０の接続において、フレキシブル基板端子２４２及び２４３の配置の周期で約２つ分ずれて接続された場合について示す図である。このような場合であっても、２つ連続して配置されたダミー端子２４３は電気的にフローティングであるため、２つのダミー端子２４３が透明電極端子２２３と導通していたとしても、タッチパネル機能に与える電気的な影響はなく、製品として許容される接続となる。なお、上述の実施形態及び変形例では、フレキシブル基板端子（ダミー端子）２４３が、隣り合う透明電極端子２２３の間に１つ又は２つ入るように空けられていることとしたが、３つ以上であってもよい。

以上説明したように、上述の実施形態に係るタッチパネル付液晶表示装置では、カラーフィルタ基板上から電気信号を取り出すことができる。また、高精度な接続が難しい場合で、接続のずれがある場合であっても、カラーフィルタ基板上から電気信号を取り出すことができる。

上記実施例ではタッチパネル付き液晶表示パネルを例として説明したが、これに限られるものでは無く、他の表示装置に適用することも可能である。例えば、表示装置として有機ＥＬ表示装置を用いてもよい。この場合、対向基板は封止基板である。また、白色発光の有機ＥＬにカラーフィルタ基板を重ね合わせた表示装置に上述の実施例を適用することも可能である。

１００タッチパネル付液晶表示装置、１０１上フレーム、１０２下フレーム、２００タッチパネル付液晶表示パネル、２１０ＴＦＴ基板、２１２ドライバＩＣ、２１５ＴＦＴフレキシブル基板、２１６端子、２２０カラーフィルタ基板、２２２タッチパネル検出電極、２２３透明電極端子、２２９遮光膜、２３０ＡＣＦ、２４０ＣＦフレキシブル基板、２４２フレキシブル基板端子、２４３ダミー端子、２５０上偏光板、２８０カラーフィルタ基板、２９０ＣＦフレキシブル基板。

Claims

表示領域に形成された各画素に対応して薄膜トランジスタが形成された薄膜トランジスタ基板と、
前記薄膜トランジスタ基板と対向して配置された対向基板と、を備え、
前記対向基板は、背面に表示領域を囲んで遮光膜を備え、前記遮光膜によって前記表示領域を囲む遮光領域を形成し、
前記対向基板は、前面に前記表示領域を横切って一方向に延びて前記表示領域上に外部からの接触があった場合に接触位置を検出する複数の検出電極と、前記検出電極に接続している複数の電極端子とを備え、
前記対向基板には前記検出電極からの信号を取り出すためのフレキシブル基板が接続され、
前記フレキシブル基板は、複数のフレキシブル基板端子を有し、
前記電極端子と前記フレキシブル基板端子とが前記遮光領域で接続され、前記複数のフレキシブル基板端子の配置の周期と、前記複数の電極端子の配置の周期とは異なっている、ことを特徴とするタッチパネル付表示装置。
請求項１に記載のタッチパネル付表示装置であって、
前記対向基板は、前記各画素ごとに所定の波長領域の光を通過させるカラーフィルタであり、
前記検出電極及び前記電極端子は透明導電膜で形成されている、ことを特徴とするタッチパネル付表示装置。
請求項１又は２に記載のタッチパネル付表示装置であって、
前記複数の電極端子の各々は、２以上の前記フレキシブル基板端子と電気的に接続され、
前記複数のフレキシブル基板端子の一部は、前記フレキシブル基板内で電気的にフローティングであるダミー端子である、ことを特徴とするタッチパネル付表示装置。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のタッチパネル付表示装置であって、
前記ダミー端子は、前記複数の電極端子の配置の周期で形成されている、ことを特徴とするタッチパネル付表示装置。
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のタッチパネル付表示装置であって、
前記ダミー端子は２以上連続して配置されている、ことを特徴とするタッチパネル付表示装置。