JP2009251110A - 表示装置およびその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】位置検出の不安定性を抑えることが可能な表示装置およびその製造方法、並びに電子機器を提供する。
【解決手段】液晶表示パネル１内に、画素電極１４と対向センサ電極２２とにより抵抗型タッチセンサを構成する。画素電極１４を複数のエッジ１４Ｂを含む断面形状とする。エッジ１４Ｂでは配向膜１５が薄くなる傾向があり、エッジ１４Ｂが配向膜１５から露出している。エッジ１４Ｂに対向して対向センサ電極２２を配置する。第２基板２０がたわむと、対向センサ電極２２は画素電極１４の露出したエッジ１４Ｂに接触し、直接導通がとれるので、位置検出の不安定性が抑えられる。特に、ＦＦＳ方式の液晶表示パネル１の場合には、画素電極１４がもともと複数のスリット１４Ａを含む平面形状を有することから、開口率を低下させることなく位置検出性能を高めることが可能となる。
【選択図】図７

Description

本発明は、位置検出のためのセンサ機能を有する表示装置およびその製造方法、並びにこの表示装置を備えた電子機器に関する。

従来より、表示装置の表示面を用いて選択された位置の座標成分（位置座標）を入力する技術が知られている。その中でも代表的なものとして、タッチパネル機能を備えた表示装置が挙げられる。これは、主に表示パネル上にタッチパネルシートが取り付けられた構成であり、このタッチパネルシートを用いることにより、接触する物体（接触体）の位置座標の特定および入力を行うようになっている。

一方、近年では、表示パネル自体にセンサ機能を持たせるようにしたものが提案されている。例えば特許文献１には、画像表示のための表示電極と、タッチ箇所検出のためのタッチ電極とを、液晶層に隣接して形成することが記載されている。
特開２００１−７５０７４号公報

しかしながら、現在一般に使用されている液晶表示装置では、表示電極と液晶層との間には、液晶分子を配向させるため、配向膜と呼ばれるポリイミド膜が設けられている。この膜はおおよそ絶縁性を有しているので、タッチ電極間の接触を妨げてしまい、位置検出動作が不安定になるという問題があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、位置検出の不安定性を抑えることが可能な表示装置およびその製造方法、並びに電子機器を提供することにある。

本発明の表示装置は、第１基板および第２基板の間に液晶層を有する表示パネルと、表示パネル内に形成され、第２基板のたわみにより接触可能な第１センサ電極および第２センサ電極を有すると共に第１センサ電極および第２センサ電極の接触による電位の変化を読み取ることにより第２基板のたわみ位置を検出する位置検出手段とを備え、第１センサ電極は、第１基板に形成されると共に複数のエッジを含む断面形状を有し、第２センサ電極は、第２基板に形成されると共に第１センサ電極の複数のエッジに対向して配置されているものである。

本発明の第１の表示装置の製造方法は、第１基板および第２基板の間に液晶層を有する表示パネルと、表示パネル内に形成され、第２基板のたわみにより接触可能な第１センサ電極および第２センサ電極を有すると共に第１センサ電極および第２センサ電極の接触による電位の変化を読み取ることにより第２基板のたわみ位置を検出する位置検出手段とを備えた表示装置を製造するものであって、以下の（Ａ）〜（Ｄ）の工程を含むものである。
（Ａ）第１基板に、複数のエッジを含む断面形状を有する第１センサ電極を形成する工程
（Ｂ）第１センサ電極を形成した第１基板に、液晶層の液晶分子を配向させる配向膜を形成する工程
（Ｃ）配向膜をラビング処理することにより、第１センサ電極の複数のエッジを配向膜から露出させる工程
（Ｄ）第２基板に、第１センサ電極の複数のエッジに対向して第２センサ電極を配置する工程

本発明の第２の表示装置の製造方法は、第１基板および第２基板の間に液晶層を有する表示パネルと、表示パネル内に形成され、第２基板のたわみにより接触可能な第１センサ電極および第２センサ電極を有すると共に第１センサ電極および第２センサ電極の接触による電位の変化を読み取ることにより第２基板のたわみ位置を検出する位置検出手段とを備えた表示装置を製造するものであって、以下の（Ａ）〜（Ｃ）の工程を含むものである。
（Ａ）第１基板に、複数のエッジを含む断面形状を有する第１センサ電極を形成する工程
（Ｂ）第１センサ電極を形成した第１基板に、液晶層の液晶分子を配向させる配向膜を斜方蒸着により形成し、第１センサ電極の上面および一方の側面を配向膜で覆うと共に、第１センサ電極の他方の側面および他方の側面と上面との間のエッジを配向膜から露出させる工程
（Ｃ）第２基板に、第１センサ電極の露出したエッジに対向して第２センサ電極を配置する工程

本発明の電子機器は、表示装置を備えたものであって、表示装置が、上記本発明の表示装置により構成されているものである。

本発明の表示装置では、第１センサ電極が複数のエッジを含む断面形状を有しているので、これらのエッジでは配向膜が薄くなる傾向があり、エッジが配向膜から露出している。また、第２センサ電極は、第１センサ電極の複数のエッジに対向して配置されているので、第２基板がたわむと、第２センサ電極は第１センサ電極の露出したエッジに接触し、直接導通がとれる。このときの第１センサ電極および第２センサ電極の接触による電位の変化が読み取られ、第２基板のたわみ位置が検出される。

本発明の表示装置によれば、第１センサ電極を複数のエッジを含む断面形状とすると共に、第１センサ電極の複数のエッジに対向して第２センサ電極を配置するようにしたので、第１センサ電極および第２センサ電極を直接接触させ、位置検出の不安定性を抑えることが可能となる。よって、この表示装置を用いて電子機器を構成すれば、入力動作を安定させて、利便性の向上を図ることができる。また、入力に必要な荷重圧を小さくすることができる。特に、画素電極が複数のスリットを含む平面形状を有する、いわゆるＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式の液晶表示パネルを採用した場合に極めて好適である。

本発明の第１の表示装置の製造方法によれば、配向膜をラビング処理することにより、第１センサ電極の複数のエッジを配向膜から露出させるようにしたので、また、本発明の第２の表示装置の製造方法によれば、配向膜を斜方蒸着により形成し、第１センサ電極の上面および一方の側面を配向膜で覆うと共に、第１センサ電極の他方の側面および他方の側面と上面との間のエッジを配向膜から露出させるようにしたので、新たな工程を付加することなく、簡素な工程により上記本発明の表示装置を容易に製造することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の平面構成を表したものである。この表示装置は、液晶テレビなどの中型ないし大型の表示装置、または携帯電話機あるいはゲーム機などのモバイル用途に用いられるものであり、液晶表示パネル１に、抵抗膜方式のタッチセンサ機能を持たせたものである。液晶表示パネル１は、例えばＦＦＳ方式のものであり、列方向にはシグナルラインＳＬが複数配置され、行方向にはゲートラインＧＬが複数配置されている。各シグナルラインＳＬと各ゲートラインＧＬとの交差点近傍には、画素トランジスタ１１および画素電極１４が設けられ、これらが一つのサブピクセルに対応している。更に、隣り合う三つのサブピクセルが一つの画素Ｐｘを構成している。

また、この液晶表示パネル１内には、第１空間制御柱１Ａおよび第２空間制御柱１Ｂが、所定間隔（例えば、１行おき、４画素おき）で交互に設けられている。第１空間制御柱１Ａは、後述する液晶層３０のギャップを形成するためのスペーサとしての機能を有しており、その高さは液晶層３０の厚みと同じ、例えば約３μｍ程度である。第２空間制御柱１Ｂは、後述する第２センサ電極２２を配置するためのものであり、その高さは液晶層３０の厚みよりも低く、例えば約２．５μｍである。第１空間制御柱１Ａおよび第２空間制御柱１Ｂは、例えば、有機膜により構成されている。

図２は、図１に示した画素Ｐｘの一部を拡大したものであり、図３は図２における折れ線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面構成を表したものである。この液晶表示パネル１は、第１基板１０と第２基板２０との間に液晶層３０を有している。

第１基板１０は、ガラス基板１０Ａに、画素トランジスタ１１、第１層間絶縁膜１２Ａ、シグナルラインＳＬ、第２層間絶縁膜１２Ｂ、コモン電極１３、第３層間絶縁膜１２Ｃおよび画素電極１４を順に形成したものである。

画素トランジスタ１１は、ガラス基板１０Ａ上に、ゲートラインＧＬ、ゲート絶縁膜１１Ａおよび半導体層１１Ｂを順に積層した構成を有し、半導体層１１Ｂは、シグナルラインＳＬと同層のコンタクト部１１Ｃを介して、画素電極１４に電気的に接続されている。第１層間絶縁膜１２Ａは、例えば無機膜により構成されていることが望ましい。

画素電極１４およびコモン電極１３は、液晶層３０に電界を印加するための表示電極であり、例えば、厚みが５０ｎｍないし１００ｎｍ程度であり、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）またはＺｎＯ等の透明導電膜により構成されている。画素電極１４は、複数のスリット１４Ａを含む平面形状を有し、コモン電極１３は、画素電極１４の下に、無機絶縁膜よりなる第３層間絶縁膜１２Ｃを間にして形成されている。画素電極１４に与えられた電位は、スリット１４Ａを通ってコモン電極１３へ電界Ｅを生じる。これにより、液晶層３０の液晶分子３１Ａ，３１Ｂの方向は、無電界時には、図２および図３において点線で示したように、スリット１４Ａの長手方向に対して平行になっているが、電界印加時には、図２および図３において実線で示したように、スリット１４Ａの長手方向に対して交差するようになっている。なお、コモン電極１３は、高コントラストな表示を可能とするため、有機膜よりなる平坦化膜である第２層間絶縁膜１２Ｂ上に形成されていることが望ましい。

第２基板２０は、ガラス基板２０Ａに、有機膜よりなるカラーフィルタ２１と、上述した第１空間制御柱１Ａおよび第２空間制御柱１Ｂとを形成したものである。第２空間制御柱１Ｂ上には、対向センサ電極２２が形成されている。この対向センサ電極２２は、接触体（例えば、指先など）により第２基板２０がたわむと画素電極１４に接触可能となっており、これら画素電極１４および対向センサ電極２２により、液晶表示パネル１内に、位置検出手段としての抵抗膜方式タッチセンサが構成されている。ここで、画素電極１４が、本発明における「第１センサ電極」の一具体例に対応し、対向センサ電極２２が、本発明における「第２センサ電極」の一具体例に対応している。

図４は、画素電極１４と対向センサ電極２２との位置関係を説明するためのものであり、図５は、対向センサ電極２２を有する画素Ｐｘを含む三つの画素Ｐｘの断面構造を表したものである。画素電極１４は、上述したように複数のスリット１４Ａを有しているので、画素電極１４の断面形状は、複数のエッジ１４Ｂを含んでいる。一方、対向センサ電極２２は、画素電極１４の複数のエッジ１４Ｂに対向して配置されている。これにより、この表示装置では、位置検出の不安定性を抑えることができるようになっている。

具体的には、対向センサ電極２２は、第２基板２０の表面から第２空間制御柱１Ｂの上面に延在して形成されている。また、対向センサ電極２２は、複数のスリット２２Ａを含む櫛歯状の平面形状を有しており、スリット２２Ａで分離されたパターン２２Ｂのそれぞれが、画素電極１４のエッジ１４Ｂに対向して配置されていることが好ましい。対向センサ電極２２に複数のスリット２２Ａを設けることにより、更に接触時の信頼性を高めることができるからである。なお、パターン２２Ｂは細いほうが望ましく、また、パターン２２Ｂの本数が多いほど安定性が増す。

更に、図６に示したように、対向センサ電極２２のスリット２２Ａが伸長する方向は、画素電極１４のスリット１４Ａが伸長する方向とは異なっていることが好ましい。画素電極１４のエッジ１４Ｂでの接触部を大きくすることができると共に、接触部で画素電極１４と対向センサ電極２２とが交差するので接触抵抗の不安定性を小さくすることができるからである。なお、画素電極１４および対向センサ電極２２の形状は、格子状などの他の形状であってもよい。

図７は、対向センサ電極２２を有する画素Ｐｘを拡大して表したものである。第１基板１０および第２基板２０と液晶層３０との間には、それぞれ、配向膜１５，２３が設けられている。この配向膜１５，２３は、液晶層３０の液晶分子３１を配向させるためのものであり、例えば、厚みが５０ｎｍ程度であり、ポリイミド等の有機膜により構成されている。

第２基板２０上の配向膜２３は、第２空間制御柱１Ｂの約２．５μｍという高さに追従しきれないので、第２空間制御柱１Ｂの先端部にはほとんど形成されていない。すなわち、第２空間制御柱１Ｂの上面では、対向センサ電極２２が露出している。対向センサ電極２２の露出を確実にするためには、第２空間制御柱１Ｂのアスペクト比（高さ／幅）は大きいほうが好ましく、また、第２空間制御柱１Ｂの先端部を尖らせるようにすれば更に効果的である。

一方、第１基板１０には第２空間制御柱１Ｂが形成されていないので、画素電極１４はおおよそ平坦面に形成されている。画素電極１４は複数のスリット１４Ａおよびエッジ１４Ｂを有しているので、配向膜１５はエッジ１４Ｂ付近で薄くなっており、エッジ１４Ｂが配向膜１５から露出している。すなわち、画素電極１４の上面および側面は、複数のエッジ１４Ｂを除いて、配向膜１５で覆われており、対向センサ電極２２は、画素電極１４の露出したエッジ１４Ｂに対向して配置されている。

特に、画素電極１４の側面の平坦面に対する傾斜角αは６０度より大きいことが好ましい。エッジ１４Ｂが露出しやすくなり、位置検出の不安定性を更に改善することができるからである。

この表示装置は、例えば、次のようにして製造することができる。

まず、ガラス基板１０Ａを用意し、このガラス基板１０Ａに、一般的な製造方法により、ゲートラインＧＬ、ゲート絶縁膜１１Ａおよび半導体層１１Ｂを順に積層し、画素トランジスタ１１を形成する。次いで、画素トランジスタ１１上に、上述した材料よりなる第１層間絶縁膜１２Ａを形成し、第１層間絶縁膜１２Ａ上に、シグナルラインＳＬおよびコンタクト部１１Ｃを形成し、コンタクト部１１Ｃを半導体層１１Ｂに接続する。

続いて、上述した材料よりなる第２層間絶縁膜１２Ｂ、および上述した厚みおよび材料よりなるコモン電極１３を順に形成し、第３層間絶縁膜１２Ｃで覆う。

そののち、第３層間絶縁膜１２Ｃ上に、上述した厚みおよび材料よりなる画素電極１４を形成し、複数のスリット１４Ａを含む平面形状にパターニングする。これにより、画素電極１４の断面形状には、複数のエッジ１４Ｂが形成される。

画素電極１４を形成したのち、上述した厚みおよび材料よりなる配向膜１５を形成し、この配向膜１５をラビング処理することにより、画素電極１４の複数のエッジ１４Ｂを露出させる。これにより、第１基板１０が形成される。

ラビング処理は、図８に示したように、ローラＲに巻きつけたラビング用バフ材（コットン等）を配向膜１５表面に擦り付けることにより行う。ラビングにより、密着性の悪い配向膜１５の一部は擦り取られる。このとき、エッジ１４Ｂ近傍では、一般的な条件でももともと配向膜１５の厚みが薄くなっており、配向膜１５が擦り取られてエッジ１４Ｂが露出することが可能となる。ラビング圧は、液晶に必要なプレチルト角が得られる範囲で、強めに設定されることが望ましい。

また、配向膜１５のラビング処理方向Ａ１を、画素電極１４の複数のスリット１４Ａが伸長する方向Ａ２とは異ならせるようにすることが好ましい。エッジ１４Ｂを更に確実に露出させることができるからである。

更に、配向膜１５を形成したのちラビング処理する前に、図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示したように、例えば酸素プラズマを用いてアッシング処理を行い、配向膜１５の厚みを減らしておくことが好ましい。電荷を持ったプラズマの性質から、導電性のエッジ１４Ｂにはプラズマが集中することが可能となるので、より効果的にエッジ１４Ｂを露出させることができるからである。

また、ガラス基板２０Ａを用意し、このガラス基板２０Ａに、上述した材料よりなるカラーフィルタ２１、第１空間制御柱１Ａおよび第２空間制御柱１Ｂを形成する。続いて、第２空間制御柱１Ｂ上に対向センサ電極２２を形成したのち、配向膜２３を形成する。これにより、第２基板２０が形成される。

第１基板１０および第２基板２０を形成したのち、これらを対向配置して周囲を封止し、内部に液晶を注入して液晶層３０を形成する。以上により、図１ないし図３に示した表示装置が完成する。

次に、図１０および図１１を参照して、この表示装置の回路系および駆動シーケンスについて説明する。図１０および図１１は、画素Ｐｘの電位読み出しと書き込みとを共通の配線で行うようにした場合を表している。

各画素Ｐｘは、図１０に示したように、画素トランジスタ１１と、液晶素子ＬＣと、センサＳｅｎｓｏｒとを有している。画素トランジスタ１１のゲートはゲートラインＧＬに接続されている。画素トランジスタ１１のソースはシグナルラインＳＬに接続され、ドレインは、液晶素子ＬＣの一端およびセンサＳｅｎｓｏｒの一端に接続されている。シグナルラインＳＬは、Ｒｅａｄスイッチを介してＲｅａｄ回路に接続されると共に、Ｗｒｉｔｅスイッチを介してＷｒｉｔｅ回路に接続されている。液晶素子ＬＣの他端およびセンサＳの他端はＣＳラインに接続されている。

次に、図１１を参照して、この回路系の駆動シーケンスについて説明する。ここで、図１１（Ａ）はｎ段目のゲートラインＧＬの電位Ｖｇｎを、図１１（Ｂ）はシグナルラインＳＬの電位Ｖｓｉｇを、図１１（Ｃ）はＣＳラインの電位Ｖｃｏｍを、図１１（Ｄ）はＷｒｉｔｅスイッチの状態（オン状態またはオフ状態）を、図１１（Ｅ）はＲｅａｄスイッチの状態（オン状態またはオフ状態）を、それぞれ表している。

まず、タイミングＴ１において、Ｗｒｉｔｅスイッチがオン状態になる（図１１（Ｄ）参照）。これにより、図１１（Ｂ）に示したように、画素Ｐｘへ表示電位を書き込む前に、Ｗｒｉｔｅ回路からシグナルラインＳＬの配線部へ、一旦、ＣＳラインの電位Ｖｃｏｍと逆位相の電位がプリチャージされる。

次いで、Ｗｒｉｔｅスイッチがオフ状態となったのち、タイミングＴ２において、図１１（Ａ）に示したように、ゲートラインＧＬを介して画素トランジスタ１１のゲートへ電位Ｖｇｎが印加され、画素トランジスタ１１がオン状態となる

このとき、画素電極１４が対向センサ電極２２に接触している場合（第２基板２０が押されてたわんでいる状態）には、瞬間的にシグナルラインＳＬの電位Ｖｓｉｇが、ＣＳラインの電位Ｖｃｏｍと等しくなる（図１１（Ｂ）中の実線部分参照）。一方、画素電極１４が対向センサ電極２２に接触していない場合（第２基板２０が押されていない状態）には、シグナルラインＳＬでは、プリチャージ電位が保持される（図１１（Ｂ）中の点線部分参照）。

続いて、タイミングＴ３において、Ｒｅａｄスイッチがオン状態となる（図１１（Ｅ）参照）。これにより、図１０中に示した経路Ｐ１を介して、シグナルラインＳＬの電位Ｖｓｉｇが、Ｒｅａｄ回路へ読み込まれる。そしてこの読み込んだデータに基づいて、画素電極１４が対向センサ電極２２に接触している場合には接触位置がマトリクス状にセンシングされ、位置検出が行われる。

次いで、Ｒｅａｄスイッチがオフ状態となったのち、タイミングＴ４において、Ｗｒｉｔｅスイッチが再びオン状態となる（図１１（Ｄ）参照）。これにより、図１０中の経路Ｐ２で示したように、Ｗｒｉｔｅ回路からシグナルラインＳＬおよび画素トランジスタ１１を介して、画素Ｐｘへの表示電位が液晶素子ＬＣへ書き込まれる（図１１（Ｂ）参照）。そしてタイミングＴ５において、画素トランジスタ１１がオフ状態となる（図１１（Ａ）参照）と共に、Ｗｒｉｔｅスイッチがオフ状態となる（図１１（Ｄ）参照）ことにより、画素Ｐｘでの表示電位が確定する。なお、その後はタイミングＴ６において、ＣＳラインの電位Ｖｃｏｍが反転されることとなる。

ここでは、画素電極１４が複数のエッジ１４Ｂを含む断面形状を有しているので、これらのエッジ１４Ｂでは配向膜１５が薄くなる傾向があり、エッジ１４Ｂが配向膜１５から露出している。また、対向センサ電極２２は、画素電極１４の複数のエッジ１４Ｂに対向して配置されているので、第２基板２０がたわむと、対向センサ電極２２は画素電極１４の露出したエッジ１４Ｂに接触し、直接導通がとれる。よって、接触抵抗の低減や安定化が可能となり、位置検出の誤認識のおそれが小さくなる。

これに対して、従来では、図１２に示したように、画素電極１１４がエッジを有していないので、画素電極１１４の上面を、おおよそ絶縁性である配向膜１１５が覆ってしまっていた。そのため、接触抵抗が安定せず、位置検出のエラーが生じてしまっていた。なお、図１２に示した各構成要素には、図７の対応する構成要素の１００番台の符号を付して示している。

このように本実施の形態では、画素電極１４を複数のエッジ１４Ｂを含む断面形状とすると共に、画素電極１４の複数のエッジ１４Ｂに対向して対向センサ電極２２を配置するようにしたので、画素電極１４および対向センサ電極２２をエッジ１４Ｂで直接接触させ、位置検出の不安定性を抑えることが可能となる。よって、この表示装置を用いて電子機器を構成すれば、入力動作を安定させて、利便性の向上を図ることができる。また、入力に必要な荷重圧を小さくすることができる。特に、ＦＦＳ方式の液晶表示パネル１を採用した場合には、画素電極１４がもともと複数のスリット１４Ａを含む平面形状を有することから、開口率を低下させることなく位置検出性能を高めることが可能となる。

また、本実施の形態では、配向膜１５をラビング処理することにより、画素電極１４の複数のエッジ１４Ｂを配向膜１５から露出させるようにしたので、新たな工程を付加する必要がない加工条件の変更、または１工程程度の追加だけで、簡素な工程により本実施の形態の表示装置を容易に製造することが可能となる。また、コストアップや歩留まりの低下を招くおそれもない。

（第２の実施の形態）
図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の構成を表したものである。この表示装置は、画素電極１４の側面の断面形状を、上が広く下が狭い逆テーパ形状とし、エッジ１４Ｂの露出を更に確実にするようにしたものである。このことを除いては、本実施の形態の表示装置は、第１の実施の形態と同様の構成を有し、その動作、作用および効果も第１の実施の形態と同様である。

この表示装置は、画素電極１４をパターニングする際に、側面の断面形状が逆テーパ状になるようにすることを除いては、第１の実施の形態と同様にして製造することができる。このような逆テーパ形状の構造は、画素電極１４の材料の形成条件を変えることで下地との密着性を弱めることにより、または、画素電極１４のパターニング時のレジストマスクと画素電極１４との密着性を高めておくことにより形成可能である。

（第３の実施の形態）
図１４は、本発明の第３の実施の形態に係る表示装置の構成を表したものである。この表示装置は、配向膜１５を、基板法線方向から角度を持った（斜め方向）からの蒸着（斜方蒸着）により画素電極１４の片側のみに形成するようにしたことを除いては、第１の実施の形態と同様の構成を有し、その動作、作用および効果も第１の実施の形態と同様である。

本実施の形態では、画素電極１４の上面および一方（例えば、図１４では右側）の側面は配向膜１５で覆われているので、そちら側（例えば、図１４では右側）のエッジ１４Ｂは配向膜１５から露出していない。しかし、画素電極１４の他方（例えば、図１４では左側）の側面には配向膜１５は形成されておらず、この側面と上面との間のエッジ１４Ｂは配向膜から露出している。この露出したエッジ１４Ｂに対向して、対向センサ電極２２が配置されている。これにより、この表示装置では、第１の実施の形態と同様に、位置検出の不安定性を抑えることができるようになっている。

配向膜１５の構成材料としては、例えば、ＳｉＯ，ＳｉＯ₂ ，ダイヤモンドライクカーボン，ポーラスアルミナ，ポーラスＴｉＯなどが挙げられる。

この表示装置は、画素電極１４を形成した第１基板１０に、配向膜１５を斜方蒸着により形成することを除いては、第１の実施の形態と同様にして製造することができる。これにより、上述したように、画素電極１４の上面および一方の側面を配向膜１５で覆うと共に、画素電極１４の他方の側面およびこの側面と上面との間のエッジ１４Ｂを配向膜１５から露出させることができる。

（第４の実施の形態）
図１５は、本発明の第４の実施の形態に係る表示装置の構成を表したものである。この表示装置は、第１空間制御柱１Ａ（図１５には図示せず、図１参照。）および第２空間制御柱１Ｂを第１基板１０に設け、画素電極１４を第２空間制御柱１Ｂの上面に延在させるようにしたものである。このことを除いては、本実施の形態の表示装置は、第１の実施の形態と同様の構成を有し、その動作、作用および効果も第１の実施の形態と同様である。

本実施の形態では、第２基板２０が平坦面となるので、対向センサ電極２２には、図４または図６に示したような複数のスリット２２Ａを形成し、接触時の信頼性を高めるようにすることが好ましい。

この表示装置は、第３層間絶縁膜１２Ｃ上に、第１空間制御柱１Ａおよび第２空間制御柱１Ｂを形成したのち、画素電極１４を形成することを除いては、第１の実施の形態と同様にして製造することができる。

なお、第１空間制御柱１Ａおよび第２空間制御柱１Ｂは、第１基板１０および第２基板２０の両方に形成するようにしてもよい。

（適用例）
以下、上述した各実施の形態で説明した表示装置の適用例である電子機器について説明する。上記各実施の形態の表示装置は、テレビジョン装置，デジタルカメラ，ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなど、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。

（適用例１）
図１６は、上記各実施の形態の表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル３１０およびフィルターガラス３２０を含む映像表示画面部３００を有しており、この映像表示画面部３００は、上記各実施の形態に係る表示装置により構成されている。

（適用例２）
図１７は、上記各実施の形態の表示装置が適用されるデジタルカメラの外観を表したものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部４１０、表示部４２０、メニュースイッチ４３０およびシャッターボタン４４０を有しており、その表示部４２０は、上記各実施の形態に係る表示装置により構成されている。

（適用例３）
図１８は、上記各実施の形態の表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５１０，文字等の入力操作のためのキーボード５２０および画像を表示する表示部５３０を有しており、その表示部５３０は、上記各実施の形態に係る表示装置により構成されている。

（適用例４）
図１９は、上記各実施の形態の表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部６１０，この本体部６１０の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ６２０，撮影時のスタート／ストップスイッチ６３０および表示部６４０を有しており、その表示部６４０は、上記各実施の形態に係る表示装置により構成されている。

（適用例５）
図２０は、上記各実施の形態の表示装置が適用される携帯電話機の外観を表したものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０，サブディスプレイ７５０，ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。そのディスプレイ７４０またはサブディスプレイ７５０は、上記各実施の形態に係る表示装置により構成されている。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態では、視野角の良いフリンジフィールド電界を用いた液晶を例として説明しているが、このほかに、ＴＮモード、ＳＴＮモード、ＥＣＢモード、ＯＣＢモード、ＶＡモード液晶など、電極を用いた液晶駆動モードであれば応用が可能であることは言うまでもない。

また、例えば、上記実施の形態において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。例えば、電極材料は、上記実施の形態で説明したＩＴＯ，ＺｎＯなどの透明導電膜のほか、反射電極（Ａｌ，Ａｇなど）またはブラックを形成するための材料（Ｃｒ，Ｍｏなど）であってもよい。

更に、上記実施の形態では、液晶表示パネル１の構成を具体的に挙げて説明したが、全ての構成要素または全ての層を備える必要はなく、また、他の構成要素または他の層を備えていてもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の構成を表す平面図である。 図１に示した画素を拡大して表す平面図である。 図２における折れ線ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図３に示した画素電極と対向センサ電極との位置関係を表す分解斜視図である。 対向センサ電極を有する画素を含む三つの画素を表す断面図である。 画素電極と対向センサ電極との位置関係を表す平面図である。 図５に示した対向センサ電極を有する画素を拡大して表す断面図である。 図３に示した表示装置の製造方法を説明するための斜視図である。 図３に示した表示装置の製造方法を説明するための斜視図である。 図３に示した表示装置の回路図である。 図３に示した表示装置の駆動シーケンスを表す図である。 従来の表示装置における問題点を説明するための断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。 上記実施の形態の表示装置の適用例１の外観を表す斜視図である。 （Ａ）は適用例２の表側から見た外観を表す斜視図であり、（Ｂ）は裏側から見た外観を表す斜視図である。 適用例３の外観を表す斜視図である。 適用例４の外観を表す斜視図である。 （Ａ）は適用例５の開いた状態の正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態の正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。

符号の説明

１…液晶表示パネル、１Ａ…第１空間制御柱、１Ｂ…第２空間制御柱、１０…第１基板、１０Ａ，２０Ａ…ガラス基板、１１…画素トランジスタ、１２Ａ…第１層間絶縁膜、１２Ｂ…第２層間絶縁膜、１２Ｃ…第３層間絶縁膜、１３…コモン電極、１４…画素電極、１４Ａ，２２Ａ…スリット、１４Ｂ…エッジ、１５，２３…配向膜、２０…第２基板、２１…カラーフィルタ、２２…対向センサ電極、３０…液晶層、３１…液晶分子、ＧＬ…ゲートライン、ＬＣ…液晶素子、Ｓｅｎｓｏｒ…センサ、ＳＬ…シグナルライン

Claims (12)

1. 第１基板および第２基板の間に液晶層を有する表示パネルと、
   前記表示パネル内に形成され、前記第２基板のたわみにより接触可能な第１センサ電極および第２センサ電極を有すると共に前記第１センサ電極および前記第２センサ電極の接触による電位の変化を読み取ることにより前記第２基板のたわみ位置を検出する位置検出手段とを備え、
   前記第１センサ電極は、前記第１基板に形成されると共に複数のエッジを含む断面形状を有し、
   前記第２センサ電極は、前記第２基板に形成されると共に前記第１センサ電極の複数のエッジに対向して配置されている
   表示装置。
2. 前記第１基板および第２基板と前記液晶層との間に、前記液晶層の液晶分子を配向させる配向膜が設けられ、
   前記第１センサ電極の複数のエッジの少なくとも一つが、前記配向膜から露出しており、
   前記第２センサ電極は、前記第１センサ電極の露出したエッジに対向して配置されている
   請求項１記載の表示装置。
3. 前記表示パネルは、前記液晶層に電界を印加するための画素電極およびコモン電極を有し、
   前記画素電極は、複数のスリットを含む平面形状を有すると共に前記第１センサ電極を兼ねており、
   前記コモン電極は、前記画素電極の下に、層間絶縁膜を間にして形成されている
   請求項１または２記載の表示装置。
4. 前記第２センサ電極は複数のスリットを含む平面形状を有し、
   前記第２センサ電極の複数のスリットが伸長する方向は、前記画素電極の複数のスリットが伸長する方向とは異なる
   請求項３記載の表示装置。
5. 前記第１センサ電極の側面の断面形状は逆テーパ形状をなしている
   請求項２記載の表示装置。
6. 前記第１センサ電極の上面および一方の側面は前記配向膜で覆われ、前記第１センサ電極の他方の側面および前記他方の側面と前記上面との間のエッジは前記配向膜から露出している
   請求項２記載の表示装置。
7. 前記第１基板または前記第２基板の少なくとも一方に、前記液晶層の厚みと同じ高さの第１空間制御柱と、前記液晶層の厚みよりも低い第２空間制御柱とが、それぞれ所定間隔で設けられており、
   前記第１センサ電極または前記第２センサ電極は、それぞれ、前記第１基板または前記第２基板の表面から前記第２空間制御柱の上面に延在して形成されている
   請求項１記載の表示装置。
8. 第１基板および第２基板の間に液晶層を有する表示パネルと、前記表示パネル内に形成され、前記第２基板のたわみにより接触可能な第１センサ電極および第２センサ電極を有すると共に前記第１センサ電極および前記第２センサ電極の接触による電位の変化を読み取ることにより前記第２基板のたわみ位置を検出する位置検出手段とを備えた表示装置の製造方法であって、
   前記第１基板に、複数のエッジを含む断面形状を有する第１センサ電極を形成する工程と、
   前記第１センサ電極を形成した前記第１基板に、前記液晶層の液晶分子を配向させる配向膜を形成する工程と、
   前記配向膜をラビング処理することにより、前記第１センサ電極の複数のエッジを前記配向膜から露出させる工程と、
   前記第２基板に、前記第１センサ電極の複数のエッジに対向して第２センサ電極を配置する工程と
   を含む表示装置の製造方法。
9. 前記配向膜のラビング処理方向を、前記第１センサ電極の複数のスリットが伸長する方向とは異ならせる
   請求項８記載の表示装置の製造方法。
10. 前記配向膜を形成したのちラビング処理する前に、アッシング処理を行う
    請求項８または９記載の表示装置の製造方法。
11. 第１基板および第２基板の間に液晶層を有する表示パネルと、前記表示パネル内に形成され、前記第２基板のたわみにより接触可能な第１センサ電極および第２センサ電極を有すると共に前記第１センサ電極および前記第２センサ電極の接触による電位の変化を読み取ることにより前記第２基板のたわみ位置を検出する位置検出手段とを備えた表示装置の製造方法であって、
    前記第１基板に、複数のエッジを含む断面形状を有する第１センサ電極を形成する工程と、
    前記第１センサ電極を形成した前記第１基板に、前記液晶層の液晶分子を配向させる配向膜を斜方蒸着により形成し、前記第１センサ電極の上面および一方の側面を前記配向膜で覆うと共に、前記第１センサ電極の他方の側面および前記他方の側面と前記上面との間のエッジを前記配向膜から露出させる工程と、
    前記第２基板に、前記第１センサ電極の露出したエッジに対向して第２センサ電極を配置する工程と
    を含む表示装置の製造方法。
12. 表示装置を備えた電子機器であって、
    前記表示装置は、
    第１基板および第２基板の間に液晶層を有する表示パネルと、
    前記表示パネル内に形成され、前記第２基板のたわみにより接触可能な第１センサ電極および第２センサ電極を有すると共に前記第１センサ電極および前記第２センサ電極の接触による電位の変化を読み取ることにより前記第２基板のたわみ位置を検出する位置検出手段とを備え、
    前記第１センサ電極は、前記第１基板に形成されると共に複数のエッジを含む断面形状を有し、
    前記第２センサ電極は、前記第２基板に形成されると共に前記第１センサ電極の複数のエッジに対向して配置されている
    電子機器。

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