JP5246746B2 - 電気光学装置、電気光学装置の製造方法及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電気光学装置、電気光学装置の製造方法及び電子機器に関するものである。

液晶表示パネルは、二つの基板の間に注入されている異方性誘電率を有する液晶層を有し、その液晶層に印加する電界の強さを調節することで、基板を透過する光の量を調節し、所望の静止画像や動画像を表示させる表示装置である。このような液晶表示パネルは、軽量化、薄型化、低消費電力化等に優れており、携帯電話、カーナビ、ＰＤＡ、パーソナルコンピュータ、及びテレビ受信機等の身近な機器に限らず、計測機器、医療機器、及び産業機器全般等の表示装置として採用されている。

ところで、上述の液晶表示パネルを用いた機器にあっては、リモコンの操作に限らず、タッチパネルの操作によって液晶表示パネルに表示される静止画像や動画像を操作することができるものがある。タッチパネルは、液晶表示パネルの前面に重ね合わされるものであり、液晶表示パネルに表示される動作選択の指示に応じた例えばバーやキースイッチ等が表示されるタッチ操作画面にタッチすることで、タッチ操作コントロールを行うことができる。つまり、タッチ操作画面の内容そのものがスイッチとなり、直感的な操作が行えるというものであり、視認性と操作性との向上が図れるばかりか、多彩な機能を自在にコントロールすることも可能とされる。尚、タッチパネルの方式としては、電磁誘導式、電気抵抗式、静電容量式、及び感圧式等が知られている。

一方、このような液晶表示パネルは、デュアルビューディスプレイ技術を採用することで、あるチャンネルの映像と他のソース源からの映像とを同時に表示させることが可能となる。尚、このようなデュアルビューディスプレイ技術は、それぞれ異なる映像を空間上の規定された領域からしか見えないようにした２次元（２Ｄ）表示に限らず、視聴者の両眼にそれぞれ異なる映像が見えるようにすることで、立体像を表示させることができる３次元（３Ｄ）表示にも用いることが知られている。例えば、デュアルビューディスプレイ技術とタッチパネルの方式とを組み合わせて、タッチパネルの操作によって液晶表示パネルに表示される２Ｄ或いは３Ｄ表示を操作することができるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−７１２８６号公報

しかしながら、通常の表示装置に遮光バリアやレンチキュラーレンズ等、画像を分離する物を取付け、その上にタッチパネルを取付けているので、装置が厚くなってしまう問題があった。又、貼り合わせ工程が煩雑になる問題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］多視点画像を表示する電気光学装置であって、複数の画素を有し、少なくとも透光性の第１の基板を含む電気光学パネルと、静電容量の変化に応じて接触を検出する、透光性の第２の基板を含むタッチパネルと、を有し、前記第２の基板の前記第１の基板側の面に形成され、互いに隣接する前記画素の間に対応して、開口部が設けられた遮光性を有する金属膜からなるバリア層と、前記第２の基板の前記第１の基板から離間する側の面に形成され、透光性を有し、静電容量の変化に応じて接触を検出するための検出電極と、を含み、前記電気光学パネルは、前記第１の基板に間隔を設けて対向配置されるように形成される透光性を有する第３の基板と、前記第１の基板と前記第３の基板との間に形成された電気光学物質と、前記第１の基板の前記電気光学物質側の面に形成された前記電気光学物質に駆動電圧を印加する共通電極及び画素電極と、前記第３の基板の前記第１の基板に近接する側に配置され、互いに隣接する前記画素間で異なる表示光を射出するカラーフィルタ層と、前記第３の基板上の前記カラーフィルタ層の間に形成された遮光性を有する遮光膜と、を含み、前記第２の基板と前記第３の基板とは、前記バリア層を間に挟んで、固着されているとともに、前記第３の基板の厚さによって、前記カラーフィルタ層から射出される表示光の前記開口部に至る光路の角度が調節される、ことを特徴とする電気光学装置。

これによれば、第２の基板にバリア層が形成され、第２の基板と第３の基板とが、バリア層を間に挟んで、固着されていることにより、装置の厚みが薄くなる。これにより、基板が１枚少なくなり、その厚み分が薄くなるので、小型軽量化が図られ、しかもコストの低減も図れる電気光学装置を提供できる。また、第３の基板の厚さによって、カラーフィルタ層から射出される表示光の開口部に至る光路の角度が調節できるので、液晶表示装置による第１の画像及び第２の画像をそれぞれ好適な角度で表示することができる。

［適用例２］上記電気光学装置であって、前記バリア層は、金属膜であることを特徴とする電気光学装置。

これによれば、バリア層が導電膜の機能を持つため、従来の導電膜が不要になる。これは、導電膜が１枚少なくなり、その厚み分が薄くなるので、更に、小型軽量化が図られ、しかもコストの低減も図れる。

［適用例３］上記電気光学装置であって、前記電気光学パネルは、互いに隣接する前記画素の間に遮光性を有する遮光膜を含み、前記バリア層の前記開口部の幅は、前記遮光膜の幅よりも大きいことを特徴とする電気光学装置。

これによれば、開口部からの光の取り出し量が多くなるため、電気光学パネル全体の輝度が向上する。

［適用例４］上記電気光学装置であって、前記電気光学パネルは、互いに隣接する前記画素の間に遮光性を有する遮光膜を含み、前記バリア層の前記開口部の幅は、前記遮光膜の幅と同等或いは小さいことを特徴とする電気光学装置。

これによれば、画素間のクロストークの発生をより低減できるため、表示品質が向上する。

［適用例５］上記電気光学装置であって、前記電気光学パネルは、前記第１の基板に間隔を設けて対向配置されるように形成される透光性を有する第３の基板と、前記第１の基板と前記第３の基板との間に形成された電気光学物質と、前記第１の基板の前記電気光学物質側の面に形成された前記電気光学物質に駆動電圧を印加する共通電極及び画素電極と、を含むことを特徴とする電気光学装置。

これによれば、電気光学パネルの構成が容易になる。

［適用例６］多視点画像を表示する電気光学装置の製造方法であって、複数の画素を有し、少なくとも透光性の第１の基板を含む電気光学パネルを形成する工程と、静電容量の変化に応じて接触を検出する透光性の第２の基板を含むタッチパネルを形成する工程と、を有し、前記第２の基板の前記第１の基板側の面に形成され、互いに隣接する前記画素の間に対応して、開口部が設けられた遮光性を有する金属膜からなるバリア層を形成する工程と、前記第２の基板の前記第１の基板から離間する側の面に形成され、透光性を有し、静電容量の変化に応じて接触を検出するための検出電極を形成する工程と、を含み、前記電気光学パネルは、前記第１の基板に間隔を設けて対向配置されるように形成される透光性を有する第３の基板と、前記第１の基板と前記第３の基板との間に形成された電気光学物質と、前記第１の基板の前記電気光学物質側の面に形成された前記電気光学物質に駆動電圧を印加する共通電極及び画素電極と、前記第３の基板の前記第１の基板に近接する側に配置され、互いに隣接する前記画素間で異なる表示光を射出するカラーフィルタ層と、前記第３の基板上の前記カラーフィルタ層の間に形成された遮光性を有する遮光膜と、を含み、前記第２の基板と前記第３の基板とは、前記バリア層を間に挟んで、固着されているとともに、前記第３の基板の厚さによって、前記カラーフィルタ層から射出される表示光の前記開口部に至る光路の角度が調節される、ことを特徴とする電気光学装置の製造方法。

これによれば、第２の基板と第３の基板とを、バリア層を間に挟んで、１回で固着することにより、容易に貼り合わせが行える電気光学装置の製造方法を提供できる。

［適用例７］上記に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。

これによれば、上記電気光学装置を搭載しているので、小型軽量化が図られ、しかもコストの低減も図れる電子機器が提供できる。

以下、本実施形態に係る電気光学装置を、図面に基づいて説明する。尚、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

（電気光学装置）
本実施形態における電気光学装置は、多視点画像としての第１の画像を表示する複数の画像としての第１の画素と、多視点画像としての第２の画像を表示する複数の画像としての第２の画素とを備え、第１の画像及び第２の画像を異なる方向に同時に表示する液晶表示装置である。又、本実施形態における電気光学装置は、透過型のカラー液晶表示であって、ｒ（赤）、ｇ（緑）、ｂ（青）の各色光を出力する３個のサブ画素領域で１個の画素を構成する液晶表示装置である。ここで、表示を構成する最小単位となる表示領域を「サブ画素領域」と称する。

最初に、本実施形態における液晶表示装置の概略構成について説明する。
図１は、本実施形態に係る液晶表示装置１０の概略構成図である。本実施形態における液晶表示装置１０は、図１に示すように、電気光学パネルとしての液晶パネル１２と、接着剤１４を介して液晶パネル１２に貼り合わされたタッチパネル１６と、を備えている。

液晶パネル１２は、アクティブマトリックス基板である素子基板１８と、素子基板１８と間隔を設けて対向配置された対向基板２０と、素子基板１８及び対向基板２０に挟持された液晶層（電気光学物質）２２とを備えている。液晶パネル１２は、素子基板１８と対向基板２０とが対向する対向領域の外周部に設けられた平面視で略矩形の枠状のシール材２４を有しており、このシール材２４によって素子基板１８と対向基板２０とが貼り合わされている。液晶パネル１２のうちシール材２４の内側に、画像表示領域が形成される。液晶パネル１２は、素子基板１８の外面側（液晶層２２から離間する側）から照明光を照射する構成となっている。液晶パネル１２は、素子基板１８の外面側に設けられた偏光板２６及び対向基板２０の外面側（液晶層２２から離間する側）に設けられた偏光板２８を備えている。

タッチパネル１６は対向基板２０側にバリア層３０（遮光パターン）を備えている。又、液晶表示装置１０は、指等がタッチパネル１６に接触したことを検出する検出手段３２及びその接触座標を算出する算出手段３４を備えている。

図２は本実施形態に係る液晶表示装置１０の等価回路図である。本実施形態に係る液晶表示装置１０は、図２に示すように、複数のサブ画素領域ＳＧがマトリックス状に配置されている。この複数のサブ画素領域ＳＧのそれぞれには、画素電極３６と、画素電極３６をスイッチング制御するためのＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）素子３８とが形成されている。又、画像表示領域には、複数のデータ線４０及び走査線４２が格子状に配置されている。

ＴＦＴ素子３８は、ソースがデータ線４０に接続され、ゲートが走査線４２に接続され、ドレインが画素電極３６に接続されている。

データ線４０は、液晶表示装置１０に設けられた駆動回路（図示略）から供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを各サブ画素領域に供給する構成となっている。ここで、データ線４０は、画像信号Ｓ１〜Ｓｎをこの順で線順次で供給してもよく、互いに隣接する複数のデータ線４０同士に対してグループ毎に供給してもよい。

走査線４２は、液晶表示装置１０に設けられた駆動回路（図示略）から供給される走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを各サブ画素領域に供給する構成となっている。ここで、走査線４２は、走査信号Ｇ１〜Ｇｍを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する構成となっている。

又、液晶表示装置１０は、スイッチング素子であるＴＦＴ素子３８が走査信号Ｇ１〜Ｇｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線４０から供給される画像信号Ｓ１〜Ｓｎが所定のタイミングで画素電極３６に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極３６を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１〜Ｓｎは、画素電極３６と後述する共通電極４４との間で一定期間保持される。

図３は本実施形態に係る液晶表示装置１０の拡大平面図である。液晶表示装置１０は、図３に示すように、マトリクス状に配置された矩形の画素４６ｒ，４６ｇ，４６ｂ（以下ではまとめて「画素４６」とも呼ぶ）を有しており、これらはそれぞれ赤、緑、青の表示を行う。画素４６ｒ，４６ｇ，４６ｂは、図中のＸ軸方向にこの順に繰り返し配置されており、Ｙ軸方向については、同一の色に対応する画素４６が一列にストライプ状に並ぶように配置されている。隣接する画素４６の間には、黒色の樹脂からなる遮光膜４８が形成されている。又、以下では画素４６のＸ軸方向についての列を画素列５０と呼ぶ。

各画素４６は、第１の画像又は第２の画像のいずれかの表示に寄与する。第１の画像を表示する画素４６を第１の画素としての画素４６Ｌ、第２の画像を表示する画素４６を第２の画素としての画素４６Ｒとも呼ぶ。本実施形態では、画素４６Ｌ，４６Ｒは、画素列５０の方向、すなわちＸ軸方向について交互に繰り返し配置されており、Ｙ軸方向については各々が一列にストライプ状に並ぶように配置されている。

図４は図３に示す液晶表示装置１０の模式断面図である。液晶パネル１２は、図４に示すように、枠状のシール材２４（図１参照）を介して対向して貼り合わされた素子基板１８及び対向基板２０を有している。素子基板１８には、第１の基板としての基板本体５２が含まれており、対向基板２０には、第３の基板としての基板本体５４が含まれている。基板本体５２，５４は透光性を有している。素子基板１８と対向基板２０との間には、液晶２２が封入されている。

一方、タッチパネル１６は、第２の基板としての基板本体５６を基体としている。基板本体５６は、基板本体５４の外面側（液晶層２２から離間する側）の面に対向配置されるように形成されている。基板本体５６は透光性を有している。基板本体５６は内面側（液晶層２２側）にバリア層３０が形成されている。基板本体５６の内面側には、開口部５８が設けられた遮光性を有するバリア層３０が形成されている。基板本体５６と基板本体５４とは、バリア層３０を間に挟んで、固着されている。基板本体５６に形成されたバリア層３０は、液晶パネル１２の法線方向から見て画素４６Ｌと画素４６Ｒとの間の遮光膜４８と略重なる領域に開口部５８を有している。ここで、「画素４６Ｌと画素４６Ｒとの間」とは、図の右から左に向かう方向（すなわちＸ軸の負方向）に沿って画素４６Ｌ、画素４６Ｒがこの順に隣接している部位を言い、当該方向に沿って画素４６Ｒ、画素４６Ｌがこの順に隣接している部位は除かれる。従って、開口部５８は、Ｘ軸方向について、一つおきの遮光膜４８に対応する部位に設けられることとなる。又、開口部５８の幅は遮光膜４８の幅より若干大きくなっている。図４のように開口部５８の幅が遮光膜４８よりも大きく形成されている場合には、開口部５８からの光の取り出し量が多くなるため、液晶パネル１２全体の輝度が向上する利点がある。又、図４とは逆に開口部５８の幅が遮光膜４８の幅と同等かそれよりも小さく形成されている場合には、画素４６Ｒと画素４６Ｌとの間のクロストークの発生をより低減することができる。

バリア層３０は、遮光性を有する金属膜である。例えば、バリア層３０の材質はクロムである。尚、バリア層３０は樹脂であってもよい。この場合、液晶パネル１２からのノイズを低減する目的で、透明導電膜（透光性の導電性膜）を形成する。つまり、バリア層３０をクロム等の導電性の金属膜で形成する場合、透明導電膜はつけなくてもよい。又、バリア層３０の形成場所は、タッチパネル１６と液晶パネル１２との間であれば、タッチパネル１６側でも液晶パネル１２側でもどちらでもよい。

タッチパネル１６は、基板本体５６の外面側（液晶層２２から離間する側）に形成された検出電極６０，６２と、検出電極６０，６２を被覆する被覆膜６４とを備えている。検出電極６０，６２は透光性を有している。

次に、液晶表示装置１０の詳細な構成について、図３及び図４を参照しながら説明する。素子基板１８に含まれる基板本体５２の内面側（液晶層２２側）には、第１層から第４層までの構成要素が積層されている。素子基板１８は、例えばガラスや石英、プラスチック等の透光性材料からなる基板本体５２と、基板本体５２の内面側に順に形成された素子形成層６６、層間絶縁膜６８、電極絶縁膜７０、及び配向膜７２とを備えている。素子形成層６６は、絶縁膜、半導体膜、及び半導体膜を積層した構成となっており、図２に示すデータ線４０や走査線４２等の配線部とＴＦＴ素子３８とを構成している。

素子基板１８は、画素４６毎に形成されたＴＦＴ素子３８と、ＴＦＴ素子３８に接続された走査線４２、データ線４０、及び画素電極３６等を含む、いわゆるＴＦＴ素子基板である。又、これらの各層間の構成要素が短絡するのを防止するため、第１層と第２層の間には素子形成層６６が、第２層と第３層の間には層間絶縁膜６８が、第３層と第４層の間には電極絶縁膜７０が、それぞれ形成されている。尚、スイッチング素子としては、３端子のＴＦＴ素子３８に代えて、２端子のＴＦＤ（Thin Film Diode）素子等を用いてもよい。

層間絶縁膜６８は、例えばアクリル等の透光性材料で構成されており、素子形成層６６を覆うように設けられている。

電極絶縁膜７０は、例えばＳｉＮ等の透光性材料で構成されており、層間絶縁膜６８上に形成された共通電極４４を覆うように設けられている。

配向膜７２は、例えばポリイミド等の樹脂材料で構成されており、電極絶縁膜７０上に形成された画素電極３６を覆うように設けられている。又、配向膜７２の表面には、液晶層２２を構成する液晶分子の初期配向状態を規制するための配向処理が施されている。

基板本体５２の表面に設けられた第１層には、ＴＦＴ素子３８のゲート電極３８ｇが形成されている。

第１層の上には、ＳｉＯ₂又はＳｉＮ等からなる素子形成層６６を挟んで第２層が形成されている。第２層には、ゲート電極３８ｇに重なる位置に、アモルファスシリコンからなる半導体層３８ａが形成されている。又、半導体層３８ａのソース領域にはソース電極３８ｓが、又ドレイン領域にはドレイン電極３８ｄが一部重なった状態で形成されている。ソース電極３８ｓは、データ線４０に接続されている。半導体層３８ａ、ソース電極３８ｓ、ドレイン電極３８ｄ、及びゲート電極３８ｇにより、ＴＦＴ素子３８が構成される。

素子基板１８は、層間絶縁膜６８の内面側（液晶層２２側）に配置された共通電極４４と、電極絶縁膜７０の内面側（液晶層２２側）に配置された画素電極３６とを備えている。第２層の上には、ＳｉＯ₂又はＳｉＮ等からなる層間絶縁膜６８を挟んで第３層が形成されている。第３層には、透光性を有するＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）からなる共通電極４４が形成されている。共通電極４４は図示しない定電位線に接続されており、一定の電位に保たれている。

第３層の上にはＳｉＮ等からなる電極絶縁膜７０を挟んで、第４層が形成されている。第４層にはストライプ状の部位を有する画素電極３６が、共通電極４４に重なるようにして形成されている。画素電極３６は、層間絶縁膜６８及び電極絶縁膜７０を貫通して形成されたコンタクトホール７６を介してＴＦＴ素子３８のドレイン電極３８ｄに接続されている。

画素電極３６は、ストライプ状に間隔をあけて形成された複数の帯状部３６ａと、これら帯状部３６ａを互いに導通させる枠部３６ｂとを備えている。

共通電極４４は、層間絶縁膜６８を覆うように形成されており、例えばＩＴＯ等の透光性導電材料で構成されている。共通電極４４には、例えば液晶層２２の駆動に用いられる所定の一定の電圧或いは０Ｖ、又は所定の一定の電位とこれと異なる他の所定の一定の電位とが周期的（フレーム期間毎又はフィールド期間毎）に切り替わる信号が印加される。

共通電極４４と画素電極３６との間に駆動電圧が印加されると、画素電極３６から共通電極４４に向かって（又は共通電極４４から画素電極３６に向かって）電界が発生する。このとき、液晶層２２には、基板本体５２に実質的に平行な電界、すなわち横電界が生じる。液晶分子２２ａは、この横電界に従って基板本体５２に平行な平面内で配向方向を変える。その結果、偏光板２６，２８の透過軸との相対角度が変化し、その相対角度に応じた偏光変換機能に基づいて表示が行われる。こうした液晶モードはＦＦＳモードと呼ばれ、液晶分子２２ａが常に基板本体５２に対して平行な状態で駆動されることに起因して、広い視野角が得られる。又、第４層の表層にはポリイミドからなる配向膜７２が形成されている。

基板本体５２の外面側（液晶層２２から離間する側）には、偏光板２６が配置されている。又、偏光板２６に対向して、液晶表示装置１０に向けて光を照射するバックライト７８が配置されている。

一方、対向基板２０は、例えばガラスや石英、プラスチック等の透光性材料で構成された基板本体５４と、基板本体５４の内面側（液晶層２２側）に順次積層された遮光膜４８、画素４６ｒ，４６ｇ，４６ｂにそれぞれ対応して、赤色のカラーフィルタ８０ｒ、緑色のカラーフィルタ８０ｇ（不図示）、青色のカラーフィルタ８０ｂ（以下まとめて「カラーフィルタ層８０」とも呼ぶ）、及び配向膜８２とを備えている。カラーフィルタ層８０は、入射した光のうち特定の波長の光を吸収する樹脂であり、カラーフィルタ層８０によって透過光を所定の色（例えば赤、緑、又は青）とすることができる。又、隣接する画素４６の間の領域には、遮光性を有する黒色の樹脂からなる遮光膜４８が形成されている。カラーフィルタ層８０及び遮光膜４８の表層には、ポリイミドからなる配向膜８２が形成されている。尚、カラーフィルタ層８０及び遮光膜４８の上に、透光性を有する樹脂からなるオーバーコートを積層し、その上に配向膜を形成してもよい。

カラーフィルタ層８０は、遮光膜４８で区画された領域内であって各サブ画素領域に対応して配置されており、例えばアクリル等で構成されて各サブ画素領域で表示する色に対応する色材を含有している。

基板本体５４は、ケミカルエッチング又はＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing ）等により約５０μｍの厚さに加工されている。この加工によって、実質的に表示光が射出されるカラーフィルタ層８０と、バリア層３０の開口部５８との距離が調節され、その結果、カラーフィルタ層８０から開口部５８に至る光路の角度が調節される。これにより、液晶表示装置１０によって第１の画像及び第２の画像を好適な角度に表示することができる。

遮光膜４８は、基板本体５６の表面のうち平面視でサブ画素領域の縁部であって液晶層２２等を介してＴＦＴ素子３８やデータ線４０、走査線４２と重なる領域に、平面視で略格子状に形成されている。そして、遮光膜４８は、サブ画素領域を縁取っている（図３参照）。

配向膜８２は、例えばポリイミド等の透光性の樹脂材料で構成されており、遮光膜４８及びカラーフィルタ層８０を覆うように設けられている。そして、配向膜８２の内面側（液晶層２２側）には、配向処理が施されている。

以上より、液晶表示装置１０は、帯状部３６ａと共通電極４４との間に電圧を印加し、これによって生じる基板平面方向の電界（横電界）によって液晶を駆動する構成となっている。これにより、画素電極３６及び共通電極４４は、ＦＦＳ（Fringe-Field Switching）方式の電極構造を構成している。

又、一方基板本体５４の外面側には、接着剤１４を介してタッチパネル１６が貼り付けられている。タッチパネル１６は、基板本体５６を基体とし、基板本体５６の内面側に上述のバリア層３０が形成されている。基板本体５６の外面側には、透光性を有する導電膜としての検出電極６０，６２及び偏光板２８が、この順に略全面に形成されている。検出電極６０，６２には、ＩＴＯを用いることができる。偏光板２８の透過軸は、偏光板２６の透過軸と直交するように設定されている。

上記検出電極６０，６２は、一定の電位に保たれている。例えばグランド電位、共通電極４４と同電位、データ線４０に供給される画像信号の中心電位、走査線４２に印加される走査信号の非選択電位、液晶表示装置１０を駆動する駆動手段のロジック電位のいずれかの一定電位とすることができる。

図５は本実施形態に係る検出電極６０，６２を示す図である。タッチパネル１６は、図４及び図５に示すように、基板本体５６の外面側に形成された検出電極６０，６２と、引廻配線８４及び端子部８６と、検出電極６０，６２、引廻配線８４、及び端子部８６を被覆する被覆膜６４とを備えている。

検出電極６０，６２は、図５に示すように、画像表示領域と重なる検出領域Ａ内において複数（本実施形態では検出電極６０，６２共に５つずつ）形成されており、例えばＩＴＯ等の透光性導電材料で構成されている。そして、検出電極６０，６２は、平面視で略矩形状の検出領域Ａの一辺方向であるＸ軸方向（第１方向）に沿って形成されている。又、検出電極６０と検出電極６２とは、検出領域Ａの他の一辺方向であってＸ軸方向と直交するＹ軸方向（第２方向）に沿って交互に配置されている。

検出電極６０，６２は、平面視で略直角三角形状を有しており、その形状が同一となっている。検出電極６０は、直角を挟む２辺がそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向と平行となっており、その斜辺がＸ軸方向及びＹ軸方向から傾いてＹ軸方向の一方（＋Ｙ側）を向くように形成されている。そして、検出電極６０は、Ｘ軸方向の一方（−Ｘ側）から他方（＋Ｘ側）に向かうに従ってその幅が漸次狭くなっている。

一方、検出電極６２は、直角を挟む２辺がそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向と平行となっており、その斜辺がＸ軸方向及びＹ軸方向から傾いてＹ軸方向の他方（−Ｙ側）を向くように形成されている。そして、検出電極６２は、Ｘ軸方向の−Ｘ側から＋Ｘ側に向かうに従ってその幅が漸次広くなっている。

ここで、複数の検出電極６０のうち、最も−Ｙ側に配置されているものから順に検出電極６０Ａ〜６０Ｅと称する。又、複数の検出電極６２のうち、最も−Ｙ側に配置されているものから順に検出電極６２Ａ〜６２Ｅと称する。

又、略直角三角形状の検出電極６０，６２のうちＹ軸方向においてその斜辺が向かい合うように隣り合う２つの検出電極６０，６２は、検出電極対８８を構成している。従って、一対の検出電極対８８は、一方の検出電極６０の幅と他方の検出電極６２の幅との比率が、Ｘ軸方向に沿って−Ｘ側から＋Ｘ側に向かって変化している。すなわち、Ｘ軸方向に沿って−Ｘ側から＋Ｘ側に向かって、検出電極対８８における検出電極６０の幅の比率が、漸次小さくなると共に、検出電極６２の幅の比率が漸次大きくなっている。

そして、この検出電極対８８の外形は、検出電極６０，６２の斜辺が向かい合っていることから、平面視で略矩形状となっている。又、検出電極対８８は、検出電極６０，６２がそれぞれ５つずつ形成されていることから５対形成されている。

ここで、５対の検出電極対８８のうち、−Ｙ側に位置している側から順に検出電極対８８Ａ〜８８Ｅと称する。即ち、検出電極６０Ａ、６２Ａにより検出電極対８８Ａが形成され、検出電極６０Ｂ、６２Ｂにより検出電極対８８Ｂが形成され、検出電極６０Ｃ、６２Ｃにより検出電極対８８Ｃが形成され、検出電極６０Ｄ、６２Ｄにより検出電極対８８Ｄが形成され、検出電極６０Ｅ、６２Ｅにより検出電極対８８Ｅが形成される。

尚、図５に示すように、平面視で略矩形状の検出領域Ａで検出可能なＸ軸方向の座標であるＸ座標及びＹ軸方向の座標であるＹ座標は、それぞれ０以上１以下、１以上５以下となっている。ここで、検出領域Ａの−Ｘ側の端辺と対応するＸ座標の値が０、検出領域Ａの＋Ｘ側の端辺と対応するＸ座標の値が１と対応している。又、検出電極対８８ＡのＸ軸方向と平行な中心線と対応するＹ座標の値が１、検出電極対８８ＢのＸ軸方向と平行な中心線と対応するＹ座標の値が２、検出電極対８８ＣのＸ軸方向と平行な中心線と対応するＹ座標の値が３、検出電極対８８ＤのＸ軸方向と平行な中心線と対応するＹ座標の値が４、検出電極対８８ＥのＸ軸方向と平行な中心線と対応するＹ座標の値が５となっている。

引廻配線８４は、図５に示すように、検出電極６０，６２と共に基板本体５６の外面側であって対向基板２０の外周に沿って形成されており、検出電極６０，６２と端子部８６とを接続している。又、引廻配線８４は、例えばＡｌ（アルミニウム）等のＩＴＯと比較して抵抗率の小さい導電材料で構成されている。そして、検出電極６０と接続される引廻配線８４は、検出電極６０の−Ｘ側の端部において検出電極６０に接続されている。又、検出電極６２と接続される引廻配線８４は、検出電極６２の＋Ｘ側の端部において検出電極６２に接続されている。

端子部８６は、検出電極６０，６２や引廻配線８４と共に基板本体５６の外面側であって検出領域Ａの−Ｙ側の外部に形成されており、対向基板２０の外部に設けられた検出手段３２（図１参照）に接続されている。そして、端子部８６を介して検出電極６０，６２に検出手段３２からの交流電圧が印加される。

検出手段３２は、端子部８６を介して検出電極６０，６２に交流電圧を印加し、偏光板２６及び被覆膜６４を介して検出電極６０，６２との間の静電容量を検出して指等を接触させていない基準状態において検出される電圧と、指等を接触させた状態において検出される電圧との差を静電容量の変化量として検出する構成となっている。

算出手段３４は、図１に示すように、検出手段３２による各検出電極６０，６２（図４参照）の静電容量の変化量からＸ軸方向における座標を算出するＸ座標算出手段（第１座標算出手段）３４Ａと、Ｙ軸方向における座標を算出するＹ座標算出手段（第２座標算出手段）３４Ｂと、を備えている。尚、算出手段３４による座標の算出方法については、後述する。これらタッチパネル１６、偏光板２８、検出手段３２及び算出手段３４により、座標入力装置９０が構成される。

図４に戻り、偏光板２８は、例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール）の絶縁材料を用いて形成されたフィルムを基体として構成されている。偏光板２６は、偏光板２８と同様にＰＶＡのフィルムを基体として構成されている。尚、偏光板２６の外面側（液晶層２２から離間する側）には、偏光板２６を保護する保護フィルム（図示略）を設けてもよい。又、偏光板２６は、その透過軸が偏光板２８と略直交するように設けられている。

ここで、偏光板２６の内面側（液晶層２２側）には、１／４波長板を配置してもよい。１／４波長板を配置することで、偏光板２６の外面から入射した外光が素子基板１８で反射して再び射出することを防止できる。尚、１／４波長板に合わせて、偏光板２６の透過軸を適宜変更する。

又、偏光板２６，２８の一方又は双方の内面側（液晶層２２側）には、光学補償フィルム（図示略）を配置してもよい。光学補償フィルムを配置することで、液晶表示装置１０を斜視した場合の液晶層２２の位相差を補償することができ、光漏れを減少させてコントラストを増加させることができる。光学補償フィルムとしては、負の一軸性媒体と正の一軸性媒体とを組み合わせたものや、各方向の屈折率がｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙである二軸性媒体が用いられる。

（液晶表示装置の動作）
次に、上述のような構成の液晶表示装置１０の動作について説明する。素子基板１８の外面側から入射した光は、偏光板２６によって直線偏光に変換されて液晶層２２に入射する。

ここで、画素電極３６と共通電極４４との間に電圧が印加されていないオフ状態の場合であれば、液晶層２２に入射した直線偏光は、液晶層２２により入射時と同一の偏光状態で液晶層２２から射出する。そして、この直線偏光は、その偏光方向が偏光板２８の透過軸と直交するため、偏光板２８で遮断され、サブ画素領域が暗表示となる。

一方、画素電極３６と共通電極４４との間に電圧が印加されているオン状態の場合であれば、液晶層２２に入射した直線偏光は、液晶層２２により所定の位相差（１／２波長分）の位相差が付与され、入射時の偏光方向と直交する直線偏光に変換されて液晶層２２から射出する。そして、この直線偏光は、その偏光方向が偏光板２８の透過軸と平行であるため、偏光板２８を透過して表示光として視認され、サブ画素領域が明表示となる。

そして、検出電極６０，６２に交流電圧を印加した状態で偏光板２８に人間の指等が触れると、偏光板２８及び被覆膜６４を介して検出電極６０，６２と指等との間で静電容量が形成される。そのため、検出電極６０，６２から静電容量を介して電流が流れる。検出手段３２は、静電容量が形成されることによって電流の変化量を静電容量の変化量として検出する。そして、算出手段３４は、検出手段３２において検出された静電容量の変化量から、検出領域Ａにおける指等の接触位置を算出する。

その後、算出した接触位置の情報に基づいて、画像表示領域に表示される画像を切り替えたり、偏光板２８の表面で移動する指の軌跡を画像表示領域に画像として表示させたりする。

ここで、接触位置の算出方法について具体的に説明する。尚、図６は本実施形態に係る接触位置の算出方法を示す説明図、図７は本実施形態に係る接触位置の算出方法を示すフローチャートである。又、図６に示す符号Ｔは、偏光板２８に対する指の接触領域を示している。

先ず、検出手段３２（図１参照）は、各検出電極６０，６２における静電容量の変化量ＣＬ、ＣＲを検出する（図７に示すステップＳ１００）。ここでは、検出手段３２が、指等を接触させていない基準状態において各検出電極６０，６２で検出される静電容量と、指等を接触させた状態において各検出電極６０，６２で検出される静電容量との差を検出する。

又、Ｘ座標算出手段３４Ａ（図１参照）は、各検出電極６０で検出した静電容量の変化量ＣＬの和であるΣＣＬを算出すると共に（ステップＳ１１０）、各検出電極６２で検出した静電容量の変化量ＣＲの和であるΣＣＲを算出する（ステップＳ１２０）。そして、Ｘ座標算出手段３４Ａは、ΣＣＬとΣＣＲとの比を計算し（ステップＳ１３０）、Ｘ座標を算出する（ステップＳ１４０）。

従って、例えば図６に示すように、ΣＣＬとΣＣＲとの比が１：３である場合、ΣＣＬと（ΣＣＬ＋ΣＣＲ）との比が１：４であることから、Ｘ座標算出手段３４Ａは、Ｘ座標の値を０．７５として算出する。

一方、Ｙ座標算出手段３４Ｂ（図１参照）は、各検出電極対８８Ａ〜８８Ｅにおける静電容量の変化量ＣＰを算出する（ステップＳ１５０）。そして、検出電極対８８Ａ〜８８Ｅにおける静電容量の変化の重心位置を算出するセントロイド計算を行う（ステップＳ１６０）。ここでは、下記の式（１）を用いてＹ座標を算出する（ステップＳ１７０）。
ｙ＝Σ（ｎ×ＣＰ）／ΣＣＰ………（１）
ここで、ｎ×ＣＰは、検出電極対８８における静電容量の変化量ＣＰと、その検出電極対８８の幅方向の中心線と対応するＹ座標の値との積を示している。

従って、例えば図６に示すように、検出電極対８８Ａにおける静電容量の変化量ＣＰ１を０、検出電極対８８Ｂにおける静電容量の変化量ＣＰ２を１、検出電極対８８Ｃにおける静電容量の変化量ＣＰ３を４、検出電極対８８Ｄにおける静電容量の変化量ＣＰ４を２、検出電極対８８Ｅにおける静電容量の変化量ＣＰ５を０とする。このとき、（１×０＋２×１＋３×４＋４×２＋５×０）／（０＋１＋４＋２＋０）＝３．１４となる。よって、Ｙ座標算出手段３４Ｂは、Ｙ座標の値を３．１４として算出する。以上のようにして、Ｘ座標及びＹ座標の値から指の接触位置を算出する。

図８は、図３に示す液晶表示装置１０の断面構造を、視角と、その視角において視認される表示との関係と共に示した図である。この図は、画素４６ｂ（画素４６Ｒ）と画素４６ｒ（画素４６Ｌ）との間に配置された開口部５８を通る光に着目して描かれている。他の開口部５８を通る光の振る舞いもこの図と同様である。又、この図においては、光路の説明の便宜上、基板本体５４が厚く描かれており、又素子基板１８の構成要素は省略されている。

画素４６ｒからの表示光は、開口部５８を通り、空気層に入射する際に屈折した後に、符号９２ｒを付した角度範囲で視認される。同様にして、画素４６ｇ、画素４６ｂからの表示光は、それぞれ符号９２ｇ，９２ｂを付した角度範囲で視認される。角度範囲９２ｒと角度範囲９２ｂ、角度範囲９２ｒと角度範囲９２ｇ、及び角度範囲９２ｂと角度範囲９２ｇは、一部重複する。

この結果、正面から左に分布する角度範囲ＶＬでは、画素４６ｂからの表示光はバリア層３０で遮蔽されて視認されず、画素４６ｒからの表示光のみが視認される。一方、正面から右に分布する角度範囲ＶＲでは、画素４６ｒからの表示光はバリア層３０で遮蔽されて視認されず、画素４６ｂからの表示光のみが視認される。換言すれば、角度範囲ＶＬでは、画素４６Ｌによる第１の画像のみが視認され、角度範囲ＶＲでは、画素４６Ｒによる第２の画像のみが視認される。このように、液晶表示装置１０は、角度範囲ＶＬ，ＶＲにおいて２つの異なる画像を表示することができる。角度範囲ＶＬ，ＶＲは、それぞれ約３０°である。

このように、液晶表示装置１０は、いわゆる２画面表示ディスプレイであり、斜め左右方向から観察されることとなるので、広い視野角を有している必要がある。そこで、上記したように横電界モード（ＦＦＳ）を採用した。

尚、角度範囲ＶＬ，ＶＲに挟まれた正面方向の角度範囲ＶＣにおいては、画素４６ｂ及び画素４６ｒからの表示光が共に視認される。すなわち、角度範囲ＶＣは、第１の画像及び第２の画像が共に表示される混在領域となっている。これは、開口部５８のＸ軸方向の幅が、遮光膜４８のＸ軸方向の幅より大きくなっているためである。

以上に説明した液晶表示装置１０は、第２の基板にバリア層が形成され、第２の基板と第３の基板とが、バリア層を間に挟んで、固着されていることにより、装置の厚みが薄くなる。これにより、基板が１枚少なくなり、その厚み分が薄くなるので、小型軽量化が図られ、しかもコストの低減も図れる。又、タッチパネル１６に検出電極６０，６２が形成されていることにより、次のような特徴を有する。すなわち、対向基板２０には液晶２２を駆動するための電極が形成されていないものの、タッチパネル１６及び対向基板２０に生じた静電気を検出電極６０，６２を介して除去することができ、ひいてはこれらの基板に静電気が蓄積するのを未然に防止することができる。これにより、静電気に起因する種々の表示上の不具合の少ない、高品位な表示を行うことができる。

（液晶表示装置の製造方法）
又、上記液晶表示装置１０は、図９のような工程を経て製造される。
図９は本実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を示すフローチャートである。先ず、基板本体５４，５２の内面側（液晶層２２側）に、上記した構成要素を積層させる（ステップＳ２００）。具体的には、基板本体５２上に、共通電極４４及び画素電極３６を形成する。

次に、これら両基板本体を、シール剤を介して貼り合わせた後、基板本体間に液晶２２を封入する（ステップＳ２１０）。具体的には、共通電極４４及び画素電極３６上に間隔を設けて対向配置するように透光性を有する基板本体５４を形成する。それから、基板本体５２と基板本体５４との間に、液晶層２２を形成する。

続いて、基板本体５４をケミカルエッチング又はＣＭＰ等によって約５０μｍの厚さに加工する（ステップＳ２２０）。

次に、あらかじめバリア層３０、検出電極６０，６２が形成された基板本体５６（タッチパネル１６）を、接着剤１４を介して基板本体５４（対向基板２０）に貼り合わせる（ステップＳ２３０）。具体的には、基板本体５６の第１の面に、透光性を有し、静電容量の変化に応じて接触を検出するための検出電極６０，６２を形成する。それから、基板本体５６の第１の面とは反対の第２の面に、互いに隣接する第１の画素４６Ｌと第２の画素４６Ｒとの間に対応して開口部５８が設けられた遮光性を有するバリア層３０を形成する。その後、基板本体５６の第２の面と基板本体５４の外面側とを、バリア層３０を間に挟んで、対向配置されるように固着する。最後に偏光板２６，２８を配置し、バックライト７８を取付けて完成する（ステップＳ２４０）。

こうした製造方法によれば、薄く加工された基板本体５４に検出電極６０，６２を直接形成する必要がないため、基板本体５４に損傷を与えにくくすることができる。そして、検出電極６０，６２を備えたタッチパネル１６を対向基板２０に貼り合わせることで、対向基板２０及びタッチパネル１６に生じた静電気を除去することができ、ひいてはこれらの基板に静電気が蓄積するのを未然に防止することができる。

（電子機器への搭載例）
図１０は本実施形態に係る電子機器の一例を示す斜視図である。上述した液晶表示装置１０は、例えば、図１０に示すような電子機器としてのカーナビゲーションシステム用の液晶表示装置１００に搭載して用いることができる。この液晶表示装置１００は、表示部１０２に組み込まれた液晶表示装置１０によって、２つの画像を異なる方向に同時に表示することができる。例えば、運転席側に地図の画像を表示すると共に、助手席側に映画の画像を表示することができる。

運転席側の地図の画像には、メニューボタン１０４，１０６，１０８が表示される。これらのメニューボタンには各種のプログラムを割り当てることができる。例えば、メニューボタン１０４には電子メールを割り当て、メニューボタン１０６にはブラウザを割り当て、メニューボタン１０８には描画ソフトを割り当てることができる。メニューボタンに触れるだけで、所望のソフトを起動することが可能となる。

又、助手席側の映画の画像には、メニューボタン１１０，１１２，１１４が表示される。これらのメニューボタンには各種のプログラムを割り当てることができる。例えば、メニューボタン１１０にはメニューを割り当て、メニューボタン１１２にはズームを割り当て、メニューボタン１１４には入力切替を割り当てることができる。メニューボタンに触れるだけで、所望の操作が可能となる。

尚、液晶表示装置１０は、上記液晶表示装置１００の他、モバイルコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器等の各種電子機器に用いることができる。

以上、実施形態について説明したが、変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。
平面パネル型の液晶表示装置に限らず、ブラウン管型の表示装置に適用可能である。又、平面パネル型としては、液晶表示パネルに限らず、プラズマ・ディスプレイ（Plasma Display Panel）や、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイにも適用可能である。又、カーナビに限らず、デュアルビュー表示が可能な表示装置を搭載している機器であればよく、携帯電話、ＰＤＡ、パーソナルコンピュータ、テレビ受信機等の身近な機器に限らず、計測機器、医療機器、産業機器全般等にも適用可能である。又、２次元（２Ｄ）表示に限らず、視聴者Ａ又はＢの両眼にそれぞれ異なる映像が見えるようにすることで、立体像を表示させることができる３次元（３Ｄ）表示にも適用可能である。

本実施形態に係る液晶表示装置の概略構成図。 本実施形態に係る液晶表示装置の等価回路図。 本実施形態に係る液晶表示装置の拡大平面図。 図３に示す液晶表示装置の模式断面図。 本実施形態に係る検出電極を示す図。 本実施形態に係る座標の算出方法を示す説明図。 本実施形態に係る座標の算出方法を示すフローチャート。 図３に示す液晶表示装置の断面構造を、視角と、その視角において視認される表示との関係と共に示した図。 本実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を示すフローチャート。 本実施形態に係る電子機器の一例を示す斜視図。

符号の説明

１０…電気光学装置（液晶表示装置） １２…液晶パネル（電気光学パネル） １４…接着剤 １６…タッチパネル １８…素子基板 ２０…対向基板 ２２…液晶層（液晶）（電気光学物質） ２２ａ…液晶分子 ２４…シール材 ２６，２８…偏光板 ３０…バリア層 ３２…検出手段 ３４…算出手段 ３４Ａ…Ｘ座標算出手段 ３４Ｂ…Ｙ座標算出手段 ３６…画素電極 ３６ａ…帯状部 ３６ｂ…枠部 ３８…ＴＦＴ素子 ３８ａ…半導体層 ３８ｄ…ドレイン電極 ３８ｇ…ゲート電極 ３８ｓ…ソース電極 ４０…データ線 ４２…走査線 ４４…共通電極 ４６…画素 ４８…遮光膜 ５０…画素列 ５２…基板本体（第１の基板） ５４…基板本体（第３の基板） ５６…基板本体（第２の基板） ５８…開口部 ６０，６２…検出電極 ６４…被覆膜 ６６…素子形成層 ６８…層間絶縁膜 ７０…電極絶縁膜 ７２…配向膜 ７６…コンタクトホール ７８…バックライト ８０…カラーフィルタ層 ８２…配向膜 ８４…引廻配線 ８６…端子部 ８８…検出電極対 ９０…座標入力装置 ９２…符号 １００…液晶表示装置 １０２…表示部 １０４，１０６，１０８，１１０，１１２，１１４…メニューボタン。

Claims (4)

1. 多視点画像を表示する電気光学装置であって、
   複数の画素を有し、少なくとも透光性の第１の基板を含む電気光学パネルと、
   静電容量の変化に応じて接触を検出する、透光性の第２の基板を含むタッチパネルと、
   を有し、
   前記第２の基板の前記第１の基板側の面に形成され、互いに隣接する前記画素の間に対応して、開口部が設けられた遮光性を有する金属膜からなるバリア層と、
   前記第２の基板の前記第１の基板から離間する側の面に形成され、透光性を有し、静電容量の変化に応じて接触を検出するための検出電極と、
   を含み、
   前記電気光学パネルは、
   前記第１の基板に間隔を設けて対向配置されるように形成される透光性を有する第３の基板と、
   前記第１の基板と前記第３の基板との間に形成された電気光学物質と、
   前記第１の基板の前記電気光学物質側の面に形成された前記電気光学物質に駆動電圧を印加する共通電極及び画素電極と、
   前記第３の基板の前記第１の基板に近接する側に配置され、互いに隣接する前記画素間で異なる表示光を射出するカラーフィルタ層と、
   前記第３の基板上の前記カラーフィルタ層の間に形成された遮光性を有する遮光膜と、
   を含み、
   前記第２の基板と前記第３の基板とは、前記バリア層を間に挟んで、固着されているとともに、
   前記第３の基板の厚さによって、前記カラーフィルタ層から射出される表示光の前記開口部に至る光路の角度が調節される、ことを特徴とする電気光学装置。
2. 前記検出電極は、平面視で略直角三角形状を有する一対の検出電極が、それぞれの斜辺を対向させて配置された検出電極対であって、前記電気光学パネルの画像表示領域と重なる検出領域内に複数配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 請求項１に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
4. 多視点画像を表示する電気光学装置の製造方法であって、
   複数の画素を有し、少なくとも透光性の第１の基板を含む電気光学パネルを形成する工程と、
   静電容量の変化に応じて接触を検出する透光性の第２の基板を含むタッチパネルを形成する工程と、
   を有し、
   前記第２の基板の前記第１の基板側の面に形成され、互いに隣接する前記画素の間に対応して、開口部が設けられた遮光性を有する金属膜からなるバリア層を形成する工程と、
   前記第２の基板の前記第１の基板から離間する側の面に形成され、透光性を有し、静電容量の変化に応じて接触を検出するための検出電極を形成する工程と、
   を含み、
   前記電気光学パネルは、
   前記第１の基板に間隔を設けて対向配置されるように形成される透光性を有する第３の基板と、
   前記第１の基板と前記第３の基板との間に形成された電気光学物質と、
   前記第１の基板の前記電気光学物質側の面に形成された前記電気光学物質に駆動電圧を印加する共通電極及び画素電極と、
   前記第３の基板の前記第１の基板に近接する側に配置され、互いに隣接する前記画素間で異なる表示光を射出するカラーフィルタ層と、
   前記第３の基板上の前記カラーフィルタ層の間に形成された遮光性を有する遮光膜と、
   を含み、
   前記第２の基板と前記第３の基板とは、前記バリア層を間に挟んで、固着されているとともに、
   前記第３の基板の厚さによって、前記カラーフィルタ層から射出される表示光の前記開口部に至る光路の角度が調節される、ことを特徴とする電気光学装置の製造方法。

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