專利名稱：液晶顯示裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有觸摸傳感功能的液晶顯示裝置，其中，兩 個(gè)傳感電才及中的一個(gè)傳感電才及越過封裝于第 一和第二基板之間的液 晶而與另一個(gè)傳感電才及對(duì)置地配置，并涉及一種制造此液晶顯示裝置的方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置具有諸如薄、重量輕、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。因此，液 晶顯示裝置纟皮大量應(yīng)用于移動(dòng)應(yīng)用的電子i殳備，例如手4幾和^:碼相機(jī)。液晶顯示裝置具有液晶面4反，其中，液晶封裝在一對(duì)基才反之間。 在液晶顯示裝置中，,人平面光源發(fā)出的光(例如，i殳置在液晶面4反 的背表面上的背光)；故液晶面4反所調(diào)制。并且，通過經(jīng)調(diào)制的光在 液晶面板的前表面(〗現(xiàn)看顯示表面的一側(cè))上進(jìn)4于圖<象的顯示。近些年來，實(shí)現(xiàn)了被稱為"觸摸面板"的具有傳感功能的液晶 顯示裝置，通過該裝置，使用液晶顯示裝置的屏幕上顯示的圖標(biāo)等 直接輸入代表用戶所指示的內(nèi)容的數(shù)據(jù)。觸」漠面一反安裝在液晶顯示裝置的顯示表面?zhèn)龋瑏V人而能夠用人手 或物體(例如，記錄筆)選擇液晶顯示裝置的屏幕上所顯示的指示 內(nèi)容。當(dāng)人手或物體直接接觸觸摸面板時(shí)，觸摸面板4企測到在觸摸 面板表面內(nèi)的被人手或物體接觸的位置。液晶顯示裝置接收與檢測 到的接觸位置相應(yīng)的輸入信號(hào)形式的指示內(nèi)容，并基于輸入信號(hào)執(zhí) 行操作。當(dāng)包括觸摸面板的液晶顯示裝置用于計(jì)算機(jī)等時(shí)，不需要在枳^身和顯示器裝置的外部^是供作為附屬i殳備的輸入單元，例如4建盤或 鼠標(biāo)。可選地，觸摸面板提供了輔助這種輸入單元的另一種輸入單 元。另外，當(dāng)觸摸面板用在移動(dòng)產(chǎn)品(例如手機(jī))中時(shí)，不需要設(shè) 置按鍵區(qū)，或可減少鍵的數(shù)量。從上可知，當(dāng)將觸摸面板安裝至液晶顯示裝置時(shí)，可減少專用 附屬設(shè)備的數(shù)量。對(duì)于產(chǎn)品供應(yīng)商方，當(dāng)附屬設(shè)備的數(shù)量變少時(shí)， 可提供產(chǎn)品設(shè)計(jì)的自由度增加、由此可促進(jìn)產(chǎn)品的小型化并提高方 便性、從而增加產(chǎn)品竟?fàn)幜Φ膬?yōu)點(diǎn)。這對(duì)用戶方也提供了以下優(yōu)點(diǎn)， 例如產(chǎn)品的價(jià)格降低、功能性強(qiáng)以及方便性提高。因此，觸摸面板 的使用具有逐年增長的趨勢。對(duì)于在液晶顯示面板的顯示表面?zhèn)壬细郊佑|4莫面才反的液晶顯示 裝置，在觸4莫面^反的安裝方法方面是已知的。然而，在外部增加了觸纟莫面纟反對(duì)于顯示裝置的薄化不利，這成 為制造成本增加的主要因素。另外，在外部增加了觸摸面板的液晶 顯示裝置中，圖像顯示期間的光學(xué)特性由于折射界面的影響而改變，9從而降低了圖像的可^見性。因此，人們認(rèn)識(shí)到，液晶顯示面板和觸摸面板應(yīng)彼此一體化成開作為觸^莫面^反中的才企測系統(tǒng)，電阻膜系統(tǒng)、靜電電容系統(tǒng)和光 學(xué)系統(tǒng)是已知的。對(duì)于這些系統(tǒng)，在利用電阻膜系統(tǒng)的觸摸面板中， 單點(diǎn)檢測是一個(gè)原則。由此，限制了利用電阻膜系統(tǒng)的觸摸面板的應(yīng)用。人們研究了在上述系統(tǒng)中將液晶顯示面板和觸摸面板彼此一體化成升特別地，當(dāng)液晶顯示面板和觸摸面板在電阻膜系統(tǒng)中彼此一體 化成形時(shí)，用于顯示的<象素陣列驅(qū)動(dòng)配線也能夠有效地用作4企測電 阻變化的配線。因此，可以防止顯示器的分辨率降4氐，并且，傳感 器的位置檢測的精度高。另外，能夠獲得其他功能，例如多點(diǎn)檢測能。功化已知一種帶有觸摸傳感器的液晶顯示裝置，其中，當(dāng)使用者用作"第一和第二傳感電極"或"接觸電極")分別在夾持液晶層的兩 個(gè)基板上形成，以在電阻膜系統(tǒng)中 一體化形成液晶顯示面板和觸摸面板。例如，日本專利^Hf第2001-75074號(hào)中描述了這種液晶顯示裝置。在具有觸4莫傳感功能、利用電阻膜系統(tǒng)并具有上述結(jié)構(gòu)的液晶 顯示裝置中，兩個(gè)傳感電才及需要形成為4皮此可4妄觸的，以在兩個(gè)傳 感電極之間保持液晶層。然而，通常地，液晶層的位置定向?yàn)榕c取向膜接觸，該取向膜 用于確定^^晶分子的取向方向。為此，為了應(yīng)用上述結(jié)構(gòu)，第一和第二傳感電極必須與取向膜接觸，取向膜被保持在第 一和第二傳感 電極之間。因此，由于第一和第二傳感電極接觸的取向膜部分被削 減，結(jié)果，可能導(dǎo)致不完美的取向，或者#1削減的取向月莫在液晶中 浮動(dòng)/人而導(dǎo)致不完美的顯示。因此，在利用電阻月莫系統(tǒng)并具有這種 結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置中，令人擔(dān)心的是由于上述原因，由于重復(fù)使 用觸摸傳感器而不能保持顯示等級(jí)。
已知一種具有觸^莫傳感功能并利用電阻膜系統(tǒng)的液晶顯示裝 置，其中，為了避免這種不^更，去4卓傳感電核j妄觸處的取向力莫部分。
例如，在日本專利爿〉開第2007-52368號(hào)中描述了這種液晶顯示裝置。

發(fā)明內(nèi)容
日本專利/>開第2007-52368號(hào)^Hf 了在制造具有觸4莫傳感功 能并應(yīng)用電阻膜系統(tǒng)的液晶顯示裝置的過程中所使用的技術(shù)，將溶 劑從噴墨中使用的樣t小噴嘴局部地涂布至取向膜，以溶解取向膜的 局部，,人而佳z接觸電才及的表面暴露。
然而，在采用這種處理的情況中，評(píng)估產(chǎn)量4交^氐，乂人而增加制 造成本。另外， 一旦難以完美i也、局部i也去除沉積的取向膜，就4旦 心會(huì)降低產(chǎn)量。同樣，噴墨技術(shù)的應(yīng)用意味著必須在普通設(shè)備上進(jìn) 4亍才殳資。乂人而，在這方面增加了制造成本。
此外，對(duì)于局部涂布溶劑的技術(shù)，擔(dān)心會(huì)出現(xiàn)這種情況，即， 甚至在接觸電極中想要暴露的表面的周圍的取向膜也被部分溶解。 因此，由于在面積上需要余量(margin)以防止取向膜的去除只十顯 示產(chǎn)生影響，所以，在^f象素內(nèi)增加了除了實(shí)質(zhì)上用于顯示的面積以 外的附加面積。例如，這與透射型液晶顯示裝置中的孔徑比(透光 部分占像素面積的比例)減小的情況具有相同的缺點(diǎn)。為此，由于去除取向膜而引起的面積余量的增大很有可能會(huì)導(dǎo)致圖片亮度降低 的缺點(diǎn)。
鑒于上述情況而作出了本發(fā)明，因此其目的在于4是供一種可靠 性高的液晶顯示裝置，其不需要導(dǎo)致制造成本增加的處理、具有高 靈敏度、 一體化地4是供應(yīng)用電阻膜系統(tǒng)的觸摸傳感功能而不對(duì)顯示 性能產(chǎn)生影響，并且^是供一種該液晶顯示裝置的制造方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種
液晶顯示裝置，其包括顯示表面?zhèn)鹊牡谝换?；背表面?zhèn)鹊牡诙?基板；在第一和第二基板之間形成的液晶層；在第一和第二基板中 的一個(gè)基板上形成以與液晶層4妄觸的取向膜；在取向膜的表面上形 成并與液晶層接觸的第 一 傳感電極；以及在第 一 和第二基板中的另 一個(gè)基板上形成、并且當(dāng)乂人顯示表面?zhèn)?換壓第一基4反時(shí)適于4妄觸或 靠近第 一傳感電極的第二傳感電才及。
通過上述結(jié)構(gòu)，第一傳感電才及通過取向膜在第一和第二基4反中 的一個(gè)基板上形成。取向膜是第一電極的基底膜，因此，第一傳感 電極的表面不覆蓋有取向膜。另外，在第一和第二電極中的另一個(gè) 電才及側(cè)，第二傳感電相二沒置在這樣的位置，在該4立置處，第二傳感 電才及面向第一傳感電4及并<吏液晶層<呆持在笫一和第二電才及之間。
當(dāng)顯示表面?zhèn)鹊牡?一和第二電極中的 一個(gè)電極以此狀態(tài)^皮按壓
時(shí)，第一和第二電才及中的一個(gè)電招j皮所施加的外部壓力彎曲。當(dāng)?shù)?一和第二電才及中的此一個(gè)電核j皮所施力cr的外部壓力彎曲時(shí)，第一傳
感電才及與第二傳感電核j妄觸，結(jié)果，第一和第二傳感電才及中的至少 一個(gè)電極的電位從接觸之前的電位發(fā)生變化?；蛘?，由于第一傳感 電極靠近第二傳感電極，盡管第一傳感電極與第二傳感電極不接觸， 但是，在第一傳感電極和第二傳感電極之間還是會(huì)發(fā)生電變化，例 如電容變4匕。這種電變4匕#:才是取到外部以械)險(xiǎn)測到，或者^皮內(nèi)置抬r測部件檢測到，由此可檢測到第一和第二基板中的一個(gè)基板被按壓
的位置。
關(guān)于更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，可以釆用第二傳感電才及兼用作#>素電才及的 結(jié)構(gòu)(第一結(jié)構(gòu))、與^象素不同的才企測區(qū)域才艮據(jù)預(yù)定夫見則而i殳置的情 況(第二結(jié)構(gòu))、以及與像素電極不同的第二傳感電極被設(shè)置在像素
內(nèi)的情況(第三結(jié)構(gòu))。同樣，可以釆用以下情況第一傳感電才及和 第二傳感電才及在;f皮此垂直交叉的方向上纟從向;l也、以多個(gè)〗象素共有的
長圖樣的形式而形成，并且讀出由于4妻觸而引起的電阻變化(第四
結(jié)構(gòu))。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，提供了一種液晶顯示裝置的制造 方法，其包括第一步，在第一基板上形成預(yù)定功能膜；第二步， 在第二基板上形成預(yù)定功能膜；第三步，將第一基板和第二基板分 別設(shè)置在顯示表面?zhèn)群捅潮砻鎮(zhèn)?，并將第一基板和第二基板固定?面板框，并在第一基板和第二基板之間注入液晶，密封第一基板和 第二基一反之間的'液晶。第二步包^舌以下步驟在第二基纟反的部分區(qū) i或上形成第二傳感電才及。第一步包4舌以下步驟在第一基^反上形成 取向膜；在取向膜上這樣一個(gè)位置處的部分區(qū)域上形成第一傳感電 極，在該位置處，第一傳感電極隔著第三步中形成的液晶層而面向 第二傳感電極；以及在形成第一傳感電極的狀態(tài)下，在一個(gè)方向上 打磨取向膜。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種可靠性高的液晶顯示裝置，其不需 要導(dǎo)致制造成本增加的處理，具有高靈敏度，并能一體化地提供利 用電阻膜系統(tǒng)的觸摸傳感功能而不會(huì)對(duì)顯示性能產(chǎn)生影響，并且可 以才是供一種該液晶顯示裝置的制造方法。
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圖1是示出了#4居本發(fā)明的第一實(shí)施方式的透射型液晶顯示裝 置沿圖3的線A-A截取的結(jié)構(gòu)的示意性截面圖2是示出了#4居本發(fā)明的第一實(shí)施方式的透射型液晶顯示裝 置沿圖3的線B-B截取的結(jié)構(gòu)的另一示意性截面圖3是示出了包括在第一實(shí)施方式的透射型液晶顯示裝置中的 1象素的一部分的示意性頂一見平面圖4是示出了第一實(shí)施方式中的像素的等效電路和用于觸摸才企 測的電路以及用于數(shù)據(jù)寫入的電路的電路圖(部分為框圖)；
圖5是示意性地示出了當(dāng)用手指按壓濾色基板時(shí)第一和第二電 才及4皮此4妄觸的情況的截面圖6A~圖6E分別是示出了配線的電壓和各種信號(hào)的波形的時(shí) 序圖7A是示出了整個(gè)液晶面板的傳感電極及其框部的頂視平面 圖，圖7B和圖7C是圖7A的局部》文大圖8是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的透射型液晶顯示 裝置的制造方法的特4正部分的流禾呈圖9A和圖9B是用于說明打磨方向和傳感電極圖案之間的優(yōu)選 關(guān)系的頂一見平面圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的透射型液晶顯示 裝置的結(jié)構(gòu)的示意性截面圖；圖ll是示出了4艮據(jù)變形例3在其中形成有凹部的透射型液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的、與圖2相應(yīng)的示意性截面圖。
圖12是示出了根據(jù)變形例4的透射型液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)并說明了四個(gè)^f象素單元和兩個(gè)才企測區(qū)i或的布局的頂^見平面圖13是示出了4艮據(jù)變形例5的透射型液晶顯示裝置中的像素的結(jié)構(gòu)的頂一見平面圖14是示出了變形例4或變形例5中的像素的等效電路以及其外圍電路的一部分的電路圖(部分為框圖)；
圖15A和圖15B分別是示出了變形例6中的傳感電才及的結(jié)構(gòu)的透一見圖和頂一見平面圖16是示出了才艮據(jù)變形例7的透射型液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。
具體實(shí)施例方式
下文中將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。這里，將本發(fā)明應(yīng)用于透射型液晶顯示裝置。
第一實(shí)施方式
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的透射型液晶顯示裝置實(shí)質(zhì)上沿圖3的線A-A截取的結(jié)構(gòu)的示意性截面圖；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的透射型液晶顯示裝置實(shí)質(zhì)上沿圖3的線B-B截取的結(jié)構(gòu)的另一示意性截面圖。此外，圖3是示出了第一實(shí)施方式的透射型液晶顯示裝置所具有的像素的一部分的示意性頂一見平面圖。圖1和圖2所示的液晶顯示裝置100具有液晶面才反200、背光(未示出)和用于驅(qū)動(dòng)液晶面板200和背光的驅(qū)動(dòng)部(未示出)。
在圖1和圖2所示的液晶面^反200中，圖1和圖2的每一個(gè)中的上側(cè)對(duì)應(yīng)于"顯示表面?zhèn)?，圖1和圖2的每一個(gè)中的下側(cè)相應(yīng)于"背表面?zhèn)?。背光設(shè)置在背表面?zhèn)纫钥拷壕姘?00。
在液晶面板200中，作為"顯示表面?zhèn)鹊牡谝换?的濾色基板201和作為"背表面?zhèn)鹊牡诙?的TFT陣列基板202彼此隔開一段距離而面對(duì)。TFT陣列基板202也被稱作"驅(qū)動(dòng)基板"，濾色基板201也被稱作"相對(duì)基板"。
雖然將在后面詳細(xì)描述，但是像素電極、配線和晶體管分別以矩陣形式而設(shè)置在TFT陣列基板202上。結(jié)果，例如，當(dāng)從液晶面板200的顯示表面?zhèn)瓤磿r(shí)，多個(gè)像素PIX以矩陣形式設(shè)置。像素是灰度能夠變化的最小單元。
如圖1和圖2所示，液晶層203形成為被保持在濾色基板201和TFT陣列基斧反202之間。
雖然將在后面詳細(xì)描述，但是，在分別在濾色基板201和TFT陣列基才反202上層壓和形成預(yù)定功能層之后，兩片濾色基4反201和TFT陣列基4反202祐 沒置為彼此面對(duì)，并且在濾色基板201和TFT陣列基板202之間注入并密封液晶，,人而形成液晶層203。
TFT陣列基板202由具有高透明度的材料(例如玻璃)制成，并且，在TFT陣列基才反202上形成晶體管Tr的柵極204。隔著薄的柵絕緣膜205在4冊極204上形成變成晶體管Tr的本體區(qū)域的TFT層206。參考圖1和圖2,在TFT陣列基板202上直接形成柵極204。然而，可以在絕鄉(xiāng)彖層上形成柵卄及204。另外，雖然省略了詳細(xì)的圖示，但是，將雜質(zhì)注入TFT層206， /人而形成源區(qū)和漏區(qū)。應(yīng)注意，柵極204沿著圖1所述的截面皇從長i也配線以兼用作掃描線。由于柵極204由高熔點(diǎn)金屬材料(例如鉬)制成，所以，當(dāng)想要減小柵極204的配線電阻時(shí)，將棚-才及204與上層的配線(未示出)適當(dāng)；也連才妻。
在TFT陣列基板202的上方形成多層絕緣膜207 ，以將這樣形成的晶體管Tr埋入其中。
將導(dǎo)電層例如晶體管Tr的插頭208和由鋁等制成的金屬配線形成的信號(hào)線209埋入多層絕緣膜207中。如圖3所示，信號(hào)線209在與柵極(掃描線)204垂直交叉的方向上i從長(即在該方向上較
長)；也配線。
在才冊絕纟彖膜205的上方形成兼用作"第二傳感電4及"的^f象素電極210,以與插頭208連接。^像素電才及210由透明電才及材料制成。
第一實(shí)施方式的液晶顯示裝置IOO是具有"VAECB模式"的液晶顯示裝置。為此，如圖3所示，像素電極210作為一片具有較大面積的電極而設(shè)置在像素PIX的幾乎整個(gè)區(qū)域上。由透明材料制成的4象素電才及210和^f象素電才及210周圍的沒有遮擋光的構(gòu)件的區(qū)i或被稱為"透光區(qū)"。此夕卜，柵極204和信號(hào)線209的配線以及光的透射^皮晶體管Tr等遮擋的區(qū)域;故稱為"遮光區(qū)"。
<象素電4及210是這樣的電才及，電場通過其每一^f象素i也施加至液晶層203。根據(jù)電場施加階段中的像素電極210的電位(顯示像素電位)來確定像素的灰度。因此，為了供給顯示像素電位而從信號(hào)線209提供視頻信號(hào)，并且用晶體管Tr對(duì)視頻信號(hào)的預(yù)定電位進(jìn)行取樣。
如后面將要描述的，在濾色基板201側(cè)形成另一電極，電場通過該另 一電才及每一像素地施加至液晶層203。在像素電極210的一部分的下方形成高度調(diào)節(jié)層211，在像素 電極210的上方預(yù)先形成作為"另一基板側(cè)的取向膜"的第二取向 膜212。將在后面詳細(xì)描述高度調(diào)節(jié)層211和第二取向膜212。
在濾色基斥反201的液晶層203側(cè)的表面上層壓多個(gè)功能膜。
更具體地，濾色基板201由具有高透明度的材料(例如玻璃) 制成，在濾色基板201上形成濾色層220。如觀察圖2的截面的時(shí) 候可以看到的那樣，濾色層220具有由預(yù)定顏色例如紅色(R)染 過的濾色區(qū)域220A。關(guān)于濾色區(qū)域220A的顏色， 一個(gè)像素被指定 為一種顏色，并且，〗象素的顏色配置才艮據(jù)預(yù)定圖案來確定。例如， 紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)三種顏色的配置祐j殳置為一個(gè)單元，在 矩陣中重復(fù)此顏色配置。
有時(shí)，在濾色區(qū)域之間設(shè)置非濾色區(qū)域220B,或者，在濾色區(qū) 域之間不設(shè)置非濾色區(qū)域220B。在圖2中，在濾色區(qū)域之間設(shè)置了 非濾色區(qū)域220B?？梢砸哉趽豕獾暮谏仃噮^(qū)域的形式設(shè)置非濾色 區(qū)域220B,或者釆用如將在后面描述的其他實(shí)施方式的情況那樣， 為了形成階梯形部分(stepped portion )而局部去除濾色片的結(jié)構(gòu)作 為非濾色區(qū)域220B。
在濾色層220上形成平坦化膜221,并且，在平坦4b膜221上 形成也凈皮稱為"相對(duì)電極"的7〉共電極222。 />共電極222由透明 電極材料制成，并形成為一片對(duì)于多個(gè)像素(例如有效像素區(qū)域的 所有像素)共有的覆層電極(blanket electrode )。
在/>共電才及222上形成第一耳又向月莫223。
在第一實(shí)施方式中，在第一取向膜223上形成作為"第一傳感 電極"的傳感電極224。在第一取向膜223上的形成作為"第一傳 感電極"的傳感電極224,這是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的重要特征之一。當(dāng)從整個(gè)有效像素區(qū)域觀察時(shí)，傳感電極224形成為才各狀、平 行帶狀、或矩形形狀。
特別地，傳感電極224優(yōu)選地形成為平行帶形狀或矩形形狀。 在此情況下，更優(yōu)選地，使矩形形狀或線形形狀的縱向方向基本上 與第一取向膜223的打磨方向一致。將在后面詳細(xì)描述打磨和電極 圖案之間的關(guān)系。
在第一取向膜223上形成傳感電才及224,其表面(面向液晶層 203的表面)面向〗象素電才及210。
因此，當(dāng)通過施加外力而按壓濾色基板201時(shí)，傳感電極224 與像素電極210接觸，從而，觸摸傳感器檢測到濾色基板201中的
按壓位置。
應(yīng)當(dāng)注意，由于每個(gè)像素地設(shè)置了用于在厚度方向上支撐液晶 層203的墊片230,所以即使對(duì)濾色基板201施加外力，液晶層203 也4又發(fā)生一定程度的變形。適當(dāng)?shù)卮_定墊片230的布局位置和尺寸 (強(qiáng)度)，使得液晶層203在傳感電極224和像素電極210之間的接 觸位置處變形最大(濾色基板201 ;故彎曲)。
這里，以用于形成<象素電4及210的基底的形式預(yù)先形成高度調(diào) 節(jié)層211。盡管高度調(diào)節(jié)層211可形成為任何平面形狀，但是如圖3 所示，高度調(diào)節(jié)層211例如被形成為具有橢圓形獨(dú)立圖案。提供高 度調(diào)節(jié)層211的目的是使Y象素電極210和傳感電極224之間的接觸 符合要求，并防止在像素電極210與傳感電才及224的4妄觸部分中形 成第二取向膜212。高度調(diào)節(jié)層211具有能夠防止第二取向膜212 在高度調(diào)節(jié)層211上的像素電極210部分上形成的高度。這里，詞 語"高度"表示液晶層203的厚度方向上的尺寸。盡管也取決于處 理方法，但是，高度調(diào)節(jié)層211的高度優(yōu)選被設(shè)置為等于或大于2
19pm。另外，由于當(dāng)設(shè)置在透光區(qū)時(shí)，高度調(diào)節(jié)層211變成透光的障 礙，所以優(yōu)選地，高度調(diào)節(jié)層211設(shè)置在遮光部(例如，黑色矩陣 和配線在其上投射出陰影的遮光區(qū))。盡管在圖3中，高度調(diào)節(jié)層 211形成在柵極投射出陰影的部分中，但是，例如，高度調(diào)節(jié)層211 也可形成在信號(hào)線209投射出陰影的區(qū)域等中。
應(yīng)注意，在一些情況中，允許第二取向膜212根據(jù)高度調(diào)節(jié)層 211的高度，在位于高度調(diào)節(jié)層211的突出端面上的^f象素電才及210 部分上薄薄地形成。也就是說，只要薄薄地形成的第二取向膜212 不會(huì)對(duì)4象素電才及210和傳感電極224之間的接觸產(chǎn)生影響，就允許 形成薄的第二取向膜212。高度調(diào)節(jié)層211的高度可減小至這樣的 程度，即，能夠在位于高度調(diào)節(jié)層211的突出端面上的像素電極210 部分上形成這樣薄的第二取向膜212。然而，不允許形成會(huì)對(duì)上述 接觸產(chǎn)生影響的這種厚的第二取向膜212,因?yàn)槠鋼p害了設(shè)置高度 調(diào)節(jié)層211的主旨。
圖4示出了像素的等效電路和用于接觸檢測的電路、以及用于 凄t據(jù)寫入的電^各。
在圖4所示的等效電^各PIX中，分別用相同的標(biāo)號(hào)來指示與在 先參考圖1 ~圖3所描述的那些構(gòu)成元件相同的構(gòu)成元件。
這里，以液晶層203作為電容器電介質(zhì)的電容器的一個(gè)電極由 像素電極210形成，其另一個(gè)電極由公共電極222形成。
在等效電^各中，傳感開關(guān)SWs與電容器并聯(lián)地形成。傳感開關(guān) SWs是沒有控制端的二端開關(guān)。如圖5所示，通過施加當(dāng)用手指等 從外部按壓濾色基板201時(shí)產(chǎn)生的壓力，傳感開關(guān)SWs被接通 (turned ON)。另一方面，當(dāng)釋方文壓力時(shí)，傳感開關(guān)SWs返回至斷 開(OFF)狀態(tài)。傳感開關(guān)SWs的一個(gè)電極由像素電極210形成， 其另 一個(gè)電4及由傳感電才及224形成。晶體管Tr的源極端和漏極端中的一個(gè)與像素電極210連接， 其另 一個(gè)與信號(hào)線209連接。
晶體管Tr的棚4及端與柵4及204連"l妻。通過4冊才及204，將4冊極電 壓Vgate從諸如垂直驅(qū)動(dòng)器的掃描電路(未示出)供應(yīng)至晶體管Tr
的柵極端。根據(jù)柵極電壓Vgate的電位來控制晶體管Tr。
7>共電極222和傳感電極224中的每一個(gè)都與供給線3各(Vc。m
配線)連接，該供給線路中設(shè)置有公共電壓Vc。m。
寫入電^各(WRITE.C) 301通常作為驅(qū)動(dòng)部內(nèi)的一個(gè)構(gòu)成電路 直接與信號(hào)線209連接。
在第一實(shí)施方式中，將讀取電路(READ.C) 2作為"接觸檢測 部"內(nèi)的一個(gè)構(gòu)成電路與寫入電路301 —同設(shè)置在信號(hào)線209上。 盡管可通過差動(dòng)操作(表示寫入側(cè)和讀取側(cè)并不是同時(shí)接通)的開 關(guān)SW控制讀取電路2和寫入電路301的連接，但是也可以不設(shè)置 開關(guān)SW。這是因?yàn)?，?dāng)允許-使用者按壓開關(guān)時(shí)，才艮據(jù)運(yùn)4亍的應(yīng)用 軟件，代表按壓開關(guān)所對(duì)應(yīng)的指令(含義)的預(yù)定畫面會(huì)在屏幕上 顯示，并且，顯示時(shí)間周期長達(dá)一定程度。而且，這是因?yàn)?，即?基于臨時(shí)寫入的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示的過程中按壓屏幕，從而接通傳感開
關(guān)SWs以將信號(hào)線209的電位固定至例如公共電壓Vc。m, —釋放 壓力也能獲得相同的畫面顯示狀態(tài)，從而畫面顯示自動(dòng)地返回至按 壓之前的一犬態(tài)。
圖6A 圖6E分別示出了接觸檢測階,殳中施加的脈沖、以及信 號(hào)線等的電壓的波形圖。圖6A~圖6E所示出的4妾觸沖企測是如圖4 所示的、4艮據(jù)工作控制信號(hào)來控制開關(guān)SW的情況的實(shí)例。圖6A 是晶體管Tr的柵極電壓Vgate的波形圖。圖6B是信號(hào)線209的信號(hào) 電壓Vsie的波形圖。圖6C是7>共電壓Ve。m的波形圖。圖6D是施加至開關(guān)SW的寫入側(cè)的控制信號(hào)(Write)的波形圖。圖6E是施 加至開關(guān)SW的讀取側(cè)的控制信號(hào)(Read)的波形圖。在下文中， 控制信號(hào)(Write )將被稱作"寫入信號(hào)(Write )"，控制信號(hào)(Read ) 將被稱作"讀取信號(hào)(Read)"。
在時(shí)間Tl之前(初始狀態(tài)中)，柵極電壓Vgate、信號(hào)電壓V^ 和公共電壓Ve。m、寫入信號(hào)(Write)和讀取信號(hào)(Read)都處于低電平。
在時(shí)間Tl,如圖6D所示，寫入信號(hào)(Write)變成高電平，通 過如圖4所示的寫入電路301將信號(hào)電壓Vsig供應(yīng)至信號(hào)線209。
在時(shí)間T2，如圖6A所示，柵極電壓Vgate被激活為高電平。在
此時(shí)或在時(shí)間T2之前，如圖6D所示，寫入信號(hào)(Write)變成低 電平。因此，開關(guān)SW的寫入側(cè)斷開，乂人而信號(hào)線209變成浮置狀 態(tài)。因此，當(dāng)柵極電壓Vgate在時(shí)間T2變成高電平以接通晶體管Tr 時(shí)，形成用于與信號(hào)電壓Vsig相應(yīng)的電荷的i文電路徑。
假設(shè)觸摸傳感器在時(shí)間T2的時(shí)間點(diǎn)處于接通狀態(tài)，即，如圖5 所示，像素電極210與傳感電極224接觸。在此情況下，如圖6B 的實(shí)線所示，由于浮置狀態(tài)下的4言號(hào)線209的電荷祐」改電至具有非
常大的電容的Vc。m配線，所以，信號(hào)電壓Vsig大幅度減小。
另一方面，在觸摸傳感器在時(shí)間T2處于斷開狀態(tài)的情況中， 即使信號(hào)線209的電荷量減少，信號(hào)線209的電荷量也用來《又對(duì)相 對(duì)較小的^f象素電才及210等的電容器進(jìn)行充電。為此，如圖6B的虛
線所示，信號(hào)電壓Vsig幾乎不變化。
如上所述，在時(shí)間T3的定時(shí)檢測到在觸摸傳感器的接通狀態(tài)
和斷開狀態(tài)之間大幅度變化的信號(hào)電壓Vsig的電位，其中，在時(shí)間T3的定時(shí)，預(yù)期將有足夠的電位變化。特別地，如圖6E所示，在 時(shí)間T3激活讀取信號(hào)(Read )，從而，將信號(hào)線209與圖4所示的 讀取電路2連接。諸如傳感放大器的檢測電路內(nèi)嵌在讀取電路2中， 并才企測信號(hào)線209的電位是否大于基準(zhǔn)電位。而且，當(dāng)信號(hào)線209 的電位大于基準(zhǔn)電位時(shí)，檢測電路判斷"傳感器接通"，并且，當(dāng)信 號(hào)線209的電位小于基準(zhǔn)電位時(shí)，檢測電路判斷"傳感器斷開"。
應(yīng)當(dāng)注意，可改變基準(zhǔn)電位，以逐步地才全查信號(hào)線209的電位， 乂人而更詳細(xì)地^企測觸^莫4專感器的^妄觸^l犬態(tài)。另外，可沖全測4妄觸時(shí)間等。
其后，將讀取信號(hào)(Read) i殳置為斷開狀態(tài)(返回至未激活電 平)，并將寫入信號(hào)(Write)設(shè)置在接通狀態(tài)區(qū)域中，以用電對(duì)信 號(hào)線209進(jìn)行充電。在此時(shí)以及在此時(shí)之后，可^丸行正常顯示。其
后，使公共電壓Ve。m反轉(zhuǎn)，并繼續(xù)顯示控制。
圖7A示出了整個(gè)液晶面板200的透視圖(當(dāng)從顯示表面?zhèn)瓤?時(shí)的透一見圖)。
如圖7A所示，通過將比TFT陣列基板202稍微大一些的濾色 基板201放置在TFT陣列基板202的頂部上來形成液晶面才反200。 濾色基板201的大部分區(qū)域形成用于圖像顯示的有效〗象素區(qū)域 200A 。
對(duì)有效像素區(qū)域200A^f吏用如圖7B所示的預(yù)定顏色配置。另一 方面，在有歲丈〗象素區(qū)i或200A的外圍的四個(gè)方向上形成外圍〗象素區(qū) 域和框區(qū)域，其中，外圍^f象素區(qū)域由于其4交差的顯示特性而不形成 有效像素，而框區(qū)域是作為在其中設(shè)置用于封閉液晶的蓋子的區(qū)域。 盡管框區(qū)域從液晶顯示裝置的方面來說是浪費(fèi)區(qū)域，但是框區(qū)域在 制造上是用于成型的必要區(qū)域。如圖7C所示，傳感電極(參考圖1和圖2)通過其彼此電連接的傳感電極框225在框區(qū)域中以一個(gè)框 形狀而形成。傳感電極框225具有在有效像素區(qū)域200A內(nèi)將傳感 電極224的電位分布均勻化的功能，這是因?yàn)槊總€(gè)傳感電極框均具 有比每個(gè)傳感電極224的寬度大得多的寬度，從而具有低電阻。
每個(gè)傳感電才及才醫(yī)225可維持在主會(huì)定電壓(例如7>共電壓Ve。m ), 或者在電位上可處于浮置狀態(tài)。當(dāng)觸摸傳感器接通時(shí)， -像素電極與 才妄觸電才及電連4妻。此時(shí)，關(guān)于電才及的電容，4妄觸電才及的電容遠(yuǎn)遠(yuǎn)i也 大于像素電極的電容，從而可忽略接觸電極的電位的變化。因此， 即使接觸電極被維持在給定電位或被設(shè)置為浮置狀態(tài)，上述功能在 一些情況中也不會(huì)改變得太多。
另外，當(dāng)想要沖企測電位變化時(shí)，可在對(duì)接觸電極施加以公共電
壓Vc。m作為基準(zhǔn)電壓的預(yù)定電位之后，將接觸電極設(shè)置為浮置狀 太
這種'液晶面^反200的制造方法大f丈包4舌以下四個(gè)步駛i:
第一步在濾色基板201上形成必需的功能膜和層間膜，例如 濾色層220、平坦化膜221、公共電極222、第一取向膜223和傳感 電才及224 (第一傳感電4及)。
第二步在TFT陣列基板202上形成必需的功能膜和層間膜， 侈'W口4冊才及204、才冊纟色纟彖月莫205、 TFT層206、多層纟色纟彖膜207、 4吞頭 208、信號(hào)線209、像素電極210 (第二傳感電極)、高度調(diào)節(jié)層211 和第二耳又向膜212。
第三步將第一步完成后得到的第一基板(濾色基板201)和 第二步完成后得到的第二基板(TFT陣列基板202)通過墊片230 《皮jt匕一占^——^。第四步在其他必需的功能膜、偏光板等^皮固定至第一基板和 第二基板的預(yù)定側(cè)之后，將得到的液晶面板200固定至面板框。此 外，將專門形成的背光固定在面板框上。另外，將其上安裝有必需 的組件或部件的基板與第二基板等連接，從而完成液晶面板200。
第一實(shí)施方式的液晶顯示裝置的制造方法的特征是上述第一步。
圖8是包括第一步的特征部分的更詳細(xì)步驟的流程圖。
在圖8的步驟ST1中，形成平坦化月莫221 (或者，當(dāng)省略平坦 化月莫221時(shí)可以是濾色片220)。
在步驟ST2中，通過4吏用i者如由日產(chǎn)4匕學(xué)工業(yè)(Nissan Chemical Industries, Ltd.)生產(chǎn)的"SE-7492 (產(chǎn)品型號(hào))"的材料而形成第一 取向膜223。
在步驟ST3中，通過利用諸如絲網(wǎng)印刷的技術(shù)在第一取向膜 223上形成第 一傳感電極224 (或者，當(dāng)?shù)诙鞲须姌O兼用作像素電 才及210時(shí)，也可以形成^f象素電才及210 )。
當(dāng)在完成步驟ST3之前執(zhí)行打磨時(shí)，打磨效果會(huì)因?yàn)閳?zhí)行步驟 ST3而大幅度降低。因此，在第一實(shí)施方式中，在后續(xù)步驟ST4中 執(zhí)行打磨。即使以上述方式執(zhí)行處理，也可以確定第一實(shí)施方式的 結(jié)構(gòu)中的液晶的光學(xué)特性與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中的液晶的光學(xué)特性相同。
然而，當(dāng)在4專感電才及224形成于第一取向月莫223上的4犬態(tài)下4丸 行打磨時(shí)，令人擔(dān)心的是，在傳感電極邊緣中積存在打磨表面上的 被稱作"拋光碎屑"的削屑，這可能對(duì)特性、產(chǎn)量和可靠性產(chǎn)生影響。然而，很明顯，當(dāng)傳感電極的厚度較小時(shí)，不會(huì)引起因?yàn)閽伖?br> 碎屑而導(dǎo)致的可靠性的降低。此時(shí)，更優(yōu)選得到與傳感電極224圖 案的打磨方向一致的取向，等等。
優(yōu)選地，如圖9B所示，傳感電極224以與打磨方向大致平行 的矩形或線形形狀而形成。應(yīng)當(dāng)注意，此研究結(jié)果并未完全排除如 圖9A所示的傳感電才及224圖案。因此，以下情況是可能的即4吏 采用如圖9A所示的圖案形狀，只要傳感電極224進(jìn)一步變薄，或 將傳感電極224與后面將要描述的凹部結(jié)合使用，那么可靠性也不 會(huì)降低。
由于在第一實(shí)施方式中，在第一取向膜223上形成第一傳感電 極224,所以第一傳感電極224的表面上沒有取向膜，觸摸傳感器 具有較小的接觸電阻，從而獲得高靈敏度。另外，在傳感電極的接 觸狀態(tài)和非接觸狀態(tài)間引起的誤差較小。高度調(diào)節(jié)層211的設(shè)置使 得更容易執(zhí)行靈敏度高、誤差小的接觸檢測，并獲得與單元間隙相 對(duì)應(yīng)的接觸壓力。此外，容易防止TFT陣列基板202側(cè)的第二取向 月奚212在第二傳感電極210的突出端面上形成。
傳感電才及224優(yōu)選通過有效^象素區(qū)域外部的傳感電^ l框225而 彼此電連接，因?yàn)檫@樣可獲得均勻的電位分布。
另外，在制造方法中，不需要添加特別的制造方法。因此，僅 將步驟順序反過來，從而使得可以實(shí)現(xiàn)不影響第一取向膜與觸摸傳 感器的4妄觸的結(jié)構(gòu)。另外，更加優(yōu)選獲得打磨方向和傳感電才及224 的圖案之間的更好的一致性取向，因?yàn)檫@樣抑制了拋光碎屑的產(chǎn)生。
優(yōu)選地，如在第一實(shí)施方式的情況中，像素電才及210也兼用作 第二傳感電極，因?yàn)槟軌蚴箍讖奖?透光區(qū)占像素區(qū)域的比例)較大。結(jié)果，對(duì)光學(xué)特性產(chǎn)生的影響專交小。當(dāng)如VA、 TN和ECB的 情況，在陣列側(cè)設(shè)置像素電極且在相對(duì)側(cè)設(shè)置7>共電極時(shí)，在完成 公共電極的形成之后形成取向膜，然后形成傳感電極。此時(shí)，將傳 感電極用作公共電極，這導(dǎo)致即使取向膜由于其中有針孔或在傳 感電極形成過程中有損壞而不是完全的絕緣膜，也不會(huì)影響作為傳 感電才及的功能(位置才全測)或 >共電才及在顯示方面的功能(圖^f象質(zhì) 量)，這是因?yàn)榻佑|電極也變成了公共電極。為此，盡管為了獲得觸 摸面板功能而增加了形成傳感電極的處理，但是，對(duì)處理選擇的空 間的增加和產(chǎn)量的影響4交小。
現(xiàn)在，在應(yīng)用電阻膜系統(tǒng)的觸摸面板被外部地安裝至顯示面板 的情況下，在觸摸面板的有效檢測區(qū)域的外部讀出根據(jù)有效檢測區(qū) 域內(nèi)的接觸而變化的四點(diǎn)電流值，從而，基于電阻值的變化，檢測 有效檢測區(qū)域內(nèi)的接觸位置。因此，基于這樣讀出的四點(diǎn)電流值檢 測到的位置#1識(shí)別為 一個(gè)點(diǎn)。
另一方面，在本發(fā)明的第一實(shí)施方式中，觸摸面板的功能內(nèi)嵌 在液晶顯示裝置中，并且接觸電極與信號(hào)線電連接，從而，讀出由 于接觸電極與傳感電極的接觸而引起的電位變化。
因此，能夠識(shí)別出在哪些像素中引起接觸，因此，具有這樣的 優(yōu)點(diǎn)第一實(shí)施方式中的觸摸面板的位置檢測精度高于利用外部電 阻膜系統(tǒng)的觸摸面板的位置檢測精度。另外，由于在第一實(shí)施方式 中可對(duì)每個(gè)像素沖企測是否引起接觸，所以，能夠4丸行兩點(diǎn)接觸才僉測 或多點(diǎn)4妻觸4全測。乂人這種》見點(diǎn)看，利用上述外部電阻月莫系統(tǒng)的觸才莫 面板難以4丸4亍兩個(gè)部分或多個(gè)部分的4企測。
在第一實(shí)施方式中，當(dāng)從外部更用力地按壓顯示表面時(shí)，例如， 判斷為與IO個(gè)以上像素相對(duì)應(yīng)的較寬區(qū)域上的接觸，而不是大約一 個(gè)i象素的4姿觸。也就是^兌，由于在第一實(shí)施方式中可以4企測每個(gè)<象素，所以，可以進(jìn)^^妄觸面積的檢測或與按壓壓力相^"應(yīng)的重量"i只 別。由于相同的原因，即使在接收施加于其的外部壓力的區(qū)域具有 形狀的情況下，例如在顯示表面上按壓盲文圖案的情況下，也能夠
識(shí)別形狀。
如已描述的，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式，不僅能獲得較高的 檢測靈敏度，并且，變得更能夠進(jìn)行多點(diǎn)識(shí)別、形狀識(shí)別、重量識(shí) 別等，這是因?yàn)槟軌颢@得最小像素的分辨率。因此，可以提供具有 與外部觸摸面板不同的高性能的液晶顯示裝置。
第二實(shí)施方式
圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的具有FFS模式的 液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的示意性截面圖。
第二實(shí)施方式與第一實(shí)施方式差另M艮大，主要在于，7>共電才及 222不在濾色層220側(cè)形成，而在TFT陣列基板202側(cè)形成，并且 通過凈丸行圖案化形成為帶狀而獲得^象素電4及210，以將電場/人/>共 電才及222作用于液晶層203上。
上述結(jié)構(gòu)的其4也方面與在第一實(shí)施方式的情況下的那些方面相 同，并且，在第一取向膜223上形成傳感電極224的特征與第一實(shí) 施方式才目同。
因此，在第二實(shí)施方式中能夠獲得與第一實(shí)施方式中相同的效果。
變形例1
當(dāng)形成于第一取向膜223上的傳感電才及224 i殳置在開口部中 時(shí)，因?yàn)橐壕丛谶m當(dāng)?shù)姆较蛏先∠颍钥伞芬姴斓綀D4象質(zhì)量的下降。因此，傳感電極224優(yōu)選地設(shè)置在非開口部中。可選地，也可 以這樣設(shè)置傳感電極224,使得其被作為遮光部而設(shè)置于陣列基板 側(cè)的掃描線和信號(hào)線209掩蓋。
然而，由于傳感電極224設(shè)置在相對(duì)基板(濾色基板201 )側(cè)， 所以當(dāng)考慮孔徑比時(shí)，傳感電極224優(yōu)選被不需要單元取向余量 (cell alignment margin )的濾色基板201側(cè)的黑色頭巨陣掩蓋。然后， 由于傳感電極224并不有助于增強(qiáng)光學(xué)特性，所以，當(dāng)傳感電極224 由諸如鉬(Mo)或鋁(Al)的金屬材料、或者在黑色矩陣中使用的 氧化4各、導(dǎo)電黑色4呆護(hù)層(conductive black resist)等制成時(shí)，傳感 電極224也能用作遮光層。關(guān)于這一點(diǎn)，提供了能夠簡化工序的效 果，并且，由于不需要增加取向精度，所以具有能夠?qū)崿F(xiàn)高孔徑比 的4尤點(diǎn)。
變形例2
當(dāng)沒有外部壓力時(shí)，像素電極210 (當(dāng)?shù)诙鞲须姌O不兼用作 像素電極210時(shí)，可以是第二傳感電才及)和傳感電4及224決不4矣觸。 因此，基于上述高度調(diào)節(jié)層211的高度所調(diào)節(jié)的^象素電才及210的突 出端面的高度通常變得等于或小于單元間隙(穩(wěn)定狀態(tài)(當(dāng)外部壓 力是零時(shí))階段時(shí)液晶層203的厚度)。也就是說，在單元間隙淺等 情況下，上述第二取向月莫212的"眼孔(eye hole)"在某些情況中 是不穩(wěn)定的。這里，術(shù)語"眼孔"表示當(dāng)在第二取向膜212的形成 階段中執(zhí)行取向膜的涂布和打磨時(shí)，由于高度調(diào)節(jié)層211的存在， 第二取向膜212不在像素電極210的突出端面上形成，或僅薄薄地 形成而不對(duì)接觸產(chǎn)生影響。
為了應(yīng)對(duì)這種情況，如圖ll所示，在凹坑中形成濾色基板201 側(cè)的傳感電才及224，從而，像素電極210 (或第二傳感電才及)的突出端面的高度能夠穩(wěn)定地處于以下高度范圍內(nèi)，在此范圍中，能夠穩(wěn) 定地生成取向膜的"眼孔"。
關(guān)于在濾色基板201側(cè)形成凹坑的技術(shù)，在采用由正性抗蝕層 (positive resist)制成平坦化膜221并且用曝光量調(diào)節(jié)凹坑的方法 的情況下，獲得最佳控制。另外，去除濾色層220的非濾色區(qū)域220B, 以形成階梯形部分，從而使得可以調(diào)節(jié)凹坑的深度。對(duì)于這種情況， 不需要特別地形成掩模，或者不需要特別地增加處理。結(jié)果，具有 能夠容易地形成凹坑的優(yōu)點(diǎn)。用于去除非濾色區(qū)域220B的處理可 與用于在平坦化膜221中形成凹坑的處理共同4吏用。
變形例3
第一傳感電才及224的圖案并非必須形成與打磨方向幾乎平4亍的 矩形形狀或線形形狀。當(dāng)在打磨方向上縱長延伸的圖案分量的#史量 大于在其他方向上延伸的其他圖案分量的凄t量時(shí)，可以獲得與其之 間的差相對(duì)應(yīng)的效果。
也就是i兌，在鄉(xiāng)合出互相垂直交叉的x向量和y向量的情況中， 當(dāng)打磨方向是y方向時(shí)，傳感電才及與y向量平4亍;也i殳置。當(dāng)傳感電 極224的圖案中由于電阻值等的關(guān)系以及像素的折彎(dog-leg)形 狀而包含與x向量平行的圖案分量時(shí)，設(shè)置傳感電極，使得涉及的 圖案分量的數(shù)量盡可能地減少。也就是說，傳感電才及除了打磨方向 以外的定向向量能夠通過打磨的定向向量由(aX + AY， bX + BY， cX + CY，...)來表示。而且，通過將傳感電才及的定向向量乘以各 個(gè)傳感電極的長度a, (3, y,…而獲得的定向向量表現(xiàn)出(aa + |3b + yc+…)< (aA+J3B + yC十...)的關(guān)系。
例如，即使需要每個(gè)都具有與打磨方向垂直的方向的傳感電極， 傳感電極也可以這種方式設(shè)置與打磨方向平行的傳感電極的數(shù)量增加，與打磨方向垂直的傳感電4及部件的凄t量減少，/人而獲得可靠 性高的液晶顯示裝置。
即使以上述方式適當(dāng)?shù)卦O(shè)定打磨方向，在面板的最外圍部分中 也會(huì)積存拋光碎屑。當(dāng)有部分傳感電極設(shè)置在有效像素之外時(shí)，拋 光碎屑的積存不會(huì)產(chǎn)生影響。因此，形成這樣一種結(jié)構(gòu)，其中，在 遠(yuǎn)離有效像素的部分中形成圖案端部，或形成比有效像素更細(xì)小的 縫，從而將拋光石卒屑捕獲在外圍中。以這種方式，形成這樣一種結(jié) 構(gòu)，其中，在有效端中和其后切割圖案，由此拋光石卒屑積存在除了 有效像素以外的部分中，從而提高產(chǎn)量。
變形例4
優(yōu)選地，與第一和第二實(shí)施方式相同，〗象素電才及210兼用作第 二傳感電極，這是因?yàn)槟軌?吏孔徑比(透光區(qū)占《象素區(qū)域的比例)較大。
然而，如圖12所示(與圖7B相應(yīng))，也可以相對(duì)于i象素R、 G 和B以預(yù)定排列方式和比例i殳置均《又具有傳感器的不同的^f象素(用 斜線表示，因?yàn)閷?shí)際上每個(gè)這種像素并不用作像素，所以在下文中 也稱作"檢測區(qū)域DET")。在此情況中，信號(hào)線209和掃描線(柵 極線)適當(dāng)?shù)嘏c僅具有傳感器的像素(檢測區(qū)域DET)連接。當(dāng)?shù)?二傳感電極也以這種方式不兼用作像素電極210時(shí)，并非必須使第 二傳感電極由透明電才及材料制成。因此，用導(dǎo)體(例如導(dǎo)電有4幾材 料或金屬)來制造第二傳感電極是更好的。結(jié)果，第二傳感電極能 夠用作遮光帶。該遮光帶能夠用作半透射型液晶顯示裝置中的每個(gè) 像素的反射電極的替代物。在此情況下，抑制無用區(qū)域的產(chǎn)生以及 減少處理都變得可能。當(dāng)外圍像素的晶體管密集地設(shè)置在遮光帶投 射出陰影的區(qū)i或中時(shí)，可以減少TFT月莫的光泄漏電流。變形例5
在上述變形例4中，由于像素電極210不兼用作第二傳感電極， 所以， <象素PIX和才企測區(qū)域DET 4皮此分開地在上述區(qū)域上形成。
另一方面，在變形例5中，將i兌明以下情況下的^象素圖案實(shí)例， 其中，盡管像素PIX具有接觸檢測的功能，但是像素電極210不兼
用作第二傳感電極。
圖13是根據(jù)變形例5的像素的頂視平面圖。
與圖3中所示的像素相同，圖13中所示的根據(jù)變形例5的像素 PIX具有棚-才及204、 4言號(hào)線209、〗象素電才及210和在棚4及204與TFT 層交叉的部分中形成的晶體管Tr。
a夸才企測線213、才全測棚-才及線214、才全測晶體管Tr ( DET )的TFT 層215和第二傳感電才及216作為新的構(gòu)成元件增加到如圖13所示的 像素PIX中。
與片冊才及204的情況相似，檢測柵極線214由高熔點(diǎn)金屬(例如 鉬)制成，并與柵極204并聯(lián)地進(jìn)行配線。
在形成TFT層206的同時(shí)，TFT層215由與晶體管Tr的TFT 層206的材^h相同的材^l"制成。將雜質(zhì)導(dǎo)入TFT層206, 乂人而形成 源區(qū)和漏區(qū)。才企測晶體管Tr (DET)在TFT層215和檢測棚-極線 214之間的交叉部中形成。4企測晶體管Tr (DET)的源4及端和漏^L 端中的一個(gè)與檢測線213連接，其中，檢測線213與信號(hào)線209并 耳關(guān);也進(jìn)4亍配線。另外，才企測晶體管Tr (DET)的源4及端和漏才及端中 的另 一個(gè)與第二傳感電才及216連"f妻。第二傳感電才及216與由透明電 才及材沖+制成的{象素電才及210獨(dú)立地形成。因此，在形成信號(hào)線209 和檢測線213的同時(shí)，第二傳感電極216能夠由與信號(hào)線209和檢測線213的材料相同的材并+制成。第二傳感電才及216與預(yù)先在第二 傳感電極216的基底中形成的高度調(diào)節(jié)層211部分重疊。因此，處 于比高度調(diào)節(jié)層211高的位置的第二傳感電才及216部分能夠與第一 傳感電4及224接觸。應(yīng)當(dāng)注意，盡管未在圖13中示出，但是，與圖 3所示的第一實(shí)施方式相似，傳感電極224可與才企測棚—及線214并 聯(lián)地設(shè)置。
圖14示出了在4象素電4及210不兼用作第二4專感電才及的情況下 的像素PIX的等效電^各。
晶體管Tr的源才及端和漏才及端中的一個(gè)與^f象素電極210連接， 而其源才及端和漏極端中的另 一個(gè)與信號(hào)線209連接。
晶體管Tr的4冊才及端與4冊極204連4妄。通過4冊極204,將才冊才及電 壓Vgate從垂直驅(qū)動(dòng)電路(V-DRV) 3才是供至晶體管Tr的棚4及端。 根據(jù)柵才及電壓Vgate的電位控制晶體管Tr。
每個(gè)公共電極222和傳感電極224與/>共電壓Ve。m的供應(yīng)線
(Vc。m配線)連接。
信號(hào)線209通過開關(guān)SW的讀取側(cè)和寫入側(cè)分別與讀取電^各2 和寫入電路301連接。
盡管上述構(gòu)造和操作與圖4所示的第一實(shí)施方式的構(gòu)造和操作 相同，^旦是，在圖14所示的變形例5的情況中，檢測柵極線214 4皮設(shè)置為被垂直驅(qū)動(dòng)電路(V-DRV) 3驅(qū)動(dòng)的控制線。檢測4冊才及線 214與才企測晶體管Tr (DET)的柵極端連接。另外，與開關(guān)SW不 同的開關(guān)SW (DET)的讀取側(cè)和寫入側(cè)分別與讀取電路2和寫入 電路301連接。才企測開關(guān)SW (DET)差動(dòng)地執(zhí)行寫入操作階段中 寫入電^各301與沖企測線213的連^妄和讀取才喿作階^史中讀取電^各2與檢測線213的連4妄(這表示"開關(guān)SW (DET)的寫入側(cè)和讀取側(cè) 并不是同時(shí)接通的")。
以如圖14所示的方式構(gòu)造的^f象素PIX的才喿作與在先參考圖 6A ~圖6E所示的波形圖說明的像素PIX的操作幾乎相同。然而， 圖6D所示的寫入4言號(hào)(Write)和圖6E所示的讀取4言號(hào)(Read) 分別是用來控制圖14所示的4企測開關(guān)SW ( DET )的讀取側(cè)和寫入 側(cè)的信號(hào)。另一方面，當(dāng)不執(zhí)行從信號(hào)線209讀出用于位置檢測的 信號(hào)的讀取4喿作時(shí)，可省略圖14所示的開關(guān)SW，因此，信號(hào)線 209可直接與寫入電路301連接。
另夕卜，圖14可^皮:〖人為是變形例4中的^f象素的等效電^各。在此情 況下，圖14示出了與圖12相應(yīng)的;f皮此相鄰的^f象素PIX (用于B顯 示的像素)和檢測區(qū)域DET的等效電路。
變形例6
圖15A和圖15B示出了變形例6中的傳感電才及的結(jié)構(gòu)圖。
當(dāng)不兼用作^象素電才及時(shí)，陣列基板側(cè)的第二傳感電極216A不 形成與變形例5中一才羊的每一^f象素獨(dú)立的圖案，而可形成為如圖 15A所示的平行線。在此情況下，相對(duì)基板側(cè)的第一傳感電極224A 在與形成平行線的第二傳感電極216A垂直交叉的方向上形成平行線。
如圖15B所示，第二傳感電才及216A和第一傳感電才及224A的 間距優(yōu)選是對(duì)于每一像素形成交叉點(diǎn)的窄間距。
以下是如何檢測接觸的操作。對(duì)平4亍線方向上的每個(gè)第一傳感電才及224A施力。電壓，/人而才企 測每個(gè)第二傳感電極216A的電位。當(dāng)在某個(gè)點(diǎn)引起接觸時(shí)，在第 一傳感電極224A中產(chǎn)生與接觸位置相應(yīng)的線^各電阻的分壓，并且， 分壓值決定每個(gè)第二傳感電極216A的電位。因此，能夠基于第二 傳感電4及216A的電位，4僉測到4妄觸4立置的X坐標(biāo)。
同樣地，對(duì)平行線方向上的每個(gè)第二傳感電才及216A施加電壓， 從而檢測每個(gè)第一傳感電極224A的電位。當(dāng)在某個(gè)點(diǎn)引起接觸時(shí)， 在第二傳感電極216A中產(chǎn)生與接觸位置相應(yīng)的線路電阻的分壓， 并且，分壓值決定每個(gè)第一傳感電極224A的電位。因此，能夠基 于每個(gè)第一傳感電極224A的電位，檢測到接觸位置的Y坐標(biāo)。
在圖15A和圖15B中，第一傳感電極224A的平行線部分和第 二傳感電極216A的平行線部分與各個(gè)外框連接，從而分別獲得相 同的電4立。
第 一傳感電極224A的平行線部分和第二傳感電極216A的平行
線部分可通過分別去除各個(gè)外框而^:此分開。在此情況下，可用電
檢測哪些平行線互相接觸。
優(yōu)選地，如圖15B所示，第一傳感電才及224A的平行線部分和 第二傳感電極216A的平行線部分設(shè)置在遮光區(qū)中，在像素電極210 的外圍區(qū)域中與柵極204和信號(hào)線209重疊，因?yàn)檫@樣能夠防止光 的利用效率被削弱。
變形例7
第一和第二實(shí)施方式以及變形例1~6均可基于兩個(gè)以上的4壬
意組合而^U亍。
變形例7是這才羊的變形例，其可以進(jìn)一步加重應(yīng)用于第一和 第二實(shí)施方式中的一種、第一和第二實(shí)施方式中的一種與變形例1 ~6中的4壬意一種的組合、或者第一和第二實(shí)施方式與變形例1 ~6 中的兩種以上的4壬意組合。
在變形例7中，以單獨(dú)組合最簡單的第一實(shí)施方式和變形例7 的情況為例。
圖16是示出了根據(jù)變形例7的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖16中與圖l所示的第一實(shí)施方式中相同的部分分別用相同的 標(biāo)號(hào)指示。與圖l相比，在圖16所示的結(jié)構(gòu)中，前表面和背表面顛 倒，這是因?yàn)闉V色基板201位于背表面?zhèn)?背光側(cè))上，而TFT陣 列基板202位于顯示表面?zhèn)?。由于使用者用?她的手指等接觸顯示 表面?zhèn)?，所以TFT陣列基板202由于外力施加而^皮彎曲，從而，形 成于TFT陣列基板202側(cè)的像素電極210靠近并接觸形成于濾色基 才反201傷'J的4專感電才及224。
盡管對(duì)TFT層施加壓力不是優(yōu)選的，但是，由于當(dāng)單元間隙(液 晶層2(B的厚度)較小時(shí)，壓力也相應(yīng)地較小，所以，能夠用這種 顛倒的結(jié)構(gòu)扭^^妄觸4全測。
變形例8
盡管第一和第二實(shí)施方式、以及變形例1 7都是基于讀取電路 檢測第 一傳感電極和第二傳感電極之間的接觸的前提而作出的，但 是，也可以4全測不由4妄觸產(chǎn)生而由靠近產(chǎn)生的電容變化。
因此，在本發(fā)明中，讀取電路讀取"第一傳感電才及和第二傳感 電極(當(dāng)?shù)诙鞲须姌O不兼用作像素電極時(shí)，可以是像素電極)"之 間的電變4匕。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以 有多種修改、組合、子組合和變形，均應(yīng)包含在隨附權(quán)利要求或其 等價(jià)物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，包括顯示面?zhèn)鹊牡谝换?；背面?zhèn)鹊牡诙?；液晶層，形成在所述第一和第二基板之間；取向膜，形成在所述第一和第二基板中的一個(gè)基板上，以與所述液晶層接觸；第一傳感電極，形成在所述取向膜與所述液晶層接觸的面上；以及第二傳感電極，形成在所述第一和第二基板中的另一個(gè)基板上，并且當(dāng)從所述顯示面?zhèn)劝磯核龅谝换鍟r(shí)接觸或靠近所述第一傳感電極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，當(dāng)從所述顯示面看時(shí)，平面被劃分成多個(gè)像素， 所述多個(gè)像素中的每個(gè)都具有遮光區(qū)和透光區(qū)，以及， 所述第一傳感電4及形成在所述遮光區(qū)中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，當(dāng)從所述顯示面看時(shí)，平面被劃分成多個(gè)像素， 形成所述多個(gè)<象素共用的7>共電才及，以及， 所述第 一 傳感電才及電連4妻至所述7>共電才及。
4. 才艮據(jù)4又利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，高度調(diào)節(jié)層形成在所述第一和第二基板中的所述另一個(gè) 基板上，所述第二傳感電極形成在所述高度調(diào)節(jié)層上，以與所述高 度調(diào)節(jié)層部分重疊，所述另一個(gè)基板側(cè)的取向膜形成在所述第二傳感電極上， 以及，所述高度調(diào)節(jié)層在所述液晶層的厚度方向上具有預(yù)定高 度，從而，在與所述高度調(diào)節(jié)層的突出端面接觸的區(qū)域中，所 述另一個(gè)基板側(cè)的所述取向膜不形成在所述第二傳感電極上， 或者，所述另一個(gè)基^反側(cè)的所述取向膜的與所述第二傳感電^L 接觸的部分比其外圍中的任何其他部分都薄。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，其中，所述高度調(diào)節(jié)層 由遮光材料制成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述第一和第二基板中的所述一個(gè)基板在其上形成所述 耳又向力莫的面的一部分中具有凹部，以及，在所述四部的內(nèi)部和外部之間連續(xù)的所述取向膜和在所 述凹部內(nèi)形成的所述第一傳感電才及在所述凹部內(nèi)層疊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其中，濾色層在所述第一和第二基板中的所述一個(gè)基板和所述 耳又向力莫之間形成，以與透光部相只于應(yīng)，以及，所述凹部^皮形成為在其中未形成有濾色層的部分中反映 相鄰的所述濾色層的邊緣形狀。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，在所述第一傳感 電極中，當(dāng)從所述顯示面?zhèn)瓤磿r(shí)，平面圖案至少在有效像素區(qū) 域內(nèi)具有在一個(gè)方向上縱長的矩形形狀或線形形狀。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其中，在所述有效l象素 區(qū)i或外，所述第 一傳感電才及具有所述矩形形狀或線形形狀的部 分互才目電連4妄。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，多個(gè)像素電極、配線組和晶體管形成在所述第一和第二基 板中的所述另一個(gè)基板上，從而，從所述顯示面看時(shí)，平面被 所述多個(gè)像素分割，所述多個(gè)像素電極設(shè)置為矩陣形式以適于 將不同的電場局部地施加至所述液晶層，所述配線組用于矩陣 驅(qū)動(dòng)相應(yīng)于各個(gè)像素所施加的電壓，所述晶體管用于控制所述 配線組內(nèi)的信號(hào)線和所述多個(gè)像素電極之間的連接，對(duì)每個(gè)像素設(shè)置所述第二傳感電極，以兼用作所述像素電 極，以及，設(shè)置所述信號(hào)線，使得分別對(duì)應(yīng)于在所述多個(gè)<象素的矩陣 分布上的^f象素列，所述液晶顯示裝置進(jìn)一 步包括電^各，與多個(gè)所述信號(hào)線連^妄，以讀出所述第一傳感電^L 和所述多個(gè)l象素電才及之間的電變4匕。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，多個(gè)像素電極、配線組和晶體管形成在所述第一和第二基 一反中的所述另一個(gè)基才反上，乂人而，乂人所述顯示面看時(shí)，平面祐L 所述多個(gè)像素分割，所述多個(gè)4象素電核j殳置為矩陣形式以適于 將不同的電場局部地施加至所述液晶層，所述配線組用于矩陣驅(qū)動(dòng)相應(yīng)于各個(gè)像素所施加的電壓，所述晶體管用于控制所述 配線組內(nèi)的信號(hào)線和所述多個(gè)像素電極之間的連接，在所述平面內(nèi)以多個(gè)4象素只于應(yīng)一個(gè)的比例來i殳置才企測區(qū) 域，以及所述檢測區(qū)域包括，所述第二傳感電纟及；以及檢測線，當(dāng)所述第二傳感電極接觸或靠近所述第一傳 感電才及時(shí)通過該4企測線輸出電變化。
12. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，多個(gè)像素電極、配線組、晶體管、所述第二傳感電極、檢 測線和檢測晶體管形成在所述第一和第二基板中的所述另一 個(gè)基板上，從而，從所述顯示面看時(shí)，平面^皮所述多個(gè)像素分 割，所述多個(gè)<象素電核/沒置為矩陣形式以適于將不同的電場局 部地施加至所述液晶層，所述配線組用于矩陣驅(qū)動(dòng)相應(yīng)于各個(gè) 像素所施加的電壓，所述晶體管用于控制所述配線組內(nèi)的信號(hào) 線和所述多個(gè)像素電極之間的連接，所述4企測線用于當(dāng)所述第 二傳感電極接觸或靠近所述第一傳感電極時(shí)通過其輸出電變 化，所述4全測晶體管用于控制所述檢測線和所述第二傳感電扭^ 之間的連4妄。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，在所述第一傳感電極中，當(dāng)從所述顯示面?zhèn)瓤磿r(shí)，平面圖 案至少在有效像素區(qū)域內(nèi)具有在一個(gè)方向上縱長的矩形形狀 或線形形狀，在所述第二傳感電才及中，當(dāng)/人所述顯示面?zhèn)瓤磿r(shí)，平面圖 案至少在所述有效^象素區(qū)i或內(nèi)具有在與所述一個(gè)方向垂直交 叉的另一方向上縱長的長矩形形狀或線形形狀，以及，當(dāng)在矩形形狀或線形形狀的纟從向方向上對(duì)所述第 一傳感 電極施加電壓時(shí)，；險(xiǎn)測到所述第二傳感電極的電位變化，當(dāng)在 矩形形狀或線形形狀的縱向方向上對(duì)所述第二傳感電極施加 電壓時(shí)，檢測到所述第一傳感電極的電位變化，基于兩個(gè)檢測 結(jié)果中的電位變化，4企測到所述第 一傳感電才及和所述第二傳感 電極接觸或靠近的部分。
14.一種液晶顯示裝置的制造方法，包:l舌第一步，在第一基板上形成預(yù)定功能膜；第二步，在第二基板上形成預(yù)定功能膜；以及第三步，將所述第一基板和所述第二基^反分別設(shè)置在顯示 面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)?，以將所述?一 基板和所述第二基板固定至面板 框，并在所述第一基板和所述第二基板之間注入液晶，并將所 述液晶密封在所述第一基板和所述第二基板之間；所述第二步包:|舌以下步驟在所述第二基^反的部分區(qū)i或上形成第二傳感電才及，并且，所述第 一步包4舌以下步驟在所述第 一基板上形成取向膜；在所述取向膜上的、所述第一傳感電^l隔著所述第三 步中形成的所述液晶層而面向所述第二傳感電極的位置處的 部分區(qū)域上形成第一傳感電4及；以及，在形成所述第一傳感電纟及的狀態(tài)下，在一個(gè)方向上打磨所述耳5L向膜。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的液晶顯示裝置的制造方法，其中，在 形成所述第一傳感電才及的步驟中，所述第一傳感電才及形成為變 成至少在有效〗象素區(qū)域內(nèi)具有在所述打磨的方向上l從長的矩 形形狀或線形形狀的圖案。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液晶顯示裝置及其制造方法，該液晶顯示裝置包括顯示表面?zhèn)鹊牡谝换?；背表面?zhèn)鹊牡诙?；在第一和第二基板之間形成的液晶層；在第一和第二基板中的一個(gè)基板上形成以與液晶層接觸的取向膜；在取向膜的表面上形成，與液晶層接觸的第一傳感電極；以及在第一和第二基板中的另一個(gè)基板上形成并且當(dāng)從顯示表面?zhèn)劝磯旱谝换鍟r(shí)適于接觸或靠近第一傳感電極的第二傳感電極。
文檔編號(hào)G02F1/133GK101644841SQ20091016406
公開日2010年2月10日 申請日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月7日
發(fā)明者小糸健夫, 野口幸治 申請人:索尼株式會(huì)社