JP6605146B2 - タッチパネル付き表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネル付き表示装置に関する。

特開２０１５−１２２０５７号公報には、ディスプレイ用とタッチスクリーン用の両方の役割を果たすパネルを備えるタッチスクリーンパネル一体型表示装置が開示されている。パネルには、複数の画素が形成され、各画素には、画素電極、及び画素電極に接続されたトランジスタとが設けられる。また、パネルには、画素電極に対向して複数の電極が離間して配置される。複数の電極は、ディスプレイ駆動モードでは画素電極との間に横電界（水平電界）を形成する共通電極として機能し、タッチ駆動モードでは、指等との間に静電容量を形成するタッチ電極として機能する。複数の電極にはそれぞれ、データ線と略平行な少なくとも１つの信号ラインが接続され、タッチ駆動信号又は共通電圧信号が信号ラインを介して供給される。画素電極と信号ラインは同じ層に形成され、１つの絶縁層を介して複数の電極と重なっている。

特開２０１５−１２２０５７号公報に記載の構造を中型サイズのタッチパネルに適用する場合、小型サイズと同様のタッチ検出の応答性能を得ることは難しい。中型サイズのタッチパネルは小型サイズのタッチパネルよりもタッチ検出用の信号線の長さが長くなるため信号線の抵抗値が大きくなり、信号線とタッチ検出用電極との間の容量も大きくなる。また、高精細になるほど画素数が多くなるため信号線と他の素子との容量が大きくなる。つまり、タッチパネルのサイズが大型化し、高精細になるほどタッチ検出時の時定数が大きくなる。

小型サイズのタッチパネルと同様のタッチ検出性能を得るため、信号線とタッチ検出用電極との間の絶縁膜の膜厚を厚くして信号線の容量を小さくすることが考えられる。しかしながら、タッチパネルのサイズや解像度が大きくなるほど時定数もより大きくなるため、信号線とタッチ検出用電極との間の絶縁膜の膜厚だけで所望のタッチ検出性能を得るための調整を行うことは困難である。

本発明は、大型化及び高精細化されたパネルであっても所望のタッチ検出性能を得ることができるタッチパネル付き表示装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態におけるタッチパネル付き表示装置は、アクティブマトリクス基板を備え、前記アクティブマトリクス基板は、基板と、前記基板上に設けられた複数の画素電極と、前記基板上において前記複数の画素電極と平面視で重なるように配置された複数の対向電極と、前記複数の画素電極と前記複数の対向電極との間に設けられた絶縁膜と、前記基板上において、画素電極に対して対向電極と反対側に設けられ、前記複数の対向電極のいずれかと接続され、タッチ駆動信号が供給される複数の信号線と、前記複数の画素電極のそれぞれに接続された複数のスイッチング素子と、前記複数の画素電極と、前記複数の信号線及び前記複数のスイッチング素子との間に設けられた有機系絶縁膜と、を備え、前記複数の信号線の各々は、前記基板に接している。

本発明によれば、大型化及び高精細化されたパネルであっても所望のタッチ検出性能を得ることができる。

図１は、第１実施形態におけるタッチパネル付き表示装置の断面図である。 図２は、図１に示すアクティブマトリクス基板に形成されている対向電極の配置の一例を示す模式図である。 図３は、図１に示すアクティブマトリクス基板の一部の領域を拡大した模式図である。 図４Ａは、ＴＦＴ領域におけるアクティブマトリクス基板の概略断面図である。 図４Ｂは、信号線接続領域におけるアクティブマトリクス基板の概略断面図である。 図４Ｃは、非信号線接続領域におけるアクティブマトリクス基板の概略断面図である。 図５Ａは、図１に示すアクティブマトリクス基板における第１端子部の構造を示している。 図５Ｂは、図１に示すアクティブマトリクス基板における第２端子部の構造を示している。 図５Ｃは、図１に示すアクティブマトリクス基板における第３端子部の構造を示している。 図５Ｄは、図１に示すアクティブマトリクス基板におけるゲート層とソース層とを接続する接続部の構造を示す断面図である。 図６Ａは、図１に示すアクティブマトリクス基板の信号線接続領域と、ＴＦＴ領域と、非信号線接続領域と、端子部領域の製造工程を説明する図であって、信号線接続領域及び非信号線接続領域に信号線を形成し、端子部領域に金属膜を形成する工程を表す断面図である。 図６Ｂは、図６Ａに示すＴＦＴ領域以外の各領域に無機絶縁膜を形成する工程を表す断面図である。を表す断面図である。 図６Ｃは、図６Ｂに示す信号線接続領域及び端子部領域に金属膜（ゲート層）を形成し、ＴＦＴ領域にゲート電極を形成する工程を表す断面図である。 図６Ｄは、図６Ｃに示す各領域にゲート絶縁膜を形成し、ＴＦＴ領域に半導体膜を形成する工程を表す断面図である。 図６Ｅは、図６Ｄに示すＴＦＴ領域にソース電極とドレイン電極とを形成し、信号線接続領域及び端子部領域に金属膜（ソース層）を形成する工程を表す断面図である。 図６Ｆは、図６Ｅに示す各領域に無機絶縁膜を形成し、端子部領域以外の各領域に有機絶縁膜を形成する工程を表す断面図である。 図６Ｇは、図６Ｆに示す非信号線接続領域以外の各領域において無機絶縁膜の開口を形成する工程を表す断面図である。 図６Ｈは、図６Ｇに示す信号線接続領域及びＴＦＴ領域に画素電極を形成し、端子部領域に第１透明電極膜を形成する工程を表す断面図である。 図６Ｉは、図６Ｈに示す各領域に無機絶縁膜を形成する工程を表す断面図である。 図６Ｊは、図６Ｉに示す信号線接続領域、ＴＦＴ領域、及び非信号線接続領域に対向電極を形成し、端子部領域に第２透明電極膜を形成する工程を表す断面図である。

本発明の一実施形態におけるタッチパネル付き表示装置は、アクティブマトリクス基板を備え、前記アクティブマトリクス基板は、基板と、前記基板上に設けられた複数の画素電極と、前記基板上において前記複数の画素電極と平面視で重なるように配置された複数の対向電極と、前記複数の画素電極と前記複数の対向電極との間に設けられた絶縁膜と、前記基板上において、画素電極に対して対向電極と反対側に設けられ、前記複数の対向電極のいずれかと接続され、タッチ駆動信号が供給される複数の信号線と、前記複数の画素電極のそれぞれに接続された複数のスイッチング素子と、前記複数の画素電極と、前記複数の信号線及び前記複数のスイッチング素子との間に設けられた有機系絶縁膜と、を備え、前記複数の信号線の各々は、前記基板に接している（第１の構成）。

第１の構成によれば、アクティブマトリクス基板の基板上に、複数の画素電極と、複数の対向電極と、絶縁膜と、複数の信号線と、有機系絶縁膜と、複数の画素電極と接続された複数のスイッチング素子とが設けられる。信号線は、画素電極に対し対向電極と反対側において基板に接し、複数の対向電極のいずれかと接続される。画素電極と対向電極との間には絶縁膜が設けられ、画素電極と信号線及びスイッチング素子との間には有機系絶縁膜が設けられる。つまり、信号線と対向電極との間には、絶縁膜と有機系絶縁膜とが設けられている。そのため、信号線が画素電極と同じ層に設けられる場合と比べ、信号線と対向電極との間の絶縁膜の膜厚を調整することなく、信号線と対向電極との間の容量を小さくすることができる。従って、大型化及び高精細化されたパネルに本構造を適用した場合に、信号線の抵抗値が大きくなっても、信号線と対向電極との間の容量が低減され、タッチ検出時の時定数が大きくならない。よって、所望のタッチ検出性能を確保することができる。

第１の構成において、前記複数のスイッチング素子の各々は、ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極を含み、前記アクティブマトリクス基板は、前記複数の信号線の各々を覆い、前記複数の信号線の各々と前記ゲート電極との間に設けられた第１の無機系絶縁膜をさらに備えることとしてもよい（第２の構成）。

第２の構成によれば、信号線とゲート電極との間の短絡を防止することができる。

第２の構成において、前記アクティブマトリクス基板は、前記ゲート電極と前記第１の無機系絶縁膜とを覆うゲート絶縁膜と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極を覆い、前記ゲート絶縁膜と重なる第２の無機系絶縁膜と、をさらに備え、前記有機系絶縁膜は、前記画素電極と前記第２の無機系絶縁膜との間に設けられることとしてもよい（第３の構成）。

第３の構成によれば、信号線と対向電極との間にさらに第２の無機系絶縁膜とゲート絶縁膜とが設けられる。そのため、信号線と対向電極との間の容量をより低減することができ、タッチ検出時の時定数をより小さくすることができる。

第２又は第３の構成において、前記アクティブマトリクス基板は、前記複数の信号線の各々と平面視で重なる位置に、前記ゲート電極と同じ材料からなる第１金属膜と、前記第１金属膜と接し、前記ソース電極及び前記ドレイン電極と同じ材料からなる第２金属膜と、前記第２金属膜と接し、画素電極と同じ材料からなる第１透明電極膜と、前記第１透明電極膜と接し、対向電極と同じ材料からなる第２透明電極膜と、を備え、前記複数の信号線の各々は、前記第１金属膜と接することとしてもよい（第４の構成）。

第４の構成によれば、信号線と対向電極との接続部分を、スイッチング素子に用いられる材料を用いて作製することができる。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。

図１は、本実施形態におけるタッチパネル付き表示装置１０の断面図である。本実施形態におけるタッチパネル付き表示装置１０は、アクティブマトリクス基板１と、対向基板２と、アクティブマトリクス基板１と対向基板２との間に挟持された液晶層３とを備える。アクティブマトリクス基板１及び対向基板２はそれぞれ、ほぼ透明な（高い透光性を有する）ガラス基板を備えている。対向基板２は、図示しないカラーフィルタを備えている。また、図示は省略するが、このタッチパネル付き表示装置１０は、図１において、液晶層３と反対側のアクティブマトリクス基板１の面方向にバックライトを備えている。

タッチパネル付き表示装置１０は、画像を表示する機能を有するとともに、その表示される画像の上を使用者がタッチした位置（タッチ位置）を検出する機能を有する。このタッチパネル付き表示装置１０は、タッチ位置を検出するために必要な素子がアクティブマトリクス基板１に設けられた、いわゆるインセル型タッチパネル表示装置である。

また、タッチパネル付き表示装置１０は、液晶層３に含まれる液晶分子の駆動方式が横電界駆動方式である。横電界駆動方式を実現するため、電界を形成するための画素電極及び対向電極（共通電極）は、アクティブマトリクス基板１に形成されている。

図２は、アクティブマトリクス基板１に形成されている対向電極２１の配置の一例を示す模式図である。対向電極２１は、アクティブマトリクス基板１の液晶層３側の面に形成されている。図２に示すように、対向電極２１は矩形形状であり、アクティブマトリクス基板１上に、マトリクス状に複数配置されている。対向電極２１はそれぞれ、例えば１辺が数ｍｍの略正方形である。なお、この図では図示を省略するが、対向電極２１には、画素電極との間で横電界を生じさせるためのスリット（例えば数μｍ幅）が形成されている。

アクティブマトリクス基板１には、コントローラ２０が設けられている。コントローラ２０は、画像を表示するための画像表示制御を行うとともに、タッチ位置を検出するためのタッチ位置検出制御を行う。

コントローラ２０と、各対向電極２１との間は、Ｙ軸方向に延びる信号線２２によって接続されている。すなわち、対向電極２１の数と同じ数の信号線２２がアクティブマトリクス基板１上に形成されている。

対向電極２１は、画素電極と対になって、画像表示制御の際に用いられるとともに、タッチ位置検出制御の際にも用いられる。

対向電極２１は、隣接する対向電極２１等との間に寄生容量が形成されているが、人の指等がタッチパネル付き表示装置１０の表示画面に触れると、人の指等との間で容量が形成されるため、静電容量が増加する。タッチ位置検出制御の際、コントローラ２０は、信号線２２を介して、タッチ位置を検出するためのタッチ駆動信号を対向電極２１に供給し、信号線２２を介してタッチ検出信号を受信する。これにより、対向電極２１の位置における静電容量の変化を検出して、タッチ位置を検出する。すなわち、信号線２２は、タッチ駆動信号及びタッチ検出信号の送受信用の信号線として機能する。

図３は、アクティブマトリクス基板１の一部の領域を拡大した模式図である。図３に示すように、複数の画素電極３１は、マトリクス状に配置されている。また、図３では省略しているが、表示制御素子（スイッチング素子）である、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）が、画素電極３１と対応してマトリクス状に配置されている。なお、対向電極２１には、複数のスリット２１ａが設けられている。

画素電極３１の周りには、ゲート配線３２及びソース配線３３が設けられている。ゲート配線３２は、Ｘ軸方向に延びており、Ｙ軸方向に沿って所定の間隔で複数設けられている。ソース配線３３は、Ｙ軸方向に延びており、Ｘ軸方向に沿って所定の間隔で複数設けられている。すなわち、ゲート配線３２及びソース配線３３は格子状に形成されており、ゲート配線３２及びソース配線３３によって区画された領域に画素電極３１が設けられている。ＴＦＴのゲート電極はゲート配線３２に接続されており、ＴＦＴのソース電極とドレイン電極の一方はソース配線３３に接続されており、他方は画素電極３１に接続されている。

対向基板２（図１参照）には、画素電極３１のそれぞれに対応するように、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三色のカラーフィルタが設けられている。これにより、画素電極３１のそれぞれは、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれか一色のサブ画素として機能する。

図３に示すように、Ｙ軸方向に延びている信号線２２は、アクティブマトリクス基板１の法線方向において、Ｙ軸方向に延びているソース配線３３と一部が重畳するように配置されている。具体的には、信号線２２は、ソース配線３３よりも下層に設けられている。また、平面視で信号線２２とソース配線３３は一部が重畳するが、信号線２２はＴＦＴと重ならない位置に設けられる。

なお、図３において、白丸３５は、対向電極２１と信号線２２とが接続されている箇所を示している。

図２及び図３において図示を省略しているが、アクティブマトリクス基板１には、ゲート配線３２に接続され、ゲート配線３２を走査するゲートドライバと、ソース配線３３に接続され、ソース配線３３に画像を示すデータ信号を供給するソースドライバとが設けられている。本実施形態では、画像表示制御とタッチ位置検出制御は、一垂直同期期間に分割して行われる。よって、ゲート配線３２とソース配線３３は、画像表示制御期間に、ゲートドライバ及びソースドライバからそれぞれ電圧信号が供給されるが、タッチ位置検出制御期間には電圧信号は供給されない。

図４Ａは、図３に示すアクティブマトリクス基板１のＡ−Ａ断面、つまり、ＴＦＴが配置されたＴＦＴ領域の断面図である。また、図４Ｂは、図３に示すアクティブマトリクス基板１のＢ−Ｂ断面、つまり、信号線２２が対向電極２１と接続されている信号線接続領域の断面図である。図４Ｃは、図３に示すアクティブマトリクス基板１のＣ−Ｃ断面、つまり、信号線２２が対向電極２１と接続されていない非信号線接続領域の断面図である。以下、各領域の断面構造について説明する。

（ＴＦＴ領域）
図４Ａに示すＴＦＴ領域のガラス基板４０の上には、表示制御素子であるＴＦＴ４２が設けられている。ＴＦＴ４２は、ゲート電極４２ａ、半導体膜４２ｂ、ソース電極４２ｃ、及びドレイン電極４２ｄを含む。

ＴＦＴ４２のゲート電極４２ａは、ガラス基板４０上に形成されている。ゲート電極４２ａは、例えばチタン（Ｔｉ）及び銅（Ｃｕ）の積層膜により形成されている。

図４Ａにおいて、ゲート電極４２ａの上にはゲート絶縁膜４３が形成されている。ゲート絶縁膜４３は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等によって形成される。ゲート絶縁膜４３は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）層、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）層、酸化窒化ケイ素（ＳｉＯｘＮｙ；ｘ＞ｙ）層、窒化酸化ケイ素（ＳｉＮｘＯｙ；ｘ＞ｙ）層等を適宜用いることができる。また、ゲート絶縁膜４３は、積層構造を有していてもよい。具体的には、例えば、ガラス基板４０側（下層）に、ガラス基板４０からの不純物等の拡散防止のために厚さ２００〜５００ｎｍの窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）を形成し、その上に、厚さ２５〜１００ｎｍの酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を形成してもよい。

ゲート絶縁膜４３の上には、半導体膜４２ｂが形成されている。半導体膜４２ｂは、例えば酸化物半導体膜であり、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうち少なくとも１種の金属元素を含んでもよい。本実施形態では、半導体膜４２ｂは、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の半導体を含む。ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の半導体は、Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）の三元系酸化物であって、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの割合（組成比）は特に限定されず、例えばＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：２等を含む。なお、半導体膜４２ｂは、ＩＴＺＯ（Indium Tin Zinc Oxide）、ＬＴＰＳ（Low-temperature Poly Silicon）、ＣＧＳ（Continuous Grain Silicon:連続粒界結晶シリコン）、ａ−Ｓｉ（amorphous silicon）等のいずれかでもよい。

半導体膜４２ｂの上には、ソース電極４２ｃとドレイン電極４２ｄとが互いに離間するように設けられている。ソース電極４２ｃは、ソース配線３３と一体的に形成されている。ソース電極４２ｃ及びドレイン電極４２ｄは、例えばチタン（Ｔｉ）及び銅（Ｃｕ）の積層膜により形成されている。

ソース電極４２ｃ及びドレイン電極４２ｄ、半導体膜４２ｂ、及びゲート絶縁膜４３の上には、無機絶縁膜４４（第２の無機系絶縁膜）が形成されている。無機絶縁膜４４は、ソース電極４２ｃの上において離間し、離間した部分に開口４４ａを有する。無機絶縁膜４４は、例えば、ＣＶＤ法により形成される。無機絶縁膜４４は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）膜を１００〜４００ｎｍの厚さで形成し、その上に窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）膜を２０〜２００ｎｍの厚さで形成してもよい。

無機絶縁膜４４の上には、有機絶縁膜（平坦化膜）４５が形成されている。有機絶縁膜４５は、無機絶縁膜４４の上で離間し、離間した部分に、開口４４ａよりも大きい開口４５ａを有する。開口４４ａ及び４５ａによってソース電極４２ｃの上にコンタクトホールＣＨが形成されている。有機絶縁膜４５は、例えば、厚さが１〜３μｍの紫外線硬化樹脂などを塗布することによって形成される。有機絶縁膜（平坦化膜）４５を形成することで、ＴＦＴ部分の凹凸に起因して生じる液晶分子の配向乱れを抑制できる。また、ゲート配線３２やソース配線３３と画素電極３１との間の寄生容量を低減できる。

有機絶縁膜４５の上には画素電極３１が設けられている。画素電極３１は、コンタクトホールＣＨを介してソース電極４２ｃと接続されている。画素電極３１は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＺｎＯ（Zinc Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＩＧＺＯ（Indium Gallium Zinc Oxide）、ＩＴＺＯ等の材料からなる。

画素電極３１を覆うように、無機絶縁膜４６が設けられている。無機絶縁膜４６は、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）や二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）からなる。無機絶縁膜４６は、例えば、ＣＶＤ法により、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）を１００ｎｍ〜４００ｎｍの膜厚で成膜することが好ましい。

無機絶縁膜４６の一部の上には、対向電極２１が形成されている。対向電極２１は、例えばＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩＺＯ、ＩＧＺＯ、ＩＴＺＯ等の材料からなる。

（信号線接続領域及び非信号線接続領域）
図４Ｂ及び図４Ｃにおけるガラス基板４０の上には、ＴＦＴ領域におけるゲート電極４２ａと重ならない位置に信号線２２が形成されている。信号線２２は、例えば銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）のいずれか、またはこれらの混合物からなる。

図４Ｂ及び図４Ｃにおける信号線２２の上には、無機絶縁膜４１（第１の無機系絶縁膜膜）が形成されている。具体的には、図４Ｂに示す信号線接続領域において、無機絶縁膜４１は、信号線２２の上で離間し、離間した部分に開口４１ａを有する。また、図４Ｃに示す非信号線接続領域では、無機絶縁膜４１は、信号線２２を覆うように設けられる。無機絶縁膜４１は、例えば、ＣＶＤ法等により形成される。無機絶縁膜４１は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化ケイ素（ＳｉＯｘＮｙ；ｘ＞ｙ）、窒化酸化ケイ素（ＳｉＮｘＯｙ；ｘ＞ｙ）等を適宜用いることができる。無機絶縁膜４１は、その膜厚が２００ｎｍ〜５００ｎｍが好ましく、誘電率が低い方がより好ましい。

図４Ｂに示す無機絶縁膜４１の上には、ゲート電極４２ａと同じ材料からなる金属膜（ゲート層）１１０が形成されている。金属膜（ゲート層）１１０は、無機絶縁膜４１の開口４１ａを介して信号線２２と接続される。

図４Ｂに示す信号線接続領域において、無機絶縁膜４１、及び金属膜（ゲート層）１１０の上には、ゲート絶縁膜４３が形成されている。図４Ｂにおいて、ゲート絶縁膜４３は、金属膜（ゲート層）１１０の上で離間し、離間した部分に開口４３ａを有する。また、図４Ｃに示す非信号線接続領域において、無機絶縁膜４１を覆うようにゲート絶縁膜４３が形成されている。

図４Ｂに示すゲート絶縁膜４３及び金属膜（ゲート層）１１０の上において、信号線２２と重なる位置に、ソース電極４２ｃとドレイン電極４２ｄと同じ材料からなる金属膜（ソース層）１２０が形成されている。金属膜（ソース層）１２０は、ゲート絶縁膜４３の開口４３ａを介して、金属膜（ゲート層）１１０と接続されている。

図４Ｂ及び図４Ｃにおいて、ゲート絶縁膜４３の上には無機絶縁膜４４が形成されている。図４Ｂにおける無機絶縁膜４４は、金属膜（ゲート層）１１０の上で離間し、離間した部分に開口４４ａを有する。図４Ｃにおいて無機絶縁膜４４は、ゲート絶縁膜４３を覆う。

図４Ｂ及び図４Ｃに示す無機絶縁膜４４の上には、有機絶縁膜（平坦化膜）４５が形成されている。図４Ｂにおける有機絶縁膜４５は、無機絶縁膜４４の上で離間し、離間した部分に開口４５ａを有する。図４Ｃにおける有機系絶縁膜４５は、無機絶縁膜４４を覆う。

図４Ｂにおいて、有機絶縁膜４５の上には、画素電極３１と同じ材料からなる第１透明電極膜１３０が設けられている。第１透明電極膜１３０は、有機絶縁膜４５と無機絶縁膜４４の開口４４ａ、４５ａを介して、金属膜（ソース層）１２０と接続されている。

図４Ｂにおいて、第１透明電極膜１３０及び有機絶縁膜４５の上には、第１透明電極膜１３０の上で離間し、離間した部分に開口４６ａを有する無機絶縁膜４６が形成されている。また、図４Ｃにおける有機絶縁膜４５の上には、有機絶縁膜４５を覆う無機絶縁膜４６が形成されている。

図４Ｂにおける無機絶縁膜４６及び第１透明電極膜１３０の上には対向電極２１が形成され、開口４６ａを介して第１透明電極膜１３０と接続されている。図４Ｃにおける無機絶縁膜４６の上には、無機絶縁膜４６を覆う対向電極２１が形成されている。

図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、本実施形態において、信号線２２は、ガラス基板４０に接する最下層に設けられる。そして、図４Ｃに示すように、非信号線接続領域において、対向電極２１と画素電極３１の間には、無機絶縁膜４６、有機絶縁膜４５、無機絶縁膜４４、ゲート絶縁膜４３、及び無機絶縁膜４１の５つの絶縁層が設けられている。そのため、信号線２２が、画素電極３１と同じ層に設けられる場合と比べ、信号線２２と対向電極２１との間の絶縁膜の膜厚を調整することなく、信号線２２と対向電極２１との間の容量を小さくすることができる。従って、パネルサイズが大きく、高精細なパネルに本構造を適用し、信号線２２の抵抗値が大きくなっても、信号線２２の容量は小さくすることができるので、タッチ検出時の時定数は大きくならず、所望のタッチ検出性能を確保することができる。なお、図３に示すように、信号線２２は、ソース配線３３と平面視で重なるが、本実施形態では画像表示制御とタッチ位置検出制御を１垂直同期期間に分割して行うため、タッチ位置検出制御の際、ソース配線３３にデータ信号は供給されない。よって、タッチ位置検出の際に、ソース配線３３と信号線２２との間で殆ど容量は形成されず、タッチ検出性能に影響しない。

ここで、アクティブマトリクス基板１に設けられた端子部の構造を図５Ａ〜５Ｃに示す。図５Ａは、信号線２２とコントローラ２０との間を接続するための端子部（以下、第１端子部）の構造を示している。図５Ｂは、ゲート配線３２とゲートドライバとを接続する端子部（以下、第２端子部）の構造を示している。図５Ｃは、ソース配線３３とソースドライバとを接続する端子部（以下、第３端子部）の構造を示している。

図５Ａに示すように、第１端子部Ｃａは、ガラス基板４０の上に、信号線２２と同じ材料からなる金属膜２１０が形成されている。金属膜２１０は、信号線２２と接続されている。

ガラス基板４０及び金属膜２１０の一部の上には、無機絶縁膜４１が形成されている。無機絶縁膜４１は、金属膜２１０の上において離間して配置されている。

金属膜２１０及び無機絶縁膜４１の上には金属膜（ゲート層）１１０が形成され、無機絶縁膜４１が離間している部分において、金属膜（ゲート層）１１０と金属膜２１０とが接続されている。

無機絶縁膜４１及び金属膜（ゲート層）１１０の一部の上にはゲート絶縁膜４３が形成されている。ゲート絶縁膜４３は、金属膜（ゲート層）１１０の上において離間して配置されている。

金属膜（ゲート層）１１０及びゲート絶縁膜４３の一部の上には金属膜（ソース層）１２０が形成され、ゲート絶縁膜４３が離間している部分において、金属膜（ソース層）１２０と金属膜（ゲート層）１１０とが接続されている。

ゲート絶縁膜４３及び金属膜（ソース層）１２０の一部の上には無機絶縁膜４４が形成されている。無機絶縁膜４４は、金属膜（ソース層）１２０の上において離間して配置されている。

金属膜（ソース層）１２０及び無機絶縁膜４４の一部の上には第１透明電極膜１３０が形成されている。第１透明電極膜１３０は、無機絶縁膜４４が離間している部分において金属膜（ソース層）１２０と接続されている。

無機絶縁膜４４及び第１透明電極膜１３０の一部の上には無機絶縁膜４６が形成されている。無機絶縁膜４６は、第１透明電極膜１３０の上において離間して配置されている。

第１透明電極膜１３０及び無機絶縁膜４６の一部の上には、対向電極２１と同じ材料からなる第２透明電極膜１４０が形成されている。第２透明電極膜１４０は、無機絶縁膜４６が離間している部分において第１透明電極膜１３０と接続されている。

このように、コントローラ２０が接続される第１端子部Ｃａは、金属膜２１０、金属膜（ゲート層）１１０、金属膜（ソース層）１２０、第１透明電極膜１３０、及び第２透明電極膜１４０を介して信号線２２と接続される。

図５Ｂに示す第２端子部Ｃｂは、信号線２２と同じ材料からなる金属膜２１０がガラス基板４０の上に設けられていない点で図５Ａに示す第１端子部Ｃａと構造が異なる。

つまり、第２端子部Ｃｂは、ガラス基板４０の上に無機絶縁膜４１が形成され、無機絶縁膜４１の上に金属膜（ゲート層）１１０が形成されている。金属膜（ゲート層）１１０は、ゲート配線３２と接続されている。ゲートドライバが接続される第２端子部Ｃｂは、金属膜（ゲート層）１１０、金属膜（ソース層）１２０、第１透明電極膜１３０、及び第２透明電極膜１４０が接続され、これらを介してゲート配線３２と接続される。

図５Ｃに示す第３端子部Ｃｃは、金属膜（ゲート層）１１０が設けられていない点で図５Ｂに示す第２端子部Ｃｂと構造が異なる。

つまり、第３端子部Ｃｃは、ガラス基板４０の上に形成された無機絶縁膜４１の上にゲート絶縁膜４３が形成され、ゲート絶縁膜４３の上に金属膜（ソース層）１２０が形成されている。金属膜（ソース層）１２０は、ソース配線３３と接続されている。ソースドライバが接続される第３端子部Ｃｃは、金属膜（ソース層）１２０、第１透明電極膜１３０、及び第２透明電極膜１４０が接続され、これらを介してソース配線３３と接続される。

なお、上記の例では、ゲートドライバとソースドライバが接続される各端子部の構造が異なる例であるが、第２端子部Ｃｂ又は第３端子部Ｃｃに端子部の構造を統一してもよい。例えば、ソースドライバが接続される端子部を第２端子部Ｃｂと同様の構造とする場合、第２端子部Ｃｂとソース配線３３とを接続するための接続部が必要となる。また、ゲートドライバが接続される端子部を第３端子部Ｃｃと同様の構造とする場合、第３端子部Ｃｃとゲート配線３２とを接続するための接続部が必要となる。つまり、この接続部は、金属膜（ゲート層）１１０と金属膜（ソース層）１２０との間を接続するための接続部である。

図５Ｄは、このような接続部の構造を示す断面図である。図５Ｄに示すように、接続部Ｊは、ガラス基板４０上に金属膜（ゲート層）１１０が形成され、ガラス基板４０及び金属膜（ゲート層）１１０の上にゲート絶縁膜４３が形成されている。ゲート絶縁膜４３は、金属膜（ゲート層）１１０の上で離間して配置されている。

金属膜（ゲート層）１１０及びゲート絶縁膜４３の一部の上に金属膜（ソース層）１２０が形成され、ゲート絶縁膜４３が離間している部分において、金属膜（ソース層）１２０と金属膜（ゲート層）１１０とが接続される。

ゲート絶縁膜４３及び金属膜（ソース層）１２０の上には無機絶縁膜４４が形成され、無機絶縁膜４４の上には、有機絶縁膜４５が形成されている。有機絶縁膜４５の上には、第１透明電極膜１３０が形成され、第１透明電極膜１３０の上には無機絶縁膜４６が形成され、無機絶縁膜４６の上には、第２透明電極膜１４０が形成されている。

このように、接続部Ｊは、金属膜（ソース層）１２０と金属膜（ゲート層）１１０とが接続される。したがって、ソースドライバを第２端子部Ｃｂと同様の端子部に接続する場合、接続部Ｊにおける金属膜（ソース層）１２０は、ソース配線３３と接続され、接続部Ｊにおける金属膜（ゲート層）１１０と第２端子部Ｃｂにおける金属膜（ゲート層）１１０とが接続される。これにより、ソースドライバは、第２端子部Ｃｂと接続部Ｊとを介してソース配線３３と接続される。また、ゲートドライバを第３端子部Ｃｃと同様の端子部に接続する場合、接続部Ｊにおける金属膜（ゲート層）１１０は、ゲート配線３２と接続され、接続部Ｊにおける金属膜（ソース層）１２０と、第２端子部Ｃｂにおける金属膜（ソース層）１２０とが接続される。これにより、ゲートドライバは、第３端子部Ｃｃと接続部Ｊとを介してゲート配線３２と接続される。

図６Ａ〜６Ｊは、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板１の製造工程を説明するための図である。図６Ａ〜６Ｊは、信号線接続領域、ＴＦＴ領域、非信号線接続領域、端子部が形成される端子部領域における各工程の断面図を示している。

まず、ガラス基板４０上に、例えば、銅（Ｃｕ）を含む金属膜を成膜し、フォトリソグラフィ法とウェットエッチングを用いて金属膜をパターニングする。これにより、信号線接続領域及び非信号線接続領域には信号線２２が形成され、端子部領域には金属膜２１０が形成される（図６Ａ参照）。

次に、図６Ａに示す信号線２２及び金属膜２１０を覆うように、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を含む無機絶縁膜を成膜し、フォトリソグラフィ法とドライエッチングを用いて無機絶縁膜をパターニングする。これにより、信号線接続領域及び非信号線接続領域の信号線２２の上、及び端子部領域の金属膜２１０の上に無機絶縁膜４１が形成される。信号線接続領域及び端子部領域において、無機絶縁膜４１は、信号線２２と金属膜２１０の上で離間し、離間した部分に開口４１ａが形成される。非信号線接続領域において、信号線２２は無機絶縁膜４１に覆われる。（図６Ｂ参照）。

次に、図６Ｂに示す無機絶縁膜４１を覆うように、例えば、チタン（Ｔｉ）、及び銅（Ｃｕ）を順次成膜し、フォトリソグラフィ法とウェットエッチングを用いて、チタンと銅の積層膜をパターニングする。これにより、信号線接続領域における無機絶縁膜４１の上に金属膜（ゲート層）１１０が形成され、ＴＦＴ領域におけるガラス基板４０の上にゲート電極４２ａが形成される。信号線接続領域において、金属膜（ゲート層）１１０は、開口４１ａを介して信号線２２と接続される。また、端子部領域における無機絶縁膜４１の上に金属膜（ゲート層）１１０が形成され、開口４１ａを介して金属膜２１０と金属膜（ゲート層）１１０とが接続される（図６Ｃ参照）。

次に、図６Ｃに示す金属膜（ゲート層）１１０及びゲート電極４２ａを覆うように、例えば窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）を含むゲート絶縁膜を成膜し、その後、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の半導体膜を成膜する。そして、フォトリソグラフィ法とウェットエッチングを行い、ゲート絶縁膜及び半導体膜をパターニングする。これにより、ＴＦＴ領域におけるゲート電極４２ａをゲート絶縁膜４３が覆い、ゲート電極４２ａと重なる位置に半導体膜４２ｂが形成される。また、信号線接続領域における金属膜（ゲート層）１１０の上に離間してゲート絶縁膜４３が形成され、離間した部分に開口４３ａが形成される。非信号線接続領域における無機絶縁膜４１の上にはゲート絶縁膜４３が形成される。また、端子部領域における金属膜（ゲート層）１１０の上に離間してゲート絶縁膜４３が形成され、離間した部分に開口４３ａが形成される（図６Ｄ参照）。

続いて、図６Ｄに示すゲート絶縁膜４３を覆うように、例えばチタン（Ｔｉ）及び銅（Ｃｕ）を順次成膜し、フォトリソグラフィ法とウェットエッチングを行い、チタンと銅の積層膜をパターニングする。これにより、ＴＦＴ領域における半導体膜４２ｂの上に離間した、ソース配線３３と一体化されたソース電極４２ｃとドレイン電極４２ｄとが形成される。また、信号線接続領域及び端子部領域におけるゲート絶縁膜４３の上に、開口４３ａを介して金属膜（ゲート層）１１０と接続された金属膜（ソース層）１２０が形成される（図６Ｅ参照）。

次に、図６Ｅに示す金属膜（ソース層）１２０、ソース電極４２ｃ及びドレイン電極４２ｄとを覆うように、例えば窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）を含む無機絶縁膜４４を成膜する。その後、例えばポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）などの有機絶縁膜４５を成膜し、フォトリソグラフィ法及びポストベークを行い、有機絶縁膜４５をパターニングする。これにより、信号線接続領域における金属膜（ソース層）１２０の上、及びＴＦＴ領域におけるソース電極４２ｃとドレイン電極４２ｄの上に無機絶縁膜４４が形成される。また、その無機絶縁膜４４の上に、ソース電極４２ｃと重なる位置に離間して有機絶縁膜４５が形成され、離間した部分に開口４５ａが形成される。非信号線接続領域において、ゲート絶縁膜４３の上には無機絶縁膜４４が形成され、無機絶縁膜４４の上に有機絶縁膜４５が形成される。端子部領域における金属膜（ソース層）１２０及びゲート絶縁膜４３の上には無機絶縁膜４４が形成される（図６Ｆ参照）。

続いて、フォトリソグラフィ法を用い、図６Ｆの信号線接続領域における金属膜（ソース層）１２０及びＴＦＴ領域におけるソース電極４２ｃの一部と、端子部領域における金属膜（ソース層）１２０の一部の上に配置された無機絶縁膜４４をエッチングする。これにより、信号線接続領域及びＴＦＴ領域において、金属膜（ソース層）１２０とソース電極４２ｃの一部表面を露出させる開口４４ａが形成され、ＴＦＴ領域において、ソース電極４２ｃの上に、開口４５ａ、４４ａからなるコンタクトホールＣＨが形成される。また、端子部領域において、金属膜（ソース層）１２０の一部表面を露出させる開口４４ａが形成される（図６Ｇ参照）。

次に、図６Ｇに示す有機絶縁膜４５を覆うように、例えばＩＴＯを含む透明電極膜を成膜し、フォトリソグラフィ法及びウェットエッチングを行い、透明電極膜をパターニングする。これにより、ＴＦＴ領域におけるＴＦＴ４２の上に画素電極３１が形成され、コンタクトホールＣＨを介してソース電極４２ｃと画素電極３１とが接続される。また、信号線接続領域における無機絶縁膜４４、有機絶縁膜４５、及び金属膜（ソース層）１２０の上には第１透明電極膜１３０が形成され、開口４４ａを介して金属膜（ソース層）１２０と第１透明電極膜１３０とが接続される。端子部領域における無機絶縁膜４４及び金属膜（ソース層）１２０の上には、開口４４ａを介して金属膜（ソース層）１２０と接続された第１透明電極膜１３０が形成される（図６Ｈ参照）。

続いて、図６Ｈに示す画素電極３１及び第１透明電極膜１３０を覆うように、例えば窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）を含む無機絶縁膜を成膜し、フォトリソグラフィ法及びドライエッチングを行い、無機絶縁膜をパターニングする。これにより、信号線接続領域には、第１透明電極膜１３０の上に離間して無機絶縁膜４６が形成され、離間した部分に開口４６ａが形成される。ＴＦＴ領域には、画素電極３１を覆う無機絶縁膜４６が形成される。非信号線接続領域には、有機絶縁膜４５を覆う無機絶縁膜４６が形成される。端子部領域には、第１透明電極膜１３０の上に離間して無機絶縁膜４６が形成され、離間した部分に開口４６ａが形成される（図６Ｉ参照）。

次に、図６Ｉに示す無機絶縁膜４６の上に、例えばＩＴＯを含む透明電極膜を成膜し、フォトリソグラフィ法及びウェットエッチングを行い、透明電極膜をパターニングする。これにより、信号線接続領域、ＴＦＴ領域、及び非信号線接続領域における無機絶縁膜４６の上に対向電極２１が形成される。信号線接続領域における対向電極２１は、開口４６ａを介して第１透明電極膜１３０と接続される。端子部領域における無機絶縁膜４６の上には、開口４６ａを介して第１透明電極膜１３０と接する第２透明電極膜１４０が形成される（図６Ｊ参照）。

このように、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板１の製造工程において、無機絶縁膜４１を除き、ＴＦＴ領域を形成するために用いられるゲート絶縁膜４３、無機絶縁膜４４、有機絶縁膜４５、及び無機絶縁膜４６が、信号線２２と対向電極２１との間に形成される。そのため、信号線２２を最下層に配置して信号線２２と対向電極２１との間の容量をより小さくする構造を、ＴＦＴ領域を形成する工程で作製することができる。また、信号線２２と対向電極２１との間に設けられる有機絶縁膜４５の膜厚は他の絶縁膜の膜厚より大きい。そのため、ＴＦＴ領域を形成する際の各絶縁膜の膜厚で、信号線２２と対向電極２１との間の容量を十分に小さくすることができる。

以上、本発明に係るタッチパネル付き表示装置の一例について説明したが、本発明に係るタッチパネル付き表示装置は、上述した実施形態の構成に限定されず、様々な変形構成とすることができる。以下、その変形例について説明する。

［変形例１］
上述した実施形態において、ＴＦＴ４２のソース電極４２ｃとドレイン電極４２ｄとの間にエッチストッパ層が設けられていてもよい。この構成により、ソース電極４２ｃやドレイン電極４２ｄを形成する際のエッチングによって、半導体膜４２ｂがダメージを受けることを防止できる。

［変形例２］
また、上述した実施形態では、ボトムゲート型のＴＦＴを例に説明したが、トップゲート型でもよい。また、半導体膜４２ｂは酸化物半導体膜に限らず、アモルファスシリコン膜であってもよい。

［変形例３］
また、上述した実施形態では、表示に用いられるＴＦＴ４２と信号線２２とは平面視で重ならない位置に設けられるため、信号線２２とＴＦＴ４２との間の寄生容量を低減できる。しかしながら、例えば、ＴＦＴ４２の下層に信号線２２が配置される等、ＴＦＴ４２と信号線２２とが平面視で重なるように配置されていてもよい。

［変形例４］
また、上述した実施形態では、無機絶縁膜４１よりもガラス基板４０に近い位置にゲート電極４２ａが設けられているが、例えばゲート電極４２ａの下側、つまり、ガラス基板４０側に無機絶縁膜４１が設けられていてもよい。

Claims (3)

1. アクティブマトリクス基板を備えるタッチパネル付き表示装置において、
   前記アクティブマトリクス基板は、
   基板と、
   前記基板上に設けられた複数の画素電極と、
   前記基板上において前記複数の画素電極と平面視で重なるように配置された複数の対向電極と、
   前記複数の画素電極と前記複数の対向電極との間に設けられた絶縁膜と、
   前記基板上において、画素電極に対して対向電極と反対側に設けられ、前記複数の対向電極のいずれかと接続され、タッチ駆動信号が供給される複数の信号線と、
   前記複数の画素電極のそれぞれに接続された複数のスイッチング素子と、
   前記複数の画素電極と、前記複数の信号線及び前記複数のスイッチング素子との間に設けられた有機系絶縁膜と、を備え、
   前記複数の信号線の各々は、前記基板に接しており、
   前記複数のスイッチング素子の各々は、ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極を含み、
   前記アクティブマトリクス基板は、前記複数の信号線の各々を覆い、前記複数の信号線の各々と前記ゲート電極との間に設けられた第１の無機系絶縁膜をさらに備える、タッチパネル付き表示装置。
2. 前記アクティブマトリクス基板は、
   前記ゲート電極と前記第１の無機系絶縁膜とを覆うゲート絶縁膜と、
   前記ソース電極及び前記ドレイン電極を覆い、前記ゲート絶縁膜と重なる第２の無機系絶縁膜と、をさらに備え、
   前記有機系絶縁膜は、前記画素電極と前記第２の無機系絶縁膜との間に設けられる、請求項１に記載のタッチパネル付き表示装置。
3. 前記アクティブマトリクス基板は、
   前記複数の信号線の各々と平面視で重なる位置に、前記ゲート電極と同じ材料からなる第１金属膜と、前記第１金属膜と接し、前記ソース電極及び前記ドレイン電極と同じ材料からなる第２金属膜と、前記第２金属膜と接し、画素電極と同じ材料からなる第１透明電極膜と、前記第１透明電極膜と接し、対向電極と同じ材料からなる第２透明電極膜と、を備え、
   前記複数の信号線の各々は、前記第１金属膜と接する、請求項２に記載のタッチパネル付き表示装置。
   

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