带输入功能的液晶显示装置的制作方法

专利名称：带输入功能的液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及带输入功能的液晶显示装置，特别地，涉及内部安装静电电容耦合方 式的触摸传感器功能的液晶显示装置。
背景技术：
静电电容耦合方式的触摸传感器是具有下述功能的设备通过和显示装置组合， 通过用手指触摸与显示装置的显示区域对应的触摸传感器画面，由此捕捉指尖与位置检测 电极间的静电电容的变化来检测位置，并将位置坐标等输入到显示装置。近年来，上述静电电容耦合方式的触摸传感器被搭载在移动电话或超小型个人计 算机等移动设备中，与显示装置组合而用作输入装置。静电电容耦合方式的触摸传感器，在与显示装置的显示区域对应的触摸传感器基 板上的触摸传感器画面上，形成检测被触摸位置的图形化的透明电极，在触摸传感器画面 的周边形成取出来自透明电极的位置检测信号的布线，具备向外部的检测电路输出位置检 测信号的布线电路等。作为将静电电容耦合方式的触摸传感器装置和液晶显示装置贴合起来的带触摸 传感器的液晶显示装置的一个例子，已知有JP2006-023904A。作为将静电电容耦合方式的触摸传感器功能内置到液晶显示装置的例子，已知涉 及横向电场驱动方式的液晶显示装置的JP2008-185785A、涉及TN方式或垂直取向方式的 液晶显示装置的JP2008-32756A。近年来，移动设备的薄型化竞争越来越激烈，特别是在移动电话中，将液晶面板的 玻璃基板或背光设备做薄，从而促进设备的薄型化。但是，在将静电电容耦合方式的触摸传感器装置和液晶显示装置贴合起来的带触 摸传感器的液晶显示装置中，由于将触摸传感器的基板和液晶显示装置的基板贴合起来， 所以整体上就变厚了。另外，在JP2008-185785A、JP2008-32756A中记载有下述液晶显示装置为了改善 整体变厚的情况，通过在液晶显示装置侧的基板上形成发挥触摸传感器功能的电路而实现 功能内置，从而减少与触摸传感器的基板相应的厚度。液晶显示装置的驱动方式，一般来说分为以下3种。其一是横向电场驱动方式，在该横向电场驱动方式中，对一对液晶夹持基板，在 一侧的基板上存在液晶驱动用的像素电极和公共电极。另外，其他是扭曲向列(Twisted Nematic, TN)方式和垂直取向方式，其特征在于，相对一对液晶夹持基板，在一个基板的液 晶夹持面上形成液晶驱动用的像素电极，在另一个基板的液晶夹持面上形成公共电极。其中，在以往的横向电场驱动方式的液晶显示装置中，具有一定电位的屏蔽(shield)电极层或导体层被形成在液晶驱动用的像素电极和公共电极的对向基板面。 一般来说，在横向电场驱动方式中，若在像素电极和公共电极的对向基板面上存 在具有一定电位的导体，则不能正常地施加像素电极和公共电极的电场，由于因电场产 生的液晶分子排列的运动受到影响，发生液晶取向的混乱，从而成为所谓的显示斑的原 因，显示性能劣化。关于可以在对向基板面上存在的电阻值高的材料，在JP1997-5763A、 JP1998-73810A、JP1998-82998A、JP1998-170958A等中有记载，在对向基板面上使用电阻性 高的材料。因此，在以往的横向电场驱动方式的液晶显示器中，因为在电场驱动方式中在像 素电极和公共电极的对向基板面上存在具有一定电位的屏蔽电极层或导体层，所以有作为 液晶显示装置的性能显著劣化的问题。另外，对形成有触摸传感器电极的基板的背面，形成屏蔽电极层或导体层、以及滤 色器层。因此，需要首先形成触摸传感器电极，之后形成屏蔽电极层或导体层、以及滤色器 层，或者需要采取其相反的工序，需要在形成背面侧的期间保护另一个面，从而有工序变得 复杂的问题。另一方面，在以往的TN方式或垂直取向方式的液晶显示装置中，在液晶夹持两面 上形成液晶驱动用的电极，利用该电极间的电场驱动液晶。此时，成为静电电容耦合方式的 触摸传感器电极和液晶驱动用的电极仅仅隔着滤色器层而被绝缘的构造。作为触摸传感器 功能，通过用手指触摸液晶面板画面，由此利用触摸传感器电极来捕捉耦合到手指的静电 电容的变化，从而检测位置，并反映到图像显示中。但是存在下述问题，S卩，由于受到靠近的液晶驱动的电场的影响，不能高灵敏度地 检测耦合到手指的静电电容的变化，从而不能实现作为触摸传感器的正常的功能。另外，由 于受到逆向流过靠近的触摸传感器电极的电流信号的影响，施加到靠近的液晶驱动电极上 的电场发生混乱，液晶分子排列的运动受到影响，从而发生液晶取向的混乱，所以有在显示 性能方面发生问题。

发明内容
本发明的目的在于提供一种组装了静电电容耦合方式的触摸传感器功能的液晶 显示装置，能够实现在维持作为触摸传感器的功能、性能的同时能以生产性良好地实现设备。为了实现上述目的，本发明的组装有静电电容耦合方式的触摸传感器功能的液晶 显示装置具有以下特征。本发明的液晶显示装置，在夹持液晶的一对透明基板的一个基板上具有排列成 矩阵状、且由薄膜晶体管构成的开关元件和开关元件的布线部；与薄膜晶体管电连接的透 光性的像素电极；与像素电极隔着绝缘膜配置的公共电极，在夹持液晶的最表面上具有液 晶取向膜，在对向的另一个基板上，在夹持液晶的面上具有液晶取向膜，在与该基板的液晶 相反的一侧具有静电电容耦合方式的触摸传感器功能的电极。此时，在本液晶显示装置中，利用像素电极与公共电极之间的横向电场，相对于电 极水平地对液晶进行取向驱动，从而实现图像显示功能。另外，在本发明的液晶显示装置中，通过在夹持液晶的一对透明基板内，在具有薄膜晶体管的基板侧具有滤色器，由此实现彩色显示。另外，在与具有薄膜晶体管的基板相对 向的另一个基板上，在夹持液晶的面上具有液晶取向膜，在该基板背面侧，具有由透明电极 构成的、设置有XY位置坐标电极的、检测以静电电容耦合方式被触摸的位置的触摸传感器 电路。此时，在具有触摸传感器电路的基板上，在一侧只存在液晶取向膜，不存在对驱动 液晶的横向电场带来影响的导电层，能够获得不会发生因电场产生的液晶分子排列的运动 混乱的显示性能。只要在一侧形成液晶取向膜和盒间隙隔离物(盒间隙隔离物在薄膜晶 体管电路 基板侧也发挥同样的功能)，就能实现作为液晶显示装置的基本性能，并且制造工序也简单。进而，如果将具有触摸传感器电路的基板的厚度设置为大于等于0. 4mm小于等于 1.2mm，则成为足够厚的绝缘物，基板本身成为厚的绝缘物，所以触摸传感器电路也从驱动 液晶的横向电场隔绝，能够高灵敏地检测在触摸传感器电极与手指之间耦合的静电电容的变化。在本发明中，能够实现能够在维持作为触摸传感器的功能、性能的同时能以设备 生产性良好地实现设备的、组装了静电电容耦合方式的触摸传感器功能的液晶显示装置。


图1是用于说明本发明的实施例的液晶显示装置的剖面图。图2是用于说明本发明的实施例的液晶显示装置的第1基板上的像素电路的俯视 图。图3是用于说明本发明的实施例的液晶显示装置的第1基板上的滤色器的俯视 图。图4是说明本发明的实施例的液晶显示装置的立体图。图5是说明本发明的实施例的液晶显示装置的图4的液晶显示画面部a-a'的剖 面图。图6是用于说明本发明的实施例的触摸传感器电路的基板俯视图。图7是用于说明本发明的实施例的触摸传感器电路的图6的触摸传感器电路部 b-b'的剖面图。符号说明101 第1基板；102 栅电极；103 绝缘层；104 源电极；105 薄膜晶体管；106 漏电极；107 滤色器层；108 透明公共电极；109 绝缘层；110 像素电极；111 连接开口 ； 112 液晶取向膜；113 液晶层；114 盒间隙隔离物；115 液晶取向膜；116 第2基板；117 触摸传感器电路层；118、119 外置偏振片；201 漏电极；202 栅电极；203 薄膜晶体管； 204 源电极；205 连接开口 ；206 透明像素电极；207 像素电极狭缝开口 ；208 透明公共 电极；301 连接开口 ；302 透明像素电极；303 像素电极狭缝开口 ；304 透明公共电极层； 305:滤色器(红)；306:滤色器(绿)；307:滤色器(蓝)；401 第1基板；402 液晶层；403 第2基板(内置触摸传感器电路)；404 图像显示画面(触摸传感器画面)；405 触摸位置 检测电路控制用IC ；406 挠性印刷布线基板；407 挠性印刷布线基板；408 液晶显示用控制IC ；501 外置偏振片；502 第1基板；503 液晶密封(seal)部；504 液晶层；505 第2 基板；506 触摸传感器电路层；507 外置偏振片；601 第2基板；602 图像显示画面(触摸 传感器画面)；603 触摸位置坐标检测透明电极(X坐标)；604 触摸位置坐标检测透明电 极(Y坐标)；605 电极电路信号布线；606 触摸传感器电路连接端子；701 第2基板；702 触摸位置坐标检测电路层；703 触摸位置坐标检测透明电极；704 绝缘膜；705 触摸位置 坐标检测透明电极；706 绝缘膜
具体实施方式

以下，参照图1至图7，对本发明的实施方式进行说明。按照以下条件制作了图1的剖面图所示的实施例1的液晶显示装置。本实施例的液晶显示装置，利用作为对向的透明基板的第1基板101和第2基板 116夹持液晶层113，在第1基板101上设置将薄膜晶体管电路作为开关元件的显示电路。在第1基板101上，形成由所希望的图案形状构成的导电体的栅电极102，在这个 上面形成由氮化硅膜构成的绝缘层103。然后，形成薄膜晶体管105，形成与薄膜晶体管105 连接的源电极104和漏电极106。然后，使用颜料滤色器材料，形成滤色器层107。此时，在 滤色器层上形成贯通到源极布线的连接开口 111。然后，形成透明公共电极108。然后，在 这个上面形成由氮化硅膜构成的绝缘层109。此时，在绝缘层109上形成贯通到源极布线 的连接开口 111。然后，形成图案化为所希望的形状的透明像素电极110。此时，从连接开 口 111，像素电极110连接到源电极104。然后，形成以聚酰亚胺材料为主成分的液晶用的 取向膜112。在第2电极116上形成静电电容触摸传感器电路层117。在其背面(夹持液晶的 一侧)形成用于规定液晶层113的厚度的盒间隙隔离物(cell gap spacer) 114。然后形成 以聚酰亚胺材料为主成分的液晶用的取向膜115。利用第1基板101和第2基板116夹持液晶层113之后，在两外侧贴付偏振片膜， 形成外置偏振片118、119。将以上形成的液晶夹持盒和成为光源的背光单元(未显示)进行组合，制造出液 晶显示装置。以下，对制造工序进行具体说明。作为第1基板101，使用在可视光区域透明性良好的厚度约0. 4mm的无碱玻璃，在 其上形成成为栅电极的电极材料膜，利用使用光致抗蚀剂的光刻技术形成图案，形成栅电 极102。在本构成例中，作为栅电极102，利用溅射法依次层叠铝和钼，以约IOOnm厚度形成。然后，以覆盖栅电极102的方式，在基板整个面上，利用等离子体CVD (化学气相沉 积)法，形成厚度约300nm的氮化硅膜作为绝缘层103。然后，在栅电极上，利用光刻技术， 隔着氮化硅绝缘膜形成薄膜晶体管105。对于薄膜晶体管105，在本构成例中，利用非晶体 硅膜或者多晶硅膜，以约300nm厚度形成。然后，以和薄膜晶体管图案的一部分重叠的方式形成源电极104和漏电极106。这 些是利用溅射法依次层叠成膜厚度约为300nm的钼、铝、钼。接着，利用周知的光刻技术，形 成光致抗蚀剂图案，以所得到的光致抗蚀剂图案为掩模，通过蚀刻对电极形成图案，去除光 致抗蚀剂，形成所希望的源电极和漏电极的图案。
然后，以旋转或狭缝(slit)方式涂覆含有滤色器颜料的碱性显影型的感光性滤 色器材料，利用加热板(hot plate)或恒温炉(oven)以90°C进行加热，使用规定的光掩模， 利用光刻技术进行曝光，利用碱性显影液形成图案，形成连接开口 111。接下来，利用恒温炉 以230°C加热30分钟，使之硬化，从而形成厚度约1. 5 μ m的滤色器层107。由于彩色显示 需要组合红色、绿色、蓝色这三种颜色的像素，所以形成三种颜色的滤色器。然后，利用熟知的真空中的溅射法形成厚度为70nm的氧化铟锡膜。然后，利用周 知的光刻技术，涂覆光致抗蚀剂，并通过曝光、显影形成所希望的图案。然后，以所得到的光 致抗蚀剂图案为掩模，通过蚀刻对透明电极形成图案，除去光致抗蚀剂，得到所希望的透明 公共电极108的图案。作为透明电极，除了电导率高到某一程度、并且具有使可见光透射这样的功能的 氧化铟锡膜之外，适用氧化铟氧化锌膜、氧化锌等氧化物透明电极。电极的厚度，是根据电 导率和透明性的相关性来任意设定。对于氧化物透明电极膜，在蚀刻时使用酸性类液体即可。接着，在上层形成保护覆盖这些下层膜的绝缘层109。在本构成例的情况下，利用 等离子体CVD法用厚度约500nm的氮化硅膜形成。除此之外，还可以使用氮氧化硅膜。此 时，氮化硅膜或氮氧化硅膜的形成温度优选大于等于室温且小于等于280°C，考虑颜料滤色 器的耐热性、和作为保护膜的氮化硅膜或氮氧化硅膜的物性的膜质这两者，特别优选大于 等于180°C且小于等于230°C。然后，涂覆光致抗蚀剂材料，利用加热板或恒温炉以90°C进行加热，使用规定的 光掩模，利用光刻技术进行曝光，利用碱性显影液形成图案，由此形成开口，使抗蚀剂下层 的氮化硅膜露出。接下来，以抗蚀剂为掩模，通过蚀刻去除露出部的氮化硅膜而形成开口， 形成使下层的源电极露出的连接开口 111。此时，氮化硅膜覆盖滤色器层，因此在连接开口 111内滤色器层不会露出。然后，利用熟知的真空中的溅射法形成厚度为70nm的氧化铟锡膜。然后，利用周 知的光刻技术，涂覆光致抗蚀剂，并通过曝光、显影形成所希望的图案。然后，以所得到的光 致抗蚀剂图案为掩模，通过蚀刻对透明电极形成图案，除去光致抗蚀剂，得到所希望的透明 像素电极110的图案。接着，在液晶显示器的显示区域的表层形成用于使液晶取向的液晶取向膜112。 液晶取向膜，是利用柔版(flexo)印刷或喷墨涂覆成膜方法对聚酰亚胺类材料溶液进行成 膜，以90°C进行加热，然后以230°C加热做成硬化膜，之后，利用摩擦(rubbing)方法等对膜 表面进行摩擦处理，用水洗净，做成取向膜。作为第2基板116，可以使用在可视光区域透明性良好的无碱玻璃、钠玻璃(soda glass)、或者硼硅酸盐玻璃等碱玻璃，还有化学强化玻璃这样的玻璃基板。另外，还已知具 有透明性的聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯膜、耐热性和透明性高的聚酰 亚胺膜，也可以使用这样的具有透明性的树脂类基板。作为基板的厚度，优选大于等于0. 4mm小于等于1. 2mm。此时，第2基板116成为 液晶显示装置与静电电容触摸传感器电路层之间的足够厚的绝缘物。在这里，作为第2基板116，使用厚度0. 8mm的无碱玻璃，形成静电电容触摸传感器 电路层117。
在静电电容触摸传感器层117中，在显示画面内使用透明电极形成电路。作为透 明电极，适用电导率高到某一程度、并且具有使可见光透射这样的功能的氧化铟锡膜或氧 化铟氧化锌膜、氧化锌等氧化物透明电极。关于透明电极，例如利用熟知的真空中的溅射法 形成氧化铟锡膜。然后，利用周知的光刻技术，涂覆光致抗蚀剂，并通过曝光、显影形成所希 望的图案。然后，以所得到的光致抗蚀剂图案为掩模，通过蚀刻对透明电极形成图案，除去 光致抗蚀剂，得到所希望的透明电极图案。电极的厚度，是根据电导率与透明性的相关性任 意设定。在第2基板116的背面(夹持液晶的一侧)，形成用于规定液晶层113 的厚度的盒 间隙隔离物114。作为盒间隙隔离物的材料，适用感光性材料。已知通过将丙烯酸类树脂或丙烯酸 环氧类树脂在基体聚合物(base polymer)中与感光剂组合，由此被光照射的部分显影溶解 而被去除的正型感光性材料或未被光照射的部分显影溶解而被去除的负型感光性材料，可 以利用这些感光性材料。作为显影液，依赖于各自的感光性材料，可以使用碱性水溶液或有 机溶剂。以旋转或狭缝方式涂覆上述感光性材料溶液，利用加热板或恒温炉以90°C进行加 热，使用规定的光掩模利用光刻技术进行曝光，利用显影液形成图案。接下来，使用恒温炉 以230°C加热30分钟，使之硬化，从而形成盒间隙隔离物114。然后，在液晶显示装置的显示区域的表层形成用于使液晶取向的液晶取向膜115。 液晶取向膜115，是利用柔版印刷或喷墨涂覆成膜方法对聚酰亚胺类材料溶液进行成膜，以 90°C进行加热，然后以230°C加热做成硬化膜，之后，利用摩擦方法等对膜表面进行摩擦，用 水洗净，做成取向膜。将如上方式形成的第1基板和第2基板贴合，夹持液晶层113。液晶层的厚度由盒 间隙隔离物114的高度规定，在这里厚度为0. 4μπι。然后，在第1基板和第2基板的外面贴合薄膜偏振片，设置外置偏振片118和119。由以上方式获得组装了静电电容耦合方式的触摸传感器功能的液晶显示装置。在 本液晶显示装置中，在夹持液晶的一对透明基板的一个基板上具有排列成矩阵状、且由薄 膜晶体管构成的开关元件和开关元件的布线部；与薄膜晶体管的源电极电连接的透光性的 像素电极；以及与像素电极隔着绝缘膜配置的公共电极，在夹持液晶的最表面上具有液晶 取向膜，在对向的另一个基板上，在夹持液晶的面上具有液晶取向膜，在该基板的背面侧具 有静电电容耦合方式的触摸传感器功能的电极。此时，在本液晶显示装置中，利用像素电极与公共电极之间的横向电场，相对于电 极水平地对液晶进行取向驱动，从而体现图像显示功能。另外，在具有薄膜晶体管的基板侧 具有滤色器，由此实现作为液晶显示装置的彩色显示。在本实施例中，在绝缘层103上形成 了滤色器层107，但是，只要是在具有薄膜晶体管105的基板侧，则滤色器层107可以配置在 任何位置。例如，也可以在第1基板101上形成滤色器层107，在其上利用氮化硅膜或氮氧 化硅膜形成保护膜，之后，在其上形成栅电极102、绝缘层103。在这里，以形成在第1基板101上的薄膜晶体管电路作为开关元件的显示电路，如 表示该液晶显示像素的一个子像素的图2的俯视图那样，包括漏电极201、栅电极202、薄 膜晶体管203、源电极204、连接开口 205、透明像素电极206以及透明公共电极208。透明像素电极206，为了利用与透明公共电极208之间的横向电场相对于电极水平地对液晶进行取向驱动，成为具有像素电极狭缝开口 207的狭缝形状。根据该形状，透明像素电极206 有时也被称为梳齿状电极。另外，如图3的俯视图那样，在第1基板上以薄膜晶体管电路为开关元件的显示电 路，将红、绿、蓝的原色滤色器作为子像素而组合三原色作为一个像素，从而实现作为液晶 显示装置的彩色显示。在图3中，301是连接开口、302是透明像素电极、303是像素电极狭缝开口、304是 透明公共电极层、305是滤色器(红)、306是滤色器(绿)、307是滤色器(蓝)。(实施例2)图4表示组装了实施例1的静电电容耦合方式的触摸传感器功能的液晶显示装置 的立体图。按照以下条件制作图4所示的液晶显示装置。以图像显示画面(触摸传感器画面)404为外面，贴合第1基板401和内置了触摸 传感器电路的第2基板403，来夹持液晶层402，其中，在上述第1基板401上形成了以薄膜 晶体管电路为开关元件的显示电路。在第1基板401和第2基板403的外侧贴合薄膜偏振 片(未图示)。在第2基板403上，连接安装有触摸传感器位置检测电路控制用IC405的挠性 (flexible)印刷布线基板406。该挠性印刷布线基板406以将信号输入给液晶显示装置的 目的连接到第1基板401。在第1基板401上安装有液晶显示用控制IC408，并且连接挠性 印刷布线基板407。通过将挠性印刷布线基板407例如与移动电话的信号电路相连接，由此 起到将显示图像信号发送给液晶显示装置的作用。此时，剖面a-a'如图5所示，由第1基板502、用于夹持液晶层504的密封显示画 面周边的液晶密封部503、第2基板505、触摸传感器电路层506、以及贴付在各个基板外侧 的外置偏振片501、507构成。由以上方式得到组装了静电电容耦合方式的触摸传感器功能的液晶显示装置。在 本液晶显示装置中，在夹持液晶的一对透明基板的一个基板上具有排列成矩阵状、且由薄 膜晶体管构成的开关元件和开关元件的布线部；与薄膜晶体管的源电极电连接的透光性 的像素电极；以及与像素电极隔着绝缘膜配置的公共电极，在夹持液晶的最表面上具有液 晶取向膜，在对向的另一个基板上，在夹持液晶的面上具有液晶取向膜，在该基板的背面侧 (与液晶相反的一侧)具有静电电容耦合方式的触摸传感器电路层。(实施例3)图6中表示实施例1的触摸传感器电路层的基板俯视图。按照以下条件制作图6 所示的触摸传感器电路层。在第2基板601的一面上，形成有用于检测位置坐标的触摸位置坐标检测电路层。 在该电路层中，在图像显示画面(触摸传感器画面)602上设置有触摸位置坐标检测透明 电极603和604 (分别检测触摸位置的X坐标、Y坐标)；以及向图像显示画面外取出来自透 明电极的信号的电极电路信号布线605。电极电路信号布线605连接到触摸传感器电路连 接端子606，对该连接端子连接实施例2中记载的挠性印刷布线基板406。以下具体说明制作工序。作为第2基板601，使用0. 8mm厚的无碱玻璃。
作为成为坐标电极603、604的透明电极，适用电导率高到某一程度、并且具有使 可见光透射这样的功能的氧化铟锡膜或氧化铟氧化锌膜、氧化锌等氧化物透明电极。坐标 电极的厚度，是根据电导率与透明性的相关性任意设定。另外，坐标电极的形状也是为了得 到作为检测电路的能根据静电电容耦合的信号与噪声之比良好地进行位置信号检测的性 能而任意设定。在触摸面板装置中，坐标电极603、604分别成为与X位置坐标和Y位置坐 标对应的坐标电极。坐标电极603、604的上下关系不需要在XY上固有。成为坐标电极603、604的透明电极，利用熟知的真空中的溅射法，形成5nm到50nm 的任意厚度的氧化铟锡膜。然后，利用周知的光刻技术，涂覆光致抗蚀剂，并通过曝光、显影 形成所希望的坐标电极图案。然后，以所得到的光致抗蚀剂图案为掩模，通过蚀刻对透明电 极形成图案，去除光致抗蚀剂，得到由透明电极构成的所希望的坐标电极图案603、604。电极电路信号布线605和触摸传感器电路连接端子606，利用导电性高的金属布 线，例如银、铝、或者金属化合物的铝/钯/铜等材质，利用上述的光刻技术形成图案。此时，成为坐标电极603、604的透明电极，如图7所示，通过绝缘膜704和706绝 缘。在图7中，701是第2基板、702是触摸位置坐标检测电路层、703是触摸位置坐标检测 透明电极、704是绝缘膜、705是触摸位置坐标检测透明电极、706是绝缘膜。作为绝缘膜704 和706，适用具有光透射性的绝缘膜材料。对于膜厚，可以考虑光透射率或绝缘膜材料的介 电常数而进行选择。在将绝缘膜的相对介电常数设为3 4的情况下，膜厚适宜为1 20 微米。作为绝缘膜层的材料，若使用感光性材料，则在形成上述触摸位置坐标检测电路 层702时，适于形成开口图案。已知通过将丙烯酸类树脂或丙烯酸环氧类树脂、硅氧烷类树 脂在基体聚合物中与感光剂组合，由此被光照射的部分显影溶解而被去除的正型感光性材 料或未被光照射的部分显影溶解而被去除的负型感光性材料，可以利用这些感光材料。作 为显影液，依赖于各自的感光性材料，可以使用碱性水溶液或有机溶剂。为了不降低图像显示装置的性能，绝缘膜需要具有透射率大于等于80%的光透射 性。在上述绝缘膜材料中，对负型感光性材料来说，如果选择基体聚合物和感光剂等成分在 可视光区域(400nm SOOnm)中的光吸收少的材料，则能够实现光透射性。另外，对正型感 光性材料来说，选择基体聚合物在可视光区域中的光吸收少的材料，并且对于感光剂进行 光脱色(光退色，photo bleaching)处理，能够提高在可视光区域中的光透射性。具体来说，可以按照以下工序形成触摸位置坐标检测电路层702。利用溅射法，在第2基板701上形成厚度为20nm的氧化铟锡膜。然后，利用周知的 光刻技术，涂覆光致抗蚀剂，并通过曝光、显影形成露出下层的氧化铟锡的所希望的图案。 然后，以光致抗蚀剂图案为掩模，利用氢溴酸水溶液通过蚀刻去除露出的氧化铟锡。然后， 除去光致抗蚀剂，得到由透明电极构成的所希望的触摸位置坐标检测透明电极703。在使用碱性水溶液可显影的丙烯酸类负型感光性材料的情况下的绝缘膜层形成中，采用以下工序。首先，在形成有触摸位置坐标检测透明电极703的第2基板701上涂覆 材料溶液。然后，利用加热板以90°C加热5分钟，得到预烘(pre-bake)膜。然后，通过用于 形成所希望的图案的光掩模，向除了作为绝缘膜而开口的位置之外的面照射光，使之光硬 化。然后，使用四甲基氢氧化铵(Tetramethylammonium hydroxide) 2. 38wt %的碱性水溶 液，对预烘膜进行显影，溶解并去除未被光照射的部分，在绝缘膜上形成所希望的开口。然后，利用加热板以230°C加热10分钟，进行硬化，得到2微米厚的绝缘膜704。然后，包含第2基板701上的绝缘膜704，在其上使用溅射法形成20nm厚的氧化铟 锡膜。然后，使用周知的光刻技术，涂覆光致抗蚀剂，并通过曝光、显影形成露出下层的氧化 铟锡的所希望的图案。然后，以光致抗蚀剂图案为掩模，使用氢溴酸水溶液，通过蚀刻去除 露出的氧化铟锡。然后，去除光致抗蚀剂，得到由透明电极构成的所希望的触摸位置坐标检 测透明电极705。
然后，在形成有下层的坐标电极层的基板上涂覆碱性水溶液可显影的丙烯酸类负 型感光性材料溶液。然后利用加热板以90°C加热5分钟，得到预烘膜。然后，通过用于形成 所希望的图案的光掩模，向除了作为绝缘膜而开口的位置之外的面照射光，使之光硬化。然 后，使用四甲基氢氧化铵2. 38衬％的碱性水溶液，对预烘膜进行显影，溶解并去除未被光照 射的部分，在绝缘膜上形成所希望的开口。然后，利用加热板以230°C加热10分钟，进行硬 化，得到2微米厚的绝缘膜706。
权利要求
一种组装了静电电容耦合方式的触摸传感器的液晶显示装置，其特征在于，具有夹持液晶的第一透明基板以及第二透明基板；在上述第一透明基板上设置有排列成矩阵状、且由薄膜晶体管构成的开关元件；该开关元件的布线部；与该薄膜晶体管电连接的透光性的像素电极；与该像素电极隔着绝缘膜配置的公共电极；用于彩色显示的滤色器层；在夹持上述液晶的最表面上的液晶取向膜，在上述第二透明基板上设置有形成在与上述第一透明基板相反的一侧的面的上述静电电容耦合方式的触摸传感器的透明电极；以及形成在与上述透明电极相反的面的液晶取向膜。
2.根据权利要求1所述的组装了静电电容耦合方式的触摸传感器的液晶显示装置，其 特征在于，利用设置在上述第一透明基板上的上述像素电极与上述公共电极之间的电场来驱动 上述液晶，进行图像显示。
3.根据权利要求1所述的组装了静电电容耦合方式的触摸传感器的液晶显示装置，其 特征在于，在上述第二透明基板中，上述静电电容耦合方式的触摸传感器的透明电极由XY位置 坐标电极构成，利用上述XY位置坐标电极来检测以静电电容耦合方式被触摸的位置，并且 通过上述第二透明基板和上述XY位置坐标电极来显示图像。
4.根据权利要求1所述的组装了静电电容耦合方式的触摸传感器的液晶显示装置，其 特征在于，在上述第一透明基板中，上述公共电极形成在上述滤色器层上，上述像素电极，与上述公共电极隔着绝缘膜设置。
5.根据权利要求1所述的组装了静电电容耦合方式的触摸传感器的液晶显示装置，其 特征在于，上述第二透明基板上的液晶取向膜，直接形成在上述第二透明基板上的形成有上述触 摸传感器的透明电极的面的相反面。
6.根据权利要求1所述的组装了静电电容耦合方式的触摸传感器的液晶显示装置，其 特征在于，在上述第一透明基板上，在上述滤色器之上设置有上述像素电极和上述公共电极。
7.一种组装了静电电容式触摸传感器的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，包括在第一透明基板上形成由薄膜晶体管构成的开关元件、该开关元件的布线部、用于彩 色显示的滤色器层、与该薄膜晶体管电连接的透光性的像素电极、与该像素电极隔着绝缘 膜配置的公共电极、以及液晶取向膜的工序；在第二透明基板上形成静电电容式触摸传感器的透明电极、以及形成在上述透明电极 的相反面上的液晶取向膜的工序；将上述第一透明基板和上述第二透明基板夹持液晶而贴合的工序。
8.根据权利要求7所述的组装了静电电容式触摸传感器的液晶显示装置的制造方法， 其特征在于，在上述第二透明基板上形成上述静电电容式触摸传感器的透明电极之后，形成上述第 二透明基板上的液晶取向膜。
9.根据权利要求7所述的组装了静电电容式触摸传感器的液晶显示装置的制造方法， 其特征在于，上述第二透明基板上的液晶取向膜直接形成在上述第二透明基板上。
全文摘要
本发明提供液晶显示装置。通过在液晶显示装置侧的基板上形成静电电容耦合方式的触摸传感器而功能内置来降低厚度的液晶显示装置存在下述问题液晶显示电路靠近触摸传感器电路，受到液晶驱动电场的影响，不能高灵敏度地检测耦合到手指的静电电容变化，不能实现正常的功能。本发明的液晶显示装置，由于在夹持液晶层(113)的一对透明基板的一个基板(101)上形成具有滤色器层(107)的、利用横向电场驱动液晶的液晶显示电路，在对向的另一个基板(116)上，在与液晶相反的一侧具有静电电容耦合方式触摸传感器电路层(117)，由此液晶显示电路不靠近触摸传感器电路，能够高灵敏度地检测触摸传感器的静电电容的变化。
文档编号G02F1/133GK101813843SQ20101000541
公开日2010年8月25日 申请日期2010年1月19日 优先权日2009年2月24日
发明者万场则夫, 关口慎司, 田中顺 申请人:株式会社日立显示器