JP2018205968A

JP2018205968A - 表示装置

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Publication number: JP2018205968A
Application number: JP2017109330A
Authority: JP
Inventors: 松本　優子; Yuko Matsumoto; 優子松本
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2017-06-01
Filing date: 2017-06-01
Publication date: 2018-12-27
Anticipated expiration: 2037-06-01
Also published as: US20180348934A1; US10345943B2; JP6947537B2

Abstract

【課題】タッチセンサの感度の低下を防止することを目的とする。【解決手段】表示装置は、表示領域ＤＡでは画像表示のための複数の表示電極７２を有し、周辺領域ＰＡでは複数の表示電極７２にそれぞれ接続された複数の第１配線７４を有する回路層７０と、タッチセンシングのための複数のタッチ電極６０を表示領域ＤＡに重なるように有し、複数のタッチ電極６０にそれぞれ接続された複数の第２配線９６を周辺領域ＰＡに重なるように有するタッチセンシング層９４と、少なくとも複数の第１配線７４と複数の第２配線９６の間に介在するスペーサ層７８と、を有する。複数のタッチ電極６０のそれぞれと複数の表示電極７２の最も近い１つとは、第１距離ｄ１を以て離れている。複数の第２配線９６のそれぞれと複数の第１配線７４の最も近い１つとは、第２距離ｄ２を以て離れている。第２距離ｄ２は、第１距離ｄ１よりも大きい。【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置に関する。

スマートフォンなどの携帯端末は、タッチセンサを備えていることが一般的になってきている（特許文献１）。例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子の封止膜上にタッチ電極や引き出し配線を形成する構造が提案されている（特許文献２）。タッチ電極を表示領域に形成し、表示領域の外側にある額縁領域に、引き出し配線を形成することにより、表示に対して影響が少なくなるようしている。

特開２０１３−１１４６５９号公報特開２０１５−５０２４５号公報

封止膜は、水や酸素による有機エレクトロルミネッセンス素子の劣化を防ぐために、ガスバリア性の高い無機膜で形成されている。さらに、異物などを埋めて平坦化して無機膜のカバーリングを上げるために、有機膜を無機膜の間に挟む形で積層して形成されることが多い。

額縁領域においては、水分侵入を防ぐために無機層が有機層を囲む形に形成されており、有機層が無いので、画素領域よりも封止膜の厚みが薄くなっている。さらに、回路層の表面の凹凸を平坦化するための有機層も、額縁領域の一部では、水分侵入を防ぐために除去されており、これにより水分遮断構造が形成されている。水分遮断構造では、表示領域よりも、少なくとも２層の有機層に相当する厚みが薄い。

額縁領域にタッチセンサの引き出し配線を配置する場合、引き出し配線と回路層の電極又は配線との距離が近くなるために容量が増加し、タッチセンサの感度（ＳＮ比）が低下するという問題があった。

本発明は、タッチセンサの感度の低下を防止することを目的とする。

本発明に係る表示装置は、表示領域及び前記表示領域の外側にある周辺領域を含み、前記表示領域では画像表示のための複数の表示電極を有し、前記周辺領域では前記複数の表示電極にそれぞれ接続された複数の第１配線を有する回路層と、タッチセンシングのための複数のタッチ電極を前記表示領域に重なるように含み、前記複数のタッチ電極にそれぞれ接続された複数の第２配線を前記周辺領域に重なるように含むタッチセンシング層と、少なくとも前記複数の第１配線と前記複数の第２配線の間に介在するスペーサ層と、を有し、前記複数のタッチ電極のそれぞれと前記複数の表示電極の最も近い１つとは、第１距離を以て離れており、前記複数の第２配線のそれぞれと前記複数の第１配線の最も近い１つとは、第２距離を以て離れており、前記第２距離は、前記第１距離よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、スペーサ層によって、複数の第２配線が複数の第１配線から離れるので、容量の増加を抑え、タッチセンサの感度の低下を防止することができる。

本発明の実施形態に係る表示装置の平面図である。図１に示す表示装置のII−II線断面の一部を拡大した図である。図１に示す表示装置のIII−III線断面の一部を拡大して示す図である。図１に示す表示装置のIV−IV線断面の一部を拡大して示す図である。図１にＶで指す部分の拡大図である。図５にVIで指す部分の拡大図である。図３に示す表示装置の変形例を示す図である。図４に示す表示装置の変形例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。

さらに、本発明の詳細な説明において、ある構成物と他の構成物の位置関係を規定する際、「上に」「下に」とは、ある構成物の直上あるいは直下に位置する場合のみでなく、特に断りの無い限りは、間にさらに他の構成物を介在する場合を含むものとする。

図１は、本発明の実施形態に係る表示装置の平面図である。表示装置は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置である。表示装置は、例えば、赤、緑及び青からなる複数色の単位画素（サブピクセル）を組み合わせて、フルカラーの画素を形成し、フルカラーの画像を表示するようになっている。表示装置は、表示領域ＤＡ及び表示領域ＤＡを囲む周辺領域ＰＡを含む。周辺領域ＰＡは表示領域ＤＡの外側にある。周辺領域ＰＡには、フレキシブルプリント基板１０が接続されている。フレキシブルプリント基板１０には、画像を表示するための素子を駆動するための集積回路チップ１２が搭載される。

図２は、図１に示す表示装置のII−II線断面の一部を拡大して示す図である。基板１４は、ポリイミド樹脂やポリエチレンテレフタラート等からなり、可撓性を有する。基板１４には、基板１４自体が含有する不純物に対するバリアとなる下地絶縁膜１６が形成されている。下地絶縁膜１６は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜などであり、それらの積層構造であってもよい。

下地絶縁膜１６の上には半導体層１８が形成されている。半導体層１８にソース電極２０及びドレイン電極２２が電気的に接続し、半導体層１８を覆ってゲート絶縁膜２４が形成されている。ゲート絶縁膜２４の上にはゲート電極２６が形成され、ゲート電極２６を覆って層間絶縁層２８が形成されている。ソース電極２０及びドレイン電極２２は、ゲート絶縁膜２４を貫通している。ソース電極２０及びドレイン電極２２は、表示領域ＤＡでは、層間絶縁層２８の直上にあって層間絶縁層２８を貫通する。

半導体層１８、ソース電極２０、ドレイン電極２２及びゲート電極２６並びにゲート絶縁膜２４から、薄膜トランジスタ３０の少なくとも一部が構成される。薄膜トランジスタ３０は、表示領域ＤＡに設けられる。表示領域ＤＡでは、ゲート絶縁膜２４の直上にゲート電極２６がある。薄膜トランジスタ３０を覆うように平坦化層３２が設けられている。平坦化層３２は、ポリイミド樹脂や感光性アクリル樹脂等の有機材料によって形成する。

平坦化層３２の上には、複数の単位画素（サブピクセル）それぞれに対応するように構成される複数の画素電極３４（例えば陽極）が設けられている。画素電極３４は、電極膜と光反射膜の積層構造になっている。画素電極３４は、平坦化層３２を貫通するコンタクトホール３６によって、層間絶縁層２８の上でソース電極２０及びドレイン電極２２の一方に電気的に接続している。

画素電極３４は、キャパシタＣの一方の電極にもなっている。キャパシタＣは、画素電極３４と、その下方にある容量電極３８と、画素電極３４と容量電極３８の間に介在する誘電絶縁膜４０と、を含む。キャパシタＣは、画素電極３４に供給する電流を制御するための信号を保持する。

画素電極３４上に、ポリイミド樹脂やアクリル系樹脂などで絶縁層４２が形成されている。絶縁層４２は、画素電極３４の周縁部に載り、画素電極３４の一部（例えば中央部）を開口させるように形成されている。絶縁層４２によって、画素電極３４の一部を囲むバンクが形成される。

複数の画素電極３４の上に有機エレクトロルミネッセンス層４４が設けられている。有機エレクトロルミネッセンス層４４は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層を含む。発光層は、画素電極３４ごとに別々に（分離して）設けられ、各画素に対応して青、赤又は緑で発光層が発光する。各画素に対応する色はこれに限られず、例えば、黄又は白等でもよい。有機エレクトロルミネッセンス層４４を構成する層のうち発光層を除く層は、表示領域ＤＡ（図１参照）を覆う全面に、複数の画素に亘るように形成されても良い。その場合、有機エレクトロルミネッセンス層４４は絶縁層４２上でも連続する。

有機エレクトロルミネッセンス層４４の上には、共通電極４６（例えば陰極）が設けられている。共通電極４６は、バンクとなる絶縁層４２の上に載る。有機エレクトロルミネッセンス層４４並びにこれを挟む画素電極３４及び共通電極４６から発光素子４８の少なくとも一部が構成される。有機エレクトロルミネッセンス層４４は、画素電極３４及び共通電極４６に挟まれ、両者間を流れる電流によって輝度が制御されて発光する。複数の発光素子４８は、表示領域ＤＡに設けられて、複数の薄膜トランジスタ３０によって駆動される。複数の発光素子４８のそれぞれに対応してキャパシタＣが設けられている。

有機エレクトロルミネッセンス層４４は、封止膜５０によって封止されて水分から遮断される。複数の発光素子４８は、封止膜５０によって封止されている。封止膜５０は、窒化ケイ素などからなる一対の無機層５２，５４の間に、樹脂などからなる少なくとも一層の有機層５６を挟む構造である。封止膜５０は、表示領域ＤＡ（図１参照）を覆う。

封止膜５０には、絶縁膜５８を介して、タッチセンシングのための複数のタッチ電極６０が積層しているタッチ電極６０を覆うように、粘着層６２を介して、有機保護膜６４、円偏光板６６及びカバーガラス６８が積層されている。

図３は、図１に示す表示装置のIII−III線断面の一部を拡大して示す図である。図４は、図１に示す表示装置のIV−IV線断面の一部を拡大して示す図である。

表示装置は、回路層７０を有する。回路層７０は、図２に示す有機エレクトロルミネッセンス層４４を含み、表示領域ＤＡでは画像表示のための複数の表示電極７２を有する。複数の表示電極７２は、有機エレクトロルミネッセンス層４４の上下にそれぞれある共通電極４６と複数の画素電極３４を含む（図２参照）。封止膜５０が複数の表示電極７２を封止する。回路層７０は、周辺領域ＰＡでは複数の表示電極７２にそれぞれ接続された複数の第１配線７４を有する。複数の第１配線７４は、共通電極４６に接続される共通配線７６や、信号線、走査線、電源線及びグランド線などを含む。

少なくとも周辺領域ＰＡにスペーサ層７８が設けられている。本実施形態では、スペーサ層７８は、表示領域ＤＡを避け、周辺領域ＰＡにのみ設けられている。スペーサ層７８は、封止膜５０の上にある。封止膜５０は、周縁部では、中間の有機層５６の周囲で一対の無機層５２，５４が上下に接触しており、有機層５６が無いことで薄くなっている。また、封止膜５０の有機層５６は、周縁に向かうほど薄くなることで、上面が外方向に下がるように傾斜している。これに対応して、封止膜５０の上面も、上面が外方向に下がるように傾斜する傾斜部８０を有する。この傾斜部８０に囲まれるように、封止膜５０の上面は、内側平坦部８２を有する。封止膜５０の上面は、傾斜部８０を囲むように外側平坦部８４を有する。外側平坦部８４は、封止膜５０の、有機層５６を有しない部分（上下に接触する一対の無機層５２，５４）からなる。

図３に示すように、スペーサ層７８の上面は、封止膜５０の内側平坦部８２から外方向に斜めに上がる内側傾斜部８６を有する。内側傾斜部８６は、封止膜５０の内側平坦部８２に少なくとも端部で重なり、封止膜５０の内側平坦部８２及び傾斜部８０の境界と重なり、封止膜５０の傾斜部８０に重なる。スペーサ層７８の上面は、内側傾斜部８６の外側に平坦部８８を有する。平坦部８８は、封止膜５０の内側平坦部８２とは重ならず、傾斜部８０と重なり、外側平坦部８４に重なる。

図４に示すように、スペーサ層７８の上面は、平坦部８８から外方向に斜めに下がる外側傾斜部９０を有する。外側傾斜部９０は、封止膜５０の外側平坦部８４に重なる。外側傾斜部９０は、封止膜５０に重ならない位置（封止膜５０の外側）まで延びている。なお、外側傾斜部９０は、外部との端子部９２を有する側（例えばフレキシブルプリント基板１０が接続される側）にのみ形成されている。具体的には、外側傾斜部９０は、スペーサ層７８の上面に形成される接続配線９８が、スペーサ層７８よりも外側であって、スペーサ層７８が形成されない領域まで延在する側にのみ形成されている。

表示装置は、タッチセンシング層９４を有する。タッチセンシング層９４は、表示領域ＤＡに重なるように、タッチセンシングのための複数のタッチ電極６０を含む。タッチセンシング層９４は、周辺領域ＰＡに重なるように、複数のタッチ電極６０にそれぞれ接続された複数の第２配線９６を含む。図３に示す複数の第２配線９６は、それぞれ、図４に示す端子部９２（例えばフレキシブルプリント基板１０との接続部）への方向（図３の紙面の表裏方向）に延びる。これに対して、図４に示す複数の第２配線９６は、外側傾斜部９０の上で、フレキシブルプリント基板１０に接続される接続配線９８を含む。

少なくとも複数の第１配線７４と複数の第２配線９６の間には、スペーサ層７８が介在する。複数のタッチ電極６０のそれぞれと複数の表示電極７２の最も近い１つとは、第１距離ｄ１を以て離れている。例えば、複数のタッチ電極６０のそれぞれと共通電極４６（図２参照）が、第１距離ｄ１を以て離れている。複数の第２配線９６のそれぞれと複数の第１配線７４の最も近い１つとは、第２距離ｄ２を以て離れている。例えば、複数の第２配線９６のそれぞれと共通配線７６が、第２距離ｄ２を以て離れている。第２距離ｄ２は、スペーサ層７８が介在することで、第１距離ｄ１よりも大きくなっている。

図５は、図１にＶで指す部分の拡大図である。複数のタッチ電極６０は、タッチセンシング信号の送信用電極及び受信用電極の両方を構成する第１タッチ電極層６０ａと、ジャンパー線を構成する第２タッチ電極層６０ｂを含み、これらの層の間にタッチセンサ層間絶縁膜６０ｃが介在する。

図６は、図５にVIで指す部分の拡大図である。タッチ電極６０は、メッシュ状になっている。詳しくは、第１タッチ電極層６０ａは、金属等の不透明な導電材料で形成される場合には、発光素子４８からの出射光を阻害しないように、発光素子４８の発光領域を避けている。

図５に示すように、第１タッチ電極層６０ａに複数の第２配線９６が接続している。タッチセンサ層間絶縁膜６０ｃから封止膜５０がはみだしており、詳しくは有機層５６の外側に無機層５２，５４の先端が位置する。封止膜５０の端部上から外側にかけてスペーサ層７８が位置している。この例においては、周辺領域ＰＡにおいて、第２配線９６は、タッチ電極６０から延びてスペーサ層７８の内側傾斜部８６を横切り、平坦部８８上に延在する。図１に示すフレキシブルプリント基板１０が設けられる側の辺では、第２配線９６（接続配線９８）は、平坦部８８から外側傾斜部９０を横切り、フレキシブルプリント基板１０に接続される。

本実施形態によれば、スペーサ層７８によって、複数の第２配線９６が複数の第１配線７４から離れるので、容量の増加を抑え、タッチセンサの感度の低下を防止することができる。

（変形例）
図７は、図３に示す表示装置の変形例を示す図である。図８は、図４に示す表示装置の変形例を示す図である。変形例では、スペーサ層１７８は、光透過性を有して表示領域ＤＡに至るように設けられている。スペーサ層１７８は、表示領域ＤＡで第１厚みｔ１を有する。スペーサ層１７８は、周辺領域ＰＡで第２厚みｔ２を有する。第２厚みｔ２は、上述した第２距離ｄ２を測定する位置（例えば複数の第１配線１７４の上方）におけるスペーサ層１７８の厚みである。第２厚みｔ２が第１厚みｔ１よりも大きい。従って、図８に示すように周辺領域ＰＡにおいてスペーサ層１７８上に形成される第２配線１９６と第１配線１７４との第２距離ｄ２は、表示領域ＤＡにおいてスペーサ層１７８上に形成されるタッチ電極１６０と共通電極１４６との第１距離ｄ１よりも大きい。変形例におけるその他の特徴は、作用効果を含み、実施形態で説明した内容が該当する。

なお、表示装置は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置には限定されず、量子ドット発光素子（ＱＬＥＤ：Quantum‐Dot Light Emitting Diode）のような発光素子を各画素に備えた表示装置であってもよいし、液晶表示装置であってもよい。

本発明は、上述した実施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、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。

１０フレキシブルプリント基板、１２集積回路チップ、１４基板、１６下地絶縁膜、１８半導体層、２０ソース電極、２２ドレイン電極、２４ゲート絶縁膜、２６ゲート電極、２８層間絶縁層、３０薄膜トランジスタ、３２平坦化層、３４画素電極、３６コンタクトホール、３８容量電極、４０誘電絶縁膜、４２絶縁層、４４有機エレクトロルミネッセンス層、４６共通電極、４８発光素子、５０封止膜、５２無機層、５４無機層、５６有機層、５８絶縁膜、６０タッチ電極、６０ａ第１タッチ電極層、６０ｂ第２タッチ電極層、６０ｃタッチセンサ層間絶縁膜、６２粘着層、６４有機保護膜、６６円偏光板、６８カバーガラス、７０回路層、７２表示電極、７４第１配線、７６共通配線、７８スペーサ層、８０傾斜部、８２内側平坦部、８４外側平坦部、８６内側傾斜部、８８平坦部、９０外側傾斜部、９２端子部、９４タッチセンシング層、９６第２配線、９８接続配線、１４６共通電極、１６０タッチ電極、１７４第１配線、１７８スペーサ層、１９６第２配線、Ｃキャパシタ、ＤＡ表示領域、ＰＡ周辺領域、ｄ１第１距離、ｄ２第２距離。

Claims

表示領域及び前記表示領域の外側にある周辺領域を含み、前記表示領域では画像表示のための複数の表示電極を有し、前記周辺領域では前記複数の表示電極にそれぞれ接続された複数の第１配線を有する回路層と、
タッチセンシングのための複数のタッチ電極を前記表示領域に重なるように含み、前記複数のタッチ電極にそれぞれ接続された複数の第２配線を前記周辺領域に重なるように含むタッチセンシング層と、
少なくとも前記複数の第１配線と前記複数の第２配線の間に介在するスペーサ層と、
を有し、
前記複数のタッチ電極のそれぞれと前記複数の表示電極の最も近い１つとは、第１距離を以て離れており、
前記複数の第２配線のそれぞれと前記複数の第１配線の最も近い１つとは、第２距離を以て離れており、
前記第２距離は、前記第１距離よりも大きいことを特徴とする表示装置。
請求項１に記載された表示装置において、
前記複数の表示電極を封止する封止膜をさらに有し、
前記スペーサ層は、前記封止膜の上にあることを特徴とする表示装置。
請求項１又は２に記載された表示装置において、
前記スペーサ層は、前記表示領域を避けて設けられていることを特徴とする表示装置。
請求項１又は２に記載された表示装置において、
前記スペーサ層は、光透過性を有して前記表示領域に至るように設けられていることを特徴とする表示装置。
請求項４に記載された表示装置において、
前記スペーサ層は、前記表示領域で第１厚みを有し、前記周辺領域で第２厚みを有し、前記第２厚みが前記第１厚みよりも大きいことを特徴とする表示装置。
請求項１から５のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記回路層は、エレクトロルミネッセンス層を含み、
前記複数の表示電極は、前記エレクトロルミネッセンス層の下にある複数の画素電極と、前記エレクトロルミネッセンス層の上にある共通電極と、を含み、
前記複数のタッチ電極のそれぞれと前記共通電極が、前記第１距離を以て離れていることを特徴とする表示装置。
請求項６に記載された表示装置において、
前記複数の第１配線は、前記共通電極に接続される共通配線を含み、
前記複数の第２配線のそれぞれと前記共通配線が、前記第２距離を以て離れていることを特徴とする表示装置。