JP2019091346A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示領域の視認性に影響を与えることなく、タッチセンサの検出精度および検出速度を向上させる表示装置を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態によれば、複数の画素が離間して配列される表示領域と、表示領域と重なるタッチセンサと、を有し、タッチセンサは、センサ電極および絶縁層を含み、センサ電極は、複数の画素の一部と重畳する第１センサ電極パターンと、複数の画素の一部の画素間の領域と重畳する第２センサ電極パターンと、を含み、絶縁層は、第１センサ電極パターンと、第２センサ電極パターンとの間に配置され、かつ第１センサ電極パターン面内に配置され、第１センサ電極パターンの一部の領域を覆い、第２センサ電極パターンは、絶縁層および第１センサ電極パターン上に配置され、第１センサ電極パターンの他の一部の領域と電気的に接続される表示装置が提供される。【選択図】図４

Description

本発明の一実施形態は、表示装置に関する。

電気器具および電子機器に用いられる表示装置として、液晶の電気光学効果を利用した液晶表示素子を用いた表示装置または有機エレクトロルミネセンス（有機ＥＬ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を表示素子として用いた表示装置が開発、商品化されている。また、表示素子上にタッチセンサを搭載させた表示装置である、タッチパネルが近年急速に普及している。タッチパネルは、スマートフォンなどの携帯情報端末において必要不可欠なものとなっており、情報化社会のさらなる進歩に向けて世界的に開発が進んでいる。

上記タッチパネルは、タッチセンサを表示装置とは別基板で作製し、貼り合わせる方式と、表示装置内部に組み込んでしまう方式（オンセル方式という場合がある）などがある。特許文献１には、タッチパネルの構造が開示されている。

特開２０１５−０５０２４５号公報

一方で、表示装置内部にタッチセンサを組み込んでしまう方式を用いた場合、表示素子上に、タッチセンサに用いる新たな電極（センサ電極という場合がある）を設ける必要がある。ただし、表示素子が熱により損傷する恐れがあるため、センサ電極および絶縁層形成時の温度範囲が制限される場合がある。

また、センサ電極の透明性および抵抗値は、表示装置の視認性、タッチセンサの検出速度および検出精度に影響を与える。上記のように、センサ電極の形成時の温度が制限されてしまうと、センサ電極の抵抗が高くなり、回路の書き込みに時間がかかる。結果として、タッチセンサの検出速度が低下する。また、金属電極でセンサ電極を形成するとセンサ電極の抵抗は減少するが、ディスプレイ表示エリアの直上を避けてセンサ電極を配置しなければならない。そのため、センサ電極の面積が減少してしまい、信号量が低下する。結果的に、タッチセンサのシグナル−ノイズ比（ＳＮ比）が低下する。

このような課題に鑑み、本発明は、表示素子の性能を落とすことなく、タッチセンサの検出精度および検出速度を向上させる表示装置を提供することを目的の一つとする。

本発明の一実施形態によれば、複数の画素が離間して配列される表示領域と、表示領域と重なるタッチセンサと、を有し、タッチセンサは、センサ電極および絶縁層を含み、センサ電極は、複数の画素の一部と重畳する第１センサ電極パターンと、複数の画素の一部の画素間の領域と重畳する第２センサ電極パターンと、を含み、絶縁層は、第１センサ電極パターンと、第２センサ電極パターンとの間に配置され、かつ第１センサ電極パターン面内に配置され、第１センサ電極パターンの一部の領域を覆い、第２センサ電極パターンは、絶縁層および第１センサ電極パターン上に配置され、第１センサ電極パターンの他の一部の領域と電気的に接続される、表示装置が提供される。

本発明の他の一実施形態によれば、複数の画素が離間して配列される表示領域と、表示領域と重なるタッチセンサと、を有し、タッチセンサは、センサ電極および絶縁層を含み、センサ電極は、複数の画素の一部と重畳する第１センサ電極パターンと、複数の画素の一部の画素間の領域と重畳する第２センサ電極パターンと、を含み、絶縁層は、第１センサ電極パターンと、第２センサ電極パターンとの間に配置され、かつ第２センサ電極パターン上に配置され、第２センサ電極パターンの一部の領域を覆い、第１センサ電極パターンは、絶縁層および第２センサ電極パターン上に配置され、第２センサ電極パターンの他の一部の領域と電気的に接続される、表示装置が提供される。

本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す上面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチセンサを示す上面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチセンサの一部を示す上面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチセンサの一部を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチセンサの一部を示す上面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチセンサの一部を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチセンサの一部を示す上面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチセンサの一部を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチセンサの一部を示す上面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチセンサの一部を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチセンサの一部を示す上面図である。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、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。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号（又は数字の後に−１、−２などを付した符号）を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。

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。

また、本明細書において、「導電層」、「電極」、「配線」という言葉とは、同様の意味を有し、状況に応じて入れ替えることが可能である。

＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係る表示装置１０の上面図である。

（１−１．表示装置の構成）
図１において、表示装置１０は、基板１００、表示領域１０３、周縁部１０４、駆動回路１０５と、駆動回路１０６、駆動回路１０７およびフレキシブルプリント基板１０８を有する。駆動回路１０５は、ゲートドライバとしての機能を有する。駆動回路１０６は、ソースドライバとしての機能を有する。駆動回路１０７は、タッチセンサを制御する機能を有する。表示領域１０３には、複数の表示素子１３０（画素という場合がある）が格子状に離間して配列される。表示素子１３０は、画像の構成要素として機能とする。

表示装置１０において、フレキシブルプリント基板１０８を介して映像信号が駆動回路１０６に入力される。次に、駆動回路１０５および駆動回路１０６が表示素子１３０を駆動させる。結果的に、表示領域１０３において静止画および動画が表示される。

（１−２．タッチセンサの構成）
次に、タッチセンサの構成について説明する。図２は、表示装置１０に設けられたタッチセンサ２０の上面図である。タッチセンサ２０は、表示領域１０３と重なって設けられる。タッチセンサ２０は、第１センサ電極１８０−１および第２センサ電極１８０−２、および後述する絶縁層１９１を含む。第１センサ電極１８０−１および第２センサ電極１８０−２は、駆動回路１０７に接続される。タッチセンサ２０は、封止層１６１上に設けられる。なお、第１センサ電極１８０−１と、第２センサ電極１８０−２とをまとめてセンサ電極１８０という。以下において、分けて説明する必要がない場合は、センサ電極１８０として説明する。

図２に示すように、第１センサ電極１８０−１は、表示領域１０３の短辺方向（第１方向Ｄ１という場合がある）に伸長して接続され、配置される配線として機能する（これを第１タッチセンサ配線１８２−１という場合がある）。第１タッチセンサ配線１８２−１は、表示領域１０３の長辺方向（第２方向Ｄ２という場合がある）に並んで配置される。第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とは交差する。第１センサ電極１８０−１はタッチセンサ２０における送信電極として機能する。同様に、複数の第２センサ電極１８０−２は、第２方向Ｄ２に伸長して接続され、配置される配線として機能する（これを第２タッチセンサ配線１８２−２という場合がある）。第２タッチセンサ配線１８２−２は、第１方向Ｄ１に並んで配置される。第２センサ電極１８０−２は、タッチセンサ２０における受信電極として機能する。なお、第１センサ電極１８０−１が受信電極であり、第２センサ電極１８０−２が送信電極でもよい。

次に、タッチセンサ２０の領域２０Ｒを拡大した上面図を図３に示す。また、図４に、領域２０ＲのＡ１−Ａ２間の断面図を示す。

封止層１６１は、格子状に配置された複数の表示素子１３０上に設けられる。封止層１６１には、絶縁層が用いられる。詳細は後述するが、封止層１６１は、上面に無機絶縁層を含む。これにより、表示素子１３０への水の侵入が防止される。

センサ電極１８０は、第１センサ電極パターン１８１および第２センサ電極パターン１９０を有する。第１センサ電極パターン１８１は、封止層１６１上に設けられる。第１センサ電極パターン１８１は、複数の表示素子１３０（画素）に重畳して配置される。つまり、第１センサ電極パターン１８１の面積は、一つの表示素子１３０（画素）の面積に比して大きい。また、第１センサ電極パターン１８１は、透光性を有する。これにより、表示素子１３０から出射される光が表示装置１０から外部に透過される。

なお、第１センサ電極パターン１８１には、透光性を有する材料として、例えば酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）が用いられる。なお、第１センサ電極パターン１８１は、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）に限定されず、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム錫亜鉛（ＩＴＺＯ）などが用いられてもよい。

ここで、第１センサ電極１８０−１の第１センサ電極パターン１８１（第１センサ電極パターン１８１−１という場合がある）と、第２センサ電極１８０−２の第１センサ電極パターン１８１（第１センサ電極パターン１８１−２という場合がある）とは同じ層に設けられる。このとき、それぞれの第１センサ電極１８０−１は、接続電極１９２により接続される。一方、それぞれの第２センサ電極１８０−２は接続部１８５により接続される。接続電極１９２は、第１センサ電極パターン１８１と異なる層に設けられる。接続電極１９２は、第２センサ電極パターン１９０と同じ層に設けられる。接続部１８５は、第１センサ電極パターン１８１と同じ層に設けられる。

絶縁層１９１は、第１センサ電極パターン１８１と、第２センサ電極パターン１９０との間に配置される。また、絶縁層１９１は、第１センサ電極パターン１８１面内に配置される。また、絶縁層１９１は、第１センサ電極パターン１８１上に設けられる。絶縁層１９１は、第１センサ電極パターン１８１の一部の領域を覆う。この例では、絶縁層１９１は上面から見たときに複数の表示素子１３０（画素）のうち一部の画素間の領域と重畳して配置される。絶縁層１９１には、主にアクリル樹脂等の有機絶縁材料が用いられる。なお、絶縁層１９１は、有機樹脂に限定されず、無機絶縁材料または有機絶縁材料と無機絶縁材料との積層でもよい。絶縁層１９１の厚さは限定されないが、例えば数百ｎｍ以上数μｍ以下でもよい。

第２センサ電極パターン１９０は、第１センサ電極パターン１８１に重畳して配置される。また、第２センサ電極パターン１９０は、第１センサ電極パターン１８１および絶縁層１９１上に配置される。第２センサ電極パターン１９０は、図３に示すように、上面から見たときに複数の表示素子１３０（画素）のうち一部の画素間の領域と重畳して配置される。これにより、表示素子１３０から出射される光が遮られることが防止される。第２センサ電極パターン１９０は、低抵抗の金属材料を含む。例えば、第２センサ電極パターン１９０には、アルミニウム（Ａｌ）が用いられる。なお、第２センサ電極パターン１９０は、アルミニウム（Ａｌ）に限定されず、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）などの金属材料が用いられてもよい。

なお、図３に示すように、第２センサ電極パターン１９０は、第１センサ電極パターン１８１の他の一部の領域において電気的に接続される接続部１９０Ａを有する。絶縁層１９１の端部１９１Ｃは、接続部１９０Ａにより囲まれる。

このとき、図４に示すように、第１センサ電極パターン１８１上に絶縁層１９１が設けられている。さらに第２センサ電極パターン１９０は、絶縁層１９１の上面１９１Ａ、側面１９１Ｂおよび第１センサ電極パターン１８１に接して設けられる。なお、絶縁層１９１の側面１９１Ｂは、順テーパー形状を有してもよい。これにより、第２センサ電極パターン１９０の絶縁層１９１の側面１９１Ｂに対する被覆率が向上する。上記において、絶縁層１９１は全体的に第２センサ電極パターン１９０により覆われた形状を有する。

（１−３．タッチセンサの駆動）
ここで、タッチセンサの駆動について図２および図３を用いて説明する。図２に示すように、第１タッチセンサ配線１８２−１および第２タッチセンサ配線１８２−２は、駆動回路１０７と接続する。駆動回路１０７から第１タッチセンサ配線１８２−１を介して第１センサ電極１８０−１に供給された電圧により、第１センサ電極１８０−１と第２センサ電極１８０−２との間に電界が発生する。例えば、人の指が表示装置１０に触れたとき、第１センサ電極１８０−１と第２センサ電極１８０−２との間の電界変化が生じる。これにより、配線間の容量変化が生じる。次に、第２センサ電極１８０−２から第２タッチセンサ配線１８２−２を介して、駆動回路１０７に所定の情報が入力される。以上により、位置情報が検知される。

上記構造において、第２センサ電極パターン１９０と第１センサ電極パターン１８１とが接続されることで、センサ電極１８０全体の抵抗が低下する。さらに、第２センサ電極パターン１９０は、絶縁層１９１を介さずに第１センサ電極パターン１８１とのみ接続される場合に比べて表面積を大きくすることができる。これにより、センサ電極１８０全体の抵抗がさらに低下する。センサ電極１８０全体の抵抗が下がることにより、タッチセンサの検出速度が向上する。さらに、センサ電極１８０の抵抗が下がることにより、ＳＮ比が向上し、結果としてタッチセンサの検出精度が向上する。

なお、第１センサ電極パターン１８１と、第２センサ電極パターン１９０との接触面積が大きい場合、応力が集中する部分において、第２センサ電極パターン１９０がはがれてしまう場合がある。上記構造の場合、絶縁層１９１が第１センサ電極パターン１８１と、第２センサ電極パターン１９０との間に挟まれた形状を有している。これにより、第１センサ電極パターン１８１と、第２センサ電極パターン１９０との接触領域が低減する。よって、応力が分散されるため、第２センサ電極パターン１９０の膜剥がれが抑えられる。

また、本実施形態に係る構成においては、第１センサ電極１８０−１の第１センサ電極パターン１８１−１と、第２センサ電極１８０−２の第１センサ電極パターン１８１−２が同一層上に設けられているため、小さな容量変化を検知することができる。したがって、タッチセンサの検知精度が向上する。

＜第２実施形態＞
本実施形態において、表示装置１０の詳細な構成について説明する。

（２−１．表示装置の構成）
図５は、図３の表示装置１０のＡ１−Ａ３間の断面図である。図５に示すように、表示装置１０は、タッチセンサに用いられる第１センサ電極パターン１８１、第２センサ電極パターン１９０、および絶縁層１９１のほか、基板１００、トランジスタ１１０、容量素子１２０、容量素子１２１、表示素子１３０、絶縁層１４１、絶縁層１４９、絶縁層１５０、バンク層１５７、封止層１６１、接着層１９５および基板２００を有する。

（２−２．トランジスタの構成）
図５において、トランジスタ１１０は、半導体層１４２、ゲート絶縁層１４３、ゲート電極１４５ａ、およびソース・ドレイン電極１４７を有する。トランジスタ１１０は、トップゲート・トップコンタクト構造を有しているが、これに限定されず、ボトムゲート構造としてもよいし、ボトムコンタクト構造としてもよい。

また、容量素子１２０には、ゲート絶縁層１４３を誘電体として半導体層１４２のソースまたはドレイン領域および容量電極１４５ｂが用いられる。また、容量素子１２１は、絶縁層１５４を誘電体として、導電層１５３および画素電極１５５が用いられる。

また、表示素子１３０には、画素電極１５５、有機ＥＬ層１５９および対向電極１６０が用いられる。つまり、表示素子１３０は、有機ＥＬ素子であるということができる。表示素子１３０は、有機ＥＬ層１５９で発光した光を対向電極１６０側に放射する、いわゆるトップエミッション型の構造を有する。なお、表示素子１３０は、トップエミッション型に限定されず、ボトムエミッション型の構造としてもよい。

基板１００および基板２００は、ガラス基板又は有機樹脂基板が用いられる。有機樹脂基板を適用した場合、可撓性を有するシートディスプレイを実現することが可能となる。また、基板１００および基板２００は、表示素子からの出射光を外に取り出すために、透明性が求められる場合がある。表示素子からの出射光を取り出さない側にある基板は、透明である必要は無いため、前述の材料に加えて、その他の無機材料や金属材料が用いられてもよい。

絶縁層１４１は、基板１００上に設けられ、下地膜としての機能を有する。これにより、基板１００から不純物、代表的にはアルカリ金属、水、水素等の半導体層１４２への拡散を抑制することができる。

半導体層１４２は、絶縁層１４１上に設けられる。半導体層１４２は、シリコン、酸化物半導体または有機物半導体などが用いられる。

ゲート絶縁層１４３は、絶縁層１４１、および半導体層１４２上に設けられる。ゲート絶縁層１４３には、酸化シリコン、酸窒化シリコン、窒化シリコン或いはその他高誘電率の無機材料が用いられる。

ゲート電極１４５ａは、ゲート絶縁層１４３上に設けられる。ゲート電極１４５ａは、走査線（図示せず）に接続される。なお、ゲート電極１４５ａと容量電極１４５ｂは、同じくゲート絶縁層１４３上に設けられる。ゲート電極１４５ａと容量電極１４５ｂとは、共にタンタル、タングステン、チタン、モリブデン、アルミニウム等から選ばれた導電材料で形成される。ゲート電極１４５ａと容量電極１４５ｂとは、前述の導電材料の単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。

絶縁層１４９は、ゲート絶縁層１４３と同様の材料が用いられ、ゲート絶縁層１４３、ゲート電極１４５ａおよび容量電極１４５ｂ上に設けられる。なお、絶縁層１４９は、単層としてもよいし、上記材料の積層構造としてもよい。

ソース・ドレイン電極１４７は、絶縁層１４９上に設けられる。ソース・ドレイン電極１４７は、信号線（図示せず）に接続される。ソース・ドレイン電極１４７には、ゲート電極１４５ａの材料例として挙げたものと同様の材料が用いられる。ソース・ドレイン電極１４７には、ゲート電極１４５ａと同じ材料が用いられても良いし、異なる材料が用いられても良い。ソース・ドレイン電極１４７に加え、他の配線も同じ導電材料を用いて形成されるため、低抵抗であること、半導体層１４２との接合性の良いこと、等が求められる。

絶縁層１５０は、平坦化膜としての機能を有し、絶縁層１４９およびソース・ドレイン電極１４７上に設けられる。絶縁層１５０には、主にアクリル樹脂等の有機絶縁材料が用いられる。特に図示していないが、例えば有機絶縁材料と無機絶縁材料との積層として形成されても良い。

導電層１５３は、絶縁層１５０上に設けられる。導電層１５３は、ゲート電極１４５ａと同じ材料を用いてもよいし、異なる材料を用いてもよい。導電層１５３に加え、特に図示していないが、前述のソース・ドレイン電極１４７と接合される他の配線もこの導電層を用いて形成される。そのため、導電層１５３は、低抵抗であること、ソース・ドレイン電極１４７を構成する導電材料との接合性の良いこと等が求められる。

絶縁層１５４は、絶縁層１５０および導電層１５３上に設けられる。絶縁層１５４は、ゲート絶縁層１４３と同様の材料が用いられる。

画素電極１５５は、表示素子１３０の陽極としての機能を有する。さらに画素電極１５５は、光を反射させる性質を有することが好ましい。前者の機能として好ましいのは酸化インジウム錫（ＩＴＯ）や酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の酸化物導電材料であり、後者の機能として好ましいのはアルミニウムや銀といった表面反射性の高い導電材料が挙げられる。これらの機能を両立するため、前述の材料の積層、具体的にはアルミニウムや銀といった表面反射性の高い導電層上に、ＩＴＯやＩＺＯ等の酸化物導電層を積層するといった構造が採用される。

有機ＥＬ層１５９は、画素電極１５５上に設けられる。有機ＥＬ層１５９は、有機エレクトロルミネセンス材料などの発光材料を有する。

対向電極１６０は、表示素子１３０の陰極としての機能を有する。対向電極１６０は、複数の画素電極１５５に跨って、画素電極１５５を連続的に覆うように設けられている。対向電極１６０には有機ＥＬ層１５９で発光した光を透過させるため、透光性を有しかつ導電性を有する材料が設けられる。

対向電極１６０には透光性が求められるのと同時に、画素電極１５５の反射面との間でマイクロキャビティを形成するための反射性が求められる。このため、対向電極１６０は、半透過膜として形成される。具体的には、対向電極１６０として、銀、マグネシウム、又はそれらの合金でなる層が、光が透過する程度の膜厚で形成される。

バンク層１５７には、画素電極１５５の周縁部を覆うと共に、画素電極１５５の端部で滑らかな段差を形成するために、有機樹脂材料が用いられる。また、バンク層１５７には、表示画像のコントラスト比を高めるために、黒色顔料を含む有機樹脂材料が用いられてもよい。

無機絶縁層１６２、有機絶縁層１６４、および無機絶縁層１６６は、順に積層され、封止層１６１としての機能を有する。無機絶縁層１６２および無機絶縁層１６６は、ゲート絶縁層１４３と同様の材料が用いられる。有機絶縁層１６４は、絶縁層１５０やバンク層１５７と同様の材料が用いられる。封止層１６１は、製造時や経年劣化に伴い発生する不純物、特に水分が、発光素子に侵入するのを防止する。本実施例における構成の他、封止性能が十分であれば、封止層１６１は一層でもよく、３層以上の積層構造であってもよい。

接着層１９５には、無機材料、有機材料、または有機材料と無機材料の複合材料が用いられる。例えば、接着層１９５にはアクリル樹脂が用いられる。

また、本実施形態に係る構成においては、第２センサ電極パターン１９０および接続電極１９２は、同一の層に設けられている。

（２−３．表示装置の製造方法）
以下、表示装置１０の製造方法について、図６乃至図１２を用いて説明する。

（２−３−１．トランジスタの形成）
まず、図６に示すように、基板１００の第１面（断面方向から見た場合の上面）に、絶縁層１４１、半導体層１４２およびゲート絶縁層１４３を形成後、ゲート絶縁層１４３上にゲート電極１４５ａおよび容量電極１４５ｂを形成する。各層は、適宜フォトリソグラフィ法、ナノインプリンティング法、インクジェット法またはエッチング法などを用いて、所定の形状に加工される。

例えば、基板１００として有機樹脂基板を用いる場合、ポリイミド基板が用いられる。

絶縁層１４１は、酸化シリコン、酸窒化シリコン、窒化シリコン等の材料を用いて形成される。絶縁層１４１は、単層であっても、積層であってもよい。絶縁層１４１は、ＣＶＤ法、スピンコーティング法または印刷法などにより形成される。

半導体層１４２としてシリコン材料を用いる場合、例えばアモルファスシリコン、多結晶シリコンなどが用いられる。また、半導体層１４２として酸化物半導体を用いる場合、例えばインジウム、ガリウム、亜鉛、チタン、アルミニウム、錫、セリウムなどの金属材料が用いられる。例えば、インジウム、ガリウム、亜鉛を有する酸化物半導体（ＩＧＺＯ）を用いることができる。半導体層１４２は、スパッタリング法、蒸着法、めっき法またはＣＶＤ法などにより形成される。

ゲート絶縁層１４３には、酸化シリコン、酸窒化シリコン、窒化シリコン、窒酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ハフニウムなどを一種以上含む絶縁膜が用いられる。絶縁層１４１と同様の方法により形成することができる。

ゲート電極１４５ａおよび容量電極１４５ｂは、タングステン、アルミニウム、クロム、銅、チタン、タンタル、モリブデン、ニッケル、鉄、コバルト、タングステン、インジウム、亜鉛から選ばれた金属元素、または上記金属元素を成分とする合金か、上述した金属元素を組み合わせた合金等の材料を用いて形成される。また、ゲート電極１４５ａおよび容量電極１４５ｂには、上記材料に窒素、酸素、水素などが含有されたものが用いられてもよい。例えば、ゲート電極１４５ａおよび容量電極１４５ｂとして、スパッタリング法により形成したアルミニウム（Ａｌ）層、チタン層（Ｔｉ）の積層膜が用いられる。

次に、ゲート絶縁層１４３、ゲート電極１４５ａ上に絶縁層１４９を形成する。絶縁層１４９は、ゲート絶縁層１４３と同様の材料、方法が用いられる。例えば、絶縁層１４９として、プラズマＣＶＤ法により形成した酸化シリコン膜が用いられる。

次に、絶縁層１４９上にソース・ドレイン電極１４７を形成する（図７参照）。ソース・ドレイン電極１４７は、ゲート電極１４５ａと同様の材料、方法を用いることができる。ソース・ドレイン電極１４７は、絶縁層１４９に開口部を形成してから形成され、半導体層１４２のソース・ドレイン領域に接続される。

次に、絶縁層１４９、ソース・ドレイン電極１４７上に絶縁層１５０を形成する。絶縁層１５０は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミドなどの有機絶縁材料が用いられる。絶縁層１５０は、スピンコーティング法、印刷法、インクジェット法などにより形成することができる。例えば、絶縁層１５０として、スピンコーティング法により形成したアクリル樹脂を用いることができる。このとき、絶縁層１５０は、上面が平坦となる程度まで形成される。絶縁層１５０は、１μｍ以上の厚みで形成することが好ましい。

（２−３−２．表示素子の形成）
次に、図７に示すように、絶縁層１５０上に、容量素子１２１（導電層１５３、絶縁層１５４および画素電極１５５で形成される）、表示素子１３０（画素電極１５５、有機ＥＬ層１５９および対向電極１６０で形成される）、バンク層１５７を形成する。各層は、適宜フォトリソグラフィ法、ナノインプリンティング法、インクジェット法またはエッチング法などを用いて、所定の形状に加工される。

まず、絶縁層１５０上に導電層１５３を形成する。導電層１５３は、ゲート電極１４５ａと同様の材料および方法により形成することができる。例えば、導電層１５３として、スパッタリング法により形成したモリブデン、アルミニウム、モリブデンの積層膜が用いられる。

次に、導電層１５３上に絶縁層１５４を形成する。絶縁層１５４は、ゲート絶縁層１４３と同様の材料および方法により形成される。例えば、絶縁層１５４として、プラズマＣＶＤ法により形成した窒化シリコン膜が用いられる。

次に、絶縁層１５４上に、画素電極１５５を形成する。例えば、導電層１５３は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、等の光反射性の金属材料を用いてもよいし、正孔注入性に優れる酸化インジウム錫（ＩＴＯ）や酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）による透明導電層と、光反射性の金属層とが積層された構造を有していてもよい。画素電極１５５は、ゲート電極１４５ａと同様の方法により形成される。例えば、画素電極１５５として、スパッタリング法により形成したＩＴＯ、銀、ＩＴＯの積層膜が用いられる。

次に、絶縁層１５４および画素電極１５５上に、バンク層１５７を形成する。バンク層１５７は、画素電極１５５の上面を露出するように開口部が形成される。バンク層１５７の開口部の端部は、なだらかなテーパー形状となるのが好ましい。例えば、バンク層１５７として、スピンコーティング法により形成したポリイミド膜が用いられる。

次に、画素電極１５５、バンク層１５７上に有機ＥＬ層１５９を形成する。有機ＥＬ層１５９は、低分子系又は高分子系の有機材料を用いて形成される。低分子系の有機材料を用いる場合、有機ＥＬ層１５９は発光性の有機材料を含む発光層に加え、当該発光層を挟むように正孔注入層や電子注入層、さらに正孔輸送層や電子輸送層等を含んで構成されていてもよい。

また、有機ＥＬ層１５９は、少なくとも画素電極１５５と重畳するように形成される。有機ＥＬ層１５９は、真空蒸着法、印刷法、スピンコーティング法などにより形成される。有機ＥＬ層１５９を真空蒸着法により形成する場合、適宜シャドーマスクを用い、成膜されない領域を設けながら形成してもよい。有機ＥＬ層１５９は、隣接する画素と異なる材料を用いて形成してもよいし、全ての画素において同一の有機ＥＬ層１５９を用いてもよい。

次に画素電極１５５および有機ＥＬ層１５９に跨るように、対向電極１６０を形成する。対向電極１６０には、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）や酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の透明導電膜、または銀（Ａｇ）とマグネシウムの合金を用いることができる。また、対向電極１６０は、真空蒸着法、スパッタリング法により形成することができる。例えば、対向電極１６０として、蒸着法により成膜した銀（Ａｇ）とマグネシウムの合金膜が用いられる。

（２−３−３．封止層の形成）
次に、図８に示すように、対向電極１６０およびバンク層１５７上に、封止層１６１となる無機絶縁層１６２、有機絶縁層１６４および無機絶縁層１６６を順に形成する。封止層１６１は、表示領域１０３全面を覆うように形成される。

無機絶縁層１６２および無機絶縁層１６６には、酸化アルミニウム、酸化シリコン、窒化シリコンなどを一種以上含む絶縁膜が用いられる。無機絶縁層１６２および無機絶縁層１６６は、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、蒸着法、スピンコーティング法、スプレー法、または印刷法を用いて形成される。例えば、無機絶縁層１６２および無機絶縁層１６６には、プラズマＣＶＤ法で形成した窒化シリコン膜と酸化シリコン膜の積層膜を用いることができる。無機絶縁層１６２および無機絶縁層１６６の膜厚は、数十ｎｍ以上数μｍ以下としてもよい。

有機絶縁層１６４には、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の材料を用いることができる。また、有機絶縁層１６４は、スピンコーティング法、蒸着法、スプレー法、インクジェット法、印刷法などを用いて形成される。有機絶縁層１６４の膜厚は、限定されないが、例えば数μｍ以上数十μｍ以下としてもよい。

（２−３−４．タッチセンサの形成）
次に、タッチセンサ２０を形成する。まず、図９に示すように、第１センサ電極パターン１８１を形成する。第１センサ電極パターン１８１は、この例ではスパッタリング法により成膜される。第１センサ電極パターン１８１は、スパッタリング法に限定されず、蒸着法、印刷法、塗布法、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）などを用いて成膜されてもよい。第１センサ電極パターン１８１は、成膜後にフォトリソグラフィ法およびエッチング法より加工される。また、第１センサ電極パターン１８１には、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）または酸化インジウム錫亜鉛（ＩＴＺＯ）などが用いられる。

次に、図１０に示すように、絶縁層１９１を形成する。絶縁層１９１は、塗布法により形成される。絶縁層１９１には、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の有機樹脂材料が用いられる。また、絶縁層１９１は、スピンコーティング法、蒸着法、スプレー法、インクジェット法、印刷法などを用いて数百ｎｍ以上十μｍ以下の厚さに形成される。

次に、図１１に示すように、絶縁層１９１を加工する。このとき、絶縁層１９１は、フォトリソグラフィ法およびエッチング法により加工される。なお、絶縁層１９１に感光性材料が含まれていれば、フォトリソグラフィ法のみで加工してもよい。

次に、図１２に示すように、第２センサ電極パターン１９０および接続電極１９２を形成する。第２センサ電極パターン１９０および接続電極１９２は、例えばスパッタリング法により形成される。なお、第２センサ電極パターン１９０は、スパッタリング法に限定されず、蒸着法、印刷法、インクジェット法などを用いて形成されてもよい。

（２−３−５．対向基板との貼り合わせ）
最後に、対向基板となる基板２００を、接着層１９５を用いて基板１００と貼り合わせる。接着層１９５として、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などを用いることができる。

上記製造方法を用いることにより、表示装置１０を製造することができる。上記製造方法を用いた場合、第２センサ電極パターン１９０および接続電極１９２は、同じ層に設けられるため、第２センサ電極パターン１９０を設けるために新たな工程を設ける必要がない。したがって、タッチセンサを含む表示装置を製造する上での工程負荷が抑えられ、かつタッチセンサの検出精度が向上する。

（変形例１）
本実施形態においては、開示例として有機ＥＬ表示装置の場合を例示したが、その他の適用例として、液晶表示装置、その他の自発光型表示装置、あるいは電気泳動表示素子等を有する電子ペーパー型表示装置、あらゆるフラットパネル型の表示装置が挙げられる。また、中小型から大型まで、特に限定することなく適用が可能であることは言うまでもない。

（変形例２）
本発明の第１実施形態において、第１センサ電極パターン１８１上に第２センサ電極パターン１９０が設けられる例を示したが、これに限定されない。図１３は、タッチセンサ２０−１の一部を拡大した上面図である。図１４は、タッチセンサ２０−１のＡ１−Ａ２間の断面図である。

図１３および図１４に示すように、封止層１６１は、複数の表示素子１３０（画素）上に設けられる。第２センサ電極パターン１９０は、封止層１６１上に設けられる。図１３に示すように、第２センサ電極パターン１９０は、上面から見たときに複数の表示素子１３０（画素）のうち一部の画素間の領域と重畳して配置される。絶縁層１９１は、第２センサ電極パターン１９０および封止層１６１上に設けられる。絶縁層１９１は、第２センサ電極パターン１９０の一部を覆う。また、絶縁層１９１は、第２センサ電極パターン１９０上に開孔部１９０Ｅを有する。

第１センサ電極パターン１８１は、第２センサ電極パターン１９０および絶縁層１９０上に設けられる。第１センサ電極パターン１８１は、複数の表示素子１３０（画素）に重畳して配置される。また、図１４に示すように、第２センサ電極パターン１９０は、第１センサ電極パターン１８１との接続部１９０Ｄを有する。第１センサ電極パターン１８１は、第２センサ電極パターン１９０の形状に沿って凹凸を有する。これにより、第１センサ電極パターン１８１の表面積を増やすことができる。結果として、タッチセンサ感度を向上させることができる。特に高精細な画素ほど、凹凸に起因する第１センサ電極パターン１８１の表面積を増やすことができ、タッチセンサの検出速度及び検出精度が向上する。

この例では、第２センサ電極パターン１９０は、断面視において平坦な形状を有している。これにより、第２センサ電極パターン１９０の形状を制御しやすい。なお、第２センサ電極パターン１９０の表面積を増やすために、第２センサ電極パターン１９０は、凹凸を有してもよい。

（変形例３）
本発明の第１実施形態では、第２センサ電極パターン１９０が凸部を有する例を示したが、これに限定されない。図１５は、タッチセンサ２０−２の上面図である。図１６は、タッチセンサ２０−１のＡ１−Ａ２間の断面図である。図１５および図１６に示すように、第２センサ電極パターン１９０は、凹部および凸部を有してもよい。これにより、第２センサ電極パターン１９０の表面積がさらに大きくなる。これにより、センサ電極１８０の抵抗がさらに下がる。したがって、タッチセンサの検出速度および検出精度が向上する。

（変形例４）
本発明の第１実施形態では、第２センサ電極パターン１９０が絶縁層１９１の全体を覆う例を示したが、これに限定されない。図１７は、タッチセンサ２０−３の上面図である。図１８は、Ａ４−Ａ５間タッチセンサ２０−３の断面図である。図１７および図１８に示すように、絶縁層１９１は、表示素子１３０に重畳する領域を有してもよい。このとき、第２センサ電極パターン１９０が絶縁層１９１の一部を覆う。これにより、絶縁層１９１は、位置合わせが容易であり、かつセンサ電極１８０の抵抗を下げることができる。絶縁層１９１を上から見たときの形状は、図１７に示すように四角形でもよいし、多角形でもよい。また、図１７および図１８に示すように、第２センサ電極パターン１９０は、絶縁層１９１上において、表示素子１３０の間隔に応じて離隔して設けられる。

また、図１９は、タッチセンサ２０−４の上面図である。図１９に示すように、絶縁層１９１を上から見たときの形状は、円状でもよい。

なお、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例および修正例に想到し得るものであり、それら変更例および修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

１０・・・表示装置、２０・・・タッチセンサ、１００・・・基板、１０３・・・表示領域、１０４・・・周縁部、１０５・・・駆動回路、１０６・・・駆動回路、１０７・・・駆動回路、１０８・・・フレキシブルプリント基板、１１０・・・トランジスタ、１２０・・・容量素子、１２１・・・容量素子、１３０・・・表示素子、１４１・・・絶縁層、１４２・・・半導体層、１４３・・・ゲート絶縁層、１４５ａ・・・ゲート電極、１４５ｂ・・・容量電極、１４７・・・ソース・ドレイン電極、１４９・・・絶縁層、１５０・・・絶縁層、１５３・・・導電層、１５４・・・絶縁層、１５５・・・画素電極、１５７・・・バンク層、１５９・・・有機ＥＬ層、１６０・・・対向電極、１６１・・・封止層、１６２・・・無機絶縁層、１６４・・・有機絶縁層、１６６・・・無機絶縁層、１８０・・・センサ電極、１８１・・・第１センサ電極パターン、１８２・・・タッチセンサ配線、１８５・・・接続部、１９０・・・第２センサ電極パターン、１９１・・・絶縁層、１９２・・・接続電極、１９５・・・接着層、２００・・・基板

Claims (11)

1. 複数の画素が離間して配列される表示領域と、
   前記表示領域と重なるタッチセンサと、を有し、
   前記タッチセンサは、センサ電極および絶縁層を含み、
   前記センサ電極は、前記複数の画素の一部と重畳する第１センサ電極パターンと、
   前記複数の画素の一部の画素間の領域と重畳する第２センサ電極パターンと、を含み、
   前記絶縁層は、前記第１センサ電極パターンと、前記第２センサ電極パターンとの間に配置され、かつ前記第１センサ電極パターン面内に配置され、前記第１センサ電極パターンの一部の領域を覆い、
   前記第２センサ電極パターンは、前記絶縁層および前記第１センサ電極パターン上に配置され、
   前記第１センサ電極パターンの他の一部の領域と接続される、表示装置。
2. 前記絶縁層の端部は、前記第１センサ電極パターンと前記第２センサ電極パターンの接続部に囲まれる、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記絶縁層は、前記複数の画素に重畳する領域を有する、
   請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記第２センサ電極パターンは、凹部および凸部を有する、
   請求項１乃至３のいずれか一に記載の表示装置。
5. 複数の画素が離間して配列される表示領域と、
   前記表示領域と重なるタッチセンサと、を有し、
   前記タッチセンサは、センサ電極および絶縁層を含み、
   前記センサ電極は、前記複数の画素の一部と重畳する第１センサ電極パターンと、
   前記複数の画素の一部の画素間の領域と重畳する第２センサ電極パターンと、を含み、
   前記絶縁層は、前記第１センサ電極パターンと、前記第２センサ電極パターンとの間に配置され、かつ前記第２センサ電極パターン上に配置され、前記第２センサ電極パターンの一部の領域を覆い、
   前記第１センサ電極パターンは、前記絶縁層および前記第２センサ電極パターン上に配置され、前記第２センサ電極パターンの他の一部の領域と電気的に接続される、表示装置。
6. 前記絶縁層の側面は、順テーパー形状を有する、
   請求項１乃至５のいずれか一に記載の表示装置。
7. 前記第１センサ電極パターンは、透光性を有する、
   請求項１乃至６のいずれか一に記載の表示装置。
8. 前記第２センサ電極パターンは、低抵抗の金属材料を含む、
   請求項１乃至７のいずれか一に記載の表示装置。
9. 前記表示装置は、有機ＥＬ素子を含む、
   請求項１乃至８のいずれか一に記載の表示装置。
10. 前記タッチセンサは、封止層上に設けられ、
    前記封止層は、無機絶縁層を含む、
    請求項１乃至９のいずれか一に記載の表示装置。
11. 前記センサ電極は、第１方向に伸長する第１センサ電極と、前記第１方向と交差する第２方向に伸長する第２センサ電極と、を含む、
    請求項１乃至１０のいずれか一に記載の表示装置。

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