JP6715105B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に関する。

スマートフォンなどのモバイルディスプレイのタッチパネルには、静電容量方式が広く採用されている。タッチパネルは、従来、ディスプレイとは別に形成することが多かったが、最近は、厚み、コスト及び光学特性の点で優れていることから、その機能を表示装置に組み込むようになってきている（特許文献１）。

特開２０１５−７５９９１号公報

表示装置は、薄膜トランジスタを含む回路層の上に表示素子を有する。回路層は、表面に凹凸があるため、そのままでは表示素子の下地としてふさわしくない。そこで、回路層に有機層を積層し、有機層の平坦な上面に表示素子を形成する。有機エレクトロルミネッセンス表示素子のように、表示素子が水分によって劣化しやすい場合、水分を含有しやすい有機層は、無機材料からなる封止膜で封止する必要がある。そのため、表示素子が設けられた表示領域を囲むように、有機層には切れ目が形成される。封止膜は、有機層の切れ目において、その端部を覆うように、表示領域からその周囲の周辺領域に設けられる。

タッチパネルを表示装置に内蔵するためには、封止膜の上に、タッチセンシング用の電極を設けるが、その電極の下地となる封止膜には上述したように有機層の切れ目によって生じた凹凸がある。したがって、電極の形成プロセスでフォトリソグラフィを適用すると、レジストの表面の高さが不均一になって露光の焦点が合わなくなったり、凹部ではレジストが溜ってレジストが厚膜化して露光不足が生じたり、凸部ではレジストが薄くなって切れてしまったりする。

本発明は、良好に形成されたタッチセンシング機能を表示装置に組み込むことを目的とする。

本発明に係る表示装置は、複数の画素がマトリクス状に配置される表示領域及び前記表示領域の周囲にある周辺領域を有する基板と、前記表示領域では配線を含み、前記周辺領域では外部との電気的接続のための端子を含むように、前記基板の上にある回路層と、前記表示領域及び前記周辺領域で前記回路層の上にある第１有機層と、前記表示領域で前記複数の画素にそれぞれ対応して前記第１有機層の上にある複数の表示素子と、前記複数の表示素子及び前記第１有機層を封止する無機層と、前記無機層の一部の上にある第２有機層と、前記無機層の表面及び前記第２有機層の表面をそれぞれ下地として上に載るタッチセンシング用のタッチ電極と、を有し、前記第１有機層は、前記周辺領域に、前記表示領域を囲むように切れ目を有し、前記無機層は、前記切れ目の上に凹部を有し、前記表示領域から前記周辺領域まで連続的に広がり、前記第２有機層は、前記無機層の前記凹部の上にあり、前記第２有機層の前記表面は、前記凹部の上で、前記無機層の前記表面に隣接して囲まれることを特徴とする。

本発明によれば、無機層にできる凹部を第２有機層が埋めるので、タッチセンシング用のタッチ電極の下地の凹凸を減らすことができ、これにより、良好に形成されたタッチセンシング機能を表示装置に組み込むことができる。

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で指す部分の拡大図である。 図２に示す部分のIII−III線断面図である。 図１に示す表示装置のIV−IV線断面図である。

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。図２は、図１に示す表示装置のIIで指す部分の拡大図である。図３は、図２に示す部分のIII−III線断面図である。図４は、図１に示す表示装置のIV−IV線断面図である。

表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を例に挙げる。表示装置は、例えば、赤、緑及び青からなる複数の画素（サブピクセル）を組み合わせて、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、図３に示すように基板１０を有する。基板１０は、剛性を有するガラス基板であってもよいし、ポリイミドやポリエチレンテレフタラート等の可撓性フィルムであってもよい。図１に示すように基板１０は表示領域ＤＡを有する。表示領域ＤＡには、複数の画素がマトリクス状に配置されて、複数の画素から構成される画像が表示されるようになっている。表示領域ＤＡの周囲には枠状の周辺領域ＰＡがある。

基板１０の上には、図３に示すように回路層１２がある。回路層１２は、表示領域ＤＡでは、電源を供給するなどのための配線１４を含む。配線１４は、図示しない薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方に電気的に接続している。回路層１２は、図４に示すように、周辺領域ＰＡでは外部との電気的接続のための端子１６を含む。端子１６は、他の配線１８の一部である。端子１６には、フレキシブルプリント基板２０が電気的及び機械的に接続されている。フレキシブルプリント基板２０には、図１に示すように、集積回路チップ２２が搭載されている。

表示装置は、感光性アクリル樹脂などの有機材料からなる第１有機層２４を有する。第１有機層２４は、表示領域ＤＡ及び周辺領域ＰＡで回路層１２の上にある。第１有機層２４は、周辺領域ＰＡに第１切れ目２６を有する。第１切れ目２６は、図１に示すように、表示領域ＤＡを囲むように枠状になっている。第１切れ目２６があることで、第１有機層２４は第１切れ目２６の外側と内側とで不連続となり、第１切れ目２６の外側（周辺領域ＰＡ）で湿気を含んでも、第１切れ目２６の内側（表示領域ＤＡ）に湿気が浸透しない。なお、端子１６を一部とする配線１８は、端子１６を含む部分が第１有機層２４から露出するようになっている。

表示装置は、複数の表示素子２８を有する。複数の表示素子２８は、表示領域ＤＡで複数の画素にそれぞれ対応して第１有機層２４の上にある。表示素子２８は、画素電極３０（例えば陽極）を含む。詳しくは、第１有機層２４の上に容量電極３２が設けられ、容量電極３２の上に層間絶縁膜３４（例えばＳｉＮ）が形成され、層間絶縁膜３４の上に画素電極３０が設けられている。層間絶縁膜３４を挟む画素電極３０及び容量電極３２によって、画像信号を保持する容量が形成される。画素電極３０は、第１有機層２４を貫通するコンタクト部３６によって、電源が供給される配線１４に接続されている。

第１有機層２４の上には、図４に示すように、表示領域ＤＡから周辺領域ＰＡにわたって延びる配線３８がある。この配線３８は、第１有機層２４の第１切れ目２６を通り、第１切れ目２６では基板１０の上に位置して層間絶縁膜３４で覆われる。また、第１有機層２４の上には、周辺領域ＰＡにおいて、後述する対向電極を回路層１２に電気的に接続するための配線４０（例えばＧＮＤ配線）がある。

図３に示すように、複数の画素電極３０のそれぞれの周縁部には、例えば有機材料からなる絶縁層４２が載っている。絶縁層４２は、画素電極３０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３０の一部を囲むバンクが形成される。図４に示すように、絶縁層４２は、周辺領域ＰＡでも、第１切れ目２６の少なくとも底面を避けて第１有機層２４の上に設けられている。絶縁層４２は、第１有機層２４の第１切れ目２６と端子１６の間に、第２切れ目４４を有する。第２切れ目４４で、絶縁層４２から配線４０（例えばＧＮＤ配線）が露出している。

画素電極３０の上に発光層４６が設けられている。発光層４６は、画素電極３０ごとに別々に（分離して）設けられ、絶縁層４２にも載るようになっている。この場合は各画素に対応して青、赤、緑で発光層４６が発光するようになる。各画素に対応する色はこれに限られず、例えば、黄、白等でもよい。これらの層は、例えば、蒸着により形成される。また、これらの層は表示領域ＤＡを覆う全面に、又は複数の画素に亘って形成されてもよい。つまり、図３において、発光層４６が絶縁層４２の上で連続してもよく、その場合、発光層４６は溶媒分散による塗布によって形成することができる。ベタ形成の場合には、全サブピクセルにおいて白色光を得て、カラーフィルタを設けることにより所望の色波長部分を取り出す構成とすることができる。

表示素子２８は、発光層４６に積層する対向電極４８（共通電極又は陰極）を含む。対向電極４８は、画素電極３０とショートしないように、バンクとなる絶縁層４２の上方に載る。発光層４６は、画素電極３０及び対向電極４８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。発光層４６と画素電極３０との間には、図示しない正孔輸送層及び正孔注入層の少なくとも一層を設けてもよい。発光層４６と対向電極４８との間には、図示しない電子輸送層及び電子注入層の少なくとも一層を設けてもよい。

図４に示すように、対向電極４８は、第１切れ目２６を通って、表示領域ＤＡから周辺領域ＰＡに至る。対向電極４８は、第１切れ目２６の底面の上では層間絶縁膜３４の上に載る。第１切れ目２６に隣接した周辺領域ＰＡで、対向電極４８は絶縁層４２に載る。対向電極４８は、第２切れ目４４で、第１有機層２４の上にある配線４０（例えばＧＮＤ配線）を介して、回路層１２に電気的に接続する。

封止層５０が、複数の表示素子２８及び第１有機層２４を封止する。発光層４６は、封止層５０によって覆われることで封止されて水分から遮断される。封止層５０の最上層は無機層５２である。一対の無機層５２，５３の間に樹脂などの有機膜５４が挟まれている。有機膜５４は表示領域ＤＡのみにあるが、一対の無機層５２，５３は、表示領域ＤＡから周辺領域ＰＡまで連続的に広がる。周辺領域ＰＡでは、一対の無機層５２，５３が接触している。無機層５２は、図４に示すように、第１切れ目２６の上に第１凹部５６を有する。また、無機層５２は、図３に示すように、絶縁層４２があることで、複数の画素電極３０のそれぞれの中央部の上に第２凹部５８を有する。さらに、無機層５２は、図４に示すように、周辺領域ＰＡで、絶縁層４２の第２切れ目４４の上に第３凹部６０を形成する。

無機層５２の一部の上に第２有機層６２がある。詳しくは、図４に示すように、無機層５２の第１凹部５６の上に第２有機層６２がある。第２有機層６２によって第１凹部５６が埋められている。図１に示す第１切れ目２６に対応して、第１凹部５６が表示領域ＤＡを囲む枠状になっているので、第２有機層６２の表面も枠状になる。第２有機層６２の表面は、第１凹部５６の上で、無機層５２の表面に隣接して囲まれる。第２有機層６２の表面は、無機層５２の表面と面一になっている。

図３に示すように、第２有機層６２は、無機層５２の第２凹部５８の上にもある。第２有機層６２によって第２凹部５８が埋められている。第２凹部５８が離散的に形成されるので、これに対応する第２有機層６２の表面も離散的になる。第２有機層６２の表面は、第２凹部５８の上でも、無機層５２の表面に隣接して囲まれる。第２凹部５８の上にある第２有機層６２の表面は、無機層５２の表面と面一になっている。

図４に示すように、第２有機層６２は、無機層５２の第３凹部６０の上にもある。第２有機層６２によって第３凹部６０が埋められている。第２有機層６２の表面は、第３凹部６０の上でも、無機層５２の表面に隣接して囲まれる。第３凹部６０の上にある第２有機層６２の表面は、無機層５２の表面と面一になっている。

ここで、第２有機層６２は、第１凹部５６、第２凹部５８、及び第３凹部６０による凹凸を埋めるように配置される。前述の態様では、第２有機層６２の表面はそれぞれ、無機層５２の表面と面一になっているとしたが、凹凸を小さくする方向に作用している限りはこれに限定しない。例えば、第２有機層６２の表面が、無機層５２の表面に対してわずかに凹んでいても良い。

表示装置は、タッチセンシング機能を可能にするためのタッチ電極６４を有する。静電式のタッチセンサを例に挙げると、図２に示すように、複数の第１タッチ電極６６及び複数の第２タッチ電極６８が使用される。複数の第１タッチ電極６６は、それぞれ、第１方向Ｄ１（図２の縦方向）に延びて、隣同士が第２方向Ｄ２（図２の横方向）に間隔をあけて並列する。第１タッチ電極６６は、幅の広い部分（第１電極部７０）と幅の狭い部分（第１接続部７２）を交互に有している。第２タッチ電極６８は、第１タッチ電極６６の第１接続部７２を第２方向Ｄ２で挟む両側に一対の第２電極部７４を有し、これらは第２接続部７６で電気的に接続される。第２接続部７６は、第１接続部７２と立体交差し、両者は図示しない絶縁材料によって絶縁されている。複数の第２タッチ電極６８は、それぞれ、第２方向Ｄ２に延びて、隣同士が第１方向Ｄ１に間隔をあけて並列する。この例では、第１タッチ電極６６と第２タッチ電極６８は同層にあるが、変形例として異なる層に配置してもよい。

図４に示すように、タッチ電極６４は、端子１６を一部とする配線１８に電気的に接続される。詳しくは、周辺領域ＰＡで、第１有機層２４及び絶縁層４２（さらに無機層５２）から配線１８が露出しており、この露出部分でタッチ電極６４が配線１８に接続する。なお、タッチ電極６４を覆うように、図示しないカバー層を、粘着層を介して貼り付けてもよい。

タッチセンシング用のタッチ電極６４の下地は、無機層５２の表面及び第２有機層６２の表面を有している。本実施形態によれば、無機層５２にできる第１凹部５６、第２凹部５８及び第３凹部６０を第２有機層６２が埋めるので、第１タッチ電極６６及び第２タッチ電極６８の下地の凹凸を減らすことができる。これにより、良好に形成されたタッチパネル機能を表示装置に組み込むことができる。

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 基板、１２ 回路層、１４ 配線、１６ 端子、１８ 配線、２０ フレキシブルプリント基板、２２ 集積回路チップ、２４ 第１有機層、２６ 第１切れ目、２８ 表示素子、３０ 画素電極、３２ 容量電極、３４ 層間絶縁膜、３６ コンタクト部、３８ 配線、４０ 配線、４２ 絶縁層、４４ 第２切れ目、４６ 発光層、４８ 対向電極、５０ 封止層、５２ 無機層、５３ 無機層、５４ 有機膜、５６ 第１凹部、５８ 第２凹部、６０ 第３凹部、６２ 第２有機層、６４ タッチ電極、６６ 第１タッチ電極、６８ 第２タッチ電極、７０ 第１電極部、７２ 第１接続部、７４ 第２電極部、７６ 第２接続部。

Claims (6)

1. 複数の画素がマトリクス状に配置される表示領域及び前記表示領域の周囲にある周辺領域を有する基板と、
   前記表示領域では配線を含み、前記周辺領域では外部との電気的接続のための端子を含むように、前記基板の上にある回路層と、
   前記表示領域及び前記周辺領域で前記回路層の上にある第１有機層と、
   前記表示領域で前記複数の画素にそれぞれ対応して前記第１有機層の上にある複数の表示素子と、
   前記複数の表示素子及び前記第１有機層を封止する無機層と、
   前記無機層の一部の上にある第２有機層と、
   前記無機層の表面及び前記第２有機層の表面と直に接し、前記無機層及び前記第２有機層の上に位置するタッチセンシング用のタッチ電極と、
   を有し、
   前記第１有機層は、前記周辺領域に、前記表示領域を囲むように切れ目を有し、
   前記無機層は、前記切れ目の中に位置する領域を有し、かつ前記切れ目の上に凹部を有し、前記表示領域から前記周辺領域まで連続的に広がり、
   前記第２有機層は、前記無機層の前記凹部を充填し、
   前記第２有機層の前記表面は、前記無機層の前記凹部以外の領域とは平面的に見て重ならず、前記タッチ電極と直に接する前記無機層の表面よりも前記タッチ電極の側へ突出しないことを特徴とする表示装置。
2. 請求項１に記載された表示装置において、
   前記第２有機層の前記表面は、前記無機層の前記表面と面一になっていることを特徴とする表示装置。
3. 請求項１又は２に記載された表示装置において、
   前記複数の表示素子は、複数の画素電極と、前記複数の画素電極にそれぞれ積層する複数の発光層と、前記複数の発光層に積層する対向電極と、を含み、
   前記複数の画素電極のそれぞれの周縁部に載って前記対向電極とのショートを防止する絶縁層をさらに有し、
   前記無機層は、前記絶縁層があることで、前記複数の画素電極のそれぞれの中央部の上方に第２凹部を有し、
   前記第２有機層は、前記無機層の前記第２凹部の上にもあり、
   前記第２有機層の前記表面は、前記第２凹部の上でも、前記無機層の前記表面に隣接して囲まれることを特徴とする表示装置。
4. 請求項３に記載された表示装置において、
   前記第２凹部の上にある前記第２有機層の前記表面は、前記無機層の前記表面と面一になっていることを特徴とする表示装置。
5. 請求項３又は４に記載された表示装置において、
   前記絶縁層は、前記切れ目を避けて前記周辺領域でも前記第１有機層の上に設けられ、前記切れ目と前記端子の間に第２切れ目を有し、
   前記対向電極は、前記周辺領域に広がって前記第２切れ目で前記回路層に電気的に接続し、
   前記無機層は、前記第２切れ目の上に第３凹部を形成し、
   前記第２有機層は、前記無機層の前記第３凹部の上にもあり、
   前記第２有機層の表面は、前記第３凹部の上でも、前記無機層の前記表面に隣接して囲まれることを特徴とする表示装置。
6. 請求項５に記載された表示装置において、
   前記第３凹部の上にある前記第２有機層の前記表面は、前記無機層の前記表面と面一になっていることを特徴とする表示装置。

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