JP6842362B2

JP6842362B2 - 表示装置

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Publication number: JP6842362B2
Application number: JP2017095243A
Authority: JP
Inventors: 光秀宮本; 秋元　肇; 秋元　　肇
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2017-05-12
Filing date: 2017-05-12
Publication date: 2021-03-17
Anticipated expiration: 2037-05-12
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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。従来、表示パネルに、別工程で作製したタッチパネルを貼り合せていたが、タッチパネルをオンセル化することで、薄型化、モジュールコスト低減を図ることができる。表示パネルへのタッチパネルのオンセル化の工程として、有機エレクトロルミネッセンス素子を封止する封止膜に、タッチ電極を形成することが考えられる。

タッチ電極は、指によるタッチを検出するためのものであるため、比較的広い幅を有しているのに対して、１画素の幅は極めて小さい。そこで、光を通す多数の孔を有したメッシュ状のタッチ電極を用いる場合がある（特許文献１）。

特開２０１６−８１５２９号公報

相互容量方式では、縦方向に延びる縦電極と、横方向に延びる横電極と、を使用してタッチセンシングを行う。縦電極と横電極を同一層に形成しようとすると、層間絶縁層を介して、ジャンパ配線が必要になる。

縦電極又は横電極とジャンパ配線とは、層間絶縁層のスルーホールを介して電気的に接続される。特に、メッシュ状のタッチ電極は、導電部分が細いので、ジャンパ配線との接続部は広くする必要がある。広い接続部は、斜め方向の光を遮光するので、視野角特性を悪化させるという問題があった。

本発明は、視野角特性の悪化を抑えることを目的とする。

本発明に係る表示装置は、第１方向に列が隣り合う複数列をなして各列では前記第１方向に直交する第２方向に並ぶ複数の発光画素を含む回路層と、前記回路層に積層されて前記第１方向にそれぞれ延びる複数の第１タッチ電極と、前記回路層に積層されて前記第２方向にそれぞれ延びる複数の第２タッチ電極と、前記複数の第１タッチ電極及び前記複数の第２タッチ電極が絶縁されて立体交差するように介在する絶縁膜と、を有し、前記複数の第２タッチ電極のそれぞれは、前記複数の第１タッチ電極が位置する第１層にある複数の電極本体と、前記第１層とは異なる位置の第２層にあって前記複数の第１タッチ電極の対応する少なくとも１つに前記絶縁膜を介して重なって前記第２方向に隣同士の前記電極本体を接続するジャンパ電極と、を含み、前記複数の第１タッチ電極及び前記複数の第２タッチ電極は、それぞれ、前記複数の発光画素との重複を避けるようにメッシュ状に構成され、前記複数の電極本体のそれぞれは、前記第１方向に隣り合う前記発光画素の間に位置する第１細線部と、前記第２方向に隣り合う前記発光画素の間に位置して前記第１細線部よりも幅の広い第１幅広部と、を含み、前記ジャンパ電極は、前記第１方向に隣り合う前記発光画素の間に位置する第２細線部と、前記第２方向に隣り合う前記発光画素の間に位置して前記第２細線部よりも幅の広い第２幅広部と、を含み、前記複数の発光画素は、前記第１方向よりも前記第２方向に長い平面形状をそれぞれが有し、前記絶縁膜を貫通して前記第１幅広部及び前記第２幅広部が重なって電気的に導通することを特徴とする。

本発明によれば、第２方向に発光画素の隣りで、つまり発光画素の幅が狭い側で、第１幅広部及び第２幅広部が重なって電気的に導通する。したがって、第１幅広部及び前記第２幅広部によって光が遮断される幅が小さいので、視野角特性の悪化を抑えることができる。

本発明の第１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IIＡ−IIＡ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IIＢ−IIＢ線断面の一部を拡大して示す図である。図１に示す表示装置の画像を表示するための回路を示す図である。図１に示す表示装置の一部を拡大した平面図である。タッチ電極の詳細を示す平面図である。第２の実施形態に係る表示装置の表示領域の一部を拡大した図である。

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。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１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、データ信号駆動用ドライバを内蔵する集積回路チップ１２が搭載される。なお、タッチセンシング用のフレキシブルプリント基板を別に接続してもよい。

図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ、図１に示す表示装置のIIＡ−IIＡ線断面及びIIＢ−IIＢ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の上に回路層１８が積層する。回路層１８は、表示領域ＤＡに画像を表示するための回路を含む。詳しくは、回路層１８において、下地絶縁膜１６の上には半導体層２０が形成されている。半導体層２０にソース電極２２及びドレイン電極２４が電気的に接続し、半導体層２０を覆ってゲート絶縁膜２６が形成されている。ゲート絶縁膜２６の上にはゲート電極２８が形成され、ゲート電極２８を覆って層間絶縁層３０が形成されている。ソース電極２２及びドレイン電極２４は、ゲート絶縁膜２６を貫通している。ソース電極２２及びドレイン電極２４は、表示領域ＤＡでは、層間絶縁層３０の直上にあって層間絶縁層３０を貫通する。

半導体層２０、ソース電極２２、ドレイン電極２４及びゲート電極２８並びにゲート絶縁膜２６から、薄膜トランジスタ３２の少なくとも一部が構成される。薄膜トランジスタ３２は、図１に示す表示領域ＤＡに設けられる。表示領域ＤＡでは、ゲート絶縁膜２６の直上にゲート電極２８がある。薄膜トランジスタ３２を覆うように平坦化層３４が設けられている。平坦化層３４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３４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３６（例えば陽極）が設けられている。画素電極３６は、電極膜と光反射膜の積層構造になっている。画素電極３６は、平坦化層３４を貫通するコンタクトホール３８によって、層間絶縁層３０の上でソース電極２２及びドレイン電極２４の一方に電気的に接続している。

画素電極３６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３６と、その下方にある容量電極４０と、画素電極３６と容量電極４０の間に介在する誘電絶縁膜４２と、を含む。キャパシタＣは、画素電極３６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３６上に、ポリイミド樹脂やアクリル系樹脂などで絶縁層４４が形成されている。絶縁層４４は、画素電極３６の周縁部に載り、画素電極３６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４４によって、画素電極３６の一部を囲むバンクが形成される。

複数の画素電極３６の上に有機エレクトロルミネッセンス層４６が設けられている。有機エレクトロルミネッセンス層４６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３６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４６を構成する層のうち発光層を除く層は、図１に示す表示領域ＤＡを覆う全面に、複数の画素に亘るように形成される。有機エレクトロルミネッセンス層４６は絶縁層４４上でも連続する。

有機エレクトロルミネッセンス層４６の上には、共通電極５０（例えば陰極）が設けられている。共通電極５０は、バンクとなる絶縁層４４の上に載る。有機エレクトロルミネッセンス層４６並びにこれを挟む画素電極３６及び共通電極５０から発光素子５２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４６は、画素電極３６及び共通電極５０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５２は、表示領域ＤＡに設けられて、複数の薄膜トランジスタ３２によって駆動される。複数の発光素子５２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４６は、封止膜６０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５２は、封止膜６０によって封止されている。封止膜６０は、窒化ケイ素などからなる一対の無機層６２，６４の間に、樹脂などからなる少なくとも一層の有機層６６を挟む構造である。封止膜６０は表示領域ＤＡを覆う。

封止膜６０には、タッチセンシングのためのタッチ電極６８が積層する。タッチ電極６８は、例えば、相互容量方式によるタッチセンシングのための電極群であり、第１タッチ電極７０及び第２タッチ電極７２を含み、両者間は絶縁膜７４によって電気的に絶縁されている。これらを覆うように、粘着層７６を介して、円偏光板７８及びカバーガラス８０が積層されている。

図３は、図１に示す表示装置の画像を表示するための回路を示す図である。表示装置は、制御信号駆動回路５４を有する。表示領域ＤＡには、図中の横方向に延びる複数の制御信号線５６及び縦方向に延びる複数のデータ信号線５８が配置されている。この例では、１行の画素に３本の制御信号線５６が対応する。図示を省略するが、表示領域ＤＡには、発光素子５２に一定電圧を供給するための電源線等の配線も存在する。制御信号線５６とデータ信号線５８の交点近傍には、データ信号に応じた輝度で各画素が発光するように、輝度制御をするための画素回路ＰＣが配置される。

図４は、図１に示す表示装置の一部を拡大した平面図である。回路層１８（図２参照）は、複数の発光画素８２を有する。発光画素８２は、発光素子５２（図２参照）の発光する領域である。本実施形態では、図２に示すように、画素電極３６において絶縁層４４から露出する領域が発光画素８２である。複数の発光画素８２は、第１方向Ｄ１に列Ｒが隣り合う複数列Ｒに並んでいる。複数の発光画素８２は、各列Ｒでは第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２に並ぶ。複数の発光画素８２は、第１方向Ｄ１よりも第２方向Ｄ２に長い平面形状をそれぞれが有する。複数の発光画素８２は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に相互に隣り合うように配列されている。タッチ電極６８は、導電率が高くなるように金属からなる。金属が光を遮蔽するので、タッチ電極６８は、発光画素８２との重複を避けるようにメッシュ状に構成されている。

図５は、タッチ電極の詳細を示す平面図である。タッチ電極６８は、複数の第１タッチ電極７０及び複数の第２タッチ電極７２を含む。第１タッチ電極７０は、回路層１８（図２Ａ及び図２Ｂ参照）に積層されて第１方向Ｄ１に延びる。複数の第１タッチ電極７０は第１層Ｌ１（図２Ａ及び図２Ｂ参照）に位置する。第２タッチ電極７２は、回路層１８に積層されて第２方向Ｄ２に延びる。

第２タッチ電極７２は、電極本体８４を含む。電極本体８４は、第１タッチ電極７０と同じように第１層Ｌ１に位置する。電極本体８４は、第１細線部８６を含む。第１細線部８６は、第１方向Ｄ１に隣り合う発光画素８２の間に位置する。電極本体８４は、第１幅広部８８を含む。第１幅広部８８は、第２方向Ｄ２に隣り合う発光画素８２の間に位置する。第１幅広部８８は、それが第２方向Ｄ２に隣り合う発光画素８２ａが第１方向Ｄ１に隣り合う他の発光画素８２ｂには、部分的にも第２方向Ｄ２に隣り合わない。ただし、第１幅広部８８は、それが第２方向Ｄ２に隣り合う発光画素８２ａよりも、第１方向Ｄ１の幅が大きい。

第１幅広部８８は、第１細線部８６よりも幅が広い。電極本体８４は、第１接続部９０を有する。第１接続部９０は、第１幅広部８８から第１方向Ｄ１に延びて第１細線部８６に接続する。第１接続部９０は、第１幅広部８８よりも、第２方向Ｄ２の幅が狭い。

第２タッチ電極７２は、ジャンパ電極９２を含む。ジャンパ電極９２は、第１層Ｌ１とは異なる位置の第２層Ｌ２にある（図２Ａ及び図２Ｂ参照）。ジャンパ電極９２は、第２細線部９４を含む。第２細線部９４は、第１方向Ｄ１に隣り合う発光画素８２の間に位置する。ジャンパ電極９２は、第２幅広部９６を含む。第２幅広部９６は、第２方向Ｄ２に隣り合う発光画素８２の間に位置する。第２幅広部９６は、それが第２方向Ｄ２に隣り合う発光画素８２ａが第１方向Ｄ１に隣り合う他の発光画素８２ｂには、部分的にも第２方向Ｄ２に隣り合わない。ただし、第２幅広部９６は、それが第２方向Ｄ２に隣り合う発光画素８２ａよりも、第１方向Ｄ１の幅が大きい。第２幅広部９６は、第２細線部９４よりも幅が広い。ジャンパ電極９２は、第２接続部９８を有する。第２接続部９８は、第２幅広部９６から第１方向Ｄ１に延びて第２細線部９４に接続する。第２接続部９８は、第２幅広部９６よりも、第２方向Ｄ２の幅が狭い。

ジャンパ電極９２は、図２Ａに示すように、第１タッチ電極７０に絶縁膜７４を介して重なる。第１タッチ電極７０及び第２タッチ電極７２は、両者間に介在する絶縁膜７４によって絶縁されて立体交差する。絶縁膜７４で絶縁されて第１接続部９０及び第２接続部９８が重なるが、図２Ｂに示すように、絶縁膜７４を貫通して第１幅広部８８及び第２幅広部９６が接合部１００で重なって電気的に導通する。これにより、ジャンパ電極９２は、第２方向Ｄ２に隣同士の電極本体８４を接続する。

本実施形態によれば、第２方向Ｄ２に発光画素８２の隣りで、つまり発光画素８２の幅が狭い側で、第１幅広部８８及び第２幅広部９６が重なって電気的に導通する。したがって、第１幅広部８８及び前記第２幅広部９６によって光が遮断される幅が小さいので、視野角特性の悪化を抑えることができる。

［第２の実施形態］
図６は、第２の実施形態に係る表示装置の表示領域ＤＡの一部を拡大した図である。本実施形態では、複数の発光画素２８２が並ぶ複数列は、複数の第１列Ｒ１及び複数の第２列Ｒ２を含む。複数の第１列Ｒ１と複数の第２列Ｒ２とは、第１方向Ｄ１に交互に配列されている。第１列Ｒ１には、複数の第１発光画素２８２Ａが並んでいる。第２列Ｒ２には、複数の第２発光画素２８２Ｂが並んでいる。

第２発光画素２８２Ｂは、青色の光を出射するように構成されている。第２発光画素２８２Ｂは、第１発光画素２８２Ａよりも、第２方向Ｄ２に長い平面形状を有する。青色の発光層は発光効率及び寿命が低い。そのため、青色に対応する第２発光画素２８２Ｂの面積を大きくすることで、電流を増やしつつ電流密度を下げられるようにしてある。こうして、赤色又は緑色の光を出射する第１発光画素２８２Ａと青色の光を出射する第２発光画素２８２Ｂにおいて、発光層の均質な発光及び均等な寿命を実現することができ、発光効率及び素子寿命の色依存による影響を解消することができる。また、青色の画素は、赤色又は緑色の画素と比べて、視感度が低いため、遮光による輝度変化が視認されにくい。

第２発光画素２８２Ｂは、第２方向Ｄ２の両端部Ｅを有する。両端部Ｅのそれぞれが、第１発光画素２８２Ａに対して第１方向Ｄ１に隣り合う。第２方向Ｄ２に隣り合う一対の第１発光画素２８２Ａの間の領域に対して、第１方向Ｄ１の隣に、第２発光画素２８２Ｂ（第２方向Ｄ２の中央部）が位置する。

本実施形態でも、第２方向Ｄ２に発光画素２８２の隣りで、つまり発光画素２８２の幅が狭い側で、第１幅広部２８８及び第２幅広部２９６が、接合部２００で重なって電気的に導通する。したがって、第１幅広部２８８及び前記第２幅広部２９６によって光が遮断される幅が小さいので、視野角特性の悪化を抑えることができる。本実施形態のその他の詳細は、第１の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回路層、２０半導体層、２２ソース電極、２４ドレイン電極、２６ゲート絶縁膜、２８ゲート電極、３０層間絶縁層、３２薄膜トランジスタ、３４平坦化層、３６画素電極、３８コンタクトホール、４０容量電極、４２誘電絶縁膜、４４絶縁層、４６有機エレクトロルミネッセンス層、５０共通電極、５２発光素子、５４制御信号駆動回路、５６制御信号線、５８データ信号線、６０封止膜、６２無機層、６４無機層、６６有機層、６８タッチ電極、７０第１タッチ電極、７２第２タッチ電極、７４絶縁膜、７６粘着層、７８円偏光板、８０カバーガラス、８２発光画素、８４電極本体、８６第１細線部、８８第１幅広部、９０第１接続部、９２ジャンパ電極、９４第２細線部、９６第２幅広部、９８第２接続部、１００接合部、２００接合部、２８２発光画素、２８２Ａ第１発光画素、２８２Ｂ第２発光画素、２８８第１幅広部、２９６第２幅広部、Ｃキャパシタ、Ｄ１第１方向、Ｄ２第２方向、ＤＡ表示領域、Ｅ両端部、Ｌ１第１層、Ｌ２第２層、ＰＣ画素回路、ＰＡ周辺領域、Ｒ列、Ｒ１第１列、Ｒ２第２列。

Claims

第１方向に列が隣り合う複数列をなして各列では前記第１方向に直交する第２方向に並ぶ複数の発光画素を含む回路層と、
前記回路層に積層されて前記第１方向にそれぞれ延びる複数の第１タッチ電極と、
前記回路層に積層されて前記第２方向にそれぞれ延びる複数の第２タッチ電極と、
前記複数の第１タッチ電極及び前記複数の第２タッチ電極が絶縁されて立体交差するように介在する絶縁膜と、
を有し、
前記複数の第２タッチ電極のそれぞれは、前記複数の第１タッチ電極が位置する第１層にある複数の電極本体と、前記第１層とは異なる位置の第２層にあって前記複数の第１タッチ電極の対応する少なくとも１つに前記絶縁膜を介して重なって前記第２方向に隣同士の前記電極本体を接続するジャンパ電極と、を含み、
前記複数の第１タッチ電極及び前記複数の第２タッチ電極は、それぞれ、前記複数の発光画素との重複を避けるようにメッシュ状に構成され、
前記複数の電極本体のそれぞれは、前記第１方向に隣り合う前記発光画素の間に位置する第１細線部と、前記第２方向に隣り合う前記発光画素の間に位置して前記第１細線部よりも幅の広い第１幅広部と、を含み、
前記ジャンパ電極は、前記第１方向に隣り合う前記発光画素の間に位置する第２細線部と、前記第２方向に隣り合う前記発光画素の間に位置して前記第２細線部よりも幅の広い第２幅広部と、を含み、
前記複数の発光画素は、前記第１方向よりも前記第２方向に長い平面形状をそれぞれが有し、
前記絶縁膜を貫通して前記第１幅広部及び前記第２幅広部が重なって電気的に導通する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、
前記複数の第１タッチ電極及び前記複数の第２タッチ電極は、金属からな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、
前記第１幅広部及び前記第２幅広部は、前記第１幅広部及び前記第２幅広部が前記第２方向に隣り合う前記発光画素よりも、前記第１方向の幅が大きいことを特徴とする表示装置。
請求項３に記載された表示装置において、
前記第１幅広部及び前記第２幅広部が前記第２方向に隣り合う前記発光画素に対して、前記第１方向に隣り合う他の前記発光画素には、前記第１幅広部及び前記第２幅広部は、部分的にも前記第２方向に隣り合わないことを特徴とする表示装置。
請求項１から４のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記複数の発光画素は、前記第１方向及び前記第２方向に相互に隣り合うように配列されていることを特徴とする表示装置。
請求項１から４のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記複数列は、複数の第１列及び複数の第２列を含み、
前記複数の発光画素は、前記複数の第１列に並ぶ複数の第１発光画素と、前記複数の第２列に並ぶ複数の第２発光画素と、を含み、
前記複数の第１列と前記複数の第２列とは、前記第１方向に交互に配列され、
前記第２方向に隣り合う一対の前記第１発光画素の間の領域に対して、前記第１方向の隣に、前記複数の第２発光画素の対応する１つが位置す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２発光画素のそれぞれは、前記複数の第１発光画素のそれぞれよりも、前記第２方向に長い平面形状を有することを特徴とする表示装置。
請求項７に記載された表示装置において、
前記複数の第２発光画素のそれぞれは、前記第２方向の両端部を有し、
前記両端部のそれぞれが、前記複数の第１発光画素の対応する１つに対して、前記第１方向に隣り合うことを特徴とする表示装置。
請求項７又は８に記載された表示装置において、
前記複数の第２発光画素は、青色の光を出射するように構成されていることを特徴とする表示装置。
請求項１から９のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記複数の電極本体のそれぞれは、前記第１幅広部から前記第１方向に延びて前記第１細線部に接続する第１接続部を有し、
前記第１接続部は、前記第１幅広部よりも、前記第２方向の幅が狭く、
前記ジャンパ電極は、前記第２幅広部から前記第１方向に延びて前記第２細線部に接続する第２接続部を有し、
前記第２接続部は、前記第２幅広部よりも、前記第２方向の幅が狭いことを特徴とする表示装置。
請求項１０に記載された表示装置において、
前記絶縁膜で絶縁されて前記第１接続部及び前記第２接続部が重なることを特徴とする表示装置。