JP6906397B2

JP6906397B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP6906397B2
Application number: JP2017155333A
Authority: JP
Inventors: 裕介多田; 秋元　肇; 秋元　　肇
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2017-08-10
Filing date: 2017-08-10
Publication date: 2021-07-21
Anticipated expiration: 2037-08-10
Also published as: CN110959147A; US20200159356A1; WO2019031579A1; CN110959147B; JP2021180007A; JP7119180B2; JP2019036016A

Description

本発明の一実施形態は入力機能を有する表示装置に関する。本明細書で開示される発明の一実施形態は、タッチセンサが組み込まれた表示装置の配線構造に関する。

画面に表示されたアイコン等の画像を触れることで操作が行われる電子機器が普及している。このような電子機器に使用される表示パネルはタッチパネル（若しくはタッチスクリーン）とも呼ばれる。タッチパネルでは、静電容量式のタッチセンサが採用されている。静電容量式のタッチセンサには、Ｔｘ電極及びＲｘ電極とも呼ばれる一対のセンサ電極間の静電容量の変化を入力信号として検出しているものがある。

従来のタッチパネルは、タッチセンサパネルと表示パネルとを重ね合わせた構造を有する。しかし、２つのパネルを重ね合わせた構造は、表示装置の厚みが増加することが問題となる。例えば、フレキシブルディスプレイと呼ばれるような、湾曲させたり折り曲げたりする表示装置では、タッチセンサパネルと表示パネルとを重ね合わせた構造が柔軟性を阻害する要因となる。

そこで、タッチセンサの機能を表示パネル内に作り込んだ構造が開示されている。例えば、有機エレクトロルミネセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」ともいう。）を用いた表示パネルにおいて、封止膜として設けられる無機絶縁膜を挟んで第１検出電極と第２検出電極とを配置し、タッチセンサをパネル内に設けたインセル型と呼ばれる表示装置が開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１５−０５０２４５号公報

表示パネルにタッチセンサを組み入れようとすると、検出電極と接続する配線が必要となり、配線層の数が増加する。また、配線層の数が増加しない場合でも、表示パネルは、封止層により表示素子を保護する必要があるため、検出電極と配線、または検出電極に接続する配線と端子電極とを形成するプロセスが複雑になり、封止層の封止性能を劣化させずに接続構造を設ける必要がある。

本発明の一実施形態に係る表示装置は、絶縁表面を有する基板と、絶縁表面に配置された複数の画素が配列する画素部と、絶縁表面上で画素部の外側の領域に配置される第１端子と、第１端子より内側の領域に配置された第２端子と、を含む端子部と、画素部と端子部の間に配置される第１配線を含む配線部と、画素部に重ねて配置されたセンシング部と、画素部及び配線部を覆う封止部と、を含み、封止部は、第１無機絶縁層、有機絶縁層、及び第２無機絶縁層を基板側からこの順で含み、有機絶縁層は画素部と重なる領域に配置され、第１無機絶縁層及び第２無機絶縁層は画素部及び配線部と重なる領域に配置され、センシング部は、第１無機絶縁層より上層側であって第２無機絶縁層より下層側に配置された第１検出電極と、第２無機絶縁層の上層側に配置された第２検出電極と、を含み、配線部は、第１配線が、第２無機絶縁層に設けられた開口部で、第１検出電極と電気的に接続され、かつ、第２無機絶縁膜の外側領域に延伸して、第２端子電極と電気的に接続される。

本発明の一実施形態による表示装置の製造方法は、絶縁表面を有する基板上に複数の画素を配列した画素部を形成し、絶縁表面上で画素部の外側の領域に第１端子を含む端子部を形成し、絶縁表面上で画素部と端子部の間に第２端子を形成し、画素部を覆う第１無機絶縁膜を形成し、第１無機絶縁膜上に、第１方向に延びる第１検出電極層を形成し、第１検出電極層を覆う有機絶縁膜を形成し、有機絶縁膜を覆う第２無機絶縁膜を形成し、第２端子上の第１無機絶縁層と第２無機絶縁層とを除去するとともに、第２絶縁層に第１検出電極層を露出する開口部を形成し、第２無機絶縁層上に、第１方向と交差する方向に延びる第２検出電極層を形成するとともに、第２端子に接続し、第２無機絶縁層に設けられた開口部で、第１検出電極に接続する第１配線を形成する。

本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る表示装置の画素領域の構成を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す平面図である。本発明の一実施形態に係る表示装置の周辺領域の構成を示す平面図である。本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す図３のＸ１−Ｘ２線における断面図である。本発明の一実施形態に係る表示装置の画素領域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フローチャートを示す。本発明の他の実施形態に係る表示装置の周辺領域の構成を示す平面図である。本発明の他の実施形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。本発明のさらに他の実施形態に係る表示装置の周辺領域の構成を示す平面図である。本発明のさらに他の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工程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工程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工程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工程を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の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。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ａ、ｂ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。

本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。なお、以下の説明では、特に断りのない限り、断面視においては、基板の一主面に対して画素領域、タッチセンサが配置される側を「上方」に該当するとして説明する。

第１実施形態：
図１は、本発明の一実施形態に係る表示装置１００を示す斜視図である。表示装置１００は、絶縁表面を有する基板１０２の一主面に画素部１０４、タッチセンサ１０８が配置されている。画素部１０４は、複数の画素１０６が配置される。複数の画素１０６は、画素部１０４において、例えば、行方向及び列方向に配列される。タッチセンサ１０８は、画素部１０４に重ねて配置される。別言すれば、タッチセンサ１０８は、複数の画素１０６と重なるように配置される。タッチセンサ１０８は、複数の検出電極１０７がマトリクス状に配置され、それぞれが行方向あるいは列方向に接続される。なお、ここでは画素１０６およびタッチセンサ１０８は模式的に表現されており、その大小関係は図１記載の限りではない。

表示装置１００は、映像信号等が入力される第１端子領域１１２ａ、タッチセンサ１０８の信号が入出力される第２端子領域１１２ｂを有する。第１端子領域１１２ａ及び第２端子領域１１２ｂは、絶縁表面を有する基板１０２の一主面における一端部に配置される。第１端子領域１１２ａ及び第２端子領域１１２ｂは、絶縁表面を有する基板１０２の端部に沿って複数の端子電極が配列している。第１端子領域１１２ａ及び第２端子領域１１２ｂの複数の端子電極は、フレキシブルプリント配線基板１１４と接続される。駆動回路１１０は、映像信号を画素１０６に出力する。駆動回路１１０は、基板１０２の一主面、又はフレキシブルプリント配線基板１１４に付設される。

絶縁表面を有する基板１０２は、ガラス、プラスチック（ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリアクリレート等）等の部材で構成される。基板１０２の材質がプラスチックである場合、基板の薄板化により表示装置１００に可撓性を付与することが可能となる。すなわち、基板１０２としてプラスチック基板を用いることにより、フレキシブルディスプレイを提供することができる。

画素部１０４及びタッチセンサ１０８の上には、偏光子を含む偏光板１１６が設けられていてもよい。例えば、偏光板１１６は、円偏光性を示す偏光子により構成される。偏光板１１６は、偏光子を含むフィルム基材により形成される。画素部１０４に重ねて偏光板１１６を設けることにより、表示画面の映り込み（鏡面化）を防止することができる。

なお、図１では省略されているが、画素１０６は表示素子及び回路素子を含んで構成される。タッチセンサ１０８は静電容量式であることが好ましく、タッチセンサ１０８において、第１検出電極（Ｔｘ配線）と第２検出電極（Ｒｘ配線）によりセンシング部が構成される。画素部１０４とタッチセンサ１０８との間には層間絶縁層が設けられ、電気的に相互に短絡しないように配置される。

図２は、画素部１０４と、その上に配置されるタッチセンサ１０８の構成を示す斜視図である。図２に示すように、画素部１０４は、基板１０２上に回路素子が設けられる回路素子層１２２、表示素子が設けられる表示素子層１２４を含む。表示素子層１２４の上には、タッチセンサ用の検出電極を含む封止層１２６が設けられる。封止層１２６は、観察者側の主面を上としたとき画素領域の上側の面を覆うように設けられる。

回路素子層１２２は、層間絶縁層を含む。層間絶縁層は、異なる層に設けられる配線を絶縁する。層間絶縁層は、少なくとも一層の無機層間絶縁層と、少なくとも一層の有機層間絶縁層を含む。無機層間絶縁層は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム等の無機絶縁材料によって形成される。有機層間絶縁層は、アクリル、ポリイミドなどの有機絶縁材料によって形成される。回路素子層１２２は、トランジスタ等の能動素子、キャパシタ、抵抗等の受動素子、これらの素子を繋ぐ配線を含み、これらが層間絶縁層に埋設するように設けられる。

表示素子層１２４は、表示素子として、発光素子又は電圧の印加により電気光学効果を発現する電気光学素子等が用いられる。発光素子として有機ＥＬ素子が用いられる場合、表示素子層１２４は、アノード及びカソードとして区別される一対の電極、有機ＥＬ材料を含む有機層、隣接する有機ＥＬ素子間を分離する絶縁性の隔壁層を含んで構成される。有機ＥＬ素子は、回路素子層１２２のトランジスタと電気的に接続される。

封止層１２６は、複数の絶縁膜が積層された構造を有する。図２は、封止層１２６として、第１無機絶縁層１２８、有機絶縁層１３０及び第２無機絶縁層１３２が積層された構造を有する。封止層１２６は、異なる素材を組み合わせた積層構造により、封止性能を高めている。例えば、第１無機絶縁層１２８に欠陥が含まれても、有機絶縁層１３０がその欠陥部分を埋め込み、さらに第２無機絶縁層１３２を設けることで当該欠陥による封止性能の劣化を補うことのできる構造を有している。このとき第２無機絶縁層１３２は画素部１０４の全面と、画素部１０４の外側の領域の少なくとも一部を覆うように設けられてもよく、第１無機絶縁層１２８と第２無機絶縁層１３２は第２無機絶縁層１３２のさらに外側の領域を覆うように形成されてもよい。また第１無機絶縁層１２８と第２無機絶縁層１３２の外周端部は必ずしも一致して無くてもよい。

タッチセンサ１０８のセンシング部を構成する第１検出電極１３４及び第２検出電極１４０のうち、第１検出電極１３４は封止層１２６に内包され、第２検出電極１４０は封止層１２６の上側に配置される。なお、図２には示されていないが、第２検出電極１４０の上側の面は、オーバーコート層１８４により被覆されていてもよい。

第１検出電極１３４は第１方向に延伸するように配置され、第２検出電極１４０は第１方向と交差する第２方向に延伸するように配置される。第１方向は任意の方向とすることができるが、例えば、画素の配列に対応して列方向に沿った方向としてもよい。この場合第２方向としては、画素の行方向の配列に沿った方向としてもよい。第１検出電極１３４と第２検出電極１４０は、それぞれ複数配置される。本実施形態では、複数の第１検出電極１３４による一群を第１検出電極パターンとも呼び、複数の第２検出電極１４０による一群を第２検出電極パターンとも呼ぶ。なお、図２では、第１検出電極１３４及び第２検出電極１４０の一部が示されているにすぎず、これらの検出電極は、画素部１０４の略全体に亘って、複数並んで配置される。

このような第１検出電極１３４と第２検出電極１４０とは、少なくとも封止層１２６を構成する第２無機絶縁層１３２を挟んで配置される。第１検出電極１３４と第２検出電極１４０とは、少なくとも第２無機絶縁層１３２により絶縁されている。すなわち、少なくとも第２無機絶縁層１３２より下層に第１検出電極１３４が配置され、少なくとも第２無機絶縁層１３２より上層に第２検出電極１４０が配置される。第１検出電極１３４と第２検出電極１４０とは、少なくとも第２無機絶縁層１３２を挟んで配置されることにより絶縁され、両検出電極の間に静電容量が発生する。タッチセンサ１０８のセンシング部は、第１検出電極１３４と第２検出電極１４０との間に生ずる静電容量の変化を検知することで、タッチの有無を判別する。

図３は、表示装置１００の平面図を示す。図３は、第１検出電極１３４及び第２検出電極１４０の配置を模式的に示す。図３は、説明の便宜上、紙面に対して上下方向をＹ方向、左右方向をＸ方向として示す。

図３において、複数の第１検出電極１３４はＹ方向に延伸し、複数の第２検出電極１４０がＸ方向に延伸している。ここで、複数の第１検出電極１３４の一群を第１検出電極パターン１３８とし、複数の第２検出電極１４０の一群を第２検出電極パターン１４４とする。

なお、第１検出電極１３４及び第２検出電極１４０の形状は任意である。第１検出電極１３４及び第２検出電極１４０は、長方形（ストライプ）型であってもよいし、図３に示されるように菱（ダイヤモンド）型の電極を連接した形状を有していてもよい。このような長方形（ストライプ）型ないし菱（ダイヤモンド）型を連続して配置した形状の検出電極を採用することにより、タッチセンサ１０８の検出感度の向上が図られる。

第１検出電極パターン１３８及び第２検出電極パターン１４４は画素部１０４と重なる領域に配置される。別言すれば、第１検出電極と第２検出電極は、少なくとも画素１０６の一部（画素に設けられた発光素子の一部分）と重なるように配置される。このように配置されることで、画素部１０４にアイコン等の画像を表示させつつ、タッチセンサ１０８によりタッチの有無をセンシングすることができる。

図４は本発明の一実施形態に係る表示装置１００の周辺領域の構成を示す平面図である。図４は、図３に示す平面図の一部拡大図である。図３及び図４を参照すると、画素部１０４は、封止層１２６で覆われている。第１検出電極１３４は、画素部１０４の外側において、封止層１２６に設けられる開口部１３３において第１配線１３６ａと電気的に接続される。第１配線１３６ａは、第２端子領域１１２ｂに設けられる、タッチパネル用の接続端子である第２端子１１５ａと電気的に接続される。第２端子１１５ａは、フレキシブルプリント配線基板１１４と接続される第１端子１１３ａと第２配線１３７ａにより電気的に接続される。

第２検出電極１４０は、画素部１０４の外側に設けられる第１配線１３６ｂと電気的に接続される。第１配線１３６ｂは、第２端子領域１１２ｂの第２端子１１５ｂと電気的に接続される。第１配線１３６ｂ、第１端子１１３ｂ及び第２端子１１５ｂの構成は、第１配線１３６ａ、第１端子１１３ａ及び第２端子１１５ａの構成と、それぞれ同様である。

図２において、画素部１０４の外側にある周辺領域１１８に含まれる駆動回路１１０ｂは、図示しないが、複数のトランジスタが設けられる。例えば、複数のトランジスタは、ｎチャネル型トランジスタ、又はｐチャネル型トランジスタ、あるいはその両方を含む。このようなトランジスタによって駆動回路が形成される。

基板１０２には、画素部１０４を囲む開口領域１２０が設けられている。この開口領域１２０においては、基板１０２と第２無機絶縁層との間にある有機材料が除去されている。別言すれば、基板１０２上の層間絶縁層は、少なくとも一層の無機層間絶縁層及び有機層間絶縁層を含み、無機層間絶縁層と有機層間絶縁層が積層される積層領域と、有機層間絶縁層が除去され無機層間絶縁層が残存する開口領域とを有する。開口領域１２０の詳細は、後述される画素部１０４の断面構造によって説明される。第１配線１３６ａ、１３６ｂは、画素部１０４から、この開口領域１２０の上を通って基板１０２の周縁部に引き出されてもよい。

図４に示すように、本発明の一実施形態に係る表示装置１００では、開口領域１２０は、平面視において開口部１３３と第２端子１１５ａ、１１５ｂとの間を横断する位置に配置される。この実施形態では、画素部１０４から、第１配線１３６ａ、１３６ｂが、この開口領域１２０の上を通って基板１０２の周縁部まで引き出されている。

図３に示すように、第２端子領域１１２ｂは、フレキシブルプリント配線基板１１４を介してタッチセンサ制御部１０９と接続される。すなわち、第１検出電極１３４及び第２検出電極１４０により得られる検知信号は、第１配線１３６ａ、１３６ｂ、並びに第２配線１３７ａ、１３７ｂにより第２端子領域１１２ｂに伝達され、フレキシブルプリント配線基板１１４を介してタッチセンサ制御部１０９に出力される。

本発明の一実施形態に係る表示装置１００は、タッチセンサ１０８のセンシング部を構成する第１検出電極パターン１３８と第２検出電極パターン１４４とが、基板１０２上に設けられる。このような構成により、別部品として提供されるタッチセンサを外付けする必要がないので、表示装置１００の薄型化を図ることができる。図２で示すように、第１検出電極１３４は封止層１２６に埋設されるように設けられ、第２検出電極１４０は封止層１２６の上に接するように設けられる。この構成により、第１検出電極１３４と第２検出電極１４０との間で静電容量を形成するための誘電体層が、封止層１２６の一部で代替されるため、表示装置１００の薄型化が図られる。

図５は、本発明の一実施形態に係る表示装置１００の断面構造を示す。図５は、画素部１０４及び画素部１０４の外側に位置する周辺領域１１８の断面構造を模式的に示す。この断面構造は、図３で示すＸ１−Ｘ２線に沿った構造に対応する。

図５で示すように、基板１０２上に画素部１０４と周辺領域１１８とが設けられる。周辺領域１１８は第１配線１３６ａを含む配線部と、第１端子１１３ａ及び第２端子１１５ａを含む第２端子領域１１２ｂとを含む。また、周辺領域１１８には、画素部１０４及び有機絶縁層１３０が形成された領域の外周に沿って形成される開口領域１２０を含む。画素部１０４は、トランジスタ１４６、有機ＥＬ素子１５０、第１容量素子１５２、第２容量素子１５４を含む。これらの素子を含む画素１０６の詳細を図６に示す。

図６で示すように、有機ＥＬ素子１５０はトランジスタ１４６と電気的に接続される。トランジスタ１４６はゲートに印加される映像信号によってソース・ドレイン間を流れる電流が制御され、この電流によって有機ＥＬ素子１５０の発光輝度が制御される。第１容量素子１５２はトランジスタ１４６のゲート電圧を保持し、第２容量素子１５４は画素電極１７０の電位が不用意に変動するのを防ぐために設けられる。なお、第２容量素子１５４は必須の構成ではなく省略可能である。

図６で示すように、基板１０２の第１面には下地絶縁層１５６が設けられる。トランジスタ１４６は、下地絶縁層１５６上に設けられる。トランジスタ１４６は、半導体層１５８、ゲート絶縁層１６０、ゲート電極１６２が積層された構造を含む。半導体層１５８は、非晶質又は多結晶のシリコン、若しくは酸化物半導体等で形成される。ソース・ドレイン配線１６４は、第１絶縁層１６６を介して、ゲート電極１６２の上層に設けられる。ソース・ドレイン配線１６４の上層には平坦化層としての第２絶縁層１６８が設けられる。

第１絶縁層１６６、第２絶縁層１６８は層間絶縁層である。第１絶縁層１６６は、無機層間絶縁層の一種であり、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム等の無機絶縁材料で形成される。第２絶縁層１６８は、有機層間絶縁層の一種であり、ポリイミド、アクリル等の有機絶縁材料で形成される。層間絶縁層は、基板１０２側から第１絶縁層１６６、第２絶縁層１６８の順に積層される。有機絶縁材料で形成される第２絶縁層１６８を第１絶縁層１６６の上層に設けることで、トランジスタ１４６等に起因する凹凸を埋め込み、表面が平坦化される。

第２絶縁層１６８の上面に有機ＥＬ素子１５０が設けられる。有機ＥＬ素子１５０は、トランジスタ１４６と電気的に接続される画素電極１７０と、有機層１７２及び対向電極１７４とが積層された構造を有する。有機ＥＬ素子１５０は２端子素子であり、画素電極１７０と対向電極１７４との間の電圧を制御することで発光が制御される。第２絶縁層１６８上には、画素電極１７０の周縁部を覆い内側領域を露出するように、隔壁層１７６が設けられる。対向電極１７４は、有機層１７２の上面に設けられる。有機層１７２は、画素電極１７０と重なる領域から隔壁層１７６の上面部にかけて設けられる。隔壁層１７６は、画素電極１７０の周縁部を覆うと共に、画素電極１７０の端部で滑らかな段差を形成するために、有機樹脂材料で形成される。有機樹脂材料としては、アクリルやポリイミドなどが用いられる。

有機層１７２は、有機ＥＬ材料を含む単層又は複数の層で形成される。有機層１７２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、有機層１７２は有機ＥＬ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含んで構成される。例えば、有機層１７２は、発光層をホール注入層と電子注入層とで挟んだ構造とすることができる。また、有機層１７２は、ホール注入層と電子注入層に加え、ホール輸送層、電子輸送層、ホールブロック層、電子ブロック層などを適宜付加されてもよい。

なお、本実施形態において、有機ＥＬ素子１５０は、有機層１７２で発光した光を対向電極１７４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。そのため、画素電極１７０は光反射性を有することが好ましい。画素電極１７０は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等の光反射性の金属材料によって形成されることの他、正孔注入性に優れるＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ：酸化インジウム・スズ）やＩＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ：酸化インジウム・亜鉛）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する。

対向電極１７４は、有機層１７２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ＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電膜で形成されている。対向電極１７４と有機層１７２との界面には、キャリア注入性を高めるために、リチウム等のアルカリ金属又はマグネシウム等のアルカリ土類金属を含む層が設けられていてもよい。

第１容量素子１５２は、ゲート絶縁層１６０を誘電体膜として用い、半導体層１５８と第１容量電極１７８とが重畳する領域に形成される。また、第２容量素子１５４は、画素電極１７０と第２容量電極１８０との間に設けられる第３絶縁層１８２を誘電体膜として用い、画素電極１７０と画素電極に重畳して設けられる第２容量電極１８０とにより形成される。第３絶縁層１８２は、窒化シリコン等の無機絶縁材料で形成される。

有機ＥＬ素子１５０の上層には封止層１２６が設けられる。封止層１２６は、有機ＥＬ素子１５０に水分等が浸入することを防ぐために設けられる。封止層１２６は、有機ＥＬ素子１５０の側から、第１無機絶縁層１２８、有機絶縁層１３０及び第２無機絶縁層１３２が積層された構造を有する。第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２は、窒化シリコン、窒酸化シリコン、酸化アルミニウム等の無機絶縁材料により形成される。第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２は、これらの無機絶縁材料の被膜を、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法等により形成される。第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２は、０．１μｍ〜１０μｍ、好ましくは０．５μｍ〜５μｍの厚さで形成される。

有機絶縁層１３０は、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等により形成されることが好ましい。有機絶縁層１３０は、１μｍ〜２０μｍ、好ましくは２μｍ〜１０μｍの厚さで設けられる。有機絶縁層１３０は、スピンコーティング等の塗布法や、有機材料ソースを用いた蒸着法によって成膜される。有機絶縁層１３０は、画素部１０４を覆うと共に、端部が第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２で封止されるように、画素部１０４を含む所定の領域内に形成されることが好ましい。例えば、図５に示すように、有機絶縁層１３０の端部（輪郭部）は、画素部１０４と開口領域１２０との間に設けられることが好ましい。このため、有機絶縁層１３０は、塗布法により基板１０２へ全面成膜した後、エッチングにより外周領域を除去するか、被蒸着面を開口するマスクを用いた蒸着法（マスク蒸着）、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷により、予め所定のパターンに形成することが好ましい。さらに、図５に示すように、封止層１２６の上層には、画素部１０４及び周辺領域１１８のうちの配線部及び第２端子１１５ａを覆い、第１端子１１３ａを露出するオーバーコート層１８４が設けられてもよい。

なお、図５では省略されているが、封止層１２６の上面には、図１で示すように偏光板１１６が設けられる。偏光板１１６には、偏光子の他、カラーフィルタ層、遮光層が適宜含まれていてもよい。

タッチセンサ１０８の第１検出電極１３４は、第１無機絶縁層１２８と有機絶縁層１３０との間に設けられ、第２検出電極１４０は、第２無機絶縁層１３２の上に設けられる。第１検出電極１３４及び第２検出電極１４０は、有機ＥＬ素子１５０から出射される光を透過するために透明導電膜で形成された透明電極であってもよい。透明導電膜の一種であるＩＴＯやＩＺＯの被膜はスパッタリング法で作製される。

第１検出電極１３４及び第２検出電極１４０は、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の酸化物導電材料の他、金属ナノワイヤーを用いて印刷法で透明電極として作製されてもよいし、金属膜を用いたメッシュ金属配線であってもよい。この場合、メッシュ金属配線とは、第１検出電極１３４及び第２検出電極１４０を構成する導電層部分が、有機ＥＬ素子１５０と重ならない領域のみに形成されることにより得られる形状を意味している。例えば、第１検出電極１３４及び第２検出電極１４０のうち少なくとも１方の電極は、チタン（Ｔｉ）層、アルミニウム（Ａｌ）層及びチタン（Ｔｉ）層を含む積層構造を有するメッシュ配線で形成されてもよい。

好ましくは、第１検出電極１３４がチタン層、アルミニウム層及びチタン層を含む積層構造を有するメッシュ配線で形成され、第２検出電極１４０がＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電膜で形成されたダイヤモンド電極であってもよい。この場合、第１検出電極１３４が、第２無機絶縁層１３２上の第１配線１３６ａ、１３６ｂと電気的に接続するための開口部１３３を形成するとともに、第１端子領域１１２ａ及び第２端子領域１１２ｂ上の無機絶縁層を除去して端子を露出するプロセスにおいて、第１検出電極１３４の最表面にチタンが位置するので、プロセス尤度が大きくなる。

より好ましくは、第１検出電極１３４及び第２検出電極１４０が、いずれもチタン層、アルミニウム層及びチタン層を含む積層構造を有するメッシュ配線で形成されてもよい。この場合も、第１検出電極１３４が、第２無機絶縁層１３２上の第１配線１３６ａ、１３６ｂと電気的に接続するための開口部１３３を形成するとともに、第１端子領域１１２ａ及び第２端子領域１１２ｂ上の無機絶縁層を除去して端子を露出するプロセスにおいて、第１検出電極１３４の最表面にチタンが位置するので、プロセス尤度が大きくなる。さらに、第１検出電極１３４又は第２検出電極１４０のいずれを用いて画素部１０４から周辺領域１１８まで引き回すための配線を形成しても、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電膜で引き回し配線を形成する場合と異なり、エッチングによる膜厚減少を考慮する必要がないため、厚膜化が不要となり低抵抗を実現することができる。

本実施形態においては、第１検出電極１３４の上層に有機絶縁層１３０が形成されるので、第１検出電極１３４を形成する透明導電膜等を成膜した後に異物が付着していても、当該異物を有機絶縁層１３０で被覆することができる。それにより、有機絶縁層１３０上に形成される第２検出電極１４０と、第１検出電極１３４とが短絡するのを防ぐことができる。さらに、有機絶縁層１３０の上層には第２無機絶縁層１３２が設けられるので、封止層１２６としての機能を維持することができる。

図３に示すように、開口領域１２０は、画素部１０４と駆動回路１１０ｂとの間に設けられる。開口領域１２０は、第２絶縁層１６８を貫通する開口部を含む。開口領域１２０は、画素部１０４の少なくとも一辺に沿って設けられる。好ましくは、開口領域１２０は、画素部１０４を囲むように設けられる。図５に示すように、第２絶縁層１６８は、開口領域１２０によって画素部１０４側と駆動回路１１０ｂ側とに分断されている。別言すれば、開口領域１２０の開口部において、有機材料によって形成される第２絶縁層１６８が除去されている。

図５に示すように、封止層１２６を構成する有機絶縁層１３０は、開口領域１２０と画素部１０４との間に端部が配置される。第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２は、有機絶縁層１３０の端部の外側まで延設される。これにより有機絶縁層１３０の外側領域では、第１無機絶縁層１２８と第２無機絶縁層１３２とが接する構造が形成される。別言すれば、有機絶縁層１３０は、第１無機絶縁層１２８と第２無機絶縁層１３２により挟み込まれ、端部が露出しない構造を有している。この構造により、有機絶縁層１３０の端部から水分等が浸入することを防止することができる。

このように、周辺領域１１８において有機絶縁材料で形成される第２絶縁層１６８を開口領域１２０によって分断し、開口領域１２０の側面及び底面を被覆するように無機材料層が配設されることで、封止構造が形成される。有機絶縁材料で形成される第２絶縁層１６８を、無機材料の層により挟み込むことで、基板１０２の端部から画素部１０４に水分が浸入することを防ぐことができる。第２絶縁層１６８を分離する開口領域１２０は水分遮断領域として機能させることができ、その構造を「水分遮断構造」ということができる。

次に、表示装置１００の製造方法を説明する。図７は本発明の一実施形態に係る表示装置１００の製造方法を説明するフローチャートであり、封止層１２６及び第１検出電極１３４、及び第２検出電極１４０を作製する工程を示す。

まず、絶縁表面を有する基板１０２の一主面に有機ＥＬ素子１５０を形成した後、第１無機絶縁層１２８を作製する（図７、Ｓ１０）。図１２は、この段階における表示装置１００の断面図を示す。図１２に示すように、基板１０２上に、トランジスタ１４６、有機ＥＬ素子１５０、第１容量素子１５２、第２容量素子１５４、第２端子１１５、開口領域１２０が形成された後、これらを覆うように第１無機絶縁層１２８が形成される。第１無機絶縁層１２８は、プラズマＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法のような気相成長法により作製される。第１無機絶縁層１２８は、窒化シリコン膜、窒酸化シリコン膜などで作製される。

第１無機絶縁層１２８を作製後、第１検出電極１３４を作製する（図７、Ｓ１２及びＳ１４）。図１３に示すように、第１検出電極１３４は、第１無機絶縁層１２８の上に形成される。第１検出電極１３４を作製するために、まず、スパッタリング法によりＩＺＯなどの透明導電膜が、第１無機絶縁層１３４の略全面に成膜される（図７、Ｓ１２）。その後、フォトリソグラフィ工程により所定の形状にパターニングされることで、第１検出電極１３４が形成される（図７、Ｓ１４）。

次に、印刷法などにより有機絶縁層１３０を形成する（図７、Ｓ１６）。図１４に示すように、有機絶縁層１３０は、画素部１０４を覆い、開口領域１２０からはみ出さないように形成される。有機絶縁層１３０は、インクジェット法などにより作製される。有機絶縁層１３０は、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの所定の有機樹脂材料の前駆体を含む組成物を、インクヘッドから吐出させ、画素部１０４の上に塗布した後、焼成することにより作製される。有機絶縁層１３０は感光性材料を用いて現像工程を経て形成されてもよい。

そして、第２無機絶縁層１３２を形成する（図７、Ｓ１８）。図１４に示すように、第２無機絶縁層１３２は、基板１０２の略全面に形成される。第２無機絶縁層１３２は、有機絶縁層１３０を覆い、有機絶縁層１３０が設けられない領域では、第１検出電極１３４を覆い、さらにその外側の領域では第１無機絶縁層１２８と密接するように形成される。

以上までの段階で、封止層１２６が形成される。この段階では、封止層１２６が第１端子領域１１２ａ及び第２端子領域１１２ｂを覆ってしまうので、これらの領域を覆う封止層１２６を除去するために、第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２をパターニングする工程が行われる（図７、Ｓ２０）。図１５は、第１無機絶縁層１３２の上に、フォトリソグラフィ工程によりマスクを形成し、第２端子領域１１２ｂを露出させた段階を示す。この段階で、第２無機絶縁層１３２には、第１検出電極１３４を露出させる開口部１３３が同時に一括形成される。

その後、第１検出電極１４０を作製する（図７、Ｓ２２及びＳ２４）。第２検出電極１４０は、第２無機絶縁層１３４の上に形成される。第２検出電極１４０を作製するために、まず、スパッタリング法によりＩＺＯなどの透明導電膜が、第２無機絶縁層１３２の略全面に成膜される（図７、Ｓ２２）。その後、フォトリソグラフィ工程により所定の形状にパターニングされることで、図５に示すように、第２検出電極１４０が形成される（図７、Ｓ２４）。

本実施形態では、第１無機絶縁層及び第２無機絶縁層をエッチングする段階（Ｓ２０）において、第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２をエッチングする際に、第１検出電極１３４を露出させる開口部１３３を第２無機絶縁層１３２に形成する。ここで、第１検出電極１３４を構成する金属と第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２を構成する無機絶縁膜（窒化シリコン膜）とのエッチングレートに差があるため、開口部１３３の形成と第２端子領域１１２ｂの無機絶縁層除去とを同一のエッチング工程にて一括してパターニングすることができる。これにより、表示装置１００の製造工程を低減し、製造コストを削減することができる。

本実施形態によれば、第１検出電極１３４と第２検出電極１４０との間で静電容量を形成するための誘電体層が、封止層１２６の一部で代替されるため、表示装置の層数を低減して薄型化を図ることができる。また、第２無機絶縁層１３２上の開口部１３３となるコンタクトホールの形成工程と、第２端子領域上の無機絶縁層の除去工程（端子出し）とを一括してパターニングすることができるので、表示装置の層数及び製造工程の低減を同時に実現することができるので、製造コストを削減することができる。また、表示装置の層数が低減されると、発光効率が向上し、製品製造時の歩留まりも向上する。

このような構造は、基板１０２が有機樹脂材料で形成されるシート状の基板においても適用可能であり、タッチパネルが内蔵されたフレキシブルディスプレイにおいて層数及び製造工程の低減を実現することができる。

第２実施形態：
図８は、本実施形態に係る表示装置２００の周辺領域の構成を示す平面図であり、図９は、本実施形態に係る表示装置２００の構成を示す断面図である。図８及び図９に示す表示装置２００は、第１実施形態にかかる表示装置１００と異なり、第１検出電極１３４と第１配線１３６とを接続する開口部１３３が、開口領域１２０の外側に設けられている。本実施形態では、第１配線１３６は、開口領域１２０を横断して開口部１３３まで延長されている。

また、図８及び図９に示す表示装置２００は、第１実施形態にかかる表示装置１００と異なり、タッチセンサ１０８の第１検出電極１３４が、有機絶縁層１３０と第２無機絶縁層１３２との間に設けられている。したがって、表示装置２００において、タッチセンサ１０８の第１検出電極１３４と第２検出電極１４０とによって構成されるセンシング部は、その間に位置する第２無機絶縁層１３２によって絶縁されている。
ただし、第１検出電極１３４と第２検出電極１４０とは、少なくとも第２無機絶縁層１３２によって絶縁されていれば足りるため、本実施形態においても表示装置１００と同様に第１検出電極１３４が、第１無機絶縁層１２８と有機絶縁層１３０との間に設けられていてもよい。

本実施形態にかかる表示装置２００のその他の構成は、第１実施形態にかかる表示装置１００と同様であり、同様の作用効果を奏する。さらに、本実施形態にかかる表示装置２００は、第２端子領域１０２ｂの近傍まで、第１検出電極１３４が、封止層１２６を構成する第１無機絶縁層１２８と第２無機絶縁層１３２とに挟まれて配設されるので、配線の劣化、腐食がより低減し、タッチセンサの信頼性を向上させることができる。

第３実施形態：
図１０は、本実施形態に係る表示装置３００の周辺領域の構成を示す平面図であり、図１１は、本実施形態に係る表示装置３００の構成を示す断面図である。図１０及び図１１に示す表示装置３００は、第１実施形態にかかる表示装置１００と異なり、開口領域１２０が、第２端子１１５ａ、１１５ｂの外側に設けられており、かつ、第１検出電極１３４と第１配線１３６とを接続する開口部１３３が、第２端子１１５ａ、１１５ｂの内側に設けられている。表示装置３００のその他の構成は表示装置１００と同様である。

図１０及び図１１で示すように、第１配線１３６は、開口領域１２０を横断することなく、開口領域１２０の内側で、開口部１３３を介して第２端子１１５ａ、１１５ｂと接続される。このような配線構造により、第１配線１３６の配線長が短縮され、また第１配線１３６が開口領域１２０による段差を乗り越える必要がないので、配線の劣化が防止され、タッチセンサの信頼性を向上させることができる。

本実施形態にかかる表示装置３００のその他の構成は、第１実施形態にかかる表示装置１００と同様であり、同様の作用効果を奏する。

１００，２００，３００・・・表示装置、１０２・・・基板、１０４・・・画素部、１０６・・・画素、１０７・・・検出電極、１０８・・・タッチセンサ、１０９・・・タッチセンサ制御部、１１０・・・駆動回路、１１２・・・端子領域、１１３・・・第１端子、１１４・・・フレキシブルプリント配線基板、１１５・・・第２端子、１１６・・・偏光板、１１８・・・周辺領域、１２０・・・開口領域、１２２・・・回路素子層、１２４・・・表示素子層、１２６・・・封止層、１２８・・・第１無機絶縁層、１３０・・・有機絶縁層、１３２・・・第２無機絶縁層、１３３・・・開口部、１３４・・・第１検出電極、１３６・・・第１配線、１３７・・・第２配線、１３８・・・第１検出電極パターン、１４０・・・第２検出電極、１４４・・・第２検出電極パターン、１４６・・・トランジスタ、１５０・・・有機ＥＬ素子、１５２・・・第１容量素子、１５４・・・第２容量素子、１５６・・・下地絶縁層、１５８・・・半導体層、１６０・・・ゲート絶縁層、１６２・・・ゲート電極、１６４・・・ソース・ドレイン配線、１６６・・・第１絶縁層、１６８・・・第２絶縁層、１７０・・・画素電極、１７２・・・有機層、１７４・・・対向電極、１７６・・・隔壁層、１７８・・・第１容量電極、１８０・・・第２容量電極、１８２・・・第３絶縁層、１８４・・・オーバーコート層

Claims

絶縁表面を有する基板と、
前記絶縁表面に配置された複数の画素が配列する画素部と、
前記絶縁表面上で前記画素部の外側の領域に配置される第１端子と、前記第１端子より内側の領域に配置された第２端子と、を含む端子部と、
前記画素部と前記端子部との間に配置される第１配線を含む配線部と、
前記画素部に重ねて配置されたセンシング部と、
前記画素部及び前記配線部を覆う封止部と、を含み、
前記封止部は、
第１無機絶縁層、有機絶縁層、及び第２無機絶縁層を前記基板側からこの順で含み、
前記有機絶縁層は前記画素部と重なる領域に配置され、前記第１無機絶縁層及び前記第２無機絶縁層は前記画素部及び前記配線部と重なる領域に配置され、
前記基板と前記第１無機絶縁層との間に層間絶縁膜を含み、
前記センシング部は、
前記第１無機絶縁層より上層側であって、前記第２無機絶縁層より下層側に配置された第１検出電極と、
前記第２無機絶縁層の上層側に配置された第２検出電極と、を含み、
前記配線部は、
前記第１配線が、前記第２無機絶縁層に設けられた開口部で、前記第１検出電極と電気的に接続され、かつ、前記第２無機絶縁層の外側領域に延伸して、前記第２端子と電気的に接続され、
前記層間絶縁膜は、前記第１端子と前記第２端子との間に、前記層間絶縁膜を貫通する開口領域を有することを特徴とする表示装置。
前記第１検出電極は、前記第１無機絶縁層と前記有機絶縁層との間に配置される、請求項１に記載の表示装置。
前記第１検出電極は、前記有機絶縁層と前記第２無機絶縁層との間に配置される、請求項１に記載の表示装置。
前記層間絶縁膜は、前記第２端子と前記開口部との間に、前記層間絶縁膜を貫通する開口領域をさらに有する、請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の表示装置。
前記基板と前記第１無機絶縁層との間に層間絶縁膜を含み、
前記層間絶縁膜は、前記開口部と前記画素部との間に、前記層間絶縁膜を貫通する開口領域をさらに有する、請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の表示装置。
前記第１検出電極及び前記第２検出電極は、いずれも、チタン層、アルミニウム層及びチタン層を含む積層構造を有するメッシュ配線で形成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第１検出電極は、チタン層、アルミニウム層及びチタン層を含む積層構造を有するメッシュ配線で形成され、前記第２検出電極は、透明電極からなるダイヤモンド電極であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第１検出電極は、透明電極からなるダイヤモンド電極であり、前記第２検出電極は、チタン層、アルミニウム層及びチタン層を含む積層構造を有するメッシュ配線で形成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
絶縁表面を有する基板上に複数の画素を配列した画素部を形成し、
前記絶縁表面上で前記画素部の外側の領域に第１端子を含む端子部を形成し、
前記絶縁表面上で前記画素部と前記端子部の間に第２端子を形成し、
前記画素部を覆う第１無機絶縁層を形成し、
前記第１無機絶縁層上に、第１方向に延びる第１検出電極層を形成し、
前記第１検出電極層を覆う有機絶縁層を形成し、
前記有機絶縁層を覆う第２無機絶縁層を形成し、
前記基板と前記第１無機絶縁層との間に層間絶縁膜を形成し、
前記第２端子上の前記第１無機絶縁層と前記第２無機絶縁層とを除去するとともに、前記第２無機絶縁層に前記第１検出電極層を露出する開口部を形成し、
前記第１端子と前記第２端子との間に、前記層間絶縁膜を貫通する開口領域を形成し、
前記第２無機絶縁層上に、前記第１方向と交差する方向に延びる第２検出電極層を形成するとともに、前記第２端子に接続し、前記第２無機絶縁層に設けられた開口部で、前記第１検出電極層に接続する第１配線を形成することを特徴とする表示装置の製造方法。