JP6991289B2 - タッチセンサ - Google Patents

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Description

本発明の一態様は、入力装置に関する。本発明の一態様は、表示装置に関する。本発明
の一態様は、入出力装置に関する。本発明の一態様は、タッチパネルに関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書で開示する本発明
の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、
電子機器、照明装置、入力装置、入出力装置、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法
、を一例として挙げることができる。
なお、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる
装置全般を指す。トランジスタなどの半導体素子をはじめ、半導体回路、演算装置、記憶
装置は、半導体装置の一態様である。撮像装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、入
力装置、入出力装置、電気光学装置、発電装置(薄膜太陽電池、有機薄膜太陽電池等を含
む)、及び電子機器は、半導体装置を有している場合がある。
近年、位置入力手段としてタッチセンサを搭載した表示装置が実用化されている。タッ
チセンサを搭載した表示装置は、例えばタッチパネル、またはタッチスクリーンなどと呼
ばれている。例えば、タッチパネルを備える携帯情報端末としては、スマートフォン、タ
ブレット端末などがある。
表示装置の一つとして、有機EL(Electro Luminescence)素子
等の発光素子を備える表示装置がある。例えば、特許文献1には、有機EL素子が適用さ
れたフレキシブルな発光装置が開示されている。
特開2014-197522号公報
表示パネルに、ユーザーインターフェースとして画面に指やスタイラス等で触れること
で入力する機能を付加したタッチパネルが望まれている。
またタッチパネルの表示品位の向上が望まれている。例えば、コントラスト、輝度、色
再現性の向上が求められている。
また、タッチパネルの構成として、表示パネルの表示面側にタッチセンサを有する基板
を貼り付ける構成とすることができる。しかしながら、このような構成の場合、タッチパ
ネルの厚さを薄くできない、部品点数が多くなる、などの問題があった。
本発明の一態様は、厚さの薄いタッチパネルを提供することを課題の一とする。または
、構成が簡素化したタッチパネルを提供することを課題の一とする。または、タッチパネ
ルの部品点数を削減することを課題の一とする。または、表示品位の高いタッチパネルを
提供することを課題の一とする。または、有機EL素子が適用されたインセル型のタッチ
パネルを提供することを課題の一とする。または、曲げることのできるタッチパネルを提
供することを課題の一とする。または、軽量なタッチパネルを提供することを課題の一と
する。または、検知感度の高いタッチパネルを提供することを課題の一とする。
または、新規な入力装置、出力装置、または入出力装置等を提供することを課題の一と
する。なお、これらの課題の記載は他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明
の一態様は必ずしもこれらの課題の全てを解決する必要はない。なお、これら以外の課題
は、明細書、図面、請求項などの記載から抽出することが可能である。
本発明の一態様は、配線と、構造体と、導電層と、を有するタッチセンサである。構造
体は、配線上に設けられ、且つ、配線と重なる部分を有する。導電層は、構造体上に設け
られ、且つ、配線と重なる部分を有し、且つ、フローティングの状態である。導電層と、
配線とは、容量性の結合を有する。
また、本発明の他の一態様は、第1の配線と、第2の配線と、第1の構造体と、第2の
構造体と、第1の導電層と、第2の導電層と、を有するタッチセンサである。第1の構造
体は、第1の配線上に設けられ、且つ、第1の配線と重なる部分を有し、且つ、逆テーパ
形状を有する。第1の導電層は、第1の構造体上に設けられ、且つ、第1の配線と重なる
部分を有し、且つ、フローティングの状態である。第2の構造体は、第2の配線上に設け
られ、且つ、第2の配線と重なる部分を有し、且つ、逆テーパ形状を有する。第2の導電
層は、第2の構造体上に設けられ、且つ、第2の配線と重なる部分を有し、且つ、フロー
ティングの状態である。また第1の導電層と第1の配線、第2の導電層と第2の配線、及
び第1の導電層と第2の導電層は、それぞれ容量性の結合を有する。
また、本発明の他の一態様は、複数の発光素子と、第1の配線と、第2の配線と、第1
の構造体と、第1の導電層と、を有するタッチパネルである。発光素子は、マトリクス状
に配置され、且つ、第1の電極と、第2の電極と、第1の電極と第2の電極の間に位置す
るEL層と、を有する。第1の構造体は、第1の配線上に設けられ、且つ、第1の配線と
重なる部分を有し、且つ、逆テーパ形状を有する。第1の導電層は、第1の構造体上に設
けられ、且つ、第1の配線と重なる部分を有する。第2の電極と、第1の導電層とは、同
一の導電膜から成る。第1の導電層は、フローティングの状態である。第1の配線と、第
2の配線とは、互いに交差する部分を有する。第1の配線及び第2の配線の一方は、セン
サ信号が供給される機能を有する。第1の配線及び第2の配線の他方は、検出回路に信号
を供給する機能を有する。
上記において、第2の構造体と、第2の導電層と、を有することが好ましい。ここで第
2の構造体は、第2の配線上に設けられ、且つ、第2の配線と重なる部分を有し、且つ、
逆テーパ形状を有する。第2の導電層は、第2の構造体上に設けられ、且つ、第2の配線
と重なる部分を有する。第2の電極と、第2の導電層とは、同一の導電膜から成り、第2
の導電層は、フローティングの状態である。
上記において、信号線と、走査線と、を有することが好ましい。ここで、第1の配線は
、信号線、走査線、または第1の電極と同一の導電膜を加工して形成された部分を含むこ
とが好ましい。または、上記において、第1の配線及び第2の配線のそれぞれが、信号線
、走査線、または第1の電極と同一の導電膜を加工して形成された部分を含むことが好ま
しい。
上記において、第1の導電層上に、導電性を有し、且つ、島状の上面形状を有し、且つ
、フローティング状態である、第3の導電層を有することが好ましい。このとき、第3の
導電層は、可視光を遮光する機能を有し、第3の導電層は、平面視において、隣接する2
つの発光素子の間に位置する部分を有することが好ましい。
または、上記において、第1の導電層上に、第3の導電層を有し、第2の導電層上に、
第4の導電層を有することが好ましい。ここで、第3の導電層、及び第4の導電層は、導
電性を有し、且つ、島状の上面形状を有し、且つ、フローティング状態であることが好ま
しい。このとき、第3の導電層及び第4の導電層は、可視光を遮光する機能を有し、第3
の導電層は、平面視において、隣接する2つの発光素子の間に位置する部分を有し、第4
の導電層は、平面視において、他の隣接する2つの発光素子の間に位置する部分を有する
ことが好ましい。
上記において、複数の発光素子は、第1の方向と、当該第1の方向と交差する第2の方
向にマトリクス状に配置されることが好ましい。また第1の配線は、平面視において、第
2の方向に隣接する2つの発光素子の間に位置する部分を有し、第2の配線は、平面視に
おいて、第1の方向に隣接する2つの発光素子の間に位置する部分を有することが好まし
い。
上記において、第1の配線は、平面視において一以上の発光素子を囲うメッシュ状の形
状を有し、第2の配線は、平面視において他の一以上の発光素子を囲うメッシュ状の形状
を有することが好ましい。
上記において、複数の発光素子の各々は、白色光を発する素子であり、発光素子上に、
着色層を有することが好ましい。
なお、本明細書等において、表示パネルは表示面に画像等を表示(出力)する機能を有
するものである。したがって表示パネルは出力装置の一態様である。
また、本明細書等では、表示パネルの基板に、例えばFPC(Flexible Pr
inted Circuit)もしくはTCP(Tape Carrier Packa
ge)などのコネクターが取り付けられたもの、または基板にCOG(Chip On
Glass)方式等によりIC(集積回路)が実装されたものを、表示パネルモジュール
、表示モジュール、または単に表示パネルなどと呼ぶ場合がある。
また、本明細書等において、タッチセンサは指やスタイラスなどの被検知体が触れる、
または近接することを検知する機能を有するものである。したがってタッチセンサは出力
装置の一態様である。
また、本明細書等では、タッチセンサを有する基板を、タッチセンサパネル、または単
にタッチセンサなどと呼ぶ場合がある。また、本明細書等では、タッチセンサパネルの基
板に、例えばFPCもしくはTCPなどのコネクターが取り付けられたもの、または基板
にCOG方式等によりIC(集積回路)が実装されたものを、タッチセンサパネルモジュ
ール、タッチセンサモジュール、センサモジュール、または単にタッチセンサなどと呼ぶ
場合がある。
なお、本明細書等において、タッチパネルは表示面に画像等を表示(出力)する機能と
、表示面に指やスタイラスなどの被検知体が触れる、または近接することを検知するタッ
チセンサとしての機能と、を有する。したがってタッチパネルは入出力装置の一態様であ
る。
タッチパネルは、例えばタッチセンサ付き表示パネル(または表示装置)、タッチセン
サ機能つき表示パネル(または表示装置)とも呼ぶことができる。
タッチパネルは、表示パネルとタッチセンサパネルとを有する構成とすることもできる
。または、表示パネルの内部にタッチセンサとしての機能を有する構成とすることもでき
る。
また、本明細書等では、タッチパネルの基板に、例えばFPCもしくはTCPなどのコ
ネクターが取り付けられたもの、または基板にCOG方式等によりIC(集積回路)が実
装されたものを、タッチパネルモジュール、表示モジュール、または単にタッチパネルな
どと呼ぶ場合がある。
本発明の一態様によれば、厚さの薄いタッチパネルを提供できる。または、構成が簡素
化したタッチパネルを提供できる。または、タッチパネルの部品点数を削減できる。また
は、表示品位の高いタッチパネルを提供できる。または、有機EL素子が適用されたイン
セル型のタッチパネルを提供できる。または、曲げることのできるタッチパネルを提供で
きる。または、軽量なタッチパネルを提供できる。または、検知感度の高いタッチパネル
を提供できる。
なお、本発明の一態様は、必ずしもこれらの効果の全てを有する必要はない。なお、こ
れら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から抽出することが可能である。
実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、配線の構成例。 実施の形態に係る、配線の構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、画素の構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、導電層の構成例。 実施の形態に係る、導電層の構成例。 実施の形態に係る、回路の構成例。 実施の形態に係る、回路の構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る、タッチセンサのブロック図及びタイミングチャート図。 実施の形態に係る、トランジスタの一形態を説明する断面図。 実施の形態に係る、トランジスタの一形態を説明する断面図。 実施の形態に係る、トランジスタの一形態を説明する断面図。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールのブロック図。 実施の形態に係る、タッチパネルモジュールの構成例。 実施の形態に係る表示モジュールを説明する図。 実施の形態に係る電子機器を説明する図。 実施の形態に係る電子機器を説明する図。 実施の形態に係る電子機器を説明する図。 実施の形態に係る電子機器を説明する図。 実施の形態に係る電子機器を説明する図。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定
されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更
し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態
の記載内容に限定して解釈されるものではない。
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には
同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様
の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、
明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されな
い。
なお、本明細書等における「第1」、「第2」等の序数詞は、構成要素の混同を避ける
ために付すものであり、数的に限定するものではない。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様のタッチパネルの構成例について説明する。以下で
は特に、本発明の一態様のタッチパネルとして、静電容量方式のタッチセンサを適用した
場合の例について説明する。
静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。投影型静
電容量方式としては、自己容量方式、相互容量方式などがある。相互容量方式を用いると
、同時多点検出が可能となるため好ましい。
本発明の一態様のタッチパネルは、マトリクス状に配置された複数の発光素子を有する
。発光素子は、画素電極として機能する第1の電極(以下、画素電極と呼ぶ)と、EL層
と、共通電極として機能する第2の電極(以下、共通電極と呼ぶ)と、を含んで構成され
る。EL層は、画素電極と共通電極の間に挟持されている。
画素電極は、1つの画素につき1つ以上形成されている。一方、共通電極は、複数の発
光素子に亘って形成されている。EL層は、1つの画素につき1つ以上形成されていても
よいし、複数の発光素子に亘って形成されていてもよい。
本発明の一態様のタッチパネルに適用可能なタッチセンサは、一対の配線を備える。一
対の配線は、容量結合が生じている。タッチパネルの表面に被検知体が触れる、または近
接すること(タッチ、またはタッチ操作、ともいう)により、一対の配線間の容量の大き
さが変化することを利用して、検知を行うことができる。
一対の配線のそれぞれは、平面視において隣り合う2つの画素電極の間に位置する部分
を有する。なお、当該配線の一部が、画素電極と重なる部分を有していてもよい。また一
対の配線のそれぞれは、上記共通電極よりも、発光素子が支持される基板側に位置する。
さらに一対の配線のそれぞれの上には、逆テーパ形状を有する島状の構造体を重ねて設
ける構成とする。また当該構造体上には、電気的にフローティングである導電層を有する
。当該導電層の一は、一対の配線の一方と重なる部分を有する。
例えば、上記構造体は、上記共通電極を形成するよりも前に形成することができる。そ
して構造体を形成した後に、共通電極となる導電膜を形成することにより、構造体の上面
には、共通電極と電気的に分離され、且つ電気的にフローティングである導電層を同時に
形成することができる。
このような構成とすることにより、一対の配線の一と構造体上の導電層の間に容量性の
結合が生じ、当該導電層を介して、タッチ操作を検知することが可能となる。
ここで、逆テーパ形状を有する構造体を設けない場合では、一対の配線と、表示面(タ
ッチ面)との間に共通電極が形成されることとなる。そのためタッチ操作が行われても、
その信号は共通電極により遮蔽され、配線に伝達されないため、タッチ操作を検知するこ
とが困難となる。
また、共通電極の一部をエッチングするなどして除去し、配線と重なる部分に開口部を
設ける構成とすることもできるが、エッチングの工程の際に発光素子がダメージを受けて
しまう場合がある。本発明の一態様は、発光素子を形成する前に構造体を設けることが可
能である。また上述のように共通電極の一部を除去する工程を経ることなく自己整合的に
、電気的にフローティングな導電層を構造体上に形成することができる。その結果、良好
なタッチセンシングが可能なタッチパネルを実現できる。
本発明の一態様のタッチパネルは、特に発光素子が支持される基板側とは反対側を、表
示面及びタッチ面として用いる場合に好適に適用することができる。代表的には、トップ
エミッション(上面射出)型の発光素子を用いた表示装置に、好適に適用することができ
る。また、本発明の一態様によれば、白色発光を呈するEL層が異なる色の画素に亘って
形成され、カラーフィルタによってフルカラー表示を実現するトップエミッション型の表
示装置であっても、インセル型のタッチパネルを実現することができる。
以下では、本発明の一態様のより具体的な構成例について、図面を参照して説明する。
[構成例]
図1(A)は、本発明の一態様のタッチパネルモジュール10の斜視概略図である。タ
ッチパネルモジュール10は、基板21と基板31とが貼り合わされた構成を有する。
図1(B)は、基板21の構成を示し、基板31を破線で示している。基板21には複
数の画素回路を有する表示部32と、回路34と、配線35等が設けられている。また基
板31上にIC43と、FPC42が実装されている例を示している。
図1(B)には、表示部32の一部の拡大図を示している。表示部32には、X方向に
延在する複数の信号線51と、Y方向に延在する複数の走査線52と、X方向及びY方向
にマトリクス状に配列した複数の画素電極36と、を有する。また表示部32には、X方
向に延在する複数の配線23と、Y方向に延在する複数の配線24が設けられている。配
線23は信号線51と平行な部分を有し、配線24は走査線52と平行な部分を有する。
また、配線23及び配線24上には、島状の構造体27が複数設けられている。構造体
27は逆テーパ形状を有し、配線23または配線24と重ねて配置されている。また、島
状の構造体27上には導電層28が設けられている。導電層28は、電気的にフローティ
ング状態であることが好ましい。
配線23と配線24は、それぞれタッチセンサを構成する一対の電極としての機能を有
する。
また電気的にフローティングである導電層28と、配線23または配線24との間には
容量性の結合が生じている。また導電層28は、配線23及び配線24よりもタッチ面側
に位置する。したがって、導電層28を介して配線23から配線24に、若しくは被検知
体から配線23または配線24に、信号を伝達することができる。そのため導電層28も
また、タッチセンサを構成する電極としての機能を有するということもできる。
このように、本発明の一態様のタッチパネルモジュールは、タッチセンサの電極として
機能する一対の配線や導電層28を、画素電極36や信号線51、走査線52などと同一
の基板上に設けた構成を有する。したがって画素の表示に関わる画素電極36や信号線5
1、走査線52などと共通の工程を経てタッチセンサの一対の配線を形成できるため製造
コストを低減できる。
例えば投影型相互容量方式の駆動方法を用いる場合には、配線23と配線24のうち一
方を送信側の配線(電極)として、他方を受信側の配線(電極)として用いることができ
る。一方、投影型自己容量方式の駆動方法を用いる場合には、配線23と配線24がそれ
ぞれ、送信用の配線と受信用の配線の両方の機能を兼ねる構成とすることができる。例え
ば送信側の配線はセンサ駆動回路等からセンサ信号が供給される機能を有する。一方受信
側の配線は、検出回路に信号を供給する機能を有する。検出回路は、例えば増幅回路、比
較回路、アナログデジタル変換回路、演算回路などを有していてもよい。
投影型相互容量方式の駆動方法を用いる場合には、配線23上の導電層28と、配線2
4上の導電層28との間の容量性の結合を利用することができる。これにより、配線23
と配線24の間には、複数の容量素子が直列に接続された構成となるため、配線23と配
線24との間で信号の授受が可能となる。
また、配線23及び配線24に用いることのできる材料として、例えば抵抗値が低いも
のが好ましい。一例として、銀、銅、アルミニウムなどの金属を用いてもよい。さらに、
非常に細くした(例えば、直径が数ナノメートル)多数の導電体を用いて構成されるよう
な金属ナノワイヤを用いてもよい。一例としては、Agナノワイヤ、Cuナノワイヤ、A
lナノワイヤなどを用いてもよい。Agナノワイヤの場合、例えば光透過率は89%以上
、シート抵抗値は40Ω/□以上100Ω/□以下を実現することができる。なお、この
ような金属ナノワイヤは透過率が高いため、表示素子に用いる電極、例えば、画素電極や
共通電極に、当該金属ナノワイヤを用いてもよい。
または、配線23及び配線24のうち、少なくとも一つに導電性酸化物を用いることも
できる。例えば酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛を含む導電性材料を用いてもよい
構造体27は、その上側に薄膜を成膜する際に、その上面に形成される層を、他の面に
形成される層と物理的に分断する機能を有する。したがって島状の構造体27とした場合
、導電性の薄膜を構造体27の上側に成膜することで、その上面に島状の導電層28が自
己整合的に形成される。
構造体27の形状は代表的には逆テーパ形状とすることができる。なお、構造体27の
形状は逆テーパ形状に限られない。例えば断面がT字形状であってもよいし、側面の一部
がくびれた形状であってもよいし、側面の一部が被形成面に平行な向きに突出した形状で
あってもよい。例えば、構造体27の側面のテーパ角が90度より大きい形状とすること
ができる。なお、テーパ角とは、テーパ形状を有する層などを、その断面(基板の表面と
直交する面)に垂直な方向から観察した際に、当該層の側面と底面がなす傾斜角をいう。
または、例えば構造体27の側面の少なくとも一部と、被形成面との成す角が90度未満
である形状とすることができる。または、例えば構造体27の側面の少なくとも一部の法
線ベクトルと、被形成面の法線ベクトルとの成す角が90度未満である形状とすることが
できる。なお、構造体27の側面が被形成面に対して垂直であっても、十分に構造体27
の高さが高ければ、その上面に形成される薄膜を物理的に分断できる場合もある。
構造体27は、絶縁性の材料、または導電性の材料を用いることができる。
構造体27が絶縁性を有する場合、構造体27を配線23または配線24と導電層28
との間に形成される容量素子の誘電体として機能させることができる。このとき、構造体
27として、構造体27を支持する絶縁層、または画素電極36を支持する絶縁層よりも
誘電率の高い材料を用いると、配線23または配線24と導電層28との間の容量の大き
さを大きくすることができるため、タッチセンサの感度を向上させることができる。
一方、構造体27が導電性を有する場合、電気的にフローティングであることが好まし
い。配線23または配線24と、構造体27との間には容量性の結合が生じる。したがっ
て、構造体27と配線23または配線24の間で信号を伝達することができる。このとき
、構造体27と導電層28とが接している場合、または導電性の材料を介してこれらが導
通している場合には、構造体27と導電層28(及びその間の層)の積層体がタッチセン
サの電極としての機能を有するということもできる。また、構造体27と導電層28との
間に絶縁性の層を有する場合には、構造体27と導電層28との間には容量性の結合が生
じ、構造体27と導電層28との間で信号を伝達することができる。そのため、構造体2
7と導電層28とは、それぞれタッチセンサの電極としての機能を有するということもで
きる。
表示部32には、画素電極36を電極として用いた表示素子を適用することができる。
ここで、表示素子としては有機EL素子などの発光素子を好適に用いることができる。
なお、表示素子はこれに限られず、様々な素子を適用することができる。例えば透過型
、反射型または半透過型の液晶素子、電気泳動方式や電子粉流体(登録商標)方式などに
より表示を行う表示素子(電子インクともいう)、シャッター方式のMEMS表示素子、
光干渉方式のMEMS表示素子等が挙げられる。また表示部32に含まれる画素は、表示
素子に加えて画素回路を有していてもよい。画素回路は、例えばトランジスタや容量素子
、及びこれらを電気的に接続する配線などを有していてもよい。
[断面構成例1]
〔断面構成例1-1〕
図2(A)は、表示部32の一部の断面概略図である。図2(A)には、隣接する2つ
の画素(副画素)と、配線23及び配線24を示している。ここでは、画素に設けられる
表示素子として、トップエミッション構造の発光素子を適用した場合の例を示している。
タッチパネルモジュール10は、基板21と基板31とが接着層61で貼り合わされて
いる。発光素子40は、接着層61によって封止されているともいえる。
基板21上にはトランジスタ70、発光素子40、配線23、配線24、構造体27、
及び導電層28等が設けられている。また、基板21上には、絶縁層73、絶縁層81、
絶縁層82等が設けられている。また基板31の基板21と対向する面側には、着色層6
5が設けられている。
トランジスタ70は、ゲートとして機能する導電層71、半導体層72、ゲート絶縁層
として機能する絶縁層73、ソース又はドレインの一方として機能する導電層74a、ソ
ース又はドレインの他方として機能する導電層74b等を有する。ここで一例としては、
導電層74aは信号線51の一部であり、導電層71は走査線52の一部である。
トランジスタ70を覆って絶縁層81が設けられている。絶縁層81上に画素電極36
が設けられている。画素電極36と導電層74bとは絶縁層81に設けられた開口部を介
して電気的に接続している。
また画素電極36の端部を覆って絶縁層82が設けられている。絶縁層82の端部はテ
ーパ形状を有している。
構造体27は、絶縁層82上に設けられている。構造体27は、配線23または配線2
4と重なるように位置する。また構造体27は、平面視において2つの隣り合う画素電極
36の間に位置する部分を有する。
図2(A)では、EL層37と共通電極38を、複数の画素に亘って形成した場合の例
を示している。
図2(A)に示すように絶縁層82、画素電極36、及び構造体27上にEL層となる
膜を成膜することで、画素電極36及び絶縁層82上のEL層37と、構造体27上のE
L層29とが同時に形成される。ここで、EL層37とEL層29とは、物理的に分断さ
れている。
同様に、EL層37及びEL層29上に導電膜を成膜することで、EL層37上の共通
電極38と、構造体27上の導電層28とが同時に形成される。ここで、共通電極38と
導電層28とは物理的に分断されている。
図2(A)に示すように、配線23と、配線23上の導電層28との間には容量結合が
生じている。また配線24と、配線24上の導電層28との間には容量結合が生じている
。投影型相互容量方式の場合には、当該2つの導電層28の間の容量を利用して、配線2
3と配線24との間で信号の授受を行うことができる。タッチ操作が行われた場合には、
配線23と配線24との間の容量の値が変化するため、この変化を検出することにより、
タッチ操作の有無を検知することができる。
図2(A)に示す発光素子40は、トップエミッション型の発光素子である。画素電極
36には可視光を反射する導電性材料を用いることができる。また画素電極36には可視
光を透過する導電性材料を用いることができる。ここで発光素子40は、白色発光を呈す
る発光素子とすることが好ましい。
着色層65は、カラーフィルタとも呼ぶことができ、発光素子40からの光を特定の色
を呈する光に変換する。例えば、発光素子40に白色光を呈する発光素子を適用した場合
、着色層として画素(副画素)ごとに赤色、緑色、青色に対応した着色層65を適用する
ことにより、フルカラーの表示を行うことができる。なおこれら3色に加えて黄色、白色
などの色に対応した画素(副画素)を設けると、消費電力を低減できるため好ましい。
なお、発光素子40において、画素電極36と共通電極38との間に光学調整層を設け
てもよい。このとき、共通電極38として半透過、半反射性の材料を用いることで、マイ
クロキャビティ構造を実現し、光の色純度を高めることができる。またマイクロキャビテ
ィ構造によって、画素電極36による外光反射を抑制することが可能で、よりコントラス
トの高い表示を実現できる。光学調整層は、異なる色に対応する画素に応じて、その厚さ
を異ならせることが好ましい。
ここで図2(A)では、配線23及び配線24を、トランジスタ70のゲート電極とし
て機能する導電層71と同一の導電膜を加工することにより形成した例を示している。し
たがって、トランジスタ70を作製する際に同時に配線23及び配線24を形成すること
ができる。
なお、図2(A)に示す構成において、導電層28はEL層29上に接して設けられて
いる。EL層29が導電性を有している場合には、導電層28とEL層29の積層体が電
気的にフローティングであればよい。
図2(B)では、配線23及び配線24を、導電層74a及び導電層74bと同一の導
電膜を加工して形成した場合の例を示している。
また図2(C)では、配線23及び配線24を、画素電極36と同一の導電膜を加工し
て形成した場合の例を示している。
ここで、図2(A)、(B)、(C)では、配線23と配線24とを同一の導電膜を加
工して形成した場合の例を示したが、これらを異なる導電膜を加工して形成してもよい。
図3(A)は、配線23を導電層74a及び導電層74bと同一の導電膜を加工して形
成し、配線24を導電層71と同一の導電膜を加工して形成した場合の例である。
図3(B)は、配線23を導電層74a及び導電層74bと同一の導電膜を加工して形
成し、配線24を画素電極36と同一の導電膜を加工して形成した場合の例である。
図3(C)は、配線23を導電層71と同一の導電膜を加工して形成し、配線24を画
素電極36と同一の導電膜を加工して形成した場合の例である。
〔断面構成例1-2〕
配線23と導電層28との間、または配線24と導電層28との間には、電気的にフロ
ーティングな導電層が設けられていてもよい。
図4(A)では、図2(A)の構成に加えて、導電層25aを有する例を示している。
導電層25aは、画素電極36と同一の導電膜を加工して形成されている。導電層25
aは、平面視において、配線23または配線24と重なる部分を有する。また導電層25
aは、平面視において、導電層28の一と重なる部分を有する。
図4(A)に示すように、導電層25aと配線23または配線24との間には容量結合
が生じている。また導電層25aと導電層28の間にも容量結合が生じている。これによ
り、配線23または配線24と導電層28とは、導電層25aを介して信号を伝達するこ
とができる。
ここで、2つの導電層の間の容量結合を利用して信号を伝達する際、2つの導電層の対
向する面の面積が大きいほど、また2つの導電層の距離が小さいほど、その伝達効率が高
まる。したがって、配線23または配線24と導電層28との信号の伝達を、導電層25
aを介して行うことにより、導電層25aが無い場合に比べて伝わる信号の振幅をより大
きくすることが可能となる。
図4(B)は、配線23及び配線24のそれぞれを、導電層74a及び導電層74bと
同一の導電膜を加工して形成した場合の例である。
また図4(C)は、配線23を導電層74a及び導電層74bと同一の導電膜を加工し
て形成し、配線24を導電層71と同一の導電膜を加工して形成した場合の例である。
〔断面構成例1-3〕
基板31側に、隣接画素からの光の混色を防ぐ遮光層を設けることができる。また遮光
層として導電性の材料を用いた場合には、その一部を島状に加工して、タッチセンサの電
極として機能する導電層を設けることができる。
図5(A)は、図2(A)の構成に加えて、遮光層66と導電層25bを有する例を示
している。なお以下で示す図面において、説明を容易にするため同一の導電膜を加工して
得られる層、配線等には同じハッチングパターンを付して説明する場合がある。
遮光層66と導電層25bは、基板31の基板21側に設けられている。また遮光層6
6と導電層25bは、同一の導電膜を加工して形成されていることが好ましい。遮光層6
6及び導電層25bは、平面視においてそれぞれ隣り合う画素電極の間に配置されている
。また遮光層66及び導電層25bは可視光を遮光する機能を有する。
導電層25bは、平面視において導電層28と重なる部分を有する。また導電層25b
は島状に加工され、電気的にフローティングであることが好ましい。これにより、導電層
28と導電層25bとの間に容量性の結合が生じ、これらの間で信号の伝達が可能となる
。つまり、導電層25bと配線23または配線24との間で、導電層28を介して信号を
伝達させることができる。
導電層25bは、導電層28よりもタッチ面に近い位置に設けられるため、導電層25
bを設けない場合に比べて、センシングの感度を高めることができる。
また、上述した導電層25aを設けたときと同様に、導電層25bと配線23または配
線24との間で直接信号の伝達を行うよりも、これらの間に位置する導電層28を介して
信号の伝達を行うことでより感度を高めることができる。
なお、ここでは遮光層66の間に島状の導電層25bを備える構成としたが、これを分
けずに導電層25bのみを配置することもできる。このとき、配線23と重なる導電層2
5bと、配線24と重なる導電層25bとが、物理的に分離されていればよい。
図5(B)は、配線23及び配線24のそれぞれを、導電層74a及び導電層74bと
同一の導電膜を加工して形成した場合の例である。
また図5(C)では、配線23及び配線24のそれぞれを、画素電極36と同一の導電
膜を加工して形成した場合の例を示している。
なお、上記導電層25aと導電層25bの両方を有する構成としてもよい。
図6(A)は、図2(A)の構成に加えて、導電層25a、導電層25b、遮光層66
を有する例を示している。図6(A)の構成では、配線23または配線24と導電層25
bとの間で、導電層25a及び導電層28を介して信号を伝達することができる。
図6(B)は、配線23及び配線24のそれぞれを、導電層74a及び導電層74bと
同一の導電膜を加工して形成した場合の例である。
また図6(C)は、配線23を導電層74a及び導電層74bと同一の導電膜を加工し
て形成し、配線24を導電層71と同一の導電膜を加工して形成した場合の例である。
〔断面構成例1-4〕
基板31の表示面側(タッチ面側)に、タッチセンサの電極として機能する導電層を設
けることができる。
図7(A)は、図2(A)の構成に加えて、導電層25cと導電層69を有する例を示
している。
導電層25c及び導電層69は、基板31の基板21側とは反対側に設けられている。
また導電層25cと導電層69は、同一の導電膜を加工して形成されていることが好まし
い。平面視において、導電層25cは島状の形状を有する。また導電層69は隣接する2
つの導電層25cの間に設けられている。例えば導電層25cを囲むように、例えば格子
状の形状としてもよい。
導電層25cは、平面視において導電層28と重なる部分を有する。また導電層25c
は島状に加工され、電気的にフローティングであることが好ましい。これにより、導電層
28と導電層25cとの間に容量性の結合が生じ、これらの間で信号の伝達が可能となる
。つまり、導電層25cと配線23または配線24との間で、導電層28を介して信号を
伝達させることができる。
導電層25cは、導電層28よりもタッチ面に近い位置に設けられるため、導電層25
cを設けない場合に比べて、センシングの感度を高めることができる。
また、上述した導電層25aや導電層25bを設けたときと同様に、導電層25cと配
線23または配線24との間で直接信号の伝達を行うよりも、これらの間に位置する導電
層28を介して信号の伝達を行うことでより感度を高めることができる。
導電層25c及び導電層69は、可視光を透過することが好ましい。また導電層69を
導電層25cが設けられていない部分に配置することにより、導電層25cがある部分と
無い部分とで、タッチパネルの表面状態の違いに起因して生じる、表示される画像の色や
輝度等のムラを低減することができる。なお、導電層69を設けない場合には、導電層2
5cとして可視光を遮光する材料を用いてもよい。また、導電層25cと導電層69を分
けずに導電層25cのみを配置することもできる。このとき、配線23と重なる導電層2
5cと、配線24と重なる導電層25cとが、物理的に分離されていればよい。
なお、図7(A)では、配線23を導電層74a及び導電層74bと同一の導電膜を加
工して形成し、配線24を導電層71と同一の導電膜を加工して形成した場合の例を示し
たが、これに限られない。
図7(B)には、図7(A)の構成に加えて、導電層25aを有する場合の例を示して
いる。
また図7(C)には、図7(A)の構成に加えて、導電層25a並びに導電層25b及
び遮光層66を有する場合の例を示している。
〔変形例1〕
上記では、EL層37が複数の画素に亘って形成されている例を示したが、EL層37
を同色画素毎に形成する方法、いわゆる塗り分け方式により形成してもよい。
図8(A)には、図2(A)の構成に代えて、塗り分け方式で発光素子40を形成した
場合の例を示している。
図8(A)において、EL層37は画素電極36の露出した部分を覆って設けられてい
る。またEL層37は島状に形成されている。またEL層37の端部は、共通電極38に
覆われている。
また、構造体27と導電層28の間にはEL層29は形成されない例を示している。
また、画素に応じて異なる色の発光を呈するEL層37を形成することができるため、
図8(A)に示すように、着色層65を設けなくてもよく、基板31の構成を簡略化でき
る。
図8(B)には、図8(A)の構成に加えて、導電層25c及び導電層69を設けた場
合の例を示している。
また図8(C)では、図8(A)の構成に加えて、導電層25a並びに導電層25c及
び導電層69を設けた場合の例を示している。
〔断面構成例1-5〕
上述のように、2つの導電層の間の容量結合を利用した信号の伝達において、2つの導
電層の距離が小さいほど、その効率が高まる。そこで、配線23または配線24と導電層
28との距離を小さくすることで、これらの間で伝達される信号の振幅を高めることがで
きる。
配線23または配線24と導電層28との距離を小さくする方法としては、例えば構造
体27の厚さを薄くすることが挙げられる。構造体27は、少なくとも共通電極38の厚
さ、または共通電極38とEL層37の厚さの和よりも厚くすることで、共通電極38と
なる導電膜を物理的に分断することができる。
また、他の方法としては、配線23または配線24と構造体27との距離を小さくする
ことが挙げられる。例えば、配線23または配線24と、構造体27との間に位置する絶
縁層の一部をエッチングにより除去する、または薄膜化するなどすればよい。
図9(A)には、配線23及び配線24を覆う絶縁層81の一部をエッチングにより除
去した場合の例を示している。
絶縁層81は、その一部がエッチングにより除去され、開口部が設けられている。配線
23及び配線24は、当該開口部に重なる部分を有する。また、絶縁層82は絶縁層81
の側面、配線23及び配線24の一部、並びに絶縁層73の一部を覆って設けられている
また絶縁層81の開口部と重なる部分に、構造体27が設けられている。またEL層3
7や共通電極38の端部は、絶縁層81の開口部と重なるように位置している。
例えば絶縁層81の開口部は、導電層74bと画素電極36とを電気的に接続するため
の開口部と同時に形成すればよい。
また、図9(B)には、絶縁層82の一部に開口部を設けた例を示している。
構造体27は、少なくともその一部が絶縁層82の開口部の内部に位置している。また
構造体27の少なくとも一部は、絶縁層81の上面に設けられている。またEL層37や
共通電極38の端部は、絶縁層82の開口部と重なるように位置している。
例えば、絶縁層82の開口部は、画素電極36上の開口部と同時に形成すればよい。例
えば絶縁層82として感光性の樹脂を用いた場合には、エッチングマスクを用いずに加工
することができるため好ましい。
なお、ここで例示した構成に、上記構成例で例示した導電層25a、導電層25b、及
び導電層25c等の少なくとも一を組み合わせて用いてもよい。
以上が断面構成例1についての説明である。
[配線と各導電層の幅について]
以下では、配線23及び配線24と、タッチセンサの電極として機能する各導電層の、
相対的な位置関係等について説明する。
図10(A)乃至(F)には、配線23と構造体27を含む断面の拡大図を示している
なお、以下では配線23を例に挙げて説明するが、配線24についても同様である。ま
た、以下では説明を簡単にするため、積層構造を簡略化して説明する。
図10(A)では、配線23を覆う絶縁層83と、絶縁層83上の共通電極38及び構
造体27、構造体27上の導電層28を示している。絶縁層83は配線23と構造体27
との間に位置する絶縁層であり、例えば上記絶縁層81と絶縁層82の積層構造などに対
応する。
また図10(A)に示すように、配線23の幅をW1、導電層28の幅をW2として説
明する。なおここでいう幅は、配線23の延伸方向に対して交差する方向、好ましくは配
線23の延伸方向に対して概略垂直な方向の断面における幅を言う。
導電層28と共通電極38は、構造体27を形成した後に導電膜を成膜することにより
同時に形成できる。そのため、導電層28の幅W2と、共通電極38の開口部の幅は概略
一致する。なお、導電膜を成膜する際に、当該導電膜が構造体27の上部に覆われている
絶縁層83の上面の一部に成膜されることにより、導電層28の幅W2よりも共通電極3
8の開口部の幅が小さくなる場合もある。
配線23と導電層28との間の容量の大きさは、これらの対向する面の面積の大きさに
比例する。しかしながら本構成例においては、共通電極38が存在するため、配線23と
導電層28とが対向する面の面積の大きさは、共通電極38の開口部により制限される。
そのため、図10(A)に示すように、配線23の幅W1を導電層28の幅W2よりも大
きくすることで、配線23と導電層28とが対向する面の面積を最も大きくすることがで
きる。
また、配線23と導電層28との間の容量の大きさは、これらの間に存在する絶縁体の
誘電率の大きさに比例する。そのため、構造体27に絶縁性の材料を用いた場合には、誘
電率の高い材料を用いることが好ましい。少なくとも、絶縁層83よりも高い誘電率の材
料を、構造体27に用いることが好ましい。絶縁層83が複数の絶縁層を積層した構成の
場合には、絶縁層83が有する複数の絶縁層のうち、少なくとも一よりも高い誘電率の材
料を構造体27に適用することが好ましい。例えば図2(A)等に示す構成では、絶縁層
81または絶縁層82よりも誘電率の高い材料を、構造体27に適用すればよい。
また、配線23と導電層28との間の容量の大きさは、これらの距離の大きさに反比例
する。そのため、構造体27の厚さ(高さ)はできるだけ薄い(低い)ほうが好ましい。
一方、共通電極38と導電層28とを確実に分断するためには、構造体27の高さは共通
電極38の厚さよりも十分に厚いほうが好ましい。例えば、構造体27の厚さは、20n
m以上10μm以下、好ましくは50nm以上5μm以下、より好ましくは100nm以
上5μm以下、より好ましくは、200nm以上5μm以下の範囲で、共通電極38より
も厚くすればよい。なお、図2(A)等のように、共通電極38に加えてEL層37も複
数の画素に亘って形成する場合には、構造体27の高さは、共通電極38とEL層37の
総厚よりも、上記の範囲で厚くすればよい。
図10(B)は、導電層28の幅W2よりも配線23の幅W1が小さい場合の例を示し
ている。こうすると図10(A)に示した例に比べて導電層28と配線23の対向する面
の面積は小さくなる反面、配線23と共通電極38との寄生容量を低減することができる
。例えばタッチパネルのサイズを大きくした場合などでは、寄生容量の影響が顕著になる
ため、このような構成の方が図10(A)の例よりも検出感度を高めることが可能な場合
もある。
図10(C)、(D)は、導電層25aを設けた場合の断面概略図である。導電層25
aは絶縁層83上に設けられ、絶縁層84は導電層25aを覆って設けられ、構造体27
及び共通電極38は、絶縁層84上に設けられている。絶縁層83は、例えば上記図2(
A)における絶縁層81に対応し、絶縁層84は絶縁層82に対応する。また、導電層2
5aの幅をW3とする。
導電層25aの幅W3は、図10(C)に示すように配線23の幅W1よりも小さくて
もよいし、図10(D)に示すように配線23の幅W1よりも大きくてもよい。このとき
、平面視において、配線23と導電層25aのうち、幅の小さい一方を、幅の大きい他方
が包含するように、これらが配置されていることが好ましい。こうすることで、配線23
と導電層25aの間の容量の大きさをできるだけ大きくすることができる。
なお、導電層25aと導電層28との間の関係は、上述の配線23と導電層28との関
係と同様であり、これを参酌できる。
図10(E)は、導電層25bを設けた場合の断面概略図である。導電層25bは、基
板31の導電層28と対向する面側に形成されている。また、導電層25bの幅をW4と
する。
図10(F)は、導電層25cを設けた場合の断面概略図である。導電層25cは、基
板31の導電層28と対向する面とは反対側の面側に形成されている。また、導電層25
cの幅をW5とする。
導電層28よりもタッチ面側に位置する導電層25b及び導電層25cは、その面積が
大きいほど、被検知体と対向する面の面積を大きくすることができるため、検知感度を高
めることができる。したがって、図10(E)、(F)に示すように、導電層25bの幅
W4や、導電層25cの幅W5は、それぞれ導電層28の幅W2よりも大きいことが好ま
しい。また、平面視において、導電層28が、導電層25bまたは導電層25cに包含さ
れるように、これらが配置されていることが好ましい。
以上が配線と各導電層の幅についての説明である。
[配線の形状について]
配線23及び配線24の一つの例としては、それぞれX方向またはY方向にストライプ
状に延在した形状を有する構成とすることができる。このとき、複数の配線23のうちの
いくつかが、画像を表示する表示部よりも外側の領域で電気的に接続され、グループを構
成することができる。同様に複数の配線24のうちのいくつかが表示部よりも外側の領域
で電気的に接続され、グループを構成することができる。このような構成とすることで、
配線23及び配線24における検出に寄与する面積を増大し、検出感度を高めることがで
きる。
配線23及び配線24の他の例としては、それぞれがX方向及びY方向に平行な部分を
有するメッシュ状の形状とすることができる。このとき、平面視においてメッシュの開口
部に一以上の画素電極が含まれる構成とすることができる。配線23及び配線24をメッ
シュ状の形状とすることで、これらの延在方向に対する導電性を高めることができるため
、信号の遅延が抑制され、検出感度を高めることができる。
ここで、配線23及び配線24は、タッチパネルの画素や表示素子、駆動回路等を構成
する配線、電極、半導体、などと同一の膜を加工して形成されていることが好ましい。こ
うすることで、タッチセンサとしての機能を付加するための特別な工程を増やすことなく
、タッチパネルを作製することができるため、製造コストを低減することができる。
代表的には、例えば配線23及び配線24を、上述したようなストライプ状の形状とす
る場合には、配線23を信号線と同一の導電膜を加工して形成し、配線24を走査線と同
一の導電膜を加工して形成することができる。こうすることで、配線23と配線24とは
、異なる絶縁層上に形成することが可能なため、特別な工夫をすることなく、配線23と
配線24とを交差させることが可能となる。またこのとき、配線23と走査線とは異なる
絶縁層上に形成され、配線24と信号線とは異なる絶縁層上に形成されるため、配線23
と走査線、また配線24と信号線は、特別な工夫をすることなくこれらを交差させること
ができる。
また、例えば配線23及び配線24を、上述したメッシュ状の形状とする場合には、こ
れらのX方向に平行な部分には信号線と同一の導電膜を加工して形成し、Y方向に平行な
部分には、走査線と同一の導電膜を加工して形成し、これら2つの部分を導通させること
によりメッシュ状の形状を形成することができる。こうすることで、配線23、配線24
、信号線、及び走査線のうちの任意の2つを、特別な工夫をすることなく交差させること
ができる。
〔配線形状例1〕
図11(A)は、配線23及び配線24の上面形状の例を示している。配線23はX方
向に延在し、配線24はY方向に延在している。配線23の一つは、表示部32と重なる
領域において、X方向に延びる複数のストライプ状の部分を有し、このストライプ状の部
分が、表示部32よりも外側の領域で接続されている。
このような構成とすることで、表示部32と重なる部分において、配線23はX方向に
、配線24はY方向にそれぞれ概略平行な部分のみで構成することができる。またこのと
き、配線23を信号線と交差しないように配置することができるため、これらを同一の導
電膜を加工して同時に形成することが可能となる。同様に、配線24を走査線と交差しな
いように配置し、これらを同一の導電膜を加工して同時に形成することが可能となる。
ここで、図11(B)に示すように、隣接する配線23の間に、X方向に延在する導電
層26aを設けてもよい。同様に、配線24の間に、Y方向に延在する導電層26bを設
けてもよい。導電層26a及び導電層26bは、例えば電気的にフローティングとするこ
ともできるし、特定の定電位を供給してもよい。またこのとき、配線23と導電層26a
を同一の導電膜を加工して形成し、配線24と導電層26bを同一の導電膜を加工して形
成することが好ましい。こうすることで、表示部32の内部において、配線23や配線2
4が配置された領域から、これらが配置されない領域にかけて、レイアウトの周期性を保
つことができる。そのため、配線23や配線24に近い画素と、これらから遠い画素との
間で、画素を構成する積層構造の厚さの違いなどに起因する輝度のムラの発生を抑制する
ことができる。
なお図11等では、表示部32の短辺方向をX方向、長辺方向をY方向として示したが
、これに限られず短辺方向をY方向、長辺方向をX方向としてもよい。
〔配線形状例2〕
図12(A)は、図11(A)とは異なる形状を有する配線23及び配線24の例を示
している。
配線23及び配線24は、それぞれX方向に平行な部分と、Y方向に平行な部分を有し
、この2つの部分によってメッシュ状の上面形状を有している。このとき、平面視におい
て、メッシュの開口部には、1以上の画素電極36(図示しない)が含まれるように、配
線23及び配線24を配置することが好ましい。
また、図12(B)に示すように、配線23と配線24の隙間を埋めるように、導電層
26を配置してもよい。このとき、導電層26も配線23や配線24と同様に、X方向に
平行な部分と、Y方向に平行な部分とを有する構成とすることが好ましい。また導電層2
6の一部はメッシュ状の形状を有していることが好ましい。
配線23と配線24を、それぞれ異なる絶縁層上の異なる導電膜を加工して形成するこ
とにより、特別な工夫をすることなく、配線23と配線24とを交差させることができる
。または、例えば配線24を、配線23と同一の導電膜を加工して形成した島状の部分と
、配線23とは異なる絶縁層上の導電膜を加工して形成した島状の部分とを、連結した構
成として、配線23と配線24を交差させる構成としてもよい。または、配線23をこの
ような2種類の島状の部分を連結した構成としてもよい。または、配線23及び配線24
の少なくとも一方が、X方向に平行な部分と、Y方向に平行な部分とで、異なる絶縁層上
の異なる導電膜を加工して形成し、2種類の部分を連結した構成とすることで、配線23
と配線24とを電気的に短絡することなく交差させる構成としてもよい。
以上が配線形状の例についての説明である。
[構造体の配置について]
〔配置例1〕
図13(A)乃至(D)は、配線23、配線24、画素電極36、及び構造体27等の
配置方法(レイアウト)の例を示している。図13(A)乃至(D)に示す例は、例えば
上記配線形状例1(図11等)で例示したように、配線23及び配線24が表示部32と
重なる部分においてストライプ状の形状を有する場合に、好適に適用することができる。
図13(A)に示すように、配線23はX方向に延在し、配線24はY方向に延在し、
これらが格子を形成している。画素電極36は配線23及び配線24が成す格子の内側に
配置されている。
配線23及び配線24のそれぞれと重ねて、複数の島状の構造体27が設けられている
。構造体27は、配線23と配線24をまたぐように形成されないように、配線23と配
線24のいずれか一方に重ねて配置することが好ましい。
図13(A)では、配線23と配線24の交差部、及びその近傍に構造体27を配置し
ない例を示している。配線23上、及び配線24上に構造体27が設けられていない部分
を配置することで、共通電極38(図示しない)を、隣り合う2つの画素間で分断されな
いように形成することができる。
図14(A)は、図13(A)に対応する斜視概略図を示している。なおここでは明瞭
化のため、絶縁層83よりも下側に設けられる絶縁層を明示していない。
図14(A)では、配線23と同一の導電膜を加工して形成された信号線51と、配線
24と同一の導電膜を加工して形成された走査線52を有する例を示している。
図14(B)は、共通電極38となる導電膜を成膜した後の例を示している。構造体2
7の上面には導電層28が形成されている。また構造体27が設けられていない部分があ
ることで、複数の画素電極36に亘って共通電極38が分断されずに形成される。
図13(B)は、配線23上の構造体27が、配線23と配線24の交差部にも配置さ
れている例を示している。このように、配線23と配線24のうち上方に配置される配線
上の構造体27は、配線23と配線24の交差部にも配置することができる。
図13(C)は、表示部32内の、配線23のみが配置される領域の例を示している。
また図13(D)は、表示部32内の、配線24のみが配置される領域の例を示している
図13(C)、(D)に示すように、構造体27の配列の周期性は、必ずしも画素の配
列の周期性と一致させなくてもよい。例えば図13(C)に示すように、配線23上の構
造体27が設けられていない部分をY方向に並べるのではなく、隣り合う配線23の間で
ずらした配置にすることができる。また図13(D)では、配線24上の構造体27が設
けられない部分を、隣り合う配線24間でずらして配置した例を示している。
〔配置例2〕
図15(A)乃至(D)は、配線23がX方向に平行な部分と、Y方向に平行な部分の
両方を有する場合の例を示している。なお、ここでは配線23を例に挙げて説明するが、
配線24や、導電層26、導電層26a、導電層26b等も同様の形状とすることができ
る。図15(A)乃至(D)に示す例は、例えば上記配線形状例2(図12等)で例示し
たように、配線23及び配線24がメッシュ状の形状を有する場合に、好適に適用するこ
とができる。
図15(A)は、X方向に長い長方形形状と、Y方向に長い長方形形状の2種類の構造
体27を配置した例である。
また図15(B)は、十字形状(クロス形状ともいう)の構造体27を配置した場合の
例である。
図15(C)は、Y方向には切れ目のない長方形形状の構造体27を配置した場合の例
である。このとき、X方向では共通電極38(図示しない)が隣り合う画素間で分断され
る。
図15(D)は、X方向には切れ目のない長方形形状の構造体27を配置した場合の例
である。このとき、Y方向では共通電極38(図示しない)が隣り合う画素間で分断され
る。
以上が構造体の配置についての説明である。
[画素の構成例]
以下では、表示部32に設けられ、発光素子が適用された画素のより具体的な例につい
て、図面を参照して説明する。
なお以下で示す図面において、説明を容易にするため同一の導電膜を加工して得られる
層、配線等には同じハッチングパターンを付して説明する。また、上記配線形状例1と重
複する部分については、説明を省略する場合がある。
〔画素回路の構成例〕
図16(A)、(B)に、表示部32に配置することのできる画素回路のレイアウトの
例を示している。図16(A)は、画素電極36及び絶縁層83を明示しない図であり、
図16(B)はこれに画素電極36と絶縁層83を加えた図である。また、図16(C)
は、図16(A)、(B)に示す画素回路に対応する回路図である。
画素回路80は、トランジスタ70a、トランジスタ70b、容量素子85、画素電極
36等を有する。また1つの画素回路80には、信号線51、走査線52、電源線55が
接続されている。画素電極36は発光素子40の一方の電極として機能する。また、共通
電極38が発光素子40の他方の電極を兼ねる。
画素回路80において、走査線52の一部はトランジスタ70aのゲート電極として機
能する。また信号線51の一部はトランジスタ70aのソース電極またはドレイン電極と
して機能する。図16(A)に示すように、走査線52の一部と重ねて半導体層72が配
置され、半導体層72の一部と重ねて信号線51が配置されている。また半導体層72の
信号線51とは反対側には、トランジスタ70aのソース又はドレインの他方として機能
する導電層74bが設けられている。導電層74bは、導電層76と電気的に接続してい
る。導電層76はその一部がトランジスタ70bのゲート電極として機能する。また導電
層76の他の一部は容量素子85の一方の電極として機能する。また、電源線55の一部
は、容量素子85の他方の電極として機能し、他の一部はトランジスタ70bのソース又
はドレインの一方として機能する。またトランジスタ70bのソース又はドレインの他方
は、画素電極36と電気的に接続している。
なお、ここでは図16(C)に示すように、容量素子85の他方の電極が電源線55と
電気的に接続する構成としたが、図16(D)に示すように、発光素子40の一方の電極
と電気的に接続する構成としてもよい。
電源線55は、容量素子85及びトランジスタ70bのソース又はドレインの一方に所
定の電位、または信号を供給する機能を有する。
〔配線の配置例1-1〕
続いて図17に、図16(B)に示した画素回路80と、配線23及び配線24とを含
むレイアウトの例を示す。
画素回路80はX方向及びY方向にマトリクス状に配置されている。画素回路80は、
表示部32が有する1つの副画素に対応する。図17では、1つの画素を構成する3つの
副画素を囲うように、配線23及び配線24が配置されている例を示している。
信号線51と配線23は、X方向に配置されている。また走査線52と配線24はY方
向に配置されている。また信号線51と配線23とは同一の導電膜を加工して形成され、
走査線52と配線24とは同一の導電膜を加工して形成されている。そのため、工程を増
やすことなく、配線23や配線24を形成することができる。
またこのような構成とすることにより、配線23と配線24、信号線51と配線24、
及び走査線52と配線23を、それぞれ特別な工夫を要することなく交差させることがで
きる。
ここでは電源線55を信号線51と平行に配置した例を示している。なお、電源線55
は、走査線52と平行に配置してもよい。その場合には、走査線52と同一の導電膜を加
工して形成すると、特別な工夫を要することなく、電源線55と信号線51、及び電源線
55と配線23とを交差させることができる。
配線23は、X方向に隣接する2つの画素回路80の間に配置されている。また、X方
向に隣接する2つの画素電極36の間、2つの信号線51の間、2つの電源線55の間、
2つの半導体層72の間、または2つの導電層74b等の間に配置されているとも言うこ
とができる。
一方、配線24は、Y方向に隣接する2つの画素回路80の間に配置されている。また
、Y方向に隣接する2つの画素電極36の間、2つの走査線52の間、2つの半導体層7
2の間、または2つの導電層74b等の間に配置されているとも言うことができる。
配線23及び配線24上には、それぞれ構造体27が設けられている。構造体27の配
置方法についてはここに示す例に限られず、上記を参酌することができる。
ここで、図17では、配線23の幅よりも配線24の幅の方が大きい例を示している。
例えば配線24に、配線23よりも導電率の低い材料を用いる場合や、配線24を表示部
の長辺方向に沿って配置する場合などでは、電気抵抗を下げるために、このように配線2
4の幅を配線23よりも大きくすることが好ましい。または、配線24の電気抵抗を下げ
るために、配線23よりも配線24の厚さを厚く形成してもよい。なお、配線23と配線
24の幅についてはこれに限られず、配線24よりも配線23の幅を大きくしてもよいし
、配線23と配線24とを同程度の幅に設定してもよい。例えば、配線23と配線24の
時定数を同程度にする、若しくは配線23と配線24のうち、検出側の配線として用いる
ほうの時定数を他方よりも小さくするように、配線23と配線24の幅や厚さ、材料など
を適切に設定することができる。
なおここでは、2つの配線23の間に、3つの画素回路80を配置した例を示したが、
これに限られない。2つの配線23の間に1つ、2つ、または4以上の画素回路80を配
置してもよい。同様に、ここでは2つの配線24の間に、1つの画素回路80を配置した
が、これに限られず2以上の画素回路80を配置してもよい。
〔配線の配置例1-2〕
図18(A)には、図17に対して配線24の構成が異なる場合の例を示している。こ
こでは配線23及び配線24の構成を分かりやすくするため、構造体27を破線で示して
いる。
配線24は、信号線51と同一の導電膜を加工して形成された部分と、走査線52と同
一の導電膜を加工して形成された部分と、が交互に配列した構成を有している。また2つ
の部分は互いに重なる領域を有し、この領域において、これらの間に位置する絶縁層に設
けられた開口部を介して電気的に接続している。
配線24における走査線52と同一の導電膜を加工して得られた部分は、それぞれ信号
線51、電源線55、及び配線23の少なくとも一と交差している。
〔配線の配置例1-3〕
図18(B)には、図17に対して配線23の構成が異なる場合の例を示している。配
線23は、信号線51と同一の導電膜を加工して形成された部分と、走査線52と同一の
導電膜を加工して形成された部分と、が交互に配列した構成を有している。また2つの部
分は互いに重なる領域を有し、この領域において、これらの間に位置する絶縁層に設けら
れた開口部を介して電気的に接続している。
配線23における信号線51と同一の導電膜を加工して得られた部分は、走査線52と
交差している。
ここで、配線の配置例1-1乃至1-3は、例えば上記配線形状例1(図11等)で例
示したように、配線23及び配線24が表示部32と重なる部分においてストライプ状の
形状を有する場合に、好適に適用することができる。
〔配線の配置例2-1〕
図19は、配線23がX方向に平行な部分と、Y方向に平行な部分の両方を有する場合
の例を示している。なお、ここでは配線23を例に挙げて説明するが、配線24や、導電
層26、導電層26a、導電層26b等も同様の形状とすることができる。
配線23におけるX方向に平行な部分は、信号線51と同一の導電膜を加工して形成さ
れている。一方、Y方向に平行な部分は、走査線52と同一の導電膜を加工して形成され
ている。また、配線23は、X方向に平行な部分と、Y方向に平行な部分とが交差する部
分において、これらの間に位置する絶縁膜に設けられた開口部を介して電気的に接続され
ている。このような構成とすることで、配線23をメッシュ状の形状とすることができる
ここで、配線23は、X方向に平行で且つ隣り合う2つの部分と、Y方向に平行で且つ
隣り合う2つの部分に囲まれた、1つの開口部を有するとも言える。図19では、当該開
口部に3つの画素電極36が含まれる構成としたが、これに限られず1以上の画素電極3
6を含む構成とすることができる。配線23を密なメッシュ形状とすることで、配線23
の抵抗を下げることができる。また配線23を疎なメッシュ形状とすることで、配線23
の寄生容量を低減することができる。
また、図19では配線23のX方向に平行で且つ隣り合う2つの部分の間隔と、Y方向
に平行で且つ隣り合う2つの部分の間隔とが同程度になるように配置しているが、これを
異ならせてもよい。例えばY方向に平行で且つ隣り合う2つの部分が、2画素分の間隔(
例えばRGBの3種類の副画素を有する場合には、6個の副画素分の間隔)を空けて配置
され、X方向に平行で且つ隣り合う2つの部分が、1画素分の間隔を空けて配置されても
よい。このとき配線23は、その開口部がY方向に長い長方形形状を有するメッシュ形状
となる。
〔配線の配置例2-2〕
図20(A)には、図19に対して配線23の構成が異なる場合の例を示している。図2
0(A)に示す構成では、配線23のX方向に平行な部分が信号線51と同一の導電膜を
加工して形成されている。一方、配線23のY方向に平行な部分は、信号線51と同一の
導電膜を加工して得られた部分(導電層)と、走査線52と同一の導電膜を加工して得ら
れた部分(導電層)とが交互に配列した構成を有している。またY方向に平行な部分にお
いて、2つの異なる導電層が互いに重なる領域を有し、この領域において、これらの間に
位置する絶縁層に設けられた開口部を介して電気的に接続している。
配線23のY方向に平行な部分において、走査線52と同一の導電膜を加工して得られ
た部分は、信号線51及び電源線55の少なくとも一と交差している。
〔配線の配置例2-3〕
図20(B)には、図19及び図20(A)に対して配線23の構成が異なる場合の例
を示している。図20(B)に示す構成では、配線23のY方向に平行な部分が走査線5
2と同一の導電膜を加工して形成されている。一方、配線23のX方向に平行な部分は、
走査線52と同一の導電膜を加工して得られた部分(導電層)と、信号線51と同一の導
電膜を加工して得られた部分(導電層)とが交互に配列した構成を有している。またX方
向に平行な部分において、2つの異なる導電層が互いに重なる領域を有し、この領域にお
いて、これらの間に位置する絶縁層に設けられた開口部を介して電気的に接続している。
配線23のX方向に平行な部分において、信号線51と同一の導電膜を加工して得られ
た部分は、走査線52と交差している。
ここで、配線の配置例2-1乃至2-3は、例えば上記配線形状例2(図12等)で例
示したように、配線23及び配線24がメッシュ状の形状を有する場合に、好適に適用す
ることができる。
〔配線の配置例3-1〕
上記では配線23及び配線24を信号線51や走査線52と同一の導電膜を加工して形
成する場合の例を示したが、配線23及び配線24の一方、または両方を、信号線51や
走査線52とは異なる導電膜を加工して形成してもよい。
図21(A)には、図17で例示した例に対して、配線23を信号線51とは異なる導
電膜を加工して形成した場合の例を示している。
ここで、配線23は、信号線51及び走査線52よりも上側に位置していてもよいし、
走査線52と信号線51との間に位置していてもよいし、信号線51及び走査線52より
も下側(基板21側)に位置していてもよい。このとき、配線23、信号線51、及び走
査線52は、それぞれ異なる絶縁層上に設けられていることが好ましい。
配線23は、例えば画素電極36と同一の導電膜を加工して形成してもよい。その場合
、画素電極36と同一工程により配線23を形成することができる。
ここで、配線23と配線24とを、これらの間に重なる絶縁層に設けられた開口部を介
して電気的に接続することで、メッシュ状の形状を形成することもできる。
〔配線の配置例3-2〕
図21(B)には、図17で例示した例に対して、配線24を走査線52とは異なる導
電膜を加工して形成した場合の例を示している。
図21(B)で示した配線24は、配線23及び信号線51よりも基板21側に位置す
る場合の例を示している。ただし、これに限られず、配線24は信号線51、走査線52
、及び配線23等とは異なる絶縁層上に設けられていればよい。また配線24を画素電極
36と同一の導電膜を加工して形成してもよい。
〔配線の配置例3-3〕
図22は、配線23、配線24、信号線51、及び走査線52を、それぞれ全て異なる
導電膜を加工して形成した場合の例を示している。ここで、配線23、配線24、信号線
51、及び走査線52は、それぞれ全て異なる絶縁層上に設けられていてもよい。
図22では、配線23が少なくとも配線24、信号線51、及び走査線52よりも上側
に位置し、配線24が少なくとも信号線51及び走査線52よりも上側に位置する場合の
例を示している。
なお、配線23、配線24、信号線51、及び走査線52のそれぞれの高さ方向の位置
はこれに限られず、様々な積層構造を取ることができる。
また、ここでは示さないが、図22に示す構成では、配線23と信号線51の少なくと
も一部が重なるように配置してもよいし、配線24と走査線52の少なくとも一部が重な
るように配置してもよい。
〔配線の配置例3-4〕
図23では、メッシュ形状の配線23を、画素電極36と同一の導電膜を加工して形成
した場合の例を示している。
特に、画素電極36は島状に加工する場合が多いため、画素電極36を囲うように配置
されるメッシュ状の配線23及び配線24等を、画素電極36と同一の導電膜を加工して
同時に形成することが容易となる。これらを同時に形成することで、作製工程を簡略化で
きるため好ましい。
[対向基板側の導電層について]
以下では、逆テーパ形状の構造体27上の導電層28よりもタッチ面側に位置する導電
層のレイアウトについて説明する。
図24(A)は、遮光層としても機能する導電層のレイアウトの例を示している。図2
4(A)では、X方向に延びるように配置される複数の導電層25b(X)と、隣り合う
導電層25b(X)の間に位置する島状の導電層25b(Y)を示している。また、図2
4(A)には、表示部32を破線で示している。
図24(B)に、図24(A)中に示す領域P1の拡大図を示している。導電層25b
(X)及び導電層25b(Y)は、それぞれ発光素子40からの光を通すための開口部4
1を有する。
このように、導電層25b(X)及び導電層25b(Y)を、構造体27や配線23ま
たは配線24と重なる位置にのみ配置するのではなく、複数の画素に亘って形成された1
つの導電層とすることにより、被検知体と導電層25b(X)または導電層25b(Y)
との対向する面の面積が増大し、検知感度を高めることができる。
なお、図24(B)において、導電層25b(X)と導電層25b(Y)の間に、構造
体27と重ならない遮光層66を配置してもよい。
図24(C)には、導電層25b(X)及び導電層25b(Y)をそれぞれ正方形のパ
ターンとした場合の例を示している。このような構成は、配線23及び配線24をメッシ
ュ形状とした場合に特に有効である。
基板31のタッチ面側に設けることのできる導電層25cについても、同様の形状とす
ることができる。図25(A)、(B)、(C)には、導電層25cの例として、導電層
25c(X)及び導電層25c(Y)のレイアウトの例を示している。
また、導電層25c(X)及び導電層25c(Y)に可視光を透過する材料を用いた場
合には、導電層25c(X)及び導電層25c(Y)は図25(B)に示すように、発光
素子40と重なる位置に開口部を設けずに、発光素子40と重なるように配置することが
できる。
なお、導電層25c(X)及び導電層25c(Y)に可視光を遮光する材料を用いる場
合には、上記導電層25b(X)と導電層25b(Y)と同様の配置方法を適用できる。
[回路構成例]
図26は、本発明の一態様のタッチパネルの回路図の一例を示している。図26では、
タッチセンサを構成する2種類の配線を、それぞれストライプ状に配置した場合の、表示
部の一部を示している。例えば図26に示す例は、図11等で示した例と対応する。
マトリクス状に配置された画素90は、トランジスタ70と、回路91を有する。回路
91は少なくとも一の表示素子を有する。当該表示素子としては、様々な表示素子を適用
することができる。代表的には上述した発光素子40を適用することが好ましい。
配線23a及び配線23bは、信号線51と平行な方向(X方向)に延在する複数の部
分を有する。また配線24a及び配線24bは、走査線52と平行な方向(Y方向)に延
在する複数の部分を有する。配線23a、配線23b、配線24a、及び配線24bは、
表示部よりも外側の領域で複数の部分が電気的に接続されている。
図26に示すように、配線23と配線24の間には容量結合が生じている。すなわち、
容量素子がマトリクス状に配置され、タッチセンサが構成されていると言える。タッチセ
ンサは、被検知体が近づくことによる当該容量の大きさの変化を利用して、検知を行うこ
とができる。当該容量素子は、例えば配線23と配線24とが重畳する部分の第1の容量
成分と、配線23と配線24が近接して配置されることにより形成される第2の容量成分
と、を含む。主に上記第2の容量成分が、被検知体が近づくことにより変化する。
なおここでは説明を容易にするため、4つの配線(配線23a、配線23b、配線24
a、及び配線24b)を有する場合の例を示している。またX方向に延在する配線(配線
23a、配線23b)が2つのX方向に平行な部分を有し、Y方向に延在する配線(配線
24a、配線24b)が2つのY方向に平行な部分を有する場合の例を示したが、これに
限られず、それぞれ3以上の部分を有していてもよい。1つの配線の2つの直線部分の間
に設けられる画素90の数も、図26の例に限られず、1以上の画素90が含まれればよ
い。
図27では、タッチセンサを構成する2種類の配線を、それぞれメッシュ状の形状とし
た場合の、表示部の一部を示している。例えば図27に示す例は、図12等で示した例と
対応する。図27には、メッシュ状の配線23と配線24が交差する部分を示している。
図27に示す例でも同様に、配線23と配線24の間には容量結合が生じている。当該
容量の大きさの変化を利用して、検知を行うことができる。
以上が回路構成例についての説明である。
[断面構成例2]
以下では、本発明の一態様のタッチパネルモジュール10のより詳細な断面構成の例に
ついて説明する。ここでは、特に表示素子に有機EL素子を適用した場合について説明す
る。
〔断面構成例2-1〕
図28は、タッチパネルモジュール10の断面概略図である。図28では、図1(A)
におけるFPC42を含む領域、回路34を含む領域、表示部32を含む領域などの断面
の一例を示している。ここで、図28に示す表示部32は、図17に示す切断線X1-X
2に対応する断面の例を示している。
基板21と、基板31とは、接着層141によって貼り合わされている。また接着層1
41の一部は、発光素子40を封止する機能を有する。また、基板21の外側の面には偏
光板130を有することが好ましい。
基板21には、配線23、配線24、発光素子40、トランジスタ201、トランジス
タ202、トランジスタ205、容量素子203、接続部204、配線35等が設けられ
ている。また基板31側には、着色層131及び遮光層として機能する導電層25b等が
設けられている。発光素子40は、画素電極111、EL層102、及び共通電極103
が積層された構造を有している。発光素子40は、基板31側に光を発するトップエミッ
ション型の発光素子である。配線23と配線24は、タッチセンサを構成している。
基板21上には、絶縁層211、絶縁層212、絶縁層213、絶縁層214、絶縁層
215等の絶縁層が設けられている。絶縁層211は、その一部が各トランジスタのゲー
ト絶縁層として機能し、また他の一部は容量素子203の誘電体としての機能を有する。
絶縁層212、絶縁層213、及び絶縁層214は、各トランジスタや容量素子203等
を覆って設けられている。絶縁層214は、平坦化層としての機能を有する。なお、ここ
ではトランジスタ等を覆う絶縁層として、絶縁層212、絶縁層213、絶縁層214の
3層を有する場合を示しているが、これに限られず4層以上であってもいいし、単層、ま
たは2層であってもよい。また平坦化層として機能する絶縁層214は、不要であれば設
けなくてもよい。絶縁層215は、画素電極111の端部や、画素電極111とトランジ
スタ205とを電気的に接続するコンタクト部等を覆って設けられている。絶縁層215
は、平坦化層として機能する。
また、トランジスタ201、トランジスタ202、及びトランジスタ205は、一部が
ゲートとして機能する導電層221、一部がソース電極またはドレイン電極として機能す
る導電層222、半導体層231を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる
複数の層に同じハッチングパターンを付している。
図28では、容量素子203がトランジスタ205のゲート電極として機能する導電層
221の一部と、絶縁層211の一部と、トランジスタ205のソース電極またはドレイ
ン電極として機能する導電層222の一部により構成されている例を示している。ここで
、容量素子203の下側の電極とトランジスタ205のゲート電極とは、図示しない領域
で連続する1つの導電層221で構成されている。
トランジスタ202の一対の導電層222のうち、容量素子203と電気的に接続され
ていない方の導電層222は、信号線の一部として機能する。またトランジスタ202の
ゲート電極として機能する導電層221は、走査線の一部として機能する。
図28では、配線23が導電層222と同一の導電膜を加工して形成され、配線24が
導電層221と同一の導電膜を加工して形成されている例を示している。
図28では、表示部32の例として、1つの副画素を含む断面を示している。例えば副
画素は、トランジスタ202と、容量素子203と、トランジスタ205と、発光素子4
0と、着色層131と、を有する。例えば、着色層131を選択的に形成して赤色を呈す
る副画素、緑色を呈する副画素、青色を呈する副画素を配列することで、フルカラーの表
示を行うことができる。ここで、トランジスタ202、容量素子203、トランジスタ2
05、画素電極111、及び配線等により画素回路(副画素回路)が構成されている。
図28では、トランジスタ201及びトランジスタ202の例として、1つのゲート電
極を設ける構成の例を示したが、チャネルが形成される半導体層231を2つのゲート電
極で挟持する構成を適用してもよい。このような構成とすることで、トランジスタのしき
い値電圧を制御することができる。また2つのゲート電極を接続し、これらに同一の信号
を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。このようなトランジスタは他のト
ランジスタと比較して電界効果移動度を高めることが可能であり、オン電流を増大させる
ことができる。その結果、高速動作が可能な回路を作製することができる。さらには回路
部の占有面積を縮小することが可能となる。オン電流の大きなトランジスタを適用するこ
とで、表示パネルまたはタッチパネルを大型化、または高精細化したときに配線数が増大
したとしても、各配線における信号遅延を低減することが可能である。これにより例えば
表示ムラを抑制することが可能である。
なお、回路34が有するトランジスタと、表示部32が有するトランジスタは、同じ構
造であってもよい。また回路34が有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であって
もよいし、異なる構造のトランジスタを組み合わせて用いてもよい。また、表示部32が
有する複数のトランジスタは、全て同じ構造であってもよいし、異なる構造のトランジス
タを組み合せて用いてもよい。
各トランジスタを覆う絶縁層212、絶縁層213のうち少なくとも一方は、水や水素
などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。すなわち、絶縁層212また
は絶縁層213はバリア膜として機能させることができる。このような構成とすることで
、トランジスタに対して外部から不純物が拡散することを効果的に抑制することが可能と
なり、信頼性の高いタッチパネルを実現できる。
絶縁層214上に画素電極111が設けられている。画素電極111は、絶縁層214
、絶縁層213、絶縁層212等に形成された開口部を介して、トランジスタ205のソ
ース又はドレインの一方と電気的に接続されている。またトランジスタ205のソース又
はドレインの他方は、容量素子203と電気的に接続されている。
発光素子40において、画素電極111には可視光を反射する材料を用い、共通電極1
03には可視光を透過する材料を用いる。このような構成により、基板31側に光を発す
るトップエミッション型の発光素子とすることができる。なお、画素電極111及び共通
電極103の両方が可視光を透過する材料を用いることで、基板31側と基板21側の両
方に光を発するデュアルエミッション型の発光素子としてもよい。
また、発光素子40として白色を呈する発光素子を好適に用いることができる。こうす
ることで異なる副画素の間で発光素子40を作り分ける必要がないため、極めて高精細な
画素を有するタッチパネルを実現することができる。このとき、発光素子40からの光は
着色層131を透過する際に、特定の波長領域以外の光が着色層131によって吸収され
る。これにより、取り出される光は例えば赤色を呈する光となる。
また、画素電極111と共通電極103の間に光学調整層を設け、共通電極103とし
て半透過、半反射性の材料を用いることで、マイクロキャビティ構造を有する発光素子4
0としてもよい。このとき、異なる色に対応する副画素に応じて、光学調整層の厚さを調
整すればよい。また、光学調整層を有する副画素と、光学調整層を有さない副画素を混在
させてもよい。
絶縁層215上には、構造体27が設けられている。構造体27上には、EL層102
と物理的に分断されたEL層29と、共通電極103と物理的に分断された導電層28が
積層して設けられている。
基板31の基板21側の面には、着色層131が設けられている。着色層131は発光
素子40と重ねて配置されている。
また基板31の基板21側の面には、遮光層として機能する導電層25bが設けられて
いる。導電層25bは、その一部が構造体27と重ねて設けられている。
なお、構造体27は、基板31と基板21との間の距離を調整するスペーサとしての機
能を有していてもよい。このとき、構造体27上の導電層28と、基板31側に設けられ
る導電層25bとが接する場合がある。しかし、導電層28と導電層25bとが導通する
と、より感度を高めることができるため好ましい。
図28では基板31の基板21側の面とは反対側の面に、偏光板130を設ける例を示
している。偏光板130としては、円偏光板を用いることが好ましい。円偏光板としては
、例えば直線偏光板と1/4波長位相差板を積層したものを用いることができる。これに
より、表示部32に設けられる反射性の部材(例えば画素電極111等)の外光の反射を
抑制することができる。
図28では、発光素子40を接着層141で封止する例を示している。これにより、発
光素子40と基板31との間に空間を有する場合に比べて、発光素子40からの光の取り
出し効率を高めることができる。
なお、接着層141を表示部32の周囲に配置する、いわゆる中空封止構造としてもよ
い。このとき、基板21、基板31、及び接着層141により形成される空間は、空気が
充填されていてもよいが、希ガスや窒素ガスなどの不活性ガスが充填されていることが好
ましい。また、定常状態において空間が大気圧に対して陰圧であると、使用環境(例えば
気圧や温度)により空間が膨張し、基板31または基板21が膨らんでしまうことを抑制
できる。一方、空間が大気圧に対して陽圧であると、水分などの不純物が基板31、基板
21、接着層141、またはこれらの隙間から空間に拡散することを抑制できる。
基板21の端部に近い領域には、接続部204が設けられている。接続部204は、接
続層242を介してFPC42と電気的に接続されている。図28に示す構成では、配線
35の一部と、画素電極111と同一の導電膜を加工して得られた導電層を積層すること
で接続部204を構成している例を示している。
図29には、図28と一部が異なる断面構成例を示している。
上記構成例では、構造体27の厚さが絶縁層214よりも厚い場合を示していたが、構
造体27は共通電極103の厚さ、または共通電極103とEL層102の積層膜の厚さ
よりも厚ければよい。図29には構造体27が絶縁層215、絶縁層214等よりも薄い
場合の例を示している。
また図29では、トランジスタ205とトランジスタ201が、半導体層231を挟む
2つのゲート電極を有する場合の例を示している。図29では、半導体層231上のゲー
ト電極として、絶縁層212と絶縁層213の間に、導電層223が設けられている。導
電層223は、配線23や配線24、画素電極111等と同様の導電性材料を用いること
ができる。
また、半導体層231に酸化物半導体を用いた場合、導電層223が半導体層231が
含む金属元素を一以上含む酸化物を含んでいてもよい。このとき、導電層223は半導体
層231のチャネルとして機能する領域(例えばソース電極とドレイン電極の間の領域)
よりも低抵抗であることが好ましい。導電層223の抵抗を下げるために、プラズマ処理
、ドーピング処理、または導電層223に接する膜から水素を供給するなどの処理を行っ
てもよい。
また導電層223に酸化物を用いた場合、導電層223を成膜する条件を最適化するこ
とで、成膜の際に絶縁層212に酸素を供給することができる。また絶縁層213に絶縁
層212よりも酸素を透過しにくい材料を用いることで、絶縁層213の成膜時、または
絶縁層213を成膜したあとの熱処理によって、酸素を半導体層231に供給することが
できる。これにより、半導体層231中の酸素欠損を低減し、信頼性の高いトランジスタ
を実現できる。また絶縁層213として水素を放出しやすい材料を用いることで、導電層
223に熱処理等で水素を供給して抵抗を下げることができる。
図29では、配線24として、導電層223と同一の導電膜を加工して形成した例を示
している。
また、図29では、配線23と構造体27との間に、導電層25aを設けた例を示して
いる。導電層25aは、画素電極111と同一の導電膜を加工して形成されている。
〔断面構成例2-2〕
図30は、一対の基板に可撓性を有する基板171、基板172を用いたタッチパネル
モジュール10の断面構成例を示す。図30に示すタッチパネルモジュール10は、表示
面の一部を曲げることができる。
図30では、基板31に代えて、絶縁層218、接着層252、及び基板172を有す
る。また、基板21に代えて、基板171、接着層251、及び絶縁層216を有する。
絶縁層216の一方の面上に導電層221や絶縁層211が設けられている。また絶縁
層216の反対側の面には、基板171が接着層251によって貼り付けられている。ま
た、着色層131、遮光層132等は絶縁層218の一方の面側に設けられている。また
、絶縁層218の他方の面側には、接着層252により基板172が貼り付けられている
絶縁層216及び絶縁層218は、水などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが
好ましい。
図30に示すタッチパネルモジュール10は、絶縁層216及び絶縁層217によって
、各トランジスタや発光素子40が挟まれた構成を有している。これにより、基板171
、基板172、接着層251、接着層141等に水や水素などの不純物を拡散しやすい材
料を用いた場合であっても、これらよりも内側(各トランジスタまたは発光素子40側)
に位置する絶縁層216や絶縁層217によりこれら不純物が拡散することを抑制できる
ため、信頼性を高めることができる。
〔作製方法例〕
ここで、可撓性を有するタッチパネルを作製する方法について説明する。
ここでは便宜上、画素や回路を含む構成、カラーフィルタ等の光学部材を含む構成、タ
ッチセンサを構成する電極や配線を含む構成等を素子層と呼ぶこととする。素子層は例え
ば表示素子を含み、表示素子の他に表示素子と電気的に接続する配線、画素や回路に用い
るトランジスタなどの素子を備えていてもよい。
またここでは、素子層が形成される絶縁表面を備える支持体(例えば図30における基
板171または基板172)のことを、基板と呼ぶこととする。
可撓性を有する絶縁表面を備える基板上に素子層を形成する方法としては、基板上に直
接素子層を形成する方法と、基板とは異なる支持基材上に素子層を形成した後、素子層と
支持基材とを剥離して素子層を基板に転置する方法と、がある。
基板を構成する材料が、素子層の形成工程にかかる熱に対して耐熱性を有する場合には
、基板上に直接素子層を形成すると、工程が簡略化されるため好ましい。このとき、基板
を支持基材に固定した状態で素子層を形成すると、装置内、及び装置間における搬送が容
易になるため好ましい。
また、素子層を支持基材上に形成した後に、基板に転置する方法を用いる場合、まず支
持基材上に剥離層と絶縁層を積層し、当該絶縁層上に素子層を形成する。続いて、支持基
材と素子層を剥離し、基板に転置する。このとき、支持基材と剥離層の界面、剥離層と絶
縁層の界面、または剥離層中で剥離が生じるような材料を選択すればよい。
例えば剥離層としてタングステンなどの高融点金属材料を含む層と当該金属材料の酸化
物を含む層を積層して用い、剥離層上の絶縁層として、窒化シリコンや酸化窒化シリコン
を複数積層した層を用いることが好ましい。高融点金属材料を用いると、素子層の形成工
程の自由度が高まるため好ましい。
剥離は、機械的な力を加えることや、剥離層をエッチングすること、または剥離界面の
一部に液体を滴下して剥離界面全体に浸透させることなどにより剥離を行ってもよい。ま
たは、熱膨張の違いを利用して剥離界面に熱を加えることにより剥離を行ってもよい。
また、支持基材と絶縁層の界面で剥離が可能な場合には、剥離層を設けなくてもよい。
例えば、支持基材としてガラスを用い、絶縁層としてポリイミドなどの有機樹脂を用いる
ことができる。このとき、レーザ光等を用いて有機樹脂の一部を局所的に加熱すること、
または鋭利な部材により物理的に有機樹脂の一部を切断、または貫通すること等により剥
離の起点を形成し、ガラスと絶縁層の界面で剥離を行ってもよい。または、支持基材と有
機樹脂からなる絶縁層の間に金属層を設け、当該金属層に電流を流して当該金属層を加熱
することにより、当該金属層と絶縁層の界面で剥離を行ってもよい。または、支持基材と
有機樹脂からなる絶縁層の間に、光を吸収する材料(金属、半導体、絶縁体等)の層を設
け、当該層にレーザ光等の光を照射して局所的に加熱することにより剥離の起点を形成し
てもよい。ここで示した方法において、有機樹脂からなる絶縁層は基板として用いること
ができる。
例えば、図30に示す構成の場合、第1の支持基材上に第1の剥離層、絶縁層216を
順に形成した後に、それよりも上層の構造物を形成する。またこれとは別に、第2の支持
基材上に第2の剥離層、絶縁層218を順に形成した後に、それよりも上層の構造物を形
成する。続いて、第1の支持基材と第2の支持基材を接着層141により貼り合せる。そ
の後、第2の剥離層と絶縁層218との界面で剥離することで第2の支持基材及び第2の
剥離層を除去し、絶縁層218と基板172とを接着層252により貼り合せる。また、
第1の剥離層と絶縁層216との界面で剥離することで第1の支持基材及び第1の剥離層
を除去し、絶縁層216と基板171とを接着層251により貼り合せる。なお、剥離及
び貼り合せはどちら側を先に行ってもよい。
以上が可撓性を有するタッチパネルを作製する方法についての説明である。
[各構成要素について]
以下では、上記に示す各構成要素について説明する。
〔基板〕
タッチパネルが有する基板には、平坦面を有する材料を用いることができる。表示素子
からの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。例えば、ガラス、石英
、セラミック、サファイヤ、有機樹脂などの材料を用いることができる。
厚さの薄い基板を用いることで、タッチパネルの軽量化、薄型化を図ることができる。
さらに、可撓性を有する程度の厚さの基板を用いることで、可撓性を有するタッチパネル
を実現できる。
ガラスとしては、例えば、無アルカリガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホ
ウケイ酸ガラス等を用いることができる。
また、発光を取り出さない側の基板は、透光性を有していなくてもよいため、上記に挙
げた基板の他に、金属基板等を用いることもできる。金属基板は熱伝導性が高く、基板全
体に熱を容易に伝導できるため、タッチパネルの局所的な温度上昇を抑制することができ
、好ましい。可撓性や曲げ性を得るためには、金属基板の厚さは、10μm以上200μ
m以下が好ましく、20μm以上50μm以下であることがより好ましい。
金属基板を構成する材料としては、特に限定はないが、例えば、アルミニウム、銅、ニ
ッケル等の金属、もしくはアルミニウム合金またはステンレス等の合金などを好適に用い
ることができる。
また、金属基板の表面を酸化する、又は表面に絶縁膜を形成するなどにより、絶縁処理
が施された基板を用いてもよい。例えば、スピンコート法やディップ法などの塗布法、電
着法、蒸着法、又はスパッタリング法などを用いて絶縁膜を形成してもよいし、酸素雰囲
気で放置する又は加熱するほか、陽極酸化法などによって、基板の表面に酸化膜を形成し
てもよい。
可撓性及び可視光に対する透過性を有する材料としては、例えば、可撓性を有する程度
の厚さのガラスや、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート
(PEN)等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメ
チルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルホン(PE
S)樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミ
ド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂等が挙げら
れる。特に、熱膨張係数の低い材料を用いることが好ましく、例えば、熱膨張係数が30
×10-6/K以下であるポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、PET等を好適に用
いることができる。また、ガラス繊維に有機樹脂を含浸した基板や、無機フィラーを有機
樹脂に混ぜて熱膨張係数を下げた基板を使用することもできる。このような材料を用いた
基板は、重量が軽いため、該基板を用いたタッチパネルも軽量にすることができる。
上記材料中に繊維体が含まれている場合、繊維体は有機化合物または無機化合物の高強
度繊維を用いる。高強度繊維とは、具体的には引張弾性率またはヤング率の高い繊維のこ
とを言い、代表例としては、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリア
ミド系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキ
サゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維が挙げられる。ガラス繊維としては、Eガラ
ス、Sガラス、Dガラス、Qガラス等を用いたガラス繊維が挙げられる。これらは、織布
または不織布の状態で用い、この繊維体に樹脂を含浸させ樹脂を硬化させた構造物を、可
撓性を有する基板として用いてもよい。可撓性を有する基板として、繊維体と樹脂からな
る構造物を用いると、曲げや局所的押圧による破損に対する信頼性が向上するため、好ま
しい。
または、可撓性を有する程度に薄いガラス、金属などを基板に用いることもできる。ま
たは、ガラスと樹脂材料とが接着層により貼り合わされた複合材料を用いてもよい。
可撓性を有する基板に、タッチパネルの表面を傷などから保護するハードコート層(例
えば、窒化シリコン層など)や、押圧を分散可能な材質の層(例えば、アラミド樹脂層な
ど)等が積層されていてもよい。また、水分等による表示素子の寿命の低下等を抑制する
ために、可撓性を有する基板に透水性の低い絶縁膜が積層されていてもよい。例えば、窒
化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等の無機絶縁材料
を用いることができる。
基板は、複数の層を積層して用いることもできる。特に、ガラス層を有する構成とする
と、水や酸素に対するバリア性を向上させ、信頼性の高いタッチパネルとすることができ
る。
〔トランジスタ〕
トランジスタは、ゲート電極として機能する導電層と、半導体層と、ソース電極として
機能する導電層と、ドレイン電極として機能する導電層と、ゲート絶縁層として機能する
絶縁層と、を有する。上記では、ボトムゲート構造のトランジスタを適用した場合を示し
ている。
なお、本発明の一態様のタッチパネルが有するトランジスタの構造は特に限定されない
。例えば、プレーナ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしても
よいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型又はボトムゲー
ト型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極が
設けられていてもよい。
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、
結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領
域を有する半導体)のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トラン
ジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
また、トランジスタに用いる半導体材料としては、例えば、第14族の元素(シリコン
、ゲルマニウム等)、化合物半導体又は酸化物半導体を半導体層に用いることができる。
代表的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を含む半導体又はインジウムを含む酸
化物半導体などを適用できる。
特にシリコンよりもバンドギャップの大きな酸化物半導体を適用することが好ましい。
シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると
、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。
特に、半導体層として、複数の結晶部を有し、当該結晶部はc軸が半導体層の被形成面
、または半導体層の上面に対し概略垂直に配向し、且つ隣接する結晶部間には粒界が確認
できない酸化物半導体を用いることが好ましい。
このような酸化物半導体は、結晶粒界を有さないために表示パネルを湾曲させたときの
応力によって酸化物半導体膜にクラックが生じてしまうことが抑制される。したがって、
可撓性を有し、湾曲させて用いるタッチパネルなどに、このような酸化物半導体を好適に
用いることができる。
また半導体層としてこのような結晶性を有する酸化物半導体を用いることで、電気特性
の変動が抑制され、信頼性の高いトランジスタを実現できる。
また、シリコンよりもバンドギャップの大きな酸化物半導体を用いたトランジスタは、
その低いオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量素子に蓄積した電荷を長
期間に亘って保持することが可能である。このようなトランジスタを画素に適用すること
で、各画素の階調を維持しつつ、駆動回路を停止することも可能となる。その結果、極め
て消費電力の低減された表示装置を実現できる。
半導体層は、例えば少なくともインジウム、亜鉛及びM(アルミニウム、チタン、ガリ
ウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、スズ、ネオジ
ムまたはハフニウム等の金属)を含むIn-M-Zn系酸化物で表記される膜を含むこと
が好ましい。また、該酸化物半導体を用いたトランジスタの電気特性のばらつきを減らす
ため、それらと共に、スタビライザーを含むことが好ましい。
スタビライザーとしては、上記Mで記載の金属を含め、例えば、ガリウム、スズ、ハフ
ニウム、アルミニウム、またはジルコニウム等がある。また、他のスタビライザーとして
は、ランタノイドである、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、
ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、
ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム等がある。
半導体層を構成する酸化物半導体として、例えば、In-Ga-Zn系酸化物、In-
Al-Zn系酸化物、In-Sn-Zn系酸化物、In-Hf-Zn系酸化物、In-L
a-Zn系酸化物、In-Ce-Zn系酸化物、In-Pr-Zn系酸化物、In-Nd
-Zn系酸化物、In-Sm-Zn系酸化物、In-Eu-Zn系酸化物、In-Gd-
Zn系酸化物、In-Tb-Zn系酸化物、In-Dy-Zn系酸化物、In-Ho-Z
n系酸化物、In-Er-Zn系酸化物、In-Tm-Zn系酸化物、In-Yb-Zn
系酸化物、In-Lu-Zn系酸化物、In-Sn-Ga-Zn系酸化物、In-Hf-
Ga-Zn系酸化物、In-Al-Ga-Zn系酸化物、In-Sn-Al-Zn系酸化
物、In-Sn-Hf-Zn系酸化物、In-Hf-Al-Zn系酸化物を用いることが
できる。
なお、ここで、In-Ga-Zn系酸化物とは、InとGaとZnを主成分として有す
る酸化物という意味であり、InとGaとZnの比率は問わない。また、InとGaとZ
n以外の金属元素が入っていてもよい。
また、半導体層と導電層は、上記酸化物のうち同一の金属元素を有していてもよい。半
導体層と導電層を同一の金属元素とすることで、製造コストを低減させることができる。
例えば、同一の金属組成の金属酸化物ターゲットを用いることで、製造コストを低減させ
ることができる。また半導体層と導電層を加工する際のエッチングガスまたはエッチング
液を共通して用いることができる。ただし、半導体層と導電層は、同一の金属元素を有し
ていても、組成が異なる場合がある。例えば、トランジスタ及び容量素子の作製工程中に
、膜中の金属元素が脱離し、異なる金属組成となる場合がある。
半導体層は、エネルギーギャップが2eV以上、好ましくは2.5eV以上、より好ま
しくは3eV以上である。このように、エネルギーギャップの広い酸化物半導体を用いる
ことで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。
半導体層がIn-M-Zn酸化物の場合、In-M-Zn酸化物を成膜するために用い
るスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、In≧M、Zn≧Mを満たすこと
が好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、In:
M:Zn=1:1:1、In:M:Zn=1:1:1.2、In:M:Zn=3:1:2
、4:2:4.1等が好ましい。なお、成膜される半導体層の原子数比はそれぞれ、誤差
として上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス
40%の変動を含む。
半導体層としては、キャリア密度の低い酸化物半導体膜を用いる。例えば、半導体層は
、キャリア密度が1×1017/cm以下、好ましくは1×1015/cm以下、さ
らに好ましくは1×1013/cm以下、より好ましくは1×1011/cm以下、
さらに好ましくは1×1010/cm未満であり、1×10-9/cm以上の酸化物
半導体を用いることができる。そのような酸化物半導体を、高純度真性または実質的に高
純度真性な酸化物半導体と呼ぶ。これにより不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低いため
、安定な特性を有する酸化物半導体であるといえる。
なお、これらに限られず、必要とするトランジスタの半導体特性及び電気特性(電界効
果移動度、しきい値電圧等)に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とす
るトランジスタの半導体特性を得るために、半導体層のキャリア密度や不純物濃度、欠陥
密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好まし
い。
半導体層において、第14族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、半導体層
において酸素欠損が増加し、n型化してしまう。このため、半導体層におけるシリコンや
炭素の濃度(二次イオン質量分析法により得られる濃度)を、2×1018atoms/
cm以下、好ましくは2×1017atoms/cm以下とする。
また、アルカリ金属及びアルカリ土類金属は、酸化物半導体と結合するとキャリアを生
成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大してしまうことがある。このため半導
体層における二次イオン質量分析法により得られるアルカリ金属またはアルカリ土類金属
の濃度を、1×1018atoms/cm以下、好ましくは2×1016atoms/
cm以下にする。
また、半導体層に窒素が含まれていると、キャリアである電子が生じ、キャリア密度が
増加し、n型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジ
スタはノーマリーオン特性となりやすい。このため半導体層における二次イオン質量分析
法により得られる窒素濃度は、5×1018atoms/cm以下にすることが好まし
い。
また、半導体層は、例えば非単結晶構造でもよい。非単結晶構造は、例えば、CAAC
-OS(C-Axis Aligned Crystalline Oxide Sem
iconductor、または、C-Axis Aligned and A-B-pl
ane Anchored Crystalline Oxide Semicondu
ctor)、多結晶構造、微結晶構造、または非晶質構造を含む。非単結晶構造において
、非晶質構造は最も欠陥準位密度が高く、CAAC-OSは最も欠陥準位密度が低い。
非晶質構造の酸化物半導体膜は、例えば、原子配列が無秩序であり、結晶成分を有さな
い。または、非晶質構造の酸化物膜は、例えば、完全な非晶質構造であり、結晶部を有さ
ない。
なお、半導体層が、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、CAA
C-OSの領域、単結晶構造の領域のいずれか二種以上を有する混合膜であってもよい。
混合膜は、例えば、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、CAAC
-OSの領域、単結晶構造の領域のいずれか二種以上の領域を有する場合がある。また、
混合膜は、例えば、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、CAAC
-OSの領域、単結晶構造の領域のいずれか二種以上の領域の積層構造を有する場合があ
る。
または、トランジスタのチャネルが形成される半導体に、シリコンを用いることが好ま
しい。シリコンとしてアモルファスシリコンを用いてもよいが、特に結晶性を有するシリ
コンを用いることが好ましい。例えば、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコ
ンなどを用いることが好ましい。特に、多結晶シリコンは、単結晶シリコンに比べて低温
で形成でき、且つアモルファスシリコンに比べて高い電界効果移動度と高い信頼性を備え
る。このような多結晶半導体を画素に適用することで画素の開口率を向上させることがで
きる。また極めて高精細に画素を有する場合であっても、ゲート駆動回路とソース駆動回
路を画素と同一基板上に形成することが可能となり、電子機器を構成する部品数を低減す
ることができる。
本実施の形態で例示したボトムゲート構造のトランジスタは、作製工程を削減できるた
め好ましい。またこのときアモルファスシリコンを用いることで、多結晶シリコンよりも
低温で形成できるため、半導体層よりも下層の配線や電極の材料、基板の材料として、耐
熱性の低い材料を用いることが可能なため、材料の選択の幅を広げることができる。例え
ば、極めて大面積のガラス基板などを好適に用いることができる。一方、トップゲート型
のトランジスタは、自己整合的に不純物領域を形成しやすいため、特性のばらつきなどを
低減することができるため好ましい。このとき特に、多結晶シリコンや単結晶シリコンな
どを用いる場合に適している。
〔導電層〕
トランジスタのゲート、ソースおよびドレインのほか、タッチパネルを構成する各種配
線および電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、
クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、また
はタングステンなどの金属、またはこれを主成分とする合金などが挙げられる。またこれ
らの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。例えば、シリコ
ンを含むアルミニウム膜の単層構造、チタン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、
タングステン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、銅-マグネシウム-アルミニウ
ム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、タングス
テン膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、その上に重ねてア
ルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成す
る三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜ま
たは銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層
構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛等の酸化物を用いてもよい
。また、マンガンを含む銅を用いると、エッチングによる形状の制御性が高まるため好ま
しい。
また、透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、イ
ンジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物または
グラフェンを用いることができる。または、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タ
ングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、またはチタンなどの
金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒
化物(例えば、窒化チタン)などを用いてもよい。なお、金属材料、合金材料(またはそ
れらの窒化物)を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすればよい。また、上記材
料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とイン
ジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。
これらは、タッチパネルを構成する各種配線および電極などの導電層や、表示素子が有す
る電極(画素電極および共通電極など)にも用いることができる。
〔絶縁層〕
各絶縁層、オーバーコート、スペーサ等に用いることのできる絶縁材料としては、例え
ば、アクリル、エポキシなどの樹脂、シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、
酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁
材料を用いることもできる。
また発光素子は、一対の透水性の低い絶縁膜の間に設けられていることが好ましい。こ
れにより、発光素子に水等の不純物が侵入することを抑制でき、装置の信頼性の低下を抑
制できる。
透水性の低い絶縁膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素と珪素を
含む膜や、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等が挙げられる。また、
酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いてもよい。
例えば、透水性の低い絶縁膜の水蒸気透過量は、1×10-5[g/(m・day)
]以下、好ましくは1×10-6[g/(m・day)]以下、より好ましくは1×1
-7[g/(m・day)]以下、さらに好ましくは1×10-8[g/(m・d
ay)]以下とする。
〔発光素子〕
発光素子としては、自発光が可能な素子を用いることができ、電流又は電圧によって輝
度が制御される素子をその範疇に含んでいる。例えば、発光ダイオード(LED)、有機
EL素子、無機EL素子等を用いることができる。
発光素子は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型
のいずれであってもよい。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる
。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好まし
い。
EL層は少なくとも発光層を有する。EL層は、発光層以外の層として、正孔注入性の
高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入
性の高い物質、又はバイポーラ性の物質(電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質)等を含
む層をさらに有していてもよい。
EL層には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合
物を含んでいてもよい。EL層を構成する層は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む)
、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
陰極と陽極の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、EL層に陽極側か
ら正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はEL層におい
て再結合し、EL層に含まれる発光物質が発光する。
発光素子として、白色発光の発光素子を適用する場合には、EL層に2種類以上の発光
物質を含む構成とすることが好ましい。例えば2以上の発光物質の各々の発光が補色の関
係となるように、発光物質を選択することにより白色発光を得ることができる。例えば、
それぞれR(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)、O(橙)等の発光を示す発光物質、
またはR、G、Bのうち2以上の色のスペクトル成分を含む発光を示す発光物質のうち、
2以上を含むことが好ましい。また、発光素子からの発光のスペクトルが、可視光領域の
波長(例えば350nm~750nm)の範囲内に2以上のピークを有する発光素子を適
用することが好ましい。また、黄色の波長領域にピークを有する材料の発光スペクトルは
、緑色及び赤色の波長領域にもスペクトル成分を有する材料であることが好ましい。
EL層は、一の色を発光する発光材料を含む発光層と、他の色を発光する発光材料を含
む発光層とが積層された構成とすることが好ましい。例えば、EL層における複数の発光
層は、互いに接して積層されていてもよいし、いずれの発光材料も含まない領域を介して
積層されていてもよい。例えば、蛍光発光層と燐光発光層との間に、当該蛍光発光層また
は燐光発光層と同一の材料(例えばホスト材料、アシスト材料)を含み、且ついずれの発
光材料も含まない領域を設ける構成としてもよい。これにより、発光素子の作製が容易に
なり、また、駆動電圧が低減される。
また、発光素子は、EL層を1つ有するシングル素子であってもよいし、複数のEL層
が電荷発生層を介して積層されたタンデム素子であってもよい。
可視光を透過する導電膜は、例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウ
ム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを用いて形成することができ
る。また、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン
、鉄、コバルト、銅、パラジウム、もしくはチタン等の金属材料、これら金属材料を含む
合金、又はこれら金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等も、透光性を有する程度に
薄く形成することで用いることができる。また、上記材料の積層膜を導電層として用いる
ことができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウム錫酸化物の積層膜などを用
いると、導電性を高めることができるため好ましい。また、グラフェン等を用いてもよい
可視光を反射する導電膜は、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タング
ステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、又
はこれら金属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料や合金に、ラン
タン、ネオジム、又はゲルマニウム等が添加されていてもよい。また、チタン、ニッケル
、またはネオジムと、アルミニウムを含む合金(アルミニウム合金)を用いてもよい。ま
た銅、パラジウム、マグネシウムと、銀を含む合金を用いてもよい。銀と銅を含む合金は
、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜に接し
て金属膜又は金属酸化物膜を積層することで、酸化を抑制することができる。このような
金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタンや酸化チタンなどが挙げられる。また、上
記可視光を透過する導電膜と金属材料からなる膜とを積層してもよい。例えば、銀とイン
ジウム錫酸化物の積層膜、銀とマグネシウムの合金とインジウム錫酸化物の積層膜などを
用いることができる。
電極は、それぞれ、蒸着法やスパッタリング法を用いて形成すればよい。そのほか、イ
ンクジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、又はメッキ法を用いて形
成することができる。
なお、上述した、発光層、ならびに正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、電子
輸送性の高い物質、及び電子注入性の高い物質、バイポーラ性の物質等を含む層は、それ
ぞれ量子ドットなどの無機化合物や、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマ
ー等)を有していてもよい。例えば、量子ドットを発光層に用いることで、発光材料とし
て機能させることもできる。
なお、量子ドット材料としては、コロイド状量子ドット材料、合金型量子ドット材料、コ
ア・シェル型量子ドット材料、コア型量子ドット材料などを用いることができる。また、
12族と16族、13族と15族、または14族と16族の元素グループを含む材料を用
いてもよい。または、カドミウム、セレン、亜鉛、硫黄、リン、インジウム、テルル、鉛
、ガリウム、ヒ素、アルミニウム等の元素を含む量子ドット材料を用いてもよい。
〔接着層〕
接着層としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着
剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としては
エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミ
ド樹脂、PVC(ポリビニルクロライド)樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)樹脂、E
VA(エチレンビニルアセテート)樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性
が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を
用いてもよい。
また、上記樹脂に乾燥剤を含んでいてもよい。例えば、アルカリ土類金属の酸化物(酸
化カルシウムや酸化バリウム等)のように、化学吸着によって水分を吸着する物質を用い
ることができる。または、ゼオライトやシリカゲル等のように、物理吸着によって水分を
吸着する物質を用いてもよい。乾燥剤が含まれていると、水分などの不純物が素子に侵入
することを抑制でき、表示パネルの信頼性が向上するため好ましい。
また、上記樹脂に屈折率の高いフィラーや光散乱部材を混合することにより、光取り出
し効率を向上させることができる。例えば、酸化チタン、酸化バリウム、ゼオライト、ジ
ルコニウム等を用いることができる。
〔接続層〕
接続層としては、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Condu
ctive Film)や、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic C
onductive Paste)などを用いることができる。
〔着色層〕
着色層に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、顔料または染料が含
まれた樹脂材料などが挙げられる。
〔遮光層〕
遮光層として用いることのできる材料としては、カーボンブラック、金属酸化物、複数
の金属酸化物の固溶体を含む複合酸化物等が挙げられる。また、遮光層に、着色層の材料
を含む膜の積層膜を用いることもできる。例えば、ある色の光を透過する着色層に用いる
材料を含む膜と、他の色の光を透過する着色層に用いる材料を含む膜との積層構造を用い
ることができる。着色層と遮光層の材料を共通化することで、装置を共通化できるほか工
程を簡略化できるため好ましい。
以上が各構成要素についての説明である。
本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施するこ
とができる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様のタッチパネルモジュールに適用可能な入力装置(
タッチセンサ)の駆動方法の例について説明する。
図31(A)は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示すブロック図である。図31
(A)では、パルス電圧出力回路601、電流検出回路602を示している。なお図31
(A)では、パルス電圧が与えられる電極621、電流の変化を検知する電極622をそ
れぞれ配線X1-X6、配線Y1-Y6の6本の配線として示している。なお、電極の数
は、これに限られない。また図31(A)は、電極621および電極622が重畳するこ
と、または電極621および電極622が近接して配置されることで形成される容量60
3を図示している。なお、電極621と電極622とはその機能を互いに置き換えてもよ
い。
例えば、実施の形態1で例示した配線23は電極621及び電極622の一方に対応し
、配線24が電極621及び電極622の他方に対応する。
パルス電圧出力回路601は、例えば配線X1-X6に順にパルス電圧を入力するため
の回路である。電流検出回路602は、例えば配線Y1-Y6のそれぞれに流れる電流を
検出するための回路である。
配線X1-X6にパルス電圧が印加されることで、容量603を形成する電極621お
よび電極622の間には電界が生じ、電極622に電流が流れる。この電極間に生じる電
界の一部は、指やペンなど被検知体が近接または接触することにより遮蔽され、電極間に
生じる電界の強さが変化する。その結果、電極622に流れる電流の大きさが変化する。
例えば、被検知体の近接、または接触がない場合、配線Y1-Y6に流れる電流の大き
さは容量603の大きさに応じた値となる。一方、被検知体の近接、または接触により電
界の一部が遮蔽された場合には、配線Y1-Y6に流れる電流の大きさが減少する変化を
検出する。このことを利用して、被検知体の近接、または接触を検出することができる。
なお電流検出回路602は、1本の配線に流れる電流の(時間的な)積分値を検出して
もよい。その場合には、例えば積分回路等を用いて検出を行えばよい。または、電流のピ
ーク値を検出してもよい。その場合には、例えば電流を電圧に変換して、電圧値のピーク
値を検出してもよい。
図31(B)には、図31(A)に示す相互容量方式のタッチセンサにおける入出力波
形のタイミングチャートの例を示す。図31(B)では、1センシング期間で各行列の検
出を行うものとする。また図31(B)では、被検知体の接触または近接を検出しない場
合(非タッチ時)と、被検知体の接触または近接を検出した場合(タッチ時)の2つの場
合を並べて示している。ここで、配線Y1-Y6については、検出される電流の大きさに
対応する電圧の波形を示している。
図31(B)に示すように、配線X1-X6には順次パルス電圧が与えられる。これに
応じて、配線Y1-Y6に電流が流れる。非タッチ時では、配線X1-X6の電圧の変化
に応じて、配線Y1-Y6には同様の電流が流れるため、配線Y1-Y6のそれぞれの出
力波形は同様な波形となる。一方、タッチ時では、配線Y1-Y6のうち、被検知体が接
触、または近接する箇所に位置する配線に流れる電流が減少するため、図31(B)に示
すように、出力波形が変化する。
図31(B)では、配線X3と配線Y3とが交差する箇所またはその近傍に、被検知体
が接触または近接した場合の例を示している。
このように、相互容量方式では一対の電極間に生じる電界が遮蔽されることに起因する
電流の変化を検出することにより、被検知体の位置情報を取得することができる。なお、
検出感度が高い場合には、被検知体が検知面(例えばタッチパネルの表面)から離れてい
ても、その座標を検出することもできる。
また、タッチパネルにおいては、表示部の表示期間と、タッチセンサのセンシング期間
とをずらした駆動方法を用いることにより、タッチセンサの検出感度を高めることができ
る。例えば、表示の1フレーム期間の間に、表示期間と、センシング期間を分けて行えば
よい。またこのとき、1フレーム期間中に2以上のセンシング期間を設けることが好まし
い。センシングの頻度を増やすことで、検出感度をより高めることができる。
またパルス電圧出力回路601及び電流検出回路602は、例えば1個のICの中に形
成されていることが好ましい。当該ICは、例えばタッチパネルに実装されること、若し
くは電子機器の筐体内の基板に実装されることが好ましい。また可撓性を有するタッチパ
ネルとする場合には、曲げた部分では寄生容量が増大し、ノイズの影響が大きくなってし
まう恐れがあるため、ノイズの影響を受けにくい駆動方法が適用されたICを用いること
が好ましい。例えばシグナル-ノイズ比(S/N比)を高める駆動方法が適用されたIC
を用いることが好ましい。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組
み合わせて実施することができる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、上記実施の形態に示したトランジスタ70、トランジスタ70a、
トランジスタ70b、トランジスタ201、トランジスタ202等に置き換えて用いるこ
とができるトランジスタの一例について、図面を用いて説明する。
本発明の一態様のタッチパネルモジュール10は、ボトムゲート型のトランジスタや、
トップゲート型トランジスタなどの様々な形態のトランジスタを用いて作製することがで
きる。よって、既存の製造ラインに合わせて、使用する半導体層の材料やトランジスタ構
造を容易に置き換えることができる。
〔ボトムゲート型トランジスタ〕
図32(A1)は、ボトムゲート型のトランジスタの一種であるチャネル保護型のトラ
ンジスタ810の断面図である。図32(A1)において、トランジスタ810は基板7
71上に形成されている。また、トランジスタ810は、基板771上に絶縁層772を
介して電極746を有する。また、電極746上に絶縁層726を介して半導体層742
を有する。電極746はゲート電極として機能できる。絶縁層726はゲート絶縁層とし
て機能できる。
また、半導体層742のチャネル形成領域上に絶縁層741を有する。また、半導体層
742の一部と接して、絶縁層726上に電極744aおよび電極744bを有する。電
極744aは、ソース電極またはドレイン電極の一方として機能できる。電極744bは
、ソース電極またはドレイン電極の他方として機能できる。電極744aの一部、および
電極744bの一部は、絶縁層741上に形成される。
絶縁層741は、チャネル保護層として機能できる。チャネル形成領域上に絶縁層74
1を設けることで、電極744aおよび電極744bの形成時に生じる半導体層742の
露出を防ぐことができる。よって、電極744aおよび電極744bの形成時に、半導体
層742のチャネル形成領域がエッチングされることを防ぐことができる。本発明の一態
様によれば、電気特性の良好なトランジスタを実現することができる。
また、トランジスタ810は、電極744a、電極744bおよび絶縁層741上に絶
縁層728を有し、絶縁層728の上に絶縁層729を有する。
例えば、絶縁層772は、絶縁層722や絶縁層705と同様の材料および方法を用い
て形成することができる。なお、絶縁層772は複数の絶縁層の積層であってもよい。ま
た、例えば、半導体層742は、半導体層708と同様の材料および方法を用いて形成す
ることができる。なお、半導体層742は複数の半導体層の積層であってもよい。また、
例えば、電極746は、電極706と同様の材料および方法を用いて形成することができ
る。なお、電極746は複数の導電層の積層であってもよい。また、例えば、絶縁層72
6は、絶縁層707と同様の材料および方法を用いて形成することができる。なお、絶縁
層726は複数の絶縁層の積層であってもよい。また、例えば、電極744aおよび電極
744bは、電極714または電極715と同様の材料および方法を用いて形成すること
ができる。なお、電極744aおよび電極744bは複数の導電層の積層であってもよい
。また、例えば、絶縁層741は、絶縁層726と同様の材料および方法を用いて形成す
ることができる。なお、絶縁層741は複数の絶縁層の積層であってもよい。また、例え
ば、絶縁層728は、絶縁層710と同様の材料および方法を用いて形成することができ
る。なお、絶縁層728は複数の絶縁層の積層であってもよい。また、例えば、絶縁層7
29は、絶縁層711と同様の材料および方法を用いて形成することができる。なお、絶
縁層729は複数の絶縁層の積層であってもよい。
本実施の形態で開示するトランジスタを構成する電極、半導体層、絶縁層などは、他の
実施の形態に開示した材料および方法を用いて形成することができる。
半導体層742に酸化物半導体を用いる場合、電極744aおよび電極744bの、少
なくとも半導体層742と接する部分に、半導体層742の一部から酸素を奪い、酸素欠
損を生じさせることが可能な材料を用いることが好ましい。半導体層742中の酸素欠損
が生じた領域はキャリア濃度が増加し、当該領域はn型化し、n型領域(n層)となる
。したがって、当該領域はソース領域またはドレイン領域として機能することができる。
半導体層742に酸化物半導体を用いる場合、半導体層742から酸素を奪い、酸素欠損
を生じさせることが可能な材料の一例として、タングステン、チタン等を挙げることがで
きる。
半導体層742にソース領域およびドレイン領域が形成されることにより、電極744
aおよび電極744bと半導体層742の接触抵抗を低減することができる。よって、電
界効果移動度や、しきい値電圧などの、トランジスタの電気特性を良好なものとすること
ができる。
半導体層742にシリコンなどの半導体を用いる場合は、半導体層742と電極744
aの間、および半導体層742と電極744bの間に、n型半導体またはp型半導体とし
て機能する層を設けることが好ましい。n型半導体またはp型半導体として機能する層は
、トランジスタのソース領域またはドレイン領域として機能することができる。
絶縁層729は、外部からのトランジスタへの不純物の拡散を防ぐ、または低減する機
能を有する材料を用いて形成することが好ましい。なお、必要に応じて絶縁層729を省
略することもできる。
なお、半導体層742に酸化物半導体を用いる場合、絶縁層729の形成前または形成
後、もしくは絶縁層729の形成前後に加熱処理を行ってもよい。加熱処理を行うことで
、絶縁層729や他の絶縁層中に含まれる酸素を半導体層742中に拡散させ、半導体層
742中の酸素欠損を補填することができる。または、絶縁層729を加熱しながら成膜
することで、半導体層742中の酸素欠損を補填することができる。
なお、一般に、CVD法は、プラズマを利用するプラズマCVD(PECVD:Pla
sma Enhanced CVD)法、熱を利用する熱CVD(TCVD:Therm
al CVD)法などに分類できる。さらに用いる原料ガスによって金属CVD(MCV
D:Metal CVD)法、有機金属CVD(MOCVD:Metal Organi
c CVD)法などに分類できる。
また、一般に、蒸着法は、抵抗加熱蒸着法、電子線蒸着法、MBE(Molecula
r Beam Epitaxy)法、PLD(Pulsed Laser Deposi
tion)法、IBAD(Ion Beam Assisted Deposition
)法、ALD(Atomic Layer Deposition)法などに分類できる
プラズマCVD法は、比較的低温で高品質の膜が得られる。また、MOCVD法や蒸着
法などの、成膜時にプラズマを用いない成膜方法を用いると、被形成面にダメージが生じ
にくく、また、欠陥の少ない膜が得られる。
また、一般に、スパッタリング法は、DCスパッタリング法、マグネトロンスパッタリ
ング法、RFスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法、ECR(Electr
on Cyclotron Resonance)スパッタリング法、対向ターゲットス
パッタリング法などに分類できる。
対向ターゲットスパッタリング法では、プラズマがターゲット間に閉じこめられるため
、基板へのプラズマダメージを低減することができる。また、ターゲットの傾きによって
は、スパッタリング粒子の基板への入射角度を浅くすることができるため、段差被覆性を
高めることができる。
図32(A2)に示すトランジスタ811は、絶縁層729上にバックゲート電極とし
て機能できる電極723を有する点が、トランジスタ810と異なる。電極723は、電
極746と同様の材料および方法で形成することができる。
一般に、バックゲート電極は導電層で形成され、ゲート電極とバックゲート電極で半導
体層のチャネル形成領域を挟むように配置される。よって、バックゲート電極は、ゲート
電極と同様に機能させることができる。バックゲート電極の電位は、ゲート電極と同電位
としてもよいし、接地電位(GND電位)や、任意の電位としてもよい。また、バックゲ
ート電極の電位をゲート電極と連動させず独立して変化させることで、トランジスタのし
きい値電圧を変化させることができる。
電極746および電極723は、どちらもゲート電極として機能することができる。よ
って、絶縁層726、絶縁層728、および絶縁層729は、それぞれがゲート絶縁層と
して機能することができる。なお、電極723は、絶縁層728と絶縁層729の間に設
けてもよい。
なお、電極746または電極723の一方を、「ゲート電極」という場合、他方を「バ
ックゲート電極」という。例えば、トランジスタ811において、電極723を「ゲート
電極」と言う場合、電極746を「バックゲート電極」と言う。また、電極723を「ゲ
ート電極」として用いる場合は、トランジスタ811をトップゲート型のトランジスタの
一種と考えることができる。また、電極746および電極723のどちらか一方を、「第
1のゲート電極」といい、他方を「第2のゲート電極」という場合がある。
半導体層742を挟んで電極746および電極723を設けることで、更には、電極7
46および電極723を同電位とすることで、半導体層742においてキャリアの流れる
領域が膜厚方向においてより大きくなるため、キャリアの移動量が増加する。この結果、
トランジスタ811のオン電流が大きくなる共に、電界効果移動度が高くなる。
したがって、トランジスタ811は、占有面積に対して大きいオン電流を有するトラン
ジスタである。すなわち、求められるオン電流に対して、トランジスタ811の占有面積
を小さくすることができる。本発明の一態様によれば、トランジスタの占有面積を小さく
することができる。よって、本発明の一態様によれば、集積度の高い半導体装置を実現す
ることができる。
また、ゲート電極とバックゲート電極は導電層で形成されるため、トランジスタの外部
で生じる電界が、チャネルが形成される半導体層に作用しないようにする機能(特に静電
気などに対する電界遮蔽機能)を有する。なお、バックゲート電極を半導体層よりも大き
く形成し、バックゲート電極で半導体層を覆うことで、電界遮蔽機能を高めることができ
る。
また、電極746および電極723は、それぞれが外部からの電界を遮蔽する機能を有
するため、絶縁層772側もしくは電極723上方に生じる荷電粒子等の電荷が半導体層
742のチャネル形成領域に影響しない。この結果、ストレス試験(例えば、ゲートに負
の電荷を印加する-GBT(Gate Bias-Temperature)ストレス試
験)による劣化が抑制される。また、ドレイン電圧の大きさにより、オン電流が流れ始め
るゲート電圧(立ち上がり電圧)が変化する現象を軽減することができる。なお、この効
果は、電極746および電極723が、同電位、または異なる電位の場合において生じる
なお、BTストレス試験は加速試験の一種であり、長期間の使用によって起こるトラン
ジスタの特性変化(経年変化)を短時間で評価することができる。特に、BTストレス試
験前後におけるトランジスタのしきい値電圧の変動量は、信頼性を調べるための重要な指
標となる。しきい値電圧の変動量が少ないほど、信頼性が高いトランジスタであるといえ
る。
また、電極746および電極723を有し、且つ電極746および電極723を同電位
とすることで、しきい値電圧の変動量が低減される。このため、複数のトランジスタにお
ける電気特性のばらつきも同時に低減される。
また、バックゲート電極を有するトランジスタは、ゲートに正の電荷を印加する+GB
Tストレス試験前後におけるしきい値電圧の変動も、バックゲート電極を有さないトラン
ジスタより小さい。
また、バックゲート電極を、遮光性を有する導電膜で形成することで、バックゲート電
極側から半導体層に光が入射することを防ぐことができる。よって、半導体層の光劣化を
防ぎ、トランジスタのしきい値電圧がシフトするなどの電気特性の劣化を防ぐことができ
る。
本発明の一態様によれば、信頼性の良好なトランジスタを実現することができる。また
、信頼性の良好な半導体装置を実現することができる。
図32(B1)に、ボトムゲート型のトランジスタの1つであるチャネル保護型のトラ
ンジスタ820の断面図を示す。トランジスタ820は、トランジスタ810とほぼ同様
の構造を有しているが、絶縁層741が半導体層742の端部を覆っている点が異なる。
また、半導体層742と重なる絶縁層741の一部を選択的に除去して形成した開口部に
おいて、半導体層742と電極744aが電気的に接続している。また、半導体層742
と重なる絶縁層741の一部を選択的に除去して形成した他の開口部において、半導体層
742と電極744bが電気的に接続している。絶縁層741の、チャネル形成領域と重
なる領域は、チャネル保護層として機能できる。
図32(B2)に示すトランジスタ821は、絶縁層729上にバックゲート電極とし
て機能できる電極723を有する点が、トランジスタ820と異なる。
絶縁層741を設けることで、電極744aおよび電極744bの形成時に生じる半導
体層742の露出を防ぐことができる。よって、電極744aおよび電極744bの形成
時に半導体層742の薄膜化を防ぐことができる。
また、トランジスタ820およびトランジスタ821は、トランジスタ810およびト
ランジスタ811よりも、電極744aと電極746の間の距離と、電極744bと電極
746の間の距離が長くなる。よって、電極744aと電極746の間に生じる寄生容量
を小さくすることができる。また、電極744bと電極746の間に生じる寄生容量を小
さくすることができる。本発明の一態様によれば、電気特性の良好なトランジスタを実現
できる。
図32(C1)に示すトランジスタ825は、ボトムゲート型のトランジスタの1つで
あるチャネルエッチング型のトランジスタである。トランジスタ825は、絶縁層741
を用いずに電極744aおよび電極744bを形成する。このため、電極744aおよび
電極744bの形成時に露出する半導体層742の一部がエッチングされる場合がある。
一方、絶縁層741を設けないため、トランジスタの生産性を高めることができる。
図32(C2)に示すトランジスタ826は、絶縁層729上にバックゲート電極とし
て機能できる電極723を有する点が、トランジスタ825と異なる。
〔トップゲート型トランジスタ〕
図33(A1)に、トップゲート型のトランジスタの一種であるトランジスタ830の
断面図を示す。トランジスタ830は、絶縁層772の上に半導体層742を有し、半導
体層742および絶縁層772上に、半導体層742の一部に接する電極744a、およ
び半導体層742の一部に接する電極744bを有し、半導体層742、電極744a、
および電極744b上に絶縁層726を有し、絶縁層726上に電極746を有する。
トランジスタ830は、電極746および電極744a、並びに、電極746および電
極744bが重ならないため、電極746および電極744aの間に生じる寄生容量、並
びに、電極746および電極744bの間に生じる寄生容量を小さくすることができる。
また、電極746を形成した後に、電極746をマスクとして用いて不純物755を半導
体層742に導入することで、半導体層742中に自己整合(セルフアライメント)的に
不純物領域を形成することができる(図33(A3)参照)。本発明の一態様によれば、
電気特性の良好なトランジスタを実現することができる。
なお、不純物755の導入は、イオン注入装置、イオンドーピング装置またはプラズマ
処理装置を用いて行うことができる。
不純物755としては、例えば、第13族元素または第15族元素のうち、少なくとも
一種類の元素を用いることができる。また、半導体層742に酸化物半導体を用いる場合
は、不純物755として、希ガス、水素、および窒素のうち、少なくとも一種類の元素を
用いることも可能である。
図33(A2)に示すトランジスタ831は、電極723および絶縁層727を有する
点がトランジスタ830と異なる。トランジスタ831は、絶縁層772の上に形成され
た電極723を有し、電極723上に形成された絶縁層727を有する。電極723は、
バックゲート電極として機能することができる。よって、絶縁層727は、ゲート絶縁層
として機能することができる。絶縁層727は、絶縁層726と同様の材料および方法に
より形成することができる。
トランジスタ811と同様に、トランジスタ831は、占有面積に対して大きいオン電
流を有するトランジスタである。すなわち、求められるオン電流に対して、トランジスタ
831の占有面積を小さくすることができる。本発明の一態様によれば、トランジスタの
占有面積を小さくすることができる。よって、本発明の一態様によれば、集積度の高い半
導体装置を実現することができる。
図33(B1)に例示するトランジスタ840は、トップゲート型のトランジスタの1
つである。トランジスタ840は、電極744aおよび電極744bを形成した後に半導
体層742を形成する点が、トランジスタ830と異なる。また、図33(B2)に例示
するトランジスタ841は、電極723および絶縁層727を有する点が、トランジスタ
840と異なる。トランジスタ840およびトランジスタ841において、半導体層74
2の一部は電極744a上に形成され、半導体層742の他の一部は電極744b上に形
成される。
トランジスタ811と同様に、トランジスタ841は、占有面積に対して大きいオン電
流を有するトランジスタである。すなわち、求められるオン電流に対して、トランジスタ
841の占有面積を小さくすることができる。本発明の一態様によれば、トランジスタの
占有面積を小さくすることができる。よって、本発明の一態様によれば、集積度の高い半
導体装置を実現することができる。
図34(A1)に例示するトランジスタ842は、トップゲート型のトランジスタの1
つである。トランジスタ842は、絶縁層729を形成した後に電極744aおよび電極
744bを形成する点がトランジスタ830やトランジスタ840と異なる。電極744
aおよび電極744bは、絶縁層728および絶縁層729に形成した開口部において半
導体層742と電気的に接続する。
また、電極746と重ならない絶縁層726の一部を除去し、電極746と残りの絶縁
層726をマスクとして用いて不純物755を半導体層742に導入することで、半導体
層742中に自己整合(セルフアライメント)的に不純物領域を形成することができる(
図34(A3)参照)。トランジスタ842は、絶縁層726が電極746の端部を越え
て延伸する領域を有する。不純物755を半導体層742に導入する際に、半導体層74
2の絶縁層726を介して不純物755が導入された領域の不純物濃度は、絶縁層726
を介さずに不純物755が導入された領域よりも小さくなる。よって、半導体層742中
の、電極746と重なる部分に隣接する領域にLDD(Lightly Doped D
rain)領域が形成される。
図34(A2)に示すトランジスタ843は、電極723を有する点がトランジスタ8
42と異なる。トランジスタ843は、基板771の上に形成された電極723を有し、
絶縁層772を介して半導体層742と重なる。電極723は、バックゲート電極として
機能することができる。
また、図34(B1)に示すトランジスタ844および図34(B2)に示すトランジ
スタ845のように、電極746と重ならない領域の絶縁層726を全て除去してもよい
。また、図34(C1)に示すトランジスタ846および図34(C2)に示すトランジ
スタ847のように、絶縁層726を残してもよい。
トランジスタ842乃至トランジスタ847も、電極746を形成した後に、電極74
6をマスクとして用いて不純物755を半導体層742に導入することで、半導体層74
2中に自己整合的に不純物領域を形成することができる。本発明の一態様によれば、電気
特性の良好なトランジスタを実現することができる。また、本発明の一態様によれば、集
積度の高い半導体装置を実現することができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組
み合わせて実施することができる。
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様のタッチパネルと、ICと、を有するタッチパネル
モジュールの構成例について、図面を参照して説明する。
図35に、タッチパネルモジュール6500のブロック図を示す。タッチパネルモジュ
ール6500は、タッチパネル6510と、IC6520を有する。
タッチパネル6510は、表示部6511と、入力部6512と、走査線駆動回路65
13を有する。表示部6511は、複数の画素、複数の信号線、複数の走査線を有し、画
像を表示する機能を有する。入力部6512は、被検知体のタッチパネル6510への接
触、または近接を検知する複数のセンサ素子を有し、タッチセンサとしての機能を有する
。走査線駆動回路6513は、表示部6511が有する走査線に、走査信号を出力する機
能を有する。
ここでは説明を容易にするため、タッチパネル6510の構成として、表示部6511
と入力部6512を分けて明示しているが、画像を表示する機能と、タッチセンサとして
の機能の両方の機能を有する、いわゆる一体型のタッチパネルとすることが好ましい。一
体型のタッチパネルとしては、例えばオンセル型のタッチパネル、インセル型のタッチパ
ネル等がある。一体型のタッチパネルは、タッチセンサ内蔵型の表示装置ともいうことが
できる。タッチパネル6510は、インセル型のタッチパネルとすることが好ましい。
入力部6512として用いることのできるタッチセンサの方式としては、例えば静電容
量方式を適用できる。静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式
等がある。また投影型静電容量方式としては、自己容量方式、相互容量方式等がある。相
互容量方式を用いると、同時多点検出が可能となるため好ましい。
なおこれに限られず、指やスタイラスなどの被検知体の近接、または接触を検知するこ
とのできる様々な方式のセンサを入力部6512に適用することもできる。例えばセンサ
の方式としては、静電容量方式以外にも、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、光
学方式、感圧方式など様々な方式を用いることができる。
オンセル型のタッチパネルは、表示素子を支持しない側の基板(対向基板)の、表示素
子を支持する基板とは反対側にタッチセンサを構成する電極等が設けられた構成を言う。
インセル型のタッチパネルは、一対の基板の間にタッチセンサを構成する電極等が設け
られた構成を言う。インセル型のタッチパネルとしては、代表的にはセミインセル型と、
フルインセル型とがある。セミインセル型は、表示素子を支持する基板と対向基板の両方
、または対向基板に、タッチセンサを構成する電極等が設けられた構成を言う。このとき
、対向基板の表示素子を支持する基板側にタッチセンサを構成する電極等が設けられてい
る。一方、フルインセル型は、表示素子を支持する基板に、タッチセンサを構成する電極
等を設けた構成を言う。フルインセル型のタッチパネルとすることで、対向基板の構成を
簡略化できるため好ましい。特にフルインセル型として、表示素子を構成する電極が、タ
ッチセンサを構成する電極を兼ねる構成とすると、作製工程を簡略化でき、作製コストを
低減できるため好ましい。
表示部6511は、HD(画素数1280×720)、FHD(画素数1920×10
80)、WQHD(画素数2560×1440)、WQXGA(画素数2560×160
0)、4K(画素数3840×2160)、8K(画素数7680×4320)といった
極めて高い解像度を有していることが好ましい。特に4K、8K、またはそれ以上の解像
度とすることが好ましい。また、表示部6511に設けられる画素の画素密度(精細度)
が、300ppi以上、好ましくは500ppi以上、より好ましくは800ppi以上
、より好ましくは1000ppi以上、より好ましくは1200ppi以上であることが
好ましい。このように高い解像度で且つ高い精細度を有する表示部6511により、携帯
型や家庭用途などのパーソナルユースにおいては、より臨場感や奥行き感などを高めるこ
とが可能となる。
IC6520は、回路ユニット6501、信号線駆動回路6502、センサ駆動回路6
503、及び検出回路6504を有する。回路ユニット6501は、タイミングコントロ
ーラ6505と、画像処理回路6506等を有する。
信号線駆動回路6502は、表示部6511が有する信号線に、アナログ信号である映
像信号(ビデオ信号ともいう)を出力する機能を有する。例えば信号線駆動回路6502
として、シフトレジスタ回路とバッファ回路を組み合わせた構成を有することができる。
また、タッチパネル6510は、信号線に接続するデマルチプレクサ回路を有していても
よい。
センサ駆動回路6503は、入力部6512が有するセンサ素子を駆動する信号を出力
する機能を有する。センサ駆動回路6503としては、例えばシフトレジスタ回路とバッ
ファ回路を組み合わせた構成を用いることができる。
検出回路6504は、入力部6512が有するセンサ素子からの出力信号を回路ユニッ
ト6501に出力する機能を有する。例えば検出回路6504として、増幅回路と、アナ
ログデジタル変換回路(ADC:Analog-Digital Convertor)
を有する構成を用いることができる。このとき検出回路6504は、入力部6512から
出力されるアナログ信号を、デジタル信号に変換して回路ユニット6501に出力する。
回路ユニット6501が有する画像処理回路6506は、タッチパネル6510の表示
部6511を駆動する信号を生成して出力する機能と、入力部6512を駆動する信号を
生成して出力する機能と、入力部6512から出力された信号を解析して、CPU654
0に出力する機能と、を有する。
より具体的な例としては、画像処理回路6506は、CPU6540からの命令に従い
、映像信号を生成する機能を有する。また画像処理回路6506は、表示部6511の仕
様に合わせて映像信号に信号処理を施し、アナログ映像信号に変換し、信号線駆動回路6
502に供給する機能を有する。また画像処理回路6506は、CPU6540からの命
令に従い、センサ駆動回路6503に出力する駆動信号を生成する機能を有する。また、
画像処理回路6506は、検出回路6504から入力された信号を解析し、位置情報とし
てCPU6540に出力する機能を有する。
またタイミングコントローラ6505は、画像処理回路6506が処理を施した映像信
号等に含まれる同期信号を基に、走査線駆動回路6513及びセンサ駆動回路6503に
出力する信号(クロック信号、スタートパルス信号などの信号)を生成し、出力する機能
を有する。またタイミングコントローラ6505は、検出回路6504が信号を出力する
タイミングを規定する信号を生成し、出力する機能を有していてもよい。ここで、タイミ
ングコントローラ6505は、走査線駆動回路6513に出力する信号と、センサ駆動回
路6503に出力する信号とに、それぞれ同期させた信号を出力することが好ましい。特
に、表示部6511の画素のデータを書き換える期間と、入力部6512でセンシングす
る期間を、それぞれ分けることが好ましい。例えば、1フレーム期間を、画素のデータを
書き換える期間と、センシングする期間とに分けてタッチパネル6510を駆動すること
ができる。また、例えば1フレーム期間中に2以上のセンシングの期間を設けることで、
検出感度及び検出精度を高めることができる。
画像処理回路6506としては、例えばプロセッサを有する構成とすることができる。
例えばDSP(Digital Signal Processor)、GPU(Gra
phics Processing Unit)等の他のマイクロプロセッサを用いるこ
とができる。またこれらマイクロプロセッサをFPGA(Field Programm
able Gate Array)やFPAA(Field Programmable
Analog Array)といったPLD(Programmable Logic
Device)によって実現した構成としてもよい。プロセッサにより種々のプログラ
ムからの命令を解釈し実行することで、各種のデータ処理やプログラム制御を行う。プロ
セッサにより実行しうるプログラムは、プロセッサが有するメモリ領域に格納されていて
もよいし、別途設けられる記憶装置に格納されていてもよい。
なお、タッチパネル6510が有する表示部6511、走査線駆動回路6513や、I
C6520が有する回路ユニット6501、信号線駆動回路6502、センサ駆動回路6
503、検出回路6504、または外部に設けられるCPU6540等に、チャネル形成
領域に酸化物半導体を用い、極めて低いオフ電流が実現されたトランジスタを利用するこ
ともできる。当該トランジスタは、オフ電流が極めて低いため、当該トランジスタを記憶
素子として機能する容量素子に流入した電荷(データ)を保持するためのスイッチとして
用いることで、データの保持期間を長期にわたり確保することができる。例えばこの特性
を画像処理回路6506のレジスタやキャッシュメモリに用いることで、必要なときだけ
画像処理回路6506を動作させ、他の場合には直前の処理の情報を当該記憶素子に待避
させることにより、ノーマリーオフコンピューティングが可能となり、タッチパネルモジ
ュール6500、及びこれが実装される電子機器の低消費電力化を図ることができる。
なお、ここでは回路ユニット6501がタイミングコントローラ6505と画像処理回
路6506を有する構成としたが、画像処理回路6506自体、または画像処理回路65
06の一部の機能を有する回路を、外部に設けてもよい。または、画像処理回路6506
の機能、または一部の機能をCPU6540が担ってもよい。例えば回路ユニット650
1が信号線駆動回路6502、センサ駆動回路6503、検出回路6504、及びタイミ
ングコントローラ6505を有する構成とすることもできる。
なお、ここではIC6520が回路ユニット6501を含む例を示したが、回路ユニッ
ト6501はIC6520に含まれない構成とすることもできる。この時、IC6520
は信号線駆動回路6502、センサ駆動回路6503、及び検出回路6504を有する構
成とすることができる。例えばタッチパネルモジュール6500にICを複数実装する場
合には、回路ユニット6501を別途設け、回路ユニット6501を有さないIC652
0を複数配置することもできるし、IC6520と、信号線駆動回路6502のみを有す
るICを組み合わせて配置することもできる。
このように、タッチパネル6510の表示部6511を駆動する機能と、入力部651
2を駆動する機能と、を1つのICに組み込んだ構成とすることで、タッチパネルモジュ
ール6500に実装するICの数を減らすことができるため、コストを低減することがで
きる。
図36(A)、(B)、(C)は、IC6520を実装したタッチパネルモジュール6
500の概略図である。
図36(A)では、タッチパネルモジュール6500は、基板6531、対向基板65
32、複数のFPC6533、IC6520、IC6530等を有する。また基板653
1と対向基板6532との間に表示部6511、入力部6512、及び走査線駆動回路6
513を有している。IC6520及びIC6530は、COG(Chip On Gl
ass)方式などの実装方法により基板6531に実装されている。
IC6530は、上述したIC6520において、信号線駆動回路6502のみ、また
は信号線駆動回路6502及び回路ユニット6501を有するICである。IC6520
やIC6530には、FPC6533を介して外部から信号が供給される。またFPC6
533を介してIC6520やIC6530から外部に信号を出力することができる。
図36(A)では表示部6511を挟むように走査線駆動回路6513を2つ設ける構
成の例を示している。またIC6520に加えてIC6530を有する構成を示している
。このような構成は、表示部6511として極めて高解像度の場合に、好適に用いること
ができる。
図36(B)は、1つのIC6520と1つのFPC6533を実装した例を示してい
る。このように、機能を1つのIC6520に集約させることで、部品点数を減らすこと
ができるため好ましい。また図36(B)では、走査線駆動回路6513を表示部651
1の2つの短辺のうち、FPC6533に近い側の辺に沿って配置した例を示している。
図36(C)は、画像処理回路6506等が実装されたPCB(Printed Ci
rcuit Board)6534を有する構成の例を示している。基板6531上のI
C6520及びIC6530と、PCB6534とは、FPC6533によって電気的に
接続されている。ここで、IC6520には、上述の画像処理回路6506を有さない構
成を適用することができる。
なお図36の各図において、IC6520やIC6530は、基板6531ではなくF
PC6533に実装されていてもよい。例えばIC6520やIC6530をCOF(C
hip On Film)方式やTAB(Tape Automated Bondin
g)方式などの実装方法によりFPC6533に実装すればよい。
図36(A)、(B)に示すように、表示部6511の短辺側にFPC6533やIC
6520(及びIC6530)等を配置する構成は狭額縁化が可能であるため、例えばス
マートフォン、携帯電話、またはタブレット端末などの電子機器に好適に用いることがで
きる。また、図36(C)に示すようなPCB6534を用いる構成は、例えばテレビジ
ョン装置やモニタ装置、タブレット端末、またはノート型のパーソナルコンピュータなど
に好適に用いることができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組
み合わせて実施することができる。
(実施の形態5)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置、または表示システムを有する表示モジ
ュール及び電子機器について、図37乃至図42を用いて説明を行う。
図37に示す表示モジュール8000は、上部カバー8001と下部カバー8002と
の間に、FPC8003に接続されたタッチパネル8004、フレーム8009、プリン
ト基板8010、バッテリ8011を有する。
本発明の一態様の表示パネル、タッチパネル、またはタッチパネルモジュールは、例え
ば、タッチパネル8004に用いることができる。
上部カバー8001及び下部カバー8002は、タッチパネル8004のサイズに合わ
せて、形状や寸法を適宜変更することができる。
タッチパネル8004は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パネル
に重畳して用いることができる。また、タッチパネル8004の対向基板(封止基板)に
、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。また、タッチパネル800
4の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチパネルとすることも可能である。
また、透過型、または半透過型の液晶素子を用いた場合には、タッチパネル8004と
フレーム8009の間にバックライトを設けてもよい。バックライトは、光源を有する。
なお、バックライト上に光源を配置する構成としてもよいし、バックライトの端部に光源
を配置し、さらに光拡散板を用いる構成としてもよい。なお、有機EL素子等の自発光型
の発光素子を用いる場合、または反射型パネル等の場合においては、バックライトを設け
ない構成としてもよい。
フレーム8009は、タッチパネル8004の保護機能の他、プリント基板8010の
動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフ
レーム8009は、放熱板としての機能を有していてもよい。
プリント基板8010は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信
号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であって
も良いし、別途設けたバッテリ8011による電源であってもよい。バッテリ8011は
、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
また、タッチパネル8004は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加
して設けてもよい。
本発明の一態様の表示パネル、発光パネル、センサパネル、タッチパネル、タッチパネ
ルモジュール、入力装置、表示装置、または入出力装置を用いて、電子機器や照明装置を
作製できる。本発明の一態様の入力装置、表示装置、または入出力装置を用いて、曲面を
有し、信頼性の高い電子機器や照明装置を作製できる。また、本発明の一態様の入力装置
、表示装置、または入出力装置を用いて、可撓性を有し、信頼性の高い電子機器や照明装
置を作製できる。また本発明の一態様の入力装置、または入出力装置を用いて、タッチセ
ンサの検出感度が向上した電子機器や照明装置を作製できる。
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置(テレビ、又はテレビジョン受信機とも
いう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタ
ルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、携帯型ゲーム機、
携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
また、本発明の一態様の電子機器又は照明装置は可撓性を有する場合、家屋やビルの内
壁もしくは外壁、又は、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことも可能で
ある。
また、本発明の一態様の電子機器は、二次電池を有していてもよく、非接触電力伝送を
用いて、二次電池を充電することができると好ましい。
二次電池としては、例えば、ゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池(リチウムイ
オンポリマー電池)等のリチウムイオン二次電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電
池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜
鉛電池などが挙げられる。
本発明の一態様の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信す
ることで、表示部で映像や情報等の表示を行うことができる。また、電子機器が二次電池
を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
図38(A)乃至図38(H)、及び図39(A)、(B)は、電子機器を示す図であ
る。これらの電子機器は、筐体5000、表示部5001、スピーカ5003、LEDラ
ンプ5004、操作キー5005(電源スイッチ、又は操作スイッチを含む)、接続端子
5006、センサ5007(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光
、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流
量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフォン
5008、等を有することができる。
図38(A)はモバイルコンピュータであり、上述したものの他に、スイッチ5009
、赤外線ポート5010、等を有することができる。
図38(B)は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置(たとえば、DVD再生装置)
であり、上述したものの他に、第2表示部5002、記録媒体読込部5011、等を有す
ることができる。
図38(C)はテレビジョン装置であり、上述したものの他に、スタンド5012等を
有することができる。また、テレビジョン装置の操作は、筐体5000が備える操作スイ
ッチや、別体のリモコン操作機5013により行うことができる。リモコン操作機501
3が備える操作キーにより、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部5001
に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機5013に、当該リモ
コン操作機5013から出力する情報を表示する表示部を設ける構成としてもよい。
図38(D)は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、記録媒体読込部5011、
等を有することができる。
図38(E)はテレビ受像機能付きデジタルカメラであり、上述したものの他に、アン
テナ5014、シャッターボタン5015、受像部5016、等を有することができる。
図38(F)は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、第2表示部5002、記録
媒体読込部5011、等を有することができる。
図38(G)は持ち運び型テレビ受像器であり、上述したものの他に、信号の送受信が
可能な充電器5017、等を有することができる。
図38(H)は腕時計型情報端末であり、上述したもののほかに、バンド5018、留
め金5019、等を有することができる。ベゼル部分を兼ねる筐体5000に搭載された
表示部5001は、非矩形状の表示領域を有している。表示部5001は、時刻を表すア
イコン5020、その他のアイコン5021等を表示することができる。
図39(A)はデジタルサイネージ(Digital Signage:電子看板)で
ある。図39(B)は円柱状の柱に取り付けられたデジタルサイネージである。
図38(A)乃至図38(H)、及び図39(A)、(B)に示す電子機器は、様々な
機能を有することができる。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を
表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機
能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、無線通信機能、無
線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用
いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又は
データを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。さらに、複数の表
示部を有する電子機器においては、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つ
の表示部を主として文字情報を表示する機能、または、複数の表示部に視差を考慮した画
像を表示することで立体的な画像を表示する機能、等を有することができる。さらに、受
像部を有する電子機器においては、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影し
た画像を自動または手動で補正する機能、撮影した画像を記録媒体(外部又はカメラに内
蔵)に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有することができる。
なお、図38(A)乃至図38(H)、及び図39(A)、(B)に示す電子機器が有す
ることのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することができる。
図40(A)、(B)、(C1)、(C2)、(D)、(E)に、湾曲した表示部70
00を有する電子機器の一例を示す。表示部7000はその表示面が湾曲して設けられ、
湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。なお、表示部7000は可撓性を有し
ていてもよい。
表示部7000は、本発明の一態様の機能パネル、表示パネル、発光パネル、センサパ
ネル、タッチパネル、表示装置、または入出力装置等を用いて作製される。本発明の一態
様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い電子機器を提供できる。
図40(A)に携帯電話機の一例を示す。携帯電話機7100は、筐体7101、表示
部7000、操作ボタン7103、外部接続ポート7104、スピーカ7105、マイク
7106等を有する。
図40(A)に示す携帯電話機7100は、表示部7000にタッチセンサを備える。
電話を掛ける、或いは文字を入力するなどのあらゆる操作は、指やスタイラスなどで表示
部7000に触れることで行うことができる。
また、操作ボタン7103の操作により、電源のON、OFF動作や、表示部7000
に表示される画像の種類を切り替えることができる。例えば、メール作成画面から、メイ
ンメニュー画面に切り替えることができる。
図40(B)にテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置7200は、筐体7
201に表示部7000が組み込まれている。ここでは、スタンド7203により筐体7
201を支持した構成を示している。
図40(B)に示すテレビジョン装置7200の操作は、筐体7201が備える操作ス
イッチや、別体のリモコン操作機7211により行うことができる。または、表示部70
00にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部7000に触れることで操作して
もよい。リモコン操作機7211は、当該リモコン操作機7211から出力する情報を表
示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機7211が備える操作キー又はタッチ
パネルにより、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部7000に表示される
映像を操作することができる。
なお、テレビジョン装置7200は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機
により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線又は無線
による通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)又は双方向
(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。
図40(C1)、(C2)、(D)、(E)に携帯情報端末の一例を示す。各携帯情報
端末は、筐体7301及び表示部7000を有する。さらに、操作ボタン、外部接続ポー
ト、スピーカ、マイク、アンテナ、又はバッテリ等を有していてもよい。表示部7000
にはタッチセンサを備える。携帯情報端末の操作は、指やスタイラスなどで表示部700
0に触れることで行うことができる。
図40(C1)は、携帯情報端末7300の斜視図であり、図40(C2)は携帯情報
端末7300の上面図である。図40(D)は、携帯情報端末7310の斜視図である。
図40(E)は、携帯情報端末7320の斜視図である。
本実施の形態で例示する携帯情報端末は、例えば、電話機、手帳又は情報閲覧装置等か
ら選ばれた一つ又は複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとしてそれぞれ用
いることができる。本実施の形態で例示する携帯情報端末は、例えば、移動電話、電子メ
ール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種
々のアプリケーションを実行することができる。
携帯情報端末7300、携帯情報端末7310及び携帯情報端末7320は、文字や画
像情報をその複数の面に表示することができる。例えば、図40(C1)、(D)に示す
ように、3つの操作ボタン7302を一の面に表示し、矩形で示す情報7303を他の面
に表示することができる。図40(C1)、(C2)では、携帯情報端末の上側に情報が
表示される例を示し、図40(D)では、携帯情報端末の横側に情報が表示される例を示
す。また、携帯情報端末の3面以上に情報を表示してもよく、図40(E)では、情報7
304、情報7305、情報7306がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。
なお、情報の例としては、SNS(ソーシャル・ネットワーキング・サービス)の通知
、電子メールや電話などの着信を知らせる表示、電子メールなどの題名もしくは送信者名
、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報が表示さ
れている位置に、情報の代わりに、操作ボタン、アイコンなどを表示してもよい。
例えば、携帯情報端末7300の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末7300
を収納した状態で、その表示(ここでは情報7303)を確認することができる。
具体的には、着信した電話の発信者の電話番号又は氏名等を、携帯情報端末7300の
上方から観察できる位置に表示する。使用者は、携帯情報端末7300をポケットから取
り出すことなく、表示を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。
図40(F)~(H)に、湾曲した発光部を有する照明装置の一例を示している。
図40(F)~(H)に示す各照明装置が有する発光部は、本発明の一態様の機能パネ
ル、表示パネル、発光パネル、センサパネル、タッチパネル、表示装置、または入出力装
置等を用いて作製される。本発明の一態様により、湾曲した発光部を備え、且つ信頼性の
高い照明装置を提供できる。
図40(F)に示す照明装置7400は、波状の発光面を有する発光部7402を備え
る。したがってデザイン性の高い照明装置となっている。
図40(G)に示す照明装置7410の備える発光部7412は、凸状に湾曲した2つ
の発光部が対称的に配置された構成となっている。したがって照明装置7410を中心に
全方位を照らすことができる。
図40(H)に示す照明装置7420は、凹状に湾曲した発光部7422を備える。し
たがって、発光部7422からの発光を、照明装置7420の前面に集光するため、特定
の範囲を明るく照らす場合に適している。また、このような形態とすることで、影ができ
にくいという効果を奏する。
また、照明装置7400、照明装置7410及び照明装置7420の備える各々の発光
部は可撓性を有していてもよい。発光部を可塑性の部材や可動なフレームなどの部材で固
定し、用途に合わせて発光部の発光面を自在に湾曲可能な構成としてもよい。
照明装置7400、照明装置7410及び照明装置7420は、それぞれ、操作スイッ
チ7403を備える台部7401と、台部7401に支持される発光部を有する。
なおここでは、台部によって発光部が支持された照明装置について例示したが、発光部
を備える筐体を天井に固定する、又は天井からつり下げるように用いることもできる。発
光面を湾曲させて用いることができるため、発光面を凹状に湾曲させて特定の領域を明る
く照らす、又は発光面を凸状に湾曲させて部屋全体を明るく照らすこともできる。
図41(A1)、(A2)、(B)~(I)に、可撓性を有する表示部7001を有す
る携帯情報端末の一例を示す。
表示部7001は、本発明の一態様の機能パネル、表示パネル、発光パネル、センサパ
ネル、タッチパネル、表示装置、または入出力装置等を用いて作製される。例えば、曲率
半径0.01mm以上150mm以下で曲げることができる表示装置、または入出力装置
等を適用できる。また、表示部7001はタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示
部7001に触れることで携帯情報端末を操作することができる。本発明の一態様により
、可撓性を有する表示部を備え、且つ信頼性の高い電子機器を提供できる。
図41(A1)は、携帯情報端末の一例を示す斜視図であり、図41(A2)は、携帯
情報端末の一例を示す側面図である。携帯情報端末7500は、筐体7501、表示部7
001、引き出し部材7502、操作ボタン7503等を有する。
携帯情報端末7500は、筐体7501内にロール状に巻かれた可撓性を有する表示部
7001を有する。
また、携帯情報端末7500は内蔵された制御部によって映像信号を受信可能で、受信
した映像を表示部7001に表示することができる。また、携帯情報端末7500にはバ
ッテリが内蔵されている。また、筐体7501にコネクターを接続する端子部を備え、映
像信号や電力を有線により外部から直接供給する構成としてもよい。
また、操作ボタン7503によって、電源のON、OFF動作や表示する映像の切り替
え等を行うことができる。なお、図41(A1)、(A2)、(B)では、携帯情報端末
7500の側面に操作ボタン7503を配置する例を示すが、これに限られず、携帯情報
端末7500の表示面と同じ面(おもて面)や、裏面に配置してもよい。
図41(B)には、表示部7001を引き出し部材7502により引き出した状態の携
帯情報端末7500を示す。この状態で表示部7001に映像を表示することができる。
また、表示部7001の一部がロール状に巻かれた図41(A1)の状態と表示部700
1を引き出し部材7502により引き出した図41(B)の状態とで、携帯情報端末75
00が異なる表示を行う構成としてもよい。例えば、図41(A1)の状態のときに、表
示部7001のロール状に巻かれた部分を非表示とすることで、携帯情報端末7500の
消費電力を下げることができる。
なお、表示部7001を引き出した際に表示部7001の表示面が平面状となるように
固定するため、表示部7001の側部に補強のためのフレームを設けていてもよい。
なお、この構成以外に、筐体にスピーカを設け、映像信号と共に受信した音声信号によ
って音声を出力する構成としてもよい。
図41(C)~(E)に、折りたたみ可能な携帯情報端末の一例を示す。図41(C)
では、展開した状態、図41(D)では、展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から
他方に変化する途中の状態、図41(E)では、折りたたんだ状態の携帯情報端末760
0を示す。携帯情報端末7600は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態
では、継ぎ目のない広い表示領域により一覧性に優れる。
表示部7001はヒンジ7602によって連結された3つの筐体7601に支持されて
いる。ヒンジ7602を介して2つの筐体7601間を屈曲させることにより、携帯情報
端末7600を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。
図41(F)、(G)に、折りたたみ可能な携帯情報端末の一例を示す。図41(F)
では、表示部7001が内側になるように折りたたんだ状態、図41(G)では、表示部
7001が外側になるように折りたたんだ状態の携帯情報端末7650を示す。携帯情報
端末7650は表示部7001及び非表示部7651を有する。携帯情報端末7650を
使用しない際に、表示部7001が内側になるように折りたたむことで、表示部7001
の汚れや傷つきを抑制できる。
図41(H)に、可撓性を有する携帯情報端末の一例を示す。携帯情報端末7700は
、筐体7701及び表示部7001を有する。さらに、入力手段であるボタン7703a
、7703b、音声出力手段であるスピーカ7704a、7704b、外部接続ポート7
705、マイク7706等を有していてもよい。また、携帯情報端末7700は、可撓性
を有するバッテリ7709を搭載することができる。バッテリ7709は例えば表示部7
001と重ねて配置してもよい。
筐体7701、表示部7001、及びバッテリ7709は可撓性を有する。そのため、
携帯情報端末7700を所望の形状に湾曲させることや、携帯情報端末7700に捻りを
加えることが容易である。例えば、携帯情報端末7700は、表示部7001が内側又は
外側になるように折り曲げて使用することができる。または、携帯情報端末7700をロ
ール状に巻いた状態で使用することもできる。このように筐体7701及び表示部700
1を自由に変形することが可能であるため、携帯情報端末7700は、落下した場合、又
は意図しない外力が加わった場合であっても、破損しにくいという利点がある。
また、携帯情報端末7700は軽量であるため、筐体7701の上部をクリップ等で把
持してぶら下げて使用する、又は、筐体7701を磁石等で壁面に固定して使用するなど
、様々な状況において利便性良く使用することができる。
図41(I)に腕時計型の携帯情報端末の一例を示す。携帯情報端末7800は、バン
ド7801、表示部7001、入出力端子7802、操作ボタン7803等を有する。バ
ンド7801は、筐体としての機能を有する。また、携帯情報端末7800は、可撓性を
有するバッテリ7805を搭載することができる。バッテリ7805は例えば表示部70
01やバンド7801と重ねて配置してもよい。
バンド7801、表示部7001、及びバッテリ7805は可撓性を有する。そのため
、携帯情報端末7800を所望の形状に湾曲させることが容易である。
操作ボタン7803は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オ
フ動作、マナーモードの実行及び解除、省電力モードの実行及び解除など、様々な機能を
持たせることができる。例えば、携帯情報端末7800に組み込まれたオペレーティング
システムにより、操作ボタン7803の機能を自由に設定することもできる。
また、表示部7001に表示されたアイコン7804に指等で触れることで、アプリケ
ーションを起動することができる。
また、携帯情報端末7800は、通信規格に準拠した近距離無線通信を実行することが
可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフ
リーで通話することもできる。
また、携帯情報端末7800は入出力端子7802を有していてもよい。入出力端子7
802を有する場合、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うこ
とができる。また入出力端子7802を介して充電を行うこともできる。なお、本実施の
形態で例示する携帯情報端末の充電動作は、入出力端子を介さずに非接触電力伝送により
行ってもよい。
図42(A)、(B)、(C)に折り畳み可能な腕時計型の携帯情報端末の一例を示す
。携帯情報端末7900は、表示部7901、筐体7902、筐体7903、バンド79
04、操作ボタン7905等を有する。
携帯情報端末7900は、図42(A)に示すように筐体7902が筐体7903上に
重ねられた状態から、図42(B)に示すように筐体7902を持ち上げることにより、
図42(C)に示すように、表示部7901が展開された状態に可逆的に変形させること
ができる。そのため携帯情報端末7900は、例えば通常は表示部7901を折り畳んだ
状態で使用することが可能で、また表示部7901を展開することにより表示領域を広げ
て使用することができる。
また、表示部7901がタッチパネルとしての機能を有することで、表示部7901を
触れることで携帯情報端末7900を操作することができる。また操作ボタン7905を
押す、回す、若しくは上下方向、手前方向、または奥行方向にずらすなどの操作により、
携帯情報端末7900を操作することができる。
図42(A)に示すように、筐体7902と筐体7903とが重なった状態のとき、筐
体7902と筐体7903とが意図せずに離れないようにロック機構を有することが好ま
しい。このとき、例えば操作ボタン7905を押すなどの操作により、ロック状態を解除
できる構成とすることが好ましい。また、バネなどの復元力を利用して、ロック状態を解
除したときに、図42(A)に示す状態から図42(C)に示す状態に自動的に変形する
機構を有していてもよい。または、ロック機構に代えて磁力により筐体7902と筐体7
903の相対的な位置を固定してもよい。磁力を用いることで容易に筐体7902と筐体
7903とを脱着させることができる。例えば筐体7902及び筐体7903の一方に強
磁性体を配置し、他方に強磁性体や常磁性体などの磁性体を、2つの筐体を重ねたときに
、上記強磁性体と重なる位置に配置すればよい。
図42(A)、(B)、(C)では、バンド7904の曲がる向きに対して概略垂直な
方向に表示部7901が展開できる構成を示したが、図42(D)、(E)に示すように
、バンド7904の曲がる向きに概略平行な方向に表示部7901を展開できる構成とし
てもよい。またこのとき、バンド7904に巻きつけるように、表示部7901を湾曲さ
せて用いてもよい。
本実施の形態において述べた電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有す
ることを特徴とする。該表示部に、本発明の一態様の表示パネル、タッチパネル、または
タッチパネルモジュール等を適用することができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組
み合わせて実施することができる。
10 タッチパネルモジュール
21 基板
23 配線
23a 配線
23b 配線
24 配線
24a 配線
24b 配線
25a 導電層
25b 導電層
25c 導電層
26 導電層
26a 導電層
26b 導電層
27 構造体
28 導電層
29 EL層
31 基板
32 表示部
34 回路
35 配線
36 画素電極
37 EL層
38 共通電極
40 発光素子
41 開口部
42 FPC
43 IC
51 信号線
52 走査線
55 電源線
61 接着層
65 着色層
66 遮光層
69 導電層
70 トランジスタ
70a トランジスタ
70b トランジスタ
71 導電層
72 半導体層
73 絶縁層
74a 導電層
74b 導電層
76 導電層
80 画素回路
81 絶縁層
82 絶縁層
83 絶縁層
84 絶縁層
85 容量素子
90 画素
91 回路
102 EL層
103 共通電極
111 画素電極
130 偏光板
131 着色層
132 遮光層
141 接着層
171 基板
172 基板
201 トランジスタ
202 トランジスタ
203 容量素子
204 接続部
205 トランジスタ
211 絶縁層
212 絶縁層
213 絶縁層
214 絶縁層
215 絶縁層
216 絶縁層
217 絶縁層
218 絶縁層
221 導電層
222 導電層
223 導電層
231 半導体層
242 接続層
251 接着層
252 接着層
601 パルス電圧出力回路
602 電流検出回路
603 容量
621 電極
622 電極
705 絶縁層
706 電極
707 絶縁層
708 半導体層
710 絶縁層
711 絶縁層
714 電極
715 電極
722 絶縁層
723 電極
726 絶縁層
727 絶縁層
728 絶縁層
729 絶縁層
741 絶縁層
742 半導体層
744a 電極
744b 電極
746 電極
755 不純物
771 基板
772 絶縁層
810 トランジスタ
811 トランジスタ
820 トランジスタ
821 トランジスタ
825 トランジスタ
830 トランジスタ
831 トランジスタ
840 トランジスタ
841 トランジスタ
842 トランジスタ
843 トランジスタ
844 トランジスタ
845 トランジスタ
846 トランジスタ
847 トランジスタ
5000 筐体
5001 表示部
5002 表示部
5003 スピーカ
5004 LEDランプ
5005 操作キー
5006 接続端子
5007 センサ
5008 マイクロフォン
5009 スイッチ
5010 赤外線ポート
5011 記録媒体読込部
5012 スタンド
5013 リモコン操作機
5014 アンテナ
5015 シャッターボタン
5016 受像部
5017 充電器
5018 バンド
5019 留め金
5020 アイコン
5021 アイコン
6500 タッチパネルモジュール
6501 回路ユニット
6502 信号線駆動回路
6503 センサ駆動回路
6504 検出回路
6505 タイミングコントローラ
6506 画像処理回路
6510 タッチパネル
6511 表示部
6512 入力部
6513 走査線駆動回路
6520 IC
6530 IC
6531 基板
6532 対向基板
6533 FPC
6534 PCB
6540 CPU
7000 表示部
7001 表示部
7100 携帯電話機
7101 筐体
7103 操作ボタン
7104 外部接続ポート
7105 スピーカ
7106 マイク
7200 テレビジョン装置
7201 筐体
7203 スタンド
7211 リモコン操作機
7300 携帯情報端末
7301 筐体
7302 操作ボタン
7303 情報
7304 情報
7305 情報
7306 情報
7310 携帯情報端末
7320 携帯情報端末
7400 照明装置
7401 台部
7402 発光部
7403 操作スイッチ
7410 照明装置
7412 発光部
7420 照明装置
7422 発光部
7500 携帯情報端末
7501 筐体
7502 部材
7503 操作ボタン
7600 携帯情報端末
7601 筐体
7602 ヒンジ
7650 携帯情報端末
7651 非表示部
7700 携帯情報端末
7701 筐体
7703a ボタン
7703b ボタン
7704a スピーカ
7704b スピーカ
7705 外部接続ポート
7706 マイク
7709 バッテリ
7800 携帯情報端末
7801 バンド
7802 入出力端子
7803 操作ボタン
7804 アイコン
7805 バッテリ
7900 携帯情報端末
7901 表示部
7902 筐体
7903 筐体
7904 バンド
7905 操作ボタン
8000 表示モジュール
8001 上部カバー
8002 下部カバー
8003 FPC
8004 タッチパネル
8009 フレーム
8010 プリント基板
8011 バッテリ

Claims (1)

  1. 第1の配線と、第2の配線と、第1の構造体と、第2の構造体と、第1の導電層と、第2の導電層と、を有し、
    前記第1の構造体は、前記第1の配線上に設けられ、且つ、前記第1の配線と重なる部分を有し、
    前記第1の導電層は、前記第1の構造体上に設けられ、且つ、前記第1の配線と重なる部分を有し、且つ、フローティングの状態であり、
    前記第2の構造体は、前記第2の配線上に設けられ、且つ、前記第2の配線と重なる部分を有し、
    前記第2の導電層は、前記第2の構造体上に設けられ、且つ、前記第2の配線と重なる部分を有し、且つ、フローティングの状態であり、
    前記第1の導電層と前記第1の配線、前記第2の導電層と前記第2の配線、及び前記第1の導電層と前記第2の導電層は、それぞれ容量性の結合を有する、
    タッチセンサ。
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160024863A (ko) * 2013-06-28 2016-03-07 소니 주식회사 데스크 패드
CN103955320B (zh) * 2014-04-21 2017-02-15 合肥鑫晟光电科技有限公司 触摸基板及触摸屏
KR102432472B1 (ko) * 2015-10-22 2022-08-17 엘지디스플레이 주식회사 컨트롤러, 데이터 드라이버, 표시장치 및 그 구동방법
KR102653000B1 (ko) 2016-03-04 2024-04-01 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법
KR102365490B1 (ko) 2016-07-13 2022-02-18 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 입출력 패널, 입출력 장치, 반도체 장치
JP6662738B2 (ja) * 2016-08-19 2020-03-11 株式会社ジャパンディスプレイ 入力検出装置および電子装置
CN106802742A (zh) * 2017-02-27 2017-06-06 武汉华星光电技术有限公司 有机发光触控显示屏及其制作方法
US20180323239A1 (en) * 2017-05-03 2018-11-08 Innolux Corporation Display device
CN110162199A (zh) * 2018-02-13 2019-08-23 宸美(厦门)光电有限公司 触控面板及其制作方法
CN108594552B (zh) * 2018-05-08 2023-07-11 京东方科技集团股份有限公司 显示基板、显示面板、显示装置及其驱动方法
CN109002233A (zh) * 2018-07-10 2018-12-14 汕头超声显示器技术有限公司 一种pi基底的触摸屏或显示器的制造方法
CN109240536B (zh) * 2018-08-17 2021-05-07 汕头超声显示器技术有限公司 一种pi基底的触摸屏或显示器的制造方法
KR102528943B1 (ko) * 2018-09-28 2023-05-03 엘지디스플레이 주식회사 자체 발광소자
CN111352467B (zh) * 2018-12-20 2022-02-01 致伸科技股份有限公司 触控板模块及具有触控板模块的电子计算机
CN109799934B (zh) * 2019-01-24 2022-06-28 蓝思科技(长沙)有限公司 一种触控传感器的制备方法
KR20210021793A (ko) 2019-08-19 2021-03-02 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 장치
KR20210033588A (ko) * 2019-09-18 2021-03-29 삼성디스플레이 주식회사 표시장치
CN112711339A (zh) * 2019-10-24 2021-04-27 名硕电脑(苏州)有限公司 触控板装置
CN113268152B (zh) * 2020-02-14 2023-06-02 华为技术有限公司 触控显示面板与触控显示装置
KR20210114094A (ko) * 2020-03-09 2021-09-23 삼성디스플레이 주식회사 디스플레이 장치
CN111370594B (zh) * 2020-03-19 2023-04-07 重庆京东方显示技术有限公司 显示面板和显示装置
DE102021200540A1 (de) * 2021-01-21 2022-07-21 Asca Gmbh Halbleitermodul und Verfahren zu dessen Herstellung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100271328A1 (en) 2009-04-22 2010-10-28 Shinji Sekiguchi Input device and display device having the same
JP2010272105A (ja) 2009-04-22 2010-12-02 Hitachi Displays Ltd 入力装置、およびそれを備えた表示装置
US20140247239A1 (en) 2013-03-04 2014-09-04 Apple Inc. Display integrated pressure sensor

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101713877A (zh) * 2008-10-08 2010-05-26 深超光电(深圳)有限公司 多点触控式液晶显示面板之制造方法
US20100108409A1 (en) * 2008-11-06 2010-05-06 Jun Tanaka Capacitive coupling type touch panel
JP5523802B2 (ja) 2009-11-25 2014-06-18 株式会社東芝 画像処理装置
KR102109009B1 (ko) 2011-02-25 2020-05-11 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 장치 및 발광 장치를 사용한 전자 기기
KR101933952B1 (ko) 2011-07-01 2018-12-31 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 장치, 전자 기기 및 조명 장치
KR102079188B1 (ko) 2012-05-09 2020-02-19 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 장치 및 전자 기기
US9571103B2 (en) 2012-05-25 2017-02-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Lookup table and programmable logic device including lookup table
KR102141459B1 (ko) 2013-03-22 2020-08-05 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 액정 표시 장치
KR102076690B1 (ko) * 2013-04-19 2020-02-13 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
JP6581765B2 (ja) 2013-10-02 2019-09-25 株式会社半導体エネルギー研究所 ブートストラップ回路、およびブートストラップ回路を有する半導体装置
US9455281B2 (en) 2014-06-19 2016-09-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Touch sensor, touch panel, touch panel module, and display device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100271328A1 (en) 2009-04-22 2010-10-28 Shinji Sekiguchi Input device and display device having the same
JP2010272105A (ja) 2009-04-22 2010-12-02 Hitachi Displays Ltd 入力装置、およびそれを備えた表示装置
US20140247239A1 (en) 2013-03-04 2014-09-04 Apple Inc. Display integrated pressure sensor

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