JP7418862B2 - タッチ検出機能付き表示装置及びその製造方法 - Google Patents

タッチ検出機能付き表示装置及びその製造方法 Download PDF

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Description

本発明の一実施形態は、タッチ検出機能付き表示装置及びその製造方法に関する。例えば、表示素子として有機エレクトロルミネセンス素子が用いられ、タッチセンサが内蔵される表示装置に関する。
表示素子として液晶表示素子を用い、液晶表示素子の共通電極と静電容量式のタッチ検出電極とを液晶表示パネルの中で一体化した、所謂インセル方式のタッチ検出機能付き表示装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０１２－０７３７８３号公報
従来のタッチ検出機能付き表示装置は、ガラス基板を用いて作製されているため、インセル方式を採用したとしても薄型化に限界がある。また、ガラス基板を用いている限り、可撓性を有するディスプレイ（所謂フレキシブルディスプレイ）を実現できないという問題がある。
本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、透明樹脂基板と、透明樹脂基板に埋め込まれたタッチセンサと、トランジスタ及びトランジスタと電気的に接続される有機エレクトロルミネセンス素子を含む画素と、画素が配列された表示部と、タッチセンサと表示部との間に配置されたシールド電極とを有し、画素は、透明樹脂基板側に光を出射する構成を備える。
本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の製造方法は、第１方向に伸びる第１センサ電極及び第１方向と交差する第２方向に伸びる第２センサ電極で構成されるタッチセンサを含む透明樹脂基板を形成し、タッチセンサを覆うシールド電極を形成し、透明樹脂基板上に、トランジスタ及びトランジスタと電気的に接続される有機エレクトロルミネセンス素子とを含む画素が配列された表示部を形成することを含む。
本発明の一実施形態によれば、タッチセンサを構成するセンサ電極が透明樹脂基板に埋め込まれたことにより、タッチ検出機能付き表示装置の薄型化を図ることができる。また、可撓性を有するタッチ検出機能付き表示装置を実現することができる。
本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成を説明する平面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の構成を説明する斜視図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の等価回路の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の構造を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置に設けられるタッチセンサの構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置に設けられるタッチセンサの構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置に設けられるタッチセンサの構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の断面模式構造を示す図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の断面構造を示し、製造方法を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の断面構造を示し、製造方法を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の製造方法を説明する図であり、多階調露光法によるパターニング工程を示す図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の断面構造を示し、製造方法を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の断面構造を示し、製造方法を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の断面構造を示し、製造方法を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の断面構造を示し、製造方法を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の製造工程において支持基板上に複数の表示パネルが作製される態様を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の等価回路の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の構造を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の等価回路の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の構造を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の等価回路の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の構造を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の構造を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の構造を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の構造を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の構造を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置に埋め込まれるタッチセンサの電極構造を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素の構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のセンサ電極の一例を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のセンサ電極の一例を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のセンサ電極の一例を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のセンサ電極の一例を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のセンサ電極の一例を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のセンサ電極の一例を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のセンサ電極と引き出し配線の接続構造の一例を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のセンサ電極と引き出し配線の接続構造の一例を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のセンサ電極と引き出し配線の接続構造の一例を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態を、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を含み、以下に例示する実施形態に限定して解釈されるものではない。本明細書に添付される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、それはあくまで一例であって、本発明の内容を必ずしも限定するものではない。また、本発明において、ある図面に記載された特定の要素と、他の図面に記載された特定の要素とが同一又は対応する関係にあるときは、同一の符号（又は符号として記載された数字の後にａ、ｂ等を付した符号）を付して、繰り
返しの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）にある場合を含む。すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）においてある部材又は領域との間に別の構成要素が含まれている場合も含む。
第１の実施形態：
本実施形態は、画面へのタッチを検知するタッチセンサ機能と、画面に画像を表示する表示機能とを有する、タッチ検出機能付き表示装置について説明する。
１－１．表示装置の構成
図１は、本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１００の構成を示す。タッチ検出機能付き表示装置１００は、透明樹脂基板１２４の第１面に、表示部１０２、駆動回路部１０４、端子部１０６、タッチセンサ１０８を有する。表示部１０２は複数の画素１１０を含む。複数の画素１１０は、第１方向（例えば、図１に示すＸ方向）と、第１方向と交差する第２方向（例えば、図１に示すＹ方向）に配列される。複数の画素１１０の配列は任意であり、例えば、ストライプ配列、デルタ配列、ベイヤー配列、ペンタイル配列、ダイヤモンドペンタイル配列等の各種配列が適用される。
タッチセンサ１０８は、第１センサ電極１１４、第２センサ電極１１６を含む。第１センサ電極１１４は、第１方向に伸びるパターンで形成される。第２センサ電極１１６は、第１方向と交差する第２方向に伸びるパターンで形成される。第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６のパターンは任意であるが、例えば、平板状（帯状）のパターンを有していてもよい。第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６は、それぞれ複数個配列される。第１センサ電極１１４は第２方向に複数本配列され、第２センサ電極１１６は第１方向に複数本配列される。第１センサ電極１１４と第２センサ電極１１６とは、絶縁層を介して交差するように配置される。
端子部１０６は、透明樹脂基板１２４の一辺に沿って配置された複数の端子電極１１８を含む。複数の端子電極１１８は、フレキシブルプリント配線基板１２２と電気的に接続され、外部回路から信号が入力される端子となる。
駆動回路部１０４は、第１駆動回路１１２ａ、第２駆動回路１１２ｂ、及び第３駆動回路１１２ｃを含む。第１駆動回路１１２ａ、第２駆動回路１１２ｂ、及び第３駆動回路１１２ｃの配置は任意であるが、例えば、第１駆動回路１１２ａ及び第３駆動回路１１２ｃは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）を用いて透明樹脂基板１２４の上に形成され、第２駆動回路１１２ｂは半導体集積回路（ＬＳＩ：Large Scale Integrated circuit）で形成され、ベアチップの形態でフレキシブルプリント配線基板１２２の上に実装されていてもよい。フレキシブルプリント配線基板１２２に実装される半導体集積回路はドライバＩＣとも呼ばれる。第２駆動回路１１２ｂは、複数の画素１１０に映像信号を出力する映像信号処理回路１１３と、タッチセンサ１０８の信号を処理するセンサ信号処理回路１１５とが一体化されていてもよい。これにより実装コストを下げることができる。
表示部１０２とタッチセンサ１０８とは、一部又は全部が重なるように配置される。表示部１０２は画像又は映像を表示し、タッチセンサ１０８は人間の指等の接触又は近接を
検知する機能を有する。タッチセンサ１０８は、表示部１０２に表示されるアイコン、キー等のグラフィックユーザインターフェイス（ＧＵＩ）に対する操作を検知する。
タッチセンサ１０８は、静電容量の変化を利用して人間の指等の接触又は近接を検知する機能を有する。第１センサ電極１１４は、レシーバ電極（Ｒｘ電極）となり、検出信号（Ｖｄｅｔ）を順次出力する。第２センサ電極１１６はトランスミッタ電極（Ｔｘ電極）となり、第３駆動回路１１２ｃからコモン駆動信号（Ｖｃｏｍ）が順次供給される。
タッチ検出機能付き表示装置１００は、表示部１０２が画像を表し、タッチセンサ１０８が画面へのタッチを検出することで、入出力機能を発揮する。表示部１０２は、第１駆動回路１１２ａから出力される走査信号と、第２駆動回路１１２ｂから出力される映像信号によって駆動される。タッチセンサ１０８は、端子電極１１８を介して第１センサ電極１１４に入力される検出信号と、第３駆動回路１１２ｃから第２センサ電極１１６に供給されるコモン駆動信号によって駆動される。表示部１０２にアイコン等のグラフィックユーザインターフェイス（ＧＵＩ）が表示され、画面のタッチをタッチセンサ１０８が検知して、当該ＧＵＩが操作されたか否かを判別することが可能となる。
図２は、タッチ検出機能付き表示装置１００の構成を説明する斜視図を示す。タッチ検出機能付き表示装置１００は、第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６が埋め込まれた透明樹脂基板１２４を有する。第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６によりタッチセンサ１０８が形成される。透明樹脂基板１２４の上には、画素１１０が配列された表示部１０２、駆動回路部１０４、端子電極１１８が配列された端子部１０６等が設けられる。また、透明樹脂基板１２４は、シールド電極１２６を含む。シールド電極１２６は、第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６と表示部１０２との間に設けられている。表示部１０２の上には、封止層１２８が設けられていてもよい。封止層１２８は、表示部１０２及び駆動回路部１０４を保護するために設けられる。透明樹脂基板１２４に埋め込まれた第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６のそれぞれは、透明樹脂基板１２４に形成されたコンタクトホールを介して端子電極１１８と電気的に接続される。
画素１１０は発光素子を含む。発光素子としては、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。）が用いられる。タッチ検出機能付き表示装置１００は、画素１１０の発光が透明樹脂基板１２４を通して出射される、所謂ボトムエミッション型の構造を有する。このため、透明樹脂基板１２４は、透光性を有する。第１センサ電極１１４、第２センサ電極１１６、及びシールド電極１２６は画素１１０と重畳して配置されるため、これらの電極も透光性を有する。例えば、第１センサ電極１１４、第２センサ電極１１６、シールド電極１２６、のそれぞれは透明導電膜で形成される。図２に示すように、タッチ検出機能付き表示装置１００は、表示部１０２に表示される画像を透明樹脂基板１２４側から視認する構成を有する。すなわち、タッチ検出機能付き表示装置１００は、表示部１０２に表示される画像を、タッチセンサ１０８を通して視認する構成を有する。
封止層１２８の構成は任意である。例えば、封止層１２８は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等の無機絶縁膜で形成される。また、封止層１２８として、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、又はエポキシ樹脂等の樹脂材料を用いて形成されていてもよい。封止層１２８は、画素１１０に設けられる発光素子の劣化を防止するために設けられる。
１－２．画素の等価回路
図３は、画素１１０ａの等価回路の一例を示す。画素１１０ａは、有機ＥＬ素子１３４、選択トランジスタ１３６、駆動トランジスタ１３８、容量素子１４０を含む。選択トラ
ンジスタ１３６及び駆動トランジスタ１３８は、半導体層（又は「活性層」とも呼ばれる。）が、２つのゲート電極で挟まれたデュアルゲート構造を有する。駆動トランジスタ１３８は、第１ゲート電極１５４及び第２ゲート電極１６６を有し、選択トランジスタ１３６は、第１ゲート電極１５６及び第２ゲート電極１６８を有する。
選択トランジスタ１３６及び駆動トランジスタ１３８は絶縁ゲート型電界効果トランジスタであり、ソース及びドレインが信号の入出力端子となり、ゲートがトランジスタのオンオフを制御する制御端子となる。図３に示す等価回路において、選択トランジスタ１３６及び駆動トランジスタ１３８は、ｎチャネル型トランジスタであるものとする。
選択トランジスタ１３６の制御端子（第１ゲート電極１５６及び第２ゲート電極１６８）は、ゲート信号線１４２ａと電気的に接続される。選択トランジスタ１３６の入出力端子の一方（第１端子）はデータ信号線１４４と電気的に接続され、入出力端子の他方（第２端子）は駆動トランジスタ１３８の制御端子（第１ゲート電極１５４及び第２ゲート電極１６６）と電気的に接続される。駆動トランジスタ１３８の入出力端子の一方（第１端子：ソース）はコモン配線１４６（１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃ）と電気的に接続され、入出力端子の他方（第２端子：ドレイン）は有機ＥＬ素子１３４の一方の端子（第１端子）と電気的に接続される。容量素子１４０は、一方の端子（第１端子）が駆動トランジスタ１３８の制御端子（第１ゲート電極１５４及び第２ゲート電極１６６）と電気的に接続され、他方の端子（第２端子）がコモン配線１４６（１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃ）と電気的に接続される。有機ＥＬ素子１３４の他方の端子（第２端子）は電源線１４８と電気的に接続される。
第１コモン配線１４６ａ、第２コモン配線１４６ｂ、及び第３コモン配線１４６ｃは、一定電位（例えば、接地電位）が与えられる。電源線１４８は、コモン配線１４６よりも高い電位である電源電位ＶＤＤが与えられる。有機ＥＬ素子１３４は、一方の端子（第１端子）が陰極であり、他方の端子（第２端子）が陽極である。駆動トランジスタ１３８の制御端子に閾値電圧以上の電圧が印加されると、電源線１４８とコモン配線１４６の間に接続される有機ＥＬ素子１３４に電流が流れる。有機ＥＬ素子１３４は、駆動トランジスタ１３８のドレイン電流により、発光強度が制御される。
１－３．画素の構造
図４は、図３に示す等価回路に対応する画素１１０ａの平面構造の一例を示す。図５（Ａ）は、図４に示すＡ１－Ａ２線に対応する画素１１０ａの断面構造を示す。図５（Ｂ）は、図４に示すＢ１－Ｂ２線に対応する画素１１０ａの断面構造を示す。図５（Ａ）は選択トランジスタ１３６及び容量素子１４０の断面構造を示し、図５（Ｂ）は、駆動トランジスタ１３８及び有機ＥＬ素子１３４の断面構造を示す。以下の説明では、図４、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）を適宜参照して説明する。なお、図４で示す画素１１０ａの平面図において、第１センサ電極１１４、第２センサ電極１１６、及び有機ＥＬ素子１３４の構造は省略されている。
図４に示すように、画素１１０ａは、駆動トランジスタ１３８、選択トランジスタ１３６、容量素子１４０が配置される。また、画素１１０ａには、これらの素子と接続されるゲート信号線１４２、データ信号線１４４、コモン配線１４６が配設される。
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、透明樹脂基板１２４は、第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６が埋め込まれている。第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６によってタッチセンサ１０８が形成される。この透明樹脂基板１２４の上に、駆動トランジスタ１３８、選択トランジスタ１３６、容量素子１４０、及び有機ＥＬ素子１３４が設けられる。第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６と、駆動トランジ
スタ１３８、選択トランジスタ１３６、容量素子１４０、及び有機ＥＬ素子１３４との間には、シールド電極１２６が配置される。
第２センサ電極１１６は、第１ゲート電極１５４と重なる領域に開口部１１９が設けられる。第２センサ電極１１６は、トランスミッタ電極（Ｔｘ電極）としてコモン駆動信号（Ｖｃｏｍ）が印加される。第２センサ電極１１６と第１ゲート電極１５４との間には、第３透明樹脂層１５０ｃが介在しているのみであり、両者は比較的近接して配置される。この場合、第１ゲート電極１５４がフローティング状態であるとき、第２センサ電極１１６に駆動信号が印加されると、その駆動信号により発生する電界が第１ゲート電極１５４に作用して駆動トランジスタ１３８の動作が不安定になり、誤動作をするおそれがある。第２センサ電極１１６から第１ゲート電極１５４を遠ざけるために、第４透明樹脂層１５０ｃの膜厚は大きくすることが好ましい。例えば、第４透明樹脂層１５０ｃは、１０μｍ以上、好ましくは１５μｍ以上の膜厚で設けられる。さらに、第２センサ電極１１６は、開口部１１９が設けられていることが好ましい。第２センサ電極１１６に開口部１１９が設けられることで、第１ゲート電極１５４にコモン駆動信号（Ｖｃｏｍ）が影響を及ぼさないようにすることができる。
一方、選択トランジスタ１３６が配置される領域においては、第２センサ電極１１６が第１ゲート電極１５６を覆っていることが好ましい。第１ゲート電極１５６には、ゲート信号線１４２ａから走査信号が印加される。走査信号は、選択トランジスタ１３６をオン状態にする電圧とオフ状態にする電圧の少なくとも２値の信号電圧が印加される。第２センサ電極１１６は、第１ゲート電極１５６と重ねて配置されることで、この信号電圧による電界を遮蔽する。このような構造により、第１センサ電極１１４に、第１ゲート電極１５６に印加される信号電圧が作用することを防止することができる。これにより、タッチセンサの動作が安定化され、誤動作を防ぐことができる。
１－３－１．透明樹脂基板
透明樹脂基板１２４は、複数の透明樹脂層が積層された構造を有する。第１センサ電極１１４と第２センサ電極１１６とは、複数の透明樹脂層１５０に挟まれて設けられる。例えば、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、第１透明樹脂層１５０ａと第２透明樹脂層１５０ｂとの間に、第１センサ電極１１４が設けられる。また、第２透明樹脂層１５０ｂと第３透明樹脂層１５０ｃとの間に第２センサ電極１１６が設けられる。このように、透明樹脂基板１２４を、複数の透明樹脂層１５０で形成することで、第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６を基板内に埋め込むことができる。
透明樹脂基板１２４は、さらに、第３透明樹脂層１５０ｃの上面に設けられたシールド電極１２６を含む。シールド電極１２６は、画素１１０ａの略全面に広がるように設けられる。なお、本実施形態において、シールド電極１２６は、駆動トランジスタ１３８と重なる領域に第１開口部１５２ａが設けられ、選択トランジスタ１３６と重なる領域に第２開口部１５２ｂが設けられている。シールド電極１２６には一定の電位が与えられる。例えば、シールド電極１２６は接地電位が与えられる。シールド電極１２６に第１開口部１５２ａ、第２開口部１５２ｂが設けられることで、シールド電極１２６の電位がトランジスタのゲートに直接作用しないようにすることができる。
シールド電極１２６は、透光性を有する。例えば、シールド電極１２６は、透明導電膜で形成される。透明導電膜としては、酸化インジウムスズ（Indium Tin Oxide：ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（Indium Zinc Oxide：ＩＺＯ）、酸化スズ
（ＳｎＯ２）等の導電性を有する金属酸化物、窒化チタン（ＴｉＮｘ）窒酸化チタン（ＴｉＯＮ）等の金属窒化物又は金属酸窒化物等の導電性透明導電膜、ポリアニリン、グラフェン等の導電性を有する有機物が用いられる。また、シールド電極１２６は、アルミニウ
ム、チタン、銅等の金属材料で形成され、画素の配置に合わせて光が透過するように開口部が設けられた構造を有していてもよい。
シールド電極１２６の上には第４透明樹脂層１５０ｄが設けられる。透明樹脂基板１２４は、第４透明樹脂層１５０ｄにより絶縁表面が形成される。第４透明樹脂層１５０ｄは、上層側に画素１１０ａを構成するトランジスタ等の素子が設けられるため、表面が平坦化されていることが好ましい。
透明樹脂基板１２４は、樹脂材料で形成されていることにより可撓性を有する。樹脂材料としては、透明ポリイミド樹脂、透明ポリエチレンナフタレート樹脂、透明パラ系ポリアミド樹脂等を用いることができる。透明ポリイミド樹脂、透明ポリエチレンナフタレート樹脂は、ガラス基板に比べてガスバリア性が劣るため、さらに、窒化シリコン膜等で形成されるガスバリア膜が設けられていてもよい。一方、透明パラ系ポリアミド樹脂は、透明性、耐熱性、ガスバリア性を有するので、透明樹脂層１５０として好適に用いることができる。第１透明樹脂層１５０ａ、第２透明樹脂層１５０ｂ、第３透明樹脂層１５０ｃ、及び第４透明樹脂層１５０ｄのそれぞれは、同じ樹脂材料で形成されていてもよいし、少なくとも一部の層又は全部の層が異なる樹脂材料で形成されていてもよい。透明樹脂基板１２４は、複数の透明樹脂層が積層されていることで、内部にタッチセンサの電極を設けることができる。
透明樹脂基板１２４は、１５０℃～４００℃の耐熱性を有していることが好ましい。例えば、画素１１０ａを作製するときの最高プロセス温度（加熱温度）が２５０℃以下であるときは、樹脂材料としてパラ系ポリアミド樹脂を用いることができる。パラ系ポリアミド樹脂を用いることで、透明樹脂基板１２４は、ガスバリア性を高めることができる。一方、画素１１０ａを作製するときの最高プロセス温度（加熱温度）が２５０℃以上であるときは、耐熱性の観点から透明ポリイミド樹脂を用いることが好ましい。
また、ナノセルロースファイバ（ＣＮＦ）が透明ポリイミド樹脂、透明パラ系ポリアミド樹脂に混合されていてもよい。ナノセルロースファイバ（ＣＮＦ）が透明ポリイミド樹脂、透明パラ系ポリアミド樹脂に混合されることで、剛性が向上し、収縮が抑制されて寸法の安定性が向上するという利点を有する。このような利点を享受するために、第１透明樹脂層１５０ａ、第２透明樹脂層１５０ｂ、第３透明樹脂層１５０ｃ、及び第４透明樹脂層１５０ｄのいずれかにナノセルロースファイバ（ＣＮＦ）が混合されていてもよい。ナノセルロースファイバ（ＣＮＦ）の混合比率は１重量％～１０重量％であることが好ましい。
第１透明樹脂層１５０ａ、第２透明樹脂層１５０ｂ、第３透明樹脂層１５０ｃ、及び第４透明樹脂層１５０ｄは、透明樹脂基板１２４の形状を維持する構造体としての機能と、第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６を埋設する平坦化膜としての機能とを実現するために、３μｍ～１０μｍの厚さを有していることが好ましい。
このように、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１００は、透明樹脂基板１２４にタッチセンサ１０８の電極が埋め込まれていることにより、薄型化、軽量化を図ることができる。
図６は、タッチセンサ１０８を構成する第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６の配置を平面図で示す。第１センサ電極１１４は、図６に示すＹ方向に延びる平板状（帯状）の導電パターンで形成される。第２センサ電極１１６は、図６に示すＸ方向に延びる平板状（帯状）の導電パターンで形成される。第１センサ電極１１４はＸ方向に複数個配列され、第２センサ電極１１６はＹ方向に複数個配列される。複数の第１センサ電極１
１４と複数の第２センサ電極１１６とは第２透明樹脂層１５０ｂを挟んで交差して配置される。第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６は、画素１１０ａで発光する光の出射面側に配置されるため、透明導電膜で形成される。第１センサ電極１１４と第２センサ電極１１６とは、第２透明樹脂層１５０ｂを介して設けられる。第２透明樹脂層１５０ｂは誘電体膜として作用し、第１センサ電極１１４と第２センサ電極１１６との間に静電容量が形成される。
第１センサ電極１１４は、検出信号（Ｖｄｅｔ）が与えられてレシーバ電極（Ｒｘ電極）として用いられ、第２センサ電極１１６は、コモン駆動信号（Ｖｃｏｍ）が与えられてトランスミッタ電極（Ｔｘ電極）として用いられる。透明樹脂基板１２４には、第１センサ電極１１４と第２センサ電極１１６とでタッチセンサ１０８が形成される。タッチセンサ１０８は、人間の指等が接触又は近接すると静電容量が変化する。透明樹脂基板１２４には、この特性を利用したタッチセンサ１０８が形成される。
第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６は、表示部１０２の一部又は全部に亘って配置される。第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６は透光性を有する。例えば、第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６は、透明導電膜で形成される。透明導電膜としては、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）等の導電性を有する金属酸化物、窒化チタン（ＴｉＮｘ）、窒酸化チタン（ＴｉＯＮ）等の金属窒化物又は金属酸窒化物等の導電性透明導電膜、ポリアニリン、グラフェン等の導電性を有する有機物が用いられる。また、第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６は、アルミニウム、チタン、銅等の金属材料で形成され、画素１１０ａの配置に合わせて光が透過するように開口部が設けられた構造を有していてもよい。
第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６の本数は任意である。第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６は、例えば、人間の指先の接触範囲を識別できればよいので、画素１１０ａの配列数に比べ遙かに少ない数で配設される。例えば、表示部１０２の面積（画面サイズ）が５インチである場合、表示部１０２の対角線の長さは１２５ｍｍとなる。この場合、例えば、１０８０×１９２０個の画素が配列され得るが、これに対して第１センサ電極１１４は、１２本（５ｍｍピッチ、電極幅１．０ｍｍ～１．５ｍｍ）又は２５本（２．５ｍｍピッチ、電極幅０．５ｍｍ～０．７ｍｍ）で配置され得る。また、第２センサ電極１１６は、２２本（５ｍｍピッチ、電極幅４．９ｍｍ）又は４５本（２．５ｍｍピッチ、電極幅２．４ｍｍ）で配置され得る。
１－３－２．回路素子の構造
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、透明樹脂基板１２４の上には、駆動トランジスタ１３８、選択トランジスタ１３６、容量素子１４０、及び有機ＥＬ素子１３４が設けられる。本実施形態において、駆動トランジスタ１３８、選択トランジスタ１３６は、デュアルゲート構造を有し、有機ＥＬ素子１３４は、陰極側から有機エレクトロルミネセンス層が積層された、所謂逆積み構造を有する。
１－３－２－１．駆動トランジスタ
駆動トランジスタ１３８は、第１ゲート電極１５４、第１絶縁層１５８、第１酸化物半導体層１６２ａ、第２絶縁層１６４、第２ゲート電極１６６が積層された構造を有する。第１ゲート電極１５４は第１絶縁層１５８を介して第１酸化物半導体層１６２ａと重なるように配置され、第２ゲート電極１６６は第２絶縁層１６４を介して第１酸化物半導体層１６２ａと重なるように配置される。第１ゲート電極１５４、第２ゲート電極１６６、及び第１酸化物半導体層１６２ａは、相互に重畳する領域を有する。駆動トランジスタ１３８は、第１酸化物半導体層１６２ａが、第１ゲート電極１５４及び第２ゲート電極１６６
と重なる領域にチャネルが形成される。第１ゲート電極１５４は、第１開口部１５２ａの内側に配置され、第４透明樹脂層１５０ｄで埋め込まれている。第２ゲート電極１６６は、第２絶縁層１６４の上層（透明樹脂基板１２４と反対側の面）に配置される。
第１透明導電層１６０ａ及び第２透明導電層１６０ｂは、第１絶縁層１５８と第１酸化物半導体層１６２ａとの間に配置される。第１透明導電層１６０ａと第２透明導電層１６０ｂは、平面視において第１ゲート電極１５４及び第２ゲート電極１６６を両側から挟むように配置される。第１透明導電層１６０ａ及び第２透明導電層１６０ｂは、は、先端領域が第１ゲート電極１５４及び第２ゲート電極１６６と重畳するように配置されていてもよい。第１透明導電層１６０ａ及び第２透明導電層１６０ｂは、第１酸化物半導体層１６２ａと接するように設けられる。駆動トランジスタ１３８は、第１透明導電層１６０ａが第１酸化物半導体層１６２ａと接する領域がドレイン領域となり、第２透明導電層１６０ｂが第１酸化物半導体層１６２ａと接する領域がソース領域となる。
第１酸化物半導体層１６２ａは、金属酸化物材料を用いて形成される。金属酸化物材料としては、四元系酸化物材料、三元系酸化物材料、二元系酸化物材料、および一元系酸化物材料が適用される。これらの金属酸化物材料は、アモルファスの形態であっても良く、結晶質の形態であっても良く、あるいはアモルファスと結晶質相の混合相の形態であっても良い。
四元系酸化物材料として、Ｉｎ２Ｏ３－Ｇａ２Ｏ３－ＳｎＯ２－ＺｎＯ系酸化物材料、三元系酸化物材料としてＩｎ２Ｏ３－Ｇａ２Ｏ３－ＳｎＯ２系酸化物材料、Ｉｎ２Ｏ３－Ｇａ２Ｏ３－ＺｎＯ系酸化物材料、Ｉｎ２Ｏ３－ＳｎＯ２－ＺｎＯ系酸化物材料、Ｉｎ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３－ＺｎＯ系酸化物材料、Ｇａ２Ｏ３－ＳｎＯ２－ＺｎＯ系酸化物材料、Ｇａ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３－ＺｎＯ系酸化物材料、ＳｎＯ２－Ａｌ２Ｏ３－ＺｎＯ系酸化物材料、二元系酸化物材料としてＩｎ２Ｏ３－ＺｎＯ系酸化物材料、ＳｎＯ２－ＺｎＯ系酸化物材料、Ａｌ２Ｏ３－ＺｎＯ系酸化物材料、ＭｇＯ－ＺｎＯ系酸化物材料、ＳｎＯ２－ＭｇＯ系酸化物材料、Ｉｎ２Ｏ３－ＭｇＯ系酸化物材料、一元系酸化物材料として、Ｉｎ２Ｏ３系金属酸化物材料、ＳｎＯ２系金属酸化物材料、ＺｎＯ系金属酸化物材料等を用いることができる。また、上記酸化物半導体にシリコン（Ｓｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、ハフニウム（Ｈｆ）、チタン（Ｔｉ）が含まれていてもよい。なお、例えば、上記で示すＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系酸化物材料は、少なくともＩｎとＧａとＺｎを含む酸化物材料であり、その組成比に特に制限はない。また、他の表現をすれば、酸化物半導体層１６２は、化学式ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０）で表記される薄膜を用いることができる。ここで、Ｍは、Ｇａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、ＨｆおよびＳｉから選ばれた一つ、または複数の金属元素を示す。なお、上記の四元系酸化物材料、三元系酸化物材料、二元系酸化物材料、一元系酸化物材料は、含まれる酸化物が化学量論的組成のものに限定されず、化学量論的組成からずれた組成を有する酸化物材料によって構成されてもよい。このような金属酸化物半導体材料は、３．０ｅＶ以上のバンドギャップを有し、可視光帯域の光に対して透明である。
第１透明導電層１６０ａ及び第２透明導電層１６０ｂは、導電性を有する金属酸化物材料、金属窒化物材料又は金属酸窒化物材料を用いて作製される。金属酸化物材料としては、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、ニオブが添加された酸化チタン（ＴｉＮｂＯｘ）等を用いることができる。このような金属酸化物材料は、酸化物半導体層１６２と良好なオーミック接触を形成することができる。また、窒化チタン（ＴｉＮｘ）、酸窒化チタン（ＴｉＯＮ）等の、透明性と導電性を有する金属窒化物及び金属酸窒化物を用いることもできる。
図５（Ａ）に示すように、駆動トランジスタ１３８は、第２コモン配線１４６ｂと電気的に接続される。第１酸化物半導体層１６２ａ及び第２透明導電層１６０ｂは、第３コモン配線１４６ｃが配置される領域に延ばされ、電気的に接続される。第１酸化物半導体層１６２ａは第３コモン配線１４６ｃの上層側から接触し、第２透明導電層１６０ｂは第３コモン配線１４６ｃの下層側から接触する。第２コモン配線１４６ｂは、シールド電極１２６と接して設けられ、シールド電極１２６と同じ電位が与えられる。第３コモン配線１４６ｃは、第１絶縁層１５８及び第４透明樹脂層１５０ｄに設けられたコンタクトホール１５３ａを介して第２コモン配線１４６ｂと電気的に接続される。図４に示すように、平面的なレイアウトでは、第３コモン配線１４６ｃは、第２方向（図４に示すＹ方向）に延びる第２コモン配線１４６ｂと電気的に接続される。第１コモン配線１４６ａ、第２コモン配線１４６ｂ、及び第３コモン配線１４６ｃは、チタン、アルミニウム、モリブデン、銅等の金属材料で形成される。
第１絶縁層１５８は、例えば、第１ゲート電極１５４の側から、第１窒化シリコン膜１７４ａ、第１酸化シリコン膜１７６ａが積層された構造を有する。第２絶縁層１６４は、例えば、第１酸化物半導体層１６２ａの側から、第２酸化シリコン膜１７６ｂ、第２窒化シリコン膜１７４ｂが積層された構造を有する。第１酸化物半導体層１６２ａは、第１酸化シリコン膜１７６ａ、第２酸化シリコン膜１７６ｂと接して設けられる。第１酸化物半導体層１６２ａは、酸化シリコン膜と接して設けられることで、酸素欠損の生成が抑制されることが期待される。第１酸化物半導体層１６２ａのチャネル領域と接して設けられる第１酸化シリコン膜１７６ａ及び第２酸化シリコン膜１７６ｂは、酸素欠損が無いことが望ましく、酸素を過剰に含むことが好ましいとされる。酸素を過剰に含む第１酸化シリコン膜１７６ａ、及び第２酸化シリコン膜１７６ｂは、第１酸化物半導体層１６２ａに対する酸素の供給源となり得る。酸素を過剰に含む酸化シリコン膜は、化学量論的組成に対し酸素を多く含むものを含む。酸素を過剰に含む酸化シリコン膜は、格子内に過剰な酸素が含まれていてもよい。なお、第１絶縁層１５８及び第２絶縁層１６４は、酸化シリコン膜に代えて、酸窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜が適用されてもよい。
第１ゲート電極１５４及び第２ゲート電極１６６は、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、銅（Ｃｕ）等の金属材料を用いて作製される。アルミニウム合金としては、アルミニウム・ネオジム合金（Ａｌ－Ｎｄ）、アルミニウム・ネオジム・ニッケル合金（Ａｌ－Ｎｄ－Ｎｉ）、アルミニウム・カーボン・ニッケル合金（Ａｌ－Ｃ－Ｎｉ）、銅・ニッケル合金（Ｃｕ－Ｎｉ）等を適用することができる。例えば、第１ゲート電極１５４及び第２ゲート電極１６６は、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン・タングステン（ＭｏＷ）合金等の膜を用いて作製される。また、第１ゲート電極１５４は、シールド電極１２６と同じ透明導電膜で形成される第１ゲート電極層１５４ａと、上記の金属膜で形成される第１ゲート電極層１５４ｂとで形成されていてもよい。
駆動トランジスタ１３８は、平坦化層１７２によって覆われる。平坦化層１７２は、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂等の有機樹脂材料によって形成される。平坦化層１７２は、製造段階において、有機樹脂材料の前駆体を含む組成物を塗布した際に、塗膜のレベリング作用により表面が平坦化される。平坦化層１７２は、また、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等の無機絶縁膜で形成されていてもよい。
本実施形態に係る駆動トランジスタ１３８は、第１酸化物半導体層１６２ａが２つのゲート電極（第１ゲート電極１５４、第２ゲート電極１６６）で挟まれたデュアルゲート構造を有している。第１ゲート電極１５４と第２ゲート電極１６６とは、電気的に接続され同電位とされていることが好ましい。これによって、駆動トランジスタ１３８は電流駆動
能力が向上し、有機ＥＬ素子１３４を駆動するために十分な電流を供給することができる。例えば、駆動トランジスタ１３８は、有機ＥＬ素子１３４の動作点が変動したとしても、動作点の変動に応じて定電流駆動をすることができる。
１－３－２－２．選択トランジスタ
選択トランジスタ１３６は、第１ゲート電極１５６、第１絶縁層１５８、第２酸化物半導体層１６２ｂ、第２絶縁層１６４、第２ゲート電極１６８が積層された構造を有する。選択トランジスタ１３６は、第２酸化物半導体層１６２ｂが、第１ゲート電極１５６及び第２ゲート電極１６８と重畳する領域にチャネルが形成される。第１ゲート電極１５６は、シールド電極１２６の第２開口部１５２ｂの内側に配置される。第１ゲート電極１５６は、第２開口部１５２ｂの内側において、シールド電極１２６と同じ透明導電膜で形成される第１ゲート電極層１５６ａと金属膜で形成される第１ゲート電極層１５６ｂとが積層された構造を有していてもよい。第１絶縁層１５８と第２酸化物半導体層１６２ｂとの間に、第３透明導電層１６０ｃ及び第４透明導電層１６０ｄが設けられる。第３透明導電層１６０ｃ及び第４透明導電層１６０ｄは、第２酸化物半導体層１６２ｂと接して設けられることで、ソース領域、ドレイン領域として機能する。第３透明導電層１６０ｃと第４透明導電層１６０ｄとは、平面視において第１ゲート電極１５６及び第２ゲート電極１６８を両側から挟むように設けられる。
第３透明導電層１６０ｃは、データ信号線１４４と電気的に接続される。データ信号線１４４は、第３透明導電層１６０ｃの上面と直接接している。第２酸化物半導体層１６２ｂは、データ信号線１４４が配設される領域まで延ばされ、データ信号線１４４を覆うように設けられる。データ信号線１４４は、第３透明導電層１６０ｃと直接接触することで、コンタクトホールを介して接続される場合と比べて接触面積が増大し、接触抵抗が低減される。また、データ信号線１４４は、上面及び側面が第２酸化物半導体層１６２ｂで覆われることで、製造工程において酸化性雰囲気及び還元性雰囲気に晒されないこととなる。そのためデータ信号線１４４は、表面の高抵抗化を抑制することが可能となる。
第４透明導電層１６０ｄは、ドレイン電極１６９と電気的に接続される。第２酸化物半導体層１６２ｂは、第４透明導電層１６０ｄの上面に配設され、ドレイン電極１６９を覆うように設けられる。ドレイン電極１６９は駆動トランジスタ１３８の第２ゲート電極１６６と電気的に接続される。選択トランジスタ１３６は、第１酸化物半導体層１６２ｂが第１ゲート電極１５６と第２ゲート電極１６８とで挟まれたデュアルゲート構造を有する。これにより、選択トランジスタ１３６は、スイッチング特性が向上し、またオフ電流を低減することが可能となる。
１－３－２－３．容量素子
図５（Ｂ）に示すように、容量素子１４０は、第１容量電極１７０ａ、第１絶縁層１５８、第２容量電極１７０ｂが積層された構造を有する。第１容量電極１７０ａは、第４透明導電層１６０ｄ及び第２酸化物半導体層１６２ｂが、ドレイン電極１６９の外側に延長された領域に形成される。第１容量電極１７０ａは、第４透明導電層１６０ｄ及び第２酸化物半導体層１６２ｂが積層された構造を有する。第１容量電極１７０ａは、選択トランジスタ１３６のドレインと電気的に接続される。第２容量電極１７０ｂは、第２ゲート電極１６８と同じ層に形成され、第１絶縁層１５８及び第４透明樹脂層１５０ｄに設けられたコンタクトホール１５３ｂを介して第１コモン配線１４６ａと電気的に接続される。
１－３－２－４．有機ＥＬ素子
図５（Ａ）に示すように、有機ＥＬ素子１３４は、透明樹脂基板１２４の側から、陰極に相当する第１電極１８０、電子輸送層１８２、電子注入層１８４、発光層１８６、正孔輸送層１８８、正孔注入層１９０、陽極に相当する第２電極１９２が積層された構造を有
する。
有機ＥＬ素子１３４が形成される領域には、平坦化層１７２と第２絶縁層１６４に、開口部１７８が設けられる。開口部１７８に重ねて有機ＥＬ素子１３４の陰極である第１電極１８０が配置される。また、開口部１７８は、第１電極１８０の上に配置された電子輸送層１８２の上面を露出させている。電子輸送層１８２の上には、開口部１７８の配置に合わせて電子注入層１８４、発光層１８６、正孔輸送層１８８、正孔注入層１９０、陽極としての第２電極１９２が積層される。これらの積層体と、第１電極１８０とが重なる領域が有機ＥＬ素子１３４の発光領域となる。以下、有機ＥＬ素子１３４を構成する各層を詳細に説明する。
１－３－２－４－１．陰極
陰極に相当する第１電極１８０は透明導電膜で形成される。具体的には、第１透明導電層１６０ａが有機ＥＬ素子１３４の領域まで延長され、第１電極１８０が形成される。第１透明導電層１６０ａと第１電極１８０とが連続する透明導電膜で形成されることによって、駆動トランジスタ１３８と有機ＥＬ素子１３４との電気的な接続が形成される。有機ＥＬ素子１３４と駆動トランジスタ１３８とはコンタクトホールを介さずに直接的に接続される。このような構造によって、画素１１０ａの構造が簡略化される。
陰極として機能する第１電極１８０は、第１透明導電層１６０ａと同じ導電膜で形成される。第１透明導電層１６０ａは、導電性を有する金属酸化物材料、金属窒化物材料、金属酸窒化物材料で形成される。これらの材料による導電膜は、バンドギャップが２．８ｅＶ以上、好ましくは３．０ｅＶ以上を有するので、可視光帯域の光はほぼ透過する。そのため、有機ＥＬ素子１３４の光出射面側の電極として用いることができる。
第１電極１８０の上層には、駆動トランジスタ１３８から延びる第１酸化物半導体層１６２ａが設けられていてもよい。第１酸化物半導体層１６２ａは、バンドギャップが３．０ｅＶ以上であるので、可視光に対して透光性を有する。また、後述されるように、電子輸送層１８２は金属酸化物で形成される。そのため、電子輸送層１８２と同一又は同種の材料である第１酸化物半導体層１６２ａが、陰極に相当する第１電極１８０との間に介在することで、電子注入障壁が形成されないようにすることができる。別言すれば、駆動トランジスタ１３８のチャネル領域から延伸する第１酸化物半導体層１６２ａを、第１電極１８０と接する電子輸送層１８２の一部として用いることができる。
１－３－２－４－２．電子輸送層
電子輸送層１８２は、金属酸化物材料を用いて形成される。金属酸化物材料としては、酸化物半導体層１６２と同様の、四元系酸化物材料、三元系酸化物材料、二元系酸化物材料、および一元系酸化物材料を適用することができる。これらの金属酸化物材料は、アモルファスの形態であっても良く、結晶質の形態であっても良く、あるいはアモルファスと結晶質相の混合相の形態であっても良い。
例えば、電子輸送層１８２は、インジウム酸化物、亜鉛酸化物、ガリウム（Ｇａ）酸化物、スズ（Ｓｎ）酸化物、マグネシウム（Ｍｇ）酸化物、シリコン（Ｓｉ）酸化物、ハフニウム（Ｈｆ）酸化物、タンタル（Ｔａ）酸化物、ニオブ（Ｎｂ）酸化物から選ばれた一種又は複数種を含んで形成される。これらの金属酸化物材料はバンドギャップが３．０ｅＶ以上であり、可視光に対して透光性を有する。電子輸送層１８２は、５０ｎｍ～１０００ｎｍの膜厚で形成することが好ましい。電子輸送層１８２は、可能な限り膜厚を大きくすることで、第１電極１８０と第２電極１９２との短絡を防止する効果が増大する。電子輸送層１８２は、スパッタリング法、真空蒸着法、塗布法等により作成される。
なお、電子輸送層１８２のキャリア濃度は、第１酸化物半導体層１６２ａのキャリア濃度の１０分の１以下、好ましくは１００分の１以下であることが好ましい。別言すれば、第１酸化物半導体層１６２ａが電子輸送層１８２と接する領域におけるキャリア濃度は、電子輸送層１８２のキャリア濃度に対して１０倍以上、好ましくは１００倍以上であることが好ましい。具体的には、電子輸送層１８２のキャリア濃度が１０１３／ｃｍ３～１０１７／ｃｍ３であるのに対し、第１酸化物半導体層１６２ａのキャリア濃度は１０１５／ｃｍ３～１０１９／ｃｍ３の範囲にあり、双方のキャリア濃度の差は上述のように１桁以上、好ましくは２桁以上差があることが好ましい。第１酸化物半導体層１６２ａは、キャリア濃度が１０１５／ｃｍ３～１０１９／ｃｍ３の範囲にあることで、駆動トランジスタ１３８と有機ＥＬ素子１３４との電気的な接続において抵抗損失を低減し、駆動電圧の上昇を抑えることができる。電子輸送層１８２は、キャリア濃度が１０２０／ｃｍ３以上となると、発光層１８６における励起状態が失活して発光効率を低下させてしまう。一方、電子輸送層１８２のキャリア濃度が１０１３／ｃｍ３以下であると、発光層１８６に供給されるキャリアが低減し十分な輝度を得ることができない。このように、駆動トランジスタ１３８から延在する第１酸化物半導体層１６２ａを電子輸送層１８２と接して設けると共に、双方のキャリア濃度を異ならせることで、駆動電圧の上昇を防ぎ、有機ＥＬ素子１３４の発光効率を高めることができる。
電子輸送層１８２のキャリア濃度は、酸化物半導体膜中の酸素欠損の濃度を制御することにより制御することができる。酸化物半導体膜中の酸素欠損はドナーとして作用する。酸化物半導体膜中の酸素欠損の密度を増加させるとキャリア濃度が増加し、酸素欠損の密度を低下させるとキャリア濃度が低下する。酸化物半導体中の酸素欠損は、例えば、水素を作用させることにより増加させることができ、酸素を供給することにより減少させることができる。
１－３－２－４－３．電子注入層
有機ＥＬ素子において、電子注入層は、陰極から電子輸送層へ電子を注入するためのエネルギー障壁を小さくするために用いられる。電子注入層１８４は、酸化物半導体で形成される電子輸送層１８２から発光層１８６へ電子が注入されやすくするために設けられていることが好ましい。このため、有機ＥＬ素子１３４において、電子注入層１８４は、電子輸送層１８２と発光層１８６との間に設けられる。
電子注入層１８４は、発光層１８６に電子を注入するために、仕事関数が小さな材料であることが望ましい。電子注入層１８４は、カルシウム（Ｃａ）酸化物、アルミニウム（Ａｌ）酸化物を含んで構成される。電子注入層１８４としては、例えば、Ｃ１２Ａ７（１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３）エレクトライドを用いることが好ましい。Ｃ１２Ａ７エレクトライドは半導体特性を有し、高抵抗から低抵抗まで制御することが可能であり、仕事関数も２．４ｅＶ～３．２ｅＶとアルカリ金属と同程度であるので、電子注入層１８４として好適に用いることができる。
Ｃ１２Ａ７エレクトライドで形成される電子注入層１８４は、Ｃ１２Ａ７エレクトライドの多結晶体をターゲットとしてスパッタリング法で作製される。Ｃ１２Ａ７エレクトライドは半導体特性を有するので、電子注入層１８４の膜厚は１ｎｍ～１００ｎｍであることが好ましい。電子注入層１８４の膜厚がこの範囲より小さいと、発光層１８６との間でエネルギー障壁の小さい界面を形成することができず、膜厚がこの範囲より大きいと、抵抗値が高くなり駆動電圧が増加してしまう。なお、Ｃ１２Ａ７エレクトライドは、Ｃａ：Ａｌのモル比が１３：１３～１１：１６の範囲にあることが好ましい。また、Ｃ１２Ａ７エレクトライドは、スパッタリング法で成膜されるため非晶質であることが好ましく、結晶性を有するものであってもよい。
Ｃ１２Ａ７エレクトライドは、大気中で安定であるので、従来から電子注入層として用いられているフッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）等のアルカリ金属化合物と比較して取り扱いが簡便であるという利点を有する。これにより、有機ＥＬ素子の製造工程において、乾燥空気又は不活性気体中で作業をする必要がなくなり、製造条件の制限が緩和されることとなる。
また、Ｃ１２Ａ７エレクトライドは、イオン化ポテンシャルが大きいため、発光層１８６を挟んで正孔輸送層１８８と反対側に配置することで、正孔ブロック層として用いることができる。すなわち、電子輸送層１８２と発光層１８６との間に、Ｃ１２Ａ７エレクトライドで形成される電子注入層１８４を設けることで、発光層１８６に注入された正孔が陰極である第１電極１８０の側に突き抜けることを抑制し、発光効率を高めることができる。
１－３－２－４－４．発光層
発光層１８６としては種々の材料が適用可能である。例えば、蛍光を発光する蛍光性化合物、燐光を発光する燐光性化合物が、発光層１８６を形成する材料として用いられる。例えば、赤色に対応する発光層及び緑色に対応する発光層が燐光性化合物で形成され、青色に対応する発光層が蛍光性化合物で形成されてもよい。発光層１８６を白色発光層とするには、青色発光層と黄色発光層が積層された構造を有していてもよい。発光層１８６は、蒸着法、転写法、スピンコート法、スプレーコート法、グラビア印刷法等により作製することができる。発光層１８６の膜厚は適宜選択されればよいが、例えば、１０ｎｍ～１００ｎｍの範囲で設けられる。
１－３－２－４－５．正孔輸送層
正孔輸送層１８８は、正孔輸送性を有する材料を用いて形成される。正孔輸送層１８８は、例えば、アリールアミン系化合物、カルバゾール基を含むアミン化合物、およびフルオレン誘導体を含むアミン化合物等であっても良い。正孔輸送層１８８は、真空蒸着法、塗布法等によって作製される。正孔輸送層１８８は、このような成膜方法により、１０ｎｍ～５００ｎｍの膜厚で作製される。なお、正孔輸送層１８８は省略されてもよい。
１－３－２－４－６．正孔注入層
正孔注入層１９０は、有機層に対して正孔注入性の高い物質を含む。正孔注入性の高い物質としては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の金属酸化物を用いることができる。また、フタロシアニン（Ｈ２Ｐｃ）、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボンニトリル（ＨＡＴ－（ＣＮ）６）等の材料を用いることもできる。このような正孔注入層１９０は、真空蒸着法、塗布法等の成膜方法によって作製される。正孔注入層１９０は、このような成膜方法により、１ｎｍ～１００ｎｍの膜厚で作製される。
１－３－２－４－７．陽極
陽極に相当する第２電極１９２としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物で作製される。第２電極１９２は、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等が用いられる。これらの導電性金属酸化物材料が用いられる陽極に相当する第２電極１９２は、真空蒸着法、スパッタリング法により作製される。有機ＥＬ素子１３４はボトムエミッション型であるため、陽極に相当する第２電極１９２は光反射性を有しているか、光反射面を有していることが好ましい。酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物の被膜は透光性を有するので、正孔注入層１９０と反対側の面に、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等の金属膜が積層されていてもよい。なお、図４、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）では省略され
ているが、第２電極１９２の上層には、酸素（Ｏ２）や水分（Ｈ２Ｏ）の透過を遮断するパッシベーション層が設けられていてもよい。
このように、本実施形態に係る画素１１０ａは、ｎチャネル型の導電性を示す駆動トランジスタ１３８と有機ＥＬ素子１３４とが電気的に接続された構造を有する。有機ＥＬ素子１３４は、ボトムエミッション型であり、シールド電極１２６の側に光を出射する。有機ＥＬ素子１３４は、下層側に配置される電子輸送層及び電子注入層が無機絶縁材料で形成されるので、特性劣化が抑制され、有機ＥＬ素子１３４の特性の安定化を図ることができる。
１－４．タッチセンサの構成
図６を参照して説明したように、第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６はマトリクスを形成するように交差して配置される。図７は、表示部１０２に重ねて配置されるタッチセンサ１０８と駆動回路１１２の構成を示す。
図７は、第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６が配置されたタッチセンサ１０８と、タッチセンサ１０８の外側の領域に配置された第１駆動回路１１２ａ、第２駆動回路１１２ｂ、第３駆動回路１１２ｃを示す。第１駆動回路１１２ａは表示部１０２に配置される走査信号線を順次選択し走査信号を出力する機能を有する。第３駆動回路１１２ｃは、タッチセンサのスキャン回路であり、第２センサ電極１１６を順次選択してコモン駆動信号（Ｖｃｏｍ）を順次出力する機能を有する。第１駆動回路１１２ａ、第３駆動回路１１２ｃは、シフトレジスタ等の順序論理回路（Sequential Logic）を含んで構成される。
一方、第２駆動回路１１２ｂは、異なる機能を有する回路ブロックを含む。回路ブロックとしては、タッチセンサセンシング回路ブロック１１７ａ、タッチセンサスキャン回路ブロック１１７ｂ、走査信号線駆動回路ブロック１１７ｃ、及び映像信号線駆動回路ブロック１１７ｄを含む。これらの回路ブロック１１７を含む第２駆動回路１１２ｂは、一つの半導体チップ（集積回路）で実現されていることが好ましい。図７は、これら複数の回路ブロックを含む第２駆動回路１１２ｂが一つのベアチップで実現され、フレキシブルプリント配線基板１２２にＣＯＦ（Chip on Film）で実装されている態様を示す。このように、複数の機能を一つの半導体チップに集積することで、実装にかかるコストを削減することができる。
第２駆動回路１１２ｂにおいて、タッチセンサセンシング回路ブロック１１７ａは、第１センサ電極１１４と接続される。タッチセンサセンシング回路ブロック１１７ａは、第１センサ電極１１４に、検知信号（Ｖｄｅｔ）を順次出力する機能を有する。タッチセンサスキャン回路ブロック１１７ｂは、第３駆動回路１１２ｃに、タイミング信号とコモン駆動信号（Ｖｃｏｍ）を出力する機能を有する。走査信号線駆動回路ブロック１１７ｃは、第１駆動回路１１２ａに映像信号に同期するタイミング信号を出力する機能を有する。映像信号線駆動回路ブロック１１７ｄは、表示部１０２に配設される映像信号線と接続され、映像信号線に映像信号を出力する機能を有する。
図８は、表示部１０２の両側に、第１駆動回路１１２ａ、第３駆動回路１１２ｃが配置される態様を示す。この回路配置によれば、表示部１０２に配設される走査信号線（図示せず）は、両側から同一の走査信号が印加され、第２センサ電極１１６は、両側から同一のコモン駆動信号（Ｖｃｏｍ）が印加される。このような回路配置により、走査信号線、第２センサ電極１１６の負荷容量が大きい場合でも、走査信号線及び第２センサ電極１１６を高速で駆動することが可能となる。第２駆動回路１１２ｂは、タッチセンサセンシング回路ブロック１１７ａ、タッチセンサスキャン回路ブロック１１７ｂ、走査信号線駆動
回路ブロック１１７ｃ、及び映像信号線駆動回路ブロック１１７ｄが、一つの半導体チップ（集積回路）に統合されている。これにより、各回路ブロックを個別の半導体チップ（集積回路）で実装する場合に比べ、半導体チップ（集積回路）のフレキシブルプリント配線基板１２２への実装工程を削減することができる。
一方、タッチセンサ制御用の半導体チップ（集積回路）と、表示部１０２を駆動する半導体チップ（集積回路）とが、それぞれ個別の半導体チップで実現されている場合、２つの半導体チップをそれぞれ実装する必要がある。そうすると、同じ実装工程が２回繰り返されることなり、生産性を低下させる要因となる。これに対し、本実施形態によれば、実装工程を１回で済ませることが可能となる。これにより、製造歩留まりを向上させることができ、製造コストを削減することができる。
なお、図７では、第２駆動回路１１２ｂが一つの半導体チップで実現される例を示すが、本発明はこのような態様に限定されず、各回路ブロックの機能が、個別の半導体チップで実現されていてもよい。
図９は、タッチ検出機能付き表示装置１００の断面模式構造を示す。タッチ検出機能付き表示装置１００は、第１センサ電極１１４、第２センサ電極１１６、及びシールド電極１２６を含む透明樹脂基板１２４と、この透明樹脂基板１２４の上に設けられた、端子部１０６、回路素子層１４９、有機ＥＬ素子１３４、及び封止層１２８を示す。回路素子層１４９は、駆動トランジスタ１３８、選択トランジスタ１３６、及び容量素子１４０等の回路素子を含む層である。
端子部１０６において、端子電極１１８ａ、１１８ｂは、回路素子層１４９と同じ層に形成される。すなわち、端子電極１１８ａ、１１８ｂは第４透明樹脂層１５０ｄの上に設けられる。この場合、第１センサ電極１１４は、第４透明樹脂層１５０ｄ、第３透明樹脂層１５０ｃ、及び第２透明樹脂層１５０ｂを貫通するコンタクトホールにより端子電極１１８ｂと接続され、第２センサ電極１１６は、第４透明樹脂層１５０ｄ、及び第３透明樹脂層１５０ｃを貫通するコンタクトホールにより端子電極１１８ａと接続される。端子電極１１８ａ、１１８ｂは、第２駆動回路１１２ｂが実装されたフレキシブルプリント配線基板１２２と電気的に接続される。このように、深さの異なるコンタクトホールにより、同一層に設けられた端子電極と、センサ電極とを接続することにより、端子部１０６の高密度化を図ることができる。
１－５．表示装置の作製方法
本発明の一実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の製造方法の一例を、図面を参照して説明する。以下においては、図５に示す画素１１０ａに対応する構造を参照して、本実施形態に係る製造方法を説明する。
図１０は、透明樹脂基板１２４を作製する段階を示す。本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の作製に当たっては、支持基板２００が用いられる。支持基板２００としては、第１面と、第１面と反対側の第２面を有する板状のガラス基板を用いることができる。ガラス基板としては、耐熱性が高いことが望ましく、例えば、歪点が５００℃以上、好ましくは５５０℃以上の無アルカリガラス基板を用いることが好ましい。
支持基板２００の第１面に、第１透明樹脂層１５０ａが形成される。第１透明樹脂層１５０ａは、絶縁性を有する樹脂材料が用いて作製される。樹脂材料としては、透明ポリイミド樹脂、透明ポリエチレンナフタレート樹脂、透明パラ系ポリアミド樹脂等が用いられる。透明ポリイミド樹脂を用いる場合には、例えば、ジアミンと酸無水物とを溶媒の存在下で重合し、ポリイミド前駆体樹脂とした後、これを支持基板２００の第１面に塗布し、
熱処理によりイミド化することにより第１透明樹脂層１５０ａが作製される。透明パラ系ポリアミド樹脂を用いる場合には、共重合により有機溶剤への溶解性を改良したものを支持基板２００の第１面に塗布し、熱処理により溶剤を蒸発させて硬化することで第１透明樹脂層１５０ａが作製される。第１透明樹脂層１５０ａは、３μｍ～３０μｍの厚みで形成される。
第１透明樹脂層１５０ａ上に、第１センサ電極１１４が形成される。第１センサ電極１１４は、透明導電膜を用いて作製される。透明導電膜としては、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、ニオブが添加された酸化チタン（ＴｉＮｂＯｘ）等の導電性を有する金属酸化物、窒化チタン（ＴｉＮｘ）、窒酸化チタン（ＴｉＯＮ）等の金属窒化物又は金属酸窒化物等の導電性透明導電膜、銀（Ａｇ）ナノワイヤ等の金属ナノワイヤ、ポリアニリン、グラフェン、カーボンナノチューブ等の導電性を有する有機材料が用いられる。第１センサ電極１１４は、第１透明樹脂層１５０ａの第１面の全面に透明導電膜を形成した後、リソグラフィ工程によりレジストマスクを形成し、エッチングを行って作製される。第１透明樹脂層１５０ａ上に形成された透明導電膜は、例えば、図６に示すような平板状（帯状）のパターンで形成される。また、第１センサ電極１１４は、他の実施形態で示されるように金属膜で作製され、画素１１０ａの配置に合わせて貫通孔が形成されたメッシュ状のパターンで形成されてもよい。第１センサ電極１１４は、５０ｎｍ～１０００ｎｍの厚みで形成される。
第１センサ電極１１４の上に、第２透明樹脂層１５０ｂが形成される。第２透明樹脂層１５０ｂは、第１透明樹脂層１５０ａと同様にして作製される。第２透明樹脂層１５０ｂは、第１センサ電極１１４のパターンによる段差を埋め込み、表面が平坦になるように形成されることが好ましい。第２透明樹脂層１５０ｂの上に、第２センサ電極１１６が形成される。第２センサ電極１１６は、第１センサ電極１１４と同様に作製される。第２センサ電極１１６は、例えば、図６に示すように、平板状（帯状）のパターンを有するように形成される。また、第２センサ電極１１６には、駆動トランジスタ１３８の第１ゲート電極１５４の配置に合わせて開口部１１９が形成される。第２センサ電極１１６の上には、第３透明樹脂層１５０ｃが形成される。第３透明樹脂層１５０ｃは、第１透明樹脂層１５０ａと同様にして作製される。第３透明樹脂層１５０ｃは、第２センサ電極１１６のパターンによる段差を埋め込み、表面が平坦になるように形成されることが好ましい。
図１１は、第３透明樹脂層１５０ｃの上にシールド電極１２６及び第４透明樹脂層１５０ｄを形成する段階を示す。シールド電極１２６は、第３透明樹脂層１５０ｃの略全面に形成される。シールド電極１２６は、透明導電膜を用いて作製される。透明導電膜としては、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、ニオブが添加された酸化チタン（ＴｉＮｂＯｘ）等の導電性を有する金属酸化物の被膜を、スパッタリング法により作製する。シールド電極１２６の膜厚は５０ｎｍ～５００ｎｍ程度であればよい。また、シールド電極１２６を、銀（Ａｇ）ナノワイヤ、カーボンナノチューブ、グラフェンで形成する場合には、銀（Ａｇ）ナノワイヤ分散液、カーボンナノチューブ分散液、グラフェン分散液を用い溶液塗布法で作製することができる。
シールド電極１２６には、駆動トランジスタ１３８の第１ゲート電極１５４の配置に合わせて第１開口部１５２ａが形成され、選択トランジスタ１３６の第１ゲート電極１５６の配置に合わせて第２開口部１５２ｂが形成される。シールド電極１２６の上には、コモン配線１４６が形成される。コモン配線１４６は、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）等の金属膜で形成される。
第１開口部１５２ａの内側には、第１ゲート電極１５４が形成される。第１ゲート電極
１５４は、シールド電極１２６と同じ透明導電膜で形成される第１ゲート電極層１５４ａと、コモン配線１４６と同じ金属膜で形成される第１ゲート電極層１５４ｂとが積層された構造で形成される。第２開口部１５２ｂの内側には、第１ゲート電極１５６が形成される。第１ゲート電極１５６の構造は、第１ゲート電極１５４と同様である。第１ゲート電極１５４、１５６を、シールド電極１２６及びコモン配線１４６と同じ導電層で作製することで、構造及び工程の簡略化を図ることができる。なお、シールド電極１２６における開口部１５２、コモン配線１４６、及び第１ゲート電極１５４、１５６の作製は、多階調露光法を用いて行われる。この工程の詳細を、図１２（Ａ）～（Ｅ）を参照して説明する。
図１２（Ａ）～（Ｅ）は、駆動トランジスタ１３８が配置される領域の断面構造を示し（図１１（Ａ）の断面図に対応）、シールド電極１２６、第１コモン配線１４６ａ、第２コモン配線１４６ｂ、及び第１ゲート電極１５４を形成するリソグラフィ工程を示す。なお、図１２（Ａ）～（Ｅ）は第３透明樹脂層１５０ｃより下の構造が省略されている。
図１２（Ａ）は、第３透明樹脂層１５０ｃの上に透明導電膜１３０及び金属膜１３２が形成され、さらに金属膜１３２の上に形成されたフォトレジスト膜３０４が露光される段階を示す。この工程においては、多階調露光法（ハーフトーン露光法）が適用され、１枚のフォトマスクにより、図１２（Ｅ）に示すように、シールド電極１２６に第１開口部１５２ａ、第１コモン配線１４６ａ、第２コモン配線１４６ｂ、及び第１ゲート電極１５４（第１ゲート電極層１５４ａ、第１ゲート電極層１５４ｂを含む）が形成される。以下、図１２（Ａ）から図１２（Ｅ）までを、工程順に説明する。
図１２（Ａ）において、フォトレジスト膜３０４は、ポジ型であり、現像により非感光領域が残り、感光した領域が除去される。フォトレジスト膜３０４の露光には多階調マスク３００を用いる。多階調マスク３００には、多階調マスクパターン３０２が設けられている。多階調マスクには、一般に、露光機の解像度以下のスリットを設け、そのスリット部が光の一部を遮って中間露光を実現するグレイトーンマスクと、半透過膜を利用して中間露光を実現するハーフトーンマスクが知られるが、本実施形態においてはハーフトーンマスクを使用している。多階調マスクパターン３０２は、露光領域、中間露光領域、未露光領域を含む。図１２（Ａ）で示す例では、第１開口部１５２ａに対応する領域が、第１ゲート電極１５４の形成領域を除き露光領域となり、シールド電極１２６に対応する領域が中間露光領域に対応し、第１コモン配線１４６ａ、第２コモン配線１４６ｂ、第１ゲート電極層１５４ｂに対応する領域が未露光領域に対応している。
図１２（Ｂ）は、フォトレジスト膜３０４が多階調マスク３００を通して露光され、現像された段階を示す。フォトレジスト膜３０４を現像することにより、露光された光量に応じて厚さの異なる領域を含むレジストマスクパターン３０６ａが形成される。図１２（Ｂ）では、ポジレジストで形成されるレジストマスクパターン３０６ａが、第１コモン配線１４６ａ、第２コモン配線１４６ｂ、第１ゲート電極層１５４ｂが形成される領域に対応する部分の膜厚が厚くなり、シールド電極１２６が形成される領域に対応する部分の膜厚が薄くなるように形成された形態を示す。
図１２（Ｃ）は、金属膜１３２、透明導電膜１３０がエッチングされて、シールド電極１２６、第１開口部１５２ａ、及び第１ゲート電極層１５４ａが形成された段階を示す。金属膜１３２が、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）等の金属である場合、ＣＦ４等のフッ素系のエッチングガスを用いたドライエッチングで加工を行うことができ、透明導電膜１３０がＩＴＯ等の金属酸化物である場合、ＢＣｌ３等の塩素系のエッチングガスを用いたドライエッチングで加工を行うことができる。透明導電膜１３０は、ＣＦ４等のフッ素系エッチングガスではエッチングされにくい特性を有する。したがって、透明導電膜１
３０上で、金属膜１３２を選択的にエッチングすることができる。このように、選択エッチングが可能な金属膜１３２と透明導電膜１３０を積層させることで、１枚の多階調マスク３００によって複合的な形状を作製することができる。
その後、図１２（Ｄ）に示すように、レジストマスクパターン３０６ａを酸素プラズマ等で処理して、中間露光領域に対応する部分のレジストを除去し、レジストマスクパターン３０６ｂを形成する。そして、レジストマスクパターン３０６ｂを用いて金属膜１３２を選択的にエッチングすることにより、図１２（Ｅ）に示すようにシールド電極１２６の上に第１コモン配線１４６ａ、第２コモン配線１４６ｂ、が形成され、第１ゲート電極層１５４ａの上に第１ゲート電極層１５４ｂが形成される。その後、レジストマスクパターン３０６ｂは、アッシング等により除去される。
このようにして、１枚のフォトマスクと１回の露光で、第１開口部１５２ａを有するシールド電極１２６、第１コモン配線１４６ａ、第２コモン配線１４６ｂ、第１ゲート電極１５４（第１ゲート電極層１５４ａ、第１ゲート電極層１５４ｂ）が形成される。なお、図１２（Ａ）～（Ｅ）では示さないが、第２開口部１５２ｂ、第１ゲート電極１５６（第１ゲート電極層１５６ａ、第１ゲート電極層１５６ｂ）についても同様である。
シールド電極１２６の上層には、第４透明樹脂層１５０ｄが形成される。第４透明樹脂層１５０ｄは、第１透明樹脂層１５０ａと同様に作製される。第４透明樹脂層１５０ｄにより、透明樹脂基板１２４の上面は平坦化される。
図１３は、第１絶縁層１５８、透明導電層１６０、コモン配線１４６を形成する段階を示す。第１絶縁層１５８は、第４透明樹脂層１５０ｄ側から、第１窒化シリコン膜１７４ａと第１酸化シリコン膜１７６ａとが積層される。第１窒化シリコン膜１７４ａは、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ４、ＮＨ３、Ｎ２等のガスをソースガスとして用いて成膜される。第１酸化シリコン膜１７６ａも同様に、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ４、Ｎ２Ｏ、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４（テトラエトキシシラン）、Ｓｉ（ＯＣＨ３）４（テトラメトキシシラン）等を適宜用いて成膜される。このような第１絶縁層１５８は、第４透明樹脂層１５０ｄの略全面を覆うように形成される。
第１絶縁層１５８を形成した後、第２コモン配線１４６ｂを露出させるコンタクトホール１５３ａを形成する。このコンタクトホール１５３ａは、第１絶縁層１５８及び第４透明樹脂層１５０ｄを貫通する。
第１絶縁層１５８の上に透明導電層１６０（第１透明導電層１６０ａ、第２透明導電層１６０ｂ、第３透明導電層１６０ｃ、第４透明導電層１６０ｄ）、第１容量電極１７０ａ、データ信号線１４４、ドレイン電極１６９、及び第３コモン配線１４６ｃを形成する。透明導電層１６０及び第１容量電極１７０ａは、金属酸化物材料を用いて作製される。金属酸化物材料としては、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、ニオブが添加された酸化チタン（ＴｉＮｂＯｘ）等が用いられる。データ信号線１４４、ドレイン電極１６９、及び第３コモン配線１４６ｃは、金属材料を用いて作成される。金属材料としては、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）等が用いられる。例えば、これらの配線及び電極は、アルミニウム（Ａｌ）又はアルミニウム（Ａｌ）を主成分とするコアメタルの上層側及び下層側を、チタン（Ｔｉ）及びモリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）等の高融点金属で被覆した構造を有する。
透明導電層１６０（第１透明導電層１６０ａ、第２透明導電層１６０ｂ、第３透明導電層１６０ｃ、第４透明導電層１６０ｄ）、第１容量電極１７０ａ、及び第３コモン配線１
４６ｃは、透明導電膜と金属膜を第１絶縁層１５８の上に形成した後、図１２で説明する例と同様に、多階調露光法を用いパターニングされる。この工程により、第２コモン配線１４６ｂと第３コモン配線１４６ｃとが、コンタクトホール１５３ａが形成された領域で、第４透明樹脂層１５０ｄを介して電気的に接続される。また、第３透明導電層１６０ｃの上にデータ信号線１４４が形成され、第４透明導電層１６０ｄの上にドレイン電極１６９が形成される。
図１４は、酸化物半導体層１６２（第１酸化物半導体層１６２ａ、第２酸化物半導体層１６２ｂ）を形成する段階を示す。第１酸化物半導体層１６２ａは、第１透明導電層１６０ａ及び第２透明導電層１６０ｂの略全面を覆うように形成される。第２酸化物半導体層１６２ｂは、第３透明導電層１６０ｃ及び第４透明導電層１６０ｄの略全面を覆うように形成される。第１酸化物半導体層１６２ａ及び第２酸化物半導体層１６２ｂは、酸化物半導体をターゲットとして用いスパッタリング法により酸化物半導体膜を作製した後、リソグラフィ工程を経て図４に示すような島状のパターンに形成される。第１酸化物半導体層１６２ａは、第１透明導電層１６０ａ及び第２透明導電層１６０ｂと接して形成され、第２酸化物半導体層１６２ｂは第３透明導電層１６０ｃ及び第４透明導電層１６０ｄと接して形成されることで、電気的に接続された状態となる。
図１５は、酸化物半導体層１６２上に電子輸送層１８２、第２絶縁層１６４、第２ゲート電極１６６、１６８、及び第２容量電極１７０ｂを形成する段階を示す。
図１５（Ａ）に示すように、第１酸化物半導体層１６２ａの上に電子輸送層１８２が形成される。電子輸送層１８２は、第１酸化物半導体層１６２ａの上面に接し、各画素に応じて孤立して設けられる。電子輸送層１８２は、第１透明導電層１６０ａから連続する第１電極１８０と重なる領域に形成される。電子輸送層１８２は、第１酸化物半導体層１６２ａと同様に、酸化物半導体を用いて作製される。電子輸送層１８２を形成する酸化物半導体材料と、第１酸化物半導体層１６２ａを形成する酸化物半導体材料とを異なる材料で形成することで、第１酸化物半導体層１６２ａ上で電子輸送層１８２の選択加工が可能となる。すなわち、電子輸送層１８２を、第１酸化物半導体層１６２ａに対してエッチング速度の速い酸化物半導体材料を用いて形成することで、電子輸送層１８２を選択的に加工することができる。この加工において、多階調フォトマスクを用いることで、第１酸化物半導体層１６２ａと電子輸送層１８２とを１回の露光工程で同時に形成することが可能である。
例えば、電子輸送層１８２は、スズ（Ｓｎ）を含有しない亜鉛（Ｚｎ）系の酸化物半導体層（ＺｎＳｉＯｘ、ＺｎＭｇＯｘ、ＺｎＧａＯｘ等）を用いて形成し、酸化物半導体層１６２は、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）等が含有されていないスズ（Ｓｎ）系の酸化物半導体層（ＩｎＧａＳｎＯｘ、ＩｎＷＳｎＯｘ、ＩｎＳｉＳｎＯｘ等）を用いて形成することが好ましい。別言すれば、電子輸送層１８２は、酸化亜鉛と、酸化シリコン、酸化マグネシウム及び酸化ガリウムから選ばれた少なくとも一種とを含むことが好ましく、酸化物半導体層１６２は、酸化スズ及び酸化インジウムと、酸化ガリウム、酸化タングステン及び酸化シリコンから選ばれた少なくとも一種とを含むことが好ましい。これにより、双方の酸化物半導体層のエッチング速度を異ならせ、選択比が高くすることができる。すなわち、電子輸送層１８２のエッチング速度を酸化物半導体層１６２と比較して速くすることができる。また、酸化物半導体層１６２と電子輸送層１８２とのバンドギャップを最適化することができる。すなわち、酸化物半導体層１６２のバンドギャップに対し、電子輸送層１８２のバンドギャップを大きくすることができる。例えば、酸化物半導体層１６２のバンドギャップが３．０ｅＶ以上であるとすると、電子輸送層１８２のバンドギャップは酸化物半導体層１６２のバンドギャップ以上であって、かつ３．４ｅＶ以上が好ましい値となる。電子輸送層１８２のバンドギャップが３．４ｅＶ以上であれば、青色の
光を吸収しなくなり、信頼性を向上させることができる。また、酸化物半導体層１６２の膜厚は１０ｎｍ～１００ｎｍとすることが好ましく、電子輸送層１８２の膜厚は５０ｎｍ～５００ｎｍの膜厚であることが好ましい。酸化物半導体層１６２と電子輸送層１８２の膜厚をこのような範囲とすることで、透明導電性酸化物で形成される第１電極１８０にプラズモンが生じることを抑制することができ、有機ＥＬ素子１３４の発光効率を向上させることができる。
酸化物半導体層１６２、電子輸送層１８２を覆うように、第２絶縁層１６４が形成される。第２絶縁層１６４は、例えば、酸化物半導体層１６２側から、第２酸化シリコン膜１７６ｂ、第２窒化シリコン膜１７４ｂが積層される。これにより、酸化物半導体層１６２の下層側に第１酸化シリコン膜１７６ａ、上層側に第２酸化シリコン膜１７６ｂが形成される。酸化物半導体層１６２は、酸化物系の絶縁膜により挟まれることで、酸素欠損による欠陥（ドナー準位）が生成されることが抑制される。
図１５（Ｂ）に示すように、第２絶縁層１６４、第１絶縁層１５８、及び第４透明樹脂層１５０ｄを貫通し、第１コモン配線１４６ａを露出させるコンタクトホール１５３ｂが形成される。また、第２絶縁層１６４、第１酸化物半導体層１６２ａを貫通し、ドレイン電極１６９を露出させるコンタクトホール１５３ｃが形成される。
その後、第２ゲート電極１６６、１６８、第２容量電極１７０ｂを形成する。第２ゲート電極１６６、１６８、第２容量電極１７０ｂは、第２絶縁層１６４の上面に形成された金属膜を、リソグラフィ工程を経てエッチング加工されることで形成される。第２ゲート電極１６６は、第１ゲート電極１５４と重なる領域を含むように形成され、第２ゲート電極１６８は、第１ゲート電極１５６と重なる領域を含むように形成される。これにより、駆動トランジスタ１３８、選択トランジスタ１３６が形成される。第２ゲート電極１６６は、コンタクトホール１５３ｃにより、ドレイン電極１６９と電気的に接続される。また、第２容量電極１７０ｂは、コンタクトホール１５３ｂを介して第１コモン配線１４６ａと電気的に接続される。容量素子１４０は、第２絶縁層１６４を介して、第１容量電極１７０ａと第２容量電極１７０ｂが重なる領域に設けられる。
図１６は、平坦化層１７２を形成し、電子輸送層１８２を露出させる開口部１７８を形成する段階を示す。平坦化層１７２は、選択トランジスタ１３６、駆動トランジスタ１３８及び容量素子１４０を埋設するように形成される。平坦化層１７２は、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂等の有機樹脂材料によって形成される。平坦化層１７２は、電子輸送層１８２を露出させる開口部１７８が形成される。平坦化層１７２が感光性樹脂材料で形成される場合、開口部１７８は、フォトマスクを用いて露光処理をすることで形成される。また、第２絶縁層１６４には、平坦化層１７２を形成する前に、予め開口部１７８に相当する領域に開口部が形成されていてもよい。開口部１７８は、有機ＥＬ素子１３４を形成するために、内壁面がテーパー形状となるように形成されていることが好ましい。
その後、電子注入層１８４、発光層１８６、正孔輸送層１８８、正孔注入層１９０、第２電極１９２を形成する。そして、透明樹脂基板１２４を支持基板２００から剥離する。透明樹脂基板１２４は、支持基板２００側からレーザ光を照射することで剥離される。すなわち、透明樹脂基板１２４と支持基板２００との界面にアブレーションを生じさせ、第１透明樹脂層１５０ａの付着力を弱めることで剥離を行う。
以上の工程により、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す画素１１０ａを有するタッチ検出機能付き表示装置が作製される。電子注入層１８４は、Ｃ１２Ａ７エレクトライドのスパッタリングターゲットを用い、スパッタリング法で作製することができる。スパッタリングは
、電子注入層１８４は、複数の画素間で共通して用いられるので、画素１１０ａが配置される領域の略全面に形成される。発光層１８６は、赤色画素、緑色画素、青色画素に対応して、異なる発光材料を用いて形成される。発光層１８６から出射される光が白色発光スペクトルを有する場合には、各画素共通の層として画素１１０ａが配置される領域の略全面に形成される。正孔輸送層１８８、正孔注入層１９０は、各画素に共通の層として、画素１１０ａが配置される領域の略全面に形成される。また、第２電極１９２は画素間の共通電極として用いられるため、画素１１０ａが配置される領域の略全面に形成される。
なお、上記の工程において、図１７に示すように、支持基板２００がマザーガラス基板（多面取り用基板）であり、製造工程において支持基板２００上に複数の表示パネル１０１が作製されてもよい。この場合、透明樹脂層１５０が支持基板２００の端部周辺を除く略全面に形成され、透明樹脂層１５０の領域内に複数の表示パネル１０１が形成される。そして、支持基板２００上に作製された複数の表示パネル１０１は、個片化するために透明樹脂層１５０で形成される透明樹脂基板１２４は、分断領域２０２で分断される。透明樹脂基板１２４の分断はレーザ加工により行うことができる。
この場合において、分断領域２０２には、透明導電膜で形成されるシールド電極１２６が形成されていないことが好ましい。また、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等の無機絶縁膜で形成される第１絶縁層１５８、第２絶縁層１６４も分断領域２０２に形成されていないことが好ましい。分断領域２０２に、無機材料で形成される透明導電膜が形成されていないことで、分断加工時にシールド電極１２６にダメージが及ばないようにすることができる。同様に、分断領域２０２に無機絶縁膜が形成されていないことで、第１絶縁層１５８、第２絶縁層１６４にダメージが与えられることを防止することができる。
本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の製造方法によれば、多階調マスクを用いることで、製造に必要なフォトマスクの数を削減することが可能となる。多階調マスクを用いることで、１回の露光により複数のパターン（シールド電極１２６と第１ゲート電極１５４、１５６、第２透明導電層１６０ｂと第３コモン配線１４６ｃ、第３透明導電層１６０ｃとデータ信号線１４４、第４透明導電層１６０ｄとドレイン電極１６９、酸化物半導体層１６２ａと電子輸送層１８２）を作製することができる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置の生産性を高め、製造コストを低減することができる。別言すれば、表示装置に埋め込み型のタッチセンサを構成する電極（第１センサ電極１１４、第２センサ電極１１６）を形成する場合であっても、製造に必要なフォトマスクの枚数を削減することができる。
なお、本実施形態では、選択トランジスタ１３６及び駆動トランジスタ１３８が共にデュアルゲート型の構造である一例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、選択トランジスタ１３６は、第１ゲート電極１５６が省略されたトップゲート型のトランジスタを用いていてもよい。また、画素回路は図３に例示する回路に限定されず、１画素に３つ以上のトランジスタを有する画素回路に、本実施形態に係るトランジスタ及び有機ＥＬ素子を適用することもできる。
第２実施形態：
本実施形態は、画面のタッチを検知するタッチセンサ機能と画面に画像を表示する表示機能とを有するタッチ検出機能付き表示装置において、第１実施形態と異なる画素の構造について例示する。以下の説明においては、第１実施形態と相違する部分について説明する。
図１８は、本実施形態に係る画素１１０ｂの等価回路を示す。第１実施形態との相違は、選択トランジスタ１３６の第１ゲート電極１５６と、駆動トランジスタ１３８の第１ゲ
ート電極１５４とが、第１コモン配線１４６ａと電気的に接続されている点にある。他の回路構成は、図３に示す等価回路と同様である。
図１９は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素１１０ｂの平面構造の一例を示す。図２０（Ａ）は、図１９に示すＡ３－Ａ４線に対応する画素１１０ｂの断面構造を示す。図２０（Ｂ）は、図１９に示すＢ３－Ｂ４線に対応する画素１１０ｂの断面構造を示す。以下では、これらの図面を適宜参照して説明する。
画素１１０ｂは、シールド電極１２６が全面に設けられている。シールド電極１２６は、駆動トランジスタ１３８及び選択トランジスタ１３６と重なるように設けられている。別言すれば、本実施形態に係る画素１１０ｂは、シールド電極１２６に開口部が設けられていない点で第１実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素１１０ａと相違する。
駆動トランジスタ１３８は、第２ゲート電極１６６と重なる領域に、光遮断電極１５５が設けられている。光遮断電極１５５は、シールド電極１２６と第４透明樹脂層１５０ｄとの間に配置され、シールド電極１２６と接して設けられている。光遮断電極１５５は、第１実施形態における第１ゲート電極層１５４ｂと同様に金属膜で形成される。シールド電極１２６が透明導電膜で形成されるのに対し、光遮断電極１５５が金属膜で形成されることにより、透明樹脂基板１２４側から入射する光が、駆動トランジスタ１３８のチャネル領域に入射することが防止される。これにより、駆動トランジスタ１３８のしきい値電圧の変動を抑制される。
また、光遮断電極１５５は、シールド電極１２６と同じ電位が付与される。シールド電極１２６は、例えば、接地電位が付与されるので、光遮断電極１５５も同じ電位となる。駆動トランジスタ１３８は、チャネルが形成される第１酸化物半導体層１６２ａの第２ゲート電極１６６とは反対側の面（バックチャネルとも呼ばれる。）に、第１絶縁層１５８を介して一定の電圧が付与される。駆動トランジスタ１３８は、バックチャネルの電位が安定化されるので、しきい値電圧の変動が抑制される。なお、本実施形態において、光遮断電極１５５は省略されていてもよい。
選択トランジスタ１３６も、駆動トランジスタ１３８と同様に、光遮断電極１５７が配置される。そのため、選択トランジスタ１３６は、光遮断電極１５７によって遮光され、バックチャネルの電位の安定化が図られる。これにより、選択トランジスタ１３６のしきい値電圧の変動を抑制される。
シールド電極１２６上の光遮断電極１５５、１５７は、第１実施形態と同様に、多階調露光法を用いてパターニングすることができる。すなわち、第１実施形態と同様に、フォトマスクの数を増やすことなく、光遮断電極１５５、１５７を設けることができる。
本実施形態において、画素１１０ｂは、光遮断電極１５５、１５７の構成を除き、他の構成は第１実施形態における画素１１０ａと同様の構成を有する。そのため、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
第３実施形態：
本実施形態は、画面のタッチを検知するタッチセンサ機能と画面に画像を表示する表示機能とを有するタッチ検出機能付き表示装置において、第１実施形態と異なる画素の構造について例示する。以下の説明においては、第１実施形態と相違する部分について説明する。
図２１は、本実施形態に係る画素１１０ｃの等価回路を示す。第１実施形態との相違は、駆動トランジスタ１３８の第１ゲート電極１５４が、第１コモン配線１４６ａと電気的に接続されている点にある。他の回路構成は、図３に示す等価回路と同様である。
図２２は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素１１０ｃの平面構造の一例を示す。図２３（Ａ）は、図２２に示すＡ５－Ａ６線に対応する画素１１０ｃの断面構造を示す。図２３（Ｂ）は、図２２に示すＢ５－Ｂ６線に対応する画素１１０ｃの断面構造を示す。以下では、これらの図面を適宜参照して説明する。
画素１１０ｃは、シールド電極１２６が駆動トランジスタ１３８を覆うように設けられている。一方、選択トランジスタ１３６が設けられる領域では、第２開口部１５２ｂが設けられている。駆動トランジスタ１３８は、第２ゲート電極１６６と重なる領域に、光遮断電極１５５が設けられている。光遮断電極１５５は、シールド電極１２６と第４透明樹脂層１５０ｄとの間に配置され、シールド電極１２６と接して設けられている。このような構造により、透明樹脂基板１２４側から入射する光が、駆動トランジスタ１３８のチャネル領域に入射することが防止される。これにより、駆動トランジスタ１３８のしきい値電圧の変動を抑制される。
選択トランジスタ１３６は、第１酸化物半導体層１６２ｂが第１ゲート電極１５６と第２ゲート電極１６８とで挟まれたデュアルゲート構造を有する。これにより、選択トランジスタ１３６は、スイッチング特性が向上し、またオフ電流を低減することが可能となる。
本実施形態において、画素１１０ｃは、シールド電極１２６と光遮断電極１５５の構成を除き、他の構成は第１実施形態における画素１１０ａと同様の構成を有する。そのため、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
第４実施形態：
本実施形態は、画面のタッチを検知するタッチセンサ機能と画面に画像を表示する表示機能とを有するタッチ検出機能付き表示装置において、第１実施形態と異なる画素の構造について例示する。以下の説明においては、第１実施形態と相違する部分について説明する。
図２４は、本実施形態に係る画素１１０ｄの等価回路を示す。第１実施形態との相違は、選択トランジスタ１３６の第１ゲート電極１５６が、第１コモン配線１４６ａと電気的に接続されている点にある。他の回路構成は、図３に示す等価回路と同様である。
図２５は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素１１０ｄの平面構造の一例を示す。図２６（Ａ）は、図２５に示すＡ７－Ａ８線に対応する画素１１０ｄの断面構造を示す。図２６（Ｂ）は、図２５に示すＢ７－Ｂ８線に対応する画素１１０ｄの断面構造を示す。以下では、これらの図面を適宜参照して説明する。
画素１１０ｄは、シールド電極１２６が選択トランジスタ１３６を覆うように設けられている。一方、駆動トランジスタ１３８が設けられる領域では、第１開口部１５２ａが設けられている。選択トランジスタ１３６は、第２ゲート電極１６８と重なる領域に、光遮断電極１５７が設けられている。光遮断電極１５７は、シールド電極１２６と第４透明樹脂層１５０ｄとの間に配置され、シールド電極１２６と接して設けられている。このような構造により、透明樹脂基板１２４側から入射する光が、選択トランジスタ１３６のチャネル領域に入射することが防止される。これにより、選択トランジスタ１３６のしきい値
電圧の変動を抑制される。
一方、駆動トランジスタ１３８は、第１酸化物半導体層１６２ａが第１ゲート電極１５４、第２ゲート電極１６６で挟まれたデュアルゲート構造を有している。第１ゲート電極１５４と第２ゲート電極１６６とは、電気的に接続され同電位とされているため、電流駆動能力が向上し、有機ＥＬ素子１３４を駆動するために十分な電流を供給することができる。
本実施形態において、画素１１０ｄは、シールド電極１２６と光遮断電極１５７の構成を除き、他の構成は第１実施形態における画素１１０ａと同様の構成を有する。そのため、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
第５実施形態：
本実施形態は、駆動トランジスタ及び選択トランジスタの構造が、第１実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置と異なる態様を例示する。具体的には、駆動トランジスタ及び選択トランジスタが多結晶シリコン膜を用いて作製された例を示す。以下の説明においては、第１実施形態と同じ部分については説明を省略し、相違する部分を中心に説明をする。
図２７は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の、画素１１０ｅの平面構造の一例を示す。図２８（Ａ）は、図２７に示すＡ９－Ａ１０線に対応する画素１１０ｅの断面構造を示す。図２８（Ｂ）は、図２７に示すＢ９－Ｂ１０線に対応する画素１１０ｅの断面構造を示す。以下の説明では、これらの図面を適宜参照して説明する。
図２８（Ａ）及び図２８（Ｂ）に示すように、有機ＥＬ素子１３４、駆動トランジスタ１３８、選択トランジスタ１３６、及び容量素子１４０は、透明樹脂基板１２４の上に配置される。透明樹脂基板１２４の構成は、第１実施形態と同様である。
図２７及び図２８（Ａ）に示すように、駆動トランジスタ１３８は第１半導体層１６３ａを含む。第１半導体層１６３ａの材料は、テトラヘドラル系半導体であり、例えば多結晶シリコンが用いられる。第１半導体層１６３ａの下層側には第１絶縁層１５８及び第４透明樹脂層１５０ｄを介して第１ゲート電極１５４が配置され、上層側には第２絶縁層１６４を介して第２ゲート電極１６６が配置される。第１ゲート電極１５４及び第２ゲート電極１６６の構成は、第１実施形態と同様である。第１半導体層１６３ａは、価電子制御用の不純物元素が添加された不純物領域１６５ａ、１６５ｂを含む。駆動トランジスタ１３８は、不純物領域１６５ａが第２コモン配線１４６ｂと接続され、不純物領域１６５ｂがドレイン電極１６９ｂと接続される。ドレイン電極１６９ｂは、有機ＥＬ素子１３４の第１電極１８０と電気的に接続される。第１電極１８０は透明導電膜で形成される。第２ゲート電極１６６と平坦化層１７２との間には、第３絶縁層１７１が設けられる。第２コモン配線１４６ｂ、ドレイン電極１６９ｂは、第３絶縁層１７１と平坦化層１７２との間に設けられる。
図２７及び図２８（Ｂ）に示すように、選択トランジスタ１３６は第２半導体層１６３ｂを含む。第２半導体層１６３ｂも同様に、テトラヘドラル系半導体であり、例えば多結晶シリコンが用いられる。第２半導体層１６３ｂの下層側には第１絶縁層１５８及び第４透明樹脂層１５０ｄを介して第１ゲート電極１５６が配置され、上層側には第２絶縁層１６４を介して第２ゲート電極１６８が配置される。第２半導体層１６３ｂの不純物領域１６５ｃは、データ信号線１４４と接続され、不純物領域１６５ｄは、ドレイン電極１６９ｃと接続される。
半導体層１６３を形成する多結晶シリコン膜は、第１絶縁層１５８の上にプラズマＣＶＤ法で作製された非晶質シリコン膜を結晶化することで作製される。非晶質シリコン膜の結晶化は、レーザ光を照射することにより行われる（所謂レーザアニールと呼ばれる）。レーザ光源としては、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザの第３高調波等を用いることができる。レーザ光は紫外線であり、非晶質シリコン膜でほぼ吸収されるので、透明樹脂基板１２４は熱的なダメージを受けることはない。
容量素子１４０は、第２ゲート電極１６８と同じ層に形成される第１容量電極１７０ａと、ドレイン電極１６９ｃと同じ層に形成される第２容量電極１７０ｂと、第１容量電極１７０ａと第２容量電極１７０ｂと間の第３絶縁層１７１とで形成される。選択トランジスタのドレイン電極１６９ｃと第２容量電極１７０ｂとは、電気的に接続される。図２７及び図２８（Ｂ）は、ドレイン電極１６９ｃと第２容量電極１７０ｂとが連続する一つの導電層で形成される態様を示す。
図２９（Ａ）に示すように、不純物領域１６５ｄを、さらに第１容量電極１７０ａの下層領域まで延長させることで、画素の開口率を小さくすることなく、容量素子１４０の面積を拡大し容量をより大きくすることができる。図２９（Ｂ）は容量素子１４０の等価回路を示す。図２９（Ｂ）に示すように、容量素子１４０は、ドレイン電極１６９ｃと第１容量電極１７０ａとの間に形成される容量、ドレイン電極１６９ｃと同電位の不純物領域１６５ｄと第１容量電極１７０ａとの間に形成される容量、不純物領域１６５ｄと第１容量電極１７０ａと同電位にあるシールド電極１２６との間に形成される容量が並列に接続された構造を有する。このような積層構造により、容量素子１４０は、平面視において投影面積が同一であっても、容量の増加が図られている。
図２８（Ａ）に示すように、有機ＥＬ素子１３４は、第１実施形態と同じ構造を有する。本実施形態において、駆動トランジスタ１３８及び選択トランジスタ１３６の導電型はｎチャネル型である。別言すれば、不純物領域１６５はｎ型半導体であるため、駆動トランジスタ１３８及び選択トランジスタ１３６の導電型はｎチャネル型となる。したがって、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、第１実施形態と同様に動作させることができる。
駆動トランジスタ１３８の第１ゲート電極１５４と第２ゲート電極１６６とは電気的に接続され、同じゲート電圧が印加される。このように、駆動トランジスタ１３８はデュアルゲート構造を有していることで電流駆動能力が向上する。そのため、有機ＥＬ素子１３４を駆動するに当たって十分な電流を供給することができる。仮に、有機ＥＬ素子の動作点が変動したとしても、動作点の変動に応じて定電流駆動をすることができる。選択トランジスタ１３６の第１ゲート電極１５６と第２ゲート電極１６８とは電気的に接続されている。選択トランジスタ１３６もデュアルゲート構造を有していることで、しきい値電圧の変化を抑制し、オンオフ比を高めることができる。
本実施形態で示すように、タッチセンサが透明樹脂基板１２４に埋め込まれたタッチ検出機能付き表示装置は、多結晶シリコンを用いたトランジスタによっても実現することができる。多結晶シリコンにチャネルが形成されるトランジスタは、高い電界効果移動度を得ることができる。そのため、駆動トランジスタ１３８の電流駆動能力が向上し、画素の高精細化に有利に作用する。本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、トランジスタが多結晶シリコンで作製されている以外は第１実施形態と同様の構成を有する。それにより、第１実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置と同様の作用効果を得ることができる。
第６実施形態：
本実施形態は、画面のタッチを検知するタッチセンサ機能と、画面に画像を表示する表示機能とを有する、タッチ検出機能付き表示装置において、第５実施形態と異なる画素の構造について例示する。以下の説明においては、第５実施形態と相違する部分について説明する。
図３０は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の、画素１１０ｆの平面構造の一例を示す。図３１（Ａ）は、図３０に示すＡ１１－Ａ１２線に対応する画素１１０ｆの断面構造を示す。図３１（Ｂ）は、図３０に示すＢ１１－Ｂ１２線に対応する画素１１０ｆの断面構造を示す。以下では、これらの図面を適宜参照して説明する。
画素１１０ｆは、第１開口部１５２ａ及び第２開口部１５２ｂが省略され、シールド電極１２６が全面に設けられていること以外は、第５実施形態に係る構成と同様である。
駆動トランジスタ１３８は、第２ゲート電極１６６と重なる領域に、光遮断電極１５５が設けられている。光遮断電極１５５は、シールド電極１２６と第４透明樹脂層１５０ｄとの間に配置され、シールド電極１２６と接して設けられている。光遮断電極１５５は、第２実施形態と同様に金属膜で形成される。光遮断電極１５５を設けることにより、透明樹脂基板１２４側から入射する光が駆動トランジスタ１３８のチャネル領域に入射することが防止される。これにより、駆動トランジスタ１３８のしきい値電圧の変動を抑制される。
光遮断電極１５５は、シールド電極１２６と同じ電位が付与される。シールド電極１２６は、例えば、接地電位が付与されるので、光遮断電極１５５も同じ電位となる。駆動トランジスタ１３８は、チャネルが形成される第１半導体層１６３ａのバックチャネル側に、第１絶縁層１５８を介して一定の電圧が付与される。これにより、駆動トランジスタ１３８は、しきい値電圧の変動が抑制される。
選択トランジスタ１３６も、駆動トランジスタ１３８と同様に、光遮断電極１５７が配置される。そのため、選択トランジスタ１３６は、光遮断電極１５７によって遮光され、バックチャネルの電位の安定化が図られる。これにより、選択トランジスタ１３６のしきい値電圧の変動を抑制される。
本実施形態において、画素１１０ｆは、光遮断電極１５５、１５７の構成を除き、他の構成は第５実施形態における画素１１０ｃと同様の構成を有する。そのため、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、第５実施形態と同様の作用効果を奏する。
第７実施形態：
本実施形態は、画面のタッチを検知するタッチセンサ機能と画面に画像を表示する表示機能とを有するタッチ検出機能付き表示装置において、第５実施形態と異なる画素の構造について例示する。以下の説明においては、第５実施形態と相違する部分について説明する。
図３２は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素１１０ｇの平面構造の一例を示す。図３３（Ａ）は、図３２に示すＡ１３－Ａ１４線に対応する画素１１０ｇの断面構造を示す。図３３（Ｂ）は、図３２に示すＢ１３－Ｂ１４線に対応する画素１１０ｇの断面構造を示す。以下では、これらの図面を適宜参照して説明する。
画素１１０ｇは、シールド電極１２６が駆動トランジスタ１３８を覆うように設けられている。一方、選択トランジスタ１３６が設けられる領域では、第２開口部１５２ｂが設
けられている。駆動トランジスタ１３８は、第２ゲート電極１６６と重なる領域に、光遮断電極１５５が設けられている。光遮断電極１５５は、シールド電極１２６と第４透明樹脂層１５０ｄとの間に配置され、シールド電極１２６と接して設けられている。このような構造により、透明樹脂基板１２４側から入射する光が、駆動トランジスタ１３８のチャネル領域に入射することが防止される。
選択トランジスタ１３６は、第２半導体層１６３ｂが第１ゲート電極１５６と第２ゲート電極１６８とで挟まれたデュアルゲート構造を有する。これにより、選択トランジスタ１３６は、スイッチング特性が向上し、またオフ電流を低減することが可能となる。また、選択トランジスタ１３６は、第１ゲート電極１５６が、透明導電膜で形成される第１ゲート電極層１５６ａと金属膜で形成される第１ゲート電極層１５６ｂとが積層された構造で設けられているので、遮光膜としての機能を兼ね備えている。
本実施形態において、画素１１０ｇは、シールド電極１２６と光遮断電極１５５の構成を除き、他の構成は第５実施形態における画素１１０ｅと同様の構成を有する。そのため、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、第５実施形態と同様の作用効果を奏する。
第８実施形態：
本実施形態は、画面のタッチを検知するタッチセンサ機能と画面に画像を表示する表示機能とを有するタッチ検出機能付き表示装置において、第５実施形態と異なる画素の構造について例示する。以下の説明においては、第５実施形態と相違する部分について説明する。
図３４は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の画素１１０ｈの平面構造の一例を示す。図３５（Ａ）は、図３４に示すＡ１５－Ａ１６線に対応する画素１１０ｈの断面構造を示す。図３５（Ｂ）は、図３４に示すＢ１５－Ｂ１６線に対応する画素１１０ｈの断面構造を示す。以下では、これらの図面を適宜参照して説明する。
画素１１０ｈは、シールド電極１２６が選択トランジスタ１３６を覆うように設けられている。一方、駆動トランジスタ１３８が設けられる領域では、第１開口部１５２ａが設けられている。選択トランジスタ１３６は、第２ゲート電極１６８と重なる領域に、光遮断電極１５７が設けられている。光遮断電極１５７は、シールド電極１２６と第４透明樹脂層１５０ｄとの間に配置され、シールド電極１２６と接して設けられている。このような構造により、透明樹脂基板１２４側から入射する光が、選択トランジスタ１３６のチャネル領域に入射することが防止される。これにより、選択トランジスタ１３６のしきい値電圧の変動を抑制される。
一方、駆動トランジスタ１３８は、第１半導体層１６３ａが第１ゲート電極１５４、第２ゲート電極１６６で挟まれたデュアルゲート構造を有している。第１ゲート電極１５４と第２ゲート電極１６６とは、電気的に接続され同電位とされているため、電流駆動能力が向上し、有機ＥＬ素子１３４を駆動するために十分な電流を供給することができる。
本実施形態において、画素１１０ｈは、シールド電極１２６と光遮断電極１５７の構成を除き、他の構成は第５実施形態における画素１１０ｅと同様の構成を有する。そのため、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、第５実施形態と同様の作用効果を奏する。
第９実施形態：
本実施形態は、透明樹脂基板に埋め込まれたセンサ電極が、ダイヤモンド型電極の形状
を有しているタッチ検出機能付き表示装置の一例を示す。以下の説明においては、第１実施形態及び第２実施形態と同じ部分については説明を省略し、相違する部分を中心に説明をする。
図３６は、相互容量方式の静電容量型タッチセンサを構成する第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６の平面構造を示す。第１センサ電極１１４はレシーバ電極（Ｒｘ電極）であり、検出信号（Ｖｄｅｔ）を順次出力する。一方、第２センサ電極１１６はトランスミッタ電極（Ｔｘ電極）であり、コモン駆動信号（Ｖｃｏｍ）が印加される。第１センサ電極１１４は、複数のダイヤモンド電極が一方向（図３６に示すＹ方向）に連接され、第２センサ電極１１６は、複数のダイヤモンド電極が一方向と交差する方向（図３６に示すＸ方向）に連接されている。図３６には示されないが、第１センサ電極１１４と第２センサ電極１１６とは、絶縁層を介して互いに異なる層に設けられる。第１センサ電極１１４と第２センサ電極１１６とは、透明導電膜又は金属膜で形成される。透明導電膜を用いる場合、第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６はダイヤモンド型のベタパターンで形成される。一方、金属膜が用いられる場合画素の配置に合わせて開口が形成されたメッシュパターンで形成される。いずれの場合においても、ダイヤモンド型の電極を採用することで、第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６を密に配置することができる。
図３７（Ａ）及び図３７（Ｂ）は、図３６で示すダイヤモンド型の電極が透明樹脂基板１２４ｂに埋め込まれたタッチ検出機能付き表示装置の画素１１０ｉの一例を示す。図３７（Ａ）は、図４に示すＡ１－Ａ２線に対応する断面構造を示し、図３７（Ｂ）は、図４に示すＢ１－Ｂ２線に沿った断面構造を示す。図３７（Ａ）に示す駆動トランジスタ１３８及び有機ＥＬ素子１３４、並びに図３７（Ｂ）に示す選択トランジスタ１３６及び容量素子１４０の構成は、第１実施形態におけるものと同様である。
透明樹脂基板１２４ｂは、第１透明樹脂層１５０ａ、第１センサ電極１１４、無機絶縁層１５１、第２センサ電極１１６、第３透明樹脂層１５０ｃ、シールド電極１２６、及び第４透明樹脂層１５０ｄが積層された構造を有する。トランスミッタ電極（Ｔｘ電極）として用いられる第２センサ電極１１６のベタパターンが駆動トランジスタ１３８と重なって配置される場合、第２センサ電極１１６には駆動トランジスタ１３８の配置に合わせて開口部１１９が設けられていることが好ましい。開口部１１９が設けられることにより、第２センサ電極１１６に印加される駆動信号により発生する電界が、駆動トランジスタ１３８の第１ゲート電極１５４に影響を及ぼさないようにすることができる。また、本実施形態においても、第２センサ電極１１６から第１ゲート電極１５４を遠ざけるために、第３透明樹脂層１５０ｃの膜厚は１０μｍ以上、好ましくは１５μｍ以上であることが好ましい。
第１センサ電極１１４と第２センサ電極１１６とは、短絡しないように無機絶縁層１５１を介して設けられる。無機絶縁層１５１としては、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等の水蒸気透過率が低く、可視光に対して透明である絶縁膜を用いることが好ましい。無機絶縁層１５１は、１００ｎｍ～３００ｎｍの膜厚を有していればよく、透明樹脂基板１２４ｂの略全面に形成される。透明樹脂基板１２４ｂの中にこのような無機絶縁層１５１を設けることで、水蒸気に対するバリア性を高めることができる。これにより、透明樹脂基板１２４ｂの上に設けられる有機ＥＬ素子１３４の劣化を抑制することができる。
また、窒化シリコン膜の比誘電率は６～８とされており、酸化アルミニウム膜の比誘電率は８～１０とされており、透明樹脂層と比べて高い値を有する（例えば、ポリイミド樹脂の比誘電率は４～５とされている）。さらに、無機絶縁層１５１は、１００ｎｍ～３００ｎｍの厚みで形成されるので、第１センサ電極１１４と第２センサ電極１１６との間に
形成される容量を大きくすることができる。これにより、タッチセンサ１０８の感度を高めることができる。このように、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、第１実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置が奏する作用効果に加え、耐湿性を高め、タッチセンサの感度を高めることができる。
図３８（Ａ）及び図３８（Ｂ）は、図３６で示すダイヤモンド型の電極が透明樹脂基板１２４ｂに埋め込まれたタッチ検出機能付き表示装置の画素１１０ｊの一例を示す。図３８（Ａ）は、図１９に示すＡ３－Ａ４線に対応する断面構造を示し、図３８（Ｂ）は、図１９に示すＢ３－Ｂ４線に沿った断面構造を示す。
図３８（Ａ）に示す駆動トランジスタ１３８及び有機ＥＬ素子１３４、並びに図３８（Ｂ）に示す選択トランジスタ１３６及び容量素子１４０の構成は、第２実施形態におけるものと同様である。また、透明樹脂基板１２４は、シールド電極１２６が略全面に設けられている以外は図３７（Ａ）及び図３７（Ｂ）に示すものと同様の構成を有する。したがって、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、第２実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置と同様の作用効果を奏することに加え、耐湿性を高め、タッチセンサの感度を高めることができる。
第１０実施形態：
本実施形態は、透明樹脂基板に埋め込まれたセンサ電極が、ダイヤモンド型電極の形状を有しているタッチ検出機能付き表示装置の一例を示す。以下の説明においては、第５実施形態及び第６実施形態と同じ部分については説明を省略し、相違する部分を中心に説明をする。
図３９（Ａ）及び図３９（Ｂ）は、図３６で示すダイヤモンド型の電極が透明樹脂基板１２４ｂに埋め込まれたタッチ検出機能付き表示装置の画素１１０ｋの一例を示す。図３９（Ａ）は、図２７に示すＡ９－Ａ１０線に対応する断面構造を示し、図３９（Ｂ）は、図２７に示すＢ９－Ｂ１０線に沿った断面構造を示す。図３９（Ａ）に示す駆動トランジスタ１３８及び有機ＥＬ素子１３４、並びに図３９（Ｂ）に示す選択トランジスタ１３６及び容量素子１４０の構成は、第５実施形態におけるものと同様である。
透明樹脂基板１２４ｂは、第９実施形態におけるものと同様の構成を有する。したがって、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、第５実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置が奏する作用効果に加え、耐湿性を高め、タッチセンサ１０８の感度を高めることができる。
図４０（Ａ）及び図４０（Ｂ）は、図３６で示すダイヤモンド型の電極が透明樹脂基板１２４ｂに埋め込まれたタッチ検出機能付き表示装置の画素１１０ｍの一例を示す。図４０（Ａ）は、図３０に示すＡ１１－Ａ１２線に対応する断面構造を示し、図４０（Ｂ）は、図３０に示すＢ１１－Ｂ１２線に沿った断面構造を示す。
図４０（Ａ）に示す駆動トランジスタ１３８及び有機ＥＬ素子１３４、並びに図４０（Ｂ）に示す選択トランジスタ１３６及び容量素子１４０の構成は、第６実施形態におけるものと同様である。また、透明樹脂基板１２４は、シールド電極１２６が略全面に設けられている以外は、図３９（Ａ）及び図３９（Ｂ）に示すものと同様の構成を有する。したがって、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、第６実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置と同様の作用効果を奏することに加え、耐湿性を高め、タッチセンサの感度を高めることができる。
第１１実施形態：
本実施形態は、タッチセンサ１０８を構成する、第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６の一態様を示す。
図４１（Ａ）は、第１センサ電極１１４の一例を示す。図４１（Ａ）に示す第１センサ電極１１４は、電極部１２１と接続部１２３を含む。電極部１２１は、データ信号線１４４に沿った表示部１０２の第１端から第１端に対向する第２端に亘って伸びる部位であり、接続部１２３は表示部１０２の外側の領域で、第２駆動回路１１２ｂに接続される部位となる。第１センサ電極１１４は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）等の金属膜で形成される。図４１（Ａ）に示す第１センサ電極１１４は、電極部１２１が線状のパターンを有し、接続部１２３がベタ状のパターン（全面金属）で形成される。電極部１２１のパターンの線幅は、表示部１０２に配設されるデータ信号線１４４の線幅と略同じ線幅を有し、データ信号線１４４と略同じ間隔（又はピッチ）で設けられる。
図４１（Ｂ）は、第１センサ電極１１４の他の一例を示す。図４１（Ｂ）で示す第１センサ電極１１４は、電極部１２１が格子状のパターンを有する。電極部１２１における格子状のパターンは、ゲート信号線１４２と平行な線状部分の線幅が、ゲート信号線１４２の線幅と略同じであり、ゲート信号線１４２と略同じ間隔（又はピッチ）で設けられる。電極部１２１における格子状のパターンは、データ信号線１４４と平行な線状部分の線幅が、データ信号線１４４の線幅と略同じ線幅を有し、データ信号線１４４と略同じ間隔（又はピッチ）で設けられる。または、電極部１２１における格子状のパターンは、ゲート信号線１４２と平行な線状部分の線幅が、ゲート信号線１４２の線幅と略同じであり、ゲート信号線１４２と略同じ間隔（又はピッチ）で設けられ、データ信号線１４４と平行な線状部分の線幅が、データ信号線１４４の線幅と略同じ線幅を有し、データ信号線１４４の３倍の間隔（又は３倍のピッチ）で設けられていてもよい。
図４２（Ａ）は、第２センサ電極１１６の一例を示す。図４２（Ａ）に示す第２センサ電極１１６は、電極部１２５と接続部１２７を含む。電極部１２５は、表示部１０２のゲート信号線１４２に沿った第１端から、第１端に対向する第２端に亘って伸びる部位であり、接続部１２７は表示部１０２の外側の領域で、第３駆動回路１１２ｃに接続される部位となる。第２センサ電極１１６は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）等の金属膜で形成される。図４２（Ａ）に示す第２センサ電極１１６は、電極部１２５が線状のパターンを有し、接続部１２７がベタ状のパターン（全面金属）で形成される。電極部１２５のパターンの線幅は、表示部１０２に配設されるゲート信号線１４２の線幅と略同じ線幅を有し、ゲート信号線１４２と略同じ間隔（又はピッチ）で設けられる。
図４２（Ｂ）は、第２センサ電極１１６の他の一例を示す。図４２（Ｂ）で示す第２センサ電極１１６は、電極部１２５が格子状のパターンを有する。電極部１２５における格子状のパターンは、ゲート信号線１４２と平行な線状部分の線幅が、ゲート信号線１４２の線幅と略同じであり、ゲート信号線１４２と略同じ間隔（又はピッチ）で設けられる。電極部１２５における格子状のパターンは、データ信号線１４４と平行な線状部分の線幅が、データ信号線１４４の線幅と略同じ線幅を有し、データ信号線１４４と略同じ間隔（又はピッチ）で設けられる。または、電極部１２５における格子状のパターンは、ゲート信号線１４２と平行な線状部分の線幅が、ゲート信号線１４２の線幅と略同じであり、ゲート信号線１４２と略同じ間隔（又はピッチ）で設けられ、データ信号線１４４と平行な線状部分の線幅が、データ信号線１４４の線幅と略同じ線幅を有し、データ信号線１４４の３倍の間隔（又は３倍のピッチ）で設けられていてもよい。
図４１（Ａ）、図４１（Ｂ）、図４２（Ａ）、及び図４２（Ｂ）に示す場合において、
第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６は、透明樹脂基板１２４の中に埋め込まれる。そのため、例えば、第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６を作製するときに使用される金属膜でアライメントマーカーを形成しておいてもよい。後の工程で、データ信号線１４４を形成するときに使用するフォトマスクのアライメントを、当該アライメントマーカーを用いて行うことで、第１センサ電極１１４とデータ信号線１４４の位置を精密に合わせることができる。
本実施形態で示す第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６は、ゲート信号線１４２及びデータ信号線１４４と同じ線幅、及び同じピッチで形成されることで、ボトムエミッション型のタッチ検出機能付き表示装置であってあっても、画素の開口率を低下させることなく透明樹脂基板１２４にタッチセンサ１０８を埋め込むことができる。また、第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６を金属材料で形成することで、低抵抗化を図ることができる。
本実施形態は、第１実施形態乃至第１０実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチセンサに適宜組み合わせて実施することができる。
第１２実施形態：
本実施形態は、タッチセンサ１０８を構成する、第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６の一態様を示す。
図４３（Ａ）は、第１センサ電極１１４の一例を示す。図４３（Ａ）に示す第１センサ電極１１４は、ダイヤモンド型の電極パターンを有する電極部１２１と、電極部１２１の一端に設けられた接続部１２３とを含む。電極部１２１は、データ信号線１４４に沿った表示部１０２の第１端から、第１端に対向する第２端に亘って伸びる部位であり、接続部１２３は表示部１０２の外側の領域で、第２駆動回路１１２ｂに接続される部位となる。図４３（Ａ）に示す第１センサ電極１１４は、電極部１２１が線状のパターンを有し、接続部１２３がベタ状のパターン（全面金属）で形成される。電極部１２１のパターンの線幅は、表示部１０２に配設されるデータ信号線１４４の線幅と略同じ線幅を有し、データ信号線１４４と略同じ間隔（又はピッチ）で設けられる。
図４３（Ｂ）は、第１センサ電極１１４の他の一例を示す。図４３（Ｂ）で示す第１センサ電極１１４は、電極部１２１が格子状のパターンを有する。電極部１２１における格子状のパターンは、ゲート信号線１４２と平行な線状部分の線幅が、ゲート信号線１４２の線幅と略同じであり、ゲート信号線１４２と略同じ間隔（又はピッチ）で設けられる。電極部１２１における格子状のパターンは、データ信号線１４４と平行な線状部分の線幅が、データ信号線１４４の線幅と略同じ線幅を有し、データ信号線１４４と略同じ間隔（又はピッチ）で設けられる。または、電極部１２１における格子状のパターンは、ゲート信号線１４２と平行な線状部分の線幅が、ゲート信号線１４２の線幅と略同じであり、ゲート信号線１４２と略同じ間隔（又はピッチ）で設けられ、データ信号線１４４と平行な線状部分の線幅が、データ信号線１４４の線幅と略同じ線幅を有し、データ信号線１４４の３倍の間隔（又は３倍のピッチ）で設けられていてもよい。
図４４（Ａ）は、第２センサ電極１１６の一例を示す。図４４（Ａ）に示す第２センサ電極１１６は、ダイヤモンド型の電極パターンを有する電極部１２５と、接続部１２７とを含む。電極部１２５は、ゲート信号線１４２に沿った表示部１０２の第１端から、第１端に対向する第２端に亘って伸びる部位であり、接続部１２７は表示部１０２の外側の領域で、第３駆動回路１１２ｃに接続される部位となる。図４４（Ａ）に示す第２センサ電極１１６は、電極部１２５が線状のパターンを有し、接続部１２７がベタ状のパターン（全面金属）で形成される。電極部１２５のパターンの線幅は、表示部１０２に配設される
ゲート信号線１４２の線幅と略同じ線幅を有し、ゲート信号線１４２と略同じ間隔（又はピッチ）で設けられる。
図４４（Ｂ）は、第２センサ電極１１６の他の一例を示す。図４４（Ｂ）で示す第２センサ電極１１６は、ダイヤモンド型の電極パターンを有する電極部１２５が格子状のパターンを有する。電極部１２５における格子状のパターンは、ゲート信号線１４２と平行な線状部分の線幅が、ゲート信号線１４２の線幅と略同じであり、ゲート信号線１４２と略同じ間隔（又はピッチ）で設けられる。電極部１２５における格子状のパターンは、データ信号線１４４と平行な線状部分の線幅が、データ信号線１４４の線幅と略同じ線幅を有し、データ信号線１４４と略同じ間隔（又はピッチ）で設けられる。または、電極部１２５における格子状のパターンは、ゲート信号線１４２と平行な線状部分の線幅が、ゲート信号線１４２の線幅と略同じであり、ゲート信号線１４２と略同じ間隔（又はピッチ）で設けられ、データ信号線１４４と平行な線状部分の線幅が、データ信号線１４４の線幅と略同じ線幅を有し、データ信号線１４４の３倍の間隔（又は３倍のピッチ）で設けられていてもよい。
本実施形態において、第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６は、は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）等の金属膜で形成される。これにより、第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６の低抵抗化を図ることができる。また、１１実施形態と同様に、第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６を作製するときに、透明樹脂基板１２４にアライメントマーカーを作り込むことができるので、ゲート信号線１４２及びデータ信号線１４４との位置合わせ精度を高めることができる。
本実施形態で示す第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６は、ゲート信号線１４２及びデータ信号線１４４と同じ線幅、及び同じピッチで形成されることで、ボトムエミッション型のタッチ検出機能付き表示装置であってあっても、画素の開口率を低下させることなく透明樹脂基板１２４にタッチセンサ１０８を埋め込むことができる。また、第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６を金属材料で形成することで、低抵抗化を図ることができる。
本実施形態は、第１実施形態乃至第１０実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチセンサに適宜組み合わせて実施することができる。
第１３実施形態：
本実施形態は、タッチセンサ１０８を構成する第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６の一態様であって、ダイヤモンドペンタイルの画素配列に対応する構成を示す。
図４５（Ａ）は、第１センサ電極１１４の一例を示す。図４５（Ａ）に示す第１センサ電極１１４は、金属膜で形成された帯状の形態を有し、接続部１２３と電極部１２１とを含む。電極部１２１は、ダイヤモンドペンタイル配列された画素に合わせたメッシュパターンを有している。金属メッシュは、画素配列で発光しない領域に対応して配置されている。接続部１２３は金属膜のベタ状のパターン（全面金属）で形成される。図４５（Ｂ）は、第１センサ電極１１４の電極部１２１がダイヤモンド型の電極パターンを有し、かつダイヤモンドペンタイル配列された画素に合わせたメッシュパターンを有している。
図４６（Ａ）は、第２センサ電極１１６の一例を示す。図４６（Ａ）に示す第１センサ電極１１４は、金属膜で形成された帯状の形態を有し、接続部１２７と電極部１２５とを含む。電極部１２５は、ダイヤモンドペンタイル配列された画素に合わせたメッシュパターンを有している。金属メッシュは、画素配列で発光しない領域に対応して配置されてい
る。接続部１２７は金属膜のベタ状のパターン（全面金属）で形成される。図４６（Ｂ）は、第２センサ電極１１６の電極部１２５がダイヤモンド型の電極パターンを有し、かつダイヤモンドペンタイル配列された画素に合わせたメッシュパターンを有している。
なお、電極部１２１、１２５のメッシュパターンは、緑色に対応する２つのサブピクセルと、赤色に対応する１つのサブピクセルと、青色に対応する１つのサブピクセルの組（一組のサブピクセル）を囲む開口パターンを有するものであればよい。また、メッシュパターンは、前述の一組のサブピクセルを４個又は９個囲む開口パターンを有していてもよい。
図４５（Ａ）で示す第１センサ電極１１４と、図４６（Ａ）で示す第２センサ電極１１６とは、絶縁層を介して重ねて配置される。この場合、第１センサ電極１１４の電極部１２１のメッシュパターンと、第２センサ電極１１６の電極部１２５メッシュパターンとは重なり合うように配置されていてもよい。または、電極部１２１のメッシュパターンと電極部１２５のメッシュパターンは相互にずれていてもよい。いずれにしても、メッシュパターンが画素の発光領域と重ならないように配置されていることで、画素の開口率を低下させないようにすることができる。また、金属のメッシュパターンが画素を囲むことにより、遮光膜（ブラックマトリクスともいう）として機能し、画質を向上させることができる。
本実施形態は、第１実施形態乃至第１０実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置のタッチセンサに適宜組み合わせて実施することができる。
第１４実施形態：
本実施形態は、第１センサ電極１１４、第２センサ電極１１６と引き出し配線との接続構造の一態様を示す。
図４７（Ａ）は、第１センサ電極１１４と第１引き出し配線１９４ａとの接続構造の一例を示す。第１センサ電極１１４は、表示部１０２の外側領域で第１引き出し配線１９４ａと接続される。第１センサ電極１１４は第１透明樹脂層１５０ａと第２透明樹脂層１５０ｂとの間に設けられ、第１引き出し配線１９４ａは第４透明樹脂層１５０ｄの上層側に設けられる。
図４７（Ａ）に示すように、第４透明樹脂層１５０ｄの上に、第１絶縁層１５８、第２絶縁層１６４、及び平坦化層１７２が積層され、平坦化層１７２の上に第２電極１９２が設けられている。さらに、図４７（Ａ）は、第２電極１９２の上層側に封止層１２８が設けられる態様を示す。封止層１２８の構成は任意であるが、本実施形態は、窒化炭素膜１９６ａ、窒化シリコン膜１９８、窒化炭素膜１９６ｂがこの順番で積層された構造を示す。窒化炭素膜１９６は、メタン（ＣＨ４）等の炭化水素ガスと、窒素（Ｎ２）又はアンモニア（ＮＨ３）等のガスとを原料ガスとして用い、プラズマ重合成膜法で作製される重合膜である。一方、窒化シリコン膜１９８は、シラン（ＳｉＨ４）、アンモニア（ＮＨ３）、窒素（Ｎ２）を原料ガスとして用い、プラズマＣＶＤ法で作製される。窒化炭素膜１９６等のプラズマ重合膜は、ピンホールが無く、段差被覆性に優れ、内部応力が小さいといった特質を有する。このような窒化炭素膜１９６と窒化シリコン膜１９８とを組み合わせることにより、水蒸気遮断性に優れた封止層１２８を得ることができる。
第１引き出し配線１９４ａは、第２透明樹脂層１５０ｂ、及び第３透明樹脂層１５０ｃ、及び第４透明樹脂層１５０ｄを貫通するコンタクトホール１９５によって第１センサ電極１１４と電気的に接続される。第１引き出し配線１９４ａは、平坦化層１７２及び封止層１２８の外側に引き出される。第１引き出し配線１９４ａは、封止層１２８から露出す
る領域において、端子電極１１８と連続するように形成されていてもよい。
図４７（Ａ）は、透明樹脂基板１２４が支持基板２００の上に設けられ、端子電極１１８の近傍に分断領域２０２が設けられる態様を示す。分断領域２０２は、透明樹脂基板１２４を貫通する溝である。このような分断領域２０２は、例えば、レーザ加工によって作製される。分断領域２０２は、表示パネルを囲むように連続する開口溝として形成される。透明樹脂基板１２４は、分断領域２０２を形成した後、第１実施形態で説明したようにレーザアブレーションをすることで、支持基板２００から剥離することができる。
第１透明樹脂層１５０ａは、透明ポリイミド樹脂で形成されることが好ましい。透明ポリイミド樹脂は、透明パラ系ポリアミド樹脂に比べて軟質であり、耐熱性が高いためレーザアブレーションを行っても変質層が生成されない利点を有する。一方、第４透明樹脂層１５０ｄは透明パラ系ポリアミド樹脂で形成されることが好ましい。第４透明樹脂層１５０ｄの上面には第１引き出し配線１９４ａ、図１で示す端子電極１１８が設けられる。透明パラ系ポリアミド樹脂は、ポリイミド樹脂に比べ硬質であり、第１引き出し配線１９４ａや端子電極１１８を形成する金属膜の剥離を防止することができる。また、端子電極１１８に、図１に示すようなフレキシブルプリント配線基板１２２を熱圧着しても、透明樹脂基板１２４の変形を抑制することができる。
図４７（Ｂ）は、第２センサ電極１１６と第２引き出し配線１９４ｂとの接続構造の一例を示す。第２センサ電極１１６は、表示部１０２の外側領域で第２引き出し配線１９４ｂと接続される。第２センサ電極１１６は第２透明樹脂層１５０ｂと第３透明樹脂層１５０ｃとの間に設けられ、第２引き出し配線１９４ｂは第４透明樹脂層１５０ｄの上層側に設けられる。第４透明樹脂層１５０ｄは、水蒸気の浸透を防ぐガスバリア性の観点から、透明パラ系ポリアミド樹脂を用いることが好ましい。
第２引き出し配線１９４ｂは、第３透明樹脂層１５０ｃ、及び第４透明樹脂層１５０ｄを貫通する第２コンタクトホール１９５ｂによって第２センサ電極１１６と電気的に接続される。第２引き出し配線１９４ｂは、第３駆動回路１１２ｃに接続するために、第２絶縁層１６４の上に引き出される。なお、図４７（Ｂ）では、第３駆動回路１１２ｃは省略されている。
図４８（Ａ）に示すように、第１絶縁層１５８、第２絶縁層１６４は、平坦化層１７２の外側まで延長されていてもよい。このような構造によれば、図４８（Ｂ）に示すように、第１引き出し配線１９４ａが設けられない領域では、無機絶縁膜で形成される第２絶縁層１６４と、無機絶縁膜で形成される封止層１２８とが密接して設けられる。平坦化層１７２の外側で、第２絶縁層１６４と封止層１２８とが密接することで、水分等の浸入を防止することができ、封止能力を高めることができる。
また、図４９に示すように、第１引き出し配線１９４ａは、第２絶縁層１６４、第１絶縁層１５８、及び第４透明樹脂層１５０ｄに形成された第３コンタクトホール１９５ｃによって第２引き出し配線１９４ｂ（透明導電膜１９４ｂ１、金属膜１９４ｂ２で形成される配線。）と電気的に接続され、第２引き出し配線１９４ｂは、第３透明樹脂層１５０ｃに形成される第２コンタクトホール１９５ｂによって引き出し配線１９４ｃと電気的に接続され、引き出し配線１９４ｃは、第２透明樹脂層１５０ｂに形成された第１コンタクトホール１９５ａによって第１センサ電極１１４と電気的に接続されていてもよい。このように、透明樹脂層１５０の各層に形成されたコンタクトホールによって、引き出し配線１９４を多段階に連結することで、一段当たりのコンタクトホールの深さを浅くすることが出来、電気的な接続を確実に形成することができる。
本実施形態によれば、透明樹脂基板にタッチセンサ１０８を構成する第１センサ電極１１４及び第２センサ電極１１６が埋め込まれている場合であっても、透明樹脂層を貫通するコンタクトホール１９５を設けることで、引き出し配線１９４をより上層に引き出すことができ、端子電極１１８、駆動回路１１２と接続することができる。
１００・・・タッチ検出機能付き表示装置、１０１・・・表示パネル、１０２・・・表示部、１０４・・・駆動回路部、１０６・・・端子部、１０８・・・タッチセンサ、１１０・・・画素、１１２・・・駆動回路、１１３・・・映像信号処理回路、１１４・・・第１センサ電極、１１５・・・センサ信号処理回路、１１６・・・第２センサ電極、１１７・・・回路ブロック、１１８・・・端子電極、１１９・・・開口部、１２１・・・電極部、１２２・・・フレキシブルプリント配線基板、１２３・・・接続部、１２４・・・透明樹脂基板、１２５・・・電極部、１２６・・・シールド電極、１２７・・・接続部、１２８・・・封止層、１３０・・・透明導電膜、１３２・・・金属膜、１３４・・・有機ＥＬ素子、１３６・・・選択トランジスタ、１３８・・・駆動トランジスタ、１４０・・・容量素子、１４２・・・ゲート信号線、１４４・・・データ信号線、１４６・・・コモン配線、１４８・・・電源線、１４９・・・回路素子層、１５０・・・透明樹脂層、１５１・・・無機絶縁層、１５２・・・開口部、１５３・・・コンタクトホール、１５４・・・第１ゲート電極、１５５・・・光遮断電極、１５６・・・第１ゲート電極、１５７・・・光遮断電極、１５８・・・第１絶縁層、１６０・・・透明導電層、１６２・・・酸化物半導体層、１６３・・・半導体層、１６４・・・第２絶縁層、１６５・・・不純物領域、１６６・・・第２ゲート電極、１６８・・・第２ゲート電極、１６９・・・ドレイン電極、１７０・・・容量電極、１７１・・・第３絶縁層、１７２・・・平坦化層、１７４・・・窒化シリコン膜、１７６・・・酸化シリコン膜、１７８・・・開口部、１８０・・・第１電極、１８２・・・電子輸送層、１８４・・・電子注入層、１８６・・・発光層、１８８・・・正孔輸送層、１９０・・・正孔注入層、１９２・・・第２電極、１９４・・・引き出し配線、１９５・・・コンタクトホール、１９６・・・窒化炭素膜、１９８・・・窒化シリコン膜、２００・・・支持基板、２０２・・・分断領域、３００・・・多階調マスク、３０２・・・多階調マスクパターン、３０４・・・フォトレジスト膜、３０６・・・レジストマスクパターン

Claims (10)

  1. 透明基板に配置され、第１方向に延びる第１センサ電極と、前記第１方向と交差する第２方向に延伸され第１透明樹脂層を挟んで前記第１センサ電極と交差する第２センサ電極と、を含むタッチセンサと、
    前記透明基板上に配置され、第２透明樹脂層を挟んで前記タッチセンサと重なり、前記第１方向に延びる映像信号線、前記第２方向へ延びる走査信号線、及び画素を含む表示部と、
    前記第１方向に沿って配置され、前記走査信号線に走査信号を出力する第１駆動回路と、
    前記映像信号線に映像信号を出力する第２駆動回路と、
    前記第１方向に沿って配置され、前記第２センサ電極にコモン信号を出力する第３駆動回路と、
    を有し、
    前記第２センサ電極が、前記第１透明樹脂層及び前記第２透明樹脂層を貫通するコンタクトホールを介して、前記第３駆動回路と電気的に接続されている
    タッチ検出機能付き表示装置。
  2. 前記第１駆動回路が前記表示部に隣接して配置され、前記第３駆動回路が前記第１駆動回路の外側に配置されている、請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  3. 前記第１駆動回路及び前記第３駆動回路が、前記表示部を挟んで両側に配置されている、請求項２に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  4. 前記画素がエレクトロルミネセンス素子を含む、請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  5. 前記第２駆動回路が、映像信号線駆動回路ブロック、前記第１センサ電極と接続されるタッチセンサセンシング回路ブロック、前記第３駆動回路と接続されるタッチセンサスキ
    ャン回路ブロックと、を含む、請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  6. 前記映像信号線駆動回路ブロック、前記タッチセンサセンシング回路ブロック、及び前記タッチセンサスキャン回路ブロックが、１つの半導体チップに集積されている、請求項５に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  7. 前記第２駆動回路がフレキシブルプリント配線基板に実装されている、請求項５に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  8. 前記透明基板が透明樹脂基板であり、前記タッチセンサが前記透明樹脂基板に埋め込まれている、請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  9. 前記表示部と前記タッチセンサとの間に透明シールド電極を有する、請求項８に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
  10. 前記第２センサ電極と前記第３駆動回路とが、前記透明シールド電極の外側で、前記コンタクトホールにより電気的に接続されている、請求項９に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
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