KR101946721B1 - 표시 장치 - Google Patents

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가부시키가이샤 재팬 디스프레이
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Abstract

터치 센서 형성에 의한 공정 부하를 억제하고, 검출 정밀도를 향상시키는 표시 장치를 제공한다. 본 발명의 표시 장치는 제1 절연 표면 상에 있어서 제1 방향으로 연재하고, 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 병설된 복수의 주사선과, 제2 절연 표면 상에 있어서 제1 방향에 교차하는 제3 방향으로 연재하고, 제3 방향에 교차하는 제4 방향으로 병설된 복수의 신호선과, 복수의 주사선과 복수의 신호선과의 교점에 대응하여 각각 설치된 복수의 화소 전극과, 제1 절연 표면 상에 있어서 제1 방향으로 연재하고, 제2 방향으로 병설된 제1 터치 배선과, 제2 절연 표면 상에 있어서, 제3 방향으로 연재하고, 제4 방향으로 병설된 제2 터치 배선과, 제3 절연 표면 상에 있어서, 평면적으로 보아 인접한 화소 전극 사이의 영역에 설치되고, 제1 터치 배선과 전기적으로 접속된 제1 터치 전극과, 제3 절연 표면 상에 있어서, 인접한 화소 전극 사이에 설치되고, 제2 터치 배선과 전기적으로 접속된 제2 터치 전극을 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명의 일 실시예는 표시 장치에 관한 것이다.
전기기구 및 전자기기에 사용되는 표시 장치로서, 액정의 전기 광학 효과를 이용한 액정 표시 장치나, 유기 전계 발광(유기 EL : Organic Electro-Luminescence) 소자를 이용한 유기 전계 발광 표시 장치가 개발, 상품화되어 있다. 또한, 표시 소자 상에 터치 센서를 탑재시킨 표시 장치인, 터치 패널이 최근 급속히 보급되고 있다. 터치 패널은 스마트폰 등의 휴대 정보 단말에 있어 필수적인 것이 되어 있어, 정보화 사회의 새로운 발전을 위해 세계적으로 개발이 진행되고 있다.
상기 터치 패널은, 터치 센서를 표시 장치와는 다른 기판으로 제작하여, 접합하는 방식(아웃셀 방식)과, 표시 장치 내부에 통합하는 방식(인셀 방식) 등이 있다. 특허 문헌 1에는 표시 장치의 구조가 개시되어 있다.
특허문헌 1 : 일본특허공개 2012-212076호 공보
한편, 터치 패널 제조에 있어, 터치 센서용의 새로운 배선, 전극이 필요하게 되어, 제조 공정의 증가나 터치 센서의 검출 저하가 발생하는 문제가 있다.
이러한 과제를 고려하여, 본 발명은 터치 센서 형성을 위한 공정 부하를 억제하면서, 검출 정밀도를 향상시키는 표시 장치를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 절연 표면 상에 있어서, 제1 방향으로 연재하고, 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 병설된 복수의 주사선과, 제1 절연 표면 상에 설치된 제2 절연 표면 상에 있어서, 제1 방향에 교차하는 제3 방향으로 연재하고, 제3 방향에 교차하는 제4 방향으로 병설된 복수의 신호선과, 복수의 주사선과 복수의 신호선과의 교점에 대응하여 각각 설치된 복수의 화소 전극과, 제1 절연 표면 상에 있어서, 제1 방향으로 연재하고, 제2 방향으로 병설된 제1 터치 배선과, 제2 절연 표면 상에 있어서, 제3 방향으로 연재하고, 제 4 방향으로 병설된 제2 터치 배선과, 제2 절연 표면 상에 설치된 제3 절연 표면 상에 있어서, 평면으로 보아 인접한 화소 전극의 사이의 영역에 설치되고, 제1 터치 배선과 전기적으로 접속된 제1 터치 전극과, 제3 절연 표면 상에 있어서, 평면적으로 보아 인접한 화소 전극의 사이의 영역에 설치되고, 제2 터치 배선과 전기적으로 접속된 제2 터치 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 터치 센서 형성을 위한 공정 부하를 억제하면서, 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1A는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 나타내는 평면도다.
도 1B는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 중 표시 영역의 일부를 나타낸 평면도다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 중 표시 영역의 일부를 나타내는 평면도다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 중 표시 영역의 일부를 나타내는 평면도다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 14은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 나타내는 평면도다.
도 15은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 나타내는 평면도다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 나타내는 평면도이다.
이하에서, 본 발명의 각 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 개시는 어디까지나 일례에 지나지 않으며, 당업자에 있어서, 발명의 취지를 유지하는 적절한 변경에 대하여 용이하게 생각에 도달하여 얻을 수 있는 것에 대해서는, 당연히 본 발명의 범상에 포함되는 것이다. 또한, 도면은 설명을 보다 명확히 하기 위해, 실제 형태에 비해 각 부분의 폭, 두께, 형상 등에 대해 개략적으로 표현될 수 있지만, 어디까지나 일례로서, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 명세서와 각 도면에서, 기출의 도면에 관해서 전술한 것과 같은 요소에는 동일한 부호(또는 숫자의 뒤에 a, b 등을 붙인 부호)를 붙이고, 상세한 설명을 적절히 생략할 수 있다. 또한, 각 요소에 대한 「제１」, 「제２」로 부기된 문자는 각 요소를 구분하기 위해 사용되는 편의적인 표식이며, 특별한 설명이 없는 한 그 이상의 의미를 갖지 않는다.
또한, 본 발명의 상세한 설명에서, 어떤 구성물과 다른 구성물의 위치 관계를 규정할 때, 「상에」또는「하에」는, 어떤 구성물의 바로 위 또는 바로 아래에 위치하는 경우만이 아니라, 별도의 언급이 없는 한은, 사이에 또 다른 구성물을 개재하는 경우를 포함한다.
또한, 본 명세서에서, 「도전층」, 「전극」, 「배선」이란 표현은, 같은 의미를 갖고, 상황에 따라 교체될 수 있다.
(제1 실시예)
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(10)를 나타낸다. 도 1A는 표시 장치(10)의 평면도다.
(1. 표시 장치의 구성)
도 1A에서, 표시 장치(10)는 기판(100)과, 화소를 갖는 표시 영역(103)과, 주변부(104)와, 게이트 드라이버로서의 기능을 갖는 구동 회로(105)와, 소스 드라이버로서의 기능을 갖는 구동 회로(106)와, 터치 센서의 구동회로(107)와, 플렉시블 인쇄 회로 기판(108)을 갖는다.
(1-1. 터치 센서의 구성)
도 1B는, 도 1A의 표시 영역(103)의 일부의 표시 영역(103a)의 평면도이다. 표시 영역(103a)은, 주사선(게이트선)(145a), 신호선(소스선)(147a), 화소 전극(155), 터치 센서에 이용되는 제1 터치 배선(146), 제2 터치 배선(148), 제1 터치 전극(156a) 및 제2 터치 전극(156b)을 갖는다. 주사선(145a) 및 제1 터치 배선(146)은, 화소 전극(155)의 단변 방향(예를 들어, 제1 방향이라 한다)으로 연장하고, 제1 방향과 교차하는 화소 전극(155)의 장변 방향(예를 들어, 제2 방향이라 한다)으로 병설된다. 또한, 신호선(147a) 및 제2 터치 배선(148)은, 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 연장하고, 제1 방향으로 병설된다. 또한, 신호선(147a) 및 제2 터치 배선(148)은, 제2 방향으로 연장하는 것에 한정되지 않고, 제1 방향과 교차하여, 제2 방향과는 다른 방향(예를 들어, 제3 방향이라 한다)으로 연장할 수도 있다. 이때, 신호선(147a) 및 제2 터치 배선(148)은, 제3 방향에 교차하는 방향(예를 들어, 제4 방향이라 한다)으로 병설된다.
주사선(145a), 제1 터치 배선(146), 신호선(147a), 및 제2 터치 배선(148)은, 화소 전극(155), 제1 터치 전극(156a), 및 제2 터치 전극(156b)의 하측에 설치되어 있다. 제1 터치 전극(156a)은 터치 센서의 송신 전극으로서의 기능을 가지며, 제2 터치 전극(156b)은 터치 센서의 수신 전극으로서의 기능을 갖는다.
도 1B의 표시 영역(103a)에서, 화소 전극(155a)을 갖는 표시 영역(103a1)의 평면도를 도 2에 나타낸다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 터치 전극(156a) 및 제2 터치 전극(156b)은, 화소 전극(155a)과, 인접한 화소 전극(155)의 사이에 설치되어 있다. 또한, 제1 터치 전극(156a) 및 제2 터치 전극(156b)은, 각각 화소 전극(155)을 둘러싸도록 설치된다.
또한, 제1 터치 전극(156a)은, 제1 터치 배선(146)과 개구부(181a)를 통해 전기적으로 접속된다. 제1 터치 배선(146)은, 주사선(145a)과 동일하게 제1 절연 표면(예를 들어 후술하는 게이트 절연층(143)) 상에 설치된다. 마찬가지로, 제2 터치 전극(156b)은, 제2 터치 배선(148)과 개구부(181b)를 통해 전기적으로 접속된다. 제2 터치 배선(148)은, 신호선(147a)과 동일하게 제2 절연 표면(예를 들어, 후술하는 절연층(149)) 상에 설치된다. 또한, 제1 터치 전극(156a) 및 제2 터치 전극(156b)은, 모두 제3 절연 표면(예를 들어 후술하는 절연층(154)) 상에 설치된다. 또한, 2개의 제1 터치 전극(156a)과, 2개의 제2 터치 전극(156b)이 근접하는 모서리 부분에는 후술하는 대향 전극(160)의 개구부(161)를 갖는다.
또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 표시 장치(10)에서, 제1 터치 배선(146)과 제2 터치 배선(148)은, 각각 다른 층에 설치된다. 제1 터치 배선(146)의 연장 방향과 제2 터치 배선(148)의 연장 방향은 직교하도록 설치된다. 또한, 제1 터치 배선(146)의 연장 방향과 제2 터치 배선(148)의 연장 방향은 직교하는 것에 한정되지 않는다. 제1 터치 배선(146)의 연장 방향과 제2 터치 배선(148)의 연장 방향은 제조 공정에 따라 기울어져 배치될 수도 있고, 거의 직교하여 배치될 수도 있다. 거의 직교한다는 것은, 80° 이상 90° 미만의 기울기를 갖는 경우를 말한다.
다음으로, 표시 장치(10)의 단면 구조를 도 4에 나타낸다. 도 4는 표시 영역(103a1)의 A1-A2 사이의 단면도를 나타낸다.
(1-2. 트랜지스터의 구성)
도 4에서, 트랜지스터(110)는, 반도체층(142), 게이트 절연층(143), 게이트 전극(145b) 및 소스·드레인 전극(147b)을 갖는다. 트랜지스터(110)는, 톱 게이트·톱 컨택 구조를 가지고 있지만, 이에 한정되지 않고, 바텀 게이트 구조로도 좋고, 바텀 컨택 구조로 해도 된다.
또한, 용량 소자(120)에는, 게이트 절연층(143)를 유전체로 하여 반도체층(142)의 소스 또는 드레인 영역 및 용량 전극(145c)이 사용된다. 또한, 용량 소자(121)는, 절연층(154)을 유전체로 하여, 도전층(153) 및 화소 전극(155)이 사용된다.
또한, 표시 소자(130)에는, 화소 전극(155), 유기 EL층(159), 및 대향 전극(160)이 사용된다. 표시 소자(130)는, 유기 EL층(159)에서 발광된 광을 대향 전극(160) 측으로 방사하는, 소위 톱 에미션 형의 구조를 가진다. 또한, 표시 소자(130)는 톱 에미션 형에 한정되지 않고, 바텀 에미션 형 구조로 할 수도 있다.
기판(100) 및 기판(101)은, 유리 기판 또는 유기 수지 기판이 사용된다.
절연층(141)은 기판(100) 상에 설치되고, 하지막으로서의 기능을 갖는다. 이에 의해, 기판(100)으로부터 불순물, 대표적으로는 알칼리 금속, 물, 수소 등의 반도체층(142)으로의 확산을 억제할 수 있다.
반도체층(142)은 절연층(141) 상에 설치되고, 실리콘, 산화물 반도체, 또는 유기물 반도체 등이 이용된다.
게이트 절연층(143)은, 절연층(141) 및 반도체층(142) 상에 설치된다. 게이트 절연층(143)은 산화 실리콘, 산질화 실리콘, 질화 실리콘, 또는 기타 고유전율의 무기 재료를 사용할 수 있다.
게이트 전극(145b)은 게이트 절연층(143) 상에 설치되고, 도 1B에 도시된 주사선(145a)과 접속되어 있다. 또한, 게이트 전극(145b)과 용량 전극(145c)은, 동시에 게이트 절연층(143) 상에 설치된다. 게이트 전극(145b)과 용량 전극(145c)은, 탄탈륨, 텅스텐, 티타늄, 몰리브덴, 알루미늄 등으로부터 선택된 전도성 재료로 형성된다. 게이트 전극(145b)과 용량 전극(145c)은, 전술한 전도 재료의 단층 구조이어도 좋고, 적층 구조이어도 좋다.
절연층(149)은 게이트 절연층(143)과 같은 재료가 사용되며, 게이트 절연층(143,) 게이트 전극(145b), 및 용량 전극(145c) 상에 설치된다. 또한, 절연층(149)은 단층이어도 되고, 상기 재료의 적층 구조이어도 좋다.
소스·드레인 전극(147b)은, 절연층(149) 상에 설치되고, 도 1B에 도시된 신호선(147a)과 접속되어 있다. 소스·드레인 전극(147b)에는, 게이트 전극(145b)의 재료 예로 든 것과 같은 재료가 사용된다. 게이트 전극(145b)과 같은 재료를 이용해도 좋고, 다른 재료를 사용해도 좋다. 소스·드레인 전극(147b) 이외에, 다른 배선도 이 도전층을 이용하여 형성되기 때문에, 저 저항인 것, 반도체층(142)과의 접합성이 좋은 것 등이 요구된다.
절연층(150)은 평탄화막으로서의 기능을 가지며, 절연층(149) 및 소스·드레인 전극(147b) 상에 설치된다. 절연층(150)은 주로 아크릴 수지 등의 유기 절연 재료를 이용하여 형성된다. 특별히 도시하지 않았지만, 예를 들어 유기 절연 재료와 무기 절연 재료의 적층으로 형성 되어도 좋다.
도전층(153)은 절연층(150) 상에 설치된다. 도전층(153)은 게이트 전극(145b)과 같은 재료를 이용해도 좋고, 다른 재료를 사용해도 좋다. 도전층(153) 이외에, 특별히 도시하지 않았지만, 전술의 소스·드레인 전극과 접합되는 다른 배선도 이 도전층을 이용하여 형성되기 때문에, 저저항인 것, 소스·드레인 전극(147b)를 구성하는 도전 재료와의 접합성이 좋은 것 등이 요구된다.
절연층(154)은, 절연층(150) 및 도전층(153) 상에 설치되고, 게이트 절연층(143)과 같은 재료가 사용된다.
화소 전극(155)은, 표시 소자(130)의 양극으로서의 기능을 가지며, 또한 광을 반사시키는 성질을 갖는 것이 바람직하다. 전자의 기능으로 바람직한 것은 ITO(Indium Tin Oxide : 산화 인듐 주석)나 IZO(Indium Zinc Oxide : 산화 인듐 아연) 등의 산화물 도전 재료이며, 후자의 기능으로 바람직한 것은 알루미늄이나 은 등의 표면 반사성이 높은 전도 재료를 들 수 있다. 이러한 기능을 양립하기 위해, 전술한 재료의 적층, 구체적으로는 알루미늄이나 은 등의 표면 반사성이 높은 도전층 상에 ITO나 IZO 등의 산화물 도전층을 적층한 구조가 채용된다.
유기 EL층(159)은 화소 전극(155) 상에 설치되고, 유기 전계 발광 재료 등의 발광 재료를 갖는다.
대향 전극(160)은 표시 소자(130)의 음극으로서의 기능을 가지며, 복수의 화소 전극(155)에 걸쳐서, 화소 전극(155)을 연속적으로 덮도록 설치되어 있다. 유기 EL층(159)에서 발광된 광을 투과시키기 위해, 투광성을 가지면서 도전성을 갖는 재료가 설치된다. 또한, 대향 전극(160)에는 개구부(161)가 형성된다.
대향 전극(160)에는 투광성이 요구되는 것과 동시에, 화소 전극(155)의 반사면과의 사이에서 마이크로 캐비티를 형성하기 위한 반사성이 요구된다. 이에 따라, 대향 전극(160)은 반투과막으로 형성된다. 구체적으로는, 은, 마그네슘, 또는 그들의 합금으로 되는 층을 광이 투과할 정도의 막 두께로 형성된다.
뱅크층(157)에는, 화소 전극(155)의 주변부를 덮는 동시에, 화소 전극(155)의 단부에서 매끄러운 단차를 형성하기 위해, 유기 수지 재료가 사용된다. 또한, 뱅크층(157)에는, 표시 화상의 명암비를 높이기 위해, 흑색 안료를 포함하는 유기 수지 재료를 사용해도 좋다.
무기 절연층(162), 유기 절연층(164), 및 무기 절연층(166)은, 순차적으로 적층되며, 봉지층으로서의 기능을 갖는다. 무기 절연층(162) 및 무기 절연층(166)은, 게이트 절연층(143)과 같은 재료가 사용된다. 유기 절연층(164)은, 절연층(150)이나 뱅크층(157)과 같은 재료가 사용된다.
접착층(174)에는 무기 재료, 유기 재료, 또는 유기 재료와 무기 재료의 복합 재료를 사용할 수 있다.
또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 게이트 전극(145b) 및 제1 터치 배선(146)은, 모두 게이트 절연층(143) 상에 설치된다. 또한, 소스·드레인 전극(147b)과 제2 터치 배선(148)은, 모두 절연층(149) 상에 설치된다. 또한, 제1 터치 전극(156a) 및 제2 터치 전극(156b)은, 화소 전극(155)과 함께 절연층(154) 상에 설치된다.
(터치 센서의 구동)
다음으로, 터치 센서의 구동에 대하여 도 3 및 도 4를 이용하여 설명한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 터치 배선(146) 및 제2 터치 배선(148)은 구동 회로(107)과 접속한다. 구동 회로(107)로부터 제1 터치 배선(146)를 통해 제1 터치 전극(156a)에 공급된 전압에 의해, 제1 터치 전극(156a)과 제2 터치 전극(156b)의 사이에 전계(200)가 발생한다(도 4 참조). 예를 들어, 사람의 손가락이 표시 장치(10)에 접촉할 때, 제1 터치 전극(156a)과 제2 터치 전극(156b) 사이의 전계 변화가 생기는 것으로, 배선 간 용량 변화가 생기고, 제2 터치 전극(156b)으로부터 제2 터치 배선(148)를 통해 구동 회로(107)에 소정의 정보가 입력되어, 위치 정보를 감지할 수 있다. 또한, 상기에서, 사람의 손가락이 표시 장치(10)에 접촉한 경우의 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 사람의 손가락이 표시 장치(10)에 근접하는 경우에도 동일한 효과를 가질 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 구성에 있어서는, 제1 터치 전극(156a)과 제2 터치 전극(156b)이 동일 층 상에 설치되어 있기 때문에, 작은 용량 변화를 감지 할 수 있기 때문에, 검지 정밀도가 향상된다.
또한, 도 4와 같이 대향 전극(160)은, 제1 터치 전극(156a)의 단부와 제2 터치 전극(156b)의 단부가 인접하는 영역의 일부와 중첩되는 영역에서 개구부(161)가 설치되어 있다. 이에 의해, 용량의 변화를 감지하기 쉬워져, 터치 센서로서의 기능을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 구성에 있어서는, 제1 터치 배선(146)과 제2 터치 배선(148)은, 다른 층에 설치되어 있기 때문에, 회로 설계상의 제약을 적게 할 수 있다.
(2. 표시 장치의 제조 방법)
이하, 표시 장치(10)의 제조 방법에 대하여 도 5 내지 도 11을 이용하여 설명한다.
(2-1. 트랜지스터의 형성)
먼저, 도 5에 나타낸 바와 같이, 기판(100)의 제1 면(단면 방향에서 본 경우의 상면)에, 절연층(141), 반도체층(142), 게이트 절연층(143)을 형성한 후, 게이트 절연층(143) 상에 게이트 전극(145b)을 형성한다. 각 층은, 포토리소그래피법, 나노 임프린팅법, 잉크젯법, 에칭법 등을 적절히 이용하여 소정의 형상으로 할 수 있다.
예를 들어, 기판(100)으로 유기 수지 기판을 사용하는 경우, 폴리이미드 기판이 사용된다. 유기 수지 기판은, 판 두께를 수 마이크로미터에서 수십 마이크로미터로 할 수 있어, 가요성을 갖는 시트 디스플레이를 실현하는 것이 가능해진다. 기판(100)은 후술하는 표시 소자에서의 출사광을 외부로 취출하기 위해서, 투명성이 요구되는 경우가 있다. 표시 소자에서의 출사광을 취출하지 않는 측의 기판은, 투명할 필요가 없기 때문에, 전술의 재료 이외에, 금속 기판의 표면에 절연층을 형성한 것을 사용해도 좋다.
절연층(141)은, 산화 실리콘, 산질화 실리콘, 질화 실리콘 등의 재료를 이용하여 형성된다. 절연층(141)은 단층이어도, 적층이어도 좋다. 절연층(141)은, CVD법, 스핀 코팅법, 인쇄법 등에 의해 형성할 수 있다.
반도체층(142)으로 실리콘 재료를 사용하는 경우, 예를 들어 비정질 실리콘, 다결정 실리콘 등이 사용된다. 또한, 반도체층(142)으로 산화물 반도체를 사용하는 경우, 예를 들어 인듐, 갈륨, 아연, 티타늄, 알루미늄, 주석, 세륨 등의 금속 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 인듐, 갈륨, 아연을 갖는 산화물 반도체(IGZO)를 사용할 수 있다. 반도체층(142)은 스퍼터링법, 증착법, 도금법, CVD법 등에 의해 형성할 수 있다.
게이트 절연층(143)에는, 산화 실리콘, 산질화 실리콘, 질화 실리콘, 질산화 실리콘, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 하프늄 등을 1 종 이상 포함하는 절연막을 사용할 수 있다. 게이트 절연층(143)은, 절연층(141)과 동일한 방법에 의해 형성될 수 있다.
게이트 전극(145b)는, 텅스텐, 알루미늄, 크롬, 구리, 티타늄, 탄탈, 몰리브덴, 니켈, 철, 코발트, 텅스텐, 인듐, 아연으로부터 선택된 금속 원소, 또는 상기 금속 원소를 성분으로 하는 합금이, 상술한 금속 원소를 조합한 합금 등의 재료를 이용하여 형성된다. 또한, 게이트 전극(145b)은, 상기 재료에 질소, 산소, 수소 등이 함유된 것을 사용하여도 좋다. 예를 들어, 게이트 전극(145b)으로, 스퍼터링법에 의해 형성된 알루미늄층(Al), 티탄층(Ti)의 적층 막을 사용할 수 있다. 또한, 이 때 게이트 전극(145b)과 동시에, 주사선(145a), 제1 터치 배선(146) 및 용량 전극(145c)도 형성된다.
다음으로, 게이트 절연층(143), 게이트 전극(145b) 상에 절연층(149)을 형성한다. 절연층(149)은 게이트 절연층(143)과 동일한 재료, 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 절연층(149)으로 플라즈마 CVD법에 의해 형성한 산화 실리콘막을 이용할 수 있다.
다음으로, 절연층(149) 상에 소스·드레인 전극(147b)을 형성한다(도 6 참조). 소스·드레인 전극(147b)은 게이트 전극(145b)와 같은 재료, 방법을 사용할 수 있다. 소스·드레인 전극(147b)은 절연층(149)에 개구부를 형성한 후 형성되어, 반도체층(142)의 소스·드레인 영역과 접속된다. 또한, 이 때 소스·드레인 전극(147b)과 동시에, 신호선(147a) 및 제2 터치 배선(148)도 형성된다.
다음으로, 절연층(149), 소스·드레인 전극(147b) 상에 절연층(150)을 형성한다. 절연층(150)은 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 등의 유기 절연 재료가 사용된다. 절연층(150)은 스핀 코팅법, 인쇄법, 잉크젯법 등에 의해 형성 할 수 있다. 예를 들어, 절연층(150)으로 스핀 코팅법에 의해 형성한 아크릴 수지를 사용할 수 있다. 이 때, 절연층(150)은 상면이 평탄해질 정도까지 형성된다. 절연층(150)은 1μm 이상의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
(2-2. 표시 소자의 형성)
다음으로, 도 7 및 8에 나타낸 바와 같이, 절연층(150) 상에 용량 소자(121)(도전층(153), 절연층(154), 화소 전극(155)으로 형성된다), 표시 소자(130)(화소 전극(155), 유기 EL층(159), 대향 전극(160)으로 형성된다), 뱅크층(157)을 형성한다. 각 층은, 포토리소그래피법, 나노 임프린팅법, 잉크젯법, 에칭법 등을 적절히 이용하여, 소정의 형상으로 할 수 있다.
우선, 절연층(150) 상에 도전층(153)을 형성한다. 도전층(153)은 게이트 전극(145b)과 동일한 재료 및 방법에 의해 형성할 수 있다. 예를 들어, 도전층(153)으로, 스퍼터링법에 의해 형성한 몰리브덴, 알루미늄, 몰리브덴의 적층막을 사용할 수 있다.
다음으로, 도전층(153) 상에 절연층(154)을 형성한다. 절연층(154)은, 게이트 절연층(143)과 동일한 재료 및 방법에 의해 형성할 수 있다. 예를 들어, 절연층(154)으로, 플라즈마 CVD법에 의해 형성한 질화 실리콘막을 이용할 수 있다.
다음으로, 절연층(154) 상에 화소 전극(155)을 형성한다(도 7 참조). 예를 들어, 도전층(153)은 알루미늄(Al), 은(Ag) 등의 광 반사성의 금속 재료를 이용해도 좋고, 정공 주입성이 우수한 ITO나 IZO의 투명 도전층과 광 반사성의 금속층이 적층된 구조를 가지고 있어도 좋다. 화소 전극(155)은 게이트 전극(145b)과 동일한 방법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 화소 전극(155)으로, 스퍼터링법에 의해 형성한 ITO, 은, ITO의 적층막을 사용할 수 있다.
또한, 이 때 화소 전극(155)의 형성과 동시에 제1 터치 전극(156a), 제2 터치 전극(156b)도 형성된다. 제1 터치 전극(156a)은, 절연층(149) 및 절연층(150)에 형성된 개구부를 통해 제1 터치 배선(146)과 전기적으로 접속된다. 유사하게, 제2 터치 전극(156b)은 절연층(150)에 형성된 개구부를 통해 제2 터치 배선(148)과 전기적으로 접속된다.
다음으로, 절연층(154) 및 화소 전극(155) 상에 뱅크층(157)을 형성한다. 뱅크층(157)은 화소 전극(155)의 상면을 노출하도록 개구부가 형성된다. 뱅크층(157)의 개구부의 단부는 완만한 테이퍼 형상이 되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 뱅크층(157)으로, 스핀 코팅법에 의해 형성한 폴리이미드막을 사용할 수 있다.
다음으로, 화소 전극(155), 뱅크층(157) 상에 유기 EL층(159)을 형성한다. 유기 EL층(159)은 저분자계 또는 고분자계의 유기 재료를 이용하여 형성된다. 저분자계의 유기 재료를 사용하는 경우, 유기 EL층(159)은 발광성의 유기 재료를 포함하는 발광층 이외에, 해당 발광층을 끼우도록 정공 주입층이나 전자 주입층, 더해서 정공 수송층이나 전자 수송층 등을 포함하여 구성될 수도 있다.
또한, 유기 EL층(159)은 적어도 화소 전극(155)과 중첩되도록 형성된다. 유기 EL층(159)은 진공 증착법, 인쇄법, 스핀 코팅법 등에 의해 형성된다. 유기 EL층(159)을 진공 증착법에 의해 형성하는 경우, 적당한 섀도우 마스크를 이용하여, 성막되지 않는 영역을 마련하면서 형성할 수 있다. 유기 EL층(159)은 인접한 화소와 다른 재료를 이용하여 형성할 수도 있고, 모든 화소에서 동일한 유기 EL층(159)을 사용할 수도 있다.
다음으로, 도 8에 나타낸 바와 같이, 화소 전극(155) 및 유기 EL층(159)에 걸치도록, 대향 전극(160)을 형성한다. 대향 전극(160)에는 ITO(산화 주석 첨가 산화 인듐)나 IZO(산화 인듐·산화 아연) 등의 투명 도전막, 또는 은(Ag)과 마그네슘의 합금을 사용할 수 있다. 또한, 대향 전극(160)은 진공 증착법, 스퍼터링법에 의해 형성할 수 있다. 예를 들어, 대향 전극(160)으로, 스퍼터링법에 의해 증착된 IZO 막을 사용할 수 있다.
다음으로, 도 9에 나타낸 바와 같이, 대향 전극(160)에 개구부(161)를 형성한다. 제1 터치 전극(156a) 및 제2 터치 전극(156b)의 상면의 중첩하는 영역에 개구부(161)를 형성하는 경우는, 메탈 마스크를 이용하여 비 성막 영역을 형성하는 것으로 해도 좋고, 잉크젯법을 이용하여 대향 전극(160)을 미리 개구부(161)를 갖는 형상으로 형성할 수도 있다.
(2-3. 봉지층의 형성)
다음으로, 도 10에 나타낸 바와 같이, 대향 전극(160), 뱅크층(157) 상에 봉지층이 되는 무기 절연층(162), 유기 절연층(164), 무기 절연층(166)을 순서대로 형성한다.
무기 절연층(162) 및 무기 절연층(166)에는, 산화 알루미늄, 산화 실리콘, 질화 실리콘 등을 1종 이상 포함하는 절연막을 사용할 수 있다. 이 때, 표시 영역(103)은 무기 절연층(162)에 의해 덮여있는 것이 바람직하다. 무기 절연층(162) 및 무기 절연층(166)은 플라즈마 CVD법, 열 CVD법, 증착법, 스핀 코팅법, 스프레이법, 또는 인쇄법을 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 무기 절연층(162) 및 무기 절연층(166)은 플라즈마 CVD법으로 형성한 질화 실리콘막과 산화 실리콘막의 적층막을 사용할 수 있다. 무기 절연층(162) 및 무기 절연층(166)의 막 두께는 수십 nm에서 수 μm로 할 수 있다.
유기 절연층(164)에는, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지 등의 재료를 사용할 수 있다. 또한, 유기 절연층(164)은, 스핀 코팅법, 증착법, 스프레이법, 잉크젯법, 인쇄법 등을 이용하여 수 μm에서 수십 μm 정도의 두께로 형성할 수 있다.
(2-4. 대향 기판과의 접합)
다음으로, 도 11에 나타낸 바와 같이, 대향 기판이 되는 기판(101)을 접착층(174)을 이용하여 기판(100)과 접합한다. 접착층(174)으로, 예를 들어, 에폭시 수지, 아크릴 수지 등을 사용할 수 있다.
상기 제조 방법을 이용하여 표시 장치(10)를 제조할 수 있다. 본 실시예에 따른 구성에서는 주사선(145a), 게이트 전극(145b) 및 제1 터치 배선(146)가 동일층 상에 설치된다. 또한, 신호선(147a), 소스·드레인 전극(147b) 및 제2 터치 배선(148)도 동일층 상에 설치된다. 또한 화소 전극(155), 제1 터치 전극(156a) 및 제2 터치 전극(156b)도 동일한 층에 설치된다. 이에 의해, 터치 센서 형성을 위한 새로운 공정을 진행할 필요가 없다. 따라서, 표시 장치 제조에 있어서 공정 부하를 억제하면서 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 절연층(143), 절연층(149) 상에 배선을 형성하는 것으로 발명이 실현되는 예를 언급했지만, 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 다른 절연층 상에 설치해도 된다. 또한, 조합하여 사용해도 좋다.
또한, 본 실시예에서는, 대향 전극(160)이 개구부(161)를 갖는 것으로, 발명이 실현되는 예를 언급했지만, 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 대향 전극(160)에 개구부(161)를 설치하지 않아도 된다.
또한, 본 실시예에서는, 제1 방향과 제2 방향이 직교되는 것으로 발명이 실현되는 예를 언급했지만, 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 방향과 제2 방향이 교차해도 된다.
또한, 본 실시예에서는, 화소 전극(155), 제1 터치 전극(156a) 및 제2 터치 전극(156b)이 동일한 절연층(154) 상에 설치되는 것으로 발명이 실현되는 예를 언급했지만, 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 터치 전극(156a) 및 제2 터치 전극(156b)이 화소 전극(155)과 다른 절연층 상에 설치될 수 있다.
(제2 실시예)
이하에서, 다른 형상을 갖는 터치 센서를 탑재하는 표시 장치에 대해 도면을 이용하여 설명한다. 또한, 제1 실시예에 나타내는 구조, 방법과 유사한 부분에 대해서는 그 설명을 원용한다.
도 12에 표시 영역(103)의 확대도, 및 도 13에 도 12의 B1-B2 간의 단면도를 나타낸다. 도 12에서, 제1 터치 전극(256a) 및 제2 터치 전극(256b)은 화소 전극(155b), 화소 전극(155c), 화소 전극(155d)의 3개의 화소 전극을 둘러싸도록 설치될 수 있다.
또한, 제1 터치 전극(256a) 및 제2 터치 전극(256b)은, 복수의 화소 전극(155)을 둘러싸도록 넓은 영역에 걸쳐 설치될 수도 있다. 예를 들어, 도 14에 나타낸 바와 같이, 제1 방향에 있어서, 화소 전극(155)의 중간으로부터, 인접한 화소 전극(155)의 중간까지의 거리를 제1 화소 전극 피치(1550a)라고 정의한다. 또한, 제2 방향에 있어서, 화소 전극(155)의 중간으로부터, 인접한 화소 전극(155)의 중간까지의 거리를 제2 화소 전극 피치(1550b)라고 정의한다. 이 때, 제1 터치 전극(1156a)은, 제1 방향에 있어서 등배(等倍)의 제1 화소 전극 피치(1550a)의 길이를 갖는 영역과, 제2 방향에 있어서 등배의 제2 화소 전극 피치(1550b)의 길이를 갖는 영역이 교대로 연결되는 형태로 연재되어 있다. 이에 의해, 제1 터치 전극(1156a)은 다수의 화소 전극(155)을 둘러싼 형상이 된다. 또한, 제2 터치 전극(1156b)도 유사한 형상으로 연재되어 있다. 상기 형상에서, 제1 터치 전극(1156a)과 제2 터치 전극(1156b)이, 제1 방향에 있어서, 등배의 제1 화소 전극 피치(1550a)의 길이를 가지고 이간하는 영역과, 2배의 제1 화소 전극 피치(1550a)의 길이를 가지고 이간하는 영역이 마련된다. 제2 방향에 있어서도, 등배의 제2 화소 전극 피치(1550b)를 가지고 이간하는 영역과, 2배의 제2 화소 전극 피치(1550b)를 가지고 이간하는 영역이 마련된다. 상기 이간하는 영역에 있어서, 화소 전극(155)은 제1 터치 전극(1156a)과 제2 터치 전극(1156b)의 사이에 배치되는 것이라고 할 수 있다. 또한, 화소 전극(155)은 제1 터치 전극(1156a) 및 제2 터치 전극(1156b)와 평면적으로 봐서 중첩하지 않는 영역에 배치되는 것이라고 할 수 있다.
또한, 도 15에 나타낸 바와 같이, 제1 터치 전극(2156a) 또는 제2 터치 전극(2156b)이, 제1 방향에 있어서 2배의 제1 화소 전극 피치(1550a)의 길이를 갖는 영역과, 제2 방향에 있어서 제2 화소 전극 피치(1550b)의 길이를 갖는 영역과, 제1 방향으로 제1 화소 전극 피치(1550a)를 갖는 영역을 조합하여 사용해도 좋다. 상기 형상의 경우, 제1 터치 전극(1156a)과 제2 터치 전극(1156b)이, 제1 방향에 있어서, 등배, 2배, 또는 3배의 제1 화소 전극 피치(1550a)의 길이를 가지고 이간하는 영역이 마련된다. 또한, 제2 방향에 있어서, 등배 또는 2배의 제1 화소 전극 피치(1550a)의 길이를 가지고 이간하는 영역이 마련된다.
또한, 도 16에 나타낸 바와 같이, 제1 터치 전극(3156a), 제2 터치 전극(3156b)이, 각각 화소 전극(155)을 하나씩 포위하면서, 외주부의 형상은 도 15와 같은 모양으로 해도 좋다.
또한, 도 17에 나타낸 바와 같이, 제1 터치 전극(4156a)이 화소 전극(155)을 하나씩 포위하면서, 외주부는 제1 방향으로 5배의 제1 화소 전극 피치(1550a)의 길이를 갖는 영역과, 제2 방향으로 3배의 제2 화소 전극 피치(1550b)의 길이를 갖는 영역을 갖고, 외형은 사각형을 가질 수 있다. 또한, 제2 터치 전극(4156b)은 제1 터치 전극(4156a), 제2 방향에 있어서 등배의 제2 화소 전극 피치(1550b)의 길이를 가지고 이간하면서, 제1 방향으로 2배의 제1 화소 전극 피치(1550a)의 길이를 가지고 선상으로 설치될 수 있다.
상기 구조를 갖는 것으로, 검출 감도를 높이면서, 다양한 형상의 터치 센서를 설치할 수 있다.
본 실시예에 있어서는, 개시 예로 유기 EL 표시 장치의 경우를 예시했지만, 다른 적용 예로서, 액정 표시 장치, 그 외의 자발광형 표시 장치, 또는 전기 영동 표시 소자 등을 갖는 전자 종이형 표시 장치 등의 모든 평판형의 표시 장치를 들 수 있다. 또한, 중소형에서 대형까지 특별히 한정하지 않고 적용이 가능함은 물론이다.
또한, 본 발명의 사상의 범주에 있어서, 당업자라면 다양한 변경예 및 수정예를 도출할 수 있으며, 그러한 변경예 및 수정예에 대해서도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해된다. 예를 들어, 전술한 각 실시예에 대하여, 당업자가 적절히 구성 요소의 추가, 삭제 또는 설계 변경한 것, 또는 공정의 추가, 생략 또는 조건 변경한 것도 본 발명의 요지를 가지고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.
10 : 표시 장치 100 : 기판
101 : 기판 103 : 표시 영역
104 : 주변부 105, 106, 107 : 구동회로
108 : 플렉시블 기판 110, 111 : 트랜지스터
120, 121 : 용량 소자 130 : 표시 소자
141 : 절연층 142 : 반도체층
143 : 게이트 절연층 145a : 주사선
145b : 게이트 전극 145c : 용량 전극
146 : 제1 터치 배선 147a : 신호선
147b : 소스·드레인 전극 148 : 제2 터치 배선
149, 150 : 절연층 153 : 도전층
154 : 절연층 155 : 화소 전극
156a : 제1 터치 전극 156b : 제2 터치 전극
157 : 뱅크층 159 :유기 EL층
160 : 대향 전극 162 : 무기 절연층
164 : 유기 절연층 166 : 무기 절연층
174 : 접착층 1156a : 제1 터치 전극
1156b : 제2 터치 전극 1550a : 제1 화소 전극 피치
1550b : 제2 화소 전극 피치 2156a : 제1 터치 전극
2156b : 제2 터치 전극 2156a : 제1 터치 전극
2156b : 제2 터치 전극

Claims (10)

  1. 제1 절연 표면 상에 있어서, 제1 방향으로 연재하고, 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 병설된 복수의 주사선과,
    상기 제1 절연 표면 상에 설치된 제2 절연 표면 상에 있어서, 상기 제1 방향에 교차하는 제3 방향으로 연재하고, 상기 제3 방향에 교차하는 제4 방향으로 병설된 복수의 신호선과,
    상기 복수의 주사선과 상기 복수의 신호선과의 교점에 대응하여 각각 설치된 복수의 화소 전극과,
    상기 제1 절연 표면 상에 있어서, 상기 제1 방향으로 연재하고, 상기 제2 방향으로 병설된 제1 터치 배선과,
    상기 제2 절연 표면 상에 있어서, 상기 제3 방향으로 연재하고, 상기 제4 방향으로 병설된 제2 터치 배선과,
    상기 제2 절연 표면 상에 설치된 제3 절연 표면 상에 있어서, 평면으로 보아 인접한 상기 화소 전극의 사이의 영역에 설치되고, 상기 제1 터치 배선과 전기적으로 접속된 제1 터치 전극과,
    상기 제3 절연 표면 상에 있어서, 평면적으로 보아 인접한 상기 화소 전극의 사이의 영역에 설치되고, 상기 제2 터치 배선과 전기적으로 접속된 제2 터치 전극과,
    상기 복수의 화소 전극의 각각의 단부를 덮는 동시에, 상기 복수의 화소 전극의 각각의 상면을 노출시키는 개구부를 갖는 뱅크층
    을 포함하고,
    상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극은 각각 상기 화소 전극의 적어도 하나를 둘러싸게 배치되어 있고,
    상기 뱅크층은 상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극을 덮는, 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화소 전극은 상기 제3 절연 표면 상에 설치된 표시 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 절연 표면은 상기 주사선 및 상기 제1 터치 배선 상에 설치되고,
    상기 제3 절연 표면은 상기 신호선 및 상기 제2 터치 배선 상에 설치되는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 화소 전극에 걸쳐서, 상기 복수의 화소 전극을 덮도록 설치된 대향 전극과,
    상기 복수의 화소 전극의 하나와 상기 대향 전극의 사이에 설치된, 발광층을 포함하는 유기층을 더 갖는 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 대향 전극은 평면적으로 보아 인접한 상기 제1 터치 전극과 상기 제2 터치 전극 사이의 영역의 일부와 중첩하는 영역에 개구부를 갖는 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극과 평면적으로 보아 중첩하지 않는 영역에, 상기 화소 전극이 배치되어 있는 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 주사선과 상기 제1 터치 배선은 모두 동일 표면 상에 형성되고,
    상기 신호선과 상기 제2 터치 배선은 모두 동일 표면 상에 형성되는 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 직교하고,
    상기 제3 방향과 상기 제4 방향은 직교하는 표시 장치.
  10. 삭제
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