KR102190184B1 - 표시 장치 및 표시 장치 기판 - Google Patents

표시 장치 및 표시 장치 기판 Download PDF

Info

Publication number
KR102190184B1
KR102190184B1 KR1020187037573A KR20187037573A KR102190184B1 KR 102190184 B1 KR102190184 B1 KR 102190184B1 KR 1020187037573 A KR1020187037573 A KR 1020187037573A KR 20187037573 A KR20187037573 A KR 20187037573A KR 102190184 B1 KR102190184 B1 KR 102190184B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
touch sensing
light
display device
wiring
Prior art date
Application number
KR1020187037573A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190009386A (ko
Inventor
고우이치 미나토
겐조 후쿠요시
Original Assignee
도판 인사츠 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도판 인사츠 가부시키가이샤 filed Critical 도판 인사츠 가부시키가이샤
Publication of KR20190009386A publication Critical patent/KR20190009386A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102190184B1 publication Critical patent/KR102190184B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/13338—Input devices, e.g. touch panels
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04111—Cross over in capacitive digitiser, i.e. details of structures for connecting electrodes of the sensing pattern where the connections cross each other, e.g. bridge structures comprising an insulating layer, or vias through substrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

본 발명의 표시 장치는, 표시 기능층과, 상기 표시 기능층을 구동하는 어레이 기판과, 표시 장치 기판과, 터치 센싱을 행하는 제어부를 포함하고, 상기 표시 장치 기판에는 관찰 방향에 있어서 흑색층과 도전층이 순서대로 적층된 제1 터치 센싱 배선과 제2 터치 센싱 배선과, 상기 제1 터치 센싱 배선과 동일한 재료로 형성되며 또한 단면으로 보아 동일한 위치에 마련되는 제1 차광 도전 패턴과, 상기 제2 터치 센싱 배선과 동일한 재료로 형성되며 또한 단면으로 보아 동일한 위치에 마련되는 제2 차광 도전 패턴을 가지고, 제1 차광 도전 패턴 및 제2 차광 도전 패턴에 의해 표시부를 둘러싸는 차광성의 프레임을 구성한다.

Description

표시 장치 및 표시 장치 기판
본 발명은, 정전기 등의 외부 노이즈 또는 액정층 등의 표시 기능층을 구동하는 제어계 등으로부터 발생하는 내부 노이즈를 경감시킬 수 있는 표시 장치 및 표시 장치 기판에 관한 것이며, 특히, 터치 센싱 기능을 구비하는 표시 장치와, 그 표시 장치에 사용되는 표시 장치 기판에 관한 것이다.
근년, 액정 표시 장치 또는 발광 소자가 매트릭스 형상으로 배열되어 있는 표시 장치(유기 일렉트로루미네센스 표시 장치나 LED 매트릭스 표시 장치)의 해상도가 향상되고, 박형화가 진행되고 있다. 또한, 5인치나 8인치 등의 화면 사이즈를 가지며 또한 고화질이 실현 가능한 표시 장치를 구비한 모바일 기기, 예를 들어 스마트폰, 태블릿이 시판되고 있다. 특히, 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치(이하, 유기 EL이라고 칭함)는 이러한 모바일 기기의 박형화에 공헌할 수 있다.
유기 EL 표시 장치에 있어서는, 백색 유기 EL을 구비한 유기 EL 기판과, 컬러 표시를 실현하는 컬러 필터를 구비하며 또한 유기 EL 기판에 대향 배치된 대향 기판을 사용하는 경우가 있다. 더 한층의 고화질을 얻기 위해서, 예를 들어 적색 발광 LED 칩, 녹색 발광 LED 칩 및 청색 발광 LED 칩이 작은 발광 유닛에 적재되고, 복수의 발광 유닛이 어레이 기판 상에 매트릭스 형상으로 배열되어 있는 LED 매트릭스 표시 장치의 개발도 진행되고 있다. LED로서, 발광 효율이 높은 청색 발광 다이오드가 알려져 있고, 청색 LED 칩 상에 녹색 형광체 및 적색 형광체가 배치된 백색 LED가 사용되는 경우가 있다.
표시 장치의 표시 기능층은 액정층, 유기 EL층(Organic Electroluminescence), LED 칩(Light Emitting Diode)에 의한 LED 매트릭스층, 나아가, 전기 요소와 기계적 요소로 구성되는 EMS(Electro Mechanical System), 또는 MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)를 포함한다. MEMS는 액추에이터, 트랜스듀서, 센서, 마이크로미러, MEMS 스위치, 및 광학 필름 등의 광학 부품, 그리고 광 간섭 변조기(IMOD: Interferometric Modulation)를 포함한다.
이러한 표시 장치에 있어서는, 손가락 등의 포인터에 의한 입력이 가능한 터치 센싱 기능을 구비한 표시 장치의 보급이 진행되고 있다.
덧붙여, 모바일 기기의 표시 화면을 크게 하기 위해서, 유효 표시 영역(표시 화면)의 주위에 위치하는 프레임부의 폭을 좁게 하는 "프레임 폭 협소화 기술"의 개발이 진전되고 있다. 이 프레임부에 있어서는, 일반적으로 폴리실리콘 TFT나 산화물 반도체 TFT(박막 트랜지스터, 이하 능동 소자)에 의해 형성된 주변 회로가 형성되어 있다.
그러나, 표시 장치에 있어서는, 상기 프레임 폭 협소화나 터치 센싱 기능의 부가 등에 의해, 전기적 노이즈 발생원이 증가하여, 각종 문제가 발생하고 있다. 예를 들어, 손이나 인체의 정전기는, 터치 센싱 기능을 구비한 표시 장치에 악영향을 주기 쉽다. 표시 장치에 손이나 손가락이 접촉함으로써, 터치 센싱이 오동작을 일으키는 경우가 있다. 덧붙여, 인체에 축적된 정전기는, 표시에 관한 제어계의 배선이나 프레임부에 위치하는 드라이버 IC(Integrated Circuit)에 실려서, 표시 장치의 표시 불량을 초래하는 경우가 있다.
특허문헌 1에 있어서는, 투명 도전 재료로 형성된 도전막이 실드 기능을 구비하고, 또한 그라운드 전위를 갖는(접지되어 있는) 구성이 개시되어 있다. 또한, 제2 도전막을 병용함으로써 내부식성도 실현되어 있다. 그러나, 투명 도전 재료의 저항값은 높기 때문에, 정전기에 의한 용량이 형성되기 쉽고, 액정을 구동하는 배선(특히 커먼 배선)이나, 터치 패널에 마련된 터치 센싱 배선에 전하가 실리기 쉽다. 또한, 투명 도전 재료의 저항값은 높기 때문에, 그 저항값으로는, 높은 주파수의 노이즈를 실드하기에는 불충분하다.
특허문헌 2는, 제1 기판에 마련된 제1 터치 구동 전극과, 제2 기판에 마련된 제2 터치 구동 전극 및 터치 검출 전극을 구비한 구성을 제안하고 있다. 노이즈 저감 기술로서, 특허문헌 2의 도 8에 도시된 바와 같이, 노이즈 발생원인 주변 회로(80)로부터, 제2 터치 구동 전극(52)이 멀리 떨어지게 하여 배치되어 있다. 그러나, 주변 회로(80)로부터 제2 터치 구동 전극(52)까지의 거리를 증가시키는 것만으로는 노이즈 대책으로서 충분하다고 할 수 없다. 예를 들어, 특허문헌 2에 있어서는, 손가락이나 인체 등으로부터 발생하는 정전기 등의 외부 노이즈의 영향이 고려되어 있지 않다. 덧붙여, 차량 탑재 대상 표시 장치 등의 고신뢰성이 요구되는 표시 장치에서는, 정전기의 방전에 관한 내압 규격이 엄격하다. 특허문헌 2에 있어서는, 이러한 외부 노이즈 대책이 고려되어 있지 않다. 또한, 특허문헌 2에 있어서, 능동 소자의 구동에 관계되는 스위칭 소자 등을 포함하는 주변 회로는, 표시 영역의 주위에 위치하는 프레임부에 마련되어 있고, 특허문헌 2는, 표시 장치의 프레임 폭 협소화 기술을 개시하고 있다. 주변 회로에 형성되는 트랜지스터 등의 능동 소자는, 폴리실리콘 반도체로 형성된 채널층을 구비하는 박막 트랜지스터인 경우가 많다.
특허문헌 3은, 터치 센서와 표시 장치가 일체로 된 액정 표시 장치에 관한 것이다. 특허문헌 3은, 바이패스 터널 등을 사용하여 어레이 기판에 터치 스크린을 만들어 넣는 기술을 개시하고 있다.
특허문헌 3에 있어서는, 폴리실리콘 트랜지스터에 접속되는 신호선(게이트선과 소스선)이나 화소 전극뿐만 아니라, 터치 센싱에 관계되는 센스 영역과 드라이브-센스 접지 영역 및 바이패스 터널 등을 동일한 어레이 기판 상에 배치할 필요가 있다. 이 때문에, 특허문헌 3에 있어서는, 어레이 구조가 매우 복잡하고, 기생 용량의 증가를 초래하기 쉬우며, 또한 어레이 기판의 제조 공정에 있어서의 부하가 크다.
특허문헌 4는, 면 내 전환(IPS) 액정 표시 장치에 관한 것이고, 동일한 평면 내에 터치 구동 전극, 터치 감지에 사용되는 전극쌍을 마련하는 기술을 개시하고 있다. 특허문헌 3 및 특허문헌 4에 있어서는, 어레이 기판(능동 소자가 형성되는 면)에 터치 센싱용 배선(이하, 터치 배선)이 배치되어 있다. 이 구성에서는, 능동 소자에 영상 신호나 게이트 신호를 전달하는 TFT 배선의 근처에 터치 배선이 배치되고, 이 터치 배선에 영상 신호에 기인하는 노이즈가 실리기 쉽다는 문제가 있다.
특허문헌 5는, 특정한 게이트선을 선택 또는 비선택의 상태로 전환하는 선택 신호를 출력하는 게이트선 구동부를 구비하는 구조를 개시하고 있다. 게이트선 구동부의 각각은 표시 영역 내에 형성되어, 예를 들어 제어 신호에 따라서 다른 구동 주파수에서 각종 표시를 행할 수 있다. 그 표시 영역 내에서, 부분적으로 정지 화상을 표시하거나, 또는 저소비 전력화를 위해 구동 주파수를 낮추거나 할 수 있다. 예를 들어, 정지 화상이나, 낮은 구동 주파수에서 화상을 표시하는 경우, 복수의 프레임 중 일부의 프레임 사이에 있어서는 게이트선을 선택 상태로 되도록, 또한 다른 프레임 사이에 있어서는 게이트선을 비선택의 상태로 되도록, 게이트선의 선택 상태를 전환함으로써 소비 전력을 낮추고, 화질을 향상시킬 수 있다. 이러한 관점에서, 특허문헌 5에 기재된 기술은 우수하다. 그러나, 특허문헌 5의 도 6A로부터 도 7 등에 개시되어 있는 바와 같이, 화소(PIX)를 구동하는 능동 소자 TFT-PIX 외에도, TFT-D, TFT-E, TFT-F 등의 스위칭 소자를 새롭게 추가할 필요가 있다. 이들 추가된 스위칭 소자에는, 추가로 배선 13N이 마련되어 있다.
특허문헌 6은, 터치 센싱 배선으로서, 산화인듐과 산화주석을 포함하는 도전성 금속 산화물로 구리 함유층이 끼움 지지된 구리 배선을 개시하고 있다. 그러나, 터치 센싱에서의 손가락 등의 포인터에 기인하는 노이즈(터치 센싱의 오동작 포함)나, 상술한 바와 같은 주변 회로로부터 발생하는 노이즈의 대책은 고려되어 있지 않다.
일본 특허 공개 제2011-95451호 공보 일본 특허 공개 제 2014-53000호 공보 일본 특허 제5746736호 공보 일본 특허 제4584342호 공보 국제 공개 제2014/142183호 팸플릿 일본 특허 제5807726호 공보
상기한 바와 같이, 표시 장치에 있어서는, 터치 센싱 기능의 부가, 프레임 폭 협소화, 저소비 전력화나 화질 향상을 위한 스위칭 소자의 추가 등에 기인하여 어레이 기판의 구조가 복잡해지고 있다. 어레이 기판의 구조 복잡화에 수반하여, 노이즈 발생원이 증가하고, 터치 센싱에 있어서 S/N비를 확보하는 것이 곤란해지고 있다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 높은 터치 센싱 정밀도를 실현하고, 터치 센싱 기능을 구비한 표시 장치 및 표시 장치 기판을 제공한다.
본 발명의 제1 형태에 관한 표시 장치는, 표시 기능층과, 상기 표시 기능층을 구동하는 어레이 기판과, 상기 어레이 기판에 대향하는 제1면과 상기 제1면과는 반대측의 제2면을 갖는 투명 기판과, 상기 제2면으로부터 상기 제1면을 향한 관찰 방향에 있어서 제1 흑색층과 제1 도전층이 순서대로 적층된 구성을 가지며 또한 상기 제2면 상에서 제1 방향으로 배열되도록 서로 평행하게 연장되는 복수의 제1 터치 센싱 배선을 포함하는 제1 센싱 패턴과, 상기 관찰 방향에 있어서 제2 흑색층과 제2 도전층이 순서대로 적층된 구성을 가지며 또한 상기 복수의 제1 터치 센싱 배선과 상기 어레이 기판 사이에 위치함과 함께 평면으로 보아 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 배열되도록 서로 평행하게 연장되는 복수의 제2 터치 센싱 배선을 포함하는 제2 센싱 패턴과, 상기 제1 터치 센싱 배선과 동일한 재료로 형성되며 또한 상기 제1 터치 센싱 배선과 단면으로 보아 동일한 위치에 마련되며 또한 상기 제1 센싱 패턴의 외측에 위치하는 제1 차광 도전 패턴과, 상기 제2 터치 센싱 배선과 동일한 재료로 형성되며 또한 상기 제2 터치 센싱 배선과 단면으로 보아 동일한 위치에 마련되며 또한 상기 제2 센싱 패턴의 외측에 위치하는 제2 차광 도전 패턴과, 상기 표시 기능층에 대향하는 표시부와, 상기 표시부를 둘러쌈과 함께, 상기 제1 센싱 패턴의 일부, 상기 제1 차광 도전 패턴, 및 상기 제2 차광 도전 패턴에 의해 구성된 차광성의 프레임부를 구비하는 표시 장치 기판과, 제1 터치 센싱 배선과 제2 터치 센싱 배선 사이의 정전 용량 변화를 검지하여 터치 센싱을 행하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 제1 형태에 관한 표시 장치에 있어서는, 상기 제1 터치 센싱 배선 및 상기 제2 터치 센싱 배선은, 상기 제2면 상에 형성되고, 상기 제1 터치 센싱 배선과 상기 제2 터치 센싱 배선 사이에는 절연층이 마련되고, 상기 제1 터치 센싱 배선 및 상기 제2 터치 센싱 배선은, 서로 전기적으로 절연되어도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 표시 장치에 있어서는, 상기 제1 터치 센싱 배선은 상기 제2면 상에 형성되고, 상기 제2 터치 센싱 배선은 상기 제1면 상에 형성되어도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 표시 장치에 있어서는, 상기 제1면 상에, 상기 관찰 방향에 있어서, 순서대로 상기 제1 터치 센싱 배선 및 상기 제2 터치 센싱 배선이 형성되고, 상기 제1 터치 센싱 배선과 상기 제2 터치 센싱 배선 사이에는 절연층이 마련되고, 상기 제1 터치 센싱 배선 및 상기 제2 터치 센싱 배선은, 서로 전기적으로 절연되어도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 표시 장치에 있어서는, 상기 어레이 기판 및 상기 표시 장치 기판을 둘러싸는 하우징을 가지고, 상기 제1 차광 도전 패턴은 상기 하우징에 접지되어도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 표시 장치에 있어서는, 상기 제2 차광 도전 패턴은, 슬릿에 의해 분할된 복수의 차광 도전부를 가져도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 표시 장치에 있어서는, 상기 어레이 기판은, 게이트 절연층과 접촉하며 또한 산화물 반도체로 구성된 채널층을 가지고, 상기 표시 기능층을 구동하는 능동 소자를 구비해도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 표시 장치에 있어서는, 상기 산화물 반도체는, 갈륨, 인듐, 아연, 주석, 알루미늄, 게르마늄 및 세륨으로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상을 함유하는 금속 산화물과, 적어도 안티몬, 비스무트 중 어느 것을 함유하는 금속 산화물을 포함해도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 표시 장치에 있어서는, 상기 게이트 절연층은, 산화세륨을 포함하는 복합 산화물로 형성되어도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 표시 장치에 있어서는, 상기 능동 소자에 전기적으로 연결된 복수의 배선 중, 적어도 게이트 배선은, 구리 합금층이 도전성 금속 산화물층에 의해 끼움 지지된 3층 구조를 가져도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 표시 장치에 있어서는, 상기 어레이 기판은, 상기 표시 기능층을 끼움 지지하는 상부 전극 및 하부 전극을 구비하고, 상기 표시 기능층은 발광 다이오드층이며, 상기 상부 전극과 상기 하부 전극 사이에 인가되는 구동 전압에 의해 발광해도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 표시 장치에 있어서는, 상기 어레이 기판은, 상기 표시 기능층을 끼움 지지하는 상부 전극 및 하부 전극을 구비하고, 상기 표시 기능층은 유기 일렉트로루미네센스층이며, 상기 상부 전극과 상기 하부 전극 사이에 인가되는 구동 전압에 의해 발광해도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 표시 장치에 있어서는, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극의 적어도 한쪽은, 은 합금층이 도전성 금속 산화물층으로 끼움 지지된 구조를 가져도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 표시 장치에 있어서는, 상기 표시 기능층은 액정층이며, 상기 어레이 기판은, 상기 액정층을 끼움 지지하는 커먼 전극 및 화소 전극을 구비하고, 상기 액정층은, 상기 커먼 전극과 상기 화소 전극 사이의 전위차에 의해 구동해도 된다.
본 발명의 제1 형태에 관한 표시 장치에 있어서는, 단면으로 보아, 상기 커먼 전극은, 상기 화소 전극보다도 상기 표시 장치 기판에 가까운 위치에 마련되어도 된다.
본 발명의 제2 양태에 따른 표시 장치 기판은, 제1면과, 상기 제1면과는 반대측의 제2면을 갖는 투명 기판과, 상기 제1면 및 제2면 중 어느 한쪽에 형성되고, 상기 제2면으로부터 상기 제1면을 향한 관찰 방향에 있어서 제1 흑색층과 제1 도전층이 순서대로 적층된 구성을 가짐과 함께 상기 제2면 상에서 제1 방향으로 배열되도록 서로 평행하게 연장되는 복수의 제1 터치 센싱 배선을 포함하는 제1 센싱 패턴과, 상기 제1면 및 제2면 중 어느 한쪽에 형성되고, 상기 관찰 방향에 있어서 제2 흑색층과 제2 도전층이 차례로 적층된 구성을 가짐과 함께 평면으로 보아 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 배열되도록 서로 평행하게 연장되는 복수의 제2 터치 센싱 배선을 포함한 제2 센싱 패턴과, 상기 제1 터치 센싱 배선과 동일한 재료로 형성되고, 상기 제1 터치 센싱 배선 및 단면으로 보아 동일한 위치에 마련되며, 상기 제1 센싱 패턴의 외부에 위치하는 제1 차광 도전 패턴과, 상기 제2 터치 센싱 배선과 동일한 재료로 형성되고, 상기 제2 터치 센싱 배선과 단면으로 보아 동일한 위치에 마련되며, 상기 제2 센싱 패턴의 외부에 위치하는 제2 차광 도전 패턴과, 상기 제1 센싱 패턴의 일부, 상기 제1 차광 도전 패턴, 및 상기 제2 차광 도전 패턴에 의해 구성된 차광성의 프레임부를 구비한다.
본 발명의 제2 형태에 관한 표시 장치 기판에 있어서는, 상기 투명 기판은, 평면으로 보아, 짧은 변과 긴 변을 가지고, 상기 제1 차광 도전 패턴은 상기 긴 변과 평행하게 마련되어도 된다.
본 발명의 제2 형태에 관한 표시 장치 기판에 있어서는, 상기 제2 차광 도전 패턴은, 상기 제1 터치 센싱 배선과 평행한 복수의 슬릿을 가지고, 평면으로 보아, 상기 복수의 제1 터치 센싱 배선과 상기 복수의 슬릿이 겹치는 중첩부가 형성되어 있고, 상기 중첩부는 상기 프레임부를 구성해도 된다.
본 발명의 제2 형태에 관한 표시 장치 기판에 있어서는, 상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층은, 적어도 구리 합금층이 도전성 금속 산화물층에 의해 끼움 지지된 3층 구조를 가져도 된다.
본 발명의 제2 형태에 관한 표시 장치 기판에 있어서는, 평면으로 보아 상기 복수의 제1 터치 센싱 배선과 상기 복수의 제2 터치 센싱 배선에 의해 구획되는 복수의 화소를 구비하고, 상기 복수의 화소는 컬러 필터를 구비해도 된다.
본 발명의 양태에 의하면, 주변 회로로부터 발생하는 내부 노이즈 또는 표시 장치의 외부로부터의 외부 노이즈를 저감시키고, 고정밀도의 터치 센싱을 실현하는 기능을 구비한 표시 장치 및 표시 장치 기판을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치를 구성하는 제어부(영상 신호 제어부, 시스템 제어부 및 터치 센싱 제어부) 및 표시부를 나타내는 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치를 부분적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치가 구비하는 대향 기판을 나타내는 도면이며, 관찰자측에서 표시 장치를 본 평면도이다.
도 4는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치가 구비하는 대향 기판을 나타내는 도면이며, 대향 기판에 마련된 복수의 제1 터치 센싱 배선을 갖는 제1 센싱 패턴과, 제1 센싱 패턴의 외측에 위치하는 제1 차광 도전 패턴을 나타내는 평면도이다.
도 5는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치가 구비하는 대향 기판을 나타내는 도면이며, 대향 기판에 마련된 복수의 제2 터치 센싱 배선을 갖는 제2 센싱 패턴과, 제2 센싱 패턴의 외측에 위치하는 제2 차광 도전 패턴을 나타내는 평면도이다.
도 6은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치가 구비하는 대향 기판의 프레임부를 부분적으로 나타내는 평면도이며, 제2 차광 도전 패턴의 슬릿과 제1 터치 센싱 배선이 겹치는 중첩부에 의해 얻어진 차광성을 설명하는 도면이다.
도 7은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치가 구비하는 액정층과, 대향 기판의 프레임부를 부분적으로 나타내는 도면이며, 도 3의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 대향 기판에 마련된 제1 터치 센싱 배선, 절연층 및 제2 터치 센싱 배선을 나타내는 도면이며, 도 2에 있어서의 부호 W1로 나타낸 부분을 나타내는 확대 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치가 구비하는 어레이 기판을 부분적으로 나타내는 평면도이다.
도 10은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치가 구비하는 어레이 기판을 부분적으로 나타내는 단면도이며, 도 9에 나타내는 C-C'선에 따른 단면도이다.
도 11은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치를 부분적으로 나타내는 회로도이며, 칼럼 반전 구동에 의해 액정 표시 장치를 구동시킨 경우에, 각 화소에 있어서의 액정 구동 전압의 상황을 나타내는 설명도이다.
도 12는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치를 부분적으로 나타내는 회로도이며, 도트 반전 구동에 의해 액정 표시 장치를 구동시킨 경우에, 각 화소에 있어서의 액정 구동 전압의 상황을 나타내는 설명도이다.
도 13은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 표시 장치를 부분적으로 나타내는 단면도이다.
도 14는, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 표시 장치가 구비하는 액정층과, 대향 기판의 프레임부를 부분적으로 나타내는 단면도이다.
도 15는, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 대향 기판에 마련된 제2 터치 센싱 배선을 나타내는 도면이며, 도 14에 있어서의 부호 W2로 나타낸 부분을 나타내는 확대 단면도이다.
도 16은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 표시 장치가 구비하는 대향 기판을 나타내는 도면이며, 관찰자측에서 표시 장치를 본 평면도이다.
도 17은, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 표시 장치를 부분적으로 나타내는 단면도이다.
도 18은, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 표시 장치가 구비하는 대향 기판의 프레임부를 부분적으로 나타내는 단면도이다.
도 19는, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 표시 장치가 구비하는 대향 기판을 나타내는 도면이며, 관찰자측에서 표시 장치를 본 평면도이다.
도 20은, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 어레이 기판을 부분적으로 나타내는 단면도이다.
도 21은, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 어레이 기판을 구성하는 화소 전극을 부분적으로 나타내는 도면이며, 도 20에 있어서의 부호 W3으로 나타낸 부분을 나타내는 확대 단면도이다.
도 22는, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 어레이 기판을 구성하는 게이트 전극을 부분적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.
이하의 설명에 있어서, 동일하거나 또는 실질적으로 동일한 기능 및 구성 요소에는, 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략 또는 간략화하거나, 또는 필요한 경우만 설명을 행한다. 각 도면에 있어서는, 각 구성 요소를 도면 상에서 인식할 수 있는 정도의 크기로 하기 위해, 각 구성 요소의 치수 및 비율을 실제의 것과는 적절하게 상이하게 하고 있다. 또한, 필요에 따라서, 도시가 어려운 요소, 예를 들어 반도체의 채널층을 형성하는 복수 층의 구성, 또한 도전층을 형성하는 복수 층의 구성 등의 도시나 일부의 도시가 생략되어 있다.
이하에 설명하는 각 실시 형태에 있어서는, 특징적인 부분에 대하여 설명하고, 예를 들어 통상의 표시 장치에 사용되고 있는 구성 요소와 본 실시 형태에 관한 표시 장치의 차이가 없는 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
이하의 기재에 있어서, 터치 센싱에 관계되는 배선, 전극 및 신호를, 간단히 터치 구동 배선, 터치 검출 배선, 터치 배선, 터치 전극 및 터치 신호라 칭하는 경우가 있다. 또한, 제1 터치 센싱 배선 및 제2 터치 센싱 배선을 간단히 터치 센싱 배선이라 칭하는 경우가 있다. 터치 센싱 구동을 행하기 위해 터치 센싱 배선에 인가되는 전압을 터치 구동 전압이라 칭한다.
제1 흑색층 및 제2 흑색층을 간단히 흑색층이라 칭하는 경우가 있고, 또한 제1 도전층 및 제2 도전층을 간단히 도전층이라 칭하는 경우가 있다.
표시 기능층으로서 액정층을 사용하는 실시 형태에서는, 백라이트 유닛, 편광판 등의 광학 기능막, 배향막 등의 도시가 생략되어 있다. 또한, 액정층의 구동을 위해 커먼 전극과 화소 전극 사이에 인가되는 전압을 액정 구동 전압이라 칭하는 경우가 있다. 액정 구동 전압은 화소 구동 전압이라 호칭하는 경우가 있다.
표시 기능층으로서 발광층(유기 EL이나 LED)을 사용하는 실시 형태에서는, 발광층(유기 EL이나 LED)을 구동하기 위해 상부 전극과 하부 전극(이하, 하부 전극을 화소 전극 또는 반사 전극이라 칭하는 경우가 있음)간에 인가되는 전압을 화소 구동 전압이라고 칭한다. 발광층의 구동을 간단히 화소 구동이라 하는 경우가 있다.
(제1 실시 형태)
(표시 장치(DSP1)의 기능 구성)
이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(DSP1)를, 도 1로부터 도 12를 참조하면서 설명한다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(DSP1)를 나타내는 블록도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 표시 장치(DSP1)는, 표시부(110)와, 표시부(110) 및 터치 센싱 기능을 제어하기 위한 제어부(120)를 구비하고 있다.
제어부(120)는 공지된 구성을 가지고, 영상 신호 제어부(121)(제1 제어부)와, 터치 센싱 제어부(122)(제2 제어부)와, 시스템 제어부(123)(제3 제어부)를 구비하고 있다.
영상 신호 제어부(121)는, 어레이 기판(200)에 마련된 커먼 전극(17)(후술)을 정전위로 함과 함께, 어레이 기판(200)에 마련된 게이트 배선(9, 10)(후술, 주사선) 및 소스 배선(31, 32)(후술, 신호선)에 신호를 보낸다. 영상 신호 제어부(121)가 커먼 전극(17)과 화소 전극(29)(후술) 사이에 표시용 액정 구동 전압(전위차)을 인가함으로써, 어레이 기판(200) 상에서 프린지 전계가 발생하고, 프린지 전계를 따라서 액정 분자가 회전하고, 액정층(300)이 구동된다. 이에 의해, 어레이 기판(200) 상에 화상이 표시된다. 복수의 화소 전극(29)의 각각에는, 소스 배선(31, 32)(신호선)을 통해, 예를 들어 구형파를 가지는 영상 신호가 개별로 인가된다. 또한, 구형파로서는, 정 또는 부의 직류 구형파 또는 교류 구형파여도 된다. 영상 신호 제어부(121)는 이러한 영상 신호를 소스 배선에 보낸다.
터치 센싱 제어부(122)는 제2 터치 센싱 배선(2)(후술)에 터치 센싱 구동 전압을 인가하고, 제1 터치 센싱 배선(1)과 제2 터치 센싱 배선(2) 사이에 발생하는 정전 용량의 변화를 검출하고, 터치 센싱을 행한다.
시스템 제어부(123)는 영상 신호 제어부(121) 및 터치 센싱 제어부(122)를 제어하고, 액정 구동과 정전 용량의 변화 검출을 교대로, 즉, 시분할로 행하는 것이 가능하다.
또한, 시스템 제어부(123)는, 액정 구동 및 터치 센싱 구동의 주파수를 서로 상이하게 하여 상술한 구동을 행하는 기능을 가져도 되고, 액정 구동 및 터치 센싱 구동의 구동 전압을 서로 상이하게 하여 상술한 구동을 행하는 기능을 가져도 된다. 이러한 기능을 갖는 시스템 제어부(123)에 있어서는, 예를 들어 표시 장치(DSP1)가 습득해버리는 외부 환경으로부터의 노이즈의 주파수를 검지하고, 노이즈 주파수와는 다른 터치 센싱 구동 주파수를 선택한다. 이에 의해, 노이즈의 영향을 경감시킬 수 있다. 또한, 이러한 시스템 제어부(123)에 있어서는, 손가락이나 펜 등의 포인터의 주사 속도에 맞춘 터치 센싱 구동 주파수를 선정할 수도 있다.
상기 제어부(120)를 구비한 표시 장치(DSP1)는, 터치 센싱 기능과 화상 표시 기능을 겸비한 터치 센싱 기능 일체형 표시 장치이다. 표시 장치(DSP1)는, 절연층을 통해 배치된 2개의 배선 그룹, 즉, 복수의 제1 터치 센싱 배선(1)과 복수의 제2 터치 센싱 배선(2)을 사용한 정전 용량 방식의 터치 센싱 기술을 이용하고 있다. 예를 들어, 손가락 등의 포인터가 대향 기판(100)(후술)에 접촉 또는 근접했을 때, 제1 터치 센싱 배선(1)과 제2 터치 센싱 배선(2)의 교점에 발생하는 정전 용량의 변화를 검지하고, 손가락 등의 포인터의 위치가 검지된다. 또한, 도 1에 있어서의 부호 K는, 본 실시 형태에 관한 표시 장치(DSP1)의 하우징(K)을 나타내고 있다. 하우징(K)에 의해 어레이 기판(200) 및 대향 기판(100)이 둘러싸여 있으며, 어레이 기판(200) 및 대향 기판(100)이 일체화되어 있다.
(표시 장치(DSP1)의 구조)
도 2는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(DSP1)를 부분적으로 나타내는 단면도이다.
본 실시 형태에 관한 표시 장치(DSP1)는, 후술하는 실시 형태에 관한 표시 장치 기판을 구비한다. 또한, 이하에 기재하는 「평면으로 보아」란, 관찰자가 표시 장치(DSP1)의 표시면(표시 장치 기판의 평면)을 관찰하는 방향으로부터 본 평면을 의미한다. 본 발명의 실시 형태에 관한 표시 장치의 표시부의 형상, 또는 화소를 규정하는 화소 개구부의 형상, 표시 장치를 구성하는 화소수는 한정되지는 않는다.
이하에 상세하게 설명하는 실시 형태에서는, 표시부의 짧은 변에 따른 방향을 X 방향(제1 방향)이라 규정하고, 표시부의 긴 변에 따른 방향을 Y 방향(제2 방향)이라 규정하고, 또한 투명 기판의 두께 방향을 Z 방향이라 규정하여, 표시 장치를 설명한다.
또한, 이하의 실시 형태에 있어서, 상기와 같이 규정된 X 방향과 Y 방향을 전환하여, 즉, X 방향을 제2 방향이라 정의하며 또한 Y 방향을 제1 방향이라 정의하고, 표시 장치를 구성해도 된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 표시 장치(DSP1)는, 대향 기판(100)(표시 장치 기판)과, 대향 기판(100)을 서로 마주보게 접합시킨 어레이 기판(200)과, 대향 기판(100)과 어레이 기판(200) 사이에 끼움 지지된 액정층(300)을 구비한다. 또한, 도 2에 나타내는 표시 장치(DSP1)에 있어서는, 각종 광학 기능을 갖는 광학 필름, 대향 기판(100)을 보호하는 커버 유리 등은, 생략되어 있다.
(대향 기판(100)의 구조)
도 2에 도시한 바와 같이, 대향 기판(100)은 제1면(MF)과, 제1면(MF)과는 반대측의 제2면(MS)을 가지는 투명 기판(40)(제1 투명 기판)을 구비한다. 제1면(MF)은 어레이 기판(200)에 대향하는 면이다. 제2면(MS)은 관찰자에게 대향하는 면이다.
투명 기판(40)에 사용하는 것이 가능한 기판은, 가시 영역에 있어서 투명한 기판이면 되고, 유리 기판, 세라믹 기판, 석영 기판, 사파이어 기판, 플라스틱 기판 등을 사용할 수 있다.
(센싱 패턴 및 차광 도전 패턴)
도 3은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(DSP1)가 구비하는 대향 기판(100)을 나타내는 도면이며, 관찰자측(P)으로부터 표시 장치(DSP1)를 본 평면도이다. 즉, 투명 기판(40)의 제2면(MS)을 본 평면도이다.
투명 기판(40)의 제2면(MS)의 상방에는, 복수의 제1 터치 센싱 배선(1)을 포함하는 제1 센싱 패턴(PT1)과, 복수의 제2 터치 센싱 배선(2)을 포함하는 제2 센싱 패턴(PT2)과, 제1 차광 도전 패턴(F21)과, 제2 차광 도전 패턴(F22)이 마련되어 있다.
복수의 제1 터치 센싱 배선(1)과 복수의 제2 터치 센싱 배선(2) 사이에는, 절연층(I)(터치 배선 절연층)이 마련되어 있고, 제1 터치 센싱 배선(1)과 제2 터치 센싱 배선(2)은, 절연층(I)에 의해 서로 전기적으로 절연되어 있다.
제1 차광 도전 패턴(F21)은 제1 터치 센싱 배선(1)과 동일한 재료로 형성되어, 제1 터치 센싱 배선(1)과 단면으로 보아 동일한 위치에 마련되고, 제1 센싱 패턴(PT1)의 외측에 위치하고 있다.
제2 차광 도전 패턴(F22)은, 제2 터치 센싱 배선(2)과 동일한 재료로 형성되어, 제2 터치 센싱 배선(2)과 단면으로 보아 동일한 위치에 마련되고, 제2 센싱 패턴(PT2)의 외측에 위치하고 있다.
제1 차광 도전 패턴(F21) 및 제2 차광 도전 패턴(F22)은, 차광성의 프레임부(F)를 구성하고 있으며, 프레임부(F)는, 액정층(표시 기능층)에 대향하는 표시부(110)를 둘러싸고 있다.
후술하는 바와 같이, 제1 터치 센싱 배선(1) 및 제2 터치 센싱 배선(2)은, 흑색층 및 도전층이 적층된 구성을 갖고 있기 때문에, 제1 차광 도전 패턴(F21)의 층 구성은, 제1 터치 센싱 배선(1)의 층 구성과 동일하고, 제2 차광 도전 패턴(F22)의 층 구성은, 제2 터치 센싱 배선(2)의 층 구성과 동일하다.
구체적으로, 제1 차광 도전 패턴(F21) 및 제1 센싱 패턴(PT1)은, 동일한 공정에 있어서 동시에 패터닝 형성되어 있다. 제2 차광 도전 패턴(F22) 및 제2 센싱 패턴(PT2)은, 동일한 공정에 있어서 동시에 패터닝 형성되어 있다.
도 4는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(DSP1)가 구비하는 대향 기판(100)을 나타내는 도면이며, 대향 기판(100)에 마련된 복수의 제1 터치 센싱 배선(1)을 갖는 제1 센싱 패턴(PT1)과, 제1 센싱 패턴(PT1)의 외측에 위치하는 제1 차광 도전 패턴(F21)을 나타내는 평면도이다.
도 4에 있어서는, 도 3에 나타내는 제2 차광 도전 패턴(F22) 및 제2 센싱 패턴(PT2)이 생략되어 있다.
도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 복수의 제1 터치 센싱 배선(1)은 제2면(MS)의 상방에 위치하고, X 방향으로 배열되어 있으며, 서로 평행하게 Y 방향으로 연장되어 있다. Y 방향에 있어서의 제1 터치 센싱 배선(1)의 단부에는, 제1 단자(TM1)가 마련되어 있다. 복수의 제1 터치 센싱 배선(1)은 제1 센싱 패턴(PT1)을 형성하고 있다.
제1 센싱 패턴(PT1)의 외측에는, 제1 센싱 패턴(PT1)을 둘러싸도록 U자 형상으로 형성된 제1 차광 도전 패턴(F21)이 배치되어 있다. 구체적으로, X 방향에 있어서의 제1 센싱 패턴(PT1)의 양측에는, 제1 차광 도전 패턴(F21)의 긴 변부(F21L)가 위치하고 있다. 긴 변부(F21L)는 Y 방향으로 연장되어 있다. 즉, 투명 기판(40)의 긴 변 및 짧은 변 중, 제1 차광 도전 패턴(F21)의 긴 변부(F21L)는, 투명 기판(40)의 긴 변에 평행하게 마련되어 있다. Y 방향에 있어서의 제1 센싱 패턴(PT1)의 단부(도 4에 있어서의 좌측)에는, 제1 차광 도전 패턴(F21)의 짧은 변부(F21S)가 위치하고 있다. 짧은 변부(F21S)는 X 방향으로 연장되어 있다. 또한, 제1 차광 도전 패턴(F21)은 하우징(K)에 접지되어 있다.
도 5는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(DSP1)가 구비하는 대향 기판(100)을 나타내는 도면이며, 대향 기판(100)에 마련된 복수의 제2 터치 센싱 배선(2)을 갖는 제2 센싱 패턴(PT2)과, 제2 센싱 패턴(PT2)의 외측에 위치하는 제2 차광 도전 패턴(F22)을 나타내는 평면도이다. 제2 차광 도전 패턴(F22) 각각은 전기적으로 독립되어 있다.
도 5에 있어서는, 도 3에 나타내는 제1 차광 도전 패턴(F21) 및 제1 센싱 패턴(PT1)이 생략되어 있다.
도 2 및 도 5에 도시한 바와 같이, 복수의 제2 터치 센싱 배선(2)은 복수의 제1 터치 센싱 배선(1)과 어레이 기판(200) 사이에 위치하고 있으며, 본 실시 형태에서는 제2면(MS)의 상방에 위치하고 있다. 제2 터치 센싱 배선(2)은 센스 배선(2A)과 인출 배선(2B)을 갖고 있다. 센스 배선(2A)은 Y 방향으로 배열되어 있으며, 서로 평행하게 X 방향으로 연장되어 있다. 센스 배선(2A)은, 표시부(110)의 외측(프레임부(F))에 있어서, 인출 배선(2B)과 접속되어 있다. 인출 배선(2B)은 X 방향으로 배열되어 있으며, 서로 평행하게 Y 방향으로 연장되어 있다. Y 방향에 있어서의 인출 배선(2B)의 단부에는, 제2 단자(TM2)가 마련되어 있다. 복수의 제2 터치 센싱 배선(2)은 제2 센싱 패턴(PT2)을 형성하고 있다.
제2 차광 도전 패턴(F22)은, 도 5에 있어서 대향 기판(100)의 좌측(Y 방향에 있어서의 기판 선단)에 위치하는 복수의 제1 차광 도전부(F22A)(차광 도전부)와, 대향 기판(100)의 우측(Y 방향에 있어서의 기판 기단부)에 위치하는 복수의 제2 차광 도전부(F22B)(차광 도전부)를 가진다. 또한, 서로 인접하는 제1 차광 도전부(F22A) 및 서로 인접하는 제2 차광 도전부(F22B)는, 슬릿(S)에 의해 분할되어 구획되어 있다. 제2 차광 도전부(F22B)를 구획하는 복수의 슬릿(S)은 제1 터치 센싱 배선(1)과 평행하다. 또한, 복수의 제1 차광 도전부(F22A)에 있어서는, 어느 차광 도전부는 십자형의 슬릿(CS)으로 분할되어 있다. 바꾸어 말하면, 제2 차광 도전 패턴(F22)은, 슬릿 패턴에 의해 복수의 차광 도전부(복수의 패턴)로 분할되어 있고, 제2 차광 도전 패턴(F22)은 대소 복수의 차광 도전부를 갖고 있다.
이렇게 제2 차광 도전 패턴(F22)은, 제2 차광 도전 패턴(F22)을 구획하는 슬릿에 의해 복수의 패턴으로 분할되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 분할된 차광 도전 패턴의 종류나 차광 도전 패턴의 크기는, 복수 종류여도 된다.
평면으로 보아, 제1 차광 도전 패턴(F21)과 겹치도록 제2 차광 도전 패턴(F22)을 형성함으로써, 제2 차광 도전 패턴(F22)과 제1 차광 도전 패턴(F21) 사이에 전기적으로 의사(疑似)적인 콘덴서를 마련할 수 있다. 이 콘덴서를 형성함으로써, 주파수가 낮은 노이즈(예를 들어, 드라이버 회로 등으로부터 발생하는 노이즈)는, 제2 차광 도전 패턴(F22)과 제1 차광 도전 패턴(F21)의 두께 방향으로 투과하기 어려워진다. 이러한 콘덴서는, 복수 종류의 특성을 갖는, 환언하면, 크기가 다른 차광 도전부를 구비하는 제2 차광 도전 패턴(F22)인 것이 바람직하다. 평면으로 보아, 차광 도전부의 형상은 임의로 설정된다. 또한, 주파수가 높은 노이즈는, 접지된 제1 차광 도전 패턴(F21)을 통해 그라운드로 빠져나가, 도전 패턴을 통과하기 어렵다.
상술한 제2 차광 도전 패턴(F22)과 제1 차광 도전 패턴(F21)에 의해 얻어지는 작용 효과는, 높은 저항값을 갖는 ITO 등의 투명 도전막 패턴에 의해 충분히 얻어지지 않는다. 제2 차광 도전 패턴(F22)이나 제1 차광 도전 패턴(F21)의 일부로서, 구리, 은, 구리 합금, 은 합금으로 형성된 박막을 사용하는 것이 바람직하다. 제2 차광 도전 패턴(F22) 및 제1 차광 도전 패턴(F21)은, 제1 터치 센싱 배선(1)과 제2 터치 센싱 배선(2)을 형성하는 공정에서 동시에 형성할 수 있기 때문에, 제조 공정을 증가시키지 않고, 제2 차광 도전 패턴(F22) 및 제1 차광 도전 패턴(F21)을 형성할 수 있다는 장점이 있다. 본 실시 형태에 관한 제2 차광 도전 패턴(F22)과 제1 차광 도전 패턴(F21)을 사용함으로써, 정전기 노이즈를 포함하는 각종 노이즈에 대하여 실드 효과를 가지는 표시 장치를 실현할 수 있다.
도 6은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(DSP1)가 구비하는 대향 기판(100)의 프레임부(F)를 부분적으로 나타내는 평면도이며, 제2 차광 도전 패턴(F22)의 슬릿(S)와 제1 터치 센싱 배선(1)이 겹치는 중첩부에 의해 얻어진 차광성을 설명하는 도면이다.
도 6의 (a)는, 도 4에 나타내는 제1 단자(TM1)와, 제1 단자(TM1)로부터 표시부(110)를 향해 연장되는 제1 터치 센싱 배선(1)의 일부(부호 1')를 부분적으로 나타내는 평면도이다. 제1 단자(TM1)는, 후술하는 제1 흑색층(16)이 제거되어 제1 도전층(15)이 노출된 노출부이며, Pad(단자부)로서 기능하는 부위이다.
도 6의 (b)는, 도 5에 나타내는 제2 차광 도전부(F22B)를 부분적으로 나타내는 평면도이다. 서로 인접하는 제2 차광 도전부(F22B)(제2 차광 도전 패턴(F22))는 슬릿(S)에 의해 구획되어 있다. 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 있어서, 슬릿(S)의 폭 WS는 제1 터치 센싱 배선(1)의 폭 H1과 동일하다. 복수의 슬릿(S)이 배치되는 X 방향의 배치 피치(PS)는, 제1 터치 센싱 배선(1)이 배치되는 X 방향의 배치 피치(P1)와 동일하다.
이 때문에, 도 6의 (c)에 나타내는 바와 같이, 도 6의 (a)에 나타내는 제1 터치 센싱 배선(1)의 일부와, 도 6의 (b)에 나타내는 슬릿(S)을 중첩하면, 제1 터치 센싱 배선(1)의 위치와 슬릿(S)의 위치가 일치하고, 복수의 중첩부(3)가 형성된다. 이 중첩부(3)는 차광성의 프레임부(F)를 구성한다.
또한, 대향 기판(100)의 전체 구조에 있어서는, 도 3, 도 4 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 터치 센싱 배선(1)의 일부(중첩부(3))와, 제1 차광 도전 패턴(F21)(긴 변부(F21L) 및 짧은 변부(F21S))과, 제2 차광 도전부(F22B)(제2 차광 도전 패턴(F22))에 의해 프레임부(F)가 구성되어 있다.
여기서, 복수의 제2 차광 도전부(F22B)는, 큰 기생 용량을 발생하지 않도록 세분할화되어 있다. 슬릿(S)의 폭 WS는, 도 7에 나타내는 주변 회로(80)로부터 발생하는 노이즈의 평균 주파수의 파장보다 짧아지도록 설정되어 있으면, 노이즈의 영향을 받기 어려워진다.
상술한 바와 같이, 제2 차광 도전 패턴(F22)을 구성하는 복수의 제2 차광 도전부(F22B)와 복수의 제1 터치 센싱 배선(1)의 일부에 의해 중첩부(3)가 형성되어 있다. 중첩부(3)는 노이즈의 누설의 발생 및 백라이트 유닛(도시하지 않음)으로부터의 광 누설의 발생을 방지할 수 있다.
제1 차광 도전 패턴(F21)이나 제2 차광 도전 패턴(F22)의 저항값은 낮은 것이 바람직하다. 제1 차광 도전 패턴(F21) 또는 제2 차광 도전 패턴(F22) 각각의 층 구성의 일부에 있어서, 도전율이 높은 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 차광 도전 패턴(F21)에 슬릿을 형성해도 되지만, 정전기에 기인하는 노이즈의 영향을 저감시키기 위해 제1 차광 도전 패턴(F21)은 접지되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 실시 형태와 같이, 하우징(K)에 제1 차광 도전 패턴(F21)이 접지되어 있는 것이 바람직하다.
표시 장치(DSP1)의 사용에 있어서는, 표시 장치(DSP1)의 외부로부터 정전기 등의 높은 전위가 표시 장치(DSP1)에 가해지거나, 또는 손이나 손가락 등으로 표시 장치(DSP1)를 집는 경우에는 손가락 등으로부터 정전기가 표시 장치(DSP1)에 가해지거나 하는 경우가 있다. 이러한 경우에도, 제1 차광 도전 패턴(F21)이 접지되어 있음으로써 정전기의 영향을 경감시킬 수 있다. 표시 장치(DSP1)를 구성하는 부재에 제1 차광 도전 패턴(F21)을 접지하는 구조로서는, 많은 경우, 표시 장치(DSP1)의 하우징(K)에 제1 차광 도전 패턴(F21)을 접속시키는 구조가 사용되지만, 액정 구동 등의 표시 시에 사용되는 그라운드 전위를 접지 전위로서 사용해도 된다.
도 7은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(DSP1)가 구비하는 액정층(300)과, 대향 기판(100)의 프레임부(F)를 부분적으로 나타내는 도면이며, 도 3의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 어레이 기판(200)에는, 액정 구동에 관계되는 주변 회로(80)가 형성되어 있다. 주변 회로(80)는 도 6에 나타내는 프레임부(F) 아래에 위치한다. 주변 회로(80)는, 예를 들어 어레이 기판(200)의 능동 소자를 구동하는 TFT, 용량 소자, 저항 소자 등이, 어레이 기판(200)의 프레임 부분(200)(F)(평면으로 보아, 프레임부(F)와 일치하는 영역)의 표면에 마련되어 있다. 주변 회로(80)로부터 발생하는 전기적 노이즈는 프레임부(F)에서 커트되어, 터치 검출 전극인 제1 터치 센싱 배선(1)에 대한 노이즈의 영향을 적게 할 수 있다. 액정층(300)의 셀 갭(두께)은 스페이서(103)로 제어된다. 액정층(300) 주위에는, 시일층(104)이 마련되어 있다. 액정층(300)은 대향 기판(100), 어레이 기판(200) 및 시일층(104)에 의해 둘러싸여 있다.
도 3 내지 도 6에 나타내는 복수의 제1 단자(TM1) 및 복수의 제2 단자(TM2)는, 터치 센싱 제어부(122)에 접속되어 있다. 예를 들어, 도 7에 나타내는 바와 같이, 제1 터치 센싱 배선(1)의 제1 단자(TM1)는, 이방성 도전막(101)을 통해, 연성 인쇄 회로 기판(FPC)에 마련된 단자에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 이방성 도전막(101) 대신에, 미소한 금속구, 또는 금속막으로 덮은 수지구 등의 도체가 사용되어도 된다. 터치 센싱 제어부(122)는, 연성 인쇄 회로 기판(FPC)을 통해서, 제1 단자(TM1) 및 제2 단자(TM2)를 통해서, 제1 터치 센싱 배선(1)과 제2 터치 센싱 배선(2)과 전기적으로 접속되어 있다.
복수의 제1 터치 센싱 배선(1) 각각과, 복수의 제2 터치 센싱 배선(2) 각각은, 전기적으로 독립되어 있다. 제1 터치 센싱 배선(1)과 센스 배선(2A)은, 관찰자측(P)으로부터 평면으로 볼 때 직교되어 있다. 복수의 제1 터치 센싱 배선(1)과 복수의 센스 배선(2A)에 의해 구획되어 있는 영역은, 화소(PX)이다. 복수의 화소(PX)는, 표시부(110)에 있어서 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 화소(PX)에 있어서의 개구부의 형상은, 정사각형 패턴, 직사각형 패턴, 평행사변형 패턴 등이어도 된다. 또한, 화소(PX)에 있어서의 개구부의 배열이, 무아레 대책을 실시한 배열, 지그재그상의 배열이어도 된다.
복수의 제1 단자(TM1) 및 복수의 제2 단자(TM2)는, 터치 센싱 제어부(122)에 접속되어 있다. 이에 의해, 터치 센싱 제어부(122)는 제1 단자(TM1) 및 제2 단자(TM2)를 통해서, 제1 터치 센싱 배선(1)과 제2 터치 센싱 배선(2)과 전기적으로 접속되어 있다.
예를 들어, 제1 터치 센싱 배선(1)을 터치 검출 전극으로서 사용하고, 제2 터치 센싱 배선(2)을 터치 구동 전극으로서 사용할 수 있다. 터치 센싱 제어부(122)는 터치 신호로서, 제1 터치 센싱 배선(1)과 제2 터치 센싱 배선(2) 사이에 발생하는 정전 용량(C1)의 변화를 검출한다.
또한, 제1 터치 센싱 배선(1)의 역할과 제2 터치 센싱 배선(2)의 역할을 교체해도 된다. 구체적으로, 제1 터치 센싱 배선(1)을 터치 구동 전극으로서 사용하고, 제2 터치 센싱 배선(2)을 터치 검출 전극으로서 사용해도 된다.
또한, 제1 터치 센싱 배선(1)과 제2 터치 센싱 배선(2)의 모두를 터치 센싱에 사용하지 않아도 된다. 복수의 제1 터치 센싱 배선(1) 및 복수의 제2 터치 센싱 배선(2) 중, 터치 센싱에 사용하는 배선을 제외하고, 터치 센싱에 사용하지 않는 배선을 시닝해도 된다. 즉, 시닝 구동을 행해도 된다.
이어서, 제1 터치 센싱 배선(1)을 시닝 구동시키는 경우에 대하여 설명한다. 먼저, 모든 제1 터치 센싱 배선(1)을 복수의 그룹으로 구분한다. 그룹의 수는 모든 제1 터치 센싱 배선(1)의 수보다 적다. 하나의 그룹을 구성하는 배선수가, 예를 들어 6개인 것으로 한다. 여기서, 모든 배선(배선수는 6개) 중, 예를 들어 2개의 배선을 선택한다(모든 배선의 개수보다도 적은 개수, 2개<6개). 하나의 그룹에 있어서는, 선택된 2개의 배선을 사용하여 터치 센싱이 행해지고, 나머지 4개의 배선에 있어서의 전위가 플로팅 전위로 설정된다. 표시 장치(DSP1)는, 복수의 그룹을 갖는 점에서, 상기와 같이 배선의 기능이 정의되어 있는 그룹별로 터치 센싱을 행할 수 있다. 동일하게, 제2 터치 센싱 배선(2)에 있어서도, 시닝 구동을 행해도 된다.
터치에 사용되는 포인터가, 손가락인 경우와 펜인 경우는, 접촉 또는 근접하는 포인터의 면적이나 용량이 상이하다. 이러한 포인터의 크기에 따라서, 시닝할 배선의 개수를 조정할 수 있다. 펜이나 바늘끝 등 선단이 가는 포인터에서는, 배선의 시닝 개수를 줄여 고밀도의 터치 센싱 배선의 매트릭스를 사용할 수 있다. 지문 인증 시에도 고밀도의 터치 센싱 배선의 매트릭스를 사용할 수 있다.
이렇게 그룹별로 터치 센싱 구동을 행함으로써, 주사 또는 검출에 사용되는 배선수가 줄기 때문에, 터치 센싱 속도를 높일 수 있다. 또한, 상기 예에서는, 하나의 그룹을 구성하는 배선수가 6개였지만, 예를 들어 10 이상의 배선수로 하나의 그룹을 형성하고, 하나의 그룹에 있어서 선택된 2개의 배선을 사용하여 터치 센싱을 행해도 된다. 즉, 시닝되는 배선의 수(플로팅 전위가 되는 배선의 수)를 증가시키고, 이에 의해 터치 센싱에 사용되는 선택 배선의 밀도(전체 배선수에 대한 선택 배선의 밀도)를 저하시키고, 선택 배선에 의해 주사 또는 검출을 행함으로써, 소비 전력의 삭감이나 터치 검출 정밀도의 향상에 기여한다. 반대로, 시닝되는 배선의 수를 저감시키고, 터치 센싱에 사용되는 선택 배선의 밀도를 높이며, 선택 배선에 의해 주사 또는 검출을 행함으로써, 예를 들어 지문 인증이나 터치펜에 의한 입력에 활용할 수 있다.
시닝된 배선(터치 센싱에 사용하지 않는 배선)은, 예를 들어 전기적으로 들뜬 상태, 즉, 전위가 플로팅 상태로 된다. 표시 장치(DSP1)의 표면(관찰자를 바라보는 면)과 손가락 등의 포인터의 근접 거리를 얻기 위해서, 제1 터치 센싱 배선(1) 또는 제2 터치 센싱 배선(2)의 전위를 플로팅 상태로 할 수도 있다. 손가락 등의 포인터의 위치를 검출한 후, 다음 검출 신호의 정밀도를 향상시키기 위해서, 제1 터치 센싱 배선(1) 및 제2 터치 센싱 배선(2)의 어느 한쪽을 접지시켜, 리셋해도 된다(전위를 0V로 함). 또한, 검출 신호의 정밀도를 향상시키기 위해서, 터치 구동 전압의 위상을 교대로 반전시키는 전압이 채용되어도 된다. 이러한 터치 검출 신호의 정밀도를 향상시키는 수단은, 포인터가 액티브 포인터(예를 들어, 펜 형상의 포인터로부터 검출의 지시 신호가 발생하는 포인터)인 경우에도 유효하다.
상술한 시닝 구동에 있어서의 플로팅 패턴에 관하여, 제1 터치 센싱 배선(1) 및 제2 터치 센싱 배선(2)에 있어서는, 스위칭 소자의 구동에 의해 검출 전극과 구동 전극을 전환하여, 고정밀의 터치 센싱을 행해도 된다.
또한, 상술한 시닝 구동에 있어서의 플로팅 패턴은, 그라운드(하우징에 접지)와 전기적으로 접속되도록 전환할 수도 있다. 터치 센싱의 S/N비를 개선시키기 위해서, 터치 센싱의 신호가 검출되었을 때, TFT(박막 트랜지스터) 등 능동 소자의 신호 배선을, 일시적으로 그라운드(하우징 등)에 접지해도 된다.
또한, 터치 센싱 제어로 검출되는 정전 용량을 리셋하기 위해 필요한 시간이 비교적 긴 터치 배선, 즉, 터치 센싱에 있어서의 시상수(용량과 저항값의 곱)가 큰 터치 배선을 사용하는 경우가 있다. 이 경우, 예를 들어 터치 배선의 배열에 있어서, 홀수행의 배선과 짝수행의 배선을 교대로 터치 센싱에 이용하여, 시상수의 크기를 조정한 구동을 행해도 된다.
또한, 복수 개수의 터치 배선을 그루핑하여 구동이나 검출을 행해도 된다. 복수 개수의 터치 배선의 그루핑 구동에 있어서는, 선순차 구동을 채용하지 않고, 그룹 단위로 셀프 검출 방식이라고도 칭해지는, 일괄 검출의 구동 방법을 채용해도 된다. 또한, 그룹 단위로, 병렬 구동을 행해도 된다. 또한, 기생 용량 등의 노이즈를 캔슬하기 위해서, 서로 근접 또는 인접하는 터치 배선의 검출 신호의 차를 취하는 차분 검출 방식을 채용해도 된다. 프레임부에 가까운 영역(표시부(110)의 외측 영역, 화상 표시를 행하지 않는 영역)에 위치하는 터치 센싱 배선은, 표시부(110)의 중앙에 위치하는 터치 센싱 배선보다도, 터치 센싱의 감도가 낮은 경향이 있다. 이 때문에, 터치 센싱 배선의 폭이나 형상을 조정하여 감도차를 적게 해도 된다.
터치 센싱 제어부(122) 및 영상 신호 제어부(121)에 있어서는, 터치 센싱 구동과 액정 구동(화소 구동)을 시분할 구동에 의해 제어할 수도 있다. 요구되는 터치 입력의 속도에 맞추어 터치 구동의 주파수를 조정해도 된다. 터치 구동 주파수는, 액정 구동 주파수보다 높은 주파수로 할 수 있다. 손가락 등의 포인터에 의한 터치 타이밍은 부정기적이며, 또한 단시간인 점에서, 터치 구동 주파수는 높은 것이 바람직하다.
터치 센싱 구동과 화소 구동의 각각의 주파수를 상이하게 하는 수단은 몇 가지 알려져 있다. 예를 들어, 노멀리 오프의 액정 구동에 있어서, 흑색 표시(오프)일 때에 백라이트의 발광을 오프로 하여 흑색 표시를 행하고, 이 흑색 표시의 기간(액정 표시에 영향이 없는 기간)에 터치 센싱 구동을 행할 수 있다. 이 경우, 터치 구동의 주파수를 다양하게 선택할 수 있다.
(터치 센싱 배선의 적층 구조)
도 8은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 대향 기판(100)에 마련된 제1 터치 센싱 배선(1), 절연층(I) 및 제2 터치 센싱 배선(2)을 나타내는 도면이며, 도 2에 있어서의 부호 W1로 나타낸 부분을 나타내는 확대 단면도이다.
본 실시 형태에서는, 관찰자(P)가 표시 장치(DSP1)를 관찰하는 방향, 즉, 투명 기판(40)의 제2면(MS)으로부터 제1면(MF)을 향한 방향을, 관찰 방향(OB)이라 칭하고 있다.
복수의 제1 터치 센싱 배선(1)은, 관찰 방향(OB)에 있어서 제1 흑색층(16)과 제1 도전층(15)이 순서대로 적층된 구성을 갖고 있다. 복수의 제2 터치 센싱 배선(2)은, 관찰 방향(OB)에 있어서 제2 흑색층(36)과 제2 도전층(35)이 순서대로 적층된 구성을 갖고 있다. 제2 흑색층(36)은 제1 흑색층(16)과 동일한 구성을 가진다. 제2 도전층(35)은 제1 도전층(15)과 동일한 구성을 가진다. 즉, 제1 터치 센싱 배선(1) 및 제2 터치 센싱 배선(2)은 동일한 층 구조를 가진다.
절연층(I)은 제2면(MS)의 상방에 마련되어 있고, 제1 터치 센싱 배선(1)과 제2 터치 센싱 배선(2) 사이에 배치되어 있다.
제1 터치 센싱 배선(1) 및 제2 터치 센싱 배선(2)의 각각은, 흑색층을 구비하는 점에서, 격자상으로 직교하는 제1 터치 센싱 배선(1)과 제2 터치 센싱 배선(2)은 블랙 매트릭스로서 기능하고, 표시 콘트라스트를 향상시킨다.
도 8에 있어서는, 제1 터치 센싱 배선(1) 및 제2 터치 센싱 배선(2)의 각각이 흑색층과 도전층으로 구성된 2층 적층 구조를 갖고 있지만, 본 발명은 이 구조를 한정하지 않는다. 제1 터치 센싱 배선(1) 및 제2 터치 센싱 배선(2)의 각각이 2층보다도 많은 층수를 가지는 적층 구조로 형성되어도 된다. 또한, 2개의 흑색층에 의해 도전층이 끼움 지지된 3층 적층 구조가 채용되어도 된다.
제1 도전층(15)은, 예를 들어 금속층(20)인 구리 합금층이 제1 도전성 금속 산화물층(21) 및 제2 도전성 금속 산화물층(22)에 의해 끼움 지지된 3층 구조를 가질 수 있다.
단면으로 보아, 제1 터치 센싱 배선(1)과 제2 터치 센싱 배선(2)의 각각을 구성하는 흑색층 및 도전층의 선 폭을 대략 동일하게 할 수 있다. 구체적으로, 공지된 포토리소그래피의 방법을 사용하여, 도전층을 형성한 후, 패터닝된 도전층을 마스크로서 사용한 건식 에칭을 행함으로써, 흑색층과 도전층의 단면에서 볼 때의 선 폭이 대략 동일해지게, 터치 센싱 배선을 형성할 수 있다. 예를 들어, 일본 특허 공개 제2015-004710호 공보에 기재된 기술을 적용할 수 있다.
(도전성 금속 산화물층)
제1 도전층(15) 및 제2 도전층(35)의 적어도 일부를 구성하는 금속층(20)을 도전성 금속 산화물층(21, 22)으로 끼움 지지할 수 있다. 바꾸어 말하면, 제1 도전층(15)이나 제2 도전층(35)의 구조로서, 제1 도전성 금속 산화물층(21), 금속층(20) 및 제2 도전성 금속 산화물층(22)으로 구성된 3층 구조를 채용할 수 있다. 제1 도전성 금속 산화물층(21)과 금속층(20)의 계면, 또는 제2 도전성 금속 산화물층(22)과 금속층(20)의 계면에, 니켈, 아연, 인듐, 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐 등, 구리와 다른 금속이나 이들 금속의 합금층을 추가로 삽입해도 된다.
구체적으로, 제1 도전성 금속 산화물층(21) 및 제2 도전성 금속 산화물층(22)의 재료로서는, 예를 들어 산화인듐, 산화아연, 산화안티몬, 산화주석, 산화갈륨 및 산화비스무트로 구성되는 군에서 선택되는 2종 이상의 금속 산화물을 포함하는 복합 산화물을 채용할 수 있다. 이들 금속 산화물의 조성을 조정함으로써, 일함수의 값을 조정할 수 있고, 발광층으로서 유기 EL을 채용한 경우의 캐리어 방출성을 조정할 수 있다.
제1 도전성 금속 산화물층(21) 및 제2 도전성 금속 산화물층(22)에 포함되는 인듐(In)의 양은, 80at％보다 많이 함유시킬 필요가 있다.
즉, 도전성 금속 산화물층은, 산화인듐, 산화아연 및 산화주석을 포함하는 복합 산화물로 형성되고, 복합 산화물에 포함되는 인듐(In)과 아연(Zn)과 주석(Sn)의 In/(In+Zn+Sn)으로 나타내는 원자비는, 0.8보다 크고, 또한 Zn/Sn의 원자비가 1보다 크다.
인듐(In)의 양은, 80at％보다 많은 것이 바람직하다. 인듐(In)의 양은, 90at％보다 많은 것이 더욱 바람직한다. 인듐(In)의 양이 80at％보다 적은 경우, 형성되는 도전성 금속 산화물층의 비저항이 커져 바람직하지 않다. 아연(Zn)의 양이 20at％를 초과하면, 도전성 금속 산화물(혼합 산화물)의 내알칼리성이 저하되므로 바람직하지 않다. 상기 제1 도전성 금속 산화물층(21) 및 제2 도전성 금속 산화물층(22)에 있어서는, 모두, 혼합 산화물 중의 금속 원소에서의 아토믹 퍼센트(산소 원소를 카운트하지 않은 금속 원소만의 카운트)이다. 산화안티몬이나 산화비스무트는, 금속 안티몬이나 산화비스무트가 구리와의 고용 영역을 형성하기 어렵고, 적층 구조에서의 구리의 확산을 억제하기 위해서, 상기 도전성 금속 산화물층에 첨가할 수 있다.
제1 도전성 금속 산화물층(21) 및 제2 도전성 금속 산화물층(22)이 산화주석과 산화아연을 포함하는 경우, 아연(Zn)의 양은 주석(Sn)의 양보다 많게 할 필요가 있다. 주석의 함유량이 아연 함유량을 초과하면, 후속 공정에서의 습식 에칭에서 지장이 생긴다. 바꾸어 말하면, 구리 또는 구리 합금인 금속층이 도전성 금속 산화물층보다도 에칭되기 쉬워져, 제1 도전성 금속 산화물층(21)과 금속층(20), 제2 도전성 금속 산화물층(22)과 금속층(20)의 폭에 차를 일으키기 쉬워진다.
제1 도전성 금속 산화물층(21) 및 제2 도전성 금속 산화물층(22)이 산화주석과 산화아연을 포함하는 경우, 제1 도전성 금속 산화물층(21) 및 제2 도전성 금속 산화물층(22)에 포함되는 주석(Sn)의 양은, 0.5at％ 이상 6at％ 이하의 범위 내가 바람직하다. 인듐 원소에 대한 비교에서, 0.5at％ 이상 6at％ 이하의 주석을 도전성 금속 산화물층에 첨가함으로써, 상기 인듐, 아연 및 주석의 3원계 혼합 산화물막(도전성의 복합 산화물층)의 비저항을 작게 할 수 있다. 주석의 양이 6at％를 초과하면, 도전성 금속 산화물층에 대한 아연의 첨가도 수반하기 때문에, 3원계 혼합 산화물막(도전성의 복합 산화물층)의 비저항이 너무 커진다. 상기 범위(0.5at％ 이상 6at％ 이하) 내에서 아연 및 주석의 양을 조정함으로써, 비저항을 대략적으로, 혼합 산화물막의 단층막의 비저항으로서 3×10- 4Ωcm 이상 5×10- 4Ωcm 이하의 작은 범위 내로 수렴시킬 수 있다. 상기 혼합 산화물 중에는, 티타늄, 지르코늄, 마그네슘, 알루미늄, 게르마늄 등의 다른 원소를 소량 첨가할 수도 있다. 단, 본 실시 형태에 있어서, 혼합 산화물의 비저항은 상기 범위에 한정되지 않는다.
(도전층)
제1 도전층(15) 및 제2 도전층(35)은 금속층(20) 등의 도전 재료로 형성할 수 있다. 금속층(20)으로서는, 예를 들어 구리층이나 구리 합금층, 은층이나 은 합금층, 또는 알루미늄을 함유하는 알루미늄 합금층(알루미늄 함유층), 또한 금, 티타늄, 몰리브덴, 또는 이들의 합금을 채용할 수 있다. 니켈은 강자성체이기 때문에, 성막 레이트가 떨어지기는 하지만, 스퍼터링 등의 진공 성막으로 형성할 수 있다. 크롬은 환경 오염의 문제나 저항값이 크다는 단점을 가지지만, 본 실시 형태에 관한 금속층의 재료로서 사용할 수 있다. 투명 기판(40)이나 투명 수지층에 대한 도전층의 밀착성을 얻기 위해서, 구리나 은, 또는 알루미늄에, 마그네슘, 칼슘, 티타늄, 몰리브덴, 인듐, 주석, 아연, 네오디뮴, 니켈, 알루미늄, 안티몬으로 구성되는 군에서 선택되는 1 이상의 금속 원소가 첨가된 합금을 채용하는 것이 바람직하다.
제1 터치 센싱 배선(1) 및 제2 터치 센싱 배선(2)의 각각을 구성하는 제1 도전층(15) 및 제2 도전층(35)에 사용되는 금속층으로서는, 은에 대하여 칼슘이 1.5at％ 첨가된 은 합금을 사용할 수 있다. 제1 도전층(15) 및 제2 도전층(35)의 어느 것에 있어서도, 산화인듐과 산화아연과 산화주석을 포함하는 복합 산화물층에 의해 상기 은 합금층이 끼움 지지된 3층 구조를 사용할 수 있다.
도전성 금속 산화물층으로 끼움 지지된 3층의 적층 구조에 있어서, 예를 들어 구리나 은에 첨가된 마그네슘이나 칼슘은 열 처리 시에 선택적으로 산화되어, 도전성 금속 산화물과 금속층의 계면에 석출되기 쉽다. 또는, 산화에 의해 구리 합금이나 은 합금의 표면이나 단면에 산화마그네슘이나 산화칼슘이 석출되기 쉽다. 이러한 선택적인 산화나 석출은, 구리나 은의 마이그레이션을 억제하고, 결과적으로 상기 3층 적층 구조의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 금속 원소를 금속층(20)에 첨가하는 양은, 4at％ 이하이면, 구리 합금이나 은 합금의 저항값을 크게 높이는 일이 없으므로 바람직하다. 구리 합금이나 은 합금 및 도전성 금속 산화물의 성막 방법으로서는, 예를 들어, 스퍼터링 등의 진공 성막법을 사용할 수 있다.
금속층(20)으로서, 구리 합금 박막, 은 합금 박막, 또는 알루미늄 합금의 박막을 채용하는 경우, 막 두께를 100nm 이상 또는 150nm 이상으로 하면, 가시광을 거의 투과시키지 않게 된다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 금속층(20)은, 예를 들어 100nm 내지 300nm의 막 두께를 갖고 있으면, 충분한 차광성을 얻을 수 있다. 금속층(20)의 막 두께는 300nm를 초과해도 된다. 또한, 후술하는 바와 같이, 상기 도전층의 재료는, 후술하는 어레이 기판에 마련되는 배선이나 전극에도 적용할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 능동 소자와 전기적으로 연결하는 배선의 구조로서, 예를 들어 게이트 전극, 게이트 배선, 커먼 전극, 커먼 배선(후술)의 구조로서, 도전성 금속 산화물층에 의해 금속층이 끼움 지지된 적층 구조를 채용할 수 있다.
금속층(20)이 구리층이나 구리 합금층, 또는 은층이나 은 합금인 경우, 상술한 도전성 금속 산화물층은, 산화인듐, 산화아연, 산화안티몬, 산화갈륨, 산화비스무트 및 산화주석으로부터 선택되는 2종 이상의 금속 산화물을 포함하는 복합 산화물인 것이 바람직하다. 구리층이나 구리 합금층, 또는 은층이나 은 합금은, 컬러 필터를 구성하는 투명 수지층이나 유리 기판(투명 기판)에 대한 밀착성이 낮다. 이 때문에, 구리층이나 구리 합금층, 또는 은층이나 은 합금 구리층을 이대로 표시 장치 기판에 적용한 경우, 실용적인 표시 장치 기판을 실현하는 것은 어렵다. 그러나, 상술한 복합 산화물은, 컬러 필터(복수 색의 착색 패턴)나 블랙 매트릭스 BM(흑색층), 및 유리 기판(투명 기판) 등에 대한 밀착성을 충분히 갖고 있으며, 또한 구리층이나 구리 합금층에 대한 밀착성도 충분하다. 이 때문에, 복합 산화물을 사용하여 구리 합금층 또는 은 합금층을 표시 장치 기판에 적용한 경우, 실용적인 표시 장치 기판을 실현하는 것이 가능해진다.
또한, 박막 트랜지스터를 구성하는 게이트 전극과 게이트 배선에 사용되는 금속층(20)으로서는, 은에 대하여 칼슘이 예를 들어 1.5at％ 첨가된 은 합금을 사용할 수 있다. 산화인듐과 산화아연과 산화주석을 포함하는 복합 산화물층에 의해 상기 은 합금층이 끼움 지지된 3층 구조를 사용할 수 있다.
구리, 구리 합금, 은, 은 합금, 또는 이들의 산화물, 질화물은, 유리 등의 투명 기판이나 블랙 매트릭스 등에 대한 충분한 밀착성을 일반적으로 갖지 않는다. 그 때문에, 도전성 금속 산화물층을 마련하지 않는 경우, 터치 센싱 배선과 유리 등의 투명 기판의 계면, 또는 터치 센싱 배선과 흑색층의 계면에서 박리가 발생할 가능성이 있다. 가는 배선 패턴을 갖는 제1 터치 센싱 배선(1) 및 제2 터치 센싱 배선(2)으로서 구리 또는 구리 합금을 사용하는 경우, 금속층(구리 또는 구리 합금)의 하지층으로서 도전성 금속 산화물층이 형성되지 않은 표시 장치 기판(대향 기판)에 있어서는, 박리에 의한 불량 이외에도, 표시 장치 기판의 제조 공정의 도중에 터치 센싱 배선에 정전 파괴에 의한 불량이 발생하는 경우가 있어, 실용적이지 않다. 이러한 제1 터치 센싱 배선(1) 및 제2 터치 센싱 배선(2)에 있어서의 정전 파괴는, 컬러 필터를 투명 기판 상에 적층한다고 하는 후속 공정, 표시 장치 기판과 어레이 기판을 접합시키는 공정, 또는 세정 공정 등에 의해 배선 패턴에 정전기가 축적되어, 정전 파괴에 의해 패턴 결함, 단선 등을 일으키는 현상이다.
구리나 구리 합금 또는 은이나 은 합금은 도전율이 높아, 배선 재료로서 바람직하다. 그러나, 구리 합금의 표면에는, 도전성을 가지지 않는 구리 산화물이 경시적으로 형성되어, 전기적인 콘택트가 곤란해지는 경우가 있다. 은이나 은 합금은 황화물이나 산화물을 형성하기 쉽다. 그 한편, 산화인듐, 산화아연, 산화안티몬, 산화주석 등의 복합 산화물층으로 구리 합금층이나 은 합금층을 덮음으로써, 안정된 오믹 콘택트를 실현할 수 있고, 이러한 복합 산화물층을 사용하는 경우에는 후술하는 제3 실시 형태에서의, 트랜스퍼 등의 전기적 실장을 용이하게 행할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 적용 가능한 제1 도전성 금속 산화물층(21), 금속층(20) 및 제2 도전성 금속 산화물층(22)으로 구성되는 층 구조로서는, 이하와 같은 변형예를 들 수 있다. 예를 들어, 중심 기재로서 산화인듐을 함유하는 ITO(Indium Tin Oxide)이나 IZTO(Indium Zinc Tin Oxide, Z는 산화아연)에 있어서 산소가 부족한 상태에서, 예를 들어 구리 합금층 등 금속층 상에 도전성 금속 산화물층을 성막함으로써 얻어지는 층 구조, 또는 산화몰리브덴, 산화텅스텐, 산화니켈과 산화구리의 혼합 산화물, 산화티타늄, 등을 알루미늄 합금이나 구리 합금 등 금속층 상에 이들 금속 산화물을 적층함으로써 얻어지는 층 구조 등을 들 수 있다. 도전성 금속 산화물층으로 금속층을 끼움 지지하는 3층 구조는, 스퍼터 장치 등의 진공 성막 장치에서, 연속 성막할 수 있다는 장점이 있다.
예를 들어, 은 합금층과 도전성 금속 산화물층을 일괄 에칭하는 관점에서, 은 합금을 끼움 지지하는 도전성 금속 산화물층에는, 산화아연이나 산화갈륨을 포함하는 복합 산화물을 사용할 수 있다. 이러한 은 합금층과 도전성 금속 산화물층의 적층 구조는, 주지된 포토리소그래피 방법으로, 1액의 에천트로 1회의 에칭으로 패턴 형성할 수 있다. 예를 들어, 후술하는 유기 EL의 광반사성의 화소 전극으로서, 산화인듐과 산화갈륨과 산화안티몬의 복합 산화물을 도전성 금속 산화물층으로서 적용할 수 있다. 산화인듐과 산화갈륨과 산화안티몬의 복합 산화물은 일함수가 높다. 유기 EL 표시 장치가 양극으로서, 산화인듐과 산화갈륨과 산화안티몬의 복합 산화물과 은 합금층의 적층 구조는, 화소 전극에 적합하다.
제1 도전성 금속 산화물층(21) 및 제2 도전성 금속 산화물층(22)은, 구리나 은에 대한 배리어성을 갖는다. 도전성 금속 산화물에 의해 구리 배선이나 은 배선이 끼움 지지된 구조에 있어서는, 구리나 은의 마이그레이션 등에 의한 능동 소자의 열화를 억제할 수 있어, 능동 소자에 적합한 고도전성 배선으로서 바람직하다.
(흑색층)
제1 흑색층(16) 및 제2 흑색층(36)은 표시 장치(DSP1)의 블랙 매트릭스로서 기능한다. 흑색층은, 예를 들어 흑색의 색재를 분산시킨 착색 수지로 구성되어 있다. 구리의 산화물이나 구리 합금의 산화물은, 충분한 흑색이나 낮은 반사율을 얻기 어렵다. 예를 들어, 흑색층을 금속 산화물로 형성하는 경우, 대략 10％로부터 30％의 가시 영역의 광반사율이며, 또한 가시 영역에 있어서 플랫한 반사율을 얻기 어려워 착색되어 보인다. 본 실시 형태에 관한 흑색층과 유리 등의 기판이나, 투명 수지층과의 사이의 계면에 있어서의 가시광의 반사율은 대략 3％ 이하로 억제할 수 있어, 높은 시인성이 얻어진다. 상기 투명 수지는, 표시 장치에의 보호 유리 부착을 위한 접착층을 포함한다.
흑색의 색재로서는, 카본, 카본 나노튜브, 카본 나노혼, 카본 나노브러시, 또는 복수의 유기 안료의 혼합물이 적용 가능하다. 예를 들어, 흑색의 색재 전체의 양에 대하여 51질량％ 이상의 비율로, 즉, 주된 색재로서 카본을 사용한다. 반사색을 조정하기 위해서, 청색 또는 적색 등의 유기 안료를 흑색의 색재에 첨가하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 출발 재료인 감광성 흑색 도포액에 포함되는 카본의 농도를 조정함(카본 농도를 낮춤)으로써, 포토리소그래피 공정에서의 흑색층의 재현성을 향상시킬 수 있다.
표시 장치(DSP1)의 제조 장치인 대형 노광 장치를 사용한 경우라도, 예를 들어 1 내지 9㎛의 폭(세선)을 갖는 패턴을 갖는 흑색층을 형성할 수 있다(패터닝). 또한, 본 실시 형태에 있어서의 카본 농도의 범위는, 수지나 경화제와 안료를 포함한 전체의 고형분에 대하여, 4 이상 50 이하의 질량％의 범위 내로 설정하고 있다. 여기서, 카본량으로서, 카본 농도가 50질량％를 넘어도 되지만, 전체의 고형분에 대하여 카본 농도가 50질량％를 초과하면 도막 적성이 저하되는 경향이 있다. 또한, 카본 농도를 4질량％ 미만으로 설정한 경우, 충분한 흑색을 얻을 수 없고, 흑색층 아래에 위치하는 하지의 금속층에서 발생하는 반사광이 크게 시인되어, 시인성을 저하시키는 경우가 있다.
후속 공정인 포토리소그래피에 있어서 노광 처리를 행하는 경우, 노광 대상의 기판과, 마스크의 위치 정렬(얼라인먼트)이 행해진다. 이 때, 얼라인먼트를 우선하여, 예를 들어 투과 측정에 의한 흑색층의 광학 농도를 2 이하로 할 수 있다. 카본 이외에도, 흑색의 색 조정으로서 복수의 유기 안료의 혼합물을 사용하여 흑색층을 형성해도 된다. 유리나 투명 수지 등의 기재의 굴절률(약 1.5)을 고려하여, 흑색층과 그들 기재 사이의 계면에 있어서의 반사율이 3％ 이하로 되도록, 흑색층의 반사율이 설정된다. 이 경우, 흑색 색재의 함유량, 종류, 색재에 사용되는 수지, 막 두께를 조정하는 것이 바람직하다. 이러한 조건을 최적화함으로써, 굴절률이 약 1.5인 유리 등의 기재와 흑색층 사이의 계면에 있어서의 반사율을, 가시광의 파장 영역 내에서 3％ 이하로 할 수 있어, 저반사율을 실현할 수 있다. 백라이트 유닛으로부터 출사된 광에 기인하는 반사광이 다시 반사되는 것을 방지할 필요성을 배려하여, 또는 관찰자(P)의 시인성의 향상을 배려하여, 흑색층의 반사율은 3％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 통상 컬러 필터에 사용되는 아크릴 수지, 또한 액정 재료의 굴절률은, 대략 1.5 이상 1.7 이하의 범위이다.
흑색층은, 도전층에 접촉하는 편측(관찰자(P)에 가까운 면)에 배치할 뿐만 아니라, 액정층(300)에 접하는 면에 가까운 위치에 형성해도 된다.
바꾸어 말하면, 본 실시 형태에 관한 터치 센싱 배선은, 「흑색층/도전성 금속 산화물층/은 합금층/도전성 금속 산화물층/흑색층」의 5층 구조를 가져도 된다. 여기서, 은 합금층은 은, 구리, 구리 합금으로 치환할 수 있다.
어레이 기판이 구비하는 능동 소자가, 가시광 영역에 감도를 갖고 있는 경우, 도전층의 이면으로부터의 반사광이 능동 소자에 입사하고, 능동 소자의 오동작을 초래하는 경우가 있다. 흑색층을 표시 기능층에 가까운 반대측(도전층의 이면), 모두 배치함으로써 반사광의 입사에 의한 능동 소자의 오동작을 방지할 수 있다.
(액정층(300))
제1 실시 형태에 있어서, 본 발명의 표시 기능층은 액정층(300)이며, 정의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자를 포함한다. 액정 분자의 초기 배향은, 대향 기판(100) 또는 어레이 기판(200)의 기판면에 대하여 수평이다. 액정층(300)을 사용한 제1 실시 형태에 관한 액정 구동에 있어서는, 평면으로 보아, 액정층을 횡단하도록 구동 전압이 액정 분자에 인가되기 때문에, FFS(Fringe Field Switching)라 호칭되는 횡전계에 의해 액정이 구동한다. 액정층(300)의 액정 분자의 유전율 이방성은 정이어도 부여도 된다. 액정층(300)의 액정 분자가 부의 유전율 이방성인 경우, 예를 들어 손가락 등의 포인터가 대향 기판에 접촉 또는 근접했을 때의 포인터의 전하의 영향을 받기 어렵다. 이 때문에, 부의 액정인 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 액정 분자가 부의 유전율 이방성인 경우, 포인터가 대향 기판에 근접할 때의 전하의 영향에 의해, 액정층의 두께 방향으로 액정 분자가 상승되어 광 누설이 발생하는 경우가 적다.
(어레이 기판(200)의 구조)
이어서, 표시 장치(DSP1)를 구성하는 어레이 기판(200)의 구조에 대하여 설명한다. 도 9는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(DSP1)가 구비하는 어레이 기판(200)을 부분적으로 나타내는 평면도이다. 도 10은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(DSP1)가 구비하는 어레이 기판(200)을 부분적으로 나타내는 단면도이며, 도 9에 나타내는 C-C'선에 따른 단면도이다. 도 10은, 톱 게이트 구조를 가지는 박막 트랜지스터(TFT)의 일례를 나타내고 있다. 또한, 도 10에 있어서는, 도 9의 C-C'선에 따른 단면에서는 도시되지 않는, 화소 전극(29), 콘택트 홀(CH), 화소 전극(29)의 상방에 위치하는 커먼 전극(17)이 파선으로 나타나 있다. 또한, 콘택트 홀(CH)은, 도 9에 나타내는 바와 같이 제2 절연층(12) 상에 형성된 화소 전극(29)과 드레인 전극(26)을 도통시키고 있다.
도 2, 도 9, 및 도 10에 도시한 바와 같이, 어레이 기판(200)은 투명 기판(41)(제2 투명 기판)과, 투명 기판(41)의 표면을 덮도록 형성된 제4 절연층(14)과, 제4 절연층(14) 상에 형성된 제1 소스 배선(31) 및 제2 소스 배선(32)과, 제1 소스 배선(31) 및 제2 소스 배선(32)을 덮도록 제4 절연층(14) 상에 형성된 제3 절연층(13)과, 제3 절연층(13) 상에 형성된 제1 게이트 배선(10) 및 제2 게이트 배선(9), 제3 절연층(13) 상에 형성된 커먼 배선(30)과, 제1 게이트 배선(10), 제2 게이트 배선(9) 및 커먼 배선(30)을 덮도록 제3 절연층(13) 상에 형성된 제2 절연층(12)과, 제2 절연층(12) 상에 형성된 화소 전극(29)과, 화소 전극(29)을 덮도록 제2 절연층(12) 상에 형성된 제1 절연층(11)과, 제1 절연층(11) 상에 형성된 커먼 전극(17)을 구비하고 있다. 커먼 배선(30)은 도 9에 나타내는 스루홀(29s), 콘택트 홀(11H, 12H)을 통해서, 커먼 전극(17)과 접속되어 있다.
(능동 소자(28))
도 10에 도시한 바와 같이, 능동 소자(28)는 채널층(27)과, 채널층(27)의 일단부(제1 단부, 도 10에 있어서의 채널층(27)의 좌측 단부)에 접속된 드레인 전극(26)과, 채널층(27)의 타단부(제2 단부, 도 10에 있어서의 채널층(27)의 우측 단부)에 접속된 소스 전극(24)과, 제3 절연층(13)을 통해 채널층(27)에 대향 배치된 게이트 전극(25)을 구비한다. 도 10은, 능동 소자(28)를 구성하는 채널층(27), 드레인 전극(26) 및 소스 전극(24)이 제4 절연층(14) 상에 형성되어 있는 구조를 나타내고 있지만, 본 발명은 이러한 구조에 한정되지 않는다. 제4 절연층(14)을 마련하지 않고, 투명 기판(41) 상에 능동 소자(28)를 직접 형성해도 된다. 또한. 보텀 게이트 구조의 박막 트랜지스터를 적용해도 된다.
제1 소스 배선(31) 및 제2 소스 배선(32)에는 높은 빈도로 영상 신호가 공급되어, 제1 소스 배선(31) 및 제2 소스 배선(32)으로부터 노이즈가 발생하기 쉽다. 톱 게이트 구조에 있어서는, 노이즈 발생원이기도 한 제1 소스 배선(31) 및 제2 소스 배선(32)을, 전술한 터치 센싱 배선으로부터 멀리 떨어지게 할 수 있는 장점이 있다.
도 10에 나타내는 소스 전극(24)과 드레인 전극(26)은, 동일한 공정에 있어서, 동일한 구성의 도전층으로 형성된다. 제1 실시 형태에서는, 소스 전극(24)과 드레인 전극(26)의 구조로서, 티타늄/알루미늄 합금/티타늄이나 몰리브덴/알루미늄 합금/몰리브덴 등의 3층 구성을 채용하고 있다. 여기서, 알루미늄 합금은 알루미늄-네오디뮴의 합금이다.
게이트 전극(25)의 하부에 위치하는 제3 절연층(13)은, 게이트 전극(25)과 동일한 폭을 갖는 절연층이어도 된다. 이 경우, 예를 들어 게이트 전극(25)을 마스크로서 사용한 건식 에칭을 행하고, 게이트 전극(25) 주위의 제3 절연층(13)을 제거한다. 이에 의해, 게이트 전극(25)과 동일한 폭을 갖는 절연층을 형성할 수 있다. 게이트 전극(25)을 마스크로서 사용하여 절연층을 건식 에칭으로 가공하는 기술은, 일반적으로 자기 정합이라 호칭된다.
산화물 반도체로 형성된 채널층을 구비하는 박막 트랜지스터에 의한 유기 EL이나 LED의 구동은, 폴리실리콘 반도체로 형성된 채널층을 구비하는 박막 트랜지스터에 의한 구동보다 바람직하다.
예를 들어, IGZO라 칭해지는 산화물 반도체는, 스퍼터링 등의 진공 성막으로 일괄하여 형성된다. 산화물 반도체가 성막된 후에 있어서는, TFT 등의 패턴 형성 후의 열처리도 일괄하여 행해진다. 이 때문에, 채널층에 관계되는 전기적 특성(예를 들어, Vth)의 변동이 매우 적다. 유기 EL이나 LED의 구동은 그 휘도의 변동을 억제하기 때문에, 상기 박막 트랜지스터의 Vth의 변동을 작은 범위로 억제할 필요가 있다.
한편, 폴리실리콘 반도체로 형성된 채널층을 구비하는 박막 트랜지스터에 있어서는, 박막 트랜지스터의 전구체인 아몰퍼스 실리콘을, 트랜지스터 각각의 레이저 어닐을 실시하는 것이 필요하고, 개개의 레이저 어닐이 박막 트랜지스터의 Vth의 변동을 초래해버린다. 이 관점에서, 유기 EL이나 LED를 구비한 표시 장치에 사용되는 박막 트랜지스터는, 산화물 반도체로 형성된 채널층을 구비하는 박막 트랜지스터인 것이 바람직하다.
또한, 산화물 반도체로 형성된 채널층을 구비하는 박막 트랜지스터는 누설 전류가 매우 적기 때문에, 주사 신호나 영상 신호의 입력 후의 안정성이 높다. 폴리실리콘 반도체로 형성된 채널층을 구비하는 박막 트랜지스터는, 산화물 반도체의 트랜지스터와 비교해서 2자리 이상 누설 전류가 크다. 이 누설 전류가 적은 것은, 고정밀도의 터치 센싱으로 연결되어 바람직하다.
채널층(27)의 재료로서는, 예를 들어 IGZO라 칭해지는 산화물 반도체를 사용할 수 있다. 채널층(27)을 구성하는 산화물 반도체의 재료로서는, 갈륨, 인듐, 아연, 주석, 알루미늄, 게르마늄 및 세륨으로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상을 함유하는 금속 산화물과, 적어도 안티몬 및 비스무트 중 어느 것을 함유하는 금속 산화물을 포함하는 재료를 사용할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 산화인듐, 산화갈륨 및 산화아연을 포함하는 산화물 반도체를 사용하고 있다. 산화물 반도체로 형성되는 채널층(27)의 재료는, 단결정, 다결정, 미결정, 미결정과 아몰퍼스의 혼합체, 또는 아몰퍼스의 어느 것이어도 된다. 산화물 반도체의 막 두께로서는, 2nm 내지 50nm의 범위 내의 막 두께로 할 수 있다. 채널층(27)은 폴리실리콘 반도체로 형성해도 된다.
또한, 2개의 박막 트랜지스터가 적층된 구조가 채용되어도 된다. 이 경우, 하층에 위치하는 박막 트랜지스터로서, 폴리실리콘 반도체로 형성된 채널층을 구비하는 박막 트랜지스터를 사용한다. 상층에 위치하는 박막 트랜지스터로서, 산화물 반도체로 형성된 채널층을 구비하는 박막 트랜지스터를 사용한다. 이러한 2개의 박막 트랜지스터가 적층된 구조에 있어서는, 평면으로 보아, 매트릭스 형상으로 박막 트랜지스터가 배치된다. 이 구조에 있어서는, 폴리실리콘 반도체에 의해 높은 이동도가 얻어지고, 산화물 반도체에 의해 저누설 전류를 실현할 수 있다. 즉, 폴리실리콘 반도체의 장점과 산화물 반도체의 장점의 양쪽을 모두 살릴 수 있다.
산화물 반도체 또는 폴리실리콘 반도체를, 예를 들어 p/n 접합을 갖는 상보형 트랜지스터의 구성에 사용할 수 있고, 또는 n형 접합만을 갖는 단채널형 트랜지스터의 구성으로 사용할 수 있다. 산화물 반도체의 적층 구조로서, 예를 들어 n형 산화물 반도체와, 이 n형의 산화물 반도체와 전기적 특성이 다른 n형 산화물 반도체가 적층된 적층 구조가 채용되어도 된다. 적층되는 n형 산화물 반도체는, 복수 층으로 구성되어도 된다. 적층되는 n형 산화물 반도체에 있어서는, 하지의 n형 반도체의 밴드 갭을, 상층에 위치하는 n형 반도체의 밴드 갭과는 상이하게 할 수 있다.
채널층의 상면이, 예를 들어 다른 산화물 반도체로 덮인 구성을 채용해도 된다.
또는, 예를 들어 결정성의 n형 산화물 반도체 상에, 미결정의 (비정질에 가까운) 산화물 반도체가 적층된 적층 구조를 채용해도 된다. 여기서 미결정이란, 예를 들어 스퍼터링 장치로 성막된 비정질의 산화물 반도체를, 180℃ 이상 450℃ 이하의 범위로 열처리한 미결정상의 산화물 반도체막을 말한다. 또는, 성막 시의 기판 온도를 200℃ 전후로 설정한 상태에서 성막된 미결정상의 산화물 반도체막을 말한다. 미결정상의 산화물 반도체막은, TEM 등의 관찰 방법에 의해, 적어도 1nm로부터 3nm 전후, 또는 3nm보다 큰 결정립을 관찰할 수 있는 산화물 반도체막이다.
산화물 반도체는, 비정질로부터 결정질로 변화시킴으로써, 캐리어 이동도의 개선이나 신뢰성의 향상을 실현할 수 있다. 산화인듐이나 산화갈륨의 산화물로서의 융점은 높다. 산화안티몬이나 산화비스무트의 융점은 모두 1000℃ 이하이며, 산화물의 융점이 낮다. 예를 들어, 산화인듐과 산화갈륨과 산화안티몬의 3원계 복합 산화물을 채용한 경우, 융점이 낮은 산화안티몬의 효과로, 이 복합 산화물의 결정화 온도를 낮출 수 있다. 바꾸어 말하면, 비정질 상태로부터, 미결정 상태 등으로 결정화시키기 쉬운 산화물 반도체를 제공할 수 있다. 산화물 반도체는, 그 결정성을 높임으로써, 캐리어 이동도를 향상시킬 수 있다.
산화물 반도체로서는, 후속 공정의 습식 에칭에 있어서 용해 용이성이 요구되는 점에서, 산화아연, 산화갈륨 또는 산화안티몬이 풍부한 복합 산화물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 스퍼터링에 사용하는 타깃의 금속 원소의 원자비로서는, In:Ga:Zn=1:2:2, In:Ga:Zn=1:3:3, In:Ga:Zn=2:1:1, 또는 In:Ga:Zn=1:1:1을 예시할 수 있다. 여기서 Zn은, 예를 들어 Sb(안티몬)나 Bi(비스무트)로 치환할 수 있다.
예를 들어, In:Sb=1:1의 원자비로, 산화인듐 및 산화안티몬의 2원계 복합 산화물로 해도 된다. 예를 들어, In:Bi=1:1의 원자비로, 산화인듐 및 산화비스무트의 2원계 복합 산화물로 해도 된다.
또한, 상기 원자비에 있어서는, In의 함유량을 더 증가시켜도 된다.
또한, 복합 산화물의 조성은 상기 조성에 한정되지 않는다.
예를 들어, 상기 복합 산화물에 추가로 Sn을 첨가해도 된다. 이 경우, In2O3, Ga2O3, Sb2O3 및 SnO2를 포함하는 4원계의 조성을 포함하는 복합 산화물이 얻어지고, 또는 In2O3, Sb2O3 및 SnO2를 포함하는 3원계의 조성을 포함하는 복합 산화물이 얻어지고, 캐리어 농도를 조정하는 것이 가능해진다. In2O3, Ga2O3, Sb2O3, Bi2O3과 가수가 다른 SnO2는, 캐리어 도펀트의 역할을 한다.
예를 들어, 산화인듐, 산화갈륨 및 산화안티몬을 포함하는 3원계 금속 산화물에 산화주석을 첨가하여 얻어진 타깃을 사용하여 스퍼터링 성막을 행한다. 이에 의해, 캐리어 농도가 향상된 복합 산화물을 성막할 수 있다. 동일하게, 예를 들어 산화인듐, 산화갈륨, 산화비스무트의 3원계 금속 산화물에 산화주석을 첨가하여 얻어진 타깃을 사용하여 스퍼터링 성막을 행함으로써, 캐리어 농도가 향상된 복합 산화물을 성막할 수 있다.
단, 캐리어 농도가 너무 높아지면, 복합 산화물로 형성된 채널층을 갖는 트랜지스터의 역치 Vth가 마이너스가 되기 쉽다(노멀리 온이 되기 쉽다). 이 때문에, 캐리어 농도가 1×1018cm-3 미만이 되도록 산화주석 첨가량을 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 캐리어 농도나 캐리어 이동도에 대해서는, 상기 복합 산화물의 성막 조건(도입 가스에 사용되는 산소 가스, 기판 온도, 성막 레이트 등), 성막 후의 어닐 조건 및 복합 산화물의 조성 등을 조정함으로써, 원하는 캐리어 농도나 캐리어 이동도를 얻을 수 있다. 예를 들어, 산화인듐의 조성비를 높게 하는 것은, 캐리어 이동도를 향상시키기 쉽다. 예를 들어, 250℃로부터 700℃의 온도 조건에서 열처리를 행하는 어닐링 공정에 의해, 상기 복합 산화물의 결정화를 진행시키고, 복합 산화물의 캐리어 이동도를 향상시킬 수 있다.
또한, 동일한 화소에 n형 산화물 반도체로 형성된 채널층을 갖는 박막 트랜지스터(능동 소자)와, n형 실리콘 반도체로 형성된 채널층을 갖는 박막 트랜지스터(능동 소자)를 1개씩 배치하고, 박막 트랜지스터의 각각 채널층의 특성을 살리게, LED나 유기 EL(OLED) 등의 발광층을 구동할 수도 있다. 표시 기능층으로서 액정층이나 유기 EL(OLED)을 사용하는 경우, 발광층에 전압(전류)을 인가하는 구동 트랜지스터로서 n형의 폴리실리콘 박막 트랜지스터를 채용하고, 이 폴리실린콘 박막 트랜지스터에 신호를 보내는 스위칭 트랜지스터로서 n형 산화물 반도체의 박막 트랜지스터를 채용할 수 있다.
드레인 전극(26) 및 소스 전극(24)(소스 배선(31, 32))은 동일한 구조를 채용할 수 있다. 예를 들어, 다층의 도전층을 드레인 전극(26) 및 소스 전극(24)에 사용할 수 있다. 예를 들어, 알루미늄, 구리, 또는 이들의 합금층을, 몰리브덴, 티타늄, 탄탈륨, 텅스텐, 도전성 금속 산화물층 등으로 끼움 지지하는 전극 구조를 채용할 수 있다. 제4 절연층(14) 상에, 먼저 드레인 전극(26) 및 소스 전극(24)을 형성하고, 이들 두 전극에 적층하게 채널층(27)을 형성해도 된다. 트랜지스터의 구조는, 더블 게이트 구조 등의 멀티 게이트 구조이면 된다. 또는, 어레이 기판 내에 있어서의 트랜지스터의 구조로서, 채널층의 상하에 전극이 배치된 듀얼 게이트 구조여도 된다.
반도체층 또는 채널층은, 그 두께 방향으로 이동도나 전자 농도를 조정해도 된다. 반도체층 또는 채널층은, 다른 산화물 반도체가 적층된 적층 구조여도 된다. 소스 전극과 드레인 전극의 최소의 간격에 의해 결정되는 트랜지스터의 채널 길이는, 10nm 이상 10㎛ 이하, 예를 들어 20nm로부터 0.5㎛로 할 수 있다.
제3 절연층(13)은 게이트 절연층으로서 기능한다. 이러한 절연층 재료로서는, 하프늄실리케이트(HfSiOx), 산화실리콘, 산화알루미늄, 질화실리콘, 산화질화실리콘, 산화질화알루미늄, 산화지르코늄, 산화갈륨, 산화아연, 산화하프늄, 산화세륨, 산화란탄, 또는 이들 재료를 혼합하여 얻어진 절연층 등이 채용된다. 산화세륨은, 유전율이 높으며, 또한 세륨과 산소 원자의 결합이 견고하다. 이 때문에, 게이트 절연층을, 산화세륨을 포함하는 복합 산화물로 하는 것은 바람직하다. 복합 산화물을 구성하는 산화물의 하나로서 산화세륨을 채용한 경우에도, 비정질 상태라도 높은 유전율을 유지하기 쉽다. 산화세륨은 산화력을 구비하고 있다. 산화세륨은 산소의 저장과 방출을 행하는 것이 가능하다. 이 때문에, 산화물 반도체와 산화세륨이 접촉되는 구조에서, 산화세륨으로부터 산화물 반도체에 산소를 공급하고, 산화물 반도체의 산소 결손을 피할 수 있어, 안정된 산화물 반도체(채널층)를 실현할 수 있다. 질화물을 게이트 절연층에 사용하는 구성에서는, 상기와 같은 작용이 발현되지 않는다. 또한, 게이트 절연층의 재료는, 세륨실리케이트(CeSiOx)로 대표되는 란타노이드 금속 실리케이트를 포함해도 된다. 또는, 란탄세륨 복합 산화물, 나아가 란탄세륨실리케이트를 포함해도 된다.
제3 절연층(13)의 구조로서는, 단층막, 혼합막 또는 다층막이어도 된다. 혼합막이나 다층막의 경우, 상기 절연층 재료로부터 선택된 재료에 의해 혼합막이나 다층막을 형성할 수 있다. 제3 절연층(13)의 막 두께는, 예를 들어 2nm 이상 300nm 이하의 범위 내로부터 선택 가능한 막 두께이다. 채널층(27)을 산화물 반도체로 형성하는 경우, 산소가 많이 포함되는 상태(성막 분위기)에서, 채널층(27)과 접촉하는 제3 절연층(13)의 계면을 형성할 수 있다.
박막 트랜지스터의 제조 공정에 있어서, 톱 게이트 구조를 가지는 박막 트랜지스터에서는, 산화물 반도체를 형성한 후, 산소를 포함하는 도입 가스 중에서, 산화세륨을 포함하는 게이트 절연층을 형성할 수 있다. 이 때, 게이트 절연층 아래에 위치하는 산화물 반도체의 표면을 산화시킬 수 있으며, 또한 그 표면의 산화 정도를 조정할 수 있다. 보텀 게이트 구조를 가지는 박막 트랜지스터에서는, 게이트 절연층의 형성 공정이 산화물 반도체의 공정보다 먼저 행해지기 때문에, 산화물 반도체의 표면의 산화 정도를 조정하는 것이 어렵다. 톱 게이트 구조를 가지는 박막 트랜지스터에 있어서는, 산화물 반도체의 표면의 산화를 보텀 게이트 구조의 경우보다도 촉진시킬 수 있어, 산화물 반도체의 산소 결손이 발생하기 어렵다.
제1 절연층(11), 제2 절연층(12), 제3 절연층(13) 및 산화물 반도체의 하지 절연층(제4 절연층(14))을 포함하는 복수의 절연층은, 무기 절연 재료 또는 유기 절연 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 절연층의 재료로서는, 산화실리콘, 산화질화실리콘, 산화알루미늄을 사용할 수 있고, 절연층의 구조로서는, 상기 재료를 포함하는 단층이나 복수 층을 사용할 수 있다. 다른 절연 재료로 형성된 복수의 층이 적층된 구성이어도 된다. 절연층의 상면을 평탄화하는 효과를 얻기 위해서, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 벤조시클로부텐 수지, 폴리아미드 수지 등을 일부의 절연층에 사용해도 된다. 저유전율 재료(low-k 재료)를 사용할 수도 있다.
채널층(27) 상에는, 제3 절연층(13)을 통해 게이트 전극(25)이 배치된다. 게이트 전극(25)(게이트 배선(10))은, 커먼 전극(17)이나 커먼 배선(30)과 동일한 재료를 사용하여, 동일한 층 구성을 갖도록, 동일한 공정으로 형성할 수 있다. 또한, 게이트 전극(25)은, 상술한 드레인 전극(26) 및 소스 전극(24)과 동일한 재료를 사용하여, 동일한 층 구조를 갖도록 형성해도 된다. 게이트 전극(25)의 구조로서는, 구리층 또는 구리 합금층이 도전성 금속 산화물로 끼움 지지된 구성, 또는 은 또는 은 합금이 도전성 금속 산화물로 끼움 지지된 구성을 채용할 수 있다.
게이트 전극(25)의 단부에 노출되는 금속층(20)의 표면을, 인듐을 포함하는 복합 산화물로 덮을 수도 있다. 또는, 질화규소나 질화몰리브덴 등의 질화물로 게이트 전극(25)의 단부(단면)를 포함하도록 게이트 전극(25) 전체를 덮어도 된다. 또는, 상술한 게이트 절연층과 동일한 조성을 갖는 절연막을 50nm보다 두꺼운 막 두께로 적층해도 된다.
게이트 전극(25)의 형성 방법으로서, 게이트 전극(25)의 형성에 앞서, 능동 소자(28)의 채널층(27) 바로 위에 위치하는 제3 절연층(13)에만 건식 에칭 등을 실시하여, 제3 절연층(13)의 두께를 얇게 할 수도 있다.
제3 절연층(13)과 접촉하는 게이트 전극(25)의 계면에, 전기적 성질이 다른 산화물 반도체를 더 삽입해도 된다. 또는, 제3 절연층(13)을 산화세륨이나 산화갈륨을 포함하는 절연성의 금속 산화물층으로 형성해도 된다.
구체적으로, 소스 배선(31)에 공급되는 영상 신호에 기인하는 노이즈가 커먼 배선(30)에 실리는 것을 억제하기 위해서, 제3 절연층(13)을 두껍게 할 필요가 있다. 그 한편, 제3 절연층(13)은 게이트 전극(25)과 채널층(27) 사이에 위치하는 게이트 절연막으로서의 기능을 갖고 있으며, 능동 소자(28)의 스위칭 특성을 고려한 적절한 막 두께가 요구된다. 이렇게 상반되는 2개의 기능을 실현하기 위해서, 커먼 배선(30)과 소스 배선(31) 사이에 있어서의 제3 절연층(13)의 막 두께를 크게 유지한 채, 채널층(27) 바로 위에 위치하는 제3 절연층(13)의 두께를 얇게 함으로써, 소스 배선에 공급되는 영상 신호에 기인하는 노이즈가 커먼 배선(30)에 실리는 것을 억제할 수 있음과 함께, 능동 소자(28)에 있어서 원하는 스위칭 특성을 실현할 수 있다.
또한, 채널층(27)의 하부에는, 차광막을 형성해도 된다. 차광막의 재료로서는, 몰리브덴, 텅스텐, 티타늄, 크롬 등의 고융점 금속을 사용할 수 있다.
게이트 배선(10)은 능동 소자(28)와 전기적으로 연결되어 있다. 구체적으로, 게이트 배선(10)에 접속되어 있는 게이트 전극(25)과 능동 소자(28)의 채널층(27)은, 제3 절연층(13)을 통해 대향하고 있다. 영상 신호 제어부(121)로부터 게이트 전극(25)에 공급되는 주사 신호에 따라서 능동 소자(28)에 있어서 스위칭 구동이 행해진다.
소스 배선(31, 32)에는, 영상 신호 제어부(121)로부터 영상 신호로서의 전압이 부여된다. 소스 배선(31, 32)에는, 예를 들어 ±2.5V로부터 ±5V의 정 또는 부의 전압의 영상 신호가 부여된다. 커먼 전극(17)에 인가되는 전압으로서는, 예를 들어 프레임 반전마다 변화되는 ±2.5V의 범위로 할 수 있다. 또한, 커먼 전극(17)의 전위를, 액정 구동의 역치 Vth 이하로부터 0V의 범위의 정전위로 해도 된다. 이 커먼 전극을 후술하는 정전위 구동에 적용하는 경우, 채널층(27)에 산화물 반도체를 사용하는 것이 바람직하다. 산화물 반도체로 구성된 채널층의 전기적인 내전압은 높고, 산화물 반도체를 사용한 트랜지스터에 의해, ±5V의 레인지를 초과한 높은 구동 전압을 전극부에 인가하여, 액정의 응답을 고속화하는 것이 가능하다. 액정 구동에는, 프레임 반전 구동, 칼럼 반전(수직 라인) 반전 구동, 수평 라인 반전 구동, 도트 반전 구동 등 다양한 구동 방법을 적용할 수 있다.
게이트 전극(25)의 구성의 일부에 구리 합금을 채용하는 경우, 구리에 대하여 0.1at％ 이상 4at％ 이하의 범위 내의 금속 원소 또는 반금속 원소를 첨가할 수 있다. 이렇게 원소를 구리에 첨가함으로써, 구리의 마이그레이션을 억제할 수 있다는 효과가 얻어진다. 특히, 구리층의 결정(그레인) 내에서 구리 원자의 일부와 치환함으로써 구리의 격자 위치에 배치할 수 있는 원소와, 구리층의 결정립계에 석출되어 구리의 그레인 근방의 구리 원자의 움직임을 억제하는 원소를 함께 구리에 첨가하는 것이 바람직하다. 또는, 구리 원자의 움직임을 억제하기 위해서는 구리 원자보다 무거운(원자량이 큰) 원소를 구리에 첨가하는 것이 바람직하다. 덧붙여, 구리에 대하여 0.1at％로부터 4at％의 범위 내의 첨가량으로, 구리의 도전율이 저하되기 어려운 첨가 원소를 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 스퍼터링 등의 진공 성막을 고려하면, 스퍼터링 등의 성막 레이트가 구리에 가까운 원소가 바람직하다. 상술한 바와 같이 원소를 구리에 첨가하는 기술은, 가령, 구리를 은이나 알루미늄으로 치환한 경우에도 적용할 수 있다. 바꾸어 말하면, 구리 합금 대신에, 은 합금이나 알루미늄 합금을 사용해도 된다.
구리층의 결정(그레인) 내에서 구리 원자의 일부와 치환되어 구리의 격자 위치에 배치할 수 있는 원소를 구리에 첨가하는 것은, 바꾸어 말하면, 상온 부근에서 구리와 고용체를 형성하는 금속이나 반금속을 구리에 첨가하는 것이다. 구리와 고용체를 형성하기 쉬운 금속은, 망간, 니켈, 아연, 팔라듐, 갈륨, 금(Au) 등을 들 수 있다. 구리층의 결정립계에 석출되어 구리의 그레인 근방의 구리 원자의 움직임을 억제하는 원소를 구리에 첨가하는 것은, 바꾸어 말하면, 상온 부근에서 구리와 고용체를 형성하지 않는 금속이나 반금속을 첨가하는 것이다. 구리와 고용체를 형성하지 않거나 또는 구리와 고용체를 형성하기 어려운 금속이나 반금속에는 각종 재료를 들 수 있다. 예를 들어, 티타늄, 지르코늄, 몰리브덴, 텅스텐 등의 고융점 금속, 실리콘, 게르마늄, 안티몬, 비스무트 등의 반금속이라 칭해지는 원소 등을 들 수 있다. 상기 합금 원소는, 은 합금에 첨가되는 첨가 원소로서 사용할 수 있다.
구리나 은은, 마이그레이션의 관점에서 신뢰성면에 문제가 있다. 상기 금속이나 반금속을 구리에 첨가함으로써 신뢰성면을 보충할 수 있다. 구리나 은에 대하여, 상기 금속이나 반금속을 0.1at％ 이상 첨가함으로써 마이그레이션을 억제하는 효과가 얻어진다. 그러나, 구리 또는 은에 대하여, 4at％를 초과하는 함유량으로 상기 금속이나 반금속을 첨가하는 경우에는, 구리나 은의 도전율 악화가 현저해져, 구리 합금 또는 은 합금을 선정하는 장점이 얻어지지 않는다.
제1 실시 형태 및 후술하는 다른 실시 형태에 있어서도, 표시 장치의 단면으로 보아, 표시 기능층을 구동하는 커먼 전극(17)을 화소 전극의 배치 위치보다 위에 배치할 수 있다. 바꾸어 말하면, 그들 표시 장치의 단면으로 보아 커먼 전극(17)의 하부에 능동 소자나 TFT의 배선을 배치할 수 있다. 즉, 커먼 전극(17)은 화소 전극(29)보다도, 대향 기판(100)에 가까운 위치에 마련되어 있다. 이와 같은 구성을, 이하 화소 전극 하부 구성이라 칭한다.
화소 전극 하부 구성에서는, 저항을 통해 커먼 전극(17)을 접지할 수 있고, 예를 들어 커먼 전위를 0V(볼트)의 정전위로 할 수 있다. 이하에 설명하는 바와 같이, 표시 기능층이 액정층인 경우, 화소 전극 하부 구성에는 큰 장점이 있다.
(화소 전극 하부 구성에서의 액정층의 구동)
화소 전극 하부 구성에서는, 커먼 전위가 실질적으로 변동되지 않으므로, 영상 신호가 부여되는 소스 배선의 전위를 변동시킨다. 표시 기능층이 액정층인 경우, 소스 배선에 걸리는 전압을 정과 부의 극성으로 전환하게 된다. 또한, 본 실시 형태에 관계되는 소스 배선은, 극성이 부인 제1 소스 배선(31)과, 극성이 정인 제2 소스 배선(32)으로 구별된다.
도 11 및 도 12를 참조하여, 게이트 배선(9, 10) 및 소스 배선(31, 32)에 의한 반전 구동, 구체적으로 칼럼 반전 구동, 또한 도트 반전 구동에 의한 액정 구동 방법을 설명한다. 도 11은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(DSP1)를 부분적으로 나타내는 회로도이며, 칼럼 반전 구동에 의해 액정 표시 장치를 구동시킨 경우에, 각 화소에 있어서의 액정 구동 전압의 상황을 나타내는 설명도이다. 도 12는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(DSP1)를 부분적으로 나타내는 회로도이며, 도트 반전 구동에 의해 액정 표시 장치를 구동시킨 경우에, 각 화소에 있어서의 액정 구동 전압의 상황을 나타내는 설명도이다.
본 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 제2 소스 배선(32)의 전위가 정의 극성을 가지고, 제1 소스 배선(31)이 부의 극성을 갖고 있으며, 각 화소에 있어서 화소 반전 구동이 행해진다. 반전 구동 시에 선택되는 게이트 배선은, 표시 화면의 전체에서 게이트 배선을 선택하는 프레임 반전이어도 되고, 전체 라인 중 절반 개수의 게이트 배선을 선택하여 반전 구동을 행해도 되며, 또한 수평 라인을 순차적으로 선택하는 반전 구동이나 수평 라인을 간헐적으로 선택하여 반전 구동을 행해도 된다.
도 11은, 예를 들어 복수의 게이트 배선(복수 라인) 중 짝수 라인의 게이트 배선을 선택하고, 선택된 게이트 배선이 능동 소자에 게이트 신호를 보낸 경우의 화소마다의 극성을 나타내고 있다. 여기서, 제2 소스 배선(32)의 극성은 정이며, 제1 소스 배선(31)의 극성은 부이다. 이 경우, 수직 방향(Y 방향)으로 동일한 극성을 갖는 화소가 배열한다. 예를 들어, 다음 프레임에서 홀수 라인의 게이트 배선을 선택하고, 선택된 게이트 배선이 능동 소자에 게이트 신호를 보낸 경우, 도 11에 나타내는 극성과는 반대의 극성을 갖는 화소가, 동일하게 세로 방향으로 배열되고, 수직 라인 반전 구동이 행해진다. 프레임마다 수직 라인을 반전하는 경우에는, 노이즈의 발생 빈도가 보다 낮아져, 터치 센싱에 대한 영향이 적어진다.
도 11에서는, 제1 소스 배선(31) 및 제2 소스 배선(32)과 제1 게이트 배선(10)은 제1 능동 소자(28a)에 전기적으로 접속되어 있고, 제1 소스 배선(31) 및 제2 소스 배선(32)과 제2 게이트 배선(9)은 제2 능동 소자(28b)에 전기적으로 접속되어 있다. 제1 소스 배선(31)은 부의 극성이며, 제2 소스 배선(32)은 정의 극성으로 되어 있기 때문에, 제1 게이트 배선(10) 또는 제2 게이트 배선(9)을 선택함으로써, 화소의 극성이 정해진다.
도 12는, 예를 들어 복수의 게이트 배선(복수 라인) 중 2개 간격으로, 또한 2개 1조의 게이트 배선(9, 10)을 선택하고, 선택된 게이트 배선(9, 10)이 능동 소자에 게이트 신호를 보낸 경우의 화소마다의 극성을 나타내고 있다. 여기서, 제2 소스 배선(32)의 극성은 정이며, 제1 소스 배선(31)의 극성은 부이다. 이 경우, 수직 방향 및 수평 방향의 어느 방향에 있어서도, 정과 부의 극성을 갖는 화소가 교대로 배열된다. 다음 프레임에서, 다른 2개 1조의 게이트 배선을 선택하고, 선택된 게이트 배선(9, 10)이 능동 소자에 게이트 신호를 보냄으로써, 도 12에 나타내는 극성과는 반대의 극성을 갖는 화소가, 동일하게 교대로 배열되고, 도트 반전 구동이 행해진다. 도 11 및 도 12에 나타내는 화소 있어서의 반전 구동은, 이하의 실시 형태에서도 동일하게 행할 수 있다. 또한, 제1 실시 형태 및 후술하는 제2 실시 형태에 있어서, 커먼 전압을 정부로 반전시키는 통상의 프레임 반전 구동을 실시해도 된다.
본 실시 형태에 있어서의 정의 전압은, 예를 들어 0V로부터 +5V로 하고, 부의 전압은 0V로부터 -5V로 하였다. 또한, 채널층(27)이 산화물 반도체(예를 들어, IGZO라 호칭되는 인듐, 갈륨, 아연의 복합 산화물 반도체)로 형성되어 있는 경우, 이러한 산화물 반도체에 있어서는 전기적인 내압이 높기 때문에, 상기보다 높은 전압을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 정의 전압 및 부의 전압을 상기 전압에 한정하지 않는다. 예를 들어, 정의 전압을 0V로부터 +2.5V로 하고, 부의 전압을 0V로부터 -2.5V로 해도 된다. 즉, 정의 전압의 상한을 +2.5V로 설정하고, 부의 전압의 하한을 -2.5V로 설정해도 된다. 이 경우, 소비 전력을 저감시키는 효과, 노이즈의 발생을 저감시키는 효과, 또는 액정 표시의 번인을 억제하는 효과가 얻어진다.
예를 들어, 채널층(27)으로서 메모리성이 양호한 IGZO를 사용한 트랜지스터(능동 소자)를 채용하면, 커먼 전극(17)을 일정한 전압(정전위)으로 할 때의, 정전압 구동에 필요한 보조 용량(스토리지 캐패시터)을 생략하는 것도 가능하다. 채널층(27)으로서 IGZO를 사용한 트랜지스터는, 실리콘 반도체를 사용한 트랜지스터와 상이하고, 누설 전류가 매우 작으므로, 예를 들어 선행 기술 문헌의 특허문헌 4에 기재되어 있는 래치부를 포함하는 전송 회로를 생략할 수 있어, 단순한 배선 구조로 할 수 있다. 또한, IGZO 등의 산화물 반도체를 채널층으로서 사용한 트랜지스터를 구비하는 어레이 기판(200)을 사용한 표시 장치(DSP1)에 있어서는, 트랜지스터의 누설 전류가 작기 때문에, 화소 전극(29)에 액정 구동 전압을 인가한 후에 전압을 유지할 수 있고, 액정층(300)의 투과율을 유지할 수 있다.
IGZO 등의 산화물 반도체를 채널층(27)에 사용한 경우, 능동 소자(28)에서의 전자 이동도가 높고, 예를 들어 2msec(밀리초) 이하의 단시간에, 필요한 영상 신호에 대응하는 구동 전압을 화소 전극(29)에 인가할 수 있다. 예를 들어, 배속 구동(1초간의 표시 코마수가 120 프레임인 경우)의 1 프레임은 약 8.3msec이며, 예를 들어 6msec를 터치 센싱에 할당할 수 있다.
투명 전극 패턴을 갖는 커먼 전극(17)이 정전위일 때에는, 액정 구동과 터치 전극 구동을 시분할 구동하지 않아도 된다. 액정의 구동 주파수와 터치 금속 배선의 구동 주파수는, 상이하게 할 수 있다. 예를 들어, IGZO 등의 산화물 반도체를 채널층(27)에 사용한 능동 소자(28)(제1 능동 소자(28a), 제2 능동 소자(28b)를 포함함)에 있어서는, 화소 전극(29)에 액정 구동 전압을 인가한 후에 투과율 유지(또는 전압 유지)가 필요한 폴리실리콘 반도체를 사용한 트랜지스터와는 달리, 투과율을 유지하기 위해 영상을 리프레시(다시 영상 신호의 기입)할 필요가 없다. 따라서, IGZO 등의 산화물 반도체를 채용한 표시 장치(DSP1)에 있어서는, 저소비 전력 구동이 가능해진다.
IGZO 등의 산화물 반도체는, 전기적인 내압이 높으므로, 조금 높은 전압으로 액정을 고속 구동할 수 있고, 3D 표시가 가능한 3차원 영상 표시에 사용하는 것이 가능해진다. IGZO 등의 산화물 반도체를 채널층(27)에 사용하는 능동 소자(28)는, 상술한 바와 같이 메모리성이 높기 때문에, 예를 들어 액정 구동 주파수를 0.1Hz 이상 30Hz 이하 정도의 저주파수로 해도 플리커(표시의 깜박거림)를 일으키기 어려운 장점이 있다. IGZO를 채널층으로 하는 능동 소자(28)를 사용하여, 저주파수에 의한 도트 반전 구동과, 또한 도트 반전 구동과는 다른 주파수에 의한 터치 구동을 함께 행함으로써, 저소비 전력으로, 고화질의 영상 표시와 고정밀도의 터치 센싱을 모두 얻을 수 있다.
또한, 산화물 반도체를 채널층(27)에 사용하는 능동 소자(28)는, 전술한 바와 같이 누설 전류가 적기 때문에, 화소 전극(29)에 인가한 구동 전압을 오랜 시간 유지할 수 있다. 능동 소자(28)의 소스 배선(31, 32)이나 게이트 배선(9, 10) 등을 알루미늄 배선보다 배선 저항이 작은 구리 배선으로 형성하고, 또한 능동 소자로서 단시간에 구동할 수 있는 IGZO를 사용함으로써 터치 센싱의 주사를 행하기 위한 기간을 충분히 마련하는 것이 가능해진다. 즉, IGZO 등의 산화물 반도체를 능동 소자에 적용함으로써 액정 등의 구동 시간을 짧게 할 수 있어, 표시 화면 전체의 영상 신호 처리 중에서, 터치 센싱에 적용하는 시간에 충분한 여유가 생긴다. 이것에 의해, 발생하는 정전 용량의 변화를 고정밀도로 검출할 수 있다.
또한, 채널층(27)으로서 IGZO 등의 산화물 반도체를 채용함으로써, 도트 반전 구동이나 칼럼 반전 구동에서의 커플링 노이즈의 영향을 대략 해소할 수 있다. 이것은, 산화물 반도체를 사용한 능동 소자(28)에서는, 영상 신호에 대응하는 전압을 매우 짧은 시간(예를 들어, 2msec)에 화소 전극(29)에 인가할 수 있고, 또한 그 영상 신호 인가 후의 화소 전압을 유지하는 메모리성이 높으며, 그 메모리성을 활용한 유지 기간에 새로운 노이즈 발생은 없어, 터치 센싱에의 영향을 경감시킬 수 있다.
산화물 반도체로서는, 인듐, 갈륨, 아연, 주석, 알루미늄, 게르마늄, 안티몬, 비스무트, 세륨 중 2종 이상의 금속 산화물을 포함하는 산화물 반도체를 채용할 수 있다.
(제2 실시 형태)
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 제2 실시 형태에 대하여 설명한다.
제2 실시 형태에 있어서는, 제1 실시 형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략 또는 간략화한다.
도 13은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 표시 장치(DSP2)를 부분적으로 나타내는 도면이며, 도 16에 있어서의 D-D'선에 따른 단면도이다.
도 14는, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 표시 장치가 구비하는 액정층(506)과, 대향 기판(350)의 프레임부(F)를 부분적으로 나타내는 도면이며, 도 16에 있어서의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 15는, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 대향 기판에 마련된 제2 터치 센싱 배선을 나타내는 도면이며, 도 14에 있어서의 부호 W2로 나타낸 부분을 나타내는 확대 단면도이다.
도 16은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 표시 장치가 구비하는 대향 기판을 나타내는 도면이며, 관찰자측에서 표시 장치를 본 평면도이다.
도 13 내지 도 16에 있어서는, 편광판, 위상차판, 백라이트 유닛의 도시를 생략하고 있다.
도 14에 도시한 바와 같이, 제1 터치 센싱 배선(1)으로의 도통은, 예를 들어 연성 인쇄 회로 기판(FPC)에서 행하는 예로서 파선으로 나타냈다. 제1 터치 센싱 배선(1)과 연성 인쇄 회로 기판(FPC)의 접속은, 예를 들어 이방성 도전막(101)을 사용한다.
제2 실시 형태에 관한 표시 장치(DSP2)가 구비하는 표시 기능층은, 수직 배향의 액정층(506)이며, VA(Vertical Alignment)라 호칭되는 종전계에 의해 액정 구동이 행해진다.
또한, 본 실시 형태에서는, 터치 센싱 제어부(122)는 터치 신호로서, 제1 터치 센싱 배선(1)과 제2 터치 센싱 배선(2)의 교점에 있어서의, 제1 터치 센싱 배선(1)과 제2 터치 센싱 배선(2) 사이의 정전 용량(C2)의 변화를 검출한다.
제2 실시 형태의 표시 장치(DSP2)를 구성하는 대향 기판(350)은, 제1면(MF)과, 제1면(MF)과는 반대측의 제2면(MS)을 가지는 투명 기판(42)을 구비한다. 제2면(MS)에는, 복수의 제1 터치 센싱 배선(1)이 마련되어 있다. 제1면(MF)에는, 복수의 제2 터치 센싱 배선(2)이 마련되어 있다. 복수의 제2 터치 센싱 배선(2) 및 제1면(MF)은, 컬러 필터(60)로 덮여 있다. 또한, 컬러 필터(60) 상에는, 제2 투명 수지층(105)이 마련되고, 제2 투명 수지층(105) 상에는, 커먼 전극(50)이 마련되어 있다.
구체적으로, 도 14에 있어서는, 도 6과 동일한 구성에 의해, 제1 터치 센싱 배선(1)의 일부와 제2 차광 도전 패턴(F22)으로, 차광성의 프레임부(F)가 구성되어 있다. 도 14에 도시한 바와 같이, 프레임부(F)의 하부에 위치하는 어레이 기판(200)의 프레임 부분(200F)에는, 액정 구동에 관계되는 주변 회로(80)가 형성되어 있다. 주변 회로(80)는, 예를 들어 어레이 기판(200)의 능동 소자를 구동하는 TFT, 용량 소자, 저항 소자 등이, 어레이 기판(200)의 프레임 부분(200F)의 표면에 배치되어 있다. 도시를 생략했지만, 제2 차광 도전 패턴(F22)은, 큰 기생 용량을 발생하지 않도록 세분할화되어 있다. 제1 터치 센싱 배선(1)의 일부와 제2 차광 도전 패턴(F22)의 겹침에 의해 형성된 중첩부(3)를 포함하는 프레임부(F)에서, 터치 센싱에 대한 주변 회로(80)로부터의 노이즈의 영향을 적게 하고 있다. 도전성의 프레임부(F)는, 표시 장치(DSP2)의 외부(손이나 손가락 등)로부터의 정전기 노이즈의 영향을 적게 하여, 오동작을 방지하고 있다.
제2 실시 형태는, 상술한 바와 같이 종전계의 액정 구동에 의해 액정층(506)을 구동한다. 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 커먼 전극(50)은 화소 전극(59)의 상방에 배치되어 있다. 커먼 전극(50)은 화소 전극(59)보다도, 대향 기판(350)에 가까운 위치에 마련되어 있다. 즉, 커먼 전극(50) 및 화소 전극(59)에 의해 액정층(506)이 끼움 지지되어 있다. 액정층(506)의 셀 갭(두께)은 스페이서로 제어된다.
본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태에서 나타낸 화소 전극 하부 구성에 의해, 표시 기능층인 액정층(506)을 구동할 수 있다.
구체적으로, 커먼 전극(50)을 고저항을 통해 접지하고, 0V의 그라운드 전위로 하여, 소스 배선을 정 또는 부의 극성으로 고정시켜, 노이즈가 적은 액정 구동을 행할 수 있다. 이 화소 전극 하부 구성에서의 표시 기능층의 구동은, 터치 센싱 구동에 대한 노이즈의 영향을 크게 억제하며, 또한 액정 구동에 관계되는 소비 전력을 저감시킬 수 있다. 또한, 접지된 커먼 전극(50)은 전기적 노이즈의 실드층의 역할도 하여, 터치 센싱 정밀도의 향상에 기여한다.
제1 실시 형태와 동일하게, 능동 소자는 어레이 기판(200)에 형성되어 있다. 능동 소자의 채널층은 산화물 반도체로 형성되어 있다. 산화물 반도체는, 갈륨, 인듐, 아연, 주석, 알루미늄, 게르마늄, 안티몬, 비스무트, 세륨 중 2종 이상의 금속 산화물을 포함하는 산화물 반도체를 적용할 수 있다. 게이트 절연막은, 산화세륨을 포함하는 복합 산화물로 형성된 게이트 절연막으로 할 수 있다. 예를 들어, 능동 소자의 구조로서, 도 10에 나타내는 톱 게이트 구조의 능동 소자(TFT)를 채용할 수 있다.
도 16에 나타내는 바와 같이, 표시 장치(DSP2)는 컬러 필터(60)를 구비하고 있다. 제1 터치 센싱 배선(1)과 제2 터치 센싱 배선(2)에 의해 화소가 형성되어 있고, 각 화소에는, 컬러 필터(60)를 구성하는 적색 착색층(R), 녹색 착색층(G) 및 청색 착색층(B)이 마련되어 있다. 즉, 제1 터치 센싱 배선(1) 및 제2 터치 센싱 배선(2)은 적색 착색층(R), 녹색 착색층(G) 및 청색 착색층(B)을 구획하는 블랙 매트릭스로서 기능한다. 제2 실시 형태에 있어서, 적색 착색층(R), 녹색 착색층(G) 및 청색 착색층(B)은 스트라이프상의 패턴으로 배치되어 있다.
제1 터치 센싱 배선(1)과 제2 터치 센싱 배선(2)은 제1 실시 형태와 동일하게, 각각 흑색층과 도전층이 적층된 구조를 가진다. 제1 터치 센싱 배선(1) 및 제2 터치 센싱 배선(2)을 형성하는 도전층은, 제1 실시 형태와 동일하게, 도전성 금속 산화물층과 구리 합금층과 도전성 금속 산화물이 적층된 3층 구조를 가진다.
특히, 도 15에 도시한 바와 같이, 제2 터치 센싱 배선(2)은, 관찰 방향(OB)에 있어서 제2 흑색층(76)과 제2 도전층(75)이 순서대로 적층된 구성을 갖고 있다. 제2 흑색층(76)은 제1 실시 형태의 제2 흑색층과 동일한 구성을 가진다. 제2 도전층(75)은 제1 실시 형태의 제2 도전층과 동일한 구성을 가진다.
도 13에 있어서, 화소 전극(59)과 커먼 전극(50)에 의해 끼움 지지되어 있는 액정층(506)은, 화소 전극(59)과 커먼 전극(50) 사이에 인가되는 액정 구동 전압에 의해 제어된다. 액정층(506)의 액정은, 유전율 이방성이 부인 액정인 것이 바람직하지만, 유전율 이방성이 정인 액정을 사용해도 된다.
(제3 실시 형태)
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 제3 실시 형태에 대하여 설명한다.
제3 실시 형태에 있어서는, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략 또는 간략화한다.
도 17은, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 표시 장치(DSP3)를 부분적으로 나타내는 단면도이다.
도 18은, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 표시 장치(DSP3)가 구비하는 대향 기판(550)의 프레임부(F)를 부분적으로 나타내는 단면도이다.
도 19는, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 표시 장치(DSP3)가 구비하는 대향 기판(550)을 나타내는 도면이며, 관찰자측에서 표시 장치(DSP3)를 본 평면도이다.
도 20은, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 어레이 기판(600)을 부분적으로 나타내는 단면도이다.
도 21은, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 어레이 기판(600)을 구성하는 화소 전극(88)을 부분적으로 나타내는 도면이며, 도 20에 있어서의 부호 W3으로 나타낸 부분을 나타내는 확대 단면도이다.
도 22는, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 어레이 기판(600)을 구성하는 게이트 전극을 부분적으로 나타내는 단면도이다.
제3 실시 형태의 표시 장치(DSP3)를 구성하는 대향 기판(550)은, 제1면(MF)과, 제1면(MF)과는 반대측의 제2면(MS)을 가지는 투명 기판(44)을 구비한다. 제2면(MS)에는, 터치 센싱 배선은 마련되어 있지 않다. 제1면(MF)에는, 관찰 방향(OB)(Z 방향과는 반대 방향)에 있어서, 순서대로 복수의 제1 터치 센싱 배선(1)과, 복수의 제2 터치 센싱 배선(2)이 형성되어 있다. 즉, 제2 터치 센싱 배선(2)은 제1 터치 센싱 배선(1)과 어레이 기판(600) 사이에 위치하고 있다. 복수의 제2 터치 센싱 배선(2) 및 제1면(MF)은, 제2 투명 수지층(105)으로 덮여 있다.
복수의 제1 터치 센싱 배선(1)과 복수의 제2 터치 센싱 배선(2) 사이에는, 절연층(I)(터치 배선 절연층)이 마련되어 있고, 제1 터치 센싱 배선(1)과 제2 터치 센싱 배선(2)은, 절연층(I)에 의해 서로 전기적으로 절연되어 있다.
도 17에 나타내는 구조에서는, 제1 투명 수지층(108)과 제2 투명 수지층(105)이 접합되어 있다.
도 18에 나타내는 바와 같이, 프레임부(F)의 하부에 위치하는 어레이 기판(600)의 프레임 부분(600F)에는, 유기 EL층의 구동(유기 EL층의 발광)에 관계되는 주변 회로(80)가 형성되어 있다. 주변 회로(80)는, 예를 들어 어레이 기판(600)의 능동 소자를 구동하는 TFT, 용량 소자, 저항 소자 등이, 어레이 기판(600)의 프레임 부분(600F)의 표면에 배치되어 있다. 주변 회로(80)에서 발생하는 전기적 노이즈는, 프레임부(F)에서 커트되어, 검출 전극인 제1 터치 센싱 배선(1)에 대한 영향을 적게 할 수 있다. 당 표시 장치의 셀 갭(두께)은 스페이서인 도전성 입자(102)로 제어된다. 도전성 입자(102)는 금속구일 수도 있고, 수지를 핵으로 하여 무기 산화물 및 금속을 피복한 도전성 입자를 적용할 수 있다. 또는, 이방성 도전막을 사용해도 된다. 어레이 기판(600)의 프레임 부분(600F)의 표면에는, 접속 단자(107)가 마련되어 있고, 도전성 입자(102)는 접속 단자(107)와 제1 터치 센싱 배선(1) 사이에 끼워져 있다. 이에 의해, 제1 터치 센싱 배선(1)은 어레이 기판(600)의 접속 단자(107)를 통해서, 터치 센싱 제어부(122)에 접속되어 있다.
제1 터치 센싱 배선(1)과 제2 터치 센싱 배선(2)은 평면으로 보아 직교되어 있다. 예를 들어, 제1 터치 센싱 배선(1)을 터치 검출 전극으로서 사용하고, 제2 터치 센싱 배선(2)을 터치 구동 전극으로서 사용할 수 있다. 터치 센싱 제어부(122)는 터치 신호로서, 제1 터치 센싱 배선(1)과 제2 터치 센싱 배선(2)의 교점에 있어서의, 제1 터치 센싱 배선(1)과 제2 터치 센싱 배선(2) 사이의 정전 용량(C3)의 변화를 검출한다.
또한, 제1 터치 센싱 배선(1)의 역할과 제2 터치 센싱 배선(2)의 역할을 교체해도 된다. 구체적으로, 제1 터치 센싱 배선(1)을 터치 구동 전극으로서 사용하고, 제2 터치 센싱 배선(2)을 터치 검출 전극으로서 사용해도 된다.
제1 터치 센싱 배선(1) 및 제2 터치 센싱 배선(2) 각각의 구조로서는, 제1 실시 형태에서 설명한 도 8에 나타내는 단면 구조와 동일한 구조를 채용할 수 있다. 제1 터치 센싱 배선(1)은, 제1 흑색층(16)과 제1 도전층(15)이 순서대로 적층된 구성을 갖고 있다. 제1 도전층(15)의 구조로서는, 예를 들어 금속층(20)인 구리 합금층 또는 은 합금층이 제1 도전성 금속 산화물층(21) 및 제2 도전성 금속 산화물층(22)으로 끼움 지지된 3층 구조로 할 수 있다. 격자상으로 직교하는 제1 터치 센싱 배선(1)과 제2 터치 센싱 배선(2)은, 표시 콘트라스트를 향상시키는 블랙 매트릭스의 역할도 겸용한다.
(어레이 기판(600)의 구조)
이어서, 표시 장치(DSP3)를 구성하는 어레이 기판(600)의 구조에 대하여 설명한다.
어레이 기판(600)의 기판(45)으로서는, 투명 기판을 사용할 필요는 없고, 예를 들어 어레이 기판(600)에 적용 가능한 기판으로서, 유리 기판, 세라믹 기판, 석영 기판, 사파이어 기판, 실리콘, 탄화실리콘이나 실리콘 게르마늄 등의 반도체 기판, 또는 플라스틱 기판 등을 들 수 있다.
어레이 기판(600)에 있어서는, 제4 절연층(14), 제4 절연층(14) 상에 형성된 능동 소자(68), 제4 절연층(14) 및 능동 소자(68)를 덮도록 형성된 제3 절연층(13), 능동 소자(68)의 채널층(58)에 대향하도록 제3 절연층(13) 상에 형성된 게이트 전극(95), 제3 절연층(13) 및 게이트 전극(95)을 덮도록 형성된 제2 절연층(12), 및 제2 절연층(12) 상에 형성된 평탄화층(96)이 기판(45) 상에 순서대로 적층되어 있다.
평탄화층(96)에는, 능동 소자(68)의 드레인 전극(56)에 대응하는 위치에 콘택트 홀(93)이 형성되어 있다. 또한, 평탄화층(96) 상에는, 채널층(58)에 대응하는 위치에 뱅크(94)가 형성되어 있다. 단면으로 보아 서로 인접하는 뱅크(94) 사이의 영역에 있어서는, 즉, 평면으로 보아 뱅크(94)에 둘러싸인 영역에 있어서는, 평탄화층(96)의 상면, 콘택트 홀(93)의 내부 및 드레인 전극(56)을 덮도록 하부 전극(88)(화소 전극)이 형성되어 있다. 또한, 하부 전극(88)은 뱅크(94)의 상면에는 형성되지 않아도 된다.
또한, 하부 전극(88), 뱅크(94) 및 평탄화층(96)을 덮도록 홀 주입층(91)이 형성되어 있다. 홀 주입층(91) 상에는, 순서대로 발광층(92), 상부 전극(87) 및 밀봉층(109)이 적층되어 있다.
하부 전극(88)은 후술하는 바와 같이, 은 또는 은 합금층이 도전성 금속 산화물층에 의해 끼움 지지된 구성을 가진다.
뱅크(94)의 재료로서는, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 노볼락 페놀 수지 등의 유기 수지를 사용할 수 있다. 뱅크(94)에는, 또한 산화실리콘, 산질화실리콘 등의 무기 재료를 적층해도 된다.
평탄화층(96)의 재료로서는, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 벤조시클로부텐 수지, 폴리아미드 수지 등을 사용해도 된다. 저유전율 재료(low-k 재료)를 사용할 수도 있다.
또한, 시인성 향상을 위하여, 평탄화층(96)이나 밀봉층(109), 또는 기판(45)의 어느 것이, 광 산란의 기능을 가져도 된다. 또는, 기판(45)의 상방에 광산란층을 형성해도 된다.
또한, 도 17에 있어서, 부호 290은 하부 전극(88), 홀 주입층(91), 발광층(92) 및 상부 전극(87)으로 구성된 발광 영역을 나타내고 있다.
(발광층(92))
도 20에 나타내는 바와 같이, 어레이 기판(600)은 표시 기능층인 발광층(92)(유기 EL층)을 포함한다. 발광층(92)은, 한 쌍의 전극간에 전계가 부여되었을 때, 양극(예를 들어, 상부 전극)으로부터 주입되는 홀과, 음극(예를 들어, 하부 전극, 화소 전극)으로부터 주입되는 전자가 재결합함으로써 여기되어, 발광하는 표시 기능층이다.
발광층(92)은, 적어도 발광의 성질을 갖는 재료(발광 재료)를 함유함과 함께, 바람직하게는 전자 수송성을 갖는 재료를 함유한다. 발광층(92)은 양극과 음극 사이에 형성되는 층이며, 하부 전극(88)(양극) 상에 홀 주입층(91)이 형성되어 있는 경우에는, 홀 주입층(91)과 상부 전극(87)(음극) 사이에 발광층(92)이 형성된다. 또한, 양극 상에 홀 수송층이 형성되어 있는 경우에는, 홀 수송층과 음극 사이에 발광층(92)이 형성된다. 상부 전극(87)과 하부 전극(88)의 역할은 교체할 수 있다.
발광층(92)의 막 두께는, 본 발명의 효과를 현저하게 손상시키지 않는 한 임의이지만, 막에 결함이 발생하기 어려운 점에서는, 막 두께는 두꺼운 것이 바람직하다. 한편, 막 두께가 얇은 경우, 구동 전압이 낮아지기 때문에 바람직하다. 이 때문에, 발광층(92)의 막 두께는 3nm 이상인 것이 바람직하고, 5nm 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또한 한편, 통상 200nm 이하인 것이 바람직하고, 100nm 이하인 것이 더욱 바람직한다.
발광층(92)의 재료는, 원하는 발광 파장에서 발광하고, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한 특별히 제한은 없고, 공지된 발광 재료를 적용 가능하다. 발광 재료는 형광 발광 재료여도, 인광 발광 재료여도 되지만, 발광 효율이 양호한 재료가 바람직하고, 내부 양자 효율의 관점에서 인광 발광 재료가 바람직하다.
청색 발광을 부여하는 발광 재료로서는, 예를 들어 나프탈렌, 페릴렌, 피렌, 안트라센, 쿠마린, 크리센, p-비스(2-페닐에테닐)벤젠 및 그들의 유도체 등을 들 수 있다. 녹색 발광을 부여하는 발광 재료로서는, 예를 들어 퀴나크리돈 유도체, 쿠마린 유도체, Al(C9H6NO)3 등의 알루미늄 착체 등을 들 수 있다.
적색 발광을 부여하는 발광 재료로서는, 예를 들어 DCM(4-(디시아노메틸렌)-2-메틸-6-(p-디메틸아미노스티릴)-4H-피란)계 화합물, 벤조피란 유도체, 로다민 유도체, 벤조티옥산텐 유도체, 아자벤조티오크산텐 등을 들 수 있다.
상기 발광층(92)을 구성하는 유기 EL층의 구성이나 발광 재료 등은, 상기 재료에 한정되지 않는다.
도 20에 나타내는 바와 같이, 발광층(92)은 홀 주입층(91) 상에 형성되어 있고, 상부 전극(87)과 하부 전극(88) 사이에 인가되는 구동 전압으로 구동된다.
하부 전극(88)은 반사층(89)과 도전성 금속 산화물층(97, 98)이 적층된 구조를 가진다. 또한, 상부 전극(87)과 하부 전극(88) 사이에, 발광층(92) 이외에도 전자 주입층, 전자 수송층, 홀 수송층 등을 삽입해도 된다.
홀 주입층(91)에는, 산화텅스텐이나 산화몰리브덴 등의 고융점 금속 산화물을 사용할 수 있다. 반사층(89)에는, 광의 반사율이 높은 은 합금, 알루미늄 합금 등을 적용할 수 있다. 또한, ITO 등의 도전성 금속 산화물은, 알루미늄과의 밀착성이 좋지 않다. 전극이나 콘택트 홀 등의 계면이, 예를 들어 ITO와 알루미늄 합금인 경우에는 전기적 접속 불량을 일으키기 쉽다. 은이나 은 합금은, ITO 등의 도전성 금속 산화물과의 밀착성이 양호하고, 또한 ITO 등의 도전성 금속 산화물은 오믹 콘택트를 얻기 쉽다.
도 21에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 은의 마이그레이션을 억제하기 위해서, 하부 전극(88)은, 은 또는 은 합금층(반사층(89))이 도전성 금속 산화물층(97, 98)으로 끼움 지지된 3층 구조를 가진다. 도전성 금속 산화물층(97, 98)의 재료로서는, 제1 실시 형태에서 설명한 도전성 금속 산화물층(21, 22)을 구성하는 도전성 금속 산화물을 사용할 수 있다.
은 합금층을 광반사성의 화소 전극(하부 전극)에 적용하는 경우, 은 합금층의 막 두께는, 예를 들어 100nm로부터 500nm의 범위에서 선택할 수 있다. 필요에 따라서, 막 두께는 500nm보다 두껍게 형성해도 된다. 또한, 은 합금층의 막 두께를, 예를 들어 9nm로부터 15nm로 하면, 광투과성의 상부 전극 또는 대향 전극에 은 합금층을 사용할 수 있다.
또한, 표시 기능층에 관한 것이고, 발광층(92)(유기 EL층) 대신에 액정층을 사용하는 경우, 은 합금층의 막 두께를 100nm로부터 500nm 막 두께로 함으로써, 은 합금층을 화소 전극(하부 전극)에 사용할 수 있고, 반사형의 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 도전성 금속 산화물로서, 산화인듐, 산화갈륨, 산화안티몬의 복합 산화물을 사용하였다. 은 합금층의 재료로서는, 도전층으로서 기능하는 은 합금을 적용할 수 있다. 은에 첨가되는 첨가 원소로서는, 마그네슘, 칼슘, 티타늄, 몰리브덴, 인듐, 주석, 아연 프탈로 녹색 안료, 네오디뮴, 니켈, 안티몬, 비스무트, 구리 등으로 구성되는 군에서 선택되는 1 이상의 금속 원소를 사용할 수 있다. 본 실시 형태의 은 합금층은, 은에 대하여 1.5at％칼슘이 첨가된 은 합금을 사용하였다. 칼슘은, 상기 도전성 금속 산화물에 의해 은 합금이 끼움 지지된 구성에 있어서, 후속 공정에 있어서의 열처리 등으로 선택적으로 산화된다. 이러한 산화물의 형성에 의해, 도전성 금속 산화물층에 의해 은 합금층이 끼움 지지된 구조의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 질화규소나 질화몰리브덴 등의 질화물에 의해, 도전성 금속 산화물층에 의해 은 합금층이 끼움 지지된 구조를 덮음으로써, 더욱 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
제3 실시 형태에 있어서, 능동 소자(68)는 제1 실시 형태와 동일한 톱 게이트 구조를 갖고 있다. 제3 실시 형태의 채널층도, 제1 실시 형태와 동일하게, 산화물 반도체로 형성되어 있다. 또한, 트랜지스터의 전자 이동도의 관점에서, 폴리실리콘 반도체로 형성된 채널층을 구비하는 액티브 매트릭스로 구성되는 제1 레이어와, 산화물 반도체로 형성된 채널층을 구비하는 액티브 매트릭스로 구성되는 제2 레이어가 적층된 구조를 채용하는 것이 바람직하다. 이렇게 제1 레이어와 제2 레이어가 적층된 구조에서는, 예를 들어 폴리실리콘 반도체로 형성된 채널층을 구비하는 능동 소자(제1 레이어)는 발광층(92)인 유기 EL층에 캐리어(전자 또는 홀)를 주입하기 위한 구동 소자에 사용된다. 또한, 산화물 반도체로 형성된 채널층을 구비하는 능동 소자(제2 레이어)는, 폴리실리콘 반도체로 형성된 채널층을 구비하는 능동 소자를 선택하는 스위칭 소자로서 사용된다. 이 구동 소자에 전기적으로 연결되는 유기 EL층을 발광시키기 위한 전원선에는, 도전성 금속 산화물층으로 끼움 지지된 은 합금층 또는 구리 합금층을 사용할 수 있다. 이러한 구조는, 예를 들어 도 22에 나타내는 배선 구조가 사용된다. 전원선 등의 능동 소자에 연결되는 배선에, 도전율이 양호한 은 합금이나 구리 합금을 적용하는 것이 바람직하다.
제3 실시 형태에 있어서는, 구리 합금인 금속층(20)을 게이트 전극(95)에 사용하고 있다. 도 22에 나타내는 바와 같이, 게이트 전극(95)을 구성하는 금속층(20)은, 제1 도전성 금속 산화물층(97)과 제2 도전성 금속 산화물층(98)으로 끼움 지지되어 있다. 제3 절연층(13)인 게이트 절연층에 사용하는 재료는, 제1 실시 형태와 동일하다.
(제3 실시 형태의 변형예)
또한, 상기 실시 형태에서는, 발광층(92)으로서 유기 일렉트로루미네센스층(유기 EL)을 채용한 구조를 설명하였다. 발광층(92)은 무기의 발광 다이오드층이어도 된다. 또한, 발광층(92)은 무기의 LED 칩이 매트릭스 형상으로 배열된 구조를 가져도 된다. 이 경우, 적색 발광, 녹색 발광, 청색 발광의 각각 미소한 LED 칩을 어레이 기판(200) 상에 마운트해도 된다. LED 칩을 어레이 기판(200)에 실장하는 방법으로서는, 페이스 다운에 의한 실장을 행해도 된다.
발광층(92)이 무기 LED로 구성되어 있는 경우, 발광층(92)으로서 청색 발광 다이오드 또는 청자색 발광 다이오드를 어레이 기판(200)(기판(45))에 배치한다. 질화물 반도체층과 상부 전극을 형성한 후, 녹색 화소에 녹색 형광체를 적층하고, 적색 발광의 화소에 적색 형광체를 적층한다. 이에 의해, 어레이 기판(200)에 무기 LED를 간편하게 형성할 수 있다. 이러한 형광체를 사용하는 경우, 청자색 발광 다이오드로부터 발생하는 청색광에 의한 여기에 의해, 녹색 형광체 및 적색 형광체의 각각으로부터 녹색 발광 및 적색 발광을 얻을 수 있다.
또는, 발광층(92)으로서 자외 발광 다이오드를 어레이 기판(200)(기판(45))에 배치해도 된다. 이 경우, 질화물 반도체층과 상부 전극을 형성한 후, 청색 화소에 청색 형광체를 적층하고, 녹색 화소에 녹색 형광체를 적층하고, 적색 화소에 적색 형광체를 적층한다. 이에 의해, 어레이 기판(200)에 무기 LED를 간편하게 형성할 수 있다. 이러한 형광체를 사용하는 경우, 예를 들어 인쇄법 등의 간편한 방법으로, 녹색 화소, 적색 화소 또는 청색 화소를 형성할 수 있다. 이들 화소는, 각각의 색 발광 효율이나 색 밸런스의 관점에서, 화소의 크기를 조정하는 것은 바람직하다.
예를 들어, 상술한 실시 형태에 관한 표시 장치는, 각종 응용이 가능하다. 상술한 실시 형태에 관한 표시 장치가 적용 가능한 전자 기기로서는, 휴대 전화, 휴대형 게임 기기, 휴대 정보 단말기, 퍼스널 컴퓨터, 전자 서적, 비디오 카메라, 디지털 스틸 카메라, 헤드 마운트 디스플레이, 내비게이션 시스템, 음향 재생 장치(카 오디오, 디지털 오디오 플레이어 등), 복사기, 팩시밀리, 프린터, 프린터 복합기, 자동 판매기, 현금 자동 입출금기(ATM), 개인 인증 기기, 광 통신 기기 등을 들 수 있다. 상기 각 실시 형태는 자유롭게 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명하고, 상기에서 설명하였지만, 이들은 본 발명의 예시적인 것이며, 한정하는 것으로서 고려되어서는 안됨을 이해해야 한다. 추가, 생략, 치환 및 기타의 변경은, 본 발명의 범위로부터 일탈하지 않고 행할 수 있다. 따라서, 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되어 있다고 간주되어서는 안되고, 청구범위에 의해 제한되고 있다.
1: 제1 터치 센싱 배선
2: 제2 터치 센싱 배선
2A: 센스 배선
2B: 인출 배선
3: 중첩부
9: 제2 게이트 배선
10: 제1 게이트 배선
11: 제1 절연층
11H, 12H, 93, CH: 콘택트 홀
12: 제2 절연층
13: 제3 절연층
14: 제4 절연층
15: 제1 도전층
16: 제1 흑색층
17, 50: 커먼 전극
20: 금속층
21, 97: 제1 도전성 금속 산화물층
22, 98: 제2 도전성 금속 산화물층
24: 소스 전극
25, 95: 게이트 전극
26, 56: 드레인 전극
27, 58: 채널층
28, 68: 능동 소자
28a: 제1 능동 소자
28b: 제2 능동 소자
29, 59, 88: 화소 전극(하부 전극)
29s: 스루홀
30: 커먼 배선
31: 제1 소스 배선
32: 제2 소스 배선
35, 75: 제2 도전층
36, 76: 제2 흑색층
40, 41, 42, 44: 투명 기판
45: 기판
60: 컬러 필터
80: 주변 회로
87: 상부 전극
89: 반사층
91: 홀 주입층
92: 발광층
94: 뱅크
96: 평탄화층
100, 350, 550: 대향 기판(표시 장치 기판)
101: 이방성 도전막
102: 도전성 입자
103: 스페이서
104: 시일층
105: 제2 투명 수지층
107: 접속 단자
108: 제1 투명 수지층
109: 밀봉층
110: 표시부
120: 제어부
121: 영상 신호 제어부(제1 제어부)
122: 터치 센싱 제어부(제2 제어부)
123: 시스템 제어부(제3 제어부)
200, 600: 어레이 기판
200F, 600F: 프레임 부분
290: 발광 영역
300, 506: 액정층
B: 청색 착색층
F: 프레임부
G: 녹색 착색층
I: 절연층
K: 하우징
P: 관찰자
R: 적색 착색층
MF: 제1면
MS: 제2면
OB: 관찰 방향
PX: 화소
F21: 제1 차광 도전 패턴
F22: 제2 차광 도전 패턴
FPC: 연성 인쇄 회로 기판
PT1: 제1 센싱 패턴
PT2: 제2 센싱 패턴
TM1: 제1 단자
TM2: 제2 단자
F22A: 제1 차광 도전부(차광 도전부)
F22B: 제2 차광 도전부(차광 도전부)
F21L: 긴 변부
F21S: 짧은 변부
S, CS: 슬릿
H1, WS: 폭
P1, PS: 배치 피치
C1, C2, C3: 정전 용량
DSP1, DSP2, DSP3: 표시 장치

Claims (20)

  1. 표시 장치로서,
    표시 기능층과,
    상기 표시 기능층을 구동하는 어레이 기판과,
    상기 어레이 기판에 대향하는 제1면과 상기 제1면과는 반대측의 제2면을 갖는 투명 기판과, 상기 제2면으로부터 상기 제1면을 향한 관찰 방향에 있어서 제1 흑색층과 제1 도전층이 순서대로 적층된 구성을 가지며 또한 상기 제2면 상에서 제1 방향으로 배열되도록 서로 평행하게 연장되는 복수의 제1 터치 센싱 배선을 포함하는 제1 센싱 패턴과, 상기 관찰 방향에 있어서 제2 흑색층과 제2 도전층이 순서대로 적층된 구성을 가지며 또한 상기 복수의 제1 터치 센싱 배선과 상기 어레이 기판 사이에 위치함과 함께 평면으로 보아 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 배열되도록 서로 평행하게 연장되는 복수의 제2 터치 센싱 배선을 포함하는 제2 센싱 패턴과, 상기 제1 터치 센싱 배선과 동일한 재료로 형성되며 또한 상기 제1 터치 센싱 배선과 단면으로 보아 동일한 위치에 마련되며 또한 상기 제1 센싱 패턴의 외측에 위치하는 제1 차광 도전 패턴과, 상기 제2 터치 센싱 배선과 동일한 재료로 형성되며 또한 상기 제2 터치 센싱 배선과 단면으로 보아 동일한 위치에 마련되며 또한 상기 제2 센싱 패턴의 외측에 위치하는 제2 차광 도전 패턴과, 상기 표시 기능층에 대향하는 표시부와, 상기 표시부를 둘러쌈과 함께, 상기 제1 센싱 패턴의 일부, 상기 제1 차광 도전 패턴, 및 상기 제2 차광 도전 패턴에 의해 구성된 차광성의 프레임부를 구비하는 표시 장치 기판과,
    제1 터치 센싱 배선과 제2 터치 센싱 배선 사이의 정전 용량 변화를 검지하여 터치 센싱을 행하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 제2 차광 도전 패턴은, 크기가 상이한 복수의 차광 도전부를 가지고,
    상기 제1 차광 도전 패턴과 상기 제2 차광 도전 패턴 사이에 콘덴서를 형성하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 터치 센싱 배선 및 상기 제2 터치 센싱 배선은, 상기 제2면 상에 형성되고,
    상기 제1 터치 센싱 배선과 상기 제2 터치 센싱 배선 사이에는 절연층이 마련되고,
    상기 제1 터치 센싱 배선 및 상기 제2 터치 센싱 배선은, 서로 전기적으로 절연되어 있는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 터치 센싱 배선은 상기 제2면 상에 형성되고,
    상기 제2 터치 센싱 배선은 상기 제1면 상에 형성되어 있는 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1면 상에, 상기 관찰 방향에 있어서, 순서대로 상기 제1 터치 센싱 배선 및 상기 제2 터치 센싱 배선이 형성되고,
    상기 제1 터치 센싱 배선과 상기 제2 터치 센싱 배선 사이에는 절연층이 마련되고,
    상기 제1 터치 센싱 배선 및 상기 제2 터치 센싱 배선은, 서로 전기적으로 절연되어 있는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 어레이 기판 및 상기 표시 장치 기판을 둘러싸는 하우징을 가지고,
    상기 제1 차광 도전 패턴은 상기 하우징에 접지되어 있는 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 차광 도전 패턴의 상기 복수의 차광 도전부는, 슬릿에 의해 분할되어 있는 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 어레이 기판은,
    게이트 절연층과,
    상기 게이트 절연층과 접촉하며 또한 산화물 반도체로 구성된 채널층과,
    상기 표시 기능층을 구동하는 능동 소자를 구비하는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 산화물 반도체는,
    갈륨, 인듐, 아연, 주석, 알루미늄, 게르마늄 및 세륨으로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상을 함유하는 금속 산화물과,
    적어도, 안티몬, 비스무트 중 어느 것을 함유하는 금속 산화물
    을 포함하는 표시 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 게이트 절연층은, 산화세륨을 포함하는 복합 산화물로 형성되어 있는 표시 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 능동 소자에 전기적으로 연결된 복수의 배선 중, 적어도 게이트 배선은, 구리 합금층이 도전성 금속 산화물층에 의해 끼움 지지된 3층 구조를 가지는 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 어레이 기판은, 상기 표시 기능층을 끼움 지지하는 상부 전극 및 하부 전극을 구비하고,
    상기 표시 기능층은 발광 다이오드층이며, 상기 상부 전극과 상기 하부 전극 사이에 인가되는 구동 전압에 의해 발광하는 표시 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 어레이 기판은, 상기 표시 기능층을 끼움 지지하는 상부 전극 및 하부 전극을 구비하고,
    상기 표시 기능층은 유기 일렉트로루미네센스층이며, 상기 상부 전극과 상기 하부 전극 사이에 인가되는 구동 전압에 의해 발광하는 표시 장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극의 적어도 한쪽은, 은 합금층이 도전성 금속 산화물층으로 끼움 지지된 구조를 가지는 표시 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 표시 기능층은 액정층이며,
    상기 어레이 기판은, 상기 액정층을 끼움 지지하는 커먼 전극 및 화소 전극을 구비하고,
    상기 액정층은, 상기 커먼 전극과 상기 화소 전극 사이의 전위차에 의해 구동하는 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서, 단면으로 보아, 상기 커먼 전극은, 상기 화소 전극보다도 상기 표시 장치 기판에 가까운 위치에 마련되어 있는 표시 장치.
  16. 제1면과, 상기 제1면과는 반대측의 제2면을 갖는 투명 기판과,
    상기 제1면과 상기 제2면 중 어느 한쪽에 형성되고, 상기 제2면으로부터 상기 제1면을 향한 관찰 방향에 있어서 제1 흑색층과 제1 도전층이 순서대로 적층된 구성을 가짐과 함께 상기 제2면 상에서 제1 방향으로 배열되도록 서로 평행하게 연장되는 복수의 제1 터치 센싱 배선을 포함하는 제1 센싱 패턴과,
    상기 제1면과 상기 제2면 중 어느 한쪽에 형성되고, 상기 관찰 방향에 있어서 제2 흑색층과 제2 도전층이 순서대로 적층된 구성을 가짐과 함께 평면으로 보아 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 배열되도록 서로 평행하게 연장되는 복수의 제2 터치 센싱 배선을 포함하는 제2 센싱 패턴과,
    상기 제1 터치 센싱 배선과 동일한 재료로 형성되고, 상기 제1 터치 센싱 배선과 단면으로 보아 동일한 위치에 마련되며, 상기 제1 센싱 패턴의 외측에 위치하는 제1 차광 도전 패턴과,
    상기 제2 터치 센싱 배선과 동일한 재료로 형성되고, 상기 제2 터치 센싱 배선과 단면으로 보아 동일한 위치에 마련되며, 상기 제2 센싱 패턴의 외측에 위치하는 제2 차광 도전 패턴과,
    상기 제1 센싱 패턴의 일부, 상기 제1 차광 도전 패턴, 및 상기 제2 차광 도전 패턴에 의해 구성된 차광성의 프레임부
    를 구비하고,
    상기 제2 차광 도전 패턴은, 크기가 상이한 복수의 차광 도전부를 가지고,
    상기 제1 차광 도전 패턴과 상기 제2 차광 도전 패턴 사이에 콘덴서를 형성하는 표시 장치 기판.
  17. 제16항에 있어서, 상기 투명 기판은 평면으로 보아, 짧은 변과 긴 변을 가지고,
    상기 제1 차광 도전 패턴은 상기 긴 변과 평행하게 마련되어 있는 표시 장치 기판.
  18. 제16항에 있어서, 상기 제2 차광 도전 패턴은 상기 제1 터치 센싱 배선과 평행한 복수의 슬릿을 가지고,
    평면으로 보아, 상기 복수의 제1 터치 센싱 배선과 상기 복수의 슬릿이 겹치는 중첩부가 형성되어 있고, 상기 중첩부는 상기 프레임부를 구성하고 있는 표시 장치 기판.
  19. 제16항에 있어서, 상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층은, 적어도 구리 합금층이 도전성 금속 산화물층에 의해 끼움 지지된 3층 구조를 가지는 표시 장치 기판.
  20. 제16항에 있어서, 평면으로 보아 상기 복수의 제1 터치 센싱 배선과 상기 복수의 제2 터치 센싱 배선에 의해 구획되는 복수의 화소를 구비하고,
    상기 복수의 화소는 컬러 필터를 구비하는 표시 장치 기판.
KR1020187037573A 2016-09-16 2016-09-16 표시 장치 및 표시 장치 기판 KR102190184B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2016/077442 WO2018051486A1 (ja) 2016-09-16 2016-09-16 表示装置及び表示装置基板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190009386A KR20190009386A (ko) 2019-01-28
KR102190184B1 true KR102190184B1 (ko) 2020-12-11

Family

ID=61619443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187037573A KR102190184B1 (ko) 2016-09-16 2016-09-16 표시 장치 및 표시 장치 기판

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6365788B1 (ko)
KR (1) KR102190184B1 (ko)
CN (1) CN109416598B (ko)
WO (1) WO2018051486A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102438966B1 (ko) * 2018-06-26 2022-09-05 도판 인사츠 가부시키가이샤 블랙 매트릭스 기판 및 표시 장치
TWI751349B (zh) * 2018-06-27 2022-01-01 日商凸版印刷股份有限公司 黑色矩陣基板及顯示裝置
JP6804603B2 (ja) * 2018-09-19 2020-12-23 シャープ株式会社 アクティブマトリクス基板の製造方法、およびアクティブマトリクス基板を用いたタッチセンサ付き液晶表示装置の製造方法
CN111124174B (zh) * 2019-11-25 2022-11-18 江西卓讯微电子有限公司 触摸屏及电子装置
CN111857446B (zh) * 2020-07-13 2021-09-24 Tcl华星光电技术有限公司 掩膜板、显示面板及其制备方法
JP2022110853A (ja) * 2021-01-19 2022-07-29 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012198740A (ja) 2011-03-22 2012-10-18 Panasonic Corp タッチパネルおよびタッチパネルを備えた表示装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS587726B2 (ja) 1975-01-08 1983-02-12 東レ株式会社 帯電防止性の優れたポリエステル混繊糸およびその製造方法
JPS54119558A (en) 1978-03-10 1979-09-17 Teraoka Giken Kk Parison control apparatus
JP2005064003A (ja) * 2003-08-08 2005-03-10 Mitsui Chemicals Inc 透明電磁波シールドおよびディスプレイ用フィルタ
KR100673744B1 (ko) * 2004-10-28 2007-01-24 삼성에스디아이 주식회사 다층 구조 애노드
JP2006196760A (ja) * 2005-01-14 2006-07-27 Mitsubishi Chemicals Corp 電磁波シールドフィルム及びそれを用いたディスプレイパネル
JP4318689B2 (ja) * 2005-12-09 2009-08-26 出光興産株式会社 ｎ型無機半導体、ｎ型無機半導体薄膜及びその製造方法
KR20110058895A (ko) 2006-06-09 2011-06-01 애플 인크. 터치 스크린 액정 디스플레이
JP2011095451A (ja) 2009-10-29 2011-05-12 Sony Corp 横電界方式の液晶表示装置
TW201145132A (en) * 2010-03-11 2011-12-16 Alps Electric Co Ltd Translucent inputting device
KR101307296B1 (ko) * 2010-06-22 2013-09-11 니폰샤신인사츠가부시키가이샤 방청성이 우수한 협소 프레임 터치 입력 시트와 그 제조 방법
CA2831167C (fr) * 2011-03-25 2020-06-02 Ntx Research Sa Infrastructure non hierarchique de gestion de bi-cles de securite de personnes physiques ou d'elements (igcp/pki)
JP5968275B2 (ja) 2012-08-07 2016-08-10 株式会社ジャパンディスプレイ タッチセンサ付き表示装置、及び電子機器
TWM454587U (zh) * 2012-09-14 2013-06-01 Inv Element Inc 具使用金屬線連接觸控感應層電極之內嵌式觸控顯示面板系統
JP2016510939A (ja) * 2013-03-11 2016-04-11 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ リチウムイオン電池の吹付けコーティングプロセスのための電極表面粗さ制御
CN105164743B (zh) 2013-03-15 2018-05-25 夏普株式会社 有源矩阵基板、有源矩阵基板的制造方法以及显示面板
TWI519852B (zh) * 2013-04-01 2016-02-01 友達光電股份有限公司 觸控顯示裝置
US9223424B2 (en) * 2013-04-08 2015-12-29 Apple Inc. Electronic device signal routing structures with conductive adhesive
CN103309535A (zh) * 2013-06-06 2013-09-18 敦泰科技有限公司 电容式触摸屏
KR102006728B1 (ko) * 2013-12-02 2019-08-02 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시 장치 및 그 제조방법
CN106537298B (zh) * 2014-07-10 2019-07-16 凸版印刷株式会社 黑色电极基板、黑色电极基板的制造方法及显示装置
JP6497876B2 (ja) * 2014-09-01 2019-04-10 三菱電機株式会社 液晶表示パネル、及びその製造方法
JP2016051145A (ja) * 2014-09-02 2016-04-11 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置及び電子機器

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012198740A (ja) 2011-03-22 2012-10-18 Panasonic Corp タッチパネルおよびタッチパネルを備えた表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190009386A (ko) 2019-01-28
WO2018051486A1 (ja) 2018-03-22
CN109416598B (zh) 2021-10-01
JP6365788B1 (ja) 2018-08-01
JPWO2018051486A1 (ja) 2018-09-13
CN109416598A (zh) 2019-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102190184B1 (ko) 표시 장치 및 표시 장치 기판
KR102055740B1 (ko) 액정 표시 장치
KR102051879B1 (ko) 표시 장치
KR102207053B1 (ko) 표시 장치 및 표시 장치 기판
JP6451897B1 (ja) 表示装置及び表示装置基板
JP6583569B1 (ja) ブラックマトリクス基板及び表示装置
TWI685781B (zh) 顯示裝置及顯示裝置基板
KR102121262B1 (ko) 표시 장치 및 표시 장치 기판
TWI630534B (zh) Display device and display device substrate
TWI715631B (zh) 顯示裝置及顯示裝置基板
TWI686653B (zh) 顯示裝置
TWI646518B (zh) Display device and display device substrate
TWI576744B (zh) Liquid crystal display device
TW202428164A (zh) 顯示裝置
KR20240120344A (ko) 유기 발광 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant