KR102507971B1 - 터치 센서 및 터치 패널 - Google Patents

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유지 이와키
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코지 쿠스노키
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

본 발명은 터치 패널의 검출 감도를 향상시킨다. 또는, 터치 패널의 시인성을 향상시킨다. 또는, 휘는 터치 패널을 제공한다. 또는, 두께가 얇은 터치 패널을 제공한다. 또는, 가벼운 터치 패널을 제공한다.
제 1 기판, 제 1 도전층, 제 2 도전층, 및 절연층을 갖는 터치 센서의 구성으로 한다. 제 1 도전층은 제 1 기판과 제 2 도전층 사이에 위치하는 영역을 포함한다. 절연층은 제 1 도전층과 제 2 도전층 사이에 위치하는 영역을 포함한다. 제 1 도전층과 제 2 도전층과 절연층은 용량 소자를 형성한다. 제 2 도전층은 개구를 갖는다. 제 2 도전층의 개구는 제 1 도전층과 서로 중첩되는 영역을 포함한다.

Description

터치 센서 및 터치 패널{TOUCH SENSOR AND TOUCH PANEL}
본 발명의 일 형태는 터치 센서 또는 가요성을 갖는 터치 센서에 관한 것이다. 또는, 본 발명의 일 형태는 터치 패널 또는 가요성을 갖는 터치 패널에 관한 것이다.
다만, 본 발명의 일 형태는 상기 기술 분야에 한정되지 않는다. 본 명세서 등에서 개시(開示)하는 발명의 일 형태는 물건, 방법, 또는 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 형태는 공정(process), 기계(machine), 제품(manufacture), 또는 조성물(composition of matter)에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 명세서에서 개시하는 본 발명의 일 형태의 기술 분야로서 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 축전 장치, 기억 장치, 전자 기기, 조명 장치, 입력 장치, 입출력 장치, 이들의 구동 방법, 또는 이들의 제조 방법을 일례로서 들 수 있다.
또한, 본 명세서 등에서, 반도체 장치란, 반도체 특성을 이용함으로써 기능할 수 있는 장치 전반을 가리킨다. 트랜지스터 등의 반도체 소자를 비롯하여, 반도체 회로, 연산 장치, 기억 장치는 반도체 장치의 일 형태이다. 촬상 장치, 표시 장치, 액정 표시 장치, 발광 장치, 전기 광학 장치, 발전 장치(박막 태양 전지, 유기 박막 태양 전지 등을 포함함), 및 전자 기기는 반도체 장치를 갖는 경우가 있다.
근년, 표시 장치는 다양한 용도로의 응용이 기대되고 있으며, 다양화가 요구되고 있다. 예를 들어, 휴대 정보 단말로서 터치 패널을 구비하는 스마트폰이나 태블릿 단말의 개발이 진행되고 있다.
또한, 특허문헌 1에는, 필름 기판 위에, 스위칭 소자인 트랜지스터나 유기 EL 소자를 구비한 플렉시블한 액티브 매트릭스형 발광 장치가 개시되어 있다.
일본국 특개 2003-174153호 공보
사용자 인터페이스로서 화면을 손가락이나 스타일러스 등으로 터치함으로써 입력하는 기능을 표시 패널에 부가한 터치 패널이 요망되고 있다.
예를 들어, 터치 패널은, 표시 패널의 시인(視認) 측에 터치 센서를 제공하는 구성으로 할 수 있다. 터치 패널에 제공되는 터치 센서는 검출 감도가 높은 것이 요구된다. 또한, 터치 센서는 표시 패널과 중첩되도록 제공되기 때문에, 터치 센서가 제공되지 않는 경우에 비하여 시인성이 저하되는 경우가 있다.
본 발명의 일 형태는, 터치 패널의 검출 감도를 향상시키는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 터치 패널의 시인성을 향상시키는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 두께가 얇은 터치 패널을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 휘는 터치 패널을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 가벼운 터치 패널을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 신뢰성이 높은 터치 패널을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
또는, 신규 입력 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 신규 입출력 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
또한, 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 일 형태는 이들 과제 모두를 해결할 필요는 없는 것으로 한다. 또한, 이들 외의 과제는 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 저절로 명확해지는 것이며 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 이들 외의 과제가 추출될 수 있다.
본 발명의 일 형태는 제 1 기판, 제 1 도전층, 제 2 도전층, 및 절연층을 갖는 터치 센서이다. 제 1 도전층은 제 1 기판과 제 2 도전층 사이에 위치하는 영역을 포함한다. 절연층은 제 1 도전층과 제 2 도전층 사이에 위치하는 영역을 포함한다. 제 1 도전층과 제 2 도전층과 절연층은 용량 소자를 형성한다. 제 2 도전층은 개구를 갖는다. 제 2 도전층의 개구와 제 1 도전층은 서로 중첩되는 영역을 포함한다.
또한, 상기 구성에서, 제 1 도전층에 전기적으로 접속되는 제 1 트랜지스터를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 상기 터치 센서, 제 2 기판, 표시 소자, 제 1 층, 및 제 2 층을 갖는 터치 패널이다. 제 2 기판은 제 1 기판과 서로 중첩되는 영역을 포함한다. 또한, 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 표시 소자, 제 1 층, 및 제 2 층을 갖는다. 제 1 층은 특정 파장 대역의 광을 투과시키는 기능을 갖고, 표시 소자와 서로 중첩되는 영역을 포함한다. 제 2 층은 가시광을 차광하는 기능을 갖는다. 제 1 도전층은 제 1 층과 서로 중첩되는 영역 및 제 2 층과 서로 중첩되는 영역을 포함한다. 제 2 도전층은 제 2 층과 서로 중첩되는 영역을 포함한다. 제 2 도전층의 개구와 표시 소자는 서로 중첩되는 영역을 포함한다. 또한, 제 2 도전층의 개구와 제 1 층은 서로 중첩되는 영역을 포함한다.
또한, 상기 구성에서, 표시 소자는 발광 소자인 것이 바람직하다.
또한, 상기 구성에서, 제 1 기판 및 제 2 기판은 각각 가요성을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는 상기 터치 센서 및 제 1 FPC(Flexible Printed Circuit)를 갖고, 제 1 FPC가 제 1 도전층 및 제 2 도전층 중 적어도 한쪽에 신호를 공급하는 기능을 갖는, 터치 센서 모듈이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는 상기 터치 패널, 제 2 FPC, 및 제 3 FPC를 갖고, 제 2 FPC가 제 1 도전층 및 제 2 도전층 중 적어도 한쪽에 신호를 공급하는 기능을 갖고, 제 3 FPC가 표시 소자에 신호를 공급하는 기능을 갖는, 터치 패널 모듈이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는 상기 터치 센서 모듈 또는 상기 터치 패널 모듈이 하우징 내에 제공된 전자 기기이다.
본 발명의 일 형태에 의하여 터치 패널의 검출 감도를 향상시킬 수 있다. 또는 터치 패널의 시인성을 향상시킬 수 있다. 또는, 두께가 얇은 터치 패널을 제공할 수 있다. 또는 가벼운 터치 패널을 제공할 수 있다. 또는, 신뢰성이 높은 터치 패널을 제공할 수 있다.
또는, 신규 입력 장치를 제공할 수 있다. 또는 신규 입출력 장치를 제공할 수 있다. 또한, 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 일 형태는 반드시 이들 효과 모두를 가질 필요는 없다. 또한, 이들 외의 효과는 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 저절로 명백해지는 것으로 명세서, 도면, 및 청구항 등의 기재로부터 이들 외의 효과가 추출될 수 있다.
도 1은 실시형태에 따른 터치 패널 모듈의 구성예를 도시한 도면.
도 2는 실시형태에 따른 터치 패널 모듈이 갖는 적층 구조의 구성예를 도시한 도면.
도 3은 실시형태에 따른 터치 패널 모듈이 갖는 적층 구조의 구성예를 도시한 도면.
도 4는 실시형태에 따른 터치 패널 모듈이 갖는 적층 구조의 구성예를 도시한 도면.
도 5는 실시형태에 따른 터치 패널 모듈의 구성예를 도시한 도면.
도 6은 실시형태에 따른 터치 패널 모듈의 구성예를 도시한 도면.
도 7은 실시형태에 따른 터치 패널 모듈의 구성예를 도시한 도면.
도 8은 실시형태에 따른 터치 패널 모듈의 구성예를 도시한 도면.
도 9는 실시형태에 따른 터치 패널의 블록도, 회로도, 및 타이밍 차트.
도 10은 실시형태에 따른 터치 패널이 갖는 구성의 회로도 및 개략도.
도 11은 실시형태에 따른 터치 패널이 갖는 구성의 블록도 및 회로도.
도 12는 실시형태에 따른 터치 패널이 갖는 구성의 회로도.
도 13은 실시형태에 따른 터치 패널의 구성예를 도시한 도면.
도 14는 실시형태에 따른 터치 패널의 구동 방법을 설명하는 도면.
도 15는 실시형태에 따른 전자 기기를 도시한 도면.
도 16은 실시형태에 따른 전자 기기를 도시한 도면.
실시형태에 대하여 도면을 사용하여 자세히 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 형태 및 상세한 사항은 본 발명의 취지 및 범위에서 벗어남이 없이 다양하게 변경될 수 있다는 것은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
또한, 이하에서 설명하는 발명의 구성에 있어서, 동일 부분 또는 같은 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 다른 도면 간에서 공통으로 사용하고, 그 반복 설명은 생략한다. 또한, 같은 기능을 갖는 부분을 가리키는 경우에는, 해치 패턴을 동일하게 하고, 특별히 부호를 붙이지 않는 경우가 있다.
또한, 본 명세서에서 설명하는 각 도면에 있어서, 각 구성의 크기, 층 두께, 또는 영역은, 명료화를 위하여 과장되어 있는 경우가 있다. 따라서, 반드시 그 스케일에 한정되지 않는다.
또한, 본 명세서 등에서 '제 1', '제 2' 등의 서수사는 구성 요소의 혼동을 피하기 위하여 사용되는 것이며, 수적으로 한정하는 것은 아니다.
트랜지스터는 반도체 소자의 일종이며, 전류나 전압의 증폭이나 도통 또는 비도통을 제어하는 스위칭 동작 등을 실현할 수 있다. 본 명세서에서의 트랜지스터는, IGFET(Insulated Gate Field Effect Transistor)나 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)를 포함한다.
또한, '막'이라는 말과 '층'이라는 말은 경우 또는 상황에 따라 서로 바꿀 수 있다. 예를 들어, '도전층'이라는 용어를 '도전막'이라는 용어로 바꿀 수 있는 경우가 있다. 또는 '절연막'이라는 용어를 '절연층'이라는 용어로 바꿀 수 있는 경우가 있다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 터치 센서, 터치 센서를 구비한 터치 센서 모듈, 터치 패널, 및 터치 패널 모듈 등의 구성예에 대하여 설명한다. 이하에서는, 터치 센서로서 정전 용량 방식 터치 센서를 적용한 경우에 대하여 설명한다.
또한, 본 명세서 등에서는, 터치 센서를 구비하는 기판에 예를 들어 FPC 또는 TCP(Tape Carrier Package) 등의 커넥터가 제공된 것, 또는 기판에 COG(Chip On Glass) 방식에 의하여 IC(집적 회로)가 직접 실장된 것을 터치 센서 모듈이라고 부르는 경우가 있다. 또한, 터치 센서로서의 기능과 화상 등을 표시하는 기능을 겸비하는 장치를 터치 패널(입출력 장치)이라고 부르는 경우가 있다. 또한, 터치 패널에 상기 커넥터가 제공된 것 또는 IC가 실장된 것을 터치 패널 모듈, 또는 단순히 터치 패널이라고 부르는 경우가 있다.
본 발명의 일 형태에 적용할 수 있는 정전 용량 방식 터치 센서는 용량 소자를 구비한다. 용량 소자는 예를 들어 제 1 도전층, 제 2 도전층, 및 이들 사이의 절연층으로 이루어지는 적층 구조를 갖는 구성으로 할 수 있다. 이 때, 제 1 도전층 및 제 2 도전층 각각은 용량 소자의 전극으로서 기능한다. 또한, 절연층은 유전체로서 기능한다.
제 1 도전층 및 제 2 도전층 중 제 1 도전층이 터치면(검출면) 측에 제공된다. 본 발명의 일 형태에 따른 터치 센서는 손가락이나 스타일러스 등의 피검출체와 제 1 도전층 사이에 형성되는 용량을 검출함으로써 터치 동작을 검출할 수 있다. 구체적으로는, 제 1 도전층과 제 2 도전층 사이에 소정의 전위차가 있을 때, 터치 동작으로 형성되는 용량에 의하여 생기는 제 1 도전층의 전위 변화를 검출함으로써 터치 동작을 검출할 수 있다.
여기서, 터치 센서 중 터치 검출 기능을 갖는 영역 내에서, 제 2 도전층의 면적보다 제 1 도전층의 면적을 크게 하는 것이 바람직하다. 이로써, 제 1 도전층과 제 2 도전층 사이의 용량의 크기를 작게 할 수 있다. 또한, 제 1 도전층의 전극 면적을 크게 함으로써, 피검출체와 제 1 도전층 사이에 형성되는 용량의 크기를 크게 할 수 있다. 그 결과, 터치 동작 시의 제 1 도전층의 전위 변화가 크게 되므로, 검출 감도를 높일 수 있다.
예를 들어, 제 2 도전층이 개구를 갖는 구조로 하고, 상기 개구와 제 1 도전층이 서로 중첩되도록 제 1 도전층 및 제 2 도전층을 배치하는 것이 바람직하다. 제 1 도전층과 제 2 도전층 사이에 형성되는 용량값은, 제 2 도전층에 제공되는 개구의 개수와 면적을 변경함으로써, 절연층의 두께나 재료를 변경할 일이 없이 용이하게 변경할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따른 터치 센서를, 표시 소자를 구비하는 화소를 갖는 표시 패널과 중첩시켜 터치 패널을 구성할 수 있다. 이 때, 상기 제 2 도전층의 개구가 표시 소자와 중첩되도록 제공됨으로써, 표시 소자로부터의 광이 제 2 도전층을 투과할 필요가 없어지기 때문에, 터치 패널이 표시하는 화상의 휘도나 시인성을 향상시킬 수 있다. 또한, 표시 소자와 중첩되는 컬러 필터(착색층이라고도 함)와, 인접한 컬러 필터들 사이에 제공되는 차광층을 터치 패널이 구비하는 경우, 제 2 도전층을 차광층과 중첩되도록 제공하고, 제 2 도전층의 개구를 컬러 필터와 중첩되도록 제공하는 것이 바람직하다.
이 때, 2개의 기판(터치 센서를 지지하는 기판 및 표시 소자를 지지하는 기판)을 서로 대향하도록 배치한 구성으로 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널이 구비하는 터치 센서는 표시 소자 측에 배치되는 제 2 도전층의 면적이 작기 때문에, 표시 소자를 구동시킬 때에 생기는 노이즈의 영향을 받기 어렵다. 따라서, 2개의 기판 사이에 터치 센서 및 표시 소자를 개재(介在)하고, 이들이 근접되도록 배치된 구성으로 하더라도, 검출 감도의 저하를 억제할 수 있다. 결과적으로, 터치 패널의 두께를 저감할 수 있다. 특히, 가요성을 갖는 재료를 한 쌍의 기판에 사용함으로써, 얇고 가벼우며 플렉시블한 터치 패널을 실현할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 형태의 더 구체적인 구성예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
[구성예]
도 1의 (A)는 본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널 모듈(10)의 사시 개략도이다. 또한, 도 1의 (B)는 터치 패널 모듈(10)을 전개하였을 때의 사시 개략도이다. 터치 패널 모듈(10)은 터치 센서 모듈(20)과 표시 패널(30)이 중첩되도록 배치된 구성을 갖는다.
터치 센서 모듈(20)은 제 1 기판(21) 위에 센서 소자(검지 소자라고도 함)(22)를 구비하는 터치 센서에 FPC(41)가 제공된 구성을 갖는다. 센서 소자(22)는 제 1 기판(21) 위에 매트릭스 형태로 복수로 배치되어 있다. 또한, 제 1 기판(21) 위에는, 센서 소자(22)에 전기적으로 접속되는 회로(23) 및 회로(24)가 구비되는 것이 바람직하다. 회로(23) 및 회로(24) 중 적어도 한쪽에는, 복수의 센서 소자(22)를 선택하는 기능을 갖는 회로를 적용할 수 있다. 회로(23) 및 회로(24) 중 적어도 한쪽에는, 센서 소자(22)로부터의 신호를 출력하는 기능을 갖는 회로를 적용할 수 있다. FPC(41)는 센서 소자(22), 회로(23), 및 회로(24) 중 적어도 하나에 외부로부터의 신호를 공급하는 기능을 갖는다. 또는, FPC(41)는 센서 소자(22), 회로(23), 및 회로(24) 중 적어도 하나로부터의 신호를 외부에 출력하는 기능을 갖는다.
표시 패널(30)은 제 2 기판(31) 위에 표시부(32)를 갖는다. 표시부(32)는 매트릭스 형태로 배치된 복수의 화소(33)를 갖는다. 또한, 제 2 기판(31) 위에는, 표시부(32) 내의 화소(33)에 전기적으로 접속되는 회로(34)를 갖는 것이 바람직하다. 회로(34)에는 예를 들어 게이트 구동 회로로서 기능하는 회로를 적용할 수 있다. FPC(42)는 표시부(32) 및 회로(34) 중 적어도 하나에 외부로부터의 신호를 공급하는 기능을 갖는다. 또한, 도 1의 (A) 및 (B)에는 제 2 기판(31)에 단자(43)가 제공된 구성을 도시하였다. 단자(43)에는, 예를 들어 FPC를 제공하거나, 소스 구동 회로로서 기능하는 IC를 COG 방식 또는 COF 방식으로 직접 실장하거나, 또는 IC가 실장된 FPC, TAB, TCP 등을 제공하는 등이 가능하다. 또한, 표시 패널(30)에 IC나 FPC 등의 커넥터가 실장된 형태를 표시 패널 모듈이라고 부를 수도 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널 모듈(10)은 터치 동작이 수행되었을 때의 용량 변화에 따른 위치 정보를 복수의 센서 소자(22)에 의하여 출력할 수 있다. 또한, 표시부(32)에 의하여 화상을 표시할 수 있다.
[터치 패널이 갖는 적층 구조에 대하여]
도 2의 (A)에, 도 1의 (A)에서 파선으로 나타낸 영역을 확대한 개략도를 도시하였다.
도 2의 (A)에는, 도 1의 (A)의 센서 소자(22)가 갖는 용량 소자(110), 화소(33), 배선(25), 및 배선(26)이 제공된 예를 도시하였다.
용량 소자(110)는 매트릭스 형태로 복수로 배치되어 있다. 배선(25)은 인접한 2개의 용량 소자(110)들 사이에 배치되고, 배선(26)은 배선(25)과 교차되는 방향으로 복수로 배치되어 있다.
화소(33)는 매트릭스 형태로 복수로 배치되어 있다. 복수의 화소(33) 중 일부는 용량 소자(110)와 중첩되도록 제공되고, 다른 일부는 인접한 2개의 용량 소자(110) 사이의 영역과 중첩되도록 제공되어 있다.
화소(33)는 적어도 표시 소자를 구비한다. 표시 소자로서는 예를 들어 유기 EL(Electro Luminescence) 소자 등의 발광 소자를 적용하는 것이 바람직하다. 그 외에도, 전기 영동 방식이나 전자 분류체(電子紛流體, Electronic Liquid Powder(등록 상표)) 방식이나 일렉트로웨팅 방식 등에 의하여 표시를 수행하는 표시 소자(전자 잉크라고도 함), 셔터 방식의 MEMS 표시 소자, 광 간섭 방식의 MEMS 표시 소자, 액정 소자 등, 여러 가지 표시 소자를 표시 소자로서 사용할 수 있다.
또한, 투과형 액정 디스플레이, 반투과형 액정 디스플레이, 반사형 액정 디스플레이, 직시형 액정 디스플레이 등에도 적용할 수 있다. 또한, 반투과형 액정 디스플레이나 반사형 액정 디스플레이를 실현하는 경우에는, 화소 전극의 일부 또는 전부가 반사 전극으로서의 기능을 갖도록 하면 좋다. 예를 들어, 화소 전극의 일부 또는 전부가 알루미늄, 은 등을 포함하도록 하면 좋다. 그 경우, 반사 전극 아래에, SRAM 등의 기억 회로를 제공하는 것도 가능하다. 이로써, 소비 전력을 더 저감할 수 있다. 또한, 적용하는 표시 소자에 적합한 구성을 다양한 화소 회로로부터 선택하여 사용할 수 있다.
도 2의 (B)에는, 용량 소자(110)와 중첩되는 영역의 적층 구조를 전개한 개략도를 도시하였다. 도 2의 (B)에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(21)과 제 2 기판(31) 사이에 제 1 도전층(111), 절연층(112), 제 2 도전층(113), 차광층(115), 착색층(114r), 착색층(114g), 착색층(114b), 및 화소(33)가 배치되어 있다.
또한, 이하에서는 착색층(114r), 착색층(114g), 및 착색층(114b)을 구별하지 않고, 이들에 공통의 사항을 설명하는 경우에는 단순히 착색층(114)으로 표기하는 경우가 있다.
제 1 도전층(111)과 제 2 도전층(113) 사이에 절연층(112)이 개재되고, 이들은 용량 소자(110)를 구성한다.
각 착색층(114)은 특정 파장 대역의 광을 투과시키는 기능을 갖는다. 여기서는, 착색층(114r)은 적색의 광을 투과시키고, 착색층(114g)은 녹색의 광을 투과시키고, 착색층(114b)은 청색의 광을 투과시킨다. 화소(33)와 착색층(114)의 하나가 서로 중첩되도록 배치됨으로써, 화소(33)로부터의 광 중 특정 파장 대역의 광만을 제 1 기판(21) 측으로 투과시킬 수 있다.
차광층(115)은 가시광을 차광하는 기능을 갖는다. 차광층(115)은 인접한 2개의 착색층(114) 사이의 영역과 중첩되도록 배치된다. 도 2의 (B)에서는, 차광층(115)은 개구를 갖는 형상으로 하고, 상기 개구가 화소(33) 및 착색층(114)과 중첩되도록 배치되어 있는 예를 도시하였다.
또한, 도 2의 (B)에서는 착색층(114)보다 제 1 기판(21) 측에 차광층(115)을 배치하는 구성을 도시하였지만, 차광층(115)보다 제 1 기판(21) 측에 착색층(114)을 배치하여도 좋다.
제 1 도전층(111) 및 절연층(112)은 화소(33) 및 착색층(114) 각각과 중첩되는 영역을 포함한다. 따라서, 제 1 도전층(111) 및 절연층(112)으로서는 각각 가시광을 투과시키는 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
제 2 도전층(113)은 복수의 개구(118)를 갖는다. 이로써, 제 1 도전층(111)과 제 2 도전층(113)이 서로 중첩되는 면적을 축소할 수 있다. 또한, 도 2의 (B)에 도시된 바와 같이, 제 2 도전층(113)은 개구(118)가 화소(33)와 서로 중첩되도록 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 도전층(113)은 차광층(115)과 서로 중첩되도록 배치되는 것이 바람직하다. 이로써, 화소(33)로부터의 광이 제 2 도전층(113)을 투과하지 않고 제 1 기판(21) 측에 사출되기 때문에, 휘도 저하를 억제하여 시인성이 더 우수한 터치 패널을 실현할 수 있다. 또한, 광 추출 효율이 향상되므로 소비 전력이 낮은 터치 패널을 실현할 수 있다.
도 3의 (A)~(C)에, 표시부(32)와 중첩되는 영역에서의 제 2 도전층(113)과 차광층(115)의 형상의 예를 도시하였다.
도 3의 (A)에 도시된 바와 같이, 제 2 도전층(113)의 개구(118)의 상면 형상과 차광층(115)의 개구의 상면 형상이 대략 일치되도록 배치되어도 좋다. 또한, 도 3의 (B)에 도시된 바와 같이, 차광층(115)보다 내측에 제 2 도전층(113)이 위치되도록, 제 2 도전층(113)의 개구(118)의 크기가 차광층(115)의 개구의 크기보다 큰 형상으로 하여도 좋다. 이로써, 제 2 도전층(113)이나 차광층(115)의 상대적인 위치 어긋남의 영향을 저감할 수 있다. 또한, 도 3의 (C)에 도시된 바와 같이, 제 2 도전층(113)에 차광층(115)과 중첩되지 않는 부분이 생기도록, 개구(118)의 크기가 차광층(115)의 개구의 크기보다 작은 형상으로 하여도 좋다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 제 2 도전층(113)의 폭을 크게 할 수 있어 도전성을 높일 수 있다. 또한, 제 2 도전층(113)의 두께를 저감할 수 있다. 제 2 도전층(113)이 얇으면, 제 1 기판(21) 측으로부터 봤을 때에 제 2 도전층(113)이 시인되기 어렵게 할 수 있다.
또한, 제 2 도전층(113)에 가시광을 투과시키는 재료를 사용하면 제 1 기판(21) 측으로부터 시인되기 어려워지기 때문에, 표시 품위의 저하를 억제할 수 있어 바람직하다.
또한, 도 3의 (A) 및 (B)에 도시된 바와 같이, 제 2 도전층(113)이 차광층(115)으로 안보이게 배치되는 경우, 제 2 도전층(113)은 화소(33)로부터의 광을 차단하지 않기 때문에, 투광성을 갖는 도전성 재료뿐만 아니라, 금속이나 합금 등 차광성을 갖는 도전성 재료를 사용하여도 좋다. 특히, 저저항의 도전성 재료를 사용함으로써 배선 저항을 작게 할 수 있어, 대형 터치 패널에 적합하다.
도 4에는, 인접한 2개의 제 1 도전층(111) 사이에 광학 조정층(119)을 배치한 경우를 도시하였다.
광학 조정층(119)을 제공함으로써, 제 1 기판(21) 측으로부터 봤을 때에 제 1 도전층(111)의 패턴이 시인되기 어려워지기 때문에, 표시 품위를 향상시킬 수 있다.
광학 조정층(119)으로서는 제 1 도전층(111)과 가까운 광학 특성(투과율, 굴절률, 반사율 등)을 갖는 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 투과율이 제 1 도전층(111)의 투과율의 ±5% 이내인 재료를 사용할 수 있다. 특히, 광학 조정층(119)에는 제 1 도전층(111)과 동일한 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 동일한 도전막을 가공함으로써 제 1 도전층(111)과 광학 조정층(119)을 동시에 형성하면, 이들의 막 두께를 동등하게 할 수 있고 또한 공정을 간략화할 수 있어 바람직하다.
광학 조정층(119)으로서 도전성 재료를 사용한 경우, 광학 조정층(119)에 소정의 전위를 공급할 수 있는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 공통 전위, 접지 전위 등의 고정 전위를 광학 조정층(119)에 공급하는 구성으로 하면 좋다. 또는, 제 1 도전층(111) 및 제 2 도전층(113) 중 어느 한쪽에 전기적으로 접속되는 구성으로 하여도 좋다.
도 5의 (A)에는 제 1 기판(21) 측으로부터 봤을 때의 배선(25), 배선(26), 제 1 도전층(111), 및 광학 조정층(119)의 상면 형상의 예를 도시하였다.
도 5의 (A)에 도시된 바와 같이, 배선(25)과 복수의 배선(26) 각각이, 동일한 도전막을 가공하여 얻어지는 도전층을 포함하는 것이 바람직하다. 이 때, 가장 제 1 기판(21) 측에 제공되는 도전층을 사용하는 것이 바람직하다. 이로써, 배선(25) 또는 배선(26)과 제 1 도전층(111) 사이의 두께 방향의 거리를 크게 할 수 있다. 그 결과, 각 배선과 제 1 도전층(111) 사이에 생기는 기생 용량을 저감할 수 있어 검출 감도를 높일 수 있다.
또한, 배선(25)과 배선(26)이 교차되는 부분에서, 배선(26)은, 배선(25)의 제 1 기판(21)과는 반대측에 절연층을 개재하여 제공된 도전층(117), 및 상기 절연층에 제공된 개구를 사이에 두고 배선(25)과 교차된다. 이 때, 도전층(117)과 중첩되는 영역에 광학 조정층(119)이나 제 1 도전층(111) 등을 배치하지 않는 구성으로 하면, 배선(26)에 의한 기생 용량이 저감되어 검출 감도를 높일 수 있어 바람직하다.
또한, 도 5의 (B)에는, 반도체층(121)을 포함하는 트랜지스터(120)가 제공된 구성예를 도시하였다. 도 5의 (B)에 도시된 바와 같이, 반도체층(121)보다 제 1 기판(21) 측에, 배선(26) 등을 구성하는 도전층 등 차광성을 갖는 층을 배치하는 것이 바람직하다. 이 때, 배선(26)의 일부는 트랜지스터의 게이트 전극으로서 기능할 수 있다. 이로써, 제 1 기판(21)을 투과한 외광이 반도체층(121)에 조사되지 않기 때문에, 트랜지스터의 전기적 특성이 변동되는 것을 억제할 수 있다. 특히, 표시부(32)와 중첩되는 부분에서는 외광의 영향을 받기 쉽기 때문에, 여기에 제공되는 트랜지스터에는 이와 같은 구성을 적용하는 것이 바람직하다.
[단면 구성예]
이하에서는, 터치 패널 모듈(10)의 단면 구성예에 대하여 설명한다.
[단면 구성예 1]
도 6의 (A)에 본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널 모듈의 단면 개략도를 도시하였다. 도 6의 (A)에 도시된 터치 패널 모듈은, 한 쌍의 기판 사이에 액티브 매트릭스 방식 터치 센서 및 표시 소자를 갖기 때문에 박형화를 도모할 수 있다. 또한, 본 명세서 등에서, 복수의 센서 소자 각각이 능동 소자를 갖는 터치 센서를 액티브 매트릭스 방식 터치 센서라고 부른다.
터치 패널 모듈은 제 1 기판(21)과 제 2 기판(31)이 접착층(220)에 의하여 접합된 구성을 갖는다. 제 1 기판(21)의 제 2 기판(31) 측에는 용량 소자(110), 트랜지스터(251), 트랜지스터(252), 콘택트부(253), 착색층(114), 차광층(115) 등이 제공되어 있다. 또한, 제 2 기판(31) 위에는 트랜지스터(201), 트랜지스터(202), 트랜지스터(203), 발광 소자(204), 콘택트부(205) 등이 제공되어 있다.
제 2 기판(31) 위에는 접착층(211)을 개재하여 절연층(212), 절연층(213), 절연층(214), 절연층(215), 절연층(216), 절연층(217), 절연층(218), 스페이서(219), 도전층(225) 등이 제공되어 있다.
절연층(217) 위에 발광 소자(204)가 제공되어 있다. 발광 소자(204)는 제 1 전극(221), EL층(222), 및 제 2 전극(223)을 갖는다(도 6의 (B) 참조). 또한, 제 1 전극(221)과 EL층(222) 사이에는 광학 조정층(224)이 제공되어 있다. 절연층(218)은 제 1 전극(221) 및 광학 조정층(224)의 단부를 덮도록 제공되어 있다.
도 6의 (A)에는, 화소(33)가 전류 제어용 트랜지스터(201)와 스위칭 제어용 트랜지스터(202)를 갖는 구성을 도시하였다. 트랜지스터(201)는 소스 및 드레인 중 한쪽이 도전층(225)을 통하여 제 1 전극(221)에 전기적으로 접속된다.
도 6의 (A)에는, 회로(34)에 트랜지스터(203)가 제공된 구성을 도시하였다.
도 6의 (A)에는, 트랜지스터(201) 및 트랜지스터(203)로서 채널이 형성되는 반도체층을 2개의 게이트 전극 사이에 개재한 구성이 적용된 예를 도시하였다. 이와 같은 트랜지스터는 다른 트랜지스터에 비하여 전계 효과 이동도를 높일 수 있어, 온 전류를 증대시킬 수 있다. 그 결과, 고속 동작이 가능한 회로를 제작할 수 있다. 또한, 회로부가 차지하는 면적을 축소할 수 있다. 온 전류가 큰 트랜지스터를 적용함으로써, 표시 패널 또는 터치 패널을 대형화 또는 고정세(高精細)화한 경우에 배선수가 증가되더라도, 각 배선에서의 신호 지연을 저감할 수 있어, 표시 불균일을 억제할 수 있다.
또한, 회로(34)가 갖는 트랜지스터와 화소(33)가 갖는 트랜지스터는 같은 구조를 가져도 좋다. 또한, 회로(34)가 갖는 트랜지스터는 모두가 같은 구조를 가져도 좋고, 각각 다른 구조를 가져도 좋다. 또한, 화소(33)가 갖는 트랜지스터는 모두가 같은 구조를 가져도 좋고, 각각 다른 구조를 가져도 좋다. 또한, 제 1 기판(21) 측에 제공되는 트랜지스터(트랜지스터(251), 트랜지스터(252) 등)에 대해서도, 모두가 같은 구조를 가져도 좋고, 각각 다른 구조를 가져도 좋다.
도 6의 (A)에는 발광 소자(204)로서 톱 이미션 구조의 발광 소자를 적용한 경우의 예를 도시하였다. 발광 소자(204)는 제 2 전극(223) 측에 광을 사출한다. 발광 소자(204)의 발광 영역과 중첩되도록, 발광 소자(204)보다 제 2 기판(31) 측에 트랜지스터(201), 트랜지스터(202), 용량 소자, 배선 등을 배치함으로써, 화소(33)의 개구율을 높일 수 있다.
제 1 기판(21)의 제 2 기판(31) 측에는, 접착층(261)을 개재하여 절연층(262), 절연층(263), 절연층(264), 절연층(265), 제 1 도전층(111), 절연층(112), 제 2 도전층(113), 절연층(266), 착색층(114), 차광층(115) 등을 갖는다. 또한, 착색층(114) 및 차광층(115)을 덮는 오버코트(267)가 제공되어도 좋다.
제 1 도전층(111)은 트랜지스터(251)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속된다.
제 2 도전층(113)은 절연층(112)의 제 2 기판(31) 측에 제공되어 있다. 제 2 도전층(113)은 개구(118)를 갖는다. 제 2 도전층(113)은 차광층(115)과 중첩되도록 제공되어 있다. 또한, 제 2 도전층(113)의 개구(118)는 착색층(114)과 중첩되도록 제공되어 있다.
발광 소자(204)의 발광 영역과 착색층(114)은 서로 중첩되도록 제공되고, 발광 소자(204)로부터 사출된 광은 착색층(114)을 투과하여 제 1 기판(21) 측에 사출된다. 또한, 제 2 도전층(113)의 개구(118)가 착색층(114)과 중첩되도록 제공되고, 사출되는 광은 제 2 도전층(113)을 투과할 필요가 없기 때문에, 제 1 기판(21) 측으로부터 사출되는 광의 휘도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
제 1 기판(21) 및 제 2 기판(31)에 가요성을 갖는 재료를 사용함으로써, 플렉시블한 터치 패널을 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널에는 컬러 필터 방식이 사용된다. 예를 들어, 착색층(114)으로서 R(적색), G(녹색), 및 B(청색) 중 어느 색이 적용된 3색의 화소에 의하여 하나의 색을 표현하는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 이들에 더하여 W(백색)나 Y(황색)의 화소를 적용한 구성으로 하여도 좋다.
착색층(114)과 광학 조정층(224)에 의한 마이크로 캐비티 구조의 조합에 의하여, 본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널로부터는, 색 순도가 높은 광을 추출할 수 있다. 광학 조정층(224)의 두께는 각 화소의 색에 따라 상이하게 하면 좋다. 또한, 화소에 따라서는 광학 조정층(224)을 제공하지 않는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 발광 소자(204)가 갖는 EL층(222)으로서, 백색을 발광하는 EL층을 적용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 발광 소자(204)를 적용함으로써, 각 화소의 EL층(222)을 구분하여 형성할 필요가 없으므로 비용을 삭감할 수 있는 외에, 고정세화가 용이해진다. 또한, 각 화소의 광학 조정층(224)의 두께를 변경함으로써, 각 화소에 적합한 파장의 발광을 추출할 수 있어, 색 순도를 높일 수 있다. 또한, 각 화소의 EL층(222)을 구분하여 형성하는 구성으로 하여도 좋고, 그 경우에는 광학 조정층(224)이나 착색층(114)을 사용하지 않는 구성으로 할 수도 있다.
제 2 기판(31) 위에 제공된 콘택트부(205)와 중첩되는 영역에 위치하는 각 절연층 등에는 개구가 제공되고, 상기 개구에 배치된 접속층(260)을 통하여 콘택트부(205)와 FPC(41)가 전기적으로 접속된다. 또한, 제 1 기판(21)과 중첩되는 영역에 위치하는 각 절연층 등에는 개구가 제공되고, 상기 개구에 배치된 접속층(210)을 통하여 콘택트부(253)와 FPC(42)가 전기적으로 접속된다.
도 6의 (A)에는, 콘택트부(205)가 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극과 동일한 도전막을 가공하여 형성된 도전층을 갖는 구성을 도시하였다. 또한, 콘택트부(253)가, 트랜지스터의 게이트 전극과 동일한 도전막을 가공하여 형성된 도전층, 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극과 동일한 도전막을 가공하여 형성된 도전층, 및 제 2 도전층(113)과 동일한 도전막을 가공하여 형성된 도전층의 적층 구조를 갖는 구성을 도시하였다. 이와 같이, 콘택트부를 복수의 도전층이 적층된 구성으로 함으로써, 전기 저항을 저감할 뿐만 아니라, 기계적 강도를 높일 수 있어 바람직하다.
접속층(210)이나 접속층(260)으로서는, 이방성 도전 필름(ACF: Anisotropic Conductive Film)이나, 이방성 도전 페이스트(ACP: Anisotropic Conductive Paste) 등을 사용할 수 있다.
절연층(212) 및 절연층(262)은 물이나 수소 등의 불순물이 확산되기 어려운 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 절연층(212) 및 절연층(262)은 배리어막으로서 기능시킬 수 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 제 1 기판(21)이나 제 2 기판(31)으로서 투습성(透濕性)을 갖는 재료를 사용한 경우에도, 발광 소자(204)나 각 트랜지스터에 외부로부터 불순물이 확산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있어, 신뢰성이 높은 터치 패널을 실현할 수 있다.
[각 구성 요소에 대하여]
이하에서는 상술한 각 구성 요소에 대하여 설명한다.
트랜지스터는, 게이트 전극으로서 기능하는 도전층과, 반도체층과, 소스 전극으로서 기능하는 도전층과, 드레인 전극으로서 기능하는 도전층과, 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층을 갖는다. 도 6의 (A)에는 보텀 게이트 구조의 트랜지스터를 적용한 경우를 도시하였다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널이 갖는 트랜지스터의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 스태거형 트랜지스터로 하여도 좋고, 역 스태거형 트랜지스터로 하여도 좋다. 또한, 톱 게이트형 및 보텀 게이트형 중 어느 쪽 구조의 트랜지스터로 하여도 좋다. 트랜지스터에 사용하는 반도체 재료는 특별히 한정되지 않고 예를 들어, 산화물 반도체, 실리콘, 저마늄 등을 들 수 있다.
트랜지스터에 사용하는 반도체 재료의 결정성에 대해서도 특별히 한정되지 않고 비정질 반도체, 결정성을 가진 반도체(미결정 반도체, 다결정 반도체, 단결정 반도체, 또는 일부에 결정 영역을 갖는 반도체) 중 어느 것을 사용하여도 좋다. 결정성을 가진 반도체를 사용하면 트랜지스터 특성의 열화가 억제되므로 바람직하다.
또한, 트랜지스터에 사용하는 반도체 재료로서는, 예를 들어 4족의 원소, 화합물 반도체, 또는 산화물 반도체를 반도체층에 사용할 수 있다. 대표적으로는, 실리콘을 포함하는 반도체, 갈륨 비소를 포함하는 반도체, 또는 인듐을 포함하는 산화물 반도체 등을 적용할 수 있다.
특히, 트랜지스터의 채널이 형성되는 반도체에 산화물 반도체를 적용하는 것이 바람직하다. 특히 실리콘보다 밴드갭이 큰 산화물 반도체를 적용하는 것이 바람직하다. 실리콘보다 밴드갭이 크고, 또한 캐리어 밀도가 작은 반도체 재료를 사용하면, 트랜지스터의 오프 상태에서의 전류를 저감할 수 있기 때문에 바람직하다.
예를 들어, 상기 산화물 반도체로서, 적어도 인듐(In) 또는 아연(Zn)을 포함하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, In-M-Zn계 산화물(M은 Al, Ti, Ga, Ge, Y, Zr, Sn, La, Ce 또는 Hf 등의 금속)로 표기되는 산화물을 포함한다.
특히, 반도체층으로서, 복수의 결정부를 갖고, 상기 결정부는 c축이 반도체층의 피형성면 또는 반도체층의 상면에 실질적으로 수직으로 배향하고, 인접한 결정부들 사이에는 입계가 관찰되지 않는 산화물 반도체막을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같은 산화물 반도체는 결정 입계를 갖지 않기 때문에, 표시 패널을 휘었을 때의 응력으로 인하여 산화물 반도체막에 크랙이 생기는 것이 억제된다. 따라서, 가요성을 갖고, 휘어서 사용하는 터치 패널 등에 이와 같은 산화물 반도체를 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 반도체층으로서 이와 같은 산화물 반도체를 사용함으로써, 전기 특성의 변동이 억제되어 신뢰성이 높은 트랜지스터를 실현할 수 있다.
또한, 오프 전류가 낮기 때문에 트랜지스터를 통하여 용량에 축적된 전하가 장기간 유지될 수 있다. 이와 같은 트랜지스터를 화소에 적용함으로써 각 표시 영역에 표시된 화상의 계조를 유지하면서 구동 회로를 정지할 수도 있게 된다. 그 결과, 소비 전력이 매우 저감된 표시 장치를 실현할 수 있다.
또는, 트랜지스터의 채널이 형성되는 반도체로서 실리콘을 사용하는 것이 바람직하다. 실리콘으로서 비정질 실리콘을 사용하여도 좋지만 결정성을 갖는 실리콘을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 예를 들어 미결정 실리콘, 다결정 실리콘, 단결정 실리콘 등을 사용하는 것이 바람직하다. 특히 다결정 실리콘은 단결정 실리콘에 비하여 낮은 온도로 형성할 수 있고, 비정질 실리콘에 비하여 전계 효과 이동도 및 신뢰성이 높다. 이와 같은 다결정 반도체를 화소에 적용함으로써 화소의 개구율을 향상시킬 수 있다. 또한, 화소가 매우 고밀도로 배치되는 경우에도 게이트 구동 회로와 소스 구동 회로를 화소와 동일한 기판 위에 형성할 수 있게 되어 전자 기기를 구성하는 부품수를 저감할 수 있다.
트랜지스터의 게이트, 소스, 및 드레인 외에, 터치 패널을 구성하는 각종 배선 및 전극 등의 도전층에 사용할 수 있는 재료로서는 알루미늄, 타이타늄, 크로뮴, 니켈, 구리, 이트륨, 지르코늄, 몰리브데넘, 은, 탄탈럼, 또는 텅스텐 등의 금속, 또는 이들을 주성분으로 하는 합금을 단층 구조 또는 적층 구조로 하여 사용한다. 예를 들어, 실리콘을 포함하는 알루미늄막의 단층 구조, 타이타늄막 위에 알루미늄막을 적층하는 2층 구조, 텅스텐막 위에 알루미늄막을 적층하는 2층 구조, 구리-마그네슘-알루미늄 합금막 위에 구리막을 적층하는 2층 구조, 타이타늄막 위에 구리막을 적층하는 2층 구조, 텅스텐막 위에 구리막을 적층하는 2층 구조, 타이타늄막 또는 질화 타이타늄막 위에 겹쳐 알루미늄막 또는 구리막을 적층하고, 그 위에 타이타늄막 또는 질화 타이타늄막을 더 형성하는 3층 구조, 몰리브데넘막 또는 질화 몰리브데넘막 위에 겹쳐 알루미늄막 또는 구리막을 적층하고, 그 위에 몰리브데넘막 또는 질화 몰리브데넘막을 더 형성하는 3층 구조 등이 있다. 또한, 산화 인듐, 산화 주석, 또는 산화 아연을 포함하는 투명 도전 재료를 사용하여도 좋다. 또한, 망가니즈를 포함하는 구리를 사용하면 에칭에 의한 형상 제어성이 높아지므로 바람직하다.
또한, 투광성을 갖는 도전성 재료로서는, 산화 인듐, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 산화 아연, 갈륨을 첨가한 산화 아연 등의 도전성 산화물, 또는 그래핀을 사용할 수 있다. 또는, 금, 은, 백금, 마그네슘, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 또는 타이타늄 등의 금속 재료나, 이 금속 재료를 포함하는 합금 재료를 사용할 수 있다. 또는, 상기 금속 재료의 질화물(예를 들어, 질화 타이타늄) 등을 사용하여도 좋다. 또한, 금속 재료, 합금 재료(또는 이들의 질화물)를 사용하는 경우에는, 투광성을 가질 정도로 얇게 하면 좋다. 또한, 상기 재료의 적층막을 도전층으로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 은과 마그네슘의 합금과 인듐 주석 산화물의 적층막 등을 사용하면, 도전성을 높일 수 있어 바람직하다.
각 절연층, 오버코트(267), 스페이서(219) 등에 사용할 수 있는 절연 재료로서는, 예를 들어 아크릴이나 에폭시 등의 수지, 실록산 결합을 갖는 수지 외에, 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화 알루미늄 등의 무기 절연 재료를 사용할 수도 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 발광 소자는 한 쌍의 투수성이 낮은 절연막 사이에 제공되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 발광 소자에 물 등의 불순물이 침입하는 것을 억제할 수 있어, 발광 장치의 신뢰성 저하를 억제할 수 있다.
투수성이 낮은 절연막으로서는 질화 실리콘막, 질화산화 실리콘막 등 질소와 실리콘을 포함하는 막이나, 질화 알루미늄막 등 질소와 알루미늄을 포함하는 막 등을 들 수 있다. 또한, 산화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 산화 알루미늄막 등을 사용하여도 좋다.
예를 들어, 투수성이 낮은 절연막의 수증기 투과량은 1×10-5[g/(m2·day)] 이하, 바람직하게는 1×10-6[g/(m2·day)] 이하, 더 바람직하게는 1×10-7[g/(m2·day)] 이하, 보다 바람직하게는 1×10-8[g/(m2·day)] 이하로 한다.
각 접착층으로서는 열 경화성 수지나 광 경화성 수지, 2액 혼합형(two-component type) 경화성 수지 등의 경화성 수지를 사용할 수 있다. 예를 들어, 아크릴, 우레탄, 에폭시, 또는 실록산 결합을 갖는 수지 등의 수지를 사용할 수 있다.
EL층(222)은 적어도 발광층을 갖는다. EL층(222)은 발광층 외의 층으로서 정공 주입성이 높은 물질, 정공 수송성이 높은 물질, 정공 블록 재료, 전자 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 또는 양극성(bipolar) 물질(전자 수송성 및 정공 수송성이 높은 물질) 등을 포함하는 층을 더 포함하여도 좋다.
EL층(222)에는 저분자계 화합물 및 고분자계 화합물 중 어느 것을 사용할 수도 있고, 무기 화합물을 포함하여도 좋다. EL층(222)을 구성하는 층은 각각 증착법(진공 증착법을 포함함), 전사(轉寫)법, 인쇄법, 잉크젯법, 도포법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
차광층(115)에 사용할 수 있는 재료로서는, 카본 블랙, 금속 산화물, 복수의 금속 산화물의 고용체를 포함하는 복합 산화물 등을 들 수 있다.
착색층(114)에 사용할 수 있는 재료로서는, 금속 재료, 수지 재료, 안료 또는 염료가 포함된 수지 재료 등을 들 수 있다.
[제작 방법예]
여기서, 가요성을 갖는 터치 패널을 제작하는 방법에 대하여 설명한다.
여기서는 편의상 화소나 회로를 포함하는 구성, 컬러 필터 등의 광학 부재를 포함하는 구성, 또는 터치 센서를 포함하는 구성을 소자층이라고 부르기로 한다. 소자층은 예를 들어, 표시 소자를 포함하고, 표시 소자 외에도 표시 소자에 전기적으로 접속되는 배선, 화소나 회로에 사용되는 트랜지스터 등의 소자를 포함하여도 좋다.
또한, 여기서는 소자층이 형성되는 절연 표면을 구비하는 지지체(예를 들어 제 1 기판(21) 또는 제 2 기판(31))를 기재(基材)라고 부르기로 한다.
가요성을 갖는 절연 표면을 구비하는 기재 위에 소자층을 형성하는 방법으로서는 기재 위에 직접 소자층을 형성하는 방법과, 강(剛)성을 갖는 지지 기재 위에 소자층을 형성한 후, 소자층과 지지 기재를 박리하여 소자층을 기재로 전치하는 방법이 있다.
기재를 구성하는 재료가 소자층의 형성 공정에서 가해지는 열에 대하여 내열성을 갖는 경우에는 기재 위에 직접 소자층을 형성하면 공정이 간략화되기 때문에 바람직하다. 이 때, 기재를 지지 기재에 고정한 상태로 소자층을 형성하면, 장치 내, 및 장치 간에서의 반송이 쉽게 되기 때문에 바람직하다.
또한, 소자층을 지지 기재 위에 형성한 후에 기재로 전치하는 방법을 사용하는 경우, 먼저 지지 기재 위에 박리층과 절연층을 적층하고 이 절연층 위에 소자층을 형성한다. 이어서 지지 기재와 소자층을 박리하고 기재로 전치한다. 이 때 지지 기재와 박리층의 계면, 박리층과 절연층의 계면, 또는 박리층 내에서 박리가 발생되는 재료를 선택하면 좋다.
예를 들어, 박리층으로서 텅스텐 등의 고융점 금속 재료를 포함하는 층과 상기 금속 재료의 산화물을 포함하는 층을 적층하고, 박리층 위에 질화 실리콘층이나 산화질화 실리콘층을 복수 적층한 층을 사용하는 것이 바람직하다. 고융점 금속 재료를 사용하면 소자층의 형성 공정의 자유도가 높아지므로 바람직하다.
박리는 기계적인 힘을 가하거나, 박리층을 에칭하거나, 또는 박리 계면의 일부에 액체를 적하하여 박리 계면 전체에 액체를 침투시키는 등으로 수행하여도 좋다. 또는 박리 계면에 열을 가하여 열팽창 계수의 차이를 이용하여 박리를 수행하여도 좋다.
또한, 지지 기재와 절연층의 계면에서 박리가 가능한 경우에는 박리층을 제공하지 않아도 된다. 예를 들어, 지지 기재로서 유리를 사용하고, 절연층으로서 폴리이미드 등의 유기 수지를 사용하여 유기 수지의 일부를 레이저 광 등으로 국소적으로 가열함으로써 박리의 기점을 형성하여, 유리와 절연층의 계면에서 박리를 수행하여도 좋다. 또는, 지지 기재와 유기 수지로 이루어진 절연층 사이에 금속층을 제공하고, 이 금속층에 전류를 흘려서 가열함으로써 이 금속층과 절연층의 계면에서 박리를 수행하여도 좋다. 이 때, 유기 수지로 이루어진 절연층을 기재로서 사용할 수 있다.
가요성을 갖는 기재로서는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스터 수지, 폴리아크릴로나이트릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리에터설폰(PES) 수지, 폴리아마이드 수지, 사이클로올레핀 수지, 폴리스타이렌 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 폴리염화바이닐 수지 등을 들 수 있다. 특히, 열팽창 계수가 낮은 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 열팽창 계수가 30×10-6/K 이하인 폴리아마이드이미드 수지, 폴리이미드 수지, PET 등을 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 섬유체에 수지를 함침(含浸)시킨 기판(프리프레그라고도 함)이나, 무기 필러(filler)를 유기 수지에 섞어서 열팽창 계수를 낮춘 기판을 사용할 수도 있다.
상술한 재료 중에 섬유체가 포함되어 있는 경우에는, 섬유체로서는 유기 화합물 또는 무기 화합물의 고강도 섬유를 사용한다. 고강도 섬유란, 구체적으로는 인장 탄성률(tensile elastic modulus) 또는 영률(Young’s modulus)이 높은 섬유를 말하고, 대표예로서는 폴리바이닐알코올계 섬유, 폴리에스터계 섬유, 폴리아마이드계 섬유, 폴리에틸렌계 섬유, 아라미드계 섬유, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸 섬유, 유리 섬유, 또는 탄소 섬유를 들 수 있다. 유리 섬유로서는 E유리, S유리, D유리, Q유리 등을 사용한 유리 섬유를 들 수 있다. 이들은, 직포 또는 부직포 상태로 사용하고, 이 섬유체에 수지를 함침시켜 수지를 경화시킨 구조물을 가요성을 갖는 기판으로서 사용하여도 좋다. 가요성을 갖는 기판으로서 섬유체와 수지로 이루어진 구조물을 사용하면 굴곡이나 국소적 가압으로 인한 파손에 대한 신뢰성이 향상되기 때문에 바람직하다.
또는, 가요성을 가질 정도로 얇은 유리, 금속 등을 기재에 사용할 수도 있다. 또는, 유리와 수지 재료가 접합된 복합 재료를 사용하여도 좋다.
예를 들어, 도 6의 (A)에 도시된 구성의 경우, 제 1 지지 기재 위에 제 1 박리층, 절연층(262)을 순차적으로 형성한 후에, 이들보다 위에 있는 구조물을 형성한다. 또한 이와 별도로, 제 2 지지 기재 위에 제 2 박리층, 절연층(212)을 순차적으로 형성한 후에, 이들보다 위에 있는 구조물을 형성한다. 다음에, 제 1 지지 기재와 제 2 지지 기재를 접착층(220)에 의하여 접합한다. 그 후, 제 2 박리층과 절연층(212)의 계면에서 박리함으로써 제 2 지지 기재 및 제 2 박리층을 제거하고, 절연층(212)과 제 2 기판(31)을 접착층(211)에 의하여 접합한다. 또한, 제 1 박리층과 절연층(262)의 계면에서 박리함으로써 제 1 지지 기재 및 제 1 박리층을 제거하고, 절연층(262)과 제 1 기판(21)을 접착층(261)에 의하여 접합한다. 또한, 박리 및 접합은 어느 쪽을 먼저 하여도 좋다.
여기까지가 가요성을 갖는 터치 패널을 제작하는 방법에 대한 설명이다.
[단면 구성예 2]
도 7은 도 6과는 일부의 구성이 다른 단면 구성예를 도시한 것이다. 도 7에 도시된 구성은 도 6에 도시된 구성과 비교하여 제 1 도전층(111)의 구성이 주로 다른 점에서 상이하다.
도 7에는, 도 6에서의 제 1 도전층(111) 대신에, 트랜지스터(251) 및 트랜지스터(252)의 반도체층과 동일한 막을 가공하여 형성한 반도체층을 갖는 제 1 도전층(111a)을 적용한 경우를 도시하였다. 또한, 제 1 도전층(111a)은 절연층(265)과 접하여 제공되어 있다.
여기서, 제 1 도전층(111a)은 산화물 반도체를 포함하는 것이 바람직하다. 산화물 반도체는 막 내의 산소 결손 또는/및 수소, 물 등의 불순물 농도에 의하여 저항을 제어할 수 있는 반도체 재료이다. 따라서, 제 1 도전층(111a)에 적용하는 반도체층과, 트랜지스터에 적용하는 반도체층을 동일한 반도체막을 가공하여 형성한 경우에도, 각 반도체층에 대하여 산소 결손 또는/및 불순물 농도가 증가되는 처리, 또는 산소 결손 또는/및 불순물 농도가 저감되는 처리를 선택적으로 실시함으로써, 이들 반도체층의 저항률을 제어할 수 있다.
구체적으로는, 용량 소자(110)의 전극으로서 기능하는 제 1 도전층(111a)에 포함되는 산화물 반도체층에 플라즈마 처리를 수행하고, 산화물 반도체층 내의 산소 결손을 증가시킨다. 또는/및 산화물 반도체층 내의 수소, 물 등의 불순물을 증가시킴으로써, 캐리어 밀도가 높고 저항이 낮은 산화물 반도체를 포함하는 제 1 도전층(111a)으로 할 수 있다. 또한, 수소를 포함하는 절연막(절연층(265))을 산화물 반도체층에 접하도록 형성하고, 상기 수소를 포함하는 절연막으로부터 산화물 반도체층으로 수소를 확산시킴으로써, 캐리어 밀도가 높고 저항이 낮은 산화물 반도체층으로 할 수 있다. 이와 같은 산화물 반도체층을 제 1 도전층(111a)에 적용할 수 있다.
한편, 트랜지스터(251)나 트랜지스터(252) 위에는, 산화물 반도체층이 상기 플라즈마 처리에 노출되지 않도록 절연층(264)을 제공한다. 또한, 절연층(264)을 제공함으로써, 수소를 포함하는 절연층(265)과 산화물 반도체층이 접하지 않는 구성으로 할 수 있다. 절연층(264)으로서 산소를 방출할 수 있는 절연막을 사용함으로써, 트랜지스터의 산화물 반도체층에 산소를 공급할 수 있다. 산소가 공급된 산화물 반도체층은, 막 내 또는 막 계면에서의 산소 결손이 저감되어 저항이 높은 산화물 반도체층이 된다. 또한, 산소를 방출할 수 있는 절연막으로서 예를 들어 산화 실리콘막, 산화질화 실리콘막 등을 사용할 수 있다.
또한, 산화물 반도체층에 수행하는 플라즈마 처리로서는, 대표적으로는 희가스(He, Ne, Ar, Kr, Xe), 인, 붕소, 수소, 및 질소 중에서 선택된 하나를 포함하는 가스를 사용한 플라즈마 처리를 들 수 있다. 더 구체적으로는, Ar 분위기 하에서의 플라즈마 처리, Ar과 수소의 혼합 가스 분위기 하에서의 플라즈마 처리, 암모니아 분위기 하에서의 플라즈마 처리, Ar과 암모니아의 혼합 가스 분위기 하에서의 플라즈마 처리, 또는 질소 분위기 하에서의 플라즈마 처리 등을 들 수 있다.
상기 플라즈마 처리에 의하여, 산화물 반도체층은 산소가 이탈된 격자(또는 산소가 이탈된 부분)에 산소 결손이 형성된다. 상기 산소 결손은 캐리어를 발생하는 요인이 될 수 있다. 또한, 산화물 반도체층 근방, 더 구체적으로는 산화물 반도체층의 아래쪽 또는 위쪽과 접하는 절연층으로부터 수소가 공급되고, 상기 산소 결손에 수소가 들어가면 캐리어인 전자를 생성하는 경우가 있다. 따라서, 플라즈마 처리에 의하여 산소 결손이 증가된 제 1 도전층(111a)에 적용하는 산화물 반도체층은, 트랜지스터에 적용하는 산화물 반도체층보다 캐리어 밀도가 높다.
한편, 산소 결손이 저감되고 수소 농도가 저감된 트랜지스터에 적용하는 산화물 반도체층은 고순도 진성화 또는 실질적으로 고순도 진성화된 산화물 반도체층이라고 할 수 있다. 여기서, 실질적으로 진성이란, 산화물 반도체의 캐리어 밀도가 1×1017/cm3 미만인 것, 바람직하게는 1×1015/cm3 미만인 것, 더욱 바람직하게는 1×1013/cm3 미만인 것을 가리킨다. 또는, 불순물 농도가 낮고 결함 준위 밀도가 낮은(산소 결손이 적은) 것을 고순도 진성 또는 실질적으로 고순도 진성이라고 부른다. 고순도 진성 또는 실질적으로 고순도 진성인 산화물 반도체는 캐리어 발생원이 적기 때문에, 캐리어 밀도를 낮게 할 수 있다. 따라서, 상기 산화물 반도체막에 채널 영역이 형성되는 트랜지스터는, 문턱 전압이 양으로 되는 전기 특성(노멀리 오프 특성이라고도 함)이 되기 쉽다. 또한, 고순도 진성 또는 실질적으로 고순도 진성인 산화물 반도체층은 결함 준위 밀도가 낮기 때문에, 트랩 준위 밀도를 저감할 수 있다.
또한, 고순도 진성 또는 실질적으로 고순도 진성인 산화물 반도체층은 오프 전류가 현저히 작고, 채널 폭이 1×106μm이고 채널 길이(L)가 10μm의 소자이어도, 소스 전극과 드레인 전극 간의 전압(드레인 전압)이 1V~10V의 범위에서, 오프 전류가, 반도체 파라미터 분석기의 측정 한계 이하, 즉 1×10-13A 이하라는 특성을 얻을 수 있다. 따라서, 산화물 반도체층에 채널 영역이 형성되는 트랜지스터(251)나 트랜지스터(252) 등은 전기 특성의 변동이 적고 신뢰성이 높은 트랜지스터가 된다. 또한, 제 2 기판(31) 측에 제공되는 트랜지스터(201), 트랜지스터(202), 트랜지스터(203) 등에도 마찬가지의 산화물 반도체층을 적용하는 것이 바람직하다.
또한, 도 7에 있어서는, 절연층(264)은 용량 소자(110)의 전극으로서 기능하는 제 1 도전층(111a)과 중첩되는 영역이 선택적으로 제거되도록 제공되어 있다. 또한, 절연층(265)은 제 1 도전층(111a)과 접하도록 형성된 후, 제 1 도전층(111a) 위로부터 제거되어 있어도 좋다. 절연층(265)으로서, 예를 들어 수소를 포함하는 절연막, 바꿔 말하면 수소를 방출할 수 있는 절연막, 대표적으로는 질화 실리콘막을 사용함으로써, 제 1 도전층(111a)에 수소를 공급할 수 있다. 수소를 방출할 수 있는 절연막은 막 중의 함유 수소 농도가 1×1022atoms/cm3 이상이면 바람직하다. 이와 같은 절연막을 제 1 도전층(111a)에 접하도록 형성함으로써, 제 1 도전층(111a)에 수소를 효과적으로 함유시킬 수 있다. 이와 같이, 상술한 플라즈마 처리에 더하여, 산화물 반도체층과 접하는 절연막의 구성을 변경함으로써, 산화물 반도체층의 저항을 임의적으로 조정할 수 있다. 또한, 충분히 저저항화된 산화물 반도체를 포함하는 층을 산화물 도전체층이라고 바꿔 말할 수도 있다.
제 1 도전층(111a)에 포함되는 수소는, 금속 원자와 결합하는 산소와 반응하여 물이 됨과 동시에, 산소가 이탈된 격자(또는 산소가 이탈된 부분)에 산소 결손을 형성한다. 이 산소 결손에 수소가 들어감으로써 캐리어인 전자가 생성될 수 있다. 또한, 수소의 일부가 금속 원자와 결합되는 산소와 결합함으로써 캐리어인 전자를 생성할 수 있다. 따라서, 수소가 포함되는 제 1 도전층(111a)에 포함되는 산화물 반도체는 트랜지스터에 적용하는 산화물 반도체보다 캐리어 밀도가 높다.
트랜지스터의 채널 영역이 형성되는 산화물 반도체층은 수소가 가능한 한 저감되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는 산화물 반도체층에서, 이차 이온 질량 분석법(SIMS: Secondary Ion Mass Spectrometry)에 의하여 얻어지는 수소 농도를 2×1020atoms/cm3 이하, 바람직하게는 5×1019atoms/cm3 이하, 더 바람직하게는 1×1019atoms/cm3 이하, 5×1018atoms/cm3 미만, 바람직하게는 1×1018atoms/cm3 이하, 더 바람직하게는 5×1017atoms/cm3 이하, 보다 바람직하게는 1×1016atoms/cm3 이하로 한다.
한편, 용량 소자(110)의 전극으로서 기능하는 제 1 도전층(111a)에 포함되는 산화물 반도체는 상기 트랜지스터에 적용하는 산화물 반도체보다 수소 농도 또는/및 산소 결손이 많고, 저저항화되어 있다.
제 1 도전층(111a) 및 트랜지스터에 적용하는 산화물 반도체층은 대표적으로는 In-Ga 산화물, In-Zn 산화물, In-M-Zn 산화물(M은 Mg, Al, Ti, Ga, Y, Zr, La, Ce, Nd, 또는 Hf) 등의 금속 산화물로 형성된다. 또한, 제 1 도전층(111a) 및 트랜지스터에 적용하는 산화물 반도체층은 투광성을 갖는다.
또한, 제 1 도전층(111a) 및 트랜지스터에 적용할 수 있는 산화물 반도체층이 In-M-Zn 산화물인 경우, In과 M의 합을 100atomic%로 하였을 때, In을 25atomic％ 이상, M을 75atomic％ 미만, 또는 In을 34atomic％ 이상, M을 66atomic％ 미만으로 한다.
제 1 도전층(111a) 및 트랜지스터에 적용할 수 있는 산화물 반도체층은, 에너지 갭이 2eV 이상, 2.5eV 이상, 또는 3eV 이상인 것이 바람직하다.
제 1 도전층(111a) 및 트랜지스터에 적용할 수 있는 산화물 반도체층의 두께는, 3nm 이상 200nm 이하, 3nm 이상 100nm 이하, 또는 3nm 이상 60nm 이하로 할 수 있다.
제 1 도전층(111a) 및 트랜지스터에 적용할 수 있는 산화물 반도체층이 In-M-Zn 산화물인 경우, In-M-Zn 산화물을 성막하기 위하여 사용하는 스퍼터링 타깃의 금속 원소의 원자수비는 In≥M, Zn≥M을 만족시키는 것이 바람직하다. 이와 같은 스퍼터링 타깃의 금속 원소의 원자수비로서 In:M:Zn=1:1:1, In:M:Zn=1:1:1.2, In:M:Zn=2:1:1.5, In:M:Zn=2:1:2.3, In:M:Zn=2:1:3, In:M:Zn=3:1:2 등이 바람직하다. 또한, 성막되는 제 1 도전층(111a) 및 트랜지스터에 적용할 수 있는 산화물 반도체층의 원자수비는 각각, 상기 스퍼터링 타깃에 포함되는 금속 원소의 원자수비의 ±40%의 오차 변동을 포함한다.
또한, 산소 결손이 형성된 산화물 반도체에 수소가 첨가되면, 산소 결손의 사이트에 수소가 들어가 전도대 근방에 도너 준위가 형성된다. 결과적으로, 산화물 반도체는 도전성이 높아져서 도전체화된다. 도전체화된 산화물 반도체를 산화물 도전체라고 할 수 있다. 일반적으로, 산화물 반도체는 에너지 갭이 크기 때문에 가시광에 대한 투광성을 갖는다. 한편, 산화물 도전체는 전도대 근방에 도너 준위를 갖는 산화물 반도체이다. 따라서, 이 도너 준위로 인한 흡수의 영향은 작고, 가시광에 대한 투광성이 산화물 반도체와 같은 정도이다. 산화물 도전체는 축퇴 반도체이며, 전도대단과 페르미 준위가 일치 또는 대략 일치된다고 할 수도 있다. 따라서, 산화물 도전체막을 용량 소자의 전극 등에 사용할 수 있다.
도 7에 도시된 구성으로 함으로써, 제 1 도전층(111a)을 트랜지스터의 제작 공정에서 동시에 형성할 수 있기 때문에, 공정을 간략화할 수 있다. 또한, 도 6에서의 제 1 도전층(111)을 형성할 때의 포토마스크가 불필요하므로 제작 비용을 삭감할 수도 있다.
[단면 구성예 3]
도 8은 도 6 및 도 7과는 일부의 구성이 다른 단면 구성예를 도시한 것이다. 도 8에 도시된 구성은 도 6에 도시된 구성과 비교하여, 제 1 기판(21) 측에 제공되는 트랜지스터를 갖지 않는 점이 주로 다르다. 즉, 도 8에 도시된 단면 구성은 패시브 매트릭스형 터치 패널에 적용할 수 있다.
여기서, 제 1 도전층(111)은 한 방향으로 연장되는 띠 형상으로 할 수 있다. 또한, 제 2 도전층(113)은 제 1 도전층(111)과 교차되는 방향으로 연장되는 띠 형상으로 할 수 있다. 이와 같은 제 1 도전층(111)과 제 2 도전층(113)을 각각 복수로 나란히 배치함으로써 패시브 매트릭스형 터치 패널을 실현할 수 있다.
도 8에는 제 1 도전층(111)과 배선(273)의 콘택트부(271) 및 제 2 도전층(113)과 배선(274)의 콘택트부(272)를 도시하였다. 제 1 도전층(111)과 배선(273)은 절연층(264)에 제공된 개구를 통하여 전기적으로 접속된다. 또한, 제 2 도전층(113)과 배선(274)은 절연층(264) 및 절연층(112)에 제공된 개구를 통하여 전기적으로 접속된다.
여기까지가 단면 구성예에 대한 설명이다.
또한, 본 실시형태에서는, 터치 센서를 지지하는 제 1 기판과, 표시 소자를 지지하는 제 2 기판의 2개의 기판을 갖는 구성으로 하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 소자를 2개의 기판 사이에 개재하고, 이에 터치 센서를 지지하는 제 1 기판을 접합하여 3개의 기판을 갖는 구성으로 하여도 좋고, 표시 소자 및 터치 센서를 각각 2개의 기판 사이에 개재한 것을 접합하여 4개의 기판을 갖는 구성으로 하여도 좋다.
본 실시형태는, 적어도 그 일부를, 본 명세서 중에 기재되는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 터치 센서의 구성예와 그 구동 방법예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
[구성예]
도 9의 (A)는 본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널(입출력 장치라고도 함)이 갖는 구성을 설명하는 블록도이다. 도 9의 (B)는 변환기(CONV)의 구성을 설명하는 회로도이다. 도 9의 (C)는 센서 소자(22)의 구성을 설명하는 회로도이다. 또한, 도 9의 (D-1) 및 (D-2)는 센서 소자(22)의 구동 방법을 설명하는 타이밍 차트이다.
본 실시형태에서 예시하는 터치 센서는 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 센서 소자(22)와, 행 방향으로 배치되는 복수의 센서 소자(22)가 전기적으로 접속되는 신호선(DL)과, 센서 소자(22), 주사선(G1), 및 신호선(DL)이 제공되는 가요성을 갖는 제 1 기판(21)을 갖는다(도 9의 (A) 참조).
예를 들어, 복수의 센서 소자(22)를 n행 m열(n 및 m은 각각 1 이상의 자연수)의 매트릭스 형태로 배치할 수 있다.
또한, 센서 소자(22)는 검지 소자로서 기능하는 용량 소자(C)를 구비한다. 용량 소자(C)는 실시형태 1의 용량 소자(110)에 상당한다. 예를 들어, 용량 소자(C)의 제 1 전극이 실시형태 1의 제 1 도전층(111)에 상당하고, 제 2 전극이 제 2 도전층(113)에 상당한다.
용량 소자(C)의 제 2 전극은 배선(CS)에 전기적으로 접속된다. 이로써, 용량 소자(C)의 제 2 전극의 전위를 배선(CS)이 공급하는 제어 신호를 사용하여 제어할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 센서 소자(22)는 적어도 트랜지스터(M1)를 갖는다. 또한, 트랜지스터(M2) 및/또는 트랜지스터(M3)를 갖는 구성으로 하여도 좋다(도 9의 (C) 참조).
트랜지스터(M1)는 게이트가 용량 소자(C)의 제 1 전극에 전기적으로 접속되고, 제 1 전극이 배선(VPI)에 전기적으로 접속된다. 배선(VPI)은 예를 들어 접지 전위를 공급하는 기능을 갖는다.
트랜지스터(M2)는 게이트가 주사선(G1)에 전기적으로 접속되고, 제 1 전극이 트랜지스터(M1)의 제 2 전극에 전기적으로 접속되고, 제 2 전극이 신호선(DL)에 전기적으로 접속된다. 주사선(G1)은 예를 들어 선택 신호를 공급하는 기능을 갖는다. 또한, 신호선(DL)은 예를 들어 검지 신호(DATA)를 공급하는 기능을 갖는다.
트랜지스터(M3)는 게이트가 배선(RES)에 전기적으로 접속되고, 제 1 전극이 용량 소자(C)의 제 1 전극에 전기적으로 접속되고, 제 2 전극이 배선(VRES)에 전기적으로 접속된다. 배선(RES)은 예를 들어 리셋 신호를 공급하는 기능을 갖는다. 배선(VRES)은 예를 들어 트랜지스터(M1)를 온 상태로 할 수 있는 전위를 공급하는 기능을 갖는다.
용량 소자(C)의 용량값은 예를 들어 제 1 전극 또는 제 2 전극에 물체가 근접하거나, 또는 제 1 전극과 제 2 전극의 간격이 변화됨으로써 변화된다. 이로써, 센서 소자(22)는 용량 소자(C)의 용량의 변화에 따른 검지 신호(DATA)를 공급할 수 있다.
또한, 용량 소자(C)의 제 2 전극에 전기적으로 접속되는 배선(CS)은 용량 소자(C)의 제 2 전극의 전위를 제어하는 제어 신호를 공급하는 기능을 갖는다.
또한, 용량 소자(C)의 제 1 전극, 트랜지스터(M1)의 게이트, 및 트랜지스터(M3)의 제 1 전극이 서로 전기적으로 접속되어 형성되는 노드를 노드(A)라고 한다.
도 10의 (A)에는 센서 소자(22)를 행 방향 및 열 방향으로 2개씩 배치한 경우의 회로도의 예를 도시하였다.
또한, 도 10의 (B)에는, 센서 소자(22)가 갖는 제 1 도전층(111)(제 1 전극에 상당함)과 각 배선의 위치 관계의 예를 도시하였다. 제 1 도전층(111)은 트랜지스터(M1)의 게이트와 트랜지스터(M3)의 제 2 전극이 각각 전기적으로 접속된다. 또한, 제 1 도전층(111)은, 도 10의 (C)에 도시된 복수의 화소(33)와 서로 중첩되도록 배치된다. 또한, 도 10의 (B)에 도시된 바와 같이 트랜지스터(M1)~(M3)를 제 1 도전층(111)과 중첩되지 않는 영역에 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 도 11의 (A)~(C)에 도시된 바와 같이, 센서 소자(22)가 트랜지스터(M2)를 갖지 않는 구성으로 하여도 좋다. 이 때, 행 방향으로 복수로 배치되는 센서 소자(22)에서, 각 용량 소자(C)의 제 2 전극이, 배선(CS) 대신에 주사선(G1)에 전기적으로 접속되는 구성으로 하면 좋다.
도 9의 (B)에 도시된 배선(VPO) 및 배선(BR)은 예를 들어 트랜지스터를 온 상태로 할 수 있을 정도의 고전원 전위를 공급하는 기능을 갖는다. 또한, 신호선(DL)은 검지 신호(DATA)를 공급하는 기능을 갖는다. 단자(OUT)는 검지 신호(DATA)에 따라 변환된 신호를 공급하는 기능을 갖는다.
변환기(CONV)는 변환 회로를 갖는다. 검지 신호(DATA)를 변환하여 단자(OUT)에 공급할 수 있는 다양한 회로를 변환기(CONV)에 사용할 수 있다. 예를 들어, 변환기(CONV)를 센서 소자(22)에 전기적으로 접속시킴으로써, 소스 폴로어 회로 또는 전류 미러 회로로서 기능하는 회로를 적용하여도 좋다.
구체적으로는, 트랜지스터(M4)를 사용한 변환기(CONV)를 사용하여 소스 폴로어 회로를 구성할 수 있다(도 9의 (B) 참조). 또한, 트랜지스터(M1)~(M3)와 동일한 공정에서 제작할 수 있는 트랜지스터를 트랜지스터(M4)로서 사용하여도 좋다.
예를 들어 실시형태 1에서 예시한 트랜지스터(251) 또는 트랜지스터(252) 등의 구성을 트랜지스터(M1)~(M4) 각각에 적용할 수 있다.
또한, 변환기(CONV)의 구성은 도 9의 (B)에 도시된 구성에 한정되지 않는다. 도 12에는 다른 구성을 갖는 변환기(CONV)의 예를 도시하였다.
도 12의 (A)에 도시된 변환기(CONV)는 트랜지스터(M4)에 더하여 트랜지스터(M5)를 갖는다. 구체적으로, 트랜지스터(M5)는 게이트가 신호선(DL)에 전기적으로 접속되고, 제 1 전극이 단자(OUT)에 전기적으로 접속되고, 제 2 전극이 배선(GND)에 전기적으로 접속된다. 배선(GND)은 예를 들어 접지 전위를 공급하는 기능을 갖는다. 또한, 도 12의 (B)에 도시된 바와 같이, 트랜지스터(M4) 및 트랜지스터(M5) 각각이 제 2 게이트를 갖는 구성으로 하여도 좋다. 이 때, 제 2 게이트는 게이트에 전기적으로 접속되는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 도 12의 (C)에 도시된 변환기(CONV)는 트랜지스터(M4), 트랜지스터(M5), 및 저항(R)을 갖는다. 구체적으로는, 트랜지스터(M4)는 게이트가 배선(BR1)에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M5)는 게이트가 배선(BR2)에 전기적으로 접속되고, 제 1 전극이 단자(OUT) 및 저항(R)의 제 2 전극에 전기적으로 접속되고, 제 2 전극이 배선(GND)에 전기적으로 접속된다. 저항(R)은 제 1 전극이 배선(VDD)에 전기적으로 접속된다. 배선(BR1) 및 배선(BR2) 각각은 예를 들어 트랜지스터를 온 상태로 할 수 있을 정도의 고전원 전위를 공급하는 기능을 갖는다. 배선(VDD)은 예를 들어 고전원 전위를 공급하는 기능을 갖는다.
도 13의 (A) 및 (B)는 제 1 기판(21) 위에서의 제 1 전극과, 신호선(DL)과, 변환기(CONV)의 위치 관계의 예를 도시한 개략도이다.
도 13의 (A)에 도시된 바와 같이, 변환기(CONV)를 각 신호선(DL)의 연장 방향에 배치하면, 각 변환기(CONV)에 전기적으로 접속되는 신호선(DL)의 길이를 대략 같게 할 수 있다. 예를 들어 신호선(DL)의 전기 저항이 검출 감도에 현저한 영향을 미치는 경우에는 이와 같은 배치 방법으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 도 13의 (B)에서는, 각 신호선(DL)의 길이 및 형상을 다르게 함으로써, 복수의 변환기(CONV)가 근접하여 배치되어 있다. 변환기(CONV)가 갖는 트랜지스터의 전기 특성의 위치 의존성이 큰 경우에는, 이들을 근접하여 배치함으로써, 변환기(CONV)의 전기 특성의 편차를 저감하여 검출 감도를 향상시킬 수 있다.
[구동 방법예]
다음에, 도 9를 참조하여 센서 소자(22)의 구동 방법에 대하여 설명한다.
[제 1 단계]
제 1 단계에서는, 트랜지스터(M3)를 온 상태로 한 후에 오프 상태로 하는 리셋 신호를 트랜지스터(M3)의 게이트에 공급하여, 용량 소자(C)의 제 1 전극의 전위(즉 노드(A)의 전위)를 소정의 전위로 한다(도 9의 (D-1), 기간(T1) 참조).
구체적으로는 리셋 신호를 배선(RES)에 공급한다. 리셋 신호가 공급된 트랜지스터(M3)는 노드(A)의 전위를, 예를 들어 트랜지스터(M1)를 온 상태로 할 수 있는 전위로 한다.
[제 2 단계]
제 2 단계에서, 트랜지스터(M2)를 온 상태로 하는 선택 신호를 트랜지스터(M2)의 게이트에 공급하여, 트랜지스터(M1)의 제 2 전극을 신호선(DL)에 전기적으로 접속시킨다(도 9의 (D-1), 기간(T2) 참조).
구체적으로는, 주사선(G1)에 선택 신호를 공급한다. 선택 신호가 공급된 트랜지스터(M2)는 트랜지스터(M1)의 제 2 전극을 신호선(DL)에 전기적으로 접속시킨다.
[제 3 단계]
제 3 단계에서, 제어 신호를 용량 소자(C)의 제 2 전극에 공급하고, 제어 신호 및 용량 소자(C)의 용량에 따라 변화되는 전위를 트랜지스터(M1)의 게이트에 공급한다.
구체적으로는, 배선(CS)에 직사각형의 제어 신호를 공급한다. 직사각형의 제어 신호를 용량 소자(C)의 제 2 전극에 공급하면, 용량 소자(C)의 용량에 따라 노드(A)의 전위가 변화된다(도 9의 (D-1), 기간(T2)의 후반 참조).
예를 들어, 용량 소자(C)를 대기 중에 둘 때, 대기보다 유전율이 높은 것이 용량 소자(C)의 제 2 전극에 근접하여 배치된 경우에는 용량 소자(C)의 용량은 외견상 커진다.
이로써, 직사각형의 제어 신호에 따른 노드(A)의 전위 변화는, 대기보다 유전율이 높은 것이 근접하여 배치되지 않는 경우에 비하여 작게 된다(도 9의 (D-2), 실선 참조).
또는, 터치 패널의 변형에 따라 용량 소자(C)의 제 1 전극과 제 2 전극의 간격이 변화된 경우에도, 용량 소자(C)의 용량은 변화된다. 이로써, 노드(A)의 전위가 변화된다.
[제 4 단계]
제 4 단계에서, 트랜지스터(M1)의 게이트의 전위 변화에 따른 신호를 신호선(DL)에 공급한다.
예를 들어, 트랜지스터(M1)의 게이트의 전위 변화에 따른 전류 변화를 신호선(DL)에 공급한다.
변환기(CONV)는 예를 들어 신호선(DL)을 흐르는 전류의 변화를 전압의 변화로 변환하여 공급한다.
[제 5 단계]
제 5 단계에서, 트랜지스터(M2)를 오프 상태로 하는 선택 신호를 트랜지스터(M2)의 게이트에 공급한다.
상술한 단계를 거쳐, 하나의 주사선(G1)에 전기적으로 접속되는 복수의 센서 소자(22)의 동작이 완료된다.
n개의 주사선(G1)을 갖는 경우에는, 주산선(G1)(1)~주사선(G1)(n) 각각에 대하여, 제 1 단계부터 제 5 단계까지를 반복하면 좋다.
또는, 각 센서 소자(22)가 배선(RES) 및 배선(CS)을 공통적으로 포함하는 경우에는, 도 14의 (A)에 도시된 바와 같은 구동 방법을 수행하여도 좋다. 즉, 먼저 배선(RES)에 리셋 신호를 공급한다. 다음에, 배선(CS)에 제어 신호를 공급한 채로 주사선(G1)(1)~주사선(G1)(n)에 선택 신호를 순차적으로 공급함으로써, 노드(A)의 전위 변화에 따른 신호를 신호선(DL)(1)~신호선(DL)(m)에 공급한다.
이와 같은 방법을 사용함으로써, 리셋 신호 공급 및 제어 신호 공급의 빈도를 적게 할 수 있다.
여기서, 노드(A)의 전위가 다양한 요인으로 인하여 시간 경과에 따라 변화되는 경우가 있다. 예를 들어 온도나 습도 등의 환경의 변화에 따라 노드(A)의 전위가 변화되는 경우가 있다.
그래서, 용량 소자(C)의 제 2 전극에 공급하는 직사각형의 제어 신호로서, 2종류의 전위를 사용하여 동작시키고, 2개의 검지 신호(DATA)의 차분을 취함으로써, 시간 경과에 따른 노드(A)의 전위 변화의 영향을 상쇄할 수 있다. 이와 같은 동작에 의하여 검출 감도를 높일 수 있게 된다.
도 14의 (B)에서는, 기간(R1)과 기간(R2)을 교대로 반복하는 구동 방법예를 도시하였다.
도 14의 (B)에서의 기간(R1)에서는 신호선(RES)에 트랜지스터(M3)를 온 상태로 하는 전위가 공급되어 있는 동안에 배선(CS)에는 로우 레벨 전위가 공급되어 있다. 이어서 배선(CS)에 하이 레벨 전위를 공급한다. 즉, 기간(R1)에서는 용량 소자(C)의 제 2 전극의 전위가 로우 레벨 전위로부터 하이 레벨 전위로 추이된 상태에서, 노드(A)의 전위 변화에 따른 검지 신호(DATA)가 신호선(DL)에 공급된다. 그리고, 검지 신호(DATA)에 따라, 변환기(CONV)에 의하여 변환된 신호가 단자(OUT)에 공급된다.
한편, 기간(R2)에서는 신호선(RES)에 트랜지스터(M3)를 온 상태로 하는 전위가 공급되어 있는 동안에 배선(CS)에는 하이 레벨 전위가 공급되어 있다. 이어서 배선(CS)에 로우 레벨 전위를 공급한다. 즉, 기간(R2)에서는 용량 소자(C)의 제 2 전극의 전위가 하이 레벨 전위로부터 로우 레벨 전위로 추이된 상태에서, 노드(A)의 전위 변화에 따른 검지 신호(DATA)가 신호선(DL)에 공급된다. 그리고, 검지 신호(DATA)에 따라, 변환기(CONV)에 의하여 변환된 신호가 단자(OUT)에 공급된다.
그 후, 기간(R1)에 단자(OUT)에 공급된 신호와, 기간(R2)에 단자(OUT)에 공급된 신호의 차분을 취함으로써, 시간 경과에 따른 노드(A)의 전위 변화의 영향을 상쇄한 신호를 얻을 수 있다.
도 14의 (C)는 배선(CS)에 공급하는 신호가 도 14의 (B)와는 다른 경우의 예를 도시한 것이다.
도 14의 (C)에서, 배선(CS)에 공급하는 제어 신호는 하이 레벨 전위, 미들 레벨 전위, 로우 레벨 전위의 3종류의 전위를 갖는다. 구체적으로는, 기간(R1)에서 신호선(RES)에 트랜지스터(M3)를 온 상태로 하는 전위가 공급되어 있는 동안에 배선(CS)에 로우 레벨 전위를 공급한다. 그 후, 배선(CS)에 미들 레벨 전위를 공급한 채로 주사선(G1)(1)~주사선(G1)(n)에 선택 신호를 순차적으로 공급한다. 한편, 기간(R2)에서, 신호선(RES)에 트랜지스터(M3)를 온 상태로 하는 전위가 공급되어 있는 동안에 배선(CS)에 하이 레벨 전위를 공급한다. 그 후, 배선(CS)에 미들 레벨 전위를 공급한 채로 주사선G1(1)~주사선(G1)(n)에 선택 신호를 순차적으로 공급한다.
그 후, 상기와 마찬가지로, 기간(R1)에 단자(OUT)에 공급된 신호와, 기간(R2)에 단자(OUT)에 공급된 신호의 차분을 취함으로써, 시간 경과에 따른 노드(A)의 전위 변화의 영향을 상쇄한 신호를 얻을 수 있다.
여기까지가 구동 방법에 대한 설명이다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를, 본 명세서 중에 기재되는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태를 적용하여 제작할 수 있는 전자 기기 및 조명 장치에 대하여 도 15 및 도 16을 사용하여 설명한다.
본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널은 가요성을 갖는다. 따라서, 가요성을 갖는 전자 기기나 조명 장치에 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 형태를 적용함으로써, 신뢰성이 높고, 반복적인 휨에 강한 전자 기기나 조명 장치를 제작할 수 있다.
전자 기기로서는 예를 들어, 텔레비전 장치(텔레비전 또는 텔레비전 수신기라고도 함), 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 디지털 포토 프레임, 휴대 전화기(휴대 전화, 휴대 전화 장치라고도 함), 휴대형 게임기, 휴대 정보 단말, 음향 재생 장치, 파칭코기 등의 대형 게임기 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널은 가요성을 갖기 때문에, 집이나 빌딩의 내벽 또는 외벽, 또는 자동차의 내장 또는 외장의 곡면을 따라 제공할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기는 터치 패널 및 이차 전지를 가져도 좋다. 이 경우, 비접촉 전력 전송을 사용하여 이차 전지를 충전할 수 있으면 바람직하다.
이차 전지로서 예를 들어 겔상 전해질을 사용하는 리튬 폴리머 전지(리튬 이온 폴리머 전지) 등의 리튬 이온 이차 전지, 리튬 이온 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 카드뮴 전지, 유기 라디칼 전지, 납 축전지, 공기 이차 전지, 니켈 아연 전지, 은 아연 전지 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기는 터치 패널 및 안테나를 가져도 좋다. 안테나로 신호를 수신함으로써, 표시부에서 영상이나 정보 등을 표시할 수 있다. 또한, 전자 기기가 이차 전지를 갖는 경우에는 안테나를 비접촉 전력 전송에 사용하여도 좋다.
도 15의 (A)는 휴대 전화기의 일례를 도시한 것이다. 휴대 전화기(7400)는 하우징(7401)에 제공된 표시부(7402) 외에, 조작 버튼(7403), 외부 접속 포트(7404), 스피커(7405), 마이크로폰(7406) 등을 구비한다. 또한, 휴대 전화기(7400)는 본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널을 표시부(7402)에 사용하여 제작된다. 본 발명의 일 형태에 의하여, 휘어진 표시부를 구비하며 신뢰성이 높은 휴대 전화기를 수율 좋게 제공할 수 있다.
도 15의 (A)에 도시된 휴대 전화기(7400)는 표시부(7402)를 손가락 등으로 터치함으로써, 정보를 입력할 수 있다. 또한, 전화를 걸거나 문자를 입력하는 등의 모든 조작은 표시부(7402)를 손가락 등으로 터치함으로써 수행할 수 있다.
또한, 조작 버튼(7403)의 조작에 의하여 전원의 ON/OFF 동작이나, 표시부(7402)에 표시되는 화상 종류를 전환할 수 있다. 예를 들어 메일 작성 화면으로부터 메인 메뉴 화면으로 전환할 수 있다.
도 15의 (B)는 손목시계형 휴대 정보 단말의 일례를 도시한 것이다. 휴대 정보 단말(7100)은 하우징(7101), 표시부(7102), 밴드(7103), 버클(7104), 조작 버튼(7105), 입출력 단자(7106) 등을 구비한다.
휴대 정보 단말(7100)은 이동 전화, 전자 메일, 문장 열람 및 작성, 음악 재생, 인터넷 통신, 컴퓨터 게임 등의 다양한 애플리케이션을 실행할 수 있다.
표시부(7102)는 그 표시면이 휘어져 제공되고, 휘어진 표시면을 따라 표시를 수행할 수 있다. 또한, 표시부(7102)는 터치 센서를 구비하고, 화면을 손가락이나 스타일러스 등으로 터치함으로써 조작할 수 있다. 예를 들어, 표시부(7102)에 표시된 아이콘(7107)을 터치함으로써 애플리케이션을 기동할 수 있다.
조작 버튼(7105)은 시각 설정 외에, 전원의 ON/OFF 동작, 무선 통신의 ON/OFF 동작, 매너 모드의 실행 및 해제, 전력 절약 모드의 실행 및 해제 등, 다양한 기능을 갖게 할 수 있다. 예를 들어, 휴대 정보 단말(7100)에 제공된 운영 체계에 의하여, 조작 버튼(7105)의 기능을 자유롭게 설정할 수도 있다.
또한, 휴대 정보 단말(7100)은, 통신 규격된 근거리 무선 통신을 실행할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 가능한 헤드세트와 상호 통신함으로써 핸즈프리로 통화할 수도 있다.
또한, 휴대 정보 단말(7100)은 입출력 단자(7106)를 구비하며, 커넥터를 통하여 다른 정보 단말과 데이터를 직접 주고받을 수 있다. 또한 입출력 단자(7106)를 통하여 충전할 수도 있다. 또한, 충전 동작은 입출력 단자(7106)를 통하지 않고 무선 급전에 의하여 수행하여도 좋다.
휴대 정보 단말(7100)의 표시부(7102)에는 본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널이 제공되어 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여, 휘어진 표시부를 구비하며 신뢰성이 높은 휴대 정보 단말을 수율 좋게 제공할 수 있다.
도 15의 (C)~(E)는 조명 장치의 일례를 도시한 것이다. 조명 장치(7200), 조명 장치(7210), 및 조명 장치(7220)는 각각 조작 스위치(7203)를 구비한 받침대부(7201)와, 받침대부(7201)에 지지되는 발광부를 구비한다.
도 15의 (C)에 도시된 조명 장치(7200)는 파형 발광면을 갖는 발광부(7202)를 구비한다. 이로써 디자인성이 높은 조명 장치가 된다.
도 15의 (D)에 도시된 조명 장치(7210)가 구비하는 발광부(7212)는 볼록하게 휘어진 2개의 발광부가 대칭적으로 배치된 구성을 갖는다. 따라서 조명 장치(7210)를 중심으로 하여 전(全) 방향을 비출 수 있다.
도 15의 (E)에 도시된 조명 장치(7220)는 오목하게 휘어진 발광부(7222)를 구비한다. 따라서, 발광부(7222)로부터의 발광을 조명 장치(7220)의 앞쪽 면에 집광하기 때문에 특정한 범위를 밝게 비추기에 적합하다.
또한, 조명 장치(7200), 조명 장치(7210), 및 조명 장치(7220)가 구비하는 각 발광부는 가요성을 갖기 때문에 발광부를 가소성 부재나 움직일 수 있는 프레임 등의 부재로 고정하고 용도에 따라 발광부의 발광면을 자유롭게 휠 수 있는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 여기서는 받침대부에 의하여 발광부가 지지된 조명 장치에 대하여 예시하였지만 발광부를 구비하는 하우징을 천장에 고정하거나, 또는 천장으로부터 매단 상태로 사용할 수도 있다. 발광면을 휘어서 사용할 수 있으므로 발광면을 오목하게 휘어서 특정한 영역을 밝게 비추거나, 또는 발광면을 볼록하게 휘어서 방안 전체를 밝게 비출 수도 있다.
여기서, 각 발광부에는 본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널이 제공되어 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여, 휘어진 발광부를 구비하며 신뢰성이 높은 조명 장치를 수율 좋게 제공할 수 있다.
도 15의 (F)는 휴대형 터치 패널의 일례를 도시한 것이다. 터치 패널(7300)은 하우징(7301), 표시부(7302), 조작 버튼(7303), 인출 부재(7304), 제어부(7305)를 구비한다.
터치 패널(7300)은 기둥 형상의 하우징(7301) 내에 롤상으로 말린 플렉시블한 표시부(7302)를 구비한다.
또한, 터치 패널(7300)은 제어부(7305)에 의하여 영상 신호를 수신할 수 있고, 수신한 영상을 표시부(7302)에 표시할 수 있다. 또한, 제어부(7305)에는 배터리를 구비한다. 또한, 제어부(7305)에 커넥터를 접속하는 단자부가 구비되며 영상 신호나 전력을 유선으로 외부로부터 직접 공급하는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 조작 버튼(7303)에 의하여 전원의 ON/OFF 동작이나 표시하는 영상의 전환 등을 수행할 수 있다.
도 15의 (G)는 표시부(7302)를 인출 부재(7304)에 의하여 꺼낸 상태의 터치 패널(7300)을 도시한 것이다. 이 상태에서 표시부(7302)에 영상을 표시할 수 있다. 또한, 하우징(7301)의 표면에 배치된 조작 버튼(7303)에 의하여 한쪽 손으로 용이하게 조작할 수 있다. 또한, 도 15의 (F)와 같이 조작 버튼(7303)을 하우징(7301) 중앙이 아니라 하우징의 한쪽에 배치함으로써 한 손으로 용이하게 조작할 수 있다.
또한, 표시부(7302)를 꺼냈을 때에 표시부(7302)의 표시면이 평면상이 되도록 고정되기 위하여, 표시부(7302) 측면부에 보강하기 위한 프레임을 제공하여도 좋다.
또한, 이 구성 외에도, 하우징에 스피커를 제공하고 영상 신호와 함께 수신한 음성 신호에 의하여 음성을 출력하는 구성으로 하여도 좋다.
표시부(7302)에는 본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널이 제공되어 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여, 가볍고 신뢰성이 높은 터치 패널을 수율 좋게 제공할 수 있다.
도 16의 (A)∼(C)는 폴더형 휴대 정보 단말(310)을 도시한 것이다. 도 16의 (A)는 펼친 상태의 휴대 정보 단말(310)을 도시한 것이다. 도 16의 (B)는 펼친 상태 또는 접은 상태 중 한쪽으로부터 다른 쪽으로 변화하는 도중 상태의 휴대 정보 단말(310)을 도시한 것이다. 도 16의 (C)는 접은 상태의 휴대 정보 단말(310)을 도시한 것이다. 휴대 정보 단말(310)은 접은 상태에서는 가반성이 우수하고, 펼친 상태에서는 이음매가 없는 큰 표시 영역에 의하여 표시의 일람성이 우수하다.
표시 패널(316)은 힌지(313)에 의하여 연결된 3개의 하우징(315)에 지지되어 있다. 힌지(313)를 이용하여 2개의 하우징(315) 사이에서 휨으로써 휴대 정보 단말(310)을 펼친 상태로부터 접은 상태로 가역적으로 변형시킬 수 있다. 본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널을 표시 패널(316)에 사용할 수 있다. 예를 들어, 곡률 반경 1mm 이상 150mm 이하로 휠 수 있는 터치 패널을 적용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태에서, 터치 패널이 접힌 상태 또는 펼쳐진 상태인 것을 검지하여 검지 정보를 공급하는 센서를 구비하는 구성으로 하여도 좋다. 터치 패널의 제어 장치는 터치 패널이 접힌 상태인 것을 나타내는 정보를 취득하고, 접힌 부분(또는 접혀 사용자가 시인하지 못하게 된 부분)의 동작을 정지하여도 좋다. 구체적으로는 표시를 정지하여도 좋다. 또한, 터치 센서에 의한 검지를 정지하여도 좋다.
마찬가지로, 터치 패널의 제어 장치는 터치 패널이 펼쳐진 상태인 것을 나타내는 정보를 취득하고, 표시나 터치 센서에 의한 검지를 재개하여도 좋다.
도 16의 (D) 및 (E)는 폴더형 휴대 정보 단말(320)을 도시한 것이다. 도 16의 (D)는 표시부(322)가 외측이 되도록 접은 상태의 휴대 정보 단말(320)을 도시한 것이다. 도 16의 (E)는 표시부(322)가 내측이 되도록 접은 상태의 휴대 정보 단말(320)을 도시한 것이다. 휴대 정보 단말(320)을 사용하지 않을 때 비표시부(325)가 외측이 되도록 접으면 표시부(322)가 더러워지거나 금이 가는 것을 억제할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널을 표시부(322)에 사용할 수 있다.
도 16의 (F)는 휴대 정보 단말(330)의 외형을 설명하기 위한 사시도이다. 도 16의 (G)는 휴대 정보 단말(330)의 상면도이다. 도 16의 (H)는 휴대 정보 단말(340)의 외형을 설명하기 위한 사시도이다.
휴대 정보 단말(330, 340)은 예를 들어 전화기, 수첩, 또는 정보 열람 장치 등 중에서 선택된 하나 또는 복수로서 기능한다. 구체적으로는 각각을 스마트폰으로서 사용할 수 있다.
휴대 정보 단말(330, 340)은 문자나 화상 정보를 그 복수의 면에 표시할 수 있다. 예를 들어, 3개의 조작 버튼(339)을 한 면에 표시할 수 있다(도 16의 (F) 및 (H) 참조). 또한, 정보(337)(도면 중 파선으로 그린 직사각형들)를 다른 면에 표시할 수 있다(도 16의 (G) 및 (H) 참조). 또한, 정보(337)의 예로서는, SNS(Social Networking Service)의 통지, 전자 메일이나 전화 등의 착신을 알리는 표시, 전자 메일 등의 제목, 전자 메일 등의 송신자명, 일시, 시각, 배터리의 잔량, 안테나의 수신 강도 등이 있다. 또는, 정보(337)가 표시되어 있는 위치에 정보(337) 대신에 조작 버튼(339), 아이콘 등을 표시하여도 좋다. 또한, 도 16의 (F) 및 (G)에서는, 상측에 정보(337)가 표시되는 예를 나타내었지만, 본 발명의 일 형태는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 16의 (H)에 도시된 휴대 정보 단말(340)과 같이 옆면에 표시되어도 좋다.
예를 들어, 휴대 정보 단말(330)의 사용자는 옷의 가슴 주머니에 휴대 정보 단말(330)을 넣은 채 그 표시(여기서는 정보(337))를 확인할 수 있다.
구체적으로는 착신한 전화의 발신자 전화번호 또는 이름 등을 휴대 정보 단말(330) 상방으로부터 확인할 수 있는 위치에 표시한다. 사용자는 휴대 정보 단말(330)을 주머니에서 꺼내지 않아도 표시를 확인하여 전화를 받을지 말지를 판단할 수 있다.
휴대 정보 단말(330)의 하우징(335), 휴대 정보 단말(340)의 하우징(336)이 각각 갖는 표시부(333)에는 본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여, 휘어진 표시부를 구비하며 신뢰성이 높은 터치 패널을 수율 좋게 제공할 수 있다.
또한, 도 16의 (I)에 도시된 휴대 정보 단말(345)과 같이, 3면 이상에 정보를 표시하여도 좋다. 여기서는 정보(355), 정보(356), 정보(357)가 각각 다른 면에 표시되는 경우의 예를 도시하였다.
휴대 정보 단말(345)의 하우징(354)이 갖는 표시부(358)에는 본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여, 휘어진 표시부를 구비하며 신뢰성이 높은 터치 패널을 수율 좋게 제공할 수 있다.
10: 터치 패널 모듈
20: 터치 센서 모듈
21: 기판
22: 센서 소자
23: 회로
24: 회로
25: 배선
26: 배선
30: 표시 패널
31: 기판
32: 표시부
33: 화소
34: 회로
41: FPC
42: FPC
43: 단자
110: 용량 소자
111: 도전층
111a: 도전층
112: 절연층
113: 도전층
114: 착색층
114b: 착색층
114g: 착색층
114r: 착색층
115: 차광층
117: 도전층
118: 개구
119: 광학 조정층
120: 트랜지스터
121: 반도체층
201: 트랜지스터
202: 트랜지스터
203: 트랜지스터
204: 발광 소자
205: 콘택트부
210: 접속층
211: 접착층
212: 절연층
213: 절연층
214: 절연층
215: 절연층
216: 절연층
217: 절연층
218: 절연층
219: 스페이서
220: 접착층
221: 전극
222: EL층
223: 전극
224: 광학 조정층
225: 도전층
251: 트랜지스터
252: 트랜지스터
253: 콘택트부
260: 접속층
261: 접착층
262: 절연층
263: 절연층
264: 절연층
265: 절연층
266: 절연층
267: 오버코트
271: 콘택트부
272: 콘택트부
273: 배선
274: 배선
310: 휴대 정보 단말
313: 힌지
315: 하우징
316: 표시 패널
320: 휴대 정보 단말
322: 표시부
325: 비표시부
330: 휴대 정보 단말
333: 표시부
335: 하우징
336: 하우징
337: 정보
339: 조작 버튼
340: 휴대 정보 단말
345: 휴대 정보 단말
354: 하우징
355: 정보
356: 정보
357: 정보
358: 표시부
7100: 휴대 정보 단말
7101: 하우징
7102: 표시부
7103: 밴드
7104: 버클
7105: 조작 버튼
7106: 입출력 단자
7107: 아이콘
7200: 조명 장치
7201: 받침대부
7202: 발광부
7203: 조작 스위치
7210: 조명 장치
7212: 발광부
7220: 조명 장치
7222: 발광부
7300: 터치 패널
7301: 하우징
7302: 표시부
7303: 조작 버튼
7304: 부재
7305: 제어부
7400: 휴대 전화기
7401: 하우징
7402: 표시부
7403: 조작 버튼
7404: 외부 접속 포트
7405: 스피커
7406: 마이크로폰

Claims (5)

  1. 터치 센서와, 표시 패널을 갖는 터치 패널로서,
    상기 터치 센서는,
    가요성을 갖는 제 1 기판과,
    상기 제 1 기판 위의 제 1 트랜지스터와,
    상기 제 1 트랜지스터와 전기적으로 접속된, 투광성을 갖는 제 1 도전층과,
    상기 제 1 도전층 위의 제 1 절연층과,
    상기 제 1 절연층 위의, 상기 제 1 도전층과 중첩되는 영역을 갖는, 제 1 개구를 갖는 제 2 도전층과,
    상기 제 2 도전층 위의, 상기 제 1 개구와 중첩되는 영역을 갖는 제 2 개구를 갖는, 차광층을 갖고,
    상기 제 1 도전층은 상기 제 1 개구와 중첩되는 영역과, 상기 제 2 개구와 중첩되는 영역을 갖고,
    상기 표시 패널은,
    가요성을 갖는 제 2 기판과,
    상기 제 2 기판 위의 제 2 트랜지스터와,
    상기 제 2 트랜지스터와 전기적으로 접속되고, 상기 제 1 개구와 중첩되는 영역 및 상기 제 2 개구와 중첩되는 영역을 갖는 발광 소자와,
    상기 발광 소자 위의, 상기 제 1 개구와 중첩되는 영역 및 상기 제 2 개구와 중첩되는 영역을 갖는 착색층을 갖고,
    상기 제 1 도전층은 상기 착색층과 중첩되는 영역을 갖고,
    상기 착색층과 상기 발광 소자 사이에 접착층을 갖는, 터치 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 개구는 상기 제 2 개구보다 큰, 터치 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 개구는 상기 제 2 개구보다 작은, 터치 패널.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 도전층 및 상기 제 1 트랜지스터의 반도체층은 산화물 반도체를 갖는, 터치 패널.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 제 1 전극과, EL층과, 제 2 전극을 갖고,
    상기 제 1 전극과 상기 EL층 사이에 광학 조정층을 갖고,
    상기 제 1 전극의 단부 및 상기 광학 조정층의 단부를 덮는 제 2 절연층을 갖는, 터치 패널.
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