KR20170140093A - 표시 장치 - Google Patents

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슈지 하야시
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Abstract

박형화, 저비용 및 높은 광학 특성을 겸비한 구조이며, 표시 소자에의 영향을 고려하여, 터치 센서를 표시 장치에 내장하는 것을 목적으로 한다. 표시 장치는, 스트라이프 형상이며 제1 방향 D1로 연장되는 복수의 제1 영역(28)에 각각 배열되어 제1 방향 D1로 연장되는 복수의 제1 검출 전극(32)과, 격자 형상 영역(26)에 배치되어 복수의 제1 검출 전극(32)을 덮고 복수의 화소 전극(24)의 주연부에 적층되는 절연층(34)과, 격자 형상 영역(26)에 포함되는 스트라이프 형상이며 제2 방향 D2로 연장되는 복수의 제2 영역(30)을 따라서 밀봉층(46) 위에 각각 배열되어 제2 방향 D2로 연장되는 복수의 제2 검출 전극(44)을 갖는다. 복수의 공통 전극(42)의 각각은, 복수의 제2 뱅크(38)에 적층되어 제1 방향 D1로 연속된다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
스마트폰 등의 모바일 디스플레이의 터치 패널에는, 정전 용량 방식이 널리 채용되고 있다(특허문헌 1). 터치 패널은, 종래 디스플레이와는 별도로 형성하는 경우가 많았지만, 최근에는, 박형화, 저비용, 광학 특성의 우위성으로부터 내장화가 요망되고 있다.
일본 특허 공개 제2014-186711호 공보
터치 패널은, 특히 정전 용량 방식에 있어서는, 표시면의 근방, 즉, 디스플레이의 소자의 상방에 배치하는 것이 바람직하다. 그러나, 터치 패널의 전극을 모두 디스플레이의 상방에 배치한 구조는, 별체의 터치 패널을 탑재한 것과 마찬가지로, 박형화, 비용 및 광학 특성에 있어서 떨어진다. 또한, 유기 일렉트로루미네센스 소자와 같이 수분 및 고온을 피해야 할 소자에의 영향을 고려할 필요가 있다.
본 발명은 박형화, 저비용 및 높은 광학 특성을 겸비한 구조이며, 표시 소자에의 영향을 고려하여, 터치 센서를 표시 장치에 내장하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 표시 장치는, 복수의 화소 전극과, 인접하는 상기 화소 전극의 간격에 의해 형성된 격자 형상 영역과, 상기 격자 형상 영역에 포함되는 스트라이프 형상이며 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 영역에 각각 배열되어 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 검출 전극과, 상기 격자 형상 영역에 배치되어, 상기 복수의 제1 검출 전극을 덮고, 상기 복수의 화소 전극의 주연부에 적층되는 절연층과, 상기 복수의 화소 전극에 적층되는 발광층과, 상기 복수의 제1 검출 전극과의 중첩을 피하여, 상기 복수의 화소 전극의 상방에서 상기 발광층에 각각 적층되는 복수의 공통 전극과, 상기 복수의 공통 전극을 덮는 밀봉층과, 상기 격자 형상 영역에 포함되는 스트라이프 형상이며 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 영역을 따라서 상기 밀봉층 위에 각각 배열되어 상기 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 검출 전극을 갖고, 상기 절연층은, 상기 복수의 제1 영역을 따라서 각각 상기 제1 방향으로 연속적으로 연장되는 복수의 제1 뱅크와, 상기 복수의 제2 영역을 따라서 각각 이웃끼리의 상기 제1 뱅크에 접속하는 복수의 제2 뱅크를 갖고, 상기 복수의 공통 전극의 각각은, 상기 복수의 제2 뱅크에 적층되어 상기 제1 방향으로 연속되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 복수의 제1 검출 전극 및 복수의 화소 전극은, 동일층에 배치할 수 있으므로 박형화가 가능하고, 동시에 형성하면 저비용화를 도모할 수 있고, 발광층에 영향을 주지 않도록 먼저 형성하는 것도 가능하다. 또한, 제1 검출 전극은, 이웃끼리의 화소 전극의 사이에 있어 발광 영역과 겹치지 않기 때문에, 광학 특성도 우수하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 표시 장치의 사시도.
도 2는 도 1에 있어서 II로 가리키는 부분을 도시하는 확대도.
도 3은 도 2에 도시하는 표시 장치의 III-III선 단면의 확대도.
도 4는 도 2에 도시하는 표시 장치의 IV-IV선 단면의 확대도.
도 5는 도 2에 도시하는 표시 장치의 V-V선 단면의 확대도.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 표시 장치를 도시하는 단면도.
도 7은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 표시 장치를 도시하는 단면도.
도 8은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 표시 장치를 도시하는 단면도.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 단, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 형태로 실시할 수 있고, 이하에 예시하는 실시 형태의 기재 내용에 한정되어 해석되는 것은 아니다.
도면은, 설명을 보다 명확하게 하기 위해, 실제의 형태에 비해, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대하여 모식적으로 표현되는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다. 본 명세서와 각 도면에 있어서, 기출의 도면에 대하여 설명한 것과 마찬가지의 기능을 구비한 요소에는, 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략하는 경우가 있다.
또한, 본 발명의 상세한 설명에 있어서, 어떤 구성물과 다른 구성물의 위치 관계를 규정할 때, 「위에」 「아래에」란, 어떤 구성물의 바로 위 또는 바로 아래에 위치하는 경우뿐만 아니라, 특별히 언급이 없는 한은, 사이에 또 다른 구성물을 개재하는 경우를 포함하는 것으로 한다.
[제1 실시 형태]
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 표시 장치의 사시도이다. 표시 장치로서, 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치를 예로 든다. 표시 장치는, 예를 들어 적, 녹 및 청을 포함하는 복수색의 단위 화소(서브 픽셀)를 조합하여, 풀컬러의 화소를 형성하고, 풀컬러의 화상을 표시하도록 되어 있다. 표시 장치는, 제1 기판(10)을 갖는다. 제1 기판(10)에는, 화상을 표시하기 위한 소자를 구동하기 위한 집적 회로 칩(12)이 탑재되고, 외부와의 전기적 접속을 위해 도시하지 않은 플렉시블 프린트 기판을 접속해도 된다.
도 2는 도 1에 있어서 II로 가리키는 부분을 도시하는 확대도이다. 도 3은 도 2에 도시하는 표시 장치의 III-III선 단면의 확대도이다. 제1 기판(10)은 수지 또는 유리를 포함한다. 제1 기판(10)에는, 절연막이 형성되고, 그 위에 반도체층(14)이 형성되어 있다. 반도체층(14)에 소스 전극(16) 및 드레인 전극(18)이 전기적으로 접속하고, 반도체층(14)의 상방에는 게이트 절연막을 개재하여 게이트 전극(20)이 있다. 반도체층(14), 소스 전극(16), 드레인 전극(18) 및 게이트 전극(20)에 의해 박막 트랜지스터(22)가 구성된다.
박막 트랜지스터(22)에 접속하도록, 복수의 화소 전극(24)이 형성되어 있다. 복수의 화소 전극(24)은 도 2에 도시한 바와 같이 매트릭스 형상으로 배열되어 있고, 격자 형상 영역(26)에 의해 이웃끼리의 간격이 벌어져 있다. 격자 형상 영역(26)은 스트라이프 형상이며 제1 방향 D1로 연장되는 복수의 제1 영역(28)을 포함한다. 격자 형상 영역(26)은 스트라이프 형상이며 제2 방향 D2로 연장되는 복수의 제2 영역(30)을 포함한다. 제1 방향 D1과 제2 방향 D2는 교차(예를 들어 직교)한다.
복수의 제1 영역(28)에는, 각각, 복수의 제1 검출 전극(32)이 배열되어 있다. 제1 검출 전극(32)은 제2 방향 D2로 이웃끼리의 화소 전극(24)의 사이에 있고, 제1 방향 D1로 연장된다. 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 화소 전극(24)과 복수의 제1 검출 전극(32)은, 동일층 위에 있고, 동일한 재료를 포함하고 있다. 따라서, 화소 전극(24)과 제1 검출 전극(32)은 동시에 형성할 수 있다.
도 4는 도 2에 도시하는 표시 장치의 IV-IV선 단면의 확대도이다. 도 5는 도 2에 도시하는 표시 장치의 V-V선 단면의 확대도이다. 제1 검출 전극(32) 위 및 복수의 화소 전극(24)의 주연부에는 절연층(34)이 적층되어, 후술하는 공통 전극(42)과의 절연을 도모하고 있다. 절연층(34)은 복수의 제1 뱅크(36)를 갖는다. 제1 뱅크(36)는 제1 영역(28)을 따라서 제1 방향 D1로 연속적으로 연장된다. 제1 뱅크(36)는 제1 영역(28)에 적층되고, 제1 영역(28)으로부터 비어져 나와 화소 전극(24)의 주연부에 적층된다. 절연층(34)은 복수의 제2 뱅크(38)를 갖는다. 제2 뱅크(38)는 제2 영역(30)에 적층되고, 제2 영역(30)으로부터 비어져 나와 화소 전극(24)의 주연부에 적층된다. 제2 뱅크(38)는 제2 영역(30)을 따라서 이웃끼리의 제1 뱅크(36)에 접속한다. 복수의 제1 뱅크(36) 및 복수의 제2 뱅크(38)는 격자 형상으로 되어 있다.
도 4와 도 5를 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 제2 뱅크(38)는 제1 뱅크(36)보다도 높이가 낮다. 이와 같은 높이가 상이한 제1 뱅크(36) 및 제2 뱅크(38)는 하프톤 마스크를 사용한 노광을 포함하는 포토리소그래피에 의해 형성할 수 있다. 절연층(34)은 복수의 화소 전극(24)을 서로 이격하는 격자 형상 영역(26)(도 2 참조)에 배치되며, 화소 전극(24)의 주연부에 적층되어, 화소 전극(24)의 일부(예를 들어 중앙부)를 개구시킨다. 또한, 절연층(34)(복수의 제1 뱅크(36))은 복수의 제1 검출 전극(32)을 덮는다.
화소 전극(24) 위에 발광층(40)이 형성되어 있다. 발광층(40)은 화소 전극(24)마다 따로따로(분리되어) 형성되며, 각 화소에 대응하여 청, 적, 녹으로 발광층(40)이 발광하게 된다. 발광층(40)은 제1 검출 전극(32)과의 중첩을 적어도 부분적으로(또는 표시 영역에서는 완전히) 피하고 있다.
화소 전극(24) 위에서, 발광층(40)에 공통 전극(42)이 적층된다. 복수의 공통 전극(42)의 각각은, 도 5에 도시한 바와 같이, 복수의 제2 뱅크(38)에 적층되어 제1 방향 D1로 연속된다. 즉, 제1 방향 D1로 인접하는 발광층(40) 위에서는, 공통 전극(42)이 연속된다. 이에 반해, 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 방향 D2로 인접하는 발광층(40) 위에 있는 인접하는 공통 전극(42)의 사이에는, 절연층(34)(제1 뱅크(36))이 있다. 제2 방향 D2로 인접하는 공통 전극(42)은 적어도 표시 영역에서는 전체적으로 분리되어 있다. 이 형상에 의해, 공통 전극(42)은 제1 검출 전극(32)과의 중첩을 피하게 된다.
예를 들어, 도전막을 절연층(34)의 전체를 덮도록 형성하고, 발광층(40) 및 제2 뱅크(38)보다도 높은 위치에 있는 제1 뱅크(36) 위에서, 도전막을 기계적 연마 또는 기계적 화학적 연마하여 제거하고, 발광층(40) 위에는 도전막을 남김으로써, 복수의 공통 전극(42)을 형성할 수 있다.
발광층(40) 및 발광층(40)을 사이에 두는 화소 전극(24) 및 공통 전극(42)을 포함하는 발광 소자층(43)이 구성된다. 발광층(40)은 화소 전극(24) 및 공통 전극(42) 사이에 끼워져, 양자간을 흐르는 전류에 의해 휘도가 제어되어 발광한다. 발광층(40)과 화소 전극(24) 사이에는, 도시하지 않은 정공 수송층 및 정공 주입층 중 적어도 1층을 형성해도 된다. 발광층(40)과 공통 전극(42) 사이에는, 도시하지 않은 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 1층을 형성해도 된다.
발광 소자층(43)은 공통 전극(42)에 적층하는 밀봉층(46)에 의해 덮임으로써 밀봉되어 수분으로부터 차단된다. 밀봉층(46)은 SiN 등의 무기막을 포함하고, 한 쌍의 무기층의 사이에 수지 등의 유기막을 끼우는 구조이어도 된다. 밀봉층(46)은 복수의 공통 전극(42)을 덮는다.
밀봉층(46) 위에는, 복수의 제2 검출 전극(44)이 배치되어 있다. 제2 검출 전극(44)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 제2 영역(30)을 따라서 제2 방향 D2로 연장된다. 예를 들어, 복수의 제2 영역(30)의 바로 위에, 각각, 복수의 제2 검출 전극(44)이 배치된다. 제2 검출 전극(44)은 제2 영역(30)으로부터 비어져 나와, 제2 뱅크(38) 또는 화소 전극(24)의 주연부와 중첩되어도 된다. 제2 검출 전극(44)은 산화인듐주석 등의 투명 도전막으로 형성해도 되고, 금속으로 형성해도 된다. 제2 검출 전극(44)의 주연을 지그재그로 형성하면, 제2 검출 전극(44)이 시인되기 어려워져, 화상 표시의 방해로 되지 않게 된다.
복수의 제1 검출 전극(32) 및 복수의 제2 검출 전극(44)은 손가락 등의 도전체의 접근에 의한 터치를 검출하기 위한 것이며, 예를 들어 상호 용량 방식의 원리가 채용된다. 구체적으로는, 복수의 제1 검출 전극(32)의 각각에 펄스를 인가하여, 전계를 발생시킨다. 제1 검출 전극(32) 위에는 절연층(34) 및 밀봉층(46)이 있고, 이들을 유전체로 하여 제1 검출 전극(32)과 제2 검출 전극(44) 사이에 정전 용량이 형성된다. 제1 검출 전극(32)과 제2 검출 전극(44) 사이에 형성되는 정전 용량의 변화를 검지함으로써, 터치의 유무를 검출할 수 있다.
복수의 제2 검출 전극(44) 위에는 제2 기판(47)이 있다. 제2 기판(47)은 예를 들어 수지를 포함하는 필름이다. 복수의 제2 검출 전극(44)에 제2 기판(47)을 접착해도 된다. 또는, 복수의 제2 검출 전극(44)을 구비하는 제2 기판(47)을 준비하고, 이것을 밀봉층(46)에 접착해도 된다.
본 실시 형태에 따르면, 복수의 제1 검출 전극(32) 및 복수의 화소 전극(24)은 동일층에 배치할 수 있으므로 박형화가 가능하고, 동시에 형성하면 저비용화를 도모할 수 있고, 발광층(40)에 영향을 주지 않도록 먼저 형성하는 것도 가능하다. 또한, 제1 검출 전극(32)은 이웃끼리의 화소 전극(24)의 사이에 있어 발광 영역과 겹치지 않기 때문에, 광학 특성도 우수하다.
[제2 실시 형태]
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 표시 장치를 도시하는 단면도이다. 본 실시 형태에서는, 밀봉층(246)과 복수의 제2 검출 전극(244) 사이에, 외광의 반사를 저감하기 위한 원편광판(248)이 배치되어 있다. 이 구조는, 복수의 제2 검출 전극(244)이 형성된 원편광판(248)을 준비하고, 이것을 밀봉층(246)에 접합함으로써 얻어진다. 그 밖의 내용은 상술한 제1 실시 형태에서 설명한 내용이 해당된다.
[제3 실시 형태]
도 7은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 표시 장치를 도시하는 단면도이다. 본 실시 형태에서는, 보호층(350)이 복수의 공통 전극(342)의 각각을 덮고 있다. 보호층(350)은 광투과성을 갖고, 수지로 형성할 수 있고, 형성 시에 표면 장력으로 표면을 만곡시킴으로써 렌즈를 구성해도 된다. 보호층(350)은 공통 전극(342)의 전체를 덮고 있다. 제조 프로세스에서는, 공통 전극(342)으로 패터닝하기 위한 도전막 위에, 공통 전극(342)의 형상으로 보호층(350)을 형성하고, 보호층(350)을 에칭 마스크로 하여 도전막을 에칭하여 공통 전극(342)을 형성한다. 따라서, 보호층(350)의 주연은, 복수의 공통 전극(342)의 각각의 주연과 일치한다. 또한, 보호층(350)의 형성에는 잉크젯 방식을 적용할 수 있다. 그 밖의 내용은, 상술한 제1 실시 형태에서 설명한 내용이 해당된다.
[제4 실시 형태]
도 8은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 표시 장치를 도시하는 단면도이다. 본 실시 형태에서는, 도전층(452)이 복수의 제1 뱅크(436)의 각각의 위에 적층되어 있고, 제1 검출 전극(432)을 덮도록 되어 있다. 단, 도전층(452)은 이웃끼리의 공통 전극(442)으로부터 분리되어, 전기적으로 고립되어 있으므로(배선이나 전극에 접속되지 않으므로), 제1 검출 전극(432)으로부터의 전계를 차폐하지 않는다.
본 실시 형태에서는, 제1 뱅크(436)의 측면이 급격하게 상승되도록 되어 있다. 예를 들어, 측면의 경사 각도 α는, 적어도 80° 이상(예를 들어 90°)인 것이 바람직하고, 90°를 초과해도 된다. 이 형상이기 때문에, 공통 전극(442)으로 패터닝하기 위한 도전막을 전체면에 형성하였을 때에, 이 도전막은, 제1 뱅크(436)의 측면에 부착되지 않고 단 끊김된다. 이에 의해, 제1 뱅크(436) 위에 도전층(452)을 고립시켜 남길 수 있다. 그 밖의 내용은, 상술한 제1 실시 형태에서 설명한 내용이 해당된다.
또한, 표시 장치는, 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치에 한정되지 않고, 양자 도트 발광 소자(QLED : Quantum-Dot Light Emitting Diode)와 같은 발광 소자를 각 화소에 구비한 표시 장치이어도 된다.
본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 실시 형태에서 설명한 구성은, 실질적으로 동일한 구성, 동일한 작용 효과를 발휘하는 구성 또는 동일한 목적을 달성할 수 있는 구성으로 치환할 수 있다.
10 : 제1 기판
12 : 집적 회로 칩
14 : 반도체층
16 : 소스 전극
18 : 드레인 전극
20 : 게이트 전극
22 : 박막 트랜지스터
24 : 화소 전극
26 : 격자 형상 영역
28 : 제1 영역
30 : 제2 영역
32 : 제1 검출 전극
34 : 절연층
36 : 제1 뱅크
38 : 제2 뱅크
40 : 발광층
42 : 공통 전극
43 : 발광 소자층
44 : 제2 검출 전극
46 : 밀봉층
47 : 제2 기판
244 : 제2 검출 전극
246 : 밀봉층
248 : 원편광판
342 : 공통 전극
350 : 보호층
432 : 제1 검출 전극
436 : 제1 뱅크
442 : 공통 전극
452 : 도전층

Claims (7)

  1. 복수의 화소 전극과,
    인접하는 상기 화소 전극의 간격에 의해 형성된 격자 형상 영역과,
    상기 격자 형상 영역에 포함되는 스트라이프 형상이며 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 영역에 각각 배열되어 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 검출 전극과,
    상기 격자 형상 영역에 배치되어 상기 복수의 제1 검출 전극을 덮고 상기 복수의 화소 전극의 주연부에 적층되는 절연층과,
    상기 복수의 화소 전극에 적층되는 발광층과,
    상기 복수의 제1 검출 전극과의 중첩을 피하여 상기 복수의 화소 전극의 상방에서 상기 발광층에 각각 적층되는 복수의 공통 전극과,
    상기 복수의 공통 전극을 덮는 밀봉층과,
    상기 격자 형상 영역에 포함되는 스트라이프 형상이며 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 영역을 따라서 상기 밀봉층 위에 각각 배열되어 상기 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 검출 전극을 갖고,
    상기 절연층은, 상기 복수의 제1 영역을 따라서 각각 상기 제1 방향으로 연속적으로 연장되는 복수의 제1 뱅크와, 상기 복수의 제2 영역을 따라서 각각 이웃끼리의 상기 제1 뱅크에 접속하는 복수의 제2 뱅크
    를 갖고,
    상기 복수의 공통 전극의 각각은, 상기 복수의 제2 뱅크에 적층되어 상기 제1 방향으로 연속되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제2 뱅크는, 상기 복수의 제1 뱅크보다도 높이가 낮은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 화소 전극과, 상기 복수의 제1 검출 전극은, 동일층 위에 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 공통 전극의 각각을 덮는 보호층을 더 갖고,
    상기 보호층의 주연은, 상기 복수의 공통 전극의 각각의 주연과 일치하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 뱅크의 각각의 위에 적층되며, 이웃끼리의 상기 공통 전극으로부터 분리되어, 전기적으로 고립되는 도전층을 더 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀봉층과 상기 복수의 제2 검출 전극 사이에 원편광판을 더 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광층은, 상기 복수의 제1 검출 전극과의 중첩을 피하고 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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