TW201732536A - 顯示裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於，於搭載有觸控感測器之顯示裝置中，因薄型化之推進而使顯示裝置與觸控電極之間之寄生電容增大，故而由圖像信號所致之雜訊對觸控檢測信號之影響變大，使觸控檢測性能降低。 本發明之顯示裝置具有：顯示區域，其以矩陣狀配置具有發光元件及電晶體之複數個像素；及觸控感測器，其設置於上述顯示區域上；且上述觸控感測器具有複數個第1電極及複數個第2電極，上述複數個第1電極具有環狀形狀之電極相連之形狀。

Description

顯示裝置

本發明係關於一種顯示裝置。特別是關於一種於形成有有機EL(electroluminescence，電致發光)元件之顯示區域上搭載有觸控感測器之顯示裝置。

移動機器用之顯示裝置要求薄型化、輕量化，就該觀點比較液晶顯示裝置與有機EL顯示裝置，則於無需背光源之方面而言認為有機EL顯示裝置較為有利。又，近年推進於柔性基板上形成像素驅動電路及有機EL元件之技術之開發，與先前之使用玻璃基板者相比，可實現更薄、更輕之顯示器。於此種潮流下，對於除顯示器件以外之構件，例如觸控感測器、偏光板等亦期望薄型化，特別是當將觸控感測器作為獨立構件貼附安裝於顯示裝置上時，厚度增大，故而尋求向顯示裝置之內置化。 關於使觸控感測器內置於有機EL顯示裝置之方式，例如揭示於專利文獻1中。於該發明中表示如下情況，即，使形成有機EL元件之電極之一者為帶狀，且作為觸控感測器之電極來使用。另一方面，於專利文獻2中，揭示有於觸控感測器與顯示裝置之間設置有低介電常數層之構成。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利第5778961號公報 [專利文獻2]日本專利特開2014－56566號公報

[發明所欲解決之問題] 因使觸控感測器內置於有機EL顯示裝置而產生新問題。作為其中之一問題係藉由觸控感測器之電極與有機EL元件之間之距離接近，而使由向驅動有機EL元件之像素驅動電路之信號輸入及電路動作所致之雜訊變大。因此觸控感測器之S/N(Signal-to-noise，信號雜訊)比降低，感測性能惡化。有機EL層為包含複數層之積層構造，但一般於最上層均勻地形成有陰極或陽極導電膜，於與該導電膜之間作用之寄生電容增大。 寄生電容增大會帶來時間常數之增加、及檢測信號位準之降低，故而由於檢測時間增長、S/N比降低而感測性能惡化。雖如專利文獻2般亦考慮藉由介隔低介電常數層而削減寄生電容之構成，但於薄型化留有問題，並且需追加構件。 本發明係鑒於上述問題，創作藉由改良觸控感測器之電極構造而較佳地削減寄生電容之構成，提供具有該構成之顯示裝置。 [解決問題之技術手段] 本發明之顯示裝置之特徵在於具有：顯示區域，其以矩陣狀配置有具有發光元件及電晶體之複數個像素；及觸控感測器，其設置於上述顯示區域上；且上述觸控感測器具有複數個第1電極及複數個第2電極，上述複數個第1電極具有環狀形狀之電極相連之形狀。 [發明之效果] 藉由上述方法，可降低觸控感測器電極之寄生電容而提高感測性能。

以下，關於本發明之各實施形態，一面參照圖式一面進行說明。圖式為了使說明更加明確，與實際態樣相比，存在模式性地表示各部分之寬度、厚度、形狀等之情形，但僅為一例，並不限定本發明之解釋。又，於本說明書及各圖中，有時對與已述之圖中所述者相同之要素賦予相同符號並適當省略詳細說明。 又，於本發明中，當表現於某構造體「上」配置其他構造體之態樣時，於僅記為「上」之情形時，若無特別限定則包括以下兩種情形：以與某構造體相接之方式於正上方配置其他構造體；及於某構造體之上方進而隔著另一構造體而配置其他構造體。 圖1為本發明之顯示裝置之構成例。顯示裝置100於基板101上分別形成有顯示區域102及掃描線驅動電路103、104，且連接有驅動器IC(integrated circuit，積體電路)105、顯示用FPC(柔性印刷基板)106及觸控用FPC107。驅動器IC105於圖1中安裝於基板101上，但亦可安裝於顯示用FPC106上。又，以能以覆蓋顯示區域102之方式設置對向基板108。於顯示區域102分別配置有複數根列方向(圖1中水平方向)走向之掃描線、及行方向(圖1中垂直方向)走向之影像信號線。於掃描線與影像信號線之交點配置有副像素109a。副像素109a具有分別發不同顏色光之發光元件，藉由聚集複數個形成一像素109(圖1中以虛線框表示)而進行全彩顯示。於該例中，掃描線110於每1列像素配置有3根(g1、g2、g3)，影像信號線120於每1行像素配置有3根(R、G、B)。又，雖未圖示，但於顯示區域102內亦存在用以對發光元件供給固定電壓之電源線等配線。於各副像素109a配置有像素電路，該像素電路以與自驅動器IC105經由影像信號線120供給之信號對應之亮度發光的方式，進行發光元件之亮度控制。 顯示裝置100除顯示功能以外亦具備觸控感測器。於圖1中，為了特別進行關於顯示功能之說明而省略觸控感測器，但如圖2(A)所示，觸控感測器配置於發光元件之上層，即較發光元件更靠顯示面側。觸控感測器包含例如2種電極，一種為列方向走向之驅動電極201，另一種為行方向走向之檢測電極202。 圖2(B)表示圖2(A)中之虛線框210之放大圖。於圖2(B)中，X方向相當於列方向，Y方向相當於行方向。由於驅動電極201及檢測電極202係設置於顯示裝置100之顯示區域上，故而藉由ITO(銦錫氧化物)、IZO(銦鋅氧化物)等之透明導電膜形成。作為形成透明導電膜之其他材料，有Ag奈米線等。Ag奈米線係能夠利用使微細之纖維狀之Ag分散於溶劑中而成的材料塗佈形成者。進而，一方電極間由於成為越過另一方之構成，因此使用橋接配線203等連接。於圖2(B)中，成為矩形狀之電極形狀，但驅動電極及檢測電極之形狀未限定於此。該觸控感測器係藉由觸控特定位置而於該位置之驅動電極與檢測電極之間的電容變化，且藉由檢測該電容變化而檢測出被觸控之位置。各個電極藉由觸控用FPC107而與觸控驅動電路及檢測電路連接。 圖2(B)所示之觸控感測器係相互電容方式之觸控感測器。觸控驅動電路對驅動電極輸入驅動信號。驅動信號為脈衝狀信號，具有上升、下降，藉由該上升、下降而利用與驅動電極之耦合使檢測電極之電位變動。檢測電極之電位之變動藉由檢測電路放大、檢測而判斷有無觸控。 圖3表示搭載有觸控感測器之顯示裝置之剖面構造之示例。於圖3中，自下而上配置有基板101、TFT(thin film transistor，薄膜電晶體)陣列301、發光元件層302、密封層303、觸控感測器304、圓偏光板305、覆蓋玻璃306。再者，未記載貼合形成時所需之接著層。覆蓋玻璃306不僅於顯示區域延伸，亦於安裝驅動器IC105及顯示用FPC106之區域之上延伸。 於該構造中，於TFT陣列301、發光元件層302之上隔著密封層303配置有觸控感測器304。於使形成觸控感測器304之基板薄型化之情形、或於密封層303上直接形成觸控感測器之驅動電極及檢測電極之情形時，觸控感測器304與包含於TFT陣列301及發光元件層302之電極非常接近地配置。其結果，兩者間形成電性較強之電容耦合。伴隨著顯示動作而對TFT陣列301輸入各種信號，使內部電路動作，但該等信號或電路動作時之電位變化成為雜訊，使觸控感測器304之S/N比降低。進而，藉由該寄生電容而增加驅動電極及檢測電極之時間常數，故而觸控檢測動作本身亦需要時間。 觸控感測器之檢測信號係檢測當對1個驅動電極施加驅動信號時藉由電容耦合而於電極產生之電位變化所得者。觸控感測器之檢測信號之變化量ΔVsense由下式表示，其中對於檢測電極之寄生電容設為Cp，驅動電極與檢測電極之耦合電容設為Cxy，與檢測電極交叉之驅動電極之個數設為n個，施加於驅動電極之驅動信號之振幅設為Vin。 [數1]寄生電容Cp位於該式之分母，故而寄生電容增大則檢測信號降低。 為了較佳地削減檢測電極之寄生電容，本發明中創作檢測電極之新穎構造。圖4表示本發明之構成之一例。圖4(A)與圖2(B)所示者相同，表示觸控感測器電極之平面構成。圖4(B)表示圖4(A)之Z-Z’間之剖面構造。 於圖4(B)中，基板101、TFT陣列301、發光元件層302、密封層303與圖3所示者相同，更加詳細地表示觸控感測器304之構造。檢測電極401、402及驅動配線404配置於相同層，檢測電極401與402之間藉由超越驅動配線404之橋接配線403連接。 如圖4(A)所示，檢測電極401、402之形狀形成環狀形狀。具體而言，形成如下環狀形狀，即，電極之外周形狀不變，且使內部區域為中空。如先前所示，與內部區域為實心之檢測電極相比，電極面積縮小，故而可減少與下層之發光元件層302等之間之寄生電容Cp。 此處，敍述檢測電極401、402之形狀。以削減寄生電容為目的縮小檢測電極之面積時，即使僅縮小形狀其效果亦相同。然而，對於觸控檢測動作中重要之驅動電極與檢測電極之耦合電容Cxy，於兩者最接近之區域，即於電極周緣部貢獻較大。因此，藉由使檢測電極之內部區域為中空縮小面積，不削減耦合電容Cxy即可較佳地削減寄生電容Cp。 圖5表示使檢測電極為環狀形狀之情形及為先前形狀之情形時之寄生電容Cp及耦合電容Cxy之變化。於圖4(A)中，將使檢測電極為環狀形狀之情形時之環之寬度設為a，將檢測電極之總寬設為b，且將作為兩者之比a/b者取於橫軸。於無中空部分之先前形狀之情形時，a/b＝1/2為最大。又，將使檢測電極為環狀形狀之情形與為先前形狀之情形時之耦合電容之比(Chollow/Csolid)取於縱軸。於兩者之耦合電容相等之情形時，(Chollow/Csolid)＝1為最大。 若使檢測電極之總寬b為固定且增大環之寬度a，則隨著檢測電極之面積變大而寄生電容Cp增大。另一方面，耦合電容之比於環之寬度a成為某程度之值時，相對於先前形狀大致達到1：1。即，將此時環之寬度a1設為最小值，以具有此以上之值之方式決定檢測電極之形狀，藉此可於維持耦合電容Cxy之情況下較佳地減少寄生電容Cp，從而可增大檢測信號之振幅。 作為一例，於在圖4(A)所示之觸控感測器上設置有相對介電常數5.7、板厚700 μm之覆蓋玻璃之系統中，根據設為檢測電極之總寬b＝3 mm時之計算結果，可獲得a1＝800 μm。即，藉由設為於3 mm□之檢測電極內部設置有1.4 mm□之孔之環狀構造而可實現如下構成，即，使與驅動電極之耦合電容與先前相同，並且較佳地降低寄生電容。 再者，於本構造中，除降低寄生電容以外，亦兼具減輕來自驅動發光元件層302之TFT陣列301之雜訊之效果。由TFT陣列301之驅動信號所致之雜訊經由發光元件層302傳遞至檢測電極401、402，但藉由減小電極面積，可降低電容耦合而減輕雜訊。 此處，說明圖4所示之觸控感測器之形成方法。於此處，省略TFT陣列301、發光元件層302及密封層303之形成步驟。 於密封膜表面形成檢測電極401、402及驅動電極404。此處，藉由濺鍍使ITO、IZO等透明導電材料成膜後，藉由光微影製程形成。形成於發光元件層302上之密封層303具有充分之覆蓋性及密接性，故而即使於形成發光元件層302後亦可應用上述製程。代替先前之透明導電材料，亦可印刷形成含有銀奈米線之材料而形成檢測電極401、402及驅動電極404。其次，形成絕緣膜後，形成到達至檢測電極401、402之接觸孔而形成橋接電極403。橋接電極403因面積較小，難以視認，故而優先低電阻化，使鋁、銀、銅等金屬成膜後，藉由光微影製程形成。其後，若需要則進而可藉由絕緣膜形成或膜貼附等保護電極圖案。藉由以上步驟，可於顯示區域上形成觸控感測器。 作為本發明之另一示例，可為如圖6、圖7之構造。圖6形成如下形狀，即，於環狀檢測電極601之一部分設置缺口，驅動電極602具有突出部610，該突出部610經由該缺口進入環之內側。可減小檢測電極601之寄生電容，並且可於突出部610與檢測電極601之間進而增加耦合電容。圖7表示除檢測電極701以外，亦使驅動電極702為環狀形狀之示例。驅動電極被以低阻抗驅動，故而並未如檢測電極般受外部電場變動之影響，但於由透明導電材料形成之情形時，與金屬相比，電阻較高，故而於面內之中心區域，即自將驅動電極驅動之電路較遠之區域，易受來自TFT陣列等之雜訊之影響。藉由使驅動電極702為環狀形狀，可減輕雜訊之影響，於面內整個區域內可進行穩定之觸控檢測。 圖8表示與上述不同之構成例。於設為環狀之檢測電極801之對角線上設置有肋802者，與環狀檢測電極相比可降低時間常數。 如上所述，使檢測電極或驅動電極為環狀形狀，藉此可期待於電性上顯著提高功能，但另一方面，由於分為設置有驅動電極之區域及未設置驅動電極之區域，故而於兩者之間產生折射率之差，存在視認到檢測電極之環狀形狀之情形。因此，如圖9所示，於具有環狀形狀之檢測電極901之內側，以與檢測電極901同層之材料形成內部電極902。藉由設置內部電極902可使面內之折射率均勻，故而可降低檢測電極之視認性。 內部電極902與檢測電極901及驅動電極903均絕緣，雖為浮動狀態，但當內部電極902與檢測電極901之距離較短時，有於檢測電極901與發光元件層302之間經由內部電極902而產生寄生電容之情況。 若將環狀形狀之檢測電極901與驅動電極903之間之距離設為gap1，且將環狀形狀之檢測電極901與內部電極902之間之距離設為gap2，則gap1影響檢測電極與驅動電極之間之耦合電容，故而gap1較窄較佳。又，若考慮環狀形狀之檢測電極之視認性，則gap2較窄較佳。然而，若使gap2變窄，則於環狀形狀之檢測電極901與發光元件層302之間，經由內部電極902增加寄生電容。故而，gap2較佳為寬於gap1。 圖10與圖8相同，表示亦將設置於檢測電極之環狀形狀及內部電極用於驅動電極側之例。於環狀檢測電極1001之內側形成內部電極1002，於環狀驅動電極1003之內側形成內部電極1004。 將環狀驅動電極1002與內部電極1004之間之距離設為gap3。驅動電極1002與檢測電極1001相比，來自TFT陣列301或發光元件層302之雜訊之影響較小，故而gap3亦可小於gap2。該等之關係例如為gap1＜gap3≦gap2等即可。 於本發明之思想範疇內，本領域技術人員可想到各種變更例及修正例，且當明白該等變更例及修正例亦屬於本發明之範圍。例如，本領域技術人員對上述各實施形態進行之構成要素之增加、刪除或設計變更而獲得者，或進行步驟增加、省略或條件變更而獲得者，只要具備本發明之主旨，則亦包含於本發明之範圍。

100‧‧‧顯示裝置
101‧‧‧基板
102‧‧‧顯示區域
103、104 ‧‧‧掃描線驅動電路
105‧‧‧驅動器IC
106‧‧‧顯示用FPC
107‧‧‧觸控用FPC
108‧‧‧對向基板
109‧‧‧像素
109a‧‧‧副像素
110‧‧‧掃描線
120‧‧‧影像信號線
201‧‧‧驅動電極
202‧‧‧檢測電極
203‧‧‧橋接配線
301‧‧‧TFT陣列
302‧‧‧發光元件層
303‧‧‧密封層
304‧‧‧觸控感測器
305‧‧‧圓偏光板
306‧‧‧覆蓋玻璃
401、402 ‧‧‧檢測電極
403‧‧‧橋接配線
404‧‧‧驅動電極
601‧‧‧檢測電極
602‧‧‧驅動電極
610‧‧‧突出部
701‧‧‧檢測電極
702‧‧‧驅動電極
801‧‧‧檢測電極
802‧‧‧肋
901‧‧‧檢測電極
902‧‧‧肋
903‧‧‧驅動電極
1001‧‧‧檢測電極
1002‧‧‧肋
1003‧‧‧驅動電極
1004‧‧‧肋
g1、g2、g3‧‧‧掃描線
R、G、B‧‧‧影像信號線

圖1為本發明之顯示裝置之概略圖。 圖2(A)、(B)為內置於顯示裝置之觸控電極之概略圖。 圖3為表示顯示裝置之剖面構造之圖。 圖4(A)、(B)為表示本發明之觸控感測器之電極形狀之一形態之圖。 圖5為表示檢測電極之形狀與靜電電容之關係之圖。 圖6為表示本發明之觸控感測器之電極形狀之一形態之圖。 圖7為表示本發明之觸控感測器之電極形狀之一形態之圖。 圖8為表示本發明之觸控感測器之電極形狀之一形態之圖。 圖9為表示本發明之觸控感測器之電極形狀之一形態之圖。 圖10為表示本發明之觸控感測器之電極形狀之一形態之圖。

101‧‧‧基板

301‧‧‧TFT陣列

302‧‧‧發光元件層

303‧‧‧密封層

304‧‧‧觸控感測器

401、402‧‧‧檢測電極

403‧‧‧橋接配線

404‧‧‧驅動電極

Claims (7)

1. 一種顯示裝置，其特徵在於具有： 顯示區域，其以矩陣狀配置具有發光元件及電晶體之複數個像素；及觸控感測器，其設置於上述顯示區域上；且 上述觸控感測器具有複數個第1電極及複數個第2電極， 上述複數個第1電極具有環狀形狀之電極相連之形狀。
2. 如請求項1之顯示裝置，其中上述複數個第2電極具有環狀形狀之電極相連之形狀。
3. 如請求項1之顯示裝置，其中於上述環狀形狀之電極內部進而具有內部電極。
4. 如請求項3之顯示裝置，其中上述環狀形狀之電極與上述內部電極形成於相同層。
5. 如請求項1之顯示裝置，其中上述環狀形狀之電極具有缺口部， 上述第2電極具有突出部， 上述突出部通過上述缺口部進入上述環狀形狀之電極之內側。
6. 如請求項1之顯示裝置，其中上述觸控感測器進而具有：觸控驅動電路，其對上述複數個第2電極輸入驅動信號；及檢測電路，其獲得上述複數個第1電極之電位之變動。
7. 如請求項1之顯示裝置，其進而具有覆蓋上述顯示區域之密封層，且 上述複數個第1電極及上述複數個第2電極形成於上述密封膜上。