JP2018036761A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチセンサが組み込まれる表示装置において、信頼性の低下を防止する。【解決手段】絶縁表面を有する基板と、絶縁表面上の複数の配線と、複数の配線を覆う層間絶縁層と、層間絶縁層上の発光素子と、発光素子を覆う第１無機絶縁層と、第１無機絶縁層上で第１方向に延びる第１検出電極と、第１検出電極を覆う第１無機絶縁層上の有機絶縁層と、有機絶縁層上で第１方向と交差する方向に延びる第２検出電極と、第２検出電極を覆う有機絶縁層上の第２無機絶縁層と、第１検出電極と複数の配線の一つとを電気的に接続する第１接続配線と、第２検出電極と複数の配線の他の一つとを電気的に接続する第２接続配線と、を有する。【選択図】図４

Description

本発明は表示装置に関する。本明細書で開示される発明の一実施形態は、表示装置に設けられるタッチセンサの配線構造に関する。

画面に表示されたアイコン等の画像を触れることで操作が行われる電子機器が普及している。このような電子機器に使用される表示パネルはタッチパネル（若しくはタッチスクリーン）とも呼ばれる。タッチパネルでは、静電容量式のタッチセンサが採用されている。静電容量式のタッチセンサには、Ｔｘ電極及びＲｘ電極とも呼ばれる一対のセンサ電極間の静電容量の変化を入力信号として検出しているものがある。

従来のタッチパネルは、タッチセンサパネルと表示パネルとを重ね合わせた構造を有する。しかし、２つのパネルを重ね合わせた構造は、表示装置の厚みが増加することが問題となる。例えば、フレキシブルディスプレイと呼ばれるような、湾曲させたり折り曲げたりする表示装置では、タッチセンサパネルと表示パネルとを重ね合わせた構造が柔軟性を阻害する要因となる。

そこで、タッチセンサの機能を表示パネル内に作り込んだ構造が開示されている。例えば、有機エレクトロルミネセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」ともいう。）を用いた表示パネルにおいて、封止膜として設けられる無機絶縁膜を挟んで第１検出電極と第２検出電極とを配置し、タッチセンサをパネル内に設けたインセル型と呼ばれる表示装置が開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１５−０５０２４５号公報

表示パネルにタッチセンサを組み入れようとすると、検出電極と接続する配線が必要となり、配線層の数が増加する。表示パネルは、封止層により表示素子を保護する必要があるため、検出電極と配線、または検出電極に接続する配線と端子電極とを接続するときに、封止層の封止性能を劣化させずに接続構造を設ける必要がある。

本発明の一実施形態に係る表示装置は、絶縁表面を有する基板と、絶縁表面上の複数の配線と、複数の配線を覆う層間絶縁層と、層間絶縁層上の発光素子と、発光素子を覆う第１無機絶縁層と、第１無機絶縁層上で第１方向に延びる第１検出電極と、第１検出電極を覆う第１無機絶縁層上の有機絶縁層と、有機絶縁層上で第１方向と交差する方向に延びる第２検出電極と、第２検出電極を覆う有機絶縁層上の第２無機絶縁層と、第１検出電極と複数の配線の一つとを電気的に接続する第１接続配線と、第２検出電極と複数の配線の他の一つと、を電気的に接続する第２接続配線と、を有する。

本発明の一実施形態による表示装置は、絶縁表面を有する基板上の複数の配線と、複数の配線を覆う層間絶縁層と、絶縁表面を有する基板上で、発光素子を含む複数の画素が配列する画素領域と、画素領域を覆う封止層と、画素領域上で、一方向に延びる第１検出電極と、一方向と交差する方向に延びる第２検出電極と、第１検出電極と複数の配線の一つとを電気的に接続する第１接続配線と、第２検出電極と複数の配線に含まれる配線の他の一つとを電気的に接続する第２接続配線と、を有する。封止層は、有機絶縁層と、有機絶縁層の下層側に設けられた第１無機絶縁層と、有機絶縁層の上層側に設けられた第２無機絶縁層と、を含み、第１検出電極及び第２検出電極は、一方が有機絶縁層の上層側に配置され、他方が有機絶縁層の下層側に配置され、両者で有機樹脂膜を挟んで配置されている。

本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の画素領域の構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の画素領域の構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示し、（Ａ）は接続部の断面図、（Ｂ）は端子電極の断面図を示す。

以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号（又は数字の後にａ、ｂなどを付した符号）を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。

本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。なお、以下の説明では、特に断りのない限り、断面視においては、基板の一主面に対して画素領域、タッチセンサが配置される側を「上方」に該当するとして説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る表示装置１００を示す斜視図である。表示装置１００は、絶縁表面を有する基板１０２の一主面に画素領域１０４、タッチセンサ１０８が配置されている。画素領域１０４は、複数の画素１０６が配置される。複数の画素１０６は、画素領域１０４において、例えば、行方向及び列方向に配列される。タッチセンサ１０８は、画素領域１０４に重ねて配置される。別言すれば、タッチセンサ１０８は、複数の画素１０６と重なるように配置される。タッチセンサ１０８は、複数の検出電極１０７がマトリクス状に配置され、それぞれが行方向あるいは列方向に接続される。なお、ここでは画素１０６およびタッチセンサ１０８は模式的に表現されており、その大小関係は図１記載の限りではない。

表示装置１００は、映像信号等が入力される第１端子領域１１２ａ、タッチセンサ１０８の信号が入出力される第２端子領域１１２ｂを有する。第１端子領域１１２ａ及び第２端子領域１１２ｂは、絶縁表面を有する基板１０２の一主面における一端部に配置される。第１端子領域１１２ａ及び第２端子領域１１２ｂは、絶縁表面を有する基板１０２の端部に沿って複数の端子電極が配列している。第１端子領域１１２ａ及び第２端子領域１１２ｂの複数の端子電極は、フレキシブルプリント配線基板１１４と接続される。駆動回路１１０は、映像信号を画素１０６に出力する。駆動回路１１０は、基板１０２の一主面、又はフレキシブルプリント配線基板１１４に付設される。

絶縁表面を有する基板１０２は、ガラス、プラスチック（ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリアクリレート等）等の部材で構成される。基板１０２の材質がプラスチックである場合、基板の薄板化により表示装置１００に可撓性を付与することが可能となる。すなわち、基板１０２としてプラスチック基板を用いることにより、フレキシブルディスプレイを提供することができる。

画素領域１０４及びタッチセンサ１０８の上には、偏光子を含む偏光板１１６が設けられていてもよい。例えば、偏光板１１６は、円偏光性を示す偏光子により構成される。偏光板１１６は、偏光子を含むフィルム基材により形成される。画素領域１０４に重ねて偏光板１１６を設けることにより、表示画面の映り込み（鏡面化）を防止することができる。

なお、図１では省略されているが、画素１０６は表示素子及び回路素子を含んで構成される。タッチセンサ１０８は静電容量式であることが好ましく、第１検出電極（Ｔｘ配線）と第２検出電極（Ｒｘ配線）により構成される。画素領域１０４とタッチセンサ１０８との間には層間絶縁層が設けられ、電気的に相互に短絡しないように配置される。

図２は、画素領域１０４と、その上に配置されるタッチセンサ１０８の構成を示す斜視図である。図２に示すように、画素領域１０４は、基板１０２上に回路素子が設けられる回路素子層１２２、表示素子が設けられる表示素子層１２４を含む。表示素子層１２４の上には、タッチセンサ用の検出電極を含む封止層１２６が設けられる。封止層１２６は、観察者側の主面を上としたとき画素領域の上側の面を覆うように設けられる。

回路素子層１２２は、層間絶縁層を含む。層間絶縁層は、異なる層に設けられる配線を絶縁する。層間絶縁層は、少なくとも一層の無機層間絶縁層と、少なくとも一層の有機層間絶縁層を含む。無機層間絶縁層は、酸化シリコン、窒化しりコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム等の無機絶縁材料によって形成される。有機層間絶縁層は、アクリル、ポリイミドなどの有機絶縁材料によって形成される。回路素子層１２２は、トランジスタ等の能動素子、キャパシタ、抵抗等の受動素子、これらの素子を繋ぐ配線を含み、これらが層間絶縁層に埋設するように設けられる。

表示素子層１２４は、表示素子として、発光素子又は電圧の印加により電気光学効果を発現する素子等が用いられる。発光素子として有機ＥＬ素子が用いられる場合、表示素子層１２４は、アノード及びカソードとして区別される電極、有機ＥＬ材料を含む有機層、平面視で隣接する有機ＥＬ素子間を分離する絶縁性の隔壁層を含んで構成される。有機ＥＬ素子は、回路素子層１２２のトランジスタと電気的に接続される。

封止層１２６は、複数の絶縁膜が積層された構造を有する。図２は、封止層１２６として、第１無機絶縁層１２８、有機絶縁層１３０及び第２無機絶縁層１３２が積層された構造を有する。封止層１２６は、異なる素材を組み合わせた積層構造により、封止性能を高めている。例えば、第１無機絶縁層１２８に欠陥が含まれても、有機絶縁層１３０がその欠陥部分を埋め込み、さらに第２無機絶縁層１３２を設けることで当該欠陥による封止性能の劣化を補うことのできる構造を有している。このとき第２無機絶縁層１３２は画素領域１０４の全面と、画素領域１０４の外側の領域の少なくとも一部を覆うように設けられてもよく、第１無機絶縁層１２８と第２無機絶縁層１３２は第２無機絶縁層１３２のさらに外側の領域を覆うように形成されてもよい。また第１無機絶縁層１２８と第２無機絶縁層１３２の外周端部は必ずしも一致して無くてもよい。

封止層１２６は、タッチセンサ１０８を構成する第１検出電極１３４及び第２検出電極１４０の少なくとも一方又は双方を内包する。第１検出電極１３４は第１方向に延伸するように配置され、第２検出電極１４０は第１方向と交差する第２方向に延伸するように配置される。第１方向は任意の方向とすることができるが、例えば、画素の配列に対応して列方向に沿った方向とすることができる。この場合第２方向としては、画素の行方向の配列に沿った方向とすることができる。第１検出電極１３４と第２検出電極１４０は、それぞれ複数配置される。本実施形態では、複数の第１検出電極１３４による一群を第１検出電極パターンとも呼び、複数の第２検出電極１４０による一群を第２検出電極パターンとも呼ぶ。なお、図２では、第１検出電極１３４及び第２検出電極１４０の一部が示されているにすぎず、これらの検出電極は、画素領域１０４の略全体に亘って、複数並んで配置される。

このような第１検出電極１３４と第２検出電極１４０とは、少なくとも封止層１２６を構成する有機絶縁層１３０を挟んで配置される。第１検出電極１３４と第２検出電極１４０とは、有機絶縁層１３０により絶縁されている。すなわち、有機絶縁層１３０の一方の面側に第１検出電極１３４が配置され、一方の面に対向する他方の面側に第２検出電極１４０が配置される。第１検出電極１３４と第２検出電極１４０とは、有機絶縁層１３０を挟んで配置されることにより絶縁され、両検出電極の間に静電容量が発生する。タッチセンサ１０８は、第１検出電極１３４と第２検出電極１４０との間に生ずる静電容量の変化を検知することで、タッチの有無を判別する。

図３は、表示装置１００の平面図を示す。図３は、第１検出電極１３４及び第２検出電極１４０の配置を模式的に示す。図３は、説明の便宜上、紙面に対して上下方向をＹ方向、左右方向をＸ方向として示す。

図３において、複数の第１検出電極１３４はＹ方向に延伸し、複数の第２検出電極１４０がＸ方向に延伸している。ここで、複数の第１検出電極１３４の一群を第１検出電極パターン１３８とし、複数の第２検出電極１４０の一群を第２検出電極パターン１４４とする。

なお、第１検出電極１３４及び第２検出電極１４０の形状は任意である。第１検出電極１３４及び第２検出電極１４０は、長方形（ストライプ）型であってもよいし、図３に示されるように菱（ダイヤモンド）型の電極を連接した形状を有していてもよい。このような長方形（ストライプ）型ないし菱（ダイヤモンド）型を連続して配置した形状の検出電極を採用することにより、タッチセンサ１０８の検出感度の向上が図られる。

第１検出電極パターン１３８及び第２検出電極パターン１４４は画素領域１０４と重なる領域に配置される。別言すれば、第１検出電極と第２検出電極は、少なくとも画素１０６の一部（画素に設けられた発光素子の一部分）と重なるように配置される。このように配置されることで、画素領域１０４にアイコン等の画像を表示させつつ、タッチセンサ１０８によりタッチの有無をセンシングすることができる。

第１検出電極１３４は、画素領域１０４の外側に設けられる第１接続配線１３６と電気的に接続される。第１接続配線１３６は、第２端子領域１１２ｂの端子電極に対応して設けられた配線１１９と電気的に接続される。第１接続配線１３６は、基板１０２の端子領域１１２が設けられる端部に向けて延び、さらに屈曲して接続部１１５に延びている。配線１１９は、第２端子領域１１２ｂに配列する端子電極１１３のそれぞれに対応して複数本配設される。複数の配線１１９は、第１接続配線１３６との接続部から、第２端子領域１１２ｂに向けて延びている。すなわち、第１接続配線１３６と配線１１９により、第１検出電極１３４と第２端子領域１１２ｂの端子電極とは電気的に接続される。

第２検出電極１４０は、画素領域１０４の外側に設けられる第２接続配線１４２と電気的に接続される。第２接続配線１４２は、画素領域１０４から基板１０２の一側辺に向かって延び、さらに屈曲して、当該一側辺に沿って第２端子領域１１２ｂに延びている。そして、第２接続配線１４２は、第２端子領域１１２ｂの端子電極に対応して設けられ、第２接続配線１４２との接続部から第２端子領域１１２ｂに向けて延びている複数の配線１１９と電気的に接続される。すなわち、第２接続配線１４２と配線１１９により、第２検出電極１４０と第２端子領域１１２ｂの端子電極とは電気的に接続される。第２接続配線１４２は、基板１０２において、駆動回路１１０ｂが配置される領域と重なる領域に配設されてもよい。第２接続配線１４２と駆動回路１１０ｂを重畳して配置することで、表示パネルの狭額縁化が図られる。

なお、第２端子領域１１２ｂの端子電極１１３は、基板１０２の端部に沿って複数個配列する。各端子電極１１３に対応して配線１１９が設けられる。配線１１９は、端子電極１１３から基板１０２の内側領域へ延びている。第１接続配線１３６及び第２接続配線１４２に対して、第２端子領域１１２ｂの端子電極１１３と接続する配線１１９は少なくとも一層の層間絶縁層を挟んで下層側に配置される。第１接続配線１３６及び第２接続配線１４２と配線１１９とは、接続部１１５において接続される。接続部１１５では、接続部１１５において、絶縁層に設けられたコンタクトホール１８６によって、第１接続配線１３６及び第２接続配線１４２と、下層側の配線１１９とが電気的に接続される。

基板１０２には、画素領域１０４を囲む開口領域１２０が設けられている。別言すれば、基板１０２上の層間絶縁層は、少なくとも一層の無機層間絶縁層及び有機層間絶縁層を含み、無機層間絶縁層と有機層間絶縁層が積層される積層領域と、有機層間絶縁層が除去され無機層間絶縁層が残存する開口領域とを有する。開口領域１２０の詳細は、後述される画素領域１０４の断面構造によって説明される。第１接続配線１３６及び第２接続配線１４２は、画素領域１０４から、この開口領域１２０の上を通って基板１０２の周縁部に引き出されている。

第２端子領域１１２ｂは、フレキシブルプリント配線基板１１４を介してタッチセンサ制御部１０９と接続される。すなわち、第１検出電極１３４及び第２検出電極１４０により得られる検知信号は、第１接続配線１３６及び第２接続配線１４２、並びに配線１１９により第２端子領域１１２ｂに伝達され、フレキシブルプリント配線基板１１４を介してタッチセンサ制御部１０９に出力される。

図３は、第１接続配線１３６及び第２接続配線１４２と配線１１９との接続部が第２端子領域１１２ｂの近傍に配置される例を示す。一方、図４は、接続部１１５の他の形態を示す。第１接続配線１３６ａ〜１３６ｅは、基板１０２の端子領域１１２が設けられる端部に向けて延びている。複数の配線１１９の一部が、端子領域１１２が設けられる基板１０２の端部に沿って、第１接続配線１３６ａ〜１３６ｅまで延びている。そして、複数の配線１１９ａと第１接続配線１３６ａ〜１３６ｅの交差部においてコンタクトホール１８６ａ〜１８６ｅを介して接続されている。接続部１１５ａは、基板１０２の側辺に沿ってコンタクトホール１８６ａ〜１８６ｅが設けられている。第２接続配線１４２ａ〜１４２ｈは、基板１０２の一側端部に向けて延びている。複数の配線１１９の一部は、この一側端部に沿って第２接続配線１４２ａ〜１４２ｈまで延びている。そして、複数の配線１１９ｂと第２接続配線１４２ａ〜１４２ｈの交差部においてコンタクトホール１８６ｆ〜１８６ｍを介して接続されている。接続部１１５ｂは、基板１０２の一側端部に沿ってコンタクトホール１８６ｆ〜１８６ｍが設けられている。接続部１１５ａ、１１５ｂにおいて、層間絶縁層に設けられるコンタクトホール１８６ａ〜１８６ｍは、いずれも開口領域１２０の外側に配置されている。複数の配線１１９は、層間絶縁層に埋設される下層側の配線なので、第１接続配線１３６及び第２接続配線１４２と比べて微細化が可能である。そのため、第２端子領域１１２ｂまで引き回す配線領域の幅を狭くすることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る表示装置１００は、タッチセンサ１０８を構成する第１検出電極パターン１３８と第２検出電極パターン１４４とが、基板１０２上に設けられる。このような構成により、別部品として提供されるタッチセンサを外付けする必要がないので、表示装置１００の薄型化を図ることができる。図２で示すように、第１検出電極１３４と第２検出電極１４０とは、封止層１２６に埋設されるように、あるいは封止層１２６に接するように設けられる。この構成により、第１検出電極１３４と第２検出電極１４０との間で静電容量を形成するため誘電体層が、封止層１２６の一部で代替されるため、表示装置１００はより薄型化が図られる。

図５は、本発明の一実施形態に係る表示装置１００の断面構造を示す。図５は、画素領域１０４及び画素領域１０４の外側に位置する周辺領域１１８の断面構造を模式的に示す。この断面構造は、図３で示すＸ１−Ｘ２線に沿った構造に対応する。

図５で示すように、基板１０２上に画素領域１０４、周辺領域１１８が設けられる。周辺領域１１８は開口領域１２０及び駆動回路１１０ｂを含む。画素領域１０４は、トランジスタ１４６、有機ＥＬ素子１５０、第１容量素子１５２、第２容量素子１５４を含む。これらの素子の詳細を図６に示す。

図６で示すように、有機ＥＬ素子１５０はトランジスタ１４６と電気的に接続される。トランジスタ１４６はゲートに印加される映像信号によってソース・ドレイン間を流れる電流が制御され、この電流によって有機ＥＬ素子１５０の発光輝度が制御される。第１容量素子１５２はトランジスタ１４６のゲート電圧を保持し、第２容量素子１５４は有機ＥＬ素子１５０に流れる電流量を調整するために設けられる。なお、第２容量素子１５４は必須の構成ではなく省略可能である。

基板１０２の第１面には下地絶縁層１５６が設けられる。トランジスタ１４６は、下地絶縁層１５６上に設けられる。トランジスタ１４６は、半導体層１５８、ゲート絶縁層１６０、ゲート電極１６２が積層された構造を含む。半導体層１５８は、非晶質又は多結晶のシリコン、若しくは酸化物半導体等で形成される。ソース・ドレイン配線１６４は、第１絶縁層１６６を介して、ゲート電極１６２の上層に設けられる。ソース・ドレイン配線１６４の上層には平坦化層としての第２絶縁層１６８が設けられる。

第１絶縁層１６６、第２絶縁層１６８は層間絶縁層である。第１絶縁層１６６は、無機層間絶縁層の一種であり、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム等の無機絶縁材料で形成される。第２絶縁層１６８は、有機層間絶縁層の一種であり、ポリイミド、アクリル等の有機絶縁材料で形成される。層間絶縁層は、基板１０２側から第１絶縁層１６６、第２絶縁層１６８の順に積層される。有機絶縁材料で形成される第２絶縁層１６８を第１絶縁層１６６の上層に設けることで、トランジスタ１４６等に起因する凹凸を埋め込み、表面が平坦化される。

第２絶縁層１６８の上面に有機ＥＬ素子１５０が設けられる。有機ＥＬ素子１５０は、トランジスタ１４６と電気的に接続される画素電極１７０と、有機層１７２及び対向電極１７４とが積層された構造を有する。有機ＥＬ素子１５０は２端子素子であり、画素電極１７０と対向電極１７４との間の電圧を制御することで発光が制御される。第２絶縁層１６８上には、画素電極１７０の周縁部を覆い内側領域を露出するように、隔壁層１７６が設けられる。対向電極１７４は、有機層１７２の上面に設けられる。有機層１７２は、画素電極１７０と重なる領域から隔壁層１７６の上面部にかけて設けられる。隔壁層１７６は、画素電極１７０の周縁部を覆うと共に、画素電極１７０の端部で滑らかな段差を形成するために、有機樹脂材料で形成される。有機樹脂材料としては、アクリルやポリイミドなどが用いられる。

有機層１７２は、有機ＥＬ材料を含む単層又は複数の層で形成される。有機層１７２は、低分子系又は高分子系の有機材料を用いて形成される。低分子系の有機材料を用いる場合、有機層１７２は有機ＥＬ材料を含む発光層に加え、当該発光層を挟むように正孔注入層や電子注入層、さらに正孔輸送層や電子輸送層等含んで構成される。例えば、有機層１７２は、発光層をホール注入層と電子注入層とで挟んだ構造とすることができる。また、有機層１７２は、ホール注入層と電子注入層に加え、ホール輸送層、電子輸送層、ホールブロック層、電子ブロック層などを適宜付加されてもよい。

なお、本実施形態において、有機ＥＬ素子１５０は、有機層１７２で発光した光を対向電極１７４側に放射する、いわゆるトップエミッション型の構造を有する。そのため、画素電極１７０は光反射性を有することが好ましい。画素電極１７０は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等の光反射性の金属材料によって形成されることの他、正孔注入性に優れるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウム・スズ）やＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウム・亜鉛）による透明導電層と、光反射性の金属層とが積層された構造を有する。

対向電極１７４は、有機層１７２で発光した光を透過させるため、透光性を有しかつ導電性を有するＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電膜で形成されている。対向電極１７４と有機層１７２との界面には、キャリア注入性を高めるために、リチウム等のアルカリ金属又はマグネシウム等のアルカリ土類金属を含む層が設けられていてもよい。

第１容量素子１５２は、ゲート絶縁層１６０を誘電体膜として用い、半導体層１５８と第１容量電極１７８とが重畳する領域に形成される。また、第２容量素子１５４は、画素電極１７０と第２容量電極１８０との間に設けられる第３絶縁層１８２を誘電体膜として用い、画素電極１７０と画素電極に重畳して設けられる第２容量電極１８０とにより形成される。第３絶縁層１８２は、窒化シリコン等の無機絶縁材料で形成される。

有機ＥＬ素子１５０の上層には封止層１２６が設けられる。封止層１２６は、有機ＥＬ素子１５０に水分等が浸入することを防ぐために設けられる。封止層１２６は、有機ＥＬ素子１５０の側から、第１無機絶縁層１２８、有機絶縁層１３０及び第２無機絶縁層１３２が積層された構造を有する。第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２は、窒化シリコン、窒酸化シリコン、酸化アルミニウム等の無機絶縁材料により形成される。第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２は、これらの無機絶縁材料の被膜を、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法等により形成される。第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２は、０．１μｍ〜１０μｍ、好ましくは０．５μｍ〜５μｍの厚さで形成される。

なお、後述される図８で示すように、第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２は、第２端子領域１１２ｂの領域を露出させるため、基板１０２の全面に成膜した後にフォトリソグラフィーによりパターニングするか、成膜時にマスク（成膜面に開口部が設けられたメタルマスク等）を用い、少なくとも第２端子領域１２ｂに絶縁膜が成膜されないようにすることが好ましい。

有機絶縁層１３０は、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等により形成されることが好ましい。有機絶縁層１３０は、１μｍ〜２０μｍ、好ましくは２μｍ〜１０μｍの厚さで設けられる。有機絶縁層１３０は、スピンコーティング等の塗布法や、有機材料ソースを用いた蒸着法によって成膜される。有機絶縁層１３０は、画素領域１０４を覆うと共に、端部が第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２で封止されるように、画素領域１０４を含む所定の領域内に形成されることが好ましい。例えば、有機絶縁層１３０の端部（輪郭部）は、画素領域１０４と開口領域１２０との間、又は開口領域１２０と重なる位置に設けられることが好ましい。このため、有機絶縁層１３０は、塗布法により基板１０２へ全面成膜した後、エッチングにより外周領域を除去するか、被蒸着面を開口するマスクを用いた蒸着法（マスク蒸着）、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷により、予め所定のパターンに形成することが好ましい。

なお、図６では省略されているが、封止層１２６の上面には、図１で示すように偏光板１１６が設けられる。偏光板１１６には、偏光子の他、カラーフィルタ層、遮光層が適宜含まれていてもよい。

タッチセンサ１０８の第１検出電極１３４は、第１無機絶縁層１２８と有機絶縁層１３０との間に設けられ、第２検出電極１４０は、有機絶縁層１３０と第２無機絶縁層１３２との間に設けられる。第１検出電極１３４及び第２検出電極１４０は、有機ＥＬ素子１５０から出射される光を透過するために透明導電膜で形成されることが好ましい。透明導電膜の一種であるＩＴＯやＩＺＯの被膜はスパッタリング法で作製される。また、第１検出電極１３４及び第２検出電極１４０は、銀ナノワイヤーを用いて印刷法で作製されてもよい。

本実施形態においては、第１検出電極１３４の上層に有機絶縁層１３０が形成されるので、第１検出電極１３４を形成する透明導電膜を成膜した後に異物が付着していても、当該異物を有機絶縁層１３０で被覆することができる。それにより、有機絶縁層１３０上に形成される第２検出電極１４０と、第１検出電極１３４とが短絡するのを防ぐことができる。さらに、有機絶縁層１３０の上層（第２検出電極１４０の上層）には第２無機絶縁層１３２が設けられるので、封止層１２６としての機能を維持することができる。

図５において、画素領域１０４の外側にある周辺領域１１８に含まれる駆動回路１１０ｂは、トランジスタ１４８ａ、１４８ｂが設けられる。例えば、トランジスタ１４８ａはｎチャネル型トランジスタであり、トランジスタ１４８ｂはｐチャネル型トランジスタである。このようなトランジスタによって駆動回路が形成される。

開口領域１２０は、画素領域１０４と駆動回路１１０ｂとの間に設けられる。開口領域１２０は、第２絶縁層１６８を貫通する開口部１８４を含む。開口部１８４は、画素領域１０４の少なくとも一辺に沿って設けられる。好ましくは、開口部１８４は、画素領域１０４を囲むように設けられる。第２絶縁層１６８は、開口部１８４によって画素領域１０４側と駆動回路１１０ｂ側とに分断されている。また、隔壁層１７６も開口部１８４において分断されている。別言すれば、開口部１８４において、有機材料によって形成される第２絶縁層１６８及び隔壁層１７６が除去されている。第３絶縁層１８２と、隔壁層１７６の上面に設けられる対向電極１７４は開口部１８４の側面及び底面に沿って設けられる。

封止層１２６を構成する有機絶縁層１３０は、開口部１８４に端部が配置される。第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２は、有機絶縁層１３０の端部の外側まで延設される。これにより有機絶縁層１３０の外側領域では、第１無機絶縁層１２８と第２無機絶縁層１３２とが接する構造が形成される。別言すれば、有機絶縁層１３０は、第１無機絶縁層１２８と第２無機絶縁層１３２により挟み込まれ、端部が露出しない構造を有している。この構造により、有機絶縁層１３０の端部から水分等が浸入することを防止することができる。なお、有機絶縁層１３０の端部は、画素領域１０４の外側であれば良いが、当該端部を開口部１８４に重ねることで、開口領域１２０において、無機絶縁材料で形成される第１絶縁層１６６、第３絶縁層１８２、対向電極１７４、第１無機絶縁層１２８、第２接続配線１４２、第２無機絶縁層１３２が積層された領域を設けることができる。このような積層構造により、封止性能を高めることができる。

このように、周辺領域１１８において有機絶縁材料で形成される第２絶縁層１６８及び隔壁層１７６を開口部１８４によって分断し、開口部１８４の側面及び底面を被覆するように無機材料で形成される第３絶縁層１８２及び対向電極１７４が配設されることで、封止構造が形成される。第３絶縁層１８２は、開口部１８４の底部において、無機材料で形成される第１絶縁層１６６と密接するように設けられる。有機絶縁材料で形成される第２絶縁層１６８及び隔壁層１７６を、無機材料の層により挟み込むことで、基板１０２の端部から画素領域１０４へ水分が浸入することを防ぐことができる。第２絶縁層１６８及び隔壁層１７６を分離する開口部１８４が設けられた領域は水分遮断領域として機能させることができ、その構造を「水分遮断構造」ということができる。

第２検出電極１４０に接続される第２接続配線１４２は、開口領域１２０を通り、駆動回路１１０ｂ上に配設される。図３で示すように、第２接続配線１４２は、第２端子領域１１２ｂと接続されるように、画素領域１０４から基板１０２の一側辺に向かって延び、当該一側辺に沿って延びている。

第２接続配線１４２が第２端子領域１１２ｂに向かって延びる延設部には、絶縁層が設けられている。第２接続配線１４２の下層側には基板１０２側から、下地絶縁層１５６、ゲート絶縁層１６０、第１絶縁層１６６、第２絶縁層１６８、第３絶縁層１８２が設けられている。これらの絶縁層のうち、下地絶縁層１５６のように省略され得る絶縁層もあるが、少なくとも、平坦化層として設けられる第２絶縁層１６８が第２接続配線１４２の下層側に設けられることで、駆動回路１１０ｂの配線と絶縁されている。第２絶縁層１６８上において、第２接続配線１４２は、第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２に挟まれて配設される。これにより、第２接続配線１４２は、第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２によって保護される。

図７は、図３で示すＹ１−Ｙ２線に対応する断面構造を示す。図７においても、画素領域１０４及び周辺領域１１８が示される。周辺領域１１８には開口領域１２０が含まれる。開口領域１２０では、開口部１８４において、無機絶縁材料で形成される第１絶縁層１６６、第３絶縁層１８２、対向電極１７４、第１無機絶縁層１２８、第２検出電極１４０、第２無機絶縁層１３２が積層された領域を有する。第１検出電極１３４に接続される第１接続配線１３６は、第１無機絶縁層１２８の上面に沿って配設され、開口領域１２０を越え、基板１０２の端部側に延設される。

第１接続配線１３６が第２端子領域１１２ｂに向かって延びる延設部には、絶縁層が設けられている。第１接続配線１３６の下層側には、第２接続配線１４２と同様に基板１０２側から、下地絶縁層１５６、ゲート絶縁層１６０、第１絶縁層１６６、第２絶縁層１６８、第３絶縁層１８２が設けられている。第２絶縁層１６８上において、第１接続配線１３６は、第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２に挟まれて配設される。これにより、第１接続配線１３６は、第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２によって保護される。第１接続配線１３６は、第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２に挟まれて配設される。これにより第１接続配線１３６は、第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２によって保護される。

図３で示す端子領域１１２及び接続部１１５の詳細を、図８及び図９（Ａ）、（Ｂ）に示す。図８は、端子電極１１３及び接続部１１５の平面図を示し、図中に示されるＡ１−Ａ２線に対応する断面構造を図９（Ａ）に示し、Ｂ１−Ｂ２線に対応する断面構造を図９（Ｂ）に示す。以下の説明においては、図８、図９（Ａ）、（Ｂ）を適宜参照しながら説明する。

第２端子領域１１２ｂにおいて、端子電極１１３ａ〜１１３ｄが基板１０２の端部に沿って配列し、各端子電極に対応して配線１１９ａ〜１１９ｄが設けられている。端子電極１１３ａ〜１１３ｄは、配線１１９ａ〜１１９ｄと電気的に接続されている。配線１１９ａ〜１１９ｄは、端子電極１１３ａ〜１１３ｄから、接続部１１５まで延びている。配線１１９ａ〜１１９ｄの配列に対応して第２接続配線１４２ａ、１４２ｂ、第１接続配線１３６ａ、１３６ｂが配設されている。

端子電極１１３ａ〜１１３ｄは、例えば、ソース・ドレイン配線１６４と同じ導電層によって形成される。端子電極１１３ａ〜１１３ｄは、ソース・ドレイン配線１６４と同様に上層の絶縁層で覆われる。例えば、端子電極１１３ａ〜１１３ｄは、上層の絶縁層として第２絶縁層１６８と第３絶縁層１８２とで覆われる。第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２は、端子電極１１３ａ〜１１３ｄを覆わないように設けられている。すなわち、第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２の端部は、基板１０２の端より内側に配置されている。第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２は、端子電極１１３ａ〜１１３ｄを覆わないように設けられている。すなわち、第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２の端部は、基板１０２の端部より内側に配置されている。

端子電極１１３ａ〜１１３ｄは、フレキシブルプリント配線基板１１４との接続部において、上層の絶縁層が除去された開口部１８８ａ〜１８８ｄによって、上面部が露出している。開口部１８８ａ〜１８８ｄは、第２絶縁層１６８に設けられる開口部と、第３絶縁層１８２に設けられた開口部が重なる領域である。第２絶縁層１６８の開口部の開口端と、第３絶縁層１８２の開口部の開口端とは一致していてもよいし、図９（Ｂ）で示すように、第３絶縁層１８２の開口部の開口端が、第２絶縁層１６８における開口部の開口端より内側に配置されていてもよい。図９（Ｂ）で示すように、無機絶縁材料で形成される第３絶縁層１８２により、有機絶縁材料で形成される第２絶縁層１６８の開口部の側端部が覆われることにより、第２絶縁層１６８の開口部の側端部から水分等が浸入するのを防ぐことができる。

第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２は、開口領域１２０を含み、基板１０２の一部を除く略全面に設けられる。第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２の端部は、第２端子領域１１２ｂの領域においては、開口部１８８ａ〜１８８ｄが埋設されないように、基板１０２の端部に至らない内側領域であって、端子電極１１３ａ〜１１３ｄよりも内側の領域に位置している。これは第１端子領域１１２ａにおいても同様である。端子電極１１３ａ〜１１３ｄが、開口部１８８ａ〜１８８ｄによって露出される部分には、酸化物導電膜１７１ａ〜１７１ｄが設けられている。酸化物導電膜１７１ａ〜１７１ｄは、例えば、画素電極１７０を形成する導電層と同じ層で形成される。酸化物導電膜１７１ａ〜１７１ｄは必須の構成ではないが、端子電極１１３ａ〜１１３ｄの表面を保護し、酸化による接触抵抗の増加を防ぐために設けておくことが好ましい。

図９（Ａ）で示すように、配線１１９ａ〜１１９ｄと、第１接続配線１３６ａ、１３６ｂ、第２接続配線１４２ａ、１４２ｂとは、それぞれコンタクトホール１８６ａ〜１８６ｄを介して接続される。コンタクトホール１８６ａ〜１８６ｄは、第２絶縁層１６７に設けられる貫通孔、第３絶縁層１８２に設けられる貫通孔、第１無機絶縁層１２８に設けられる貫通孔による開口部が重なる領域に形成される。端子電極１１３ａ〜１１３ｄの下層には、下地絶縁層１５６、ゲート絶縁層１６０、第１絶縁層１６６が積層されている。第１接続配線１３６ａ、１３６ｂ、及び第２接続配線１４２ａ、１４２ｂは、接続部１１５において、下層側に第１無機絶縁層１２８が設けられ、上層側に第２無機絶縁層１３２が設けられている。第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２は、窒化シリコン、窒酸化シリコン、酸化アルミニウム等の、水分に対してバリア性の高い絶縁膜である。第１接続配線１３６ａ、１３６ｂ、及び第２接続配線１４２ａ、１４２ｂは、第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２に挟まれることにより、周辺領域１１８において絶縁され、水分等の影響による腐食から防止される。さらに、コンタクトホール１８６ａ〜１８６ｄは、図３で示すように開口領域１２０の外側に配置されているため、第１無機絶縁層１２８に貫通孔が設けられたとしても、封止層１２６の内側にまで水分が浸入しない構造となる。

封止層１２６において、有機絶縁層１３０の端部は、図５及び図７で示されるように、開口領域１２０よりも外側には配置されていない。すなわち、有機絶縁層１３０の端部は、第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２の端部より内側にあって、かつ、コンタクトホール１８６の内側に配置されている。これにより、封止層１２６を構成する有機絶縁層１３０の端部は、コンタクトホール１８６が形成される領域によっても、外部に露出しない構造となり、水分等の浸入を防止することができる。これによって、封止層１２６は、封止性能が劣化するのを防止することができる。

図９（Ａ）で示すように、第１検出電極１３４と接続する第１接続配線１３６と、第２検出電極１４０と接続する第２接続配線１４２とを、封止層１２６を構成する有機絶縁層１３０の外側に引き出して、下層側の配線（例えば、ソース・ドレイン電極と同じ層で形成される配線）と接続する構造とすることで、電気的な接続を確実にすることができる。別言すれば、第１検出電極１３４と接続する第１接続配線１３６と、第２検出電極１４０と接続する第２接続配線１４２とは、開口領域１２０の外側で、接続部１１５に至る領域まで第１無機絶縁層１２８と第２無機絶縁層１３２とで封止されることにより、タッチセンサの信頼性を向上させることができる。

図５及び図７で示すように、第１検出電極１３４と第２検出電極１４０とは有機絶縁層１３０を介して設けられることにより、異物が残存する場合であっても短絡が防止される。また、第１検出電極１３４に接続される第１接続配線１３６と、第２検出電極１４０に接続される第２接続配線１４２とは、それぞれが第１無機絶縁層１２８及び第２無機絶縁層１３２に挟まれて設けられ、基板１０２において異なる方向に引き出されることにより、両配線は絶縁される。このような構造により、タッチパネルを構成する検出電極及び配線の短絡が確実に防止される。

さらに、本実施形態によれば、第１検出電極１３４と第２検出電極１４０とが、有機絶縁層１３０を挟んで封止層１２６に内設されるので、表示装置１００の薄型化を図ることができる。このような構造は、基板１０２が有機樹脂材料で形成されるシート状に基板においても適用可能であり、タッチパネルが内蔵されたフレキシブルディスプレイを実現することができる。

１００・・・表示装置、１０２・・・基板、１０４・・・画素領域、１０６・・・画素、１０７・・・検出電極、１０８・・・タッチセンサ、１０９・・・タッチセンサ制御部、１１０・・・駆動回路、１１２・・・端子領域、１１３・・・端子電極、１１４・・・フレキシブルプリント配線基板、１１５・・・接続部、１１６・・・偏光板、１１８・・・周辺領域、１１９・・・配線、１２０・・・開口領域、１２２・・・回路素子層、１２４・・・表示素子層、１２６・・・封止層、１２８・・・第１無機絶縁層、１３０・・・有機絶縁層、１３２・・・第２無機絶縁層、１３４・・・第１検出電極、１３６・・・第１接続配線、１３８・・・第１検出電極パターン、１４０・・・第２検出電極、１４２・・・第２接続配線、１４４・・・第２検出電極パターン、１４６・・・トランジスタ、１４８・・・トランジスタ、１５０・・・有機ＥＬ素子、１５２・・・第１容量素子、１５４・・・第２容量素子、１５６・・・下地絶縁層、１５８・・・半導体層、１６０・・・ゲート絶縁層、１６２・・・ゲート電極、１６４・・・ソース・ドレイン配線、１６６・・・第１絶縁層、１６８・・・第２絶縁層、１７０・・・画素電極、１７１・・・酸化物導電膜、１７２・・・有機層、１７４・・・対向電極、１７６・・・隔壁層、１７８・・・第１容量電極、１８０・・・第２容量電極、１８２・・・第３絶縁層、１８４・・・開口部、１８６・・・コンタクトホール、１８８・・・開口部

Claims (20)

1. 絶縁表面を有する基板と、
   前記絶縁表面上の複数の配線と、
   前記複数の配線を覆う層間絶縁層と、
   前記層間絶縁層上の発光素子と、
   前記発光素子を覆う第１無機絶縁層と、
   前記第１無機絶縁層上で第１方向に延びる第１検出電極と、
   前記第１検出電極を覆う前記第１無機絶縁層上の有機絶縁層と、
   前記有機絶縁層上で前記第１方向と交差する方向に延びる第２検出電極と、
   前記第２検出電極を覆う前記有機絶縁層上の第２無機絶縁層と、
   前記第１検出電極と前記複数の配線の一つとを電気的に接続する第１接続配線と、
   前記第２検出電極と前記複数の配線の他の一つとを電気的に接続する第２接続配線と、
   を有することを特徴とする表示装置。
2. 前記第１検出電極と前記第２検出電極とは前記発光素子の一部と重なる、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記基板の端部に沿って複数の端子電極が配列する端子領域を有し、
   前記複数の配線は、前記端子領域に向けて延びており、
   前記第１接続配線と前記第２接続配線とは、前記複数の配線を介して前記端子電極と接続される、請求項１に記載の表示装置。
4. 前記第１接続配線及び前記第２接続配線のそれぞれは、前記層間絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して前記複数の配線の一つ及び他の一つと接続される、請求項３に記載の表示装置。
5. 前記有機絶縁層の端部は、前記基板上において、前記第１無機絶縁層及び前記第２無機絶縁層の端部より内側に配置され、かつ、前記コンタクトホールより内側に配置されている、請求項４に記載の表示装置。
6. 前記第１接続配線及び前記第２接続配線は、前記第１無機絶縁層と前記第２無機絶縁層とに挟まれている、請求項４に記載の表示装置。
7. 前記層間絶縁層は、少なくとも一層の無機層間絶縁層及び有機層間絶縁層を含み、前記無機層間絶縁層と前記有機層間絶縁層が積層される積層領域と、前記有機層間絶縁層が除去され前記無機層間絶縁層が残存する開口領域とを有し、
   前記有機絶縁層の端部は、前記開口領域と重なる、請求項５に記載の表示装置。
8. 前記コンタクトホールは、前記開口領域より外側に配置されている、請求項７に記載の表示装置。
9. 前記第１接続配線及び前記第２接続配線のそれぞれは、前記開口領域を通って前記コンタクトホールまで延びている、請求項８に記載の表示装置。
10. 絶縁表面を有する基板上の複数の配線と、
    前記複数の配線を覆う層間絶縁層と、
    前記絶縁表面を有する基板上で、発光素子を含む複数の画素が配列する画素領域と、
    前記画素領域を覆う封止層と、
    前記画素領域上で、一方向に延びる第１検出電極と、前記一方向と交差する方向に延びる第２検出電極と、
    前記第１検出電極と前記複数の配線の一つとを電気的に接続する第１接続配線と、
    前記第２検出電極と前記複数の配線に含まれる配線の他の一つとを電気的に接続する第２接続配線と、を有し、
    前記封止層は、有機絶縁層と、前記有機絶縁層の下層側に設けられた第１無機絶縁層と、前記有機絶縁層の上層側に設けられた第２無機絶縁層と、を含み、
    前記第１検出電極及び前記第２検出電極は、一方が前記有機絶縁層の上層側に配置され、他方が前記有機絶縁層の下層側に配置され、両者で前記有機絶縁層を挟んで配置されている、
    ことを特徴とする表示装置。
11. 前記第１検出電極と前記第２検出電極とは前記画素の一部と重なる、請求項１０に記載の表示装置。
12. 前記基板の端部に沿って複数の端子電極が配列する端子領域を有し、
    前記複数の配線は、前記端子領域に向けて延びており、
    前記第１接続配線と前記第２接続配線とは、前記複数の配線を介して前記端子電極と接続される、請求項１０に記載の表示装置。
13. 前記第１接続配線及び前記第２接続配線のそれぞれは、前記層間絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して前記複数の配線の一つ及び他の一つとそれぞれ接続される、請求項１２に記載の表示装置。
14. 前記絶縁層は、少なくとも一層の無機層間絶縁層及び有機層間絶縁層を含み、前記無機層間絶縁層と前記有機層間絶縁層が積層される積層領域と、前記有機絶縁層が除去された開口領域とを有し、
    前記有機絶縁層の端部は、前記開口領域と重なる、請求項１０に記載の表示装置。
15. 前記封止層は、前記有機絶縁層の端部が前記開口領域と重なり、前記第１無機絶縁層及び前記第２無機絶縁層の端部が前記開口領域より外側に位置している、請求項１４に記載の表示装置。
16. 前記コンタクトホールは、前記層間絶縁層の前記開口領域より外側に配置されている、請求項１３に記載の表示装置。
17. 前記第１接続配線及び前記第２接続配線は、前記第１無機絶縁層と前記第２無機絶縁層とに挟まれている、請求項１３に記載の表示装置。
18. 前記発光素子が、有機エレクトロルミネセンス素子である、請求項１又は１０に記載の表示装置。
19. 前記有機絶縁層が、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂のいずれか一種又は複数種の膜である、請求項１又は１０に記載の表示装置。
20. 前記第１無機絶縁層及び前記第２無機絶縁層が、窒化シリコン膜、窒酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜のいずれか一種又は複数種である、請求項１又は１０に記載の表示装置。

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