KR20230014865A - 터치 패널 및 터치 패널의 제작 방법 - Google Patents

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KR20230014865A
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다이키 나카무라
마사타카 이케다
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

본 발명은 곡면을 따라 표시를 행하거나 감지할 수 있는 터치 패널, 또는 곡면을 따라 휘어져도 높은 검출 감도를 유지하는 터치 패널을 제공한다. 지지체의 표면에 포함되는 휘어진 부분을 따라 플렉시블 표시 패널을 배치한다. 표시 패널의 표면을 따라 접착층에 의하여 제 1 필름 층을 접합한다. 제 1 필름 층의 표면을 따라 접착층에 의하여 제 2~제 n 필름 층(n은 2 이상의 정수(整數)임)을 순차적으로 접합한다. 제 n 필름 층의 표면을 따라 접착층에 의하여 플렉시블 터치 센서를 접합한다.

Description

터치 패널 및 터치 패널의 제작 방법{TOUCH PANEL AND METHOD FOR MANUFACTURING TOUCH PANEL}
본 발명의 일 형태는 표시 장치와, 특히 곡면을 따라 표시를 행할 수 있는 플렉시블 표시 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 일 형태는 터치 패널과, 특히 곡면을 따라 배치될 수 있는 플렉시블 터치 패널에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 일 형태는 표시부를 가지는 전자 기기에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 일 형태는 상술한 기술 분야에 한정되지 않는다. 본 명세서 등에 개시(開示)된 발명의 일 형태의 기술 분야는 물건, 방법, 또는 제작 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 일 형태는 공정(process), 기계(machine), 제품(manufacture), 또는 조성물(composition of matter)에 관한 것이다. 구체적으로, 본 명세서에 개시된 본 발명의 일 형태의 기술 분야의 예로서는 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 축전 장치, 메모리 장치, 이들 중 어느 것의 구동 방법, 및 이들 중 어느 것의 제작 방법이 포함된다.
최근의 표시 장치는 여러 가지 용도로 응용되고 다양화되는 것이 기대되고 있다. 예를 들어, 터치 패널을 가지는 스마트폰 및 태블릿이 휴대 정보 단말로서 개발되고 있다.
특허문헌 1에는 필름 기판 위에 유기 EL 소자와, 스위칭 소자로서 기능하는 트랜지스터가 제공된 플렉시블 액티브 매트릭스 발광 장치가 개시되어 있다.
일본 공개 특허 출원 제2003-174153호
전자 기기에서 하우징의 곡면을 따라 터치 패널을 배치하면, 종래에 없었던 기능과 응용법이 전자 기기에 제공될 것으로 기대된다. 이러한 이유로, 유연성을 가지도록 박형화된 표시 장치에, 사용자 인터페이스로서 화면을 손가락 등으로 터치하여 데이터를 입력하는 기능이 제공된 터치 패널이 바람직하다.
본 발명의 일 형태의 목적은 곡면을 따라 표시를 행하거나 감지(sensing)할 수 있는 터치 패널을 제공하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 다른 목적은 곡면을 따라 구부려도 높은 검출 감도를 유지하는 터치 패널을 제공하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 다른 목적은 곡면을 따라 표시를 행하거나 감지할 수 있는 전자 기기를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 다른 목적은 구부러진 부분에서도 터치 패널의 검출 감도가 높은 전자 기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 형태의 다른 목적은 신규 표시 장치, 신규 터치 센서, 신규 터치 패널, 또는 신규 전자 기기를 제공하는 것이다.
또한, 이들 목적의 기재는 다른 목적의 존재를 방해하지 않는다. 본 발명의 일 형태에서 모든 목적을 달성할 필요는 없다. 상술한 목적 이외의 목적은 명세서 등의 기재로부터 명백해질 것이며 명세서 등의 기재로부터 추출될 수 있다.
본 발명의 일 형태는 다음 단계를 포함하는 터치 패널의 제작 방법이다: 지지체의 표면에 포함되는 구부러진 부분을 따라 플렉시블 표시 패널을 배치하는 단계; 표시 패널의 표면을 따라 접착층에 의하여 필름 층을 접합하는 단계; 및 필름 층의 표면을 따라 접착층에 의하여 플렉시블 터치 센서를 접합하는 단계.
본 발명의 다른 일 형태는 다음 단계를 포함하는 터치 패널의 제작 방법이다: 지지체의 표면에 포함되는 구부러진 부분을 따라 플렉시블 표시 패널을 배치하는 단계; 표시 패널의 표면을 따라 접착층에 의하여 제 1 필름 층을 접합하는 단계; 제 1 필름 층의 표면을 따라 접착층에 의하여 제 2~제 n 필름 층(n은 2 이상의 정수(整數)임)을 순차적으로 접합하는 단계; 및 제 n 필름 층의 표면을 따라 접착층에 의하여 플렉시블 터치 센서를 접합하는 단계.
상기 방법은, 터치 센서를 접합하는 단계 후에, 터치 센서의 표면을 따라 제 (n+1)~제 m 필름 층(m은 n+1 이상의 정수임)을 순차적으로 접합하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 형태는, 순차적으로 적층된 표시 패널, 제 1~제 n 필름 층(n은 2 이상의 정수임), 및 터치 센서를 포함하는 터치 패널이다. 터치 패널의 표면은 터치 패널이 지지체로 지지되지 않을 때에도 유지되는 곡면이다.
상기 터치 패널에서, 표시 패널은 두께가 1μm~300μm이고, 터치 센서는 두께가 1μm~300μm이고, 제 1~제 n 필름 층은 각각 두께가 1μm~300μm인 것이 바람직하다.
상기 터치 패널에서, 표시 패널, 제 1~제 n 필름 층, 및 터치 센서 중 인접한 어느 2개는 접착층에 의하여 서로 접합되고, 접착층은 두께가 300nm~300μm인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태는 곡면을 따라 표시를 행하거나 감지할 수 있는 터치 패널을 제공할 수 있다. 본 발명의 다른 일 형태는 곡면을 따라 구부려도 검출 감도가 높은 터치 패널을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 일 형태는 신규 표시 장치(표시 패널), 터치 센서, 또는 터치 패널을 제공할 수 있다. 또한, 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하지 않는다. 본 발명의 일 형태는 반드시 모든 효과를 가질 필요는 없다. 다른 효과는 명세서, 도면, 및 청구항 등의 기재로부터 명백해질 것이며 명세서, 도면, 및 청구항 등의 기재로부터 추출될 수 있다.
첨부 도면에 있어서,
도 1의 (A1) 및 (A2)는 전자 기기의 구조예를 도시한 것이고, 도 1의 (B) 및(C)는 터치 패널의 구조예를 도시한 것;
도 2의 (A) 및 (B)는 터치 패널의 구조예를 도시한 것;
도 3은 터치 패널의 구조예를 도시한 것;
도 4의 (A1), (A2), (B1), (B2), (C1), (C2), 및 (D)는 터치 패널의 제작 방법의 예를 도시한 것;
도 5의 (A1), (A2), (B1), (B2), (C1), 및 (C2)는 전자 기기의 구조예를 도시한 것;
도 6은 터치 센서의 구조예를 도시한 것;
도 7의 (A)~(C)는 터치 센서의 구조예를 도시한 것;
도 8은 표시 패널의 구조예를 도시한 것;
도 9는 표시 패널에 적용 가능한 회로의 구성예를 도시한 것;
도 10의 (A) 및 (B)는 표시 패널의 구조예를 도시한 것;
도 11은 표시 패널의 구조예를 도시한 것;
도 12의 (A) 및 (B)는 전자 기기의 구조예를 도시한 것이고, 도 12의 (C)~(E)는 조명 장치의 구조예를 도시한 것;
도 13의 (A)~(D)는 전자 기기의 구조예를 도시한 것;
도 14는 실시예 3의 적층 구조를 도시한 것;
도 15는 실시예 3의 터치 패널의 사진;
도 16의 (A) 및 (B)는 실시예 1의 회로도 및 타이밍 차트;
도 17의 (A) 및 (B)는 실시예 1의 회로도;
도 18의 (A) 및 (B)는 실시예 1의 입력-출력 특성을 나타낸 것;
도 19는 실시예 1의 회로의 출력 특성을 계산한 결과를 나타낸 것;
도 20의 (A)는 실시예 1의 측정에서의 표시 패널을 나타낸 사진이고, 도 20의 (B)는 전자기 노이즈를 측정한 결과를 나타낸 것;
도 21은 실시예 2의 테스트 소자의 개략 상면도;
도 22는 실시예 2의 저항을 측정한 결과를 나타낸 것; 및
도 23의 (A) 및 (B)는 실시예 2의 터치 센서의 출력 특성을 나타낸 것.
실시형태에 대하여 도면을 참조하여 자세히 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 범위에서 벗어남이 없이 다양한 변경과 수정이 가능하다는 것은 당업자에 의하여 용이하게 이해된다. 따라서, 본 발명은 이하의 실시형태의 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
또한, 이하에 기재된 발명의 구조에서, 동일한 부분 또는 비슷한 기능을 가지는 부분은 상이한 도면에서 동일한 부호로 표시되고, 이러한 부분의 설명은 반복하지 않는다. 비슷한 기능을 가지는 부분에 동일한 해칭 패턴(hatching pattern)을 사용하고, 그 부분을 부호로 표시하지 않는 경우가 있다.
또한, 본 명세서에서 설명하는 각 도면에서, 각 구성 요소의 크기, 층 두께, 또는 영역은, 명료화를 위하여 과장되어 있는 경우가 있기 때문에, 본 발명의 실시형태는 이러한 스케일에 한정되지 않는다.
또한, 본 명세서 등에서 제 1 및 제 2 등의 서수사는, 구성 요소 간의 혼동을 피하기 위하여 사용되는 것이며 수를 한정하지 않는다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서, 본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널 및 이 터치 패널을 가지는 전자 기기의 예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
[구조예]
도 1의 (A1) 및 (A2)는 전자 기기(10)의 개략 사시도이다. 도 1의 (A1)은 전자 기기(10)의 정면, 오른쪽 측면, 및 상면을 도시한 것이다. 도 1의 (A2)는 전자 기기(10)의 뒷면, 왼쪽 측면, 및 상면을 도시한 것이다. 또한, 도 1의 (A1) 및 (A2)에서 선 A-B의 A쪽이 전자 기기(10)의 정면 측이고 B쪽이 뒷면 측이다.
전자 기기(10)는 하우징(101) 표면에 표시를 할 수 있는 터치 패널(100)이 제공되어 있다. 터치 패널(100)은 하우징(101)의 상면, 뒷면, 정면, 하면, 오른쪽 측면, 및 왼쪽 측면의 6면 중, 상면, 정면, 및 뒷면에서의 영역의 일부의 표면을 따라 배치된다. 하우징(101)에서, 적어도 터치 패널(100)이 위치하는 표면은 구부러진 부분을 가진다.
도 1의 (B)는 도 1의 (A1) 및 (A2)의 선 A-B를 따른 개략 단면도이다. 구부러진 부분을 가지는 표면을 포함하는 하우징(101)의 영역을 선 A-B를 따라 절단하였다.
터치 패널(100)은 지지체(103) 표면을 따라 제공된다. 지지체(103) 표면은 구부러진 부분을 가진다. 터치 패널(100)을 덮도록 투광성 외장부재(exterior component)(102)가 제공된다. 적어도 하우징(101)에서 터치 패널(100)의 표시부와 중첩되는 영역에 투광성 외장부재(102)가 사용되는 것이 바람직하다. 지지체(103) 및 외장부재(102)는 하우징(101)의 일부라도 좋다.
지지체(103)의 표면의 구부러진 부분은 신축하지 않고 평면을 변형함으로써 만들어질 수 있는 표면(즉, 가전면(可展面))인 것이 바람직하다.
지지체(103)는 터치 패널(100)의 형상을 유지하는 기능을 가진다. 지지체(103)에는 적어도 터치 패널(100)보다 강성이 높은 재료(예를 들어, 수지, 유리, 또는 금속)를 사용할 수 있다.
지지체(103)로서, 후술하는 터치 패널(100)의 제작 단계의 예에서 터치 패널(100)의 형상을 결정하기 위한 지지체를 사용할 수 있다. 또한, 지지체(103)는 하우징(101)에 필요하지 않으면 반드시 제공될 필요는 없고, 또는 지지체(103)가 하우징(101)의 일부라도 좋다.
외장부재(102)에는 투광성 재료(예를 들어 유리, 또는 아크릴 등의 유기 재료)를 사용할 수 있다. 외장부재(102)의 표면은 터치 면으로서 기능하기 때문에, 외장부재(102)는 절연체인 것이 바람직하다. 외장부재(102)에 유전율이 높은 재료를 사용하면, 터치 패널(100)의 검출 강도를 높일 수 있으므로 바람직하다.
터치 패널(100)의 표면이 터치 면으로서 기능하는 경우, 외장부재(102)를 제공하지 않고 터치 패널(100)의 표면을 노출시키는 것이 가능하다. 이 경우, 터치 패널(100) 표면은 경도가 높은 재료로 코팅되는 것이 바람직하다.
도 1의 (C)는 도 1의 (B)에서 파선으로 둘러싸인 영역을 확장한 개략 단면도이다. 도 2의 (A)는 도 1의 (C)에 도시된 구성 요소들 각각을 분리한 개략도이다.
터치 패널(100)은 표시 패널(111), 터치 센서(112), 및 복수의 필름 층(113)을 포함한다. 표시 패널(111)과 터치 센서(112)는, 표시 패널(111)이 지지체(103) 측에 배치되고 터치 센서(112)가 외장부재(102) 측에 배치되도록 적층된다. 또한, 표시 패널(111)과 터치 센서(112) 사이에 n개의 필름 층(113)(n은 2 이상의 정수임)이 끼워진다. 여기서, 표시 패널(111)과 터치 센서(112) 사이에 끼워지는 필름 층 중, 표시 패널(111)에 가장 가까운 필름 층을 필름 층(113(1)), 그 다음에 표시 패널(111)에 가장 가까운 필름 층을 필름 층(113(2)), 그리고 터치 센서(112)에 가장 가까운 필름 층을 필름 층(113(n))이라고 한다. 이하의 설명에서, 필름 층들을 서로 구별하지 않을 때는 "필름 층(113)"이라는 용어를 사용한다.
도 1의 (C) 등에 나타낸 바와 같이, 2개의 필름 층(113)이 접착층(114)으로 서로 접착되는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 필름 층(113(1))과 표시 패널(111)의 접착, 그리고 필름 층(113(n))과 터치 센서(112)의 접착이 접착층(114)을 사용하여 행해지는 것이 바람직하다.
표시 패널(111)은 유연하며, 지지체(103) 표면을 따라 제공된다. 필름 층(113(1))은 표시 패널(111) 표면을 따라 제공된다. 필름 층(113(2))은 필름 층(113(1)) 표면을 따라 제공된다. 마찬가지로, 필름 층(113(n))은 필름 층(113(n-1)) 표면을 따라 제공된다. 터치 센서(112)는 필름 층(113(n)) 표면을 따라 제공된다.
이와 같이 표시 패널(111)과 터치 센서(112) 사이에 끼워진 복수의 필름 층(113)에 의하여, 표시 패널(111)과 터치 센서(112) 사이의 거리를 확대할 수 있고, 이에 의하여 표시 패널(111)에 포함되는 배선 또는 전극과 터치 센서(112)에 포함되는 배선 또는 전극 사이의 기생 용량이 저감된다. 이에 의하여, 표시 패널(111)을 구동할 때에 발생되는 노이즈로 인한 터치 센서(112)에 대한 악영향에 의하여 터치 센서(112)의 검출 감도가 저하되는 것이 방지된다.
표시 패널(111)과 터치 센서(112) 사이의 거리를 확대하기 위하여 그 사이에 단일의 부품인 스페이서를 끼우는 경우에 비하여, 복수의 필름 층(113)을 사용하면 표시 패널(111)로부터의 노이즈가 필름 층(113)들 사이로 확산되기 쉬워져, 터치 센서(112)에 대한 노이즈의 영향이 저감되는 경우가 있다.
표시 패널(111)의 두께는 예를 들어 1μm~300μm의 범위가 바람직하고, 3μm~200μm의 범위가 더 바람직하고, 5μm~100μm의 범위가 더욱 바람직하다. 대표적으로, 표시 패널(111)의 두께는 약 50μm인 것이 바람직하다.
터치 센서(112)의 두께는 1μm~300μm의 범위가 바람직하고, 3μm~200μm의 범위가 더 바람직하고, 5μm~100μm의 범위가 더욱 바람직하다. 대표적으로, 터치 센서(112)의 두께는 약 50μm인 것이 바람직하다.
표시 패널(111) 또는 터치 센서(112)의 두께가 1μm 미만이면, 표시 패널(111) 또는 터치 센서(112)의 불충분한 기계적 강도가 대미지의 한 원인이 된다. 한편, 표시 패널(111) 또는 터치 센서(112)의 두께가 500μm보다 두꺼우면, 구부러진 부분의 내경(內徑)과 외경(外徑)의 차이가 커지기 때문에, 유연성이 저하되고 표시 패널(111) 또는 터치 센서(112)에 가해지는 응력이 커진다. 이에 따라 표시 패널(111) 또는 터치 센서(112)에 포함되는 기판, 또는 기판 위에 제공되는 배선 또는 소자 등이 손상될 수 있다.
필름 층(113)의 두께는, 적층되는 층의 수 또는 곡면의 곡률 반경 등에 따라 적절히 설정될 수 있다. 구체적으로, 필름 층(113)의 두께는 300μm 이하, 바람직하게는 250μm 이하, 더 바람직하게는 200μm 이하, 더 바람직하게는 150μm 이하, 더 바람직하게는 100μm 이하, 더 바람직하게는 50μm 이하이고, 1μm 이상, 바람직하게는 5μm 이상, 더 바람직하게는 10μm 이상, 더 바람직하게는 20μm 이상이다. 필름 층(113)이 얇을수록, 곡률 반경이 더 작은 곡면을 따라 필름 층(113)을 더 쉽게 제공할 수 있지만, 표시 패널(111)과 터치 센서(112) 사이의 거리를 확대하기 위해서는 적층하는 층의 수가 증가되어, 제작 공정이 복잡해질 수 있다. 필름 층(113)의 두께가 500μm보다 두꺼우면, 지지체(103)의 곡면의 곡률 반경에 따라서는 필름 층(113) 표면에 구김 또는 크랙 등이 생길 수 있다.
접착층(114)의 두께는 300μm 이하, 바람직하게는 200μm 이하, 더 바람직하게는 100μm 이하, 더 바람직하게는 50μm 이하이고 300nm 이상, 바람직하게는 1μm 이상, 더 바람직하게는 5μm 이상, 더 바람직하게는 10μm 이상이다.
필름 층(113) 및 접착층(114)에는 저유전율 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 저유전율 재료를 사용하여 형성된 필름 층(113)은 적층되는 필름 층(113)의 수 및 터치 센서(112)와 표시 패널(111) 사이의 기생 용량을 줄일 수 있다. 예를 들어, 필름 층(113) 및 접착층(114)을 유전율이 2.0~10.0의 범위, 바람직하게는 2.0~5.0의 범위, 더 바람직하게는 2.0~4.5의 범위, 더 바람직하게는 2.0~4.0의 범위인 재료를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.
필름 층(113) 및 접착층(114)에 사용하는 재료는 가시광의 투과율이 높은 것이 바람직하다. 가시광(예를 들어, 파장 범위 400nm~700nm의 광)의 투과율이 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 더 바람직하게는 85% 이상, 더 바람직하게는 90% 이상인 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
필름 층(113)에는 투광성을 가지는 절연 재료, 예를 들어 유기 절연 재료 또는 무기 절연 재료를 사용할 수 있다. 또한, 필름 층(113)에 사용하는 재료는 시트 형태라도 좋고, 점성을 가져도 좋고, 또는 점성 재료를 건조시켜 고체화함으로써 얻어져도 좋다. 또한, 필름 층(113)은 적어도 2개의 유기 절연 재료, 적어도 2개의 무기 절연 재료, 또는 유기 절연 재료와 무기 절연 재료의 조합을 사용한 적층 구조를 가져도 좋다.
필름 층(113)에 사용하는 재료의 예로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 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, 및 폴리염화바이닐 수지가 포함된다. 특히, 열팽창 계수가 낮은 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 열팽창 계수가 30×10-6/K 이하인 폴리아마이드이미드 수지, 폴리이미드 수지, 또는 PET를 사용하는 것이 바람직하다. 섬유체에 수지가 함침(含浸)된 기판(프리프레그라고도 함), 또는 무기 필러(filler)를 유기 수지와 혼합하여 열팽창 계수를 낮춘 기판을 사용하는 것도 가능하다.
상술한 재료에 섬유체가 포함되는 경우, 섬유체로서 유기 화합물 또는 무기 화합물의 고강도 섬유를 사용한다. 고강도 섬유는 구체적으로, 인장 탄성률(tensile modulus of elasticity)이 높은 섬유 또는 영률(Young's modulus)이 높은 섬유이다. 대표적인 예로서는 폴리바이닐알코올계 섬유, 폴리에스터계 섬유, 폴리아마이드계 섬유, 폴리에틸렌계 섬유, 아라미드계 섬유, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸 섬유, 유리 섬유, 및 탄소 섬유가 포함된다. 유리 섬유로서는 E유리, S유리, D유리, 또는 Q유리 등을 사용한 유리 섬유를 사용할 수 있다. 이들 섬유를 직포 또는 부직포 상태로 사용하여도 좋고, 이 섬유체에 수지를 함침시키고 수지를 경화시킨 구조체를 플렉시블 기판으로서 사용하여도 좋다. 섬유체 및 수지를 포함하는 구조체를 플렉시블 기판으로서 사용하면 휨 및 국소적인 압력으로 인한 대미지에 대한 신뢰성이 높아질 수 있으므로 바람직하다.
접착층(114)에는 점성 재료, 또는 열 경화성 수지, 광 경화성 수지, 또는 2성분 경화성 수지(two-component curable resin) 등의 경화성 수지를 사용할 수 있다. 예를 들어, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 실리콘(silicone) 수지, 또는 실록산 결합을 가지는 수지를 사용할 수 있다.
점성 재료를 사용하여 필름 층(113)을 형성할 때는 접착층(114)의 재료를 사용할 수 있고, 그 경우에는 접착층(114)을 생략할 수 있다.
필름 층(113)을 얇게 하면, 상술한 바와 같이 지지체(103)의 곡면의 곡률 반경을 작게 할 수 있다. 곡률 반경이 큰 경우, 비교적 두꺼운 필름 층(113)을 사용할 수 있다.
여기서, 필름 층(113)의 두께를 T, 지지체(103)의 가장 작은 곡률 반경을 R로 할 때, T/R이 예를 들어 0.2 이하, 바람직하게는 0.1 이하, 더 바람직하게는 0.05 이하가 되도록 필름 층(113)의 두께를 설정할 수 있다. 예를 들어, 곡률 반경 R이 4mm이고 필름 층(113)의 두께 T가 100μm일 때 T/R은 0.025이다.
실제로는 구부러진 필름 층(113)의 곡률 반경은 표시 패널(111)과 접착층(114)의 두께에 따라 커지기 때문에, 허용 가능한 필름 층(113)의 두께는 상술한 상한보다 두꺼울 수 있다. 표시 패널(111)에 가장 가깝게 배치되는 필름 층(113(1))은 허용 가능한 두께가 가장 얇다.
제작 비용을 낮추기 위해서는 복수의 필름 층(113)을 동일한 재료, 그리고 동일한 두께의 필름으로 하는 것이 바람직하다. 또는, 터치 센서(112)에 더 가까운 필름 층(113)을 두껍게 하여도 좋다.
도 2의 (B)에 도시된 바와 같이 필름 층(113)과 접착층(114)을 조합한 재료를 사용하여도 좋다. 예를 들어, 필름 층(113)의 적어도 하나의 표면에 점착성의 접착층(114)이 제공된 점착 필름을 사용하여도 좋다. 이 경우, 터치 센서(112)에 가장 가까운 필름 층(113(n)) 또는 표시 패널(111)에 가장 가까운 필름 층(113(1))을, 필름 층(113)의 양면에 접착층(114)이 제공된 필름으로 하여, 터치 센서(112) 또는 표시 패널(111)에 접착될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 터치 센서(112)와 외장부재(102) 사이에, 각 필름 층(113)이 접착층(114)들 사이에 끼워지도록 적어도 하나의 필름 층(113)을 제공하여도 좋다. 이와 같은 필름 층(113)에 의하여 터치 센서(112)와 터치 면으로서 기능하는 외장부재(102) 사이의 거리를 용이하게 조절할 수 있고, 터치 패널(100)을 구동시키기 위한 회로의 설계를 변경하지 않고 터치 패널(100)의 검출 감도를 용이하게 최적화할 수 있다.
도 3은 외장부재(102)와 터치 센서(112) 사이에 2개의 필름 층(113)이 끼워진 구조를 도시한 것이다. 여기서, 외장부재(102)와 터치 센서(112) 사이에 끼워진 필름 층들 중, 외장부재(102)에 가장 가까운 필름 층(113)을 필름 층(113(m))(m은 n+1 이상의 정수임), 그리고 터치 센서(112)에 가장 가까운 필름 층(113)을 필름 층(113(n+1))이라고 한다.
[제작 방법의 예]
터치 패널(100)의 제작 방법의 예에 대하여 도 4의 (A1), (A2), (B1), (B2), (C1), (C2), 및 (D)를 참조하여 설명한다.
먼저, 지지체(103)를 준비한다. 지지체(103)는 나중에 하우징(101)에 제공되는 부품으로서 사용될 수 있다. 또는, 하우징(101)에 터치 패널(100)을 탑재하는 데 다른 지지체를 사용하는 경우나, 또는 하우징(101)의 일부를 지지체로서 사용하는 경우에는 틀(mold)로서 기능하는 지지체(103)를 사용하여도 좋다.
그리고, 지지체(103)의 표면을 따라 구부러지도록 표시 패널(111)을 배치한다(도 4의 (A1) 및 (A2)). 이때, 지지체(103)와 표시 패널(111)은 접착제 또는 압감 접착제 등으로 고정되는 것이 바람직하다. 나중에 지지체(103)로부터 터치 패널(100)을 떼어내는 경우, 분리가 용이하게 행해지는 접착제 또는 압감 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.
다음에, 표시 패널(111) 표면을 따라 필름 층(113)을 접착층(114)(미도시)으로 접합한다(도 4의 (B1) 및 (B2)). 이때 표시 패널(111) 전체 면을 덮기 위해서는, 필름 층(113)을 그 단부가 표시 패널(111) 외측에 위치하도록 접합하는 것이 바람직하다.
이와 같이 필름 층(113)을 접합하는 단계를 필름 층(113)의 수와 같은 횟수 반복함으로써 필름 층(113)의 적층 구조를 얻을 수 있다.
그리고, 필름 층(113)(구체적으로는 필름 층(113(n))) 표면을 따라 터치 센서(112)를 접착층(114)(미도시)으로 접합한다(도 4의 (C1) 및 (C2)).
도 3에 도시된 바와 같이 터치 센서(112) 표면을 따라 필름 층을 더 제공하는 경우, 필름 층(113)과 같은 식으로 제공한다.
도 4의 (D)는 지지체(103)로부터 터치 패널(100)을 떼어낸 상태를 도시한 것이다. 터치 패널(100)의 형태는, 터치 패널(100)을 지지체(103)로부터 떼어낸 후에도 유지될 수 있다.
터치 패널(100)은 이러한 단계를 거쳐 제작될 수 있다.
표시 패널(111), n개의 필름 층(113), 및 터치 센서(112)를 평평한 면을 따라 순차적으로 적층하여 터치 패널을 형성하고, 터치 패널을 지지체(103)를 따라 구부리면, 지지체(103)로부터 가장 떨어져 있는 터치 센서(112)가 구부러짐에 따라 특히 인장되는 방향으로 외력이 생겨, 터치 센서(112)가 손상될 수 있다.
한편, 지지체(103) 표면에 표시 패널(111), n개의 필름 층(113), 및 터치 센서(112)를 순차적으로 제공하는 방법을 사용함으로써, 표시 패널(111) 및 터치 센서(112)가 구부러질 때에 이들에 가해지는 응력이 저감되고, 표시 패널(111) 또는 터치 센서(112)에 포함되는 기판, 또는 기판 위에 제공되는 배선 및 소자 등이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 신뢰성이 높은 터치 패널(100)을 제공할 수 있다.
표시 패널(111), 필름 층(113), 및 터치 센서(112)를 곡면을 따라 구부릴 때, 이들에 가해지는 응력은 이들의 두께에 따라 커진다. 그러나, 표시 패널(111), n개의 필름 층(113), 및 터치 센서(112) 각각의 두께는 충분히 작기 때문에, 이들의 두께로 인한 응력에 기인하는 결함이 생기지 않는다.
평판 터치 패널을 구부리면, 이 터치 패널은 지지체 없이는 구부러진 형상을 유지하지 못하고 평판 형상으로 되돌아간다. 한편, 이 제작 방법의 예에 따라 제작된 터치 패널(100)의 구부러진 형상은, 도 4의 (D)에 도시된 바와 같이 터치 패널(100)을 지지체(103)로부터 떼어내어도(터치 패널(100)이 지지체(103)로 지지되지 않아도) 유지될 수 있다.
평판 터치 패널을 구부려서 지지체에 고정하면, 터치 패널에 항상 응력이 가해져, 장기 신뢰성이 저하될 수 있다. 한편, 이 제작 방법의 예에 의하여 제작된 터치 패널(100)은 구부러진 형상을 유지하기 때문에, 터치 패널(100)에 의도하지 않은 응력이 가해지지 않고, 그 결과 신뢰성이 높은 터치 패널(100)을 얻을 수 있다.
이 제작 방법의 예를 사용하면, 표시 패널(111)과 터치 센서(112) 사이의 거리를 확장하기 위하여 적층하는 필름 층(113)의 수에 제한이 없고, 적층되는 필름 층(113)의 수가 매우 많고 표시 패널(111)과 터치 센서(112) 사이의 거리가 확장된 경우에도, 터치 패널이 구부러진 형상을 문제 없이 유지할 수 있다. 한편, 평판 터치 패널을 구부리면, 표시 패널(111)과 터치 센서(112) 사이의 거리가 멀더라도 터치 센서(112)가 손상된다.
이 제작 방법의 예를 사용함으로써, 휨에 의하여 표시 패널(111) 및 터치 센서(112) 등에 가해지는 응력이 매우 작게 될 수 있으므로, 터치 패널(100)을 휠 때에 허용 가능한 곡률 반경이 매우 작게 될 수 있다. 또한, 터치 패널(100)을 작은 곡률 반경으로 휠 때의 표시 패널(111)과 터치 센서(112) 사이의 거리를 충분히 확장할 수 있기 때문에, 터치 패널(100)의 검출 감도가 높아진다.
상술한 설명에서는 터치 패널(100)의 표시 면(터치 센서(112)가 제공되는 쪽)이 볼록한 커브를 가지지만, 표시 면이 오목면을 가질 수 있다.
[전자 기기]
도 5의 (A1), (A2), (B1), (B2), (C1), 및 (C2)는 도 1의 (A1) 및 (A2)와는 터치 패널(100)의 위치가 다른 전자 기기의 예를 도시한 것이다. 도 5의 (A1) 및 (A2)에서, 터치 패널(100)은 하우징(101) 뒷면의 대부분 위에 제공되어 있다. 도 5의 (B1) 및 (B2)에서, 터치 패널(100)은 오른쪽 측면으로부터 정면을 가로질러 왼쪽 측면으로 연장되어 있다. 도 5의 (C1) 및 (C2)에서, 터치 패널(100)은 뒷면으로부터 오른쪽 측면, 정면, 및 왼쪽 측면을 가로질러 뒷면으로 연장되어 있다.
상술한 구조에 한정되지 않고 전자 기기는 다른 다양한 식으로 하우징 곡면을 따라 터치 패널(100)이 제공되도록 구성될 수 있다. 상술한 예에서는 하우징 표면이 볼록하지만, 이 표면은 오목하여도 좋고, 또는 물결 형상과 같이 볼록과 오목의 양쪽을 포함하는 형상을 가져도 좋다.
본 실시형태의 적어도 일부는 본 명세서에 기재된 다른 실시형태들 중 어느 것과 적절히 조합하여 실시될 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태는 본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널에 사용되는 터치 센서 및 표시 패널의 예에 대하여 설명한다.
[터치 센서]
도 6은 터치 센서(112)의 개략 사시도이다. 도 7의 (A)~(C)는 도 6의 선 C-D 및 선 E-F를 따른 개략 단면도이다.
예를 들어, 터치 센서(112)로서 정전식(capacitive) 터치 센서를 사용할 수 있다. 정전식 터치 센서의 예로서는 표면 정전식 터치 센서와 투영 정전식 터치 센서가 있다. 투영 정전식 터치 센서의 예로서는 주로 구동 방식이 다른 자기 정전식 터치 센서와 상호 정전식 터치 센서가 있다. 상호 정전식 터치 센서를 사용하면 여러 지점을 동시에 검출할 수 있으므로 바람직하다. 투영 정전식 터치 센서를 사용하는 예에 대하여 이하에서 설명한다.
터치 센서(112)는 플렉시블 기판(201)과 플렉시블 기판(202) 사이에 복수의 전극(221) 및 복수의 전극(222)을 포함한다. 전극(221)은 복수의 배선(211) 중 하나에 전기적으로 접속된다. 전극(222)은 복수의 배선(212) 중 하나에 전기적으로 접속된다. 배선들(211 및 212)은 기판(201) 바깥둘레로 연장되어 FPC(flexible printed circuit)(205)에 전기적으로 접속된다.
전극(221)은 한 방향으로 연장된 형상을 가진다. 전극(222)들은 각각 2개의 전극(221) 사이에 제공된다. 사이에 전극(221)이 배치되는 2개의 전극(222)은 전극(221)과 교차하는 배선(223)에 의하여 서로 전기적으로 접속된다. 배선(223)과 전극(221) 사이에 유전층(224)이 제공되어 커패시터가 형성된다. 터치 센서(112)에서, 복수의 전극(222)이 배선(223)에 의하여 전기적으로 접속되며 한 방향으로 배열되고, 복수의 전극(221)이 전극(222)의 방향과 교차하는 방향으로 배열됨으로써, 커패시터들이 매트릭스로 배열된다.
전극(221), 전극(222), 및 배선(223)은 투광성을 가지는 것이 바람직하다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 전극들(221 및 222)은 사이에 틈이 거의 생기지 않는 형상을 가지는 것이 바람직하다. 또한 전극들(221 및 222) 사이의 틈에, 전극(221), 전극(222), 또는 배선(223)과 동일한 도전막을 포함하는 더미 전극을 제공하여도 좋다. 이와 같이 전극들(221 및 222) 사이의 틈을 가능한 한 줄임으로써 투과율의 불균일을 저감할 수 있다. 이 결과, 터치 센서(112)를 투과하는 광의 휘도 불균일을 저감할 수 있다.
투광성 도전성 재료로서는, 산화 인듐, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 산화 아연, 또는 갈륨이 첨가된 산화 아연 등의 도전성 산화물, 또는 그래핀을 사용할 수 있다.
기판(201)에 투광성 도전성 재료를 스퍼터링에 의하여 퇴적시킨 다음, 포토리소그래피 등의 다양한 패터닝 기술 중 어느 것에 의하여 불필요한 부분을 제거하는 식으로 전극들(221 및 222) 및 배선(223)을 형성할 수 있다. 그래핀은 CVD에 의하여 형성되어도 좋고, 또는 산화 그래핀을 분산시킨 용액을 도포한 다음에 산화 그래핀을 환원함으로써 형성되어도 좋다.
배선(212)은 전극(222)에 전기적으로 접속된다. 배선(212)은 표면이 기판(201) 바깥둘레에서 노출되도록 제공되며, 접속층(255)을 통하여 FPC(205)에 전기적으로 접속될 수 있다. 또한, 전극(221)과 전기적으로 접속되는 배선(211)은 비슷한 구조를 가질 수 있다.
배선들(211 및 212)에는 알루미늄, 금, 백금, 은, 니켈, 타이타늄, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 또는 팔라듐 등의 금속 재료, 또는 이들 금속 재료 중 어느 것을 함유하는 합금 재료를 사용할 수 있다.
접속층(255)에는 ACF(anisotropic conductive film) 또는 ACP(anisotropic conductive paste) 등을 사용할 수 있다.
도 7의 (A)에서의 단면 구조의 예에서는 전극(221) 및 전극(222)이 절연층(220) 위에 형성되어 있다. 기판(201)과 절연층(220)은 접착층(231)을 개재(介在)하여 서로 접합된다. 기판(202)과, 전극 등이 제공된 기판(201)은 접착층(232)으로 서로 접합된다.
접착층(231) 및 접착층(232)은 투광성을 가진다. 열 경화성 수지 또는 자외선 경화성 수지를 사용할 수 있고, 예를 들어 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 또는 실록산 결합을 가지는 수지를 사용할 수 있다.
기판(202) 표면에 보호층(235)이 제공되는 것이 바람직하다. 보호층(235)은 세라믹 코트라고 할 수 있으며, 터치 센서(112)가 손가락 또는 스타일러스 등으로 조작될 때에 기판(202) 표면을 보호하는 기능을 가진다. 특히 외장부재(102)를 제공하지 않는 경우에는 보호층(235)을 제공하는 것이 바람직하다. 보호층(235)은 산화 실리콘, 산화 알루미늄, 산화 이트륨, 또는 YSZ(yttria-stabilized zirconia) 등의 무기 절연 재료를 사용하여 스퍼터링 또는 졸겔 법 등에 의하여 형성될 수 있다. 특히 에어로졸 증착(aerosol deposition)을 채용하여 보호층(235)을 형성하면, 저온으로 고밀도의 막을 형성할 수 있고, 그 결과 기계적 강도를 높일 수 있으므로 바람직하다.
보호층(235)은 적어도 터치 면에 제공된다. 도 7의 (A)에는 기판(202) 표면에 보호층(235)을 제공하는 경우를 나타내었지만, 보호층(235)을 기판(201) 표면에 제공하여도 좋다.
접착층(231)을 제공하지 않는 것도 가능하다. 도 7의 (B)는 기판(201) 상면에 절연층(220)을 제공하는 구조를 도시한 것이다. 도 7의 (C)는 절연층(220)도 생략하고 전극(221) 및 전극(222) 등을 기판(201) 위에 제공하는 구조를 도시한 것이다.
상술한 것이 터치 센서에 대한 설명이다.
[표시 패널]
도 8은 표시 패널(111)의 개략 사시도이다.
표시 패널(111)은 복수의 화소를 포함하는 표시부(491), 및 표시부(491)에 신호와 전력을 공급하기 위한 배선(457)을 포함한다. 표시부(491)에 포함되는 화소에는 트랜지스터 및 표시 소자가 제공되는 것이 바람직하다. 표시 소자의 대표적인 예로서는 유기 EL 소자, 액정 소자, 전자 잉크, 전자 분류체(electronic liquid powder), 및 전기 영동 소자가 포함된다.
도 8에서, 표시 패널(111)은 표시부(491)에 더하여 구동 회로(493)를 포함한다. 구동 회로(493)로서는 예를 들어 주사선 구동 회로 또는 신호선 구동 회로로서 기능하는 회로를 사용할 수 있다.
구동 회로(493)가 주사선 구동 회로로서 기능하는 경우에는 도 9에 나타낸 회로(회로 A)를 사용할 수 있다. 도 9의 회로 A는 트랜지스터들(M1~M15)을 포함한다. 각 트랜지스터는 채널이 형성되는 반도체로서 산화물 반도체를 함유하는 것이 바람직하다. 산화물 반도체를 함유하는 트랜지스터는 극히 낮은 오프 상태 전류를 나타낸다. 회로에 이와 같은 트랜지스터를 사용하면, 저온 폴리실리콘을 함유하는 CMOS 회로에 비하여 슛 스루 전류(shoot-through current)를 저감할 수 있고, 이 회로로부터 발생되는 노이즈를 저감할 수 있다. 그 결과, 터치 패널(100)의 검출 감도를 높일 수 있다.
도 8에서 FPC(495)는 배선(457)에 전기적으로 접속된다. 신호 및 표시 패널(111)을 구동시키기 위한 전력은 FPC(495)로부터 배선(457)을 통하여 공급될 수 있다.
도 8은 COF에 의하여 FPC(495)에 IC(470)를 탑재하는 예를 도시한 것이다. IC(470)로서는 주사선 구동 회로 또는 신호선 구동 회로로서 기능하는 IC를 사용할 수 있다. 또한, 표시 패널(111)이 주사선 구동 회로 및 신호선 구동 회로로서 기능하는 회로를 포함하는 경우, 및 주사선 구동 회로 및 신호선 구동 회로로서 기능하는 회로가 외부에 제공되고 FPC(495)를 통하여 표시 패널(111)을 구동시키기 위한 신호가 입력되는 경우에는, IC(470)를 제공하지 않는 것이 가능하다.
[단면 구조예 1]
표시 패널(111)의 단면 구조의 예에 대하여 이하에서 설명한다. 여기서, 표시 패널(111)은 유기 EL 소자를 사용한 발광 장치이다.
도 10의 (A)는 도 8의 선 G-H, 선 I-J, 및 선 K-L을 따른 개략 단면도이다. 도 10의 (A)에 도시된 표시 패널은 상이한 색의 발광층을 구분하여 퇴적함으로써 제작된 전면 발광(top-emission) 표시 패널이다.
도 10의 (A)에 도시된 표시 패널은, 표시부(491), 구동 회로(493), 및 FPC(495)를 포함한다. 표시부(491) 및 구동 회로(493)에 포함되는 유기 EL 소자 및 트랜지스터는 기판(420), 기판(428), 및 접착층(407)에 의하여 밀봉되어 있다.
도 10의 (A)의 표시 패널은 기판(420), 접착층(422), 절연층(424), 트랜지스터(455), 절연층(463), 절연층(465), 절연층(405), 유기 EL 소자(450)(하부 전극(401), EL층(402), 및 상부 전극(403)), 접착층(407), 기판(428), 및 배선(457)을 포함한다. 기판(428), 접착층(407), 및 상부 전극(403)은 가시광을 투과시킨다.
도 10의 (A)의 표시 패널의 표시부(491)에서는, 접착층(422) 및 절연층(424)을 개재하여 기판(420) 위에 트랜지스터(455) 및 유기 EL 소자(450)가 제공되어 있다. 유기 EL 소자(450)는, 절연층(465) 위의 하부 전극(401), 하부 전극(401) 위의 EL층(402), 및 EL층(402) 위의 상부 전극(403)을 포함한다. 하부 전극(401)은 트랜지스터(455)의 소스 전극 또는 드레인 전극에 전기적으로 접속된다. 하부 전극(401)은 가시광을 반사하는 것이 바람직하다. 하부 전극(401)의 단부는 절연층(405)으로 덮인다.
구동 회로(493)는 복수의 트랜지스터를 포함한다. 도 10의 (A)는 구동 회로(493)에서의 트랜지스터 중 하나를 도시한 것이다.
배선(457)은, 외부로부터의 신호(예를 들어 비디오 신호, 클럭 신호, 스타트 신호, 또는 리셋 신호) 또는 전위를 구동 회로(493)에 전달하는 외부 입력 단자에 전기적으로 접속된다. 여기서, 외부 입력 단자의 예로서 FPC(495)가 제공되어 있다.
제작 단계 수가 증가되는 것을 방지하기 위하여, 표시부 또는 구동 회로에서의 전극 또는 배선과 동일한 재료 및 동일한 단계를 사용하여 배선(457)을 형성하는 것이 바람직하다. 여기서는 트랜지스터의 소스 및 드레인 전극들과 동일한 재료 및 동일한 단계를 사용하여 배선(457)을 형성하는 예를 설명한다.
절연층(463)은 트랜지스터에 포함되는 반도체에 대한 불순물의 확산을 억제하는 효과를 가진다. 트랜지스터에 기인한 표면 요철을 저감하기 위하여, 절연층(465)으로서 평탄화 기능을 가지는 절연막을 사용하는 것이 바람직하다.
[단면 구조예 2]
도 10의 (B)는 상술한 것과 다른 표시 패널의 단면 구조를 도시한 것이다. 도 10의 (B)에 도시된 표시 패널은 컬러 필터 방식을 사용하여 제작된 배면 발광(bottom-emission) 표시 패널이다.
도 10의 (B)의 표시 패널은 기판(420), 접착층(422), 절연층(424), 트랜지스터(454), 트랜지스터(455), 절연층(463), 착색층(432), 절연층(465), 도전층(435), 절연층(467), 절연층(405), 유기 EL 소자(450)(하부 전극(401), EL층(402), 및 상부 전극(403)), 접착층(407), 기판(428), 및 배선(457)을 포함한다. 기판(420), 접착층(422), 절연층(424), 절연층(463), 절연층(465), 절연층(467), 및 하부 전극(401)은 가시광을 투과시킨다.
도 10의 (B)의 표시 패널의 표시부(491)에서는, 접착층(422) 및 절연층(424)을 개재하여 기판(420) 위에 스위칭 트랜지스터(454), 전류 제어 트랜지스터(455), 및 유기 EL 소자(450)가 제공되어 있다. 유기 EL 소자(450)는, 절연층(467) 위의 하부 전극(401), 하부 전극(401) 위의 EL층(402), 및 EL층(402) 위의 상부 전극(403)을 포함한다. 하부 전극(401)은 도전층(435)을 통하여 트랜지스터(455)의 소스 전극 또는 드레인 전극에 전기적으로 접속된다. 하부 전극(401)의 단부는 절연층(405)으로 덮인다. 상부 전극(403)은 가시광을 반사하는 것이 바람직하다. 표시 패널은 절연층(463) 위에, 유기 EL 소자(450)와 중첩되는 착색층(432)을 포함한다.
구동 회로(493)는 복수의 트랜지스터를 포함한다. 도 10의 (B)는 구동 회로(493)에 포함되는 트랜지스터들 중 2개를 도시한 것이다.
배선(457)은 외부로부터의 신호 또는 전위를 구동 회로(493)에 전달하는 외부 입력 단자에 전기적으로 접속된다. 여기서는 도전층(435)과 동일한 재료 및 동일한 단계를 사용하여 배선(457)을 형성한다.
절연층(463)은 트랜지스터에 포함되는 반도체에 대한 불순물의 확산을 억제하는 효과를 가진다. 트랜지스터 및 배선에 기인한 표면 요철을 저감하기 위하여, 절연층(465) 및 절연층(467)으로서 평탄화 기능을 가지는 절연막을 사용하는 것이 바람직하다.
[단면 구조예 3]
도 11은 상술한 것과 다른 표시 패널의 단면 구조를 도시한 것이다. 도 11에 도시된 표시 패널은 컬러 필터 방식을 사용하여 제작된 전면 발광 표시 패널이다.
도 11의 표시 패널은 기판(420), 접착층(422), 절연층(424), 트랜지스터(455), 절연층(463), 절연층(465), 절연층(405), 유기 EL 소자(450)(하부 전극(401), EL층(402), 및 상부 전극(403)), 접착층(407), 차광층(431), 착색층(432), 오버코트(453), 절연층(226), 접착층(426), 기판(428), 및 배선(457)을 포함한다. 기판(428), 접착층(426), 절연층(226), 오버코트(453), 접착층(407), 및 상부 전극(403)은 가시광을 투과시킨다.
도 11의 구조에서, 절연층(405) 위에 절연층(496)이 제공되어 있다. 절연층(405) 위에 스페이서로서 기능하는 절연층(496)을 제공하면, 기판들 사이의 거리가 미리 결정된 거리보다 짧아지는 것이 방지된다.
도 11의 표시 패널의 표시부(491)에서는, 접착층(422) 및 절연층(424)을 개재하여 기판(420) 위에 트랜지스터(455) 및 유기 EL 소자(450)가 제공되어 있다. 유기 EL 소자(450)는, 절연층(465) 위의 하부 전극(401), 하부 전극(401) 위의 EL층(402), 및 EL층(402) 위의 상부 전극(403)을 포함한다. 하부 전극(401)은 트랜지스터(455)의 소스 전극 또는 드레인 전극에 전기적으로 접속된다. 하부 전극(401)의 단부는 절연층(405)으로 덮인다. 하부 전극(401)은 가시광을 반사하는 것이 바람직하다. 또한, 표시 패널은 접착층(407)을 개재하여 유기 EL 소자(450)와 중첩되는 착색층(432), 및 접착층(407)을 개재하여 절연층(405)과 중첩되는 차광층(431)을 포함한다.
구동 회로(493)는 복수의 트랜지스터를 포함한다. 도 11은 구동 회로(493)에서의 트랜지스터들 중 하나를 도시한 것이다.
배선(457)은, 외부로부터의 신호 또는 전위를 구동 회로(493)에 전달하는 외부 입력 단자에 전기적으로 접속된다. 여기서, 일례로서 외부 입력 단자로서 FPC(495)를 제공하고, 트랜지스터(455)의 소스 및 드레인 전극들과 동일한 재료 및 동일한 단계를 사용하여 배선(457)을 형성한다. 절연층(226) 위의 커넥터(497)는 절연층(226), 오버코트(453), 접착층(407), 절연층(465), 및 절연층(463)에 제공된 개구를 통하여 배선(457)에 접속된다. 커넥터(497)는 FPC(495)에 접속된다. FPC(495)와 배선(457)은 커넥터(497)를 통하여 전기적으로 접속된다.
[제작 방법의 예]
여기서, 플렉시블 터치 센서 또는 플렉시블 표시 패널의 제작 방법에 대하여 설명한다.
여기서는 표시 패널에 있어서 화소 및 구동 회로를 포함하는 구성 요소 또는 컬러 필터 등의 광학 부재를 포함하는 구성 요소, 또는 터치 센서에 있어서 전극 및 배선을 포함하는 구성 요소를 편의상 소자층이라고 한다. 소자층은 예를 들어 표시 소자를 포함하고, 표시 소자에 전기적으로 접속되는 배선, 및 화소 또는 회로에 사용되는 트랜지스터 등의 소자를 포함하여도 좋다.
또한, 소자층이 형성되는 절연 표면이 제공되는 지지체를 베이스(base)라고 한다.
플렉시블 베이스 위에 소자층을 형성하는 방법으로서, 베이스에 소자층을 직접 형성하는 방법; 및 강성을 가지며 다른 베이스인 지지 베이스 위에 소자층을 형성한 다음에 소자층을 지지 베이스로부터 분리하여 베이스로 옮기는 방법이 있다.
베이스의 재료가 소자층의 형성 공정에서의 가열 온도에 견딜 수 있는 경우에는, 베이스에 소자층을 직접 형성하면 제작 공정이 간략화될 수 있으므로 바람직하다. 이때, 베이스를 지지 베이스에 고정한 상태로 소자층을 형성하면, 장치 내, 및 장치 간에서의 소자층의 반송이 쉬워질 수 있으므로 바람직하다.
소자층을 지지 베이스 위에 형성한 다음에 베이스로 옮기는 방법을 채용하는 경우, 먼저 지지 베이스 위에 분리층과 절연층을 적층한 다음에 절연층 위에 소자층을 형성한다. 그리고, 소자층을 지지 베이스로부터 분리하여 베이스로 옮긴다. 이 경우, 지지 베이스와 분리층의 계면, 분리층과 절연층의 계면, 또는 분리층 내에서 분리가 일어나도록 재료를 선택한다. 이와 같은 방법에 의하여, 베이스의 상한 온도보다 높은 온도로 소자층을 형성할 수 있고, 이에 따라 신뢰성이 향상된다.
분리층은 고융점 금속 재료(예를 들어 텅스텐)를 함유하는 층과 상기 금속 재료의 산화물을 함유하는 층을 사용한 적층 구조를 가지고, 분리층 위에 절연층으로서 질화 실리콘층 및 산화 질화 실리콘층 등의 복수의 층이 적층된 층이 형성되는 것이 바람직하다. 고융점 금속 재료를 사용함으로써, 고온의 공정을 행하여 소자층을 형성할 수 있고, 그 결과 신뢰성이 높게 된다. 소자층에 함유되는 불순물을 더 저감할 수 있고, 소자층에 포함되는 반도체 등의 결정성을 더 높일 수 있다.
분리의 예로서는 기계적인 힘을 가하는 것에 의한 박리, 에칭에 의한 분리층의 제거, 또는 분리 계면의 일부에 액체를 적하하여 분리 계면 전체로 침투시키는 것에 의한 분리가 포함된다. 또는, 열팽창 계수의 차이를 이용하여, 분리 계면을 가열하여 분리를 행하여도 좋다.
지지 베이스와 절연층의 계면에서 분리가 행해질 수 있는 경우, 분리층은 불필요하다. 예를 들어, 지지 베이스로서 유리를 사용하고, 절연층에 폴리이미드 등의 유기 수지를 사용하고, 유기 수지를 레이저 광 등으로 국소적으로 가열함으로써 분리의 시작점을 설정하고, 유리와 절연층의 계면에서 분리를 행하는 것이 가능하다. 또는, 지지 베이스와 유기 수지를 함유하는 절연층 사이에 열 전도성이 높은 재료(예를 들어 금속 또는 반도체)를 함유하는 층을 제공하고, 이 층을 분리가 쉽게 일어나도록 전류에 의하여 가열한 다음에 분리를 행하는 것이 가능하다. 이 경우, 유기 수지를 함유하는 절연층을 베이스로서 사용할 수도 있다.
플렉시블 베이스의 재료의 예로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스터 수지, 폴리아크릴로나이트릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리에터설폰(PES) 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리아마이드 수지, 사이클로올레핀 수지, 폴리스타이렌 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 및 폴리염화바이닐 수지가 포함된다. 특히, 열팽창 계수가 낮은 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 열팽창 계수가 30×10-6/K 이하인 폴리아마이드이미드 수지, 폴리이미드 수지, 또는 PET를 사용하는 것이 바람직하다. 섬유체에 수지가 함침된 기판(프리프레그라고도 함), 또는 무기 필러를 유기 수지와 혼합하여 열팽창 계수를 낮춘 기판을 사용하는 것도 가능하다.
상술한 재료에 섬유체가 포함되는 경우, 섬유체로서 유기 화합물 또는 무기 화합물의 고강도 섬유를 사용한다. 고강도 섬유는 구체적으로, 인장 탄성률이 높은 섬유 또는 영률이 높은 섬유이다. 대표적인 예로서는 폴리바이닐알코올계 섬유, 폴리에스터계 섬유, 폴리아마이드계 섬유, 폴리에틸렌계 섬유, 아라미드계 섬유, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸 섬유, 유리 섬유, 및 탄소 섬유가 포함된다. 유리 섬유로서는 E유리, S유리, D유리, 또는 Q유리 등을 사용한 유리 섬유를 사용할 수 있다. 이들 섬유를 직포 또는 부직포 상태로 사용하여도 좋고, 이 섬유체에 수지를 함침시키고 수지를 경화시킨 구조체를 플렉시블 기판으로서 사용하여도 좋다. 섬유체 및 수지를 포함하는 구조체를 플렉시블 기판으로서 사용하면 휨 및 국소적인 압력으로 인한 대미지에 대한 신뢰성이 향상될 수 있으므로 바람직하다.
[재료의 예]
다음에, 표시 패널에 사용될 수 있는 재료 등에 대하여 설명한다. 또한, 본 실시형태에서 이미 설명된 구성 요소에 대한 설명은 생략한다.
발광 소자로서는 자기 발광의 소자를 사용할 수 있고, 전류 또는 전압에 의하여 휘도가 제어되는 소자는 발광 소자의 범주에 포함된다. 예를 들어, 발광 다이오드(LED), 유기 EL 소자, 또는 무기 EL 소자를 사용할 수 있다.
표시 패널에서의 트랜지스터의 구조에 특별한 제한은 없다. 예를 들어, 스태거(forward staggered) 트랜지스터 또는 역 스태거(inverted staggered) 트랜지스터를 사용하여도 좋다. 톱 게이트 트랜지스터 또는 보텀 게이트 트랜지스터를 사용하여도 좋다. 트랜지스터에 사용하는 반도체 재료에 특별한 제한은 없고 예를 들어, 실리콘, 저마늄, 또는 산화물 반도체를 사용하여도 좋다.
트랜지스터에 사용하는 반도체 재료의 상태에 특별한 제한은 없고, 비정질 반도체 또는 결정성을 가지는 반도체(미결정 반도체, 다결정 반도체, 단결정 반도체, 또는 부분적으로 결정 영역을 포함하는 반도체)를 사용하여도 좋다. 결정성을 가지는 반도체를 사용하면 트랜지스터 특성의 열화가 억제될 수 있으므로 바람직하다.
여기서 트랜지스터에는 다결정 실리콘 등의 다결정 반도체를 사용하는 것이 바람직하다. 다결정 실리콘은 단결정 실리콘보다 낮은 온도로 형성될 수 있으며, 비정질 실리콘보다 높은 전계 효과 이동도와 신뢰성을 가진다. 이와 같은 다결정 반도체를 화소에 사용하면 화소의 개구율이 높아진다. 또한, 다결정 반도체를 사용함으로써, 화소 밀도가 매우 높은 경우에도 게이트 구동 회로 및 소스 구동 회로를 화소가 제공되는 기판 위에 형성할 수 있기 때문에, 전자 기기에 포함되는 부품의 수를 줄일 수 있다.
또한, 트랜지스터에 산화물 반도체를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 실리콘보다 밴드갭이 넓은 산화물 반도체를 사용하는 것이 바람직하다. 실리콘보다 밴드갭이 넓고 캐리어 밀도가 낮은 반도체 재료를 사용하면, 트랜지스터의 오프 상태 전류가 저감될 수 있으므로 바람직하다.
예를 들어, 산화물 반도체는 적어도 인듐(In) 또는 아연(Zn)을 함유하는 것이 바람직하다. 산화물 반도체는 In-M-Zn계 산화물(M은 Al, Ti, Ga, Ge, Y, Zr, Sn, La, Ce 또는 Hf 등의 금속)을 함유하는 것이 더 바람직하다.
산화물 반도체로서 예를 들어, 다음 중 어느 것을 사용할 수 있다: 산화 인듐, 산화 주석, 산화 아연, In-Zn계 산화물, Sn-Zn계 산화물, Al-Zn계 산화물, Zn-Mg계 산화물, Sn-Mg계 산화물, In-Mg계 산화물, In-Ga계 산화물, In-Ga-Zn계 산화물(IGZO라고도 함), In-Al-Zn계 산화물, In-Sn-Zn계 산화물, Sn-Ga-Zn계 산화물, Al-Ga-Zn계 산화물, Sn-Al-Zn계 산화물, In-Hf-Zn계 산화물, In-Zr-Zn계 산화물, In-Ti-Zn계 산화물, In-Sc-Zn계 산화물, In-Y-Zn계 산화물, In-La-Zn계 산화물, In-Ce-Zn계 산화물, In-Pr-Zn계 산화물, In-Nd-Zn계 산화물, In-Sm-Zn계 산화물, In-Eu-Zn계 산화물, In-Gd-Zn계 산화물, In-Tb-Zn계 산화물, In-Dy-Zn계 산화물, In-Ho-Zn계 산화물, In-Er-Zn계 산화물, In-Tm-Zn계 산화물, In-Yb-Zn계 산화물, In-Lu-Zn계 산화물, In-Sn-Ga-Zn계 산화물, In-Hf-Ga-Zn계 산화물, In-Al-Ga-Zn계 산화물, In-Sn-Al-Zn계 산화물, In-Sn-Hf-Zn계 산화물, 및 In-Hf-Al-Zn계 산화물.
여기서 In-Ga-Zn계 산화물은 In, Ga, 및 Zn을 주성분으로서 함유하는 산화물을 의미하며, In, Ga, 및 Zn의 비에 특별한 제한은 없다. In-Ga-Zn계 산화물은 In, Ga, 및 Zn에 더하여 또 하나의 금속 원소를 함유하여도 좋다.
산화물 반도체막은 단결정 산화물 반도체막과 비단결정 산화물 반도체막으로 크게 나뉜다. 비단결정 산화물 반도체막은 CAAC-OS(c-axis aligned crystalline oxide semiconductor)막, 다결정 산화물 반도체막, 미결정 산화물 반도체막, 및 비정질 산화물 반도체막 등 중 어느 것을 포함한다. 또한, CAAC-OS막은 복수의 c축 배향된 결정부를 포함하는 산화물 반도체막이다.
반도체층으로서, 반도체층이 형성되는 표면 또는 반도체층의 상면에 수직으로 c축이 배향된 복수의 결정부를 포함하며 인접한 결정부들이 결정립계를 가지지 않는 산화물 반도체막을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 이와 같이 결정립계가 없는 산화물 반도체는, 본 발명의 일 형태에 따라 제작된 플렉시블 장치를 휘었을 때에 발생되는 응력에 기인하여 산화물 반도체막의 크랙이 발생되는 것을 방지한다. 따라서, 이와 같은 산화물 반도체는 휘어서 사용하는 플렉시블 표시 장치에 바람직하게 사용된다.
반도체층에 이와 같은 재료를 사용하면 전기 특성의 변화가 억제된 신뢰성이 높은 트랜지스터를 제공할 수 있다.
또한, 이와 같은 산화물 반도체를 사용한 트랜지스터의 낮은 오프 상태 전류에 의하여, 트랜지스터를 통하여 커패시터에 저장된 전하의 장기 유지가 가능해진다. 이와 같은 트랜지스터를 화소에 사용하면, 표시 영역에 표시된 화상의 휘도를 유지하면서 구동 회로를 정지할 수 있게 된다. 그러므로, 소비 전력이 극히 낮은 전자 기기를 제공할 수 있다.
트랜지스터의 게이트, 소스, 및 드레인, 그리고 터치 패널에서의 다양한 배선 및 전극은 알루미늄, 타이타늄, 크로뮴, 니켈, 구리, 이트륨, 지르코늄, 몰리브데넘, 은, 탄탈럼, 및 텅스텐 등의 금속, 또는 이들 금속 중 어느 것을 주성분으로서 함유하는 합금을 사용한 단층 구조 또는 적층 구조로 형성된다. 예를 들어, 실리콘을 함유하는 알루미늄막의 단층 구조; 타이타늄막 위에 알루미늄막을 적층한 2층 구조; 텅스텐막 위에 알루미늄막을 적층한 2층 구조; 구리-마그네슘-알루미늄 합금막 위에 구리막을 적층한 2층 구조; 타이타늄막 위에 구리막을 적층한 2층 구조; 텅스텐막 위에 구리막을 적층한 2층 구조; 타이타늄막 또는 질화 타이타늄막, 알루미늄막 또는 구리막, 및 타이타늄막 또는 질화 타이타늄막을 이 순서대로 적층한 3층 구조; 또는 몰리브데넘막 또는 질화 몰리브데넘막, 알루미늄막 또는 구리막, 및 몰리브데넘막 또는 질화 몰리브데넘막을 이 순서대로 적층한 3층 구조를 채용할 수 있다. 또한, 산화 인듐, 산화 주석, 또는 산화 아연을 함유하는 투명 도전성 재료를 사용하여도 좋다. 망가니즈를 함유하는 구리를 사용하면 에칭의 형상 제어성이 높아지므로 바람직하다.
표시 패널에 포함되는 발광 소자는 한 쌍의 전극과, 한 쌍의 전극 사이의 EL층을 포함한다. 한 쌍의 전극 중 하나는 양극으로서 기능하고 다른 하나는 음극으로서 기능한다.
발광 소자는 전면 발광 구조, 배면 발광 구조, 및 양면 발광(dual emission) 구조 중 어느 것을 가져도 좋다. 광이 추출되는 전극으로서는 가시광을 투과시키는 도전막을 사용한다. 광이 추출되지 않는 전극으로서는 가시광을 반사하는 도전막을 사용하는 것이 바람직하다.
가시광을 투과시키는 도전막은 예를 들어, 산화 인듐, 인듐 주석 산화물(ITO: indium tin oxide), 인듐 아연 산화물, 산화 아연, 또는 갈륨이 첨가된 산화 아연을 사용하여 형성될 수 있다. 투광성을 가질 정도로 얇은 막이라면, 금, 은, 백금, 마그네슘, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 또는 타이타늄 등의 금속 재료; 이들 금속 재료 중 어느 것을 함유하는 합금; 또는 이들 금속 재료 중 어느 것의 질화물(예를 들어, 질화 타이타늄)로 형성되는 막을 사용하는 것도 가능하다. 또는, 상술한 재료 중 어느 것의 적층을 도전막으로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 은과 마그네슘의 합금과 ITO의 적층막을 사용하면 도전성을 높일 수 있으므로 바람직하다. 또는, 그래핀 등을 사용하여도 좋다.
가시광을 반사하는 도전막에는 예를 들어, 알루미늄, 금, 백금, 은, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 또는 팔라듐 등의 금속 재료, 또는 이들 금속 재료 중 어느 것을 함유하는 합금을 사용할 수 있다. 상기 금속 재료 또는 합금에 란타넘, 네오디뮴, 또는 저마늄 등이 첨가되어도 좋다. 또한, 알루미늄과 타이타늄의 합금, 알루미늄과 니켈의 합금, 또는 알루미늄과 네오디뮴의 합금 등, 알루미늄을 함유하는 합금(알루미늄 합금); 또는 은과 구리의 합금, 은과 구리와 팔라듐의 합금, 또는 은과 마그네슘의 합금 등, 은을 함유하는 합금을 도전막에 사용할 수 있다. 은과 구리의 합금은 내열성이 높으므로 바람직하다. 또한 알루미늄 합금막에 금속막 또는 금속 산화물막을 적층하면, 알루미늄 합금막의 산화를 억제할 수 있다. 금속막 또는 금속 산화물막의 재료의 예에는 타이타늄 및 산화 타이타늄이 있다. 또는, 가시광을 투과시키는 도전막과 상술한 금속 재료 중 어느 것을 함유하는 막을 적층하여도 좋다. 예를 들어, 은과 ITO의 적층막, 또는 은과 마그네슘의 합금과 ITO의 적층막을 사용할 수 있다.
전극은 증착법 또는 스퍼터링법에 의하여 형성될 수 있다. 또는 잉크젯법 등의 토출법, 스크린 인쇄법 등의 인쇄법, 또는 도금법을 사용하여도 좋다.
하부 전극과 상부 전극 사이에 발광 소자의 문턱 전압보다 높은 전압이 인가되면, 양극 측으로부터 EL층에 정공이 주입되고 음극 측으로부터 EL층에 전자가 주입된다. 주입된 전자와 정공은 EL층에서 재결합하여, EL층에 함유된 발광 물질이 광을 발한다.
EL층은 적어도 발광층을 포함한다. 발광층에 더하여, EL층은 정공 주입성이 높은 물질, 정공 수송성이 높은 물질, 정공 차단 재료, 전자 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 및 양극성(bipolar)을 가지는 물질(전자 및 정공의 수송성이 높은 물질) 등 중 어느 것을 함유하는 하나 이상의 층을 포함하여도 좋다.
EL층에는 저분자 화합물 또는 고분자 화합물을 사용할 수 있고, 무기 화합물을 사용하여도 좋다. EL층에 포함되는 층은, 다음 방법 중 어느 것으로 형성될 수 있다: 증착법(진공 증착법을 포함함), 전사(轉寫)법, 인쇄법, 잉크젯법, 및 코팅법 등.
발광 소자는, 가스 배리어성이 높은 한 쌍의 절연막 사이에 제공되는 것이 바람직하다. 이로써, 발광 소자에 물 등의 불순물이 들어가는 것을 방지할 수 있어, 표시 패널의 신뢰성의 저하가 억제된다.
가스 배리어성이 높은 절연막의 예로서는 질화 실리콘막 또는 질화 산화 실리콘막 등의 질소와 실리콘을 함유하는 막, 및 질화 알루미늄막 등의 질소와 알루미늄을 함유하는 막이 포함된다. 또는, 산화 실리콘막, 산화 질화 실리콘막, 또는 산화 알루미늄막 등을 사용하여도 좋다.
예를 들어, 가스 배리어성이 높은 절연막의 수증기 투과 속도는 1×10-5g/m2·day 이하, 바람직하게는 1×10-6g/m2·day 이하, 더 바람직하게는 1×10-7g/m2·day 이하, 더욱 바람직하게는 1×10-8g/m2·day 이하이다.
플렉시블 기판에는 플렉시블 재료를 사용한다. 예를 들어 유기 수지, 또는 유연성을 가질 정도로 얇은 유리 재료를 사용할 수 있다. 또한, 표시 패널에서 발광이 추출되는 기판에는, 가시광을 투과시키는 재료를 사용한다. 플렉시블 기판이 가시광을 투과시킬 필요가 없는 경우에는 금속 기판 등을 사용하여도 좋다.
유리보다 비중이 낮은 유기 수지를 플렉시블 기판에 사용하면, 유리를 사용하는 경우에 비하여 표시 패널을 가볍게 할 수 있으므로 바람직하다.
유연성 및 투광성을 가지는 재료의 예로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 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, 및 폴리염화바이닐 수지가 포함된다. 특히, 열팽창 계수가 낮은 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 폴리아마이드이미드 수지, 폴리이미드 수지, 또는 PET를 사용하는 것이 바람직하다. 섬유체에 수지가 함침된 기판(프리프레그라고도 함), 또는 무기 필러를 유기 수지와 혼합하여 열팽창 계수를 낮춘 기판을 사용하는 것도 가능하다.
유연성 및 투광성을 가지는 재료에 섬유체가 포함되는 경우, 섬유체로서 유기 화합물 또는 무기 화합물의 고강도 섬유를 사용한다. 고강도 섬유는 구체적으로, 인장 탄성률이 높은 섬유 또는 영률이 높은 섬유이다. 대표적인 예로서는 폴리바이닐알코올계 섬유, 폴리에스터계 섬유, 폴리아마이드계 섬유, 폴리에틸렌계 섬유, 아라미드계 섬유, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸 섬유, 유리 섬유, 및 탄소 섬유가 포함된다. 유리 섬유로서는 E유리, S유리, D유리, 또는 Q유리 등을 사용한 유리 섬유를 사용할 수 있다. 이들 섬유를 직포 또는 부직포 상태로 사용하여도 좋고, 이 섬유체에 수지를 함침시키고 수지를 경화시킨 구조체를 플렉시블 기판으로서 사용하여도 좋다. 섬유체 및 수지를 포함하는 구조체를 플렉시블 기판으로서 사용하면 휨 및 국소적인 압력으로 인한 대미지에 대한 신뢰성이 향상될 수 있으므로 바람직하다.
광의 추출 효율을 향상시키기 위해서는, 유연성 및 투광성을 가지는 재료의 굴절률이 높은 것이 바람직하다. 예를 들어, 유기 수지에 굴절률이 높은 무기 필러를 분산시킴으로써 얻은 기판은, 유기 수지만으로 형성된 기판보다 높은 굴절률을 가질 수 있다. 특히 입자 직경이 40nm 이하로 작은 무기 필러는, 광학적인 투명성을 유지할 수 있으므로 바람직하다.
유연성 및 굽힘성을 얻기 위하여, 금속 기판의 두께는 10μm~200μm의 범위가 바람직하고, 20μm~50μm의 범위가 더 바람직하다. 금속 기판은 열 전도성이 높기 때문에 발광 소자의 발광으로 인하여 발생한 열을 효율적으로 방출할 수 있다.
금속 기판의 재료에 특별한 제한은 없지만, 예를 들어 알루미늄, 구리, 니켈, 또는 알루미늄 합금 또는 스테인리스 강 등의 합금을 사용하는 것이 바람직하다.
플렉시블 기판은 장치 표면을 대미지로부터 보호하는 하드 코트층(예를 들어 질화 실리콘층) 또는 압력을 분산시킬 수 있는 층(예를 들어 아라미드 수지층) 등이 상술한 재료 중 어느 것의 층 위에 적층된 구조를 가져도 좋다. 또한, 수분 등으로 인한 기능 소자(특히 유기 EL 소자)의 수명 저하를 억제하기 위하여, 후술하는 투수성이 낮은 절연막이 포함되어도 좋다.
복수의 층을 적층함으로써 플렉시블 기판을 형성하여도 좋다. 유리층을 사용하면, 물 및 산소에 대한 배리어성이 향상될 수 있으므로, 신뢰성 있는 표시 패널을 제공할 수 있다.
예를 들어, 유기 EL 소자에 가까운 측으로부터 유리층, 접착층, 및 유기 수지층이 적층된 플렉시블 기판을 사용할 수 있다. 유리층의 두께는 20μm~200μm의 범위, 바람직하게는 25μm~100μm의 범위로 한다. 이러한 두께를 가지면, 유리층은 물 및 산소에 대한 높은 배리어성과 유연성의 양쪽 모두를 가질 수 있다. 유기 수지층의 두께는 10μm~200μm의 범위, 바람직하게는 20μm~50μm의 범위로 한다. 이러한 유기 수지층을 유리층의 외측에 제공함으로써, 유리층에 크랙 또는 깨짐이 생기는 것을 억제할 수 있고 기계적 강도를 향상시킬 수 있다. 이와 같은 유리 재료와 유기 수지의 복합 재료를 사용한 기판을 사용하여, 신뢰성이 높은 플렉시블 표시 패널을 제공할 수 있다.
접착층에는 다양한 경화성 접착제, 예를 들어 자외선 경화성 접착제 등의 광 경화성 접착제, 반응 경화성 접착제, 열 경화성 접착제, 및 혐기성 접착제 중 어느 것을 사용할 수 있다. 이들 접착제의 예로서는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 이미드 수지, 폴리염화바이닐(PVC) 수지, 폴리바이닐뷰티랄(PVB) 수지, 및 에틸렌바이닐아세테이트(EVA) 수지가 포함된다. 특히 에폭시 수지 등 투습성이 낮은 재료가 바람직하다. 또는, 2성분 혼합형 수지를 사용하여도 좋다. 또는, 점착성의 시트 등을 사용하여도 좋다.
또한, 수지는 건조제를 포함하여도 좋다. 예를 들어, 알칼리 토금속의 산화물(예를 들어 산화 칼슘 또는 산화 바륨) 등, 화학 흡착에 의하여 수분을 흡착하는 물질을 사용할 수 있다. 또는, 제올라이트 또는 실리카 젤 등, 물리 흡착에 의하여 수분을 흡착하는 물질을 사용하여도 좋다. 건조제를 포함하면, 수분 등의 불순물이 기능 소자에 들어가는 것을 억제할 수 있기 때문에, 표시 패널의 신뢰성이 향상되므로 바람직하다.
수지에 굴절률이 높은 필러 또는 광 산란 재료를 혼합하면, 발광 소자로부터의 광 추출 효율이 향상될 수 있으므로 바람직하다. 예를 들어, 산화 타이타늄, 산화 바륨, 제올라이트, 또는 지르코늄을 사용할 수 있다.
상술한 것이 표시 패널에 대한 설명이다.
또한, 본 명세서 등에서 표시 소자, 표시 소자를 포함하는 장치인 표시 장치, 발광 소자, 및 발광 소자를 포함하는 장치인 발광 장치는 다양한 형태를 채용할 수 있고, 또는 다양한 소자를 포함할 수 있다. 표시 소자, 표시 장치, 발광 소자, 및 발광 장치의 예로서는, EL 소자(예를 들어 유기 및 무기 재료를 포함하는 EL 소자, 유기 EL 소자, 및 무기 EL 소자), LED(예를 들어 백색 LED, 적색 LED, 녹색 LED, 및 청색 LED), 트랜지스터(전류에 따라 광을 발하는 트랜지스터), 전자 방출체, 액정 소자, 전자 잉크, 전기 영동 소자, GLV(grating light valve), PDP(plasma display panel), MEMS(micro electro mechanical system)를 사용한 표시 소자, DMD(digital micromirror device), DMS(digital micro shutter), IMOD(interferometric modulator display), 전기 습윤 소자, MEMS 셔터 표시 소자, 광 간섭형 MEMS 표시 소자, 압전 세라믹 디스플레이, 및 카본 나노 튜브 등, 전자기적 작용에 의하여 콘트라스트, 휘도, 반사율, 또는 투과율 등이 변화되는 표시 매체를 가지는 소자 및 장치가 포함된다. EL 소자를 가지는 표시 장치의 예로서는 EL 디스플레이가 있다. 전자 방출체를 포함하는 표시 장치의 예로서는 FED(field emission display) 및 SED형 평판 디스플레이(SED: surface-conduction electron-emitter display)가 있다. 액정 소자를 포함하는 표시 장치의 예로서는 액정 디스플레이(예를 들어 투과형 액정 디스플레이, 반투과형 액정 디스플레이, 반사형 액정 디스플레이, 직시형 액정 디스플레이, 및 투사형 액정 디스플레이)가 포함된다. 전자 잉크, 전자 분류체, 또는 전기 영동 소자를 가지는 표시 장치의 예로서는 전자 종이가 있다. 반투과형 액정 디스플레이 또는 반사형 액정 디스플레이에서는 화소 전극의 일부 또는 모두가 반사 전극으로서 기능한다. 예를 들어, 화소 전극의 일부 또는 모두가 알루미늄 또는 은 등을 함유하도록 형성된다. 이와 같은 경우, 반사 전극 아래에 SRAM 등의 메모리 회로를 제공할 수 있고, 이에 따라 소비 전력이 더 저감된다.
본 명세서 등에서, 화소에 능동 소자(비선형 소자)가 포함되는 액티브 매트릭스 방식, 또는 화소에 능동 소자가 포함되지 않는 패시브 매트릭스 방식을 채용할 수 있다.
액티브 매트릭스 방식에서는 능동 소자로서, 트랜지스터뿐만 아니라 다양한 능동 소자, 예를 들어 MIM(metal insulator metal) 또는 TFD(thin film diode)를 사용할 수도 있다. 이들 소자는 적은 단계 수로 제작되므로, 제작 비용이 저감되거나, 또는 수율이 높아진다. 또한 이들 소자는 작기 때문에, 개구율을 높일 수 있으므로 소비 전력이 낮아지고 휘도가 높아진다.
패시브 매트릭스 방식에서는 능동 소자가 사용되지 않기 때문에 제작 단계 수가 적어, 제작 비용을 저감할 수 있거나 또는 수율이 향상될 수 있다. 또한, 능동 소자가 사용되지 않기 때문에 개구율이 향상될 수 있어, 소비 전력을 저감할 수 있거나 또는 더 높은 휘도를 달성할 수 있다.
본 실시형태의 적어도 일부는 본 명세서에 기재된 다른 실시형태들 중 어느 것과 적절히 조합하여 실시될 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널, 터치 센서, 표시 패널, 또는 발광 장치를 포함할 수 있는 전자 기기 및 조명 장치에 대하여 도 12의 (A)~(E) 및 도 13의 (A)~(D)를 참조하여 설명한다.
전자 기기의 예로서는, 텔레비전 수상기(텔레비전 또는 텔레비전 수신기라고도 함), 컴퓨터 등의 모니터, 디지털 카메라 및 디지털 비디오 카메라 등의 카메라, 디지털 액자, 휴대 전화(휴대 전화기 또는 휴대 전화 장치라고도 함), 휴대용 게임기, 휴대 정보 단말, 음향 재생 장치, 및 파친코기 등의 대형 게임기를 들 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따라 제작된 장치는 유연성을 가지기 때문에, 집 또는 빌딩의 구부러진 내벽/외벽의 표면, 또는 자동차의 구부러진 내장/외장의 표면을 따라 제공될 수 있다.
도 12의 (A)는 휴대 전화의 예를 도시한 것이다. 휴대 전화(7400)에는 하우징(7401)에 제공된 표시부(7402), 조작 버튼(7403), 외부 접속 포트(7404), 스피커(7405), 및 마이크로폰(7406) 등이 제공되어 있다. 휴대 전화(7400)는 본 발명의 일 형태에 따라 제작된 표시 장치를 표시부(7402)에 사용하여 제작된다. 본 발명의 일 형태에 따라, 구부러진 표시부를 가지는 신뢰성이 높은 휴대 전화를 높은 수율로 제공할 수 있다.
도 12의 (A)에서의 휴대 전화(7400)의 표시부(7402)를 손가락 등으로 터치하면 데이터를 휴대 전화(7400)에 입력할 수 있다. 전화를 걸거나 문자를 입력하는 등의 조작은 표시부(7402)를 손가락 등으로 터치함으로써 행할 수 있다.
조작 버튼(7403)에 의하여 전원을 온 및 오프로 할 수 있다. 또한, 표시부(7402)에 표시되는 화상의 종류를 전환할 수 있고, 예를 들어 메일 작성 화면에서 메인 메뉴로 화상을 전환할 수 있다.
도 12의 (B)는 손목시계형 휴대 정보 단말의 예를 도시한 것이다. 휴대 정보 단말(7100)은 하우징(7101), 표시부(7102), 밴드(7103), 버클(7104), 조작 버튼(7105), 및 입출력 단자(7106) 등을 포함한다.
휴대 정보 단말(7100)은 휴대 전화 통화, 이메일, 문서의 읽기 및 편집, 음악 재생, 인터넷 통신, 및 컴퓨터 게임 등의 다양한 애플리케이션을 실행할 수 있다.
표시부(7102)의 표시면이 휘어져 있고, 휘어진 표시면에 화상이 표시될 수 있다. 표시부(7102)는 터치 센서를 포함하고, 손가락 또는 스타일러스 등으로 화면에 터치함으로써 조작을 행할 수 있다. 예를 들어, 표시부(7102)에 표시된 아이콘(7107)을 터치함으로써 애플리케이션을 기동할 수 있다.
조작 버튼(7105)에 의하여, 시각 설정, 전원의 온/오프, 무선 통신의 온/오프 제어, 매너 모드의 설정 및 해제, 및 절전 모드의 설정 및 해제 등의 다양한 기능을 행할 수 있다. 예를 들어, 휴대 정보 단말(7100)에 설치된 운영 체계에 의하여 조작 버튼(7105)의 기능을 자유로이 설정할 수 있다.
휴대 정보 단말(7100)은 기존 통신 표준에 준거한 통신 방식인 근거리 무선 통신을 채용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어 휴대 정보 단말(7100)과 무선 통신이 가능한 헤드세트 사이의 상호 통신에 의하여 핸즈프리 통화가 가능하다.
휴대 정보 단말(7100)은 입출력 단자(7106)를 포함하고, 커넥터를 통하여 데이터를 다른 정보 단말로 직접 송신할 수 있고 데이터를 다른 정보 단말로부터 직접 수신할 수 있다. 입출력 단자(7106)를 통한 충전이 가능하다. 또한, 충전 동작은 입출력 단자(7106)를 사용하지 않고 무선 급전에 의하여 행하여도 좋다.
휴대 정보 단말(7100)의 표시부(7102)는 본 발명의 일 형태에 따라 제작된 표시 패널을 포함한다. 본 발명의 일 형태에 따라, 구부러진 표시부를 가지는 신뢰성이 높은 휴대 정보 단말을 높은 수율로 제공할 수 있다.
도 12의 (C)~(E)는 조명 장치의 예를 도시한 것이다. 조명 장치들(7200, 7210, 및 7220)은 각각 조작 스위치(7203)가 제공된 스테이지(7201), 및 스테이지(7201)로 지지되는 발광부를 포함한다.
도 12의 (C)에 도시된 조명 장치(7200)는 물결 형상의 발광면을 가지는 발광부(7202)를 포함하기 때문에 정교한 디자인을 가진다.
도 12의 (D)에서의 조명 장치(7210)에 포함되는 발광부(7212)에서는 볼록하게 구부러진 2개의 발광부가 대칭적으로 배치되어 있다. 따라서 조명 장치(7210)를 중심으로 모든 방향을 비출 수 있다.
도 12의 (E)에 도시된 조명 장치(7220)는 오목하게 구부러진 발광부(7222)를 포함한다. 발광부(7222)로부터 발해지는 광이 조명 장치(7220)의 앞으로 모이기 때문에, 특정한 범위를 비추기에 적합하다.
또한, 조명 장치들(7200, 7210, 및 7220) 각각에 포함되는 발광부는 유연하기 때문에, 사용 목적에 따라 발광부의 발광면을 자유로이 휠 수 있도록 발광부를 플라스틱 부재 또는 가동(可動) 프레임 등에 고정하여도 좋다.
스테이지에 의하여 발광부가 지지된 조명 장치를 예로서 설명하였지만, 발광부가 제공된 하우징을 천장에 고정하거나 또는 천장에서 매달 수 있다. 발광면을 구부릴 수 있기 때문에 발광면을 오목하게 휘어서 특정한 영역을 밝게 비추거나, 또는 볼록하게 휘어서 방 전체를 밝게 비출 수 있다.
발광부가 터치 패널을 포함하는 경우에는, 발광부를 터치함으로써 광의 색 및 휘도를 변화시킬 수 있는(광을 제어할 수 있는) 신규 조명 장치를 구현할 수 있다.
도 13의 (A)는 휴대 정보 단말(330)의 외형을 도시한 사시도이다. 도 13의 (B)는 휴대 정보 단말(330)의 상면도이다. 도 13의 (C)는 휴대 정보 단말(340)의 외형을 도시한 사시도이다.
휴대 정보 단말들(330 및 340)은 예를 들어 전화기, 전자 수첩, 및 정보 열람 시스템 중 하나 이상으로서 기능한다. 구체적으로, 휴대 정보 단말들(330 및 340)은 각각 스마트폰으로서 사용될 수 있다.
휴대 정보 단말들(330 및 340)은 그 복수의 면에 문자 및 화상 데이터를 표시할 수 있다. 예를 들어 하나의 면에 3개의 조작 버튼(339)을 표시할 수 있다(도 13의 (A) 및 (C)). 또한, 다른 면에 파선 장방형으로 나타내어진 정보(337)를 표시할 수 있다(도 13의 (B) 및 (C)). 정보(337)의 예로서는 수신하는 이메일, SNS(social networking service) 메시지, 및 전화의 알림; 이메일 및 SNS 메시지의 제목 및 송신자; 날짜, 시각, 배터리 잔량, 및 안테나의 수신 강도가 포함된다. 정보(337)가 표시되는 위치에, 정보(337) 대신에 조작 버튼(339) 또는 아이콘 등을 표시하여도 좋다. 도 13의 (A) 및 (B)는, 위쪽에 정보(337)가 표시되는 예를 나타내고 있지만, 본 발명의 일 형태는 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 13의 (C)에서의 휴대 정보 단말(340)과 같이 옆쪽에 정보(337)가 표시되어도 좋다.
예를 들어 사용자는 가슴 포켓에 넣어진 휴대 정보 단말(330)의 표시(여기서는 정보(337))를 볼 수 있다.
구체적으로는, 착신하는 전화의 발신자의 전화 번호 또는 이름 등을 휴대 정보 단말(330)의 위쪽으로부터 관찰할 수 있는 위치에 표시시킨다. 이로써 사용자는 휴대 정보 단말(330)을 포켓에서 꺼내지 않고 표시를 보고 전화를 받을지 여부를 결정할 수 있다.
휴대 정보 단말(330)의 하우징(335) 및 휴대 정보 단말(340)의 하우징(336)에 포함되는 표시부(333)로서, 본 발명의 일 형태에 따라 제작된 표시 장치를 사용할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 따라, 구부러진 표시부를 가지는 신뢰성이 높은 표시 장치를 높은 수율로 제공할 수 있다.
도 13의 (D)에 도시된 휴대 정보 단말(345)과 같이 정보를 적어도 3개의 면에 표시하여도 좋다. 여기서는 일례로서, 정보(355), 정보(356), 및 정보(357)가 상이한 면에 표시되어 있다.
휴대 정보 단말(345)의 하우징(351)에 포함되는 표시부(358)로서 본 발명의 일 형태에 따라 제작된 표시 장치를 사용할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 따라, 구부러진 표시부를 가지는 신뢰성이 높은 표시 장치를 높은 수율로 제공할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널, 터치 센서, 표시 패널, 또는 발광 장치는 상술한 전자 기기의 표시부 및 조명 장치의 발광부에 사용될 수 있다. 따라서, 검출 감도가 높고, 얇고 가볍고 다기능의 전자 기기를 구현할 수 있다.
본 실시형태의 적어도 일부는 본 명세서에 기재된 다른 실시형태들 중 어느 것과 적절히 조합하여 실시될 수 있다.
(실시예 1)
[표시 패널의 전자기 노이즈]
본 실시예에서는 본 발명의 일 형태에 따른 표시 패널을 제작하였다. 또한, 표시 패널로부터의 전자기 노이즈를 조사한 결과를 나타낸다.
이미 설명한 바와 같이, 표시 패널이 동작할 때에 생성되는 전자기 노이즈가 터치 센서에 영향을 미치면, 터치 센서의 검출 감도가 저하될 수 있다. 이러한 이유로, 표시 패널에 기인하는 전자기 노이즈를 저감하는 것은 터치 센서의 검출 감도를 높이는 데 효과적이다.
표시 패널로부터의 전자기 노이즈의 요인 중 하나는 게이트 구동 회로(주사선 구동 회로)로부터의 전자기 노이즈이다. 게이트 구동 회로에는 시프트 레지스터로서 기능하는 회로가 적합하다.
클럭 신호 등의 입력 신호의 파형을 바꾸는 것은 시프트 레지스터 회로로부터의 전자기 노이즈를 저감하는 효과적인 방법이다. 구체적으로 입력 신호로서, 이상적인 구형파를 가지는 것이 아니라 상승 및 하강 에지(rising and falling edge)에서 전위 구배(勾配)가 완만한 신호를 사용한다. 입력 신호가 사인파에 가까우면, 전자기 노이즈가 더 저감될 수 있으므로 바람직하다. 구형파로부터 이와 같은 파형을 생성하는 방법의 예로서는 지연 회로 등을 사용하는 것, 및 배선에 커패시터를 추가하는 것이 포함된다. 바람직하게는, 신호 생성 회로의 전류 공급 능력을 낮춤으로써 이와 같은 파형을 생성하여도 좋다.
도 16의 (A)는 본 발명의 일 형태에 따른 시프트 레지스터 회로를 도시한 것이다. 도 16의 (A)에 도시된 회로는 도 9에서의 회로로부터 일부를 추출한 회로이다. 도 16의 (A)에서의 회로에 포함되는 트랜지스터들(M21~M28)은 채널 형성 영역에 상술한 산화물 반도체가 함유되는 트랜지스터인 것이 바람직하다. 도 16의 (B)는 타이밍 차트이다. 도 16의 (A)에서의 회로가 도 16의 (B)에 나타낸 파형을 가지는 입력 신호를 사용하여 구동되면, 예를 들어 회로에서의 전자기 노이즈의 생성이 방지될 수 있다. 본 발명의 일 형태에 따른 시프트 레지스터 회로는 후술하는 CMOS 회로를 사용한 시프트 레지스터 회로보다 슛 스루 전류가 낮은데, 이것은 부분적으로는 본 발명의 일 형태에 따른 시프트 레지스터 회로가 동일한 도전형의 트랜지스터로 구성되기 때문이다. 반도체층에 비정질 실리콘 또는 저온 폴리실리콘 등을 사용한 트랜지스터를 사용하여 동일한 구성의 회로를 형성하면, 누설 전류를 방지하기 위하여 노드(N1)에 커패시터를 추가할 필요가 있다. 그 결과, 충전 및 방전에 필요한 전류가 증가되어, 산화물 반도체를 사용하는 경우에 비하여 소비 전력이 증가될 수 있다.
여기서, 도 17의 (A)에 나타낸 바와 같이 n채널 트랜지스터 및 p채널을 조합한 CMOS 회로를 시프트 레지스터 회로에 사용하는 경우를 생각한다. 도 17의 (B)는 CMOS 회로를 사용한 시프트 레지스터 회로(회로 B)의 예를 도시한 것이다.
도 17의 (A) 및 (B)에서의 각 트랜지스터가, 채널이 형성되는 반도체층에 저온 폴리실리콘 등의 실리콘을 함유하는 것으로 가정한다. 도 18의 (A)는 도 17의 (A)에서의 CMOS 회로의 입출력 특성의 예를 나타낸 것이다. 반도체층에 실리콘을 사용한 트랜지스터를 가지는 CMOS 회로에서는, 도 18의 (B)에 나타낸 바와 같이 입력 전압이 반전될 때에 슛 스루 전류가 흐른다. 이는, 이상적인 구형파를 가지는 것이 아니라 상승 및 하강 에지에서 전위 구배가 완만한 신호를 입력 신호로서 사용하면, 슛 스루 전류로 인한 소비 전력이 더 증가되는 것을 의미한다.
입력 신호의 상승 시간(rise time)을 변화시키면서, 도 9에서의 회로 A 및 도 17의 (B)에서의 회로 B의 소비 전력(charge consumption)을, 비교를 위하여 계산하였다. 입력 신호가 포화되는 고레벨 전위를 100%로 할 때, 상승 시간은 전위 레벨이 10%에서 90%까지 증가되는 데 걸리는 시간을 말한다.
도 19는 계산 결과를 나타낸 것이다. 회로 B에서, 소비 전력은 입력 신호의 상승 시간이 길어질수록 증가된다. 한편, 회로 A에서는 입력 신호의 상승 시간의 길이에 상관없이 소비 전력이 거의 일정하다.
도 9에 도시된 회로를 게이트 드라이버로서 사용한 플렉시블 표시 패널을 제작하였다. 표시 패널은 컬러 필터 방식을 사용한 전면 발광 유기 EL 패널이었다. 유기 EL 패널의 화소 및 구동 회로에 포함되는 트랜지스터는 반도체층에 CAAC-OS를 사용하여 형성되었다. 표시 패널의 두께는 약 50μm였다.
제작된 플렉시블 표시 패널로부터 방출되는 전자기 노이즈를, 화상을 표시하면서 스펙트럼 분석기에 의하여 측정하였다. 도 20의 (A)는 측정 시에서의 패널을 나타낸 것이다. 스펙트럼 분석기의 프로브를 게이트 드라이버 바로 위에 배치하여 전자기 노이즈의 강도를 측정하였다. 측정은 2개의 조건하에서 행하였다: 게이트 드라이버에 입력되는 신호가 구형파를 가지는 경우와 입력 신호가 완만한 상승의 파형을 가지는 경우이다. 후자의 조건에 대해서는 표시 패널의 입력 단자에 커패시터를 추가하여 신호의 상승 시간을 약 50ns에서 약 800ns로 증가시켰다. 본 실시예에서는 커패시터를 추가하지만, 레지스터를 추가하여도 비슷한 효과가 나타난다; 즉 유기 EL 패널을 구동시키기 위한 외부 제어 회로에서의 신호를 출력하기 위한 트랜지스터의 소스 싱크 전류를 저감할 수 있다.
도 20의 (B)는 측정 결과를 나타낸 것이다. 구형파를 가지는 입력 신호의 경우(파선으로 나타냄)에 비하여, 완만한 상승의 파형을 가지는 입력 신호의 경우(실선으로 나타냄)에는 표시 패널로부터 방출되는 전자기 노이즈가 저감되었다. 또한, 도 9에서 VDD로 흐르는 전류가 약 20% 저감되는 것을 알았다.
본 실시예의 적어도 일부는 본 명세서에 기재된 실시형태들 중 어느 것과 적절히 조합하여 실시될 수 있다.
(실시예 2)
본 실시예에서는 본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널 및 터치 센서에 사용될 수 있는 투명 도전막의, 휘어졌을 때의 저항의 변화를 측정하였다. 그리고, 본 발명의 일 형태에 따른 터치 센서를 제작하고, 2개의 상태(터치 센서가 휘어졌을 때와 휘어지지 않을 때)에서의 출력 신호의 변화를 측정하였다.
[투명 도전막의 휨 테스트]
도 21은 투명 도전막에 휨 테스트를 행하기 위하여 제작한 테스트 소자의 개략 상면도이다. 테스트 소자는 플렉시블 기판 위에, 2개의 금속 배선과 이 금속 배선들에 전기적으로 접속된 투명 전극을 포함한다. 금속 배선들은 투명 전극의 각 단부 및 FPC에 전기적으로 접속된다. 투명 전극은 길이 L이 75mm, 폭 W가 300μm의 장방형이다. 투명 전극으로서 실리콘을 함유하는 두께 약 230nm의 인듐 주석 산화물막을 사용하였다. 금속 배선으로서는 두께 약 200nm의 텅스텐막을 사용하였다.
휨 테스트는, 도 21에 나타낸 바와 같이 투명 전극의 길이 방향(longitudinal direction)에 평행한 방향으로 플렉시블 기판을 휘어서 행하였다. 플렉시블 기판의 곡률 반경을 변화시켜 테스트 소자의 저항을 측정하였다.
도 22는 측정 결과를 나타낸 것이다. 도 22의 세로축과 가로축은 저항과 곡률 반경의 역수를 각각 나타내고 있다. 도 22는 곡률 반경이 작아져도 저항이 변화되지 않는 것을 나타낸다. 즉, 곡률 반경이 4mm 이하 또는 약 2mm이어도 투명 도전막의 저항이 변화되지 않는다. 따라서, 이 투명 도전막은 플렉시블 터치 센서, 플렉시블 표시 패널, 및 플렉시블 터치 패널에 사용하기에 적합하다.
[터치 센서의 휨 테스트]
상술한 투명 도전막을 한 쌍의 전극으로서 사용한 플렉시블 터치 센서를 제작하였다. 터치 센서는 상호 정전식 터치 센서였다. 터치 센서의 두께는 약 50μm였다. 플렉시블 터치 센서의 투과율은 80%~85%의 범위였다.
다음에, 제작된 터치 센서를 평평하게 놓았을 때와, 그것을 곡률 반경 4mm로 180° 휘었을 때에, 이 터치 센서로부터 출력되는 신호를 측정하였다.
도 23의 (A) 및 (B)는 측정 결과를 나타낸 것이다. 구체적으로, 도 23의 (A)는 터치 센서를 평평하게 놓았을 때에 측정한 결과를 나타내고, 도 23의 (B)는 터치 센서를 휘었을 때에 측정한 결과를 나타내고 있다. 도 23의 (A) 및 (B)에서 실선은 터치 센서에 물체가 접촉되지 않을 때에 얻어진 결과를 나타내고, 파선은 터치 센서에 물체가 접촉되고 있을 때에 얻어진 결과를 나타내고 있다. 평평한 터치 센서와 휘어진 터치 센서는 실질적으로 동일한 신호를 출력하고, 이 사실은 터치 센서가 어느 쪽 상태에서도 적절히 동작할 수 있는 것을 보여준다.
본 실시예의 적어도 일부는 본 명세서에 기재된 실시형태들 중 어느 것과 적절히 조합하여 실시될 수 있다.
(실시예 3)
본 실시예에서는 본 발명의 일 형태에 따른 터치 패널의 제작 방법을 사용하여 터치 패널을 제작하였다.
실시형태 1에서의 제작 방법의 예를 사용하여 터치 패널을 제작하였다. 도 14는 제작된 터치 패널의 적층 구조를 도시한 것이다. 여기서, 표시 패널은 컬러 필터 방식을 사용한 전면 발광 유기 EL 패널이었다. 유기 EL 패널의 화소 및 구동 회로에 포함되는 트랜지스터는 반도체층에 CAAC-OS를 사용하여 형성되었다. 터치 센서는 상호 정전식 터치 센서였다. 표시 패널 및 터치 센서는 각각 두께 약 50μm였다. 필름 층은 두께 약 50μm의 PET막이었다. 접착층은 두께 약 25μm의 실리콘 수지막이었다.
지지체로서, 양쪽 단부가 곡률 반경 4mm로 구부러진 에폭시 수지를 사용하였다. 실시형태 1에 기재된 제작 방법에 따라, 지지체의 양쪽 측면 및 상면을 따라 터치 패널을 제작하였다.
도 15는 제작된 터치 패널의 사진이다. 도 15에 나타낸 응용법에서는 지지체의 상면의 영역에 텍스트 데이터가 표시되어 있고, 지지체의 측면의 영역에 표시된 슬라이더를 조작하여 위아래로 스크롤할 수 있다. 지지체의 측면 및 상면의 영역에서 멀티 터치 동작이 달성되는 것이 실증되었다. 이와 같이 패널의 옆쪽에 제어부를 제공하면 한 손에 드는 것, 그리고 모바일 장치의 조작에 편리하다.
본 실시예의 적어도 일부는 본 명세서에 기재된 실시형태들 중 어느 것과 적절히 조합하여 실시될 수 있다.
10: 전자 기기, 100: 터치 패널, 101: 하우징, 102: 외장부재, 103: 지지체, 111: 표시 패널, 112: 터치 센서, 113: 필름 층, 114: 접착층, 201: 기판, 202: 기판, 205: FPC, 211: 배선, 212: 배선, 220: 절연층, 221: 전극, 222: 전극, 223: 배선, 224: 유전층, 226: 절연층, 231: 접착층, 232: 접착층, 235: 보호층, 255: 접속층, 330: 휴대 정보 단말, 333: 표시부, 335: 하우징, 336: 하우징, 337: 정보, 339: 조작 버튼, 340: 휴대 정보 단말, 345: 휴대 정보 단말, 351: 하우징, 355: 정보, 356: 정보, 357: 정보, 358: 표시부, 401: 하부 전극, 402: EL층, 403: 상부 전극, 405: 절연층, 407: 접착층, 420: 기판, 422: 접착층, 424: 절연층, 426: 접착층, 428: 기판, 431: 차광층, 432: 착색층, 435: 도전층, 450: 유기 EL 소자, 453: 오버코트, 454: 트랜지스터, 455: 트랜지스터, 457: 배선, 463: 절연층, 465: 절연층, 467: 절연층, 470: IC, 491: 표시부, 493: 구동 회로, 495: FPC, 496: 절연층, 497: 커넥터, 7100: 휴대 정보 단말, 7101: 하우징, 7102: 표시부, 7103: 밴드, 7104: 버클, 7105: 조작 버튼, 7106: 입출력 단자, 7107: 아이콘, 7200: 조명 장치, 7201: 스테이지, 7202: 발광부, 7203: 조작 스위치, 7210: 조명 장치, 7212: 발광부, 7220: 조명 장치, 7222: 발광부, 7400: 휴대 전화, 7401: 하우징, 7402: 표시부, 7403: 조작 버튼, 7404: 외부 접속 포트, 7405: 스피커, 7406: 마이크로폰
본 출원은 2013년 12월 2일 및 2014년 5월 21일에 일본 특허청에 각각 출원된 일련 번호 2013-249280 및 일련 번호 2014-104981의 일본 특허 출원에 기초하고, 본 명세서에 그 전문이 참조로 통합된다.

Claims (6)

  1. 표시 패널을 가지는 전자 기기로서,
    상기 표시 패널은 유기 EL 소자를 가지는 화소가 매트릭스로 배열된 표시부를 가지고,
    상기 표시부의 표시면 측에 중첩하여 배치된 터치 센서;
    상기 터치 센서 위에 위치하는 제 1 접착층;
    상기 제 1 접착층 위에 위치하고, 또한 유기 재료를 가지는 제 1 층;
    상기 제 1 층 위에 위치하는 제 2 접착층; 및
    상기 제 2 접착층 위에 위치하고, 또한 유기 재료를 가지는 제 2 층을 가지는, 전자 기기.
  2. 표시 패널을 가지는 전자 기기로서,
    상기 표시 패널은 유기 EL 소자를 가지는 화소가 매트릭스로 배열된 표시부를 가지고,
    상기 표시부의 표시면 측에 중첩하여 배치된 터치 센서;
    상기 터치 센서 위에 위치하는 제 1 접착층;
    상기 제 1 접착층 위에 위치하고, 또한 유기 재료를 가지는 제 1 층;
    상기 제 1 층 위에 위치하는 제 2 접착층;
    상기 제 2 접착층 위에 위치하고, 또한 유기 재료를 가지는 제 2 층; 및
    상기 유기 EL 소자의 상방이며 상기 터치 센서의 하방에 위치하고, 또한 유기 재료를 가지는 제 3 층을 가지는, 전자 기기.
  3. 표시 패널을 가지는 전자 기기로서,
    상기 표시 패널은 유기 EL 소자를 가지는 화소가 매트릭스로 배열된 표시부를 가지고,
    상기 표시부의 표시면 측에 중첩하여 배치된 터치 센서;
    상기 터치 센서 위에 위치하는 제 1 접착층;
    상기 제 1 접착층 위에 위치하고, 또한 유기 재료를 가지는 제 1 층;
    상기 제 1 층 위에 위치하는 제 2 접착층; 및
    상기 제 2 접착층 위에 위치하고, 또한 유기 재료를 가지는 제 2 층을 가지고,
    상기 제 1 접착층은 10μm 이상 50μm 이하의 두께를 가지고,
    상기 제 1 층은 20μm 이상 100μm 이하의 두께를 가지고,
    상기 제 2 접착층은 10μm 이상 50μm 이하의 두께를 가지고,
    상기 제 2 층은 20μm 이상 100μm 이하의 두께를 가지는, 전자 기기.
  4. 표시 패널을 가지는 전자 기기로서,
    상기 표시 패널은 유기 EL 소자를 가지는 화소가 매트릭스로 배열된 표시부를 가지고,
    상기 표시부의 표시면 측에 중첩하여 배치된 터치 센서;
    상기 터치 센서 위에 위치하는 제 1 접착층;
    상기 제 1 접착층 위에 위치하고, 또한 유기 재료를 가지는 제 1 층;
    상기 제 1 층 위에 위치하는 제 2 접착층;
    상기 제 2 접착층 위에 위치하고, 또한 유기 재료를 가지는 제 2 층; 및
    상기 유기 EL 소자의 상방이며 상기 터치 센서의 하방에 위치하고, 또한 유기 재료를 가지는 제 3 층을 가지고,
    상기 제 1 접착층은 10μm 이상 50μm 이하의 두께를 가지고,
    상기 제 1 층은 20μm 이상 100μm 이하의 두께를 가지고,
    상기 제 2 접착층은 10μm 이상 50μm 이하의 두께를 가지고,
    상기 제 2 층은 20μm 이상 100μm 이하의 두께를 가지는, 전자 기기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 층의 두께는 상기 제 1 접착층의 두께보다 두껍고,
    상기 제 2 층의 두께는 상기 제 2 접착층의 두께보다 두꺼운, 전자 기기.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 제 1 영역, 상기 제 1 영역의 뒷면 측에 위치하고, 또한 상기 제 1 영역과 중첩되는 제 2 영역, 및 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이에 위치하는 제 3 영역을 가지고,
    상기 제 3 영역은 곡면을 가지는, 전자 기기.
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