(57)【要約】【課題】静電容量方式のタッチセンサは、樹脂製のペンや他の絶縁物でタッチしたときに、位置検出電極との間での静電容量の変化を起こせず、入力が不可能である課題がある。【解決手段】有機ＥＬ層１０４を有する表示装置と、表示装置と対向する隔絶された位置に設けられた透明基板１１５と、を備える。透明基板１１５にＸＹ位置座標電極１１２、１１４からなる静電容量結合方式タッチセンサ電極回路を有する。表示装置上に浮遊電極１０８を有する。このとき、タッチセンサ電極回路を有する基板をペンでタッチした際の荷重により、ＸＹ位置座標電極１１２、１１４と浮遊電極１０８の間を接近させて静電容量結合を発生させ、この静電容量結合の発生位置を検出することで、ペンでタッチされた位置を検出できる。このため、樹脂製のペンや他の絶縁物でタッチされても、位置検出電極との間での静電容量の変化を引き起こすことが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペン入力に対応する静電容量方式タッチセンサを内蔵する表示装置であって、
表示装置と、前記表示装置と対向する隔絶された位置に設けられた透明基板と、を備え、
前記表示装置に対向する前記透明基板にＸＹ位置座標を検出するＸＹ位置座標電極からなる静電容量結合方式タッチセンサ電極回路を有し、
前記表示装置上に前記タッチセンサ電極回路と対向する隔絶された位置に浮遊電極を有し、
前記タッチセンサ電極回路を有する前記透明基板をペンでタッチして前記ＸＹ位置座標電極と前記浮遊電極の間を接近させて前記ＸＹ位置座標電極と前記浮遊電極の間に静電容量結合を発生させることでペンでタッチされた位置を検出することを特徴とする静電容量方式タッチセンサを内蔵する表示装置。
【請求項２】
前記表示装置は、電極層間に有機エレクトロルミネッセンス層を形成した発光素子を備える基板を有し、前記発光素子からの発光を前記透明基板を通して表示装置外に取り出すトップエミッション構造の有機エレクトロルミネッセンス表示装置であることを特徴とする請求項１記載の静電容量方式タッチセンサを内蔵する表示装置。
【請求項３】
前記ペンが樹脂製であること特徴とする請求項１記載の静電容量方式タッチセンサを内蔵する表示装置。
【請求項４】
前記ＸＹ位置座標電極が透明導電性材料からなることを特徴とする請求項１記載の静電容量方式タッチセンサを内蔵する表示装置。
【請求項５】
前記浮遊電極が導電性材料からなることを特徴とする前記請求項１記載の静電容量方式タッチセンサを内蔵する表示装置。
【請求項６】
前記浮遊電極が酸化物導電性材料からなることを特徴とする前記請求項１記載の静電容量方式タッチセンサを内蔵する表示装置。
【請求項７】
前記表示装置と前記透明基板は空間層を介して隔絶された位置に設けられ、
前記タッチセンサ電極回路を有する前記透明基板をペンでタッチして前記ＸＹ位置座標電極と前記浮遊電極の間を空間層を介して接近させて前記ＸＹ位置座標電極と前記浮遊電極の間に静電容量結合を発生させることでペンでタッチされた位置を検出することを特徴とする請求項１記載の静電容量方式タッチセンサを内蔵する表示装置。
【請求項８】
前記空間層が５μｍ以上１２０μｍ以下の厚みを有することを特徴とする請求項７記載の静電容量方式タッチセンサを内蔵する表示装置
【請求項９】
前記表示装置と前記透明基板は樹脂層を介して隔絶された位置に設けられ、
前記タッチセンサ電極回路を有する前記透明基板をペンでタッチして前記ＸＹ位置座標電極と前記浮遊電極の間を樹脂層を介して接近させて前記ＸＹ位置座標電極と前記浮遊電極の間に静電容量結合を発生させることでペンでタッチされた位置を検出することを特徴とする請求項１記載の静電容量方式タッチセンサを内蔵する表示装置。
【請求項１０】
前記樹脂層が５μｍ以上１２０μｍ以下の厚みを有することを特徴とする請求項９記載の静電容量方式タッチセンサを内蔵する表示装置。
【請求項１１】
前記樹脂層が可視光領域で光透過率が８０％以上であることを特徴とする請求項９記載の静電容量方式タッチセンサを内蔵する表示装置。
【請求項１２】
前記樹脂層が１．３０以上１．５２以下の屈折率特性を有することを特徴とする請求項９記載の静電容量方式タッチセンサを内蔵する表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力機能付き表示装置に係り、特に静電容量結合方式のタッチセンサを内蔵実装して、樹脂製のペンや他の絶縁物でタッチしたときに、位置信号などを入力可能な静電容量結合方式タッチセンサを内蔵する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと称す）表示装置は、バックライトが必要な液晶表示装置とは異なり、自発光であるため、液晶よりも薄型で、視野角も広く、応答速度が速いために動画表示にも優れているなどの特徴があり、近年研究開発が活発であり、製品化の発表も盛んに行われている。有機ＥＬ表示装置の基本構造は、有機ＥＬ発光層が二つの電極の間に挟まれたサンドイッチ構造で、このとき、発光層の光を外に取り出す側の電極が透明であることが必要である。
【０００３】
一方、タッチセンサは、表示装置と組み合わせることで、表示装置の表示領域に対応するタッチセンサ画面を指やペンでタッチ（押圧）することで位置を検知して、位置座標などを表示装置に入力する機能を有する機器である。
【０００４】
その動作原理から、抵抗膜方式、静電容量結合方式、赤外線方式、音響パルス方式、超音波方式、電磁誘導結合方式など様々な方式が存在する。
【０００５】
その中でも、抵抗膜方式と静電容量結合方式タッチセンサは、コストの点で優位であり、近年、携帯電話や超小型のパーソナルコンピュータなどのモバイル機器に搭載されて、表示装置と組み合わせ入力装置として用いられている。
【０００６】
抵抗膜方式タッチセンサは、ベースとなるガラスなどの透明基板に対して、その表面にギャップスペーサを介して、タッチ面となる対向する基板（ポリエチレンテレフタレートフィルムなど）が貼り付けられた構造を有している。これらの基板はその向かい合う面に、インジウム酸化スズ膜といった透明電極が格子状の形成されている。
【０００７】
タッチされない状態では、スペーサによりこれらの電極は基板間で接触しない。タッチ面となる基板にタッチすると、圧力により基板がたわみ、ベース基板に接近し、電極は基板間で接触する。このとき、各基板面の透明電極の抵抗による分圧比を計測してタッチされた位置が検出されて、表示装置への位置入力信号となる。故に、抵抗膜方式タッチセンサでは、基板面の電極同士が接触することが必要不可欠である。また、基板面の電極同士が接触することで位置検出することから、樹脂製のペンでの入力も可能である。
【０００８】
静電容量方式タッチセンサは、表示装置表示領域に対応するタッチセンサ基板上のタッチセンサ画面に、タッチされた位置を検出するパターン化させた透明電極が形成され、タッチセンサ画面周辺には透明電極からの位置検出信号を取り出す配線が形成され、位置検出信号を外部の検出回路に出力するための配線回路などを備えている。
【０００９】
静電容量方式タッチセンサは、高速にタッチされた位置を検出できる利点があり、指タッチを基本として、指先と位置検出電極との間での静電容量の変化を捉えて位置を検出する。例えばＸＹ位置を検出する場合に、ＸＹ位置検出電極間は絶縁された構造を有している。
【００１０】
一般的に静電容量方式のタッチセンサでは、完全な絶縁物でタッチした場合に、表面静電気が変化しにくく位置を検出できない。このため、樹脂製のペンなどでは入力は不可能であり、導電性を持ったタッチペンが必要となる。
【００１１】
タッチセンサ装置と表示装置とを貼り合わせたタッチセンサ付き表示装置では、タッチセンサの基板と表示装置の基板とを貼り合わせているために、全体に厚いものとなっている。これを解決するために、タッチセンサ機能を表示装置内に内蔵一体化した表示装置が提案されている。
【００１２】
静電容量結合方式のタッチセンサ機能を有機エレクトロルミネッセンス表示装置に内蔵した例としては、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００８−２１６５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来の表示装置に内蔵された静電容量方式のタッチセンサは、指先と位置検出電極との間での静電容量の変化を捉えて位置を検出するので、完全な絶縁物でタッチした場合に、表面静電気が変化しにくく位置を検出できない。このため、樹脂製のペンや他の絶縁物でタッチしたときに、位置検出電極との間での静電容量の変化を起こせず、入力が不可能である課題がある。
【００１５】
本発明の目的は、静電容量方式タッチセンサに有する高速にタッチされた位置を検出できる利点を活かすべく、樹脂製のペンや他の絶縁物でタッチしたときにも、位置検出の可能な入力機能を発現する静電容量方式タッチセンサを内蔵した表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述の目的を達成するために、本発明の静電容量方式タッチセンサ機能を内蔵する表示装置は、以下の特徴を有している。
【００１７】
本発明の静電容量方式タッチセンサ機能を内蔵する表示装置は、表示装置と、表示装置と対向する隔絶された位置に設けられた透明基板と、を備える。そして、表示装置に対向する透明基板にＸＹ位置座標を検出するＸＹ位置座標電極からなる静電容量結合方式タッチセンサ電極回路を有しており、また表示装置上にタッチセンサ電極回路と対向する隔絶された位置に浮遊電極を有している。このとき、タッチセンサ電極回路を有する透明基板をペンでタッチした際の荷重により、ＸＹ位置座標電極と浮遊電極の間を接近させてＸＹ位置座標電極と浮遊電極との間に静電容量結合を発生する。この静電容量結合の発生位置を検出することで、ペンでタッチされた位置を検出できる。このため、樹脂製のペンや他の絶縁物でタッチされても、位置検出電極との間での静電容量の変化を引き起こすことが可能となる。
【００１８】
上記のＸＹ位置座標電極は、透明導電材料からなり、透明導電材料としては酸化物透明導電材料が適している。透明導電材料には、インジウム酸化スズ膜や、酸化インジウム酸化亜鉛膜、酸化亜鉛膜を用いることができる。これらは，電導度がある程度高く，可視光を透過させるという機能を有する。
【００１９】
上記の浮遊電極は導電材料からなるが、浮遊電極であるがために特に導電性の高い材料を必要としない。導電材料としては、インジウム酸化スズ膜や、酸化インジウム酸化亜鉛膜、酸化亜鉛膜などの酸化物透明導電材料を用いることができる。また、導電材料としては、有機化合物の導電材料も用いることができる。有機導電材料としては、ポリアセチレン、ポリアズレン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアセン、ポリフェニルアセチレン、ポリジアセチレン、ポリアニリン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリチオフェン、ポリイソチアナフテン、ポリピロールなどを用いることができる。
【００２０】
表示装置としては、電極層間に有機エレクトロルミネッセンス層を形成した発光素子を備える基板を有し、発光素子からの発光を透明基板を通して表示装置外に取り出すトップエミッション構造の有機エレクトロルミネッセンス表示装置を用いることができる。
【００２１】
表示装置と透明基板を空間層を介して隔絶された位置に設け、ペンでタッチした際の荷重により、空間層を介して接近させて、浮遊電極とＸＹ位置座標電極の間に静電容量結合発生させることで、静電容量結合方式タッチセンサとしてペンでタッチされた位置を検出する。
【００２２】
このときの空間層としては、５μｍ以上１２０μｍ以下の厚みが適している。５μｍ未満の厚みでは、浮遊電極とＸＹ位置座標電極との接近前から発生する静電容量結合が信号雑音となってＮが大きいために、Ｓ／Ｎ比が小さい結果となり、位置信号検出が難しいこととなる。１２０μｍ以上の厚みでは、浮遊電極とＸＹ位置座標電極とを小さな荷重では充分に接近させることができず、静電容量結合が発生容量が小さくてＳを大きくできず、Ｓ／Ｎ比が小さい結果となり、位置信号検出が難しいこととなる。
【００２３】
また、表示装置と透明基板を樹脂層を介して隔絶された位置に設け、ペンでタッチした際の荷重により、樹脂層を介して接近させて、浮遊電極とＸＹ位置座標電極の間に静電容量結合発生させることで、静電容量結合方式タッチセンサとしてペンでタッチされた位置を検出することの可能である。このときの樹脂層も、５μｍ以上１２０μｍ以下の厚みが適している。
【００２４】
樹脂の材料としては、シリコーンゲル材料が好適と挙げられる。本シリコーンゲルは、シリコーンゴムのモノマーにシリコーンオイルを白金触媒などの作用によって付加させて、通常のシリコーンエラストマーの１／５〜１／１０の架橋密度で硬化させた付加重合型シリコーン樹脂である。ゴム材料は、一般的に物性の温度依存性のために、温度変化による反発弾性率の変動が激しく、また−１０℃程度の低温になると固くなり荷重変形特性が低下する。また、ゴムは、圧縮永久歪（圧縮残留歪）が大きく、長期間にわたって負荷が加えられる場合には、ゴムはへたるために荷重変形特性を維持することは困難である。これに対して、ゲル材料は、およそ−５０℃から２００℃くらいの環境下でも、機械的な性質（ヤング率：柔らかさとも置き換えることができる）がほぼ一定で良好な荷重変形特性を得ることができる。さらに、ゲル材料は、圧縮残留歪が小さいため、長期間にわたって良好な荷重変形特性を維持することができる。本シリコーンゲル材料は、可視光領域で光透過性も高く、８０％以上の光透過率特性を確保することが可能である。また、本シリコーンゲル材料は、１．３０以上１．５２以下の屈折率特性を有することで表示性能に優れた表示装置を実現することが可能である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明では、静電容量方式タッチセンサに有する高速にタッチされた位置を検出できる利点を活かすべく、樹脂製のペンや他の絶縁物でタッチしたときにも、位置検出の可能な入力機能を発現する静電容量方式タッチセンサを内蔵した表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例１に係る表示装置を説明するための断面図である。
【図２】本発明の実施例２に係る表示装置を説明するための断面図である。
【図３】本発明の実施例３に係る表示装置を説明するための断面図である。
【図４】本発明の実施例に係る表示装置を説明するための断面図である。
【図５】図１に示す構造の表示装置に係る発光基板表面の構成を説明するための平面図である。
【図６】図２に示す構造の表示装置に係る発光基板表面の構成を説明するための平面図である。
【図７】本発明の他の実施例に係る表示装置を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図１ないし７を用いて説明する。
【実施例１】
【００２８】
本発明の実施例１の静電容量結合方式タッチセンサを内蔵する表示装置について、図１の断面図を持って説明する。
【００２９】
基板１０１上に低温ポリシリコン薄膜トランジスタをスイッチング素子として、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、配線層間絶縁層などからなる画像表示のための薄膜トランジスタ回路１０２が設けられている。薄膜トランジスタ回路は、有機エレクトロルミネッセンス層（以下、有機ＥＬ層と記載する）１０４の下部反射電極１０３と導通接続されている。
【００３０】
有機ＥＬ層１０４は隔壁絶縁膜１０５により表示画素単位で分離されている。有機ＥＬ層１０４の上層には上部透明電極１０６が形成されており、トランジスタ回路からの電気信号を持って、下部反射電極１０３と上部透明電極１０６間に電流が負荷されて、有機ＥＬ層１０４が発光する。下部反射電極１０３はこのとき、有機ＥＬ光を反射する役割も担い、上部透明電極１０６を透過して有機ＥＬ光が取り出されるトップエミッション型有機ＥＬ表示装置となっている。
【００３１】
隔壁絶縁膜１０５は、窒化シリコンや有機ポリマ材料からなる。下部反射電極１０３は、導電性と光の反射特性が必要であるので、アルミニウムやクロムを主体とする材料膜が適している。上部透明電極１０６としては、導電性と可視光透過性が必要であるので、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、亜鉛酸化物といった酸化物材料から形成することが適している。電極の厚みは、導電性と透明性との相関から任意に設定される。有機ＥＬ層１０４は、温度により発光特性が劣化するため、室温以上８０℃以下の温度下でスパッタリング、イオンプレーティング、電子ビームといった方法で成膜することが適している。
【００３２】
上部透明電極１０６の上層には、有機ＥＬ層１０４に対して水分や酸素を透過させないガスバリア膜１０７を表示装置の表示領域全面に被覆する。ガスバリア膜１０７としては、窒化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜が適している。ガスバリア膜１０７の厚みは、ガスバリア性と透明性との相関から任意に設定される。これらも比較的低温で成膜し、かつガスバリア性が必要であるので、室温以上８０℃以下の温度下でのプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）方式による成膜、特には誘導結合型方式による高密度プラズマＣＶＤを用いた成膜が適している。
【００３３】
ガスバリア膜１０７の上面には、どことも導電接続されていない浮遊電極１０８を形成する。浮遊電極１０８には透明導電材料を用いる。本実施例では、浮遊電極１０８は導電性の高いインジウム酸化スズ材料を用いて、マスクを介して、有機ＥＬ層１０４のパターンに対応する上方にパターン形状で成膜する。インジウム酸化スズ材料の代わりに他の酸化物導電性材料を用いてもよい。
【００３４】
つぎに、透明基板を用意して、下記の作製手順でタッチセンサ回路層１１０を形成した封止用対向透明基板（以下、対向透明基板と記載する）１１５を作製する。
【００３５】
基板として、可視光領域で透明性が良好な、無アルカリガラス、ソーダガラスや、ホウケイ酸ガラスなどのアルカリガラスや、また化学強化ガラスといったガラス基板を用いてもよい。また、透明性を有するポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフレタートなどのポリエステルフィルム、耐熱性と透明性の高いポリイミドフィルムも知られており、このような透明性を有する樹脂系基板を用いてもよい。
【００３６】
静電容量タッチセンサ回路層１１０は、表示画面内に透明電極を用いて回路が形成されている。透明電極としては、電導度がある程度高く、可視光を透過させるという機能を有するインジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、亜鉛酸化物といった酸化物材料から形成することが適している。例えば、インジウム酸化スズ膜をよく知られる真空中のスパッタリング法を用いて成膜する。次に、周知のホトリソグラフィ技術を用いて、ホトレジストを塗布し、露光、現像により所望のパターンを形成する。次に、得られたホトレジストパターンをマスクとして、透明電極をエッチングによりパターンを形成し、ホトレジストを除去して、所望の透明電極パターンを得る。
【００３７】
電極の厚みは、電導度と透明性との相関から任意に設定される。また、座標電極の形状も、検出回路としての静電容量結合の信号と雑音の比からの位置信号検出が良好に行える性能を得るために、任意に設定される。
【００３８】
座標電極１１２と１１４は、タッチパネル装置において、Ｘ位置座標とＹ位置座標に対応する座標電極となる。ここでは、それぞれをタッチ位置座標検出透明電極（Ｘ座標）とタッチ位置座標検出透明電極（Ｙ座標）としているが、座標電極１１２と１１４の上下関係がＸＹに固有となる必要はない。
【００３９】
座標電極１１２と１１４となる透明電極は、例えば、インジウム酸化スズ膜をよく知られる真空中のスパッタリング法を用いて、厚さ５〜１００ｎｍ成膜する。次に、周知のホトリソグラフィ技術を用いて、ホトレジストを塗布し、露光、現像により所望の座標電極パターンを形成する。次に、得られたホトレジストパターンをマスクとして、透明電極をエッチングによりパターンを形成し、ホトレジストを除去して、透明電極からなる所望の座標電極パターンを得る。
【００４０】
絶縁膜１１１と１１３としては、光透過性のある絶縁膜材料が適している。膜厚は、光透過率や絶縁膜材料の誘電率を考慮して選択することができる。絶縁膜を比誘電率３〜４とした場合に、膜厚は１〜２０μｍが適している。
【００４１】
絶縁膜の材料としては、基板が先述のガラス基板の場合は、基板自体が水、酸素を透過しないために、絶縁膜１１１と１１３自体には水、酸素のバリア性が必要ないため、感光性材料を用いることができる。感光性材料を用いると上述の静電容量タッチセンサ回路層１１０を形成する際の開口パターンの形成に適している。アクリル系樹脂やアクリルエポキシ系樹脂、シロキサン系樹脂をベースポリマに感光剤と組み合わせることで、光照射された部分が現像溶解して除去されるポジ型感光性材料や光照射されていない部分が現像溶解して除去されるネガ型感光性材料が知られており、これらを用いることが可能である。現像液としては、それぞれの感光性材料に依存して、アルカリ水溶液や有機溶剤を用いることが可能である。
【００４２】
絶縁膜は、画像表示装置の性能を下げないために、透過率８０％以上の光透過性を有することが必要である。上述の絶縁膜材料において、ネガ型感光性材料では、ベースポリマと感光剤などの成分が可視光領域（４００ｎｍ〜８００ｎｍ）での光吸収が少ないものを選択すれば、光透過性を実現できる。また、ポジ型感光性材料ではベースポリマが可視光領域での光吸収が少ないものを選択すると共に、感光剤は、光脱色（ホトブリーチング）処理を行い、可視光領域での光透過性を向上させることが可能である。
【００４３】
また、絶縁膜の材料として、基板が先述の透明性を有する樹脂系基板の場合は、基板自体が水、酸素を透過しやすいため、絶縁膜１１１と１１３自体に水、酸素のバリア性が求められる。このため、窒化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜が適している。絶縁膜の厚みは、ガスバリア性と透明性との相関から任意に設定される。
【００４４】
以上により作製した有機ＥＬ層１０４を形成した基板１０１に対して、表示領域の外側額縁を全周辺に亙って接着剤を塗布して、封止用対向透明基板１１５を貼り合わせて、表示領域を封止する（図示せず）。封止に用いる接着剤は、低温処理が可能な光硬化性材料を用いることが適している。
【００４５】
基板１０１と封止用対向透明基板１１５とで封止した空間層１０９には、低湿度、低酸素濃度の窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを封入している。空間層１０９の厚みは、５μｍ以上１２０μｍ以下が適している。
【００４６】
最終的に、本表示装置は、薄膜トランジスタを駆動させるドライバＬＳＩや、制御用、電源等のＬＳＩを搭載した周辺回路と接続して完成される。
【００４７】
以上により得られた静電容量結合方式のタッチセンサ機能を内蔵した表示装置では、タッチセンサ電極回路を有する基板を樹脂ペンでタッチした際の荷重により、ＸＹ位置座標電極１１２、１１４と浮遊電極１０８の間を接近させて浮遊電極とＸＹ位置座標電極の間に静電容量結合を発生する。この静電容量結合の発生位置を検出することで、樹脂ペンでタッチされた位置を検出し、表示装置に位置情報を入力できる。
【実施例２】
【００４８】
図２に示す実施例２の静電容量結合方式タッチセンサを内蔵する表示装置を以下の条件で作製した。図２において、２０１は浮遊電極、２０２は空間層（不活性ガス層）、２０３は有機ＥＬ層、２０４は隔壁絶縁膜である。その他は実施例１と同様である。
【００４９】
本実施例では、浮遊電極２０１は、実施例１とは異なり、有機ＥＬ層２０３に対応する上方ではなく、隔壁絶縁膜２０４に対応する上方にパターン形状で形成している。浮遊電極２０１には透明導電材料を用いても、不透明導電材料を用いてもよい。
【００５０】
ここで得られた静電容量結合方式のタッチセンサ機能を内蔵した表示装置においても、タッチセンサ電極回路を有する基板を樹脂ペンでタッチした際の荷重により、ＸＹ位置座標電極と浮遊電極の間を接近させて浮遊電極とＸＹ位置座標電極の間に静電容量結合を発生する。この静電容量結合の発生位置を検出することで、樹脂ペンでタッチされた位置を検出し、表示装置に位置情報を入力できる。
【実施例３】
【００５１】
図３に示す実施例３の静電容量結合方式タッチセンサを内蔵する表示装置を以下の条件で作製した。図３において、３０１は浮遊電極、３０２は空間層（不活性ガス層）、３０３はガスバリア膜である。その他は実施例１、２と同様である。
【００５２】
本実施例では、浮遊電極３０１は、実施例１、２とは異なり、導電性の低い導電材料を用いて、ガスバリア膜３０３の上面全体に成膜している。本実施例の導電性の低い導電材料としては比抵抗値４０ｍΩ・ｃｍ以上の導電材料が望ましい。また浮遊電極３０１には透明導電材料を用いる。
【００５３】
導電性の低い材料としては、有機化合物の導電材料も用いることができる。有機導電材料としては、ポリアセチレン、ポリアズレン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアセン、ポリフェニルアセチレン、ポリジアセチレン、ポリアニリン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリチオフェン、ポリイソチアナフテン、ポリピロールなどを用いることができる。
【００５４】
ここで得られた静電容量結合方式のタッチセンサ機能を内蔵した表示装置においても、タッチセンサ電極回路を有する基板を樹脂ペンでタッチした際の荷重により、ＸＹ位置座標電極と浮遊電極の間を接近させて浮遊電極とＸＹ位置座標電極の間に静電容量結合を発生する。この静電容量結合の発生位置を検出することで、樹脂ペンでタッチされた位置を検出し、表示装置に位置情報を入力できる。
【実施例４】
【００５５】
図４に示す実施例４の静電容量結合方式タッチセンサを内蔵する表示装置を以下の条件で作製した。図４において、４０１はスペーサ、４０２は空間層（不活性ガス層）である。その他は実施例１と同様である。
【００５６】
ここでは、実施例１とは異なり、浮遊電極のある基板と封止基板とで封止した空間層４０２の厚みを精密に制御する目的で、スペーサ４０１を形成している。
【００５７】
スペーサ４０１の材料としては、感光性材料を用いるとパターンの形成に適している。アクリル系樹脂やアクリルエポキシ系樹脂、シロキサン系樹脂をベースポリマに感光剤と組み合わせることで、光照射された部分が現像溶解して除去されるポジ型感光性材料や光照射されていない部分が現像溶解して除去されるネガ型感光性材料が知られており、これらを用いることが可能である。現像液としては、それぞれの感光性材料に依存して、アルカリ水溶液や有機溶剤を用いることが可能である。
【００５８】
ここで、アルカリ水溶液現像可能なアクリル系ネガ型感光性材料を用いる工程を示す。タッチセンサ回路層の上層に材料溶液を塗布し、次に、ホットプレートにて９０℃、５分間加熱してプリベーク膜を得る。次に、所望のパターンを形成するためのホトマスクを介して、光照射して光硬化させる。次に、水酸化テトラメチルアンモニウム２．３８ｗｔ％のアルカリ水溶液を用いて、プリベーク膜を現像し、光照射されていない部分を溶解除去して、所望のパターンを形成する。次いで、ホットプレートにて２３０℃、１０分間加熱硬化して、スペーサ４０１を得る。スペーサの高さは、５μｍ以上１２０μｍ以下とする。
【００５９】
ここで得られた静電容量結合方式のタッチセンサ機能を内蔵した表示装置においても、タッチセンサ電極回路を有する基板を樹脂ペンでタッチした際の荷重により、ＸＹ位置座標電極と浮遊電極の間を接近させて浮遊電極とＸＹ位置座標電極の間に静電容量結合を発生する。この静電容量結合の発生位置を検出することで、樹脂ペンでタッチされた位置を検出し、表示装置に位置情報を入力できる。
【実施例５】
【００６０】
図５に示す実施例では、実施例１で記載した浮遊電極と有機ＥＬ層のパターンの相対位置を示している。図５において、５０１は隔壁絶縁膜、５０２は浮遊電極パターン、５０３は発光層パターン（Ｒ）、５０４は発光層パターン（Ｇ）、５０５は発光層パターン（Ｂ）である。フルカラー表示を行う表示装置では、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色の発光層パターンが必要であり、それぞれの発光層パターンに対して、浮遊電極がマスク成膜を用いて形成されている。
【実施例６】
【００６１】
図６に示す実施例では、実施例２で記載した浮遊電極と有機ＥＬ層のパターンの相対位置を示している。図６において、６０１は隔壁絶縁膜、６０２は浮遊電極パターン、６０３は発光層パターン（Ｒ）、６０４は発光層パターン（Ｇ）、６０５は発光層パターン（Ｂ）である。浮遊電極は隔壁絶縁膜に対応する位置にマスク成膜を用いて形成されている。
【実施例７】
【００６２】
図７に示す実施例では、実施例１、２、３とは異なり、基板間の上述の貼り合わせにおいて、封止内部を樹脂層７０１としている。樹脂の材料としては、付加重合型シリコーン樹脂を用いて、ここでは、５０μｍの厚みで形成した。このとき、樹脂層は、ペンタッチの荷重８２ｇでその厚みの５０％変形する。また、本実施例では、屈折率は１．４、波長４００−８００ｎｍで光透過率が９８％以上であるが、屈折率は１．３０以上１．５２以下、光透過率は８０％以上であればよい。この他に、樹脂層の厚みを５μｍ以上１２０μｍ以下において任意に形成したが特性が同等の結果である。
【００６３】
ここで得られた静電容量結合方式のタッチセンサ機能を内蔵した表示装置においても、タッチセンサ電極回路を有する基板を樹脂ペンでタッチした際の荷重により、樹脂層が荷重より厚み方向に変形し、ＸＹ位置座標電極と浮遊電極の間を接近させて浮遊電極とＸＹ位置座標電極の間に静電容量結合を発生する。この静電容量結合の発生位置を検出することで、樹脂ペンでタッチされた位置を検出し、表示装置に位置情報を入力できる。
【００６４】
以上説明した各実施例の静電容量結合方式タッチセンサを内蔵する表示装置の表示装置はいずれも有機エレクトロルミネッセンス表示装置であるが、表示装置はこれに限定されず、自発光の表示装置ならどのようなものでもよい。また、自発光でない表示装置（例えば、液晶表示装置）であってもよい。すなわち、本発明の実施例の静電容量結合方式タッチセンサを組み込んだ表示装置は、表示装置と、その表示装置と対向する隔絶された位置に設けられた透明基板と、を備え、表示装置に対向する透明基板にＸＹ位置座標を検出するＸＹ位置座標電極からなる静電容量結合方式タッチセンサ電極回路を有し、表示装置上にタッチセンサ電極回路と対向する隔絶された位置に浮遊電極を有し、タッチセンサ電極回路を有する透明基板をペンでタッチしてＸＹ位置座標電極と浮遊電極の間を接近させてＸＹ位置座標電極と浮遊電極の間に静電容量結合を発生させることでペンでタッチされた位置を検出するものであればよい。
【符号の説明】
【００６５】
１０１・・・基板、１０２・・・薄膜トランジスタ回路、１０３・・・下部反射電極、
１０４・・・有機エレクトロルミネッセンス層、１０５・・・隔壁絶縁膜、
１０６・・・上部透明電極、１０７・・・ガスバリア膜、１０８・・・浮遊電極、
１０９・・・空間層（不活性ガス層）、１１０・・・タッチセンサ回路層、
１１１・・・絶縁層、１１２・・・タッチ位置座標検出透明電極（Ｘ座標）、
１１３・・・絶縁層、１１４・・・タッチ位置座標検出透明電極（Ｙ座標）、
１１５・・・封止用対向透明基板、
２０１・・・浮遊電極、２０２・・・空間層（不活性ガス層）、
２０３・・・有機エレクトロルミネッセンス層、２０４・・・隔壁絶縁膜、
３０１・・・浮遊電極、３０２・・・空間層（不活性ガス層）、
３０３・・・ガスバリア膜、
４０１・・・スペーサ、４０２・・・空間層（不活性ガス層）、
５０１・・・隔壁絶縁膜、５０２・・・浮遊電極パターン、
５０３・・・発光層パターン（Ｒ）、５０４・・・発光層パターン（Ｇ）、
５０５・・・発光層パターン（Ｂ）、
６０１・・・隔壁絶縁膜、６０２・・・浮遊電極パターン、
６０３・・・発光層パターン（Ｒ）、６０４・・・発光層パターン（Ｇ）、
６０５・・・発光層パターン（Ｂ）、７０１・・・樹脂層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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