特許 6690992 表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6690992

(24)【登録日】2020年4月13日

(45)【発行日】2020年4月28日

(54)【発明の名称】表示装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20200421BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20200421BHJP

   H05B 33/02 20060101ALI20200421BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20200421BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20200421BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 640

   G06F3/041 600

   H05B33/14 A

   H05B33/02

   G09F9/30 308Z

   G09F9/30 336

   G09F9/00 366A

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-99375(P2016-99375)

(22)【出願日】2016年5月18日

(65)【公開番号】特開2017-207886(P2017-207886A)

(43)【公開日】2017年11月24日

【審査請求日】2019年5月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110000408

【氏名又は名称】特許業務法人高橋・林アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 良一

【審査官】 円子 英紀

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０４５８４７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／２０８２２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−２２１７２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０３４６

Ｇ０６Ｆ ３／０３５４

Ｇ０９Ｆ ９／００

Ｇ０９Ｆ ９／３０

Ｈ０１Ｌ ５１／５０

Ｈ０５Ｂ ３３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可撓性を有し、表示領域が配置された基板と、
前記表示領域に、マトリクス状に配列された複数の画素と、
前記表示領域上に設けられた第１電極層と、
前記第１電極層上に設けられた第２電極層と、
前記第２電極層上に設けられた第３電極層と、
前記第１電極層と前記第２電極層との間に設けられた圧電材料層と、
前記第２電極層と前記第３電極層との間に設けられた可撓性材料層とを備え、
前記第１電極層、前記第２電極層、及び前記圧電材料層は、前記基板の曲げ方向及び曲げ量を検出する曲げセンサを構成し、
前記第２電極層、前記第３電極層、及び前記可撓性材料層は、前記表示領域に重畳する領域に加えられた押圧を検出する押圧センサを構成し、
前記第３電極層は、マトリクス状に配置された複数の電極を有し、前記複数の電極間の相互容量によって、前記表示領域に重畳する領域への導体の接触を検出するタッチセンサを構成する、表示装置。

【請求項2】

前記第１電極層、前記第２電極層、及び前記第３電極層は、透明導電層を含むことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。

【請求項3】

前記第１電極層、前記第２電極層、及び前記第３電極層は、前記複数の画素の各々に重畳する領域に開口部を有する金属層を含むことを特徴とする、請求項２記載の表示装置。

【請求項4】

前記第１電極層は、行方向又は列方向に分割された複数の電極を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

【請求項5】

第１フレーム期間において前記タッチセンサを駆動し、
第２フレーム期間において前記押圧センサを駆動し、
第３フレーム期間において前記曲げセンサを駆動する時分割駆動を行うことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

【請求項6】

前記第１フレーム期間と前記第３フレーム期間とは、重畳する期間を有することを特徴とする請求項５に記載の表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表示装置に関する。特に、タッチセンサ、押圧センサ及び曲げセンサを備えた表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと呼ぶ。）表示装置は、各画素に発光素子が設けられ、個別に発光を制御することで画像を表示する。発光素子は、一方をアノード、他方をカソードとして区別される一対の電極間に有機ＥＬ材料を含む層（以下、「発光層」ともいう）を挟んだ構造を有している。発光層に、カソードから電子が注入され、アノードから正孔が注入されると、電子と正孔が再結合する。これにより放出される余剰なエネルギーによって発光層中の発光分子が励起し、その後脱励起することによって発光する。

【0003】

有機ＥＬ表示装置においては、発光素子の各々のアノードは画素毎に画素電極として設けられ、カソードは複数の画素に跨がって共通の電位が印加される共通電極として設けられている。有機ＥＬ表示装置は、この共通電極の電位に対し、画素電極の電位を画素毎に印加することで、画素の発光を制御している。

【0004】

近年、フレキシブルな有機ＥＬ表示装置において、タッチ検知を行うセンサ及び圧力（押圧）検知を行うセンサを設ける技術が開発されている。

【0005】

例えば特許文献１によれば、透明基板の表面上に配置された透明タッチ検出素子と、透明タッチ検出素子内に配置された力検出素子とを有するタッチ画面ディスプレイセンサが提供される。力検出素子は、２組のマイクロメッシュバンドを含み、かつマイクロメッシュバンド間に感圧材料を有することができる。マイクロメッシュバンドは、金属導体の配線を有する。組になったマイクロメッシュバンドは離間され、かつ実質的に平行な平面に置かれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特表２０１３−５２９８０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、フレキシブルな有機ＥＬ表示装置において、タッチ検知を行うセンサ及び圧力（押圧）検知を行うセンサを設ける技術は開発されているものの、曲げ検知を行うセンサを更に設ける技術は先例が無い。

【0008】

フレキシブル有機ＥＬ表示装置に、タッチ検知と、圧力(押圧)検知と、曲げ検知とを行うセンサを設ける場合、各検知信号成分を分離するという課題がある。

【0009】

本発明は、タッチ検知と、圧力(押圧)検知と、曲げ検知とを行うセンサが設けられ、各検知信号成分を分離することが可能なフレキシブル表示装置を提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一実施形態に係る表示装置は、可撓性を有し、表示領域が配置された基板と、表示領域に、マトリクス状に配列された複数の画素と、表示領域上に設けられた第１電極層と、第１電極層上に設けられた第２電極層と、第２電極層上に設けられた第３電極層と、第１電極層と第２電極層との間に設けられた圧電材料層と、第２電極層と第３電極層との間に設けられた可撓性材料層とを備える。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る表示装置の外観の構成を説明する斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る表示装置の回路構成を説明する回路図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る表示装置のセンサ部分の構成を説明する平面図である。

【図4A】本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を説明する断面図である。

【図4B】本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を説明する拡大断面図である。

【図4C】本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を説明する拡大断面図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る表示装置のセンサ部分の回路構成を説明する図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る表示装置のセンサ部分の駆動方法を説明する図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る表示装置の応用例について説明する斜視図である。

【図8】本発明の一実施形態に係る表示装置のセンサ部分の構成を説明する平面図である。

【図9】本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を説明する断面図である。

【図10】本発明の一実施形態に係る表示装置の応用例について説明する斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して、本発明のいくつかの実施形態に係る表示装置について詳細に説明する。なお、本発明の表示装置は以下の実施形態に限定されることはなく、種々の変形を行ない実施することが可能である。全ての実施形態においては、同じ構成要素には同一符号を付して説明する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上、実際の比率とは異なったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。

【0013】

なお、本明細書中において、図面を説明する際の「上」、「下」などの表現は、着目する構造体と他の構造体との相対的な位置関係を表現している。本明細書中では、側面視において、後述する絶縁表面から半導体層に向かう方向を「上」と定義し、その逆の方向を「下」と定義する。本明細書および特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。

【0014】

＜第１実施形態＞
［外観の構成］
図１は、本実施形態に係る表示装置１００の外観の構成を説明する斜視図である。図１を用いて、本実施形態に係る表示装置１００の外観の構成について説明する。

【0015】

本実施形態に係る表示装置１００は、アレイ基板１０２と、封止層１３２と、第１電極層１３４と、第２電極層１３６と、第３電極層１３８と、圧電材料層１４２と、可撓性材料層１４０と、保護フィルム１０６と、複数の接続端子１１２とを有している。

【0016】

アレイ基板１０２は、少なくとも第１基板１０４及び複数の画素１１０を有している。第１基板１０４は、可撓性を有している。可撓性を有する基板の材料としては、具体的な材料は後述するが、樹脂材料が用いられる。第１基板１０４上には、表示領域１０４ａ及び端子領域１０４ｂが配置されている。

【0017】

複数の画素１１０は、第１基板１０４の表示領域１０４ａ内に配列されている。本実施形態においては、複数の画素１１０は、マトリクス状に配列されている。複数の画素１１０の各々は、図１には示されていないが、少なくとも選択トランジスタ、駆動トランジスタ１４４及び発光素子を有する画素回路１２６から構成される。

【0018】

封止層１３２は、表示領域１０４ａに亘って配置され、複数の画素１１０を覆っている。封止層１３２は、表示装置の外部から、表示装置１００内の複数の画素１１０へ水分が侵入することを防止するために設けられる。

【0019】

封止層１３２の上には、第１電極層１３４、圧電材料層１４２、第２電極層１３６、可撓性材料層１４０、第３電極層１３８の順で積層されている。詳細は後述するが、第１電極層１３４、第２電極層１３６、及び圧電材料層１４２は、曲げセンサを構成する。更に、第２電極層１３６、第３電極層１３８、及び可撓性材料層１４０は、押圧センサを構成する。更に、第３電極層１３８は、タッチセンサを構成する。

【0020】

複数の接続端子１１２は、端子領域１０４ｂ内に設けられている。端子領域１０４ｂは、第１基板１０４の一端部に配置されている。複数の接続端子１１２には、映像信号を出力する機器や電源などと表示装置１００とを接続する配線基板１１４a、及び各種センサを駆動するための機器や電源などと表示装置１００とを接続する配線基板１１４ｂが配置される。

【0021】

以上、本実施形態に係る表示装置１００の外観の構成について説明した。次いで、図面を参照して本実施形態に係る表示装置１００の回路構成について説明する。

【0022】

［表示に係る回路構成］
図２は、本実施形態に係る表示装置１００の回路構成を説明する回路図である。図２では、表示装置１００の表示に係る回路構成について示している。尚、表示装置１００の各種センサに係る回路構成については後述する。

【0023】

本実施形態に係る表示装置１００は、駆動回路と、複数の画素回路１２６と、複数の走査信号線１２８と、複数の映像信号線１３０とを備えている。

【0024】

駆動回路は、制御回路１１６、走査線駆動回路１１８、映像線駆動回路１２０、駆動電源回路１２２及び基準電源回路１２４を含む。駆動回路は、複数の画素１１０の各々に設けられた画素回路１２６を駆動し、複数の画素１１０の発光を制御する。

【0025】

制御回路１１６は、走査線駆動回路１１８、映像線駆動回路１２０、駆動電源回路１２２及び基準電源回路１２４の動作を制御する。具体的には、走査線駆動回路１１８、映像線駆動回路１２０を駆動するタイミング信号を出力したり、映像線駆動回路１２０に映像信号を供給したり、駆動電源回路１２２及び基準電現回路１２４の出力電位を決定したりする。

【0026】

走査線駆動回路１１８は、複数の走査信号線１２８に接続されている。複数の走査信号線１２８は、複数の画素１１０の水平方向の並び（画素行）毎に設けられている。走査線駆動回路１１８は、制御回路１１６から入力されるタイミング信号に応じて複数の走査信号線１２８を順番に選択する。

【0027】

映像線駆動回路１２０は、複数の映像信号線１３０に接続されている。複数の映像信号線１３０は、複数の画素１１０の垂直方向の並び（画素列）毎に設けられている。映像線駆動回路１２０は、制御回路１１６から映像信号を入力され、走査線駆動回路１１８による走査信号線１２８の選択に合わせて、選択された画素行の映像信号に応じた電圧を複数の映像信号線１３０の各々を介して書き込む。

【0028】

駆動電源回路１２２は、画素列毎に設けられた駆動電源線（図示せず）に接続されている。駆動電源回路１２２は、画素１１０を、入力された映像信号に応じて発光させる電流を供給する。

【0029】

基準電源回路１２４は、複数の画素１１０に共通して設けられた基準電源線（図示せず）に接続されている。基準電源回路１２４は、画素回路１２６内に設けられた発光素子のカソード電極を構成する共通電極に定電位を与える。

【0030】

以上、本実施形態に係る表示装置１００の回路構成について説明した。次いで、図面を参照して本実施形態に係る表示装置１００の詳細な構成について説明する。

【0031】

［詳細な構成］
図３は、本実施形態に係る表示装置１００のセンサ部分の構成を説明する平面図である。図４Ａは、本実施形態に係る表示装置１００の構成を説明する断面図であり、図３のI−I´の断面を示している。図４Ｂは、本実施形態に係る表示装置１００のタッチセンサ部分Ａの構成を説明する拡大断面図である。図４Ｃは、本実施形態に係る表示装置１００の画素部分Ｂの構成を説明する拡大断面図である。尚、図４Ａにおいては、説明の便宜上画素のスケールを実際よりも大きく示している。実際は、画素１１０のスケールは、後述する第３電極層１３８のパターンに比べて十分に小さい。

【0032】

本実施形態に係る表示装置１００は、第１基板１０４と、複数の画素１１０と、封止層１３２と、第１電極層１３４と、第２電極層１３６と、第３電極層１３８と、圧電材料層１４２と、可撓性材料層１４０と、保護フィルム１０６とを備えている。

【0033】

図１に示した通り、第１基板１０４は、表示領域１０４ａ及び端子領域１０４ｂが配置されている。第１基板１０４は、本実施形態においては、可撓性を有する基板が用いられる。可撓性を有する基板の材料としては、樹脂材料が用いられる。樹脂材料としては、繰り返し単位にイミド結合を含む高分子材料を用いるのが好ましく、例えば、ポリイミドが用いられる。具体的には、第１基板１０４として、ポリイミドをシート状に成形したフィルム基板が用いられる。これによって、アレイ基板１０２は、全体として可撓性を有する。

【0034】

複数の画素１１０の各々は、第１基板１０４上の表示領域１０４ａに配列されている。複数の画素１１０の各々は、少なくとも選択トランジスタ（図示せず）、駆動トランジスタ１４４及び発光素子１４６を有する画素回路１２６から構成される。

【0035】

発光素子１４６としては、例えば有機ＥＬ発光素子を用いることができる。有機ＥＬ発光素子は、画素電極１４８、共通電極１５０及び発光層１５２を有している。

【0036】

画素電極１４８は、複数の画素１１０の各々に対して配置されている。画素電極１４８の材料としては、発光層１５２で発生した光を共通電極１５０側に反射させるために、反射率の高い金属層を含むことが好ましい。反射率の高い金属層としては、例えば銀（Ａｇ）を用いることができる。

【0037】

更に、前述の反射率の高い金属層に加え、透明導電層が積層されてもよい。透明導電層としては、ＩＴＯ（酸化スズ添加酸化インジウム）やＩＺＯ（酸化インジウム・酸化亜鉛）等を用いることが好ましい。また、それらの任意の組み合わせを用いてもよい。

【0038】

共通電極１５０は、複数の画素１１０に亘って配置されている。共通電極１５０の材料としては、発光層１５２で発生した光を透過させるために、透光性を有し、且つ導電性を有する材料が好ましい。具体的には、共通電極１５０の材料として、ＩＴＯ（酸化スズ添加酸化インジウム）やＩＺＯ（酸化インジウム・酸化亜鉛）等が好ましい。又は、共通電極１５０として、出射光が透過できる程度の膜厚を有する金属層を用いても良い。

【0039】

隣接する２つの画素１１０間には、バンク１５４が配置されている。バンク１５４は、画素電極１４８の周縁部を覆うように設けられている。バンク１５４の材料としては、絶縁材料を用いることが好ましい。絶縁材料としては、無機絶縁材料又は有機絶縁材料を用いることができる。無機絶縁材料としては、例えば酸化珪素、窒化珪素、又はそれらの組み合わせ等を用いることができる。有機絶縁材料としては、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂、又はそれらの組み合わせ等を用いることができる。無機絶縁材料と有機絶縁材料との組み合わせを用いてもよい。絶縁材料で形成されたバンク１５４が配置されることによって、画素電極１４８の端部において、共通電極１５０と画素電極１４８とが短絡することを防止することができる。更に、隣接する画素１１０間を確実に絶縁することができる。

【0040】

発光層１５２は、画素電極１４８及び共通電極１５０に挟持されて配置されている。発光層１５２の材料としては、電流が供給されると発光する有機ＥＬ材料である。有機ＥＬ材料としては、低分子系又は高分子系の有機材料を用いることができる。低分子系の有機材料を用いる場合、発光層１５２は発光性の有機材料に加え、発光性の有機材料を挟持するように正孔注入層や電子注入層、更に正孔輸送層や電子輸送層等を含んで構成される。図４Ｃにおいて、発光層は画素電極１４８及びバンク１５４を覆うように設けられているが、これに限られず、画素電極１４８がバンク１５４から露出した領域を覆うように、画素電極１４８の各々に対応した箇所に離間して設けられても良い。この場合、異なる画素電極１４８には、異なる発光色を呈する有機ＥＬ材料を用いて発光層１５２が形成される。

【0041】

封止層１３２は、表示領域１０４ａに亘って配置され、複数の画素１１０を覆っている。封止層１３２は、表示装置の外部から、表示装置１００内の複数の画素１１０へ水分が侵入することを防止するために設けられる。そのため、封止層１３２の材料としては、透湿性の低い絶縁材料が好ましい。封止層１３２の材料としては、更に、下層に配置された複数の発光素子１４６やバンク１５４等に起因する凹凸を平坦化できる絶縁材料が好ましい。そのため、封止層１３２としては、透湿性の低い無機絶縁材料、及び凹凸を平坦化できる有機絶縁層を含む積層構造とすることが好ましい。

【0042】

第１電極層１３４は、断面構造においては、封止層１３２の上に設けられている。第１電極は、平面構造においては、表示領域１０４ａ上に亘って設けられている。

【0043】

第１電極層１３４は、複数の画素１１０に重畳する。そのため、第１電極層１３４は、透明導電層を含む。透明導電層の材料としては、透光性を有し、且つ導電性を有するＩＴＯ（酸化スズ添加酸化インジウム）やＩＺＯ（酸化インジウム・酸化亜鉛）等を用いることが好ましい。また、それらの任意の組み合わせを用いてもよい。

【0044】

また、第１電極層１３４は、金属層を含んでもよい。この場合、複数の画素１１０からの発光を遮断しないように、金属層は、複数の画素１１０の各々に重畳する領域に開口部を有する構成とすればよい。

【0045】

第２電極層１３６は、断面構造においては、第１電極層１３４の上方に設けられている。第２電極は、平面構造においては、表示領域１０４ａ上に亘って設けられている。第２電極層１３６は、透明導電層を含む。透明導電層の材料としては、前述の第１電極層１３４と同様の材料を用いることができる。更に、第２電極層１３６は、第１電極層１３４と同様に、複数の画素１１０の各々に重畳する領域に開口部を有する金属層を含んでもよい。

【0046】

第３電極層１３８は、断面構造においては、第２電極層１３６の上方に設けられている。第３電極は、平面構造においては、マトリクス状に配置された複数の電極を有している。

【0047】

第３電極層１３８は、透明導電層を含む。透明導電層の材料としては、前述の第１電極層１３４と同様の材料を用いることができる。更に、第３電極層１３８は、第１電極層１３４と同様に、複数の画素１１０の各々に重畳する領域に開口部を有する金属層を含んでもよい。

【0048】

本実施形態においては、第３電極を構成する複数の電極の各々は、ダイヤモンド型又は三角形の形状を有している。つまり、複数の電極の内、ダイヤモンド型の形状を有する電極の各々の周縁部と、後述する走査信号線１２８及び映像信号線１３０の双方との成す鋭角側の角度が０°よりも大きい形状を有している。

【0049】

詳細は後述するが、第３電極層１３８は、タッチセンサに関わる電極層である。第３電極層１３８を構成する複数の電極の各々は、その目的が異なるものを含む。第３電極層１３８を構成する複数の電極は、その目的に応じて、駆動電極Ｔｘ、検出電極Ｒｘ、及び疑似電極Ｄの３種類に分類される。

【0050】

駆動電極Ｔｘは、行方向に延在している。本実施形態においては、マトリクス状に配置された複数の電極の内、同一の行に配列された複数の電極が、接続配線１６４によって電気的に接続されることによって駆動電極Ｔｘが構成されている。接続配線１６４は、第３電極層１３８上に設けられた絶縁層１６２の上に設けられている。接続配線１６４は、絶縁層１６２に設けられたコンタクトホールを介して、隣接する電極を接続している。これによって、後述する検出電極Ｒｘと短絡することを防いでいる。

【0051】

検出電極Ｒｘは、列方向に延在している。本実施形態においては、マトリクス状に配置された複数の電極の内、同一の行に配列された複数の電極が、第３電極層１３８と同じ層において電気的に接続されることによって、検出電極Ｒｘが構成されている。

【0052】

ダミー電極は、マトリクス状に配置された複数の電極の内、最外周に配置された電極である。本実施形態においては、ダミー電極は、三角形の形状を有している。ダミー電極は、第３電極層１３８のパターンを均一化し、第３電極層１３８の視認性を低減するために配置される。そのため、ダミー電極は、フローティング状態であってよい。

【0053】

本実施形態においては、ダミー電極は、タッチセンサを構成する電極としては機能しない。しかし、マトリクス状に配置された複数の電極の内、最外周に配置された電極は、駆動電極又は検出電極のいずれかに電気的に接続されることによって、タッチセンサを構成する電極として機能させることも可能である。

【0054】

圧電材料層１４２は、断面構造においては、第１電極層１３４と第２電極層１３６との間に設けられている。圧電材料は、平面構造においては、表示領域１０４ａ上に亘って設けられている。

【0055】

圧電材料とは、圧力が印加されると、当該圧力の方向に分極する材料である。つまり、圧力が印加されると、表面に分極による電荷が現れ、内部に電圧が生じる。本実施形態においては、圧電材料としては透光性を有する材料を用いる。そのような圧電材料の具体例としては、ポリ乳酸、ポリフッ化ビニリデン、三フッ化エチレン等を用いることができる。

【0056】

可撓性材料層１４０は、断面構造においては、第２電極層１３６と第３電極層１３８との間に設けられている。可撓性材料は、平面構造においては、表示領域１０４ａ上に亘って設けられている。

【0057】

可撓性材料の具体例としては、酢酸セルロース、ポリウレタン、アクリル、ポリエチレン（ジエン系ゴム）、シリコーンゴム、フッ素系ゴム等を用いることができる。

【0058】

以上説明した第１電極層１３４と、第２電極層１３６と、第３電極層１３８と、圧電材料層１４２と、可撓性材料層１４０とは、曲げセンサ、押圧センサ、タッチセンサを構成する。これらのセンサの各々の構成について、図面を参照して詳細に説明する。

【0059】

図５は、本実施形態に係る表示装置のセンサ部分の回路構成を説明する図である。図６は、本実施形態に係る表示装置のセンサ部分の駆動方法を説明する図である。

【0060】

［曲げセンサ］
第１電極層１３４、第２電極層１３６、及び圧電材料層１４２は、曲げセンサを構成する。図５に示すように、第１電極層１３４と第２電極層１３６とは、それぞれ第１アンプ回路１５６の入力端子に接続されている。曲げセンサは、基板の曲げ方向及び曲げ量を検出する。

【0061】

例えば、第１電極と第２電極の一方に定電位を与え、他方は高インピーダンス状態としておく。定電位としては、例えば接地電位である。高インピーダンス状態にするために、例えばフローティング状態としておく。このような状態で、表示装置に曲げ方向の力が印加されると、第１電極と第２電極に挟持された圧電材料において起電力が生ずる。第１電極と第２電極の他方は高インピーダンスとなっているため、当該起電力に応じて第１電極と第２電極間は電位差の変位が生ずる。この電位差の変位を検出することによって、曲げの有無及び大きさを検出することができる。

【0062】

［押圧センサ］
第２電極層１３６、第３電極層１３８、及び可撓性材料層１４０は、押圧センサを構成する。図５に示すように、第２電極層１３６と第３電極層１３８とは、それぞれ第２アンプ回路１５８の入力端子に接続されている。押圧センサは、表示領域１０４ａに重畳する領域に加えられた押圧を検出する。

【0063】

第２電極にパルス状の圧力検知信号が入力されると、容量結合によって第３電極層の電位が変化する。表示領域１０４ａに押圧が加わると、第２電極層１３６と第３電極層１３８との間の可撓性材料の厚さが縮小することで、第２電極層１３６及び第３電極層１３８間の容量が変化する。具体的には、可撓性材料は押圧により厚さが縮小するため、第２電極層１３６及び第３電極層１３８間の容量は増大する。従って、圧力検知信号による第３電極層１３８の電位の変位は大きくなる。この電位の変位を検出することによって、押圧の箇所および大きさを検出することができる。

【0064】

［タッチセンサ］
第３電極層１３８は、タッチセンサを構成する。図５に示すように、第３電極層１３８の駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘとは、それぞれ第３アンプ回路１６０の入力端子に接続されている。尚、第３アンプ回路１６０は、複数の駆動電極と複数の検出電極との組み合わせの数だけ設けられるが、ここではその内の一つのみを代表して示している。タッチセンサは、複数の電極間の相互容量によって、表示領域１０４ａに重畳する領域への導体の接触を検出する。

【0065】

駆動電極Ｔｘに、例えば行毎にパルス状のタッチ検知信号が入力されると、容量結合によって検出電極Ｒｘの電位が変動する。いずれかの箇所に指が接触している場合、接触箇所において検出電極Ｒｘは、駆動電極Ｔｘのみならず指とも容量を形成する。検出電極Ｒｘと指との容量により、駆動電極Ｔｘと検出電極Ｒｘの容量が低下するため、前述した電位の変位は小さくなる。この電位の変位を検出することによって、タッチの箇所を検出することができる。

【0066】

以上、本実施形態に係る表示装置のセンサ部分の構成について説明した。次いで、本実施形態に係る表示装置のセンサ部分の駆動方法について説明する。

【0067】

図６は、本実施形態に係る表示装置のセンサ部分の駆動方法を説明する図である。本実施形態に係る表示装置のセンサ部分は、時分割によって駆動される。つまり、図６に示すように、本実施形態においては、第１フレーム期間においてタッチセンサを駆動してタッチ検知を行い、第１フレーム期間に続く第２フレーム期間において押圧センサを駆動して圧力検知を行い、第２フレーム期間に続く第３フレーム期間において曲げセンサを駆動して曲げ検知を行う時分割駆動を行う。これによって、各センサの検知信号成分の分離を行うことができる。

【0068】

尚、本実施形態に係る表示装置のセンサ部分を駆動する順番はこれに限られない。前述のように、本実施形態に係る表示装置の第２電極層１３６は、曲げセンサの一方の電極と押圧センサの一方の電極とを兼ね、第３電極層１３８は、押圧センサの一方の電極とタッチセンサの一方の電極とを兼ねる。つまり、曲げセンサと押圧センサとを同時に駆動せず、曲げセンサとタッチセンサとを同時に駆動しなければよい。一方で、タッチセンサと曲げセンサとを同時に駆動してもよい。つまり、第１フレーム期間と第３フレーム期間とは、重畳する期間を有していてもよい。

【0069】

［応用例］
本実施形態に係る表示装置の応用例について説明する。図７は、本実施形態に係る表示装置の応用例について説明する斜視図である。図７の上段は、表示面側が凸となるように屈曲させた状態を示し、下段は、表示面側が凹となるように屈曲させた状態を示している。これらの状態において、表示面側が凸となるように屈曲させた場合には表示画像が拡大し、表示面側が凹となるように屈曲させた場合には表示画像が縮小する態様を示している。このように、曲げセンサによって検出された曲げの大きさに連動して、表示画像を拡大又は縮小させてもよい。

【0070】

以上、本実施形態に係る表示装置１００の構成について説明した。本実施形態に係る表示装置１００の構成によれば、タッチ検知と、圧力(押圧)検知と、曲げ検知とを行うセンサが設けられ、各検知信号成分を分離することが可能なフレキシブルな表示装置１００を提供することができる。

【0071】

本実施形態に係る表示装置１００では、第２電極層１３６を、押圧センサと曲げセンサとで共有する。更に、第３電極層１３８を、タッチセンサと曲げセンサとで共有する。各検知信号成分の分離は、各センサを時分割で駆動することによって実現される。これによって、表示装置１００の構成が単純になり、製造コストを削減することができる。更に、表示装置１００のセンサ部分を薄化することができ、十分な可撓性を確保することができる。

【0072】

＜第２実施形態＞
［構成の詳細］
図８は、本実施形態に係る表示装置２００のセンサ部分の構成を説明する平面図である。図９は、本実施形態に係る表示装置２００の概略構成を説明する断面図であり、図８のI−I´の断面を示している。本実施形態に係る表示装置２００は、第１実施形態に係る表示装置１００と比べると、第１電極の構成のみが異なっている。

【0073】

つまり、本実施形態に係る第１電極層１３４は、行方向又は列方向に分割された複数の電極を有する。具体的には、本実施形態係る第１電極層１３４は、行方向に３個に分割され、列方向に３個に分割された９個の電極を有する。

【0074】

このような構成を有することによって、より複雑な曲げ操作を検出することができる。つまり、曲げの有無及び大きさのみならず、曲げの箇所も検出することができる。

【0075】

［応用例］
本実施形態に係る表示装置の応用例について説明する。図１０は、本実施形態に係る表示装置の応用例について説明する斜視図である。図１０は、表示装置２００の一端部近傍を筒状に丸めた状態を示している。この状態において、表示領域１０４ａにおいて視認可能な領域のみに画像が表示される態様を示している。つまり、表示領域１０４ａにおいて、表示装置２００を筒状に丸めることによって視認することが不可能となった領域は、非表示としている。このように、表示領域１０４ａの各領域において検出された曲げの大きさに連動して、当該領域を表示又は非表示に切り替えてもよい。

【0076】

以上、本実施形態に係る表示装置２００の構成について説明した。本実施形態によれば、タッチ検知と、圧力(押圧)検知と、曲げ検知とを行うセンサが設けられ、各検知信号成分を分離することが可能なフレキシブルな表示装置２００を提供することができる。更に、複雑な曲げ操作を検出することができる。

【0077】

以上、本発明の好ましい態様を説明した。しかし、これらは単なる例示に過ぎず、本発明の技術的範囲はそれらには限定されない。当業者であれば、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の変更が可能であろう。よって、それらの変更も当然に、本発明の技術的範囲に属すると解されるべきである。

【符号の説明】

【0078】

表示装置・・・１００、２００、４００、４００ アレイ基板・・・１０２ 第１基板・・・１０４ 表示領域・・・１０４ａ 端子領域・・・１０４ｂ 保護フィルム・・・１０６ シール材・・・１０９ 画素・・・１１０ 接続端子・・・１１２ 配線基板・・・１１４a、１１４ｂ 制御回路・・・１１６ 走査線駆動回路・・・１１８ 映像線駆動回路・・・１２０ 駆動電源回路・・・１２２ 基準電源回路・・・１２４ 画素回路・・・１２６ 走査信号線・・・１２８ 映像信号線・・・１３０ 封止層・・・１３２ 第１電極層・・・１３４ 第２電極層・・・１３６ 第３電極層・・・１３８ 可撓性材料層・・・１４０ 圧電材料層・・・１４２ 駆動トランジスタ・・・１４４ 発光素子・・・１４６ 画素電極・・・１４８ 共通電極・・・１５０ 発光層・・・１５２ バンク・・・１５４ 第１アンプ回路・・・１５６ 第２アンプ回路・・・１５８ 第３アンプ回路・・・１６０ 絶縁層・・・１６２ 接続配線・・・１６４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】