JP2013044860A - 表示装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】水分の浸入を防止する事により、表示性能を確保することが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置は、液晶を含む表示基板と、その表示基板を駆動させる駆動基板と、表示基板の上面および側面と駆動基板の上面とに連続的に沿うように設けられた防湿層とを備え、該防湿層は前記表示基板の上面および側面と前記駆動基板の上面とに沿うように設けられた接着層を介して前記表示基板および前記駆動基板に貼り合わされている。
【選択図】図１

Description

本技術は、液晶層を含む表示装置およびそれを用いた電子機器に関する。

近年、携帯電話機または携帯情報端末機器（ＰＤＡ）などの多様な電子機器の普及に伴い、低消費電力で高品位画質の表示装置に関する需要が高まっている。中でも、最近では、電子書籍の配信事業の誕生に伴い、文字情報を長時間読むことを目的とした読書用途の電子書籍端末が注目されているため、その用途に適した表示品位を有する表示装置が望まれている。

読書用途の表示装置としては、コレステリック液晶型、電子泳動型、電気酸化還元型またはツイストボール型などが提案されている。中でも、液晶分子の配向変化を利用して明暗（コントラスト）を生じさせる液晶表示装置が好ましい。特に、取り扱いやすさなどを考慮すると、支持基体として可撓性のプラスチックフィルムなどを用いたフレキシブル型の液晶表示装置がより好ましい。

この他、反射型に分類される表示装置も好ましい。紙と同様に外光の反射（散乱）を利用して明表示されるため、その紙に近い表示品位が得られるからである。また、バックライトが不要であるため、消費電力が抑えられるからである。

反射型の表示装置の有力候補は、電荷粒子の電気泳動現象を利用してコントラストを生じさせる電気泳動型の表示装置である。低消費電力であると共に高速応答性に優れているからである。この電気泳動型の表示装置は、電気泳動素子を含む表示基板と、その表示基板を駆動させる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などを含む駆動基板とを備えている。

電気泳動型の表示装置の実用化に伴い、その性能確保などに関してはさまざまな検討がなされている。具体的には、水分の浸入に起因して電荷粒子が移動しにくくなることを防止するために、保護層で表示基板を被覆することが知られている。この場合には、表示基板の上面に保護層を設けると共に、その表示基板の側面にシールを形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、保護層で表示基板を被覆すると共に、その保護層の両端部を駆動基板の一面に接着剤を介して接着させることが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００９−１３４３２４号公報 特表２００９−５２９７１１号公報

電気泳動型の表示装置の開発が進む一方で、液晶表示装置の性能を確保するためには、電気泳動型の表示装置と同様に水分の浸入を防止する必要がある。しかしながら、液晶表示装置に関する従来の対策は未だ十分であるとは言えないため、改善の余地がある。

本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、表示性能を確保することが可能な表示装置および電子機器を提供することにある。

本技術の表示装置は、液晶層を含む表示基板と、その表示基板を駆動させる駆動基板と、表示基板の上面および側面と駆動基板の上面とに連続的に沿うように設けられた防湿層とを備えたものである。また、本技術の電子機器は、上記した本技術の表示装置を用いたものである。

本技術の表示装置または電子機器によれば、防湿層が表示基板の上面および側面と駆動基板の上面とに連続的に沿うように設けられているので、表示性能を確保することができる。

本技術の一実施形態の表示装置の構成を表す断面図である。 表示装置の構成に関する変形例を表す断面図である。 表示装置を用いた電子ブックの構成を表す斜視図である。 表示装置を用いたテレビジョン装置の構成を表す斜視図である。 表示装置を用いたデジタルスチルカメラの構成を表す斜視図である。 表示装置を用いたパーソナルコンピュータの外観を表す斜視図である。 表示装置を用いたビデオカメラの外観を表す斜視図である。 表示装置を用いた携帯電話機の構成を表す平面図である。

以下、本技術の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。

１．表示装置
１−１．構成
１−２．製造方法
１−３．変形例
２．表示装置の適用例（電子機器）

＜１．表示装置／１−１．構成＞
まず、本技術の一実施形態の表示装置の構成について説明する。図１は、表示装置の断面構成を表している。この表示装置は、各種用途の電子機器に適用可能であり、その電子機器の種類は、特に限定されない。

ここで説明する表示装置は、液晶分子の配向変化を利用して画像を表示する液晶表示装置（いわゆる液晶ディスプレイ）である。この表示装置は、例えば、図１に示したように、駆動基板１０と表示基板２０とがスペーサ３０および液晶層３１を介して対向配置されたものであり、その表示基板２０側において画像を表示するようになっている。特に、駆動基板１０および表示基板２０には、防湿層４２が設けられている。

［駆動基板］
駆動基板１０は、例えば、支持基体１１の一面に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１２と、保護層１３と、平坦化絶縁層１４と、画素電極１５とがこの順に形成されたものである。ＴＦＴ１２および画素電極１５は、例えば、画素配置に応じてマトリクス状またはセグメント状に配置されている。

支持基体１１は、例えば、無機材料、金属材料またはプラスチック材料などのいずれか１種類または２種類以上により形成されている。無機材料は、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ_x ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ_x ）または酸化アルミニウム（ＡｌＯ_x ）などであり、その酸化ケイ素には、例えば、ガラスまたはスピンオングラス（ＳＯＧ）などが含まれる。金属材料は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）またはステンレスなどである。プラスチック材料は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）またはポリエチルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などである。

この支持基体１１は、光透過性でもよいし、非光透過性でもよい。表示基板２０側において画像が表示されるため、支持基体１１は必ずしも光透過性である必要がないからである。また、支持基体１１は、ウェハなどの剛性を有する基板でもよいし、可撓性を有する薄層ガラスまたはフィルムなどでもよいが、中でも、可撓性を有していることが好ましい。フレキシブル（折り曲げ可能）型の液晶表示装置を実現できるからである。

ＴＦＴ１２は、画素を選択するためのスイッチング用素子である。このＴＦＴ１２は、例えば、チャネル層としてアモルファスシリコン、ポリシリコンまたは酸化物などの無機半導体層を用いた無機ＴＦＴでもよいし、ペンタセンなどの有機半導体層を用いた有機ＴＦＴでもよい。保護層１３および平坦化絶縁層１４は、例えば、ポリイミドなどの絶縁性材料を含んでいる。ただし、保護層１３の表面が十分に平坦であれば、平坦化絶縁層１４はなくてもよい。

画素電極１５は、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）などの導電性材料のいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この画素電極１５は、保護層１３および平坦化絶縁層１４に設けられたコンタクトホール（図示せず）を通じてＴＦＴ１２に接続されている。なお、１つの画素電極１５に対して配置されるＴＦＴ１２の数は任意であり、１つでもよいし、２つ以上でもよい。

［表示基板］
表示基板２０は、例えば、支持基体２１の一面に対向電極２２が形成されたものである。

支持基体２１は、光透過性であることを除き、支持基体１１と同様の材料により形成されている。表示基板２０側において画像が表示されるため、支持基体２１は光透過性である必要があるからである。特に、上記した支持基体１１と同様に、フレキシブル型の液晶表示装置を実現するためには支持基体２１が可撓性を有していることが好ましい。

対向電極２２は、例えば、光透光性導電性材料（透明電極材料）のいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この光透光性導電性材料は、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ）、酸化アンチモン−酸化スズ（ＡＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）またはアルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）などである。この対向電極２２は、例えば、支持基体２１の一面に全面形成されている。ただし、対向電極２２は、画素電極１５と同様にマトリクス状またはセグメント状に配置されていてもよい。

表示基板２０側において画像を表示するために、その対向電極２２の光透過率は、できるだけ高いことが好ましく、例えば、８０％以上である。また、対向電極２２の電気抵抗は、できるだけ低いことが好ましく、例えば、１００Ω／□以下である。

［スペーサおよび液晶層］
スペーサ３０は、駆動基板１０と表示基板２０との間の距離を一定となるように維持するものであり、その材質および形状などは、任意である。液晶層３１は、複数の液晶分子を含んでおり、その液晶分子の配向変化を利用してコントラストを生じさせるものである。この液晶分子の配向状態は、電界に応じて変化可能になっており、液晶分子（液晶材料）の種類は、任意である。

［防湿層］
防湿層４２は、表示基板２０の上面２０Ｔおよび側面２０Ｓと駆動基板１０の上面１０Ｔとに連続的に沿うように設けられている。より具体的には、防湿層４２は、例えば、上面１０Ｔ、側面２０Ｓ、上面２０Ｔ、側面２０Ｓおよび上面１０Ｔに対してこの順に連続的に沿うように設けられた接着層４１を介して、表示基板２０および駆動基板１０に貼り合わされている。これにより、駆動基板１０および表示基板２０は、単一の連続層である防湿層４２により被覆されており、その防湿層４２は、駆動基板１０および表示基板２０に密着している。このため、駆動基板１０および表示基板２０と防湿層４２との間には、実質的に隙間が生じていない。

接着層４１は、例えば、感圧接着剤または感熱接着剤などのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。また、防湿層４２は、例えば、いわゆる水蒸気バリアフィルムであり、無機材料または高分子材料などのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。無機材料は、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ_x ）または酸化アルミニウム（Ａｌ₂ Ｏ_x ）などである。高分子材料は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ナイロン−６、ナイロン−６６、ポリ塩化ビニリデンまたはポリエーテルスルホンなどである。なお、防湿層４２の防湿性（透湿度または水分透過率）は、例えば、０．１ｇ／ｍ² ・日〜０．０００００１ｇ／ｍ² ・日であることが好ましく、０．０３ｇ／ｍ² ・日以下であることがより好ましい。水分の浸入が十分に防止されるため、表示装置の表示性能が低下しにくくなるからである。また、防湿層４２の光透過性は、できるだけ高いことが好ましい。

この他、液晶表示装置は、例えば、位相差板、偏光板、配向膜およびバックライトユニットなどの他の構成要素（いずれも図示せず）を備えていてもよい。

［表示装置の動作］
この表示装置では、ＴＦＴ１２により画素が選択され、その画素に対応する画素電極１５と対向電極２２との間に電界が印加されると、その電界強度に応じて液晶層３１における液晶分子の配向状態が変化する。これにより、液晶分子の配向状態に応じて光の透過量（透過率）が制御されるため、画像が表示される。

＜１−２．製造方法＞
この表示装置は、例えば、以下の手順により製造される。

最初に、支持体１１の一面にＴＦＴ１２、保護層１３、平坦化絶縁層１４および画素電極１５をこの順に形成して、駆動基板１０を作製する。また、支持基体２１の一面に対向電極２２を形成して、表示基板２０を作製する。なお、各構成要素の形成方法としては、例えば、既存の成膜方法およびパターニング方法などを随時選択して用いることができる。

続いて、スペーサ３０を介して駆動基板１０と表示基板２０とを対向させたのち、それらにより囲まれた空間に液晶を注入して液晶層３１を形成する。

最後に、駆動基板１０の上面１０Ｔと表示基板２０の上面２０Ｔおよび側面２０Ｓとに接着剤を塗布して接着層４１を形成したのち、その接着層４１を介して防湿層４２を駆動基板１０および表示基板２０に貼り合わせる。これにより、表示装置が完成する。

なお、防湿層４２を貼り合わせる場合には、あらかじめ接着層４１が形成された防湿層４２を用いてもよいし、接着層４１とは別個に準備された防湿層４２を用いてもよい。

［表示装置の作用および効果］
この表示装置によれば、防湿層４２が駆動基板１０の上面１０Ｔと表示基板２０の上面２０Ｔおよび側面２０Ｓとに連続的に沿うように設けられている。この場合には、防湿層４２が単一の連続層であるため、防湿層４２が分離形成された２部品（例えば、従来の保護層およびシール）からなる従来の場合とは異なり、その防湿層４２に継ぎ目が生じない。これにより、継ぎ目を経由して表示基板２０の外部から内部に水分が浸入することが抑制される。しかも、防湿層４２と側面２０Ｓとの間に実質的に隙間が生じない。これにより、隙間が生じる従来の場合とは異なり、表示装置の製造時において隙間に水分が混入することが抑制される。よって、防湿層４２により表示基板２０に対する水分の浸入が効果的に抑制されるため、液晶層３１において液晶分子の配向性が低下しにくくなると共に、その液晶層３１などの長期保存性などが向上する。よって、表示性能を確保することができる。

特に、防湿層４２を単一の連続層とすることで、その防湿層４２が一工程で形成されるため、２部品の防湿層４２を形成するために２工程を要する場合と比較して、防湿層４２を容易に形成することができる。

また、防湿層４２が上面２０Ｔおよび側面２０Ｓと上面１０Ｔとに沿うように設けられた接着層４１を介して駆動基板１０および表示基板２０に貼り合わされていれば、防湿層４２と側面２０Ｓとの間に隙間がより生じにくくなる。しかも、接着層４１が側面２０Ｓに設けられていない従来の場合とは異なり、その側面２０Ｓでは防湿層４２だけでなく接着層４１によっても水分の浸入が防止される。よって、より高い効果を得ることができる。

＜１−３．変形例＞
図２に示したように、表示基板２０の上方における防湿層４２の上に、必要に応じて接着層５１を介して各種用途の機能層５２を貼り合わせてもよい。

この機能層５２は、例えば、反射防止（ＡＲ：anti reflection ）フィルムまたは防眩（ＡＧ：anti glare）フィルムなどである。ただし、機能層５２は、他の機能を有する層でもよいし、異なる機能を有する２種類以上の層が積層されたものでもよい。この機能層５２を形成する場合には、例えば、ラミネータなどを用いて、防湿層４２に接着層５１を介して機能層５２を貼り合わせればよい。この場合には、防湿層４２を貼り合わせた場合と同様に、あらかじめ接着層５１を介して機能層５２を防湿層４２に貼り合わせておき、その防湿層４２を機能層５２と一緒に駆動基板１０および表示基板２０に貼り合わせてもよい。この機能層５２を用いることで、表示装置に各種機能を追加することができる。

＜２．表示装置の適用例（電子機器）＞
次に、上記した表示装置の適用例について説明する。ただし、以下で説明する電子機器の構成はあくまで一例であるため、その構成は適宜変更可能である。

図３は、電子ブックの外観構成を表している。この電子ブックは、例えば、表示部１１０および非表示部（筐体）１２０と、操作部１３０とを備えている。なお、操作部１３０は、（Ａ）に示したように非表示部１２０の前面に設けられていてもよいし、（Ｂ）に示したように上面に設けられていてもよい。なお、表示装置は、図３に示した電子ブックと同様の構成を有するＰＤＡなどに搭載されてもよい。

図４は、テレビジョン装置の外観構成を表している。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル２１０およびフィルターガラス２２０を含む映像表示画面部２００を備えている。

図５は、デジタルスチルカメラの外観構成を表しており、（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ前面および後面を示している。このデジタルスチルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部３１０と、表示部３２０と、メニュースイッチ３３０と、シャッターボタン３４０とを備えている。

図６は、ノート型のパーソナルコンピュータの外観構成を表している。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体４１０と、文字等の入力操作用のキーボード４２０と、画像を表示する表示部４３０とを備えている。

図７は、ビデオカメラの外観構成を表している。このビデオカメラは、例えば、本体部５１０と、その本体部５１０の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５２０と、撮影時のスタート／ストップスイッチ５３０と、表示部５４０とを備えている。

図８は、携帯電話機の外観構成を表している。（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ携帯電話機を開いた状態の正面および側面を示している。（Ｃ）〜（Ｇ）は、それぞれ携帯電話機を閉じた状態の正面、左側面、右側面、上面および下面を示している。この携帯電話機は、例えば、上側筐体６１０と下側筐体６２０とが連結部（ヒンジ部）６３０により連結されたものであり、ディスプレイ６４０と、サブディスプレイ６５０と、ピクチャーライト６６０と、カメラ６７０とを備えている。

以上、実施形態を挙げて本技術を説明したが、本技術は実施形態で説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、本技術の表示装置は、上記以外の他の電子機器に適用されてもよい。この「他の電子機器」は、例えば、電気泳動型の表示装置などである。

１０…駆動基板、２０…表示基板、３１…液晶層、４１…接着層、４２…防湿層。

Claims (4)

1. 液晶層を含む表示基板と、
   前記表示基板を駆動させる駆動基板と、
   前記表示基板の上面および側面と前記駆動基板の上面とに連続的に沿うように設けられた防湿層とを備えた、
   表示装置。
2. 前記防湿層は前記表示基板の上面および側面と前記駆動基板の上面とに沿うように設けられた接着層を介して前記表示基板および前記駆動基板に貼り合わされている、請求項１記載の表示装置。
3. 前記表示基板および前記駆動基板はいずれも可撓性の支持基体を含む、請求項１記載の表示装置。
4. 液晶層を含む表示基板と、前記表示基板を駆動させる駆動基板と、前記表示基板の上面および側面と前記駆動基板の上面とに連続的に沿うように設けられた防湿層とを含む表示装置を備えた、電子機器。

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