JP2013148768A

JP2013148768A - 表示装置および電子機器

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Publication number: JP2013148768A
Application number: JP2012009914A
Authority: JP
Inventors: Toru Tanigawa; 徹谷川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2013-08-01

Abstract

【課題】光学特性を損なうことなく耐衝撃性を向上させることが可能な表示装置および電子機器を提供する。
【解決手段】可撓性材料からなる基板２１と表示面を有する基板２５との間の表示層２３を有する表示パネル２０と、前記表示パネル２０の背面側に設けられると共に、前記基板２１の変形を許容する緩衝層３１とを備え、緩衝層３１は、表示面側からの物理的な衝撃に伴う基板２１の変形を許容して吸収し、表示層２３および表示層２３を駆動するための回路等を保護する。これにより、表示装置１では表示光の光学特性を損なうことなく、耐衝撃性を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本技術は、可撓性基板を有するフレキシブルな表示装置、およびこの表示装置を備えた電子機器に関する。

近年、表示層を挟持する基板として可撓性基板を用いることにより、折り曲げ可能にした所謂フレキシブルディスプレイが注目されている。

このようなフレキシブルディスプレイにおいて、表示層およびこれを駆動するための回路等を物理的な衝撃から保護して耐衝撃性を向上させるため、いくつかの方法が提案されている。例えば、特許文献１、２では、表示面側の基板に複数の膜を積層させることにより表示層等を保護している。

特開２００９−３７１１９号公報特開２００４−１８１９７５号公報

しかしながら、このように表示面に複数の膜を設けた場合、この複数の膜によって表示装置の光学特性が損なわれるという問題が生じていた。

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、光学特性を低下させることなく耐衝撃性を向上させることが可能な表示装置、およびこの表示装置を備えた電子機器を提供することにある。

本技術の表示装置は、可撓性材料からなる第１基板と表示面を有する第２基板との間に表示層を有する表示パネルと、表示パネルの背面側に設けられ、第１基板の変形を許容する緩衝層とを備えたものである。

本技術の電子機器は、本技術の表示装置を備えたものである。

本技術の表示装置または電子機器では、緩衝層が表示パネルの背面側に設けられているので、緩衝層を介さずに光が取り出されて映像が表示される。

本技術の表示装置および電子機器によれば、表示パネルの背面側に緩衝層を設けるようにしたので、表示の光学特性を低下させることなく耐衝撃性を高めることが可能になる。

本技術の一実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。比較例に係る表示装置の構成を表す断面図である。図１に示した表示パネルと緩衝層との固定方法の一例を表す断面図である。図１に示した表示パネルおよび緩衝層のシャーシへの取付方法の一例を表す断面図である。適用例１の外観を表す斜視図である。適用例２の外観を表す斜視図である。適用例３の外観を表す斜視図である。（Ａ）は適用例３の表側から見た外観を表す斜視図、（Ｂ）は裏側から見た外観を表す斜視図である。適用例４の外観を表す斜視図である。適用例５の外観を表す斜視図である。（Ａ）は適用例６の開いた状態の正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態の正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。

以下、本技術の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
表示パネルの背面側に緩衝層が設けられた表示装置
２．適用例
３．実施例

＜実施の形態＞
図１は本技術の一実施の形態に係る表示装置（表示装置１）の断面構成を表している。この表示装置１は表示パネル２０を有するものであり、緩衝層３１を間にしてこの表示パネル２０がシャーシ１０に組み込まれている。表示パネル２０は、基板２１（第１基板）、画素を選択するためのスイッチング機能を有するＴＦＴ回路２２、表示層２３、粘着層２４および対向基板２５（第２基板）をこの順に有し、対向基板２５側に表示面を有している。なお、図１は表示装置１の形状を模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なる。

基板２１は可撓性材料からなり、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、セルローストリアセテート、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂またはアクリル樹脂等からなるフィルムあるいは金属箔等を用いることができる。薄層ガラスあるいは薄層セラミックス等を可撓性を示す程度まで薄くして使用することも可能である。対向基板２５は表示面を有しているため、その構成材料には光透過性の材料が用いられるが、この点を除き、基板２１と同様の材料を用いることができる。このように、基板２１および対向基板２５を可撓性基板により構成することで、表示パネル２０を折り曲げ可能なフレキシブルディスプレイとすることができる。基板２１の厚み（積層方向の厚み。以下単に厚みという。）は例えば１０μｍ〜１００μｍであり、対向基板２５の厚みは例えば８０μｍ程度である。

ＴＦＴ回路２２は、チャネル層として無機半導体層を用いた無機ＴＦＴあるいは、有機半導体層を用いた有機ＴＦＴのどちらにより構成されていてもよい。有機ＴＦＴを用いることにより、表示装置１のフレキシブル性がより高まる。基板２１とＴＦＴ回路２２との間にバリア層（図示せず）を設けるようにしてもよい。バリア層は、例えばＡｌＯ_xＮ_1-X（ただし、Ｘ＝０．０１〜０．２）膜または窒化シリコン（Ｓｉ₃Ｎ₄）膜からなり、水分や有機ガスによるＴＦＴ回路２２および表示層２３の劣化を防止するものである。

表示層２３は例えば、画素電極と共通電極との間に液晶層、有機ＥＬ（Electroluminescence）層、無機ＥＬ層あるいは電気泳動型の表示体等を有するものにより構成されている。例えば、画素電極がＴＦＴ回路２２、共通電極が対向基板２５（粘着層２４）にそれぞれ接している。

対向基板２５は、表示層２３を間にして基板２１と対向するよう設けられ、表示層２３に粘着層２４により固定されている。この粘着層２４は、例えば、２５〜５０μｍの厚みのＯＣＡ（Optical Clear Adhesive）等からなるが、粘着層２４の厚みを、より大きく例えば７５〜２５０μｍとすることも可能である。これにより、後述の緩衝層３１による効果に加え、耐衝撃性を更に向上させることができる。対向基板２５の表示面には反射防止機能あるいは防眩機能を有する光学機能膜（図示せず）が設けられている。

緩衝層３１は、表示面側からの物理的な衝撃に伴う基板２１の変形を許容して吸収し、表示層２３および表示層２３を駆動するための回路（例えば、ＴＦＴ回路２２）等を保護するものである。本実施の形態では、この緩衝層３１が表示パネル２０の背面側（基板２１の表示層２３との対向面と反対側）に設けられている。これにより、表示装置１では表示光の光学特性を損なうことなく、耐衝撃性を向上させることができる。

従来は、図２に表したように、表示装置（表示装置１００）の表示面側に複数の膜からなる耐衝撃層１３１を設けることにより、物理的な衝撃から表示層２３等を保護していた（例えば、特許文献１、２）。しかしながら、このような表示装置１００では耐衝撃層１３１を介して映像が表示されるため、耐衝撃層１３１が表示光の光学特性を低下させてしまう。特に、耐衝撃性を上げるため、耐衝撃層１３１の厚みを大きくすると顕著に光学特性が低下する。また、耐衝撃層１３１に用いることができる材料は透明材料に限定され、材料選択の幅が狭まる。

これに対し、表示装置１では緩衝層３１が表示パネル２０の背面側に設けられているため、表示光は緩衝層３１を介さずに出射される。よって、緩衝層３１により表示光の光学特性が低下するおそれがなく、また、その構成材料は透明材料に限られない。

更に、表示面側の耐衝撃層１３１は、衝撃による応力を分散させるため、ヤング率の比較的高い材料（例えば、ヤング率が１×１０⁹Ｐａより大きな材料）により構成する。このため、表示装置１００の基板２１および対向基板２５が可撓性基板であっても、耐衝撃層１３１によりフレキシブル性が低下するおそれがある。一方、緩衝層３１は、応力による表示パネル２０（基板２１）の変形を受容できるものである。即ち、緩衝層３１は可撓性を有するものであり、ヤング率の比較的低い材料（例えば、基板２１や対向基板２５よりもヤング率の低い材料）により構成するため、表示パネル２０のフレキシブル性が低下するようなことはない。

上記のように緩衝層３１のヤング率は、応力による表示パネル２０の変形を許容できる程度、例えば、１×１０⁵〜１×１０⁹Ｐａであることが好ましい。表示装置１のフレキシブル性を維持するため、および表示装置１の薄型化・軽量化のため、緩衝層３１は厚み５０〜１０００μｍであることが好ましく、３００μｍ以下であることがより好ましい。緩衝層３１は、例えば、上記のようにヤング率１×１０⁵〜１×１０⁹Ｐａの樹脂材料、具体的には、熱可塑性エラストマー、各種ゴム、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）等のフッ素樹脂、低密度ポリエチレン、ポリオレフィン、ウレタンあるいはシリコーンゴム等からなる。緩衝層３１は、表示パネル２０の背面全面に設けられている、即ち、平面視で表示パネル２０と互いに同一形状であることが好ましい。図３に表したように、緩衝層３１を表示パネル２０に接着層２６により固定するようにしてもよい。

図４に表したように、表示パネル２０はこの緩衝層３１を間にしてシャーシ１０に収容される。即ち、緩衝層３１は表示パネル２０（基板２１）とシャーシ１０との間に配置される。表示パネル２０および緩衝層３１は、緩衝層３１とシャーシ１０との互いの接触面全面（図４（Ａ））、あるいは周縁のみ（図４（Ｂ））に接着層３２を設けるようにしてシャーシ１０に固定してもよい。また、接着層を用いずに、例えばクランプ３３等により表示パネル２０および緩衝層３１を挟みこみ（図４（Ｃ））、機械的に固定するようにしてもよい。シャーシ１０は高剛性材料、例えば、金属や硬質樹脂などにより構成されている。

この表示装置１は、例えば以下のようにして製造することができる。

まず、基板２１に例えばＣＶＤ法により窒化シリコンからなるバリア層（図示せず）を形成した後、上述のＴＦＴ回路２２を形成する。次いで、ＴＦＴ回路２２上に表示層２３を形成し、これに粘着層２４を介して対向基板２５を貼り合わせる。これにより表示パネル２０が形成される。

表示パネル２０を形成した後、この表示パネル２０と共に、所望の形状に成形した緩衝層３１をシャーシ１０に取り付ける。以上の工程により、図１に示した表示装置１が完成する。

本実施の形態の表示装置１では、緩衝層３１が表示パネル２０の背面側に設けられているため、緩衝層３１を介さずに映像が表示される。よって、光学特性の低下を抑えることができる。

以上のように本実施の形態の表示装置１では、緩衝層３１を表示パネル２０の背面側に設けるようにしたので、耐衝撃性を向上させ、かつ表示品質を維持することができる。

また、緩衝層３１の構成材料は透明材料に限定されないため、材料選択の自由度を高めることができる。

更に、緩衝層３１は、物理的な衝撃に伴う表示パネル２０の変形を許容する程度のヤング率を有するものであるため、表示面側に設けた上記耐衝撃層１３１のようにフレキシブル性を損なうことはない。

上記表示装置１は、例えば次の適用例１〜６に示した電子機器にも搭載することができる。

＜適用例１＞
図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、電子ブックリーダーの外観を表したものである。この電子ブックリーダーは、例えば、表示部２１０および非表示部２２０を有し、この非表示部２２０に操作部２３０が設けられている。この表示部２１０が上記表示装置１により構成されている。操作部２３０は、図５（Ａ）に示したように表示部２１０と同じ面（前面）に形成されていても、図５（Ｂ）に示したように表示部２１０とは異なる面（上面）に形成されていてもよい。

＜適用例２＞
図６は、タブレットパーソナルコンピュータの外観を表したものである。このタブレットパーソナルコンピュータは、例えば、タッチパネル部３１０および筐体３２０を有しており、タッチパネル部３１０が上記表示装置１により構成されている。

＜適用例３＞
図７は、テレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル４１０およびフィルターガラス４２０を含む映像表示画面部４００を有しており、映像表示画面部４００が上記表示装置１により構成されている。

＜適用例４＞
図８は、デジタルスチルカメラの外観を表したものである。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５１０、表示部５２０、メニュースイッチ５３０およびシャッターボタン５４０を有しており、表示部５２０が上記表示装置１により構成されている。

＜適用例５＞
図９は、ノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体６１０、文字等の入力操作のためのキーボード６２０および画像を表示する表示部６３０を有しており、表示部６３０が上記表示装置１により構成されている。

＜適用例６＞
図１０は、ビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部７１０、この本体部７１０の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ７２０、撮影時のスタート／ストップスイッチ７３０および表示部７４０を有しており、表示部７４０が上記表示装置１により構成されている。

＜適用例７＞
図１１は、携帯電話機の外観を表したものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体８１０と下側筐体８２０とを連結部（ヒンジ部）８３０で連結したものであり、ディスプレイ８４０、サブディスプレイ８５０、ピクチャーライト８６０およびカメラ８７０を有しており、ディスプレイ８４０およびサブディスプレイ８５０のうちの少なくともどちらか一方が上記表示装置１により構成されている。

＜実験例＞
以下、本技術の具体的な実験例について説明する。

（実験例１）
上記実施の形態と同様にして図１に示した表示装置１を作製した。基板２１は厚み４０μｍのポリイミド、対向基板２５は厚み８０μｍのセルローストリアセテート（ＴＡＣ:Tri acetyl cellulose）、表示層２３は有機ＥＬ層、緩衝層３１はヤング率１．７×１０⁷Ｐａの熱可塑性エラストマーである「ＰｅｂａｘＲｎｅｗ（登録商標）３５Ｒ５３」（アルケマ社製）を用いてそれぞれ構成した。緩衝層３１の厚みは３００μｍとした。表示層２３を上記有機ＥＬ層以外のもの、例えば液晶層あるいは電気泳動型の表示体等に代えて同様に作製した。

（実験例２）
緩衝層３１をヤング率１．６×１０⁶Ｐａ、厚み３００μｍのシリコーンゴム（三菱樹脂株式会社製）により形成した。この点を除き、実験例１と同様にして図１に示した表示装置１を作製した。

（実験例３）
緩衝層３１をヤング率３．５×１０⁴Ｐａ、厚み３００μｍのＰＥ（Polyethylene）発泡体両面テープＮｏ．５５４３（マクセルスリオンテック社製）により形成した。この点を除き、実験例１と同様にして図１に示した表示装置１を作製した。

（実験例４）
緩衝層３１をヤング率３．０×１０⁹Ｐａ、厚み５００μｍのＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer）樹脂により形成した。この点を除き、実験例１と同様にして図１に示した表示装置１を作製した。

（実験例５）
緩衝層３１をヤング率３．０×１０⁹Ｐａ、厚み２０００μｍのＡＢＳ樹脂により形成した。この点を除き、実験例１と同様にして図１に示した表示装置１を作製した。

（実験例６）
緩衝層を設けないことを除き、実験例１と同様にして表示装置１を作製した。

このようにして作製した実験例１〜６の表示装置の表示面に１００ｍｍの高さから直径１３ｍｍの鉄製の鋼球（約９ｇ）を落下させて、耐衝撃試験を行った。この耐衝撃試験の結果を表１に表す。なお、表１中、「表示」の〇は正常に表示された状態、△は僅かに表示に異常が確認された状態、×は異常が確認された状態を表している。表示層２３を上記いずれのものにより構成した場合にも同様の結果が得られた。

表１より、実験例１および実験例２の耐衝撃性が高く、今回の実験のように強い衝撃であっても表示が正常に行われることが確認できた。また、実験例４（厚み５００μｍ）および実験例５（厚み２０００μｍ）の結果から、ヤング率３．０×１０⁹Ｐａであっても、厚みを大きくすることにより耐衝撃性が向上することがわかった。一方、表示装置のフレキシブル性を維持する観点からは、より薄い緩衝層３１（例えば、厚み３００μｍ以下）で効果的に衝撃を緩和できることが望ましい。即ち、３００μｍ以下の厚みで高い効果を有する材料、例えばヤング率１×１０⁵〜１×１０⁹Ｐａの材料により緩衝層３１を構成することが好ましい。

以上、実施の形態および実施例を挙げて本技術を説明したが、本技術は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態等において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件等は限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。

また、例えば、上記実施の形態等では、粘着層２４、接着層２６，３２を設ける場合を例示したが、粘着層に代えて接着層、あるいは接着層に代えて粘着層を設けるようにしてもよい。

更に、上記実施の形態等ではＴＦＴ回路２２を有するアクティブマトリクス型の表示装置１について説明したが、本技術はパッシブマトリクス型の表示装置に適用させることも可能である。

加えて、上記実施の形態等では、表示装置１の構成を具体的に挙げて説明したが、全ての層を備える必要はなく、また、他の層を更に備えていてもよい。

なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）可撓性材料からなる第１基板と表示面を有する第２基板との間に表示層を有する表示パネルと、前記表示パネルの背面側に設けられると共に、前記第１基板の変形を許容する緩衝層とを備えた表示装置。
（２）前記緩衝層はヤング率１×１０⁵〜１×１０⁹Ｐａの構成材料からなる前記（１）に記載の表示装置。
（３）前記緩衝層の厚みは５０〜１０００μｍである前記（１）または（２）に記載の表示装置。
（４）前記緩衝層は樹脂材料からなる前記（１）乃至（３）のうちいずれか１つに記載の表示装置。
（５）前記緩衝層は、熱可塑性エラストマー、ゴム、フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリオレフィン、ウレタンおよびシリコーンゴムのうち少なくとも１つを含む前記（１）乃至（４）のうちいずれか１つに記載の表示装置。
（６）前記表示層と前記第２基板との間に厚みが７５〜２５０μｍの粘着層を有する前記（１）乃至（５）のうちいずれか１つに記載の表示装置。
（７）表示装置を備え、前記表示装置は、可撓性材料からなる第１基板と表示面を有する第２基板との間に表示層を有する表示パネルと、前記表示パネルの背面側に設けられると共に、前記第１基板の変形を許容する緩衝層とを備えた電子機器。

１・・・表示装置、１０・・・シャーシ、２０・・・表示パネル、２１・・・基板、２２・・・ＴＦＴ回路、２３・・・表示層、２４・・・粘着層、２６，３２・・・接着層、２５・・・対向基板、３１・・・緩衝層。

Claims

可撓性材料からなる第１基板と表示面を有する第２基板との間に表示層を有する表示パネルと、
前記表示パネルの背面側に設けられると共に、前記第１基板の変形を許容する緩衝層と
を備えた表示装置。
前記緩衝層はヤング率１×１０⁵〜１×１０⁹Ｐａの構成材料からなる
請求項１に記載の表示装置。
前記緩衝層の厚みは５０〜１０００μｍである
請求項１に記載の表示装置。
前記緩衝層は樹脂材料からなる
請求項１に記載の表示装置。
前記緩衝層は、熱可塑性エラストマー、ゴム、フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリオレフィン、ウレタンおよびシリコーンゴムのうち少なくとも１つを含む
請求項１に記載の表示装置。
前記表示層と前記第２基板との間に厚みが７５〜２５０μｍの粘着層を有する
請求項１に記載の表示装置。
表示装置を備え、
前記表示装置は、
可撓性材料からなる第１基板と表示面を有する第２基板との間に表示層を有する表示パネルと、
前記表示パネルの背面側に設けられると共に、前記第１基板の変形を許容する緩衝層とを備えた
電子機器。