JP2016188976A

JP2016188976A - 表示装置

Info

Publication number: JP2016188976A
Application number: JP2015069500A
Authority: JP
Inventors: 拓哉中川; Takuya Nakagawa
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2016-11-04
Also published as: US20160293870A1

Abstract

【課題】表示領域の歪みを低減した狭額縁の表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、可撓性を有し、画像表示機能が設けられた表示エリアが形成される第１絶縁基板２０と、第１絶縁基板２０よりも小さくかつ表示エリアを覆う第２絶縁基板２１と、第１絶縁基板２０と第２絶縁基板２１とを固定し、表示エリアの周囲に設けられるシール材２２とを有し、第１絶縁基板２０は、第２絶縁基板２１の端部に隣接した屈曲部３０を有し、第２絶縁基板２１とは反対側に折り返された折り返し部３１を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置に関する。

液晶表示装置等の表示装置では、液晶の配向をトランジスタ等のスイッチング素子を用いて制御し、画像を表示する場合がある。液晶が封入された液晶パネル等の表示パネルは、ガラス基板等を用いて構成する場合がある。

下記特許文献１には、第１ガラス基板と、第１ガラス基板に対向配置された第２ガラス基板とを備え、第１ガラス基板及び第２ガラス基板のうち少なくとも一方に設けられたプラスチックフィルムを有する表示装置が記載されている。

特開２００６−２４５３０号公報

表示装置は、表示領域と額縁領域とを有する場合がある。ここで、可撓性基板を用いて表示パネルを構成し、額縁領域を狭くするために表示パネルを折り返すこととすると、表示領域に歪みが生じる場合がある。

そこで、本発明は、表示領域の歪みを低減した狭額縁の表示装置の提供を目的とする。

本発明の表示装置は、可撓性を有し、画像表示機能が設けられた表示エリアが形成される第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板よりも小さくかつ前記表示エリアを覆う第２絶縁基板と、前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板とを固定し、前記表示エリアの周囲に設けられるシール材とを有し、前記第１絶縁基板は、前記第２絶縁基板の端部に隣接した屈曲部を有し、前記第２絶縁基板とは反対側に折り返された折り返し部を有することを特徴とする。

本発明の第１の実施形態に係る表示装置の透視斜視図である。本発明の第１の実施形態に係る表示パネルの平面図である。本発明の第１の実施形態に係る表示パネルの側面図である。本発明の第１の実施形態に係る表示パネルの断面図である。本発明の第１の実施形態の変形例に係る表示パネルの断面図である。本発明の第２の実施形態に係る表示パネルの側面図である。本発明の第３の実施形態に係る表示パネルの側面図である。本発明の第３の実施形態の変形例に係る表示パネルの側面図である。

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置１を示す透視斜視図である。表示装置１は、フレーム２の内側に固定された表示パネル１０から構成されている。表示パネル１０は、後述するように、端部が折り返された状態で固定される。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る表示パネル１０の平面図である。図２では、表示パネル１０をフレーム２に組み込む前の状態を表している。表示パネル１０は、可撓性を有し、画像表示機能が設けられた表示エリア１１が形成される第１絶縁基板２０と、第１絶縁基板２０よりも小さくかつ表示エリア１１を覆う第２絶縁基板２１と、第１絶縁基板２０と第２絶縁基板２１とを固定し、表示エリア１１の周囲に設けられるシール材２２とから構成される。ここで、第１絶縁基板２０は、いわゆるＴＦＴ基板（Thin Film Transistor基板、アレイ基板）を構成する絶縁基板であり、ポリイミド等の可撓性材料で構成される。また、第２絶縁基板２１は、いわゆる対向基板であり、ガラス又は硬質樹脂で構成される。ここで、硬質樹脂とは、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂等のいわゆる有機ガラスである。第２絶縁基板２１は、その可撓性が第１絶縁基板２０よりも小さい。第２絶縁基板２１は、少なくとも、第１絶縁基板２０よりも硬い、すなわち可撓性が小さい必要があり、表示パネル１０の自重による変形が数％以内となる程度に硬質であることが望ましい。

表示パネル１０は、第１絶縁基板２０の端部に接続されたフレキシブルプリント基板（Flexible Print Circuit：ＦＰＣ）２３を有する。フレキシブルプリント基板２３には、駆動ＩＣ（Integrated Circuit）２４が搭載される。フレキシブルプリント基板２３には、その他の電子回路が搭載されてもよい。シール材２２は、第１絶縁基板２０と第２絶縁基板２１との間の距離を一定に保つスペーサを兼ねてもよい。シール材２２をスペーサとする場合、シール材２２の厚みを選択することで、第１絶縁基板２０と第２絶縁基板２１との間の距離を調整することができる。

表示パネル１０は、画像表示機能が設けられた表示エリア１１を有する。表示エリア１１は、ＲＧＢ各色で発光する画素を含み、それぞれの画素は駆動ＩＣ２３から発せられる制御信号により発光が制御され、フルカラー表示を行う。本実施形態に係る表示パネル１０は、液晶表示パネルである。表示パネル１０は、液晶表示パネルに限られず、有機ＥＬ（Electroluminescence）表示パネルや量子ドット表示パネルであってもよい。

本実施形態に係る表示パネル１０は、折り返し線Ａの位置で第１絶縁基板２０が表示エリア１１の視認側と反対側に折り返される。図３は、本発明の第１の実施形態に係る表示パネル１０の側面図である。第１絶縁基板２０は、第２絶縁基板２１の端部に隣接した屈曲部３０を有し、第２絶縁基板２１とは反対側に折り返された折り返し部３１を有する。折り返し部３１の外表面には、電子部品であるフレキシブルプリント基板２３が設けられる。折り返し部３１には、フレキシブルプリント基板２３の他、表示パネル１０を駆動させるための電子部品を設けることができる。

本実施形態に係る表示パネル１０では、第１絶縁基板２０、第２絶縁基板２１板及びシール材２２で囲まれる領域に充填された液晶２５を有する。液晶２５は、第１絶縁基板２０に設けられた画素電極によって電気的に配向が制御され、第１絶縁基板２０側から入射する偏光した光を透過させたり、偏光を変化させたりする。液晶２５の配向を精度良く制御するためには、第１絶縁基板２０と第２絶縁基板２１との間の距離（セルギャップ）を表示エリア１１全面で一定に保つことが重要となる。

本実施形態に係る表示パネル１０によれば、第１絶縁基板２０を可撓性基板とすることで、表示パネル１０の端部を折り返して狭額縁化を達成でき、第２絶縁基板２１を硬質基板とすることで、表示エリア１１の歪みを低減することができる。表示エリア１１の歪みが低減されることで、液晶２５のセルギャップが表示エリア１１全面で均一に保たれ、高画質な表示品質が得られる。

また、本実施形態に係る表示パネル１０によれば、折り返し部３１に電子部品を設けることで、表示パネル１０の駆動に必要な電子部品を額縁領域以外に配置することができ、狭額縁化が達成される。

図４は、本発明の第１の実施形態に係る表示パネル１０の断面図である。図４の左側には、表示エリア１１の断面図を示し、右側にはシール材２２の外側の断面を示している。表示エリア１１には、それぞれ互いに直交する偏光を通すように、第１偏光板５０と第２偏光板６６が配置される。第１偏光板５０の上には、ポリイミド等で形成された絶縁基板５１が配置され、絶縁基板５１の上にはゲート電極５３が金属をはじめとした導電材料で形成される。さらに、絶縁基板５１とゲート電極５３とを覆うようにゲート絶縁膜５２が形成される。ゲート電極５３の上方であって、ゲート絶縁膜５２の上にチャネル層５７が多結晶シリコン等で形成される。また、ゲート絶縁膜５２の上には、画素電極５６がＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電材料で形成される。チャネル層５７の端部を覆うように、金属をはじめとした導電材料でドレイン電極５４とソース電極５５が互いに離間して形成される。ソース電極５５の一端は、画素電極５６の端部を覆い、ソース電極５５と画素電極５６は互いに電気的に接続される。各電極を覆うようにシリコン窒化膜で層間絶縁膜５８が形成され、櫛歯状の共通電極５９がＩＴＯ等の透明導電材料で形成され、下側の配向膜６０が形成される。以上によって、第１絶縁基板２０が構成される。なお、図４においてはボトムゲート型ＴＦＴの構造を例として説明したが、トップゲート型ＴＦＴであってもよい。さらに、チャネル層５７としては多結晶シリコンの他、アモルファスシリコン、酸化物半導体を用いた半導体層によって形成されてもよい。

下側の配向膜６０の上方には、上側の配向膜６０が形成される。下側と上側の配向膜６０の間には、液晶２５が充填され、周囲をシール材２２で封止される。上側の配向膜６０の上には、オーバーコート６１が樹脂材料で形成され、オーバーコート６１には、ブラックマトリクス６２と、青色カラーフィルタ６３と、赤色カラーフィルタ６４とが形成される。この他、図示していないが、緑色カラーフィルタが形成され、ＲＧＢ各色の画素が形成される。さらに、ブラックマトリクス６２や各カラーフィルタの上に、第２偏光板６６が設けられた対向基板６５が重ねて配置される。以上によって、液晶２５の上に配置される第２絶縁基板２１が構成される。

シール材２２の外側（表示エリア１１の外側）では、ゲート絶縁膜５２の上に引き出し配線６７が金属で形成され、前述のフレキシブルプリント基板２３に接続され、駆動ＩＣ２４からの電気信号を伝えたり、電源電位を与えたりする。

図５は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る表示パネルの断面図である。変形例に係る表示パネルは、有機ＥＬ表示パネルである。図５では、左側に表示エリア１１の断面図を示し、中央には表示エリア１１の外側であって、シール材２２よりも内側の断面を示し、右側にシール材２２よりも外側の断面を示している。変形例に係る表示パネルは、ポリイミド等で形成された絶縁基板７０の上にシリコン酸化膜で形成された第１絶縁膜７１、シリコン窒化膜で形成された第２絶縁膜７２及びシリコン酸化膜で形成された第３絶縁膜７３が順に重ねて形成され、チャネル層７４が多結晶シリコン等で形成される。チャネル層７４の上には、ゲート絶縁膜７５が形成され、チャネル層７４の上方であって、ゲート絶縁膜７５の上にゲート電極７６が金属をはじめとした導電材料で形成される。ゲート電極７６を覆うように、第４絶縁膜７７と第５絶縁膜７８とが順に重ねて形成され、ゲート絶縁膜７５、第４絶縁膜７７及び第５絶縁膜７８にスルーホールが設けられて、チャネル層７４に電気的に接続するように、ソース電極７９とドレイン電極８０とが金属をはじめとした導電材料で形成される。さらに、感光性アクリル等により絶縁膜である平坦化膜８１が、ソース電極７９とドレイン電極８０の上に形成される。以上によって、変形例における第１絶縁基板２０が構成される。なお、図５においてはトップゲート型ＴＦＴの構造を例として説明したが、図４に示したようなボトムゲート型ＴＦＴであってもよい。さらに、チャネル層５７としては多結晶シリコンの他、アモルファスシリコン、酸化物半導体を用いた半導体層によって形成されてもよい。

平坦化膜８１にはスルーホールが設けられ、ソース電極７９に電気的に接続するように、コンタクト電極８２が金属をはじめとした導電材料で形成される。また、平坦化膜８１の上に容量電極８６が金属をはじめとした導電材料で形成される。コンタクト電極８２の底部以外と容量電極８６を覆うように、第６絶縁膜８３が形成され、コンタクト電極８２を介してソース電極７９に電気的に接続するように下部電極８４が金属をはじめとした導電材料で形成される。また、下部電極８４の一部を覆うように、絶縁膜である画素分離膜８５が形成される。画素分離膜８５が形成された部分は、非発光領域となり、画素分離膜８５が形成されず、下部電極８４が形成されている部分が発光領域となる。

画素分離膜８５と下部電極８４の上には、白色で発光する有機発光層を含む有機層８７が形成される。本変形例において、有機層８７は、表示エリア１１の全面に形成されるが、画素毎に赤色、緑色及び青色のいずれかで発光する有機層を塗り分けてもよい。有機層８７の上には、ＩＴＯやＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等の透明導電材料で上部電極８８が形成される。下部電極８４、有機層８７及び上部電極８８は、表示エリア１１上に積層された、有機発光層を含む発光素子（有機ＥＬ素子）である。上部電極８８の上には、第７絶縁膜８９が形成され、封止膜９０が形成される。画素分離膜８５の上方であって、封止膜９０の上には、ブラックマトリクス９１が形成される。また、発光領域の上方であって、封止膜９０の上には、青色カラーフィルタ９２と赤色カラーフィルタ９３が形成される。図示しないが、緑色カラーフィルタも形成され、ＲＧＢの発光色を有する画素が形成される。ブラックマトリクス９１、青色カラーフィルタ９２及び赤色カラーフィルタ９３の上には、ガラス等で対向基板９４が形成される。本変形例においては、対向基板９４が第２絶縁基板２１である。

表示エリア１１の外側には、ＴＦＴが形成される他、上部電極８８と接地電極９５のコンタクト部分が形成される。上部電極８８は、全ての画素について共通の電位（接地電位）に保たれる。また、シール材２２の外側では、第５絶縁膜７８の上に引き出し配線９６が金属で形成され、図示しない領域でフレキシブルプリント基板２３と電気的に接続される。

［第２の実施形態］
図６は、本発明の第２の実施形態に係る表示パネルの側面図である。本実施形態に係る表示パネルは、表示エリア１１の視認側と反対側の面と、折り返し部３１の内表面とで挟まれるように配置されるバックライト４０を有する。バックライト４０は、白色で発光するＬＥＤ（Light Emission Diode）や冷陰極管で構成される。本実施形態に係る表示パネルのその他の構成は、第１の実施形態に係る表示パネル１０の構成と同様である。

本実施形態に係る表示パネルは、バックライト４０を表示エリア１１の視認側と反対側に配置することで、屈曲部３０の内側に生じる空間を活用して、表示パネルの厚みを増加させずに液晶表示装置を構成することができる。

［第３の実施形態］
図７は、本発明の第３の実施形態に係る表示パネルの側面図である。本実施形態に係る表示パネルは、バックライト４０と、タッチパネル４１を有する。また、第２絶縁基板２１は、第１絶縁基板２０側の面又はその反対側の面の少なくとも一方に、タッチ検出電極を有する。その他の構成については、第１の実施形態に係る表示パネル１０と同様である。本実施形態において、タッチパネル４１は、表示エリア１１の視認側の面にタッチ検出電極を有する。また、第２絶縁基板２１は、表示エリア１１の視認側の面（第１絶縁基板２０側と反対側の面）にタッチ検出電極を有する。タッチパネル４１は、タッチ検出電極の形成する静電容量が、人の指等がタッチパネル４１の一部に接近した場合に変化することを利用してタッチ検出を行う。

本実施形態に係るタッチパネル４１の端部には、タッチパネルフレキシブルプリント基板４２が電気的に接続され、タッチパネルフレキシブルプリント基板４２の上には、タッチパネル駆動ＩＣ４３が搭載される。タッチパネル４１は、屈曲部３０と同様の位置で、折り返し部３１を覆うように折り返され、タッチパネルフレキシブルプリント基板４２が、フレキシブルプリント基板２３及び駆動ＩＣ２４を覆うように配置される。このような構成を採用することで、タッチパネルを備えた表示装置であっても狭額縁化が達成できる。

図８は、本発明の第３の実施形態の変形例に係る表示パネルの側面図である。本変形例では、タッチパネル４１は、屈曲部３０が設けられる辺と反対側の辺で折り曲げられる。タッチパネル４１が屈曲部３０と反対側の辺で折り曲げられることで、タッチパネルフレキシブルプリント基板４２を折り返し部３１と重ならない位置に配置することができる。タッチパネルフレキシブルプリント基板４２を折り返し部３１と重ならない位置に配置することで、表示パネルの厚みを抑えることができる。

本発明の実施形態として上述した表示装置１を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。例えば、第１絶縁基板の２辺以上を折り返して、複数の折り返し部を設けてもよい。

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものついては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

１表示装置、２フレーム、１０表示パネル、１１表示領域、２０第１絶縁基板、２１第２絶縁基板、２２シール材、２３フレキシブルプリント基板、２４駆動ＩＣ、２５液晶、３０屈曲部、３１折り返し部、４０バックライト、４１タッチパネル、４２タッチパネルフレキシブルプリント基板、４３タッチパネル駆動ＩＣ、４３５０第１偏光板、５１絶縁基板、５２ゲート絶縁膜、５３ゲート電極、５４ドレイン電極、５５ソース電極、５６画素電極、５７チャネル層、５８層間絶縁膜、５９共通電極、６０配向膜、６１オーバーコート、６２ブラックマトリックス、６３青色カラーフィルタ、６４赤色カラーフィルタ、６５対向基板、６６第２偏光板、６７引き出し配線、７０絶縁基板、７１第１絶縁膜、７２第２絶縁膜、７３第３絶縁膜、７４チャネル層、７５ゲート絶縁膜、７６ゲート電極、７７第４絶縁膜、７８第５絶縁膜、７９ソース電極、８０ドレイン電極、８１平坦化膜、８２コンタクト電極、８３第６絶縁膜、８４下部電極、８５画素分離膜、８６容量電極、８７有機層、８８上部電極、８９第７絶縁膜、９０封止膜、９１ブラックマトリックス、９２青色カラーフィルタ、９３赤色カラーフィルタ、９４対向基板、９５接地電極、９６引き出し配線。

Claims

可撓性を有し、画像表示機能が設けられた表示エリアが形成される第１絶縁基板と、
前記第１絶縁基板よりも小さくかつ前記表示エリアを覆う第２絶縁基板と、
前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板とを固定し、前記表示エリアの周囲に設けられるシール材とを有し、
前記第１絶縁基板は、前記第２絶縁基板の端部に隣接した屈曲部を有し、前記第２絶縁基板とは反対側に折り返された折り返し部を有することを特徴とする表示装置。
前記第１絶縁基板、前記第２絶縁基板及び前記シール材で囲まれる領域に充填された液晶を有することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記表示エリアの視認側と反対側の面と、前記折り返し部の内表面とで挟まれるように配置されるバックライトユニットを有することを特徴とする請求項２記載の表示装置。
前記表示エリア上に積層された、有機発光層を含む発光素子を有することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記折り返し部の外表面に電子部品が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一記載の表示装置。
前記第２絶縁基板は、ガラス又は硬質樹脂で構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一記載の表示装置。
前記第２絶縁基板は、その可撓性が前記第１基板よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一記載の表示装置。
前記第２絶縁基板は、前記第１絶縁基板側の面又はその反対側の面の少なくとも一方に、タッチ検出電極を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一記載の表示装置。