JP2018049209A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示装置の狭額縁化を図るのに適した構造を提供することを目的の一つとする。【解決手段】 可撓性を有する第１基板と、第１基板の第１面に設けられた画素領域と、画素領域の少なくとも一辺に沿って配置され、前記画素領域と接続された端子領域と、を有し、第１基板は、画素領域と端子領域との間にヤング率の異なる調整領域を含む表示装置が提供される。【選択図】図３
Description
本発明は表示装置に関する。本発明の一実施形態は、可撓性基板を用いた表示装置の屈曲部の構造に関する。
有機ＥＬ表示装置では、プラスチック等の可撓性を有する基板に有機ＥＬ素子を設けた所謂フレキシブルディスプレイが開発されている。フレキシブルディスプレイは、湾曲させたり、折り畳んだりすることが可能となることにより、携帯性および収納性に優れたディスプレイを実現することができると期待されている。しかしながら、フレキシブルディスプレイを曲げると、可撓性基板上に設けられるトランジスタ、有機ＥＬ素子などの各素子に応力が作用して信頼性が低下するという問題がある。
このような曲げ応力の影響を軽減するために、圧縮応力も引っ張り応力も実質的に作用しないとされる中立面が、有機半導体素子が形成される層の近傍となるように構成された有機半導体デバイスが開示されている（特許文献１参照）。
しかしながら、中立面の近傍に半導体素子が配置されるようにしても、屈曲部では可撓性基板の表裏で圧縮応力と引っ張り応力が作用して、屈曲部分の位置を正確に制御することが困難である。表示パネルにおいて屈曲部の位置が定まらないと、製品形状が安定しないという問題がある。さらには、可撓性被覆層を構成因子として追加することで、製造工程がより複雑になる。
このような状況に鑑み、本発明の一実施形態は、表示装置の屈曲位置と曲げ応力が作用する領域を制御可能とすることを目的の一つとする。
本発明の一実施形態によれば、可撓性を有する第１基板と、第１基板の第１面に設けられた画素領域と、画素領域の少なくとも一辺に沿って配置され、前記画素領域と電気的に接続された端子領域と、を有し、第１基板は、画素領域と端子領域との間にヤング率の異なる領域を含む表示装置が提供される。
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。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。
本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。
＜表示装置の平面的な構成＞
図１は、本実施形態に係る表示装置１００の構成を説明する平面図であり、基板を屈曲させる前の一態様を示す。表示装置１００は、第１基板１０２に画素１２２が配列する画素領域１０６が設けられている。画素領域１０６の外側領域には額縁領域１０８がある。額縁領域１０８は、第１駆動回路１２４、第２駆動回路１２６、第１配線延伸領域１２８、第２配線延伸領域１３０、シール材１３４を含んでいる。また、第１基板１０２の一端部には端子部１３６が設けられている。端子部１３６と第１駆動回路１２４および第２駆動回路１２６は図示しない回路および配線によって接続されている。
図１は、本実施形態に係る表示装置１００の構成を説明する平面図であり、基板を屈曲させる前の一態様を示す。表示装置１００は、第１基板１０２に画素１２２が配列する画素領域１０６が設けられている。画素領域１０６の外側領域には額縁領域１０８がある。額縁領域１０８は、第１駆動回路１２４、第２駆動回路１２６、第１配線延伸領域１２８、第２配線延伸領域１３０、シール材１３４を含んでいる。また、第１基板１０２の一端部には端子部１３６が設けられている。端子部１３６と第１駆動回路１２４および第２駆動回路１２６は図示しない回路および配線によって接続されている。
画素領域１０６と、第１駆動回路１２４及び第２駆動回路１２６とは、それぞれ図示しない配線によって接続される。画素領域１０６は、画素１２２以外に走査信号線、映像信号線と呼ばれる配線が設けられている。画素領域１０６の各画素１２２は、これらの配線により第１駆動回路１２４、第２駆動回路１２６と接続されている。例えば、第１駆動回路１２４は、画素領域１０６に走査信号を出力する駆動回路であり、第２駆動回路１２６は画素領域１０６に映像信号を出力する駆動回路である。図１は、画素領域１０６と第１駆動回路１２４との間に第１配線延伸領域１２８を、画素領域１０６と第２駆動回路１２６との間に第２配線延伸領域１３０を有する態様を示す。
図２は、本実施形態に係る表示装置１００の構成を説明する斜視図であり、基板を屈曲させる前の一態様を示す。表示装置１００は、第１基板１０２に対向した第２基板１０４が設けられている。第２基板１０４は、画素領域１０６、第１駆動回路１２４及び第１配線延伸領域１２８を覆い、第１基板１０２と間隙をもって設けられている。第２基板１０４の外周部に沿ってシール材１３４が設けられ、このシール材１３４によって第１基板１０２と第２基板１０４とは接着されている。
第１基板１０２は可撓性を有する基板部材が用いられる。例えば、基板部材として有機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１０２に、ポリイミドをシート状に成形した基板を用いることができる。
なお、第１基板１０２に適用可能な他の基板部材として、金属の薄板基板、またはガラスの薄板基板に、樹脂材料を塗布・焼成したワニス方式、樹脂フィルムを貼り合わせたフィルム方式の複合基板を適用することができる。さらに、ロールｔｏロールの各方式を適用することもできる。
図１及び図２において、表示装置１００が折り曲げられる屈曲部１２０を、Ａ−Ｂ線で示す。屈曲部１２０は画素領域１０６の一辺に沿って設けられている。屈曲部１２０は画素領域１０６と端子部１３６との間に位置している。なお、図１及び図２において、屈曲部１２０は、画素領域１０６と第２駆動回路１２６の間の第２配線延伸領域１３０に位置しているがこれに限定されない。第１基板１０２上の、第２基板１０４で覆われていない外側の領域であればよい。屈曲部１２０が画素領域１０６の近傍であるほど、表示装置１００の狭額縁化を図ることができる。
図１で示すように、屈曲部１２０を第２配線延伸領域１３０内に配置することにより、基板が折り曲げられる部分が配線延伸領域に限定される。そのため、第１基板１０２を折り曲げても、画素領域１０６、第１駆動回路１２４、第２駆動回路１２６に、応力の影響を与えないようにすることができる。すなわち、画素領域１０６、第１駆動回路１２４、第２駆動回路１２６に含まれるトランジスタ等の素子に曲げ応力が直接作用しないようにすることができ、曲げ応力による表示装置１００の信頼性の低下を防止することができる。
次に、本実施形態に係る表示装置１００の詳細を、図１中に示すＣ−Ｄ線に沿った断面模式図を参照して説明する。
＜表示装置の断面構造＞
図３は、表示装置１００の断面図を示す。また、図４は、画素領域１０６における画素１２２の詳細を説明する断面図である。以下の説明では、図３及び図４を適宜参照して説明する。なお、図３は、有機層１６６が複数の画素に亘って設けられ、白色光を出射する表示素子１４０、及び、カラーフィルタ層１８４を設けた、いわゆるカラーフィルタ方式である。また、図４は、互いに異なる色を発光する発光材料を有する有機層１６６を、画素１２２ごとに設けた、いわゆる塗り分け方式である。
図３は、表示装置１００の断面図を示す。また、図４は、画素領域１０６における画素１２２の詳細を説明する断面図である。以下の説明では、図３及び図４を適宜参照して説明する。なお、図３は、有機層１６６が複数の画素に亘って設けられ、白色光を出射する表示素子１４０、及び、カラーフィルタ層１８４を設けた、いわゆるカラーフィルタ方式である。また、図４は、互いに異なる色を発光する発光材料を有する有機層１６６を、画素１２２ごとに設けた、いわゆる塗り分け方式である。
図３で示すように、表示装置１００は、Ｄ端から、駆動回路領域１１２、第２配線延伸領域１３０、封止領域１１０、画素領域１０６を含んでいる。このうち、駆動回路領域１１２、第２配線延伸領域１３０、封止領域１１０が額縁領域１０８に相当する。
画素領域１０６において、第１基板１０２の一方の面（以下、「第１面」ともいう。）には、バリア層１０３を介してトランジスタ１３８、発光素子１４０、第１容量素子１４２、第２容量素子１４４が設けられている。これらの素子の詳細は、図４に示される。
第１基板１０２上には、アンダーコートとしてバリア層１０３が設けられている。バリア層１０３は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜の三層積層構造であってもよい。最下層のシリコン酸化膜は、基材との密着性を向上する。中層のシリコン窒化膜は、外部からの水分及び不純物の侵入を阻止する。最上層のシリコン酸化膜は、中層のシリコン窒化膜中に含有する水素原子が素子側に拡散することを阻止する。しかしながら、この構造に限定されず、さらに積層があっても良いし、単層あるいは二層積層であってもよい。
図４で示すように、発光素子１４０はトランジスタ１３８と接続されている。トランジスタ１３８は発光素子１４０の発光を制御する。第１容量素子１４２はトランジスタ１３８のゲート電位を保持し、第２容量素子１４４は発光素子１４０に流れる電流量を調整するために設けられている。
トランジスタ１３８は、半導体層１４６、ゲート絶縁層１４８、ゲート電極１５０が積層された構造を有している。半導体層１４６は、非晶質又は多結晶のシリコン、若しくは酸化物半導体などで形成される。ソース・ドレイン電極１５６は、第１絶縁層１５４を介して、ゲート電極１５０の上層に設けられている。ソース・ドレイン電極１５６の上層には平坦化層としての第２絶縁層１５８が設けられている。そして、第２絶縁層１５８の上面に発光素子１４０が設けられている。第２絶縁層１５８は、ソース・ドレイン電極１５６及び、第１絶縁層１５４に設けられたコンタクトホール、ゲート電極１５０及び半導体層１４６の形状に伴う第１絶縁層１５４の凹凸を埋設し、略平坦な表面を有している。第２絶縁層１５８は、無機絶縁層の表面をエッチング加工、化学的機械研摩加工することで形成された平坦表面、またはアクリル、ポリイミドなどの前駆体を含む組成物を塗布又は堆積し、レベリングされた平坦表面を有していてもよい。
第１容量素子１４２は、ゲート絶縁層１４８を誘電体層として、半導体層１４６と第１容量電極１５２が重畳する領域、第１絶縁層１５４を誘電体層としてソース・ドレイン電極１５６と第１容量電極１５２とが挟まれた領域に形成される。
発光素子１４０は、トランジスタ１３８と電気的に接続される画素電極１６４、有機層１６６、対向電極１６８が積層された構造を有している。発光素子１４０は２端子素子であり、画素電極１６４と対向電極１６８との間の電位を制御することで発光が制御される。また、画素領域１０６には、画素電極１６４の周縁部を覆い内側領域を露出するようにバンク層１７０が設けられている。対向電極１６８は、有機層１６６の上面に設けられ、画素電極１６４上からバンク層１７０の上面部にかけて設けられている。なお、バンク層１７０は、画素電極１６４の周縁部を覆うと共に、画素電極１６４の端部で滑らかな段差を形成するために、有機樹脂材料で形成される。有機樹脂材料としては、アクリルやポリイミドなどが用いられる。
有機層１６６は、有機エレクトロルミネセンス材料などの発光材料を含む層である。有機層１６６は、低分子系又は高分子系の有機材料を用いて形成される。低分子系の有機材料を用いる場合、有機層１６６は発光性の有機材料を含む発光層に加え、当該発光層を挟むように正孔注入層や電子注入層、さらに正孔輸送層や電子輸送層等含んで構成されていてもよい。例えば、有機層１６６は、発光層をホール注入層と電子注入層とで挟んだ構造とすることができる。また、有機層１６６は、ホール注入層と電子注入層に加え、ホール輸送層、電子輸送層、ホールブロック層、電子ブロック層などを適宜付加されていていてもよい。有機層１６６は、互いに異なる色を発光する発光材料を、画素１２２ごとに設けても良い。例えば、赤、緑、青色に発光する表示素子１４０を画素１２２ごとに設ける事により、フルカラー表示を行う事ができる。また、有機層１６６は、画素全体に亘って単一の発光材料を含む層を設けても良い。この場合、後述するように、白色光を出射する表示素子１４０、及び、カラーフィルタ層１８４を設けることにより、フルカラー表示を行うことが出来る。
なお、本実施形態は、発光素子１４０は、有機層１６６で発光した光を対向電極１６８側に放射する、いわゆるトップエミッション型の構造を例示する。有機層１６６がホール注入層、発光層、電子注入層の順に積層される場合、画素電極１６４は正孔注入性に優れるＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide：酸化インジウム亜鉛）を用いることが好ましい。ＩＴＯは透光性導電材料の一種であり、可視光帯域の透過率が高い反面、反射率は極めて低い特性を有している。そのため画素電極１６４に光を反射する機能を付加するため、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）等の金属層を積層させることが好ましい。または、図４で示すように、ＩＴＯなどで形成される画素電極１６４の下に第３絶縁層１６２及び第２容量電極１６０を設けて第２容量素子１４４とし、第２容量電極１６０を金属材料で形成して反射板の機能を兼ね備えるようにしてもよい。
対向電極１６８は、有機層１６６で発光した光を透過させるため、透光性を有しかつ導電性を有する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）等の透明導電膜で形成されていることが好ましい。
発光素子１４０の上には封止層１７２が設けられている。封止層１７２は発光素子１４０を覆い、水分等の浸入を防ぐために設けられる。封止層１７２としては、窒化シリコンや酸化アルミニウムなどの被膜により透光性を有するものとすることが好ましい。また、封止層１７２の上部には第２基板１０４との間に充填材が設けられていてもよい。第２基板１０４には、遮光層１８２、カラーフィルタ層１８４が設けられていてもよい。また、前述の通り、発光素子１４０から白色光のみが出射されるときは、カラーフィルタ層１８４を設けることによって、表示装置１００はカラー表示をすることが可能となる。
図３において、封止領域１１０及び第２配線延伸領域１３０には、第２絶縁層１５８を貫通する開口部１７４が設けられ、その開口部に沿って第３絶縁層１６２が設けられている。開口部１７４は、画素領域１０６の少なくとも一辺に沿って設けられ、第２絶縁層１５８を画素領域１０６の側にある領域と、駆動回路領域１１２の側にある領域とに分離している。また、バンク層１７０も開口部１７４によって、同様に分断されている。バンク層１７０の上面を覆うように設けられる対向電極１６８は、画素領域１０６から延長され、開口部１７４に沿って設けられ、駆動回路領域１１２に亘って連続する領域を含んでいる。さらに、対向電極１６８の全面を覆うように封止層１７２が設けられている。
封止領域１１０及び第２配線延伸領域１３０は、有機樹脂材料で形成される第２絶縁層１５８及びバンク層１７０を分断する開口部１７４を有し、その側面及び底面を被覆するように無機材料で形成される第３絶縁層及び対向電極１６８が配設されることで、封止構造が設けられている。第３絶縁層１６２と対向電極１６８とは、第２絶縁層１５８及びバンク層１７０に形成された開口部１７４の底部において密接するように設けられている。このように有機樹脂材料で形成される第２絶縁層やバンク層１７０を、無機材料の層により挟み込むことで、封止領域１１０側から画素領域１０６への水分等の浸入を防ぐことができる。すなわち、この封止構造により、有機樹脂材料で形成される第２絶縁層１５８やバンク層１７０を通って、水分等が画素領域１０６に領域に浸入するのを防止することができる。
第２絶縁層及びバンク層１７０を分断する開口部１７４と、この開口部１７４に沿って設けられる対向電極１６８及び封止層１７２による積層構造は、有機層１６６への水分の浸入を防ぐために設けられ、「水分遮断領域」又は「水分遮断構造」とも呼ばれる。
封止領域１１０にはシール材１３４が設けられている。シール材１３４は第１基板１０２と第２基板１０４とを直接的又は間接的に接着している。シール材１３４により第１基板１０２と第２基板１０４との間の領域は大気と遮断され、その中に画素領域１０６は封入される。なお、図３において封止層１７２とカラーフィルタ層１８４等との間には、透明なアクリル等の樹脂からなる充填材にて充填されていても良いし、不活性ガスが封入されていても良い。
第２基板１０４は第１基板１０２と対向配置され、封止領域１１０、画素領域１０６、第１配線延伸領域１２８、第１駆動回路１２４を覆うように設けられている。
駆動回路領域１１２は、トランジスタ１３８が設けられ、回路が形成されている。対向電極１６８が下層の配線１７６と電気的に接続されるコンタクト部１８０が含まれていてもよい。対向電極１６８は配線１７６と接続されることで、一定の電位に制御される。また、駆動回路領域１１２には、画素領域１０６に設けられているトランジスタ１３８と同じ構造を有するトランジスタによって信号処理回路が形成されている。
図３において、第２配線延伸領域１３０は配線１７６が設けられている。なお、第２配線延伸領域１３０は、画素領域１０６と駆動回路領域１１２との間に設けられているが、他の形態として、駆動回路領域１１２の一部に第１配線延伸領域１２８が設けられていてもよい。
第１基板１０２は、ヤング率の異なる調整領域１１６を含んでいる。別言すれば、第１基板１０２は、弾性率が他の領域と比べて異なる領域を一部に含んでいる。この領域は、基板のヤング率を意図的に調整する領域であることから、「基板ヤング率調整領域」ともいう。なお、本発明の一実施形態においては、弾性率をヤング率によって表すものとする。第１基板１０２が線型弾性を示すとき、応力はひずみに比例し、その比例定数を弾性率という。特に一方向に対する引っ張り（圧縮）変形に対する弾性率をヤング率という。
図３において、調整領域１１６は開口部１７４に設けられている。すなわち、調整領域１１６は、画素領域１０６と駆動回路領域１１２との間の第２配線延伸領域１３０内に設けられている。しかしながらこれに限定されず、調整領域１１６は、第１基板１０２の屈曲部１２０に配置すればよい。すなわち、調整領域１１６は、画素領域１０６と端子部１３６との間に配置すればよく、例えば、調整領域１１６を、駆動回路領域１１２と端子部１３６との間に設けるようにしてもよい。
本実施形態において、表示装置１００は、第１基板１０２の調整領域１１６にヤング率の低い領域が設けられている。しかしながらこれに限定されず、第１基板１０２の調整領域１１６のヤング率は、他の領域のヤング率より高く設定されてもよい。本実施形態において、調整領域１１６における第１基板１０２のヤング率は、第１基板１０２を屈曲させる際の変形・ひずみが中立（ゼロ）となる面（以下、「中立面」という）が配線１７６の近傍となるように設定されている。中立面が配線１７６の近傍となるように設定することによって、第１基板１０２を屈曲させる際に、第２配線延伸領域１３０における配線１７６が断絶することを防ぐことができ、曲げ応力による表示装置１００の信頼性の低下を防止することができる。しかしながらこれに限定されず、屈曲部１２０に含まれる各層によって中立面となる層を適宜選択することができ、それによって第１基板１０２の調整領域１１６におけるヤング率を設定することができる。
ここで第１基板１０２を屈曲させる際の変形・ひずみとは、図５（ａ）に示す数式１で示すことができ、中立面とヤング率の関係は図５（ｂ）に示す数式２で示すことができる。
εp：積層方向の変形・ひずみ
ｙ：中立面から積層方向の位置
Ｒ：曲率半径
λ：積層方向原点から中立軸までの厚み
ｔａ〜ｃ：荷重を与える前の各層の厚み
Ｅａ〜ｃ：各層のヤング率
ｈ：積層方向原点から各層表面への厚み
ｙ：中立面から積層方向の位置
Ｒ：曲率半径
ｔａ〜ｃ：荷重を与える前の各層の厚み
Ｅａ〜ｃ：各層のヤング率
ｈ：積層方向原点から各層表面への厚み
調整領域１１６は、画素領域１０６、第１駆動回路１２４、第２駆動回路１２６に含まれるトランジスタ等の素子を形成する前の第１基板１０２を加工することで形成することができる。本実施形態において、表示装置の形成は既存の方法を用いることが可能であるためその説明は省略し、図６（ａ）〜（ｃ）においては第１基板１０２を加工する方法を詳しく説明する。
図６（ａ）では、第１基板１０２に対して応力を加えることで、調整領域１１６におけるヤング率を低減する方法を示す。例えば、支持基板上に形成した第１基板１０２の素子を形成する第１面を、押し棒等によって加圧処理することで、調整領域１１６におけるヤング率を低減することができる。図６（ｂ）では、例えばフィルム状の第１基板１０２に対して応力を加えることで、調整領域１１６におけるヤング率を低減する方法を示す。例えば、フィルム状の第１基板１０２を、狭い隙間を通すことによって加圧処理することで、調整領域１１６におけるヤング率を低減することができる。しかしながら、加圧処理の方法はこれらに限定されない。調整領域１１６に応力を加えることができればよい。可撓性を有する第１基板１０２は、弾性限界を超える応力を加えることによって、ヤング率が低減する。これらの加圧処理によって、第１基板１０２の調整領域１１６のヤング率を低減することができる。別言すれば、加圧処理をしない領域のヤング率を高いまま維持することもできる。図６（ａ）、（ｂ）の処理によっても、第1基板１０２の厚みは変わらないが、後述の通り、調整領域１１６における基板厚が薄くなっても良い。
図６（ｃ）では、第１基板１０２に対してプラズマ処理を行うことで、調整領域１１６におけるヤング率を低減する方法を示す。例えば、支持基板上に形成した第１基板１０２の素子を形成する第１面を、亜酸化窒素を含む気体のグロー放電プラズマ処理を行うことで、調整領域１１６におけるヤング率を低減することができる。プラズマ処理に用いるガスとしては酸素、アルゴン、窒素、四フッ化炭素等を用いることができる。また、プラズマ処理は常圧で行っても、減圧で行っても良い。高分子材料である第１基板１０２は、プラズマ処理を行うことによって架橋が切断されてヤング率が低減する。このプラズマ処理によって、第１基板１０２の調整領域１１６のヤング率を低減することができる。別言すれば、プラズマ処理をしない領域のヤング率を高いまま維持することもできる。
図６（ａ）〜（ｃ）における方法で、第１基板１０２を加工処理することで、調整領域１１６におけるヤング率を調整することができる。図７（ａ）〜（ｃ）に、加工処理した第１基板１０２の一例を上面図で示す。
図７（ａ）は、調整領域１１６が、第１基板１０２の一端から他端にかけて、帯状に広がる領域として設けられる態様を示す。第１基板１０２の調整領域１１６におけるヤング率は、隣接する領域のヤング率と比較して相対的に低くされている。これにより、調整領域１１６に沿って、第１基板１１６を屈曲させたり、折り曲げたりすることが容易となる。このような加工処理の結果、調整領域１１６と、隣接する領域との境界は、ヤング率が急峻に変化してもよいし、段階的又は連続的に変化してもよい。ヤング率が連続的に変化するように領域１１６を設けることで、屈曲部１２０において生じる曲げ応力を分散させ、且つ調整領域１１６と隣接する領域との境界に応力がかからないようにすることができる。
図７（ｂ）に示すように、ヤング率が低い領域が調整領域１１６内において離散的に設けられていてもよい。ヤング率を低減させた領域を離散的に設けることで、第１基板１０２の剛性を維持しつつ、屈曲部１２０において生じる曲げ応力を分散させることができる。また、ヤング率を低減させた領域と、そうでない領域の面積比を調整することで、調整領域１１６全体のヤング率の平均を調整することができる。
図７（ｃ）に示すように、ヤング率が低い領域が調整領域１１６内において格子状に設けられていてもよい。ヤング率を低減させた領域を格子状に設けることで、より均一な剛性を維持しつつ、屈曲部１２０において生じる曲げ応力を分散させることができる。また、ヤング率を低減させた領域と、そうでない領域の面積比を調整することで、調整領域１１６全体のヤング率の平均を調整することができる。
調整領域１１６の幅は適宜調整することができる。例えば、調整領域１１６の幅は、第１基板１０２を屈曲させる曲率半径に応じて調整してもよい。また、このような加工処理の結果、第１基板１０２において調整領域１１６の他の物性値が、変化してもよい。例えば、調整領域１１６は、他の領域と比べて基板の厚さが薄くなっていてもよい。すなわち、第１基板１０２の画素領域１０６における基板厚に比べて、調整領域１１６の基板厚は薄くなっていてもよい。
加工処理を施した第１基板１０２は、既存の方法を用いて画素領域１０６、第１駆動回路１２４、第２駆動回路１２６に含まれるトランジスタ等の素子、および配線、端子等を形成する。支持基板を用いた方式の場合、支持基板を分離し、調整領域１１６で第１基板１０２を屈曲することで本実施形態における表示装置１００を得ることができる。
図８は、第１基板１０２を屈曲部１２０において、第１基板１０２の第１面とは反対側の第２面側に屈曲させた一例を示す。屈曲部１２０は調整領域１１６と少なくとも一部が重なるように配置する。本実施形態において屈曲部１２０は、画素領域１０６と駆動回路領域１１２の間の第２配線延伸領域１３０に位置している。このため第１基板１０２を屈曲させることで、駆動回路領域１１２（及び端子部１３６）は画素領域１０６の背面側に配置される。屈曲部１２０にはトランジスタ等の素子は設けられておらず、配線１７６が設けられている。配線１７６は、アルミニウム等の金属材料で形成されており、可塑性を有するので基板を屈曲させた場合でも導電性が低下することはない。
図８で示すように、屈曲部１２０に調整領域１１６を配置することにより、基板が折り曲げられる部分がヤング率調整領域に限定される。屈曲部１２０における基板のヤング率を調整することで、上層の配線１７６、第３絶縁層１６２、対向電極１６８、及び封止層１７２の曲げ耐性を向上することができる。すなわち、屈曲部１２０において第１基板１０２を折り曲げても、配線１７６に対する応力の影響を低減することができる。これによって、屈曲部１２０において配線１７６が断絶することを防ぐことができ、曲げ応力による表示装置１００の信頼性の低下を防止することができる。
第１基板１０２は調整領域１１６のヤング率が調整されているため、約１８０度屈曲させても基板への応力が緩和される。なお、第１基板１０２を屈曲させる角度は任意であり、約１８０度させてもよいし、例えば、９０度の角度で屈曲させてもよい。
第１基板１０２の調整領域１１６は、他の領域に比べてヤング率が低いため、基板の剛性が相対的に低下する。表示装置１００は、このような調整領域１１６を含むことで、その部分で屈曲させることが容易となる。別言すれば、調整領域１１６を屈曲部として、第１基板１０２が屈曲する領域を指定することができる。
第１基板１０２の調整領域１１６に隣接する領域は、調整領域１１６に比べてヤング率が高いため、基板の剛性が相対的に高い。表示装置１００は、このような領域１１６を含むことで、画素領域１０６、第１駆動回路１２４、第２駆動回路１２６に含まれるトランジスタ等の素子に曲げ応力が直接作用しないようにすることができ、曲げ応力による表示装置１００の信頼性の低下を防止することができる。
なお、表示装置１００において、発光素子１４０からの光出射方向が第２基板１０４側である場合（トップエミッション型である場合）には、屈曲部１２０において駆動回路領域１１２を第１基板１０２の第２面側に折り曲げ、発光素子１４０からの光出射方向が第１基板１０２の第２面側である場合（ボトムエミッション型である場合）には、屈曲部１２０において駆動回路領域１１２を第１基板１０２の第１面側に折り曲げればよい。いずれにしても、図８で示すように、駆動回路領域１１２（及び端子部１３６）が画素領域１０６の背面側になるように屈曲させることで、表示装置１００の狭額縁化を図ることができる。
＜表示装置の立体的な構成＞
図９は、本実施形態に係る表示装置１００の構成を説明する斜視図であり、基板を屈曲させた後の一態様を示す。図１０は、図９中に示すＥ−Ｆ線に対応する断面構造を示す。表示装置１００は、第１基板１０２の第１面と対向した第２基板１０４が配置され、その間に画素領域１０６が設けられている。画素領域１０６は複数の画素が配列して表示画面を形成する。第１基板１０２は、屈曲部１２０に基板のヤング率が調整された調整領域１１６を有している。調整領域１１６は、画素領域１０６の一辺に沿って、第１基板１０２の一端から他端にかけて延びている。
図９は、本実施形態に係る表示装置１００の構成を説明する斜視図であり、基板を屈曲させた後の一態様を示す。図１０は、図９中に示すＥ−Ｆ線に対応する断面構造を示す。表示装置１００は、第１基板１０２の第１面と対向した第２基板１０４が配置され、その間に画素領域１０６が設けられている。画素領域１０６は複数の画素が配列して表示画面を形成する。第１基板１０２は、屈曲部１２０に基板のヤング率が調整された調整領域１１６を有している。調整領域１１６は、画素領域１０６の一辺に沿って、第１基板１０２の一端から他端にかけて延びている。
第１基板１０２は、調整領域１１６において、基板のヤング率が他の領域に比べて低くなるように成形されている。第１基板１０２の調整領域１１６は、第２配線延伸領域１３０に含まれるように配置されている。
図９及び１０は、この調整領域１１６において、第２駆動回路１２６及び端子部１３６を、画素領域１０６によって形成される表示画面と反対側の面（背面側）に屈曲させた態様を示す。これにより、駆動回路領域１１２及び端子部１３６を含む額縁領域１０８が表示画面の背面側に配置され、表示装置１００の狭額縁化を図ることができる。第１基板１０２の調整領域１１６はヤング率が調整されているため、第２配線延伸領域１３０の配線１７６に対する応力の影響を低減することができる。これによって、屈曲部１２０において配線１７６が断絶することを防ぐことができ、曲げ応力による表示装置１００の信頼性の低下を防止することができる。
さらに本実施形態によれば、調整領域に沿って優先的に屈曲させ、画素領域１０６や駆動回路領域１１２は屈曲しないようにすることができる。そのため、画素領域１０６や駆動回路領域１１２に曲げ応力が作用しないようにすることができる。また、表示装置１００の屈曲する位置が特定されるので、製品形状を安定化させることができる。
なお、本実施形態において、調整領域１１６を延伸させる方向は、一方向に限定されない。画素領域１０６と第１駆動回路１２４との間に調整領域１１６を設けてもよい。この場合、調整領域１１６は、同様に屈曲部１２０として作用することができる。これにより、第１駆動回路１２４を含む額縁領域１０８が表示画面の背面側に配置され、表示装置１００のさらなる狭額縁化を図ることができる。
以上のように、本発明の一実施形態によれば、表示装置の一部に基板のヤング率を調整した領域を設けることで、基板を折り曲げる位置を特定することが容易となり、製品形状を安定化することができる。また、基板の屈曲部で基板に生じる表裏の応力差を小さくすることができ、表示装置の信頼性の低下を防止することができる。
表示装置：１００、第１基板：１０２、バリア層：１０３、第２基板：１０４、画素領域：１０６、額縁領域：１０８、封止領域：１１０、駆動回路領域：１１２、調整領域：１１６、屈曲部：１２０、画素：１２２、第１駆動回路：１２４、第２駆動回路：１２６
第１配線延伸領域：１２８、第２配線延伸領域：１３０、シール材：１３４、端子部：１３６、トランジスタ：１３８、発光素子：１４０、第１容量素子：１４２、第２容量素子：１４４、半導体層：１４６、ゲート絶縁層：１４８、ゲート電極：１５０、第１容量電極：１５２、第１絶縁層：１５４、ソース・ドレイン電極：１５６、第２絶縁層：１５８、第２容量電極：１６０、第３絶縁層：１６２、画素電極：１６４、有機層：１６６、対向電極：１６８、バンク層：１７０、封止層：１７２、開口部：１７４、配線：１７６、コンタクト部：１８０、遮光層：１８２、カラーフィルタ層：１８４
第１配線延伸領域：１２８、第２配線延伸領域：１３０、シール材：１３４、端子部：１３６、トランジスタ：１３８、発光素子：１４０、第１容量素子：１４２、第２容量素子：１４４、半導体層：１４６、ゲート絶縁層：１４８、ゲート電極：１５０、第１容量電極：１５２、第１絶縁層：１５４、ソース・ドレイン電極：１５６、第２絶縁層：１５８、第２容量電極：１６０、第３絶縁層：１６２、画素電極：１６４、有機層：１６６、対向電極：１６８、バンク層：１７０、封止層：１７２、開口部：１７４、配線：１７６、コンタクト部：１８０、遮光層：１８２、カラーフィルタ層：１８４
Claims (13)
- 可撓性を有する第１基板と、
前記第１基板の第１面に設けられた画素領域と、
前記画素領域の少なくとも一辺に沿って配置され、前記画素領域と接続された端子領域と、
を有し、
前記第１基板は、前記画素領域と前記端子領域との間にヤング率の異なる調整領域を含む表示装置。 - 前記調整領域は他の領域と比較してヤング率が低い、請求項１に記載の表示装置。
- 前記調整領域は、前記第１基板の一端から対向する他端にかけて設けられ、前記調整領域に沿って、前記第１基板が屈曲している、請求項２に記載の表示装置。
- 前記第１基板は、前記第１面とは反対側の第２面側に屈曲している請求項３に記載の表示装置。
- 支持基板上に可撓性を有する第１基板を形成し、
前記第１基板の前記支持基板とは反対側の第１面を加工することで調整領域のヤング率を変え、
前記調整領域を挟んで画素領域と、前記画素領域と接続された端子領域と、を形成し、
前記支持基板を分離し、
前記調整領域で前記第１基板を屈曲すること、を含む表示装置の製造方法。 - 前記第１基板は、前記第１面とは反対側の第２面側に屈曲する請求項５に記載の表示装置の製造方法。
- 前記調整領域を加圧処理することでヤング率を低減する請求項６に記載の表示装置の製造方法。
- 前記調整領域をグロー放電プラズマ処理することでヤング率を低減する請求項６に記載の表示装置の製造方法。
- 前記プラズマ処理は、亜酸化窒素を含む気体のグロー放電プラズマで処理する、請求項８に記載の表示装置の製造方法。
- 前記第１基板を、有機樹脂材料を用いて形成する請求項５に記載の表示装置の製造方法。
- 前記第１基板を、ポリイミドを用いて形成する請求項１０に記載の表示装置の製造方法。
- 前記第１基板は、前記第１基板の前記第１面に対向し、前記画素領域を封止する第２基板を有し、
前記第２基板の外側に前記調整領域を含む、請求項１に記載の表示装置。 - 前記第１基板は、前記画素領域と接続された駆動回路をさらに有し、
前記画素領域と駆動回路との間に前記調整領域を含む、請求項１２に記載の表示装置。
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