JP2018205565A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】樹脂基板の上に積層される無機層の破損を抑制することを目的とする。【解決手段】表示装置は、第１面２０及び第２面２２を有する樹脂層１８と、樹脂層１８の第１面２０に接触して積層する無機層２４と、表示領域に画像を表示するための回路を含み、表示領域の外側に周辺領域を有して、無機層２４の上に積層する回路層２６と、を有する。樹脂層１８、無機層２４及び回路層２６は、樹脂層１８を内側にして屈曲する。樹脂層１８は、屈曲前の平坦な状態で、第１面２０に、相互に反対にある両端に至るように延びる凹部７０を有する。無機層２４は、屈曲前の平坦な状態で、凹部７０の表面に沿って、凹部７０の深さ方向に凸となるように湾曲する湾曲部７２を有する。樹脂層１８は、凹部７０で、第１面２０を外側にして屈曲する。無機層２４は、湾曲部７２で、湾曲の凹となる面を外側にして屈曲する。【選択図】図４
Description
本発明は、表示装置に関する。
近年、表示装置の小型化あるいは表示領域の拡大のために、画像を表示する表示領域の周縁にある、いわゆる額縁領域を狭くすること（狭額縁化）が求められている。額縁領域には、配線や回路が設けられている。特に、スマートフォン等のモバイル機器において狭額縁化の要求が厳しくなってきている。しかし、狭額縁化のアイデアはすでに出尽くした感があり、別の方法で対応しなければならなくなっている。
特許文献１には、フレキシブルディスプレイを曲げることが開示されている。フレキシブルディスプレイは、その額縁領域を裏側に折り曲げることで、実質的に狭額縁化することが可能である。また、特許文献２には、可撓性を有する樹脂基板上に回路層及び有機エレクトロルミネッセンス層が形成されたフレキシブルディスプレイが開示されている。
回路層を樹脂基板に形成する際には、樹脂基板からの水分の侵入や汚染を防ぐために、ＳｉＮやＳｉＯなどの無機絶縁層からなる下地膜を形成しておくことが一般的である。しかし、無機絶縁層は比較的硬いため、樹脂基板を曲げると亀裂が生じやすく、その上に形成した配線の断線が問題になる。
本発明は、樹脂基板の上に積層される無機層の破損を抑制することを目的とする。
本発明に係る表示装置は、相互に反対にある第１面及び第２面を有する樹脂層と、前記樹脂層の前記第１面に接触して積層する無機層と、表示領域に画像を表示するための回路を含み、前記表示領域の外側に周辺領域を有して、前記無機層の上に積層する回路層と、を有し、前記樹脂層、前記無機層及び前記回路層は、前記樹脂層を内側にして屈曲し、前記樹脂層は、屈曲前の平坦な状態で、前記第１面に、相互に反対にある両端に至るように延びる凹部を有し、前記無機層は、屈曲前の平坦な状態で、前記凹部の表面に沿って、前記凹部の深さ方向に凸となるように湾曲する湾曲部を有し、前記樹脂層は、前記凹部で、前記第１面を外側にして屈曲し、前記無機層は、前記湾曲部で、湾曲の凹となる面を外側にして屈曲することを特徴とする。
本発明によれば、無機層は、屈曲させられたときに割れが生じやすい外側の面が、平坦な状態では湾曲の凹となる面であるため、破損を抑えることができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施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。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。
さらに、本発明の詳細な説明において、ある構成物と他の構成物の位置関係を規定する際、「上に」「下に」とは、ある構成物の直上あるいは直下に位置する場合のみでなく、特に断りの無い限りは、間にさらに他の構成物を介在する場合を含むものとする。
図１は、本発明の実施形態に係る表示装置の斜視図である。表示装置は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置である。表示装置は、例えば、赤、緑及び青からなる複数色の単位画素（サブピクセル）を組み合わせて、フルカラーの画素を形成し、フルカラーの画像を表示するようになっている。表示装置は、表示領域ＤＡ及び表示領域ＤＡを囲む周辺領域ＰＡを含む。周辺領域ＰＡは表示領域ＤＡの外側にある。周辺領域ＰＡには、フレキシブルプリント基板１０が接続されている。フレキシブルプリント基板１０には、画像を表示するための素子を駆動するための集積回路チップ１２が搭載される。
表示装置は、端部（例えば両端部）において屈曲している。図１の例では、表示領域ＤＡが長方形などの一方向に長い形状であり、長手方向の両端部の少なくとも一方が屈曲しているが、短手方向の両端部の少なくとも一方が屈曲していてもよい。図１の例では、周辺領域ＰＡのみならず、表示領域ＤＡの端部も屈曲しているが、表示領域ＤＡが屈曲しないように周辺領域ＰＡのみで屈曲してもよい。屈曲の内側にはスペーサ１４が配置されており、曲率が大きくなり過ぎないように規制されている。また、屈曲状態を維持するため、屈曲の内側で端部が粘着材１６によって固定されている。
図２は、図１に示す表示装置のII−II線断面の一部を拡大して示す図である。樹脂層１８は、ポリイミド樹脂やポリエチレンテレフタラート等からなり、可撓性を有する。樹脂層１８は、相互に反対にある第１面２０及び第２面２２を有する。樹脂層１８には、樹脂層１８自体が含有する不純物に対するバリアとなる無機層２４が形成されている。樹脂層１８の第１面２０に接触して無機層２４が積層する。無機層２４は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜などであり、それらの積層構造であってもよい。
無機層２４の上に回路層２６が積層する。回路層２６は、表示領域ＤＡに画像を表示するための回路を含む。詳しくは、回路層２６において、無機層２４の上には半導体層２８が形成されている。半導体層２８にソース電極３０及びドレイン電極３２が電気的に接続し、半導体層２８を覆ってゲート絶縁膜３４が形成されている。ゲート絶縁膜３４の上にはゲート電極３６が形成され、ゲート電極３６を覆って層間絶縁層３８が形成されている。ソース電極３０及びドレイン電極３２は、ゲート絶縁膜３４を貫通している。ソース電極３０及びドレイン電極３２は、表示領域ＤＡでは、層間絶縁層３８の直上にあって層間絶縁層３８を貫通する。
半導体層２８、ソース電極３０、ドレイン電極３２及びゲート電極３６並びにゲート絶縁膜３４から、薄膜トランジスタ４０の少なくとも一部が構成される。薄膜トランジスタ４０は、表示領域ＤＡに設けられる。表示領域ＤＡでは、ゲート絶縁膜３４の直上にゲート電極３６がある。薄膜トランジスタ４０を覆うように平坦化層４２が設けられている。平坦化層４２は、ポリイミド樹脂や感光性アクリル樹脂等の有機材料によって形成する。
平坦化層４２の上には、発光素子層４４が設けられている。発光素子層４４は、複数の画素電極４６（例えば陽極）を含む。複数の画素電極４６は、複数の単位画素（サブピクセル）それぞれに対応するように構成される。画素電極４６は、電極膜と光反射膜の積層構造になっている。画素電極４６は、平坦化層４２を貫通するコンタクトホール４８によって、層間絶縁層３８の上でソース電極３０及びドレイン電極３２の一方に電気的に接続している。
画素電極４６は、キャパシタＣの一方の電極にもなっている。キャパシタＣは、画素電極４６と、その下方にある容量電極５０と、画素電極４６と容量電極５０の間に介在する誘電絶縁膜５２と、を含む。キャパシタＣは、画素電極４６に供給する電流を制御するための信号を保持する。
画素電極４６上に、ポリイミド樹脂やアクリル系樹脂などで絶縁層５４が形成されている。絶縁層５４は、画素電極４６の周縁部に載り、画素電極４６の一部（例えば中央部）を開口させるように形成されている。絶縁層５４によって、画素電極４６の一部を囲むバンクが形成される。
発光素子層４４は、有機エレクトロルミネッセンス層５６を含む。有機エレクトロルミネッセンス層５６は、複数の画素電極４６の上に設けられ、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層を含む。発光層は、画素電極４６ごとに別々に（分離して）設けられ、各画素に対応して青、赤又は緑で発光層が発光する。各画素に対応する色はこれに限られず、例えば、黄又は白等でもよい。有機エレクトロルミネッセンス層５６を構成する層のうち発光層を除く層は、表示領域ＤＡ（図１参照）を覆う全面に、複数の画素に亘るように形成される。有機エレクトロルミネッセンス層５６は絶縁層５４上でも連続する。
発光素子層４４は、共通電極５８（例えば陰極）を含む。共通電極５８は、有機エレクトロルミネッセンス層５６の上に設けられ、バンクとなる絶縁層５４の上に載る。有機エレクトロルミネッセンス層５６並びにこれを挟む画素電極４６及び共通電極５８から発光素子６０の少なくとも一部が構成される。有機エレクトロルミネッセンス層５６は、画素電極４６及び共通電極５８に挟まれ、両者間を流れる電流によって輝度が制御されて発光する。複数の発光素子６０は、表示領域ＤＡに設けられて、複数の薄膜トランジスタ４０によって駆動される。複数の発光素子６０のそれぞれに対応してキャパシタＣが設けられている。
発光素子層４４（特に有機エレクトロルミネッセンス層５６）は、封止膜６２によって封止されて水分から遮断される。複数の発光素子６０は、封止膜６２によって封止されている。封止膜６２は、窒化ケイ素などからなる一対の無機膜６４，６６の間に、樹脂などからなる少なくとも一層の有機膜６８を挟む構造である。封止膜６２は、表示領域ＤＡ（図１参照）を覆う。封止膜６２には、図示を省略するが、粘着層を介して、有機保護膜、円偏光板及びカバー膜を積層してもよい。
図３は、屈曲前の表示装置を示す平面図である。図４は、図３に示す表示装置のIV−IV線断面の一部を拡大した図である。
樹脂層１８は、屈曲前の平坦な状態で、第１面２０に、相互に反対にある両端Ｅに至るように延びる第１凹部７０を有する。第１凹部７０は、凹曲面によって形成されている。無機層２４は、屈曲前の平坦な状態で、第１凹部７０の表面に沿って、第１凹部７０の深さ方向に凸となるように湾曲する湾曲部７２を有する。湾曲部７２は、凸側では凸曲面から形成され、凹側では凹曲面から形成されている。樹脂層１８は、屈曲前の平坦な状態で、第２面２２に、相互に反対にある両端に至るように延びる第２凹部７４を有する。第１凹部７０は第２凹部７４に重なる。第２凹部７４の形状には、第１凹部７０の内容が該当する。
図１に示す表示装置において、樹脂層１８、無機層２４及び回路層２６などの積層体が、図４に矢印で示すように樹脂層１８を内側にして屈曲している。樹脂層１８は、第１凹部７０で、第１面２０を外側にして屈曲する。また、無機層２４は、湾曲部７２で、湾曲の凹となる面を外側にして屈曲する。本実施形態によれば、無機層２４は、屈曲させられたときに割れが生じやすい外側の面が、平坦な状態では湾曲の凹となる面であるため、破損を抑えることができる。
図５（Ａ）〜図５（Ｄ）は、本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を説明するための図である。
図５（Ａ）に示すように、ガラス基板７６にポリイミド樹脂などから樹脂層１８を形成し、エッチングマスク７８を介して、樹脂層１８をエッチングする。エッチングマスク７８は、フォトレジストからフォトリソグラフィによるパターニングを経て形成される。
図５（Ｂ）に示すように、樹脂層１８の第１面２０に第１凹部７０を形成する。第１凹部７０の形成にはエッチングを適用する。等方性エッチングを適用すれば凹曲面を形成しやすい。エッチング後にはエッチングマスク７８を除去する。
図５（Ｃ）に示すように、樹脂層１８の第１面２０に、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜などから無機層２４を形成する。無機層２４の形成には、化学気相成長（ＣＶＤ）や蒸着を適用することができる。あるいは、液状材料を使用した塗布を適用すれば、被覆性（カバレッジ）を良くすることができる。無機層２４の上には、回路層２６、平坦化層４２、発光素子層４４及び封止層などを積層する。
図５（Ｄ）に示すように、樹脂層１８の第２面２２からガラス基板７６を剥離し、第２面２２に第２凹部７４を形成する。第２凹部７４の形成には、上述した第１凹部７０の形成プロセスを適用することができる。必要に応じて、第２面２２には、図示しない保護フィルムを貼り付けてもよい。
図６は、本発明の実施形態に係る表示装置の変形例１を説明するための図である。この例では、第１樹脂層１１８の第１面１２０に第１無機層１２４が積層されていることに加えて、第２面１２２に第２無機層１８０が積層している。第１無機層１２４及び第２無機層１８０の詳細は、実施形態で説明した無機層２４の内容が該当する。そして、第２無機層１８０の下に第２樹脂層１８２が積層する。第１樹脂層１１８及び第２樹脂層１８２は、実施形態で説明した樹脂層１８の内容が該当する。
図７は、本発明の実施形態に係る表示装置の変形例２を説明するための図である。この例では、樹脂層が複数の凹部２７０を有する。複数の凹部２７０は、相互に交差する少なくとも一対の凹部２７０Ａ，２７０Ｂを含む。樹脂層が矩形の平面形状を有し、いずれの凹部２７０も矩形のいずれかの辺に平行に延びている。例えば、長辺に沿って延びる凹部２７０Ａと、短辺に沿って延びる凹部２７０Ｂが相互に交差する。複数の凹部２７０は、格子状になっている。そして、一対の凹部２７０Ａ，２７０Ｂの一つを選択して、樹脂層を屈曲させることができる。
図８は、本発明の実施形態に係る表示装置の変形例３を説明するための図である。この例では、樹脂層が複数の凹部３７０を有する。複数の凹部３７０は、相互に交差する方向に延びる少なくとも一対の凹部３７０を含む。一対の凹部３７０は、樹脂層の平面形状である矩形のいずれの辺にも交差する方向に延びる。そして、一対の凹部３７０の一つを選択して、樹脂層を屈曲させることができる。
なお、表示装置は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置には限定されず、量子ドット発光素子（ＱＬＥＤ：Quantum‐Dot Light Emitting Diode）のような発光素子を各画素に備えた表示装置であってもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。
１０ フレキシブルプリント基板、１２ 集積回路チップ、１４ スペーサ、１６ 粘着材、１８ 樹脂層、２０ 第１面、２２ 第２面、２４ 無機層、２６ 回路層、２８ 半導体層、３０ ソース電極、３２ ドレイン電極、３４ ゲート絶縁膜、３６ ゲート電極、３８ 層間絶縁層、４０ 薄膜トランジスタ、４２ 平坦化層、４４ 発光素子層、４６ 画素電極、４８ コンタクトホール、５０ 容量電極、５２ 誘電絶縁膜、５４ 絶縁層、５６ 有機エレクトロルミネッセンス層、５８ 共通電極、６０ 発光素子、６２ 封止膜、６４ 無機膜、６６ 無機膜、６８ 有機膜、７０ 第１凹部、７２ 湾曲部、７４ 第２凹部、７６ ガラス基板、７８ エッチングマスク、１１８ 第１樹脂層、１２０ 第１面、１２２ 第２面、１２４ 第１無機層、１８０ 第２無機層、１８２ 第２樹脂層、２７０ 凹部、２７０Ａ 凹部、２７０Ｂ 凹部、３７０ 凹部、Ｃ キャパシタ、ＤＡ 表示領域、Ｅ 両端、ＰＡ 周辺領域。
Claims (7)
- 相互に反対にある第１面及び第２面を有する樹脂層と、
前記樹脂層の前記第１面に接触して積層する無機層と、
表示領域に画像を表示するための回路を含み、前記表示領域の外側に周辺領域を有して、前記無機層の上に積層する回路層と、
を有し、
前記樹脂層、前記無機層及び前記回路層は、前記樹脂層を内側にして屈曲し、
前記樹脂層は、屈曲前の平坦な状態で、前記第１面に、相互に反対にある両端に至るように延びる凹部を有し、
前記無機層は、屈曲前の平坦な状態で、前記凹部の表面に沿って、前記凹部の深さ方向に凸となるように湾曲する湾曲部を有し、
前記樹脂層は、前記凹部で、前記第１面を外側にして屈曲し、
前記無機層は、前記湾曲部で、湾曲の凹となる面を外側にして屈曲することを特徴とする表示装置。 - 請求項１に記載された表示装置において、
前記樹脂層は、屈曲前の前記平坦な状態で、前記第２面に、相互に反対にある両端に至るように延びる第２凹部を有することを特徴とする表示装置。 - 請求項２に記載された表示装置において、
前記第１面にある前記凹部は、前記第２面にある前記第２凹部に重なることを特徴とする表示装置。 - 請求項１から３のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記樹脂層は、前記凹部が含まれる複数の凹部を有することを特徴とする表示装置。 - 請求項４に記載された表示装置において、
前記複数の凹部は、相互に交差する少なくとも一対の凹部を含み、
前記一対の凹部の一つで、前記樹脂層が屈曲することを特徴とする表示装置。 - 請求項１から５のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記樹脂層の前記第２面に積層する第２無機層をさらに有することを特徴とする表示装置。 - 請求項６に記載された表示装置において、
前記第２無機層の下に積層する第２樹脂層をさらに有することを特徴とする表示装置。
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