JP2019008107A - 表示装置、および電子デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】温度変化による表示装置の自発的変形が抑制された表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置は、可撓性基板、および可撓性基板上に画素回路を有するアレイ基板；アレイ基板下の第１の支持フィルム；アレイ基板上の第２の支持フィルム；および接着層を介して第１の支持フィルム下に位置する部材を有する。部材は、第１の膜、および第１の膜上の第２の膜を有し、第１の膜と第２の膜は、互いに熱膨張係数が異なる。第１の膜と第２の膜は、それぞれ第１の金属と第２の金属を有する第１の金属膜と第２の金属膜であり、第１の金属と第２の金属は、独立に、銅、ニッケル、亜鉛、マンガン、鉄、コバルト、アルミニウム、スズ、鉛、および銀から選択することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置に関する。例えば、有機発光素子を画素に有する表示装置に関する。

表示装置の一例として、液晶表示装置や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置が挙げられる。液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置は、基板上に形成された複数の画素の各々に表示素子として液晶素子、あるいは有機発光素子（以下、発光素子）を有している。液晶素子や発光素子は一対の電極（陰極、陽極）間にそれぞれ液晶性を示す化合物を含む層、発光性有機化合物を含む層（電界発光層）を有しており、電極間に電圧を印加する、あるいは電流を供給することで駆動される。

基板として可撓性基板を用いることで、表示装置の一部、あるいは全体に可撓性を付与することができ、ユーザによって自由に湾曲、あるいは折り曲げることが可能なフレキシブルディスプレイを製造することができる。この時、表示装置が自発的に変形することを防止するため、例えば特許文献１では、収縮方向に異方性を有する熱収縮フィルムを表示装置の上下に設置することが開示されている。この構成により、温度が変化しても表示装置は自発的に変形せず、ユーザの意図に従って表示装置を自在に変形することが可能となる。

特開２０１４−９５７４５号公報

本発明に係る実施形態の一つは、温度変化による表示装置の自発的変形が抑制された表示装置を提供することを目的の一つとする。

本発明の実施形態の一つは表示装置である。この表示装置は、可撓性基板、および可撓性基板上に画素回路を有するアレイ基板；アレイ基板下の第１の支持フィルム；アレイ基板上の第２の支持フィルム；および接着層を介して第１の支持フィルム下に位置し、第１の膜と第２の膜を含む部材を有する。第１の膜と第２の膜は、互いに熱膨張係数が異なる。

本発明の実施形態の一つは電子デバイスである。この電子デバイスは、複数の表示装置と筐体を有する。複数の表示装置のそれぞれは、可撓性基板、および可撓性基板上に画素回路を有するアレイ基板；アレイ基板下の第１の支持フィルム；アレイ基板上の第２の支持フィルム；接着層を介して第１の支持フィルム下に位置する部材；およびアレイ基板に接続されるコネクタを有する。筐体はコネクタを覆う。複数の表示装置のそれぞれにおいて、上記部材は、第１の膜、および第１の膜上の第２の膜を有し、第１の膜と第２の膜は、互いに熱膨張係数が異なる。

本発明の実施形態の１つは電子デバイスである。この電子デバイスは、第１の可撓性基板、および第１の可撓性基板下の画素回路を有する第１のアレイ基板；第１のアレイ基板上に位置し、第２の可撓性基板、および第２の可撓性基板上の画素回路を有するの第２のアレイ基板；第１のアレイ基板下の第１の支持フィルム；第２のアレイ基板上の第２の支持フィルム；および第１のアレイ基板と第２のアレイ基板の間の第３の支持フィルムを有する。第２の支持フィルムは、接着層により、第１のアレイ基板と第２のアレイ基板に接着される。

一実施形態に係る表示装置の模式的上面図。 一実施形態に係る表示装置の模式的断面図。 一実施形態に係る表示装置の模式的断面図。 一実施形態に係る表示装置の模式的断面図。 一実施形態に係る表示装置の画素の等価回路の一例。 一実施形態に係る表示装置の模式的断面図。 一実施形態に係る表示装置の形状安定化を説明する図。 一実施形態に係る表示装置の形状安定化を説明する図。 一実施形態に係る電子デバイスの模式的断面図。 一実施形態に係る電子デバイスの模式的断面図。 一実施形態に係る表示装置の模式的断面図。 一実施形態に係る表示装置の模式的断面図。 一実施形態に係る表示装置の模式的断面図。 一実施形態に係る表示装置の模式的断面図。 一実施形態に係る電子デバイスの模式的断面図。

以下、本発明の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。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。

本明細書と請求項において、ある一つの膜を加工して複数の膜を形成した場合、これら複数の膜は異なる機能、役割を有することがある。しかしながら、これら複数の膜は同一の工程で同一層として形成された膜に由来し、同一の材料を有する。したがって、これら複数の膜は同一層に存在しているものと定義する。

本明細書および請求項において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。

本明細書において、類似する複数の構成要素をそれぞれ区別して指す場合、符号の後にアンダーバーと自然数を用いて表記する。これらを互いに区別せずに全体、あるいはそのうちの任意に選択される複数を表記する場合には、符号のみを用いる。

＜第１実施形態＞
本実施形態では、実施形態に一つである表示装置１００の構造を説明する。

［１．全体構成］
表示装置１００の模式的上面図を図１に示す。表示装置１００は基板１０１を有し、その上にパターニングされた種々の絶縁膜、半導体膜、導電膜が形成される。これらの絶縁膜、半導体膜、導電膜により、複数の画素１０４や画素１０４を駆動するためのゲート側駆動回路１０８が形成される。詳細は後述するが、本明細書と請求項では、基板１０１とこれらの絶縁膜、半導体膜、導電膜の積層を総じてアレイ基板１０２と記す。図１に示すように、複数の画素１０４はマトリクス状に配置され、これらによって表示領域１０６が定義される。ゲート側駆動回路１０８は表示領域１０６を取り囲む領域（周辺領域）に配置される。図１に示した例では、画素を駆動するための駆動ＩＣ１１０が基板１０１上にさらに設けられる。以下、表示装置として発光素子１６０が各画素１０４に設けられた例を用いて本実施形態を説明する。

表示領域１０６やゲート側駆動回路１０８、駆動ＩＣ１１０からは、パターニングされた導電膜で形成される配線（図示しない）が基板１０１の一辺へ延び、基板１０１の端部で露出されて端子１１２を形成する。端子１１２はフレキシブル印刷回路（ＦＰＣ）基板などのコネクタ１１４と電気的に接続される。ここで示した例では、駆動ＩＣ１１０は、半導体基板上に形成された集積回路を有しており、基板１０１上に搭載される。しかしながら、駆動ＩＣ１１０はコネクタ１１４上に設けてもよい。また、基板１０１上に形成される絶縁膜、半導体膜、導電膜を用い、端子１１２と表示領域１０６の間に駆動回路をさらに形成してもよい。

図２（Ａ）に、図１の鎖線Ａ−Ａ´に沿った断面模式図を示す。表示装置１００は、アレイ基板１０２の下上にそれぞれ設けられる第１の支持フィルム１２０と第２の支持フィルム１２２を有する。これらは表示装置１００を保護するとともに表示装置１００に対して物理的強度を与える。第１の支持フィルム１２０は、互いに離間する第１の部分１２０＿１と第２の部分１２０＿２を有する。前者は表示領域１０６やゲート側駆動回路１０８と重なり、後者は端子１１２やコネクタ１１４、駆動ＩＣ１１０と重なるように設けられる。第２の支持フィルム１２２は表示領域１０６やゲート側駆動回路１０８と重なるように設けられる。したがって、表示領域１０６やゲート側駆動回路１０８は第１の部分１２０＿１と第２の支持フィルム１２２に挟持される。第２の支持フィルム１２２とコネクタ１１４の間の領域において、アレイ基板１０２上に保護膜１１６を設けてもよい。保護膜１１６はエポキシ樹脂やアクリル樹脂などの樹脂を含み、上述した配線や駆動ＩＣ１１０を保護する。

第１の支持フィルム１２０の第１の部分１２０＿１の下には、均熱シート１３０、および均熱シート１３０の下に位置する部材１４０が設けられる。均熱シート１３０は、表示装置１００の駆動中に発生した熱を分散、解放する機能を有する。部材１４０は、後述するように、表示装置１００の形状を安定化させ、表示装置１００が自発的に変形することを防ぐ機能を有する形状調整膜であり、一例としてバイメタルフィルムが挙げられる。以下、部材１４０をバイメタルフィルムと呼ぶ。

アレイ基板１０２を構成する基板１０１は、ガラスや石英、プラスチックなどを含むことができ、可撓性の基板１０１を使用することで表示装置１００を可撓性の表示装置として使用することができる。この場合、図２（Ｂ）に示すように、表示領域１０６と端子１１２の間（すなわち、第１の支持フィルム１２０の第１の部分１２０＿１と第２の部分１２０＿２の間）で基板１０１を折り曲げることができる。この状態では、コネクタ１１４や駆動ＩＣ１１０を表示領域１０６や第２の支持フィルム１２２と重なるように配置することができるため、表示領域１０６の形状や面積を維持したまま表示装置１００の見かけの大きさを小さくすることができる。

この際、折り曲げた状態を維持するため、スペーサ１１８を設けてもよい。スペーサ１１８は、第１の部分１２０＿１と第２の部分１２０＿２に一部が挟まれ、この部分では平坦な表面を有する。一方、スペーサ１１８の一部は折り曲げられた基板１０１の曲面に沿った表面形状を有する。スペーサ１１８の平坦な両面は接着層１２５＿１、接着層１２５＿２を介し、バイメタルフィルム１４０と第２の部分１２０＿２に固定される。これにより、折り曲げた状態を安定に保つことができる。

［２．バイメタルフィルムと均熱シート］
図２（Ａ）の一部を拡大した図を図３（Ａ）に模式的に示す。ここでは、バイメタルフィルム１４０、均熱シート１３０、第１の部分１２０＿１を主に示し、アレイ基板１０２や第２の部分１２０＿２は図示されていない。図３（Ａ）に示すように、バイメタルフィルム１４０は第１の膜１４２と、その上に形成される第２の膜１４４を有する。第１の膜１４２と第２の膜１４４はそれぞれ一種、あるいは複数種の０価の金属を含むことができ、金属は銅、ニッケル、亜鉛、マンガン、鉄、コバルト、アルミニウム、スズ、鉛、銀などから選択される。以下、第１の膜と第２の膜をそれぞれ第１の金属膜、第２の金属膜と呼ぶ。第１の金属膜１４２、第２の金属膜１４４は、互いに異なる金属を含有する、あるいは互いに異なる組成、組成比を有する。このため、第１の金属膜１４２と第２の金属膜１４４は互いに熱膨張係数が異なり、バイメタルフィルム１４０は、単離された状態では温度変化によって自発的に湾曲する。

第１の金属膜１４２と第２の金属膜１４４は接合される。例えば、冷間圧接、拡散接合、超音波接合、摩擦溶接などによって接合される。したがって、これらの間には、接着層を設けなくてもよい。

図４（Ａ）に示すように、バイメタルフィルム１４０は、第１の金属膜１４２と第２の金属膜１４４の界面に、第１の金属膜１４２に含まれる金属（第１の金属Ｍ₁）と第２の金属膜１４４に含まれる金属（第２の金属Ｍ₂）を含む合金、あるいは第１の金属Ｍ₁と第２の金属Ｍ₂の金属間化合物を含む中間層１４６をさらに有してもよい。ここで本明細書と請求項では、合金と金属間化合物は区別される。金属間化合物とは、第１の金属Ｍ₁と第２の金属Ｍ₂を整数比、あるいは実質的に整数比で含む化合物である。合金とは、金属間化合物以外の、第１の金属Ｍ₁と第２の金属Ｍ₂を含む化合物である。

あるいは図４（Ｂ）に示すように、バイメタルフィルム１４０は、第１の金属膜１４２と第２の金属膜１４４の界面に、第１の金属Ｍ₁の酸化物と第２の金属Ｍ₂の酸化物のいずれか、あるいは両者を有する酸化物層１４８を有していてもよい。

中間層１４６や酸化物層１４８は、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、第１の金属膜１４２と第２の金属膜１４４の界面において連続的に形成されていてもよく、あるいは図４（Ｃ）に示すように不連続であってもよい。不連続の場合、中間層１４６や酸化物層１４８は界面において島状に存在し、中間層１４６や酸化物層１４８が存在しない領域では第１の金属膜１４２と第２の金属膜１４４は直接接する。

均熱シート１３０も金属膜であり、アルミニウム、銅、鉄など、熱導電率の高い金属やその合金を含む。均熱シート１３０も単層構造、積層構造いずれを有していても良い。均熱シート１３０は、接着層１２６＿１によってバイメタルフィルム１４０と接着される（図３（Ａ）参照）。同様に、均熱シート１３０と第１の支持フィルム１２０の第１の部分１２０＿１も接着層１２６＿２によって接着される。接着層１２６＿１、１２６＿２は、アクリル系、エポキシ系、アクリレート系接着剤など、高分子化合物を含む接着剤を用いて形成することができる。

なお、表示装置１００には均熱シート１３０を必ずしも設ける必要は無い。この場合、バイメタルフィルム１４０は均熱シート１３０の機能を兼ね、図３（Ｂ）に示すように、均熱シート１３０を介さず、接着層１２６＿１によって第１の部分１２０＿１に接着される。また、任意の構成として、バイメタルフィルム１４０の下に、バイメタルフィルム１４０を保護するための保護膜１３２を設けてもよい。保護膜１３２は高分子材料などの有機化合物、あるいは窒化ケイ素や酸化ケイ素などの無機化合物を含むことができる。

［３．画素の構造］
各画素１０４には、パターニングされた種々の絶縁膜や半導体膜、導電膜によって発光素子１６０を含む画素回路が形成される。画素回路の構成は任意に選択することができ、一例を等価回路として図５に示す。

図５に示した画素回路は、発光素子１６０に加え、駆動トランジスタ１５０、第１のスイッチングトランジスタ１５２、第２のスイッチングトランジスタ１５４、保持容量１５６、付加容量１５８を含む。発光素子１６０、駆動トランジスタ１５０、第２のスイッチングトランジスタ１５４は、高電位電源線１６２と低電位電源線１６４との間で直列に接続される。高電位電源線１６２には高電位ＰＶＤＤが与えられ、低電位電源線１６４には高電位ＰＶＤＤより低い低電位ＰＶＳＳが与えられる。

駆動トランジスタ１５０は、制御端子としてのゲートと、入出力端子としてのソース、およびドレインを有する。本実施形態では、駆動トランジスタ１５０はｎチャネル型とし、高電位電源線１６２と電気的に接続される入出力端子をドレイン、発光素子１６０に電気的に接続される入出力端子をソースとする。駆動トランジスタ１５０のドレインは第２のスイッチングトランジスタ１５４を介して高電位電源線１６２と電気的に接続され、ソースが発光素子１６０の画素電極２００と電気的に接続される。

駆動トランジスタ１５０のゲートは、第１のスイッチングトランジスタ１５２を介して第１の信号線ＶＳＬと電気的に接続される。第１のスイッチングトランジスタ１５２は、そのゲートに接続される第１の走査信号線ＳＬＡに与えられる走査信号ＳＧによって動作（オン／オフ）が制御される。第１のスイッチングトランジスタ１５２がオンのとき、第１の信号線ＶＳＬの電位が駆動トランジスタ１５０のゲートに与えられる。第１の信号線ＶＳＬには、初期化信号Ｖｉｎｉと映像信号Ｖｓｉｇが所定のタイミングで与えられる。初期化信号Ｖｉｎｉは一定レベルの初期化電位を与える信号である。第１のスイッチングトランジスタ１５２は、第１の信号線ＶＳＬに同期して、所定のタイミングでオン／オフが制御され、駆動トランジスタ１５０のゲートに初期化信号Ｖｉｎｉ、または映像信号Ｖｓｉｇに基づく電位を与える。

駆動トランジスタ１５０のドレインには、第２の信号線ＶＲＳが電気的に接続される。第２の信号線ＶＲＳには、リセットトランジスタ１６６を介してリセット電位Ｖｒｓｔが与えられる。リセットトランジスタ１６６は、リセット信号Ｖｒｓｔを印加するタイミングが第３の信号線ＳＬＣに与えられるリセット信号ＲＧによって制御される。

駆動トランジスタ１５０のソースとゲートとの間には、保持容量１５６が設けられる。付加容量１５８の一方の端子は駆動トランジスタ１５０のソースに接続され、他方の端子が高電位電源線１６２に接続される。付加容量１５８は、他方の端子が低電位電源線１６４に接続されるように設けてもよい。保持容量１５６と付加容量１５８は、映像信号Ｖｓｉｇを駆動トランジスタ１５０のゲートに与えるとき、映像信号Ｖｓｉｇに応じたゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを確保するために設けられる。

駆動ＩＣ１１０は、第１の信号線ＶＳＬに初期化信号Ｖｉｎｉ、または映像信号Ｖｓｉｇを出力する。一方、ゲート側駆動回路１０８は第１の走査信号線ＳＬＡに走査信号ＳＧを出力し、第２の走査信号線ＳＬＢに走査信号ＢＧを出力し、第３の信号線ＳＬＣにリセット信号ＲＧを出力する。

［４．アレイ基板］
アレイ基板１０２の構造を画素１０４の断面構造を用いて説明する。図６は均熱シート１３０を含有しない表示装置１００の断面構造の一例を模式的に示した図であり、隣接する二つの画素１０４の画素回路のうち、駆動トランジスタ１５０、保持容量１５６、付加容量１５８、発光素子１６０の断面構造が示されている。上述したように、バイメタルフィルム１４０は、互いに接合された第１の金属膜１４２と第２の金属膜１４４を有し、接着層１２６＿１によって第１の支持フィルム１２０の第１の部分１２０＿１に接着される。第１の部分１２０＿１も接着層１２６＿２によって基板１０１に接着される。

画素回路に含まれる各素子はアンダーコート１７０を介し、基板１０１上に設けられる。駆動トランジスタ１５０は、半導体膜１７２、ゲート絶縁膜１７４、ゲート電極１７６、ドレイン電極１８２、ソース電極１８４を含む。ゲート絶縁膜１７４は、半導体膜１７２を覆うように設けられる。ゲート電極１７６は、ゲート絶縁膜１７４を介して半導体膜１７２の少なくとも一部と交差するように配置され、半導体膜１７２とゲート電極１７６が重なる領域にチャネルが形成される。半導体膜１７２はさらに、チャネルを挟持するドレイン領域１７２ａ、ソース領域１７２ｂを有する。

ゲート絶縁膜１７４を介し、ゲート電極１７６と同一の層に存在する容量電極１７８がソース領域１７２ｂと重なるように設けられる。ゲート電極１７６、容量電極１７８の上には層間絶縁膜１８０が設けられる。層間絶縁膜１８０とゲート絶縁膜１７４には、ドレイン領域１７２ａ、ソース領域１７２ｂに達する開口が形成され、この開口を覆うようにドレイン電極１８２、ソース電極１８４が配置される。ソース電極１８４の一部は、層間絶縁膜１８０を介してソース領域１７２ｂの一部と容量電極１７８と重なり、ソース領域１７２ｂの一部、ゲート絶縁膜１７４、容量電極１７８、層間絶縁膜１８０、およびソース電極１８４の一部によって保持容量１５６が形成される。

駆動トランジスタ１５０や保持容量１５６の上にはさらに平坦化膜１８６が設けられる。平坦化膜１８６には、ソース電極１８４に達する開口が設けられ、この開口と平坦化膜１８６の上面の一部を覆う接続電極１９０がソース電極１８４と接するように設けられる。平坦化膜１８６上にはさらに付加容量電極１９２が設けられる。接続電極１９０や付加容量電極１９２は同一の層に存在することができる。接続電極１９０と付加容量電極１９２を覆うように絶縁膜１９４が形成される。絶縁膜１９４は、平坦化膜１８６に設けられた開口では接続電極１９０の一部を覆わず、接続電極１９０の底面を露出する。これにより、接続電極１９０を介し、その上に設けられる画素電極２００とソース電極１８４間の電気的接続が可能となる。絶縁膜１９４には、その上に設けられる隔壁１９６と平坦化膜１８６の接触を許容するための開口１９８を設けてもよい。開口１９８を通して平坦化膜１８６中の不純物を除去することができ、これによって画素回路や発光素子１６０の信頼性を向上させることができる。なお、接続電極１９０や開口１９８の形成は任意である。

絶縁膜１９４上には、接続電極１９０と付加容量電極１９２を覆うように、発光素子１６０の画素電極２００が設けられる。絶縁膜１９４は付加容量電極１９２と画素電極２００によって挟持され、この構造によって付加容量１５８が構築される。画素電極２００は、付加容量１５８と発光素子１６０によって共有される。

画素電極２００の上には、画素電極２００の端部を覆う隔壁１９６が設けられる。画素電極２００、隔壁１９６を覆うように電界発光層（以下、ＥＬ層）２０２、およびその上の対向電極２１０が設けられる。画素電極２００、ＥＬ層２０２、対向電極２１０によって発光素子１６０が形成される。本明細書と請求項においてＥＬ層２０２とは、画素電極２００と対向電極２１０の間に設けられる層全体を指す。

ＥＬ層２０２は複数の層から構成することができ、例えばキャリア注入層、キャリア輸送層、発光層、キャリアブロック層、励起子ブロック層など、種々の機能層を組み合わせて形成される。ＥＬ層２０２の構造は、すべての画素１０４間で同一でも良く、隣接する画素１０４間で構造が異なるようにＥＬ層２０２を形成してもよい。例えば発光層の構造や材料を隣接する画素１０４間で異なるようにＥＬ層２０２を形成することで、隣接する画素から異なる発光を得ることができる。すべての画素１０４において同一のＥＬ層２０２を用いる場合には、カラーフィルタを設けることで、複数の発光色を得ることが可能となる。図６では、代表的な機能層としてホール輸送層２０４、発光層２０６、電子輸送層２０８が示されている。

任意の構成として、発光素子１６０上に保護膜（以下、パッシベーション膜）２２０を設けてもよい。パッシベーション膜２２０の構造は任意に選択することができるが、図６に示すように、無機化合物を含む第１の層２２２、有機化合物を含む第２の層２２４、および無機化合物を含む第３の層２２６を含む積層構造を適用することができる。

第２の支持フィルム１２２は、接着層１２６＿３によってパッシベーション膜２２０に接着される。図示しないが、パッシベーション膜２２０の上、あるいは第２の支持フィルム１２２上にタッチセンサや偏光板などを設けてもよい。

上述したアンダーコート１７０、ゲート絶縁膜１７４、層間絶縁膜１８０、絶縁膜１９４、第１の層２２２、第３の層２２６は、無機化合物を含むことができる。無機化合物としては酸化ケイ素や窒化ケイ素などのケイ素を含有する無機化合物などを使用することができる。一方、平坦化膜１８６や隔壁１９６、接着層１２６、第２の層２２４は有機化合物を含む。有機化合物としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アクリレート樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリシロキサンなどの高分子を含む。これらの高分子は鎖状構造でも良く、分子内で架橋していてもよい。半導体膜１７２は、シリコンやゲルマニウムなどの１４族元素、あるいはインジウムやガリウムなどの１３族元素や亜鉛などの１２族元素を含む酸化物半導体を含むことができる。ゲート電極１７６や容量電極１７８、接続電極１９０、付加容量電極１９２、対向電極２１０は、アルミニウムや銅、チタン、モリブデン、タングステン、タンタルなどの金属やその合金、あるいはインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの導電性酸化物を含むことができる。

本明細書と請求項において、アレイ基板１０２とは、基板１０１、およびこの上に設けられる各種層のうち、第２の支持フィルム１２２とそれを接着するための接着層１２６＿３を除く層を意味する。したがって図６に示した構造では、アレイ基板１０２は基板１０１からパッシベーション膜２２０までを含む。タッチセンサがパッシベーション膜２２０と第２の支持フィルム１２２の間に設けられる場合には、アレイ基板１０２は基板１０１からタッチセンサまでを含む。

［５．形状安定化］
上述したように、アレイ基板１０２は種々の絶縁膜、導電膜、半導体膜の積層によって構成される。したがって、材料間の熱膨張係数の相違に起因し、アレイ基板１０２内部には内部応力が発生し、これに起因してアレイ基板１０２は温度変化に伴って変形する。例えば図７（Ａ）の模式的な断面図に示すように、ある温度ではアレイ基板１０２はほぼ平坦な表面を有していても、温度の上昇、あるいは低下に伴い、第１の支持フィルム１２０が第２の支持フィルム１２２に対して内側に位置するようにアレイ基板１０２が湾曲する。あるいは、図示しないが、温度の上昇、あるいは低下に伴い、第１の支持フィルム１２０が第２の支持フィルム１２２に対して外側に位置するようにアレイ基板１０２が湾曲する。このようにアレイ基板１０２が温度変化によって変形すると、表示装置１００が自発的に変形することになり、表示装置１００はユーザが意図しない形状をとることになり、その結果、表示装置１００のハンドリング性が低下する。

このような自発的な変形を防止するため、アレイ基板１０２の変形を打ち消すように、バイメタルフィルム１４０の構造を調整する。すなわち、温度変化に伴い、アレイ基板１０２、第１の支持フィルム１２０、および第２の支持フィルム１２２を含む積層（以下、単に積層体と記す）が、第１の支持フィルム１２０が第２の支持フィルム１２２に対して内側に位置するように変形する場合には（図７（Ａ））、図７（Ｂ）に示すように、この温度変化に伴って第２の金属膜１４４が第１の金属膜１４２に対して内側に位置するようにバイメタルフィルム１４０が変形するよう、バイメタルフィルム１４０を構成する。一方、温度変化によって第１の支持フィルム１２０が第２の支持フィルム１２２に対して外側に位置するように積層体が変形する場合には、この温度変化により、第２の金属膜１４４が第１の金属膜１４２に対して外側するようにバイメタルフィルム１４０が変形するよう、バイメタルフィルム１４０を構成する。

より具体的には、まず、積層体が平坦な形状をとるときの温度をＴ₁とし、温度をＴ₁からＴ₂に変化させた場合の積層体の曲率半径Ｒを測定する（図８参照）。この時、積層体の湾曲した辺の長さをＬ、Ｔ₂とＴ₁の温度差（Ｔ₂−Ｔ₁）をΔＴとする。第１の金属膜１４２と第２の金属膜１４４の熱膨張係数をそれぞれα₁とα₂、ヤング率をＥ₁、Ｅ₂、厚さの和ｈが以下の式を満たすよう、第１の金属膜１４２や第２の金属膜１４４の材料や構造を調整する。

これにより、積層体の変形とバイメタルフィルム１４０の変形が相殺され、外部環境や表示装置の発熱に起因する温度変化によって自発的に変形しない表示装置を提供することができる。本実施形態を適用することにより、周囲の環境に依存せず、ユーザによって任意の形状に変形可能な表示装置を提供することが可能となる。

本実施形態では、形状調整膜として二つの金属膜を有するバイメタルフィルム１４０を用いて表示装置の形状安定化を示したが、この形状調整膜に含まれる金属膜の数に限定は無く、三つ以上の金属膜が含まれていてもよい。また、形状調整膜に含まれる膜は金属膜に限られず、熱膨張係数やヤング率、厚さの和が上記関係を満たすよう、金属膜や絶縁体膜を積層して形状調整膜を形成してもよい。

＜第２実施形態＞
本実施形態では、表示装置１００を複数有する電子デバイス２５０の構造を説明する。

図９（Ａ）に示すように、電子デバイス２５０は、コネクタ１１４が接続された表示装置１００を複数有する。複数の表示装置１００は、表示領域１０６や周辺領域、コネクタ１１４が互いに重なるように配置される。電子デバイス２５０はさらに筐体２５２を有しており、筐体２５２はコネクタ１１４や第２の部分１２０＿２を覆うように設けられる。筐体２５２の一部は、一つの表示装置１００＿１の第２の支持フィルム１２２や、他の表示装置１００＿２のバイメタルフィルム１４０を覆ってもよく、接していてもよい。図９（Ａ）に示した例では、複数の表示装置１００間で、第１の支持フィルム１２０、アレイ基板１０２、第２の支持フィルム１２２の積層順は互いに同一であるが、この積層順は表示装置１００間で異なってもよい。

電子デバイス２５０が有する表示装置１００の数に制約はなく、三つ以上の表示装置１００が備えられていてもよい。例えば図９（Ｂ）に示すように、電子デバイス２５０はｎ個（ｎは２以上の自然数）の表示装置１００を有することができる。図示していないが、隣接する表示装置１００間では、バイメタルフィルム１４０と第２の支持フィルム１２２は互いに直接、あるいは保護膜１３２を介して接してもよい。

筐体２５２内において、第１の支持フィルム１２０の第１の部分１２０＿１と第２の部分１２０＿２の間でアレイ基板１０２が折りたたまれてもよい。具体的には図１０に示すように、電子デバイス２５０は、第２の部分１２０＿２が第１の部分１２０＿１と重なるようアレイ基板１０２が折りたたまれた状態の表示装置１００を複数有することができる。なお、図１０では、見やすさを考慮し、接着層１２５＿１、接着層１２５＿２（図２参照）は図示していない。

第１実施形態で述べたように、表示装置１００にはアレイ基板１０２を含む積層体の温度変化による変形を防止するバイメタルフィルム１４０が設けられる。したがって、各表示装置１００は自発的に変形することがないため、電子デバイス２５０は外部環境や自己発熱によって自発的に変形しない。このため、本実施形態を適用することにより、温度変化に依存せず、ユーザが意図した形状を電子デバイス２５０に付与することができ、ハンドリング性に優れた電子デバイスを提供することができる。

＜第３実施形態＞
本実施形態では、表示装置１００とは構造が異なる表示装置２５４を説明する。表示装置１００と同一、あるいは類似する構造に関しては説明を省略することがある。

図１１に表示装置２５４の断面模式図を示す。表示装置２５４は、バイメタルフィルム１４０が設置されていない点、アレイ基板１０２が表示領域１０６において折りたたまれ、互いに重なる領域では第１の支持フィルム１２０の第１の部分１２０＿１が接着層１２５＿３によって互いに接着されている点で表示装置１００と異なる。各画素１０４に設けられる発光素子１６０からの発光は、第２の支持フィルムを通して取り出される。したがって表示装置２５４では、両側の面（図１１において、表示装置２５４の上側と下側）のみならず、側面からも映像を提供することが可能である。

表示装置２５４の一方の端部では、第１の部分１２０＿１と第２の部分１２０＿２の間にスペーサ１１８が設けられ、スペーサ１１８は接着層１２５＿１、１２５＿２を介してそれぞれ第１の部分１２０＿１と第２の部分１２０＿２と接着される。一方、表示装置２５４の他の端部にはスペーサ１１７が設けられる。スペーサ１１７によって表示領域１０６の折り返し部分の立体構造が安定化され、折り返し部分におけるアレイ基板１０２の変形を防止することができる。図１１の拡大図に示すように、スペーサ１１７の一部は第１の部分１２０＿１と接し、一部は接着層１２５＿３を介して第１の部分１２０＿１に接着される。図示しないが、第１実施形態と同様、均熱シート１３０を第１の支持フィルム１２０と接着層１２５＿３の間に設けてもよい。

表示装置１００の積層体と同様、アレイ基板１０２には内部応力が存在する。これに起因し、アレイ基板１０２は温度変化に従って自発的に変形する。しかしながら、上記構造を有する表示装置２５４は、表示領域１０６において接着層１２５＿３を対称面として対称な構造を有するため、バイメタルフィルム１４０を設けなくてもアレイ基板１０２の変形の力が相殺される。その結果、表示装置２５４の温度変化による自発的変形が抑制される。したがって、本実施形態を適用することにより、温度変化に依存せず、ユーザが意図した形状を表示装置２５４に付与することができ、ハンドリング性に優れた表示装置を低コストで提供することができる。なお、スペーサ１１７に対応する外側に当たる表示装置の側面箇所においては、第２の支持フィルム１２２が置き換わる形で保護膜１１６が設けられる形態となってもよい。この場合、この側面箇所の曲げに伴い、発光素子や表示用の回路が形成される箇所近辺が中立面となり、曲げ応力が発光素子や表示用の回路に印加されなくなり、信頼性が向上する。

＜第４実施形態＞
本実施形態では、表示装置１００とは構造が異なる表示装置２６０を説明する。表示装置１００と同一、あるいは類似する構造に関しては説明を省略することがある。

図１２に表示装置２６０の断面模式図を示す。この断面図は、図１の鎖線Ａ−Ａ´に沿った断面図であり、図２に相当する。表示装置２６０は、バイメタルフィルム１４０を持たないものの、二つのアレイ基板１０２＿１、１０２＿２を有する点で表示装置１００と異なる。すなわち、表示装置２６０は、第１の支持フィルム１２０、第１の支持フィルム１２０上の第１のアレイ基板１０２＿１、第１のアレイ基板１０２＿１上の第２のアレイ基板１０２＿２、第２のアレイ基板１０２＿２上の第２の支持フィルム１２２、および第１のアレイ基板１０２＿１と第２のアレイ基板１０２＿２の間の第３の支持フィルム１２４を有している。

第３の支持フィルム１２４は、互いに離間する第１の部分１２４＿１と第２の部分１２４＿２を有する。前者は、第１のアレイ基板１０２＿１や第２のアレイ基板１０２＿２の表示領域１０６やゲート側駆動回路１０８と重なり、後者は端子１１２やコネクタ１１４、駆動ＩＣ１１０と重なるように設けられる。第１の部分１２４＿１と第２の部分１２４＿２は、それぞれ接着層１２６＿３を介して第１のアレイ基板１０２＿１と第２のアレイ基板１０２＿２に固定される。

また、任意の構成として、第１の部分１２４＿１と第２の部分１２４＿２の間の領域において、第１のアレイ基板１０２＿１と第２のアレイ基板１０２＿２に挟まれるスペーサ１１９がさらに設けられていてもよい。図１２の拡大図に示すように、表示装置１００のスペーサ１１８と異なり、スペーサ１１９は曲面形状を有する必要は無く、互いに対向する平坦な面を有する。これらの面は接着層１２５によって第１のアレイ基板１０２＿１と第２のアレイ基板１０２＿２と固定される。

第１のアレイ基板１０２＿１では、基板１０１の上に画素回路が設けられ、第２のアレイ基板１０２＿２では、基板１０１の下に画素回路が設けられる。第１のアレイ基板１０２＿１と第２のアレイ基板１０２＿２の表示領域１０６は互いに重なるように配置される。したがって、第１のアレイ基板１０２＿１は表示装置２６０の上に画像を表示し、第２のアレイ基板１０２＿２は表示装置の下に画像を表示する。換言すると、表示装置２６０は両面に画像を表示することができる。

表示装置２６０の詳細な構造を断面図を用いて図１３に示す。図１３は、隣接する二つの画素１０４の画素回路のうち、駆動トランジスタ１５０、保持容量１５６、付加容量１５８、発光素子１６０の断面構造を示している。第１のアレイ基板１０２＿１と第２のアレイ基板１０２＿２はそれぞれ、表示装置１００のアレイ基板１０２と同一、あるいは類似する構造をとることができる。第１のアレイ基板１０２＿１の基板１０１＿１は接着層１２６＿４によって第３の支持フィルム１２４に接着される。同様に、第２のアレイ基板１０２＿２の基板１０１＿２は接着層１２６＿３によって第３の支持フィルム１２４に接着される。したがって、表示装置２６０は、第３の支持フィルム１２４を対称面として対称な構造を有する。

図１４に示すように、表示装置１００と同様、表示装置２６０も第３の支持フィルム１２４の第１の部分１２４＿１と第２の部分１２４＿２の間の領域において、第１のアレイ基板１０２＿１と第２のアレイ基板１０２＿２を折り曲げることができる。この場合、第２の部分１２４＿２は第１の部分１２４＿１と重なる。表示装置１００の場合と同様、折り曲げられた形状を維持するため、スペーサ１１８を設けてもよい。スペーサ１１８は第１の支持フィルム１２０と、第２の部分１２４＿２の間に挟持され、接着層１２５＿１、１２５＿２によって第１の支持フィルム１２０と、第２の部分１２４＿２に固定される。表示装置２６０をこのような形状に変形することで、少なくとも第２のアレイ基板１０２＿２の表示領域１０６の面積を維持したまま、表示装置２６０の見かけ上の面積を小さくすることができる。

表示装置１００の積層体と同様、第１のアレイ基板１０２＿１と第２のアレイ基板１０２＿２にはそれぞれ内部応力が存在する。これに起因し、第１のアレイ基板１０２＿１と第２のアレイ基板１０２＿２は、互いに離間した場合には温度変化に従って自発的に変形する。しかしながら、表示装置２６０は、第１のアレイ基板１０２＿１や第２のアレイ基板１０２＿２の主面に平行な面内に対称面を有するため、それぞれの変形の力が相殺される。その結果、表示装置２６０の温度変化による自発的変形が抑制される。したがって、本実施形態を適用することにより、温度変化に依存せず、ユーザが意図した形状を電子デバイス２５０に付与することができ、ハンドリング性に優れた電子デバイスを提供することができる。

＜第５実施形態＞
本実施形態では、複数の表示装置２６０を有する電子デバイス２７０の構造を説明する。第１から第４実施形態で述べた構造と同様、あるいは類似する構造に関しては説明を省略することがある。

図１５に示すように、電子デバイス２７０は、コネクタ１１４が接続された表示装置２６０を複数有する。複数の表示装置２６０は、その表示領域１０６が互いに重なるように配置される。電子デバイス２７０はさらに筐体２５２を有しており、筐体２５２はコネクタ１１４、第３の支持フィルム１２４の第２の部分１２４＿２、スペーサ１１９などを覆うように設けられる。筐体２５２の一部は、一つの表示装置２６０＿１の第２の支持フィルム１２２や、他の表示装置２６０＿２の第１の支持フィルム１２０を覆ってもよく、接していてもよい。電子デバイス２７０が有する表示装置２６０の数に制約はなく、三つ以上の表示装置２６０が備えられていてもよい。

上述したように、各表示装置２６０は両面に画像を表示することができる。したがってユーザは、電子デバイス２７０を本と同様の感覚で扱うことができ、より自然な使用感を享受することができる。

本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の表示装置を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略も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。

本明細書においては、開示例として主にＥＬ表示装置の場合を例示したが、他の適用例として、その他の自発光型表示装置、液晶表示装置、あるいは電気泳動素子などを有する電子ペーパ型表示装置など、あらゆるフラットパネル型の表示装置が挙げられる。また、中小型から大型まで、特に限定することなく適用が可能である。

上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

１００：表示装置、１０１：基板、１０２：アレイ基板、１０２＿１：第１のアレイ基板、１０２＿２：第２のアレイ基板、１０４：画素、１０６：表示領域、１０８：ゲート側駆動回路、１１２：端子、１１４：コネクタ、１１６：保護膜、１１７：スペーサ、１１８：スペーサ、１１９：スペーサ、１２０：第１の支持フィルム、１２０＿１：第１の部分、１２０＿２：第２の部分、１２２：第２の支持フィルム、１２４＿１：第１の部分、１２４＿２：第２の部分、１２４：第３の支持フィルム、１２５：接着層、１２５＿１：接着層、１２５＿２：接着層、１２５＿３：接着層、１２６：接着層、１３０：均熱シート、１３２：保護膜、１４０：バイメタルフィルム、１４２：第１の金属膜、１４４：第２の金属膜、１４６：中間層、１４８：酸化物層、１５０：駆動トランジスタ、１５２：第１のスイッチングトランジスタ、１５４：第２のスイッチングトランジスタ、１５６：保持容量、１５８：付加容量、１６０：発光素子、１６２：高電位電源線、１６４：低電位電源線、１６６：リセットトランジスタ、１７０：アンダーコート、１７２：半導体膜、１７２ａ：ドレイン領域、１７２ｂ：ソース領域、１７４：ゲート絶縁膜、１７６：ゲート電極、１７８：容量電極、１８０：層間絶縁膜、１８２：ドレイン電極、１８４：ソース電極、１８６：平坦化膜、１９０：接続電極、１９２：付加容量電極、１９４：絶縁膜、１９６：隔壁、１９８：開口、２００：画素電極、２０２：ＥＬ層、２０４：ホール輸送層、２０６：発光層、２０８：電子輸送層、２１０：対向電極、２２０：パッシベーション膜、２２２：第１の層、２２４：第２の層、２２６：第３の層、２５０：電子デバイス、２５２：筐体、２５４：表示装置、２６０：表示装置、２７０：電子デバイス

Claims (21)

1. 可撓性基板、および前記可撓性基板上に画素回路を有するアレイ基板と、
   前記アレイ基板下の第１の支持フィルムと、
   前記アレイ基板上の第２の支持フィルムと、
   接着層を介して前記第１の支持フィルム下に位置し、第１の膜と第２の膜を含む部材を有し、
   前記第１の膜と前記第２の膜は、互いに熱膨張係数が異なる表示装置。
2. 前記第１の膜と前記第２の膜は、それぞれ第１の金属と第２の金属を有する第１の金属膜と第２の金属膜であり、
   前記第１の金属と前記第２の金属は、独立に、銅、ニッケル、亜鉛、マンガン、鉄、コバルト、アルミニウム、スズ、鉛、および銀から選択される、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１の膜と前記第２の膜の界面に、前記第１の金属と前記第２の金属の金属間化合物、あるいは合金が含まれる、請求項２に記載の表示装置。
4. 前記金属間化合物、あるいは前記合金は、前記界面に不連続に分布する、請求項３に記載の表示装置。
5. 前記第１の膜と前記第２の膜の界面に、前記第１の金属の酸化物、あるいは前記第２の金属の酸化物が含まれる、請求項２に記載の表示装置。
6. 前記第１の金属の前記酸化物、あるいは前記第２の金属の前記酸化物は、前記界面に不連続に分布する、請求項５に記載の表示装置。
7. 前記第１の支持フィルムと前記部材の間に第３の金属膜をさらに有し、
   前記第３の金属膜は、第２の接着層によって前記第１の支持フィルムに接着される、請求項１に記載の表示装置。
8. 前記第３の金属膜は、アルミニウム、銅、および鉄から選択される、請求項７に記載の表示装置。
9. 前記第１の支持フィルム、前記アレイ基板、前記第２の支持フィルムの積層は、温度上昇によって、前記第１の支持フィルムが前記第２の支持フィルムに対して内側に位置するように湾曲するように構成され、
   前記部材は、温度上昇によって、前記第２の膜が前記第１の膜に対して内側に位置するように湾曲するように構成される、請求項１に記載の表示装置。
10. 前記第１の支持フィルム、前記アレイ基板、前記第２の支持フィルムの積層は、温度上昇によって、前記第１の支持フィルムが前記第２の支持フィルムに対して外側に位置するように湾曲するように構成され、
    前記部材は、温度上昇によって、前記第２の膜が前記第１の膜に対して外側に位置するように湾曲するように構成される、請求項１に記載の表示装置。
11. 複数の表示装置と、
    筐体を有し、
    前記複数の表示装置のそれぞれは、
    可撓性基板、および前記可撓性基板上に画素回路を有するアレイ基板と、
    前記アレイ基板下の第１の支持フィルムと、
    前記アレイ基板上の第２の支持フィルムと、
    接着層を介して前記第１の支持フィルム下に位置する部材と、
    前記アレイ基板に接続されるコネクタを有し、
    前記筐体は前記コネクタを覆い、
    前記複数の表示装置のそれぞれにおいて、
    前記部材は、第１の膜、および前記第１の膜上の第２の膜を有し、
    前記第１の膜と前記第２の膜は、互いに熱膨張係数が異なる電子デバイス。
12. 前記複数の表示装置のそれぞれにおいて、
    前記第１の膜と前記第２の膜は、それぞれ第１の金属と第２の金属を有する第１の金属膜と第２の金属膜であり、
    前記第１の金属と前記第２の金属は、独立に、銅、ニッケル、亜鉛、マンガン、鉄、コバルト、アルミニウム、スズ、鉛、および銀から選択される、請求項１１に記載の電子デバイス。
13. 前記複数の表示装置のそれぞれにおいて、前記第１の膜と前記第２の膜の界面に、前記第１の金属と前記第２の金属の金属間化合物、あるいは合金を含む、請求項１２に記載の電子デバイス。
14. 前記金属間化合物、あるいは前記合金は、前記界面に不連続に分布する、請求項１３に記載の電子デバイス。
15. 前記複数の表示装置のそれぞれにおいて、前記第１の膜と前記第２の膜の界面に、前記第１の金属の酸化物、あるいは前記第２の金属の酸化物が含まれる、請求項１２に記載の電子デバイス。
16. 前記第１の金属の前記酸化物、あるいは前記第２の金属の前記酸化物は、前記界面に不連続に分布する、請求項１５に記載の電子デバイス。
17. 前記複数の表示装置は、前記第１の支持フィルムと前記部材の間に第３の金属膜をさらに有し、
    前記複数の表示装置のそれぞれにおいて、前記第３の金属膜は、第２の接着層によって前記第１の支持フィルムに接着される、請求項１１に記載の電子デバイス。
18. 前記複数の表示装置のそれぞれにおいて、前記第３の金属膜は、アルミニウム、銅、および鉄から選択される、請求項１７に記載の電子デバイス。
19. 前記複数の表示装置のそれぞれにおいて、
    前記第１の支持フィルム、前記アレイ基板、前記第２の支持フィルムの積層は、温度上昇によって、前記第１の支持フィルムが前記第２の支持フィルムに対して内側に位置するように湾曲するように構成され、
    前記部材は、温度上昇によって、前記第２の膜が前記第１の膜に対して内側に位置するように湾曲するように構成される、請求項１１に記載の電子デバイス。
20. 前記複数の表示装置のそれぞれにおいて、
    前記第１の支持フィルム、前記アレイ基板、前記第２の支持フィルムの積層は、温度上昇によって、前記第１の支持フィルムが前記第２の支持フィルムに対して外側に位置するように湾曲するように構成され、
    前記部材は、温度上昇によって、前記第２の膜が前記第１の膜に対して外側に位置するように湾曲するように構成される、請求項１１に記載の電子デバイス。
21. 第１の可撓性基板、および前記第１の可撓性基板下の画素回路を有する第１のアレイ基板と、
    前記第１のアレイ基板上に位置し、第２の可撓性基板、および前記第２の可撓性基板上の画素回路を有するの第２のアレイ基板と、
    前記第１のアレイ基板下の第１の支持フィルムと、
    前記第２のアレイ基板上の第２の支持フィルムと、
    前記第１のアレイ基板と前記第２のアレイ基板の間の第３の支持フィルムを有し、
    前記第２の支持フィルムは、接着層により、前記第１のアレイ基板と前記第２のアレイ基板に接着される電子デバイス。

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