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Abstract
【課題】製造工程を簡略化しつつ、折り曲げの影響を受けずに良好な画像を表示する表示装置を提供する。【解決手段】離間して配置された複数の第1領域11と、複数の第1領域の間に所定の間隔を有して、配置された複数の第2領域12と、を含む表示領域103を有し、複数の第1領域のそれぞれは、トランジスタ110と、第1平坦化層150−1と、配線160と、バンク層157と、第1無機絶縁層162、第2有機絶縁層164および第2無機絶縁層166をこの順で積層した第1封止層161−1と、表示素子130と、を有し、複数の第2領域のそれぞれは、第2平坦化層150−2と、配線と、第1無機絶縁層および第2無機絶縁層をこの順で積層した第2封止層161−2と、を有し、第2平坦化層の膜厚は、第1平坦化層の膜厚よりも小さい表示装置。【選択図】図3
Description
本発明の一実施形態は、表示装置に関する。
電気器具および電子機器に用いられる表示装置として、液晶の電気光学効果を利用した液晶表示素子を用いた表示装置または有機エレクトロルミネセンス(有機EL:Organic Electro−Luminescence)素子を表示素子として用いた表示装置が開発、商品化されている。
また、表示装置の小型化および軽量化のために、折り曲げ可能な表示装置に対するニーズがある。特許文献1には、折り曲げ部(非表示領域)を有する表示装置が開示されている。
一方で、特許文献1の場合、非表示領域(折り曲げ領域)において、支持基板を除去する必要がある。そのため、製造工程が複雑になったり、製造コストが高くなったりする恐れがある。
また、表示領域に折り曲げ部を設ける場合、曲げによるひずみが生じる。これにより、表示領域に黒点が生じたり、または配線が破断したりするなどの表示不良が生じる恐れがある。
このような課題に鑑み、本発明は、製造工程を簡略化しつつ、折り曲げの影響を受けずに良好な画像を表示する表示装置を提供することを目的の一つとする。
本発明の一実施形態は、離間して配置された複数の第1領域と、複数の第1領域の間に所定の間隔を有して、配置された複数の第2領域と、を含む表示領域を有し、複数の第1領域のそれぞれは、トランジスタと、第1平坦化層と、配線と、第1有機絶縁層と、第1無機絶縁層、第2有機絶縁層および第2無機絶縁層をこの順で積層した第1封止層と、表示素子と、を有し、複数の第2領域のそれぞれは、第2平坦化層と、配線と、第1無機絶縁層および第2無機絶縁層をこの順で積層した第2封止層と、を有し、第2平坦化層の膜厚は、第1平坦化層の膜厚よりも小さいことを特徴としたものである。
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(又は数字の後に−1、−2などを付した符号)を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第1」、「第2」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。
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。
また、本明細書において、「導電層」、「電極」、「配線」という言葉とは、同様の意味を有し、状況に応じて入れ替えることが可能である。
<第1実施形態>
以下に、本発明の実施形態に係る表示装置を示す。図1は、表示装置10の上面図である。
以下に、本発明の実施形態に係る表示装置を示す。図1は、表示装置10の上面図である。
(1−1.表示装置の構成)
図1において、表示装置10は、基板100、表示領域103、周縁部104、駆動回路105、駆動回路106およびフレキシブルプリント基板108を有する。駆動回路105は、ゲートドライバとしての機能を有する。駆動回路106は、ソースドライバとしての機能を有する。表示領域103には、画素101が格子状に離間して複数配置される。画素101は、画像の構成要素として機能する。具体的には、画素101は後述する表示素子130を含んでいる。表示素子130は、発光する機能を有する。つまり、表示素子130は、発光領域であるということができる。したがって、画素101は、発光領域を含んでいる。走査線145cは、駆動回路105と接続される。信号線147bは、駆動回路106と接続される。画素101は、走査線145cおよび信号線147bと接続される。
図1において、表示装置10は、基板100、表示領域103、周縁部104、駆動回路105、駆動回路106およびフレキシブルプリント基板108を有する。駆動回路105は、ゲートドライバとしての機能を有する。駆動回路106は、ソースドライバとしての機能を有する。表示領域103には、画素101が格子状に離間して複数配置される。画素101は、画像の構成要素として機能する。具体的には、画素101は後述する表示素子130を含んでいる。表示素子130は、発光する機能を有する。つまり、表示素子130は、発光領域であるということができる。したがって、画素101は、発光領域を含んでいる。走査線145cは、駆動回路105と接続される。信号線147bは、駆動回路106と接続される。画素101は、走査線145cおよび信号線147bと接続される。
表示装置10において、フレキシブルプリント基板108を介して映像信号が駆動回路106に入力される。次に、駆動回路105および駆動回路106が画素101内の表示素子130(図3を参照)を走査線145cおよび信号線147bを介して駆動させる。その結果、表示領域103において静止画および動画が表示される。以下において、表示領域103について詳細に説明する。
(1−2.表示領域の構成)
図2は、表示装置10の表示領域103の上面図である。図2に示すように、表示領域103は、複数の第1領域11および複数の第2領域12を含む。複数の第1領域11のそれぞれは、画素101を含む。上述したように、画素101は表示素子130、つまり発光領域を有していることから、第1領域11は発光領域を有するということができる。第1領域11(画素101)は、格子状に離間して複数配置される。画素101は、赤色を発光する画素101R、緑色を発光する画素101Gおよび青色を発光する画素101Bを含む。この例では、画素101R、画素101Gおよび画素101Bが、それぞれ表示領域の短軸方向(第1方向D1という場合がある)に並んで配置される。また、第1方向D1と交差する表示領域の長軸方向(第2方向D2という場合がある)において、画素101R、画素101Gおよび画素101Bがこの順に周期的に配列される。なお、画素101R、画素101G、画素101Bとして分けて説明する必要がない場合は、画素101として説明する。
図2は、表示装置10の表示領域103の上面図である。図2に示すように、表示領域103は、複数の第1領域11および複数の第2領域12を含む。複数の第1領域11のそれぞれは、画素101を含む。上述したように、画素101は表示素子130、つまり発光領域を有していることから、第1領域11は発光領域を有するということができる。第1領域11(画素101)は、格子状に離間して複数配置される。画素101は、赤色を発光する画素101R、緑色を発光する画素101Gおよび青色を発光する画素101Bを含む。この例では、画素101R、画素101Gおよび画素101Bが、それぞれ表示領域の短軸方向(第1方向D1という場合がある)に並んで配置される。また、第1方向D1と交差する表示領域の長軸方向(第2方向D2という場合がある)において、画素101R、画素101Gおよび画素101Bがこの順に周期的に配列される。なお、画素101R、画素101G、画素101Bとして分けて説明する必要がない場合は、画素101として説明する。
第2領域12は、複数の第1領域11(画素101)の間に配置される。この例では、第2方向において第1領域11のうち画素101Bと画素101Rとの間に第2領域12が配置される。このとき、第2領域12は第1方向D1に沿って並んで配置される。また、第2領域12は、第1領域11(画素101)と同様に、第2方向D2に並んで配置される。上記において、第2領域12は、所定の間隔を有して配置されているということができる。
なお、上記において、第2領域12は、第1領域11とは異なり表示素子130を含まない。そのため、第2領域12は、発光しない。したがって、第2領域12は、非発光領域(ダミー画素領域ともいう)であるということができる。
(1−3.第1領域および第2領域の断面構成)
次に、第1領域11(画素101)と第2領域12の断面構成について詳述する。図3は、図2に示した表示装置10の表示領域103における第1領域11(画素101)のA1−A2間の断面図および第2領域12のB1−B2間の断面図である。図3に示すように、第1領域11(画素101)は、トランジスタ110、容量素子120、容量素子121、平坦化層150−1、表示素子130、走査線145c、信号線147bなどの配線、バンク層157および封止層161−1を含む。第2領域12は、平坦化層150−2、走査線145c、信号線147bなどの配線、および封止層161−2を含む。なお、第2領域12は、第1領域11の間に設けられるため、第2領域12の両側にバンク層157の端部157Eおよび有機絶縁層164の端部164Eを含んでもよい。なお、表示装置10は、上記以外に基板100、絶縁層141、絶縁層149、接着層195および基板200を含む。平坦化層150−1と、平坦化層150−2とを分けて説明する必要がない場合には平坦化層150として説明する。また、封止層161−1と、封止層161−2とを分けて説明する必要がない場合は、封止層161として説明する。
次に、第1領域11(画素101)と第2領域12の断面構成について詳述する。図3は、図2に示した表示装置10の表示領域103における第1領域11(画素101)のA1−A2間の断面図および第2領域12のB1−B2間の断面図である。図3に示すように、第1領域11(画素101)は、トランジスタ110、容量素子120、容量素子121、平坦化層150−1、表示素子130、走査線145c、信号線147bなどの配線、バンク層157および封止層161−1を含む。第2領域12は、平坦化層150−2、走査線145c、信号線147bなどの配線、および封止層161−2を含む。なお、第2領域12は、第1領域11の間に設けられるため、第2領域12の両側にバンク層157の端部157Eおよび有機絶縁層164の端部164Eを含んでもよい。なお、表示装置10は、上記以外に基板100、絶縁層141、絶縁層149、接着層195および基板200を含む。平坦化層150−1と、平坦化層150−2とを分けて説明する必要がない場合には平坦化層150として説明する。また、封止層161−1と、封止層161−2とを分けて説明する必要がない場合は、封止層161として説明する。
トランジスタ110は、半導体層142、ゲート絶縁層143、ゲート電極145a、およびソース・ドレイン電極147aを有する。トランジスタ110は、トップゲート・トップコンタクト構造を有しているが、これに限定されず、ボトムゲート構造としてもよいし、ボトムコンタクト構造としてもよい。
容量素子120には、ゲート絶縁層143を誘電体として半導体層142のソースまたはドレイン領域および容量電極145bが用いられる。また、容量素子121は、絶縁層154を誘電体として、導電層153および画素電極155が用いられる。
表示素子130には、画素電極155、有機EL層159および対向電極160が用いられる。つまり、表示素子130は、有機EL発光素子であるということができる。表示素子130は、有機EL層159で発光した光を対向電極160側に放射する、いわゆるトップエミッション型の構造を有する。なお、表示素子130は、トップエミッション型に限定されず、ボトムエミッション型の構造としてもよい。なお、表示素子130のうち対向電極160は第1領域11(画素101)のみでなく、第2領域12にも配置されている。そのため、画素電極155、有機EL層159および対向電極160が重畳する部分(つまり発光する部分)を表示素子130としてもよい。
平坦化層150は、平坦化膜としての機能を有し、絶縁層149およびソース・ドレイン電極147aおよび信号線147b上に設けられる。平坦化層150において、第1領域11(画素101)に設けられた平坦化層150−1および第2領域12に設けられた平坦化層150−2には、同じ材料が用いてもよい。一方、平坦化層150−1の膜厚および平坦化層150−2の膜厚は異なる。平坦化層150−2の膜厚は、平坦化層150−1の膜厚よりも小さいことが好ましい。平坦化層150−2の膜厚は、平坦化層150−1の膜厚の50%以下、より好ましくは40%以下である。具体的には、平坦化層150−2の膜厚は、1μm以下であることが好ましい。
平坦化層150−1および平坦化層150−2は、有機樹脂を含む。この例では、平坦化層150−1および平坦化層150−2には、アクリル樹脂が用いられる。なお、平坦化層150−1および平坦化層150−2には、アクリル樹脂に限定されずに、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂などが用いられてもよい。また、平坦化層150−1および平坦化層150−2には、有機樹脂と無機材料との積層が用いられてもよい。
バンク層157には、画素電極155の周縁部を覆うと共に、画素電極155の端部を覆う。バンク層157には、有機絶縁層が用いられる。例えば、ポリイミド樹脂等の有機樹脂材料が用いられる。また、バンク層157には、表示画像のコントラスト比を高めるために、黒色顔料を含む有機樹脂材料を用いてもよい。バンク層157の膜厚は限定されないが、500nm以上5μm以下であることが好ましい。
封止層161は、表示装置10の外部から表示素子130への水分の混入を防止する機能を有する。
封止層161のうち、封止層161−1は、無機絶縁層162、有機絶縁層164および無機絶縁層166がこの順で積層されている。封止層161−2は、無機絶縁層162および無機絶縁層166がこの順で積層されている。無機絶縁層162や無機絶縁層166の間には、更に1以上の無機層や有機層が含まれていてもよい。封止層161は外部からの水分侵入を防止する。封止層161のうち、無機絶縁層162および無機絶縁層166は水分侵入を防止する。有機無機絶縁層162および無機絶縁層166の間には有機絶縁層164が設けられる。例えば、有機絶縁層164が無い場合、無機絶縁層162上のパーティクルが原因で無機絶縁層162や無機絶縁層166にホールが形成される場合がある。表示素子130上方において、有機絶縁層164はこのパーティクルを覆い、無機絶縁層162や無機絶縁層166にホールが形成されるのを防止する。結果として、水分による有機EL層159の劣化を防止できる。
無機絶縁層162および無機絶縁層166の膜厚は限定されないが、好ましくは50nm以上200nm以下である。無機絶縁層162および無機絶縁層166は、無機材料が用いられる。この例では、無機絶縁層162および無機絶縁層166の少なくともいずれかには窒化シリコン膜が用いられる。窒化シリコン膜は、緻密であり、水分を遮断するうえで好適である。
有機絶縁層164は、製造時に混入する異物を覆うことができる。有機絶縁層164の膜厚は限定されないが、好ましくは5μm以上20μm以下である。なお、有機絶縁層164には、平坦化層150と同様の材料が用いられる。
上記において、第2領域12に、第1領域11(画素101)に比べてトランジスタ110、容量素子120、容量素子121、表示素子130、バンク層157、有機絶縁層164設けなくてもよい。また、第2領域12の平坦化層150−2の膜厚は、第1領域11(画素101)の平坦化層150−1に比べて小さい。したがって、第2領域12の全体の厚さは、第1領域11(画素101)の全体の厚さよりも小さいということができる。
(1−4.表示装置の折り曲げについて)
ここで、表示装置10を折り曲げることを仮定する。図4(A)は、表示装置10のうち表示領域103の折り曲げ前の断面模式図である。図4(B)は、表示装置10のうち表示領域103の折り曲げ後の断面模式図である。図4(B)に示すように、第1領域11(画素101)の厚さと、第2領域12の厚さに差が設けられている。これにより、折り曲げ時に第1領域11(画素101)にかかる圧縮応力(ひずみ)が第2領域12によって設けられた空間により分散されることになる。つまり、曲げによるひずみが第1領域11(画素101)に加わりづらくなる。したがって、画素における不良の発生(例えば、膜剥がれによる黒点の発生)が抑制される。なお、表示領域103は、折り曲げに対して冗長性を有するということができる。上記において、第2領域12は、応力制御領域といってもよい。
ここで、表示装置10を折り曲げることを仮定する。図4(A)は、表示装置10のうち表示領域103の折り曲げ前の断面模式図である。図4(B)は、表示装置10のうち表示領域103の折り曲げ後の断面模式図である。図4(B)に示すように、第1領域11(画素101)の厚さと、第2領域12の厚さに差が設けられている。これにより、折り曲げ時に第1領域11(画素101)にかかる圧縮応力(ひずみ)が第2領域12によって設けられた空間により分散されることになる。つまり、曲げによるひずみが第1領域11(画素101)に加わりづらくなる。したがって、画素における不良の発生(例えば、膜剥がれによる黒点の発生)が抑制される。なお、表示領域103は、折り曲げに対して冗長性を有するということができる。上記において、第2領域12は、応力制御領域といってもよい。
一方で、第2領域12には、無機絶縁層162および無機絶縁層166が積層された封止層161−2を有する。したがって、第2領域12を有する表示領域103は、第1領域11(画素101)とともに十分に水分遮断機能を有する。したがって、水分侵入による表示素子130の劣化を抑えることができる。
以上より、表示装置10は、折り曲げても、表示不良を抑えることができる。つまり、表示装置10は、折り曲げの影響を受けずに良好な画像を表示することができる。
(1−5.表示装置の各層の構成)
表示装置10は、上記以外に基板100、絶縁層141、絶縁層149、接着層195および基板200を含む。トランジスタ110、容量素子120、容量素子121および表示素子130を構成する各層も含めて、以下に説明する。
表示装置10は、上記以外に基板100、絶縁層141、絶縁層149、接着層195および基板200を含む。トランジスタ110、容量素子120、容量素子121および表示素子130を構成する各層も含めて、以下に説明する。
基板100および基板200は、有機樹脂基板が用いられる。有機樹脂基板の板厚は限定されないが、数μm以上数十μm以下とした場合、可撓性を有するシートディスプレイを実現することが可能となる。また、基板100および基板200は、表示素子からの出射光を外に取り出すために、透明性が求められる場合がある。表示素子からの出射光を取り出さない側にある基板は、透明である必要は無いため、前述の材料に加えて、金属材料が用いられてもよい。板厚が薄い(例えば50μm以上200μm以下)場合には、ガラス基板を用いてもよい。
絶縁層141は、基板100上に設けられ、下地膜としての機能を有する。これにより、基板100から不純物、代表的にはアルカリ金属、水、水素等の半導体層142への拡散を抑制することができる。
半導体層142は、絶縁層141上に設けられる。半導体層142は、シリコン、酸化物半導体または有機物半導体などが用いられる。
ゲート絶縁層143は、絶縁層141、および半導体層142上に設けられる。ゲート絶縁層143には、酸化シリコン、酸窒化シリコン、窒化シリコン或いはその他高誘電率の無機材料が用いられる。
ゲート電極145aは、ゲート絶縁層143上に設けられる。ゲート電極145aは、走査線145cと適宜接続される。なお、ゲート電極145aと容量電極145bは、同じくゲート絶縁層143上に設けられる。ゲート電極145aと容量電極145bとは、前述の導電材料の単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。また、ゲート電極145a、容量電極145bおよび走査線145cは、展性および延性を有することが好ましい。これにより、折り曲げ時の破断が防止される。ゲート電極145a、容量電極145bおよび走査線145cは、共にタンタル、タングステン、チタン、モリブデン、アルミニウム等から選ばれた導電材料で形成される。
絶縁層149には、ゲート絶縁層143と同様の材料が用いられる。絶縁層149は、ゲート絶縁層143、ゲート電極145a、容量電極145bおよび走査線145c上に設けられる。なお、絶縁層149は、単層としてもよいし、上記材料の積層構造としてもよい。
ソース・ドレイン電極147aは、絶縁層149上に設けられる。ソース・ドレイン電極147aは、信号線147bと適宜接続される。ソース・ドレイン電極147aには、ゲート電極145aの材料例として挙げたものと同様の材料が用いられる。このとき、ソース・ドレイン電極147aにゲート電極145aと同じ材料を用いても良いし、異なる材料を用いても良い。ソース・ドレイン電極147aに加え、他の配線も同じ導電材料を用いて形成されるため、ソース・ドレイン電極147aは、低抵抗であること、半導体層142との接合性の良いこと等が求められる。
導電層153は、平坦化層150上に設けられる。導電層153には、ゲート電極145aと同じ材料を用いてもよいし、異なる材料を用いてもよい。導電層153に加え、特に図示していないが、前述のソース・ドレイン電極147aと接合される他の配線も同じ導電材料を用いて形成される。そのため、導電層153は、低抵抗であること、ソース・ドレイン電極147aを構成する導電材料との接合性の良いこと等が求められる。
絶縁層154は、平坦化層150および導電層153上に設けられる。絶縁層154は、ゲート絶縁層143と同様の材料が用いられる。
画素電極155は、表示素子130の陽極としての機能を有する。さらに画素電極155は、光を反射させる性質を有することが好ましい。前者の機能として好ましいのは酸化インジウム錫(ITO)や酸化インジウム亜鉛(IZO)等の酸化物導電材料であり、後者の機能として好ましいのはアルミニウムや銀といった表面反射性の高い導電材料が挙げられる。これらの機能を両立するため、前述の材料の積層、具体的にはアルミニウムや銀といった表面反射性の高い導電層上に、ITOやIZO等の酸化物導電層を積層するといった構造が採用される。
有機EL層159は、画素電極155上に設けられる。有機EL層159は、有機エレクトロルミネセンス材料などの発光材料を有する。
対向電極160は、表示素子130の陰極としての機能を有する。対向電極160は、複数の画素電極155に跨って、画素電極155を連続的に覆うように設けられている。対向電極160には有機EL層159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材料が設けられる。
対向電極160には透光性が求められるのと同時に、画素電極155の反射面との間でマイクロキャビティを形成するための反射性が求められる。このため、対向電極160は、半透過膜として形成される。具体的には、銀、マグネシウム、又はそれらの合金でなる層を、光が透過する程度の膜厚で形成される。
接着層195には、無機材料、有機材料、または有機材料と無機材料の複合材料が用いられる。例えば、接着層195にはアクリル樹脂が用いられる。
(1−6.表示装置の製造方法)
以下、表示装置10の製造方法について、図5乃至図11を用いて説明する。
以下、表示装置10の製造方法について、図5乃至図11を用いて説明する。
(1−6−1.トランジスタの形成)
まず、図5および図6に示すように基板100の第1面(断面方向から見た場合の上面)に、絶縁層141、半導体層142およびゲート絶縁層143を形成後、ゲート絶縁層143上にゲート電極145aを形成する。各層は、適宜フォトリソグラフィ法、ナノインプリンティング法、インクジェット法またはエッチング法などを用いて、所定の形状に加工される。
まず、図5および図6に示すように基板100の第1面(断面方向から見た場合の上面)に、絶縁層141、半導体層142およびゲート絶縁層143を形成後、ゲート絶縁層143上にゲート電極145aを形成する。各層は、適宜フォトリソグラフィ法、ナノインプリンティング法、インクジェット法またはエッチング法などを用いて、所定の形状に加工される。
例えば、基板100として有機樹脂基板を用いる場合、ポリイミド基板が用いられる。
絶縁層141は、酸化シリコン、酸窒化シリコン、窒化シリコン等の材料を用いて形成される。絶縁層141は、単層であっても、積層であってもよい。絶縁層141は、CVD法、スピンコーティング法または印刷法などにより形成される。
半導体層142としてシリコン材料を用いる場合、例えばアモルファスシリコン、多結晶シリコンなどが用いられる。また、半導体層142として酸化物半導体を用いる場合、例えばインジウム、ガリウム、亜鉛、チタン、アルミニウム、錫、セリウムなどの金属材料が用いられる。例えば、インジウム、ガリウム、亜鉛を有する酸化物半導体(IGZO)を用いることができる。半導体層142は、スパッタリング法、蒸着法、めっき法またはCVD法などにより形成される。なお、図5に示すように、第2領域12には、半導体層142は、形成されなくてもよい。
ゲート絶縁層143には、酸化シリコン、酸窒化シリコン、窒化シリコン、窒酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ハフニウムなどを一種以上含む絶縁膜が用いられる。ゲート絶縁層143は、絶縁層141と同様の方法により形成することができる。
ゲート電極145aは、タングステン、アルミニウム、クロム、銅、チタン、タンタル、モリブデン、ニッケル、鉄、コバルト、タングステン、インジウム、亜鉛から選ばれた金属元素、または上記金属元素を成分とする合金か、上述した金属元素を組み合わせた合金等の材料を用いて形成される。また、ゲート電極145aには、上記材料に窒素、酸素、水素などが含有されたものが用いられてもよい。例えば、ゲート電極145aとして、スパッタリング法により形成したアルミニウム(Al)層、チタン層(Ti)の積層膜が用いられる。
なお、図6に示すように、容量電極145bおよび走査線145cもゲート電極145aと同時に形成される。
次に、ゲート絶縁層143、ゲート電極145a、容量電極145bおよび走査線145c上に絶縁層149を形成する。絶縁層149は、ゲート絶縁層143と同様の材料、方法が用いられる。例えば、絶縁層149として、プラズマCVD法により形成した酸化シリコン膜が用いられる。
次に、図7に示すように、絶縁層149上にソース・ドレイン電極147aを形成する。ソース・ドレイン電極147aは、ゲート電極145aと同様の材料、方法を用いることができる。ソース・ドレイン電極147aは、絶縁層149に開口部を形成してから形成され、半導体層142のソース・ドレイン領域と接続される。なお、このとき信号線147bも同時に形成される。
次に、図8に示すように、絶縁層149およびソース・ドレイン電極147a上に平坦化層150−1を形成する。平坦化層150−1は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミドなどの有機絶縁材料が用いられる。平坦化層150−1は、スピンコーティング法、印刷法、インクジェット法などにより形成することができる。例えば、平坦化層150−1として、スピンコーティング法により形成したアクリル樹脂を用いることができる。平坦化層150−1は、上面が平坦となる程度に形成される。
次に、図9に示すように、第2領域12において、平坦化層150−1の膜厚を低減させるために(例えば1μm以下になるまで)平坦化層150−1を加工する。このとき、平坦化層150−1は、フォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いて行われる。なお、平坦化層150−1が感光材を有する場合には、フォトリソグラフィ法のみでもよい。これにより、第2領域12には平坦化層150−2が形成される。
(1−6−2.表示素子の形成)
次に、図10に示すように、平坦化層150−1上に、容量素子121(導電層153、絶縁層154および画素電極155で形成される)、表示素子130(画素電極155、有機EL層159および対向電極160で形成される)、バンク層157を形成する。各層は、適宜フォトリソグラフィ法、ナノインプリンティング法、インクジェット法またはエッチング法などを用いて、所定の形状に加工される。
次に、図10に示すように、平坦化層150−1上に、容量素子121(導電層153、絶縁層154および画素電極155で形成される)、表示素子130(画素電極155、有機EL層159および対向電極160で形成される)、バンク層157を形成する。各層は、適宜フォトリソグラフィ法、ナノインプリンティング法、インクジェット法またはエッチング法などを用いて、所定の形状に加工される。
まず、平坦化層150−1上に導電層153を形成する。導電層153は、ゲート電極145aと同様の材料および方法により形成することができる。例えば、導電層153として、スパッタリング法により形成したモリブデン、アルミニウム、モリブデンの積層膜が用いられる。
次に、導電層153上に絶縁層154を形成する。絶縁層154は、ゲート絶縁層143と同様の材料および方法により形成される。例えば、絶縁層154として、プラズマCVD法により形成した窒化シリコン膜が用いられる。なお、絶縁層154は、加工されなくてもよい。このとき、第2領域12にも絶縁層154が形成される。
次に、第1領域11(画素101)において、絶縁層154上に、画素電極155を形成する。例えば、画素電極155は、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、等の光反射性の金属材料を用いてもよいし、正孔注入性に優れる酸化インジウム錫(ITO)や酸化インジウム亜鉛(IZO)による透明導電層と、光反射性の金属層とが積層された構造を有していてもよい。画素電極155は、ゲート電極145aと同様の方法により形成される。例えば、画素電極155として、スパッタリング法により形成したITO、銀、ITOの積層膜が用いられる。
次に、第1領域11(画素101)において、絶縁層154および画素電極155上に、バンク層157を形成する。バンク層157は、画素電極155の上面を露出するように開口部が形成される。画素電極155の端部はバンク層157により覆われる。例えば、バンク層157として、スピンコーティング法により形成したポリイミド膜が用いられる。このとき、図10に示すように一部を除いて第2領域12のポリイミド膜は除去される。
次に、第1領域11(画素101)において、画素電極155、バンク層157上に有機EL層159を形成する。有機EL層159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EL層159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を含んで構成されていてもよい。
また、有機EL層159は、少なくとも画素電極155と重畳するように形成される。有機EL層159は、真空蒸着法、印刷法、スピンコーティング法などにより形成される。有機EL層159を真空蒸着法により形成する場合、適宜シャドーマスクを用い、成膜されない領域を設けながら形成してもよい。有機EL層159は、隣接する画素と異なる材料を用いて形成してもよいし、全ての画素において同一の有機EL層159を用いてもよい。
次に、第1領域11(画素101)において画素電極155および有機EL層159に跨るように、対向電極160を形成する。対向電極160には、酸化インジウム錫(ITO)や酸化インジウム亜鉛(IZO)等の透明導電膜、または銀(Ag)とマグネシウムの合金を用いることができる。また、対向電極160は、真空蒸着法、スパッタリング法により形成することができる。例えば、対向電極160として、蒸着法により成膜した銀(Ag)とマグネシウムの合金膜が用いられる。なお、対向電極160は、加工されずに形成されてもよい。このとき、図10に示すように第2領域12にも対向電極160が形成される。
(1−6−3.封止層の形成)
次に、図11に示すように、第1領域11(画素101)において対向電極160上に、封止層161−1となる無機絶縁層162、有機絶縁層164および無機絶縁層166を順に形成する。無機絶縁層162と無機絶縁層166の間にさらに1以上の無機層や有機層を形成してもよい。また、第2領域12において対向電極160上に封止層161−2となる無機絶縁層162および無機絶縁層166を順に形成する。封止層161−1および封止層161−2で、表示領域103全面を覆うように形成される。
次に、図11に示すように、第1領域11(画素101)において対向電極160上に、封止層161−1となる無機絶縁層162、有機絶縁層164および無機絶縁層166を順に形成する。無機絶縁層162と無機絶縁層166の間にさらに1以上の無機層や有機層を形成してもよい。また、第2領域12において対向電極160上に封止層161−2となる無機絶縁層162および無機絶縁層166を順に形成する。封止層161−1および封止層161−2で、表示領域103全面を覆うように形成される。
無機絶縁層162および無機絶縁層166には、酸化アルミニウム、酸化シリコン、窒化シリコンなどを一種以上含む絶縁膜が用いられる。無機絶縁層162および無機絶縁層166は、プラズマCVD法、熱CVD法、蒸着法、スピンコーティング法、スプレー法、または印刷法を用いて形成される。例えば、無機絶縁層162および無機絶縁層166には、プラズマCVD法で形成した窒化シリコン膜と酸化シリコン膜の積層膜を用いることができる。無機絶縁層162および無機絶縁層166の膜厚は、50nm以上200nm以下としてもよい。
有機絶縁層164には、アクリル、ポリイミド、エポキシ等の材料を用いることができる。また、有機絶縁層164は、この例ではインクジェット法により形成される。インクジェット法を用いることにより、第2領域12には形成せずに第1領域11(画素101)のみに選択的に有機絶縁層を形成することができる。なお、インクジェット法に限定されず、スピンコーティング法、蒸着法、スプレー法、印刷法などを用いてもよい。有機絶縁層164の膜厚は、限定されないが、例えば数5μm以上20μm以下としてもよい。
(1−6−4.対向基板との貼り合わせ)
最後に、図11に示すように、対向基板となる基板200を、接着層195を用いて基板100と貼り合わせる。接着層195として、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などを用いることができる。
最後に、図11に示すように、対向基板となる基板200を、接着層195を用いて基板100と貼り合わせる。接着層195として、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などを用いることができる。
図12は、折り曲げたときの表示装置10の斜視図である。図12に示すように、上記の構成および方法を用いることにより、表示装置10は、基板とともに平坦化層および封止層を加工する必要がない。つまり、表示装置の製造工程が簡略化される。また、表示装置10は、折り曲げても、表示不良が抑えられる。つまり、表示装置は、折り曲げの影響を受けずに良好な画像を表示することができる。
(変形例1)
本発明の一実施形態においては、開示例として有機EL表示装置の場合を例示したが、その他の適用例として、液晶表示装置、その他の自発光型表示装置、あるいは電気泳動表示素子等を有する電子ペーパー型表示装置、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ことは言うまでもない。
本発明の一実施形態においては、開示例として有機EL表示装置の場合を例示したが、その他の適用例として、液晶表示装置、その他の自発光型表示装置、あるいは電気泳動表示素子等を有する電子ペーパー型表示装置、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ことは言うまでもない。
(変形例2)
本発明の一実施形態では、第2領域12が第1方向D1に並んで配置される例を示したが、これに限定されない。図13は、表示領域103−1の上面図である。図13に示すように、第2領域12−1は、第1方向D1に延伸して配置されてもよい。また、このとき第2領域12−1は、駆動回路106にも配置されてもよい。これにより、駆動回路も折り曲げやすくなる。したがって、表示装置をさらに折り曲げやすくなる。
本発明の一実施形態では、第2領域12が第1方向D1に並んで配置される例を示したが、これに限定されない。図13は、表示領域103−1の上面図である。図13に示すように、第2領域12−1は、第1方向D1に延伸して配置されてもよい。また、このとき第2領域12−1は、駆動回路106にも配置されてもよい。これにより、駆動回路も折り曲げやすくなる。したがって、表示装置をさらに折り曲げやすくなる。
(変形例3)
本発明の一実施形態では、第2領域12が第1方向に並んで配置される例を示したが、これに限定されない。図14は、表示領域103−2の上面図である。第2領域12−2は、第2方向D2に並んで配置されてもよい。図15は、表示領域103−3の上面図である。図15に示すように、第2領域12−3は、一方向に並んで配置されずに、第1領域11(画素101)と同様に、格子状に配置されてもよい。これにより、表示装置は自由に折り曲げることができる。
本発明の一実施形態では、第2領域12が第1方向に並んで配置される例を示したが、これに限定されない。図14は、表示領域103−2の上面図である。第2領域12−2は、第2方向D2に並んで配置されてもよい。図15は、表示領域103−3の上面図である。図15に示すように、第2領域12−3は、一方向に並んで配置されずに、第1領域11(画素101)と同様に、格子状に配置されてもよい。これにより、表示装置は自由に折り曲げることができる。
(変形例4)
本発明の一実施形態では、表示領域103が一つ設けられる例を示したが、これに限定されない。図16は、表示装置10−4の上面図である。第2領域12−4は、表示装置10−4の中央部に設けられる。表示領域103−4は、第2領域12−4の両側に設けられてもよい。この際、駆動回路105は図13等と同様、第2領域12−4と重なる領域に配置されてもよい。
本発明の一実施形態では、表示領域103が一つ設けられる例を示したが、これに限定されない。図16は、表示装置10−4の上面図である。第2領域12−4は、表示装置10−4の中央部に設けられる。表示領域103−4は、第2領域12−4の両側に設けられてもよい。この際、駆動回路105は図13等と同様、第2領域12−4と重なる領域に配置されてもよい。
(変形例5)
本発明の一実施形態では、図17の表示装置10−5及び図18の表示装置10−6のように第2領域12が斜め方向に配置されている。図17の第2領域12−5のようにすることで折り曲げ位置に近い画素にかかる応力を複数方向から緩和することができる。また、図18の第2領域12−6のように折り曲げ方向を斜めとしてもよい。第2領域12は任意の折り曲げ方向に合わせて設ければよく、また、複数の折り曲げ方向を合わせ、一群の第2領域12が交差していてもよい。なお、折り曲げ箇所が一か所であれば図17のように折り曲げ位置に集中して第2領域12−5を配置すればよい。折り曲げ箇所が表示領域全体に設けられるようであれば、図18のように第2領域12−6を全体に設けてもよい。
本発明の一実施形態では、図17の表示装置10−5及び図18の表示装置10−6のように第2領域12が斜め方向に配置されている。図17の第2領域12−5のようにすることで折り曲げ位置に近い画素にかかる応力を複数方向から緩和することができる。また、図18の第2領域12−6のように折り曲げ方向を斜めとしてもよい。第2領域12は任意の折り曲げ方向に合わせて設ければよく、また、複数の折り曲げ方向を合わせ、一群の第2領域12が交差していてもよい。なお、折り曲げ箇所が一か所であれば図17のように折り曲げ位置に集中して第2領域12−5を配置すればよい。折り曲げ箇所が表示領域全体に設けられるようであれば、図18のように第2領域12−6を全体に設けてもよい。
(変形例6)
本発明の一実施形態では、図19に示す表示領域103−7のように画素が斜め方向に配列されている。第2領域12−7の配列は、変形例1から5と同様の配列を適用することができる。
本発明の一実施形態では、図19に示す表示領域103−7のように画素が斜め方向に配列されている。第2領域12−7の配列は、変形例1から5と同様の配列を適用することができる。
なお、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例および修正例に想到し得るものであり、それら変更例およ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。
10・・・表示装置、11・・・第1領域、12・・・第2領域、100・・・基板、101・・・画素、103・・・表示領域、104・・・周縁部、105・・・駆動回路、106・・・駆動回路、108・・・フレキシブルプリント基板、110・・・トランジスタ、120・・・容量素子、121・・・容量素子、130・・・表示素子、141・・・絶縁層、142・・・半導体層、143・・・ゲート絶縁層、145a・・・ゲート電極、145b・・・容量電極、145c・・・走査線、147a・・・ソース・ドレイン電極、147b・・・信号線、149・・・絶縁層、150・・・平坦化層、153・・・導電層、154・・・絶縁層、155・・・画素電極、157・・・バンク層、159・・・有機EL層、160・・・対向電極、161・・・封止層、162・・・無機絶縁層、164・・・有機絶縁層、166・・・無機絶縁層、195・・・接着層、200・・・基板
Claims (13)
- 離間して配置された複数の第1領域と、
前記複数の第1領域の間に所定の間隔を有して、配置された複数の第2領域と、を含む表示領域を有し、
前記複数の第1領域のそれぞれは、トランジスタと、第1平坦化層と、配線と、第1有機絶縁層と、第1無機絶縁層、第2有機絶縁層および第2無機絶縁層をこの順で積層した第1封止層と、表示素子と、を有し、
前記複数の第2領域のそれぞれは、第2平坦化層と、前記配線と、前記第1無機絶縁層および前記第2無機絶縁層をこの順で積層した第2封止層と、を有し、
前記第2平坦化層の膜厚は、前記第1平坦化層の膜厚よりも小さい、
表示装置。 - 前記第2封止層の膜厚は、前記第1封止層の膜厚よりも小さい、請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1領域は前記表示素子が発光する発光領域を有し、
前記第2領域は非発光領域である、請求項1に記載の表示装置。 - 前記複数の第2領域は、前記表示領域の第1方向に並んで配置される、請求項1に記載の表示装置。
- 前記複数の第2領域は、前記表示領域の第1方向に延伸して配置される、請求項1に記載の表示装置。
- 前記第2平坦化層の膜厚は、第1平坦化層の膜厚の50%以下である、
請求項1乃至5のいずれか一に記載の表示装置。 - 前記第2平坦化層の膜厚は、1μm以下である、
請求項1乃至6のいずれか一に記載の表示装置。 - 前記第1無機絶縁層および前記第2無機絶縁層の少なくともいずれかは、窒化シリコン膜である、
請求項1乃至7のいずれか一に記載の表示装置。 - 前記第1無機絶縁層および前記第2無機絶縁層の膜厚は、50nm以上200nmである、
請求項1乃至8のいずれか一に記載の表示装置。 - 前記第2有機絶縁層の膜厚は5μm以上20μm以下である、
請求項1乃至9のいずれか一に記載の表示装置。 - 前記表示装置は、有機EL素子を含む、
請求項1乃至10のいずれか一に記載の表示装置。 - 前記第1平坦化層および前記第2平坦化層は、有機樹脂を含む、
請求項1乃至11のいずれか一に記載の表示装置。 - 前記配線は、展性および延性を有する、
請求項1乃至12のいずれか一に記載の表示装置。
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