JP2020027185A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶パネルの端部を折り曲げても、配線の断線を防止することが可能な表示装置を提供することにある。【解決手段】表示装置は、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、を含み、前記第１基板と前記第２基板は、表示領域と、前記表示領域の周辺の額縁領域と、を有し、前記額縁領域は、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられたシール材を有し、前記第２基板は、第２樹脂基板を有し、前記表示領域において、前記第２樹脂基板上に、第１無機絶縁膜と遮光部材とオーバーコート膜からなる第１積層層を有し、前記額縁領域において、前記遮光部材と前記オーバーコート膜からなる第２積層層を有する。【選択図】図４

Description

本発明は表示装置に関し、特に、可撓性を有する表示装置に適用可能である。

表示装置として、ポリイミド（ＰＩ）等の樹脂材料からなる可撓性を有する基板を用いた液晶表示装置が提案されている（特許文献１参照）。

可撓性を有する表示装置は、ＰＩ膜等の樹脂基板上に、画素電極や薄膜トランジスタ回路素子等を形成したアレイ基板と、ＰＩ膜等の樹脂基板上に、カラーフィルタ等を形成した対向基板と、アレイ基板と対向基板との間に設けられた液晶層と、液晶層をアレイ基板と対向基板との間に封止するシール材と、を有する。

特開２０１７−４４７１４号公報

可撓性を有する表示装置は、液晶パネルの端部を折り曲げることが可能である。液晶パネルの端部を折り曲げることで、表示領域の外周に設けられた額縁領域を、表示装置の側面または裏面に位置させることができる。これにより、狭額縁、または、額縁レスな表示装置が提供できる。しかしながら、液晶パネルの端部を折り曲げた際、屈曲した液晶パネル領域に形成された配線が断線する場合があった。

本発明の目的は、液晶パネルの端部を折り曲げても、配線の断線を防止することが可能な表示装置を提供することにある。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。

すなわち、表示装置は、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、を含み、前記第１基板と前記第２基板は、表示領域と、前記表示領域の周辺の額縁領域と、を有し、前記額縁領域は、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられたシール材を有し、前記第２基板は、第２樹脂基板を有し、前記表示領域において、前記第２樹脂基板上に、第１無機絶縁膜と遮光部材とオーバーコート膜からなる第１積層層を有し、前記額縁領域において、前記遮光部材と前記オーバーコート膜からなる第２積層層を有する。

実施形態に係る表示装置の概略の構成を示す斜視図である。 実施形態に係る表示パネルの画素構造の構成を示す断面図である。 実施形態に係る表示パネルにおける断面構成を示す図である。 実施形態に係る表示パネルの表示部および屈曲部の概略の構成を示す断面図であり、図４（Ａ）は表示部の概略の構成を示す断面図であり、図４（Ｂ）は屈曲部の概略の構成を示す断面図であり、図４（Ｃ）は屈曲部の概略の変形例１に係る構成を示す断面図である。 実施形態に係る対向基板の製造方法を示す図である。 実施形態に係る対向基板の他の製造方法を示す図である。 変形例２〜変形例４に係る屈曲部の概略の構成を示す断面図であり、図７（Ａ）は変形例２に係る屈曲部の概略の構成を示す断面図であり、図７（Ｂ）は変形例３に係る屈曲部の概略の構成を示す断面図であり、図７（Ｃ）は変形例４に係る屈曲部の概略の構成を示す断面図である。 比較例に係る表示装置の概略の構成例を示す断面図である。 図８のＡ−Ａ線に沿う屈曲部の概略の構成を示す断面図である。

まず初めに、図面を用いて課題を説明する。

図８は、比較例に係る可撓性を有する表示装置の概略の構成例を示す断面図である。表示装置は、アレイ基板１０１と、対向基板１０８と、アレイ基板１０１と対向基板１０８との間に挟まれた液晶層１０９と、を有する。アレイ基板１０１の裏面側には、偏光部材３０１が配置される。対向基板１０８の裏面側には、偏光部材３０４が配置される。液晶層１０９は、シール領域１０６において、シール材１０６ａにより封止される。可撓性を有する表示装置の折り曲げ開始位置は、１１２ａとして示され、折り曲げ開始位置１１２ａの右側は、屈曲部１１２とされている。つまり、シール材１０６ａが設けられた領域において、アレイ基板１０１および対向基板１０８が折り曲げられることで、屈曲部１１２が構成される。断面視において、シール領域１０６の端部（線Ｘ１で示す）が折り曲げ開始位置１１２ａの左側に設けられるので、屈曲部１１２には、シール材１０６ａが存在するが、液晶層１０９は存在しない。

図９は、図８のＡ−Ａ線に沿う屈曲部の概略の構成を示す断面図である。

屈曲部１１２において、対向基板１０８は、シール材（ＳＬ）１０６ａの上に設けられたオーバーコート層（ＯＣ）２１６と、オーバーコート層２１６の上に設けられた遮光部材（ＢＭ）２１７と、遮光部材２１７の上に設けられた無機絶縁材料からなる絶縁膜２２０と、絶縁膜２２０の上に設けられた樹脂基板２１９と、を有する。絶縁膜２２０は、窒化シリコン（ＳｉＮ）や酸化シリコン（ＳｉＯ）などの無機絶縁膜からなり、樹脂基板２１９から伝わる水分を止める役割がある。オーバーコート層２１６は、表面を平坦化する層で、有機絶縁材料からなる。アレイ基板１０１は、樹脂基板２０１と、樹脂基板２０１の上に設けられた有機絶縁材料からなる第１有機絶縁層２１０ａと、第１有機絶縁層２１０ａの上に設けられた配線２３０と、配線２３０の上に設けられた有機絶縁材料からなる第２有機絶縁層２１０ｂと、を有する。

屈曲部１１２において、配線２３０が断線する場合があった。配線２３０の断線の原因は、表示装置を屈曲部１１２で折り曲げた際、曲げに弱い無機絶縁膜からなる絶縁膜２２０にクラック（亀裂やひび割れ）が発生し、絶縁膜２２０に発生したクラックがオーバーコート層２１６やシール材１０６ａにもクラックを発生させ、各層間で伝播したクラックが配線２３０にまで伝搬することで、配線２３０が断線すると考えられる。

本発明者らは、多層膜における中立面ＮＰ（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｐｌａｎｅ）について検討した。中立面ＮＰとは、よく知られているように、剛体を曲げたときに、圧縮ひずみも引張りひずみも発生しない平面のことである。多層膜の中立面ＮＰの位置は、各層のヤング率と膜厚で決まることが知られている。図９において、中立面ＮＰは、オーバーコート層２１６の下側に近傍に位置すると考えられる。

本発明では、以下の構成により、配線２３０の断線を防止する。

１）後述する図４（Ｂ）に示すように、屈曲部１１２において、クラックの発生する絶縁膜２２０自体を除去する。クラックの発生源である絶縁膜２２０を削除するので、絶縁膜２２０のクラックを無くすことができ、配線２３０の断線も防止できる。

２）後述する図４（Ｃ）に示すように、屈曲部１１２において、クラックの発生する絶縁膜２２０の膜厚を薄膜化する。上記１）において、絶縁膜２２０自体を除去すると、中立面ＮＰの位置が、図９に示す位置より、アレイ基板１０１側（下側）へ移動する。この中立面ＮＰの位置の移動によって、オーバーコート層２１６や遮光部材２１７は中立面ＮＰの位置から離れることになる。その結果、オーバーコート層２１６や遮光部材２１７に発生する応力が増加し、より多くのひずみがオーバーコート層２１６や遮光部材２１７に発生してしまうおそれがある。オーバーコート層２１６や遮光部材２１７が増加したひずみ量に耐えらない場合、オーバーコート層２１６や遮光部材２１７に、クラックが発生することになる。そこで、絶縁膜２２０の膜厚を薄膜化し、中立面ＮＰの位置を制御する。これにより、オーバーコート層２１６や遮光部材２１７のクラックの発生を抑制する。なお、一般的に、薄膜化された絶縁膜２２０では、絶縁膜２２０中の欠陥比率を考慮すると、クラックは発生しにくい。

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。

本実施形態においては、表示装置の一例として、液晶表示装置を開示する。この液晶表示装置は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話端末、パーソナルコンピュータ、テレビ受像装置、車載装置、ゲーム機器等の種々の装置に用いることができる。

なお、本明細書及び特許請求の範囲において、図面を説明する際の「上」、「下」などの表現は、着目する構造体と他の構造体との相対的な位置関係を表現している。具体的には、側面から見た場合において、第１基板（アレイ基板）から第２基板（対向基板）に向かう方向を「上」と定義し、その逆の方向を「下」と定義する。

また、「内側」及び「外側」とは、２つの部位における、表示領域を基準とした相対的な位置関係を示す。すなわち、「内側」とは、一方の部位に対し相対的に表示領域に近い側を指し、「外側」とは、一方の部位に対し相対的に表示領域から遠い側を指す。ただし、ここで言う「内側」及び「外側」の定義は、液晶表示装置を折り曲げていない状態におけるものとする。

「表示装置」とは、表示パネルを用いて映像を表示する表示装置全般を指す。「表示パネル」とは、電気光学層を用いて映像を表示する構造体を指す。例えば、表示パネルという用語は、電気光学層を含む表示セルを指す場合もあるし、表示セルに対して他の光学部材（例えば、偏光部材、バックライト、タッチパネル等）を装着した構造体を指す場合もある。ここで、「電気光学層」には、技術的な矛盾を生じない限り、液晶層、エレクトロクロミック（ＥＣ）層などが含まれ得る。したがって、後述する実施形態について、表示パネルとして、液晶層を含む液晶パネルを例示して説明するが、上述した他の電気光学層を含む表示パネルへの適用を排除するものではない。

（実施形態）
実施形態に係る表示装置１は、表示パネル１００を有する。ここで、表示パネル１００として、液晶パネルを例に挙げて概略の構成について説明する。図１は、実施形態における表示装置１の概略の構成を示す斜視図である。

表示パネル１００は、アレイ基板１０１、表示部１０２、端子部１０３、フレキシブルプリント回路基板１０４、駆動回路１０５、シール領域１０６、及び対向基板１０８を有する。表示パネル１００は、表示領域とその周囲に設けられる額縁領域を有するが、表示部１０２が表示領域に、シール領域１０６が額縁領域に相当する。シール領域１０６は、表示部１０２の周りを取り囲む様に、枠状に設けられる。シール領域１０６は、シール材１０６ａと、シール材１０６ａが表示部１０２へ侵入することを防止するための封止部１０６ｂと、を含む。なお、説明を簡単にするため、図１では偏光部材及びバックライト等の光学部材の図示を省略しているが、それらの光学部材については後述する。なお、表示パネル１００は、矩形形状に限られず、他の形状でもよい。

アレイ基板１０１は、可撓性を有する基板（例えば、ポリイミド等の樹脂基板）上に、薄膜トランジスタ及びその薄膜トランジスタに接続された画素電極を含む複数の画素１０２ａが設けられた基板である。表示部１０２は、複数の画素１０２ａが行方向及び列方向に配列されることにより構成された領域である。表示部１０２は、表示領域と言うこともある。

各画素１０２ａには、スイッチング素子として薄膜トランジスタを用いた回路が含まれる。各画素１０２ａは、供給される映像信号に応じてスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御することにより、各画素１０２ａが有する画素電極に対応する液晶層の配向制御を行う。つまり、上述の表示部１０２は、薄膜トランジスタ及びその薄膜トランジスタを介して映像信号が供給される画素（以下「第１画素」と呼ぶ場合がある。）を含む領域を指す。

ここで、第１画素である画素１０２ａについて簡単に説明する。図２は、実施形態における表示パネル１００の画素構造の構成を示す断面図である。

図２において、ポリイミド等の樹脂材料で構成される樹脂基板（第２樹脂基板）２０１の表面には、無機絶縁材料で構成される下地層２０２が設けられている。下地層２０２の上には、薄膜トランジスタ２０が設けられている。

薄膜トランジスタ２０には、半導体層２０３、ゲート絶縁層２０４、ゲート電極２０５、絶縁層２０６、ソース電極２０７及びドレイン電極２０８が含まれる。これらの要素は、いずれも公知の材料で構成することができる。

薄膜トランジスタ２０の上には、アクリル等の有機絶縁膜で構成される第１有機絶縁層２１０ａおよび第２有機絶縁層２１０ｂが設けられ、薄膜トランジスタ２０に起因する起伏が平坦化されている。第１有機絶縁層２１０ａの上には、配線２３０が設けられ、第１有機絶縁層２１０ａと配線２３０の上に、第２有機絶縁層２１０ｂが設けられる。配線２３０は、たとえば、ソース電極２０７や後述される共通電極２１１等が接続される。配線２３０には、駆動回路１０５に接続される配線も含まれる。第２有機絶縁層２１０ｂの上には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）等の透明導電膜で構成される共通電極（ＩＴＯ）２１１が設けられる。共通電極２１１の上には、絶縁層（第２無機絶縁層）２１２を介して画素電極２１３が設けられる。

絶縁層２１２としては、例えば酸化シリコン膜又は窒化シリコン膜などの無機絶縁膜を用いることができるが、これに限られるものではない。また、画素電極２１３は、共通電極２１１と同様に、ＩＴＯ等の透明導電膜で構成される。共通電極２１１は第１透明電極と言うことができ、画素電極２１３は第２透明電極と言うことができる。画素電極２１３は、第１有機絶縁層２１０ａ、第２有機絶縁層２１０ｂ及び絶縁層２１２に設けられたコンタクトホール２５を介してドレイン電極２０８に電気的に接続される。なお、図２では、画素電極２１３が複数設けられているように示されているが、実際には、平面視における画素電極２１３は、複数のスリットが形成されたようなパターン形状を有する。つまり、平面視における画素電極２１３は、隣接して配置された複数の線状電極が、端部で接続された形状を有する。また、図２では、第１有機絶縁層２１０ａ、第２有機絶縁層２１０ｂ及び絶縁層２１２に１つのコンタクトホール２５を設けた構成例を示すが、これに限定されない。たとえば、次のように構成することもできる。第１有機絶縁層２１０ａに第１のコンタクトホールを設け、第１コンタクトホールを覆うように配線２３０と同層で構成された金属配線を設けて、金属配線とドレイン電極２０８とを電気的に接続する。そして、第２有機絶縁層２１０ｂ及び絶縁層２１２に第２のコンタクトホールを設けて、画素電極２１３と金属配線を接続する。

本実施形態では、共通電極２１１と画素電極２１３との間に電界（フリンジ電界と呼ばれる）を形成し、その電界によって液晶の配向を制御する。このような液晶表示方式をＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式と呼ぶ。ただし、液晶表示方式は、ＦＦＳ方式に限らず、他の如何なる液晶表示方式を用いてもよい。例えば、同一層に設けられた画素電極と共通電極とを用いて形成した横電界を利用するＩＰＳ（Ｉｎ−ｐｌａｉｎ Ｓｗｔｃｈｉｎｇ）方式を用いてもよい。また、アレイ基板側に設けられた画素電極と、対向基板側に設けられた共通電極との間に縦電界を形成し、その縦電界で液晶の配向を制御するＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式を用いてもよい。

画素電極２１３の上には、配向膜２１４が設けられている。本実施形態では、樹脂基板２０１から配向膜２１４までの要素をまとめてアレイ基板１０１と呼んでいる。なお、画素電極２１３には、薄膜トランジスタ２０を介して映像信号が供給される。映像信号は、薄膜トランジスタ２０のソース電極２０７に供給され、ゲート電極２０５の制御によりドレイン電極２０８へと伝達される。その結果、映像信号は、ドレイン電極２０８から画素電極２１３へと供給される。

配向膜２１４の上には、液晶層１０９が保持されている。前述のように、液晶層１０９は、アレイ基板１０１と対向基板１０８との間で、シール領域１０６によって囲まれることにより保持されている。つまり、シール領域１０６は、液晶層１０９を囲む様に、枠状に設けられる。なお、アレイ基板１０１と対向基板１０８との間には、後述されるように、複数のスペーサーＳＰが設けられる。

液晶層１０９の上には、対向基板１０８側の配向膜２１５が設けられている。配向膜２１５の上には、オーバーコート層（オーバーコート膜）（ＯＣ）２１６が設けられている。オーバーコート層２１６は、黒色顔料を含有した樹脂材料、又は黒色の金属材料で構成される遮光部材（ＢＭ）２１７、及びＲＧＢの各色に対応する顔料又は染料を含有した樹脂材料で構成されるカラーフィルタ部材（ＣＦ）２１８に起因する起伏を平坦化している。

遮光部材２１７及びカラーフィルタ部材２１８の上には、窒化シリコン又は酸化シリコン等の無機絶縁膜（第１無機絶縁膜）２２０が配置される。そして、無機絶縁膜２２０の上には、ポリイミド等の樹脂材料で構成される樹脂基板（第１樹脂基板）２１９が配置される。実際には、樹脂基板２１９の一方の面の上に、遮光部材２１７、カラーフィルタ部材２１８、オーバーコート層２１６、及び配向膜２１５を積層して対向基板１０７が構成される。無機絶縁膜２２０は、樹脂基板２１９の水分透過性が高い場合、耐水性向上のため、または、応力緩和のために、樹脂基板２１９とカラーフィルタ部材２１８の間に形成されている。

このように、本実施形態の表示部１０２は、図２を用いて説明した構造を備える複数の画素１０２ａを有する。

図１に戻って、端子部１０３は、表示部１０２に対して外部からの映像信号等を供給する端子である。具体的には、端子部１０３は、各画素１０２ａに接続された配線が集積されることにより構成されている。

フレキシブルプリント回路基板１０４は、端子部１０３に電気的に接続され、外部から映像信号及び駆動信号等を供給する。フレキシブルプリント回路基板１０４は、樹脂フィルム上に複数の配線を配置した構成を有し、端子部１０３に異方性導電膜等を介して接着される。フレキシブルプリント回路基板１０４には、ＩＣチップで構成される駆動回路１０５が設けられている。

駆動回路１０５は、各画素１０２ａの画素電極に供給する映像信号、及び各画素１０２ａの薄膜トランジスタを制御するための駆動信号を表示部１０２に対して供給する。なお、図１では、各画素１０２ａを構成する薄膜トランジスタを制御するために、フレキシブルプリント回路基板１０４に、ＩＣチップで構成される駆動回路１０５を設けた例を示している。しかしながら、表示部１０２の周囲に、薄膜トランジスタを用いて、ゲートドライバ回路又はソースドライバ回路といった駆動回路を設けることも可能である。また、ＩＣチップで構成される駆動回路１０５は、シール領域１０６の外側におけるアレイ基板１０１上にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式で設けることも可能である。

シール領域１０６は、アレイ基板１０１と対向基板１０８との間に設けられており、アレイ基板１０１と対向基板１０８とを接着すると共に、アレイ基板１０１と対向基板１０８との間に液晶層１０９（図２参照）を保持する。なお、図面を簡単にするため、図１では、対向基板１０８は破線で示してある。また、図１では図示しないが、対向基板１０８には、遮光部材及びカラーフィルタ部材が含まれる。なお、アレイ基板１０１、シール領域１０６、対向基板１０８及び液晶層１０９を含む構造体を、以下では液晶セル１１０と呼ぶこととする。

シール領域１０６は、表示部１０２に設けられた液晶層１０９を囲むように設けられ、外部からの水分及び酸素の侵入を防ぐ役割を有する。シール領域１０６は、樹脂部材で構成されたシール材１０６ａと、内側の液晶層１０９が外側のシール領域１０６に流出することを防ぐ堰または土手（バンク）としての役割を有する封止部１０６ｂと、を含む。封止部１０６ｂは、外側のシール材１０６ａが内側の液晶層１０９へ流出することを防ぐ役割をも有する。

封止部１０６ｂは、シール材１０６ａの内側に、シール材１０６ａとは別に設けられた樹脂部材で構成された部材を含む。具体的には、封止部１０６ｂは、表示部１０２の外側、すなわち、表示部１０２の外周に沿って設けられた樹脂部材を含む。封止部１０６ｂは、液晶セル１１０を折り曲げた際に、折り曲げた部分のセルギャップの確保、及びアレイ基板１０１及び対向基板１０８の位置ずれの防止といった役割も果たす。

なお、図１において、シール領域１０６の内側とシール領域１０６の外側との間、または、封止部１０６ｂの外側とシール領域１０６の外側との間に示した破線１１２ａは、表示パネル１００を折り曲げる位置（折れ曲がりが始まる位置）である。このように、破線１１２ａで示される液晶セル１１０の折り曲げ位置は、シール領域１０６の内側とシール領域１０６の外側との間、または、封止部１０６ｂの外側とシール領域１０６の外側との間、に設定されている。本実施形態では、表示部１０２の外側に折り曲げ位置を設定している。その理由は、後述される図３に示される折り曲げ部分としての屈曲部（１１２）に、液晶層１０９が存在すると、表示ムラが発生する場合がある。表示ムラの発生を防止するため、液晶層１０９が屈曲部（１１２）に存在しない様にしている。

なお、図１は、矩形形状の液晶セル１１０の４つの辺を折り曲げる場合を、例示的に示しているので、封止部１０６ｂは、液晶セル１１０の４つの辺に対応して設けられるように描かれている。折り曲げ部（１１２）が、液晶セル１１０の４つの辺の内、１辺である場合には、その１辺に対応して封止部１０６ｂが設けられる。また、折り曲げ部が、液晶セル１１０の４つの辺の内の２辺の場合、その２辺に対応して封止部１０６ｂが設けられる。すなわち、封止部１０６ｂは、少なくとも、液晶セル１１０の折り曲げられる辺に対応して設けられていればよい。また、図１では、液晶セル１１０が矩形形状である例を示しているが、２辺以上の辺を屈曲させる場合は、隣接する辺間の角部が、曲げる場合に不要な領域となる。この場合は、液晶セル１１０（アレイ基板１０１及び対向基板１０８）は、矩形形状ではなく、角部を切り欠いた構造であってもよい。切り欠き構造は、シール領域１０６の外側であれば、表示に影響を与えずに形成することができる。

図３は、実施形態の表示パネル１００における断面構成を示す図である。具体的には、図３は、図１に示される表示パネル１００をＡ−Ａ’で示す一点鎖線で切断し、その一部を折り曲げた状態を示している。

図３において、アレイ基板１０１の２つの面のうち、対向基板１０８と対向する面（向かい合う面）を表面とし、その表面の反対側の面を裏面と定義する。同様に、対向基板１０８の２つの面のうち、アレイ基板１０１と対向する面（向かい合う面）を表面とし、その表面の反対側の面を裏面と定義する。したがって、液晶層１０９は、シール領域１０６の内側、または、封止部１０６ｂの内側において、アレイ基板１０１の表面と対向基板１０８の表面とに挟まれて保持されている。

本実施形態の表示パネル１００において、アレイ基板１０１の裏面側には、偏光部材３０１、導光部材３０２及び光源３０３が表示部１０２と重畳するように配置される。偏光部材３０１及び導光部材３０２は、アレイ基板１０１の裏面側で挟まれた構成となっている。具体的には、偏光部材３０１及び導光部材３０２は、アレイ基板１０１の裏面のうち、後述する屈曲部１１２より内側の裏面と外側の裏面とに挟まれている。また、光源３０３は、後述する屈曲部１１２と対向するように導光部材３０２の側面に配置される。光源３０３としては、例えばＬＥＤ光源を用いることができる。これらの導光部材３０２及び光源３０３が、照明装置（バックライト）を構成する。照明装置（バックライト）の構成は、図３の例に限られず、画像表示に必要な光を供給できる構成であればよい。

また、対向基板１０８の裏面側には、偏光部材３０４が配置される。このように、光源３０３から発した光が導光部材３０２によって偏光部材３０１に導かれ、液晶セル１１０及び偏光部材３０４を介して観察者に認識される。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、偏光部材、導光部材及び光源といった光学的に作用する部材を「光学部材」と呼ぶ場合がある。

なお、ここでは液晶セル１１０を除く他の部材として、偏光部材及び照明装置を設けた例を示したが、さらに他の光学部材（位相差板、反射防止板など）、又は、タッチパネルを設けてもよい。これらの光学部材及びタッチパネルとしては、公知の部材又は公知の構造を用いることが可能である。

ところで、本実施形態の表示パネル１００は、アレイ基板１０１の支持基板として可撓性を有する基板（例えば、樹脂基板）を用いる。そのため、アレイ基板１０１は、全体として可撓性を有する。同様に、対向基板１０８の支持基板として可撓性を有する基板を用いるため、対向基板１０８も全体として可撓性を有する。したがって、本実施形態の表示パネル１００は、図３に示されるように、フレキシブルプリント回路基板１０４が液晶セル１１０の背面側に配置されるように折り曲げることが可能である。

本実施形態の表示パネル１００において、畳むように折り曲げられた部分を「屈曲部」と呼ぶ。表示パネル１００は、シール領域１０６に屈曲部１１２を有する。屈曲部１１２は、額縁領域ということもできる。つまり、表示パネル１００は、平面視において、屈曲部１１２より内側のアレイ基板１０１の裏面と、屈曲部１１２より外側のアレイ基板１０１の裏面とが重畳するように折り曲げられている。このとき、液晶セル１１０は図１に示した破線１１２ａに沿って折り曲げられるため、シール領域１０６の一部は、表示パネル１００の背面側に位置する。換言すれば、表示パネル１００は、シール領域１０６の一部が、アレイ基板１０１の裏面と対向する。

シール領域１０６は、図１で説明された様に、シール材１０６ａと、封止部１０６ｂと、を含む。図３において、封止部１０６ｂは、例えば、対向基板１０８の表面にアクリル等の樹脂材料を塗布し、フォトリソグラフィによりパターン化して形成することが可能である。

液晶セル１１０の表示部１０２には、アレイ基板１０１の表面と対向基板１０８の表面との間のセルギャップを確保するため、複数のスペーサーＳＰが設けられている。スペーサーＳＰのおのおのは、アクリル等の樹脂材料で構成された柱状の形状とされている。アレイ基板１０１の表面と対向基板１０８の表面との間のセルギャップの間には、液晶層１０９が充填されて、保持されている。複数のスペーサーＳＰは、例えば、対向基板１０８の表面に設けられる。複数のスペーサーＳＰは、対向基板１０８上に樹脂材料を塗布し、フォトリソグラフィによりパターン化して形成する。樹脂材料で構成される柱状のスペーサーＳＰは、通常の使用状態において、主スペーサーとしてアレイ基板１０１に接しているものや、副スペーサーとしてアレイ基板１０１に接していないものが含まれる。

以上のように、本実施形態の表示パネル１００は、シール領域１０６において、封止部１０６ｂの外側に屈曲部１１２を有した構造となっている。これにより、液晶層１０９のシール領域１０６側への侵入が防止される。また、逆に、シール材１０６ａの表示部１０２への侵入が防止される。したがって、屈曲部１１２には、液晶層１０９が存在しないので、屈曲部１１２の近傍における表示ムラの発生を防止することが可能である。

なお、図３に示すように、シール領域１０６の外側、すなわち、シール領域１０６の外周領域の部分に、樹脂材料で構成される接着部１０６ｃが配置されても良い。接着部１０６ｃは、シール領域１０６の外側の外部に、シール材１０６ａが流出することを防ぐ役割を果たす。

図４は、実施形態に係る表示パネルの表示部および屈曲部の概略の層構成を示す断面図である。図４（Ａ）は、表示部の概略の構成を示す断面図である。図４（Ｂ）は、屈曲部の概略の構成を示す断面図である。図４（Ｃ）は、屈曲部の概略の変形例１に係る構成を示す断面図である。

図４（Ａ）を参照し、表示部１０２において、対向基板１０８は、液晶層１０９の上に設けられたオーバーコート層（ＯＣ）２１６と、オーバーコート層２１６の上に設けられた遮光部材（ＢＭ）２１７およびカラーフィルタ部材（ＣＦ）２１８と、遮光部材２１７およびカラーフィルタ部材２１８の上に設けられた絶縁膜（第１無機絶縁膜）２２０と、絶縁膜２２０の上に設けられた樹脂基板（第１樹脂基板）２１９と、を有する。無機絶縁膜２２０と遮光部材２１７及びカラーフィルタ部材２１８とオーバーコート層２１６とをまとめて、第１積層層と言うことができる。絶縁層２２０は、樹脂基板２１９から伝わる水分が液晶層側に伝わることを防ぐバリア層として機能する。なお、対向基板１０８の配向膜２１５の図示は、図面の簡素化のため、省略されている。

図４（Ａ）を参照し、表示部１０２において、アレイ基板１０１は、樹脂基板２０１と、樹脂基板２０１の上に設けられた絶縁層（第１無機絶縁層）２４０と、絶縁層２４０の上に設けられた第１有機絶縁層２１０ａと、を有する。ここで、絶縁層２４０は、下地層２０２、ゲート絶縁層２０４および絶縁層２０６を含む多層の無機絶縁材料からなる絶縁層を表している。絶縁層２４０は、窒化シリコン（ＳｉＮ）や酸化シリコン（ＳｉＯ）などから形成され、樹脂基板２０１から伝わる水分が液晶層側に伝わることを防ぐバリア層として機能する。

さらに、アレイ基板１０１は、第１有機絶縁層２１０ａの上に設けられた配線２３０と、配線２３０の上に設けられた第２有機絶縁層２１０ｂと、第２有機絶縁層２１０ｂの上に設けられた共通電極（ＩＴＯ）２１１と、共通電極２１１の上に設けられた絶縁層（第２絶縁層）２１２と、を有する。配線２３０は、チタン（Ｔｉ）やアルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）などの単層又は積層からなる金属材料からなる。絶縁層２４０と第１有機絶縁層２１０ａと配線２３０と第２有機絶縁層２１０ｂとをまとめて、第３積層層と言うことができる。なお、アレイ基板１０１において、半導体層２０３、ゲート電極２０５、ソース電極２０７、ドレイン電極２０８、画素電極２１３、および配向膜２１４の図示は、図面の簡素化のため、省略されている。

図４（Ｂ）を参照し、屈曲部１１２において、対向基板１０８は、シール材（ＳＬ）１０６ａの上に設けられたオーバーコート層（ＯＣ）２１６と、オーバーコート層２１６の上に設けられた遮光部材（ＢＭ）２１７と、遮光部材２１７の上に設けられた樹脂基板２１９と、を有する。遮光部材２１７とオーバーコート層２１６とをまとめて、第２積層層と言うことができる。

屈曲部１１２において、アレイ基板１０１は、樹脂基板２０１と、樹脂基板２０１の上に設けられた第１有機絶縁層２１０ａと、第１有機絶縁層２１０ａの上に設けられた配線２３０と、配線２３０の上に設けられた第２有機絶縁層２１０ｂと、を有する。第１有機絶縁層２１０ａと配線２３０と第２有機絶縁層２１０ｂとをまとめて、第４積層層と言うことができる。

つまり、屈曲部１１２において、表示部１０２に設けられていた、絶縁膜２２０、絶縁層２１２、および、絶縁膜２４０（下地層２０２、ゲート絶縁層２０４および絶縁層２０６）が削除されている。

図４（Ｂ）において、図４（Ｂ）が図９との異なる点は、遮光部材２１７の上に設けられていた無機絶縁材料からなる絶縁膜２２０が削除されている点である。つまり、屈曲部１１２において、クラックの発生する絶縁膜２２０自体が除去されている。

したがって、クラックの発生源である絶縁膜２２０を削除するので、絶縁膜２２０のクラックを無くすことができ、配線２３０の断線も防止できる。

変形例１に係る図４（Ｃ）において、図４（Ｃ）が図４（Ｂ）との異なる点は、遮光部材２１７の上に、膜厚の薄い絶縁膜（第２無機絶縁膜）２２０ａが設けられている点である。絶縁膜２２０ａは、窒化シリコン（ＳｉＮ）や酸化シリコン（ＳｉＯ）などの無機絶縁膜から構成される。つまり、樹脂基板（第２樹脂基板）２１９と第２積層層（２１７、２１６）との間に、膜厚の薄い絶縁膜２２０ａが設けられる。他の構成は、図４（Ｂ）と同じであるので、説明は省略する。

図４（Ｃ）に示すように、屈曲部１１２における絶縁膜２２０ａの膜厚ｄ１は、図４（Ａ）に示す表示部１０２における絶縁膜２２０の膜厚ｄ２と比較して、薄くされている（ｄ１＜ｄ２）。絶縁膜２２０の膜厚ｄ２は、たとえば、５００ｎｍ（ナノメータ）程度であり、絶縁膜２２０ａの膜厚ｄ１は、たとえば、１００ｎｍ〜１２５ｎｍ程度（膜厚ｄ１は、膜厚ｄ２に対して、１／４から１／５程度）である。

図４（Ｂ）に示すように、屈曲部１１２において、絶縁膜２２０自体を除去すると、中立面ＮＰの位置が、図９に示す中立面ＮＰの位置より、アレイ基板１０１側（下側）へ移動する。この中立面ＮＰの位置の移動によって、オーバーコート層２１６や遮光部材２１７は中立面ＮＰの位置から離れることになる。その結果、オーバーコート層２１６や遮光部材２１７に発生する応力が増加し、より多くのひずみがオーバーコート層２１６や遮光部材２１７に発生してしまう虞がある。オーバーコート層２１６や遮光部材２１７が増加したひずみ量に耐えらない場合、オーバーコート層２１６や遮光部材２１７に、クラックが発生することになる。そこで、図４（Ｃ）に示すように、膜厚の薄い絶縁膜２２０ａを設けることで、中立面ＮＰの位置を制御する。

これにより、オーバーコート層２１６や遮光部材２１７のクラックの発生を抑制する。膜厚の薄い絶縁膜２２０ａでは、絶縁膜２２０ａ中の欠陥比率を考慮すると、クラックは発生しにくいので、配線２３０の断線も防止できる。

また、膜厚の薄い絶縁膜２２０aが樹脂基板２１９と遮光部材２１７の間に設けられるので、樹脂基板２１９の水分透過性が高い場合、屈曲部１１２における耐水性が向上できる。

次に、対向基板１０８の製造方法を説明する。

図５は、実施形態に係る対向基板の製造方法を示す図である。ここでは、絶縁膜２２０をＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により成膜する場合の対向基板１０８の製造方法を説明する。

ステップＳ１：ガラス基板を準備する。

ステップＳ２：次に、ガラス基板上に、ポリイミド等の樹脂材料を成膜し、樹脂基板２１９を形成する。

ステップＳ３：次に、樹脂基板２１９の上に、ＣＶＤ法により、窒化シリコン又は酸化シリコン等の絶縁膜２２０を成膜する。

ステップＳ４：次に、屈曲部１１２に対応する部分の絶縁膜２２０をドライエッチングによりパターニングし、屈曲部１１２に対応する部分の絶縁膜２２０を全部または一部除去する。図４（Ｂ）の場合、屈曲部１１２に対応する部分の絶縁膜２２０は全部除去する。図４（Ｃ）の場合、屈曲部１１２に対応する部分の絶縁膜２２０は一部除去し、膜厚の薄い絶縁膜２２０ａを形成する。表示部１０２の絶縁膜２２０は、マスクで覆って、ドライエッチングによりパターニングされないようにする。

ステップＳ５：次に、黒色顔料を含有した樹脂材料、又は黒色の金属材料を用いて、遮光部材２１７を成膜する。図４（Ｂ）の場合、表示部１０２の絶縁膜２２０の上と屈曲部１１２の樹脂基板２１９の上とに、遮光部材２１７を成膜する。図４（Ｃ）の場合、表示部１０２の絶縁膜２２０の上と屈曲部１１２の絶縁膜２２０ａの上とに、選択的に遮光部材２１７を成膜する。なお、図示しないが、表示部１０２においては、カラーフィルタ部材２１８を選択的に成膜するステップが追加される。

ステップＳ６：次に、遮光部材２１７およびカラーフィルタ部材２１８の上に、オーバーコート層２１６を成膜する。

これにより、対向基板１０８が形成される。

図６は、実施形態に係る対向基板の他の製造方法を示す図である。ここでは、絶縁膜２２０をスパッタリング法により成膜する場合の対向基板１０８の製造方法を説明する。

ステップＳ１０：ガラス基板を準備する。

ステップＳ１１：次に、ガラス基板上に、ポリイミド等の樹脂材料を成膜し、樹脂基板２１９を形成する。

ステップＳ１２：樹脂基板２１９の上に、マスクスパッタリングにより、絶縁膜２２０をパターニング成膜する。図４（Ｂ）の場合、屈曲部１１２に対応する部分の樹脂基板２１９の上をマスクで覆い、絶縁膜２２０が成膜されないようにする。図４（Ｃ）の場合、樹脂基板２１９の上に、所望の膜厚の絶縁膜２２０ａを生成し、その後、屈曲部１１２に対応する部分の絶縁膜２２０ａの上をマスクで覆い、再度、パッタリングにより、表示部１０２の絶縁膜２２０を成膜する等の手法をとることができる。

ステップＳ１３：次に、黒色顔料を含有した樹脂材料、又は黒色の金属材料を用いて、遮光部材２１７を成膜する。図４（Ｂ）の場合、表示部１０２の絶縁膜２２０の上と屈曲部１１２の樹脂基板２１９の上とに、選択的に遮光部材２１７を成膜する。図４（Ｃ）の場合、表示部１０２の絶縁膜２２０の上と屈曲部１１２の絶縁膜２２０ａの上とに、選択的に遮光部材２１７を成膜する。なお、図示しないが、表示部１０２においては、カラーフィルタ部材２１８を選択的に成膜するステップが追加される。

ステップＳ１４：次に、遮光部材２１７およびカラーフィルタ部材２１８の上に、オーバーコート層２１６を成膜する。

これにより、対向基板１０８が形成される。

次に、他の変形例について、図面を用いて説明する。

図７は、変形例２〜変形例４に係る屈曲部の概略の構成を示す断面図である。図７（Ａ）は、変形例２に係る屈曲部の概略の構成を示す断面図である。図７（Ｂ）は、変形例３に係る屈曲部の概略の構成を示す断面図である。図７（Ｃ）は、変形例４に係る屈曲部の概略の構成を示す断面図である。図４（Ｂ）に示されるように、屈曲部１１２において、絶縁膜２２０の除去により、中立面ＮＰの位置が下側に移動する。変形例２〜変形例４では、中立面ＮＰの下側への移動によっても、オーバーコート層２１６や遮光部材２１７にクラックが発生しないことが前提である。

図７（Ａ）に示される変形例２において、図７（Ａ）が図４（Ｂ）と異なる点は、第２有機絶縁層２１０ｂの上に、または、第２有機絶縁層２１０ｂとシール材１０６ａとの間に、膜厚の薄い絶縁層（第３無機絶縁層）２１２ａが設けられている点である。つまり、シール材１０６ａと第４積層層（２１０ａ、２３０、２１０ｂ）との間に、絶縁層２１２ａが設けられる。絶縁層２１２ａは、窒化シリコン（ＳｉＮ）や酸化シリコン（ＳｉＯ）などの無機絶縁膜から構成される。絶縁層２１２ａの膜厚ｄ３は、図４（Ａ）に示す絶縁層２１２の膜厚ｄ４と比較して、薄くされている（ｄ３＜ｄ４）。図４（Ｂ）に示すように、屈曲部１１２において、絶縁膜２２０自体を除去すると、中立面ＮＰの位置が下側に移動するが、絶縁膜２１２ａは中立面ＮＰに近くなるので、絶縁膜２１２ａでのクラックの発生が抑制される。また、絶縁膜２１２ａでは、絶縁膜２１２ａ中の欠陥比率を考慮すると、クラックは発生しにくいので、配線２３０の断線も防止できる。他の構成は、図４（Ｂ）と同じであるので、説明は省略する。

図７（Ｂ）に示される変形例３において、図７（Ｂ）が図４（Ｂ）と異なる点は、樹脂基板２０１の上に、または、樹脂基板２０１と第１有機絶縁層２１０ａとの間に、膜厚の薄い絶縁層（第４無機絶縁層）２４０ａが設けられている点である。つまり、第４積層層（２１０ａ、２３０、２１０ｂ）と樹脂基板２０１の間に、絶縁層２４０ａが設けられる。絶縁層２４０ａは、窒化シリコン（ＳｉＮ）や酸化シリコン（ＳｉＯ）などの無機絶縁膜から構成される。絶縁層２４０ａの膜厚ｄ５は、図４（Ａ）に示す絶縁層２４０の膜厚ｄ６と比較して、薄くされている（ｄ５＜ｄ６）。絶縁膜２４０ａが樹脂基板２０１と第１有機絶縁層２１０ａの間に設けられるので、樹脂基板２０１の水分透過性が高い場合、屈曲部１１２における耐水性が向上できる。他の構成は、図４（Ｂ）と同じであるので、説明は省略する。

図７（Ｃ）に示される変形例４は、図７（Ａ）と図７（Ｂ）とを組み合わせたものである。つまり、屈曲部１１２において、膜厚の薄い絶縁層２１２ａと膜厚の薄い絶縁層２４０ａとが設けられる。絶縁層２１２ａは、第２有機絶縁層２１０ｂの上に、または、第２有機絶縁層２１０ｂとシール材１０６ａとの間に設けられる。絶縁層２４０ａは樹脂基板２０１の上に、または、樹脂基板２０１と第１有機絶縁層２１０ａとの間に設けられる。他の構成は、図４（Ｂ）と同じであるので、説明は省略する。

なお、図示されないが、図４（Ｃ）の構成と変形例２〜変形例４（図７（Ａ）〜図７（Ｃ））とを組み合わせた構成としてよい。すなわち、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）において、遮光部材２１７の上に、膜厚の薄い絶縁膜２２０ａが設けられてもよい。また、アレイ基板１０１および対向基板１０８の屈曲部１１２よりも端部側においては、絶縁膜２４０および絶縁膜２２０を表示部１０２と同様に形成しても良い。絶縁膜２４０および絶縁膜２２０によって、端部からの水分侵入防止の効果が期待できる。

なお、樹脂基板２０１および樹脂基板２１９のそれぞれは、ガラス基板へ変更されてもよい。

本発明の実施の形態として上述した表示装置を基にして、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。

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、上述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除も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。

上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

１：表示装置
１００：表示パネル
１０１：アレイ基板（第１基板）
１０２：表示部（表示領域)
１０６：シール領域（額縁領域）
１０６ａ:シール材
１０６ｃ：接着部
１０８：対向基板（第２基板）
１０９：液晶層（ＬＣ）
１１２：屈曲部
２０１：樹脂基板（第１樹脂基板）
２１０ａ：第１有機絶縁層
２１０ｂ：第２有機絶縁層
２１１：共通電極（ＩＴＯ）
２１２：絶縁層（第２無機絶縁層）
２１２ａ：絶縁層（第３無機絶縁層）
２１６：オーバーコート層（ＯＣ）
２１７：遮光部材（ＢＭ）
２１８：カラーフィルタ部材
２１９：樹脂基板（第２樹脂基板）
２２０：絶縁膜（第１無機絶縁膜）
２２０ａ：絶縁膜（第２無機絶縁膜）
２３０：配線
２４０：絶縁層（第１無機絶縁層）
２４０ａ：絶縁層（第４無機絶縁層）

Claims (9)

1. 第１基板と、
   第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、を含み、
   前記第１基板と前記第２基板は、表示領域と、前記表示領域の周辺の額縁領域と、を有し、
   前記額縁領域は、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられたシール材を有し、
   前記第２基板は、第２樹脂基板を有し、
   前記表示領域において、前記第２樹脂基板の上に、
   第１無機絶縁膜と遮光部材とオーバーコート膜からなる第１積層層を有し、前記額縁領域において、前記遮光部材と前記オーバーコート膜からなる第２積層層を有する、
   表示装置。
2. 請求項１において、
   前記第２基板は、前記額縁領域において、さらに、
   前記第２樹脂基板と前記第２積層層との間に設けられた第２無機絶縁膜を含み、
   前記第２無機絶縁膜の膜厚は、前記第１無機絶縁膜の膜厚より、薄い、表示装置。
3. 請求項２において、
   前記第１無機絶縁膜と前記第２無機絶縁膜とは、同時に成膜され、
   前記第２無機絶縁膜の膜厚が薄くされる、表示装置。
4. 請求項１において、
   前記第１基板は、第１樹脂基板を有し、
   前記表示領域において、前記第１樹脂基板の上に、
   第１無機絶縁層と、
   第１有機絶縁層と、
   前記第１有機絶縁層の上の配線と、
   前記配線の上に設けられた第２有機絶縁層と、からなる第３積層層を有し、
   前記額縁領域において、前記第１樹脂基板の上に、
   前記第１有機絶縁層と、
   前記第１有機絶縁層の上の前記配線と、
   前記配線の上に設けられた前記第２有機絶縁層と、を含む第４積層層を有する、表示装置。
5. 請求項４において、
   前記第１基板は、前記額縁領域において、
   前記シール材と前記第４積層層との間に設けられた第３無機絶縁層を含み、
   前記第３無機絶縁層の膜厚は、前記第１無機絶縁層の膜厚より、薄い、表示装置。
6. 請求項４において、
   前記第１基板は、前記額縁領域において、
   前記第４積層層と前記第１樹脂基板との間に設けられた第４無機絶縁層を含み、
   前記第４無機絶縁層の膜厚は、前記第１無機絶縁層の膜厚より、薄い、表示装置。
7. 請求項６において、
   前記第１基板は、前記額縁領域において、さらに、
   前記シール材と前記第４積層層との間に設けられた第３無機絶縁層を含み、
   前記第３無機絶縁層の膜厚は、前記第１無機絶縁層の膜厚より、薄い、表示装置。
8. 請求項４において、
   前記第１樹脂基板及び前記第２樹脂基板は、可撓性を有する、表示装置。
9. 請求項４において、
   前記表示領域において、前記第３積層層の上に、
   第１透明電極と、
   前記第１透明電極の上に設けられた第２無機絶縁層と、
   第２透明電極と、を有する、表示装置。

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