JP4963419B2 - フレキシブル表示装置 - Google Patents
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Description
本発明は、薄型で軽量な大画面のフレキシブル表示装置（以下、単に表示装置と省略する場合がある。）の技術分野に属し、特に巻き取ってあるいは折り曲げて収納することが可能な表示装置に関する。
現在、ＬＣＤや有機ＥＬディスプレイに代表される薄型の表示装置の需要が急速に増大しているが、市場では更なる薄型化・軽量化が求められている。すなわち、近い将来、フレキシブルな表示装置の実現が切望されている。フレキシブルな表示装置は、大画面でありながら、薄くて軽いことから、巻き取ったり折り曲げたりすることが可能であり、気楽に携帯して搬送することが出来る。一方で、従来の表示装置では問題にならなかった搬送時の落下や衝撃、巻き取りあるいは折り曲げ収納時の接触面の摩擦・摩耗の問題が発生する。
従来、ＬＣＤや有機ＥＬディスプレイ等の表示装置では、ガラス基体が使用されているが、フレキシブルな表示装置の場合は、前述した薄型化・軽量化・大画面化・耐衝撃性・フレキシブル性の特性が必要となることから、主に基体材料の見直しが検討されている。
ガラス基体を利用する場合は、従来のガラスを材質的に強化して薄くする検討が進められている（特許文献１参照）。
また、ガラス以外では、高分子フィルムや金属薄膜を基体とすることが検討されている（特許文献２、３、４、５参照）。
さらに、ガラスと高分子フィルムの複合基体も検討されている（特許文献６、７参照）。
しかしながら、ガラス基体の場合は、薄くしても耐衝撃性に問題があり、また、巻き取って（例えば直径１００ｍｍに）収納するレベルまで割らずに曲げることは不可能である。
また、高分子フィルムや金属薄膜を基体とした場合は、薄型化・軽量化・大画面化・フレキシブル性等に問題は無い。しかし、巻き取ったり折り曲げたりして収納する際に、発光面が対向面に接触することで簡単に傷付いてしまい、発光面に問題が生じるという課題があった。
本発明は、フレキシブル表示装置を自由な大きさに巻き取って収納した際、発光面側の表面と裏面側の表面との接触によって前記発光面側の表面に傷が付くことを防止でき、安心して小さく収納することが可能なフレキシブル表示装置を提供することである。
上記背景技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係るフレキシブル表示装置は、
フレキシブルな基体の上に発光素子が形成されており、発光面側の表面と裏面側の表面とが接触するように巻き取り可能なトップエミッションタイプのフレキシブル表示装置において、
発光面側の表面に、ＳｉＮからなる無機封止層と、前記無機封止層の外側に配置された高分子フィルムとを備え、
発光面側の表面の硬さは、裏面側の表面の硬さより大きいことを特徴とする。
フレキシブルな基体の上に発光素子が形成されており、発光面側の表面と裏面側の表面とが接触するように巻き取り可能なトップエミッションタイプのフレキシブル表示装置において、
発光面側の表面に、ＳｉＮからなる無機封止層と、前記無機封止層の外側に配置された高分子フィルムとを備え、
発光面側の表面の硬さは、裏面側の表面の硬さより大きいことを特徴とする。
本発明のフレキシブル表示装置は、発光面側の表面の硬さを裏面側の表面の硬さより大きくした。そのため、表示装置を巻き取ってあるいは折り曲げて収納する際に、発光面側の表面と裏面側の表面とが接触することによって生じる傷の発生を、前記発光面側の表面ではほとんど防止することができる。ひいては、大きなサイズの表示装置を安心して小さく収納することが可能となる。
ちなみに、表示装置の発光面側の表面の硬さを裏面側の表面の硬さより大きくする手法としては、発光面側の高分子フィルムに、硬さ（ヤング率、軽荷重引裂強度、ヴィカース硬度等）が裏面側の部材より大きいものを採用するだけで実現可能である。そのため、特別な材料や工程や装置を必要とせず、パネルの大幅なコストアップは避けられる。
本発明は、上記問題点に鑑みて鋭意検討した結果得られたものであり、フレキシブル表示装置を巻き取ってあるいは折り曲げて収納する際に、発光面側の表面と裏面側の表面との摩擦によって前記発光面側の表面が傷付かないように工夫したものである。
すなわち、本発明の表示装置は、発光面側の表面の硬さを裏面側の表面の硬さより大きくすることで、前記課題を克服した。表示装置を曲げて巻き取った場合、表示装置の発光面側の表面と裏面側の表面とが接触する。この時、発光面側の表面を硬くして、その裏面側の表面を軟らかくすることで、接触時の圧力や摩擦は、軟らかい面（裏面側の表面）が傷付くことで緩和される。しかも、接触面にゴミが介在した場合も、軟らかい面があることで、硬い面（発光面側の表面）は傷付かない。また、軟らかい面の粗さを大きくすることで、摩擦係数を下げ、硬い面が傷付くのを防止する。
以下、図１を用いて本発明を具体的に説明する。
図１に示す表示装置は、発光素子として有機ＥＬ素子を用いた構成としている。基体１１は透明な高分子フィルムあるいは金属フィルム（金属箔）あるいはそれらの積層体である。高分子フィルムとしては、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＳ（ポリエチレンスルフォン）等が好ましい。金属フィルムとしては、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバルト）、Ｆｅ（鉄）、Ｔｉ（チタン）やその合金等が好ましい。高分子フィルムの場合、水分透過性を改善する目的で、その片面あるいは両面に無機膜あるいは有機膜から成る、又はそれらを積層して成るバリア層を形成するのが通常である。これらのバリア層は、膜厚が数μｍ以下と薄いため、『表面の硬さ』としては、高分子フィルムの硬さが支配的となる。
この基体１１上には、絶縁層１２、第１電極１３、有機層１４、第２電極１５をこの順に形成しており、さらに封止層を含めた保護層１６を最上面に形成している。
保護層１６は、発光層１４を外界から保護するもので、無機膜あるいは有機高分子膜から成る、又はそれらを積層して成る。無機膜としては、ＳｉＮ、ＳｉＯＣ等、有機高分子膜としては、熱硬化性樹脂等が用いられる。また、高分子フィルムを保護層１６上に、あるいは保護層１６として発光層１４上に貼り付けることも可能である。高分子フィルムの場合、上述したように水分透過性を改善する目的で、その片面あるいは両面に無機膜あるいは有機膜から成る、又はそれらを積層して成るバリア層を形成するのが通常であるが、保護層１６の構成は特に限定しない。
本発明の表示装置の発光面側の表面と裏面側の表面とは、図１の構成の有機ＥＬ素子がトップエミッションタイプ（基体と反対側に向けて発光するタイプ）の場合、基体１１の下面１１（Ａ）を裏面側の表面、保護層１６の上面１６（Ｃ）を発光面側の表面と呼ぶ。図１の構成の有機ＥＬ素子がボトムエミッションタイプ（基体側に発光するタイプ）の場合、基体１１の下面１１（Ａ）を発光面側の表面、保護層１６の上面１６（Ｃ）を裏面側の表面と呼ぶ。
つまり、本実施形態では上記基体１１の下面１１（Ｂ）と保護層１６の上面１６（Ｃ）との機械的硬さにアンバランスを持たせ、裏面側の表面の硬さをＨ（Ｂ）、発光面側の表面の硬さをＨ（Ｆ）とした場合、Ｈ（Ｂ）＜Ｈ（Ｆ）とする。そして、好ましくは１．１≦Ｈ（Ｆ）／Ｈ（Ｂ）≦１０、さらに好ましくは１．６≦Ｈ（Ｆ）／Ｈ（Ｂ）≦３．５の範囲とする。接触面の応力を裏面側の表面が吸収することで、発光面側の表面に傷が付くことを防止できる。
ここで、基体１１や保護膜１６の『硬さ』とは、同じ膜厚における「ビッカース硬度」、「軽荷重引裂強度」、「ヤング率」等のいずれかの大小関係で比較した。使用する高分子フィルムの「ヤング率」や「軽荷重引裂強度」は、それらのカタログ値を用いることができる。ビッカース硬度は、ＪＩＳ Ｚ ２２４４「ヴッカース硬さ試験」において定義された方法で計測でき、概ね１０〜４００の範囲であった。
さらに、裏面側の表面の粗さは、算術平均粗さＲａ（以下、算術平均粗さをＲａと省略する。）≧１．５ｎｍとすることで、接触面の摩擦係数を低減し、発光面側の表面に傷が付くことを効果的に防止できる。しかも、摩擦による摩耗は、軟らかくて表面が粗れている裏面側の表面でのみ進行するため、発光面側の表面が傷付くことを防止できる。
図１に示す表示装置について、他の構成材料を具体的に説明する。
絶縁層１２は、必要に応じて形成すれば良く、ＳｉＯ 2 （酸化シリコン）、ＳｉＮ（窒化シリコン）、ＡｌＮ（窒化アルミ）、Ａｌ 2 Ｏ 3 （酸化アルミ）、有機高分子材料等が好ましい。
第１電極１３及び第２電極１５としては、ＩＴＯ、ＩＺＯ、Ａｌ等が必要に応じて選択して使われる。
有機層１４としては、例えばホール注入層、発光層、電子注入層をこの順に積層形成する。
なお、図示していないが、必要に応じて、画素分離用の隔壁（バンク）や平坦化膜、カラーフィルター、円偏光板等を積層形成しても良い。
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
＜実施例１＞
図２は、本発明の第１の実施例によるフレキシブル表示装置の構成を示したものである。
図２は、本発明の第１の実施例によるフレキシブル表示装置の構成を示したものである。
基体２１は、ＰＥＳフィルム（約３０インチ対角サイズ）であり、その両面には、ＳｉＮの薄膜の積層体から成るバリア層を０．５μｍの膜厚で形成している。
ＰＥＳフィルム（以下、基体と同一の符号２１を付する場合がある。）２１の膜厚は、バリア層の膜厚も含めて１００μｍ、ヤング率は２，３００ＭＰａ、軽荷重引裂強度は２．０ＭＰａであった。ＰＥＳフィルム２１の下面２１（Ａ）のビッカース硬度は１５０であった。ＰＥＳフィルム２１の表面粗さは、下面２１（Ａ）でＲａ＝１．５ｎｍ、上面２１（Ｂ）でＲａ＝０．６ｎｍであった。
ＰＥＳフィルム２１上に、絶縁層２２としてＳｉＯ 2 膜を５００ｎｍの膜厚でスパッタ形成しており、その上に、第１電極２３としてＣｒ薄膜を１００ｎｍの膜厚でスパッタ形成している。第１電極２３上に、有機層２４としてホール注入層、発光層、電子注入層をこの順にそれぞれ約６０ｎｍの膜厚でスピンコーターを用いて塗布形成している。有機層２４上に、第２電極２５としてＩＴＯ膜を１５０ｎｍの膜厚でスパッタ形成しており、その上に、無機封止層２６としてＳｉＮの薄膜を全厚４μｍとなるように、ＣＶＤ法で積層形成している。無機封止層２６上に、ＰＥＮフィルム２７を接着して形成している。
ＰＥＮフィルム２７は、その両面にＳｉＮの薄膜から成るバリア層を０．５μｍの膜厚で形成している。ＰＥＮフィルム２７の膜厚は、バリア層の膜厚も含めて５０μｍ、ヤング率は６，１００ＭＰａ、軽荷重引裂強度は６．０ＭＰａであった。ＰＥＮフィルム２７の上面２７（Ｃ）のビッカース硬度は３５０であった。ＰＥＮフィルム２７は、対向するどちらの面を上面２７（Ｃ）にしても良いが、ここでは、両面粗さの大きい方を上面２７（Ｃ）とした。上面２７（Ｃ）のＲａは２．０ｎｍであった。
本実施例で作製した表示装置は、トップエミッションタイプであることから、発光面側の表面はＰＥＮフィルム２７の上面２７（Ｃ）であり、裏面側の表面はＰＥＳフィルム２１の下面２１（Ａ）である。この発光面側のＰＥＮフィルム２７と裏面側のＰＥＳフィルム２１との機械特性を比較すると、発光面側のＰＥＮフィルム２７は裏面側のＰＥＳフィルム２１に対して、ヤング率が約２．７倍、軽荷重引裂強度が３．０倍、ビッカース硬度が２．３倍であった。
上記表示装置のフレキシブル性を生かして、発光面側の表面２７（Ｃ）を内側にして直径約１０ｃｍ程度の筒状に巻き取り、次に広げて元に戻した。この行為を１，０００回繰り返したところ、裏面側の表面２１（Ａ）には多数の傷が付いた反面、発光面側の表面２７（Ｃ）には全く傷が付いていなかった。つまり、発光面側のＰＥＮフィルム２７の硬さを、裏面側のＰＥＳフィルム２１の２．３〜３．０倍とすることで、発光面の表面２７（Ｃ）に全く傷が付かないようにすることができた。
しかも、裏面側の表面２１（Ａ）の傷は、発光面側の表面２７（Ｃ）へ全く影響を与えない。
＜実施例２＞
実施例１において、裏面側のＰＥＳフィルムをＰＣフィルムとした他は、実施例１と同じとした。なお、本実施例の説明は、図２を流用しながら行う。
実施例１において、裏面側のＰＥＳフィルムをＰＣフィルムとした他は、実施例１と同じとした。なお、本実施例の説明は、図２を流用しながら行う。
基体２１のＰＣフィルム（約３０インチ対角サイズ）は、その両面には、ＳｉＮの薄膜の積層体から成るバリア層を０．５μｍの膜厚で形成している。
ＰＣフィルム（以下、基体と同一の符号２１を付する場合がある。）２１の膜厚は、バリア層の膜厚も含めて１２５μｍ、ヤング率は１，８００ＭＰａ、軽荷重引裂強度は１．８ＭＰａであった。ＰＣフィルム２１の下面２１（Ａ）のビッカース硬度は１００であった。ＰＣフィルム２１の表面粗さは、下面２１（Ａ）でＲａ＝３．５ｎｍ、上面２１（Ｂ）でＲａ＝０．８ｎｍであった。
本実施例で作製した表示装置も、実施例１と同様にトップエミッションタイプである。発光面側のＰＥＮフィルム２７と裏面側のＰＣフィルム２１との機械特性を比較すると、発光面側のＰＥＮフィルム２７は裏面側のＰＣフィルム２１に対して、ヤング率が約３．４倍、軽荷重引裂強度が３．３倍、ビッカース硬度が３．５倍であった。
上記表示装置のフレキシブル性を生かして、発光面側の表面２７（Ｃ）を内側にして直径約１０ｃｍ程度の筒状に巻き取り、次に広げて元に戻した。この行為を１，０００回繰り返したところ、裏面側の表面２１（Ａ）には多数の傷が付いた反面、発光面側の表面２７（Ｃ）には全く傷が付いていなかった。つまり、発光面側のＰＥＮフィルム２７の硬さを、裏面側のＰＣフィルム２１の硬さの３．３〜３．５倍とすることで、発光面側の表面２７（Ｃ）に全く傷が付かないようにすることができた。
しかも、裏面側の表面２１（Ａ）の傷は、発光面側の表面２７（Ｃ）へ全く影響を与えない。実施例１と比較すると、裏面側の表面２１（Ａ）の傷の数は少なかった。これは、ＰＣフィルムがＰＥＳフィルムと比較してより軟らかかったことで、面接触時の衝撃がさらに緩和されたことに加えて、ＰＣフィルムの下面の表面粗さを大きくしたことで、摩擦係数が小さくなり、傷が付きにくくなったと考えられる。
＜実施例３＞
図３は、本発明の第３の実施例によるフレキシブル表示装置の構成を示したものである。
図３は、本発明の第３の実施例によるフレキシブル表示装置の構成を示したものである。
基体３１は、ＰＣフィルム（約３０インチ対角サイズ）であり、バリア層は形成していない。ＰＣフィルム（以下、基体と同一の符号３１を付する場合がある。）３１の膜厚は１００μｍ、ヤング率は１，８００ＭＰａ、軽荷重引裂強度は１．８ＭＰａであった。ＰＣフィルム３１の下面３１（Ａ）のビッカース硬度は１００であった。ＰＣフィルム３１の表面粗さは、下面３１（Ａ）でＲａ＝３．０ｎｍ、上面３１（Ｂ）でＲａ＝０．５ｎｍであった。ＰＣフィルム３１上に、ＳＵＳの金属フィルム３８（膜厚１０μｍ）をメッキ形成しており、ＰＣフィルム３１と金属フィルム３８との積層複合基体３９としている。
基体３９上に、絶縁層３２としてＳｉＯ 2 膜を５００ｎｍの膜厚でスパッタ形成しており、その上に、第１電極３３としてＣｒ薄膜を１００ｎｍの膜厚でスパッタ形成している。第１電極３３上に、有機層３４としてホール注入層、発光層、電子注入層をこの順にそれぞれ約６０ｎｍの膜厚でスピンコーターを用いて塗布形成している。有機層３４上に、第２電極３５としてＩＴＯ膜を１５０ｎｍの膜厚でスパッタ形成しており、その上に、無機封止層３６としてＳｉＮの薄膜が全厚４μｍとなるように、ＣＶＤ法で積層形成している。無機封止層３６上に、ＰＥＮフィルム３７を接着して形成している。
ＰＥＮフィルム３７は、その両面にＳｉＮの薄膜から成るバリア層をそれぞれ０．５μｍの膜厚で形成している。ＰＥＮフィルム３７の膜厚は、バリア層の膜厚も含めて５０μｍ、ヤング率は６，１００ＭＰａ、軽荷重引裂強度は６．０Ｍｐａであった。ＰＥＮフィルム３７の上面３７（Ｃ）のビッカース硬度は３５０であった。ＰＥＮフィルム３７の上面３７（Ｃ）のＲａは２．０ｎｍであった。
本実施例で作製した表示装置は、トップエミッションタイプであることから、発光面側の表面はＰＥＮフィルム３７の上面３７（Ｃ）であり、裏面側の表面はＰＣフィルム３１の下面３１（Ａ）である。この発光面側のＰＥＮフィルム３７と裏面側のＰＣフィルム３１との機械特性を比較すると、発光面側のＰＥＮフィルム３７は裏面側のＰＣフィルム３１に対して、ヤング率が約３．４倍、軽荷重引裂強度が３．３倍、ビッカース硬度が３．５倍であった。
上記表示装置のフレキシブル性を生かして、発光面側の表面３７（Ｃ）を内側にして直径約１０ｃｍ程度の筒状に巻き取り、次に広げて元に戻した。この行為を１，０００回繰り返したところ、裏面側の表面３１（Ａ）には多数の傷が付いた反面、発光面側の表面３７（Ｃ）には全く傷が付いていなかった。つまり、発光面側のＰＥＮフィルム３７の硬さを、裏面側のＰＣフィルム３１の硬さの３．３〜３．５倍とすることで、発光面側の表面に全く傷が付かないようにすることができた。
しかも、裏面側の表面３１（Ａ）の傷は、発光面側の表面３７（Ｃ）へ全く影響を与えない。また、金属フィルム３８があることで、表示装置の通電時の昇温がほとんど無かった。
さらに、ＰＣフィルム３１と金属フィルム３８との複合基体であることから、フレキシビリティと放熱効果を兼備した表示装置が提供できた。
＜参考実施例１＞
図４は、本発明の第１の参考実施例によるフレキシブル表示装置の構成を示したものである。
図４は、本発明の第１の参考実施例によるフレキシブル表示装置の構成を示したものである。
基体４１は、ＰＥＮフィルム（約３０インチ対角サイズ）であり、その両面には、ＳｉＮの薄膜の積層体から成るバリア層を０．５μｍの膜厚で形成している。
ＰＥＮフィルム（以下、基体と同一の符号４１を付する場合がある。）４１の膜厚は、バリア層の膜厚も含めて１００μｍ、ヤング率は６，１００ＭＰａ、軽荷重引裂強度は６．０ＭＰａであった。ＰＥＮフィルム４１の下面４１（Ａ）のビッカース硬度は３５０であった。ＰＥＮフィルム４１の表面粗さは、下面４１（Ａ）でＲａ＝２．０ｎｍ、上面４１（Ｂ）でＲａ＝０．５ｎｍであった。
ＰＥＮフィルム４１上に、絶縁層４２としてＳｉＯ 2 膜を５００ｎｍの膜厚でスパッタ形成しており、その上に、第１電極４３としてＩＴＯ薄膜を１００ｎｍの膜厚でスパッタ形成している。第１電極４２上に、有機層４４としてホール注入層、発光層、電子注入層をこの順にそれぞれ約６０ｎｍの膜厚でスピンコーターを用いて塗布形成している。有機層４４上に、第２電極４５としてＡｌ膜を１５０ｎｍの膜厚でスパッタ形成しており、その上に、無機封止層４６としてＳｉＮの薄膜を全厚４μｍとなるように、ＣＶＤ法で積層形成している。無機封止層４６上に、ＰＩフィルム４７を接着して形成している。
ＰＩフィルム４７は、その両面にＳｉＮの薄膜から成るバリア層をそれぞれ０．５μｍの膜厚で形成している。ＰＩフィルム４７の膜厚は、バリア層の膜厚も含めて２５μｍ、ヤング率は３，６５０ＭＰａ、軽荷重引裂強度は３．８ＭＰａであった。ＰＩフィルム４７の上面４７（Ｃ）のビッカース硬度は２００であった。ＰＩフィルム４７の上面４７（Ｃ）のＲａは２．０ｎｍであった。
本実施例で作製した表示装置は、ボトムエミッションタイプであることから、発光面側の表面はＰＥＮフィルム４１の下面４１（Ａ）であり、裏面側の表面はＰＩフィルム４７の上面４７（Ｃ）である。この発光面側のＰＥＮフィルム４１と裏面側のＰＩフィルム４７との機械特性を比較すると、発光面側のＰＥＮフィルム４１は裏面側のＰＩフィルム４７に対して、ヤング率が約１．７倍、軽荷重引裂強度が１．６倍、ビッカース硬度が１．８倍であった。
上記表示装置のフレキシブル性を生かして、発光面側の表面４１（Ａ）を内側にして直径約１０ｃｍ程度の筒状に巻き取り、次に広げて元に戻した。この行為を１，０００回繰り返したところ、裏面側の表面４７（Ｃ）には多数の傷が付いた反面、発光面側の表面４１（Ａ）には全く傷が付いていなかった。つまり、発光面側のＰＥＮフィルム４１の硬さを、裏面側のＰＩフィルム４７の硬さの１．６〜１．８倍とすることで、発光面側の表面４１（Ａ）に全く傷が付かないようにすることができた。
しかも、裏面側の表面４７（Ｃ）の傷は、発光側の表面４１（Ａ）へ全く影響を与えない。
＜参考実施例２＞
図５は、本発明の第２の参考実施例によるフレキシブル表示装置の構成を示したものである。
図５は、本発明の第２の参考実施例によるフレキシブル表示装置の構成を示したものである。
基体５１は、ＰＥＮフィルム（約３０インチ対角サイズ）であり、その両面には、ＳｉＮの薄膜の積層体から成るバリア層を６μｍの膜厚で形成している。
ＰＥＮフィルム（以下、基体と同一の符号５１を付する場合がある。）５１の膜厚は、バリア層の膜厚も含めて５０μｍ、ヤング率は６，１００ＭＰａ、軽荷重引裂強度は６．０ＭＰａであった。ＰＥＮフィルム５１の下面５１（Ａ）のビッカース硬度は３５０であった。ＰＥＮフィルム５１の表面粗さは、下面５１（Ａ）でＲａ＝２．０ｎｍ、上面５１（Ｂ）でＲａ＝０．５ｎｍであった。
ＰＥＮフィルム５１上に、絶縁層５２としてＳｉＯ 2 膜を５００ｎｍの膜厚でスパッタ形成しており、その上に、第１電極５３としてＩＴＯ薄膜を１００ｎｍの膜厚でスパッタ形成している。第１電極５３上に、有機層５４としてホール注入層、発光層、電子注入層をこの順にそれぞれ約６０ｎｍの膜厚でディスペンサーを用いて塗布形成している。有機層５４上に、第２電極５５としてＡｌ膜を１５０ｎｍの膜厚でスパッタ形成しており、その上に、無機封止層５６としてＳｉＮの薄膜を全厚６μｍとなるように、ＣＶＤ法で積層形成している。無機封止層５８上に、基体のＰＥＮフィルム５１と全く同じＰＥＮフィルム５７を接着して形成している。
ＰＥＮフィルム５７上に、ポリイミド樹脂（前駆体）を塗布し、ポリイミド樹脂層５８を３μｍの膜厚で形成している。ポリイミド樹脂層５８のヤング率は３，６５０ＭＰａ、軽荷重引裂強度は３．８ＭＰａであった。ポリイミド樹脂層５８の上面５８（Ｃ）のビッカース硬度は２００であった。ポリイミド樹脂層５８の表面粗さは、上面５８（Ｃ）でＲａ＝３．０ｎｍであった。
本実施例で作製した表示装置は、ボトムエミッションタイプであることから、発光面側の表面はＰＥＮフィルム５１の下面５１（Ａ）であり、裏面側の表面はポリイミド樹脂層５８の上面５８（Ｃ）である。この発光面側のＰＥＮフィルム５１と裏面側のポリイミド樹脂層５８との機械特性を比較すると、発光面側のＰＥＮフィルム５１は裏面側のポリイミド樹脂層５８に対して、ヤング率が約１．７倍、軽荷重引裂強度が１．６倍、ビッカース硬度が１．８倍であった。
上記表示装置のフレキシブル性を生かして、発光面側の表面５１（Ａ）を内側にして直径約１０ｃｍ程度の筒状に巻き取り、次に広げて元に戻した。この行為を１，０００回繰り返したところ、裏面側の表面５８（Ｃ）には多数の傷が付いた反面、発光面側の表面５１（Ａ）には全く傷が付いていなかった。つまり、軟らかいポリイミド樹脂層５８を裏面側のＰＥＮフィルム５７にコートするだけで、本発明の効果が得られた。
しかも、裏面側の表面５８（Ｃ）に発生した傷は、発光面側の表面５１（Ａ）に全く影響を与えない。
特に、上記表示装置は発光面側と裏面側とに等厚のＰＥＮフィルムを配置していることから、カールが極めて少なく平坦性の良い表示装置に仕上がった。
＜参考実施例３＞
図６は、本発明の第３の参考実施例によるフレキシブル表示装置の構成を示したものである。
図６は、本発明の第３の参考実施例によるフレキシブル表示装置の構成を示したものである。
基体６１は、ＰＥＳフィルム（約３０インチ対角サイズ）であり、その両面には、ＳｉＮの薄膜の積層体から成るバリア層を６μｍの膜厚で形成している。
ＰＥＳフィルム（以下、基体と同一の符号６１を付する場合がある。）６１の膜厚は、バリア層の膜厚も含めて５０μｍ、ヤング率は２，３００ＭＰａ、軽荷重引裂強度は２．０ＭＰａ、ビッカース硬度は１５０であった。
ＰＥＳフィルム６１上に、実施例５と同様の順で有機ＥＬ素子を形成し、その上に、ＰＥＳフィルム６１と同じＰＥＳフィルム６７を接着して形成している。ＰＥＳフィルム６７の上面６７（Ｃ）の表面粗さは、Ｒａ＝０．６ｎｍであった。
ＰＥＳフィルム６１の下面６１（Ａ）に、熱硬化型のエポキシ樹脂層６９を３μｍの膜厚で塗布形成している。エポキシ樹脂層６９のヤング率は６，５００ＭＰａ、軽荷重引裂強度は６．２ＭＰａ、ビッカース硬度は４００であった。
本実施例で作製した表示装置は、ボトムエミッションタイプであることから、その発光面側の表面はエポキシ樹脂６９の下面であり、裏面側の表面はＰＥＳフィルム６７の上面６７（Ｃ）である。この発光面側のエポキシ樹脂６９と裏面側のＰＥＳフィルム６７との機械特性を比較すると、発光面側のエポキシ樹脂６９は裏面側のＰＥＳフィルム６７に対して、ヤング率が約２．８倍、軽荷重引裂強度が３．１倍、ビッカース硬度が２．７倍であった。
上記表示装置のフレキシブル性を生かして、発光面側の表面を内側にして直径約１０ｃｍ程度の筒状に巻き取り、次に広げて元に戻した。この行為を１，０００回繰り返したところ、裏面側の表面６７（Ｃ）には多数の傷が付いた反面、発光面側の表面には全く傷が付いていなかった。つまり、硬いエポキシ樹脂層６９を発光面側のＰＥＳフィルム６１にコートするだけで、本発明の効果が得られた。
しかも、裏面側の表面６７（Ｃ）に発生した傷は、発光面側の表面へ全く影響を与えない。
特に、上記表示装置は発光面側と裏面側とに等厚のＰＥＳフィルムを配置していることから、カールが極めて少なく平坦性の良いパネルに仕上がった。
＜実施例４＞
実施例１において、ＰＥＳフィルム２１の表面粗さを、下面２１（Ａ）をＲａ＝０．６ｎｍ、上面２１（Ｂ）をＲａ＝０．６ｎｍとした他は、実施例１と同じとした。本実施例で作製した表示装置の機械特性は、実施例１と同じであった。
実施例１において、ＰＥＳフィルム２１の表面粗さを、下面２１（Ａ）をＲａ＝０．６ｎｍ、上面２１（Ｂ）をＲａ＝０．６ｎｍとした他は、実施例１と同じとした。本実施例で作製した表示装置の機械特性は、実施例１と同じであった。
上記表示装置のフレキシブル性を生かして、発光面側の表面２７（Ｃ）を内側にして直径約１０ｃｍ程度の筒状に巻き取り、次に広げて元に戻した。この行為を５００回繰り返したところ、裏面側の表面２１（Ａ）には多数の傷が付いた反面、発光面側の表面２７（Ｃ）には全く傷が付いていなかった。さらに、この行為を続けて５００回繰り返したところ、発光面側の表面２７（Ｃ）にも若干の傷が付いた。
本実施例の表示装置は、実施例１の表示装置と比較すると、耐久性が若干劣った。しかし、実用上は問題の無いレベルであった。
＜比較例１＞
実施例５において、ＰＥＮフィルム５７上にポリイミド樹脂層５８を形成しない他は、実施例５と同じとした。
実施例５において、ＰＥＮフィルム５７上にポリイミド樹脂層５８を形成しない他は、実施例５と同じとした。
すなわち、本比較例の表示装置は、有機ＥＬ素子が発光面側と裏面側とに配置された等厚のＰＥＮフィルムに挿まれている。したがって、発光面側と裏面側とのＰＥＮフィルムの機械特性は同じである。
本比較例で作製した表示装置のフレキシブル性を生かして、発光面側の表面５１（Ａ）を内側にして直径約１０ｃｍ程度の筒状に巻き取り、次に広げて元に戻した。この行為を１，０００回繰り返したところ、発光面側の表面５１（Ａ）と裏面側の表面との両面に同等に多数の傷が付いた。発光面側の表面５１（Ａ）に傷が付くと、発光時に傷が目立って問題であった。
＜比較例２＞
図３を用いて、本比較例のフレキシブル表示装置の構成を説明する。
図３を用いて、本比較例のフレキシブル表示装置の構成を説明する。
基体３１は、ＰＥＴフィルム（約３０インチ対角サイズ）であり、その下面３１（Ａ）に、ＳｉＮの薄膜の積層体から成るバリア層を６μｍの膜厚で形成している。
ＰＥＴフィルム（以下、基体と同一の符号３１を付する場合がある。）３１の膜厚は、バリア層の膜厚も含めて５０μｍ、ヤング率は５，４００ＭＰａ、軽荷重引裂強度は７．３ＭＰａであった。ＰＥＴフィルム３１の下面３１（Ａ）のビッカース硬度は３００であった。ＰＥＴフィルム３１の表面粗さは、下面３１（Ａ）でＲａ＝２．５ｎｍ、上面３１（Ｂ）でＲａ＝０．５ｎｍであった。このＰＥＴフィルム３１上に、ＳＵＳの金属フィルム３８（１０μｍ厚）をメッキ形成して、ＰＥＴフィルム３１と金属フィルム３８との積層複合基体３９としている。
基体３９上に、絶縁層３２としてＳｉＯ 2 膜を５００ｎｍの膜厚でスパッタ形成しており、その上に、第１電極３３としてＣｒ薄膜を１００ｎｍ厚スパッタ形成している。第１電極３３上に、有機層３４としてホール注入層、発光層、電子注入層をこの順にそれぞれ約６０ｎｍの膜厚でスピンコーターを用いて塗布形成している。有機層３４上に、第２電極３５としてＩＴＯ膜を１５０ｎｍ厚スパッタ形成しており、その上に、無機封止層３６としてＳｉＮの薄膜を全厚６μｍとなるように、ＣＶＤ法で積層形成している。無機封止層３６上に、ＰＣフィルム３７を接着して形成している。
ＰＣフィルム３７は、その両面にＳｉＮの薄膜から成るバリア層をそれぞれ５μｍの膜厚で形成している。ＰＣフィルム３７の膜厚は、バリア層の膜厚も含めて５０μｍ、ヤング率は１，８００ＭＰａ、軽荷重引裂強度は１．８ＭＰａであった。ＰＣフィルム３７の上面３７（Ｃ）のビッカース硬度は１００であった。ＰＣフィルム３７の上面３７（Ｃ）のＲａは２．０ｎｍであった。
本比較例で作製した表示装置は、トップエミッションタイプであることから、発光面側の表面はＰＣフィルム３７の上面３７（Ｃ）であり、裏面側の表面はＰＥＴフィルム３１の下面３１（Ａ）である。この発光面側のＰＣフィルム３７と裏面側のＰＥＴフィルム３１との機械特性を比較すると、発光面側のＰＣフィルム３７は裏面側のＰＥＴフィルム３１に対して、ヤング率が約０．３倍、軽荷重引裂強度が０．２倍、ビッカース硬度が０．３倍であった。
上記表示装置のフレキシブル性を生かして、発光面側の表面３７（Ｃ）を内側にして直径約１０ｃｍ程度の筒状に巻き取り、次に広げて元に戻した。この行為を１，０００回繰り返したところ、発光面側の表面３７（Ｃ）には多数の傷が付いた。発光面側の表面３７（Ｃ）に傷が付くと、発光時に傷が目立って問題であった。
１１、２１、３１、４１、５１、６１、２７、３７、４７、５７、６７ 高分子フィルム
１２、２２、３２、４２、５２、６２ 絶縁層
１３、２３、３３、４３、５３、６３ 第１電極
１４、２４、３４、４４、５４、６４ 有機層
１５、２５、３５、４５、５５、６５ 第２電極
１６、２６、３６、４６、５６、６６ 保護層
５８、６９ 樹脂層
１２、２２、３２、４２、５２、６２ 絶縁層
１３、２３、３３、４３、５３、６３ 第１電極
１４、２４、３４、４４、５４、６４ 有機層
１５、２５、３５、４５、５５、６５ 第２電極
１６、２６、３６、４６、５６、６６ 保護層
５８、６９ 樹脂層
Claims (5)
- フレキシブルな基体の上に発光素子が形成されており、発光面側の表面と裏面側の表面とが接触するように巻き取り可能なトップエミッションタイプのフレキシブル表示装置において、
発光面側の表面に、ＳｉＮからなる無機封止層と、前記無機封止層の外側に配置された高分子フィルムとを備え、
発光面側の表面の硬さは、裏面側の表面の硬さより大きいことを特徴とする、フレキシブル表示装置。 - 発光面側の表面の硬さＨ（Ｆ）は、裏面側の表面の硬さＨ（Ｂ）に対して、１．６≦Ｈ（Ｆ）／Ｈ（Ｂ）≦３．５であることを特徴とする、請求項１に記載のフレキシブル表示装置。
- 裏面側の表面の粗さは、算術平均粗さＲａ≧１．５ｎｍであることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のフレキシブル表示装置。
- 前記高分子フィルムは、ポリエチレンナフタレートフィルムであることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフレキシブル表示装置。
- 前記高分子フィルムが、その片面或いは両面に、無機膜或いは有機膜からなる、或いはそれらを積層してなるバリア層を有することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフレキシブル表示装置。
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