JP5444940B2 - 電気光学装置、および電子機器 - Google Patents

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本発明は、電気光学装置、および当該電気光学装置を備えた電子機器に関する。
自発光デバイスである有機EL(Electro Luminescence)表示装置は、バックライトなどの照明装置を必要とする液晶表示装置よりも薄型化が容易であるため、その薄さと、軽さとを利用した様々な用途が提案されている。
例えば、特許文献1には、100μm以下にまで薄型化した2枚のガラス基板間に有機EL層を挟持した有機EL表示装置が提案されている。当該表示装置によれば、バリア性に優れた2枚のガラス基板間に有機EL層を挟持する構成としたことにより、有機EL層への水分の浸入を抑制し、耐久性を高めることができるとしている。また、ガラス基板を薄型化したことにより可撓性を持たせることができるとしている。
また、特許文献2には、同様にガラス基板を薄型化して、可撓性を実現した液晶表示装置が開示されている。当該文献によれば、ノートや手帳などに薄型の液晶表示装置を綴じ込んで使用する際に、落下や、曲げなどの外力が加わった場合でも、可撓性を生かして当該外力を逃がすことができるため、割れなどの致命的な損傷を防止できるとしている。また、当該液晶表示装置の可撓性は、これらの記載、および図面の態様などからして、全体をしならせる程度の柔軟性であると推測される。
このような表示装置では、表示領域に形成された複数の画素を表示駆動するための駆動回路や、配線を表示領域の周縁部、いわゆる額縁領域に形成していた。
また、有機EL表示装置の場合は、ガラス基板の周縁部からの水分浸入を防止するために、額縁領域を長くしてシール剤を十分に充填していた。換言すれば、額縁領域をバリア層としても機能させて信頼性(寿命)確保していた。
他方、市場のニーズとしては、狭額縁化が求められていた。これは、表示装置が組み込まれる電子機器では、額縁領域が広いと、その分電子機器の平面サイズが大きくなってしまうからである。
特開2005−19082号公報 特許第4131639号公報
しかしながら、従来の表示装置では、狭額縁化を実現することは困難であるという課題があった。詳しくは、狭額縁化と信頼性の確保とは、トレードオフの関係にあり、額縁領域を短くすると信頼性の確保が難しく、他方、一定の額縁領域の長さを確保すると狭額縁にならないという課題があった。換言すれば、従来の表示装置では、信頼性の確保と、狭額縁化とを両立することが困難であるという課題があった。また、表示装置が可撓性を有していたとしても、それによって、額縁領域が短くなる訳ではないため、やはり、狭額縁化を実現することは困難であった。
また、特許文献2のように、表示装置全体をしならせる程度の可撓性を備えていたとしても、その用途としては、ノートや手帳などへの綴じ込み用途位しか想到されず、可撓性を十分に生かしているとはいい難いものであった。換言すれば、従来の表示装置は、薄型の表示装置に単に可撓性を付け加えただけに過ぎず、可撓性を有するが故の新たな用途を提案するものではなかった。
つまり、可撓性を有することによる有効な用途が見当たらないという課題があった。
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例又は形態として実現することが可能である。
(適用例)
複数の画素が形成された電気光学層を厚さが50μm以下のガラス基板上に形成してなる表示パネルと、表示パネルを支持する支持枠と、を備え、支持枠には、複数の画素が形成された表示領域の少なくとも一部を支持する支持部と、表示領域の外側に形成された額縁領域の少なくとも一辺を収納するための収納部と、が形成されており、一辺は、表示領域の周縁部近傍から支持枠側に折り曲げられ、額縁領域の少なくとも一部が収納部の側壁に接触して保持されていることを特徴とする電気光学装置。
発明者等が行った種々の実験結果からの知見によれば、周縁部にマイクロクラックが発生していない状態で、ガラス基板の厚さを50μm以下とすることにより、直角状態に近い曲げを実現できることが解った。なお、直角状態に近い曲げとは、曲げによる角Rは存在するものの巨視的には、略直角に折り曲げられていると見なせる態様のことをいう。本適用例は、この知見に基づき、創意工夫の末に導出したものであり、この可撓(屈曲)性を生かして、狭額縁化を実現するものである。
この電気光学装置によれば、電気光学層が形成されたガラス基板の厚さが50μm以下に設定されているため、表示パネルを略直角に折り曲げることが可能となっている。
そして、表示パネルは、表示領域の少なくとも一部が支持部に支持された状態で、その額縁領域の少なくとも一辺が、表示領域の周縁部近傍から支持枠側に折り曲げられ、額縁領域の少なくとも一部が収納部の側壁に接触して保持されている。
つまり、額縁領域の一辺における端部が収納部の側壁に当たった状態で、支持枠側に折り曲げられているため、視覚的に当該額縁領域の平面的な長さを短くすることができる。
従って、狭額縁化を実現した電気光学装置を提供することができる。
さらに、額縁領域を折り曲げる構成としているため、額縁領域の長さを信頼性確保に必要な長さとすることができる。
従って、信頼性の確保と、狭額縁化とを両立することが可能な電気光学装置を提供することができる。
さらに、表示パネルに略直角に近い折り曲げが可能な可撓性を持たせることにより、潜在的に市場ニーズの高かった狭額縁化を実現することができる。
従って、可撓性を有することによる電気光学装置の有効な用途を提案することができる。換言すれば、可撓性を利用して、狭額縁化を実現した電気光学装置を提供することができる。
また、側壁は、支持枠と一体に形成されるとともに、表示領域が含まれる面に対して、交差する方向に形成されていることが好ましい。
また、側面視において、表示領域が含まれる面と、折り曲げられた部分とが、折り曲げられた側に対してなす角度が90〜120度の範囲内に設けられ、折り曲げられる部分におけるガラス基板の曲げ半径が1.8mm以下であることが好ましい。
また、複数の画素が形成された電気光学層を厚さが50μm以下のガラス基板上に形成してなる表示パネルと、表示パネルをガラス基板側から支持する支持基板と、を備え、支持基板における表示パネル側の面を表面、表面の反対側の面を裏面としたときに、表示パネルにおける複数の画素が形成された表示領域の外側に形成された額縁領域の少なくとも一辺は、表示領域の周縁部近傍から支持基板の裏面側に折り返されていることが好ましい。
また、支持基板の表面には、表示パネルを接着して支持するための第1接着層が設けられるとともに、裏面には、折り返された一辺を接着するための第2接着層が設けられ、折り返し部分におけるガラス基板の曲げ半径は、支持基板の厚さに第1接着層と第2接着層との厚さを加えた厚さの半分と、略同じ半径となっていることが好ましい。
また、ガラス基板を第1基板としたときに、表示パネルは、第1基板と略同じ厚さのガラス基板からなる第2基板をさらに有し、電気光学層は、第1基板と第2基板との間に挟持されていることが好ましい。
また、表示パネルを第1基板側、および第2基板側から覆い、ラミネートする樹脂フィルムを、さらに備えることが好ましい。
また、表示パネルの額縁領域には、複数の画素を表示駆動するための駆動回路を含む画素回路が形成されており、折り曲げられた部分、または折り返されて曲げられた部分には、画素と画素回路とを接続するための配線部が形成されていることが好ましい。
また、折り曲げられた部分、または折り返された部分の長さが、2mm以上確保されていることが好ましい。
また、折り曲げられた部分、または折り返された部分は、額縁領域における対向する2辺に形成されていることが好ましい。
また、電気光学層は、有機発光層を含む有機EL層であることが好ましい。
上記記載の電気光学装置を表示部として備えたことを特徴とする電子機器。
上記記載の電気光学装置を複数有し、複数の電気光学装置を折り曲げられた部分、または折り返された部分が隣り合うようにタイリング配置してなる表示部を備えたことを特徴とする電子機器。
(a)実施形態1に係る表示装置の一態様を示す平面図、(b)は(a)のe−e断面における側断面図、(c)は(b)におけるi部の拡大図。 表示パネルの平面図。 図2のj−j断面における側断面図。 ガラス基板の厚さと許容曲げ半径(R)との相関関係を示したグラフ図。 支持枠の斜視図。 (a)実施形態2に係る表示装置の一態様を示す平面図、(b)は(a)のs−s断面における側断面図、(c)は(b)におけるl部の拡大図。 (a)単品状態における表示パネルの平面図、(b)ラミネート工程の製造態様図。 (a),(b)ラミネート構造体の作用説明図。 電子機器としての携帯電話を示す斜視図。 電子機器としての車載メーターを示す平面図。 変形例1に係る表示パネルの側断面図。 変形例3に係る表示パネルの側断面図。
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。なお、以下の各図においては、各層や各部位を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部位の縮尺を実際とは異ならしめてある。
(実施形態1)
「表示装置の概要」
図1(a)は、本実施形態に係る表示装置の一態様を示す平面図であり、(b)は(a)のe−e断面における側断面図である。図1(c)は、(b)におけるi部の拡大図である。
まず、本発明の実施形態1に係る電気光学装置としての表示装置100の概要について説明する。
表示装置100は、薄型の有機EL表示装置であり、支持枠50と、当該支持枠にセットされた表示パネル18とから構成されている。表示パネル18は、十分に薄型化された一対のガラス基板間に有機EL層を挟持した有機ELパネルであり、略直角に近く曲げることが可能な可撓性を有している。なお、ガラス基板の厚さや、可撓性については後述する。
表示パネル18は、マトリックス状に配置された複数の画素からなる表示領域Vを備えている。表示領域Vには、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色画素が周期的に配置されており、各画素が出射する表示光によりフルカラーの画像が表示される。なお、カラー表示を行う表示パネルに限定するものではなく、モノクロ表示を行う表示パネルであっても良い。表示領域Vは、縦長の長方形をなしており、図1を含む各図においては、当該縦方向をY軸方向とし、縦方向よりも短い横方向をX軸方向と定義している。また、表示パネル18の厚さ方向をZ軸方向としている。また、Y軸(+),(−)方向を上下方向とし、X軸(−),(+)方向を左右方向としている。
表示装置100の外形は、表示領域Vよりも縦長の長方形をなしている。
ここで、表示領域Vから外形までの長さ(幅)は、縦方向よりも横方向の方が短く(狭く)なっている。換言すれば、横方向が狭額縁化されている。
詳しくは、横方向における表示領域Vから外形の左右の辺までの長さは、共に長さu2となっており、この長さu2は、縦方向における表示領域Vから外形の上辺までの長さu1、および表示領域Vから外形の下辺までの長さu3よりも短くなっている。
特に、横方向の額縁長さu2は、長さu1の半分以下となっているため、デザイン的に横方向をすっきりさせたい場合や、横方向に表示装置を並べる場合などに、この横方向を狭額縁化した表示装置100を好適に用いることができる。
この横方向の狭額縁化は、図1(b),(c)に示すように、表示パネル18の額縁領域Fの左右の辺を支持枠50の収納部52に折り曲げた状態で収納することにより実現している。詳しくは、表示パネル18は、表示領域Vの背面を接着層60により支持枠50の支持部51に固定されるとともに、額縁領域Fの左右の辺をZ軸側に略直角に近い角度で折り曲げた状態で支持枠50にセットされている。
このように、左右の辺を略直角に近い角度で折り曲げた状態で収納することにより、平面的に左右の額縁領域Fの長さは短くなり、横方向の狭額縁化が実現される。なお、本実施形態では、好適例として額縁領域Fの左右の2辺を狭額縁化した事例について説明するが、デザインや用途に応じて、1辺以上を狭額縁化する場合に適用することができる。
「表示パネルの詳細な構成」
図2は、表示パネルの平面図であり、図1(a)に対応している。
続いて、表示パネルの詳細な構成について、図1および図2を用いて説明する。
図2は、単品状態における表示パネル18の平面図であり、額縁領域Fの左右の2辺を伸ばした状態となっている。換言すれば、支持枠50にセットする前の平板状の状態を示している。
表示パネル18は、共にガラス基板からなる素子基板1と、対向基板とを貼り合せた構成となっており、下側には、素子基板1が対向基板から張出した張出し領域が形成されている。
張出し領域には、フレキシブル基板20が接続されている。なお、フレキシブル基板とは、例えば、ポリイミドフィルムの基材に鉄箔の配線などが形成された柔軟性を有するフレキシブルプリント回路基板の略称である。また、フレキシブル基板20には、駆動用IC(Integrated Circuit)21が実装され、その端部には、専用のコントローラーや、外部機器(いずれも図示せず)と接続するための複数の端子が形成されている。
表示パネル18は、フレキシブル基板20を介して、外部機器から電力や画像信号を含む制御信号の供給を受けることにより、表示領域Vに画像や文字などを表示する。
また、本実施形態では、表示領域Vから表示パネル18の外形までの額縁状のエリアを額縁領域Fとしている。なお、張出し領域側においては、表示領域Vの外側で、かつ、素子基板1と対向基板とが重なっている部分を額縁領域Fとしている。換言すれば、素子基板1と対向基板との重なり部分における表示領域Vを除いた額縁状の領域を額縁領域Fと定義している。
図2に示すように、初期状態においては、額縁領域Fの4辺における長さは、4辺共に寸法k1で同一に設定されている。このうち、左右の2辺を折り曲げて、表示パネル18を支持枠50にセットすると、図1(a)に示すように、左右の2辺における平面的な長さは、共に寸法k2となる。
なお、図2において表示パネル18の左右の辺に沿ってドットハッチで示した部分は、支持枠50にセットする際の折り曲げにともない湾曲する部分であり、湾曲エリアmとしている。なお、湾曲するとはX軸方向に対して0°以上となった状態としている。
図3は、図2の表示パネル18におけるj−j断面における側断面図である。
表示パネル18は、素子基板1、素子層2、平坦化層4、画素電極6、隔壁7、電気光学層としての有機EL層8、共通電極9、電極保護層10、緩衝層11、ガスバリア層12、充填剤13、CF層14、対向基板16などから構成されている。また、素子基板1と対向基板16とに挟持された部位のことを機能層17という。換言すれば、素子層2からCF層14までの積層構造を機能層17という。
素子基板1は、透明な無機ガラスから構成されている。本実施形態では、好適例として、無アルカリガラスを用いている。
素子層2には、各画素をアクティブ駆動するための画素回路が形成されている。画素回路には、TFT(Thin Film Transistor)からなる画素を選択するための選択トランジスターや、有機EL層8に電流を流すための駆動トランジスター3などが含まれており、画素ごとに対応して形成されている。なお、画素回路は、好適例として、活性層に低温ポリシリコンを用いているが、アモルファスシリコンを活性層として用いた構成であっても良い。
素子層2の上層(Z軸(−)方向)には、例えば、アクリル樹脂などからなる絶縁層である平坦化層4が形成されている。
平坦化層4の上層には、画素ごとに区画されて、反射層5と、画素電極6とがこの順番で積層されている。反射層5は、例えば、アルミニウムなどからなる反射層であり、有機EL層8から素子基板1側に向かう光を反射して、表示に寄与する光にする。
画素電極6は、ITO(Indium Tin Oxide)や、ZnOなどの透明電極から構成されており、画素ごとに素子層2の駆動トランジスター3のドレイン端子と平坦化層4を貫通するコンタクトホールにより接続されている。
隔壁7は、光硬化性の黒色樹脂などから構成され、平面的に各画素を格子状に区画している。なお、素子層2における駆動トランジスター3を含む画素回路は、光による誤動作を防止するために、平面的に隔壁と重なるように配置されている。
有機EL層8は、画素電極6、および隔壁7を覆って形成されている。また、図3においては一層の構成となっているが、実際は、それぞれが有機物の薄膜からなる正孔輸送層、発光層、電子注入層などから構成されており、画素電極6上にこの順番に積層されている。正孔輸送層は、芳香族ジアミン(TPAB2Me−TPD,α−NPD)などの昇華性の材料から構成されている。発光層は、赤、緑、青の3色を組み合わせて形成される白色光を放射する多層からなる有機発光材料薄膜から構成されている。電子注入層は、LiF(フッ化リチウム)などから構成されている。
共通電極9は、MgAgなどの金属を、光を透過するようにごく薄く成膜した金属薄膜層である。さらに、抵抗を下げるため、ZnOなどの金属酸化物やTiNなどの金属窒化物層など透明導電膜を積層しても良い。
電極保護層10は、SiO2や、Si34、SiOxNyなどの透明で、かつ、高密度により水分を遮断する機能を有する材質から構成されている。
緩衝層11は、熱硬化性のエポキシ樹脂などの透明な有機緩衝層である。
ガスバリア層12は、SiO2や、Si34、SiOxNyなどの透明で、かつ、高密度により水分を遮断する機能を有する封止層であり、有機EL層8への水分の浸入を防止する機能を担う。
充填剤13は、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂などからなる透明な接着層であり、ガスバリア層12とCF層14との間の凹凸面に充填されるとともに、両者を接着する。また、外部から、有機EL層8への水分の浸入を防ぐ機能も果たす。
対向基板16は、素子基板1と同様な無機ガラスから構成されており、有機EL層8側(Z軸(+)側)には、CF層14が形成されている。
CF層14には、赤色カラーフィルター14r、緑色カラーフィルター14g、青色カラーフィルター14bが画素配置と同様に配置されている。詳しくは、各色のカラーフィルターは、それぞれが対応する画素電極6と重なるように配置されており、各カラーフィルター間には、ハッチングで示した遮光部が形成されている。遮光部は、平面的に隔壁7と重なるように格子状に形成されており、光学的には、ブラックマトリックスの機能を果たす。
そして、対向基板16と素子基板1とは、対向基板16の周縁部に形成されたシール剤15によって接着および封止されている。シール剤15としては、エポキシ系の接着剤や、紫外線硬化樹脂などを用いる。
ここで、有機EL層8を含む機能層17は、その表面を無機物からなるガスバリア層12で覆った上に、バリア性に優れたガラス基板からなる素子基板1と対向基板16とにより挟持した構成であるため、厚さ(Z軸)方向からの水分浸入に対するバリア性は高い。
他方、表示パネル18の周縁部からの水分浸入を防止するバリア構成(層)は、シール剤15と、ガスバリア層12とを主体としたものとなるため、シール剤15の充填長さが長い方がバリア性を高めることができる。換言すれば、額縁領域Fの長さに応じて、表示パネル18の信頼性(寿命)が決定付けられる。
また、額縁領域Fには、複数の画素を表示駆動する際に用いられるシフトレジスター、および検査回路を含む回路部nと、当該回路部と画素回路を結ぶ配線部などが形成されている。なお、回路部nや配線部は、画素回路と同様なプロセスにより、素子基板1に作りこまれている。
ここで、額縁領域Fの左右の2辺においては、湾曲エリアmに配線部が形成され、当該エリアを除いた領域に回路部nが形成されている。換言すれば、隔壁7よりも外側であって配線部が形成された湾曲エリアmの外側に回路部nが形成されている。
このように構成された各画素からは、カラーフィルターの色調に対応した表示光が出射される。例えば、赤色画素の場合、有機EL層8で放射された白色光は、赤色カラーフィルター14rによって赤色光が選択されて、赤色の表示光として対向基板16から出射される。また、緑色、青色の画素においても同様である。
これにより、表示領域Vでは、対向基板16から出射される複数のカラー画素からの表示光によりフルカラーの画像が表示されることになる。
なお、表示パネル18の構成は、トップエミッション型に限定するものではなく、2枚のガラス基板間に、電気光学層を挟持した構成であれば良い。例えば、有機EL層8が発する光を素子基板1側から出射するボトムエミッション型の有機EL表示装置であっても良い。また、無機ELを光源として備えた無機EL表示装置であっても良い。
「各部の寸法について」
ここでは、表示パネル18が前述したような屈曲性を有するとともに、初期の信頼性(寿命)を確保するのに必要な各部の最適な寸法について説明する。
まず、表示パネル18の厚さについて説明する。
図3では、各構成部位の積層関係を明確にするために、特に、機能層17における縮尺を他の部位よりも拡大しているが、実際は、機能層17の部分が最も薄く構成されることになる。機能層17の厚さは、数μm〜20μm程度の厚さである。このうち、緩衝層11が半分以上の厚さを占めている。ちなみに、厚さがnmオーダーの複数の薄膜からなる有機EL層8の厚さは1μmに満たない。
本実施形態では、好適例として、素子基板1および対向基板16の厚さをそれぞれ約30μmとしている。また、表示パネル18の総厚は、好適例として約70μmとしている。発明者等の実験結果によれば、有機ELパネルの信頼性を確保するためには、ガスバリア層12などの封止構造に加えて、素子基板1および対向基板16の厚さが約10μm以上必要であることが解っている。換言すれば、素子基板1および対向基板16の厚さを各々約10μm以上に設定することによって、十分な防湿性を確保することが可能となる。
他方、素子基板1、および対向基板16の厚さが約50μmを超えると、許容曲げ半径が大きくなってしまうため、狭額縁の度合い(効果)が希薄に(小さく)なってしまう。
このため、素子基板1、および対向基板16の厚さは、それぞれ10〜50μmの範囲内に設定することが好ましい。また、10〜30μmの範囲内とすることがより好ましい。さらに、素子基板1と対向基板16とを重ね合せた表示パネル18の総厚は、30〜110μmの範囲内に設定することが好ましい。
なお、素子基板1、および対向基板16は、それぞれが初期段階で0.3〜0.7mm程度の厚さであったものを研磨、またはエッチングして薄くしたものである。好適には、表裏のガラス基板が厚い状態の表示パネルを複数個面付けした大判パネルを製造した後、フッ酸(フッ化水素酸)を溶解したエッチング溶液(水溶液)として用いたエッチングにより、所期の厚さの大判パネルを製造する。そして、当該大判パネルから表示パネル18を切り出す。なお、この方法に限定するものではなく、所期の厚さの表示パネル18を形成可能な方法であれば良く、例えば、機械的研磨法を用いることであっても良い。
ここで、大判パネルから表示パネル18を切り出す際には、周知の切り出し方法を用いることができるが、表示パネル18の周縁部にマイクロクラックが生じないようにする必要がある。これは、表示パネル18を折り曲げた状態で使用するため、折り曲げ時に割れてしまうことを防止するためである。このため、特に、図2の湾曲エリアmを含む辺の切断は、レーザー光を用いたレーザースクライブ法を用いることが好ましい。また、切り出した後で、少なくとも湾曲エリアmの端部をフッ酸などの溶液で溶かして、マイクロクラックをなくした状態としておく必要がある。
また、切断後の端面保護のために、表示パネル18の周縁部に樹脂をコーティングしても良い。例えば、ディッピング法により、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、またはシリコン樹脂などを周縁部にコーティングする。
図4は、ガラス基板厚さと許容曲げ半径(R)との相関関係を示したグラフであり、横軸はガラス基板の厚さを示し、縦軸は許容曲げRを示している。
このグラフは、発明者等が行った種々の実験結果から導出したもので、狭額縁化を実現するための重要な指標である。前述したように、発明者等が行った種々の実験結果からの知見によれば、ガラス基板の厚さを50μm以下とすることにより、直角状態に近い曲げを実現できることが解っている。
他方、略直角に近い折り曲げが可能であったとしても、曲げRが大きすぎると、狭額縁化は難しくなってしまう。このため、本実施形態では、許容曲げRを一つの指標として各部の寸法を設定することにより、狭額縁化を実現している。
許容曲げRとは、所定の厚さのガラス基板を略直角に曲げたときに許容される最小の曲げ半径(R)のことである。換言すれば、ガラス基板を略直角に曲げたときに、割れずに屈曲状態を維持することができる最小の曲げ半径(R)のことである。また、ガラス基板を折り返したとき、つまり、図6(c)のようにX軸方向に対して180度曲げした場合における許容曲げRも、図4の許容曲げRと略同等となることを確認している。
図4に示すように、ガラス基板の厚さと許容曲げRとは、略正比例の関係にあり、ガラス基板の厚さが厚くなるにつれて、許容曲げRも大きくなることが解る。換言すれば、ガラス基板の厚さが厚くなるにつれて、狭額縁の度合いが希薄になる。
図4は、マイクロクラックがないガラス基板を用いた場合のグラフであるが、ちなみに、マイクロクラックを含む状態のガラス基板を用いた場合では、同じ厚さであっても許容曲げRが極端に大きくなってしまうことが確認されている。例えば、厚さ30μmで、マイクロクラックを含むガラス基板を用いた場合、その許容曲げRは、約5.5mmとなってしまい、狭額縁化を図ることは困難である。
上述した好適例では、ガラス基板の厚さを30μmとしている。この場合、1枚のガラス基板における許容曲げRは約0.8mmとなっている。なお、実際の表示パネル18は2枚のガラス基板を重ねた構成となっているが、この構成の場合の許容曲げRは、発明者等の実験結果からすると、厚さが60μmのときの許容曲げRではなく、1枚のガラス基板における許容曲げRと略同等な半径となることが確認されている。これは、2枚のガラス基板間に介在する機能層17(図3)の主体がシール剤15などの樹脂から構成されているため、当該層が緩衝層として機能するためであると考察している。
これにより、図1(c)に示すように、表示パネル18の額縁領域の右側の一辺は、素子基板1の内側の曲げRが約1.0mmで支持枠50側に折り曲げられている。
図2に戻る。
続いて、初期状態における表示パネル18の寸法関係について説明する。
好適例における表示パネル18の額縁領域Fの長さk1は、4辺ともに約3.0mmに設定されている。なお、この数値に限定するものではなく、要求仕様(信頼性)に応じて、2.0mm以上で設定すれば良い。
図1(c)に戻る。
この表示パネル18を支持枠50にセットした状態における右側の額縁領域Fは、その端部が収納部52の側壁55に接触した状態で、表示パネル18の背面(素子基板1の外面における平面部)から角度θをなして折り曲げられている。つまり、表示パネル18は、額縁領域Fの左右の辺が表示領域Vの周縁部近傍から支持枠50側に折り曲げられている。好ましくは、表示パネル18は湾曲エリアmから表示パネル18の背面側に湾曲させて折り曲げられ、額縁領域Fの端部が収納部52の側壁55に接触した状態で、表示パネル18の背面(素子基板1の外面における平面部)から角度θをなして折り曲げられている。なお、表示パネル18は、湾曲エリアmから湾曲させて折り曲げているが、表示領域Vと額縁領域Fとの境界部で折り曲げても良いし、実際に表示に使用する領域が表示パネル18の表面(対向基板16の外面)で視認できれば表示領域V内で折り曲げても良い。また、従来よりも見かけ上の額縁領域が小さくなる程度であれば、額縁領域F内で折り曲げても良い。いずれの場合でも、表示パネル18の狭額縁化が実現できる。
好適例における角度θは、組み込み性を考慮して110度としている。また、この数値に限定するものではなく、表示パネル18の厚さや、要求仕様(狭額縁)に応じて、90〜120度の範囲内で設定すれば良い。
なお、本実施形態では、巨視的に略直角に折り曲げられていると見なせる態様を、角度θが90〜120度の範囲内で、かつ、許容曲げRが1.8mm以下(ガラス基板厚さ50μm以下)の場合と定義している。
また、好適例における額縁領域Fの平面的な長さk2は、約1.3mmとなる。
また、好適例における支持枠50の総厚は約3.2mmであり、収納部52のサイズは、側壁55の厚さtを約0.2mmとし、間隙部54の幅wを約2.0mmとし、間隙部54の深さdを約3.0mmとしている。
よって、好適例における表示領域Vから表示パネル18外形の左辺までの長さu2は、額縁領域Fの長さk2に、側壁55の厚さtを加えて約1.5mmとなり、折り曲げ前の長さk1の約半分の長さとなっている。なお、額縁領域Fの左辺においても同様である。
また、好適例における表示装置100の総厚は、約3.5mmとなる。
なお、上記好適例の寸法は、発明者等が実験結果や、物性データなどから創意工夫の末に導出した好適事例の一つであり、これに限定するものではなく、本実施形態の技術的思想を逸脱しない範囲内で、表示パネルのサイズや、用途に応じて適宜寸法設定をすることができる。
「支持枠の詳細な構成」
図5は、支持枠の斜視図である。
ここでは、支持枠50の詳細な構成について、図1および図5を用いて説明する。
支持枠50は、支持部51、2つの収納部52などから構成されている。
支持部51は、表示パネル18の表示領域Vの背面を支持するための平面部であり、当該平面部は、X軸およびY軸を含む平面の一部である。なお、表示領域Vの背面全面を支持することに限定するものではなく、表示領域Vを略平坦な状態で支持可能な支持構造であれば良い。例えば、軽量化のために支持部51の中央部に複数の穴が形成されており、表示領域Vの周縁部を主体に支持する構造であっても良い。
2つの収納部52は、支持部51の左右両側にそれぞれ対称に形成されている。換言すれば、支持部51を挟んで左右に対称形状の収納部52が形成されている。
収納部52は、凹部53、側壁55などから構成されている。凹部53は、支持部51から階段状に一段低く(深く)形成された壁部である。側壁55は、支持部51に対して略直交する方向に形成された側壁であり、Y軸方向に延在している。なお、支持部51から凹部53につながる角部には、約0.5mmの面取りCが形成されている。
そして、凹部53、および側壁55に囲まれた凹状の溝(空間)を間隙部54としている。間隙部54は、側壁に沿ってY軸方向に延在している。
支持枠50には、シート状の表示パネル18を補強するための強度と、表示パネル18が発する熱を吸収して外部に伝達(放出)する放熱性と、薄さなどの機能が必要となる。
本実施形態では、好適例として、厚さ0.2mmのステンレス板をプレス加工して支持枠50を形成している。詳しくは、ステンレス鋼帯であるSUS304CSPを用いている。なお、これに限定するものではなく、上述した機能を備えた材質であれば良く、例えば、SUS301CSPや、アルミニウム、鉄とニッケルの合金で、常温付近で熱膨張率が小さいインバー(invar)、または鋼板にメッキ処理を施したメッキ鋼板を用いることであっても良い。
また、金属に限定するものではなく、樹脂で支持枠50を形成しても良い。樹脂を用いる場合には、支持部51の強度を確保するために、当該部を厚くしたり、背面に梁や筋交いを入れるなど、適宜材料特性に合せて形状を変更することが好ましい。成形方法としては、射出成形法や、押出し成形法を用いることができる。
具体的な樹脂としては、ABS樹脂などの汎用樹脂を用いることもできるが、薄く、かつ強靭であるという観点から、ポリカーボネイト、ポリアセタール、ポリプチレンテレフタレートなどのエンジニアリングプラスチックを用いることがより好ましい。
また、樹脂を用いる場合には、放熱性を高めるために、支持枠50にメッキ、スパッタリング、または放熱塗装などの表面処理を行うことが好ましい。メッキ処理を行う場合は、例えば、銅、ニッケルの2層メッキや、銅、ニッケル、クロムの3層メッキを全面に施す。スパッタリング処理を行う場合は、アルミや、ニッケルを少なくとも支持部51の表面にスパッタリングする。放熱塗装を行う場合は、窒化アルミ、アルミナ、炭化ケイ素などの熱伝導性フィラーを含有した塗料を少なくとも支持部51の表面に塗装する。
「製造方法」
ここでは、上述した表示パネル18を支持枠50にセットして、表示装置100を形成するための製造方法について説明する。
まず、支持枠50の支持部51に両面テープからなる接着層60を貼り付ける。好適例における両面テープの厚さは、0.2mmとしている。なお、この厚さに限定するものではなく0.1〜0.5mmの範囲内であれば良い。また、支持部51の全面に両面テープを貼ることに限定するものではなく、表示領域Vを略平坦な状態で支持(固定)可能に配置すれば良い。例えば、図5に2点鎖線で示すように、X軸方向に延在する帯状の両面テープをY軸方向において、表示領域Vの両端と略中央に位置するように、ストライプ状に3本配置しても良い。この構成によれば、表示パネル18貼り付けの際における気泡の発生を低減することができる。
また、放熱性向上のために、前述の熱伝導性フィラーを含有した両面テープを用いても良い。また、両面テープに限定するものではなく、同様な接着性を有する接着剤を用いても良い。
続いて、図1(a)に示すように、表示パネル18の表示領域Vの背面を支持枠50の支持部51に貼り付ける。
そして、図1(b),(c)に示すように、額縁領域Fにおける左右の辺をZ軸(+)側に湾曲させながら端部を収納部52に入れる。これにより、折り曲げられた左右の辺の端部が収納部52の側壁55に接触した状態で保持されることになる。なお、端部を収納部52に入れる際には、額縁領域Fの辺を均一に掴むことが可能な専用の治具を用いて、収納に伴う割れを防止することが好ましい。
また、表示パネル18全体をアーチ状に湾曲させた状態で、額縁領域Fにおける左右の辺を収納部52に収納してから、表示領域Vの背面を支持部51に貼り付ける順番としても良い。
このようにして、額縁領域Fにおける左右の辺が収納部52に収められ、図1(c)に示すように、表示領域Vの周縁部から始まる曲面(曲げ部)の半径が、ガラス基板の許容曲げ半径よりも若干大きな曲げRとなった状態で保持されることになる。
上述した通り、本実施形態に係る表示装置100によれば、以下の効果を得ることができる。
表示パネル18を構成する2枚のガラス基板の厚さは、周縁部にマイクロクラックが発生していない状態で、それぞれ50μm以下に設定されていることから、当該パネルを略直角に折り曲げることが可能となっている。
そして、表示パネル18は、表示領域Vの背面が支持枠50の支持部51に支持された状態で、額縁領域Fの左右の辺が表示領域Vの周縁部近傍から支持枠50側に折り曲げられ、各辺の端部が収納部52の側壁55に接触した状態で保持される。
つまり、額縁領域Fの端部が収納部52の側壁55に接触した状態で、支持枠50側に折り曲げられているため、当該額縁領域の平面的な長さが短くなる。
従って、狭額縁化を実現した表示装置100を提供することができる。換言すれば、可撓性を利用して、狭額縁化を実現した表示装置100を提供することができる。
さらに、好適例における2枚のガラス基板の厚さは、それぞれ約30μm以下に設定されているため、表示パネル18としての許容曲げRが約0.8mmとなっている。
好適例における表示装置100では、当該表示パネルの許容曲げR、および耐久性を考慮して、支持枠50の収納部52の寸法の最適化を行うことにより、曲げRが約1.0mmで、表示領域Vから表示パネル18外形の左右の辺までの長さu2をそれぞれ約1.5mmとしている。この寸法は、折り曲げ前における額縁領域Fの長さk1(約3.0mm)の約半分の長さであり、横方向における狭額縁化が実現されている。
さらに、額縁領域Fを折り曲げる構成としたことにより、額縁領域Fの長さを信頼性確保に必要な長さとすることができる。
つまり、信頼性確保に必要な額縁領域の長さを確保しながらも、狭額縁化を実現することができる。
従って、信頼性の確保と、狭額縁化とを両立した表示装置100を提供することができる。
また、上記寸法に限定するものではなく、額縁領域Fの曲げ角度θが90〜120度の範囲内で、かつ、許容曲げRが1.8mm以下であれば、巨視的に略直角に折り曲げられていると見なすことができる。換言すれば、一定の狭額縁化を実現することができる。
従って、狭額縁化を実現した表示装置100を提供することができる。
また、額縁領域Fの湾曲エリアmには配線部が選択的に形成され、当該エリアを除いた領域に回路部nが形成されているため、折り曲げによる回路部nの損傷を防止することができる。
従って、信頼性が高い表示装置100を提供することができる。
また、樹脂やガラスよりも熱伝導率に優れたステンレス板を用いて支持枠50を形成しているため、表示パネル18が発する熱を効率良く吸収して外部に放熱することができる。さらに、樹脂で成形する場合に比べて、材厚を薄くすることができる。特に、側壁55も薄く構成できるため、より狭額縁化を図ることができる。
従って、放熱性に優れた狭額縁の表示装置100を提供することができる。
また、プレス加工によって支持枠50を効率的に製造することができるため、部品コストを抑制することができる。
さらに、好適例における表示装置100の総厚(収納部の底面から表示パネル18の上面まで)が約3.5mmと薄く構成することができる。また、図1(b)に示すように、支持部51の背面は窪んだ形状(スペース)となっているため、電子機器に組み込む際には、当該スペースを有効利用することができる。
(実施形態2)
図6(a)は、実施形態2に係る表示装置の一態様を示す平面図であり、(b)は(a)のs−s断面における側断面図である。図6(c)は、(b)におけるl部の拡大図である。また、図6(a)〜(c)は、図1(a)〜(c)にそれぞれ対応している。
図7(a)は、表示パネルの平面図であり、図2に対応している。
以下、本発明の実施形態2に係る表示装置110について説明する。なお、実施形態1と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
本実施形態の表示装置110は、実施形態1の表示パネル18の横幅を広げた表示パネル19を樹脂フィルムで表裏面からラミネートした構造の表示パネル28を用いて、左右の額縁領域を折り返す構造を採用したことにより、実施形態1の表示装置100よりも、より狭額縁化を図った表示装置である。
表示装置110は、支持基板58、表示パネル28などから構成されている。
支持基板58は、横幅(X軸方向の長さ)が表示パネル19の表示領域Vの横幅と略同じで、縦の長さが表示パネル19の外形長さよりも若干長い金属製の平板である。本実施形態では、好適例として、アルミニウム板を用いている。なお、この材質に限定するものではなく、実施形態1で説明した各種金属を用いても良い。また、実施形態1で説明した各種樹脂を用いても良いし、メッキなどの各種表面処理を施した樹脂板を用いても良い。
表示パネル28は、表示パネル19を対向基板16側の面、および素子基板1の面から、樹脂フィルム25a,25bによりラミネートした構成となっている。換言すれば、表示パネル19を表裏面からラミネートする樹脂フィルム25a,25bを備えている。なお、ラミネート後の樹脂フィルム25a,25bは、表示パネル19と一体となっているため、この2枚の樹脂フィルムによる積層体をラミネート構造体25ともいう。
そして、図6(b),(c)に示すように、表示パネル28の表示領域Vの背面が支持基板58の表面に接着層60で貼り付けられるとともに、額縁領域Fの左右の2辺が表示領域Vの周縁部近傍から支持基板58の裏面側に折り返されている。好ましくは、表示パネル19は湾曲エリアmから支持基板58の裏面側に折り曲げ始められている。折り曲げの開始点は、湾曲エリアmから湾曲させる構成に限定するものではなく、表示領域Vと額縁領域Fとの境界で折り曲げても良いし、実際に表示に使用する領域が表示パネル19の表面(対向基板16の外面)で視認できれば表示領域V内で折り曲げても良い。また、従来よりも見かけ上の額縁領域が小さくなる程度であれば、額縁領域F内で折り曲げても良い。いずれの場合でも、額縁領域Fを裏面に折り返すので、表示パネル19の狭額縁化が実現できる。
この構成により、図6(a)に示すように、左右の額縁領域Fの平面的な長さは、実施形態1の表示装置100における長さk2よりも短い長さk3となっている。
図7(a)は、単品状態における表示パネル28の平面図であり、額縁領域Fの左右の2辺を伸ばした状態となっている。換言すれば、支持基板58にセットする前の平板状の状態を示している。
表示パネル19は、その横幅が広くなっていることのみ実施形態1の表示パネル18と異なる。詳しくは、額縁領域Fの左右の長さが、長さk1よりも長い長さk5となっている。また、湾曲エリアmの横幅が実施形態1の表示パネル18の倍以上確保されている。
ラミネート構造体25の平面的な大きさは、糊しろ(ラミネートしろ)分、表示パネル19よりも一回り大きくなっている。詳しくは、4辺ともに、表示パネル19の外形から長さ(幅)u5分、大きくなっている。つまり、糊しろが表示パネル19の全周に長さ(幅)u5分設けられている。
また、フレキシブル基板20は、当該糊しろ分Y軸(−)側に長く形成されており、駆動用IC21がラミネート構造体25から露出する(はみ出す)ように設定されている。
なお、この表示パネル28を実施形態1の表示パネルとして用いても良い。この構成であっても、実施形態1における効果と同様の効果を得ることができる。
「樹脂フィルムの材質について」
図6(c)に戻る。
ここでは、ラミネート構造体25を構成する2枚の樹脂フィルム25a,25bの材質について説明する。
表示パネル19を覆いラミネートする樹脂フィルム25a,25bには、ガラス基板との接着性、柔軟性、透明性(光取り出し性)、フレキシブル基板20のモールド性(絶縁性と耐熱性)、および内部への水分侵入を防ぐ耐水性などの機能が必要となる。
これらの機能を満たすため、樹脂フィルム25a,25bの材料としては、耐水性(低吸水率)や絶縁性、柔軟性、透明性、低温溶着性を有するポリエチレンをベースとした樹脂が好ましい。また、接着性を向上させるため一部極性基を持たせた共重合体であることがより好ましい。
本実施形態では、好適例として、ポリエチレン系共重合体の一種であるエチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)を樹脂フィルム25a,25bの材料に採用している。
なお、EVAに限定するものではなく、同様な機能を有するポリエチレン系共重合体であれば良い。
例えば、ポリエチレンテレフタラート(PET)、エチレン−メタクリル酸ヒドロキシアルキル共重合体、エチレン−メタクリル酸アルコキシエチル共重合体、エチレン−メタクリル酸アミノエチル共重合体、エチレン−メタクリル酸ヒドロキシグリシジル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)、エチレン−アクリル酸共重合体(EAA)、エチレン−メタクリル酸共重合体(EMAA)、エチレン−アクリル酸アルキル共重合のうち、いずれかを用いることが好ましい。または、これらを2つ以上組み合わせた共重合体(例えば、エチレン−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体などはガラスとCFRP双方の接着性に優れた共重合体である)、または混合物を用いることであっても良い。
また、耐熱性を高めるためにエポキシ化合物やイソシアネート化合物、ポリエチレンイミンなどのアミン化合物などの硬化成分を架橋剤として含んでいても良い。なお、エチレン共重合体の中でも、エチレン−アクリル酸共重合体(EAA)やエチレン−メタクリル酸共重合体(EMAA)などエステル化されていないカルボキシル基を有する材料を用いる場合には、低温溶着性や接着性に優れるもののフレキシブル基板20の鉄配線などを腐食する可能性があるため、エポキシ系硬化剤などの架橋成分と組み合わせて熱により架橋させ、アクリル酸が残留しないようにすることが好ましい。
「表示パネルのラミネート方法」
図7(b)は、ラミネート工程の製造態様を示す図である。
ここでは、表示パネル28の製造方法について詳細に説明する。
まず、各部材を重ね合わせた状態(準備体)とし、ラミネート装置にセットする。詳しくは、樹脂フィルム25b上に、表示パネル19と、樹脂フィルム25aとを、この順番で重ね合わせる。この工程は、好適例としては、通常環境下で行うが、後述の減圧環境下で行っても良い。
なお、樹脂フィルム25a,25bの内面(表示パネル19側の面)に、あらかじめ透明な接着剤を塗布しておいても良い。接着剤としては、例えば、エポキシ系、ウレタン系、ナイロン系などの熱硬化型接着剤や、SBR系、クロロプレン系、ニトリルゴム系などのゴム柔接着剤、またはアクリル系、合成ゴム系の感圧性接着剤などを用いることができる。
そして、準備体をラミネート装置にセットする。なお、図7(b)では、ラミネート装置の加圧ローラー81,82のみを図示している。
続いて、ラミネート装置および準備体が設置された環境を減圧し、減圧環境とする。なお、ラミネート装置は、内部環境を所望の気圧環境に設定可能なチャンバー装置(室)内に設置してある。この工程によって、準備体内部の空気(気泡)が除去(脱泡)される。
また、平行して、加圧ローラー81,82の加熱が行われ、伝熱性のあるエラストマーから構成されたローラー面が80〜120℃の温度に熱せられる。
続いて、図7(b)の矢印で示すように、準備体におけるフレキシブル基板20の反対側の一辺から、一対の加圧ローラー81,82の間に準備体が挿入されて、ラミネートが行われる。加圧ローラー81,82に挟持された部分では、ローラーの熱によって樹脂フィルム25a,25bが溶解し、さらに加圧されて相互に接着される。また、溶解した樹脂フィルムは、接着剤(充填剤)として機能し、表示パネル19、およびフレキシブル基板20を覆って接着する。換言すれば、被着面が溶解した樹脂フィルムは、各部を一体にラミネートする。
また、準備体の一辺から他端に向かってラミネートが行われるため、各部材に気泡(空気)が残っていたとしても、気泡は、ラミネート順に沿って他端側に押し出されることになる。そして、当該図面に示すように、ラミネートされた表示装置110が加圧ローラー81,82間から押し出されてラミネートが完了する。
なお、ラミネート装置は、一対の加圧ローラー81,82を備えたロールラミネート方式に限定するものではなく、準備体を表示装置110の完成状態にラミネート可能な装置であれば良い。例えば、1枚の板状加熱板(ホットプレート)上に準備体をセットし、変形するゴムシートを気圧差により当該準備体に押し当てて、加熱および加圧するダイアフラム方式による真空ラミネート装置を用いても良い。
「ラミネート構造体の作用」
図8(a),(b)は、ラミネート構造体の作用説明図である。また、図8(b)は、図6(c)に対応している。
ここでは、表示パネル19をラミネート構造体25でラミネートしたことによる曲げ耐性に関する作用について説明する。
ラミネート構造体25は、表示パネル19を包み込むことにより外部からの水分浸入を防いだり、機械的衝撃を柔らげるといった作用に加えて、曲げ耐性を向上させる作用を有している。
詳しくは、ラミネート構造体25は、ラミネートする際に加熱され、その後、自然冷却されることになるため、冷却後の常温下においては、図8(a)の矢印で示すように、常に縮もうとする収縮応力が働いている状態となっている。
ラミネート後においては、ラミネート構造体25の周縁部の糊しろ部で固定された状態で、表裏面における収縮応力が相殺されている。換言すれば、表裏面における収縮応力が均衡しているため、表示パネル28をフラットな状態に保っている。
発明者等の実験結果からの知見によれば、この収縮応力は、強化ガラスの表裏に形成された圧縮応力層と同様な作用を持つことが確認されている。つまり、強化ガラス(表示パネル)を破壊しようとする引張力が加わったとき、表面の圧縮応力層(ラミネート構造体)がこれを打ち消す働きをすることで、当該層が形成されていない場合と比較して倍以上の強度性能を実現できる。
また、この作用は、特に曲げ部分において、効果的に働くことが解っている。
例えば、図8(b)に示すように、表示パネル28が折り曲げられている場合、内部の表示パネル19の湾曲部分には、内側の矢印で示すように、引張り応力が発生している。この引張り応力は、例えば、当該湾曲部分の端部にマイクロクラックがあった場合、そのマイクロクラックを広げる方向に作用する。
これに対して、ラミネート構造体25の当該湾曲部分においては、外側の矢印で示すように、収縮応力が働いている。この収縮応力は、内部の表示パネル19が曲がり過ぎることを抑制する方向に作用する。例えば、表示パネル19の湾曲部分の端部にマイクロクラックがあった場合、そのマイクロクラックが拡大しないように作用する。
ここで、表示パネル28における各部の材質や厚さは、引張り応力よりも収縮応力の方が大きくなるように設定されているため、表示パネル19単品の場合よりも、ラミネート構造体25でラミネートした表示パネル28の方が、曲げ耐性に優れている。換言すれば、表示パネル28は、優れた曲げ耐性を有しているため、図8(b)のような、180度の曲げ(折り返し)用途にも使用することができる。
「各部の寸法、および製造方法」
図7(a)に戻る。
ここでは、各部の最適な寸法について説明する。
まず、初期状態における表示パネル19の寸法関係について説明する。表示パネル19の厚さについては、実施形態1での説明と同様である。
好適例における表示パネル19の左右の額縁領域Fの長さk5は、2辺ともに約8.0mmに設定されている。これは、図1(c)の折り曲げ態様と比べて、湾曲部分の長さが約2倍になっていることと、折り返した後、支持基板58の裏面に貼り付ける糊しろ分が必要なためである。なお、上下の額縁領域Fの長さk1は、約3.0mmである。
図6(c)に戻る。
次に、ラミネート構造体25を構成する樹脂フィルム25a,25bの厚さ、および表示パネル19の総厚について説明する。
本実施形態では、好適例として、厚さが約50μmのEVAフィルムを樹脂フィルム25a,25bに用いている。発明者等の実験結果によれば、表示パネル19の周縁部における隙間を含む段差の被覆性(充填性)を満たすとともに、収縮応力を確保するためには、約20μm以上の厚さが必要となることが解っている。
これらの特性と、表示装置110としての総厚とのバランスを考慮すると20〜100μmの範囲内であることが好ましい。また、樹脂フィルムのコストや、ラミネートのし易さ(作業性)を加味すると、40〜80μmの範囲内であることがより好ましい。
また、上述した好適例による厚さの各部を積層して形成される表示パネル19の総厚は、約170μmとなる。
続いて、折り返し部分に係る各部の寸法について説明する。
好適例における支持基板58の厚さは、約1.5mmとしている。
また、好適例における接着層60,61は、両面テープを用いており、その厚さは、共に0.2mmとしている。なお、この厚さに限定するものではなく0.1〜0.5mmの範囲内であれば良い。また、実施形態1での説明と同様に、接着剤を用いても良い。
また、好適例における支持基板に接着層60,61を加えた総厚は、約1.9mmとなる。
ここでは、表示パネル19を支持基板58にセットして、表示装置110を形成するための製造方法について説明する。
まず、支持基板58の表面に接着層60を貼り付ける。なお、表面全面に両面テープを貼ることに限定するものではなく、表示領域Vを略平坦な状態で支持(固定)可能に配置すれば良いことは、実施形態1での説明と同様である。
次に、図6(b)に示すように、表示パネル28の表示領域Vの背面側を支持基板58の表面に貼り付ける。
そして、図6(b),(c)に示すように、額縁領域Fにおける左右の辺をZ軸(+)側に折り返して、折り返した部分を支持基板58の裏面に接着層61で貼り付ける。なお、接着層61は、あらかじめ支持基板58に貼り付けておくことが好ましい。また、折り返しの際には、折り目は付けず、折り返し部分が支持基板58の厚さに応じて自然に湾曲するように折り曲げる。
これにより、図6(c)に示すように、支持基板58の端面の略中央を中心として、額縁領域Fが湾曲し、折り返された部分が支持基板58の裏面に固定された状態となる。
このときの、表示パネル19における額縁領域Fの右側の一辺は、素子基板1の内側の曲げRが約1.0mmとなっている。この値は、図4で説明した許容曲げRよりも大きくなっている。
また、この完成状態における表示装置110(表示パネル28)の左右の額縁領域Fの長さk3は、約1.1mmとなり、実施形態1の同一部位の長さk2(約1.3mm)よりも短くなっている。なお、実施形態1の表示装置100としての左右の額縁領域の長さu2(約1.5mm)と比べると、その差は、より顕著なものとなる。
また、表示装置110の総厚は、約2.3mmとなり、実施形態1の表示装置100の総厚(約3.5mm)よりも薄くなっている。
なお、上記好適例の寸法は、発明者等が実験結果や、物性データなどから創意工夫の末に導出した好適事例の一つであり、これに限定するものではなく、本実施形態の技術的思想を逸脱しない範囲内で、表示パネルのサイズや、用途に応じて適宜寸法設定をすることができる。
なお、本実施形態の表示パネルとして、ラミネート構造を省略した表示パネル19を用いても良い。この構成であっても、狭額縁化を実現することができる。
上述した通り、本実施形態の表示装置110によれば、実施形態1における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
表示装置110によれば、支持基板58を芯材として、表示パネル28の表示領域Vの背面を固定した状態で、額縁領域Fにおける左右の辺を裏側に折り返して、折り返した部分を支持基板58の裏面に貼り付けることにより、より狭額縁化と、薄型化とを実現することができる。
従って、狭額縁化を実現した表示装置110を提供することができる。換言すれば、可撓性を利用して、狭額縁化を実現した表示装置110を提供することができる。
さらに、表示パネル28は、表示パネル19をラミネート構造体25でラミネートした構成を採用しているため、外部からの水分浸入防止性をより高めることができる。また、機械的衝撃を柔らげるため、取り扱い性を向上させることができる。さらには、曲げ耐性を向上させることができるため、割れ難くすることができる。
また、表示パネル19の額縁領域Fの左右の長さk5が、実施形態1の長さk1よりも長くなっているため、その分、バリア層が長くなり、信頼性を向上させることができる。
また、額縁領域Fの湾曲エリアmには配線部が選択的に形成され、当該エリアを除いた領域に回路部nが形成されているため、折り曲げによる回路部nの損傷を防止することができる。
従って、信頼性の確保と、狭額縁化とを両立した表示装置110を提供することができる。
また、熱伝導率に優れたステンレス板を用いて支持基板58を形成しているため、表示パネル19が発する熱を効率良く吸収して外部に放熱することができる。
従って、放熱性に優れた狭額縁の表示装置110を提供することができる。
さらに、支持基板58は単純な平板であるため、プレス加工によって効率的に製造することが可能であり、部品コストを抑制することができる。
また、好適例における支持基板に接着層60,61を加えた総厚は、約1.9mmとなり、この総厚の半分(約0.95mm)と、素子基板1の内側の曲げRとが約1.0mmで略同じになっている。
よって、当該総厚により素子基板1が許容曲げRを超えて曲がってしまうことを防止することができる。換言すれば、支持基板に接着層60,61を加えた総厚を素子基板1の許容曲げRに合せることにより、素子基板1の許容曲げRの範囲内で、簡便に狭額縁化を実現することができる。
また、好適例における表示装置110の総厚は、約2.3mmとなり、実施形態1の表示装置100の総厚(約3.5mm)よりも薄くなっている。
従って、薄型化と、狭額縁化とを両立した表示装置110を提供することができる。
また、一般的に、表示パネル19の張出し領域とフレキシブル基板20との接続部は、当該接続部を覆うシリコン樹脂(接着剤)などのモールド剤によって補強されていたが、剥離し易いという問題があった。
これに対して、表示パネル28によれば、樹脂フィルム25a,25bによるラミネートによって、当該補強構成を兼ねているため、製造効率が良い。また、当該接続部、および表示パネル19を含めて同一の樹脂によって接着(充填)されるため、柔軟性を損なわずに、十分な実用強度(強靭さ)を確保することができる。
さらに、樹脂フィルム25a,25bに用いられるポリエチレン系接着層は、絶縁性、耐水性、耐熱性に優れるため、十分な電気的信頼性を確保することができる。
(電子機器1)
図9は、上記表示装置を搭載した携帯電話を示す斜視図である。
上述の実施形態1に係る表示装置100は、例えば、電子機器としての携帯電話200に搭載して用いることができる。
携帯電話200は、本体部350と、当該本体部に対して開閉自在に設けられた表示部370とを備えるとともに、表示装置100を内蔵している。詳しくは、表示装置100は、表示部370に組み込まれており、表示パネル18が表示画面となっている。
また、本体部350には、複数の操作ボタンを有する操作部365が設けられている。
携帯電話200のデザインは、表示部370をスリムに見せるために、表示領域Vから表示部370の側面までの距離(額縁)を削ぎ落としたものとなっている。このため、狭額縁対応が可能な表示装置100が採用され、狭額縁化が実現されている。
なお、表示装置100の替りに表示装置110を用いても良い。この構成であっても、同様に狭額縁化を実現することができる。
また、携帯電話の態様は、図9に示した折畳み式に限定するものではなく、表示パネルを備えた携帯電話であれば良い。
例えば、本体部350に対して表示部370が折畳み、および旋回可能に設けられた携帯電話であっても良い。または、一体型の携帯電話や、一体型の本体部に操作部が収納されているスライド式の携帯電話であっても良い。
また、電子機器としては、携帯電話に限定するものではなく、表示パネルを備えた電子機器であれば良い。
例えば、カーナビゲーションシステム用の表示装置や、PDA(Personal Digital Assistants)、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器などの各種電子機器に用いることができる。
(電子機器2)
図10は、上記表示装置を搭載した車載メーターを示す平面図である。
上述の実施形態2に係る表示装置110は、例えば、電子機器としての自動車用の車載メーター210に搭載して用いることができる。
車載メーター210は、横に並べた3枚の表示装置110を備えている。詳しくは、左から表示装置111、表示装置112、表示装置113の順番で配置されている。なお、表示装置の外形を点線で示している。
真ん中に位置する表示装置112は、左右の表示装置111,113よりも一回り大きいパネルサイズとなっており、この3枚の表示装置によって、ダッシュボードの開口部212から露出する1つの車載メーターを構成している。換言すれば、底辺を直線でカットした横長で楕円形状の開口部212から露出する1つの車載メーターを表示装置111,112,113の3枚の表示装置を横方向にタイリングして構成している。
左側の表示装置111には、例えば、燃料計、水温計などが表示される。
中央の表示装置112には、例えば、速度計や、方向指示器などが表示される。
右側の表示装置113には、例えば、回転計などが表示される。なお、図10では、アナログ表示をしている状態を示しているが、不図示のスイッチを操作することにより、デジタル表示とすることもできる。
ここで、3枚の表示装置による合成表示は、密接していることと、シームレスであることが求められている。このため、狭額縁対応が可能な表示装置110が採用され、狭額縁化が実現されている。
なお、中央の表示装置112は、左右の額縁領域が狭額縁化されているが、左右の表示装置111,113では、それぞれ片側のみが狭額縁化処理されている。詳しくは、左側の表示装置111では、表示装置112に面した右側の額縁領域のみが狭額縁化されており、左側の額縁領域は、折り曲げはせずに上下の額縁領域と同じ長さとなっている。同様に、右側の表示装置113では、表示装置112に面した左側の額縁領域のみが狭額縁化されている。
このように、要求仕様に応じて、必要な部分(辺)のみを狭額縁化すれば良く、これにより、無駄な加工が減るので、製造効率が向上するとともに、コストを抑制することができる。
なお、表示装置110の替りに表示装置100を用いても良い。また、これらを組み合わせて用いても良い。この構成であっても、同様に狭額縁化を実現することができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
(変形例1)
図11は、変形例1に係る表示パネルの側断面図であり、図3に対応している。
上記各実施形態では、表示パネルを2枚のガラス基板を用いた構成として説明したが、これに限定するものではなく、少なくとも1枚のガラス基板を用いた構成であれば良い。なお、実施形態1と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
変形例1の表示パネル118は、ガラスからなる素子基板1上に、有機EL層とバリア層とを積層した構成のボトムエミッション型の有機EL表示パネルである。このため、図3の表示パネル18と比べて、積層順(天地)が反転しており、最上部(Z軸(−)側)に素子基板1が位置している。また、この素子基板1が表示面となり、白抜きの矢印で示すように、素子基板1側から表示光を出射する。
表示パネル118は、素子基板1、素子層2、平坦化層4、画素電極6、隔壁7、電気光学層としての有機EL層8、共通電極9、電極保護層10、緩衝層11、ガスバリア層12などから構成されている。なお、各部の材質や構成などについては、実施形態1での説明と同様である。
また、本変形例では、好適例として、高分子材料を用いたインクジェット法による3色塗り分け方式によって、赤、緑、青の各色の有機EL層8r,8g,8bを形成している。例えば、青色の有機EL層8bにおいては、正孔注入層としてPEDOT/PSSを用い、正孔輸送層としてTFBを用い、発光層としてポリフルオレン誘導体を用いる。また、赤、および緑色の有機EL層8r,8gにおいては、赤、または緑色を発する高分子材料が、それぞれ用いられる。
この表示パネル118を上記各実施形態に適用する場合、ガスバリア層12側が支持枠50、または支持基板58に面することになるため、当該支持枠および支持基板に対向基板の機能を担わせるために、接着層60を全面に貼り付けて接着することが好ましい。
この表示パネル118を上記各実施形態に適用する場合であっても、同様に折り曲げが可能なことから、上記各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、支持枠および支持基板に対向基板の機能を担わせることができるため、上記各実施形態と同様の信頼性も確保することができる。
また、上記各実施形態の表示パネルの構成からカラーフィルターを削除して、RGBの色画素ごとに、RGBの各色の発光層を形成した、いわゆる3色塗り分け方式による構成の表示パネルとしても良い。
また、上記各実施形態の表示パネルは、アクティブマトリックス型であるものとして説明したが、パッシブ(単純)マトリックス型であっても良い。
この場合、素子層2は不要となり、有機EL層8を走査電極とデータ電極とで挟持する構成となる。例えば、走査電極は素子基板1側に形成し、データ電極は対向基板16側に形成する。なお、走査電極とデータ電極とは、平面視において格子状になるように、交差する方向にそれぞれ延在して形成される。
これらの構成であっても、上記各実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
(変形例2)
図1(c)を用いて説明する。
上記各実施形態では、表示領域Vは、平面部に形成されるものとして説明したが、表示領域Vが曲げRに掛かっていても良い。換言すれば、表示領域Vに曲げ部が含まれていても良い。
この構成によれば、額縁領域Fの端部が図1(c)における曲げRの曲面部分を含むことになるため、その分、額縁領域Fの長さk2が短くなり、より狭額縁とすることができる。また、図6(c)の構成にも適用可能であり、同様に狭額縁化を図ることができる。
また、曲げRの曲面部分に掛かった表示領域Vの部分では、例えば、平面部分よりも画素の表示輝度を上げることにより、平面的な表示態様の均一化を図ることができる。換言すれば、曲げRの曲面部分に掛かった表示領域V部分における表示駆動条件を平面部分と異ならせることにより、表示画像の均一化を図ることができる。また、曲げRの曲面部分において、表示領域V(平面部分)に近い部分から離れるにつれてグラデーションをつけて、画素の表示輝度を除々に上げるように表示駆動することであっても良い。
つまり、表示領域Vの周縁部近傍から折り曲げられる、または、折り返される構成であれば、狭額縁化を実現することができる。
(変形例3)
図12は、変形例3に係る表示パネルの断面図であり、図3に対応している。
上記各実施形態では、表示パネルは、有機ELパネルであるものとして説明したが、これに限定するものではなく、少なくとも1枚のガラス基板を用いた構成であれば良い。また、電気光学層を備えた薄型の表示パネルであれば良い。例えば、電気光学層として、電気泳動層を備えた電気泳動パネルであっても良い。
以下、変形例3に係る表示パネル128について説明する。なお、図3と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
本実施形態の表示パネル128は、電気光学層として電気泳動層97を備えた反射型の電気泳動パネルである。
表示パネル128は、素子基板1と対向基板95との間に電気泳動層97を挟持した構成となっている。また、素子基板1から画素電極6までの積層構造は、図3の構成と同一である。
対向基板95は、例えばガラスやプラスチック等からなる透明な基板である。対向基板95における素子基板1側には、対向電極94が複数の画素電極6と対向して全面(ベタ状)に形成されている。対向電極94は、ITO等の透明導電材料から形成されている。
電気泳動層97は、複数のマイクロカプセル90、当該マイクロカプセルを保持するバインダー92、および接着層91などから構成されている。なお、表示パネル128は、電気泳動層97が予め対向基板95側にバインダー92によって固定されてなる電気泳動シートと、当該シートとは別途製造され、画素電極6などが形成された素子基板1とを、接着層91により接着することによって形成されている。
マイクロカプセル90は、画素電極6、および対向電極94間に挟持され、1つの画素内に(言い換えれば、1つの画素電極6に対して)1つ又は複数配置されている。
図12の右上の拡大図に示すように、マイクロカプセル90は、被膜75の内部に分散媒78と、複数の白色粒子76と、複数の黒色粒子77とを封入した構成となっている。マイクロカプセル90は、例えば、50μm程度の粒径を有する球状に形成されている。
被膜75は、アクリル樹脂、ユリア樹脂、アラビアガム、ゼラチン等の透光性を有する高分子樹脂から形成されている。
分散媒78は、白色粒子76及び黒色粒子77をマイクロカプセル90内(言い換えれば、被膜75内)に分散させる媒質である。
白色粒子76は、例えば、二酸化チタン、亜鉛華(酸化亜鉛)、三酸化アンチモン等の白色顔料からなる粒子(高分子或いはコロイド)であり、例えば負に帯電されている。
黒色粒子77は、例えば、アニリンブラック、カーボンブラック等の黒色顔料からなる粒子(高分子或いはコロイド)であり、例えば正に帯電されている。
これにより、白色粒子76および黒色粒子77は、画素電極6と対向電極94との間の電位差によって発生する電場(電位差)によって分散媒78中を移動するため、対向電極94側に集まった粒子の色調が表示されることになる。
なお、白色粒子76、黒色粒子77に用いる顔料を、例えば赤色、緑色、青色等の顔料に代えることによって、赤色、緑色、青色などのカラー表示をすることもできる。
また、上述したマイクロカプセル方式に限定するものではなく、帯電性を有する電子粉流体を画素内に入れ、プラス・マイナスを切り替えることで表示の切り替え・オンオフを制御する電子粉流体方式の電気泳動パネルであっても良い。または、コレステリック液晶を用いた電気泳動パネルであっても良い。
これらの構成であっても、上記各実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
1…ガラス基板としての素子基板、8…電気光学層としての有機EL層、16…ガラス基板としての対向基板、18,19…表示パネル、20…フレキシブル基板、25…ラミネート構造体、25a,25b…樹脂フィルム、50…支持枠、52…収納部、54…間隙部、55…側壁、58…支持基板、100,110…電気光学装置としての表示装置、200…電子機器としての携帯電話、210…電子機器としての車載メーター、F…額縁領域、V…表示領域。

Claims (14)

  1. 可撓性を有する素子基板と、前記素子基板上に設けられた画素と、を有する表示パネルと、
    前記表示パネルを支持する支持枠と、を備え、
    前記表示パネルは、前記画素が設けられた表示部と、前記表示部と前記素子基板の外周をなす第1の辺との間の湾曲部と、を有し、
    前記支持枠は、前記表示部を支持する支持部と、前記支持部から延出するように設けられ、前記湾曲部を支持する収納部と、を有し、
    前記表示パネルの前記湾曲部は、湾曲されて、前記収納部に保持されていることを特徴とする電気光学装置。
  2. 前記表示パネルの前記湾曲部は、前記画素に電気的に接続された配線が設けられた配線部と、前記配線部と前記第1の辺との間であって前記配線と電気的に接続され前記画素を駆動するための回路が設けられた回路部と、を有していることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
  3. 前記配線部および前記回路部は、前記表示パネルの第1の辺および前記第1の辺と対向する第2の辺に沿って設けられていることを特徴とする請求項に記載の電気光学装置。
  4. 前記湾曲部は前記収納部に接触して保持されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電気光学装置。
  5. 前記表示パネルは、前記素子基板の第3の辺に沿って設けられた配線基板を有し、
    前記配線基板は、湾曲して前記支持枠に固定されていないことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電気光学装置。
  6. 前記第3の辺は、前記第1の辺と交差する辺であることを特徴とする請求項に記載の電気光学装置。
  7. 前記収納部は、前記支持部から延出された凹部と、前記凹部より延出され前記表示パネルの前記湾曲部が接触して固定される側壁部と、を有し、
    前記支持部と前記凹部との間には面取り部が設けられていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の電気光学装置。
  8. 前記表示パネルは、前記素子基板に対向するように設けられた対向基板をさらに有し、
    前記画素は、電気光学層を有し、前記素子基板と前記対向基板との間に挟持されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の電気光学装置。
  9. 前記表示パネルは、前記素子基板および前記対向基板をラミネートする樹脂フィルムを、さらに備えることを特徴とする請求項に記載の電気光学装置。
  10. 側面視において、前記表示部と前記湾曲部のなす角度が90〜120度の範囲内であり、
    前記湾曲部における前記表示パネルの曲げ半径が1.8mm以下であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の電気光学装置。
  11. 前記湾曲部の長さは、2mm以上であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の電気光学装置。
  12. 前記電気光学層は、有機発光層を含む有機EL層であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の電気光学装置。
  13. 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の電気光学装置を表示部として備えたことを特徴とする電子機器。
  14. 請求項1乃至13のいずれか1項に記載の電気光学装置を複数有し、
    前記複数の前記電気光学装置前記湾曲部互いに隣り合うようにタイリング配置してなる表示部を備えたことを特徴とする電子機器。
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