JP5471728B2 - 表示パネル、この表示パネルを利用した大型表示パネル - Google Patents
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Description
表示パネルを複数並べて大型表示を行う場合、複数の表示パネルそれぞれに駆動配線を接続する必要があるため、表示パネルの端部に必ず接続領域が必要になる。そのために少なくとも表示パネルの二辺は表示領域として使用することはできなかった。
また、近年、折り曲げが可能なフレキシブル基板を用いたディスプレイ(フレキシブルディスプレイ)の開発が進んでいる。フレキシブルディスプレイを板状の基体の表面に貼り付け、引き出し電極部を側面及び裏面に折り曲げることで、額縁をなくすことができるようにも考えられる。
請求項6の発明に係る表示パネルは、請求項5において、前記表示媒体が、電気泳動体、液晶、または有機エレクトロルミネッセンスであることを特徴とする。
請求項8の発明に係る大型表示パネルは、前記請求項3または4に記載の表示パネルを、前記第1凸曲面または前記第2凸曲面と、前記第1凹曲面または前記第2凹曲面とを係合させることによって複数接続させたことを特徴とする。
請求項9の発明に係る大型表示パネルは、請求項8において、一の前記表示パネルの前記第1凸曲面または前記第2凸曲面と、他の前記表示パネルの前記第1凹曲面または前記第2凹曲面との間に、弾力性を有する部材を設けることを特徴とする。
本発明の請求項2、3の表示パネルによれば、表示パネルを縦横に組み合わせ、大型パネルを構成することができる。
本発明の請求項4の表示パネルによれば、引き出し電極部を引っ張った際、2つの引き出し電極部の縁端部の交点にかかる力を小さくでき、引き出し電極部等に亀裂が入ることを防止できる。
本発明の請求項6の表示パネルによれば、電気泳動体、液晶、または有機エレクトロルミネッセンスを表示媒体に使用することができる。
本発明の請求項7の表示パネルによれば、薄膜トランジスタアレイの半導体層に、酸化物半導体または有機半導体を適用することができる。
本発明の請求項8の大型表示パネルによれば、壊れにくく単純な構造で、特性のよい表示パネルを複数係合させて大型の表示パネルを提供することができる。
本発明の請求項9の大型表示パネルによれば、表示パネルの大きさのばらつきや熱膨張の影響を吸収するだけでなく、基体への水分等の侵入を防止することができる。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施の形態1の表示パネルを示す図であり、図1(a)は表示パネルの表面図、図1(b)は表示パネルを通る一直線に沿う断面図、図1(c)は表示パネルの裏面図である。ディスプレイ2は、表示部2aと、引き出し電極部2bから成っている。引き出し電極部2bは、柔軟に折り曲げ可能な部材で形成されていて、このような部材を、以降本明細書では、「フレキシブルな」と記す。また、基体1は、表面が略板状の形状を有し、その表面にディスプレイ2の表示部2が貼り付けられている。基体1は、ディスプレイ2の表示部2aが貼り付けられた表面Bの少なくとも一辺A1と基体1の裏面Cとの間の端面に、外側に向かって突出する曲面(以降、本明細書では凸曲面と記す)Dを有し、ディスプレイ2の引き出し電極部2bは、凸曲面Dに沿って延在し、基体1の裏面Cに設置された駆動部3と接続されている。なお、駆動部3は、引き出し電極部2bを介して表示部2aに電気信号を与え、表示部2aを駆動する構成である。
(実施形態2)
図2は、本発明の実施形態2の表示パネルを示す図であり、図2(a)は表示パネルの表面図、図2(b)は表示パネルを通る一直線に沿う断面図、図2(c)は表示パネルの裏面図である。なお、図2において、図1に示した構成と同様の構成については同様の符号を付して示し、その説明を略すものとする。
後述するように、突出した凸曲面Dを湾曲した凹曲面Eに係合することにより、図2に示した表示パネルが複数接続され、より大型の表示パネルが構成される。このため、凸曲面Dと凹曲面Eとのサイズおよび曲率は等しいものとする。
図3は、本発明の実施形態3の表示パネルを示す図であり、図3(a)は表示パネルの表面図、図3(b)は表示パネルを通る一直線に沿う断面図、図3(c)は前記直線と直交する直線に沿う表示パネルの断面図、図3(d)は表示パネルの裏面図である。なお、図3において、図1に示した構成と同様の構成については同様の符号を付して示し、その説明の一部を略すものとする。
後述するように、突出した凸曲面Dを湾曲した凹曲面Eに係合することにより、図3に示した表示パネルが複数接続され、より大型の表示パネルが構成される。このため、凸曲面Dと凹曲面Eとのサイズ及び曲率は等しいものとする。
図4(a)〜(d)は、図3に示した表示パネルの製造工程を説明するための図であって、(a)〜(d)のいずれにおいても、図中左側に表示パネルを表示部2aの表面から見た状態を、右側に表示パネルを表示部2aの裏面、または基体1の裏面Cから見た状態を示している。
図4(a)は、少なくとも引き出し電極部2bがフレキシブルなディスプレイ2を示している。ディスプレイ2は、表示部2aと引き出し電極部2bからなる。2つの引き出し電極部2bは、表示部2aの隣接した辺A1’、A2’に設けられており、その二辺の交点Xから斜めに引き出されている。表示部2aの辺A1’と引き出し電極部2bの縁端部A5とのなす角α、表示部2aの辺A2’と電極部2bの縁端部A6とのなす角β、表示部2aの角γの和は180°以下である。
図4(b)は、図4(a)に示したディスプレイ2を基体1に貼り付けた状態を示した図である。図4(c)は、図4(b)に示した状態の表示部2及び基体1に駆動部3を含む駆動用フレキシブル配線基板4を接続した状態を示した図である。図4(d)は、図4に示した状態の表示部2及び基体1の引き出し電極部2bを基体1の半円状または蒲鉾状に突出した部分及び裏面に沿わせた状態を示した図である。なお、図4に示した工程では、ディスプレイ2を基体1に貼り付けてから駆動用フレキシブル基板4を接続しているが、ディスプレイ2に駆動用フレキシブル配線基板4を接続してから基体1に貼り付けてもよい。
つまり、実施形態2では、図3に示した表示パネルを図5のように複数枚タイル状に並べることで、大型の表示パネルとすることができる。その際、基体1の凸曲面Dを、他の表示パネルの基体1の凹曲面Eに係合することで、額縁のない大型の表示パネルが実現できる。大型表示パネルの周囲には、半円状または蒲鉾状の出っ張りや凹みを有する枠(図示せず)を設置してもよい。
基体1としては、プラスチック、ガラス、木材、金属、あるいはそれらの複合材料等、固体であれば任意の材料が適用可能である。射出成形で容易に作製できるプラスチックが好適であるが、温度変化の激しい場所では熱膨張係数が小さいガラスやその複合材料が適している。
弾性体5は、表示パネルの大きさのばらつきや熱膨張の影響を吸収するだけでなく、駆動部3を有する基体1の裏面Cへの水分等の侵入を防止する効果がある。また、電極部2bの電極が引き出し電極部2bの表側に付いている場合、電極上に設けられた弾性体5が電極への水分等の侵入を防止する効果もある。
一方、図9に示したように、薄膜トランジスタアレイを有する基板21を前面板として用いる場合、薄膜トランジスタアレイを有する基板21及び薄膜トランジスタアレイ211は実質的に透明である必要がある。実質的に透明とは、画素電極215’の大部分とその重なり要素(ゲート絶縁膜213、キャパシタ電極219)の大部分が透明であるか、または上部画素電極218の大部分とその重なり要素(第2の絶縁膜217、画素電極215’、ゲート絶縁膜213、キャパシタ電極219)の大部分が透明であることを意味する。
薄膜トランジスタアレイ211の薄膜トランジスタとしては、ボトムゲート構造、トップゲート構造のどちらのトランジスタをも適用することができる。また、ボトムコンタクト構造、トップコンタクト構造のどちらのトランジスタも適用可能である。
ボトムゲート・ボトムコンタクトの場合、基板21上に、ゲート電極212及びそれに接続されたゲート配線212’、ゲート絶縁膜213、ソース電極214及びそれに接続されたソース配線214’、ドレイン電極215及びそれに接続された画素電極215’、半導体層216が形成される(図10(a)〜(c))。半導体層216上には、通常、封止層216’が形成される(図10(d))。
ボトムゲート・トップコンタクトの場合、薄膜トランジスタアレイ211上に、ゲート電極212及びそれに接続されたゲート配線212’、ゲート絶縁膜213、半導体パターン216、ソース電極214及びそれに接続されたソース配線214’、ドレイン電極215及びそれに接続された画素電極215’が形成される(図11(a)〜(c))。半導体パターン216上には、通常、封止層216’が形成される(図11(d))。さらに画素電極215’上に開口を有する第2の絶縁膜217及び、その開口で画素電極に接続された上部画素電極218を有してもよい(図11(e)〜(f))。
なお、ディスプレイ2は、薄膜トランジスタアレイ211を有するものでなくてもよく、例えば、単純マトリクス構造でもよい。
単純マトリックス構造の場合、引き出し電極部2bは、基板24と基板25の両方に必要である。基板24、25としては各種プラスチック、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ナイロン(Ny)等を用いてもよい。
表示媒体22としては、電気泳動体、液晶、有機EL等を用いることができる。電気泳動体としては、逆電位に帯電させた白微粒子と黒微粒子を液体とともにマイクロカプセルに入れた構造や、電子粉流体、微粒子を着色液体とともにマイクロカップに入れたもの等、様々な方式を用いることができる。
次に、本発明の具体的な実施例1について説明する。
図10(a)〜(f)は、本発明の実施例2を説明するための図である。図10(a)〜(f)のいずれにおいても、図中左側は表示パネルの上面図、右側には左側に示した表示パネルの破線A−A’に沿う断面図を示している。
実施例1では、薄膜トランジスタアレイ211として125μm厚のPENを用い、Agインクを印刷・焼成してゲート電極212、ゲート配線212’、キャパシタ電極219及びキャパシタ配線219’を作製した(図10(a))。次に、スピンコートによってゲート絶縁膜213のエポキシを成膜した。さらにAgインクを印刷・焼成してソース電極214、ソース配線214’、ドレイン電極215、及び画素電極215’を形成した(図10(b))。そして、半導体層216のポリチオフェンを印刷した(図10(c))。さらにスクリーン印刷によってフッ素樹脂の封止層216’を形成した(図10(d))。なお、ゲート配線212’とキャパシタ配線219’は図3(a)の横方向に、ソース配線214’は図3(a)の縦方向に配置されている。画素のサイズは4mm角である。
次に、以上説明したディスプレイ2を、切削加工で作製されたガラスエポキシ製の基体1の表面に接着剤で貼り付けた。この基体1のうちの二辺は蒲鉾状に突出した凸曲面に連なり、他の二辺は蒲鉾状に湾曲した凹曲面に連なる。引き出し電極部2bに駆動部3を異方導電フィルムで接着した後、引き出し電極部を基体1の蒲鉾状に突出した凸曲面及び裏面に沿わせ、引き出し電極部2bを駆動部3と共に基体1の裏面Cに固定した。ただし、基体1は厚さ10mmの板の辺の断面の角を円弧状に加工したものであり、その曲率半径は2.5mmである。
次に、本発明の具体的な実施例2について説明する。
図11(a)〜(f)は、本発明の実施例2を説明するための図である。図11(a)〜(f)のいずれにおいても、図中左側は表示パネルの上面図、右側には左側に示した表示パネルの破線B−B’に沿う断面図を示している。実施例2では、薄膜トランジスタアレイ211としてPENを用い、Alをスパッタ成膜後、フォトリソ・エッチングによってゲート電極212兼ゲート配線212’、キャパシタ電極219兼キャパシタ配線219’を作製した(図11(a))。図1(a)中に示した破線が、ゲート配線の方向を示しており、その間にキャパシタ配線が形成されている。
このようにして作製された薄膜トランジスタアレイ211と、プラスチック基板/透明電極/電気泳動カプセルの積層体とを貼りあわせ、引き出し電極部2b以外の部分にて対向電極と薄膜トランジスタアレイ211上の給電電極をAgペーストで接続することにより、フレキシブルなディスプレイ2が形成される。
このようにして作製された表示パネルは、一般的に電子ペーパーと呼ばれる薄型のディスプレイとなる。このような実施例によれば、引き出し電極部にクラックが発生することなく、正常に表示を行うことができた。ただし、特殊な画素配置を有するため、矩形の画像データから座標変換を行っている。
本発明の実施例3では、実施例2と同様の方法で、フレキシブルなディスプレイ2を作製した。
次に、製造されたディスプレイ2を、射出成形で作製されたプラスチック製の基体1の表面に接着剤で貼り付けた。この基体1の一辺は、半円状に突出した凸曲面に連なっており、他の一辺は半円状に湾曲した凹曲面に連なっている。そして、引き出し電極部2bに駆動部3を異方導電フィルムで接着した後、引き出し電極部2bを、基体1の半円状に突出した面及び裏面に沿わせ、駆動部3と共に基体1の裏面に固定した。ただし、基体1の厚さは10mm、半円部の曲率半径は5mmである。
また、このようにして作製された電子ペーパー表示パネルを6枚組み合わせて、図5(b)の大型表示パネルとした。その際、図5に示したのと同様に、凸曲面D上から裏面Cに向かう引き出し電極部2b上に、弾性体5として弾性を有するシール材として常温硬化シリコーン樹脂を0.5mm厚程度に塗布し、硬化させてから組み合わせた。こうして作製された大型表示パネルは、引き出し電極部にクラックが発生することなく、正常に表示を行うことができた。
本発明の実施例4では、実施例1と同様の方法で、フレキシブルなディスプレイ2を作製し、そのソース配線引き出し部分2bを円柱状の基体に巻きつけた後の抵抗値を測定した。
図13は、測定された抵抗値を巻きつける前の抵抗値で割った値を縦軸に、円柱状の基体の曲率半径を横軸に示したグラフである。図13から分かるように、基体の曲率半径が1mm以上では抵抗値は巻きつける前の値と同程度であった。しかし、基体の曲率半径0.5mm以下になると、抵抗値の上昇が見られた。
次に、本発明の実施例1を従来の表示パネルと比較し、その効果を確認するための実験について説明すする。
本発明の発明者らは、実施例1と同様の方法にてフレキシブルなディスプレイ2を作製した。そして、作製されたディスプレイ2を、凸曲面Dを有さない通常の直方体形状のガラスエポキシ製の基体(厚さ10mm)の表面に接着剤で貼り付けた。そして引き出し電極部2bに駆動部を異方導電フィルムで接着した後、引き出し電極部2bを基体の辺及び裏面に沿わせ、駆動部を基体の裏面に固定した。
このようにして作製された電子ペーパー表示パネルは、引き出し電極部の折れ部でクラックが発生しやすく、正常に動作するものは少なかった。さらに良品を組み合わせて大型表示パネルとした場合でも、引き出し電極部の折れ部で新たにクラックが発生し、正常に動作しなかった。
3……駆動部、 4…駆動用フレキシブル配線基板、 5…弾性体、 21……基板
22……表示媒体、 23……対向基板、 211……薄膜トランジスタアレイ
212……ゲート電極、 212’……ゲート配線、 213……ゲート絶縁膜
214……ソース電極、 214’……ソース配線
215……ドレイン電極、 215’……画素電極
216……半導体パターン、 216’……封止層
217……第2の絶縁膜、 218……上部画素電極
219……キャパシタ電極、 219’ ……キャパシタ配線
231……対向電極、 232……対向電極通電電極、 233……対向電極
241,251……電極
Claims (9)
- 表示部、当該表示部に接続されたフレキシブルな引き出し電極部を有するディスプレイと、表面が略矩形形状の基体と、を含み、前記表示部が前記基体表面に貼り付けられた表示パネルであって、
前記基体は、前記ディスプレイが貼り付けられた表面の少なくとも一辺と前記基体裏面との間の端面に、外側に向かって突出する曲面である凸曲面を有し、前記ディスプレイの引き出し電極部は、前記凸曲面に沿って延在し、前記基体裏面に設置された駆動部と接続されることを特徴とする表示パネル。 - 表示部、当該表示部に接続されたフレキシブルな引き出し電極部を有するディスプレイと、表面が略矩形形状の基体と、を含み、前記表示部が前記基体表面に貼り付けられた表示パネルであって、
前記基体は、前記ディスプレイが貼り付けられた表面の一辺と前記基体裏面との間の端面に、外側に向かって突出する曲面である凸曲面を有し、前記一辺とは異なる辺と前記裏面との間の端面に、内側に向かって湾曲する面である凹曲面を有し、
前記引き出し電極部は前記凸曲面に沿って延在し、前記基体裏面に設置された駆動部と接続されることを特徴とする表示パネル。 - 表面が略矩形形状の表示部、当該表示部の二辺にそれぞれ接続されたフレキシブルな二つの引き出し電極部を有するディスプレイと、表面が略矩形形状の基体と、を含み、前記表示部が前記基体表面に貼り付けられた表示パネルであって、
前記基体は、前記ディスプレイが貼り付けられた表面の第1の辺と前記基体裏面との間の端面に、外側に向かって突出する曲面である第1凸曲面を有し、前記表面の第2の辺と前記基体裏面との間の端面に、外側に向かって突出する曲面である第2凸曲面を有し、前記表面の第3の辺と前記裏面との間の端面に、内側に向かって湾曲する面である第1凹曲面を有し、前記表面の第4の辺と前記裏面との間の端面に、内側に向かって湾曲する面である第2凹曲面を有し、
前記二つの引き出し電極部は、二つの前記凸曲面に沿ってそれぞれ延在し、前記基体裏面に設置された駆動部と接続されることを特徴とする表示パネル。 - 前記二つの引き出し電極部が接続された前記表示部の二辺が、隣接する第1の表示部辺、第2の表示部辺であり、
前記第1の表示部辺に接続される前記引き出し電極部は、前記第1の表示部辺と前記第2の表示部辺との交点を通りかつ前記第1の表示部辺と鋭角をなす直線に沿う第1の縁端部を有し、前記第2の表示部辺に接続される前記引き出し電極部は、前記第1の表示部辺と前記第2の表示部辺との交点を通りかつ前記第2の表示部辺と鋭角をなす直線に沿う第2の縁端部を有し、前記第1の表示部辺と前記第2の表示部辺とがなす角度と、前記第1の表示部辺と前記第1の縁端部とがなす角度と、前記第2の表示部辺と前記第2の縁端部とがなす角度との合計が、180°以下であることを特徴とする請求項3に記載の表示パネル。 - 前記ディスプレイは、フレキシブルな基板上に形成された薄膜トランジスタアレイと、対向電極を有する対向基板と、それらの間に挟まれた表示媒体と、を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の表示パネル。
- 前記表示媒体は、電気泳動体、液晶、または有機エレクトロルミネッセンスであることを特徴とする請求項5に記載の表示パネル。
- 前記薄膜トランジスタアレイの半導体層が酸化物半導体または有機半導体であることを特徴とする請求項5または6に記載の表示パネル。
- 前記請求項3または4に記載の表示パネルを、前記第1凸曲面または前記第2凸曲面と、前記第1凹曲面または前記第2凹曲面と、を係合させることによって複数接続させたことを特徴とする大型表示パネル。
- 一の前記表示パネルの前記第1凸曲面または前記第2凸曲面と、他の前記表示パネルの前記第1凹曲面または前記第2凹曲面との間に、弾力性を有する部材を設けることを特徴とする請求項8に記載の大型表示パネル。
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