JP6762174B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に関する。

屈曲可能なフレキシブル基板に表示素子が積層された構造を有するフレキシブルディスプレイが開発されている。特許文献１に開示されるように、フレキシブルディスプレイを折り畳んで携帯できるようにすれば持ち運びが容易になる。また、ディスプレイの開閉を電気的に行えるようにすれば、両手が塞がっているときにも便利であり、例えば形状記憶合金からなるワイヤを使用することでそれが可能になる。

特開２０１６−１５６１８号公報 特開２０１５−１５２８１６号公報

形状記憶合金は、熱によって元の形に戻る性質を有している。特許文献２には、元の形状が曲がったワイヤと、元の形状が真っ直ぐなワイヤの両方を使用して、ディスプレイの巻き取り及び展開を可能にすることが開示されている。しかし、ディスプレイ全体が同時に変形する動作では、収納に適した形状にならないことがある。

本発明は、表示装置を適切に変形させることを目的とする。

本発明に係る表示装置は、相互に交差する第１方向及び第２方向に拡がる形状の可撓性基板と、複数の発光素子が配列された表示素子層と、前記表示素子層を封止する封止層と、それぞれ、前記第１方向に延びて形状記憶効果を示す第１部分を有し、前記第１方向における前記第１部分の位置が異なる複数のグループに分けられる複数のワイヤと、を有し、少なくとも１つのグループの前記ワイヤは、前記第１部分から前記第１方向で前記可撓性基板の端部に近づくように延びて、前記形状記憶効果を示さない第２部分をさらに有し、前記複数のワイヤは、前記第１部分の位置が前記可撓性基板の前記端部に近い順又は遠い順に通電加熱されることを特徴とする。

本発明によれば、複数のワイヤが、形状記憶効果を示す第１部分を、第１方向に異なる位置に有する。したがって、可撓性基板を部分ごとに変形させて、表示装置を適切に変形させることができる。

本発明の第１の実施形態に係る表示装置の平面図である。 図１に示す表示装置のII−II線断面図である。 図２にIIIで示す部分の拡大図である。 複数のワイヤの詳細を示す図である。 図４に示すワイヤのＶ−Ｖ線断面図である。 図４に示すワイヤのVI−VI線断面図である。 図７（Ａ）〜図７（Ｄ）は、本発明の実施形態に係る表示装置の形状変化の第１例を説明する図である。 図８（Ａ）〜図８（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る表示装置の形状変化の第２例を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係る表示装置の平面図である。 本発明の第３の実施形態に係る表示装置の平面図である。

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。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

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。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。

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。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置の平面図である。表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を例に挙げる。表示装置は、例えば、赤、緑及び青からなる複数色の単位画素（サブピクセル）を組み合わせて、フルカラーの画素を形成し、フルカラーの画像を表示領域ＤＡに表示するようになっている。表示装置は、相互に交差する第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に拡がる形状の可撓性基板１０を有する。可撓性基板１０には、外部との電気的接続のためにフレキシブルプリント基板１２が接続されている。

図２は、図１に示す表示装置のII−II線断面図である。図３は、図２にIIIで示す部分の拡大図である。可撓性基板１０は、ポリイミド樹脂やポリエチレンテレフタラートなどからなる。可撓性基板１０には、それ自体が含有する不純物に対するバリアとなるアンダーコート層１４が形成される。アンダーコート層１４は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜等からなり、それらの積層構造であっても良い。アンダーコート層１４の上には半導体層１６が形成されている。半導体層１６にソース電極１８及びドレイン電極２０が電気的に接続し、半導体層１６を覆ってゲート絶縁膜２２が形成されている。ゲート絶縁膜２２の上にはゲート電極２４が形成され、ゲート電極２４を覆って層間絶縁膜２６が形成されている。ソース電極１８及びドレイン電極２０は、ゲート絶縁膜２２及び層間絶縁膜２６を貫通している。半導体層１６、ソース電極１８、ドレイン電極２０及びゲート電極２４によって薄膜トランジスタ２８が構成される。薄膜トランジスタ２８を覆うようにパッシベーション膜３０が設けられている。

パッシベーション膜３０の上には、平坦化層３２が設けられている。平坦化層３２の上には、複数の単位画素（サブピクセル）それぞれに対応するように構成された複数の画素電極３４（例えば陽極）が設けられている。平坦化層３２は、少なくとも画素電極３４が設けられる面が平坦になるように形成される。平坦化層３２としては、感光性アクリル樹脂等の有機材料が多く用いられる。画素電極３４は、平坦化層３２及びパッシベーション膜３０を貫通するコンタクトホール３６によって、半導体層１６上のソース電極１８及びドレイン電極２０の一方に電気的に接続している。

平坦化層３２及び画素電極３４上に、絶縁層３８が形成されている。絶縁層３８は、画素電極３４の周縁部に載り、画素電極３４の一部（例えば中央部）を開口させるように形成されている。絶縁層３８によって、画素電極３４の一部を囲むバンクが形成される。

画素電極３４上に発光層４０が設けられている。発光層４０は、画素電極３４ごとに別々に（分離して）設けられ、絶縁層３８にも載るようになっている。この場合は各画素に対応して青、赤、緑で発光層４０が発光するようになる。各画素に対応する色はこれに限られず、例えば、黄、白等でもよい。発光層４０は、例えば、蒸着により形成される。また、発光層４０は、表示領域ＤＡ（図１参照）を覆う全面に、複数の画素に亘るように形成してもよい。つまり、発光層４０を絶縁層３８上で連続するように形成してもよい。この場合、発光層４０は溶媒分散による塗布により形成する。発光層４０を複数の画素に亘るように形成する場合は、全サブピクセルにおいて白色で発光し、図示しないカラーフィルタを通して所望の色波長部分を取り出す構成になる。

発光層４０の上には、対向電極４２（共通電極又は陰極）が設けられている。対向電極４２は、バンクとなる絶縁層３８の上に載る。発光層４０並びに発光層４０を挟む画素電極３４及び対向電極４２を含む発光素子４４が構成される。複数の画素のそれぞれが発光素子４４を有する。発光層４０は、画素電極３４及び対向電極４２に挟まれ、両者間を流れる電流によって輝度が制御されて発光する。発光層４０と画素電極３４との間には、図示しない正孔輸送層及び正孔注入層の少なくとも一層を設けてもよい。発光層４０と対向電極４２との間には、図示しない電子輸送層及び電子注入層の少なくとも一層を設けてもよい。

発光素子４４は、対向電極４２に積層する封止層４６によって覆われることで封止されて水分から遮断される。封止層４６は、ＳｉＮなどからなる少なくとも一層の無機絶縁層４８を含み、積層構造であってもよい。例えば、封止層４６は、図３に示すように、一対の無機絶縁層４８の間に樹脂などからなる少なくとも一層の有機絶縁層５０を挟む構造であってもよい。封止層４６は、表示領域ＤＡ（図１参照）を覆う。

封止層４６及び可撓性基板１０には、それぞれ、粘着層５２を介して、フィルム５４が貼り付けられている。フィルム５４は、ポリエチレンテレフタレート、シクロオレフィンポリマー樹脂又はシクロオレフィンコポリマー樹脂等からなる。

図２に示すように、表示装置は、積層された複数の層を有する。複数の発光素子４４を制御するための回路層５６が可撓性基板１０に積層されている。複数の発光素子４４が配列された表示素子層５８が回路層５６に積層されている。複数の層は、表示素子層５８を封止する封止層４６を含む。

表示装置は、複数のワイヤ６０を有する。ワイヤ６０は、可撓性基板１０の内部又は隣り合う層との界面（図２では内部）に設けられている。ワイヤ６０は、図１に示すように、両端部６０ａ、６０ｂが隣り合って位置している。ワイヤ６０の両端部６０ａ、６０ｂは、可撓性基板１０の端部１０ａに位置している。ワイヤ６０は、一方の端部６０ａから第１方向Ｄ１に沿って直線状に延びる往路部６０ｃを有する。ワイヤ６０は、第２方向Ｄ２に往路部６０ｃから延びる接続部６０ｄを有する。ワイヤ６０は、接続部６０ｄから第１方向Ｄ１に沿って直線状に他方の端部１０ｂに至る復路部６０ｅを有する。

図４は、複数のワイヤの詳細を示す図である。図５は、図４に示すワイヤのＶ−Ｖ線断面図である。図５に示すように、往路部６０ｃ及び復路部６０ｅが同層で第２方向Ｄ２に隣り合っており、これらの上に接続部６０ｄが積層している。

図４に示すように、ワイヤ６０は、第１方向Ｄ１に延びて形状記憶効果を示す第１部分６２を有する。第１部分６２は、往路部６０ｃ及び復路部６０ｅのそれぞれの少なくとも一部であって、接続部６０ｄと重なる部分（図５に示す部分）を含む。複数のワイヤ６０は、第２方向Ｄ２に並列する。第２方向Ｄ２に最も近い隣同士のワイヤ６０は、それぞれの第１部分６２の位置が相互に第１方向Ｄ１に異なる（ずれている）。複数のワイヤ６０は、第１方向Ｄ１における第１部分６２の位置が異なる複数のグループＧ１，Ｇ２，Ｇ３に分けられる。

いずれかのグループのワイヤ６０の第１部分６２と、他のグループのワイヤ６０の第１部分６２とは、部分的に第２方向Ｄ２に隣り合う。例えば、隣り合うグループＧ１のワイヤ６０の第１部分６２において接続部６０ｄとの重複部分は、グループＧ２のワイヤ６０の第１部分６２の一部（接続部６０ｄとは反対側の端部）と、第２方向Ｄ２に重なるように配列されている。

図６は、図４に示すワイヤ６０のVI−VI線断面図である。少なくとも１つのグループＧ２，Ｇ３のワイヤ６０は、第１部分６２から第１方向Ｄ１で可撓性基板１０の端部１０ａ（図１参照）に近づくように延びる第２部分６４を有する。第１部分６２の端部の上に、第２部分６４の端部が載っている。第２部分６４は形状記憶効果を示さない。少なくとも他の１つのグループＧ１のワイヤ６０は、第１部分６２から第１方向Ｄ１に延びる第２部分６４を有しない。

第１部分６２は、伸展状態（真っ直ぐに伸びた状態）及び屈曲状態（画像が表示される表面を内側にして曲がる状態又は裏面を内側にして曲がる状態）の一方を記憶している。第１部分６２は、屈曲状態を記憶しているのであれば、ある温度(変態点)以下で真っ直ぐに伸ばされても、その温度以上に加熱されると元の形状（屈曲した状態）に回復する。あるいは、第１部分６２は、伸展状態を記憶しているのであれば、ある温度(変態点)以下で曲げられても、その温度以上に加熱されると元の形状（真っ直ぐに伸びた状態）に回復する。

第１部分６２の材料として、ＮｉＴｉ合金（ＮｉＴｉＣｏ合金やＮｉＴｉＣｕ合金など）や、ＣｕＺｎＡｌ合金などを使用することができる。第１部分６２の形状を記憶させるには、臨界温度より高い温度に加熱して記憶を一度クリヤーし、記憶させる形状で、臨界温度より低い温度に比較的長い時間保持する熱処理を行う。熱処理で合金を十分に規則化させることにより、合金に形状を記憶させることができる。形状回復温度は、４０〜１００℃、好ましくは４０〜７０℃である。ワイヤ６０は、通電加熱されるように設けられている。そのため、図１に示すように、可撓性基板１０には、外部との電気的接続のためにフレキシブルプリント基板１２が接続されている。

本実施形態によれば、複数のワイヤ６０は、図４に示すように、形状記憶効果を示す第１部分６２を、第１方向Ｄ１に異なる位置に有する。したがって、可撓性基板１０を部分ごとに変形させて、表示装置を収納に適した形状又は視聴するのに適した形状に変形させることができる。

図７（Ａ）〜図７（Ｄ）は、本発明の実施形態に係る表示装置の形状変化の第１例を説明する図である。表示装置１００は、図１に示すフレキシブルプリント基板１２によって筐体６６に取り付けられている。

図７（Ａ）は表示装置１００が展開した状態を示している。この例では、複数のワイヤ６０は、第１部分６２（図４）の位置が第１方向Ｄ１で可撓性基板１０の端部１０ａ（図１）に近い順に通電加熱される。なお、第１部分６２は、屈曲状態を記憶している。フレキシブルプリント基板１２からワイヤ６０に電流を流すと、ジュール熱によって第１部分６２が加熱される。第１部分６２が、屈曲状態を記憶しているので、熱によって、伸びた状態から屈曲する。これにより、表示装置１００を折りたたんだり、丸めたりして、携帯しやすい形状にすることができる。

図７（Ｂ）に示すように、第１部分６２が最も可撓性基板１０の端部１０ａ（図１参照）に近いグループＧ１のワイヤ６０（図４）を通電加熱する。これにより、可撓性基板１０は、通電したワイヤ６０がある部分では屈曲するが、それ以外の部分では伸展したままである。表示装置１００は、筐体６６に近い部分においてのみ、筐体６６の表面に沿って屈曲する。

図７（Ｃ）に示すように、第１部分６２が二番目に可撓性基板１０の端部１０ａに近いグループＧ２のワイヤ６０（図４）を通電加熱する。これにより、可撓性基板１０がさらに屈曲し、表示装置１００は筐体６６の表面に沿ってさらに屈曲する。

図７（Ｄ）に示すように、第１部分６２が可撓性基板１０の端部１０ａから最も遠いグループＧ３のワイヤ６０（図４）を通電加熱する。これにより、表示装置１００の全体が筐体６６の表面に巻き付く形態になる。

第１例の変形例として、第１部分６２が伸展状態を記憶している場合、筐体６６に巻き付いた表示装置１００を拡げることができる。この場合、フレキシブルプリント基板１２からワイヤ６０に電流を流すと、ジュール熱によって第１部分６２が加熱される。第１部分６２が、伸展状態を記憶しているので、熱によって、曲がった状態から拡がるようになる。これにより、折りたたまれたあるいは丸められた表示装置１００を拡げて使用できる形状にすることができる。

この変形例では、第１部分６２の位置が可撓性基板１０の端部１０ａ（図１参照）から遠い順にワイヤ６０（図４）を通電加熱する。例えば、図７（Ｄ）に示す状態で、第１部分６２が可撓性基板１０の端部１０ａから最も遠いグループＧ３（図４参照）のワイヤ６０を通電加熱して、図７（Ｃ）の状態に表示装置１００を変形させる。そして、グループＧ２（図４参照）のワイヤ６０を通電加熱し、グループＧ１（図４参照）のワイヤ６０を通電加熱し、最終的に、図７（Ａ）に示すように、表示装置１００を拡げることができる。

図８（Ａ）〜図８（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る表示装置の形状変化の第２例を説明する図である。この例では、複数のワイヤ６０（図４）は、第１部分６２の位置が第１方向Ｄ１で可撓性基板１０の端部１０ａ（図１参照）から遠い順に通電加熱される点で、第１例と異なる。第１部分６２が屈曲状態を記憶している点は第１例と同じである。図８（Ａ）に示すように、第１部分６２が最も可撓性基板１０の端部１０ａから遠いグループＧ３（図４参照）のワイヤ６０を通電加熱すると、可撓性基板１０の、筐体１６６とは反対側の先端部が屈曲する。そして、第１部分６２が可撓性基板１０の端部１０ａ（図１参照）に近いワイヤ６０を通電加熱することで、表示装置１１０を巻き付けることができる。

第２例の変形例として、第１部分６２が伸展状態を記憶している場合、上述した説明とは逆に図８（Ｂ）から図８（Ａ）への順に、複数のワイヤ６０を通電加熱して、巻き付いた表示装置１１０を拡げることができる。

［第２の実施形態］
図９は、本発明を適用した第２の実施形態に係る表示装置の平面図である。本実施形態では、いずれかのグループのワイヤ２６０の往路部２６０ｃ及び復路部２６０ｅの間に、他のグループのワイヤ２６０が位置する。言い換えると、異なるグループにそれぞれ含まれる複数のワイヤ２６０が、相互に、内側又は外側に並列するようになっている。最も外側に配置されるワイヤ２６０の内側に、１つ又は複数のワイヤ２６０が配置されている。その他の内容は、第１の実施形態で説明した内容が該当する。

［第３の実施形態］
図１０は、本発明を適用した第３の実施形態に係る表示装置の平面図である。本実施形態では、第１可撓性基板３１０Ａに、粘着層３５２を介して、第２可撓性基板３１０Ｂが貼り付けられている。第１可撓性基板３１０Ａの内部又は隣り合う層との界面（図１０では内部）に複数の第１ワイヤ３６０Ａが設けられている。第２可撓性基板３１０Ｂの内部又は隣り合う層との界面（図１０では界面）に複数の第２ワイヤ３６０Ｂが設けられている。複数の第１ワイヤ３６０Ａのそれぞれの第１部分３６２Ａは、伸展状態を記憶している。複数の第２ワイヤ３６０Ｂのそれぞれの第１部分３６２Ｂは、屈曲状態を記憶している。本実施形態によれば、表示装置の収納及び展開の両方の動作を電気的に行うことができる。その他の内容は、第１の実施形態で説明した内容が該当する。

なお、表示装置は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置には限定されず、量子ドット発光素子（ＱＬＥＤ：Quantum‐Dot Light Emitting Diode）のような発光素子を各画素に備えた表示装置であってもよいし、液晶表示装置であってもよい。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。

１０ 可撓性基板、１０ａ 端部、１２ フレキシブルプリント基板、１４ アンダーコート層、１６ 半導体層、１８ ソース電極、２０ ドレイン電極、２２ ゲート絶縁膜、２４ ゲート電極、２６ 層間絶縁膜、２８ 薄膜トランジスタ、３０ パッシベーション膜、３２ 平坦化層、３４ 画素電極、３６ コンタクトホール、３８ 絶縁層、４０ 発光層、４２ 対向電極、４４ 発光素子、４６ 封止層、４８ 無機絶縁層、５０ 有機絶縁層、５２ 粘着層、５４ フィルム、５６ 回路層、５８ 表示素子層、６０ ワイヤ、６０ａ 端部、６０ｂ 端部、６０ｃ 往路部、６０ｄ 接続部、６０ｅ 復路部、６２ 第１部分、６４ 第２部分、６６ 筐体、１００ 表示装置、１１０ 表示装置、１６６ 筐体、２６０ ワイヤ、２６０ｃ 往路部、２６０ｅ 復路部、３１０Ａ 第１可撓性基板、３１０Ｂ 第２可撓性基板、３５２ 粘着層、３６０Ａ 第１ワイヤ、３６０Ｂ 第２ワイヤ、３６２Ａ 第１部分、３６２Ｂ 第１部分、ＤＡ 表示領域、Ｇ１ グループ、Ｇ２ グループ、Ｇ３ グループ。

Claims (9)

1. 相互に交差する第１方向及び第２方向に拡がる形状の可撓性基板と、
   複数の発光素子が配列された表示素子層と、
   前記表示素子層を封止する封止層と、
   それぞれ、前記第１方向に延びて形状記憶効果を示す第１部分を有し、前記第１方向における前記第１部分の位置が異なる複数のグループに分けられる複数のワイヤと、
   を有し、
   少なくとも１つのグループの前記ワイヤは、前記第１部分から前記第１方向で前記可撓性基板の端部に近づくように延びて、前記形状記憶効果を示さない第２部分をさらに有し、
   前記複数のワイヤは、前記第１部分の位置が前記可撓性基板の前記端部に近い順又は遠い順に通電加熱されることを特徴とする表示装置。
2. 請求項１に記載された表示装置において、
   少なくとも他の１つのグループの前記ワイヤは、前記第１部分から前記第１方向に延びる前記第２部分を有しないことを特徴とする表示装置。
3. 請求項１又は２に記載された表示装置において、
   前記複数のワイヤのそれぞれは、両端部が隣り合って位置し、前記両端部の一方から前記第１方向に沿って直線状に延びる往路部と、前記第２方向に前記往路部から延びる接続部と、前記接続部から前記第１方向に沿って直線状に前記両端部の他方に至る復路部と、を有し、
   前記第１部分は、前記往路部及び前記復路部のそれぞれにあることを特徴とする表示装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載された表示装置において、
   前記複数のワイヤは、前記第２方向に並列することを特徴とする表示装置。
5. 請求項４に記載された表示装置において、
   前記第２方向に最も近い隣同士の前記ワイヤは、前記第１方向における前記第１部分の位置が相互に異なることを特徴とする表示装置。
6. 請求項３に記載された表示装置において、
   いずれかのグループの前記ワイヤの前記往路部及び前記復路部の間に、他のグループの前記ワイヤが位置することを特徴とする表示装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載された表示装置において、
   いずれかのグループの前記ワイヤの前記第１部分と、他のグループの前記ワイヤの前記第１部分とは、端部同士が部分的に前記第２方向に隣り合うことを特徴とする表示装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載された表示装置において、
   前記第１部分は、伸展状態を記憶していることを特徴とする表示装置。
9. 請求項１から７のいずれか１項に記載された表示装置において、
   前記第１部分は、屈曲状態を記憶していることを特徴とする表示装置。
   

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