JP2003125315A

JP2003125315A - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2003125315A
Application number: JP2001321599A
Authority: JP
Inventors: Akira Koshiishi; 亮輿石; Toshitaka Kawashima; 利孝河嶋; Junichi Osako; 純一大迫
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-10-19
Filing date: 2001-10-19
Publication date: 2003-04-25

Abstract

(57)【要約】【課題】フレキシブルディスプレイにおいて、可撓性
を損なうことなく音声の再生を可能とし、軽量化や薄型
化を可能とする。【解決手段】可撓性を有する薄膜スピーカを内蔵する
画像表示装置である。薄膜スピーカは、例えば、圧電性
フィルムを振動板とし、その両面に電極シートを貼り合
わせたものである。薄膜スピーカは、基板との間に空隙
を有していてもよい。液晶表示装置、プラズマディスプ
レイ（ＰＤＰ）、有機エレクトロルミネッセンス表示装
置（有機ＥＬ）、フィールドエミッションディスプレイ
（ＦＥＤ）等、各種フラットパネルディスプレイに適用
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示装置に関
するものであり、特に、可撓性を有する基板を用いたフ
レキシブルディスプレイに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、プラスチック等の可撓性基板を用
いたフレキシブルディスプレイに関する研究が進められ
ている。かかるフレキシブルディスプレイの基板として
は、例えば特開２０００−３３８９０１等において透明
プラスチックフィルムにガスバリア層や透明導電層を積
層したフレキシブルディスプレイ基板が開示されてい
る。フレキシブルディスプレイは、従来のガラス基板を
用いたディスプレイと比較して、軽量性、薄さ、可撓性
等において優位性を持っており、持ち運びに便利である
こと、固定する壁が曲面であっても問題がないこと等の
利点を有する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
フレキシブルディスプレイを、テレビジョン受像機等の
ように画像と共に音声を再生する画像表示装置兼音声発
生装置として使用する場合、音声を発生するための音響
装置であるスピーカが必要である。

【０００４】ここで、従来のスピーカ形状としては、漏
斗状のいわゆるコーン型や、球面状のドーム型等が一般
的であるが、これらのスピーカを上述のフレキシブルデ
ィスプレイに内蔵しようとすると、フレキシブルディス
プレイの長所である軽量性や可撓性を損なう虞れがあ
る。また、スピーカを外付けにした場合、持ち運び等が
面倒であり、曲面状の壁に設置することが難しくなり美
観を損ねる虞れもある。

【０００５】本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案
されたものであり、可撓性を損なうことなく軽量化や薄
型化が可能なスピーカ内蔵型の画像表示装置（フレキシ
ブルディスプレイ）を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、持ち運びが容易で、曲面状の壁にも設置
可能な画像表示装置（フレキシブルディスプレイ）を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の画像表示装置は、可撓性を有する薄膜ス
ピーカを内蔵することを特徴とするものである。薄膜ス
ピーカは、可撓性を有するとともに、軽量で薄い。この
ような特徴を有する薄膜スピーカを画像表示装置（フレ
キシブルディスプレイ）に張り合わせることによって、
可撓性を維持し、画像表示が可能で、同時に音声の再生
も可能な画像表示装置が実現される。また、薄膜スピー
カの軽量で薄いという利点を活かして、スピーカ内蔵デ
ィスプレイの軽量化や薄型化が達成される。本発明の画
像表示装置は、薄膜スピーカを内蔵しており、スピーカ
を外付けにする必要がないため、持ち運びが容易であ
る。さらに、画像表示装置自体の可撓性が維持されるの
で、曲面状の壁等にも設置可能である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した画像表示
装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。な
お、本発明は、液晶表示装置、プラズマディスプレイ
（ＰＤＰ）、有機エレクトロルミネッセンス表示装置
（有機ＥＬ）、フィールドエミッションディスプレイ
（ＦＥＤ）等、各種フラットパネルディスプレイに適用
することが可能であるが、ここでは有機ＥＬ表示装置を
例にして説明する。

【０００８】有機ＥＬ表示装置に用いられる有機ＥＬ素
子は、一般に、光透過性を有する透明基板上の透明電極
層と、この透明電極層上に形成され有機ＥＬ材料からな
る有機発光層と、さらにこの有機発光層上に形成された
カソード電極層とを基本的な構成要素として構成されて
おり、自発光型のため視認性が高い等の特徴を有するこ
とから、各種表示装置における発光素子として注目を集
めている。この有機ＥＬ素子においては、これら透明電
極層及びカソード電極層への通電により、それぞれの電
極から注入された正孔及び電子が有機発光層内で再結合
し、このときのエネルギーにより発光現象を生ずる。前
記発光現象は、発光ダイオードと類似した注入発光であ
るため、発光電圧が１０Ｖ以下と低いことが特徴であ
る。

【０００９】図１及び図２は、本発明を適用したフレキ
シブルディスプレイの一例を示すものである。このフレ
キシブルディスプレイは、画素表示層２が積層形成され
た透明基板１の両側部に、薄膜スピーカ３を張り合わせ
てなるものである。薄膜スピーカ３は、ピエゾフィルム
３ａの両面にアルミニウム等からなる電極層３ｂ、３ｃ
を蒸着したものであり、それ自体、良好な可撓性を有す
る。このように、本例のフレキシブルディスプレイは、
透明基板１や画素表示層２のみならず薄膜スピーカ３も
可撓性を有しているため、全体として良好な可撓性が維
持され、軽量で薄く、且つ曲面状の壁等にも張り付ける
ことが可能である。

【００１０】上記薄膜スピーカ３は、先にも述べたよう
に、図３（ａ）に示すピエゾフィルム３ａの両面に図３
（ｂ）に示すようにアルミニウム等からなる電極層３
ｂ，３ｃを蒸着したものである。ピエゾフィルム３ａ
は、電圧を印加することによりその形状を変化させる圧
電性フィルムの１種である。ここで、用いるピエゾフィ
ルム３ａは、スピーカの振動板の役割を果たすことか
ら、軽量であること、特に厚さが薄く低密度であること
が好ましい。ピエゾフィルム３ａが重いと、高い周波数
での追随性が悪くなる。したがって、ピエゾフィルム３
ａには、例えばＰＬＺＴ（Ｐｂ−Ｌａ−Ｚｒ−Ｔｉ系圧
電セラミックス）や、ＬｉＮｂＯ_３、Ｂｉ_１２Ｓｉ_２０
等の圧電セラミックス等を使用することができる。これ
ら圧電セラミックスを、例えばガラスやプラスチックの
薄膜にユニモルフ型、あるいはバイモルフ型に成膜する
ことにより、優れた特性のスピーカを得ることができ
る。

【００１１】また、電極として形成される電極層３ｂ，
３ｃは、電気特性が良好で、電気抵抗が低いことが要求
される。具体的には、これら電極層３ｂ，３ｃの電気抵
抗を１０Ω／□以下とすることが望ましい。これよりも
電気抵抗が高いと、電圧降下により駆動電圧が上昇し、
低効率となってしまう。

【００１２】一方、画素表示部２は、図４に示すよう
に、可撓性を有する透明基板１上に、透明電極層２１、
有機ＥＬ層２２、カソード電極層２３を順次成膜するこ
とにより構成されており、これら各層がガスバリア層２
４で覆われ、水分や腐食性ガス等から保護されている。
透明基板１は、例えばポリカーボネートやポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）等の透明プラスチック材料等
からなり、良好な可撓性を有する。上記透明電極層２１
は、この上に成膜され、例えば酸化インジウム錫（ＩＴ
Ｏ）薄膜をスパッタ法で成膜することにより形成され
る。

【００１３】有機ＥＬ層２２は、図５に示すように３層
構造とされており、上記透明電極層２１と接する側に配
される正孔輸送層２２ａ、有機発光層２２ｂ、及び上記
カソード電極２３と接する側に配される電子輸送層２２
ｃとから構成されている。なお、上記の構成において、
有機ＥＬ層２２とカソード電極２３の間にバッファ層が
形成されていてもよい。このバッファ層は、例えばＬｉ
_２Ｏを数オングストローム程度の膜厚で成膜することに
より形成されるもので、このバッファ層により発光開始
電圧を下げることが可能である。

【００１４】有機ＥＬ層２２のうち、正孔輸送層２２ａ
は、透明電極層２１から注入された正孔を有機発光層２
２ｂまで輸送するという役割を果たすものである。この
正孔輸送層２２ａに用いられる正孔輸送材料としては、
公知のものがいずれも使用可能であり、ベンジン、スチ
リルアミン、トリフェニルアミン、ポルフィリン、トリ
アゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、ポリアリ
ールアルカン、フェニレンジアミン、アリールアミン、
オキサゾール、アントラセン、フルオレノン、ヒドラゾ
ン、スチルベン、またはこれらの誘導体、並びにポリシ
ラン系化合物、ビニルカルバゾール系化合物、チオフェ
ン系化合物、アニリン系化合物等の複素環式共役系のモ
ノマー、オリゴマー、ポリマー等が使用可能である。具
体的化合物としては、α−ナフチルフェニルジアミン、
ポルフィリン、金属テトラフェニルポルフィリン、金属
ナフタロシアニン、４，４，４−トリス（３−メチルフ
ェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，
Ｎ，Ｎ−テトラキス（ｐ−トリル）ｐ−フェニレンジア
ミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラフェニル４，４−ジアミ
ノビフェニル、Ｎ−フェニルカルバゾール、４−ジ−ｐ
−トリルアミノスチルベン、ポリ（パラフェニレンビニ
レン）、ポリ（チオフェンビニレン）、ポリ（２，２−
チエニルピロール）等を挙げることができるが、勿論こ
れらに限定されるものではない。

【００１５】有機発光層２２ｂに用いられる材料は、電
圧印加時に陽極側から正孔を、また陰極側から電子を注
入できること、注入された電荷、すなわち正孔及び電子
を移動させ、これら正孔と電子が再結合できる場を提供
できること、発光効率が高いこと、等の条件を満たして
いれば如何なるものであってもよく、例えば低分子蛍光
色素、蛍光性の高分子、金属錯体等の有機材料等が挙げ
られる。このような材料としては、具体的には、アント
ラセン、ナフタリン、フェナントレン、ピレン、クリセ
ン、ペリレン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、ス
チルベン、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯
体、ビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体、トリ
（ジベンゾイルメチル）フェナントロリンユーロピウム
錯体、ジトルイルビニルビフェニル等を挙げることがで
きる。

【００１６】電子輸送層２２ｃは、カソード電極２３か
ら注入された電子を有機発光層２２ｂまで輸送するもの
である。電子輸送層２２ｃに使用可能な電子輸送材料と
しては、キノリン、ペリレン、ビススチリル、ピラジ
ン、またはこれらの誘導体を挙げることができる。具体
的化合物としては、８−ヒドロキシキノリンアルミニウ
ム、アントラセン、ナフタリン、フェナントレン、ピレ
ン、クリセン、ペリレン、ブタジエン、クマリン、アク
リジン、スチルベン、またはこれらの誘導体等を例示す
ることができる。

【００１７】上記カソード電極２３には、効率良く電子
を注入するために、真空準位からの仕事関数が小さい電
極材料（金属）を用いることが好ましい。具体的には、
アルミニウム、インジウム、マグネシウム、銀、カルシ
ウム、バリウム、リチウム等の仕事関数が小さい金属を
単体で用いる。あるいは、これらの金属を他の金属との
合金として安定性を高めて使用してもよい。

【００１８】上記有機ＥＬ層２２を構成する正孔輸送層
２２ａ、有機発光層２２ｂ、電子輸送層２２ｃや、カソ
ード電極２３は、例えば真空蒸着法により形成すること
ができる。

【００１９】上記ガスバリア層２４は、有機ＥＬ素子の
駆動の信頼性を確保し、また有機ＥＬ素子の劣化を防止
するための設けられるもので、有機ＥＬ素子を封止し、
酸素や水分を遮断する機能を有するものである。したが
って、ガスバリア層２４に用いられる材料としては、気
密性を保つことが可能であることが必要であり、具体的
には、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウ
ム、窒化アルミニウム等を挙げることができる。

【００２０】以上の構成を有する有機ＥＬ素子を基板上
にマトリクス状に配列し、これを画素として選択的に駆
動すれば画像表示が可能であり、自発光型の画像表示装
置が構築される。

【００２１】ところで、上記薄膜スピーカ３を取り付け
る場合、上記の例のように薄膜スピーカ３と透明基板１
とが密着するように張り付けてもよいが、透明基板１と
の間に空隙を持たせることも可能である。これにより、
振動板であるピエゾフィルム３ａが振動し易くなり、低
電圧駆動となるためスピーカとしての効率を上げること
ができる。図６は、薄膜スピーカを所定の空隙をもって
透明基板１に張り付けた例を示すものである。

【００２２】本例においても、透明基板１上に画素表示
部２が形成され、その両側部に薄膜スピーカ３が張り合
わされている点は先の例と同じであるが、図６（ｂ）及
び図６（ｃ）に示すように、薄膜スピーカ３と透明基板
１の間に空隙４が形成されていることが異なる。ここ
で、この空隙は１ｃｍ以下であることが好ましい。空隙
が大きすぎると、フレキシブル性や携帯性を損なう虞れ
がある。

【００２３】以上、本発明を適用した画像表示装置の具
体例について説明してきたが、本発明がこれらの例に限
定されるものでないことは言うまでもない。例えば、上
記の例はいずれも有機ＥＬ表示装置に適用した例である
が、先にも述べたように、液晶表示装置、プラズマディ
スプレイ（ＰＤＰ）、フィールドエミッションディスプ
レイ（ＦＥＤ）等、フラットディスプレイ全般に適用可
能である。また、画素表示部や薄膜スピーカの構造、材
質等についても任意である。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、可撓性に優れ、軽量且つ薄型のスピーカ内
蔵型画像表示装置（フレキシブルディスプレイ）を提供
することが可能である。また、本発明の画像表示装置
は、持ち運びが容易であり、曲面状の壁にも設置可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した画像表示装置の一例を示す概
略平面図である。

【図２】図１に示す画像表示装置の概略断面図である。

【図３】薄膜スピーカの構成例を示すものであり、
（ａ）はピエゾフィルムの概略断面図、（ｂ）は電極を
積層した状態を示す概略断面図である。

【図４】画素表示部の構成例を示す概略断面図である。

【図５】有機ＥＬ層の構成例を示す模式図である。

【図６】薄膜スピーカと透明基板の間に空隙を設けた例
を示すものであり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は
（ａ）のｘ−ｘ´線における概略断面図、（ｃ）は
（ａ）のｙ−ｙ´線における概略断面図である。

【符号の説明】

１透明基板、２画素表示部、３薄膜スピーカ、３
ａピエゾフィルム、３ｂ，３ｃ電極層、４空隙、
２２有機ＥＬ層、２２ａ正孔輸送層、２２ｂ有機発
光層、２２ｃ電子輸送層

フロントページの続き (72)発明者大迫純一東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 2H088 EA02 HA01 HA05 MA20 2H090 JA06 JB03 JD11 5C058 AA12 AB06 5C094 AA15 BA27 BA43 DA06 HA08 5G435 AA18 BB05 BB06 BB12 EE10 EE11 LL04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可撓性を有する薄膜スピーカを内蔵する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】上記薄膜スピーカは、圧電性フィルムを
振動板とすることを特徴とする請求項１記載の画像表示
装置。
【請求項３】上記薄膜スピーカは、圧電性フィルムの
両面に電極シートを貼り合わせたものであることを特徴
とする請求項２記載の画像表示装置。
【請求項４】上記電極シートのシート抵抗が１０Ω／
□以下であることを特徴とする請求項３記載の画像表示
装置。
【請求項５】上記薄膜スピーカの厚さが１ｃｍ以下で
あることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項６】基板上に画素が配列されてなり、前記基
板が可撓性を有することを特徴とする請求項１記載の画
像表示装置。
【請求項７】上記基板がプラスチックフィルムからな
ることを特徴とする請求項６記載の画像表示装置。
【請求項８】上記薄膜スピーカと上記基板との間に空
隙を有することを特徴とする請求項６記載の画像表示装
置。
【請求項９】上記薄膜スピーカと上記基板の間隔は１
ｃｍ以下であることを特徴とする請求項８記載の画像表
示装置。
【請求項１０】上記画素は、有機エレクトロルミネッ
センス素子により構成されていることを特徴とする請求
項６記載の画像表示装置。
【請求項１１】上記有機エレクトロルミネッセンス素
子は、少なくとも第１電極、有機発光層、第２電極が順
次積層されてなることを特徴とする請求項１０記載の画
像表示装置。
【請求項１２】上記有機発光層の陽極となる電極側に
正孔輸送層が配されていることを特徴とする請求項１１
記載の画像表示装置。
【請求項１３】上記有機発光層の陰極となる電極側に
電子輸送層が配されていることを特徴とする請求項１１
記載の画像表示装置。