JP6762167B2

JP6762167B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP6762167B2
Application number: JP2016166659A
Authority: JP
Inventors: 直久安藤; 歴人鶴岡
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2016-08-29
Filing date: 2016-08-29
Publication date: 2020-09-30
Anticipated expiration: 2036-08-29
Also published as: CN107785397A; JP2018036299A; US10411208B2; US20180062095A1; KR20180025215A

Description

本発明は、表示装置に関する。

近年、表示装置の小型化又は画像を表示する表示領域の拡大のために、表示領域の周縁にある、いわゆる額縁領域を狭くすること（狭額縁化）が求められている。特に、スマートフォン等のモバイル機器において、狭額縁化の要請が大きくなってきている。

そこで、可撓性を有するフレキシブル基板を使用し、表示領域の外側の領域を、表示領域の背面側に屈曲することで、狭額縁化をすることが検討されている。表示領域の外側の領域には、配線や回路が設けられている。フレキシブル基板を屈曲する場合、屈曲部位に働く応力により配線等の断線や破損が生じる可能性があるところ、例えば、特許文献１には、規制フィルムによって、断線等を防止する構成が開示されている。

特開２００７−２７２２２号公報

ここで、フレキシブル基板の屈曲の内面側に補強フィルムを貼り付けることにより、フレキシブル基板に働く応力を緩和することが考えられる。フレキシブル基板の屈曲領域において応力が最も大きくなるところ、屈曲領域の内面側に補強フィルムを貼り付けるとよいが、その場合フレキシブル基板を屈曲しにくくなってしまう。

本発明の目的は、フレキシブル基板を屈曲しやすく、かつ補強した表示装置を提供することにある。

本発明の一態様の表示装置は、スペーサと、可撓性を有し、画像表示を行う表示領域と、額縁領域と、屈曲領域と、端子を有する端子領域とが、この順で並んで設けられると共に、前記屈曲領域が前記スペーサの形状に沿うように屈曲することにより前記スペーサの背面側に前記端子領域が配置されるフレキシブル基板と、前記表示領域の背面側に貼り付けられる第１補強部と、前記端子領域の表示面側に貼り付けられる第２補強部と、前記屈曲領域の内面側であって前記フレキシブル基板の幅方向の一部分に貼り付けられる屈曲補強部と、を有する第１補強フィルムと、を有することを特徴とする。

第１実施形態に係る表示装置を背面側から見た平面図である。図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。図３の破線で示す円Ｏで囲んだ部分の断面を拡大して示す断面図である。フレキシブル基板の端子領域の端部付近を拡大して示す断面図である。裏補強フィルムを示す平面図である。第２実施形態に係る表示装置を背面側から見た平面図である。第２実施形態のスペーサの一部を示す斜視図である。図７のＩＸ−ＩＸ断面図である。図７のＸ−Ｘ断面図である。フレキシブル基板における画素配置、及び周辺回路を示す平面図である。

以下に、本発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、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。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

また、本発明の各実施形態において、ある構造体の「上に」他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、第３の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。

図１は、第１実施形態に係る表示装置を背面側から見た平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。なお、以下の説明において、フレキシブル基板１０の表示領域Ａにおいて画像を表示する側（図２等の下側）を表示面側Ｆと定義し、表示面側Ｆの反対側（図１等の上側）を背面側Ｒと定義する。

第１実施形態においては、表示装置１００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て説明するが、フレキシブル基板１０を用いた表示装置であれば、液晶表示装置等であっても構わない。表示装置１００は、赤、緑及び青からなる複数色の単位画素ＳＰ（サブピクセル）を組み合わせて、フルカラーの画素Ｐ（ピクセル）を形成し、フルカラーの画像を表示するようになっている（図１１参照）。

図１〜図３に示すように、表示装置１００は、可撓性を有し、透明なフレキシブル基板１０を有する。以下、図４、図１１を参照して、フレキシブル基板１０、及びその周辺の構成の詳細について説明する。図４は、図３の破線で示す円Ｏで囲んだ部分の断面を拡大して示す断面図である。なお、図４においては、他の断面図と異なり、図中の上側を表示面側Ｆとし、下側を背面側Ｒとして図示している。図１１は、フレキシブル基板における画素配置、及び周辺回路を示す平面図であって、フレキシブル基板を展開した状態を示す平面図である。図１１に示すように、フレキシブル基板１０の表示領域Ａにはマトリクス状に配置される画素Ｐが設けられ、後述する額縁領域Ｂには周辺回路１１、１３、１５が設けられている。なお、図１１においては、一部の画素Ｐのみを図示するが、画素Ｐは表示領域Ａの略全域に設けられる。また、図示は省略するが周辺回路１１、１３、１５からは、ゲート線、信号線等の各配線が表示領域Ａ側に延びて設けられる。後で説明する集積回路チップ７４から信号線が延びており、各画素Ｐに延伸している。

図４に示すように、フレキシブル基板１０は、樹脂からなる第１基板１２を有する。第１基板１２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１４が形成され、その上に半導体層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が電気的に接続され、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ＳＰ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。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上に発光素子層４０が設けられている。発光素子層４０は、複数の画素電極３４に連続的に載り、絶縁層３８にも載るようになっている。なお、画素電極３４ごとに別々に（分離して）、発光素子層４０を設けてもよい。この場合は各画素に対応して青、赤、緑で発光素子層４０が発光するようになる。その場合、後に説明するカラーフィルタを設ける必要が無い。発光素子層４０は、少なくとも発光層を含み、さらに、電子輸送層、正孔輸送層、電子注入層及び正孔注入層のうち少なくとも一層を含んでもよい。

発光素子層４０の上には、複数の画素電極３４の上方で発光素子層４０に接触するように、共通電極４２（例えば陰極）が設けられている。共通電極４２は、バンクとなる絶縁層３８の上方に載るように形成する。発光素子層４０は、画素電極３４及び共通電極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。

発光素子層４０は、共通電極４２に積層する封止層４４によって覆われることで封止されて、水分から遮断されている。封止層４４の上方には、充填層４６を介して、第２基板４８が設けられている。第２基板４８には、複数色（例えば、青、赤及び緑）からなる着色層５０が設けられ、隣同士の異なる色の着色層５０の間には、ブラックマトリクス５２が金属や樹脂などで形成されて、カラーフィルタを構成している。第２基板４８は、タッチパネルであってもよいし、偏光板や位相差板を備えてもよい。

図５は、フレキシブル基板１０の端子領域Ｄ（図３等参照）の端部付近を拡大して示す断面図である。端子領域Ｄには配線６８が設けられている。配線６８は、表示領域Ａから額縁領域Ｂ及び屈曲領域Ｃを通って、端子領域Ｄの端部に至る。配線６８は、例えばソース電極１８及びドレイン電極２０と同層に形成される。配線６８は、端子７０を有する。端子７０は、異方性導電膜７２を介して、集積回路チップ７４やＦＰＣ基板７６に電気的に接続される。集積回路チップ７４はフレキシブル基板１０上に配置されるのではなく、ＦＰＣ基板７６上に配置されてもよい。

さらに、図１〜図３、図６を参照して、第１実施形態に係る表示装置１００の全体構成について説明する。図６は、展開した状態（屈曲前の状態）の裏補強フィルムを示す平面図である。なお、図６中のＡ〜Ｄは、裏補強フィルム５８における、図１〜図３で示すフレキシブル基板１０の表示領域Ａ、額縁領域Ｂ、屈曲領域Ｃ、及び端子領域Ｄにそれぞれ対応する領域（貼り付けられる領域）を示す。

図１、図３に示すように、表示装置１００は、フレキシブル基板１０に加えて、スペーサ５６と、表補強フィルム５４と、裏補強フィルム５８と、集積回路チップ７４と、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）基板７６とを有する。表補強フィルム５４、及び裏補強フィルム５８は、フレキシブル基板１０を保護、補強するために設けられる。スペーサ５６は、フレキシブル基板１０の屈曲をガイドするために設けられる。

フレキシブル基板１０には、画像表示を行う表示領域Ａと、表示領域Ａの周縁の額縁領域Ｂと、屈曲領域Ｃと、端子を有する端子領域Ｄとが、この順で並んで設けられる。額縁領域Ｂは、平面視において表示領域Ａの四方を囲むように設けられる。屈曲領域Ｃは、スペーサ５６のガイド部５６ａの形状に沿うように屈曲した形状となっている。端子領域Ｄは、屈曲領域Ｃが屈曲することにより、スペーサ５６の背面側Ｒに配置されている。

表補強フィルム５４は、図２等に示すように、フレキシブル基板１０の、表示領域Ａ及び額縁領域Ｂの表示面側Ｆに、屈曲領域Ｃに重ならないように設けられる。

裏補強フィルム５８は、図１〜図３、図６に示すように、表示領域Ａの背面側Ｒに貼り付けられる第１補強部５８ａと、端子領域Ｄの表示面側Ｆに貼り付けられる第２補強部５８ｂと、屈曲領域Ｃの内面側であってフレキシブル基板１０の幅方向の両端に設けられる屈曲補強部５８ｃとを有する。

第１実施形態においては、第１補強部５８ａと第２補強部５８ｂとは、屈曲補強部５８ｃを介して繋がっている。すなわち、裏補強フィルム５８は、切り欠き５８ｄが形成された１枚のフィルムということもできる（図６参照）。なお、図２は、屈曲補強部５８ｃを通る切断面を示しており、図３は、切り欠き５８ｄを通る切断面を示している。

また、図２、図３に示すように、裏補強フィルム５８の第２補強部５８ｂは、接着部材６６によりスペーサ５６の背面側Ｒの表面に貼り付けられており、裏補強フィルム５８の第１補強部５８ａは、接着部材６２によりスペーサ５６の表示面側Ｆの表面に貼り付けられている。なお、接着部材６２及び接着部材６６は、粘着性を有する樹脂等からなるものでもよいし、両面テープ等でもよい。なお、図２に示すように、屈曲補強部５８ｃはスペーサ５６に対して接着部材により接着されていないが、スペーサ５６のガイド部５６ａにも接着部材を設けてもよい。また、例えば、接着部材として粘着性を有する樹脂を切り欠き５８ｄ内に充填し、切り欠き５８ｄを介して、フレキシブル基板１０の屈曲領域Ｃとスペーサ５６のガイド部５６ａを直接接着してもよい。

スペーサ５６は、図２、図３に示すように、断面視において、フレキシブル基板１０の屈曲領域Ｃの屈曲をガイドするガイド部５６ａが丸まった形状をしている。このような形状を有するため、フレキシブル基板１０の屈曲領域Ｃにおいて配線６８等の断線や破損が生じにくい。

第１実施形態においては、フレキシブル基板１０の屈曲の内面側に、裏補強フィルム５８を設ける構成を採用するため、フレキシブル基板１０に働く応力を緩和でき、フレキシブル基板１０の配線の断線等を抑制することができる。また、応力は屈曲領域Ｃに最も生じやすいところ、屈曲領域Ｃに屈曲補強部５８ｃが貼り付けられるため、応力をより緩和しやすい構成となっている。なお、第１実施形態においては、屈曲補強部５８ｃがフレキシブル基板１０の幅方向の両端に設けられる構成について示したが、これに限られるものではなく、少なくともフレキシブル基板１０の幅方向の一部分に設けられていればよい。

表示装置１００は、以下で説明する方法により製造するとよい。まず、展開した状態のフレキシブル基板１０を準備し、そのフレキシブル基板１０に対して裏補強フィルム５８を貼り付ける。そして、スペーサ５６を準備し、スペーサ５６の表示面側Ｆに接着部材６２を設け、背面側Ｒに接着部材６６を設ける。そして、フレキシブル基板１０に貼り付けられた裏補強フィルム５８の第１補強部５８ａ上に、スペーサ５６を配置し、接着部材６２により、フレキシブル基板１０に対してスペーサ５６を固定する。さらに、スペーサ５６のガイド部５６ａの形状に沿うように、屈曲領域Ｃ及び屈曲補強部５８ｃを屈曲させ、端子領域Ｄをスペーサ５６の背面側Ｒに配置する。この時、裏補強フィルム５８の第２補強部５８ｂを、接着部材６６により、スペーサ５６の背面側Ｒに固定する。これにより、フレキシブル基板１０の屈曲領域Ｃが屈曲した状態が維持され、表示装置１００は、図１〜図３に示す状態となる。

次に、図７〜図１０を参照して、第２実施形態に係る表示装置２００について説明する。図７は、第２実施形態に係る表示装置を背面側から見た平面図である。図８は、第２実施形態のスペーサの一部を示す斜視図である図９は、図７のＩＸ−ＩＸ断面図である。図１０は、図７のＸ−Ｘ断面図である。なお、第１実施形態で説明した構成と同じ構成については同じ符号を用いてその説明は省略する。

図８に示すように、第２実施形態のスペーサ１５６は、第１実施形態のスペーサ５６と同様に、フレキシブル基板１０の屈曲領域Ｃの屈曲をガイドするガイド部１５６ａを有する。また、スペーサ１５６は、第１段差１５６ｂが形成されることによりガイド部１５６ａよりも凹んだ第１底面Ｌ１１と、第２段差１５６ｃが形成されることによりガイド部１５６ａよりも凹んだ第２底面Ｌ１２と、第１底面Ｌ１１及び第２底面Ｌ１２と同一面であってガイド部１５６ａの形状に沿った第３底面Ｌ１３を有する。第１底面Ｌ１１は、スペーサ１５６の表示面側Ｆの面であり、第２底面Ｌ１２は、スペーサ１５６の背面側Ｒの面である。第３底面Ｌ１３は、スペーサ１５６の幅方向の両端に形成されている。

また、表示装置２００は、フレキシブル基板１０と、フレキシブル基板１０の屈曲の内面側に貼り付けられる裏補強フィルム５８を有する。裏補強フィルム５８の構成は、第１実施形態で説明したものと同様である。第２実施形態においては、第１補強部５８ａが第１底面Ｌ１１上に貼り付けられ、第２補強部５８ｂが第２底面１２上に貼り付けられ、屈曲補強部５８ｃが第３底面Ｌ１３上に貼り付けられる。図９は、曲げ補強部５８ｃ及び第３底面Ｌ１３を通る切断面を示しており、図１０は、切り欠き５８ｄ及びガイド部１５６ａを通る切断面を示している。

第１段差１５６ｂの高さは、接着部材６２の厚みと裏補強フィルム５８の厚みを合わせた厚みと略同等であり、同様に、第２段差１５６ｃの高さは，接着部材６６の厚みと裏補強フィルム５８の厚みを合わせた厚みと略同等である。

また、第１段差１５６ｂよりも第２段差１５６ｃの方が、ガイド部１５６ａの端部に近い方に形成されている。このように、第１段差１５６ｂと第２段差１５６ｃとは、屈曲によりフレキシブル基板１０が伸縮する方向（図９、図１０中の左右方向）において異なる位置に形成されている。また、図９、図１０に示すように、裏補強フィルム５８の第１補強部５８ａの屈曲領域Ｃに近い方の端部と、表補強フィルム５４の屈曲領域Ｃに近い方の端部とは、屈曲によりフレキシブル基板１０が伸縮する方向において異なる位置に配置されている。裏補強フィルム５８の端部と表補強フィルム５４の端部とが、伸縮する方向において同じ位置に配置される場合、その位置においてフレキシブル基板１０に局所的に負荷が生じてしまうおそれがあるところ、第２実施形態の構成においては、フレキシブル基板１０への負荷が分散される。そのため、フレキシブル基板１０の配線の断線等が生じにくい。

第２実施形態の表示装置２００においては、裏補強フィルム５８の切り欠き５８ｄを介して、図１０に示すように、スペーサ１５６のガイド部１５６ａとフレキシブル基板１０の屈曲領域Ｃが直接接触している。そのため、第１実施形態の表示装置１００と比較して、フレキシブル基板１０及び裏補強フィルム５８とスペーサ１５６との間に生じる隙間が少ないため、フレキシブル基板１０及び裏補強フィルム５８をより安定して屈曲することができ、またフレキシブル基板１０に負荷がかかりにくい構成となっている。

なお、第２実施形態においては、第１段差１５６ｂに対して第１補強部５８ａの端面が突き当たる構成について示したが、これに限られるものではなく、第１段差１５６ｂに対して第１補強部５８ａの端面が離間して隙間を有する構成であってもよい。同様に、第２段差１５６ｃに対して第２補強部５８ｂの端面が離間して隙間を有する構成であってもよい。

なお、各実施形態における裏補強フィルム５８が本発明の第１補強フィルムに対応する構成であり、表補強フィルム５４が本発明の第２補強フィルムに対応する構成である。

１０フレキシブル基板、１２第１基板、１４アンダーコート、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発光素子層、４２共通電極、４４封止層、４６充填層、４８第２基板、５０着色層、５２ブラックマトリクス、５４表補強フィルム、５６，１５６スペーサ、５６ａ，１５６ａガイド部、１５６ｂ第１段差、１５６ｃ第２段差、５８裏補強フィルム、５８ａ第１補強部、５８ｂ第２補強部、５８ｃ屈曲補強部、５８ｄ切り欠き、６２接着部材、６６接着部材、６８配線、７０端子、７２異方性導電膜、７４集積回路チップ、７６ＦＰＣ基板、Ａ表示領域、Ｂ額縁領域、Ｃ屈曲領域、Ｄ端子領域、Ｆ表示面側、Ｒ背面側、Ｌ１第１底面、Ｌ２第２底面、Ｌ３第３底面、Ｐ画素、ＳＰ単位画素。

Claims

スペーサと、
可撓性を有し、画像表示を行う表示領域と、額縁領域と、屈曲領域と、端子を有する端子領域とが、この順で並んで設けられると共に、前記屈曲領域が前記スペーサの形状に沿うように屈曲することにより前記スペーサの背面側に前記端子領域が配置されるフレキシブル基板と、
前記表示領域の背面側に貼り付けられる第１補強部と、前記端子領域の表示面側に貼り付けられる第２補強部と、前記屈曲領域の内面側であって前記フレキシブル基板の幅方向の一部分に貼り付けられる屈曲補強部と、を有する第１補強フィルムと、
を有し、
前記スペーサは、前記屈曲領域の屈曲をガイドするガイド部と、第１段差が形成されることにより前記ガイド部よりも凹んだ第１底面と、第２段差が形成されることにより前記ガイド部よりも凹んだ第２底面と、前記第１底面及び前記第２底面と同一面であって前記ガイド部に沿った形状の第３底面と、を有し、
前記第１補強部は前記第１底面上に設けられ、前記第２補強部は前記第２底面上に設けられ、前記屈曲補強部は前記第３底面上に設けられ、
前記第１段差と前記第２段差とは、屈曲により前記フレキシブル基板が伸縮する方向において異なる位置に形成されることを特徴とする表示装置。
前記屈曲補強部は、前記フレキシブル基板の幅方向の両端に設けられることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第１補強部と前記第２補強部とは、前記屈曲補強部を介して繋がっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
前記表示領域の表示面側に貼り付けられる第２補強フィルムを有し、
前記第１補強部の端部と前記第２補強フィルムの端部とは、屈曲により前記フレキシブル基板が伸縮する方向において異なる位置に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。