JP6775376B2

JP6775376B2 - 表示装置

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Publication number: JP6775376B2
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Description

本発明の一実施形態は、表示装置の配線構造に関する。

液晶表示装置、有機エレクトロルミネセンス表示装置（以下、「有機ＥＬ表示装置」ともいう。）等の表示装置は、画素が配列する表示領域と、表示領域に信号を出力する駆動回路が配置される駆動回路領域、および端子電極が配置される端子領域を有する。駆動回路領域と端子領域は、表示領域の周囲に配置されることから、これらを合わせて周辺領域とも呼ばれている。表示装置は、小型化のために表示領域の面積（画面サイズ）を維持しつつ周辺領域が占める面積を極力小さくすることが求められている。例えば、周辺領域の幅を狭くするために、周辺領域に引き回される配線を多層化した表示装置が開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開平０９−３１１３４１号公報特開２００４−０５３７０２号公報

表示装置の一形態として、折り曲げたり、湾曲させたりすることのできる表示装置が開発されている。このような可撓性を有する表示装置は、フレキシブルディスプレイ、シートディスプレイとも呼ばれている。しかし、可撓性を有する表示装置は、湾曲させることによって、配線が切断され、表示不良が発生することが問題となっている。

本発明の一実施形態に係る表示装置は、可撓性を有する基材の端部より内側に配置された表示領域と、表示領域に隣接して配置された駆動回路領域と、基材の端部に配置された端子領域と、表示領域及び駆動回路領域、並びに駆動回路領域と端子領域との間に設けられた複数の配線とを有する。複数の配線の一部は、第１導電層と、第１導電層と重なり、且つ第１導電層と離間して配置された第２導電層とを有し、配線の線路上で、第１導電層と第２導電層とが電気的に接続される第１接続部と、第１接続部から離れた位置で第１導電層と第２導電層とが電気的に接続される第２接続部とを含む。

本発明の一実施形態に係る表示装置は、可撓性を有する基材の一平面に配置された複数の画素を含む表示領域を有し、表示領域は、基材の一平面に設けられた第１絶縁層と、第１絶縁層上に設けられた第２絶縁層と、第２絶縁層上に設けられ一方向に伸長する第１配線と、第２絶縁層上に設けられた第３絶縁層と、第１配線と交差する方向に伸長する第２配線とを含む。第２配線は、第２絶縁層上に設けられた第１導電層と、第３絶縁層上に設けられた第２導電層とを含み、第１導電層と第２導電層とは、第３絶縁層を貫通する第１コンタクトホールによって電気的に接続される第１接続部と、第１接続部から離れた位置で第３絶縁層を貫通する第２コンタクトホールによって電気的に接続される第２接続部とによって電気的に接続されている。

本発明の一実施形態に係る表示装置は、可撓性を有する基材の一平面に配置された複数の画素を含む表示領域を有し、表示領域は、基材の一平面に設けられた第１絶縁層と、第１絶縁層上に設けられた第２絶縁層と、第２絶縁層上に設けられ一方向に伸長する第１配線と、第２絶縁層上に設けられた第３絶縁層と、第１配線と交差する方向に伸長する第２配線とを含む。第１配線は、第２絶縁層の下層側に設けられた第１導電層と、第２絶縁層上に設けられた第２導電層と、を含み、第１導電層と第２導電層とは、少なくとも第２絶縁層を貫通する第１コンタクトホールによって電気的に接続される第１接続部と、第１接続部から離れた位置で少なくとも第２絶縁層を貫通する第２コンタクトホールによって電気的に接続される第２接続部とによって電気的に接続されている。

本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。本発明の一実施形態に係る配線の構造を示す図であり、（Ａ）は平面図を示し、（Ｂ）はＡ１−Ａ２線に対応する断面図を示す。本発明の一実施形態に係る配線と端子電極の構造を示す平面図である。本発明の一実施形態に係る配線と端子電極の構造を示す断面図であり、図３において示すＡ３−Ａ４線に対応する断面構造を示す。本発明の一実施形態に係る表示装置の断面構造を示し、曲げ領域において基材が曲げられている状態を示す。本発明の一実施形態に係る表示装置における画素の等価回路を示す。本発明の一実施形態に係る表示装置における画素の平面構造を示す図である。本発明の一実施形態に係る表示装置における画素の構成を示す断面図であり、図７において示すＢ１−Ｂ２線に対応する断面構造を示す図である。本発明の一実施形態に係る表示装置における画素の構成を示す断面図であり、図７において示すＣ１−Ｃ２線に対応する断面構造を示す図である。本発明の一実施形態に係る配線の構造を示す図であり、（Ａ）は平面図を示し、（Ｂ）はＤ１−Ｄ２線に対応する断面図を示す。本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。本発明の一実施形態に係る表示装置における表示領域に配置される画素と配線の平面構造を示す図である。本発明の一実施形態に係る表示装置における画素の構成を示す断面図であり、図１２において示すＥ１−Ｅ２線に対応する断面構造を示す。本発明の一実施形態に係る表示装置における画素の構成を示す断面図であり、図１２において示すＦ１−Ｆ２線に対応する断面構造を示す。本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。本発明の一実施形態に係る表示装置における表示領域に配置される画素と配線の平面構造を示す図である。本発明の一実施形態に係る表示装置における画素の構成を示す断面図であり、図１６において示すＧ１−Ｇ２線に対応する断面構造を示す。本発明の一実施形態に係る表示装置における画素の構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の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。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。

本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。

本明細書において、「上に」、「上方に」、「上面に」というときは、特段の断りがない限り、基材を基準として、基材の一平面から離れる方向を指すものとする。例えば、基材の一平面に第１の層が配置され、第１の層の上に第２の層が配置されるというとき、第２の層は第１の層より相対的に基材から離れた位置に配置されることを意味する。

第１の実施形態
１−１．表示装置の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る表示装置１００の構成を示す。表示装置１００は、基材１０２の一平面に、表示領域１０４、駆動回路領域１０６、端子領域１０８が配置される。表示領域１０４は複数の画素１１０が配列し、第１配線１１８ａ、１１８ｂ、第２配線１２０が設けられる。駆動回路領域１０６は、第１駆動回路１１２ａ、１１２ｂ、第２駆動回路が配置される。端子領域１０８は、複数の端子電極１１６が配列される。

表示領域１０４において、複数の画素１１０は、図１に示すＸ方向及びＹ方向に配列される。第１配線１１８ａ、１１８ｂはＸ方向に配設され、第２配線１２０はＹ方向に配設される。第１駆動回路１１２ａは第１配線１１８ａに走査信号を出力し、第１駆動回路１１２ｂは第１配線１１８ｂに走査信号を出力する。第２駆動回路１１４は第２配線１２０に映像信号を出力する。表示装置１００は、駆動回路領域１０６と端子領域１０８との間に配設される第３配線１２２、第４配線１２４、第５配線１２６を含む。

本実施形態において、基材１０２は可撓性を有し、表示装置１００は折り曲げることが可能とされる。例えば、図１に示すように、表示装置１００は基材１０２の一辺に沿った曲げ領域１０１を含む。表示装置１００は、曲げ領域１０１において所定の曲率又は所定の角度に折り曲げることが可能とされる。図１において、曲げ領域１０１は、表示領域１０４と駆動回路領域１０６（具体的には第２駆動回路１１４ｂ）との間に領域に配置される。曲げ領域１０１において基材１０２が曲げられると、第２配線１２０、第３配線１２２、第５配線１２６も曲げられる。

第２配線１２０は、曲げ領域１０１において、第１導電層と第２導電層とを含む積層構造を有する。第１導電層と第２導電層とは絶縁層を挟んで設けられる。第１導電層は、第２導電層に対して基材１０２側（すなわち下層側）に設けられ、第２導電層は第１導電層に対して上層側に設けられる。第１導電層と第２導電層とは、曲げ領域１０１の外側に設けされた第１接続部１３４と第２接続部１３６とにより電気的に接続される。このような配線構造は、曲げ領域１０１に交差する第３配線１２２及び第５配線１２６についても同様である。

このように、表示装置１００は基材１０２が曲げられる曲げ領域１０１を含み、配線は、曲げ領域１０１と交差する領域及びその隣接領域において多層化されている。配線を多層化することにより、配線の断線を防いでいる。なお、曲げ領域１０１と交差する配線は、第１導電層と第２導電層との２層に限定されず、３層以上の導電層が積層されていてもよい。

１−２．配線の構造
表示装置１００の曲げ領域１０１に交差して配置される第２配線１２０の構造を図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を参照して説明する。図２（Ａ）は、曲げ領域１０１における第２配線１２０の平面図を示し、図２（Ｂ）はＡ１−Ａ２線に対応する断面構造を示す。

図２（Ａ）に示すように、第２配線１２０は、曲げ領域１０１と交差するように配置され、第１導電層１３１と第２導電層１３３とにより構成される。第１導電層１３１と第２導電層１３３は、平面視で重ねて配置される。図２（Ｂ）で示すように、層間絶縁層１６７を挟んで第１導電層１３１は下層側に配置され、第２導電層１３３は上層側に配置される。第１導電層１３１と第２導電層１３３とを平面視において重ねて配置することで、第２配線１２０の隣接間隔を変えることなく多層化を図ることができる。

基材１０２は可撓性を有し、曲げ領域１０１において湾曲又は折り曲げられる。基材１０２の材質としては、ポリイミドなどの樹脂材料が適用される。基材１０２と第１導電層１３１との間には下地絶縁層１６３が設けられ、第２導電層１３３の上にはパッシベーション層１７５が設けられていてもよい。

第１導電層１３１と第２導電層１３３とは、第１接続部１３５と第２接続部１３７とで電気的に接続される。第１接続部１３５及び第２接続部１３７は、曲げ領域１０１の外側に配置される。第１接続部１３５と第２接続部１３７はそれぞれ、層間絶縁層１６７に形成された第１コンタクトホール１４０と第２コンタクトホール１４１を含む。第１接続部１３５及び第２接続部１３７において、第１導電層１３１及び第２導電層１３３の一方又は双方は、配線幅が他の領域より幅広に形成されていてもよい。それにより、第１導電層１３１と第２導電層１３３とは電気的な接続を確実にすることができる。また、第１導電層１３１と第２導電層１３３とは、第１接続部１３５と第２接続部１３７とで電気的に接続されることで同電位となり、両者の間で寄生容量が生成されない。これにより、第２配線１２０を多層化しても寄生容量による信号遅延を防ぐことができる。別言すれば、第１導電層１３１と第２導電層１３３とには同じ信号が印加され、これにより配線の断線により信号が伝達されなくなることを防いでいる。

接続領域を形成するコンタクトホールの数は任意であり、一つの接続領域に複数のコンタクトホールが含まれてもよい。すなわち、第１接続部１３５及び第２接続部１３７に複数のコンタクトホールが設けられてもよい。例えば、複数のコンタクトホールが、第２配線１２０の線路長（長手方向）に沿って設けられていてもよい。このような構成により、ある接続部で第１導電層１３１と第２導電層１３３とが導通しなくなった場合でも、他の接続部で導通が保たれることにより、第２配線１２０の断線を防止することができる。いずれにしても、第１接続部１３５及び第２接続部１３７が曲げ領域１０１の外側に配置されることで、基材１０２を曲げた場合でも、曲げ応力が接続部に作用しないようにすることができる。これにより、第１接続部１３５及び第２接続部１３７において、第１導電層１３１と第２導電層１３３との電気的に接続される状態を維持することができる。

第１導電層１３１と第２導電層１３３とは、第１接続部１３５及び第２接続部１３７以外の領域において、直接接しない構造とされる。第１導電層１３１と第２導電層１３３とを設け、双方の導電層を電気的に接続することで、基材１０２を湾曲又は折り曲げた場合に、一方の導電層が断線した場合でも他方の導電層によって導通が維持され、第２配線１２０の断線不良を防止することができる。

例えば、基材１０２を、第１導電層１３１及び第２導電層１３３が設けられる面が凸となるように折り曲げる場合、基材１０２に近い側に設けられる第１導電層１３１の曲率半径は、第２導電層１３３よりも小さくなる。別言すれば、第１導電層１３１と第２導電層１３３との間に層間絶縁層１６７が設けられることで、基材１０２を曲げた場合に、第１導電層１３１と第２導電層１３３との曲率半径を異ならせることができる。これにより、第１導電層１３１と第２導電層１３３とに作用する曲げ応力の大きさを異ならせることができ、一方の導電層が破断しても他方の導電層が破断しないようにすることができる。

第１導電層１３１及び第２導電層１３３は、導電性の薄膜によって形成される。導電性の薄膜としては、アルミニウム、チタン、タンタル、タングステン、銅などの金属膜、窒化チタンなどの金属窒化物膜、酸化インジウム、酸化亜鉛などの金属酸化物膜が適用され得る。第１導電層１３１と第２導電層１３３は、同種の導電性材料によって形成されてもよいし、それぞれの導電層を異なる導電性材料で形成されてもよい。

例えば、第１導電層１３１が、モリブデン又はモリブデン合金で形成され、第２導電層１３３が第１導電層１３１よりも塑性に優れるアルミニウム又はアルミニウム合金で形成される場合、基材１０２の曲げによって第１導電層１３１が破断しても、第２導電層１３３が塑性変形して破断しないことにより、第２配線１２０の導通を保つことができる。

下地絶縁層１６３は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜などの無機絶縁膜で形成され、層間絶縁層１６７及びパッシベーション層１７５は、前述の無機絶縁膜に加え、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの有機絶縁膜で形成されていてもよい。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）で示すように、第１導電層１３１と第２導電層１３３との接続部は２箇所設けられているが、本発明の一実施形態はこれに限定されず、第１接続部１３５又は第２接続部１３７の一方のみが設けられていてもよい。また、第１導電層１３１と第２導電層１３３との接続部は曲げ領域１０１に隣接する領域に限定されず、曲げ領域１０１以外の任意の箇所に設けられていればよい。なお、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）では第２配線１２０について例示するが、曲げ領域１０１と交差する他の配線）についても同様に適用される。

図３及び図４は、端子電極１１６に連接する第３配線１２２の一例を示す。図３は、第３配線１２２の平面図を示し、Ａ３−Ａ４線に対応する断面構造を図４に示す。図３及び図４は、第３配線１２２が設けられる配線領域１４２と、端子電極１１６が設けられる端子領域１０８を示す。

図４に示すように、配線領域１４２には、下地絶縁層１６３、層間絶縁層１６７、パッシベーション層１７５が設けられる。これらの絶縁層は、図２（Ｂ）で示すものと同様である。配線領域１４２から端子領域１０８にかけては、第２導電層１３３が連続している。端子領域１０８では、層間絶縁層１６７に開口部１４３が設けられ、第１導電層１３１と第２導電層１３３とが積層された構造を有する。端子領域１０８ではパッシベーション層１７５が除去され、第２導電層１３３の上面に導電層１４４が設けられる。導電層１４４は、酸化インジウム・スズなどの、導電性金属酸化物で形成されることが好ましい。導電層１４４を設けることで、アルミニウムなどの金属で形成される第２導電層１３３の表面が保護される。端子電極１１６は、第１導電層１３１、第２導電層１３３、および導電層１４４が積層された構造を有する。

第１導電層１３１は下地絶縁層１６３に密接して設けられる。第１導電層１３１と第２導電層１３３とが積層されることで、端子電極１１６の基材１０２に対する密着性が高められる。また、第１導電層１３１及び第２導電層１３３が積層されることで端子電極１１６の厚膜化を図ることができる。それにより端子電極１１６を丈夫な構造にすることができる。

なお、図３及び図４は、配線領域１４２において第２導電層１３３が端子領域１０８まで延長される形態を示す。しかしながら、本発明の一実施形態はこれに限定されず、配線領域１４２から端子領域１０８にかけて第１導電層１３１が延長されていてもよい。いずれの場合でも、端子領域１０８において、第１導電層１３１と第２導電層１３３とが積層された構造を有することにより、丈夫な構造の端子電極１１６を得ることができる。なお、図３は、第３配線１２２の一例を示すが、曲げ領域１０１と交差する第５配線１２６についても同様な構造は適用される。

１−３．表示装置の曲げ領域と配線
図５は、表示装置１００の曲げ領域１０１において、基材１０２を曲げた状態を示す断面図である。表示装置１００は、駆動回路領域１０６に含まれる第２駆動回路１１４が表示領域１０４の背面側に配置されるように基材１０２が曲げられている。第２配線１２０は、曲げ領域１０１において基材１０２と共に曲げられる。第２配線１２０は、第１導電層１３１と第２導電層１３３とで構成され、第１導電層１３１と第２導電層１３３との間には層間絶縁層１６７が設けられている。曲げ領域１０１の外側の領域には、第１接続部１３５及び第２接続部１３７が設けられる。第１導電層１３１及び第２導電層１３３は、第１接続部１３５及び第２接続部１３７でそれぞれ電気的に接続される。

なお、図５において、表示領域１０４、駆動回路領域１０６、端子領域１０８と重なる領域において、基材１０２の裏面側（一平面に対向する面）にサポート部材１４６が設けられている。サポート部材１４６は、実質的に基材１０２を厚くして曲げられないように作用する。一方、サポート部材１４６は、曲げ領域１０１に切欠き部を有している。基材１０２の裏面側において、曲げ領域１０１にサポート部材１４６の切欠き部が設けられていることで、曲げ領域１０１において基材１０２を優先的に曲げることができる。一方、端子領域１０８において、サポート部材１４６が設けられていることで、端子電極１１６に接着されるフレキシブルプリント配線基板１１５は、安定的に保持される。

第２配線１２０には、曲げ領域１０１において曲げ応力が作用する。基材１０２が曲げられたとき、第１導電層１３１と第２導電層１３３とは異なる曲率半径で曲げられる。第２導電層１３２は第１導電層１３０に対し、基材１０２から相対的に離れた位置に設けられている。曲げ応力が作用するとき、第１導電層１３０及び第２導電層１３２の一方の配線が、中立面（曲げ応力によって伸びも縮みもしない面）に近く配置されることで、他方の導電層に曲げ応力が強く作用しても、一方の導電層の断線は防止することができる。このように、２層の配線を曲げ領域に設け、曲げ領域１０１の外側領域で第１導電層１３１と第２導電層１３３とを電気的に接続することで、第２配線１２０に破断に対する冗長性をもたせることができる。それにより、配線の断線に伴う表示装置１００の不良を防止することができる。

１−４．画素の等価回路
図６は、画素１１０の等価回路の一例を示す。画素１１０は、第１スイッチング素子１４８、第２スイッチング素子１５０、発光素子１５４、発光素子を駆動するトランジスタ１５２（以下、「駆動トランジスタ」ともいう。）、第１容量素子１５６、第２容量素子１５８を含む。

駆動トランジスタ１５２は、制御端子としてのゲートと、入出力端子としてのソース及びドレインを有する。図６で示す画素回路は、駆動トランジスタ１５２のゲートが、第１スイッチング素子１４８を介して映像信号が印加される第２配線１２０と接続され、ドレインが第２スイッチング素子１５０を介して電源電圧（ＰＶＤＤ）が印加される第６配線１２８と接続され、ソースが発光素子１５４と接続される一例を示す。なお、図６の画素回路において、駆動トランジスタ１５２はｎチャネル型であるものとする。

第１スイッチング素子１４８は、第１配線１１８ａに印加される制御信号ＳＧ（振幅ＶＧＨ／ＶＧＬを有する）によってオンオフ（ＯＮ／ＯＦＦ）の動作が制御される。第１スイッチング素子１４８がオンのとき、第２配線１２０に印加される映像信号Ｖｓｉｇに基づく電位が駆動トランジスタ１５２のゲートに与えられる。また、第２スイッチング素子１５０は、第１配線１１８ｂの制御信号ＢＧ（振幅ＶＧＨ／ＶＧＬを有する）によってオンオフ（ＯＮ／ＯＦＦ）の動作が制御される。第２スイッチング素子１５０がオンになると、電源電圧（ＰＶＤＤ）が印加される第６配線１２８の電位が駆動トランジスタ１５２のドレインに印加される。なお、制御信号ＶＧＨは第１スイッチング素子１４８及び第２スイッチング素子１５０をオンにする高電位の信号であり、制御信号ＶＧＬは第１スイッチング素子１４８をオフにする低電位の信号である。

駆動トランジスタ１５２のソースとゲートとの間には、第１容量素子１５６が設けられる。第１容量素子１５６によって、駆動トランジスタ１５２のゲート電圧が保持される。また、駆動トランジスタ１５２のソース側には、第２容量素子１５８が接続される。第２容量素子１５８は、駆動トランジスタ１５２のドレイン電流によって充電され、発光素子１５４の発光電流量を調整する機能を有する。このような回路構成を有する画素１１０は、駆動トランジスタ１５２のゲートに映像信号に基づく電圧が与えられ、第２スイッチング素子１５０がオンになると、駆動トランジスタ１５２を介して第６配線１２８から電流が発光素子１５４に流れる。発光素子１５４は、発光しきい値電圧上の電圧が印加されると、流れる電流量に応じて発光する。

１−５．表示領域に設けられる画素と配線の構成
図７は、画素１１０の構造を示す平面図である。画素１１０は、駆動トランジスタ１５２、第１スイッチング素子１４８、第２スイッチング素子１５０、第１容量素子１５６及び第２容量素子１５８が配置される。これらの素子を囲むように、第１配線１１８ａ、１１８ｂ、第２配線１２０、第６配線１２８が設けられている。第１配線１１８ａ、１１８ｂは、図７で示すＸ方向に配設され、第２配線１２０及び第６配線１２８はＹ方向に配設される。第１配線１１８ａ、１１８ｂと、第２配線１２０及び第６配線１２８は絶縁層を挟んで交差して配置される。すなわち、第１配線１１８ａ、１１８ｂと、第２配線１２０及び第６配線１２８とは絶縁層を挟んで異なる層に設けられる。

第１スイッチング素子１４８の入出力端子（ソース及びドレイン）の一方の端子は第２配線１２０と電気的に接続され、他方の端子はゲート配線１７８と接続される。第１スイッチング素子１４８の制御端子（ゲート）は、第１配線１１８ａと接続される。第２スイッチング素子１５０の入出力端子の一方の端子は第６配線１２８と接続され、他方の端子はドレイン配線１８０と接続される。第２スイッチング素子１５０の制御端子は第１配線１１８ｂと接続される。駆動トランジスタ１５２は、半導体層１６０ａのドレイン領域がドレイン配線１８０と接続され、ソース領域がソース配線１８２と接続され、ゲート電極１７６ａがゲート配線１７８と接続される。また、画素電極１８６はソース配線１８２と接続される。

第１スイッチング素子１４８及び第２スイッチング素子１５０はトランジスタによって実現される。第１スイッチング素子１４８は、半導体層１６０ｂとゲート電極１７６ｂがゲート絶縁層を解して設けられ、第２スイッチング素子１５０は、半導体層１６０ｃとゲート電極１７６ｃがゲート絶縁層を解して設けられる。なお、図７に示される第１容量素子１５６については、図８の断面構造を参照して後述される。

図７において示す、Ｂ１−Ｂ２線に沿った断面構造を図８に示し、Ｃ１―Ｃ２線に沿った断面構造を図９示す。以下、図７、図８及び図９を参照して画素と配線の構成を説明する。

図８は、画素１１０含まれる駆動トランジスタ１５２、発光素子１５４、第１容量素子１５６、第２容量素子１５８を示す。図８で示す画素の断面構造を参照すると、基材１０２の一平面上に、第１絶縁層１６２、第２絶縁層１６４、第３絶縁層１６６、第４絶縁層１６８、第５絶縁層１７０、第６絶縁層１７２、第７絶縁層１７４が積層された構造を有する。ここで、第１絶縁層１６２は下地絶縁層とも呼ばれ層である。第２絶縁層１６４はゲート絶縁層として機能し、第３絶縁層１６６、第４絶縁層１６８は層間絶縁層として機能する層である。

第１絶縁層１６２と第２絶縁層１６４との間には、半導体層１６０ａが設けられる。また、第２絶縁層１６４の上にはゲート電極１７６ａが設けられる。駆動トランジスタ１５２は、半導体層１６０ａ、第２絶縁層１６４、ゲート電極１７６ａが積層された構造を有する。ゲート電極１７６ａの上層には、第３絶縁層１６６が設けられる。第３絶縁層１６６の上層にはソース配線１８２、ドレイン配線１８０が設けられる。ソース配線１８２、ドレイン配線１８０は、第３絶縁層１６６に設けられたコンタクトホールによって、半導体層１６０ａと接続される。ソース配線１８２及びドレイン配線１８０の上層には第４絶縁層１６８を有する。第４絶縁層１６８はソース配線１８２及びドレイン配線１８０を埋設し、平坦な上面を有する平坦化膜としての機能を有する。

画素電極１８６は、第４絶縁層１６８の上層側に設けられる。画素電極１８６は、第４絶縁層１６８及び第５絶縁層１７０に設けられたコンタクトホール１６９ａ、１６９ｂによって、ソース配線１８２と電気的に接続される。すなわち、画素電極１８６は、ソース配線１８２を介して駆動トランジスタ１５２と電気的に接続される。

第１容量素子１５６は、第２絶縁層１６４の上層に設けられた第１容量電極１８４を一方の電極とし、第３絶縁層１６６を介して重畳して設けられるソース配線１８２を他方の電極として形成される。なお、第１容量電極１８４は、第２絶縁層１６４を挟んで半導体層１６０ａとも重なるように設けられる。第１容量電極１８４と重なる領域の半導体層１６０ａは、一導電型の不純物元素を含み、ソース領域及びドレイン領域のように低抵抗化されることで、第１容量素子１５６の他方の電極として用いることができる。第２容量素子１５８は、第４絶縁層１６８の上面に設けられる第２容量電極１８５を一方の電極とし、第５絶縁層１７０を挟んで配置される画素電極１８６を他方の電極として形成される。第５絶縁層１７０は、第４絶縁層１６８の上面及び第２容量電極１８５の上面を覆うように設けられる。このように、第１容量素子１５６の一方の電極にソース配線１８２が兼用され、第２容量素子１５８の他方の電極に画素電極１８６が兼用されることのより、一つの画素が占める面積を大きくしないでも、複数の素子を集積化することができる。

画素電極１８６の周縁部、および画素電極１８６がソース配線１８２と接続されるコンタクトホール１６９が設けられる領域は、第６絶縁層１７２で覆われる。別言すれば、第６絶縁層１７２は第５絶縁層１７０の上層に設けられ、画素電極１８６の周縁部を除く内側領域を露出させる開口部が設けられている。第６絶縁層１７２により画素電極１８６が露出される領域が画定され、この画定された領域が画素の発光領域となる。このような第６絶縁層１７２は、隔壁又はバンクとも呼ばれている。

発光素子１５４は、画素電極１８６、有機層１８８、共通電極１９０が積層された構造を有する。発光素子１５４は、画素電極１８６、有機層１８８及び共通電極１９０が重畳する領域が発光領域となる。有機層１８８及び共通電極１９０は、画素電極１８６の上面から、第６絶縁層１７２の上面にかけて設けられる。有機層１８８は、一の層又は複数の層で構成される。有機層１８８は、少なくとも、有機エレクトロルミネセンス材料を含む。有機層１８８は、各画素に対応して（すなわち、赤色画素、緑色画素、青色画素に対応して）、有機層１８８の構造、有機層１８８に含まれる有機エレクトロルミネセンス材料が異なる。このため、有機層１８８は、各画素に対応して離散的に設けられていてもよいし、一部の層は各画素共通とし、発光層が画素ごとに異なるように設けられていてもよい。共通電極１９０は、有機層１８８の上層に設けられる。共通電極１９０は、複数の画素に亘って設けられる。共通電極１９０の上層にはパッシベーション層としての第７絶縁層１７４が設けられる。第７絶縁層１７４は、複数の絶縁膜が積層された構造を有し、例えば、無機絶縁膜で形成される第１無機絶縁層１９１ａ及び第２無機絶縁層１９１ｃの間に有機絶縁膜で形成される有機絶縁層１９２ｂで構成される。

本実施形態において、表示装置１００は、第７絶縁層１７４を通して発光素子１５４で発光した光が出射される、所謂トップエミッション型の構成を有するものとする。したがって、画素電極１８６は光反射電極としての機能が付与され、共通電極１９０は光を透過させる機能を有する。例えば、画素電極１８６は、陽極材料として適しているとされる酸化インジウム・スズ（「ＩＴＯ」とも呼ばれる）膜とアルミニウムなどの金属膜の積層構造を有する。一方、共通電極１９０は、陰極として適しているとされるマグネシウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金の薄膜で形成される。

図９は、第１スイッチング素子１４８及び発光素子１５４の断面構造を示す。第１スイッチング素子１４８は、第１絶縁層１６２の上面に、半導体層１６０ｂ、第２絶縁層１６４、ゲート電極１７６ｂが積層された構造を有する。第１スイッチング素子１４８の入出力端子の一方の端子（ソース領域又はドレイン領域）は、第２配線１２０と電気的に接続され、他方の端子（ドレイン領域又はソース領域）はゲート配線１７８と接続される。

ここで、第１絶縁層１６２、第２絶縁層１６４、第５絶縁層１７０は、無機絶縁材料で形成される層であり、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜などの無機絶縁膜によって形成される。第１絶縁層１６２、第２絶縁層１６４、第５絶縁層１７０は、単一の無機絶縁層で形成されてもよいし、例えば、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜の積層体で形成されてもよい。第４絶縁層１６８及び第６絶縁層１７２は、無機絶縁膜で形成されてもよいが、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などの有機樹脂材料で形成されることが好ましい。第７絶縁層１７４は、窒化シリコン膜の単層、窒化シリコン膜と酸化シリコン膜の積層、または有機絶縁膜の上層側と下層側に窒化シリコン膜が設けられた構造を有する。半導体層１６０ａは、多結晶シリコン、水素化アモルファスシリコン、酸化物半導体で形成される。ここで、酸化物半導体は、半導体特性を有する金属酸化物であって、インジウム、ガリウム、亜鉛、スズから選ばれた金属元素の酸化物を少なくとも一種以上含む化合物である。第２絶縁層１６４はゲート絶縁膜として機能する層であり、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜などで形成される。ゲート電極１７６ａは、アルミニウム、チタン、モリブデン、タングステン等の金属膜で形成される。例えば、ゲート電極１７６ａは、チタンとアルミニウムが積層された構造を有する。ドレイン配線１８０及びソース配線１８２は、第２導電層によって形成される。第２導電層は、チタン、モリブデン、アルミニウム等の金属膜で形成され、例えば、アルミニウム膜の上層及び下層をチタン膜で挟んだ構造を有する。

１−６．曲げ領域における配線の構造
図７、図８及び図９で示す画素構造を有する表示装置１００において、曲げ領域１０１に対応する領域に設けられる配線の構造を図１０に示す。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、曲げ領域１０１と交差する配線の一例として、第２配線１２０の一例を示す。図１０（Ａ）は第２配線１２０の平面図を示し、図１４（Ｂ）はＤ１−Ｄ２線に沿った断面構造を示す。

第２配線１２０は、第２絶縁層１６４の上に設けられた第１導電層１３０と、第３絶縁層１６６の上に設けられた第２導電層１３２とによって構成される。第１導電層１３０と第２導電層１３２との間には第３絶縁層１６６が設けられる。第１導電層１３０と第２導電層１３２とは第３絶縁層に設けられた第１接続部１３４と第２接続部１３６において電気的に接続される。第１接続部１３４及び第２接続部は、第３絶縁層１６６に形成されるコンタクトホール１６５ａ、１６５ｂを含む。第１接続部１３４と第２接続部１３６は、図１で説明したように曲げ領域１０１の外側に配置される。

第２配線１２０において、第１導電層１３０は、第１配線１１８と同じ層の導電層によって形成される。第２導電層１３２は、第２配線１２０と同じ層の導電層によって形成される。すなわち、第１導電層１３０はゲート電極１７６と同じ層の導電層によって形成され、ソース配線１８２及びドレイン配線１８０と同じ層の導電層によって形成される。曲げ領域１０１において、第１導電層１３０と第２導電層１３２は、第３絶縁層１６６によって分離されている。曲げ領域１０１には表示領域１０４における第１配線１１８が配設されないので、第１導電層１３０と第２導電層１３２とを、第３絶縁層１６６を挟んで重畳させ、略平行に配設することができる。

このように、本実施形態に係る表示装置によれば、第１導電層１３０と第２導電層１３２とを、表示領域１０４に形成される配線と同じ層に属する導電層によって形成することができる。これにより、曲げ領域１０１における配線おいて、曲げに対する冗長性をもたせるための構造を、新たな工程、新たな層を追加することなく作製することができる。

また、本実施形態によれば、表示装置の一部を曲げた場合であっても、配線の断線を防止することができる。すなわち、湾曲又は折り曲げ可能な表示装置において、配線の断線による表示不良を防止することができる。

第２の実施形態
２−１．表示装置の構成
図１１は、曲げ領域１０１が表示領域１０４に重畳する表示装置１００の一形態を示す。曲げ領域１０１と交差する方向に配設される第２配線１２０及び第５配線１２６は、少なくとも曲げ領域１０１において、第１の実施形態と同様に複数の導電層によって構成され、曲げ領域１０１の外側領域において異なる層に設けられた導電層が電気的に接続される接続部を有する。これにより、第２配線１２０を構成する複数の導電層には同じ信号が印加されることとなり、第２配線１２０の断線不良を防いでいる。なお、図１１に示す表示装置１００は、曲げ領域１０１の位置が異なること以外は、第１の実施形態で示す表示装置と同様である。

２−２．表示領域の構成
本実施形態に係る表示装置１００の配線構造の詳細を、図面を参照して説明する。図１２は、表示領域１０４において４つの画素１１０が配列する態様を例示する。画素１１０の構成は、第１に実施形態で述べるものと同様である。表示領域１０４において、図中に示すＸ方向に第１配線１１８が配設され、Ｙ方向に第２配線１２０及び第６配線１２８が配設される。

これらに配線の中で、Ｙ方向に延びる第２配線１２０及び第６配線１２８は多層構造を有している。すなわち、第２配線１２０は、第１導電層１３０ａと第２導電層１３２ａとによって構成される。第１導電層１３０ａと第２導電層１３２ａとは、同じ方向（Ｙ方向）に延伸するが、第１接続部１３４ａにおいて電気的に接続されている。第１接続部１３４ａは、曲げ領域１０１の外側の領域に配置されている。第２配線１２０と略平行に配設される第６配線１２８は第１導電層１３０ｂと第２導電層１３２ｂによって同様に構成され、第１接続部１３４ｂにおいて電気的に接続される。

図１３及び図１４は、第２配線１２０の構成を示す断面図である。図１３は、図１２に示すＥ１−Ｅ２線に沿った断面構造を示し、図１４は、Ｆ１−Ｆ２線に沿った断面構造を示す。

図１３及び図１４に示すように、第１導電層１３０ａは、第３絶縁層１６６の上に設けられる。第１導電層１３０は、第２絶縁層１６４及び第２絶縁層１６４を貫通するコンタクトホールによって、第１スイッチング素子１４８のソース領域又はドレイン領域と電気的に接続される。第１導電層１３０ａは、ソース配線１８２及びドレイン配線１８０と同じ層の導電層で形成される。第３絶縁層１６６の上には第４絶縁層１６８が設けられる。第４絶縁層１６８の上には第２導電層１３２ａが設けられている。第１導電層１３０ａと第２導電層１３２ａとは、第４絶縁層１６８によって分離されている。第４絶縁層１６８と第５絶縁層１７０との間には、第８絶縁層１９４が設けられている。第８絶縁層１９４は、第２導電層１３２ａを埋め込んでいる。第８絶縁層１９４の上面に、画素電極１８６、第２容量電極１８５が設けられる。なお、本実施形態では、第２導電層１３２ａの上層に第５絶縁層１７０が設けられるので、第２導電層１３２ａが画素電極１８６、第２容量電極１８５と干渉しない位置に配設することができれば、第８絶縁層１９４を省略することもできる。

図１４は、第１導電層１３０ａと第２導電層１３２ａとが接続される第１接続部１３４ａの構成を示す。第１接続部１３４ａには、第４絶縁層１６８を貫通するコンタクトホール１７１が設けられる。第２配線１２０を形成する第１導電層１３０ａと第２導電層１３２ａとは、このコンタクトホール１７１を介して電気的に接続される。コンタクトホール１７１は、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂などの有機樹脂材料で形成される第８絶縁層１９４によって埋設される。そのため、第４絶縁層１６８の任意の位置にコンタクトホール１７１を形成しても、画素電極１８６の下地面の平坦性を確保することができる。また、第８絶縁層１９４が省略される場合でも、コンタクトホール１７１を隔壁層又はバンク層と呼ばれる第６絶縁層１７２の領域に配置することで、画素電極１８６が形成される領域の下地面の平坦性を損なわないようにすることができる。

第１導電層１３０ａと第２導電層１３２ａとは、第４絶縁層１６８を挟んで重畳するように配置されることが好ましい。第１導電層１３０と第２導電層１３２とを重ねて配置することで、画素間の間隔を狭めることができ、画素の高精細化を図ることができる。一方、図１２で示すように、第１導電層１３０と第２導電層１３２とは、第４絶縁層１６８を挟んで平行に配設されつつも、平面視においてｘ方向にずれて配置されていてもよい。第１接続部１３４の領域において、第１導電層１３０及び第２導電層１３２の一方又は双方は、配線の幅が広げられていてもよい。このように、第１導電層１３０と第２導電層１３２の配置及び幅に冗長性を付与することで、配線形成工程においてアライメントマージンを与えることができる。

第２配線１２０に設けられる第１接続部１３４ａは、各列に属する第２配線１２０のそれぞれに設けることが好ましい。なお、このような配線及び接続部の構成は、第６配線１２８についても同様に適用される。第６配線１２８には第１接続部１３４ｂが設けられる。なお、図１２は、画素１１０に隣接して第１接続部１３４ａが設けられる態様を示すが、これに対応して第２接続部１３６が設けられる。すなわち、曲げ領域１０１を挟んで第１接続部１３４と第２接続部１３６が設けられることの趣旨は、第１の実施形態と同様である。

本実施形態によれば、表示領域１０４において一方向に伸びる配線を多層構造とし、曲げ領域の外側領域で多層配線の相互を接続する接続部を設けることで、表示領域１０４を曲げる場合においても配線の断線を防止することができる。それにより、可撓性を有する表示装置の信頼性を向上させることができる。

第３の実施形態
３−１．表示装置の構成
図１５は、曲げ領域１０１が表示領域１０４に重畳する表示装置１００の一形態を示す。曲げ領域１０１と交差する方向に配設される第１配線１１８ａ、１１８ｂは、少なくとも曲げ領域において、第１の実施形態と同様に、絶縁層を挟んで第１導電層と第２導電層とが設けられる構造を有する。第１導電層と第２導電層とは、曲げ領域１０１の外側領域において第１接続部１３４と第２接続部１３６により電気的に接続される第１配線１１８ａ、１１８ｂは、少なくとも曲げ領域１０１と交差する領域においてこのような配線構造を有している。

図１５で示すように、端子領域１０８は曲げ領域１０１と重ならないように配置されていてもよい。また、第２駆動回路１１４は、曲げ領域１０１と重畳しないように基材１０２の上ではなく、フレキシブルプリント配線基板１１５に設けられていてもよい。なお、図１５に示す表示装置１００は、曲げ領域１０１の位置が異なること以外は、第１の実施形態で示す表示装置と同様である。

３−２．表示領域の構成
図１６は、第１配線１１８ａに第１接続部１３４ａを設け、第１配線１１８ｂに第１接続部１３４ｂを設けた一例を示す。曲げ領域１０１は、図１６で示すＹ方向に沿って存在している。第１接続部１３４ａ、１３４ｂは曲げ領域１０１の外側に設けられている。これにより、第１配線１１８を構成する複数の導電層には同じ信号が印加されることとなり、第１配線１１８の断線不良を防いでいる。画素１１０の構成は、第１の実施形態で述べるものと同様である。図１７は、Ｇ１−Ｇ２線に沿った断面構造を示す。

図１６及び図１７で示すように、第１配線１１８ａは、第１導電層１３８ａと第２導電層１３９ａとで構成される。第１導電層１３８ａは、第１絶縁層１６２の上に設けられる。第１導電層１３８ａの上層には、第９絶縁層１９６が設けられ、さらに第２絶縁層１６４が積層される。半導体層１６０ｂは、第９絶縁層１９６と第２絶縁層１６４との間に設けられる。第２導電層１３９ａは、第２絶縁層１６４の上に設けられる。第２導電層１３９は、第９絶縁層１９６及び第２絶縁層１６４を介して第１導電層１３８ａと重なるように配置される。第１接続部１３４ａには第２絶縁層１６４及び第９絶縁層１９６にコンタクトホール（貫通孔）１６５が形成される。第１導電層１３８ａと第２導電層１３９ａとは、コンタクトホール１６５を介して電気的に接続される。

第１配線１１８ａにおいて、第２導電層１３９ａはゲート電極１７６と同じ層に属する導電膜によって形成される。第１導電層１３８ａは、半導体層１６０よりも下層に設けられ、第９絶縁層１９６に覆われる。そのため、第１導電層１３８ａが形成されていても、半導体層１６０の作製工程において、金属汚染などの悪影響が防止される。第１接続部１３４ａは、画素電極１８６の外側の領域に配置され、第４絶縁層１６８によって埋設される。そのため、発光素子１５４に影響を与えないように、第１接続部１３４ａを配置することができる。このような構成は、第１配線１１８ｂについても同様である。

なお、図１８に示すように、第２の実施形態と同様に、第８絶縁層１９４を設け、第１配線１１８ａの第２導電層１３９ａを第８絶縁層１９４の上に設けてもよい。第１導電層１３８と第２導電層１３９とは、第１接続部１３４を構成する第４絶縁層１６８に設けられたコンタクトホール１７１によって電気的に接続される。

このように、本実施形態によれば、第１配線１１８に第１接続部１３４、第２接続部１３６を設けることで、ｙ方向に沿った曲げ領域１０１を表示装置１００に含ませることができる。少なくとも、曲げ領域１０１を含む領域において、第１配線１１８を多層配線化し。曲げ領域１０１の外側領域で多層配線の相互を接続する第１接続部１３４、第２接続部１３６を設けることで、表示領域１０４を曲げる場合においても配線の断線を防止することができる。それにより、可撓性を有する表示装置の信頼性を向上させることができる。

１００・・・表示装置、１０１・・・曲げ領域、１０２・・・基材、１０４・・・表示領域、１０６・・・駆動回路領域、１０８・・・端子領域、１１０・・・画素、１１２・・・第１駆動回路、１１４・・・第２駆動回路、１１５・・・フレキシブルプリント配線基板、１１６・・・端子電極、１１８・・・第１配線、１２０・・・第２配線、１２２・・・第３配線、１２４・・・第４配線、１２６・・・第５配線、１２８・・・第６配線、１３０・・・第１導電層、１３１・・・第１導電層、１３２・・・第２導電層、１３３・・・第２導電層、１３４・・・第１接続部、１３５・・・第１接続部、１３６・・・第２接続部、１３７・・・第２接続部、１３８・・・第１導電層、１３９・・・第２導電層、１４０・・・第１コンタクトホール、１４１・・・第２コンタクトホール、１４２・・・配線領域、１４３・・・開口部、１４４・・・導電層、１４６・・・サポート部材、１４８・・・第１スイッチング素子、１５０・・・第２スイッチング素子、１５２・・・駆動トランジスタ、１５４・・・発光素子、１５６・・・第１容量素子、１５８・・・第２容量素子、１６０・・・半導体層、１６２・・・第１絶縁層、１６３・・・下地絶縁層、１６４・・・第２絶縁層、１６５・・・コンタクトホール、１６６・・・第３絶縁層、１６７・・・層間絶縁層、１６８・・・第４絶縁層、１６９・・・コンタクトホール、１７０・・・第５絶縁層、１７１・・・コンタクトホール、１７２・・・第６絶縁層、１７４・・・第７絶縁層、１７５・・・パッシベーション層、１７６・・・ゲート電極、１７８・・・ゲート配線、１８０・・・ドレイン配線、１８２・・・ソース配線、１８４・・・第１容量電極、１８５・・・第２容量電極、１８６・・・画素電極、１８８・・・有機層、１９０・・・共通電極、１９１・・・無機絶縁層、１９２・・・有機絶縁層、１９４・・・第８絶縁層、１９６・・・第９絶縁層

Claims

基材と
前記基材の一平面に配置された複数の画素を含む表示領域と、前記表示領域に隣接して配置されてた駆動回路領域と、前記基材の端部に配置された端子領域と、前記表示領域及び前記駆動回路領域、並びに前記駆動回路領域と前記端子領域との間に設けられた複数の配線と、を有し、
前記表示領域は、
前記基材に設けられた第１絶縁層と、前記第１絶縁層の上層に配置された第２絶縁層と、
前記第２絶縁層上に設けられ一方向に伸長する第１配線と、
前記第２絶縁層上に設けられた第３絶縁層と、
前記第３絶縁層上に設けられた第４絶縁層と、
前記第１配線と交差する方向に伸長する第２配線と、
前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に設けられた半導体層と、前記半導体層と少なくとも一部が重なり前記第２絶縁層と前記第３絶縁層との間に設けられたゲート電極と、を含むトランジスタと、を含み、
前記トランジスタのソース領域とドレイン領域はソース配線とドレイン配線とそれぞれ接続し、
前記ソース配線と前記ドレイン配線は前記第３絶縁層上に位置し、
前記第２配線は前記表示領域において、
前記第３絶縁層上に設けられた第１導電層と、
前記第４絶縁層上に設けられた第２導電層と、を含み、
前記第１導電層と前記第２導電層とは、前記第４絶縁層を貫通する第１コンタクトホールによって電気的に接続される第１接続部と、前記第１接続部から離れた位置で前記第４絶縁層を貫通する第２コンタクトホールによって電気的に接続される第２接続部と、によって電気的に接続され、
前記第１導電層と前記ソース配線と前記ドレイン配線は同層に配置されている、ことを特徴とする表示装置。
前記基材は可撓性を有し、
前記第１の接続部と前記第２の接続部との間に曲げ領域を含む、請求項１に記載の表示装置。
前記基材の裏面にサポート部材を有し、前記サポート部材は、前記第１接続部と前記第２に接続部との間に切欠き部を有し、
前記切欠き部が前記曲げ領域に対応して配置されている、請求項２に記載の表示装置。
前記第１導電層と前記第２導電層とに、同じ信号が印加される、請求項１に記載の表示装置。