JP6817040B2 - 表示装置及び電子機器 - Google Patents

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Description

本発明の一態様は、表示装置、電子機器、及びそれらの作製方法に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置、入出力装置、それらの駆動方法、またはそれらの製造方法を一例として挙げることができる。
近年、表示装置の大型化が求められている。大型の表示装置の用途としては、例えば、家庭用のテレビジョン装置(テレビまたはテレビジョン受信機ともいう)、デジタルサイネージ(Digital Signage:電子看板)、PID(Public Information Display)等が挙げられる。表示装置の表示領域が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示領域が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることが期待される。
エレクトロルミネッセンス(Electroluminescence、以下ELと記す)現象を利用した発光素子(EL素子とも記す)は、薄型軽量化が容易である、入力信号に対し高速に応答可能である、直流低電圧電源を用いて駆動可能である等の特徴を有し、表示装置への応用が検討されている。例えば、特許文献1に、有機EL素子が適用された、可撓性を有する発光装置が開示されている。
特開2014−197522号公報
本発明の一態様は、表示装置の大型化を課題の一とする。本発明の一態様は、継ぎ目が視認されにくい広い表示領域を有する表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、表示装置の表示ムラまたは輝度ムラの抑制を課題の一とする。本発明の一態様は、表示装置の薄型化または軽量化を課題の一とする。本発明の一態様は、曲面に沿って表示することが可能な表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、一覧性に優れた表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様の表示パネルは、第1の基板、第2の基板、第1の接着層、第2の接着層、第1の絶縁層、第2の絶縁層、及び表示素子を有する。該表示パネルは、表示領域と、可視光を透過する領域と、を有する。表示領域は、可視光を透過する領域と隣接する。第1の接着層は、第1の基板と第1の絶縁層の間に位置する。第2の接着層は、第2の基板と第1の絶縁層の間に位置する。表示領域では、第2の絶縁層は、第1の絶縁層に接し、かつ、第1の絶縁層と第2の接着層の間に位置する。表示領域では、表示素子は、第2の絶縁層と第2の接着層の間に位置する。可視光を透過する領域では、第1の絶縁層は第2の接着層に接する。第1の絶縁層は、酸化物絶縁膜であることが好ましい。第2の絶縁層は、窒化物絶縁膜を有することが好ましい。第1の基板及び第2の基板は、それぞれ可撓性を有することが好ましい。第1の基板の屈折率と第1の接着層の屈折率の差は、0.20以下であることが好ましい。同様に、第1の接着層の屈折率と第1の絶縁層の屈折率の差、第2の接着層の屈折率と第1の絶縁層の屈折率の差、及び、第2の基板の屈折率と第2の接着層の屈折率の差も、それぞれ0.20以下であることが好ましい。
本発明の一態様の表示パネルは、第1の基板、第2の基板、第1の接着層、第2の接着層、第3の接着層、第1の絶縁層、第2の絶縁層、第3の絶縁層、第4の絶縁層、及び表示素子を有する。該表示パネルは、表示領域と、可視光を透過する領域と、を有する。表示領域は、可視光を透過する領域と隣接する。第1の接着層は、第1の基板と第1の絶縁層の間に位置する。第2の接着層は、第2の基板と第3の絶縁層の間に位置する。第3の接着層は、第1の絶縁層と第3の絶縁層の間に位置する。表示領域では、第2の絶縁層が第1の絶縁層に接し、第4の絶縁層が第3の絶縁層に接し、かつ、第3の接着層は、第2の絶縁層と第4の絶縁層の間に位置する。表示領域では、表示素子は、第2の絶縁層と第3の接着層の間に位置する。可視光を透過する領域では、第3の接着層が、第1の絶縁層及び第3の絶縁層に接する。第1の絶縁層及び第3の絶縁層は、それぞれ酸化物絶縁膜であることが好ましい。第2の絶縁層及び第4の絶縁層は、それぞれ窒化物絶縁膜を有することが好ましい。第1の基板及び第2の基板は、それぞれ可撓性を有することが好ましい。第1の基板の屈折率と第1の接着層の屈折率の差は、0.20以下であることが好ましい。同様に、第1の接着層の屈折率と第1の絶縁層の屈折率の差、第3の接着層の屈折率と第1の絶縁層の屈折率の差、第2の基板の屈折率と第2の接着層の屈折率の差、第2の接着層の屈折率と第3の絶縁層の屈折率の差、及び、第3の接着層の屈折率と第3の絶縁層の屈折率の差も、それぞれ0.20以下であることが好ましい。
上記各構成の表示パネルにおいて、第1の絶縁層は、表示領域及び可視光を透過する領域に設けられ、第2の絶縁層は、表示領域に設けられ、かつ、可視光を透過する領域に設けられない。トランジスタのゲート絶縁層は、表示領域に設けられ、かつ、可視光を透過する領域に設けられていないことが好ましい。トランジスタを覆う無機絶縁膜は、表示領域に設けられ、かつ、可視光を透過する領域に設けられていないことが好ましい。トランジスタを覆う有機絶縁膜は、表示領域に設けられ、かつ、可視光を透過する領域に設けられていないことが好ましい。
本発明の一態様の表示装置は、第1の表示パネル及び第2の表示パネルを有する。第1の表示パネルは、第1の表示領域と、可視光を透過する領域と、を有する。第2の表示パネルは、第2の表示領域と、可視光を遮る領域と、を有する。第1の表示領域は、可視光を透過する領域と隣接する。第2の表示領域は、表示を行う面側で、可視光を透過する領域と重なる。可視光を遮る領域は、第1の表示領域と重なる。第1の表示パネルは、第1の基板、第2の基板、第1の接着層、第2の接着層、第1の絶縁層、第2の絶縁層、及び表示素子を有する。第1の接着層は、第1の基板と第1の絶縁層の間に位置する。第2の接着層は、第2の基板と第1の絶縁層の間に位置する。第1の表示領域では、第2の絶縁層は、第1の絶縁層に接し、かつ、第1の絶縁層と第2の接着層の間に位置する。第1の表示領域では、表示素子は、第2の絶縁層と第2の接着層の間に位置する。可視光を透過する領域では、第1の絶縁層が、第2の接着層に接する。第1の絶縁層は、酸化物絶縁膜であることが好ましい。第2の絶縁層は、窒化物絶縁膜を有することが好ましい。第1の基板及び第2の基板は、それぞれ可撓性を有することが好ましい。第1の基板の屈折率と第1の接着層の屈折率の差は、0.20以下であることが好ましい。同様に、第1の接着層の屈折率と第1の絶縁層の屈折率の差、第2の接着層の屈折率と第1の絶縁層の屈折率の差、及び第2の基板の屈折率と第2の接着層の屈折率の差は、それぞれ0.20以下であることが好ましい。
本発明の一態様の表示装置は、第1の表示パネル及び第2の表示パネルを有する。第1の表示パネルは、第1の表示領域と、可視光を透過する領域と、を有する。第2の表示パネルは、第2の表示領域と、可視光を遮る領域と、を有する。第1の表示領域は、可視光を透過する領域と隣接する。第2の表示領域は、表示を行う面側で、可視光を透過する領域と重なる。可視光を遮る領域は、第1の表示領域と重なる。第1の表示パネルは、第1の基板、第2の基板、第1の接着層、第2の接着層、第3の接着層、第1の絶縁層、第2の絶縁層、第3の絶縁層、第4の絶縁層、及び表示素子を有する。第1の接着層は、第1の基板と第1の絶縁層の間に位置する。第2の接着層は、第2の基板と第3の絶縁層の間に位置する。第3の接着層は、第1の絶縁層と第3の絶縁層の間に位置する。第1の表示領域では、第2の絶縁層が第1の絶縁層に接し、第4の絶縁層が第3の絶縁層に接し、かつ、第3の接着層は、第2の絶縁層と第4の絶縁層の間に位置する。第1の表示領域では、表示素子は、第2の絶縁層と第3の接着層の間に位置する。可視光を透過する領域では、第3の接着層が、第1の絶縁層及び第3の絶縁層に接する。第1の絶縁層及び第3の絶縁層は、それぞれ酸化物絶縁膜であることが好ましい。第2の絶縁層及び第4の絶縁層は、それぞれ窒化物絶縁膜を有することが好ましい。第1の基板及び第2の基板は、それぞれ可撓性を有することが好ましい。第1の基板の屈折率と第1の接着層の屈折率の差は、0.20以下であることが好ましい。同様に、第1の接着層の屈折率と第1の絶縁層の屈折率の差、第3の接着層の屈折率と第1の絶縁層の屈折率の差、第2の基板の屈折率と第2の接着層の屈折率の差、第2の接着層の屈折率と第3の絶縁層の屈折率の差、及び、第3の接着層の屈折率と第3の絶縁層の屈折率の差は、それぞれ0.20以下であることが好ましい。
上記各構成の表示装置は、さらに、円偏光板を有することが好ましい。第1の表示領域及び第2の表示領域が、表示を行う面側で、円偏光板と重なるように、円偏光板を配置する。第1の基板及び第2の基板は、それぞれ光学等方性が高い基板であることが好ましい。
上記各構成の表示装置において、第1の表示パネル及び第2の表示パネルは、それぞれ可撓性を有することが好ましい。
なお、上記各構成の表示装置は、第1の表示パネル及び第2の表示パネルを、それぞれ、フレキシブルプリント回路基板(Flexible printed circuit、以下、FPCと記す)もしくはTCP(Tape Carrier Package)等のコネクタが取り付けられたモジュール、またはCOG(Chip On Glass)方式もしくはCOF(Chip On Film)方式等により集積回路(IC)が実装されたモジュール等のモジュールの一部として、有していてもよい。
本発明の一態様は、上記のいずれかの表示装置と、アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、または操作ボタンの少なくともいずれか一と、を有する電子機器である。
本発明の一態様の剥離方法は、基板上に剥離層を形成する第1の工程と、剥離層上に第1の絶縁層を形成する第2の工程と、第1の絶縁層上に第2の絶縁層を形成する第3の工程と、剥離層、第1の絶縁層、及び第2の絶縁層を加熱する第4の工程と、第2の絶縁層の一部を除去する第5の工程と、基板と第1の絶縁層を分離する第6の工程と、を有する。第1の工程と第2の工程の間に、剥離層の表面にプラズマ処理を行うことが好ましい。プラズマ処理は、亜酸化窒素を含む雰囲気下で行うことが好ましく、亜酸化窒素及びシランを含む雰囲気下で行うことがより好ましい。
本発明の一態様の剥離方法は、第1の作製基板上に第1の剥離層を形成する第1の工程と、第1の剥離層上に第1の絶縁層を形成する第2の工程と、第1の絶縁層上に第2の絶縁層を形成する第3の工程と、第1の剥離層、第1の絶縁層、及び第2の絶縁層を加熱する第4の工程と、第2の絶縁層の一部を除去する第5の工程と、第2の作製基板上に第2の剥離層を形成する第6の工程と、第2の剥離層上に第3の絶縁層を形成する第7の工程と、第3の絶縁層上に第4の絶縁層を形成する第8の工程と、第2の剥離層、第3の絶縁層、及び第4の絶縁層を加熱する第9の工程と、第4の絶縁層の一部を除去する第10の工程と、接着剤を用いて、第1の作製基板と第2の作製基板を貼り合わせる第11の工程と、第1の作製基板と第1の絶縁層を分離する第12の工程と、接着剤を用いて、第1の絶縁層と第1の基板を貼り合わせる第13の工程と、第2の作製基板と第3の絶縁層を分離する第14の工程と、接着剤を用いて、第3の絶縁層と第2の基板を貼り合わせる第15の工程と、を有する。第1の工程と第2の工程の間に、第1の剥離層の表面にプラズマ処理を行うことが好ましい。第6の工程と第7の工程の間に、第2の剥離層の表面にプラズマ処理を行うことが好ましい。プラズマ処理は、亜酸化窒素を含む雰囲気下で行うことが好ましく、亜酸化窒素及びシランを含む雰囲気下で行うことがより好ましい。
本発明の一態様により、表示装置の大型化が可能となる。本発明の一態様により、継ぎ目が視認されにくい広い表示領域を有する表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、表示装置の表示ムラまたは輝度ムラの抑制が可能となる。本発明の一態様により、表示装置の薄型化または軽量化が可能となる。本発明の一態様により、曲面に沿って表示することが可能な表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、一覧性に優れた表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、新規な表示装置を提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
表示パネルの一例を示す上面図及び断面図。 表示装置の一例を示す上面図及び断面図。 表示パネルの作製方法の一例を示す断面図。 表示パネルの作製方法の一例を示す断面図。 表示パネルの作製方法の一例を示す断面図。 表示パネルの作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の一例を示す上面図及び断面図。 表示装置の一例及び光学部材の一例を示す断面図。 表示パネルの一例を示す上面図及び表示装置の一例を示す斜視図。 表示装置の一例を示す上面図。 表示装置の一例を示す断面図。 表示装置の一例を示す断面図。 表示パネルの一例を示す上面図及び断面図。 表示パネルの一例を示す上面図及び断面図。 表示装置の一例を示す上面図。 表示パネルの一例を示す上面図及び断面図。 表示装置の一例を示す断面図。 表示パネルの一例を示す断面図。 表示パネルの一例を示す断面図。 タッチパネルの一例を示す斜視図。 タッチパネルの一例を示す断面図。 タッチパネルの一例を示す断面図、並びに、トランジスタの上面図及び断面図。 タッチパネルの一例を示す断面図。 タッチパネルの一例を示す斜視図。 タッチパネルの一例を示す断面図。 タッチパネルの一例を示す断面図。 表示パネルの一例を示す断面図。 表示パネルの一例を示す断面図。 電子機器及び照明装置の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 実施例1の表示パネル及び表示装置を説明する図。 実施例1の表示装置を説明する断面図。 実施例1の表示装置の重なり部の写真。 実施例1の表示装置の可視光を透過する領域の透過率の測定結果。 実施例1の表示パネル及び表示装置の表示写真、並びに、表示装置の側面図。 可視光を透過する領域の反射率の計算結果。 可視光を透過する領域の透過率の測定結果。 重なり部と重なり部でない部分の反射率の測定結果。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す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。
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
また、図面において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、または、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能である。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能である。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図1〜図15を用いて説明する。
複数の表示パネルを一以上の方向(例えば、一列またはマトリクス状等)に並べることで、広い表示領域を有する表示装置を作製することができる。
複数の表示パネルを用いて大型の表示装置を作製する場合、1つの表示パネルの大きさは大型である必要がない。したがって、該表示パネルを作製するための製造装置を大型化しなくてもよく、省スペース化が可能である。また、中小型の表示パネルの製造装置を用いることができ、表示装置の大型化のために新規な製造装置を利用しなくてもよいため、製造コストを抑えることができる。また、表示パネルの大型化に伴う歩留まりの低下を抑制できる。
表示パネルの大きさが同じである場合、1つの表示パネルを有する表示装置に比べ、複数の表示パネルを有する表示装置の方が、表示領域が広く、一度に表示できる情報量が多い等の効果を有する。
しかし、各表示パネルは表示領域を囲むように非表示領域を有する。したがって、例えば、複数の表示パネルの出力画像を合わせて一つの画像を表示する場合、当該一つの画像は、表示装置の使用者にとって分離したように視認されてしまう。
各表示パネルの非表示領域を狭くする(狭額縁な表示パネルを用いる)ことで、各表示パネルの表示が分離して見えることを抑制できるが、表示パネルの非表示領域を完全になくすことは困難である。
また、表示パネルの非表示領域の面積が狭いと、表示パネルの端部と表示パネル内の素子との距離が短くなり、表示パネルの外部から侵入する不純物によって、素子が劣化しやすくなる場合がある。
そこで、本発明の一態様では、複数の表示パネルの一部が重なるように配置する。重ねた2つの表示パネルのうち、少なくとも表示面側(上側)に位置する表示パネルは、可視光を透過する領域を表示領域と隣接して有する。本発明の一態様では、下側に配置される表示パネルの表示領域と、上側に配置される表示パネルの可視光を透過する領域とが重なる。したがって、重ねた2つの表示パネルの表示領域の間の非表示領域を縮小すること、さらには無くすことができる。これにより、使用者から表示パネルの継ぎ目が認識されにくい、大型の表示装置を実現することができる。
上側に位置する表示パネルの非表示領域の少なくとも一部は、可視光を透過する領域であり、下側に位置する表示パネルの表示領域と重ねることができる。また、下側に位置する表示パネルの非表示領域の少なくとも一部は、上側に位置する表示パネルの表示領域、または可視光を遮る領域と重ねることができる。これらの部分については、表示装置の狭額縁化(表示領域以外の面積の縮小化)に影響しないため、面積の縮小化をしなくてもよい。
表示パネルの非表示領域が広いと、表示パネルの端部と表示パネル内の素子との距離が長くなり、表示パネルの外部から侵入する不純物によって、素子が劣化することを抑制できる。例えば、表示素子として有機EL素子を用いる場合は、表示パネルの端部と有機EL素子との距離を長くするほど、表示パネルの外部から水分または酸素等の不純物が有機EL素子に侵入しにくくなる(または到達しにくくなる)。本発明の一態様の表示装置では、表示パネルの非表示領域の面積を十分に確保できるため、有機EL素子等を用いた表示パネルを適用しても、信頼性が高い大型の表示装置を実現できる。
しかし、可視光を透過する領域は、可視光(例えば400nm以上700nm以下の波長の光)の一部を、反射または吸収する。可視光を透過する領域が外光を反射することで、表示装置の使用者は、2つ以上の表示パネルが重なっている部分(以下、重なり部ともいう)を視認しやすくなる。特に、下側に配置される表示パネルが表示を行っていないとき、及び黒表示を行っているときに、使用者は、重なり部を視認しやすくなる。また、下側に配置される表示パネルの表示は、可視光を透過する領域を介して視認される部分と、該領域を介さずに視認される部分とで、輝度(明るさ)に差が生じてしまう。
そこで、本発明の一態様では、可視光を透過する領域に含まれる、屈折率の差が大きい界面の数を減らす。つまり、互いに接する2つの層の屈折率の差を小さくする。これにより、可視光を透過する領域における外光の反射を抑制し、重なり部を、表示装置の使用者から視認されにくくすることができる。したがって、継ぎ目が視認されにくい広い表示領域を有する表示装置を実現できる。
また、可視光を透過する領域に含まれる、屈折率の差が大きい界面の数を減らすことで、可視光を透過する領域の可視光の透過率を高めることができる。これにより、下側に配置される表示パネルの表示における、可視光を透過する領域を介して視認される部分と、該領域を介さずに視認される部分との輝度(明るさ)の差を、小さくすることができる。したがって、表示装置の表示ムラもしくは輝度ムラを抑制することができる。
<表示パネルの構成例1>
図1(A)に、表示パネル100の上面図を示す。
表示パネル100は、表示領域101及び領域102を有する。ここで、領域102は、表示パネル100の上面図における、表示領域101以外の部分を指す。領域102は、非表示領域と呼ぶこともできる。
領域102は、可視光を透過する領域110及び可視光を遮る領域120を有する。可視光を透過する領域110及び可視光を遮る領域120は、それぞれ、表示領域101と隣接する。
可視光を透過する領域110及び可視光を遮る領域120は、それぞれ、表示領域101の外周の一部に沿って設けることができる。図1(A)に示す表示パネル100では、可視光を透過する領域110が、表示領域101の1辺に沿って配置されている。可視光を透過する領域110は、表示領域101の2辺以上に沿って配置されていてもよい。可視光を透過する領域110は、図1(A)に示すように、表示領域101と接して、表示パネルの端部にまで設けられていることが好ましい。
図1(A)に示す表示パネル100では、可視光を遮る領域120が、表示領域101の2辺に沿って配置されている。可視光を遮る領域120は、表示パネルの端部近傍にまで設けられていてもよい。
なお、図1(A)に示す領域102のうち、可視光を透過する領域110及び可視光を遮る領域120以外の領域における、可視光の透過性は問わない。
表示領域101は、マトリクス状に配置された複数の画素を含み、画像を表示することができる。各画素には一つ以上の表示素子が設けられている。表示素子としては、例えば、EL素子などの発光素子、電気泳動素子、MEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム)を用いた表示素子、または液晶素子等を用いることができる。
可視光を透過する領域110には、可視光を透過する材料を用いる。例えば、表示パネル100を構成する基板、接着層等を含んでいてもよい。可視光を透過する領域110の可視光の透過率は高いほど、下に重なる表示パネルの光取り出し効率を高められるため、好ましい。可視光を透過する領域110において、波長400nm以上700nm以下の範囲の光の透過率の平均値は70%以上であると好ましく、80%以上であるとより好ましく、90%以上であるとさらに好ましい。
可視光を遮る領域120には、例えば、表示領域101に含まれる画素(具体的には、トランジスタまたは表示素子等)に電気的に接続する配線が設けられている。また、このような配線に加え、画素を駆動するための駆動回路(走査線駆動回路または信号線駆動回路等)を設けることができる。
表示パネルは、走査線駆動回路及び信号線駆動回路のうち少なくとも一方を有することができる。または、表示パネルは、走査線駆動回路及び信号線駆動回路の双方を有さない構成とすることができる。例えば、走査線駆動回路及び信号線駆動回路のうち少なくとも一方として機能するICを、表示パネルに電気的に接続させることができる。ICは、COG方式またはCOF方式により表示パネルに実装することができる。または、ICが実装されたFPC、TAB(Tape Automated Bonding)、またはTCP等を表示パネルに接続させることができる。
可視光を遮る領域120には、FPC等と電気的に接続する端子(接続端子ともいう)、及び当該端子と電気的に接続する配線等を含む。なお、端子及び配線等が、可視光を透過する場合には、これら端子及び配線等を、可視光を透過する領域110にまで延在するように設けることができる。
ここで、図1(A)に示す可視光を透過する領域110の幅Wは、0.5mm以上150mm以下であると好ましく、1mm以上100mm以下がより好ましく、2mm以上50mm以下がさらに好ましい。可視光を透過する領域110の幅Wが表示パネルによって異なる場合、または1つの表示パネルの中でも場所によって異なる場合には、最も短い長さが上記の範囲であると好ましい。可視光を透過する領域110は封止領域としての機能を有するため、可視光を透過する領域110の幅Wが大きいほど表示パネル100の端部と表示領域101との距離を長くすることができ、外部から水などの不純物が表示領域101にまで侵入することを抑制することが可能となる。なお、可視光を透過する領域110の幅Wは、表示領域101から表示パネル100の端部までの最短距離に相当する場合がある。
例えば、表示素子として有機EL素子を用いた場合には可視光を透過する領域110の幅Wを1mm以上とすることで、有機EL素子の劣化を効果的に抑制することができ、信頼性を高めることができる。なお、可視光を透過する領域110以外の部分においても、表示領域101の端部と表示パネル100の端部との距離が上述の範囲になるように設定することが好ましい。
図1(A)における一点鎖線X1−Y1間の断面図を図1(B)、(C)に示す。
図1(B)に示す表示パネル100は、基板201、接着層203、第1の絶縁層205、第2の絶縁層207、絶縁層208、素子層209、基板211、接着層221、及び接続端子223を有する。
接着層203は、基板201と第1の絶縁層205の間に位置する。接着層221は、基板211と第1の絶縁層205の間に位置する。
表示領域101において、第2の絶縁層207は、第1の絶縁層205に接し、かつ、第1の絶縁層205と接着層221の間に位置する。
表示領域101は、素子層209を有する。素子層209は、表示素子を有する。表示素子は、第2の絶縁層207と接着層221の間に位置する。表示素子は、絶縁層208に覆われている。
可視光を透過する領域110において、第1の絶縁層205は、接着層221に接する。
可視光を遮る領域120において、接続端子223が、第2の絶縁層207上に位置する。接続端子223は、接着層221及び基板211と重ならない、露出した部分を有する。
図1(B)では、第2の絶縁層207が、表示領域101に設けられており、かつ、可視光を透過する領域110に設けられていない。また、図1(B)では、表示素子を覆う絶縁層208が、表示領域101に設けられており、かつ、可視光を透過する領域110に設けられていない。
図1(C)に示す表示パネル100は、基板201、接着層203、第1の絶縁層205、第2の絶縁層207、素子層209、基板211、接着層213、第3の絶縁層215、第4の絶縁層217、機能層219、接着層221、及び接続端子223を有する。
接着層203は、基板201と第1の絶縁層205の間に位置する。接着層213は、基板211と第3の絶縁層215の間に位置する。接着層221は、第1の絶縁層205と第3の絶縁層215の間に位置する。
表示領域101では、第2の絶縁層207は、第1の絶縁層205に接し、第4の絶縁層217は、第3の絶縁層215に接し、かつ、接着層221は、第2の絶縁層207と第4の絶縁層217の間に位置する。
表示領域101は、素子層209及び機能層219を有する。
素子層209は、表示素子を有する。表示素子は、第2の絶縁層207と接着層221の間に位置する。
機能層219は、着色層(カラーフィルタなど)、遮光層(ブラックマトリクスなど)、及びセンサ(タッチセンサなど)のうち、少なくとも一つを有する。機能層219は、第4の絶縁層217と接着層221の間に位置する。
可視光を透過する領域110では、接着層221は、第1の絶縁層205及び第3の絶縁層215に接する。
可視光を遮る領域120では、接続端子223が、第2の絶縁層207上に位置する。接続端子223は、接着層221、第4の絶縁層217、第3の絶縁層215、接着層213、及び基板211と重ならない、露出した部分を有する。
図1(C)では、第2の絶縁層207及び第4の絶縁層217が、表示領域101に設けられており、かつ、可視光を透過する領域110に設けられていない。
図1(B)、(C)に示す表示パネルでは、可視光を透過する領域110が有する絶縁層の数が、表示領域101が有する絶縁層の数に比べて、少ない。このように、可視光を透過する領域110に含まれる絶縁層の層数を減らすことで、可視光を透過する領域110における屈折率の差が大きい界面の数を減らすことができる。
第1の絶縁層205及び第3の絶縁層215は、それぞれ、酸化物絶縁膜であることが好ましい。後述する表示パネルの作製方法では、剥離層と酸化物絶縁膜の界面で剥離を行う。剥離工程の歩留まりを高めるため、酸化物絶縁膜は、表示パネルの一面全体に形成されていることが好ましい。例えば、酸化物絶縁膜として、酸化シリコン膜を用いることが好ましい。酸化シリコン膜は、屈折率が約1.5であり、表示パネルに用いる基板及び接着層との屈折率の差が小さい。よって、第1の絶縁層205または第3の絶縁層215として、可視光を透過する領域110に設けても、第1の絶縁層205または第3の絶縁層215と、他の層と、の界面での光の反射を少なくすることができる。
図1(B)では、第2の絶縁層207と絶縁層208の間に表示素子が位置する。図1(C)では、第2の絶縁層207と第4の絶縁層217の間に表示素子が位置する。第2の絶縁層207、絶縁層208、及び第4の絶縁層217は、それぞれ、窒化物絶縁膜を有することが好ましい。窒化物絶縁膜は、防湿性の高い絶縁膜である。一対の防湿性の高い絶縁膜の間に、表示素子を配置することで、表示素子に水分等の不純物が侵入することを抑制できる。これにより、信頼性の高い表示パネルを実現することができる。例えば、窒化物絶縁膜として、窒化シリコン膜を用いることが好ましい。窒化シリコン膜は、屈折率が約2.0であり、表示パネルに用いる基板及び接着層との屈折率の差が大きくなりやすい。よって、第2の絶縁層207と、絶縁層208または第4の絶縁層217と、を、表示領域101に設け、かつ、可視光を透過する領域110に設けない構成とすることが好ましい。これにより、表示素子への不純物の侵入を抑制でき、かつ、可視光を透過する領域110における光の反射を抑制することができる。
可視光を透過する領域110を構成する各層の屈折率の差が小さいほど、可視光を透過する領域110における光の反射を抑制することができる。
可視光を透過する領域110において、互いに接する2層の屈折率の差は、0.20以下が好ましく、0.15以下がより好ましく、0.10以下がさらに好ましい。例えば、図1(B)における、基板201の屈折率と接着層203の屈折率の差、接着層203の屈折率と第1の絶縁層205の屈折率の差、第1の絶縁層205の屈折率と接着層221の屈折率の差、及び、接着層221の屈折率と基板211の屈折率の差、は、それぞれ、0.20以下であることが好ましい。例えば、図1(C)における、基板201の屈折率と接着層203の屈折率の差、接着層203の屈折率と第1の絶縁層205の屈折率の差、第1の絶縁層205の屈折率と接着層221の屈折率の差、接着層221の屈折率と第3の絶縁層215の屈折率の差、第3の絶縁層215の屈折率と接着層213の屈折率の差、接着層213の屈折率と基板211の屈折率の差は、それぞれ、0.20以下であることが好ましい。可視光を透過する領域110を構成する各層の屈折率の差を小さくすると、屈折率の差による光の反射を抑制することができ、好ましい。可視光を透過する領域110を構成する各層の屈折率の差は0.20以下が好ましく、0.15以下がより好ましく、0.10以下がさらに好ましい。
可視光を透過する領域110は、素子層209及び機能層219が有する絶縁層を有さないことが好ましい。例えば、素子層209がトランジスタを有する場合、トランジスタのゲート絶縁層は、表示領域101に設けられ、かつ、可視光を透過する領域110に設けられていないことが好ましい。トランジスタを覆う無機絶縁膜は、表示領域101に設けられ、かつ、可視光を透過する領域110に設けられていないことが好ましい。トランジスタを覆う有機絶縁膜は、表示領域101に設けられ、かつ、可視光を透過する領域110に設けられていないことが好ましい。
なお、本発明の一態様は、可視光を透過する領域110の少なくとも一部に、第2の絶縁層207、素子層209、及び第4の絶縁層217が設けられていない構成である。可視光を透過する領域110は、部分的に、第2の絶縁層207、素子層209、及び第4の絶縁層217を有していてもよい。例えば、可視光を透過する領域110と表示領域101の境界近傍に、これらの膜が設けられていてもよい。
基板201及び基板211は、それぞれ可撓性を有することが好ましい。可撓性を有する基板を用いることで、表示パネルの可撓性を高めることができる。
基板201及び基板211の厚さは、それぞれ、1μm以上100μm以下が好ましく、1μm以上50μm以下がより好ましく、1μm以上25μm以下がさらに好ましい。基板を薄くすることで、表示パネルを重ねた際の段差を低減することができる。
基板201及び基板211の波長450nm以上700nm以下の範囲の光の透過率の平均値は、それぞれ、70%以上であると好ましく、80%以上であるとより好ましく、90%以上であるとさらに好ましい。基板の可視光の透過率が高いほど、可視光を透過する領域110の可視光の透過率を高めることができ、表示装置の光の取り出し効率を高めることができる。
基板201及び基板211のガラス転移温度は、それぞれ、150℃以上が好ましく、200℃以上がより好ましく、250℃以上がさらに好ましい。基板の耐熱性が高いほど、高温環境下での保存、及びFPC圧着工程等による表示パネルの不良を抑制できる。
基板201及び基板211の熱膨張係数は、それぞれ、60ppm/℃以下が好ましく、30ppm/℃以下がより好ましく、15ppm/℃以下がさらに好ましい。基板の熱膨張係数が低いほど、表示パネルが保存される環境の温度変化の影響を受けにくい。例えば、保存環境の温度が変化しても、表示パネルにシワが発生すること、及び無機膜にクラックが発生することを抑制できる。
基板201及び基板211の湿度膨張係数は、それぞれ、100ppm/%RH以下が好ましく、50ppm/%RH以下がより好ましく、20ppm/%RH以下がさらに好ましい。基板の湿度膨張係数が低いほど、表示パネルが保存される環境の湿度変化の影響を受けにくい。例えば、保存環境の湿度が変化しても、表示パネルにシワが発生すること、及び無機膜にクラックが発生することを抑制できる。
<表示装置の構成例1>
図2(A)に、表示装置12の上面図を示す。図2(A)に示す表示装置12は、図1(A)に示す表示パネル100を一方向(横方向)に3つ有する。図2(A)では、各表示パネルがFPCと電気的に接続されている例を示す。
なお、本実施の形態では、各々の表示パネル同士、各々の表示パネルに含まれる構成要素同士、または各々の表示パネルに関連する構成要素同士を区別するために、符号の後にアルファベットを付記して説明することがある。特に説明のない限り、最も下側(表示面側とは反対側)に配置される表示パネルまたは構成要素に対して「a」を付記し、その上側に配置される一以上の表示パネル及びその構成要素に対しては、下側から順に「b」、「c」、とアルファベット順に付記することとする。また、特に説明のない限り、複数の表示パネルを備える構成を説明する場合であっても、各々の表示パネルまたは構成要素に共通する事項を説明する場合には、アルファベットを省略して説明する。
図2(A)に示す表示装置12は、表示パネル100a、100b、100cを備える。
表示パネル100bは、その一部が表示パネル100aの上側(表示面側)に重ねて配置されている。具体的には、表示パネル100aの表示領域101a上に表示パネル100bの可視光を透過する領域110bが重なるように配置されている。また、表示パネル100aの表示領域101a上に表示パネル100bの可視光を遮る領域120bが重ならないように配置されている。また、表示パネル100aの領域102a上及び可視光を遮る領域120a上に表示パネル100bの表示領域101bが重なるように配置されている。
同様に、表示パネル100cは、その一部が表示パネル100bの上側(表示面側)に重ねて配置されている。具体的には、表示パネル100bの表示領域101b上に表示パネル100cの可視光を透過する領域110cが重なるように配置されている。また、表示パネル100bの表示領域101b上に表示パネル100cの可視光を遮る領域120cが重ならないように配置されている。また、表示パネル100bの領域102b上及び可視光を遮る領域120b上に表示パネル100cの表示領域101cが重なるように配置されている。
表示領域101a上には可視光を透過する領域110bが重なるため、表示パネル100bが表示パネル100aの表示面上に重なっていても、表示装置12の使用者は、表示領域101aの表示全体を視認することが可能となる。同様に、表示領域101bも可視光を透過する領域110cが重なるため、表示パネル100cが表示パネル100bの表示面上に重なっていても、表示装置12の使用者は、表示領域101bの表示全体を視認することが可能となる。
また、領域102a及び可視光を遮る領域120aの上側に、表示パネル100bの表示領域101bが重なることで、表示領域101a及び表示領域101bの間に非表示領域が存在しない。同様に、領域102b及び可視光を遮る領域120bの上側に、表示パネル100cの表示領域101cが重なることで、表示領域101b及び表示領域101cの間に非表示領域が存在しない。したがって、表示領域101a、101b、101cが継ぎ目なく配置された領域を表示装置12の表示領域13とすることが可能となる。
図2(A)における一点鎖線X2−Y2間の断面図を図2(B)に示す。
図2(B)に示す表示パネル100a、100bは、図1(C)に示す構成と同様である。
上述の通り、本発明の一態様の表示パネルは、可視光を透過する領域110における光の反射が抑制されている。そのため、可視光を透過する領域110bによる外光の反射を抑制し、表示装置12の使用者から、可視光を透過する領域110bと表示領域101aが重なっている部分(重なり部)を視認されにくくすることができる。また、表示パネル100aの表示における、可視光を透過する領域110bを介して視認される部分と、該領域を介さずに視認される部分との輝度(明るさ)の差を、小さくできる。
隣接する2つの表示パネル100間の段差を軽減するため、表示パネル100の厚さは薄い方が好ましい。例えば表示パネル100の厚さを1mm以下、好ましくは300μm以下、より好ましくは100μm以下とすることが好ましい。また、表示パネルが薄いと、表示装置全体の薄型化または軽量化にもつながるため、好ましい。
上側に位置する表示パネルの可視光を透過する領域と、下側に位置する表示パネルの表示領域との間に空気が存在すると、表示領域から取り出される光の一部は、表示領域と大気の界面、並びに、大気と可視光を透過する領域の界面で、それぞれ反射し、表示の輝度の低下の原因となる場合がある。これにより、複数の表示パネルが重なっている領域の光取り出し効率が低下してしまう。また、上側に位置する表示パネルの可視光を透過する領域と重なる部分と、重ならない部分とで、下側に位置する表示パネルの表示領域の輝度に差が出てしまい、使用者から表示パネルの継ぎ目が認識されやすくなる場合がある。
図2(B)に示すように、表示装置12は、表示領域101aと可視光を透過する領域110bの間に透光層103を有する。透光層103は、空気よりも屈折率が高く、可視光を透過する。これにより、表示領域101aと可視光を透過する領域110bの間に空気が入ることを抑制でき、屈折率の差による界面での反射を低減することができる。そして、表示装置における表示ムラまたは輝度ムラの抑制が可能となる。
なお、透光層103の可視光の透過率が高いほど、表示装置の光取り出し効率を高められるため、好ましい。透光層103において、波長400nm以上700nm以下の範囲の光の透過率の平均値は80%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。
また、透光層と、透光層と接する層は、屈折率の差が小さいほど、光の反射を抑制することができるため、好ましい。例えば、透光層の屈折率は、空気よりも高ければよく、1.3以上1.8以下であると好ましい。透光層と、透光層と接する層(例えば、表示パネルを構成する基板)は、屈折率の差が0.30以下であると好ましく、0.20以下であるとより好ましく、0.15以下であるとさらに好ましい。
透光層は、下側の表示パネル及び上側の表示パネルのうち少なくとも一方と、着脱自在に接することが好ましい。表示装置を構成する表示パネルをそれぞれ独立に取り外しできると、例えば、一つの表示パネルの表示に不具合が生じた場合、当該表示不良となった表示パネルのみを、新しい表示パネルに交換することができる。他の表示パネルは継続して使用することで、表示装置をより長く、低いコストで使用することができる。
なお、表示パネルが着脱自在である必要がない場合は、透光層に接着性を有する材料(接着剤等)を用いて表示パネル同士を固定してもよい。
透光層には、無機材料または有機材料のいずれも用いることができる。透光層には、液状物質、ゲル状物質、または固体状物質を用いることができる。
透光層には、例えば、水、水溶液、フッ素系不活性液体、屈折液、シリコーンオイル等の液状物質を用いることができる。
表示装置を、水平面(重力が働く方向に垂直な面)に傾けて配置する場合、または水平面と垂直になるように配置する場合等において、液状物質の粘度は、1mPa・s以上が好ましく、1Pa・s以上がより好ましく、10Pa・s以上がさらに好ましく、100Pa・s以上が特に好ましい。なお、表示装置を水平面と平行になるように配置する場合等においては、これに限られない。
透光層は不活性であると、表示装置を構成する他の層にダメージ等を与えることを抑制でき、好ましい。
透光層に含まれる材料は不揮発性であることが好ましい。これにより、透光層に用いた材料が揮発することで界面に空気が入ってしまうことを抑制することができる。
透光層には、高分子材料を用いることができる。例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、PVC(ポリビニルクロライド)樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)樹脂、EVA(エチレンビニルアセテート)樹脂等の樹脂が挙げられる。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。これら樹脂のいずれか一以上を含む、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤または接着シート等を用いてもよい。表示パネル同士を固定したくない場合等は、接着剤は硬化させなくてもよい。
透光層は、被着体に対する自己吸着性が高い層であると好ましい。また、透光層は、被着体に対する剥離性が高い層であると好ましい。表示パネルに貼り付けた透光層を剥離した後、表示パネルと再び貼り合わせられることが好ましい。
透光層は粘着性を有さない、または粘着性が低いことが好ましい。これにより被着体の表面を傷つける、または汚すことなく、被着体への透光層の吸着、及び、被着体からの透光層の剥離を、繰り返すことができる。
透光層には、例えば、吸着性を有するフィルムまたは粘着性を有するフィルムを用いることができる。吸着層または粘着層と、基材と、の積層構造を有する吸着フィルムを用いる場合、吸着層または粘着層が、表示装置における透光層として機能し、基材が、表示パネルを構成する基板として機能してもよい。なお、表示装置が吸着フィルムの基材とは別に基板を有していてもよい。吸着フィルムは、アンカー層を、吸着層または粘着層と、基材との間に有していてもよい。アンカー層は、吸着層または粘着層と、基材との接着力を向上させる機能を有する。また、アンカー層は、基材の吸着層または粘着層の塗工面を平滑にする機能を有する。これにより、被着体と透光層の間の気泡を発生しにくくすることができる。例えば、表示装置には、ポリエステルフィルムと、吸着性を有するシリコーン樹脂層とが積層されたフィルムを好適に用いることができる。
透光層の厚さに特に限定はない。例えば、1μm以上50μm以下としてもよい。透光層の厚さは50μmより厚くてもよいが、可撓性を有する表示装置を作製する場合には、表示装置の可撓性を損なわない程度の厚さとすることが好ましい。例えば、透光層の厚さは、10μm以上30μm以下が好ましい。また、透光層の厚さは、1μm未満であってもよい。
表示領域101aは、透光層103を介して、可視光を透過する領域110bと重なる。したがって、表示領域101aと可視光を透過する領域110bの間に空気が入ることを抑制でき、屈折率の差による界面での反射を低減することができる。
これにより、可視光を透過する領域110bと重なる部分と重ならない部分とで、表示領域101aの輝度に差が生じることを抑制し、表示装置の使用者に表示パネルの継ぎ目が認識されにくくすることができる。また、表示装置における表示ムラまたは輝度ムラの抑制が可能となる。
可視光を遮る領域120a及びFPC112aは、それぞれ、表示領域101bと重なる。したがって、非表示領域の面積を十分に確保し、かつ、継ぎ目のない表示領域の大型化を図ることができ、信頼性が高い大型の表示装置を実現できる。
<表示パネルの作製方法例1>
図3及び図4を用いて図1(B)に示す表示パネルの作製方法の一例を説明する。
まず、図3(A)に示すように、作製基板231上に剥離層233を形成する。そして、剥離層233の表面にプラズマ処理を行う(図3(A)の点線で示す矢印参照)。なお、本明細書中では、剥離層上に形成される層を被剥離層と記す場合がある。
作製基板231には、少なくとも作製工程中の処理温度に耐えうる耐熱性を有する基板を用いる。作製基板231としては、例えばガラス基板、石英基板、サファイア基板、半導体基板、セラミック基板、金属基板、プラスチック基板などを用いることができる。
なお、量産性を向上させるため、作製基板231として大型のガラス基板を用いることが好ましい。例えば、第3世代(550mm×650mm)以上第10世代(2950mm×3400mm)以下のガラス基板、またはこれよりも大型のガラス基板を用いることが好ましい。
作製基板231にガラス基板を用いる場合、作製基板231と剥離層233との間に、下地膜を形成すると、ガラス基板からの汚染を防止でき、好ましい。下地膜としては、例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、及び窒化酸化シリコン膜等の絶縁膜が挙げられる。
剥離層233には、無機材料を用いることができる。無機材料としては、タングステン、モリブデン、チタン、タンタル、ニオブ、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、シリコンから選択された元素を含む金属、該元素を含む合金、または該元素を含む化合物等が挙げられる。シリコンを含む層の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれでもよい。剥離層233に、タングステン、チタン、モリブデンなどの高融点金属材料を用いると、被剥離層の形成工程の自由度が高まるため好ましい。
剥離層233が単層構造の場合、タングステン層、モリブデン層、またはタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成することが好ましい。なお、タングステンとモリブデンの混合物とは、例えば、タングステンとモリブデンの合金に相当する。
剥離層233は、例えばスパッタリング法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法(プラズマCVD法、熱CVD法、MOCVD(Metal Organic CVD)法など)、ALD(Atomic Layer Deposition)法、塗布法(スピンコーティング法、液滴吐出法、ディスペンス法等を含む)、印刷法、蒸着法等により形成できる。
剥離層233の厚さは、1nm以上1000nm以下、好ましくは1nm以上200nm以下、より好ましくは10nm以上100nm以下とする。
また、剥離層233として、タングステンを含む層とタングステンの酸化物を含む層の積層構造を形成する場合、タングステンを含む層を形成し、その上に酸化物絶縁膜を形成することで、タングステン層と絶縁膜との界面に、タングステンの酸化物を含む層が形成されることを活用してもよい。
また、タングステンを含む層の表面を、熱酸化処理、酸素プラズマ処理、亜酸化窒素(NO)プラズマ処理、オゾン水等の酸化力の強い溶液での処理等を行ってタングステンの酸化物を含む層を形成してもよい。プラズマ処理または加熱処理は、酸素、窒素、亜酸化窒素単独、あるいは該ガスとその他のガスとの混合気体雰囲気下で行うことができる。
プラズマ処理または加熱処理により、剥離層233の表面状態を変えることで、剥離層233と後に形成される絶縁膜との密着性を制御することが可能である。本実施の形態では、プラズマ処理を行う場合を例に挙げて説明する。
プラズマ処理は、亜酸化窒素を含む雰囲気下で行うことが好ましく、亜酸化窒素及びシランを含む雰囲気下で行うことがより好ましい。これにより、剥離層233の表面に、剥離層233を構成する材料の酸化物層を形成することができる。特に、シランを含む雰囲気下で行うと、とても薄い厚さの酸化物層を形成することができる。酸化物層が極めて薄い場合には、断面観察像で確認が困難である。
酸化物層は、剥離層に含まれる材料の酸化物を含む層である。剥離層233が金属を含む場合、酸化物層は、剥離層233に含まれる金属の酸化物を含む層である。酸化物層は、タングステン酸化物、チタン酸化物、またはモリブデン酸化物を含むことが好ましい。
次に、図3(B)に示すように、剥離層233上に第1の絶縁層205を形成し、第1の絶縁層205上に第2の絶縁層207を形成する。
第1の絶縁層205及び第2の絶縁層207は、それぞれ、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、または窒化酸化シリコン膜等を用いて、単層または多層で形成することができる。
なお、本明細書中において「酸化窒化シリコン」とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多いものをいう。また、本明細書中において、「窒化酸化シリコン」とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものをいう。
第1の絶縁層205は、酸素及びシリコンを含むことが好ましい。第1の絶縁層205を酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜の単層構造とすることが好ましい。
第1の絶縁層205は、さらに水素を含むことが好ましい。第1の絶縁層205は、後の加熱工程において、水素を放出する機能を有する。加熱により、第1の絶縁層205から水素が放出されることで、酸化物層に水素が供給される。また、第1の絶縁層205は、後の加熱工程において、水素及び窒素を放出する機能を有していてもよい。加熱により、第1の絶縁層205から窒素が放出されることで、酸化物層に窒素が供給される。
第1の絶縁層205は、二次イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectrometry)により検出される水素濃度が1.0×1020atoms/cm以上1.0×1022atoms/cm以下、好ましくは5.0×1020atoms/cm以上5.0×1021atoms/cm以下である領域を含むことが好ましい。
第1の絶縁層205は、SIMSにより検出される窒素濃度が5.0×1020atoms/cm以上1.0×1023atoms/cm以下、好ましくは1.0×1021atoms/cm以上5.0×1022atoms/cm以下である領域を含むことが好ましい。
第1の絶縁層205として、酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を、シランガス及び亜酸化窒素ガスを含む成膜ガスを用いたプラズマCVD法により成膜することで、多量の水素及び窒素を膜中に含有させることができるため好ましい。また、成膜ガス中のシランガスの割合を大きくするほど、後の加熱工程において水素の放出量が多くなるため好ましい。
第2の絶縁層207は、窒素及びシリコンを含むことが好ましい。第2の絶縁層207を窒化シリコン膜または窒化酸化シリコン膜の単層構造、または窒化シリコン膜または窒化酸化シリコン膜を含む積層構造とすることが好ましい。第2の絶縁層207が積層構造の場合、第2の絶縁層207は、さらに酸化シリコン膜及び酸化窒化シリコン膜の少なくとも一方を有することが好ましい。
第2の絶縁層207は、後の加熱工程において、第1の絶縁層205から放出された水素をブロックする機能を有する。第2の絶縁層207は、水素及び窒素をブロックすることができる層であってもよい。第2の絶縁層207により、第1の絶縁層205から素子層に水素(及び窒素)が供給されることを抑制することができるとともに、酸化物層に水素(及び窒素)を効率よく供給することができる。なお、第1の絶縁層205と第2の絶縁層207の間に他の層を有していてもよい。
第2の絶縁層207に含まれる窒化シリコン膜を、シランガス、窒素ガス及びアンモニアガスを含む成膜ガスを用いたプラズマCVD法により成膜することが好ましい。
第1の絶縁層205及び第2の絶縁層207は、それぞれ、スパッタリング法、プラズマCVD法、塗布法、印刷法等を用いて形成することが可能であり、例えば、プラズマCVD法によって成膜温度を250℃以上400℃以下として形成することで、緻密で非常に防湿性の高い膜とすることができる。なお、第1の絶縁層205及び第2の絶縁層207の厚さは、それぞれ10nm以上3000nm以下、さらには200nm以上1500nm以下が好ましい。
次に、剥離層233、第1の絶縁層205、及び第2の絶縁層207を加熱する。なお、加熱処理は、素子層209の少なくとも一部を形成した後に行ってもよい。例えば、トランジスタを形成した後、表示素子を形成する前に、加熱処理を行ってもよい。素子層209の作製工程に加熱工程がある場合、該加熱工程が、該加熱処理を兼ねていてもよい。
加熱処理を行うことにより、第1の絶縁層205から水素(及び窒素)が放出され、酸化物層に供給される。このとき、第2の絶縁層207が放出された水素(及び窒素)をブロックするため、酸化物層に水素(及び窒素)を効率よく供給することができる。
酸化物層内に供給された水素により、酸化物層内の酸化物が還元され、酸化物層中に酸素の組成の異なる複数の酸化物が混在した状態となる。例えば、剥離層にタングステンを含む場合には、プラズマ処理により形成されたWOが還元され、WOよりも酸素の組成の少ないWO(2<x<3)やWOが生成され、これらが混在した状態となる。このような混合金属酸化物は酸素の組成に応じて異なる結晶構造を示すため、酸化物層内の機械的強度が脆弱化する。その結果、酸化物層の内部で崩壊しやすい状態が実現され、後の剥離工程における剥離性を向上させることができる。
さらに、酸化物層に供給された窒素により、剥離層に含まれる材料と窒素を含む化合物も生成される。このような化合物の存在により、酸化物層の機械的強度をより脆弱化させることができ、剥離性を高めることができる。剥離層に金属を含む場合、酸化物層に金属と窒素を含む化合物(金属窒化物)が生成される。例えば、剥離層にタングステンを含む場合には、タングステン窒化物が酸化物層に生成される。
酸化物層内に供給する水素が多いほど、WOが還元されやすく、酸化物層中に酸素の組成の異なる複数の酸化物が混在した状態となりやすいため、剥離に要する力を少なくすることができる。酸化物層内に供給する窒素が多いほど、酸化物層の機械的強度を脆弱化させることができ、剥離に要する力を少なくすることができる。第1の絶縁層205が厚いほど、水素(及び窒素)の放出量を多くすることができるため好ましい。一方、第1の絶縁層205が薄いほど、生産性が高くなり好ましい。
加熱処理は、第1の絶縁層205から水素(及び窒素)が脱離する温度以上、作製基板231の軟化点以下で行えばよい。また、酸化物層内の金属酸化物の水素による還元反応が生じる温度以上で加熱を行うことが好ましい。加熱処理の温度が高いほど、第1の絶縁層205からの水素(及び窒素)の脱離量が高まるため、その後の剥離性を向上させることができる。なお、加熱時間、加熱温度によっては、剥離性が高くなりすぎ、意図しないタイミングで剥離が生じる場合がある。したがって、剥離層233にタングステンを用いる場合には、300℃以上700℃未満、好ましくは400℃以上650℃未満、より好ましくは400℃以上500℃以下の温度で加熱する。
加熱処理を行う雰囲気は特に限定されず、大気雰囲気下で行ってもよいが、窒素や希ガスなどの不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
次に、図3(C)に示すように、可視光を透過する領域110における第2の絶縁層207を除去する。第2の絶縁層207の除去には、ドライエッチング法、ウェットエッチング法等を用いることができる。なお、素子層209及び絶縁層208の作製工程等に含まれるエッチング工程のいずれかが、第2の絶縁層207の除去工程を兼ねていてもよい。
本発明の一態様では、加熱処理を行うまでは、剥離層233の表面全体に第2の絶縁層207を設けておく。そして、加熱処理後に、可視光を透過する領域110における第2の絶縁層207を除去する。これにより、可視光を透過する領域110の剥離性が、他の部分よりも低くなることを抑制できる。したがって、表示パネル全体の剥離性を均一にすることができる。可視光を透過する領域110の構成が、表示パネルの作製工程の歩留まりに与える影響を抑制することができる。
次に、図3(D)に示すように、第2の絶縁層207上に、素子層209、絶縁層208、及び接続端子223を形成する。絶縁層208は、素子層209に含まれる表示素子を覆うように形成する。素子層209に含まれる絶縁層及び絶縁層208は、可視光を透過する領域110に含まれないことが好ましい。
続いて、作製基板231と基板211とを接着層221により貼り合わせる(図4(A))。
基板211としては、作製基板231に用いることができる各種基板を適用できる。また、可撓性を有する基板を用いてもよい。また、基板211として、トランジスタなどの半導体素子、有機EL素子などの発光素子、液晶素子、検知素子などの機能素子やカラーフィルタ等があらかじめ形成された基板を用いてもよい。
接着層221としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。また、接着層221として、水溶性樹脂、有機溶媒に可溶な樹脂、紫外線などの照射により可塑化させることが可能である樹脂等、必要時に基板211と第1の絶縁層205とを分離することが可能な接着剤を用いてもよい。
そして、剥離層233と第1の絶縁層205を分離する(図4(B))。
剥離の方法としては、例えば作製基板231または基板211を吸着ステージに固定し、剥離層233と第1の絶縁層205の間に剥離の起点を形成する。例えば、これらの間に刃物などの鋭利な形状の器具を差し込むことで剥離の起点を形成してもよい。また、レーザ光を照射し剥離層233の一部を溶解させることで剥離の起点を形成してもよい。また、液体(例えばアルコールや水、二酸化炭素を含む水など)を例えば剥離層233や第1の絶縁層205の端部に滴下し、毛細管現象を利用して該液体を剥離層233と第1の絶縁層205の境界に浸透させることにより剥離の起点を形成してもよい。
次いで、剥離の起点が形成された部分において、密着面に対して概略垂直方向に、緩やかに物理的な力を加えること(人間の手や治具で引き剥がす処理や、ローラーを回転させながら分離する処理等)により、被剥離層を破損することなく剥離することができる。例えば、作製基板231または基板211にテープ等を貼り付け、当該テープを上記方向に引っ張ることで剥離を行ってもよいし、鉤状の部材を作製基板231または基板211の端部に引っかけて剥離を行ってもよい。また、粘着性の部材や真空吸着が可能な部材を作製基板231または基板211の裏面に吸着させて引っ張ることにより、剥離を行ってもよい。
ここで、剥離時に、剥離界面に水や水溶液など、水を含む液体を添加し、該液体が剥離界面に浸透するように剥離を行うことで、剥離性を向上させることができる。また、剥離時に生じる静電気が、被剥離層に含まれる機能素子に悪影響を及ぼすこと(半導体素子が静電気により破壊されるなど)を抑制できる。
以上の方法により、作製基板231から被剥離層を歩留まりよく剥離することができる。
その後、第1の絶縁層205に接着層203を介して基板201を貼り付ける(図4(C))。接着層203には、接着層221に用いることができる材料を適用できる。基板201には、基板211に用いることができる材料を適用できる。
基板201及び基板211にそれぞれ可撓性を有する基板を用いることで、フレキシブルな表示パネルを作製することができる。なお、基板211が仮支持基板として機能する場合、基板211と被剥離層とを分離し、被剥離層と別の基板(例えば可撓性を有する基板)を貼り合わせてもよい。
以上のように、本発明の一態様の表示パネルの作製方法では、第1の絶縁層205及び第2の絶縁層207を剥離層233の表面全体に形成した状態で加熱処理を行うことで、表示パネル全体の剥離性を均一に高めることができる。そして、加熱処理後に、可視光を透過する領域110における第2の絶縁層207を除去することで、可視光を透過する領域110の反射率を低減することができる。
また、本発明の一態様の表示パネルの作製方法では、作製基板上に機能素子を形成した後に機能素子を作製基板から剥離し、他の基板に転置する。そのため、機能素子の形成工程にかかる熱に対する制限がほとんど無い。高温プロセスにて作製した極めて信頼性の高い機能素子を、耐熱性の劣る可撓性を有する基板上に歩留まりよく作製することができる。これにより、信頼性が高く、フレキシブルな表示パネルを実現することができる。
<表示パネルの作製方法例2>
図5及び図6を用いて図1(C)に示す表示パネルの作製方法の一例を説明する。なお、表示パネルの作製方法例1と同様の部分については、詳細な説明を省略する。
まず、図5(A)に示すように、作製基板231上に剥離層233を形成する。そして、剥離層233の表面にプラズマ処理を行う(図5(A)の点線で示す矢印参照)。
次に、図5(B)に示すように、剥離層233上に第1の絶縁層205を形成し、第1の絶縁層205上に第2の絶縁層207を形成し、第2の絶縁層207上に素子層209及び接続端子223を形成する。
なお、加熱処理を、第2の絶縁層207を形成した後、かつ、第2の絶縁層207の一部を除去する前に行う。素子層209及び接続端子223を形成する前に、剥離層233、第1の絶縁層205、及び第2の絶縁層207を加熱してもよい。または、加熱処理は、素子層209の少なくとも一部を形成した後に行ってもよい。例えば、トランジスタを形成した後、表示素子を形成する前に、加熱処理を行ってもよい。素子層209の作製工程に加熱工程がある場合、該加熱工程が、該加熱処理を兼ねていてもよい。
加熱処理を行うことにより、後の剥離工程における剥離性を向上させることができる。
次に、図5(C)に示すように、可視光を透過する領域110における第2の絶縁層207を除去する。第2の絶縁層207の除去には、ドライエッチング法、ウェットエッチング法等を用いることができる。なお、素子層209の作製工程に含まれるエッチング工程のいずれかが、第2の絶縁層207の除去工程を兼ねていてもよい。
本発明の一態様では、加熱処理を行うまでは、剥離層233の表面全体に第2の絶縁層207を設けておく。そして、加熱処理後に、可視光を透過する領域110における第2の絶縁層207を除去する。これにより、表示パネル全体の剥離性を均一にすることができる。可視光を透過する領域110の構成が、表示パネルの作製工程の歩留まりに与える影響を抑制することができる。
また、図5(D)に示すように、作製基板235上に剥離層237を形成する。そして、剥離層237の表面にプラズマ処理を行う(図5(D)の点線で示す矢印参照)。
次に、図5(E)に示すように、剥離層237上に第3の絶縁層215を形成し、第3の絶縁層215上に第4の絶縁層217を形成し、第4の絶縁層217上に機能層219を形成する。
なお、加熱処理を、第4の絶縁層217を形成した後、かつ、第4の絶縁層217の一部を除去する前に行う。機能層219を形成する前に、剥離層237、第3の絶縁層215、及び第4の絶縁層217を加熱してもよい。または、加熱処理は、機能層219の少なくとも一部を形成した後に行ってもよい。機能層219の作製工程に加熱工程がある場合、該加熱工程が、該加熱処理を兼ねていてもよい。
加熱処理を行うことにより、後の剥離工程における剥離性を向上させることができる。
次に、図5(F)に示すように、可視光を透過する領域110における第4の絶縁層217を除去する。第4の絶縁層217の除去には、ドライエッチング法、ウェットエッチング法等を用いることができる。なお、機能層219の作製工程に含まれるエッチング工程のいずれかが、第4の絶縁層217の除去工程を兼ねていてもよい。
本発明の一態様では、加熱処理を行うまでは、剥離層237の表面全体に第4の絶縁層217を設けておく。そして、加熱処理後に、可視光を透過する領域110における第4の絶縁層217を除去する。これにより、表示パネル全体の剥離性を均一にすることができる。可視光を透過する領域110の構成が、表示パネルの作製工程の歩留まりに与える影響を抑制することができる。
続いて、作製基板231と作製基板235とを接着層221により貼り合わせる(図6(A))。
そして、剥離層233と第1の絶縁層205を分離する。その後、第1の絶縁層205に接着層203を介して基板201を貼り付ける(図6(B))。
同様に、剥離層237と第3の絶縁層215を分離する。その後、第3の絶縁層215に接着層213を介して基板211を貼り付ける(図6(C))。
基板201及び基板211にそれぞれ可撓性を有する基板を用いることで、フレキシブルな表示パネルを作製することができる。
なお、作製基板231と作製基板235はどちらから剥離を行ってもよい。
その後、接続端子223と重なる部分の絶縁層及び接着層等を除去し、接続端子223を露出することで、図1(C)に示す表示パネルを作製することができる。
以上のように、本発明の一態様の表示パネルの作製方法では、第1の絶縁層205及び第2の絶縁層207を剥離層233の表面全体に形成した状態で加熱処理を行う。同様に、第3の絶縁層215及び第4の絶縁層217を剥離層237の表面全体に形成した状態で加熱処理を行う。これにより、表示パネル全体の剥離性を均一に高めることができる。そして、加熱処理後に、可視光を透過する領域110における第2の絶縁層207及び第4の絶縁層217をそれぞれ除去することで、可視光を透過する領域110の反射率を低減することができる。
本発明の一態様では、表示領域と可視光を透過する領域とで、剥離界面の構成を同一とすることで、剥離の歩留まりを高めることができる。なお、本実施の形態では、それぞれ無機材料を用いた剥離層と絶縁層との界面で剥離を行う例を示すが、本発明の一態様はこれに限られず、様々な剥離方法を適用することができる。例えば、剥離層または絶縁層に有機材料を用いることもできる。
また、本発明の一態様の表示パネルの作製方法では、表示パネルを構成する機能素子等を、全て作製基板上で形成するため、精細度の高い表示パネルを作製する場合においても、表示パネルを構成する基板には、高い位置合わせ精度が要求されない。よって、表示パネルに可撓性を有する基板を用いても、簡便に当該基板を貼り付けることができる。また、高温をかけて機能素子等を作製できるため、信頼性の高い表示パネルを実現できる。
<表示装置の構成例2>
図7(A)に、表示装置12の上面図を示す。図7(A)における一点鎖線X3−Y3間の断面図を図7(B)に示す。
図7(A)、(B)に示す表示装置12は、図2(A)、(B)に示す表示装置12の最表面に光学部材240を配置した構成である。それ以外の構成は、図2(A)、(B)と同様であるため、詳細な説明は省略する。
光学部材240は、少なくとも表示領域13に設けられる。図7(A)では、表示パネルの一面全体に光学部材240が重なる例を示す。光学部材240と各表示パネルは密着していることが好ましい。光学部材240と各表示パネルは少なくとも一部が接着剤等により固定されていてもよいし、全く固定されていなくてもよい。例えば、光学部材240と各表示パネルは、それぞれ独立に、表示装置12または電子機器が有する筐体に固定されていてもよい。
光学部材240として、偏光部材、位相差部材、及び反射防止部材などのうち一つ以上を用いることができる。また、光学部材240の最表面は、ハードコート処理がなされていてもよい。
偏光部材としては、偏光板、偏光フィルム、偏光膜等が挙げられる。
位相差部材としては、位相差板、位相差フィルム、位相差膜等が挙げられる。
反射防止部材としては、反射防止フィルム(AR(Anti‐Reflection)フィルムとも呼ばれる)、低反射フィルム(LR(Low‐Reflection)フィルムとも呼ばれる)、及びアンチグレアフィルム(AG(Anti‐Glare)フィルム、ノングレアフィルムとも呼ばれる)等が挙げられる。また、これらのフィルムのいずれかと同等の機能を有する反射防止板や反射防止膜も、反射防止部材の一例である。
図8(A)〜(G)を用いて、光学部材240の構成例を説明する。
図8(A)に示す光学部材240は、反射防止部材291からなる。
ARフィルム、LRフィルム、及びAGフィルム等は、それぞれ、表示パネルに直接貼りつけることができる。
反射防止部材291として、ARフィルムまたはLRフィルムを用いることで、表示装置12の表面における外光の反射を抑制することができる。
反射防止部材291として、AGフィルムを用いることで、外光を散乱させ、表示装置の表面に、表示装置12の周囲の景色が映り込むことを抑制することができる。
図8(B)に示す光学部材240は、反射防止部材291と支持材292からなる。支持材292は、反射防止部材291よりも表示パネル側に配置する。
光学部材240は、可視光を透過する支持材292に、偏光部材、位相差部材、及び反射防止部材などのうち一つ以上を貼り付けた構成であることが好ましい。
複数の表示パネルを重ねることで、表示パネル間には段差が生じる。そのため、1つの光学部材240を複数の表示パネルにわたって貼りつける場合、光学部材240と表示パネルの界面に空気が混入しやすい。また、1つの光学部材240と複数の表示パネルを貼り合わせてしまうことで、表示パネルを取り外せなくなることがある。また、表示パネルごとに、光学部材240を1つずつ貼り付けると、手間が増え、作製に長い時間を要する場合がある。
支持材292を用いることで、光学部材240の強度を高める、厚みを増やす、または取扱い(ハンドリング)を容易とする等が可能となる。そのため、光学部材240を表示パネルに十分に密着させることができ、光学部材240と表示パネルの界面に存在する空気を最小限とすることができる。光学部材240を表示パネルに十分に密着させることで、複数の表示パネル間の段差の低減、及び表示パネル自体のシワの低減も可能となる。光学部材240と表示パネルは十分に密着させた状態で固定することが好ましい。光学部材240と表示パネルの固定箇所を最低限とすることで、表示装置の作製工程の簡略化、及び表示装置の歩留まりの向上が可能となる。
支持材292としては、例えば、アクリル板、ポリカーボネート板などのプラスチック板、またはガラス板などを用いることができる。
図8(C)に示す光学部材240は、反射防止部材291、293と支持材292とからなる。表示パネルに最も近い層が、反射防止部材293であり、表示パネルから最も遠い層が、反射防止部材291である。
反射防止部材291として、ARフィルムを用いることで、表示装置の表面における外光の反射を低減することができる。または、反射防止部材291として、AGフィルムを用いることで、表示装置の表面に表示装置の周囲の景色が映り込むことを抑制することができる。
光学部材240と表示パネルの間には空気が存在する。反射防止部材293として、ARフィルムを用いることで、光学部材240と空気の間での光の反射を抑制できる。
または、反射防止部材293として、AGフィルムを用いることで、周囲の景色が映り込みにくくなり、表示装置の使用者が、表示を視認しやすくなる。
図8(D)に光学部材240として、円偏光板295を用いる例を示す。
円偏光板295は、直線偏光板と位相差板とを有する。直線偏光板は、例えば、一対の基板間に直線偏光層を有する。位相差板としては、1/4λ板等が挙げられる。直線偏光板と位相差板は、接着層によって貼り合わされる。
円偏光板を用いることで、表示パネルの表面及び内部における光の反射に起因し、表示装置の使用者が、重なり部を視認することを抑制できる。
図8(D)に示すように、円偏光板295は、複数の表示パネルと重なることが好ましい。この構成により、表示パネルの側面(図8(D)の点線で囲った部分参照)における光の反射に起因し、表示装置の使用者が、表示領域の継ぎ目を視認することを抑制できる。
光学部材240に、円偏光板を用いる場合、表示パネルが有する基板には、光学等方性の高い基板を用いることが好ましい。
図8(D)では、下側の表示パネルが、それぞれ光学等方性の高い基板202a及び基板212aを有し、上側の表示パネルが、それぞれ光学等方性の高い基板202b及び基板212bを有する例を示す。基板202aと基板212aとの間には、表示素子を含む領域155a、及び、表示素子と電気的に接続する配線を含む領域156aが設けられている。同様に、基板202bと基板212bとの間には、表示素子を含む領域155b、及び、表示素子と電気的に接続する配線を含む領域156bが設けられている。
光学等方性が高い基板は、複屈折が低い(複屈折量が小さい、ともいえる)。
光学等方性が高い基板のリタデーション(位相差)値の絶対値は、30nm以下が好ましく、20nm以下がより好ましく、10nm以下がさらに好ましい。
光学等方性が高いフィルムとしては、トリアセチルセルロース(TAC、セルローストリアセテートともいう)フィルム、シクロオレフィンポリマー(COP)フィルム、シクロオレフィンコポリマー(COC)フィルム、及びアクリルフィルム等が挙げられる。
図8(E)に示す光学部材240は、円偏光板295と支持材292からなる。支持材292と円偏光板295は、どちらがより表示パネル側に配置されていてもよい。円偏光板295よりも支持材292が表示パネル側に配置される場合、該支持材292は光学等方性が高いことが好ましい。支持材292よりも円偏光板295が表示パネル側に配置される場合、支持材292の光学等方性は問われないため、支持材292に用いることができる材料の選択の幅が広がる。
図8(F)、(G)に示す光学部材240は、それぞれ、円偏光板295、反射防止部材296、及び支持材292とからなる。図8(F)に示す光学部材240では、表示パネルに最も近い層が支持材292であり、表示パネルから最も遠い層が反射防止部材296である。図8(G)に示す光学部材240では、表示パネルに最も近い層が円偏光板295であり、表示パネルから最も遠い層が反射防止部材296である。
反射防止部材296としては、ARフィルムを用いることが好ましい。これにより、表示装置の表面における外光の反射を低減することができる。
<表示パネルの構成例2>
図9(A)に、表示パネル100の上面図を示す。図9(B)は、図9(A)の点線で囲った領域Nの拡大図である。
表示パネル100は、表示領域101及び領域102を有する。領域102は、可視光を透過する領域110及び可視光を遮る領域120を有する。可視光を透過する領域110及び可視光を遮る領域120は、それぞれ、表示領域101と隣接する。図9(A)に示す表示パネル100では、可視光を透過する領域110が、表示領域101の2辺に沿って配置されている。表示領域101の1辺に沿った可視光を透過する領域110の幅Wと、他の1辺に沿った可視光を透過する領域110の幅Wは、同一であっても、異なっていてもよい。図9(A)では、同一である例を示す。
基板の耐熱性が低い場合、FPCの圧着時に、基板が熱によって変形することがある。例えば、図9(B)の点線で囲った部分は、配線が配置されていなく、圧着ヘッドがあたると、表示パネルにシワが発生しやすい。そのため、図9(C)に示すように、FPCを圧着する領域の近傍に、ダミー配線121を形成することが好ましい。ダミー配線121を圧着ヘッドがあたる領域に配置することで、表示パネルにシワが発生することを抑制できる。ダミー配線121は、表示パネルが有する導電層と同一の材料、同一の工程で作製することが好ましい。これにより、ダミー配線121を形成することによる作製工程の増加を防止できる。
<表示装置の構成例3>
図9(D)、(E)に、図2(A)とは異なる表示装置12の斜視図を示す。図9(D)、(E)に示す表示装置12は、図9(A)に示す表示パネル100を2×2のマトリクス状に(縦方向及び横方向にそれぞれ2つずつ)計4つ有する。図9(D)は、表示装置12の表示面側の斜視図であり、図9(E)は、表示装置12の表示面側とは反対側の斜視図である。
図9(D)、(E)では、各表示パネルがFPCと電気的に接続されている例を示す。
図9(D)、(E)に示す表示装置12は、表示パネル100a、100b、100c、100dを備える。
図9(D)、(E)において、表示パネル100a、100bの短辺同士が重なり、表示領域101aの一部と、可視光を透過する領域110bの一部が重なっている。また、表示パネル100a、100cの長辺同士が重なり、表示領域101aの一部と、可視光を透過する領域110cの一部が重なっている。
図9(D)、(E)において、表示領域101bの一部は、可視光を透過する領域110cの一部、及び可視光を透過する領域110dの一部と重なっている。また、表示領域101cの一部は、可視光を透過する領域110dの一部と重なっている。
したがって、図9(D)に示すように、表示領域101a〜101dが継ぎ目なく配置された領域を表示装置12の表示領域13とすることが可能となる。
表示装置12の中央部では、表示パネル100a上に表示パネル100bが重なり、表示パネル100b上に表示パネル100cが重なり、表示パネル100c上に表示パネル100dが重なっている。
ここで、表示パネル100が可撓性を有していることが好ましい。例えば、表示パネル100を構成する一対の基板は可撓性を有することが好ましい。
これにより、例えば、図9(D)、(E)に示すように、表示パネル100aのFPC112aの近傍を湾曲させ、FPC112aに隣接する表示パネル100bの表示領域101bの下側に、表示パネル100aの一部、及びFPC112aの一部を配置することができる。その結果、FPC112aを表示パネル100bの裏面と物理的に干渉することなく配置することができる。また、表示パネル100aと表示パネル100bとを重ねて固定する場合に、FPC112aの厚さを考慮する必要がないため、可視光を透過する領域110bの上面と、表示パネル100aの上面との高さの差を低減できる。その結果、表示領域101a上に位置する表示パネル100bの端部を目立たなくすることができる。
さらに、各表示パネル100に可撓性を持たせることで、表示パネル100bの表示領域101bにおける上面の高さを、表示パネル100aの表示領域101aにおける上面の高さと一致するように、表示パネル100bを緩やかに湾曲させることができる。そのため、表示パネル100aと表示パネル100bとが重なる領域近傍を除き、各表示領域の高さを揃えることが可能で、表示装置12の表示領域13に表示する画像の表示品位を高めることができる。
上記では、表示パネル100aと表示パネル100bの関係を例に説明したが、他の隣接する2つの表示パネル間でも同様である。
図10(A)は、図9(D)、(E)に示す表示装置12を表示面側から見た上面図である。
表示領域101に重なる表示パネル100の枚数に応じて、表示する画像の輝度(明るさ)は低下する。例えば、図10(A)中の領域Aでは、表示パネル100aの表示領域101a上に、1枚の表示パネル100cが重なっている。また、領域Bでは、表示パネル100bの表示領域101b上に、表示パネル100c、100dの計2枚の表示パネル100が重なっている。そして、領域Cでは、表示パネル100aの表示領域101a上に、表示パネル100b、100c、100dの計3枚の表示パネル100が重なっている。
このような場合に、表示領域101上に重なる表示パネル100の枚数に応じて、画素の階調を局所的に高めるような補正を、表示させる画像データに対して施すことが好ましい。こうすることで、表示装置12の表示領域13に表示される画像の表示品位の低下を抑制することが可能となる。または、駆動回路から供給するデータ電圧を調整することで、画素の輝度を調整することができる。また、表示領域101の表示パネル100と重ならない部分においても画素の輝度を調整することができる。例えば、重なり部に向かって徐々に輝度が低下するように調整し、重なり部と重なり部でない部分とで輝度が概略一致するよう補正してもよい。または、表示領域101において、重なり部に向かって徐々に色度を変化させてもよい。
また、上部に配置する表示パネル100の端部の位置を他の表示パネル100の端部とずらすことで、下部の表示パネル100の表示領域101上に重なる表示パネル100の枚数を減らすことができる。
図10(B)では、表示パネル100a、100b上に配置する表示パネル100c、100dを一方向にずらして配置した場合を示す。具体的には、表示パネル100a、100bに対して表示パネル100c、100dをX方向の正方向に可視光を透過する領域110の幅Wの距離だけ相対的にずらした場合を示している。このとき、表示領域101上に1つの表示パネル100が重ねられた領域Dと、表示領域101上に2つの表示パネル100が重ねられた領域Eとが存在する。
また、表示パネルをX方向に対して直交する方向(Y方向)にずらして配置してもよい。図10(C)では、表示パネル100a、100cに対して、表示パネル100b、100dを、Y方向の正方向に可視光を透過する領域110の幅Wの距離だけずらして配置した場合を示している。
なお、上部に位置する表示パネル100を下部に位置する表示パネル100に対してずらして配置する場合には、各表示パネル100の表示領域101を組み合わせた領域の輪郭が矩形形状とは異なる形状となる。そのため、図10(B)、(C)に示すように表示装置12の表示領域13を矩形にする場合には、これよりも外側に位置する表示パネル100の表示領域101に画像を表示しないように駆動することが好ましい。表示パネル100の表示領域101には、画像を表示しない領域における画素の数を考慮し、表示領域13の全画素数を表示パネル100の枚数で割った数よりも多くの画素を設けることが好ましい。
なお、上記では、各々の表示パネル100を相対的にずらす場合の距離を、可視光を透過する領域110の幅Wの整数倍としたがこれに限られず、表示パネル100の形状、またはこれを組み合わせた表示装置12の表示領域13の形状などを考慮して適宜設定することができる。
図11及び図12は、それぞれ、2つの表示パネルを貼り合わせた際の断面図の一例である。
図11(A)〜(E)の各図において、下側の表示パネルは、表示領域101a、可視光を透過する領域110a、及び可視光を遮る領域120aを有する。下側の表示パネルには、FPC112aが電気的に接続されている。上側(表示面側)の表示パネルは、表示領域101b、可視光を透過する領域110b、及び可視光を遮る領域120bを有する。上側の表示パネルには、FPC112bが電気的に接続されている。
図11(A)では、FPC112aが下側の表示パネルの表示面(おもて面)側に接続され、FPC112bが上側の表示パネルの表示面側に接続されている例を示す。
図11(B)では、上述の透光層103を用いて2つの表示パネルが部分的に貼り合わされている例を示す。図11(B)では、可視光を透過する領域110bの幅と、透光層103の幅が等しい例を示す。
図11(C)では、FPC112aが下側の表示パネルの表示面とは反対側の面(裏面)側に接続され、FPC112bが上側の表示パネルの表示面とは反対側の面(裏面)側に接続されている例を示す。
図11(C)では、透光層103は、下側の表示パネルの可視光を遮る領域120aと上側の表示パネルの表示領域101bとの間にまで設けられている。
FPCが表示パネルの裏面側に接続される構成とすることで、下側の表示パネルの端部を上側の表示パネルの裏面に貼り付けることが可能なため、これらの接着面積を大きくでき、貼り合わせ部分の機械的強度を高めることができる。
図11(D)では、表示領域101aの、上側の表示パネルと重ならない領域と、透光層103とが重なっている。さらに、可視光を透過する領域110aと透光層103とが重なっている。
透光層の材質によっては、大気中のほこりなど細かなゴミが吸着してしまう場合がある。このような場合は、表示領域101aの、上側の表示パネルと重ならない領域と、透光層103とが重ならない方が好ましい。これにより、透光層103に付着したゴミ等により、表示装置の表示が不鮮明になることを抑制できる。
また、図11(E)では、上側の表示パネルの、表示領域101aと重ならない領域と、透光層103とが重なっている。
図11(E)の構成では、表示装置の表示面側の最表面に透光層が位置しないため、透光層103に付着したゴミ等により、表示装置の表示が不鮮明になることを防止できる。また、表示装置の裏面に吸着性を有する透光層を配置すると、表示パネルと接していない面を用いて、表示装置を所望の位置に着脱自在に貼り付けることができる。
また、図12(A)では、樹脂層131が、表示パネル100a及び表示パネル100bのおもて面を覆っている。表示パネル100a及び表示パネル100bの各々の表示領域と、表示パネル100aと表示パネル100bとが重畳する領域とを覆って、樹脂層131を設けることが好ましい。
樹脂層131を複数の表示パネル100にわたって設けることで、表示装置12の機械的強度を高めることができる。また、樹脂層131の表面が平坦になるように形成すると、表示領域13に表示される画像の表示品位を高めることができる。例えば、スリットコータ、カーテンコータ、グラビアコータ、ロールコータ、スピンコータなどのコーティング装置を用いると、平坦性の高い樹脂層131を形成することができる。
また、樹脂層131の屈折率は、表示パネル100の表示面側に用いる基板の屈折率の0.8倍以上1.2倍以下であると好ましく、0.9倍以上1.1倍以下であるとより好ましく、0.95倍以上1.15倍以下であるとさらに好ましい。表示パネル100と樹脂層131の屈折率の差が小さいほど、光を効率よく外部に取り出すことができる。また、このような屈折率を有する樹脂層131を表示パネル100aと表示パネル100bとの段差部を覆うように設けることで、当該段差部が視認されにくくなるため、表示領域13に表示される画像の表示品位を高めることができる。
樹脂層131は、可視光を透過する層である。樹脂層131には、例えば、エポキシ樹脂、アラミド樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の有機樹脂を用いることができる。
また、図12(B)に示すように、樹脂層131を介して表示装置12上に保護基板132を設けることが好ましい。このとき、樹脂層131は表示装置12と保護基板132とを接着する接着層としての機能を有していてもよい。
保護基板132により、表示装置12の表面を保護するだけでなく、表示装置12の機械的強度を高めることができる。保護基板132としては、少なくとも表示領域13と重なる領域に透光性を有する材料を用いる。また、保護基板132は表示領域13と重なる領域以外の領域が視認されないように、遮光性を備えていてもよい。
保護基板132は、タッチパネルとしての機能を有していてもよい。また、表示パネル100が可撓性を有し、湾曲可能な場合には、保護基板132も同様に可撓性を有していることが好ましい。
また、保護基板132は、表示パネル100の表示面側に用いる基板、または樹脂層131との屈折率の差が20%以下であると好ましく、10%以下であるとより好ましく、5%以下であるとさらに好ましい。
保護基板132としては、フィルム状のプラスチック基板を用いることができる。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)等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリアミド樹脂(ナイロン、アラミド等)、ポリシクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、ポリスルホン(PSF)樹脂、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂、ポリアリレート(PAR)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。また、繊維体に樹脂を含浸した基板(プリプレグともいう)、または無機フィラーを有機樹脂に混ぜて線膨張係数を下げた基板を使用することもできる。また、保護基板132は、樹脂フィルムに限定されず、パルプを連続シートに加工した透明な不織布、フィブロインと呼ばれるたんぱく質を含む人工くも糸繊維を含むシート、これらと樹脂とを混合させた複合体、繊維幅が4nm以上100nm以下のセルロース繊維からなる不織布と樹脂膜の積層体、または人工くも糸繊維を含むシートと樹脂膜の積層体を用いてもよい。
なお、本発明の一態様の表示装置または表示パネルをアクリル板、ガラス板、木板、金属板等に貼り付けて用いてもよい。表示装置または表示パネルは、これらの板に、表示面側を貼り付けてもよい(この場合は可視光を透過する板を用いる)し、表示面と対向する面側を貼り付けてもよい。また、表示装置または表示パネルは、これらの板に着脱自在に貼り付けてあることが好ましい。
また、保護基板132として、偏光板、円偏光板、位相差板、または光学フィルム等の少なくとも一つを用いることができる。上述の光学部材240を、保護基板132として用いることができる。
表示パネルを板に貼り付けた状態で保存する場合、表示パネルだけでなく、当該板も温度変化による変形が小さいことが好ましい。例えば、板の熱膨張係数は、60ppm/℃以下が好ましく、30ppm/℃以下がより好ましい。例えば、アルミニウム板等の金属板またはガラスエポキシ板を好適に用いることができる。
空輸を想定した保存試験の結果の一例を説明する。アルミニウム板、ガラスエポキシ板、及びアクリル板のそれぞれに、本発明の一態様の表示パネルを貼り付け、40℃で12時間保存した後、0℃で12時間保存し、その後室温に戻した。アルミニウム板及びガラスエポキシ板のそれぞれに貼り付けた表示パネルは、保存試験後にシワが入っていないことが確認された。一方、アクリル板に貼り付けた表示パネルは、保存試験後に、シワの存在が確認された。
また、板の4辺のみに表示パネルを固定する場合に比べて、板の一面全体に表示パネルを固定する方が、保存試験における表示パネルのシワの発生を抑制できることがわかった。表示パネルの中央部に、板に固定されていない部分が存在すると、温度変化によって、表示パネルが歪みやすいことが示唆される。
また、図12(C)に示すように、表示パネル100a及び表示パネル100bの表示面とは反対側の面に樹脂層133及び保護基板134を設けることができる。表示パネルの裏面に、表示パネルを支持する基板を配置することで、表示パネルに意図しない反りまたは曲げが生じることを抑制し、表示面を平滑に保つことで、表示領域13に表示される画像の表示品位を高めることができる。
なお、表示面とは反対側に設けられる樹脂層133及び保護基板134は、必ずしも透光性を有している必要はなく、可視光を吸収または反射する材料を用いてもよい。
また、図12(D)に示すように、表示パネルのおもて面に、樹脂層131及び保護基板132を、裏面に、樹脂層133及び保護基板134を設けてもよい。このように、表示パネル100a及び表示パネル100bを2枚の保護基板によって挟むことで、表示装置12の機械的強度をさらに高めることができる。
また、樹脂層131及び保護基板132の厚さの合計と、樹脂層133及び保護基板134の厚さの合計と、が、概略同一であると好ましい。例えば、樹脂層131及び樹脂層133を同等の厚さとし、保護基板132及び保護基板134に同一の厚さの材料を用いることが好ましい。これにより、複数の表示パネル100をこれら積層体の厚さ方向における中央部に配置することができる。例えば、表示パネル100を含む積層体を湾曲させる際には、表示パネル100が厚さ方向における中央部に位置することで、湾曲に伴って表示パネル100にかかる横方向の応力が緩和され、表示パネル100の破損を防止することができる。
なお、樹脂層及び保護基板の厚さが、表示装置の端部と中央部とで異なる場合などは、平均の厚さ、最大の厚さ、最小の厚さ等を適宜選択し、同じ条件で、樹脂層131及び保護基板132の厚さの合計と、樹脂層133及び保護基板134の厚さの合計を比較することが好ましい。
図12(D)において、樹脂層131と樹脂層133に同一の材料を用いると、作製コストを低減でき、好ましい。同様に、保護基板132と保護基板134に同一の材料を用いると、作製コストを低減でき、好ましい。
また、図12(C)、(D)に示すように、表示パネル100a及び表示パネル100bの裏面側に配置される樹脂層133及び保護基板134には、FPC112aを取り出すための開口部を設けることが好ましい。特に、図12(D)に示すように、FPC112aの一部を覆うように樹脂層133を設けると、表示パネル100aとFPC112aとの接続部における機械的強度を高めることができ、FPC112aが剥がれてしまうなどの不具合を抑制できる。同様に、FPC112bの一部を覆うように樹脂層133を設けることが好ましい。
次に、表示パネル100の構成例について説明する。図13(A)は、図9(A)における領域Pを拡大した上面図の一例であり、図13(B)は、図9(A)における領域Qを拡大した上面図の一例である。
図13(A)に示すように、表示領域101には複数の画素141がマトリクス状に配置されている。赤色、青色、緑色の3色を用いてフルカラー表示が可能な表示パネル100とする場合では、複数の画素141は、それぞれ、上記3色のうちいずれかを表示することのできる副画素に対応する。また、上記3色に加えて白色または黄色を表示することのできる副画素を設けてもよい。画素141を含む領域が表示領域101に相当する。
一つの画素141には配線142a及び配線142bが電気的に接続されている。複数の配線142aのそれぞれは配線142bと交差し、回路143aと電気的に接続されている。また、複数の配線142bは回路143bと電気的に接続されている。回路143a及び回路143bのうち一方が走査線駆動回路として機能する回路であり、他方が信号線駆動回路として機能する回路である。なお、回路143aまたは回路143bのいずれか一方、または両方を設けない構成としてもよい。
図13(A)では、回路143aまたは回路143bに電気的に接続する複数の配線145が設けられている。配線145は、図示しない領域でFPC123と電気的に接続され、外部からの信号を回路143a及び回路143bに供給する機能を有する。
図13(A)において、回路143a、回路143b、複数の配線145等を含む領域が、可視光を遮る領域120に相当する。
図13(B)において、最も端に設けられる画素141よりも外側の領域が可視光を透過する領域110に相当する。可視光を透過する領域110は、画素141、配線142a及び配線142b等の可視光を遮る部材を有していない。なお、画素141の一部、配線142aまたは配線142bが可視光を透過する場合には、可視光を透過する領域110にまで延在して設けられていてもよい。
可視光を透過する領域110の幅が表示パネルによって異なる場合、または1つの表示パネルの中でも場所によって異なる場合には、最も短い長さを幅Wとすることができる。なお、図13(B)では画素141から基板の端部までの距離(すなわち可視光を透過する領域110の幅W)が、図面縦方向と横方向とで同一である場合を示しているが、本発明の一態様はこれに限られない。
図13(C)は、図13(B)中の切断線A1−A2における断面図である。表示パネル100は、それぞれ可視光を透過する一対の基板(基板151、基板152)を有する。また、基板151と基板152は接着層154によって接着されている。ここで、画素141及び配線142b等が形成されている側の基板を基板151とする。
図13(B)、(C)に示すように、画素141が表示領域101の最も端に位置する場合には、可視光を透過する領域110の幅Wは、基板151または基板152の端部から画素141の端部までの長さとなる。
なお、画素141の端部とは、画素141に含まれる可視光を遮る部材のうち、最も端に位置する部材の端部を指す。または、画素141として一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層を備える発光素子(有機EL素子ともいう)を用いた場合には、画素141の端部は下部電極の端部、発光性の有機化合物を含む層の端部、上部電極の端部のいずれかであってもよい。
図14(A)は、領域Qを拡大した上面図の一例であり、配線142aの位置が図13(B)とは異なる。また、図14(A)中の切断線B1−B2における断面図を図14(B)、切断線C1−C2における断面図を図14(C)に示す。
図14(A)〜(C)に示すように、表示領域101の最も端に配線142aが位置する場合には、可視光を透過する領域110の幅Wは、基板151または基板152の端部から配線142aの端部までの長さとなる。なお、配線142aが可視光を透過する場合、配線142aが設けられる領域は可視光を透過する領域110に含まれていてもよい。
ここで、表示パネル100の表示領域101に設けられる画素の密度が高い場合、2つの表示パネル100を貼り合わせた際に、位置ずれが生じてしまう場合がある。
図15(A)〜(C)は、それぞれ、下部に設けられる表示パネル100aの表示領域101aと、上部に設けられる表示パネル100bの表示領域101bとの、表示面側から見たときの位置関係を示す図である。図15(A)〜(C)では、表示領域101a及び表示領域101bのそれぞれの角部近傍を示している。表示領域101aの一部が、可視光を透過する領域110bによって覆われている。
図15(A)では、隣接する画素141aと画素141bとが相対的に一方向(Y方向)にずれた場合を示している。図中に示す矢印は、表示パネル100aが表示パネル100bに対してずれた方向を示している。
図15(B)では、隣接する画素141aと画素141bとが相対的に縦方向及び横方向(X方向及びY方向)の両方にずれた場合を示している。
図15(A)、(B)に示す例では、横方向にずれた距離と縦方向にずれた距離がそれぞれ1画素分よりも小さい。このような場合は、表示領域101a及び表示領域101bのうち少なくとも一方に表示する画像に対応する画像データに対し、当該ずれの距離に応じた補正をかけることで表示品位を保つことが可能となる。具体的には、画素間の距離が小さくなるずれの場合には画素の階調(輝度)を低くするように補正することが好ましい。一方、画素間の距離が大きくなるずれの場合には、画素の階調(輝度)を高めるように補正することが好ましい。また、表示領域101a上に表示領域101bが1画素分以上重なるようなずれの場合には、画素141bの下部に位置する画素141aを駆動しないように画像データを一列分シフトさせるように補正することが好ましい。
図15(C)では、本来隣接するはずであった画素141aと画素141bとが、相対的に一方向(Y方向)に1画素分以上の距離でずれた例を示している。このように、1画素分の距離以上のずれが生じた場合には、突出した画素(ハッチングを付加した画素)を表示しないように駆動することが好ましい。なお、ずれの方向がX方向の場合でも同様である。
なお、複数の表示パネル100を貼り合わせる際の位置ずれを抑制するために、各表示パネル100に位置合わせのためのマーカー等を設けることが好ましい。または、表示パネル100の表面に凸部及び凹部を形成し、2つの表示パネル100が重なる領域で当該凸部と凹部とを嵌合させる構成としてもよい。
また、位置ずれの精度を考慮して、表示パネル100の表示領域101にはあらかじめ使用する画素よりも多くの画素を配置しておくことが好ましい。例えば走査線に沿った画素列、または信号線に沿った画素列のうち、少なくとも一方を、1列以上、好ましくは3列以上、より好ましくは5列以上、表示に用いる画素列よりも余分に設けておくことが好ましい。
以上のように、本発明の一態様の表示装置では、可視光を透過する領域における外光の反射が抑制されているため、重なり部を、該表示装置の使用者から視認されにくくすることができる。したがって、継ぎ目が視認されにくい広い表示領域を有する表示装置を提供することができる。また、可視光を透過する領域の光の透過率が高く、下側に配置される表示パネルの表示の輝度(明るさ)が高いため、表示装置の表示ムラもしくは輝度ムラの抑制が可能となる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置に用いることができる表示パネルについて、図を用いて説明する。
本実施の形態では、表示素子としてEL素子が適用された表示パネルを例に説明する。
表示パネルには、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色の副画素で1つの色を表現する構成、R、G、B、W(白)の4色の副画素で1つの色を表現する構成、またはR、G、B、Y(黄)の4色の副画素で1つの色を表現する構成等を適用できる。色要素に限定はなく、RGBWY以外の色(例えば、シアンまたはマゼンタ等)を用いてもよい。
<構成例1>
図16(A)、(B)に、表示パネル370の上面図を示す。
図16(A)、(B)に示す表示パネル370は、それぞれ、可視光を透過する領域110、表示部381、及び駆動回路部382を有する。図16(A)では、可視光を透過する領域110が、表示部381に隣接し、表示部381の2辺に沿って配置されている例を示す。図16(B)では、可視光を透過する領域110が、表示部381に隣接し、表示部381の3辺に沿って配置されている例を示す。
図16(C)に、カラーフィルタ方式が適用されたトップエミッション構造の表示パネル370の断面図を示す。図16(C)は、図16(A)、(B)における一点鎖線A1−A2間及びA3−A4間の断面図に相当する。
表示パネル370は、基板201、接着層203、第1の絶縁層205、第2の絶縁層207、複数のトランジスタ、容量素子305、導電層307、絶縁層312、絶縁層313、絶縁層314、絶縁層315、発光素子304、導電層355、スペーサ316、接着層317、着色層325、遮光層326、基板211、接着層213、第3の絶縁層215、及び第4の絶縁層217を有する。可視光を透過する領域110に含まれる各層は、可視光を透過する。
駆動回路部382はトランジスタ301を有する。表示部381は、トランジスタ302及びトランジスタ303を有する。
各トランジスタは、ゲート、ゲート絶縁層311、半導体層、ソース、及びドレインを有する。ゲートと半導体層は、ゲート絶縁層311を介して重なる。ゲート絶縁層311の一部は、容量素子305の誘電体としての機能を有する。トランジスタ302のソースまたはドレインとして機能する導電層は、容量素子305の一方の電極を兼ねる。
図16(C)では、ボトムゲート構造のトランジスタを示す。駆動回路部382と表示部381とで、トランジスタの構造が異なっていてもよい。駆動回路部382及び表示部381は、それぞれ、複数の種類のトランジスタを有していてもよい。
容量素子305は、一対の電極と、その間の誘電体とを有する。容量素子305は、トランジスタのゲートと同一の材料、及び同一の工程で形成した導電層と、トランジスタのソース及びドレインと同一の材料、及び同一の工程で形成した導電層と、を有する。
絶縁層312、絶縁層313、及び絶縁層314は、それぞれ、トランジスタ等を覆って設けられる。トランジスタ等を覆う絶縁層の数は特に限定されない。絶縁層314は、平坦化層としての機能を有する。絶縁層312、絶縁層313、及び絶縁層314のうち、少なくとも一層には、水または水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。外部から不純物がトランジスタに拡散することを効果的に抑制することが可能となり、表示パネルの信頼性を高めることができる。
表示パネル370は、可視光を透過する領域110における光の反射が抑制された構成である。可視光を透過する領域110は、基板201、接着層203、第1の絶縁層205、接着層317、第3の絶縁層215、接着層213、及び基板211をこの順で積層して有する。
第2の絶縁層207、第4の絶縁層217、ゲート絶縁層311、絶縁層312、絶縁層313、絶縁層314、及び絶縁層315は、表示部381に設けられ、かつ、可視光を透過する領域110に設けられていない。これら絶縁層の端部は、それぞれ、表示部381の、可視光を透過する領域110との境界近傍に位置することが好ましい(図18(A)参照)。また、各絶縁層の端部は、遮光層326と重なることが好ましい。これにより、可視光を透過する領域110の面内における、反射率及び透過率のばらつきを小さくできる。
第1の絶縁層205と基板201は接着層203によって貼り合わされている。また、第3の絶縁層215と基板211は接着層213によって貼り合わされている。本発明の一態様の表示パネルの作製方法において、第1の絶縁層205及び第3の絶縁層215は、それぞれ作製基板との剥離界面に位置する層であり、かつ、表示パネル370の一面全体に設けられている。そのため、表示パネル370は高い歩留まりで作製が可能である。
表示部381では、第2の絶縁層207と第4の絶縁層217との間に、発光素子304が位置する。表示パネル370の厚さ方向から、発光素子304に、不純物が侵入することが抑制されている。同様に、表示部381では、トランジスタを覆う絶縁層が複数設けられており、トランジスタに不純物が侵入することが抑制されている。
一対の防湿性の高い絶縁膜の間に発光素子304及びトランジスタ等を配置することで、これらの素子に水等の不純物が侵入することを抑制でき、表示パネルの信頼性が高くなるため好ましい。
防湿性の高い絶縁膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素と珪素を含む膜、及び、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等が挙げられる。また、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いてもよい。
例えば、防湿性の高い絶縁膜の水蒸気透過量は、1×10−5[g/(m・day)]以下、好ましくは1×10−6[g/(m・day)]以下、より好ましくは1×10−7[g/(m・day)]以下、さらに好ましくは1×10−8[g/(m・day)]以下とする。
絶縁層314として有機材料を用いる場合、表示パネルの端部に露出した絶縁層314を通って発光素子304等に表示パネルの外部から水分等の不純物が侵入する恐れがある。不純物の侵入により、発光素子304が劣化すると、表示パネルの劣化につながる。そのため、図16(C)の接続部306近傍に示すように、絶縁層314に無機膜(ここでは絶縁層313)に達する開口を設け、表示パネルの外部から水分等の不純物が侵入しても、発光素子304に到達しにくい構造とすることが好ましい。
図18(A)に、接続部306近傍の絶縁層314に上記の開口を設けていない場合を示す。図18(A)の構成のように、絶縁層314が表示パネル全面にわたって設けられていると、剥離工程の歩留まりを高めることができるため、好ましい。
図18(B)の接続部306近傍では、絶縁層314が、表示パネルの端部に位置しない場合を示す。図18(B)の構成では、有機材料を用いた絶縁層が表示パネルの端部に位置しないため、発光素子304に不純物が侵入することを抑制できる。
発光素子304は、電極321、EL層322、及び電極323を有する。発光素子304は、光学調整層324を有していてもよい。発光素子304は、着色層325側に光を射出する。
トランジスタ、容量素子、及び配線等を、発光素子304の発光領域と重ねて配置することで、表示部381の開口率を高めることができる。
電極321及び電極323のうち、一方は、陽極として機能し、他方は、陰極として機能する。電極321及び電極323の間に、発光素子304の閾値電圧より高い電圧を印加すると、EL層322に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はEL層322において再結合し、EL層322に含まれる発光物質が発光する。
電極321は、トランジスタ303のソースまたはドレインと電気的に接続される。これらは、直接接続されるか、他の導電層を介して接続される。電極321は、画素電極として機能し、発光素子304ごとに設けられている。隣り合う2つの電極321は、絶縁層315によって電気的に絶縁されている。
EL層322は、発光材料を含む層である。発光素子304には、発光材料として有機化合物を用いた有機EL素子を好適に用いることができる。
EL層322は少なくとも1層の発光層を有する。
発光材料としては量子ドットも用いることができる。量子ドットは、数nmサイズの半導体ナノ結晶であり、1×10個から1×10個程度の原子から構成されている。量子ドットはサイズに依存してエネルギーシフトするため、同じ物質から構成される量子ドットであっても、サイズによって発光波長が異なり、用いる量子ドットのサイズを変更することによって容易に発光波長を調整することができる。
量子ドットは、発光スペクトルのピーク幅が狭いため、色純度のよい発光を得ることができる。さらに、量子ドットの理論的な内部量子効率はほぼ100%であると言われており、量子ドットを発光材料として用いることによって発光効率の高い発光素子を得ることができる。その上、無機化合物である量子ドットはその本質的な安定性にも優れているため、寿命の観点からも好ましい発光素子を得ることができる。
量子ドットを構成する材料としては、周期表第14族元素、周期表第15族元素、周期表第16族元素、複数の周期表第14族元素からなる化合物、周期表第4族から周期表第14族に属する元素と周期表第16族元素との化合物、周期表第2族元素と周期表第16族元素との化合物、周期表第13族元素と周期表第15族元素との化合物、周期表第13族元素と周期表第17族元素との化合物、周期表第14族元素と周期表第15族元素との化合物、周期表第11族元素と周期表第17族元素との化合物、酸化鉄類、酸化チタン類、カルコゲナイドスピネル類、各種半導体クラスターなどを挙げることができる。
量子ドットを構成する材料としては、例えば、セレン化カドミウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、硫化亜鉛、リン化インジウム、セレン化鉛、硫化鉛、セレンと亜鉛とカドミウムの化合物、カドミウムとセレンと硫黄の化合物などが挙げられる。また、組成が任意の比率で表される、いわゆる合金型量子ドットを用いてもよい。例えば、カドミウムとセレンと硫黄の合金型量子ドットは、元素の含有比率を変化させることで発光波長を変えることができるため、青色発光を得るには有効な手段の一つである。
量子ドットの構造としては、コア型、コア−シェル型、コア−マルチシェル型などがあり、そのいずれを用いてもよい。発光の量子効率が大きく改善するため、コア−シェル型またはコア−マルチシェル型の量子ドットを用いることが好ましい。シェルの材料の例としては、硫化亜鉛や酸化亜鉛が挙げられる。
量子ドットは、表面原子の割合が高いことから、反応性が高く、凝集が起こりやすい。そのため、量子ドットの表面には保護剤が付着しているまたは保護基が設けられていることが好ましい。これにより、量子ドットの凝集を防ぎ、溶媒への溶解性を高めることができる。また、反応性を低減させ、電気的安定性を向上させることもできる。
量子ドットのサイズ(直径)は0.5nm以上20nm以下、好ましくは1nm以上10nm以下の範囲のものが通常よく用いられる。なお、量子ドットはそのサイズ分布が狭いほど、発光スペクトルがより狭線化し、色純度の良好な発光を得ることができる。また、量子ドットの形状は特に限定されず、球状、棒状、円盤状、その他の形状であってもよい。
量子ドットはホスト材料を用いずに量子ドットのみで発光層を構成しても発光効率を保つことができるため、この点でも寿命という観点から好ましい発光素子を得ることができる。量子ドットのみで発光層を形成する場合には、量子ドットはコア−シェル構造(コア−マルチシェル構造を含む)であることが好ましい。
電極323は、共通電極として機能し、複数の発光素子304にわたって設けられている。電極323には、定電位が供給される。
発光素子304は、接着層317を介して着色層325と重なる。スペーサ316は、接着層317を介して遮光層326と重なる。図16(C)では、発光素子304と遮光層326との間に隙間がある場合を示しているが、これらが接していてもよい。図16(C)では、スペーサ316を基板201側に設ける構成を示したが、基板211側(例えば遮光層326よりも基板201側)に設けてもよい。
カラーフィルタ(着色層325)とマイクロキャビティ構造(光学調整層324)との組み合わせにより、表示パネルからは、色純度の高い光を取り出すことができる。光学調整層324の膜厚は、各画素の色に応じて変化させる。
着色層は特定の波長帯域の光を透過する有色層である。例えば、赤色、緑色、青色、または黄色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。着色層に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、または、顔料もしくは染料が含まれた樹脂材料などが挙げられる。
なお、本発明の一態様は、カラーフィルタ方式に限られず、塗り分け方式、色変換方式、または量子ドット方式等を適用してもよい。
遮光層は、隣接する着色層の間に設けられている。遮光層は隣接する発光素子からの光を遮り、隣接する発光素子間における混色を抑制する。ここで、着色層の端部を、遮光層と重なるように設けることにより、光漏れを抑制することができる。遮光層としては、発光素子の光を遮る材料を用いることができ、例えば、金属材料、または、顔料もしくは染料を含む樹脂材料等を用いてブラックマトリクスを形成することができる。なお、遮光層は、駆動回路などの画素部以外の領域に設けると、導波光などによる意図しない光漏れを抑制できるため好ましい。
接続部306は、導電層307及び導電層355を有する。導電層307と導電層355は、電気的に接続されている。導電層307は、トランジスタのソース及びドレインと同一の材料、及び同一の工程で形成することができる。導電層355は、駆動回路部382に外部からの信号や電位を伝達する外部入力端子と電気的に接続する。ここでは、外部入力端子としてFPC373を設ける例を示している。接続体319を介してFPC373と導電層355は電気的に接続する。
接続体319としては、様々な異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)及び異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)などを用いることができる。
図18(A)に示すトランジスタ301、302、303は、2つのゲート、ゲート絶縁層311、半導体層、ソース、及びドレインを有する。図18(A)では、各トランジスタに、半導体層を2つのゲートで挟持する構成を適用した例を示している。このようなトランジスタは他のトランジスタと比較して電界効果移動度を高めることができ、オン電流を増大させることができる。その結果、高速動作が可能な回路を作製することができる。さらには、回路の占有面積を縮小することができる。オン電流の大きなトランジスタを適用することで、表示パネルを大型化または高精細化し配線数が増大しても、各配線における信号遅延を低減することができ、表示の輝度のばらつきを低減することができる。図18(A)では、絶縁層313と絶縁層314の間に、一方のゲートを作製する例を示す。
図18(A)に示すように、表示パネルは、オーバーコート329を有することが好ましい。オーバーコート329は、着色層325に含有された不純物等の発光素子304への拡散を防止することができる。オーバーコート329は、発光素子304の光を透過する材料から構成される。例えば、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等の無機絶縁膜、または、アクリル膜、ポリイミド膜等の有機絶縁膜を用いることができ、有機絶縁膜と無機絶縁膜との積層構造としてもよい。図18(A)では、オーバーコート329が表示パネルの一面全体に位置する例を示す。オーバーコート329は、可視光を透過する領域110に設けられていなくてもよい。
また、接着層317の材料を着色層325及び遮光層326上に塗布する場合、オーバーコート329の材料として接着層317の材料に対して濡れ性の高い材料を用いることが好ましい。例えば、オーバーコート329として、インジウム錫酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)膜などの酸化物導電膜、または透光性を有する程度に薄いAg膜等の金属膜を用いることが好ましい。
オーバーコート329に、接着層317の材料に対して濡れ性の高い材料を用いることで、接着層317の材料を均一に塗布することができる。これにより、一対の基板を貼り合わせた際に気泡が混入することを抑制でき、表示不良を抑制できる。
基板201及び基板211としては、可撓性を有する基板を用いることが好ましい。例えば、可撓性を有する程度の厚さのガラス、石英、樹脂、金属、合金、半導体などの材料を用いることができる。発光素子からの光を取り出す側の基板は、該光を透過する材料を用いる。例えば、基板の厚さは、1μm以上200μm以下が好ましく、1μm以上100μm以下がより好ましく、10μm以上50μm以下がさらに好ましく、10μm以上25μm以下がさらに好ましい。可撓性を有する基板の厚さ及び硬さは、機械的強度及び可撓性を両立できる範囲とする。可撓性を有する基板は単層構造であっても積層構造であってもよい。
ガラスに比べて樹脂は比重が小さいため、可撓性を有する基板として樹脂を用いると、ガラスを用いる場合に比べて表示パネルを軽量化でき、好ましい。
基板には、靱性が高い材料を用いることが好ましい。これにより、耐衝撃性に優れ、破損しにくい表示パネルを実現できる。例えば、樹脂基板、または、厚さの薄い金属基板もしくは合金基板を用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて、軽量であり、破損しにくい表示パネルを実現できる。
金属材料及び合金材料は熱伝導性が高く、基板全体に熱を容易に伝導できるため、表示パネルの局所的な温度上昇を抑制することができ、好ましい。金属材料または合金材料を用いた基板の厚さは、10μm以上200μm以下が好ましく、20μm以上50μm以下であることがより好ましい。
金属基板または合金基板を構成する材料としては、特に限定はないが、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、または、アルミニウム合金もしくはステンレス等の金属の合金などを好適に用いることができる。半導体基板を構成する材料としては、シリコン等が挙げられる。
また、基板に、熱放射率が高い材料を用いると表示パネルの表面温度が高くなることを抑制でき、表示パネルの破壊、及び信頼性の低下を抑制できる。例えば、基板を金属基板と熱放射率の高い層(例えば、金属酸化物またはセラミック材料を用いることができる)の積層構造としてもよい。
可撓性及び透光性を有する材料としては、例えば、PET、PEN等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、PC樹脂、PES樹脂、ポリアミド樹脂(ナイロン、アラミド等)、ポリシロキサン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、PTFE樹脂、ABS樹脂等が挙げられる。特に、線膨張係数の低い材料を用いることが好ましく、例えば、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、PET等を好適に用いることができる。また、繊維体に樹脂を含浸した基板、及び、無機フィラーを樹脂に混ぜて線膨張係数を下げた基板等を使用することもできる。
可撓性を有する基板としては、上記材料を用いた層が、装置の表面を傷などから保護するハードコート層(例えば、窒化シリコン層など)、押圧を分散可能な材質の層(例えば、アラミド樹脂層など)等の少なくとも一と積層されて構成されていてもよい。また、保護基板132として用いることができる基板を用いてもよい。
可撓性を有する基板は、ガラス層を有する構成とすると、水及び酸素に対するバリア性を向上させ、信頼性の高い表示パネルとすることができる。
接着層には、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。また、接着シート等を用いてもよい。
また、接着層には乾燥剤を含んでいてもよい。例えば、アルカリ土類金属の酸化物(酸化カルシウム、酸化バリウム等)のように、化学吸着によって水分を吸着する物質を用いることができる。または、ゼオライトまたはシリカゲル等のように、物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。乾燥剤が含まれていると、水分などの不純物が機能素子に侵入することを抑制でき、表示パネルの信頼性が向上するため好ましい。
また、接着層に屈折率の高いフィラーまたは光散乱部材を含ませることで、発光素子からの光取り出し効率を向上させることができる。例えば、酸化チタン、酸化バリウム、ゼオライト、ジルコニウム等を用いることができる。
発光素子としては、自発光が可能な素子を用いることができ、電流または電圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含んでいる。例えば、発光ダイオード(LED)、有機EL素子、無機EL素子等を用いることができる。なお、本発明の一態様の表示パネルには、様々な表示素子を用いることができる。例えば、液晶素子、電気泳動素子、MEMSを用いた表示素子等を適用してもよい。
発光素子は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型のいずれであってもよい。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
可視光を透過する導電膜は、例えば、酸化インジウム、ITO、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛(ZnO)、ガリウムを添加したZnOなどを用いて形成することができる。また、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、もしくはチタン等の金属材料、これら金属材料を含む合金、またはこれら金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等も、透光性を有する程度に薄く形成することで用いることができる。また、上記材料の積層膜を導電膜として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とITOの積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。また、グラフェン等を用いてもよい。
可視光を反射する導電膜は、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、またはこれら金属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料または合金に、ランタン、ネオジム、またはゲルマニウム等が添加されていてもよい。また、アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金、アルミニウム、ニッケル、及びランタンの合金(Al−Ni−La)等のアルミニウムを含む合金(アルミニウム合金)、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金(Ag−Pd−Cu、APCとも記す)、銀とマグネシウムの合金等の銀を含む合金を用いてもよい。銀と銅を含む合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム合金膜に接する金属膜または金属酸化物膜を積層することで、アルミニウム合金膜の酸化を抑制することができる。該金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタン、酸化チタンなどが挙げられる。また、上記可視光を透過する導電膜と金属材料からなる膜とを積層してもよい。例えば、銀とITOの積層膜、銀とマグネシウムの合金とITOの積層膜などを用いることができる。
電極は、それぞれ、蒸着法またはスパッタリング法を用いて形成することができる。そのほか、インクジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、またはメッキ法を用いて形成することができる。
EL層322は少なくとも発光層を有する。EL層322は、複数の発光層を有していてもよい。EL層322は、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、またはバイポーラ性の物質(電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質)等を含む層をさらに有していてもよい。
EL層322には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。EL層322を構成する層は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む)、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
発光素子304は、2種類以上の発光物質を含んでいてもよい。これにより、例えば、白色発光の発光素子を実現することができる。例えば2種類以上の発光物質の各々の発光が補色の関係となるように、発光物質を選択することにより白色発光を得ることができる。例えば、R(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)、またはO(橙)等の発光を示す発光物質、またはR、G、Bのうち2以上の色のスペクトル成分を含む発光を示す発光物質を用いることができる。
また、発光素子304は、EL層を1つ有するシングル素子であってもよいし、電荷発生層を介して積層されたEL層を複数有するタンデム素子であってもよい。
表示パネルが有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体)のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、第14族の元素、化合物半導体または酸化物半導体を半導体層に用いることができる。代表的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を含む半導体、またはインジウムを含む酸化物半導体などを適用できる。
特に、トランジスタのチャネルが形成される半導体に、酸化物半導体を適用することが好ましい。特にシリコンよりもバンドギャップの大きな酸化物半導体を適用することが好ましい。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。
例えば、上記酸化物半導体として、少なくともインジウム(In)もしくは亜鉛(Zn)を含むことが好ましい。より好ましくは、In−M−Zn酸化物(MはAl、Ti、Ga、Ge、Y、Zr、Sn、La、Ce、HfまたはNd等の金属)で表記される酸化物を含む。
トランジスタに用いる半導体材料として、CAAC−OS(C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor)を用いることが好ましい。CAAC−OSは非晶質とは異なり、欠陥準位が少なく、トランジスタの信頼性を高めることができる。また、CAAC−OSは結晶粒界が確認されないという特徴を有するため、大面積に安定で均一な膜を形成することが可能で、また可撓性を有する表示パネルを湾曲させたときの応力によってCAAC−OS膜にクラックが生じにくい。
CAAC−OSは、膜面に対して、結晶のc軸が概略垂直配向した結晶性酸化物半導体のことである。酸化物半導体の結晶構造としては他にナノスケールの微結晶集合体であるナノ結晶(nc:nanocrystal)など、単結晶とは異なる多彩な構造が存在することが確認されている。CAAC−OSは、単結晶よりも結晶性が低く、ncに比べて結晶性が高い。
また、CAAC−OSは、c軸配向性を有し、かつa−b面方向において複数のペレット(ナノ結晶)が連結し、歪みを有した結晶構造となっている。よって、CAAC−OSを、CAA crystal(c−axis−aligned a−b−plane−anchored crystal)を有する酸化物半導体と称することもできる。
表示パネルが有する絶縁層には、有機絶縁材料または無機絶縁材料を用いることができる。樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。無機絶縁膜としては、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等が挙げられる。
表示パネルが有する導電層には、それぞれ、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、もしくはタングステンなどの金属、またはこれを主成分とする合金を単層構造または積層構造として用いることができる。または、酸化インジウム、ITO、タングステンを含むインジウム酸化物、タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、チタンを含むインジウム酸化物、チタンを含むITO、インジウム亜鉛酸化物、ZnO、ガリウムを添加したZnO、またはシリコンを含むインジウム錫酸化物等の透光性を有する導電性材料を用いてもよい。また、不純物元素を含有させるなどして低抵抗化させた、多結晶シリコンもしくは酸化物半導体等の半導体、またはニッケルシリサイド等のシリサイドを用いてもよい。また、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。また、不純物元素を含有させた酸化物半導体等の半導体を用いてもよい。または、銀、カーボン、もしくは銅等の導電性ペースト、またはポリチオフェン等の導電性ポリマーを用いて形成してもよい。導電性ペーストは、安価であり、好ましい。導電性ポリマーは、塗布しやすく、好ましい。
図16(C)に示す表示パネル370を2枚重ねて有する表示装置の断面図の一例を、図17に示す。
図17では、下側の表示パネルの表示領域101a(図16(C)に示す表示部381と対応)及び可視光を遮る領域120a(図16(C)に示す駆動回路部382等に対応)、並びに、上側の表示パネルの表示領域101b(図16(C)に示す表示部381と対応)及び可視光を透過する領域110b(図16(C)に示す可視光を透過する領域110に対応)を示す。
図17に示す表示装置において、表示面側(上側)に位置する表示パネルは、可視光を透過する領域110bを表示領域101bと隣接して有する。下側の表示パネルの表示領域101aは、上側の表示パネルの可視光を透過する領域110bと重なっている。したがって、重ねた2つの表示パネルの表示領域の間の非表示領域を縮小すること、さらには無くすことができる。これにより、使用者から表示パネルの継ぎ目が認識されにくい、大型の表示装置を実現することができる。
また、図17に示す表示装置は、表示領域101aと可視光を透過する領域110bの間に、空気よりも屈折率が高く、可視光を透過する透光層103を有する。これにより、表示領域101aと可視光を透過する領域110bの間に空気が入ることを抑制でき、屈折率の差による界面での反射を低減することができる。そして、表示装置における表示ムラまたは輝度ムラの抑制が可能となる。
透光層103は、下側の表示パネルの基板211または上側の表示パネルの基板201の表面全体に重なっていてもよいし、表示領域101a及び可視光を透過する領域110bのみと重なっていてもよい。また、透光層103は、可視光を遮る領域120aと重なっていてもよい。
例えば、透光層103としては、基材の両面に吸着層を有する吸着フィルムを適用することができる。
可視光を透過する領域110bは、光の反射が抑制された構成である。そのため、表示装置の使用者から、2枚の表示パネルが重なっている部分(重なり部)が視認されにくい。また、表示領域101aの表示における、可視光を透過する領域110bを介して視認される部分と、該領域を介さずに視認される部分との輝度の差を小さくすることができる。
<構成例2>
図19(A)に、カラーフィルタ方式が適用された表示パネルの断面図を示す。なお、以降の構成例では、先の構成例と同様の構成については、詳細な説明を省略する。
図19(A)に示す表示パネルは、基板201、接着層203、第1の絶縁層205、第2の絶縁層207、複数のトランジスタ、導電層307、絶縁層312、絶縁層313、絶縁層314、絶縁層315、発光素子304、絶縁層208、導電層355、接着層317、着色層325、及び基板211を有する。
駆動回路部382は、トランジスタ301を有する。表示部381は、トランジスタ303を有する。
各トランジスタは、2つのゲート、ゲート絶縁層311、半導体層、ソース、及びドレインを有する。図19(A)では、電極321と同一の材料、及び同一の工程で、一方のゲートを作製する例を示す。
発光素子304は、着色層325側に光を射出する。発光素子304は、絶縁層314を介して着色層325と重なる。着色層325は、発光素子304と基板201の間に配置される。図19(A)では、着色層325を絶縁層313上に配置する例を示す。図19(A)では、遮光層及びスペーサを設けない例を示す。
絶縁層208は、発光素子304の封止層として機能する。絶縁層208には、防湿性の高い絶縁膜を用いることが好ましい。
表示部381では、第2の絶縁層207と絶縁層208との間に、発光素子304が位置する。表示パネル370の厚さ方向から、発光素子304に、不純物が侵入することが抑制されている。同様に、表示部381では、トランジスタを覆う絶縁層が複数設けられており、トランジスタに不純物が侵入することが抑制されている。
図19(A)に示す表示パネルは、可視光を透過する領域110における光の反射が抑制された構成である。可視光を透過する領域110は、基板201、接着層203、第1の絶縁層205、接着層317、及び基板211をこの順で積層して有する。
第2の絶縁層207、絶縁層208、ゲート絶縁層311、絶縁層312、絶縁層313、絶縁層314、及び絶縁層315は、表示部381に設けられ、かつ、可視光を透過する領域110に設けられていない。
第1の絶縁層205と基板201は接着層203によって貼り合わされている。本発明の一態様の表示パネルの作製方法において、第1の絶縁層205は、作製基板との剥離界面に位置する層であり、かつ、表示パネル370の一面全体に設けられている。そのため、表示パネル370は高い歩留まりで作製が可能である。
<構成例3>
図19(B)に、塗り分け方式が適用された表示パネルの断面図を示す。
図19(B)に示す表示パネルは、基板201、接着層203、第1の絶縁層205、第2の絶縁層207、複数のトランジスタ、導電層307、絶縁層312、絶縁層313、絶縁層314、絶縁層315、スペーサ316、発光素子304、絶縁層208、接着層317、及び基板211を有する。
駆動回路部382はトランジスタ301を有する。表示部381は、トランジスタ302、トランジスタ303、及び容量素子305を有する。
各トランジスタは、2つのゲート、ゲート絶縁層311、半導体層、ソース、及びドレインを有する。図19(B)では、各トランジスタに、半導体層を2つのゲートで挟持する構成を適用した例を示している。図19(B)では、絶縁層313と絶縁層314の間に、一方のゲートを作製する例を示す。
発光素子304は、基板211側に光を射出する。図19(B)では、発光素子304が光学調整層を有さない例を示す。
図19(B)に示す表示パネルは、可視光を透過する領域110における光の反射が抑制された構成である。具体的には、第2の絶縁層207、絶縁層208、ゲート絶縁層311、絶縁層312、及び絶縁層313は、表示部381に設けられ、かつ、可視光を透過する領域110に設けられていない。また、図19(B)では、絶縁層314及び絶縁層315の端部が、可視光を透過する領域110に位置する例を示す。同様に、第2の絶縁層207、絶縁層208、ゲート絶縁層311、絶縁層312、及び絶縁層313の端部も、それぞれ、可視光を透過する領域110に位置する場合もある。つまり、各絶縁層は、表示部381に設けられ、かつ、可視光を透過する領域110の少なくとも一部に設けられていない構成、とすることができる。
接続部306は、導電層307を有する。導電層307は接続体319を介してFPC373と電気的に接続する。
<タッチパネル>
本発明の一態様では、タッチセンサが搭載された表示パネル(入出力装置、タッチパネルともいう)を作製することができる。
本発明の一態様のタッチパネルが有する検知素子(センサ素子ともいう)に限定は無い。指もしくはスタイラスなどの被検知体の近接または接触を検知することのできる様々なセンサを、検知素子として適用することができる。
例えばセンサの方式としては、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、光学方式、感圧方式など様々な方式を用いることができる。
本実施の形態では、静電容量方式の検知素子を有するタッチパネルを例に挙げて説明する。
静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。また、投影型静電容量方式としては、自己容量方式、相互容量方式等がある。相互容量方式を用いると、同時多点検出が可能となるため好ましい。
本発明の一態様のタッチパネルは、別々に作製された表示パネルと検知素子とを貼り合わせる構成、表示素子を支持する基板及び対向基板の一方または双方に検知素子を構成する電極等を設ける構成等、様々な構成を適用することができる。
<構成例4>
図20(A)は、タッチパネル300の斜視概略図である。図20(B)は、図20(A)を展開した斜視概略図である。なお明瞭化のため、代表的な構成要素のみを示している。図20(B)では、一部の構成要素(基板261、基板211等)を破線で輪郭のみ明示している。
タッチパネル300は、入力装置310と、表示パネル370とを有し、これらが重ねて設けられている。タッチパネル300は、可視光を透過する領域110を有する。可視光を透過する領域110は、表示部381に隣接し、表示部381の2辺に沿って配置されている。
入力装置310は、基板261、電極331、電極332、複数の配線341、及び複数の配線342を有する。FPC350は、複数の配線341及び複数の配線342の各々と電気的に接続する。FPC350にはIC351が設けられている。
表示パネル370は、対向して設けられた基板201と基板211とを有する。表示パネル370は、表示部381及び駆動回路部382を有する。基板201上には、配線383等が設けられている。FPC373は、配線383と電気的に接続される。FPC373にはIC374が設けられている。
配線383は、表示部381及び駆動回路部382に信号及び電力を供給する機能を有する。当該信号及び電力は、それぞれ、外部またはIC374から、FPC373を介して、配線383に入力される。
図21に、タッチパネル300の断面図の一例を示す。図21では、表示部381、駆動回路部382、可視光を透過する領域110、FPC373を含む領域、及びFPC350を含む領域等の断面構造を示す。さらに、図21では、トランジスタのゲートと同一の導電層を加工して形成された配線と、トランジスタのソース及びドレインと同一の導電層を加工して形成された配線とが交差する交差部387の断面構造を示している。
基板201と基板211とは、接着層317によって貼り合わされている。基板211と基板261とは、接着層396によって貼り合わされている。ここで、基板201から基板211までの各層が、表示パネル370に相当する。また、基板261から電極334までの各層が入力装置310に相当する。つまり、接着層396は、表示パネル370と入力装置310を貼り合わせているといえる。または、基板201から第3の絶縁層215までの各層が、表示パネル370に相当する。そして、基板261から基板211までの各層が入力装置310に相当する。つまり、接着層213が、表示パネル370と入力装置310を貼り合わせているともいえる。
図21に示す表示パネル370の構成は、図16に示す表示パネルと同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
<入力装置310>
基板261の基板211側には、電極331及び電極332が設けられている。ここでは、電極331が、電極333及び電極334を有する場合の例を示している。図21中の交差部387に示すように、電極332と電極333は同一平面上に形成されている。絶縁層395は、電極332及び電極333を覆うように設けられている。電極334は、絶縁層395に設けられた開口を介して、電極332を挟むように設けられる2つの電極333と電気的に接続している。
基板261の端部に近い領域には、接続部308が設けられている。接続部308は、配線342と、電極334と同一の導電層を加工して得られた導電層とを積層して有する。接続部308は、接続体309を介してFPC350が電気的に接続されている。
入力装置310は、可視光を透過する領域110における光の反射が抑制された構成である。第6の絶縁層267及び絶縁層395は、表示部381に設けられ、かつ、可視光を透過する領域110に設けられていない。
タッチパネル300の可視光を透過する領域110は、基板201、接着層203、第1の絶縁層205、接着層317、第3の絶縁層215、接着層213、基板211、接着層396、第5の絶縁層265、接着層263、及び基板261をこの順で積層して有する。
タッチパネル300を2枚以上重ねた場合でも、タッチパネルの使用者から、複数のタッチパネル300が重なっている部分(重なり部)が視認されにくい。また、表示部381の表示における、可視光を透過する領域110を介して視認される部分と、該領域を介さずに視認される部分との輝度の差を小さくすることができる。
基板261は、接着層263によって第5の絶縁層265と貼り合わされている。表示パネル370と同様に、入力装置310も、作製基板上で素子を作製し、作製基板を剥離した後、基板261に素子を転置することで作製することができる。本発明の一態様の入力装置の作製方法において、第5の絶縁層265は、作製基板との剥離界面に位置する層であり、かつ、入力装置310の一面全体に設けられている。そのため、入力装置310は高い歩留まりで作製が可能である。
または、基板261上に直接、絶縁層及び素子等を形成してもよい(図22(A)参照)。
<構成例5>
図22(A)に示すタッチパネルは、接着層263、第5の絶縁層265、及び第6の絶縁層267を有していない点、絶縁層393を有する点、及び、トランジスタ301、302、303、及び容量素子305の構成が異なる点で、図21に示すタッチパネルと異なる。
図22(A)では、タッチパネルに、トップゲート構造のトランジスタを適用する例を示す。
各トランジスタは、ゲート、ゲート絶縁層311、半導体層、ソース、及びドレインを有する。ゲートと半導体層は、ゲート絶縁層311を介して重なる。半導体層は、低抵抗化された領域348を有していてもよい。低抵抗化された領域348は、トランジスタのソース及びドレインとして機能する。
絶縁層313上に設けられた導電層は引き回し配線として機能する。該導電層は、絶縁層313、絶縁層312、及びゲート絶縁層311に設けられた開口を介して、領域348と電気的に接続している。
図22(A)では、容量素子305が、半導体層と同一の半導体層を加工して形成した層と、ゲート絶縁層311と、ゲートと同一の導電層を加工して形成した層の積層構造を有する。ここで、容量素子305の半導体層の一部には、トランジスタのチャネルが形成される領域347よりも導電性の高い領域349が形成されていることが好ましい。
領域348及び領域349は、それぞれ、トランジスタのチャネルが形成される領域347よりも不純物を多く含む領域、キャリア濃度の高い領域、または結晶性が低い領域などとすることができる。
本発明の一態様の表示パネルには、図22(B)〜(D)に示すトランジスタ848を適用することもできる。
図22(B)に、トランジスタ848の上面図を示す。図22(C)は、本発明の一態様の表示パネルの、トランジスタ848のチャネル長方向の断面図である。図22(C)に示すトランジスタ848は、図22(B)における一点鎖線X1−X2間の断面に相当する。図22(D)は、本発明の一態様の表示パネルの、トランジスタ848のチャネル幅方向の断面図である。図22(D)に示すトランジスタ848は、図22(B)における一点鎖線Y1−Y2間の断面に相当する。
トランジスタ848はバックゲートを有するトップゲート型のトランジスタの一種である。
トランジスタ848では、絶縁層772に設けた凸部上に半導体層742が形成されている。絶縁層772に設けた凸部上に半導体層742を設けることによって、半導体層742の側面もゲート743で覆うことができる。すなわち、トランジスタ848は、ゲート743の電界によって、半導体層742を電気的に取り囲むことができる構造を有している。このように、導電膜の電界によって、チャネルが形成される半導体膜を電気的に取り囲むトランジスタの構造を、surrounded channel(s−channel)構造とよぶ。また、s−channel構造を有するトランジスタを、「s−channel型トランジスタ」もしくは「s−channelトランジスタ」ともいう。
s−channel構造では、半導体層742の全体(バルク)にチャネルを形成することもできる。s−channel構造では、トランジスタのドレイン電流を大きくすることができ、さらに大きいオン電流を得ることができる。また、ゲート743の電界によって、半導体層742に形成されるチャネル形成領域の全領域を空乏化することができる。したがって、s−channel構造では、トランジスタのオフ電流をさらに小さくすることができる。
バックゲート723は第2の絶縁層207上に設けられている。
絶縁層729上に設けられた導電層744aは、ゲート絶縁層311、絶縁層728、及び絶縁層729に設けられた開口747cにおいて、半導体層742と電気的に接続されている。また、絶縁層729上に設けられた導電層744bは、ゲート絶縁層311、絶縁層728、及び絶縁層729に設けられた開口747dにおいて、半導体層742と電気的に接続されている。
ゲート絶縁層311上に設けられたゲート743は、ゲート絶縁層311及び絶縁層772に設けられた開口747a及び開口747bにおいて、バックゲート723と電気的に接続されている。よって、ゲート743とバックゲート723には、同じ電位が供給される。また、開口747a及び開口747bは、どちらか一方を設けなくてもよい。また、開口747a及び開口747bの両方を設けなくてもよい。開口747a及び開口747bの両方を設けない場合は、バックゲート723とゲート743に異なる電位を供給することができる。
なお、s−channel構造を有するトランジスタに用いる半導体としては、酸化物半導体、または、多結晶シリコン、もしくは単結晶シリコン基板等から転置された単結晶シリコン等のシリコンなどが挙げられる。
入力装置310は、可視光を透過する領域110における光の反射が抑制された構成である。具体的には、絶縁層395は、表示部381に設けられ、かつ、可視光を透過する領域110に設けられていない。さらに、可視光を透過する領域110は、絶縁層393を有していなくてもよい。
<構成例6>
図23は、一対の基板(基板201及び基板211)の間に、タッチセンサ及び発光素子304を有する例である。基板を2枚とすることで、タッチパネルの薄型化、軽量化、さらにはフレキシブル化が可能となる。
図23の構成は、表示パネルの作製方法において、作製基板上に形成する被剥離層の構成を変えることで、作製することができる。
図16(C)の構成は、作製基板上の被剥離層として、第3の絶縁層215、第4の絶縁層217、着色層325、及び遮光層326を形成することで作製できる。
一方、図23に示す構成を作製する場合は、第3の絶縁層215及び第4の絶縁層217を形成した後、第4の絶縁層217上に電極332、電極333、及び配線342を形成する。次に、これら電極を覆う絶縁層395を形成する。次に、絶縁層395上に電極334を形成する。次に、電極334を覆う絶縁層327を形成する。そして、絶縁層327上に、着色層325及び遮光層326を形成する。そして、作製基板231と貼り合わせ、各作製基板を剥離し、可撓性を有する基板を貼り合わせることで、図23に示す構成のタッチパネルを作製することができる。
図23に示すタッチパネルは、可視光を透過する領域110における光の反射が抑制された構成である。具体的には、第2の絶縁層207、第4の絶縁層217、ゲート絶縁層311、絶縁層312、絶縁層313、絶縁層314、絶縁層315、絶縁層395、及び絶縁層327は、表示部381に設けられ、かつ、可視光を透過する領域110に設けられていない。
<構成例7>
図24(A)、(B)は、タッチパネル320の斜視概略図である。
タッチパネル320は、可視光を透過する領域110を有する。可視光を透過する領域110は、表示部381に隣接し、表示部381の2辺に沿って配置されている。
図24(A)、(B)において、入力装置318は、表示パネル379が有する基板211に設けられている。また、入力装置318の配線341及び配線342等は、表示パネル379に設けられたFPC350と電気的に接続する。
このような構成とすることで、タッチパネル320に接続するFPCを1つの基板側(ここでは基板201側)にのみ配置することができる。図24(A)、(B)では、タッチパネル320に2つのFPCを取り付けた構成を示す。タッチパネル320は、複数のFPCを取り付ける構成に限られない。タッチパネル320に1つのFPCを設け、該FPCから、表示パネル379と入力装置318の両方に信号を供給する構成とすると、より構成を簡略化できる。
IC374は表示パネル379を駆動する機能を有する。IC351は、入力装置318を駆動する機能を有する。
図25に、タッチパネル320の断面図の一例を示す。図25では、表示部381、駆動回路部382、接続部385、可視光を透過する領域110、及びFPC373を含む領域等の断面構造を示す。さらに、図25では、トランジスタのゲートと同一の導電層を加工して形成された配線と、トランジスタのソース及びドレインと同一の導電層を加工して形成された配線とが交差する交差部387の断面構造を示している。
接続部385では、配線342(または配線341)の1つと、導電層307の1つとが、接続体386を介して電気的に接続している。
接続体386としては、例えば導電性の粒子を用いることができる。導電性の粒子としては、有機樹脂またはシリカなどの粒子の表面を金属材料で被覆したものを用いることができる。金属材料としてニッケルまたは金を用いると接触抵抗を低減できるため好ましい。またニッケルをさらに金で被覆するなど、2種類以上の金属材料を層状に被覆させた粒子を用いることが好ましい。また接続体386として弾性変形もしくは塑性変形する材料を用いることが好ましい。このとき導電性の粒子は図25に示すように上下方向に潰れた形状となる場合がある。こうすることで接続体386と、これと電気的に接続する導電層との接触面積が増大し、接触抵抗が低減できるほか、接続不良などの不具合の発生を抑制できる。
接続体386は接着層317に覆われるように配置することが好ましい。例えば硬化前の接着層317に、接続体386を分散させておけばよい。接着層317が設けられる部分に接続部385を配置することで、図25のように接着層317を発光素子304上にも配置する構成(固体封止構造ともいう)だけでなく、例えば中空封止構造の発光パネル、または液晶表示パネル等、接着層317を周辺に用いる構成であれば同様に適用することができる。
図25では、光学調整層324が電極321の端部を覆わない例を示す。図25では、スペーサ316が駆動回路部382にも設けられている例を示す。
図25に示すタッチパネルは、可視光を透過する領域110における光の反射が抑制された構成である。具体的には、第2の絶縁層207、第4の絶縁層217、ゲート絶縁層311、絶縁層312、絶縁層313、絶縁層314、絶縁層315、絶縁層395、及び絶縁層327は、表示部381に設けられ、かつ、可視光を透過する領域110に設けられていない。
<構成例8>
図26(A)に示すタッチパネルは、タッチセンサを構成する電極等と、基板211との間に遮光層326が設けられている。具体的には、第4の絶縁層217と絶縁層328の間に遮光層326が設けられている。基板211側からみて、絶縁層328上には、電極332、電極333、配線342等の導電層と、これらを覆う絶縁層395と、絶縁層395上の電極334等が設けられている。また、電極334及び絶縁層395上に、絶縁層327が設けられ、絶縁層327上に着色層325が設けられている。
絶縁層327及び絶縁層328は、平坦化膜としての機能を有する。なお、絶縁層327及び絶縁層328は、それぞれ不要であれば設けなくてもよい。
このような構成とすることで、タッチセンサを構成する電極等よりも基板211側に設けられた遮光層326によって、当該電極等が使用者から視認されてしまうことを抑制することができる。したがって、厚さが薄いだけでなく、表示品位が向上したタッチパネルを実現することができる。
また、図26(B)に示すように、タッチパネルは、第4の絶縁層217と絶縁層328の間に遮光層326aを有し、かつ、絶縁層327と接着層317の間に遮光層326bを有していてもよい。遮光層326bを設けることで、光漏れをより確実に抑制することができる。
以上のように、本実施の形態の表示パネルは、可視光を透過する領域に含まれる、屈折率の差が大きい界面が少ない構成である。これにより、可視光を透過する領域における外光の反射を抑制することができる。また、可視光を透過する領域の光の透過率を高めることができる。したがって、本発明の一態様の表示装置に適用することで、継ぎ目が視認されにくい広い表示領域を有する表示装置を提供することができる。また、表示装置の表示ムラもしくは輝度ムラの抑制が可能となる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置に用いることができる表示パネルについて、図を用いて説明する。なお、実施の形態2と同様の構成については、詳細な説明を省略する。
本発明の一態様の表示パネルにおける、表示部381と可視光を透過する領域110の境界の断面構成例について、図27(A)、(B)、及び図28を用いて説明する。
図27(A)、(B)、及び図28に示す表示部381の左側の部分は、共通の構造である。
表示部381は、基板201、接着層203、第1の絶縁層205、第2の絶縁層207、トランジスタ302、トランジスタ303、容量素子305、導電層345、絶縁層312、絶縁層313、絶縁層314、絶縁層315、発光素子304、スペーサ316、接着層317、着色層325、遮光層326、基板211、接着層213、第3の絶縁層215、及び第4の絶縁層217を有する。
発光素子304は、電極321、光学調整層324、EL層322、及び電極323を有する。
図27(A)、(B)では、第2の絶縁層207の端部、トランジスタのゲート絶縁層の端部、絶縁層312の端部、及び絶縁層313の端部を、絶縁層314が覆っている。そして、絶縁層314の端部よりも内側に絶縁層315の端部が位置し、絶縁層315の端部は、絶縁層314上に位置する。EL層322の端部は、絶縁層314に接している。
一方、図28では、第2の絶縁層207の端部、トランジスタのゲート絶縁層の端部、絶縁層312の端部、絶縁層313の端部、絶縁層314の端部、及び絶縁層315の端部が全て揃っている。EL層322の端部は第1の絶縁層205に接している。
図27(A)、(B)の構成は、絶縁層314の端部が、絶縁層315の端部よりも外側に位置するため、図28の構成に比べ、段差が小さく、EL層322及び電極323の被覆性を高めることができる。
ここで、第1の絶縁層205は無機絶縁膜であることが好ましく、絶縁層314は有機絶縁膜であることが好ましい。この場合、図28の構成では、第1の絶縁層205とEL層322の界面と、EL層322と電極323の界面の2か所で、有機膜と無機膜が接する。一方、図27(A)、(B)の構成では、EL層322が、第1の絶縁層205でなく、絶縁層314と接するため、有機膜と無機膜が接する界面の数を減らすことができる。有機膜と無機膜の界面は、有機膜どうしの界面に比べて、密着性が低いことがある。図28の構成に比べて図27(A)、(B)の構成は、密着性の低い界面が少なく、表示パネルの作製工程における歩留まりの低下を抑制できる。
図27(A)では、EL層322と電極323の端部が揃っている例を示す。図27(B)では、EL層322の端部と絶縁層314の端部を電極323が覆っており、電極323の端部が第1の絶縁層205に接している例を示す。電極323が絶縁層314の端部を覆うことで、表示パネルの信頼性を高めることができる。電極323が可視光を透過する導電層である場合、図27(B)に示すように、可視光を透過する領域110に電極323が含まれていてもよい。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器及び照明装置について図を用いて説明する。
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
また、本発明の一態様の電子機器または照明装置は可撓性を有するため、家屋もしくはビルの内壁もしくは外壁、または、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。
また、本発明の一態様の電子機器は、二次電池を有していてもよく、非接触電力伝送を用いて、二次電池を充電することができると好ましい。
二次電池としては、例えば、ゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池(リチウムイオンポリマー電池)等のリチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などが挙げられる。
本発明の一態様の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信することで、表示部で映像または情報等の表示を行うことができる。また、電子機器がアンテナ及び二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
本発明の一態様の表示装置は、表示パネルの数を増やすことにより、表示領域の面積を上限なく大きくすることが可能である。したがって、本発明の一態様の表示装置はデジタルサイネージまたはPIDなどに好適に用いることができる。また、本発明の一態様の表示装置は、表示パネルの配置方法を変えることで、表示領域の外形を様々な形状にすることができる。
図29(A)では、柱15及び壁16に、それぞれ、本発明の一態様の表示装置10を適用した例を示している。表示装置10に用いる表示パネルとして、可撓性を有する表示パネルを用いることで、曲面に沿って表示装置10を設置することが可能となる。
ここで特に、デジタルサイネージまたはPIDに本発明の一態様の表示装置を用いる場合には、表示パネルにタッチパネルを適用することで、表示領域に画像または動画を表示するだけでなく観察者が直感的に操作することが可能となるため好ましい。また、路線情報または交通情報などの情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作によりユーザビリティを高めることができる。なお、ビルまたは公共施設などの壁面に設置する場合などは、表示パネルにタッチパネルを適用しなくてもよい。
図29(B)〜(E)に、湾曲した表示部7000を有する電子機器の一例を示す。表示部7000はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。なお、表示部7000は可撓性を有していてもよい。
図29(B)〜(E)に示す各電子機器が有する表示部7000は、本発明の一態様の表示装置を用いて作製される。
図29(B)に携帯電話機の一例を示す。携帯電話機7100は、筐体7101、表示部7000、操作ボタン7103、外部接続ポート7104、スピーカ7105、マイク7106等を有する。
図29(B)に示す携帯電話機7100は、表示部7000にタッチセンサを備える。電話を掛ける、或いは文字を入力するなどのあらゆる操作は、指またはスタイラスなどで表示部7000に触れることで行うことができる。
また、操作ボタン7103の操作により、電源のON、OFF動作、または表示部7000に表示される画像の種類を切り替えることができる。例えば、メール作成画面から、メインメニュー画面に切り替えることができる。
図29(C)にテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置7200は、筐体7201に表示部7000が組み込まれている。ここでは、スタンド7203により筐体7201を支持した構成を示している。
図29(C)に示すテレビジョン装置7200の操作は、筐体7201が備える操作スイッチ、または別体のリモコン操作機7211により行うことができる。または、表示部7000にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部7000に触れることで操作してもよい。リモコン操作機7211は、当該リモコン操作機7211から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機7211が備える操作キーまたはタッチパネルにより、チャンネルまたは音量の操作を行うことができ、表示部7000に表示される映像を操作することができる。
なお、テレビジョン装置7200は、受信機またはモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)または双方向(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。
図29(D)に携帯情報端末の一例を示す。携帯情報端末7300は、筐体7301及び表示部7000を有する。さらに、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、マイク、アンテナ、またはバッテリ等を有していてもよい。表示部7000にはタッチセンサを備える。携帯情報端末7300の操作は、指またはスタイラスなどで表示部7000に触れることで行うことができる。
図29(D)は、携帯情報端末7300の斜視図であり、図29(E)は携帯情報端末7300の上面図である。
本実施の形態で例示する携帯情報端末は、例えば、電話機、手帳または情報閲覧装置等から選ばれた一つまたは複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとしてそれぞれ用いることができる。本実施の形態で例示する携帯情報端末は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。
携帯情報端末7300は、文字または画像をその複数の面に表示することができる。例えば、図29(D)に示すように、3つの操作ボタン7302を一の面に表示し、矩形で示す情報7303を他の面に表示することができる。図29(D)、(E)では、携帯情報端末の上側に情報が表示される例を示す。または、携帯情報端末の横側に情報が表示されてもよい。また、携帯情報端末の3面以上に情報を表示してもよい。
なお、情報の例としては、SNS(ソーシャル・ネットワーキング・サービス)の通知、電子メールまたは電話などの着信を知らせる表示、電子メールなどの題名もしくは送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報が表示されている位置に、情報の代わりに、操作ボタン、アイコンなどを表示してもよい。
例えば、携帯情報端末7300の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末7300を収納した状態で、その表示(ここでは情報7303)を確認することができる。
具体的には、着信した電話の発信者の電話番号または氏名等を、携帯情報端末7300の上方から観察できる位置に表示する。使用者は、携帯情報端末7300をポケットから取り出すことなく、表示を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。
図29(F)に、湾曲した発光部を有する照明装置の一例を示している。
図29(F)に示す照明装置が有する発光部は、本発明の一態様の表示装置を用いて作製される。
図29(F)に示す照明装置7400は、波状の発光面を有する発光部7402を備える。したがってデザイン性の高い照明装置となっている。
また、照明装置7400の備える各々の発光部は可撓性を有していてもよい。発光部を可塑性の部材または可動なフレームなどの部材で固定し、用途に合わせて発光部の発光面を自在に湾曲可能な構成としてもよい。
照明装置7400は、操作スイッチ7403を備える台部7401と、台部7401に支持される発光部を有する。
なおここでは、台部によって発光部が支持された照明装置について例示したが、発光部を備える筐体を天井に固定する、または天井からつり下げるように用いることもできる。発光面を湾曲させて用いることができるため、発光面を凹状に湾曲させて特定の領域を明るく照らす、または発光面を凸状に湾曲させて部屋全体を明るく照らすこともできる。
図30(A1)、(A2)、(B)〜(I)に、可撓性を有する表示部7001を有する携帯情報端末の一例を示す。
表示部7001は、本発明の一態様の表示装置を用いて作製される。例えば、曲率半径0.01mm以上150mm以下で曲げることができる表示パネルを有する表示装置を適用できる。また、表示部7001はタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部7001に触れることで携帯情報端末を操作することができる。
図30(A1)は、携帯情報端末の一例を示す斜視図であり、図30(A2)は、携帯情報端末の一例を示す側面図である。携帯情報端末7500は、筐体7501、表示部7001、引き出し部材7502、操作ボタン7503等を有する。
携帯情報端末7500は、筐体7501内にロール状に巻かれた可撓性を有する表示部7001を有する。
また、携帯情報端末7500は内蔵された制御部によって映像信号を受信可能で、受信した映像を表示部7001に表示することができる。また、携帯情報端末7500にはバッテリが内蔵されている。また、筐体7501にコネクタを接続する端子部を備え、映像信号または電力を有線により外部から直接供給する構成としてもよい。
また、操作ボタン7503によって、電源のON、OFF動作または表示する映像の切り替え等を行うことができる。なお、図30(A1)、(A2)、(B)では、携帯情報端末7500の側面に操作ボタン7503を配置する例を示すが、これに限られず、携帯情報端末7500の表示面と同じ面(おもて面)または裏面に配置してもよい。
図30(B)には、表示部7001を引き出した状態の携帯情報端末7500を示す。この状態で表示部7001に映像を表示することができる。表示部7001は、引き出し部材7502を用いて引き出すことができる。また、表示部7001の一部がロール状に巻かれた図30(A1)の状態と表示部7001を引き出した図30(B)の状態とで、携帯情報端末7500が異なる表示を行う構成としてもよい。例えば、図30(A1)の状態のときに、表示部7001のロール状に巻かれた部分を非表示とすることで、携帯情報端末7500の消費電力を下げることができる。
なお、表示部7001を引き出した際に表示部7001の表示面が平面状となるように固定するため、表示部7001の側部に補強のためのフレームを設けていてもよい。
なお、この構成以外に、筐体にスピーカを設け、映像信号と共に受信した音声信号によって音声を出力する構成としてもよい。
図30(C)〜(E)に、折りたたみ可能な携帯情報端末の一例を示す。図30(C)では、展開した状態、図30(D)では、展開した状態または折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態、図30(E)では、折りたたんだ状態の携帯情報端末7600を示す。携帯情報端末7600は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により一覧性に優れる。
表示部7001はヒンジ7602によって連結された3つの筐体7601に支持されている。ヒンジ7602を介して2つの筐体7601間を屈曲させることにより、携帯情報端末7600を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。
図30(F)、(G)に、折りたたみ可能な携帯情報端末の一例を示す。図30(F)では、表示部7001が内側になるように折りたたんだ状態、図30(G)では、表示部7001が外側になるように折りたたんだ状態の携帯情報端末7650を示す。携帯情報端末7650は表示部7001及び非表示部7651を有する。携帯情報端末7650を使用しない際に、表示部7001が内側になるように折りたたむことで、表示部7001の汚れまたは傷つきを抑制できる。
図30(H)に、可撓性を有する携帯情報端末の一例を示す。携帯情報端末7700は、筐体7701及び表示部7001を有する。さらに、入力手段であるボタン7703a、7703b、音声出力手段であるスピーカ7704a、7704b、外部接続ポート7705、マイク7706等を有していてもよい。また、携帯情報端末7700は、可撓性を有するバッテリ7709を搭載することができる。バッテリ7709は例えば表示部7001と重ねて配置してもよい。
筐体7701、表示部7001、及びバッテリ7709は可撓性を有する。そのため、携帯情報端末7700を所望の形状に湾曲させること、または携帯情報端末7700に捻りを加えることが容易である。例えば、携帯情報端末7700は、表示部7001が内側または外側になるように折り曲げて使用することができる。または、携帯情報端末7700をロール状に巻いた状態で使用することもできる。このように、筐体7701及び表示部7001を自由に変形することが可能であるため、携帯情報端末7700は、落下した場合、または意図しない外力が加わった場合であっても、破損しにくいという利点がある。
また、携帯情報端末7700は軽量であるため、筐体7701の上部をクリップ等で把持してぶら下げて使用する、または、筐体7701を磁石等で壁面に固定して使用するなど、様々な状況において利便性良く使用することができる。
図30(I)に腕時計型の携帯情報端末の一例を示す。携帯情報端末7800は、バンド7801、表示部7001、入出力端子7802、操作ボタン7803等を有する。バンド7801は、筐体としての機能を有する。また、携帯情報端末7800は、可撓性を有するバッテリ7805を搭載することができる。バッテリ7805は例えば表示部7001またはバンド7801と重ねて配置してもよい。
バンド7801、表示部7001、及びバッテリ7805は可撓性を有する。そのため、携帯情報端末7800を所望の形状に湾曲させることが容易である。
操作ボタン7803は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オフ動作、マナーモードの実行及び解除、省電力モードの実行及び解除など、様々な機能を持たせることができる。例えば、携帯情報端末7800に組み込まれたオペレーティングシステムにより、操作ボタン7803の機能を自由に設定することもできる。
また、表示部7001に表示されたアイコン7804に指等で触れることで、アプリケーションを起動することができる。
また、携帯情報端末7800は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。
また、携帯情報端末7800は入出力端子7802を有していてもよい。入出力端子7802を有する場合、他の情報端末とコネクタを介して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子7802を介して充電を行うこともできる。なお、本実施の形態で例示する携帯情報端末の充電動作は、入出力端子を介さずに非接触電力伝送により行ってもよい。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
本実施例では、本発明の一態様の表示装置を作製した結果について説明する。本実施例で作製した表示装置は、kawara−type multidisplayである。
<表示パネル>
まず、本実施例の表示装置に用いた表示パネルの詳細を示す。
図31(A)に本実施例の表示パネルの概略図を示す。図31(A)に示す表示パネルは、発光部250のサイズが対角13.5インチ、有効画素数が1280×720、精細度が108ppi、開口率が61.0%である、アクティブマトリクス型の有機ELディスプレイである。表示パネルには、デマルチプレクサ(DeMUX)253が内蔵されており、ソースドライバとして機能する。また、表示パネルには、スキャンドライバ255も内蔵されている。発光部250の2辺は、可視光を透過する領域251と接する。残りの2辺の周りには、引き回し配線257が設けられている。
トランジスタには、CAAC−OSを用いたチャネルエッチ型のトランジスタを適用した。酸化物半導体には、In−Ga−Zn系酸化物を用いた。
発光素子には、白色の光を呈するタンデム(積層)型の有機EL素子を用いた。発光素子は、トップエミッション構造であり、発光素子の光は、カラーフィルタを通して表示パネルの外部に取り出される。
図31(B)に、表示パネルを2×2のマトリクス状に4枚重ねた場合の表示装置の概略図を示す。また、図31(B)に示す表示装置の一点鎖線X−Y断面の模式図を図31(C)に示す。
本実施例の表示装置は、複数の表示パネルを、互いの表示領域の間の非表示領域が小さくなるように重ねることで構成されている。具体的には、上側の表示パネルにおける可視光を透過する領域251と、下側の表示パネルにおける発光部250の間には、透光層103が設けられている。
表示パネルの2辺においては、発光部250の端部から表示パネルの端部までに、引き回し配線やドライバ等の可視光を遮る構造は全く配置されていなく、可視光を透過する領域251となっている。表示パネルの可視光を透過する領域251の幅は約2mmとした。可視光を透過する領域251の厚さT(1枚の表示パネルの厚さともいえる)は約110μmと非常に薄い。そのため、本実施例の表示装置では、最大4つの表示パネルが重なる部分があるが、表示面側に生じる段差は非常に小さく、継ぎ目が目立ちにくい構成となっている。
4つの表示パネルは可撓性を有する。例えば、図31(C)に示すように、下側の表示パネルのFPC373aの近傍を湾曲させ、FPC373aに隣接する上側の表示パネルの発光部250の下側に、下側の表示パネルの一部及びFPC373aの一部を配置することができる。その結果、FPC373aを上側の表示パネルの裏面と物理的に干渉することなく配置することができる。これにより、表示パネルの四方に他の表示パネルを並べられ、大面積化が容易となる。
本実施例では、基材の両面に吸着層を有する吸着フィルムを透光層103として用いた。該吸着フィルムを用いることで、表示装置を構成する2つの表示パネルを着脱自在に貼り合わせることができる。透光層103の一方の面の吸着層は、基板211aに吸着しており、透光層103の他方の面の吸着層は、基板201bに吸着している。
図31(B)において、透光層103は、可視光を透過する領域251と重なる部分だけでなく、発光部250と重なる部分も有する。図31(C)では、透光層103は、基板201bの端部から可視光を透過する領域251全体に重なり、さらには表示素子を含む領域155bの一部にまで重なる。なお、図31(C)におけるFPC373aが接続されている部分の近傍の、表示パネルの曲がっている部分には、透光層103を設けていない。ただし、透光層103の厚さや可撓性の高さによっては、透光層103を設けても構わない。
各表示パネルは、基板と素子層を接着層で貼り合わせることで作製した。例えば、図31(C)に示すように、基板201aと素子層153a、基板211aと素子層153a、基板201bと素子層153b、並びに、基板211bと素子層153bが、それぞれ接着層157で貼り合わされている。素子層153aは、表示素子を含む領域155aと、表示素子と電気的に接続する配線を含む領域156aとを有する。同様に、素子層153bは、表示素子を含む領域155bと、表示素子と電気的に接続する配線を含む領域156bとを有する。
図32に、2つの表示パネルの重なり部を含む、表示装置の断面図を示す。
図32を用いて、本実施例で用いた表示パネルの発光部250及び可視光を透過する領域251の構成を説明する。発光部250aと発光部250bの構成は同様であるため、発光部250としてまとめて説明する。発光部250及び可視光を透過する領域251は、第1の絶縁層205、第2の絶縁層207、ゲート絶縁層311、絶縁層312、第3の絶縁層215、及び第4の絶縁層217を有する。絶縁層313、絶縁層314、及び絶縁層315は、発光部250に設けられており、可視光を透過する領域251には設けられていない。本実施例の表示パネルは、可視光を透過する領域251の構成以外は、実施の形態2で説明した図18(A)の構成と同様である。
<重なり部>
本実施例では、試料a、試料b、試料c、及び試料dの4つの試料について、重なり部の視認されにくさを確認した。各試料は、表示パネルを2枚有する表示装置である。上側の表示パネルの可視光を透過する領域251と、下側の表示パネルの発光部250が重なるように配置した。
試料aは、一対の基板(基板201及び基板211)に、光学異方性が高いフィルムを用いた表示パネルを2枚用いた。
試料bは、一対の基板(基板201及び基板211)に、光学等方性が高いフィルムを用いた表示パネルを2枚用いた。
試料cは、試料aに、図8(F)に示す光学部材240を重ねた構成である。光学部材240は、アクリル板である支持材292と、円偏光板295と、ARフィルムである反射防止部材296と、を有する。光学部材240は、支持材292が最も表示パネル側に位置するように配置されている。
試料dは、試料bに、図8(F)に示す光学部材240を重ねた構成である。なお、光学部材240の構成は、試料cと同様である。
試料a〜試料dにおける、表示装置を駆動していないときの重なり部の写真を図33(A)〜(D)に示す。撮影は室内の蛍光灯下で行っており、照度は約400lxであった。各試料において、重なり部の幅Wは約2mmである。左側の表示パネルが、右側の表示パネルの上側に位置する。
図33(A)、(B)に示すように、試料a及び試料bでは、フィルムの種類によらず、重なり部が視認できる結果となった。図32に示すように、可視光を透過する領域251は、第2の絶縁層207、ゲート絶縁層311、絶縁層312、及び第4の絶縁層217を有する。そのため、重なり部と、重なり部でない部分と、で、反射率に差が生じ、重なり部が視認されやすくなっていると考えられる。
図33(C)、(D)を比較すると、光学異方性が高いフィルムを用いた試料cでは、重なり部が視認できるが、光学等方性が高いフィルムを用いた試料dでは、重なり部が目立たず、ほとんど視認できない結果となった。
重なり部と重なり部ではない部分との反射率と、その差を表1に示す。反射率の測定には、Photomultiplier tube(PMT)を用いた。この測定では、視感度補正がなされている。
重なり部と重なり部ではない部分との反射率の差は、試料aで最も大きく、試料b、試料c、試料dの順により小さくなっている。これは、図33(A)〜(D)に示した実際の重なり部の見え方と同じ傾向である。このことから、光学等方性が高いフィルムと、円偏光板を使用することで、外光の反射を抑制できていると示唆された。重なり部と、重なり部でない部分と、の反射率の差により重なり部が視認されやすくなることを、光学等方性が高いフィルムと、円偏光板とを使用することで、抑制できると考えられる。
<可視光を透過する領域の透過率>
また、試料aと試料bに用いた表示パネルにおける、可視光を透過する領域110の光の透過率の測定結果を図34に示す。光の透過率は分光光度計を用いて測定した。
図34に示すように、試料aに用いた表示パネルよりも試料bに用いた表示パネルの方が、可視光を透過する領域110の光の透過率が高かった。このことから、試料bに用いた光学等方性が高いフィルムは、試料aに用いた光学異方性が高いフィルムよりも、可視光の透過率が高いことがわかった。
<表示装置>
図35(A)に、試料bに用いた表示パネル1枚の表示写真を示す。図35(A)から、光学等方性が高いフィルムを用いて作製した表示パネルは、正常に発光できていることがわかる。
図35(B)に、表示パネルを4(2×2)枚使用して作製した、対角27インチ、wide quad high definition(WQHD)マルチディスプレイの表示写真を示す。
図35(B)は、試料bに用いた表示パネルを4枚使用し、光学部材240を重ねた構成である(つまり、試料dに対応する)。光学部材240と表示パネルが密着した状態で、光学部材240は筐体にねじ止めされている。光学部材240は表示パネルに接着されていない。
図35(C)に、当該マルチディスプレイの側面図を示す。表示パネル100は支持体376(アルミニウム板)の一方の面に貼り付けられている。支持体376は曲率半径R=5mmの曲面を有し、表示パネル100は該曲面に沿って曲げられている。表示パネル100は、支持体376から延在する部分を有する。当該部分は、隣接する表示パネル100と重なる。支持体376の他方の面には、駆動回路375がねじで固定されている。表示パネル100と駆動回路375は、FPC373によって電気的に接続されている。光学部材240は、反射防止部材296、円偏光板295、及び支持材292を有する。
図35(B)に示すように、本実施例で作製した表示装置は、周囲の景色の映り込みが少ない。また、重なり部が目立たず、視認されにくい。このことから、表示装置の表面における光の反射が抑制されていることがわかる。
以上のように、本実施例では、光学等方性が高いフィルムを用いた表示パネルと、円偏光板を用いることで、重なり部が視認されにくい表示装置を作製することができた。
本実施例では、本発明の一態様の表示パネルの可視光を透過する領域に適用することができる構成について説明する。
実施例1で用いた表示パネルの可視光を透過する領域251(図32参照)は、基板201、接着層203、第1の絶縁層205、第2の絶縁層207、ゲート絶縁層311、絶縁層312、接着層317、第4の絶縁層217、第3の絶縁層215、接着層213、及び基板211を有する構成(以下の条件1に相当する)であった。当該可視光を透過する領域251は、絶縁層として、屈折率約1.5の酸化シリコン膜と、屈折率約2.0の窒化シリコン膜と、をそれぞれ複数層有するため、屈折率の差が大きい界面を複数有する。
実施例1で用いた表示パネルにおいて、第1の絶縁層205及び第3の絶縁層215は、それぞれ、屈折率約1.5の酸化シリコン膜の単層構造である。これらの絶縁層は、表示パネルの作製工程の歩留まりを高くするために、可視光を透過する領域251に設けられていることが好ましい。
実施例1で用いた表示パネルにおいて、第2の絶縁層207、ゲート絶縁層311、及び絶縁層312の積層構造、並びに第4の絶縁層217には、屈折率約1.5の酸化シリコン膜と、屈折率約2.0の窒化シリコン膜と、が含まれ、屈折率の差が大きい界面が含まれる。
本実施例では、可視光を透過する領域251が、基板201、接着層203、第1の絶縁層205、接着層317、第3の絶縁層215、接着層213、及び基板211のみを有し、第2の絶縁層207、ゲート絶縁層311、絶縁層312、及び第4の絶縁層217を有さない構成(以下の条件2に相当する)である場合の可視領域の反射率について、シミュレーションを行った。
シミュレーションには、薄膜計算ソフト「Essential Macleod」(Thin Film Center Inc.)を用いた。基板と接着層の屈折率は、1.5とした。
図36に条件1及び条件2における可視領域の反射率の計算結果を示す。計算結果には、基板201及び基板211の表面における反射は含んでいない。
条件1は、実施例1の表示パネルにおける可視光を透過する領域251の構成に相当する。条件2は、基板201、接着層203、第1の絶縁層205、接着層317、第3の絶縁層215、接着層213、及び基板211からなる積層構造に相当する。
図36の結果から、条件1に比べて、条件2は可視領域の反射率が極めて小さい。このことから、可視光を透過する領域の構成を変更し、屈折率の差の大きい界面の数を減らすことで、外光の反射を抑制できることが示唆された。
可視光を透過する領域における屈折率の差の大きい界面の数を減らすことで、円偏光板を用いることなく、外光の反射を抑制することができ、円偏光板による光取り出し効率の低下を抑制できると考えられる。本発明の一態様を適用することで、光取り出し効率が高く、かつ、継ぎ目が視認されにくい表示装置を作製できることが示唆された。
次に、可視光を透過する領域に、条件2に相当する積層構造を適用した表示パネルを作製した。図37に、可視光を透過する領域における、可視領域の透過率を測定した結果を示す。なお、測定結果には、基板201及び基板211の表面における反射の影響が含まれる。
実施例1で作製した表示パネルの可視光を透過する領域(条件1)に比べて、本実施例で作製した表示パネルの可視光を透過する領域(条件2)では、可視領域の透過率が高い結果が得られた。可視光を透過する領域における屈折率の差の大きい界面の数を減らすことで、外光の反射を抑制できることが確認できた。
さらに、条件2の構成の可視光を透過する領域を、別の表示パネルの発光部に重ねて配置し、重なり部と、重なり部でない部分で、それぞれ、反射率を測定した。図38に反射率の測定結果を示す。図38に示すように、重なり部と、重なり部でない部分と、で、反射率にほとんど差が無いことが確認できた。
以上のように、可視光を透過する領域における屈折率の差の大きい界面の数を減らすことで、円偏光板を用いることなく、外光の反射を抑制できることがわかった。円偏光板を用いないことで、円偏光板による光取り出し効率の低下を抑制できる。本発明の一態様を適用することで、光取り出し効率が高く、かつ、継ぎ目が視認されにくい表示装置を作製できることがわかった。
10 表示装置
12 表示装置
13 表示領域
15 柱
16 壁
100 表示パネル
100a 表示パネル
100b 表示パネル
100c 表示パネル
100d 表示パネル
101 表示領域
101a 表示領域
101b 表示領域
101c 表示領域
101d 表示領域
102 領域
102a 領域
102b 領域
103 透光層
110 可視光を透過する領域
110a 可視光を透過する領域
110b 可視光を透過する領域
110c 可視光を透過する領域
110d 可視光を透過する領域
112a FPC
112b FPC
120 可視光を遮る領域
120a 可視光を遮る領域
120b 可視光を遮る領域
120c 可視光を遮る領域
121 ダミー配線
123 FPC
131 樹脂層
132 保護基板
133 樹脂層
134 保護基板
141 画素
141a 画素
141b 画素
142a 配線
142b 配線
143a 回路
143b 回路
145 配線
151 基板
152 基板
153a 素子層
153b 素子層
154 接着層
155a 表示素子を含む領域
155b 表示素子を含む領域
156a 配線を含む領域
156b 配線を含む領域
157 接着層
201 基板
201a 基板
201b 基板
202a 基板
202b 基板
203 接着層
205 第1の絶縁層
207 第2の絶縁層
208 絶縁層
209 素子層
211 基板
211a 基板
211b 基板
212a 基板
212b 基板
213 接着層
215 第3の絶縁層
217 第4の絶縁層
219 機能層
221 接着層
223 接続端子
231 作製基板
233 剥離層
235 作製基板
237 剥離層
240 光学部材
250 発光部
250a 発光部
250b 発光部
251 可視光を透過する領域
255 スキャンドライバ
257 配線
261 基板
263 接着層
265 絶縁層
267 絶縁層
291 反射防止部材
292 支持材
293 反射防止部材
295 円偏光板
296 反射防止部材
300 タッチパネル
301 トランジスタ
302 トランジスタ
303 トランジスタ
304 発光素子
305 容量素子
306 接続部
307 導電層
308 接続部
309 接続体
310 入力装置
311 ゲート絶縁層
312 絶縁層
313 絶縁層
314 絶縁層
315 絶縁層
316 スペーサ
317 接着層
318 入力装置
319 接続体
320 タッチパネル
321 電極
322 EL層
323 電極
324 光学調整層
325 着色層
326 遮光層
326a 遮光層
326b 遮光層
327 絶縁層
328 絶縁層
329 オーバーコート
331 電極
332 電極
333 電極
334 電極
341 配線
342 配線
345 導電層
347 領域
348 領域
349 領域
350 FPC
351 IC
355 導電層
370 表示パネル
373 FPC
373a FPC
374 IC
375 駆動回路
376 支持体
379 表示パネル
381 表示部
382 駆動回路部
383 配線
385 接続部
386 接続体
387 交差部
393 絶縁層
395 絶縁層
396 接着層
723 バックゲート
728 絶縁層
729 絶縁層
742 半導体層
743 ゲート
744a 導電層
744b 導電層
747a 開口
747b 開口
747c 開口
747d 開口
772 絶縁層
848 トランジスタ
7000 表示部
7001 表示部
7100 携帯電話機
7101 筐体
7103 操作ボタン
7104 外部接続ポート
7105 スピーカ
7106 マイク
7200 テレビジョン装置
7201 筐体
7203 スタンド
7211 リモコン操作機
7300 携帯情報端末
7301 筐体
7302 操作ボタン
7303 情報
7400 照明装置
7401 台部
7402 発光部
7403 操作スイッチ
7500 携帯情報端末
7501 筐体
7502 部材
7503 操作ボタン
7600 携帯情報端末
7601 筐体
7602 ヒンジ
7650 携帯情報端末
7651 非表示部
7700 携帯情報端末
7701 筐体
7703a ボタン
7703b ボタン
7704a スピーカ
7704b スピーカ
7705 外部接続ポート
7706 マイク
7709 バッテリ
7800 携帯情報端末
7801 バンド
7802 入出力端子
7803 操作ボタン
7804 アイコン
7805 バッテリ

Claims (13)

  1. 第1の表示パネル及び第2の表示パネルを有し、
    前記第1の表示パネルは、第1の表示領域と、可視光を透過する領域と、を有し、
    前記第2の表示パネルは、第2の表示領域と、可視光を遮る領域と、を有し、
    前記第1の表示領域は、前記可視光を透過する領域と隣接し、
    前記第2の表示領域は、表示を行う面側で、前記可視光を透過する領域と重なり、
    前記可視光を遮る領域は、前記第1の表示領域と重なり、
    前記第1の表示パネルは、第1の基板、第2の基板、第1の接着層、第2の接着層、第1の絶縁層、第2の絶縁層、及び表示素子を有し、
    前記第1の接着層は、前記第1の基板と前記第1の絶縁層の間に位置し、
    前記第2の接着層は、前記第2の基板と前記第1の絶縁層の間に位置し、
    前記第1の表示領域では、前記第2の絶縁層は、前記第1の絶縁層に接し、かつ、前記第1の絶縁層と前記第2の接着層の間に位置し、
    前記第1の表示領域では、前記表示素子は、前記第2の絶縁層と前記第2の接着層の間に位置し、
    前記可視光を透過する領域では、前記第1の絶縁層が、前記第2の接着層に接する、表示装置。
  2. 請求項1において、
    前記第1の絶縁層は、酸化物絶縁膜である、表示装置。
  3. 請求項1または2において、
    前記第2の絶縁層は、窒化物絶縁膜を有する、表示装置。
  4. 請求項1乃至のいずれか一において、
    前記第1の基板の屈折率と前記第1の接着層の屈折率の差は、0.20以下であり、
    前記第1の接着層の屈折率と前記第1の絶縁層の屈折率の差は、0.20以下であり、
    前記第2の接着層の屈折率と前記第1の絶縁層の屈折率の差は、0.20以下であり、
    前記第2の基板の屈折率と前記第2の接着層の屈折率の差は、0.20以下である、表示装置。
  5. 第1の表示パネル及び第2の表示パネルを有し、
    前記第1の表示パネルは、第1の表示領域と、可視光を透過する領域と、を有し、
    前記第2の表示パネルは、第2の表示領域と、可視光を遮る領域と、を有し、
    前記第1の表示領域は、前記可視光を透過する領域と隣接し、
    前記第2の表示領域は、表示を行う面側で、前記可視光を透過する領域と重なり、
    前記可視光を遮る領域は、前記第1の表示領域と重なり、
    前記第1の表示パネルは、第1の基板、第2の基板、第1の接着層、第2の接着層、第3の接着層、第1の絶縁層、第2の絶縁層、第3の絶縁層、第4の絶縁層、及び表示素子を有し、
    前記第1の接着層は、前記第1の基板と前記第1の絶縁層の間に位置し、
    前記第2の接着層は、前記第2の基板と前記第3の絶縁層の間に位置し、
    前記第3の接着層は、前記第1の絶縁層と前記第3の絶縁層の間に位置し、
    前記第1の表示領域では、前記第2の絶縁層が前記第1の絶縁層に接し、前記第4の絶縁層が前記第3の絶縁層に接し、かつ、前記第3の接着層は、前記第2の絶縁層と前記第4の絶縁層の間に位置し、
    前記第1の表示領域では、前記表示素子は、前記第2の絶縁層と前記第3の接着層の間に位置し、
    前記可視光を透過する領域では、前記第3の接着層が、前記第1の絶縁層及び前記第3の絶縁層に接する、表示装置。
  6. 請求項において、
    前記第1の絶縁層及び前記第3の絶縁層は、それぞれ酸化物絶縁膜である、表示装置。
  7. 請求項またはにおいて、
    前記第2の絶縁層及び前記第4の絶縁層は、それぞれ窒化物絶縁膜を有する、表示装置。
  8. 請求項乃至のいずれか一において、
    前記第1の基板の屈折率と前記第1の接着層の屈折率の差は、0.20以下であり、
    前記第1の接着層の屈折率と前記第1の絶縁層の屈折率の差は、0.20以下であり、
    前記第3の接着層の屈折率と前記第1の絶縁層の屈折率の差は、0.20以下であり、
    前記第2の基板の屈折率と前記第2の接着層の屈折率の差は、0.20以下であり、
    前記第2の接着層の屈折率と前記第3の絶縁層の屈折率の差は、0.20以下であり、
    前記第3の接着層の屈折率と前記第3の絶縁層の屈折率の差は、0.20以下である、表示装置。
  9. 請求項1乃至のいずれか一において、
    前記第1の基板及び前記第2の基板は、それぞれ可撓性を有する、表示装置。
  10. 請求項1乃至のいずれか一において、
    円偏光板を有し、
    前記第1の表示領域及び前記第2の表示領域は、表示を行う面側で、前記円偏光板と重なる、表示装置。
  11. 請求項1において、
    前記第1の基板及び前記第2の基板は、それぞれ光学等方性が高い基板である、表示装置。
  12. 請求項1乃至1のいずれか一において、
    前記第1の表示パネル及び前記第2の表示パネルは、それぞれ可撓性を有する、表示装置。
  13. 請求項1乃至1のいずれか一に記載の表示装置と、
    アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、または操作ボタンと、を有する、電子機器。
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