JP5074129B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は薄型ディスプレイに係り、特に一方向に曲げることが可能なフレキシブルディスプレイに関する。

液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等は、画面がフラットであるということで、モニタ、ＴＶ等でのフラットディスプレイとして需要が伸びてきた。一方、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等は画面がフラットであるという特徴のみならず、薄型で、重量が軽いために種々の分野で需要が拡大する可能性がある。すなわち、表示装置が薄いという特徴を生かして色々な場所へのディスプレイの設置が計画されている。

このような需要は、例えば、駅構内の円柱にディスプレイを取り付ける、あるいは、電車の壁と天井の境の曲面部にディスプレイを取り付ける等である。このような場所にディスプレイを取り付けるためには、ディスプレイが湾曲可能でなければならない。しかし、従来の液晶表示装置あるいは有機ＥＬ表示装置は一定の厚さを有するガラス基板に配線、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）、画素等を形成しているので、これらのディスプレイを湾曲させることは困難である。

基板をフレキシブルにするためには、例えば、プラスチック基板等を用いることが考えられるが、現在の技術ではプラスチック基板に直接ＴＦＴ等を形成することは困難である。「特許文献１」には、ＴＦＴをガラス基板上に形成し、ガラス基板上のＴＦＴをプラスチック基板に転写する技術が開示されている。そして、「特許文献１」にはガラス基板上にＴＦＴを転写するために、ＴＦＴの形状、接続線等を特別な形状とすることが記載されている。

特開２００５−９９４１０号公報

「特許文献１」に記載の技術では、ＴＦＴをガラス基板上に製作してプラスチック基板に転写するので、ＴＦＴをプラスチック基板上に配置することは出来る。しかし、「特許文献１」にはフレキシブルディスプレイを製作した後、ディスプレイを湾曲した時に、ディスプレイの各要素に加わる歪の問題については記載が無い。

すなわち、ディスプレイを湾曲させた場合、ディスプレイ基板の構成要素であるデータ線、走査線等に歪が加わり、この歪が大きくなるとデータ線、走査線等が断線してしまう。せっかく湾曲可能なディスプレイを製作しても湾曲することによってディスプレイが不良になるのは問題である。

フレキシブルディスプレイといってもあらゆる方向にフレキシブルでなければならないというディスプレイの需要はそれほど多くはない。現在では、例えば、駅の円柱に設置する等の場合は、一方向にのみフレキシブルで、他の方向はフレキシブルである必要は無いというディスプレイの需要も多くある。本発明は一方向に湾曲しても断線等を生じないフレキシブルディスプレイを実現することである。

本発明は以上の課題を解決するためになされたものである。すなわち、ＴＦＴ、データ線、走査線等は湾曲可能な薄いガラス基板上に形成する。そしてこのガラス基板は引っ張りあるいは圧縮応力を緩和する接着剤を介して高弾性率の基板に接着する。一方、データ線あるいは信号線は、湾曲する方向では、直線ではなく、クランク状、あるいは、Ｓ字上とすることによって歪が蓄積しないようにする。付帯的な手段は次のとおりである。

（１）第１の方向に延在し、第２の方向に配列するデータ線と、第２の方向に延在し、第１の方向に配列した走査線と、前記データ線と前記走査線とで囲まれた領域にＴＦＴと画素電極が形成されたＴＦＴ基板を有する、少なくとも一方向に湾曲することが出来る表示装置であって、前記ＴＦＴ基板は基材フィルムに接着層を介して接着していることを特徴とする表示装置。

（２）前記基材フィルムはポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリカーボネートのいずれかで形成されていることを特徴とする（１）に記載の表示装置。

（３）前記フィルム基材の物性は、寸法変化率が０．０４％以下、内部応力が４０ＭＰａ以下、弾性率が１〜１０ＧＰａであることを特徴とする（１）に記載の表示装置。

（４）前記接着剤は、ゴム系接着剤、あるいはゴム系粘着材であることを特徴とする（１）に記載の表示装置。

（５）前記接着剤は、エポキシ硬化成分とゴム系エラストマーからなる複合材料系であることを特徴とする（１）に記載の表示装置。

（６）前記接着剤はエポキシ樹脂系、ポリイミド樹脂系、あるいはフェノール樹脂系の熱硬化性樹脂とアクリルゴム、ＮＢＲ、エポキシ系ブタジエン、フェノキシ樹脂などの高分子の組み合わせたものであることを特徴とする（１）に記載の表示装置。

（７）前記接着剤の弾性率は１〜５００ＭＰａ、貯蔵弾性率は１０〜５０ＭＰａであることを特徴とする（１）に記載の表示装置。

（８）第１の方向に延在し、第２の方向に配列するデータ線と第２の方向に延在し、第１の方向に配列したセレクト線と、前記データ線と前記セレクト線とで囲まれた領域にＴＦＴと有機ＥＬ層が形成されたＴＦＴ基板を有する、前記第１の方向に湾曲することが出来る有機ＥＬ表示装置であって、前記データ線は前記第１の方向の部分と前記第１の方向とは異なる方向の部分とが特定ピッチで接続されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。

（９）前記第１の方向と異なる方向は前記第２の方向であることを特徴とする（８）に記載の有機ＥＬ表示装置。

（１０）前記第２の方向は前記第１の方向と前記第２の方向の中間であることを特徴とする（８）に記載の有機ＥＬ表示装置。

（１１）前記データ線の前記第１の方向の部分は０．５ｍｍ以下であることを特徴とする（８）に記載の有機ＥＬ表示装置。

（１２）第１の方向に延在し、第２の方向に配列するデータ線と第２の方向に延在し、第１の方向に配列したセレクト線と、前記データ線と前記セレクト線とで囲まれた領域にＴＦＴと有機ＥＬ層が形成されたＴＦＴ基板を有する、前記第２の方向に湾曲することが出来る有機ＥＬ表示装置であって、前記セレクト線は前記第２の方向の部分と前記第２の方向とは異なる方向の部分とが特定ピッチで接続されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。

（１３）前記セレクト線の前記第２の方向の部分は０．５ｍｍ以下であることを特徴とする（１２）に記載の有機ＥＬ表示装置。

（１４）第１の方向に延在し、第２の方向に配列するデータ線と第２の方向に延在し、第１の方向に配列した走査線と、前記データ線と前記走査線とで囲まれた領域にＴＦＴと画素電極が形成されたＴＦＴ基板を有する、前記第１の方向に湾曲することが出来る液晶表示装置であって、前記データ線は前記第１の方向の部分と前記第１の方向とは異なる方向の部分とが特定ピッチで接続されていることを特徴とする液晶表示装置
（１５）前記第１の方向と異なる方向は前記第２の方向であることを特徴とする（１４）に記載の液晶表示装置。

（１６）前記第２の方向は前記第１の方向と前記第２の方向の中間であることを特徴とする（１４）に記載の液晶表示装置。

（１７）前記データ線の前記第１の方向の部分は０．５ｍｍ以下であることを特徴とする（１４）に記載の液晶表示装置。

（１８）第１の方向に延在し、第２の方向に配列するデータ線と第２の方向に延在し、第１の方向に配列した走査線と、前記データ線と前記走査線とで囲まれた領域にＴＦＴと画素電極が形成されたＴＦＴ基板を有する、前記第２の方向に湾曲することが出来る液晶表示装置であって、前記走査線は前記第２の方向の部分と前記第２の方向とは異なる方向の部分とが特定ピッチで接続されていることを特徴とする液晶表示装置。

（１９）前記走査線の前記第２の方向の部分は０．５ｍｍ以下であることを特徴とする（１８）に記載の液晶表示装置。

（２０）第１の方向に延在し、第２の方向に配列するデータ線および電源線と第２の方向に延在し、第１の方向に配列したセレクト線と、前記データ線と前記セレクト線とで囲まれた領域にＴＦＴと有機ＥＬ層が形成されたＴＦＴ基板を有する、前記第１の方向に湾曲することが出来る有機ＥＬ表示装置であって、前記電源線の複数の配線が前記ＴＦＴ基板の端子付近においては、纏まった幅の大きい電源線となり、前記電源線には複数の開口が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。

（２１）第１の方向に延在し、第２の方向に配列するデータ線と第２の方向に延在し、第１の方向に配列した走査線と、前記データ線と前記走査線とで囲まれた領域にＴＦＴと画素電極が形成され、前記画素電極と対向するコモン電極と前記コモン電極と接続する配線を備えたＴＦＴ基板を有し、前記第１の方向に湾曲することが出来る液晶表示装置であって、前記コモン電極と接続する配線には複数の開口が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。

本発明によれば、薄いガラス基板上にＴＦＴ、配線、画素等を形成し、この薄いガラス基板を引っ張りあるいは圧縮応力を緩和する接着剤を介して高弾性率の基板に接着するので、ガラス基板、およびその上に形成されたＴＦＴ、配線、画素等に対するストレスを小さくすることが出来る。

また、ディスプレイを曲げる方向には、配線を直線ではなく、クランク状、あるいはＳ字状とするので、配線に対する歪が蓄積されることが無い。ディスプレイを曲げる方向への配線の直線の長さを一定値以下に抑えることにより、配線に蓄積する歪を配線が断線する限度以下に抑えることが出来る。

本発明によれば、一方向にフレキシブルな信頼性の高いディスプレイを実現することが出来る。

実施例にしたがって、本発明の詳細な内容を開示する。

図１は本発明の表示装置の外観図である。図１において、ディスプレイ１００はＡ方向には自由に湾曲することが出来る。一方、Ｂ方向には湾曲しない。このため、図１のディスプレイ１００の短辺には固定フレームが設置されている。このようなディスプレイ１００を駅の円柱等に設置するような場合は、ディスプレイ１００のＡ方向を円柱に巻きつけることになる。

図２は図１のディスプレイの画素配置および配線の例である。図２のＡ方向およびＢ方向は図１のＡ方向、Ｂ方向と一致している。すなわち、図２のＡ方向には湾曲可能であり、図２のＢ方向は湾曲されることを想定していない。図２において、Ｒは赤画素、Ｇは緑画素、Ｂは青画素を示している。図２においてはＲ、Ｇ、Ｂはモザイク状に配列している。ただし、本発明の画素の配置はモザイク状に限定されない。

図２において、Ａ方向にはデータ線１１が延在している。データ線１１は画素の配置に伴ってクランク状に折れ曲がっている。データ線１１がこのように折れ曲がっているために、Ａ方向への直線距離は各画素の長さｈである。なお、各画素の幅はｗである。本実施例においては、画素をモザイク状に配列しているので、各画素のｈとｗは等しい。ディスプレイをＡ方向に湾曲させた場合、データ線１１に歪が生ずるが、この歪はＡ方向の直線距離に比例して蓄積される。図２においては、データ線１１に蓄積される歪の量はデータ線１１の長さｈの分だけですむので、歪を小さく抑えることが出来、湾曲したときのデータ線１１の断線を防止することが出来る。

図２において、Ｂ方向には走査線１３１（有機ＥＬ表示装置ではセレクト線あるいはリセット線）が直線状に配置されている。Ｂ方向にはディスプレイは湾曲されることを想定していないので、走査線１３１には歪が生じない。したがって、歪が蓄積されることは無いので、走査線１３１はクランク状に屈曲させずに、直線のままである。

本発明におけるディスプレイは液晶表示装置でも有機ＥＬ表示装置でもよい。液晶表示装置は画像を形成するためにＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の２枚の基板を必要とするが、有機ＥＬ表示装置はＴＦＴ基板だけに配線、ＴＦＴ、有機ＥＬ素子等を設置することが出来る。以後の説明は有機ＥＬ表示装置を例にとって説明するが、液晶表示装置についても同様に適用することが出来る。

図３は本実施例の有機ＥＬ表示装置の断面図である。図３は有機ＥＬ層５０で生じた光が図３の矢印の方向、すなわち、ＴＦＴ基板３あるいはフィルム基材１側に向かう、いわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。本実施例の有機ＥＬ表示装置は薄いＴＦＴ基板３にＴＦＴ、データ線１１、電力線１２、セレクト線１３、リセット線１４、有機ＥＬ層５０等が形成されており、この薄いＴＦＴ基板３を接着剤を用いてフィルム基材１に貼り付ける。ここで、ＴＦＴ基板３の厚さは５０μｍ程度である。ＴＦＴ基板３はＴＦＴ等を形成したあと、機械研磨および化学研磨によって５０μｍ程度まで薄くする。ＴＦＴ基板３の厚さが５０μｍ程度であれば、曲率半径が３０ｍｍ程度には容易に曲げることが出来る。

ＴＦＴ基板３には有機ＥＬ層５０、およびこれを駆動するＴＦＴ等が形成されている。図３において、ＴＦＴ基板３上にはまず、下地膜４１がコーティングされる。下地膜４１はＳｉＮおよびＳｉＯ_２の２層構造の場合もある。ガラスからの不純物が半導体層４２を汚染することを防止するためである。下地膜４１の上にはＴＦＴを形成するための半導体層４２が約５０ｎｍ程度の厚さで形成される。

半導体層４２を覆ってゲート絶縁膜４３がコーティングされる。ゲート絶縁膜４３は一般にはＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）によるＳｉＯ_２によって形成される。半導体層４２およびゲート絶縁膜４３の上にはゲート電極４４が形成される。ゲート電極４４はセレクト線１３等と同層で形成される。すなわち、セレクト線１３等の形成と同時に形成される。ゲート電極４４はＡｌを主体とし、上下がＭｏによって覆われている。Ａｌは軟らかい金属であり、Ｍｏは硬い金属である。このように、軟らかい金属と硬い金属の積層構造とすると、曲げのストレスに対して強くなる。

すなわち、軟らかい材料はストレスを吸収しやすいが、一箇所が大きく変形しやすい。変形が大きすぎると元に戻れなくなるので、変形は全体に均一に分散する必要がある。硬い材料と軟らかい材料を積層することによって、変形を全体的に分散し、折れ曲がりなど、特定場所が極端に変形することを防止することが出来る。なお、ＡｌをＭｏによってサンドイッチすることによって、Ａｌのヒロック防止、ＡｌとＩＴＯが接触したときにＡｌが酸化することによる接触不良の防止等の効果もある。

ゲート電極４４を覆ってＳｉＮによる層間絶縁膜４５がコーティングされる。層間絶縁膜４５はセレクト線１３等とデータ線１１を絶縁するためのものである。層間絶縁膜４５の上にはドレイン電極４６が形成される。ドレイン電極４６は、層間絶縁膜４５およびゲート絶縁膜４３に形成されたスルーホールを介して半導体層４２のドレインと接続する。

ドレイン電極４６はデータ線１１と同層で形成される。すなわち、データ線１１と同一のプロセスで形成される。ドレイン電極４６はＡｌを主体として、上下をＭｏで覆っている。軟らかいＡｌと硬いＭｏを積層することによって、曲げストレスに強い構造とすることが出来ることは先に説明したとおりである。データ線１１はセレクト線等と比べて流れる電流量が大きいために、セレクト線１３等よりも膜厚を大きくしている。膜厚が大きいと曲げたときの歪が大きいので、積層構造はセレクト線１３等の場合よりも効果が大きい。

ドレイン電極４６を覆って、ＴＦＴを保護するためのパッシベーション膜４７が形成される。パッシベーション膜４７は無機パッシベーション膜と有機パッシベーション膜の２層構造にすることもある。無機パッシベーション膜はＳｉＮで形成され、有機パッシベーション膜はポリイミド樹脂あるいはアクリル樹脂で形成される。有機パッシベーション膜は１〜２μｍの厚さで形成され、表面を平坦化する作用もある。

パッシベーション膜４７の上には有機ＥＬ層５０に信号を与えるための下部電極４８が透明導電膜であるＩＴＯによって形成される。下部電極４８およびパッシベーション膜４７の上には、画素を分離するためのバンク４９が形成される。バンク４９はポリイミドあるいはアクリル等の樹脂で形成されるが、ＳｉＮ等の無機膜で形成される場合もある。バンク４９とバンク４９の間には下部電極４８上に有機ＥＬ層５０が形成される。

有機ＥＬ層５０は画素毎にマスク蒸着等によって形成される。有機ＥＬ層５０は複数の層から成っている。有機ＥＬ層５０の上には有機ＥＬ層５０に電流を供給するための上部電極５１がＡｌ、あるいはＡｌ合金等によって形成される。上部電極５１は電気抵抗が小さく、かつ反射率の高い金属でなければならない。有機ＥＬ層５０で発光した光を図３の矢印の方向に反射しなければならないからである。

図４は有機ＥＬ層５０の模式断面図である。本実施例における有機ＥＬ層５０は５層構造になっている。図４において、透明電極である下部電極４８の上にホール注入層５０１が５０ｎｍ、ホール輸送層５０２が４０ｎｍ、発光層５０３が２０ｎｍ、電子輸送層５０４が２０ｎｍ、電子注入層５０５が０．５ｎｍの厚さで形成される。これらの層はマスク蒸着で形成され、トリス（８−キノリノール）アルミニウム等の有機物で構成されている。

有機ＥＬ層５０は水分によって特性が劣化する。すなわち、水分が存在すると発光特性が劣化するので、水分の浸入を抑える必要がある。このため、表示装置の有機ＥＬ層５０が形成されている側全体を封止フィルム８で覆う。封止フィルム８は有機材料を使用することが出来る。有機材料は水分を透過するので、本実施例では封止フィルム８の内側にバリア層６を設けている。バリア層６は１２ミクロンのＡｌ箔を封止フィルム８の内側に接着したものである。

バリア層６としては、Ａｌ箔の他に、２０μｍ〜５０μｍのガラス箔を封止フィルム８に貼り付けても良い。あるいは、封止フィルム８にＳｉＯ_２とＡｌ_２Ｏ_３を共蒸着で製膜したもの、ＳｉＯ_２膜またはＳｉＮ膜をＣＶＤ法で封止フィルム８に製膜したものを用いることが出来る。

封止フィルム８全体は表示装置の周辺において、接着剤によってＴＦＴ基板３に貼り付けられ、有機ＥＬ表示装置全体が封止されて水分から保護される。図３において、有機ＥＬ層５０の上部電極５１と封止フィルム８のバリア層６との間には０．１ｍｍから０．２ｍｍ程度のギャップが存在している。

以上のようにしてＴＦＴ、有機ＥＬ層５０等が形成されたＴＦＴ基板３は接着層２を介してフィルム基材１に貼り付けられる。フィルム基材１の厚さは１００μｍ程度である。本実施例における有機ＥＬ表示装置の強度は主としてフィルム基材１が担う。ＴＦＴは比較的硬い無機物から出来ているので、寸法変化に弱く、引っ張ると断裂し、押し縮めると座屈してしまう。したがって、フィルム基材１は硬く、寸法変化が少ないことが必要である。すなわち、フィルム基材１は弾性率が高く、外力で伸び縮みの少ない材料を用いる。

フィルム基材１の物性としては、低寸法変化率、具体的には０．０４％以下、低内部応力、具体的には４０ＭＰａ以下、高弾性率、具体的には１〜１０ＧＰａ程度である必要がある。このような特性を有するプラスチックフィルムとしては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエステル、ポリカーボネート等が挙げられる。ここで、本ディスプレイを曲率半径Ｒで巻き取ると仮定する。フィルム膜厚をＤとすると一周ごとにＤπ歪み、単位長さ当たりの歪みとしてはＤ／２Ｒになるので、フィルムは薄いほど歪が少なくなる。

フィルム基材１を薄くしても曲げに伴ってフィルム表面には圧縮あるいは引っ張りの応力が発生する。その応力を緩和するために、接着層２は低弾性率で、特に貯蔵弾性率が小さい、すなわち、変形しやすい特性を有することが望ましい。ここで、低弾性率とは、曲げたときに力が加わらないことを意味し、貯蔵弾性率が低いとは、曲げたあとに元に戻らない性質を有することをいう。すなわち、ディスプレイを曲げた場合、接着層２ですべることによって、ＴＦＴ基板３および、ＴＦＴ、配線等に加わる応力が小さくなる作用を持たせている。

接着剤の弾性率としては、１〜５００ＭＰａであり、貯蔵弾性率としては１０〜５０ＭＰａの範囲であることが好ましい。このような特性を有する接着剤として、ゴム系接着剤、あるいはゴム系粘着材等が挙げられる。エポキシ硬化成分とゴム系エラストマーからなる複合材料系もエラストマー部分が滑って応力を緩和するので好ましい。

ゴム系ではなく、低分子量エポキシ樹脂（分子量５０００以下）を含有させても良い。同様な混合系接着剤としては他に、エポキシ樹脂系、ポリイミド樹脂系、あるいはフェノール樹脂系などの熱硬化性樹脂とアクリルゴム、ＮＢＲ、エポキシ系ブタジエン、フェノキシ樹脂などの高分子の組み合わせも効果がある。ポリイミド系、ポリアミド系接着剤も用いることが可能であるが、その場合も架橋成分と、非架橋のエラストマー成分からなることが望ましい。また、多孔質ポリマーに接着性、融着性の樹脂を含浸させたシートも同様の効果を有する。

以上のような形態であれば、フィルム基材１が薄いので、曲げによる歪みは少なくでき、また、接着層２の変形により、歪をかなり吸収することが出来る。歪を吸収するためには、接着層２の厚さは厚いほうが良いが、接着層２が厚くなると、曲げによる変化量そのものが増えてしまう。接着層２で吸収できる歪は接着層２の厚さの２〜５％であり、これに対応するフィルム基材１の厚さは、フィルムの強度も考慮すれば１００から５０μｍである。

以上のように、表示装置全体として、硬い材料であるフィルム基材１と軟らかい材料である接着層２とを積層することによって曲げに強いフレキシブルな表示装置を実現することが出来る。以上は表示装置の積層構造によって曲げによる応力、歪等を対策する構成を説明した。本発明では、このような積層構造のみでなく、配線等の平面的は配置方法によっても曲げによる応力、歪を対策する。

フレキシブルディスプレイを曲げた場合、歪は構造物のみでなく、ＴＦＴ基板３上に形成された配線等にも歪が発生する。配線の歪が大きくなると断線する。ＴＦＴ基板３上に形成された配線に生ずる歪を考慮した場合、長い配線では歪が積算されるので歪を吸収することが出来なくなる。ディスプレイを曲げた場合、接着層２で吸収できるのは、接着層２の厚さの２〜５％である。

例えば、直径３０ｍｍの円柱に巻きつけると仮定すると、フィルム基材１が１００μｍ、接着層２が５０μｍの場合、歪の割合は０．５％であるが、これは一周あたり４７０μｍ歪むことになる。ここで、フィルム基材１の厚さ１００μｍと接着層２の厚さ５０μｍの合計の厚さは０．１５ｍｍであるから、０．１５／３０＝０．５％となる。また、０．５％×３０ｍｍ×π＝０．４７ｍｍである。このように大きな歪が配線に加わると断線する。

すなわち、ＴＦＴ基板３上に形成された配線に生ずる歪を考慮した場合、長い配線では歪みが積算されるために、歪みを吸収しきれなくなる。断線を防止するため、歪の量を接着層２の厚さ５０μｍの５％である２．５μｍ以下に抑えるためには、配線の長さは０．５ｍｍ以下としなければならない。これは図２に示すような配線パターンにおいて、縦方向のデータ線１１の長さｈを０．５ｍｍ以下にすればよいことを意味する。

本実施例における有機ＥＬ表示装置の画素部の駆動回路を図５に示す。図５において、特定画素のリセット線１４が選択されると、データ線１１の信号に対応した電荷がキャパシタ１５に蓄積される。この期間はセレクト線１３は選択されず、トランジスタ１８はオフになっている。リセット用トランジスタ１６はＯＮとなっており、発光調整用のトランジスタ１７のゲートとドレインがショートされる。これによってキャパシタ１５には発光調整用のトランジスタ１７のスレッショルド電圧にかかわらず、信号電圧を反映した電荷が蓄積される。このようにして、全画素にデータ信号を書き込んだあと、セレクト線１３をＯＮして有機ＥＬ層５０を発光させる。有機ＥＬ層５０に流れる電流は発光調整用トランジスタ１７によって、制御され、発光調整用トランジスタ１７はキャパシタ１５に蓄積された電荷を反映した電流を有機ＥＬ層５０に流す。

図６は図５に示す駆動回路の具体的なレイアウトパターンである。図６において、データ線１１と電力線１２が縦に、セレクト線１３およびリセット線１４が横に走っている。画素当たりの回路はデータを記録するキャパンシタ１５、リセット用トランジスタ１６、発光調整用トランジスタ１７、信号書き込み中に発光を停止させるトランジスタ１８からなっている。図６において、発光を停止させるトランジスタ１８のドレインは有機ＥＬ層５０の下部電極４８と接続している。なお、本実施例において、有機ＥＬ表示装置の画素電極という場合は有機ＥＬ層５０の下部電極４８をさすものとする。

ここで重要な点は、データ線１１はクランク状に屈曲していることである。したがって、Ａ方向に曲げた場合、データ線１１に蓄積される歪の量は下部電極４８と平行な長さの部分だけであるので、歪は小さくすることが出来る。電力線１２はデータ線１１とほぼ平行に配置されている。電力線１２からの電流は発光調整用トランジスタ１７、発光停止用トランジスタ１８を介して下部電極４８と接続する。電力線１２もクランク状に屈曲している。したがって、電力線１２には歪の蓄積は画素電極と平行な部分だけになり、断線することは無い。ここで、電力線１２の下部電極４８と平行な部分の長さは０．１４１ｍｍ程度であり、上記歪の限界値を決める線の長さ０．５ｍｍよいも小さい。

一方、セレクト線１３および、リセット線１４は屈曲していない。本実施例ではＢ方向には表示装置を湾曲させることは想定していないので、セレクト線１３およびリセット線１４は直線のままでも歪が蓄積されることは無い。なお、有機ＥＬ表示装置では、液晶表示装置における走査線とは厳密には異なる。しかし、有機ＥＬ表示装置におけるセレクト線１３およびリセット線１４はいずれも行方向の画素を選択するという機能は走査線と同様である。この意味ではセレクト線１３、リセット線１４のいずれを走査線と呼んでもよいが、便宜上、有機ＥＬ表示装置では走査線はセレクト線１３を指すことにする。

図７は図６のデータ線１１、電力線１２、セレクト線１３、リセット線１４のみ取り出した図である。データ線１１および電力線１２はクランク状に屈曲している。Ａ方向にディスプレイは曲げられることを想定している。データ線１１あるいは電力線１２のＡ方向への直線距離はｈであり、この値は０．１４１ｍｍ程度であるため、この長さにおける歪の蓄積は小さい。０．１４１ｍｍの０．５％の歪は０．７μｍに相当し、接着層２の厚さ５０μｍの５％である２．５μｍよりも遥かに小さい値である。

図７において、セレクト線１３、リセット線１４は屈曲しておらず、直線のままである。本実施例においては図７のＢ方向へディスプレイを湾曲することは想定していないからである。なお、ディスプレイを図７のＡ方向には湾曲させず、Ｂ方向に湾曲させる場合は、図７のセレクト線１３あるいはリセット線１４を屈曲させてデータ線１１あるいは電力線１２を直線のままとしても良い。

以上の実施例では、データ線１１あるいは電力線１２をクランク状に屈曲させて配線に生ずる歪の蓄積を緩和している。配線の歪の緩和はデータ線１１等をクランク状に屈曲する場合に限らない。図８および図９は本実施例の第２の実施形態である。図８において、画素Ｒ、Ｇ、Ｂ等がＢ方向に並んで配置されている。Ａ方向には同一色の画素が配置されている。

図９において、Ａ方向での画素と画素の間ではデータ線１１が斜め配線となっている。斜め配線とすることによってＡ方向に曲げた場合のデータ線１１での歪の蓄積を防止することが出来る。画素と画素の間の領域はキャパシタ、各種ＴＦＴを配置することが出来る。

図８では各画素毎にデータ線１１はＡ方向に延在している。各画素はデータ線１１から画像データを取り込むが、このためのＴＦＴ等を含むスイッチング素子Ｓは図９に示すように、縦方向に見ると互い違いに配置されることになる。同じ色の画素は同じデータ線１１から取り込む必要があるからである。図８においては、電力線１２は省略されているが、基本的にはデータ線１１と同様な配置となる。

図９は図８のデータ線１１、およびセレクト線１３、リセット線１４の配置のみを記載したものである。図９においてＡ方向の画素ピッチｈは１４１μｍ、Ｂ方向の画素ピッチｗは４７μｍである。セレクト線１３とリセット線１４の間は画素と画素の遷移領域であり、この部分のデータ線１１は斜め配線となっている。これによって、データ線１１への歪の蓄積を防止することが出来る。この場合は、画素電極と平行なデータ線１１の長さは１４１μｍよりもさらに小さくなる。図９において、電力線１２は描かれていないが、基本的にはデータ線１１と平行に配置される。

図１０および図１１は本実施例の第３の実施形態を示す。図１０は画素配置である。図１０において縦長の画素Ｒ、Ｇ、ＢがＢ方向に順に配置されている。一方、Ａ方向には同じ色の画素が配列している。Ａ方向への画素のピッチｈは１４１μｍ、Ｂ方向への画素のピッチｗは４７μｍである。

図１１は図１０の画素配置に対応するデータ線１１および信号線のレイアウトである。図１１では図をわかりやすくするためにデータ線１１およびセレクト線１３のみ描いている。図１１において、データ線１１はＡ方向に画素毎にクランク状に屈曲している。クランク状に屈曲させることによってディスプレイを湾曲させた場合にデータ線１１に歪が蓄積するのを防止している。Ａ方向の画素ピッチは１４１μｍであるから、この程度の長さであれば、歪によってデータ線１１が断線することは無い。

図１１のように、データ線１１をクランク状に屈曲することに対応して、各画素にデータを取り込むＴＦＴ等によるスイッチング素子ＳはＡ方向に互い違いに配置される。同一色の画素には同一のデータ線１１から信号を供給する必要があるからである。図１１では電力線１２は省略されているが、基本的にはデータ線１１と平行に、かつクランク状にレイアウトされる。

図１１において、セレクト線１３はＢ方向に直線的に延在している。本実施例ではＢ方向には湾曲することを想定していないので、セレクト線１３は直線であっても歪が蓄積されることは無い。図１１において、リセット線１４は省略されているが、基本的にはセレクト線１３と平行にＢ方向に直線的に延在する。

図１２は本実施例の第４の実施形態を示す画素構造である。本実施形態では画素は６角形をしている。画素をモザイク状に配置する場合は、画素の形を６角形とすると細密充填とすることが出来る。画素電極も６角形に近い形となるが、画素電極を迂回してデータ線１１、セレクト線１３等がレイアウトされることになる。

図１３は図１２の画素配置におけるセレクト線１３および、データ線１１の形状を示すものである。図１３（ａ）はセレクト線１３の形状を示すものである。セレクト線１３はＢ方向に延在するが、６角形の画素を迂回する形で波状となっている。本ディスプレイはＢ方向には湾曲することを想定していないので、セレクト線１３は基本的には直線でも歪が蓄積されることは無いが、画素電極を迂回するために波状となっている。リセット線１４は図１３（ａ）には記載されていないが、基本的にはセレクト線１３と同様に波状に形成して、画素電極を迂回する。

図１３（ｂ）は図１２の画素配置に対応するデータ線１１の形状である。データ線１１は画素電極を迂回するように、縦線と斜め線をつないだクランク状のレイアウトとなっている。画素電極にデータ信号を供給するＴＦＴ等によるスイッチング素子Ｓはデータ線１１とはＡ方向に互い違いに接続されている。同一画素には同一のデータ線１１からデータ信号を供給するためである。

図１３（ｂ）において、Ａ方向の直線部分はＡ方向の画素ピッチｈよりも小さい。したがって、ディスプレイを湾曲させた場合に、データ線１１に蓄積する歪は小さく抑えることが出来る。電力線１２は図１３には記載されていないが、基本的にはデータ線１１と平行に、クランク状にレイアウトされる。

以上の実施例ではデータ線１１あるいは電力線１２に対して、クランク状あるいは斜め配線として配線に歪が蓄積しない構成とした。これはデータ線１１あるいは電力線１２の延在方向にディスプレイを曲げると仮定したからである。一方、セレクト線１３あるいはリセット線１４の延在方向にディスプレイを曲げる場合もある。この場合は、セレクト線１３あるいはリセット線１４をクランク状あるいは斜め配線とする構成をとることが出来る。

データ線１１、あるいは電力線１２には大きな電流が流れるので配線を厚くしなければならない。配線が厚いと配線に対する歪も大きくなり、その分、断線の危険も大きくなる。一方、セレクト線１３あるいはリセット線１４はＴＦＴのゲートに電圧を印加するだけであり、大きな電流は流れないので、配線を厚くする必要は無い。しがって、データ線１１の方向にはディスプレイを曲げず、セレクト線１３あるいはリセット線１４の方向にディスプレイを曲げるような構成とし、かつ、セレクト線１３あるいはリセット線１４を歪が蓄積しないような、クランク状あるいは斜め配線とすることによって、断線の危険をさらに小さくすることが出来る。

以上の実施例では、ＴＦＴはＴＦＴ基板３上に形成されるとして説明したが、ＴＦＴを先ずＴＦＴ基板３上に形成して、それをフィルム基材１に転写する場合にも、データ線１１、電力線１２等を歪が蓄積しないように、クランク状、あるいは、斜め配線状にレイアウトすれば、湾曲した場合の配線の断線を防止することが出来る。

有機ＥＬ表示装置の表示領域２００ではデータ線１１、電力線１２、セレクト線１３、リセット線１４等は一定の幅で延在し、配列している。上記のうち、電力線１２等はＴＦＴ基板３の端部に形成された端子部付近においては、複数の電力線１２を纏めて電流を供給するので、端子付近では幅は非常に大きくなる。幅が大きくなると、湾曲した場合、配線自体に発生するストレスが大きくなり、これによる断線の危険が大きくなる。

特に端子部ではＴＡＢ、ＦＰＣ、ＣＯＰなどと接続するので、ディスプレイを曲げた場合に、端子部付近の配線に発生する応力が他の部分に比べて大きい。すなわち、端子部付近では、配線の幅が大きいことによる配線自体によるストレスとＴＡＢ等によるストレスの両方が係るために、断線の危険が大きい。本実施例では。この端子部付近の配線のストレスを緩和する構成を与えるものである。

図１４は端子部付近の配線の例である。図１４において、端子付近の配線６０はＡ方向に延在している。また、ディスプレイはＡ方向に湾曲すると仮定している。図１４において、端子付近の配線６０には開口６１が一定ピッチで形成されている。この開口６１が形成されているために、ディスプレイを湾曲した場合も、端子付近の配線６０のＡ方向への歪の蓄積は小さく抑えることが出来る。すなわち、開口６１が形成されているために、端子付近の配線６０の場所によっては、歪が蓄積する長さはｈ１の部分だけとなる。他の場所によっては歪が蓄積する長さはｈ２である。図１３からわかるように、歪が蓄積された場合も、断線を起こさない範囲の歪となるようにｈ１、ｈ２の長さを選定することによって、ディスプレイを湾曲することによる断線は防止することが出来る。

図１５は本実施例による端子付近の配線６０の他の例である。図１４において、ディスプレイはＡ方向に湾曲すると仮定している。端子付近の配線６０はＡ方向に延在している。図１５において、端子付近の配線６０には縦方向と横方向のレーストラック状の開口６１が規則的に形成されている。このような開口６１を形成することによって、湾曲によって生ずる端子付近の配線６０に蓄積する歪を小さくすることが出来る。すなわち、図１５の端子付近の配線６０では、ある領域では歪の蓄積は長さｈ１分である。他の領域では、歪の蓄積は長さｈ２分である。図１４からわかるように、歪が蓄積された場合も、断線を起こさない範囲の歪となるようにｈ１、ｈ２の長さを選定することによって、ディスプレイを湾曲することによる断線は防止することが出来る。

以上は有機ＥＬ表示装置について説明したが、液晶表示装置についても同様に適用することが出来る。例えば、実施例２において、幅の広い端子付近の配線６０は液晶表示装置においては、コモン電極に電流を供給する端子が該当する。

本発明の表示装置の外観図である。 本発明の画素配置の例である。 本発明の有機ＥＬ表示装置の断面図である。 有機ＥＬ層の断面模式図である。 有機ＥＬ表示装置の画素部の等価回路である。 本発明の有機ＥＬ表示装置の画素部のレイアウトである。 実施例１の配線の模式図である。 実施例１の他の形態の画素配置図である。 図８のデータ線とセレクト線の配置図である。 実施例１の第３の形態の画素配置図である。 図１０のデータ線の配置図である。 実施例１の第４の形態の画素配置図である。 図１２の画素配置における配線図である。 実施例２の端子付近の配線の平面図である。 実施例２の端子付近の配線の他の平面図である。

符号の説明

１…フィルム基材、 ２…接着層、 ３…ＴＦＴ基板、 ６…バリア層、 ８…封止フィルム、 １１…データ線、 １２…電力線、 １３…セレクト線、 １４…リセット線、 １５…キャパシタ、 １６…リセット用トランジスタ、 １７…発光調整用トランジスタ、 １８…発光停止トランジスタ、 １９…画素電極、 ５０…有機ＥＬ層、 ６０…端子付近の配線、 ６２…開口、 １００…ディスプレイ、 １３１…走査線、 ２００…表示領域。

Claims (8)

1. 第１の方向に延在し、第２の方向に配列するデータ線と、第２の方向に延在し、第１の方向に配列した走査線と、前記データ線と前記走査線とで囲まれた領域にＴＦＴと画素電極が形成されたＴＦＴ基板を有する、少なくとも一方向に湾曲することが出来る表示装置であって、
   前記ＴＦＴ基板はフィルム基材に接着層を介して接着し、
   前記フィルム基材はポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリカーボネートのいずれかで形成され、
   前記フィルム基材の物性は、寸法変化率が０．０４％以下、内部応力が４０ＭＰａ以下、弾性率が１〜１０ＧＰａであり、
   前記接着層の弾性率は１〜５００ＭＰａ、貯蔵弾性率は１０〜５０ＭＰａであることを特徴とする表示装置。
2. 前記表示装置は前記第１の方向に湾曲することができ、
   前記データ線は前記第１の方向の部分と前記第１の方向とは異なる方向の部分とが特定ピッチで接続されていることを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記表示装置は前記第２の方向に湾曲することができ、
   前記走査線は前記第２の方向の部分と前記第２の方向とは異なる方向の部分とが特定ピッチで接続されていることを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記接着層は、ゴム系接着剤、あるいはゴム系粘着材であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の表示装置。
5. 前記接着層は、エポキシ硬化成分とゴム系エラストマーからなる複合材料系であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の表示装置。
6. 前記接着層はエポキシ樹脂系、ポリイミド樹脂系、あるいはフェノール樹脂系の熱硬化性樹脂とアクリルゴム、ＮＢＲ、エポキシ系ブタジエン、フェノキシ樹脂などの高分子の組み合わせたものであることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の表示装置。
7. 前記ＴＦＴ基板は、ガラス基板であることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の表示装置。
8. 前記フィルム基材の厚さは、前記ＴＦＴ基板の厚さよりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の表示装置。

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