(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0021】
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。
【0022】
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又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。
【0023】
なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
【0024】
なお、本明細書等における「第1」、「第2」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。
【0025】
(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の構成例について、図面を参照して説明する。
【0026】
[構成例1]
図1(A)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100の上面概略図である。また、
図1(B)、(C)は、それぞれ
図1(A)に示す一点鎖線X1−X2、X3−X4に対応する断面模式図の一例である。
【0027】
表示パネル100は表示領域101と、表示領域101に隣接して、可視光を透過する領域110と、可視光を遮る領域120と、を備える。また、
図1(A)では、表示パネル100にFPC(Flexible Printed Circuit)112が設けられている例を示す。
【0028】
表示領域101は、表示を行う機能を有する。具体的には、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可能である。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、代表的には有機EL素子などの発光素子、または液晶素子等を用いることができる。
【0029】
図1(B)は表示領域101の断面模式図の一例である。表示パネル100はバリア層105およびバリア層115で発光素子130を挟持する構成となっている。また、発光面側にあるバリア層105は、接着層104を介して発光素子130上に設けられ、表示パネル100の表面に露出している。なお、ここでは表示素子の一例として有機EL素子である発光素子130を示している。
【0030】
図1(B)では表示パネル100はトランジスタ160を有する構成としているが、トランジスタを有していなくてもよい。また、表示パネル100は接着層118を介して基板108が設けられているが、表示パネル100が基板108を有していなくてもよい。また、バリア層105上にも基板を設ける構成、すなわち表示パネル100が一対の基板で挟持された構成としてもよい。また、表示パネル100がバリア層115を有さず、例えば基板108上にトランジスタ160等を設ける構成としてもよい。
【0031】
表示パネル100は、可撓性を有することが好ましい。そのために、基板108が可撓性を有することが好ましい。表示パネル100が可撓性を有することで、複数の表示パネル100を組み合わせる自由度を高くすることができる。
【0032】
領域110には、例えば表示パネル100を構成する一対のバリア層、及び当該一対のバリア層に挟持された表示素子を封止するための封止材などが設けられていてもよい。このとき、領域110に設けられる部材には、可視光に対して透光性を有する材料を用いる。領域110の可視領域(波長が350nm以上750nm以下)の光に対する透過率の平均が70%以上であれば好ましく、80%以上であればより好ましく、90%以上であればさらに好ましい。
【0033】
図1(C)は領域110の断面模式図の一例である。バリア層105、バリア層115、接着層104、接着層118、および基板108は可視光に対して透光性を有する。また、表示領域101においてトランジスタ160を構成する層や発光素子130とトランジスタ160の間に位置する層が領域110に延在する場合は、それらの層も可視光に対して透光性を有する。
【0034】
領域120には、例えば表示領域101に含まれる画素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、信号線駆動回路等)が設けられていてもよい。また、領域120はFPC112と電気的に接続する端子(接続端子ともいう)や、当該端子と電気的に接続する配線等が設けられている領域を含む。
【0035】
一対のバリア層が発光素子130を挟持する構成によって、表示パネル100の信頼性を高いものとすることができる。また、表示パネル100が表示面側に基板を有さないことで、発光素子130の発する光を外部に取り出す過程での損失を減らすことができる。
【0036】
バリア層105は、発光素子130よりも表示面側にあるため、可視光に対する透過性を有する。また、バリア層105およびバリア層115は、発光素子130へ水分等の不純物が浸入することを抑制する機能を有していることが好ましい。表示パネル100がバリア層115を有さない構成とする場合は、発光素子130に対して表示面と反対側に有する層、たとえば基板108が不純物の浸入を抑制する機能を有していることが好ましい。また、バリア層105およびバリア層115は表示パネル100の機械的強度を高める機能を有していてもよい。
【0037】
バリア層105は単層でも積層でもよい。バリア層105は無機絶縁材料を含むことが好ましい。無機絶縁材料としては、例えば窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ガリウム、窒化シリコン、酸化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化ゲルマニウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化タンタルなどが挙げられる。なお、本明細書中において、窒化酸化とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものであって、酸化窒化とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多いものを示す。バリア層105が不純物の浸入を防ぐ機能を果たすために、厚さが10nm以上2μm以下であると好ましく、100nm以上1μm以下であるとより好ましい。
【0038】
また、バリア層105は樹脂材料や金属材料を用いて形成してもよい。樹脂材料としては、後述する基板108に用いることのできる材料を参照できる。金属材料としては、特に限定はないが、例えば、アルミニウム、銅、鉄、チタン、ニッケル、または、アルミニウム合金もしくはステンレスなどの合金などを用いることができる。バリア層105に金属材料を用いる場合は、可視光に対して透光性を有する程度に薄い膜厚とすればよい。
【0039】
バリア層105を厚くすると表示パネル100の機械的強度は増すため好ましい。一方で、表示パネル100が可撓性を有する程度に薄いことが好ましい。よって、バリア層105が表示パネル100の機械的強度を高めたい場合は、厚さが5μm以上100μm以下であることが好ましく、20μm以上50μm以下であるとより好ましい。
【0040】
バリア層115は、バリア層105と同様の材料を用いて形成することができる。なお、バリア層115は可視光に対して透光性を有さなくてよいため、例えば、バリア層105及びバリア層115を金属材料を用いて形成する場合に、バリア層115をバリア層105より膜厚の厚い構成としてもよい。
【0041】
本発明の一態様の表示装置10は、上述した表示パネル100を複数備える。
図1(D)では、3つの表示パネル100を備える表示装置10の上面概略図を示す。また
図1(E)に、
図1(D)の一点鎖線X5−X6に対応する断面図を示す。
【0042】
なお、以降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。また特に説明のない場合には、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、その上側に順に配置される一以上の表示パネルおよびその構成要素に対しては、符号の後にアルファベットを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。
【0043】
図1(D)及び(E)に示す表示装置10は、表示パネル100a、表示パネル100b、表示パネル100c、基板106及び接着層107を備える。基板106は、各表示パネルの表示面側の最表面にあるバリア層105と、接着層107を介して互いに重なるように設けられている。バリア層105(105a、105b、および105c)は接着層107と接して設けられている。なお、
図1(D)では基板106及び接着層107を図示せず省略している。また、
図1(E)ではバリア層105(105a、105b、および105c)はそれぞれ表示パネル100(100a、100b、および100c)に含まれている。
【0044】
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と表示パネル100bの可視光を透過する領域110bとが重畳するように配置されている。すなわち表示装置10において、基板106と、接着層107と、領域110bと、表示領域101aとが、この順番で互いに重なるように設けられている。
【0045】
また、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と表示パネル100cの可視光を透過する領域110cとが重畳するように配置されている。すなわち表示装置10において、基板106と、接着層107と、領域110cと、表示領域101bとが、この順番で互いに重なるように設けられている。
【0046】
表示領域101a上には可視光を透過する領域110bが重畳するため、表示領域101aの全体を表示面側から視認することが可能となる。同様に、表示領域101bも領域110cが重畳することでその全体を表示面側から視認することができる。したがって、表示領域101a、表示領域101bおよび表示領域101cが継ぎ目なく配置された領域を表示装置10の表示領域11とすることが可能となる。
【0047】
ここで、
図1(A)に示す領域110の幅Wは、0.5mm以上150mm以下、好ましくは1mm以上100mm以下、より好ましくは2mm以上50mm以下とすることが好ましい。領域110は封止領域としての機能を有するため、領域110の幅Wが大きいほど表示パネル100の端面と表示領域101との距離を長くすることができ、外部からの水などの不純物が表示領域101にまで侵入することを効果的に抑制することが可能となる。特に本構成例では表示領域101に隣接して領域110が設けられるため、領域110の幅Wを適切な値に設定することが重要である。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る。なお、領域110ではない他の部分においても、表示領域101の端部と表示パネル100の端面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。
【0048】
接着層107及び基板106は、可視光に対して透光性を有する。表示装置10において、接着層107及び基板106は表示パネル100aおよび表示パネル100bの上面を覆う構成としている。接着層107及び基板106を複数の表示パネル100に亘って設けることで、表示装置10の機械的強度を高めることができる。
【0049】
接着層107及び基板106は、それぞれの屈折率とバリア層105の屈折率のうち、最も小さい屈折率が、最も大きい屈折率の80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上となるように材料を選択することが好ましい。このような屈折率を有する接着層107及び基板106を用いることで、表示パネル100が発する光の進路にある積層体(例えば、バリア層105c、接着層107、基板106)における屈折率段差を低減し、光を効率よく外部に取り出すことができる。なお、バリア層105cは、
図1(E)に図示していないが、表示パネル100cの表示面側の最表面にある層であり(
図1(B)参照)、
図1(E)においてバリア層105c、接着層107、基板106がこの順で接している。
【0050】
また、このような屈折率を有する接着層107及び基板106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、当該段差部が視認しにくくなるため、表示装置10の表示領域11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、本明細書等において屈折率とは、可視領域(波長が350nm以上750nm以下)における屈折率の平均値を指す。
【0051】
接着層107としては、例えば粘着性を有する材料、または熱硬化型樹脂や光硬化型樹脂、2液混合型の硬化性樹脂などの硬化性樹脂を用いることができる。例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、またはシリコーン樹脂やシロキサン結合を有する樹脂などの樹脂を用いることができる。また、後述する樹脂層131に用いる材料を、接着層107として用いてもよい。接着層104、接着層118としては、接着層107と同様の材料を用いることができる。
【0052】
特に、接着層107として光硬化型樹脂を用いることが好ましい。光硬化型樹脂を用いることで、表示パネル100が有する発光素子にダメージを与えず室温で硬化することができる。また、光を照射するまで硬化しないため、樹脂を塗布した後に表示パネル同士、または基板と表示パネル間の位置合わせを精密に行う時間を確保することができる。
【0053】
なお、紫外線等の光は照射によってトランジスタの特性に影響を与える場合がある。そのため紫外線硬化型樹脂等を用いる場合は、照射後から硬化を始めるまでに時間を要する樹脂を選び、基板や、表示パネル100の領域110などトランジスタを含まない領域に樹脂を塗布した後に光を照射することが好ましい。
【0054】
基板106としては、フィルム状のプラスチック基板、例えば、ポリイミド(PI)、アラミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリスルホン(PSF)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアリレート(PAR)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、シリコーン樹脂などのプラスチック基板を用いることができる。また、基板106は、可撓性を有することが好ましい。また、基板106は、繊維なども含み、例えばプリプレグなども含んでいてもよい。また、基板106としては、樹脂フィルムに限定されず、パルプを連続シート加工した透明な不織布や、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や、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、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。基板108としては、基板106と同様の材料を用いることができる。
【0055】
なお、
図1(E)に示す表示装置10において、表示領域101aと表示領域101b、ならびに表示領域101bと表示領域101cはそれぞれ端部が一致しているが、これに限られない。表示領域101aと表示領域101b、ならびに表示領域101bと表示領域101cがそれぞれ互いに重なる領域を有していてもよい。
【0056】
[構成例2]
図1(D)及び(E)では一方向に複数の表示パネル100を重ねて配置する構成を示したが、縦方向および横方向の二方向に複数の表示パネル100を重ねて配置してもよい。
【0057】
図2(A)は、
図1(A)とは領域110の形状が異なる表示パネル100の例を示している。
図2(A)に示す表示パネル100では、可視光を透過する領域110は表示領域101の2辺に沿って配置されている。
【0058】
図2(B)に
図2(A)に示した表示パネル100を縦2つ、横2つ配置した表示装置10の斜視概略図を示している。また
図2(C)は、表示装置10の表示面側とは反対側から見たときの斜視概略図である。なお、
図2(B)及び(C)において基板106及び接着層107は図示せず省略している。
【0059】
図2(B)、(C)において、表示パネル100aの表示領域101aの短辺に沿った領域と、表示パネル100bの領域110bの一部が重畳して設けられている。また表示パネル100aの表示領域101aの長辺に沿った領域と、表示パネル100cの領域110cの一部が重畳して設けられている。また表示パネル100dの領域110dは、表示パネル100bの表示領域101bの長辺に沿った領域、及び表示パネル100cの表示領域101cの短辺に沿った領域に重畳して設けられている。
【0060】
したがって、
図2(B)に示すように、表示領域101a、表示領域101b、表示領域101cおよび表示領域101dが継ぎ目なく配置された領域を表示装置10の表示領域11とすることが可能となる。
【0061】
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
図2(B)、(C)中の表示パネル100aに示すように、FPC112a等が表示面側に設けられる場合にFPC112aが設けられる側の表示パネル100aの一部を湾曲させ、FPC112aを隣接する表示パネル100bの表示領域101bの下側に重畳するように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とを重ねて接着する際に、FPC112aの厚さを考慮する必要がないため、表示パネル100bの領域110bの上面と、表示パネル100aの表示領域101a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の端部が視認されてしまうことを抑制できる。
【0062】
さらに、各表示パネル100が可撓性を有することで、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とが重畳する領域近傍を除き、各表示領域の高さを揃えることができ、表示装置10の表示領域11に表示する画像の表示品位を高めることができる。
【0063】
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、隣接する2つの表示パネル間でも同様である。
【0064】
また、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の厚さは薄いほうが好ましい。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。
【0065】
図3(A)は、
図2(B)、(C)に示す表示装置10を表示面側から見た上面概略図である。
【0066】
ここで、一つの表示パネル100の領域110の可視領域(波長が350nm以上750nm以下)の光に対する透過率を十分に高められない場合には、表示領域101と重なる表示パネル100の枚数に応じて、表示する画像の輝度が低下してしまう恐れがある。たとえば、
図3(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が重畳している。また領域Bでは、表示パネル100aの表示領域101a上に表示パネル100b、表示パネル100cおよび表示パネル100dの計3枚の表示パネル100が重畳している。
【0067】
このような場合に、表示領域101上に重ねられる表示パネル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10の表示領域11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。
【0068】
また、上部に配置する表示パネル100の位置をずらすことで、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の枚数を低減することもできる。
【0069】
図3(B)では、表示パネル100aおよび表示パネル100b上に配置する表示パネル100cおよび表示パネル100dを一方向(X方向)に領域110の幅Wの距離だけ相対的にずらして配置した場合を示している。このとき、一つの表示パネル100の表示領域101上に2つの表示パネル100が重ねられた領域Cと、1つの表示パネル100が重ねられた領域Dの2種類が存在する。
【0070】
なお、上部に位置する表示パネル100を相対的に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3(B)で示すように表示装置10の表示領域11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表示装置10を駆動すればよい。このとき、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11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、表示パネル100の表示領域101に設ければよい。
【0071】
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、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の形状やこれを組み合わせた表示装置10の表示領域11の形状などを考慮して適宜設定すればよい。
【0072】
[断面構成例]
図4(A)は、
図1(A)に示した表示パネル100を2つ貼り合せた際の表示装置10の断面概略図である。
図4(A)では、FPC112aが表示パネル100aの表示面側に、またFPC112bが表示パネル100bの表示面側に、それぞれ接続されている構成を示している。
【0073】
また、
図4(B)に示すように、FPC112aおよびFPC112bが表示パネル100aまたは表示パネル100bの表示面側とは反対側に接続される構成としてもよい。このような構成とすることで、下側に配置される表示パネル100aの端部を表示パネル100b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、貼り合せ部分の機械的強度を高めることができる。
【0074】
また、
図4(C)に示すように、表示パネル100aおよび表示パネル100bの表示面とは反対側の面に樹脂層131と、樹脂層131を介して保護基板132を設ける構成としてもよい。このとき、樹脂層131は表示装置10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。このような構成とすることで、表示装置10の機械的強度をさらに高めることができる。
【0075】
樹脂層131に用いる材料としては、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。
【0076】
保護基板132としては、前述した基板106と同様の基板を用いることができる。
【0077】
また、
図4(C)に示すように、表示パネル100aおよび表示パネル100bの裏面側に配置される樹脂層131および保護基板132には、FPC112aを取り出すための開口部116を設けることが好ましい。
【0078】
表示面とは反対側に設けられる樹脂層131および保護基板132は、可視光に対して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。なお、樹脂層131と接着層107、または保護基板132と基板106に同一の材料を共通して用いると、作製コストを低減することができる。
【0079】
なお、接着層107および/または樹脂層131が、表示装置10の機械的強度を保つ程度に厚い場合は、基板106および/または保護基板132を設けない構成としてもよい。また、接着層107または樹脂層131のいずれか一方が、表示装置10の機械的強度を保つ程度に厚い場合は、基板106および保護基板132を設けず、かつ、接着層107または樹脂層131の他方を設けない構成としてもよい。
図4(D)に、表示装置10が基板106および保護基板132を有さない場合の断面図を示す。
図4(D)において表示装置10が基板106を有さないことで、
図4(A)と比較して、表示パネル100aおよび表示パネル100bが有する発光素子の光を基板106の減衰分だけ多く取り出すことができる。
【0080】
また、
図5(A)に示すように、表示パネル100aと表示パネル100bとが、接着層109により接着された構成としてもよい。表示パネル100aは表示面側の最表面にバリア層105aを有するため、
図5(A)において、表示装置10は、バリア層105aと接着層109とが接する構成となっている。
【0081】
このとき、接着層109がFPC112aの一部を覆って設けると、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。また、
図5(B)には、表示装置10が接着層109を有し、FPC112aおよびFPC112bがそれぞれ表示パネル100a、表示パネル100bの表示面と反対側に設けられている構成を示す。
【0082】
接着層109としては、前述した接着層107と同様の材料を用いることが好ましい。ここで、接着層109の屈折率と、バリア層105aの屈折率のうち、小さい方の屈折率が、大きい方の屈折率の80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上となるように接着層109の材料を選択することが好ましい。このような屈折率を有する接着層109を用いることで、表示領域101aのうち可視光を透過する領域110bと重なる領域の発光素子が発する光を効率よく外部に取り出すことができる。
【0083】
表示装置10における接着層107および接着層109の構成は、
図5(A)に示す限りではない。表示パネル100a、表示パネル100b及び基板106を接着する方法に応じて、上記構成は異なる形をとる。
【0084】
例えば、まずFPC112aを有する表示パネル100aと、FPC112bを有する表示パネル100bを、接着層109を介して接着する(
図5(C)参照)。その後に基板106を表示パネル100aおよび表示パネル100bに、接着層107を介して接着した場合、表示装置10における接着層107および接着層109の構成は
図5(A)に示したようになる。
【0085】
また例えば、FPC112bを有する表示パネル100bを、接着層107を介して基板106に接着する。その後に基板106および表示パネル100bに、FPC112aを有する表示パネル100aを、接着層109を介して接着する。この場合、表示装置10における接着層107および接着層109の構成は
図5(D)に示したようになる。
【0086】
なお、表示パネル100aおよび表示パネル100bが、それぞれ基板108を有することで一定の機械的強度を備えている場合は、表示装置10に基板106及び接着層107を設けず、
図5(C)に示した構成としてもよい。表示装置10が基板106を有さないことで、表示パネル100aおよび表示パネル100bが有する発光素子の発する光をより効率良く取り出すことができる。
【0087】
[表示領域の構成例]
続いて、表示パネル100の表示領域101の構成例について説明する。
図6(A)は
図2(A)における領域Pを拡大した上面概略図であり、
図6(B)は領域Qを拡大した上面概略図である。
【0088】
図6(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、青、緑の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、画素141は上記3色のうちいずれかを表示することのできる画素とする。または上記3色に加えて白や黄色を表示することのできる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。
【0089】
一つの画素141には配線142aおよび配線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および回路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とすることができる。なお、回路143aおよび回路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。
【0090】
図6(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および回路143bに供給する機能を有する。
【0091】
図6(A)において、回路143a、回路143b、複数の配線145を含む領域が、可視光を遮る領域120に相当する。
【0092】
図6(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。領域110は、画素141、配線142aおよび配線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が可視光に対して透光性を有する場合には、領域110にまで延在して設けられていてもよい。
【0093】
ここで、領域110の幅Wは、表示パネル100に設けられる領域110のうち、最も狭い幅を指す場合もある。表示パネル100の幅Wが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6(B)では画素141から基板の端面までの距離(すなわち領域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。
【0094】
図6(C)は
図6(B)中の一点鎖線Y1−Y2における断面概略図である。
図6(C)に示す表示パネル100は、それぞれ可視光に対して透光性を有する一対のバリア層(バリア層105、バリア層115)を有する。またバリア層105とバリア層115は接着層125によって接着されており、バリア層115には、接着層118を介して基板108が接着されている。画素141や配線142b等は、バリア層115上に形成される。
【0095】
図6(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、バリア層105または基板108の端部から画素141の端部までの長さとなる。
【0096】
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。
【0097】
図7(A)には、
図6(B)に対して、配線142aの位置が異なる場合について示している。また
図7(B)は
図7(A)中の一点鎖線Y3−Y4における断面概略図であり、
図7(C)は
図7(A)中の一点鎖線Y5−Y6における断面概略図である。
【0098】
図7(A)、(B)、(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、バリア層105または基板108の端部から配線142aの端部までの長さとなる。なお、配線142aが可視光に対して透光性を有する場合には、配線142aが設けられる領域は領域110に含まれていてもよい。
【0099】
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を貼り合せた際に、位置ずれが生じてしまう場合がある。
【0100】
図8(A)は、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8(A)には表示領域101aおよび表示領域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、領域110bによって覆われている。
【0101】
図8(A)に示す例では、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。また、
図8(B)に示す例では、隣接する画素141aと画素141bとが相対的に縦方向および横方向(X方向およびY方向)の両方にずれた場合を示している。
【0102】
図8(A)および
図8(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または表示領域101bのいずれか一方に表示する画像の画像データに対し、当該ずれの距離に応じた補正を掛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し、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ればよい。また、1画素分以上重なるようなずれの場合には、下部に位置する画素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ればよい。
【0103】
図8(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ればよい。なお、ずれの方向がX方向の場合においても同様である。
【0104】
なお、複数の表示パネル100を貼り合せる際には、位置ずれを抑制するように各々の表示パネル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の表面に凸部および凹部を形成し、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。
【0105】
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。
【0106】
[応用例]
本発明の一態様の表示装置10は、表示パネル100の数を増やすことにより、表示領域11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、表示装置10はデジタルサイネージやPIDなど、大きな画像を表示する用途に好適に用いることができる。
【0107】
図9(A)では、柱15や壁16に、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100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。
【0108】
ここで、表示装置10に用いる表示パネル100の数が増えるほど、各々を駆動する信号を供給するための配線基板の規模が大きくなってしまう。さらに、表示装置10の面積が大きいほど長い配線が必要となるため信号の遅延が生じやすく、表示品位に悪影響を及ぼしてしまう場合がある。
【0109】
そこで、表示装置10が備える複数の表示パネル100の各々に、表示パネル100を駆動する信号を供給する無線モジュールを設ける構成とすることが好ましい。
【0110】
図9(B)には、円柱状の柱15の表面に表示装置10を設置した場合の断面の例を示している。複数の表示パネル100を備える表示装置10は、内装部材21と外装部材22との間に配置され、柱15の表面に沿って湾曲している。
【0111】
一つの表示パネル100はFPC112を介して無線モジュール150(すなわち、
図9(B)に示す無線モジュール150a乃至150dのいずれか一つ)と電気的に接続されている。表示パネル100は、内装部材21と外装部材22との間に設けられた支持部材23の上面側に支持され、無線モジュール150は支持部材23の下面側に配置されている。表示パネル100と無線モジュール150とは、支持部材23に設けられた開口部を介してFPC112によって電気的に接続されている。また、複数の表示パネル100(
図9(B)においては、100a、100b、100c、及び100d)上に、接着層107を介して基板106が設けられている。
【0112】
また、
図9(B)では外装部材22の一部に遮光部26を備える構成を示している。遮光部26を、表示装置10の表示領域以外の領域を覆うように設けることで、当該領域が観察者に視認されない構成とすることができる。
【0113】
無線モジュール150は、柱15の内部または外部に設けられたアンテナ25から送信された無線信号27を受信する。また、無線モジュール150は、無線信号27から表示パネル100を駆動するための信号を抽出し、この信号を表示パネル100に供給する機能を有する。表示パネル100を駆動するための信号としては、電源電位、同期信号(クロック信号)、画像信号等がある。
【0114】
例えば、各無線モジュール150にはそれぞれ固有番号が割り当てられている。またアンテナ25から送信される無線信号27には、固有番号を指定する信号と表示パネル100を駆動するための信号を含む。各無線モジュール150は無線信号27に含まれる固有番号が自己の固有番号に一致するときに、表示パネル100を駆動するための信号を受信し、これを表示パネル100にFPC112を介して供給することで、各表示パネル100に異なる画像を表示させることができる。
【0115】
無線モジュール150は、無線信号27から電力を供給されるアクティブ型の無線モジュールであってもよいし、バッテリ等を内蔵したパッシブ型の無線モジュールであってもよい。パッシブ型の無線モジュールの場合、電磁誘導方式、磁界共鳴方式、電波方式等を用いた電力の授受(非接触電力伝送、無接点電力伝送あるいはワイヤレス給電などともいう)により、内蔵したバッテリを充電可能な構成としてもよい。
【0116】
このような構成とすることで、大型の表示装置10であっても各表示パネル100を駆動するための信号に遅延が生じず、表示品位を高めることができる。また、無線信号27によって駆動するため、表示装置10を壁や柱に設置する際に、壁や柱に配線を通すための工事などが不要であり、あらゆる場所に容易に表示装置10を設置することが可能となる。同様に、表示装置10の設置箇所を変更することも容易である。
【0117】
なお、上記では1つの表示パネル100につき1つの無線モジュール150を接続する構成としたが、2以上の表示パネル100につき1つの無線モジュール150を接続してもよい。
【0118】
例えば、本発明の一態様の表示装置は少なくとも2つの表示パネルを有していればよく、さらに、受信した無線信号から第1の信号を抽出し、これを第1の表示パネルに供給する第1の無線モジュールと、当該無線信号から第2の信号を抽出し、これを第2の表示パネルに供給する第2の無線モジュールと、を少なくとも備えていればよい。
【0119】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【0120】
(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適用可能な表示パネルの構成例について、図面を用いて説明する。
【0121】
本実施の形態では、主に有機EL素子を用いた表示パネルを例示するが、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はこれに限られない。本実施の形態で後に例示する、他の発光素子や表示素子を用いた発光パネル又は表示パネルも、本発明の一態様の表示装置に用いることができる。
【0122】
[構成例1]
図10(A)に表示パネルの平面図を示し、
図10(A)における一点鎖線A1−A2間の断面図の一例を
図10(C)に示す。
図10(C)には可視光を透過する領域110の断面図の一例も示す。
【0123】
構成例1で示す表示パネルは、カラーフィルタ方式を用いたトップエミッション型の表示パネルである。本実施の形態において、表示パネルは、例えば、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や、R、G、B、W(白)の4色の副画素で1つの色を表現する構成、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が適用できる。色要素としては特に限定はなく、RGBWY以外の色を用いてもよく、例えば、シアンやマゼンタ等を用いてもよい。
【0124】
図10(A)に示す表示パネルは、可視光を透過する領域110、発光部804、駆動回路部806、FPC808を有する。可視光を透過する領域110は、発光部804に隣接し、発光部804の2辺に沿って配置されている。
【0125】
図10(C)に示す表示パネルは、基板701、接着層703、バリア層705、複数のトランジスタ(例えばトランジスタ820、826)、導電層857、絶縁層815、絶縁層817、複数の発光素子、絶縁層821、接着層822、着色層845、遮光層847、及びバリア層715を有する。接着層822、及びバリア層715は可視光を透過する。発光部804及び駆動回路部806に含まれる発光素子やトランジスタはバリア層705、バリア層715、及び接着層822によって封止されている。
【0126】
発光部804は、接着層703、及びバリア層705を介して基板701上にトランジスタ820及び発光素子830を有する。発光素子830は、絶縁層817上の下部電極831と、下部電極831上のEL層833と、EL層833上の上部電極835と、を有する。下部電極831は、トランジスタ820のソース電極又はドレイン電極と電気的に接続する。下部電極831の端部は、絶縁層821で覆われている。下部電極831は可視光を反射することが好ましい。上部電極835は可視光を透過する。
【0127】
また、発光部804は、発光素子830と重なる着色層845と、絶縁層821と重なる遮光層847と、を有する。発光素子830と着色層845の間は接着層822で充填されている。
【0128】
絶縁層815は、トランジスタ820,826を構成する半導体への不純物の拡散を抑制する効果を奏する。また、絶縁層817は、該トランジスタ起因の表面凹凸を低減するために平坦化機能を有する絶縁層を選択することが好適である。
【0129】
駆動回路部806は、接着層703及びバリア層705を介して基板701上にトランジスタを複数有する。
図10(C)では、駆動回路部806が含むトランジスタ826を示している。
【0130】
バリア層705やバリア層715に防湿性の高い膜を用いることで、発光素子830やトランジスタ820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を高くすることができる。また、表示パネルが基板を有することで、物理的な衝撃から表示パネルの表面を保護することができるため好ましい。基板701は接着層703によってバリア層705と貼り合わされている。
【0131】
図10(C)に示す表示パネルは表示面と反対側に基板701を有するが、表示面側に基板を有していてもよく、また表示面側およびその反対側に一対の基板を有していてもよい。なお、表示面側に透過率の高い基板を設ける、または基板を設けないことで、発光素子830の光を効率良く外部に取り出すことができる。
【0132】
なお、バリア層715を表面に露出させた積層体を作製する方法として、支持基板上にバリア層をはじめとする積層体を作製したのち、支持基板を剥離する方法がある。基板の剥離方法については後述する。
【0133】
導電層857は、駆動回路部806に外部からの信号(ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、又はリセット信号等)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FPC808を設ける例を示している。工程数の増加を防ぐため、導電層857は、発光部や駆動回路部に用いる電極や配線と同一の材料、同一の工程で作製することが好ましい。ここでは、導電層857を、トランジスタ820を構成する電極と同一の材料、同一の工程で作製した例を示す。
【0134】
図10(C)に示す表示パネルでは、FPC808がバリア層715上に位置する。接続体825は、バリア層715、接着層822、絶縁層817、及び絶縁層815に設けられた開口を介して導電層857と接続している。また、接続体825はFPC808に接続している。接続体825を介してFPC808と導電層857は電気的に接続する。
【0135】
図10(C)に示す表示パネルを2枚重ねて有する表示装置の断面図の一例を
図11に示す。
図11では、下側の表示パネル100aの表示領域101a(
図10(A)に示す発光部804と対応)及び可視光を遮る領域120a(
図10(A)に示す駆動回路部806等に対応)、並びに、上側の表示パネル100bの表示領域101b(
図10(A)に示す発光部804と対応)及び可視光を透過する領域110b(
図10(A)に示す可視光を透過する領域110に対応)を示す。なお、
図11に示す断面図は、実施の形態1で説明した表示装置10の断面構成例で示した
図5(A)の領域170の一例でもある。
【0136】
図11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。また、下側の表示パネルの表示領域101aと、上側の表示パネルの可視光を透過する領域110bとが重なっている。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。
【0137】
また、
図11に示す表示装置は、表示パネル100bの表示面側に接して、接着層107、基板106をこの順で備える構成となっている。表示パネル100bは表示面側の最表面にバリア層715bを有する。ここで、基板106、接着層107、およびバリア層715bのそれぞれの屈折率の差を小さくすることで、発光素子830bが発する光を効率よく外部に取り出すことができる。具体的には、基板106、接着層107、およびバリア層715bのそれぞれの屈折率のうち、最も小さい屈折率が最も大きい屈折率の80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上とすればよい。
【0138】
例えば、基板106としてプラスチックフィルム(屈折率1.5程度)、接着層107として二液混合型のエポキシ樹脂(屈折率1.52程度)、バリア層715bとして酸化シリコン(屈折率1.46程度)を用いることで、これら積層体の屈折率段差を低減し、発光素子830bが発する光を効率よく取り出すことができる。
【0139】
また、
図11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、バリア層715aとの屈折率の差が小さく、可視光を透過する接着層109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、発光素子830aが発する光を効率よく取り出し、表示装置における表示ムラや輝度ムラの抑制が可能となる。
【0140】
具体的には、接着層109、バリア層715aのそれぞれの屈折率のうち、小さい方の屈折率が大きい方の屈折率の80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上とすればよい。なお、接着層109とバリア層715aの屈折率だけでなく、基板701bをはじめ発光素子830aの発する光の進路にある各層の屈折率ともそれぞれの値の差を小さくすることで、発光素子830aの発する光をより効率よく取り出すことができる。
【0141】
また、
図11に示す表示装置は、接着層109により表示パネル100aおよび表示パネル100bを接着し、接着層107により表示パネル100a、表示パネル100bおよび基板106を接着する構成となっている。このようにすることで、個々の表示パネルの表示面側にそれぞれ基板を設ける構成と比較して、表示装置の物理的強度を高め、かつ表示装置の発する光の取り出し効率を上げることができる。
【0142】
[構成例2]
図10(B)に表示パネルの平面図を示し、
図10(B)における一点鎖線A3−A4間の断面図の一例を
図12(A)に示す。構成例2で示す表示パネルは、構成例1とは異なる、カラーフィルタ方式を用いたトップエミッション型の表示パネルである。ここでは、構成例1と異なる点のみ詳述し、構成例1と共通する点は説明を省略する。
【0143】
図10(B)では、表示パネルの3辺にわたって可視光を透過する領域110を有する例を示す。そのうち、2辺において、可視光を透過する領域110は、発光部804と隣接している。
【0144】
図12(A)に示す表示パネルは、
図10(C)に示す表示パネルと下記の点で異なる。
【0145】
図12(A)に示す表示パネルは、絶縁層817a及び絶縁層817bを有し、絶縁層817a上に導電層856を有する。トランジスタ820のソース電極又はドレイン電極と、発光素子830の下部電極とが、導電層856を介して電気的に接続される。
【0146】
図12(A)に示す表示パネルは、絶縁層821上にスペーサ823を有する。スペーサ823を設けることで、基板701と基板711の間隔を調整することができる。
【0147】
図12(A)に示す表示パネルは、着色層845及び遮光層847を覆うオーバーコート849を有する。発光素子830とオーバーコート849の間は接着層822で充填されている。
【0148】
また、
図12(A)に示す表示パネルは、バリア層715上に接着層713を介して基板711を有する。基板701と基板711とで大きさが異なる構成を示しているが、基板701と基板711の大きさが一致していてもよい。
【0149】
なお、
図12(B)に示すように、発光素子830は、下部電極831とEL層833の間に、光学調整層832を有していてもよい。光学調整層832には、可視光に対して透光性を有する導電性材料を用いることが好ましい。カラーフィルタ(着色層)とマイクロキャビティ構造(光学調整層)との組み合わせにより、本発明の一態様の表示装置からは、色純度の高い光を取り出すことができる。光学調整層の膜厚は、各副画素の色に応じて変化させればよい。
【0150】
[構成例3]
図10(B)に表示パネルの平面図を示し、
図10(B)における一点鎖線A3−A4間の断面図の一例を
図12(C)に示す。構成例3で示す表示パネルは、塗り分け方式を用いたトップエミッション型の表示パネルである。
【0151】
図12(C)に示す表示パネルは、基板701、接着層703、バリア層705、複数のトランジスタ(例えばトランジスタ820、826)、導電層857、絶縁層815、絶縁層817、複数の発光素子、絶縁層821、スペーサ823、接着層822、バリア層715、及び基板711を有する。接着層822、バリア層715、及び基板711は可視光を透過する。
【0152】
図12(C)に示す表示パネルでは、接続体825が絶縁層815上に位置する。接続体825は、絶縁層815に設けられた開口を介して導電層857と接続している。また、接続体825はFPC808に接続している。接続体825を介してFPC808と導電層857は電気的に接続する。
【0153】
[構成例4]
図10(B)に表示パネルの平面図を示し、
図10(B)における一点鎖線A3−A4間の断面図の一例を
図13(A)に示す。構成例4で示す表示パネルは、カラーフィルタ方式を用いたボトムエミッション型の表示パネルである。
【0154】
図13(A)に示す表示パネルは、バリア層705、複数のトランジスタ(例えばトランジスタ820、824、826)、導電層857、絶縁層815、着色層845、絶縁層817a、絶縁層817b、導電層856、複数の発光素子、絶縁層821、接着層822、及び基板711を有する。バリア層705、絶縁層815、絶縁層817a、及び絶縁層817bは可視光を透過する。
【0155】
発光部804は、バリア層705上にトランジスタ820、トランジスタ824、及び発光素子830を有する。発光素子830は、絶縁層817b上の下部電極831と、下部電極831上のEL層833と、EL層833上の上部電極835と、を有する。下部電極831は、トランジスタ820のソース電極又はドレイン電極と電気的に接続する。下部電極831の端部は、絶縁層821で覆われている。上部電極835は可視光を反射することが好ましい。下部電極831は可視光を透過する。発光素子830と重なる着色層845を設ける位置は、特に限定されず、例えば、絶縁層817aと絶縁層817bの間や、絶縁層815と絶縁層817aの間等に設ければよい。
【0156】
駆動回路部806は、バリア層705上にトランジスタを複数有する。
図13(A)では、駆動回路部806が有するトランジスタのうち、2つのトランジスタ826を示している。
【0157】
バリア層705に防湿性の高い膜を用いることで、発光素子830やトランジスタ820、トランジスタ824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を高くすることができる。
【0158】
導電層857は、駆動回路部806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FPC808を設ける例を示している。また、ここでは、導電層857を、導電層856と同一の材料、同一の工程で作製した例を示す。
【0159】
図13(A)に示す表示パネルは、表示面と反対側からFPCを取り出す構成となっている。そのため該表示パネルを、実施の形態1で説明した表示装置10を構成する表示パネルとして用いる場合、該表示パネルは
図4(B)または
図5(B)の構成に適用できる。
【0160】
[構成例5]
図13(B)に構成例1乃至4とは異なる発光パネルの例を示す。
【0161】
図13(B)に示す発光パネルは、基板701、接着層703、バリア層705、導電層814、導電層857a、導電層857b、発光素子830、絶縁層821、接着層822、バリア層715、及び基板711を有する。
【0162】
導電層857a及び導電層857bは、発光パネルの外部接続電極であり、FPC等と電気的に接続させることができる。
【0163】
発光素子830は、下部電極831、EL層833、及び上部電極835を有する。下部電極831の端部は、絶縁層821で覆われている。発光素子830はボトムエミッション型、トップエミッション型、又はデュアルエミッション型である。光を取り出す側の電極、基板、絶縁層等は、それぞれ可視光を透過する。導電層814は、下部電極831と電気的に接続する。
【0164】
光を取り出す側の基板は、光取り出し構造として、半球レンズ、マイクロレンズアレイ、凹凸構造が施されたフィルム、光拡散フィルム等を有していてもよい。例えば、樹脂基板上に上記レンズやフィルムを、該基板又は該レンズもしくはフィルムと同程度の屈折率を有する接着剤等を用いて接着することで、光取り出し構造を有する基板を形成することができる。
【0165】
導電層814は必ずしも設ける必要は無いが、下部電極831の抵抗に起因する電圧降下を抑制できるため、設けることが好ましい。また、同様の目的で、上部電極835と電気的に接続する導電層を絶縁層821上、EL層833上、又は上部電極835上などに設けてもよい。
【0166】
導電層814は、銅、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウム、ニッケル、アルミニウムから選ばれた材料又はこれらを主成分とする合金材料等を用いて、単層で又は積層して形成することができる。導電層814の膜厚は、例えば、0.1μm以上3μm以下とすることができ、好ましくは、0.1μm以上0.5μm以下である。
【0167】
[材料および形成方法の一例]
次に、表示パネルまたは発光パネルに用いることができる材料等を説明する。なお、本明細書中で先に説明した構成については説明を省略する場合がある。
【0168】
基板には、ガラス、石英、有機樹脂、金属、合金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。
【0169】
特に、可撓性基板を用いることが好ましい。例えば、有機樹脂や可撓性を有する程度の厚さのガラス、金属、合金を用いることができる。
【0170】
ガラスに比べて有機樹脂は比重が小さいため、可撓性基板として有機樹脂を用いると、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。
【0171】
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、有機樹脂基板や、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。
【0172】
金属材料や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。金属材料や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。
【0173】
金属基板や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、又は、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。
【0174】
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、表示パネルの破壊や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、金属酸化物や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。
【0175】
可撓性を有する材料としては、例えば、実施の形態1で例示した基板106の材料が挙げられる。
【0176】
可撓性基板としては、上記材料を用いた層が、表示パネル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)や、押圧を分散可能な材質の層(例えば、アラミド樹脂層など)等と積層されて構成されていてもよい。
【0177】
可撓性基板は、複数の層を積層して用いることもできる。特に、ガラス層を有する構成とすると、水や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。
【0178】
例えば、発光素子に近い側からガラス層、接着層、及び有機樹脂層を積層した可撓性基板を用いることができる。当該ガラス層の厚さとしては20μm以上200μm以下、好ましくは25μm以上100μm以下とする。このような厚さのガラス層は、水や酸素に対する高いバリア性と可撓性を同時に実現できる。また、有機樹脂層の厚さとしては、10μm以上200μm以下、好ましくは20μm以上50μm以下とする。このような有機樹脂層をガラス層よりも外側に設けることにより、ガラス層の割れやクラックを抑制し、機械的強度を向上させることができる。このようなガラス材料と有機樹脂の複合材料を基板に適用することにより、極めて信頼性が高いフレキシブルな表示パネルとすることができる。
【0179】
ここで、可撓性を有する表示パネルを形成する方法について説明する。
【0180】
ここでは便宜上、画素や駆動回路を含む構成、カラーフィルタ等の光学部材を含む構成、タッチセンサ回路を含む構成、またはそのほかの機能性部材を含む構成を素子層と呼ぶこととする。素子層は例えば表示素子を含み、表示素子のほかに表示素子と電気的に接続する配線、画素や回路に用いるトランジスタなどの素子を備えていてもよい。
【0181】
またここでは、素子層が形成される絶縁表面を備える支持体のことを、基材と呼ぶこととする。
【0182】
可撓性を有する基材上に素子層を形成する方法としては、基材上に直接素子層を形成する方法と、基材とは異なる剛性を有する支持基材上に素子層を形成した後、素子層と支持基材とを剥離して素子層を基材に転置する方法と、がある。
【0183】
基材を構成する材料が、素子層の形成工程にかかる熱に対して耐熱性を有する場合には、基材上に直接素子層を形成すると、工程が簡略化されるため好ましい。このとき、基材を支持基材に固定した状態で素子層を形成すると、装置内、及び装置間における搬送が容易となるため好ましい。
【0184】
また、素子層を支持基材上に形成した後に、基材に転置する方法を用いる場合、まず支持基材上に剥離層と絶縁層を積層し、当該絶縁層上に素子層を形成する。続いて、支持基材から素子層を剥離し、基材に転置する。このとき、支持基材と剥離層の界面、剥離層と絶縁層の界面、または剥離層中で剥離が生じるような材料を選択すればよい。このような方法により、素子層の形成工程において基材の耐熱温度よりも高い温度での処理を行うことが可能となるため、表示パネルの信頼性を向上させることができる。
【0185】
例えば剥離層としてタングステンなどの高融点金属材料を含む層と、当該金属材料の酸化物を含む層を積層して用い、剥離層上に絶縁層として、窒化シリコンや酸窒化シリコンを複数積層した層を用いることが好ましい。高融点金属材料を用いると、素子層の形成時に高温の処理を行うことができ、信頼性を向上させることができる。例えば素子層に含まれる不純物をより低減することや、素子層に含まれる半導体などの結晶性をより高めることができる。また、基材としては、上述した可撓性を有する材料を好適に用いることができる。
【0186】
なお、
図10(C)や
図13(A)に示す表示パネルは表示面側に基材を有さない構成であるが、これらの表示パネルは支持基材と素子層を剥離した後の、基材に転置する工程を省略することで作製することができる。実施の形態2で示す表示パネルおよび発光パネルをこの形成方法において形成する場合、バリア層705およびバリア層715が、支持基材を剥離する前の、剥離層との界面をなす絶縁層となる。
【0187】
剥離は、機械的な力を加えて引き剥がすことや、剥離層をエッチングにより除去すること、または剥離界面の一部に液体を滴下して剥離界面全体に浸透させることなどにより行ってもよい。
【0188】
また、支持基材と絶縁層の界面で剥離が可能な場合には、剥離層を設けなくてもよい。例えば、支持基材としてガラスを用い、絶縁層としてポリイミドなどの有機樹脂を用いて、有機樹脂の一部をレーザ光等により局所的に加熱することにより剥離の起点を形成し、ガラスと絶縁層の界面で剥離を行ってもよい。または、支持基材と有機樹脂を含む絶縁層の間に、金属や半導体などの熱伝導性の高い材料の層を設け、これに電流を流して加熱することにより剥離しやすい状態とし、剥離を行ってもよい。このとき、有機樹脂を含む絶縁層は基材として用いることもできる。
【0189】
接着層には、紫外線硬化型等の光硬化型樹脂、反応硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、嫌気型樹脂などの各種硬化型樹脂を用いることができる。これら樹脂としては、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)樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。
【0190】
また、上記樹脂に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(酸化カルシウムや酸化バリウム等)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。又は、ゼオライトや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発光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。
【0191】
また、上記樹脂に屈折率の高いフィラーや光散乱部材を混合することにより、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。
【0192】
バリア層705およびバリア層715としては、防湿性の高い絶縁膜を用いることが好ましい。または、バリア層705およびバリア層715は、不純物の発光素子への拡散を防ぐ機能を有していることが好ましい。
【0193】
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や、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。また、実施の形態1で示したバリア層105に用いる材料を参照できる。
【0194】
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
2・day)]以下、好ましくは1×10
−6[g/(m
2・day)]以下、より好ましくは1×10
−7[g/(m
2・day)]以下、さらに好ましくは1×10
−8[g/(m
2・day)]以下とする。
【0195】
表示パネルにおいて、バリア層705又はバリア層715のうち、少なくとも発光面側のバリア層は、発光素子の発光を透過する必要がある。表示パネルがバリア層705及びバリア層715を有する場合、バリア層705又はバリア層715のうち、発光素子の発光を透過する側のバリア層は、他方のバリア層よりも、波長350nm以上750nm以下における透過率の平均が高いことが好ましい。
【0196】
バリア層705やバリア層715は、酸素、窒素、及びシリコンを有することが好ましい。例えば、バリア層705やバリア層715は、酸化窒化シリコンを有することが好ましい。また、バリア層705やバリア層715は、窒化シリコン又は窒化酸化シリコンを有することが好ましい。また、バリア層705やバリア層715は、酸化窒化シリコン膜及び窒化シリコン膜を有し、該酸化窒化シリコン膜及び該窒化シリコン膜は接することが好ましい。酸化窒化シリコン膜と、窒化シリコン膜と、を交互に積層し、逆位相の干渉が可視領域で多く起こるようにすることで、積層体の可視領域における透過率を高めることができる。
【0197】
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、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、トップゲート型又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。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、シリコン、ゲルマニウム、有機半導体等が挙げられる。又は、In−Ga−Zn系金属酸化物などの、インジウム、ガリウム、亜鉛のうち少なくとも一つを含む酸化物半導体を用いてもよい。
【0198】
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、又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。
【0199】
トランジスタの特性安定化等のため、下地膜を設けることが好ましい。下地膜としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜などの無機絶縁膜を用い、単層で又は積層して作製することができる。下地膜はスパッタリング法、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、印刷法等を用いて形成できる。なお、下地膜は、必要で無ければ設けなくてもよい。上記各構成例では、バリア層705がトランジスタの下地膜を兼ねることができる。
【0200】
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、電流又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。
【0201】
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。
【0202】
可視光を透過する導電膜は、例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛(ZnO)、ガリウムを添加した酸化亜鉛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、又はこれら金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等も、可視光に対して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層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。
【0203】
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、又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、上記金属材料や合金に、ランタン、ネオジム、又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)や、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形成することができる。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又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。
【0204】
電極は、それぞれ、蒸着法やスパッタリング法を用いて形成すればよい。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、又はメッキ法を用いて形成することができる。
【0205】
下部電極831及び上部電極835の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、EL層833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833において再結合し、EL層833に含まれる発光物質が発光する。
【0206】
EL層833は少なくとも発光層を有する。EL層833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、又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。
【0207】
EL層833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833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。
【0208】
発光素子830は、2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)、又はO(橙)等の発光を示す発光物質や、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。例えば、青の発光を示す発光物質と、黄の発光を示す発光物質を用いてもよい。このとき、黄の発光を示す発光物質の発光スペクトルは、緑及び赤のスペクトル成分を含むことが好ましい。また、発光素子830の発光スペクトルは、可視領域の波長(例えば350nm以上750nm以下、又は400nm以上800nm以下など)の範囲内に2以上のピークを有することが好ましい。
【0209】
EL層833は、複数の発光層を有していてもよい。EL層833において、複数の発光層は、互いに接して積層されていてもよいし、分離層を介して積層されていてもよい。例えば、蛍光発光層と、燐光発光層との間に、分離層を設けてもよい。
【0210】
分離層は、例えば、燐光発光層中で生成する燐光材料等の励起状態から蛍光発光層中の蛍光材料等へのデクスター機構によるエネルギー移動(特に三重項エネルギー移動)を防ぐために設けることができる。分離層は数nm程度の厚さがあればよい。具体的には、0.1nm以上20nm以下、あるいは1nm以上10nm以下、あるいは1nm以上5nm以下である。分離層は、単一の材料(好ましくはバイポーラ性の物質)、又は複数の材料(好ましくは正孔輸送性材料及び電子輸送性材料)を含む。
【0211】
分離層は、該分離層と接する発光層に含まれる材料を用いて形成してもよい。これにより、発光素子の作製が容易になり、また、駆動電圧が低減される。例えば、燐光発光層が、ホスト材料、アシスト材料、及び燐光材料(ゲスト材料)からなる場合、分離層を、該ホスト材料及びアシスト材料で形成してもよい。上記構成を別言すると、分離層は、燐光材料を含まない領域を有し、燐光発光層は、燐光材料を含む領域を有する。これにより、分離層と燐光発光層とを燐光材料の有無の選択によって各々蒸着することが可能となる。また、このような構成とすることで、分離層と燐光発光層を同じチャンバーで成膜することが可能となる。これにより、製造コストを削減することができる。
【0212】
また、発光素子830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。
【0213】
発光素子は、一対の防湿性の高い絶縁膜の間に設けられていることが好ましい。これにより、発光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の低下を抑制できる。
【0214】
絶縁層815としては、例えば、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などの無機絶縁膜を用いることができる。また、絶縁層817、絶縁層817a、及び絶縁層817bとしては、例えば、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン系樹脂等の有機材料をそれぞれ用いることができる。また、低誘電率材料(low−k材料)等を用いることができる。また、絶縁膜を複数積層させることで、各絶縁層を形成してもよい。
【0215】
絶縁層821としては、有機絶縁材料又は無機絶縁材料を用いて形成する。樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、シロキサン樹脂、エポキシ樹脂、又はフェノール樹脂等を用いることができる。特に感光性の樹脂材料を用い、下部電極831上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
【0216】
絶縁層821の形成方法は、特に限定されないが、フォトリソグラフィ法、スパッタ法、蒸着法、液滴吐出法(インクジェット法等)、印刷法(スクリーン印刷、オフセット印刷等)等を用いればよい。
【0217】
スペーサ823は、無機絶縁材料、有機絶縁材料、金属材料等を用いて形成することができる。例えば、無機絶縁材料や有機絶縁材料としては、上記絶縁層に用いることができる各種材料が挙げられる。金属材料としては、チタン、アルミニウムなどを用いることができる。導電材料を含むスペーサ823と上部電極835とを電気的に接続させる構成とすることで、上部電極835の抵抗に起因した電位降下を抑制できる。また、スペーサ823は、順テーパ形状であっても逆テーパ形状であってもよい。
【0218】
トランジスタの電極や配線、又は発光素子の補助電極等として機能する、表示パネルに用いる導電層は、例えば、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらの元素を含む合金材料を用いて、単層で又は積層して形成することができる。また、導電層は、導電性の金属酸化物を用いて形成してもよい。導電性の金属酸化物としては酸化インジウム(In
2O
3等)、酸化スズ(SnO
2等)、ZnO、ITO、インジウム亜鉛酸化物(In
2O
3−ZnO等)又はこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
【0219】
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、又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。各着色層は、様々な材料を用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ法を用いたエッチング方法などでそれぞれ所望の位置に形成する。また、白色の副画素では、発光素子と重ねて透明又は白色等の樹脂を配置してもよい。
【0220】
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、発光素子からの発光を遮る材料を用いることができ、例えば、金属材料や顔料や染料を含む樹脂材料を用いてブラックマトリクスを形成すればよい。なお、遮光層は、駆動回路部などの発光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。
【0221】
また、着色層及び遮光層を覆うオーバーコートを設けてもよい。オーバーコートを設けることで、着色層に含有された不純物等の発光素子への拡散を防止することができる。オーバーコートは、発光素子からの発光を透過する材料から構成され、例えば窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等の無機絶縁膜や、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。
【0222】
また、接着層の材料を着色層及び遮光層上に塗布する場合、オーバーコートの材料として接着層の材料に対してぬれ性の高い材料を用いることが好ましい。例えば、オーバーコートとして、ITO膜などの酸化物導電膜や、可視光に対して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。
【0223】
接続体としては、様々な異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)や、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。
【0224】
本明細書等において、表示素子、表示素子を有するパネルである表示パネル、発光素子、及び発光素子を有するパネルである発光パネルは、様々な形態を用いること、又は様々な素子を有することができる。表示素子、表示パネル、発光素子又は発光パネルの一例としては、EL素子(有機物及び無機物を含むEL素子、有機EL素子、無機EL素子)、LED(白色LED、赤色LED、緑色LED、青色LEDなど)、トランジスタ(電流に応じて発光するトランジスタ)、電子放出素子、液晶素子、電子インク、電気泳動素子、グレーティングライトバルブ(GLV)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、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、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、DMS(デジタル・マイクロ・シャッター)、IMOD(インターフェアレンス・モジュレーション)素子、シャッター方式のMEMS表示素子、光干渉方式のMEMS表示素子、エレクトロウェッティング素子、圧電セラミックディスプレイ、カーボンナノチューブを用いた表示素子など、電気的または磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を有するものがある。EL素子を用いた表示パネルの一例としては、ELディスプレイなどがある。電子放出素子を用いた表示パネルの一例としては、フィールドエミッションディスプレイ(FED)又はSED方式平面型ディスプレイ(SED:Surface−conduction Electron−emitter Display)などがある。液晶素子を用いた表示パネルの一例としては、液晶ディスプレイ(透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ)などがある。電子インク、電子粉流体(登録商標)、又は電気泳動素子を用いた表示パネルの一例としては、電子ペーパーなどがある。なお、半透過型液晶ディスプレイや反射型液晶ディスプレイを実現する場合には、画素電極の一部又は全部が、反射電極としての機能を有するようにすればよい。例えば、画素電極の一部又は全部が、アルミニウム、銀などを有するようにすればよい。さらに、その場合、反射電極の下に、SRAMなどの記憶回路を設けることも可能である。これにより、さらに、消費電力を低減することができる。なお、LEDを用いる場合、LEDの電極や窒化物半導体の下に、グラフェンやグラファイトを配置してもよい。グラフェンやグラファイトは、複数の層を重ねて、多層膜としてもよい。このように、グラフェンやグラファイトを設けることにより、その上に、窒化物半導体、例えば、結晶を有するn型GaN半導体層などを容易に成膜することができる。さらに、その上に、結晶を有するp型GaN半導体層などを設けて、LEDを構成することができる。なお、グラフェンやグラファイトと、結晶を有するn型GaN半導体層との間に、AlN層を設けてもよい。なお、LEDが有するGaN半導体層は、MOCVDで成膜してもよい。ただし、グラフェンを設けることにより、LEDが有するGaN半導体層は、スパッタ法で成膜することも可能である。
【0225】
例えば、本明細書等において、画素に能動素子(アクティブ素子、非線形素子)を有するアクティブマトリクス方式、又は画素に能動素子を有しないパッシブマトリクス方式を用いることができる。
【0226】
アクティブマトリクス方式では、トランジスタだけでなく、様々な能動素子を用いることができる。例えば、MIM(Metal Insulator Metal)、又はTFD(Thin Film Diode)などを用いることも可能である。これらの素子は、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。又は、これらの素子は、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝度化を図ることができる。
【0227】
パッシブマトリクス方式では、能動素子を用いないため、製造工程を少なくすることができ、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。又は、パッシブマトリクス方式では、能動素子を用いないため、開口率を向上させることができ、低消費電力化、又は高輝度化などを図ることができる。
【0228】
なお、本発明の一態様の発光パネルは、表示パネルとして用いてもよいし、照明パネルとして用いてもよい。例えば、バックライトやフロントライトなどの光源、つまり、表示パネルのための照明パネルとして活用してもよい。
【0229】
以上のように、本実施の形態で例示した、可視光を透過する領域を有する表示パネルを用いることで、表示パネルの継ぎ目が認識されにくく、表示ムラが抑制された、大型の表示装置を実現することができる。
【0230】
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。
【0231】
(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タッチパネルについて図面を用いて説明する。なお、実施の形態2で説明した表示パネルと同様の構成については、先の記載も参照することができる。また、本実施の形態では、発光素子を用いたタッチパネルを例示するが、これに限られない。例えば、実施の形態2に例示した他の素子(表示素子など)を用いたタッチパネルも本発明の一態様の表示装置に用いることができる。
【0232】
[構成例1]
図14(A)はタッチパネルの上面図である。
図14(B)は
図14(A)の一点鎖線A−B間及び一点鎖線C−D間の断面図である。
図14(C)は
図14(A)の一点鎖線E−F間の断面図である。
【0233】
図14(A)に示すタッチパネル390は、表示部301(入力部も兼ねる)、走査線駆動回路303g(1)、撮像画素駆動回路303g(2)、画像信号線駆動回路303s(1)、及び撮像信号線駆動回路303s(2)を有する。
【0234】
表示部301は、複数の画素302と、複数の撮像画素308と、を有する。
【0235】
画素302は、複数の副画素を有する。各副画素は、発光素子及び画素回路を有する。
【0236】
画素回路は、発光素子を駆動する電力を供給することができる。画素回路は、選択信号を供給することができる配線と電気的に接続される。また、画素回路は、画像信号を供給することができる配線と電気的に接続される。
【0237】
走査線駆動回路303g(1)は、選択信号を画素302に供給することができる。
【0238】
画像信号線駆動回路303s(1)は、画像信号を画素302に供給することができる。
【0239】
撮像画素308を用いてタッチセンサを構成することができる。具体的には、撮像画素308は、表示部301に触れる指等を検知することができる。
【0240】
撮像画素308は、光電変換素子及び撮像画素回路を有する。
【0241】
撮像画素回路は、光電変換素子を駆動することができる。撮像画素回路は、制御信号を供給することができる配線と電気的に接続される。また、撮像画素回路は、電源電位を供給することができる配線と電気的に接続される。
【0242】
制御信号としては、例えば、記録された撮像信号を読み出す撮像画素回路を選択することができる信号、撮像画素回路を初期化することができる信号、及び撮像画素回路が光を検知する時間を決定することができる信号などを挙げることができる。
【0243】
撮像画素駆動回路303g(2)は、制御信号を撮像画素308に供給することができる。
【0244】
撮像信号線駆動回路303s(2)は、撮像信号を読み出すことができる。
【0245】
図14(B)、(C)に示すように、タッチパネル390は、基板701、接着層703、バリア層705、基板711、接着層713、及びバリア層715を有する。また、基板701及び基板711は、接着層360で貼り合わされている。
【0246】
基板701とバリア層705は接着層703で貼り合わされている。また、基板711とバリア層715は接着層713で貼り合わされている。
【0247】
基板701および基板711は、可撓性を有することが好ましい。
【0248】
基板、接着層、及び絶縁層に用いることができる材料については実施の形態2を参照することができる。
【0249】
画素302は、副画素302R、副画素302G、及び副画素302Bを有する(
図14(C))。また、副画素302Rは発光モジュール380Rを有し、副画素302Gは発光モジュール380Gを有し、副画素302Bは発光モジュール380Bを有する。
【0250】
例えば副画素302Rは、発光素子350R及び画素回路を有する。画素回路は、発光素子350Rに電力を供給することができるトランジスタ302tを含む。また、発光モジュール380Rは、発光素子350R及び光学素子(例えば赤色の光を透過する着色層367R)を有する。
【0251】
発光素子350Rは、下部電極351R、EL層353、及び上部電極352をこの順で積層して有する(
図14(C))。
【0252】
EL層353は、第1のEL層353a、中間層354、及び第2のEL層353bをこの順で積層して有する。
【0253】
なお、特定の波長の光を効率よく取り出せるように、発光モジュール380Rにマイクロキャビティ構造を配設することができる。具体的には、特定の光を効率よく取り出せるように配置された可視光を反射する膜及び半反射・半透過する膜の間にEL層を配置してもよい。
【0254】
例えば、発光モジュール380Rは、発光素子350Rと着色層367Rに接する接着層360を有する。
【0255】
着色層367Rは発光素子350Rと重なる位置にある。これにより、発光素子350Rが発する光の一部は、空気よりも屈折率の高い接着層360及び着色層367Rを透過して、図中の矢印に示すように発光モジュール380Rの外部に射出される。
【0256】
タッチパネル390は、遮光層367BMを有する。遮光層367BMは、着色層(例えば着色層367R)を囲むように設けられている。
【0257】
タッチパネル390は、反射防止層367pを表示部301に重なる位置に有する。反射防止層367pとして、例えば円偏光板を用いることができる。
【0258】
タッチパネル390は、絶縁層321を有する。絶縁層321はトランジスタ302t等を覆っている。なお、絶縁層321は画素回路や撮像画素回路に起因する凹凸を平坦化するための層として用いることができる。また、不純物のトランジスタ302t等への拡散を抑制することができる層が積層された絶縁層を、絶縁層321に適用することができる。
【0259】
タッチパネル390は、下部電極351Rの端部に重なる隔壁328を有する。また、基板701と基板711の間隔を制御するスペーサ329を、隔壁328上に有する。
【0260】
画像信号線駆動回路303s(1)は、トランジスタ303t及び容量303cを含む。なお、駆動回路は画素回路と同一の工程で同一基板上に形成することができる。
図14(B)に示すようにトランジスタ303tは絶縁層321上に第2のゲート304を有していてもよい。第2のゲート304はトランジスタ303tのゲートと電気的に接続されていてもよいし、これらに異なる電位が与えられていてもよい。また、必要であれば、第2のゲート304をトランジスタ308t、トランジスタ302t等に設けてもよい。
【0261】
撮像画素308は、光電変換素子308p及び撮像画素回路を有する。撮像画素回路は、光電変換素子308pに照射された光を検知することができる。撮像画素回路は、トランジスタ308tを含む。
【0262】
例えばpin型のフォトダイオードを光電変換素子308pに用いることができる。
【0263】
タッチパネル390は、信号を供給することができる配線311を有し、端子319が配線311に設けられている。なお、画像信号及び同期信号等の信号を供給することができるFPC309が端子319に電気的に接続されている。なお、FPC309にはプリント配線基板(PWB)が取り付けられていてもよい。
【0264】
なお、トランジスタ302t、トランジスタ303t、トランジスタ308t等のトランジスタは、同一の工程で形成することができる。又は、それぞれ異なる工程で形成してもよい。
【0265】
[構成例2]
図15(A)、(B)は、タッチパネル505Aの斜視図である。なお明瞭化のため、代表的な構成要素を示す。
図16(A)は、
図15(A)に示す一点鎖線G−H間の断面図である。
【0266】
図15(A)、(B)に示すように、タッチパネル505Aは、表示部501、走査線駆動回路303g(1)、及びタッチセンサ595等を有する。また、タッチパネル505Aは、基板701、基板711、及び基板590を有する。
【0267】
タッチパネル505Aは、複数の画素及び複数の配線311を有する。複数の配線311は、画素に信号を供給することができる。複数の配線311は、基板701の外周部にまで引き回され、その一部が端子319を構成している。端子319はFPC509(1)と電気的に接続する。
【0268】
タッチパネル505Aは、タッチセンサ595及び複数の配線598を有する。複数の配線598は、タッチセンサ595と電気的に接続される。複数の配線598は基板590の外周部に引き回され、その一部は端子を構成する。そして、当該端子はFPC509(2)と電気的に接続される。なお、
図15(B)では明瞭化のため、基板590の裏面側(基板701に対向する面側)に設けられるタッチセンサ595の電極や配線等を実線で示している。
【0269】
タッチセンサ595には、例えば静電容量方式のタッチセンサを適用できる。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。ここでは、投影型静電容量方式のタッチセンサを適用する場合を示す。
【0270】
投影型静電容量方式としては、主に駆動方式の違いから自己容量方式、相互容量方式などがある。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。
【0271】
なお、タッチセンサ595には、指等の検知対象の近接又は接触を検知することができるさまざまなセンサを適用することができる。
【0272】
投影型静電容量方式のタッチセンサ595は、電極591と電極592を有する。電極591は複数の配線598のいずれかと電気的に接続し、電極592は複数の配線598の他のいずれかと電気的に接続する。
【0273】
電極592は、
図15(A)、(B)に示すように、一方向に繰り返し配置された複数の四辺形が角部で接続された形状を有する。
【0274】
電極591は四辺形であり、電極592が延在する方向と交差する方向に繰り返し配置されている。なお、複数の電極591は、一の電極592と必ずしも直交する方向に配置される必要はなく、90度未満の角度をなすように配置されてもよい。
【0275】
配線594は電極592と交差して設けられている。配線594は、電極592を挟む二つの電極591を電気的に接続する。このとき、電極592と配線594の交差部の面積ができるだけ小さくなる形状が好ましい。これにより、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のムラを低減できる。その結果、タッチセンサ595を透過する光の輝度ムラを低減することができる。
【0276】
なお、電極591、電極592の形状はこれに限られず、様々な形状を取りうる。例えば、複数の電極591をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介して電極592を、電極591と重ならない領域ができるように離間して複数設ける構成としてもよい。このとき、隣接する2つの電極592の間に、これらとは電気的に絶縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい。
【0277】
図16(A)に示すように、タッチパネル505Aは、基板701、接着層703、バリア層705、基板711、接着層713、及びバリア層715を有する。また、基板701及び基板711は、接着層360で貼り合わされている。
【0278】
接着層597は、タッチセンサ595が表示部501に重なるように、基板590を基板711に貼り合わせている。接着層597は、可視光に対して透光性を有する。
【0279】
電極591及び電極592は、可視光に対して透光性を有する導電材料を用いて形成する。透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。なお、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。還元する方法としては、熱を加える方法等を挙げることができる。
【0280】
また、電極591、電極592、配線594などの導電膜、つまり、タッチパネルを構成する配線や電極に用いる材料の抵抗値が低いことが望ましい。一例として、ITO、インジウム亜鉛酸化物、ZnO、銀、銅、アルミニウム、カーボンナノチューブ、グラフェンなどを用いてもよい。さらに、非常に細くした(例えば、直径が数ナノメートル)、多数の導電体を用いて構成される金属ナノワイヤを用いてもよい。一例としては、Agナノワイヤ、Cuナノワイヤ、又はAlナノワイヤ等を用いてもよい。Agナノワイヤの場合、例えば、89%以上の光透過率、40Ω/□以上100Ω/□以下のシート抵抗値を実現することができる。なお、透過率が高いため、表示素子に用いる電極、例えば、画素電極や共通電極に、金属ナノワイヤ、カーボンナノチューブ、グラフェンなどを用いてもよい。
【0281】
透光性を有する導電性材料を基板590上にスパッタリング法により成膜した後、フォトリソグラフィ法等の様々なパターニング技術により、不要な部分を除去して、電極591及び電極592を形成することができる。
【0282】
電極591及び電極592は絶縁層593で覆われている。また、電極591に達する開口が絶縁層593に設けられ、配線594が隣接する電極591を電気的に接続する。透光性を有する導電性材料は、タッチパネルの開口率を高めることができるため、配線594に好適に用いることができる。また、電極591及び電極592より導電性の高い材料は、電気抵抗を低減できるため配線594に好適に用いることができる。
【0283】
なお、絶縁層593及び配線594を覆う絶縁層を設けて、タッチセンサ595を保護することができる。
【0284】
また、接続層599は、配線598とFPC509(2)を電気的に接続する。
【0285】
表示部501は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。画素は、構成例1と同様であるため、説明を省略する。
【0286】
なお、様々なトランジスタをタッチパネルに適用できる。ボトムゲート型のトランジスタを適用する場合の構成を、
図16(A)、(B)に示す。
【0287】
例えば、酸化物半導体、アモルファスシリコン等を含む半導体層を、
図16(A)に示すトランジスタ302t及びトランジスタ303tに適用することができる。
【0288】
例えば、レーザーアニールなどの処理により結晶化させた多結晶シリコンを含む半導体層を、
図16(B)に示すトランジスタ302t及びトランジスタ303tに適用することができる。
【0289】
また、トップゲート型のトランジスタを適用する場合の構成を、
図16(C)に示す。
【0290】
例えば、多結晶シリコン又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膜等を含む半導体層を、
図16(C)に示すトランジスタ302t及びトランジスタ303tに適用することができる。
【0291】
[構成例3]
図17は、タッチパネル505Bの断面図である。本実施の形態で説明するタッチパネル505Bは、供給された画像情報をトランジスタが設けられている側に表示する点、タッチセンサが表示部の基板701側に設けられている点、及びFPC509(2)がFPC509(1)と同じ側に設けられている点が、構成例2のタッチパネル505Aとは異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分は、上記の説明を援用する。
【0292】
着色層367Rは発光素子350Rと重なる位置にある。また、
図17(A)に示す発光素子350Rは、トランジスタ302tが設けられている側に光を射出する。これにより、発光素子350Rが発する光の一部は着色層367Rを透過して、図中に示す矢印の方向の発光モジュール380Rの外部に射出される。
【0293】
タッチパネル505Bは、光を射出する方向に遮光層367BMを有する。遮光層367BMは、着色層(例えば着色層367R)を囲むように設けられている。
【0294】
タッチセンサ595は、基板711側でなく、基板701側に設けられている(
図17(A))。
【0295】
接着層597は、タッチセンサ595が表示部に重なるように、基板590を基板701に貼り合わせている。接着層597は、可視光に対して透光性を有する。
【0296】
なお、ボトムゲート型のトランジスタを表示部501に適用する場合の構成を、
図17(A)、(B)に示す。
【0297】
例えば、酸化物半導体、アモルファスシリコン等を含む半導体層を、
図17(A)に示すトランジスタ302t及びトランジスタ303tに適用することができる。
【0298】
例えば、多結晶シリコン等を含む半導体層を、
図17(B)に示すトランジスタ302t及びトランジスタ303tに適用することができる。
【0299】
また、トップゲート型のトランジスタを適用する場合の構成を、
図17(C)に示す。
【0300】
例えば、多結晶シリコン又は転写された単結晶シリコン膜等を含む半導体層を、
図17(C)に示すトランジスタ302t及びトランジスタ303tに適用することができる。
【0301】
[構成例4]
図18に示すように、タッチパネル500TPは、表示部500及び入力部600を重ねて有する。
図19は、
図18に示す一点鎖線Z1−Z2間の断面図である。
【0302】
以下に、タッチパネル500TPを構成する個々の要素について説明する。なお、これらの構成は明確に分離できず、一つの構成が他の構成を兼ねる場合や他の構成の一部を含む場合がある。なお、表示部500に入力部600が重ねられたタッチパネル500TPをタッチパネルともいう。
【0303】
入力部600は、マトリクス状に配設される複数の検知ユニット602を有する。また、入力部600は、選択信号線G1、制御線RES、信号線DLなどを有する。
【0304】
選択信号線G1や制御線RESは、行方向(図中に矢印Rで示す)に配置される複数の検知ユニット602と電気的に接続される。信号線DLは、列方向(図中に矢印Cで示す)に配置される複数の検知ユニット602と電気的に接続される。
【0305】
検知ユニット602は近接又は接触するものを検知して検知信号を供給する。例えば静電容量、照度、磁力、電波又は圧力等を検知して、検知した物理量に基づく情報を供給する。具体的には、容量素子、光電変換素子、磁気検知素子、圧電素子又は共振器等を検知素子に用いることができる。
【0306】
検知ユニット602は、例えば、近接又は接触するものとの間の静電容量の変化を検知する。
【0307】
なお、大気中において、指などの大気より大きな誘電率を有するものが導電膜に近接すると、指と導電膜の間の静電容量が変化する。この静電容量の変化を検知して検知情報を供給することができる。
【0308】
例えば、静電容量の変化に伴い容量素子との間で電荷の分配が引き起こされ、容量素子の両端の電極の電圧が変化する。この電圧の変化を検知信号に用いることができる。
【0309】
検知ユニット602は検知回路を有する。検知回路は、選択信号線G1、制御線RES又は信号線DLなどに電気的に接続される。
【0310】
検知回路は、トランジスタ又は/及び検知素子等を有する。例えば、導電膜と、当該導電膜に電気的に接続される容量素子と、を検知回路に用いることができる。また、容量素子と、当該容量素子に電気的に接続されるトランジスタと、を検知回路に用いることができる。
【0311】
検知回路には、例えば、絶縁層653と、絶縁層653を挟持する第1の電極651及び第2の電極652と、を有する容量素子650を用いることができる(
図19)。容量素子650の電極間の電圧は一方の電極に電気的に接続された導電膜にものが近接することにより変化する。
【0312】
検知ユニット602は、制御信号に基づいて導通状態又は非導通状態にすることができるスイッチを有する。例えば、トランジスタM12をスイッチに用いることができる。
【0313】
また、検知信号を増幅するトランジスタを検知ユニット602に用いることができる。
【0314】
同一の工程で作製することができるトランジスタを、検知信号を増幅するトランジスタ及びスイッチに用いることができる。これにより、作製工程が簡略化された入力部600を提供できる。
【0315】
また、検知ユニット602はマトリクス状に配置された複数の窓部667を有する。窓部667は可視光を透過し、複数の窓部667の間に遮光性の層BMを配設してもよい。
【0316】
タッチパネル500TPは、窓部667に重なる位置に着色層を有する。着色層は、所定の色の光を透過する。なお、着色層はカラーフィルタということができる。例えば、青色の光を透過する着色層367B、緑色の光を透過する着色層367G、又は赤色の光を透過する着色層367Rを用いることができる。また、黄色の光を透過する着色層や白色の光を透過する着色層を用いてもよい。
【0317】
表示部500は、マトリクス状に配置された複数の画素302を有する。画素302は入力部600の窓部667と重なるように配置されている。画素302は、検知ユニット602に比べて高い精細度で配設されてもよい。画素は、構成例1と同様であるため、説明を省略する。
【0318】
タッチパネル500TPは、可視光を透過する窓部667及びマトリクス状に配設される複数の検知ユニット602を有する入力部600と、窓部667に重なる画素302を複数有する表示部500と、を有し、窓部667と画素302の間に着色層を含んで構成される。また、それぞれの検知ユニットに他の検知ユニットへの干渉を低減することができるスイッチが配設されている。
【0319】
これにより、各検知ユニットが検知する検知情報を検知ユニットの位置情報と共に供給することができる。また、画像を表示する画素の位置情報に関連付けて検知情報を供給することができる。また、検知情報を供給させない検知ユニットと信号線を非導通状態にすることで、検知信号を供給させる検知ユニットへの干渉を低減することができる。その結果、利便性又は信頼性に優れた新規なタッチパネル500TPを提供することができる。
【0320】
例えば、タッチパネル500TPの入力部600は検知情報を検知して位置情報と共に供給することができる。具体的には、タッチパネル500TPの使用者は、入力部600に触れた指等をポインタに用いて様々なジェスチャー(タップ、ドラッグ、スワイプ又はピンチイン等)をすることができる。
【0321】
入力部600は、入力部600に近接又は接触する指等を検知して、検知した位置又は軌跡等を含む検知情報を供給することができる。
【0322】
演算装置は供給された情報が所定の条件を満たすか否かをプログラム等に基づいて判断し、所定のジェスチャーに関連付けられた命令を実行する。
【0323】
これにより、入力部600の使用者は、指等を用いて所定のジェスチャーを供給し、所定のジェスチャーに関連付けられた命令を演算装置に実行させることができる。
【0324】
例えば、タッチパネル500TPの入力部600は、まず、一の信号線に検知情報を供給することができる複数の検知ユニットから一の検知ユニットXを選択する。そして、検知ユニットXを除いた他の検知ユニットと当該一の信号線を非導通状態にする。これにより、他の検知ユニットがもたらす検知ユニットXへの干渉を低減することができる。
【0325】
具体的には、他の検知ユニットの検知素子がもたらす検知ユニットXの検知素子への干渉を低減できる。
【0326】
例えば、容量素子及び当該容量素子の一の電極が電気的に接続された導電膜を検知素子に用いる場合において、他の検知ユニットの導電膜の電位がもたらす、検知ユニットXの導電膜の電位への干渉を低減することができる。
【0327】
これにより、タッチパネル500TPはその大きさに依存することなく、検知ユニットを駆動して、検知情報を供給させることができる。例えば、ハンドヘルド型に用いることができる大きさから、電子黒板に用いることができる大きさまで、さまざまな大きさのタッチパネル500TPを提供することができる。
【0328】
また、タッチパネル500TPは、折り畳まれた状態及び展開された状態にすることができる。そして、折り畳まれた状態と展開された状態とで、他の検知ユニットがもたらす検知ユニットXへの干渉が異なる場合においても、タッチパネル500TPの状態に依存することなく検知ユニットを駆動して、検知情報を供給させることができる。
【0329】
また、タッチパネル500TPの表示部500は表示情報を供給されることができる。例えば、演算装置は表示情報を供給することができる。
【0330】
以上の構成に加えて、タッチパネル500TPは以下の構成を有することもできる。
【0331】
タッチパネル500TPは、駆動回路603g又は駆動回路603dを有してもよい。また、FPC1と電気的に接続されてもよい。
【0332】
駆動回路603gは例えば所定のタイミングで選択信号を供給することができる。具体的には、選択信号を選択信号線G1ごとに所定の順番で供給する。また、さまざまな回路を駆動回路603gに用いることができる。例えば、シフトレジスタ、フリップフロップ回路、組み合わせ回路などを用いることができる。
【0333】
駆動回路603dは、検知ユニット602が供給する検知信号に基づいて検知情報を供給する。また、さまざまな回路を駆動回路603dに用いることができる。例えば、検知ユニットに配設された検知回路と電気的に接続されることによりソースフォロワ回路やカレントミラー回路を構成することができる回路を、駆動回路603dに用いることができる。また、検知信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換回路を有していてもよい。
【0334】
FPC1は、タイミング信号、電源電位等を供給し、検知信号を供給される。
【0335】
タッチパネル500TPは、駆動回路503g、駆動回路503s、配線311、又は端子319を有してもよい。また、FPC2と電気的に接続されてもよい。
【0336】
また、傷の発生を防いでタッチパネル500TPを保護する保護層670を有していてもよい。例えば、セラミックコート層又はハードコート層を保護層670に用いることができる。具体的には、酸化アルミニウムを含む層又はUV硬化樹脂を用いることができる。
【0337】
なお、半透過型液晶ディスプレイや反射型液晶ディスプレイを実現する場合には、画素電極の一部、又は、全部が、反射電極としての機能を有するようにすればよい。例えば、画素電極の一部、又は、全部が、アルミニウム、銀、などを有するようにすればよい。
【0338】
また、反射電極の下に、SRAMなどの記憶回路を設けることも可能である。これにより、さらに、消費電力を低減することができる。また、適用する表示素子に好適な構成を様々な画素回路から選択して用いることができる。
【0339】
本実施の形態で説明したタッチパネルを、実施の形態1の表示装置10を構成する表示パネル100のかわりに用いることができる。その場合、タッチパネル390やタッチパネル505Bのように、タッチパネルに接続される複数のFPCが一方向から取り出される構成のタッチパネルを好適に用いることができる。なお、表示パネル100のかわりにタッチパネルを用いた場合、表示装置10は入出力装置と呼ぶこともできる。
【0340】
また、複数のタッチパネルを基板106と接着する接着層107を、それぞれのタッチパネルのタッチセンサ595(または入力部600)における上面の高さを一致させ、かつ該上面と基板106とが平行となるように設けることが好ましい。入出力装置の表面(すなわち基板106の表面)とそれぞれのタッチパネルのタッチセンサ595(または入力部600)との距離を等しくすることで、入出力装置の検出感度の場所依存性を小さくすることができる。
【0341】
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。
【0342】
(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、図面を用いて説明する。
【0343】
本発明の一態様の表示装置、表示パネル又はタッチパネルを用いて、曲面を有し、信頼性の高い電子機器や照明装置を作製できる。また、本発明の一態様の表示装置、表示パネル又はタッチパネルを用いて、可撓性を有し、信頼性の高い電子機器や照明装置を作製できる。
【0344】
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置(テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう)、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。
【0345】
また、本発明の一態様の電子機器又は照明装置は可撓性を有するため、家屋やビルの内壁もしくは外壁、又は、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。
【0346】
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。
【0347】
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、リチウムイオン電池、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。
【0348】
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、表示部で映像や情報等の表示を行うことができる。また、電子機器が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。
【0349】
図20(A)、(B)、(C1)、(C2)、(D)、(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。
【0350】
表示部7000は、本発明の一態様の表示装置、表示パネル又はタッチパネルを用いて作製される。
【0351】
本発明の一態様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い電子機器を提供できる。
【0352】
図20(A)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。
【0353】
図20(A)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、指や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。
【0354】
また、操作ボタン7103の操作により、電源のON、OFF動作や、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。
【0355】
図20(B)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。
【0356】
図20(B)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や、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が備える操作キー又はタッチパネルにより、チャンネルや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。
【0357】
なお、テレビジョン装置7200は、受信機やモデムなどを備えた構成としてもよい。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又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)又は双方向(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。
【0358】
図20(C1)、(C2)、(D)、(E)に携帯情報端末の一例を示す。各携帯情報端末は、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、又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。携帯情報端末の操作は、指や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。
【0359】
図20(C1)は、携帯情報端末7300の斜視図であり、
図20(C2)は携帯情報端末7300の上面図である。
図20(D)は、携帯情報端末7310の斜視図である。
図20(E)は、携帯情報端末7320の斜視図である。
【0360】
本実施の形態で例示する携帯情報端末は、例えば、電話機、手帳又は情報閲覧装置等から選ばれた一つ又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。
【0361】
携帯情報端末7300、携帯情報端末7310及び携帯情報端末7320は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。例えば、
図20(C1)、(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20(C1)、(C2)では、携帯情報端末の上側に情報が表示される例を示し、
図20(D)では、携帯情報端末の横側に情報が表示される例を示す。また、携帯情報端末の3面以上に情報を表示してもよく、
図20(E)では、情報7304、情報7305、情報7306がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。
【0362】
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、電子メールや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。
【0363】
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。
【0364】
具体的には、着信した電話の発信者の電話番号又は氏名等を、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。
【0365】
図21(A1)、(A2)、(B)乃至(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。
【0366】
表示部7001は、本発明の一態様の表示装置、表示パネル又はタッチパネル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装置、表示パネル又はタッチパネルを適用できる。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。
【0367】
本発明の一態様により、可撓性を有する表示部を備え、且つ信頼性の高い電子機器を提供できる。
【0368】
図21(A1)は、携帯情報端末の一例を示す斜視図であり、
図21(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。
【0369】
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。
【0370】
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にコネクターを接続する端子部を備え、映像信号や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。
【0371】
また、操作ボタン7503によって、電源のON、OFF動作や表示する映像の切り替え等を行うことができる。なお、
図21(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)や、表示面とは反対側の面に配置してもよい。
【0372】
図21(B)には、表示部7001を引き出し部材7502により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。また、表示部7001の一部がロール状に巻かれた
図21(A1)の状態と表示部7001を引き出し部材7502により引き出した
図21(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21(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。
【0373】
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。
【0374】
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。
【0375】
図21(C)乃至(E)に、折りたたみ可能な携帯情報端末の一例を示す。
図21(C)では、展開した状態、
図21(D)では、展開した状態又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21(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。
【0376】
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。
【0377】
図21(F)、(G)に、折りたたみ可能な携帯情報端末の一例を示す。
図21(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21(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の汚れや傷つきを抑制できる。
【0378】
図21(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。
【0379】
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や、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が内側又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、又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。
【0380】
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、又は、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。
【0381】
図21(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やバンド7801と重ねて配置してもよい。
【0382】
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。
【0383】
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。
【0384】
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。
【0385】
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。
【0386】
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ー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。
【0387】
図22(A)に自動車9700の外観を示す。
図22(B)に自動車9700の運転席を示す。自動車9700は、車体9701、車輪9702、ダッシュボード9703、ライト9704等を有する。本発明の一態様の表示装置は、自動車9700の備える表示部などに用いることができる。例えば、
図22(B)に示す表示部9710乃至表示部9715に本発明の一態様の表示装置を設けることができる。
【0388】
表示部9710と表示部9711は、自動車のフロントガラスに設けられた表示装置である。本発明の一態様の表示装置は、表示装置が有する電極を、透光性を有する導電性材料で作製することによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態の表示装置とすることができる。シースルー状態の表示装置であれば、自動車9700の運転時にも視界の妨げになることがない。よって、本発明の一態様の表示装置を自動車9700のフロントガラスに設置することができる。なお、表示装置に、表示装置を駆動するためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料を用いた有機トランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するトランジスタを用いるとよい。
【0389】
表示部9712はピラー部分に設けられた表示装置である。例えば、車体に設けられた撮像手段からの映像を表示部9712に映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。表示部9713はダッシュボード部分に設けられた表示装置である。例えば、車体に設けられた撮像手段からの映像を表示部9713に映し出すことによって、ダッシュボードで遮られた視界を補完することができる。すなわち、自動車の外側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補い、安全性を高めることができる。また、見えない部分を補完する映像を映すことによって、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。
【0390】
また、
図23は、運転席と助手席にベンチシートを採用した自動車の室内を示している。表示部9721は、ドア部に設けられた表示装置である。例えば、車体に設けられた撮像手段からの映像を表示部9721に映し出すことによって、ドアで遮られた視界を補完することができる。また、表示部9722は、ハンドルに設けられた表示装置である。表示部9723は、ベンチシートの座面の中央部に設けられた表示装置である。なお、表示装置を座面や背もたれ部分などに設置して、当該表示装置を、当該表示装置の発熱を熱源としたシートヒーターとして利用することもできる。
【0391】
表示部9714、表示部9715、または表示部9722はナビゲーション情報、スピードメーターやタコメーター、走行距離、給油量、ギア状態、エアコンの設定など、その他様々な情報を表示することができる。また、表示部に表示される表示項目やレイアウトなどは、使用者の好みに合わせて適宜変更することができる。なお、上記情報は、表示部9710乃至表示部9713、表示部9721、表示部9723にも表示することができる。また、表示部9710乃至表示部9715、表示部9721乃至表示部9723は照明装置として用いることも可能である。また、表示部9710乃至表示部9715、表示部9721乃至表示部9723は加熱装置として用いることも可能である。
【0392】
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。
【0393】
なお、本発明の一態様の表示装置を具備していれば、上記で示した電子機器や照明装置に特に限定されないことは言うまでもない。
【0394】
本実施の形態に示す構成及び方法などは、他の実施の形態に示す構成及び方法などと適宜組み合わせて用いることができる。