显示装置的制作方法

本实用新型涉及显示装置，特别是涉及能够将基板折弯的柔性显示装置。

背景技术：

目前，在有机EL显示装置或液晶显示装置等显示装置中，显示母板的基板使用玻璃基板。近年来，开发了通过使基板采用聚酰亚胺等树脂基板，对显示母板赋予了挠性的柔性型的显示装置。

专利文献1中记载有通过将显示区域外的端子部朝向显示区域的背侧折弯而减小作为显示装置整体的外形的结构。专利文献2中记载有在将与显示装置的端子部连接的柔性布线基板折弯使用的情况下，在折弯的部分的基板上形成槽或凹部的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－128006

专利文献2：日本特开平06－246857

技术实现要素：

通过设为将显示区域外的端子部查询显示区域的背侧折弯的结构，能够减小显示装置的外形。

另一方面，因为作为显示装置整体要求设为薄型，所以折弯的曲率半径变得非常小，成为大致折弯的状态。于是，对形成于基板上的布线作用有在折弯时的应力，产生断线的危险。即使为了防止断线而想要增大布线的宽度，但因为在端子部形成有多个布线，所以也无法增大布线的宽度。

本实用新型的课题在于，在折弯使用的柔性显示装置中，实现防止布线的断线、且可靠性高的柔性显示装置。

本实用新型克服上述课题，代表性的手段如下。

(1)一种显示装置，其具备：基板，其具有显示区域、端子部、从所述显示区域朝向所述端子部延伸的信号布线；布线基板，其与所述端子部连接，该显示装置的特征在于，所述信号布线与所述布线基板电连接，在所述信号布线间形成有贯穿所述基板的孔，所述基板在所述显示区域与所述端子部之间具有折弯区域，所述基板以在俯视时使所述显示区域与所述端子部重合的方式在所述折弯区域被折弯。

(2)一种显示装置，其具备：基板，其具有显示区域、端子部、从所述显示区域朝向所述端子部延伸的信号布线；布线基板，其与所述端子部连接，该显示装置的特征在于，所述信号布线与所述布线基板电连接，所述基板具有形成有所述信号布线的第一面、和所述第一面的相反侧的第二面，在所述第二面上形成有未贯穿所述基板的凹部，所述基板在所述端子部与所述显示区域之间具有折弯区域，所述基板以在俯视时使所述显示区域与所述端子部重合的方式在所述折弯区域被折弯。

附图说明

图1是显示装置的剖视图。

图2是将端子部折弯之前的显示装置的剖视图。

图3是显示装置的俯视图。

图4是将信号布线设为锯齿形图案的显示装置的俯视图。

图5是表示信号布线的各种形状的俯视图。

图6是信号布线的剖视图。

图7是仿真下的应力评价的模型。

图8是表示将端子部折弯的情况下的、信号布线的平面形状和最大应力的关系的图。

图9是表示锯齿形图案的角度、和折弯时的信号布线上所产生的应力的关系的比较图。

图10是实施例1的显示装置的俯视图。

图11是实施例1的信号布线的详细图。

图12是实施例1的信号布线的放大图。

图13是表示实施例1的效果的图。

图14是表示实施例1的其他方式的端子部的俯视图。

图15是实施例2的端子部的立体图。

图16是实施例2的端子部的剖视图。

图17是实施例2的凹部的剖视图。

图18是实施例2的显示装置的俯视图。

图19是用于实施例2的信号布线的剖视图。

图20是实施例2的端子部的详细图。

图21是表示实施例2的效果的图。

图22是表示凹部的其他方式的剖视图。

图23是表示实施例2的第二方式的显示装置的俯视图。

图24是表示实施例2的第三方式的显示装置的俯视图。

附图标记说明

10…信号布线、11…SiO层、12…SiN层、13…有机钝化膜、15…树脂层、20…孔、30…槽、31…凹部、100…TFT基板、101…布线层、102…显示功能层、103…保护层、104…光学膜、200…显示区域、300…端子部、1000…布线基板

具体实施方式

以下，使用实施例详细说明本实用新型的内容。

实施例1

图1是具有应用了本实用新型的基板100的显示装置的剖视图。图1的特征为，包含端子部300在内的区域被折弯。因此，作为显示装置整体，能够减小外形。另一方面，为了减薄显示装置，图1所示的、折弯的部分的曲率半径r非常小。于是，相对于在基板上形成的布线的应力变得非常大。

为了以小的曲率半径折弯，基板的厚度被减薄至10～30μm左右。在这样的情况下，图1所示的曲率半径r能够设为基板100的厚度即10～30μm。若是这样小的曲率半径，则端子部300看起来几乎是折断的。

以下，在本实施例中，说明显示装置为有机EL显示装置的情况下的结构。

在以下的说明中，将从基板100朝向光学膜104的方向设为上方(或者简称为上)，将从光学膜104朝向基板100的方向设为下方(或者简称为下)。另外，将从光学膜104朝向基板100观察视为俯视。

图2是将端子部300折弯之前的显示装置的剖视图。在图2中，在基板100上形成有TFT等，因此，之后，将基板100称作TFT基板。TFT基板100为了能够以小的曲率半径折弯，而由厚度为15μm的耐热性、机械强度等方面具有优异的特性的聚酰亚胺形成。此外，TFT基板100可以由聚酰亚胺以外的树脂形成，也可以通过由有机材料形成的层和由无机材料形成的层的叠层构造形成。

图2中，在TFT基板100之上形成有布线层101。布线层101在显示区域200中包含针对每一像素形成的TFT。另外，与TFT连接的布线层101也延伸到端子部300。在端子部300连接有用于从外部向有机EL显示装置供给信号或电源的布线基板1000。

在图2的显示区域200中，在布线层101之上形成有有机EL层102。有机EL层102通常针对每一像素而形成，成为由下部电极和上部电极夹持包含发光部在内的由多个有机膜形成的层的结构。构成有机EL层102的有机膜容易因水分而劣化，另外，多个层合计也只有数百nm左右，非常薄。因此，为了保护有机EL层102不受水分影响和机械地保护有机EL层102，在有机EL层102之上形成保护层103。保护层103成为丙烯酸等的透明有机膜和SiN等的无机膜的叠层构造。

图2中，在保护层103之上贴附有圆偏振片等的光学膜104。由于在有机EL层102的下部电极上形成有反射电极，因此，当通过反射电极是外部光线反射时，画面不易观察。因此，通过贴附圆偏振片等，防止外部光线反射。此外，也可以不配置圆偏振片等的光学膜104。

图3是与图2对应的显示装置的俯视图。在以下的说明中，将显示装置的短边方向设为第一方向X，将与第一方向X垂直的方向设为第二方向Y，而且，将与第一方向X及第二方向Y垂直的方向设为第三方向Z。图3中，与显示区域200隔开间隔形成有端子部300，供布线基板1000连接。信号布线10从显示区域200延伸至布线基板1000，并配置于第一方向X。图3中，为了易于理解图，信号布线10的数量少，但在实际的产品中，形成有非常多的布线。因此，各布线的间距变得非常小，且布线的宽度也小。

在图3的点划线包围的折弯区域BA，将TFT基板100折弯。以下的图也相同。于是，在形成于TFT基板100的信号布线10上作用有很大的应力，信号布线10发生断线的危险增大。

因此，本实用新型中，如图4所示，将信号布线10设为锯齿形图案，缓和了作用于信号布线10的应力。图4的(A)是显示装置的俯视图，除将信号布线10形成为锯齿形图案之外与图3相同。图4的(B)是折弯区域BA附近的放大图。图4的(B)中，形成为锯齿形图案的信号布线10的第二方向Y上的间距为pv。此外，本说明书中，将使信号布线的外形具有多个弯曲部而设为锯齿形图案。另外，弯曲部也可以不为直角，也可以取圆。

图4中，为了使图不复杂，信号布线10的数量少，但在实际的产品中，端子布线10的数量远多于此。另外，信号布线10的第二方向Y上的间距pv远小于图示的间距。以下的图也相同。

图5～图9是在将信号布线10设为各种形状的情况下，评价将信号布线10折弯时的对信号布线10的应力。图5的A～E是评价的端子布线10的平面形状。图5的A是作为比较例的、信号布线10为直线的情况。

图5的B～D是将信号布线10设为锯齿形图案的情况，但锯齿形相对于第二方向Y的角度不同。图5的E是将信号布线10的锯齿形图案组合而形成为格子状的情况。各布线形状中，第二方向Y的上间距pv为25μm，全部相同。在图5的A～E中，由点表示的10为信号布线(金属布线)，由阴影表示的部分为金属布线的保护层。

图6是图5的A～E的A－A剖视图。图6中，在由聚酰亚胺形成的TFT基板100之上形成有SiO层11，且在其上形成有构成信号布线10的Al合金层，在信号布线10之上形成有SiN层12，且以覆盖其的方式形成有由聚酯等形成的树脂层15。为了防止构成信号布线10的Al合金层的腐蚀，由SiO层11与SiN层12夹着Al合金层。此外，Al合金例如为Al和Si的合金，但大部分为Al。之后，信号布线10以Al合金为代表进行说明，但也可以使用其他金属或合金。另外，夹着信号布线10的树脂层也可以由有机材料形成。

图6中，构成TFT基板100的聚酰亚胺的厚度tp为15μm，SiO层11的厚度t1为460nm，信号布线10的厚度t2为535nm，SiN层12的厚度t3为185nm，树脂层15的厚度tr为55μm。树脂层15的杨氏模量比聚酰亚胺的杨氏模量小，因此，使树脂层15的厚度tr比构成TFT基板100的聚酰亚胺的厚度tp大，在进行折弯时，使信号布线10位于压缩应力和拉伸应力均为零的中立面或其附近。

图7表示将折弯区域BA以曲率半径r成为350μm的方式折弯的情况下的剖视图。图7中的角度η为32.74度。在仿真下，评价将端子部300如图7所示折弯的情况下的应力。折弯区域BA的剖面如图6所示。实际的产品的折弯区域BA折弯至角度η为180度，但基于仿真下的应力评价以图7所示的角度进行。此外，在曲率半径r变小的情况下，也只要考虑应力的大小关系的倾向为相同的即可。

图8的A～E是评价对将图5的A～E所示的布线如图7所示折弯的情况下的信号布线10、SiO层11、SiN层12作用的应力的图。图8的A～E与图5的A～E对应。即，图8的B的锯齿形图案为30度，图8的C的锯齿形图案为45度，图8的D的锯齿形图案为60度，图8的E的锯齿形图案为60度。图8的A～E中的箭头为在各结构中示出最大应力的部位，数字表示应力的值，单位为兆帕斯卡(MPa)。

图8中，最上一行即行(I)的构成为评价将SiN层12和信号布线10进行了组合的状态下的应力的结果。在行(I)中，在各布线形状上，最大的应力在信号布线10的端部产生。着眼于图8的B～图8D的锯齿形图案，角度越大，则作用于布线的应力越小。即使为相同的60度，在将图8的E的锯齿形图案设为格子状的结构中，与简单的锯齿形图案的情况相比，应力稍微增大。即，锯齿形图案对于折弯所致的应力的减轻是有利的，且若增大锯齿形图案的角度，则能够进一步减轻应力。

图8的中央的行即行(II)是评价仅有信号布线10的情况下的应力的行。该情况与布线为直线的情况相比，通过将布线设为锯齿形图案，也能够减小应力。另外，在锯齿形图案中，角度越大，应力越小。

图8的最下一行即行(III)为评价仅有SiO层11的情况下的应力的行。该情况下，即使在设为锯齿形图案的情况下，当锯齿形图案的角度小时，与直线的情况相比的应力降低的效果也小。但是，随着锯齿形图案的角度增大，与直线的情况相比，应力大幅降低。

图9是将图8所示的仿真下的结果中的应力的最大值图表化的图。在此，取出布线为直线的情况A、布线为锯齿形图案的情况B(角度30度)、情况C(角度45度)、情况D(角度60度)，比较应力的最大值。应力的单位为兆帕斯卡(MPa)。图9中，对于布线图案为Al+SiO的情况(Al+Si)、仅为Al合金的情况(Al)、仅为SiO的情况(SiO)的各情况进行比较。

如图9的箭头所示，随着锯齿形图案的角度增大，作用于布线的应力急剧减少。例如，在以Al+SiO进行比较的情况下，通过将锯齿形图案的角度设为60度，作用于布线的应力成为大致一半。但是，如图5的D所示，随着锯齿形图案的角度增大，布线自身所占的面积增大，因此，若布线的数量增多，则难以在TFT基板100上形成布线。

本实用新型实现在锯齿形图案中即使不增大角度也能够减小作用于布线的应力的结构。图10是本实施例的显示装置的俯视图。图10的(A)与图4的(A)相同。信号布线10在折弯区域BA成为锯齿形图案。图10的(B)是折弯区域BA附近的放大图。图10的(B)中，与成为锯齿形图案的信号布线10平行地形成有贯穿TFT基板100的孔20。利用该孔20能够缓和各信号布线10上的应力。

图11是表示本实施例的信号布线10和孔20的详细俯视图。图11示例信号布线10为3条的情况。图11的信号布线10为与图6所记载的信号布线10的剖视图相同的结构，成为由SiN层12及SiO层11夹持着Al合金的结构。成为锯齿形图案的信号布线10的第一方向X上的间距ph为17μm，第二方向Y上的间距pv为25μm。

图11中，在信号布线10与信号布线10之间形成有孔20。孔20形成为与锯齿形图案的信号布线10的弯曲部以外的直线部平行。利用该孔20，在将折弯区域BA折弯时分散信号布线10的应力，减小了最大应力。

图12是图11的放大俯视图。孔20的第一方向X上的宽度w例如为5μm。这是信号布线10的第一方向X上的间距ph的约30％的宽度。在此，在将信号布线10的宽度设为ww的情况下，孔20的第一方向X上的宽度w优选为间距ph的25％以上且ph－ww以下的宽度。

孔20的第二方向Y上的宽度h例如为6μm，这是信号布线10的锯齿形图案的弯曲部在第二方向Y上的半间距pv/2的48％的宽度。在此，孔20的第二方向Y的宽度h优选为pv/2的20％以上、90％以下的宽度。

图12中，形成于两端的信号布线10的外侧的孔20在第一方向X的宽度h增大。这是为了在将折弯区域BA折弯时，使相对于外端的信号布线10的应力与其他信号布线10均衡。

图13是表示本实施例的效果的表。图13示出将图6所示的截面结构的信号布线10如图7那样折弯的情况下的信号布线10的应力。与图8所示的相同，行(I)对将SiN层12和信号布线10进行了组合的状态下的应力(Al+SiN)进行评价，行(II)对仅为信号布线10的情况下的应力(Al)进行评价，行(III)对仅为SiO层11的情况下的应力进行评价。

图13的A列是信号布线10的角度为45度的锯齿形图案，第一方向X上的间距ph为17μm。B列是在A列所示的信号布线10间形成了图12中说明的孔20的情况。锯齿形图案的角度、布线间距ph与A列的情况相同。C列是信号布线10的角度为60度的锯齿形图案的情况。该情况下，第一方向X上的间距ph为24μm。这是因为，当锯齿形图案的角度增大时，难以减小第一方向X上的间距ph。

图13中，若将行(I)、即Al合金和SiN层的叠层构造中的应力进行比较，则即使是角度为相同的45度的情况，在形成有孔20的B列的情况下，与没有孔20的情况下的A列的情况相比，作用于信号布线10的应力也能够大幅减小。进一步的特征是，在没有孔20的情况下，应力的最大值在信号布线10的弯曲部产生，与之相对在存在孔20的情况下，应力的最大值在信号布线10的直线部产生。即，折弯时的、信号布线10的应力通过孔20而被分散，结果是最大应力减小。

在B列的锯齿形图案的角度为45度且存在孔20的情况、和C列的锯齿形图案的角度为60度的情况下，若比较最大应力，则大致相同。即，通过使用孔20，即使在锯齿形图案的角度维持在45度的状态下，也能够成为与锯齿形图案的角度为60度的情况同等程度的应力。这意味着能够不增加作用于信号布线10的应力而增大形成于锯齿形图案上的信号布线10的布线密度，效果非常大。

关于图13中的、仅为信号布线10的情况(Al)、和仅为SiO层11的情况(SiO)也是相同的。特别是，针对图13中的仅为SiO层11的情况的孔20的效果非常大。

图11～图13说明了孔20为平行四边形的情况，但孔20不限于此，能够设为各种形状。图14的(A)是孔20为圆的情况。图14的(B)是孔20为跑道状的情况。图14的(C)是平行形成有两个孔20的情况。无论任何情况，都能够通过对由聚酰亚胺形成的TFT基板100照射激光、或光刻等而形成贯穿孔20。此外，图14的(A)～图14的(C)是实例，也能够设为其他形状。

如上，根据本实施例，在将折弯区域BA折弯使用时，能够将形成于锯齿形图案的信号布线10的最大应力抑制为极低，因此，能够防止信号布线10的断线。

实施例2

图15是实施例2的折弯区域BA的立体图。图17中，在由聚酰亚胺形成的TFT基板100之上形成有锯齿形图案的信号布线10。图15的特征在于，在第三方向Z上，在TFT基板100的与形成有信号布线10的面相反侧的面上形成有槽30。由此，减弱TFT基板100的折弯方向的强度，缓和来自TFT基板100的对信号布线10的应力。此外，这里所说的形成有信号布线10的面相当于第一面100A，与形成有信号布线10的面相反侧的面相当于第二面100B。

图16是表示将图15所示的折弯区域BA折弯的状态的剖视图。图16中，在由聚酰亚胺形成的TFT基板100之上、即第一面100A上形成有布线层101，在TFT基板100的布线层101的相反侧的面、即第二面100B上形成有槽30。槽30沿图的第一方向X延伸。

图17是表示各槽30的截面形状的TFT基板100的剖视图。图17中，凹部30的间距w2为12.5μm，槽30的宽度w1为4.2μm。w1/w2优选为0.2～0.8左右。另外，TFT基板100的厚度h2为15μm，槽30的深度h1为5μm。h1/h2优选为0.2～0.8。进而，h1/h2更优选为0.25～0.5。槽30也可以由比TFT基板100柔软的树脂、即杨氏模量小的树脂、例如氨基甲酸乙酯等进行填充。

图18是实施例2的显示装置的俯视图。图18的(A)与图4的(A)等相同。图18的(B)是折弯区域BA附近的放大图。图18中，信号布线10成为锯齿形图案的情况与图4等相同。

图18的特征在于，如虚线所示，在TFT基板100的第二面100B形成有槽30。槽30形成于布线上的锯齿形图案的弯曲部和弯曲部的中间即直线部。在没有槽30的情况下，若将折弯区域BA折弯，则在信号布线10上，在锯齿形图案的折弯部产生最大的应力。在本实施例中，通过在锯齿形图案的直线部形成TFT基板100容易弯曲的部分，分散信号布线10的应力，由此，使最大应力降低。

图19是本实施例的应力评价中所使用的信号布线10的剖视图。图19中，在由聚酰亚胺形成的TFT基板100之上、即第一面100A上形成作为基底膜的SiO层11，再在其上形成由Al合金构成的信号布线10，且覆盖信号布线10而形成机钝化膜13，再在其上形成有作为保护膜的树脂层15。SiO层11的宽度wp为6.4μm，信号布线10的宽度wa为2.4μm。此外，作为基底膜，也可以使用有机材料树脂层。

图19中，由聚酰亚胺形成的TFT基板100的厚度tp为15μm，SiO层11的厚度t1为0.48μm，由Al合金形成的信号布线10的厚度t2为0.72μm。覆盖信号布线10的有机钝化膜13的厚度th为3.72μm，覆盖有机钝化膜13的树脂层15的厚度tr为40μm。

图20是表示在折弯区域BA将图19所示的布线构造形成为锯齿形图案的状态的俯视图。图20中，为了不使图变得复杂，以信号布线10仅有3根的情况为代表。图20的槽30形成于TFT基板100的第二面100B。锯齿形图案的信号布线10的第一方向X上的间距ph、第二方向Y上的间距pv等与图10相同。

图21是对将图19及图20所示的具有信号布线10的结构的折弯区域BA如图16及图7所示那样折弯的情况下的信号布线10及SiO层11上产生的应力进行评价的结果。图21中，行(I)为对仅为图19中的信号布线10上的应力进行评价的行。行(II)为对仅为图19中的SiO层11上的应力进行评价的行。图21的A列是不存在槽30的情况，B列是如本实施例那样在由聚酰亚胺形成的TFT基板100的第二面100B上存在图18或图20所示的槽30的情况。

关于仅为信号布线10的情况，若将存在槽30的情况和不存在槽30的情况进行比较，则存在槽30的情况中，最大应力减小至接近1/10。关于仅为SiO层11的情况，若将存在槽30的情况和不存在槽30的情况进行比较，则存在槽30的情况中，最大应力减小至接近1/20。另外，在仅为SiO层11的情况下，产生最大应力的部位与存在槽30的部分对应。这样，本实施例的对端子布线10的应力降低的效果极大。

在图15、图16、图17等中，槽30的截面为矩形，但在本实施例中，槽30的形状未必限于矩形。图22的(A)～(D)是槽30的其他截面形状的例子。图22的(A)是槽30的截面为半圆形或半跑道状。图22的(B)是除截面为半圆形或半跑道状的槽30之外，还将槽30与槽30之间以曲面连结的情况。图22的(C)是槽30的截面为三角形的情况，图22的(D)是槽30的截面为梯形的情况。无论任何形状的情况，都能够得到与图17所示的槽30的情况相同的效果。

图23是表示本实施例的第二方式的显示装置的俯视图。图23的(A)与图4的(A)等相同。图23的(B)是折弯区域BA附近的放大图，示出本实施方式的特征。图23的特征是代替图18的槽30而将长方形的凹部31在第一方向X上呈直线状排列这一点。

长方形的凹部31呈直线状排列的部位存在于锯齿形图案上所形成的信号布线10的弯曲部与弯曲部的中间这一点、即存在于直线部这一点也与图18相同。凹部31的第一方向X的宽度为wg，凹部与凹部之间的宽度为wb。宽度wg比宽度wb大时，本实施方式的效果大。凹部31的第二方向Y上的宽度与实施方式1的槽30的宽度相同。即，相对于锯齿形图案上所形成的信号布线10的第二方向Y上的间距的一半pv/2为20％～90％的宽度。通过这样的结构，能够分散应力而防止信号布线10的断线。

图24是表示本实施例的第三实施方式的显示装置的俯视图。图24的(A)与图4的(A)等相同。图24的(B)是折弯区域BA的放大图，示出本实施方式的特征。图24的特征在于，在TFT基板100的第二面100B上，在折弯区域BA的整个范围内形成有凹部。凹部在图24的(B)中用点表示的区域中随机地形成。凹部为减小折弯区域BA的TFT基板100的强度以使应力不集中于信号布线10的部分。

凹部的平面形状既可以为圆、椭圆、矩形，也可以为跑道状。无论是任何的情况，只要能够减小折弯区域BA的TFT基板100的强度即可。凹部的第三方向Z上的深度与图17所示的槽部的截面形状相同。即，在将由聚酰亚胺形成的TFT基板100的厚度设为h2，将凹部的深度设为h1的情况下，优选h1/h2为0.2～0.8。

本实施例中，在形成槽30的情况下，对TFT基板100的第二面100B机械地切片的方法是有效的。另外，矩形图案、点状图案等的凹部例如能够通过光刻或激光照射而形成。

如上，通过在TFT基板100的第二面100B形成槽30或凹部31，能够减小将端子部折弯的情况下的作用于信号布线10的最大应力，因此，能够防止信号布线10的断线。

在以上的说明中，以有机EL显示装置为例进行了说明，但对于液晶显示装置也同样能够适用。

另外，在以上的说明中，对缓和将显示区域成为一体的基板进行折弯的情况下的作用于信号布线的应力的方法进行了叙述。另一方面，有时与显示装置的端子部连接而使用的柔性布线基板也被折弯而使用。关于该情况，通过将实施例1及2中说明的结构适用于柔性布线基板，也能够防止柔性布线基板上的断线。