(57)【要約】【課題】湾曲部を有する表示素子において、視点と表示素子とのなす角が表示素子内の表示領域によって大きく変化する問題を解決し、表示素子の湾曲部においても映像が見やすく、かつ、信頼性の高い表示素子が提供。【解決手段】本発明に係る表示素子は、積層体５０の湾曲方向に対応する凸面５１上の第１領域５０Ａに設けられた樹脂層６０は、凸面５１上の第２領域５０Ｂに設けられた樹脂層６０よりも厚く形成されており、かつ、凸面５１上における第１領域５０Ａの樹脂層は、母線５に向かって厚さが漸増している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、を備える積層体と、
前記積層体を覆う樹脂層と、を有し、
前記積層体は前記第１基板と前記第２基板とが対向するいずれか一方の面を凸面、他方の面を凹面とするように湾曲した第１領域と、前記第１領域に隣接し、前記第１領域より曲率半径が大きい第２領域とを備え、
前記第１領域の前記凸面上に設けられた樹脂層は、前記第２領域の前記凸面上に設けられた樹脂層より厚く形成されていることを特徴とする表示素子。
【請求項２】
第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、を備える積層体と、
前記積層体を覆う樹脂層と、を有し、
前記積層体は前記第１基板と前記第２基板とが対向するいずれか一方の面を凸面、他方の面を凹面とするように湾曲した第１領域と、前記第１領域に隣接し、前記第１領域より曲率半径が大きい第２領域と、前記第２領域を介して前記第１領域に隣接し、前記積層体の外端を含み、前記第１領域及び前記第２領域より曲率半径が大きい第３領域とを備え、
前記凸面上に設けられた樹脂層は、前記外端から前記第１領域に向かって、厚さが漸増していることを特徴とする表示素子。
【請求項３】
第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、を備える積層体と、
前記積層体を覆う樹脂層と、を有し、
前記積層体は前記第１基板と前記第２基板とが対向するいずれか一方の面を凸面、他方の面を凹面とするように湾曲した第１領域と、前記第１領域に隣接し、前記第１領域より曲率半径が大きい第２領域と、前記第２領域を介して前記第１領域に隣接し、前記積層体の外端を含み、前記第１領域及び前記第２領域より曲率半径が大きい第３領域とを備え、
前記凸面上に設けられた樹脂層は、前記第２領域から前記第１領域に向かって厚さが漸増しており、かつ、前記第２領域から前記第３領域に向かって厚さが漸増していることを特徴とする表示素子。
【請求項４】
第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、を備える積層体と、
前記積層体を覆う樹脂層と、を有し、
前記積層体は前記第１基板と前記第２基板とが対向するいずれか一方の面を凸面、他方の面を凹面とするように湾曲した第１領域と、前記第１領域に隣接し、前記第１領域より曲率半径が大きい第２領域と、前記第２領域を介して前記第１領域に隣接し、前記積層体の外端を含み、前記第１領域及び前記第２領域より曲率半径が大きい第３領域とを備え、
前記凸面における前記積層体と前記樹脂層との間には液晶層が設けられ、前記液晶層は、その厚さが可変可能に構成されていることを特徴とする表示素子。
【請求項５】
前記液体層内には、前記凸面における前記積層体と前記樹脂層との間隙を所定の厚さに保持するスペーサが設けられ、前記積層体に外的手段を付加することで、前記液体層内の液体が移動して厚さを可変させることを特徴とする請求項４に記載の表示素子。
【請求項６】
前記外的手段は、着脱自在な固定治具であることを特徴とする請求項５に記載の表示素子。
【請求項７】
第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、を備える積層体と、
前記積層体を覆う樹脂層と、を有し、
前記積層体は前記第１基板と前記第２基板とが対向するいずれか一方の面を凸面、他方の面を凹面とするように湾曲した第１領域と、前記第１領域に隣接し、前記第１領域より曲率半径が大きい第２領域と、前記第２領域を介して前記第１領域に隣接し、前記積層体の外端を含み、前記第１領域及び前記第２領域より曲率半径が大きい第３領域とを備え、
前記凹面上に設けられた樹脂層は、前記外端から前記第１領域に向かって、厚さが漸減していることを特徴とする表示素子。
【請求項８】
第１基板と、前記第１基板上に設けられた表示部、前記表示部上に設けられた保護層と、を備える積層体と、
前記積層体を覆う樹脂層と、を有し、
前記積層体は前記第１基板と前記保護層とが対向するいずれか一方の面を凸面、他方の面を凹面とするように湾曲した第１領域と、前記第１領域に隣接し、前記第１領域より曲率半径が大きい第２領域とを備え、
前記第１領域の前記凸面上に設けられた樹脂層は、前記第２領域の前記凸面上に設けられた樹脂層より厚く形成されていることを特徴とする表示素子。
【請求項９】
前記表示部は、有機ＥＬ又は電気泳動で構成されていることを特徴とする請求項８に記載の表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示素子に関し、特に、樹脂フィルムなどの可撓性材料を基板として用いた表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）を用いた表示装置は、その高品質な表示や動画表示能力などにより、パソコン用モニタをはじめ携帯電話などの情報端末向けの表示装置として広く用いられている。
【０００３】
さらに、最近では、更なる形状自由度を与えるべく、表示装置自体に柔軟性を付与した、可撓性を備えた表示装置の研究開発が進んでいる（例えば、特許文献１、２）。
【特許文献１】特開平１１−３８３９５号公報
【特許文献２】特開２００４−４６７９２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような可撓性を有する表示装置は、表示素子を湾曲状態で固定した場合には、視点を中心に半球体状になっている場合を除き、視点と表示素子とのなす角が表示素子内の表示領域によって大きく変化するという問題がある。そのため、視点によって情報の密度が異なったり、表示素子としての視野角の狭さから表示領域が狭くなったり、表示素子としての視野角依存性により暗くなったり色が変化するなどの問題がある。また、可撓性を有する表示素子を実現するために、液晶等を挟持する基板にプラスチックフィルムなどのプラスチック基板を用いて曲面表示装置を形成する場合は、そのプラスチック基板の湾曲部において、水や酸素の透過が起こり、その湾曲部で映像を表示する場合は、表示画像等が乱れてしまうという問題があり、表示装置の信頼性が低下するといった問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、湾曲部を有する表示素子において、視点と表示素子とのなす角が表示素子内の表示領域によって大きく変化する問題を解決し、表示素子の湾曲部においても映像が見やすく、かつ、信頼性の高い表示素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る表示素子は、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、を備える積層体と、前記積層体を覆う樹脂層と、を有し、前記積層体は前記第１基板と前記第２基板とが対向するいずれか一方の面を凸面、他方の面を凹面とするように湾曲した第１領域と、前記第１領域に隣接し、前記第１領域より曲率半径が大きい第２領域とを備え、前記第１領域の前記凸面上に設けられた樹脂層は、前記第２領域の前記凸面上に設けられた樹脂層より厚く形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、湾曲部を有する表示素子において、視点と表示素子とのなす角が表示素子内の表示領域によって大きく変化する問題を解決し、表示素子の湾曲部においても映像が見やすく、かつ、信頼性の高い表示素子が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。以下の図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付し、重複する記載は省略する。また、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものと異なる。更に、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る表示素子を示す斜視図であり、図２は第１の実施形態に係る表示素子の断面構造を示す断面図である。
【００１０】
本実施形態に係る表示素子１０は、図１及び図２に示すように、アレイ基板２０と、アレイ基板２０に対向する対向基板３０と、アレイ基板２０と対向基板３０との間に設けられた液晶層４０と、アレイ基板２０、対向基板３０及び液晶層４０とを含む積層体５０を覆う樹脂層６０と、を備えており、全体が柱面形状に湾曲している。図１中、８０は表示領域である。
【００１１】
図３は、本発明に採用可能なアレイ基板２０上の画素領域の一例を示す平面図であり、図４は、図３のＡ−Ａ線で切った断面図である。また、図５は、本発明に採用可能な表示素子の一例を示す部分断面図である。
【００１２】
表示素子１０は、アレイ基板２０と対向基板３０とを含んでいる。また、アレイ基板２０の外面上には図示しない偏光板が順次配置されており、同様に、対向基板３０の外面上には図示しない偏光板が順次配置されている。
【００１３】
アレイ基板２０は、例えば、プラスチックフィルムなどの可撓性を有する有機材料、又は、ガラス等の可撓性を有する無機材料で構成されている支持基板１００を含んでいる。支持基板１００上には、走査線１０１と、図示しない補助容量線とが配置されている。走査線１０１と補助容量線は、各々がＸ方向に延びており、Ｘ方向と交差するＹ方向（図４では紙面方向、以下、同じ）に交互に配列している。この走査線１０１と補助容量線とは、同一の工程で形成することができる。また、これらの材料としては、例えば、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｔｉなどの金属や、Ｍｏ−Ｗ、Ｍｏ−Ｔａ、Ａｌ−Ｎｄなどの合金の薄膜またはその積層膜を用いればよく、スパッタ法などにより成膜後、パターニングして形成することができる。走査線１０１の一部は、薄膜トランジスタ（TFT：thin film transistor）の領域内において、薄膜トランジスタのゲート電極１０２として使用される。
【００１４】
走査線１０１、ゲート電極１０２及び補助容量線を覆うように、支持基板１００上に、例えば、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などからなる絶縁膜１０３が設けられている。この絶縁膜１０３は、例えば、プラズマＣＶＤ法により形成することができる。
【００１５】
ゲート電極１０２に対応する領域の絶縁膜１０３上には、例えば、アモルファスシリコン等で構成された半導体層１０４が設けられている。この半導体層１０４と、ゲート電極１０２と、絶縁膜１０３のうちゲート電極１０２と半導体層１０４との間に位置する部分（ゲート絶縁膜）とで、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成している。これら薄膜トランジスタは、画素スイッチ１０５として利用される。更に、半導体層１０４上のゲート電極に対応する位置には、例えば、シリコン窒化膜で構成されたチャネル保護膜１０６が設けられている。
【００１６】
また、絶縁膜１０３上には、更に、信号線１１０とドレイン電極１２０が配置されている。信号線１１０は、各々がＹ方向に延びており、画素スイッチ１０５が設けられている列に対応してＸ方向に交互に配列している。信号線１１０の一部は、画素スイッチ１０５に接続されたソース電極１１５として使用される。これら信号線１１０及びドレイン電極１２０は、同一の工程で形成することができ、例えば、絶縁膜１０３上に設けられた半導体層１０４と、半導体層１０４上に設けられたｎ型半導体層１１１と、ｎ型半導体層１１１上に設けられた金属薄膜１１３とで構成されている。ｎ型半導体層１１１は、例えば、アモルファスシリコンに燐をドープした半導体層で構成されている。また、金属薄膜１１３は、例えば、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｔｉなどの金属や、Ｍｏ−Ｗ、Ｍｏ−Ｔａ、Ａｌ−Ｎｄなどの合金の薄膜またはその積層膜で構成されている。ｎ型半導体層１１１及び金属薄膜１１３は、スパッタ法などにより成膜後、パターニングして形成することができる。
【００１７】
ソース電極１１５、ドレイン電極１２０及びチャネル保護層１０６を含む絶縁膜１０３上には、例えば、シリコン酸化膜で構成された保護層１２５が配置されている。保護層１２５上には、例えば、ＩＴＯ（indium tin oxide）で構成された画素電極１３０が設けられ、画素電極１３０は、保護層１２５に形成された貫通孔を介してドレイン電極１２０に接続されている。
【００１８】
画素電極１３０は、配向膜１４０で被覆されている。配向膜１４０は、その近傍で、液晶分子を、比較的大きなプレチルト角，例えば５°乃至１０°で傾斜配向させる。配向膜１４０は、例えば、アクリル、ポリイミド、ナイロン、ポリアミド、ポリカーボネート、ベンゾシクロブテンポリマー、ポリアクリルニトリル、ポリシランなどからなる有機膜にラビングなどの配向処理を施すことにより得られる。或いは、配向膜１４０は、例えばシリコン酸化物を斜方蒸着することにより得られる。これらの中でも、成膜の容易さや化学的安定性の点では、ポリイミド、ポリアクリルニトリル、及びナイロンが優れている。
【００１９】
また、絶縁膜１０３上には、走査信号入力端子群（図示せず）と、映像信号入力端子群（図示せず）が配置されている。これら走査信号入力端子及び映像信号入力端子は、それぞれ、走査線１０１及び信号線１１０に接続されている。これら端子の材料としては、例えば金属又は合金を使用することができる
対向基板３０は、例えば、プラスチックフィルムなどの柔軟性を有する有機材料、又は、ガラス等の可撓性を有する無機材料で構成されている支持基板２００を含んでいる。
【００２０】
支持基板２００上には、対向電極２１０、カラーフィルタ２２０がこの順で積層して設けられている。対向電極２１０は、画素電極１３０と向き合った共通電極である。対向電極２１０の材料としては、例えばＩＴＯを使用することができる。
【００２１】
カラーフィルタ２２０は、配向膜２３０で被覆されている。配向膜２３０としては、配向膜１４０と同様の膜を使用することができる。
【００２２】
なお、ここでは、支持基板２００上に、対向電極２１０、カラーフィルタ２２０がこの順で積層された構成を有しているが、対向電極２１０と、カラーフィルタ２２０が逆、すなわち、支持基板２００上に、カラーフィルタ２２０、対向電極２１０がこの順で積層された構成を備えていてもよい。
【００２３】
アレイ基板２０と対向基板３０とは、それらの配向膜１４０及び２３０同士を向き合わせている。アレイ基板２０と対向基板３０との間には、枠状のシール層３００が介在している。前述した走査信号入力端子と映像信号入力端子は、シール層が形成する枠の外側に位置している。シール層３００は、アレイ基板２０と対向基板３０とを互いに貼り合せている。シール層３００の材料としては、エポキシ系やアクリル系の接着剤を使用することができる。
【００２４】
アレイ基板２０と対向基板３０との間であってシール層３００が形成する枠の外側には、図示しないトランスファ電極が配置されている。トランスファ電極は、対向電極２１０及びアレイ基板２０に接続している。
【００２５】
アレイ基板２０と対向基板３０との間隙、すなわち液晶層４０の厚さは、この間隙に配設されたプラスチック等からなる球状のスペーサ３１０により保持されている。或いは、アレイ基板２０と対向基板３０の間隙に、設けられた図示しない柱状スペーサで構成されていてもよい。これらスペーサは、アレイ基板２０と対向基板３０との間であって画素電極１３０に対応した位置にほぼ一定の隙間を形成している。
【００２６】
液晶層４０は、例えば、高分子材料とこれよりも低分子量の低分子液晶材料とを含んだ混合物で構成されている。高分子材料は、５０００以上の平均分子量を有している。なお、ここで言う「平均分子量」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定した数平均分子量である。高分子材料は、液晶層４０中で、高分子マトリクス又は高分子ネットワークを形成している。低分子材料は、１０００以下の分子量を有している。低分子液晶材料は、例えば、誘電率異方性が正のネマティック液晶材料である。
【００２７】
図示しない偏光板は、例えば、それらの透過軸が互いに略直交するように配置する。また、各偏光板は、例えば、その透過軸がＸ方向及びＹ方向に対して約４５°の角度を為すように配置する。
【００２８】
走査線ドライバ２及び信号線ドライバ３は、それぞれ、走査信号入力端子及び映像信号入力端子に接続されている。この例ではドライバ２及び３をＣＯＧ（chip on glass）実装しているが、その代わりにＴＣＰ（tape carrier package）実装してもよい。
【００２９】
本実施形態に係る表示素子１０は、アレイ基板２０と対向基板３０とが対向する方向に湾曲している。すなわち、本実施形態に係る表示素子１０は、図２に示すように、アレイ基板２０と対向基板３０と液晶層４０とで構成される積層体５０のアレイ基板２０と対向基板３０とが対向するいずれか一方の面を凸面（本実施形態では図中５１）、他方の面を凹面（本実施形態では図中５２）とするように湾曲した第１領域５０Ａと、第１領域５０Ａに隣接し、第１領域５０Ａより曲率半径が大きい第２領域５０Ｂとを備える。本実施形態に係る表示素子１０の表示領域８０は、図１に示すように、凸面５１上に設けられている。
【００３０】
詳しくは、第２領域５０Ｂは、第１領域５０Ａに隣接し、第１領域５０Ａより曲率半径が大きい第２ａ領域５０Ｂ１と、第２ａ領域５０Ｂ１を介して第１領域５０Ａに隣接し、積層体５０の外端５０Ｃを含み、第１領域５０Ａ及び第２ａ領域５０Ｂ１より曲率半径が大きい第２ｂ領域５０Ｂ２とで構成されている。
【００３１】
本実施形態に係る表示素子１０は、第１領域５０Ａの凸面５１上に設けられた樹脂層は、第２領域５０Ｂの凸面５１上に設けられた樹脂層より厚く形成されている。より詳しくは、凸面５１上に設けられた樹脂層は、積層体５０の外端５０Ｃから第１領域５０Ａに向かって、厚さが漸増している。
【００３２】
このような構成とすることで、第１領域５０Ａ内における表示領域８０の視点と表示素子１０とのなす角を調整することができる。
【００３３】
この効果を、図面を用いて説明する。図６は、従来の表示素子における積層体から出た光の樹脂層からの出射する光の様子を模式的に示した断面模式図であり、（ａ）は表示素子全体の断面図、（ｂ）は、（ａ）のβの部分における部分断面図である。
【００３４】
図６に示すように、従来の表示素子１０’は、表示領域内の樹脂層６０’の厚さはほぼ均一に構成されているため、積層体５０から垂直に出た光が樹脂層６０’から空気中に出射する場合は、そのまま垂直に出光する（図６（ｂ））。そのため、使用者が表示素子１０’の表示領域８０を凸方向から見たときには、表示領域８０の第１領域５０Ａでは光が分散されてしまうため、使用者にとって見ずらいという問題がある。
【００３５】
図７は、本実施形態に係る表示素子における積層体から出た光の樹脂層からの出射する光の様子を模式的に示した断面模式図であり、（ａ）は表示素子全体の断面図、（ｂ）は、（ａ）のβの部分における部分断面図である。
【００３６】
本実施形態に係る表示素子の凸面５１上に設けられた樹脂層６０は、積層体５０の外端５０Ｃから第１領域５０Ａに向かって（第１領域５０Ａの母線５に向かって）厚さが漸増しているため、第１領域５０Ａ内の樹脂層６０の厚さは均一ではない。このため、積層体５０から垂直に出た光は、樹脂層６０と空気との界面が垂直ではないため、樹脂層６０と空気との屈折率の違いと入射角に依存した屈折が起こる。これは、樹脂層６０の積層体５０の表面に対する傾きをθ、樹脂層６０、空気の屈折率をそれぞれｎ１、ｎ０とすると、出射角はθoutとなり、一般的に、ｎ１＞ｎ０であるので、積層体５０から垂直に出た光は、樹脂層６０の厚い側に光が屈折する。つまり、図７（ｂ）に示す部分では、表示素子１０の母線５方向に向かって光が屈折する。そのため、表示素子１０の第１領域５０Ａを凸方向から見たときには、表示領域８０の第１領域５０Ａでは光が分散されず、均一に表示素子１０から出光するため、使用者にとって第１領域５０Ａの部分が非常に見やすくなるという効果が生じる。
【００３７】
更に、凸面５１上の第１領域５０Ａの樹脂層６０は、凸面５１上の第２領域５０Ｂの樹脂層６０より厚く設けられているため、対向基板３０の第１領域５０Ａにおける水や酸素の透過を抑制することができる。このため、第１領域５０Ａにおける表示画像等の乱れを防止することができる。
【００３８】
図８は、本実施形態に係る表示素子における積層体から出た光の樹脂層からの出射する光の様子を模式的に示した断面模式図であり、（ａ）は表示素子全体の断面図、（ｂ）は、（ａ）のβの部分における部分断面図である。
【００３９】
このように、凸面５１において、積層体５０の曲率半径が小さくなるにつれて（湾曲の程度が大きくなるにつれて）、凸面５１における樹脂層６０の厚さを漸増させた構成を備えることで、凸面５１の表示領域８０の全面において光を分散させずに、均一化することができるため、表示領域８０全体において、画像が見やすくなるという効果を得ることができる。
【００４０】
次に、本実施形態に係る表示素子１０の製造方法の一例を説明する。
【００４１】
最初に、柔軟性を有するプラスチックフィルムにコロナ処理やＵＶオゾン処理などの表面処理を行った後、プラスチックフィルムの表面に、スパッタ法により、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）、又は、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯｘＮｙ）等の絶縁膜を形成する。次に、スパッタ法を用いて、ＭｏやＡｌなどの金属、あるいは、ＭｏＴａ、ＭｏＷＳなどの合金の薄膜を例えば３００ｎｍ形成する。この薄膜を、フォトリソグラフィ法を用いて選択的にエッチングすることにより走査線及びゲート電極等を形成する。次に、走査線及びゲート電極上に、絶縁膜、半導体層、チャネル保護膜をＣＶＤ法でこの順で積層する。絶縁膜としては、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）、又は、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯｘＮｙ）の単層あるいは積層の膜を例えば３００ｎｍ形成する。半導体層としては、アモルファスシリコン層を例えば５０ｎｍ形成する。チャネル保護膜としては、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）で例えば３００ｎｍ形成する。次に、チャネル保護層をフォトリソグラフィ法で選択エッチングした後、燐をドープしたアモルファスシリコンをＣＶＤ法で形成してｎ型半導体層とする。次に、ＡｌやＭｏなどの金属薄膜を３００ｎｍ程度形成する。そして、半導体層、ｎ型半導体層及び金属薄膜の積層構造に対して、フォトリソグラフィ法を用いて選択的にエッチングすることにより、信号線、ソース電極及びドレイン電極を形成する。その後、ＣＶＤ法などにより、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）等の保護層を形成し、その後、フォトリソグラフィ法を用いてドレイン電極部にコンタクトホールを形成する。そして、ＩＴＯ等の透明電極をスパッタ法を用いて成膜して、フォトリソグラフィ法でパターニングすることで画素電極を形成する。次に、ポリイミドなどの樹脂で配向膜を形成し、ラビング処理を行う。
【００４２】
対向する基板として柔軟性を有するプラスチックフィルムにコロナ処理やＵＶオゾン処理などの表面処理を行った後、プラスチックフィルムの表面に、ＩＴＯなどの透明電極をスパッタ法を用いて成膜する。その後、カラーフィルタを貼り合わせ、その表面上に、次に、ポリイミドなどの樹脂で配向膜を形成し、ラビング処理を行う。
【００４３】
次に、両方のプラスチックフィルムの配向膜を対向するように、配置させて、それぞれのプラスチックフィルム間の間隙を均一に保つ球状のスペーサを形成し、更に、プラスチックフィルムの外周端部には、シール剤を設け、２枚のプラスチックフィルムを貼り合わせる。そして、２枚のプラスチックフィルム間の間隙に、液晶を注入して封止することで積層体が完成する。
【００４４】
次に、この積層体を所望の母線を支点として湾曲させた状態で、湾曲させた凸部を下にしてＵＶ硬化エポキシ樹脂の入ったポートに入れ、全面を樹脂で覆った後に引き上げ、凸部を下にした状態で一定時間保持する。これにより、重力によって積層体の凸部に厚く樹脂層を形成することができる。なお、この樹脂層の形成の際、粘度によって形成時間は異なるが、例えば、３００ｃｐの粘度の樹脂の場合は、１時間程度放置すればよい。その後、コートした樹脂に対してＵＶ照射することで、樹脂層を形成する。この際、部分的に、ＵＶを照射するタイミングをずらすことでさらに細かく樹脂層の膜厚を制御することができる。
【００４５】
なお、樹脂層の材料は、上述したＵＶ硬化エポキシ樹脂に限定されず、アクリル(PMMA)、エポキシ、PVC、COP、PA、PE、PC、PEN、PET、PI、PAI、シリコーン、フッ素樹脂などさまざまな材料を用いることが可能である。また、ＵＶ硬化でなくても、可視光硬化、2液性硬化、熱硬化など他の硬化方法を用いることができる。また、コート方法もインクジェット法などの塗布方法も用いることが可能である。これらの樹脂は表示装置表面を覆うため透明であることが好ましく、また屈折率が大きい方がレンズ効果も大きくなるために好ましい。
【００４６】
また、樹脂材料にPCTFEなどの防湿性を優れた材料を使用すると、可撓性基板を用いた曲面表示の欠点であった湿度による信頼性の低下を防止することが出来る。
【００４７】
また、上述した実施形態では、積層体全面に樹脂層を形成した例で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、前述した第一面のみに、樹脂層を形成した場合でも、同様な効果を得ることが出来る。
【００４８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図面を用いて説明する。
【００４９】
図９は第２の実施形態に係る表示素子の断面構造を概略的に示す断面図である。
【００５０】
本実施形態に係る表示素子１０Ａは、積層体５０の凸面５１上の第１領域５０Ａと、凸面５１上の第２ｂ領域５０Ｂ２の樹脂層６０の厚さを厚く形成した構成であり、第２ｂ領域５０Ｂ２では、積層体５０の外周端部５０Ｃに向かって樹脂層６０が漸増した構成を備えている。他の部分は、第１の実施形態と同様なため説明を省略する。
【００５１】
本実施形態に係る表示素子１０Ａの樹脂層６０の形成は、第１の実施形態で説明した方法に加え、凸部を上にして、積層体５０の外周部をＵＶ硬化エポキシ樹脂の入ったポート内に入れて一定時間保持することで形成することができる。また、他にもインクジェット法などの塗布法を用いて塗布量を制御しながら形成してもよい。
【００５２】
なお、本実施形態に係る第２ｂ領域５０Ｂ２上の樹脂層６０は、図１０に示すように、樹脂層６０上に第２の樹脂層６０Ａを備えた２層構造としても良い。本実施形態では、２層構造の例で説明する。第２ｂ領域５０Ｂ２上の樹脂層を２層構造とする場合は、第１の実施形態で説明した方法に加え、インクジェット法などの塗布法を使用することで形成することができる。
【００５３】
このように、第１の実施形態の構成に加え、第２ｂ領域５０Ｂ２上の樹脂層も積層体５０の外周端部（表示領域の外周部）に向かってその厚さが漸増しているため、表示素子として、凸方向から見た場合に加え、側面方向（横方向）から見た場合でも画像が見やすくなり、凸面５１のあらゆる方向において視野の広い液晶表示素子を提供することができる。
【００５４】
この効果を、図面を用いて説明する。図１１は、本実施形態に係る表示素子における積層体から出た光の樹脂層からの出射する光の様子を模式的に示した断面模式図であり、（ａ）は表示素子全体の断面図、（ｂ）は、（ａ）のβの部分における部分断面図である。
【００５５】
本実施形態に係る表示素子１０Ａの積層体５０から垂直に出射した第２ｂ領域５０Ｂ２の光の出射は、図１１に示すようになる。
【００５６】
すなわち、積層体５０の第２ｂ領域５０Ｂ２の凸面５１上における１層目の樹脂層６０を樹脂１として、２層目の樹脂層６０Ａを樹脂２とし、樹脂１と樹脂２との界面を界面1とし、樹脂２と空気層との界面を界面２とし、また、界面１と積層体５０表面とのなす角をθ1、界面２と積層体５０表面とのなす角をθ2とする。また、樹脂１と樹脂２の屈折率をそれぞれｎ１、ｎ２とする。また、界面1に対する入射角をθ1in、出射角をθ1outとし、界面２への入射角をθ2in出射角をθ2outとする。そして、界面1で屈折した角度をα1、界面２で屈折した角度をα2とする。図１１はθ1out ≦ θ1 + θ2を仮定している。
【００５７】
スネルの法則から
n1sinθ1=n2 sinθ1out
n2 sinθ2out=n0 sinθ2out
また、
幾何学的にα1=θ1out -θ1, θ2in = θ2 - α1
が成り立つ。
【００５８】
このとき
【数１】
2008089884.tif 000003
なお、θ1out > θ1 + θ2の時は、図１１（ｂ）のようになり、出射光は左に屈折される。
【００５９】
このとき
【数２】
2008089884.tif 000004
となる
θ1=3°、θ2=10°、n1=1.55、n2=1.44、n0=1.00の時
θ1out ~3.23（<θ1+θ2）となり図１１（ｂ）のような屈折を起こす。このときα2=4.1度となり表示素子１０Ａの側面方向に光線が屈折する。そのため、表示素子１０Ａの表示領域８０の側面方向から見たときでも、使用者にとって見やすくなるという効果が生じる。
【００６０】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について図面を用いて説明する。
【００６１】
図１２及び図１３は第３の実施形態に係る表示素子の断面構造を概略的に示す断面図である。
【００６２】
本実施形態に係る表示素子１０Ｂは、第１の実施形態に係る樹脂層６０がプラスチックフィルム等の柔軟性を有するプラスチックフィルム７０に置き換えられ、このプラスチックフィルム７０と積層体５０の凸面５１との間に液体層７５が設けられている構成を備えている。その他の構成は第１の実施形態と同様なため説明を省略する。
【００６３】
このプラスチックフィルム７０の厚さは、全面においてほぼ均一の厚さを有している。また、プラスチックフィルム７０と積層体５０とのそれぞれの端面はシール剤３００Ａが設けられており、プラスチックフィルム７０と積層体５０とを固定すると共に、プラスチックフィルム７０と積層体５０との間に液体（例えば、水）を封止している。プラスチックフィルム７０と積層体５０との間の液体層７５には、図示しない球状のスペーサが設けられており、プラスチックフィルム７０と積層体５０が図示しない球状のスペーサの大きさで規定される間隙以下には小さくならない構成となっている。また、液体層７５内に封止する液体の量を調整することで、一部はスペーサ規定の間隙（図１２中Ｔ１部）になり、他の一部は液体により間隙が広がった状態（図１２中Ｔ２部）となっている。
【００６４】
例えば、図１２に示すように、積層体５０の凸面５１を上においた場合は、液体層７５の液体は、重力により表示素子１０Ｂの側面部（積層体５０の第２ｂ領域５０Ｂ２上）に溜まることになる。この場合は、第２の実施形態で説明したのと同様な効果を得ることができる。
【００６５】
一方、例えば、図１３に示すように、積層体５０の凸面５１の凸部を下においた場合は、液体層７５の液体は、重力により表示素子１０Ｂの凸部（積層体５０の第１領域５０Ａ上）に溜まることになる。この場合は、第１の実施形態で説明したのと同様な効果を得ることができる。
【００６６】
更に、例えば、積層体５０の凸面５１を上においた場合でも、使用者が表示素子１０Ｂの側面部に外力を加えることで、図１４に示すように、液体層７５の液体は、表示素子１０Ｂの凸部（積層体５０の第１領域５０Ｂ上）に溜まることになる。この場合は、第１の実施形態で説明したのと同様な効果を得ることができる。
【００６７】
このように、積層体５０の表示領域８０の凸面５１に間隙を有して柔軟性を有するプラスチックフィルム７０を配置し、この間隙に液体を封止することで、表示領域８０の見やすい部分を使用者が自由に制御することができる表示素子１０Ｂを得ることができる。
【００６８】
なお、表示素子１０Ｂの側面部に外力を与える手段は、図１５に示すように、着脱可能な固定部材４００を備えても良い。なお、この固定部材４００は、その固定部における画像を見るという観点から透明部材で構成されていることが好ましい。
【００６９】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について図面を用いて説明する。
【００７０】
図１６は第４の実施形態に係る表示素子の断面構造を概略的に示す断面図である。
【００７１】
本実施形態に係る表示素子１０Ｃは、第１の実施形態と比較して、図４に示すアレイ基板２０上のＴＦＴ、画素電極等が可撓性、柔軟性を有するガラス基板１００上に配置され、対向電極等が同様に可撓性、柔軟性を有するガラス基板２００上に配置され、それぞれアレイ基板２０及び対向基板３０を構成している。ＴＦＴ、画素電極等が設けられたガラス基板１００の面に対向する面には接着層４１０を介してガラス基板１００よりも可撓性、柔軟性が大きいプラスチックフィルム４３０が設けられ、対向電極等が設けられたガラス基板２００の面に対向する面には接着層４２０を介してガラス基板２００よりも可撓性、柔軟性が大きいプラスチックフィルム４４０が設けられている。ここでいう可撓性、柔軟性を有するガラス基板とは、例えば、厚さが１５０μｍ以下の薄い厚さを備えたガラス基板のことをいう。その他の構成は、第１の実施形態と同様なため説明を省略する。
【００７２】
なお、上述したプラスチック基板の材料としては、PA、PE、PC、PEN、PET、PI、PAI、シリコーン、フッ素樹脂などさまざまな材料が使用できる。
【００７３】
なお、上述した接着剤としては、エポキシ系やアクリル系の接着剤を使用することができる。
【００７４】
このように、樹脂層６０内において液晶層３０を挟持する一対の基板を、柔軟性を有するガラス基板と、ガラス基板よりも柔軟性の高いプラスチック基板との２層構造とすることで、第１の実施形態で説明した効果に加え、湾曲しやすく、戻りにくい表示素子を得ることができる。
【００７５】
（第５の実施形態）
前述した第１から第４の実施形態では、液晶を挟持した表示装置について説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、有機ＥＬ、電気泳動等で構成された表示素子にも適用することが可能である。
【００７６】
有機ＥＬ、電気泳動等を用いる表示素子の表示部は従来の一般的な公知の構成を用いることができる。
【００７７】
例えば、表示素子の表示部は、図１７に示すように、例えば、柔軟性を有するプラスチックフィルムで構成された支持基板５００と、支持基板５００上に設けられたＴＦＴ５１０と、前記支持基板５００上に設けられＴＦＴ５１０に接続され、例えば、ＩＴＯ（indium tin oxide）で構成された画素電極５２０と、ＴＦＴ５１０を覆い、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）等で構成された層間絶縁膜５３０と、層間絶縁膜５３０の間に設けられた有機ＥＬ、電気泳動等で構成された発光層５４０と、層間絶縁膜５３０の間及び発光層５４０上に設けられ、例えば、ＩＴＯ（indium tin oxide）で構成された対向電極５５０と、層間絶縁膜５３０と、対向電極５５０を覆い、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）等で構成された保護層５６０とで構成されている。また、基板上には図示しない信号線と電源線が平行に配置され、更に、信号線及び電源線と垂直する方向に図示しない走査線が配置されており、信号線と電源線、及び、垂直する走査線に囲まれた領域を１画素として、この画素がマトリクス状に配置されている。
【００７８】
画素電極５２０は、画素駆動回路５７０に接続されている。画素駆動回路５７０は、例えば、図１８に示すように、駆動ＴＦＴ５８０と電流制御用ＴＦＴ５９０の２つのトランジスタを有している。駆動ＴＦＴ５８０のドレイン電極は、電流制御用ＴＦＴ５９０のゲート電極と接続されている。駆動ＴＦＴ５８０のソース電極は信号線６００に、駆動ＴＦＴ５８０のゲート電極はゲート線６１０にそれぞれ接続されている。また、電流制御用ＴＦＴ５９０のソース電極は電源線６２０と、ドレイン電極は画素電極（発光層６３０）に接続されている。
【００７９】
本実施形態に係る表示素子１０Ｄでは、例えば、図１９（ａ）に示すように、上述した構成を有する表示部７００を覆うように樹脂層６０が設けられており、樹脂層６０は、第１実施形態で説明したと同様な構成を備えている。
【００８０】
また、本実施形態に係る表示素子１０Ｅでは、図１９（ｂ）に示すように、上述した表示部７００を覆うように樹脂層６０が設けられ、樹脂層６０は、第２実施形態で説明したと同様な構成を備えている。
【００８１】
また、本実施形態に係る表示素子１０Ｆでは、図１９（ｃ）に示すように、上述した表示部７００の表示方向（図中紙面上方向）に対向する面に、可撓性、柔軟性を有するガラス基板７１０と、ガラス基板７１０の表示部７００が設けられた面に対向する面に、接着層７２０を介してガラス基板７１０よりも柔軟性が大きいプラスチックフィルム７３０とを備えた構成（第４の実施形態に類似する構成）を備えている。
【００８２】
以上の構成を備えることで、有機ＥＬ、電気泳動等で構成された表示素子においても前述した第１、第２、第４実施形態で説明した構成を備えることで、各実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００８３】
また、前述した画素電極５２０をＩＴＯ電極で構成し、前述した支持基板５００を透明材料で構成させた基板を備えると、表示部の湾曲した凸方向と、その反対の面の両面から光を取り出すことができる表示素子を備えることができる。
【００８４】
この場合は、図２０に示すように、表示部７００の湾曲した凸方向の凸面５１の樹脂層６０は、第１の実施形態で説明したのと同様な構成を備え、前記凸面５１の反対方向、すなわち、表示部の湾曲した凹方向の凹面５２の樹脂層６０は、凹面５２の外周端部から第１領域７００Ａに向かって漸減して構成されていることが好ましい。
【００８５】
このような構成とすることで、前述した第１の実施形態と同様な効果が得られると共に、表示素子の湾曲した凹方向においても、同様に使用者が見やすい構成の表示素子を得ることができる。
【００８６】
（その他の実施形態）
前述した第１〜第４の実施形態に係る表示素子は、表示領域が凸方向に湾曲した構成で説明されているが、表示領域が凹方向に湾曲していた場合は、第５実施形態で説明したように、詳しくは、図２１に示すように、表示領域８０を覆う樹脂層６０は、前記積層体５０の母線（図示せず）に向かって、凸面５１の外周端部５０Ｃから漸減して構成することが好ましい。
【００８７】
このような構成とすることで、前述した第１の実施形態と同様な効果により、表示領域の湾曲した凹方向においても、使用者が見やすい構成の表示素子を得ることができる。
【００８８】
なお、本実施形態に係る構成は、前述した第２〜第４の構成にも応用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】第１の実施形態に係る表示素子を示す斜視図。
【図２】第１の実施形態に係る表示素子の断面構造を示す断面図。
【図３】本発明に採用可能なアレイ基板２０上の画素領域の一例を示す平面図。
【図４】Ａ−Ａ線で切った断面図。
【図５】本発明に採用可能な表示素子の一例を示す部分断面図。
【図６】従来の表示素子における積層体から出た光の樹脂層からの出射する光の様子を模式的に示した断面模式図。
【図７】第１の実施形態に係る表示素子における積層体から出た光の樹脂層からの出射する光の様子を模式的に示した断面模式図。
【図８】第１の実施形態に係る表示素子における積層体から出た光の樹脂層からの出射する光の様子を模式的に示した断面模式図。
【図９】第２の実施形態に係る表示素子の断面構造を概略的に示す断面図。
【図１０】第２の実施形態に係る表示素子の断面構造を概略的に示す断面図。
【図１１】第２の実施形態に係る表示素子における積層体から出た光の樹脂層からの出射する光の様子を模式的に示した断面模式図。
【図１２】第３の実施形態に係る表示素子の断面構造を概略的に示す断面図。
【図１３】第３の実施形態に係る表示素子の断面構造を概略的に示す断面図。
【図１４】第３の実施形態に係る表示素子の断面構造を概略的に示す断面図。
【図１５】第３の実施形態に係る表示素子の断面構造を概略的に示す断面図。
【図１６】第４の実施形態に係る表示素子の断面構造を概略的に示す断面図。
【図１７】第５の実施形態に係る表示部の断面構造を概略的に示す断面図。
【図１８】第５の実施形態に係る表示部の画素駆動回路を概略的に示す回路図。
【図１９】第５の実施形態に係る表示素子の断面構造を概略的に示す断面図。
【図２０】第５の実施形態に係る表示素子の断面構造を概略的に示す断面図。
【図２１】他の実施形態に係る表示素子の断面構造を概略的に示す断面図。
【符号の説明】
【００９０】
２  走査線ドライバ
３  信号線ドライバ
５  母線
１０  表示素子
２０  アレイ基板
３０  対向基板
４０  液晶層
５０  積層体
５０Ａ  第１領域
５０Ｂ  第２領域
５０Ｂ１  第２ａ領域
５０Ｂ２  第２ｂ領域
５１  凸面
５２  凹面
６０  樹脂層
６０  第２の樹脂層
７０  プラスチックフィルム
７５  液体層
８０  表示領域
１００  支持基板
１０１  走査線
１０２  ゲート電極
１０３  絶縁膜
１０４  半導体層
１０５  画素スイッチ
１０６  チャネル保護膜
１１０  信号線
１１１  ｎ型半導体層
１１３  金属薄膜
１１５  ソース電極
１２０  ドレイン電極
１２５  保護層
１３０  画素電極
１４０  配向膜
２００  支持基板
２１０  対向電極
２２０  カラーフィルタ
２３０  配向膜
３００  シール層
３００Ａ  シール剤
３１０  スペーサ
４００  固定部材
４１０  接着層
４２０  接着層
４３０  プラスチックフィルム
４４０  プラスチックフィルム
５００  支持基板
５１０  ＴＦＴ
５２０  画素電極
５３０  層間絶縁膜
５４０  発光層
５５０  対向電極
５６０  保護膜
５７０  画素駆動回路
５８０  駆動ＴＦＴ
５９０  電流制御用ＴＦＴ
６００  信号線
６１０  ゲート線
６２０  電源線
６３０  発光層
７００  表示部
【図１】
2008089884.tif 000005
【図２】
2008089884.tif 000006
【図３】
2008089884.tif 000007
【図４】
2008089884.tif 000008
【図５】
2008089884.tif 000009
【図６】
2008089884.tif 000010
【図７】
2008089884.tif 000011
【図８】
2008089884.tif 000012
【図９】
2008089884.tif 000013
【図１０】
2008089884.tif 000014
【図１１】
2008089884.tif 000015
【図１２】
2008089884.tif 000016
【図１３】
2008089884.tif 000017
【図１４】
2008089884.tif 000018
【図１５】
2008089884.tif 000019
【図１６】
2008089884.tif 000020
【図１７】
2008089884.tif 000021
【図１８】
2008089884.tif 000022
【図１９】
2008089884.tif 000023
【図２０】
2008089884.tif 000024
【図２１】
2008089884.tif 000025