JP2009008711A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

【課題】 可撓性基板からなる液晶表示素子において、外部回路との延出部の基端で発生する断線を簡単な構造可能で防止する。
【解決手段】可撓性を有するプラスチック基板１２，１３の間に液晶２２を挟持した液晶表示素子において、プラスチック基板１３は、プラスチック基板１２の端部から延出し外部回路１７と接続される延出部を有し、延出部のプラスチック基板１２に対して反対側の面には、延出部のプラスチック基板側に位置する基端１５に対応した部位を覆うように補強部材１１が配されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プラスチックフィルムなどの可撓性基板を用いた液晶表示素子に関し、さらに詳しくは、この液晶表示素子が外部回路と接続する部分の構造に関する。

プラスチックフィルム基板からなる液晶表示素子は、軽量で薄いという性質を活かし携帯電話機の表示パネルとして実用化されたことがある。最近では、割れにくい、曲げられる、平面形状の自由度が高い、という特徴にも注目が集まるようになり様々な応用製品が提案されるようになった。

プラスチックフィルム基板からなる液晶表示素子の基本的な構成は、従来からあるガラス基板を用いた液晶表示素子とほぼ同じである。しかしながら、基板部材が撓みやすいため、透明電極として用いられているＩＴＯ配線がしばしば断線していた。例えば、特許文献１には、外部回路基板の配線と液晶表示素子の電極とを接着するときにかかる圧力が原因となって発生していた断線を防ぐ方法が示されている。

図５、図６により、従来からある液晶表示素子の構造とともに特許文献１の特徴を説明する。図５は従来の液晶表示素子の斜視図であり、図６は図５に示す液晶表示素子の断面図である。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また縮尺は適宜変更している。

まず図５において従来からある液晶表示素子の構造を説明する。下側のプラスチック基板５２は、上側のプラスチック基板５１と積層しながら、さらに上側のプラスチック基板５１から延出している。この延出した部分（以下、延出部と称する）の表面には接続用のＩＴＯ配線５４が形成されている。液晶表示素子の駆動ＩＣ５５が実装されている回路基板５６の下面には配線（図示せず）がある。回路基板５６の配線と導電粒子（図示せず）を介して駆動ＩＣ５５の出力端子とＩＴＯ配線５４が接続している。なお、５３は延出部の基端を示している。偏光板は省略した。以上のように従来からの液晶表示素子は、積層部に概ね相当する表示領域と、一方の基板が延出した延出部とがある。

図６において図５の従来例の積層構造をさらに詳しく説明する。上側の偏光板６４と下側の偏光板６５はそれぞれ上側のプラスチック基板５１と下側のプラスチック基板５２に貼り付けられている。上側と下側のプラスチック基板５１、５２とシール６１で形成された空間には液晶６２が充填されている。異方性導電シール６３により回路基板５６と下側のプラスチック基板５２が貼り付けられている。上下の偏光板６４、６５は液晶表示素子の表示領域を覆うように貼り付けられている。異方性導電シール６３は、テープ状の接着剤に導電粒子を分散させたもので、テープの厚み方向のみ導通を可能とするものである。なおＩＴＯ電極や配向膜、偏光板接着用の糊など薄い部材は省略した。

次に特許文献１の特徴について説明する。これまで１２０℃から１５０℃の加圧ヘッドで回路基板５６側から接着領域に圧力をかけ、異方導電シール６３を硬化させながら回路基板５６とプラスチック基板５２を接着していた。この際、導電粒子が硬質であったためＩＴＯ配線電極５４にクラックが生じ断線を引き起こしていた。特許文献１では導電粒子を軟質にし加圧時のクラック発生を抑圧し断線が防止できたことが記載されている。
特開２０００−４７２４４号公報

しかしながら本願発明者らの試作において断線は延出部の基端５３でも多発した。これは回路基板５６から液晶表示素子に向かって外力が加わると、基端の前後で曲げに対する強度が大きく変わるため、基端５３が支点となって基端５３近傍で集中的な変形が生じたからである。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、延出部の基端付近で発生する断線を防止することができる液晶表示素子を提供することを目的とする。

本発明は、可撓性を有する第１及び第２基板の間に液晶を挟持した液晶表示素子において、第２基板は、第１基板の端部から延出し外部回路と接続される延出部を有し、延出部の第１基板に対して反対側の面には、延出部の第１基板側に位置する基端に対応した部位を覆うように補強部材が配されていることを特徴とするものである。

補強部材は偏光板であることが好ましい。

偏光板は、液晶による表示領域に対応するように配された偏光板が延出部まで延設されたものであることが好ましい。

偏光板は、延出部に接着されていてもよい。

本発明によれば、外部回路との延出部の裏面側に設けた補強部材が延出部の基端に対応した部位を覆っているので、外部回路の回路基板などから外力が加わっても基端が支点とならないため、基端近傍では大きな変形が生じなくなり断線が防止される。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお縮尺は適宜変更している。
（第１実施形態）

図１と図２を用いて本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示素子を示す斜視図である。図２は、図１に示す液晶表示素子の断面図である。

図１において、上側の偏光板１１、上側のプラスチック基板１２、下側のプラスチック基板１３、下側の偏光板１４が積層し、さらに下側のプラスチック基板１３が上側のプラスチック基板１２から延出している様子が示されている。この延出した部分は、表面に接続用のＩＴＯ配線１６が形成され、液晶表示素子の駆動ＩＣ１８が実装されている回路基板１７（外部回路）が接着されており、これ以降は延出部と称する。回路基板１７の下面には配線（図示せず）があり、回路基板１７の配線と導電粒子（図示せず）を介して駆動ＩＣ１８の出力端子とＩＴＯ配線１６が接続している。上側の偏光板１１は上側のプラスチック基板１２と同じサイズとなっており、同様に下側の偏光板１４は下側のプラスチック基板１３と同じサイズとなっている。なお、１５は延出部の基端を示している。

上下の偏光板１１，１４は厚さがそれぞれ１５０μｍ程度である一方、上下のプラスチック基板１２、１３は厚さがそれぞれ１００μｍ程度である。偏光板１１、１４はヨウ素で染色したＰＶＡ（ポリビニルアルコール）をＴＡＣ（トリアセチルセルロース）基板で
挟んだ多層構造体なので、概ね一層ポリーネートからなるプラスチック基板１２、１３よりも厚くなっている。ＩＴＯ電極配線１６は厚さが０．０３μｍである。なおＩＴＯ層を薄くすることで基板変形時の断線を減らそうとしている。回路基板１７はＦＰＣ（フレキシブル・プリンテッド・サーキット）であり厚さが概ね１００μｍ程度である。

図２において積層構造をさらに詳しく説明する。上側の偏光板１１と上側のプラスチック基板１２は粘着剤（図示せず）で貼り付けられており、同様に下側の偏光板１４と下側のプラスチック基板１３も粘着剤で貼り付けられている。上側と下側のプラスチック基板１２、１３とシール２１で形成された空間に充填された液晶２２は、厚み方向に分子軸が９０°捻れたＴＮ液晶で、厚みが５μｍである。回路基板１７と下基側のプラスチック基板１３とを貼り付けている異方性導電シール２３は、テープ状の接着剤に直径５μｍのプラスチック球の周りに金属をコーティングした導電粒子を分散させたものであり、テープの厚み方向のみ導通を可能とするものである。なお液晶２２の層厚を一定に保つためのスペーサーや、ＩＴＯ電極、配向膜など薄い部材は省略した。

上側と下側のプラスチック基板１２、１３とシール２１で形成された空間に真空注入法で液晶２２を充填し、注入孔をＵＶ硬化型エポキシ接着剤で封止してから、上側の偏光板１１を貼り、１２０°程度の加圧ヘッドで回路基板の上面から異方性導電シール２３に圧力を加え、電気的接続と機械的接着を同時に行う。最後に下側の偏光板１４を下側の基板１３に貼り付ける。

このように、補強部材を偏光板とすることで、表示機能と補強機能が一枚の偏光板で実現できるので、新たな補強部材を追加せずに済み、簡単な構造可能で断線防止が図れる。

なお、最後に偏光板１４を貼り付けたのは、回路基板１７と下側のプラスチック基板１３の接着時における温度と圧力により偏光板１４が変質するのを避けたためである。常温加圧で接着できる異方性導電シールを使う場合は先に下側の偏光板１４を貼ってもよい。この場合は延出部を偏光板で補強してから接着できるので断線に対してより好ましい。
（第２実施形態）

図３を用いて本発明の第２の実施形態を説明する。図３は本発明の第２の実施形態に係る液晶表示素子を示す断面図である。図２の第１の実施形態との違いは、延出部と平面的に重なる領域において下側の偏光板３４の粘着剤面にポリイミドテープ３５が貼ってあることである。このため下側の偏光板３４の延出部は下側のプラスチック基板１３に貼りついていない。

下側の偏光板３４が延出部の裏面に接着しないようにしたのは、回路基板１７の接着時に変形した延出部と下側の偏光板３４の接着を嫌ったためである。接着時の熱と圧力により下側のプラスチック基板１３の延出部が多少変形する。この変形した延出部を平板である偏光板３４に貼り付けると、熱膨張などで変形により誘発された不均一な応力が発生する。下側のプラスチック基板１３は薄いポリカーボネートからなるので、厚い下側の偏光板３４に比べ応力の影響を受けやすく、液晶表示部への影響が懸念される。このように第２の実施形態は、第１の実施形態に比べ延出部が上方に曲げられるようになって断線への備えを一部失ってしまうが、延出部と偏光板を離すことで有害な応力から開放されるため長期的な信頼性が向上する。
（第３実施形態）

図４を用いて本発明の第３の実施形態を説明する。図４は、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示素子を示す斜視図である。第３の実施形態は、表示領域を広く取るため、上側の偏光板４１と上側のプラスチック基板４２に切り欠きを設け、下側の基板４３の露出
部を延出部としたものである。延出部にはＩＴＯ配線４６が形成され、駆動ＩＣ４８を実装した回路基板４７の下面の配線（図示せず）とＩＴＯ配線４６が導電粒子を介して接続している。下側の偏光板４４は下側のプラスチック基板４３と同じサイズで張り付いているので、延出部の基端４５が補強されているため回路基板４７から外力が加わっても基端４５の近傍だけが集中的に変形することはない。

なお、実施形態１〜３では下側の基板１３、４３と下側の偏光板１４、３４、４４を同じサイズとしているが、延出部を有する基板側の偏光板は表示領域と接続領域を覆えばよいので、必ずしも基板と同形である必要はない。

また、補強部材は、偏光板に限られるものではなく、ＦＰＣの裏面に貼り付けるプラスチック板やその他テープ等を用いてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る液晶表示素子を示す斜視図である。 図１に示す液晶表示素子の断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る液晶表示素子を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る液晶表示素子を示す斜視図である。 従来例に係る液晶表示素子を示す斜視図である。 図５に示す液晶表示素子の断面図である。

符号の説明

１１，４１，６４…上側の偏光板、１２，４２，５１…上側のプラスチック基板（可撓性基板）、１３，４３，５２…下側のプラスチック基板（可撓性基板）、１４，３４，４４，６５…下側の偏光板、１５，４５，５３…延出部の基端、１６，４６，５４…ＩＴＯ配線、１７，４７，５６…回路基板、１８，４８，５５…駆動ＩＣ、２１，６１…シール、２２，６２…液晶、２３，６３…異方性導電シール、３５…ポリイミドテープ。

Claims (4)

1. 可撓性を有する第１及び第２基板の間に液晶を挟持した液晶表示素子において、
   前記第２基板は、前記第１基板の端部から延出し、外部回路と接続される延出部を有し、
   前記延出部の前記第１基板に対して反対側の面には、前記延出部の前記第１基板側に位置する基端に対応した部位を覆うように補強部材が配されていることを特徴とする液晶表示素子。
2. 前記補強部材は偏光板であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
3. 前記偏光板は、前記液晶による表示領域に対応するように配された偏光板が前記延出部まで延設されたものであることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示素子。
4. 前記偏光板は、前記延出部に接着されていることを特徴とする請求項２または３記載の液晶表示素子。
   

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