JP2013205511A

JP2013205511A - 情報表示用パネルモジュール

Info

Publication number: JP2013205511A
Application number: JP2012072332A
Authority: JP
Inventors: Kanji Tanaka; 寛治田中; Yuko Kitazume; 優子北爪; Masayuki Nishii; 雅之西井; Shingo Ono; 信吾大野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2013-10-07

Abstract

【課題】情報表示用パネルの樹脂製基板にフレキシブルな回路基板を実装した情報表示用パネルモジュールにおいてその強度を向上させ、さらに、情報表示用パネルの樹脂製基板の所定位置にフレキシブルな回路基板を接続した情報表示用パネルモジュールを提供する。
【解決手段】少なくとも一方が透明な２枚の基板間に表示媒体を配置し、当該表示媒体を駆動させて情報を表示する情報表示用パネルを実装した情報表示用パネルモジュールにおいて、２枚の基板のうち少なくとも一方は樹脂製基板であり、樹脂製基板はフレキシブルな回路基板に接続され、樹脂製基板とフレキシブルな回路基板との接続部分および情報表示用パネルの表示領域の縁部を覆う補強部材が、樹脂製基板に貼付されている。
【選択図】図２

Description

少なくとも一方が透明な２枚の基板間に表示媒体を配置し、当該表示媒体を駆動させて情報を表示する情報表示用パネルを実装した情報表示用パネルモジュールに関するものである。

最近、次世代のディスプレイ（情報表示用パネルモジュール）の候補として、可撓性（フレキシブル性）を示す樹脂製基板で構成される情報表示用パネルの開発が盛んに行われている。特に、電源を切断しても表示が維持されるいわゆる電子ペーパー機能を示す表示素子（例えば、帯電粒子電気泳動方式、帯電粒子気体中移動方式、コレステリック液晶方式）において、フレキシブル性をパネルに付与する開発が注目を集めている（例えば、特許文献１）。

特開２０１０−６５０９６公報

図８〜図１０を参照して、従来の情報表示用パネルモジュールの問題点を説明する。
基板１、２の少なくとも一方を薄い樹脂製基板で構成している場合、情報表示用パネルモジュール５００を筐体に組み込む際等に、図８に示すように、基板１が曲げられると、情報表示用パネルの表示領域の縁部に応力が集中し、電極５が断線するおそれがあり、図９に示すように、基板２が曲げられると、情報表示用パネルの表示領域の縁部に応力が集中し、電極６が断線するおそれがあった。

また、基板１を薄い樹脂製基板で構成している場合、基板１は可撓性を有しているため、図１０に示すように、表示領域の外側の基板１が、上下方向に反ってしまうという問題があった。基板１のこの部分は、図８に示すように、フレキシブルな回路基板（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ：ＦＰＣまたはＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒＰａｃｋａｇｅ：ＴＣＰ）１２が接続されるのであるが、基板１が反ると、フレキシブルな回路基板１２を所定の位置に接続できないというおそれがあった。基板２を薄い樹脂製基板で構成している場合にも、同様に基板２が上下方向に反ってしまうという問題があった。基板２が反った場合には、フレキシブルな回路基板１２を、基板２の所定の位置に接続できないというおそれがあった。

そこで、本発明の目的は、少なくとも一方の基板を薄い樹脂製基板で構成した情報表示用パネルの樹脂製基板にフレキシブルな回路基板を実装した情報表示用パネルモジュールにおいてその強度を向上させ、さらに、樹脂製基板の所定位置にフレキシブルな回路基板を接続した情報表示用パネルモジュールを提供することにある。

本発明は、少なくとも一方が透明な２枚の樹脂製基板間に表示媒体を配置し、当該表示媒体を駆動させて情報を表示する情報表示用パネルを実装した情報表示用パネルモジュールにおいて、２枚の基板のうち少なくとも一方は樹脂製基板であり、樹脂製基板はフレキシブルな回路基板に接続され、樹脂製基板とフレキシブルな回路基板との接続部分および情報表示用パネルの表示領域の縁部を覆う補強部材が、樹脂製基板に貼付されていることを特徴とするものである。

本発明では、補強部材が、情報表示用パネルの表示領域の全面を覆うこと、補強部材のうち背面側基板に貼付されている補強部材は、透過率が低い材料で構成され、補強部材のうち観察側基板に貼付されている補強部材は、透過率が高い材料で構成されていることが好適である。

本発明では、情報表示用パネルの樹脂製基板とフレキシブルな回路基板との接続部分および表示領域の縁部を覆う補強部材を設けることにより、情報表示用パネルモジュールの強度の向上、および、樹脂製基板の所定位置にフレキシブルな回路基板を好適に接続することができる。

本発明に用いる情報表示用パネルの一例を説明するための図である。本発明の第１実施形態に係る情報表示用パネルモジュールを示す図である。本発明の第２実施形態に係る情報表示用パネルモジュールを示す図である。本発明の第３実施形態に係る情報表示用パネルモジュールを示す図である。本発明の第４実施形態に係る情報表示用パネルモジュールを示す図である。第３実施形態に係る情報表示用パネルモジュールの製造方法を説明するための図である。補強部材のその他の例を説明するための図である。従来の情報表示用パネルモジュールの問題点を説明するための図である。従来の情報表示用パネルモジュールの問題点を説明するための図である。従来の情報表示用パネルモジュールの問題点を説明するための図である。

まず、本発明に用いる情報表示用パネルについて説明する。本発明の情報表示用パネルモジュールに用いる情報表示用パネルは、少なくとも一方が樹脂製である２枚の基板間に表示媒体を配置した構成のパネル構造を有する。
表示媒体には、従来の液晶方式のほか前述したように、帯電粒子液中電気泳動方式（単に、電気泳動方式ということもある）、帯電粒子気体中移動方式（電子粉流体（登録商標）方式ということもある）、コレステリック液晶方式、などが適用できる。帯電粒子移動方式の情報表示用パネルでは、帯電性粒子を含んだ粒子群を表示媒体とし、この粒子群を電界で移動させる。この情報表示用パネルでは、対向する基板間に配置した帯電性粒子を含んだ粒子群として構成した表示媒体に電界が付与される。付与された電界方向に沿って、粒子群が電界による力やクーロン力等によって引き寄せられ、粒子群が電界方向の変化によって移動方向が切り換わることにより、画像等の情報表示がなされる。したがって、表示媒体とする粒子群が、均一に移動し、かつ、表示情報を書き換える時あるいは表示した情報を継続して表示する時の安定性を維持できるように、情報表示用パネルを設計する必要がある。ここで、表示媒体を構成する粒子にかかる力は、粒子同士のクーロン力により引き付け合う力の他に、電極や基板との電気鏡像力、分子間力、液架橋力、重力等が考えられる。

図１を参照して、上述した帯電性粒子を含んだ粒子群を表示媒体とする、本発明の情報表示用パネルモジュールで用いる情報表示用パネルの一例を説明する。
図１に示す例では、光学的反射率および帯電性を有する粒子を含んだ粒子群として構成した少なくとも２種類の表示媒体（ここでは負帯電性白色粒子３Ｗａを含んだ粒子群として構成した白色表示媒体３Ｗと、正帯電性黒色粒子３Ｂａを含んだ粒子群として構成した黒色表示媒体３Ｂを示す）を、隔壁４で区画形成された各セル７において、背面側のフレキシブルな基板１に設けた電極５（ストライプ電極）と観察側のフレキシブルで透明な基板２に設けた透明電極６（ストライプ電極）とが対向交差（好ましくは対向直交交差）して形成する電極対に発生させた電界に応じて、基板１、２と略垂直に移動させる。そして、図１（ａ）に示すように白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を、あるいは、図１（ｂ）に示すように黒色表示媒体３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行う。マトリックス配置された電極対を画素（ドット）として、白黒のドットマトリックス表示を行うことができる。
セル７は、気体で満たされていてもよいし、絶縁性液体で満たされていてもよい。また、真空であってもよい。気体で満たされている場合には、基板間内およびセル内の圧力は、外部環境の圧力（大気圧）以下にするのが好ましい。これによって、隔壁と基板との接合部分が破損して基板が剥がれる不具合が発生しにくくなる。
なお、図１において、図面手前にある隔壁は省略している。ここではセルと画素（ドット）とが一対一に対応する例を示しているが、セルと画素とは対応していなくてもよい。なお、隔壁４と基板１とは接着剤８を介して貼付されている。

本発明は、上述した情報表示用パネルの樹脂製基板の所定位置にフレキシブルな回路基板を実装した情報表示用パネルモジュールに関するものであり、以下、本発明の特徴を説明する。
図２は、本発明の第１実施形態に係る情報表示用パネルモジュール１００を示す図である。情報表示用パネルモジュール１００では、情報表示用パネルのフレキシブルな背面側の基板１は、表示領域の外側でＡＣＦ（異方性導電膜）１１を介してフレキシブルな回路基板（ＦＰＣ）１２に接続されている。ＦＰＣ１２は、情報表示用パネルを駆動させるための回路や電子部品（例えば、ドライバＩＣ、電源等）が実装された回路基板１３に、コネクタ、ハンダ、ＡＣＦ等によって（図示省略）接続されている。
また、基板１、２はともに、薄い樹脂製基板であり、情報表示用パネルおよび情報表示用パネルモジュール１００をフレキシブルにするとともに、情報表示用パネルモジュール１００を薄型にしている。
情報表示用パネルの背面側の基板１とＦＰＣ１２との接続部分Ｃおよび情報表示用パネルの表示領域の縁部Ｅ（すなわち、表示領域の最外側の隔壁４およびシール材９が配置された部分）を覆う補強部材１５が、粘着層１４を介して背面側の基板１に貼付されている。縁部Ｅの幅は１ｍｍ程度である。

第１実施形態に係る情報表示用パネルモジュール１００では、接続部分Ｃおよび縁部Ｅを含む基板１の裏面部分の領域に補強部材１５を配置することにより、曲げに対する力を分散させ、電極５が割れて断線することを防止している。

図３は、本発明の第２実施形態に係る情報表示用パネルモジュール２００を示す図である。情報表示用パネルの観察側の樹脂製基板２とＦＰＣ１２との接続部分Ｃおよび情報表示用パネルの表示領域の縁部Ｅ（すなわち、表示領域の最外側の隔壁４およびシール材９が配置された部分）を覆う補強部材１５が、粘着層１４を介して観察側の樹脂製基板２に貼付されている。縁部Ｅの幅は１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。

図４は、本発明の第３実施形態に係る情報表示用パネルモジュール３００を示す図である。情報表示用パネルモジュール３００では、補強部材１５は、情報表示用パネルの表示領域および表示領域の外側を含む基板１の全面を覆っている。図４は、ＦＰＣ１２を背面側の基板１に実装した場合を示しているが、ＦＰＣ１２を観察側の基板２に実装する場合であれば、補強部材１５は、情報表示用パネルの表示領域および表示領域の外側を含む基板２の全面を覆うことになる。そして、背面側の基板１の全面を覆う場合の補強部材１５は、透過率が低い材料であることが好ましく、観察側の基板２の全面を覆う場合の補強部材１５は、透過率が高い材料であることが好ましい。
背面側においては、この構成により、情報表示用パネルモジュールの強度をさらに向上させるとともに、背面側の基板１の裏面からの光漏れによるコントラスト低下を防止することができ、観察側においては、この構成により、情報表示用パネルモジュールの強度をさらに向上させるとともに、観察側の基板２を介して視認する表示媒体からの反射光の透過損失を抑制することができる。

図５は、本発明の第４実施形態に係る情報表示用パネルモジュール４００を示す図である。情報表示用パネルモジュール４００では、補強部材１５は、情報表示用パネルの表示領域の縁部（すなわち、樹脂製基板１の縁部全周および樹脂製基板２の縁部全周）を覆っている。
図５（ａ）に示すように、情報表示用パネルモジュール４００では、観察側基板２の右側縁部にフレキシブルな回路基板（ＴＣＰ）１２Ａとの接続部分があり、背面側基板１の下側縁部にフレキシブルな回路基板（ＴＣＰ）１２Ｂとの接続部分がある。
補強部材１５は、表示領域を覆わないので、観察側であっても透明でない（透過率の低い）材料を用いることができる。
また、補強部材１５は枠状にせず、フレキシブルな回路基板（ここではＴＣＰ）と接続する部分および表示領域の縁部に、縁部長さの帯状にして貼り付けてもよい。

なお、情報表示用パネルを駆動させるための回路（ドライバーＩＣともいう）は、フレキシブルな回路基板１２に実装されていてもよいし、回路基板１３に実装されていてもよい。フレキシブルな回路基板１２にドライバーＩＣが予め実装されているものを一般にＴＣＰと呼んでいる。

粘着層１４は、例えば、アクリル系粘着層、シリコン系粘着層、ウレタン系粘着層が好ましい。特に、情報表示用パネルの表示領域に対応する基板２の全面を覆う場合などは、高透過率のアクリル系粘着層などが好ましい。
また、補強部材１５の材質はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂やステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属等であることが好ましい。

図６を参照して、第３実施形態に係る情報表示用パネルモジュール３００の製造方法を説明する。
図６（ａ）に示すように、基板１上に電極５がパターニングされた情報表示用パネルを用意する。図示を省略するが、観察側の基板２上にも電極６がパターニングされ、これらの電極６はＡＣＦ（異方性導電膜）による基板間導通技術を介して背面側の基板１上に引き回され、背面側基板の電極５の端子部および観察側基板の電極６の端子部のすべてが接続部分Ｃに形成されている。ここに示す第３実施形態では、フレキシブルな回路基板との接続部分Ｃは、背面側の基板１だけに形成され、観察側の基板２には形成されない。したがって、補強部材１５は、背面側の基板１だけに貼り付けて形成するだけでよい。基板１、２は、厚さ１２５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製である。
次に、図６（ｂ）に示すように、基板１の裏面全面に、厚さ２５μｍの粘着層１４を設けた補強部材１５を貼り付ける。補強部材１５は、厚さ１００μｍのＰＥＴ製の黒色フィルムである。
次に、図６（ｃ）に示すように、電極５の端子部（接続部分Ｃ）に、フレキシブルな回路基板１２と導通接続するための接続部材としてＡＣＦ１１を貼り付ける。
次に、図６（ｄ）に示すように、ＡＣＦ１１を介してフレキシブルな回路基板１２を基板１に熱圧着する。
次に、図６（ｅ）に示すように、フレキシブルな回路基板１２を回路基板１３のコネクタ（図示省略）に接続する。この場合、図６（ｅ）が本発明の情報表示用パネルモジュールとなる。

なお、上述した情報表示用パネルモジュール３００の製造方法では、補強部材１５を基板１に貼り付けた後、フレキシブルな回路基板１２を基板１に熱圧着したが、フレキシブルな回路基板１２を基板１に熱圧着した後に補強部材１５を基板１に貼り付けてもよい。

このように、基板１の裏面全面に貼り付けた黒色の補強部材１５は、情報表示用パネルの補強と、基板１の裏面からの遮光と、を兼ねることができる。
さらに、基板１は樹脂製でフレキシブルなため、補強部材１５を設けないと、上述の図１０に示すように、基板１が上下方向に反ってしまう場合がある。すると、フレキシブルな回路基板１２を基板１に熱圧着する際に、フレキシブルな回路基板１２の位置決めが困難であるという問題点があるが、補強部材１５を設けることにより、基板１の反りを低減することができるため、上記問題点を解消することができる。

補強部材１５は、上述した形状に限定されるものではない。例えば、フレキシブルな回路基板１２の位置決めのために、基板１にアライメントマークが設けられている場合、補強部材１５は、アライメントマークに重ならない形状を有する必要がある。
例えば、図７（ａ）に示すように、補強部材１５をアライメントマーク１６に重ならないような形状としてもよいし、図７（ｂ）に示すように、補強部材１５を各アライメントマーク１６より一回り大きい開口部を有する形状としてもよい。
このように、アライメントマーク１６が設けられている場合に基板１が上下に反ってしまうと、顕微鏡でこのアライメントマークに焦点を合わせることが困難になる。そこで、アライメントマーク１６と重ならない形状の補強部材１５を設けることにより、基板１の反りを低減し、アライメントマーク１６の認識を可能にし、フレキシブルな回路基板１２を基板１の所望の位置に接着することができる。
なお、透明な補強部材１５を用いる場合は、補強部材１５がアライメントマーク１６に重なってもよい。

以下、本発明に用いる情報表示用パネルを構成する部材について説明する。

隔壁の形状は、表示にかかわる表示媒体の種類や、配置する電極の形状、配置により適宜最適に設定され、特に限定はされないが、隔壁の幅は２μｍ〜１００μｍ、好ましくは３μｍ〜５０μｍとし、隔壁の高さは１０μｍ〜５００μｍ、好ましくは１０μｍ〜２００μｍとする。基板間ギャップを確保するために配置する隔壁の高さは、確保したい基板間ギャップと合わせる。基板間空間をセルに仕切るために配置する隔壁の高さは、基板間ギャップと同じにしても、幾分低くしてもよい。
また、隔壁を形成するにあたり、対向する両基板１、２の各々にリブを形成した後に接合する両リブ法、片側の基板上にのみリブを形成する片リブ法が考えられる。本発明で用いられる情報表示用パネルでは、いずれの方法も好適に使用できる。この隔壁により区画されるセルの形状は、基板平面方向からみて四角状、三角状、六角状、円形状、ライン状が例示され、配置としては格子状やハニカム状、網目状が例示される。なお、隔壁（リブ）の幅はできるだけ小さくした方が良く、表示状態の鮮明さが増す。
ここで、隔壁の形成方法を例示すると、金型転写法、スクリーン印刷法、印刷法、サンドブラスト法、フォトリソ法、アディティブ法が挙げられる。いずれの方法も本発明で用いられる情報表示用パネルに好適に用いることができるが、これらのうち、レジスト材やレジストフィルムを用いるフォトリソ法、紫外線（ＵＶ光）を利用したＵＶインプリント法や金型転写法は特に好適である。

基板としては、少なくとも一方の基板はパネル外側から表示媒体を確認できる透明基板であり、可視光の透過率が高くかつ耐熱性の良い材料が好適である。もう一方の基板となる背面側基板は、透明でも不透明でも構わない。基板材料を例示すると、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルサルフィン（ＰＥＳ）、アクリル等のフレキシブルな樹脂製基板であり、観察側にはこのうち透明なものを用いる。フレキシブルな情報表示用パネルとするために、基板の厚みは、薄いことが好ましく、本発明は、２μｍ〜５００μｍの基板に対しても適用できるものである。２μｍよりも薄いと、強度、基板間の隔壁均一性を保ちにくくなるので、フレキシブルな情報表示用パネルの基板の厚さとしては、上記の範囲が好適である。

電極の材料としては、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等の金属類や酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、酸化インジウム、導電性酸化錫、アンチモン錫酸化物（ＡＴＯ）、導電性酸化亜鉛等の導電金属酸化物類、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ等がある）等の導電性高分子類が例示され、適宜選択して用いられる。なお、電極の厚みは、導電性や光透過性を鑑みて決定され、０．０１μｍ〜１０μｍ、好ましくは０．０５μｍ〜５μｍである。背面側基板や表示領域以外の領域に設ける電極の材質や厚みについては、光透過性を鑑みる必要はない。

粒子移動型の情報表示用パネルにおいて表示媒体とする帯電性粒子は、平均粒子径ｄ（０．５）が、１μｍ〜２０μｍの範囲であり、均一で揃っていることが好ましい。平均粒子径ｄ(０．５)がこの範囲より大きいと表示上の鮮明さに欠け、この範囲より小さいと粒子同士の凝集力が大きくなりすぎるために粒子群としての移動に支障をきたすようになる。なお、ｄ(０．５)は粒子の５０％がこれより大きく、５０％がこれより小さいという粒子径をμｍで表した数値である。

１背面側基板
２観察側基板
３Ｗ白色表示媒体（負帯電性白色粒子群）
３Ｗａ負帯電性白色粒子
３Ｂ黒色表示媒体（正帯電性黒色粒子群）
３Ｂａ正帯電性黒色粒子
４隔壁
５電極
６電極
７セル
８接着剤
９シール材
１１ＡＣＦ
１２フレキシブルな回路基板（ＦＰＣまたはＴＣＰ）
１３回路基板
１４粘着層
１５補強部材
１６アライメントマーク

Claims

少なくとも一方が透明な２枚の基板間に表示媒体を配置し、当該表示媒体を駆動させて情報を表示する情報表示用パネルを実装した情報表示用パネルモジュールにおいて、
前記２枚の基板のうち少なくとも一方は樹脂製基板であり、
前記樹脂製基板はフレキシブルな回路基板に接続され、
前記樹脂製基板と前記フレキシブルな回路基板との接続部分および前記情報表示用パネルの表示領域の縁部を覆う補強部材が、前記樹脂製基板に貼付されている、
ことを特徴とする情報表示用パネルモジュール。
前記補強部材が、前記情報表示用パネルの表示領域の全面を覆う、
ことを特徴とする請求項１に記載の情報表示用パネルモジュール。
前記補強部材のうち背面側基板に貼付されている補強部材は、透過率が低い材料で構成され、
前記補強部材のうち観察側基板に貼付されている補強部材は、透過率が高い材料で構成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の情報表示用パネルモジュール。