JPWO2009072226A1 - 表示装置 - Google Patents

Abstract

表示装置（１）は、可撓性を有する第１基板及び第２基板と、当該第１基板と当該第２基板との間に配置された液晶層と、前記第１基板と前記第２基板との間で前記液晶層を囲むように設けられたシール部材（１３）とを備えている。前記シール部材は、２つの直線部分（３９）と２つの曲線部分（４０）とで構成されている。前記表示装置を平面上に置き、前記第１基板の表面に立てた法線の方向から見たとき、前記２つの曲線部分は、外側（すなわち、前記液晶層とは反対側）に突出するように湾曲している。

Description

本発明は、可撓性を有する表示装置に関するものである。

近年、いわゆるフラットパネルディスプレイは種々の分野において表示装置として広く適用されている。その一例である液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置は、薄型・軽量という特徴を活かして、携帯電話やＰＤＡ等のモバイルディスプレイ分野において使用されている。これらの分野では、さらなる薄型化及び軽量化やフレキシブル化が望まれており、ガラスに代わってプラスチック等の可撓性基板を用いる検討が進んでいる。

ここで、フレキシブル基板を用いた表示装置の問題点について、液晶表示装置を例に説明する。断面図である図５のように、液晶表示装置１００は、第１の可撓性基板１０１と、第２の可撓性基板１０２と、これらの各基板１０１，１０２の間に矩形枠状のシール部材１０３によって封入された液晶層１０４とを備えている。液晶層１０４の厚みは、上記各基板１０１，１０２の間に設けられたスペーサ１０５によって制御されている。スペーサ１０５には粒径の揃ったガラス粒子や樹脂粒子を適用したり、柱状のフォトスペーサを適用することができる。図５には、第１の可撓性基板１０１に複数のフォトスペーサ１０５を形成した例を示している。

ここで、第１の可撓性基板１０１が外側に突出するように、液晶表示装置１００の全体を湾曲させた場合、断面図である図６に示すように、第１の可撓性基板１０１と第２の可撓性基板１０２とでは曲率半径が異なるために、外側の第１の可撓性基板１０１に引っ張り力が加わる一方、内側の第２の可撓性基板１０２に圧縮力が加わる。

その結果、液晶表示装置１００の湾曲時には、表示領域の中央付近では液晶層に対して厚さ方向に圧縮力が加わる一方、表示領域におけるシール部材１０３の近傍では、内側の第２の可撓性基板１０２が局部的に内側（曲率中心へ向かう方向）へ凸状に変形して凸状部１０７が形成され、セルギャップが大きくなる。さらに、第２の可撓性基板１０２におけるシール部材１０３の近傍領域Ａには、第１の可撓性基板１０１から離れる方向に剥離応力が加わる。

このとき、表示領域の中央側のセルギャップは、フォトスペーサ等のスペーサ１０５が存在するために、このスペーサ１０５によって規定される厚み以下にならない。一方、シール部材１０３の近傍では、セルギャップが大きくなると共にシール部材１０３に加わる剥離応力が大きくなる。

図７は、液晶表示装置１００を中央から均等に曲げるのではなく、一方（図では左側）を固定した状態で液晶表示装置１００を曲げた場合の、第２の可撓性基板１０２の変形状態を表す断面図である。液晶表示装置１００の固定側端部１１１には基板の変形は生じず、曲げ側端部１１２に第２の可撓性基板１０２の変形が偏って生じることにより、凸状部１０７が形成される。

図８及び図９は、図５及び図６の表示装置を模式的に示す斜視図である。液晶表示装置１００を曲げたとき、可撓性基板の変形によるセルギャップ変化は、図９に示すように、矩形枠状のシール部材１０３に沿って、凸状部１０７として現れる。

シール部材１０３の角部分において可撓性基板は変形しにくいが、上記シール部材１０３の角部分の近傍では、凸状部１０７が発生してシール剥離等の不具合を生じやすい。これに対し、特許文献１に示されているように、シール部材１０３の角部分の角度を鈍角にすることが知られている。しかしながら、角部分近傍への応力集中を僅かに緩和することは可能になるものの、シール剥離の程度が若干改善されるにすぎない。
特開平２−３１０５２８号公報

ところで、このような液晶表示装置においては、剥離応力に耐え得る接着性が高いシール材料や、剥離応力を緩和するような軟らかくて伸縮性を有するシール材料の適用が望まれる。

しかし、接着性が高いシール材料は、液晶層に与える悪影響（接着成分の液晶への溶出による影響）が大きくなる傾向がある。一方、伸縮性を有するシール材料は、原理的に透湿性が悪くなるため、シール部材に要求される信頼性を満たしながらも、接着性や伸縮性を向上させることには限界がある。

また、シール剥離やシール破壊を最も効果的に防止する方法は、圧力が最も大きく加わるシール部材の内側（つまり、液晶との界面）を物理的に押さえ込むことであるが、シール部材の一辺もしくは二辺に沿って構造物を装着して、上記シール部材の内側を支持固定しようとすると、その比較的大きな構造物によって表示装置全体が大きくなってしまうだけでなく、フレキシブルディスプレイとしてのフレキシブル性や、薄型・軽量等の特徴が失われてしまうという問題がある。

本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、表示装置のフレキシブル性や薄型・軽量を確保しながらも、シール剥離を抑制することにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、シール部材が湾曲した曲線部分を有するようにした。

具体的に、本発明に係る表示装置は、可撓性を有する第１の基板と、前記第１の基板に対向配置されて可撓性を有する第２の基板と、前記第１の基板及び前記第２の基板の間に配置された表示媒体層と、前記第１の基板及び前記第２の基板の間において前記表示媒体層を囲むように設けられたシール部材とを備えた表示装置であって、前記シール部材は、平面状態である前記第１の基板の表面の法線方向から見て、前記表示媒体層とは反対側である外側に突出するように湾曲した曲線部分を有している。

前記シール部材の曲線部分は、楕円弧状に形成されていてもよい。

前記シール部材の曲線部分は、円弧状に形成されていてもよい。

前記シール部材は、互いに平行に延びる２つの直線部分と、全体として環状になるように前記直線部分の端部同士を繋ぐ２つの前記曲線部分とにより構成されていてもよい。

支持固定される固定側端部と、外力が加わる曲げ側端部とを備え、前記シール部材の曲線部分は、前記曲げ側端部に形成されていてもよい。

前記シール部材は、エポキシ樹脂により構成されていてもよい。

前記シール部材は、シリコン樹脂又は熱可塑性エラストマーにより構成されていることが好ましい。

前記表示媒体層は、液晶層であってもよい。

−作用−
次に、本発明の作用について説明する。

第１の基板及び第２の基板はそれぞれ可撓性を有するので、表示装置の全体としても可撓性を有する。表示装置に外力を加えてその全体を湾曲するように曲げた場合、例えば第１の基板が曲率半径方向の外側であり、第２の基板が曲率半径方向の内側に配置されていれば、第１の基板には引っ張り力が加わる一方、第２の基板には圧縮力が加わる。

そのとき、シール部材の曲線部分では、従来のように角部分がなく、そのような角部分に剥離応力が集中することがないので、シール部材近傍の第２の基板に凸状部が形成されにくくなる。凸状部が形成されたとしても、その凸状部は上記シール部材の曲線部分における頂点（曲線部分の長さ方向中央位置）の付近に小さくまとまって生じることとなる。

したがって、シール部材の内側を補強する場合であっても、上記曲線部分の頂点周辺のみを補強すれば足りることから、表示装置のフレキシブル性や薄型・軽量性を確保しながらも、シール剥離を抑制することが可能になる。

また、表示装置が支持固定される固定側端部と、外力が加わる曲げ側端部とを備える場合には、剥離応力が、固定側端部ではなくて曲げ側端部に生じることから、シール部材の曲線部分を曲げ側端部に形成する。そのことにより、効率良くシール剥離を抑制することが可能になる。

本発明によれば、可撓性を有する表示装置のシール部材が、湾曲した曲線部分を有することにより、曲線部分において剥離応力を好適に分散できるため、表示装置のフレキシブル性や薄型・軽量性を確保しながらも、シール剥離を抑制することができる。

図１は、本実施形態１の液晶表示装置の外観を模式的に示す斜視図である。 図２は、本実施形態１における曲げ状態の液晶表示装置の概観を模式的に示す斜視図である。 図３は、本実施形態１の液晶表示装置の要部を示す拡大断面図である。 図４は、本実施形態２の液晶表示装置の外観を模式的に示す斜視図である。 図５は、従来の平面状態の液晶表示装置を示す断面図である。 図６は、従来の湾曲状態の液晶表示装置を示す断面図である。 図７は、従来の一端が固定されて湾曲した液晶表示装置を示す断面図である。 図８は、従来の平面状態の液晶表示装置を示す斜視図である。 図９は、従来の湾曲状態の液晶表示装置を示す斜視図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置
１１ 第１の基板
１２ 第２の基板
１３ シール部材
１４ 液晶層（表示媒体層）
２１，２６ プラスチック基板
２２ 防湿膜
２３ 画素電極
２４，２９ 配向膜
２５ スペーサ
２７ 防湿膜
２８ 透明電極
３１ 表示領域
３２ 非表示領域
３８ 第２の直線部分
３９ 直線部分、第１の直線部分
４０ 曲線部分
４１ 頂点
４２ 凸状部
５１ 固定側端部
５２ 側端部

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《発明の実施形態１》
図１〜図３は、本発明の実施形態１を示している。本実施形態１では、表示装置の一例として液晶表示装置１について説明する。

図１は、本実施形態１の液晶表示装置の外観を模式的に示す斜視図である。図２は、本実施形態１における曲げ状態の液晶表示装置の概観を模式的に示す斜視図である。図３は液晶表示装置の要部を示す拡大断面図である。

液晶表示装置１は、図３に示すように、可撓性を有する第１の基板１１と、第１の基板１１に対向配置されて可撓性を有する第２の基板１２と、第１の基板１１及び第２の基板１２の間に設けられた表示媒体層である液晶層１４と、第１の基板１１及び第２の基板１２の間において液晶層１４を囲むように設けられたシール部材１３とをを備え、全体が湾曲して変形するように構成されている。

第１の基板１１は、図３に示すように、例えばＰＥＳやＰＥＴ等の可撓性を有する透明な長方形状のプラスチック基板２１と、プラスチック基板２１の液晶層１４側の表面に積層された防湿膜２２と、防湿膜２２の表面に積層された複数の画素電極２３と、画素電極２３に接続された図示省略の複数の薄膜トランジスタ（Thin-Film Transistor：以下、ＴＦＴと略称する）と、画素電極２３及びＴＦＴ等を覆う配向膜２４とが形成されている。

尚、プラスチック基板２１の代わりに、プラスチックにガラスファイバーやガラスクロス等を複合させた複合基板等のフレキシブル基板を適用することも可能である。

第２の基板１２は、上記第１の基板１１と同様の長方形状のプラスチック基板２６と、プラスチック基板２６の液晶層１４側の表面に積層された防湿膜２７と、防湿膜２７の表面に積層されてＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等により形成された透明電極２８と、透明電極２８を覆う配向膜２９とが形成されている。また、第２の基板１２には、図示省略のカラーフィルタが形成されている。

また、第２の基板１２には、第１の基板１１と第２の基板１２との間に介在され、液晶層１４の厚みを規定する高さを有する複数のスペーサ２５であるフォトスペーサ（Photo Spacer）２５が所定の間隔で形成されている。スペーサ２５は、感光性樹脂等により形成されている。尚、スペーサ２５は、例えば樹脂等の粒子状のスペーサを適用することも可能である。

液晶層１４は、図１及び図３に示すように、枠状のシール部材１３によって囲まれた状態で、第１の基板１１と第２の基板１２との間に封入されている。このシール部材１３の内側には、図３に示すように、上記画素電極２３及び透明電極２８が形成された領域に表示に寄与する表示領域３１が形成されている。一方、表示領域３１の外側には、表示に寄与しない非表示領域３２が形成されている。液晶材料としては、例えばネマティック液晶が用いられるが、その他にコレステリック液晶やスメクティック液晶等を用いてもよい。

シール部材１３には、例えばエポキシ樹脂等の強接着性を有する非導電性樹脂を適用することが可能であるが、シリコン樹脂や熱可塑性エラストマー等の弾性の高い熱可塑樹脂を適用することがより好ましい。シール部材１３は、第１の基板１１及び第２の基板１２の四辺に沿って形成され、これら第１の基板１１と第２の基板１２とを互いに密接させた状態で保持している。

そして、シール部材１３は、平面状態である第１の基板１１の表面の法線方向から見て、液晶層１４とは反対側である外側に突出するように湾曲した曲線部分４０を有している。

すなわち、図１に示すように、液晶表示装置１は全体として長方形状に形成されている。シール部材１３は、液晶表示装置１の長辺に沿った２つの直線部分３９と、液晶表示装置１の短辺に沿った２つの曲線部分４０とにより構成されている。

２つの直線部分３９は、互いに平行に延びている。一方、２つの曲線部分４０は、シール部材１３が全体として環状になるように直線部分３９の端部同士を繋いでいる。曲線部分４０は円弧状に形成されている。尚、曲線部分４０は、その他に例えば楕円弧状に形成してもよい。

上記液晶表示装置１を製造する場合には、まず、厚みが約５０μｍ程度のフィルム基板であるプラスチック基板２１，２６の表面に、ＳｉＯ_２膜をスパッタリングにより約１０００Åの厚さに形成し、これを防湿膜２２とする。続いて、公知の方法により、プラスチック基板２１にはＴＦＴ等を形成する一方、プラスチック基板２６にはカラーフィルタ等を形成し、各プラスチック基板２１，２６にＩＴＯをスパッタリングして電極２３，２８をそれぞれ形成する。

次に、プラスチック基板２６に感光性樹脂を塗布し、フォトリソグラフィによって複数のフォトスペーサ２５を所定の間隔で形成する。フォトスペーサ２５は、例えば、高さが５μｍで直径が２０μｍである略円柱状に形成する。また、これらを覆うように配向膜２４，２９をプラスチック基板２１，２６にそれぞれ形成する。

続いて、滴下注入法により液晶材料を第１の基板１１と第２の基板１２との間に注入する。すなわち、まず、例えば第２の基板１２の非表示領域３２に硬化前のシール部材１３をディスペンサ等により供給する。このとき、第２の基板１２の長辺方向に沿って直線部分３９を描画すると共に、第２の基板１２の短辺方向に沿って曲線部分４０を描画する。

次に、第２の基板１２におけるシール部材１３の内側の領域に液晶材料を滴下して供給する。続いて、第１の基板１１と第２の基板１２とを、真空中で厚さが２ｍｍ程度の２枚の弾性体シートの間に配置して互いに貼合せ、加熱すると共に加圧してシール部材１３を硬化させる。以上のようにして、上記液晶表示装置１を製造する。

−実施形態１の効果−
したがって、この実施形態１によると、曲線部分４０を有するように枠状のシール部材１３を形成したので、その曲線部分４０においてシール部材１３を剥離させようとする剥離応力を好適に分散させて、シール剥離を抑制することができる。

すなわち、シール部材１３の曲線部分４０では、従来のように角部分がなく、そのような角部分に剥離応力が集中することがないので、シール部材１３の近傍において第１の基板１１又は第２の基板１２に凸状部が形成されにくくなる。図２に示すように、凸状部４２が形成されたとしても、その凸状部４２を、シール部材１３の曲線部分４０における頂点（曲線部分の長さ方向中央位置）４１の付近に小さく集中させることができる。そのため、表示領域３１への表示品位の影響を好適に低減することができる。

さらに、シール部材１３の内側を補強する場合であっても、上記曲線部分４０の頂点４１周辺のみを補強すれば足りることから、液晶表示装置１のフレキシブル性や薄型・軽量性を確保しながらも、シール剥離を抑制することができる。さらにまた、上記シール部材１３の頂点４１付近のみを遮光して隠したり補強したりすることによって、表示品位及び信頼性ともに良好な液晶表示装置を得ることができる。

《発明の実施形態２》
図４は、本発明の実施形態２を示している。

図４は、本実施形態２の液晶表示装置の外観を模式的に示す斜視図である。尚、以降の各実施形態では、図１〜図３と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

上記実施形態１では、シール部材１３を一対の直線部分３９と、一対の曲線部分４０とにより構成したのに対し、本実施形態２は、シール部材１３に曲線部分４０を１つのみ設けるようにしたものである。

すなわち、液晶表示装置１は、外部に支持固定される固定側端部５１と、その固定側端部５１に対向して配置され、外力が加わる曲げ側端部５２とを備えている。
そして、シール部材１３は、液晶表示装置１の長辺方向に沿って互いに平行に延びる２つの第１の直線部分３９と、固定側端部５１において短辺方向に延びる第２の直線部分３８と、曲げ側端部５２において短辺方向に延びる曲線部分４０とにより構成されている。

−実施形態２の効果−
このように、液晶表示装置１が支持固定される固定側端部５１と、外力が加わる曲げ側端部５２とを備える場合には、剥離応力が、固定側端部５１ではなくて曲げ側端部５２に生じる。これに対し、本実施形態２では、シール部材１３の曲線部分４０を曲げ側端部５２に形成するようにしたので、シール部材１３のうち必要な部分のみを曲線部分４０に形成して、効率良くシール剥離を抑制することができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態１及び２では、液晶表示装置１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、表示媒体層が発光層である有機ＥＬ表示装置等の他の表示装置についても、同様に適用することができる。

以上説明したように、本発明は、可撓性を有する表示装置について有用であり、特に、フレキシブル性や薄型・軽量を確保しながらも、シール剥離を抑制する場合に適している。

Claims (8)

1. 可撓性を有する第１の基板と、
   前記第１の基板に対向配置されて可撓性を有する第２の基板と、
   前記第１の基板及び前記第２の基板の間に配置された表示媒体層と、
   前記第１の基板及び前記第２の基板の間において前記表示媒体層を囲むように設けられたシール部材とを備えた表示装置であって、
   前記シール部材は、平面状態である前記第１の基板の表面の法線方向から見て、前記表示媒体層とは反対側である外側に突出するように湾曲した曲線部分を有している
   ことを特徴とする表示装置。
2. 請求項１に記載された表示装置において、
   前記シール部材の曲線部分は、楕円弧状に形成されている
   ことを特徴とする表示装置。
3. 請求項１に記載された表示装置において、
   前記シール部材の曲線部分は、円弧状に形成されている
   ことを特徴とする表示装置。
4. 請求項１に記載された表示装置において、
   前記シール部材は、互いに平行に延びる２つの直線部分と、全体として環状になるように前記直線部分の端部同士を繋ぐ２つの前記曲線部分とにより構成されている
   ことを特徴とする表示装置。
5. 請求項１に記載された表示装置において、
   支持固定される固定側端部と、外力が加わる曲げ側端部とを備え、
   前記シール部材の曲線部分は、前記曲げ側端部に形成されている
   ことを特徴とする表示装置。
6. 請求項１に記載された表示装置において、
   前記シール部材は、エポキシ樹脂により構成されている
   ことを特徴とする表示装置。
7. 請求項１に記載された表示装置において、
   前記シール部材は、シリコン樹脂又は熱可塑性エラストマーにより構成されている
   ことを特徴とする表示装置。
8. 請求項１に記載された表示装置において、
   前記表示媒体層は、液晶層である
   ことを特徴とする表示装置。

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