説明

光源付表示素子

【課題】構造が簡単で、基板の強度を向上させた光源付表示素子を提供する。
【解決手段】フレキシブルな上基板と下基板とを備えた表示素子と、上基板側に配置された導光シートとを有する光源付表示素子であって、下基板は、上基板より大きく延伸部を有し、且つ、導光シートも、上基板より大きくし、延伸部には、回路を実装した実装部を有し、導光シートと実装部とを接着剤で接着する。これにより、導光シートを補強材とすることができ基板の強度を向上させることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、薄型で低消費電力の表示素子を備えた光源付表示素子に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から薄型の表示装置としては、液晶表示装置が携帯電話機、携帯情報端末機などの各種の電子機器に広く利用されている。また、更なる薄型化と軽量化を実現する表示装置として、フレキシブルな基板を用いた電気泳動表示素子を用いた電子ペーパーとも称される表示装置が開発され、電子ブックや電子新聞、電子広告看板や案内表示板などへの利用が試みられている。
【0003】
このような液晶表示装置の薄型化や小型軽量化などの要求に応じて基板自体が薄くなっているため、基板の強度を向上させた表示装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
図6は従来技術における表示装置を示す図である。以下、図に基づいて説明する。図6に示すように従来技術における表示装置60は、ガラスやプラスチックなどの材料から構成される透光性を有する一対の基板51、52を所定のギャップを有するように互いに対向して貼り合わせ、その一対の基板51、52間に電気光学物質としての液晶材料44を封入させることにより構成されている。一方の基板52は、他方の基板51と平面視において重なる領域(対向領域)40と、対向領域40から延在されている延在部50とを有している。
【0005】
延在部50の第1の面52aには液晶材料に電圧を印加する電子部品としてのドライバーIC55が実装されており、延在部50の第1の面52aの反対側の第2の面52bに補強部材42が形成されている。補強部材42はステンレス鋼、構造用鋼などの金属で構成されていて、延在部50の第2の面52bに接着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2010−102155号公報(第1−5頁、第2図)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
薄型化と軽量化を実現するためにフレキシブルな表示素子のフレキシブルな下基板にドライバーICを実装すると、ICの剥離が発生しやすいので、ドライバーIC実装部には補強が必要となる。しかしながら従来例における表示装置のように、金属材料からなる補強部材をフレキシブルな下基板に接着するため構造が繁雑となるという問題があった。
【0008】
(目的)
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、金属材料からなる補強部材を用いずに、構造が簡単で、基板の強度を向上させた光源付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】
【0009】
上記課題を解決するために、本発明の表示装置は、下記記載の構成を採用する。
【0010】
本発明の光源付表示素子は、フレキシブルな、上基板と下基板とを備えた表示素子と、上基板側に配置された導光シートとを有する光源付表示素子であって、下基板は、上基板
より大きく延伸部を有し、延伸部には、回路を実装した実装部を有し、導光シートは、上基板より大きくし、且つ、下基板における回路の実装部まで延伸させ、導光シートと実装部とを接着剤で接着することを特徴とする。
【0011】
また、回路は、下基板の裏面に実装されていることを特徴とする。
【0012】
また、表示素子は、上基板と下基板との間に帯電粒子が封入され、基板間の電位極性に応じて、帯電粒子を移動させて表示を行う電気泳動表示素子であることを特徴とする。
【0013】
また、下基板はフレキシブルプリント基板であり、回路は、フレキシブルプリント基板の裏面に実装されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
以上のように本発明によれば、導光シートを表示素子よりも大きくし、下基板における回路(ドライバーIC)の実装部まで延伸させて、導光シートと回路の実装部とを接着して、導光シートを補強材とすることができる。これにより、構造が簡単で基板の強度を向上させ、IC部が剥離しにくい、光源付表示装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の第1の実施形態における光源付表示素子を示す上平面図である。
【図2】図1におけるA−A断面を示す模式断面図である。
【図3】本発明の第1の実施形態における光源付表示素子の概略動作を説明する表示素子と導光シートの拡大断面図である。
【図4】本発明の第1の実施形態における導光シートの他の例を示す拡大断面図である。
【図5】本発明の第2の実施形態における光源付表示素子を示す模式断面図である。
【図6】従来技術における光源付表示素子を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図を参照して、本発明の実施形態における光源付表示素子について説明する。図1から図4は、第1の実施形態を示す図、図5は第2の実施形態を示す図である。
【0017】
(第1の実施形態)
図1は第1の実施の形態の光源付表示素子を示す上平面図、図2は、図1におけるA−A断面を示す模式断面図である。図1、図2に示すように、本実施形態における光源付表示素子10は、フレキシブルな表示素子1と導光シート18とが積層された構造である。表示素子1は、互いに対向するフレキシブルな上基板16と下基板としてのフレキシブルプリント基板(以下FPCと記載する)4とを備えている。
【0018】
表示素子1は、一対の基板の電極間に印加される電圧の極性に応じて帯電粒子が電気泳動により移動する電気泳動型表示素子である。上基板16は透明な樹脂基板2と透明な上防湿フィルム15とを有し、透明な樹脂基板2の表面に上防湿フィルム15が接着剤等で接着されており、裏面全体にITO(酸化インジューム錫)膜による透明な共通電極3が形成されている。また、透明な上防湿フィルム15は、透明基材の表面にフッ素系物質や酸化物(アルミナ、SiO2等)をコートしたフィルムや、あるいは、透明基材の間にフッ素系物質や酸化物(アルミナ、SiO2等)を挟んだフィルムである。
【0019】
FPC4は、共通電極3に対向する面に画素毎のセグメント電極5が形成され、反対側の裏面にアルミ箔を樹脂等に接着した下防湿フィルム9が接着剤等で貼り付けられている
。なお、下防湿フィルムは、上防湿フィルムと同じ材料を使用する事も可能である。また、FPC4は上基板16より大きく、上基板16に対して対向しているFPC対向領域部4bと、下防湿フィルム9から外側、すなわちこのFPC対向領域部4bの外側に延伸したFPC延伸部4aとを有している。また、上防湿フィルム15と下防湿フィルム9は、端部でホットメルト接着材等で、封止されている。
【0020】
また、FPC4は、上基板16より大きく、下防湿フィルム9が貼り付けられているFPC対向領域部4bと、下防湿フィルム9から外側、すなわちFPC対向領域部4bの外側に延伸したFPC延伸部4aとを有している。また、FPC4にはFPC延伸部4aとFPC対向領域部4bとの境界付近に導光シート18の方向に向かって屈曲する屈曲部4eが設けられており、FPC延伸部4aと導光シート延伸部18aとの間隔が小さくなるように形成されている。これにより、FPC延伸部4aと導光シート延伸部18aとの間隔と、導光シート対向領域部18bと上基板16との間隔との差を小さくすることができる。
【0021】
また、このFPC延伸部4aの裏面には、表示素子1を駆動する駆動手段としての回路(駆動IC)11が実装された実装部20が設けられており、FPC延伸部4aの先端には外部から電源や表示情報を入力する接続端子4dが形成されている。これにより、光源付表示素子10は外部から電源と表示情報を入力し、表示素子1に様々の情報を表示することが出来る。この上基板16、FPC4、下防湿フィルム9は表示素子1として一体化している。また、回路11がFPC4に実装され一体化しているので、小型で取り扱いが容易な光源付表示素子10を提供することが出来る。
【0022】
共通電極3とセグメント電極5の間には、電子インクとも称されるマイクロカプセル表示層6が形成されている。このマイクロカプセル表示層6は、バインダーや界面活性剤、増粘剤、純水等の混合体中に直径が数十μm程度の微小なマイクロカプセル7が多数分散している。すなわち、表示素子1は、上基板16とFPC4とが一対の基板として配設され、その対向面の一方に共通電極3が形成され、他方の面にセグメント電極5が形成され、その間にマイクロカプセル7が封入された構造である。
【0023】
また、表示素子1は表示エリア13を有し、表示エリア13内には、前述したセグメント電極5によって形成される画素14が配設されている。この画素14は、図示するような7セグメントや任意のマークの他、ドットマトリクス状のパターンであっても良い。これにより、表示エリア13の画素14は、導光シート18を通して見ることが出来る。
【0024】
導光シート18は無色透明の合成樹脂から形成された基材シートであり、合成樹脂としてはポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリウレタンなどが好ましいが、特に限定されるものはない。導光シート18の厚みは、0.1mm〜0.5mm程度が好ましい。
【0025】
また、導光シート18は、僅かに散乱性を付与して、その散乱性により入射光を表示部へ照射するタイプと、散乱性が無い導光シートを用いるタイプがある。散乱性を付与するタイプでは、ヘイズ値は、高い値ほど表示は明るくなるがコントラストは低下するので、その範囲は10%〜20%が好ましい。これにより、導光シート18は外光を適度に拡散して表示素子1に供給するので、表示素子1はコントラストに優れ、見易い表示を実現することが出来ると共に発光素子12a、12bからの照射光を適度に拡散しながら表示素子1に供給することが出来る。
【0026】
導光シート18は、上基板16側に配置され、表示素子1と積層された構造である。この導光シート18は上基板16より大きく、上基板16と対向している導光シート対向領
域部18bと、導光シート対向領域部18bの外側でFPC延伸部4aと同じ方向に延伸した導光シート延伸部18aとを有している。また、導光シート18と表示素子1とは導光シート対向領域部18bと、表示エリア13に対応するほぼ全面で上基板16と透光性樹脂粘着剤17bで接着固定されている。さらに、導光シート延伸部18aがFPC延伸部4aの回路11の実装部20と透光性樹脂粘着剤17aで接着されている。つまり、導光シート延伸部18aは、FPC4を挟んで、回路11とは対向する位置に、FPC延伸部4aの表面4c側と接着している。透光性樹脂粘着剤17bで接着する事で、散乱性の無い導光シートを用いても、表示部を照射する事が可能である。
【0027】
この導光シート延伸部18aの左右の隅部18c、18dに形成した斜面には発光素子としての発光ダイオード(以下LEDと略す)12a、12bがそれぞれ配設されており、表示素子の下面に配置された回路基板に、ハンダ付けで固定されている。また、LED12a、12bは、所謂光源として表示素子1の表示エリア13を照射する。これにより、暗所でも視認性に優れたフロントライトを備えた表示素子を実現出来る。
【0028】
尚、1個のLEDからの照射光で十分であれば、1個のLEDを配設しても良い。このように、本実施形態における光源付表示素子10は、光源の発光素子としてLEDを用いているので、小型で発光効率に優れていると共に、R、G、B、及び白色光などの様々な光を用いて表示素子を照らすことが出来る。また、LEDを設置する位置は、表示エリア13の上側でも、左右でも良く、特に、斜面に限定されるわけではない。
【0029】
尚、図示しないがLED12a、12bから照射光が出射されると、導光シート18に入射した照射光は、様々な角度で導光シート18の内部を進み、拡散されながらLED12a、12bから離れる方向に進む。ここで、導光シートが屈曲していると照射ムラが発生するが、本実施例では、導光シートがほぼ水平であるので、隣接する表示素子1の全面にほぼ均一に光が照射される。また、外光が明るい場合には、LED12a、12bが点灯する必要はなく、外光は導光シート18に入射し、わずかに拡散されて表示素子1に供給される。尚、LED12a、12bは、図示しない接続手段によって電源回路に接続され、電源回路によって点灯制御すれば、LED12a、12bの制御を容易に実現することが出来る。また、LED12a、12bを駆動する電源回路を表示素子1の駆動手段である回路(駆動IC)11に組み込み、一体化することによって、より小型化が実現出来る。
【0030】
次の図3に基づいて、本実施形態の光源付表示素子10の概略動作を説明する。図3は表示素子1の主要部分と導光シート18の模式的な拡大断面図である。図3において、マイクロカプセル表示層6に分散されているマイクロカプセル7は、透明なメタクリル樹脂等からなるカプセル殻7aの内部に、帯電粒子として酸化チタン等からなる白色粒子8aとカーボンブラック等からなる黒色粒子8bが、シリコーンオイル等の粘性の高い透明な分散媒7bに分散された状態で封入されている。そして、白色粒子8aは負に帯電され、黒色粒子8bは正に帯電されている。
【0031】
そして、このマイクロカプセル表示層6を挟むように配置された電極のうち、一方の全面一体の共通電極3を接地し、他方のFPC4上のセグメント電極5に負電圧を印加した部分では、その電界によってマイクロカプセル7内の負に帯電した白色粒子8aが透明な共通電極3側へ、正に帯電した黒色粒子8bはセグメント電極5側へ移動するので、導光シート18を通した視認側(矢印Aの方向)から見ると、その画素部分は白色粒子8aの反射によって白く見える。
【0032】
一方、セグメント電極5に正電圧を印加した部分では、その逆向きの電界によってマイクロカプセル7内の正に帯電した黒色粒子8bが透明な共通電極3側へ、負に帯電した白
色粒子8aはセグメント電極5側へ移動するので、その画素部分は黒色粒子8bによって光が吸収されて黒く見える。
【0033】
したがって、共通電極3とセグメント電極5との間に印加する電圧の極性によって、白又は黒に表示状態を変化させることができる。このとき白色粒子8aと黒色粒子8bは分散媒7b中を電気泳動によって移動するが、電圧を印加して表示状態を変化させた後、その電圧の印加を停止しても、それぞれの粒子の分子間力により、その表示状態を保持するメモリ性効果を持つことが出来る。これにより、表示素子1は、表示を変化させる時だけ駆動電圧を印加すればよいので、消費電力が極めて少ない光源付表示素子10を実現できる。
【0034】
また、図4に示すように導光シート18の両面に、バインダー23を塗して、このバインダー23内にビーズ22が分散しても良い。これによりビーズ22は導光シート18の両面に分散され固着される。このビーズ22は、略球形のビーズであり、その材質はアクリル樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニール等が好ましい。また、ビーズ22及びバインダー23は、導光シート18を透過する光線量を多くするために無色透明であり、ビーズ22の粒径は、数μm程度が好ましいが特に限定されない。また、このような導光シートを採用した場合には、導光シート18を表示素子の周辺部、及びIC実装部を両面テープで貼り付けることで、上基板と導光シート18とを透光性樹脂粘着剤17で接着しなくても、同様な効果が得られる。
【0035】
これにより、表示素子1が可撓性を有することで、表示素子1が曲げられた場合などにおいて、表示素子1と導光シート18の隙間が微妙に変化したとしても、モアレの発生を抑制し、視認性が良く、使用者に違和感や不快感を与えることのない光源付表示素子を提供することが出来る。
【0036】
以上のように、本実施形態の光源付表示素子10は、導光シート18を表示素子1よりも大きくし、FPC4における回路11の実装部20まで延伸させて、導光シート延伸部18aと回路11の実装部20とを接着する。ここで、FPC4にFPC延伸部4aとFPC対向領域部4bとの境界付近に屈曲部4eを設けることにより、FPC延伸部4aと導光シート延伸部18aとの間隔と、導光シート対向領域部18bと上基板16との間隔との差を小さくすることができる。これによりFPC延伸部4aと導光シート延伸部18a、導光シート対向領域部18bと上基板16の接着作業が容易となり、製造コストを安くすることが出来、さらに、導光シートが水平であるので照射むらが少なく、基板の強度を向上させてICの剥離しにくい光源付表示素子10を容易に、且つ、安価に実現することができる。
【0037】
また、本実施形態の光源付表示素子10は、構造が簡単であり、製造コストが安く、大面積の表示素子にも容易に対応できるので、表示面積の大きな表示素子を容易に、且つ、安価に実現することが可能である。
【0038】
また、本実施形態の光源付表示素子10は、外光が暗い場合には、LED12a、12bを点灯して導光シート18によって表示素子1の全域を照らすことが出来、また、外光が明るい場合には、外光を適度に拡散して表示素子1の全域を照らすことが出来る。この結果、明所でも暗所でも、常に視認性に優れた表示装置を提供することが出来る。
【0039】
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態の具体的構成について説明する。図5は、第2の実施形態における光源付表示素子を示す模式断面図である。尚、第2の実施形態における光源付表示素子は、下基板に屈曲部を設けることなく下基板の延伸部と導光シートとを接着した点が第1
の実施形態と異なり、その他は同様であるので、第1の実施形態と同一要素には同一番号を付し重複する説明は一部省略する。
【0040】
図5に示すように、本実施形態における光源付表示素子30は、表示素子31とフレキシブルな導光シート18とが積層された構造である。表示素子31は、互いに対向するフレキシブルな上基板36と下基板としてのフレキシブルプリント基板(以下FPCと記載する)34とを備えている。
【0041】
表示素子31は、第1の実施形態と同様に電気泳動型表示素子である。上基板36は、透明な樹脂基板32の表面に透明な上防湿フィルム35が接着剤等で接着されている。尚、上基板36は外周部の形状が第1の実施形態の上基板16と異なっているが、その他の同様であるため詳細な説明を省略する。
【0042】
FPC34は、共通電極3に対向する面に画素毎のセグメント電極5が形成され、反対側の裏面にアルミ箔を樹脂等に接着した下防湿フィルム39が接着剤等で貼り付けられている。また、FPC34は上基板36より大きく、上基板36に対して対向しているFPC対向領域部34bと、下防湿フィルム39から外側、すなわちこのFPC対向領域部34bの外側に延伸したFPC延伸部34aとを有している。
【0043】
また、このFPC延伸部34aの裏面には、表示素子31を駆動する駆動手段としての回路(駆動IC)11が設けられており、FPC延伸部34aの先端には外部から電源や表示情報を入力する接続端子(34d)が形成されている。これにより、光源付表示素子30は外部から電源と表示情報を入力し、表示素子31に様々の情報を表示することが出来る。尚、上基板36、FPC34、下防湿フィルム39は表示素子31として一体化している。
【0044】
導光シート18は、表示素子31と積層された構造で、上基板36側に配置されている。また、導光シート18と表示素子31とは、導光シート対向領域部18bとの表示エリア13に対応するほぼ全面で上基板36と透光性樹脂粘着剤37bで接着固定されている。さらに、導光シート延伸部18aがFPC延伸部34aの表面34c側と透光性樹脂粘着剤37aで接着されている。つまり、導光シート延伸部18aは、FPC34を挟んで、回路11とは対向する位置に、FPC延伸部34aの表面34c側と接着している。
ここで、透光性樹脂粘着剤37aの厚さを、透光性樹脂粘着剤37bの厚さより厚くする事で、導光シートを水平にでき、導光効率が高く、ムラの少ないフロントライトを形成できる。
【0045】
尚、導光シート18については、第1の実施形態と同様であり、説明を省略する。また、本実施形態の光源付表示素子30の概略動作、表示素子31の詳細についても第1の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【0046】
以上のように、本実施形態の光源付表示素子30は、導光シート18を表示素子31よりも大きくし、FPC34における回路11の実装部20まで延伸させて、導光シート延伸部18aと回路11の実装部20とを接着して、導光シート18を補強材とすることができる。これにより、構造が簡単で基板の強度を向上させた光源付表示装置を実現することが出来る。また、本実施形態においても第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0047】
また、本発明の導光シートは極めて薄い基材シートによって形成されて表示素子に積層しているので、光源付表示素子の薄型化を実現でき、可撓性を有する電子ペーパーとして幅広く利用することが出来る。
【0048】
尚、本発明は各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、任意に変更することが出来る。すなわち、本発明の光源付表示素子は、電気泳動型表示素子として示したが、これに限定されず、例えば、プラスチック液晶表示素子、有機EL素子などを用いた可撓性を有する光源付表示素子に適応することが出来る。
【符号の説明】
【0049】
1、31 表示素子
2、32 樹脂シート
3 共通電極
4、34 下基板(FPC)
4a、34a FPC延伸部
4b、34b FPC対向領域部
4c、34c FPCの表面
4d、34d FPCの接続端子
4e FPCの屈曲部
5 セグメント電極
6 マイクロカプセル表示層
7 マイクロカプセル
7a カプセル殻
7b 分散媒
8a 白色粒子
8b 黒色粒子
9 下防湿フィルム
10、30 光源付表示素子
11 回路
12a、12b 発光素子(LED)
13 表示エリア
14 画素
15 上防湿フィルム
16 上基板
17a、17b、37a、37b 透明性樹脂粘着剤
18 導光シート
18a 導光シート延伸部
18b 導光シート対向領域部
18c、18d 導光シート隅部
20 実装部
22 ビーズ
23 バインダー

【特許請求の範囲】
【請求項1】
フレキシブルな、上基板と下基板とを備えた表示素子と、前記上基板側に配置された導光シートとを有する光源付表示素子であって、
前記下基板は、前記上基板より大きく延伸部を有し、該延伸部には、回路を実装した実装部を有し、
前記導光シートは、前記上基板より大きくし、かつ、前記下基板における前記回路の実装部まで延伸させ、
前記導光シートと前記実装部とを接着剤で接着することを特徴とする光源付表示素子。
【請求項2】
前記回路は、前記下基板の裏面に実装されていることを特徴とする請求項1に記載の光源付表示素子。
【請求項3】
前記表示素子は、前記上基板と前記下基板との間に帯電粒子が封入され、基板間の電位極性に応じて、前記帯電粒子を移動させて表示を行う電気泳動表示素子であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光源付表示素子。
【請求項4】
前記下基板はフレキシブルプリント基板であり、前記回路は、該フレキシブルプリント基板の裏面に実装されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の光源付表示素子。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2013−88502(P2013−88502A)
【公開日】平成25年5月13日(2013.5.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−226681(P2011−226681)
【出願日】平成23年10月14日(2011.10.14)
【出願人】(000001960)シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【出願人】(000124362)シチズンセイミツ株式会社 (120)
【Fターム(参考)】