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JP2018060096A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】信頼性が高い表示装置を提供すること。【解決手段】表示装置は、可撓性を有する第1基板と、第1基板に対向し、可撓性を有する第2基板と、第1基板と第2基板との間の液晶層と、第1基板と第2基板との間で、液晶層を封止するシール材と、第1基板に接着された第1光学部材と、第1基板における第2基板が対向しない領域に配置された端子部と、端子部に接続された駆動回路基板と、第1光学部材と共に端子部を挟む、第2光学部材又は樹脂部材と、を有する。【選択図】図3

Description

本発明は、表示装置に関する。特に、本発明は可撓性を有する基板を用いた液晶表示装置に関する。
フレキシブルディスプレイは携帯用の巻物型ディスプレイからスクリーン状の大画面ディスプレイをはじめ幅広く応用が期待でき、軽量かつ収納性に優れた次世代ディスプレイとしての実現が強く望まれている。特に液晶表示素子は透過型、反射型のいずれの表示方式にも適用可能なため、多様な照明環境でも視認性に優れたフレキシブルディスプレイを構成できる可能性を持つ。
フレキシブルディスプレイの表示部として液晶表示装置が用いられる場合、可撓性を有する基板を用いて液晶表示装置を構成する必要がある。通常、可撓性を有する可撓性基板として、板厚が50μm以下の樹脂基板が用いられる。しかし、上記の可撓性基板を用いた液晶表示装置は、その自重等で意図しない形状に歪曲してしまう。液晶表示装置の歪曲を抑制するためには、可撓性基板を補強する必要がある。特許文献1では、表示装置の表示領域において、トランジスタが形成されたアレイ基板およびアレイ基板に対向する対向基板のそれぞれに偏光板が接着されている。特許文献1に記載された表示装置の表示領域は、アレイ基板および対向基板に接着された偏光板によって補強される。
特開2011−47975
しかしながら、特許文献1に記載された表示装置では、FPC(Flexible Printed Circuits)等が載置されるアレイ基板の端子部は、対向基板から露出されているため、当該端子部における強度が十分ではなかった。特許文献1に記載された表示装置では、端子部に外力がかかると表示装置が歪曲し、表示装置が破壊されるという問題があった。つまり、従来の表示装置では耐荷重特性において信頼性が低いという問題があった。
本発明は、上記実情に鑑み、信頼性が高い表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態による表示装置は、可撓性を有する第1基板と、第1基板に対向し、可撓性を有する第2基板と、第1基板と第2基板との間の液晶層と、第1基板と第2基板との間で、液晶層を封止するシール材と、第1基板に接着された第1光学部材と、第1基板における第2基板が対向しない領域に配置された端子部と、端子部に接続された駆動回路基板と、第1光学部材と共に端子部を挟む、第2光学部材又は樹脂部材と、を有する。
本発明の一実施形態に係る液晶装置の構造図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶装置の断面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶装置の製造方法において、支持基板上にアレイ基板を形成する工程を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶装置の製造方法において、液晶層および対向基板を形成する工程を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶装置の製造方法において、端子部にICチップおよびFPCを実装する工程を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶装置の製造方法において、端子部に樹脂部材を形成する工程を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶装置の製造方法において、対向基板に偏光板を接着する工程を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶装置の製造方法において、支持基板をアレイ基板から剥離する工程を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る、静電容量方式のタッチセンサ付き液晶装置のタッチセンサ用電極の概要図である。 本発明の一実施形態に係るタッチセンサ付き液晶装置のタッチ検出電極のレイアウトを示す図である。 本発明の一実施形態に係るタッチセンサ付き液晶装置のB−B’断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチセンサ付き液晶装置のタッチセンサ用電極の概要図である。 本発明の一実施形態に係るタッチセンサ付き液晶装置のタッチセンサ用電極の概要図である。 本発明の一実施形態に係る液晶装置を用いた電子機器の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る液晶装置を用いた電子機器の一例を示す図である。
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号の後にアルファベットを付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
本発明の各実施の形態において、トランジスタが配置されたアレイ基板からアレイ基板に対向する対向基板に向かう方向を上または上方という。逆に、対向基板からアレイ基板に向かう方向を下または下方という。このように、説明の便宜上、上方又は下方という語句を用いて説明するが、例えば、アレイ基板と対向基板との上下関係が図示と逆になるように配置されてもよい。また、以下の説明で、例えばアレイ基板上の対向基板という表現は、上記のようにアレイ基板と対向基板との上下関係を説明しているに過ぎず、アレイ基板と対向基板との間に他の部材が配置されていてもよい。
〈実施形態1〉
図1〜図4Fを用いて、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の概要について説明する。実施形態1では、表示装置として液晶表示装置(Liquid Crystal Display Device;LCD)を用いた例について説明する。特に、液晶表示装置の端子部の構造について説明する。以下の実施形態において、液晶表示装置を用いて説明するが、本発明は液晶表示装置の他にも有機EL装置(Organic Light−Emitting Diode;OLED)、電子ペーパー等の表示装置に用いることもできる。
[液晶装置10の構造]
図1は、本発明の一実施形態に係る液晶装置の構造図である。本実施形態に係る液晶装置10は、図1に示すように、液晶表示装置30、第1偏光板40、第2偏光板20、およびバックライト50を有する。液晶表示装置30は第1偏光板40と第2偏光板20との間に配置されている。第1偏光板40の偏光軸42は第2偏光板20の偏光軸22と直交する。ただし、偏光軸42が偏光軸22と直交以外の角度で交差していてもよく、平行であってもよい。バックライト50は、第1偏光板40を基準として、液晶表示装置30の反対側に配置されている。なお、バックライト50は、一対の偏光板(第1偏光板40および第2偏光板20)の外側において、ユーザに映像を視認させる方向とは反対側に配置される。
第1偏光板40および第2偏光板20は、特定方向に偏光した光のみ透過し、その透過した光の偏光方向に直交する方向に偏光した光を吸収する光学作用を有する。液晶表示装置30の両サイドに、互いの偏光方向が直交するように第1偏光板40および第2偏光板20を配置することで、光のシャッター効果を用いた表示が可能となる。第1偏光板40および第2偏光板20は、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)を主体にヨウ素化合物分子を吸着配向させ、トリアセチルセルロース(TAC)とポリエチレンテレフタラート(PET)などの複数の裏打ち層によって保護された多層構造を採用することができる。
バックライト50は、液晶表示装置30の背面から液晶表示装置30に光を照射する光源で、均一な面光源を提供する。バックライト50は、発光源、導光板、反射シート、拡散シート、およびプリズムシートを含む。バックライト50として、一般的にはエッジライト方式と直下方式がある。エッジライト方式は、LEDなどの発光源が液晶表示装置30の背面ではなく、エッジのみに配置される方式である。発光源から放出された光は、導光板、反射シート、拡散シート、プリズムシートなどの集光、拡散機能を持つ部品によって、液晶表示装置30の画面全体へと導かれる。直下方式は、LEDなどの発光源が液晶表示装置30の直下に配置される方式である。
[液晶表示装置30の平面レイアウト]
図2は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示す平面図である。図2では、説明の便宜上、第1偏光板40、第2偏光板20、およびバックライト50などの光学部材を省略して液晶表示装置30を示した。図2に示すように、液晶表示装置30は、アレイ基板100、対向基板200、ICチップ300、FPC(駆動回路基板としてのフレキシブル回路基板)400、および樹脂部材500を有する。フルカラーを実現するための単色の画素をサブ画素といい、フルカラーまたは白色を実現可能なサブ画素の最小単位をメイン画素という。本実施形態の説明において、特にことわりがない場合は、「画素」はサブ画素を指す。
アレイ基板100には、複数の画素130がマトリクス状に設けられている。図2では、赤色光を表示するR画素130−1、緑色光を表示するG画素130−2、および青色光を表示するB画素130−3によって1つのメイン画素が構成される(130−1〜130−3を特に区別しない場合、単に画素130という)。各々の画素130には、液晶分子の配向を制御する電界を生成するための画素電極およびコモン電極が配置されている。画素電極は画素130毎に配置され、コモン電極は複数の画素130に共通して配置される。
画素電極およびコモン電極の配置は、例えば、アレイ基板100上に画素電極およびコモン電極の両方が配置され、液晶層に横方向の電界を生成する配置であってもよく、アレイ基板100上に画素電極が配置され、対向基板200にコモン電極が配置され、液晶層に縦方向の電界を生成する配置であってもよい。なお、メイン画素の構成は上記の構成に限定されず、多様な構成によって実現される。例えば、赤色、緑色、青色、および白色の4種類の画素によってメイン画素が構成されていてもよい。
アレイ基板100のうち、上記の画素130が設けられている領域を表示領域102という。表示領域102の周辺の領域を周辺領域104という。周辺領域104には、画素130に配置された画素電極に印加される電圧を制御する駆動回路(図示せず)が配置されている。周辺領域104のうち、一端の領域を駆動領域106という。駆動領域106では、アレイ基板100が対向基板200から露出されている。駆動領域106には、アレイ基板100上に配置された端子部160、ICチップ300、およびFPC400が配置されている。樹脂部材500は端子部160、ICチップ300、および一部のFPC400を覆っている。樹脂部材500は、対向基板200の端部からFPC400までの間に連続して配置されている。樹脂部材500は、D1方向においてFPC400の両端部を覆う。つまり、樹脂部材500のD1方向の幅は、FPC400のD1方向の幅よりも大きい。
図2では、D1方向に並んで配置された複数の端子部160およびICチップ300を、樹脂部材500が完全に覆い、D1方向におけるFPC400の両端部を覆う構成を例示したが、この構成に限定されない。例えば、複数の端子部160のうち一部の端子部160またはICチップ300の一部が樹脂部材500から露出されていてもよい。樹脂部材500は、各々の端子部160を個別に覆う形状であってもよい。つまり、樹脂部材500は、複数の端子部160に対応して複数配置され、各々の樹脂部材500は端子部160の平面形状に沿ってD2方向に長手を有していてもよい。D1方向におけるFPC400の両端部が樹脂部材500から露出されていてもよい。つまり、樹脂部材500のD1方向の幅がFPC400のD1方向の幅より小さくてもよい。
ICチップ300はアレイ基板100上にバンプ等を介して実装される。例えば、ICチップ300はCOG(Chip On Glass)などの方法で実装することができる。ICチップ300は、例えばアレイ基板100上に形成された端子部160に接続され、端子部160を介して周辺領域104に配置された駆動回路に接続される。FPC400は端子部160上に異方性導電フィルム等を介して実装される。FPC400はICチップ300に電気的に接続されており、外部装置から供給された映像信号(または階調信号)をICチップ300に伝達する。
ICチップ300に入力された映像信号に基づいて、周辺領域104に配置された駆動回路が駆動する。この駆動回路の駆動によって、表示領域102に配置された画素130の画素電極に映像信号が供給され、表示領域102に映像信号に基づく画像が表示される。
アレイ基板100および対向基板200は、シール材150によって貼り合わせられている。シール材150は、対向基板200の外周に沿って形成されている。アレイ基板100、対向基板200、およびシール材150によって、液晶層170が充填される領域が密閉される。シール材150は対向基板200の外周端よりも内側の領域に配置されている。つまり、平面視において、シール材150全体がアレイ基板100および対向基板200の両方と重畳(オーバーラップ)する。以下の説明において、2つの部材が平面視において重畳することを、単に「重畳する」という。
[液晶装置10の断面図]
図3は、本発明の一実施形態に係る液晶装置の断面図である。図3に示すように、液晶装置10は、バックライト50、第1偏光板40、アレイ基板100、シール材150、液晶層170、対向基板200、第2偏光板20、ICチップ300、FPC400、および樹脂部材500を有する。バックライト50、第1偏光板40、および第2偏光板20を光学部材ということができる。例えば、第1偏光板40を第1光学部材といい、第2偏光板を第2光学部材ということもできる。第1光学部材にバックライト50が含まれてもよい。図3の断面図は、図2のA−A’線に沿った断面図である。
アレイ基板100および対向基板200は互いに対向して配置されている。アレイ基板100と対向基板200との間には、シール材150および液晶層170が配置されており、液晶層170はシール材150によって囲まれている。換言すると、液晶層170はアレイ基板100、対向基板200、およびシール材150によって密閉または封止されている。アレイ基板100上には、トランジスタおよび配線(図示せず)が配置されている。端子部160は、当該配線の一部である。トランジスタおよび配線は、シール材150および液晶層170と重畳する領域(つまり、表示領域102および周辺領域104)に配置されている。端子部160は、駆動領域106に配置されている。端子部160は、駆動領域106からシール材150を横切り、シール材150によって囲まれた領域に配置されたトランジスタに接続され、当該トランジスタとICチップ300およびFPC400とを電気的に接続する。
第1偏光板40は、アレイ基板100の下方に接着剤等を介して接着されている。バックライト50は、第1偏光板40の下方に接着剤等を介して接着されている。換言すると、第1偏光板40およびバックライト50は、アレイ基板100を基準として対向基板200の反対側に第1偏光板40、バックライト50の順で配置されている。第2偏光板20は、対向基板200の上方に接着剤等を介して接着されている。換言すると、第2偏光板20は、対向基板200を基準としてアレイ基板100の反対側に配置されている。第1偏光板40および第2偏光板20はともに厚さが略一定のシート状の偏光板である。
ICチップ300、FPC400、および樹脂部材500は、駆動領域106において、対向基板200から露出されたアレイ基板100の上方に配置されている。具体的には、ICチップ300は、導電性のバンプ310および接着剤320を介して端子部160上に配置されている。なお、ICチップ300の入力端子はバンプ310を介してFPC400に接続された端子部160に接続されている。また、ICチップ300の出力端子は、バンプ310を介してシール材150によって囲まれた領域に配置されたトランジスタに接続された端子部160に接続される。ICチップ300と同様に、FPC400は、異方性導電フィルム410を介して端子部160−1に接続されている。図3では、FPC400とICチップ300の入力端子とが接続され、ICチップ300の出力端子と上記トランジスタとが接続された構成を例示したが、この構成に限定されない。例えば、ICチップ300を介さずに、FPC400と上記トランジスタとが接続されてもよい。
樹脂部材500は、アレイ基板100、ICチップ300、およびFPC400の上方に配置されている。樹脂部材500は、端子部160およびICチップ300を覆い、一部のFPC400を覆う。樹脂部材500は、対向基板200の側面に接している。樹脂部材500は、対向基板200の側面からICチップ300およびFPC400まで連続して配置されている。樹脂部材500は、アレイ基板100とICチップ300との間に配置された接着剤320の端部を覆う。上記と同様に、樹脂部材500は、アレイ基板100とFPC400との間に配置された異方性導電フィルム410の端部を覆う。上記の構造を換言すると、樹脂部材500は、第1偏光板40と共に端子部160を挟んでいる。
図3では、樹脂部材500が第2偏光板20に接触せず、対向基板200の側面の一部が樹脂部材500から露出された構造を例示したが、この構造に限定されない。例えば、樹脂部材500が、対向基板200の側面を覆い、第2偏光板20の側面に接していてもよい。図3では、バンプ310の周りに接着剤320が配置され、アレイ基板100とICチップ300との間の空間が接着剤320で満たされた構造を例示したが、この構造に限定されない。例えば、アレイ基板100とICチップ300との間に接着剤320を有しないバンプ310が配置されてもよい。この場合、アレイ基板100とICチップ300との間の領域に空洞が設けられてもよく、樹脂部材500によってアレイ基板100とICチップ300との間の空間が満たされていてもよい。
第1偏光板40の端部の位置は、アレイ基板100の端部の位置とおおよそ同じである。つまり、図2および図3を参照すると、シール材150、端子部160、液晶層170、ICチップ300、および一部のFPC400(異方性導電フィルム410が配置された領域)は、第1偏光板40と重畳している。換言すると、端子部160は、第1偏光板40および樹脂部材500と重畳している。第2偏光板20の端部の位置は、対向基板200の位置とおおよそ同じである。つまり、図2および図3を参照すると、シール材150および液晶層170は、第2偏光板20と重畳している。
図3では、第1偏光板40の端部の位置とアレイ基板100の端部の位置とが同じである構造を例示したが、この構造に限定されない。例えば、平面視における第1偏光板40の面積がアレイ基板100の面積よりも小さくてもよい。つまり、第1偏光板40の端部の位置がアレイ基板100の端部の位置よりもアレイ基板100の内側であってもよい。同様に、平面視における第2偏光板20の面積が対向基板200の面積よりも小さくてもよい。つまり、第2偏光板20の端部の位置が対向基板200の端部の位置よりも対向基板200の内側であってもよい。図3では、バックライト50の端部の位置が対向基板200の端部の位置とおおよそ同じである構成を例示したが、この構成に限定されない。例えば、バックライト50が駆動領域106まで延びていてもよい。つまり、バックライト50の端部の位置が第1偏光板40の端部の位置とおおよそ同じであってもよい。
[各部材の材質]
アレイ基板100および対向基板200として、可撓性および可視光に対する透光性を有する基板を用いることができる。例えば、上記の基板として、樹脂基板を用いることができる。樹脂基板としては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、シロキサン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などを用いることができる。これらの中でもポリイミド樹脂が好ましい。なお、アレイ基板100および対向基板200は同じ材料であってもよく、異なる材料であってもよい。
樹脂部材500として、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、シロキサン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などを用いることができる。これらの中でもアクリル樹脂又はエポキシ樹脂が好ましい。
以上のように、実施形態1に係る液晶装置10によると、駆動領域106において、アレイ基板100の第1偏光板40側は第1偏光板40によって補強され、アレイ基板100の第2偏光板20側は樹脂部材500によって補強されている。したがって、液晶装置10に外力がかかっても、駆動領域106で液晶装置10が他の領域よりも大きく歪曲することを抑制することができる。その結果、耐荷重特性において信頼性が高い液晶装置10を提供することができる。
[液晶表示装置30の製造方法]
図4A〜図4Fを用いて、液晶装置10の製造方法について、断面図を参照しながら説明する。ここでは、支持基板上に液晶表示装置30を形成し、支持基板から液晶表示装置30を剥離した後に第1偏光板40、第2偏光板20、およびバックライト50を取り付ける製造方法について説明する。
図4Aは、本発明の一実施形態に係る液晶装置の製造方法において、支持基板上にアレイ基板を形成する工程を説明する断面図である。図4Aに示すように、支持基板105上にアレイ基板100を形成する。支持基板105はトランジスタ製造工程に対して十分な剛性および耐熱性を有している。支持基板105として、例えばガラス基板、石英基板、シリコン基板、サファイア基板などの基板を用いることができる。アレイ基板100は塗布法によって形成される。例えば、支持基板105を回転させながら、後にアレイ基板100となる樹脂材料が溶解された溶媒を塗布し、加熱処理によって溶媒を揮発させることで、アレイ基板100を形成することができる。アレイ基板100は上記の塗布法以外にも、スリットコータを用いた塗布法またはディップ法などによって形成することができる。
アレイ基板100の膜厚は、液晶表示装置30を支持基板105から剥離した後、つまりフレキシブル化した後に、液晶表示装置30の性能が維持可能な厚さにする必要がある。例えば、アレイ基板100の膜厚は、3.0μm以上50.0μm以下にすることができる。アレイ基板100の膜厚は、好ましくは5.0μm以上20.0μm以下であるとよい。アレイ基板100の膜厚が下限値より薄い場合、液晶表示装置30の強度が低くなるため、フレキシブル化の後に液晶表示装置30の性能が維持できない。アレイ基板100の膜厚が上限値よりも厚い場合、液晶表示装置30の十分な可撓性を得ることができない。
図4Bは、本発明の一実施形態に係る液晶装置の製造方法において、液晶層および対向基板を形成する工程を説明する断面図である。アレイ基板100上にトランジスタ素子、容量素子、および端子部160を含む配線等を形成する。次に、後に液晶材料を注入する注入口が設けられたシール材150を形成し、アレイ基板100と対向基板200とを貼り合わせる。そして、シール材150に設けられた注入口から液晶材料を注入し、注入口を封止する。この工程によって、液晶層170が形成される。
なお、上記では、アレイ基板100および対向基板200を貼り合わせた後に、注入口から液晶材料を注入して液晶層170を形成する製造方法を例示したが、この方法に限定されない。例えば、ODF(One Drop Fill)方式で液晶層170を充填してもよい。ODF方式の場合、アレイ基板100および対向基板200を貼り合わせする前に、真空または減圧雰囲気で液晶材料をアレイ基板100または対向基板200に滴下し、アレイ基板100および対向基板200を貼り合わせる。
図4Cは、本発明の一実施形態に係る液晶装置の製造方法において、端子部にICチップおよびFPCを形成する工程を説明する断面図である。図4Cに示すように、駆動領域106において対向基板200から露出された端子部160上にICチップ300およびFPC400を実装する。ICチップ300はバンプ310および接着剤320を用いて端子部160に取り付けられる。FPC400は異方性導電フィルム410を用いて端子部160に取り付けられる。なお、ICチップ300の端子部160への取り付けは、バンプ310および接着剤320の代わりに異方性導電フィルムを用いて行われてもよい。
図4Dは、本発明の一実施形態に係る液晶装置の製造方法において、端子部に樹脂部材を形成する工程を説明する断面図である。図4Dに示すように、端子部160、ICチップ300、および一部のFPC400を覆うように樹脂部材500を形成する。樹脂部材500は、対向基板200の端部からFPC400までを連続するように形成される。なお、樹脂部材500の高さは、液晶層170、対向基板200、および第2偏光板20の各々の高さの合計よりも低いことが好ましい。
図4Eは、本発明の一実施形態に係る液晶装置の製造方法において、対向基板に偏光板を接着する工程を説明する断面図である。図4Eに示すように、対向基板200の上方、つまり対向基板200を基準としてアレイ基板100の反対側、に接着剤を介して第2偏光板20を接着する。なお、樹脂部材500を第2偏光板20の側面にも形成したい場合は、第2偏光板20を対向基板200に接着した後に樹脂部材500を形成すればいい。なお、樹脂部材500が第2偏光板20よりも上方に突出してしまうことを避けるため、樹脂部材500の厚みは、第2偏光板20と対向基板200と液晶層170との合計の厚みよりも薄いことが好ましい。
図4Fは、本発明の一実施形態に係る液晶装置の製造方法において、支持基板をアレイ基板から剥離する工程を説明する断面図である。図4Fに示すように、アレイ基板100上およびアレイ基板100と対向基板200との間に形成された構造体を支持基板105から剥離することで、フレキシブルな液晶表示装置30を得ることができる。上記構造体の剥離は、例えば、支持基板105の下方(アレイ基板100を基準として対向基板200が形成された側とは逆側)からレーザ照射を行い、支持基板105とアレイ基板100との間の界面を局所的に加熱することで行うことができる。そして、支持基板105が剥離されたアレイ基板100の下方に第1偏光板40およびバックライト50を接着剤を介して接着することで、図3に示す構造の液晶表示装置30を形成することができる。
〈実施形態2〉
図5を用いて、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の概要について説明する。実施形態2に係る液晶装置10Aは、実施形態1の液晶装置10と類似しているが、駆動領域106Aにおけるアレイ基板100Aの第2偏光板20A側が樹脂部材500Aおよび第2偏光板20Aの両方によって補強されている点において、液晶装置10と相違する。なお、実施形態2に係る液晶装置10Aにおいて、液晶表示装置30Aの平面レイアウトは実施形態1に係る液晶表示装置30の平面レイアウトと同じなので、ここでは説明を省略する。以下の説明において、実施形態1と実施形態2との上記相違点について説明する。
[液晶装置10Aの断面図]
図5は、本発明の一実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す断面図である。図5に示すように、第2偏光板20Aは、対向基板200AのD2方向の端部を越えて、駆動領域106Aまで延びている。第2偏光板20Aの端部の位置はアレイ基板100Aの端部の位置および第1偏光板40Aの端部の位置とおおよそ同じである。つまり、第2偏光板20Aの平面視における面積は、対向基板200Aの平面視における面積よりも大きい。第2偏光板20Aは、駆動領域106Aの端子部160A、ICチップ300A、および一部のFPC400Aと重畳している。換言すると、第1偏光板40Aおよび第2偏光板20Aは端子部160Aを挟んでいる。
アレイ基板100Aと第2偏光板20Aとの間の領域には、樹脂部材500Aが配置されている。樹脂部材500Aは、ICチップ300AおよびFPC400A等の駆動領域106Aに配置された部材によって形成される段差を緩和し、第2偏光板20Aが配置される面において、対向基板200Aとともに当該段差が緩和された面または平坦な面を提供する。樹脂部材500Aは、端子部160Aと第2偏光板20Aとの間の間隔、ICチップ300Aと第2偏光板20Aとの間の間隔、およびFPC400Aと第2偏光板20Aとの間の間隔をそれぞれ保持する。
以上のように、実施形態2に係る液晶装置10Aによると、駆動領域106Aにおいて、アレイ基板100Aの第2偏光板20A側は樹脂部材500Aおよび第2偏光板20Aによって補強されている。したがって、液晶装置10に比べてさらに耐荷重特性において信頼性が高い液晶装置10Aを提供することができる。
〈実施形態3〉
図6Aおよび図6Bを用いて、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の概要について説明する。実施形態3に係る液晶装置10Bは、実施形態2の液晶装置10Aと類似しているが、駆動領域106Bにおけるアレイ基板100Bの第2偏光板20B側が第2偏光板20Bだけで補強されている点において、液晶装置10Aと相違する。なお、実施形態3に係る液晶装置10Bにおいて、液晶表示装置30Bの平面レイアウトは実施形態1に係る液晶表示装置30の平面レイアウトと同じなので、ここでは説明を省略する。以下の説明において、実施形態2と実施形態3との上記相違点について説明する。
[液晶装置10Bの断面図]
図6Aは、本発明の一実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す断面図である。図6Aに示すように、第2偏光板20Bは、対向基板200BのD2方向の端部を越えて駆動領域106Bまで延びている。第2偏光板20Bは、対向基板200Bの側面、端子部160B、ICチップ300B、および一部のFPC400Bを覆い、これらに接している。つまり、駆動領域106Bにおける第2偏光板20Bの厚さは、対向基板200Bと重畳する領域の第2偏光板20Bの厚さよりも厚い。図6Aに示す第2偏光板20Bは、例えば図5に示すシート状の第2偏光板20Aとは異なり、塗布形成された偏光板である。塗布形成された第2偏光板20Aの端部は上端部が湾曲したラウンド形状である。ただし、塗布形成された第2偏光板20Aの上端部がラウンド形状でなくてもよい。
図6Aでは、第2偏光板20Bが駆動領域106Bにおいて、隙間なく配置されているが、この構造の限定されない。第2偏光板20Bは、少なくとも対向基板200Bの端部からFPC400Bまで連続して配置されていればよく、例えば図6Bに示すように、シート状の第2偏光板20Cが折り曲げられながら対向基板200Cの上面からFPC400Cの上面まで延びていてもよい。図6Bでは、第2偏光板20Cは、対向基板200C、ICチップ300C、およびFPC400Cの各々に接着されている。なお、図6Bでは、第2偏光板20Cが端子部160Cに接していない構造を例示したが、第2偏光板20Cが端子部160Cに接していてもよい。なお、図6Bでは、端子部160Cと第2偏光板20Cとの間には何も配置されていない空間であるが、この空間に樹脂部材が配置されていてもよい。
以上のように、実施形態3に係る液晶装置10B、10Cによると、駆動領域106B、106Cにおいて、アレイ基板100B、100Cの第2偏光板20B、20C側は第2偏光板20B、20Cによって補強されている。したがって、耐荷重特性において信頼性が高い液晶装置10B、10Cを提供することができる。
〈実施形態4〉
図7を用いて、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の概要について説明する。実施形態4に係る液晶装置10Dは、実施形態1の液晶装置10と類似している。しかし、駆動領域106Dにおけるアレイ基板100Dの第1偏光板40D側が、第1偏光板40Dではなくバックライト50Dによって補強されている点において、液晶装置10と相違する。なお、実施形態4に係る液晶装置10Dにおいて、液晶表示装置30Dの平面レイアウトは実施形態1に係る液晶表示装置30の平面レイアウトと同じなので、ここでは説明を省略する。以下の説明において、実施形態1と実施形態4との上記相違点について説明する。
[液晶装置10Dの断面図]
図7は、本発明の一実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す断面図である。図7に示すように、第1偏光板40Dの端部の位置は第2偏光板20Dの端部の位置とおおよそ同じである。バックライト50Dは第1偏光板40DのD2方向の端部を越えて駆動領域106Dまで延び、アレイ基板100Dに接着されている。つまり、端子部160Dはバックライト50Dと樹脂部材500Dとの間に挟まれている。バックライト50Dは第1光学部材に含まれるため、端子部160Dは第1光学部材と樹脂部材500Dとの間に挟まれている、ということができる。駆動領域106Dのバックライト50Dには、発光源、導光板、反射シート、拡散シート、およびプリズムシートいずれかが含まれていればよい。例えば、駆動領域106Dのバックライト50Dが導光板だけで構成されていてもよい。なお、図7では、バックライト50D、第1偏光板40D、およびアレイ基板100Dによって囲まれた領域は何も配置されていない空間であるが、この空間に樹脂部材が配置されていてもよい。
以上のように、実施形態4に係る液晶装置10Dによると、駆動領域106Dにおいて、アレイ基板100Dの第1偏光板40D側はバックライト50Dによって補強されている。したがって、耐荷重特性において信頼性が高い液晶装置10Dを提供することができる。
〈実施形態5〉
図8〜図11を用いて、実施形態1の液晶装置を用いたタッチセンサ付き液晶装置の概要について説明する。実施形態5に係るタッチセンサ付き液晶装置10Eの駆動領域106Eの構造は、実施形態1の駆動領域106の構造と同様の構造が用いられている。ただし、実施形態5において、説明の便宜上、実施形態1に備えられていたICチップ300は省略されている。以下の説明において、まずタッチセンサ付き液晶装置10Eの概要について説明する。
[液晶装置10Eの機能構成]
図8は、本発明の一実施形態に係る、静電容量方式のタッチセンサ付き液晶装置のタッチセンサ用電極の概要図である。タッチセンサ部70Eは、タッチ信号セレクタ72Eおよび図示しないタッチドライバに接続され、これらによって制御される。タッチセンサ部70Eは、複数のタッチセンサ駆動電極(TX)710Eおよび複数のタッチ検出電極(RX)720Eを備える。タッチセンサ駆動電極710Eはアレイ基板100E側に配置されている。タッチ検出電極720Eは対向基板200E側に配置されている。タッチセンサ駆動電極710Eは列方向(図8のD2方向)に長手を有し、行方向(図8のD1方向)に並べて配置されている。タッチ検出電極720EはD1方向に長手を有し、D2方向に並べて配置されている。タッチセンサ駆動電極710Eは、タッチ信号セレクタ72Eおよびタッチドライバによって制御される。
図9において、FPC400E内にあるタッチ検出部80Eは、タッチセンサ部70Eに接続されており、タッチセンサ部70Eから出力された、タッチセンサ部70Eへの被検出物のタッチを示すタッチ検出信号を受信する。具体的には、各タッチ検出電極720Eを介してタッチ検出部80Eはタッチセンサ検出信号を受信する。タッチ検出部80Eは、アナログLPS(Low Pass Filter)部、A/D(アナログ/デジタル)変換部、信号処理部、座標抽出部、およびタッチ検出タイミング制御部等を有する。なお、被検出物としては、当該表示装置を使用するユーザの手指等の誘電体が考えられるが、例えばスタイラス等の他の誘電体も採用可能である。
タッチ検出部80Eは、制御部から供給される制御信号とタッチセンサ部70Eから供給されるタッチ検出信号とに基づいて、タッチセンサ部70Eに対するタッチの有無を検出する。タッチセンサ部70Eに対するタッチが検出された場合、タッチ検出部80Eはタッチが検出された座標を算出する。複数のタッチ検出電極のうち隣接する二つのタッチ検出電極は互いに分離されており、複数のタッチ検出電極を互いに電気的に独立するように構成されている。複数のタッチ検出電極は複数の異なる出力端子に接続されている。液晶装置10Eに備えられたタッチセンサは、タッチセンサ駆動電極710Eとタッチ検出電極720Eとの間に形成される容量値の変化を検出することでタッチの有無を検知する相互容量方式のタッチセンサである。
[液晶表示装置30Eの平面レイアウト]
図9は、本発明の一実施形態に係るタッチセンサ付き液晶装置のタッチ検出電極のレイアウトを示す図である。図9では、説明の便宜上、第1偏光板40E、第2偏光板20E、およびバックライト50Eなどの光学部材を省略して液晶表示装置30Eを示した。図9の斜線で示した領域はシール材150Eが配置された領域である。シール材150Eによって囲まれた領域が液晶層170Eである。
図9に示すように、タッチ検出電極720Eは、シール材150Eによって囲まれた領域に配置されており、D1方向に長手を有している。つまり、タッチ検出電極720Eは、液晶層170Eと重畳する領域に配置されている。タッチ検出電極720Eの一部は、シール材150Eと重畳している。タッチ検出電極720Eは、第1電極部722E、第2電極部724E、および中空部726Eを有する。第1電極部722Eおよび第2電極部724Eは、いずれもD1方向に長手を有しており、それらの両端部で互いに結合されている。中空部726Eは、第1電極部722Eおよび第2電極部724Eによって囲まれた領域である。
タッチ検出電極720Eは、シール材150Eと重畳する領域に設けられた貫通孔730Eを介して配線740Eに接続されている。詳細は後述するが、貫通孔730Eは、少なくとも対向基板200Eの上面からシール材150Eの下面まで貫通する孔である。配線740Eは、シール材150Eと重畳する領域を通って端子部160Eに接続される。シール材150Eから露出された領域の端子部160Eは樹脂部材500Eと重畳している。
[液晶表示装置30Eの断面図]
図10は、本発明の一実施形態に係るタッチセンサ付き液晶装置のB−B’断面図である。図10の駆動領域106Eの構造は、ICチップ300が省略されている点を除いて図3の駆動領域106の構造と同様なので、説明は省略する。図10に示すように、配線740Eはアレイ基板100Eとシール材150Eとの間に配置されている。タッチ検出電極720Eは、対向基板200Eの上方に配置されている。つまり、タッチ検出電極720Eは、対向基板200Eのアレイ基板100Eと対向する面とは反対側の面側に配置されている。配線740Eは駆動領域106Eに配置された端子部160Eに接続されている。貫通孔730Eは、タッチ検出電極720E、対向基板200E、シール材150E、および配線740Eを貫通し、アレイ基板100Eに凹部を形成している。
貫通孔730Eの内部に貫通電極750Eが配置されている。貫通電極750Eは、タッチ検出電極720Eの上面および貫通孔730E内部において露出されたタッチ検出電極720Eの側壁、ならびに貫通孔730E内部において露出された配線740Eの側壁に接する。つまり、貫通電極750Eは、タッチ検出電極720Eと配線740Eとを電気的に接続する。貫通孔730Eの内部において、貫通電極750Eの内側の領域には充填材760Eが配置されている。充填材760Eとして、樹脂材料が用いられる。充填材760Eに用いられる樹脂材料は絶縁性であってもよく、導電性であってもよい。
貫通孔730Eの形成方法について説明する。予めタッチ検出電極720Eが形成された対向基板200Eを、シール材150Eを介してアレイ基板100Eと貼り合わせる。対向基板200Eをアレイ基板100Eに貼り合わせた後に、対向基板200E側から貫通孔730Eを形成する領域にレーザ光を照射する。このレーザ光のエネルギーによって、アレイ基板100Eに達する貫通孔730Eを形成する。なお、図10では、タッチ検出電極720E、対向基板200E、シール材150E、配線740E、およびアレイ基板100Eの側壁が連続した直線形状である構造を例示したが、この構造に限定されない。例えば、シール材150Eが対向基板200Eおよび配線740Eに比べて貫通孔730Eの径が広がる方向に後退していてもよい。つまり、配線740Eの上面がシール材150Eから露出されていてもよい。シール材150Eは樹脂材料によって構成されており、対向基板200Eおよび配線740Eに比べてレーザ光のエネルギーで昇華されやすいため、上記のような形状になる場合がある。
以上のように、実施形態5に係るタッチセンサ付き液晶装置10Eによると、対向基板200E上に配置されたタッチ検出電極720Eと、アレイ基板100E上に配置された配線740Eとの接続部を、シール材150Eが配置させることが出来る。よって、端子部160Eに接続される配線740Eをシール材150Eと重畳する領域に配置することができる。したがって、従来技術のように、接続部を導電性ペーストや導電性シート等を用いて、対向基板から飛び出して形成する必要がない。これによって、駆動領域106Eの狭スペース化が可能となる。また、駆動領域106Eを広く樹脂部材500Eで覆うことが可能となる。さらに、対向基板200E上に配置されたタッチ検出電極720E用のFPCを別途設ける必要がなく、液晶装置を簡素化することができる。
実施形態5では、対向基板200E上に配置される導電層がタッチ検出電極720Eである構造を例示したが、この構造に限定されない。対向基板200Eに配置される導電層はタッチ検出電極720E以外の電極であってもよい。例としては、外部からの静電気対策用の導電層が挙げられる。実施形態5では、駆動領域106Eの構造が図3に示す実施形態1の駆動領域106と同様の構造について説明したが、駆動領域106Eとして、例えば図5、図6A、図6B、および図7に示した駆動領域106A〜Dに示す構造を用いることができる。
〈実施形態6〉
図11を用いて、実施形態6の液晶装置を用いたタッチセンサ付き液晶装置の概要について説明する。実施形態6に係るタッチセンサ付き液晶装置10Fのタッチセンサ部70Fは、図8に示す実施形態5の液晶装置10Eのタッチセンサ部70Eと類似しているが、アレイ基板100Fおよび対向基板200Fにそれぞれ配置された電極の平面形状において、液晶装置10Eと相違する。
図11に示すように、タッチセンサ部70Fは、タッチ検出電極720Fを有する。タッチ検出電極720Fは、対向基板200F側に配置されている。タッチセンサ部70Fは、タッチ検出電極720Fと被検出物との間に形成される容量値の変化を検出することでタッチの有無を検知する自己容量方式のタッチセンサである。タッチ検出電極720Fはタッチセンサ領域においてマトリクス状に配置されている。タッチ共通電極770Fには一定電圧が供給され、各々のタッチ検出電極720Fはタッチ検出信号をタッチ検出部80Fに出力する。タッチ検出部80Fは、各タッチ検出電極720Fの容量の変化を検出して、タッチされた座標を判断する。
以上のように、実施形態6に係るタッチセンサ付き液晶装置10Fに示すように、タッチセンサ用の電極として多様な形状の電極を用いることができる。
〈実施形態7〉
図12を用いて、実施形態7の液晶装置を用いた自己容量方式のタッチセンサ付き液晶装置の概要について説明する。実施形態7に係るタッチセンサ付き液晶装置10Gのタッチセンサ部70Gは、図11に示す実施形態6の液晶装置10Fのタッチセンサ部70Fと類似しているが、マトリクス状のタッチ検出電極720Gがアレイ基板100G側だけに配置され、対向基板200G側にはタッチセンサ用の電極が配置されていない点において、液晶装置10Fと相違する。
タッチ検出電極720Gは、アレイ基板100G上に形成されるトランジスタ、配線、および配線間を絶縁する絶縁層を用いて構成される。例えば、液晶層170Gに電界を生成するための一対の電極のうちいずれかの電極と同一層を用いてタッチ検出電極720Gを形成することができる。この場合、タッチ検出電極720Gは液晶層170Gと重畳する領域に配置される。
以上のように、実施形態7に係るタッチセンサ付き液晶装置10Gに示すように、タッチセンサ用の電極として多様な形状の電極を用いることができる。また、相互容量方式だけでなく自己容量方式のタッチセンサにも適用することができる。本実施形態によれば、対向基板200Gにタッチ検出電極が無いため、従来技術のような導電性ペーストや導電性シート等を用いて、対向基板の電極とアレイ基板の配線を接続する必要がない。よって、駆動領域106Eの狭スペース化が可能となる。また、駆動領域106を広く樹脂部材500で覆うことが可能となる。
〈実施形態8〉
図13および図14を用いて、上記の各実施形態で説明した液晶装置を用いた電子機器の一例について説明する。図13および図14は、本発明の一実施形態に係る液晶装置を用いた電子機器の一例を示す図である。図13に示す電子機器の一例はスマートフォン800Hである。スマートフォン800Hは表示部805H、上額縁部830H、下額縁部840H、および操作ボタン850Hを有する。中央領域810Hの表示部805Hは平坦である。端部領域820Hの表示部805Hは湾曲しており、表示部805Hが裏面に向かって折り曲げられている。端部領域820Hでは、例えば、図3に示す第1偏光板40、第2偏光板20、およびバックライト50に相当する光学部材は設けられておらず、アレイ基板、対向基板、およびこれらの間に配置された構造体が折り曲げられている。D1方向の額縁領域は裏面側に折り曲げられているため、表示部805Hを正面から見た場合に、D1方向の両方の端部領域820Hにおいて額縁がユーザに視認されない。なお、図13では、D1方向の両方の端部領域820Hが折り曲げられた構成を例示したが、この構成に限定されない。例えば、上額縁部830Hが折り曲げられた構成であってもよく、D1方向の両端部および上額縁部830Hの両方が折り曲げられた構成であってもよい。
図14に示すスマートフォン800Jは、図13に示したスマートフォン800Hと類似しているが、スマートフォン800Jは中央領域810Jの表示部805JがD1方向に向かって湾曲している点においてスマートフォン800Hと相違する。中央領域810Jは第1偏光板40J、第2偏光板20J、およびバックライト50Jが配置されている。
なお、図13および図14では、電子機器の一例としてスマートフォンを例示したが、スマートフォン以外にも携帯電話、タブレットPC、PDA(Personal Digital Assistant)、ノートPC、PHS(Personal Handyphone System)、カーナビゲーションシステムなどに、本発明の一実施形態に係る液晶装置を用いることができる。
なお、本発明は上記の実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
10:液晶装置、 20:第2偏光板、 22:偏光軸、 30:液晶表示装置、 40:第1偏光板、 42:偏光軸、 50:バックライト、 60E:表示部、 62E:ゲートドライバ、 64E:ソース信号セレクタ、 66E:ソースドライバ、 70E:タッチセンサ部、 72E:タッチ信号セレクタ、 74E:タッチドライバ、 80E:タッチ検出部、 100:アレイ基板、 102:表示領域、 104:周辺領域、 105:支持基板、 106:駆動領域、 130:画素、 150:シール材、 160:端子部、 170:液晶層、 200:対向基板、 300:ICチップ、 310:バンプ、 320:接着剤、 400:FPC、 410:異方性導電フィルム、 500:樹脂部材、 710E:タッチセンサ駆動電極、 720E:タッチ検出電極、 722E:第1電極部、 724E:第2電極部、 726E:中空部、 730E:貫通孔、 740E:配線、 750E:貫通電極、 760E:充填材、 770F:タッチ共通電極、 800H:スマートフォン、 805H:表示部、 810H:中央領域、 820H:端部領域、 830H:上額縁部、 840H:下額縁部、 850H:操作ボタン

Claims (11)

  1. 可撓性を有する第1基板と、
    前記第1基板に対向し、可撓性を有する第2基板と、
    前記第1基板と前記第2基板との間の液晶層と、
    前記第1基板と前記第2基板との間で、前記液晶層を封止するシール材と、
    前記第1基板に接着された第1光学部材と、
    前記第1基板における前記第2基板が対向しない領域に配置された端子部と、
    前記端子部に接続された駆動回路基板と、
    前記第1光学部材と共に前記端子部を挟む、第2光学部材又は樹脂部材と、
    を有する表示装置。
  2. 前記第1基板および前記第2基板の各々はガラス基板を含まない、請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記第2基板に接着され、前記第1光学部材と共に前記端子部を挟む第2光学部材と、を備え、
    前記シール材の全体は、前記第1光学部材と前記第2光学部材と重畳する、請求項1または2に記載の表示装置。
  4. 前記第1光学部材と共に前記端子部を挟む樹脂部材を備え、
    前記端子部は、前記第1光学部材および前記樹脂部材と重畳する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の表示装置。
  5. 前記第2基板に接着され、前記第1光学部材と共に前記端子部を挟む第2光学部材を備え、
    前記端子部は、前記第1光学部材および前記第2光学部材と重畳する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の表示装置。
  6. 前記第2基板に接着され、前記第1光学部材と共に前記端子部を挟む第2光学部材を備え、
    前記第2光学部材の平面視における面積は、前記第2基板の平面視における面積よりも大きい、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の表示装置。
  7. 前記第2基板の前記第1基板と対向する面とは反対側の面側に配置された導電層をさらに有し、
    前記導電層は、前記第2基板および前記シール材に設けられた貫通孔を介して前記端子部に電気的に接続されている、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の表示装置。
  8. 平面視において前記液晶層と重畳する領域において、前記第1基板に配置され、タッチ検出用の信号が供給されるタッチ検出電極をさらに有する、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の表示装置。
  9. 前記第2基板に接着され、前記第1光学部材と共に前記端子部を挟む第2光学部材を備え、
    前記第1光学部材および前記第2光学部材は、偏光板である、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の表示装置。
  10. 前記第1光学部材は、バックライトユニットである、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の表示装置。
  11. 前記第2基板に接着され、前記第1光学部材と共に前記端子部を挟む第2光学部材を備え、
    前記第2光学部材は、導光板である、請求項10に記載の表示装置。
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