JP2013250304A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機械的強度を確保しつつ、液晶表示素子の基板間の間隙のむらを抑制した表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示素子12は、アレイ基板21の対向基板22と対向しない位置に、表示領域と電気的に接続するドライバ28及びフレキシブルプリント基板29を実装した非対向部24を備える。液晶表示素子12とタッチパネル13とを互いに貼り合わせる貼り合わせ部14は、対向基板22の一部を覆って透光性の樹脂により設けた第１貼り合わせ部33を備える。貼り合わせ部14は、液晶表示素子12の少なくとも非対向部24を覆って第１貼り合わせ部33をなす樹脂よりも粘度が小さい透光性の樹脂により設けた第２貼り合わせ部34を備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、表示素子とタッチパネルとを貼り合わせ部により貼り合わせる表示装置に関する。

従来、例えばスマートフォンなどの多機能携帯端末として使用されるタッチパネル付きの液晶表示装置(ＬＣＤ)は、この液晶表示装置の表示素子である液晶表示素子(液晶パネル)に対して、タッチパネルを貼り合わせ部によって貼り合わせることで構成されている。

このような貼り合わせ部としては、例えば両面テープなどを用いて液晶表示素子とタッチパネルとを周縁の位置に沿って貼り合わせる、いわゆるエアギャップ方式と、透光性の樹脂を用いて液晶表示素子とタッチパネルとの全面を貼り合わせる、いわゆるラミネーション方式との２通りがある。エアギャップ方式の場合、液晶表示素子とタッチパネルとの間に空気層が存在するので、この空気層の界面で生じる反射により視認性が低下することから、特に高性能のデバイスにはラミネーション方式が採用されることが多い。

特開２００９−２５８３３号公報

近年、多機能携帯端末は薄型化が進んできていることにより、機械的強度の問題が生じることがある。そのため、ラミネーション方式を用いたデバイスでは、例えば落下時の衝撃が構造的に最も弱い部分、すなわち液晶表示素子のドライバＩＣ、及び、外部接続用のフレキシブル基板(ＣＯＦ)の実装位置に集中しやすくなる。そのため、この位置の機械的強度を増加させるために貼り合わせ用の樹脂量を増加させると、貼り合わせ部において樹脂の収縮量が異なる位置が生じることから、液晶表示素子に張力が加わり、特にドライバＩＣ、及び、フレキシブル基板の実装位置の近傍の位置でアレイ基板と対向基板とのギャップむらが生じるおそれがある。

本発明が解決しようとする課題は、機械的強度を確保しつつ、表示素子の基板間の間隙のむらを抑制した表示装置を提供することである。

実施形態の表示装置は、表示素子と、この表示素子による表示を透過させるタッチパネルと、これら表示素子とタッチパネルとを互いに貼り合わせる貼り合わせ部とを有する。表示素子は、一方の基板を備える。また、この表示素子は、一方の基板に対して所定の間隙を保持した状態でこの一方の基板の一部に対向して配置され、この一方の基板との間で表示領域を形成する他方の基板を備える。さらに、この表示素子は、一方の基板の他方の基板と対向しない位置に設けられ、表示領域と電気的に接続される機能部材が実装された周辺部を備える。また、貼り合わせ部は、透光性の樹脂により設けられ、他方の基板の少なくとも一部を覆って配置された第１貼り合わせ部を備える。さらに、貼り合わせ部は、第１貼り合わせ部をなす樹脂よりも粘度が小さい透光性の樹脂により設けられ、表示素子の少なくとも周辺部を覆って配置された第２貼り合わせ部を備える。

一実施形態の表示装置を示す断面図である。 (a)は同上表示装置の表示素子を示す平面図、(b)は表示素子を示す断面図である。

以下、一実施形態の構成を図１及び図２を参照して説明する。

図１及び図２において、11は表示装置であり、この表示装置11は、例えばスマートフォンなどの各種多機能携帯端末に搭載される液晶表示装置である。

そして、この表示装置11は、表示素子としての液晶表示素子(ＬＣＤパネル)12と、この液晶表示素子12を覆うタッチパネル13と、これら液晶表示素子12とタッチパネル13とを貼り合わせる貼り合わせ部(ラミネーション部)14と、タッチパネル13を覆う保護部材としての保護カバー15とを備えている。

液晶表示素子12は、例えばアクティブマトリクス方式の反射型の液晶パネルモジュールであり、一方の基板としての四角形状のアレイ基板21と、このアレイ基板21に所定の間隙を介して対向配置された他方の基板としての四角形状の対向基板22と、これら基板21，22間に介在された光変調層である液晶層23と、これら基板21，22にそれぞれ貼り付けられた図示しない偏光板とを備えている。

アレイ基板21と対向基板22とは、例えばガラス基板などの透光性を有する絶縁性基板上にそれぞれ所定の機能層を形成することで薄い平板状(平坦状)に構成されている。また、対向基板22は、アレイ基板21と略等しい幅寸法を有し、かつ、アレイ基板21よりも小さい長手寸法を有している。すなわち、対向基板22は、アレイ基板21よりも面積が小さくなっている。

また、液晶表示素子12は、アレイ基板21の長手方向の一端側に対向基板22の長手方向の一端側を揃えた状態で、これらアレイ基板21と対向基板22とを周縁部において図示しないシール部材により貼り合わせて構成されている。したがって、アレイ基板21は、対向基板22の長手方向の他端部の外方の位置に、この対向基板22と対向しない周辺部としての非対向部24を備えている。すなわち、この液晶表示素子12は、非対向部24の位置が対向基板22(及び偏光板)の表面位置よりも窪んでおり、この非対向部24によって平坦性が失われている。換言すれば、この液晶表示素子12は、非対向部24の位置で厚みが段差状に変化し、不連続となっている。そして、この液晶表示素子12には、アレイ基板21と対向基板22とを貼り合わせたシール部材により囲まれた四角形状の領域に、液晶層23が封入されているとともに図示しない複数の画素がマトリクス状に形成されることで、表示領域27が構成されている。

表示領域27は、例えば対向基板22に取り付けられた偏光板により全体が覆われている。また、表示領域27に位置する各画素は、非対向部24に設けられた端子パッドに対してアレイ基板21に対し異方性導電膜(ＡＣＦ)などを用いて実装された機能部材としてのＩＣであるドライバ28と電気的に接続され、このドライバ28を介して駆動されるように構成されている。このドライバ28は、例えば２００〜３００μｍ程度の厚みを有しており、偏光板を含めた対向基板22の表面(表示側面)側と略面一となっている。また、このドライバ28は、非対向部24に設けられた端子パッドにてアレイ基板21に対し接続部29aの位置で異方性導電膜などを用いて電気的に接続された機能部材としての接続部材であるフレキシブルプリント基板(ＦＰＣ)29により外部回路と電気的に接続されて、この外部回路により制御されている。このフレキシブルプリント基板29は、可撓性を有しアレイ基板21、対向基板22及びドライバ28よりも薄い、例えば１００μｍ程度の厚みを有するフィルム状の絶縁性基板上に図示しないチップ素子を実装して構成された、いわゆるＣＯＦ(Chip on film)である。

そして、この液晶表示素子12は、外部回路により制御されたドライバ28によって画素を駆動することにより、入射光の反射率を画素毎に変化させることで、表示領域27に画像などを表示可能となっている。さらに、液晶表示素子12は、アレイ基板21の非対向部24において、ドライバ28及びフレキシブルプリント基板29を除く位置に、厚み差抑制部材としてのスペーサ30が配置されている。このスペーサ30は、例えばＰＥＴなどの樹脂により１００〜２００μｍ程度の厚みを有するフィルム状に形成されており、フレキシブルプリント基板29の接続部29aを覆うとともにドライバ28を避けて非対向部24の略全体に貼り付けられている。すなわち、このスペーサ30は、平面視で横長の四角形状に形成されているとともに、対向基板22の端部に対向する辺部に、ドライバ28が嵌合する四角形状の切欠部30aが形成されている。そして、このスペーサ30により、液晶表示素子12は、アレイ基板21と対向基板22とが対向する位置と対向しない位置(ドライバ28及びフレキシブルプリント基板29を含む非対向部24)との厚み差、換言すれば非対向部24と対向基板22側との厚み差が抑制され、実質的に０となっている。換言すれば、このスペーサ30は、液晶表示素子12の厚みを全体に亘って略一定に連続させ、液晶表示素子12の平坦な面積を向上するようになっている。

また、タッチパネル13は、例えば指先などの接近あるいは接触により変化する静電容量を検知することで使用者のタッチ位置を検出する静電容量型のものであり、例えばガラス基板などの透光性を有する絶縁性基板上に、下層透明導電膜、酸化膜、上層透明導電膜及び保護膜などを成膜して構成されている。さらに、このタッチパネル13は、液晶表示素子12(液晶表示素子12のアレイ基板21)と平面視で等しい大きさ及び形状(四角形状)に形成されており、例えば液晶表示素子12と一端側を揃えた状態でこの液晶表示素子12に対して貼り合わせ部14により貼り合わせられている。また、このタッチパネル13には、絶縁性基板に図示しないフレキシブルプリント基板(ＦＰＣ)が電気的に接続されており、このフレキシブルプリント基板により外部回路と電気的に接続されて、この外部回路によりタッチパネル13が制御されている。

そして、貼り合わせ部14は、例えば透光性を有するアクリル系のＵＶ硬化型樹脂などを用いて形成されており、対向基板22上に位置する第１貼り合わせ部33と、非対向部24に位置する第２貼り合わせ部34とを備えている。また、この貼り合わせ部14は、全体として、液晶表示素子12のアレイ基板21及びタッチパネル13と平面視で等しい大きさ及び形状(四角形状)となっている。換言すれば、この貼り合わせ部14は、液晶表示素子12の表示面側の全体とタッチパネル13の全体とを貼り合わせるように形成されている。

第１貼り合わせ部33は、対向基板22の一端から他端近傍に亘る位置を覆う平面視四角形状に形成され、この位置とタッチパネル13とを貼り合わせる部分である。

また、第２貼り合わせ部34は、液晶表示素子12の非対向部24及び対向基板22の他端側に亘る位置を覆う平面視四角形状に形成され、この位置とタッチパネル13とを貼り合わせる部分である。この第２貼り合わせ部34は、第１貼り合わせ部33と隙間なく連続して形成されている。

ここで、これら貼り合わせ部33，34は、例えば０．１〜０．３μｍ程度の、互いに略等しい厚みに形成されている。また、第１貼り合わせ部33の面積が第２貼り合わせ部34の面積よりも大きくなっている。さらに、これら貼り合わせ部33，34は、互いに粘度(硬度)が異なる透光性の樹脂により形成されており、第２貼り合わせ部34をなす樹脂が第１貼り合わせ部33をなす樹脂よりも相対的に粘度(硬度)が小さく設定されている。具体的には、これら貼り合わせ部33，34をなす合成樹脂の粘度は、例えば３０００〜４５００ｍＰａ・ｓの範囲内であり、この範囲内で相対的に粘度が大きいものを第１貼り合わせ部33用とし、相対的に粘度が小さいものを第２貼り合わせ部34用とする。

また、保護カバー15は、タッチパネル13及び液晶表示素子12を傷などから保護するためのものであり、透光性を有する合成樹脂などにより四角形平板状に形成されている。さらに、この保護カバー15は、例えばタッチパネル13及び液晶表示素子12よりも長手寸法が大きい四角形状となっており、一端側をタッチパネル13及び液晶表示素子12と揃えた状態でタッチパネル13の表面側に貼り付けられている。なお、この保護カバー15には、適宜の印刷などを施して意匠性を向上してもよい。

次に、上記一実施形態の組立手順を説明する。

まず、絶縁性基板上に適宜の成膜及びエッチングなどを施してアレイ基板21及び対向基板22を形成する。次いで、液晶層23を構成する液晶材料を介在してこれら基板21，22を所定の間隙を介して互いに貼り合わせる、または互いに所定の間隙を介して貼り合わせた後、液晶層23を構成する液晶材料を間隙に注入(滴下)する。そして、アレイ基板21の非対向部24にて、異方性導電膜を用い、ドライバ28及びフレキシブルプリント基板29を端子パッドに対して熱圧着して実装する。この結果、ドライバ28及びフレキシブルプリント基板29が表示領域27内の画素に対して電気的に接続される。

次いで、この非対向部24に、スペーサ30を貼り付ける。このとき、スペーサ30は、フレキシブルプリント基板29の接続部29aを覆うとともに、切欠部30aにドライバ28を嵌合させるように貼り付けることで、非対向部24において生じる凹凸を吸収し、非対向部24と対向基板22側との厚み差を抑制して、液晶表示素子12の対向基板22側が実質的に平坦となるようにする。これらの工程により、液晶表示素子12が完成する。

一方、絶縁性基板上に下層透明導電膜、酸化膜、上層透明導電膜及び保護膜などを適宜成膜するとともに、異方性導電膜を用い、フレキシブルプリント基板を熱圧着して実装することで、タッチパネル13が完成する。

そして、上記完成した液晶表示素子12の対向基板22上、及び非対向部24に粘度が異なるＵＶ硬化型樹脂をそれぞれ塗布し、上記完成したタッチパネル13を位置合わせして重ねた後、紫外線を照射することでＵＶ硬化型樹脂をそれぞれ硬化させて第１貼り合わせ部33と第２貼り合わせ部34とを形成する。すなわち、液晶表示素子12の対向基板22側の位置を第１貼り合わせ部33によって、液晶表示素子12の非対向部24を含む位置を第２貼り合わせ部34によって、それぞれタッチパネル13と貼り合わせる。

この後、タッチパネル13に対して保護カバー15を貼り付け、表示装置11が完成する。

そして、対向基板22の一部を覆いこの対向基板22をタッチパネル13と貼り合わせる第１貼り合わせ部33を、透光性を有する樹脂により形成するとともに、液晶表示素子12の非対向部24を覆いこの非対向部24をタッチパネル13と貼り合わせる第２貼り合わせ部34を、第１貼り合わせ部33をなす樹脂よりも粘度が小さい透光性の樹脂により形成する。そのため、表示装置11の落下時などに加わる衝撃を、第１貼り合わせ部33よりも第２貼り合わせ部34でより多く吸収でき、構造的に弱い非対向部24(ドライバ28及びフレキシブルプリント基板29の接続部29a)を第２貼り合わせ部34によって確実に保護でき、機械的強度を向上できる。

また、平坦な対向基板22側をタッチパネル13と貼り合わせる第１貼り合わせ部33に対して、凹凸が生じやすい非対向部24側をタッチパネル13と貼り合わせる第２貼り合わせ部34とでは、用いる樹脂の厚みが異なりやすく、この樹脂の厚みの相違に起因する収縮量の差が生じやすい。そこで、第２貼り合わせ部34をなす樹脂の粘度を、第１貼り合わせ部33をなす樹脂の粘度よりも小さくすることで、第１貼り合わせ部33側と第２貼り合わせ部34側とでの樹脂の収縮量の差を緩和でき、液晶表示素子12に張力(反り)が生じることを抑制できるので、液晶表示素子12の基板21，22間の間隙にむらが生じることを抑制でき、この間隙むらに起因する表示領域27での表示画像のむらを抑制できる。

さらに、非対向部24にスペーサ30を貼り付けてこの非対向部24と対向基板22側との厚み差を抑制することにより、貼り合わせ部14による接着面の平坦性が向上するとともに、第２貼り合わせ部34に用いる樹脂量を抑制できる。そのため、表示装置11の落下時などに加わる衝撃を分散し、薄板化した表示装置11であっても、機械的強度をより向上できるとともに、第２貼り合わせ部34を形成する際の樹脂の硬化時の収縮量を緩和し、第１貼り合わせ部33と第２貼り合わせ部34との位置での樹脂の収縮量の差をより抑制できるので、液晶表示素子12に対して張力が加わることをより抑制でき、液晶表示素子12の基板21，22間の間隙にむらが生じることを、より確実に抑制できる。

なお、上記一実施形態において、液晶表示素子12は、例えば背面側からの光を投下させることで画像を表示する、透過型、あるいは半透過型のものとしてもよい。この場合には、面状光源装置(バックライト)をタッチパネル13と反対側、すなわち液晶表示素子12の背面側に配置する。

また、貼り合わせ部14は、第１貼り合わせ部33及び第２貼り合わせ部34の他に、適宜の貼り合わせ部を備えていてもよい。すなわち、貼り合わせ部14は、少なくとも２種類以上の粘度が異なる透光性の樹脂などにより形成することができる。

本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

11 表示装置
12 表示素子としての液晶表示素子
13 タッチパネル
14 貼り合わせ部
21 一方の基板としてのアレイ基板
22 他方の基板としての対向基板
24 周辺部としての非対向部
27 表示領域
28 機能部材としてのドライバ
29 機能部材としてのフレキシブルプリント基板
30 厚み差抑制部材としてのスペーサ
33 第１貼り合わせ部
34 第２貼り合わせ部

Claims (2)

1. 表示素子と、この表示素子による表示を透過させるタッチパネルと、これら表示素子とタッチパネルとを互いに貼り合わせる貼り合わせ部とを具備した表示装置であって、
   前記表示素子は、
   一方の基板と、
   この一方の基板に対して所定の間隙を保持した状態でこの一方の基板の一部に対向して配置され、この一方の基板との間で表示領域を形成する他方の基板と、
   前記一方の基板の前記他方の基板と対向しない位置に設けられ、前記表示領域と電気的に接続される機能部材が実装された周辺部とを備え、
   前記貼り合わせ部は、
   透光性の樹脂により設けられ、前記他方の基板の少なくとも一部を覆って配置された第１貼り合わせ部と、
   この第１貼り合わせ部をなす樹脂よりも粘度が小さい透光性の樹脂により設けられ、前記表示素子の少なくとも前記周辺部を覆って配置された第２貼り合わせ部とを備えている
   ことを特徴とする表示装置。
2. 表示素子は、周辺部と他方の基板側との厚み差を抑制する厚み差抑制部材を備えている
   ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。

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