JP7043171B2

JP7043171B2 - 表示装置

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Description

本発明はフレキシブル表示装置において、必要なときに剛性を付与できる表示装置に関する

有機ＥＬ表示装置や液晶表示装置等の表示装置は、基板を可撓性の樹脂で形成することにより、湾曲させて使用することが出来る。特に有機ＥＬ表示装置は、バックライトを使用しないので、湾曲の度合いを大きくすることが出来る。液晶表示装置もシート状のバックライト、例えば有機ＥＬシートを用いたバックライト等、を用いることによって、フレキシブルな表示装置とすることが出来る。

一方、電気的入力によって湾曲させることが出来るアクチュエータが開発されている。アクチュエータも種々あるが、高分子アクチュエータは５Ｖ以下の低電圧で駆動させることが出来る。特許文献１には、タッチパネルにキーボード画像を表示したソフトウェアキーボードにおいて、ホームポジションに指がふれた場合に、アクチュエータを用いて特定の振動パターンを発生し、指がホームポジションに触れたことをユーザにフィードバックする技術が記載されている。

特開２０１３－２５０７１０号公報

フレキシブルな表示パネルの表示面側にフレキシブルなタッチパネルを配置することによって、タッチパネル付きのフレキシブル表示装置を形成することが出来る。このような表示装置では、使用者がタッチパネルに触れた際に、その力によって表示装置が変形し、所望の位置にタッチできず、検出座標がずれるという問題がある。しかし、変形を抑制するために、タッチパネルや表示パネルを厚くしたり、補強板を追加したりすると、表示装置のフレキシビリティが損なわれるという問題が発生する。

本発明の課題は、タッチパネル付きのフレキシブル表示装置において、通常は、表示装置としてフレキシビリティを保ちつつ、タッチパネルを使用する際には表示装置に剛性を持たせることによって、タッチパネルとしての操作性を向上させる構成を実現することである。

本発明は上記課題を克服するものであり、代表的な手段は次のとおりである。

（１）タッチパネルと表示パネルを有する表示装置であって、前記表示パネルの背面には、第１のアクチュエータと第２アクチュエータの積層体が貼り付けられており、前記第１のアクチュエータは、単独の存在で電圧を印加した場合、湾曲する構成であり、前記第２のアクチュエータは、単独の存在で電圧を印加した場合、湾曲する構成であることを特徴とする表示装置。

（２）前記第１のアクチュエータと前記第２のアクチュエータは、電圧を印加した場合、互いに反対の方向に湾曲しようとする構成であることを特徴とする（１）に記載の表示装置。

（３）前記第１のアクチュエータに対する動作電圧および前記第２のアクチュエータに対する動作電圧は、前記タッチパネルに対してタッチ動作が加えられているときに印加されることを特徴とする（１）に記載の表示装置。

本発明による有機ＥＬ表示装置の平面図である。本発明による有機ＥＬ表示装置の裏面図である。図１のＡ－Ａ断面図である。本発明で使用されるアクチュエータの断面図である。アクチュエータの動作を示す断面図である。本発明で使用されるアクチュエータの積層体への電圧印加方法を示す図である。本発明で使用されるアクチュエータの積層体への他の電圧印加方法を示す図である。本発明の構成を示す断面図である。本発明の動作を示すブロック図である。アクチュエータの他の形状を示す平面図である。アクチュエータのさらに他の形状を示す平面図である。アクチュエータのさらに他の形状を示す平面図である。実施例１の変形例を示す断面図である。実施例２の構成を示す断面図である。実施例２のアクチュエータの積層体を示す断面図である。実施例２のアクチュエータの積層体の下額縁部付近を示す詳細断面図である。アクチュエータの端子構成を示す平面図である。アクチュエータの他の端子構成を示す平面図である。アクチュエータのさらに他の端子構成を示す平面図である。アクチュエータのさらに他の端子構成を示す平面図である。アクチュエータのさらに他の端子構成を示す平面図である。実施例３のアクチュエータの積層体の断面図である。実施例４の表示装置の断面図である。実施例４の表示装置を展開した場合の断面図である。実施例４におけるアクチュエータの配置を示す平面図である。実施例４におけるアクチュエータの他の配置を示す平面図である。実施例４におけるアクチュエータのさらに他の配置を示す平面図である。本発明による液晶表示装置の断面図である。

本発明の概要は、表示装置の表示面と反対側に高分子アクチュエータを配置し、使用者がタッチパネルをふれたときにのみ、表示装置に剛性を付与し、通常状態では、表示装置はフレキシビリティを維持することが出来る構成である。以下に実施例を用いて本発明を詳細に説明する。なお、以下の例では、主として有機ＥＬ表示装置を例にとって説明するが、液晶表示装置、電子ペーパ等の他のフレキシブル表示装置についても本発明を適用することが出来る。

図１は本発明による表示装置の例を示す平面図である。本発明は、有機ＥＬ表示装置その他のフレキシブル表示装置についても適用することが出来る。図１において、表示素子やＴＦＴが配置した表示パネル１００の上にタッチパネル２００が配置している。タッチパネル２００は、表示パネルの表示領域に配置されている。図１において、１０１は下額縁部であり、下額縁部１０１には、表示装置を駆動するドライバＩＣ１０２が配置され、また、表示装置に電源や信号を供給するためのフレキシブル配線基板１０３が、下額縁部１０１に設けられた端子部（図示せず）と接続している。フレキシブル配線基板に設けられる配線が、直接表示パネル１００の額縁部に設けられていても良い。図１に表示されていないが、表示パネル１００の裏側には高分子アクチュエータが配置している。

図２は図１の裏面図である。図２において、表示パネルの裏側にアクチュエータが貼り付けられている。アクチュエータは、第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０の積層体になっているが、図２では、裏側の第２アクチュエータ２０が見えている。第２アクチュエータ２０には、電力を供給するための導電性テープ３０が接続し、導電性テープ３０は表示パネルと接続するフレキシブル配線基板１０３と接続している。

図３は図１のＡ－Ａ断面図である。図３において表示パネル１００の上にタッチパネル２００が貼り付けられている。表示パネル１００の裏側に第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０の積層体が貼り付けられている。図３では第２アクチュエータ２０のみに導電性テープが接続しているが、実際には第１アクチュエータ１０にも導電性テープが接続される。

表示パネル１００は、基板が例えば、１０μｍ乃至２０μｍ程度のポリイミド等の樹脂で形成され、フレキシブルな表示パネルとなっている。また、タッチパネル２００の基板もポリイミド等の薄い樹脂で形成されてフレキシブルな構造となっている。なお、図３ではタッチパネル２００は単体で形成され、表示パネル１００に貼り付けられているが、タッチパネル２００は表示パネル１００内に組み込まれている場合もある。

つまり、図３に示すようなタッチパネル付き表示装置はフレキシブルに湾曲させて用いることが出来る構成となっている。フレキシブルな表示装置は種々の有利な点をもっているが、タッチパネル２００を使用する場合、使用者がタッチパネル２００に触れた際に、その力によって表示装置が変形し、所望の位置にタッチできず、検出位置がずれるという問題がある。

しかし、変形を抑制するために、タッチパネル２００や表示パネル１００を厚くしたり、補強板を追加したりすると、表示装置のフレキシビリティが損なわれるという問題が発生する。本発明は、２枚のアクチュエータの積層体をフレキシブル表示装置の裏側に貼り付けることによって、表示装置のフレキシビリティを保ちつつ、タッチパネルをタッチするときは、タッチパネルに剛性を付与して、操作性を確保するものである。

図３において、表示装置全体としてフレキシビリティを保つために、タッチパネル２００は薄いものを用いても良い。タッチパネルが表示パネルに組み込まれていれば、タッチパネルによるフレキシビリティへの問題は生じない。アクチュエータはその構成にもよるが、１枚当たり２０μｍ程度の薄いものを使用すれば、通常状態では、十分なフレキシビリティを保つことが出来る。本発明の特徴は、２枚のアクチュエータを積層してフレキシブル表示装置の背面に貼り付けることによって、通常状態ではフレキシビリティを保ち、タッチパネルを操作するときのみ、表示装置に剛性を付与することである。なお、図３には図示しないが、表示パネル１００上に、偏光板等の部材が設けられていても良い。

図４は、アクチュエータの断面図である。図４において、イオン交換樹脂１２を挟んで、導電性高分子膜１１が配置しており、その外側に電極１５を配置している。図４のアクチュエータの動作を単純化して概念的に説明すると次のとおりである。上下の２つの電極１５の間に例えば直流電圧を印加すると、イオン交換樹脂１２を通してイオンが一方の導電性高分子膜１１に移動する。イオンが注入された側の導電性高分子膜１１は伸張する。一方、イオンが抜けた側の導電性高分子膜１１は収縮する。これによって、アクチュエータを所定の方向に湾曲させることが出来る。

図５はこの現象を利用した本発明の概念を示す断面図である。図５の上側の図は第１アクチュエータ１０である。第１アクチュエータ１０では上側の電極１５にプラスの電圧を印加している。イオン交換樹脂１２を移動するイオンがマイナスの場合、上電極１５側にイオンが集められるので、上側の導電性高分子膜１１が伸張するために、第１アクチュエータ１０は上側に凸になるように湾曲する。

図５の下側の図は第２アクチュエータ２０である。第２アクチュエータ２０では下側の電極１５にプラスの電圧を印加している。イオン交換樹脂１２を移動するイオンがマイナスの場合、下電極側１５にイオンが集められるので、下側の導電性高分子膜１１が伸張するために、第２アクチュエータ２０は下側に凸になるように湾曲する。

図６は、図５の第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０を接着材４０によって接着した状態を示している。電圧の印加方向は図６で示すとおりであり、図５と同様である。図６において、上側の第１アクチュエータ１０はＦ１で示すように、上側に凸になるように湾曲しようとする。一方、下側の第２アクチュエータ２０はＦ２で示すように、下側に凸になるように湾曲しようとする。第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０の湾曲しようとする向きが逆であるので、全体としては湾曲できずに平坦となっているが、Ｆ１とＦ２の存在によって、第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０の積層体は剛体となる。

一方、電圧が印加されなければ、第１アクチュエータ１０も第2アクチュエータ２０も薄いフィルムなのでアクチュエータ全体としてはフレキシブルである。したがって、任意の動作、例えば、タッチパネル動作を行うときにのみ、第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０に電圧を印加することによって、アクチュエータの積層体としては剛体とすることが出来、アクチュエータの積層体が貼り付けられたタッチパネル付きフレキシブル表示装置も剛体となる。したがって、タッチパネル２００の操作性が向上する、あるいは正確なタッチパネル操作が可能になる。

図６において、第１アクチュエータ１０及び第２アクチュエータ２０の厚さは例えば、２０μｍ程度まで薄くすることが出来る。また、接着材４０は１０μｍ乃至３０μｍ程度とすることが出来る。したがって、通常状態では、表示装置のフレキシビリティを損なうことは無い。また、各アクチュエータに印加する電圧は５Ｖ以下とすることが出来るので、表示装置用の電源と共通にすることが出来る。

接着材４０としては、エポキシ系、アクリル系、シリコン系の樹脂を使用することが出来るが、紫外線硬化樹脂（ＵＶ樹脂）でもよいし、熱硬化性の樹脂でも良い。この場合の接着材４０は導電性の接着材であることが望ましい。導電性の接着材とすることによって、第１アクチュエータと第２アクチュエータの互いに向き合う電極に共通に電圧を印加することが出来る。導電性接着材は、樹脂内にＮｉ，Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属粒子を分散させたもの、あるいは、グラファイト等のカーボン粒子を分散させたものを用いることが出来る。

また、接着材４０として、粘着材を用いることも出来る。粘着材は、感圧性の接着材と定義することが出来る。この場合も、粘着材中にＮｉ，Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属粒子を分散させる、あるいは、グラファイト等のカーボン粒子を分散させることによって導電性の粘着材とすることが出来る。さらには、導電性の微粒子として、樹脂の微粒子の表面に金属をコーティングしたものを用いることも出来る。粘着材は、粘着シートとして、第１アクチュエータ１０あるいは第２アクチュエータ２０に貼り付けられる。

図６では、第１アクチュエータ１０が湾曲しようとする方向と第２アクチュエータ２０が湾曲しようとする方向が端部において、互いに対向するような構成となっている。このような構成にすれば、第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０の端部において、互いにより強く接着しようとする力が働くので、２枚のアクチュエータが剥離するという問題は生じにくくなる。

図７は、第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０への電圧の印加方法を変えた構成である。図７では、第１アクチュエータと第２アクチュエータの外側の電極も内側の電極も共通電位としたものである。したがって、電源は1個で済み、単純化できる。一方、図６の構成は、電源が2個必要であるが、第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０の特性が異なる場合、第１アクチュエータ１０への電圧と第２アクチュエータ２０への電圧を調整することによって、積層体としてのアクチュエータを平坦な状態とすることが出来る。

図８は本発明の構成を示す断面図である。図８において、表示パネル１００の上にタッチパネル２００が配置され、表示パネル１００の下額縁部にはドライバＩＣ１０２が載置され、フレキシブル配線基板１０３が接続している。表示パネル１００の背面には第１アクチュエータ１０が接着材５０によって接着し、第１アクチュエータ１０の下側に第２アクチュエータ２０が導電性接着材４０によって接着している。図８ではアクチュエータの断面構成を記載しているので、アクチュエータの厚さが大きく描いてあるが、実際には、アクチュエータの積層体は表示パネル１００よりも薄い場合が多い。

接着材５０は紫外線硬化樹脂でも熱硬化樹脂でもよい。また、粘着材を用いてもよい。粘着材を用いる場合、第１アクチュエータ１０側の粘着力を強くし、表示パネル１００と接着する側の粘着力を弱くすることによって、必要に応じてアクチュエータの積層体を表示パネルから取り外すことが出来るような構成とすることが出来る。

タッチパネル２００には独立にフレキシブル配線基板を接続する場合もあるが、図８では、タッチパネル２００への電源や信号の授受は表示パネル用のフレキシブル配線基板１０３が兼用している。図８において、タッチパネル２００をタッチすると、タッチ信号が検出回路１０００で検出される。検出回路１０００から制御信号１１００がアクチュエータ駆動回路２０００に送られ、駆動回路２０００において、第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０に駆動電圧が印加される。そうするとアクチュエータの積層体が剛体となり、したがって、タッチパネル２００のタッチ動作が容易になる。

図９はこの動作を説明するブロック図及びタイムチャートである。図９において、人間がタッチパネルに触れると、タッチ信号が検出される。なお、人間が触れるとは、指に限らず、ペン状のものでもよい。検出回路はタッチ信号の立ち上がり（Ａ）を検出すると、制御信号を発生する。この制御信号を受けて、駆動回路において、アクチュエータを駆動する駆動電圧を発生させる。駆動電圧は、外部から所定の電圧に設定可能となっている。

タッチ信号はある時間発生している。この時間は人間がタッチパネルに触れている時間である。タッチパネル２００への接触動作が終了するとタッチ信号は消滅するが、この時、検出回路はタッチ信号の立下り（Ｂ）を検出する。検出回路がタッチ信号の立下り（Ｂ）を検出すると、制御信号を発生し、駆動回路に送る。駆動回路はタイミングＢから保持時間、駆動電圧をアクチュエータに印加する。この保持時間は、外部から設定可能となっている。

この保持時間の間に新たなタッチ信号が検出されると、駆動回路は引き続きアクチュエータに駆動信号を供給する。図９では、最初のタッチ信号の後、保持時間内に第２のタッチ信号が検出されたので、駆動信号がアクチュエータに供給され続けている。

図９において、第２の検出信号が検出された場合も、同様な動作が行われる。図９では、第２の検出信号が検出された後は、検出信号が検出されていない。そうすると、第２の検出信号の立下りＢが検出された後、保持時間の間、駆動信号が保持された後、駆動信号は消滅する。そうすると、アクチュエータは剛性を失い、表示装置は再び、フレキシブル表示装置となる。

以上で説明した動作は、以下に述べる他の実施例においても同様である。このように、本発明を用いることによって、通常はフレキシブルな表示装置に対し、タッチパネルの操作を行う場合にのみ、表示装置に剛性を付与することが出来る。

以上はアクチュエータが表示装置の表示領域全面に対応して形成されるとして説明した。しかし、アクチュエータはこれに限らず、種々の形状とすることが出来る。図１０は、アクチュエータを枠状に形成した場合である。図１１はアクチュエータを窓状にくりぬいた形状である。図１２は、アクチュエータを枠とクロス部分を残した形状である。

いずれの形状の場合も、第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０は同じ平面形状であることが望ましい。アクチュエータの平面形状を図１０乃至１２に例示するような構成とすることによって、表示装置のフレキシビリティに対するアクチュエータの影響をより軽減することが出来る。なお、以上の例は、アクチュエータは表示領域に対応する部分にのみ形成されているとしたが、必要に応じて表示装置の下額縁部に対応する部分にもアクチュエータを形成しても良い。

図１３は、本実施例の変形例である。図１３の特徴は、一枚のアクチュエータを折り曲げて使用することによって、第１のアクチュエータ１０と第２のアクチュエータ２０を形成しているものである。図１３において、アクチュエータは折り曲げられた後、接着材４０によって接着している。接着材４０は、図６で説明したように、導電性接着材を用いることが望ましい。

図１３では、アクチュエータの駆動電源は１個でよい。図１３の構造は、一枚のアクチュエータを使用しているので、第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０の特性差が小さいため、電源が1個であっても、第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０が湾曲しようとする力を均一にできるので、動作時のフラット性を維持することが出来る。図１３のアクチュエータを表示装置に組み込んだ場合の断面、および動作は図８、図９等で説明したのと同様である。

実施例１は本発明の本質的な構成および動作を説明したものである。実際の装置では、アクチュエータに対する電圧の供給の仕方が問題となる。図１４は、実施例２における本発明の構成を示す断面図である。図１４が図８と異なる点は、第１アクチュエータ１０が第２アクチュエータ２０よりも大きく形成されていることである。第１アクチュエータ１０に端子を形成するためである。なお、図１４では第１アクチュエータ１０が第２アクチュエータ２０よりも大きいが、逆に、第２アクチュエータ２０を第１アクチュエータ１０よりも大きくしてもよい。目的は、導電性テープ３０用の端子部を形成することだからである。

図１４において、第１アクチュエータ１０は第２アクチュエータ２０よりも幅ｗ２だけ大きくなっている。ｗ２は、表示装置の下額縁部の幅ｗ１と同じかそれよりも小さい。図１４において、３０はアクチュエータに信号（電圧）を印加するための導電性テープである。各導電性テープ３０には単一電源が印加されるのみなので、通常のフレキシブル配線基板を使用しなくてもよい。

導電性テープ３０は、例えば、Ａｌ、Ｃｕ等の金属テープに導電性粘着材が形成されたものである。導電性粘着材は、例えば、アクリル等の粘着材に、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属粒子、あるいは、グラファイト等のカーボン粒子を分散させたものである。さらには、樹脂の微粒子の表面に金属をコーティングしたものを用いることも出来る。導電性テープ３０をアクチュエータに貼り付けることによって、導電性テープ３０とアクチュエータを導通させることが出来る。

導電性テープ３０とアクチュエータとの接続の信頼性をより上げるためには、例えば、導電性テープ３０を構成する樹脂に熱硬化性のものを用いて、導電性テープ３０をアクチュエータに熱圧着すればよい。熱圧着することによって、導電性テープ３０の樹脂内の導電性粒子が橋絡して、導電性テープとアクチュエータの導通を取ることが出来る。

図１４において、第１アクチュエータ１０に形成された導電性接着材４０は、導電性テープ３０との接続部にまで延在している。こうすることによって、第１アクチュエータ１０の電極１５を導電性接着材４０によって保護することが出来る。一方、図１４における、第１アクチュエータ１０および第２アクチュエータ２０の外側の電極は何らかの保護をすることが望ましい。以下にこの詳細を説明する。

図１５は、図１４におけるアクチュエータの積層体のみを取り出した断面図である。図１４は表示装置に図１５のアクチュエータの積層体を接着材５０によって接着したものである。図１６は、図１５のアクチュエータの積層体の端子付近の詳細断面図である。アクチュエータの基本的な構成は図４、図８等で説明したとおりである。

図１６において、第１アクチュエータ１０及び第２アクチュエータ２０の電極１５を覆って保護膜１６が形成されている。電極１５は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、あるいはこれらの合金を用いることが出来る。電極１５が薄い金属で形成されている場合は、機械的、化学的な保護が必要である。保護膜１６は例えば、ＳｉＯ、ＳｉＮ等の無機膜、あるいは、ポリイミド、アクリル、エポキシ等の有機膜を用いることが出来る。水分に対する保護は無機膜が優れているが、本発明で使用されるアクチュエータは、通常は湾曲して使用されるために、無機膜だと、曲げた時に割れてしまう可能性がある。この点は有機膜によるコートが有利である。最も優れた保護膜は、無機膜の上に有機膜を形成する構成である。

図１７は、例えば、第２アクチュエータ２０の下側の端子１７付近の平面図である。図１７において、第２アクチュエータ２０の電極１５はハッチングを施した端子１７の部分を除いて保護膜１６で覆われている。端子１７を覆うように、導電性テープ３０が接着している。導電性テープ３０は、先に説明したように、導電性粘着材を有するものでもよいし、熱圧着される導電性樹脂を有するものでも良い。

図１８は斜線がほどこされた端子１７が第２アクチュエータ２０の辺に沿って形成されている場合の平面図である。導電性テープ３０は平面がＬ字型をしている。図１８のような構成であれば、仮に、電極１５が薄くて、電極の抵抗が高い場合にも、駆動電流をアクチュエータ全体に均一に流すことが出来る。図１９は斜線がほどこされた端子１７が第２アクチュエータ２０の辺に沿って形成されている場合の他の例を示す平面図である。導電性テープ３０は平面がＴ字型をしている。図１９の効果も図１８で説明した効果と同様である。

図１６に戻り、第１アクチュエータ１０の下側の電極１５は下額縁部まで導電性接着材４０で覆われているので保護膜で覆う必要はない。図２０は、この部分の平面図である。図２０において、第１アクチュエータ１０の下額縁部は導電性接着材４０によって覆われている。そして導電性テープ３０が直接導電性接着材４０に接着している。この場合も、導電性テープ３０は、導電性粘着材を有するものでもよいし、熱圧着される導電性樹脂を有するものでも良い。

図２１は、導電性テープ３０の平面形状がＴ字型の場合である。図２１のような構成であれば、仮に、導電性接着材４０の電極の抵抗が高い場合にも、駆動電流をアクチュエータ全体に均一に流すことが出来る。なお、導電性テープ３０は、Ｔ字型に限らず、図１８で示すようなＬ字型であっても同様である。

以上の説明は、電極１５として金属を使用した場合である。金属を化学的に、また、機械的に保護する必要があるから保護膜を使用している。一方、電極１５を導電性の樹脂で形成することも出来る。導電性樹脂１５は、樹脂内に、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ等の金属粒子、あるいは、グラファイト等のカーボン粒子を分散させたものである。さらには、導電性の微粒子として、樹脂の微粒子の表面に金属をコーティングしたものを用いることも出来る。

樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂等を用いることが出来る。硬化前の液体状態の樹脂に、導電性の微粒子を分散させ、これをスクリーン印刷する。その後、これを硬化させて、電極を形成することが出来る。このような樹脂は、化学的、化学的に安定であるから、特に保護膜は必要ない。したがって、図２０、図２１と同様に、導電性テープ３０を直接電極１５に接続することが出来る。

実施例１および２は、アクチュエータとして第１のアクチュエータ１０と第２のアクチュエータ２０を別々に形成して、例えば導電性接着材４０で貼り合わせて形成したものである。一方、アクチュエータを薄膜技術、あるいは、印刷技術で形成すれば、各層を連続して形成することが出来るので、第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０を連続して形成することが出来る。したがって、この場合は、第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０を導電性接着材によって貼り合わせる工程は不要となる。

図２２は実施例３におけるアクチュエータの断面図である。図２２においても、第１のアクチュエータ１０と第２のアクチュエータ２０が存在することには変わりがない。図２２の特徴は、第１アクチュエータ１０の下側の電極１５と第２アクチュエータ２０の上側の電極１５が共通であることである。各アクチュエータの構成は図４で説明したのと同様である。

図２２において、電極１５、導電性高分子膜１１、イオン交換樹脂１２、導電性高分子膜１１、電極１５の順に形成して第１アクチュエータ１０を形成する。その後、連続して導電性高分子膜２１、イオン交換樹脂２２、導電性高分子膜２１、電極２５を形成して第２アクチュエータ２０を形成する。第１アクチュエータ１０の上側の電極１５と第２アクチュエータ２０の下側の電極１５は共通である。その後、第２アクチュエータ２０の端部を除去して第１アクチュエータ１０に下額縁部１７を形成する。本実施例における動作は実施例１で説明したのと同様である。

図２２の構成を実現する他の方法として、上側の電極１５を形成しない第１アクチュエータ１０と下側の電極２５を形成しない第２アクチュエータ２０を製造しておく。次に、第１アクチュエータ１０の上側の電極１５あるいは第２アクチュエータ２０の下側の電極２５のいずれかに導電性接着材４０を、例えばスクリーン印刷によって形成する。その後、この導電性接着材４０によって、第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０を接着させればよい。

本実施例は、特別な用途のフレキシブル表示装置に本発明を適用した場合の例である。フレキシブル表示装置の使用例として、通常の場合は、折りたたんで場所をとらないように収納し、使用する場合は、本のように展開して作業を行うという用途がある。図２３はこのようなフレキシブル表示装置の断面図である。

図２３において、タッチパネル２００とフレキシブルな表示パネル１００を有する表示装置は２つに折りたたまれている。表示パネル１００の背面には、第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０からなる第１のアクチュエータセット１１０と第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０からなる第２のアクチュエータセット２１０が表示パネル１００に別々に接着材５０で貼り付けられている。接着材５０は図６等で説明したのと同様である。

図２３において、湾曲部には、アクチュエータが存在しないので、アクチュエータには曲げ応力は殆どかからない。したがって、曲げ応力に弱いアクチュエータの場合でも使用することが出来る。図２３に示すアクチュエータは、実施例３のアクチュエータと同じ構成であるが、実施例１のアクチュエータと同じ構成でもよい。

図２４は、フレキシブル表示装置を展開して使用する場合の断面図である。図２４において、表示パネル１００の左側には第１アクチュエータセット１１０が貼り付けられ、右側には、第２アクチュエータセット２１０が貼り付けられている。フレキシブル表示装置を本のようにして使用する場合、あるいは、タッチパネル２００を使用する場合は、２つのアクチュエータセットを動作させて表示装置に剛性を付与する。

図２４において、第１アクチュエータセット１１０と第２アクチュエータセット２１０の間には間隔ｄが存在しているが、間隔ｄが大きくなければ実作業において問題を生ずることはない。表示パネルを湾曲させた場合に、アクチュエータが湾曲することを避けるのを目的とする場合、２つのアクチュエータセットの好ましい間隔ｄは、表示装置の厚さに関係する。表示装置の厚さが例えば０．５ｍｍの場合、π×（０．５ｍｍ＋０．５ｍｍ）＝３．１４ｍｍあればよい。したがって、ｄは４ｍｍ以下でよい。

本実施例においても、アクチュエータの平面形状は種々選択することが出来る。図２５は２つのアクチュエータセットを、間隔をおいて、表示領域全体に配置した場合である。図２６は、２つのアクチュエータセットの各々を枠状に形成した場合である。図２７は２つのアクチュエータセットの各々に、窓状に開口部を形成した場合である。いずれの形状を用いるにしても、フレキシブル表示装置のフレキシビリティとタッチパネル操作時の必要な剛性を考慮して決めればよい。

図２８は、フレキシブル液晶表示装置に本発明を適用した場合の断面図である。

図２８において、ＴＦＴや画素電極が形成されたＴＦＴ基板３００に対向基板４００が対向して配置し、ＴＦＴ基板３００と対向基板４００の間に液晶が挟持されている。ＴＦＴ基板３００と対向基板４００で液晶表示パネルを構成している。ＴＦＴ基板３００が対向基板４００と重なっていない部分は下額縁部であり、ドライバＩＣ１０２が搭載され、フレキシブル配線基板１０３が接続している。なお、液晶表示装置には、上偏光板と下偏光板が存在しているが、図２８では省略されている。

図２８において対向基板４００の上にタッチパネル２００が配置されている。ＴＦＴ基板３００の背面には、シート状のバックライト５００が貼り付けられている。シート状のバックライト５００としは、例えば、有機ＥＬで形成されたシート状照明装置を使用することが出来る。シート状バックライトの背面に第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０からなるアクチュエータの積層体が貼り付けられている。

図２８において、タッチパネル２００はフレキシブル配線基板１０３と接続しており、フレキシブル配線基板１０３を介してタッチパネル２００への信号あるいはタッチパネルからの信号の授受が行われる。アクチュエータの積層体には導電性テープ３０を介して、フレキシブル配線基板１０３側から駆動電圧が供給される。

通常状態では、液晶表示装置はフレキシブル表示装置となっているが、タッチパネル２００を操作するときは、アクチュエータの積層体に電圧を供給して、表示装置全体に剛性を付与する。他の構成、動作は実施例１乃至４で説明したのと同様である。

図２８は透過型の液晶表示装置に適用する例であるが、反射型の液晶表示装置に適用する場合には、シート状のバックライトや下偏光板は不要である。この場合、ＴＦＴ基板３００より下の構成は、図３に示した表示パネル１００より下の構成と同様となる。

本発明は、有機ＥＬ表示装置、液晶表示装置に限らず、量子ドットを用いた表示装置や電子ペーパ等のフレキシブル表示装置にも適用することが出来る。

１０…第１アクチュエータ、１１…導電性高分子膜、１２…イオン交換樹脂、１５…電極、１６…保護膜、１７…端子、２０…第２アクチュエータ、２１…導電性高分子膜、２２…イオン交換樹脂、２５…電極、３０…導電性テープ、４０…導電性接着材、５０…接着材、１００…有機ＥＬ表示パネル、１０１…下額縁部、１０２…ドライバＩＣ、１０３…フレキシブル配線基板、１１０…第１アクチュエータセット、２１０…第２アクチュエータセット、２００…タッチパネル、３００…ＴＦＴ基板、４００…対向基板、５００…バックライト、１０００…検出回路、１１００…検出信号、２０００…駆動回路

Claims

タッチパネルと表示パネルを有する表示装置であって、
前記表示パネルの画像表示方向と反対側には、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータの積層体が貼り付けられており、
前記第１のアクチュエータと前記第２のアクチュエータの前記積層体は、前記タッチパネルの第１の辺の方向には１個のみ存在しており、
前記第１のアクチュエータは、第１の主面に第１の電極を有し、第２の主面に第２の電極を有し、前記第１の電極と前記第２の電極の間に、２枚の第１の導電性高分子膜が第１のイオン交換樹脂を挟んだ構成を有し、
前記第２のアクチュエータは第３の主面に第３の電極を有し、第４の主面に第４の電極を有し、前記第３の電極と前記第４の電極の間に、２枚の第２の導電性高分子膜が第２のイオン交換樹脂を挟んだ構成を有し、
前記第１の電極は前記表示パネルと接着しており、
前記第１のアクチュエータは、単独の存在で、前記第１の電極と前記第２の電極の間に電圧を印加した場合、湾曲する構成であり、
前記第２のアクチュエータは、単独の存在で、前記第３の電極と前記第４の電極の間に電圧を印加した場合、湾曲する構成であり、
前記第２の電極と前記第３の電極は導電性の接着材によって接着しており、
前記タッチパネルに対してタッチ動作が行われるとき、前記第１の電極と前記第４の電極には第１の電圧が印加され、前記第２の電極と前記第３の電極には第２の電圧が印加され、前記第１の電圧と前記第２の電圧は異なることを特徴とする表示装置。
前記第１のアクチュエータと前記第２のアクチュエータは、電圧を印加した場合、互いに反対の方向に湾曲しようとする力が発生する構成であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第１の電極と前記第２の電極と前記第３の電極と前記第４の電極のいずれかは金属で形成され、前記金属で形成された電極は保護膜によって覆われていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第１の電極と前記第２の電極と前記第３の電極と前記第４の電極のいずれかは導電性の樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第１のアクチュエータは前記第２のアクチュエータよりも前記表示パネル側に配置され、前記第１のアクチュエータに電圧を印加した場合、前記表示パネル側に凸になるように湾曲する力が発生し、
前記第２のアクチュエータに電圧を印加した場合、前記第１のアクチュエータとは反対の側に湾曲する力が発生することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記タッチパネルに対するタッチ動作が終了後、所定の時間前記第１のアクチュエータおよび前記第２のアクチュエータに動作電圧が印加されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記所定の時間は、任意に設定可能となっていることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
前記第１のアクチュエータと前記第２のアクチュエータの前記積層体は、前記第１の方向と直角方向の第２の方向に２個存在していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表示装置。
前記タッチパネルは前記表示パネルに組み込まれていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の表示装置。
前記表示パネルはフレキシブル表示パネルであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の表示装置。
前記表示装置は有機ＥＬ表示装置であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の表示装置。
前記表示装置は液晶表示装置であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の表示装置。
前記第１のアクチュエータの一辺の幅は、前記第２のアクチュエータの１辺の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の表示装置。
前記第１のアクチュエータは、前記第２のアクチュエータと重畳する領域及び前記第２のアクチュエータからはみ出す領域を有し、
前記はみ出す領域の幅は、前記表示パネルの表示領域の外側において前記表示パネルの１辺に沿って設けられる額縁領域の幅より小さいことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の表示装置。