(57)【要約】【課題】可撓性構造体において、変形時における応力を軽減し、信頼性の向上を図る。【解決手段】可撓性構造体は、フレキシブル基板（２００）で接続された第１及び第２の板状部分（１００、４００）を備える。第１の接続部（１０２、２１０）は、中立面に対して一方の側に配置され、第２の接続部（２２０、４１０）は、中立面（ｎｓ１）に対して他方の側に配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル基板で互いに接続された第１及び第２の板状部分を備える可撓性構造体であって、
前記フレキシブル基板が前記第１の板状部分に接続される第１の接続部は、当該可撓性構造体の中立面に対して一方の側に配置され、前記フレキシブル基板が前記第２の板状部分に接続される第２の接続部は、前記中立面に対して他方の側に配置されることを特徴とする可撓性構造体。
【請求項２】
前記第１及び第２の接続部は、前記中立面の法線方向から見て、前記フレキシブル基板と前記中立面との交差からの距離が等しくなるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の可撓性構造体。
【請求項３】
前記第１及び第２の接続部は、前記中立面に平行な方向から見て、前記フレキシブル基板と前記中立面との交差からの距離が等しくなるように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の可撓性構造体。
【請求項４】
前記第１及び第２の板状部分並びに前記フレキシブル基板は、可撓性を有する一対のシートで挟まれていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の可撓性構造体。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の可撓性構造体を具備することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電気泳動表示パネルと外部回路とがフレキシブル基板によって互いに接続されてなる可撓性構造体、及び該可撓性構造体を備えた、例えば電子ペーパー等の電子機器の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の可撓性構造体として、例えば電気泳動表示パネルと外部回路とがフレキシブル基板によって互いに接続されるものがある。このような可撓性構造体は、使用状況に応じてその形状を柔軟に変更することができ、コンパクトに多くの配線を引き回せる、或いはコネクタ等によって簡単に接続を行えるなど、様々な利便性を有している。
【０００３】
例えば特許文献１には、被接続部品間が銅線等の導電体を介して接続された可撓性構造体が開示されている。また、特許文献２には、フレキシブル基板との接続部を構造体の中立面に配置することにより、該構造体が曲げられた場合に生ずる応力を軽減する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００２―５１０１０１号公報
【特許文献２】特開２００６―１６５５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のように、単に導電体によって被接続部品間を接続すると、構造体が曲げられるなど変形した際に応力が生じる。このような応力は、変形動作が繰り返された場合、応力の影響（例えば、金属疲労など）が蓄積され、断線や破損等の種々の不具合を引き起こすおそれがあるという技術的問題点がある。特許文献２では接続部を中立面に配置しているため、当該接続部における応力は局所的に軽減される可能性はある。しかしながら、フレキシブル基板の接続部以外の部位は中立面以外に配置されているため、これらの部位には依然として応力が生じてしまうという技術的問題点がある。
【０００６】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、変形時における応力を軽減でき、信頼性の高い可撓性構造体、及び該可撓性構造体を備えた電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の可撓性構造体は上記課題を解決するために、フレキシブル基板で互いに接続された第１及び第２の板状部分を備える可撓性構造体であって、前記フレキシブル基板が前記第１の板状部分に接続される第１の接続部は、当該可撓性構造体の中立面に対して一方の側に配置され、前記フレキシブル基板が前記第２の板状部分に接続される第２の接続部は、前記中立面に対して他方の側に配置される。
【０００８】
本発明に係る可撓性構造体は、第１及び第２の板状部分がフレキシブル基板によって互いに接続された構成を有している。フレキシブル基板は、第１の板状部分に対して第１の接続部において接続され、第２の板状部分に対して第２の接続部において接続されている。尚、フレキシブル基板は、第１及び第２の板状部分に物理的又は電気的に接続されていれば足りる。
【０００９】
本発明では特に、第１の接続部は、可撓性構造体の中立面に対して一方の側に配置され、第２の接続部は該中立面に対して他方の側（即ち、第１の接続部が配置される一方の側とは異なる側）に配置される。「可撓性構造体の中立面」とは、第１及び第２の板状部分がフレキシブル基板によって接続されてなる可撓性構造体が曲げ変形された場合に曲げ応力が生じない、当該可撓性構造体内における面を意味し、伸長も収縮もしない面である。即ち、中立面では、可撓性構造体が変形された際に、伸長しようとする力と収縮しようとする力とが互いに相殺され、結果として応力が印加されない。本発明では、第１及び第２の接続部を中立面に対して互いに異なる側に配置することによって、フレキシブル基板に印加される応力を軽減することができる。
【００１０】
このように、可撓性構造体が曲げ変形された場合に生ずる曲げ応力を軽減することができるので、断線、変形及び接触不良等の不具合が生じにくくなる。その結果、信頼性の高い可撓性構造体を実現することができる。
【００１１】
本発明の可撓性構造体の一の態様では、前記第１及び第２の接続部は、前記中立面の法線方向から見て、前記フレキシブル基板と前記中立面との交差からの距離が等しくなるように設けられている。
【００１２】
この態様によれば、可撓性構造体に生ずる応力のうち中立面の法線方向における応力成分を、効果的に軽減することができる。この場合、中立面の法線方向から見た場合に、第１の接続部と第２の接続部との中立面からの距離が等しいため、可撓性構造体が曲げられた際に、伸長しようとする力と収縮しようとする力とが互いに相殺される。
【００１３】
本発明の可撓性構造体の他の態様では、前記第１及び第２の接続部は、前記中立面に平行な方向から見て、前記フレキシブル基板と前記中立面との交差からの距離が等しくなるように設けられている。
【００１４】
この態様によれば、可撓性構造体に生ずる応力のうち中立面に平行な方向における応力成分を、効果的に軽減することができる。中立面に平行な方向から見た場合に、第１の接続部と第２の接続部との中立面からの距離が等しいため、可撓性構造体が曲げられた際に、伸長しようとする力と収縮しようとする力とが互いに相殺される。尚、第１の接続部と第２の接続部とは、中立面に対して互いに異なる側に配置されているので、フレキシブル基板と中立面とは互いに交差する。
【００１５】
本発明の可撓性構造体の他の態様では、前記第１及び第２の板状部分並びに前記フレキシブル基板は、可撓性を有する一対のシートで挟まれている。
【００１６】
この態様によれば、板状部分一対のシートによって外部要因から第１及び第２の板状部分並びにフレキシブル基板を保護することができる。
【００１７】
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の可撓性構造体（但し、その各種態様を含む）を備える。
【００１８】
本発明の電子機器は、上述した本発明の可撓性構造体を備えるので、例えば、高い信頼性を有する例えば電子ペーパーなどの電気泳動装置、電子放出装置（Field Emission Display及びConduction Electron-Emitter Display）、これら電気泳動装置、電子放出装置を用いた装置としてＤＬＰ（Digitａl Light Processing）等を実現することが可能である。また、本発明の電子機器として、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサー、ビューファインダー型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネル、人工皮膚の表面に形成されるセンサーなどの各種電子機器も実現することができる。
【００１９】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る可撓性構造体の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ´線断面図である。
【図３】第１実施形態に係る可撓性構造体が曲げられた場合に印加される応力を模式的に示す模式図である。
【図４】第２実施形態に係る可撓性構造体の全体構成を示す斜視図である。
【図５】図４のＪ−Ｊ´線断面図である。
【図６】可撓性構造体を適用した電子機器の一例たる電子ペーパーの構成を示す斜視図である。
【図７】可撓性構造体を適用した電子機器の一例たる電子ノートの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、アクティブマトリクス駆動方式の電気泳動表示パネルを備える可撓性構造体を例にとる。
【００２２】
＜第１実施形態＞
まず、図１を参照して、本実施形態に係る可撓性構造体の全体構成について説明する。ここに図１は、本実施形態に係る可撓性構造体の全体構成を示す斜視図である。
【００２３】
図１において、本実施形態に係る可撓性構造体は、電気泳動表示パネル１００と、フレキシブル基板２００と、外部回路４００とを備えて構成されている。本実施形態では特に、電気泳動表示パネル１００を構成する素子基板１０（例えば、電気泳動表示を行うために画素毎にマトリクス状に配置される画素トランジスターが設けられる基板）が部分的に延在されており、当該素子基板１０の延在された部分に外部回路４００が形成されている。素子基板１０のうち電気泳動表示パネル１００が設けられた部分（即ち、図１において一点鎖線ａで囲った部分）は、本発明に係る「第１の板状部分」の一例であり、素子基板１０のうち外部回路４００が設けられた部分（即ち、図１において一点鎖線ｂで囲った部分）は、本発明に係る「第２の板状部分」の一例である。
【００２４】
電気泳動表示パネル１００は、互いに対向するように配置された素子基板１０と対向基板２０との間に設けられた電気泳動層に含まれる電気泳動素子であるマイクロカプセル（図不示）に、画像信号に応じた電圧を印加することにより、表示部１０ａにおいて画像表示を行うことが可能な電気泳動表示パネルである。
【００２５】
ここで素子基板１０は、例えば石英基板、ガラス基板から形成されており、外力を加えることによって変形可能である。本実施形態では、素子基板１０は十分薄く形成されているので、外力を加えることにより曲げ変形することができる。
【００２６】
電気泳動表示パネル１００と外部回路４００とは、フレキシブル基板２００によって接続されている。フレキシブル基板２００は、一方の接続端子である第１接続端子２１０を電気泳動表示パネル１００の外部接続端子１０２に電気的に接続すると共に、他方の接続端子である第２接続端子２２０を外部回路の外部接続端子（図不示）に電気的に接続することにより、電気泳動表示パネル１００と外部回路４００とを接続している。
【００２７】
フレキシブル基板２００は、素子基板１０に設けられた開口部１１を通るように引き回されている。このようにフレキシブル基板２００を引き回すことによって、互いに異なる面に取り付けられた部材（即ち、素子基板１０の表面側に設けられた電気泳動表示パネル１００と素子基板１０の裏面側に設けられた回路基板４００）を効率的なレイアウトで接続することができる。
【００２８】
外部回路４００は、電気泳動表示パネル１００において電気泳動動作を行うために必要な各種信号（例えば、画像信号など）を供給するための回路である。本実施形態では特に、外部回路４００は、素子基板１０の裏側（即ち、電気泳動表示パネル１００が設けられた反対側）に設けられている。
【００２９】
ここで、図２を参照して、本実施形態に係る可撓性構造体の断面構造について説明する。図２は、図１のＩ−Ｉ´線断面図である。
【００３０】
フレキシブル基板２００の第１接続端子２１０は、電気泳動表示パネル１００の外部接続端子１０２に電気的に接続されており、当該接続が行われている領域（即ち、図２において点線ｃで囲った領域。以下適宜「第１接続領域ｃ」と称する）は、本発明に係る「第１の接続部」の一例である。フレキシブル基板２００の第２接続端子２２０は、外部回路４００の外部接続端子４１０に電気的に接続されており、当該接続が行われている領域（即ち、図２において点線ｄで囲った領域。以下適宜「第２接続領域ｄ」と称する）は、本発明に係る「第２の接続部」の一例である。尚、これらの端子間における接続は、例えば熱圧着等により行われる。
【００３１】
本実施形態では特に、第１接触領域ｃと第２接触領域ｄは、本実施形態に係る可撓性構造体の中立面ｎｓ１（図２において一点鎖線を参照）を基準に、互いに反対側に設けられている。即ち、第１接触領域ｃは、中立面ｎｓ１に対して素子基板１０の表面側に配置されているのに対し、第２接触領域ｄは中立面ｎｓ１に対して素子基板１０の裏面側に配置されている。このように第１接触領域ｃと第２接触領域ｄとを設けることにより、素子基板１０が曲げ変形された場合にフレキシブル基板２００に印加される曲げ応力の大きさを軽減することができる。
【００３２】
図３は、本実施形態に係る可撓性構造体が曲げ変形された場合に印加される曲げ応力を模式的に示す模式図である。
【００３３】
図３（ａ）に示すように、可撓性構造体が凸状に曲げ変形された場合、フレキシブル基板２００のうち電気泳動表示パネル１００側は、フレキシブル基板２００が伸長する方向に曲げ応力が働く。一方、フレキシブル基板２００のうち外部回路４００側は、フレキシブル基板２００が収縮する方向に曲げ応力が働く。そのため、フレキシブル基板２００全体で見ると、フレキシブル基板２００に働く曲げ応力は互いに打ち消しあう。
【００３４】
図３（ｂ）に示すように、可撓性構造体が凹状に曲げ変形された場合、フレキシブル基板２００のうち電気泳動表示パネル１００側は、フレキシブル基板２００が収縮する方向に曲げ応力が働く。一方、フレキシブル基板２００のうち外部回路４００側は、フレキシブル基板２００が伸長する方向に曲げ応力が働く。そのため、フレキシブル基板２００全体で見ると、フレキシブル基板２００に働く曲げ応力は互いに打ち消しあう。
【００３５】
このように、第１接触領域ｃと第２接触領域ｄを、中立面ｎｓ１を基準に互いに表面側及び裏面側に配置することにより、可撓性構造体が曲げ変形された場合に生ずる曲げ応力を軽減することができる。また、可撓性構造体が曲げ変形される動作が連続して行われると、フレキシブル基板２００に曲げ応力の影響が蓄積され、フレキシブル基板２００に断線や破損等の不具合が生ずるおそれがある。本実施形態では上述のように、フレキシブル基板２００における曲げ応力を効果的に軽減することが可能であるため、このような不具合を抑制することができる。
【００３６】
再び図２に戻って、第１接続領域ｃ及び第２接続領域ｄは、フレキシブル基板２００と中立面との交差（以下、適宜「交差」と称する）からの距離が等しくなるように設けられている。つまり、第１接続領域ｃ及び第２接続領域ｄは、図２において以下の等式
ｔ１＝ｔ２        （１）
ｔ３＝ｔ４        （２）
が成立するように設けられている。ここで、ｔ１は素子基板１０の法線方向における中立面ｎｓ１と第１接触領域ｃの距離であり、ｔ２は素子基板１０の法線方向における中立面ｎｓ１と第２接触領域ｄとの距離であり、ｔ３は素子基板１０の面方向における、中立面ｎｓ１とフレキシブル基板２００との交差から第１接触領域ｃまでの距離であり、ｔ４は素子基板１０の面方向における、中立面ｎｓ１とフレキシブル基板２００との交差から第２接触領域ｄまでの距離である。
【００３７】
上述の等式（１）及び（２）を満たすように第１接続領域ｃ及び第２接続領域ｄを配置することにより、可撓性構造体が曲げ変形された場合に生じる曲げ応力の大きさが等しくなり、且つ、曲げ応力の生ずる方向が逆になる。従って、可撓性構造体全体で見た場合に、フレキシブル基板２００に生じる曲げ応力がゼロになる。その結果、可撓性構造体が曲げ変形される動作が連続して行われたとしても、フレキシブル基板２００に曲げ応力の影響がなく、断線や破損等の不具合を防止することができる。
【００３８】
尚、上述の等式（１）及び（２）を満たすように第１接続領域ｃ及び第２接続領域ｄを正確に配置することは現実的には困難である場合も考えられるが、このような条件に近づくように第１接続領域ｃ及び第２接続領域ｄを配置することによって同様の効果を少なからず得ることが可能である。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態に係る可撓性構造体によれば、可撓性構造体が曲げ変形された場合であってもフレキシブル基板２００に生じる曲げ応力を軽減することができるので、断線や破損等の不具合を防止し、信頼性の高い可撓性構造体を実現することができる。
＜第２実施形態＞
次に、図４及び図５を参照して、第２実施形態に係る可撓性構造体について説明する。ここに図４は、本実施形態に係る可撓性構造体の全体構成を示す斜視図である。図５は、図４のＪ−Ｊ´線断面図である。尚、図４及び図５では、第１実施形態と共通する部位については、共通の符号を付すことにより、詳細な説明は適宜省略してある。尚、以下では、第２実施形態に係る可撓性構造体の構成のうち、上述した第１実施形態に係る可撓性構造体と異なる構成について主に説明する。
【００４０】
本実施形態に係る可撓性構造体は、電気泳動表示パネル１００と、フレキシブル基板２００と、外部回路基板７００と、上側シート５００と、下側シート６００とを備えて構成されている。電気泳動表示パネル１００と外部回路基板７００とは、フレキシブル基板２００によって互いに接続されることによってフレキシブルモジュールを構成している。このフレキシブルモジュールの上下面には、夫々、上側シート５００と下側シート６００が張り合わされることによって、外部要因からフレキシブルモジュールを保護している。尚、図４及び図５において、フレキシブルモジュールと、上側シート５００や下側シート６００との張り合わせ面の図示は省略している。
【００４１】
本実施形態に係る可撓性構造体は、上述の第１実施形態とは異なり、本発明の「第１の板状部分」の一例である電気泳動表示パネル１００と、本発明の「第２の板状部分」の一例である外部回路基板７００とが、夫々、別部材として設けられている。このように、電気泳動表示パネル１００と外部回路基板７００とが、別部材として存在する場合であっても、第１接続領域ｃ及び第２接続領域ｄを中立面ｎｓ２に対して、夫々表面側及び裏面側に設けることにより、可撓性構造体が曲げ変形された場合にフレキシブル基板２００に生ずる曲げ応力を軽減することができる。この場合も同様に、上述の等式（１）及び（２）を満たすように、第１接続領域ｃ及び第２接続領域ｄを配置するとよい。
【００４２】
＜電子機器＞
次に、上述した可撓性構造体を適用した電子機器について、図６及び図７を参照して説明する。以下では、上述した可撓性構造体を電子ペーパー及び電子ノートに適用した場合を例にとる。
【００４３】
図６は、電子ペーパー１４００の構成を示す斜視図である。
【００４４】
図６に示すように、電子ペーパー１４００は、上述した実施形態に係る電気泳動表示パネルを表示部１４０１として備えている。電子ペーパー１４００は可撓性を有し、従来の紙と同様の質感及び柔軟性を有する書き換え可能なシートからなる本体１４０２を備えて構成されている。
【００４５】
図７は、電子ノート１５００の構成を示す斜視図である。
【００４６】
図７に示すように、電子ノート１５００は、図６で示した電子ペーパー１４００が複数枚束ねられ、カバー１５０１に挟まれているものである。カバー１５０１は、例えば外部の装置から送られる表示データを入力するための表示データ入力手段（図示せず）を備える。これにより、その表示データに応じて、電子ペーパーが束ねられた状態のまま、表示内容の変更や更新を行うことができる。
【００４７】
上述した電子ペーパー１４００及び電子ノート１５００は、上述した実施形態に係る可撓性構造体を備えるので、高品質な画像表示を行うことが可能である。
【００４８】
尚、これらの他に、腕時計、携帯電話、携帯用オーディオ機器などの電子機器の表示部に、上述した本実施形態に係る可撓性構造体を適用することができる。
【００４９】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う可撓性構造体、及び該可撓性構造体を備えてなる電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５０】
１００  電気泳動表示パネル、  ２００  フレキシブル基板、  ２１０  第１接続部、２２０  第２接続部、  ４００  回路基板、  ７００  外部回路基板
【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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【図７】
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