JP2004334188A - マトリックス様式にてアドレス可能なポジティブ制御モード及びネガティブ制御モードを有するディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】バックグラウンドにおいて複数のキャラクターを表示することが可能なディスプレイ領域を有するディスプレイを提供する。
【解決手段】バックグラウンドにおいて複数のキャラクターを表示することが可能なディスプレイ領域を有するディスプレイである。このディスプレイは、キャラクターセグメント電極３１ー３７とバックグラウンド電極５０とをマトリックス様式にてアドレス可能となり、かつ、ポジティブモード又はネガティブモードにて駆動可能となる。
【選択図】図１Ｃ

Description

本発明は、パッシブマトリックスによりアドレス可能な二つの制御モードを有するディスプレイに関し、さらに特に、コレステリック型（キラル・ネマティック）液晶ディスプレイ及びこれらの電気ドライブスキーム並びに少なくとも二つの制御モードを有するセグメント化されたディスプレイに関する。

図４Ｃを参照すると、先行技術におけるセグメント化ディスプレイ１は、セグメント６のようにＯＮ状態、又はセグメント３のようにＯＦＦ状態にて書込可能なセグメント領域を有している。非セグメント化領域４には電極が存在していないので、非セグメント化領域４はアドレス可能ではない。非セグメント化領域４は、非セグメント化領域がＯＮ状態かＯＦＦ状態かによってセグメント領域の場合とは異なっている。このことは、セグメント化ディスプレイ１上に所望しない画像を生み出すことになる。

Ｙｕａｎらによる１９９７年６月３日付けの特許文献１は、二つの基板を有するコレステリック型液晶を用いたセグメント化ディスプレイを開示している。この第１基板は、セグメント化及び非セグメント化領域に分割されており、基板上に堆積された電極材料においてギャップによって規定されている。第２基板は、第１基板上のセグメント化及び非セグメント化領域に対応した一般的な電極に分割されている。この装置は、セグメント化領域と同様に非セグメント化領域の状態を変更することが可能であって、これによりポジティブ画像及びネガティブ画像の表示を可能としている。しかしながら、この装置はマトリックス駆動ではなく、従ってその適用を制限してしまうことになる数多くのリード電極を有している。例えば、４桁で７セグメント化画像を表示する場合、第１基板は２８個のリードを有する必要がある。８桁で７セグメント化画像に関しては、第１基板は、５６個のリードを有する必要がある。

Ｐｅｔｒｕｃｈｉｋによる２００１年１１月２７日付けの特許文献２は、一つの基板を有するコレステリック型液晶を用いたセグメント化ディスプレイを開示している。第１電極を有するこの基板は、基板上に堆積された電極材料においてギャップにより桁領域に分割されている。第２のセグメント化電極は、コレステリック型液晶層上にプリントされる。その後、誘電体材料層は、バイアルホールにてこのセグメント化電極の上部上に堆積される。最終的にコンダクターの別の層は、異なる桁におけるセグメントに対応して接続するカラム電極を形成すべく、上記誘電体層上に堆積される。この装置は、パッシブマトリックス様式にてアドレス可能である。８桁で７セグメント化画像を表示するためには、リードの総数は１５である。非セグメント化領域の表示は、セグメント化領域の表示に適合すべく着色されてもよい。しかしながら、この装置は、一つのタイプの画像のみしか表示できない。なぜなら、非セグメント化領域は、状態間でスイッチ可能ではないためである。
米国特許第５，６３６，０４４号 米国特許第６，３２３，９２８Ｂ１号 米国特許第５，６９５，６８２号 米国特許第５，２５１，０４８号 米国特許第５，７４８，２７７号

二つの制御モード、ポジ及びネガティブモード、さらにマトリックス様式にてアドレス可能で、特にパッシブマトリックス様式にて、表示することが可能なディスプレイに関しての要求が存在する。

上記の要求は、本発明によって、バックグラウンドにおいて複数のキャラクターを表示することが可能なディスプレイ領域を有するディスプレイの製造方法を提供することにより解決され、複数のセグメントを有するキャラクターを有しており、該方法は：基板を設けるステップ；基盤上に、キャラクター領域を規定する電気的分割領域を有する第１パターン化コンダクター層を形成するステップであって、この第１パターン化コンダクターはディスプレイ領域と実質的に同一の広がりを有している、ステップ；第１パターン化コンダクター層上に光変調材料層を堆積するステップ；上記キャラクターのセグメント及び上記バックグラウンドを規定する電気的に分離された領域を有する、上記光変調材料層上に第２パターン化コンダクター層を形成するステップであって、この第２パターン化コンダクターは上記ディスプレイ領域と実質的に同一の広がりを有する、ステップ；上記第２パターン化コンダクター層上に、上記第２パターン化コンダクター層の各セグメント及びバックグラウンド上にホールを規定する誘電体層を堆積するステップ；及び上記誘電体層上に、上記第２セグメントの上記キャラクターセグメントと上記ホールを介して上記誘電体層の上記バックグラウンド領域とを規定する領域に接続された複数のコンダクターを規定する第３パターン化コンダクター層を形成するステップ；を有しており、上記コンダクターの少なくとも一つは、一つ以上のキャラクターのセグメントに接続されており、これにより、このディスプレイは、第１及び第２の複数の接触を電気的にアドレスすることにより、マトリックス様式にてアドレスが可能となり、且つ、ポジティブモード又はネガティブモードにて駆動可能となる。

本発明は、少なくとも二つの制御モードを表示し、パッシブマトリックスアドレス手法によりセグメント化領域及び非セグメント化領域の影を軽減する、という利点を有する。

図１Ａ乃至図２Ｅを参照すると、本発明によるディスプレイの第１の形成方法が述べられている。図１Ａは、本発明に従ったディスプレイの第１パターン化コンダクター層１０に関する上面図である。図２Ａに示すように、このディスプレイは、Ｋｏｄａｋ Ｅｓｔａｒ（登録商標）などの薄型透過性ポリマー材料などを使用することが可能な、厚み２０以上２００μｍ以下の厚みを有するポリエステルプラスティック製のフィルムベースの基板１５を有している。

一つの実施例において、基板１５は、ポリエステル膜ベースの１２５μｍ厚のシートであってもよい。透過性ポリカーボネートなどの他のポリマーを使用することも可能である。第１パターン化コンダクター層１０の形態の電極が基板上に形成される。第１パターン化コンダクター層１０は、スズ酸化物又はインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）であってもよいが、好ましくはＩＴＯである。典型的に、第１コンダクターの材料は、基板上に、単位面積当たり２５０ｏｈｍ未満の抵抗を有する層としてスパッタリングされる。代替的に第１パターン化コンダクター層１０は、ポリチオフェンなどの有機導電性ポリマーや銅、アルミニウム又はニッケルなどの不透明電気コンダクター材料であってもよい。第１コンダクター層は、その後、常套的なフォトリソグラフィー手法、レーザーエッチング手法又はその他の公知の手法により、第１パターン化コンダクター層１０を形成するようにパターン化される。第１パターン化コンダクター層１０は、キャラクター領域を規定する電気的分離領域１８を有している。第１パターン化コンダクター層１０は、第１パターン化コンダクター層１０により覆われていないセグメント間の境界線のみを有するディスプレイ領域と実質的に同延である。第１パターン化コンダクター層のキャラクター領域のそれぞれに電気接点を製造するための第１の複数コンタクト２００は、第１パターン化コンダクター層１０に電気的に接続されている。

図１Ｂを参照すると、ポリマーなどのコレステリック型（又はキラル・ネマティック型）分散液晶光変調層２０は、第１パターン化コンダクター層１０に積層されている。一つの例示的な実施例において、ポリマー分散コレステリック型光変調層２０は、ポリマーホスト材料及び分散コレステリック型液晶材料を有しており、Ｄｏａｎｅらの１９９７年１２月９日付けの特許文献３に開示されており、ここに文献として取り込む。種々の振幅及び時間の間、電場を適用することは、キラル・ネマティック材料を反射状態、透過状態又は中間状態へと駆動することが可能である。これらのコレステリック型材料は、電場を除去した後に完全に所定の状態に保持するという利点を有する。コレステリック型液晶材料は、Ｅ．Ｍ． Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ｏｆ Ｈａｗｔｈｏｒｎｅ，ＮＹにて市販のＭｅｒｃｋ ＢＬ１１２、ＢＬ１１８又はＢＬ１２６であってもよい。

この例示的な実施例において、ポリマーホスト材料は、脱イオン化フォトグラフィックゼラチンに分散されたＥ．Ｍ．Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社製のコレステリック型材料、ＢＬ１１８にて提供される。この液晶材料は、８％の濃度で５％の脱イオン化ゼラチン水性溶液に分散される。この混液は、水性懸濁液中で液晶を１０μｍ径のドメインを形成するように分散される。この材料は、７μｍのポリマー分散型コレステリック型コーティーングを供するように、パターン化されたＩＴＯポリエステルシート上にコートされる。ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）又はポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）などのその他の有機バインダーを用いることも可能である。かかる化合物は、フォトグラフィック膜に関連付けられた装置上に機器コート可能である。

図１Ｃが示しているのは、第２パターン化コンダクター層３０の形態の電極がポリマー製の光変調層２０を積層しているところである。第２パターン化コンダクター層３０は、ポリマー製の光変調層２０を横切って電場を構築するのに十分な導電性を有する必要がある。第２パターン化コンダクター層３０は、アルミ、銀、白金、炭素、タングステン、モリブデン、スズ、インジウム又はこれらの組み合わせなどの材料を用いて真空環境下にて形成されてもよい。第２パターン化コンダクター層３０は、示されている通り、堆積層の形態を有している。これらの金属の酸化物は、第２パターン化コンダクター層３０を暗色化すべく使用されてもよい。スズ酸化物又はインジウムスズ酸化物コーティーングは、第２パターン化コンダクター層３０を透過性にすることを可能とする。

電極１０、５０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、４１、５１、６１は、光変調層２０の反対側に存在しており、列及び行がそれぞれ配置されており、列及びカラムの交点は、電圧が電極に適用された場合、光変調層２０を横切って電場を適用する領域を規定している。

一つの実施例において、第２パターン化コンダクター層３０は、Ａｃｈｅｓｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製のスクリーン印刷可能な電気的導電性材料であるＥｌｅｃｔｒｏｄａｇ４２３ＳＳなどの印刷導電性インクである。かかる印刷材料は、熱可塑性樹脂におうて良好なグラファイト粒子に分割される。

この実施例において、第２パターン化コンダクター層３０は、キャラクター及びバックグラウンドのセグメントを規定する電気的に分離した領域を有し、且つ、ディスプレイ領域に実質的に同延である。図１Ｆは、７セグメントキャラクターのセグメント電極３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７を示しており、図１Ｃの最も左のキャラクターに対応している。図１Ｃにおいて、他のキャラクターのセグメント電極４１、５１及び６１は、最も左のキャラクターのセグメント電極３１に対応している。図１Ｃに示された４つのキャラクター同じ形態（つまり標準的な７セグメントの数字キャラクター）を有しているが、これらは英数字キャラクター、中国語、又はその他の特別な目的のアイコンなどのセグメント化された異なる形態に適合してもよい。バックグラウンド領域又は非セグメント化領域は、バックグラウンド電極５０に接続された、単一の電気的接続領域である。

図１Ｄは、第２パターン化コンダクター層３０上に堆積された誘電体層１２０を示している。誘電体層１２０は、複数のバイアルホールを有している。バイアルホール７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、８１、９１及び１０１は、それぞれ、セグメント電極３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、４１、５１及び６１に電気的に接続可能である。バイアルホール７０は、バックグラウンド電極５０に電気的接続が可能である。追加のバイアルホールは、第１パターン化コンダクター層１０に電気的に接続可能であってもよい。誘電体層１２０は、Ａｃｈｅｓｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製のスクリーン印刷可能な紫外線硬化性誘電体材料であるＥｌｅｃｔｒｏｄａｇ １０１５などの非導電性ポリマーである。

図１Ｅは、誘電体層１２０上に堆積された第３パターン化コンダクター層を示している。この第３パターン化コンダクター層は、複数のコンダクター１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６及び１１７を有しており、バイアルホールを介して第２パターン化コンダクターのセグメント電極のすべてに接続されている。特に、コンダクター１１１は、それぞれバイアルホール７１、８１、９１、１０１を介してセグメント電極３１、４１、５１、６１に接続している。同様にコンダクター１１２は、第１キャラクターのセグメント電極３２及び他のキャラクターの対応部分に接続している。第３パターン化コンダクター層はまた、バイアルホール７０を介して、第２パターン化コンダクターのバックグラウンド電極５０に接続されている。この第３パターン化コンダクター層は、追加のバイアルホールを介して第１パターン化コンダクターに接続されているコンダクターを有していても有していなくともよい。

好ましくは、この第３パターン化コンダクターは、Ａｃｈｅｓｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製のスクリーン印刷可能な電気的導電性材料であるＥｌｅｃｔｒｏｄａｇ ４２３ＳＳなどの印刷導電性インクである。かかる印刷材料は、熱可塑性樹脂にてグラファイト粒子に良好に分割される。代替的に、第３パターン化コンダクター層は、銀、アルミニウム、ＩＴＯ又はその他の電気的導電性材料であってもよい。

第３パターン化コンダクター層においてコンダクターにて電気接点を製造するための第２の複数のコンタクト２０２は、第２パターン化コンダクターのセグメント及びバックグラウンド電極に接続されている。

このディスプレイは、ポジティブモード又はネガティブモードにてアドレスされてもよい。ポジティブモードにおいて、このキャラクターは暗くバックグラウンドは明るい；ネガティブモードにおいて、このキャラクターは明るく、バックラウンドは暗い。

第１実施例によると、このバックグラウンド領域は、単一の電気接点領域５０である。従って、電気的に分離したセグメントに対する境界線は、いくつかの領域で困難であってもよい。

第２実施例によると、このバックグラウンド領域は、複数の電気的に分離された領域に分割され、第３コンダクター層においてコンダクターにより電気的に接続されている。この実施例は、少数の追加電気接点のみを追加することで第１実施例の問題点を克服している。

第１実施例にあるように、第１パターン化コンダクター層１０は、図１Ａ及び図２Ａに示すように、基板１５上に形成されている。ポリマー製の光変調層２０などの光変調材料層は、その後、図１Ｂ及び図２Ｂに示すように、第１パターン化コンダクター層１０を積層する。

図３Ａを参照すると、第２パターン化コンダクター層３０は、図１Ｃのそれと異なっている。このバックグラウンド領域は、複数の電気的に分離された領域を有している。図３Ｄは、７セグメントキャラクターのセグメント電極３１、３２、３３、３４、３５、３６及び３７並びにバックグラウンド電極３８及び３９を示しており、図３Ａに示すように一般的なバックグラウンド電極５０からは電気的に分離されている。

誘電体層１２０は、図１Ｄに示したように、同様のバイアルホール７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、８１、９１及び１０１とともに第２パターン化コンダクター層３０上に堆積され、それぞれセグメント電極３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、４１、５１及び６１に電気的な接続を可能としている。バイアルホール７０は、一般的なバックグラウンド電極５０に電気的接続を可能としている。図１Ｄと比較すると、追加のバイアルホール７８及び７９は、それぞれバックグラウンド電極３８及び３９上に形成される。

図３Ｃは、図１Ｅに対をなすものであって、誘電体層１２０上に形成された第３パターン化コンダクター層を示している。この第３パターン化コンダクター層は、第２パターン化コンダクターにおけるキャラクターセグメントと、誘電体層におけるホールを介したバックグラウンド領域とを規定する領域に接続された複数のコンダクターを有しており；コンダクターの少なくとも一つは、一つ以上のキャラクターにおけるセグメントに接続されている。コンダクター１１１乃至１１７は、キャラクターセグメントを規定する領域に接続されており、コンダクター１１０、１１８及び１１９は、それぞれバイアルホール７０、７８、７９を介してバックグラウンド領域に接続されている。

図４Ａは、ネガティブモードで駆動される本発明の第１方法に従って製造された４桁７セグメントディスプレイ５の概観を示している。図４Ｂは、図４Ａに示したのと同様のディスプレイがポジティブモードにて駆動するのを示している。両ケースにおいて、セグメント化領域及びバックグラウンド領域は、全て、マトリックス様式にて電気的にアドレス可能である。このディスプレイは１２個の電気リードを有している。本発明の第１方法に従って製造された８桁７セグメントディスプレイでは、電気リードの全数は１６である。このディスプレイは、常套的な駆動方法（例えば、Ｄｏａｎｅらによる１９９３年１０月５日付けの特許文献４参照）や、ダイナミック駆動方法（例えば、Ｈｕａｎｇらによる１９９８年５月５日付けの特許文献５参照）など、種々の公知の駆動方法を用いてアドレスされてもよい。

これらの方法を用いて形成されたディスプレイは、例えば、小売に用いる安価で電気的に書込可能なタグなどに使用されてもよい。

本発明に従ったディスプレイにおける第１パターン化コンダクター層に関する上面図である。 図１Ａのディスプレイの第１パターン化コンダクター層上に配置された光変調材料層に関する上面図である。 図１Ｂのディスプレイの光変調材料層上の第２パターン化コンダクター層に関する上面図である。 図１Ｃのディスプレイの第２パターン化コンダクター層上に堆積されたパターン化誘電体層に関する上面図である。 図１Ｄのディスプレイの誘電体層上に配置された第３パターン化コンダクター層に関する上面図である。 図１Ｃに示したセグメント電極に関する上面図である。 ＡからＥはそれぞれ図１Ａから図１Ｅの線２−２に沿った断面図である。 Ａは図１Ｂのディスプレイの光変調材料層上の代替的第２パターン化コンダクターに関する上面図であり、Ｂは図３Ａのディスプレイの第２パターン化コンダクター上に堆積されたパターン化誘電体層に関する上面図であり、Ｃは図３Ｂのディスプレイの誘電体層上に堆積された第３パターン化コンダクター層に関する上面図であり、Ｄは図３Ａのセグメント電極に関する上面図である。 Ａは基板側から見た第１モードにて駆動する本発明に従ったディスプレイに関する上面図であり、Ｂは第２モードで制御する図４Ａのディスプレイに関する上面図であり、Ｃは先行技術におけるディスプレイに関する上面図である。

符号の説明

１ セグメント化ディスプレイ
３ セグメント
４ 非セグメント化領域
５ ４桁７セグメントディスプレイ
６ セグメント
１０ 第１パターン化コンダクター層
１５ 基板
１８ 電気的分離領域
２０ 光変調層
３０ 第２パターン化コンダクター層
３１ セグメント電極
３２ セグメント電極
３３ セグメント電極
３４ セグメント電極
３５ セグメント電極
３６ セグメント電極
３７ セグメント電極
３８ バックグラウンド電極
３９ バックグラウンド電極
４１ 電極
５０ バックグラウンド電極
５１ 電極
６１ 電極
７０ バイアルホール
７１ バイアルホール
７２ バイアルホール
７３ バイアルホール
７４ バイアルホール
７５ バイアルホール
７６ バイアルホール
７７ バイアルホール
７８ バイアルホール
７９ バイアルホール
８１ バイアルホール
９１ バイアルホール
１１０ コンダクター
１１１ コンダクター
１１２ コンダクター
１１３ コンダクター
１１４ コンダクター
１１５ コンダクター
１１６ コンダクター
１１７ コンダクター
１１８ コンダクター
１１９ コンダクター
１２０ 誘電体層
２００ コンタクト
２０２ コンタクト

Claims (1)

1. バックグラウンドに複数のキャラクターを表示することができるディスプレイ領域を有するディスプレイであって、前記キャラクターは複数のセグメントを有しており、当該ディスプレイは：
   （ａ）前記キャラクター領域を規定する電気的に分離された領域を有し、前記ディスプレイ領域に実質的に同延である第１パターン化コンダクター層；
   （ｂ）該第１パターン化コンダクター層において前記キャラクター領域のそれぞれに電気接点を形成する第１の複数のコンタクト；
   （ｃ）前記第１パターン化コンダクター層上に配置された光変調材料層；
   （ｄ）該光変調材料層上に配置され、且つ、前記キャラクターと前記バックグラウンドの前記セグメントを規定する電気的に分離された領域を有し、且つ、前記ディスプレイ領域に実質的に同延である、第２パターン化コンダクター層；
   （ｅ）該第２パターン化コンダクター層上に配置され、前記第２パターン化コンダクター層の各セグメント及びバックグラウンドのそれぞれの上のホールを規定する、誘電体層；
   （ｆ）前記第２パターン化コンダクターの前記キャラクターセグメントと、前記誘電体層において前記ホールを介した前記バックグラウンド領域とを規定する前記領域に接続された複数のコンダクターを規定する前記誘電体層上に配置された第３パターン化コンダクター層であって、前記コンダクターの少なくとも一つが複数のキャラクターのセグメントに接続されている、第３パターン化コンダクター層；及び
   （ｇ）該第３パターン化コンダクター層において前記コンダクターに電気接点を形成する第２の複数のコンタクト；
   を備え、
   当該ディスプレイは、前記の第１の複数のコンタクト及び前記の第２の複数のコンタクトを電気的にアドレスすることによりマトリックス様式にてアドレス可能であるか、或いは、ポジティブモード若しくはネガティブモードで駆動可能であることを特徴とするディスプレイ。

Images