JP2008083579A - 画像表示媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブルなディスプレイ基板からのドライバＩＣの剥離を防止できる画像表示媒体の提供。
【解決手段】表示領域１０を形成する表示層と、下側ディスプレイ基板２および上側ディスプレイ基板４と、下側ディスプレイ基板２の上面に面に、表示領域１０の列方向に沿って配置された一群の走査電極と、上側ディスプレイ基板４の下側の面に、前記表示領域の行方向に沿って配置された一群のデータ電極と、下側ディスプレイ基板２のフレーム領域２Ａに設けられ、表示領域１０上の所定の画素を選択して画像を表示させる駆動ＩＣ６および駆動ＩＣ８とを有し、駆動ＩＣ６および駆動ＩＣ８が下側ディスプレイ基板２にフェイスダウン実装され、くどうＩＣ６および駆動ＩＣ８のフェイスダウン実装された側とは反対側の面に幅方向に沿った溝１６および溝１８が少なくとも１つ形成された画像表示媒体。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示媒体にかかり、特に、屈曲したときに駆動回路がディスプレイ基板から剥離することが防止された画像表示媒体に関する。

画像表示装置としては、液晶を用いた液晶表示装置が一般的である。これまで、液晶表示装置の基板にはガラス基板が用いられ、前記ガラス基板上に画像が表示される表示領域が形成されている。そして、表示領域の外側はフレーム領域と称され、単結晶シリコンから形成されたドライバＩＣが複数個、ＣＯＧで実装されている。

近年、電子ペーパやウェアラブルコンピュータに使用するための柔軟性のある画像表示装置が求められるようになってきた。

しかしながら、画像表示装置において表示領域が形成されたディスプレイ基板のみが柔軟であっても、ドライバＩＣが柔軟性を有しない場合には、ディスプレイ基板を屈曲させるとドライバＩＣがディスプレイ基板から剥離する可能性がある。

柔軟性のある画像表示装置において上記の問題を解決する手段として、所定の軸Ｌ周りに湾曲した状態または平面状態に変形可能なパネル１０と、表示領域１０に実装され、表示領域１０を駆動するためのドライバＩＣ３０とを備える表示装置において、ドライバＩＣ３０を棒状に形成するとともに、ドライバＩＣの長さ方向が所定の軸Ｌに対して平行になるように配置することが提案された（特許文献１、以上、文中の符号は特許文献１における符号である。）。

また、画像表示用基板１１と、その外側に側縁に沿うように設けられ、表示駆動用ＩＣ１６，１９がフェイスダウンボンディング方式で実装されたＩＣ実装用基板１４、１７と、それらを連結する基板連結部１５，１８とを有する表示領域１０を備え、基板連結部１５，１８の画像表示用基板１１の側縁方向の長さがＩＣ実装様基板１４，１７の側縁方向の長さよりも短い表示装置が提案された（特許文献２、以上、文中の符号は特許文献２における符号である。）

更に、ドライバＩＣのコストを下げるためにアモルファスシリコンや他結晶シリコンからドライバＩＣを形成することが提案されている（特許文献３）。

加えて、１枚のガラス基板上に画像を表示する表示部とドライバＩＣとを形成することにより、入力信号線の数および接続点数を削減し、画像表示装置の信頼性を向上させることも提案された（特許文献４）。
特開２００５−３３８１７９号公報 特開２００５−３３１９１４号公報 特許第３０３３１２４号公報 特開２００５−３００９２０号公報

しかしながら、これらの画像表示装置においても、ディスプレイ基板としてフレキシブル基板を用いた場合において、ドライバＩＣの長さが長いと、ディスプレイ基板が変形したときにドライバＩＣがディスプレイ基板から剥離するという問題点は完全には解決されなかった。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、アモルファスシリコンや多結晶シリコンで形成された安価なドライバＩＣを用いた場合においても、フレキシブルなディスプレイ基板からドライバＩＣが剥離するという問題の発生を効果的に防止できる画像表示媒体の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、電気的作用によって表示状態が変化する表示領域を形成する表示層と、少なくとも一方が透光性を有し、前記表示層を間に保持する１対のディスプレイ基板と、前記１対のディスプレイ基板の一方における前記表示層に相対する側の面に、前記表示領域の列方向に沿い、前記表示領域の全体に亘って配置された一群の走査電極と、前記１対のディスプレイ基板の他方における前記表示層に相対する側の面に、前記表示領域の行方向に沿い、前記表示領域の全体に亘って配置された一群のデータ電極と、前記１対のディスプレイ基板における前記表示領域の外側のフレーム領域に設けられ、外部から入力された画像データに基づいて走査電極およびデータ電極に信号を入力し、前記表示領域上の所定の画素を選択して前記表示領域上に画像を表示させる駆動回路とを有し、前記駆動回路が前記１対のディスプレイ基板の一方にフェイスダウン実装されてなるとともに、前記駆動回路を形成した駆動回路基板の前記フェイスダウン実装された側とは反対側の面には幅方向に沿った溝が少なくとも１つ形成されてなることを特徴とする画像表示媒体である。

請求項２に記載の発明は、前記１対のディスプレイ基板が柔軟性を有する請求項１に記載の画像表示媒体である。

請求項３に記載の発明は、前記駆動回路は前記駆動回路基板上にアモルファスシリコン、多結晶シリコン、および有機材料から選択された材料で形成されてなる請求項１または２に記載の画像表示媒体である。

請求項４に記載の発明は、前記溝が、前記駆動回路基板の長手方向に複数個形成されてなる請求項１〜３の何れか１項に記載の画像表示媒体に関する。

請求項５に記載の発明は、前記溝の深さが前記駆動回路基板の厚さの 半分以上である請求項１〜４の何れか１項に記載の画像表示媒体に関する。

請求項６に記載の発明は、前記溝が、側壁が底部に向かって縮小する階段状に形成されてなる請求項５に記載の画像表示媒体に関する。

請求項７に記載の発明は、前記溝が、側壁が底部に向かって縮小するテーパ状に形成されてなる請求項５に記載の画像表示媒体に関する。

請求項８に記載の発明は、前記溝の深さが５０μｍ以下である請求項５〜７の何れか１項に記載の画像表示媒体に関する。

請求項９に記載の発明は、前記駆動回路は８×ｎビット（ｎは自然数である。）毎にブロックを形成するとともに、前記駆動回路の１ブロックごとに前記駆動回路に溝を形成してなる請求項１〜８の何れか１項に記載の画像表示媒体に関する。

請求項１０に記載の発明は、前記溝が、ダイシングまたはレーザ加工で形成されてなる請求項１〜９の何れか１項に記載の画像表示媒体に関する。

請求項１１に記載の発明は、記駆動回路が、弾性を有する樹脂で前記ディスプレイ基板に固定されてなる請求項１〜１０の何れか１項に記載の画像表示媒体に関する。

請求項１２に記載の発明は、前記駆動回路が、前記１対のディスプレイ基板の他方で被覆されてなる請求項１〜１１の何れか１項に記載の画像表示媒体に関する。

請求項１に記載の発明によれば、駆動回路基板のフェイスダウン実装される側とは反対側の面、即ち駆動回路が形成された側とは反対側の面には幅方向に沿って溝が形成されているから、ディスプレイ基板としてフレキシブル基板のような柔軟な基板を用いた場合においても、ディスプレイ基板が反ったときに駆動回路基板が剥離することがない。

請求項２に記載の発明によれば、ディスプレイ基板は柔軟であり、しかもディスプレイ基板が沿っても駆動回路基板が剥離することがないから、画像表示媒体全体としても柔軟であり、電子ペーパやウェアラブルコンピュータ用として好ましい。

請求項３に記載の発明によれば、駆動回路は前記駆動回路基板上にアモルファスシリコン、多結晶シリコン、および有機材料から選択された材料で形成されるから、画像表示媒体全体としてコストを削減できるだけでなく、駆動回路基板に有機材料を用いることにより、より柔軟性の高い画像表示媒体を作製できる。

請求項４に記載の発明によれば、前記溝が、前記駆動回路基板の長手方向に複数個形成されているから、駆動回路基板の柔軟性が更に高い。したがって、駆動回路がディスプレイ基板から剥離することが更に効果的に防止される。

請求項５に記載の発明によれば、前記溝の深さが前記駆動回路基板の厚さの半分以上であるから、駆動回路基板の柔軟性が特に高い。したがって、駆動回路がディスプレイ基板から剥離することが特に効果的に防止される。

請求項６および７に記載の発明によれば、駆動回路基板の反りの自由度が特に高くなる。

請求項８に記載の発明によれば、駆動回路基板における溝を設けた部分の強度が駆動回路基板のそれ以外の部分の強度に比較して著しく低下することが防止される。

請求項９に記載の発明によれば、駆動回路基板の溝に対応する部分に駆動回路（アクティブ回路）が形成されることはないから、画像表示媒体を屈曲させたときに駆動回路も屈曲して破損することがない点で好ましい。

請求項１０の発明によれば、駆動回路基板に溝を形成するのに、通常のシリコンウェハーを個々のチップにダイシングするのに使用される設備が使用できるから、駆動回路基板に溝を形成するための特別な設備は不要である。

請求項１１に記載の発明によれば、駆動回路がディスプレイ基板に弾性樹脂で固定されている故に、駆動回路基板がディスプレイ基板の曲りに追従できない場合においても駆動回路基板がディスプレイ基板から剥離することが効果的に防止される。

請求項１２に記載の発明によれば、前記駆動回路は、１対のディスプレイ基板の間に挟持されるように配置されるから、より高い剥離防止効果が得られる。

１．実施形態１

本発明の画像表示媒体の一例である電子ペーパ１００は、図１に示すように、本発明の１対のディスプレイ基板の一方に相当し、画像が表示される表示領域１０を形成する下側ディスプレイ基板２と、前記ディスプレイ基板の他方に相当し、表示領域１０を挟んで下側ディスプレイ基板２に相対するように配設された上側ディスプレイ基板４と、本発明の駆動回路に相当し、下側ディスプレイ基板における表示領域１０の外側の部分であるフレーム領域２Ａに実装された駆動ＩＣ６および駆動ＩＣ８と、駆動ＩＣ６および駆動ＩＣ８を外部の卓上コンピュータ等と接続するための接続部１２とを備える。駆動ＩＣ６は、表示領域１０の短辺に沿って、駆動ＩＣ８は、表示領域１０の長辺に沿って設けられている。

下側ディスプレイ基板２の上側ディスプレイ基板４に相対する側の面には、表示領域１０の列方向に沿って、表示領域１０の全体に亘って線状の走査電極（図示せず。）が形成されている。そして、上側ディスプレイ基板４の下側ディスプレイ基板２に相対する側の面には、表示領域１０の行方向に沿って、表示領域１０の全体に亘って線状のデータ電極（図示せず。）が形成されている。下側ディスプレイ基板２および上側ディスプレイ基板４は、柔軟性を有するフレキシブル基盤であり、少なくとも上側ディスプレイ基板４は透明な基板である。したがって、データ電極もインジウム錫酸化物などの透明導電体で形成されている。なお、下側ディスプレイ基板２に走査電極を、上側ディスプレイ基板４にデータ電極を形成する代わりに、下側ディスプレイ基板２の上側ディスプレイ基板４に相対する側の面に行電極と列電極とスイッチングを行う画素トランジスタとを形成し、上側ディスプレイ電極４の下側ディスプレイ基板２に相対する側の全面に透明電極を形成してもよい。

表示領域１０は、下側ディスプレイ基板２と上側ディスプレイ基板４との間に挟まれた表示層により形成される。表示層は電気的作用によって表示状態が変化する材料、あるいは構造であればよく、コレステリック液晶やエレクトロクロミック材料や、電気泳動方式、帯電粒子（トナーあるいは電気粉流体）移動方式などが挙げられ、電気的作用を除去した後も表示層が表示した画像を保持するものが好ましい。

走査電極およびデータ電極に電圧を印加すると、表示層における電圧を印加した走査電極とデータ電極とが交差する部分の液晶の配向が変化し、光の透過性または反射性が変化して画像が表示される。また、走査電極とデータ電極とで区画される区画の夫々に電界効果トランジスタを形成し、走査電極およびデータ電極に電圧を印加して電界効果トランジスタをｏｎまたはｏｆｆして液晶の配列を変化させるようにしてもよい。

駆動ＩＣ６および駆動ＩＣ８は、ガラス基板のような透明基板上にアモルファスシリコン、多結晶シリコン、および有機材料から選択された材料によって、図３に示すように駆動回路としてシフトレジスタ２０、レベルシフタ２２、および出力回路２４が形成され、これらの回路が形成された側の面が下側ディスプレイ基板２を向くようにフェイスダウン実装され、弾性樹脂で固定されている。なお、駆動ＩＣ６および駆動ＩＣ８は、シリコンから形成された基板上にシフトレジスタ２０、レベルシフタ２２、および出力回路２４のような駆動回路が形成されたものであってもよい。駆動ＩＣ６は、リード線１４によって下側ディスプレイ基板２の走査電極に接続され、駆動ＩＣ８は、リード線１５によって下側ディスプレイ基板２の走査電極に接続されている。なお、リード線１４は、駆動ＩＣ６の出力回路２４と下側ディスプレイ基板２の走査電極とを接続し、リード線１５は、駆動ＩＣ８の出力回路２４と上側ディスプレイ基板４のデータ電極とを接続する。

なお、図１に示す例においては、上側ディスプレイ基板４は表示領域１０をカバーするのに充分な大きさしかなく、駆動ＩＣ６および駆動ＩＣ８を覆ってはいないが、図４に示すように、上側ディスプレイ基板４を下側ディスプレイ基板２と同一の寸法および形状とし、駆動ＩＣ６および駆動ＩＣ８のフェイスダウン実装された側とは反対側の面を被覆するようにしてもよい。なお図４において、下側ディスプレイ基板２、駆動ＩＣ６、駆動ＩＣ８、およびこれらの周囲の構成を明確にすべく、上側ディスプレイ基板４は、一部省略された形で示されている。

図１および図２に示すように、駆動ＩＣ６のフェイスダウン実装された側、即ち回路が形成された側とは反対側の面には、駆動ＩＣ６の基板である駆動回路基板６Ａの幅方向に沿って溝１６が設けられている。同様に、駆動ＩＣ８のフェイスダウン実装された側とは反対側の面には、駆動ＩＣ８の基板である駆動回路基板８Ａの幅方向に沿って溝１８が設けられている。

溝１６および溝１８の深さは、夫々駆動回路基板６Ａおよび駆動回路基板８Ａの厚さの５０％以上が好ましいが、５０μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下が特に好ましい。

溝１６および溝１８の形態は、図２において（Ａ）に示すように四角溝状であってもよいが、同図の（Ｂ）に示すように、底部に比較して頂部の幅が広い階段状の側壁を有する形態、および同図の（Ｃ）に示すように、底部から頂部に向かってテーパ状に拡大する形態が好ましい。溝１６および溝１８が図２の（Ｂ）または（Ｃ）に示す形態を有すれば、駆動回路基板６Ａおよび駆動回路基板８Ａがより容易に屈曲するから、駆動ＩＣ６および駆動ＩＣ８の柔軟性も高くなり、溝１６および溝１８が図２の（Ａ）の形態を有する場合に比較して、下側ディスプレイ基板２から剥離することが更に効果的に防止される。なお、溝１６および溝１８は、ダイシングまたはレーザ加工で形成される。

駆動ＩＣ６および駆動ＩＣ８においては、図３に示すように、シフトレジスタ２０、レベルシフタ２２、および出力回路２４は、３２ビットを１つのブロックとして形成されている。したがって、リード線１４および１５も、１〜３２、３３〜６４、６５〜９６・・・というように１つのブロックに３２本設けられている。溝１６および溝１８は、各ブロックを分割する位置に設けられている。したがって、電子ペーパ１００を湾曲させた場合に、駆動ＩＣ６および駆動ＩＣ８は全体として下側ディスプレイ基板２および上側ディスプレイ基板４に沿って湾曲するが、駆動ＩＣ６および駆動ＩＣ８のシフトレジスタ２０、レベルシフタ２２、および出力回路２４を形成した部分は湾曲せず、平面状の形態を保持する。したがって、駆動ＩＣ６および駆動ＩＣ８が下側ディスプレイ基板２から剥離することが防止される上に、シフトレジスタ２０、レベルシフタ２２、および出力回路２４を構成する各種素子が機械的ストレスによって破損することがない。

電子ペーパ１００の接続部１２に接続クリップを接続して外部の卓上コンピュータと電子ペーパ１００とを電気的に接続し、卓上コンピュータから、接続部１２を介して駆動ＩＣ６および駆動ＩＣ８に、画像制御電源、ロジック電源、シフトデータ、およびシフトクロックデータを入力する。ここで、画像制御電源は、出力回路２４、および下側ディスプレイ基板２に電界効果トランジスタが形成されている場合には前記電界効果トランジスタを駆動するための電源であり、ロジック電源は、シフトレジスタ２０およびレベルシフタ２２を駆動するための電源である。

駆動ＩＣ６においては、卓上コンピュータからシフトクロックデータが入力されると、シフトレジスタ２０はクロック信号を発生する。発生したクロック信号はレベルシフタ２２に入力され、レベルシフタ２２において、前記クロック信号に同期した走査信号を発生する。発生した走査信号は出力回路２４に入力され、出力回路２４は、前記走査信号に基づいて電圧パルスを発生してリード線１４を介して下側ディスプレイ基板の走査電極に入力する。これにより、走査電極が図１における左から順、または右から順に選択され、表示領域１０が左から右へ、または右から左へと走査される。

一方、駆動ＩＣ８においても、シフトクロックデータが入力されると、駆動ＩＣ６と同様にシフトレジスタ２０はクロック信号を発生する。発生したクロック信号はレベルシフタ２２に入力されるが、レベルシフタ２２は、画像データの一例であるビットマップデータに対応したシフトデータが入力されたときだけ、入力されたクロック信号に同期させて出力回路２４に画像信号を入力する。出力回路２４は、画像信号が入力されると、リード線１５を通して上側ディスプレイ基板４のデータ電極のうち、前記クロック信号に対応するものに電圧パルスを出力する。

したがって、表示領域１０の駆動ＩＣ６によって選択された走査電極と駆動ＩＣ８によって選択されたデータ電極とが交差する位置の画素において表示状態が変化して画像が表示される。

図１は、実施形態１に係る電子ペーパの構成を示す斜視図である。 図２は、実施形態１に係る電子ペーパの備える駆動ＩＣに形成された溝の形態を示す斜視図である。 図３は、実施形態１に係る電子ペーパの備える駆動ＩＣの構成を示す概略図である。 図４は、実施形態１に係る電子ペーパの別の例について構成を示す斜視図である。

符号の説明

２ 下側ディスプレイ基板
４ 上側ディスプレイ基板
２Ａ フレーム領域
６ 駆動ＩＣ
８ 駆動ＩＣ
６Ａ 駆動回路基板
８Ａ 駆動回路基板
１０ 表示領域
１２ 接続部
１４ リード線
１５ リード線
１６ 溝
１８ 溝
２０ シフトレジスタ
２２ レベルシフタ
２４ 出力回路
１００ 電子ペーパ

Claims (12)

1. 電気的作用によって表示状態が変化する表示領域を形成する表示層と、
   少なくとも一方が透光性を有し、前記表示層を間に保持する１対のディスプレイ基板と、
   前記１対のディスプレイ基板の一方における前記表示層に相対する側の面に、前記表示領域の列方向に沿い、前記表示領域の全体に亘って配置された一群の走査電極と、
   前記１対のディスプレイ基板の他方における前記表示層に相対する側の面に、前記表示領域の行方向に沿い、前記表示領域の全体に亘って配置された一群のデータ電極と、
   前記１対のディスプレイ基板における前記表示領域の外側のフレーム領域に設けられ、外部から入力された画像データに基づいて走査電極およびデータ電極に信号を入力し、前記表示領域上の所定の画素を選択して前記表示領域上に画像を表示させる駆動回路と
   を有し、
   前記駆動回路は前記１対のディスプレイ基板の一方にフェイスダウン実装されてなるとともに、前記駆動回路を形成した駆動回路基板の前記フェイスダウン実装された側とは反対側の面には幅方向に沿った溝が少なくとも１つ形成されてなることを特徴とする画像表示媒体。
2. 前記１対のディスプレイ基板は柔軟性を有する請求項１に記載の画像表示媒体。
3. 前記駆動回路は前記駆動回路基板上にアモルファスシリコン、多結晶シリコン、および有機材料から選択された材料で形成されてなる請求項１または２に記載の画像表示媒体。
4. 前記溝は、前記駆動回路基板の長手方向に複数個形成されてなる請求項１〜３の何れか１項に記載の画像表示媒体。
5. 前記溝の深さは前記駆動回路基板の厚さの 半分以上である請求項１〜４の何れか１項に記載の画像表示媒体。
6. 前記溝は、側壁が底部に向かって縮小する階段状に形成されてなる請求項５に記載の画像表示媒体。
7. 前記溝は、側壁が底部に向かって縮小するテーパ状に形成されてなる請求項５に記載の画像表示媒体。
8. 前記溝の深さは５０μｍ以下である請求項５〜７の何れか１項に記載の画像表示媒体。
9. 前記駆動回路は８×ｎビット（ｎは自然数である。）毎にブロックを形成するとともに、前記駆動回路の１ブロックごとに前記駆動回路に溝を形成してなる請求項１〜８の何れか１項に記載の画像表示媒体。
10. 前記溝はダイシングまたはレーザ加工で形成されてなる請求項１〜９の何れか１項に記載の画像表示媒体。
11. 前記駆動回路は、弾性を有する樹脂で前記ディスプレイ基板に固定されてなる請求項１〜１０の何れか１項に記載の画像表示媒体。
12. 前記駆動回路は、前記１対のディスプレイ基板の他方で被覆されてなる請求項１〜１１の何れか１項に記載の画像表示媒体。

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