JP2012013956A - 表示媒体及び表示媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ＴＦＴへの強い光の入射を防止し、リーク電流の発生を防止できる表示媒体及びその表示媒体を備えた表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
上述した課題を解決するため、透明な第一基板と、前記第一基板と対向する第二基板と、前記第二基板に形成された複数の画素電極と、前記第二基板に形成され、且つ、前記複数の画素電極毎に設けられた複数のスイッチング素子と、前記第一基板と前記第二基板との間に配置され、多数の帯電粒子を備えた帯電粒子層と、前記スイッチング素子と前記帯電粒子層との間に配置され、前記第一基板側から入射される光を減光する減光層と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示媒体及び表示装置に関するものである。

従来から、電力の供給が絶たれても画像の表示が維持される電気−光学ディスプレイが知られている（例えば、特許文献１）。このような電気−光学ディスプレイは、アクティブマトリクス回路と共に使用され、文書や画像を閲覧するための表示装置に適用される。

特表２００４−５３６３３６号公報

上述のような表示装置のアクティブマトリクス回路にはＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）がスイッチング素子として用いられる。しかしながら、太陽光などの白色光が５０，０００ｌｘを超える照度で表示装置に入射されると、ゲート電圧を印加していない状態であっても表示装置のＴＦＴは励起される。この場合、画素電極に蓄えられた電荷が、ＴＦＴからソース電極線へ逆流してリーク電流が発生してしまう。このリーク電流の発生により、書き換えられる画像の表示品質が悪くなるという問題がある。

そこで本発明は、ＴＦＴへの強い光の入射を防止し、リーク電流の発生を防止できる表示媒体及びその表示媒体を備えた表示装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、透明な第一基板と、前記第一基板と対向する第二基板と、前記第二基板に形成された複数の画素電極と、前記第二基板に形成され、且つ、前記複数の画素電極毎に設けられた複数のスイッチング素子と、前記第一基板と前記第二基板との間に配置され、多数の帯電粒子を備えた帯電粒子層と、前記スイッチング素子と前記帯電粒子層との間に配置され、前記第一基板側から入射される光を減光する減光層と、を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ＴＦＴへの強い光の入射を防止し、リーク電流の発生を防止することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の特徴に加え、前記減光層は、複数のスイッチング素子及び複数の画素電極を覆うように設けられている少なくとも１以上の減光部材により形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、減光層がＴＦＴの上部以外に形成されていない場合にくらべ、より確実にＴＦＴへ照射される光を減光することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明の特徴に加え、前記減光層には、青色の染料または顔料が含有されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、共通電極としてＩＴＯが用いられた場合に、表示が全体的に黄色く見えることを防止することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明の特徴に加え、前記減光層の光の透過率が５０％以下であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４の何れかに記載の表示媒体と、前記表示媒体の表示を書き換えるための電子回路が形成された回路基板と、を備えた表示装置である。

請求項５に記載の発明によれば、リーク電流の発生を防止した表示装置を提供することができる。

ＴＦＴへの強い光の入射を防止し、リーク電流の発生を防止することができる。

表示装置１を正面から見た場合の外観を示した概略図である。 図１に示すＡ−Ａ線の断面を矢印の方向からみた場合の表示装置１の断面の概略図である。 表示媒体１００の断面を拡大した拡大断面の概略図である。 回路形成面１０８Ａに形成されるアクティブマトリクス回路の構成を示す概略図である。 図４に示す領域Ａ近傍を拡大した拡大図である。 両面テープ１０７が配置される領域の一例を示した概略図である。 両面テープ１０７が配置される領域の一例を示した概略図である。

以下に、本発明が適用される表示装置１について説明する。先ず、表示装置１の概要について説明する。表示装置１は、文書や、画像などを表示する表示装置である。表示装置１は、利用者が携帯可能なサイズである。表示装置１を携帯して外出することで、利用者は外出先でも所望の文書や画像を閲覧することが出来る。

表示装置１は、表示媒体１００を備えた表示装置である。表示媒体１００は、特表２００４−５３６３３６等に記載されているような周知の電気泳動型の表示素子を備えた表示媒体である。表示媒体１００の詳細な構成については後述する。表示装置１は表示媒体１００に所望の画像を表示する。表示媒体１００に表示された画像は、後述の回路基板７（図２参照）に備えられた表示コントローラにより書き換えられる。回路基板７には、表示媒体１００の表示を書き換えるための電子回路が形成されている。表示媒体１００に表示された画像は、表示媒体１００、又は、表示コントローラへの電力の供給が断たれても、表示されたまま維持される。このような表示装置１は、画像の表示の維持のために電力を必要戸しないため、画像の書き換え後は、表示媒体１００、又は、表示コントローラへの電力の供給を停止することにより電力消費を抑えることが出来る。したがって、画像の表示の維持のために電力が必要な、従来のバックライトを必要とするＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ
Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）パネルや、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）などの自発光型の表示パネルを備えた表示装置に比べ、消費電力が少ないという特徴がある。

次に、図１及び図２を参照し、表示装置１の構成を説明する。図１及び図２に示すように、表示装置１は、透明板２と、複数のボタン３と、上筐体４と、下筐体５と、ＦＰＣ６と、回路基板７と、表示媒体１００とを備える。

表示装置１は、上筐体４、下筐体５、及び、透明板２に囲まれた表示装置１の内部空間に、表示媒体１００、ＦＰＣ６、回路基板７を備える。

上筐体４、及び、下筐体５は、ＡＢＳ樹脂などの好適な樹脂材料により形成されれば良い。上筐体４、及び、下筐体５は、主に表示装置１の外形を形成する。上筐体４、及び、下筐体５は、表示装置１の内部空間にある表示媒体１００、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）６、回路基板７等を保護する。

透明板２は、表示装置１の正面の略中央に設けられている。利用者は、透明板２を介して表示媒体１００に表示された画像等を視認する。透明板２は、透明なアクリルなどの好適な樹脂材料により形成れれば良い。上筐体４は、表示装置１の正面の略中央に開口部分を有する。その開口部分には、上述の透明板２がはめ込まれている。

表示装置１は、複数のボタン３を備えている。ボタン３は、回路基板７に備えられた周知のメンブレンスイッチの接点のオンとオフとの切り替えを行うために設けられている。ボタン３は、ＡＢＳ樹脂などの好適な樹脂材料により形成されれば良い。ボタン３の上部は、上筐体４から外部に突出している。利用者がボタン３を押下することより、ボタン３は、回路基板７に備えられたメンブレンスイッチを押下し、メンブレンスイッチの接点が接続される。

回路基板７は、表示装置１を制御するために必要な様々な回路や、半導体素子等を備えている。上述したように、回路基板７は、表示コントローラやメンブレンスイッチを備えている。

また、表示装置１は、表示媒体１００と回路基板７とを所定位置に保持するための保持部材を備える。しかし、図１、及び、図２では保持部材は記載していない。また、表示装置１００に電力を供給するためのバッテリー等の構成も図１、及び、図２には記載していない。

次に、図３を参照して表示媒体１００の詳細な構成について説明する。尚、以下の説明において、表示装置１の表面に近い側を上側とし、表示装置１の裏面側に近い側を下側として説明する。表示媒体１００は、保護フィルム１０１と、透明接着層１０２と、電極形成フィルム１０３と、ポリマーバインダ１０４とを備えた積層体１０６と、その積層体１０６が載置されたガラス基板１０８とを備える。

積層体１０６の構成について詳細に説明する。保護フィルム１０１は、積層体１０６の最も上側に位置する層である。保護フィルム１０１は、ＰＥＴで形成された透明なプラスティックフィルムである。保護フィルム１０１の上面には、紫外線の照射を吸収するための保護層、酸素または湿気の侵入を防止するための障壁層、及び、光学特性を改善するための反射防止コーティング、防眩コーティングなどが施されている。

保護フィルム１０１の下には、透明接着層１０２がある。透明接着層１０２はアクリルを主成分とする透明なアクリル系接着剤で形成されている。透明接着層１０２は、保護フィルムの下面と、電極形成フィルム１０３の上面とを接着している。

透明接着層１０２の下には、電極形成フィルム１０３がある。電極形成フィルム１０３は、ＰＥＴで形成された透明なプラスティックフィルムである。電極形成フィルム１０３の下面は電極形成面１０３Ａである。電極形成面１０３Ａには、すべての画素に対して共通に設けられた共通電極が形成されている。共通電極はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）で形成されている。電極形成面１０３ＡにＩＴＯが蒸着されることにより。
電極形成フィルム１０３に共通電極が形成される。尚、図３には共通電極については図示していない。

電極形成フィルム１０３に形成された共通電極の更に下には、複数のマイクロカプセル１０５を備えたポリマーバインダ１０４がある。ポリマーバインダ１０４は、電極形成フィルム１０３と一体的に形成されている。ポリマーバインダ１０４は、ポリウレタン等の樹脂材料により形成される。マイクロカプセル１０５は、ポリマーバインダ１０４内に形成された小さな空間である。マイクロカプセル１０５には、炭化水素ベースの流体が収納されている。その炭化水素ベースの流体中には、多数の白色帯電粒子１５１及び多数の黒色帯電粒子１５２が分散された状態で保持されている。白色帯電粒子１５１は、負に帯電した白色の粒子である。黒色帯電粒子は、正に帯電した黒色の粒子である。ポリマーバインダ１０４は、積層体１０６のもっとも下に位置する層である。

上述したように、積層体１０６は、複数の層が順番に積層されている。保護フィルム１０１と、透明接着層１０２と、電極形成フィルム１０３と、ポリマーバインダ１０４とは、上から見たとき略同じ大きさの矩形の形状である。積層体１０６は、上から見たときに積層体１０６よりも一回り大きい大きさのガラス基板１０８上に減光性両面テープ１０７を介して配置されている。ガラス基板１０８と、積層体１０６とは、減光性両面テープ１０７により接着されている。

ガラス基板１０８は、ガラスで形成された基板である。ガラス基板１０８は、回路形成面１０８Ａを備える。回路形成面１０８Ａは、ガラス基板１０８の上面である。図３では、省略して記載していないが、回路形成面１０８Ａには、後述の画素電極１３５、ＴＦＴ１４０、ゲート電極線１１１、ソース電極線１２１等から構成されるアクティブマトリクス回路が形成されている（図４、図５参照）。また、回路形成面１０８Ａにはゲート電極線１１１へのゲート信号の出力を制御するためのゲートドライバ１１０（図３、図４参照）、及び、ソース電極線１２１へのソース信号の出力を制御するためのソースドライバ１２０（図４参照）が設置されている。これらの構成の詳細については後述する。

回路形成面１０８Ａ上に形成された画素電極１３５、ＴＦＴ１４０、ゲート電極線１１１、ソース電極線１２１等を上から覆うように配置された減光性両面テープ１０７により、ガラス基板１０８と積層体１０６とが接着されている。減光性両面テープ１０７は、ポリエステルフィルムで形成された基材の両面に、アクリルを主成分とするアクリル系接着剤を備えた両面テープである。太陽光などの白色光を減光できるように基材のポリエステルフィルムには、所定量の染料または顔料が含有されている。この基材のポリエステルフィルムの光の透過率は５０％以下である。たとえば、光源から物体に１００，０００ｌｘの照度の光が照射されている場合に、光源から物体との間にこのポリエステルフィルムの基材を配置し光源からの光をさえぎったとき、物体には５０，０００ｌｘ以下の光が照射されることになる。

したがって、この減光性両面テープ１０７により、表示装置１の外側からの入射される光が減光される。これにより、ＴＦＴ１４０に強い光が入射してリーク電流が発生することを防止できる。真夏の太陽光の下での照度がおよそ１００,０００ｌｘ程度である。表
示媒体１００を備えた表示装置１を真夏の太陽光の下で使用したとしても、ＴＦＴ１４０に照射される光は減光性両面テープ１０７により減衰され、ＴＦＴ１４０での照度は５０，０００ｌｘ以下に減衰されるのでリーク電流が発生しない。

また、減光性両面テープ１０７には、青色の染料または顔料が含有されることが好ましい。電極形成フィルム１０３に形成される共通電極はＩＴＯで少し黄色いため、表示媒体１００で表示される画像も少し黄色く表示される。これに対し、減光性両面テープ１０７
の色を青にすることで、黄色味がかった表示を改善することが出来る。

積層体１０６と、ガラス基板１０８とは、積層体１０６の側面に沿って形成されたシリコンモールド１０９によって、固定されている。シリコンモールドは、積層体１０６の側面と、ガラス基板１０８の回路形成面１０８とに沿って形成されている。

次に図４、図５を参照し、回路形成面１０８Ａに形成されているアクティブマトリクス回路について説明する。図４に示すように回路形成面１０８Ａには、複数のゲートドライバ１１０が配置されている。各ゲートドライバ１１０の一端側の端子は、多数のゲート電極線１１１と電気的に接続されている。また、各ゲートドライバ１１０の他端側の端子は複数の信号線１１２と電気的に接続されている。上述の回路基板７の表示コントローラからの制御信号が、この信号線１１２を介してゲートドライバ１１０に入力される。ゲートドライバ１１０は、信号線１１２から入力される制御信号に従って、各ゲート電極線１１１へ出力するゲート信号を制御する。信号線１１２は、上述のＦＰＣ６を介して回路基板７の回路と接続されている。

また、回路形成面１０８Ａには、複数のソースドライバ１２０が配置されている。各ソースドライバ１２０の一端側の端子は、複数のソース電極線１２１と接続されている。また、各ソースドライバの他端側の端子は複数の信号線１２２と電気的に接続されたている。信号線１２２は、上述の回路基板７の表示コントローラからの制御信号が、この信号線１２２を介してソースドライバ１２０に入力される。ソースドライバ１２０は、信号線１２２から入力される制御信号に従って、各ソース電極線１２１へ出力するソース信号を制御する。信号線１２２と、上述のＦＰＣ６を介して回路基板７の回路と接続される。

多数のゲート電極線１１１と、多数のソース電極線１２１とは、互いに交差するように、格子状に配列している。ゲート電極線１１１とソース電極線１２１との交点の近傍には、ＴＦＴ１４０と画素電極１３５がそれぞれひとつずつ配置している。この交点近傍の詳細な構成を図５を参照して説明する。

図５に示すように、ゲート電極線１１１とソース電極線１２１との交点近傍には、一つの画素電極１３５が配置している。ゲート電極線１１１の交点近傍には、画素電極１３５側に突出したゲート電極部１１１Ａがある。また、ソース電極線１２１の交点近傍には、画素電極１３５側に突出したソース電極部１２１Ａがある。ゲート電極部１１１Ａの上には、絶縁膜１３３が形成されており、更にその上には半導体膜１３２が形成されている。ソース電極部１２１Ａは、半導体膜１３２の一端側にかぶさるように形成されている。ドレイン電極１３１が、半導体膜１３２の他端側にかぶさるように形成されている。ドレイン電極１３１は、画素電極１３５と電気的に接続されている。このように、ソース電極部１２１Ａ、絶縁膜１３３、半導体膜１３２、ゲート電極部１１１Ａ、ドレイン電極１３１等からＴＦＴ１４０は構成されている。尚、ゲート電極線１１１とソース電極線１２１との交点には、ゲート電極線１１１とソース電極線１２１とが電気的に接続されることを防止するため絶縁膜１３４が形成されている。絶縁膜１３４は、ゲート電極線１１１とソース電極線１２１との間に形成されている。

次に図６を参照して、上述の減光性両面テープ１０７がガラス基板１０８を覆う領域を説明する。図６に点線で示した減光領域Ｂは、上述の減光性両面テープ１０７が、ガラス基板１０８を覆う領域である。図６の減光領域Ｂで示したように、減光性両面テープ１０７は、回路形成面１０８Ａに形成された全てのＴＦＴ１４０と全ての画素電極１３５を覆うように配置される。このように、表示媒体１００によれば、ＴＦＴ１４０に入射される光を確実に減光することが出来る。

尚、積層体１０６の下面、すなわち、ポリマーバインダ１０４の下面に先ず減光性両面テープ１０７の両面テープを貼り付けた後、両面テープが貼り付けられた積層体１０６をガラス基板１０８に載置することで、積層体１０６と、ガラス基板１０８とは、減光性両面テープ１０７により接着される。尚、このとき使用される減光性両面テープ１０７は、上述したように全てのＴＦＴ１４０と全ての画素電極１３５を覆うような両面テープであるため、減光性両面テープ１０７を積層体１０６の下面に貼り付ける際の位置あわせの精度はそれほど高くなくても良い。また、減光性両面テープ１０７は、上述したように、全てのＴＦＴ１４０と全ての画素電極１３５とを覆うように配置されている。このため、光をより確実に減光することが出来る。

尚、上述の実施形態における電極形成フィルム１０３が、特許請求の範囲に記載の第一基板に相当する。また、上述の実施形態におけるガラス基板１０８が、特許請求の範囲に記載の第二基板に相当する。また、上述の実施形態における画素電極１３５が、特許請求の範囲に記載の画素電極に相当する。また、上述の実施形態におけるＴＦＴ１４０が、特許請求の範囲に記載のスイッチング素子に相当する。また、上述の実施形態におけるポリマーバインダ１０４、及び、マイクロカプセル１０５が、特許請求の範囲に記載の帯電粒子層に相当する。また、上述の実施形態における減光性両面テープ１０７が、特許請求の範囲に記載の減光層、及び、減光部材に相当する。また、上述の実施形態における表示媒体１００が、特許請求の範囲に記載の表示媒体に相当する。また、上述の実施形態における表示装置１が、特許請求の範囲に記載の表示装置に相当する。

本発明の表示媒体及び表示装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

たとえば、上述の実施形態によれば、上述の減光性両面テープ１０７は、上述したように、全てのＴＦＴ１４０と全ての画素電極１３５とを覆うように配置されているものとして説明した。しかし、ＴＦＴ１４０の上部のみに減光性のある両面テープを設け、画素電極１３５の上部には減光性のある両面テープを設けない変形例も考えられる。この変形例でも、ＴＦＴ１４０へ直接入射される光は減光性のある両面テープにより減光される。この変形例によれば、使用する減光性の両面テープの量を減らすことができ、製造コストを削減することができる。しかし、この場合は、減光性のある両面テープの位置決めを精度を良くする必要がある。また、減光性のある両面テープが設けられていない画素電極１３５の上部から入射されてくる光が、ＴＦＴ１４０側に回り込みこむ可能性がある。これに比べ、全てのＴＦＴ１４０と全ての画素電極１３５とを覆うように配置されている上述の実施形態によれば、光をより確実に減光することが出来る。

また、上述の実施形態によれば、全てのＴＦＴ１４０と全ての画素電極１３５とを覆う大きさの減光性両面テープ１０７を用いるものとして説明したが、本発明はこれに限らない。たとえば、上述の実施形態のサイズの小さいサイズの減光性両面テープ１０７を複数用いてもよい。図７にしめすように減光領域Ｂ１、減光領域Ｂ２、減光領域Ｂ３をそれぞれ覆う大きさの減光性両面テープ１０７を用いるようにしてもよい。このように、複数のＴＦＴ１４０と複数の画素電極１３５を覆う複数の減光性両面テープ１０７を組み合わせて使うことにより、ＴＦＴ１４０へ入射される光を減光するようにしても良い。

また、上述の実施形態によれば、減光層として、減光性両面テープ１０７を用いるものとして説明したが、本発明はこれに限らない。たとえば、減光性両面テープ１０７ではなく、光を減光するために染料や顔料が含有されたアクリル系の接着剤を減光層として利用しても良い。この場合、この接着剤は、ダイコーティングなどにより積層体１０６の下面側に塗布したあと、減光性のある接着剤が塗布された積層体１０６をガラス基板１０８に配置することで接着する。

また、上述の実施形態によれば、減光性両面テープ１０７に青色の染料、または、顔料が含有されているものとして説明したが、他の色の染料、または、顔料が含有されているものでもよい。また、染料と顔料との両方が含有されているものでも良い。

また、上述の実施形態によれば、減光性両面テープ１０７を用いるものとして説明したが、染料または顔料が含有されたＰＥＴフィルムを減光層として用いても良い。この場合、そのＰＥＴフィルムの両面に両面テープを貼り付けて、積層体１０６とガラス基板１０８とを接着させても良い。

また、上述の実施形態によれば、帯電粒子層として、マイクロカプセル１０５を備えたポリマーバインダ１０４として説明したが、本発明はこれに限らない。対向する一対の基板間に複数の隔壁を設け、その一対の基板と隔壁とにより区画される領域内に帯電粒子を備えた表示媒体に本発明を適用しても良い。

また、上述の実施形態によれば、炭化水素ベースの流体内に帯電粒子が分散されている表示媒体１００を例に説明したが、本発明はこれに限るものではない。たとえば、気体中に帯電粒子が分散されている表示媒体に本発明を適用しても良い。

また、上述の実施形態によれば、白色粒子と黒色粒子とを備えた表示媒体１００を例に説明したが、本発明はこれに限るものではない。たとえば、白色の流体中に黒色粒子を備え、流体の白と黒色粒子の黒との組み合わせで画像を表示する表示媒体であっても良い。

また、本発明の減光層は、光を減光する性質を有していればいかようでもよく、金属クロム膜などの金属を用いてもよい。

１ 表示装置
７ 回路基板
１００ 表示媒体
１０１ 保護フィルム
１０２ 透明接着層
１０３ 電極形成フィルム
１０３Ａ 電極形成面
１０４ ポリマーバインダ
１０５ マイクロカプセル
１０６ 積層体
１０７ 両面テープ
１０８ ガラス基板
１０９ シリコンモールド
１１０ ゲートドライバ
１１１ ゲート電極線
１２０ ソースドライバ
１２１ ソース電極線
１３５ 画素電極
１４０ ＴＦＴ

Claims (5)

1. 透明な第一基板と、
   前記第一基板と対向する第二基板と、
   前記第二基板に形成された複数の画素電極と、
   前記第二基板に形成され、且つ、前記複数の画素電極毎に設けられた複数のスイッチング素子と、
   前記第一基板と前記第二基板との間に配置され、多数の帯電粒子を備えた帯電粒子層と、
   前記スイッチング素子と前記帯電粒子層との間に配置され、前記第一基板側から入射される光を減光する減光層と、
   を備えたことを特徴とする表示媒体。
2. 前記減光層は、複数のスイッチング素子及び複数の画素電極を覆うように設けられている少なくとも１つ以上の減光部材により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示媒体。
3. 前記減光層には、青色の染料または顔料が含有されていることを特徴とする請求項１または請求項２の何れかに記載の表示媒体。
4. 前記減光層の光の透過率が５０％以下であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の表示媒体。
5. 請求項１から請求項４に記載の表示媒体と、
   前記表示媒体の表示を書き換えるための電子回路が形成された回路基板と、を備えた表示装置。