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

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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。
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