JP4705050B2 - 電子インク表示パネル - Google Patents

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Description

本発明は電子インク表示パネル（electronic ink display panel）に関し、特に静電気放電（electrostatic discharge：ＥＳＤ）から保護する電子インク表示装置（electronic ink display device）に関する。
電子ペーパ表示装置（Electronic Paper Display：ＥＰＤ）は、紙のような高コントラスト、超低消費電力、薄型かつ軽量といった性質を有する。またこれは情報を更新することができる機能を備えながら、紙を読んでいるかのような感覚をビューアに提供することができる。電子ペーパ表示装置は、電荷を有する電子インクの技術を利用し、電子技術により情報を更新することができる。電子インクは、フロントライトやバックライトが不必要な反射技術である電子ペーパ表示装置への利用に適している。この電子インクは、直射日光下を含む照明の様々な状況下でも見ることができ、イメージを保持するための電源も必要ない。
図１を参照する。図１は、従来の電子インク技術を示す模式図である。電子インクは、髪の毛ほどの直径を有する数百万もの微細なマイクロカプセル１００からなる。各マイクロカプセル１００は、透明液１１０の中に浮遊している正に荷電した白色粒子１２０ａ及び負に荷電した黒色粒子１２０ｂを含む。白色粒子１２０ａは、電界が印加されるとマイクロカプセル１００の上部へ移動し、その表面箇所が白くなる。また、同時に反対方向の電界が印加されると、黒色粒子１２０ｂはマイクロカプセル１００の底部へ移動する。逆バイアスを印加すると、黒色粒子１２０ｂは、マイクロカプセル１００の上部へ移動し、その表面箇所を暗くする。しかしこの技術は、電子インク技術のうちで最も優れたものの一種類にすぎない。電荷の配置により色を分布させる方法は、様々な要求に応じて変えることができる。
図２を参照する。図２は、従来のアクティブマトリクス型電子インク表示装置を示す分解斜視図である。アクティブマトリクス型電子インク表示装置は、薄膜トランジスタアレイ基板２１０、インク層２２０及び共通電極２３０を主に含み、インク層２２０は、薄膜トランジスタアレイ基板２１０と共通電極２３０との間に挟まれている。薄膜トランジスタアレイ基板２１０は、マトリクス状に配置された複数の画素ユニットを画定する複数の走査線２１２及び複数のデータ線２１４を含む。各画素ユニットは、薄膜トランジスタ２１６ａと、薄膜トランジスタに電気的に接続された画素電極２１６ｂとを含み、薄膜トランジスタ２１６ａは、対応した走査線２１２及びデータ線２１４により駆動される。インク層２２０は、表示媒体として用いる複数のマイクロカプセル２２２を含み、このマイクロカプセル２２２は、透明プラスチック基板（図示せず）上に配置されている。画素電極２１６ｂと共通電極２３０との間のバイアス電圧により、各画素のマイクロカプセル２２２の中にある白色粒子及び黒色粒子を駆動すると、各画素の階調度を変えることができる。
電子インク表示装置の製造工程では、製造装置、オペレータ、表示パネルなどに静電気が蓄積されることがあった。そのため、製造工程において電子インク表示パネルがオペレータや静電気を帯びた物体に接触すると、いわゆる静電気放電（electrostatic discharge：ＥＳＤ）現象が発生することがあった。電子インク表示装置の中にある部品は、その体積が非常に小さいため、電子インク表示装置中の回路が静電気放電により損壊されると、その損壊は永久的となった。
従来の電子インク表示装置は、静電気放電により表示パネル上にドット欠陥やライン欠陥が発生することがあった（特に、外側マトリクスの行及び列に配置された画素に発生し易かった。）。そのため電子インク表示パネルは、製造歩留りが低く寿命も短かった。そのため、電子インク表示装置のメイン表示領域の中に配置されている画素が、ＥＳＤ電流により損壊されることを防ぐ技術が望まれていた。
本発明の目的は、静電気放電から保護する電子インク表示パネルを提供することにある。
（１） 基板、複数の表示画素、複数のダミー画素、表示媒体及び共通電極を備えた電子インク表示パネルであって、前記表示画素は、前記基板上に配置され、マトリクス状に配列されて表示領域を画定し、前記ダミー画素は、前記表示画素に隣接して前記基板上に配置され、前記表示媒体は、前記表示画素及び前記ダミー画素上に配置され、前記共通電極は、前記表示媒体上に配置され、前記表示画素の上方にある前記表示媒体は、前記表示画素と前記共通電極との間のバイアス電圧により駆動され、前記表示媒体によりイメージが表示され、前記ダミー画素の上方にある前記表示媒体は、前記ダミー画素と前記共通電極との間の前記バイアス電圧により制御されることを特徴とする電子インク表示パネル。
（２） 前記表示画素は、前記基板上に配置された表示薄膜トランジスタと、該表示薄膜トランジスタに電気的に接続された表示画素電極とをそれぞれ含み、前記ダミー画素は、前記基板上に配置されたダミー薄膜トランジスタと、該ダミー薄膜トランジスタに電気的に接続されたダミー画素電極とをそれぞれ含むことを特徴とする（１）に記載の電子インク表示パネル。
（３） 前記ダミー画素の前記ダミー画素電極は、その全てが互いに電気的に接続されていることを特徴とする（２）に記載の電子インク表示パネル。
（４） 前記ダミー画素の前記ダミー画素電極は、その一部が互いに電気的に接続されていることを特徴とする（２）に記載の電子インク表示パネル。
（５） 前記ダミー画素の前記ダミー画素電極は、互いに電気的に分離されていることを特徴とする（２）に記載の電子インク表示パネル。
（６） 前記基板は、リジッド基板又はフレキシブル基板を含むことを特徴とする（１）に記載の電子インク表示パネル。
（７） 前記表示画素のレイアウトは、前記ダミー画素のレイアウトと同じであることを特徴とする（１）に記載の電子インク表示パネル。
（８） 前記表示画素のレイアウトは、前記ダミー画素のレイアウトと異なることを特徴とする（１）に記載の電子インク表示パネル。
（９） 前記ダミー画素は、前記表示領域の少なくとも一辺上に配置されていることを特徴とする（１）に記載の電子インク表示パネル。
（１０） 前記ダミー画素は、前記表示領域の二つの平行辺に配置されていることを特徴とする（１）に記載の電子インク表示パネル。
（１１） 前記ダミー画素は、前記表示領域の二つの隣接辺に配置されていることを特徴とする（１）に記載の電子インク表示パネル。
（１２） 前記表示領域は、前記ダミー画素により包囲されていることを特徴とする（１）に記載の電子インク表示パネル。
本発明の電子インク表示パネルは、表示画素に隣接したダミー画素を用いることにより、静電気放電により表示画素が損壊されることを防ぐことができる。ダミー画素は、実用上の要求に応じ、表示領域の少なくとも一辺か、表示領域の周囲に配置させる。このダミー画素の配置により、電子インク表示パネルの表示品質及び寿命を向上させることができる。この他、表示画素の周囲にあるダミー画素のダミー画素電極は、その全てが互いに電気的に接続されているため、静電気放電を同時に分散させ、表示画素の損壊を防ぐことができる。
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
図３Ａ及び図３Ｂを参照する。図３Ａは、本発明の一実施形態による電子インク表示パネルを示す分解斜視図である。図３Ｂは、図３Ａの基板を示す平面図である。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、電子インク表示パネル３００は、基板３１０、複数の表示画素３２０、複数のダミー画素３３０、表示媒体３４０及び共通電極３５０を主に含む。ダミー画素３３０は、図３Ａにおいて点状領域で示されている。本実施形態は、表示画素３２０の周囲に設けたダミー画素３３０により、静電気放電による表示画素３２０の損壊を防ぐ。これにより、電子インク表示パネル３００の表示品質が向上し、その製造歩留りも向上する。
基板３１０は、実用上の要求に合わせ、ガラス基板などのリジッド基板やフレキシブル基板にしてもよい。複数の走査線３１２及びデータ線３１４は、マトリクス状に配列された複数の画素を画定するために、半導体工程により基板３１０上に形成される。これらの画素は、対応した走査線３１２及びデータ線３１４により駆動される表示画素３２０及びダミー画素３３０を含み、ダミー画素３３０は、表示画素３２０に隣接している。本実施形態の表示画素３２０は、ダミー画素３３０により包囲されている。これらのダミー画素３３０は、ＥＳＤにより発生する損壊に対するバッファとして用いられ、表示画素３２０が損壊することを防止する。そして、これにより表示パネルの歩留り及び表示品質が向上する。さらに詳細には、各表示画素３２０は、基板３１０上に配置された表示薄膜トランジスタ３２０ａと、表示薄膜トランジスタ３２０ａに電気的に接続された表示画素電極３２０ｂとを含む。各ダミー画素３３０は、基板３１０上に配置されたダミー薄膜トランジスタ３３０ａと、ダミー薄膜トランジスタ３３０ａに電気的に接続されたダミー画素電極３３０ｂとを含む。電子インク表示パネル３００は、表示画素３２０及びダミー画素３３０を駆動するために、基板３１０上に配置された表示ドライバ（図示せず）をさらに含む。
電子インク表示媒体３４０は、表示画素３２０及びダミー画素３３０の上方に配置され、表示媒体３４０は、複数のカプセル３４２を含む。各カプセル３４２は、透明液３４２ｃに浮遊している複数の正に荷電した顔料３４２ａ及び負に荷電した顔料３４２ｂを含む。カプセル３４２の表示機構は、すでに上述しているのでここでは繰り返して述べない。本実施形態において、正に荷電した顔料３４２ａは白色顔料であり、負に荷電した顔料３４２ｂは黒色顔料でもよい。
共通電極３５０は、表示媒体３４０上に配置され、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide：ＩＴＯ）層や透明基板上に形成された透明導電性膜でもよい。表示媒体３４０は、表示画素３２０の上方に配置され、表示画素３２０の表示画素電極３２０ｂと共通電極３５０との間のバイアス電圧により駆動されるため、表示媒体３４０により反射された入射光によりイメージが表示される。しかし、ダミー画素３３０がＥＳＤ保護装置として用いられるため、ダミー画素３３０の上方にある表示媒体３４０の表示状態は、ダミー画素３３０のダミー画素電極３３０ｂと共通電極３５０との間のバイアス電圧により制御される。
本実施形態の表示画素３２０のレイアウトは、ダミー画素３３０のレイアウトと同じである。しかし、他の実施形態では、表示画素３２０のレイアウトがダミー画素３３０のレイアウトと異なっていてもよい。つまり、表示画素３２０のレイアウトとダミー画素３３０のレイアウトは、本実施形態で示されたものに限定されるわけではない。
図３Ａ及び図３Ｂを参照する。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、他の実施形態によるダミー画素３３０のダミー画素電極３３０ｂは、その全てが互いに電気的に分離されている。図４Ａを参照する。図４Ａは、本発明の一実施形態による異なるレイアウトのダミー画素を示す平面図である。図４Ａに示すように、ダミー画素３３０のダミー画素電極３３０ｂは、表示画素３２０を包囲し、互いに電気的に接続されている。そして、ダミー画素電極３３０ｂにより、ＥＳＤ電流を同時に分散させ、表示画素３２０の損壊を防ぐ。図４Ｂを参照する。図４Ｂは、本発明の一実施形態による異なるレイアウトのダミー画素を示す平面図である。図４Ｂに示すように、外側の行又は外側の列上に配列されたダミー画素３３０のダミー画素電極３３０ｂは、互いに電気的に接続されている。しかし、ダミー画素３３０のダミー画素電極３３０ｂのレイアウトは、本実施形態で示したものだけに限定されるわけではない。
ダミー画素３３０の位置は、表示領域の周囲に限定されるわけではなく、実用上の要求に応じ、変えることができる。図５Ａを参照する。図５Ａは、本発明の他の実施形態による異なる配置のダミー画素を有する電子インク表示パネルを示す分解斜視図である。図５Ａに示すように、ダミー画素３３０は、表示画素３２０により画定された表示領域の少なくとも一側に配置されている。続いて図５Ｂ及び図５Ｃを参照する。図５Ｂ及び図５Ｃは、本発明の他の実施形態による異なる配置のダミー画素を有する電子インク表示パネルを示す分解斜視図である。図５Ｂ及び図５Ｃに示すように、ダミー画素３３０は、表示領域の二つの隣接辺（外側の行又は列など）に配置されている。図５Ｄを参照する。図５Ｄは、本発明の他の実施形態による異なる配置のダミー画素を有する電子インク表示パネルを示す分解斜視図である。図５Ｄに示すように、ダミー画素３３０は、表示領域の二つの隣接辺上に配置されている。しかし、ダミー画素３３０の配置は、本実施形態で示す方式だけに限定されるわけではない。
本発明の電子インク表示パネルは、表示画素に隣接したダミー画素を用いることにより、表示画素が静電気放電により損壊されることを防ぎ、電子インク表示パネルの表示品質及び製造歩留りを向上させることができる。ダミー画素は、電子インク表示パネルの静電気放電保護装置として用いられる。また、このダミー画素のレイアウトは、電子インクパネルの製造工程を簡便化するために、表示画素のレイアウトと同じにしたり、実用上の要求に応じ、表示画素のレイアウトと異なるようにしたりしてもよい。表示画素の周囲にあるダミー画素のダミー画素電極は、その全てを電気的に接続して静電気放電を同時に分散するため、表示画素の損壊を防ぐことができる。
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と範囲を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本出願による特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
従来の電子インク表示装置の原理を示す模式図である。 従来のアクティブマトリクス型電子インク表示装置を示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態による電子インク表示パネルを示す分解斜視図である。 図３Ａの基板を示す平面図である。 本発明の一実施形態による異なるレイアウトのダミー画素を示す平面図である。 本発明の一実施形態による異なるレイアウトのダミー画素を示す平面図である。 本発明の他の実施形態による異なる配置のダミー画素を有する電子インク表示パネルを示す分解斜視図である。 本発明の他の実施形態による異なる配置のダミー画素を有する電子インク表示パネルを示す分解斜視図である。 本発明の他の実施形態による異なる配置のダミー画素を有する電子インク表示パネルを示す分解斜視図である。 本発明の他の実施形態による異なる配置のダミー画素を有する電子インク表示パネルを示す分解斜視図である。
符号の説明
１００…マイクロカプセル
１１０…透明液
１２０ａ…正に荷電した白色粒子
１２０ｂ…負に荷電した黒色粒子
２１０…薄膜トランジスタアレイ基板
２１２…走査線
２１４…データ線
２１６ａ…薄膜トランジスタ
２１６ｂ…画素電極
２２０…インク層
２２２…マイクロカプセル
２３０…共通電極
３００…電子インク表示パネル
３１０…基板
３１２…走査線
３１４…データ線
３２０…表示画素
３２０ａ…表示薄膜トランジスタ
３２０ｂ…表示画素電極
３３０…ダミー画素
３３０ａ…ダミー薄膜トランジスタ
３３０ｂ…ダミー画素電極
３４０…電子インク表示媒体
３４２…カプセル
３４２ａ…正に荷電した顔料
３４２ｂ…負に荷電した顔料
３４２ｃ…透明液
３５０…共通電極

Claims (10)

  1. 基板、複数の表示画素、複数のダミー画素、表示媒体及び共通電極を備えた電子インク表示パネルであって、
    前記表示画素は、前記基板上に配置され、マトリクス状に配列されて表示領域を画定し、
    前記ダミー画素は、前記表示画素に隣接して前記基板上に配置され、前記基板上に配置されたダミー薄膜トランジスタと、該ダミー薄膜トランジスタに電気的に接続されたダミー画素電極とをそれぞれ含み、
    前記表示媒体は、前記表示画素及び前記ダミー画素上に配置され、
    前記共通電極は、前記表示媒体上に配置され、前記表示画素の上方にある前記表示媒体は、前記表示画素と前記共通電極との間のバイアス電圧により駆動され、前記表示媒体によりイメージが表示され、前記ダミー画素の上方にある前記表示媒体は、前記ダミー画素と前記共通電極との間の前記バイアス電圧により制御され、
    前記ダミー画素の前記ダミー画素電極は、その一部が互いに電気的に接続され、または、互いに電気的に分離されていることを特徴とする電子インク表示パネル。
  2. 前記表示画素は、前記基板上に配置された表示薄膜トランジスタと、該表示薄膜トランジスタに電気的に接続された表示画素電極とをそれぞれ含むことを特徴とする請求項１に記載の電子インク表示パネル。
  3. 前記ダミー画素の前記ダミー画素電極は、その全てが互いに電気的に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の電子インク表示パネル。
  4. 前記基板は、リジッド基板又はフレキシブル基板を含むことを特徴とする請求項１に記載の電子インク表示パネル。
  5. 前記表示画素のレイアウトは、前記ダミー画素のレイアウトと同じであることを特徴とする請求項１に記載の電子インク表示パネル。
  6. 前記表示画素のレイアウトは、前記ダミー画素のレイアウトと異なることを特徴とする請求項１に記載の電子インク表示パネル。
  7. 前記ダミー画素は、前記表示領域の少なくとも一辺上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子インク表示パネル。
  8. 前記ダミー画素は、前記表示領域の二つの平行辺に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子インク表示パネル。
  9. 前記ダミー画素は、前記表示領域の二つの隣接辺に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子インク表示パネル。
  10. 前記表示領域は、前記ダミー画素により包囲されていることを特徴とする請求項１に記載の電子インク表示パネル。
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