JPH02500051A - 電気的に作動可能な表示器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電気的に作動可能な表示器 この発明は、液晶表示器のような電気的に作動可能な表示器に関する。

液晶表示器はよく知られており、個々の絵の要素、つまり画素が液晶表示器の表 示画面上に配されるように、有効的に用いられている。高解像の液晶表示器は、 現在の技術水準のもとて可能な限度で表示器の単位面積につき高画素密度を与え ることをねらっている。

例えば、対角線が１５ｃＩの比較的大きい表示器は、単位面積当たりの低い画素 密度でも多数の画素を含み、単位面積当たりの高画素密度ではより多数の画素を 含む。

このように大きい、あるいは高密度の液晶表示器を提供することの一つの困難は 、次の記述に起因している。液晶表示器は、一般的に画素電極の配列で動作し、 そして、各々の画素の電極に対して少なくとも一つの能動回路装置、例えば薄膜 トランジスタに結合される。薄膜トランジスタの配列は、通常、所定の画素をア ドレス選択するために適した“行”および“列”の導体とともに基板上に多数配 置されることにより製造される。このようなトランジスタによる満足のいく配列 （つまり、実質的に電気的欠陥のない配列）を製造する比率は、一般に基板上の 画素数が増加するにつれ減少する。事実、配列につき例えばトランジスタ２５０ ，０００個以上の多量製造になれば、商品として販売できる液晶表示器の比率は 受け入れ難い値となる。

この発明は、この困難さを軽減し、そして、通常の表示画面の面積より大きく、 及び／または、全体の表示画面の面積に関係なく、単位面積当りの画素密度が高 い表示器を宵利に提供できる。この発明は、個々の画素電極の面積が４　ａｍ’ より大きくなく、特にｌ■！より大きくなく、及び／または、１平方センチメー トルにつき、画素密度が少なくとも２５個、好ましくは少なくとも５０あるいは １００個、より好ましくは少なくとも２５０個、特に好ましは少なくとも５００ 個の表示器に対して特に役に立つ。

一つの態様では、この発明が提供する表示器は、ａ）各々が電極手段を担い、か つ、少なくとも一方が他方によってオーバーラツプされる、第１および第２の電 極支持部材であって、これらの電極支持部材の少なくとも一方は、物理的にセグ メントに分割され、かつ、隣接するセグメントがエツジどうしで近接して並べら れており、境界ラインが隣接するエツジで形成され、隣接するセグメントの電極 手段が相互に物理的に分離されるようにした、第１および第２の電極支持部材と ； ｂ）上記第１および第２の電極支持部材間の電気的能動可能な表示媒体であって 、使用時に電極手段によって印加され得る電気信号に応答して視覚的識別効果を 呈することができる、電気的に作動可能な表示媒体と： を備え、もし、双方の上記電極支持部材が分割される条件があれば、ｉ）上記第 １の電極支持部材の各々のセグメントは、上記第２の電極支持部材のセグメント によって少なくとも部分的にオーバーラツプされ、そして、上記第１の電極支持 部材の少なくともいくつかは、上記第２の電極支持部材のセグメントと一致せず ：あるいは、ｉｉ）上記第１の電極支持部材のセグメントは、上記第２の電極支 持部材のセグメントと一致し、そして、電気的に作動可能な表示媒体が一致して いるセグメントの境界ラインの少なくともいくつかを横切るように延在する。

この発明の表示器は透過１反射、投射及び／または内部反射のモードで使用され 得る。

別の態様では、この発明は、表示器を製造するための製造方法を提供していて、 この製造方法は、 ａ）各々が電極手段を担う少なくとも第１および第２の電極支持部材を設け、該 電極支持部材の少なくとも一方は、物理的にセグメントに分割され、かつ、隣接 するセグメントがエツジどうしで近接して並べられており、境界ラインが隣接す るエツジで形成され、隣接するセグメントの電極手段が相互に物理的に分離され るようにした、工程と：そして、 ｂ）使用時に電極手段によって印加され得る電気信号に応答して視覚的識別効果 を呈することのできる表示媒体を用い、少なくとも一方の電極支持部材と、電気 的に作動可能な表示媒体とを相互に接着する工程と：そして、 Ｃ）使用時に上記信号に応答できるようにし、かつ、双方の上記電極支持部材の 間に表示媒体を位置させた状態で、電極支持部材の少なくとも一方が他方によっ て実質的にオーバーラツプされるように該電極支持部材を配置する工程と： を含み、もし、双方の上記電極支持部材が分割される条件があれば、ｉ）上記第 １の電極支持部材の各々のセグメントは、上記第２の電極支持部材のセグメント によって少なくとも部分的にオーバーラツプされ、そして、上記第１の電極支持 部材の少なくともいくつかは、上記第２の電極支持部材のセグメントと一致せず ；あるいは、ｉｉ）上記第１の電極支持部材のセグメントは、上記第２の電極支 持部材のセグメントと一致し、そして、電気的に作動可能な表示媒体が一致して いるセグメントの境界ラインの少なくともいくつかを横切るように延在する。

電極支持部材は一つあるいはより多くの電極手段を担う。この電極手段は、一般 には、例えば、電極支持部材に所望のパターンにコ−ティングされたインジウム すず酸化物（ＩＴＯ）のような透明体の導電性材料である。このパターンは、一 般に公知の“行゛および”列”の配列であるが、所望により他のパターンが用い られてもよい。

表示器の組立時、表示媒体は、例えば、溶解あるいは溶融のコーティングあるい は他の適した沈澱技術により、電極支持部材の少なくとも一方の上にコーティン グされてもよく、あるいは、第１および第２の電極支持部材の間に自由に保持さ れる（つまり、自己支持の）フィルムとして挿入されてもよい。表示媒体で予め コーティングされた電極部材が便利である。

表示器における種々の層の間に商品としての望ましい粘着力を得るために粘着材 が使用されてもよく、表示器に要求される適正な粘着力は、軍事用の表示システ ムのような機械的振動の強化に有効となる。

この発明の表示媒体は、エレクトロクロミック、電着あるいはエレクトロルミネ センスの表示媒体であってもよい。この表示媒体は、好ましくは、例えば、実質 的に固体のごとき実質的に非流動の表示媒体を含み、そして好ましくは、カプセ ル化された液晶の固体材料を含む。この目的のために、特に好ましいカプセル化 された液晶の固体材料は、米国特許第４，４３５，０４７号に開示され請求され ていて、この開示をここで引用する。この明細書は、特に電界に応答する液晶材 料の使用について開示している。関連する記述が、ＰＣＴ出願第ＷＯ３５１０４ ２６２号および日本国出願公開第６１０４７４２７Ａ号に開示されており、これ らの双方の開示を引用す。

高フレーム速度による動的な表示器に対して十分な解像度および十分なスイッチ ング速度が達成できることから、連続した重合体のマトリックス内にて液晶材料 の小滴あるいは粒からなる表示媒体が有利であり、小滴あるいは粒の大多数、好 ましくは少なくとも７５％、より好ましくは少なくとも９０％、最も好ましくは 実質的に全部は、使用時に電極部材によって印加される電界の方向における平均 の厚さｈ月Ｏμ更以下、好ましくは５μｌ程度である。液晶材料が単に２枚の板 の間に封じ込まれるセル内で、このような薄い厚さを達成するのは非常に困難で あり、これは、特に大面積にわたって板を正確な間隔にするのが困難なためであ る。更に、一様な重合体のマトリックス内における液晶の小滴あるいは粒からな る表示媒体は、所望により、自己支持型のフィルムとして形成されてもよい。

セグメントに分割された電極支持部材は好ましくは、フォード（ｑｕｏｄ）モザ イク、つまり、４個のセグメントからなるモザイクである。また、例えば、６モ ザイク（６セグメント）、８モザイク（８セグメント）、あるいは“行”及び／ または“列”の帯によるモザイクのような他の構成が適宜に用いられてもよい。

我々は例えば、フォードモザイクが、例えば対角線がｌ０ＣＩないし１００ｃｚ で、少なくとも１００，０００、特に少なくとも２５０，０００、例えば２．Ｏ ｏｏ、ｏ　ｏ　ｏ個の画素を含む液晶表示器を提供できることを見出した。

我々は、一般的な応用のために、実質的に平面の形状を有する電極支持部材を備 えるのが好ましいということを見出した。この電極支持部材は、これらの部材の 少なくとも一方が他の部材によって実質的にオーバーラツプされるように位置す る。好ましくは、双方の電極支持部材が他方によって実質的にオーバーラツプさ れる、つまり、実質的に重なるのがよい。この電極支持部材は、好ましくは、平 行な平面に積層される。

これらの物理的に分割された電極支持部材では、セグメントは好ましくは、隣接 するセグメントのエツジで形成される境界ラインの幅が表示器の内部画素のギャ ップと同じになるように並べられる。

例えば、およそ５０μ及の規則的な内部画素のギャップとした一般的な応用では 、各々のセグメントのエツジは、該セグメントが担う最も近い画素電極（つまり 電極手段）からおよそ２５μｍとなり、あるいは、もし画素電極がセグメントの エツジと接触するなら、各々のセグメントのエツジは隣接のセグメントの画素電 極からおよそ５０μｍとなるように位置する。これにより、各々が複数の電極を 担う少なくとも２個の電極は、隣接するセグメントにおける電極間の距離を内部 画素のギャップにほぼ等しくなるように、これらのエツジでもって離隔され、か つ、動作時の表示器に実質的に不連続性が識別されないといった、この発明は重 要な特長を表示器に与える。

これにより、通常の動作時、表示器の通常の観察者は、内部画素のギャップにお ける不連続性を実質的に識別できないということを意味する。適切な観察距離及 び観察角度は、一般の標準器によって容易に決定される。

この発明に従って表示器を準備する際、接近するセグメントの正確な整列を容易 にするために、組み合せ手段が用いられてもよい。

このような組合せ手段は、例えば、隣接するセグメントの適したエツジに沿った くぼみに対応して、一つのセグメントのエツジに沿った、１つあるいはより多く の突出部である。他の実例における組合せ手段は、表示器のエツジに沿ったセグ メントを受け取るように形成されたフレームの使用を含む。一つの電極支持部材 は、他の電極支持部材のセグメントに位置させるために、マウントさせる、ある いは一体にする、組み合せ手段を存する他の電極支持部材よりも寸法がより大き い。

この発明の表示器では、電極支持部材の少なくとも一方は、セグメントに分割さ れる。双方が分割されたとき、一実施例において、セグメントの少なくともいく つかは、一致なしに並べられる。この°−敢なし”あるいは゛不一致”という語 は、ここでは、電極支持部材の一方におけるセグメント間の境界ラインが、他方 の電極支持部材のセグメント間の境界ライン上に重ならないということを意味す る。

この実施例では、第１の電極支持部材の各々のセグメントは、第２の電極支持部 材のセグメントによって少なくとも部分的にオーバーラツプされる。別の実施例 では、電極支持部材のセグメントは、一致する、つまり、一方の電極支持部材の セグメントの境界ラインが他方のセグメントの境界ライン上に重ねられる。この 場合、電気的に作動可能な材料（つまり表示媒体）は境界ラインを横切って延在 する。

この実施例に用いられた電気的に作動可能な材料は、好ましくは、自由に保持さ れる（つまり自己支持の）フィルムの形態である。このような自己支持型のフィ ルムは好ましくは、例えば、上述した米国特許第４．４３５，０４７号に開示さ れたような、重合体のマトリックス内にカプセル化された液晶材料である。

この発明の好ましい実施例では、電極支持部材の一方のみがセグメントに分割さ れる。他方の電極支持部材は一様である。この表示媒体は、一様な電極支持部材 と相互に一様としてもよく、好ましくは相互に一様となる。表示媒体は好ましく は、電極手段上の一様な電極支持部材上にコーティングされる。このセグメント に分割された電極支持部材は、その後、表示媒体上に適用される。このセグメン トは、第二の電極支持部材の中に、個々に適用されるか、あるいは予め組み立て られてもよく、そのようにして表示媒体上に位置される。

この発明のすべての実施例において、第１あるいは第２の電極支持部材、あるい は表示媒体は、電極支持部材の分割されたセグメントノイスレかの境界ラインを 横切るようにして延在している。この結果・表示器上のいずれかの面に、多くて も２本の一致する境界ラインがあるＯこのことは、表示器の面に対して直角以上 の角度で眺めたとき・セグメント間の境界ラインにおける明白な幅を著しく減少 させる。

上述したように、液晶表示媒体は、一般に、液晶表示器の観察面上の画の要素つ まり画素を決定するために、例えばトランジスタのような能動回路装置に結合さ れて動作する、電極部材によって印加された電気信号に応答して光学上に識別で きる効果を与えるための能動回路装置に表示媒体を結合させるためには、いずれ かの便利な組み立て法が用いられてもよい。

この発明は、添付した図面における実例でもって図示されていて、第１図はこの 発明の表示器を示し： 第２Ａ図および第２Ｂ図は、この発明の表示器に結合される電気回路の図を示し ： 第３ａ図ないし第３ｄ図は、種々のモードでの使用における発明の概略図であり ：そして、 第４図は、この発明の例を示す。

第５Ａ図、第５Ｂ図および第５Ｃ図は、セグメントに位置合わせする（並べる） 手段を示す。

第６図は、セグメントと一体でない位置合わせ（整列）手段を示す。

第７Ａ図および第７Ｂ図は、双方の電極支持部材がセグメントに分割され、そし て、第１の電極支持部材のセグメントが第２のセグメントに一致しない、この発 明の実施例を示す。

さて、第１図に注目すると、この発明の表示器１０を示している。

この表示器ｌＯは、電極部材１２および１４と、電極部材１２と１３との間に位 置する１、電気的に能動可能で硬質のカプセル化された液晶の表示媒体１６とを 備える。この電極部材１４は、物理的に６個のセグメントに分割され、６モザイ クのごとく配置されている。

第２Ａ図および第２Ｂ図は、第１図における分割された電極部材の一つの部分１ ８に焦点を合わせている。この部分１８は、インジウムすず酸化物１９でコーテ ィングされたセグメントと、複数の電界効果トランジスタＦＥＴ２０とを含む。

各々のＦＥＴ２０はソースライン２２、ゲートライン２４およびドレインライン ２６を備えている。このＰＥＴは、それぞれ行およびラインドライバー２８およ び３０によって選択的にアドレスされる。第３ａ図、第３ｂ図、第３ｃ図、第３ ｄ図は、透過１反射、投射および内部反射の各モードで使用され１こ、第１図の 表示器を示す。この第３図において、光源３１、レンズ３２．スクリーン３４２ 反射板３６および観察者３８が示されている。光の向きは矢印によって示されて いる。

第５Ａ図、第５Ｂ図および第５Ｃ図は、隣接するセグメントを並べるあるいは位 置合わせする方法を示している。セグメント５０および５２にはそれぞれ“鋸歯 ”のエツジ５１および５３が与えられている。セグメントを並べるために、第５ Ａ図に示されたごとく、互いに近接して配置され、そして、第５Ｂ図に示された ごとく、相互が接触するように配置される。この鋸歯エツジは、セグメントを正 確に並べる。第５Ｃ図は、第５Ｂ図における点線領域内の拡大図が示されている 。第５Ｃ図において、エツジ５１および５３が並べられている。各々のセグメン トは、三角形の画素電極５４として与えられている。

第６図は、セグメントを並べる１こめの別の技術を示している。第６図において 、フレーム６０には、セグメント６６上の突出部６４に合致するくぼみ６２が設 けられている。

例１ 第４図に図示された表示器は、次のようにして作製された。適宜な方法によりイ ンジウムすず酸化物（ＩＴＯ）＋９によって前もってコーティングされた５０ｃ １Ｍ″のガラス４０が４個のセグメントに切断される。これとは独立して、５ｃ ｘｘ　１１．Ｓｅｚ片のマイラ４６が、４０％のブラッククエスト（ｑａｅｓｔ ）／ホスト（ｈｏｓｔ）液晶と６０％の脱イオンされたＰＶＡからなる、２５μ ｌ厚のカプセル化された液晶材料でコーティングされる。コーティングされたマ イラは、それからシアノアクリレート粘着物４８にてなるＴＲＵＬＯＣスーパー セット４５を用いて、カプセル化された材料がＩＴＯ面の間に位置するようにし て、４枚のガラスセグメントに積層される。このマイラ片のＩＴＯＦＪは、ニュ ートラルに接続され、そして、実効値６０Ｖ（５０Ｈｚ）の電源のターミナルは 、次にセグメント４１．４２．４３および４４のＩＴＯ層に接続される。その結 果、４個のすべてのセグメントは、独立して視覚状態が暗から明に切り換えられ る。この表示器は、機械的な耐久力があり、かつ、自己支持型であり、そして、 ２個の接触したセグメントが同時に明状態となったとき、表示面に直角におよそ ５０ＣＪｌの距離から眺めた場合、これらのセグメントの境界を識別するのは困 難である。

仮−主 液晶材料ＺＬ　Ｉ　３４９９（Ｅ、Ｍ、　Ｉ　ｎｃ、社の商品であるブラックク エストーホスト液晶）と、ポリウレタン樹脂（ワシントン、マサセラチュー所在 のポリビニールケミカル社の商品であるＮｅｏｒｚ　９６７　）とカ月、６対ｌ の比率でもって、前記ポリウレタン樹脂内に前記液晶を分散した乳剤は、シリコ ン離脱紙上にコーティングされる。仕上がったコーティングはおよそ１５分間乾 燥され、離脱紙が抜き取られ、折曲自在のフィルムとなる。

インジウムすず酸化物（ＩＴＯ）でコーティングされたポリエステルの帯（長さ ４“で幅１／２”）が用意される。この帯は、第７Ａ図に示されたごとく、行お よび列の構造に配置される。折曲自在のフィルム７０は、°行°の帯７２と“列 ”の帯７４との間に設けられ、そして、第７Ｂ図に示された構造にするために互 いに積層される。

ポリエステルの帯でコーティングされた水平あるいは垂直のＩＴＯのいずれかの 一対を、３５Ｖ、５０Ｈｚの電源に接続することにより、９個の四角の画素のい ずれかが独立してオンとなる。

この結合部、特にカプセル化された液晶により一様なフィルムの背後にある、ポ リエステルの帯でコーティングされたＩＴＯの間に位置する結合部は、遠くから 識別するのは困難である。

ＦＩＧ　４ Ｆん一２Ａ Ｈθ−２３ ＦＩＧ　３８ ｈで−３Ｄ ＦＩＧ−５Ａ ＦＩＧ　５８ ＦＩＧ　５Ｃ Ｈθ−６ ＦＩＧ　７Ａ ム／に　７Ｂ 国際調査報告

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. （１）ａ）各々が電極手段を担い、かつ、少なくとも一方が他方によってオーバ ーラップされる、第１および第２の電極支持部材であって、これらの電極支持部 材の少なくとも一方は、物理的にセグメントに分割され、かつ、隣接するセグメ ントがエッジどうしで近接して並べられており、境界ラインが隣接するエッジで 形成され、隣接するセグメントの電極手段が相互に物理的に分離されるようにし た、第１および第２の電極支持部材と；ｂ）上記第１および第２の電極支持部材 間の電気的能動可能な表示媒体であって、使用時に電極手段によって印加され得 る電気信号に応答して視覚的識別効果を呈することができる、電気的に作動可能 な表示媒体と； を備え、もし、双方の上記電極支持部材が分割される条件があれば、ｉ）上記第 １の電極支持部材の各々のセグメントは、上記第２の電極支持部材のセグメント によって少なくとも部分的にオーバーラップされ、そして、上記第１の電極支持 部材の少なくともいくつかは、上記第２の電極支持部材のセグメントと一致せず ；あるいは、ｉｉ）上記第１の電極支持部材のセグメントは、上記第２の電極支 持部材のセグメントと一致し、そして、電気的に作動可能な表示媒体が一致して いるセグメントの境界ラインの少なくともいくつかを横切るように延在する、 ことを特徴とする表示器。
2. （２）表示媒体が、液晶材料を含む請求の範囲第１項記載の表示器。
3. （３）表示媒体が封入された液晶材料を含む請求の範囲第２項記載の表示器。
4. （４）上記第１の電極支持部材のみがセグメントに分割されている請求の範囲第 １項ないし第３項記載の表示器。
5. （５）双方の上記電極支持部材がセグメントに分割される請求の範囲１項ないし 第３項のいずれかに記載の表示器。
6. （６）分割された支持部材のセグメントの少なくとも一方が複数の画素電極を担 う請求の範囲第１項記載の表示器。
7. （７）個々の画素電極の面積が４ｍｍ２より大きくなく、好ましくは１ｍｍ２よ り大きくない請求の範囲第６項記載の表示器。
8. （８）合計で２５０，０００個以上の画素を含む請求の範囲第１項ないし第７項 のいずれかに記載の表示器。
9. （９）画素密度が平方センチメートルにつき少なくとも２５である請求の範囲第 ６項ないし第８項のいずれかに記載の表示器。
10. （１０）少なくとも各々の画素の電極の少なくとも一方が選択的にアドレス可能 である請求の範囲第６項記載の表示器。
11. （１１）各々の画素の電極の少なくとも一方が、結合した画素電極を作動あるい は非作動に動作され得る、個々の能動装置によって制御される請求の範囲第６項 記載の表示器。
12. （１２）分割された電極部材の所定のセグメントを作動あるいは非作動にされ得 る選択制御手段をさらに含む前記いずれかの請求の範囲に記載の表示器。
13. （１３）選択制御手段が能動装置を含む請求の範囲第１２項記載の表示器。
14. （１４）能動装置が電界効果トランジスタを含む請求の範囲第１１項ないし第１ ４項のいずれかに記載の表示器。
15. （１５）表示器を製造する方法であって、この製造方法は、ａ）各々が電極手段 を担う少なくとも第１および第２の電極支持部材を設け、該電極支持部材の少な くとも一方は、物理的にセグメントに分割され、かつ、隣接するセグメントがエ ッジどうしで近接して並べられており、境界ラインが隣接するエッジで形成され 、隣接するセグメントの電極手段が相互に物理的に分離されるようにした、工程 と；そして、 ｂ）使用時に電極手段によって印加され得る電気信号に応答して視覚的識別効果 を呈することのできる表示媒体を用い、少なくとも一方の電極支持部材と、電気 的に作動可能な表示媒体とを相互に接着する工程と；そして、 ｃ）使用時に上記信号に応答できるようにし、かつ、双方の上記電極支持部材の 間に表示媒体を位置させた状態で、電極支持部材の少なくとも一方が他方によっ て実質的にオーバーラップされるように該電極支持部材を配置する工程と； を含み、もし、双方の上記電極支持部材が分割される条件があれば、ｉ）上記第 １の電極支持部材の各々のセグメントは、上記第２の電極支持部材のセグメント によって少なくとも部分的にオーバーラップされ、そして、上記第１の電極支持 部材の少なくともいくつかは、上記第２の電極支持部材のセグメントと一致せず ；あるいは、ｉｉ）上記第１の電極支持部材のセグメントは、上記第２の電極支 持部材のセグメントと一致し、そして、電気的に作動可能な表示媒体が一致して いるセグメントの境界ラインの少なくともいくつかを横切るように延在するよう にしたことを特徴とする表示器の製造方法。
16. （１６）表示媒体が実質的に固体の膜である請求の範囲第１５項記載の方法。