JPH11327463A - 観察可能な導電性画像を有するディスプレイ - Google Patents

観察可能な導電性画像を有するディスプレイ

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JPH11327463A
JPH11327463A JP11072582A JP7258299A JPH11327463A JP H11327463 A JPH11327463 A JP H11327463A JP 11072582 A JP11072582 A JP 11072582A JP 7258299 A JP7258299 A JP 7258299A JP H11327463 A JPH11327463 A JP H11327463A
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conductive
observable
display
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image
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JP11072582A
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Stanley Ward Stephenson
ウォード スティーヴンスン スタンレイ
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Eastman Kodak Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、多層均一塗膜を有するディスプレ
イシートにおける光形成可能なディスプレイ領域を提供
する。 【解決手段】透明基板と、透明基板上に形成された透明
な電導性塗膜と、透明な電導性塗膜上に形成された光変
調層と、光変調層上に形成され、露光され現像されるこ
とにより観察可能な導電性画像を提供する感光層とより
成るディスプレイにおいて、光変調層は2 つの状態をと
りえ、第１の状態では観察可能な導電性画像の観測を不
可能にし、第2 の状態では観察可能な導電性画像の観測
を可能とする。観察可能な導電性画像と透明な電導性塗
膜とに電気的に接続され、観察可能な導電性画像を観察
のため観察者に提供するために、光変調層を第１の状態
から第2 の状態への変化をさせるよう、そのような観察
可能な導電性画像の選択されたものに電場を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は画像を観察者に選択
的に提供可能なディスプレイに関する。本発明は1997年
10月30日に出願されたStanley W. Stephenson による発
明の名称“Display Apparatus Using Light Patternabl
e Conductive Traces ( 光パターニング可能な導電性ト
レースを用いたディスプレイ装置) ”の米国特許出願第
08/961,059号、1997年10月30日に出願されたStanley W.
Stephenson による発明の名称”Single Sheet Display
Having Patternable Conductive Traces(パターニング
可能な電導性トレースを有する単一シート形ディスプレ
イ) “の米国特許出願第08/961,056号、1997年12月15日
に出願されたStanley W. Stephenson による発明の名
称”Method of Producing a Display Having Patternab
le Conductive Traces( パターニング可能な導電性トレ
ースを有するディスプレイの製造方法) “の米国特許出
願第08/990,891号、1997年12月15日に出願されたStanle
y W. Stephenson による発明の名称”A Sheet Having P
atternable Conductive Tracesfor Use in a Display
(ディスプレイに使用するパターニング可能な導電性ト
レースを有するシート) “の米国特許出願第08/990,853
号、1998年2 月20日に出願されたStanley W. Stephenso
n による発明の名称”Selectively Presenting Viewabl
e and Conductive Images(選択的に提供する観察可能な
導電性画像) “の米国特許出願第09/027,321号の関連出
願であり、この関連出願の開示内容は参考のため本明細
書に引用される。
【０００２】
【従来の技術】フラットパネルディスプレイは多くの技
法を用いて製造される。典型的な具体例はウイリアム
Ｃ オマラによる“Liquid Crystal Flat Panel Displa
ys”（チャプマン＆ヒル ニューヨーク NY １９９
３）や他の同様な刊行物に記載されている。これらのデ
ィスプレイは基板として透明な板ガラスを利用し、第１
の導電性トレースを形成する電気的トレースが平行線の
パターンでスパッタリングされる。インジウムスズ酸化
物（ITO)のような透明電極が、トレースによりブロック
されない透明領域に亘って電荷を分散させるために、ト
レース上にスパッタリングされる。第２の基板は透明な
導電性層を有する1 組のトレースで同様に塗布される。
【０００３】基板上に層が設けられ、ツイステッドネマ
ティック（TN）やスーパーツイステッドネマティック
（STN)配置に液晶を配向させるためにパターン化され
る。２枚の基板は空間的に離れており、２枚の基板間の
空間は液晶材料で充填される。基板間のある電極ペアが
選ばれ、液晶材料の光透過性を変化させるために電圧が
印加される。
【０００４】別の具体例ではトレースは直交するグリッ
ドを画定しないが、アルファーニューメリック（alpha-
numeric)ディスプレイあるいはグラフィックイメージを
形成するように構成される。さらなる実施例では、透明
基板上のアクティブディスプレイ（active display）が
スパッタリングされるかあるいは印刷され、メモリー要
素に書き込まれる情報に依存した各ディスプレイ要素を
連続的に駆動させるためにメモリー要素を利用する。SI
D DIGEST90、12.6項に開示された別の具体例では、液晶
材料が液晶ポリマーマトリックス（LCPC）を形成するよ
うに高分子中に分散される。LCPCは典型的には紫外線重
合するアクリル系ポリマー中に分散される。液晶は均質
化されポリマーとなり、乳剤が基板上に塗布される。乳
剤に紫外線を照射する。乳剤は硬化し、液晶材料の泡が
硬化したポリマーマトリックス中に保持される。
【０００５】反射型液晶ポリマーマトリックスディスプ
レイが米国特許第4,435,047 号に開示されている。第１
のシートは透明なＩＴＯ導電性領域を有しており、第２
のシートはディスプレイ領域に印刷された電気伝導性イ
ンキを有している。シートはガラスでもよいが、実際に
はマイラーポリエステルから構成された。バインダー中
に分散した液晶材料が第１のシートに塗布され、第２の
シートは液晶材料の上にプレスされた。ディスプレイ領
域を露出させるために、液晶材料の上に導電領域に反す
る電荷を印加する。プライクロイック（pleichroic）色
素が液晶に添加され、液晶材料が印刷された領域上にシ
ャッターとして働くようにされた。この技術と関連する
特許はカリフォルニア州サニーベイルにあるタリク（Ta
liq ）コーポレーションにライセンスされた。現在のと
ころ、タリク製品は２枚のシートと２枚のシートのそれ
ぞれからの接触トレース導線とをオフセットすることに
より電気的に相互接触を形成する。
【０００６】ディスプレイの画素上にカラーフィルター
配列が形成されれば、画像ディスプレイはカラー画像を
提供することが可能となる。米国特許第5,462,822 号に
おいて、３色層が透明基板上に形成される。本特許にお
いて、透明電極層がカラーフィルター上に形成される。
フィルタープレートは液晶層の上に配列される。プレー
トはガラスであり、ハロゲン化銀、色形成層を有してい
る。透明電極材はカラーフィルター配列上に高温でスパ
ッタリングされる。実際には透明電極材の存在により、
色素層中の色素のイオン移動を引き起こす。色素層から
電気伝導層を分離することが有利である。
【０００７】先行技術ではディスプレイを形成させるた
めに、複数のプレート上に複数の分離層を設けることが
要求される。典型的には、電気的トレースと透明導電層
は基板上に繰り返し材料の真空堆積を行うことにより形
成される。これらのプロセスは高価であり、資本を集中
投資した設備において長い処理時間が必要である。多く
のディスプレイ構造はガラスから構成されているので、
２枚のシートが使用され、２つの別々のシートと別々の
シートに配置された露出した一連のトレースを接続させ
るためにオフセットされる。低コストのフラットパネル
ディスプレイが有利である。さらに現在の構造では低コ
ストの大きなフラットパネルディスプレイを作成するに
はそぐわない。低コストで大きなフラットパネルディス
プレイを作成できることが好ましい。
【０００８】トレース層の双方を電気的に相互接続させ
る簡単な手段が必要である。先行技術からディスプレイ
の両側の各層を分離すること、半田接合、ワイヤーボン
ディングや圧接続を用いることにより、電子機器を駆動
させるためにトレースを接続することがわかる。そのよ
うな接続には接続過程で表面に露出される一連のトレー
ス双方が特に必要である。均一な多層構造は内部の導電
性層への接続を妨害する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の点に
鑑みてなされたものであり、多層均一塗膜を有するディ
スプレイシート上に光形成可能なディスプレイ領域を形
成することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、(a)透明
基板と、(b)透明基板上に形成された透明な電導性塗膜
と、(c)透明な電導性塗膜上に形成された光変調層と、
(d)光変調層上に形成され、露光され現像されることに
より観察可能な導電性画像を与える感光層と、(e)光変
調層は、第１の状態では観察可能な導電性画像は観測で
きず、第2 の状態では観察可能な導電性画像の観測を可
能にする2 つの状態をとりえ、(f)観察可能な導電性画
像と透明な電導性塗膜とに接続され、そのような観察可
能な導電性画像を観察のため観察者に提供するために、
光変調層を第１の状態から第2 の状態への変化をさせる
よう、そのような観察可能な導電性画像の選択されたも
のに電場を印加する電導手段と、から成ることを特徴と
するディスプレイにより達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明で使用する処理されていな
いシート10の断面図を図１（A ）に示す。シート10は基
板12を有する。基板12はポリエステルプラスチックから
なるコダックエスターフィルム（Kodak Estar film）の
ような透明なポリマー材料から成り、20と200 ミクロン
の間の膜厚を有する。典型的な実施例としては、基板12
はポリエステルベースの80ミクロンの厚さである。透明
なポリカーボネートのような他のポリマーも使用するこ
とができる。光学的に透明な電導性塗膜13が基板12上に
形成される。透明な電導性塗膜13はスズ酸化物あるいは
インジウムスズ酸化物（ITO ）から構成され、ITO は好
ましい材料である。典型的には、透明な電導性塗膜13は
基板12上にスパッタリングされ、250 Ωパースクエア
（per square）以下の抵抗である。
【００１２】光変調層30は透明な電導性塗膜13上に形成
される。光変調層30は通常設計の液晶である。選択され
た材料は高い光学的電気的な異方性を示し、材料が電気
的に配向されると、キャリアーポリマーの屈折率とマッ
チする。そのような材料の例としてメルク（Merck ）の
MLC-6406, MLC-6422, MLC-6436-000, 6436-100, 9300-1
00がある。ある一例において、液晶材料は脱イオンゼラ
チンやポリビニルアルコール（PVA ）のような高分子バ
インダー中で均質化される。そのような化合物は写真フ
ィルムに関連した設備において機械的に塗布可能であ
る。バインダー中にはイオン含有量が低いことが重要で
ある。そのようなバインダー中にイオンが存在すること
は、分散された液晶材料における電場の展開を妨害す
る。さらにバインダー中のイオンは電場印加中に移動し
て、光変調層30を化学的に損傷させる。光変調層30は電
気的伝導体による浸透を可能にする材料で形成されてい
なければならない。液晶とゼラチン乳剤は、光変調層30
の光変調を最適化させるために、1 から30ミクロンの間
の膜厚で塗布される。塗布膜厚、液晶泡のサイズと液晶
材料の泡の濃度は、光を拡散と反射させるように設計さ
れる。マイクロカプセル化された強誘電性（FLC ）材料
のような他の光を反射や拡散変調し、電気的に作用され
る材料もコーティングされる。光変調層30は２つの状態
をとりえ、以下に詳細を記述する。
【００１３】バリアー層17は光変調層30上に塗布され
る。バリアー層17はシート10上に用いられる化学薬品か
ら光変調層30を保護する。バリヤー層は光変調層30へイ
オンが拡散するのを防ぐために、重合された脱イオンゼ
ラチンあるいはＰＶＡの層である。感光層14はバリアー
層17上に塗布される。感光層14は光変調層30に作用する
電荷を運ぶのに十分な電導性のある金属沈殿物を形成
し、ハロゲン化銀粒子の乳剤が好ましい。露光と現像の
後、ハロゲン化銀は実質的に金属銀に変換する。代わり
に金や銅塩のような他の感光性材料も使用できる。ハロ
ゲン化銀乳剤の場合、ゼラチンやＰＶＡのようなバイン
ダーにおける結晶性ハロゲン化銀の高濃度が、通常のイ
メージング乳剤よりは電導性を改善させるために使用さ
れる。高純度なインジウムスズ酸化物や0.5 と2 ミクロ
ンの間の粒径を有する高純度な銀のような導電性添加物
を、写真的に生成した金属銀の導電性を改善するために
乳剤に加えることができる。
【００１４】図１（B ）はプロセス後のシート10の断面
図である。感光層14は露光と現像されて、図１（B ）に
示されるように観測可能な導電性画像16と非導電性領域
18が生じる。ゼラチン中のハロゲン化銀粒子が感光層14
に使用されると、観測可能な導電性画像16は処理されて
いないシート10における露光されたハロゲン化銀粒子か
ら生成された金属銀である。観測可能な導電性画像16の
効果的なシート導電性は250 Ωパースクエア（per squa
re）以下である。観測可能な導電性画像16は2.0D以上の
光学濃度を有し、黒色である。非導電性領域18における
未露光のハロゲン化銀は通常の写真プロセスにより取り
除かれ、観測可能な導電性画像16の大きさを限定する。
典型的には、非導電性領域18には電気的に観測可能な導
電性画像16を分離する、現像された銀に約5-50ミクロン
幅の間隙がある。
【００１５】透明な電気伝導性塗膜13は光変調層30に対
して連続的な電極として働く。観測可能な導電性画像16
と透明で電導性塗膜13にかかる電場が光変調層30に作用
し、観測可能な導電性画像16における光吸収を可能にす
る。図１（C ）は、ディスプレイ5 を形成する回路基板
40と接続させた処理されたシート10の断面図である。回
路基板40はコンタクトパッド47を通して、観測可能な導
電性画像16へ接続される一連の電導性トレース45を有し
ている。通常設計の外部制御回路（図示せず）を観測可
能な導電性画像16を選択的にアースし、ディスプレイ5
の部分を活性化する。よって、光変調層30は２つの状態
をとりうる。第１の状態では、光変調層30は観測可能な
導電性画像16の観測を不可能にし、第２の状態では光変
調層30は観測可能な導電性画像16の観測を可能にする。
【００１６】交流電圧を透明な電導性塗膜13に印加さ
せ、電気的にアースされた観測可能な導電性画像16へ電
場を印加する。光変調層30へ交流電圧を用いることによ
り、層内と層間のイオンの移動からの損傷を受けないよ
うにする。交流電圧において１秒間当たり６０サイクル
以上の振動数は、光変調層30中の分子を配向させるため
には十分である。
【００１７】図２（A ）と２（B ）はディスプレイ5 の
２つの部分のそれぞれの平面図を示す。ディスプレイ5
は単一の構造であることに留意すべきである。図２（A
）は、各観測可能な導電性画像16の下の位置から接続
点52まで走っている回路基板トレース45を有する回路基
板40を示す。コンタクトパッド47は各観測可能な導電性
画像16の下に位置しており、各導電性トレース45へ半田
付けされ、シート10の各観測可能な導電性画像16に電気
的に相互接続されている。図２（B ）は観測可能な導電
性画像16を示すため、光変調層30を有するシート10の部
分的に薄切りにされたものの平面図を示す。シート10に
おけるハロゲン化銀は黒色の導電性銀に処理された。非
導電性領域18は表示可能領域の輪郭を明らかにするのに
役に立つ。パワーピン50は透明な電導性塗膜13へ接触さ
せるために、感光層14のハロゲン化銀が取り除かれた領
域を貫通する。多くのパワーピン50は透明な電導性塗膜
13へ十分な電力の供給を確実にするために使用される。
【００１８】ディスプレイ5 の平面図を図３（A ）と３
（B ）に示す。回路基板40は外部の駆動電子機器（図示
せず）への接続を可能にする一連の回路基板トレース45
を有している。各回路基板トレース45は別々の観測可能
な導電性画像16の下で終わっている。コンタクトパッド
47は各観測可能な導電性画像16に対して押し付ける。不
活性化状態を示す図３（A ）において、光を反射する光
変調層30により観測可能な導電性画像16の画像は不明瞭
となり、観測可能な導電性画像16による吸収はない。パ
ワーピン50は絶えず感光層14の非導電性領域18を通し
て、透明な電導性塗膜13へ交流電圧を供給する。図３
（B ）はディスプレイ5 のある領域の活性化状態を示
す。回路基板トレース45はアースに切り換えられる第１
の電位を有している。回路基板トレース45はアース電位
をコンタクトパッド47（図３（A ）に示してある）と観
測可能な導電性画像16へかける。パワーピン50は光変調
層30の反対側の透明な電導性塗膜13へ交流電圧を供給す
る。
【００１９】図４（A ）と４（B ）はそれぞれ作動して
ないモードと作動モードにおけるディスプレイ5 の光学
的働きの断面図である。両図ともパワーピン50を通して
透明な電導性塗膜13へ交流電圧が供給されている。図４
（A ）では、観測可能な導電性画像16はアースされてお
らず、観測可能な導電性画像16と透明な電導性塗膜13の
間には電圧は存在しない。光変調層30はディスプレイ5
の背面に衝突した光を反射された光60としてはね返す。
図４（B ）はコンタクトパッド47を通して観測可能な導
電性画像16にアース電位を印加した結果を示す。光変調
層30へ印加した交流電圧は液晶材料を印加された電場で
配列させる。観測可能な導電性画像16上の光変調層30の
領域は透明になり、観測可能な導電性画像16は光64を吸
収する。処理された感光層14からの黒色銀物質は観測可
能な導電性画像16の光を吸収し、通常白いシート上に黒
を表示される領域を生じさせる。
【００２０】図５（A ）- 5 （E ）は感光層14において
観測可能な導電性画像16がどのように形成されるかを概
略表示したものである。本具体例において、未露光ハロ
ゲン化銀92は感光層14の感光材料である。図５（A ）に
おいて、フォトマスク80は露光されたハロゲン化銀94に
衝突し露光する光源を選択的にブロックし、一方未露光
のハロゲン化銀は不活性のままである。
【００２１】図５（B ）において、シート10は写真的に
現像され、露光されたハロゲン化銀94が金属銀96へ変換
される。化学現像プロセスの間、バリアー層17は光変調
層30が現像薬品に汚染されるのを防ぐ。金属銀96は完成
されたディスプレイ5 における観測可能な導電性画像16
を形成する。図５（C ）において、通常の写真的固定化
段階により未露光ハロゲン化銀92は取り除かれる。未露
光のハロゲン化銀92を除去することにより、完成された
ディスプレイ5 における非導電性領域18を形成する。
【００２２】図５（D ）において、回路基板40はシート
10に対して押し付けられる。コンタクトパッド47は観測
可能な導電性画像16と電気的に接続させる。パワーピン
50は非導電性領域18を通してバリアー層17と光変調層30
を貫通し、透明な電導性塗膜13と電気的接続を可能にす
る。本発明は確実な好ましい具体例に関連するものとと
もに詳細に記述されたが、本発明の精神と意図の範囲内
で、変形と変更は実施できるものと理解される。
【００２３】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、液晶上の
感光性であり導体形成する塗膜、光変調層を用いること
により反射型ディスプレが作成可能である。液晶材料と
感光性の導体形成材料は、現在の写真塗布技術を利用し
て同時に塗布すれば、費用はかからない。ディスプレイ
を露光現像する高価ではない高感度な写真手段を用いる
ことにより、ディスプレイシートを作成することができ
る。単一の大容量のシート材料を塗布することができ、
感光層を異なったパターンに露光することにより異なっ
たタイプのディスプレイの作成が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（A ）は本発明に従ったディスプレイを作成す
るのに使用される処理されていないシートの断面図、
(B) はプロセス処理後の図１（A ）のシート断面図、
(C) は本発明に従ったディスプレイを作成するために回
路基板を接続した図１（A）のシートの断面図である。
【図２】(A) はディスプレイの１部である図１（C ）の
回路基板の平面図、(B) はディスプレイの１部である図
１（B ）の処理された切り取り部の平面図である。
【図３】(A) は不活性化状態にある完成されたディスプ
レイの平面図、(B) は活性化部分を有する完成されたデ
ィスプレイの平面図である。
【図４】(A) は観測可能な導電性画像に衝突している光
を示している断面図、(B) はディスプレイの活性化され
た部分の光効果を示す断面図である。
【図５】(A)-(D) は本発明に従った図２（B ）の観測可
能な導電性画像シートの形成における様々な段階を示す
図である。
【符号の説明】
５ ディスプレイ １０ シート １２ 基板 １３ 透明で電導性塗膜 １４ 感光層 １６ 観測可能な導電性画像 １７ バリアー層 １８ 絶縁領域 ３０ 光変調層 ４０ 回路板 ４５ 回路板トレース ４７ コンタクトパッド ５０ パワーピン ５２ 接続ポイント ６０ 反射光 ６４ 吸収光 ８０ フォトマスク ８０c フォトマスクコーティング ９２ 未露光ハロゲン化銀 ９４ 露光されたハロゲン化銀 ９６ 金属銀

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （a) 透明基板と、（b) 透明基板上に
    形成された透明な電導性塗膜と、（c) 透明な電導性塗
    膜上に形成された光変調層と、（d) 光変調層上に形成
    され、露光され現像されることにより観察可能な導電性
    画像を与える感光層と、（e) 光変調層は、第１の状態
    では観察可能な導電性画像の観測を不可能にし、第2 の
    状態では観察可能な導電性画像の観測を可能にする2 つ
    の状態をとりえ、（f) 観察可能な導電性画像と透明な
    電導性塗膜とに接続され、該観察可能な導電性画像を観
    察のため観察者に提供するために、光変調層を第１の状
    態から第2の状態への変化させるよう該観察可能な導電
    性画像の選択されたものに電場を印加する電導手段と、
    から成ることを特徴とする観察者に選択された画像を提
    供するディスプレイ。
  2. 【請求項２】 電導性手段には、透明な電導性塗膜に電
    気的に接続するために、少なくとも１つの貫通ピンを含
    むことを特徴とする請求項１記載のディスプレイ。
  3. 【請求項３】 光変調層と感光層との間に設けたバリア
    ー層を更に含むことを特徴とする請求項１記載のディス
    プレイ。
JP11072582A 1998-03-20 1999-03-17 観察可能な導電性画像を有するディスプレイ Pending JPH11327463A (ja)

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