(57)【要約】  スペーサエレメント９０２、９０４が電極回路のための抵抗低下用トラックとしての役割もするダイナミックホイルディスプレイ９００が提供される。これによって、行電極および列電極並びにホイル電極の抵抗を低下させることができる。この目的のため、ホイルディスプレイ９００は、光ガイドプレート９０５と、パッシブプレート９１０と、これらのプレートの間に挟まれスペーサエレメント９０２，９０４によりこれらプレートから分離される透明光散乱ホイルとを有する。スペーサエレメント９０２，９０４は、本質的に、プレート９０５，９１０に行および列に沿って配され、これによって上記行および列に沿ってマトリクス構成に配される複数の画素エレメントを画定する。ディスプレイは、ホイルに横向きに配される透明ホイル電極９０７と上記光ガイドプレートおよびパッシブプレートに上記行および列に沿って配される透明行電極９０１および透明列電極９１１とを有する電極回路を有し、スペーサエレメント９０２，９０４は、導電性であり、電極９０７，９１１，９０１に相互接続され、したがって上記電極回路の一部を形成する。
2007500878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  光ガイドプレート、
−  パッシブプレート、
−  前記光ガイドプレートと前記パッシブプレートとの間に挟まれスペーサエレメントにより前記光ガイドプレートと前記パッシブプレートとから分離される透明光散乱ホイルであって、前記スペーサエレメントは、本質的に、前記光ガイドプレートおよび前記パッシブプレートに行および列に沿って配され、これによって前記行および列に沿ってマトリクス構成に配される複数の画素エレメントを画定する透明光散乱ホイル、
−  前記透明光散乱ホイルに横向きに配される透明ホイル電極と、前記光ガイドプレートおよびパッシブプレートに前記行および列に沿って配される透明行電極および透明列電極と、を有する電極回路、
を有するホイルディスプレイであって、
前記スペーサエレメントは、導電性であり、前記透明ホイル電極と前記透明行電極と前記透明列電極とに相互接続され、したがって前記電極回路の一部を形成する、ホイルディスプレイ。
【請求項２】
一部の前記スペーサエレメントは、前記透明行電極に本質的に平行であり、前記透明行電極に電気的に相互接続される、請求項１に記載のホイルディスプレイ。
【請求項３】
一部の前記スペーサエレメントは、前記透明列電極に本質的に平行であり、前記透明列電極に電気的に相互接続される、請求項１に記載のホイルディスプレイ。
【請求項４】
前記光ガイドプレートおよび前記パッシブプレートのうちの少なくとも一方のプレート上の一部のスペーサエレメントは、前記ホイル電極に電気的に相互接続され、前記少なくとも一方のプレート上の残りのスペーサエレメントから空間的に分離され、前記残りのスペーサエレメントに本質的に交差する方向に延在する、請求項１に記載のホイルディスプレイ。
【請求項５】
前記透明行電極および前記透明列電極はＩＴＯから形成される、請求項１に記載のホイルディスプレイ。
【請求項６】
前記スペーサエレメントはアルミニウムを有する、請求項１に記載のホイルディスプレイ。
【請求項７】
前記透明行電極又は前記透明列電極に電気的に相互接続される前記スペーサエレメントは、対応する透明電極に部分的に被着され、対応するプレートに部分的に被着される、請求項２又は３に記載のホイルディスプレイ。
【請求項８】
前記スペーサエレメントは、
−  少なくとも部分的に透明電極層に配される、Ａｌ又はＡｇの反射付着層、
−  前記反射付着層に被着される、高融点金属の第１の保護層、
−  前記第１保護層に被着される導電金属層、および
−  前記導電金属層に被着される、耐アルカリ金属の第２の保護層、
を有する、請求項１に記載のホイルディスプレイ。
【請求項９】
前記反射付着層は５０ｎｍと１００ｎｍとの間の厚さである、請求項８に記載のホイルディスプレイ。
【請求項１０】
前記第１の保護層は少なくとも１００ｎｍの厚さである、請求項８に記載のホイルディスプレイ。
【請求項１１】
前記第１の保護層はＣｒから形成される、請求項８に記載のホイルディスプレイ。
【請求項１２】
前記導電金属層は、０．５μｍと１．５μｍとの間の厚さである、請求項８に記載のホイル装置。
【請求項１３】
前記導電金属層は、Ａｌから形成される、請求項８に記載のホイル装置。
【請求項１４】
前記第２の保護層は、少なくとも５０ｎｍの厚さである、請求項８に記載のホイルディスプレイ。
【請求項１５】
前記第２の保護層は、Ｃｒから形成される、請求項８に記載のホイル装置。
【請求項１６】
前記ホイル電極を前記スペーサエレメントと前記透明行電極と前記透明列電極とから絶縁するように、前記ホイル電極上に絶縁層が被着される、請求項１に記載のホイルディスプレイ。
【請求項１７】
前記スペーサエレメントの少なくとも一部の上に、絶縁層が被着される、請求項１に記載のホイルディスプレイ。
【請求項１８】
前記パッシブプレート上のあらゆるスペーサエレメントとあらゆる透明電極の上に、連続的な絶縁層が被着される、請求項１７に記載のホイルディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイナミックホイルディスプレイに言及する。
【背景技術】
【０００２】
ダイナミックホイルディスプレイ（ＤＦＤ）は、アクティブ光ガイドプレートと、パッシブプレートと、これらのプレートの間に挟まれる可動光散乱ホイルとを有する表示パネルを典型的に有する。ホイルは、透明共通ホイル電極がホイルの少なくとも一方の側の表面領域を実質的に覆うようにして、配される。画素は典型的にはマトリックス配列に配され、各画素は、パッシブプレート上に配される水平透明行電極とアクティブプレート上に配される垂直透明列電極との交差部に位置する。各画素は、スペーサによってその隣りの画素から分離されており、スペーサは、アクティブプレートとパッシブプレートとの間に被着され、これらプレートからホイルを空間的に分離する。スペーサは、典型的には１マイクロメートルの高さであり、少なくとも光ガイドプレート上に存在し、可視波長領域の光に対して高反射性を有する正反射材料から形成される。
【０００３】
行電極、列電極、およびホイル電極の間の電圧設定に依存して、ホイルを局所的にアクティブ光ガイドプレート又はパッシブプレートに強制的に接触させる静電気力を作り出すことができ、画素が活性化（光を放射する）又は不活性化（暗い）となる。意図しないホイル変形による隣接画素間のクロストークを回避する目的で、スペーサは、典型的には、各画素を囲むように行および列に沿って配される。したがって、ある意味では、各画素は分離した画素セルを構成する。ホイル電極とプレート電極との間の電気的短絡を回避するために、ディスプレイプレート上の隣接するプレート電極の間の位置にスペーサが配され、スペーサは隣接するプレート電極から絶縁される。
【０００４】
光ガイドは光源に結合され、光源は典型的には光ガイドのエッジに備えられる。画素が活性化される場合、可動ホイルが光ガイドプレートに局所的に接触し、光は光ガイドプレートからホイルへと分離し、そこで光がディスプレイから散乱し、明るい光放射画素となる。画素が非活性化される（暗くなる）まで、即ち、ホイルと光ガイドとの接触が分断されるまで、画素はこのアクティブ状態のままであり、その逆も同様である。
【０００５】
各画素のパッシブプレート部分に適切なカラーフィルタを配することによって、カラーピクセル又はカラーサブピクセルが提供される。ＲＧＢディスプレイを備えるために、画素は典型的にはサブ画素のグループに並べられ、各サブ画素グループは、ＲＧＢ画素を構成し、赤のサブ画素、緑のサブ画素、および青のサブ画素からなる。
【０００６】
現行のデザインによれば、ＩＴＯ電極で生じた光吸収による光損失および／又は色シフトを最小にするために、行電極、列電極、およびホイル電極は、全て、限られた厚さの透明ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）によって構成される。ＩＴＯ厚さは、典型的には３０ｎｍしかない。しかし、斯かる薄い電極を有することにより、電気導電率が制限される。実際、ホイルディスプレイ環境内の行電極と列電極とのＲＣ時間（抵抗−容量時間、アドレスに必要な時間）は比較的高い画素容量Ｃによって特徴付けられ、表示動作中に電圧ドライバによりこれらの電極に加えられる電圧パルスを、電極の全長にわたって十分に高速で送ることができるくらいに長い。
【０００７】
電極ＲＣ時間を低減するために、金属の抵抗低下用トラックは、ＩＴＯ行電極とＩＴＯ列電極との一部に被着される。これらの抵抗低下用トラックは、典型的には、ＩＴＯ電極の一方のエッジ又は両方のエッジにこのエッジに沿って位置する１００ｎｍ〜２００ｎｍの厚さで２０μｍ−２５μｍの幅のアルミニウム片からなる。このデザインの利点は、（抵抗低下用金属トラックの存在により確かに）ＩＴＯ電極のＲＣ時間が低減され、ホイル電極と行電極／列電極との間にスペーサにより引き起こされる電気的短絡回路の形成の危険は最小に維持される。その理由は、スペーサが依然として行電極と列電極とから電気的に絶縁され、行電極および列電極上に被着される金属の抵抗低下用トラックからも電気的に絶縁されるからである。
【０００８】
列電極とホイル電極との間、および行電極とホイル電極との間の電気的短絡回路の形成は、典型的には、行電極と列電極とを覆う絶縁層により防止される。
【０００９】
しかし、現行のデザインの欠点は、以下のものが含まれる。
−  ＩＴＯ行電極およびＩＴＯ列電極上の金属の抵抗低下用トラックの幅を大きくし過ぎることはできず、大きくし過ぎるとかなりの画素開口の低減が生じ、抵抗低下用トラックの高さは約２００−３００ｎｍより小さく保たれなければならず、さもなければトラックの突出部の存在がアクティブプレートとパッシブプレートとの間のホイルの切替動作の妨げになる。これらの制約は、ＩＴＯ行電極とＩＴＯ列電極とに抵抗低下用トラックが備えられるとき、特に大面積ディスプレイに関係するとき、ＲＣ時間の減少を不十分にするという結果を招く。
−  有限の幅および高さの抵抗低下用アルミニウムトラックが（ＩＴＯとのオーム接触を作る目的で）ＩＴＯの上に直に被着されると、アルミニウムとＩＴＯとの間で化学的（おそらく、電気化学的）反応が発生しアルミニウム／ＩＴＯの界面を黒っぽくすることが分かった。特に光ガイドプレート上で、これは望ましくない光吸収、したがって光損失、おそらくカラーシフトも誘発する。さらに、アルミニウムとＩＴＯとの間の付着力は、ガラス（ＳｉＯ２）とＡｌとの間の付着力より弱いようであり、処理中に、ＩＴＯ電極からのアルミニウム抵抗低下用トラックのデラミネーションをすぐに招く。確かに、アルミニウムを銀に置き換えることができるが、銀は化学的安定性に乏しいという欠点があり、暗くする作用、したがって望ましくない光損失も招く。アルミニウム又は銀を別の金属（クロム又はチタン等）に置き換えると、光の吸収量がかなり増え、したがって良い解決策ではない。
−  パネルプレート上に、ＩＴＯ電極と、抵抗低下用トラックと、スペーサパターンとを製造／構成するために、多数の処理ステップが必要である。
−  抵抗低下用トラックはホイル電極の導電率を改善せず、これは、もちろんＲＣ時間、したがってディスプレイのアドレッシング性能にも影響を及ぼす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、上記の欠点の影響が軽減される改良されたホイルディスプレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、添付の独立請求項に規定されるようなホイルディスプレイで達成され、添付の従属請求項は本発明の好ましい実施形態を提供する。
【００１２】
どんなレイアウトでも、従来技術のデザインの共通の特徴は、スペーサが行/列/ホイルの電極回路の一部ではないことである。本発明の目的のため、スペーサエレメントと抵抗低下用トラックとが１つの単一エレメントに有利に組み込まれることが実現された。
【００１３】
本発明の一態様によれば、ホイルディスプレイは、光ガイドプレート、パッシブプレート、およびこれらプレートの間に挟まれスペーサエレメントによりこれらプレートから分離される透明光散乱ホイルを有する。スペーサエレメントは、これらのプレートに行および列に沿って本質的に配され、これによって上記行および列に沿ってマトリクス構成に配される複数の画素エレメントを画定する。本発明のディスプレイは、上記ホイルに横向きに配される透明ホイル電極と、上記光ガイドプレートおよびパッシブプレートに上記行および列に沿って配される透明行電極および透明列電極と、を有する電極回路を更に有する。スペーサエレメントは、導電性であり、これらの電極に相互接続され、したがって上記電極回路の一部を形成する。
【００１４】
したがって、ある観点から見ると、本発明は、抵抗低下用トラックをＩＴＯ電極層からかなり移動させることができ、その代わりに、抵抗低下用トラックの大部分をＩＴＯ電極層と平行にしてガラスプレート上に直に被着させることができるという識見に基づいている。抵抗低下用トラックと関連するＩＴＯ層との間の十分な電気的接触は、ＩＴＯ電極層に沿って分布する限られた面積の電気的接触点によって、提供できる。これは、アルミニウムのガラスへの付着性がアルミニウムがＩＴＯに存在している場合よりもかなり優れているので、抵抗低下用トラックのＩＴＯ電極からのデラミネーションのリスクを軽減するという点で、有利である。これによって、また、（アルミニウムとＩＴＯとの間の上記の化学的反応により黒っぽくなる）光吸収領域の大きさは、抵抗低下用トラックにより占有されるプレートの領域全体に沿って広がるのではなく、接触点の領域だけに実質的に制限される。
【００１５】
別の観点から見ると、本発明は、スペーサエレメントが電極回路の一部を形成し、したがって透明電極上への追加の抵抗低下用トラックの必要性をなくすことができるという識見に基づいている。
【００１６】
一実施形態によれば、一部の上記スペーサエレメントは、上記行電極に本質的に平行であり、上記行電極に電気的に相互接続される。例えば、行方向電極がパッシブプレート上に配される場合、そのスペーサエレメントは行方向電極に電気的に組み込まれ、したがってＩＴＯ行電極に関連する抵抗低減用トラックとして用いることができる。これは、行方向スペーサの少なくとも一部を導電材料から形成し、行方向スペーサとそのスペーサに関連するＩＴＯ行電極との間に、ＩＴＯ行電極層に沿って分布する限られた面積の接触点によって電気的接触を確立し、行方向スペーサの導電部をホイル電極から適切に電気的に絶縁することによって、達成できる。
【００１７】
一実施形態によれば、一部の上記スペーサエレメントは、上記列電極に本質的に平行であり、上記列電極に電気的に相互接続される。例えば、列方向電極が光ガイドプレート上に配される場合、そのスペーサエレメントは列方向電極に電気的に組み込まれ、したがってＩＴＯ列電極に関連する抵抗低減用トラックとして用いることができる。これは、スペーサの少なくとも一部を導電材料から形成し、スペーサとそのスペーサに関連するＩＴＯ電極との間に、ＩＴＯ列電極層に沿って分布する限られた面積の接触点によって電気的接触を確立し、スペーサの導電部をホイル電極から適切に電気的に絶縁することによって、達成できる。ホイル電極が、ホイルの、パッシブプレートを向く側に配されるとき、ホイル電極と列電極（スペーサを含む）との間の電気的絶縁は、ホイルが典型的に絶縁材料から作られるので、ホイル材料自体によって少なくとも部分的に提供される。
【００１８】
あるいは、明らかに、行電極を光ガイドプレート上に配し、したがって列電極をパッシブプレート上に配することができる。斯かる場合、上記の実施形態は、単に、パッシブプレートの記載を光ガイドプレートに適用し、光ガイドプレートの記載をパッシブプレートに適用することによって、容易に適用可能である。
【００１９】
列電極と行電極との両方に対して、ホイル電極からの適切な電気的絶縁は、プレート電極のＩＴＯ部とプレート電極に関連するスペーサエレメントの導電部とに被着される絶縁層によって提供され、したがって、プレート電極に関連するスペーサとプレート電極のＩＴＯとをホイル電極から効果的に絶縁する。
【００２０】
一実施形態によれば、これらのプレートのうちの少なくとも一方のプレート上の一部のスペーサエレメントは、上記ホイル電極に電気的に相互接続され、上記少なくとも一方のプレート上の残りのスペーサエレメントから空間的に分離され、上記残りのスペーサエレメントに本質的に交差する方向に延在する。例えば、ホイル電極がホイルのパッシブプレート側に配され、行方向電極がパッシブプレート上に配される場合、パッシブプレート上の列方向スペーサエレメントはホイル電極に電気的に組み込まれ、したがってホイル電極のための抵抗低下用トラックとしての役割をすることができる。これは、ホイル電極の抵抗がかなり低下するという点で有利である。これは、パッシブプレート上に列方向スペーサエレメントのホイルを向いている側の導電材料から列方向スペーサエレメントの少なくとも一部を形成し、少なくとも、ホイルの、パッシブプレートを向いている側にホイル電極を配し、ホイル電極と列方向スペーサエレメントとの間に電気的接触を確立し、列方向スペーサエレメントを行電極と行電極に電気的に組み込まれる行方向スペーサエレメントとから電気的に絶縁することによって、達成できる。ホイルの、パッシブプレートを向いている側のホイル電極と、列方向スペーサエレメントとの間の適切な電気的接触は、光ガイドプレート上に配されるスペーサエレメントとパッシブプレート上に配されるスペーサエレメントとの間にホイルを挟む結果として、当然に提供される。ホイル電極がホイルの光ガイド側に配される場合、代わりに、光ガイド上の一部のスペーサエレメントが同様のやり方でホイル電極に相互接続される。
【００２１】
一実施形態によれば、透明電極はＩＴＯから形成され、上記スペーサエレメントはアルミニウムを有する。
【００２２】
別の実施形態によれば、行電極又は列電極に電気的に相互接続される上記スペーサエレメントは、対応する透明電極に部分的に被着され、対応するプレート上に部分的に被着される。したがって、光吸収領域の大きさを制限することができ、一方で、アクティブプレートおよびパッシブプレート上のスペーサエレメントとそれに関連するＩＴＯ電極との間に、依然として十分な電気的接触が提供される。好ましくは、ＩＴＯ電極とスペーサエレメントとの間の接触は、規則的に間隔を空けて配された接触点に備えられる。
【００２３】
一実施形態によれば、少なくとも一部のスペーサエレメントは、Ａｌ又はＡｇの高反射性正反射付着層、上記付着層に被着される、Ｃｒなどの高融点金属の第１の保護層、上記第１保護層に被着される導電金属層（例えば、Ａｌ）、および上記導電金属層に被着される、Ｃｒなどの耐アルカリ金属の第２の保護層、を有する。好ましくは、光ガイドプレート上のスペーサエレメントに関連するＡｌ付着層又はＡｇ付着層、およびパッシブプレート上の行方向スペーサエレメントに関連するＡｌ付着層又はＡｇ付着層は、一部が、それぞれ列電極に関連するＩＴＯ層および行電極に関連するＩＴＯ層に被着されて、局所的な電気的接触点を形成し、一部が、ＩＴＯ層から離れてガラス基板プレートに直に被着される。ホイル電極回路の一部を形成するべきスペーサエレメントに関連するＡｌ付着層又はＡｇ付着層は、基板プレートのガラスに完全に直に被着される。付着層の高反射性Ａｌ又はＡｇの存在により、光ガイドプレートを伝播する光に対して最小量の光吸収しか生じないことが可能となる。保護層のＣｒなどの高融点金属の存在により、例えばスペーサエレメント上への無機絶縁層のＣＶＤ堆積（Chemical Vapor Deposition）又はスパッタ堆積の間にスペーサエレメントが高温の処理熱を受けたときに基板材料（ガラス）と基板に付着する金属層との間の熱拡散の不一致により発生する可能性があるスペーサエレメントの変形の発生が防止される。スペーサエレメントの変形は、それ自体、ホイルに対向するスペーサエレメントの上面から顕著な局所的金属突起（ヒロック）として現れる。ヒロックは、アルミニウムが２５０℃を越える処理温度を受けたときに発生することがあるアルミニウムの大きいスパイクを表しており、アルミニウムの熱係数と基板ガラスの熱係数との差によるものである。斯かる処理温度は、例えばＣＶＤ堆積プロセスにより絶縁ＳｉＯ２層を電極の上面に堆積する間に、発生する。ヒロックスパイクは、望ましくない電気的短絡を作り出す可能性がある。
【００２４】
保護層に被着される導電金属層は、スペーサエレメントの全体的な電気抵抗を下げる役割をし、任意の金属の低抵抗材料を有することができる。導電金属層上に被着されるＣｒなどの耐アルカリ金属の第２の保護層は、プレート上にスペーサエレメントのフォトリソグラフィック構造化（photolithographic structuring）を完了した後にフォトレジスト材料をスペーサエレメントから剥離するために使用されるアルカリ性のレジスト剥離液体からの化学的攻撃に対してスペーサエレメントを保護する役割をする。
【００２５】
したがって、斯かる複合スペーサエレメントは、優れた電気導電性を提供し、均質のアルミニウムスペーサエレメントと比較して基板への付着性を向上させ、ヒロックによりホイル電極と行電極および列電極との間に引き起こされる短絡の形成の機会を減らす。スペーサエレメントの一部を、そのスペーサエレメントに関連する列電極および行電極のＩＴＯに配することによって、スペーサエレメントとＩＴＯとの間の全体的に黒っぽい界面領域を制限し、したがって光損失の程度および／又は光ガイドプレートを伝播する光に影響するカラーシフトを少なくすることが可能である。
【００２６】
スペーサエレメントが高めの処理温度にさらされることによって生じるスペーサの変形（ヒロック）を回避するために層を十分に薄く保ちながら、高反射率を維持するために、したがって光吸収により誘発されるガイドプレートでの光損失を回避するために層を十分に厚する目的で、上記付着層は好ましくは５０ｎｍと１００ｎｍとの間の厚さである。
【００２７】
上記第１の保護層は、スペーサエレメントおよびそのスペーサエレメントに関連するＩＴＯ電極に絶縁層を物理的に被着している間にスペーサエレメントが高めの処理温度を受けたときのスペーサの変形（即ち、ヒロックの形成）の機会を最小にするため、好ましくは少なくとも１００ｎｍの厚さである。
【００２８】
上記導電金属層は、好ましくは０．５μｍと１．５μｍとの間の厚さであり、下限はスペーサエレメントの導電性を最大にするために設定され、上限は許容されるスペーサの最大高さに等しく設定される。
【００２９】
幾つかの実施形態によれば、導電金属層は第１の保護層によって構成される。
【００３０】
上記第２の保護層は、好ましくは、少なくとも５０ｎｍの厚さであり、この最低限の厚さは、スペーサエレメントのウエットケミカルプロセッシング／ストラクチャリングの間にアルカリ性のレジスト剥離液体による化学的攻撃に対してスペーサエレメントを十分に保護するように設定される。幾つかの実施例によれば、第２の保護層は導電金属層により構成され、おそらく第１の保護層も導電金属層により構成され、１つの単一材料層を形成する。
【００３１】
好ましい実施形態によれば、アクティブプレート上の上記スペーサエレメントとパッシブプレート上の上記行方向スペーサエレメントとに対するホイル電極の電気的絶縁性を向上させるように、光ガイドプレート上のスペーサエレメントの上面と、パッシブプレート上の行方向スペーサエレメントの上面とに、追加の電気絶縁層が被着される。好ましくは、追加の電気絶縁層は少なくとも１００ｎｍの厚さの無機層である。これによって、ホイル電極と光ガイドプレート上のスペーサエレメントおよび／又はパッシブプレート上の行方向スペーサエレメントとの間の短絡が効果的に排除される。
【００３２】
別の実施形態では、追加の絶縁層は、光ガイドプレート上のあらゆるスペーサエレメントの上面と、パッシブプレート上のあらゆる行方向スペーサエレメントと、光ガイドプレートおよびパッシブプレート上のあらゆる透明電極の上面とに被着される、連続的に続く層である。更に別の実施形態では、追加の絶縁層は、光ガイドプレート上のあらゆるスペーサエレメントの（ホイルに対向する）上面にのみ被着され、光ガイドプレート上の透明電極の上面とスペーサエレメントの上面とを接続する光ガイドプレート上のスペーサエレメントの側面には被着されない。光ガイドプレート上のスペーサエレメントの側面に絶縁層が存在しないことによって、光ガイドプレートの内部から絶縁層を介して外側に向かう望ましくない光漏れが防止される。
【００３３】
したがって、光ガイドプレート上のスペーサエレメントおよびパッシブプレート上の行方向スペーサエレメントを、それぞれ透明列電極および透明行電極と組み合わせることによって、以下の複数の利点が提供される。
−  従来技術の追加の抵抗低下用トラックがＩＴＯ電極から除去されるので、各画素の開口を広げることができる。
−  スペーサにより形成される抵抗低下用トラックの高さはそれほど重大ではなく、この高さは、従来技術のスペーサの高さと同じくらいに高くすることができる。
−  アルミニウム付着層と列電極のＩＴＯおよび行電極のＩＴＯとの間の化学反応は、非常に限られた領域、即ち、スペーサとそれに関連するＩＴＯ層との間に適切な電気的接触を設けるために要求される接触点の表面領域、に限定される。全体で、光ガイドの全体の光吸収アルミニウム／ＩＴＯ接触領域は、かなり削減される。
−  抵抗低下用トラックとＩＴＯ層との間の付着の問題は解消される。その理由は、付着が、光ガイドプレートのガラスとパッシブプレートのガラスとで主に行われるからである。
−  パッシブプレート上の列方向スペーサエレメントと透明ホイル電極との組合せは、ホイル自体に直に抵抗低下用トラックを備えることなく、ホイル電極の電気抵抗を低下する利点を有する。
【００３４】
以下には、本発明の種々の実施形態が添付図面を基準にして更に記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図１には、従来のホイルディスプレイ１００の断面が示されている。このディスプレイは、光ガイド１０１とパッシブプレート１０２とを有する。これらの基板の間に、光散乱ホイル１０３が配され、光散乱ホイル１０３はスペーサ１０４によって基板から離されている。ＩＴＯから形成される列電極回路１０５は光ガイド１０１に配され、行電極回路１０６はパッシブプレート１０２に形成されている。光ガイド１０１に接続される光源１０７が、光ガイド１０１の中を伝わる光線１０８とともに、概略的に示されている。ディスプレイ１００の拡大部分の断面も示されており、１つの活性化画素を更に詳細に示している。拡大部分は、透明ホイル電極１０９を更に示しており、この電極１０９はホイル１０３のパッシブプレート側に被着されている。示されている拡大された画素は活性化状態であり、したがって、ホイルは光ガイドに接触し、その結果光ガイドから光が分離される。
【００３６】
図２には、光ガイドプレートの本発明に関する列回路の平面図が示されている。黒く塗られた領域２０１はＩＴＯの層を示し、ストライプ２０２は、アルミニウム付着層を有する複合トラックとして具体化される導電スペーサエレメントを示す。スペーサエレメントはＩＴＯ電極と平行であるが、ブランチ２０５は隣接するＩＴＯ層を一定の間隔で横切り、各間隔は画素を定める。スペーサエレメント２０２、２０５とＩＴＯ層２０１との間の接触領域、したがって暗い光吸収領域を形成するＡｌ／ＩＴＯの境界領域を減少させるために、開口２０３がＩＴＯ層に備えられる。したがって、スペーサエレメントはＩＴＯ電極層の外側エッジ部分においてＩＴＯ層に接触するだけである。結果として、アルミニウムとＩＴＯとの間の直接のオーミック接触は、ほんの小さな表面積に制限され、ＩＴＯとアルミニウムとの間の化学反応の影響、したがって光ガイドの中の光の損失および／又は変色は、最小に保たれる。断面Ａ’−Ａ’は、ガラス光ガイド２０４上に被着されたＩＴＯ層２０１とスペーサエレメント２０２とを示す。断面Ａ”−Ａ”は導電スペーサエレメントのブランチ２０５を示しており、このブランチ２０５の一部はＩＴＯ層を部分的に覆い、したがって電気的接触を備え、ブランチ２０５の一部は開口２０３内に被着されている。断面Ｂ−Ｂは、開口２０３に被着されるスペーサエレメント・トラック２０２を、横方向から示している。
【００３７】
図３には、図２のスペーサブランチ２０５の概略断面が示されている。スペーサは、電極２０１上に配された電気導電スペーサエレメント２０５を有し、この電極２０１は光ガイドプレート３０１上に配されている。スペーサの上部に配されるべきホイル３０６から強固に絶縁するために、スペーサエレメント２０５の表面上、および電極２０１の表面上に、電気絶縁層３０４、３０５が被着されている。図４には、図２のスペーサエレメント２０２の概略断面が示されている。スペーサエレメントは、光ガイドプレート３０１上に直に配され、絶縁層３０４により覆われている。絶縁部は光ガイドプレート自体には必要としない。しかし、製造を容易にするために、電極２０１上に配される絶縁層３０５は、電極材料によって覆われない光ガイドの領域にわたって広がっていてもよい。
【００３８】
図５には、本発明に関するパッシブプレート用の２つの行電極の平面が示されている。６個のＩＴＯ領域５０１は、各々が別々の画素を画定する。断面Ａ−Ａは、行電極に関連する透明ＩＴＯ層５０１に局所的に電気的に接続している行方向の導電スペーサエレメント５０２を示す。見て分かるように、ＩＴＯ電極は、ＩＴＯとスペーサとの間の接触面積を制限するように構成されている。したがって、ここでも、行方向スペーサエレメントとパッシブプレートとの間に十分に強い付着を維持するために、ＩＴＯと行方向スペーサエレメントのアルミニウムとの間の直接の接触境界は最小に保持される（しかし、もちろん、適切なオーミック接触が確立されるようには十分に大きく選択される）。列方向スペーサエレメント５０３プレートは、隣り合うＩＴＯ電極層５０１の間に位置し、行方向スペーサエレメント５０２とＩＴＯ電極層５０１との両方から電気的に絶縁されている。
【００３９】
図６には、図５のスペーサエレメント５０２の概略断面が示されている。スペーサエレメントの一部は行電極５０１に被着され、スペーサエレメントの一部はパッシブプレート６０１に直に被着されている。ホイル６０３およびホイル電極６０４も示されており、続いて、これらはスペーサエレメントに置かれる。行電極をホイル電極から強く絶縁するために、絶縁層６０２は、スペーサ５０２と電極５０１とを包んでいる。あるいは、スペーサの側部の絶縁部を省略することができる。図７に示されているのは、図５の列方向スペーサ５０３の概略断面である。スペーサはパッシブプレート６０１上に配され、スペーサ５０３とホイル電極６０４との間の電気的接触を確立するために、ホイル６０３およびホイル電極６０４が続いてスペーサ５０３に直に配される。
【００４０】
スペーサエレメントは、アルミニウムなどの均質の電気導電材料から形成することができる。しかし、上述の通り、斯かるスペーサエレメントは、多くの問題に関連する。したがって、図８に示すような複合抵抗低下用スペーサエレメントは多くの用途で有利である。複合スペーサはガラス基板８０１上に配され、アルミニウムの付着層８０２を有し、アルミニウムの付着層８０２の一部は下に存在するＩＴＯトラック８０６に付着して接触し、付着層８０２の一部はガラス基板８０１に直に接触する。クロムの第１保護層８０３は、アルミニウム付着層８０２を覆う。第１クロム保護層８０３の上部には、かなり厚い導電金属層８０４が被着され、例えば、アルミニウム又はクロムを有し、第２の耐アルカリクロム保護層８０５によって覆われる。斯かる複合スペーサエレメントは、光ガイドとパッシブプレートとの一方又は両方に使用することができる。光ガイドの光吸収を低減するために、少なくとも光ガイドスペーサには複合スペーサエレメントを使用することが非常に有利である。
【００４１】
図８に示すスペーサは、次のように製造することができる。先ず、薄いＩＴＯ列電極層（３０ｎｍ以下）を光ガイド上に構成する。次いで、光ガイドプレート上にスペーサエレメントが構成される。このスペーサエレメントは、以下の層からなる。一部がＩＴＯ列電極層に接触する薄いアルミニウムの付着層（厚さ５０〜１００ｎｍであり、高反射性を備える等のためにＡｇ、Ｍｇ、又はこれらの元素の組合せを使用することもできる）、スペーサエレメントが高温処理温度にさらされたときに生じることがある下に存在するアルミニウム付着層からのヒロックの形成を抑制するための薄いＣｒの保護層（１００〜２００ｎｍの厚さであり、任意の高融点金属を使用する）、スペーサエレメントを形成しスペーサエレメントの所望の低抵抗を作るための薄い導電アルミニウム層（０．５μｍ〜１．５μｍの厚さ、又は他の任意の金属（例えば、Ｃｕ又はＣｒ）を使用する）、最後に、スペーサエレメントのウエットケミカルプロセッシング／ストラクチャリングの間にアルカリ性のレジスト剥離液体による化学的攻撃に対してスペーサエレメントを保護するための薄い耐アルカリＣｒ層（５０〜１００ｎｍの厚さ）。
【００４２】
付着の問題のため、１μｍの厚さのアルミニウムスペーサ・エレメントをＩＴＯに直に被着することはできず、従来の付着層（ＣｒおよびＴｉ等）は、光ガイド内の光強度のかなり損失させる高い光吸収性のために使用することができない。
【００４３】
パッシブプレート上のスペーサエレメントを、光ガイドプレート上のスペーサエレメントと同じ方法で製造することができるが、行方向スペーサが行電極層のＩＴＯと接触し、一方、パッシブプレート上の列方向スペーサエレメントがパッシブプレートのガラスに直に被着され、それによって列方向スペーサエレメントはパッシブプレート上のＩＴＯ行電極層と行方向スペーサエレメントとの両方から電気的に絶縁される。
【００４４】
行電極をホイル電極から電気的に絶縁するために、誘電絶縁層は、好ましくは、パッシブプレートの行方向スペーサエレメント上および行電極に関連するＩＴＯ層上に被着される。列電極をホイル電極から電気的に絶縁するために、好ましくは、光ガイドプレート上の列電極に関連するＩＴＯ層およびスペーサエレメントの上面も、誘電絶縁層で覆われる。誘電絶縁層は、好ましくは、無機酸化物材料または無機窒化物材料（例えばＡｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＯ２またはＳｉＯ２）から成る。
【００４５】
ＯＦＦ状態にある１つのホイルディスプレイ画素９００の側面が、図９に示されている。画素は、列スペーサ９０４と列電極９１１とが配される光ガイド９０５上に配される。絶縁層９１２および９１３（例えば、ＳｉＯ２）は、それぞれ列電極９１１および列スペーサ９０４上に配され、列回路をホイル９０３とホイル電極９０７とから分離する。あるいは、絶縁層は省略でき、したがってホイル自体が列電極とホイル電極との間の絶縁媒体である。光ガイドからの光漏れを防止するために、絶縁層は列回路の側面、即ちスペーサエレメントの上面およびＩＴＯ層の上面に限定され、スペーサエレメントの側面はオープンのままである。そうでなければ画素がオフ状態であっても、或る量の光は絶縁層を介して光ガイドから分離されるだろう。パッシブプレートの列スペーサ９０２および行電極９０１は、パッシブプレート９１０上に、互いに離れた状態で、配されている。絶縁層９０８は行電極９０１を覆い、パッシブプレートの列スペーサ９０２はホイル電極９０７と直に電気的に接触している。
【００４６】
したがって、本発明は、処理ステップの数を減少させ、分離した抵抗低下用トラックによってスペースが占められないので画素の開口を広げ、スペーサによる抵抗の低下量が先に考察したＩＴＯ上の分離抵抗低下用トラックで達成できる低下量よりも大きいので行電極および列電極のＲＣ時間を最小にする。
【００４７】
当業者は容易に本発明の多くの変形例を思い浮かべることが理解できる。例えば、行および列のコンフィギュレーションは、もちろん逆にすることができ、したがって、行回路が光ガイド上に配され、列回路がパッシブプレート上に配される。ホイルとホイル電極とを逆にすることももちろん可能であり、したがって、ホイル電極はホイルの光ガイド側に被着され、あるいは、ホイルを導電材料から均質に作ることができ、又は両サイドを分離絶縁層により行回路と列回路とから絶縁することもできる。
【００４８】
要約すると、ダイナミックホイルディスプレイ９００が提供され、スペーサエレメント９０２、９０４は電極回路の抵抗低下用トラックとしても役立つ。これによって、分離した抵抗低下用トラックを備えること無く、行電極および列電極とホイル電極に対し、抵抗を低下させることができる。これによって、ディスプレイのアドレッシング性能はかなり向上し、ディスプレイの製造が単純化される。この目的のために、ホイルディスプレイ９００は、光ガイドプレート９０５、パッシブプレート９１０、これらプレートの間に挟まれ且つスペーサエレメント９０２、９０４によってこれらプレートから分離される透明光散乱ホイル９０３を有する。スペーサエレメント９０２、９０４はプレート９０５、９１０上の行および列に沿って本質的に配され、これによって行および列に沿ってマトリックス構成に配される複数の画素エレメントを画定する。ディスプレイは更に電極回路を有し、この電極回路は、ホイル上に横に配される透明ホイル電極９０７と、光ガイドプレートおよびパッシブプレート上の行および列に沿って配される透明行電極９０１および透明列電極９１１とを有し、スペーサエレメント９０２、９０４は導電性であり、電極９０７、９１１、９０１に相互接続されており、したがって電極回路の一部を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】従来技術のダイナミックホイルディスプレイの断面図と、一つの画素エレメントの拡大図とを示す。
【図２】本発明の列電極回路の平面図を示す。
【図３】図２の列電極回路の断面図を示す。
【図４】図２の列電極回路の断面図を示す。
【図５】本発明の行電極回路の平面図を示す。
【図６】図５の行電極回路の断面図を示す。
【図７】図５の行電極回路の断面図を示す。
【図８】本発明の複合スペーサエレメントの実施形態を示す。
【図９】本発明のディスプレイ画素エレメントの断面図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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