(57)【要約】  本発明はバックプレーン（４２）の上に戴置されたフロントプレーン（４４）を備えたフレキシブルディスプレイ（４０）に関する。好ましくは、フロントプレーン（４４）はバックプレーン（４２）に積層される。フレキシブルディスプレイ（４０）は更にボンディング領域（４８）を備える。本発明において、フロントプレーン（４４）は実質的にボンディング領域（４８）に対応する領域（４６）に渡って延長される。好ましくは、フロントプレーンは、ボンディング領域（４８）の領域において、複数の電気ピクセルのアレイへのおよび／または複数の電気光学素子のアレイへの接続を可能にするための適切な電気的コンタクトを配置するスペース（４７）を備える。このスペース（４７）は、どのような形状でも適切であればよく、個別に配置されても、互いに結合されてボンディング領域（４８）の上に専用のスペースを形成するようなものでもよい。
2010519593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と電気ピクセルのアレイを備えるバックプレーンと、
基板と電気光学素子のアレイを備えるフロントプレーンとを備え、
前記フロントプレーンは前記バックプレーンに重ね合わされ、前記フロントプレーンの領域は前記バックプレーンの領域に実質的に一致し、
複数の電気ピクセルのアレイへの接続および／または複数の電気光学素子のアレイへの接続を可能にするためのボンディング領域を備え、
前記フロントプレーンは、前記バックプレーン領域におけるディスプレイ領域の外側の領域に拡張されていることを特徴とするフレキシブルディスプレイ。
【請求項２】
請求項１に記載のフレキシブルディスプレイにおいて、
前記フロントプレーンは少なくとも前記ボンディング領域の領域に拡張されていることを特徴とするフレキシブルディスプレイ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のフレキシブルディスプレイにおいて、
フロントプレーンの所定領域にスペースが設けられ、
前記所定領域は、バックプレーン領域におけるディスプレイ領域の外側の所定範囲であって、前記接続を可能とする電気的コンタクトが配置される所定範囲に広がっていることを特徴とするフレキシブルディスプレイ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のフレキシブルディスプレイにおいて、
前記バックプレーンは薄膜トランジスタを備え、前記フロントプレーンは電気泳動ディプレイを備えることを特徴とするフレキシブルディスプレイ。
【請求項５】
請求項４に記載のフレキシブルディスプレイにおいて、
前記フロントプレーンは前記バックプレーンに積層されていることを特徴とするフレキシブルディスプレイ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のフレキシブルディスプレイにおいて、
前記電気ピクセルのアレイおよび／または前記電気光学素子が各々のアレイの中性線に近接して設けられた複数の層を備えることを特徴とするフレキシブルディスプレイ。
【請求項７】
フレキシブルディスプレイを製造する方法であって、
複数の電気ピクセルのアレイを配したバックプレーンの製造工程と、
基板と複数の電気光学素子のアレイを備えるフロントプレーンの製造工程とを含み、
前記フロントプレーンの領域は前記バックプレーンの領域に実質的に一致し、
前記複数の電気ピクセルの前記アレイへの接続および／または前記複数の電気光学素子の前記アレイへの接続を可能にするためのボンディング領域の製造工程を含み、
前記方法は更に、ディスプレイ領域の外側の前記バックプレーン領域の所定範囲に前記フロントプレーンを拡張する製造工程を含むことを特徴とするフレキシブルディスプレイの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のフレキシブルディスプレイの製造方法において、
前記バックプレーンおよび／または前記フロントプレーンの各々の層が基板上にスピンコーティングで堆積されることを特徴とするフレキシブルディスプレイの製造方法。
【請求項９】
請求項７に記載のフレキシブルディスプレイの製造方法において、
前記バックプレーンおよび／または前記フロントプレーンの前記各々の層がフォトリソグラフィーによりパターニングされることを特徴とするフレキシブルディスプレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフレキシブルディスプレイに関する。このフレキシブルディスプレイは、基板と電気ピクセルのアレイを備えるバックプレーンと、基板と電気光学素子のアレイを備えるフロントプレーンとを備え、このフロントプレーンはバックプレーンに重ね合わされ、フロントプレーンの領域はバックプレーンの領域に実質的に一致している。また本発明は、複数の電気ピクセルのアレイへの接続、および／または複数の電気光学素子のアレイへの接続を可能にするためのボンディング領域を備える。
【０００２】
本発明は更にフレキシブルディスプレイの製造方法に関する。この製造方法は、電気ピクセルのアレイを配したバックプレーンの製造工程と、基板と電気光学素子のアレイを備えるフロントプレーンの製造工程とを含み、このフロントプレーンはバックプレーンに重ね合わされ、フロントプレーンの領域はバックプレーンの領域に実質的に一致している。また本発明は、複数の電気ピクセルのアレイへの接続、および／または複数の電気光学素子のアレイへの接続を可能にするためのボンディング領域の製造工程を含む。
【背景技術】
【０００３】
フレキシブルディスプレイの実施形態として先行するものが、国際公開公報ＷＯ２００６／０６１７８６Ａ１号に記載されている。この公知のフレキシブルディスプレイは複数のピクセル電極のアレイを持つバックプレーンと、電子回路を駆動する複数の導線と、ディスプレイの複数の電気光学セルが配置されたフロントプレーンとから成る組立部を備える。電気泳動アクティブマトリクスディスプレイは、例えば、アクティブマトリクスのバックプレーンと電気泳動フロントプレーンを持つ。公知のフレキシブルディスプレイは更に複数の電気ピクセルのアレイへの接続および／または複数の電気光学素子のアレイへの接続を可能にするためのボンディング領域を備える。
【０００４】
残りのディスプレイ領域の外側の部分、すなわちアクティブマトリクス領域の外側の外側領域は、機械的に生じる損傷に非常に敏感である。この損傷は、擦り傷から、用いられている非常に薄い膜の変形による捩れまでを包含する。この残りの領域はスティフナを用いて保護されている。しかしながら、この保護されるべき領域で、ドライバとフレキシブル膜はボンディングされなければならない。このため、ボンディング領域についても、またフロントプレーン領域についても、スティフナの位置合わせが必要である。なお、スティフナは裏側に配置することも可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、機械的ストレスや損傷に対する耐性の向上により、耐久性を向上したフレキシブルディスプレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、本発明によるフレキシブルディスプレイにおいては、フロントプレーンはディスプレイ領域の外側のバックプレーン領域の領域に拡張される。
【０００７】
好ましくは、フロントプレーンは電気的導線が存在する１つの領域または複数の領域において拡張される。本発明は、バックプレーン領域におけるディスプレイ領域の外側の所定範囲にフロントプレーン基板を拡張することによって、個別に位置合わせされる積層工程が不要となるという技術的観点に基づいている。好ましくは、フロントプレーンは少なくともボンディング領域の範囲に拡張される。
【０００８】
本発明によるフレキシブルディスプレイは以下の利点を持つ。
−ディスプレイ領域の外側のバックプレーン領域はより丈夫になり、ディスプレイ自体を厚くすることなく強度の局所的な変形に対する保護ができ、捩れ（buckles）が形成されることを防ぐ。
−（殆ど）全ての導体のリードが保護膜（積層レイヤーの擦り傷を防ぐ）で覆われる。
−基板上の積層レイヤーは中性線により近接して設けられ、これによりストレスにより発生するこれらの積層レイヤーでの故障を低減する。
−追加の積層工程が不要である。
−追加の位置合わせ工程が不要である。
【０００９】
本発明によるフレキシブルディスプレイの実施形態では、電気的コンタクトとドライバＩＣのボンディングの設置またはこれらの接続を可能とするため、ボンディング領域において拡張されたフロントプレーンの領域に、スペースを設けている。好ましくは、バックプレーンは有機電子回路の薄膜トランジスタを備え、フロントプレーンは電気泳動ディスプレイを備える。電気泳動ディスプレイは、それ自体は例えば米国出願公開公報２００７／００１８９４４Ａ１号により公知となっている。この米国出願公開公報はここで参照することで本出願に組み込まれている。更に好ましくは、フロントプレーンはバックプレーンに積層される。更に好ましくは、各々のピクセルには専用の薄膜トランジスタが配置されていることである。更に好ましくは、複数の電気ピクセルのアレイおよび／または複数の電気光学素子のアレイは、各々のアレイの中性線に近接した所に設置された積層レイヤーを備えることである。この場所での積層レイヤーの設置でストレスにより発生する故障が低減される。
【００１０】
アクティブマトリクス回路はプラスチック膜上に形成されてアクティブマトリクスバックプレーンとなり、フレキシブルディスプレイに一体化される。この実施形態を図１を参照して更に説明する。このスタックは、有機絶縁膜と、第２導電層と、有機半導体層と、高導電性ゲート層（たとえば、金属またはインジウム-錫酸化物）とにより、効果的に配設することができる。有機層は良く知られているスピンコーティングを用いて有利に堆積できる。積層レイヤーは適切なフォトリソグラフィーを用いてパターニングできる。例えば、積層レイヤー（例えば絶縁層）自体の感光性またはフォトレジスト（例えば半導体と導体の殆どに対し用いられるもの）を用いる。
【００１１】
本発明は更に請求項６に記載される方法に関する。本発明の方法の更に有利な実施形態が請求項７、８、および９に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明のこれらおよび他の実施形態が図を参照して更に説明される。
【図１】図１は、本発明による、フレキシブルディスプレイのアクティブマトリクス回路の実施形態の概略図である。
【図２】図２は、図１のアクティブマトリクスのピクセルの等価回路の概略図である。
【図３】図３は、電気泳動カプセルの実施形態の概略図である。
【図４】図４は、本発明による、フレキシブルディスプレイの実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は本発明によるフレキシブルディスプレイのアクティブマトリクス回路１０の実施形態の概略図を示す。重ね合わせ図Ａはピクセル電極３、データ線１、ゲート線４、および半導体２を示す概略図である。断面Ｂは、重ね合わせ図Ａに示された線Ｂに沿ったもので、基板６とこの上に配置されているゲート線４を示す概略図である。ゲート線４はデータ線１とピクセル電極３から適切な絶縁層５で電気的に分離されている。半導体２はこのように形成された構造の上に戴置される。
【００１４】
アクティブマトリクス回路はプラスチック膜上で形成され、アクティブマトリクスバックプレーンとなり、フレキシブルディスプレイに一体化される。種々の層に使用することができる材質候補を表１に示す。現状の電極構造（stack）は高導電性ゲート層（例えば金属またはインジウム−錫酸化物）から始まり、更に有機絶縁層と第２の導電層と有機半導体層から構成される。有機層はスピンコーティングを用いて堆積される。積層レイヤーは適切なフォトリソグラフィーで、積層レイヤー（例えば絶縁層）自体の感光性を用いるか、またはフォトレジスト（例えば半導体と導体の殆どに対し用いられているもの）を用いてパターニングできる。
【００１５】
表１  ポリマー電子回路のアクティブマトリクス回路に用いられる材質
―――――――――――――――――――――――――――――――――――――
層                    材質
―――――――――――――――――――――――――――――――――――――
基板＊                ポリカーボネート、ポリエチレン
ナフタレン、 ...
ゲート線              Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、インジウム−錫酸化物  ... 
絶縁層                フォトレジスト：ＨＰＲ５０４、ＳＣ１００、ＢＣＢ
データ線／ピクセル    金属：Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＺｎＳｎＯ３、ＳｎＯ２：Ｆ
電極                  銀
半導体                ポリ−（チエニレン  ビニレン）、ペンタセン、
... 
―――――――――――――――――――――――――――――――――――――
＊基板材質は多層の障壁層でコーティングされる場合がある。
【００１６】
図２は図１のアクティブマトリクスピクセルの等価回路２０の実施形態の概略図である。アクティブマトリクスディスプレイはロウが一度に駆動される。１つのフレーム時間の間で全てのロウがシーケンシャルに選択され、ＴＦＴを非導通状態から導通状態に変える電圧が印加される。動作中は、１つのフレーム時間の間で全てのロウがシーケンシャルに選択され、ＴＦＴを非導通状態から導通状態に変える電圧が印加される。このライン選択時に、選択されたロウのピクセルコンデンサ（すなわちＴＦＴのドレイン側の全容量）はカラム電極の電圧まで充電される。フレーム時間の残りの時間（すなわちホールド時間）の間、他のロウがアドレスされる。この間ＴＦＴは非導通状態であり、ピクセルの電荷は維持されるので、ＴＦＴに要求されるオン・オフ電流は厳しくなる。電気泳動カプセルを持つアクティブマトリクスバックプレーンのポリマー電子回路に対し、通常はロウ選択電圧が−２５Ｖで、ロウ非選択電圧が＋２５Ｖで、カラム電圧が−１５Ｖと＋１５Ｖの間で、そして共通電圧が２．５Ｖで印加される。これらは比較的高電圧であるが、これは電気泳動ディスプレイ効果の高電圧とポリマー電子回路デバイスがアモルファスシリコンデバイスより少々高い電圧で駆動されなければならないことによる。液晶材料の代わりの表示効果としての電気泳動ディスプレイの有利な点は、電気泳動ディスプレイが双安定であるということである。従ってアドレシングは像をアップデートする間（〜１秒）のみ必要である。これに対しアクティブマトリクスは画像アップデートと次の画像アップデートまでの間は静止状態である。図２に示すように、蓄積コンデンサが使用されている。電気泳動ディスプレイは、要求されるＴＦＴのオフ電流が低くなりすぎないようにして使用される。
【００１７】
図３は黒のマイクロ粒子３３と白のマイクロ粒子３１から成るＥ−Ｉｎｋカプセル３３の実施形態３０を示す概略図である。カプセル３３に、供給手段３５ａ、３５ｂにより所定の外部電圧が印加され、カプセル３３内の黒のマイクロ粒子３３と白のマイクロ粒子３１が移動する。電気泳動Ｅ−Ｉｎｋディスプレイの画像内容を変更するには、新しい画像情報が所定の時間（５００ｍｓ−１０００ｍｓ）で書き込まれなければならない。アクティブマトリクスのリフレッシュレートは通常これより速いので、この結果、同じ画像内容のアドレシングを多数のフレームの間（５０Ｈｚのフレームレートでは２５から５０フレーム）行うことになる。Ｅ−Ｉｎｋの原理の概略図を、Ｅ−Ｉｎｋが白と黒の状態での写真を用いて図３に示す。カプセルＤの大きさは約２０−４０μｍである。Ｅ−Ｉｎｋの黒から白へのアドレシングは、例えば、ピクセルコンデンサを−１５Ｖに充電するのに５００−１０００ｍｓを必要とする。この時間の間に白の粒子は上方の（共通）電極に向かって移動し、これに対し黒の粒子は下方の（アクティブマトリクスバックプレーン）電極に向かって移動する。黒に切り替えるには正のピクセル電圧が必要であり、Ｅ−Ｉｎｋに０Ｖを印加しても切り替わらない。
【００１８】
電気泳動ディスプレイ効果は双安定であるので、バックプレーンは、画像のアップデートの間に駆動されることが必要とされる。画像のアップデートと次の画像のアップデートの間はバックプレーンでのピクセルの切り替えは行われない。Ｅ−Ｉｎｋの駆動電圧は標準的な液晶効果に比べ比較的高い。従って、アクティブマトリクスバックプレーン上のポリマー電子回路デバイスは比較的高い電圧で駆動されなければならない。電気泳動物質を最適に機能させるためには、ディスプレイが用いられる特定の湿度範囲がある。この湿度範囲以外では電気光学的特性は劣化する。
【００１９】
図４は本発明によるフレキシブルディスプレイの実施形態の概略図である。フレキシブルディスプレイ４０は図１に関して説明されたようにバックプレーン４４を備えている。このバックプレーンは有機または無機の薄膜トランジスタを備えてよい。フレキシブルディスプレイ４０は更に、バックプレーン４４の上に戴置されたフロントプレーン４２を備える。フロントプレーンは電気泳動ディスプレイを備えてよい。好ましくはフロントプレーン４４はバックプレーン４２の上に積層される。フレキシブルディスプレイ４０は更にボンディング領域４８を備える。フロントプレーンの一部分が、好ましくは積層されて、ボンディング領域４８の領域に配置された場合、全積層構造で局所的な厚さが増加する。これはバックプレーン基板に積層された層が中性線に更に近づくという効果をもたらし、ストレスによりこれらの層で発生する故障が抑えられる。特に、ディスプレイへの電気的接続を行うために使用される電気導線のように、フロントプレーンで覆われていない領域は中性線により接近し、使用中の機械的ストレスが低減する。本発明によれば、フロントプレーン４４はディスプレイ領域の外側の領域４６まで延長されている。この領域４６はボンディング領域４８に実質的に対応するようになっている。好ましくは、フロントプレーンは、複数の電気ピクセルのアレイへの接続および／または複数の電気光学素子のアレイへの接続を行えるような適切な電気的コンタクトを配置するために、ボンディング領域４８の領域でスペース４７を備える。スペース４７は、どのような形状でも適切であればよく、個別に配置されても、互いに結合されてボンディング領域４８の上に専用のスペースを形成するようなものでもよい。なお、フロントプレーンは電気泳動物質で完全に覆われていなくともよい。機械的ストレスに対する耐性を向上するため、よく知られたエッジシール材でディスプレイ領域の外側の領域を覆うことで十分である。
【００２０】
特定の実施形態について上記のように説明したが、本発明は説明されたようなもの以外の形態でも実施されてよい。上記の説明は実施例の説明のためであり、限定するものではない。従って、当業者であれば、以下に示す請求項の範囲から外れることなく、上記で説明されたような本発明に対し変形を行うことが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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