(57)【要約】      （修正有）【課題】ディスプレイ性能が強化され、信頼性が高められ、寿命が延長され、またその中の光学干渉型反射構造体を外部環境による損傷から保護し、さらに光学干渉型反射構造体の欠陥によって生じる不良ピクセルを緩和する、光学干渉型ディスプレイパネルを提供すること。【解決手段】光学干渉型反射構造体は複数の色変化ピクセルを有し、基板３０９上に形成される。不透明保護構造体３０４は基板３０９に接着剤３０８で接着して固定され、光学干渉型反射構造体を基板３０９と不透明保護構造体３０４の間に包含する。不透明保護構造体３０４は光を遮断および／または吸収し、したがって光は、光学干渉型反射構造体の欠陥を通り抜けて外部に発されない。さらに、不透明保護構造体３０４と接着剤３０８は、光学干渉型反射構造体が外部環境により損傷されるのを防止する。【選択図】図３Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一基板；
第一基板に接着剤で接着された不透明保護構造体；ならびに
第一基板と前記不透明保護構造体との間に位置する光学干渉型反射構造体であって、
第一電極；
実質的に第一電極と平行に配置されている第二電極；および
第一電極と第二電極との間に位置して空洞を形成する支持体；
を含む前記光学干渉型反射構造体；
を含み、前記不透明保護構造体が、光が前記光学干渉型反射構造体の欠陥を通り抜けて不良ピクセルを生じさせるのを防止する、光学干渉型ディスプレイパネル。
【請求項２】
不透明保護構造体が、フラット保護構造体またはＵ字型保護構造体であって、不透明保護構造体の材料が、不透明材料または吸収材料である、請求項１に記載の光学干渉型ディスプレイパネル。
【請求項３】
不透明保護構造体が、
第二電極；および
第二電極に溶着された、金属フィルムまたは光吸収フィルムである不透明フィルム；
を含む、請求項１に記載の光学干渉型ディスプレイパネル。
【請求項４】
第一基板を設けること；
光学干渉型反射構造体を第一基板上に形成すること；および
不透明保護構造体を第一基板に接着することにより、前記光学干渉型反射構造体を不透明保護構造体と第一基板の間に位置させること；
を含み、前記不透明保護構造体が、光が前記光学干渉型反射構造体の欠陥を通り抜けて不良ピクセルを生じさせることを防止する、光学干渉型ディスプレイパネルの製造方法。
【請求項５】
第一基板と不透明保護構造体が気密であることにより、光学干渉型反射構造体が外部環境によって損傷されるのを防止する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
接着ステップが、不透明保護構造体を第一基板に接着剤で接着することであり、そして、該接着剤が、ＵＶグルーまたは熱硬化性接着剤を含む、請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディスプレイパネルに関する。特に、本発明は光学干渉型ディスプレイパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイパネルは、軽量化および小型化によって、携帯用ディスプレイおよび空間的制限のあるディスプレイの市場において好調である。今日まで、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）およびプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に加えて、光学干渉型ディスプレイのモジュールが研究されている。
【０００３】
特許文献１には、モジュレータアレイ、すなわち、ディスプレイパネルで使用可能な、可視光線に対する色変化ピクセルが開示されている。図１Ａは従来技術のモジュレータの断面図を示す。全てのモジュレータ１００は、２つの壁、１０２および１０４を含む。これら２つの壁はポスト１０６により支持され、空洞(cavity)１０８を形成している。これら２つの壁の間の距離、すなわち空洞１０８の深さはＤである。壁１０２は光入射電極であり、吸収係数に応じて可視光線を部分的に吸収する。壁１０４は光反射電極であり、電圧が印加されると撓曲する。
【０００４】
入射光が壁１０２を通って空洞１０８に到達すると、式１．１に対応する波長の可視光線のみが反射される。
２Ｄ＝Ｎλ（１．１）
ここで、Ｎは自然数である。
【０００５】
空洞１０８の深さＤが入射光のある波長λ１に任意の自然数Ｎをかけたものと等しい場合、建設的干渉が生成され、波長λ１の光が反射される。したがって、入射光の方向からパネルを見ている観察者は、ある波長λ１の光が観察者へと反射されるのを見る。このときモジュレータ１００は「開(open)」状態である。
【０００６】
図１Ｂは、図１Ａのモジュレータ１００に電圧が印加された後の断面図を示す。電圧が印加されると、壁１０４は静電引力により壁１０２の方向に撓曲する。この瞬間、壁１０２と１０４の距離、すなわち空洞１０８の深さはｄとなり、ゼロとなることもある。
【０００７】
したがって式１．１のＤはｄで置き換えられ、式１．１を満たす他の一定の波長λ2の可視光線のみが建設的干渉を生成し、壁１０２を通って反射される。しかし、モジュレータ１００においては、壁１０２は波長λ2の光に対して高い吸収率を有するよう設計されている。したがって、波長λ2の入射可視光線は吸収され、他の波長の光は相殺的干渉を生成する。これにより全ての光線はフィルタリングされ、壁１０４が撓曲した場合、観察者はいかなる反射可視光線も見ることができない。このとき、モジュレータ１００は「閉(closed))」状態、すなわち、暗状態である。
【０００８】
上記のように、電圧を印加すると、壁１０４は静電引力により壁１０２の方向へ撓曲して、モジュレータ１００を「開」から「閉」状態へと切り替える。モジュレータ１００が「閉」から「開」状態へと切り替えられると、壁１０４を撓曲させた電圧が取り除かれ、壁１０４は弾力的に元の状態、すなわち図１Ａに示される「開」状態または明状態へと戻る。
【０００９】
しかし、光反射電極（壁１０４）は膜であり、一般的には金属でできており、通常は、微細電気機械システム（ＭＥＭＳ）の作製に広く用いられている「犠牲層」技術により製造される。光反射電極は非常に薄く、微小な外力によっても、また製造中に生じたエラーによっても容易に損傷を受け、正常に機能しなくなる。
【００１０】
例えば、光反射電極は製造中または移送中に接触されることによって欠陥(defect)を生じ得る。欠陥を含んだ色変化ピクセルは欠陥の位置では入射光を反射することができない。さらに観察者は欠陥を通して、光学干渉型ディスプレイパネルの後ろの物体、例えば回路板または他の光源からの光さえも見る可能性がある。
【００１１】
欠陥を含んだ色変化ピクセルが暗状態で作動されると、その後ろにある他の光源からの光は欠陥を通り抜けることができ、外部に発光され、色変化ピクセルを望ましくない「明」状態で作動させることになる。さらに、欠陥を通り抜けた後に、元の入射光は、色変化ピクセルの後ろの、回路板上の金属線などの物体によって反射される。反射された光は色変化ピクセルによってフィルタリングされることなく直接外部へ出て行き、望ましくない別の「明」状態を引き起こす。色変化ピクセルのこれらの望ましくない「明」状態は、光学干渉型ディスプレイパネルの不良ピクセルに類似している。
【００１２】
ディスプレイパネルのコントラストは、一般的には、「明」状態と「暗」状態の明るさ（輝度）の比として定義される。光学干渉型ディスプレイパネルは、複数の色変化ピクセルから構成される。したがって、不良ピクセルの原因となる欠陥を有する色変化ピクセルは、ディスプレイパネルのコントラストおよびディスプレイ性能を低下させる。
【特許文献１】米国特許第5835255号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、本発明の一つの目的は、光学干渉型反射構造体の欠陥によって生じる不良ピクセルを緩和する、光学干渉型ディスプレイパネルを提供することである。
本発明の他の目的は、光学干渉型ディスプレイパネルのコントラストを強化する、光学干渉型ディスプレイパネルを提供することである。
【００１４】
本発明のさらに他の目的は、その中の光学干渉型反射構造体を外部環境による損傷から保護する、光学干渉型ディスプレイパネルを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、ディスプレイ性能を強化し、信頼性を高め寿命を延長する、光学干渉型ディスプレイパネルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の上記およびその他の目的により、光学干渉型ディスプレイパネルを提供する。光学干渉型ディスプレイパネルは、基板、光学干渉型反射構造体、および不透明保護構造体を有する。光学干渉型反射構造体は複数の色変化ピクセルを有し、基板上に形成される。不透明保護構造体は、前記基板上に接着剤で接着して固定され、光学干渉型反射構造体を基板と不透明保護構造体の間に包含する。不透明護構造体は光を遮断および／または吸収し、光はそのため、光学干渉型反射構造体の欠陥を通り抜けて外へ発されることはない。さらに、不透明保護構造体と接着剤はまた、光学干渉型反射構造体が外部環境により損傷されるのを防止する。
【００１６】
本発明の一つの好ましい態様により、不透明保護構造体は、不透明材料または光吸収材料、例えば金属材料または不透明ポリマーなどから作製される。不透明ポリマーは、染色ポリマー、例えば黒色染料と混合されたプラスチックなどでもよい。
【００１７】
光学干渉型反射構造体は、複数の色変化ピクセルを含む。基板および不透明保護構造体は気密性であることにより、光学干渉型反射構造体が外部環境により損傷されるのを防止する。不透明保護構造体はフラット構造体である。接着剤はＵＶグルーまたは熱硬化性接着剤などの材料を含む。また、接着剤はスペーサーをさらに含む。本発明の他の好ましい態様により、不透明保護構造体はＵ字型構造体でもよい。
【００１８】
本発明の他の好ましい態様により、不透明保護構造体は基板と不透明フィルムの組合せである。不透明フィルムは、基盤の色変化ピクセルに近い方の側か、またはその反対側に、溶着される。不透明フィルムは、金属フィルムまたは光吸収フィルムである。光吸収フィルムは、基板上に被覆されたポリマーフィルムまたは染色フィルムである。さらに、光吸収フィルムはまた、金属、金属酸化物および／または他の材料を含む、光を遮断および吸収する多層フィルムでもよい。
【００１９】
本発明の製造においては、第一電極および犠牲層を順番に基板上に形成し、次に、第一電極および該基板に複数の開口部を形成する。各開口部にそれぞれ一つの支持体を形成し、第二電極を前記犠牲層と支持体の上に形成する。その後、前記犠牲層をリリースエッチング法により除去して空洞を形成する。
【００２０】
次に、不透明保護構造体を前記基板に接着して、光学干渉型反射構造体を不透明保護構造体と基板の間に位置させる。プレス工程は、不透明保護構造体と基板をより近くまた強く接着するために用いられる。さらに、接着剤が熱硬化性接着剤である場合、加熱工程を用いて熱硬化性接着剤を熱し、固化および固定してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
光学干渉型ディスプレイパネルは、基板に接着された不透明保護構造体を設けて光学干渉型反射構造体を包含し、それによって光が光学干渉型反射構造体の欠陥を通り抜け、外に発せられてスポット欠陥となるのを防止する。したがって、本発明は光学干渉型ディスプレイパネルの不良ピクセルを緩和し、そのコントラストを強化する。
【００２２】
不透明保護構造体はまた、光学干渉型反射構造体が外力により損傷されるのを防止する。さらに接着剤は、光学干渉型反射構造体をディスプレイパネル内に密閉し、空気中の水、塵または酸素などの外部環境が光学干渉型反射構造体に接触して、その結果構造体内に静電引力を発生したり酸化するなどして、その光学的または電気的特性を劣化させるのを効果的に防止する。結論的には、本発明は光学干渉型ディスプレイパネルのディスプレイ性能を改善し、欠陥ピクセルの量を減少させ、その寿命を延長する。
【００２３】
上記の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方は例示であり、クレームされた本発明に関してさらなる説明の提供を意図したものであることが理解される。
本発明のこれらおよび他の特徴、観点および利点は、以下の説明、クレームおよび添付図面に関連してよりよく理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
添付の図面にその例が示されている本発明の好ましい態様について、詳細に参照する。同様または類似の部分について言及する際、可能な場合は図面と説明において同じ参照番号を用いる。
【００２５】
光学干渉型ディスプレイパネルは、基板、光学干渉型反射構造体、および不透明保護構造体を有する。光学干渉型反射構造体は、複数の色変化ピクセルを有し、基板上に形成される。不透明保護構造体は、基板に接着剤で接着して固定され、光学干渉型反射構造体を基板と不透明保護構造体の間に包含する。不透明保護構造体は、光を遮断および／または吸収し、そのため光は、光学干渉型反射構造体の欠陥を通り抜けて外に発されることはない。さらに、不透明保護構造体および接着剤は、光学干渉型反射構造体が外部環境により損傷されるのを防止する。
【００２６】
図２Ａは、本発明の一つの好ましい態様の断面図を示す。光学干渉型反射構造体は複数の色変化ピクセルを有する。明確化および理解を容易にするため、以下の説明および図では、１個の色変化ピクセル１００のみを用いて、本発明の好ましい態様による、光学干渉型ディスプレイパネル内部の光学干渉型反射構造体を表す。
【００２７】
図２Ａに示すように、フラット保護構造体２００ａは基板１１０に接着剤２０２により接着されている。基板１１０は、ガラス基板または可視光線に対して透明な基板である。フラット保護構造体２００ａは、外力が色変化ピクセル１００に到達する可能性を減少させる。さらに、接着剤２０２は、光学干渉型反射構造体を基板１１０とフラット保護構造体２００ａの間に密閉する。接着剤２０２は、色変化ピクセル１００を外部環境から分離し、色変化ピクセル１００が空気中の水分、塵および酸素により損傷されるのを防ぐために用いられる。
【００２８】
空気中の水分が色変化ピクセル１００の空洞１０８に入った場合、（空洞の深さＤが非常に小さいため）水分に起因する静電引力は非常に大きくなり、色変化ピクセル１００は正常に切り替わることができなくなる。金属フィルム、例えば色変化ピクセルの入射光電極または反射光電極が酸素と接触すると、該金属フィルムは非常に容易に酸化され、色変化ピクセル１００の光学的および電気的特性は悪影響を受ける。
【００２９】
好ましい態様においては、接着剤２０２は、フラット保護構造体２０２ａを基板１１０に接着するためだけでなく、色変化ピクセル１００を外部環境から分離するためにも用いられる。高いレベルの分離は、色変化ピクセル１００を損傷から効率的に保護する。本発明の一つの好ましい態様により、接着剤がフラット保護構造体２００ａを基板１１０に密着させて色変化ピクセルが密閉されると、色変化ピクセルの信頼性および寿命が大幅に増加する。
【００３０】
フラット保護構造体２００ａは、不透明材料または、光吸収材料、例えば金属材料もしくは不透明ポリマーで作製される。不透明ポリマーは染色ポリマー、例えば黒色染料と混合されたプラスチックなどでもよい。接着剤２０２は、ＵＶグルーまたは熱硬化性接着剤などの材料を含む。しかし、不透明保護構造体と基板を接着するのに好適な他の接着剤もまた、本発明において使用することができ、ここに記載された態様によって限定はされない。
【００３１】
さらに、フラット保護構造体２００ａを基板１１０に接着する間、フラット保護構造体２００ａと基板１１０をより近くかつ強く接着するよう位置させるため、一般にプレス工程が用いられる。フラット保護構造体２００ａが色変化ピクセル１００の壁１０４を押しつぶすのを防止するため、または、不透明保護構造体が外力によって基板１１０に対し移動したり傾いたりするのを防止するため、好ましい態様においては、接着剤２０２にスペーサーが付加される。
【００３２】
スペーサーを有する接着剤２０２は、フラット保護構造体２００ａと基板１１０との間に所定の距離を維持し、フラット保護構造体２００ａが色変化ピクセル１００を損傷するのを防止する。好ましい態様の一例においては、スペーサーのサイズは約１００μｍであり、色変化ピクセル１００のサイズは一般的には１μｍ未満である。したがって、フラット保護構造体２００ａと壁１０４との間には非常に大きな距離があり、前記の押しつぶすという可能性が回避される。
【００３３】
図２Ｂは、本発明の他の好ましい態様の断面図である。フラット保護構造体２００ｂは、基板２１２と不透明フィルム２１４を組合せたものである。不透明フィルム２１４は、基盤２１２の色変化ピクセル１００に近い方の側か、またはその反対側に、溶着される。
【００３４】
本発明の好ましい態様により、不透明フィルム２１４は、基板２１２の色変化ピクセル１００に近い側の面に位置している。この構成においては、不透明フィルム２１４は、外部からの光が基板２１２から内側に向けて入射し、色変化ピクセル１００の欠陥を通り抜け、不良ピクセルを生じさせることを防止する。さらに、不透明フィルム２１４は、色変化ピクセル１００の欠陥を通り抜けた光の反射を直接吸収しまた妨害し、それによって光が基板２１２により反射されて不良ピクセルを生じさせるのを防止する。
【００３５】
不透明フィルムは、金属フィルムまたは光吸収フィルムである。光吸収フィルムは、基板上に被覆されたポリマーフィルムまたは染色フィルムである。さらに、光吸収フィルムはまた、金属、金属酸化物、および／または他の材料で作製された多層フィルムで、光を遮断および吸収するものでもよい。
図２Ｃは、本発明の他の好ましい態様の断面図である。この好ましい態様においては、不透明保護構造体はＵ字型保護構造体２００ｃである。Ｕ字型保護構造体２００ｃは、延長された側面を有するフラット構造体である。前記の態様と同じく、Ｕ字型保護構造体２００ｃは基板１１０に接着剤で接着され、色変化ピクセル１００を空気中の水分、塵および酸素から分離し、色変化ピクセル１００が外力により損傷されるのを防止する。
【００３６】
Ｕ字型保護構造体２００ｃの材料は、不透明材料または光吸収材料、または、基板と不透明フィルムを組合せたものである。Ｕ字型保護構造体２００ｃは、外部からの光が色変化ピクセルの欠陥を通り抜けて不良ピクセルを生じさせるのを防止する。さらに、Ｕ字型保護構造体２００ｃは、色変化ピクセルの欠陥から発する光の反射を吸収しまた防止し、それによって、光が保護構造体２００ｃによって反射されて不良ピクセルを生じさせるのを防止する。
【００３７】
図３Ａおよび３Ｂは、図２Ａに示した態様の製造方法を示す。まず図３Ａを参照すると、第一電極３１０および犠牲層３１１を順番に透明基板３０９の上に形成する。開口部３１２を、第一電極３１０および犠牲層３１１に形成し、全ての開口部３１２はその中に１個の支持体３０６を形成するのに好適である。次に、支持体３０６を開口部３１２内に形成し、第二電極３１４を犠牲層３１１および支持体３０６の上に形成する。
【００３８】
図３Ｂを参照すると、リモートプラズマエッチング法などのリリースエッチング法により犠牲層３１１を除去して、空洞３１６を形成する。空洞３１６の深さＤは、犠牲層３１１の厚さに等しい。その後、不透明フラット保護構造体３０４を基板３０９に接着剤３０８で接着する。接着のステップにおいて、不透明フラット保護構造体３０４と基板３０９をより近く強く接着するため、プレス工程を用いる。さらに、接着剤３０８が熱硬化性接着剤である場合は、熱硬化性接着剤を熱して固化し固定するため加熱工程を用いることもできる。
【００３９】
前記の説明は、不透明フラット保護構造体を有する光学干渉型ディスプレイパネルの製造方法を説明するものである。不透明Ｕ字型保護構造体を有する光学干渉型ディスプレイパネルの製造方法も同様であり、明確化のため以下に記載する。
【００４０】
まず、第一電極、第二電極およびその間の支持体を含む光学干渉型反射構造体を基板上に形成する。次に、不透明Ｕ字型保護構造体を基板に接着することにより、光学干渉型反射構造体を不透明Ｕ字型保護構造体と基板の間に位置させる。不透明Ｕ字型保護構造体を基板により近く強く接着するため、プレス工程を用いる。
【００４１】
光学干渉型ディスプレイパネルは、基板に接着された不透明保護構造体を設けて、光学干渉型反射構造体を包含し、光が光学干渉型反射構造体の欠陥を通り抜けて外部に発され、不良ピクセルを生じるのを防止する。したがって、本発明は、光学干渉型ディスプレイパネルにおける不良ピクセルの出現を低減し、そのコントラストを強化する。
【００４２】
不透明保護構造体はまた、光学干渉型反射構造体が外力により損傷されるのを防止する。さらに、接着剤は光学干渉型反射構造体をディスプレイパネル内に密閉し、空気中の水分、塵および酸素などの外部環境が光学干渉型反射構造体に接触し、静電引力の発生や酸化によって光学的または電気的特性を劣化させるのを、効率的に防止する。結論として、本発明は光学干渉型ディスプレイパネルのディスプレイ性能を改善し、欠陥ピクセルの量を減少させ、その寿命を延長する。
【００４３】
当業者には、本発明の範囲や精神から離れることなく本発明の構造体について種々の改変および変形が可能であることは明白である。そのため、これら本発明の改変や変形も、本発明のクレームおよびその同等物の範囲に入るものとして、本発明に包含することが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１Ａ】従来技術のモジュレータの断面図である。
【図１Ｂ】電圧印加後の図１Ａのモジュレータの断面図である。
【図２Ａ】本発明の一つの好ましい態様の断面図である。
【図２Ｂ】本発明の一つの好ましい態様の断面図である。
【図２Ｃ】本発明の他の好ましい態様の断面図である。
【図３Ａ】図２Ａの好ましい態様の製造方法を示した図である。
【図３Ｂ】図２Ａの好ましい態様の製造方法を示した図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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