(57)【要約】【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】基板、光学干渉型反射構造体、および保護構造体を有する光学干渉型ディスプレイパネルが開示される。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。保護構造体は基板に接着剤で接着され、光学干渉型反射構造体を基板と保護構造体の間に包含する。接着剤は、光学干渉型反射構造体を空気中の水分、塵および酸素から分離するために用いられる。さらに、保護構造体は、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。【選択図】図２Ａ
2005062816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板；
前記基板に接着剤で接着された保護構造体；ならびに
前記基板と前記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た第二電極；および
第一電極と第二電極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；
を含む、光学干渉型ディスプレイパネル。
【請求項２】
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、保護構造体の材料がガラス、プラスチック、有機ポリマーまたは無機ポリマーである、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】
接着剤がスペーサーを含み、該スペーサーが保護構造体と基板の間に所定の距離を保つことにより、前記保護構造体による光学干渉型反射構造体の損傷を防止する、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４】
基板を設けること；
光学干渉型反射構造体を前記基板上に形成すること；および
保護構造体を前記基板に接着することにより、光学干渉型反射構造体を前記保護構造体と前記基板の間に位置させること；
を含む、光学干渉型ディスプレイパネルの製造方法。
【請求項５】
基板と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の外部環境による損傷を防止する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
接着ステップが、保護構造体と基板を接着剤で接着することを含み、該接着剤が、ＵＶグルーまたは熱硬化性接着剤である、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かつ小型であるため、携帯用ディスプレイおよび空間的制限のあるその他のディスプレイの市場において有利である。今日まで、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機電子発光ディスプレイ（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、可視光線を吸収係数に応じて部分的に吸収する。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時、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」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は静電気引力により壁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の可視光線のみが空洞１０８で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が撓曲した時、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」状態である。
【０００８】
上記のように、電圧が印加されると、壁１０４は静電気引力により壁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容易に損傷を受け、正常に機能しなくなる。さらに、２つの壁１０２と１０４を分ける空洞１０８は中空である。実際には、外部環境は通常、薄い空洞１０８のため、色変化ピクセル１００のディスプレイ性能に影響を及ぼし劣化させる。
【００１０】
例えば、空気中の水分は空洞１０８に吸収されやすい。空洞の深さＤは一般に１μｍ未満であり、したがって吸収された水分は２個の電極間に望ましくない静電気引力を発生させる。色変化ピクセル１００が「開」状態にある場合、吸収された水分により発生した静電気引力は２つの壁を互いに引き付け合うため、色変化ピクセル１００は「閉」状態に見える。光反射電極もまた、空洞１０８に入り込む空気中の塵により、正常な切り替えが損なわれることがある。さらに、２つの薄い壁１０２と１０４は、それらの光学的または電気的特性に悪影響が及ぶ程度にまで、空気により容易に酸化される。
【特許文献１】米国特許番号5835255
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の一つの目的は、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。
本発明の他の目的は、空気中の水分、塵または酸素が光学干渉型反射構造体を損傷する可能性を低減する、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、ディスプレイ性能が強化され、信頼性が高められ、寿命が延長された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】
【００１２】
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、および保護構造体を有する。光学干渉型反射構造体は基板上に形成される。保護構造体は基板に接着剤で接着され、光学干渉型反射構造体を基板と保護構造体の間に包含する。接着剤は、光学干渉型反射構造体を、空気中の水、塵および酸素から分離するために用いられる。さらに、保護構造体は、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。
【００１３】
本発明の一つの好ましい態様によれば、光学干渉型反射構造体は複数の色変化ピクセルを含む。基板および保護構造体は気密性であるため、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。保護構造体はフラット構造体であり、ガラス基板であるか、またはプラスチック、有機ポリマーもしくは無機ポリマーなどの他の材料で作製された基板である。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。
【００１４】
また接着剤は、保護構造体と基板の間に所定の距離を設けて維持するスペーサーをさらに含み、それによって保護構造体が光学干渉型反射構造体を損傷するのを防止する。他の好ましい態様により、保護構造体はＵ字型構造体であってもよい。
【００１５】
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、第一電極および犠牲層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。
【００１６】
次に、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保護構造体と基板の間に位置させる。プレス工程は、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】
【００１７】
光学干渉型ディスプレイパネルは、基板に接着された保護構造体を設けて光学干渉型反射構造を包含し、それによって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、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。
【００１８】
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】
【００１９】
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。
【００２０】
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。保護構造体は、基板に接着剤で接着され、光学干渉型反射構造体を基板と保護構造体の間に包含する。接着剤は、光学干渉型反射構造体を、空気中の水、塵および酸素から分離するために用いられる。さらに、保護構造体は、干渉型反射構造体が外力により損傷されるのを防いでいる。
【００２１】
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。
【００２２】
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止するために用いられる。
【００２３】
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気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。
【００２４】
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。
【００２５】
フラット保護構造体２００ａは、ガラス構造体または、プラスチック、有機ポリマーもしくは無機ポリマーなどの他の材料で作られた基板である。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、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。
【００２６】
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、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。
【００２７】
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。
【００２８】
図２Ｂ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、保護構造体はＵ字型保護構造体２００ｂである。Ｕ字型保護構造体２００ｂは、延長された側面を有するフラット保護構造体である。前と同様に、Ｕ字型保護構造体２００ｂ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、また、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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、フラット保護構造体３０４を基板３０９に接着剤３０８で接着する。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、熱硬化性接着剤を固化し固定するため加熱工程を用いることもできる。
【００３１】
前記の説明は、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。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。
【００３２】
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、Ｕ字型保護構造体を基板に接着して、光学干渉型反射構造体が保護構造体と基板の間に位置するようにする。Ｕ字型保護構造体と基板をより近く強く接着するため、プレス工程を用いる。
【００３３】
光学干渉型ディスプレイパネルは、基板に接着された保護構造体を設けて、光学干渉型反射構造体を包含し、該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することにより、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、静電気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、効果的に防止する。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。
【００３４】
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】
【００３５】
【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３Ａ】
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【図３Ｂ】
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