(57)【要約】      （修正有）【課題】アクティブ素子アレイ型基板でボトムゲート型薄膜トランジスタを採用することで、既存のボトムゲート型薄膜トランジスタの生産ラインを活用させ、かつ従来技術における画素電極に印加する電圧により生じるトップゲート現象を克服できる電子インク表示パネルを提供する。【解決手段】アクティブ素子アレイ型基板と、対向基板と、表示媒体とを備えた電子インク表示パネルである。アクティブ素子アレイ型基板上には複数の画素構造を備えるとともに、各画素構造はボトムゲート型薄膜トランジスタおよび画素電極を備えている。画素電極は少なくともチャネル層の一部を覆っており、しかもボトムゲート型薄膜トランジスタのドレインに電気的に接続されている。対向基板がアクティブ素子アレイ型基板に対応して配設されている。表示媒体はアクティブ素子アレイ型基板と対向基板との間に介在されている。【選択図】図２Ｂ
2007264620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブ素子アレイ型基板と、前記アクティブ素子アレイ型基板上に配設されている対向基板と、前記アクティブ素子アレイ型基板と前記対向基板との間に介在されている表示媒体と、を備えた電子インク表示パネルであって、
前記アクティブ素子アレイ型基板は、基板と、前記基板上に配設されている複数本の走査線および複数本のデータ線と、それぞれ前記複数本のデータ線および前記複数本の走査線に接続されて、前記複数本のデータ線および前記複数本の走査線により駆動される前記複数の画素構造とを備え、
前記複数の画素構造は、少なくとも一つのゲートと、ソース／ドレインと、チャネル層とを備え、前記チャネル層は前記ゲートとソース／ドレインとの間に配設されており、前記ゲートは前記走査線に電気的に接続されるとともに、前記ソース／ドレインの一端が前記データ線に電気的に接続されているボトムゲート型薄膜トランジスタと、少なくともチャネル層の一部を覆うとともに、前記ボトムゲート型薄膜トランジスタの前記ドレインに電気的に接続されている画素電極とを備えていることを特徴とする電子インク表示パネル。
【請求項２】
前記画素構造の各々が、前記ボトムゲート型薄膜トランジスタの上方に配設されるとともに前記ボトムゲート型薄膜トランジスタの一部を露出させるコンタクト開口部を有する誘電層を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の電子インク表示パネル。
【請求項３】
前記画素電極の各々が、対応する前記ボトムゲート型薄膜トランジスタを完全に遮蔽していることを特徴とする請求項１に記載の電子インク表示パネル。
【請求項４】
前記画素電極の各々が、隣接する前記データ線の一部を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の電子インク表示パネル。
【請求項５】
前記画素電極の各々が、隣接する前記走査線の一部を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の電子インク表示パネル。
【請求項６】
前記画素電極の各々が、隣接する前記走査線の一部および前記データ線を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の電子インク表示パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示パネルに関し、特に、電子インク表示パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子インク表示装置は最初１９７０年代に開発されたものであり、帯電したビーズを含み、ビーズの片面が白、もう一方の面が黒となっており、電界が変化したとき、ビーズが上下に回動して、異なる色を表すことを特徴としている。
第二世代の電子インク表示装置は１９９０年代に進化したものであり、従来のビーズに代わってマイクロカプセルを用いるとともに、着色されたオイルおよび帯電する白色粒子をマイクロカプセル内に充填していることを特徴としている。
外部電界の制御により白色粒子を上下に泳動させるものであるが、このうち白色粒子が上向き（観察者に近づく方向）に泳動したときに白色となり、白色粒子が下向き（観察者から遠ざかる方向）に泳動したときにオイルの色となって表示されるものである。
【０００３】
電子ペーパーは紙と同じような判読性（高いコントラスト比）、極めて低い消費電力、可撓性、軽量で薄く携帯しやすいなどの長所を備えていることから、電子インク表示装置は、ＰＤＡ、携帯電話機、電子閲覧装置など、または何らかの能動的な光線の環境下で高い判読性を要求されるものなどに応用される情報収集、携帯型装置の解決方法となっている。
【０００４】
初期の電子ペーパー表示装置の多くはセグメントタイプ（ｓｅｇｍｅｎｔ ｔｙｐｅ）駆動方式を採用しており、数字などの特定で所定の図案を表示するのみであった。技術の進歩およびニーズの高まりに伴い、電子ペーパー表示装置はアクティブマトリクス型駆動方法の時代に突入し始めている。
こうなると、開口率に対する高い要求のため、通常はアクティブマトリクス型基板上において画素電極を薄膜トランジスタ、走査線およびデータ線の上方にまで延ばして、画素の制御面積を拡大することで、表示品質を増進している。
この場合、画素電極は薄膜トランジスタのチャネル領域の上方で重なるため、正極性時における画素電圧により薄膜トランジスタのオン／オフ機能に影響することを避けるために、一般的な従来の技術においてはトップゲート型薄膜トランジスタを用いて、画素電極に印加される電圧がその下方の薄膜トランジスタに影響するのを隔絶する必要があった。
【０００５】
図１に示すものはトップゲート型薄膜トランジスタを採用した従来のアクティブ素子アレイ型基板の一部断面概略図である。アクティブ素子アレイ型基板１００は基板１１０と、トップゲート型薄膜トランジスタ１２０と、保護層１３０と、画素電極１４０とを備えている。トップゲート型薄膜トランジスタ１２０は基板１１０上に配設され、ソース１２２ａと、ドレイン１２２ｂと、チャネル層１２４と、ゲート絶縁層１２６と、ゲート１２８とを備えている。
保護層１３０はトップゲート型薄膜トランジスタ１２０を覆っており、しかもゲート絶縁層１２６および保護層１３０は、ドレイン１２２ｂの一部を露出させるコンタクト開口部１３０ａを有している。画素電極１４０は保護層１３０上に配置されて、かつコンタクト開口部１３０ａを通じてドレイン１２２ｂに電気的に接続されている。
また、画素電極１４０は画素全体を覆っており、このアクティブ素子アレイ型基板１００を応用した表示パネルの表示品質を高めるために、トップゲート型薄膜トランジスタ１２０の上方を含んでいる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記画素電極は薄膜トランジスタのオン／オフ機能に影響するため、従来の技術においてはトップゲート型薄膜トランジスタを採用してこの不具合を克服しなければならず、これまでボトムゲート型薄膜トランジスタを採用した解決方法は開示されていなかった。
【０００７】
本発明の目的はアクティブ素子アレイ型基板がボトムゲート型薄膜トランジスタを採用することで、既存のボトムゲート型薄膜トランジスタの生産ラインに適用させ、かつ従来技術における画素電極に印加する電圧により生じるトップゲート現象を克服できる電子インク表示パネルを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記またはその他目的を達成するために、本発明では、アクティブ素子アレイ型基板と、対向基板と、表示媒体とを備えた電子インク表示パネルを開示する。
アクティブ素子アレイ型基板は基板と、複数本の走査線と、複数本のデータ線と、複数の画素構造とを備えている。これら走査線およびデータ線は基板上に配設されている。複数の画素構造はそれぞれ前記データ線および走査線に電気的に接続されて、データ線および走査線により駆動される。
各画素構造はボトムゲート型薄膜トランジスタと、画素電極とを備えている。ボトムゲート型薄膜トランジスタはゲートと、ソース／ドレインと、チャネル層とを備えている。
このうち、チャネル層はゲートとソース／ドレインとの間に配設されており、ゲートは走査線に電気的に接続され、かつソース／ドレインの一端がデータ線に電気的に接続されている。
画素電極は少なくともチャネル層の一部を覆うとともに、画素電極はボトムゲート型薄膜トランジスタのドレインに電気的に接続されている。対向基板はアクティブ素子アレイ型基板上に配設されている。表示媒体はアクティブ素子アレイ型基板と対向基板との間に介在されている。
【０００９】
本発明の一実施例において、各画素構造は、ボトムゲート型薄膜トランジスタの上方に配設されるとともにボトムゲート型薄膜トランジスタの一部を露出させるコンタクト開口部を有する誘電層を更に備えている。
【００１０】
本発明の一実施例において、各画素電極は対応するボトムゲート型薄膜トランジスタを完全に遮蔽している。
【００１１】
本発明の一実施例において、各画素電極は隣接するデータ線の一部を覆っている。
【００１２】
本発明の一実施例において、各画素電極は隣接する走査線の一部を覆っている。
【００１３】
本発明の一実施例において、各画素電極は隣接する走査線の一部およびデータ線を覆っている。
【００１４】
本発明の一実施例において、対向基板は、基板と、基板と表示媒体との間に介在されている共通電極とを備えている。
【００１５】
本発明の一実施例において、表示媒体は複数の暗色ビーズと、複数の明色ビーズと、透明流体とを含む。これら暗色ビーズおよび明色ビーズは透明流体中に分散されるとともに、各々異なる電気的性質を持っている。
【００１６】
本発明の一実施例において、表示媒体は複数のインクビーズを含む。各インクビーズの一方の半分が明色で、他方が暗色であるともに、各々が異なる電気的性質を持っている。
【００１７】
また、本発明ではアクティブ素子アレイ型基板を更に開示している。このアクティブ素子アレイ型基板の構造は前記電子インク表示パネルが具備するアクティブ素子アレイ型基板と同じであるため、ここでは記述を省略する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の電子インク表示パネルにおいては、そのアクティブ素子アレイ型基板の画素電極がその下方の薄膜トランジスタおよび信号線を覆うことで、表示品質を増進している。しかしながら、本発明ではボトムゲート型薄膜トランジスタを採用し、既存のボトムゲート型薄膜トランジスタの生産ラインに適用させて、製造工程における選択性を向上するとともに、従来技術における画素電極に印加する電圧により生じるトップゲート現象を克服できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の上記およびその他目的、特徴および長所がより明確に理解できるように、下記にて好ましい実施例を明記するとともに、添付の図面に合わせて詳細な説明を下記のとおり行う。
【００２０】
図２Ａは本発明における電子インク表示パネルのアクティブ素子アレイ型基板を示す平面図であり、図２Ｂは図２Ａに示す電子インク表示パネルにおけるＡ−Ａ'に沿った切断線の断面分解図である。
図２Ａおよび図２Ｂでは表示パネルの一画素のみを示して説明を行っている。図２Ｂに示すものを参照されたい。本発明における電子インク表示パネル２００は主にアクティブ素子アレイ型基板２１０と、対向基板２２０と、表示媒体２３０とを備えている。以下、図面を合わせて、電子インク表示装置２００における各構成要素の構造および構成要素の間の関係を説明する。
【００２１】
図２Ａおよび図２Ｂを同時に参照されたい。アクティブ素子アレイ型基板２１０は基板２１１と、複数本の走査線２１２と、複数本のデータ線２１３と、複数の画素構造２１４とを備えている。
基板２１１はガラス基板、プラスチック基板またはその他の基板とすることができる。走査線２１２およびデータ線２１３は通常基板２１１上に交差して設けられて、マトリクス型に配列された画素領域Ｐを画成している。
画素構造２１４はそれぞれ前記画素領域Ｐ内に配設されるとともに、対応する走査線２１２およびデータ線２１３に電気的に接続されて、走査線２１２およびデータ線２１３により駆動される。各画素構造２１４はボトムゲート型薄膜トランジスタ２１４１と画素電極２１４３とを備えている。
【００２２】
ボトムゲート型薄膜トランジスタ２１４１はゲート２１４１ａと、ゲート絶縁層２１４１ｂと、チャネル層２１４１ｃと、ソース／ドレイン２１４１ｄとを備えている。ゲート２１４１ａは基板２１１上に配設されるとともに、走査線２１２に電気的に接続されている。
ゲート絶縁層２１４１ｂは基板２１１上に配設されるとともに、前記ゲート２１４１ａを覆っている。チャネル層２１４１ｃはゲート絶縁層２１４１ｂ上におけるゲート２１４１ａに対応する箇所に配設されている。ソース／ドレイン２１４１ｄはチャネル層２１４１ｃ上に配置されている。
この実施例において、図面中の左側に位置しているソース２１４１ｄはデータ線２１３に電気的に接続されているが、図面中の右側に位置しているドレイン２１４１ｄはボトムゲート型薄膜トランジスタ２１４１上方に配置されている画素電極２１４３に電気的に接続されている。
【００２３】
本発明ではボトムゲート型薄膜トランジスタ２１４１上に、少なくともボトムゲート型薄膜トランジスタ２１４１のドレイン２１４１ｄの一部を露出させるコンタクト開口部２１４２ａを有する誘電層２１４２が形成されている。この誘電層２１４２はボトムゲート型薄膜トランジスタの全体を覆うことで、その下方の素子を保護している。
【００２４】
画素電極２１４３は誘電層２１４２上に配設されるとともに、チャネル層２１４１ｃの一部を覆っている。この実施例においては、画素電極２１４３はボトムゲート型薄膜トランジスタ２１４１の全体を覆っている。
画素電極２１４３は誘電層２１４２中のコンタクト開口部２１４２ａを通じてボトムゲート型薄膜トランジスタ２１４１のドレイン２１４１ｄに電気的に接続されている。そして画素電極２１４３は通常酸化インジウムスズまたは酸化インジウム亜鉛からなる。
図２Ａから理解できるように、この実施例においては、画素電極２１４３はこれに電気的に接続されているデータ線２１３の一部を覆っている。また、画素電極２１４３もこれに隣接する走査線２１２の一部のみを覆うか、またはその隣接する走査線２１２の一部およびデータ線２１３を同時に覆っている。
【００２５】
引き続き図２Ｂを参照されたい。対向基板２２０はアクティブ素子アレイ型基板２１０に対応して配設されるとともに、基板２２２および基板２２２上に配設されている共通電極２２４を備えている。
この共通電極２２４は透明電極層とすることができる。表示媒体２３０はアクティブ素子アレイ型基板２１０と対向基板２２０との間に介在されている。この表示媒体２３０は少なくとも双安定型であり、その画面がリフレッシュされた後、画面信号が信号源がなくなることによって消失してしまうことはない。
【００２６】
この実施例において、表示媒体２３０は各インクビーズ２３０ａの一方の半分が明色で、他方が暗色であるともに、各々が異なる電気的性質を持っている複数のインクビーズ２３０ａを含んでいる。画素電極２１４３と共通電極２２４との間の電界が変化すると、表示媒体２３０中のインクビーズ２３０ａが駆動されて、電子インク表示装置２００が画面を表示する。
【００２７】
当然のこと、表示媒体２３０は上記の種類に限定されるわけではない。図２Ｃは他の実施例における電子インク表示パネルを示す構造概略図である。図２Ｃを参照されたい。
この実施例における電子インク表示装置２００'において、表示媒体２３０は例えば複数の暗色ビーズ２３２３と、複数の明色ビーズ２３２２と、透明流体２３２１とを含んでいる。
このうち、これら暗色ビーズ２３２３および明色ビーズ２３２２は透明流体２３２１中に分散されるとともに、各々異なる電気的性質を持っている。画素電極２１４３と共通電極２２４との間の電界が変化すると、暗色ビーズ２３２３および明色ビーズ２３２２が電界の方向に応じて上下移動して、ひいては各画素が所望の画面を表示する。別の実施例においては、暗色ビーズ２３２３、明色ビーズ２３２２および透明流体２３２１が複数のマイクロカプセル２３２中に包み込まれている。
更に別の実施例においては、暗色ビーズ２３２３、明色ビーズ２３２２および透明流体２３２１が複数のマイクロカップ（ｍｉｃｒｏｃｕｐ）内に収容されている。
この実施例において、暗色ビーズ２３２３、明色ビーズ２３２２および透明流体２３２１は側面方向構造体の制限を受けることなくアクティブ領域内で移動する。その他の実施例においては、暗色ビーズ２３２３、明色ビーズ２３２２および透明流体２３２１は各種異なる構造に応じて配することができる。しかしながら、本発明は表示媒体２３０の形態にいかなる制限も加えない。
【００２８】
上記をまとめると、本発明の電子インク表示パネルにおいては、そのアクティブ素子アレイ型基板の画素電極がその下方の薄膜トランジスタおよび信号線を覆うことで、表示品質を増進している。本発明ではボトムゲート型薄膜トランジスタを採用し、現在のボトムゲート型薄膜トランジスタの生産ラインに適用させて、製造工程における選択性を向上するとともに、従来技術における画素電極に印加する電圧により生じるトップゲート現象を克服できる。
【００２９】
確かに本発明では好ましい実施例を上記のように開示したが、これは本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、本発明の主旨および範囲を逸脱することなく、数々の変更および付加を行うことができるので、本発明の保護範囲は別紙の特許請求の範囲による限定を基準と見なす。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】トップゲート型薄膜トランジスタを採用した従来のアクティブ素子アレイ型基板の一部断面概略図である。
【図２Ａ】本発明における電子インク表示パネルのアクティブ素子アレイ型基板を示す平面図である。
【図２Ｂ】は図２Ａに示す電子インク表示パネルにおけるＡ−Ａに沿った切断線の断面分解図である。
【図２Ｃ】他の実施例における電子インク表示パネルを示す構造概略図である。
【符号の説明】
【００３１】
１００ アクティブ素子アレイ型基板、
１１０ 基板
１２０ トップゲート型薄膜トランジスタ
１２２ａ ソース
１２２ｂ ドレイン
１２４ チャネル層
１２６ ゲート絶縁層
１２８ ゲート
１３０ 保護層
１３０ａ コンタクト開口部
１４０ 画素電極
２００ 電子インク表示装置
２１０ アクティブ素子アレイ型基板
２１１ 基板
２１２ 走査線
２１３ データ線
２１４ 画素構造
２１４１ ボトムゲート型薄膜トランジスタ
２１４１ａ ゲート
２１４１ｂ ゲート絶縁層
２１４１ｃ チャネル層
２１４１ｄ ソース／ドレイン
２１４２ 誘電層
２１４２ａ コンタクト開口部
２１４３ 画素電極
２２０ 対向基板
２２２ 基板
２２４ 共通電極
２３０ 表示媒体
２３０ａ インクビーズ
２３２ マイクロカプセル
２３２１ 透明流体
２３２２ 明色ビーズ
２３２３ 暗色ビーズ
Ｐ 画素領域 
【図１】
2007264620.tif 000003
【図２Ａ】
2007264620.tif 000004
【図２Ｂ】
2007264620.tif 000005
【図２Ｃ】
2007264620.tif 000006