JP4515466B2 - 電子インク表示装置及びその修復方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置及びその修復方法に関し、特に電子インク表示装置及びその修復方法に関する。

電子インク表示装置（Electro PhoreticDisplay：ＥＰＤ）が使用する電子インクは、複数の帯電粒子を有する液体であり、電界の影響を受けた帯電粒子が液体中で移動する。そして、電子インク表示装置は、これら帯電粒子の分布状態により表示状態が決定される。帯電粒子と液体との比重は似ているため、電界が無くなっても帯電粒子は安定した状態に保たれる。この他、電子インク表示装置は、反射式の表示方式によりバックライトが必要なく、消費電力が少ないため、徐々に注目されるようになってきた。

一般に電子インク表示装置は、複数の画素ユニットを含む薄膜トランジスタアレイ基板により駆動され、画素ユニットの各々には薄膜トランジスタ及び画素電極が含まれていた。しかし、これら薄膜トランジスタは、製造工程の際、画素ユニットに欠陥が発生し、輝点欠陥又は暗点欠陥が発生することがあった。

上述の輝点欠陥又は暗点欠陥は、電子インク表示装置の表示品質に重大な影響を与えた。そのため、電子インク表示装置に輝点や暗点が発生した際、簡単に修復を行い、電子インク表示装置の表示品質を向上することのできる電子インク表示装置の修復方法が求められていた。

本発明の目的は、輝点欠陥又は暗点欠陥を有する電子インク表示装置の画素ユニットを修復し、電子インク表示装置の表示品質を向上させる電子インク表示装置及びその修復方法を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、修復する際に画素ユニットの構造が破壊されることを防ぎ、電子インク表示装置の製造歩留りを向上させる電子インク表示装置及びその修復方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明によれば、少なくとも一つに欠陥がある複数の画素ユニットを有する電子インク表示装置の薄膜トランジスタアレイ基板の修復方法であって、前記薄膜トランジスタアレイ基板を準備し、前記薄膜トランジスタアレイ基板の前記画素ユニットの各々を走査線及びデータ線で駆動し、前記画素ユニットの各々は、薄膜トランジスタ及び画素電極を含み、前記薄膜トランジスタは、ゲート電極及びソース／ドレイン電極を含み、前記ゲート電極を前記走査線と電気的に接続し、前記ソース／ドレイン電極の第１の端部を前記データ線と電気的に接続し、前記ソース／ドレイン電極の第２の端部を前記画素電極と電気的に接続し、前記画素電極により前記走査線の上方の領域を覆う工程と、欠陥を有する前記画素ユニットへ修復点を形成し、該修復点は、前記画素電極により前記走査線が覆われている領域に位置し、前記画素電極と前記走査線とを前記修復点により電気的に接続する工程と、を含むことを特徴とする修復方法が提供される。

一つの好適な態様では、レーザの焦点深度を調整し、前記画素電極と前記走査線とを溶接する工程をさらに含む。

また、本発明によれば、少なくとも一つに欠陥がある複数の画素ユニットを有する電子インク表示装置の薄膜トランジスタアレイ基板の修復方法であって、前記薄膜トランジスタアレイ基板を準備し、前記薄膜トランジスタアレイ基板の前記画素ユニットの各々を走査線及びデータ線で駆動し、前記画素ユニットの各々は、薄膜トランジスタ及び画素電極を含み、前記薄膜トランジスタは、ゲート電極及びソース／ドレイン電極を含み、前記ゲート電極を前記走査線と電気的に接続し、前記ソース／ドレイン電極の第１の端部を前記データ線と電気的に接続し、前記ソース／ドレイン電極の第２の端部を前記画素電極と電気的に接続し、前記走査線は突起部を有し、前記画素電極により前記走査線及び前記突起部の上方の領域を覆う工程と、欠陥を有する前記画素ユニットへ修復点を形成し、該修復点は、前記画素電極により前記突起部が覆われている領域に位置し、前記画素電極と前記走査線とを前記修復点により電気的に接続する工程と、を含むことを特徴とする修復方法が提供される。

一つの好適な態様では、前記修復点の形成方法は、レーザ溶接を含む。

さらに、本発明によれば、第１の基板、第２の基板及び電子インク層を備えた電子インク表示装置であって、前記第１の基板は、少なくとも一つが修復された複数の画素ユニットを有し、前記第２の基板は、前記第１の基板と対向した位置に配置され、透明電極層を有し、前記電子インク層は、前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置されて複数の帯電粒子を含み、前記帯電粒子の分布状態により表示装置の表示状態が決定され、前記画素ユニットの各々は、走査線と電気的に接続されたゲート電極と、第１の端部がデータ線と電気的に接続されたソース／ドレイン電極とを有する薄膜トランジスタと、前記ソース／ドレイン電極の第２の端部と電気的に接続され、前記走査線の上方の領域を覆っている画素電極と、を含み、前記修復された画素ユニットは、前記画素電極と前記走査線とを電気的に接続した修復点とを有することを特徴とする電子インク表示装置が提供される。

一つの好適な態様では、前記画素電極と前記データ線の間には、前記画素電極と前記走査線とを電気的に接続した溶接部が配置されている。

一つの好適な態様では、前記走査線は、突起部を有し、前記画素電極は、前記突起部の上方の領域を覆っている。

一つの好適な態様では、前記修復点は、前記画素電極により覆われた前記突起部の領域に位置する。

一つの好適な態様では、前記画素電極と前記突起部の間には、前記画素電極と前記走査線とを電気的に接続した溶接部が配置されている。

一つの好適な態様では、前記電子インク層は、複数のマイクロカプセルを含む。

本発明の電子インク表示装置及びその修復方法は、画素ユニットの画素電極と走査線とを電気的に接続し、画素ユニットが、例えば、暗点を継続的に表示するようにして、電子インク表示装置の表示品質を向上させることができる。

本発明の電子インク表示装置及びその修復方法は、走査線の上方に修復点を直接に形成し、画素ユニットの画素電極と走査線とを電気的に接続するため、修復構造を他に設置する必要がない。

本発明の電子インク表示装置及びその修復方法は、走査線に突起部が設けられているため、走査線の修復の際に断線が発生することを防ぐことができ、電子インク表示装置の製造歩留りを向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１を参照する。図１は、本発明の好適な一実施形態による薄膜トランジスタアレイ基板の画素ユニットを示す平面図である。図１に示すように、画素ユニット２００は、第１の基板１００上に配置され、薄膜トランジスタ３００及び画素電極２１０を含み、走査線３１４及びデータ線３２６により駆動される。薄膜トランジスタ３００は、ゲート電極３１２及びソース／ドレイン電極３２１を含み、ゲート電極３１２が走査線３１４と電気的に接続され、ソース／ドレイン電極の第１の端部３２２がデータ線３２６と電気的に接続され、ソース／ドレイン電極の第２の端部３２４がコンタクト窓３０２を介して画素電極２１０と電気的に接続されている。ここで注意しなければならないことは、画素ユニット２００は、反射式の電子インク表示装置に応用することができ、データ線３２６、走査線３１４及び薄膜トランジスタ３００の上方の領域が画素電極２１０により覆われている点である。

図１及び図２を参照する。図２は、本発明の好適な一実施形態による電子インク表示装置の一部を示す断面図である。図１及び図２に示すように、電子インク表示装置８００は、第１の基板１００、第２の基板５００及び電子インク層６００を含む。第１の基板１００と第２の基板５００とは互いに対向した位置に配置され、電子インク層６００は、第１の基板１００と第２の基板５００の間に配置されている。電子インク層６００は、液体６１２の中にある複数の帯電粒子６１４を含み、電子インク表示装置８００の表示状態は、帯電粒子６１４の分布状態により決定される。一実施形態の帯電粒子６１４は、それぞれ異なる反射カラーを有した正に帯電した正電粒子６１６及び負に帯電した負電粒子６１８を含む。例えば、正電粒子６１６が黒色で、負電粒子６１８が白色であってもよいし、或いは正電粒子６１６が白色で、負電粒子６１８が黒色であってもよい。画素領域内の電界が正電粒子６１６を上方（ビューア側）へ分布させ、負電粒子６１８を下方へ分布させると、正電粒子６１６のカラーが表示され、画素領域内の電界が負電粒子６１８を上方へ分布させ、正電粒子６１６を下方へ分布させると、負電粒子６１８のカラーが表示される。他の実施形態では、帯電粒子６１４及び液体６１２が複数のマイクロカプセルにより包囲されてもよい。また他の実施形態では、帯電粒子６１４及び液体６１２が複数のマイクロカップ（microcup）内に配置されてもよい。他の実施形態において、帯電粒子６１４及び液体６１２は、横方向の構造体により制限されずに活性領域内で自由に移動できるようにしてもよい。つまり、帯電粒子６１４及び液体６１２は、様々なアーキテクチャに応じて配置することができる。

さらに詳細には、第１の基板１００及び第２の基板５００は、ガラスや可撓性材料などからなり、第２の基板５００は、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide：ＩＴＯ）などからなる透明電極５１０を有する。第１の基板１００上には、第１の導電層３１０、第１の誘電体層３１６、チャネル層３３０、第２の導電層３２０及び画素電極２１０が形成されている。第１の導電層３１０は、ＡｌＮｄ合金などからなり、走査線３１４及びゲート電極３１２を含み、ゲート電極３１２は、走査線３１４と電気的に接続されている。第１の誘電体層３１６は、ＳｉＮｘなどからなり、第１の基板１００上に形成されて第１の導電層３１０を覆っている。チャネル層３３０は、アモルファスシリコンやポリシリコンなどからなり、ゲート電極３１２上にある第１の誘電体層３１６上に形成されている。第２の導電層３２０は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏなどの金属やこれらの合金からなり、第１の誘電体層３１６の上方に形成されてもよい。この第２の導電層３２０は、データ線３２６及びソース／ドレイン電極３２１を含む。第２の誘電体層３４０は、ＳｉＮｘなどからなり、第１の誘電体層３１６上に形成されて第２の導電層３２０を覆っている。画素電極２１０は、インジウム錫酸化物などからなり、第２の誘電体層３４０上に形成され、画素電極２１０の電位が変化すると、透明電極５１０と画素電極２１０の間に発生した電界の影響を受けた帯電粒子６１４が透明電極５１０又は画素電極２１０の方向へ移動して画素ユニット２００の表示状態を変化させることができる。ここで注意しなければならないことは、本実施形態の薄膜トランジスタ３００は、ボトムゲート型薄膜トランジスタ又はトップゲート型薄膜トランジスタでもよいという点である。

図３を参照する。図３は、図１の画素ユニットを修復した後の状態を示す平面図である。図３に示すように、画素ユニット２００は修復点７１０を有し、この修復点７１０をレーザで溶接して画素電極２１０と走査線３１４とを電気的に接続する。例えば、画素電極２１０と走査線３１４の間に配置された絶縁物質を、焦点深度が調整されたレーザにより破壊し、画素電極２１０と走査線３１４とを電気的に接続する。ここで注意しなければならないことは、走査線３１４の上方の領域が画素電極２１０により覆われ、修復点７１０が走査線３１４上に直接形成されているため、修復構造を他に配置する必要がないという点である。図３Ａを参照する。図３Ａは、図３の画素ユニット２００の線Ａ−Ａ’に沿った断面図である。図３Ａに示すように、画素電極２１０と走査線３１４の間に位置する溶接部７１５は、画素電極２１０と走査線３１４とを電気的に接続している。

続いて、白黒の電子インク表示装置８００を例に説明する。薄膜トランジスタ３００に欠陥が発生して動作しなくなった場合、画素ユニット２００は、データ線により伝送された信号が受信できずに、前の表示状態が維持される。つまり前の表示状態が白色の場合、画素ユニット２００は輝点欠陥となった。そして、画素ユニット２００に輝点欠陥が発生して白色が継続して表示された場合は、本発明の修復方法により修復点７１０を形成して画素電極２１０と走査線３１４とを電気的に接続する。これにより、画素電極２１０は、走査線３１４と同じ電位が維持され、走査線３１４は大部分の時間、低電圧となる。そのため、修復後の画素ユニット２００には、大部分の時間、低電圧駆動の階調が表示される。この際、電圧駆動時の階調に合わせ、所定の階調を低電圧駆動の階調に選択し、欠陥画素で所定の階調を表示してもよい。一実施形態では、黒色を低電圧駆動の階調に選択してもよい。一般に、人間の目は輝点に対して敏感であるため、輝点欠陥を有する画素ユニット２００により黒色が表示されると、画素ユニット２００の可視レベルが低減し、電子インク表示装置の表示品質を向上させることができる。

図４を参照する。図４は、本発明のもう一つ実施形態による画素ユニットを示す平面図である。図４に示すように、画素ユニット９００は、電子インク表示装置の第１の基板１００上に配置され、走査線３１５及びデータ線３２６により駆動される。画素ユニット９００は、薄膜トランジスタ３００及び画素電極２１０を含む。薄膜トランジスタ３００は、ゲート電極３１２及びソース／ドレイン電極３２１を含み、ゲート電極３１２は、走査線３１５と電気的に接続され、ソース／ドレイン電極の第１の端部３２２は、データ線３２６と電気的に接続され、ソース／ドレイン電極の第２の端部３２４は、画素電極２１０と電気的に接続されている。ここで注意しなければならないことは、走査線３１５が突起部３２８を有し、突起部３２８の上方の領域が画素電極２１０により覆われている点である。薄膜トランジスタ３００に欠陥が発生し、画素ユニット９００に輝点が形成されたときは、突起部３２８をレーザで溶接して画素電極２１０と走査線３１５とを電気的に接続し、画素ユニット９００を修復する。修復点７２０は突起部３２８の位置に形成されているため、走査線３１５が修復の際にレーザで破壊され、断線が発生することを防ぐことができる。

ここで注意しなければならないことは、電子インク表示装置が白色の背景に黒色文字を表示するときは、暗点欠陥を有する画素ユニットで白色を表示する点である。また本発明は、電子インク表示装置の輝点欠陥の修復だけに限定されるわけではなく、帯電性の異なる電子インクか、異なる駆動電圧を選択すれば、暗点欠陥の修復にも適用することができ、暗点欠陥を有する画素ユニットに白色を表示することもできる。

本発明の電子インク表示装置及びその修復方法は、以下の長所を有する。
（１）画素ユニットの画素電極と走査線とを電気的に接続し、欠陥を有する画素ユニットを修復し、電子インク表示装置の表示品質を向上させることができる。
（２）走査線の上方の領域を画素電極で覆い、走査線上に修復点を直接形成することができるため、修復構造を他に設置する必要がない。
（３）走査線上の突起部において修復を行うため、走査線に断線が発生することを防ぎ、電子インク表示装置の製造歩留りを向上させることができる。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と範囲を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本出願による特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

本発明の好適な一実施形態による薄膜トランジスタアレイ基板の画素ユニットを示す平面図である。 本発明の好適な一実施形態による電子インク表示装置の一部を示す断面図である。 図１の画素ユニットを修復した後の状態を示す平面図である。 図３の線Ａ−Ａ’に沿った画素ユニットの断面図である。 本発明のもう一つの実施形態による画素ユニットを示す平面図である。

符号の説明

１００ 第１の基板
２００ 画素ユニット
９００ 画素ユニット
２１０ 画素電極
３００ 薄膜トランジスタ
３０２ コンタクト窓
３１０ 第１の導電層
３１２ ゲート電極
３１４ 走査線
３１５ 走査線
３１６ 第１の誘電体層
３２０ 第２の導電層
３２１ ソース／ドレイン電極
３２２ 第１の端部
３２４ 第２の端部
３２６ データ線
３２８ 突起部
３３０ チャネル層
３４０ 第２の誘電体層
５００ 第２の基板
５１０ 透明電極
６００ 電子インク層
６１２ 液体
６１４ 帯電粒子
６１６ 正電粒子
６１８ 負電粒子
７１０ 修復点
７２０ 修復点
７１５ 溶接部
８００ 電子インク表示装置

Claims (7)

1. 複数の画素ユニットを有し、前記画素ユニットの各々は走査線及びデータ線と接続されており、そして前記画素ユニットの少なくとも一つに欠陥がある電子インク表示装置の薄膜トランジスタアレイ基板の修復方法であって、
   前記画素ユニットの各々は薄膜トランジスタ及び画素電極を含み、前記薄膜トランジスタはゲート電極及びソース／ドレイン電極を含んでおり、そして前記ゲート電極は前記走査線と電気的に接続され、前記ソース／ドレイン電極の第１の端部は前記データ線と電気的に接続され、前記ソース／ドレイン電極の第２の端部は前記画素電極と電気的に接続され、そして前記画素電極は前記走査線の上方の領域に配置され、前記走査線は突起部を含んでいる、前記薄膜トランジスタアレイ基板を準備する工程と、
   前記画素電極と前記走査線を電気的に接続するのに活用され、そして前記画素電極が前記突起部を覆っている、前記走査線の前記突起部と前記画素電極との間のスペースに修復点を形成する工程と
   を含むことを特徴とする、前記修復方法。
2. 前記画素電極と前記走査線とを溶接するために、レーザの焦点深度を調整する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の修復方法。
3. 複数の画素ユニットを有し、前記画素ユニットの各々は走査線及びデータ線と接続されており、そして前記画素ユニットの少なくとも一つに欠陥がある電子インク表示装置の薄膜トランジスタアレイ基板の修復方法であって、
   前記画素ユニットの各々は薄膜トランジスタ及び画素電極を含み、前記薄膜トランジスタはゲート電極及びソース／ドレイン電極を含んでおり、そして前記ゲート電極は前記走査線と電気的に接続され、前記ソース／ドレイン電極の第１の端部は前記データ線と電気的に接続され、前記ソース／ドレイン電極の第２の端部は前記画素電極と電気的に接続され、前記走査線は突起部を有しており、そして前記画素電極は前記走査線の上方の領域に配置され、前記画素電極は前記突起部を覆っている、前記薄膜トランジスタアレイ基板を準備する工程と、
   前記画素電極と前記走査線を電気的に接続するのに活用される、前記走査線の前記突起部と前記画素電極との間のスペースに修復点を形成する工程と
   を含むことを特徴とする、前記修復方法。
4. 前記修復点を形成するために、レーザ溶接を使用する形成工程を含むことを特徴とする、請求項３に記載の修復方法。
5. 電子インク表示装置であって、
   修復された複数の画素ユニットを有し、前記画素ユニットの各々は走査線及びデータ線と接続され、前記画素ユニットの少なくとも一つは修復されており、そして前記走査線は突起部を含んでいる、第１の基板と、そして
   透明電極層を有し、前記第１の基板と対向した位置に配置される第２の基板と、
   複数の帯電粒子及び液体を含んでおり、前記液体中の前記帯電粒子の分布状態により少なくとも１つの前記画素ユニットの表示状態が変えられる、前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置された電子インク層と、を備えており、
   前記画素ユニットの各々は薄膜トランジスタ及び画素電極を含み、前記薄膜トランジスタはゲート電極及びソース／ドレイン電極を有しており、そして前記ゲート電極は前記走査線と電気的に接続され、前記ソース／ドレイン電極の第１の端部は前記データ線と電気的に接続され、前記ソース／ドレイン電極の第２の端部は前記画素電極と電気的に接続されており、前記画素電極と前記走査線を電気的に接続するために前記走査線の前記突起部と前記画素電極との間のスペースに修復点が形成されており、そして前記画素電極は前記走査線の上方の領域に配置され、前記画素電極は前記突起部を覆っていることを特徴とする、前記電子インク表示装置。
6. 前記画素電極と前記走査線の前記突起部との間のスペースには、前記画素電極と前記走査線とを電気的に接続するために溶接部が形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の電子インク表示装置。
7. 前記電子インク層は、複数のマイクロカプセルを含むことを特徴とする、請求項５に記載の電子インク表示装置。

Images