JP2021057531A - Display component and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示部品及び表示装置に関する。 The present invention relates to display components and display devices.
半導体自体を基板としたトランジスタや集積回路技術を基礎として、ガラス基板上にアモルファスシリコン(a−Si)やポリシリコン(poly−Si)の薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)アレイが製造され、液晶ディスプレイなどに応用されている。TFTはスイッチの役割を果たしており、行配線(ゲート配線)に与えられた選択電圧によってTFTをオンにした時に、列配線(ソース配線)に与えられた信号電圧をドレイン電極に接続された画素電極に書き込む。書き込まれた電圧は、ドレイン電極または画素電極と、キャパシタ電極との間に設けられた蓄積キャパシタに保持される。(TFTアレイの場合、ソースとドレインの働きは書き込む電圧の極性によって変わるため、動作で名称を決められない。そこで、便宜的に一方をソース、他方をドレインと、呼び方を統一しておく。本明細書では、配線に接続されている方をソース、画素電極に接続されている方をドレインと呼ぶ。) Amorphous silicon (a-Si) and polysilicon (poly-Si) thin film transistor (TFT) arrays are manufactured on a glass substrate based on transistors and integrated circuit technology using the semiconductor itself as a substrate, and a liquid crystal display. It is applied to such as. The TFT plays the role of a switch, and when the TFT is turned on by the selective voltage given to the row wiring (gate wiring), the signal voltage given to the column wiring (source wiring) is connected to the drain electrode. Write to. The written voltage is held in a storage capacitor provided between the drain electrode or the pixel electrode and the capacitor electrode. (In the case of a TFT array, the functions of the source and drain change depending on the polarity of the voltage to be written, so the name cannot be determined by the operation. Therefore, for convenience, one is called the source and the other is called the drain. In the present specification, the one connected to the wiring is referred to as a source, and the one connected to the pixel electrode is referred to as a drain.)
TFTアレイには、ゲート電位をオンからオフに切替える際に画素電位が変化するゲートフィードスルーという現象がある。画素電位は、ゲートフィードスルー電圧Vgf=ΔVg・Cgd/(Cgd+Cs+Cp)だけ変化する。ΔVgはゲート電位変化量、Cgdはゲート・ドレイン間容量、Csは蓄積容量(画素電極・キャパシタ間容量)、Cpは表示媒体の容量である。Cpが大きければ蓄積容量Csを省略できる。Cpが小さければCsが必要になり、CpがCsに比べてずっと小さければCpを無視できる。従来は、ゲートフィードスルー電圧を小さくする目的で、Cgdを小さくする工夫がなされていた(特許文献1)。 The TFT array has a phenomenon called gate feedthrough in which the pixel potential changes when the gate potential is switched from on to off. The pixel potential changes by the gate feedthrough voltage Vgf = ΔVg · Cgd / (Cgd + Cs + Cp). ΔVg is the amount of change in gate potential, Cgd is the capacity between gate and drain, Cs is the storage capacity (capacity between pixel electrode and capacitor), and Cp is the capacity of the display medium. If Cp is large, the storage capacity Cs can be omitted. If Cp is small, Cs is required, and if Cp is much smaller than Cs, Cp can be ignored. Conventionally, in order to reduce the gate feedthrough voltage, a device for reducing Cgd has been made (Patent Document 1).
近年、TFTアレイと電気泳動媒体を組合せた電子ペーパー表示部品及び表示装置が開発され、液晶よりも低消費電力な表示部品及び表示装置として期待されている。一般的な液晶表示部品及び表示装置は駆動を行っている間しか表示できず、表示を保つためには駆動を続ける必要があるのに対し、電気泳動タイプの電子ペーパーは駆動終了後にも表示を保つので、駆動を続ける必要がない。 In recent years, electronic paper display components and display devices that combine a TFT array and an electrophoresis medium have been developed, and are expected as display components and display devices with lower power consumption than liquid crystals. While general liquid crystal display parts and display devices can display only while driving, and it is necessary to continue driving to maintain the display, electrophoresis-type electronic paper displays the display even after the driving is completed. It keeps, so you don't have to keep driving.
さらに、電子ペーパーを個体認識技術であるRFIDと組合せて、コンテナの表示部とする技術が開示されている(特許文献2)。電子ペーパーとRFIDとが組み合わされた表示部は、RFIDに保存された内容物データを表示することで、目視でのデータの確認を可能とする。 Further, a technique of combining electronic paper with RFID, which is an individual recognition technique, to form a display unit of a container is disclosed (Patent Document 2). The display unit, which is a combination of electronic paper and RFID, enables visual confirmation of the data by displaying the content data stored in the RFID.
このような表示装置には、内蔵する電池の電力を使って書替を行うタイプと、RFIDの書替を行うリーダライタの電波を電力に変換し、その電力を用いて書替を行うタイプがある。いずれのタイプにおいても、書替時の消費電力量の低減が課題である。電池を内蔵する表示装置では、消費電力量が大きいと頻繁に電池交換を行う必要がある。RF電波の電力を用いる表示装置では、消費電力量が大きいと電波が強い近距離でしか書替を行うことができない。このため、書替時の消費電力量を抑制できる、TFTアレイが求められている。 Such display devices include a type that rewrites using the power of the built-in battery and a type that converts the radio wave of the reader / writer that rewrites RFID into electric power and rewrites using that electric power. is there. In any type, reducing the power consumption at the time of rewriting is an issue. In a display device with a built-in battery, it is necessary to replace the battery frequently when the power consumption is large. In a display device that uses the power of RF radio waves, if the power consumption is large, rewriting can be performed only at a short distance where the radio waves are strong. Therefore, there is a demand for a TFT array that can suppress the power consumption at the time of rewriting.
上記事情を踏まえ、本発明は、書替時の消費電力量が小さい表示部品及び表示装置を提供することを課題とする。 Based on the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a display component and a display device having a small power consumption at the time of rewriting.
本発明の表示部品は、背面板と、前記背面板上に積層される表示媒体層と、前記表示媒体層上に積層される対向基板と、が順次積層され、前記背面板は、第1の絶縁基板と、第1の方向に延びて前記第1の絶縁基板上に設けられる複数のゲート配線と、前記第1の方向に交差する第2の方向に延びて前記第1の絶縁基板上に設けられる複数のソース配線と、前記ゲート配線に接続されるゲート電極と、前記ソース配線に接続されるソース電極と、ドレイン電極と、を有し前記第1の絶縁基板上に複数設けられる薄膜トランジスタと、各々の前記薄膜トランジスタに対応して設けられ、前記ドレイン電極と接続され、前記表示媒体層に電気的に接続し、前記ソース配線より前記表示媒体層側に、前記第1の方向及び前記第2の方向に沿ってマトリクス状に前記第1の絶縁基板上に設けられる画素電極と、を有し、前記表示媒体層は、電気泳動粒子を有し、前記対向基板は、第2の絶縁基板と、前記表示媒体層と電気的に接続する透明電極と、を有し、平面視で、前記第1の方向に並ぶ前記画素電極の間の隙間に前記ソース配線の少なくとも一部が含まれるように配置される。 In the display component of the present invention, a back plate, a display medium layer laminated on the back plate, and an opposing substrate laminated on the display medium layer are sequentially laminated, and the back plate is the first. An insulating substrate, a plurality of gate wiring extending in a first direction and provided on the first insulating substrate, and extending in a second direction intersecting the first direction on the first insulating substrate. A plurality of thin film transistors provided on the first insulating substrate having a plurality of source wirings provided, a gate electrode connected to the gate wiring, a source electrode connected to the source wiring, and a drain electrode. , Corresponding to each of the thin film transistors, connected to the drain electrode, electrically connected to the display medium layer, and from the source wiring to the display medium layer side, the first direction and the second direction. The display medium layer has the electrophoresis particles, and the opposing substrate has the second insulating substrate and the pixel electrodes provided on the first insulating substrate in a matrix along the direction of the above. A transparent electrode that is electrically connected to the display medium layer, so that at least a part of the source wiring is included in the gap between the pixel electrodes arranged in the first direction in a plan view. Be placed.
本発明の表示装置は、前記表示部品と、前記ゲート配線及び前記ソース配線に接続されるドライバICと、を備え、前記ゲート配線は、前記第1の絶縁基板の第1の縁から第1の方向に延びる第1ゲート配線群と、前記第1の絶縁基板を挟んで前記第1の縁と向かい合う第2の縁から第1の方向に延びる第2ゲート配線群と、が前記第2の方向に並んで交互に配置され、前記ドライバICは、前記第1ゲート配線群と接続される第1ゲート出力端子と、前記ソース配線と接続されるソース出力端子と、前記第2ゲート配線群と接続される第2ゲート出力端子と、を備え、前記第1ゲート出力端子、前記ソース出力端子、及び前記第2ゲート出力端子の順に並べて設けられる。 The display device of the present invention includes the display component, the gate wiring, and a driver IC connected to the source wiring, and the gate wiring is first from the first edge of the first insulating substrate. The first gate wiring group extending in the direction and the second gate wiring group extending in the first direction from the second edge facing the first edge across the first insulating substrate are in the second direction. The driver ICs are connected to the first gate output terminal connected to the first gate wiring group, the source output terminal connected to the source wiring, and the second gate wiring group. The second gate output terminal is provided, and the first gate output terminal, the source output terminal, and the second gate output terminal are provided side by side in this order.
本発明によれば、書替時の消費電力量が小さい表示部品及び表示装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a display component and a display device having a small power consumption at the time of rewriting.
本発明の第一実施形態に係る表示部品について、図1から図3を参照しながら説明する。図1から図3は本実施形態に係る表示部品100の一部であり、表示部品100は図3に記載された構成をマトリクス状に複数並べて接続した構成を有する。図1及び図2は表示部品100の特徴をわかりやすく示すための製造途中の図であり、図1は基板上に薄膜トランジスタ等を形成した状態であって、図2はさらに画素電極等を形成した状態である。図3は完成図であり、表示媒体層等が積層された表示部品100の断面図を示している。
The display component according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. 1 to 3 are a part of the
図3に示すように、表示部品100は、背面板110と、表示媒体層120と、対向基板130と、を有する。対向基板130、表示媒体層120、及び背面板110はこの順に積層されている。
As shown in FIG. 3, the
図1に示すように、背面板110は、絶縁基板1(第1の絶縁基板)上に、横方向(第1の方向)D1に延伸する複数のゲート配線2Wと、横方向D1に交差する縦方向(第2の方向)D2に延伸する複数のソース配線4W及びキャパシタ配線9Wと、を有する。本実施形態では、横方向D1と縦方向D2とは直交している。
As shown in FIG. 1, the
また、図2に示すように、背面板110は、ゲート配線2Wとソース配線4Wとが交差する位置に対応して設けられた複数の画素Pxを有する。画素Pxは、TFT(薄膜トランジスタ)20、キャパシタ電極9及び画素電極10を有する。TFT20はゲート電極2、ソース電極4、ドレイン電極5、半導体パターン6及びドレイン副電極7を有する。
Further, as shown in FIG. 2, the
ゲート電極2、ゲート配線2W及びドレイン副電極7は絶縁基板1上に積層され、これらの上にゲート絶縁膜3が積層される。
The
ソース電極4、ソース配線4W、ドレイン電極5、半導体パターン6、キャパシタ電極9及びキャパシタ配線9Wはゲート絶縁膜3上に積層され、これらの上に層間絶縁膜8が積層される。
The
画素電極10は層間絶縁膜8上に積層される。画素電極10は表示媒体層120側を向いて配置される。
The
ゲート電極2はゲート配線2Wに接続される。ソース電極4はソース配線4Wに接続される。ドレイン電極5はドレイン接続配線5C及びドレインビアホール接続5Vを介してドレイン副電極7に接続されている。画素電極10は画素電極ビアホール接続10Vを介してドレイン電極5に接続される。キャパシタ電極9はキャパシタ配線9Wに接続される。
The
ゲート電極2とソース電極4とは、平面視で重なる部分を有する。また、ゲート配線2Wとソース配線4Wとは、平面視で重なる部分を有する。ゲート配線2Wとキャパシタ配線9Wとは、平面視で重なる部分を有する。
The
キャパシタ電極9は、層間絶縁膜8を介して画素電極10と重なり、ゲート絶縁膜3を介してドレイン副電極7と重なる。
The
表示部品100は、図2に示すように、平面視で、横方向D1に並ぶ画素電極10の間の隙間に、ソース配線4Wの一部が含まれるように配置される。
As shown in FIG. 2, the
この構造では、ソース配線4Wと画素電極10とが重なる部分を減少させることにより、ソース配線4Wと画素電極10との重なりによるソース・画素電極間容量Cspを小さくすることができる。
In this structure, by reducing the portion where the
表示媒体層120は、電気泳動粒子を用いた公知の構成であり、例えば白色粒子と、黒色粒子と、液体とを内包したカプセル又はセルが表示面の面内に複数並べられ、粒子が色毎に正負に帯電されている。表示媒体層120は、バインダや接着剤を含んでもよい。
The
対向基板130は、絶縁基板11(第2の絶縁基板)と、表示媒体層120と電気的に接続する透明な透明電極12と、を有する。
The facing
表示部品100による表示の原理は公知である。書き込み対象の画素Pxに対応するTFT20に対して、ゲート配線2W、ソース配線4Wを介してゲート電極2、ソース電極4に電位を生じさせてドレイン電極5を介して画素電極10やドレイン副電極7に電荷を蓄積する。
The principle of display by the
ドレイン副電極7に電荷が蓄積されることにより、ゲート配線2W、ソース配線4Wの電位を除いても、ドレイン副電極7・キャパシタ電極9間がコンデンサとなり画素電極10の電荷が維持される。
Since the electric charge is accumulated in the
画素電極10と対向基板130の透明電極12との間に電位差を生じさせ、表示媒体層120の中の白色粒子と黒色粒子とのどちらか一方を透明電極12側に引きよせ、他方を画素電極10側に引きよせて、透明電極12側に引きよせた粒子の色を表示面に提示することにより、表示が行われる。
A potential difference is generated between the
次に表示部品100の使用時の消費電力について図4から図6を参照しながら説明する。図4は、1本のソース配線4Wで1フレーム中に消費される電力量の計算過程を示している。図5は、1本のゲート配線2Wで1フレーム中に消費される電力量の計算過程を示している。図6は、一つのTFT20で1フレーム中に消費される電力量の計算過程を示している。
Next, the power consumption when the
まず、平面視でゲート電極2とソース電極4とが重なる部分の面積Sgs、ソース配線4Wとゲート配線2Wとが重なる部分の面積Sgsl、ゲート絶縁膜3の誘電率εgi及びゲート絶縁膜3の膜厚Dgiからゲート・ソース間容量Cgs=εgi・(Sgs+Sgsl)/Dgiとなる。
First, in plan view, the area Sgs of the portion where the
本実施形態では平面視でソース電極4又はソース配線4Wとキャパシタ電極9又はキャパシタ配線9Wとが重なる部分がなく、ソース・キャパシタ間容量Cscはほぼ0Fである。
In the present embodiment, there is no portion where the
平面視でゲート配線2Wとキャパシタ配線9Wとが重なる部分の面積Sgcl、層間絶縁膜8の誘電率εil及び層間絶縁膜8の膜厚Dilからゲート・キャパシタ間容量Cgc=εil・Sgcl/Dilとなる。
From the area Sgcl of the portion where the
平面視でゲート電極2とドレイン電極5とが重なる部分の面積Sgd、ゲート絶縁膜3の誘電率εgi及びゲート絶縁膜3の膜厚Dgiからゲート・ドレイン間容量Cgd=εgi・Sgd/Dgiとなる。
From the area Sgd of the portion where the
平面視でゲート電極2又はゲート配線2Wと画素電極10とが重なる部分の面積Sgp、ゲート絶縁膜3の誘電率εgi及びゲート絶縁膜3の膜厚Dgi、層間絶縁膜8の誘電率εil及び層間絶縁膜8の膜厚Dilからゲート・画素間容量Cgp=εgi・εil・Sgp/(εil・Dgi+εgi・Dil)となる。ただし、ドレイン電極5と画素電極10は接続されているので、CgpはCgdと並列関係にある。そこで、CgdにCgpを加算したものを、改めてCgdとする。
Area Sgp of the portion where the
平面視でソース電極4と画素電極10が重なる部分の面積Ssp、層間絶縁膜8の誘電率εil及び層間絶縁膜8の膜厚Dilからソース・画素電極間容量Csp=εil・Ssp/Dilとなる。
From the area Ssp of the portion where the
ソース配線4WがM本、ゲート配線2WがN本とする。ソース配線4Wに接続されている容量は、Cgs、Csc、Csp//Csである。ここで記号//は、容量の直列回路を意味し、例えばCsp//Cs=1/(1/Csp+1/Cs)である。ただしCsp<<Csであるから、Csp//Cs≒Cspである。1本のソース配線4Wに接続された画素PxはN個であるから、静電容量はC=N(Cgs+Csc+Csp//Cs)である。
The
ソース配線4Wは、各画素Pxのデータに合わせて電圧を変更するので、最も多く充放電されるのは1行毎に逆極性を書込む場合である。1本のソース配線4Wで1フレーム中に消費される電力量は図4のように計算できる。ただし、白書込と黒書込の電圧が±Vs、ソース配線4Wの抵抗(厳密にはソース配線4Wの抵抗と直列抵抗(図示しないソースドライバの出力抵抗等)の和)がRである。図4で、横軸は時間tである。ソースドライバの正電源の電圧がVp、電流がIp、負電源の電圧がVn、電流がIn、GND線の電圧がVo=0、電流がIOである。正電源の消費電力がPp、負電源の消費電力がPn、GND線の消費電力Po=0である。式を簡単にするために各充電波形の積分範囲をt=0〜∞として表記しているが、時定数CRより充分大きければよく、例えばt=0〜3CRでも電力量の95%をカバーして近似的には同等である。1本のソース配線4Wで1フレームに消費される電力量は、(2N−1)C(Vs)^2である。よって、M本のソース配線4Wで1フレーム中に消費される電力量は、M×(2N−1)×N(Cgs+Csc+Csp//Cs)×(Vs)^2=MN(2N−1)(Cgs+Csc+Csp//Cs)(Vs)^2であり、Nが1より充分大きい場合には2M(N^2)(Cgs+Csc+Csp//Cs)(Vs)^2とみなせる。最も消費される電力量が小さいのはソース配線4Wの電圧を変えない場合であり、1フレーム中に消費される電力量は0Jである。
Since the
ゲート配線2Wに接続されている容量はCgs、Cgc、Cgd//Csである。1本のゲート配線2Wに接続された画素PxはM個であるから、静電容量はC=M(Cgs+Cgc+Cgd//Cs)である。ただしCgd<<Csであるから、Cgd//Cs≒Cgdである。1フレームでゲート電圧は、オフ→オンの1回と、オン→オフの1回の、計2回変化する。ゲート電圧変化量をΔVgとすると、1本のゲート配線2Wで1フレーム中に消費される電力量は図5のように計算できる。ただし、図5はTFT20がnチャネルの場合であり、pチャネルの場合は電圧の正負が逆になるが、消費電力量の式は同じである。ゲートの正電圧がVp、負電圧がVn、ゲート配線2Wの抵抗(厳密にはゲート配線2W抵抗と直列抵抗(ゲートドライバの出力抵抗等)の和)がRである。図5で、横軸は時間tである。ゲートドライバの正電源の電圧がVp、電流がIp、負電源の電圧がVn、電流がInである。正電源の消費電力がPp、負電源の消費電力がPnである。式を簡単にするために各充電波形の積分範囲をt=0〜∞として表記しているが、時定数CRより充分大きければよく、例えばt=0〜3CRでも電力量の95%をカバーして近似的には同等である。1本のゲート配線2Wで1フレームに消費される電力量は、C(ΔVg)^2である。N本のゲート配線2Wで1フレーム中に消費される電力量は、N×M(Cgs+Cgc+Cgd//Cs)×(ΔVg)^2=MN(Cgs+Cgc+Cgd//Cs)(ΔVg)^2である。
The capacitances connected to the
TFT20に接続されているのはCs、Cpである。静電容量はC=Cs+Cpである。1フレームで画素電圧は、画素Pxが前回と異なる表示を行う場合に1回変化する。最も多く充電されるのは全画素Pxの表示を変更する場合である。その場合、ソース配線4Wの電圧変化量をVsとすると、1フレーム中に消費される電力量は図6のように計算できる。TFT20の抵抗(厳密にはTFT20の抵抗と直列抵抗(ソース配線4Wの抵抗等)の和)がRである。図6で、横軸は時間tである。ドレイン電圧Vd=Vsを書込んだ時、電流がItft、消費電力がPtftである。式を簡単にするために充電波形の積分範囲をt=0〜∞として表記しているが、時定数CRより充分大きければよく、例えばt=0〜3CRでも電力量の95%をカバーして近似的には同等である。1個のTFT20で1フレームに消費される電力量は(Cs+Cp)(Vs)^2であり、MN個ではMN(Cs+Cp)(Vs)^2である。Vd=−Vsの場合も同じ値である。最も消費電力量が小さいのは画素電位を変えない場合であり、1フレーム中に消費される電力量は0Jである。
Cs and Cp are connected to the
以上のように消費される電力量の係数は、ソース配線4Wで2MN^2、ゲート配線2WでMN、画素PxでMNである。通常、MやNは数十〜数百である。また一般的に、Cgs、Csc、Csp、Cgc、Cgdは、Csに比べて小さく、大まかに言って2桁程度小さい。したがって、ソース配線4Wで1フレーム中に消費される最大電力量は、画素Pxで1フレームに消費される最大電力量と同等であり、ゲート配線2Wで1フレーム中に消費される電力量はそれらより2桁小さい。
The coefficients of the amount of power consumed as described above are 2MN ^ 2 for the
また、電子ペーパーでは同画像を数フレーム(10フレーム程度)に亘って描くことが多い。この場合、第1フレームでの書替に電力量を消費するが、第2〜10フレームでは同電位なのでほとんど消費しない。すると、ソース配線4Wで約10フレーム中に消費される最大電力量は大きく、画素Pxで約10フレーム中に消費される最大電力量はソース配線4Wで約10フレーム中に消費される最大電力量より1桁小さく、ゲート配線2Wで約10フレーム中に消費される電力量は画素Pxで約10フレーム中に消費される最大電力量よりさらに1桁小さい。したがって、ソース配線4Wに接続された容量(Cgs、Csc、Csp)を小さくすることが、消費電力量を減らすために重要である。
Further, in electronic paper, the same image is often drawn over several frames (about 10 frames). In this case, the amount of electric power is consumed for rewriting in the first frame, but it is hardly consumed in the second to tenth frames because the potential is the same. Then, the maximum electric energy consumed in about 10 frames by the
以上のような構成をとり運用される本実施形態の表示部品100は、ソース配線4Wと画素電極10とが重なる部分を減少させることにより、ソース配線4Wと画素電極10との重なりによるソース・画素電極間容量Cspを小さくすることができるため、消費電力量を減らす効果がある。すなわち、上記のTFTアレイを表示装置に用いることにより、表示装置の書替時の消費電力量を低減することができ、電池内蔵タイプの表示装置の電池交換頻度を減らすことができる。また、RF電波から電力変換するタイプの表示装置の場合は、書替可能距離を長くすることができる。
The
次に、表示部品100において横方向D1に並ぶ画素電極10の間の隙間にソース配線4Wの一部が含まれることによる表示への影響について説明する。
Next, the influence on the display due to the inclusion of a part of the
平面視で、横方向D1に並ぶ画素電極10の間の隙間に含まれるソース配線4Wの部分と重なる部分について、図7に示すように、仮想画素電極10Xを考える。透明電極12の電位が0V、時間t=0で印加するソース配線4Wの電位をVsとする。表示媒体層120の抵抗をRp、容量をCp、層間絶縁膜8の抵抗をRins、容量をCinsとする。
As shown in FIG. 7, a
表示媒体層120の抵抗Rpは小さく、容量Cpは小さい(インピーダンスの容量成分が大きい)。層間絶縁膜8の抵抗Rinsは大きく、容量Cinsは大きい(インピーダンスの容量成分が小さい)。よって、表示媒体層120の容量Cpと層間絶縁膜8の抵抗Rinsを無視でき、図7のように表示媒体層120の抵抗Rpと層間絶縁膜8の容量Cpのみを考える。
The resistance Rp of the
すると、ソース配線4Wを入力電圧とする時、仮想電極10Xの電位は、図8のような微分波形で与えられる。即ち、ソース配線4Wの電位が0VからVsに変化する瞬間には電圧がかかるが、長くは続かない。
Then, when the
図9に示すように、平面視で、横方向D1に並ぶ画素電極10の間の隙間に含まれるソース配線4Wの横方向D1の寸法をWsloとする。Wsloが、画素電極10と透明電極12の距離Dより充分に大きければ、図10(a)のように電気力線はほぼ平行になり、透明電極12近傍での電界は瞬間的にVs/Dになってから図8のように減衰する。
As shown in FIG. 9, in a plan view, the dimension of the
しかし、寸法Wsloが画素電極10と透明電極12の距離Dより小さければ、電気力線が透明電極12側で広がり、透明電極近傍での電界は弱くなる。計算機シミュレーションによれば、Wslo=Dの場合(図10(b))、透明電極12近傍の電界は図10(a)の約0.66倍であり、Wslo=D/10の場合(図10(c))、透明電極12近傍の電界は図10(a)の約0.10倍になる。電界が弱く、かつ、すぐに減衰するため、図10(b)や図10(c)では粒子の移動が起きず、色変化しない。
However, if the dimension Wslo is smaller than the distance D between the
次に、本発明の第二実施形態に係る表示部品について、図11から図13を参照しながら説明する。図11から図13は本実施形態に係る表示部品200の一部であり、表示部品200は図に記載された構成をマトリクス状に複数並べて接続した構成を有する。図11及び図12は表示部品200の特徴をわかりやすく示すための製造途中の図であり、図11は基板上にTFT等を形成した状態であって、図12はさらに画素電極等を形成した状態である。図13は完成図であり、表示媒体層等が積層された表示部品200の断面図を示している。
Next, the display component according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 to 13. 11 to 13 are a part of the
表示部品200は、図12に示すように、平面視で、横方向D1に並ぶ画素電極10の間の隙間に、ソース配線4Wの全部が含まれるように配置される。その他は表示部品100と同等の構成である。
As shown in FIG. 12, the
表示部品200は、ソース配線4Wと画素電極10とが重なる部分をなくすことにより、ソース配線4Wと画素電極10との重なりによるソース・画素電極間容量Cspを0F近くとすることができるため、表示部品100より消費電力量を減らす効果がある。
By eliminating the portion where the
表示部品200では、図14に示すように、平面視で、横方向D1に並ぶ画素電極10の間の隙間に含まれるソース配線4Wの横方向D1の寸法Wsloが、ソース配線4Wの横方向D1の寸法となる。
In the
寸法Wsloが画素電極10と透明電極12の距離Dより小さければ、透明電極12近傍の電界が小さくなり、粒子の移動が起きなくなり、色変化しない。
If the dimension Wslo is smaller than the distance D between the
以上のような構成をとり運用される本実施形態の表示部品200は、ソース配線4Wと画素電極10とが重なる部分をなくすことにより、ソース配線4Wと画素電極10との重なりによるソース・画素電極間容量Cspを0F近くとすることができるため、消費電力量を減らす効果がある。すなわち、上記のTFTアレイを表示装置に用いることにより、表示装置の書替時の消費電力量を低減することができ、電池内蔵タイプの表示装置の電池交換頻度を減らすことができる。また、RF電波から電力変換するタイプの表示装置の場合は、書替可能距離を長くすることができる。
The
次に、本発明の第三実施形態に係る表示装置について、図15及び図16を参照しながら説明する。図15は、本実施形態に係る表示装置300の概略を示す平面図である。図16は、本実施形態の変形例に係る表示装置320の概略を示す平面図である。
Next, the display device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 and 16. FIG. 15 is a plan view showing an outline of the
図15に示すように、本実施形態に係る表示装置300は、第一実施形態又は第二実施形態の構成に加え、ドライバIC310を有する。
As shown in FIG. 15, the
ドライバIC310は、第1ゲート出力端子2P1と、第2ゲート出力端子2P2と、ソース出力端子4Pと、を有する。第1ゲート出力端子2P1、ソース出力端子4P及び第2ゲート出力端子2P2は、この順に並べてドライバIC310に設けられる。ただしドライバIC310は1チップである必要はなく、2チップまたは3チップで構成されてもよい。例えば図17のように、第1ゲート出力端子2P1とソース出力端子4Pの一部が1つのチップ上にあり、ソース出力端子4Pの残りと第2ゲート出力端子2P2が別チップでもよい。
The
表示装置300では、ゲート配線2Wは、絶縁基板1の第1の縁から延びる第1ゲート配線群2W1と、絶縁基板1を挟んで第1の縁と向かい合う第2の縁から延びる第2ゲート配線群2W2と、を有する。第1ゲート配線群2W1と第2ゲート配線群2W2とが縦方向D2に並んで交互に配置される。
In the
第1ゲート出力端子2P1は第1ゲート配線群2W1と接続され、第2ゲート出力端子2P2は第2ゲート配線群2W2と接続され、ソース出力端子4Pはソース配線4Wと接続される。
The first gate output terminal 2P1 is connected to the first gate wiring group 2W1, the second gate output terminal 2P2 is connected to the second gate wiring group 2W2, and the
以上のような構成をとり運用される本実施形態の表示装置300は、表示部品100又は表示部品200を用いているため、消費電力を小さくでき、表示への影響はない。
Since the
本実施形態における変形例を図16に示す。
本実施形態に係る表示装置320は、第一実施形態又は第二実施形態の構成に加え、ドライバIC330を有する。
A modified example of this embodiment is shown in FIG.
The
ドライバIC330は、ゲート出力端子2Pと、第1ソース出力端子4P1と、第2ソース出力端子4P2と、を有する。第1ソース出力端子4P1、ゲート出力端子2P及び第2ソース出力端子4P2は、この順に並べてドライバIC330に設けられる。ただしドライバIC330は1チップである必要はなく、2チップまたは3チップで構成されてもよい。例えば、第1ソース出力端子4P1とゲート出力端子2Pの一部が1つのチップ上にあり、ゲート出力端子2Pの残りと第2ソース出力端子4P2が別チップでもよい。
The
表示装置320では、ソース配線4Wは、絶縁基板1の第1の縁から延びる第1ソース配線群4W1と、絶縁基板1を挟んで第1の縁と向かい合う第2の縁から延びる第2ソース配線群4W2と、を有する。第1ソース配線群4W1と第2ソース配線群4W2とが横方向D1に並んで交互に配置される。
In the
第1ソース出力端子4P1は第1ソース配線群4W1と接続され、第2ソース出力端子4P2は第2ソース配線群4W2と接続され、ゲート出力端子2Pはゲート配線2Wと接続される。
The first source output terminal 4P1 is connected to the first source wiring group 4W1, the second source output terminal 4P2 is connected to the second source wiring group 4W2, and the
以上のような構成をとり運用される本実施形態の表示装置320は、表示部品100又は表示部品200を用いているため、消費電力を小さくでき、表示への影響はない。
Since the
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成要素の組み合わせを変えたり、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。 Although each embodiment of the present invention has been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the combination of components may be changed or each component may be changed without departing from the spirit of the present invention. Can be modified or deleted.
次に、本発明の表示部品及び表示装置について、実施例および比較例を用いてさらに説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Next, the display component and the display device of the present invention will be further described with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
(実施例1)
図11〜図13の製造工程によって図13の表示部品200を作製した。絶縁基板1としてガラス基板を用いた。ゲート電極2、ゲート配線2W、及びドレイン副電極7はMo系金属膜で形成した。ゲート絶縁膜3はSiNで形成した。半導体パターン6はSiで形成した。ソース電極4、ソース配線4W、ドレイン電極5、ドレイン接続配線5C、及びドレインビアホール接続5VはMo系金属で形成した。層間絶縁膜8はSiNと有機膜とを積層して形成した。画素電極10及び画素電極ビアホール接続10VはITOで形成した。上記のように背面板110を形成した。ただし、背面板110には、ゲート接続配線2CW、ソース接続配線4CW、及びキャパシタ接続配線9CWを形成した。なお、ゲート線数N=296、ソース線数M=128であり、画素Pxを並べて形成される画面のサイズは対角2.9インチである。
(Example 1)
The
次に、対向基板130上に透明電極12を形成し、表示媒体層120を形成した部材を背面板110上にラミネートして、表示部品200とした。
Next, the
さらに、図15に示す表示装置300を作製した。即ち、ドライバIC310を背面板110上に実装した。その結果、ゲート出力端子2P1が第1ゲート配線群2W1に、ソース出力端子4Pがソース配線4Wに、ゲート出力端子2P2が第2ゲート配線群2W2に、対向電圧出力端子がキャパシタ配線9Wおよび対向電極12に接続された。
Further, the
ドライバIC310の入力端子(図示せず)に所定の駆動装置を接続し、1行毎に白と黒が交互に並ぶ「1行毎ストライプ画像」を表示させたところ、書替に必要な消費電力量は7.8mJであった。ただし、Wslo=3.5μm、D=30μm、Wpx=220.5μm、Vs=5V、ΔVg=20V、フレーム周波数=50Hzである。また、ソース配線4Wに起因する表示媒体層120の色変化は見られなかった。
When a predetermined drive device was connected to the input terminal (not shown) of the
(比較例1)
実施例1と同じ製造工程によって図18、図19を経て図20の表示部品100Aを作製し、図15と似た表示装置を得た。「1行毎ストライプ画像」を表示させたところ、書替に必要な消費電力量は8.6mJであった。ただし、Wslo=0μm、D=30μm、Wpx=220.5μm、Vs=5V、ΔVg=20V、フレーム周波数=50Hzである。
(Comparative Example 1)
The
(実施例2)
実施例1と同じ製造工程によって図1、図2を経て図3の表示部品100を作製した。図10のように、絶縁膜8の下の寸法Wsloを変えて、ソース配線4W・透明電極12間に電圧を印加し、表示媒体層120の色が変わるかどうかを調べた。印加電圧は±5Vの矩形波、周波数は0.2Hz、表示媒体層120の厚さD=30μmである。Wslo=110μmの場合、2.5秒毎に色が変化した。Wslo=25μmの場合と、Wslo=9μmの場合、色は変化しなかった。なお、絶縁膜8は積層膜であり、SiNの厚さは0.3μm又は0.7μm、有機膜の厚さは2μmである。
(Example 2)
The
1 絶縁基板(第1の絶縁基板)
100、100A、200 表示部品
110 背面板
120 表示媒体層
130 対向基板
2 ゲート電極
2P ゲート出力端子
2P1 第1ゲート出力端子
2P2 第2ゲート出力端子
2W ゲート配線
2W1 第1ゲート配線群
2W2 第2ゲート配線群
20 TFT(薄膜トランジスタ)
3 ゲート絶縁膜
300、320 表示装置
310、330 ドライバIC
4 ソース電極
4P ソース出力端子
4P1 第1ソース出力端子
4P2 第2ソース出力端子
4W ソース配線
4W1 第1ソース配線群
4W2 第2ソース配線群
5 ドレイン電極
6 半導体パターン
7 ドレイン副電極
10 画素電極
11 絶縁基板(第2の絶縁基板)
12 透明電極
D1 横方向(第1の方向)
D2 縦方向(第2の方向)
Px 画素
1 Insulated substrate (first insulated substrate)
100, 100A, 200
3
4
12 Transparent electrode D1 Lateral direction (first direction)
D2 vertical direction (second direction)
Px pixel
Claims (5)
前記背面板上に積層される表示媒体層と、
前記表示媒体層上に積層される対向基板と、が順次積層され、
前記背面板は、
第1の絶縁基板と、
第1の方向に延びて前記第1の絶縁基板上に設けられる複数のゲート配線と、
前記第1の方向に交差する第2の方向に延びて前記第1の絶縁基板上に設けられる複数のソース配線と、
前記ゲート配線に接続されるゲート電極と、前記ソース配線に接続されるソース電極と、ドレイン電極と、を有し前記第1の絶縁基板上に複数設けられる薄膜トランジスタと、
各々の前記薄膜トランジスタに対応して設けられ、前記ドレイン電極と接続され、前記表示媒体層に電気的に接続し、前記ソース配線より前記表示媒体層側に、前記第1の方向及び前記第2の方向に沿ってマトリクス状に前記第1の絶縁基板上に設けられる画素電極と、を有し、
前記表示媒体層は、電気泳動粒子を有し、
前記対向基板は、第2の絶縁基板と、前記表示媒体層と電気的に接続する透明電極と、を有し、
平面視で、前記第1の方向に並ぶ前記画素電極の間の隙間に前記ソース配線の少なくとも一部が含まれるように配置される、
表示部品。 Back plate and
The display medium layer laminated on the back plate and
The facing substrate to be laminated on the display medium layer is sequentially laminated,
The back plate is
The first insulating substrate and
A plurality of gate wirings extending in the first direction and provided on the first insulating substrate,
A plurality of source wirings extending in a second direction intersecting the first direction and provided on the first insulating substrate, and a plurality of source wirings.
A thin film transistor having a gate electrode connected to the gate wiring, a source electrode connected to the source wiring, and a drain electrode, and a plurality of thin film transistors provided on the first insulating substrate.
Provided corresponding to each of the thin film transistors, connected to the drain electrode, electrically connected to the display medium layer, and from the source wiring to the display medium layer side, the first direction and the second direction. It has pixel electrodes provided on the first insulating substrate in a matrix along the direction.
The display medium layer has electrophoretic particles and has
The facing substrate has a second insulating substrate and a transparent electrode that is electrically connected to the display medium layer.
Arranged so that at least a part of the source wiring is included in the gap between the pixel electrodes arranged in the first direction in a plan view.
Display parts.
請求項1に記載の表示部品。 In a plan view, the source wiring is arranged so as to be entirely exposed in the gap between the pixel electrodes arranged in the first direction.
The display component according to claim 1.
前記ゲート配線及び前記ソース配線に接続されるドライバICと、を備え、
前記ゲート配線は、前記第1の絶縁基板の第1の縁から第1の方向に延びる第1ゲート配線群と、前記第1の絶縁基板を挟んで前記第1の縁と向かい合う第2の縁から第1の方向に延びる第2ゲート配線群と、が前記第2の方向に並んで交互に配置され、
前記ドライバICは、前記第1ゲート配線群と接続される第1ゲート出力端子と、前記ソース配線と接続されるソース出力端子と、前記第2ゲート配線群と接続される第2ゲート出力端子と、を備え、前記第1ゲート出力端子、前記ソース出力端子、及び前記第2ゲート出力端子の順に並べて設けられる、
表示装置。 The display component according to any one of claims 1 to 3, and the display component.
The gate wiring and the driver IC connected to the source wiring are provided.
The gate wiring includes a first gate wiring group extending in a first direction from the first edge of the first insulating substrate, and a second edge facing the first edge with the first insulating substrate interposed therebetween. The second gate wiring group extending from the first direction is arranged side by side in the second direction and alternately arranged.
The driver IC includes a first gate output terminal connected to the first gate wiring group, a source output terminal connected to the source wiring, and a second gate output terminal connected to the second gate wiring group. , The first gate output terminal, the source output terminal, and the second gate output terminal are provided in this order.
Display device.
前記ゲート配線及び前記ソース配線に接続されるドライバICと、を備え、
前記ソース配線は、前記第1の絶縁基板の第1の縁から第2の方向に延びる第1ソース配線群と、前記第1の絶縁基板を挟んで前記第1の縁と向かい合う第2の縁から第2の方向に延びる第2ソース配線群と、が前記第1の方向に並んで交互に配置され、
前記ドライバICは、前記第1ソース配線群と接続される第1ソース出力端子と、前記ゲート配線と接続されるゲート出力端子と、前記第2ソース配線群と接続される第2ソース出力端子と、を備え、前記第1ソース出力端子、前記ゲート出力端子、及び前記第2ソース出力端子の順に並べて設けられる、
表示装置。 The display component according to any one of claims 1 to 3, and the display component.
The gate wiring and the driver IC connected to the source wiring are provided.
The source wiring includes a first source wiring group extending in a second direction from the first edge of the first insulating substrate, and a second edge facing the first edge with the first insulating substrate interposed therebetween. The second source wiring group extending in the second direction from the second source wiring group and the second source wiring group are arranged side by side in the first direction and alternately arranged.
The driver IC includes a first source output terminal connected to the first source wiring group, a gate output terminal connected to the gate wiring, and a second source output terminal connected to the second source wiring group. , The first source output terminal, the gate output terminal, and the second source output terminal are provided in this order.
Display device.
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