JP2021512371A - カスタマイズされたディスプレイパネルを構築するための方法、システムおよび装置 - Google Patents

カスタマイズされたディスプレイパネルを構築するための方法、システムおよび装置 Download PDF

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Abstract

開示する実施例は、カスタムサイズのディスプレイパネルを製造する方法、システムおよび装置に関する。大きなピクセルシートからカスタムディスプレイを製造する例示的な方法は:TFT基板と、液晶層および第2の基板と、を有するピクセルシートを提供するステップであって、前記ピクセルシートが第1の周辺部を有し、前記TFT基板と第2の基板との間に液晶媒体が挿入されているピクセルシートを提供するステップと;ピクセルシートからディスプレイパネルを作成するステップであって、ディスプレイパネルがディスプレイパネル周辺部を有し、第2のディスプレイパネルが、第2の基板を越えて延在しているTFT基板により規定された第1の縁部を有することにより、TFT基板上の電気トレースを露出させるステップと;第1の縁部上の液晶層をシールするステップと;TFT基板上の電気トレースを導電的に露出させるステップと;TFT基板上に列ドライバーラインを形成して、ドライバー信号を第2のディスプレイに伝達するステップと、を含むことを特徴とする。【選択図】図3

Description

本出願は、2018年2月1日に出願された米国仮特許出願第62/624,998号の出願日における優先権を主張し、この明細書はその全体が本明細書に組み込まれる。
本開示は、概して電気ディスプレイに関する。本開示は、予め製造されたピクセルを有するシートから切り取られた領域から、カスタマイズされたディスプレイを構築するための方法、システムおよび装置に関する。
カスタムサイズの液晶ディスプレイ(LCD)を製造する従来の方法は、アクティブ領域におけるピクセルの数とレイアウトを含む特定の機械的レイアウトを、単一の分割できないディスプレイユニットとして設計することから始まる。例えば、横3860ピクセルと縦2160ピクセルの配列を有する46インチの対角ディスプレイパネルは、46インチのカラーテレビのディスプレイ装置として使用できる。ピクセルは、多くの場合、人間の視覚システムによる各ピクセルからの知覚を制御するために、通常は赤、緑、青のサブピクセルで構成され、フルカラーピクセルを形成する。
各制御可能なサブピクセルは、通常は行ラインと列ラインと呼ばれる2つの導電性信号ラインの交点に配置される。例えば、水平3840ピクセルと垂直2160ピクセルの配列は、11520の列ライン(ピクセルを構成する3つのサブピクセルのそれぞれに1つ)と2160の行ラインによってアドレス指定できる。あるサブピクセルの設計では、インプレーンスイッチングモード(IPSモード)を含む。IPSモードのLCDでは、普通は通常電圧またはVcomと呼ばれる基準電圧が、例えば行ラインまたは列ラインと平行に延びる導電トレースを介して提供される。他のケースでは、基準電圧は対向する基板上に提供され、あるケースでは、基準電圧は、対向する基板上と、行ラインおよび/または列ラインに平行に延びる導電性トレース上との両方に提供される。
個々のサブピクセルを制御するために、電気信号が生成されて、導電性の行と列のラインを介して送達される。これらの電気信号のソースは、ラインドライバーと呼ばれる電気回路であり、通常はピクセルアレイの縁部に沿って配置されて、ドライバーが、行ラインおよび列ラインからの距離を最小限にしながら、ディスプレイのアクティブ領域の外側に置かれる。列ラインは、通常は列ドライバーと呼ばれる回路により駆動され、これはアレイの水平方向の縁部の一方または両方に沿って配置される。同様に、行ラインは、水平の縁部の一方または両方に沿って配置された行ドライバと呼ばれる電気回路により駆動される。行ドライバーおよび列ドライバーは、アレイの縁部に沿って明確に設計された位置において、行ラインおよび列ラインに電気機械的に取り付けられている。これらの位置は、行または列ラインを駆動する2つの手段のいずれか一方の取り付けに適応している。
第1の従来技術は、通常は単一の集積回路(IC)が取り付けられているカスタムフレキシブル基板を取り付けることである。パターン化されたワイヤを有するフレキシブル(フレックス)基板上のこのICのアッセンブリは、テープキャリアパッケージ(TCP))と呼ばれる。TCPは、従来は、テープ自動接合またはTABと呼ばれる自動プロセスにより貼られる。TCPは、アレイの縁部に沿って明確に設計された位置において、行ラインおよび列ラインに電気機械的に取り付けられている。
第1の従来技術は、駆動ICを、アレイの縁部に沿った行ラインおよび列ラインの位置に直接的に取り付けることである。この配置は、チップオングラス(COG)と呼ばれる。ディスプレイの製造中にパターン化されたトランジスタ処理を利用して、ドライバ機能をアクティブ領域の周辺に直接組み入れることも、従来の代替手段である。
図1は、取り付け位置が統合された従来のカスタムディスプレイを示す。特に、図1は、ピクセルレイアウト104を有するディスプレイパネル102を示す。ディスプレイパネル102は、TFT基板106と、外部接続コンタクトリード108と、列ラインファン110と、(COG ICダイマウンティングを有する)COG行ドライバー110と、列ラインファン114とを有する。ディスプレイパネル102は、取り付けられた回路基板(図示せず)も含むことができる。
ピクセルアレイ102において、行および列ラインのドライバー取り付け位置、または一体型ドライバー、または部分的に組み入れられたドライバー、またはこれらのいくつかの組合せとともに、ユニットとしてのLCDパネルの必須の設計を形成する。材料の層内のパターンにより形成されたこのユニットは、通常、幅のピクセル数×高さのピクセル数として表される特定のサイズと特定のピクセル形式を有するディスプレイの製造を可能とするように特に設計される。このようなユニットを製造するために、マザーガラス上で何度も設計が繰り返される。マザーガラスは、標準化された方法でLCD製造プロセスにより処理される設計ユニットの繰り返しのための、標準化されたホスト基板である。例えば、他の縦横サイズのディスプレイが必要な場合は、他のデザインを製作し、機械を設備し、製造しなければならない。
図2は、生産効率を向上させるために同じカスタムディスプレイデザインのいくつかのコピーを提供する、従来の標準化されたマザーガラスを示す。マザーガラス200は、効率の理由のため、標準サイズの基板(マザーガラス)の周囲に工場設備を設計する手段として機能する。図2において、マザーガラス200は、部分202、204、208、210、および212を含む。例示的なマザーガラスは、TFT基板(図示せず)とカラーフィルター基板(図示せず)を含むことができる。液晶(LC)媒体(図示せず)を、TFT基板(図示せず)とカラーフィルター基板(図示せず)との間に挟むことができる。
各々の製造設備は、製作された特定のデザインに関係なく、マザーガラス200を処理するように設計されている。したがって、単一のデザイン(例えば202、204、206、208、210および212)を、必要な数だけ繰り返して使用されていないスペースを最小限にするようにマザーガラスをを埋めていき、これにより同じ工程で実際と同じ数のディスプレイを製作する。同じデザインの多くのコピーを製作するマザーガラスの使用は、従来のディスプレイ製造方法をさらに強調することになり、専用の包括的なデザインが、各ディスプレイの一部として電気接続部分の作成を含む。
他のピクセル配列技術も同様に存在する。例えばOLEDは、LCDと多くの共通の要素を共有しており、これには、特に、サブピクセルの同様の行および列のアドレス指定方式が含まれる。OLEDがLCDと異なる点は、電源およびグラウンド(変調されているものまたはされていないもの)などの他の基準電圧がある点であり、場合によっては、調光制御信号も必要となる。OLEDは自発発光技術であるという点で、LCDと最も基本的に異なる。アレイは、通常不透明であるため、電子機器をアレイの後ろに隠すことができる。対照的にLCDは、通常、ピクセル変調された光伝送装置として作動し、透過する光を局所的に変調することにより画像を作成する。この光は、通常、ディスプレイの背後(見えない側)のバックライトユニットから発生する。したがって、通常の場合、電子機器をLCDの背後に配置することはできず、これは、バックライトからの光を遮り、視界から隠れないためである。
特定の実施例において、本開示は、コミットされていないピクセルの既製のシート、ピクセルのシートからカスタムサイズのディスプレイを製造する方法、システムおよび装置を提供する。特定の実施例では、コミットされていないピクセルという用語は、特定の設計の一部ではない汎用ピクセルを指す。代替的に、ピクセルは専用ディスプレイから取得することができるが、新しいディスプレイサイズに作り変えることができる。開示された実施例は液晶ディスプレイを参照するが、開示する原理は、それだけに限定されず、他のピクセルベースのディスプレイパネルからカスタムサイズのディスプレイを製造するために、同じく適用することができることに留意されたい。
例示的な一実装例では、ピクセルの一領域が、より大きな領域またはピクセルのシートから分離されて、カスタムサイズのディスプレイを形成する材料源として機能する。切り取られたこの領域の縁部は、ドライバと、適切な行および/または列の導体との間の電気接続を可能とする電気信号接触取り付け部位のために用意される。一実施例では、電気機械的接続は、切り取られた領域の周辺で、行、列、共通の電極、またはピクセルを作動させるのに必要な他の電極へと構築される。新しく形成された接続は、制御ラインの刺激を与えて、切り取られた領域を切り取られる前になされていたように作動させる。ピクセルの切り取られた領域を適切に制御して、切り取り後の制御信号の接続を介して、これらの切り取られたピクセルにより画像の形成ができるようにする能力は、汎用のピクセルシートから多くの異なるサイズのディスプレイを製作することを可能とする。
開示される実施例は、LCD装置に関連して説明されているが、開示された原理はそれだけに限定されるものではなく、他のディスプレイ技術にも適用できる。例として、切り取られたOLED装置のピクセルは、本明細書に開示されるアプローチと同様のものを使用することができ、すなわち、既存の信号ラインに電子機器を取り付けて、アレイを作動させるのに必要な適切な刺激入力を提供する。信号ラインは、例えば、アレイの周辺に設けることができる。
本開示のこれらと他の実施例が、以下の例示的で非限定的な図を参照して説明され、ここで同様の要素は同様の番号が付される。
図1は、取り付け位置が組み込まれた従来のカスタムディスプレイを概略的に示す。 図2は、従来の標準化されたマザーガラスを示し、これは、生産効率を向上させるために同じカスタムディスプレイデザインのいくつかのコピーを提供する。 図3は、本開示の一実施例を表す作成された縁部の断面を示す。 図4は、本発明の要素の概略図であり、ピクセルのシートがより小さな領域に分割されている。 図5Aは、カラーフィルター層が除去された後のピクセルトレースラインの一部を示す顕微鏡画像である。 図5Bは、トレースラインをプラズマエッチングにさらした後の、図5Aのピクセルトレースラインを示す顕微鏡画像である。 図6は、短絡を防ぐためのトレースラインの最適な除去位置を示す顕微鏡画像である。 図7は、本開示の一実施例による、TFT基板の縁部とドライバー回路フレックスとの間のワイヤボンド接続を示す顕微鏡図である。 図8は、本開示の一実施例による、切断されたガラス縁部の断面を概略的に示す。 図9は、本開示の一実施例による、大きなピクセルシートから製作されるカスタムディスプレイパネルを概略的に示す。 図10は、本開示の一実施例によるカスタムフレックスラインを概略的に示す。 図11は、図9の列ドライバー回路基板を概略的に示す。 図12は、本開示の一実施例による、斜めに切断されたピクセル領域を示す顕微鏡画像である。 図13は、ディスプレイの斜めのカットに沿ったピクセルアレイのトレース上にパターン化された導電性金属パッドを示す。 図14は、本開示の一実施例による、例えばレーザーアブレーションによるインクパッドのさらなる分離パターンを示す。 図15は、本開示の一実施例による、フレックス基板の裏側に導電性トレースがパターン化された、いわゆる階段状フレックスを示す。 図16は、図15の導電性トレースを有する階段状フレックスを示し、これは図14のディスプレイの対角線カットとパターン化された対角線カットに接合されている。 図17は、本開示の一実施例によりカスタムサイズディスプレイを製造する流れ図である。
少量の生産数を必要とするカスタムサイズのLCDのアプリケーションが存在する。従来のカスタムデザインのLCDではこの要求に応えることはできない。その性質上、カスタムサイズのLCDは、同一の複製が多数製造された場合にのみ、手頃な価格で入手可能となる。大量生産により償却したとしても、大量生産は破綻する規模の経営をもたらす。従来の方法では、小型またはカスタムサイズのディスプレイを少量で経済的に生産することはできない。
一実施例では、本開示は、大きな領域からピクセルの領域を抽出し、縁部を適切にシールし、抽出した領域の少なくとも一部を、抽出した(分離されている)ピクセルまたはサブピクセルを作動させるために必要な電気回路を取り付けるようにすることで、カスタムサイズのディスプレイを構築する方法を提供する。従来のディスプレイピクセルのアレイは、行および列のアドレス指定のための信号ラインと、共通の電極などの制御ラインとを同様に含む。信号ラインは、各ユニットごとに繰り返される。繰り返しユニットは、サブピクセルであることが多いが、いくつかのサブピクセルまたはピクセルにより構成されてもよい。特定の実装例に関わらず、ピクセルの配列の通常の目的は、すべてのピクセルのグループを同様の他のピクセルのグループと同じようにレンダリングできることで、画像の一部が、ディスプレイの位置に関係なく一貫性をもって見えるようにすることである。
マザーガラスパネルからカスタムサイズのディスプレイパネルを提供するために、本開示の一実施例は、マザーガラスを所望のサイズに切断しながら、TFT基板のピクセルトレースラインへのアクセスを提供し、ピクセルトレースラインを露出させ、横方向の短絡を必要なように防止し、ドライバー回路を露出したトレースラインへワイヤボンディングするステップを含む。
図3は、本開示の一実施例を表す作成された縁部の断面を示している。特に、図3は、TFT基板302と、カラーフィルター基板304と、LC材料306とを含むピクセル300を示している。TFT基板302は、その上に1以上のピクセル(図示せず)を接続する1以上のトレースラインを含むことができる。TFT基板は、電子ディスプレイパネルを形成するのに使用される従来の材料を含むことができる。カラーフィルター層304は、また、従来の材料(例えば透明な材料)を含むことができる。カラーフィルター基板は、赤、緑、青(RGB)の色を描くために、異なる透明度と光学フィルターを提供してもよい。液晶(LC)材料306は、LCディスプレイに使用される従来のLC媒体を含むことができる。
図2を参照して説明したように、大きなディスプレイパネル、またはピクセルのみのシートからなるマザーガラスを、本開示の実施例により、小さなカスタムサイズのディスプレイに切断することができる。図3では、ピクセルのシートは、TFT基板302が長さd、308だけカラーフィルタ基板304を超えるように切断されている。長さdは、ピクセル(または少なくとも1つのピクセル)を行ラインおよび列ラインに接続するトレースラインが、矢印310が示すようにアクセス可能であるように構成することができる。例示的な適用例において、長さdを約0.5〜3mmとすることができる。他の実施例において、長さdを約1〜2mmとすることができる。さらなる他の実施例において、長さdを約1.5mmとすることができる。上述のように、一実施例において、カラーフィルタ基板304をTFT基板302よりも短く切断して、ピクセルアレイ制御信号バスへのアクセスを可能にする。パターン化された導体を有するフレキシブル(フレックス)基板(図示せず)は、TFT基板上の導電性信号トレースに結合されて、ディスプレイ上の制御ワイヤを効率的に延長する。フレックス上の延長ワイヤは、必要に応じて、ディスプレイを作動するのに必要な回路にルーティングできる。
切断されたディスプレイの端をシールするために、液晶シール材312を使用して、少なくともLC材料が開いた端から漏れるのを防ぐだけでなく、2つの基材の間の間隔を維持して、残りのLC材料の汚染を防ぐとともに、アッセンブリの機械的完全性を維持することができる。例示的なシール材は、LOCTITE AA 3492などのUV硬化接着剤を含むことができる。
この実施例から得られる特徴は、大きなピクセル領域から抽出されたピクセルの領域が、同じ制御刺激を与えられたときに、大きな領域の他の領域と同じように動作することである。したがって、適切な信号がアレイ制御ラインに提供されて各ピクセルを制御するならば、単一のピクセルシートから同じまたは異なるサイズの多くのカスタムディスプレイを製造することができる。
図4は、本発明の要素の概略図であり、ピクセルのシートがより小さな領域に分割(分離)されている。各領域は、ピクセルアドレスと制御ラインを提供する導電体の取り付けを縁部に行うことによって、ディスプレイとして機能できるようになる。図4において、ピクセルシート400は、いくつかの切り取られた領域402に分割される。切り取られた領域404は、単一の分割されたディスプレイパネルの模擬表示である。図示のように、切り取られた領域404は、周縁に沿ってLCシール406を含み、LCの漏出を防いで他の利点をもたらす。次に、行および列ラインのフレックスプリントの取り付け領域を準備して、それぞれのドライバーに接続する。これは、列ラインと行ラインに対して、それぞれ矢印408と410で示されている。
例示的な実施例では、大きなパネル(図1参照)から切断した後にアクセス可能となっった列ラインおよび行ラインは、必要な場合、パッシベーション層を除去することにより露出される(導電性にされる)。パッシベーション層は、例えば、二酸化ケイ素(Si02)とすることができる。
図5Aおよび5Bは、代表的なサブピクセルと、ピクセルのシートを切断した後(図5A)と、導電性(露出した)制御ライントレースをレンダリングするためにプラズマエッチングした後のピクセルトレースの一部をともに示す。図5Aでは、カラーフィルター層が除去されて、TFT基板が露出している。図5Aは、列ライン502と、行ライン504と、共通の電圧ライン506とを示す。列ラインと行ラインの各グループが、ピクセルのグループを制御する。カラーフィルター層(図4)を除去すると、各トレースラインにアクセスできるようになる。
しかしながら、トレースラインはパシベーション層で覆われていることもあり、これにより電気的にアクセスできなくなる。本開示の一実施例では、トレースラインは、トレースラインからパッシベーション(または絶縁)層を除去することにより、導電的にアクセス可能となる。これは図5Bに示されており、ここではプラズマエッチングを使用してパッシベーション層を除去し、露出したトレース510をそのまま残している。ここで、露出したトレースラインは、新しいドライバー回路によりアクセスできる。すなわち、絶縁されていないトレースラインは、例えばワイヤボンディングを含むいくつかの適切なオーム接触手段により電気的に接続でき、導電経路を提供して、外部ソースからの必要な制御信号を適用して、行ライン、列ライン、および他の制御ラインを駆動して、新たに形成された、ディスプレイパネルの要素で表示領域のピクセルを管理する。本開示の一実施例において、プラズマエッチングが、トレースラインを覆っているパッシベーションを除去するために使用される。例えば、プラズマエッチングプロセスは、オーバーコートを除去するとともに、アドレスラインと制御ラインを形成する下にある金属リードへの影響を無視できる程度に抑える。開示された実施例から逸脱することなく、他の物理的および/または化学的プロセスを使用することができる。
トレースラインを導電的に露出すると、レーザーまたは他の手段を使用して、平行なアドレスラインと制御ラインの間から材料を除去することができ、TFT基板上の平行なトレースの間に意図しない伝導経路(つまり、短絡)ができるのを防止する。例えば、ワイヤボンディングの場合、ワイヤの接点の溶接部分が水平方向と垂直方向の両方のトレースに同時に接触するのに十分な幅がある場合に、短絡が発生しうる。この除去ステップは、絶縁層を除去するステップの前後に選択的に行うことができ、平行なラインの間の横方向の伝導が問題とならない場合は省略できる。例示的な実施例では、導電経路の一部を計画的に除去して短絡を防ぐために、レーザーアブレーションを使用してもよい。
図6は、短絡を防ぐためのトレースラインの最適な除去位置を示す顕微鏡画像である。図6では、水平方向と垂直方向のトレースラインが、TFT基板600の一部に示されている。位置610は、レーザーアブレーションの例示的な位置を示す。位置610におけるトレースラインの一部の除去は、信号の短絡を防ぐことができる。
図7は、本開示の一実施例による、TFT基板の行縁部とドライバー回路のフレキシブルプリント配線基板との間のワイヤボンド接続を示す例としての顕微鏡図である。特に、部分702は、行および共通の電極の縁部と、行側の縁部を露出するピクセル領域のTFT基板の縁部を示す。部分704は、例えば、接続されている信号ライントレースのピッチに一致する導電性トレースを有する、プリント配線基板の縁部領域を示す。この行および共通の電圧接続の例では、ワイヤ722は、TFT基板の行および共通の電圧トレースと、基板704の対応するトレース724との両方に、ワイヤボンド接触を形成する。トレース724は、TFT基板の端部からラインドライバー回路(図示せず)に延びており、これにより、個々のラインドライバー信号源からTFTの個々の行および共通の電圧トレースへの導電経路が構成される。露出したトレースラインは、列および行のラインとともに、この例示的なディスプレイにおける共通の電圧ラインを規定する。この行および共通の電圧接続の例では、行および共通の電極が基板704上の対応するトレースに接続され、列ラインは接続されていない。他の例においても、列の縁部に沿った列ラインが同様の方法で基板上のトレースに接続され、TFT基板の行および共通のライントレースは接続されていないことを理解されたい。さらなる3番目の例では、TFT切断縁部が、少なくとも部分的に対角線に沿っており、行トレース、共通電圧トレース、および列ラインがTFT縁部と交差し、3種類のすべてのトレースの接続は、ドライバー信号源と対応するTFT制御信号トレースとの間で簡単に行うことができる。図7では、垂直ラインが導電性の列ラインを規定している。この列およびVcomに接触する例では、レーザーアブレーションを使用して、列ラインの導電性(短絡)を除去する。部分710、712、714、716、718および720は、短絡を防ぐためにレーザーアブレーションで除去される部分を規定している。いくつかのワイヤボンド722は、基板704の関連するトレースライン724を接続する。各ワイヤボンドワイヤ722は、TFTトレースラインの1つを、基板704のドライバー回路信号トレース724の電気トレースに接続する。
図8は、本開示の一実施例による、切断されたガラス縁部の断面を概略的に示している。図8では、本開示の原理によってピクセルシート802が切断されている。基板802は、カラーフィルター基板806とTFT基板804を含む。液晶805は、基板804と806との間に配置されている。液晶は、位置808において概略的に示されているようにシールされている。TFTのトレースライン(図示せず)は、ワイヤボンド812を介してドライバーバス814に接続されている。次いで、ワイヤボンド812は、必要に応じて示されているように封入剤816によって選択的にシールされ、これは、例えばLOCTITE AA 3492(登録商標)(Henkel Adhisives Technologist)、シリコンベースのRTV接着剤、または他の適切な手段である。図8では、ディスプレイの切断部分を最小限にして、最小のベゼル領域810を提供することによって、見る者に面するディスプレイユニット表面の全面積のうちに最大のアクティブ領域を提供することができる。
図9は、本開示の一実施例による、コミットされていないピクセルの大きなシート、または大きなディスプレイパネルから取得されたピクセルから製作されたカスタムディスプレイパネルを概略的に示す。図9では、ディスプレイ領域910が大きなピクセルシートから製作されている。ディスプレイ領域910は、元のピクセルシートに形成されたものと同じ標準的なピクセルピッチを有する。ディスプレイ領域910の水平方向の縁部と垂直方向の縁部は、TFT基板がカラーフィルター(または他の)基板を越えて延びるように、本開示の原理により切断される。TFT基板のトレースラインを露出させた後で、カスタム列ドライバーフレックス914およびカスタム行ドライバーフレックス916が、開いた水平方向(列縁部)および垂直方向(行縁部)の側の露出されたトレースラインに取り付けられる。本発明の例示的な実施例において、列ドライバーフレックス914が、列トレースラインをフレックス914に取り付けられた列ドライバー集積回路950に接続し、列ドライバー950を列ドライバープリント回路基板920に接続する。フレックス914は、例えば共通電圧などの他の制御信号を、回路基板920に接続することもできる。同様に、行ドライバーフレックス916が、行トレースラインを行ドライバー集積回路952に接続し、行ドライバーをプリント回路基板918に接続する。フレックス916は、例えば共通電圧などの他の制御信号を、回路基板918に接続することもできる。行ドライバー回路基板918と列ドライバー回路基板920は、接続バス940を介して通信する。
列ドライバー回路は、例えばHDMI信号930を受信するために、ビデオインターフェイス集積回路を含むことができる。ビデオインターフェイス回路922は、HDMI信号または他のビデオ信号ストリームである入力信号を逆多重化する。次いで、逆多重化された信号が、選択的なスカラー回路924に伝達される。選択的なスカラー回路924は、入力ビデオ信号画像を受け取り、レンダリングされた画像がディスプレイ領域910の意図された領域を確実に占めるように、必要に応じてこれを大きくまたは小さくすることにより、ディスプレイ領域910によりレンダリングされる画像のサイズを制御するように設計できる。タイミングコントローラー(TCON)926は、行および列の信号タイミングを提供し同期させる。
同じピクセルアレイから異なるサイズのディスプレイを製造すると、単位面積あたりのピクセル数は変わらないが、面積は変わることになる。例えば、カスタムディスプレイの設計者が、従来の水平1024×垂直768ピクセルのアレイを10.4インチの対角画像サイズにしたい場合、設計者はこれらの正確なパラメーターを有するようにディスプレイをレイアウトする。しかしながら、本開示の一適用例において、ディスプレイのサイズは適切な10.4インチ対角に近いが、例えば水平2000×垂直1500ピクセルを有するようにすることができる。本来1024×768ピクセルで取得された画像ソースは、画像領域全体を占めない。電子画像スケーラ−が2000×1500ディスプレイの上流に設けられている場合、1024×768の画像は、2000×1500ピクセルに拡大または調整され、これによりカスタムサイズディスプレイのアクティブ領域の全体を占めることになる。
本開示の実施例により製造されるディスプレイでは、画像を、従来のカスタムサイズのディスプレイがレンダリングできるよりも多いピクセル数でレンダリングすることができる。例えば、オリジナル1024×768の元来のフォーマット画像は、従来設計のカスタムサイズのディスプレイに表示されるものとわずかに異なるだけであり、ほとんどのアプリケーションの意図と目的と等しい。したがって、標準のピクセルアレイのストックを使用してカスタムサイズディスプレイを構築できるようにする設計の一部は、カスタムサイズディスプレイ領域910の画像ピクセルカウントフォーマットをエミュレートするスケーラーを使用することである。
スケーラーは、1つの画像ピクセル形式を別の形式に変換するのに使用される従来の電子回路である。画像は、通常は長方形であり、幅xピクセルと高さyピクセルで表すことができる。幅がxxピクセルで高さがyyピクセルの長方形のディスプレイは、ディスプレイ全体を使用して、x=xxおよびy=yyの場合に画像のすべてを表示しながら、x×yの画像をレンダリングするためのものである。しかしながら、2つのピクセル形式は一般的に同じではない。画像は、ディスプレイよりも多い両方のピクセルを有することができる。画像およびディスプレイの両方に標準の形式がある。この場合、抽出されたピクセル領域から製作されたカスタムサイズの構築されたディスプレイのピクセル形式(xx×yy)が知られている。スケーラーは、1以上の標準入力形式(例えば、1024×768、1920×1080、3840×2160など)を受け入れるのに使用することができ、得られるカスタムサイズディスプレイシステムを、入力画像に対応する、またはしていないピクセルの固定ピッチを有するカスタムサイズの構築されたディスプレイ上の特定の入力形式をレンダリングするように設計することができる。この特徴は、ディスプレイのピクセルピッチをディスプレイサイズから分離させることになる。本開示のカスタムサイズのディスプレイは、固定ピッチを有するピクセルシートから構築されるので、スケーラー機能は、標準ビデオ形式を、例えばカスタムサイズのディスプレイの全サイズにレンダリングできることを確実にする(すなわち、レンダリングされた画像は、ディスプレイ領域の一部においてのみ切り取られたり、レンダリングされたりしない)。図6は、画像のビデオ信号を受信するために使用される電子回路ブロックの代表的な流れ図を示しており、これは抽出したピクセル領域を制御して画像をレンダリングしている。
図11は、図9の列ドライバー回路基板を概略的に示している。特に、図11は、ビデオ信号を受信して、ディスプレイの抽出されたピクセル領域に画像制御を提供するのに使用される、電子回路ブロックの例示的な機能ブロック図を提供する。図11に示された各ボックスは、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはハードウェア、ソフトウェアおよびファームウェアの組合せを有することができる。示された各機能ブロックは、1以上のメモリ回路と通信して所望の機能を提供する1以上のプロセッサ回路を含むことができる。
図11では、列ドライバー回路1100が、ビデオソース信号1102を受信する。ビデオソース信号は、ディスプレイサイズを考慮していない一般的なビデオ信号である。ビデオソース信号は、例えば、LVDS(FPDリンク)、eDP、Vバイワン、HDMI、VGA、DVIなどを含むことができる。信号受信機1104は、入力信号を受信して、選択的に逆多重化する。信号受信機1104は、選択的に入力信号を復調する。受信された信号は、次いでスカラー回路1106に向けられる。スカラー回路は、選択的に、入力信号を、ディスプレイ領域910を有する新たなディスプレイパネル用の適切なサイズに調整するように使用できる。
タイミングコントローラー1108は、カスタム接続列ドライバー1114およびカスタム接続行ドライバー1112の両方と通信して、各ディスプレイピクセルに適切な信号タイミングを提供する。カスタム接続の列および行ドライバーは、図10に関して説明されたフレックスドライバーと同様のものであってよい。列および行ドライバーは、次いで、画像信号を、本開示の原理によるカスタムサイズのディスプレイでありうるディスプレイ1110に伝達する。
他の実施例では、本開示は、アドレスラインおよび制御ラインの両方を、ピクセルアレイの行および列の配列に対して斜めの縁に沿って切断されたディスプレイへ接続することに関する。対角線に沿ってディスプレイを切断することで、形状を周縁に沿って区分的な直線セグメントに近似させることができるため、実質的にすべての形状を作成でき、または代替的に、TFT縁部を、任意の形状を実現できるように連続的な曲線経路に沿って切断してもよい。すなわち、例えば円形を含む規則的または不規則な形状は、様々な長さの水平、斜め、垂直セグメントの混合によって近似させることができる。したがって、特定の開示した実施例において、ディスプレイシートの縁部を、対角線上または曲線に沿って切断することができる。このようにして、ピクセルは、少なくとも局所的に、TFT基板でほぼ対角線上に切断される。図12は、本開示の一実施例による、斜めに切断されたピクセル領域を示す顕微鏡画像である。
図13は、ディスプレイの斜めのカットに沿ったピクセルアレイのトレース上にパターン化された導電性パッドを示している。図13のディスプレイは、各ピクセルを制御するトレースライン(行ライン、列ラインおよび共通の電圧ライン)を含む。さらに、導電性パッドは、斜めのカットに沿ってピクセルアレイのトレース上にパターン化されている。露出したトレース上に導電性材料(パッド)を追加することで、リードの表面領域が増加する。このような追加は選択的なものである。一実施例において、導電性パッドは、適切なパターンでまたは幅広く堆積され、次いで、レーザーアブレーションまたは制御信号リードを分離するための他の手段を使用してポストパターン化できる。
図14は、本開示の一実施例による、例えばレーザーアブレーションによるパッドのさらなる分離パターンを示している。追加的なパターンにより、TFT基板のパターンをトレースするために登録できる導電性パッドの微細な特徴が作成される。図14では、斜めに切断されたディスプレイは、斜めの幾何学的形状を有するようにカスタム設計されている。これは、サイドカット部分1405を有するメインディスプレイ1402を含む。サイドカット部分1405において、導電性パッド1404は、サイドカット1405に沿って配置されている。導電性パッド1404は、以下にさらに説明されるようにフレックスパッドに連結することができる。一適用例において、精密レーザーを使用して、インクパッドの下の材料を含む材料を切除することができる。ACF(図示せず)を、すべてのインクパッドを覆うストリップとして配置できる。
図15は、本開示の一実施例による、フレックス基板(図示せず)の背面にパターン化された導電性トレースを示している。階段状のフレックスは、図12−14に示されたような斜めの切断部とともに使用することができる。図15では、導電性トレース1510は、ドライバー回路(図示せず)を、TFT基板のサイドカットまたは斜めの縁部上のパッドに連結するために使用することができる。
図16は、図15の導電性トレースを有する階段状フレックスを示し、これは図14のディスプレイの対角線カットとパターン化された対角線カットに接合されている。図16に示すように、フレックスと準備されたTFT基板は、2つの基板の間に挟まれたACF(図示せず)を介して、互いに位置合わせされて取り付けられている。大きなパッドのそれぞれの5つの電極は、フレックス上の個別のワイヤに接続されていることに留意されたい。図16では、ディスプレイ1602は、斜めのサイドカット1605を有して形成されている。トレース1610は、それぞれのパターン化されたパッド1604に接続され(例えばワイヤボンドされ)、ドライバー(図示せず)とディスプレイ1602との間の信号通信を提供する。
図17は、本開示の一実施例によりカスタムサイズディスプレイを製造する流れ図である。図17のプロセスは、マザーガラスまたは大きなスケールのガラスディスプレイを提供することで開始される。ガラスディスプレイは、画像信号を受信して画像を表示するために、従来の基板とプリント回路(例えば基板上のTFT回路)を含むことができる。ステップ1704において、マザーガラスは1以上の小さなサイズに切断(すなわち個別化)される。ディスプレイパネルの要素となるように形成された小さなディスプレイ領域は、所望の適用例に応じて、実質的に同じサイズまたは異なる形状とサイズにすることができる。ステップ1706は、液晶は液晶の漏出を防ぐためにシールされ、上述した他の利点を提供する。
ステップ1708において、切断縁部が準備される。一適用例において、TFT基板のトレースラインを(化学的、物理的、その両方、または他の方法で)エッチングして、トレースラインを露出させることにより導電性にすることができる。例えば、化学的エッチングまたはイオンプラズマ処理を使用して、トレースを露出させることができる。他の実施例において、レーザーアブレーションまたは他の方法を使用して、近くのトレースラインの間の起こりうる短絡を防ぐことができる。
ステップ1710では、行および列ドライバーがパネルディスプレイの縁部に取り付けられる。例示的な実施例では、カスタムドライバー接点を使用して、ディスプレイ領域の斜めの縁部をフレックスラインを介してドライバーに接続する。ステップ1712において、ドライバーおよび選択的な他のビデオ処理回路を有するプリント回路基板(PCB)または他の集積回路(IC)が、フレックスラインを介してカスタムサイズのディスプレイに接続される。ステップ1714において、1以上の偏光子を、露出したトレースラインに選択的に取り付けることができる。一適用例において、偏光子は、ディスプレイ領域およびLCDの光学的光弁機能の一部を越えて延在している光学シートである。偏光子は、プロセスの前、後、または中間において選択的に追加することができる。
ワイヤボンディングの使用とACF取り付け技術の両方が、1つの導体を別の導体に接続する手段として開示されているが、そのような電気的接続は、本発明から逸脱することなく、いくつかの手段によって行うことができることが理解できるであろう。
ディスプレイは、特定の面積と特定のピクセルピッチを有する画像領域を作成するように設計がなされている限り、カスタムサイズにすることができる。本開示のカスタムディスプレイは、任意のサイズにすることができ、OEMが、最初からピクセル設計に埋め込まれた電子駆動回路の接続点を有するディスプレイを作成する従来のアプローチに対して、いくつかの利点を有する。本開示の1つの利点は、製造コストの削減である。OEMでカスタムサイズディスプレイを試作することは、製造するカスタムディスプレイをレイアウトするための設計エンジニアリング時間への多額の投資と、デザインの作成に必要なマスクおよび他のカスタムツールへの多額の投資を必要とする大規模な事業である。設計会社とOEMは、これらのコストをカバーする多額の費用を請求し、最小の注文サイズを大きくする必要もある。本開示においては、既製のピクセルが使用されるため、カスタムディスプレイの試作にかかる費用は発生しない。さらに、カスタム設計が試作されてから最初の製品が市販されるまでのリードタイムは、ほとんどの場合が6か月から1年である。本開示において、これらのリードタイムを大幅に短縮することができ、その理由は、デザインが在庫の既製のピクセルから作成されるため、デザインと工場設備の時間が発生しないためである。さらに、OEMは、設計のコストの多くを多くのユニットに分散させるため、大きな最小注文サイズを必要とし、これにより、個々のディスプレイのコストを削減するとともに、同じ資産をより収益性の高いディスプレイに使うことができた機会の損失を正当化することになる。本開示では、ディスプレイが既製のピクセルから製造されるため、OEMと設計会社の大きなコストは回避される。さらに、本開示はこれらのコストを回避できるため、より少ない最小の注文量を提供することが可能となる。
これらおよび他の利点のすべてによって、本開示により製造されるディスプレイから利益を得ることができる多くの適用例がある。これらの適用例には、例えば、産業用機器、医療機器、航空機のディスプレイ、自動車用ディスプレイ、家電製品、公共情報ディスプレイなどが含まれる。さらに、新たな適用例はこれらの利点を可能とするため、例えば、適用例は、こうしなければ最小注文量の要件を満たす十分な量ができない。ディスプレイの応用分野は拡大しているため、本開示はこのような拡大をサポートすることができる。
開示された原理は、人工知能および/または自動化システムを含む自動化システムで実装することができる。一つの例では、プロセッサ回路は、メモリ回路に保存された指令とともにプログラムすることができ、プロセッサ回路で実行された場合に、1以上の装置に開示された実施例のいずれかに記載されたステップを実行させる。他の実施例では、開示された原理は、非一時的媒体に記憶されて、開示された原理によりカスタムディスプレイを提供するために、1以上のプロセッサ回路により実装することができる。さらに別の実施形態では、開示された実施例は、ソフトウェア、ハードウェア、またはソフトウェアとハードウェアの組み合わせ(例えば、ファームウェア)で実装され、1以上の装置に開示された原理を実装させて、これによりピクセルシートからディスプレイパネルを作成する。
以下の例は、開示された原理による、追加の非限定的かつ例示的な実施例および/または適用例をさらに説明するために提供される。
例1は、ピクセルシートからカスタムディスプレイを製造する方法であって、当該方法が:TFT基板と、液晶層および第2の基板と、を有するピクセルシートを提供するステップであって、前記ピクセルシートが第1の周辺部を有し、TFT基板と第2の基板との間に液晶媒体が挿入されているピクセルシートを提供するステップと;ピクセルシートからディスプレイパネルを作成するステップであって、ディスプレイパネルがディスプレイパネル周辺部を有し、第2のディスプレイが、第2の基板を越えて延在しているTFT基板により規定された第1の縁部を有することにより、TFT基板上の電気トレースを露出させるステップと;第1の縁部上の液晶層をシールするステップと;TFT基板上の電気トレースを導電的に露出させるステップと;TFT基板上に列ドライバーラインを形成して、ドライバー信号を第2のディスプレイに伝達するステップと、を含むことを特徴とする。
例2は、例1の方法において、さらに、TFT基板上の列ドライバーラインを外部のドライバーに接続するステップを含む。
例3は、例1または2の方法において、TFT基板上の列ドライバーラインを接続するステップが、さらに、ドライバーラインを少なくとも1つのエッチングされた電気トレースにワイヤボンディングするステップを含む。
例4は、例1−3のいずれかの方法において、外部ドライバーが、さらに、入力画像信号を変換するスカラーを含むことを特徴とする。
例5は、例1−4のいずれかの方法において、電気トレースを導電的に露出させるステップが、さらに、パッシベーション層をほぼ除去することにより電気トレースを露出するステップを含む。
例6は、例1−5のいずれかの方法において、電気トレースを導電的に露出させるステップが、さらに、電気トレースからSi02を除去するステップを含む。
例7は、例1−6のいずれかの方法において、TFT基板が、第2の基板から約0.5〜3mm越えて延在していることを特徴とする。
例8は、例1−7のいずれかの方法において、列ドライバーラインをTFT基板上に形成するステップが、さらに、TFT基板上に導電経路を規定するためにレーザーアブレーションを行うステップを含む。
例9は、例1−8のいずれかの方法において、さらに、導電経路を外部の列ドライバーに接続するステップを含み、列ドライバーが、ディスプレイパネル用に構成された第1の画像信号を、ディスプレイパネルに表示されるように構成された第2の画像信号に調整するように構成されていることを特徴とする。
例10は、例1−9のいずれかの方法において、ディスプレイパネルが、ディスプレイパネルの少なくとも1つの他の縁部に対して角度をつけて配置された第1の縁部を有することを特徴とする。
例11は、例1−10のいずれかの方法において、第2の基板がカラーフィルター基板であることを特徴とする。
例12は、例1−11のいずれかの方法において、第2の周辺部が第1の周辺部よりも小さいことを特徴とする。
例13は、第1のディスプレイパネルのピクセルをドライバー接点に変換する方法であって、当該方法が:ディスプレイパネルの表面上の複数のピクセルにおける第1のピクセルを露出させるステップであって、ピクセルが、第1のピクセルと係合する行トレースラインと列トレースラインを含む複数のトレースラインを有するものであるステップと;第1のピクセルの行トレースラインおよび列トレースラインを電気的に露出させることにより、露出した行トレースラインおよび露出した列トレースラインを形成するステップと;行ドライバーラインを露出した行トレースラインに接続するステップと;列ドライバーラインを露出した列トレースラインに接続するステップと;を含む。
例14は、例13の方法において、ディスプレイパネルの表面上の第1のピクセルを露出させるステップが、さらに、1以上のディスプレイパネル層を除去して、ディスプレイの基板表面上で複数の電気トレースラインを露出させるステップを含む。
例15は、例13または14の方法において、行トレースラインを電気的に露出させるステップが、さらに、行トレースラインをエッチングして絶縁層を除去するステップを含む。
例16は、例13−15のいずれかの方法において、行トレースラインを電気的に露出させるステップが、さらに、行トレースラインを覆っている絶縁層を物理的に除去するステップを含む。
例17は、例13−16のいずれかの方法において、さらに、列トレースラインを隣の第1の列トレースラインからほぼ分離させるステップを含む。
例18は、例13−17のいずれかの方法において、列トレースラインをほぼ分離させるステップが、さらに、開口を形成して列トレースラインを隣の第1のトレースラインから分離させるステップを含む。
例19は、例13−18のいずれかの方法において、列ドライバーラインが、フレックスドライバーラインとの通信手段を含む。
例20は、例13−19のいずれかの方法において、第1のピクセルを露出させるステップが、さらに、ピクセルシートからディスプレイパネルを切断してディスプレイパネルを形成するステップであって、ディスプレイパネルが周辺部を有するものであるステップを含む。
例21は、例13−20のいずれかの方法において、ディスプレイパネルの少なくとも1つの側部が、ディスプレイパネルの少なくとも1つの他の側部に対して鋭角であることを特徴とする。
例22は、例13−21のいずれかの方法において、ディスプレイパネルがバックライト付きディスプレイパネルを規定することを特徴とする。
例23は、例13−22のいずれかの方法において、ディスプレイの周辺部が、ピクセルシートの周辺部よりも小さいことを特徴とする。
例24は、例1−23のいずれかの方法において、ディスプレイパネルがバックライト付きディスプレイパネルを規定することを特徴とする。
例25は、例1−24に記載の方法により製造されたディスプレイパネルに関する。
例26は、メモリ回路と通信するプロセッサ回路に関し、メモリ回路が指令を有しており、指令がプロセッサ回路により実行された時に、プロセッサを含む1以上の装置に、例1−25に記載された任意のステップを実行させる。
本開示の原理は、本明細書に示される例示的な実施例に関連して示されているが、本開示の原理はこれに限定されず、その任意の修正、変形または置換を含む。

Claims (23)

  1. ピクセルシートからカスタムディスプレイパネルを製造する方法であって、当該方法が:
    TFT基板と、液晶層および第2の基板と、を有するピクセルシートを提供するステップであって、前記ピクセルシートが第1の周辺部を有し、前記TFT基板と第2の基板との間に液晶媒体が挿入されているピクセルシートを提供するステップと;
    前記ピクセルシートからディスプレイパネルを作成するステップであって、前記ディスプレイパネルがディスプレイパネル周辺部を有し、第2のディスプレイが、前記第2の基板を越えて延在している前記TFT基板により規定された第1の縁部を有することにより、前記TFT基板上の電気トレースを露出させるステップと;
    前記第1の縁部上の液晶層をシールするステップと;
    前記TFT基板上の電気トレースを導電的に露出させるステップと;
    前記TFT基板上に列ドライバーラインを形成して、ドライバー信号を前記第2のディスプレイに伝達するステップと;を含むことを特徴とする方法。
  2. 請求項1に記載の方法が、さらに、前記TFT基板上の列ドライバーラインを外部のドライバーに接続するステップを含むことを特徴とする方法。
  3. 請求項2に記載の方法において、前記TFT基材上の列ドライバーラインを接続するステップが、さらに、ドライバーラインを少なくとも1つのエッチングされた電気トレースにワイヤボンディングするステップを含むことを特徴とする方法。
  4. 請求項1に記載の方法において、前記外部のドライバーが、さらに、入力画像信号を変換するスカラーを含むことを特徴とする方法。
  5. 請求項1に記載の方法において、前記電気トレースを導電的に露出させるステップが、さらに、パッシベーション層をほぼ除去することにより、前記電気トレースを露出させるステップを含むことを特徴とする方法。
  6. 請求項1に記載の方法において、前記電気トレースを導電的に露出させるステップが、さらに、前記電気トレースからSi02を除去するステップを含むことを特徴とする方法。
  7. 請求項1に記載の方法において、前記TFT基板が、前記第2の基板から約0.5〜3mm越えて延在していることを特徴とする方法。
  8. 請求項1に記載の方法において、前記TFT基板上に列ドライバーラインを形成するステップが、さらに、前記TFT基板上に導電経路を規定するためにレーザーアブレーションを行うステップを含むことを特徴とする方法。
  9. 請求項8に記載の方法が、さらに、前記導電経路を外部の列ドライバーに接続するステップを含み、前記列ドライバーが、前記ディスプレイパネル用に構成された第1画像信号を、前記ディスプレイパネルに表示されるように構成された第2画像信号に調整するように構成されていることを特徴とする方法。
  10. 請求項1に記載の方法において、前記ディスプレイパネルが、ディスプレイパネルの少なくとも1つの他の縁部に対して角度をつけて配置された第1の縁部を有することを特徴とする方法。
  11. 請求項1に記載の方法において、前記第2の基板がカラーフィルター基板であることを特徴とする方法。
  12. 請求項1に記載の方法において、第2の周辺部が前記第1の周辺部よりも小さいことを特徴とする方法。
  13. 第1のディスプレイパネルのピクセルをドライバー接点に変換する方法であって、当該方法が:
    ディスプレイパネルの表面上の複数のピクセルにおける第1のピクセルを露出させるステップであって、前記ピクセルが、前記第1のピクセルと係合する行トレースラインおよび列トレースラインを含む複数のトレースラインを有するものであるステップと;
    前記第1のピクセルの行トレースラインおよび列トレースラインを電気的に露出させることにより、露出した行トレースラインおよび露出した列トレースラインを形成するステップと;
    行ドライバーラインを露出した前記行トレースラインに接続するステップと;
    列ドライバーラインを露出した前記列トレースラインに接続するステップと;を含むことを特徴とする方法。
  14. 請求項13に記載において、ディスプレイパネルの表面上の第1のピクセルを露出させるステップが、さらに、1以上のディスプレイパネル層を除去して、前記ディスプレイパネルの基板表面上で複数の電気トレースラインを露出させるステップを含むことを特徴とする方法。
  15. 請求項13に記載の方法において、前記行トレースラインを電気的に露出させるステップが、さらに、前記行トレースラインをエッチングして絶縁層を除去するステップを含むことを特徴とする方法。
  16. 請求項13に記載の方法において、前記行トレースラインを電気的に露出させるステップが、さらに、前記行トレースラインを覆っている絶縁層を物理的に除去するステップを含むことを特徴とする方法。
  17. 請求項13に記載の方法が、さらに、前記列トレースラインを隣の第1の列トレースラインからほぼ分離させるステップを含むことを特徴とする方法。
  18. 請求項17に記載の方法において、前記列トレースラインをほぼ分離させるステップが、さらに、開口を形成して前記列トレースラインを隣の第1のトレースラインから分離させるステップを含むことを特徴とする方法。
  19. 請求項13に記載の方法において、前記列ドライバーラインが、フレックスドライバーラインとの通信手段を含むことを特徴とする方法。
  20. 請求項14に記載の方法において、第1のピクセルを露出させるステップが、さらに、ピクセルシートからディスプレイパネルを切断してディスプレイパネルを形成するステップであって、前記ディスプレイパネルが周辺部を有するものであるステップを含むことを特徴とする方法。
  21. 請求項20に記載の方法において、前記ディスプレイパネルの少なくとも1つの側部が、前記ディスプレイパネルの少なくとも1つの他の側部に対して鋭角であることを特徴とする方法。
  22. 請求項13に記載の方法において、前記ディスプレイパネルが、バックライト付きディスプレイパネルを規定することを特徴とする方法。
  23. 請求項20に記載の方法において、前記ディスプレイパネルの周辺部が、前記ピクセルシートの周辺部よりも小さいことを特徴とする方法。
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