JP2004519726A - フレキシブル液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、フレキシブルな材料を用いて製造された第１及び第２の基板２，３を有する液晶表示装置に関するものである。上記基板は、セルエンクロージャ８のアレイを協働して形成しており、各セルエンクロージャ８はある量の液晶６を含んでいる。また、上記セルエンクロージャ８のそれぞれは、中間フレキシブル部分７により隣接するエンクロージャから分離されている。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広くは液晶表示装置に関し、より具体的には、フレキシブルな材料を用いて製造された第１及び第２の基板と、これら基板の間に配された液晶材料とを有する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、液晶技術を利用した種々のディスプレイの市場が急速に成長している。これらのディスプレイの大部分は、一般に剛性のガラス材料により作られた２つの平らな基板と、これら基板の間に配された液晶材料の層とを有している。上記ガラス基板は、基板の間に位置する等しいサイズのスペーサにより互いに分離されており、これにより、基板間にほぼ均一の間隙がつくられている。また、上記液晶材料にわたって電界を引き起こす電極手段が設けられており、基板組立体は交差する偏向板の間に位置し、ディスプレイが作成されている。これにより、上記電極手段に電圧を印加することにより、液晶ディスプレイの光学的変化が引き起こされ、その結果、電極間に配された液晶材料の光学特性を変化させることができる。
【０００３】
しかしながら、この種のディスプレイの問題は、ガラス基板のために非常に剛質であり、重く、曲げ応力に対して非常に低い耐性を示すことである。曲げモーメントの下では、上記ディスプレイは、基板間の間隙が変化し、これにより、液晶材料が曲げ領域から流れ出ることが可能になり、変化した液晶層の厚さを招いてしまうために広い領域にわたって画像を失う傾向がある。また、ガラスは脆弱な材料であるため、破損してしまう危険性もある。ガラス基板を用いる他の短所は、ガラス基板の扱いに非常に注意を要することによる複雑な製造手順である。
【０００４】
その結果、よりフレキシブルな又は曲がる（ｂｅｎｄａｂｌｅ）ディスプレイが要求される場合、ガラス基板を用いるディスプレイはあまり適していない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したガラス基板をプラスチックのような脆弱さの少ない材料の基板に置き換える分野において、幾つかの取り組みがなされている。プラスチック基板は、より軽く、脆弱さの少ないディスプレイを提供する。プラスチック基板を用いたディスプレイの１つが米国特許第５，３９９，３９０号明細書に説明されている。しかしながら、従来のように液晶ディスプレイを製造しようとすると、プラスチック基板の自然のフレキシブル性が問題を引き起こす。例えば、ディスプレイに良好な画像の再生を与えるために、基板間の間隔が注意深くモニタされる必要がある。プラスチック基板を用いる従来技術のディスプレイの生産の目標は、ほぼガラス基板のようなできる限り剛性である構造を作ることであった。そのため、基板のフレキシブルな性質が完全には利用されていない。
【０００６】
従って、本発明の１つの目的は、上述した問題を克服し、改善されたフレキシブルな液晶ディスプレイを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
これらの目的及び他の目的は、フレキシブルな材料を用いて製造された第１及び第２の基板を有し、これら基板の間に液晶材料が配された液晶表示装置であって、前記基板が、セルエンクロージャのアレイを協働して形成し、各セルエンクロージャがある量の液晶材料を含み、前記セルエンクロージャのそれぞれが、中間のフレキシブルな部分により隣接するエンクロージャから分離されたことを特徴とする液晶表示装置により達成される。フレキシブル材料からディスプレイを作成し、ディスプレイを複数のセルエンクロージャに細分化し、これらエンクロージャをフレキシブルな中間領域により互いに分離することにより、曲がるディスプレイが作成される。上述した構成により、ディスプレイの曲げモーメントは、液晶が充填されたセルを介してではなく、中間部分に沿って曲げを引き起こし、ディスプレイのセル又は「画素」が完全な状態のまま（ｉｎｔａｃｔ）にされるので、画質が維持される。
【０００８】
上記第１及び第２の基板が、第１及び第２のポリマシートによりそれぞれ構成され、これら基板が、コンタクト領域において引き合わされ、グリッドのようなパターンを協働して形成し、これにより、上記コンタクト領域の間に上記セルエンクロージャが形成されていることが好ましい。この構成は、フレキシブルなポリマ材料の２枚のシートの間に液晶の層がサンドイッチ状にはさまれる製造を容易にする。そののち、２枚のシートの間にコンタクトのグリッドのようなパターンを作成することにより、エンクロージャのアレイが形成される。このコンタクト領域は、溶融、接着剤による接着などにより接合され得る。
【０００９】
また、各セルエンクロージャの内部は、周囲の前記エンクロージャの内部から分離されていることが好ましい。これにより、たわみ又は曲がり（ｂｅｎｄｉｎｇ）のために隣接するセルに液晶が漏れることが防止され、たわみにより生じるいかなる画素の歪みもディスプレイのかなり制限された領域に限られる。
【００１０】
上記セルエンクロージャのそれぞれは、上記セルの形状を維持するために各セルの内圧を確立するように液晶材料で満たされていることが好ましい。エンクロージャの形状、その結果各セルのエンクロージャ基板間の局所的な距離を維持するために内圧を利用することにより、スペーサの必要性が終わる。基板間の距離を維持するために各セルの内圧を利用することにより、セル間のフレキシブルな中間部分により曲がる動きが容易に吸収されるので、ディスプレイの曲がりがセルの歪みを引き起こす可能性がより少なくなる。
【００１１】
電極構造及び／又は偏向構造が上記基板に直接印刷されていることが好ましく、分離した部品の数が低減されるので、これは製造及び実装を容易にする。
【００１２】
最後に、画素のパターンを提供するため及びディスプレイの活性セル領域を最大にするために、上記各エンクロージャは、本質的に四角形であり、等しい大きさである。
【００１３】
本発明のこれらの観点及びその他の観点は、添付の図面を参照して以下により詳細に説明する好ましい実施の形態から明らかであろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明によるディスプレイ１のセグメントの現在の好ましい実施の形態を開示するものである。このディスプレイ１は、第１の基板２及び第２の基板３を有しており、各々、ポリマ材料の薄いフレキシブルシート又はフィルムにより形成されている。各基板２，３は、内側面２′，３′及び外側面２″，３″をそれぞれ有している。上記外側面２″，３″のそれぞれは、偏向層４ａ，４ｂにより部分的に覆われている。また、電子トラック及びセグメント電極のパターンをつくる透明電極層５ａ，５ｂが、上記内側面２′，３′のそれぞれに直接印刷されている。上述した印刷（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）は、種々の通常の技術を用いて行われ得る。ディスプレイ１を形成するために、第１及び第２の基板２，３が、各内側面２′，３′が互いに対向する状態でサンドイッチ状にはさまれる。また、基板２，３は、ほぼ等しいスペースの通路（ｐａｔｈ）よりなり、基本的に上記基板の幅全体にわたって延在する第１のセットと、対応する通路よりなる第２のセットとによって、互いに部分的に相互接続されており、これら通路の第１及び第２のセットは協働して網状の（ｇｒｉｄｉｒｏｎ）相互接続パターン７を形成している。上記相互接続は、溶融、接着剤による接着などにより実現され得る。この態様では、２つの基板は、エンクロージャ８のアレイ又はマトリクス、又は「プラスチックの気泡」を協働して形成し、各エンクロージャは、網状パターンの１つの部分及び第１及び第２の基板それぞれの内側面２′，３′により規定される。このような各エンクロージャでは、ある量の液晶材料６が内部に封入される。また、各エンクロージャは、上記相互接続パターン７により他のエンクロージャから流動性に関して（ｆｌｕｉｄｌｙ）分離されており、液晶材料がディスプレイ１のセル間において動けないようになっている。
【００１５】
各セルエンクロージャ内の液晶の量は、好ましいセル形状を維持するためにセルエンクロージャ８の内圧を確立するように選択される。また、基板間の適切な距離、すなわち好ましいセル形状を維持するためにセルの内圧を利用することにより、スペーサが必要なくなる。好ましい実施の形態では、好ましいセル形状は、かなり大きい第１及び第２の基板領域が基本的に互いに平行である状態の基本的には正方形である。更に、上述したように、及び図１，図２に見られるように、上記平行領域の部分は、電極５ａ，５ｂ及び偏向板４ａ，４ｂセグメントにより覆われている。エンクロージャが液晶材料により満たされたときに２つのフレキシブルな基板の間の平行な間隔を確実にするために、上記セグメント電極及び偏向板の領域は、セルエンクロージャの表面全体に対して小さく、これにより、動作時の均一な強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を確実にする。また、前記電極のそれぞれは、フレキシブルディスプレイシートの縁部にリードする個別の電子導電性トラックに接続されている。これにより、各セルエンクロージャは、上記導電性トラックのそれぞれをそれ自体は知られている制御回路（図示せず）に接続することにより、個々に制御され得る。
【００１６】
各セルエンクロージャ８は、より大きいディスプレイ１の画素を構成するように形成されている。画素が中間のフレキシブルな間隔又は間隙を有するセルの形であるため、及び基板がフレキシブルな材料から製造されるため、ディスプレイは極めてフレキシブルである。また、各セルの内圧がセル形状を維持しようとするので、いかなる曲げモーメントもフレキシブルな中間部により主に吸収される。これにより、曲げられている場合等であっても、形状及び基本的にディスプレイ全体にわたるはっきりとした（ｃｌｅａｒ）画像を保つことが可能である。曲げ領域の幾つかのセルが変形し、基板間の距離の変化のために表示機能の全て又は幾らかが失われる場合であっても、セルが互いに接続しておらず、互いから独立して機能するために、この機能の損失はディスプレイのかなり制限された領域に限られる。
【００１７】
更に、各セルエンクロージャ８は、周囲のセルから分離されている。このため、１つ又は複数のエンクロージャの損傷による液晶の漏れは、損傷を受けた領域に限られ、ディスプレイ１の小さな全体の劣化をもたらす。
【００１８】
上述したセル８のそれぞれは、通常の液晶ディスプレイとして機能し、これは、本明細書においてより詳細には説明されない。また、上記ディスプレイが、カラーディスプレイを提供するためにそれ自体は知られているように多重化され得ることは言うまでもない。
【００１９】
２つのポリマシートからディスプレイを製造し、グリッドのようなパターンで２つのシートを合わせることによってセルパターンを作成し、分離された個々のセルエンクロージャを作成することにより、この種のディスプレイが最小限の接続部により与えられ、実質的に防水性のディスプレイをもたらす。また、上述したフレキシブル性のために、着装用のディスプレイの製造が可能である。本発明によるディスプレイの他の利点は、傾斜の可能性のために、容易に拡大縮小することができることである。
【００２０】
本発明による表示装置は、広範囲の用途に用いられ得る。例えば、上記フレキシブルディスプレイは、ロゴ、又は変化し得る色及び／又はパターンを有する衣服全体を提供するために、衣類に用いられ得る。また、本発明による装置は、広告掲示板、広告等に使用可能である。上述したフレキシブルであり、着装可能であり、容易に拡大縮小することができる表示装置は、実質的に任意の形状のディスプレイの創作を提供する。更に、ディスプレイが実際に防水性になり得るという事実が、耐久性があり、洗濯可能でさえもある構造を提供する。更に、上述した装置を用いる広告掲示板のメッセージは、容易に変更可能である。本発明の他の可能な応用例は、容易に変更可能な外観（ａｐｐｅａｒａｎｃｅ）を持つパッケージングを作成することである。
【００２１】
本発明による表示装置は、また、タンク等のためのカムフラージュ外殻（ｓｋｉｎ）として用いられ得る。その場合、上記表示装置はカメラ装置に接続され、これがディスプレイに接続された動作ユニットに周囲の色及び構造に関する情報を提供する。そののち、上記動作ユニットは、タンクの特定の周囲に特別に適応されるディスプレイにカムフラージュパターンをつくり、視覚的に気が付くことを実質的に不可能にする。
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態が図示され、説明されたが、本発明はこの実施の形態に限定されないことを理解されたい。当業者であれば、以下の特許請求の範囲により説明されるような本発明の範囲から逸脱することなく、数値変更、変更及び変形例が明らかであろう。例えば、上記セルは、正方形ではなく円形状であってもよい。また、より剛性の材料からセルを製造することも可能であり、一方で、セルの曲げ及び画素の歪みを非常に効果的に回避するために、上記中間領域はよりフレキシブルな材料から製造されることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるディスプレイのセグメントの斜視図である。
【図２】図１のディスプレイの、より近い詳細な一部を示す斜視図である。

Claims (7)

1. フレキシブルな材料を用いて製造された第１及び第２の基板を有し、これら基板の間に液晶材料が配された液晶表示装置であって、
   前記基板が、セルエンクロージャのアレイを協働して形成し、各セルエンクロージャがある量の液晶材料を含み、前記セルエンクロージャのそれぞれが、中間のフレキシブルな部分により隣接するエンクロージャから分離されたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第１及び第２の基板が、第１及び第２のポリマシートによりそれぞれ構成され、前記基板が、コンタクト領域において引き合わされ、グリッドのようなパターンを協働して形成し、これにより、前記コンタクト領域の間に前記セルエンクロージャが形成された請求項１記載の表示装置。
3. 各セルエンクロージャの内部が、周囲の前記エンクロージャの内部から分離された請求項２記載の表示装置。
4. 前記セルエンクロージャのそれぞれが、前記セルの形状を維持するために各セルの内圧を確立するように液晶材料で満たされた請求項３記載の表示装置。
5. それぞれがエンクロージャの一部を覆う複数の導体領域を有する導体レイアウト構造が、前記エンクロージャの内部と対向する側において、前記シートのそれぞれに直接印刷された請求項２記載の表示装置。
6. それぞれがエンクロージャの一部を覆う複数の偏向領域を有する偏向構造が、前記印刷された導体レイアウト構造の反対側において、前記シートのそれぞれに直接印刷された請求項５記載の表示装置。
7. 前記各エンクロージャが、本質的に四角形であり、等しい大きさである請求項１記載の表示装置。