(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気湿潤表示デバイスおよび表示コントローラを含む表示装置であって、
前記電気湿潤表示デバイスが、第１の支持板、第２の支持板、前記第１の支持板と前記第２の支持板との間の空間、および前記第１の支持板の平面における表示領域を有する少なくとも１つの画像素子を備え、前記表示領域が、活性領域と、異なる、非活性領域とを有し、
前記空間は、互いに混合しない第１の流体および第２の流体を含み、前記第１の流体の位置は、表示効果を生み出すための前記画像素子に印加される電圧によって制御可能であり、ゼロの印加電圧で前記第１の流体は、前記活性領域および前記非活性領域を覆う層を形成し、より高い印加電圧で前記第１の流体、前記第２の流体および前記第１の支持板は、三相線を形成し、
前記表示コントローラは、表示されることになる少なくとも一部の画像を表現する画像データのための入力と、暗状態と明状態との間の範囲において前記画像素子の前記表示効果を制御するための出力と、を備え、
前記出力の前記暗状態に対応する第１の印加電圧の場合に、前記三相線が前記非活性領域内に完全にある、表示装置。
【請求項２】
前記第１の印加電圧よりも高い印加電圧と、前記非活性領域内に完全にある前記三相線とを伴う前記表示効果は、グレースケール状態である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１の印加電圧よりも低い印加電圧と、前記非活性領域内に完全にある前記三相線とを伴う前記表示効果は、グレースケール状態である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
電極は、前記第１の支持板に配置され、前記非活性領域および前記活性領域は、前記電極を実質的に覆う、請求項１、２または３に記載の表示装置。
【請求項５】
第１の電極および第２の電極が、前記第１の支持板に配置され、前記非活性領域は、前記第１の電極を実質的に覆い、前記活性領域は、前記第２の電極を実質的に覆う、請求項１、２または３に記載の表示装置。
【請求項６】
前記画像素子は、前記画像素子に印加される前記電圧を制御するための電子部品を含み、前記電子部品は、前記非活性領域における前記第１の支持板に配置される、請求項１から５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記活性領域および前記非活性領域は、境界線に沿って隣接し、前記境界線は、前記三相線が前記活性領域に入る印加電圧における前記三相線に類似する形状を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記活性領域を通る透過率は、前記第１の印加電圧を超えて前記画素に印加される電圧が増加すると増える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項９】
電気湿潤表示デバイスを動作する方法であって、前記電気湿潤表示デバイスが、第１の支持板、第２の支持板、前記第１の支持板と前記第２の支持板との間の空間、および前記第１の支持板の平面における表示領域を有する少なくとも１つの画像素子を備え、前記表示領域が、活性領域と、異なる、非活性領域とを有し、
前記空間は、互いに混合しない第１の流体および第２の流体を含み、
当該方法は、表示効果を生み出すために前記画像素子に印加される電圧によって前記第１の流体の位置を制御するステップを含み、ゼロの印加電圧で前記第１の流体は、前記活性領域および前記非活性領域を覆う層を形成し、より高い印加電圧で前記第１の流体、前記第２の流体および前記第１の支持板は三相線を形成し、表示されることになる画像の暗状態に対応する第１の印加電圧の場合に、前記三相線が前記非活性領域内に完全にある、方法。
【請求項１０】
前記第１の印加電圧よりも高い電圧を印加するステップを含み、前記三相線は、前記非活性領域内に完全にあり、前記表示効果はグレースケール状態である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の印加電圧よりも低い電圧を印加するステップを含み、前記三相線は、前記非活性領域内に完全にあり、前記表示効果はグレースケール状態である、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記活性領域を通る透過率は、前記第１の印加電圧を超えて前記画素に印加される電圧が増加すると増える、請求項９、１０または１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示デバイスを含む表示装置と、表示デバイスを動作する方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
既知の電気湿潤表示デバイスは、各画像素子が、第１の流体と、混合しない第２の流体とを含む、複数の画像素子を有する。電圧が画像素子に印加されないとき、第１の流体は、画像素子の表示領域上に層を形成する。電圧の印加は、第１の流体を移動させることによって第２の流体を表示領域に隣接させることをもたらす。電圧の増加は、第２の流体によって隣接される領域を増やし、表示効果を生む。表示効果における履歴現象（hysteresis）は、表示デバイスの動作の間に第２の流体と接触した最小領域を少なくとも維持することによって、例えば、画像素子上の電圧を最小値を超えるように保つことによって、減らされる。表示領域の最小領域は、画像素子のコントラスト比を改善するために放射（radiation）を吸収するように作られる。
【０００３】
画像素子のコントラスト比を改善することが望ましい。
【発明の概要】
【０００４】
第１の実施形態によれば、電気湿潤表示デバイスおよび表示コントローラを含む表示装置であって、
表示デバイスが、第１の支持板、第２の支持板、第１の支持板と第２の支持板との間の空間、および第１の支持板の平面における表示領域を有する少なくとも１つの画像素子を備え、表示領域が、活性領域と、異なる、非活性領域とを有し、
空間は、互いに混合しない第１の流体および第２の流体を含み、第１の流体の位置は、表示効果を生み出すために画像素子に印加される電圧によって制御可能であり、ゼロの印加電圧で第１の流体は、活性領域および非活性領域を覆う層を形成し、より高い印加電圧で第１の流体、第２の流体および第１の支持板は、三相線（three phase line）を形成し、
表示コントローラは、表示されることになる画像を表現する画像データのための入力と、暗状態と明状態との間の範囲において画像素子の表示効果を制御するための出力と、を備え、
出力の暗状態に対応する第１の印加電圧の場合に、三相線が非活性領域内に完全にある、表示装置が提供される。
【０００５】
他の実施形態は、電気湿潤表示デバイスを動作する方法であって、表示デバイスが、第１の支持板、第２の支持板、第１の支持板と第２の支持板との間の空間、および第１の支持板の平面における表示領域を有する少なくとも１つの画像素子を備え、表示領域が、活性領域と、異なる、非活性領域とを有し、
空間は、互いに混合しない第１の流体および第２の流体を含み、
方法は、表示効果を生み出すために画像素子に印加される電圧によって第１の流体の位置を制御するステップを含み、ゼロの印加電圧で第１の流体は、活性領域および非活性領域を覆う層を形成し、より高い印加電圧で第１の流体、第２の流体および第１の支持板は、三相線を形成し、
表示されることになる画像の暗状態に対応する第１の印加電圧の場合に、三相線が非活性領域内に完全にある、方法に関するものである。
【０００６】
実施形態はまた、表示のコントラストを改善するための上記表示デバイスまたは方法の使用に関するものである。
【０００７】
更なる特徴は、添付の図面に照らして作成された、ほんの一例として与えられた実施形態の以下の記載から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】電気湿潤表示デバイスの断面を示す。
【図２（ａ）】画素の断面を示す。
【図２（ｂ）】画素の平面図を示す。
【図３】画素の断面を示す。
【図４】電圧に対する透過率のグラフを示す。
【図５】画素の平面図を示す。
【図６】画素の断面を示す。
【図７】表示装置を示す。
【図８】画像データの電圧に対する表示効果のグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
第１の実施形態によれば、電気湿潤表示デバイスおよび表示コントローラを含む表示装置であって、
表示デバイスが、第１の支持板、第２の支持板、第１の支持板と第２の支持板との間の空間、および第１の支持板の平面における表示領域を有する少なくとも１つの画像素子を備え、表示領域が、活性領域と、異なる、非活性領域とを有し、
空間は、互いに混合しない第１の流体および第２の流体を含み、第１の流体の位置は、表示効果を生み出すために画像素子に印加される電圧によって制御可能であり、ゼロの印加電圧で第１の流体は、活性領域および非活性領域を覆う層を形成し、より高い印加電圧で第１の流体、第２の流体および第１の支持板は、三相線を形成し、
表示コントローラは、表示されることになる画像を表現する画像データのための入力と、暗状態と明状態との間の範囲において画像素子の表示効果を制御するための出力とを備え、
出力の暗状態に対応する第１の印加電圧の場合に、三相線が非活性領域内に完全にある、表示装置が提供される。
【００１０】
実施形態は、表示領域が活性領域および非活性領域を有する画像素子に適用する。活性領域は、画像素子の表示効果に寄与し、その表示効果は、表示デバイスの視認側からの入射光の反射における変化、あるいは表示デバイスの後側に配置されたバックライトからの光の透過における変化であり得る。非活性領域は、例えば、それは不透明であるか光を吸収するので、画像素子の表示効果に寄与しない。画像素子に電圧を印加すると、第１の流体の動きが非活性領域において開始する。
【００１１】
実施形態は、画像素子についての表示効果が、ゼロではない印加電圧において最も暗い表示状態を有するという発見に基づく。この最も暗い表示状態では、三相線が、非活性領域内に完全にある。電圧がこの最も暗い表示状態から増加されると、三相線が活性領域の方へ非活性領域を超えて、またその後、活性領域の上へ動くので、表示状態は、より明るくなることになる。
【００１２】
表示コントローラは、表示効果を制御し、それによって、画像素子の表示状態は、暗状態と明状態との間の範囲にある。コントローラは、三相線が非活性領域内に完全にあるその範囲の暗状態が、画像素子に印加される第１の電圧に対応するように、配置される。この第１の電圧は、上記の最も暗い表示状態に等しいかその状態に近い画像素子の表示状態を結果としてもたらすことになる。既知の表示デバイスでは、暗状態は、三相線が非活性領域内にないものの、非活性領域と活性領域との境界上にある印加電圧に対応する。既知の表示デバイスにおけるこの表示状態は、実施形態に係る暗状態よりも明るい。それ故に、実施形態に従って制御された表示デバイスの暗状態の暗さの増加は、既知の表示デバイスのそれと比較して、より高いコントラストをもたらす。
【００１３】
実施形態の使用は、十分なコントラストを既に有する既知の表示デバイスの第１の流体の層の厚さの削減を可能にし、それによって、第１の流体の位置を制御するのに必要とされる電圧を低減する。実施形態はまた、既知の表示デバイスにおいて普通のものより低い吸収率を有する第１の流体の使用を可能にする。そのような第１の流体は、例えば逆流を低減するために、使用され得る。より低い吸収率は、既知の表示デバイスに使用されるときの第１の流体における染料の溶解限度を超え得る染料の使用を可能にする。
【００１４】
第１の印加電圧よりも高い印加電圧と、非活性領域内の三相線とを伴う表示状態は、グレースケール状態として使用され得る。これらの電圧における画像素子の透過率は、比較的低く、十分に制御可能である。そのような低透過率を有する状態は、電圧を増加すると第１の流体が突然動き始めるので、通常、既知の表示デバイスにおいて達成することは困難である。
【００１５】
第１の印加電圧よりも低い印加電圧と、非活性領域内の三相線とを伴う表示状態は、グレースケール状態として同様に使用され得、これらの状態もまた十分に制御可能である。
【００１６】
ある実施形態では、活性領域および非活性領域は、境界線に沿って隣接し、境界線は、三相線が活性領域に入る印加電圧における三相線に類似する形状を有する。三相線の形状が境界線の形状に類似する場合、電圧が増加するときに最も暗い状態からの透過率の増加はより強く、なおまた、このようにして、油は、開口部を画素の透過部分上に有すること無くできる限り押され得、それによって、実施形態による光学性能の改善を最適化する。
【００１７】
あるいは、境界線は、三相線の形状とは異なる形状を有してもよい。異なる形状は、透過率の増加を弱くさせることになり、暗いグレースケール状態に影響を及ぼす。その差異は、２つの線の方向付けの差異であり得る。境界線はまた、波状であってもよい。
【００１８】
他の実施形態は、電気湿潤表示デバイスを動作する方法であって、表示デバイスが、第１の支持板、第２の支持板、第１の支持板と第２の支持板との間の空間、および第１の支持板の平面における表示領域を有する少なくとも１つの画像素子を備え、表示領域が、活性領域と、異なる、非活性領域とを有し、
空間は、互いに混合しない第１の流体および第２の流体を含み、
方法は、表示効果を生み出すために画像素子に印加される電圧によって第１の流体の位置を制御するステップを含み、ゼロの印加電圧で第１の流体は、活性領域および非活性領域を覆う層を形成し、より高い印加電圧で第１の流体、第２の流体および第１の支持板は、三相線を形成し、
表示されることになる画像の暗状態に対応する第１の印加電圧の場合に、三相線が非活性領域内に完全にある、方法に関するものである。
【００１９】
実施形態はまた、表示のコントラストを改善するための上記表示デバイスまたは方法の使用に関するものである。
【００２０】
次に、実施形態が詳細に記載されることになる。
【００２１】
図１は、透過型の電気湿潤表示デバイス１の断面を示す。表示デバイスは、第１の支持板３と第２の支持板４との間の空間２を含む。第１の支持板３は後側５に面しており、第２の支持板４は、表示デバイス上に表示される画像を視認するための視認側６に面している。代替の実施形態では、視認側および後側が逆にされる。第１の支持板３の部分を形成する複数の壁部７は、空間２を複数の画像素子または画素に分離する。壁部は、第１の支持板の突出部として示されるが、それらはまた、第１の支持板の平らな領域であり得、それは、例えば親水性に作られ得る。画素８の広がりは、壁部７の中心を通過する線９、１０によって決定される。
【００２２】
表示デバイスが反射型のものである場合、反射体が、視認側６からの入射光を反射するために第１の支持板３内に含まれ得る。視認側および後側が逆にされた代替の実施形態では、反射体は、第２の支持板４内に含まれ得る。
【００２３】
表示デバイスが透過型である場合、照明部またはバックライト部１１は、第１の支持板３の後側に設けられ得る。代替の実施形態では、バックライト部は、第２の支持板４上に設けられ得る。画素８は、照明部から視認側への光の通路のための光バルブとして働く。照明部は、単一の白色光源を備え得る。それはまた、表示のスペクトルの順次動作のために複数の色付き光源を備え得る。照明部は、任意の形態を有し得、それはまた、無くてもよく、その場合において、透過型表示デバイスは、後側からの周囲の入射光で動作する。
【００２４】
図２（ａ）は、画素８および第１の支持板３の断面を示す。２つの支持板の間の空間２は、第１の流体１２および第１の流体と混合しない第２の流体１３を含む。第１の流体は、バックライトまたは周囲の光の光スペクトルの少なくとも一部を吸収する。光スペクトルの一部が吸収されると、画素は、切り換え可能なカラーフィルタとして動作する。完全な光スペクトルが吸収されると、画素は、切り換え可能なグレー状態フィルタとして動作する。第１の流体は、例えばヘキサデカンのようなアルカンまたは（シリコーン）油であり得る。第２の流体１３は、導電性であるか電気的に極性があり、通常、光スペクトルの上記一部について透明である。第２の流体は、水とエチルアルコールの混合物のＫＣlの溶液などの水溶液または塩溶液であり得る。第１の流体１２の横の広がりは、壁部７によって制限される。表示領域１４は、画素の壁部間の第１の支持板の領域、すなわち、第１の流体１２によって覆われた図における領域である。第１の支持板３は、第２の流体よりも第１の流体についてより湿潤可能である疎水性層１５を含む。第１の支持板３は、空間２から電気的に絶縁された電極１６であって、信号線１７に接続された電極含む。共通電極１８は、第２の流体１３と接触し、信号線１９に接続される。（図中には示されない）ドライバ段階からの表示電圧出力は、信号線１７および１９経由で電極間に印加される。表示素子内の第１および第２の流体の位置は、電極に印加される電圧に依存し、その位置は、画素の表示効果を決定する。画素の構造や動作の詳細は、図１および国際特許出願ＷＯ２００８／１１９７７４号の記載の関連部分に開示されている。
【００２５】
第１の支持板３は、視認側６からの周囲の入射光または後側からのバックライトを吸収するための吸収層２０を含む。吸収層は、透明電極１６の上方に配置され得る。あるいは、それは、電極１６の一部として形成され得るか、透明電極１６の下方に位置し得る。吸収層２０は、黒色ポリマーまたは炭素粒子もしくは黒色染料を有する材料から作られ得る。吸収層２０は、表示領域１４の部分だけにわたって延びる。それ故に、吸収層２０に起因して、表示領域１４は、非活性領域２１および活性領域２２を含む。活性領域は、表示効果に寄与し、非活性領域は、表示効果に寄与しない。透明層２３は、活性領域２２内に配置され得、吸収層２０に隣接するが、層２３はまた、存在しなくてもよい。
【００２６】
透過型表示デバイスでは、第１の支持板３は、バックライトの場合には活性領域２２にわたって透明である。反射体は、バックライトからの光を再びそれ自体に反射するために非活性領域２１内に配置され得、それによって、照明部の効率を上げる。
【００２７】
反射型表示デバイスでは、第１の支持板３は、透明である必要がなく、図１に示されるように視認側６を有する反射性層が備えられ得る。第１の支持板３側上に視認側を有する逆の構成では、第１の支持板は、透明であるべきである。
【００２８】
図２（ｂ）は、表示領域１４が壁部７に境を接する、画素８の平面図を示し、表示領域１４は、非活性領域２１および活性領域２２を含む。図２（ａ）の断面は、図２（ｂ）におけるＡ‐Ａ線に沿って取られる。
【００２９】
画素の電子部品、例えば、透過型表示デバイスではアクティブマトリックス型のものであり得る、画素に印加される電圧を制御するための信号線および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などは、それらが活性領域２２における透過率に影響を及ぼすことを回避するために第１の支持板３の非活性領域２１内に配置され得る。電子部品は、図２（ａ）において素子２４として概略的に示される。それは、活性領域が、最も効率的な手法で使用されることを可能にし、画素の最良の光学性能をもたらす。
【００３０】
ゼロボルト状態において、第１の流体１２が非活性領域と活性領域の両方を覆うとき、第１の流体の層の限定された吸収に起因して、いくらかのバックライトの透過または周囲の光の反射がある可能性がある。実施形態は、ゼロボルトでの第１の流体の層の厚さを増すこと無く、また、第１の流体の単位長さ当たりの吸収率を増加すること無く、この透過率の低減を可能にする。
【００３１】
図３は、図２（ａ）と同じ断面を示し、ここで、電極１６と電極１８との間に印加される４つの異なる電圧についての第１の流体１２の位置を含む。引かれた線２５は、ゼロの電圧が印加されるときの第１の流体１２と第２の流体１３との間の境界面であり、第１の流体は、非活性領域２１および活性領域２２を覆う層を形成する。電圧Ｖａで第１の流体１２は、図中の右側に収縮し、境界面は、破線２６によって示された形態を担う。より高い電圧Ｖｂで第１の流体は、更に収縮しており、破線２７によって示された境界面を結果としてもたらす。表示デバイスの高動作電圧Ｖｃで第１の流体は十分に収縮され、境界面は、破線２８の形状を有する。画素は電圧Ｖｃで明状態にある。十分に収縮された第１の流体によって覆われた表示領域１４の一部は、透明である必要はなく、周囲の光を吸収するように作られ得る。
【００３２】
第２の流体が疎水性層１５と接触すると、第１の流体１２、第２の流体１３および第１の支持板３は、素子３０、３１および３２としてそれぞれ、印加電圧Ｖａ、ＶｂおよびＶｃの場合に図２（ｂ）や図３に示される三相線を形成する。図４は、印加電圧Ｖの関数として画素８の表示効果ＤＥを示す。表示効果は、透過型か反射型表示デバイスのための画素のそれぞれ、透過度または反射度である。
【００３３】
ゼロの印加電圧で第１の流体１２は、図３における境界面２５によって示されるような、表示領域１４を覆う層を形成し、表示効果は、Ｖ＝０について図４に示されるような値を有する。電圧が、ゼロからいわゆる閾値電圧まで増加されると、第２の流体１３は、疎水性層１５に接触することになり、三相線を形成する。三相線は、図２（ｂ）に示される、表示領域１４の端部３３から反対端部３４の方へ移動することになる。
【００３４】
三相線３０が端部３４の方へ動くと、活性領域２２における疎水性層１５上方の第１の流体１２の高さは、境界面２５および２６によって示されるように、増える。それ故に、活性領域にわたる第１の流体による光の吸収は増え、それ故、表示効果は減少する。それ故に、増加している電圧で表示効果は減少する。この減少は、図４に示されるように、Ｖ１からＶ２の第１の範囲における電圧の場合に生じる。第１の範囲では三相線は非活性領域２１内に完全にある。Ｖ１は、三相線がちょうど形成された電圧、すなわち閾値電圧に近く、Ｖ２は、透過の減少が終わる電圧である。画素は、電圧Ｖ２でそれの最も暗い状態にある。非活性領域２１が周囲の入射光を吸収するので、収縮している第１の流体１２によって露出した表示領域の一部は、周囲の光を反射せず、従って、画素のコントラストを劣化させない。
【００３５】
画素の透過中の第１の範囲における印加電圧についての流体１２の層の高さの増加の効果は、以下の例によって明らかにされ得る。ある実施形態では、ゼロボルトにおける層の高さは４マイクロメートルであり、透過率は３％であり、高動作電圧Ｖｃで透過率は３０％であり、それ故、コントラストは３０／３＝１０である。非活性領域２１が表示領域１４の３０％を占めると、活性領域における油の高さは、三相線が活性領域に近づくときに４から６マイクロメートルまで増加することになる。透過率は３％から０．５％まで低下し、コントラストは１０から６０に高まる。
【００３６】
非活性領域２１は、第１の流体層の高さの増加を得るために表示領域１４の少なくとも２０％であり得、その割合は材料特性に依存する。その割合はまた、例えば高解像度表示における、電極上の電圧を制御するための電子部品が第１の支持板３における空間の相当量を要求する場合に約５０％であり得る。非活性領域はまた、閾値電圧がゼロボルトから始まるときに初めて超えられるときに、覆われていない表示領域の一部よりも長くすることができる。三相線の形状が非活性領域と活性領域との境界線の形状に類似する場合、電圧がＶ１からＶ２まで増加するときの暗状態への透過率の最初の減少は、より大きい。
【００３７】
Ｖ１からＶ２までの第１の範囲における比較的低い透過率は、暗いグレースケールのために使用され得る。これらの暗いグレースケールは、暗いグレースケールが、履歴現象が表示効果に影響を及ぼし得る、閾値電圧の近くで形成される、既知の表示デバイスにおけるものよりも安定している。現在の実施形態では、暗いグレーレベルが、閾値電圧よりも高い電圧で形成され得る。
【００３８】
Ｖ２よりも高い電圧で、三相線は、境界線に近い活性領域における第１の流体の高さが低下する非活性領域２１と活性領域２２との境界線３５のとても近くに来て、第１の流体を通る透過率の増加をもたらす。電圧Ｖ３で三相線は、境界線３５上にある。より高い電圧で第１の流体１２は、活性領域２２の部分を空けることになり、光は、照明部からこの部分を通って視認側６まで透過することができ、あるいは、視認側から再び視認側に反射され得る。表示効果は、より高い電圧で高まり、中間的なグレー状態を形成する。三相線は、印加電圧がＶ３からＶ４までの第２の範囲にあるときに少なくとも部分的に活性領域２２上にあり、Ｖ４は高動作電圧である。表示効果は、第２の範囲内で印加電圧を増加する場合に高まる。第２の範囲内の電圧Ｖｂで、図２（ｂ）における三相線は完全に活性領域２２上にある。
【００３９】
表示デバイスのある実施形態では、第１の流体は、増加している印加電圧上で移動の所定方向を有する。第１の流体の動きの方向が十分に定義されると、非活性領域および活性領域の幾何学的形態は、より正確に設計され得る。動きのこの方向は、経時的に画素内で、また、表示デバイスの異なる画素間で、同じであるべきである。
【００４０】
このために、画素は、いわゆるイニシエータ（initiator）が備えられており、そのイニシエータは、画素の同じ位置において第１の流体を移動し始めるのを強制する。第１の流体は、同じ所定方向において収縮し得る。電圧をゼロから増加させると、第２の流体は、まずイニシエータで第１の支持板に接触することになる。イニシエータは、図２において端部３３に隣接する非活性領域２１における小さな帯状部であり得、帯状部は、表示領域１４の他の部分よりも第１の流体１２についてより低い湿潤度を有し、すなわち、帯状部は、より親水性である。あるいは、端部３３近くの第１の流体の層にわたる電界勾配は、端部３３近くの層１５および電極１６の高さを上げることによって増やされ得、それによって、ゼロボルトで端部１６に局所的に近い第１の流体の層の厚さを減らす。画素の断面の形状はまた、ある所定方向において第１の流体を収縮させ得、その形状はイニシエータとして働く。イニシエータの例は、特許出願ＷＯ２００６／０２１９１２号、ＷＯ２００７／１４１２１８号およびＷＯ２００９／０７１６７６号に開示されている。
【００４１】
第１の流体の収縮の優先的な方向はまた、画素内にコレクタを配置することによって得られ得、その方に向かって第１の流体は優先的に収縮する。コレクタは、例えば、端部３４近くの電極１６の小さな帯状部を取り除くことによって、または電極１６より低い電圧を有する端部３４近くに帯状電極を配置することによって、電界勾配がより低い、端部３４近くの領域であり得る。マトリックス型の表示デバイスでは、複数の画素の端部３４近くの帯状電極は、同じ電圧に接続され得る。コレクタはまた、例えば疎水性層におけるくぼみによって、油層の厚さが増加される領域であり得る。あるいは、コレクタは、より疎水性に作られている表示領域１４の一部であり得る。
【００４２】
図５は、表示領域内の非活性領域３９および活性領域４０の異なるレイアウトを有する画素３８の平面図を示す。非活性領域と活性領域との境界線４１は、図２におけるような直線の代わりに曲げられる。イニシエータ４２は非活性領域内に、またコレクタ４３は画素の反対側の隅部に配置される。増加している電圧で第１の流体１２はイニシエータから離れて動き、コレクタの方へ収縮する。境界線４１は、非活性領域から活性領域に動くときに収縮している第１の流体の三相線の形状に従う。
【００４３】
ある実施形態では、電極は、第１の支持板に配置され、非活性領域および活性領域は電極を実質的に覆う。第１の流体の動きは、第１の支持板における単一電極によって制御され得る。アクティブマトリックス型の表示デバイスにおける単一電極への電圧の印加は、既知の手法で実行され得る。
【００４４】
代替の実施形態では、第１の電極および第２の電極が、第１の支持板に配置され、非活性領域は第１の電極を実質的に覆い、活性領域は第２の電極を実質的に覆う。第１の電極の端部は、第２の電極の端部に境を接し得る。これらの端部のそれぞれは、境界線４１の形状に従い得る。２つの電極の使用は、非活性領域と活性領域との境界線における三相線の位置付けを簡易化し、それを充填レベルの第１の流体における変形に、また印加電圧に依存させない。
【００４５】
図６は、第１の支持板３に配置され、信号線６１と６２をそれぞれ通して独立して制御可能な２つの電極５９および６０を有する画素５８の断面を示す。視認側から入ってくる周囲の光を吸収する吸収層６３は、表示領域において電極５９と実質的に同じ広がりを有する。透明層６４は、吸収層６３に隣接して配置され得る。表示領域は、吸収層６３によって画定される非活性領域６５と、透明層６４によって画定される活性領域６６とに分割される。電圧は、電極５９と電極１８との間、および電極６０と電極１８との間に印加される。非活性領域６５は、電圧を電極５９だけに印加するときに最小の表示効果を達成するために、図面に示されるように、電極５９よりもわずかに大きい。
【００４６】
ゼロの電圧が電極５９と電極６０の両方に印加されるとき、第１の流体１２は、表示領域を覆い、引かれた線によって示される境界面６７を有する実質的に均一な厚さの層を形成する。
【００４７】
ゼロボルトが電極６０に、また（Ｖｃ近くの）高電圧が電極５９に印加されるとき、境界面は、非活性領域６５の実質的な部分を覆わない破線６８の形状であって、活性領域６６における第１の流体１２の高さを増す、破線６８の形状を担い、画素５８の暗状態を形成する。電極５９上の電圧が下げられると、境界面は、破線曲線６９に変化し、活性領域における第１の流体の高さを減らし、暗いグレー状態を形成する。
【００４８】
ゼロボルトが電極５９に、また（Ｖｃ近くの）高電圧が電極６０に印加されるとき、境界面は、活性領域６６の実質的な部分を覆わない破線７０の形状を担い、画素５８の明状態を形成する。電極６０上の電圧が下げられると、境界面は、活性領域６６の小さな部分を覆う破線曲線７１に変化し、中間的で明るいグレー状態を形成する。
【００４９】
図６の画素がアクティブマトリックス型の表示デバイスにおいて使用される場合、電極５９および６０は、ＴＦＴにそれぞれ電気的に接続され得、各ＴＦＴは、それ自体のゲート線に接続され、両方のＴＦＴは共通ソース線に接続される。ＴＦＴは、第１の支持板３の非活性領域６５内におよび／または十分に収縮された第１の流体が位置する領域内に、配置され得る。あるいは、いくつかの画素の電極５９は、共に接続され得、電圧をこれらの電極に印加することによって表示が暗状態に置かれることを可能にする。
【００５０】
図７は、表示コントローラ７６、表示ドライバ７７および表示デバイス７８を含む表示装置７５を示す。表示コントローラ７６は、表示されることになる画像、例えば静止画またはビデオストリームを表現する画像データ８０のための入力７９を有する。画像データはデジタルまたはアナログであり得る。表示コントローラは画像データを処理し、表示デバイスの任意の色域を制御し、任意の制御信号を加え、暗状態と明状態との間の範囲内に表示状態をもたらす表示デバイス７８の１つ以上の画素の表示効果を制御するために出力８１でそれらを信号８２に変換する。表示コントローラは、表示されることになる画像の暗状態および明状態を定義し、暗状態および明状態は、画像のグレー状態の範囲の終点である。信号８２は、表示ドライバ７７への入力であり、その表示ドライバ７７は、画素に印加されることになる電圧を供給するためのドライバと、可能なラッチとを含む。画素のための表示ドライバの出力は、画素８の電極１６や１８にそれぞれ電圧を印加するための信号線１７および１９に接続される（図２（ａ）も参照のこと）。表示ドライバ７７は、複数のドライバおよび出力を含み得る。
【００５１】
図８は、画素に印加された電圧Ｖｐに対する表示デバイスの画素によって示されることになる表示状態を表現する画像データＶＩＤの電圧および表示効果ＤＥのグラフの例を示す。最小値Ｖ５と最大値Ｖ６との間の電圧ＶＩＤは、暗状態Ｄと明状態Ｌとの間の範囲において任意の所望の表示効果ＤＥを達成することができる。コントローラ７６の出力は、Ｖ５とＶ６との間の画像データ電圧ＶＩＤがＶ２とＶ４との間の印加電圧Ｖｐに印加するように、表示ドライバ７７経由で、信号線１７および１９にわたって画素８に印加された電圧Ｖｐを制御する。これは、引かれた線によって図８に示される。例えば画像データの電圧がＶ６であると、表示デバイスの高動作電圧Ｖ４が、画素に印加され、画素は明状態Ｌにあることになる。
【００５２】
図８に示される実施形態では、Ｖ２は、図４に関して上記で説明したように、画素が画素の最も暗い状態である暗状態Ｄにある、第１の印加電圧である。代替の実施形態では、Ｖ５は、この第１の印加電圧がＶ３よりも低いという条件で、Ｖ２とは異なる第１の印加電圧に対応し得、ここで、三相線は、活性領域の中に入る。Ｖ５に対応する表示状態は、Ｖ３の表示状態よりも暗いものであるべきである。印加電圧Ｖ２を使用することによって、あるいは画像素子の暗状態のためにＶ１よりも高くＶ３よりも低い別の電圧を使用することによって、暗状態と明状態との間のコントラストは、暗状態Ｄのための印加電圧Ｖ３を使用することに比較して増加される。
【００５３】
図８における一点鎖線は、どのように暗いグレー状態がまた、増加している電圧ＶＩＤでＶ２からＶ１まで印加電圧Ｖｐを下げることによって得られ得るかを示す。Ｖ７よりも高い画像データ電圧の場合、ＶＩＤからＶｐまでの変換は、引かれた線に従う。
【００５４】
実施形態は、第１の流体が表示領域を覆う層を形成するゼロボルト状態を使用すること無く、暗状態と明状態との間の画素の任意のグレー状態を達成することができる。流体の位置は、印加電圧によって、また、疎水性層上の２つの流体の異なる湿潤度によって引き起こされた力によってより低い範囲まで、主に制御されるので、これは、より高速での動作を可能にする。ゼロボルト状態を使用しないことは、電圧に対する透過率のグラフの履歴現象を減らし、それによって、グレーレベルの明瞭さを改善する。
【００５５】
上記実施形態は、例示的な例として理解されることになる。更なる実施形態が想定される。例えば、非活性領域と活性領域との境界線は、印加電圧の関数として透過率のより遅い増加を達成するために、また、より正確なグレーレベルを得るために、三相線のそれと異なる形状を有し得る。表示領域内の活性領域の位置は、画素のコントラストを調整するために使用され得る。任意の一実施形態に関して記載された任意の特徴は、単独で、もしくは記載された他の特徴と組み合わせて使用され得、また、実施形態の任意の他の１つ以上の特徴と組み合わせて、あるいは実施形態の任意の他の任意の組み合わせで、使用され得ることが理解されることになる。その上、上記されていない等価物および修正物もまた、添付の特許請求の範囲から逸脱すること無く、用いられ得る。
【図１】
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【図２（ａ）】
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【図２（ｂ）】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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