(57)【要約】  ディスプレイ装置は、行及び列のピクセルのアレイを有し、各々のピクセル４８は、第１及び第２の行方向電極４２の部分と、第１及び第２の列方向電極３４の部分とを有する。このピクセル構成は、独特な組合せの４電極を有し、該電極は、各々のピクセル専用であり、２対の平行電極として配置される。平行な対の電極は、容易に製造することができ、各々の対が異なる基板上となるか、又は両方の対が同じ基板上となるようにすることができる。この構造は、電気泳動ディスプレイに使用される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
行及び列のピクセルのアレイを有するディスプレイ装置であって、各々のピクセルが、第１及び第２行方向電極の部分と、第１及び第２列方向電極の部分とを有する、ディスプレイ装置。
【請求項２】
各々のピクセルが、いかなる他の行とも共有されない前記第１及び第２行方向電極と、いかなる他の列とも共有されない前記第１及び第２列方向電極とにより境界を区切られる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
第１及び第２列方向又は行方向電極の１つが、他の行又は列と共有され、電気的接続が、前記ディスプレイ領域の外側でなされる、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１及び第２行方向電極が第１基板上に設けられ、前記第１及び第２列方向電極が第２基板上に設けられる、請求項１乃至３の何れか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記第１及び第２行方向電極並びに前記第１及び第２列方向電極が、共通の基板上に設けられる、請求項１，２又は３の何れか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記第１及び第２行方向電極が、第１パターン金属層として設けられ、前記第１及び第２列方向電極が、第２パターン金属層として設けられ、これら金属層の間に絶縁層を備える、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
電気的接触が、前記ディスプレイの４つの側全てに対してなされる、請求項１乃至６の何れか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記列方向電極が、遮蔽電極及びデータ電極を有し、前記行方向電極が選択電極を有する、請求項１乃至７の何れか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記データ電極が、ピクセル電極パッドに接続している、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記列方向電極が第１及び第２データ電極を有し、前記行方向電極が選択電極を有する、請求項１乃至７の何れか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記データ電極の１つが、ピクセル電極パッドに接続している、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
電気泳動パッシブマトリクスディスプレイ装置を有する、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の装置。
【請求項１３】
各々のピクセルが、対向する基板の間に位置される電気泳動流体を有する、請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ装置に関し、特に面内スイッチング電気泳動ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動ディスプレイ装置は、双安定ディスプレイ技術の一例であり、選択的な光散乱又は吸収作用を提供するために、電場内での粒子の運動を使用する。
【０００３】
一例において、白い粒子は、吸収性液体中に懸濁され、電場は、粒子を装置の表面にもってくるために使用され得る。この位置において、前記粒子は光散乱機能を果たすことができ、その結果ディスプレイが白く見える。上面から離れる運動は、液体の色が、例えば黒く見られることを可能にする。他の例においては、透明な流体中に懸濁された２つのタイプの粒子、例えば黒い負の荷電粒子及び白い正の荷電粒子があっても良い。多くの異なる可能な構成がある。
【０００４】
電気泳動ディスプレイ装置は、（画像が電圧を印加されなくても保持される）その双安定性の結果として、低電力消費を可能にし、バックライト又は偏光子（polariser）が必要ないので、薄いディスプレイ装置が形成されることを可能にすることが認識されている。該ディスプレイ装置は、プラスチック材料からも形成することができ、このようなディスプレイの製造において、低コストのロールツーロールプロセスの可能性もある。
【０００５】
例えばスマートカードに対して電気泳動ディスプレイ装置を内蔵することが提案されている。これは、低消費電力と、プラスチック基板の薄くて本来的に可撓性な性質を利用する。
【０００６】
できる限り低くコストが維持されるべき場合、パッシブアドレス方式が使用される。ディスプレイ装置の最も単純な構成は、区分された反射型ディスプレイであり、このタイプのディスプレイで十分である多くの用途がある。区分された反射型電気泳動ディスプレイは、低電力消費であり、良好な明るさを有し、動作が双安定性でもあり、それゆえディスプレイが電源オフされる場合さえ、情報を表示することができる。
【０００７】
しかしながら、改善された性能及び多用途性が、マトリクスアドレス方式を使用して提供される。パッシブマトリクスアドレスを使用する電気泳動ディスプレイは、通常下部電極層と、ディスプレイ媒体層と、上部電極層とを有する。バイアス電圧は、バイアスされている電極に関連付けられるディスプレイ媒体の部分の状態を制御するために、上部及び／又は下部電極層における電極に選択的に印加される。
【０００８】
図１は、上部列電極１０と下部行電極１２との間に垂直な電場を生成するための、既知のパッシブマトリクスディスプレイレイアウトを示す。電極は、一般に２つの別個の基板上に置かれる。
【０００９】
パッシブマトリクス電気泳動ディスプレイは、行及び列で配置され、上部電極層と下部電極層との間に挟まれる電気泳動セルのアレイを有する。列電極１０は透明である。
【００１０】
クロスバイアス(cross  bias)は、パッシブマトリクスディスプレイの設計における問題である。クロスバイアスは、走査している行（ディスプレイデータにより更新されている行）内にないディスプレイセルと関連付けられる電極に印加されるバイアス電圧を指す。例えば通常のディスプレイの走査する行におけるセルの状態を変更するため、バイアス電圧は、これらセルが変更され、又はセルを初期状態に保持するように、上部電極層における列電極に印加されねばならない。このような列電極は、走査行に位置しない多くのセルを含む、自身の列のディスプレイセルの全てと関わっている。
【００１１】
電気泳動ディスプレイ装置の他のタイプは、いわゆる「面内スイッチング」を使用する。このタイプの装置は、ディスプレイ材料層において、選択的に横の粒子の運動を使用する。粒子が横の電極に向かって移動させられる場合、粒子間に隙間が現れ、該隙間を通じて下にある面が見られ得る。粒子がランダムに分散される場合、該粒子は、下にある面への光の通過をブロックし、粒子の色が見られる。粒子が着色され、下にある面が黒若しくは白であり得、又は粒子が黒若しくは白であり、下にある面が着色され得る。
【００１２】
面内スイッチングの利点は、装置が透過性動作又は半透過性動作のために適合され得ることである。特に、粒子の運動が光の通路を作り、その結果反射及び透過動作が、当該材料を通じて実現され得る。
【００１３】
面内電極は、１つの基板上に全て設けられるか、又は両方の基板が電極を備えても良い。構造内の不要なクロスオーバーを避ける必要性が、設計の制限であり、この制限は、このタイプのディスプレイ装置内のピクセル設計に影響している。
【００１４】
最も単純な実施において、各々のピクセルは、２つの電極に関連付けられるが、ピクセル毎に３つの電極、ピクセル電極、リザーバ（reservoir）電極、及びゲート電極を使用する設計もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、特に、面内スイッチングディスプレイ装置に関し、改善されたピクセル設計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によると、行及び列のピクセルのアレイを有するディスプレイ装置が設けられ、各々のピクセルは、第１及び第２の行方向電極の部分と、第１及び第２の列方向電極の部分とを有する。
【００１７】
このピクセル構成は、各々のピクセル専用であり、２対の平行電極として配置される独特な組合せの４つの電極を有する。平行対電極は、容易に製造することができ、各々の対は、異なる基板上にあるか、又は両方の対が同じ基板上にあり得る。ピクセルは、好ましくは共通の電極上に設けられる。
【００１８】
各々のピクセルは、いかなる他の行とも共有されない第１及び第２の行方向電極と、いかなる他の列とも共有されない第１及び第２の列方向電極とにより境界を区切られ得る。
【００１９】
代替として、行方向又は列方向の電極の１以上が、１より多くのピクセルにより共有されてもよく、行方向電極の少なくとも１つがいかなる他の行とも共有されない場合、列方向電極の少なくとも１つは、いかなる他の列とも共有されない。
【００２０】
第１及び第２の行方向電極並びに第１及び第２の列方向電極が共通の基板上に設けられる場合、第１及び第２の行方向電極は第１パターン金属層として設けられ、第１及び第２の列方向電極は第２パターン金属層として、前記金属層の間に絶縁層を備えて、設けられ得る。
【００２１】
一例において、列方向電極は、遮蔽電極及びデータ電極を有し、行方向電極は、リザーバ電極及び選択電極を有する。この構成は、前記ピクセル構造内に付加的な遮蔽電極を設け、これは、クロストークを低減させるために使用され得る。
【００２２】
他の例において、列方向電極は、第１及び第２データ電極を有し、行方向電極は、リザーバ電極及び選択電極を有する。この構成は、前記ピクセル構造内に付加的なデータ電極を設け、これは、ピクセルのスイッチング特性を改善するために使用され得る。
【００２３】
各々の場合において、データ電極（又はその１つ）は、ピクセル電極パッドに接続する。本発明は、電気泳動パッシブマトリクスディスプレイ装置に対して特に有利である。
【００２４】
本発明の例は、添付の図面を参照して詳細に説明されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
同じ層又はコンポーネントを示すために、同じ参照符号が異なる図において使用され、説明は繰り返されない。
【００２６】
図２は、出願人により提案されているピクセルレイアウトの２つの例を示す。
【００２７】
図２Ａにおいて、第１電極２０が、共通のリザーバ電極２２に接続する。列電極２０は、突起部（spurs）２３を含む。第２列電極（データ電極）２４は、ピクセル電極２６に接続し、ゲート／選択電極２８は行方向に走っている。
【００２８】
こうして各々のピクセルは３つの電極を有する。ピクセル電極は、ピクセルの可視部分に粒子を移動させるために使用され、このためピクセル電極２６は、ピクセル領域のほとんどを占有する。各々のピクセル領域は、領域３０として図２Ａに示される。リザーバ電極２０，２２，２３は、ピクセルの隠れた部分へ粒子を横に移動させるために使用される。ゲート電極２８は、粒子がリザーバ部分から、選択された線以外の全ての線におけるピクセルの可視部分に移動するのを防ぐために使用され、したがって、ピクセルの行毎の動作を可能にする。本質的に、ゲート電極２８は、データ電極とピクセル電極との間の電場を中断するように動作し、その結果、ピクセル電極における駆動電圧は、選択された行に対して粒子の運動をさせるのみであり、電場は、該選択された行のためには中断されない。
【００２９】
このゲート電極２８は、パッシブアドレス方式の結果として必要とされ、選択された行に対して、選択されていない行とは異なる状態を提供するために必要とされる。
【００３０】
図２Ｂにおいて、共通のリザーバ電極２２は、列電極からの突起の代わりに、複数の行電極として構成されるが、ピクセルの動作は同じである。
【００３１】
図２のピクセルレイアウトは、２つの基板のどちらにもいかなるクロスオーバー構造を必要とせずに生成され得る。このことは、特に装置がロールツーロール製造方法で作られる場合、構造の製造可能性を向上させる。
【００３２】
第１基板は、リザーバ、データ、及びピクセル電極２０，２３，２４，２６を有し、対向基板は、ゲート電極２８を備える。ピクセル電極２６は、データドライバにより、全て個々に駆動される。オプションとして、ピクセルをお互いから孤立させるために全てのピクセルを囲むように、ピクセルの壁が構築されてもよく、基板の間の空間は、電気泳動流体で満たされる。
【００３３】
本発明は、面内スイッチングを使用するこのタイプのパッシブマトリクスアレイ構成に関する。本発明は、ピクセル毎に４つの専用電極、すなわち２つの行電極及び２つの列電極を、ピクセル設計に提供する。独特な組合せの４つの制御電極を備える各々のピクセルの動作は、様々な異なる駆動方式が実現されることを可能にする。しかしながら、２又は３電極の場合と比較して、製造の複雑さを増すことなく、パッシブマトリクスディスプレイピクセルに対して、第４のピクセル電極を導入することが可能である。このことは、ロールツーロール製造のような低コストの製造方法が維持されることを可能にする。
【００３４】
図３は、いかなるクロスオーバー構造の必要も避ける、本発明による４電極の面内スイッチングパッシブマトリクスピクセルの第１の構成を示す。
【００３５】
この実施例は、各々の基板上に面内電極を設ける。下部基板は、図の左側に示され、上部基板は、図の右側に示される。
【００３６】
下部基板３２は、列電極３４のアレイを有し、交互の列電極が、異なるドライバ回路に接続し、ドライバ回路３６をディスプレイの上部に、ドライバ回路３８をディスプレイの下部に接続する。列電極の隣接する対は、ピクセルの各々の列である。
【００３７】
上部基板４０は、行電極４２のアレイを有し、交互の行電極が、異なるドライバ回路に接続し、ドライバ回路４４をディスプレイの左に、ドライバ回路４６をディスプレイの右に接続する。行電極の隣接する対は、ピクセルの各々の行である。
【００３８】
一方又は両方の基板において、２つのドライバの１つは、ドライバと関連付けられた１より多くの列電極又は行電極を同時に駆動し、オプションとして、ドライバと関連付けられた全ての列電極又は行電極を駆動しても良い。同等の状況が、関連付けられるドライバに電極を取り付ける前に、１より多くの列電極又は行電極に電気的に接続することにより実現されても良い。オプションとして、列電極又は行電極の全てが、関連付けられたドライバに電極を取り付ける前に、電気的に接続されても良い。すべての場合において、ドライバ電子装置コストの低減が実現される。
【００３９】
ピクセル領域が、４８として示され、該ピクセル領域が、各々の基板から２つ、４つの電極の線により境界を区切られる。
【００４０】
このレイアウトは、いかなるクロスオーバー構造を必要とせず、４電極面内スイッチングパッシブマトリクスピクセルを提供する。２つの電極アレイが、基板の各々に備えられ、基板の反対側に対して、電極の出力部を備える。このように、各々の基板における２つの電極アレイは、クロスオーバーの必要なくパターニングされ得る。
【００４１】
ディスプレイは、ディスプレイの４つの側への出力が存在するように、２つの基板を結合することにより完成される。この構成において、ピクセルは、どちらの基板にもいかなるクロスオーバーを必要とせずに、ピクセル毎に４つの電極を備えて作られ得る。このことは、特に装置がロールツーロール製造方法で作られる場合、構造の製造を簡素化する。しかしながら、２つの基板の正確な相対的位置合わせが必要とされる。１より多くの列又は行電極がともに電気的に接続される場合、電気的な接続部は、ディスプレイ領域の外側に位置されなければならず、いかなる他の行とも共有されない少なくとも１つの行方向電極、及び／又はいかなる他の列とも共有されない少なくとも１つの列方向電極を駆動するために使用されるのと反対のディスプレイの側に位置されなければならない。しかしながら、この構成において共通電極出力は、駆動電極が位置される側を含む、ディスプレイ領域の外側の、ディスプレイのいかなる側に送られても良い。再び、この構成において、ピクセルは、どちらの基板上にもいかなるクロスオーバー構造も必要とせず、ピクセル毎に４つの電極とともに生成され得る。
【００４２】
図４の例において、４電極面内スイッチングパッシブマトリクスピクセル構成は、上部金属層における２つの電極アレイ４２から、下部層における２つの電極アレイ３４を孤立させるために、単一のクロスオーバー層を備える。図４は、概略的な形態で、本発明の全体のディスプレイ装置の一例を示す。
【００４３】
この構成は、２つの層を使用し、図３における別個の基板上に示されるように、各々の層が電極の２つのアレイを有する。２つの層は、基板上に位置される単一のクロスオーバー層パターンにより分離される。層の各々は、再び基板の反対側への、電極の出力部を使用する。このように各々の層の２つの電極アレイは、この層内にクロスオーバーを必要とせずに実現され得る。電極の２つの層は、ディスプレイの４つの側全てへの出力部が存在するように、相互に構成される。再び、１より多くの列又は行電極が互いに電気的に接続される場合、電気接続部は、いかなる他の行とも共有されない少なくとも１つの行方向電極及び／又はいかなる他の列とも共有されない少なくとも１つの列方向電極を駆動させるために使用される側と反対のディスプレイの側、及びディスプレイ領域の外側に位置されなければならない。しかしながら、この構成において、共通の電極出力が、駆動電極の位置される側を含む、ディスプレイの外側の、ディスプレイのいかなる側に送られても良い。再び、この構成において、ピクセルは、各々の層内にいかなるクロスオーバー構造も必要なく、ピクセル毎に４つの電極とともに生成され得る。
【００４４】
ディスプレイは、電極パターンなしで第２基板を設けることにより完成される。この構成において、ピクセルは、１つの基板上に単一のクロスオーバー構造のみを必要とし、ピクセル毎に４つの電極を備えて再び作られ得る。こうすることは、２つの基板の正確な位置合わせの必要を避ける。
【００４５】
上述のように、４つのピクセル電極を設けることは、改善されたピクセル設計が実現されることを可能にする。
【００４６】
図５は、付加的な４番目の電極が共通の遮蔽電極として使用される、ピクセル毎の４つの電極を使用する一例を示す。
【００４７】
図５のレイアウトは、図２Ａのものと同様である。しかしながら、ここで列電極５０の第１アレイは、遮蔽電極として振る舞い、共通リザーバ電極は、一連の行電極５２として設けられる。したがって、各々のピクセルは、列遮蔽電極５０、ピクセル電極２６に接続する列データ電極５４、行リザーバ電極５２、及び行ゲート電極５６を有する。２つの行電極アレイ５２，５６は、第２基板上にあるか、又は代替として、第２金属層としてクロスオーバー構造により分離され得る。
【００４８】
したがって、この構成は、クロスオーバーなしの２つの基板上か、又は単一のクロスオーバー層を備える１つの基板上に設けられ得る。付加的な遮蔽電極５０は、１つのピクセルから隣接するピクセルへの電場を遮蔽する。したがって、この構成は、図２Ａの構成と比較して、クロストークを低減させる。これらの場は、粒子を意図的でなく移動させ、隣接するピクセルの輝度レベルを変更させることにより、クロストークを生じさせると知られる。図５において、単一の電極としてともに接続される遮蔽電極５０が示される。これは、必須ではないが、単一の遮蔽電圧が、全体のディスプレイに対して必要とされる製造のコスト及び複雑さを節約するという利点を有する。遮蔽電極は、列データ電極が駆動されるであろうディスプレイの反対側において、電気的に接続され、接続領域は、必要に応じてディスプレイ領域の外側に位置される。
【００４９】
代替の実施例において、第４の電極は、付加的なデータ電極として使用され得、この原理を使用する構成は、図６において示される。
【００５０】
図６のレイアウトは、図２Ａのものと同様である。しかしながら、ここで列電極６０の第１アレイは、付加的なデータ電極として振る舞い、共通のリザーバ電極が、図５の例のように、一連の行電極５２として設けられる。したがって、各々のピクセルは、列データ電極６０、前記ピクセル電極２６に接続する列データ電極５４、行リザーバ電極５２、及び行ゲート電極５６を有する。
【００５１】
図５の例に関して、２つの行電極アレイ５２，５６は、第２基板上に存在し得るか、又は代替として第２金属層としてクロスオーバー構造により分離される。付加的なデータ電極６０の目的は、異なる電場の分布を導入することにより、リザーバから可視ピクセル領域に粒子を速く移動させるか、又は代替として、可視ピクセル領域において、粒子のより一様な分散を実現することにより、可視ピクセル領域への粒子の運動を向上させることである。
【００５２】
図６において、独立して制御可能な付加データ電極が、ピクセルの各々の列に対して設けられる。付加的なデータ電極がともに接続され得るとき、このことは必須ではない。しかしながら、これは、ピクセルの各々において、ピクセルにより実現される光学状態を考慮して、最適な粒子運動が実現され得るという利点を有する。
【００５３】
本発明のレイアウトは、最小の数のクロスオーバーを使用して、最大の数のピクセル電極を提供する。ディスプレイの４つの側全てに対して、列と行との間の電気的接続及び／又は接触を利用することによって、２つの基板の各々に２つのピクセル電極を位置させることにより、クロスオーバーなしで４電極ピクセル設計を実現するか、又は２つの基板の１つに４つのピクセル電極全てを位置させることにより、単一のクロスオーバー層のみを備える４電極ピクセル設計を実現することができる。
【００５４】
電気泳動ディスプレイシステムは、例えば、情報標識、公共の交通標識、広告ポスター、価格ラベル、ビルボード等の形態で、情報が表示され得る様々な用途の基礎を形成することができる。更に、特に表面が紙のような外観を必要とする場合、パターン又は色が変化する壁紙のような、変化する非情報表面が必要とされるところに、使用されてもよい。
【００５５】
ピクセルの物理的な設計は、当業者に知られているので、より詳細に説明されない。
【００５６】
様々な変形は、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、既知のパッシブマトリクスディスプレイレイアウトを示す。
【図２Ａ】図２Ａは、可能な面内スイッチングピクセルレイアウトの例を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、可能な面内スイッチングピクセルレイアウトの例を示す。
【図３】図３は、本発明の装置のためのピクセル構造の第１の例を、概略的な形態で示す。
【図４】図４は、ピクセル構造の第２の例を使用して、本発明のディスプレイ装置を概略的な形態で示す。
【図５】図５は、本発明のピクセルレイアウトの第１の例をより詳細に示す。
【図６】図６は、本発明のピクセルレイアウトの第２の例をより詳細に示す。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2009511979.tif 000009
【国際調査報告】
2009511979.tif 000010
2009511979.tif 000011
2009511979.tif 000012