(57)【要約】懸濁粒子装置（ＳＰＤ）４は、粒子懸濁１０ａ、１０ｂを収容するための少なくとも１つのコンパートメントと、粒子懸濁１０ａ、１０ｂに第１電界を印加するための手段と、粒子懸濁１０ａ、１０ｂに第２電界を印加するための手段とを有し、第１電界及び第２電界は異なる電界方向を有する。複数の画素は複数のコンパートメントであって、それらのコンパートメントの各々は、不均一な第２電界を印加するための手段が備えられているコンパートメントにおける粒子懸濁１０の領域及び／又は個別の粒子懸濁１０ａ、１０ｂを収容する、コンパートメントにより規定される（図１１）。各々の画素は、透過性状態、反射性状態若しくは中間段階又は“階調値”に調節されることが可能であり、それ故、ＳＰＤ４はイメージング又はテキストを表示するために用いられることが可能である。ＳＰＤ４は、１つ又はそれ以上の画素に適切な電界を印加することにより画素を同じ状態にすることによってリセットされることが可能である。
2007506151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子懸濁を収容するための少なくとも１つのコンパートメント；
前記粒子懸濁に第１電界を印加するための手段であって、前記第１電界は第１電界方向を有するようになっている、手段；及び
前記粒子懸濁に第２電界を印加するための手段であって、前記第２電界は前記第１電界方向と異なる第２電界方向を有するようになっている、手段；
を有することを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項２】
請求項１に記載の懸濁粒子装置であって、前記第１電界方向及び前記第２電界方向は互いに直交している、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の懸濁粒子装置であって、複数のコンポートメントを規定するために複数のスペーサを有する、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項４】
請求項３に記載の懸濁粒子装置であって、前記粒子懸濁に前記の第２電界を印加するための手段は前記スペーサにより与えられる、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項５】
請求項３に記載の懸濁粒子装置であって、前記粒子懸濁に第２電界を印加するための前記手段は前記スペーサにおいて備えられている、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項６】
請求項３に記載の懸濁粒子装置であって、前記粒子懸濁に第２電界を印加するための前記手段は前記スペーサにおいて位置付けられている、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項７】
請求項６に記載の懸濁粒子装置であって、第２電界を印加するための前記手段は前記粒子懸濁に不均一な電界を印加するように備えられている、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れ一項に記載の懸濁粒子装置であって、１つ又はそれ以上の電界が少なくとも１つの粒子懸濁について独立して選択された粒子懸濁に印加されることが可能であるようになっている複数のコンパートメントを有する、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の懸濁粒子装置であって、アクティブマトリクスを更に有する、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れ一項に記載の懸濁粒子装置であって、１つ又はそれ以上の粒子懸濁に第１電界及び第２電界を同時に印加するようになっている、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れ一項に記載の懸濁粒子装置であって、１つ又はそれ以上の粒子懸濁の透過率及び反射率特性は階調値に対して調節される、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の懸濁粒子装置であって、駆動スキームに従って１つ又はそれ以上の粒子懸濁に順に第１電界及び第２電界を印加するようになっている、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れ一項に記載の懸濁粒子装置であって、前記第１電界及び前記第２電界の少なくとも１つは交流電界である、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れ一項に記載の懸濁粒子装置であって、前記第１電界及び前記第２電界の少なくとも１つは直流電界である、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れ一項に記載の懸濁粒子装置であって、前記第１電界及び前記第２電界の少なくとも１つは均一な電界である、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５の何れ一項に記載の懸濁粒子装置であって、前記第１電界及び前記第２電界の少なくとも１つは不均一な電界である、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項１７】
透明プレート；
基板；及び
複数のスペーサ；
を有する懸濁粒子装置であって；
前記スペーサは複数の画素を規定する；
ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の懸濁粒子装置であって、１つ又はそれ以上の前記画素は、透明プレート、基板及びスペーサにより規定されるコンパートメントであり、該コンパートメントは粒子懸濁を収容するように備えられている、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項１９】
請求項１７又は１８に記載の懸濁粒子装置であって、前記複数のスペーサはコンパートメントに電界を印加するための手段を有する、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の懸濁粒子装置であって、前記画素の１つ又はそれ以上は粒子懸濁を収容するように備えられているコンパートメントにおける領域により規定され、前記スペーサは、第１領域に所定の電界方向を有する第１電界と少なくとも１つの他の領域に同じ電界方向を有する第２電界とを同時に印加するための手段を有する、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項２１】
請求項１９又は２０に記載の懸濁粒子装置であって、前記の電界を印加するための手段はスペーサ内に備えられている、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項２２】
請求項１９又は２０に記載の懸濁粒子装置であって、前記の電界を印加するための手段はスペーサのそばに備えられている、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項２３】
請求項１９又は２０に記載の懸濁粒子装置であって、前記の電界を印加するための手段はスペーサにおいて備えられている、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項２４】
請求項１７乃至２３の何れ一項に記載の懸濁粒子装置であって、１つ又はそれ以上の電界が少なくとも１つの他の画素について独立して選択された画素に印加されることが可能である、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項２５】
請求項２０乃至２４の何れ一項に記載の懸濁粒子装置であって、前記画素をアドレス指定するためのアクティブマトリクスを更に有する、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項２６】
請求項１７乃至２５の何れ一項に記載の懸濁粒子装置であって、１つ又はそれ以上の画素に第１電界及び第２電界を同時に印加するようになっている、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項２７】
請求項１７乃至２６の何れ一項に記載の懸濁粒子装置であって、画素の透過率及び反射率特性は階調値に対して調節されるようになっている、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項２８】
請求項２７に記載の懸濁粒子装置であって、駆動スキームに従って１つ又はそれ以上の画素に第１電界及び第２電界を印加するようになっている、ことを特徴とする懸濁粒子装置。
【請求項２９】
請求項１乃至２８の何れ一項に記載の懸濁粒子装置を有することを特徴とする半透過反射器。
【請求項３０】
半透過反射ディスプレイであって：
ディスプレイ装置；及び
請求項２９に記載の半透過反射器；
を有することを特徴とする半透過反射ディスプレイ。
【請求項３１】
粒子懸濁を有する懸濁粒子装置を操作する方法であって：
粒子の配向を制御するように第１電界方向を有する第１電界を粒子懸濁に印加する段階；及び
前記第１電界方向と異なる第２電界方向を有する第２電界を前記粒子懸濁に印加することにより前記懸濁粒子装置をリセットする段階；
を有することを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項３１に記載の方法であって、前記懸濁粒子装置は、別個の粒子懸濁の形の複数の画素を有し、前記第１電界及び前記第２電界の少なくとも一が１つ又はそれ以上の選択された粒子懸濁のみに印加される、ことを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項３１又は３２に記載の方法であって、前記懸濁粒子装置は粒子懸濁の領域の形で複数の画素を有する、ことを特徴とする方法。
【請求項３４】
画像を表示するための方法であって：
懸濁粒子装置における複数の画素の少なくとも１つの透過率及び反射率特性を調節する段階であって、前記少なくとも１つの画素は少なくとも１つの他の画素について独立して調節される、段階；
を有する、ことを特徴とする方法。
【請求項３５】
請求項３４に記載の方法であって、前記複数の画素の１つ又はそれ以上は離散的粒子懸濁である、ことを特徴とする方法。
【請求項３６】
請求項３４又は３５に記載の方法であって、前記複数の画素の１つ又はそれ以上は粒子懸濁を収容するコンパートメントにおける領域である、ことを特徴とする方法。
【請求項３７】
請求項３５又は３６に記載の方法であって、前記の調節する段階は：
１つ又はそれ以上の画素に１つ又はそれ以上の電界を印加する手順；
を有する、ことを特徴とする方法。
【請求項３８】
請求項３７に記載の方法であって、複数の電界が前記画素に同時に印加される、ことを特徴とする方法。
【請求項３９】
請求項３７に記載の方法であって、複数の電界が駆動スキームに従って順に画素に印加される、ことを特徴とする方法。
【請求項４０】
請求項３４乃至３９の何れ一項に記載の方法であって：
少なくとも１つの画素を調節することにより前記懸濁粒子装置をリセットする段階であって、それ故、前記画素の前記透過率及び反射率特性は前記懸濁粒子装置において一定である、段階；
を有する、ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、懸濁粒子装置の形態をとる電気光学セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
懸濁粒子装置（ＳＰＤ）は、光及び熱エネルギー透過率の制御を必要とするアプリケーションにおける光シャッタ又はライトバルブとして用いられる。例えば、ＳＰＤは、光レベルの急増に対して保護するためにディスプレイ装置、建築物の窓及び屋根並びに人工衛星において、又撮影機器におけるシャッタとして用いられてきた。
【０００３】
そのようなライトバルブの動作について、ここで、図１及び２を参照して説明する。懸濁粒子装置１は、懸濁流体中の多数の等軸晶でない無機粒子であって、以下、粒子懸濁２という、無機粒子を有する。外部からの介在なしには、粒子配向は無秩序である。即ち、粒子は、ブラウン運動のために時間の経過と共に変わる無秩序な配向を有する。それ故、ライトバルブに入射する光３は、図１に示すように、粒子による散乱及び／又は反射のために遮断される。
【０００４】
粒子の配向は、図２に示すように、粒子懸濁に電界を印加することにより制御される。電界は粒子の双極子を誘起する。システムのエネルギーを最小化するために、粒子は電界線に対して平行な方向に粒子自体を配向させる。電界の印加に従って粒子が粒子自体を配向させるために必要な時間を、以下、応答時間という。
【０００５】
図２の例において、実質的に一様な再配向は粒子懸濁２の透過率を増加させ、それ故、透過する入射光の割合は増加する。電界は、粒子懸濁２の飽和電位に等しいか又はそれより大きく、その飽和電位は、粒子懸濁内の粒子が電界により十分に配向するようになり、それ故、粒子懸濁２の透過率は最大化するために必要な最小電圧と定義される。
【０００６】
電界が除去されるとき、粒子は、ブラウン運動により、図１に示す無秩序状態に徐々に戻り、それにより、ライトバルブを閉状態にする。秩序だった粒子配向のために必要な時間の期間、この例における、粒子懸濁の透過率が著しく減衰するために必要な時間の期間を、以下、緩和時間という。
【０００７】
特定のアプリケーションに対する適合性を制限する、ＳＰＤに関連する不利点が存在する。例えば、緩和時間は、光学特性の急激な変化を必要とするアプリケーションに対しては長過ぎる。図３は、アルミニウム粒子の懸濁の応答及び緩和時間を示す実験データのグラフである。時間ｔ＝１００ｓｅｃにおいて、電圧Ｖ１が図２に示すように印加され、粒子懸濁は透過性になる。そのグラフは、印加電圧に応じた粒子の再配向が約６０秒の時間内に実質的に終了することを示している。時間ｔ＝１１００秒において、電界は除去される。そのグラフは、約１０００秒の時間の期間の経過後に、透過率が最大値の約２５％に減衰することを示している。しかしながら、特定のＳＰＤにおける適切な応答時間及び緩和時間は、粒子及び懸濁流体の特性、印加される電圧、粒子懸濁のボリューム及び用いられる駆動スキームに依存し、ここで、駆動スキームは時間の関数として粒子懸濁に印加される電圧を規定する。
【０００８】
他の短所は、ＳＰＤが使用されるときの粒子の凝結に関連している。ＳＰＤ内の粒子の何れの凝集が、電界が除去されたときでさえ、残留する傾向にある。これは、粒子懸濁２における不均一性を増大させ、ライトバルブが閉状態にされるときに粒子懸濁２の光学濃度を又、減少させることとなる。それ故、ライトバルブの光学特性の均一性は悪影響を受ける。
【０００９】
それらの問題点を克服するＳＰＤについては、米国特許第３，７０８，２１９号明細書に記載されている。このような先行技術のＳＰＤは、ライトバルブ内の粒子懸濁を循環させるための手段を有する。粒子懸濁を流れるようにすることにより、凝集及び凝結を減少させることができる。一実施形態においては、流体は、互いに垂直である流れ方向を有する２つのセルを介して循環する。各々のセルは、セルの閉状態の間に偏光板として作用し、見かけの緩和時間を減少させる。しかしながら、それらの構成は、ライトバルブへの導入口及び導出口と共にポンプを有する必要があり、特定の装置に使用するには大き過ぎる複雑なＳＰＤを結果的にもたらす。
【特許文献１】米国特許第３，７０８，２１９号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１特徴に従って、懸濁粒子装置は、粒子懸濁を収容するための少なくとも１つのコンパートメントと、第１電界が第１電界方向を有するように構成される粒子懸濁に第１電界を印加するための手段と、前記第１電界方向と異なる第２電界方向を第２電界が有するように構成される粒子懸濁に第２電界を印加するための手段とを有する。
【００１１】
この特徴は又、ＳＰＤにより構成される半透過反射器と、そのような半透過反射器を有する半透過反射ディスプレイとを提供する。
【００１２】
ＳＰＤは、粒子配向が、２つ又はそれ以上の電界であって、各々は異なる電界方向を有する電界を用いて制御されるようになっている。粒子懸濁が電界に応じるために必要な時間は、粒子減衰の光学特性が粒子のブラウン運動により減衰するために必要な時間より一般に非常に短いため、これは、コンパートメント内の電界の方向を変えることにより粒子懸濁の光学特性がすぐに変化されることを可能にする。例えば、第１電界の印加を受けて、懸濁粒子装置が透過性状態にある場合、ＳＰＤは第２電界を印加することによりすぐに“閉状態”になる。それ故、その装置の有効な緩和時間は短縮され、凝集の影響は低減される。
【００１３】
好適には、それらの第１電界の方向及び第２電界の方向は互いに直交している。
【００１４】
ＳＰＤは、複数のコンパートメントを規定するための複数のスペーサを有することが可能である。それらのコンパートメントは、それ故、複数の個別の粒子懸濁を収容することが可能である。各々の粒子懸濁は制限されたボリュームに限定されているため、粒子の凝結によりもたらされる不均一性はそのコンパートメントに限定され、残りのＳＰＤの光学特性に影響を及ぼさない。そのようなＳＰＤにおいて第２電界を印加するための手段は、スペーサにより、スペーサ内に又はスペーサ上に備えられることが可能である。
【００１５】
ＳＰＤは、不均一な電界が粒子懸濁に印加されることが可能であるように備えられることが可能である。例えば、粒子懸濁は、第１電界方向及び／又は第２電界方向を有する電界を印加するための複数の手段を備えるコンパートメントに収容されることが可能である。コンパートメントは複数の領域を有することが可能であり、そのコンパートメントにおいて、各々の領域は、前記電界方法を有する電界を印加するために個別の手段を用いて制御される。そのような場合、ＳＰＤは、不均一な電界の影響下に置かれることが可能である１つ又はそれ以上のコンパートメントを有することが可能である。
【００１６】
コンパートメント内の複数の領域又は複数の個別の粒子懸濁の両者の一を有するＳＰＤは、そのコンパートメント及び／又は領域により規定される複数の画素を有するように考慮されることが可能である。用語“画素”は、以下、上記のコンパートメントの領域内の粒子懸濁又はコンパートメント内の粒子懸濁を表すとして用いられる。
【００１７】
複数の画素を有するＳＰＤは、１つ又はそれ以上の電界が少なくとも１つの他の画素における、画素の１つに独立して印加されるように、備えられることが可能である。このことは、画素の１つ又はそれ以上の光学特性が少なくとも１つの他の画素に独立して調節されることを可能にし、例えば、ＳＰＤにおいて画像を表示するために用いられる。そのようなＳＰＤは、画素をアドレス指定するためのアクティブマトリクスを更に有することが可能である。
【００１８】
必要に応じて、アクティブマトリクスを有する第１電界及び第２電界を印加するための手段は、中間値又は階調値に対して画素の透過率及び反射率特性を適合させることを可能にする。例えば、階調値は画素に１つ又はそれ以上の電界を印加することにより達成され、その画素においては、印加電圧は粒子懸濁の維持電位より低い。階調値に画素を調節する他の方法は、適切な駆動スキームに従って一連のパルスの形で第１及び第２電界を１つ又はそれ以上の画素に印加する段階を有する。
【００１９】
電界は交流又は直流であることが可能であり、均一性又は不均一性であることが可能である。
【００２０】
本発明の第２特徴に従って、懸濁粒子装置は、透明プレートと、基板と、複数のスペーサとを有し、前記プレート、基板及びスペーサは複数の画素を規定する。１つ又はそれ以上の画素はプレート、基板及びスペーサにより規定される閉じたコンパートメントであることが可能であり、それらのコンパートメントは粒子懸濁を収容するように備えられる。
【００２１】
代替として又は付加的に、１つ又はそれ以上の画素は粒子懸濁を収容するように備えられたコンパートメント内の領域により規定されることが可能であり、ＳＰＤは、第１領域の方への所定の第１の電界方向を有する第１電界と少なくとも１つの他の電界方向への同じ電界方向を有する第２電界とを同時に印加するための手段を有する。
【００２２】
ＳＰＤにおいて、各々の粒子懸濁はコンパートメントに制限されている。それ故、粒子の凝結によりもたらされる何れの不均一性は又、そのコンパートメントに限定され、残りのＳＰＤの光学特性に影響を及ぼさない。
【００２３】
好適には、複数のスペーサは画素に電界を印加するための手段を有する。それらの手段は、スペーサ内、スペーサ上に備えられ、又はスペーサにより成ることが可能である。
【００２４】
ＳＰＤは、１つ又はそれ以上の電界が少なくとも１つの他の画素の個別に独立した画素に印加されるように、更に備えられることが可能である。これにより、反射率及び等化リスのような光学特性が画素間で変化することを可能にし、ＳＰＤにおいて画像を表示するために用いられることが可能である。
【００２５】
そのようなＳＰＤは、コンパートメントをアドレス指定するためのアクティブマトリクスを更に有することが可能である。
【００２６】
必要に応じて、アクティブマトリクスを有する画素に電界を印加するための何れの手段は、中間値又は階調値に対して画素の透過率及び反射率特性を調節することを可能にする。例えば、階調値は、所定の駆動スキームに従って一連のパルスの形で１つ又はそれ以上の画素に対して異なる電界方向を有する２つ又はそれ以上の電界を印加することにより達成される。付加的に又は代替として、階調値は又、粒子懸濁の飽和電位より低い画素に１つ又はそれ以上の電圧を印加することにより達成されること可能である。
【００２７】
電界は交流又は直流であることが可能であり、均一性又は不均一性であることが可能である。
【００２８】
この特徴は又、ＳＰＤを有する半透過反射器及びそのような半透過反射器を有する半透過反射ディスプレイを提供する。
【００２９】
本発明の第３特徴に従って、粒子懸濁を有する懸濁粒子装置を作動させる方法は、粒子の配向を制御するように第１電界方向を有する第１電界を粒子懸濁に印加する段階と、第１電界方向と異なる第２電界方向を有する第２電界を粒子懸濁に印加することにより懸濁粒子装置を再設定する段階とを有する。
【００３０】
ＳＰＤは、不均一は電界の影響下に置かれる粒子懸濁の領域及び／又は個別の粒子懸濁を収容するコンパートメントにより規定される複数の画素を有することが可能であり、その場合、それらの領域の少なくとも２つは同じ電界方向を有する異なる電界の影響下に同時に置かれる。このことは、ＳＰＤが画像を表示するために用いられることを可能にする。画素は、ＳＰＤにおいて均一なコントラストを与えるように、画像が表示される又は変化される前に、好適にリセットされる。このことは、画素における粒子を同じ配向にすることにより達成される。例えば、これは、各々の画素が透過性状態にあることを確実にすることを伴うことが可能である。これは、それらの画素を透過性状態にするように少なくともそれらの画素が反射性状態又は中間状態に調節される適切な電圧を印加することにより達成される。
【００３１】
複数の画素が、個別の粒子懸濁を有するセル及び／又は複数の領域に分割される１つ又はそれ以上のセルを有する場合、１つ又はそれ以上の領域が少なくとも１つの他の領域について独立して調節されることが可能である場合、ＳＰＤは、前記第１及び第１電界の少なくとも１つが１つ又はそれ以上の選択された粒子懸濁又は領域のみに対して前記第１及び第２電界の少なくとも１つが印加されるように構成されることが可能である。それ故、第１及び／又は第２電界は、少なくとも１つの他の粒子懸濁又はＳＰＤにおける領域の光学特性に影響を及ぼすことなく、特定の粒子懸濁又は領域に印加されることが可能である。
【００３２】
本発明の第４特徴に従って、画像を表示する方法は、懸濁粒子装置における複数の画素の少なくとも１つの透過率及び反射率特性を調節する段階を有し、前記の少なくとも１つの粒子懸濁は少なくとも１つのだの画素について独立して調節される。
【００３３】
前記画素の１つ又はそれ以上は離散した粒子懸濁であることが可能である。代替として又は付加的に、前記画素の１つ又はそれ以上が粒子懸濁を収容するコンパートメント内の領域であることが可能である。
【００３４】
好適には、その調節する段階は、前記粒子懸濁に１つ又はそれ以上の電界を印加する手順を有する。それらの電界は、中間値又は階調値に粒子懸濁の透過率及び反射率を調節するように印加されることが可能である。
【００３５】
その調節する段階は、粒子懸濁に複数の電界を同時に印加する手順を有することが可能である。
【００３６】
その調節する段階は、適切な駆動スキームに従って、粒子懸濁に順に複数の電界を印加する手順を有することが可能である。
【００３７】
上記方法は、粒子配向に平行でない電界方向を有する電界を粒子懸濁に印加することにより懸濁粒子装置における１つ又はそれ以上の画素をリセットする段階を更に有することが可能である。
【００３８】
本発明の実施形態について、以下、添付図面に関連して詳述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
図４は、本発明の第１実施形態に従ったＳＰＤ４の一部を示している。ＳＰＤ４は、ガラスのような絶縁性透明材料から成るプレート５及び基板６を有する。この実施例においては、プレート５及び基板６の厚さは約７００μｍである。プレート５及び基板６の両方は、電極７、８を形成するＣＶＤ又はスパッタ析出法等のプロセスを用いて、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の導電性材料の層をコーティングされる。
【００４０】
スペーサ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄはプレート５と基板６との間に一定の隙間を維持するために備えられている。プレート５、基板６及びスペーサ９ａ乃至９ｄはセルの二次元アレイを規定し、それらのセルの各々は粒子懸濁１０ａ、１０ｂ、１０ｃを有する。
【００４１】
比較的大きいキャビティにおける単一の粒子懸濁でなく、数多くの複数の粒子懸濁１０ａ乃至１０ｃを用いることにより限定されたボリュームに対して粒子の何れの凝結を限定し、それ故、残りのＳＰＤ４の光学特性は影響されない。何れの結果としてもたらされる不均一性は、凝結が起こった特定のセルに限定される。
【００４２】
この実施例においては、プレート５と基板６との間の隙間は２００μｍであり、セルの幅、即ち、隣接するスペーサ９ａ乃至９ｄの間の間隔は又、２００μｍである。しかしながら、ＳＰＤ４は、２０乃至８００μｍの範囲内の他の隙間の大きさ及びセルの幅を有するように構成されることが可能である。更に、隙間の大きさ及びセル幅が互いに一致することは必ずしも必要ない。
【００４３】
各々の粒子懸濁１０ａ乃至１０ｃは絶縁性流体において懸濁された複数の異方反射性粒子を有する。適切な粒子の例としては、銀、アルミニウム又はクロムの小板、雲母粒子若しくは無機チタン化合物の粒子等がある。粒子の物理的寸法は次の用である。それらの長さは１乃至５０μｍのオーダーであり、それらの厚さは５乃至３００ｎｍの範囲内出ある。この特定の実施例においては、粒子は、典型的な１０μｍの長さと３０ｎｍの厚さを有する。
【００４４】
適切な懸濁流体の例としては、懸濁流体は、粒子のブラウン運動を可能にし、沈降を回避する粘性を有する液体オルガノシロキサンポリマー又はブチルアセテートがある。
【００４５】
スペーサ９ａ乃至９ｄは、電極１１ａ乃至１１ｃ、１２ａ乃至１２ｃを形成するように、例えば、ＣＶＤ又はスパッタ堆積法により、ＩＴＯ層をコーティングされる。各々のスペーサ９ａ乃至９ｄにおける電極１１ａ乃至１１ｃ、１２ａ乃至１２ｃは、ショートを回避するために、薄いＳｉＯ２パッシベーション層１３ａ、１３ｂによりプレート５と基板６における電極７、８から分離される。パッシベーション層１３ａ、１３ｂは部分に分割され、それらの部分はシェーディングを用いて図４に示している。パッシベーション層１３ａ、１３ｂは、それらのパッシベーション層を横断して形成される各々の電極７、８と粒子懸濁１０ａ、１０ｂ、１０ｃとの間の電位降下を回避するようにプレート５及び基板６の全体の領域をカバーしていない。
【００４６】
電極７、８、１１ａ乃至１１ｃ、１２ａ乃至１２ｃは、粒子懸濁１０ａ、１０ｂ、１０ｃに１つ又はそれ以上の電界を印加するために用いられる。電位降下は各々の電極７、８とスペーサ電極１１ａ乃至１１ｃ、１２ａ乃至１２ｃとの間のパッシベーション層部分１３ａ、１３ｂに存在するが、これは、粒子懸濁１０ａ、１０ｂ、１０ｃに電圧を印加するとき及び／又はＳＰＤ４に対して駆動スキームを構成するときに考慮される。
【００４７】
この特定の実施例においたは、ＳＰＤ４は制御ユニット１６に接続されている。ＳＰＤ４が光感応性アプリケーションにおいて用いられるようになっている場合、制御ユニット１６は、フォトダイオード１７のような光センサからデータを受け取るように備えられることが可能であり、そのフォトダイオードはＳＰＤ４の近傍の環境光のレベルを検出する。制御ユニット１６は、フォトダイオード１７により検出される光レベルに基づいて粒子懸濁１０ａ乃至１０ｃについての好ましい反射性状態又は透過性状態を決定することが可能であり、必要に応じて、適切な電圧Ｖ１、Ｖ２を印加する。
【００４８】
図３においては、スイッチ１４、１５ａ乃至１５ｃは開状態であり、それ故、粒子懸濁１０ａ乃至１０ｃに印加される電界は存在しない。粒子は、ブラウン運動のために時間の経過と共に変化する無秩序方位を有する。粒子懸濁１０ａ乃至１０ｃは、それらのそれぞれの粒子濃度に応じて、半透明又は不透明である。それ故、ＳＰＤ４は、何れの入射光のほんの僅かな部分を透過し、残りの部分を反射する。
【００４９】
ＳＰＤ４は、次のように、透過性状態に切り換えられることが可能である。図５は、粒子懸濁１０ａの飽和電位に等しいか又はそれを上回るだい１電圧Ｖ１が制御ユニット１６により電極７、８に印加されるときのＳＰＤ４内のセルを示している。これは、電界線がプレート５及び基板６に対して垂直であるように方向付けられた均一な電界を結果としてもたらす。双極子が粒子に誘起される。系のエネルギーを最小化するために、粒子は、図示されているような電界線に平行であるように、粒子自体を配向させる。これは、粒子懸濁１０ａの透過率を増加させる。この実施例においては、電圧Ｖ１は交流電圧であるが、類似する効果は、それに代えて、直流電圧を印加することにより達成されることが可能である。
【００５０】
ＳＰＤ４は、反射性状態に切り換えられることが可能である。図５は、飽和電位に等しいか又はそれを上回る第２電圧Ｖ２がプレート５及び基板６に平行である均一な電界を生成する電極１１ａ及び１２ａに印加されるときのＳＰＤ４の１つのセルを示している。反射性粒子は、粒子懸濁１０ａの反射率を増加させる電界に対して平行であるように、それら反射粒子自体を配向させる。大きい入射光の割合が、それ故、反射性粒子により反射される。この実施例においては、第２電圧Ｖ２は交流電圧であるが、類似の効果は、Ｖ２が直流電圧である場合に達成されることが可能である。
【００５１】
粒子懸濁１０ａの反射率は、電極１１ａ、１２ａに同時に印加される第２電圧Ｖ２に加えて、電極７、８に第１直流電圧Ｖ１を印加することにより更に増加され、ここでは、第１及び第２電圧Ｖ１、Ｖ２は飽和電位を上回っている。第２電圧Ｖ２は交流電圧又は直流電圧であることが可能である。このシナリオについて、図７に示している。反射性粒子はプレート５の方に引き寄せられ、粒子懸濁１０ａに特に高い反射率を与えるそのプレートの近傍でクラスタになる。反射性粒子が基板の方に引き寄せられる第２の反射率が増加する状態が、類似する方式で達成されることが可能である。
【００５２】
この方式において、粒子懸濁１０ａの光学特性は電圧Ｖ１、Ｖ２を用いて制御される。
【００５３】
上記のように、従来のＳＰＤに関連する緩和時間は、ライトバルブの高速閉状態が必要とされるアプリケーションに対するそれらの適合性を制限する。このような短所を克服するための方法について、以下、説明する。図５に示すように、ＳＰＤ４が透過性状態にあり、スイッチ１４が開状態にあるとき、即ち、プレート５及び基板６に対して垂直な第１電界が取り除かれたとき、粒子配向は、図４に示すように、無秩序状態に緩和され始める。図３に示す例示としての実験データにおけるように、緩和時間は１５分のオーダーであることが可能である。しかしながら、この方式で粒子配向が減衰するようにすることに代えて、プレート５及び基板６に対して平行になる第２電界を印加するように、スイッチ１４の開状態は、スイッチ１５ａの閉状態により後続されることが可能である。粒子は、従って、粒子自体を配向させることにより第２電界に応答する。粒子懸濁の応答時間はその緩和時間より非常に短いため、例えば、図３において、応答時間は約６０秒であるため、粒子懸濁１０ａの透過率は比較的すぐに減少する。これは、粒子配向がブラウン運動のみにより減衰するために必要な時間より非常に短い有効な緩和時間を結果的にもたらす。
【００５４】
ライトバルブの適切な閉状態を与えるように粒子が第２電界と完全に配向するようにすることは必ずしも必要ないため、有効な緩和時間は応答時間に等しいか又はそれより短い。全応答時間に対して電圧Ｖ２が印加されること、即ち、図６に示すように粒子を配向させることは必ずしも必要ない。それ故、スイッチ１５ａが開状態である場合、粒子配向は無秩序状態に徐々に減衰する。
【００５５】
電圧Ｖ１、Ｖ２は、図５及び６に示す値に対して中間の“階調”値に粒子懸濁１０ａの透過率及び反射率を調節するために変化されることが可能であり、それ故、入射光は、粒子懸濁１０ａにより同時に透過され且つ反射される。例えば、階調値は、関連する飽和電位より低い１つ又はそれ以上の電圧Ｖ１又はＶ２を印加することにより達成され、それ故、粒子は、電界の電界方向とそれら粒子自体を完全に配向させるのではない。
【００５６】
代替として、駆動スキームが用いられ、それ故、電圧Ｖ１及びＶ２は一連のパルスとして印加される。この場合、粒子配向は、電圧Ｖ１、Ｖ２に関連する電界方向間で連続的に切り換えられる。達成される階調値は、それらの状態における粒子配向と、粒子懸濁１０ａがそれらの状態の各々にある時間の長さとに依存する。
【００５７】
ＳＰＤ４のセル構造は、粒子懸濁１０ａ乃至１０ｃの透過率及び反射率が互いに独立して調節されることを可能にする。例えば、図８は、粒子懸濁１０ａ、１０ｂを第１電界の影響下に置く、電極７、８に第１電圧Ｖ１が印加されるときのＳＰＤ４を示している。第２電圧Ｖ２がスイッチ１５ａを閉状態にすることにより電極１１ａ、１２ａに印加される一方、スイッチ１５ｂは開状態のまま保たれる。これは、粒子懸濁１０ａが反射状態に切り換えられるようにする一方、粒子懸濁１０ｂは透過性状態にある。
【００５８】
ＳＰＤ４は、それ故、それに応じて、個別の粒子懸濁１０ａ乃至１０ｃの透過率及び反射率を調節することにより画像を表示するように用いられる。図９ａは、塗りつぶしたシェーディングにより示しているように、コンパクトディスクの画像１８が複数のセルを反射状態に切り換えることによりＳＰＤ４により現される実施例を示している。残りのセルは透過性状態に切り換えられている。画像１８は、反射性セルにより環境光の反射によりビューアに認識されることができる。代替として、画像１８は、図９ｂに示すように、関連セルを透過性状態に及び残りのセルを反射性状態に切り換えることにより表示されることが可能である。
【００５９】
画像が表示される又は変化される前に、ＳＰＤ４は、各々の粒子懸濁１０ａ、１０ｂ、１０ｃを同じ状態にすることにより“リセット”される必要がある。この手順は、ＳＰＤ４において実質的に均一なコントラストを伴って画像が表示されることが可能であるように意図されている。例えば、ＳＰＤ４における第１画像の表示は、粒子懸濁１０ａが反射性状態にあり、粒子懸濁１０ｂが階調値に調節されるようになっていて、粒子懸濁１０ｃが透過性状態にあることを必要とする。粒子懸濁１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、透過性状態にするために、粒子懸濁１０ａ、１０ｂ、１０ｃに対して第１電圧Ｖ１を印加することによりリセットされることが可能であり、その第１電圧Ｖ１は交流又は直流であることが可能である。第１電圧Ｖ１は又、粒子の配向を維持するように粒子懸濁１０ｃに印加されることが可能である。リセット手順は又、ＳＰＤ４により表示される画像を“クリアする”ために用いられる。
【００６０】
図１０は、図３乃至８のＳＰＤ４が半透過反射器として用いられるディスプレイ１９を示している。ディスプレイ１９は、この実施例においては液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）であるディスプレイ装置２０と、光源２１とを有する。ＬＣＤ２０は、列マトリクス（選択）電極及び行（アドレス）電極のマトリクス又は薄膜トランジスタのような駆動手段（図示せず）と共に、液晶材料２２と偏光板２３とを有する。そのようなＬＣＤ２０の構造及び動作自体については周知である。
【００６１】
ＳＰＤ４はＬＣＤ２０とライトバルブ２１との間に位置付けられている。透過性状態にあるとき、ＬＣＤ２０のために背面から照明するように、ＳＰＤ４は、光源２１からの光２４がＳＰＤを透過することを可能にする。ＳＰＤ４が反射性状態にあるとき、ＬＣＤ２０は、参照番号１０で一般に示される粒子懸濁により反射される環境光を用いて照明されることが可能である。
【００６２】
ＳＰＤ７が図６に示される反射性状態に切り換えられるとき、ＬＣＤ２０と反射性表面、即ち粒子自体の表面との間の間隔は１ｍｍ以下であることが可能である。これは、広視野角で見るとき、画像の分解能を低減させる。この影響は、反射照明が必要とされるとき、図７に示す、ＳＰＤ７を高い反射率の状態に切り換えることにより緩和される。粒子懸濁１０の反射率を増加させることに加えて、これは、分解能における何れの劣化を低減するように、反射性表面とＬＣセル２０との間の距離を最小化する。
【００６３】
光源２１から出射される光２４は広い角度分布を有することが可能である。しかしながら、配向された粒子は粒子懸濁１０を透過する光をコリメートするように作用し、それ故、その結果としての背面からの照明は比較的狭い角度分布を有する。これは、光２４の非常に大きい割合が粒子により散乱され、無駄にされ得ることを意味する。透過性状態にあるＳＰＤ７の効率は大きい屈折率を有する懸濁液体を用いることにより改善されることが可能であり、それ故、粒子懸濁１０を透過する光２４の割合が増加する。適切な大きい屈折率の懸濁流体の例としてはＦＣ７５がある。ＦＣ７５の屈折率は１．６である一方、ブチルアセテートの屈折率は１．４である。
【００６４】
制御ユニット１６は、フォトダイオード１７からの出力に従って粒子配向を制御することが可能である。例えば、光レベルは所定の閾値より小さい、少ない環境光の状態においては、ＬＣＤ２０は光源２１により背面から照明される。検出される環境光レベルが所定の閾値より大きい場合、粒子懸濁１０は反射性状態に切り換えられることが可能であり、それ故、ＬＣＤ２０は、反射された環境光を用いて照明される。この場合、光源２１は、電力を保持するためにオフに切り換えられることが可能である。制御ユニット１６は、検出された光のレベルが所定範囲内にあるとき、粒子懸濁１０の透過率及び反射率が階調値に対して調節されることが可能であるように、構成されることが可能であり、それ故、ＬＣＤ２０は、透過光２４及び反射光２５の組み合わせを用いて照明される。必要に応じて、ディスプレイ１９は、光源２１の出力を調節するようにされることが可能である。
【００６５】
ディスプレイ１９は、何れの透過光２４及び／又は反射された環境光２５が偏光板２３による透過のための適切な偏光を有することを確実にするように、λ／４板２６を更に有することが可能である。
【００６６】
ディスプレイ１９は、通常の動作モードにおいて、画像がＬＣＤ２０により表示されるようになっている。半透過反射器ディスプレイがスタンバイモードにあるとき、比較的低い解像度の画像が、ＳＰＤ４を用いて、即ち、図９ａ及び９ｂに関連して上記した方法を用いて表示される。
【００６７】
図１１は、本発明の第２実施形態に従ったＳＰＤ２７を示している。この実施形態においては、スペーサ９ａ乃至９ｇは電極の極性を備えている。例えば、スペーサ９ａは３つの電極２８ａ、２８ｂ、２８ｃを備えている一方、対応する電極がスペーサ９ｂにおいて備えられているが、図１１においては示されていない。プレート５、基板６及びスペーサ９ａ、９ｂにより規定されるコンパートメントは、スペーサ９ａ、９ｂにおいて備えられている電極２８ａ、２８ｂ、２８ｃの組を用いて複数の電界の影響下に置かれる複数の領域に有効に副分割される。換言すれば、コンパートメント内の粒子懸濁（図示せず）は、プレート５及び基板６に対して平行である電界方向を有する不均一な電界の影響下に置かれることが可能である。
【００６８】
電極７、８は、同様に分割されることが可能であり、それ故、コンパートメント内に収容されている粒子懸濁の領域は、同じコンパートメント内の１つ又はそれ以上の他の領域について完全に独立して所定の透過率又は反射率に調節されることが可能である。
【００６９】
アクティブマトリクス（図示せず）は、個々の領域の調節を容易にするために、電極２８ａ、２８ｂ、２８ｃ等並びに、必要に応じて、プレート５及び基板６において位置付けられる複数の電極をアドレス指定するように用いられることが可能である。
【００７０】
図３及び１１のＳＰＤ４、２７は、導電性材料１１ａ乃至１１ｃ、１２ａ乃至１２ｃ、２８ａ乃至２８ｃで覆われたリブの形状のスペーサ９ａ乃至９ｄを有する。しかしながら、本発明は、このような特定のスペーサの形を有するＳＰＤに限定されない。他の適切なスペーサを有するＳＰＤの実施例について、図１２乃至１６に示している。それらの図においては、粒子懸濁１０、１０ａ乃至１０ｃ、スイッチ１４、１５ａ乃至１５ｃ、制御ユニット１６、任意の光センサ１７及び電気コネクタは図示されていないが、電極７、８及びスペーサ内、上又は近くに備えられている電極のような導電性材料はシェーディングにより示されている。
【００７１】
図１２に示す本発明の第３実施形態においては、ＳＰＤ２９は導電性リブ３０の形のスペーサを有する。導電性リブを形成するための適切な材料としては、導電性ポリマー材料又は、例えば、銅、ニッケル又はアルミニウム等の金属がある。第１実施形態におけるように、薄いＳｉＯ２パッシベーション層１３ａ、１３ｂが、リブ３０と電極７、８との間の短絡を防止するように備えられている。
【００７２】
各々のリブ３０は単一の電極を構成し、それ故、図３のＳＰＤ４において電極１１ａ乃至１１ｃ、１２ａ乃至１２ｃと同じ方式で電圧Ｖ２の電源に接続されてはいない。図１３は、図１２のＳＰＤ２９におけるセルの１つの行についての展開図である。第１実施形態におけるように、電極７、８は第１電圧Ｖ１を供給する電源に接続されている。ＳＰＤ２９は、隣接するリブ３０が第２電圧Ｖ２の電源の反対側の端子に接続されるように備えられている。即ち、１つのリブが正の端子に接続している場合、その隣接するリブは負の端子に接続され、それが同様に繰り返される。それ故、直列の第２電圧Ｖ２がＳＰＤ２７に印加されるとき、電界の方向はセルからセルへと２つの反対方向の間で変化する。しかしながら、粒子懸濁１０ａ乃至１０ｃの光学特性は粒子の配向に依存するが、その特定な電界方向には依存しないため、この電界方向は結果として得られるセルの反射率に影響しない。
【００７３】
図１３に示す特定の構成においては、セルは個別にアドレス指定可能ではなく、第２電圧Ｖ２は、スイッチ１５が閉状態のとき、全てのリブ３０に印加される。しかしながら、ＳＰＤ２９を修正することは更なるスイッチを有することにより可能であり、それ故、第２電圧Ｖ２は、選択されたリブ３０の対又は群に印加されることが可能である。第２電圧Ｖ２は又、必要に応じて、選択されたリブ３０に連続して印加されることが可能である。
【００７４】
図１４は、本発明の第４実施形態に従ったＳＰＤ３１を示し、そのＳＰＤにおいて、スペーサ３２は導電性層３４で覆われた絶縁性コア３３を有する。この実施例においては、スペーサ３２は、ＣＶＤ又はスパッタリングプロセスを用いてＩＴＯでガラス繊維のコアをコーティングすることにより形成される。上記の実施形態と類似する方法で、導電性層３４は、薄いＳｉＯ２パッシベーション層１３ａ、１３ｂにより電極７、８から分離される。導電層３４は、第３実施形態に関連する図１３に示す類似するスキームを用いて電圧Ｖ２の電源に接続されている。
【００７５】
図１５に示す、本発明の第５実施形態に従ったＳＰＤ３５においては、スペーサ３６は、この実施例においては、金属ワイヤ３７である電極により構成され手入る。電極３７は、例えば、Ｓｉ３Ｎ４又はＳｉＯ２等の絶縁性材料３８でコーティングされている。その絶縁性材料３８は、プレート５及び基板６における電極７、８から電極３７を分離するように作用し、それ故、上記実施形態に含まれている薄いＳｉＯ２パッシベーション層は必要ない。電極３７は、第３実施形態に関連して上記した電極と類似するスキームを用いて電圧Ｖ２の電源に接続されている。
【００７６】
図１６は、本発明の第６実施形態に従ったＳＰＤ３９であって、図３のＳＰＤ７における電極１１ａ乃至１１ｃ、１２ａ乃至１２ｃ及びスペーサ９ａ乃至９ｄに類似する電極１１、１２を担持するスペーサ９を有するＳＰＤを示している。ＳＰＤ３９は、基板６により担持された電極が、ＳＰＤ３９のセルに対応する画素化したアレイを構成する、個別の部分４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄに分割されている点で、上記のＳＰＤと異なっている。電極４０ａ乃至４０ｅはアドレス指定可能であり、アクティブマトリクス構成４１を用いて個別に活性化される。これは、ＳＰＤ３９における残りのセルについて独立して１つ又はそれ以上の選択されたセルに第１電圧Ｖ１が印加されることを可能にしている。
【００７７】
この実施形態は画像化における階調値の使用を容易にする。第１実施形態においては、セルは、第１電圧Ｖ１を全てのセルに印加し、第２電圧Ｖ２を選択的に印加することにより個別に調節された。これは、図８に示すように、セルが透過性状態にあるか又は反射率が増加した反射性状態にあることを意味する。しかしながら、ＳＰＤ３９においては、第１電圧Ｖ１は選択的に印加されるため、セルは、電圧Ｖ１、Ｖ２について適切な値を用いることにより及び／又は適切なタイミングスキームを採用することにより、独立して中間値に調節される。
【００７８】
アクティブマトリクス構成４１は又、アドレス指定するために用いられ、スペーサ９において選択された電極１１、１２に電圧Ｖ２を印加することができる。
【００７９】
このような特定の実施形態においては、画素化電極４０ａ乃至４０ｅは、スペーサ９における電極１１、１２から分離されるように構成されている。それ故、それは基板６における薄いＳｉＯ２パッシベーション層を必要としない。
【００８０】
アクティブマトリクス構成４１を使用することは、図１６に示すスペーサ９のタイプに限定されない。第１乃至第５実施形態に示すスペーサを含む、何れの適切なスペーサの形態を使用することが可能である。
【００８１】
本発明の開示内容を読むことにより、他の変形及び修正が可能であることを当業者は理解するであろう。そのような変形及び修正は、懸濁粒子装置の設計、製造及び使用、半透過反射ディスプレイ及びその構成部分について周知であり、上記の特徴に代えて又はそれらに付加して用いることが可能である等価の他の特徴を有することが可能である。
【００８２】
粒子懸濁１０、１０ａ乃至１０ｃ、プレート５、基板６、電極７、８、１１ａ乃至１１ｅ，１２ａ乃至１２ｅ、３８、４０ａ乃至４０ｅ、リブ３０、導電層３４、絶縁層１３ａ、１３ｂ、３６及び絶縁性コア３３は、上記以外ンお適切な材料を用いて備えられることが可能である。例えば、プレート５は、ガラスに代えて、透明なプラスチック材料を用いて形成されることが可能である。基板６は又、ガラス又はプラスチックにより形成されることが可能であり、必要に応じて又、透明であることが可能である。電極７、８、１１、１１ａ乃至１１ｅ、１２、１２ａ乃至１２ｅ、３７、４０ａ乃至４０ｅ、リブ３０及び導電層３４の一部又は全ては、スズ酸化物（ＳｎＯ２）等のＩＴＯ以外の材料から成る透明な電気的導電性フィルムを用いて形成されることが可能である。電極１１、１１ａ乃至１１ｅ、１２、１２ａ乃至１２ｅ及び導電層３２は、電気メッキ又は印刷法によりスペーサ９において堆積される、導電性ポリマー、銀ペースト及び銅、ニッケル、アルミニウム等の金属を有する。
【００８３】
本発明の範囲から逸脱することなく、更なる絶縁性層をＳＰＤ４、２７、２９，３１、３９において有することが可能である。例えば、第１実施形態のＳＰＤ４において、ＳｉＯ２のような絶縁性材料の透明層は、ＩＴＯ層７、８の各々を覆って、粒子懸濁１０ａ、１０ｂ、１０ｃから前記ＩＴＯ層を分離して備えられることが可能である。電極７、８とスペーサ電極１１ａ乃至１１ｃ、１２ａ乃至１２ｃとの間の電位降下は、それ故、回避される。このような構成は、電極７、８と粒子懸濁１０ａ、１０ｂ、１０ｃとの間の電位差を結果としてもたらすが、それらの電位差は、第１電圧Ｖ１について適切な値を選択することにより補償されることが可能であり、ＳＰＤ４に対して駆動スキームを考案するときに考慮される。
【００８４】
類似する付加される絶縁層が、必要に応じて、第２、第３、第４及び第６実施形態のＳＰＤ２７、２９、３１、３９において含まれることが可能である。第１実施形態に関連して説明したリセット手順を、２つ以上の電界を印加するための手段を有する何れのＳＰＤに印加することが可能である。ＳＰＤが複数のセルを有することは必ずしも必要ない。例えば、その手順は、単一の粒子懸濁１０を有するＳＰＤにおいて用いられることが可能であり、ここでは、電圧Ｖ１及びＶ２を印加するための手段が含まれる。その手順は又、ＳＰＤを離散的なセルに分けることなく隔たりを置いて粒子懸濁を収容するコンパートメントに電極が突き出しているようなＳＰＤにおいて用いられることが可能である。
【００８５】
更に、上記の実施形態に従ったＳＰＤ４、２７、２９、３１、３５、３９は各々、同一のセル又は領域のアレイを有する一方、セル及び／又は領域の形状及びサイズはＳＰＤ４、２７、２９、３１、３５、３９において変化することが可能である。例えば、ＳＰＤ４、２７、２９、３１、３５、３９が、アイコンの集合又はロゴのような特定の画像を表示するように意図されている場合、ＳＰＤ４、２７、２９、３１、３５、３９におけるスイッチ１４、１５、１５ａ乃至１５ｃの数を最小化し、制御及び動作を簡単化するように、セル又は領域の形状及びサイズはそれに伴って構成されることが可能である。
【００８６】
ＳＰＤ４、２７、２９、３１、３５、３９は、粒子懸濁１０ａ乃至１０ｃに連続的または断続的な電解を印加することによりその光学特性及び／又は表示画像１８を維持するように構成されることが可能である。画像１８は又、ＳＰＤ４において表示され、粒子は移行を“リフレッシュする”又は維持することなく、緩和時間の経過と共に単純に減衰されるようにすることが可能である。
【００８７】
ディスプレイ１９がＬＣＤ２０を有することは必ずしも必要ない。本発明は、例えば、マイクロメカニカル（ＭＥＭＳ）ディスプレイ、エレクトロウェッティング装置、エレクトロクロミック装置又は電気泳動装置等の他の種類のディスプレイ装置を用いて実施されることが可能である。
【００８８】
ＳＰＤ４、２７、２９、３１、３５、３９が光センサ１７を有することは必ずしも必要ない。ＳＰＤが光応答性アプリケーションにおいて用いられない場合、即ち、ＳＰＤが、光レベル以外の条件に応答するディスプレイ装置又はシャッタとして用いられる場合、光センサ１７を備えることは必要ない。
【００８９】
請求項は、特定の特徴の組み合わせに対して本出願において体系化されたものであるが、本発明の開示の範囲は又、何れの請求項において請求されている同じ発明に関連するか否かに拘らず、及び本発明が緩和するのと同じ技術的課題の何れ又は全てを緩和するか否かに拘らず、ここで明示的に又は暗示的に開示された特徴の何れの新規な特徴又は何れの新規な特徴の組み合わせを有することを理解する必要がある。本出願者は、それにより、本出願又は本出願からもたらされる何れの更なる手続処理中に、上記特徴及び／又は上記特徴の組み合わせに対して新しい請求項を体系化することが可能であることを知らせるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】閉状態にある従来のライトバルブを示す図である。
【図２】開状態にある従来のライトバルブを示す図である。
【図３】典型的な粒子懸濁の応答時間及び緩和時間を示す実験データのグラフである。
【図４】緩和状態にある本発明の第１実施形態に従った懸濁粒子装置の模式図である。
【図５】透過性状態にある図３の懸濁粒子装置の一部を示す図である。
【図６】反射性状態にある図３の懸濁粒子装置の一部を示す図である。
【図７】反射率が増加した反射性状態にある図３の懸濁粒子装置の一部を示す図である。
【図８】異なる状態にある部分を有する図３の懸濁粒子装置の一部を示す図である。
【図９ａ】第１ディスプレイモードにある図３の懸濁粒子装置を用いた画像の表示を示す図である。
【図９ｂ】第２ディスプレイモードにある図３の懸濁粒子装置を用いた画像の表示を示す図である。
【図１０】図３の懸濁粒子装置を有する半透過反射ディスプレイの模式図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に従った懸濁粒子装置の分解斜視図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に従った懸濁粒子装置の模式図である。
【図１３】図１１の懸濁粒子装置にのけるセルの行の分解斜視図である。
【図１４】本発明の第４実施形態に従った懸濁粒子装置の模式図である。
【図１５】本発明の第５実施形態に従った懸濁粒子装置の模式図である。
【図１６】本発明の第６実施形態に従った懸濁粒子装置の模式図である。
【図１】
2007506151.tif 000003
【図２】
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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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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
2007506151.tif 000020
2007506151.tif 000021
2007506151.tif 000022