(57)【要約】  電気泳動表示パネル（１）が受動マトリクス技術によりアドレス指定され、光透過モードに用いることができるようにするため、電気泳動表示パネル（１）は、磁界を発生するマグネット（１２０）と、画素（２）とを有し、この画素は、電界を発生するための電位を受ける電極（１０，１５）と、帯電粒子（６）を有する電気泳動媒体（５）であって、粒子（６）が有効磁気モーメントを有しかつ電界及び磁界の組み合わせにより画像を表示するためのそれらの位置に移動可能となっている、電気泳動媒体と、入口窓（９２）と、画素（２）の外に透過光の一部分を出す出口窓（９１）とを有する。さらに、透過光は、入口窓（９２）を介して画素（２）に入り、画素（２）を透過し、出口窓（９１）を介して画素（２）の外に出る光路を持つことが可能であり、その部分は、粒子（６）の部分に依存する。また、マグネット（１２０）は、出口窓（９１）と少なくとも一部が別個なものとなるように入口窓（９２）が設けられるように、透過光の少なくとも一部の光路の外側に配される。
2008501135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する電気泳動表示パネルであって、
・磁界を発生するマグネットと、
・画素と、
を有し、前記画素は、
・電界を発生するための電位を受ける電極と、
・帯電粒子を有する電気泳動媒体であって、当該粒子が有効磁気モーメントを有しかつ前記電界及び磁界の組み合わせにより画像を表示するためのそれらの位置に移動可能となっている、電気泳動媒体と、
・入口窓と、
・前記画素の外に透過光の一部分を出す出口窓と、
を有し、
当該透過光は、前記入口窓を介して前記画素に入り、前記画素を透過し、前記出口窓を介して前記画素の外に出る光路を有することが可能であり、
前記一部分は、前記粒子の部分に依存し、
前記マグネットは、前記出口窓と少なくとも一部が別個なものとなるように前記入口窓が設けられるように、前記透過光の少なくとも一部の光路の外側に配される、
電気泳動表示パネル。
【請求項２】
請求項１に記載の表示パネルであって、前記入口窓は、前記出口窓とは別個である、表示パネル。
【請求項３】
請求項２に記載の表示パネルであって、前記入力窓は、前記出口窓に略平行かつ対向している、表示パネル。
【請求項４】
請求項３に記載の表示パネルであって、前記入力窓は、前記出口窓に略軸方向において位置合わせされている、表示パネル。
【請求項５】
請求項１に記載の表示パネルであって、前記マグネットは、前記粒子が当該磁界において前記電極の部材に向かう誘引磁気力を当該部材に近い位置において受けることができるように構成される、表示パネル。
【請求項６】
請求項５に記載の表示パネルであって、前記マグネットは、前記部材の近くにあるか又は前記部材の一部である、表示パネル。
【請求項７】
請求項６に記載の表示パネルであって、前記部材は、前記粒子に面する略平坦な表面を有し、当該表面は、前記入口窓に略直角である、表示パネル。
【請求項８】
請求項７に記載の表示パネルであって、前記マグネットは、前記透過光に対して略非遮断となるように構成される、表示パネル。
【請求項９】
請求項５に記載の表示パネルであって、前記マグネットは、前記部材の一部であり、前記部材は、前記入口窓に略平行な表面を有して構成される、表示パネル。
【請求項１０】
請求項９に記載の表示パネルであって、前記部材は、メッシュ状に構成される、表示パネル。
【請求項１１】
請求項１０に記載の表示パネルであって、前記マグネットは、透過光に対して略非遮断となるように構成されている、表示パネル。
【請求項１２】
請求項１に記載の表示パネルであって、前記磁性粒子は、軟磁性材料である、表示パネル。
【請求項１３】
請求項１に記載の表示パネルを有する表示装置と当該パネルに画像情報を供給する回路とを有する表示パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を表示する電気泳動表示パネルに関する。
【０００２】
本発明はまた、このような電気泳動表示パネルを有する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
欧州特許出願に係る文献のＥＰ０９６２８０８には、画像を表示する表示パネルが開示されている。
【０００４】
一般的な電気泳動表示パネルは、電極間の電界の作用の下で帯電され通常は着色された粒子の動きに基づいている。こうした表示パネルにより、暗色又は着色の文字が明色又は着色の背景に、また明色又は着色の文字が暗色又は着色の背景に、画像形成可能である。したがって、電気泳動表示パネルは、特に、例えば電子新聞及び電子日記などの「ペーパーホワイト」用途と呼ばれる紙の機能に代わる表示装置に用いられる。
【０００５】
この開示されている電気泳動表示パネルは、間にあるギャップをもって互いに対向配置された第１の基板及び第２の基板と、第１の基板上に水平方向に離れた位置に位置づけられ当該画素における空間分布を制御するために両者間に電界を付与するようにした第１の電極及び第２の電極とを有する。第１の基板と第２の基板との間のギャップは透明な絶縁性の液体で満たされる。磁気的な正に帯電された黒色の電気泳動粒子は、この液体の中に入れられ、第１の電極と第２の電極との間の電界に沿って、すなわち第１の基板に対して水平に移動可能となっている。第１及び第２の電極は、それぞれ白及び黒に着色されている。第１の基板は、磁性粉体をその中に入れ込むことにより磁性のものとされる。この結果、当該粒子は、第１の基板に向かう誘引の磁気力を受ける。粒子は、第１の電極と第２の電極との間に電圧を掛けることにより第１の電極と第２の電極との間で第１の基板に対し平行にすなわち水平に当該透明な絶縁液体の中を移動させられ、これにより表示がなされる。さらに、電圧印加しないとき又は当該粒子と第１の基板との間に奏する磁気的な制約により与えられる閾値を下回る電圧の印加があるとき、粒子の位置は第１の基板に対する誘引により固定される。
【０００６】
この状態で、当該粒子に対して当該粒子と第１の基板との間に作用する磁気力よりも大きな静電気力を奏するように、正電極としての第２の電極と負電極としての第１の電極との間において、比較的に大きな電圧がかけられている場合、すなわち当該閾値よりも大きな電圧がかけられている場合、当該粒子は、負性の第１の電極へと移動し誘引され、第１の電極を黒い粒子でマスクするようにしている。この結果、第２の基板の側において看視者により観察されるように、第１の電極における磁性粒子の黒色と第２の基板の黒色の状況から、画素の光学的状態は黒となる。
【０００７】
ここで、比較的に大きな電圧の逆極性が正の電極としての第１の電極と負の電極としての第２の電極との間にかけられている場合、粒子は、負性の第２の電極へ移動させられ引き付けられ、当該画素の光学的状態は、第２の電極における粒子の黒色及び第１の電極の白色の状況から、黒と白との間の中間のものとなる。
【０００８】
したがって、磁性粒子及び磁性の第１の基板を設けることにより、当該画素における粒子のスイッチング閾値を提供し、当該粒子は、電圧が当該閾値未満のときは切り換わらない。このスイッチング閾値は、受動型のマトリクス技術による表示パネルをアドレス指定することを可能にするために必須なものである。
【０００９】
この表示パネルは、光反射モードにおいて用いられる。しかし、磁性の第１基板は、略非透光性であるので、表示パネルは、光透過モードには用いることができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、受動型マトリクス技術によりアドレス指定可能でしかも光透過モードで用いることの可能な電気泳動表示パネルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するため、本発明は、
画像を表示する電気泳動表示パネルであって、
・磁界を発生するマグネットと、
・画素と、
を有し、前記画素は、
・電界を発生するための電位を受ける電極と、
・帯電粒子を有する電気泳動媒体であって、当該粒子が有効磁気モーメントを有しかつ前記電界及び磁界の組み合わせにより画像を表示するためのそれらの位置に移動可能となっている、電気泳動媒体と、
・入口窓と、
・前記画素の外に透過光の一部分を出す出口窓と、
を有し、
当該透過光は、前記入口窓を介して前記画素に入り、前記画素を透過し、前記出口窓を介して前記画素の外に出る光路を有することが可能であり、
前記一部分は、前記粒子の部分に依存し、
前記マグネットは、前記出口窓と少なくとも一部が別個なものとなるように前記入口窓が設けられるように、前記透過光の少なくとも一部の光路の外側に配される、
電気泳動表示パネルを提供する。
【００１２】
当該粒子が有効磁気モーメントを有し電界及び磁界の組み合わせにより画像を表示する位置に移動することができるものとした結果、表示パネルは、受動型マトリクス技術によってアドレス指定されることが可能となる。さらに、本発明者は、当該出口窓から少なくとも部分的に別個なものとなるように当該入口窓を提供するために透過光の少なくとも一部の光路の外側に当該マグネットを配置することにより表示パネルを光透過モードで用いることができることを見い出した。これは、当該入口窓が出口窓と等しく表示パネルを光透過モードで用いることができない欧州特許出願に係る文献のＥＰ０９６２８０８に開示されている表示パネルとは対照的なものである。
【００１３】
一実施例において、当該入口窓は、当該出口窓とは別個のものとなっている。そして、透過光が入り、分離した窓において当該画素を出る。さらにもし、入力窓が出口窓と略平行で対向したものであれば、当該透過光が当該パネルの裏側において画素に入り表示側である前面において画素の外に出るので、表示パネルは、比較的に簡単に製造可能となる。本表示パネルは、入口窓が出口窓と略軸方向において位置合わせされると、比較的簡単に動作可能である。
【００１４】
一実施例において、当該マグネットは、当該磁界において当該粒子が電極の部材に向かう当該部材近くの位置における誘引磁気力を受けることができるように構成される。さらに、当該マグネットが当該部材の近くにあるか又はその一部である場合、用いられる磁性材料の量は比較的に少量で済ますことができる。さらに、この部材が当該粒子に面した略平坦な表面を有し、当該表面が当該入口窓に略直角を呈する場合、当該マグネットは、入口窓を介して当該画素に入る光の比較的小さな部分しかさえぎらないようにすることができる。当該部材は、当該粒子に面した粗い表面を有し、当該表面が入口窓に略直角であるものとすることができる。そして当該部材は、より多くの粒子を集めることができる。さらに、当該マグネットが当該透過光に対してほぼ遮断がないように構成される場合、電力消費は、当該画素の所定の輝度レベルのために比較的低くなる。
【００１５】
当該マグネットが当該部材の一部とされた実施例において、当該部材は入口窓に略平行な表面を有して構成される。そして、電極及び電極の表面の形状寸法は比較的に簡単に製造可能となる。さらに、当該部材がメッシュ状に構成される場合、当該部材は、より一層簡単に製造可能となる。また、当該マグネットが透過光に対してほぼ非遮断性となるように構成された場合には、電力消費は、当該画素の所定の輝度レベルのために比較的に低くなる。       
【００１６】
他の実施例において、当該磁性粒子は、軟磁性の構成要素を有する。そして、磁界のない状況での不要な群がりが回避される。
【００１７】
他の実施例において、表示パネルはアクティブマトリクス表示パネルとされる。
【００１８】
本発明の他の態様は、請求項１３に規定されるような電気泳動表示パネルを有する表示装置を提供する。
【００１９】
以下、本発明の表示パネルの上記態様及びその他の態様について図面を参照して詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
全ての図面において対応する部分は同一の参照符号により示される。
【００２１】
図１及び図２は、表示パネル１の一例を示しており、このパネルは、第１の透明基板８と第２の透明対向基板９と複数の画素２とを有する。画素２は、２次元構造において略直線状に構成されるのが好ましい。或いは、画素２の他の配置として、蜂の巣状配置とすることもできる。アクティブマトリクスの実施例では、画素２は、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、ダイオード、ＭＩＭデバイス又はこれらに同類のもののようなスイッチング電子素子をさらに有するものとすることができる。
【００２２】
電気泳動媒体５は、透明な流体の中に帯電粒子６を有し、基板８，９の間に設けられる。粒子６は、実効磁気モーメントを有し、例えば強磁性又はフェリ磁性のものである。有効磁気モーメントを有する帯電粒子を有する電気泳動媒体５自体は、例えば国際特許出願に係る文献のＷＯ０２／０９３２４５及び欧州特許出願に係る文献のＥＰ０９６２８０８から知られたものであり、ここで参照することによりこれらの文献が組み入れられる。これら粒子は例えば、四酸化鉄（Ｆｅ３Ｏ４）により形成され、かかる材料は、この材料の最も一般的な鉱物形態である、大抵は「マグネタイト」又は「天然磁石」として知られている。この材料は、高価ではなく、電気泳動ディスプレイにおいて通常用いられる粒子サイズ範囲（約０．２５から５ミクロン）に容易に小さくすることができる。マグネタイト自体は、勿論黒い色である。概して、本発明に用いられる磁性粒子は、磁性材料の核（コア）と、この核をほぼ完全に取り囲む非磁性材料の外郭（シェル）とを有するものとすることができる。この外郭自体は、ポリマーコーティングその他の表面処理が施されるものとすることができ、又は何らかの色を有するものとしてもよい。
【００２３】
画素２は、例えばバックライト源（図示せず）から画素２に光を入れる入口窓９２と、画素２の外に透過光の一部を出す出口窓９１とを有する。この透過光は、入口窓９２を通じて画素２に入り、画素２を通過し、出口窓９１を通じて画素２の外に出る光路を持つことができる。さらに、画素２の光学的状態は、粒子６の位置に依存するとともにその部分が粒子６の位置に依存する。出口窓９１を通じて画素２の外へ出る光は、看視者によって視認することができる。画素２の光学的状態は、画素２を通じて横断する累積的作用に生き残り出口窓９１を通じて出る入口窓９２において画素２に入射した可視スペクトルの部分によって決定される。さらに、画素２を透過する光の量は、粒子６の位置により制御される。粒子６が画素２に入る光の経路に位置づけられるとき、粒子６は当該光の選択された部分を吸収し、残りの光は画素２を透過する。粒子６が画素２に入る光の経路から十分に移動させられるとき、当該光は、画素２を通過し、それほど大きな視覚的変化を伴うことなく現われることができる。したがって、看視者により視認されるこの光は、画素２における粒子６の分布に依存する。
【００２４】
画素２は、駆動手段１００からの電位を受ける電極１０，１５を有する。電極１０，１５の各々は、粒子６に面した略平坦な表面を有するものとすることができる。駆動手段１００は、粒子６の画像の表示のための位置への移動を可能とするよう電位を制御するように構成される。
【００２５】
表示パネル１は、いずれか適当な磁性材料から形成することのできる磁性シート１２０を有する。かかる磁性材料としては例えば、結合フェライト、セラミックハードフェライト、アルミニウム・ニッケル・コバルト合金（アルニコ）若しくはサマリウムコバルト又はネオジウム鉄ボロンなどの希土類磁性材料、又は磁性複合物若しくは磁性ペーストが挙げられる。この磁性材料は、粒子６が電極１０，１５の部材の近くの位置において部材１０，１５に向かう誘引磁気力を受けるようなＮ極とＳ極を有するのがよい。例えば、磁性材料は、極の幅が約５００ミクロン未満として、磁性シート１２０の幅を横断的に交差する形で交番するＮ極及びＳ極を有する。このような磁石は、Group Arnold（300N. West St., Marengo, IL, 60152 - Group Arnoldは登録商標である）から購入することができる。この磁石は、出口窓９１から少なくとも一部が別個にされるように入口窓９２を設けるために透過光の少なくとも一部の光路の外側に配される。図２において、磁性シート１２０は、電極１０の近くに置かれる。これは、入口窓９２が出口窓９１とは別個とされ出口窓９１と略平行でかつ対向し出口窓９１とほぼ軸方向に位置合わせされた例である。さらに、磁石１２０は、透過光に対して実質的に遮らないものとされる。或いは、磁性シート１２０は、電極１０の一部又は電極１０に組み込まれたものとしてもよい。さらに、画素壁を形成するバリア（防壁）５１４は、画素２を他の画素２と分離することができる。
【００２６】
一例において、粒子６が正に帯電し、磁気を帯びかつ黒色である場合を考える。さらに、流体は透明で電極１５は透明であるとする。また、図２の画素レイアウトとする。画素２の光学的状態は、第１の基板８、電極１５、媒体５及び第２の基板９を横断する累積的作用に耐え出口窓９１を通じて出る入口窓９２における画素２に入射する可視スペクトルの部分により決まる。例えば、入口窓９２に入射する（バック）ライト源（図示せず）により発生された白色光が考えられる。
【００２７】
黒となる光学状態を得るために、電極１０，１５が受ける電位を適切に変えることにより電極１５の表面１１５の近くに粒子６が持ち込まれる。例えば、電極１０，１５は、０ボルト及び−１０ボルトをそれぞれ受ける。この電位差の結果としての粒子６にかかる電気力は、電極１０に向かう粒子６における誘引電磁力に打ち勝つのに十分大きいものとみなされる。画素２に入射する光源からの白色光は、黒い粒子６により吸収されるので、画素２の光学的状態は黒い。
【００２８】
白い光学的な状態を得るため、粒子６は、電極１０，１５が受ける電位を適切に変えることにより、電極１０の表面の近くにそれらの集まった状態に持ち込まれる。例えば、電極１０，１５は、それぞれ−１０ボルト及び０ボルトを受ける。粒子６の動きは、出口窓９１に平行な面にある成分を有し、粒子６は、光路の略外側に持ち込まれる。したがって、光源からの白色光は、画素２を透過し、画素２の光学状態は白となる。中間の光学的状態も、電極１０，１５が受ける電位を適切に変えることにより可能である。一例においては、少数の粒子６だけが画素２において分布し、これにより画素２に入射する光源からの白色光を完全には吸収せず、黒と白との間の中間となる光学状態になる。
【００２９】
他の例において、図３ないし図５の画素レイアウトを考える。ここでも、粒子６は、正に帯電され磁気を帯びた黒となる。さらに、この流体は透明であり電極１０は透明である。電極１５は不透明な磁性材料を含む。さらに、電極１５は、メッシュ構造にパターン化され、これにより、入口窓９２を通じて入り出口窓９１を通じて出ることの可能な光に対して全部遮断するものとはならない。画素２の光学的状態は、第１の基板８、パターン化された電極１５、媒体５、電極１０、第２の基板９を通じて横断する累積的作用に耐え抜き出口窓９１を出る入口窓９２において画素２に入射する可視スペクトルの部分によって決まる。例えば入口窓９２に入射する（バック）ライト源（図示せず）により発生される白色光を考える。黒の光学的状態を得るため、粒子６は、電極１０，１５が受ける電位を適切に変えることにより電極１０の表面１１０の近くにそれらの集められた状態に持ち込まれる。例えば、電極１０，１５は、それぞれ−１０ボルト及び０ボルトを受ける。この電位差の結果としての粒子６にかかる電気的力は、電極１５に向かう粒子６に対する誘引磁気力に勝るのに十分大きなものとみなされる。画素２に入射する光源からの白色光は、黒の粒子６により吸収されるので、画素２の光学的状態は黒である。
【００３０】
白に近い状態の光学的状態を得るため、粒子６は、電極１０，１５が受ける電位を適切に変えることにより電極１５の表面１１５の近くに持ち込まれる。例えば、電極１０，１５は、それぞれ０ボルト及び−１０ボルトを受ける。粒子６がパターン化された電極１５の表面に近いので、粒子６は、当該光路のほぼ外側に持ち込まれる。したがって、光源からの白色光の大部分は、画素２を透過し、画素２の光学状態は白に近くなる。
【００３１】
電極１０，１５が受ける電位を適切に変えることにより、中間の光学状態も可能である。例えば、粒子６は、電極１０，１５の間において画素２に分布され、これにより、画素２に入射した光源からの白色光を全部は吸収されず、この結果、黒と白に近い色との間の中間の光学的状態となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】一実施例の表示パネルを概略的に示す正面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩに沿う概略的断面図。
【図３】他の実施例の表示パネルの図１におけるＩＩ−ＩＩに沿う概略的断面図。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶに沿う概略的断面図。
【図５】図３のＶ−Ｖに沿う概略的断面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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