(57)【要約】透明基板（４）付近に置かれる穿孔した白色基板（１４）を有する層移動に基づくディスプレイデバイス。オイルの移動などの（流体）層移動が、当該白色基板上に制御されながら汲み上げられる（着色した）オイル膜（５）をもたらす。減法混色の３原色の流体は独立して分離スペースに汲み上げられる。使用された流体の色の濃さに基づいて、２５ミクロン未満の流路厚により、したがって、サブピクセルリザーバを含んだ２００ミクロン未満の合計ピクセル厚により有効な演色を得ることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピクチャエレメントを有するディスプレイデバイスであって、
前記ピクチャエレメントは、透明の第１支持板と第２支持板との間にあるスペース内に相互に非混和性である少なくとも１つの第１流体と第２流体とを有し、
該第２流体は導電性又は極性があり、
当該デバイスは前記第１支持板と第２支持板との間に中間基板を有し、
前記中間基板は前記第１支持板側に反射面を有し、かつ前記中間基板の両側にあるスペース間に少なくとも１つの通路を備え、
当該デバイスは前記通路を介して前記第１流体の流れを導入する手段を有する、
ことを特徴とするディスプレイデバイス。
【請求項２】
当該デバイスは、前記中間基板と前記第１支持板との間に少なくとも１つの更なる透明基板を有し、該更なる透明基板の両側にあるスペースと前記中間基板及び前記第２支持板の間にあるスペースとの間に少なくとも１つの通路を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３】
当該デバイスは、前記中間基板と前記第１支持板との間に３つのスペースを規定する２つの更なる透明基板を有し、前記３つのスペースのそれぞれと前記中間基板及び前記第２支持板の間にあるスペースとの間に少なくとも１つの通路を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４】
前記更なる透明基板の両側にある相互に分離したスペースと、前記中間基板及び前記第２支持板の間にある相互に対応するスペースとが、異なるカラーの第１流体を有することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１透明支持板と第２支持板との間にあるスペース内で相互に非混和性である少なくとも１つの第１流体と導電性又は極性を有する第２流体とを持つピクチャエレメントを有するディスプレイデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＦＴ−ＬＣＤのようなディスプレイデバイスはラップトップコンピュータ及びシステム手帳で使用されるが、ＧＳＭ電話においてもますます広い用途を見出している。ＬＣＤの代わりに、例えば（ポリマー）ＬＥＤディスプレイもまた使用されている。
【０００３】
これまでに確立したこれらのディスプレイ効果は別として、ペーパーホワイトアプリケーションに適した電気泳動ディスプレイのような他のディスプレイ技術も発展している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明に従ったディスプレイデバイスは、第１支持板と第２支持板との間にある中間基板を有する。当該中間基板は、第１支持板側に反射面を有し、当該中間基板の両側のスペース間に少なくとも１つの通路を備える。当該デバイスは当該通路を介し第１流体の流れを導入する手段を有する。
【０００５】
本発明はエレクトロウェッティングと呼ばれる原理に基づく。本発明はこの原理を使用する新しい方法を提供する。
【０００６】
例えば（第１）流体が（着色した）オイルであり、（他の）第２流体が水（界面張力を理由とする。）である場合、２層システムが提供され、オイル層の上に水層を構成する。しかし、水層と壁又は支持板の上の電極との間に電圧が印加されると、流体層の積み重ねは、静電気力によりかき乱される。当該水の部分が今オイル層に取って代わるので、当該ピクチャエレメントは部分的に透明になる。
【０００７】
コントラストは、（第１）流体（（着色）オイル）で占められる領域の割合により制限される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
さらなる制限として、高輝度カラーディスプレイは、該ディスプレイのそれぞれの領域が適切なカラー性能を得るために所望とする３色のうちの１色しか反射できないため、特別な手段なしでは実現できない。中間基板の両側にある各カラー用のスペースに該スペース間の少なくとも１つの通路を提供することにより、当該着色オイルの混合を回避しながら高輝度反射ディスプレイを得ることができる。
【０００９】
本発明のこれらの及び他の態様はこれより説明される実施例を参照することで明らかになり、かつ解明される。
【００１０】
図は概略でかつノンスケールである。対応する要素は、全般的に同じ参照番号で示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１はディスプレイ１の１部分の概略断面を示す。２つの透明基板若しくは支持板３、４の間には、第１流体５及び第２流体６が準備され、それらは相互に非混和性である。第１流体５は例えば、ヘキサデカンのようなアルカン又はこの実施例では（シリコン）オイルである。第２流体６は導電性又は極性のある、例えば水又は食塩水（例えば、水とエチルアルコールの混合溶液中の塩化カリウムの溶液）である。
【００１２】
第１状態では、如何なる外部電圧も印加されていない場合（図１ａ）、流体５、６は、例えばガラス又はプラスチックの第１及び第２透明支持板３、４に隣接する。第１支持板３上に例えば酸化インジウム（スズ）の透明電極７が準備され、この実施例では非結晶質のフッ素重合体（ＡＦ１６００）である疎水性絶縁体層８も準備される。当該デバイスはさらに白色反射板１０を包含する。電圧が（電源９により）流体層６と透明電極７との間に配線２０、２１を介して印加されると、エレクトロウェッティングと呼ばれる現象により層５の移動が発生する。極めて重要な態様として、支持板３を被覆する連続フィルム５と壁２に隣接するフィルムとの間にある可逆的スイッチングが電気的スイッチング手段（電源９）により実現されることが見出された。
【００１３】
スイッチングは今、光（のスペクトルの１部）がほとんど或いは全く反射されない（矢印１１）第１状態（図１ａ）と、ディスプレイセルの小部分では光（スペクトルの１部）を反射しないが（矢印１１）、ディスプレイセルの残りの部分では（白色）光を反射する（矢印１２）第２状態（図１ｂ）との間で発現する。
【００１４】
図２は、ディスプレイデバイスすなわち本発明に従ったディスプレイセル１の１部分の概略断面を示す。白色反射板１４を形成する中間基板が今、透明基盤又は支持板３、４の間に準備される。本発明に従って１又は２以上の流路又は通路１３が白色反射板１４（中間基板）の両側でスペース１５、１６間に準備される。当該２つの流体層間に電圧を掛けることにより層５の移動が再び発生し、この実施例では当該通路の１つを介し流体５の流れを案内することにより、少なくとも１部分は中間基板１４と第１支持板４との間にあるスペース１５に向かう。
【００１５】
流路又は通路１３内の液体の方向及び動作を制御するためには、ピクセルの定義に対し適切な表面性質を有する物質を選択することが必要な場合がある。例えば、一方のピクセル壁が親水性であるのに対して、他方のピクセル壁が疎水性である場合である。
【００１６】
スイッチングは今、（白色）光がディスプレイセルの全域にわたり反射される（矢印１２）第１状態（図２ａ）と、ディスプレイセルの１部では光（のスペクトルの１部）を反射せず（矢印１１）、ディスプレイセルの残りの部分では（白色）光を反射する（矢印１２）第２状態（図２ｂ）との間で発現する。反射しない部分の領域は、駆動装置２２により配線２０、２１を介して印加される電圧に依存し、ディスプレイセルの全表面から成る場合もある。このように、黒と白とのスイッチングが可能であり、輝度に加え黒と白との間にあるコントラストも図１の例に比べて改善し、一方で同時に、アナログ濃淡値表示の可能性は維持される。さらに、この設定は中間スペース１５の厚みが薄い結果、電圧が印加されない場合にはディスプレイセルが白く見え、かつ、視野角がさらに改善されるという利点を有する。
【００１７】
図１及び図２に示される両ディスプレイセルでは、単一カラーだけしかスイッチできない。フルカラーディスプレイは係るディスプレイセルを３つ積み重ねることで実現でき、個々のセルのそれぞれは光のスペクトルの特定部分を吸収する。これは図１及び図２で示される両セルで実現できる。
【実施例】
【００１８】
図３は、減法混色型のディスプレイが実現されたさらなる実施例を示す。この特別の実施例ではディスプレイデバイスのディスプレイセルが、シアン、マゼンタ及びイエローのカラーそれぞれの小セルを構成し、それぞれの小セルはスペース１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ及び１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙを白色反射板１４の両側に有する。
【００１９】
スペース１５Ｃ、１５Ｍ及び１５Ｙは物理的に透明基板２４によって相互に分離される。また、スペース１６Ｃ、１６Ｍ及び１６Ｙも違う色で着色されたオイルの混合が発生しないように加工されなければならない。これらのスペースを隔てる壁は必ずしも、中間反射板１４と第２支持板３との間にあるセル全体にわたるスペース１６の全高さに延びる必要はない。実際に、当該壁の１部が当該オイルを格納するのに十分高く、かつ、第２極性流体６が小セルにわたって連続的になるよう十分低くしておくことは、システムの駆動を容易にする。特定カラーの１つに関連するスペース１５、１６は、チャネル又は通路１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙを介して相互に連結される（図３ａ）。電圧が印加されない場合、スペース１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙは透明の極性流体６で満たされたままであり、ディスプレイセルは（白色）光を反射する（矢印１２）。
【００２０】
流体層６とそれぞれの第２支持板３上の電極との間に電圧を掛けることにより、スペース１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙのそれぞれで、当該通路１３を介する流体５の流れの導入による層５Ｃ、５Ｍ、５Ｙの移動が再び発生する。この目的のため、スイッチ２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｙは図解的に示されるように、制御線２５により、駆動装置２２が配線２０、２１を介して駆動電圧を供給することにより制御される。電圧が十分高い場合には、スペース１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙは完全に満たされ、ディスプレイは光を反射せず、ブラック状態の結果となる（図３ｂ）。中間の電圧を印加することにより、図３ｃに概略的に示されるように中間の充填となりその結果グレースケールが取得され得る。ここでは、スペース１６Ｙの下の電極が中間電圧で印加され、スペース１５Ｙを流体６Ｙで部分的に満たし、ディスプレイセルは部分的に（白色）光を反射し（矢印１２）、かつ、部分的に青色光を吸収し、黄色の光を結果として得る。このように、フルグレースケールでかつ高輝度のフルカラーディスプレイが実現される。
【００２１】
減法混色の３原色は、分離流路により独立して汲み上げられることができる。エレクトロウェッティングに適する現在利用可能なオイルの色の濃さに基づき、２５ミクロン未満の流路厚により、したがって、サブピクセルリザーバを含んだ２００ミクロン未満の合計ピクセル厚により有効な演色を得ることができる（動作中の電極層及び基板の厚さは含まない。）。
【００２２】
当然ながら、本発明は図示の実施例に限定されることはない。例えば、２以上の流体５が非混和性の場合、透明基板２４は取り除かれてもよい。可動性の差異により流体層の積み重ねを駆動スキームにより導入できる。
【００２３】
本発明は、それぞれの及びすべての新しい特性並びにそれぞれの及びすべての特性の組み合わせに存在する。請求項の参照番号はそれらの保護範囲を限定するものではない。動詞“有する”及びその動詞活用の使用は当該請求項に記載されるもの以外の要素の存在を排除するものではない。要素に先行する“１つ”、“１部”などの使用は係る要素が複数存在することを排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１ａ】ディスプレイデバイスの一部の概略断面であり、エレクトロウェッティングの原理を説明する図である。
【図１ｂ】ディスプレイデバイスの一部の概略断面であり、エレクトロウェッティングの原理を説明する図である。
【図２ａ】本発明に従ったディスプレイデバイスの一部の概略断面図である。
【図２ｂ】本発明に従ったディスプレイデバイスの一部の概略断面図である。
【図３ａ】本発明に従ったカラーディスプレイデバイスの一部の概略断面図である。
【図３ｂ】本発明に従ったカラーディスプレイデバイスの一部の概略断面図である。
【図３ｃ】本発明に従ったカラーディスプレイデバイスの一部の概略断面図である。
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【国際調査報告】
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