DE69029589T2

DE69029589T2 - Semi-transparent electrophoretic display device with mesh-like electrodes

Info

Publication number: DE69029589T2
Application number: DE1990629589
Authority: DE
Inventors: Frank J Disanto; Denis A Krusos
Original assignee: Copytele Inc
Current assignee: Anixa Biosciences Inc
Priority date: 1990-03-27
Filing date: 1990-03-27
Publication date: 1997-04-24
Anticipated expiration: 2010-03-28
Also published as: DE69029589D1

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION

Diese Erfindung betrifft elektrophoretische Informationsanzeigen (EPID) im allgemeinen und insbesondere eine EPID-Anzeige, die eine netzartige Elektrode verwendet.This invention relates to electrophoretic information displays (EPID) in general, and more particularly to an EPID display utilizing a mesh-like electrode.

Im Stand der Technik finden sich zahlreiche verschiedene Patente und Artikel zu elektrophoretischen Anzeigen. Solche elektrophoretische Anzeigen wurden im Stand der Technik ausführlich beschrieben und offenbart, und insbesondere der vorliegende Rechtsnachfolger, nämlich Copytele, Inc., Huntington Station, New York entwickelte kürzlich eine elektrophoretische Anzeige, die eine Bildfläche von etwa 28 x 27,6 cm (11 x 8 1/2 Inch) besitzt und zur Verwendung als Einzelanzeige oder in Kombination mit anderen Anzeigen ausgelegt ist. Die Firma ist in der Lage, bis zu vier solcher Anzeigen zu kombinieren, um Bildflächen zu schaffen, die bis etwa 56 x 43 cm (22 x 17 Inch) groß sind.The prior art contains a variety of patents and articles relating to electrophoretic displays. Such electrophoretic displays have been extensively described and disclosed in the prior art, and in particular the present assignee, Copytele, Inc., Huntington Station, New York, recently developed an electrophoretic display having a display area of approximately 28 x 27.6 cm (11 x 8 1/2 inches) and designed for use as a stand-alone display or in combination with other displays. The company is capable of combining up to four such displays to create display areas up to approximately 56 x 43 cm (22 x 17 inches).

Auf solchen Anzeigen kann die Information entweder lokal oder aus der Ferne verändert werden, und sie kann in einem Winkel von nahezu 180º betrachtet werden. Solche Anzeigen besitzen eine extrem hohe Auflösung und können innerhalb einer Bildfläche von etwa 7,1 cm (2,8 Inch) diagonal über 160 000 Pixel unterbringen. Bezüglich solcher Anzeigen sei auf die am 07. April, 1987 erteilte US-Patentschrift 4 655 897 (Frank J. DiSanto und Denis A. Krusos) verwiesen, die den Titel ELECTROPHORETIC DISPLAY PANELS AND ASSOCIATED METHODS trägt und an den vorliegenden Rechtsnachfolger Copytel, Inc. abgetreten wurde.On such displays, the information can be changed either locally or remotely, and it can be viewed at an angle of almost 180º. Such displays have an extremely high resolution and can be of approximately 7.1 cm (2.8 inches) diagonally over 160,000 pixels. For such displays, reference is made to U.S. Patent No. 4,655,897 (Frank J. DiSanto and Denis A. Krusos), entitled ELECTROPHORETIC DISPLAY PANELS AND ASSOCIATED METHODS, issued April 7, 1987, and assigned to the present assignee, Copytel, Inc.

In dieser Patentschrift ist eine elektrophoretische Anzeigevorrichtungsplatte beschrieben, die ein flächiges transparentes Element umfaßt, an dem an einer Fläche mehrere vertikale, leitfähige Leitungen zur Bildung eines Gitters aus Leitungen in Y- Richtung angeordnet sind. Auf dem Gitter aus vertikalen Leitungen sind mehrere horizontale Leitungen angeordnet, die über den vertikalen Leitungen positioniert und an jedem Schnittpunkt dagegen durch eine dünne Isolierschicht isoliert sind. Über der Struktur aus horizontalen und vertikalen Leitungen liegt eine leitfähige Platte. Der Raum zwischen der leitfähigen Platte und der Struktur aus X- und Y-Leitungen ist mit einer elektrophoretischen Dispersion gefüllt, die aufladbare Pigmentteilchen enthält.This patent describes an electrophoretic display panel comprising a flat transparent element on which a plurality of vertical conductive lines are arranged on one surface to form a grid of lines in the Y direction. A plurality of horizontal lines are arranged on the grid of vertical lines, which are positioned above the vertical lines and are insulated from them by a thin insulating layer at each intersection. A conductive plate lies above the structure of horizontal and vertical lines. The space between the conductive plate and the structure of X and Y lines is filled with an electrophoretic dispersion containing chargeable pigment particles.

Wird den X- und Y-Leitungen eine Spannung eingeprägt, dann bewirkt dies, daß Pigmentteilchen, die sich in Wannen oder Vertiefungen zwischen der X- und Y-Struktur befinden, zu der leitfähigen Platte wandern und nach der zu den X- und Y-Leitern gelieferten Vorspannung an der Platte abgelagert werden.When a voltage is impressed on the X and Y leads, it causes pigment particles located in wells or recesses between the X and Y structures to migrate to the conductive plate and be deposited on the plate after the bias voltage is applied to the X and Y leads.

In dieser Patentschrift sind eine elektrophoretische Dispersion, die für den Betrieb mit der Anzeige geeignet ist, sowie Techniken zur Herstellung der Anzeige beschrieben. Auf diese Weise können demnach die Anzeigen derart hergestellt werden, daß sie große wirksame Anzeigeflächen aufweisen und dabei relativ dünn sind und zu einer hohen Auflösung und einem relativ niedrigen Energieverbrauch in der Lage sind. Wie oben angedeutet, umfassen die oben erwähnte Patentschrift und andere Schriften Informationen zur Herstellung, zum Betrieb und der Auflösung solcher Anzeigen.This patent describes an electrophoretic dispersion suitable for use with the display and techniques for fabricating the display. In this way, the displays can be fabricated to have large effective display areas while being relatively thin and capable of high resolution and relatively low power consumption. As indicated above, the above-mentioned patent and other documents include information on the fabrication, operation and resolution of such displays.

Zum Vergleich sei auch auf die US-Patentschrift 4 772 820 mit dem Titel "Monolithic Flat Panel Display Apparatus" (Frank J. DiSanto et al.) verwiesen, die am 20. September 1988 erteilt wurde und an den vorliegenden Rechtsnachfolger abgetreten wurde. Diese Patentschrift zeigt eine elektrophoretische Anzeige sowie Verfahren zur Herstellung und zum Betrieb einer solchen Anzeige.For comparison, reference is also made to US Patent 4,772,820 entitled "Monolithic Flat Panel Display Apparatus" (Frank J. DiSanto et al.), issued September 20, 1988 and assigned to the present assignee. This patent discloses an electrophoretic display and methods for making and operating such a display.

Vgl. auch die US-Patentschrift 4 742 345 mit dem Titel "Electrophoretic Display Panel Apparatus and Methods Therefor" (Frank J. DiSanto et al.), die an den vorliegenden Rechtsnachfolger abgetreten wurde. Diese Patentschrift zeigt eine Anzeige mit verbesserten Ausrichtungs- und Kontrastcharakteristika und Struktur sowie Verfahren zum Ausrichten und zum Betrieb einer Anzeige.See also U.S. Patent No. 4,742,345 entitled "Electrophoretic Display Panel Apparatus and Methods Therefor" (Frank J. DiSanto et al.), assigned to the present assignee. This patent discloses a display with improved alignment and contrast characteristics and structure, and methods for aligning and operating a display.

Vgl. ferner die US-Patentschrift 4 746 917 mit dem Titel "Methods And Apparatus For Operating An Electrophoretic Display Between A Display And A Non-Display Mode" (Frank J. DiSanto et al.), die am 24. Mai 1988 erteilt und an den vorliegenden Rechtsnachfolger abgetreten wurde. Diese Patentschrift zeigt und beschreubt eine Stromversorgungsschaltung zum Betrieb einer solchen Anzeige zwischen einem Anzeige- und einem Nichtanzeigemodus.See also U.S. Patent No. 4,746,917 entitled "Methods And Apparatus For Operating An Electrophoretic Display Between A Display And A Non-Display Mode" (Frank J. DiSanto et al.), issued May 24, 1988 and assigned to the present assignee. This patent shows and describes a power supply circuit for operating such a display between a display and a non-display mode.

Aus dem Stand der Technik ist festzustellen, daß elektophoretische Anzeigen gründlich untersucht wurden, und daß eine Aufgabe stets darin liegt, einen zuverlässigen Betrieb sowie Anzeigen vorzusehen, die eine bessere Steuerung der das Bild erzeugenden Pigmentteilchen ermöglichen, die sich innerhalb der Anzeige fortpflanzen.It can be seen from the prior art that electophoretic displays have been thoroughly investigated and that one challenge is always to provide reliable operation and displays that allow better control of the image-forming pigment particles propagating within the display.

Der elektrophoretische Effekt hängt mit Arbeitsfluids zusammen, wozu eine Dispersion von elektrophoretischen Teilchen gehört. Diese Teilchen können aus einem undurchsichtigen dielektrischen Material oder einem Pigment hergestellt sein, und die Teilchen sind in einem gefärbten nichtleitenden Suspensionsmedium suspendiert. Die Teilchen sind bevorzugt gleichmäßig in dem gesamten Suspensionsmedium verteilt, und der Kontrast zwischen den Teilchen und dem Suspensionsmedium stellt den Mechanismus dar, der die Formulierung eines Bildes ermöglicht.The electrophoretic effect is related to working fluids that involve a dispersion of electrophoretic particles. These particles may be made of an opaque dielectric material or a pigment, and the particles are suspended in a colored non-conductive suspension medium. The particles are preferably uniformly distributed throughout the Suspending medium, and the contrast between the particles and the suspending medium represents the mechanism that enables the formulation of an image.

Wird das Verbundmaterial einem elektrischen Feld unterworfen, dann werden die Teilchen dazu gebracht, daß sie sich entweder in Richtung der Katode oder der Anode elektrophoretisch bewegen. Diese Teilchen werden derart an der jeweiligen Struktur abgelagert, daß sie diese Struktur dazu bringen, die Farbe des Teilchens anzunehmen, die je nach dem verwendeten Pigment beispielsweise grau, weiß oder eine andere Farbe sein kann. Dem ist zu entnehmen, daß durch selektive Bewegung auf der Grundlage der Wanderung und Orientierung der Teilchen bezüglich einer geladenen Fläche Bilder erzeugt werden können. Wie oben angedeutet, ist dieser Effekt wohlbekant, was beispielsweise aus dem obengenannten Stand der Technik und den dagegen genannten Entgegenhaltungen festzustellen ist.When the composite material is subjected to an electric field, the particles are caused to move electrophoretically either towards the cathode or the anode. These particles are deposited on the respective structure in such a way that they cause that structure to take on the colour of the particle, which may be, for example, grey, white or another colour depending on the pigment used. It can be seen from this that images can be created by selective movement based on the migration and orientation of the particles with respect to a charged surface. As indicated above, this effect is well known, as can be seen, for example, from the above-mentioned prior art and the references cited thereto.

Es ist unmittelbar zu verstehen, daß bei allen solchen Anzeigen eine Hauptaufgabe darin liegt, eine zuverlassige Anzeige herzustellen sowie eine gleichmäßige und rasche Bewegug der Teilchen vorzusehen. Bei Anzeigen aus dem Stand der Technik stieß man auf außerordentliche Schwierigkeiten, wenn versucht wurde, die Teilchen mit hohen Geschwindigkeiten zu bewegen und die Teilchen weiter so zu steuern, daß ein gleichmäßiges Bild angezeigt wird. Eine weitere Schwierigkeit lag darin, bei einer solchen Anzeige eine Beleuchtung von hinten zu verwenden, da die Anodenelektrode, eine Planarelektrode, nicht ganz transparent, sondern im wesentlichen halbtransparent ist; demnach waren Versuche, die Anzeigen aus dem Stand der Technik von hinten zu beleuchten, sehr schwer durchzuführen.It is immediately understood that in all such displays, a major challenge is to produce a reliable display and to provide for uniform and rapid movement of the particles. Prior art displays encountered extreme difficulties in attempting to move the particles at high speeds and further control the particles to display a uniform image. A further difficulty was to use backlighting in such a display, since the anode electrode, a planar electrode, is not completely transparent but essentially semi-transparent; thus attempts to backlight the prior art displays were very difficult.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine netzartige Elektrode vorzusehen, die eine bessere Steuerung der Pigmentteilchen ergibt und deshalb eine Anzeige vorsieht, die zuverlässiger und leichter gesteuert wird als beim Stand der Technik.An object of the present invention is to provide a mesh-like electrode which provides better control of the pigment particles and therefore provides a display which is more reliable and easier to control than the prior art.

Eine weitere Aufgabe liegt darin, eine elektrophoretische Anzeige mit einer netzartigen Elektrode vorzusehen, wobei es möglich wird, die Anzeige von hinten zu beleuchten, und demnach viele Probleme aus dem Stand der Technik zu überwinden.A further object is to provide an electrophoretic display with a mesh-like electrode, whereby it becomes possible to illuminate the display from behind and thus to overcome many problems of the prior art.

SUMMARY OF THE INVENTION

Eine elektrophoretische Anzeige des Typs mit einer X-Y-Matrix sich schneidender Katoden- und Gitterleitungen und einer von der Matrix getrennten Anodenelektrode, wobei zwischen der Anodenelektrode und der Matrix eine elektrophoretische Dispersion liegt, dadurch gekennzeichnet,An electrophoretic display of the type having an X-Y matrix of intersecting cathode and grid lines and an anode electrode separate from the matrix, an electrophoretic dispersion lying between the anode electrode and the matrix, characterized in that

daß die Anodenelektrode eine netzartige Struktur mit mehreren dicht beabstandeten Öffnungen ist, die an der Oberfläche liegen und zur Aufnahme eines Betriebspotentials geeignet sind, um zu bewirken, daß Pigmentteilchen während des Anzeigebetriebs zu dem Netz wandern.that the anode electrode is a mesh-like structure with a plurality of closely spaced openings located on the surface and suitable for receiving an operating potential to cause pigment particles to migrate to the mesh during display operation.

SHORT DESCRIPTION OF THE CHARACTERS

Fig. 1 ist eine Teildraufsicht einer elektrophoretischen Anzeigevorrichtung nach dieser Erfindung; undFig. 1 is a partial plan view of an electrophoretic display device according to this invention; and

Fig. 2 ist eine Draufsicht einer elektrophoretischen Anzeige, die bestimmte Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung zeigt.Figure 2 is a plan view of an electrophoretic display embodying certain aspects of the present invention.

DETAILED DESCRIPTION OF THE FIGURES

Unter Bezug auf Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer typischen elektrophoretischen Anzeige 10 gezeigt.Referring to Figure 1, a side view of a typical electrophoretic display 10 is shown.

Die Anzeige 10 von Fig. 1 ist mit einer elektrophoretischen Lösung oder Dispersion 20 erfüllt, die hell gefärbte Pigmentteilchen umfaßt, die in einer dunklen Farbstofflösung suspendiert sind. Auf die obengenannte US-Patentschrift Nr. 4 655 897 sei zu Beispielen solcher Lösungen und Techniken verwiesen.The display 10 of Figure 1 is filled with an electrophoretic solution or dispersion 20 comprising light colored pigment particles suspended in a dark dye solution. See the above-mentioned U.S. Patent No. 4,655,897 for examples of such solutions and techniques.

Aus Fig. 1 ist zu ersehen, daß die Anzeige eine vordere Glaslage oder Beobachtungsfläche 21 aufweist. Das Auge eines Beobachters 15 ist gezeigt, der die Vorderseite der Anzeige durch die Glaslage 21 beobachtet. Auf der Glaslage 21 sind durch geeignete Techniken Spalten 23 und Zeilen 25 angeordnet. Die Zeilen sind aus einer extrem dünnen Schicht aus Indiumzinnoxid (ITO) hergestellt, während die Spalten aus dünnen Schichten aus Aluminium hergestellt sind. Diese Strukturen sind in extrem dünnen Schichten vorgesehen und bilden im wesentlichen eine X-Y- Matrix. Die Schichten aus ITO sind relativ dünn, mit einer Dikke von etwa 300 Ångstrom. Auf jeden Fall sind das Gitter oder die Spalten und Zeilen von Katoden voneinander beabstandet und mittels einer Isolierschicht 22 gegeneinander isoliert.From Fig. 1 it can be seen that the display has a front glass layer or observation surface 21. The eye of an observer 15 is shown observing the front of the display through the glass layer 21. Columns 23 and rows 25 are arranged on the glass layer 21 by suitable techniques. The rows are made of an extremely thin layer of indium tin oxide (ITO) while the columns are made of thin layers of aluminum. These structures are provided in extremely thin layers and essentially form an X-Y matrix. The layers of ITO are relatively thin, with a thickness of about 300 Angstroms. In any event, the grid or columns and rows of cathodes are spaced apart and insulated from each other by an insulating layer 22.

Die Gitter und Katoden wurden mit den Begriffen Zeilen und Spalten bezeichnet; allerdings ist unmittelbar einzusehen, daß die Begriffe nach Wunsch gegeneinander ausgetauscht werden können. Jedenfalls ist jeder Schnittpunkt zwischen dem Gitter und der Katode einer Pigmentwanne 24 zugeordnet. Diese Wannen enthalten die elektrophoretische Lösung, die sich in dem Hohlraum 20 befindet. Die Spalten und Zeilen sind von einer hinteren Elektrode oder Anodenplatte 26 getrennt, die ebenfalls auf einer Glaslage 27 hergestellt ist und eine dünne Schicht aus ITO bildet. Die Anodenelektrode ist im wesentlichen eine extrem dünne flächige Schicht aus ITO, die auf eine Glaslage aufgebracht ist, wie dies aus vielen der obengenannten Druckschriften zu ersehen ist. Die Abstandsstücke wie 32 und 33 können auf viele verschiedene Arten ausgeführt sein und dienen im wesentlichen dazu, die Anzeigezelle oder -tafel 10 mechanisch abzutrennen.The grids and cathodes have been referred to as rows and columns, but it will be readily appreciated that the terms may be interchanged as desired. In any event, each intersection point between the grid and the cathode is associated with a pigment well 24. These wells contain the electrophoretic solution located in the cavity 20. The columns and rows are separated by a rear electrode or anode plate 26, also fabricated on a glass sheet 27 and forming a thin layer of ITO. The anode electrode is essentially an extremely thin flat layer of ITO deposited on a glass sheet, as can be seen in many of the above-mentioned references. The spacers such as 32 and 33 may be designed in many different ways and essentially serve to mechanically separate the display cell or panel 10.

Eine Netzelektrode 30 ist gezeigt, die zwischen der Gitterkatodenstruktur und der Anode 26 positioniert ist. Die Gitterelektrode 30 ist aus einer dünnen Lage aus rostfreiem Stahl hergestellt, in der mehrere Öffnungen vorgesehen sind, um eine netz- oder schirmartige Struktur zu bilden. Die Elektroden der Anzeige werden mittels der Stromversorgung 50 vorgespannt. Die Versorgung 50 arbeitet ähnlich wie diejenige aus der oben erwähnten US-patentschrift 4 746 917. Wie angedeutet, ist die Anodenelektrode 26 eine dünne Schicht aus ITO, die halbtransparent und stark reflektiv ist. Die Elektrode 30 enthält mehrere Öffnungen, und aufgrund der netzartigen Konstruktion kann Licht durch die Öffnungen dringen. Die beschriebene Ausgestaltung verwendet die Anode 26 mit der netzartige Elektrode 30. Durch diese Ausgestaltung wird eine bessere Steuerung der Pigmentteilchen aufgrund der verschiedenen Verhältnisse des an die Elektrode 30 angelegten Potentials im Vergleich zu dem an die Anode 26 angelegten Potential ermöglicht.A mesh electrode 30 is shown positioned between the grid cathode structure and the anode 26. The grid electrode 30 is made from a thin sheet of stainless steel in which a plurality of openings are provided to form a mesh or screen-like structure. The electrodes of the display are biased by means of the power supply 50. The supply 50 operates similarly to that of the above-mentioned U.S. Patent No. 4,746,917. As indicated, the anode electrode 26 is a thin layer of ITO which is semi-transparent and highly reflective. The electrode 30 contains a plurality of openings and the mesh-like construction allows light to pass through the openings. The described design uses the anode 26 with the mesh-like electrode 30. This design allows for better control of the pigment particles due to the different ratios of the potential applied to the electrode 30 compared to the potential applied to the anode 26.

Ein äußerst wichtiger Gesichtspunkt der elektrophoretischen Anzeige, durch den der Betrieb noch weiter verbessert wird, liegt in der Möglichkeit, die Anzeige von hinten zu beleuchten. In Fig. 1 ist zu sehen, daß eine Glühlampe 40 an der Rückseite der Anzeige erscheint, während sich das Auge 15 des Beobachters an der Vorderseite der Anzeige befindet. Wird die Glühlampe eingeschaltet, dann ist die Struktur abgehoben, da die Lichtquelle 40 tendenziell den Kontrast der Anzeige erhöht. Die elektrophoretische Lösung kann mittels der Lichtquelle wie 40 beleuchtet werden, woraus sich ein besserer Kontrast ergibt und die Anzeige noch klarer sein kann.A very important aspect of the electrophoretic display which further improves operation is the ability to backlight the display. In Fig. 1 it can be seen that a light bulb 40 appears at the back of the display while the observer's eye 15 is at the front of the display. When the light bulb is turned on, the structure is raised because the light source 40 tends to increase the contrast of the display. The electrophoretic solution can be illuminated by the light source such as 40, resulting in better contrast and the display can be even clearer.

Es ist zu verstehen, daß einige Pigmente an der Netzelektrode anhalten und einige Pigmente an der Anodenelektrode anhalten, da die Anzeige von Fig. 1 sowohl die Netzelektrode 30 als auch die Anodenelektrode 26 umfaßt. Demnach ist der Beleuchtungsbetrag von hinten etwas abgedämpft. Um dies zu vermeiden, wurde eine Anzeige konstruiert, die die dünne flächige Anodenelektrode im wesentlichen wegläßt. Die Anzeige ist also wie folgt ausgestaltet. Die Schichten 26 und 27 bestehen beide aus Glas oder einer einzigen Glaslage, wobei die Netzelektrode 30 auf die Glaslage aufgebracht oder wie in Fig. 1 positioniert ist, womit die flächige Anodenelektrode völlig beseitigt ist und dafür eine Netzelektrode vorgesehen ist. Da alle Pigmente an der Netzanode 30 anhalten, dringt eine viel stärkere Beleuchtung von hinten über die Netzstruktur durch die Zelle.It will be understood that some pigments stop at the mesh electrode and some pigments stop at the anode electrode since the display of Fig. 1 includes both mesh electrode 30 and anode electrode 26. Thus, the amount of illumination from behind is somewhat attenuated. To avoid this, a display was constructed which essentially omits the thin flat anode electrode. The display is thus designed as follows. Layers 26 and 27 are both made of glass or a single layer of glass with mesh electrode 30 applied to the glass layer or positioned as in Fig. 1, thus eliminating the flat anode electrode entirely and providing a mesh electrode in its place. Since all pigments stop at mesh anode 30, much more illumination from behind penetrates the cell via the mesh structure.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausgestaltung kann unter Verwendung von Verfahren, die durch viele der obengenannten Druckschriften gelehrt werden, einfach konstruiert werden. So wird beispielsweise die ITO-Schicht 26 zunächst mit einer Schicht aus Isoliermaterial beschichtet; die ITO-Schicht wird dann auf das Glassubstrat 27 aufgebracht. Dann wird das Isoliermaterial mit einer Metallschicht beschichtet. Diese Metallschicht wird durch eine photolitographische Technik strukturiert, um eine Netzstruktur zu erzeugen. Dann wird das Isoliermaterial plasmageätzt, um die Wannen oder Öffnungen herzustellen, die deshalb das Netz und die Anode verbinden, wobei das Netz mittels einer Isolierschicht 41 gegen die Anode isoliert ist, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.The design shown in Figure 1 can be easily constructed using techniques taught by many of the above-mentioned references. For example, the ITO layer 26 is first coated with a layer of insulating material; the ITO layer is then deposited on the glass substrate 27. The insulating material is then coated with a metal layer. This metal layer is patterned by a photolithographic technique to create a mesh structure. The insulating material is then plasma etched to create the wells or openings which therefore connect the mesh and the anode, the mesh being insulated from the anode by an insulating layer 41 as shown in Figure 1.

Zum Betrieb der Anzeige von Fig. 1 werden normale Gitter- und Katodenspannungen verwendet, wie dies in den obengenannten Druckschriften angegeben und gezeigt ist. Die an der Netzelektrode oder der Netzanode verwendete Spannung ist eine relativ hohe Spannung, die beispielsweise mit +HV bezeichnet ist und während der Halte- und Schreibmodi der Anzeige angelegt wird. Die als Anode bezeichnete Elektrode 26 ist mit einer Spannung verbunden, die +HV- V beträgt. Die Spannung V ist derart ausgewählt, daß sie zwischen 5 und 10% niedriger als die Spannung +HV ist. Das Netz 30 ist also bezüglich der Anode 26 positiv, demnach halten die Pigmentteilchen an dem Netz an und ermöglichen eine maximale Beleuchtungsmenge von der hinteren Beleuchtungsquelle 40. Selbstverständlich kann die Netzelektrode 30 durch die oben beschriebenen Verfahren direkt auf die Glastafel 27 aufgebracht werden, wenn die Anode 26 ganz weggelassen ist, was dem Fachmann naheliegend sein sollte. Auf diese Weise dringt eine maximale Lichtmenge durch die in dem Netz geschaffenen Öffnungen.Normal grid and cathode voltages are used to operate the display of Fig. 1, as indicated and shown in the above-mentioned references. The voltage used on the mesh electrode or mesh anode is a relatively high voltage, for example designated +HV, which is applied during the hold and write modes of the display. The electrode 26, designated the anode, is connected to a voltage which is +HV-V. The voltage V is selected to be between 5 and 10% lower than the voltage +HV. Thus, the mesh 30 is positive with respect to the anode 26, thus the pigment particles will hold onto the mesh and allow a maximum amount of illumination from the rear illumination source 40. Of course, the mesh electrode 30 can be applied directly to the glass panel 27 by the methods described above if the anode 26 is omitted entirely, as should be obvious to those skilled in the art. In this way, a maximum amount of light penetrates through the openings created in the net.

Bei Betrieb der Anzeige werden die in der elektrophoretischen Lösung 20 enthaltenen Pigmentteilchen nach vorne zu der Beobachtungsfläche gebracht, um die zwischen den Zeilen und Spalten gebildeten Wannen zu füllen. Ist eine solche Wanne 24 gefüllt, dann wird die Spannung an den Zeilen, Spalten und der Anode derart eingestellt, daß die Wannen gefüllt bleiben, aber Pigmente, die im Abstand zwischen der hinteren Abdeckung und den Spalten bleiben, zu dem Netz 30 und der Anode 26 geschwemmt werden. Die Beobachtungsseite 21 weist die Farbe der Pigmente in den Wannen auf.When the display is in operation, the pigment particles contained in the electrophoretic solution 20 are brought forward to the observation surface in order to fill the wells formed between the rows and columns. When such a well 24 is filled, the voltage at the rows, columns and the anode adjusted so that the pans remain full, but pigments remaining in the space between the rear cover and the gaps are washed to the mesh 30 and the anode 26. The observation side 21 has the color of the pigments in the pans.

Durch selektives Anlegen von Spannungen an die Zeilen und Spalten werden die Pigmente in den einzelnen Wannen 24 (am Schnittpunkt der ausgewählten Zeilen und Spalten) aus den Wannen gezwungen, womit die Farbstofflösung freiliegt und dieser Schnittpunkt (Pixel) dunkel wird. Die Pigmente werden nicht augenblicklich aus den Wannen entfernt, sondern dafür ist eine Zeit erforderlich, die von der Abmessung der Zelle oder Anzeige, den Fluidkomponenten und den verschiedenen angelegten Spannungen abhängt. Durch Verwendung der Netzelektrode 30 können die Pigmentteilchen wegen des stärkeren Feldes rascher vorgetrieben werden, das durch die zusätzliche Netzelektrode geliefert wird, und damit lassen sich die Teilchen rascher aus den Wannen entfernen. Dies liegt auch an der netzartigen Konstruktion, da die Öffnungen in der Netzelektrode die Feldstärke erhöhen.By selectively applying voltages to the rows and columns, the pigments in each well 24 (at the intersection of the selected rows and columns) are forced out of the wells, exposing the dye solution and darkening that intersection (pixel). The pigments are not removed from the wells instantly, but rather a time is required depending on the size of the cell or display, the fluid components, and the various voltages applied. By using the mesh electrode 30, the pigment particles can be propelled more quickly due to the stronger field provided by the additional mesh electrode, and thus the particles can be removed from the wells more quickly. This is also due to the mesh-like construction, as the openings in the mesh electrode increase the field strength.

Unter Bezug auf Fig. 2 ist eine planare Draufsicht einer vergrößerten Darstellung einer elektrophoretischen Anzeigezelle oder -tafel nach Fig. 1 gezeigt.Referring to Fig. 2, there is shown a planar top view of an enlarged representation of an electrophoretic display cell or panel of Fig. 1.

In Fig. 2 ist zu sehen, daß jede Wanne 24 zwischen dem Schnittpunkt einer Spalte 23 untergebracht ist, die von einer Zeilenschicht 25 aus ITO isolierend abgetrennt ist. Die Wanne 24 bildet einen Pixelbereich, der einen X-Y-Schnittpunkt an der ITO- Anzeige angibt.In Fig. 2, it can be seen that each well 24 is housed between the intersection of a column 23 which is insulatively separated by a row layer 25 of ITO. The well 24 forms a pixel region which indicates an X-Y intersection on the ITO display.

Die Pigmentteilchen wandern selbstverständlich zwischen der Katode und der Anode. Wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, kann die Anode die netzartige Struktur 30 sein oder eine getrennte Netzstruktur bilden, die wie oben beschrieben direkt auf der Glasschicht hergestellt ist, oder ein Netz 30 aus rostfreiem Stahl kann zwischen der Anode und einer Katodengitterstruktur angeordnet sein. In Fig. 2 ist zu sehen, daß das Gitter mehrere Öffnungen enthält, die beispielsweise kreisförmige Löcher sind. Es ist sofort zu verstehen, daß das Netz Öffnungen mit beliebige Form aufweisen kann, so rechteckig, quadratisch, dreieckig usw. Wichtig ist, daß die Öffnungen extrem klein sind. Das Netz ist ein Netz aus gehärtetem rostfreien Stahl, das aus vielen Quellen erhältlich ist. Jede Öffnung besitzt einen Durchmesser zwischen 0,0254 mm und 0,076 mm (10 bis 30 mil), wobei der Raum zwischen den Öffnungen in der gleichen Größenordnung liegt, nämlich 0,0254 mm bis 0,076 mm (10 bis 30 mil). Die Öffnungen besitzen bevorzugt einen Durchmesser von etwa 0,038 mm (15 mil), wobei der Raum zwischen den Öffnungen etwa 0,038 mm bis 0,051 mm (15 bis 20 mil) beträgt. Demnach ist festzustellen, daß die Lage aus gehärtetem rostfreien Stahl aufgrund der extrem hohen Zahl von Öffnungen und des Abstandes zwischen den Öffnungen als eine ingesamt netzartige Struktur erscheint, die integral ausgebildet und stark leitfähig ist. Sie kann demnach als Anodenelektrode oder als Zwischenelektrode wirken und bei der Steuerung der Pigmentteilchen helfen.The pigment particles naturally migrate between the cathode and the anode. As shown in Fig. 2, the anode may be the mesh-like structure 30 or may form a separate mesh structure made directly on the glass layer as described above, or a stainless steel mesh 30 may be placed between the anode and a cathode grid structure. In Fig. 2 it can be seen that the grid contains a plurality of openings which are, for example, circular holes. It is immediately understood that the mesh can have openings of any shape, such as rectangular, square, triangular, etc. Importantly, the openings are extremely small. The mesh is a hardened stainless steel mesh available from many sources. Each opening has a diameter between 0.0254 mm and 0.076 mm (10 to 30 mils), with the space between the openings being of the same order of magnitude, namely 0.0254 mm to 0.076 mm (10 to 30 mils). The openings preferably have a diameter of about 0.038 mm (15 mils), with the space between the openings being about 0.038 mm to 0.051 mm (15 to 20 mils). It can be seen that the hardened stainless steel sheet, due to the extremely high number of openings and the spacing between the openings, appears as an overall net-like structure that is integrally formed and highly conductive. It can therefore act as an anode electrode or an intermediate electrode and help in controlling the pigment particles.

Aus Fig. 1 ist wieder festzustellen, daß deshalb aufgrund der extrem transparenten Beschaffenheit der netzartigen Strukur Licht direkt von einer Quelle 40 durch das Netz geleitet werden kann, wenn nicht eine zusätzliche ITO-beschichtete Anode wie 26 verwendet wird. Die oben beschriebene Netzstruktur schafft eine elektrophoretische Anzeige mit weit besseren Betriebseigenschaften als beim Stand der Technik.It can again be seen from Fig. 1 that, therefore, due to the extremely transparent nature of the mesh-like structure, light can be passed directly from a source 40 through the mesh unless an additional ITO-coated anode such as 26 is used. The mesh structure described above provides an electrophoretic display with far better operating characteristics than the prior art.

Claims

1.Electrophoretic display (10) of the type with an X-Y matrix of intersecting cathode and grid lines (25 and 23 respectively) and an anode electrode (26) separated from the matrix, an electrophoretic dispersion being located between the anode electrode and the matrix, characterized in that

that the anode electrode is a mesh-like structure (30) with a plurality of closely spaced openings located in the surface and suitable for receiving an operating potential in order to cause pigment particles to migrate to the mesh (30) during display operation.

2. Device according to claim 1, wherein the anode electrode is a conductive mesh-like structure applied to a glass layer and separated therefrom by an insulating mesh layer (41).

3. Device according to claim 2, wherein the net-like structure is a flat layer of stainless steel with a plurality of closely spaced openings in the surface.

4. The device of claim 1, further comprising a second anode electrode insulated from the mesh-like structure, and wherein the second anode electrode (26) is a thin layer of a conductive material applied to a glass layer (27).

5. The device of claim 4, wherein the thin layer of conductive material is ITO.

6. The device of claim 3, wherein the openings distributed over the entire surface of the sheet have a diameter between 0.0254 mm and 0.076 mm (10 to 30 mils) and are separated from each other by between 0.0254 mm and 0.076 mm (10 to 30 mils).

7. Device according to claim 6, in which the openings are circular.