DE69424154T2

DE69424154T2 - Elektrophoretische anzeige mit arc-gesteuerten pixels

Info

Publication number: DE69424154T2
Application number: DE69424154T
Authority: DE
Inventors: J. Di Santo; Denis Krusos
Original assignee: Copytele Inc
Current assignee: Anixa Biosciences Inc
Priority date: 1993-02-17
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 2000-12-14
Anticipated expiration: 2014-02-01
Also published as: CA2155193A1; EP0685101A1; EP0685101A4; WO1994019789A1; EP0685101B1; US5561443A; DE69424154D1; JPH08507388A; US5402145A; CA2155193C

Description

Elektrophoretische Displayvorrichtung mit mittels Lichtbogen angesteuerten individuellen Pixeln

Technisches Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrophoretische Displaytafel-Vorrichtung und näherhin ein elektrophoretisches Display mit unabhängigen, durch einen Lichtbogen in einem ionisierbaren Gas angesteuerten Pixelelementen.

Hintergrund - Stand der Technik

Elektrophoretische Displays (EPIDs) sind bekannt. Verschiedene Display-Typen und -Merkmale sind in verschiedenen auf den Namen der vorliegenden Erfinder, Frank J. DiSanto und Denis A. Krusos, für die vorliegende Patentinhaberin, Copytele, Inc., Huntington Station, New York, erteilten Patenten beschrieben. Beispielsweise beschreiben die US-Patentschriften 4 655 897 und 4 732 830, jeweils unter dem Titel 'Elektrophoretische Display-Paneele und zugehörige Methoden', die grundsätzliche Arbeits- und Funktionsweise und den Aufbau eines elektrophoretischen Displays. Die US-Patentschrift 4 742 345 mit dem Titel 'Elektrophoretische Display-Paneele und Verfahren hierfür' beschreibt ein Display mit verbesserter Ausrichtung und verbessertem Kontrast. Ferner sind zahlreiche andere, derartige Displays betreffende Patente für Copytele, Inc., erteilt.
Die in den obengenannten Patentschriften gezeigten Display- Paneele arbeiten nach demselben Grundprinzip, nämlich: Wird eine Suspension elektrisch geladener Pigmentteilchen in einem dielektrischen Strömungsmittel einem angelegten elektrostatischen Feld ausgesetzt, wandern die Pigmentteilchen nach Maßgabe des elektrostatischen Feldes durch das Strömungsmittel. Eine im wesentlichen homogene Suspension von Teilchen mit einer von der Farbe des dielektrischen Strömungsmittels verschiedenen Pigmentfarbe vorausgesetzt, bewirkt das angelegte elektrostatische Feld, wenn es lokalisiert ist, eine visuell beobachtbare lokalisierte Pigmentteilchenwanderung. Die lokalisierte Pigmentteilchenbewegung resultiert entweder in einem lokalisierten Bereich von Teilchenkonzentration oder Teilchenverarmung, je nach der Polarität und Richtung des elektrostatischen Feldes und der Ladung auf den Pigmentteilchen. Die in den vorstehenden US-Patentschriften beschriebenen elektrophoretischen Displayvorrichtunge sind Displays vom 'Trioden-Typ' mit einer Vielzahl von unabhängigen, parallelen Kathoden-Reihenleiterelementen oder 'Linien' bzw. 'Zeilen', die auf einer Oberfläche eines Glas-Betrachtungsschirms horizontal angeordnet sind. Über den Kathodenelementen wird eine Schicht aus einem isolierenden Photoabdeckermaterial aufgebracht und bis auf die Kathodenelemente im Lichtdruckverfahren geätzt, zur Schaffung einer Vielzahl von rechtwinklig zu den Kathodenelementen angeordneten Isolierstreifen, die ein Substrat für eine Vielzahl unabhängiger, paralleler Spalten- oder Gitter- Leiterelementen oder 'Linien', die in der vertikaler. Richtung verlaufen, bilden. Ein kappenförmiges Abdeckteil aus Glas bildet längs seinem Umfangsrand eine strömungsmitteldichte Abdichtverbindung mit dem Betrachtungsfenster zum Einschluß des Suspensionsströmungsmittels und dient gleichzeitig als Substrat für eine auf der Innenoberfläche der Abdeckkappe angebrachte Anodenplatte. Im montierten Zustand oder Abdeckkappe befindet sich die Anodenoberfläche in parallelem Abstand sowohl zu den Kathodenelementen und den Gitterelementen. Für eine bestimmte spezifische Suspension ist das Vorzeichen der elektrostatischen Ladung, das eine Anziehung oder eine Abstoßung der Pigmentteilchen bewirkt, bekannt. Die Kathodenelementspannung, die Anodenspannung und die Gitterelementspannung können dann so bestimmt werden, daß bei Anlegen einer bestimmten Spannung an die Kathode und einer anderen Spannung an das Gitter der Bereich benachbart ihrer Überschneidung eine Netto-Ladung bildet, welche zum Anziehen oder Abstoßen von in dem dielektrischen Strömungsmittel in Suspension befindlichen Pigmentteilchen ausreicht. Da zahlreiche Kathoden- und Gitterlinien vorgesehen sind, gibt es eine große Zahl diskreter Schnittpunkte, die durch Variierung der Spalte an den Kathoden- und Gitterelementen so gesteuert werden können, daß sie lokalisierte sichtbare Bereiche von Pigmentkonzentration und Pigmentverarmung bewirken. Im wesentlichen müssen somit die Betriebsspannungen sowohl an Kathode und Gitter wenigstens zwei Zustände entsprechend einer logischen Eins und einer logischen Null annehmen können. Logische Eins für die Kathode kann entweder einer Pigmentanziehung oder -abstoßung entsprechen. Typischerweise werden die Kathodenspannung und die Gitterspannung so gewählt, daß nur dann, wenn beide in einem bestimmten Schnittpunkt sich im Zustand einer logischen Eins befinden, an dem Schnittpunkt ein ausreichendes elektrostatisches Feld relativ bezüglich der Anode vorliegt, um durch Migration von Pigmentteilchen ein visuelles Informationsbit auf dem Display zu schreiben. Das Bit kann gelöscht werden, beispielsweise durch Umkehr der Polarität und das Auftreten eines logischen Null-Null-Zustands an dem Schnittpunkt in Koordination mit einem Löschspannungsgradienten zwischen Anode und Kathode. Auf diese Weise können auf dem elektrophoretischen Display digitalisierte Daten wiedergegeben bzw. angezeigt werden.
Neben dem Trioden-Displaytyp hat die Anmelderin eine Reihe von EPID-Strukturen zur Ausnutzung des Elektrophorese- Effekts vorgeschlagen. Beispielsweise ist in der US-Patentanmeldung Nr. 07/345 825, die inzwischen zum US-Patent 5 053 763 mit dem Titel 'Dualanoden-Flachpaneel-elektrophoretische Displayvorrichtung' geführt hat, eine alternative EPID-Konstruktion beschrieben; diese Veröffentlichung bezieht sich auf ein elektrophoretisches Display, bei welchem über der Kathoden/Gitter-Matrix, wie sie in den Trioden-Displays vorliegt, eine Vielzahl von unabhängigen, getrennt adressierbaren 'lokalen' Anodenlinien aufgebracht ist. Die lokalen Anodenlinien werden auf den Gitterlinien und in Ausrichtung mit ihnen aufgebracht und von diesen durch dazwischenliegende Photoabdecker-Linien isoliert. Die lokaler Anodenlinien liegen zusätzlich zu der 'entfernten' Anode, d. h. der auf der Anodenfrontplatte oder -abdeckhaube wie bei den Trioden-Displays aufgebrachten Schicht, vor. Die vorstehende Dualanoden-Struktur ergibt eine verbesserte Funktions- und Betriebsweise durch Elimination unerwünschter Schwankungen der Displayhelligkeit zwischen den einzelnen Bildern, Erhöhung der Displaygeschwindigkeit und Verringerung der in den Schreib- und Haltezyklen erforderlichen Anodenspannung, wie in der genannten Veröffentlichung beschrieben.
Allgemein kann gesagt werden, daß im Stande der Technik eine Reihe verschiedener EPID-Konfigurationen vorgeschlagen wurde. Im Streben nach besseren EPIDs wird weiterhin nach Verbesserungen hinsichtlich der Auflösung, der Arbeitsgeschwindigkeit, der Einfachheit der Konstruktion, der Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit gesucht.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines in Aufbau und Funktion verbesserten EPIDs.

Offenbarung der Erfindung

Die mit herkömmlichen elektrophoretischen Displayvorrichtungen verbundenen Probleme und Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung, wie sie in den Ansprüchen 1 und 14 definiert ist, überwunden. Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung weist einen ersten, ein elektrophoretisches Strömungsmittel enthaltenden Behälter und einen zweiten, ein ionisierbares Gas enthaltenden Behälter auf. Der erste und der zweite Behälter haben eine Begrenzungswandung gemeinsam, und durch diese gemeinsame Begrenzungswandung führt eine Vielzahl von leitenden Pfaden. Ein erstes Ende der leitenden Pfade ist nächst dem Strömungsmittel angeordnet, ein zweites Ende steht mit dem Gas in Kontakt. Es sind Mittel vorgesehen, um das Gas benachbart bestimmter ausgewählter leitender Pfade zu ionisieren, um diese ausgewählten Pfade vorzuspannen, derart daß sie eine Bewegung von Pigment in dem Strömungsmittel benachbart dem ersten Ende der betreffenden ausgewählten leitenden Pfade veranlassen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird auf die folgende detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungsfiguren Bezug genommen; in diesen zeigen:
Fig. 1 in perspektivischer Ansicht ein elektrophoretisches Display bzw. eine Anzeige- oder Wiedergabevorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht des in Fig. 1 gezeigten EPIDs im Schnitt längs der Linie II-II mit Blick in Richtung der Pfeile,
Fig. 3 eine Rückansicht der als Pixelträger dienenden Zwischenplatte des in den Figg. 1 und 2 gezeigten EPIDs,
Fig. 4 eine Front- bzw. Vorderansicht der Spaltenleiter-Trägerplatte des in den Figg. 1 und 2 gezeigten EPIDs,
Fig. 5 eine vergrößerte schematische Teilansicht des in Fig. 2 gezeigten EPIDs, zur Veranschaulichung der Arbeits- und Betriebsweise.

Beste Form zur Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt ein elektrophoretisches Display oder EPID 10 mit einer Front- bzw. Vorderplatte 12, einer Pixelträger- Zwischenplatte 14 und einer Hinter- bzw. Rückplatte 16. Typischerweise können die Platten 12, 14 und 16 aus Glas bestehen, im Hinblick auf dessen Durchsichtigkeit, dielekische Festigkeit und Kompatibilität mit Photoätzverfahren. Die Platten sind durch Abstandshalter 18 getrennt, welche den betreffenden Platten entlang deren Umfang anliegen unter Bildung von zwei Innenhohlräumen oder -behältern, nämlich einem ersten zur Aufnahme eines elektrophoretischen Strömungsmittels und einem zweiten zur Aufnahme eines ionisierbaren Gases, wie weiter unten dargelegt und näher beschrieben. Die Abstandshalter bestehen typischerweise aus Mylar und sind mit den betreffenden das EPID 10 bildenden Platten durch Epoxyharz verbunden, das unter Druck- und Hitzeeinwirkung fließfähig ist und nach Abkühlung eine luft- und strömungsmitteldichte Abdichtung bildet. Auf der Innenseite der Front- bzw. Vorderplatte des EPID 10 ist eine im wesent lichen klarsichtige Elektrode 20 aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) abgeschieden, durch welche hindurch der elektrophoretische Effekt sichtbar ist. Eine Vielzahl von auf der Pixelträger- Zwischenplatte 14 angeordneten einzelnen Pixeln 22 sind gestrichelt dargestellt. Wie die Elektrode 20 auf der Vorder- bzw. Frontplatte können die einzelnen Pixel 22 aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) hergestellt sein und sind elektrisch leitend. Alternativ können Metalle wie beispielsweise Chrom verwendet werden. Methoden zur Abscheidung und Formgebung von Indium-Zinn-Oxid auf Glassubstraten sind im Stande der Technik bekannt und beispielsweise in den oben erwähnten US-Patentschriften 4 655 897 und 4 732 830 beschrieben.
Fig. 2 zeigt die inneren Bauteile des EPID 10. Eine flüssigkeitsdichte Vorderkammer 24 nimmt ein elektrophoretisches Strömungsmittel auf, das ein dielektrisches Strömungsmittel und darin suspendiert eine Dispersion kolloidaler Pigmentteilchen mit Oberflächenladung enthält, wie im Stande der Technik bekannt. Beispiele typischer elektrophoretischer Strömungsmittel sind ebenfalls in den US-Patentschriften 4 655 897 und 4 732 830 angegeben. Bei einem typischen derartigen Strömungsmittel findet ein dunkelblaues oder schwarzes Dielektrikum zusammen mit gelben, mit negativer Oberflächenladung versehenen Pigmentteilchen Anwendung. Eine durch dichtschließende Verbindung von Mylardichtungen 18 mit den Platten 14 und 16 gebildete hintere Kammer 26 enthält ein ionisierbares Gas, wie beispielsweise Argon, Xenon oder Neon oder ein Gemisch derartiger Gase. Die hintere oder Rückplatte 16 trägt eine Vielzahl paralleler linienförmiger Spaltenleiter 28, die in dieser Ansicht in der 'vertikalen Richtung' angeordnet sind. Die linien- oder streifenförmigen Leiter 28 können aus ITO, Chrom oder einem anderweitigen Leitermaterial hergestellt werden, auf eine konventionelle Weise nach dem Stande der Technik, wie beispielsweise Photoätzung, Plasmaätzung usw. Die auf der Pixelträger-Zwischen platte 14 angeordneten einzelnen Pixelelemente 22 sind elektrisch mit zugeordneten Leiterstiften 30 verbunden, die aus Kupfer oder einem beliebigen anderen geeigneten Leitermaterial bestehen. Die Leiterstifte 30 durchsetzen die Pixelträger-Zwischenplatte 14, derart daß ein Teil in Richtung auf die Hinter- oder Rückplatte 16 in die hintere Kammer 26 übersteht und ein Teil in die vordere Kammer übersteht und Kontakt mit einem zugeordneten individuellen Pixel 22 herstellt. Wenn die vertikalen Leiterteile oder Spaltenlinien 28 in freier Festsetzung als 'vertikal' beschrieben werden, so kann man von den individuellen Pixeln sagen, daß sie in rechtwinklig zu den vertikalen Leiterlinien 28 angeordneten Reihen bzw. Zeilen horizontal gruppiert sind. Die Gruppierung der einzelnen Pixel 22 und der zugeordneten Leiterstifte 30 erfolgt durch Reihen- bzw. Zeilenleiterstreifen 32, die sich quer über die Pixelträger-Zwischenplatte 14 erstrecken, benachbart zu, aber nicht in leitender Verbindung mit den Leiterstiften 30. Vorzugsweise ist jeweils zu beiden Seiten einer Gruppe oder Zeile von Leiterstiften 30 ein Reihen- bzw. Zeilenleiterstreifen 32 vorgesehen, wie näher in Fig. 3 ersichtlich. Zwei Treiberschaltungen 33, 35 zur Antriebssteuerung der betreffenden Elektroden 20, 28 und 32 sind schematisch dargestellt und in aus dem Sande der Technik bekannter Weise ausgebildet, wie er beispielsweise durch die US-Patentschriften 4 655 897 und 4 732 830 wiedergegeben wird.
Fig. 3 zeigt den rückwärtigen oder hinteren Teil der Pixelträger-Zwischenplatte 14 mit den die Platte durchsetzenden und in Richtung auf den Betrachter überstehenden Leiterstiften 30. Die Leiterstifte 30 sind in Reihen bzw. Zeilen organisiert, und zwar durch jeweils zwei Reihen- bzw. Zeilenleiterlinien 32, welche sich über die Pixelträger-Zwischenplatte 14 erstrecken, benachbart zu den Leiterstiften 30, ohne diese jedoch zu berühren. Zur Erzeugung eines gleichförmigen elektrostatischen Feldes benachbart den einzelnen Leiterstiften 30 sind jeweils zwei Reihen- bzw. Zeilenleiterstreifen benachbart den Leiterstiften halbkreisförmig ausgebildet, wobei diese Halbkreise sich vereinen, um die Stifte 30 und koaxiale Abstandsstücke 33 kreisförmig zu umschließen.
Fig. 4 zeigt das Vorder- oder Frontteil der Rück- bzw. Hinterplatte 16, auf welchem eine Vielzahl vertikaler Leiterlinien bzw. -streifen 28 angeordnet sind. Aus den Figg. 2, 3 und 4 ist ersichtlich, daß die vertikalen Leiterstreifen 28 mit einzelnen Pixelelementen 22 und entsprechenden Leiterstiften 30 ausgerichtet sind, unter Bildung einer Matrix mit den horizontalen Reihen- bzw. Zeilenleiterschleifen 32. Die Leiterstifte 30 sind jeweils an den Schnittpunkten der Matrix angeordnet. Auf diese Weise wird eine adressierbare X,Y-Matrix gebildet, wobei die individuellen Pixel 22 an den adressierbaren Punkten auf der Matrix angeordnet sind.
Fig. 5 zeigt in Vergrößerung ein Teilfragment des in Fig. 2 gezeigten Displays 10, wobei einer der Leiterstifte 30 einen elektrischen Lichtbogen 34 unterhält, welcher den Abstand zwischen dem Leiterstift 30 und einer zugeordneten vertikalen Leiterlinie bzw. -streifen 28 überbrückt. Der elektrische Lichtbogen wird durch die örtliche Ionisierung der Gasfüllung in der hinteren Kammer 26 aufrechterhalten und geht von dem Reihen- bzw. Zeilenleiterstreifen 32 aus. Bei einem gegebenen Spannungsabfall zwischen einem bestimmten Reihen- bzw. Zeilenleiterstreifen 32 und einem diesen überschneidenden vertikalen Leiterstreifen 28, wobei dieser Spannungsabfall gleich oder größer als die Schwellspannung zur Schaffung einer Ionisierung über einen bestimmten physikalischen Abstand ist, kommt es zur Ausbildung einer elektrischen Entladung, was durch den elektrischen Lichtbogen 34 veranschaulicht ist. Die Schwellspannung hängt von dem Gas rund der Größe des Abstands bzw. Zwischenraums ab. Da der Leiterstift 30 in den Bogenweg von den Reihen- bzw. Zeilenleiterstreifen 32 zu den vertikalen Spaltenleiterstreifen 28 hineinragt, wird der Leiterstift 30 auf einen Spannungspegel angehoben, welcher dem des elektrischen Lichtbogens 34 an der Stelle entspricht, wo der Lichtbogen in den Leiterstift 30 eintritt. Angesichts der Tatsache, daß der Leiterstift 30 elektrisch leitend mit einem einzelnen Pixel 22 verbunden ist, wird das Potential des Pixels 22 ebenfalls auf die Spannung des Leiterstifts angehoben oder abgesenkt. Auf diese Weise können die Pigmentteilchen gesteuert werden, d. h. durch Setzen der Spannung der einzelnen individuellen Pixel 22 nach Maßgabe des Spannungspegels des elektrischen Lichtbogens 34. In Fig. 5 wird der Lichtbogen durch einen positiven Spannungsgradienten von dem Reihen- bzw. Zeilenleiterstreifen 32 zu dem vertikalen Leiterstreifen 28 induziert, derart daß der Leiterstift 30 auf eine hohe positive Spannung angehoben wird, wodurch die Pigmentteilchen 36 in Richtung auf das individuelle Pixel 22 angezogen werden. Dies kann als 'Schreiben des Pixels' bezeichnet werden. Die übrigen Pigmentteilchen 36 werden an der Vorder- oder Frontplattenelektrode 20 festgehalten, durch eine Spannung vom Wert Null oder eine leicht positive Spannung in nicht von dem elektrischen Lichtbogen beeinflußten Bereichen benachbart Pixeln 22. Wie erinnerlich, enthält die Vorderkammer 24 ein elektrophoretisches Strömungsmittel in Gestalt eines dielektrischen Strömungsmittels mit darin suspendierten Pigmentteilchen 36. Gemäß der Arbeits- bzw. Funktionsweise elektrophoretischer Displays ist die Konzentration von Pigmentteilchen nahe an der Front- bzw. Vorderplatte 12 bzw. entfernt von ihr für die Display-Eigenschaften verantwortlich, nämlich derart, daß dann, wenn gelbe Pigmentteilchen 36 an der Front- bzw. Vorderplattenelektrode 20 anhaften, das resultierende Bild in allen Teilen oder Bereichen mit so anhaftenden Pigmentteilchen 36 gelb erscheinen wird. In Bereichen, in welchen die Pigmentteilchen entfernt sind, d. h. in Richtung auf die Pixel 22 verschoben sind, wird die Hintergrundfarbe der dielektrischen Lösung, beispielsweise Schwarz, auftreten. Somit erfolgt die Beschreibung der Funktions- und Arbeitsweise des elektrophoretischen Displays gemäß einer Konvention, wonach ein geschriebenes Pixel entweder die Abwesenheit von Pigmentteilchen, d. h. ein schwarzes Pixel auf einem durch das Vorliegen von Pigmentteilchen definierten Hintergrund, oder umgekehrt ist. Im vorliegenden Beispiel findet die Konvention Anwendung, wonach ein geschriebenes Pixel schwarz ist und die Pigmentteilchen 36 gelb und negativ geladen sind. Somit wurde beschrieben eine Vorrichtung zur Schaffung eines elektrischen Lichtbogens in einem ausgewählten Schnittpunkt von Reihen- bzw. Zeilenleitungen 32 und vertikalen Leitungen 28, zur Beeinflussung von Pigmentteilchen in einem elektrophoretischen Strömungsmittel, wobei die Pigmentteilchen des weiteren durch eine planare Front- bzw. Vorderplattenelektrode 20 gesteuert werden. Als weiteres Beispiel und Erläuterung sei angenommen, daß V&sub1; Volt erforderlich sind, um die Ionisierung des Gases zwischen einem Leiterstift 30 und einem vertikalen Leiterstreifen 28 zu ionisieren, und daß V&sub2; gleich 1/2 V&sub1; ist. Falls sämtliche Reihen- bzw. Zeilenleiterstreifen 32 auf V&sub1; Volt gesetzt werden und sämtliche vertikalen Leiterteile auf V&sub2;, so kommt es an keinem Schnittpunkt zu einer Ionisierung des Gases. Falls die horizontalen Reihen- bzw. Zeilenleiterstreifen 32 aufeinanderfolgend auf V&sub1; Volt erhöht werden und die vertikalen Leiterstreifen 28 entweder bei V&sub2; gehalten oder gemäß einem Datenmuster auf 0 Volt eingestellt werden, so kommt es zu einer Ionisierung des Gases zwischen den Elektroden, welche eine Potentialdifferenz von V&sub1; Volt besitzen. Die in Kontakt mit dem ionisierten Gas befindlichen Leiterstifte 30 befinden sich daher auf einem Potential nahe V&sub1;, und die geladenen Pigmentteilchen 36 bewegen sich in eine Richtung gemäß der Polari tät von V&sub1;, da das Indium-Zinn-Cxid ITO der Vorder- bzw. Frontplattenelektrode 20 auf einem Potential nahe Null gehalten wird. Falls beispielsweise die Reihen- bzw. Zeilenleiterstreifen 32 sequentiell auf +100 Volt gesetzt und die vertikalen Leiterstreifen 28 auf +50 Volt gehalten werden, mit einer zum Auftreten von Ionisierung erforderlichen Spannungsdifferenz von 100 Volt, so werden sämtliche vertikalen Leiterstreifen, die auf 0 Volt gestellt werden, dann eine Ionisierung an dieser Stelle bewirken. Es sei betont, daß bei einer Beaufschlagung von Reihen- bzw. Zeilenstreifen 32 mit einer negativen Spannung von beispielsweise -100 Volt die Ionisierungsschwelle an Schnittpunkten mit Spaltenstreifen 28 bei 0 Volt erreicht wird. Dies hätte zum Ergebnis, daß das zugeordnete Pixel an diesem Schnittpunkt ein Potential erreicht, das sich -100 Volt annähert, derart daß die Pigmentteilchen in Richtung auf die Front- bzw. Vorderplattenelektroden 20 abgestoßen werden und so das Pixel 'gelöscht' würde. Nachdem jede Reihe bzw. Zeile individueller Pixel 22 geschrieben oder gelöscht ist, wird das Gas entionisiert und hierdurch ein kapazitiver Effekt zwischen den individuellen Pixeln 22 und der Frontplattenelektrode 20 eingestellt, da die Pixel auf der Lichtbogen-Schwellspannung V&sub1; verbleiben, bis sie durch den Widerstand des elektrophoretischen Strömungsmittels hindurch entladen werden. Die Pixel 22 als Kondensatoren laden sich rasch durch den geringen Widerstand des ionisierten Gases auf und entladen sich langsam durch den hohen Widerstand des elektrophoretischen Strömungsmittels. Falls beispielsweise die Pixel 22 Abmessungen von 0,114 mm (0,0045 Zoll) mal 0,114 mm (0,0045 Zoll) haben und der Abstand zwischen der Frontplattenelektrode 20 und dem Pixel 22 näherungsweise 0,114 mm (0,0045 Zoll) beträgt, so hat die effektive Kapazität an jedem Pixel jeweils einen Wert in der Größenordnung von 8 Mikrofarad. Somit kann ein Strom im Mikroampere-Bereich unschwer den Kondensator in 50 Mikrosekunden selbst auf eine Spannung von 100 Volt aufladen. Das gleiche kapazitive Pixel 22 wird viele Millisekunden zur Entladung benötigen wegen des hohen Widerstands der Suspension. Auf diese Weise läßt sich eine neuartige TFT-Anordnung erzielen, und das Pendel kann mit sehr hoher Geschwindigkeiten, die an die von Video heranreichen, geschrieben werden. Gemäß einer alternativen Ausführung könnten Löcher von ca. 0,09144 mm (0,0036 Zoll) Durchmesser in der Pixelträger-Zwischenplatte 14 statt der Leiterstifte 30 Anwendung finden, welche die Platte von dem Pixel zu dem Gashohlraum in der hinteren oder Rückkammer 26 durchsetzen. Die Löcher würden dabei eine Matrix einzelner individueller Gasentladungslampen bilden. Diese Konfiguration ist in einfacher Weise vorstellbar, indem man einfach die in Fig. 5 gezeigten Sonden 30 fortläßt.
Es sei betont, daß die vorstehend beschriebenen Ausführungen lediglich beispielhaft sind und daß der Fachmann viele Abwandlungen und Modifizierungen vornehmen kann, ohne hierdurch den Rahmen der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.

Claims

1. Elektrophoretische Displayvorrichtung (10), welche umfaßt:

eine dielektrische Trennwandung (14) mit einer ersten und "einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche;

eine durchsichtige Front-oder Vorderplatte bzw. -Wand (12), die nächst der ersten Oberfläche der Trennwandung angeordnet ist, derart daß die durchsichtige Frontplatte und die erste Oberfläche der Trennwandung wenigstens einen Teil einer strömungsmitteldichten Behälterkammer (24) definieren;

eine nächst der zweiten Oberfläche der Trennwandung angeordnete Hinter-oder Rückplatte bzw. -wandung (16), wobei diese Hinterwandung und die zweite Oberfläche der Trennwandung eine gasdichte Behälterkammmer bilden;

eine elektrophoretische Dispersion, welche elektrophoretische Teilchen (36) in einem Suspensions-Strömungsmittel suspendiert enthält, wobei diese Dispersion in der genannten strömungsmitteldichten Behälterkammer enthalten ist;

ein in der genannten gasdichten Behälterkammer enthaltenes ionisierbares Gas;

eine Mehrzahl von sich durch die Trennwandung von deren erster zu deren zweiter Oberfläche erstreckenden Leiterelementen (30), wobei die einzelnen Leiterelemente jeweils gegeneinander isoliert sind und jedes Leiterelement jeweils mit der elektrophoretischen Dispersion und mit dem ionisierbaren Gas in Verbindung steht;

eine erste Mehrzahl von auf der zweiten Oberfläche der Trennwandung angeordneten Leiterpfaden (32);

eine zweite Mehrzahl von auf der Rückwandung bzw. -platte angeordneten Leiterpfaden (28);

Mittel zur Erzeugung eines Lichtbogens (34) durch das ionisierbare Gas hindurch zwischen einem Leiterpfad der ersten Mehrzahl von Leiterpfaden und einem Leiterpfad der zweiten Mehrzahl von Leiterpfaden, wobei der Lichtbogen einem der Leiterelemente eine elektrische Vorspannung erteilt, welche die Trennwandung durchsetzt und einen elektrophoretischen Effekt in der elektrophoretischen Dispersion hervorruft.

2. Displayvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Mehrzahl von Leiterpfaden eine Mehrzahl von im wesentlichen parallelen linearen Spalten-Leitern umfaßt, die auf einer zweiten Oberfläche der Trennwandung angeordnet sind, und daß die zweite Mehrzahl von Leiterpfaden eine Mehrzahl von linearen Zeilen-Leitern umfaßt, die auf der Rück- bzw. Hinterplatte in einer zu den linearen Spalten-Leitern im wesentlichen rechtwinkligen Ausrichtung angeordnet sind, unter Bildung einer adressierbaren X-Y Matrix.

3. Displayvorrichtung nach Anspruch 2, welche des weiteren eine auf der Front- bzw. Vorderplatte angeordnete Bezugselektrode (20) umfaßt, wobei diese Bezugselektrode mit der elektrophoretischen Dispersion in Kontakt steht und allgemein der ersten Oberfläche der Trennwandung zugewandt ist.

4. Displayvorrichtung nach Anspruch 3, welche des weiteren Mittel zum Anlegen einer vorgegebenen Vorspannung an die Bezugselektrode umfaßt.

5. Displayvorrichtung nach Anspruch 1, welche des weiteren eine Mehrzahl von auf der ersten Oberfläche der Trennwandung angeordneten diskreten, leitenden Pixeln (22) umfaßt, wobei jeweils jedes Pixel der Pixel-Vielzahl paarweise in elektrisch leitender Zuordnung zu einem Leiterelement der Vielzahl von Leiterelementen steht.

6. Displayvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils jedes Leiterelement der Vielzahl von Leiterelementen auf der zweiten Oberfläche der Trennwandung an einer Stelle nächst einem entsprechenden Schnittpunkt der X-Y -Matrix angeordnet ist.

7. Displayvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Front- bzw. Vorderplatte mit der Trennwandung über einen ersten isolierenden Abstandshalter (18) verbunden ist, welcher die Front- bzw. Vorderplatte von der Trennwandung getrennt hält und die genannte strömungsmitteldichte Behälterkammer definiert.

8. Displayvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rück- bzw. Hinterplatte mit der Trennwandung über einen zweiten Abstandshalter (18) verbunden ist, welcher die Rück- bzw. Hinterplatte von der Trennwandung getrennt hält und die genannte gasdichte Behälterkammer definiert.

9. Displayvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugselektrode auf der Front- bzw. Vorderplatte angeordnet ist, daß eine Vielzahl von Spaltenlinien auf der Rück- bzw. Hinterplatte angeordnet sind, und daß eine Vielzahl von Zeilenlinien auf der Trennwandung angeordnet sind.

10. Displayvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Front- bzw. Vorderplatte, die Rück- bzw. Hinterplatte und die Trennwandung jeweils zueinander im Wesentlichen parallele plattenförmige Teile gleicher Erstreckung sind.

11. Displayvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rück- bzw. Hinterplatte und die Trennwandung jeweils im wesentlichen durchsichtig sind.

12. Displayvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von linearen Zeilen-Leitern in jeweils auf relativ zueinander äquivalentem Potential gehaltenen Paaren gruppiert sind und daß die Leiterelemente in einer Vielzahl von Zeilen angeordnet sind, deren jede jeweils zwischen einem entsprechenden Paar von linearen Zeilenleitern liegt.

13. Displayvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Mehrzahl von Leiterpfaden und die zweite Mehrzahl von Leiterpfaden aus Indium-Zinn-Oxyd hergestellt sind und im wesentlichen durchsichtig sind.

14. Verfahren zum Betrieb einer elektophoretischen Displayvorrichtung, welche eine eine elektrophoretische Dispersion enthaltende erste Behälterkammer (24), eine ein ionisierbares Gas enthaltende zweite Behälterkammer (26), wobei die erste und die zweite Behälterkammer eine gemeinsame Trennwandung (14) miteinander teilen, sowie eine Mehrzahl von sich durch diese Trennwandung erstreckenden Leiterelementen (30) aufweist, welche an einem ersten Ende mit dem genannten Strömungsmittel und an einem zweiten Ende mit dem genannten Gas in Kontakt stehen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

selektive Erzeugung eines Lichtbogens (34) in der zweiten Behälterkammer nächst dem zweiten Ende wenigstens eines ausgewählten Elements der Vielzahl von Leiterelementen, wobei der Lichtbogen das Gas nächst dem zweiten Ende ionisiert und eine elektrische Vorspannung in dem genannten wenigstens einen ausgewählten Element erzeugt, und wobei diese elektrische Vorspannung an dem ersten Ende des genannten wenigstens einen ausgewählten Elements wirksam auftritt und in dem Strömungsmittel nächst dem ersten Ende des erwähnten wenigstens einen ausgewählten Elements einen elektrophoretischen Effekt induziert.

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Displayvorrichtung eine auf einer ersten Oberfläche des Displays innerhalb der zweiten Behälterkammer angeordnete Vielzahl linearer paralleler Spalten-Leiter (32) sowie eine von diesen isolierte und auf einer zweiten Oberfläche des Displays innerhalb der zweiten Behälterkammer angeordnete Vielzahl linearer Zeilen- Leiter (28) zur Bildung einer adressierbaren X-Y Matrix aufweist, wobei der genannte Verfahrensschritt der selektiven Erzeugung eines Lichtbogens den Verfahrensschritt der Erzeugung eines Spannungs-Differentials an ausgewählten Schnittpunkten dieser Matrix nächst dem zweiten Ende des erwähnten wenigstens einen ausgewählten Elements umfaßt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Displayvorrichtung eine Bezugselektrode (20) aufweist, die innerhalb der ersten Behälterkammer von dem ersten Ende der erwähnten Vielzahl von Leiterelementen isoliert enthalten ist, und wobei der erwähnte elektrophoretische Effekt durch eine örtliches Spannungs-Differential zwischen der Bezugselektrode und der Vorspannung am ersten Ende des erwähnten wenigstens einen ausgewählten Elements bestimmt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte örtliche Spannungs-Differential die Richtung der Pigmentverschiebung bzw. -bewegung relativ bezüglich der Bezugselektrode bestimmt.

18. Verfahren nach Anspruch 17, umfassend den weiteren Verfahrensschritt der Festhaltung der Pigmentteilchen (36) in einer nach der Induktion des elektrophoretischen Effekts eingenommenen Lage, durch Beseitigen des erwähnten Spannungs- Differentials an den erwähnten ausgewählten Schnittstellen, wodurch das Gas an den erwähnten ausgewählten Schnittstellen entionisiert und eine Kapazität zwischen dem ersten Ende der erwähnten ausgewählten Leiterelemente und der Bezugselektrode gebildet wird.