JP2004109612A - Display device and method for driving the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は媒質として働く液晶などの誘電性流体に光制御媒体として働く微粒子を分散させて電気制御により各種画像を得られるようにした表示装置およびその駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、互いに平行に配設され、互いに対向する内面もしくは同一内面側に少なくとも一対の電極を備えた二枚の基板と、これらの基板の間に封入された液晶性材料層とからなり、前記液晶性材料層には液晶性材料層の厚みよりも小さな外径を有する不溶性の光制御媒体が均一に分散混入されており、上記した電極間に電界を加えることにより、前記光制御媒体が移動して、光制御媒体が密に分散する領域と、疎に分散する領域を形成して透過率差を生じさせて光制御を行うことを特徴とする光学スイッチング装置が知られる(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
また、流体中の粒子を移動させて光学的表示を行う光学スイッチング装置において、簡易な構成で高い表示コントラストが得られるようにする光学スイッチング装置が知られる(例えば、特許文献2参照。)。
【0004】
そして、透明な第1の基板と、第1の基板に対して所定のギャップを介して対向配置された第2の基板と、両基板間に狭持された分散媒と、分散媒中に分散する多数の微粒子と、第1の基板の一表面上に形成された複数の電極と、第1の基板と前記第2の基板との対向面のうち少なくともいずれか一方の表面であって、隣接する電極のいずれか一方の電極の近傍の第1の領域または第1の領域とほぼ対向する第2の基板表面の第2の領域のうち少なくともいずれか一方に形成され、微粒子を収容することができる複数の収容部とを含む表示装置とその製造方法が知られる(例えば、特許文献3参照。)。
【0005】
本出願人は、かねてより液晶などの誘電性流体に微粒子を分散させ、かつ上下基板上に電極を配置したディスプレイであって、微粒子の動きを横方向に制御しその微粒子の位置で表示を切り替える流動性微粒子ディスプレイ(MobileFine Particle Display、以下、MFPDという。)を提案し開発を行ってきた。このMFPDは、明るく高CRの反射表示をすることができ、表示切り替え後は、電界を切っても、その表示状態を長時間保持するという表示のメモリー性を有しているという特徴を持ち、特に、電子の紙即ち電子ペーパーに適している。
【0006】
ここに先願の特願2001−289724号のMFPDの断面構造を図9に示す。図面において垂直もしくは水平に配向された液晶1中に微粒子2を分散させておく。この微粒子2は光制御媒体として、また液晶1は媒質として働く。そして、一般には、微粒子2としてはTiO2、SiO2、ZnO等の各種金属酸化物やその中空体、スチレンボール等の有機物及びそれらの着色物等を用いることができる。図5では微粒子2として白色微粒子や着色微粒子を用いた場合であり、下基板3上に光吸収層4を設けている。なお、黒色微粒子や着色微粒子の場合、下基板3上に反射層(図示せず)を設けても良い。したがって、前者の場合、ノーマリーブラック表示、後者はノーマリーホワイト表示になる。なお、上基板5の内側には上電極6が、また光吸収層4の内側には下電極7が設けられている。
【0007】
微粒子2の光制御媒体を移動させる媒質として例えば液晶性有機材料の液晶1等の絶縁性の流動性材料を用いるが液晶1としては、誘電率異方性が正もしくは負の材料いずれでも良い。液晶1に誘電率異方性により微粒子2の挙動に影響を与え、大まかに言うと誘電率異方性の絶対値が大きい方が微粒子2の移動速度が速い傾向がある。液晶1中に分散させる微粒子2の添加量は1から50wt%程度、望ましくは10から30wt%程度が良く、微粒子2の粒径は0.5から100μm程度、望ましくは2から20μm程度がよい。ガラス、プラスチックなどの透明上下基板5,3上に形成する上下電極6,7は、ITOのような透明電極でもAl、Mo等の不透明電極でも良い。セル厚Aは2から300μm程度、望ましくは20から100μm程度がよいとされている。
【0008】
つぎに、基本的な電極配置における微粒子2の挙動を図10に示す。
【0009】
図10(a)は、上電極6を陽極、下電極7を陰極として用いて電界を形成したときの媒質の液晶1の流動方向および微粒子2の移動方向を概略的に示しており、上電極6と下電極7との間に直流電圧または単極性矩形パルス(数十Hz〜数十kHz)を印加して電界を形成すると、図中に矢印A1〜A4、B1〜B2で示す方向に媒質の液晶1が流動し、これらの方向に微粒子2が移動する。
【0010】
媒質1および微粒子2は、基本的に陽極から電気的引力を受け、陰極から電気的斥力を受けたように振る舞う。
【0011】
つぎに図10(b)は、上電極6を陰極、下電極7を陽極として用いて電界を形成したときの媒質の液晶1の流動方向および微粒子2の移動方向を概略的に示しており、同図に示すように、上電極6と下電極7との間に電界を形成すると、図中に矢印A5〜A8、B5〜B6で示す方向に媒質の液晶1が流動し、これらの方向に微粒子2が移動する。
【0012】
媒質1および微粒子2は、基本的に、陽極から電気的斥力を受け、陰極から電気的引力を受けたように振る舞う。
【0013】
図10(a)および(b)のいずれの場合でも、媒質1を電界に従って流動させると、微粒子2の多くは、平面視上、面内方向に移動する。微粒子2を容器の厚さ方向に電気泳動させる場合に比べ、低い電圧で微粒子2をより高速に移動させることが可能である。
【0014】
つぎに、上述の微粒子2の挙動に基づいて、表示原理を図11に示す。ノーマリーホワイトの場合は、微粒子(白)2が集まった所では微粒子2の散乱反射により白表示が得られ(図11(a)参照)、微粒子2が移動して無くなったところでは、液晶1が透明なので下基板3上の光吸収層4により外光が吸収され、黒く見える(図11(b)参照)。
【0015】
さらに、表示特性を図12に示す。視角によらず明るい白表示と暗い黒表示が得られている事がわかる。
【0016】
図13(a)に、白表示の際の表示装置の様子を拡大して示し、図13(b)に、黒表示の際の表示装置の様子を拡大して示す。これらの図に示した表示装置は、上電極6のパターンおよび下電極7のパターンそれぞれでの電極ピッチを300μm、上下電極6,7の線幅を150μmとし、各電極6,7をモリブデンで形成したときのものである。
【0017】
【特許文献1】
特開2001−318629号公報
【特許文献2】
特開2002−244164号公報
【特許文献3】
特開2002−162649号公報
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
しかし乍ら、このようなMFPDにあっては、白表示特性を得るためにディスプレイのセル厚を厚くすると上下電極間の横電界を用いている本ディスプレイでは電極中央付近の微粒子を十分に制御できず表示の切り替えを所望通りに行えないという問題があった。
【0019】
本発明は叙上の点に着目して成されたものでこのようなMFPDのディスプレイを始め、各種の表示手段の厚いセル厚であっても高速に制度よく、微粒子位置を制御可能にできるようにした表示装置およびその駆動方法を提供することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成により上記課題を解決するものである。
【0021】
(1)透明な上基板と下基板の間に誘電性の流体(分散媒)とその流体に分散された白色もしくは着色された微粒子とをはさみ、上基板上には上電極、下基板上には下電極と吸収層または反射層もしくは透過層がそれぞれ配置され、さらに少なくとも片側の基板上に前記上電極もしくは下電極とは電気的に絶縁された形で補助電極が形成されることを特徴とする表示装置。
【0022】
(2)前記微粒子は、前記各電極に印加する電圧によりその位置が制御され、その位置により表示を切り替えることを特徴とする前記(1)記載の表示装置。
【0023】
(3)前記補助電極は画素に相当する表示部分の中央付近に形成されることを特徴とする前記(1)記載の表示装置。
【0024】
(4)前記分散媒は液晶性を有する有機材料であることを特徴とする前記(1)記載の表示装置。
【0025】
(5)上基板と下基板の間の距離に相当するセル厚が100ミクロン以上であることを特徴とする前記(1)記載の表示装置。
【0026】
(6)前記(1)の表示装置を備えると共に、前記上電極、下電極に直流もしくは直流成分を含んだ単極性交流電圧を印加するタイミングと同期させもしくはわずかにずらしたタイミングで前記直流とは逆極性の直流もしくは直流成分を含んだ単極性交流電圧を補助電極に印加することを特徴とする表示装置の駆動方法。
【0027】
(7)微粒子は上電極、下電極及び補助電極に印加される電圧により横方向に移動することを特徴とする前記(6)記載の表示装置の駆動方法。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施の形態について図面と共に説明する。
【0029】
図1は、本発明の一実施の形態を示す表示装置の上下電極および補助電極のパターン構成を平面から見た拡大構造図、図2は、図1のII−II線を断面で見た表示装置の拡大模式図である。
【0030】
そして、この表示装置は図9に示す従来例と同様に垂直もしくは水平に配向された液晶1中に微粒子2を分散させて置き、微粒子2は光制御媒体として、また液晶1は媒質として働く。
【0031】
さらに図面では、格子状の上電極6と板状の下電極7を上下基板5,3上に直接または光吸収層4を介して配設してあるが、この実施の形態では上基板5側に補助電極8を絶縁膜9を介して形成している。この補助電極8は下基板3側に形成してもよいが、その場合、上下電極6,7の位置も逆になり上電極6が微粒子2を隠す不透明電極にならないため別途微粒子2を隠すためのパターンを上基板5上に形成する必要があるため製造面からは上基板5側が望ましい。
【0032】
前記絶縁膜9としてアクリル系絶縁性有機膜を用いたが、その他の有機絶縁膜やSiO2、SiNx等の無機絶縁膜及びそれらの組み合わせでもよい。
【0033】
微粒子2としてはTiO2と有機物の混合系を用いた。図示では微粒子2として白色微粒子や着色微粒子を用いた場合であり、下基板3上に光吸収層4を設けている。黒色微粒子や着色微粒子の場合、下基板3上に反射層を設けても良い。前者の場合ノーマリーブラック表示、後者はノーマリーホワイト表示になる。
【0034】
微粒子2の光制御媒体を移動させる媒質として例えば液晶1等の絶縁性の流動性材料を用いる。液晶1としては誘電率異方性が正もしくは負の材料いずれでも良い。液晶1に誘電率異方性により微粒子2の挙動に影響を与え、大まかに言うと誘電率異方性の絶対値が大きい方が微粒子2の移動速度が速い傾向がある。ここでは液晶1としてRDP−00333(大日本インキ製)を用いた。液晶1中に分散させる微粒子2の添加量は1から50wt%程度、望ましくは10から30wt%程度が良い。ここでは微粒子2を20wt%添加した。微粒子2の粒径は0.5から100μm程度、望ましくは2から20μm程度がよい。ここでは6μm粒子を用いた。ガラス、プラスチックなどの透明上下基板5,3上に形成する電極はITOのような透明電極でもAl、Mo等の不透明電極でも良い。ここでは上電極6としてMo、下電極7と補助電極8としてITOを用いた。
【0035】
ここでMFPDのセル厚Aに対する白表示の明るさの変化を図3に示す(微粒子添加量20wt%)。図3より新聞紙の明るさ(反射率:約40%)以上となるのは、セル厚Aが100μm以上の場合であり、明るさの面から望ましくは100μm以上がよいことがわかる。
【0036】
ところが従来のMFPDでは上下電極間の横電界を用いて微粒子2を制御しており、図5におけるA(セル厚)/B(画素サイズの1/2)比が1以下になると、すなわち画素サイズ200μmのセルでセル厚Aが100μm以上になると、画素中央部の微粒子2は全く動かなくなる。その様子を図7の写真(セル厚200μmのセル写真)に示す。ここでは透過で写真撮影しているため微粒子2がある部分が黒く、微粒子2のない部分が白く見える(白黒反転)。
【0037】
このようにセル厚Aを厚くしてもA/B比が1以上になるため画素サイズを大きくする必要があるが、画素サイズを大きくすれば、当然のこととして解像度が低くなり、また駆動電圧を高くしなければならないという問題があった。また反射率を犠牲にしてセル厚Aを薄くした場合において画素中央部の微粒子2を制御できるものの中央部から画素周辺部に微粒子が移動するのに要する時間がかかるため、切り替えに数秒以上も時間がかかるという問題があった。
【0038】
これに対し、本発明に係る補助電極を備えたMFPDの電圧印加に対する微粒子2の挙動を図8の写真(セル厚200μmのセル写真)に示す。ここでも透過で写真撮影しているため微粒子2がある部分が黒く、微粒子2のない部分が白く見える。電圧は上電極6に+70Vもしくは−70V、下電極7に0V、補助電極8に上電極6と極性逆の電圧を印加した。この写真からわかるように微粒子2は完全に制御されており、画素中央部などの微粒子2が動かなくなるといった現象は見られず、逆に、さらに非常に高速に微粒子2が移動することが確認できた。
【0039】
本発明に係るMFPDのレスポンス特性を図4に示す。この図から分るように、非常に高速にスイッチングしており応答時間は200msec(0.2sec)以下であることがわかる。
【0040】
また、図6に示す写真から分るように、表示切替操作が立ち上がりから200msec以内にセル厚Aが150μm、190μm、250μmと変化させても微粒子2の制御は可能であり、最大450μmまで確認できた。
【0041】
本発明のMFPDにおける微粒子2の位置は下電極7を接地した状態で上電極6に印加する電圧の極性を変えることにより制御できるが、その点は従来のMFPDも同様である。本発明では上電極6に印加する電圧に対し同期させるかもしくはわずかにずらせた状態で同期させる形で補助電極8に電圧を印加する。その動作原理ははっきりしていないが、以下のように考えられる。たとえば白表示即ち画素上に微粒子が分散している状態から黒表示即ち画素外(上電極6の下)に微粒子2が集められている状態に表示を変える場合、補助電極8と下電極7間の電圧差により微粒子2は下電極7側に集められる(縦方向の移動)。次に、下電極7と上電極6の電圧差により微粒子2は上電極6側に集められる(横方向の移動)。上記現象が同時進行して画素上に分散していた微粒子2は画素外(上電極6の下)に微粒子2が集められる。これが本発明における微粒子2の動作原理と仮定できる。
【0042】
この考えを検証するため、まず補助電極8と下電極7間に所定の電圧を印加し、その後、下電極7と上電極6間に所定の電圧を印加したところ三電極に所定の電圧を同時に印加した時と同様に微粒子2を制御できることを確認した。一方まず上電極6と下電極7間に所定の電圧を印加し、その後、下電極7と補助電極8間に所定の電圧を印加したところ従来のMFPDと同様に中央部の微粒子2が動かなかったことも上記仮定を裏付けしている。上記仮定によれば検証実験のように補助電極8−下電極7間に印加する電圧と下電極7−上電極6間に印加する電圧を少しずらした方が効率よく微粒子2を移動できるはずであり、好ましいといえる。但し、駆動上同期させた方が製造容易であり、かつ同期させた駆動条件でも図4のように従来のMFPDに比べ表示性能、応答性能とも著しく改善できていることを確認しており、タイミングをずらす駆動方法は必須ではない。
【0043】
この実施の形態では補助電極8として下電極7と同じパターン・大きさ(画素電極と同じ大きさ)のものを用いたが異なるパターン・大きさ、例えば画素中央部のみの小さなパターン等でもよい。補助電極8は透明なITO電極であるが、ITOとガラスとの屈折率差により外部光が反射されるため補助電極8は小さいことが望ましい。その場合、特に黒レベルが改善され図4のコントラスト(12程度)はさらに向上できる。
【0044】
この実施の形態における構造により、450ミクロンのMFPDにおいても微粒子2を所望の状態に制御できることを確認している。このときの白表示の反射率は60%以上でありコピー紙(反射率70%程度)に近い明るい表示と高コントラストを実現できる。
【0045】
電極パターンは格子状の上電極6とべタに近い幅広い格子状の下電極7及び補助電極8の場合について示したがそれに限らない。例えば上電極6は円周状、蜂の巣状、ストライプ状等でもよく、下電極7や補助電極8はベタ状、円状、多角形、ストライプ状等でもよい。
【0046】
なお、微粒子2、媒質(液晶1)、電極等その他の構成材料は上記実施の形態に限らず、例えば媒質は、液晶性を有さない液体でも良い。
【0047】
補助電極8は上基板5上に形成する場合について述べたが、下基板3上もしくは両基板5,3上に形成してもよい。また補助電極8を形成する位置は絶縁膜9を介して上電極6もしくは下電極7の上でも下でもかまわない。
【0048】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によりセル厚、画素サイズ(A/B比)によらず、しかも微粒子の位置を所望の位置に制御できるためディスプレイのセル条件によらず高いコントラストを得ることができ、図4からも現状でコントラスト12を確認しており特に、セル厚を厚くするとディスプレイの反射率も現状で反射率60%を確認しており著しく向上できると共に殊に単位面積あたりの白微粒子の密度を高くできるため新聞紙(新聞紙の反射率40%程度)より明るく、コピー紙(コピー紙の反射率70%程度)に近い明るさと、新聞紙(新聞紙のコントラストは5程度)及びコピー紙(コピー紙のコントラストは7から8程度)以上の高コントラストの反射型ディスプレイを実現できる。
【0049】
また本発明により微粒子の位置を効率よく移動でき、そのためレスポンスが改善され従来数秒かかっていた表示切り替えが200msec以下で行え高速応答を実現できるものであって200msecはSTN−LCDと同等であり、アニメなどの動画表示も可能になる。
【0050】
しかも本発明はディスプレイ全般、児童用玩具等、紙・印刷物(雑誌、新聞、ポスターなど)の代替品全般(電子の紙)、カメラの絞り、ストロボの光量調整、印画紙用書き込み光源等の光学部品全般などその応用技術ないし産業分野は、きわめて広範である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施の形態を示す表示装置であって上下基板、液晶および微粒子を取除いて上下電極および補助電極のパターン構造を示す平面から見た拡大構造図
【図2】図1のII−II線を断面で見た拡大模式図
【図3】セル厚と反射率との関係を示すグラフ
【図4】本発明のレスポンス特性を示すもので電圧の印加時間とコントラスト比および反射率(%)との関係を示すグラフ
【図5】セル厚AとB(画面サイズの1/2)との相対関係を示す縦断説明図
【図6】本発明に係る表示切替の状態を写真で示すものでセル厚と色調との関係を示す一連の写真
【図7】拡大写真
【図8】拡大写真
【図9】従来例の拡大断面模式図
【図10】(a)は、図9に示した表示装置に所定の電圧を印加したときにおける微粒子分散層中の媒質および微粒子の流動方向ないし移動方向を説明するための模式図であり、(b)は、同装置に他の電圧を形成したときにおける微粒子分散層中の媒質および微粒子の流動方向ないし移動方向を説明するための模式図
【図11】(a),(b) 微粒子の表示原理を示す拡大断面模式図
【図12】白表示と黒表示とを行ったときの反射率と視角との関係を示すグラフ
【図13】(a)は、図9に示した表示装置によって白表示を行った際の顕微鏡写真の写しであり、(b)は、同装置によって黒表示を行った際の顕微鏡写真の写し
【符号の説明】
1 液晶(媒質)
2 微粒子(光制御媒体)
3 下基板
4 光吸収層
5 上基板
6 上電極
7 下電極
8 補助電極
9 絶縁膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a display device in which fine particles serving as a light control medium are dispersed in a dielectric fluid such as a liquid crystal serving as a medium so that various images can be obtained by electric control, and a driving method thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the liquid crystal includes two substrates provided in parallel with each other and having at least a pair of electrodes on inner surfaces facing each other or on the same inner surface side, and a liquid crystal material layer sealed between these substrates. An insoluble light control medium having an outer diameter smaller than the thickness of the liquid crystal material layer is uniformly dispersed and mixed in the conductive material layer, and the light control medium moves by applying an electric field between the above-described electrodes. There is known an optical switching device in which a region in which a light control medium is densely dispersed and a region in which a light control medium is sparsely dispersed are formed to perform light control by causing a difference in transmittance (for example, Patent Document 1). reference.).
[0003]
Further, among optical switching devices that perform optical display by moving particles in a fluid, there is known an optical switching device that can obtain high display contrast with a simple configuration (for example, see Patent Document 2).
[0004]
Then, the first transparent substrate, the second substrate opposed to the first substrate with a predetermined gap therebetween, the dispersion medium sandwiched between the two substrates, and the dispersion medium dispersed in the dispersion medium. A plurality of fine particles, a plurality of electrodes formed on one surface of a first substrate, and at least one surface of opposing surfaces of the first substrate and the second substrate. Formed in at least one of the first region in the vicinity of one of the electrodes and the second region on the surface of the second substrate substantially opposed to the first region. A display device including a plurality of accommodating portions and a method for manufacturing the same are known (for example, see Patent Document 3).
[0005]
The present applicant has long been dispersing fine particles in a dielectric fluid such as liquid crystal and a display in which electrodes are arranged on upper and lower substrates, and controls the movement of the fine particles in the horizontal direction and switches the display at the position of the fine particles. A mobile fine particle display (hereinafter, referred to as MFPD) has been proposed and developed. This MFPD has a feature that it has a display memory property that can perform a bright and high CR reflective display, and after display switching, retains its display state for a long time even when the electric field is cut off. In particular, it is suitable for electronic paper, that is, electronic paper.
[0006]
FIG. 9 shows a cross-sectional structure of the MFPD disclosed in Japanese Patent Application No. 2001-289724. In the drawing,
[0007]
As a medium for moving the light control medium of the
[0008]
Next, the behavior of the
[0009]
FIG. 10A schematically shows the flow direction of the
[0010]
The
[0011]
Next, FIG. 10B schematically shows the flow direction of the
[0012]
The
[0013]
In either case of FIGS. 10A and 10B, when the
[0014]
Next, a display principle is shown in FIG. 11 based on the behavior of the
[0015]
FIG. 12 shows display characteristics. It can be seen that bright white display and dark black display are obtained irrespective of the viewing angle.
[0016]
FIG. 13A shows an enlarged view of the display device for white display, and FIG. 13B shows an enlarged view of the display device for black display. In the display device shown in these figures, the electrode pitch in each of the pattern of the
[0017]
[Patent Document 1]
JP 2001-318629 A [Patent Document 2]
JP 2002-244164 A [Patent Document 3]
JP-A-2002-162649
[Problems to be solved by the invention]
However, in such an MFPD, when the cell thickness of the display is increased in order to obtain white display characteristics, fine particles near the center of the electrode can be sufficiently controlled in this display using a horizontal electric field between the upper and lower electrodes. There is a problem that the display cannot be switched as desired.
[0019]
The present invention has been made by paying attention to the points described above, and it is possible to control the position of fine particles quickly and accurately even in the case of a thick cell thickness of various display means such as the display of the MFPD. It is an object of the present invention to provide a display device and a driving method thereof.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves the above problems by the following constitutions.
[0021]
(1) A dielectric fluid (dispersion medium) and white or colored fine particles dispersed in the fluid are sandwiched between a transparent upper substrate and a lower substrate, and an upper electrode is placed on the upper substrate and a lower electrode is placed on the lower substrate. Is characterized in that a lower electrode and an absorption layer or a reflection layer or a transmission layer are respectively disposed, and further, an auxiliary electrode is formed on at least one substrate in a form electrically insulated from the upper electrode or the lower electrode. Display device.
[0022]
(2) The display device according to (1), wherein the position of the fine particles is controlled by a voltage applied to each of the electrodes, and the display is switched according to the position.
[0023]
(3) The display device according to (1), wherein the auxiliary electrode is formed near a center of a display portion corresponding to a pixel.
[0024]
(4) The display device according to (1), wherein the dispersion medium is an organic material having a liquid crystal property.
[0025]
(5) The display device according to (1), wherein a cell thickness corresponding to a distance between the upper substrate and the lower substrate is 100 microns or more.
[0026]
(6) With the display device of (1), the direct current is synchronized with the timing of applying a unipolar AC voltage containing a direct current or a direct current component to the upper electrode and the lower electrode or at a timing slightly shifted from the direct current. A method for driving a display device, comprising applying a DC having a reverse polarity or a unipolar AC voltage containing a DC component to an auxiliary electrode.
[0027]
(7) The method for driving a display device according to (6), wherein the fine particles are moved in a horizontal direction by a voltage applied to the upper electrode, the lower electrode, and the auxiliary electrode.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0029]
FIG. 1 is an enlarged structural view of a pattern configuration of upper and lower electrodes and an auxiliary electrode of a display device according to an embodiment of the present invention as viewed from a plane, and FIG. It is an expansion schematic diagram of an apparatus.
[0030]
In this display device,
[0031]
Further, in the drawing, the grid-like
[0032]
Although an acrylic insulating organic film is used as the insulating
[0033]
As the
[0034]
An insulating fluid material such as a
[0035]
FIG. 3 shows a change in brightness of white display with respect to the cell thickness A of the MFPD (the amount of added fine particles is 20 wt%). From FIG. 3, it can be seen that the brightness (reflectance: about 40%) or more of the newspaper is obtained when the cell thickness A is 100 μm or more, and preferably 100 μm or more in terms of brightness.
[0036]
However, in the conventional MFPD, the
[0037]
As described above, even if the cell thickness A is increased, the A / B ratio becomes 1 or more, so that it is necessary to increase the pixel size. However, if the pixel size is increased, the resolution naturally decreases, and the driving voltage increases. Had to be raised. When the cell thickness A is reduced at the expense of reflectance, the
[0038]
On the other hand, the behavior of the
[0039]
FIG. 4 shows the response characteristics of the MFPD according to the present invention. As can be seen from this figure, switching is performed at a very high speed, and the response time is 200 msec (0.2 sec) or less.
[0040]
Also, as can be seen from the photograph shown in FIG. 6, even if the cell thickness A is changed to 150 μm, 190 μm, and 250 μm within 200 msec from the start of the display switching operation, control of the
[0041]
The position of the
[0042]
In order to verify this idea, a predetermined voltage was first applied between the
[0043]
In this embodiment, the
[0044]
It has been confirmed that the structure in this embodiment can control the
[0045]
The electrode patterns are shown for the case of the
[0046]
Note that the other constituent materials such as the
[0047]
Although the case where the
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a high contrast can be obtained irrespective of the cell thickness and pixel size (A / B ratio) and the position of the fine particles can be controlled to a desired position regardless of the cell condition of the display. FIG. 4 shows that the contrast 12 has been confirmed at present. In particular, when the cell thickness is increased, the reflectivity of the display is also confirmed to be 60% at present, and the density of white fine particles per unit area can be significantly improved. The brightness can be higher than that of newsprint (newspaper reflectance of about 40%), close to that of copy paper (copies paper reflectance of about 70%), and can be obtained by using newspapers (newspaper contrast of about 5) and copy paper (copy paper of about 5%). A high-contrast reflective display having a contrast of about 7 to 8) or more can be realized.
[0049]
In addition, the present invention can efficiently move the position of the fine particles, thereby improving the response and switching the display, which took several seconds in the past, in less than 200 msec and realizing a high-speed response. 200 msec is equivalent to STN-LCD, It is also possible to display moving images such as.
[0050]
In addition, the present invention is applicable to all kinds of displays, children's toys, etc., alternatives to paper and printed matter (magazines, newspapers, posters, etc.) (electronic paper), camera aperture, strobe light adjustment, optical light sources for photographic paper, etc. The applied technologies and industrial fields such as general parts are extremely wide.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged structural view of a display device according to an embodiment of the present invention, showing a pattern structure of upper and lower electrodes and auxiliary electrodes by removing upper and lower substrates, liquid crystal, and fine particles. FIG. 3 is an enlarged schematic view of a section taken along line II-II of FIG. 1; FIG. 3 is a graph showing a relationship between cell thickness and reflectance; FIG. 4 is a graph showing response characteristics of the present invention; FIG. 5 is a vertical sectional view showing a relative relationship between cell thicknesses A and B (1/2 of the screen size). FIG. 6 is a display switching state according to the present invention. Is a series of photographs showing the relationship between cell thickness and color tone in a photograph. FIG. 7 is an enlarged photograph. FIG. 8 is an enlarged photograph. FIG. 9 is an enlarged schematic sectional view of a conventional example. When a predetermined voltage is applied to the display device shown in FIG. FIG. 3B is a schematic diagram for explaining the flow direction or moving direction of the fine particles, and FIG. 4B is a schematic diagram illustrating the flowing direction or moving direction of the medium and the fine particles in the fine particle dispersion layer when another voltage is formed in the apparatus. FIGS. 11A and 11B are enlarged schematic cross-sectional views showing the principle of displaying fine particles. FIG. 12 shows the relationship between the reflectance and the viewing angle when white display and black display are performed. Graph (a) is a copy of a micrograph when white display is performed by the display device shown in FIG. 9, and (b) is a copy of a micrograph when black display is performed by the display device. Copy [explanation of sign]
1 liquid crystal (medium)
2 Fine particles (light control medium)
3
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