JP2004325909A - Light shutter and image display using the same - Google Patents

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JP2004325909A
JP2004325909A JP2003122112A JP2003122112A JP2004325909A JP 2004325909 A JP2004325909 A JP 2004325909A JP 2003122112 A JP2003122112 A JP 2003122112A JP 2003122112 A JP2003122112 A JP 2003122112A JP 2004325909 A JP2004325909 A JP 2004325909A
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optical shutter
shielding
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Inventor
Takamitsu Fujii
Atsushi Osawa
敦 大澤
隆満 藤井
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
富士写真フイルム株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display having no dependency on an angle of view, an excellent light transmission efficiency, a high contrast, no light reflection and is friendly to environment.
SOLUTION: In the light shutter, an liquid sealing cell is composed by a pair of opposite magnets, a pair of opposite electrodes and a pair of opposite partition walls, at least one of the electrodes is a transparent electrode, a part of the electrodes are covered with a shade part, a liquid or a quasi-liquid having a light shield and conductive characteristics and a volume of substantially a half of the volume of the liquid sealing cell is included in the liquid sealing cell.
COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】 [0001]
【従来技術】 [Prior art]
フラットパネル型ディスプレイ(FPD)の主流である液晶ディスプレイ(LCD)技術はいまや周知の技術となっている。 Liquid crystal display (LCD) technology is the mainstream of the flat panel display (FPD) is now a well-known technique. (例えば、非特許文献1参照)。 (E.g., see Non-Patent Document 1).
【0002】 [0002]
【非特許文献】 Non-Patent Document]
「液晶ディスプレイ」(大越孝敬著、1985、昭晃堂) "Liquid crystal display" (Okoshi filial piety al., 1985, Shokodo)
【0003】 [0003]
LCDは液体の流動性と固体(結晶)の光学的性質を併せ持つ特性を応用した表示装置であり、これは2枚のガラス板の間に液晶状態の物質を封入し、電圧をかけることによって液晶分子の向きを変え、光の透過率を増減させることで像を表示するものである。 LCD is a display device that applies a characteristic of both the optical properties of fluidity and solid (crystal) of the liquid, which is filled with material of the liquid crystal state between two glass plates, the liquid crystal molecules by applying a voltage changing the orientation, thereby displaying an image by increasing or decreasing the transmittance of light. 液晶自体は発光せず、明るいところでは反射光を、暗いところでは背後に仕込んだ蛍光燈(バックライト)の光を使って表示を行なっている。 The liquid crystal itself does not emit light, the light reflected in a bright place, and performing display with the light from the fluorescent lamp were charged behind (backlight) in the dark.
【0004】 [0004]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかし、LCDは偏光原理による光シャッティングのため、(1)液晶表示装置は偏光原理により透過光量を制御し画像情報を構築しているため、観測者からの視角依存性が大きい。 However, since the LCD light shutter coating with a polarizing principle (1) Since the liquid crystal display device is constructed image information by controlling the amount of transmitted light by the polarization principle, a large viewing angle dependence of the observer. (2)液晶表示装置はカラーフィルタや偏光板等により光透過率が著しく低減されるため、高輝度化が難しい。 (2) Since the liquid crystal display device light transmission is significantly reduced by the color filter or a polarizing plate etc., it is difficult to higher luminance. (3)液晶表示装置は偏光原理に基づき光遮蔽を行うため光漏れが生じる。 (3) The liquid crystal display device light leakage for performing based light-shielding polarization principle occurs. このため高コントラスト化が難しい。 For this reason it is difficult to high contrast. という問題が生じた。 A problem that has occurred.
【0005】 [0005]
また、水銀をシャッタ用液体として用い、これに磁場をかけておき、これと直交する方向に電流を流すことにより、フレミングの左手の法則によって水銀を移動させて光の通過・遮断を行うものが知られている。 Further, using mercury as a liquid shutter, this keep at a magnetic field by applying a current in a direction perpendicular thereto, it moves the mercury to perform passage and blocking of light by Fleming's left hand rule Are known.
しかしながらこれは光導波路の途中に配置した水銀をローレンツ力で駆動することにより単に光導波路へ光を通過させたり遮断させるものであり、表示装置を示唆するものではない。 However, this is merely to cut off or passes light to the optical waveguide by driving the mercury placed in the middle of the optical waveguide in the Lorentz force and is not intended to suggest a display device. しかも水銀を使用するものであるため、破損した場合に環境にとって大きな問題がある。 Furthermore, since it is intended to use the mercury, there is a big problem for the environment if they are corrupted. また、仮にこの考えを表示装置に採用したとしても、水銀は光を反射するため黒表示をしたいときに反射光が出てしまいコントラストが良くないので表示装置としては好ましいものではなく、また、重量もかなり重いものになってしまうという大きな欠点があった。 Further, even if adopting this idea to the display device, the mercury is not preferable as a display device because the reflected light is not good is cause contrast out when it is desired to black display to reflect light, The weight there has been a major drawback also become quite heavy ones.
【0006】 [0006]
本発明の目的はこれらの問題をすべて解決するもので、視野角依存性のない、光透過効率のよい、コントラストが高い表示装置であって、しかも環境に優しく光反射のない軽量化できる表示装置を提供することにある。 An object of the present invention is intended to solve all of these problems, no viewing angle dependence, good light transmission efficiency, a high contrast display, yet display device capable lighter without gentle light reflection environmentally It is to provide a.
【0007】 [0007]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上記課題を解決するため、請求項1記載の光シャッターの発明によれば、対向する1対の磁石と、対向する1対の電極と、対向する1対の仕切壁とで液体封止セルを構成し、前記電極の少なくとも一方を透明電極とし、前記電極の一部をシエード部で覆い、かつ該液体封止セルの容積の略半分の量の遮光性導電性の液体もしくは液体に準ずる状態の物体を該液体封止セル内に封止したことを特徴とする。 To solve the above problems, according to the invention of the optical shutter according to claim 1, and a pair of opposing magnets, and a pair of opposing electrodes, the liquid sealing the cell in a pair of opposed partition walls configured, and at least one of the transparent electrodes of the electrode, a portion of the electrode covered with Shiedo portion, and a state equivalent to the light-shielding conductive liquid or liquid substantially half of the amount of volume of the liquid sealing cells wherein the sealed object in the liquid sealing in the cell.
このような構成にすることにより、偏光板を用いることがなくなるので視野角依存性のない、光透過効率のよい、コントラストが高い表示装置となり、しかも水銀を用いない光シャッターであるので環境に優しく光反射のない軽量の表示装置が得られる。 With such a configuration, there is no viewing angle dependence because eliminates the use of a polarizing plate, good optical transmission efficiency, it is high contrast display, yet environmentally friendly because it is light shutter without using mercury light reflection without lightweight display device can be obtained.
【0008】 [0008]
請求項2記載の発明は、請求項1記載の光シャッターにおいて、前記1対の電極間の間隔が狭い部位と広い部位とから構成し、前記間隔の狭い部位は面積が広く、前記間隔の広い部位は面積が狭く、両者の容積は略等しいことを特徴とする。 According to a second aspect of the invention, the optical shutter according to claim 1, composed from the spacing is narrow part and a wide part between the pair of electrodes, the narrow portion of the gap has a wide area, wide the gap site narrow area, both volume and wherein the substantially equal. このような構成にすることにより、開口率を50%以上に大きくでき、開口率50%の光シャッタと比べて、明るい表示が行えるようになる。 By such a configuration, the aperture ratio can be increased to 50% or more, compared to the opening ratio of 50% of the light shutters, so enabling a bright display.
【0009】 [0009]
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の光シャッターにおいて、前記液体封止セルの背部に設けられたバックライト、若しくは前記液体封止セルの側部に設けられた光源および該光源の光を背部に導光する導光板、又は前記液体封止セルの前面からの入射光を前記液体封止セルの下面で反射させる反射板を備えたことを特徴とする。 According to a third aspect of the invention, the optical shutter according to claim 1 or 2, wherein the back backlight provided on the liquid sealing cell or a light source and a light source provided on a side of said liquid seal cell, a light guide plate for guiding the light to the back, or wherein the incident light from the front surface of the liquid seal cell equipped with a reflector for reflecting at the bottom surface of the liquid seal cells.
このような構成にすることにより、バックライト、サイドライト、フロントライトであれば暗いところでも見ることができ、外部光であれば省エネの表示装置が得られる。 With such a configuration, a backlight, a sidelight, can be seen even in dark if front light, energy saving of the display device can be obtained if the external light. 前者と後者を併合することにより、それぞれ両者の長所を用いることができるようになり、明るいところでは外部光を、暗いところではライトを用いることができる。 By merging the former and the latter, respectively it is possible to employ the advantages of both, the external light in a bright place, it is possible to use light in a dark place.
【0010】 [0010]
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項記載の光シャッターにおいて、前記遮光性導電性液体の移動によって圧縮される媒体が逃げることのできるバイパスを有することを特徴とする。 The invention of claim 4, wherein, in the optical shutter described in any one of claims 1-3, characterized in that it has a bypass which can be medium to be compressed escape by movement of the light-blocking, electrically conductive liquid .
このような構成にすることにより、遮光性導電性液体は空気を圧縮することが起きなくなるので、押し戻されることもなくなり、圧力差も生じないのでスムーズな移動ができるようになる。 With such a configuration, light-blocking, electrically conductive liquid because not occur to compress the air, no longer be pushed back, so that it is smoothly moved because not occur pressure differences.
【0011】 [0011]
請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項記載の光シャッターにおいて、前記シェード部又は前記磁石の裏側に少なくとも1つ以上の電流駆動回路を作製したことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the invention, the optical shutter according to any one of claims 1-4, characterized in that to produce at least one or more of the current driving circuit on the back side of the shade portion or the magnet.
このような構成にすることにより、シェード部の直下又は磁石の裏側に配置することで、開口率を低減させることなく駆動回路の付加が可能となる。 With such a configuration, by disposing the back side immediately below or magnet of the shade portion, it becomes possible to addition of the driving circuit without reducing the aperture ratio.
【0012】 [0012]
請求項6記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1項記載の光シャッターにおいて、前記遮光性導電性液体の周囲には、該遮光性導電性液体と交じり合わなくかつローレンツ力による〈導電液体+充填物〉系全体の移動を阻害するほどの高粘性ではない絶縁性の気体又は液体を充填したこと特徴とする。 Invention of claim 6, wherein, in the optical shutter according to any one of claims 1 to 5, the periphery of the light-blocking, electrically conductive liquid, and by the Lorentz force rather Awa intermingle with the light-shielding conductive liquid < conductive liquid + wherein it filled with insulating gas or liquid is not a highly viscous enough to inhibit movement of the entire packing> system.
このようにすることにより、遮光性導電性液体の位置固定を確実に行うことができるようになる。 By doing so, it is possible to reliably perform the position fixing of the light-shielding conductive liquid.
【0013】 [0013]
請求項7記載の画像表示装置の発明は、請求項1〜6のいずれか1項記載の光シャッターを複数個平面上に配置し、該光シャッターの各電極にそれぞれワード線およびビット線を接続したこと特徴とする。 Invention of the image display apparatus according to claim 7, wherein the light shutter described in any one of claims 1-6 disposed on a plurality plane, connecting the respective word lines and bit lines to the electrodes of the optical shutter and said it was.
このような構成にすることにより、アクティブマトリクス駆動を行うことが可能となる。 By such a configuration, it is possible to perform active matrix driving.
【0014】 [0014]
請求項8記載のフルカラー画像表示装置の発明は、請求項7記載の画像表示装置における前記光シャッターを3個毎に分け、それぞれにR(赤),G(緑),B(青)用のカラーフィルタを前記液体封止セルの前面又は背面に設けたこと特徴とする。 Invention of a full-color image display apparatus according to claim 8, the light divided shutter into three each of the image display apparatus according to claim 7, wherein each R (red), G (green), for B (blue) a color filter, characterized by providing on the front or rear of the liquid sealing cells.
このような構成にすることにより、簡単な構成でカラーディスプレーを作ることが可能となる。 By such a configuration, it is possible to make a color display by a simple structure.
【0015】 [0015]
請求項9記載の発明は、請求項7又は8記載の画像表示装置において、前記遮光性導電性液体の移動中に任意の位置で前記遮光性導電性液体への供給電流を遮断することにより、光遮蔽を面積変調で遮蔽して光透過量を制御し階調表現を行うことを特徴とする。 Invention of claim 9, wherein, in the image display apparatus according to claim 7 or 8, wherein, by interrupting the supply current to the light-shielding conductive liquid at any position during the movement of the light-blocking, electrically conductive liquid, shields the light shielding by area modulation and performing gradation by controlling the amount of light transmission.
このような構成にすることにより、0%〜100%の範囲内で連続的に面積変調を行うことが可能となる。 By such a configuration, it is possible to perform continuous area modulation in the range of 0% to 100%.
【0016】 [0016]
請求項10記載の発明は、請求項7又は8記載の画像表示装置において、前記遮光性導電性液体の移動運動を高周波で行なわせ、時間変調により単位時間当たりの光透過量を制御し階調表現を行うことを特徴とする。 Invention of claim 10, wherein, in the image display apparatus according to claim 7 or 8, wherein the displacement movement of the light-shielding conductive liquid was performed at a high frequency, by controlling the light transmission amount per unit time by the time modulation gradation and performing representation.
このような構成にすることにより、0%〜100%の範囲内で連続的に面積変調を行うことが可能となる。 By such a configuration, it is possible to perform continuous area modulation in the range of 0% to 100%.
【0017】 [0017]
請求項11記載の光シャッターの発明は、対向する1対の磁石と、対向する1対の電極と、対向する1対の仕切壁とで液体封止セルを構成し、前記磁石の少なくとも一方を透明磁石とし、前記磁石の一部をシエード部で覆い、かつ該液体封止セルの容積の略半分の量の遮光性導電性の液体もしくは液体に準ずる状態の物体を該液体封止セル内に封止したことを特徴とする。 The invention of claim 11 wherein the light shutter includes a pair of opposing magnets, a pair of opposite electrodes and a liquid seal cell formed of a pair of opposed partition walls, at least one of the magnets a transparent magnet, a portion of the magnet covered with Shiedo portion, and a substantially object state equivalent to the light-shielding conductive liquid or liquid in the amount of half the volume of the liquid sealing cell in the liquid sealing in the cell wherein the sealing.
このような構成にすることにより、偏光板を用いることがなくなるので視野角依存性のない、光透過効率のよい、コントラストが高い表示装置となし、しかも水銀を用いない光シャッターであるので環境に優しく光反射のない軽量の表示装置が得られる。 With such a configuration, there is no viewing angle dependence because eliminates the use of a polarizing plate, good light transmission efficiency, without a high contrast display, yet environmentally because it is light shutter without using mercury gently light reflection without lightweight display device can be obtained.
【0018】 [0018]
その他、前記光シャッターに用いられる遮光性導電性液体が、透明電極との濡れ性が悪いものであるのがよく、接触角θで表せば、θ>10°以上のもの、望ましくはθ>60°以上、さらに好ましくはθ>90°以上のものがよい。 Other, light-blocking, electrically conductive liquid used in said optical shutter is the good ones are poor wettability to the transparent electrode, if indicated by the contact angle θ, θ> 10 ° or more of, preferably theta> 60 ° or more, more preferably theta> good 90 ° or more.
このような構成にすることにより、経時によらず遮光性導電性液体が透明電極の上をベトつかずにサラサラに移動することとなる。 With such a structure, the light shielding conductive liquid regardless of the time to move the plate plate without stick downy over the transparent electrode.
【0019】 [0019]
以上のように、このように本発明によれば、流体の駆動力には電場・磁場の直行相関関係より誘起されるローレンツ力を用いて、物理的に流体をセル内で駆動(移動)させることにより光シャッターを構成し、透過光量制御を行うものであるため、次のような長所が得られる。 As described above, according to the present invention, the driving force of the fluid by using the Lorentz force induced from direct correlation between electric and magnetic fields, causing physically drive the fluid in the cell (mobile) constitute an optical shutter by, for and performs transmission light quantity control, the following advantages are obtained.
(1)偏光原理を用いないため視野角依存性が生じない。 (1) viewing angle dependency does not occur because of not using the polarization principle.
(2)シャッター流体の遮光性により光を遮蔽制御しているため良好なコントラストが得られる。 (2) good contrast can be obtained since the shielded controlled light by light-shielding shutter fluid.
(3)偏光フィルタ不要のため光透過率が著しく向上する。 (3) Light transmittance for unwanted polarization filter is significantly improved.
(4)また、水銀を使用しないため、環境に優しく、光反射のなく、軽量化できる表示装置が得られる。 (4) Since no use mercury, environmentally friendly, without the light reflection, it can be lighter display device can be obtained.
【0020】 [0020]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明について、図面に基づいて詳細に説明する。 The present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[第1の実施の形態] First Embodiment
まず、本発明の第1の実施の形態に係る光シャッターの構成について図1および図2に基づいて説明する。 First, it will be described with reference to FIGS. 1 and 2 for the construction of an optical shutter according to a first embodiment of the present invention.
図1は液体封止セルの構成を示す1例で、(a)は一方向通電時の斜視図、(b)図1のA−A断面矢視図を示している。 Figure 1 is a 1 example showing the configuration of a liquid sealing cells, shows (a) is a perspective view when the one-way conduction, (b) A-A sectional view on arrows of FIG.
図2は図1で流す電流方向と逆方向に通電した時の斜視図(a)と図2のA−A断面矢視図(b)を示している。 Figure 2 shows a perspective view when energized current direction opposite to the direction of flow in FIGS. 1 (a) and A-A sectional view on arrows of FIG. 2 (b).
図1および2において、11は液体封止セル、12は永久磁石(12Lは図で左側、12Rは図で右側の各永久磁石を指す。)、13はビット線、14はワード線、17は透明電極(17uは図で上側、17dは図で下側の各透明電極を指す。)、18は光を遮蔽するシエード部である。 1 and 2, 11 is a liquid seal cell, 12 is a permanent magnet (12L left in FIG., 12R refers to the right side of each permanent magnet in FIG.), 13 bit lines, 14 word lines, 17 transparent electrodes (17u upper in Fig, 17d refers to the transparent electrodes on the lower side in FIG.), 18 is a Shiedo portion for shielding the light. なお、図の手前側と奥側にはセル11の仕切壁が設けられているが、見易くするためにここでは除去して描いている。 Although front and rear partition wall of the cell 11 in the Figure is provided, here for clarity depicting removed.
【0021】 [0021]
上側電極17uと下側電極17dの間隔は封入した流体のOD値が2以上となる最小厚さ以上であればよく、最低限1μm以上、最高ではセル幅・ピッチと対応してアスペクト比が極端にならない厚さとして最大1mm以下としている。 As long the interval of the upper electrode 17u and the lower electrode 17d or the minimum thickness OD value of the fluid sealed is 2 or more, a minimum 1μm or more, the aspect ratio corresponds to the cell width pitch is extremely the best It is the maximum 1mm or less as not to thickness.
そして、Wは上下の各透明電極17u、17d、左右の各永久磁石12R、12L、前後の各仕切壁で囲まれたセル中に、そのセル容積の半分の量が封止された遮光性のある導電性液体である。 Then, W is below each transparent electrode 17u, 17d, each of the left and right permanent magnets 12R, 12L, in the cell surrounded by the partition walls of the front and rear, of the light-shielding amount of half of the cell volume is sealed a certain conductive liquid. セル内の上下方向の間隔は導電性液体が毛細管現象を生じうる間隔としてある。 Vertical spacing of the cell is as the interval in which the conductive liquid may cause capillary phenomenon.
【0022】 [0022]
上部の透明電極17uにはビット線13が、また下部の透明電極17dにはワード線14が接続されていて、一方から他方へ、またその逆の電流を流し、これにより途中の遮光性導電性液体Wを通過する仕組みとなっている。 Bit lines 13 on top of the transparent electrode 17u is also have word line 14 is connected to the lower portion of the transparent electrode 17d, from one to the other, also passing a reverse current that, thereby the middle of the light-shielding conductive and it has a mechanism to pass through the liquid W.
そして、永久磁石12Lおよび12RはそれぞれNSを備えているから、同一方向へ磁場が向くような極性にNSの向きを揃えて配置され、かつその磁場Bの向きを透明電極17u、17d面の法線方向と直交方向に向くように配置されている。 Then, because they comprise respective permanent magnets 12L and 12R are NS, which aligns the orientation of the NS polarity as directed magnetic field in the same direction, and directed to the transparent electrode 17u of the magnetic field B, law 17d face are disposed such that the line direction perpendicular directions.
なお、磁場Bの発生には永久磁石の代わりに電磁コイルを用いてももちろん良い。 Incidentally, of course it may be an electromagnetic coil instead of the permanent magnets to generate the magnetic field B.
【0023】 [0023]
次に、この第1の実施の形態に係る光シャッターの動作原理について説明する。 Next, the operation principle of the optical shutter according to the first embodiment.
今、図1(a)のように、磁場Bが左から右方向に向いているとき、電流Iをビット線13→上部透明電極17u→遮光性導電性液体W→下部透明電極17d→ワード線14に流すと、遮光性導電性液体Wにはフレミングの左手の法則により力F1が図示の方向に働き、その結果図示のように遮光性導電性液体Wは図の手前側に移動することとなる。 Now, as shown in FIG. 1 (a), when the magnetic field B is oriented from left to right, the current I bit line 13 → upper transparent electrode 17u → light-blocking, electrically conductive liquid W → lower transparent electrode 17d → word line flowing to 14, the light-shielding conductive liquid W acts in the direction force F1 is shown by the Fleming's left-hand rule, and to move the light-blocking, electrically conductive liquid W as the result shown in the near side of FIG. Become. これにより遮光性導電性液体Wはセル内の手前側半分の容積を占め、またセルの奥側半分はシエード部18で覆われているので、結局セル全体が遮光作用を機能することになり、バックライト16(図3参照)の光は遮られて、上方へ届かない。 Thus the light-shielding conductive liquid W occupies before the half volume of the cell, and because the back half of the cells are covered with Shiedo unit 18, will be the entire cell will eventually serve a shielding effect, the light from the backlight 16 (see FIG. 3) blocked and will not reach upwards.
【0024】 [0024]
図1(b)はこの状態を示す断面図である。 1 (b) is a sectional view showing this state.
図1(b)からわかるように、遮光性導電性液体Wはセル内の左側半分の容積を占めるためバックライト光L1はここで遮光され、またセルの右側半分はシエード部18で覆われているのでバックライト光L2はここでも遮光され、結局セル全体が遮光作用を機能することになり、バックライト16(図3)の光は遮られて、上方へ届かない。 As can be seen from FIG. 1 (b), the light-blocking, electrically conductive liquid W backlight light L1 to occupy the left half of the cell volume is shielded here, also the right half of the cell covered with Shiedo 18 the backlight light L2 is shielded again because there, will be the entire cell will eventually serve a shielding effect, the light intercepted by the backlight 16 (FIG. 3), does not reach upwards. したがって、観察者の目には、暗く見える。 Therefore, in the eyes of the observer, it appears dark.
【0025】 [0025]
一方、図2(a)のように、磁場Bが左から右方向へ向いているとき、電流Iをワード線14→下部透明電極17d→遮光性導電性液体W→上部透明電極17u→ビット線13に流すと、フレミングの左手の法則により、遮光性導電性液体Wのは図のF2方向にローレンツ力が働き、図で奥側に移動する。 On the other hand, as shown in FIG. 2 (a), the when the magnetic field B is oriented from left to right, the current I word line 14 → lower transparent electrode 17d → light-blocking, electrically conductive liquid W → upper transparent electrode 17u → bit line flowing to 13, Fleming's left-hand rule by, for light-blocking, electrically conductive liquid W Lorentz force acts on the direction F2 in Fig, move to the far side in FIG. これにより遮光性導電性液体Wはセル内の奥側半分の容積を占めてセルの奥側半分にあるシエード(光遮蔽)部18内に収納され、セルの手前半分が透過作用を機能することになり、バックライト16(図3)の光は透明電極17d、17uを介して上方へ通過する。 Thus the light-shielding conductive liquid W is housed in Shiedo (light-shielding) portions 18 on the back side half of the cell occupies the far half of the volume of the cell, the front half of the cell to function transmitting action becomes, the light of the backlight 16 (FIG. 3) passes through the transparent electrode 17d, through 17u upward.
【0026】 [0026]
図2(b)はこの状態を示す断面図である。 Figure 2 (b) is a sectional view showing this state.
図2(b)からわかるように、遮光性導電性液体Wはセル内の左側から右側へ移るため、左側には遮光性液体は無くなりる。 As can be seen from FIG. 2 (b), since the move from the left side of the light-shielding conductive liquid W within cells to the right, the light blocking liquids on the left Nakunariru. したがって、バックライト光L1は透明電極17d、17uを通って上方へ通過する。 Therefore, the backlight light L1 passes through the transparent electrode 17d, through 17u upward. それ故、観察者の目には明るく見える。 Therefore, it appears bright in the eyes of the observer.
【0027】 [0027]
そこでこのような光シャッター10を平面上に多数個2次元的に配置し、表示したい光シャッター10のみを図2のモードに選択し、その他の画素を図1のモードとすることにより、選択された光シャッター10には所定方向に電流が流れて透光となり、選択されない光シャッター10には逆方向に電流が流れて遮光となる。 Therefore such an optical shutter 10 plurality two-dimensionally arranged on a plane, and select only the optical shutter 10 to be displayed on the mode of FIG. 2, by the other pixels and the mode of FIG. 1, it is selected It becomes translucent current flows in a predetermined direction to the optical shutter 10, the light shielding by the current in the reverse direction flows through the optical shutter 10 which is not selected. このように透光と遮光の混じる光シャッターによって、画像表示が可能となる。 By light shutters mix the thus translucent and shielding, an image display becomes possible.
【0028】 [0028]
図3は本発明に係る光シャッターを多数平面上に配置して成るマトリクス型画像表示装置の概念斜視図である。 Figure 3 is a conceptual perspective view of a matrix-type image display apparatus comprising disposed in an optical shutter number plane in accordance with the present invention.
図3において、100はマトリクス型画像表示装置、10は光シャッター、11は本発明に係る液体封止セル、12は永久磁石、13はビット線、13Dはビットドライバ、14はワード線、14Dはワードドライバ、15はスイッチング回路、16はバックライトである。 3, 100 is a matrix type image display device, 10 is an optical shutter, the liquid sealing the cell according to the present invention 11, 12 permanent magnet, 13 a bit line, 13D bit driver, 14 denotes a word line, 14D is word driver, 15 denotes a switching circuit, 16 is a backlight.
この画像表示装置は二次元マトリクス状に複数の光シャッター10に区分され、各光シャッター10で1画素が構成されている。 This image display device is divided into a plurality of optical shutter 10 in a two dimensional matrix, one pixel in each light shutter 10 is formed. 例えば640×400ドットの表示容量を実現するためには、そのドット数分の光シャッター10が配列されている。 To realize a display capacity of for example 640 × 400 dots, the optical shutter 10 of the dot few minutes are arranged. 各光シャッター10の構造は前述のとおりである。 Structure of the optical shutter 10 are as described above.
光シャッター10の下方ではバックライト16が光シャッター10に向けて発光している。 Below the optical shutter 10 is a backlight 16 is emitting light toward the optical shutter 10.
【0029】 [0029]
次に、図3のマトリクス型画像表示装置の動作原理について説明する。 Next, the operation principle of the matrix type image display device of FIG.
スイッチング制御回路15の制御にしたがって、各ビットドライバ13Dとワードドライバ14Dから表示しようとする画素(光シャッター)10のビット線13とワード線14を選択し、一方の透明電極から他方の透明電極へと電流を流すようにし、他の画素(光シャッター)10のビット線13とワード線14からはその逆方向に電流を流すようにする。 Under the control of the switching control circuit 15 selects a bit line 13 and word line 14 of the pixel (optical shutter) 10 to be displayed from each bit driver 13D and a word driver 14D, from one of the transparent electrode to the other transparent electrode and to flow a current, from the bit line 13 and word line 14 of the other pixels (optical shutter) 10 to flow a current in the opposite direction.
このようにすると、選択されたビット線13とワード線14の間にある光シャッター10は透光モードとなり、光シャッター10の下方で発光するバックライト16からの光は上方に到達する。 In this way, the light shutter 10 located between the bit line 13 is selected word line 14 becomes translucent mode, light from the backlight 16 that emits light under the optical shutter 10 reaches upwards. その他の光シャッター10は遮光モードとなっている。 Other optical shutter 10 is in the light shielding mode. これによって画像表示が可能となる。 This image display by becomes possible.
【0030】 [0030]
各光シャッター10の駆動を単純マトリクス型で行う場合には、各光シャッター10毎に専用のワード線を設け、ビット線は共通線として設けておく。 When performing driving of each optical shutter 10 in a simple matrix type, a dedicated word lines provided in each of the optical shutters 10 each, the bit line is preferably provided as a common line.
そして例えば、ビット線には1/2Hボルトの共通電位を与えておき、一方、ワード線は透光させたい光シャッター10の専用ワード線に高電圧Hボルトを与え、遮光させたい光シャッター10の専用ワード線には低電圧0ボルトを与える。 And for example, the bit line previously giving the common potential of 1 / 2H volt, whereas, the word line is applied a high voltage H volts to specific word line of the optical shutter 10 which is desired to translucency, the light shutter 10 is desired to shielding the private word line provides a low voltage of 0 volts. これにより、選択された光シャッター10には所定方向に電流が流れ、選択されない光シャッター10には逆方向に電流が流れ、これによって透光と遮光の混じる画像表示が可能となる。 Thus, current flows in a predetermined direction to the optical shutter 10 which is selected, a current flows in the opposite direction to the optical shutter 10 which is not selected, whereby the image display can be blend in light-shielding and light-transmitting.
【0031】 [0031]
また、各光シャッター10の駆動をアクティブマトリクス型で行う場合には、各行の光シャッター10に共通のワード線を設け、かつ各列の光シャッター10に共通のビット線を設ける。 Further, when the driving of each optical shutter 10 in the active matrix type is provided with a common word line in the optical shutter 10 in each row, and providing a common bit line to the optical shutter 10 of each column.
そして、あるビット線に接続されている全ての光シャッター10のうち、透光させたい光シャッター10の属するワード線に高電圧Hボルトを与え、残りの光シャッター10の属するワード線には低電圧0ボルトを与えておく。 Then, among all of the optical shutter 10 which is connected to a bit line, a high voltage is applied H volts to the word line belongs optical shutter 10 which is desired to translucent, the remaining word line belongs optical shutter 10 low voltage 0 keep giving the bolt. これによって、そのビット線に例えば1/2Hボルトの電圧を瞬間与えると、その瞬間だけ、選択された光シャッター10は透光モードとなり、選択されない光シャッター10は遮光モードとなり、これによってその列について透光と遮光の混じる画像表示がなされる。 Thereby, given the instantaneous voltage of, for example, 1 / 2H volt to the bit line, just that moment, the light shutter 10 selected becomes translucent mode, the optical shutter 10 which is not selected becomes the light shielding mode, whereby its column image display mix translucency and light-shielding is made.
次に、隣の列のビット線についてもこれと同じことを行うと、隣の列列について透光と遮光の混じる画像表示がなされる。 Then, when the same thing as this the bit lines of adjacent columns, the image display blend in translucency and light-shielding is made as to adjacent row column.
以下、順次、各ビット線について同じことを行うと、各列について透光と遮光の混じる画像表示がなされる。 Hereinafter, sequentially, when the same for each bit line, image display mix translucent and light-shielding for each column is performed.
したがって、これを残像期間より短い高周波(例えば1秒間に30回以上)で繰り返すことにより、人間の目には連続表示がなされているように感じられる。 Therefore, by repeating in this shorter afterimage duration high frequency (e.g. more than 30 times a second), the human eye feels like displayed continuously have been made.
【0032】 [0032]
ここで通電量と駆動力の関係について考察しておく。 Previously discussed the relationship of the energization amount and the driving force here.
磁場Bの下で透明電極17u、17d間に電圧を印加して、遮光性導電性液体Wに電流Iを流すとき、電極間距離をdとすると、遮光性導電性液体Wには式(1)のローレンツ力Fが加わる。 Transparent electrode 17u under magnetic field B, and a voltage is applied between 17d, when the current I is passed to the light-blocking, electrically conductive liquid W, the distance between the electrodes is d, wherein the light-shielding conductive liquid W (1 Lorentz force) F is applied.
F=I×B×d ・・・(式1) F = I × B × d ··· (Equation 1)
また、電圧印加方向を逆転させ、電流方向を反転させることでローレンツ力Fの方向を反転させることができる。 Further, by reversing the direction of voltage application, it is possible to reverse the direction of the Lorentz force F by reversing the current direction.
この一軸性のローレンツ力Fが遮光性導電性液体Wの移動の駆動力となり、光シャッター10内の表面効果(液体の流れは全体的には近似的に表層流が支配的となり、流体を位置固定する)との兼ね合いから、遮光性導電性液体Wの移動途中に印加電圧を除去することにより、その位置で遮光性導電性液体Wが固定されるため濃度制御をすることができる。 The uniaxial Lorentz force F becomes the driving force of the movement of the light-shielding conductive liquid W, surface effects (the liquid flow of the optical shutter 10 is entirely approximately becomes the surface layer flow is dominant in the fluid position from balance fixed to) and, by removing the applied voltage during the movement of the light-shielding conductive liquid W, it is possible to light-blocking conductive liquid W at that position is the density control to be fixed.
【0033】 [0033]
ローレンツ力Fの大きさは少なくとも導電液体の重量よりも大きく、液体の表面張力エネルギー、摩擦力を打ち破る大きさである必要がある。 The magnitude of the Lorentz force F is greater than the weight of at least conductive liquid should be large enough to break the surface tension energy, frictional force of the liquid. 重量は十分に液滴が小さいことから、また摩擦力は液体の移動速度が小さいことから無視することが可能である。 Weight is sufficiently since the droplet is small, also the frictional force is negligible since the moving speed of the liquid is small.
【0034】 [0034]
表面張力σの大きさは73dyne/cm(=7.3×10 −2 N/m)程度でこれ以上大きな表面張力を持つ液体は一般に水銀の475dyne/cm(=4.75×10 −1 N/m)であるが、形状が変化しない場合は表面張力エネルギー差は生じない。 The surface tension σ of magnitude 73dyne / cm (= 7.3 × 10 -2 N / m) Generally the mercury liquid with a surface tension greater more extent 475dyne / cm (= 4.75 × 10 -1 N a / m), but if the shape does not change does not occur surface tension energy difference.
【0035】 [0035]
次に、各構成要素の構成材料等について説明する。 Next, the configuration materials of each component.
[使用する遮光性導電性液体] [Shielding conductive liquid used]
使用する遮光性液体Wは電子伝導性能であることが望まれる。 Shielding liquid W to be used is desired an electron transfer property. また、高コントラスト画像を得るためには光吸収・遮光性能が高い黒色液体が望まれる。 Further, the light absorption and light shielding performance is desired high black liquid in order to obtain a high contrast image. 例えば液厚さ(即ち電極間距離)1μm程度で完全遮光するほどの遮光能力を持つことが望まれるが、液体封止セル11のアスペクト比(画像の縦と横の長さの比、すなわちピクセル数の比)が極端に大きくなるほどの厚さとならなければ事実液厚さが厚くなっても問題ない。 For example it is desired to have a light shielding ability enough to completely blocked by the liquid thickness (i.e. the distance between the electrodes) 1 [mu] m approximately, the aspect ratio (vertical and horizontal length ratio of the images of the liquid sealing the cell 11, i.e. pixels no problem even thicker fact fluid thickness to be become a thickness of about the ratio of the number) is extremely large.
【0036】 [0036]
また遮光性導電性液体Wは透明電極面との濡れ性が悪く、多数回(望ましくは10の10乗回〜10の12乗回)以上の液体運動においても電極面端部に残液滴等が残らないという電極面との組み合わせの材料が望まれる。 The light-blocking, electrically conductive liquid W has poor wettability with the transparent electrode surface, a large number of times (preferably 12 Nomawa 10 of 10 Nomawa 10) residual liquid droplets or the like to the electrode surface ends at least of the liquid movement materials in combination with the electrode surface is desired that does not remain. ここで言う「濡れ性が悪い」とは、いわゆる接触角をθとすると、θ>10°以上のものを意味しており、望ましくはθ>60°以上、さらに好ましくはθ>90°以上のものである。 The term the "poor wettability", when the so-called contact angle theta, theta> means a 10 ° or more of, preferably theta> 60 ° or more, more preferably theta> 90 ° or more it is intended. 例えば、導電性付与材(銀粉、酸化銀、硝酸銀、銀の有機化合物、銅粉、ニッケル粉、カーボンブラック等)と、粘結剤(エチルセルロース,フェノール樹脂,アクリル樹脂等の合成樹脂、低融点ガラス粉、ホウ酸鉛、ケイ酸鉛、植物油等)と、溶剤(アセトン、セロソルブ誘導体、酢酸エチル、ケトン類、ベンゼン、トルエン、塩化エチレン等)とを混ぜたものがあげられる。 For example, conductivity imparting agent (silver powder, silver oxide, silver nitrate, organic compounds silver, copper powder, nickel powder, carbon black, etc.) and, Nebayuizai (ethyl cellulose, phenol resin, synthetic resins such as acrylic resin, low melting glass powder, lead borate, lead silicate, and vegetable oils), solvent (acetone, cellosolve derivatives, ethyl acetate, ketones, benzene, toluene, those mixed with ethylene chloride, etc.).
【0037】 [0037]
[使用する磁石] [Magnet to be used]
使用する磁石は磁場の大きさは液体封止セル11内部に0.01〜0.3T(テスラー)の磁場を発生させることができる永久磁石または電磁石でよいが、それ以上の大きな磁場になればなるほど少ない電流量で大きなローレンツ力を発生できるから、使用する磁石としては、0.3T以上の大きな磁場を発生させることができる永久磁石または電磁石であることがより望ましい。 Magnets used may be a permanent magnet or an electromagnet can generate a magnetic field 0.01~0.3T (tesla) in liquid inside the sealing cell 11 the magnitude of the magnetic field, but if the more large magnetic field since in the more small amount of current capable of generating a large Lorentz force, as a magnet to be used, and more preferably a permanent magnet or an electromagnet capable of generating a large magnetic field of more than 0.3 T. ただし、導電度が大きい遮光性導電性液体Wを用い、通電量を大きくできる場合はこれに限らず、相当小さな磁場であっても良い。 However, using the conductivity is greater shielding conductive liquid W, if it can increase the power supply amount is not limited thereto, may be a considerable low magnetic field.
【0038】 [0038]
[使用する電極] [Electrodes used]
表示部の電極は、図3のように透過光を用いる場合は、電極17には透明物質を用いるのが望ましい。 Electrodes of the display unit, the case of using transmitted light as in Figure 3, that the electrode 17 using a transparent material desired. しかし反射光を用いる場合、下部電極については透明でなくとも良い。 However, when using a reflective light, it needs not be transparent for the lower electrode. これについては後述する。 This will be described later.
【0039】 [0039]
[表示画素] [Display pixel]
単色表示の場合、一液体封止セル11以上が一画素に相当する。 For monochrome display, first liquid sealing cell 11 or higher corresponds to one pixel.
フルカラー表示を行う場合はR,G,Bのカラーフィルタを持つ最低限三液体封止セル11が一画素分に相当するよう配置するが、フルカラー表示でない場合は、二液体封止セル11以上をもって一画素としても良い。 R When performing full-color display, G, although minimum three liquid sealing cell 11 having the color filter of B is arranged to correspond to one pixel, if not full color display, with two or more liquid seal cells 11 it may be used as one pixel.
【0040】 [0040]
[画素配置] Pixel Placement
画素配置の方法は図3の配置法に限らず、円形やハニカム形状などであってもよく、またR,G,B配置の配置順序もカラー表示が得られる配置順序(R,G,B3原色の重ね合せができる順序)であればよい。 The method of the pixel arrangement is not limited to the arrangement method of FIG. 3 may be an circular or honeycomb-shaped, also R, G, arrangement order of arrangement order of B also arranged color display is obtained (R, G, B3 primaries it may be any order) which can superposition of. またR,G,Bの面積・個数比は等比でなくともよくフィルタ設計等により可変であり、例えば市松模様等の複雑な配置であってもよい。 The R, G, area and number ratio of B is variable by well filter design such not be the geometric, or may be a complex arrangement of eg checkered pattern or the like.
【0041】 [0041]
また、永久磁石はスクリーン印刷、観察側の透明電極は張り合わせ法、遮光性導電性液体の各液体封止セルへの配置は、インクジェット法でそれぞれ行うのがよい。 The permanent magnet is a screen printing, methods bonding the transparent electrode on the viewing side, arranged to each liquid sealing cells of the light-shielding conductive liquid may be carried out respectively by an inkjet method.
【0042】 [0042]
[第2の実施の形態] Second Embodiment
図4は第2の実施の形態に係る光シャッター10'の構成を示す縦断面図を示している。 Figure 4 shows a longitudinal sectional view illustrating the construction of an optical shutter 10 'according to the second embodiment. 図1及び図2の各(b)の縦断面図と比べて分かるように、図1及び図2の液体封止セル11の筺体構造は上面と下面の間隔が全長に亘って同一間隔であるのに対して、図4の液体封止セル11'では液体封止セルの上面が二段構成となっている点が特徴である。 As can be seen in comparison with the longitudinal sectional view of the FIG. 1 (b) and 2, the housing structure of the liquid sealing the cell 11 of FIG. 1 and FIG. 2 are identical intervals over the entire length spacing of upper and lower surfaces whereas, it is characterized that the upper surface of the liquid seal cell 11 ', the liquid sealing the cell of FIG. 4 has a two-stage configuration. すなわち、図(a)のセルの左側は上下電極の間隔がh1と狭く、幅がl1と長くなっており、一方、セルの右側は上下電極の間隔がh2と広く、幅がl2と短くなっている。 That is, the left side of the cell of FIG. (A) narrow distance between the upper and lower electrodes and h1, is longer width and l1, whereas, the right side of the cell spacing in the upper and lower electrodes is wide and h2, shorter width and l2 ing.
そして、幅の狭いセル側の容積(h1×l1)と幅の広いセル側の容積(h2×l2)とは等しく、かつこの容積分の遮光性導電性液体がこの中に封止されている。 Then, equal to the narrow cell side of the volume (h1 × l1) and wide cell side of the volume (h2 × l2) width, and light-blocking, electrically conductive liquid of the volume fraction is sealed therein . また、セルの右側の幅広部分の上部電極17uは、シエード部18で覆われている。 The upper electrode 17u of the right of the wide portion of the cell is covered with Shiedo portion 18.
その他の構成は図1及び図2と同じである。 Other configurations are the same as FIGS.
【0043】 [0043]
そこで、この光シャッター10'の動作原理は図1(a)と同じであるので、、図1(a)を援用して簡単に説明する。 Therefore, the operation principle of the optical shutter 10 'is briefly explained with the aid of ,, Figure 1 (a) is the same as FIG. 1 (a).
磁場Bが左から右方向へ向いているとき、電流Iを上部透明電極17u→遮光性導電性液体W→下部透明電極17dに流すと、遮光性導電性液体Wにはフレミングの左手の法則によりローレンツ力が働き、その結果図4(a)のように遮光性導電性液体Wはセル内の左側へ移動し、そこから長さl1までの範囲を占める。 When the magnetic field B is oriented from left to right, the electric current I to the upper transparent electrode 17u → light-blocking, electrically conductive liquid W → lower transparent electrode 17d, the Fleming's left hand rule in the light-shielding conductive liquid W acts Lorentz force, the light-blocking, electrically conductive liquid W as a result of FIG. 4 (a) moves to the left in the cell, occupying a range of up to the length l1 from there.
また、セルの右側から長さl2までの範囲はシエード部18で覆われているので、結果的に下からのバックライト光は長さl1とl2までの範囲すべてに亘って遮光される。 Further, the range from the right side of the cell to the length l2 is so covered with Shiedo unit 18, backlight light from below consequently is blocked across all ranges of up to a length l1 and l2. したがって、観察者の目には、暗く見える。 Therefore, in the eyes of the observer, it appears dark.
【0044】 [0044]
一方、図2(a)のように、磁場Bが左から右方向へ向いているとき、電流Iを下部透明電極17d→遮光性導電性液体W→上部透明電極17uに流すと、フレミングの左手の法則により、遮光性導電性液体Wには図4(b)の右方向にローレンツ力が働き、その結果図示のように遮光性導電性液体Wはセル内の左側の長さl1範囲から右側の長さl2範囲の方へ移動する。 On the other hand, as shown in FIG. 2 (a), the when the magnetic field B is oriented from left to right, the electric current I to the lower transparent electrode 17d → light-blocking, electrically conductive liquid W → upper transparent electrode 17u, Fleming left by law, Lorentz force acts on the right in FIG. 4 (b) the light-shielding conductive liquid W, resulting light-blocking, electrically conductive liquid W as shown in the right side from the left side of the length l1 range within the cell to move towards the length l2 range. したがって、下からのバックライト光はセル内の左側の長さl1範囲に亘って透明電極17d、17uを透過する。 Therefore, the backlight light from the lower transparent electrode 17d over the left side of the length l1 range in the cell and transmits 17u. したがって、観察者の目には、明るく見える。 Therefore, in the eyes of the viewer, it looks bright.
【0045】 [0045]
そこでこのような光シャッター10'を平面上に多数配置し、表示したい光シャッター10'のみ図(b)のモードを選択し、その他の光シャッター10'を図(a)のモードとすることにより、選択された光シャッター10'には所定方向に電流が流れ、選択されない光シャッター10'には逆方向に電流が流れ、これによって透光と遮光の混じる画像表示が可能となる。 Therefore this optical shutter 10 by selecting the mode of FIG only 'by arranging a large number of on a plane, the light shutter 10 to be displayed' (b), other light shutter 10 'is a mode in FIG. (A) , 'current flows in a predetermined direction, the optical shutter 10 which is not selected' optical shutter 10 which is selected a current flows in the opposite direction to, this allows to image display blend in light-shielding and light-transmitting.
しかも、第2の実施の形態によって透光範囲l1>遮光範囲l2となっているので開口率を50%以上に大きくでき、図1及び図2の開口率50%の光シャッタと比べて、明るい表示が行えるようになる。 Moreover, since a light-transmitting range l1> shaded range l2 by the second embodiment can increase the aperture ratio to 50% or more, compared to the opening ratio of 50% of the light shutter of FIG. 1 and FIG. 2, bright It will allow the display.
【0046】 [0046]
[第3の実施の形態] Third Embodiment
第3の実施の形態について図5に基づいて説明する。 It will be described with reference to FIG. 5 for the third embodiment.
第3の実施の形態の説明には、開口率が大きい図4の光シャッターを例に説明するが、第3の実施の形態はもちろんこれに限定されるものではない。 The description of the third embodiment will be described an optical shutter opening ratio is large 4 as an example, the third embodiment is not of course limited thereto.
図5は図4の光シャッターを用いた第3の実施の形態の縦断面図で、光透過開口面積に対する各透過口面積の比は、(a)が100%、(b)が75%、(c)が25%、(d)が0%となっている。 Figure 5 is a third longitudinal section of the embodiment of using an optical shutter of FIG. 4, the ratio of the transmission opening area for light transmission opening area, is 100% (a), (b) 75%, (c) 25%, is 0 percent (d).
これは磁場の下、電流を透明電極17u、17d間に流すと遮光性導電性液体Wにはフレミングの左手の法則によりローレンツ力が働き、その結果遮光性導電性液体Wはセル内を移動し始める。 This Lorentz force acts under the magnetic field, the current transparent electrodes 17u, according to Fleming's left-hand rule for the light-shielding conductive liquid W flowing between 17d, resulting light-blocking, electrically conductive liquid W is moved in the cell start.
【0047】 [0047]
今、仮に図(a)の状態(開口率100%)から図(d)の状態(開口率0%)に移動開始するとすると、第3の実施の形態では、遮光性導電性液体W1の移動中に任意の位置(時刻t2)で遮光性導電性液体W2への供給電流を遮断することにより遮光性導電性液体W1にローレンツ力を働かなくして、その移動途中の状態で遮光性導電性液体W1を静止させるものである。 Now, if when the movement start to FIG state (0% open) state (aperture 100%) from (d) of FIG in (a), in the third embodiment, the movement of the light-shielding conductive liquid W1 and inoperative the Lorentz force on the light-shielding conductive liquid W1 by cutting off the supply current to the light-shielding conductive liquid W2 at any position (time t2) during the light-blocking, electrically conductive liquid in its mobile state midway it is intended to stationary W1. このことにより(b)の75%の面積変調が可能となる。 Thus 75% of the area modulation (b) becomes possible.
同じく、遮光性導電性液体W1の移動中のある位置(時刻t3)で遮光性導電性液体W3への供給電流を遮断することにより、(c)の25%の面積変調が可能となる。 Similarly, by cutting off the supply current to the light-shielding conductive liquid W3 at a certain position during the movement of the light-shielding conductive liquid W1 (time t3), it is possible to 25% of the area modulation of (c).
このような面積変調の75%や25%は一例であり、第3の実施の形態によれば、電流の通電制御を細かく行うことにより、0%〜100%の範囲内で連続的に面積変調を行うことが可能となる。 An example 75% or 25% of such area modulation, according to the third embodiment, by performing finer control of energization of current continuously area modulation in the range of 0% to 100% it is possible to perform.
【0048】 [0048]
[第4の実施の形態] Fourth Embodiment
第4の実施の形態は、同じく階調制御に関するもので、これは遮光性導電性液体の移動運動を高周波で行なわせ、時間変調により単位時間当たりの光透過量を制御することで階調表現を行うものである。 Fourth embodiment, like those relating to gradation control, which gradation representation by locomotion of the light-shielding conductive liquid was performed at a high frequency, for controlling the light transmission amount per unit time by a time modulation and it performs.
すなわち、前述のアクティブマトリクス型の場合、1セルにつき1秒間で仮に100回表示を繰り返すものとするとき、開口率75%の階調を出すには第3の実施の形態では100回とも遮光性導電性液体W2を図5(b)の状態にもっていったが、第4の実施の形態では100回の表示のうち、75回を図5(a)の100%モードにし、残りの25回を図5(d)の0%モードにして、トータルで75%にするものである。 That is, in the case of an active matrix type described above, 1 when the cell per shall provisionally repeated display 100 times in one second, light-blocking with 100 times in the third embodiment to produce a gradation of an aperture ratio of 75% a conductive liquid W2 is went with the state of FIG. 5 (b), of the display of 100 times in the fourth embodiment, the 75 times to 100% mode of FIG. 5 (a), the remaining 25 times the was 0% mode in FIG. 5 (d), it is to 75% in total. この場合、フリクション(ちらつき)を回避するためには、なるべく100%モードの3回に0%モードの1回の短い時間単位でこれを繰り返すのがよい。 In this case, in order to avoid friction (flicker) is better to repeat this in one short time units 0% mode three possible 100% mode.
【0049】 [0049]
第4の実施の形態で開口率50%の階調を出すには、100%モードの1回と0%モードの1回とを短時間で繰り返すようにすればよい。 To issue gradation aperture ratio of 50% in the fourth embodiment, it is sufficient to repeat the once and one 0% mode of 100% mode in a short time.
開口率25%の階調を出すには、100%モードの1回と0%モードの3回とを短時間で繰り返すようにすればよい。 To issue an aperture ratio of 25% of the gradation, it is sufficient to repeat and one and three 0% mode of 100% mode in a short time.
また、開口率20%の階調を出すには、100%モードの1回と0%モードの4回とを短時間で繰り返すようにすればよい。 Moreover, the issue of gray scale of the aperture rate of 20%, it is sufficient to repeat and one with four 0% mode of 100% mode in a short time.
開口率10%の階調を出すには、100%モードの1回と0%モードの9回とを短時間で繰り返すようにすればよい。 To issue an aperture ratio of 10% of the gradation, it is sufficient to repeat and one and nine 0% mode of 100% mode in a short time.
以上のように、第4の実施の形態によれば、遮光性導電性液体の移動運動を高周波で行なわせ、時間変調により単位時間当たりの光透過量を制御することで階調表現を行うことができることとなる。 As described above, according to the fourth embodiment, the locomotion of the light-shielding conductive liquid was performed at a high frequency, by performing tone expression by controlling the light transmission amount per unit time by a time modulation so that the can.
【0050】 [0050]
[第5の実施の形態] Fifth Embodiment
図6は本発明の第5の実施の形態に係る光シャッターを説明する平面概略図である。 6 is a schematic plan view for explaining an optical shutter according to a fifth embodiment of the present invention. 図において、60は第5の実施の形態に係る光シャッター、61は液体封止セル、62は永久磁石(62Lは図で左側永久磁石、62Rは図で右側の永久磁石を指す。)、68はシエード部、Wはセル中に封止された遮光性導電性液体である。 In the figure, 60 is an optical shutter according to the fifth embodiment, 61 Liquid Encapsulated cells, 62 permanent magnets (62L left permanent magnets in the figure, 62R refers to the right of the permanent magnet in FIG.), 68 the Shiedo unit, W is the light-shielding conductive liquid sealed in the cell.
20は第5の実施の形態により設けられたバイパス路で、遮光性導電性液体Wを挟んで、矢印の向かう進行方向のセル先端部20aからセルの側部20bを通ってセル後端部20cへ通じる通路である。 20 is a bypass path provided by the fifth embodiment, across the light-shielding conductive liquid W, the cell rear portion 20c through the side 20b of the cell from the traveling direction of the cell tip 20a toward the arrow is a passage that leads to.
【0051】 [0051]
次に、この光シャッター60の動作原理について説明する。 Next, the operation principle of the optical shutter 60.
永久磁石62R、62Lによって左から右方向に形成された磁場の下に、遮光性導電性液体Wに電流を紙面の裏から紙面の表へ流すと、遮光性導電性液体Wは図の上方(矢印方向)へ移動を開始する。 Permanent magnets 62R, under a magnetic field formed from left to right direction by 62L, when an electric current is applied to the light-blocking, electrically conductive liquid W from the rear of the sheet to the front of the sheet, light-blocking, electrically conductive liquid W FIG upper ( It starts moving in the arrow direction). このとき、バイパス路20のない先行実施形態の光シャッター10や10'であれば、遮光性導電性液体Wは進行方向前方にあるセル61内の空気を圧縮しながら進まなければならず、押し返されてして移動がスムーズに行かなかったが、本実施の形態に係る光シャッター60では、進行方向前方にあるセル61内の空気はセル先端部20aからセルの側部20bを通ってセル後端部20cへ回り込むので、セル内に圧力差がなくなり遮光性導電性液体Wはスムーズに移動することができるようになる。 At this time, if the optical shutter 10 and 10 'without prior embodiments of the bypass passage 20, light-blocking, electrically conductive liquid W must proceed while compressing the air in the cells 61 in the forward traveling direction, press Although movement returned with it did not go smoothly, the optical shutter 60 according to this embodiment, the air in the cells 61 in the direction of travel is through the side 20b of the cell from the cell tip 20a cells since go around to the rear end portion 20c, light-blocking, electrically conductive liquid W there is no pressure differential in the cell will be able to move smoothly. したがって、画像表示の高速化が可能となる。 Thus, the image display speed of is possible.
【0052】 [0052]
[第6の実施の形態] [Sixth Embodiment]
上記各実施の形態で、液体封止セルの中には遮光性導電性液体Wと空気が封入されていたが、本発明の第7の実施の形態としては、この空気の代わりに、遮光性導電性液体Wと交じり合わなく(例えば、水と油のような関係にあるもの)かつそれよりも流動移動特性が高い絶縁性の気体又は液体を充填すること特徴としている。 In each embodiment, the light-blocking, electrically conductive liquid W and air in the liquid sealing the cell has been sealed, as a seventh embodiment of the present invention, instead of the air, the light-shielding property rather Awa intermingle with the conductive liquid W (e.g., water as a relationship, such as oil) and than is characterized by filling the flow movement characteristics is highly insulative gas or liquid. 流動移動特性が高い絶縁性の気体又は液体の例としては、たとえば、出光の不水溶性潤滑油やShell Tellus Oil C5のような低粘度(動粘度3.8cp@40℃)オイル、NTTが熱毛管光スイッチ等に用いているようなシリコーンオイル(粘度10cp、「NTT R&D」Vol.51,No.11,2002,p873)などが挙げられる。 Examples of flow movement characteristics is highly insulative gas or liquid, for example, a low viscosity (kinematic viscosity 3.8Cpatto40℃) oils, such as water-insoluble lubricants and Shell Tellus Oil C5 Idemitsu, NTT heat silicone oils such as those used in capillary optical switch or the like (viscosity 10 cp, "NTT R & D," Vol.51, No.11,2002, p873), and the like. なお、粘度単位のcpの例としては、H Oの場合1cpであり、一般的グリセリン等が1000−1500cpである。 As the examples of cp viscosity units, in the case of H 2 O is 1 cp, generally glycerol is 1000-1500Cp.
このようにすることにより、遮光性導電性液体の位置固定を確実に行うことができる。 In this way, it is possible to reliably position fixing of the light-shielding conductive liquid.
【0053】 [0053]
[第7の実施の形態] [Seventh Embodiment]
図7は第7の実施の形態に係るもので、多数の光シャッターから成るマトリクス型画像表示装置の平面概略図で、(a)は図3に記載したマトリクス型画像表示装置、(b)は第7の実施の形態に係るマトリクス型画像表示装置のそれぞれ平面概略図である。 7 relate to the seventh embodiment, in schematic plan view of a matrix-type image display apparatus comprising a plurality of optical shutter, (a) shows the matrix type image display device described in FIG. 3, (b) is respectively schematic plan view of a matrix-type image display apparatus according to the seventh embodiment.
図7(a)において、10は光シャッター、12は永久磁石である。 In FIG. 7 (a), 10 is an optical shutter, 12 is a permanent magnet. 多数の光シャッター10と永久磁石12を平面状に配設することによりマトリクス型画像表示装置が構成されている。 Matrix-type image display apparatus is constituted by disposing a number of the optical shutter 10 and the permanent magnet 12 in a plane. そしてすべての永久磁石12はそれぞれNSが同一方向へ磁界が向かうように同一極性で整然と配置されている。 And all the permanent magnets 12 are orderly arranged in the same polarity as NS magnetic field is directed in the same direction, respectively.
ところがこのマトリクス型画像表示装置によると、永久磁石12の占める面積が無視できないくらいになっているので、光の透過する開口面積を大きくとることができないという欠点があった。 However, according to the matrix type image display device, since it becomes much area occupied by the permanent magnet 12 is not negligible, there is a drawback that it is impossible to increase the opening area of ​​light transmission.
【0054】 [0054]
図7(b)はこれを解決するもので、図7(a)においてすべての永久磁石12が同一方向へ磁界が向かうように配置されていることに着目して、磁界の大きさが許される範囲でできるだけ磁石を共通化するものである。 7 (b) it is intended to solve this problem, by paying attention to all the permanent magnets 12 are arranged so the magnetic field is directed in the same direction in FIG. 7 (a), the magnitude of the magnetic field is allowed in which a common as much as possible magnet range.
図7(b)では、図7(a)の横並びの光シャッター3個分を1つにまとめ、その3個の光シャッターを永久磁石72,72で挟み、3個の光シャッターに共通で磁界を与えるようにしている。 In FIG. 7 (b), collectively corresponding to three side-by-side of the optical shutter shown in FIG. 7 (a) one, sandwiching the three light shutter permanent magnets 72, 72, the magnetic field in common to the three light shutters so that it gives. これによって、真ん中の2個の磁石12,12が不要となり、そのスペースをセルのスペースとして使えるので図(a)の光シャッター10よりも大型の光シャッター70が得られることとなる。 Thus, two magnets 12 and 12 in the middle is not required, so that the I can use the space as a space of the cell a large optical shutter 70 than the optical shutter 10 in FIG. (A) is obtained.
図7(b)では、真ん中に1個永久磁石72を置いているが、磁界の強さが得られれば、これも省略して図の両端だけにすることももちろん可能である。 In FIG. 7 (b), but has placed one permanent magnet 72 in the middle, as long resulting strength of the magnetic field, which also is of course possible to only both ends of FIG omitted.
また、永久磁石72の代わりに、磁界の制御が可能な電磁石を用いてもよいことは言うまでもない。 Further, instead of the permanent magnets 72, it may of course be used an electromagnet capable of controlling the magnetic field.
【0055】 [0055]
[第8の実施の形態] Eighth Embodiment
図8は第8の実施の形態に係るもので、図7(b)のマトリクス型画像表示装置の各光シャッターにR(赤),G(緑),B(青)の各フィルターを設けて、カラー表示可能としたものである。 8 relate to the embodiment of the 8, R (red) to each optical shutter matrix type image display device of FIG. 7 (b), G (green), provided each filter B (blue) , in which the color can be displayed.
図において、永久磁石12,12の間に3個の光シャッター10があり、それぞれR,G,Bの各フィルターを光路の中に設けて、カラーの1画素を構成している。 In the figure, there are three optical shutter 10 between the permanent magnets 12 and 12, respectively provided R, G, and each filter of B in the light path, and constitutes one pixel of a color. なお、18はシエード部である。 Incidentally, 18 is Shiedo unit. このような構成により、前述の階調制御をここでも採用することにより、各種の色を1画素で表現できることとなる。 With this configuration, by adopting gradation control of the aforementioned Again, the ability to express various colors by one pixel.
R,G,Bではなく、これと補色関係にあるC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(黒)のカラーフィルタもしくはカラーインクを用いてカラー表示を行ってもよい。 R, G, B, rather, C (cyan) in this and complementary relationship, M (magenta), Y (yellow), may be carried out a color display using a color filter or the color ink K (black).
【0056】 [0056]
[第9の実施の形態] Ninth Embodiment
図9は第9の実施の形態に係るもので、図において、17は透明電極(17uは図で上側の透明電極、17dは図で下側の透明電極を指す。)、18はシエード部、Wは遮光性導電性液体である。 9 relate to the ninth embodiment, in FIG, 17 is a transparent electrode (17u upper transparent electrode, 17d in the figure refers to the lower side of the transparent electrode in FIG.), 18 Shiedo unit, W is a light-blocking, electrically conductive liquid. そして、90は第9の実施の形態によりシエード部18の下側に設けられた駆動回路である。 Then, 90 is a drive circuit provided on the lower side of the Shiedo portion 18 by the ninth embodiment. この駆動回路は、TFT回路等を用いて遮光性導電性液体への通電をアクティブ駆動で行う場合に必要な駆動回路で、このようにシェード部18の直下に配置することで、開口率を低減させることなく駆動回路の付加が可能となる。 The drive circuit is a drive circuit required when performing the power supply to the light-blocking, electrically conductive liquid by using a TFT circuit such as an active drive, by placing thus directly below the shade portion 18, reducing the aperture ratio the addition of the drive circuit is made possible without.
なお、シェード部18の代わりに、磁石(図1の12R又は12L)の裏側に電流駆動回路を作製してもよい。 Instead of the shade portion 18, may be made the current driving circuit on the rear side of the magnet (12R or 12L in FIG. 1).
【0057】 [0057]
[第10の実施の形態] [Tenth Embodiment]
図10は第10の実施の形態に係るもので、図において、17は上側の透明電極、18はシエード部、Wは遮光性導電性液体、90は第9の実施の形態で説明したシエード部18の下側に設けられた、開口率を低減させることなく駆動が可能となる駆動回路である。 Figure 10 relate to the tenth embodiment, in FIG, 17 is an upper transparent electrode, 18 Shiedo unit, W is light-blocking, electrically conductive liquid, 90 Shiedo portion described in the ninth embodiment 18 provided on the lower side of a driving circuit for driving can be performed without reducing the aperture ratio. そして、92は第10の実施の形態により設けられる下部電極兼反射板である。 Then, 92 is a lower electrode and the reflective plate provided with the tenth embodiment.
このようにすることにより、バックライトを使用することなく太陽光や室内光、フロント光などの前面からの光Lを上部透明電極から採り入れて、光変調された後、反射板92で反射されて、上方へ出てゆくこととなる。 In this way, sunlight or room light without using a backlight, and incorporates a light L from the front face, such as front light from the upper transparent electrode, after being optically modulated, is reflected by the reflecting plate 92 , so that the outgoing upward.
このように明るいときは外部光を利用し、暗いところでのみフロント光を用いるようにすれば、省エネ型の反射型ディスプレイが得られる。 In this case as bright utilizes external light, if only to use the front light in the dark, energy-saving reflective display is obtained.
また、金属膜とこの金属膜に開けられた光通過孔とから成る半透過膜をバックライト光の出射側に配置することによって、暗いところでは上述のフロント光のみならずバックライトの使用も可能になる。 Further, by placing a semi-permeable membrane consisting of a metallic film and the light passing hole bored in the metal film on the emission side of the backlight, can also be used for backlight not only the front light described above in the dark become. 具体的には、特開2001−174797号公報に記載のように、半透過膜をクロムやアルミニウム、銀などの遮光性のある金属膜で形成し、さらに金属膜の面内に光通過孔を形成することで、金属膜自体に光反射膜としての機能もある。 Specifically, as described in JP 2001-174797, semipermeable membrane chromium or aluminum, to form a light-shielding property of some metal film such as silver, the light passing hole in addition the surface of the metal film by forming, also functions as a light reflection film on the metal film itself is. そして、光通過孔の面積比率により光透過性と光反射性の双方の機能を具備させている。 And, thereby provided both functions of light transmittance and light-reflecting by the area ratio of the light passing hole. 光通過孔の面積を大きくすれば透過型表示モードに適した構成になり、その面積を小さくすれば反射型表示モ−ドに適した構成になる。 By increasing the area of ​​the light passing hole is transparent type suitable to the display mode configuration, the reflective display mode by reducing the area thereof - becomes configured for the de. 光通過孔が形成された金属膜にて形成した半透過膜を反射型表示モードにて使用する場合には、金属膜に到達した光を反射させて反射性能をもっとも高めることができ、しかも透過型表示モードの使用においても、半透過膜にて光吸収されることなく、光通過孔を通過するだけであり透過性能を高めることができる。 When using a semi-transmissive film formed of a metal film which light passing hole is formed by the reflection type display mode, it is possible to increase most of the reflective performance by reflecting light reaching the metal film, yet transmitted also in the use of type display mode, it is possible to increase the semi-transparent without being light absorption at film, only it passes through the light transmitting hole permeability.
【0058】 [0058]
[第11の実施の形態] [Eleventh Embodiment]
図11は第11の実施の形態に係るもので、サイドライト型表示装置の分解斜視図である。 11 relates to the eleventh embodiment is an exploded perspective view of a side-light type display device. 図において、100は本発明に係る光シャッターから成る表示装置で、この下に散乱板94があり、この散乱板94は表面に凹凸形状を持つ薄い板である。 In the figure, 100 is a display device comprising a light shutter according to the present invention, there is scattering plate 94 in the lower, the scattering plate 94 is a thin plate having an irregular shape on the surface. この下に導光板95が配置されている。 The light guide plate 95 is disposed in the bottom. 導光板95はアクリル樹脂などの導光板で、下面に白色ペイントなどの反射部材が塗布されている。 The light guide plate 95 in the light guide plate such as an acrylic resin, a reflection member such as a white paint on the lower surface being coated. 導光板95の両端に光源があり、光源としてここでは発光ダイオード96aのユニット96で実現している。 There is a light source to both ends of the light guide plate 95, where as the light source is realized by the unit 96 of the light emitting diode 96a.
したがって発光ダイオードユニット96から放射された発光ダイオード96aの光は、導光板95の側面から導光板95に入射し、導光板95の下面に塗布されている反射部材で反射し、導光板95の上面から出射する。 Thus the light emitting diode 96a emitted from the light emitting diode unit 96 is incident from the side of the light guide plate 95 to the light guide plate 95, is reflected by the reflecting member is coated on the lower surface of the light guide plate 95, the upper surface of the light guide plate 95 It is emitted from. 導光板95の出射光は、散乱板94によって広い角度範囲にわたって一様な光強度分布となって、表示装置100に入射する。 Emitted light of the light guide plate 95 is a uniform light intensity distribution over a wide angular range by the scattering plate 94, is incident on the display device 100. 表示装置100はこれまで述べてきた表示装置のどれか1つを用いればよい。 Display device 100 may be used any one of the display devices described so far. これによって情報を表示することができる。 This makes it possible to display the information.
【0059】 [0059]
[第12の実施の形態] [Twelfth Embodiment]
図12は第12の実施の形態に係る光シャッターの構成を示す1例で、(a)は一方向通電時の斜視図、(b)は図(a)で流す電流方向と逆方向に通電した時の斜視図である。 Figure 12 is a one example illustrating the construction of an optical shutter according to an embodiment of the 12, (a) is a perspective view when the one-way conduction, (b) the energizing current direction opposite to the direction of flow in Fig. (A) is a perspective view of when.
図において、120は第12の実施の形態に係る光シャッター、11は液体封止セル、12は透明永久磁石(12uは上部の透明永久磁石と、12dは下部の透明永久磁石を指す。)、13はビット線、14はワード線、27は電極(27Rは図で右側電極、27Lは図で左側の各電極を指す。)、18は光を遮蔽するシエード部、なお、図の手前側と奥側にはセル11の仕切壁が設けられているが、見易くするためにここでは除去して描いている。 In the figure, 120 is an optical shutter according to the twelfth embodiment, 11 a liquid seal cell, 12 a transparent permanent magnet (refer 12u is an upper transparent permanent magnet, 12d is the lower portion of the transparent permanent magnets.) 13 bit lines, 14 word lines, 27 electrodes (27R right electrodes, 27L in the figure refers to the respective electrodes on the left in FIG.), 18 Shiedo portion for shielding light, It should be noted that the front side of FIG. While the partition walls of the cells 11 on the back side is provided, here for clarity depicting removed.
そして、W1、W2は上下の透明永久磁石22u、22d、左右の電極27R、27Lで、前後の仕切壁で囲まれたセル中にそのセル容積の半分の量が封止された遮光性のある導電性液体である。 Then, W1, W2 and below the transparent permanent magnets 22u, 22 d, the left and right electrodes 27R, in 27L, a light-shielding amount of half of the cell volume is sealed in a cell surrounded by front and rear partition walls a conductive liquid. (a)のW1は図の手前に吸引された状態、(b)のW2は図の奥に押し戻された状態をそれぞれ示している。 (A) state W1 is sucked before the figure respectively show the state W2 is pushed back in the back of figure (b).
右側電極27Rにはビット線13が、また左側電極27Lにはワード線14が接続されていて、一方から他方へ、またその逆の電流を流し、これにより途中の遮光性導電性液体Wを通過する仕組みとなっている。 Bit lines 13 on the right side electrodes 27R, but also have a word line 14 is connected to the left electrode 27L, from one to the other, also passing a reverse current that, thereby passing through the light-blocking, electrically conductive liquid W in the middle and it has a mechanism to.
そして、永久磁石12Lおよび12Rはその磁場Bの向きを電極17R、17L面の法線方向と直交方向に向くように配置されている。 Then, permanent magnets 12L and 12R are disposed such that the direction of the magnetic field B electrodes 17R, in the normal direction and the direction perpendicular to 17L plane.
【0060】 [0060]
透明の永久磁石それ自体は、特開2002−145622号公報にその製法が記載されているように、二酸化チタン・コバルト磁性膜を、化学式:Ti1−x Cox O ただし、0<x≦0.3、で表されTi格子位置にCoが置換した、かつ、単結晶基板上にエピタキシャル成長した二酸化チタン・コバルト磁性膜で形成するものである。 Permanent magnet itself transparent, as it described its preparation in JP 2002-145622, a titanium dioxide-cobalt magnetic film, the chemical formula: Ti1-x Cox O 2 However, 0 <x ≦ 0. 3, in the represented Co to Ti lattice position is substituted, and is intended to form titanium dioxide-cobalt magnetic film epitaxially grown on a single crystal substrate. 上記磁性膜の結晶構造は、好ましくはアナターゼ構造であり、上記磁性膜の結晶構造は、好ましくはルチル構造である。 The crystal structure of the magnetic layer is preferably anatase structure, the crystal structure of the magnetic film is preferably rutile structure. 上記アナターゼ構造の二酸化チタン・コバルト磁性膜は、バンドギャップエネルギーが、Ti格子位置に置換するCo濃度(X)に応じて、3.13eV〜3.33eVの範囲で変化することを特徴としている。 Titanium dioxide-cobalt magnetic film of the anatase structure, the band gap energy, depending on the concentration of Co (X) substituting the Ti lattice positions, is characterized by changes in the range of 3.13EV~3.33EV. 上記二酸化チタン・コバルト磁性膜は、さらに、室温以上の温度でも磁化を保持でき、かつ、可視光で透明である。 The titanium dioxide-cobalt magnetic film, further also holds the magnetization at temperatures above room temperature, and is transparent in visible light. 上記単結晶基板は、好ましくは、結晶構造がアナターゼ構造の場合に、LaAlO (001)基板である。 Said single crystal substrate is preferably when the crystal structure of anatase structure, a LaAlO 3 (001) substrate. 上記単結晶基板は、好ましくは、結晶構造がルチル構造の場合に、Al 基板である。 It said single crystal substrate is preferably when the crystal structure of rutile structure is Al 2 O 3 substrate. 上記単結晶基板は、好ましくは、結晶構造がルチル構造の場合に、ルチル結晶構造を有するTiO 基板である。 Said single crystal substrate is preferably when the crystal structure of rutile structure, a TiO 2 substrate having a rutile crystal structure.
【0061】 [0061]
次に、この第12の実施の形態に係る光シャッターの動作原理について説明する。 Next, the operation principle of the optical shutter according to the twelfth embodiment.
今、図12(a)のように、磁場Bが上から下方向へ向いているとき、電流Iをビット線13→右側電極27R→遮光性導電性液体W1→左側電極27L→ワード線14に流すと、遮光性導電性液体W2にはフレミングの左手の法則によりローレンツ力F1が図示の方向に働き、その結果図示のように遮光性導電性液体W2は図の手前側に移動することとなる。 Now, as shown in FIG. 12 (a), the when the magnetic field B is directed from the top to bottom direction, the current I to the bit line 13 → right electrode 27R → light-blocking, electrically conductive liquid W1 → left electrode 27L → the word line 14 flowing, Lorentz force F1 acts in the direction shown, so that the moving thereof light-blocking, electrically conductive liquid W2 as the result shown on the front side of the drawing by the Fleming's left hand rule in the light-shielding conductive liquid W2 . これにより遮光性導電性液体W1はセル内の手前側半分の容積を占め、またセルの奥側半分はシエード部18で覆われているので、結局セル全体が遮光作用を機能することになり、バックライト(図示なし)の光は遮られて、上方へ届かない。 Thus the light-shielding conductive liquid W1 occupies before the half volume of the cell, and because the back half of the cells are covered with Shiedo unit 18, will be the entire cell will eventually serve a shielding effect, the light from the backlight (not shown) is blocked, not reach upwards.
【0062】 [0062]
一方、図12(b)のように、磁場Bが上から下方向へ向いているとき、電流Iをワード線14→左側電極27L→遮光性導電性液体W2→右側電極27R→→ビット線13に流すと、フレミングの左手の法則により、遮光性導電性液体W2は図のF2方向(すなわち奥側)に移動する。 On the other hand, as shown in FIG. 12 (b), the case which faces downward from the top field B, and current I word line 14 → the left electrode 27L → light-blocking, electrically conductive liquid W2 → right electrode 27R →→ bit line 13 flowing to, Fleming's left-hand rule by the light-shielding conductive liquid W2 is moved in the direction F2 of Figure (i.e. back side). これにより遮光性導電性液体W2はセル内の奥側半分の容積を占めてセルの奥側半分にあるシエード(光遮蔽)部18内に収納されるので、セルの手前半分が透過作用を機能することになり、バックライト26(図示なし)の光は透明永久磁石22d、22uを介して上方へ通過する。 Since thereby are housed in light-shielding conductive liquid W2 is Shiedo (light-shielding) portions 18 that occupies the inner half of the volume of the cell to the back half of the cell, functions transmitting action Forward half cell will be the light of the backlight 26 (not shown) passes through the transparent permanent magnet 22 d, through 22u upward.
以上のように、第12の実施の形態に係る光シャッターでは、それまでの実施の形態で用いていた透明電極に代えて透明永久磁石を用いたものであり。 As described above, in the optical shutter according to the twelfth embodiment, which uses a transparent permanent magnets in place of the transparent electrode has been used in the embodiments so far. このようにしても、偏光板を用いることがなくなるので視野角依存性のない、光透過効率のよい、コントラストが高い表示装置となり、しかも水銀を用いない光シャッターであるので環境に優しく光反射のない軽量の表示装置が得られることとなる。 Also in this case, there is no viewing angle dependence because eliminates the use of a polarizer, the light transmission efficient, it is a high contrast display, yet gently light reflecting environmentally because it is light shutter without using mercury lightweight display device is possible to obtain not.
【0063】 [0063]
最後に、本発明に係る光シャッターを駆動するアクティブマトリクス駆動用の回路について説明しておく。 Finally, previously described circuit for active matrix drive for driving the optical shutter according to the present invention.
図13は本発明に係る光シャッターを駆動するアクティブマトリクス駆動用の回路の1例である。 Figure 13 is an example of a circuit for active matrix drive for driving the optical shutter according to the present invention. PチャンネルFETとNチャンネルFETの直列回路を構成し、そのPチャンネルFETの端子をビット線に接続し、NチャンネルFETの端子をアース側接続し、PチャンネルFETとNチャンネルFETのソース・ドレイン接続点をローレンツ画素の一方の電極に接続し、ローレンツ画素の他方の電極は所定の電圧、例えばビット線に与える電圧の約半分の電圧が常時印加されている。 Constitute a series circuit of P-channel FET and N-channel FET, connects the terminal of the P-channel FET to the bit line, and connecting terminals ground side of the N-channel FET, the source-drain connection of the P-channel FET and N-channel FET connect the points to one electrode of the Lorentz pixel, the other electrode of the Lorentz pixel predetermined voltage, approximately half of the voltage of the voltage applied to the example, the bit lines are always applied. また、PチャンネルFETとNチャンネルFETのゲート端子はワード線に接続される。 Further, the gate terminal of the P-channel FET and N-channel FET is connected to a word line.
これが1画素の接続関係である。 This is the connection relation of 1 pixel. FETのゲートがH(しきい値以上の入力)のとき▲1▼方向に電流が流れ、FETのゲートがL(しきい値以下)のとき▲2▼方向に電流が流れる。 When the gate of the FET H of (or above the threshold input) ▲ 1 ▼ direction current flows, when the gate of the FET L of (below the threshold) ▲ 2 ▼ direction current flows. ▲1▼のとき「明」表示、▲2▼のとき「暗」表示となるようにしておけばよい。 ▲ 1 ▼ at the time of the "bright" display, ▲ 2 ▼ it is sufficient to to be "dark" display when.
【0064】 [0064]
複数の画素をマトリクス駆動するには、図13の画素を複数個縦横に配置して、それぞれ同様に接続し、例えば縦の1列目の画素のワード線を第1ワード線に接続し、縦の2列目の画素をのワード線を第2ワード線に接続して最終列まで接続する。 To matrix driving a plurality of pixels, and pixels arranged in Figure 13 into a plurality vertically and horizontally, respectively connected in the same manner, and connected to, for example, the vertical first row of the word lines of the pixel to the first word line, vertical connect to the last column the word line of the second column of pixels connected to the second word line. また、横の1行目の画素のビット線を第1ビット線に接続し、横の2行目の画素のビット線を第2ビット線に接続して最終行まで接続する。 Further, the bit line next to the first line of pixels connected to the first bit line, next to the second row of the bit line of the pixel connected to the second bit line connected to the last line.
そこでマトリクス配列画素のうち、1行目の複数個の画素のうち「明」表示したい画素のワード線をHに、その他をLにしておき、第1ビットに高電圧(図では+2V)を与えると、ワード線がHの画素は「明」表示となり、それ以外は「暗」表示となる。 So out of the matrix array of pixels, the word lines of the "bright" you want to display pixels of the plurality of pixels in the first row H, others leave the L, (in the figure + 2V) high voltage to the first bit gives the When, the pixels of the word line H becomes displayed "bright", the display "dark" otherwise.
同じく2行目、3行目の画素群についても同じように繰り返し、これを少なくとも1秒に30回以上の高速で繰り返すことにより、目にフリッカーなく所望の画像を表示させることができる。 Also the second row, also repeated the same way for the third row of the pixel group, which by repeating at least faster than 30 times a second, it is possible to display a desired image without flicker to the eye.
【0065】 [0065]
以上、本発明に係る光シャッターを用いた画像表示装置について、説明したが、本発明はこの用途に限定されるものではなく、他に考えられる用途としては、投影プロジェクターや、写真デジタル露光用などがある。 Although the image display apparatus using the optical shutter according to the present invention has been described, the present invention is not limited to this application, the possible application to another, the projection projector and photo digital exposure etc. there is.
【0066】 [0066]
液体封止セルのサイズピッチを例えば200ppi程度にすれば、人間の目の分解能に匹敵するものも可能となり、医療用ディスプレーとして好適である。 If the size pitch of the liquid sealing the cell, for example, about 200 ppi, also allows comparable to the resolution of the human eye, it is suitable as a medical display.
【0067】 [0067]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上のように、本発明によれば、対向する1対の磁石と、対向する1対の電極と、対向する1対の仕切壁とで液体封止セルを構成し、前記電極の少なくとも一方を透明電極とし、前記電極の一部をシエード部で覆い、かつ該液体封止セルの容積の略半分の量の遮光性導電性の液体もしくは液体に準ずる状態の物体を該液体封止セル内に封止したことにより、偏光板を用いることがなくなるので視野角依存性がないので、多人数での利用も問題がなく、眼精疲労も軽減される。 As described above, according to the present invention, the opposed pair of magnets, a pair of opposite electrodes and a liquid seal cell formed of a pair of opposed partition walls, at least one of the electrodes a transparent electrode, a portion of the electrode covered with Shiedo portion, and a substantially object state equivalent to the light-shielding conductive liquid or liquid in the amount of half the volume of the liquid sealing cell in the liquid sealing in the cell by sealed, since there is no viewing angle dependence because eliminates the use of a polarizing plate, without any problems use by many people, eye strain is also reduced. また観測者の使用の自由度が向上し、大画面化も可能となり、輝度も向上する。 The improved flexibility of the use of the observer, a large screen also becomes possible, the brightness is improved.
さらに、光透過効率のよい、コントラストが高い表示装置となるので、医療診断用ディスプレイとしての信頼度が向上する。 Further, good optical transmission efficiency, the contrast becomes high display device, the reliability of the medical diagnostic display is improved.
しかも水銀を用いない光シャッターであるので環境に優しく光反射のない軽量の表示装置が得られる。 Moreover display device without light gentle light reflecting environmentally obtained since a light shutter without using mercury.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明に係るは液体封止セルの構成を示す1例で、(a)は一方向通電時の斜視図、(b)図1のA−A断面矢視図を示している。 [1] according to the present invention is one example showing a configuration of a liquid sealing cells, shows (a) is a perspective view when the one-way conduction, (b) A-A sectional view on arrows of FIG. 1 .
【図2】図1で流す電流方向と逆方向に通電した時の斜視図(a)と図2のA−A断面矢視図(b)を示している。 2 shows a perspective view when energized current direction opposite to the direction of flow in FIGS. 1 (a) and A-A sectional view on arrows of FIG. 2 (b).
【図3】本発明に係る液体封止セルを多数平面上に配置して成るマトリクス型画像表示装置の概念斜視図である。 It is a conceptual perspective view of a matrix-type image display device formed by arranging the liquid seal cell number on a plane according to the present invention; FIG.
【図4】第2の実施の形態に係る光シャッターの構成を示す縦断面図を示している。 4 shows a longitudinal sectional view showing a light shutter construction according to the second embodiment.
【図5】図4の光シャッターを用いた第3の実施の形態の縦断面図で、光透過開口面積に対する各透過口面積の比が、(a)100%、(b)75%、(c)25%、(d)0%をそれぞれ示している。 [5] a longitudinal sectional view of a third embodiment using the optical shutter of FIG. 4, the ratio of the transmission opening area to the light transmission opening area, (a) 100%, (b) 75%, ( c) 25%, respectively show 0% (d).
【図6】本発明の第5の実施の形態に係る光シャッターを説明する平面概略図である。 6 is a schematic plan view for explaining an optical shutter according to a fifth embodiment of the present invention.
【図7】第7の実施の形態に係るもので、多数の光シャッターから成るマトリクス型画像表示装置の平面概略図で、(a)は図3に記載したマトリクス型画像表示装置、(b)は第7の実施の形態に係るマトリクス型画像表示装置のそれぞれ平面概略図を示している。 [7] relate to the seventh embodiment, in schematic plan view of a matrix-type image display apparatus comprising a plurality of optical shutter, (a) shows the matrix type image display device described in FIG. 3, (b) represents respectively schematic plan view of a matrix-type image display apparatus according to the seventh embodiment.
【図8】第8の実施の形態に係るもので、カラー表示可能としたものである。 [8] relates to the eighth embodiment, in which the color can be displayed.
【図9】第9の実施の形態に係るもので、駆動回路をシエード部の下側に設けたものである。 [9] it relates to the ninth embodiment, in which the driver circuit is provided on the lower side of the Shiedo portion.
【図10】第10の実施の形態に係るもので、反射型表示装置を示すものである。 [10] relate to the tenth embodiment, showing a reflection type display device.
【図11】第11の実施の形態に係るもので、サイドライト型表示装置の分解斜視図である。 [11] relate to the eleventh embodiment is an exploded perspective view of a side-light type display device.
【図12】第12の実施の形態に係る液体封止セルの構成を示す1例で、(a)は一方向通電時の斜視図、(b)は図(a)で流す電流方向と逆方向に通電した時の斜視図をそれぞれ示している。 [12] In one example showing a configuration of a liquid sealing cell according to the twelfth embodiment, (a) is a perspective view at the time of unidirectional current, (b) a current direction opposite to flow in Fig. (A) It shows a perspective view when energized direction.
【図13】本発明に係る光シャッターを駆動するアクティブマトリクス駆動用の回路の1例を示している。 It shows one example of a circuit for active matrix drive for driving the optical shutter according to Figure 13 the present invention.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
10、10'60、70、120 光シャッター11、11'61 液体封止セル12、62、72 永久磁石12L、62L 左側永久磁石12R、62R 右側永久磁石13 ビット線13D ビットドライバ14 ワード線14D ワードドライバ15 スイッチング制御回路16 バックライト17 透明電極17u 上側透明電極17d 下側透明電極18、68 シエード部20 バイパス路20a 進行方向のセル先端部20b セルの側部20c セル後端部22 透明永久磁石22u 上部透明永久磁石22d 下部透明永久磁石27 電極27R 右側電極27L 左側電極90 駆動回路92 下部電極兼反射板94 散乱板95 導光板96 発光ダイオードユニット96a 発光ダイオード100 本発明に係る光シャッターから成る表示装置W、W1、W2 遮 10,10'60,70,120 optical shutter 11,11'61 liquid sealing cells 12,62,72 permanent magnets 12L, 62L left permanent magnets 12R, 62R right permanent magnets 13 bit line 13D-bit driver 14 word lines 14D word driver 15 switching control circuit 16 backlight 17 transparent electrode 17u upper transparent electrode 17d lower transparent electrode 18, 68 Shiedo section 20 bypass passage 20a in the traveling direction of the cell distal portion 20b cell side 20c cell rear portion 22 transparent permanent magnets 22u display device comprising a light shutter according to the upper transparent permanent magnets 22d lower transparent permanent magnet 27 electrodes 27R right electrode 27L left electrode 90 driving circuit 92 lower electrode and the reflective plate 94 scattering plate 95 light guide plate 96 light-emitting diode units 96a-emitting diode 100 invention W, W1, W2 shielding 性導電性液体B 磁場F ローレンツ力 Sex conductive liquid B field F Lorentz force

Claims (11)

  1. 対向する1対の磁石と、対向する1対の電極と、対向する1対の仕切壁とで液体封止セルを構成し、前記電極の少なくとも一方を透明電極とし、前記電極の一部をシエード部で覆い、かつ該液体封止セルの容積の略半分の量の遮光性導電性の液体もしくは液体に準ずる状態の物体を該液体封止セル内に封止したことを特徴とする光シャッター。 And a pair of opposing magnets, constitute a pair of opposite electrodes and a liquid sealing cells by the opposed pair of the partition walls, and at least one of the transparent electrodes of the electrode, Shiedo a portion of the electrode covered in parts, and optical shutter, characterized in that the substantially object state equivalent to the light-shielding conductive liquid or liquid in the amount of half the volume of the liquid sealing the cell is sealed in the liquid sealing in the cell.
  2. 前記1対の電極間の間隔が狭い部位と広い部位とから構成し、前記間隔の狭い部位は面積が広く、前記間隔の広い部位は面積が狭く、両者の容積は略等しいことを特徴とする請求項1記載の光シャッター。 Consist of the spacing is narrow part and a wide part between the pair of electrodes, the narrow portion of the gap has an area wide, wide portion of the gap has a narrow area, characterized in that both the volume substantially equal to optical shutter according to claim 1, wherein.
  3. 前記液体封止セルの背部に設けられたバックライト、若しくは前記液体封止セルの側部に設けられた光源および該光源の光を背部に導光する導光板、又は前記液体封止セルの前面からの入射光を前記液体封止セルの下面で反射させる反射板を備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の光シャッター。 The front surface of the liquid seal back to the provided backlight cell, or a light guide plate for guiding the light to the back of the light source and the light source provided on a side of said liquid seal cell, or the liquid sealing cells optical shutter according to claim 1 or 2, characterized in that a reflecting plate for reflecting the lower surface of the liquid seal cell incident light from.
  4. 前記遮光性導電性液体の移動によって圧縮される媒体が逃げることのできるバイパスを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の光シャッター。 Optical shutter according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it has a bypass which can be medium to be compressed escape by movement of the light-blocking, electrically conductive liquid.
  5. 前記シェード部又は前記磁石の裏側に少なくとも1つ以上の電流駆動回路を作製したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の光シャッター。 The shade unit or an optical shutter according to any one of claims 1 to 4, characterized in that to produce at least one or more of the current driving circuit on the back of the magnet.
  6. 前記遮光性導電性液体の周囲には、該遮光性導電性液体と交じり合わなくかつローレンツ力による〈導電液体+充填物〉系全体の移動を阻害するほどの高粘性ではない絶縁性の気体又は液体を充填したこと特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の光シャッター。 Wherein the periphery of the light-shielding conductive liquid, the light-shielding conductive <conducting liquid + filling> Awa not and by the Lorentz force and pure liquid system as a whole is not a highly viscous enough to inhibit movement insulating gas or optical shutter according to any one of claims 1 to 5, characterized in that liquid-filled.
  7. 請求項1〜6のいずれか1項記載の光シャッターを複数個平面上に配置し、該光シャッターの各電極にそれぞれワード線およびビット線を接続したこと特徴とする画像表示装置。 It claims an optical shutter disposed on a plurality plane of any one of claim 1 to 6, an image display device comprising that connect each to the electrodes of the optical shutter word lines and bit lines.
  8. 請求項7記載の画像表示装置における前記光シャッターを3個毎に分け、それぞれにR(赤),G(緑),B(青)用のカラーフィルタを前記液体封止セルの前面又は背面に設けたこと特徴とするフルカラー画像表示装置。 Dividing the optical shutter to three each of the image display apparatus according to claim 7, R (red), respectively, G (green), a color filter for B (blue) on the front or back of the liquid sealing cells full color image display device comprising the provision.
  9. 前記遮光性導電性液体の移動中に任意の位置で前記遮光性導電性液体への供給電流を遮断することにより、光遮蔽を面積変調で遮蔽して光透過量を制御し階調表現を行うことを特徴とする請求項7又は8記載の画像表示装置。 By interrupting the supply current to the light-shielding conductive liquid at any position during the movement of the light-blocking, electrically conductive liquid, performs gradation by controlling the amount of light transmission and shielding the light shielding by the area modulation the image display apparatus according to claim 7 or 8, wherein the.
  10. 前記遮光性導電性液体の移動運動を高周波で行なわせ、時間変調により単位時間当たりの光透過量を制御し階調表現を行うことを特徴とする請求項7又は8記載の画像表示装置。 The locomotion of the light-shielding conductive liquid was performed at a high frequency, the image display apparatus according to claim 7 or 8, wherein the performing control to gradation of light transmission per unit by the time modulation time.
  11. 対向する1対の磁石と、対向する1対の電極と、対向する1対の仕切壁とで液体封止セルを構成し、前記磁石の少なくとも一方を透明磁石とし、前記磁石の一部をシエード部で覆い、かつ該液体封止セルの容積の略半分の量の遮光性導電性の液体もしくは液体に準ずる状態の物体を該液体封止セル内に封止したことを特徴とする光シャッター。 And a pair of opposed magnets, a pair of opposite electrodes and constitutes a liquid seal cell between a pair of opposing partition walls, and at least one transparent magnets of the magnet, Shiedo a portion of said magnet covered in parts, and optical shutter, characterized in that the substantially object state equivalent to the light-shielding conductive liquid or liquid in the amount of half the volume of the liquid sealing the cell is sealed in the liquid sealing in the cell.
    【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
    本発明は着色導電性液体をローレンツ力で駆動することにより得られる画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display device obtained by driving the colored conductive liquid in the Lorentz force.
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