JP2007187696A - Display device - Google Patents

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Yasuo Toko
康夫 都甲
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Stanley Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device which does not require processing of high accuracy, is high in area coverage of a display region and uses a lateral electric field. <P>SOLUTION: The display device has a plurality of laminated display layers each having a plurality of the display regions. The display regions of the respective display layers cooperatively constitute a dot matrix. More preferably, each display layer has counter substrates, a plurality of first electrodes which are formed on one side of the counter substrates, respectively include a plurality of display regions, extend in a first direction, and are arranged in parallel along a second direction intersecting with the first direction, a plurality of second electrodes which are formed on the other of the counter substrates, respectively extend in a second direction while surrounding the circumferences of the plurality of the display regions, and are arranged in parallel along the first direction, ribs which are arranged between the counter substrates so as to surround the respective display regions and delineate the distances between the counter substrates, and working media which are housed in the respective spaces delineated by the counter substrates and the ribs. The substrates, electrodes, and ribs which ought to transmit the display of other layers are transparent. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、表示装置に関し、特に電気的に制御可能な薄型表示装置に関する。   The present invention relates to a display device, and more particularly to a thin display device that can be electrically controlled.

薄型表示装置として、液晶表示装置やプラズマ表示装置が知られている。これらの表示装置は、高精細な動画像及び静止画像を表示することができるが、製造原価は高く、表示に電力を必要とする。折り曲げることはできない。紙の代わりのような、より簡便に利用できる静止画表示装置に対する要求もある。   Liquid crystal display devices and plasma display devices are known as thin display devices. These display devices can display high-definition moving images and still images, but have a high manufacturing cost and require power for display. It cannot be folded. There is also a need for a still image display device that can be used more simply, such as paper.

液晶などの誘電性流体に粒子を分散させ、横方向電界により粒子の分布状態を制御する表示装置が知られている。対向基板上に横方向電界を発生する電極を形成し、逆方向の電界を印加することにより表示を切り替えることができる。表示領域内に粒子が存在する状態では、入射光が粒子で反射、散乱され、粒子の色に従った白表示、黒表示などを行う。表示領域外に粒子が存在する状態では、入射光は透過する。対向基板外に光吸収板や反射板を配置しておくと、入射光が吸収、反射され、黒表示、白表示などを行うことができる。ドットマトリクス状に分布した表示領域ごとに白表示、黒表示を選択することにより、任意形状の表示が可能である。このような表示装置は、メモリ性を有し、電界をオフにしても表示を維持する。流体の動きにより微粒子の位置を制御するMFPD(mobile fine particle display)や、電気泳動を利用する装置などが知られている。   There is known a display device in which particles are dispersed in a dielectric fluid such as liquid crystal and the distribution state of the particles is controlled by a lateral electric field. The display can be switched by forming an electrode for generating a horizontal electric field on the counter substrate and applying an electric field in the reverse direction. In a state where particles are present in the display area, incident light is reflected and scattered by the particles, and white display or black display according to the color of the particles is performed. In the state where particles exist outside the display area, the incident light is transmitted. When a light absorption plate or a reflection plate is disposed outside the counter substrate, incident light is absorbed and reflected, and black display, white display, and the like can be performed. By selecting white display or black display for each display area distributed in the form of a dot matrix, display in an arbitrary shape is possible. Such a display device has a memory property and maintains display even when the electric field is turned off. An MFPD (mobile fine particle display) that controls the position of fine particles by the movement of a fluid, an apparatus that uses electrophoresis, and the like are known.

特開2003−98556号公報JP 2003-98556 A 特開2004−294623号公報 エレクトロクロミック技術でも、電気的に反射率、透過率を制御できる。構成としては、液晶表示装置等とほぼ同じ構成を利用でき、表示領域の一方の電極上にエレクトロクロミック材料層を形成し、媒質として電解質を用いる。JP, 2004-294623, A The electrochromic technique can also control reflectance and transmittance electrically. As a configuration, almost the same configuration as that of a liquid crystal display device or the like can be used, an electrochromic material layer is formed on one electrode of a display region, and an electrolyte is used as a medium.

これらの表示装置は、紙の様に薄く、電源を切り離しても表示を維持できる表示装置を実現する可能性を有する。プラスチック基板を用いることにより、ある程度までの折り曲げも可能となることが期待される。   These display devices are as thin as paper and have the potential to realize a display device that can maintain display even when the power is disconnected. By using a plastic substrate, it is expected that bending to some extent is possible.

任意に変更可能で、情報量の多い表示を行うには、ドットマトリクス状に画素を配置することが望ましい。液晶表示装置においては、薄膜トランジスタ(TFT)を画素毎に配置したアクティブマトリクス基板が用いられる。プラスチック基板上にTFTを形成することは容易ではない。液晶表示装置で、電源を切り離しても表示を維持することは困難である。液晶表示装置を折り曲げることもほとんどできない。   In order to perform display with a large amount of information that can be arbitrarily changed, it is desirable to arrange pixels in a dot matrix. In the liquid crystal display device, an active matrix substrate in which a thin film transistor (TFT) is arranged for each pixel is used. It is not easy to form TFTs on a plastic substrate. In a liquid crystal display device, it is difficult to maintain display even when the power is disconnected. The liquid crystal display device can hardly be bent.

たとえば、X方向電極を一方の基板上に形成し、Y方向電極を他方の基板上に形成した、単純マトリクス基板は、デューティー比の低い動画表示には向いていないが、メモリ性を有する表示装置で静止画表示を行う場合には、画像切り替え時間を長くでき、問題なく利用できる。   For example, a simple matrix substrate in which an X-direction electrode is formed on one substrate and a Y-direction electrode is formed on the other substrate is not suitable for moving image display with a low duty ratio, but has a memory property When displaying a still image with, the image switching time can be lengthened and used without any problem.

並列に配置する電極を電気的に分離するため、隣接する電極間には所定のギャップが必要である。ギャップは非表示領域となる。ギャップを狭くするためには、高精度の加工が必要となる。   In order to electrically separate the electrodes arranged in parallel, a predetermined gap is necessary between adjacent electrodes. The gap becomes a non-display area. In order to narrow the gap, high-precision processing is required.

横方向電界を利用する場合、表示領域内と表示領域外に、電極を配置することになる。表示領域外の電極を大きくすると表示領域の面積占有率が下がり、画質が低下する。表示領域外の電極を狭くするには、加工に高精度を有し、製造原価を高くし、歩留まりも下がる。   When a horizontal electric field is used, electrodes are arranged inside and outside the display area. If the electrode outside the display area is enlarged, the area occupancy of the display area is lowered and the image quality is lowered. In order to narrow the electrode outside the display area, the processing has high accuracy, the manufacturing cost is increased, and the yield is also reduced.

本発明の目的は、高精度の加工を要さず、表示領域の面積占有率の高い表示装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a display device which does not require high-precision processing and has a high area occupancy ratio of a display region.

本発明の他の目的は、プラスチック基板を利用できる薄型表示装置を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a thin display device that can use a plastic substrate.

本発明の1観点によれば、
それぞれ複数の表示領域を有する、積層された複数の表示層を有し、
前記各表示層の表示領域が、協同してドットマトリクスを構成する表示装置が提供される。
According to one aspect of the present invention,
A plurality of stacked display layers, each having a plurality of display areas;
A display device is provided in which the display areas of the display layers cooperate to form a dot matrix.

好ましくは、前記各表示層が、
対向基板と、
前記対向基板の一方の上に形成され、それぞれ複数の表示領域を含んで第1の方向に延在し、前記第1の方向と交差する第2の方向に沿って並列に配置された、複数の第1の電極と、
前記対向基板の他方の上に形成され、前記第2の方向に延在し、前記第1の方向に沿って並列に配置された、複数の第2の電極と、
前記各表示領域を囲むように、対向基板間に配置され、対向基板間距離を画定するリブと、
前記対向基板と前記リブとによって画定される各空間に収容された作動媒質と、
を有し、
前記基板、前記電極、前記リブが、他層の表示を透過すべきものは透明である。
Preferably, each display layer is
A counter substrate;
A plurality formed on one of the counter substrates, each including a plurality of display areas, extending in a first direction, and arranged in parallel along a second direction intersecting the first direction; A first electrode of
A plurality of second electrodes formed on the other side of the counter substrate, extending in the second direction, and arranged in parallel along the first direction;
Ribs arranged between the opposing substrates so as to surround each display region, and defining a distance between the opposing substrates;
A working medium accommodated in each space defined by the counter substrate and the rib;
Have
The substrate, the electrode, and the rib are transparent if they should transmit the display of the other layer.

複数層でドットマトリクスを構成するため、1層当たりの負担が軽減する。高精度の加工を行わなくても、表示領域の面積占有率の高い表示が可能となる。   Since the dot matrix is composed of a plurality of layers, the burden per layer is reduced. Even if high-precision processing is not performed, display with a high area occupancy ratio of the display region is possible.

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1A1、1B1、1C1は、本発明の第1の実施例による表示装置の下部基板の製造工程を示す平面図、図1A2、1B2、1C2は、図1A1、1B1、1C1の一点鎖線に沿う断面図を示す。図1A1と1A2とを併せて図1Aと呼ぶ。他も同様の呼び方をする。図中、水平方向をX方向、垂直方向をY方向と呼ぶ。形成するドットマトリクスのピッチは、例としてX方向、Y方向共に450μmとする。   1A1, 1B1, and 1C1 are plan views showing a manufacturing process of a lower substrate of a display device according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 1A2, 1B2, and 1C2 are cross sections taken along a dashed line in FIGS. 1A1, 1B1, and 1C1. The figure is shown. 1A1 and 1A2 are collectively referred to as FIG. 1A. Others have the same name. In the figure, the horizontal direction is called the X direction, and the vertical direction is called the Y direction. As an example, the pitch of the dot matrix to be formed is 450 μm in both the X direction and the Y direction.

図1Aに示すように、透明基板11の上に複数のストライプ状透明下部電極12を形成する。透明基板11は、プラスチック基板又はガラス基板であり、透明下部電極12は例えばインジウム−錫酸化物(ITO)で形成する。透明下部電極12は、ITO膜をスパッタリングし、ホトリソグラフィを用いてパターニングするか、スクリーン印刷等の印刷法で形成する。印刷法を用いる時は、ITOや金属粒子を分散させたペースト等を用いる。導電性高分子を用いることもできる。図では、Y方向に延在する電極をX方向に並列に配列している。例えば幅450μmのストライプ状電極を間隔450μmで配置する。透明下部電極上に表示領域が画定される。   As shown in FIG. 1A, a plurality of striped transparent lower electrodes 12 are formed on a transparent substrate 11. The transparent substrate 11 is a plastic substrate or a glass substrate, and the transparent lower electrode 12 is formed of indium-tin oxide (ITO), for example. The transparent lower electrode 12 is formed by sputtering an ITO film and patterning it using photolithography, or by a printing method such as screen printing. When using a printing method, a paste in which ITO or metal particles are dispersed is used. A conductive polymer can also be used. In the figure, electrodes extending in the Y direction are arranged in parallel in the X direction. For example, stripe electrodes having a width of 450 μm are arranged at intervals of 450 μm. A display area is defined on the transparent lower electrode.

図1Bに示すように、透明下部電極12の表示領域を取り囲むように、低融点ガラスや透明プラスチック材料で格子状フレームないしリブ13を形成する。例えば、径75μmのプラスチックボール(スペーサ)を4wt%添加したPb含有低融点ガラスをスクリーン印刷し、行列状に分布した400μm平方の開口を有する、高さ75μmの格子状リブを形成する。リブ13の開口が各表示領域を包摂する。   As shown in FIG. 1B, a lattice frame or rib 13 is formed of low melting point glass or transparent plastic material so as to surround the display area of the transparent lower electrode 12. For example, Pb-containing low-melting glass to which 4 wt% of a plastic ball (spacer) having a diameter of 75 μm is added is screen-printed to form a grid-like rib having a height of 75 μm and having 400 μm square openings distributed in a matrix. The opening of the rib 13 includes each display area.

図1Cに示すように、リブ13の開口内に微粒子を分散させた作動媒質14をディスペンサで滴下する。例えば、流体中に微粒子を添加した混合流体をディスペンサで滴下する。滴下量は、充填されるべき体積と等しくなるように制御する。流体は表面張力でリブ13上面よりも盛り上がっている。流体としては、液晶等の絶縁性の誘電性材料を用いるのが好ましい。液晶の場合、誘電率異方性は正でも負でもよい。液晶の誘電率異方性により、微粒子の挙動が影響を受け、誘電率異方性の絶対値の大きいほうが微粒子の移動速度が速い傾向がある。例えば、液晶としてRDP−00333(大日本インキ製)を用いる。液晶中に分散させる微粒子の添加量は1〜50wt%程度、望ましくは10〜30wt%程度がよい。例えば20wt%の微粒子を添加する。微粒子の粒径は0.5〜100μm程度、望ましくは2〜20μm程度がよい。例えば粒径6μmの微粒子を用いる。微粒子の材質は、例えばTiO2、SiO2、ZnO等の酸化物及びスチレンボール等の有機物を用いることができる。中実の粒子又は中空の粒子を用いることができる。白色顔料、黒色顔料等を添加してもよい。 As shown in FIG. 1C, the working medium 14 in which fine particles are dispersed in the opening of the rib 13 is dropped by a dispenser. For example, a mixed fluid in which fine particles are added to the fluid is dropped with a dispenser. The dripping amount is controlled to be equal to the volume to be filled. The fluid rises from the upper surface of the rib 13 due to surface tension. As the fluid, it is preferable to use an insulating dielectric material such as liquid crystal. In the case of liquid crystal, the dielectric anisotropy may be positive or negative. The behavior of the fine particles is affected by the dielectric anisotropy of the liquid crystal, and the larger the absolute value of the dielectric anisotropy, the faster the movement speed of the fine particles. For example, RDP-00333 (Dainippon Ink) is used as the liquid crystal. The addition amount of the fine particles dispersed in the liquid crystal is about 1 to 50 wt%, desirably about 10 to 30 wt%. For example, 20 wt% of fine particles are added. The particle diameter of the fine particles is about 0.5 to 100 μm, preferably about 2 to 20 μm. For example, fine particles having a particle diameter of 6 μm are used. As the material of the fine particles, for example, oxides such as TiO 2 , SiO 2 , ZnO, and organic substances such as styrene balls can be used. Solid particles or hollow particles can be used. You may add a white pigment, a black pigment, etc.

図1Dは、上部基板の製造工程を示す。透明基板21の上に、開口を有する透明電極22を形成する。開口が表示領域と整合する。例えば450μm平方の複数の開口を含み、X方向に延在する上部電極22が、Y方向に並列に配列される。下部基板同様、透明上部基板21は、プラスチック基板又はガラス基板で形成し、透明上部電極22は例えばインジウム−錫酸化物(ITO)で形成する。透明上部電極22の開口部は、透明下部電極上に表示領域を画定する。   FIG. 1D shows a manufacturing process of the upper substrate. A transparent electrode 22 having an opening is formed on the transparent substrate 21. The opening is aligned with the display area. For example, the upper electrodes 22 including a plurality of openings of 450 μm square and extending in the X direction are arranged in parallel in the Y direction. Like the lower substrate, the transparent upper substrate 21 is formed of a plastic substrate or a glass substrate, and the transparent upper electrode 22 is formed of, for example, indium-tin oxide (ITO). The opening of the transparent upper electrode 22 defines a display area on the transparent lower electrode.

図1Eは、下部基板上に上部基板を重ね合わせた状態を示す。上部基板21の透明上部電極22の開口が下部基板の透明下部電極12上、リブ13の開口内に配置され表示領域を画定する。表示領域内に作動媒質14が収容される。気泡を生じないように、例えば、真空中で下部基板上に上部基板を重ね合わせ、熱圧着することができる。例えば、真空パック中に適当なスペーサを挟んで両基板をセットし、真空パック内部を真空に排気した後、スペーサを抜き取り両基板を圧着し大気に戻す。   FIG. 1E shows a state in which the upper substrate is overlaid on the lower substrate. The opening of the transparent upper electrode 22 of the upper substrate 21 is disposed in the opening of the rib 13 on the transparent lower electrode 12 of the lower substrate to define a display area. The working medium 14 is accommodated in the display area. In order not to generate bubbles, for example, the upper substrate can be superposed on the lower substrate in a vacuum and thermocompression bonded. For example, both substrates are set with appropriate spacers sandwiched in a vacuum pack, the inside of the vacuum pack is evacuated to vacuum, the spacers are extracted, and both substrates are pressure-bonded and returned to the atmosphere.

図1Fは、上部基板、下部基板を重ね合わせた状態を上面から透視した状態を示す。水平方向に並列に配置された上部電極22の開口(表示領域)下方に作動媒質が収容され、縦方向に並んだ表示領域を連結するように下部電極12が配置されている。このような構成で1層の表示層が形成される。同様の工程により他の表示層も作成し、4層の表示層を準備する。各表示層の表示領域は、横方向/縦方向に表示領域分ずらした配置とする。   FIG. 1F shows a state where the upper substrate and the lower substrate are overlapped with each other as seen through the top surface. The working medium is accommodated below the opening (display area) of the upper electrode 22 arranged in parallel in the horizontal direction, and the lower electrode 12 is arranged so as to connect the display areas arranged in the vertical direction. With this structure, one display layer is formed. Other display layers are also produced by the same process, and four display layers are prepared. The display area of each display layer is arranged so as to be shifted in the horizontal direction / vertical direction by the display area.

各表示領域は格子状リブで囲まれる。従って作動媒質も各表示領域に分割される。リブを微粒子を透過させない材料で構成すれば、画素から画素への微粒子の移動は防止される。   Each display area is surrounded by grid ribs. Accordingly, the working medium is also divided into display areas. If the rib is made of a material that does not allow the passage of fine particles, the movement of the fine particles from pixel to pixel is prevented.

図2A、2Bは、4層の表示層を重ね合わせて組み立てた状態を示す平面図、断面図である。   2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view showing a state in which four display layers are stacked and assembled.

図2Aに示すように、水平方向に表示領域D1、D2が交互に並び、1行下には表示領域D3、D4が交互に並ぶ。表示領域D1〜D4は、第1表示層〜第4表示層の表示領域である。図2Aの1点鎖線に沿う断面を図2Bに示す。最上表示層DL1は、下部基板11−1、下部電極12−1、リブ13−1、作動媒質14−1、上部電極22−1、上部基板21−1を含み、さらに黒色絶縁材料等で形成されたブラックマトリクスBMを含む。第2表示層DL2、第3表示層DL3、第4表示層DL4は、ブラックマトリクスBMを有さない点以外第1表示層DL1と同様の構成を有する。第4表示層DL4は、下部基板11−4の上又は下に光吸収層ABSを有する。   As shown in FIG. 2A, the display areas D1 and D2 are alternately arranged in the horizontal direction, and the display areas D3 and D4 are alternately arranged one line below. The display areas D1 to D4 are display areas of the first display layer to the fourth display layer. A cross section taken along the one-dot chain line of FIG. 2A is shown in FIG. 2B. The uppermost display layer DL1 includes a lower substrate 11-1, a lower electrode 12-1, a rib 13-1, a working medium 14-1, an upper electrode 22-1, an upper substrate 21-1, and is formed of a black insulating material or the like. The black matrix BM is included. The second display layer DL2, the third display layer DL3, and the fourth display layer DL4 have the same configuration as the first display layer DL1 except that the black matrix BM is not included. The fourth display layer DL4 has a light absorption layer ABS above or below the lower substrate 11-4.

なお、第3表示層DL3、第4表示層DL4では上部電極や作動媒質が示されていないが、これはこの断面が第1表示層DL1及び第2表示層DL2が表示を行なう位置であり、第3表示層DL3、第4表示層DL4は表示を行なわない位置であるためである。1行下の断面を取れば、第1表示層DL1、第2表示層DL2が上部電極及び作動媒質を有さない配置となり、第3表示層DL3、第4表示層DL4が上部電極及び作動媒質を有する構成となる。第1表示層DL1、第2表示層DL2の表示領域は、横方向に1画素分ずれている。第3表示層DL3、第4表示層DL4の表示領域も同様の構成となる。   Note that the upper electrode and the working medium are not shown in the third display layer DL3 and the fourth display layer DL4, but this is the position where the first display layer DL1 and the second display layer DL2 perform display in this section. This is because the third display layer DL3 and the fourth display layer DL4 are positions where no display is performed. If the cross section of one row is taken, the first display layer DL1 and the second display layer DL2 are arranged without the upper electrode and the working medium, and the third display layer DL3 and the fourth display layer DL4 are the upper electrode and the working medium. It becomes the composition which has. The display areas of the first display layer DL1 and the second display layer DL2 are shifted by one pixel in the horizontal direction. The display areas of the third display layer DL3 and the fourth display layer DL4 have the same configuration.

4層積層した表示層によりドットマトリクス表示を行なうため、各表示層においては横(X)方向及び縦(Y)方向それぞれにおいて1画素おきに表示領域を形成すればよいことになる。空いた領域を用いて電極を配置できるため、位置精度が格段に緩やかになる。例えば、1画素サイズを450μm□とした場合、図1Aに示す下部電極は幅450μmのストライプ状電極を間隔450μmで配置すればよく、スクリーン印刷等を利用して容易に作成することができる。   Since dot matrix display is performed with the display layers stacked in four layers, in each display layer, display regions may be formed every other pixel in the horizontal (X) direction and the vertical (Y) direction. Since the electrode can be arranged using the vacant area, the positional accuracy becomes remarkably gentle. For example, when the size of one pixel is 450 μm □, the lower electrode shown in FIG. 1A may be formed easily by using screen printing or the like by arranging striped electrodes having a width of 450 μm with an interval of 450 μm.

図1Dに示す上部電極も、開口部が450μm□であるが、開口間の間隔が450μmあり、開口の両側に150μm幅の電極を形成しても、電極間の間隔は100μm程度であり、印刷技術を用いて作成することができる。   The upper electrode shown in FIG. 1D also has an opening of 450 μm □, but the distance between the openings is 450 μm, and even if electrodes having a width of 150 μm are formed on both sides of the opening, the distance between the electrodes is about 100 μm. Can be created using technology.

MFPD表示装置の場合、セルギャップ(基板間距離ないし電極間距離)はおおむね10μm〜200μm程度である。例えば75μmの基板間距離とした場合、リブ13は高さ75μmとなるが、格子状であり幅の狭い領域でも400μm位の幅となる。従って、印刷法で形成でき、十分な自己保持能力を容易に与えることができる。   In the case of an MFPD display device, the cell gap (distance between substrates or distance between electrodes) is about 10 μm to 200 μm. For example, when the distance between the substrates is 75 μm, the ribs 13 have a height of 75 μm, but even in a region having a lattice shape and a narrow width, the width is about 400 μm. Therefore, it can be formed by a printing method, and sufficient self-holding ability can be easily provided.

図2Aに示すように、4層積層した状態では正方行列のドットマトリクス表示であり、周知の駆動方法が利用できる。なお、MFPD装置の製造方法等に関しては特許文献1、2の[発明の実施の形態]の開示を参照することができる。   As shown in FIG. 2A, when the four layers are stacked, the dot matrix display is a square matrix, and a known driving method can be used. For the manufacturing method of the MFPD apparatus and the like, the disclosure of [Embodiments of the invention] in Patent Documents 1 and 2 can be referred to.

図3A、3Bは、MFPD表示の駆動を概略的に示す断面図である。図3Aは、表示領域内に白色微粒子が分布した状態を示す。上方から光が入射すると、入射光は白色微粒子により反射、散乱され、上方から観察する観察者は表示領域を白く感じる。なお、下部電極12、上部電極22の表面を覆って基板上に配向膜16、26が形成されている。   3A and 3B are cross-sectional views schematically showing driving of MFPD display. FIG. 3A shows a state in which white fine particles are distributed in the display region. When light enters from above, the incident light is reflected and scattered by the white fine particles, and an observer observing from above feels the display area white. The alignment films 16 and 26 are formed on the substrate so as to cover the surfaces of the lower electrode 12 and the upper electrode 22.

図3Bは、白色微粒子が下部電極上から排斥された状態を示す。表示領域に白色微粒子が存在しなくなると、上方からの入射光は作動媒質を透過し、下部電極も透過して表示層下方に配置された光吸収板ABSに入射して吸収される。上部から観察する観察者は表示領域を黒く感じる。   FIG. 3B shows a state in which white fine particles are removed from the lower electrode. When the white fine particles no longer exist in the display area, the incident light from above passes through the working medium, passes through the lower electrode, and enters and is absorbed by the light absorbing plate ABS disposed below the display layer. An observer observing from above feels the display area black.

表示装置の表示原理は、MFPDに限らない。   The display principle of the display device is not limited to MFPD.

図3C、3Dは、エレクトロクロミック表示装置の場合を示す。下部電極12の上にエレクトロクロミック材料層18が配置され、作動媒質14は微粒子を含む液晶の代わりに電解質である。画素毎の作動媒質14がリブ13によって分離されるので、画素間の干渉を防止することができる。上部電極22は開口を有する必要はなく、液晶表示装置のように下部電極と対向配置できる。図3Cは作動媒質14の電解質との相互作用により、エレクトロクロミック材料層18が着色した状態を示す。上部より観察する観察者は表示領域の表示を着色状態と感じる。   3C and 3D show the case of an electrochromic display device. An electrochromic material layer 18 is disposed on the lower electrode 12, and the working medium 14 is an electrolyte instead of a liquid crystal containing fine particles. Since the working medium 14 for each pixel is separated by the rib 13, interference between pixels can be prevented. The upper electrode 22 does not need to have an opening, and can be disposed opposite to the lower electrode like a liquid crystal display device. FIG. 3C shows a state in which the electrochromic material layer 18 is colored due to the interaction of the working medium 14 with the electrolyte. An observer who observes from above feels that the display in the display area is colored.

図3Dは、作動媒質14との相互作用により、エレクトロクロミック材料層18が無色になった状態を示す。上部よりの入射光はエレクトロクロミック材料層18、下部電極12を透過し、下方に配置された白色反射板REFで反射する。上部より観察する観察者は表示領域を白く感じる。エレクトロクロミック表示装置は、エレクトロクロミック材料層を形成せずにエレクトロクロミック材料を電解質中に分散させ、作動媒質自体を透明にしたり着色させる表示原理のものでもよい。本実施例では、エレクトロクロミック材料層を下側基板に設けているが、エレクトロクロミック材料層を上側基板に設けて作動媒質を介さずに観察される構成としてもよい。その際、作動媒質に白色顔料などを分散させることで外付け反射板を不要とした反射型の表示装置とすることもできる。反射型とした表示装置を多層構成の最下層に設けることで、多層の表示装置を反射型として構成することもできる。   FIG. 3D shows a state in which the electrochromic material layer 18 has become colorless due to the interaction with the working medium 14. Incident light from above passes through the electrochromic material layer 18 and the lower electrode 12 and is reflected by the white reflector REF disposed below. An observer observing from above feels the display area white. The electrochromic display device may have a display principle in which the electrochromic material is dispersed in the electrolyte without forming the electrochromic material layer, and the working medium itself is made transparent or colored. In this embodiment, the electrochromic material layer is provided on the lower substrate. However, the electrochromic material layer may be provided on the upper substrate and observed without using the working medium. In this case, a reflective display device that does not require an external reflection plate can be obtained by dispersing a white pigment or the like in the working medium. By providing a reflective display device in the lowermost layer of a multilayer configuration, the multilayer display device can also be configured as a reflective type.

4層の積層構造によれば、X方向、Y方向の間隔余裕度が大幅に上昇する。なお、積層構造は4層積層構造に限らない。   According to the four-layer laminated structure, the clearance margin in the X direction and the Y direction is significantly increased. The laminated structure is not limited to a four-layer laminated structure.

ドットマトリクス表示を行う場合、例えば行方向ピッチと列方向ピッチを同一の値に選ぶ。図2Aにおいて、表示領域Dの行方向ピッチと列方向ピッチを500μm、パターンの最小ルール(幅及び間隔)を100μmとする場合を考察する。まず、単一表示層でドットマトリクスを形成する場合を考える。図1Aに示すような下部電極はY方向に延在するストライプ状であり、X方向間隔を100μm取れば、X方向幅400μmの電極を全列に配列できる。表示領域のX方向幅は400μm取れる。   When performing dot matrix display, for example, the row direction pitch and the column direction pitch are selected to be the same value. In FIG. 2A, a case where the row direction pitch and the column direction pitch of the display area D are 500 μm and the minimum rule (width and interval) of the pattern is 100 μm is considered. First, consider a case where a dot matrix is formed with a single display layer. The lower electrode as shown in FIG. 1A has a stripe shape extending in the Y direction. If the X direction interval is 100 μm, electrodes having an X direction width of 400 μm can be arranged in all rows. The width of the display area in the X direction can be 400 μm.

図1Dに示すような上部電極は、表示領域を開口とし、表示領域の外側に電極を配置する必要がある。電極間の間隔を100μmとすると、さらに開口両側に最小100μm幅の電極が必要であり、計300μmとなる。ピッチ500μmから300μmを差し引くと、開口、すなわち表示領域のY方向幅は200μmとなる。500μm×500μmの単位面積に400μm×200μmの表示領域を形成することになり、表示領域の面積占有率は、8/25=0.32である。上部電極の開口両側の電極は幅の合計が200μmであり、抵抗が高くなる可能性がある。電極幅を増加させれば、開口はさらに狭くなる。   The upper electrode as shown in FIG. 1D needs to have an opening in the display area and be disposed outside the display area. If the distance between the electrodes is 100 μm, electrodes with a minimum width of 100 μm are further required on both sides of the opening, for a total of 300 μm. When 300 μm is subtracted from the pitch of 500 μm, the opening, that is, the width of the display area in the Y direction becomes 200 μm. A display region of 400 μm × 200 μm is formed in a unit area of 500 μm × 500 μm, and the area occupancy of the display region is 8/25 = 0.32. The electrodes on both sides of the opening of the upper electrode have a total width of 200 μm, which may increase the resistance. If the electrode width is increased, the opening becomes even narrower.

第1の実施例によれば、4層の表示層を組み合わせ、X方向、Y方向で分割を行っている。電極幅を十分取っても、各表示領域は500μm×500μmとでき、表示領域の面積占有率は1となる。面積占有率は上げたいが、4層までは積層したくない場合は、面積占有率を大きく低下させている1方向(Y方向)のみで分割を行い、2層を積層する構成を取ることができる。   According to the first embodiment, four display layers are combined, and division is performed in the X direction and the Y direction. Even if the electrode width is sufficient, each display area can be 500 μm × 500 μm, and the area occupancy of the display area is 1. If you want to increase the area occupancy but do not want to stack up to 4 layers, you can divide only in one direction (Y direction) that greatly reduces the area occupancy and stack two layers. it can.

図4Aは、2層積層表示装置の1表示層の電極配置を示す平面図である。Y方向に延在する下部電極12は、幅400μmで、100μmの間隔を置いてX方向に並列に配置される。X方向に延在する上部電極は、1行おきに配列され、幅400μm×高さ500μmの開口を有し、開口の両側にそれぞれ幅200μmの電極を有し、間隔100μmでY方向に並列に配置される。開口の両側に計400μmの電極幅が得られ、下部電極幅400μmとのバランスもよい。他の1層をY方向に半ピッチ(500μm)ずらした形状で形成する。   FIG. 4A is a plan view showing an electrode arrangement of one display layer of the two-layer stacked display device. The lower electrodes 12 extending in the Y direction have a width of 400 μm and are arranged in parallel in the X direction with an interval of 100 μm. The upper electrodes extending in the X direction are arranged every other row, have openings of width 400 μm × height 500 μm, have electrodes of width 200 μm on both sides of the openings, and are parallel to the Y direction at intervals of 100 μm. Be placed. A total electrode width of 400 μm is obtained on both sides of the opening, and the balance with the lower electrode width of 400 μm is good. The other layer is formed in a shape shifted in the Y direction by a half pitch (500 μm).

図4Bは、2層を積層した状態の平面図である。Y方向を表示領域D1と表示領域D2に2分割したので、2層を合成すると、表示領域はY方向では連続する。各表示領域のX方向幅は400μmであり、Y方向高さは500μmである。表示領域の面積占有率は、400×500/500×500=0.8である。単層で形成した時の面積占有率0.32と比べると、2倍以上の改善となる。   FIG. 4B is a plan view of a state in which two layers are stacked. Since the Y direction is divided into the display area D1 and the display area D2, when the two layers are combined, the display area is continuous in the Y direction. Each display area has a width in the X direction of 400 μm and a height in the Y direction of 500 μm. The area occupation ratio of the display area is 400 × 500/500 × 500 = 0.8. Compared with the area occupancy rate of 0.32 when formed with a single layer, the improvement is more than twice.

なお、上記数値は単なる例示であり、制限的なものではない。要求に応じて、種々変更することができる。面積占有率も変化するが、単層で表示装置を構成する場合と比べ大幅な改善が得られることは、理解できるであろう。同様の構成でエレクトロクロミック表示装置を形成することもできる。エッレクトロクロミック表示装置の場合は、電極に開口を設ける必要がなく、電極配置はより容易となる。   The above numerical values are merely examples and are not limiting. Various changes can be made as required. Although the area occupying ratio also changes, it can be understood that a significant improvement can be obtained as compared with the case where the display device is configured with a single layer. An electrochromic display device can be formed with a similar structure. In the case of an electrochromic display device, it is not necessary to provide an opening in the electrode, and the electrode arrangement becomes easier.

なお、4層積層構造、2層積層構造の場合を説明したが、積層構造の総数は4又は2に限らない。任意の複数層を積層して表示装置を形成できる。   Although the case of a four-layer stacked structure and a two-layer stacked structure has been described, the total number of stacked structures is not limited to four or two. Arbitrary plural layers can be laminated to form a display device.

図5は、3層構造の表示装置の例を示す。表示層DL1、DL2、DL3の各層が赤(R)表示、緑(G)表示、青(B)表示を行う。3層の表示を重ねた表示DISは、RGBのカラー表示を行う。例えばエレクトロクロミック表示で3色を表示する。   FIG. 5 shows an example of a display device having a three-layer structure. Each of the display layers DL1, DL2, and DL3 performs red (R) display, green (G) display, and blue (B) display. A display DIS in which three layers of displays are superimposed performs RGB color display. For example, three colors are displayed by electrochromic display.

図6A、6Bは、積層電極間にオーバーラップを設けた場合を示す断面図、平面図である。表示装置を斜方より観察するときもより確実な表示を行わせることが可能となろう。積層数は2,3,4に限らない。また、表示装置の製造方法も上記のものに限らない。   6A and 6B are a cross-sectional view and a plan view showing a case where an overlap is provided between stacked electrodes. Even when the display device is observed obliquely, more reliable display can be performed. The number of stacked layers is not limited to 2, 3, and 4. Further, the manufacturing method of the display device is not limited to the above.

図6Cは、リブの形成を、基板上にレジストパターンを形成し、サンドブラストで行う場合を示す。基板11上にリブ形状のレジストパターンRPを形成し、レジストパターンをマスクとしたサンドブラストを行う。レジストパターンRPに覆われていない部分で基板11がサンド30で削られ、残る部分がリブを形成する。   FIG. 6C shows the case where the rib is formed by forming a resist pattern on the substrate and sandblasting. A rib-shaped resist pattern RP is formed on the substrate 11, and sandblasting is performed using the resist pattern as a mask. The substrate 11 is scraped by the sand 30 at a portion not covered with the resist pattern RP, and the remaining portion forms a rib.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、種々の変形、改良、組合せが可能なことは当業者に自明であろう。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

図1A1,1B1,1C1は下部基板の平面図、図1A2、1B2、1C2は下部基板の断面図、図1Dは上部基板の平面図、図1Eは上下部基板を重ね合わせた状態の断面図、図1Fは重ね合せ基板の透視平面図である。1A1, 1B1, and 1C1 are plan views of the lower substrate, FIGS. 1A2, 1B2, and 1C2 are cross-sectional views of the lower substrate, FIG. 1D is a plan view of the upper substrate, and FIG. 1E is a cross-sectional view in which the upper and lower substrates are stacked. FIG. 1F is a perspective plan view of the superimposed substrate. 図2Aは、積層表示装置の平面図、図2Bは積層表示装置の断面図である。2A is a plan view of the multilayer display device, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the multilayer display device. 図3A、3BはMFPD表示の動作原理を示す概略断面図、図3C、3Dはエレクトロクロミック表示の動作原理を示す概略断面図である。3A and 3B are schematic cross-sectional views showing the operation principle of MFPD display, and FIGS. 3C and 3D are schematic cross-sectional views showing the operation principle of electrochromic display. 図4A、4Bは2層積層表示装置の1表示層の電極配置、および積層構造の表示領域配置を示す平面図である。4A and 4B are plan views showing the electrode arrangement of one display layer and the display area arrangement of the laminated structure of the two-layer laminated display device. 図5は、3層積層表示装置の例を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view illustrating an example of a three-layer stacked display device. 図6A,6Bは、電極間にオーバーラップを設けた構成例を示す断面図、平面図である。図6Cは、リブを形成する他の方法である選択的サンドブラストを示す断面図である。6A and 6B are a cross-sectional view and a plan view showing a configuration example in which an overlap is provided between electrodes. FIG. 6C is a cross-sectional view showing selective sandblasting, which is another method of forming ribs.

符号の説明Explanation of symbols

11 下部基板
12 下部電極
13 リブ
14 作動媒質
21 上部基板
22 上部電極
BM ブラックマトリクス
ABS 吸収材層
16、26 配向膜
18 エレクトロクロミック材料層
REF 反射板
D 表示領域
11 Lower substrate 12 Lower electrode 13 Rib 14 Working medium 21 Upper substrate 22 Upper electrode BM Black matrix ABS Absorbing material layer 16, 26 Alignment film
18 Electrochromic material layer REF Reflector D Display area

Claims (10)

それぞれ複数の表示領域を有する、積層された複数の表示層を有し、
前記各表示層の表示領域が、協同してドットマトリクスを構成する表示装置。
A plurality of stacked display layers, each having a plurality of display areas;
A display device in which display areas of the display layers cooperate to form a dot matrix.
前記各表示層が、
対向基板と、
前記対向基板の一方の上に形成され、それぞれ複数の表示領域を含んで第1の方向に延在し、前記第1の方向と交差する第2の方向に沿って並列に配置された、複数の第1の電極と、
前記対向基板の他方の上に形成され、前記第2の方向に延在し、前記第1の方向に沿って並列に配置された、複数の第2の電極と、
前記各表示領域を囲むように、対向基板間に配置され、対向基板間距離を画定するリブと、
前記対向基板と前記リブとによって画定される各空間に収容された作動媒質と、
を有し、
前記基板、前記電極、前記リブが、他層の表示を透過すべきものは透明である請求項1記載の表示装置。
Each of the display layers is
A counter substrate;
A plurality formed on one of the counter substrates, each including a plurality of display areas, extending in a first direction, and arranged in parallel along a second direction intersecting the first direction; A first electrode of
A plurality of second electrodes formed on the other side of the counter substrate, extending in the second direction, and arranged in parallel along the first direction;
Ribs arranged between the opposing substrates so as to surround each display region, and defining a distance between the opposing substrates;
A working medium accommodated in each space defined by the counter substrate and the rib;
Have
The display device according to claim 1, wherein the substrate, the electrode, and the rib are transparent to transmit a display of another layer.
前記複数の表示層が4層である請求項2記載の表示装置。   The display device according to claim 2, wherein the plurality of display layers are four layers. 前記4層の表示層の表示領域が正方行列を構成し、各表示層において、前記第1の方向及び第2の方向に1つおきに配置されている請求項3記載の表示装置。   4. The display device according to claim 3, wherein display areas of the four display layers form a square matrix, and each display layer is disposed alternately in the first direction and the second direction. 前記複数の表示層が2層である請求項2記載の表示装置。   The display device according to claim 2, wherein the plurality of display layers are two layers. 前記2層の表示層の各々が、前記第1の方向にそって1つおきの表示領域を構成する請求項5記載の表示装置。   6. The display device according to claim 5, wherein each of the two display layers constitutes every other display area along the first direction. 前記基板がプラスチック基板である請求項2〜6のいずれか1項記載の表示装置。   The display device according to claim 2, wherein the substrate is a plastic substrate. 前記リブが、低融点ガラス、又はプラスチックを用いて形成されている請求項2〜7のいずれか1項記載の表示装置。   The display device according to claim 2, wherein the rib is formed using low-melting glass or plastic. 前記作動媒質が、液晶よりなる誘電性流体に微粒子を分散させた媒質である請求項2〜8のいずれか1項記載の表示装置。   The display device according to claim 2, wherein the working medium is a medium in which fine particles are dispersed in a dielectric fluid made of liquid crystal. 前記第1の電極の少なくとも前記表示領域上に配置されたエレクトロクロミック材料層、
をさらに有し、前記作動媒質が電解質を含む請求項2〜8のいずれか1項記載の表示装置。
An electrochromic material layer disposed on at least the display region of the first electrode;
The display device according to claim 2, further comprising: an electrolyte.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9001025B2 (en) 2009-01-29 2015-04-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Reflective type display apparatus using dielectrophoresis and method of manufacturing the reflective type display apparatus

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