JP2011164581A

JP2011164581A - カラー表示装置

Info

Publication number: JP2011164581A
Application number: JP2010263642A
Authority: JP
Inventors: Shih-Kang Fan; 士岡范; Cheng-Pu Chiu; 誠樸邱; Shih-Chiang Chen; 世強陳
Original assignee: National Chiao Tung University NCTU
Current assignee: National Chiao Tung University NCTU
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2011-08-25
Anticipated expiration: 2030-11-26
Also published as: KR20110093580A; US8451301B2; US20110199403A1; TWI468831B; JP5593207B2; TW201128281A; KR101267646B1

Abstract

【課題】比較的簡単に駆動できるカラー表示装置を提供する。
【解決手段】カラー表示装置は、複数の画素表示素子（１’）と駆動回路（１７）とを含む。各画素表示素子（１’）は複数の副画素表示素子（１）を含む。各副画素表示素子（１）は、第１および第２の支持体（１１、１２）と、それぞれ第１および第２の支持体（１１、１２）の内面に取り付けられた第１および第２の電極（１３、１４）と、第１の電極（１３）と第２の電極（１４）との間に配置された溶液（１５）と、溶液（１５）中に分散された粒子（１６）とを含む。同じ１つの画素表示素子（１’）の副画素表示素子（１）の粒子（１６）は、駆動回路（１７）から供給され、同じ所定の駆動周波数を有する電圧信号によって電気的に分極可能である。
【選択図】図５

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１０年２月１２日に出願された台湾特許出願第０９９１０４７１２号の優先権を主張するものである。

本発明は、カラー表示装置に関し、より詳細には、粒子分極を利用するカラー表示装置に関する。

米国特許第７４９２５０５号は、電気泳動セルのアレイを含む電気泳動ディスプレイを開示している。図１および図２を参照すると、各電気泳動セルは、頂部電極１０１を含む頂部層１０と、底部電極２０１および少なくとも１つの面内電極２０２を含む底部層２０と、電気泳動セルに充填された電気泳動組成物３０とを含む。電気泳動組成物３０は、誘電溶剤３０１と、同じ荷電極性を保持する一群の荷電顔料粒子３０２とを含んでいる。

図１を参照すると、面内電極２０２間に電圧差がない（すなわち、ディスプレイがオフ状態である）とき、荷電顔料粒子３０２は誘電溶剤３０１中で不規則に分散され、電気泳動ディスプレイの色は一群の荷電顔料粒子３０２を通して提供される。

図２を参照すると、面内電極２０２を低電圧に設定すると、荷電顔料粒子３０２はセルの側面に泳動し、電気泳動ディスプレイの色は誘電溶剤３０１または背景を通して提供される（図２の右側部分に最もよく示されている）。頂部電極１０１の電圧を低電圧に設定し、底部電極２０１の電圧を高電圧に設定すると、荷電顔料粒子３０２は頂部電極１０１に泳動し、電気泳動ディスプレイの色は荷電顔料粒子３０２を通して提供される（図２の左側部分に最もよく示されている）。この特許では、面内電極２０２が必要であるので、製造コストが比較的高く、電気泳動ディスプレイの駆動も同様に困難になる。

米国特許出願第２００９／０１３５１３１号は、異なる駆動モードを利用するディスプレイを開示している。図３および図４を参照すると、このディスプレイは、第１および第２の基板５０、７０と、それぞれ第１および第２の基板５０、７０の内面に取り付けられた第１および第２の電極６０、８０と、第１の電極６０と第２の電極８０との間に配置された混合溶液９０とを含む。混合溶液９０は、溶液９０１と、溶液９０１中に分散された一群の中性微粒子９０２とを含む。

図３を参照すると、ディスプレイがオフ状態であるとき、中性微粒子９０２は溶液９０１中で不規則に分散される。図４を参照すると、ディスプレイがオン状態であるとき、中性微粒子９０２は電気的に分極され、中性微粒子９０２の複数のストリングを形成する。

上記の米国特許出願の図２に示されている実施形態では、ディスプレイは、複数の第１の中性微粒子、複数の第２の中性微粒子、および複数の第３の中性微粒子を含む。第１の中性微粒子は赤色であってよく、第２の中性微粒子は緑色であってよく、第３の中性微粒子は青色であってよい。第１の中性微粒子、第２の中性微粒子、および第３の中性微粒子はそれぞれ、第１の駆動周波数、第２の駆動周波数、および第３の駆動周波数を有する。したがって、第１の中性微粒子、第２の中性微粒子、および第３の中性微粒子はそれぞれの異なる周波数の駆動電圧の下で分極される。

台湾特許出願０９９１０４７１２号米国特許第７４９２５０５号米国特許出願第２００９／０１３５１３１号

本発明の目的は、比較的簡単に駆動できるカラー表示装置を提供することである。

本発明によれば、複数の画素表示素子と駆動回路とを含むカラー表示装置が提供される。各画素表示素子は複数の副画素表示素子を含む。各副画素表示素子は、第１および第２の支持体と、第１および第２の支持体それぞれの内面に取り付けられた第１および第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に配置された溶液と、溶液中に分散された粒子とを含む。第１の支持体、第１の電極、および溶液は光透過性である。同じ１つの画素表示素子の副画素表示素子の粒子は、所定の駆動周波数の下で電気的に分極可能である。駆動回路は、副画素表示素子に電気的に結合され、各副画素表示素子に電圧信号を供給する。副画素表示素子に供給される電圧信号は同じ所定の駆動周波数を有する。各画素表示素子の第１の支持体、第２の支持体、溶液、および粒子は、それぞれの色特性を備え、それによって、各副画素表示素子は、粒子が分極されず、溶液中で不規則に分散される第１の表示状態であるときに第１の色を表示することができ、副画素表示素子が、所定の駆動周波数を有する電圧信号を駆動回路から供給されて粒子を分極し、その結果溶液中に粒子のストリングが形成される第２の状態であるときに第２の色を表示することができる。同じ１つの画素表示素子の副画素表示素子は、第１および第２の表示状態のうちの一方であるときにそれぞれの異なる色を表示する。

本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照する本発明の好ましい実施形態についての以下の詳細な説明において明らかになろう。

オフ状態であるときの従来の電気泳動ディスプレイの概略側面図である。オン状態であるときの従来の電気泳動ディスプレイの概略側面図である。オフ状態であるときの他の従来のディスプレイの概略側面図である。オン状態であるときの図３の従来のディスプレイの概略側面図である。オフ状態であるときの本発明によるカラー表示装置の好ましい実施形態の概略側面図である。オン状態であるときの好ましい実施形態の概略側面図である。オフ状態であるときの本発明によるカラー表示装置の他の好ましい実施形態の概略側面図である。オン状態であるときの図７の実施形態の概略側面図である。

添付の好ましい実施形態を参照して本発明について詳しく説明する前に、開示全体にわたって同じ要素が同じ参照符号で示されていることに留意されたい。

図５および図６を参照すると、本発明によるカラー表示装置の第１の好ましい実施形態は、複数の画素表示素子１’（１つしか図示されていない）と駆動回路１７とを含んでいる。各画素表示素子１’は３つの副画素表示素子１を含んでいる。各副画素表示素子１は、第１および第２の支持体１１、１２と、それぞれ第１および第２の支持体１１、１２の内面に取り付けられた第１および第２の電極１３、１４と、第１の電極１３と第２の電極１４との間に配置された溶液１５と、溶液１５中に分散された粒子１６とを含んでいる。

第１の支持体１１、第１の電極１３、および溶液１５は光透過性であり、この実施形態では透明である。さらに、溶液１５は無色の溶液であることが好ましい。

同じ１つの画素表示素子１’の副画素表示素子１の粒子１６は、所定の駆動周波数の下で電気的に分極可能である。この好ましい実施形態では、副画素表示素子１の粒子１６は、中性粒子であり、副画素表示素子１の粒子１６を同じ所定の駆動周波数の下で電気的に分極することができるように一様な重量特性を有する。同じ１つの副画素表示素子１の粒子１６は同じ色を有し、同じ１つの画素表示素子１’の副画素表示素子１の粒子１６は、それぞれ異なる色（この好ましい実施形態では赤色、緑色、および青色）を有する。

各副画素表示素子１の第２の支持体１２は白色と黒色のうちの一方を有する。この好ましい実施形態では、各副画素表示素子１の第２の支持体１２は黒色を有する。

駆動回路１７は、副画素表示素子１に電気的に結合され、各副画素表示素子１に電圧信号を供給する。副画素表示素子１に供給される電圧信号は、同じ所定の駆動周波数を有し、副画素表示素子１の粒子１６が一様な重量特性を有するのでそれぞれ異なる駆動周波数を有する必要はない。

具体的には、図５を参照すると、駆動回路１７が各副画素表示素子１に電圧信号を供給しないとき、粒子１６は分極されず、溶液１５中に不規則に分散され、それによって、同じ１つの画素表示素子１’の副画素表示素子１はそれぞれ、赤色、緑色、および青色を表示することができる。したがって、入射光は粒子１６から反射され、同じ１つの画素表示素子１’の３つの副画素表示素子１は、白色、または赤色、緑色、および青色の粒子から反射された光の強度に応じて混合された色を表示することができる。

具体的には、図６を参照すると、副画素表示素子１が、所定の駆動周波数を有する電圧信号を駆動回路１７から供給されると、粒子１６は分極され、その結果溶液１５中に粒子１６のストリングが形成される。したがって、入射光は、副画素表示素子１に入り、副画素表示素子１の黒色の第２の支持体１２に入射し、それによって、同じ１つの画素表示素子１’の３つの副画素表示素子１が黒色を表示する。所定の駆動周波数を有する電圧信号を駆動回路１７を通じて副画素表示素子１に独立に供給することによって同じ１つの画素表示素子１’の副画素表示素子１を独立に制御できることに留意されたい。３つの副画素表示素子１に黒色または粒子１６の色を表示させて明るさを調整するように副画素表示素子１の粒子１６のストリングの数を独立に調整できることにも留意されたい。

各副画素表示素子１が溶液１５と第２の電極１４との間に配置された誘電層（図５および図６には示されていない）をさらに含むことが好ましい。

本発明によるカラー表示装置の第２の好ましい実施形態は、第１の好ましい実施形態の構造および駆動モードと同様の構造および駆動モードを有する。ただし、第２の好ましい実施形態では、同じ１つの画素表示素子１’の副画素表示素子１の第２の支持体１２はそれぞれ異なる色（この好ましい実施形態では赤色、緑色、および青色）を有し、副画素表示素子１の粒子１６は、白色および黒色からなる群から選択される同じ色を有する。この好ましい実施形態では、副画素表示素子１の粒子１６は黒色を有する。さらに、第１の支持体１１、第１の電極１３、および溶液１５は無色であると共に透明でもある。

したがって、この好ましい実施形態では、駆動回路１７が各副画素表示素子１に電圧信号を供給しないとき、黒色の粒子１６は分極されない。入射光は、粒子１６に入射し、同じ１つの画素表示素子１’の３つの副画素表示素子１が黒色を表示する。一方、副画素表示素子１が所定の駆動周波数を有する電圧信号を駆動回路１７から供給されると、粒子１６が分極され、それによって溶液１５中に粒子１６のストリングが形成される。入射光は、副画素表示素子１に入り、副画素表示素子１の第２の支持体１２から反射され、それによって、同じ１つの画素表示素子１’の３つの副画素表示素子１は、白色、または赤色、緑色、および青色の支持体から反射された光の強度に応じて混合された色を表示することができる。

各副画素表示素子１の第２の支持体１２は、白色背面光源および着色透明基板（図５および図６には示されていない）を含むことが好ましい。

本発明によるカラー表示装置の第３の好ましい実施形態は、第１の好ましい実施形態の構造および駆動モードと同様の構造および駆動モードを有する。ただし、第３の好ましい実施形態では、同じ１つの画素表示素子１’の副画素表示素子１の溶液１５はそれぞれ異なる色（赤色、緑色、および青色）を有し、副画素表示素子１の粒子１６は黒色を有し、副画素表示素子１の第２の支持体１２は白色を有する。さらに、第１の支持体１１と第１の電極１３は無色であると共に透明でもある。

したがって、この好ましい実施形態では、駆動回路１７が各副画素表示素子１に電圧信号を供給しないとき、黒色の粒子１６は分極されない。入射光は、粒子１６に入射し、同じ１つの画素表示素子１’の３つの副画素表示素子１が黒色を表示する。一方、副画素表示素子１が所定の駆動周波数を有する電圧信号を駆動回路１７から供給されると、粒子１６が分極され、それによって、溶液１５中に粒子１６のストリングが形成される。入射光は、副画素表示素子１に入り、副画素表示素子１の第２の支持体１２から反射され、着色溶液１５を通過し、それによって、同じ１つの画素表示素子１’の３つの副画素表示素子１は、白色、または赤色、緑色、および青色の溶液１５を通過する光の強度に応じて混合された色を表示する。

各副画素表示素子１の第２の支持体１２は、白色背面光源および白色背面光源に結合された透明基板（図５および図６には示されていない）を含むことが好ましい。

本発明によるカラー表示装置の第４の好ましい実施形態は、第１の好ましい実施形態の構造および駆動モードと同様の構造および駆動モードを有する。ただし、第４の好ましい実施形態では、各副画素表示素子１の第１の支持体１１が、透明基板と、透明基板上に積み重ねられた着色基板とを含む。同じ１つの画素表示素子１’の副画素表示素子１の着色基板はそれぞれ異なる色（赤色、緑色、および青色）を有する。さらに、各副画素表示素子１の粒子１６は黒色を有し、各副画素表示素子１の第２の支持体１２は白色を有する。溶液１５は本実施形態では無色であると共に透明でもある。

したがって、この好ましい実施形態では、駆動回路１７が各副画素表示素子１に電圧信号を供給しないとき、黒色の粒子１６は分極されない。入射光は、粒子１６に入射し、同じ１つの画素表示素子１’の３つの副画素表示素子１が黒色を表示する。一方、副画素表示素子１が所定の駆動周波数を有する電圧信号を駆動回路１７から供給されると、粒子１６が分極され、それによって、溶液１５中に粒子１６のストリングが形成される。入射光は、副画素表示素子１に入り、副画素表示素子１の第２の支持体１２から反射され、第１の支持体１１の着色基板を通過し、それによって、同じ１つの画素表示素子１’の３つの副画素表示素子１は、白色、または赤色、緑色、および青色の溶液を通過する光の強度に応じて混合された色を表示する。

着色基板はカラーフィルタであることが好ましい。

本発明によるカラー表示装置の第５の好ましい実施形態は、第４の好ましい実施形態の構造および駆動モードと同様の構造および駆動モードを有する。ただし、第５の好ましい実施形態では、各副画素表示素子１の粒子１６は白色を有し、各副画素表示素子１の第２の支持体１２は黒色を有する。

したがって、この好ましい実施形態では、駆動回路１７が各副画素表示素子１に電圧信号を供給しないとき、白色の粒子１６は分極されない。入射光は、粒子１６から反射され、第１の支持体１１の着色基板を通過し、それによって、同じ１つの画素表示素子１’の３つの副画素表示素子１は、白色、または赤色、緑色、および青色の溶液を通過する光の強度に応じて混合された色を表示する。一方、副画素表示素子１が所定の駆動周波数を有する電圧信号を駆動回路１７から供給されると、粒子１６が分極され、それによって、溶液１５中に粒子１６のストリングが形成される。入射光は、副画素表示素子１に入り、副画素表示素子１の黒色の第２の支持体１２に入射し、それによって、同じ１つの画素表示素子１’の３つの副画素表示素子１は黒色を表示する。

図７および図８を参照すると、本発明によるカラー表示装置の第６の好ましい実施形態は、第１の好ましい実施形態の構造および駆動モードと同様の構造および駆動モードを有する。ただし、第６の好ましい実施形態では、各副画素表示素子１の粒子１６は、正に荷電された粒子１６１と負に荷電された粒子１６２とを含む。副画素表示素子１が所定の駆動周波数を有する電圧信号を駆動回路１７から供給されると、正に荷電された粒子１６１と負に荷電された粒子１６２が電気的に分極されて相互に引き付けられ、その結果、正に荷電された粒子１６１と負に荷電された粒子１６２のストリングが溶液１５中に形成される。

上記のことを考慮すると、副画素表示素子１に供給される電圧信号は同じ所定の駆動周波数を有するので、本発明によるカラー表示装置は比較的簡単に駆動することができる。

最も実際的で好ましいとみなされる実施形態に関連して本発明について説明したが、本発明が、開示された実施形態に限定されず、最も広い範囲の解釈の趣旨および範囲内に含まれる様々な構成ならびに均等な構成を対象とするものであることを理解されたい。

１副画素表示素子
１’ 画素表示素子
１１第１の支持体
１２第２の支持体
１３第１の電極
１４第２の電極
１５溶液
１６粒子
１７駆動回路
１６１正に荷電された粒子
１６２負に荷電された粒子

Claims

カラー表示装置であって、
各々が複数の副画素表示素子（１）を含む複数の画素表示素子（１’）であって、前記各副画素表示素子（１）が、第１および第２の支持体（１１、１２）、前記第１および第２の支持体（１１、１２）それぞれの内面に取り付けられた第１および第２の電極（１３、１４）、前記第１の電極（１３）と前記第２の電極（１４）との間に配置された溶液（１５）、および前記溶液中に分散された粒子（１６）を含む複数の画素表示素子（１’）と、
前記第１の支持体（１１）、前記第１の電極（１３）、および前記溶液（１５）が光透過性であることと、
同じ１つの前記画素表示素子（１’）の前記副画素表示素子（１）の前記粒子（１６）が所定の駆動周波数の下で電気的に分極可能であることと、
前記副画素表示素子（１）に電気的に結合され、前記各副画素表示素子（１）に電圧信号を供給し、前記副画素表示素子（１）に供給される電圧信号が同じ所定の駆動周波数を有する駆動回路（１７）と、
前記各画素表示素子（１’）の前記第１の支持体（１１）、前記第２の支持体（１２）、前記溶液（１５）、および前記粒子（１６）が、それぞれの色特性を備え、それによって、前記各副画素表示素子（１）が、前記粒子（１６）が分極されず、前記溶液（１５）中で不規則に分散される第１の表示状態であるときに第１の色を表示することができ、前記副画素表示素子（１）が、前記所定の駆動周波数を有する前記電圧信号を前記駆動回路（１７）から供給されて前記粒子（１６）を分極し、その結果前記溶液（１５）中に前記粒子（１６）のストリングが形成される第２の状態であるときに第２の色を表示することができ、
同じ１つの前記画素表示素子（１’）の前記副画素表示素子（１）が、前記第１および第２の表示状態のうちの一方であるときにそれぞれ異なる色を表示することと、を特徴とするカラー表示装置。
前記副画素表示素子（１）の前記粒子（１６）は一様な重量特性を有することを特徴とする、請求項１に記載のカラー表示装置。
同じ１つの前記副画素表示素子（１）の前記粒子（１６）は同じ色を有し、同じ１つの前記画素表示素子（１’）の前記副画素表示素子（１）の前記粒子（１６）がそれぞれ異なる色を有することを特徴とする、請求項１に記載のカラー表示装置。
前記各副画素表示素子（１）の前記第２の支持体（１２）は、白色と黒色のうちの一方を有することを特徴とする、請求項３に記載のカラー表示装置。
前記各副画素表示素子（１）の前記粒子（１６）は中性粒子であることを特徴とする、請求項１に記載のカラー表示装置。
同じ１つの前記画素表示素子（１’）の前記副画素表示素子（１）の前記第２の支持体（１２）は、それぞれ異なる色を有することを特徴とする、請求項１に記載のカラー表示装置。
前記各副画素表示素子（１）の前記第２の支持体（１２）は、白色背面光源と着色透明基板とを有することを特徴とする、請求項６に記載のカラー表示装置。
前記副画素表示素子（１）の前記粒子（１６）は、白色と黒色とからなる群から選択される同じ色を有することを特徴とする、請求項６に記載のカラー表示装置。
同じ１つの前記画素表示素子（１’）の前記副画素表示素子（１）の前記溶液（１５）はそれぞれ異なる色を有することを特徴とする、請求項１に記載のカラー表示装置。
前記副画素表示素子（１）の前記粒子（１６）は黒色を有し、前記副画素表示素子（１）の前記第２の支持体（１２）は白色を有することを特徴とする、請求項９に記載のカラー表示装置。
前記各副画素表示素子（１）の前記第２の支持体（１２）は、白色背面光源と、前記白色背面光源に結合された透明基板とを含むことを特徴とする、請求項１０に記載のカラー表示装置。
前記各副画素表示素子（１）の前記第１の支持体（１１）は、透明基板と、前記透明基板上に積み重ねられた着色基板とを含み、同じ１つの前記画素表示素子（１’）の前記副画素表示素子（１）の前記着色基板が、それぞれ異なる色を有していることを特徴とする、請求項１に記載のカラー表示装置。
前記各副画素表示素子（１）の前記粒子（１６）は黒色を有し、前記各副画素表示素子（１’）の前記第２の支持体（１２）は白色を有することを特徴とする、請求項１２に記載のカラー表示装置。
前記各副画素表示素子（１）の前記第２の支持体（１２）は、白色背面光源と、前記白色背面光源に結合された透明基板とを含むことを特徴とする、請求項１２に記載のカラー表示装置。
前記各副画素表示素子（１）の前記粒子（１６）は白色を有し、前記各副画素表示素子（１）の前記第２の支持体（１２）は黒色を有することを特徴とする、請求項１２に記載のカラー表示装置。
前記各副画素表示素子（１）の前記粒子（１６）は、正に荷電された粒子（１６１）と負に荷電された粒子（１６２）とを含むことを特徴とする、請求項１に記載のカラー表示装置。
カラー表示装置であって、
各々が３つの副画素表示素子（１）を含む複数の画素表示素子（１’）であって、前記各画素表示素子（１）が、第１および第２の支持体（１１、１２）、前記第１および第２の支持体（１１、１２）それぞれの内面に取り付けられた第１および第２の電極（１３、１４）、前記第１の電極（１３）と前記第２の電極（１４）との間に配置された溶液（１５）、および前記溶液中に分散された粒子（１６）を含む複数の画素表示素子（１’）と、
前記第１の支持体（１１）、前記第１の電極（１３）、および前記溶液（１５）が光透過性であることと、
同じ１つの前記画素表示素子（１’）の前記副画素表示素子（１）の前記粒子（１６）が所定の駆動周波数の下で電気的に分極可能であることと、
前記副画素表示素子（１）に電気的に結合され、前記各副画素表示素子（１）に電圧信号を供給し、前記副画素表示素子（１）に供給される電圧信号が同じ所定の駆動周波数を有する駆動回路（１７）と、
前記各画素表示素子（１）の前記第１の支持体（１１）、前記第２の支持体（１２）、前記溶液（１５）、および前記粒子（１６）が、それぞれの色特性を備え、それによって、前記各副画素表示素子（１）が、前記粒子（１６）が分極されず、前記溶液（１５）中で不規則に分散される第１の表示状態であるときに第１の色を表示することができ、前記副画素表示素子（１）が、前記所定の駆動周波数を有する前記電圧信号を前記駆動回路（１７）から供給されて前記粒子（１６）を分極し、その結果前記溶液（１５）中に前記粒子（１６）のストリングが形成される第２の状態であるときに第２の色を表示することができ、
同じ１つの前記画素表示素子（１’）の前記副画素表示素子（１）が、前記第１および第２の表示状態の一方であるときに赤色、緑色、および青色を表示することとを特徴とするカラー表示装置。