JP4849429B2 - 表示装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置およびその製造方法に係り、特に、反射型の表示装置およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
反射型の表示装置は、周囲光を利用して所望の表示を行うことができるので、バックライトを利用する透過型の表示装置に比べて、消費電力を容易に抑えることができる。このため、卓上計算機、電話機、携帯情報端末(PDA)等、種々の機器の表示装置として利用が図られている。
【0003】
反射型の表示装置としては、従来より、ツイステッド・ネマティック方式やスーパー・ツイステッド・ネマティック方式等、液晶セルの表裏に偏光子を配置するタイプの液晶表示装置が多用されている。
【0004】
これらのタイプの液晶表示装置では、偏光子を利用することから、大きな視角依存性を有する。視角に応じて、表示の視認性が大きく変化する。
【0005】
このため、現在、視角依存性の小さい種々の反射型表示装置の開発が進められている。その中の1つに、色素を含有させた媒体中に多数の微粒子を分散させ、これらの微粒子をセル容器の厚さ方向に電気泳動させて所望の表示を行う電気泳動表示装置がある。
【0006】
この電気泳動表示装置では、微粒子の分布位置をセル容器の厚さ方向に変化させて、反射光量を変化させる。微粒子を電気泳動させてセル容器の表面側の透明電極近傍に分布させると、微粒子の色に応じた所望の色、例えば白色に視認される。微粒子を電気泳動させてセル容器の底側に分布させると、媒体に含有させた色素の色に応じた所望の色、例えば黒色に視認される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電気泳動表示装置は、表示の黒レベルが比較的低い。また、セル容器の厚さ方向の電極間距離を拡げることによってコントラストを改善することができるが、その反面、応答速度が低下する。
【0008】
また、セル厚方向における微粒子の位置を変化させて表示を行うため、セル厚方向の特定の位置に移動させた微粒子を、その後に電圧を印加することなくこの位置で長期に亘って保持するためには、微粒子の比重と媒体の比重を完全に一致させなければならない。
【0009】
しかしながら、微粒子の比重と媒体の比重を完全に一致させることは極めて困難である。一旦表示した情報を電圧印加無しに長期に亘って表示し続けるメモリー機能に優れた表示装置を得難い。
【0010】
本発明の目的は、視角依存性が小さく、表示品位、応答速度およびメモリ機能を共に向上させやすい反射型の表示装置を提供することである。
【0011】
本発明の他の目的は、視角依存性が小さく、表示品位、応答速度およびメモリ機能を共に向上させやすい反射型の表示装置を得ることができる表示装置の製造方法を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、(i)透明基板および該透明基板から間隔をあけて対向配置された対向基板を備え、前記透明基板の内側表面上に第1の電極パターンが形成され、前記対向基板の内側表面上に、前記第1の電極パターンに平面視上重なる領域と平面視上重ならない領域とを有する第2の電極パターンが形成され、前記対向基板の内側表面上に前記第1の電極パターン及び前記第2の電極パターンを覆い垂直配向膜が配置された容器と、(ii)前記容器内に封入され、電界に従って流動する誘電率異方性が負の液晶からなる媒体と、(iii)前記媒体中に分散され、該媒体の流動に伴って移動する多数の微粒子とを有する表示装置が提供される。
【0013】
本発明の他の観点によれば、(A)透明基板および該透明基板から間隔をあけて対向配置された対向基板を備え、前記透明基板の内表面上に第1の電極パターンが形成され、前記対向基板の内表面上に、前記第1の電極パターンと平面視上重なる領域と平面視上重ならない領域とを有する第2の電極パターンが形成され、前記対向基板の内側表面上に前記第1の電極パターン及び前記第2の電極パターンを覆い垂直配向膜が配置された容器を準備する工程と、
(B)前記容器内に、電界に従って流動する誘電率異方性が負の液晶からなる媒体と、該媒体中に分散される多数の微粒子とを充填する工程と
を含む表示装置の製造方法が提供される。
【0014】
上記の構成の表示装置では、容器内に封入した媒体を電界によって流動させ、この流動に伴って微粒子を移動させることで、微粒子からの反射光が視認される領域と視認されない領域とを作り出すことが可能である。
【0015】
媒体の流動を制御することにより、表示を行うことができる。微粒子での反射を利用して表示を行うので、視角依存性が小さい。
【0016】
媒体を流動させると、微粒子の多くは、平面視上、面内方向に移動する。微粒子をセル容器の厚さ方向に電気泳動させる従来の電気泳動表示装置に比べ、比較的低い電圧で微粒子をより高速に移動させることが可能である。
【0017】
第1の電極パターンを非透明電極によって構成することにより、または、対向基板上に光吸収膜を設けることにより、黒表示を行うことができる。黒表示のために媒体に色素を含有させるタイプの表示装置に比べて、良好な黒表示を行うことが可能である。これに伴い、表示品位を向上させやすい。
【0018】
なお、本明細書においては、上記の媒体として液晶を用いた場合、液晶分子の配向変化も「媒体の流動」とみなすものとする。
【0019】
【発明の実施の形態】
図1は、第1の実施例による反射型の表示装置の基本的な構成を概略的に示す断面図である。同図に示した表示装置50は、板状を呈する中空の容器10と、容器10内に封入された微粒子分散層20とを有する。
【0020】
容器10は、透明ガラスや透明樹脂等の透明材料によって形成された透明基板1と、この透明基板1に対向して配置された対向基板5とを備える。これらの基板1、5は、スペーサ(図示せず)を含有するシール剤9によって、互いにほぼ一定の間隔をあけて貼り合わされている。
【0021】
透明基板1の内側表面上には、ストライプ状に配置された複数の電極2aによって構成された第1の電極パターン2が配置され、その上に配向膜3が配置される。対向基板5の内側表面上には、ストライプ状に配置された複数の電極6aによって構成された電極パターン6が配置され、その上に配向膜7が配置される。
【0022】
電極2aおよび電極6aとしては、ITO(酸化インジウムスズ)電極に代表される透明電極、または、アルミニウムやモリブデン等によって形成された非透明電極を使用することができる。
【0023】
第1の電極パターン2と第2の電極パターン6とは、電極2aの各々と電極6aの各々とが平面視上ほぼ直交するように配置される。
【0024】
配向膜3および配向膜7は、配向処理が施されていてもよいし、施されていなくてもよい。液晶分子を配向させる場合、その配向形態は垂直および水平のいずれであってもよい。液晶分子を垂直配向させた方が、後述する微粒子24を高速で移動させやすい。
【0025】
容器10の最小厚み、すなわち、第1の電極パターン2と第2の電極パターン6との平面視上の交差部でのギャップは、概ね2〜300μmの範囲内であることが好ましく、概ね20〜100μmの範囲内であることが好ましい。以下、この最小厚みを「セル厚」という。
【0026】
微粒子分散層20は、媒体22と、この媒体22中に分散した多数の微粒子24とを含む。
【0027】
媒体22としては、例えば、正または負の誘電率異方性を有する液晶材料が使用される。使用する液晶材料の誘電率異方性の絶対値が大きい程、微粒子24を高速で移動させることが容易になる傾向がある。
【0028】
微粒子24は、例えば酸化チタン、酸化ケイ素、酸化亜鉛等の各種の金属酸化物や、スチレン等の有機物によって形成することができる。微粒子24の比重は、媒体22の比重と同程度であることが望ましい。
【0029】
必要に応じて、微粒子24を中空体にすることができる。必要に応じて、個々の微粒子24を着色することができる。
【0030】
また、微粒子24の各々は、アルキル基等の極性基によって表面修飾することができる。媒体22の誘電率異方性の正負に拘わらず、微粒子24の各々は負の電荷を帯びている方が移動しやすい傾向がある。
【0031】
微粒子24の形状は、真球状であることが好ましいが、真球以外の形状であっても構わない。
【0032】
個々の微粒子24の粒径(最大径)は、容器10のセル厚にもよるが、例えば、概ね0.5〜50μmの範囲内であり、好ましくは、2〜30μmの範囲内である。この粒径(最大径)は、容器10のセル厚の概ね1〜50%の範囲内であることが好ましく、概ね2.5〜35%の範囲内であることがより好ましい。
【0033】
微粒子分散層20における微粒子24の添加量は、概ね1〜50wt%の範囲内とすることが好ましく、概ね5〜20wt%の範囲内とすることがより好ましい。
【0034】
図示の表示装置50では、対向基板5の外側表面上に光吸収膜30が配置されている。
【0035】
この表示装置50では、第1の電極パターン2と第2の電極パターン6との間に電界を形成すると媒体22が電界に従って流動し、これに伴って微粒子24も移動する。図1は、電界が形成されていないときの様子を概略的に示している。
【0036】
以下、図2(A)および図2(B)を参照しつつ、第1の電極パターン2と第2の電極パターン6との間に電界を形成したときの媒体22の流動および微粒子24の移動について説明する。
【0037】
図2(A)は、電極2aを陽極、電極6aを陰極として用いて電界を形成したときの媒体22の流動方向および微粒子24の移動方向を概略的に示す。このとき、媒体22の誘電率異方性は正負のいずれであってもよく、微粒子24は電荷を帯びていてもよいし、帯びていなくてもよい。電荷を帯びさせる場合には、負の電荷を帯びさせることが好ましい。配向膜3、7は、前述のように、配向処理されていてもよいし、配向処理されていなくてもよい。配向処理を施す場合、その配向方向は任意である。
【0038】
同図に示すように、上記の条件の下で電極2aと電極6aとの間に直流電圧または単極性矩形パルス(数十Hz〜数十kHz)を印加して電界を形成すると、図中に矢印A1〜A4、B1〜B2で示す方向に媒体22が流動し、これらの方向に微粒子24が移動する。
【0039】
媒体22および微粒子24は、基本的に、陽極から電気的引力を受け、陰極から電気的斥力を受けたように振る舞う。
【0040】
図2(B)は、電極2aを陰極、電極6aを陽極として用いて電界を形成したときの媒体22の流動方向および微粒子24の移動方向を概略的に示す。電極の正負以外の条件は、図2(A)についての説明の中で述べた条件と同じである。
【0041】
同図に示すように、上記の条件の下で電極2aと電極6aとの間に電界を形成すると、図中に矢印A5〜A8、B5〜B6で示す方向に媒体22が流動し、これらの方向に微粒子24が移動する。
【0042】
媒体22および微粒子24は、基本的に、陽極から電気的斥力を受け、陰極から電気的引力を受けたように振る舞う。
【0043】
図2(A)および図2(B)のいずれの場合でも、媒体22を電界に従って流動させると、微粒子24の多くは、平面視上、面内方向に移動する。微粒子24を容器10の厚さ方向に電気泳動させる場合に比べ、低い電圧で微粒子24をより高速に移動させることが可能である。
【0044】
図3は、第1の電極パターン2と第2の電極パターン6とに所定の電圧を印加して、微粒子24を第1の電極パターン2の下に集めたときの様子を概略的に示す。
【0045】
同図に示すように、微粒子24を第1の電極パターン2の下に集めることにより、第1の電極パターン2の平面視上の周囲に、微粒子24が分布していない領域RB が形成される。これらの領域RB に入射した光の多くは、微粒子分散層20を透過して電極6aの各々で反射するか、または最終的に光吸収層30に吸収される。したがって、これらの領域RB は黒く視認される。第1の電極パターン2を非透明にすることにより、黒表示を行うことができる。
【0046】
第1の電極パターン2と第2の電極パターン6とに所定の電圧を印加して、微粒子24を第1の電極パターン2の平面視上の周囲に押しやったときには、微粒子24が集まった領域での反射光量が局所的に増加する。この領域は、微粒子24の色に応じた所定の色に視認される。例えば、微粒子24が白色粒子であれば、この領域が白色に視認される。白表示を行うことができる。
【0047】
図4は、微粒子24として白色粒子を用いて表示装置50を構成し、この表示装置50によって白表示と黒表示とを行ったときの反射率と視角との関係を示す。図中の実線L1が、白表示の際の反射率と視角との関係を示し、実線L2が黒表示の際の反射率と視角との関係を示す。
【0048】
同図に示すように、視角によらず、明るい白表示と暗い黒表示とが得られている。視角依存性が小さく、表示品位も良好であることが判る。
【0049】
図5(A)に、白表示の際の表示装置50の様子を拡大して示す。図5(B)に、黒表示の際の表示装置50の様子を拡大して示す。
【0050】
これらの図に示した表示装置50は、第1の電極パターン2および第2の電極パターン6それぞれでの電極ピッチを300μm、個々の電極2a、6aの線幅を150μmとし、各電極パターン2、6をモリブデンで形成したときのものである。
【0051】
微粒子分散層20の媒体22としては、負の誘電率異方性を有する液晶(メルク社製のZLI−4318)を用い、微粒子24としては、表面をアルキル基で修飾したシリカ微粒子を用いた。微粒子24の平均粒径は約6μmであり、微粒子分散層20中での含有量は約10wt%である。セル厚は70μmである。
【0052】
白表示の際には、第2の電極パターン6に80Vの直流電圧を印加し、黒表示の際には第1の電極パターン2に80Vの直流電圧を印加した。
【0053】
図5(A)中で白く見えている領域は、平面視したときに、第1の電極パターン2を構成している電極2aがなく、かつ、第2の電極パターン6を構成している電極6aがある領域である。電極2aの各々は、紙面の長手方向に延在している。
【0054】
黒表示の際には、微粒子24の殆どが、平面視上、第1の電極パターン2の下に移動する。電極2aが非透明電極であることから、ほぼ全体が黒く見える。
【0055】
この例では、電極2a、6aの線幅と各電極パターン2、6での電極間距離との比が1:1であることから、開口率は25%と比較的低い。
【0056】
しかしながら、各電極パターン2、6の形状を工夫することにより、開口率を容易に高くすることができる。例えば、各電極2aの線幅を、これらの電極2a間の距離よりも十分狭くし、各電極6aの線幅を、これらの電極6a間の距離よりも十分広くすることにより、開口率を高めることができる。
【0057】
具体的には、各電極2aの線幅とこれらの電極2a間の距離との比を1:19(例えば10μmと190μm)にし、各電極6aの線幅とこれらの電極6a間の距離との比を19:1(例えば190μmと10μm)にすると、開口率を90%以上にすることが可能である。
【0058】
ただし、各電極2aの線幅が微粒子24の含有量に比べてあまりに狭いと、黒表示の際に、第1の電極パターン2の下に平面視上入り切れない微粒子24が生じ、これらの微粒子24が白く視認されることとなる。良好な黒表示が得られるように、各電極2aの線幅と微粒子24の含有量を選定する。
【0059】
上述した表示装置50は、例えば、電子式卓上計算機、電話機、携帯情報端末(PDA)、ゲーム機等の種々の機器の表示装置として、また、案内表示や広告表示のための表示板や児童用玩具、あるいは電子ペーパー等として利用することが可能である。
【0060】
また、特に媒体22として液晶を用いた場合には、良好なメモリ機能を有する表示装置を得やすい。すなち、一旦情報を表示すれば、その後、第1の電極パターンと第2の電極パターンとの間に電界を形成しなくても、その表示状態を長期に亘って保持することができる表示装置を得やすい。
【0061】
次に、第2の実施例による表示装置について説明する。
【0062】
図6(A)は、本実施例による表示装置での第1の電極パターン102を概略的に示し、図6(B)は、第2の電極パターン106を概略的に示す。
【0063】
図6(A)に示す第1の電極パターン102は、2つの扇状パターン102aによって構成されるサブパターン102Aと、一端が1つの扇状パターン102aに接続されたリード部102Bとを有する。
【0064】
各扇状パターン102aは、平面視上、互いの中心角が対角をなすように配置され、個々の扇状パターン102での平面視上の中心角は90°である。扇状パターン102aの各々は、平面視上、直径が0.5mmの円の1/4の大きさを有する。
【0065】
一方、図6(B)に示す第2の電極パターン106は、円板状を呈するサブパターン106Aと、一端がサブパターン106Aに接続されたリード部106Bとを有する。
【0066】
サブパターン106Aの直径は0.5mmであり、このサブパターン106Aは、上述したサブパターン102Aと平面視上ほぼ完全に重なるように配置される。
【0067】
本実施例による表示装置は、第1の電極パターンおよび第2の電極パターンが上述の形状を有する以外は、図5(A)および図5(B)に示した表示装置50と同様の構成を有するので、他の構成についてはその説明を省略する。
【0068】
以下、この表示装置による表示状態を、図1で用いた参照符号を引用しつつ、図7(A)〜図7(C)を参照して説明する。
【0069】
図7(A)は、第1の電極パターン102に80Vの直流電圧を印加したときの様子を拡大して示す。同図に示すように、サブパターン102Aとサブパターン106Aとの平面視上の境界部が不明瞭ながらも視認されるが、微粒子24からの反射光は殆ど視認されない。各微粒子24は、第1の電極パターン102の下に集まっているものと推察される。
【0070】
図7(B)は、第2の電極パターン106に80Vの直流電圧を印加した直後の様子を拡大して示す。同図に示すように、サブパターン106Aの露出面上において、微粒子24からの反射光が弱いながらも視認される。図6(A)に示した状態では第1の電極パターン102の下に集まっていた微粒子24の一部が、サブパターン106Aの露出面上に移動してきているものと推察される。
【0071】
図7(C)は、第2の電極パターン106に80Vの直流電圧を1秒間印加した後の様子を拡大して示す。同図に示すように、サブパターン106Aの露出面上において、微粒子24からの反射光が強く視認される。図6(B)に示した状態よりも更に多くの微粒子24が、サブパターン106Aの露出面上に移動してきているものと推察される。
【0072】
これらの図から判るように、電圧の印加時間を制御することにより、中間階調での表示が可能である。
【0073】
なお、本実施例による表示装置では、各扇状パターン102aでの平面視上の中心角が90°であることから、開口率が50%となっている。前記の中心角をより小さくすることにより、開口率を容易に高くすることが可能である。
【0074】
次に、第3の実施例による表示装置について説明する。
【0075】
図8(A)は、本実施例による表示装置での第1の電極パターン112を概略的に示し、図8(B)は、第2の電極パターン116を概略的に示す。
【0076】
図8(A)に示す第1の電極パターン112は、同心円状に配置された3つの環状電極112a〜112cと、最も内側の環状電極112cの中央部に配置された1つの円板状電極112dとによって構成されるサブパターン112Aと、各電極112a〜112dを電気的に接続しつつサブパターン112Aの外側にまで延在するリード部112Bとを有する。
【0077】
環状電極112aの外径は1mmであり、個々の環状電極の線幅は30μm、隣り合う電極間の距離は100μmである。
【0078】
一方、図8(B)に示す第2の電極パターン116は、円板状を呈するサブパターン116Aと、一端がサブパターン116Aに接続されたリード部116Bとを有する。
【0079】
サブパターン116Aの直径は1mmであり、このサブパターン106Aは、上述したサブパターン112Aと平面視上ほぼ完全に重なるように配置される。
【0080】
本実施例による表示装置は、第1の電極パターンおよび第2の電極パターンが上述の形状を有する以外は、第2の実施例による表示装置と同様の構成を有するので、他の構成についてはその説明を省略する。
【0081】
以下、この表示装置による表示状態を、図1で用いた参照符号を引用しつつ、図9(A)および図9(B)を参照して説明する。
【0082】
図9(A)は、第1の電極パターン112に80Vの直流電圧を印加したときの様子を拡大して示す。同図に示すように、サブパターン112Aを構成している環状電極112a〜112cの周囲において、微粒子24からの反射光が視認される。これは、環状電極111a、112b、または112cの下側に移動してきたものの、これらの環状電極112a〜112cの下に入りきれなかった微粒子24があることを示しているものと推察される。第1の電極パターン116のパターンサイズには、最適化の余地がある。
【0083】
図9(B)は、第2の電極パターン116に80Vの直流電圧を印加したときの様子を拡大して示す。同図に示すように、サブパターン116Aの露出面上において、微粒子24からの反射光が強く視認される。図9(A)に示した状態では第1の電極パターン112の下に集まっていた微粒子24が、サブパターン116Aの露出面上に移動してきたものと推察される。
【0084】
本実施例による表示装置では、開口率が70%程度である。第1の電極パターン112のパターンサイズ(各環状電極112a〜112cの線幅や電極間距離等)を最適化することにより、開口率を高めることができる。この構造では、電極サイズを更に大きくすることも可能である。
【0085】
上述した各実施例による表示装置は、従来の液晶表示装置と同様にして製造することができる。以下、第1の実施例による表示装置50を例に取り、その製造方法の実施例について説明する。
【0086】
まず、液晶表示装置用のセル容器を作製する場合と同様にして、容器10を作製する。液晶表示装置用のセル容器に比べて、セル厚を厳密に制御しなくても所望の表示装置を得ることが可能である。この点は、製造上、有利である。
【0087】
次いで、容器10内に媒体22と微粒子24とを注入し、その後に容器10を封止して、微粒子分散層20を形成する。媒体22に予め微粒子24を分散させてから、これらを容器10内に注入してもよいし、媒体22と微粒子24とを別々に容器10内に注入してもよい。媒体22と微粒子24とを別々に注入する場合には、先に微粒子24を容器10内に注入してから媒体22を注入した方が、微粒子24を均一に分散させやすい。
【0088】
媒体22が液晶材料である場合には、この媒体22を流動状態にしてから容器10に注入する。その後、必要に応じて徐冷する。
【0089】
光吸収膜30は、容器10の形成前に予め所定の基板上に形成することができる。容器10の形成後に光吸収膜30を形成することも可能である。
【0090】
上述のようにして、容器10と微粒子分散層20とを形成し、光吸収膜30を対向基板5上に設けることにより、表示装置10を得ることができる。
【0091】
以上、実施例による表示装置およびその製造方法について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0092】
例えば、微粒子分散層を構成する媒体として液晶を用いる場合においても、配向膜は必ずしも必須ではない。配向膜は、省略することもできる。
【0093】
媒体は、電界に従って流動するものであれば、液晶に限定されない。液晶以外の媒体としては、アクリル系モノマーやドデシルベンゼン等、極性を有する誘電性有機材料が挙げられる。
【0094】
媒体を電界に従って流動させるうえからは、透明基板状に形成する第1の電極パターンの形状を、例えば、図6(A)または図8(A)に示した1ないし複数のサブパターンによって構成される形状にすることが好ましい。また、対向基板上に形成する第2の電極パターンは、図6(B)または図8(B)に示したような1ないし複数の円板状サブパターンによって構成される形状であることが好ましい。ただし、これらの形状に限定されるものではない。
【0095】
図10〜図13は、第1の電極パターンおよび第2の電極パターンの他の組み合わせの例を示す。
【0096】
図10(A)に示す第1の電極パターン122は、格子状のサブパターン122Aと、このサブパターン122Aに一端が接続されたリード部122Bとを有する。
【0097】
図10(B)に示す第2の電極パターン126も、格子状のサブパターン126Aと、このサブパターン126Aに一端が接続されたリード部126Bとを有する。サブパターン126Aは、1つのサブパターン122Aに1つずつ配置され、対応するサブパターン122Aとは、例えば1つの格子窓の半分の長さ分だけ平面視上ずらして配置される。
【0098】
第1の電極パターンおよび第2の電極パターンの形状ならびに配置を上述のようにして構成した表示装置においても、第1〜第3の実施例による表示装置と同様の表示を行い得ることが確認された。
【0099】
図11(A)に示す第1の電極パターン132は、3つの三角形状パターン132aによって構成されるサブパターン132Aと、1つの三角形状パターン132aに一端が接続されたリード部132Bとを有する。個々の三角形状パターン132aは、平面視上、1点で互いに接続されている。
【0100】
図11(B)に示す第2の電極パターン136は、サブパターン132Aに平面視上外接する形状および大きさを有する六角形状のサブパターン136Aと、このサブパターン136Aに一端が接続されたリード部136Bとを有する。サブパターン136Aは、上述したサブパターン132Aと平面視上ほぼ完全に重なるように配置される。
【0101】
図12(A)に示す第1の電極パターン142は、2つの方形パターン142aによって構成されるサブパターン142Aと、1つの方形パターン142aに一端が接続されたリード部142Bとを有する。個々の方形パターン142aは、平面視上、1点で互いに接続されている。
【0102】
図12(B)に示す第2の電極パターン146は、サブパターン142Aに平面視上外接する形状および大きさを有する方形のサブパターン146Aと、このサブパターン146Aに一端が接続されたリード部146Bとを有する。サブパターン146Aは、上述したサブパターン142Aと平面視上ほぼ完全に重なるように配置される。
【0103】
図13(A)に示す第1の電極パターンは、図12(A)に示した第1の電極パターン142と同じである。
【0104】
図13(B)に示す第2の電極パターン156は、サブパターン142Aに平面視上外接する形状および大きさを有する五角形状のサブパターン156Aと、このサブパターン156Aに一端が接続されたリード部156Bとを有する。サブパターン156Aは、上述したサブパターン142Aと平面視上ほぼ完全に重なるように配置される。
【0105】
なお、媒体を電界に従ってスムーズに流動させるうえからは、第2の電極パターンを構成するサブパターンの平面視上の形状は、多角形よりも円形の方が好ましい。多角形にする場合には、円に近い多角形ほど好ましい。六角形にした場合には、多数のサブパターンをハニカム状に配置することが可能になるので、サブパターンを集積しやすい。これに伴って、複数のサブパターンを密に配置して、面積の広い1つの画素を構成することが容易になる。
【0106】
第2の電極パターンを構成するサブパターンの平面視上の形状を円形および多角形のいずれにする場合でも、このサブパターンは、対応する第1の電極パターン中のサブパターンを平面視上1つの面内に包含することができる大きさであることが好ましい。すなわち、その平面視上の形状を、第1の電極パターン中のサブパターンに対応する外接円もしくは外接多角形またはこれらの形状より一回り大きい相似形状とすることが好ましい。
【0107】
第1の電極パターンおよび第2の電極パターンのそれぞれを複数のサブパターンによって形成する場合には、各サブパターンに対応させて、薄膜トランジスタ等の三端子のスイッチング素子またはダイオード等の二端子のスイッチング素子を配置することができる。この場合には、アクティブマトリックス形表示の表示装置を構成することができる。この表示装置では、第1の電極パターンを構成する1または複数のサブパターンと、これらに対応するスイッチング素子とが1つの画素を構成する。同様に、第2の電極パターンを構成する1または複数のサブパターンと、これらに対応するスイッチング素子とが1つの画素を構成する。
【0108】
上記のスイッチング素子として薄膜トランジスタを用いる場合、この薄膜トランジスタは、例えばイン・プレーン・スイッチング(IPS)型の液晶表示装置で用いられる薄膜トランジスタと同様の構成にすることができる。
【0109】
光吸収膜は必須の構成要件ではない。光吸収膜に代えて光反射膜を設けることができる。光反射膜を設ける場合には、微粒子分散層を構成する微粒子として、黒色微粒子または着色(白色を除く。)微粒子を用いる。微粒子が移動してその密度が粗になった領域が、白く視認される。
【0110】
光吸収膜および光反射膜は、対向基板の内側表面上に配置することも可能であるが、外側表面上に配置する方が好ましい。
【0111】
その他、種々の変更、改良、組み合わせ、応用等が可能なことは当業者に自明であろう。
【0112】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、視角依存性が小さく、表示品位および応答速度を共に向上させやすい反射型の表示装置を得ることができる。消費電力が小さく、性能が比較的高い表示装置を提供することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例による反射型の表示装置の基本的な構成を概略的に示す断面図である。
【図2】図2(A)は、図1に示した表示装置に所定の電圧を印加したときにおける微粒子分散層中の媒体および微粒子の流動方向ないし移動方向を説明するための模式図であり、図2(B)は、同装置に他の電圧を形成したときにおける微粒子分散層中の媒体および微粒子の流動方向ないし移動方向を説明するための模式図である。
【図3】図1に示した表示装置において微粒子分散層中の微粒子を第1の電極パターンの下に集めたときの様子を概略的に示す断面図である。
【図4】図1に示した表示装置によって白表示と黒表示とを行ったときの反射率と視角との関係の一例を示すグラフである。
【図5】図5(A)は、図1に示した表示装置によって白表示を行った際の顕微鏡写真の写しであり、図5(B)は、同装置によって黒表示を行った際の顕微鏡写真の写しである。
【図6】図6(A)は、第2の実施例による表示装置での第1の電極パターンを概略的に示す斜視図であり、図6(B)は、同装置での第2の電極パターンを概略的に示す斜視図である。
【図7】図7(A)は、第2の実施例による表示装置の第1の電極パターンに所定の電圧を印加したときの顕微鏡写真の写しであり、図7(B)は、同装置での第2の電極パターンに所定の電圧を印加したときの顕微鏡写真の写しであり、図7(C)は、図7(B)に示した状態から所定時間経過後の顕微鏡写真の写しである。
【図8】図8(A)は、第3の実施例による表示装置での第1の電極パターンを概略的に示す斜視図であり、図8(B)は、同装置での第2の電極パターンを概略的に示す斜視図である。
【図9】図9(A)は、第3の実施例による表示装置の第1の電極パターンに所定の電圧を印加したときの顕微鏡写真の写しであり、図9(B)は、同装置での第2の電極パターンに所定の電圧を印加したときの顕微鏡写真の写しである。
【図10】図10(A)は、第1の電極パターンの他の例を概略的に示す平面図であり、図10(B)は、第2の電極パターンの他の例を概略的に示す平面図である。
【図11】図11(A)は、第1の電極パターンの更に他の例を概略的に示す平面図であり、図11(B)は、第2の電極パターンの更に他の例を概略的に示す平面図である。
【図12】図12(A)は、第1の電極パターンの更に他の例を概略的に示す平面図であり、図12(B)は、第2の電極パターンの更に他の例を概略的に示す平面図である。
【図13】図13(A)は、図12(A)に示した第1の電極パターンと同一の電極パターンを概略的に示す平面図であり、図13(B)は、第2の電極パターンの更に他の例を概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
1…透明基板、 2、102、112、122、132、142…第1の電極パターン、 2a…第1の電極パターンを構成する電極、 5…対向基板、 6、106、116、126、136、146、156…第2の電極パターン、 6a…第2の電極パターンを構成する電極、 10…容器、 20…微粒子分散層、 22…媒体、 24…微粒子、 50…表示装置、 102A、112A、122A、132A、142A…第1の電極パターンを構成するサブパターン、 106B、116B、126B、136B、146B、156B…第2の電極パターンを構成するサブパターン。
Claims (11)
- 透明基板および該透明基板から間隔をあけて対向配置された対向基板を備え、前記透明基板の内側表面上に第1の電極パターンが形成され、前記対向基板の内側表面上に、前記第1の電極パターンに平面視上重なる領域と平面視上重ならない領域とを有する第2の電極パターンが形成され、前記対向基板の内側表面上に前記第1の電極パターン及び前記第2の電極パターンを覆い垂直配向膜が配置された容器と、
前記容器内に封入され、電界に従って流動する誘電率異方性が負の液晶からなる媒体と、
前記媒体中に分散され、該媒体の流動に伴って移動する多数の微粒子と
を有する表示装置。 - 前記第1の電極パターンがストライプ状を呈し、前記第2の電極パターンが前記第1の電極パターンと平面視上交差するストライプ状を呈する請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1の電極パターンが、1または複数の扇形によって構成される第1サブパターンを少なくとも1つ有し、
前記第2の電極パターンが、前記第1サブパターンの1つに1つずつ、前記第1サブパターンを平面視上1つの面内に包含することのできる第2サブパターンを有する請求項1に記載の表示装置。 - 前記第1の電極パターンが、同心円状に配置された複数の環状電極を含む第3サブパターンを少なくとも1つ有し、前記第2の電極パターンが、前記第3サブパターンの1つに1つずつ、前記第3サブパターンを平面視上1つの面内に包含することのできる第4サブパターンを有する請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1の電極パターンが、格子状を呈する第5サブパターンを少なくとも1つ有し、前記第2の電極パターンが、格子状を呈する第6サブパターンを前記第5サブパターンの1つに1つずつ有する請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1の電極パターンが、格子状を呈する第7サブパターンを少なくとも1つ有し、前記第2の電極パターンが、前記第7サブパターンの1つに1つずつ、前記第7サブパターンを平面視上1つの面内に包含することのできる第8サブパターンを有する請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1の電極パターンが、1または複数の多角形によって構成される第9サブターンを少なくとも1つ有し、前記第2の電極パターンが、前記第9サブパターンの1つに1つずつ、前記第9サブパターンを平面視上1つの面内に包含することのできる第10サブパターンを有する請求項1に記載の表示装置。
- 前記多数の微粒子それぞれが電荷を帯びている請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記多数の微粒子それぞれの表面が、極性基によって修飾されている請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の表示装置。
- さらに、前記対向基板上に配置された光吸収層または光反射層を有する請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の表示装置。
- (A)透明基板および該透明基板から間隔をあけて対向配置された対向基板を備え、前記透明基板の内表面上に第1の電極パターンが形成され、前記対向基板の内表面上に、前記第1の電極パターンと平面視上重なる領域と平面視上重ならない領域とを有する第2の電極パターンが形成され、前記対向基板の内側表面上に前記第1の電極パターン及び前記第2の電極パターンを覆い垂直配向膜が配置された容器を準備する工程と、
(B)前記容器内に、電界に従って流動する誘電率異方性が負の液晶からなる媒体と、該媒体中に分散される多数の微粒子とを充填する工程と
を含む表示装置の製造方法。
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