JP5758442B2 - ガス状流体を用いる電気泳動ディスプレイ - Google Patents
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特許文献83;特許文献84;特許文献85;特許文献86;特許文献87;特許文献1;特許文献88;特許文献89;特許文献90;特許文献91;特許文献92;特許文献93;特許文献94;特許文献95;特許文献96;特許文献97;特許文献98;特許文献99;特許文献100;特許文献101;特許文献102;特許文献103;特許文献104;特許文献105;特許文献106;特許文献107;特許文献108;特許文献109;特許文献110;特許文献111;特許文献112;特許文献113;特許文献114;特許文献115;特許文献116;特許文献117;特許文献118;特許文献119;特許文献120;特許文献121;特許文献122;特許文献123;特許文献124;特許文献125;特許文献126;特許文献127;特許文献128;特許文献129;特許文献130;特許文献131;特許文献132;特許文献133;特許文献134;特許文献135;特許文献136;特許文献137;特許文献138;特許文献139;特許文献140;特許文献141;特許文献142;および特許文献143と、
特許文献144;特許文献145;特許文献146;特許文献147;特許文献148;特許文献149;特許文献150;特許文献151と
に記載される。
(項目1)
少なくとも1つが透明な、1対の向かい合う基板と、該基板の間に封じられた複数の粒子およびガスと、該粒子を該基板の間を移動させるために、該基板にわたって電場を印加する手段とを備える、電気泳動ディスプレイであって、該ガスと接する水分吸収コンパウンドによって特徴付けられる、ディスプレイ。
(項目2)
前記水分吸収コンパウンドは、アルカリ土類金属、およびアルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属の炭酸塩、またはアルカリ土類金属の硫酸塩の内の少なくとも1つを備える、項目1に記載の電気泳動ディスプレイ。
(項目3)
前記水分吸収コンパウンドは、炭酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、酸化カルシウムおよびアルミナの内の少なくとも1つを備える、項目1に記載の電気泳動ディスプレイ。
(項目4)
前記水分吸収コンパウンドは、前記ガスと接する壁に組み込まれる、項目1に記載の電気泳動ディスプレイ。
(項目5)
項目4に記載の電気泳動ディスプレイであって、該ディスプレイは複数のセル壁を備え、該複数のセル壁は、前記2つの基板の間に延びかつ複数の空洞を定義し、該空洞内に前記ガスおよび前記粒子は限定され、前記水分吸収コンパウンドは、該セル壁内に組み込まれている、ディスプレイ。
(項目6)
少なくとも1つが透明な、1対の向かい合う基板と、該基板の間に封じられた、複数の少なくとも1つのタイプの粒子およびガスと、該粒子を該基板の間を移動させるために、該基板にわたって電場を印加するための手段とを備える、電気泳動ディスプレイであって、該少なくとも1つのタイプの粒子の機械的な振動および摩擦帯電を引き起こすための振動誘起手段によって特徴付けられる、ディスプレイ。
(項目7)
少なくとも1つが透明な、1対の向かい合う基板と、該基板の間に封じられた、複数の少なくとも1つのタイプの粒子およびガスと、該粒子を該基板の間を移動させるために、該基板にわたって電場を印加するための手段とを備える、電気泳動ディスプレイであって、該ガスと接し107〜1011ohm cmの範囲の体積抵抗率を有する、少なくとも1つの壁によって特徴付けられるディスプレイ。
(項目8)
電気泳動ディスプレイにおいて粒子を帯電する方法であって、該ディスプレイは、少なくとも1つが透明な、1対の向かい合う基板と、電気摩擦的に帯電することが可能な複数の第1のタイプの粒子と、ガスとを備え、該ディスプレイは、該第1のタイプの粒子よりも大きな分極率を有する複数の第2のタイプの粒子によって特徴付けられ、該第1および第2のタイプの粒子は、該基板の間に封じられており、該方法は、該基板の間に不均一な電場を印加することと、それにより該第2のタイプの粒子の誘電泳動的な移動、および結果として生じる該第1のタイプの粒子の摩擦電気的な帯電を引き起こすことと、を包含する、方法。
(項目9)
少なくとも1つが透明な、1対の向かい合う基板と、該基板の間に封じられた、複数の第1のタイプの粒子およびガスと、該第1のタイプの粒子を該基板の間を移動させるために、該基板にわたって電場を印加するための手段とを備える、電気泳動ディスプレイであって、該第1のタイプの粒子の摩擦電気的な帯電を増加させるために効果的な、複数の第2のタイプの粒子によって特徴付けられる、ディスプレイ。
(項目10)
少なくとも1つが透明な、1対の向かい合う基板と、該基板の間に封じられた、複数の粒子およびガスと、該粒子を該基板の間を移動させるために、該基板にわたって電場を印加するための手段とを備える、電気泳動ディスプレイであって、該粒子が、シリカおよび/またはアルミナによって被覆されたチタニアを備えるという点で特徴付けられる、ディスプレイ。
(項目11)
少なくとも1つが透明な、1対の向かい合う基板と、該基板の間に封じられた、複数の粒子およびガスと、該粒子を該基板の間を移動させるために、該基板にわたって電場を印加するための手段とを備える、電気泳動ディスプレイであって、該粒子が、高分子化合物のコーティングを有するカーボンブラックを備えるという点で特徴付けられる、ディスプレイ。
(項目12)
少なくとも1つが透明な、1対の向かい合う基板と、該基板の間に封じられた、複数の粒子およびガスと、該粒子を該基板の間を移動させるために、該基板にわたって電場を印加するための手段とを備える、電気泳動ディスプレイであって、該透明な基板が、該透明な基板を通過する紫外線放射の伝達を低減するためのコーティングを提供されるという点で特徴付けられる、ディスプレイ。
(項目13)
少なくとも1つが透明な、1対の向かい合う基板と、該基板の間に封じられた、複数の粒子およびガスと、該粒子を該基板の間を移動させるために、該基板にわたって電場を印加するための手段とを備える、電気泳動ディスプレイであって、少なくとも一部の該粒子が紫外線放射を吸収するために配置されるという点で特徴付けられる、ディスプレイ。
(項目14)
少なくとも1つが透明な、1対の向かい合う基板と、該基板の間に封じられた、複数の粒子およびガスと、該粒子を該基板の間を移動させるために、該基板にわたって電場を印加するための手段とを備える、電気泳動ディスプレイであって、該ガスが該粒子から電子を受け取り、または該粒子に電子を供与できるという点で特徴付けられる、ディスプレイ。
(項目15)
少なくとも1つが透明で画面を形成する、1対の向かい合う基板と、該基板の間に複数の空洞を定義するセル壁と、該空洞に封じられた複数の粒子およびガスと、該粒子を該基板の間を移動させるために、該基板にわたって電場を印加するための手段とを備える、電気泳動ディスプレイであって、電場を印加するための該手段は、該第1の光学的状態に対して該粒子を駆動するために配置され、第1の光学的状態において少なくとも一部の該粒子が、画面が第1の光学的特性をディスプレイするように該画面に近接して位置し、第2の光学的状態に対して該粒子を駆動するために配置され、該第2の光学的状態において該粒子が、光が空洞を通過し得、該画面が該第1の光学的特性とは異なる第2の光学的特性をディスプレイするように、セル壁に近接して配置されるという点で特徴付けられる、ディスプレイ。
(項目16)
項目15に記載の電気泳動ディスプレイであって、電場を印加するための前記手段は、前記粒子が誘電泳動力によって前記セル壁に移動させられるために、不均一な電場を印加するために配置される、ディスプレイ。
(項目17)
項目15に記載の電気泳動ディスプレイであって、電場を印加するための前記手段は、前記セル壁に近接した前記粒子を移動するための、該セル壁に、または該セル壁に近接して配置される電極を備える、ディスプレイ。
(項目18)
項目15に記載の電気泳動ディスプレイであって、前記粒子は、第1の極性の電荷に帯電されることが可能で、前記第1の光学的特性を有する複数の第1のタイプの粒子と、該第1の極性とは逆の第2の極性の電荷に帯電されることが可能な複数の第2のタイプの粒子と、を含み、該第2のタイプの粒子は、該第1および第2の光学的特性とは異なる第3の光学的特性を有す、ディスプレイ。
(項目19)
電気泳動ディスプレイであって、少なくとも1つが透明な、1対の向かい合う基板と、該基板の間に封じられた、複数の粒子およびガスと、該粒子を該基板の間を移動させるために、該基板にわたって電場を印加するための手段とを備えており、該粒子は、第1の極性の電荷に帯電されることが可能な複数の第1のタイプの粒子と、該第1の極性とは逆の第2の極性の電荷に帯電されることが可能な複数の第2のタイプの粒子とを備えており、該ディスプレイは、該第2のタイプの粒子上の該電荷は、大きさにおいて、該第1のタイプの粒子上の該電荷よりも小さいことにより特徴付けられ、該第1および第2のタイプの粒子は実質的に同じ光学的特性を有す、ディスプレイ。
(項目20)
少なくとも1つが透明な、1対の向かい合う基板と、該基板の間に封じられた、複数の粒子およびガスと、該粒子を該基板の間を移動させるために、該基板にわたって電場を印加するための手段とを備える、電気泳動ディスプレイであって、該ディスプレイは複数のピクセルを備え、電場を印加するための該手段が、絶縁コーティングにより覆われる表面を有する少なくとも1つの電極を備え、該絶縁コーティングの厚さが1つのピクセル内で変動するという点で特徴付けられる、ディスプレイ。
(項目21)
項目20に記載の電気泳動ディスプレイであって、前記絶縁コーティングは、前記電極の一部の部分が、該絶縁コーティングを有しないようにパターン化される、ディスプレイ。
(項目22)
項目20に記載の電気泳動ディスプレイであって、前記1つのピクセルに対応する前記電極の全領域は、前記絶縁コーティングにより覆われるが、該絶縁コーティングの厚さは該ピクセル内の点ごとに変動する、ディスプレイ。
(項目23)
少なくとも1つが透明な、1対の向かい合う基板と、該基板の間に封じられた、複数の粒子およびガスと、該粒子を該基板の間を移動させるために、該基板にわたって電場を印加するための手段とを備える、電気泳動ディスプレイであって、低い電場においては絶縁性であるが高い電場においては導電性であるコーティングによって覆われる、表面を有する少なくとも1つの電極によって特徴付けられる、ディスプレイ。
(項目24)
少なくとも1つが透明な、1対の向かい合う基板と、該基板の間に封じられた、複数の粒子およびガスと、該粒子を該基板の間を移動させるために、該基板にわたって電場を印加するための手段とを備える、電気泳動ディスプレイであって、該粒子が少なくとも80℃のガラス転移温度を有する高分子化合物を備えるという点で特徴付けられる、ディスプレイ。
(項目25)
少なくとも1つが透明な、1対の向かい合う基板と、該基板の間に封じられた、複数の粒子およびガスと、該粒子を該基板の間を移動させるために、該基板にわたって電場を印加するための手段とを備える、電気泳動ディスプレイであって、該複数の粒子が実質的に同一の光学的特性を有するが、少なくとも2倍だけサイズにおいて異なるという点で特徴付けられる、ディスプレイ。
(項目26)
項目25に記載の電気泳動ディスプレイであって、前記複数の粒子は、第1の光学的特性を有し、第1の極性の電荷に摩擦電気的に帯電されることが可能な複数の第1のタイプの粒子と、該第1の光学的特性とは異なる第2の光学的特性を有し、該第1の極性とは逆の第2の極性の電荷に摩擦電気的に帯電されることが可能な複数の第2のタイプの粒子とを備え、該第1および第2のタイプの両方の粒子は、実質的に同一な光学的特性を有するが、少なくとも2倍だけサイズにおいて異なる粒子を備える、ディスプレイ。
GB電気泳動ディスプレイの第1の主要な問題は、電気泳動粒子上の帯電の発現および維持に関連する。明らかに、電気泳動ディスプレイの光学的状態の変化のための、粒子の電気泳動的な移動は、電気泳動粒子が帯電されることを必要とし、所与の電場によって、電気泳動粒子上に課された力は粒子上の電荷に比例するので、スイッチングの挙動はまた、粒子上の電荷の大きさに影響される。従って、再現可能なスイッチングの挙動を確保するために、粒子が予め決定された範囲内の電荷を保有することが、通常は好ましい。液体の懸濁流体(liquid suspending fluid)を使用する電気泳動ディスプレイにおいては、電気泳動粒子上の電荷は本質的に永続的であり、懸濁流体中に存在し、粒子上で吸収される変化制御物質(change control agent)によって、一般的に制御される。さらに、液体の懸濁流体によって、粒子上の電荷は、粒子自体と液体の懸濁流体に存在する帯電された種との間の電気化学的な平衡によって維持される。
1. 中立状態に戻る漏電(leakage)による粒子電荷の散逸。逆の電荷のデュアル粒子ディスプレイなどの場合に、異なっている粒子間で電荷の分離が発生する場合には、漏電が、直接的に接触しない(ディスプレイがスイッチされるので、2タイプの粒子が分離される)粒子間で、周囲のガスを介して、またはディスプレイの壁内の漏電を介してのいずれかにおいて、発生しなければならない。これは壁におけるある程度の電荷移動度を必要とする。第2のメカニズムはより起こりそうに見え、多種の状態下でより動作しそうである。
2. 壁内部の電荷の散逸、または所定の位置に粒子を保つ、その場所のイメージ電荷の形成。第1と同様に、このメカニズムは、壁におけるある程度の電荷移動度を必要とする。
GBディスプレイに使用される少なくとも一部の粒子が、高分子化合物の層に埋め込まれた染料または無機の顔料を有するタイプである場合には、上述したように、ディスプレイの最大動作温度より高いガラス転移温度を有する高分子化合物の材料を使用することが望ましい。埋め込まれるべき染料または顔料のタイプによって、高温では柔らかくなる高分子化合物のマトリックス材料を使用することが必要である場合には、粒子は粘り(tacky)得、結果として、粒子を凝固する、または「ブロック」させる。凝固すること、またはブロッキングに対する任意の傾向は、高分子化合物を架橋することにより低減され得、結果として粘着度、その結果のブロッキングを低減する。あるいは、電気泳動粒子それ自体よりもかなり小さい(例えば10〜100倍小さい)小さなセラミックの粒子(例えば、シリカ)が、抗ブロッキング(anti−blocking)物質、および粒子安定剤として作用するために、高分子化合物に付加され得る。
次にカラーのGBディスプレイを提供するための方法について考察する。カラーのGBディスプレイは、前述のE InkおよびMITの特許および出願明細書の一部に記載されるように、液体ベースのディスプレイのこれまでに記載した方法の一部によりなされ得る。これらの方法は、カラーフィルタアレイ(CFA’s)、面内のスイッチング(本発明の横移動ディスプレイを用いる)、および適切な色の顔料を有するピクセルまたはサブピクセルのパターン化された堆積を含む。
GBディスプレイの動作電圧を低減するための方法へのさらに体系的な考慮が与えられる。この適用の導入部において議論される多くの機構的な考慮が、GBディスプレイの動作のための実質的な電圧しきい値が存在することを示唆する。しきい値は、電荷の分離またはその形成のいずれかに対する、ある種のバリアから生じる。このようなしきい値が生じ得る一部の方法は上で議論されている。しきい値を低減する方法と、それによって低電圧において動作可能にすることは、しきい値の上昇を与えるメカニズムに依存する。一部の可能性は以下に含まれる。
本発明のさらなる局面は、GBディスプレイにおいて電極にコーティングを提供することに関連している。GBディスプレイにおける従来技術は、このようなコーティングの限定された議論を包含するが、多数の方法の全てを議論してはおらず、これらの方法におけるこのようなコーティングは、GBディスプレイの性能を向上させるために使用され得る。実際には、GBディスプレイにおける、微視的な特徴の慎重な選択が、一部の利点を提供し得る。電極の一方とガス状の懸濁流体との間の絶縁層を考える。絶縁体の厚さおよび誘電率は、電気泳動粒子上で作用するファンデルワールス力およびイメージ電荷引力(image charge attractive force)に影響を与える。ディスプレイが、電気泳動媒体の一方の側に共通の前部電極を有し、もう一方の側にピクセル電極のマトリックスを有する従来タイプである場合には、およびピクセル電極、または前部電極の異なる領域がその上に異なる厚さの絶縁コーティングを有する場合には、位置に依存する引力が、電気泳動粒子と、ディスプレイの前部および後部の表面との間で生じ得、結果として、ディスプレイの壁に対して電気泳動粒子を保持する空間に依存するしきい値電圧が生じる。このような空間に依存するしきい値電圧は、グレイスケールのアドレッシング(addressing)を達成するために使用され得る。ピクセルの一部の領域においてしきい値電圧を超え、他の領域では超えない電圧は、しきい値電圧を超える領域では電気泳動粒子の移動を引き起こし、他の領域では引き起こさない。ピクセル電極全体にわたってしきい値電圧を超える電圧は、ピクセルの完全スイッチングを達成する。このような方法で、黒と白の極端な光学的状態だけでなく、中間のグレイレベルも達成され得る。
Claims (15)
- 電気泳動ディスプレイであって、前記電気泳動ディスプレイは、
一対の向かい合う基板であって、前記一対の向かい合う基板のうちの少なくとも一方が透明である、一対の向かい合う基板と、液体で満たされた複数の空洞を定義するセル壁と、前記基板と前記セル壁との間に封じられた少なくとも1つのタイプの複数の粒子およびガスと、前記基板にわたって電場を印加することにより、前記粒子が前記基板の間を移動することを引き起こす手段とを備え、
前記ディスプレイは、振動誘起手段をさらに備え、前記振動誘起手段は、前記液体で満たされた前記複数の空洞の機械的な振動を引き起こし、これにより、前記ガスの振動を誘起し、かつ、前記少なくとも1つのタイプの粒子の摩擦帯電を引き起こす、電気泳動ディスプレイ。 - 前記少なくとも1つのタイプの前記複数の粒子は、第1のタイプの複数の粒子と第2のタイプの複数の粒子とを含み、前記第2のタイプの粒子は、前記第1のタイプの粒子の摩擦電気的な帯電を増加させるために効果的である、請求項1に記載の電気泳動ディスプレイ。
- 前記複数の粒子は、シリカおよび/またはアルミナによって被覆されたチタニアを含む、請求項1に記載の電気泳動ディスプレイ。
- 前記複数の粒子は、高分子化合物のコーティングを有するカーボンブラックを含む、請求項1に記載の電気泳動ディスプレイ。
- 前記透明な基板は、前記透明な基板を通過する紫外線放射の伝達を低減するためのコーティングを提供される、請求項1に記載の電気泳動ディスプレイ。
- 前記複数の粒子のうちの少なくともいくつかは、紫外線放射を吸収するように構成されている、請求項1に記載の電気泳動ディスプレイ。
- 前記ガスは、前記複数の粒子から電子を受け取ることができ、または、前記複数の粒子に電子を供与することができる、請求項1に記載の電気泳動ディスプレイ。
- 前記複数の粒子は、第1の極性の電荷に帯電されることが可能な第1のタイプの複数の粒子と、前記第1の極性とは逆の第2の極性の電荷に帯電されることが可能な第2のタイプの複数の粒子とを含み、前記第2のタイプの粒子上の電荷の大きさは、前記第1のタイプの粒子上の電荷の大きさよりも小さく、前記第1のタイプの粒子および前記第2のタイプの粒子は、実質的に同一の光学的特性を有する、請求項1に記載の電気泳動ディスプレイ。
- 前記ディスプレイは、複数のピクセルを備え、前記電場を印加する手段は、絶縁コーティングにより覆われる表面を有する少なくとも1つの電極を備え、前記絶縁コーティングの厚さは、1つのピクセル内で変動する、請求項1に記載の電気泳動ディスプレイ。
- 前記絶縁コーティングは、前記電極のいくつかの部分が前記絶縁コーティングを有しないようにパターン化される、請求項9に記載の電気泳動ディスプレイ。
- 前記1つのピクセルに対応する前記電極の全領域は、前記絶縁コーティングにより覆われるが、前記絶縁コーティングの厚さは、前記ピクセル内の点ごとに変動する、請求項9に記載の電気泳動ディスプレイ。
- 表面を有する少なくとも1つの電極をさらに備え、前記表面は、低い電場においては絶縁性であるが高い電場においては導電性であるコーティングによって覆われている、請求項1に記載の電気泳動ディスプレイ。
- 前記複数の粒子は、少なくとも80℃のガラス転移温度を有する高分子化合物を含む、請求項1に記載の電気泳動ディスプレイ。
- 前記少なくとも1つのタイプの前記複数の粒子は、実質的に同一の光学的特性を有するが、少なくとも2倍だけサイズが異なる、請求項1に記載の電気泳動ディスプレイ。
- 前記少なくとも1つのタイプの前記複数の粒子は、第1のタイプの複数の粒子と第2のタイプの複数の粒子とを含み、前記第1のタイプの複数の粒子は、第1の光学的特性を有し、かつ、第1の極性の電荷に摩擦電気的に帯電されることが可能であり、前記第2のタイプの複数の粒子は、前記第1の光学的特性とは異なる第2の光学的特性を有し、かつ、前記第1の極性とは逆の第2の極性の電荷に摩擦電気的に帯電されることが可能であり、前記第1のタイプの粒子および前記第2のタイプの粒子の両方は、実質的に同一の光学的特性を有するが、少なくとも2倍だけサイズが異なる粒子を含む、請求項14に記載の電気泳動ディスプレイ。
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