JPH07504513A - デュアル・アノード平板パネル電気泳動表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、全体的にいえば、電気泳動表示装置に関する。さらに詳細にいえば、 本発明は、デュアル・アノード構造体を有する電気泳動表示装置に関する。

背景技術 電気泳動表示装置（ＥＰＩＤ）は周知の装置であり、先行技術において、このよ うな表示装置の説明と共に、その構造、性質か、多くの特許および論文に開示さ れている。下記の特許は、先行技術による装置および方式の例である。これらの 特許は、本発明の発明人であるＦｒａｎｋ　Ｊ、　ＤｉＳａｎｔｏおよびＤｅｎ 　ｉｓ　Ａ、　Ｋｒｕｓｏｓに対し発行され、そして、本発明の壌渡人であるＣ ｏｐｙｔｅｌｅ、　Ｉｎｃ、、に１渡されている。

例えば、ｒＥＬＥｃＴＲＯＰｌ（ＯＲＥＴＩＣＤＩＳＰＬＡＹ　ＰＡＮＥＬＳ　 ＡＮＤＡＳＳＯＣＩＡＴＥＤ　ＭＥＴＨＯＤＳＪ　と題する、１９８７年４月７ 日発行の米国特許第４，６５５，８９７号を参照されたい。

この特許は、グリッド線およびカソード線から成るＸＹ７トリックスを用いた、 輿望的な電気泳動表示装置を開示している。これらのグリッド線およびカソード 線は、相互に絶縁され、かつ、アノード電極に付随して設置される。これらのグ リッド線およびカソード線とアノード電極との間の空間は、電気泳動分散体て満 たされる。この特許は、このような表示装置に用いられる適切な分散体を開示す ると共に、このような表示装置を作成する技術を開示している。

ｒＥＬＥＣＴＲＯＰＨＯＲＥＴＩＣＤＩＳＰＬＡＹ　ＰＡＮＥＬＳ　ＡＮＤ　Ａ ＳＳＯＣＩＡＴＥＤＭＥＴＨＯＤＳ　Ｊと題する米国特許第４．７３２，８３０ 号が、１９８８年３月２２日に発行されている。この特許は、電気泳動表示装置 の構造および動作を開示すると共に、電気泳動表示装置の製造法を開示ルている 。

ｒＥＬＥＣＴＲＯＰＨＯＲＥＴＩＣＤ［５ＰＬＡＹ　ＰＡＮＥＬＳ　ＡＰＰＡＲ ＡＴＵＳ　ＡＮＤＭＥＴＨＯＤＳ　ＴＨＥＲＥＦＯＲＪと題する米国特許第４， ７４２．３４５号が、１９８８年５月３日に発行されている。この特許は、優れ た整合、優れたコントラストを示す改良された電気泳動表示パネルと、このよう なパネルを得るための方法、および、このような装置を実施するための回路を開 示している。

ｒＭＥＴＨＯＤ　ＡＮＤ　ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ　ＦＯＲ０ＰＥＲＡＴＩＮＧＥＬ ＥＣＴＲＯＰＨＯＲＥＴＩＣＤ［５ＰＬＡＹＳ　ＢＥＴＷＥＥＮ　Ａ　ＤＩＳＰ ＬＡＹ　ＡＮＤ　ＡＮＯＮ−ＤＩＳＰＬＡＹ　ＭＯＤＥ」と題する米国特許第４ ，７４６，９１７号が、２９８８年５月２４日に発行されている。この特許は、 書き込みおよび消去を得るために電気泳動表示装置を動作させるため、および、 表示モードの期間中および非表示モードの期間中この表示装置を動作させるため 、の種々のバイアス技術を開示している。

ｒＭＯＮＯＬＩＴＨＩｃ　ＦＬＡＴ　ＰＡＮＥＬ　ＤＩＳＰＬＡＹ　ＡＰＰＡＲ ＡＴＵＳ　Ｊ　と題する米国特許第４，７７２．８２０号が、１９８８年９月２ ０日に発行されている。この特許は、このような表示装置を付加的回路によりバ イアスする、および、駆動することを可能にするために、電気泳動原理を用いた 平板パネル表示装置を製造する方法と装置を開示している。

前記特許および付加的な文献を参照すればすぐに分かるように、先行技術の１つ の重要な目的は、コントラストが大きく、動作が高速であり、および、信頼性が さらに高い特性を有する、優れた特性の表示装置を得ることである。電気泳動表 示装置で起こる特に面倒な１つの問題点は、ＥＲＡＳＥ　（消去）モードの期間 中、表示装置から放出される明るい［フラッシュＤｌａｓｈ　）　Ｊが現れるこ とである。比較的短い時間間隔にわたって起こるこの「フラッシュ」は、完全に 見える。この「フラッシュ」は、表示を見ている多くの人にとって妨害として見 える。この「フラッシュ」は、下記の現象により引き起こされる。電気泳動表示 装置か正しく動作する場合、懸濁液の中の顔料の量は、パネルが１（ＯＬＤ　（ ホールド）状態にある時、適切な背景を与えるのに必要な顔料よりも大幅に大き い。ＨＯＬＤという用語は、当業者には周知である。

この表示装置に書き込みか行われる前、電気泳動パネルは、本来、ｌ０ＬＤ状態 に置かれる。このように、アノードか高い正電圧にあり、グリッドか低電圧にあ り、そして、カソードが高電圧にある時、ＨＯＬＤ状態か達成される。

典型的には、アノードか例えば２００ボルトにあり、グリッドが低電圧、例えば 、−１２ボルトにあり、カソードが高い電圧、例えば、＋１５ボルトにあるであ ろう。

典型的な先行技術の電気泳動表示装置において、これらの電圧が加えられる場合 、この表示装置は、いわゆる、ＨＯＬＤ状態にある。この表示装置に新しい情報 が書き込まれる書き込みモードの前に、この）ＩＯＬＤ状態が実施される。

ＨＯＬＤ状態の期間中、過剰な顔料は、他の任意の電極に対して最も高い電位に あるアノードの表面に存在する。表示をＥＲＡＳＨするために、アノードが負に され、そして、すべての顔料がアノードを去り、そして、グリッドおよびカソー ドの表面に存在する。ＥＲＡＳＥの期間中、アノードは、例えば、−２００ボル トにされるであろう。したかって、ＥＲＡＳＥモードの期間中、すべての顔料が アノードを去り、したがって、すべての顔料はグリッドおよびカソードの表面に 存在する。ＥＲＡＳＥモードの期間中、平板表示装置のカソード側は、ＨＯＬＤ 期間中の時よりも大幅に明るく、それにより、ＥＲＡＳＥ時間が極めて短い時で も、明るい「フラッシュ」が表示装置の上に現れる。

「フラッシュ」はフレームの間で起こり、そして、ＨＯＬＤモードとＥＲＡＳＥ モードとの間の明るさの変化に起因する２０ミリ秒ないし３０ミリ秒毎に、繰り 返される。

もちろん、表示がさらに一様でかつ安定に見えるように、この明るい「フラッシ ュ」を消去することが好ましい。

また別の目的は、平板パネル表示装置のスピードを増大し、一方、ＷＲＩＴＥ　 （書き込み）およびＨＯＬＤサイクルの期間中、要求されるアノード電圧をさら に小さくするこ与えられた方向に配置された複数個の平行な線を備えたカソード ・マトリックスを有し、かつ、前記カソード・マトリックスから絶縁されかつＸ −Ｙアドレス指定マトリックスを形成するために前記カソード線におのおのが垂 直な複数個の平行な線を備えたグリッド・マトリックスをイ■し、かつ、前記Ｘ −Ｙマトリックスから分離されかつ前記アノード′ｉｒＬ極と前記Ｘ−Ｙマトリ ックスとの間に流体の中に懸濁した顔料粒子を有する電気泳動分散体を収容する スペースを備えた従来のアノード電極を有し、かつ、それぞれのグリッド線にお のおのが付随しかつそれぞれのグリッド線から絶縁された複数個の平行な線を備 えた付加アノード電極をさらに有し、かつ、前記付加アノードｉｔｉかバイアス される時に動作し、それにより、前記グリッド・マトリックスおよび前記カソー ド・マトリックスへのおよび前記グリッド・マトリックスおよび前記カソード・ マトリックスからの前記顔料粒子の経路を制御し、および、過剰な顔料が前記従 来のアノード電極に残ることを可能にする、という優れた性能ををする、電気泳 動表示装置が得られる。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明による電気泳動表示装置の横断面側面図。

第２図は、第１図の表示装置の横断面側面図。

第３図は、典型的なグリッド線およびまた典型的な局所アノード線の構成体の正 面平面図。

本発明を実施する最良のモード 第１図は、本発明により構成された電気泳動表示装置１０の横断面側面図である 。

第１図に示されているように、この表示装置ｌＯは、付加′ＦＬ極１６を有して いる以外は、基本的には、先行技術による表示装置と同しである。この付１１１ １電極１６は、遠隔アノード１８に匹敵するアノードで、局部アノードとして示 されている。遠隔アノ−１’　１８は、先行技術による電気泳動表示装置に付随 する従来のアノードである。

すぐに分かるように、前記で説明した多くの先行技術の特許に開示されている電 気泳動表示装置は、底ガラス・シート＋１を備えた観察領域を有する。シー１− １１の上に、複数個のカソード線１２が配置される。これらのカソード線１２は 水平方向または垂直方向を向いており、かつ、相互に事実上平行であり、これら は線のマトリックス、すなわち、線の格子を形成するためにある。複数個のグリ ッド線１４は、フォトレジストまたは絶縁体１３により、カソード線から分離さ れる。グリッド線はカソード線に対し、横方向に、かつ、カソードに交差するよ うに配置され、それにより、ＸＹマトリックス構成体か得られる。したかって、 グリッド線とカソード線をアドレス指定し、それにより、これらの２個の線の交 点に必要な電位を得ることにより、１つの典型的な画素領域を呼び出すことがで きる。この電位は、電気泳動懸濁液の中に懸濁している電気泳動粒子の移動を引 き起こす。

こｔ］らの粒子は、グリッドとカソードの構造体からアノード１８へ移動する。

アノード１８は、先行技術により平らなガラス部品２２の上に沈着された。非常 に薄い金属層である。

第２図は、電気泳動装置の横断面図である。ＩＴＯの薄い層であるカソード線１ ２がガラス基板１１の上に沈着される。カソード線１２は、それに垂直なグリッ ド線１４ををする。グリッド線１４は、絶縁体層１３により、カソード線から絶 縁される。１３および１５のような絶縁体領域の厚さは、約３ミクロンである。

絶縁体１５の頂部から遠隔アノード電極１８までの距離は、約７ミルである。第 ２図を見るとすぐに分かるように、グリッド線１４のおのおのは、絶縁体層１５ により、局部アノード線１６から分離される。

このように、局部アノード１６は、グリッド構造体１４と全く同し構造体である 。アノード１６は、絶縁体層１５により、グリッドから分離され、そして、グリ ッド構造体と同しに構成される。したかって、グリッド・セグメントと同じ数の アノード・セグメントが存在する。

アノード・セグメントのおのおのは、グリッドと全く同し構造を有することかで きる。例えば、米国特許第４゜７４２．３４５号は、第３図に示された構造体の 中のカソード構造体に対して製造された、グリッド構造体を開示している。第３ 図に示されているように、これらのグリッドのおのおのは、絶縁体の上に沈着さ れた金属を用いて作成され、それにより、頂部導電体領域すなわち頂部接触体領 域３０が、底部導電体領域３１の上に得られる。グリッド導電体である一連の枝 状体３２が、領域３０と領域３１との間に配置される。

すぐに分かるように、接触体の対３ｏおよび３１により並列に接続された平行な 導電体部品３２により、カソード線に関して、グリッド構造体のおのおのに対し 複数個の交差点が得られる。このような構造体の利点は、米国特許第４，７４２ ，３４５号に開示されており、かっ、十分に説明されている。もし第３図のグリ ッド構造体が用いられるならば、その場合には、アノード構造体１６はこのグリ ッド構造体に追随するであろう。このように、複数個の平行な線で局所アノード １Ｇを構成し得ることかわかるであろう。これらの局所アノード線のおのおのは 、グリッド線に付随し、かっ、付随したグリッド線のおのおのと適合し、および 、必要な寸法を有する。

もちろん、接触体領域３０および３１の両方で、すべてのアノード線を一緒に接 続することかできるし、または、アノード線のおのおのを個別にまたは群にまと めて駆動することができる。下記で説明されるように、もしアノード線が個別に 駆動されるならば、または、関連している群で駆動されるならば、この表示装置 で、選択的書き込みができると共に、選択的消去を達成することもできる。第１ 図および第２図に示された独特の平板パネル表示装置の動作を説明するＩ」的の ために、すべてのアノード・セグメン１−１６またはアノード線か並列に接続さ れることを先ず仮定する。この方式での動作は下記の通りである。

遠隔アノード１８により完全ＥＲＡＳＥを得るために、遠隔アノード１８に、負 の高い電圧、例えば、−２００ボルトを加える。それから、その局所アノード１ ６に、または局所アノード１６のおのおのに、−１５ボルトの低い電圧を加える 。このように、グリッドを例えば−１２ボルトのような低い電圧に保ち、そして 、カソード線を＋１５ボルトの高い電圧に保つ。これらのバイアスのレベルは表 示をＥＲＡＳＨするように動作し、そして、グリッドの表面に移動されるへきす へての色素を、カソードに輸送する。第１　ＨＯＬＤモードの期間中、過剰な色 素は遠隔アノード１８に運ばれる。この第１　ＨＯＬＤモードては、遠隔アノー ドであるアノード１８が正の高い電圧に保持される。この正の高い電圧は、例え ば、＋２ｏＯボルトであることかてきる。局所アノード１６は＋１５ボルトの正 の低い電圧に保たれる。グリッドおよびカソードは、完全ＥＲＡＳＥモートに対 し前記で説明したように、それぞれ、−１２ボルトおよび＋１５ボルトに保たれ る。この第１　ＨＯＬＤモートでの動作により、前記で説明したように、過剰な 色素か遠隔アノードに運ばれる。すぐに確かめることができるように、ＨＯＬＤ モードとＥＲＡＳＥモードとの間の表示の明るさは、前記で説明したように異な る。

第２　ＨＯＬＤモードては、アノード電圧１８は、＋１５ボルトの正の低い電圧 にバイアスされ、一方、アノード１６は、＋＋５ポル１−の同じ正の低い電圧に バイアスされる。グリッドおよびカソードは再び、前記で示したように、完全Ｅ ＲＡＳＥモードと同じ電位、または、第１　ＨＯＬＤモードにおけるのと同じ電 位にある。この第１　ＨＯＬＤモードては、すぐに確かめることかできるように 、アノード１８および１６は同じ電位にあるから、すべての過剰な色素の大部分 はアノード１８に保持され、極く少量の色素がアノード１６に保持される。

先行技術の平板パネルにおいて実行されたのと同じように、書き込み動作が実行 される。ＷＲＩＴＥのために、アノ−１”＋８は＋１５ボルトのような低い電圧 に保持される。アノード１６はまた、同し正の低い電圧に保持される。グリッｌ ’線が、低レベル状態にあるカソードに対して、高レベル状態にある時、グリッ ドおよびカソードはＷＲＩＴＥを可能にするであろう。グリッドとカソードの両 方か高レベルである時、書き込みはないてあろう。同様に、もしグリッドとカソ ードの両方が低レベルであるならば、書き込みはない。または、もしグリッドが 低レベルで、カソード゛か高レベルであるならば、書き込みはない。

したがって、すぐに分かるように、画素か書き込まれる唯一の機会は、カソード 線が低レベルである場合、それぞれのグリッド線が高レベルである時である。し たがって、グリッドとそのカソードとの間の交点の粒子が移動し、それにより、 書き込み動作が実行される。アノード構造体１６によるＥＲＡＳＥモードは、下 記の通りである。

このＥＲＡＳＥモードでは、アノード１８は、低い正の電圧＋１５に保持される 。アノード線１６は、アース電位すなわちゼロ電位である、負電圧に保持される 。ＥＲＡＳＥを実行するために、１つの交差点でのグリッドとカッ−１−゛の両 方が高レベルであることを要求する。グリッド線とカソード線の両方が高レベル であると、その画素にＥＲＡＳＥ信号を生ずるであろう。高レベルであるカソー ドに対してグリッドが低レベルである時、または、グリッドか低レベルてありお よびカソードか低レベルである時、または、グリッドか高レベルでありおよびカ ソードが低レベルである時、ＥＲＡＳＥはないであろう。ＥＲＡＳＥが生ずる唯 一の機会は、グリッドとカソードとの両方か高レベルである時である。この高レ ベルは＋１５ボルトであることかてきる。ＥＲＡＳＥとして示されたモードを考 える時、すへてのグリッドおよびカソードを高レベルにすることにより、および 、そのアノード１６または各アノード線の電圧をゼロにすることにより、平板パ ネルを完全にＥＲＡＳＥＤできることは明らかである。同様に、アノード電圧を ゼロにし、そして、高レベルを存するカソードを走査し、そして、高レベルにさ れたカソードのおのおのに対しどのグリッドがまた高レベルにされるかを選定す ることにより、選択的にＥＲＡＳＥを行うことができる。

このようにして、グリッドとカソードの任意の交差点において、選択的消去を得 ることができる。同様な方式で、線毎のＥＲＡＳＥを行うことができる。アノー ド線を走査することにより、そして、走査期間中アノード線のおのおのをアース することにより、そしてそれらと同時に、付随するグリッド線を高レベルにしお よび付随するカソード線を高レベルにすることにより、このことが行われるであ ろう。このようにして、すぐに分かるように、一度に１個のラインをＥＲＡＳＨ することができる、または、任意の時刻に表示装置の中の任意の特定のラインを ＥＲＡＳＥすることかてきる。

この選択的ＥＲＡＳＥは、パネル全体を走査することにより、または、一定の文 字ラインを指定し走査することにより、実行することができる。この選択的ＥＲ ＡＳＨにより、１個または複数個の文字の訂正、１個また４よ複数個の文字のブ ランキング、および、表示全体の中の任意の画素の呼び出しを可能にする。前記 の局所アノード１６を用いることにより、線毎に選択的にＥＲＡＳＨすることも できるが、表示の中の任意の点または任意の画素を、選択的にＥＲＡＳＨするこ とができる。

さらに、過剰な色素が遠隔アノードに残るから、消去が局所アノード１６から起 こる時、遠隔アノード１８から起こる先行技術の消去モードに比べて、どの方式 ても「フラッシュ」を見ることはない。先行技術により明示されたのと同じ技術 を用いて、パネルが製造される。したがって、示された表示は、遠隔アノード１ ８からＨＯＬＤ機能をまず与えることにより、そしてその後、局所アノード１６ からＥＲＡＳＩＮＧおよびＨＯＬＤＩＮＧを供給することにより、動作する。

米国特許第４，７４２，３４５号を参照して確認することができるように、カソ ード構造体は、ＩＴＯを用いてガラス・シートｌｌの上に沈着され、そして、従 来の平板パネルで実施されたのと同様の方式で作成される。フォトレジストであ る絶縁体がカソード構造体に取り付けられ、そして、この絶縁体が金属の薄い層 （金属ｌ）で被覆される。この金属はまたＩＴＯであることができ、または、ク ロムまたは他の材料であることができる。

絶縁体か金属層に取り付けられ、そしてそれから、別の金属の薄い層（金属２） がこの絶縁体に取り付けられる。この別の金属は、ニッケルまたはクロムである ことかできる。この第２金属層にフォトレジストの層が取り付けられ、そして、 このフォトレジストの層が、グリッド・マスクを用いて、通常の方法でパターン に作成される。次に、金属層２は、金属の性質に応じた適切なエツチング液を用 いて、エツチングされる。第１金属層と第２金属層との間の絶縁体層が、プラズ マ・エツチングされる。適切なエツチング液を用いて、金属層１か再びエツチン グされる。付加的金属層か、第２金属層の性質に応じた適切なエツチング液を用 いて、エツチングされる。

第１金属層と第２金属層との間の絶縁体層が、プラズマ・エツチングされる。金 属ｌをエツチングするために、適切なエツチング液が用いられる。指摘されるこ とは、第１金属層に対するエツチング液が第２金属層に影響を与えないように、 第１金属層および第２金属層が選定されることである。一定の材料をエツチング するが、他の材料はエツチングしない、エツチング液は沢山ある。

次に、金属層１とカソードとの間の絶縁体層が、プラズマ・エツチングされる。

第２図に示された構造体を有する表示装置部分が、適切なスペーサを用いて組み 立てられる。チップ領域の中の金属がエツチングされ、金属層ｌと金属１１２と の間の絶縁体のみと、金属層２とカソードとの間の絶縁体のみが残る。第１金属 層の表面の上の絶縁体が除去され、そして、この平板パネルがチップを受け入れ る準備ができる。パネルのチップを備えた先行技術のパネルが、先行技術のパネ ルと共にさらに説明される。

本発明の構造体と先行技術による構造体との間の違いは、グリッド線と一致して いるがグリッド線からは絶縁された一連の線である、付加的でかつ異なる構造体 を有することである。第２アノード線構造体は、前記のように、頂部と底部の両 方ですべての線が一緒に接続された構造体であることができる、または、アノー ド線のおのおのを分離して呼び出すことができる。例えば、アノ−ドはアルミニ ュームで製造され、そして、グリッドはクロムで製造される。このようにして、 典型的なグリッド構造体１４に比べて、局所アノード構造体１６を作成するのに 、異なるエツチング剤を用いることができ、したがって、前記構造体のすべての 利点を得ることができる。

ＦＩＧ、Ｉ ＦＩＧ、３ 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法制８４条の８）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．ガラス・シートの上に、複数個の分離した金属線を有するカソード構造体を 作成する段階と、第１絶縁体を用いて前記カソードを被覆する段階と、前記絶縁 体を第１金属の薄層で被覆する段階と、第２絶縁体層を用いて前記第１金属層を 被覆する段階と、 前記第２絶縁体層を前記第２金属の薄層で被覆する段階と、 前記第２金属層の中に前記カソード線に対し複数個の横方向の線から成る第１パ ターンを作成する段階と、前記線の間の前記第２絶縁体層を除去する段階と、前 記第１パターンの線に一致する複数個の線から成る第２パターンを作成する段階 と、 前記第２パターンの線の間の前記第１絶縁体層を除去する段階と、 前記構造体の上に絶縁体の被覆層を取り付ける段階と、を有する、電気泳動表示 装置の製造法。
2. ２．第１項記載の製造法において、前記カソード線がＩＴＯである、前記製造法 。
3. ３．第１項記載の製造法において、前記第１金属がクロムである、前記製造法。
4. ４．第１項記載の製造法において、前記第２金属がニッケルまたはアルミニュー ムから選定された金属である、前記製造法。
5. ５．第１項記載の製造法において、前記第２絶縁体層を除去する前記段階が前記 層をプラズマ・エッチングする段階を有する、前記製造法。
6. ６．第１項記載の製造法において、前記第１パターンを作成する前記段階が選択 的エッチング剤を用いて前記金属層を選択的にエッチングする段階を有する、前 記製造法。
7. ７．第１項記載の製造法において、前記被覆層が二酸化シリコン（Ｓ１Ｓ２）で ある、前記製造法。