JPH08278521A

JPH08278521A - 表示装置およびその駆動方法

Info

Publication number: JPH08278521A
Application number: JP7082680A
Authority: JP
Inventors: Ayako Kazama; 亜矢子風間
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1995-04-07
Filing date: 1995-04-07
Publication date: 1996-10-22

Abstract

(57)【要約】【構成】基板１５と透明基板１３とが平行に配置さ
れ、両基板間の空間は仕切２７により細分され、仕切に
囲まれ細分化された空間が一画素であり、一画素内は基
板上の第１の着色部１７と第２の着色部１９、それぞれ
の着色部上の第１の透明電極２１と第２の透明電極２２
第１の透明電極と対をなす透明基板上の第３の透明電極
１１、第２の透明電極と対をなす透明基板上の第４の透
明電極１２、基板と透明基板間の空間内に充填する着色
された誘電体２３と誘電体と異なる誘電率をもつ透明絶
縁液２５よりなり、基板と透明基板上のそれぞれの透明
電極が駆動回路に接続され、電圧パルスを印加して透明
基板側から見ると誘電体と着色部の組み合わせによる２
色表示が実現する。【効果】偏光ではなく普通光を用いるので、明るい反
射型カラー表示が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は透明基板上の透明電極と
基板上の電極の間に印加する電圧パルスにより駆動する
電子式の平板状の表示装置の構成と、この表示装置の駆
動方法とに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電圧パルスにより駆動する電子式の平板
表示装置としては、液晶表示装置が最も一般的である。

【０００３】液晶表示装置は、それぞれの構成要素がサ
ンドイッチのような層状の構造をしている。図９は液晶
表示装置の原理を説明するための断面図であり、ツイス
テッドネマチック（ＴＮ）型を例にして説明する。

【０００４】透明電極３７と配向膜４７とを有する透明
基板４５と、透明電極４１と配向膜４９とを有する透明
基板５１とを平行になるように配置し、この透明基板４
５と透明基板５１との間に液晶３９を挟んで液晶セルを
構成している。

【０００５】さらに、透明基板４５と透明基板５１との
外側に配置する偏光板３５と偏光板４３とは、その偏光
方向が直交するように、液晶セルを挟むように設けてい
る。

【０００６】配向膜４７、４９は透明基板４５、５１面
に沿って一定方向に液晶分子を配向するための被膜であ
る。配向膜４７と配向膜４９の液晶分子を配向する方向
は直交しており、液晶３９の液晶分子は層内で９０度ね
じれて配列している。

【０００７】液晶３９を通る光は液晶分子のねじれに沿
って９０度ねじれる。そのため光源５３から発した光は
偏光板４３を通り偏光し、液晶３９を通って９０度ねじ
れ、偏光板３５を通過し、白表示を行う。

【０００８】透明電極３７と透明電極４１間に電圧を印
加すると、液晶３９の液晶分子の配列が変化してねじれ
は解け、液晶３９を通る光はそのまま直進する。そのた
め光源５３からの光は偏光板３５を通り偏光し、さらに
液晶３９を通ってそのまま直進し、偏光板４３を通過せ
ず、黒表示を行う。

【０００９】図１０は液晶表示装置のカラー表示の原理
を説明するための断面図である。透明基板４５と偏光板
３５の間にカラーフィルター５５を設け、一つ一つの表
示画素の上にカラーフィルター５５を設けることによっ
て、カラー表示を可能にしている。

【００１０】そしてこの液晶表示装置の表示方式として
は、図１２に示すような、セグメント型とマトリクス型
とがある。

【００１１】図１２（ａ）はセグメント型を示す平面図
であり、細長い表示画素９１を８の字型に並べて、数字
を表示する。図１２（ｂ）はマトリクス型を示す平面図
であり、表示画素９２を縦横の行列状に並べて文字や図
形などを表示するようになっている。

【００１２】さらに、マトリクス型のカラー表示では赤
色と緑色と青色のフィルターを用いて赤と緑と青の表示
画素をつくり、さまざまな色を表現するようになってい
る。

【００１３】液晶表示装置では液晶と光源との位置関係
で表示形態が分類される。図９と図１０に示す断面図の
ように背後に光源５３があるものを透過型と呼ぶ。図１
１に示す断面図のように背後に反射板５７を設けて光源
５３からの光を反射して利用するものを反射型と呼ぶ。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】前述の液晶表示装置で
は偏光板３５、４３を用いることがほぼ必須であり、偏
光板３５、４３での光の透過率は５０％以下となる。し
たがって光の利用効率は必然的に５０％以下になる。こ
のため、とくに反射型表示では画面が暗くなり表示品質
的に問題である。

【００１５】さらにカラー表示においては、カラーフィ
ルター５５を用いるためにさらに暗くなり、バックライ
トを用いた透過型でないと、実質的に使用不可である。
ところが、バックライトによる消費電力が大きいので、
液晶表示装置の最も重要な用途であるべき小型携帯機器
での利用がきわめて難しくなるという問題が生じる。

【００１６】本発明の目的は、上記課題を解決して、バ
ックライトを用いることなく明るい反射型のカラー表示
を行うことが可能な電圧パルスにより駆動する電子式の
平板状の表示装置の構造とその駆動方法とを提供するこ
とである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の電圧パルスにより駆動する電子式の平板状
の表示装置は、下記記載の構成と駆動方法とを採用す
る。

【００１８】本発明の表示装置は、基板と透明基板とが
平行に配置され、両基板間の空間は仕切により細分さ
れ、仕切に囲まれ細分化された空間が一画素であり、一
画素内は基板上の第１の着色部と第２の着色部、それぞ
れの着色部上の第１の透明電極と第２の透明電極、第１
の透明電極と対をなす透明基板上の第３の透明電極、第
２の透明電極と対をなす透明基板上の第４の透明電極、
基板と透明基板間の空間内に充填する着色された誘電体
と誘電体と異なる誘電率をもつ透明絶縁液よりなり、基
板と透明基板上のそれぞれの透明電極が駆動回路に接続
されていることを特徴とする。

【００１９】本発明の表示装置は、基板と透明基板とを
平行に配置し、この基板と透明基板との間の空間は仕切
により細分され、仕切に囲まれ細分化された空間が一画
素であり、一画素内は基板上の第１の着色部と第２の着
色部と、第１の着色部上の第１の透明電極と、第２の着
色部上の第２の透明電極と、第１の透明電極と対をなす
透明基板上の第３の透明電極と、第２の透明電極と対を
なす透明基板上の第４の透明電極と、基板と透明基板間
の空間内に充填する着色された誘電体と誘電体と異なる
誘電率をもつ透明絶縁液よりなり、基板と基板上の第１
の着色部と第２の着色部が透明であり、基板と透明基板
上のそれぞれの透明電極は駆動回路に接続していること
を特徴とする置。

【００２０】本発明の表示装置は、基板と透明基板とが
平行に配置され、基板は透明で透明基板とは反対側の面
に第１の着色部と第２の着色部が印刷されたシートが付
着されており、両基板間の空間は仕切により細分され、
仕切に囲まれ細分化された空間が一画素であり、一画素
内は基板上の第１の着色部と第２の着色部、第１の着色
部上の第１の透明電極、第２の着色部上の第２の透明電
極、第１の透明電極と対をなす透明基板上の第３の透明
電極、第２の透明電極と対をなす透明基板上の第４の透
明電極、基板と透明基板間の空間内に充填する着色され
た誘電体と誘電体と異なる誘電率をもつ透明絶縁液より
なり、基板と透明基板上のそれぞれの透明電極が駆動回
路に接続されていることを特徴とする。

【００２１】本発明の表示装置は、基板と透明基板とが
平行に配置され、基板は透明で透明基板とは反対側の面
に第１の着色部と第２の着色部が印刷されたシートが付
着されており、両基板間の空間は仕切により細分され、
仕切に囲まれ細分化された空間が一画素であり、一画素
内は基板上の第１の着色部と第２の着色部、第１の着色
部上の第１の透明電極、第２の着色部上の第２の透明電
極、第１の透明電極と対をなす透明基板上の第３の透明
電極、第２の透明電極と対をなす透明基板上の第４の透
明電極、基板と透明基板間の空間内に充填する着色され
た誘電体と誘電体と異なる誘電率をもつ透明絶縁液より
なり、シートとシート上の第１の着色部と第２の着色部
が透明であり、基板と透明基板上のそれぞれの透明電極
が駆動回路に接続されていることを特徴とする。

【００２２】本発明の表示装置の駆動方法は、駆動回路
からの電圧パルスは第１の電圧を第１の透明電極と第３
の透明電極に印加しつつ、第２の電圧を第２の透明電極
に、同時に第２の電圧とは異なる第３の電圧を第４の透
明電極に継続的に印加して誘電体と第１の着色部の組み
合わせによる表示をし、第１の電圧を第２の透明電極と
第３の透明電極に印加しつつ、第２の電圧を第１の透明
電極に、同時に第３の電圧を第３の透明電極に継続的に
印加して誘電体と第２の着色部の組み合わせによる表示
をするサイクルで電圧パルスを構成することを特徴とす
る。

【００２３】本発明の表示装置の駆動方法は、駆動回路
からの電圧パルスは第１の電圧を第２の透明電極と第４
の透明電極に印加しつつ、第４の電圧を第１の透明電極
に、同時に第４の電圧とは異なる第５の電圧を第３の透
明電極に継続的に印加して誘電体と第２の着色部の組み
合わせによる表示をし、第１の電圧を第１の透明電極と
第３の透明電極に印加しつつ、第２の電圧を第２の透明
電極に、同時に第２の電圧とは異なる第３の電圧を第４
の透明電極に１の定時間印加して誘電体と第１の着色部
の組み合わせによる表示に反転し、一定時間経過後に第
４の電圧を第２の透明電極に、同時に第５の電圧を第４
の透明電極に継続的に印加して表示を保持し、第１の電
圧を第２の透明電極と第４の透明電極に印加しつつ第２
の電圧を第１の透明電極に、同時に第３の電圧を第３の
透明電極に一定時間印加して誘電体と第１の着色部の組
み合わせによる表示に反転し、一定時間経過後に第４の
電圧を第１の透明電極に、同時に第５の電圧を第３の透
明電極に継続的に印加して表示を保持するサイクルで電
圧パルスを構成し、第１の電圧と第２の電圧の電位差は
第４の電圧と第５の電圧の電位差より小さいことを特徴
とする。

【００２４】

【作用】本発明の表示装置は、基板と透明基板とを平行
に配置し、両基板間の空間は仕切により細分され、仕切
に囲まれ細分化された空間が一画素となる。この仕切は
空間を細分するだけでなく、透明基板と基板の間の間隔
を保持する機能も備えている。

【００２５】そして一画素内には、基板上に第１の着色
部と、第２の着色部と、それぞれの第１の着色部と第２
の着色部上の透明電極と、それぞれの透明電極と対をな
す透明基板上の透明電極とが配置している。

【００２６】さらに、一画素の空間内には着色された誘
電体が一定の個数ずつ備えられ、その隙間には誘電体と
誘電率の異なる透明な絶縁液である透明絶縁液が満たさ
れている。この透明絶縁液の主な役割としては、絶縁破
壊防止と誘電体の移動潤滑とである。

【００２７】基板と透明基板上の一対の向かい合った透
明電極対にのみ電圧を印加して電荷を与え、隣接する透
明電極対には電荷を与えないようにする。すると、電場
のエネルギーにより誘電体と透明絶縁液のうち誘電率の
大きい方が電圧が印加された透明電極対の間の空間に引
き込まれる。

【００２８】このように電圧を印加する透明電極と透明
電極とを駆動回路により選択することによって、本発明
の表示装置の表示面である透明基板側から本表示装置を
見たとき一画素ごとに誘電体と基板上の着色部の色の組
み合わせによって表示する色を選択することができ、光
の利用効率の高い反射型の表示が可能となる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例における表示装置を図
面を用いて説明する。まずはじめに本発明の実施例にお
ける表示装置の構造を説明する。

【００３０】図１は本発明の構造の第１の実施例におけ
る表示装置の構成を示す断面図であり、セグメント型あ
るいはマトリクス型の多数の表示画素で構成される表示
体における一画素を図示している。

【００３１】基板１５上に第１の着色部１７と第２の着
色部１９とを設ける。そして、この第１の着色部１７上
には第１の透明電極２１を設け、第２の着色部上には第
２の透明電極２２を設ける。さらに透明基板１３上に
は、第３の透明電極１１と第４の透明電極１２とを設け
る。

【００３２】ここで基板１５は透明でも不透明でも表示
機能上はまったく差は発生せず、本発明の実施例では基
板１５透明基板１３ともに透明なガラスを用いている。

【００３３】第１の着色部１７には黄色顔料（ここでは
カドミウムエロー）を用い、第２の着色部１９には白色
顔料（ここでは酸化チタン）を用い、透明電極には透明
な酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を用いる。

【００３４】基板１５と透明基板１３とは、第３の透明
電極１１と第１の透明電極２１とが対向し、さらに第４
の透明電極１２と第２の透明電極２２とが対向するよう
に、狭い空間を隔てて平行になるように配置する。

【００３５】透明基板１３と基板１５との間の狭い空間
には、表示面の一画素ごとに透明基板１３と基板１５の
間の空間を区切るための仕切２７を備える。この仕切２
７は透明基板１３と基板１５の間の間隔を保持する機能
ももつ。仕切２７としては感光性樹脂を使用する。

【００３６】さらに、透明基板１３と基板１５との間の
空間には、一画素ごとに着色された誘電体である誘電体
２３、ここでは厚さ約２０μｍ、幅約５０μｍ、長さ約
５０μｍの直方体の形状で赤色顔料（ここではべんが
ら）を塗装したガラスを一つずつ配置する。

【００３７】ここで誘電体２３の形状は必ずしも直方体
である必要はなく、立方体状や球形状でもよい。さら
に、誘電体２３は、表示面の一画素ごとに必ずしも一つ
ずつ配置する必要はなく、以上説明した誘電体２３より
も微細な寸法を有する誘電体を複数配置してもよい。

【００３８】さらに、透明基板１３と基板１５と仕切２
７と誘電体２３との間の隙間には、誘電体２３と誘電率
の異なる透明な絶縁液である透明絶縁液２５、たとえば
フッ素系不活性液体を充填する。

【００３９】図２は基板１５を透明基板１３側から見た
平面図であり、仕切２７で区切られる表示面の一画素を
示す図面である。

【００４０】図２に示すように、仕切２７は一部切れて
おり、第１の着色部１７と第２の着色部１９とは、ほぼ
同じ大きさで同じ平面形状である。

【００４１】第１の着色部１７上には第１の透明電極２
１を設け、第２の着色部１９上には第２の透明電極２２
を設ける。本発明の実施例では第１の着色部１７と第２
の着色部１９の平面形状は一辺の寸法が約４５μｍの正
方形とする。ここで、第１の着色部１７と第２の着色部
１９の平面形状は正方形だけでなく、他に円や正多角形
も適用することができる。

【００４２】本発明の表示装置では、図示していない
が、駆動回路を第３の透明電極１１と第４の透明電極１
２と第１の透明電極２１と第２の透明電極２２とにそれ
ぞれ電気的に接続し、電圧パルスを印加するように構成
している。

【００４３】つぎに、本発明の表示装置の駆動原理を、
模式化した図３の斜視図を用いて説明する。

【００４４】今、真空中に平行平板コンデンサー３０と
誘電体板３１があるとする。平行平板コンデンサー３０
に電荷を与え、誘電体板３１を近づけると誘電体板３１
のコンデンサー側は、図３のように分極され分極電荷が
発生する。

【００４５】この結果、平行平板コンデンサー３０の極
板上の電荷と誘電体板３１の表面の分極電荷が引き合
い、誘電体板３１は平行平板コンデンサー３０の極板間
に引き込まれる。

【００４６】平行平板コンデンサー３０の極板間の電位
差を一定値Ｖに保つとすると、このときの誘電体板３１
が引き込まれる力Ｆは、Ｆ＝Ｖ2 Ｗ（ε1 −ε0 ）／２Ｄである。ただし、Ｄは平行平板コンデンサー３０の極板
間の距離である誘電体板３１の厚さであり、Ｗは誘電体
板３１の幅であり、ε0 は真空の誘電率でε1 は誘電体
板３１の誘電率である。

【００４７】ここでε1 ＞ε0 はいうまでもないが、こ
の式から明らかなように、真空中のみならず誘電体板３
１の誘電率ε1 よりも小さい誘電率をもつ液体中でも同
様の現象が観察される。

【００４８】また、誘電体板３１の誘電率ε1 よりも大
きい誘電率をもつ液体中にある場合は、液体が平行平板
コンデンサー３０の極板間に引き込まれ誘電体板３１は
押し出される。

【００４９】以上図３で説明した原理を図１と図２との
構造に適用して考えれば明らかなように、本発明の表示
装置において、電圧を印加する透明電極対を駆動回路に
より選択することによって、一画素ごとに誘電体２３が
基板の第１の着色部１７か第２の着色部１９のどちらを
覆い隠すかを選択することができる。

【００５０】前述のように、第１の着色部１７と第２の
着色部１９とは異なる色で着色されており、本発明の表
示装置の表示面である透明基板側から本発明の表示装置
を見たとき誘電体と着色部の色の組み合わせによって、
一画素ごとに二色の反射型の表示が可能となる。

【００５１】本発明の実施例では、一画素で第１の着色
部１７の黄色と誘電体２３の赤色との組み合わせでのだ
いだい色表示と、第２の着色部１９の白色と誘電体２３
の赤色との組み合わせでの桃色表示の２色表示をする。

【００５２】また、第１の着色部１７に白色顔料（酸化
チタン）を用い、第２の着色部１９と誘電体２３の着色
に同色の顔料（ここでは赤色顔料であるべんがら）を用
いて同系色の濃淡表示（ここでは赤と桃色）も可能であ
る。

【００５３】さらに、本発明は基板１５と第１の着色部
１７と第２の着色部１９が透明であれば透過型表示が可
能である。基板１５には透明なガラス基板を用いた。

【００５４】誘電体２３は黒色顔料（ダイヤモンドブラ
ック）で着色し、第１の着色部１７として青色顔料（フ
タロシアニンブルー）含む樹脂を用い、第２の着色部１
９として赤色顔料（ローダミンレーキ）を含む樹脂を用
いた。この実施例では一画素で、赤色と青色の二色表示
をすることが可能となる。

【００５５】つぎに本発明の第２の実施例における表示
装置の構造を説明する。図４は本発明の第２の実施例に
おける表示装置の構成を示す断面図であり、第１の実施
例とは基板の構造のみ異なる。なお図４においては、第
１の実施例の構造と同一構成要素には、同一符号を付け
てある。

【００５６】すなわち基板は透明な基板１５ａであり、
また第１の着色部１７と第２の着色部１９が印刷された
シート３３が表示画面から見えるように、透明な基板１
５ａの下側に配置している。

【００５７】本発明の第２の実施例においては、第１の
着色部１７と第２の着色部１９との化学的強度が増し、
さらにシート３３を交換するだけで表示色を変更するこ
とができるので、実用上大きな利点となる。

【００５８】第２の実施例において、透明な基板１５ａ
としては、透明なガラス基板を用いた。誘電体２３は黄
色顔料（カドミウムエロー）で着色した。

【００５９】さらに、シート３３としてはポリエステル
フィルムを用い、第１の着色部１７としては青色顔料
（ビクトリアピュアレーキ）を用い、第２の着色部１９
としては赤色顔料（パーマネントレッド）を用いた。

【００６０】この実施例では、一画素で誘電体２３と第
１の着色部１７による緑色表示と、誘電体２３と第２の
着色部１９とによるだいだい色表示との二色表示をする
ことが可能となる。

【００６１】さらにまた、本発明はシート３３と第１の
着色部１７と第２の着色部１９とを透明にすれば透過型
表示が可能となる。誘電体２３は黒色顔料（ダイヤモン
ドブラック）で着色し、シート３３としてポリエステル
フィルムを用い、第１の着色部１７には青色顔料（フタ
ロシアニンブルー）を含む樹脂を用い、第２の着色部１
９には赤色顔料（ローダミンレーキ）を含む樹脂を用い
た。このの実施例では一画素で赤色と青色の二色表示を
することができる。

【００６２】さらに、シート３３を用いずに、透明な基
板１５ａの透明電極を有する面とは反対側の面に、直接
第１の着色部１７と第２の着色部１９とを印刷しても、
上記の反射型と透過型とのいずれも適用することができ
る。

【００６３】つぎに以上の構造を形成するための製造方
法を、簡単に説明する。図４に示す構造の製造方法は以
下に記載の通りである。

【００６４】まず、透明な基板１５ａ（透明なガラス基
板）上と透明基板１３（透明なガラス基板）上に、それ
ぞれ第１の透明電極２１と第１の透明電極２２とをフォ
トエッチング法を用いパターニングをする。

【００６５】つぎに、感光性樹脂を透明な基板１５ａ上
に厚さ約３５μｍに塗布法により形成し、熱処理を行
う。その後、仕切２７のパターンをもつマスクを基板１
５ａ上の透明電極のパターンと位置を合わせて重ね紫外
線で露光し、現像処理を行い、焼成処理して仕切２７を
形成する。

【００６６】つぎに、微小な誘電体２３として白色顔料
（酸化チタン）を塗装した直径３０μｍのガラス球を、
スクリーン印刷法で用いられるスクリーンを利用して、
基板１５ａ上に仕切２７で区切られた一画素に一つずつ
配置する。

【００６７】つぎに、透明基板１３にスペーサを混入し
た封止用の接着剤を表示画面の外周部に沿うようなパタ
ーンに印刷する。このとき透明絶縁液２５を注入するた
めの孔を２カ所設けて印刷する。

【００６８】続いて透明基板１３と基板１５ａとを位置
合わせして、静かに重ね合わせて接着剤を硬化させる。

【００６９】つぎに、透明絶縁液２５としてフッ素系不
活性液体（商品名フロリナート：住友スリーエム株式会
社製）を、前述の孔から注入し、さらにその後、接着剤
で２カ所の孔を封止する。

【００７０】誘電体２３と透明絶縁液２５とは比較的自
由に選択できる。誘電体材料としてはガラスの他に、有
機高分子や、セラミックスも用いることができる。また
透明絶縁液２５としてはフッ素系不活性液体の他に、シ
リコーンオイルや、トルエンなどの有機溶媒も用いるこ
とができる。

【００７１】つぎに、第１の着色部１７と第２の着色部
１９とを印刷したシート３３を基板１５ａに位置合わせ
して接着する。シート３３と第１の着色部１７と第２の
着色部１９とは自由に選択できる。

【００７２】この本発明の実施例では、シート３３とし
てはポリエステルフィルムを用い、第１の着色部１７と
しては青色顔料（ビクトリアピュアレーキ）を用い、第
２の着色部１９としては赤色顔料（パーマネントレッ
ド）を用いた。このの実施例では、一画素で水色と桃色
の二色表示をすることができる。

【００７３】透明な第１の着色部１７と第２の着色部１
９を構成するには、カラー液晶表示装置に用いられてい
るカラーフィルターの製造技術を利用することができ
る。

【００７４】すなわち、シート３３として、ポリエステ
ルフィルム上にゼラチンなどの水溶性高分子で第１の着
色部１７と第２の着色部１９のパターンを形成し、この
ゼラチンを顔料で染色し、保護のためエポキシ樹脂材料
でトップコートをする。

【００７５】本発明の実施例では、誘電体２３は黒色顔
料（ダイヤモンドブラック）で着色し、第１の着色部１
７には青色顔料（フタロシアニンブルー）を用い、第２
の着色部１９には赤色顔料（ローダミンレーキ）を用い
た。このの実施例では一画素で青色と赤色の二色表示を
行うことができる。

【００７６】以上説明した表示装置構造では、第１の着
色部１７と第２の着色部１９の構成を一画素ごとに変え
て構成することができ、複数の画素でより多くの色を表
示することができる。

【００７７】誘電体２３と第１の着色部１７と第２の着
色部１９の用いる顔料は、とくには限定されない。以上
示した他には、緑色顔料であるフタロシアニングリーン
や、黄色顔料のベンジンエローや、赤色顔料であるカド
ミウムレッドなども用いることができる。

【００７８】つぎに、以上説明した構造の表示装置を駆
動するための駆動方法を、波形図を用いて説明する。

【００７９】図５は駆動回路からの駆動方法の第１の実
施例を示したものである。縦軸に電圧値を、横軸に時刻
をとってある。図５（ａ）は第１の透明電極２１の駆動
波形であり、図５（ｂ）は第３の透明電極１１の駆動波
形であり、図５（ｃ）は第２の透明電極２２の駆動波形
であり、図５（ｄ）は第４の透明電極１２の駆動波形で
ある。以下の駆動波形についての説明では、透明絶縁液
２５の誘電率が誘電体２３の誘電率より小さいとしてい
る。

【００８０】時刻ｔ0 において第２の透明電極２２と第
４の透明電極１２の印加電圧値は、ともにゼロＶを含む
電圧値Ｖ0 で、第１の透明電極２１の印加電圧値は（Ｖ
0 ＋Ｖ1 ）であり、第３の透明電極１１の印加電圧値は
（Ｖ0 −Ｖ1 ）である。

【００８１】この結果、誘電体２３は第１の着色部１７
上の空間に引き込まれて安定しており、表示面である透
明基板１３側から本装置を見ると、第２の着色部１９の
色と誘電体２３の色の組み合わせによる色（これを第１
の色と呼ぶ）が表示されている。

【００８２】つぎに時刻ｔ1 において第１の透明電極２
１と第３の透明電極１１の印加電圧値は共にＶ0 で、第
２の透明電極２２の印加電圧値は（Ｖ0 ＋Ｖ1 ）であ
り、第４の透明電極１２の印加電圧値は（Ｖ0 −Ｖ1 ）
である。

【００８３】この結果、誘電体２３は第２の着色部１９
上の空間に引き込まれ、表示面である透明基板１３側か
ら本装置を見ると第１の着色部１７の色と誘電体２３の
色の組み合わせによる色（これを第２の色と呼ぶ）の表
示へと変化する。

【００８４】続いて、時刻ｔ3 で第２の透明電極２２と
第４の透明電極１２との印加電圧値は、ともにＶ0 で、
第１の透明電極２１の印加電圧値は（Ｖ0 ＋Ｖ1 ）であ
り、第３の透明電極１１の印加電圧値は（Ｖ0 −Ｖ1 ）
にして、ふたたび第２の着色部１９の色と誘電体２３の
色の組み合わせによる色が表示される。なお時刻ｔ5以
降は、同様な繰り返しを行って表示を選択する。

【００８５】本発明の実施例では、前述の電圧値（Ｖ0
−Ｖ1 ）を、前述の電圧値Ｖ0 に置き換えてもよく、駆
動回路をより簡単にすることができる。

【００８６】本発明の実施例では、基板１５と透明基板
１３はともにガラス基板を用い、第１の透明電極２１と
第２の透明電極２２とは、透明導電膜である酸化インジ
ウムスズ（ＩＴＯ）電極を用い、透明絶縁液２５はトル
エンを用い、誘電体２３は直径３０μｍのガラス球を用
いて、電圧値Ｖ0 と（Ｖ0 −Ｖ1 ）をゼロＶに、電圧
（Ｖ0 ＋Ｖ1 ）を１０Ｖに設定した。

【００８７】以上の条件での本発明の表示装置の応答性
は、誘電体２３の移動時間で見て約５０ｍｓであった。

【００８８】図６は本発明の第２の実施例における駆動
方法を示す波形図であり、縦軸に電圧値をとり、横軸に
時刻をとる。図６（ａ）は第１の透明電極２１の駆動波
形であり、図６（ｂ）は第３の透明電極１１駆動波形で
あり、図６（ｃ）は第２の透明電極２２の駆動波形であ
り、図６（ｄ）は第４の透明電極１２の駆動波形であ
る。以下の駆動波形についての説明では、透明絶縁液２
５の誘電率が誘電体２３の誘電率より小さいとしてい
る。

【００８９】まず、時刻ｔ0 においては第２の透明電極
２２と第４の透明電極１２の印加電圧値は０Ｖを含む電
圧値Ｖ0 である。第１の透明電極２１には比較的低い電
圧値（Ｖ0 ＋Ｖ2 ）が印加され、第３の透明電極１１に
は比較的低い電圧値（Ｖ0 −Ｖ2 ）が印加されている
が、これは状態保持電圧として働いてすでに選択されて
いた第１の色を表示し続ける。

【００９０】時刻ｔ1 における第２の色の表示への反転
は、第１の透明電極２１と第３の透明電極１１との印加
電圧値をＶ0 にして、第２の透明電極２２に電圧値（Ｖ
0 ＋Ｖ3 ）を短時間印加し、同時に第４の透明電極１２
に電圧値（Ｖ0 ＋Ｖ3 ）を短時間印加し、反転が完了し
た時刻ｔ2 以降は、前述の状態保持電圧である電圧値
（Ｖ0 ＋Ｖ2 ）を第２の透明電極２２に、前述の電圧値
（Ｖ0 −Ｖ2 ）を第４の透明電極１２に印加して、第２
の色の表示を保持する。

【００９１】つぎに時刻ｔ3 で第２の透明電極２２と第
４の透明電極１２との印加電圧値をＶ0 にし第１の透明
電極２１に前述の電圧値（Ｖ0 ＋Ｖ3 ）を、同時に第３
の透明電極１１に電圧値（Ｖ0 −Ｖ3 ）を短時間印加し
て、ふたたび第１の色の表示を選択し、時刻ｔ4 におい
て状態保持電圧である電圧値（Ｖ0 ＋Ｖ2 ）を第１の透
明電極２１に電圧値（Ｖ0 −Ｖ2 ）を第３の透明電極１
１に印加して第１の色の表示を保持する。なお、時刻ｔ
5 以降は同様な繰り返しを行って表示を選択する。

【００９２】本発明の実施例では、前述の電圧値（Ｖ0
−Ｖ2 ）と（Ｖ0 −Ｖ3 ）をＶ0 に置き換えてもよく、
駆動回路を簡単にすることができる。

【００９３】本発明の実施例では、基板１５と透明基板
１３は共にガラス基板を用い、各透明電極は透明な酸化
インジウムスズ（ＩＴＯ）電極を用いた。透明絶縁液２
５としてはトルエンを用い、誘電体２３は直径３０μｍ
のガラス球を用いた。前述の電圧Ｖ0 と（Ｖ0 −Ｖ2 ）
と（Ｖ0 −Ｖ3 ）をゼロＶに設定し、（Ｖ0 ＋Ｖ2 ）を
５．５Ｖに設定し、（Ｖ0 ＋Ｖ3 ）を１０Ｖに設定し、
（ｔ2 −ｔ1 ）を５０ｍｓに設定した。

【００９４】本発明の駆動方法の効果としては、前述の
状態保持電圧を導入することにより表示装置に定常的に
印加する直流電圧を低くする効果が得られ、イオンによ
る内部電場の発生を抑制することができる。また、前述
の電圧値Ｖ3 を大きくすることによって表示の走査時間
を短縮することもできる。

【００９５】図７は本発明の第３の実施例における駆動
回路からの駆動方法を示す波形図である。縦軸には電圧
値をとり、横軸に時刻をとってある。図７（ａ）は第１
の透明電極２１の駆動波形であり、図７（ｂ）は第３の
透明電極１１の駆動波形であり、図７（ｃ）は第２の透
明電極２２の駆動波形であり、図７（ｄ）は第４の透明
電極１２の駆動波形である。以下の駆動波形についての
説明においては、透明絶縁液２５の誘電率が誘電体２３
の誘電率より小さいとしている。

【００９６】時刻ｔ0 において第２の透明電極２２と第
４の透明電極１２の印加電圧値は、ともに０Ｖを含む電
圧値Ｖ0 であり、第１の透明電極２１の印加電圧値は
（Ｖ0＋Ｖ1 ）であり、第３の透明電極１１の印加電圧
値は（Ｖ0 −Ｖ1 ）である。

【００９７】この結果、誘電体２３は第１の着色部１７
上の空間に引き込まれて安定しており、表示面である透
明基板１３側から本発明の表示装置を見ると、第１の色
が表示されている。

【００９８】つぎに時刻ｔ1 において第１の透明電極２
１と第３の透明電極１１の印加電圧値はともにＶ0 であ
り、第２の透明電極２２の印加電圧値は（Ｖ0 ＋Ｖ1 ）
であり、第４の透明電極１２の印加電圧値は（Ｖ0 −Ｖ
1 ）である。

【００９９】この結果、誘電体２３は第２の着色部１９
上の空間に引き込まれて、表示面である透明基板１３側
から本発明の表示装置を見ると、第２の色の表示へと変
化する。

【０１００】続いて、時刻ｔ3 で第２の透明電極２２と
第４の透明電極１２の印加電圧値は共にＶ0 であり、第
１の透明電極２１の印加電圧値は（Ｖ0 −Ｖ1 ）であ
り、第３の透明電極１１の印加電圧値は（Ｖ0 ＋Ｖ1 ）
にする。

【０１０１】このときの第１の透明電極２１と第３の透
明電極１１の間の電場の極性は、時刻ｔ0 からｔ1 まで
の間の極性と逆であるが、本発明の表示装置の駆動には
電場のエネルギーを用いており、電場の極性が変わって
も絶対値が同じならば同様の駆動をする。したがってふ
たたび第１の色が表示される。

【０１０２】続いて、時刻ｔ5 で第１の透明電極２１と
第３の透明電極１１の印加電圧値は共にＶ0 であり、第
２の透明電極２２の印加電圧値は（Ｖ0 −Ｖ1 ）であ
り、第４の透明電極１２の印加電圧値は（Ｖ0 ＋Ｖ1 ）
である。

【０１０３】このときの第２の透明電極２２と第４の透
明電極１２の間の電場の極性は時刻ｔ1 からｔ3 までの
間の極性と逆であるが、本発明の表示装置の駆動には電
場のエネルギーを用いており、電場の極性が変わっても
絶対値が同じならば同様の駆動をする。したがってふた
たび第２の色の表示へと変化する。これ以降は同様な繰
り返しを行って表示を選択する。

【０１０４】本発明の実施例では、前述の電圧値（Ｖ0
−Ｖ1 ）を、前述の電圧値Ｖ0 に置き換えてもよく、駆
動回路をより簡単にすることができる。

【０１０５】本発明の実施例では、基板１５と透明基板
１３はともにガラス基板を用い、各透明電極は透明な酸
化インジウムスズ（ＩＴＯ）電極を用い、透明絶縁液２
５はトルエンを用い、誘電体２３は直径３０μｍのガラ
ス球を用いて、前述の電圧値Ｖ0 と（Ｖ0 −Ｖ1 ）とを
０Ｖに設定し、電圧（Ｖ0 ＋Ｖ1 ）を１０Ｖに設定し
た。

【０１０６】以上の条件での本発明の表示装置の応答性
は、誘電体２３の移動時間で見ておよそ５０ｍｓであっ
た。

【０１０７】図８は本発明の第４の実施例における駆動
方法を示す波形図のであり、縦軸に電圧値をとり、横軸
に時刻をとる。図８（ａ）は第１の透明電極２１の駆動
波形であり、図８（ｂ）は第３の透明電極１１駆動波形
であり、図８（ｃ）は第２の透明電極２２の駆動波形で
あり、図８（ｄ）は第４の透明電極１２の駆動波形であ
る。なお以下の駆動波形についての説明では、透明絶縁
液２５の誘電率が誘電体２３の誘電率より小さいとして
いる。

【０１０８】まず、時刻ｔ0 においては第２の透明電極
２２と第４の透明電極１２の印加電圧値は０Ｖを含む電
圧値Ｖ0 である。第１の透明電極２１には比較的低い電
圧値（Ｖ0 ＋Ｖ2 ）が印加され、第３の透明電極１１に
は比較的低い電圧値（Ｖ0 −Ｖ2 ）が印加されている
が、これは状態保持電圧として働いて、すでに選択され
ていた第１の色を表示しつづける。

【０１０９】時刻ｔ1 における第２の色の表示への反転
は、第１の透明電極２１と第３の透明電極１１との印加
電圧値をＶ0 にして、第２の透明電極２２に電圧値（Ｖ
0 ＋Ｖ3 ）を短時間印加し、同時に第４の透明電極１２
に電圧値（Ｖ0 ＋Ｖ3 ）を短時間印加し、反転が完了し
た時刻ｔ2 以降は、前述の状態保持電圧である電圧値
（Ｖ0 ＋Ｖ2 ）を第２の透明電極２２に印加し、前述の
電圧値（Ｖ0 −Ｖ2 ）を第４の透明電極１２に印加し
て、第２の色の表示を保持する。

【０１１０】つぎに、時刻ｔ3 で第２の透明電極２２と
第４の透明電極１２の印加電圧値をＶ0 にし、第１の透
明電極２１に前述の電圧値（Ｖ0 −Ｖ3 ）を印加し、同
時に第３の透明電極１１に電圧値（Ｖ0 ＋Ｖ3 ）を短時
間印加して、ふたたび第１の色の表示を選択し、時刻ｔ
4 において状態保持電圧である状態保持電圧である電圧
値（Ｖ0 −Ｖ2 ）を第１の透明電極２１に、電圧値（Ｖ
0 ＋Ｖ2 ）を第３の透明電極１１に印加して第１の色の
表示を保持する。

【０１１１】時刻ｔ3 からｔ5 にまでの第１の透明電極
２１と第３の透明電極１１の間の電場の極性は時刻ｔ0
からｔ1 までの極性と逆であるが、本発明の表示装置の
駆動には電場の極性は無関係である。

【０１１２】つぎに、時刻ｔ5 で第１の透明電極２１と
第３の透明電極１１の印加電圧値をＶ0 にし第２の透明
電極２２に前述の電圧値（Ｖ0 −Ｖ3 ）を印加し、同時
に第４の透明電極１２に電圧値（Ｖ0 ＋Ｖ3 ）を短時間
印加して、ふたたび第２の色の表示を選択し、時刻ｔ6
において状態保持電圧である状態保持電圧である電圧値
（Ｖ0 −Ｖ2 ）を第２の透明電極２２に印加し、電圧値
（Ｖ0 ＋Ｖ2 ）を第４の透明電極１２に印加して第２の
色の表示を保持する。

【０１１３】時刻ｔ5 からｔ7 までの第２の透明電極２
２と第４の透明電極１２の間の電場の極性は時刻ｔ1 か
らｔ3 までの極性と逆であるが、本発明の表示装置の駆
動には電場の極性は無関係である。これ以降は同様な繰
り返しを行って表示を選択する。

【０１１４】本発明の実施例では、前述の電圧値（Ｖ0
−Ｖ2 ）と（Ｖ0 −Ｖ3 ）をＶ0 に置き換えてもよく、
駆動回路を簡単にすることができるとういう効果をも
つ。

【０１１５】本発明の実施例では、基板１５と透明基板
１３はともにガラス基板を用い、各透明電極は透明な酸
化インジウムスズ（ＩＴＯ）電極を用い、透明絶縁液２
５はトルエンを用い、誘電体２３は直径３０μｍのガラ
ス球を用い、前述の電圧Ｖ0と（Ｖ0 −Ｖ2 ）と（Ｖ0
−Ｖ3 ）をゼロＶに設定し、（Ｖ0 ＋Ｖ2 ）を５．５Ｖ
に設定し、（Ｖ0 ＋Ｖ3 ）を１０Ｖに設定し、（ｔ2 −
ｔ1 ）を５０ｍｓに設定した。

【０１１６】以上、図７と図８に示すような波形は疑似
的な交流駆動であり、直流駆動で問題となる内部イオン
による分極現象を防止する効果がある。

【０１１７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明の表
示装置によれば、液晶表示装置に代表される反射型表示
での、画面の暗さとカラー表示の困難さとを同時に解決
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における表示装置を示し、表示
装置の駆動状態を示す断面図である。

【図２】本発明の実施例における表示装置を示し、一画
素の構造を説明するための平面図である。

【図３】本発明の実施例における表示装置の駆動原理を
説明するための斜視図である。

【図４】本発明の実施例における表示装置を示し、表示
装置の駆動状態を示す断面図である。

【図５】本発明の実施例における表示装置の駆動方法の
駆動波形を示す波形図である。

【図６】本発明の実施例における表示装置の駆動方法の
駆動波形を示す波形図である。

【図７】本発明の実施例における表示装置の駆動方法の
駆動波形を示す波形図である。

【図８】本発明の実施例における表示装置の駆動方法の
駆動波形を示す波形図である。

【図９】従来例の表示装置を説明するための断面図であ
る。

【図１０】従来例の表示装置を説明するための断面図で
ある。

【図１１】従来例の表示装置を説明するための断面図で
ある。

【図１２】表示方式のセグメント型とマトリクス型を説
明するための平面図である。

【符号の説明】

１１第３の透明電極１２第４の透明電極１３透明基板１５基板１７第１の着色部１９第２の着色部２１第１の透明電極２２第２の透明電極２３誘電体２５透明絶縁液２７仕切３３シート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と透明基板とを平行に配置し、基板
と透明基板との間の空間は仕切により細分され、仕切に
囲まれ細分化された空間が一画素であり、一画素内は基
板上の第１の着色部と第２の着色部と、第１の着色部上
の第１の透明電極と、第２の着色部上の第２の透明電極
と、第１の透明電極と対をなす透明基板上の第３の透明
電極と、第２の透明電極と対をなす透明基板上の第４の
透明電極と、基板と透明基板間の空間内に充填する着色
された誘電体と誘電体と異なる誘電率をもつ透明絶縁液
よりなり、基板と透明基板上のそれぞれの透明電極は駆
動回路に接続していることを特徴とする表示装置。
【請求項２】基板と透明基板とを平行に配置し、基板
と透明基板との間の空間は仕切により細分され、仕切に
囲まれ細分化された空間が一画素であり、一画素内は基
板上の第１の着色部と第２の着色部と、第１の着色部上
の第１の透明電極と、第２の着色部上の第２の透明電極
と、第１の透明電極と対をなす透明基板上の第３の透明
電極と、第２の透明電極と対をなす透明基板上の第４の
透明電極と、基板と透明基板間の空間内に充填する着色
された誘電体と誘電体と異なる誘電率をもつ透明絶縁液
よりなり、基板と基板上の第１の着色部と第２の着色部
が透明であり、基板と透明基板上のそれぞれの透明電極
は駆動回路に接続していることを特徴とする表示装置。
【請求項３】基板と透明基板とが平行に配置され、基
板は透明で透明基板とは反対側の面に第１の着色部と第
２の着色部が印刷されたシートが付着されており、両基
板間の空間は仕切により細分され、仕切に囲まれ細分化
された空間が一画素であり、一画素内は基板上の第１の
着色部と第２の着色部、第１の着色部上の第１の透明電
極、第２の着色部上の第２の透明電極、第１の透明電極
と対をなす透明基板上の第３の透明電極、第２の透明電
極と対をなす透明基板上の第４の透明電極、基板と透明
基板間の空間内に充填する着色された誘電体と誘電体と
異なる誘電率をもつ透明絶縁液よりなり、基板と透明基
板上のそれぞれの透明電極が駆動回路に接続されている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項４】基板と透明基板とが平行に配置され、基
板は透明で透明基板とは反対側の面に第１の着色部と第
２の着色部が印刷されたシートが付着されており、両基
板間の空間は仕切により細分され、仕切に囲まれ細分化
された空間が一画素であり、一画素内は基板上の第１の
着色部と第２の着色部、第１の着色部上の第１の透明電
極、第２の着色部上の第２の透明電極、第１の透明電極
と対をなす透明基板上の第３の透明電極、第２の透明電
極と対をなす透明基板上の第４の透明電極、基板と透明
基板間の空間内に充填する着色された誘電体と誘電体と
異なる誘電率をもつ透明絶縁液よりなり、シートとシー
ト上の第１の着色部と第２の着色部が透明であり、基板
と透明基板上のそれぞれの透明電極が駆動回路に接続さ
れていることを特徴とする表示装置。
【請求項５】誘電体が基板の第１の着色部と第２の着
色部とは、異なる色で着色されていることを特徴とする
請求項１、２、３、あるいは４に記載の表示装置。
【請求項６】一画素ごとに基板上に設置されている仕
切が感光性樹脂であることを特徴とする請求項１、２、
３、４、あるいは５に記載の表示装置。
【請求項７】駆動回路からの電圧パルスは、第１の電
圧を第１の透明電極と第３の透明電極に印加しつつ、第
２の電圧を第２の透明電極に、同時に第２の電圧とは異
なる第３の電圧を第４の透明電極に継続的に印加して誘
電体と第１の着色部の組み合わせによる表示をし、第１
の電圧を第２の透明電極と第３の透明電極に印加しつ
つ、第２の電圧を第１の透明電極に、同時に第３の電圧
を第３の透明電極に継続的に印加して誘電体と第２の着
色部の組み合わせによる表示をするサイクルで電圧パル
スを構成することを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項８】第１の電圧が、第２の電圧と第３の電圧
の中間の電圧値であることを特徴とする請求項７に記載
の表示装置の駆動方法。
【請求項９】第２の電圧と第３の電圧が一定周期で入
れ替わることを特徴とする請求項７、あるいは８に記載
の表示装置の駆動方法。
【請求項１０】駆動回路からの電圧パルスは、第１の
電圧を第２の透明電極と第４の透明電極に印加しつつ、
第４の電圧を第１の透明電極に、同時に第４の電圧とは
異なる第５の電圧を第３の透明電極に継続的に印加して
誘電体と第２の着色部の組み合わせによる表示をし、第
１の電圧を第１の透明電極と第３の透明電極に印加しつ
つ、第２の電圧を第２の透明電極に、同時に第２の電圧
とは異なる第３の電圧を第４の透明電極に１の定時間印
加して誘電体と第１の着色部の組み合わせによる表示に
反転し、一定時間経過後に第４の電圧を第２の透明電極
に、同時に第５の電圧を第４の透明電極に継続的に印加
して表示を保持し、第１の電圧を第２の透明電極と第４
の透明電極に印加しつつ第２の電圧を第１の透明電極
に、同時に第３の電圧を第３の透明電極に一定時間印加
して誘電体と第１の着色部の組み合わせによる表示に反
転し、一定時間経過後に第４の電圧を第１の透明電極
に、同時に第５の電圧を第３の透明電極に継続的に印加
して表示を保持するサイクルで電圧パルスを構成し、第
１の電圧と第２の電圧の電位差は第４の電圧と第５の電
圧の電位差より小さいことを特徴とする表示装置の駆動
方法。
【請求項１１】第１の電圧が、第２の電圧と第３の電
圧の中間の電圧値および第４の電圧と第５の電圧の中間
の電圧値であることを特徴とする請求項１０に記載の表
示装置の駆動方法。
【請求項１２】第２の電圧と第３の電圧または第４の
電圧と第５の電圧が一定周期で入れ替わることを特徴と
する請求項１０、あるいは１１に記載の表示装置の駆動
方法。