KR20050086555A - 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 표시 장치(1)는 대향하는 1쌍의 기판(3A 및 3B)과, 해당 1쌍의 기판간에 내재하는 대전성의 착색 입자군(6)과, 투명한 제 1 전극(4)과 제 2 전극(5)을 구비하고, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 인가되는 전압에 따라서 상기 착색 입자군이 상기 제 1 전극에 입사하거나 또는 상기 제 1 전극을 투과하는 광을 차광하거나 차광하지 않도록 이동하는 것에 의해 표시를 실행한다.

Description

표시 장치 및 그 구동 방법{DISPLAY AND METHOD FOR DRIVING SAME}

본 발명은 화상을 표시하는 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 특히, 미립자가 전극간을 이동하는 것에 의해 화상을 표시하는 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

최근, 정보 기기 또는 영상 기기 등의 화상 기기에 탑재되는 화상 표시 장치로서, 미세한 입자가 전극간을 이동하는 것에 의해 화상 표시를 실행하는 파우더 유체 디스플레이가 널리 이용되고 있다.

종래의 파우더 유체 디스플레이(예를 들면, 전자 페이퍼 등)에는, 착색 입자의 회전이나, 전기 영동 등의 화상 표시 기술이 이용되고 있다. 이들 화상 표시 기술은 착색 입자와, 그 착색 입자의 주위에 존재하는 유기 용매 등과의 외광 반사의 차를 이용하여 표시하고 있다.

그런데, 종래의 전기 영동을 이용한 화상 표시 장치로서는, 예를 들면, 대향하는 1쌍의 기판간에 충전된 액상내에서 전기 영동 입자가 전극간을 이동하는 것에 의해서, 화상 표시를 실행하는 전기 영동 표시 장치가 제안되고 있다. 이러한 전기 영동 표시 장치에서는, 미세한 전기 영동 입자를 이용하여 표시를 실행하기 때문에, 박형이고, 게다가 플렉서블한 구조로 하는 것이 가능하다.

그러나, 전술한 전기 영동 표시 장치를 이용하는 경우, 전기 영동 입자가 액상내를 이동할 때의 액체의 저항이 크기 때문에, 화상 표시의 응답이 느리다고 하는 문제가 있었다. 그래서, 화상 표시의 응답 속도의 향상을 도모하도록, 대향하는 1쌍의 기판간에 마련된 기상(氣相)내에서 입자를 이동시키는 것에 의해, 화상 표시를 실행하는 표시 장치가 제안되고 있다. 이러한 표시 장치의 경우, 입자는 기상내를 이동하게 되기 때문에, 전술한 전기 영동 표시 장치의 경우와 비교해서 화상 표시의 응답 속도를 빠르게 하는 것이 가능해진다. 예를 들면, 현상태에서는, 전기 영동 표시 장치에서의 전기 영동 입자의 응답 속도가 100미리초 정도인 것에 반하여, 기상내를 입자가 이동하는 화상 표시 장치에서의 입자의 응답 속도는 1미리초 이하로 고속이다.

여기서, 기상내에서 입자를 이동시켜 화상 표시를 실행하는 화상 표시 장치의 일례에 대해서 설명한다.

도 12는 종래의 기상내에서 입자를 이동시켜 화상 표시를 실행하는 화상 표시 장치의 구성과 동작 원리를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 이 종래의 화상 표시 장치(34)는 광을 투과시키는 제 1 기판(36)과, 제 1 기판(36)에 대향하여 배치된 제 2 기판(35)과, 이들 제 1 기판(36)과 제 2 기판(35) 사이에 봉입된 서로 색이 상이한 제 1 입자(39) 및 제 2 입자(40)를 구비하고 있다. 그리고, 제 1 기판(36)의, 제 2 기판(35)과의 대향면상에는 전극(38)이, 또한, 제 2 기판(35)의, 제 1 기판(36)과의 대향면상에는 전극(37)이 각각 형성되어 있다. 여기서, 제 1 입자(39)는 정전하로 대전하고, 또한, 제 2 입자(40)는 부전하로 대전해 있는 것으로 한다.

이상과 같이 구성된 종래의 표시 장치(34)에서, 화상 신호에 따른 전압이 도 12(a)에 나타내는 바와 같이 전극(37)과 전극(38) 사이에 인가되면, 제 1 입자(39)는 제 1 기판(36)측으로, 제 2 입자(40)는 제 2 기판(35)측으로 각각 이동한다. 이 경우, 제 1 입자(39)가 흑색이고, 제 2 입자(40)가 백색인 경우에는, 제 1 기판(36)측에서 관찰하면, 흑(黑)표시가 실행되게 된다. 한편, 도 12(b)에 나타내는 바와 같이, 전극(37)과 전극(38) 사이에 반대 극성의 전압이 인가된 경우, 제 1 입자(39)는 제 2 기판(35)측으로, 제 2 입자(40)는 제 1 기판(36)측으로 각각 이동한다. 이 경우, 제 1 기판(36)측에서 관찰하면, 백(白)표시가 실행되게 된다. 이와 같이, 종래의 화상 표시 장치(34)에서는 전극(37)과 전극(38) 사이에 인가하는 전압의 극성을 변화시키고, 이에 따라서 흑표시 및 백표시를 실행하는 것에 의해서, 소망하는 화상을 표시하는 것이 가능해진다.

그러나, 이 종래의 입자를 이용한 디스플레이의 구성에서는, 외광이 존재하는 환경에서만 양호한 시인성을 갖고, 외광이 불충분한 환경에서는 시인성이 저하한다고 하는 과제가 생긴다. 즉, 야간과 같은 어두운 환경에서는 시인성이 현저하게 악화된다고 하는 과제를 갖고 있었다. 또한, 컬러 표시를 실행할 때에는 컬러 필터를 이용하여 표시를 실행하는 등의 구성이 생각되지만, 색재현 범위가 양호한 표시를 실행할 때에는 환경광에 의해서 시인성이 저하한다고 하는 과제가 생긴다. 즉, 색재현 범위를 확대하면, 환경광이 부족한 곳에서는 표시된 화상이 어두워진다고 하는 문제가 있었다. 이 경우, 입자 그것을 R(빨강), G(초록), B(파랑)로 착색하여 컬러 표시를 실행하는 방법도 있지만, RGB 화소마다의 미립자의 분리 도포나 분배가 곤란하다고 하는 문제가 있었다.

또한, 상기 종래의 기상내에서 입자를 이동시켜서 화상 표시를 실행하는 화상 표시 장치의 구성에서는, 입사광을 반사하여 충분한 밝기의 백색 표시를 실행하기 위해서는, 백색 입자군의 두께를 매우 두껍게 할 필요가 있다. 그 때문에, 화상 표시 장치의 구동 전압이 높아지고, 또한, 표시의 해상도가 낮아진다고 하는 문제가 있었다. 이 경우, 백색 입자군의 두께를 얇게 하면 백색이 어두워져, 특히 야간의 실내 등 어두운 방에서는 표시가 보기 힘들어진다고 하는 문제가 생긴다. 또한, 컬러 표시를 실행할 때에는, 상기와 마찬가지로, 컬러 필터를 이용하는 구성이나, 착색 입자를 컬러로 하는 등의 구성도 생각되지만, 이들 구성에서는 광의 반사율이 저하하기 때문에, 선명한 색재현을 실행하는 것은 곤란하였다.

발명의 개시

본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 외광이 부족한 어두운 환경에서도 시인성이 악화하지 않고, 또한 색재현 범위가 양호한 파우더 유체형의 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

그리고, 이들 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 표시 장치는, 대향하는 1쌍의 기판과, 해당 1쌍의 기판간에 내재하는 대전성의 착색 입자군과, 투명한 제 1 전극과, 제 2 전극을 구비하고, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 인가되는 전압에 따라서 상기 착색 입자군이 상기 제 1 전극에 입사하거나 또는 상기 제 1 전극을 투과하는 광을 차광하거나 또는 차광하지 않도록 이동하는 것에 의해 표시를 실행한다. 이러한 구성으로 하면, 표시 품위가 양호하고 또한 시인성도 양호한 화상을 얻을 수 있다.

이 경우, 상기 광을 발생하는 광원을 구비하고 있다. 이러한 구성으로 하면, 외광이 부족한 환경하에서도, 시인성도 양호한 화상을 얻을 수 있다.

또한, 상기 착색 입자군이 평면에서 본 위치를 바꾸도록 이동하는 것에 의해, 상기 광의 차광 또는 비차광을 실행한다. 이러한 구성으로 하면, 표시 품위가 양호하고, 또한 고속으로 변화 가능한 화상을 얻을 수 있다.

또한, 컬러 필터를 갖고, 상기 광원으로부터의 광이 상기 컬러 필터를 투과하는 것에 의해 컬러 표시를 실행한다. 이러한 구성으로 하면, 컬러 표시를 간이한 구성으로 구현화할 수 있다.

또한, 상기 컬러 필터가 상기 1쌍의 기판 중 적어도 한쪽의 표면상에 배치되어 있다. 또한, 상기 컬러 필터가 상기 제 1 전극의 표면상에 배치되어 있다. 또한, 상기 컬러 필터가 상기 광원의 광출사면상에 배치되어 있다. 이러한 구성으로 하면, 간이한 구성으로 밝고 시인성이 양호한 컬러 표시가 가능하게 된다.

또한, 상기 광원이 시분할에 따라 적색, 녹색, 또는 청색 중 어느 하나의 색의 광을 발생한다. 이러한 구성으로 하면, 컬러 필터를 이용하지 않고서, 시인성이 양호한 컬러 화상을 표시할 수 있다.

또한, 상기 광원이 컬러 표시를 실행할 때에만 발광한다. 이러한 구성으로 하면, 밝고 시인성이 양호한 컬러 표시가 가능하게 되고, 또한, 저소비 전력의 표시 장치를 구성할 수 있다.

또한, 상기 1쌍의 기판 중 적어도 한쪽이 수지 필름으로 이루어진다. 이러한 구성으로 하면, 시트 형상으로 얇고 가벼운 표시 장치를 구현화할 수 있다.

또한, 광을 반사하는 반사판을 갖고, 해당 반사판이 입사하는 외광을 반사하는 것에 의해서 백색을 표시한다. 이러한 구성으로 하면, 외광이 풍부한 환경하에서 간이한 구성에 의해 선명한 백색 표시가 가능해진다.

또한, 상기 반사판이 광을 산란시키는 산란성을 갖고 있다. 이러한 구성으로 하면, 선명한 백색 표시가 얻어진다.

또한, 상기 1쌍의 기판이 투명하며, 한쪽의 상기 기판의 내면에 요철체가 형성되고, 해당 요철체에 따라서 오목부와 해당 오목부를 사이에 두는 1쌍의 볼록부가 형성되고, 상기 오목부의 바닥부에 상기 제 1 전극이 형성되고, 상기 1쌍의 볼록부의 정부(頂部)에 상기 제 2 전극이 각각 형성되어 있다. 이러한 구성으로 하면, 제 1 전극상에 착색 입자를 적층해서 배치할 수 있기 때문에, 콘트라스가 양호한 화상을 표시하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 볼록부와 상기 1쌍의 오목부와의 경계부 부분이 사면으로 형성되고, 상기 사면으로부터 상기 볼록부의 정부에 걸친 부분의 표면에 광을 반사하는 반사판이 형성되고, 해당 반사판상에 상기 제 2 전극이 형성되어 있다. 이러한 구성으로 하면, 입사하는 외광을 표시 장치의 외부로 효율적으로 반사하기 때문에, 선명한 백색 표시가 얻어진다.

또한, 상기 제 2 전극은 상기 반사판상에 절연체를 거쳐서 형성되어 있다. 이러한 구성으로 하면, 제 2 전극에 인가한 전압이 반사판에 인가되지 못하게 되기 때문에, 착색 입자군을 제 2 전극상에 모으는 것이 가능해진다.

또한, 상기 1쌍의 기판간의 공간이 기상이다. 이러한 구성으로 하면, 착색 입자가 이동할 때의 저항이 저감하기 때문에, 착색 입자를 고속으로 이동시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 표시 장치의 구동 방법은, 대향하는 1쌍의 기판과, 해당 1쌍의 기판간에 내재하는 대전성의 착색 입자군과, 투명한 제 1 전극과, 제 2 전극을 구비한 표시 장치의 구동 방법으로서, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 전압을 인가하는 것에 의해, 해당 인가 전압에 따라서 상기 착색 입자군이 상기 제 1 전극에 입사하거나 또는 상기 제 1 전극을 투과하는 광을 차광하거나 또는 차광하지 않도록 이동하여 표시를 실행한다. 이러한 구성으로 하면, 표시 품위가 양호하고 또한 시인성도 양호한 화상을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 표시 장치는, 대향하는 1쌍의 기판과, 해당 1쌍의 기판간에 내재하는 대전성의 착색 입자군과, 제 1 전극과, 제 2 전극을 구비하고, 상기 착색 입자군과 반대 극성의 대전성을 갖는 투명 입자군이 해당 착색 입자군과 함께 상기 1쌍의 기판간에 내재하여, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 인가되는 전압에 따라서 상기 착색 입자군과 상기 투명 입자군이 교체하도록 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이를 이동하고, 그에 의해, 상기 제 1 전극에 입사하거나 또는 상기 제 1 전극을 투과하는 광을 차광하거나 또는 차광하지 않는 것에 의해서 표시를 실행한다. 이러한 구성으로 하면, 투명 입자군과 착색 입자군과의 분리가 양호해져, 표시 품위가 양호하고 또한 시인성도 양호한 화상을 얻을 수 있다.

이 경우, 상기 제 1 전극이 투명하더라도 무방하다. 이러한 구성으로 하면, 제 1 전극이 투명하기 때문에, 외광이 풍부한 환경하에서 간이한 구성에 의해 선명한 백색 표시가 가능해진다.

또한, 상기 착색 입자군 및 상기 투명 입자군이 평면에서 본 위치를 바꾸도록 이동하는 것에 의해, 상기 광의 차광 또는 비차광을 실행한다. 이러한 구성으로 하면, 표시 품위가 양호하고, 또한 고속으로 변화 가능한 화상을 얻을 수 있다.

또한, 상기 투명 입자군이 평면에서 본 화소의 대략 전면적을 차지할 때에, 상기 투명 입자군의 배후에 배치된 반사 부재가 외광을 반사하는 것에 의해서 백색을 표시한다. 이러한 구성으로 하면, 외광이 풍부한 환경하에서 간이한 구성에 의해 선명한 백색 표시가 가능해진다.

이 경우, 상기 제 1 전극이 상기 반사 부재로 구성되어 있어도 무방하다. 이러한 구성으로 하면, 반사 부재를 제 1 전극으로서 이용하기 때문에, 표시 장치의 구성을 간이화할 수 있다.

또한, 상기 투명 입자군이 평면에서 본 화소의 대략 전면적을 차지할 때에, 상기 투명 입자가 화소의 주된 평면을 차지할 때에, 상기 광원의 배후의 반사판, 또는 상기 광원의 전면(前面)의 산란판에 의해 외광을 반사하여 백색을 표시한다. 이러한 구성으로 하면, 외광이 풍부한 환경하에서 비교적 간이한 구성에 의해 선명한 백색 표시가 가능해진다.

또한, 상기 1쌍의 기판이 투명하며, 해당 투명한 1쌍의 기판간에 막형상의 상기 제 1 전극과, 절연막과 개구를 갖는 막형상의 상기 제 2 전극이 이 순서대로 배치되고, 상기 제 2 전극의 개구내에 상기 착색 입자군 및 투명 입자군이 봉입되어 있다. 이러한 구성으로 하면, 착색 입자군 및 투명 입자군이 제 1 전극과 제 2 전극 사이를 이동 자유롭게 봉입된다.

또한, 상기 절연막이 컬러 필터이다. 이러한 구성으로 하면, 절연막이 컬러 필터로 되기 때문에, 간이한 구성으로 컬러 표시가 가능해진다.

또한, 상기 제 1 전극에 인접하는 측의 기판의 외측에 상기 광을 발생하는 광원이 배치되어 있다. 이러한 구성으로 하면, 외광이 부족한 환경하에서도 시인성이 양호한 화상이 얻어진다.

또한, 상기 투명 입자의 직경이 상기 착색 입자의 직경보다 크다.

또한, 본 발명에 따른 표시 장치의 구동 방법은, 상기 착색 입자군과 반대 극성의 대전성을 갖는 투명 입자군이 해당 착색 입자군과 함께 상기 1쌍의 기판간에 내재하고, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 전압을 인가하는 것에 의해, 해당 인가 전압에 따라서 상기 착색 입자군과 상기 투명 입자군이 교체하도록 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이를 이동하고, 그에 의해, 상기 제 1 전극에 입사하거나 또는 상기 제 1 전극을 투과하는 광을 차광하거나 또는 차광하지 않는 것에 의해서 표시를 실행한다. 이러한 구성으로 하면, 투명 입자군과 착색 입자군과의 분리가 양호해져, 표시 품위가 양호하고 또한 시인성도 양호한 화상을 얻을 수 있다.

본 발명의 상기 목적, 다른 목적, 특징, 및 이점은 첨부 도면 참조하여, 이하의 바람직한 실시형태의 상세한 설명으로부터 명백하게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 표시 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도,

도 2(a)~도 2(g)는 본 발명의 실시예 1에 따른 표시 장치의 제조 방법에서의 공정을 모식적으로 나타내는 단면도,

도 3(a) 및 도 3(b)는 본 실시예에 따른 표시 장치의 화소의 동작 원리를 나타내는 모식도,

도 4(a) 및 도 4(b)는 본 발명의 실시예 1에 따른 표시 장치의 다른 동작 원리를 나타내는 모식도,

도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 표시 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도,

도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 표시 장치의 제 1 변형예의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도,

도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 표시 장치의 제 2 변형예의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도,

도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 표시 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 블록도,

도 9는 도 8의 표시 장치가 구비하는 표시부의 평면에서 본 구성을 모식적으로 나타내는 부분 평면도,

도 10은 도 8의 표시 장치가 구비하는 표시부의 단면에서 본 구성을 모식적으로 나타내는 부분 단면도로서, 도 9의 XX-XX선에 따른 단면도,

도 11은 본 발명의 실시예 3에 따른 표시 장치의 구동 파형을 모식적으로 나타내는 구동 파형도,

도 12는 종래의 기상내에서 입자를 이동시켜서 화상 표시를 실행하는 화상 표시 장치의 구성과 동작 원리를 모식적으로 나타내는 도면이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

(실시예 1)

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 표시 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도, 도 2(a)~(g)는 본 발명의 실시예 1에 따른 표시 장치의 제조 방법에서의 공정을 모식적으로 나타내는 단면도이다.

본 실시예에 따른 표시 장치는 하나의 화소를 갖고 있다. 복수의 화소를 갖는 표시 장시에 대해서는 후술하는 실시예 4에서 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 표시 장치(1)는 서로 대향하도록 배치된 투명성 전(前)기판(3A)과 투명성 후(後)기판(3B)을 갖고 있다. 투명성 기판(3A, 3B)은, 예를 들면, 투명한 수지 기판으로 구성되어 있다. 투명성 후기판(3B)의 내면에는 1쌍의 요철체(9, 9)가 형성되어 있다. 각 요철체(9)는, 여기서는, 평탄한 정상면(9a)과 사면(9b)을 갖는 사다리꼴의 단면을 갖도록 형성되고, 양쪽의 요철체(9)가 일정한 간격을 갖고 서로 대향하도록 형성되어 있다. 요철체(9)는, 예를 들면, 포토레지스트로 구성되어 있다. 각 요철체(9)의 정상면(9a) 및 사면(9b)에는 반사막(7)이 각각 형성되어 있다. 반사막(7)은, 예를 들면, 알루미늄막으로 구성되어 있다. 각 반사막(7)의, 요철체(9)의 정상면(9a)상에 위치하는 부분에는 알루미늄으로 이루어지는 차광 전극(4)이 형성되어 있다. 한편, 1쌍의 요철체(9, 9)간에 노출하는 투명성 후기판(3B)의 내면(101)에는, ITO로 이루어지는 투명 전극(5)이 형성되어 있다. 또한, 투명성 전기판(3A)의 내면의 차광 전극(4)에 대향하는 부분에는, 도시되지 않은 절연막을 거쳐서 차광체(블랙 매트릭스)(8)가 형성되어 있다. 그리고, 이와 같이 각 요소가 형성된 투명성 전기판(3A) 및 투명성 후기판(3B)간의 공간(102)(이하, 화소 공간이라고 함)에 대전성의 착색 미립자(6)가 수용되어 있다. 이 화소 공간(102)은, 여기서는, 공기에 의해서 채워지고, 또한 도시되지 않은 봉지 부재에 의해 봉지되어 있으며, 그에 의해, 착색 미립자(6)가 화소 공간(102)에 봉입되어 있다. 착색성 미립자(6)는, 여기서는, 직경 약 5㎛의 중합 토너로 구성되어 있다.

투명성 후기판(3B)의 배후에는 백라이트(2)가 배치되어 있다. 백라이트(2)는, 예를 들면, EL 백라이트로 구성되어 있다. 이 백라이트(2)는 대략 백색의 외관이며, 소정의 전압을 인가하면 백색광을 발광하는 면형상 광원이다.

다음에, 이상과 같이 구성된 표시 장치(1)의 제조 방법을 도 2(a)~도 2(g)를 참조하면서 설명한다.

먼저, 투명성 전기판(3A)의 표면상에 투명성 전극(5)의 전구체로서의 투명성 전극막(5')(예를 들면, ITO)를, 그 두께가 100㎚로 되도록 스퍼터에 의해 성막한다(도 2(a)). 다음에, 포토레지스트 등을 이용하여, 상기 투명성 전극막(5')을 소정의 형상으로 패터닝하여, 투명성 전극(5)을 형성한다(도 2(b)). 이 투명성 전극(5)은, ITO를 폭 10㎛, 길이 50㎛로 패터닝하는 것에 의해서 형성하였다. 투명성 전극(5)이 형성된 후, 그 투명성 전극(5) 및 투명성 후기판(3B)상에 포지티브형 레지스트(예를 들면, 도쿄오카공업(주) 제품 PMER)를 약 25㎛의 두께로 되도록 도포하고, 이에 의해서 요철체(9)의 전구체로서의 레지스트막(9')을 성막한다(도 2(c)). 그 후, 투명 전극(5)에 대응하는 개소에 개구를 갖는 마스크를 이용하여 포토리소그래피에 의해서 레지스트막(9')을 패터닝한다. 이에 의해, 레지스트막(9')의 투명 전극(5)상에 위치하는 부분에 개구(도시하지 않음)가 형성된다. 계속해서, 핫플레이트상에서 130℃-120초간의 가열 조건에 의해서 가열을 실행하는 것에 의해서, 투명성 후기판(3B)상의 레지스트막(9')이 유동하여, 소정의 형상을 갖는 요철체(9)가 형성된다(도 2(d)). 이 때, 오븐내에서 또한 220℃-60분간의 가열 조건에 의해서 포스트 베이크를 실행한다. 투명성 후기판(3B)상에 요철체(9)를 형성한 후, 이 요철체(9)의 표면상에, 광을 반사하는 반사판으로서의 알루미늄으로 이루어지는 반사막(7)을 성막한다(도 2(e)). 단, 반사막(7)과 투명성 전극(5)이 전기적으로 단락하지 못하도록 반사막(7)을 성막한다. 또한, 표시 장치(1)의 백표시시의 백색성을 향상시키기 위해서, 반사막(7)의 표면에는 요철 형상을 마련하는 것이 바람직하다. 다음에, 포토리소그래피에 의해, 반사막(7)의 정상면상의 소정 위치에, 차광 전극(4)을, 도시하지 않은 전기 절연막을 거쳐서 형성한다(도 2(f)). 또한, 이 차광 전극(4)은 알루미늄을 폭 10㎛, 길이 50㎛로 패터닝하는 것에 의해서 형성하였다. 마지막으로, 대전성의 착색성 미립자(6)를 차광 전극(4) 및 반사막(7)상에 배치한 후, 차광 전극(4)과 대향하도록 미리 차광 부재(8)가 형성된 투명성 전기판(3A)을, 도시하지 않은 스페이서를 거쳐서 접착제를 이용하여, 이것과 접합한다(도 2(g)). 또한, 착색성 미립자(6)로서는 직경 5㎛ 정도의 중합 토너를 이용하였다. 이상의 제조 공정에 의해, 본 실시예에서의 표시 장치가 완성된다.

다음에, 이상과 같은 구성을 갖는 착색성 미립자(6)를 이용한 표시 장치의 표시 원리에 대해서 설명한다.

먼저, 외광이 풍부하여 광원이 점등해 있지 않은 경우에서의 표시 장치의 표시 원리에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

도 3(a) 및 도 3(b)는 본 실시예에 따른 표시 장치의 화소의 동작 원리를 나타내는 모식도이다. 도 3(a) 및 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 따른 표시 장치에서는, 차광 전극(4)과 투명성 전극(5)의 각각에 극성(정 또는 부)이 반대의 전위를 인가하는 것에 의해, 착색성 미립자(6)를 차광 전극(4)상 또는 투명성 전극(5) 주변에 모으는 것이 가능하다. 예를 들면, 착색성 미립자(6)가 부전하를 갖는 경우에는, 차광 전극(4)을 정의 전위로 하고, 투명성 전극(5)을 부의 전위로 하는 것에 의해서, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이 착색성 미립자(6)를 차광 전극(4)의 상부에 모으는 것이 가능하게 된다.

보다 구체적으로는, 차광 전극(4)을 +150V의 전위로 하고, 투명성 전극(5)을 -150V의 전위로 하도록 차광 전극(4) 및 투명성 전극(5)에 전압을 인가하면, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이 착색성 미립자(6)는 차광 전극(4)상에 모이고, 투명성 전극(5) 주변에는 거의 남지 않았다. 그리고, 이 상태에서는 외광은 반사막(7)에 의해서 산란 반사되고, 또한, 착색성 미립자(6)는 차광 부재(8)에 의해서 숨겨지기 때문에, 표시 장치(1)는 백표시로 되었다. 한편, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 도 3(a)의 경우와 역방향으로 전계가 발생하도록 전압을 차광 전극(4) 및 투명성 전극(5)에 인가하면, 착색성 미립자(6)는 투명성 전극(5)상 및 반사막(7)상을 덮도록 모였다. 이 착색성 미립자(6)는 차광성을 갖기 때문에, 외광은 반사막(7)에서는 반사하지 않고, 이 결과, 착색성 미립자(6)로서 흑색인 것을 이용한 경우에는, 하나의 화소는 흑표시로 되었다. 이와 같이, 외광이 풍부하여 광원이 점등해 있지 않은 경우에는, 착색성 미립자(6)를 적절히 이동시키는 것에 의해서, 표시 장치(1)를 백 또는 흑표시로 하는 것이 가능해진다. 또한, 본 실시예에서는 흑색의 착색 미립자에 대해서 설명했지만, 적색, 녹색, 청색의 각각의 착색성 미립자를 이용하는 것에 의해서도 마찬가지로 실시 가능하다.

다음에, 외광이 부족하여 광원을 점등시키는 경우에서의 표시 장치의 표시 원리에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

도 4(a) 및 도 4(b)는 본 발명의 실시예 1에 따른 표시 장치의 다른 동작 원리를 나타내는 모식도이다. 외광이 부족한 환경하에서는, 투명성 후기판(3B) 아래에 구비한 백라이트(2)를 점등하여 표시를 실행한다. 이 경우의 표시 장치의 표시 원리에 대해서 도 4(a) 및 도 4(b)를 이용하여 설명한다.

도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 표시 장치(1)가 백표시를 실행하는 경우에는, 착색성 미립자(6)가 차광 전극(4)상에 모이도록, 차광 전극(4)과 투명성 전극(5) 사이에 소정의 전계를 발생시킨다. 구체적으로는, 차광 전극(4)을 정의 전위로 하고, 투명성 전극(5)을 부의 전위로 한다. 이 때, 착색성 미립자(6)의 대부분은 차광 전극(4)상에 모이고, 투명성 전극(5) 주변의 착색성 미립자(6)의 수는 적어지기 때문에, 백라이트(2)로부터 발생하는 백색광은 그대로 투명성 전극(5)을 투과한다. 즉, 관찰자에게는 백표시가 인식되게 된다. 한편, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 차광 전극(4)을 부의 전위로 하고, 또한 투명성 전극(5)을 정의 전위로 하여, 차광 전극(4)과 투명성 전극(5) 사이에 소정의 전계를 발생시키면, 착색성 미립자(6)가 차광 전극(4)상으로부터 투명성 전극(5) 주변을 덮도록 이동하였다. 이 결과, 착색성 미립자(6)가 투명성 전극(5) 및 반사막(7)을 덮기 때문에, 백라이트(2)로부터 발생하는 백색광은 투명성 전극(5)을 투과하지 못한다. 즉, 관찰자에게는 흑표시가 인식되게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 표시 장치를 이용하는 것에 의해, 외광이 풍부한 환경하에서는 외광을 반사시키고, 외광이 부족한 환경하에서는 백라이트를 점등시키는 것에 의해서, 선명하고 또한 시인성이 양호한 백표시 및 흑표시가 가능해진다. 또한, 본 실시예에서는, 투명성 전극(5)이 요철체(9)에 의해서 끼워진 오목 형상 공간의 바닥부에 배치되어 있기 때문에, 착색성 미립자(6)를 두껍게 쌓을 수 있다. 그 때문에, 표시에서의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

(실시예 2)

실시예 1에서는 모노크롬 표시(예를 들면, 흑백 표시)에 대해서 설명하였다. 실시예 2에서는, 실시예 1에 따른 표시 장치를 이용하여 컬러 표시를 실행하는 경우에 대해서 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 표시 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에서의 표시 장치(1)는 광원으로서 백색광을 발생하는 백라이트(2)와, 투명성 전기판(3A) 및 투명성 후기판(3B)과, 차광 전극(4)과, 투명성 전극(5)과, 대전성의 착색성 미립자(6)와, 반사막(7)과, 차광 부재(8)와, 요철체(9)를 갖고 있다. 그리고, 투명성 전극(5)의 표면에는, 해당 투명성 전극(5)과 대략 동일한 형상을 갖는 소정 두께의 적색의 컬러 필터(10)가 마련되어 있다. 그 밖의 점에 대해서는 실시예 1과 마찬가지다.

상기 구성을 갖는 하나의 화소에서, 실시예 1의 경우와 마찬가지의 원리에 근거하여, 착색성 미립자(6)가 차광 전극(4)상에 모이도록, 차광 전극(4)과 투명성 전극(5) 사이에 소정의 전계를 발생시켰다. 또한, 백라이트(2)를 점등시켜서 해당 백라이트(2)로부터 백색광을 발생시켰다. 그 결과, 이 상태에서 대부분의 착색성 미립자(6)는 차광 전극(4)상에 모여 있기 때문에, 백라이트(2)로부터 발생하는 백색광은 투명성 전극(5)을 투과하고, 또한 여기서는 적색의 컬러 필터(10)를 투과하여 관찰자의 눈에 입사한다. 그 때문에, 관찰자에게는 적(赤)표시가 인식되게 되었다. 한편, 상기와는 반대로, 착색성 미립자(6)가 투명성 전극(5)의 주변에 모이도록 소정의 전계를 발생시켰다. 그렇게 하면, 착색성 미립자(6)는 투명성 전극(5)상 및 반사막(7)상에 모였다. 그 때문에, 백라이트(2)로부터 발생하는 백색광은 투명성 전극(5) 및 그 상면에 마련된 컬러 필터(10)를 투과하지 못하였다. 즉, 관찰자에게는 흑표시가 인식되게 되었다. 이와 같이, 본 실시예에서는, 착색성 미립자(6)를 적절히 이동시키는 것에 의해서, 흑표시와 적표시를 전환하는 것이 가능해진다. 여기서, 컬러 필터(10)의 색을 적색에 한정하지 않고, 표시 장치를 구성하는 화소마다 적색, 녹색, 및 청색의 RGB를 적절히 배색하는 것에 의해서, 완전한 컬러 표시가 가능한 표시 장치를 구성하는 것이 가능해진다. 또한, 외광을 반사하여 표시할 때에는, 실시예 1과 마찬가지의 표시 원리로부터 백표시 및 흑표시가 가능해진다.

다음에, 본 실시예의 변형예에 대해서 설명한다.

먼저, 본 실시예의 제 1 변형예에 대해서 설명한다.

본 실시예에서는 투명성 전극(5)상에 컬러 필터(10)를 형성하는 것에 의해서 컬러 표시를 가능하게 했지만, 투명성 후기판(3B)상에 컬러 필터를 형성하더라도 마찬가지의 효과가 얻어진다. 여기서, 본 실시예에서의 제 1 변형예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 표시 장치의 제 1 변형예의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 따른 표시 장치의 제 1 변형예에서는, 투명성 후기판(3B)의 표면에 컬러 필터(11)가 마련되어 있다. 그 밖의 점에 대해서는 실시예 1과 마찬가지다. 상기 구성을 갖는 제 1 변형예에서는, 백라이트(2)로부터 발생한 백색광은 투명성 후기판(3B)을 투과하고, 또한 컬러 필터(11)를 투과한 후, 투명성 전극(5)을 투과한다. 따라서, 관찰자에게는 컬러 필터(11)가 갖는 색(적색, 녹색, 또는 청색)으로 착색된 광이 인식되게 된다. 즉, 본 실시예에 따른 표시 장치의 하나의 화소를 이용하는 경우와 마찬가지의 효과가 얻어지게 된다.

다음에, 본 실시예의 제 2 변형예에 대해서 설명한다.

상술한 제 1 변형예에서는, 투명성 기판(3)상에 컬러 필터(11)를 형성하는 것에 의해서 컬러 표시를 가능하게 했지만, 백라이트(2)상에 컬러 필터를 형성하더라도 마찬가지의 효과가 얻어진다. 여기서, 본 실시예에서의 제 2 변형예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 표시 장치의 제 2 변형예의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 따른 표시 장치의 제 2 변형예에서는, 백라이트(2)의 광출사면에 컬러 필터(12)가 마련되어 있다. 그 밖의 점에 대해서는 실시예 1과 마찬가지다. 상기 구성을 갖는 제 2 변형예에서는, 백라이트(2)로부터 발생한 백색광은 컬러 필터(12)를 투과하여, 투명성 후기판(3B)을 투과한 후, 투명성 전극(5)을 투과한다. 따라서, 관찰자에게는 컬러 필터(12)가 갖는 색(적색, 녹색, 또는 청색)으로 착색된 광이 인식되게 된다. 즉, 이러한 구성으로서도, 본 실시예에 따른 표시 장치의 하나의 화소를 이용하는 경우와 마찬가지의 효과가 얻어지게 된다.

또한, 본 실시예에서는 착색된 컬러 필터를 이용하여 광원인 백라이트로부터 발생하는 광을 착색하고 있지만, 이 이외에, 각 화소에 관한 백라이트가 발생하는 색을 일정 시간마다 적색광, 녹색광, 청색광으로 전환하여 표시를 실행하더라도 컬러 표시가 가능하고, 즉 본 실시예와 마찬가지의 효과가 얻어진다.

또한, 본 실시예에서는 미립자로서 직경 5㎛의 중합 토너를 이용했지만, 그 밖의 인가한 전압에 의해 발생하는 전계에 따라서 적절히 이동하는 착색성 미립자이면, 본 실시예와 마찬가지로 실시하는 것이 가능하다. 또한, 전기 영동 표시 장치와 같이, 표시 장치내를 소정의 용매로 채운 미립자를 이용하는 표시 장치이더라도, 마찬가지로 실시하는 것이 가능하다.

(실시예 3)

도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 표시 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 본 실시예 3에 따른 표시 장치(100)는 매트릭스 형상으로 배치된 화소(29)를 갖는 표시부(28)를 구비하고 있다. 표시부(28)를 구성하는 화소(29)의 각각은, 후술하는 바와 같이, 제 1 전극 및 제 2 전극을 구비하고 있다. 이들 제 1 전극 및 제 2 전극은 각각 제 1 전극 드라이버(26) 및 제 2 전극 드라이버(27)에 접속되어 있다. 즉, 화소(29)의 각각은 제 1 전극 드라이버(26) 및 제 2 전극 드라이버(27)에 의해서 구동된다. 그리고, 이들 제 1 전극 드라이버(26) 및 제 2 전극 드라이버(27)의 동작은, 화상 신호가 입력되는 제어부(25)에 의해서 해당 화상 신호에 따라서 제어된다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 표시 장치(100)는 제어부(25)와, 제 1 전극 드라이버(26) 및 제 2 전극 드라이버(27)와, 화소(29)로 이루어지는 표시부(28)를 갖고서 구성되어 있다.

다음에, 본 발명의 실시예 3에 따른 표시 장치가 구비하는 표시부의 구성에 대해서 설명한다.

도 9는 도 8의 표시 장치가 구비하는 표시부의 평면에서 본 구성을 모식적으로 나타내는 부분 평면도이다. 또한, 도 10은 도 8의 표시 장치가 구비하는 표시부의 단면에서 본 구성을 모식적으로 나타내는 부분 단면도로서, 도 9의 XX-XX선에 따른 단면도이다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 표시 장치는 컬러 표시 가능한 것으로서, 그 표시부(28)에서는 평면에서 본 직사각형 형상의 복수의 제 1 전극(이하, 행전극이라고 함)(14)과 제 1 전극보다 폭이 좁은 복수의 직사각형 형상의 제 2 전극(이하, 열전극이라고 함)(16r, 16g, 16b)이 직교하도록 배치되어 있으며, 양쪽의 교점이 화소(29)를 형성하고 있다. 열전극(16r, 16g, 16b)에는, 행전극(14)과 교차하는 부분(즉, 화소(29)를 구성하는 부분)에 개구부(103)가 형성되어 있다. 또한, 열전극은 적색용 열전극(16r), 녹색용 열전극(16g), 청색용 열전극(16b)의 3종류의 전극으로 구성되고, 이들 3종류의 전극이 행방향으로 반복하도록 형성되어 있다. 적색용 열전극(16r), 녹색용 열전극(16g), 및 청색용 열전극(16b)과 행전극(14)과의 각 교점으로 이루어지는 각 화소의 세트가 회소(繪素, picture element)(105)를 형성하고 있다. 이 회소(105)가 흑백 표시용의 표시 장치에서의 화소에 상당한다.

도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 표시부(28)에서는 단면에서 본 투명한 전기판(19)과 투명한 후기판(13)이 대향하도록 배치되어 있다. 후기판(13)의 내면에는 행전극(14)이 형성되고, 행전극(14)상에 유전체막으로 이루어지는 컬러 필터(15r, 15g, 15b)가 배치되어 있다. 컬러 필터는 적색용 컬러 필터(15r), 녹색용 컬러 필터(15g), 청색용 컬러 필터(15b)의 3종류의 컬러 필터로 구성되고, 이들 3종류의 컬러 필터가 행방향으로 반복하도록 형성되어 있다. 그리고, 각 컬러 필터(15r, 15g, 15b)상에 각 색에 대응하는 각 열전극(16r, 16g, 16b)이 각각 형성되어 있다. 각 열전극(16r, 16g, 16b)의 개구부(103)의 내부에는 투명 입자(17)와 흑색 입자(18)가 수용되어 있다. 열전극(16r, 16g, 16b)상에는 전기판(19)이 배치되고, 그에 의해, 개구부(103)가 봉지되어 기밀한 공간(104)(이하, 화소 공간이라고 함)이 형성되어 있다. 그리고, 이렇게 형성된 화소 공간(104)에 투명 입자(17) 및 흑색 입자(18)가 수용되어 있다. 이 화소 공간(104)은 여기서는 공기로 채워져 있다.

후기판(13)의 배후에는 EL 백라이트(20)가 배치되어 있다. 이 EL 백라이트(20)는 실시예 1에서 설명한 것과 마찬가지로 구성되어 있다.

다음에, 이상과 같이 구성된 표시 장치(100)의 제조 방법의 개요를 설명한다.

도 8~도 9에서, 먼저, 폴리카보네이트 수지나 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 등의 투명한 수지로 이루어지는 후기판(13)의 한쪽 주면(主面)상에, 증착과 포토리소그래피를 이용하여, 산화 인듐 주석(ITO)으로 이루어지는 각각 폭 210㎛, 두께 100㎚의 복수의 직사각형 형상의 행전극(14)을 형성하고, 그 후, 이 행전극(14)상에, 착색 안료를 분산한 투명 레지스트 수지를 도포하고, 이를 포토리소그래피에 의해 스트라이프 형상으로 패터닝하여 적색, 녹색, 및 청색의 컬러 필터(15r, 15g, 15b)를 약 2㎛의 두께로 형성했다.

계속해서, 이 컬러 필터(15r, 15g, 15b)가 형성된 후기판(13)상에, 포토리소그래피로 형성한 레지스트 패턴을 마스크로 해서 동도금을 실시하여, 두께 10㎛의 복수 세트의 열전극(16r, 16g, 16b)을 형성하였다. 이 열전극(16r, 16g, 16b)에는 소정 개소에 개구부(103)를 형성하였다. 열전극(16r, 16g, 16b)의 피치는 70㎛이고, 폭은 60㎛이며, 개구부(103)의 폭은 40㎛이다.

계속해서, 열전극(16r, 16g, 16b)의 개구부(103)의 내부에, 아크릴 수지로 이루어지는 직경 10㎛의 구형상의 투명 입자(17)와, 마이너스 전하로 대전하기 쉬운 대전 처리를 실시한 직경 5㎛의 구형상의 흑색 입자(18)(여기서는, 전자 사진용 토너)를 살포하였다. 구체적으로는, 투명 입자(17)와 흑색 입자(18)를 중량비 1:1의 비율로 미리 혼합하고 또한 충분히 교반하는 것에 의해, 투명 입자(17)를 정의 전하로, 또한 흑색 입자(18)를 부전하로 대전시켰다. 그리고, 이들 투명 입자(17) 및 흑색 입자(18)의 파우더를 밀폐 용기내에서 에어건을 이용하여 살포하는 것에 의해, 열전극(16r, 16g, 16b)의 개구부내에 각각 살포하였다.

계속해서, 후기판(13)과 마찬가지의 재질인 투명 필름(두께 50㎛)으로 이루어지는 전기판(19)의 한쪽 주면상의, 열전극(16r, 16g, 16b)에 대응하는 부분에, 자외선으로 경화하는 접착제를 스크린 인쇄에 의해서 약 10㎛의 두께로 도포하여, 이 후기판(19)과 열전극(16r, 16g, 16b)을 밀착시키고, 그 후, 자외선을 조사하여 접착제를 경화시켰다. 이에 의해, 투명 입자(17) 및 흑색 입자(18)가 컬러 필터(15r, 15g, 15b)와 열전극(16r, 16g, 16b)과 기판(19)에 의해서 형성되는 화소 공간(104)의 내부에 봉지되고, 또한, 표시 패널이 완성되었다.

계속해서, 이 표시 패널의 주변에 제 1 전극 드라이버(26) 및 제 2 전극 드라이버(27)를 실장하고, 또한, 상기 표시 패널의 배후에 EL 백라이트(20)를 배치하는 것에 의해서, 본 실시예에 따른 표시 장치(100)를 작성하였다.

다음에, 본 발명의 실시예 3에 따른 표시 장치의 표시 원리에 대해서 설명한다.

도 11은 본 발명의 실시예 3에 따른 표시 장치의 구동 파형을 모식적으로 나타내는 구동 파형도이다.

표시 장치(100)에서는, 제어부(25)의 제어에 의해서 도 11(a) 및 (b)에 나타내는 파형을 갖는 구동 전압을 제 1 전극 드라이버(26) 및 제 2 전극 드라이버(27)가 표시부(28)에 인가한다. 여기서, 도 11에서, 곡선(30a, 30b, 30c)은 리셋 기간(32)의 뒤에, 행전극(14)을 순차적으로 선택하는 주사 전압의 시간 경과 변화를 나타내고, 이 중, 곡선(30a)은 도 9 및 도 10에서 부호 14를 부여한 행전극으로의 인가 전압의 시간 경과 변화를 나타내며, 곡선(30b 및 30c)은, 그 다음, 및 그 다음 다음 행의 행전극(14)으로의 인가 전압의 시간 경과 변화를 나타내고 있다. 또한, 도 11에 나타내는 주사 전압에 동기하여, 열전극(16r 및 16g)에 인가하는 신호 전압의 시간 경과 변화를 곡선(31r) 및 곡선(31g)으로서 나타낸다. 또한, 도 9에 나타낸 이외의 행전극 및 열전극에 대해서는 편의상 설명을 생략한다.

표시 장치(100)에서 리셋 기간(32)에 각 행전극(14)에는 일제히 주사 회로인 제 1 전극 드라이버(26)에 의해서 +40볼트, 0볼트의 전압을 교대로 3회 반복해서 인가하고, 또한, 이와 동시에 제 2 전극 드라이버(27)에 의해서 열전극(16r, 16g)에 0볼트, +40볼트의 전압을 인가함으로써, 투명 입자(17) 및 흑색 입자(18)로 이루어지는 분체층에 +-40볼트의 교류 전압을 인가하였다. 그렇게 하면, 도 10에 나타내는 열전극(16r)의 화소 공간(104)과 같이, 흑색 입자(18)는 열전극(16r)의 측면으로 이동하여 부착되었다. 또한, 투명 입자(17)는 컬러 필터(15r)상에 살포된 상태로 되었다. 이렇게 하여 화소를 리셋한 후, 도 11에 나타내는 바와 같이 행전극(14)의 선택 기간(33)에 +40볼트의 선택 펄스 전압을 인가하고, 또한 열전극(16r)에는 +20볼트의 전압을 인가하며, 열전극(16g)에는 0볼트의 전압을 인가하였다. 그렇게 하면, 열전극(16r)의 화소 공간(104)에서는, 행전극(14)이 열전극(16r)에 대하여 20볼트 정전위로 되고, 이 상대적으로 정전위로 된 행전극(14)에 정으로 대전한 투명 입자(17)가 컬러 필터(15r)를 거쳐서 부착되고 또한 상대적으로 부전위로 된 열전극(16r)에 부로 대전한 흑색 입자(18)가 부착된 상태로 된다. 따라서, 흑색 입자(18) 및 투명 입자(17)는 모두 그 직접 또는 간접적으로 부착된 전극(16r, 14)으로부터 정전적 반발력을 받지만, 행전극(14)과 열전극(16r)과의 전위차가 20볼트로 상대적으로 작기 때문에, 흑색 입자(18) 및 투명 입자(17)의 상대 부재로의 부착력이 정전 반발력을 제압하여, 열전극(16r)의 화소 공간(104)은 리셋한 상태대로 유지되었다. 이 때, 도 10에 나타내는 바와 같이 관찰자가 화소를 앞측(전기판(19)측)에서 보면, 화살표(22)와 같이 투과한 외광이 EL 백라이트(20)의 주면까지 도달하여, 이 EL 백라이트(20)의 표면에서 반사하기 때문에, 화소는 컬러 필터(15r)가 갖는 색인 적색을 표시하는 것이 확인되었다. 또한, EL 백라이트(20)를 점등하면, 이 EL 백라이트(20)로부터 발생하는 광이 화살표(21)와 같이 투과하기 때문에, 화소는 적색으로 빛났다. 또한, 본 실시예의 표시 장치(100)를 흑백 표시용으로 한 경우에는, 컬러 필터가 없기 때문에, 배경색(EL 백라이트(20)의 색)이 보여서 백색 표시로 되었다.

한편, 열전극(16g)의 화소 공간(104)에서는, 행전극(14)이 열전극(16r)에 대하여 40볼트 정전위로 되어, 행전극(14)과 열전극(16r)과의 전위차가 상대적으로 크기 때문에, 흑색 입자(18) 및 투명 입자(17)에 대하여 이들이 직접 또는 간접적으로 부착되어 있는 전극(16r, 14)으로부터의 정전 반발력이 이들 상대 부재로의 부착력을 제압하여, 도 10에 나타내는 바와 같이 투명 입자(17)와 흑색 입자(18)와의 위치가 교체하였다. 즉, 흑색 입자(18)가 컬러 필터(15g)상에 살포된 상태로 되고, 이에 의해서 외광(24)도 EL 백라이트(20)로부터 발생한 조명광(23)도 흑색 입자(18)군에 흡수되기 때문에, 반사 표시이더라도 투과 표시이더라도 화소는 흑표시로 되었다.

따라서, 화상 신호의 각 프레임에서, 도 11에 나타내는 바와 같이, 리셋 기간(32)의 뒤에 선택 기간(33)을 마련하는 것에 의해, 도 11에 나타내는 주사 전압 및 신호 전압을 표시부(28)에 입력하여 화상 신호에 따른 화상을 표시할 수 있다.

또한, 이 때의 화상의 콘트라스는 약 15:1이었다. 또한, 개구 부분의 반사율은 컬러 필터가 없는 셀(본 실시예의 표시 장치(100)를 흑백 표시용으로 한 경우)에서는 70%를 초과하는 높은 반사율을 얻을 수 있었다. 또한, 투명 입자(17) 및 흑색 입자(18)가 기상내를 이동하기 때문에, 화상 신호에 대하여 1미리초 이하인 고속의 응답 속도로 응답하였다. 또한, 이들 화소의 상태는 전원을 절단하더라도 유지되어, 메모리성을 나타내는 것이 확인되었다.

이와 같이, 본 실시예에서는 투명 입자(17)를 이용하는 것에 의해서, 해당 투명 입자(17)의 배후의 반사 부재(도 10에서는, EL 백라이트(20)의 주면)에서의 광의 반사를 이용하는 것에 의해, 종래예와 같은 백색 입자를 이용하는 경우에 비해서, 백색 표시시에서의 광의 반사율을 용이하게 높일 수 있다. 이와 관련하여, 종래의 표시 장치에서 백색을 표시하기 위해서 이용되고 있는 백색 입자는 아크릴 등의 수지내로 산화 티탄 등의 고굴절률 무기 결정을 분산하고, 수지와 무기 결정과의 굴절률차로 광의 산란을 생기게 하여, 다수의 입자에서 그 광의 산란이 반복되는 것에 의해 백색으로 반사한다. 이 때문에, 이 종래의 백색 입자를 이용하는 경우의 반사율을, 예를 들면 신문지와 같은 정도의 60% 이상 얻기 위해서는, 셀내의 백색 입자층의 두께를 50~100㎛ 정도로 할 필요가 있다. 그리고, 이와 같이 백색 입자의 두께가 두꺼우면, 입자의 이동에 있어서의 저항이 높아지기 때문에 움직이기 어렵게 되고, 또한, 셀 두께(전기판(19)과 후기판(13)과의 간격)가 커지기 때문에, 상당한 고전압(예를 들면, 300볼트 정도)을 인가하지 않는 한, 입자가 적확한 이동을 확보할 수 없다. 한편, 흑색 입자는 입자내에 존재하는 흑색 염료나 카본 블랙 등에 의해 광을 효과적으로 흡수하기 때문에, 비교적 얇은 층에서도 흑표시가 가능하다. 즉, 5㎛ 정도의 두께의 입자층에서도 90% 이상의 광을 흡수하는 것이 가능하다. 그리고, 본 실시예에 따른 직경 5㎛의 흑색 입자(18)군은, 극간을 메우기 위해서 1층 충전하는 보다 약간 많은 정도의 양을 봉입하여 구성했지만, 흑색 레벨을 충분히 낮게 하는 것이 달성되어 있다.

또한, 종래의 백 및 흑의 각 입자를 이용하는 표시 장치에서는, 셀 두께가 100~300㎛로 두껍기 때문에, 화소 피치를 100㎛ 이하로 하는 것은 곤란하다. 그에 비해서, 본 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는, 구동 전압을 40볼트로 대폭 저전압화할 수 있고, 또한, 화소 피치를 본 실시예의 70㎛, 또는 더욱 작게 하여 고해상도화하는 것도 가능해진다.

또한, 본 실시예에서는 투명 입자(17)를 이용하기 때문에, EL 백라이트(20)를 이용한 투과형 표시가 가능하게 된다. 그리고, 이에 의해서, 외광이 부족한 어두운 방안에서도 시인성이 양호하고, 컬러 표시도 가능해진다.

또한, 본 실시예에서는 투명 입자(17)와 흑색 입자(18)를 혼재시키고 있지만, 예를 들면 부로 대전하기 쉬운 흑색 입자만을 페라이트 등과의 교반에 의해 부전하로 대전시킨 후, 흑색 입자만을 봉입한 경우에는, 전압을 인가하더라도 흑색 입자가 조금 이동할 뿐이며, 그 후, 흑색 입자는 거의 이동하지 못하게 되었다. 이는, 흑색 입자만으로는 대전량이 서서히 줄어 버리기 때문이라고 생각된다. 구체적으로는, 본 실시예에서 나타낸 바와 같이, 재질이 상이한 2종류 이상의 입자가 이동할 때에는, 입자끼리가 접촉 또는 마찰하는 것에 의해 대전이 발생한다. 그러나, 1종류의 착색 입자만으로는 기판면과의 접촉 이외는 대전이 발생하지 않으므로, 방전하는 것만으로 되어 버리기 때문에 이동이 곤란해진다고 생각된다. 즉, 본 실시예에서 나타낸 바와 같이, 착색 입자(흑색 입자(18))와 투명 입자(투명 입자(17))는 광학적인 성질이 틀리고, 또한, 대전 극성이 반대일 필요가 있다. 또한, 이러한 성질이 구비되어 있으면, 투명 입자, 착색 입자 모두, 본 실시예에서는 각 1종류씩이었지만, 각각 상이한 복수의 종류의 입자를 포함하고 있어도 무방하다.

또한, 본 실시예에서는, 투명 입자(17)군을 투과한 외광을 EL 백라이트(20)의 주면에서 반사시키는 것에 의해, 투과 표시와 반사 표시를 양립시켰지만, 예를 들면, 행전극(14)을 알루미늄 등의 반사 부재로 구성하면, 투명 입자(17)군을 투과한 외광은 알루미늄으로 이루어지는 행전극(14)에서 반사하고, 다시 투명 입자(17)군을 투과할 때에 산란되기 때문에, 반사형으로 밝은 백색 표시가 가능해진다.

또한, 본 실시예에서는, 컬러 필터를 구성하는 것에 의해서 컬러 표시를 실행하고 있지만, 컬러의 착색 입자와 투명 입자, 또는 투명 입자에 색을 부여한 컬러의 투명 입자와 흑색 입자를 이용하는 것에 의해서도, 본 실시예와 마찬가지로 컬러 표시를 실행하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시예에서 나타낸 표시 장치(100)에서는, 후기판(13)으로서 폴리카보네이트 수지나 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 등의 투명한 수지로 이루어지는 수지제 기판을 이용하고 있지만, 이러한 기판을 이용하지 않더라도, 예를 들면 유리 기판을 이용해도 무방하다. 이렇게 구성하는 것에 의해서도, 본 실시예에서 나타낸 표시 장치(100)와 마찬가지로, 고속 응답성, 및 메모리성 등의 특징이 얻어진다. 그러나, 본 실시예에서 나타낸 표시 장치(100)는 액정과 비교하여 그 셀의 두께가 수십 ㎛로 두껍고, 또한, 수지상에 작성하는 것이 곤란한 액티브 매트릭스를 필요로 하지 않기 때문에, 얇고 부드러운 수지제 기판을 이용하는 것에 의해서 표시 장치(100)가 만들기 쉬워진다고 하는 이점이 생긴다. 즉, 초경량형으로 깨지지 않는 시트 형상의 표시 장치를 갖는, 휴대성이 극히 높은 모바일 기기를 실현하는 것이 가능하게 된다.

(실시예 4)

본 발명의 실시예 4는 실시예 1의 표시 장치를 복수의 화소를 갖는 표시 장치에 응용한 것이다.

즉, 본 실시예의 표시 장치는 전기적으로 도 8의 블록도에서 나타내는 바와 같이 구성되어 있다.

그리고, 각 화소(29)가 도 1에 나타내는 바와 같이 구성되어 있으며, 차광 전극(4)이 제 1 전극 드라이버(26)에, 투명성 전극(5)이 제 2 전극 드라이버(27)에 접속되어 있다. 또한, 차광체(8)가 인접하는 화소(29)끼리의 경계에 위치하도록 매트릭스 형상으로 형성되어 있다.

이러한 구성된 본 실시예의 표시 장치의 동작 및 제조 방법은 실시예 1에서 설명한 것과 마찬가지다. 이러한 구성으로서도, 실시예 1과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

상기 설명으로부터, 당업자에게 있어서는 본 발명의 많은 개량이나 다른 실시형태가 명백하다. 따라서, 상기 설명은 예시로서만 해석되어야 하며, 본 발명을 실행하는 최선의 형태를 당업자에게 교시할 목적으로 제공된 것이다. 본 발명의 정신을 일탈하는 일 없이, 그 구조 및/또는 기능의 상세를 실질적으로 변경할 수 있다.

본 발명에 따른 표시 장치 및 그 구동 방법은 외광이 부족한 어두운 환경에서도 시인성이 악화하지 않고, 또한 색재현 범위가 양호한 파우더 유체형의 표시 장치 및 그 구동 방법으로서 유용하다.

Claims (34)

1. 대향하는 1쌍의 기판과, 해당 1쌍의 기판간에 내재하는 대전성의 착색 입자군과, 투명한 제 1 전극과, 제 2 전극을 구비하고,

   상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 인가되는 전압에 따라서 상기 착색 입자군이 상기 제 1 전극에 입사하거나 또는 상기 제 1 전극을 투과하는 광을 차광하거나 또는 차광하지 않도록 이동하는 것에 의해, 표시를 실행하는

   표시 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 광을 발생하는 광원을 구비하고 있는 표시 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 착색 입자군이 평면에서 본 위치를 바꾸도록 이동하는 것에 의해 상기 광의 차광 또는 비차광을 실행하는 표시 장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   컬러 필터를 갖고, 상기 광원으로부터의 광이 상기 컬러 필터를 투과하는 것에 의해 컬러 표시를 실행하는 표시 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 컬러 필터가 상기 1쌍의 기판 중 적어도 한쪽의 표면상에 배치되어 있는 표시 장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 컬러 필터가 상기 제 1 전극의 표면상에 배치되어 있는 표시 장치.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 컬러 필터가 상기 광원의 광출사면상에 배치되어 있는 표시 장치.
8. 제 2 항에 있어서,

   상기 광원이 시분할에 의해 적색, 녹색, 또는 청색 중 어느 하나의 색의 광을 발생하는 표시 장치.
9. 제 2 항에 있어서,

   상기 광원이 컬러 표시를 실행할 때에만 발광하는 표시 장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 1쌍의 기판 중 적어도 한쪽이 수지 필름으로 이루어지는 표시 장치.
11. 제 1 항에 있어서,

    광을 반사하는 반사판을 갖고, 해당 반사판이 입사하는 외광을 반사하는 것에 의해서 백색을 표시하는 표시 장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 반사판이 광을 산란시키는 산란성을 갖고 있는 표시 장치.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 1쌍의 기판이 투명하며, 한쪽의 상기 기판의 내면에 요철체가 형성되고, 해당 요철체에 따라서 오목부와 해당 오목부를 사이에 두는 1쌍의 볼록부가 형성되고, 상기 오목부의 바닥부에 상기 제 1 전극이 형성되고, 상기 1쌍의 볼록부의 정부(頂部)에 상기 제 2 전극이 각각 형성되어 있는 표시 장치.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 볼록부와 상기 1쌍의 오목부와의 경계부 부분이 사면으로 형성되고, 상기 사면으로부터 상기 볼록부의 정부에 걸친 부분의 표면에 광을 반사하는 반사판이 형성되고, 해당 반사판상에 상기 제 2 전극이 형성되어 있는 표시 장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 제 2 전극은 상기 반사판상에 절연체를 거쳐서 형성되어 있는 표시 장치.
16. 제 1 항에 있어서,

    상기 1쌍의 기판간의 공간이 기상(氣相)인 표시 장치.
17. 대향하는 1쌍의 기판과, 해당 1쌍의 기판간에 내재하는 대전성의 착색 입자군과, 투명한 제 1 전극과, 제 2 전극을 구비한 표시 장치의 구동 방법으로서,

    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 전압을 인가하는 것에 의해, 해당 인가 전압에 따라서 상기 착색 입자군이 상기 제 1 전극에 입사하거나 또는 상기 제 1 전극을 투과하는 광을 차광하거나 또는 차광하지 않도록 이동하여 표시를 실행하는

    표시 장치의 구동 방법.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 표시 장치가 상기 광을 발생하는 광원을 구비하고, 해당 광원이 시분할에 의해 적색, 녹색, 또는 청색 중 어느 하나의 색의 광을 발생하는 표시 장치의 구동 방법.
19. 제 1 항에 있어서,

    상기 착색 입자군과 반대 극성의 대전성을 갖는 투명 입자군이 해당 착색 입자군과 함께 상기 1쌍의 기판간에 내재하고,

    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 인가되는 전압에 따라서 상기 착색 입자군과 상기 투명 입자군이 교체하도록 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이를 이동하고, 그에 의해, 상기 제 1 전극에 입사하거나 또는 상기 제 1 전극을 투과하는 광을 차광하거나 또는 차광하지 않는 것에 의해서 표시를 실행하는

    표시 장치.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 광을 발생하는 광원을 구비하고 있는 표시 장치.
21. 제 19 항에 있어서,

    상기 착색 입자군 및 상기 투명 입자군이 평면에서 본 위치를 바꾸도록 이동하는 것에 의해 상기 광의 차광 또는 비차광을 실행하는 표시 장치.
22. 제 19 항에 있어서,

    상기 투명 입자군이 평면에서 본 화소의 대략 전면적을 차지할 때에, 상기 투명 입자군의 배후에 배치된 반사 부재가 외광을 반사하는 것에 의해서 백색을 표시하는 표시 장치.
23. 제 19 항에 있어서,

    컬러 필터를 갖고, 상기 광이 상기 컬러 필터를 투과하는 것에 의해 컬러 표시를 실행하는 표시 장치.
24. 제 20 항에 있어서,

    상기 투명 입자군이 평면에서 본 화소의 대략 전면적을 차지할 때에, 상기 투명 입자가 화소의 주된 평면을 차지할 때에, 상기 광원의 배후의 반사판, 또는 상기 광원의 전면(前面)의 산란판에 의해 외광을 반사하여 백색을 표시하는 표시 장치.
25. 제 20 항에 있어서,

    상기 광원이 시분할에 의해 적색, 녹색, 또는 청색 중 어느 하나의 색의 광을 발생하는 표시 장치.
26. 제 20 항에 있어서,

    상기 광원이 컬러 표시를 실행할 때에만 발광하는 표시 장치.
27. 제 19 항에 있어서,

    상기 1쌍의 기판 중 적어도 한쪽이 수지 필름으로 이루어지는 표시 장치.
28. 제 19 항에 있어서,

    상기 1쌍의 기판이 투명하며, 해당 투명한 1쌍의 기판간에 막형상의 상기 제 1 전극과, 절연막과 개구를 갖는 막형상의 상기 제 2 전극이 순서대로 배치되고, 상기 제 2 전극의 개구내에 상기 착색 입자군 및 투명 입자군이 봉입되어 있는 표시 장치.
29. 제 28 항에 있어서,

    상기 절연막이 컬러 필터인 표시 장치.
30. 제 29 항에 있어서,

    상기 제 1 전극에 인접하는 측의 기판의 외측에 상기 광을 발생하는 광원이 배치되어 있는 표시 장치.
31. 제 19 항에 있어서,

    상기 투명 입자의 직경이 상기 착색 입자의 직경보다 큰 표시 장치.
32. 제 19 항에 있어서,

    상기 1쌍의 기판간의 공간이 기상인 표시 장치.
33. 제 17 항에 있어서,

    상기 착색 입자군과 반대 극성의 대전성을 갖는 투명 입자군이 해당 착색 입자군과 함께 상기 1쌍의 기판간에 내재하고,

    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 전압을 인가하는 것에 의해, 해당 인가 전압에 따라서 상기 착색 입자군과 상기 투명 입자군이 교체하도록 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이를 이동하고, 그에 의해, 상기 제 1 전극에 입사하거나 또는 상기 제 1 전극을 투과하는 광을 차광하거나 또는 차광하지 않는 것에 의해서 표시를 실행하는

    표시 장치의 구동 방법.
34. 제 33 항에 있어서,

    상기 광원이 시분할에 의해 적색, 녹색, 또는 청색 중 어느 하나의 색의 광을 발생하는 표시 장치의 구동 방법.