JPH11142U - 半導体で被覆された電極を備える電気泳動表示パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 望ましくない電流が導体部材間に発生するこ
とを防止した電気泳動表示装置を提供する。 【解決手段】 三極管形式の電気泳動表示装置が、懸濁
された顔料粒子を含む電気泳動流体を包含する流体密外
被を包含し且つ、複数の平行な陰極部材（１４）が上に
沈積されたガラス製の観察窓を備えている。複数の平行
なインジウムすず酸化物陰極部材（１４）がこの窓の表
面上に沈積され、ＳｉＯ₂ の層に覆われている。次いで
感光性樹脂（１８）がＳｉＯ₂ 上に沈積され、Ｎｉの層
がそれに続く。Ｎｉおよび感光性樹脂（１８）はＳｉＯ
₂ 層に至るまで食刻され、上方の第二平面内にあって陰
極部材（１４）の平面から絶縁されている複数の平行な
グリッド部材（１６）を形成する。陰極および陽極部材
は、複数の交点を備えたマトリックスを形成し、諸交点
における粒子の局所化された濃淡は観察窓を介して見ら
れる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は電気泳動表示パネル装置に関し、特に、行と列との導体間に改良した 電気的絶縁を保ち、それにより、高められた信頼性および鮮明度をもたらす三極 形式電気泳動表示パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】

種々の電気泳動表示パネルが周知されている。本考案に最も直接の関係がある のは、「電気泳動表示パネルおよび関連諸方法（Electrophoretic Display Pane ls and Associated Methods)」と称する米国特許第４，６５５，８９７号、「電 気泳動表示パネル装置およびそのための諸方法（Electrphoretic Display Panel Apparatus and Methods) 」と称する米国特許第４，７４２，３４５号および「 モノリシック・フラット・パネル表示装置（Monolithic Flat Panel Display Ap paratus)」と称する米国特許第４，７７２，８２０号に図示され、説明されたも のである。前述の米国特許の各々は、この場合の発明者、フランク・Ｊ・デサン ト（Frank J.Disanto)およびデニス・Ａ・クルーソス（Denis A.Krusos）の名義 であり、この場合の譲受人、コピーテレ・インコーポレーテッド（Copytele Inc .)へ譲渡されている。前述の諸特許に示された表示パネルは同じ基本原理で作動 し、換言すれば、誘電性流体内の電気的に荷電された顔料粒子の懸濁液が、付加 された静電界に遭遇すると、顔料粒子は静電界に応答して流体中を移行する。ほ ぼ均等な粒子の懸濁液が誘電性流体のそれと異なる顔料色を有するとした場合、 付加される静電界が局所化されると、それにより、視覚的に観察可能な、局所化 された顔料粒子の移行が生ずる。局所化された顔料粒子の移行は、顔料粒子上の 静電力および電荷の符合および方向に応じ、粒子の濃縮または希薄化の何れかの 局所化された領域をもたらす。前述の米国特許の各々に教示された電気泳動表示 装置は、ガラス製観察スクリーンの片面の水平面に沈積された、複数の独立した 平行な陰極行導体部材を有する三極形式の表示である。陰極部材に対して直角に 置かれた複数の絶縁体ストリップをもたらすべく陰極部材上に沈積され且つ陰極 部材へ写真食刻される絶縁性の感光性樹脂材料の層により、垂直方向に通る複数 の独立した平行な列のグリッド導体部材の基体が形成される。ガラス製のキャッ プ部材が流体懸濁液を包有すべくキャップの周縁に沿い観察窓と液密シールを形 成し且つまた、キャップの内部平たん面上に沈積された導体層である陽極の基体 として作用する。キャップが定位置にある場合、陽極面は、陰極部材およびグリ ッド部材の双方に対して隔置された平行な関係にある。特定の微粒子懸濁液の場 合、顔料粒子を引き付け且つ反発する静電荷の符合は既知である。その場合陰極 部材電圧およびグリッド部材電圧は、特定の電圧が陰極に付加され、別の電圧が グリッドに付加された際、それらの交点に最も近い領域が、誘電性流体内の懸濁 液中の顔料粒子を引き付け若しくは反発するに充分な電荷を帯びるように確定さ せることができる。極めて数多くの陰極およびグリッド線路が使用されているの で、顔料の濃縮および希薄化の局所化された可視領域を生ずべく、陰極およびグ リッド両部材上の電圧を変動させることにより制御できる極めて数多くの個々の 交差点が存在する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上述の電気泳動表示装置には、電気的且つ物理的に独立した極めて数多くの陰 極およびグリッド部材が利用されている。例えば、２５．４mm（１ｉｎ）当たり ２００ラインの解像度を有する２１．６cm（８ １／２ｉｎ）×２８cm（１１ｉ ｎ）表示スクリーンは、２２００の水平陰極行部材および１７００の垂直列グリ ッド部材を備えている。概して、可能な最小の幅を備えた最大多数の水平および 垂直部材を有することが望ましい。これにより向上された解像度およびスクリー ンの明るさがもたらされ、換言すれば、座標が多くなり、解像度が大きくなり、 各電極の幅が狭くなり、電気泳動効果の不明確化が少なくなる。従って電気泳動 表示装置により、高密度に詰め込まれた小形化された電気装置の分野では通例の 技術的挑戦がなされるが、換言すれば、コンパクトな回路を可能とすべく、写真 食刻技法などを用いて極度に小さい回路構成要素を生成することが可能であって も、小形諸電極の密接な接近による短絡を生ずる望ましくない電流の行路を回避 することが時には困難である。電気泳動表示装置においては、それぞれの独立し た諸電極が全て共通の誘電性流体内に浸せきされ、表示外被により画定された共 通の空間を占めているという事実により、この問題が悪化している。従って、例 えば単数または複数の特定の位置で陰極およびグリッド電極を隔離する絶縁体の 壁に沿い、望ましくない電流、即ち「壁電流」、が発生する傾向がある。壁電流 は、発生した場合、陰極電極およびグリッド電極間の短絡とみなされ、表示誤差 をもたらす。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

従って本考案の目的は、「壁電流」またはその他の短絡のような望ましくない 電流が導体部材間に発生することを防止する電気泳動表示装置を提供することに ある。

【０００５】 その他の目的は、電気泳動表示装置における独立の電気的諸電極を一層効果的 に絶縁するため、増大された絶縁耐力を有する絶縁体形態を提供することにある 。

【０００６】 更に別の目的は、表示装置における独立の電気的諸電極を一層効果的に絶縁す るため、増大された絶縁耐力を備えた絶縁体形態をもたらす電気泳動表示装置を 提供することにある。

【０００７】 在来の電気泳動表示装置に関連する諸問題や諸利点は、少なくともある程度透 明なその一部分を備える流体密な外被を有する電気泳動表示装置を包含する本考 案によって克服される。電気泳動流体は外被内に包有され、着色された粒子をそ の中に懸濁させている。複数の細長い、ほぼ平行な水平導体部材が第一平面内に 配設され、外被内に包有されている。複数の細長い、ほぼ平行な垂直導体部材も また、水平部材から電気的に絶縁された外被内に包有され且つ第二平面内に配設 されているが、第一および第二平面はほぼ平行であり、水平および垂直部材は、 第一および第二平面に垂直な線に沿って視た場合、複数の交点を形成している。 水平部材は、半導体被覆により、垂直部材から少なくとも部分的に絶縁されてい る。水平および垂直部材は各々選択的に、流体内での粒子の運動を誘発すべく電 気的に帯電可能である。粒子は、外被の透明部分を通して少なくとも部分的に目 に見える。

【０００８】

【実施例】

図１には、例えば米国特許第４，７４２，３４５号により例示される電気泳動 表示パネル１０の後側が示されており、この特許は、電気泳動表示パネルの一般 的な構造および構成諸電極を示すべく、ここに参考までに編入したものである。 パネル１０には、在来の沈積および食刻技法を用いて複数の独立した導電性の陰 極部材１４（水平行）が上に沈積された基体として供与される、一般にガラスで 形成された面板が包含されている。陰極部材１４は、米国特許第４，７４２，３ ４５号に記述の如く、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）で構成される ことが望ましい。複数の独立したグリッド導体部材１６が陰極部材１４上の水平 面内に重ねられ、間にある感光性樹脂層１８（図２参照）によりそこから絶縁さ れる。グリッド部材１６は、スパッタリング技法などを用い、ニッケルのような 金属で感光性樹脂層１８を被覆し、次いで、図１および図２に示す交差しながら 絶縁される形態をもたらすべく選択的にマスキングし且つ食刻することにより形 成できる。各陰極およびグリッド部材１４、１６は、接触パッドの一端で終わる か、さもなければ表示駆動回路機構（図示せず）への接続を可能とするようにさ れる。誘電性流体／顔料粒子懸濁液を包有する外被を形成すべく、陰極およびグ リッド部材１４、１６を覆って陽極キャップ２０がシールできるよう面板１２に 取り付けられる。陽極キャップ２０はガラスのような絶縁材料で形成され、陽極 を形成すべく、導体材料から成る内面被覆を備えている。従って陰極およびグリ ッド部材１４、１６ならびに陽極２０へ電圧を付加することにより、誘電性流体 の懸濁された顔料粒子を、選定された陰極およびグリッド部材１４、１６の交点 の近くへ集めまたはそこから散らせてこれらの電圧を目に見える表示に転換させ るようにすることができる。

【０００９】 電気泳動表示装置１０の個々の陰極およびグリッド部材１４、１６は、表示作 動を制御すべく作動中に様々な電圧を帯び、あるいは陰極／グリッドのマトリッ クスを画定する数多くの交差点で消去し、保持し、書き込むことができる。使用 可能なパネルは、極めて多数の交点、例えば２，２００×１，７００即ち総計３ ，７４０，０００の別々にアドレス可能な交差点を有する。但し例示の場合につ いては、図１にわずかな一連の交点が示され、残りの図には単一の交点しか描か れていない。それぞれの電極の寸法もまた例示のため非常に拡大されており、実 際の作動装置とは必ずしも比例していない。電気泳動表示装置の代表的な例解や それらの構成諸電極および電気的回路機構は、各々がこの場合発明者に授与され 且つ参考までにここに編入された米国特許第４，７４２，３４５号および同第４ ，７７２，８２０号を参照することによって理解できる。

【００１０】 図２に描かれた電気泳動表示装置の部分断面には、単一の交差するグリッド部 材１６を陰極部材１４から絶縁する単一の間にある感光性樹脂の絶縁体層１８が 上に載った単一陰極部材１４が示されている。図２に示すそれの如き構造を有す る電気泳動表示装置が時折り遭遇する難事は、陰極部材１４とグリッド部材１６ との間の比較的にわずかな距離が、一般に諸部材の交点に近い絶縁体層１８の壁 に沿い不用意に電気的にブリッジされることである。この諸部材の短絡は正しい 表示パターンに障害を及ぼし、例えば表示されるべきものがそうされなかったり 、そうされるべきでないものが表示される等の表示誤差をもたらす。

【００１１】 図３、図４および図５においては、同じ形態および機能を有する同等電極を説 明するため、図１および図２に用いられたそれらと同じ参照番号が使用されてい る。図３には、本考案の第一の例示的実施例による電気泳動表示装置の部分断面 が示されている。この表示装置は図２に示したそれと類似しているが、前述の、 陰極１４およびグリッド１６間の短絡を防止する改良した絶縁体形態を備えてい る。図３に示す表示装置断面には、面板１２および陰極部材１４の上ならびに絶 縁層１８の下に配設された半導体材料層２２が包含されている。この形態は陰極 およびグリッド部材１４、１６間の電気的短絡を防止し且つ、次の製造手順によ り形成される。米国特許第４，７４２，３４５号に記載の如く陰極行部材１４を 食刻した後、絶縁体層１８を付加するに先立ち、ガラス面板１２および陰極行部 材１４がＳｉＯ₂ やＳｉＮのような半導体材料の層２２で被覆される。この被覆 は、望ましくは、技術上周知されている蒸着および沈積プロセスにより施される 。半導体被覆２２が施された後、米国特許第４，７４２，３４５号に記載の如く 、絶縁体１８およびグリッド部材１６がその上に沈積される。

【００１２】 図４には、図２に図示され説明された装置が、陰極１４およびグリッド部材１ ６間に向上した電気的絶縁をもたらすべく、ＳｉＯ₂ やＳｉＮのような外側半導 体材料層２４で完全にオーバコートされるようにした、本考案の別の実施例が示 されている。図３に示す実施例とは異なり、図４に示す実施例は、図２に示す如 き完成された面板１２／陰極１４／絶縁体１８／グリッド１６組立体上への半導 体の沈積により形成される。従って半導体層が面板１２、陰極１４および絶縁体 １８間にはさみ込まれることはない。但し、前の実施例における如く、被覆はな るべくなら、蒸着プロセスにより施されることが望ましい。

【００１３】 本考案の第三実施例が図５に示されている。この第三実施例は、図３および図 ４に関連して説明された諸プロセスを組み合わせることにより形成される。従っ て、図５に示すそれの如くに構成される装置にあっては、第一実施例における如 き絶縁体層１８およびグリッド部材１６の形成に先立ち、面板１２および陰極部 材１４が最初に間に入る半導体層２２で被覆される。更に、第二実施例における 如き絶縁体層１８およびグリッド部材１６の形成後、第二の外側半導体層２４が 、面板１２、陰極部材１４、間に入っている半導体層２２、感光性樹脂半導体層 １８およびグリッド部材１６から成る完成した構造体上へ、蒸着により沈積され る。

【００１４】 上述の各実施例においては、単数または複数の半導体被覆２２および／または ２４により陰極１４およびグリッド部材１６間の絶縁耐力が増大され、且つ導体 行路（短絡）、特に絶縁体１８の表面を横切る壁電流の形成が防止され、それに より本考案の目的が満たされる。

【００１５】 ここに説明された諸実施例が単に例示的なものであり且つ、添付クレイムに定 義された本考案の精神と範囲とを逸脱することなく、数多くの変更および修正が 当業者によってなされ得ることを理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、考案者の名義で発行された従来の諸特
許による三極形式の電気泳動表示パネルの分解後面斜視
図である。

【図２】図２は、単一陰極電極の単一グリッド電極との
交点の領域における、図１に示す電気泳動表示パネル面
板の内面の部分断面の斜視図である。

【図３】図３は、本考案の第一の例示的実施例による絶
縁体形態を包含する、図２に示す三極形式の電気泳動表
示面板の部分断面である。

【図４】図４は、本考案の第二の例示的実施例による絶
縁体形態を包含する、図２および図３に示す三極形式の
電気泳動表示面板の部分断面である。

【図５】図５は、本考案の第三の例示的実施例による絶
縁体形態を包含する、図２、図３および図４に示す三極
形式の電気泳動表示面板の部分断面である。

【符号の説明】

１２ 面板 １６ グリッド部材 １８ 光硬化性樹脂層 ２２ 半導体材料層 ２４ 外側半導体材料層

Claims (11)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気泳動表示装置であって、 （ａ）その一部分が少なくともある程度透明である流体
   密外被と、 （ｂ）前記外被内に包有された、着色された粒子を含む
   電気泳動流体と、 （ｃ）第１平面内に配設され且つ前記外被内に収容され
   た複数の細長い実質的に平行な水平導体部材と、 （ｄ）前記外被内に収容され且つ第２平面内に配置され
   た複数の細長い実質的に平行な垂直導体部材とを有し、
   前記第１，第２平面は実質的に平行であり、前記第１，
   第２平面に垂直な線に沿って見た場合、前記水平導体部
   材と前記垂直導体部材が複数の交差部を有するマトリク
   スを形成し、前記垂直導体部材の各々の下に在る絶縁体
   ストリップと、前記絶縁体ストリップに隣接して配置さ
   れた半導体被覆により、前記水平導体部材が前記垂直導
   体部材から電気的に絶縁されており、前記流体内での前
   記粒子の移動を誘発すべく前記水平導体部材と前記垂直
   導体部材の各々が選択的に電気的に帯電可能であり、前
   記粒子が前記外被の透明部分を通して少なくとも部分的
   に見えるようにされた電気泳動表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１の装置に於いて、前記外被は、
   前記水平導体部材を支持する実質的に平坦な面板を含
   む。
3. 【請求項３】 請求項２の装置に於いて、前記半導体被
   覆は、前記水平導体部材に最も近い前記面板と前記水平
   導体部材との上にあり、前記絶縁体ストリップと前記水
   平導体部材との間に設けられている。
4. 【請求項４】 請求項３の装置は更に、前記垂直導体部
   材と前記絶縁体ストリップの上に設けられた第２の半導
   体被覆を有する。
5. 【請求項５】 請求項２の装置に於いて、前記半導体被
   覆は、前記垂直導体部材と前記絶縁体ストリップと前記
   水平導体部材と前記面板の上に設けられている。
6. 【請求項６】 請求項３の装置に於いて、前記半導体被
   覆はＳｉＯ₂ である。
7. 【請求項７】 請求項３の装置に於いて、前記半導体被
   覆はＳｉＮである。
8. 【請求項８】 請求項５の装置に於いて、前記半導体被
   覆はＳｉＯ₂ である。
9. 【請求項９】 請求項５の装置に於いて、前記半導体被
   覆はＳｉＮである。
10. 【請求項１０】 請求項３の装置に於いて、前記電気泳
    動表示装置は３極形式装置であり、前記水平導体部材は
    陰極を形成し、前記垂直導体部材は前記３極のグリッド
    である。
11. 【請求項１１】 請求項１０の装置に於いて、前記面板
    はガラスであり、前記水平導体部材はインジウムすず酸
    化物（Indium-Tin-Oxide）である。