JPH06506305A - 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】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】 半導体て被覆された電極を備える電気泳動表示パネル発明の技術分野 本発明は電気泳動表示パネル装置およびそれを製作する方法に関し、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。

背景技術 種々の電気泳動表示パネルか周知されている。本発明に最も直接の関係かあるの は、「電気泳動表示パネルおよび関連諸方法（巳１ｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ 　ＤｉｓｐｌａＹ　Ｐａｎｅｌｓ　ａｎｄＡｓｓｏｃｉａｔｅｄ　Ｍｅｔｈｏｄ ｓ）　Ｊ　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　ａｎｄＭｅｔｈｏｄｓ）Ｊ　と称する米国特 許第４，７４２，３４５号および［モノリソツク・フラン）・・パネル表示装置 （Ｍｏｎｏｌ目旧ｃ　Ｆｌａｔ　Ｐａｎｅｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ　、Ａｐｐａｒａ ｔｕｓ）ｊ　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−Ｃ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゛ノス （Ｄｅｎｉｓ　Ａ、　Ｋｒｕｓｏｓ）の名義であり、この場合の譲受人、コビー テし・・インコーボレーテソド（ＣｏｌｌＹｔｅｌｅ　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か、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。はぼ均等な粒子 の懸濁液か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 電界か局所化されると、それにより、視覚的に観察可能な、局所化された顔料粒 子の移行か生ずる。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 導体部材を有する二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１〜リップをもたらすへ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か形成される。ガラス製のキャップ部材か流 体懸濁液を包有すへくギヤツブの周縁に沿い観察窓と液密シールを形成し且つま た、キャップの内部子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。キャップか定位置にある場合、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 子を引き付は且つ反発する静電荷の符合は既知てある。その場合陰極部材電圧お よびグリッド部材電圧は、特定の電圧か陰極に付加され、別の電圧かグリッドに 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 粒子を引き付は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か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。

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（ｌｉｎ）当たり ２００ラインの解像度を有する２　１．　６ａｎ　（８１／２　ｉｎ）Ｘ２８ｃ ｍ（ｌｌｉｎ）表示スクリーンは、２２００の水平陰極付部材および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か望ましい。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、座標か多くなり、解像度か大 きくなり、各電極の幅か狭くなり、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か、換言すれば、コンパクトな回路を可能とす へく、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か時には困難である。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。

従って本発明の目的は、「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。

その上の目的は、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。

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構 成する改良した方法を提供することにある。

発明の開示 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発明 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、はぼ平行な水平導体部材か第一平面内に配 設され、外被内に包有されている。複数の細長い、は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 れているか、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。

図面の簡単な説明 本発明のより良い理解のため、以下の添付諸国面に関連して考慮された例示的な 実施例の、次の詳細な説明に言及する。

第１図は、ここに発明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。

第２図は、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、第１図に 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。

第３図は、本発明の第一の例示的実施例による絶縁体形態を包含する、第２図に 示す三極形式の電気泳動表示面板の部分断面である。

第４図は、本発明の第二の例示的実施例による絶縁体形態を包含する、第２図お よび第３図に示す三極形式の電気泳動表示面板の部分断面である。

第５図は、本発明の第三の例示的実施例による絶縁体形態を包含する、第２図、 第３図および第４図に示す三極形式の電気泳動表示面板の部分断面である。

発明を実施するための最良の形態 第１図には、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語電極を示すへく、ここに参考まてに編入したものである。

パネルｌＯ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）か上に沈積された基体として供与される、一般にガラスで 形成された面板か包含されている。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（第２図参照）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、次いて、第１図および第２図に示す交差し 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 終わるが、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２ｏ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２ｏ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２ｏ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。

電気泳動表示装置ｌＯ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て消去し、保持し、書き込むことかできる。使用可 能なパネルは、極めて多数の交点、例えば ２．２００ｘｌ、７００即ち総計３．７４０，０００（７）別々にアドレス可能 な交差点を育する。但し例示の場合については、第１図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がれてぃない。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。を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て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。

第２図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。第２図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１ ６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、そうされるへきてないものが表示される等の表示誤差をもたらす。

第３図、第４図および第５図においては、同じ形態および機能を存する同等電極 を説明するため、第１図および第２図に用いられたそれらと同じ参照番号が使用 されている。第３図には、本発明の第一の例示的実施例による電気泳動表示装置 の部分断面か示されている。この表示装置は第２図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。第３図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 極杆部材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 および陰極杆部材１４がＳｉＯ□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Ｎ！！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か施された後、米国特許第４，７４２，３ ４５号に記載の如く、絶縁体１８およびグリッド部材１６かその上に沈積される 。

第４図には、第２図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 １６間に向上した電気的絶縁をもたらすへく、ＳｉＯ２やＳｉＮのような外側半 導体材料層２４て完全にオーバコートされるようにした、本発明の別の実施例か 示されている。第３図に示す実施例とは異なり、第４図に示す実施例は、第２図 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間にはさみ込麦れることはい。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。

本発明の第三実施例か第５図に示されている。この第三実施例は、第３図および 第４図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、第５因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Ｉ８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て被覆される。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か、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。

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２ ４により陰極１４およびグリッド部材１６間の絶縁耐力か増大され、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か防止され、それによ り本発明の目的か満たされる。

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、添付フレイムに定義 された本発明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。

ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、　５

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．電気泳動表示装置にして、 （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、および （ｂ）前記外被内に包有される電気泳動流体を含み、前記流体がその中に顔料を 付加された粒子を懸濁させ、 （ｃ）第一平面内に配設され且つ前記外被内に包有される複数の細長い、ほぼ平 行な水平導体部材、および、 （ｄ）前記水平部材から電気的に絶縁され且つ第二平面内に配設された、前記外 被内に包有される複数の細長い、ほぼ平行な垂直導体部材を含み、前記第一およ び前記第二平面がほぼ平行であり、前記第一および前記第二平面に垂直な線に沿 って視た場合に前記水平部材および前記垂直部材が複数の交点を備えたマトリッ クスを形成し、前記水平部材が半導体被覆により前記垂直部材から少なくともあ る程度絶縁され、前記流体内での前記粒子の運動を誘発すべく前記水平部材およ び前記垂直部材が各々選択的に帯電可能であり、前記外被の前記透明部分を通し て前記粒子が少なくともある程度見えるようにした電気泳動表示装置。
2. ２．請求の範囲第１項に記載の装置において、前記外被がほぼ平たんな面板を包 含し、その中央部分が前記外被の前記透明部分をなし、前記面板が前記水平部材 を支える基体を形成し、端壁および側壁を有するキャップ部材を包含し、前記側 壁が前記キャップ部材内に中空部を画定し、前記側壁が前記面板ヘシールできる ように付着して前記外被を形成するようにした装置。
3. ３．請求の範囲第２項に記載の装置において、前記垂直部材の各々の下にあり且 つそれと平行な絶縁体ストリップにより、前記水平部材が前記垂直部材から少な くともある程度絶縁されるようにした装置。
4. ４．請求の範囲第３項に記載の装置において、前記半導体被覆が、前記水平部材 に最も近い前記面板と前記水平部材との上にあり、前記絶縁体ストリップと前記 水平部材との間に挿入されるようにした装置。
5. ５．請求の範囲第４項に記載の装置にして、更に、前記垂直部材と前記絶縁体ス トリップとの上にある第二半導体被覆を包含する装置。
6. ６．請求の範囲第３項に記載の装置において、前記半導体被覆が前記垂直部材、 前記絶縁体ストリップ、前記水平部材および前記面板の上にあり、そこで前記垂 直部材、前記絶縁体ストリップ、前記水平部材および前記面板が前記外被内に包 有された前記流体に露出されるようにした装置。
7. ７．請求の範囲第４項に記載の装置において、前記半導体被覆がＳｉＯ２である ようにした装置。
8. ８．請求の範囲第４項に記載の装置において、前記半導体被覆がＳｉＮであるよ うにした装置。
9. ９．請求の範囲第６項に記載の装置において、前記半導体被覆がＳｉＯ２である ようにした装置。
10. １０．請求の範囲第６項に記載の装置において、前記半導体被覆がＳｉＮである ようにした装置。
11. １１．請求の範囲第４項に記載の装置において、前記電気泳動表示装置が三極形 式装置であり、前記水平部材が陰極を構成し、前記垂直部材が前記三極のグリッ ドであり、前記キャップ部材の前記端壁が前記顔料粒子の運動を誘発すべく選択 的に帯電可能な導体層被覆を有し且つ陽極を構成するようにした装置。
12. １２．請求の範囲第１１項に記載の装置において、前記面板がガラスであり、前 記水平部材がインジウム・ティン・オキサイド（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉ ｄｅ）であるようにした装置。
13. １３．ほぼ平たんな面板ならびに端壁および側壁を有するキャップ部材を備え、 前記側壁が前記キャップ部材内に中空部を画定している、流体密外被を有する電 気泳動表示装置を製造する方法にして、 （ａ）複数の細長い、ほぼ平行な水平導体部材を前記面板の表面上へ沈積させる 段階、 （ｂ）前記面板の前記表面および前記水平導体部材上へ半導体材料の被覆を施す 段階、 （ｃ）前記半導体被覆上へ絶縁体材料の層を付加する段階、 （ｄ）絶縁体材料の前記層上へ電気導体材料の層を付加する段階、 （ｅ）前記電気導体材料および前記絶縁体材料を経て前記水平部材に至るまでを 食刻して、前記水平部材から電気的に絶縁された複数の細長い、ほぼ平行な垂直 導体部材を形成し、前記水平部材および前記垂直部材が複数の交点を備えたマト リックスを形成する段階、 （ｆ）前記中空部を電気泳動流体で満たす段階、および （ｇ）前記キャップの前記側壁を前記面板の前記表面ヘシールできるように付着 させて前記外被を形成する段階を含む方法。
14. １４．請求の範囲第１３項に記載の方法にして、前記の食刻の段階後に、前記の 複数の細長い、ほぼ平行な垂直導体部材、前記絶縁体材料層、前記水平部材およ び前記面板を覆う半導体材料の第二被覆を施す段階を包含する方法。
15. １５．電気泳動流体を包有する流体密外被を備え、前記外被がほぼ平たんな面板 ならびに端壁および側壁を有するキャップ部材を有し、前記側壁が前記キャップ 部材内に中空部を画定している、電気泳動表示装置を製造する方法にして、 （ａ）複数の細長い、ほぼ平行な水平導体部材を前記面板の表面上へ沈積させる 段階、 （ｂ）前記面板の前記表面および前記水平導体部材上へ絶縁体材料の層を付加す る段階、 （ｃ）絶縁体材料の前記層上へ電気導体材料の層を付加する段階、 （ｄ）前記電気導体材料および前記絶縁体材料を経て前記水平部材に至るまでを 食刻して、前記水平部材から電気的に絶縁された複数の細長い、ほぼ平行な垂直 導体部材を形成し、前記水平部材および前記垂直部材が複数の交点を備えたマト リックスを形成する段階、 （ｅ）半導体材料の被覆を前記の複数の細長い、ほぼ平行な垂直導体部材、前記 絶縁材料層、前記水平部材および前記面板に施す段階、 （ｆ）前記中空部を電気泳動流体で満たす段階、および （ｇ）前記キャップの前記側壁を前記面板の前記表面ヘシールできるように付着 させて前記外被を形成する段階を含む方法。
16. １６．請求の範囲第１３項に記載の方法において、前記半導体被覆が蒸着および 沈積により施される方法。
17. １７．請求の範囲第１６項に記載の方法において、前記半導体をＳｉＯ２とする 方法。
18. １８．請求の範囲第１７項に記載の方法において、前記面板をガラスとし、前記 水平部材をインジウム・ティン・オキサイド（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄ ｅ）とする方法。
19. １９．請求の範囲第１８項に記載の方法において、前記絶縁体層を感光性樹脂と する方法。
20. ２０．請求の範囲第１５項に記載の方法において、前記半導体被覆がＳｉＯ２で 蒸着および沈積プロセスにより施され、前記面板がガラス、前記水平部材がイン ジウム・ティン・オキサイド、前記絶縁体層が感光性樹脂であるようにする方法 。