ОТРАЖАТЕЛЬНОЕ ДИСПЛЕЙНОЕ УСТРОЙСТВО С УПРАВЛЯЮЩИМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПОЛЕМ Российский патент 2010 года по МПК G02F1/1335 

Область техники

Настоящее изобретение относится к плоским дисплейным устройствам, а более конкретно к отражательным дисплейным устройствам с управляющим электрическим полем.

Уровень техники

К обычным плоским дисплейным устройствам относятся жидкокристаллический дисплей (LCD), плазменная дисплейная панель (PDPI), органический электролюминесцентный дисплей (OLED), дисплей на эффекте поля (FED, Field Effect Display), электрофоретическое дисплейное устройство и т.д. Жидкокристаллический дисплей широко используется в мониторах или телевизорах. Плазменная дисплейная панель широко используется в телевизорах с большим экраном. Дисплей на органической электролюминесценции используется в миниатюрных дисплейных устройствах, таких как жидкокристаллический дисплей в мобильном телефоне; кроме того, активно ведутся исследования по применению дисплея на органической электролюминесценции в дисплейном устройстве с экраном среднего или большого размера. Кроме того, проводятся исследования по применению дисплея на эффекте поля или электрофоретического дисплейного устройства в мониторах, телевизорах или "электронной бумаге".

Сущность изобретения

Техническая задача

Однако хорошо известным дисплейным устройствам присущи свои недостатки. Например, жидкокристаллический дисплей имеет узкий угол обзора, низкую скорость реакции и высокую стоимость производства. В плазменном дисплейном устройстве трудно изготовить пиксель с размером менее некоторого заданного размера. Кроме того, высоким является потребление энергии, и выделяется большое количество тепла.

Техническое решение

Целью настоящего изобретения является создание нового плоского дисплейного устройства, не имеющего недостатков, присущих обычным плоским дисплейным устройствам.

Согласно одному из аспектов настоящего изобретения предлагается отражательное дисплейное устройство с управляющим электрическим полем, содержащее барьерную стенку, в которой имеется множество приводных каналов и первая и вторая поверхности; отражающий элемент, который расположен внутри приводного канала и на котором имеется электрический заряд; первый электрод, который расположен на первой поверхности барьерной стенки; и второй электрод, который расположен на второй поверхности барьерной стенки, причем цвет поверхности отражающего элемента является белым.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложено отражательное дисплейное устройство с управляющим электрическим полем, содержащее барьерную стенку, у которой имеется множество приводных каналов и первая и вторая поверхности; отражающий элемент, который расположен внутри приводного канала и на котором имеется электрический заряд; первый электрод, который расположен на первой поверхности барьерной стенки; и второй электрод, который расположен на второй поверхности барьерной стенки, причем поверхность отражающего элемента покрыта цветом, выбранным из красного, зеленого и синего цветов.

В вышеупомянутых аспектах настоящего изобретения, для каждого приводного канала, площади поперечного сечения, параллельного первой и второй поверхностям, равны, и приводной канал является цилиндрическим каналом.

Кроме того, приводной канал заполнен по меньшей мере одной из следующих сред: инертным газом, азотом и сухим воздухом, или в приводном канале поддерживается вакуум.

Кроме того, отражающий элемент может иметь форму сферы, а диаметр отражающего элемента может быть меньше диаметра приводного канала.

Кроме того, отражательное дисплейное устройство с управляющим электрическим полем может дополнительно содержать: первый изолирующий слой, расположенный между первой поверхностью барьерной стенки и первым электродом; и второй изолирующий слой, расположенный между второй поверхностью барьерной стенки и вторым электродом.

Кроме того, может иметься множество первых электродов, второй электрод может быть выполнен в виде единого электрода, соответствующего всем первым электродам, а отражательное дисплейное устройство с управляющим электрическим полем может дополнительно содержать переключающие устройства, которые расположены на первой поверхности барьерной стенки и соединены с первыми электродами для управления напряжениями, прикладываемыми к первым электродам.

Кроме того, переключающие устройства могут быть тонкопленочными транзисторами.

Кроме того, цвет барьерной стенки может быть черным, и барьерная стенка может быть сформирована с помощью процесса экспонирования с использованием фоточувствительной пленки, которая содержит черный краситель в качестве маски, и процесса проявки.

Кроме того, отражательное дисплейное устройство с управляющим электрическим полем может дополнительно включать светозадерживающий слой, расположенный на первой или второй поверхности барьерной стенки.

Кроме того, отражательное дисплейное устройство с управляющим электрическим полем может дополнительно содержать изолирующую подложку, расположенную на одной из внешних поверхностей первого и второго электродов.

Кроме того, изолирующая подложка может включать первую и вторую подложки, которые расположены на внешних поверхностях первого и второго электродов соответственно.

Кроме того, первый или второй электрод может перекрывать множество каналов.

Кроме того, второй электрод может быть выполнен из прозрачного проводящего материала. Кроме того, второй электрод может быть изготовлен из оксида индия-олова (IТО) или оксида цинка-индия (IZO).

Кроме того, первый и второй электроды могут быть сформированы в виде полос, причем первые и вторые электроды могут пересекаться.

Кроме того, приводной канал может быть сформирован так, чтобы его дно находилось в барьерной стенке.

Кроме того, полутона можно отобразить, управляя временным интервалом, в течение которого отражающий элемент отражает свет.

Кроме того, временной интервал, в течение которого отражающий элемент отражает свет, может регулироваться прерывистой и повторяющейся подачей напряжения между первым и вторым электродами.

Кроме того, полутон можно отобразить, управляя положением отражающего элемента в приводном канале путем изменения величины напряжения, подаваемого между первым и вторым электродами.

Положительные эффекты

В отражательном дисплейном устройстве с управляющим электрическим полем согласно настоящему изобретению положением белых, красных, зеленых и синих отражающих элементов можно управлять с использованием электрической силы, так что количеством света, падающего на отражающий элемент извне и отражаемого от отражающих элементов, можно управлять так, чтобы отобразить желаемое изображение.

Краткое описание чертежей

Вышеупомянутые и другие особенности и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из подробного описания вариантов выполнения изобретения со ссылками на сопровождающие чертежи, где:

на фиг.1 показано сечение, иллюстрирующее отражательное дисплейное устройство с управляющим электрическим полем согласно одному из вариантов выполнения настоящего изобретения;

на фиг.2 показано сечение, иллюстрирующее отражательное дисплейное устройство с управляющим электрическим полем согласно другому варианту выполнения настоящего изобретения;

на фиг.3-6 показаны сечения, иллюстрирующие отражательное дисплейное устройство с управляющим электрическим полем согласно другим вариантам выполнения настоящего изобретения.

Варианты выполнения изобретения

Ниже со ссылками на сопровождающие чертежи описаны предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения.

На чертежах с целью более четкого изображения слоев и областей толщина показана увеличенной. Кроме того, на протяжении всего описания одинаковые элементы обозначены одинаковыми позициями. Если сказано, что слой, пленка, область или пластина помещены на другом элементе, это включает случай, когда эти слои, пленка, область или пластина помещены непосредственно на другом элементе, а также случай, когда между ними расположен еще какой-либо элемент. Напротив, если сказано, что один элемент помещен непосредственно на другом элементе, это означает, что между ними не расположено никакого элемента.

На фиг.1 показано сечение, иллюстрирующее отражательное дисплейное устройство с управляющим электрическим полем согласно одному из вариантов выполнения настоящего изобретения.

На фиг.1 отражательное дисплейное устройство с управляющим электрическим полем согласно этому варианту выполнения изобретения, предназначенное для отображения изображения путем управления количеством света, содержит множество приводных каналов 151 и отражательных элементов 101, которые расположены внутри приводных каналов 151 и на которых имеется электрический заряд. Поверхность каждого отражающего элемента 101 имеет белое покрытие.

На отражающий элемент 101 действует электрическая сила, перемещая отражающий элемент 101 так, чтобы количество света А и В, входящего в приводные каналы 151 извне и отражаемого от отражающих элементов 101, регулировалось для формирования желаемого изображения.

Ниже со ссылками на фиг.1 подробно описана конструкция и работа отражательного дисплейного устройства с управляющим электрическим полем согласно данному варианту выполнения настоящего изобретения.

На одной поверхности прозрачной изолирующей подложки 110, выполненной из стекла или аналогичного материала, размещено множество пиксельных электродов 120. Пиксельные электроды 120 изготовлены из металлического материала, например хрома (Сr) и алюминия (Al), или прозрачного проводящего материала, например, оксида индия-олова (ITO) или оксида цинка-индия (IZO). Пиксельные электроды 120 размещены в виде матрицы или другой упорядоченной структуры.

На изолирующей подложке 110 расположены переключающие устройства 130, предназначенные для переключения напряжения, прикладываемого к отдельным пиксельным электродам 120. Переключающие устройства 130 соединены с пиксельными электродами 120. Переключающие устройства 130 могут быть тонкопленочными транзисторами. Линии стробирования (не показаны), предназначенные для передачи сигналов развертки с целью включения и выключения тонкопленочных транзисторов, и линии передачи данных (не показаны), предназначенные для передачи напряжений полутонов (уровней яркости) на пиксельные электроды 120, расположены на изолирующей подложке 110 и могут пересекать друг друга.

Первый изолирующий слой 140 расположен на пиксельных электродах 120 и переключающих устройствах 130. Первый изолирующий слой 140 может быть выполнен из неорганического изолирующего материала, например нитрида кремния SiNx или оксида кремния SiOx, или органического изолирующего материала, например полимера. Кроме того, первый изолирующий слой 140 может быть расположен под переключающими устройствами 130.

Барьерная стенка 150, в которой выполнено множество приводных каналов 151, расположена на первом изолирующем слое 140. Барьерная стенка 150 может быть изготовлена из светопроводящего материала или из непрозрачного для света материала. С целью предотвращения снижения качества изображения предпочтительно, чтобы барьерная стенка 150 была выполнена из черного материала, чтобы посторонний свет не смог пройти через барьерную стенку 150 или отразиться от барьерной стенки 150. Барьерная стенка 150 может быть сформирована с помощью процесса экспонирования с использованием фоточувствительной пленки и черного красителя в качестве маски, а также процесса проявки, или способом нанопечати.

Альтернативно, барьерная стенка 150 может быть сформирована путем процесса экспонирования с использованием фоточувствительной пленки в качестве маски и проявки, после чего может быть выполнена постобработка, не позволяющая свету проходить через барьерную стенку 150.

Каждый приводной канал 150 имеет форму цилиндра. Площади поперечного сечения всех приводных каналов 151, идущего параллельно первой и второй поверхности барьерной стенки, равны друг другу. Каждый отражающий элемент 101 расположен внутри приводного канала 151 в барьерной стенке 150, а приводной канал 151 заполнен введенным в него газом, например гелием и неоном. Как описано выше, отражающий элемент 101 выполнен из непрозрачного материала и имеет поверхность с белым покрытием, чтобы свет, отраженный от отражающего элемента 101, был белым. Кроме того, как описано выше, на отражающем элементе 101 имеется электрический заряд. Этот электрический заряд может быть положительным или отрицательным. Вместо инертного газа приводные каналы 151 могут быть заполнены азотом, сухим воздухом или другими газами, подходящими для сохранения электрического заряда на отражающем элементе 101. Альтернативно, приводные каналы могут находиться под вакуумом. В данном варианте выполнения настоящего изобретения отражающие элементы 101 имеют форму сферы. Альтернативно, отражающий элемент 101 может иметь форму цилиндра или другую форму, соответствующую форме приводного канала 151. Предпочтительно, чтобы диаметр d1 отражающего элемента 101 был меньше диаметра d2 приводного канала 151. При этом отражающий элемент 101 может перемещаться в пределах приводного канала без значительного трения. Для снижения веса отражающего элемента 101 он может иметь внутри полость.

На фиг.1 второй изолирующий слой 210 расположен на левой поверхности барьерной стенки. Второй изолирующий слой 210 может быть выполнен в виде пленки. Кроме того, второй изолирующий слой 210 может быть также изготовлен из нитрида кремния или оксида кремния.

На втором изолирующем слое 210 расположен общий электрод 220, изготовленный из прозрачного проводящего материала, например ITO и IZO.

Для предотвращения перехода света между соседними пикселями на общем электроде 220 в местах, соответствующих барьерной стенке 150, может быть расположен светозадерживающий слой (не показан), разделяющий пиксельные области. В случае, когда функцию светозадерживающего слоя выполняет барьерная стенка 150, этот светозадерживающий слой может отсутствовать.

На внешних сторонах изолирующей подложки 110 и общего электрода 220 соответственно расположены защитные пленки 160 и 250, предназначенные для защиты дисплейного устройства согласно настоящему изобретению от внешних ударов или контакта с посторонними материалами.

Ниже описана работа отражательного дисплейного устройства с управляющим электрическим полем.

Когда между пиксельным электродом 120 и общим электродом 220 приложено напряжение, между ними создается электрическое поле, и под действием электрического поля электрически заряженный белый отражающий элемент 101 перемещается вдоль приводного канала 151. Электрическим полем, прикладываемым к отражающему элементу 101, можно управлять, регулируя напряжение между пиксельным электродом 120 и общим электродом 220, чтобы управлять положением отражающего элемента 101.

Когда положение отражающего элемента 101 меняется, количество света, входящего в приводной канал 151 и отражаемого от отражающего элемента 101, меняется.

Как показано на фиг.1, когда белый отражающий элемент 101 расположен близко к общему электроду 220, входящий извне свет В полностью отражается белым отражающим элементом 101, и отображается белый цвет. Когда белый отражающий элемент 101 расположен близко к пиксельному электроду 220, входящий извне свет А не отражается белым отражающим элементом 101, в результате чего отображается черный цвет.

Поэтому, управляя напряжением между пиксельным электродом 120 и общим электродом 220, можно так управлять положением белого отражающего элемента 101, чтобы регулировать количество отраженного света.

Хотя количеством отраженного света управляют, регулируя положение отражающего элемента 101 в пределах приводного канала 151, количеством отраженного света можно управлять, регулируя временной интервал отражения, т.е. время, в течение которого отражающий элемент 100 отражает свет. Ниже подробно описана схема управления отраженным светом.

Временной интервал, в течение которого единичный пиксель непрерывно отображает определенную графическую информацию, называется кадром. Количеством света можно управлять, изменяя временной интервал, в течение которого белый отражающий элемент 101 отражает свет внутри одного кадра. Например, когда отражающий элемент 101 расположен в отражающем положении, при котором этот отражающий элемент 101 находится близко к общему электроду 220 (в некоторых примерах отражающее положение может быть положением, при котором отражающий элемент 101 находится близко к пиксельному электроду 120) в течение одного кадра, поддерживается временной интервал отражения, т.е. белый отражающий элемент 101 отражает свет, в течение всего кадра, и обеспечивается наивысшая яркость, то есть отображается белый цвет. Когда отражающий элемент 101 расположен в неотражающем положении, при котором отражающий элемент 101 находится близко к пиксельному электроду 120 в течение всего кадра, поддерживается временной интервал неотражения, когда отражающий элемент 101 не отражает свет в течение всего кадра, и обеспечивается наименьшая яркость, то есть отображается черный цвет. Когда отражающий элемент 101 расположен в отражающем положении в течение половины одного кадра, обеспечивается промежуточная яркость. Для управления яркостью отражающий элемент 101 может быть непрерывно расположен в отражающем положении в течение некоторого временного интервала, соответствующего определенной яркости. Альтернативно, для управления яркостью отражающий элемент 101 может перемещаться в пределах приводного канала 151 между отражающим и неотражающим положениями путем периодической и многократной подачи на отражающий элемент 101 напряжения в прямом и обратном направлениях. Например, для отображения 156-го полутона в отражательном дисплейном устройстве с управляющим электрическим полем, способном отображать 256 полутонов ("уровней серого"), один кадр делят на 256 секций, и отражающий элемент 101 находится в отражающем положении непрерывно в течение временного интервала, соответствующего 100 секциям, так что достигается яркость, соответствующая 156-му полутону. Альтернативно, при подаче на отражающий элемент 101 прямого и обратного напряжения отражающий элемент 101 быстро возвратно-поступательно перемещается между отражающим и неотражающим положениями, чтобы сумма временных интервалов, когда отражающий элемент 101 находится в отражающем положении, составляла временной интервал, соответствующий 100 секциям, обеспечивая яркость, соответствующую 156-му полутону.

Размеры отражающего элемента 101 составляют от нескольких микрометров до нескольких десятков микрометров. Поэтому отражающий элемент 101 может быстро перемещаться при управляющем напряжении от нескольких десятков милливольт до нескольких вольт, в результате чего можно реализовать дисплейное устройство с высоким быстродействием и высокой точностью. Поскольку быстродействие отражающего элемента 101 обратно пропорционально его весу, для снижения веса отражающего элемента 101 в нем может иметься полость.

С другой стороны, при использовании отражающих элементов с красным, зеленым и синим покрытиями, можно получить цветное изображение. Ниже со ссылкой на фиг.2 подробно описано отражательное дисплейное устройство с управляющим электрическим полем, способное создавать цветное изображение.

На фиг.2 показано сечение, иллюстрирующее отражательное дисплейное устройство с управляющим электрическим полем согласно другому варианту выполнения настоящего изобретения.

На фиг.2 на одной поверхности прозрачной изолирующей подложки 110, выполненной из стекла или аналогичного материала, размещено множество пиксельных электродов 120. Пиксельные электроды 120 изготовлены из металлического материала, например хрома (Сr) и алюминия (Al), или прозрачного проводящего материала, например, оксида индия-олова (IТО) или оксида цинка-индия (IZO). Пиксельные электроды 120 размещены в виде матрицы или другой упорядоченной структуры.

На изолирующей подложке 110 расположены переключающие устройства 130, предназначенные для переключения напряжения, приложенного к отдельным пиксельным электродам 120. Переключающие устройства 130 соединены с пиксельными электродами 120. Переключающие устройства 130 могут быть тонкопленочными транзисторами. Линии стробирования (не показаны), предназначенные для передачи сигналов развертки с целью включения и выключения тонкопленочных транзисторов, и линии передачи данных (не показаны), предназначенные для передачи напряжения полутонов на пиксельные электроды 120, расположены на изолирующей подложке 110 и могут пересекать друг друга.

Первый изолирующий слой 140 расположен на пиксельных электродах 120 и переключающих устройствах 130. Первый изолирующий слой 140 может быть выполнен из неорганического изолирующего материала, например нитрида кремния SiNx или оксида кремния SiOx, или органического изолирующего материала, например полимера. Кроме того, первый изолирующий слой 140 может быть расположен под переключающими устройствами 130.

Барьерная стенка 150, в которой выполнено множество приводных каналов 151, расположена на первом изолирующем слое 140. Барьерная стенка 150 может быть изготовлена из светопроводящего материала или из непрозрачного для света материала. С целью предотвращения снижения качества изображения предпочтительно, чтобы барьерная стенка 150 была выполнена из черного материала, чтобы посторонний свет не смог пройти через барьерную стенку 150 или отразиться от барьерной стенки 150. Барьерная стенка 150 может быть сформирована с помощью процесса экспонирования с использованием фоточувствительной пленки и черного красителя в качестве маски, а также процесса проявки, или способом нанопечати. Альтернативно, барьерная стенка 150 может быть сформирована путем процесса экспонирования с использованием фоточувствительной пленки в качестве маски и проявки, после чего может быть выполнена постобработка, не позволяющая свету проходить через барьерную стенку 150.

Каждый приводной канал 150 имеет форму цилиндра. Для каждого приводного канала 151 площади поперечных сечений, параллельные первой и второй поверхностям барьерной стенки, равны друг другу.

Каждый из отражающих элементов 101R, 101G и 101В расположен внутри соответствующего приводного канала 151 в барьерной стенке 150, а приводной канал 151 заполнен введенным газом, например гелием и неоном. Как описано выше, отражающие элементы 101R, 101G и 101В выполнены из непрозрачного материала и имеют поверхности с красным, зеленым и синим покрытием, соответственно, чтобы свет, отраженный от отражающего элемента 101, был красным, зеленым и синим. Кроме того, как описано выше, на отражающих элементах 101 имеется электрический заряд. Этот электрический заряд может быть положительным или отрицательным. Вместо инертного газа приводные каналы 151 могут быть заполнены азотом, сухим воздухом или другими газами, подходящими для сохранения электрического заряда на отражающих элементах 101R, 101G и 101В. Альтернативно, приводные каналы могут быть вакуумированы. В данном варианте выполнения изобретения отражающие элементы 101R, 101G и 101В имеют форму сферы. Альтернативно, отражающие элементы 101R, 101G и 101В могут иметь форму цилиндра или другую форму, соответствующую форме приводного канала 151. Предпочтительно, чтобы диаметр d1 отражающих элементов 101R, 101G и 101B был меньше диаметра d2 приводного канала 151. При этом отражающие элементы 101R, 101G и 101B могут перемещаться в пределах приводного канала без значительного трения. Для снижения веса отражающих элементов 101R, 101G и 101B они могут иметь внутри полость.

На фиг.2 второй изолирующий слой 210 расположен на левой поверхности барьерной стенки. Второй изолирующий слой 210 может быть выполнен в виде пленки. Кроме того, второй изолирующий слой 210 может быть изготовлен также из нитрида кремния или оксида кремния.

Для предотвращения перехода света между соседними пикселями на общем электроде 220 в местах, соответствующих барьерной стенке 150, может быть расположен светозадерживающий слой (не показан), разделяющий пиксельные области. В случае, когда функцию светозадерживающего слоя выполняет барьерная стенка 150, этот слой может отсутствовать.

На внешних сторонах изолирующей подложки 110 и общего электрода 220 соответственно расположены защитные пленки 160 и 250, предназначенные для защиты дисплейного устройства согласно настоящему изобретению от внешних ударов или контакта с посторонними материалами.

Ниже описана работа отражательного дисплейного устройства с управляющим электрическим полем.

Когда между пиксельным электродом 120 и общим электродом 220 приложено напряжение, между ними создается электрическое поле, так что под действием электрического поля каждый электрически заряженный красный 101R, зеленый 101G и синий 101B отражающий элемент перемещается вдоль приводного канала 151. Электрическим полем, приложенным к отражающим элементам 101R, 101G и 101B, можно управлять, регулируя напряжение между пиксельным электродом 120 и общим электродом 220, управляя тем самым положением отражающих элементов 101R, 101G и 101B.

Когда положения отражающих элементов 101R, 101G и 101B меняются, количество света, входящего в приводные каналы 151 и отражаемого от отражающих элементов 101R, 101G и 101B, меняется.

Как показано на фиг.2, поскольку синий отражающий элемент 101B расположен близко к общему электроду 220, входящий извне свет D полностью отражается синим отражающим элементом 101B, и отображается синий цвет максимальной яркости. Поскольку красный отражающий элемент 101R расположен в положении, ближайшем к пиксельному электроду 220, входящий извне свет С не отражается красным отражающим элементом 101R, и красный цвет не отображается. Поскольку зеленый отражающий элемент 101G расположен в промежуточном положении между общим электродом 220 и пиксельным электродом 120, часть вводящего извне света отражается зеленым отражающим элементом 101G, так что отображается зеленый цвет промежуточной яркости.

Поэтому, управляя напряжением между пиксельным электродом 120 и общим электродом 220, можно так управлять положениями красного, зеленого и синего отражающих элементов 101R, 101G и 101B, чтобы путем регулировки отраженного света получалось цветное изображение.

Кроме того, аналогично случаю с белым отражающим элементом 101, количеством отраженного света можно управлять, по отдельности регулируя временные интервалы отражения света красным, зеленым и синим отражающими элементами 101R, 101G и 101B.

В вышеуказанном варианте выполнения настоящего изобретения описано активное отражательное дисплейное устройство с управляющим электрическим полем, но настоящее изобретение может быть применено к пассивному отражательному дисплейному устройству с управляющим электрическим полем.

На фиг.3-6 показаны сечения, иллюстрирующие отражательные дисплейные устройства с управляющим электрическим полем согласно другим вариантам выполнения настоящего изобретения.

Во-первых, в пассивном отражательном дисплейном устройстве с управляющим электрическим полем согласно варианту выполнения настоящего изобретения, показанному на фиг.3, первый и второй изолирующие слои 140 и 210 расположены на двух поверхностях барьерной стенки 150, а первый и второй электроды 121 и 221 расположены в виде полосы на внешних поверхностях двух изолирующих слоев 140 и 210. Продольные направления первых и вторых электродов 121 и 221 перпендикулярны друг другу.

В пассивном отражательном дисплейном устройстве с управляющим электрическим полем, когда к одному из первых электродов 121 и одному из вторых электродов 221 приложены напряжения, отражающий элемент 101 расположенный на пересечении этих двух электродов 121 и 221 и находящийся под воздействием напряжения, приводится в действие электрической силой.

В отражательном дисплейном устройстве с управляющим электрическим полем согласно варианту выполнения настоящего изобретения, показанному на фиг.4, приводные каналы 151 сформированы так, что имеют дно, а не проходят барьерную стенку 150 насквозь. На одной стороне барьерной стенки 150 расположен светозадерживающий слой 230, а на светозадерживающем слое 230 расположены вторые электроды 221. Поскольку приводные каналы не проходят через барьерную стенку 150 насквозь, отсутствует потребность в отдельном изолирующем слое для изоляции отражающих элементов 101 от вторых электродов 221. Барьерную стенку 150 такой конструкции можно легко изготовить с использованием нанопечати. Кроме того, поскольку для предотвращения перехода света между соседними приводными каналами сформирован светозадерживающий слой 230, барьерная стенка 150 может быть выполнена из светопроводящего материала.

В отличие от варианта выполнения настоящего изобретения, показанного на фиг.4, в отражательном дисплейном устройстве с управляющим электрическим полем согласно варианту выполнения настоящего изобретения, показанному на фиг.5, приводные каналы 151 проходят через барьерную стенку 150 и светозадерживающий слой 230, так что в качестве приводных каналов 151 можно использовать отверстия, выполненные в светозадерживающем слое 230. Кроме того, имеется второй изолирующий слой 210, предназначенный для изоляции отражающих элементов 101 от вторых электродов 221.

В отличие от варианта выполнения настоящего изобретения, показанного на фиг.5, в отражательном дисплейном устройстве с управляющим электрическим полем согласно варианту выполнения настоящего изобретения, показанному на фиг.6, светозадерживающий слой 230 расположен на внешней поверхности второго электрода 221.

В отражательном дисплейном устройстве с управляющим электрическим полем согласно настоящему изобретению положениями белого, красного, зеленого и синего отражающих элементов управляют при помощи электрической силы, так что количеством света, падающего извне на отражающий элемент и отражаемого от отражающих элементов, можно управлять так, чтобы получилось желаемое изображение.

Хотя были описаны варианты и модифицированные примеры выполнения настоящего изобретения, настоящее изобретение не ограничено этими вариантами и примерами, но может быть модифицировано в различных формах в рамках формулы изобретения. Поэтому естественно, что такие модификации находятся в объеме настоящего изобретения.

Изобретение относится к приборостроению. Отражательное дисплейное устройство с управляющим электрическим полем содержит барьерную стенку, которая имеет множество приводных каналов и первую и вторую поверхности, отражающий элемент, который расположен в приводном канале и имеет электрический заряд, первый электрод, который расположен на первой поверхности барьерной стенки, и второй электрод, который расположен на второй поверхности барьерной стенки, причем у каждого приводного канала площади поперечных сечений, параллельные первой и второй поверхностям барьерной стенки, равны. Технический результат -снижение потребления энергии. 23 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Отражательное дисплейное устройство с управляющим электрическим полем, содержащее:
барьерную стенку, которая имеет множество приводных каналов и первую и вторую поверхности;
отражающий элемент, который расположен в приводном канале и имеет электрический заряд;
первый электрод, который расположен на первой поверхности барьерной стенки; и
второй электрод, который расположен на второй поверхности барьерной стенки,
причем у каждого приводного канала площади поперечных сечений, параллельных первой и второй поверхностям барьерной стенки, равны, и приложенное к электродам напряжение обеспечивает перемещение отражающего элемента вдоль приводного канала.

2. Отражательное дисплейное устройство по п.1, в котором цвет поверхности отражающего элемента является белым.

3. Отражательное дисплейное устройство по п.1, в котором поверхность отражающего элемента имеет цвет, выбранный из красного, зеленого и синего цветов.

4. Отражательное дисплейное устройство с управляющим электрическим полем по п.1, в котором приводной канал представляет собой цилиндрический канал.

5. Отражательное дисплейное устройство по п.1, в котором отражающий элемент имеет форму сферы.

6. Отражательное дисплейное устройство по п.5, в котором диаметр отражающего элемента меньше диаметра приводного канала.

7. Отражательное дисплейное устройство по п.1, в котором приводной канал заполнен по меньшей мере одной из следующих сред: инертным газом, азотом и сухим воздухом.

8. Отражательное дисплейное устройство по п.1, в котором в приводном канале поддерживается вакуум.

9. Отражательное дисплейное устройство по п.1, дополнительно содержащее:
первый изолирующий слой, расположенный между первой поверхностью барьерной стенки и первым электродом; и
второй изолирующий слой, расположенный между второй поверхностью барьерной стенки и вторым электродом.

10. Отражательное дисплейное устройство по п.1,
в котором первый электрод включает множество пиксельных электродов, и второй электрод сформирован в виде единого электрода, соответствующего всем пиксельным электродам,
при этом отражательное дисплейное устройство дополнительно содержит переключающие устройства, которые соединены с пиксельными электродами для управления напряжениями, подаваемыми на пиксельные электроды.

11. Отражательное дисплейное устройство по п.10, в котором переключающие устройства представляют собой тонкопленочные транзисторы.

12. Отражательное дисплейное устройство по п.1, в котором цвет барьерной стенки является черным.

13. Отражательное дисплейное устройство по п.12, в котором барьерная стенка сформирована с помощью процесса экспонирования с использованием фоточувствительной пленки, которая в качестве маски содержит черный краситель, и процесса проявки.

14. Отражательное дисплейное устройство по п.1, дополнительно содержащее светозадерживающий слой, расположенный на первой или второй поверхности барьерной стенки.

15. Отражательное дисплейное устройство по п.1, дополнительно содержащее изолирующую подложку, расположенную на одной из внешних поверхностей первого и второго электродов.

16. Отражательное дисплейное устройство по п.15, в котором изолирующая подложка содержит первую и вторую подложки, которые расположены на внешних поверхностях первого и второго электродов соответственно.

17. Отражательное дисплейное устройство по п.1, в котором первый или второй электрод перекрывают множество каналов.

18. Отражательное дисплейное устройство по п.1, в котором второй электрод выполнен из прозрачного проводящего материала.

19. Отражательное дисплейное устройство по п.18, в котором второй электрод изготовлен из оксида индия-олова (ITO) или оксида цинка-индия (IZO).

20. Отражательное дисплейное устройство по п.1, в котором первые и вторые электроды сформированы в виде полос, причем первые и вторые электроды пересекают друг друга.

21. Отражательное дисплейное устройство по п.1, в котором приводной канал сформирован так, что его дно находится в барьерной стенке.

22. Отражательное дисплейное устройство по п.1, в котором полутона отображаются путем регулировки временного интервала, в течение которого отражающий элемент отражает свет.

23. Отражательное дисплейное устройство по п.22, в котором регулировка временного интервала, в течение которого отражающий элемент отражает свет, осуществляется прерывистой и повторяющейся подачей напряжения между первым и вторым электродами.

24. Отражательное дисплейное устройство по п.1, в котором полутона отображаются регулировкой положения отражающего элемента в приводном канале путем изменения уровня напряжения, подаваемого между первым и вторым электродами.