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JPH09265265A - Reflection type display element - Google Patents

Reflection type display element

Info

Publication number
JPH09265265A
JPH09265265A JP7257896A JP7257896A JPH09265265A JP H09265265 A JPH09265265 A JP H09265265A JP 7257896 A JP7257896 A JP 7257896A JP 7257896 A JP7257896 A JP 7257896A JP H09265265 A JPH09265265 A JP H09265265A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
porous film
liquid
film
display element
coloring liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7257896A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuyuki Naito
勝之 内藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP7257896A priority Critical patent/JPH09265265A/en
Publication of JPH09265265A publication Critical patent/JPH09265265A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reflection type display element which has a simple structure and with which the effective utilization of incident light is possible and the display at a high contrast is possible. SOLUTION: This reflection type display element has a white opaque porous film 11, an impregnated film 12 which is arranged on the rear surface of the porous film 11 and is impregnated with a coloring liquid and piezoelectric plates 15 which are two-dimensionally arranged along the rear surface of the impregnated film 12 and put the coloring liquid reversibly into and out of the porous film 11 from the rear surface of the porous film 11. The respective piezoelectric plates 15 are disposed in correspondence to respective pixels. Images are displayed by controlling the respective piezoelectric plates 15 by each of the respective pixels. Namely, the color of the coloring liquid is produced on the front surface side of the porous film 11 by oozing the coloring liquid into the porous film. On the other hand, the color of the coloring is annihilated and the color of the porous film 11 itself is produced by returning the coloring liquid to the rear surface side of the porous film 11.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、二次元的に配列さ
れた画素を電気的に制御して、画像や文字を表示する反
射型表示素子に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflective display element that electrically controls pixels arranged two-dimensionally to display an image or a character.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯情報機器に用いられるディスプレイ
としては、薄型・軽量で低消費電力型のディスプレイが
要求される。従来、薄型ディスプレイとして、液晶ディ
スプレイ(LCD)、プラズマディスプレイ、フラット
CRT等が知られている。この内、消費電力などの特性
に優れたLCDは、この様な用途に最も適しているの
で、実用化が進んでいる。
2. Description of the Related Art As a display used in a portable information device, a thin, lightweight and low power consumption type display is required. Conventionally, liquid crystal displays (LCDs), plasma displays, flat CRTs and the like are known as thin displays. Among them, the LCD, which has excellent characteristics such as power consumption, is most suitable for such applications, and thus is being put to practical use.

【0003】LCDの内、ディスプレイの表示面を直
接、見る様にしたものは直視型と呼ばれている。直視型
のLCDには、背面に蛍光ランプなどの光源を組み込む
透過型と、周囲光を利用する反射型とがある。この内、
前者はバックライトが必要なので、低消費電力には不向
きである。従って、携帯情報機器のディスプレイとして
は、後者の反射型が最も普及している。
Among LCDs, the one in which the display surface of the display is directly viewed is called a direct-view type. Direct-view LCDs include a transmissive type that incorporates a light source such as a fluorescent lamp on the back surface and a reflective type that uses ambient light. Of these,
The former requires a backlight and is not suitable for low power consumption. Therefore, the latter reflective type is most popular as a display for portable information equipment.

【0004】反射型LCDには、ECB(Electrically
Controlled Birefrigence)モード、GH(Guest Hos
t)モード、TN(Twisted Nematic ;特開昭47−1
1737号公報)モード、STN(Super Twisted Nema
tic ;特開昭60−107020号公報)モードなどが
用いられている。ECBモード、TNモード、STNモ
ードを用いる場合には偏光板が必要となる。偏光板は、
光の透過率が40%程度なので、光の利用効率が悪くな
ると言う問題点がある。
The reflective LCD has an ECB (Electrically
Controlled Birefrigence mode, GH (Guest Hos
t) mode, TN (Twisted Nematic);
1737) mode, STN (Super Twisted Nema)
tic; JP 60-107020 A) mode and the like are used. A polarizing plate is required when using the ECB mode, TN mode, or STN mode. The polarizing plate is
Since the light transmittance is about 40%, there is a problem that the light utilization efficiency deteriorates.

【0005】GHモードを用いる場合には、偏光板は不
要であるが、一般に、コントラストが高くない。これに
対して、GH素子の一種であるホワイトテーラー型GH
素子(D.L.White, G.N.Taylor; J.Appl.Phys., vol.45,
p.4718 〜4723(1974))は、カイラルネマティック相
を示す液晶に二色性色素が混入されており、基板面と平
行に配列された構造になっている。電界印加による液晶
の配列の変化に伴って、二色性色素の配列も変化し、二
色性色素が向きを変えることにより、光の透過率が変化
する。カイラルネマティック相に起因する捻れ構造のた
め、色素のよる光吸収が効率よく起こるので、原理的に
は、偏光子なしでも比較的高い表示コントラストが得ら
れる。しかし、この表示方式において高いコントラスト
を実現するためには、カイラルネマティック液晶の螺旋
ピッチを光の波長オーダーに合わせることが必要である
が、螺旋ピッチをその程度まで短くするとディスクリネ
ーションラインが数多く発生し、表示品質が損なわれ、
同時にヒステリシス現象が発現し、電界に対する応答も
極端に遅くなる。従って、前記のTNモード、STNモ
ードと比較した場合、実用性に課題が残っている。
When the GH mode is used, a polarizing plate is unnecessary, but the contrast is not generally high. On the other hand, a white tailor type GH which is a kind of GH element
Device (DLWhite, GNTaylor; J.Appl.Phys., Vol.45,
p.4718 to 4723 (1974)) has a structure in which a liquid crystal exhibiting a chiral nematic phase is mixed with a dichroic dye and arranged in parallel with the substrate surface. The alignment of the dichroic dye also changes with the change in the alignment of the liquid crystal due to the application of an electric field, and the dichroic dye changes its direction, whereby the light transmittance changes. Due to the twisted structure due to the chiral nematic phase, light absorption by the dye occurs efficiently, so that in principle, a relatively high display contrast can be obtained even without a polarizer. However, in order to achieve high contrast in this display method, it is necessary to match the spiral pitch of the chiral nematic liquid crystal with the wavelength order of light, but if the spiral pitch is shortened to that extent, many disclination lines occur. Display quality is impaired,
At the same time, a hysteresis phenomenon appears, and the response to an electric field becomes extremely slow. Therefore, when compared with the above-mentioned TN mode and STN mode, there remains a problem in practicality.

【0006】ネマティック液晶中に二色性色素を混入
し、反射体あるいは液晶構成に工夫した反射型ディスプ
レイも提案されているが(特開昭59−178429号
公報、特開昭59−178428号公報)、本質的な解
決手段までには至っていない。
A reflection type display in which a dichroic dye is mixed in a nematic liquid crystal and a reflector or a liquid crystal structure is devised has been proposed (JP-A-59-178429 and JP-A-59-178428). ), The essential solution is not reached.

【0007】偏光子を使用しないもう一つの代表的な表
示方式として、PDLC(PolymerDispersed Liquid Cr
ystal;特開昭58−501631号公報)と呼ばれる
表示方式がある。
PDLC (Polymer Dispersed Liquid Cr) is another typical display method that does not use a polarizer.
There is a display system called ystal; JP-A-58-501631).

【0008】この表示方式は、高分子マトリクス中に誘
電異方性が正のネマティック液晶を直径性数μm程度の
粒状にして分散させたものである。液晶としては、常光
に対する屈折率が高分子材料とほぼ同じで、異常光に対
する屈折率が高分子材料と異なる材料を選定して用い
る。初期の状態において、粒の中では液晶粒子が歪んだ
配列構造を取り、しかも液晶粒子間での配列方向のばら
つきによって大部分の液晶粒子と高分子マトリクスとの
間に屈折率の差が生じ、結果として、擦りガラスの様に
光を散乱させる。これに十分な電圧を加えると、粒中の
液晶分子の再配列が起こり、垂直に入射する光に対する
液晶と高分子マトリクスの屈折率が等しくなる。その結
果、液晶と高分子界面での屈折及び反射がなくなり、透
明状態に変化する。入射光は直線光である必要はない。
以上の様な動作原理を使って表示するので、偏光子は不
要であり、入射光を有効に活用できるので明るい表示と
なる。しかし、十分な表示のコントラストを達成するた
めには、数10μmの膜厚が必要であり、その結果、駆
動電圧が数十Vになる。しかも、散乱タイプであるため
投射型ディスプレイには有効であるが、OA機器用等の
直視ディスプレイには不向きである。
In this display system, nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy is dispersed in a polymer matrix in the form of particles having a diameter of several μm. As the liquid crystal, a material having a refractive index for ordinary light that is substantially the same as that of a polymer material and a refractive index for extraordinary light different from that of the polymer material is selected and used. In the initial state, the liquid crystal particles have a distorted array structure in the particles, and moreover, the difference in the refractive index occurs between most of the liquid crystal particles and the polymer matrix due to the dispersion of the array direction between the liquid crystal particles, As a result, it scatters light like frosted glass. When a sufficient voltage is applied to this, rearrangement of the liquid crystal molecules in the grains occurs, and the refractive indices of the liquid crystal and the polymer matrix with respect to vertically incident light become equal. As a result, refraction and reflection at the interface between the liquid crystal and the polymer disappear, and the state changes to a transparent state. The incident light need not be linear light.
Since the display is performed using the above-described operation principle, a polarizer is not necessary, and the incident light can be effectively used, resulting in a bright display. However, in order to achieve a sufficient display contrast, a film thickness of several tens of μm is required, resulting in a driving voltage of several tens of volts. Moreover, since it is a scattering type, it is effective for a projection type display, but is not suitable for a direct view display for OA equipment or the like.

【0009】上記の様な液晶を用いた反射型表示素子の
最大の欠点は、光利用効率が低いか、あるいはコントラ
ストが不足することである。これに対して、液晶を使用
しない反射型表示素子も知られている。特開平 4-16698
1 号公報には、Si基板をミクロ加工して作成した逆錐
状の凹部に、凹部の底点に設けられた微小な穴を通して
着色液体を出し入れする反射型表示素子が開示されてい
る。また、静電力を利用して可動フィルムを出し入れす
る反射型表示素子も提案されている。これら液晶を用い
ない反射型表示素子は、コントラストや反射率に関して
優れた特性を備えているが、一般に、上述した液晶表示
素子に比較して、素子の作成に手間が掛るという欠点を
有する。
The biggest drawback of the reflective display device using the liquid crystal as described above is that the light utilization efficiency is low or the contrast is insufficient. On the other hand, a reflective display element that does not use liquid crystal is also known. JP 4-16698
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1-58242 discloses a reflection type display element in which a colored liquid is taken in and out through a minute hole provided at the bottom of the recess in an inverted pyramidal recess formed by micromachining a Si substrate. Also, a reflective display element has been proposed in which a movable film is taken in and out by utilizing electrostatic force. Although these reflective display elements that do not use liquid crystals have excellent characteristics in terms of contrast and reflectance, they generally have the disadvantage that it takes more time to prepare the elements than the above-mentioned liquid crystal display elements.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な問
題点に鑑みてなされたもので、その目的は、従来の液晶
表示素子に較べて簡単な構造を備え、入射光を有効に利
用することが可能で、且つ高いコントラストの表示が可
能な反射型表示素子を提供する事にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a simple structure as compared with a conventional liquid crystal display device and effectively use incident light. Another object of the present invention is to provide a reflective display element capable of achieving high contrast display.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の反射型表示素子は、不透明な多孔質フィル
ムと、前記多孔質フィルムの裏面に配置された着色液の
層と、前記着色液の層の裏面に沿って二次元的に配列さ
れ、前記着色液を前記多孔質フィルムの裏面から前記多
孔質フィルムの中へ可逆的に出し入れする駆動手段とを
備え、前記各駆動手段を各画素に対応させて、前記駆動
手段を各画素毎に制御することにより画像を表示するこ
とを特徴とする。
In order to achieve the above object, the reflective display element of the present invention comprises an opaque porous film, a layer of a coloring liquid disposed on the back surface of the porous film, and the coloring. A driving means arranged two-dimensionally along the back surface of the liquid layer and reversibly putting the colored liquid in and out of the porous film from the back surface of the porous film; An image is displayed by controlling the driving unit for each pixel in correspondence with the pixel.

【0012】本発明によれば、不透明な多孔質フィルム
及び着色液の層の裏面に二次元的に配列された駆動手段
を制御することによって、着色液が、不透明な多孔質フ
ィルムの裏面から多孔質フィルムの中に、各画素領域毎
に、可逆的に出し入れされる。即ち、着色液を多孔質フ
ィルムの中に染み出させることによって、各画素領域毎
に、着色液の色が多孔質フィルムの表面側に現れ、一
方、着色液を多孔質フィルムの裏面側に戻す(回収す
る)ことによって、着色液の色が多孔質フィルムの表面
側から消えて、多孔質フィルム自体の色が表示される。
According to the present invention, by controlling the driving means two-dimensionally arranged on the back surface of the opaque porous film and the layer of the coloring liquid, the coloring liquid is made to permeate from the back surface of the opaque porous film. It is reversibly put in and taken out for each pixel area in the quality film. That is, by exuding the colored liquid into the porous film, the color of the colored liquid appears on the front surface side of the porous film for each pixel region, while returning the colored liquid to the back surface side of the porous film. By (collecting), the color of the colored liquid disappears from the surface side of the porous film, and the color of the porous film itself is displayed.

【0013】本発明の反射型表示素子では、多孔質フィ
ルム自体には特別な微細加工を施す必要はないので、そ
の構造は比較的、簡単なものにできる。
In the reflective display element of the present invention, the porous film itself does not need to be subjected to any special fine processing, so that its structure can be made relatively simple.

【0014】上記の反射型表示素子において、着色液の
粘度を調整することによって、隣接する各画素間で互い
に影響を与えることがない様にすれば、各画素領域毎に
着色液の層に何等かの仕切り部材を配置する必要はな
く、構造が更に簡単になる。
In the above reflective display element, if the viscosity of the coloring liquid is adjusted so that the adjacent pixels do not affect each other, the coloring liquid layer may be formed in each pixel region. It is not necessary to arrange the partition member, and the structure is further simplified.

【0015】また、着色液の層に、各画素領域に対応さ
せて仕切り部材を設け、複数種類の着色液を前記各画素
に規則的に割り当てることによって、カラー表示が可能
となる。
Further, by providing a partition member corresponding to each pixel region in the layer of the coloring liquid and regularly allocating a plurality of kinds of coloring liquids to each of the pixels, color display is possible.

【0016】また、多孔質フィルムと着色液とのなす接
触角を30度以上とすることにより、着色液が多孔質フ
ィルムの表面に自然に染み出すことを防止するととも
に、着色液を多孔質フィルムの中へ可逆的に出し入れさ
せる動作の安定性を確保することができる。
By setting the contact angle between the porous film and the coloring liquid to be 30 degrees or more, it is possible to prevent the coloring liquid from seeping out spontaneously on the surface of the porous film, and at the same time, to add the coloring liquid to the porous film. It is possible to ensure the stability of the operation of reversibly moving in and out.

【0017】また、含浸膜を不透明フィルムと駆動手段
との間に配置して、この含浸膜によって着色液を保持す
ることにより、着色液の漏洩を防止するとともに、染み
出し及び戻りの繰り返しの動作についての信頼性を持た
せることが可能となる。更に、取り扱いにくい着色液
を、容易にフィルム状に配置することができるので、反
射型表示素子の製作が容易になる。
Further, the impregnated film is disposed between the opaque film and the driving means, and the colored liquid is held by the impregnated film to prevent the leakage of the colored liquid and to repeatedly perform the operation of exuding and returning. It becomes possible to have credibility about. Further, since the coloring liquid which is difficult to handle can be easily arranged in the form of a film, the production of the reflection type display device becomes easy.

【0018】なお、着色液の保持に含浸膜を使用する場
合には、含浸膜と着色液とのなす接触角を、前記多孔質
フィルムと着色液とのなす接触角よりも小さくする。こ
れよって、着色液が多孔質フィルムの中に自然に染み出
すことを防止できる。また、一旦、多孔質フィルムの中
に染み出した液体を、残すことなく含浸膜の内部に戻さ
せることが可能になる。
When the impregnated film is used to hold the coloring liquid, the contact angle between the impregnated film and the coloring liquid is smaller than the contact angle between the porous film and the coloring liquid. As a result, it is possible to prevent the coloring liquid from seeping out into the porous film naturally. Further, it becomes possible to return the liquid that has once exuded into the porous film to the inside of the impregnated film without leaving it.

【0019】また、前記多孔質フィルムの上部に、ガラ
ス板の様な透明な保護基板を配置する場合には、この保
護基板と前記着色液とのなす接触角を、前記多孔質フィ
ルムと前記着色液とのなす接触角より大きくする。これ
によって、着色液が反射型表示素子から漏洩あるいは蒸
発することを防止するとともに、着色液によってこの保
護基板が着色されることを防止する。
Further, when a transparent protective substrate such as a glass plate is arranged on the porous film, the contact angle between the protective substrate and the coloring liquid is determined by determining the contact angle between the porous film and the colored film. It should be larger than the contact angle with the liquid. This prevents the colored liquid from leaking or evaporating from the reflective display element and prevents the protective liquid from being colored by the colored liquid.

【0020】また、着色液として液晶物質を含有する液
体を使用する場合には、多孔質フィルムの表面側に透明
電極を配置するとともに、前記駆動手段を各画素に対応
して配置された画素電極で構成する。この画素電極と透
明電極との間に電界が掛けられると、液晶は電界が掛け
られた部分に配向して集まった方がエネルギー的に安定
するので、液晶が電極の間に引き寄せられて、多孔質フ
ィルムの中に染み出し、多孔質フィルムの表面が着色さ
れる。
When a liquid containing a liquid crystal substance is used as the coloring liquid, a transparent electrode is arranged on the surface side of the porous film and the driving means is arranged corresponding to each pixel. It consists of. When an electric field is applied between the pixel electrode and the transparent electrode, it is more stable in terms of energy when the liquid crystal is oriented and gathered in the part to which the electric field is applied. Bleeds into the porous film and the surface of the porous film is colored.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.

【0022】(例1)図1に本発明の実施の形態の第一
の例を示す。図1は反射型表示素子の断面を示す概略構
成図であり、図中、13はガラス基板、11は白色の不
透明多孔質フィルム、12は染料を溶解した着色液を含
浸させた含浸膜、14はダイアフラム、15は圧電板
(駆動手段)である。圧電板15の両面には電極(図示
せず)が形成され、各電極は、選択的に電圧を印加でき
る様にアクティブマトリックス回路に接続されている。
Example 1 FIG. 1 shows a first example of the embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a cross section of a reflective display element, in which 13 is a glass substrate, 11 is a white opaque porous film, 12 is an impregnated film impregnated with a coloring liquid in which a dye is dissolved, and 14 Is a diaphragm, and 15 is a piezoelectric plate (driving means). Electrodes (not shown) are formed on both surfaces of the piezoelectric plate 15, and each electrode is connected to an active matrix circuit so that a voltage can be selectively applied.

【0023】この例では、ガラス基板13として表面が
親水処理された厚さ1.5μmのガラス板を、白色の不
透明多孔質フィルム11として酸化チタン微粒子が分散
された多孔質の架橋ポリビニルアルコールフィルム(厚
さ20μm)を、着色液として親油性黒色染料を溶解し
たシリコンオイルを、含浸膜12としてジビニルベンゼ
ンで一部架橋された多孔質ポリスチレンフィルム(厚さ
60μm)を用いている。また、ダイヤフラム14とし
てはテフロンフィルムを用い、このテフロンフィルムの
表面にスパッタ法で圧電薄膜を積層した後、この圧電薄
膜を所定のパターンにエッチングすることによって、各
画素に対応する圧電板15が形成されている。
In this example, as the glass substrate 13, a glass plate having a thickness of 1.5 μm whose surface is hydrophilically treated, and as the white opaque porous film 11, a porous cross-linked polyvinyl alcohol film (in which titanium oxide fine particles are dispersed) ( The thickness is 20 μm), silicone oil in which lipophilic black dye is dissolved is used as the coloring liquid, and the impregnation film 12 is a porous polystyrene film (thickness 60 μm) partially crosslinked with divinylbenzene. Further, a Teflon film is used as the diaphragm 14, a piezoelectric thin film is laminated on the surface of the Teflon film by a sputtering method, and then the piezoelectric thin film is etched into a predetermined pattern to form a piezoelectric plate 15 corresponding to each pixel. Has been done.

【0024】この反射型表示素子において、着色液であ
るシリコンオイルと白色の不透明多孔質フィルム11と
のなす接触角は80度であった。なお、シリコンオイル
の粘度を 5,000cP以上に調整することにより、画素間
で互いに着色が滲まない様してあるので、着色液の層に
各画素に対応させて仕切り部材を、特に設ける必要はな
い。
In this reflective display element, the contact angle formed by the silicone oil, which is a coloring liquid, and the white opaque porous film 11 was 80 degrees. By adjusting the viscosity of the silicone oil to 5,000 cP or more, it is possible to prevent the coloring from bleeding between the pixels, so that it is not necessary to provide a partition member in the layer of the coloring liquid for each pixel. .

【0025】次に、上記の様に構成された反射型表示素
子の動作について、図2を参照しながら説明する。
Next, the operation of the reflection type display device having the above structure will be described with reference to FIG.

【0026】圧電板15に電圧が印加されていない状態
では、ガラス基板13側から見て、反射型表示素子は白
く見える。特定の圧電板15に電圧が印加されると、図
2に示す様に、圧電板15は凹面状に変形する。これに
よって、着色液は含浸膜12の中から白色の不透明多孔
質フィルム11の中に染み出し、その結果、不透明多孔
質フィルム11は、ガラス基板13側から見て、黒く着
色される。電圧の印加をやめると、不透明多孔質フィル
ム11、含浸膜12及びダイヤフラム14は、いずれも
弾性体であるので、図1に示す様な元の状態に戻る。着
色液と含浸膜12との親和性が最も高くなる様に各部材
を組み合わせているので、色残りすることはない。
When no voltage is applied to the piezoelectric plate 15, the reflective display element looks white when viewed from the glass substrate 13 side. When a voltage is applied to a particular piezoelectric plate 15, the piezoelectric plate 15 is deformed into a concave shape as shown in FIG. As a result, the coloring liquid seeps out from the impregnated film 12 into the white opaque porous film 11, and as a result, the opaque porous film 11 is colored black when viewed from the glass substrate 13 side. When the application of voltage is stopped, the opaque porous film 11, the impregnated film 12 and the diaphragm 14 are all elastic bodies, and thus return to the original state as shown in FIG. Since the respective members are combined so that the affinity between the coloring liquid and the impregnated film 12 is maximized, no color remains.

【0027】この様に、圧電板15の駆動により黒色の
着色液を白色の多孔質不透明フィルム11の中に染み出
させることにより、白と黒の画素の組み合わせで画像や
文字を表示することができる。更に、圧電板15の変形
量を電圧で調整することによって中間色の表示も可能で
ある。この例では、着色液を直接出し入れしているの
で、コントラストが十分大きく、白色状態での反射率を
大きくすることが可能で、謂ゆるペーパーライクの表示
特性が実現できる。
As described above, by driving the piezoelectric plate 15 to exude the black colored liquid into the white porous opaque film 11, an image or a character can be displayed with a combination of white and black pixels. it can. Further, it is also possible to display an intermediate color by adjusting the amount of deformation of the piezoelectric plate 15 with a voltage. In this example, since the coloring liquid is directly taken in and out, the contrast is sufficiently large, the reflectance in the white state can be increased, and so-called paper-like display characteristics can be realized.

【0028】(例2)図3に本発明の実施の形態の第二
の例を示す。図3は反射型表示素子の断面を示す概略構
成図であり、図中、13はガラス基板、11は白色の不
透明多孔質フィルム、17は赤(R)、緑(G)、青
(B)、黒(Bl)の各色素を溶解した着色液であり、
16は各画素間の仕切り部材、14はダイアフラム、1
5は圧電板を示す。圧電板15の両面には電極(図示せ
ず)が形成され、各電極は選択的に電圧を印加できる様
にアクティブマトリックス回路に接続されている。
(Example 2) FIG. 3 shows a second example of the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a cross section of the reflective display element, in which 13 is a glass substrate, 11 is a white opaque porous film, 17 is red (R), green (G), and blue (B). , A coloring liquid in which each of the black (Bl) dyes is dissolved,
16 is a partition member between each pixel, 14 is a diaphragm, 1
Reference numeral 5 indicates a piezoelectric plate. Electrodes (not shown) are formed on both surfaces of the piezoelectric plate 15, and each electrode is connected to an active matrix circuit so that a voltage can be selectively applied.

【0029】着色液17としてはシリコンオイルを用
い、画素間の仕切り部材16としては、シリコーン樹脂
の鋳型をダイアフラム14上に置き、外側からウレタン
樹脂のプレポリマーを表面張力を用いて注入し、それを
加熱硬化させた後、鋳型を取り外して作成したものを用
いた。
Silicon oil is used as the coloring liquid 17, a silicone resin template is placed on the diaphragm 14 as the partition member 16 between pixels, and a prepolymer of urethane resin is injected from the outside using surface tension. After being cured by heating, the one prepared by removing the mold was used.

【0030】圧電板15を駆動することにより、上記の
4色の中から任意の色の着色液を白色の不透明多孔質フ
ィルム11の中に染み出させることにより、カラー画像
や文字を表示することができる。更に、圧電板15の変
形量を電圧で調整することによって中間色の表示も可能
である。この例では、着色液を直接出し入れしているの
で、コントラストが十分大きく、白色状態での反射率を
大きくすることが可能で、謂ゆるペーパーライクのカラ
ー表示特性が達成できる。
By driving the piezoelectric plate 15, a colored liquid of any color among the above four colors is exuded into the white opaque porous film 11 to display a color image or characters. You can Further, it is also possible to display an intermediate color by adjusting the amount of deformation of the piezoelectric plate 15 with a voltage. In this example, since the coloring liquid is directly taken in and out, the contrast is sufficiently large, the reflectance in the white state can be increased, and so-called paper-like color display characteristics can be achieved.

【0031】なお、ここで上記の赤緑青黒(R、G、
B、Bl)の代わりに、イエロー、マゼンタ、シアン色
の着色液を使用することにより、色はパステル調にな
り、明るい表示が可能となる。
Here, the above red green blue black (R, G,
By using the coloring liquids of yellow, magenta, and cyan colors instead of B, Bl), the color becomes pastel and bright display is possible.

【0032】(例3)図4に本発明の実施の形態の第三
の例を示す。図4は反射型表示素子の断面を示す概略構
成図であり、図中、13はガラス基板、11は白色の不
透明多孔質フィルム、12は赤(R)、緑(G)、青
(B)、黒(Bl)のいずれかの着色液を含有する含浸
膜、18は各画素間の間の空間部、14はダイアフラ
ム、15は圧電板であり。圧電板15の両面には電極
(図示せず)が形成され、各電極は選択的に電圧を印加
できる様にアクティブマトリックス回路に接続されてい
る。
(Example 3) FIG. 4 shows a third example of the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a cross section of the reflective display element, in which 13 is a glass substrate, 11 is a white opaque porous film, 12 is red (R), green (G), and blue (B). , An impregnation film containing any one of black (Bl) coloring liquids, 18 is a space between pixels, 14 is a diaphragm, and 15 is a piezoelectric plate. Electrodes (not shown) are formed on both surfaces of the piezoelectric plate 15, and each electrode is connected to an active matrix circuit so that a voltage can be selectively applied.

【0033】上記の着色液としてはシリコンオイルを用
いている。含浸膜12は、着色液を含浸させたポリスチ
レン樹脂であり、インキ状にしたものをダイアフラム1
4上に印刷することにより形成されている。
Silicon oil is used as the coloring liquid. The impregnated film 12 is a polystyrene resin impregnated with a coloring liquid, and an ink-like one is used for the diaphragm 1.
It is formed by printing on 4.

【0034】圧電板15を駆動することにより、上記の
4色の中から任意の色の着色液を白色の不透明多孔質フ
ィルム11の中に染み出させることによって、カラー画
像や文字を表示することができる。更に、圧電板15の
変形量を電圧で調整することによって中間色の表示も可
能である。この例では、着色液を直接出し入れしている
ので、コントラストが十分大きく、白色状態での反射率
を大きくすることが可能で、謂ゆるペーパーライクのカ
ラー表示特性が実現できる。
Displaying a color image or characters by driving the piezoelectric plate 15 to exude a coloring liquid of any color from the above four colors into the white opaque porous film 11 You can Further, it is also possible to display an intermediate color by adjusting the amount of deformation of the piezoelectric plate 15 with a voltage. In this example, since the colored liquid is directly taken in and out, the contrast is sufficiently large, the reflectance in the white state can be increased, and so-called paper-like color display characteristics can be realized.

【0035】(例4)図5に本発明の実施の形態の第四
の例を示す。図5は反射型表示素子の断面を示す概略構
成図であり、図中、13はガラス基板、20は透明電
極、11は白色の不透明多孔質フィルム、12は黒色の
染料を溶解したシリコンオイル(着色液)を含浸させた
含浸膜、14はダイアフラム、19は画素電極に相当す
るアルミニウム電極である。各アルミニウム電極19
は、選択的に電圧を印加できるようにアクティブマトリ
ックス回路(図示せず)に接続されている。
Example 4 FIG. 5 shows a fourth example of the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a cross section of a reflective display element, in which 13 is a glass substrate, 20 is a transparent electrode, 11 is a white opaque porous film, and 12 is a black dye-dissolved silicone oil ( An impregnated film impregnated with a coloring liquid, 14 is a diaphragm, and 19 is an aluminum electrode corresponding to a pixel electrode. Each aluminum electrode 19
Are connected to an active matrix circuit (not shown) so that voltage can be selectively applied.

【0036】アルミニウム電極19(画素電極)に静電
圧が印加されていない状態では、ガラス基板13側から
見て、この反射型表示素子は白く見える。特定のアルミ
ニウム電極19に静電圧が印加されると、アルミニウム
電極19と透明電極20との間に静電引力が生じ、アル
ミニウム電極19が凹面状に変形する。これによって、
着色液が含浸膜12の中から白色の不透明多孔質フィル
ム11の中へ染み出し、ガラス基板13側から見て、黒
く着色される。電圧の印加をやめると、白色の不透明多
孔質フィルム11、含浸膜12及びダイアフラム14は
弾性体であるので、元の状態に戻る。着色液と含浸膜1
2との親和性が最も高くなる様に各部材を組み合わせて
いるので、色残りすることはない。
When no static voltage is applied to the aluminum electrode 19 (pixel electrode), the reflective display element looks white when viewed from the glass substrate 13 side. When a static voltage is applied to the specific aluminum electrode 19, an electrostatic attractive force is generated between the aluminum electrode 19 and the transparent electrode 20, and the aluminum electrode 19 is deformed into a concave shape. by this,
The coloring liquid exudes from the impregnated film 12 into the white opaque porous film 11 and is colored black when viewed from the glass substrate 13 side. When the application of the voltage is stopped, the white opaque porous film 11, the impregnated film 12 and the diaphragm 14 are elastic bodies and thus return to the original state. Coloring liquid and impregnated film 1
Since the members are combined so that the affinity with 2 is the highest, there is no residual color.

【0037】以上の様に、この例では、アルミニウム電
極19の駆動により黒色の着色液を白色の不透明多孔質
フィルム11の中に染み出させることにより、白と黒の
画素の組み合わせで画像や文字を表示することができ
る。更に、アルミニウム電極19の変形量を電圧で調整
することによって中間色の表示も可能である。この例で
は、着色液を直接出し入れしているので、コントラスト
が十分大きく、白色状態での反射率を大きくすることが
可能で、謂ゆるペーパーライクの表示特性が実現でき
る。
As described above, in this example, by driving the aluminum electrode 19 to exude the black colored liquid into the white opaque porous film 11, images and characters are combined with a combination of white and black pixels. Can be displayed. Further, by adjusting the amount of deformation of the aluminum electrode 19 with a voltage, it is possible to display an intermediate color. In this example, since the coloring liquid is directly taken in and out, the contrast is sufficiently large, the reflectance in the white state can be increased, and so-called paper-like display characteristics can be realized.

【0038】(例5)本発明の実施の形態の第五の例の
反射型表示素子は、着色液として第四の例(図5)にお
けるシリコンオイルの代わりにネマチィク液晶(Mer
k社製、E−7)を使用している。それ以外の構成につ
いては、第四の例と同様である。
(Example 5) In the reflective display element of the fifth example of the embodiment of the present invention, a nematic liquid crystal (Mer) was used as the coloring liquid instead of the silicone oil in the fourth example (FIG. 5).
K-7, E-7) is used. Other configurations are the same as those in the fourth example.

【0039】アルミニウム電極19(画素電極)に交流
電圧(50Hz)が印加されていない状態では、ガラス
基板13側から見て、この反射型表示素子は白く見え
る。特定のアルミニウム電極19に交流電圧を印加する
と、液晶がアルミニウム電極19と透明電極20との間
に引き寄せられ、含浸膜12の中から多孔質フィルム1
1の中に染み出して、反射型表示素子は、ガラス基板1
3側から見て、黒く着色される。電圧の印加をやめる
と、元に戻る。着色液と含浸膜12との親和性が最も高
くなる様に各部材を組み合わせているので、色残りする
ことはない。
When the AC voltage (50 Hz) is not applied to the aluminum electrode 19 (pixel electrode), the reflective display element looks white when viewed from the glass substrate 13 side. When an alternating voltage is applied to the specific aluminum electrode 19, the liquid crystal is attracted between the aluminum electrode 19 and the transparent electrode 20, and the porous film 1 is removed from the impregnated film 12.
The reflective display element oozes out into the glass substrate 1
Seen from the 3 side, it is colored black. When the voltage application is stopped, it returns to the original state. Since the respective members are combined so that the affinity between the coloring liquid and the impregnated film 12 is maximized, no color remains.

【0040】以上の様に、この例では、アルミニウム電
極19の駆動によって黒色の着色液を白色の不透明多孔
質フィルム11の中に染み出させることにより、白と黒
の画素の組み合わせで、画像や文字を表示することがで
きる。また、液晶の染み出し量を電圧あるいは周波数で
調整することによって、中間色の表示も可能である。こ
の例では、着色液体を直接出し入れしているので、コン
トラストが十分大きく、白色状態での反射率を大きくす
ることが可能で、謂ゆるペーパーライクの表示特性が実
現できる。
As described above, in this example, by driving the aluminum electrode 19 to exude the black colored liquid into the white opaque porous film 11, a combination of white and black pixels is used to form an image or image. Characters can be displayed. Further, it is possible to display an intermediate color by adjusting the amount of seepage of the liquid crystal by the voltage or the frequency. In this example, since the colored liquid is directly taken in and out, the contrast is sufficiently large, the reflectance in the white state can be increased, and so-called paper-like display characteristics can be realized.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の反射型表示
素子は、非常に簡単な動作原理に基いて画像等を表示し
ているので、入射した光を有効に利用するとともに、高
いコントラストの表示を実現することが可能で、特に、
携帯情報機器に用いられる低消費電力型のディスプレイ
として優れた特性を備えている。
As described above, since the reflective display element of the present invention displays an image and the like based on a very simple operation principle, it makes effective use of incident light and has a high contrast. It is possible to realize the display of
It has excellent characteristics as a low power consumption type display used in portable information devices.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態の第一の例の反射型表示素
子の断面を示す概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a cross section of a reflective display element of a first example of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態の第一の例の反射型表示素
子の動作状態を示す概念図。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing an operating state of the reflective display element of the first example of the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態の第二の例の反射型表示素
子の断面を示す概略構成図。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a cross section of a reflective display element of a second example of an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態の第三の例の反射型表示素
子の断面を示す概略構成図。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a cross section of a reflective display element of a third example of an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態の第四の例の反射型表示素
子の断面を示す概略構成図。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a cross section of a reflective display element of a fourth example of an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11・・・白色の不透明多孔質フィルム、 12・・・着色液を保持する含浸膜、 13・・・ガラス基板(保護基板)、 14・・・ダイアフラム、 15・・・圧電板(駆動手段)、 16・・・各画素間の仕切り部材、 17・・・着色液、 18・・・各画素の間の空間部、 19・・・アルミニウム電極(画素電極)、 20・・・透明電極。 11 ... White opaque porous film, 12 ... Impregnation film holding a coloring liquid, 13 ... Glass substrate (protective substrate), 14 ... Diaphragm, 15 ... Piezoelectric plate (driving means) , 16 ... Partition member between pixels, 17 ... Colored liquid, 18 ... Space between pixels, 19 ... Aluminum electrode (pixel electrode), 20 ... Transparent electrode.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 不透明な多孔質フィルムと、 この多孔質フィルムの裏面に配置された着色液の層と、 この着色液の層の裏面に沿って二次元的に配列され、前
記着色液を前記多孔質フィルムの裏面から前記多孔質フ
ィルムの中へ可逆的に出し入れする駆動手段とを備え、 前記各駆動手段を各画素に対応させて、前記駆動手段を
各画素毎に制御することにより画像を表示することを特
徴とする反射型表示素子。
1. An opaque porous film, a layer of a coloring liquid disposed on the back surface of the porous film, and two-dimensionally arranged along the back surface of the layer of the coloring liquid, A driving means for reversibly moving the porous film into and out of the porous film from the back surface thereof, wherein each driving means is associated with each pixel and an image is formed by controlling the driving means for each pixel. A reflective display element characterized by displaying.
【請求項2】 前記着色液の層には各画素に対応させた
仕切り部材は設けられておらず、隣接する各画素間で互
いに影響を与えることがない様に前記着色液の粘度が調
整されていることを特徴とする請求項1記載の反射型表
示素子。
2. The layer of the colored liquid is not provided with a partition member corresponding to each pixel, and the viscosity of the colored liquid is adjusted so as not to affect each other between adjacent pixels. The reflective display element according to claim 1, characterized in that:
【請求項3】 前記着色液の層には各画素に対応させて
仕切り部材が設けられ、複数種類の着色液を前記各画素
に割り当てることによってカラー表示を行うことを特徴
とする請求項1記載の反射型表示素子。
3. The color liquid layer is provided with a partition member corresponding to each pixel, and color display is performed by assigning a plurality of kinds of color liquid to each pixel. Reflective display device.
【請求項4】 前記多孔質フィルムと前記着色液とのな
す接触角が、30度以上であることを特徴とする請求項
1から請求項3のいずれかに記載の反射型表示素子。
4. The reflective display element according to claim 1, wherein a contact angle formed by the porous film and the colored liquid is 30 degrees or more.
【請求項5】 前記多孔質フィルムと前記駆動手段との
間に含浸膜が配置され、前記着色液はこの含浸膜によっ
て保持されることを特徴とする請求項1から請求項3の
いずれかに記載の反射型表示素子。
5. The impregnating film is arranged between the porous film and the driving means, and the coloring liquid is retained by the impregnating film. The reflective display element described.
【請求項6】 前記含浸膜と前記着色液とのなす接触角
が、前記多孔質フィルムと前記着色液とのなす接触角よ
りも小さいことを特徴とする請求項5記載の反射型表示
素子。
6. The reflective display element according to claim 5, wherein a contact angle formed by the impregnated film and the coloring liquid is smaller than a contact angle formed by the porous film and the coloring liquid.
【請求項7】 前記多孔質フィルムの表面側に透明な保
護基板を備え、この保護基板と前記着色液とのなす接触
角が、前記多孔質フィルムと前記着色液とのなす接触角
より大きいことを特徴とする請求項1から請求項3のい
ずれかに記載の反射型表示素子。
7. A transparent protective substrate is provided on the surface side of the porous film, and a contact angle between the protective substrate and the coloring liquid is larger than a contact angle between the porous film and the coloring liquid. The reflective display element according to any one of claims 1 to 3, characterized in that.
【請求項8】 前記着色液は液晶物質を含有し、前記多
孔質フィルムの表面側に透明電極を配置するとともに、
前記駆動手段を各画素に対応して配置された画素電極で
構成し、この画素電極と前記透明電極との間に電界を掛
けることによって、前記着色液を前記多孔質フィルムの
裏面から前記多孔質フィルムの中へ可逆的に出し入れす
ることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに
記載の反射型表示素子。
8. The coloring liquid contains a liquid crystal substance, and a transparent electrode is arranged on the surface side of the porous film,
The driving means is composed of pixel electrodes arranged corresponding to each pixel, and an electric field is applied between the pixel electrodes and the transparent electrode, whereby the coloring liquid is introduced from the back surface of the porous film into the porous film. The reflective display element according to any one of claims 1 to 3, wherein the reflective display element is reversibly put in and taken out of the film.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004109786A (en) * 2002-09-20 2004-04-08 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Liquid crystal light modulation film, liquid crystal display element and liquid crystal display device
JP2007233086A (en) * 2006-03-01 2007-09-13 Sharp Corp Reflective display device, and electrical apparatus using same
WO2010131784A1 (en) * 2009-05-11 2010-11-18 Jhiyeon Jeanne Oh Reflection type display and manufacturing method thereof

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