JP2000221546A - 電気泳動インク表示装置 - Google Patents
電気泳動インク表示装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高密度で多数配置された電気泳動インク表示素
子を有する電気泳動インク表示装置を実現すること。 【解決手段】複数のゲート線２０１及び２０２、該ゲー
ト線に直交する複数のデータ線２０３及び２０４、前記
ゲート線及びデータ線の交点に配置された薄膜トランジ
スタ２０５乃至２０７を有し、前記薄膜トランジスタの
ソース・ドレインの一方は前記データ線へ接続し、前記
薄膜トランジスタのソース・ドレインのもう一方は前記
薄膜圧電トランス２０８乃至２１０の入力側へ接続し、
前記薄膜圧電トランスの出力側は電気泳動インク表示素
子の電極に接続すること。
子を有する電気泳動インク表示装置を実現すること。 【解決手段】複数のゲート線２０１及び２０２、該ゲー
ト線に直交する複数のデータ線２０３及び２０４、前記
ゲート線及びデータ線の交点に配置された薄膜トランジ
スタ２０５乃至２０７を有し、前記薄膜トランジスタの
ソース・ドレインの一方は前記データ線へ接続し、前記
薄膜トランジスタのソース・ドレインのもう一方は前記
薄膜圧電トランス２０８乃至２１０の入力側へ接続し、
前記薄膜圧電トランスの出力側は電気泳動インク表示素
子の電極に接続すること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気泳動インク表
示装置に関するものである。
示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の電気泳動インク表示装置として
は、ＳＩＤ９８ダイジェスト１１３１乃至１１３４頁に
所載の論文がある。該論文においては、電気泳動インク
を用いたセグメントタイプの表示体の構成が開示されて
いる。
は、ＳＩＤ９８ダイジェスト１１３１乃至１１３４頁に
所載の論文がある。該論文においては、電気泳動インク
を用いたセグメントタイプの表示体の構成が開示されて
いる。
【０００３】この電気泳動インク表示装置は、電気泳動
を利用した複数のマイクロカプセルにより、表示装置の
各セグメントが構成されている。そして、目的のセグメ
ントに電圧を印加することにより、そのセグメントの色
が変わるようになっている。
を利用した複数のマイクロカプセルにより、表示装置の
各セグメントが構成されている。そして、目的のセグメ
ントに電圧を印加することにより、そのセグメントの色
が変わるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上に
述べた電気泳動インク表示装置においては、電気泳動イ
ンクを用いた表示体の構成が開示されているものの、こ
の表示素子を高密度で多数配置する方法や、高密度で配
置した電気泳動インク表示素子を駆動する方法などは提
案されていない。
述べた電気泳動インク表示装置においては、電気泳動イ
ンクを用いた表示体の構成が開示されているものの、こ
の表示素子を高密度で多数配置する方法や、高密度で配
置した電気泳動インク表示素子を駆動する方法などは提
案されていない。
【０００５】本発明は上記背景技術の問題点に鑑みてな
されたものであり、高密度で多数配置された電気泳動イ
ンク表示素子を有する電気泳動インク表示装置を実現す
ることを目的とするものである。
されたものであり、高密度で多数配置された電気泳動イ
ンク表示素子を有する電気泳動インク表示装置を実現す
ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明の電気泳動インク表示装置は、 （１）複数のゲート線、該ゲート線に直交する複数のデ
ータ線、前記ゲート線及びデータ線の交点に配置された
薄膜トランジスタを有し、前記薄膜トランジスタのソー
ス・ドレインの一方は前記データ線へ接続され、前記薄
膜トランジスタのソース・ドレインのもう一方は前記薄
膜圧電トランスの入力側へ接続され、前記薄膜圧電トラ
ンスの出力側は電気泳動インク表示素子の電極に接続さ
れることを特徴とする。
め、本発明の電気泳動インク表示装置は、 （１）複数のゲート線、該ゲート線に直交する複数のデ
ータ線、前記ゲート線及びデータ線の交点に配置された
薄膜トランジスタを有し、前記薄膜トランジスタのソー
ス・ドレインの一方は前記データ線へ接続され、前記薄
膜トランジスタのソース・ドレインのもう一方は前記薄
膜圧電トランスの入力側へ接続され、前記薄膜圧電トラ
ンスの出力側は電気泳動インク表示素子の電極に接続さ
れることを特徴とする。
【０００７】上記構成によれば、多数配置した電気泳動
インク表示素子を薄膜トランジスタでアドレシングしな
がら、薄膜圧電トランスにより駆動することが可能とな
る。
インク表示素子を薄膜トランジスタでアドレシングしな
がら、薄膜圧電トランスにより駆動することが可能とな
る。
【０００８】（２）絶縁基板上に前記薄膜トランジスタ
及び前記薄膜積層圧電トランスを設け、前記薄膜圧電ト
ランスの最上部電極が前記電気泳動インク表示素子の下
部電極を兼ね、更に前記電気泳動インク表示素子の上部
電極となる対向電極を有する対向基板を設け、前記絶縁
基板と対向基板の間に電気泳動インクを有して成る電気
泳動インク表示装置において、前記薄膜圧電トランスの
上部に柱状構造を設け、前記柱状構造を前記対向基板に
より圧迫することにより、前記薄膜圧電トランスを束縛
することを特徴とする。
及び前記薄膜積層圧電トランスを設け、前記薄膜圧電ト
ランスの最上部電極が前記電気泳動インク表示素子の下
部電極を兼ね、更に前記電気泳動インク表示素子の上部
電極となる対向電極を有する対向基板を設け、前記絶縁
基板と対向基板の間に電気泳動インクを有して成る電気
泳動インク表示装置において、前記薄膜圧電トランスの
上部に柱状構造を設け、前記柱状構造を前記対向基板に
より圧迫することにより、前記薄膜圧電トランスを束縛
することを特徴とする。
【０００９】上記構成によれば、高密度で多数配置され
た電気泳動インク表示素子を、薄膜圧電トランスにより
データ信号を直流的に増幅して駆動することが可能とな
る。即ち、前記薄膜圧電トランスを駆動素子に用いて、
高密度で多数配置された電気泳動インク表示素子を有す
る電気泳動インク装置を実現することが可能となる。
た電気泳動インク表示素子を、薄膜圧電トランスにより
データ信号を直流的に増幅して駆動することが可能とな
る。即ち、前記薄膜圧電トランスを駆動素子に用いて、
高密度で多数配置された電気泳動インク表示素子を有す
る電気泳動インク装置を実現することが可能となる。
【００１０】（３）絶縁基板上に前記薄膜トランジスタ
及び前記薄膜圧電トランスを設け、該薄膜圧電トランス
は前記薄膜トランジスタの上部で振動可能に接続される
ことを特徴とする。
及び前記薄膜圧電トランスを設け、該薄膜圧電トランス
は前記薄膜トランジスタの上部で振動可能に接続される
ことを特徴とする。
【００１１】上記構成によれば、振動動作の必要なロー
ゼン型薄膜圧電トランスを、電気泳動インク表示素子の
駆動に用いることが可能となる。
ゼン型薄膜圧電トランスを、電気泳動インク表示素子の
駆動に用いることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】まず、電気泳動インク表示素子に
ついて説明を行う。図１は、電気泳動インク表示素子の
構成を示した図であり、同図（ａ）は電気泳動インク表
示素子の断面図、同図（ｂ）は電気泳動インク表示素子
におけるマイクロカプセルの構成図、同図（ｃ）はマイ
クロカプセルにおける帯電粒子の構成図である。
ついて説明を行う。図１は、電気泳動インク表示素子の
構成を示した図であり、同図（ａ）は電気泳動インク表
示素子の断面図、同図（ｂ）は電気泳動インク表示素子
におけるマイクロカプセルの構成図、同図（ｃ）はマイ
クロカプセルにおける帯電粒子の構成図である。
【００１３】この、電気泳動インク表示素子は、基板１
０１上に形成された下電極１０２、及び光透過性を有す
るバインダ１０４と、このバインダ１０４中に均一に分
散した状態で固定されている複数のマイクロカプセル１
０３とで構成される電気泳動インク層、さらに対向基板
１０５及び該対向基板上に形成される透明電極１０６に
より構成されている。
０１上に形成された下電極１０２、及び光透過性を有す
るバインダ１０４と、このバインダ１０４中に均一に分
散した状態で固定されている複数のマイクロカプセル１
０３とで構成される電気泳動インク層、さらに対向基板
１０５及び該対向基板上に形成される透明電極１０６に
より構成されている。
【００１４】この、電気泳動インク表示素子は、帯電粒
子の電気泳動を利用した表示パターンの書き換えや消去
が可能な表示素子である。電気泳動インク層の厚み、即
ち下電極１０２と透明電極１０６の間の距離は、マイク
ロカプセル１０３の外径の１．５〜２倍程度が望まし
い。また、バインダ１０４としては、例えば、ポリビニ
ルアルコール等を用いることができる。
子の電気泳動を利用した表示パターンの書き換えや消去
が可能な表示素子である。電気泳動インク層の厚み、即
ち下電極１０２と透明電極１０６の間の距離は、マイク
ロカプセル１０３の外径の１．５〜２倍程度が望まし
い。また、バインダ１０４としては、例えば、ポリビニ
ルアルコール等を用いることができる。
【００１５】図１（ｂ）に示すように、マイクロカプセ
ル１０３は、中空の球状の光透過性を有するカプセル本
体１０７を有している。このカプセル本体１０７内に
は、液体１０８が充填されており、この液体１０８中に
は負に帯電した複数の帯電粒子１０９が分散している。
また、図１（ｃ）に示すように帯電粒子１０９は、核１
１０とこの核を被覆する被覆層１１１とで構成されてい
る。
ル１０３は、中空の球状の光透過性を有するカプセル本
体１０７を有している。このカプセル本体１０７内に
は、液体１０８が充填されており、この液体１０８中に
は負に帯電した複数の帯電粒子１０９が分散している。
また、図１（ｃ）に示すように帯電粒子１０９は、核１
１０とこの核を被覆する被覆層１１１とで構成されてい
る。
【００１６】帯電粒子１０９及び液体１０８の色は、互
いに異なるように設定される。例えば、帯電粒子１０９
の色は白色とされ、液体１０８の色は青色、赤色、緑色
または黒色とされる。マイクロカプセル１０３に外部電
場を印加すると、帯電粒子１０９はカプセル本体１０７
内で、前記電界の方向と逆方向に移動する。例えば、図
１（ａ）中透明電極１０６を正電位、下電極１０２をゼ
ロ電位となるよう電圧を印加すると、透明電極１０６か
ら下電極１０２に向かって電界が生じ、これによりマイ
クロカプセル１０３中の帯電粒子１０９はカプセル本体
１０７中上側に移動する。従って、対向基板１０５側か
ら見た色は、帯電粒子１０９の色が見えることとなり、
白色となる。逆に、透明電極１０６を負電位、下電極１
０２をゼロ電位となるよう電圧を印加すると、下電極１
０２から透明電極１０６に向かって電界が生じ、これに
よりマイクロカプセル１０３中の帯電粒子１０９はカプ
セル本体１０７中下側に移動する。従って、対向基板１
０５側から見た色は、液体１０８の色が見えることとな
り、それは液体１０８の色が青色ならば、青色となる。
いに異なるように設定される。例えば、帯電粒子１０９
の色は白色とされ、液体１０８の色は青色、赤色、緑色
または黒色とされる。マイクロカプセル１０３に外部電
場を印加すると、帯電粒子１０９はカプセル本体１０７
内で、前記電界の方向と逆方向に移動する。例えば、図
１（ａ）中透明電極１０６を正電位、下電極１０２をゼ
ロ電位となるよう電圧を印加すると、透明電極１０６か
ら下電極１０２に向かって電界が生じ、これによりマイ
クロカプセル１０３中の帯電粒子１０９はカプセル本体
１０７中上側に移動する。従って、対向基板１０５側か
ら見た色は、帯電粒子１０９の色が見えることとなり、
白色となる。逆に、透明電極１０６を負電位、下電極１
０２をゼロ電位となるよう電圧を印加すると、下電極１
０２から透明電極１０６に向かって電界が生じ、これに
よりマイクロカプセル１０３中の帯電粒子１０９はカプ
セル本体１０７中下側に移動する。従って、対向基板１
０５側から見た色は、液体１０８の色が見えることとな
り、それは液体１０８の色が青色ならば、青色となる。
【００１７】マイクロカプセル１０３においては、液体
１０８と帯電粒子１０９の比重とが等しくなるように構
成されている。これにより、帯電粒子１０９は、外部電
界が消滅しても一定の位置に長時間位置することができ
る。即ち、電気泳動インク表示素子の表示は長時間保持
される。なお、液体１０８の比重と帯電粒子１０９の比
重を等しくするには、例えば、被覆層１１１の厚さ等を
調整すればよい。マイクロカプセル１０３の外径は１８
０μｍ以下が好ましく、１０〜２０μｍ程度がより好ま
しい。前記帯電粒子１０９の核１１０としては、例えば
ルチル構造のチタニア等を用いることができる。また、
前記帯電粒子１０９の被覆層１１１としては、例えば、
ポリエチレン等を用いることができる。また、前記液体
１０８としては、例えば四塩化エチレンとイソパラフィ
ンにアントラキノン系染料を溶解したもの等を用いるこ
とができる。
１０８と帯電粒子１０９の比重とが等しくなるように構
成されている。これにより、帯電粒子１０９は、外部電
界が消滅しても一定の位置に長時間位置することができ
る。即ち、電気泳動インク表示素子の表示は長時間保持
される。なお、液体１０８の比重と帯電粒子１０９の比
重を等しくするには、例えば、被覆層１１１の厚さ等を
調整すればよい。マイクロカプセル１０３の外径は１８
０μｍ以下が好ましく、１０〜２０μｍ程度がより好ま
しい。前記帯電粒子１０９の核１１０としては、例えば
ルチル構造のチタニア等を用いることができる。また、
前記帯電粒子１０９の被覆層１１１としては、例えば、
ポリエチレン等を用いることができる。また、前記液体
１０８としては、例えば四塩化エチレンとイソパラフィ
ンにアントラキノン系染料を溶解したもの等を用いるこ
とができる。
【００１８】以下、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１９】（実施例１）図２は、本発明の実施例にお
ける、薄膜圧電トランスを用いた電気泳動インク表示装
置の構成を示した図である。同図において、２０１及び
２０２はゲート線、２０３及び２０４はデータ線、２０
５乃至２０７は薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと記
す）、２０８乃至２１０は薄膜圧電トランス、２１１乃
至２１３は電気泳動インク表示素子、２１４及び２１５
はアナログスイッチ、２１６はデータ信号線、２１７及
び２１８はそれぞれアナログスイッチ２１４及び２１５
の開閉を制御する信号の入力端子である。アナログスイ
ッチ２１４及び２１５は、ＴＦＴにより構成されてもよ
い。
ける、薄膜圧電トランスを用いた電気泳動インク表示装
置の構成を示した図である。同図において、２０１及び
２０２はゲート線、２０３及び２０４はデータ線、２０
５乃至２０７は薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと記
す）、２０８乃至２１０は薄膜圧電トランス、２１１乃
至２１３は電気泳動インク表示素子、２１４及び２１５
はアナログスイッチ、２１６はデータ信号線、２１７及
び２１８はそれぞれアナログスイッチ２１４及び２１５
の開閉を制御する信号の入力端子である。アナログスイ
ッチ２１４及び２１５は、ＴＦＴにより構成されてもよ
い。
【００２０】図３は、本発明の実施例の電気泳動インク
表示装置における、ＴＦＴ及びアナログスイッチの開閉
を制御する電気信号のタイミング図である。同図におい
て、３０１及び３０２は、それぞれゲート線２０１及び
２０２に印加される電気信号であり、３０３及び３０４
はそれぞれアナログスイッチの開閉制御信号入力端子２
１７及び２１８に印加される電気信号である。ＴＦＴ及
びアナログスイッチはこれらの電気信号が”ハイ”の時
導通するようになっている。時刻ｔ１にゲート線２０１
の電位が”ハイ”となり、ＴＦＴ２０５及び２０６が導
通する。同時にアナログスイッチ２１４の開閉制御信号
入力端子２１７の電位が”ハイ”となり、同アナログス
イッチは導通する。従って、データ信号線２１６に供給
されるデータ信号は、アナログスイッチ２１４及びＴＦ
Ｔ２０５を介して薄膜圧電トランス２０８へ入力され
る。そして、これから出力される電圧増幅されたデータ
信号が、電気泳動インク表示素子２１１の電極に供給さ
れる。時刻ｔ２には、アナログスイッチ２１４の開閉制
御信号入力端子２１７の電位が”ロー”になり、同アナ
ログスイッチは非導通となる。同時にアナログスイッチ
２１５の開閉制御信号入力端子２１８の電位が”ハイ”
になり、同アナログスイッチは導通する。従って、デー
タ信号線２１６に供給されるデータ信号は、アナログス
イッチ２１５及びＴＦＴ２０６を介して薄膜圧電トラン
ス２０９へ入力される。そして、これから出力される電
圧増幅されたデータ信号が、電気泳動インク表示素子２
１２の電極に供給される。時刻ｔ３には、アナログスイ
ッチ２１５の開閉制御信号入力端子２１８の電位が”ロ
ー”となり、同アナログスイッチは非導通となる。図２
及び図３には示していないが、以上の動作をゲート線方
向に繰り返し、更に時刻ｔ４にゲート線２０１の電位
が”ロー”となり、ＴＦＴ２０５及び２０６は非導通と
なる。同時に、ゲート線２０２の電位が”ハイ”とな
り、アナログスイッチ２０７が導通し、時刻ｔ４乃至ｔ
５の期間に電気泳動インク表示素子２１３へのデータ書
き込みが行なわれる。
表示装置における、ＴＦＴ及びアナログスイッチの開閉
を制御する電気信号のタイミング図である。同図におい
て、３０１及び３０２は、それぞれゲート線２０１及び
２０２に印加される電気信号であり、３０３及び３０４
はそれぞれアナログスイッチの開閉制御信号入力端子２
１７及び２１８に印加される電気信号である。ＴＦＴ及
びアナログスイッチはこれらの電気信号が”ハイ”の時
導通するようになっている。時刻ｔ１にゲート線２０１
の電位が”ハイ”となり、ＴＦＴ２０５及び２０６が導
通する。同時にアナログスイッチ２１４の開閉制御信号
入力端子２１７の電位が”ハイ”となり、同アナログス
イッチは導通する。従って、データ信号線２１６に供給
されるデータ信号は、アナログスイッチ２１４及びＴＦ
Ｔ２０５を介して薄膜圧電トランス２０８へ入力され
る。そして、これから出力される電圧増幅されたデータ
信号が、電気泳動インク表示素子２１１の電極に供給さ
れる。時刻ｔ２には、アナログスイッチ２１４の開閉制
御信号入力端子２１７の電位が”ロー”になり、同アナ
ログスイッチは非導通となる。同時にアナログスイッチ
２１５の開閉制御信号入力端子２１８の電位が”ハイ”
になり、同アナログスイッチは導通する。従って、デー
タ信号線２１６に供給されるデータ信号は、アナログス
イッチ２１５及びＴＦＴ２０６を介して薄膜圧電トラン
ス２０９へ入力される。そして、これから出力される電
圧増幅されたデータ信号が、電気泳動インク表示素子２
１２の電極に供給される。時刻ｔ３には、アナログスイ
ッチ２１５の開閉制御信号入力端子２１８の電位が”ロ
ー”となり、同アナログスイッチは非導通となる。図２
及び図３には示していないが、以上の動作をゲート線方
向に繰り返し、更に時刻ｔ４にゲート線２０１の電位
が”ロー”となり、ＴＦＴ２０５及び２０６は非導通と
なる。同時に、ゲート線２０２の電位が”ハイ”とな
り、アナログスイッチ２０７が導通し、時刻ｔ４乃至ｔ
５の期間に電気泳動インク表示素子２１３へのデータ書
き込みが行なわれる。
【００２１】以上の構成により、多数配置した電気泳動
インク表示素子をＴＦＴでアドレシングしながら、薄膜
圧電トランスにより駆動することが可能となった。
インク表示素子をＴＦＴでアドレシングしながら、薄膜
圧電トランスにより駆動することが可能となった。
【００２２】図４は、本発明の実施例における、電気泳
動インク表示装置の１画素の平面図である。ゲート線２
０１及びデータ線２０３の交点に多結晶珪素薄膜による
チャネル部４０１、ゲート電極２０１、コンタクトホー
ル４０２より成るＴＦＴが形成されている。薄膜圧電ト
ランス２０８における第１の電極層４０３は、ＴＦＴの
ソース・ドレイン部からの取り出し電極も兼ねている。
薄膜圧電トランス２０８における第２の電極層４０４
は、ゲート線２０１に平行に引き出され、接地される。
薄膜圧電トランス２０８の第３の電極層４０５は、その
まま電気泳動インク表示素子の画素電極となる。ここ
で、画素電極のサイズを１５０μｍ角としたとき、薄膜
圧電トランス２０８に要する領域は１０μｍ角程度でよ
く、コンパクトな平面構成の電気泳動インク表示装置が
得られる。
動インク表示装置の１画素の平面図である。ゲート線２
０１及びデータ線２０３の交点に多結晶珪素薄膜による
チャネル部４０１、ゲート電極２０１、コンタクトホー
ル４０２より成るＴＦＴが形成されている。薄膜圧電ト
ランス２０８における第１の電極層４０３は、ＴＦＴの
ソース・ドレイン部からの取り出し電極も兼ねている。
薄膜圧電トランス２０８における第２の電極層４０４
は、ゲート線２０１に平行に引き出され、接地される。
薄膜圧電トランス２０８の第３の電極層４０５は、その
まま電気泳動インク表示素子の画素電極となる。ここ
で、画素電極のサイズを１５０μｍ角としたとき、薄膜
圧電トランス２０８に要する領域は１０μｍ角程度でよ
く、コンパクトな平面構成の電気泳動インク表示装置が
得られる。
【００２３】図５は、本発明の実施例における、電気泳
動インク表示装置の断面図である。絶縁基板５０１上に
多結晶珪素層４０１、ゲート絶縁膜５０２、ゲート電極
５０３、層間絶縁膜５０４、ソース・ドレイン電極であ
り、薄膜積層圧電トランスの第１の電極層を兼ねる電極
層４０３を形成し、ＴＦＴが構成される。更に第１の圧
電薄膜層５１０、第２の電極層４０４、第２の圧電薄膜
層５１１、第３の電極層４０５を形成し、薄膜積層圧電
トランスが構成される。更に保護層５０５を形成する。
これとは別に対向基板５０６上に透明電極５０７を形成
し、更に柱状構造５０８を金属メッキ等で形成し、該柱
状構造５０８を薄膜積層圧電トランスの上部を圧迫する
ように組み立て、電気泳動インク５０９を注入して、電
気泳動インク表示装置が形成される。薄膜積層圧電トラ
ンスは、柱状構造５０８及び対向基板５０６により圧迫
されるため束縛状態にあり、このため、直流的な電圧増
幅を行うことが可能となる。本実施例の構成の薄膜積層
圧電トランスは、立体的かつ平面的に小型で、また、出
力側にも圧電薄膜による容量を用いているため、取り出
し電荷量が大きい。また、静的な圧電効果による圧電薄
膜への加圧を用いるため、直流的な電圧増幅が可能であ
る。実際に、本発明者らは、圧電薄膜層５１０及び５１
１に組成比ジルコン酸鉛５２モル％−チタン酸鉛４８モ
ル％のチタン酸ジルコン酸鉛を用い、第１の圧電薄膜層
５１０の厚みを２００ｎｍ、第２の圧電薄膜層５１１の
厚みを２μｍとし、第１の電極層４０３と第２の電極層
４０４の間に振幅１０Ｖのパルス波を入力した場合、第
３の電極層４０５と第２の電極層４０４の間に振幅４５
Ｖのパルス波を得ることができた。これにより、電気泳
動インク表示素子の駆動を行うことが可能となった。
動インク表示装置の断面図である。絶縁基板５０１上に
多結晶珪素層４０１、ゲート絶縁膜５０２、ゲート電極
５０３、層間絶縁膜５０４、ソース・ドレイン電極であ
り、薄膜積層圧電トランスの第１の電極層を兼ねる電極
層４０３を形成し、ＴＦＴが構成される。更に第１の圧
電薄膜層５１０、第２の電極層４０４、第２の圧電薄膜
層５１１、第３の電極層４０５を形成し、薄膜積層圧電
トランスが構成される。更に保護層５０５を形成する。
これとは別に対向基板５０６上に透明電極５０７を形成
し、更に柱状構造５０８を金属メッキ等で形成し、該柱
状構造５０８を薄膜積層圧電トランスの上部を圧迫する
ように組み立て、電気泳動インク５０９を注入して、電
気泳動インク表示装置が形成される。薄膜積層圧電トラ
ンスは、柱状構造５０８及び対向基板５０６により圧迫
されるため束縛状態にあり、このため、直流的な電圧増
幅を行うことが可能となる。本実施例の構成の薄膜積層
圧電トランスは、立体的かつ平面的に小型で、また、出
力側にも圧電薄膜による容量を用いているため、取り出
し電荷量が大きい。また、静的な圧電効果による圧電薄
膜への加圧を用いるため、直流的な電圧増幅が可能であ
る。実際に、本発明者らは、圧電薄膜層５１０及び５１
１に組成比ジルコン酸鉛５２モル％−チタン酸鉛４８モ
ル％のチタン酸ジルコン酸鉛を用い、第１の圧電薄膜層
５１０の厚みを２００ｎｍ、第２の圧電薄膜層５１１の
厚みを２μｍとし、第１の電極層４０３と第２の電極層
４０４の間に振幅１０Ｖのパルス波を入力した場合、第
３の電極層４０５と第２の電極層４０４の間に振幅４５
Ｖのパルス波を得ることができた。これにより、電気泳
動インク表示素子の駆動を行うことが可能となった。
【００２４】圧電薄膜層５１０及び５１１に用いる材料
は、さらに大きな電気機械結合定数を持つ、マグネシウ
ムニオブ酸鉛（以下、ＰＭＮと記す）を含んだＰＺＴな
どの、ＰＺＴ系の圧電材料であってもよい。また、第１
の圧電薄膜層１０３に大きな圧力を発生する材料、第２
の圧電薄膜層１０５に印加圧力に対し大きな電圧を発生
する材料を用いて、薄膜圧電トランスを構成してもよ
い。
は、さらに大きな電気機械結合定数を持つ、マグネシウ
ムニオブ酸鉛（以下、ＰＭＮと記す）を含んだＰＺＴな
どの、ＰＺＴ系の圧電材料であってもよい。また、第１
の圧電薄膜層１０３に大きな圧力を発生する材料、第２
の圧電薄膜層１０５に印加圧力に対し大きな電圧を発生
する材料を用いて、薄膜圧電トランスを構成してもよ
い。
【００２５】（実施例２）図６は、本発明の実施例にお
ける、ローゼン型薄膜圧電トランスを用いた電気泳動イ
ンク表示装置の１画素の平面図である。ゲート線２０１
及びデータ線２０３の交点に多結晶珪素薄膜によるチャ
ネル部４０１、ゲート電極２０１、コンタクトホール４
０２より成るＴＦＴが形成されている。６０１は圧電薄
膜層であり、その下部は振動可能なよう、空洞になって
いる。薄膜圧電トランスにおける共通電極層４０４は、
ゲート線２０１に平行に引き出され、接地される。４０
５は、電気泳動インク表示素子の画素電極である。
ける、ローゼン型薄膜圧電トランスを用いた電気泳動イ
ンク表示装置の１画素の平面図である。ゲート線２０１
及びデータ線２０３の交点に多結晶珪素薄膜によるチャ
ネル部４０１、ゲート電極２０１、コンタクトホール４
０２より成るＴＦＴが形成されている。６０１は圧電薄
膜層であり、その下部は振動可能なよう、空洞になって
いる。薄膜圧電トランスにおける共通電極層４０４は、
ゲート線２０１に平行に引き出され、接地される。４０
５は、電気泳動インク表示素子の画素電極である。
【００２６】図７は、本発明の実施例における、ローゼ
ン型薄膜圧電トランスを用いた電気泳動インク表示装置
の断面図である。絶縁基板５０１上に多結晶珪素層４０
１、ゲート絶縁膜５０２、ゲート電極５０３、層間絶縁
膜５０４、ソース・ドレイン電極であり、電気泳動イン
ク表示素子の下電極を兼ねる電極層７０１を形成し、Ｔ
ＦＴが構成される。更にバンプ層７０２を金属メッキに
より形成する。７０３はローゼン型薄膜圧電トランスの
入力側電極、７０４はローゼン型薄膜圧電トランスの出
力側電極、７０５は圧電薄膜層、４０４はローゼン型薄
膜圧電トランスの共通電極である。入力側電極７０３と
共通電極４０４間に交流電圧を印加し、圧電薄膜層７０
５が振動し、出力側電極７０４と共通電極４０４間に増
幅された交流電圧が出力されるしくみになっている。こ
のような構造は、あらかじめ別基板上に圧電薄膜層７０
５や、電極層７０３、７０４、４０４等を形成してお
き、バンプ層７０２と電極層７０３、７０４とを接合さ
せ、その後別基板をうまく剥離させることにより形成す
ることが可能である。更に保護層５０５を形成し、これ
とは別に対向基板５０６上に透明電極５０７を形成し、
組み立て、電気泳動インク５０９を注入して、電気泳動
インク表示装置が形成される。
ン型薄膜圧電トランスを用いた電気泳動インク表示装置
の断面図である。絶縁基板５０１上に多結晶珪素層４０
１、ゲート絶縁膜５０２、ゲート電極５０３、層間絶縁
膜５０４、ソース・ドレイン電極であり、電気泳動イン
ク表示素子の下電極を兼ねる電極層７０１を形成し、Ｔ
ＦＴが構成される。更にバンプ層７０２を金属メッキに
より形成する。７０３はローゼン型薄膜圧電トランスの
入力側電極、７０４はローゼン型薄膜圧電トランスの出
力側電極、７０５は圧電薄膜層、４０４はローゼン型薄
膜圧電トランスの共通電極である。入力側電極７０３と
共通電極４０４間に交流電圧を印加し、圧電薄膜層７０
５が振動し、出力側電極７０４と共通電極４０４間に増
幅された交流電圧が出力されるしくみになっている。こ
のような構造は、あらかじめ別基板上に圧電薄膜層７０
５や、電極層７０３、７０４、４０４等を形成してお
き、バンプ層７０２と電極層７０３、７０４とを接合さ
せ、その後別基板をうまく剥離させることにより形成す
ることが可能である。更に保護層５０５を形成し、これ
とは別に対向基板５０６上に透明電極５０７を形成し、
組み立て、電気泳動インク５０９を注入して、電気泳動
インク表示装置が形成される。
【００２７】圧電薄膜層７０５下には空洞が形成される
ため、該圧電薄膜層は振動することができ、従って、ロ
ーゼン型薄膜圧電トランスとして動作することが可能と
なり、電圧増幅された交流信号を電気泳動インク表示素
子の下電極７０１へ供給することができる。電極７０１
へ供給される信号は交流であっても、その振幅の適当な
位置で薄膜トランジスタをオフさせることにより、電極
７０１の電位を一定に保持させることができるため、電
気泳動インク表示素子を駆動することが可能となる。ま
た、このローゼン型薄膜圧電トランスへ入力する電気信
号は、矩形波であっても、該圧電トランスがその固有振
動により変形するため、電圧増幅させることが可能であ
る。
ため、該圧電薄膜層は振動することができ、従って、ロ
ーゼン型薄膜圧電トランスとして動作することが可能と
なり、電圧増幅された交流信号を電気泳動インク表示素
子の下電極７０１へ供給することができる。電極７０１
へ供給される信号は交流であっても、その振幅の適当な
位置で薄膜トランジスタをオフさせることにより、電極
７０１の電位を一定に保持させることができるため、電
気泳動インク表示素子を駆動することが可能となる。ま
た、このローゼン型薄膜圧電トランスへ入力する電気信
号は、矩形波であっても、該圧電トランスがその固有振
動により変形するため、電圧増幅させることが可能であ
る。
【００２８】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明の薄膜圧電ト
ランスを用いた電気泳動インク表示素子は、薄膜トラン
ジスタでアドレシングしながら、小型の薄膜圧電トラン
スにより駆動することが可能となるため、高密度で多数
配置された電気泳動インク表示素子を有する電気泳動イ
ンク表示装置が実現される。
ランスを用いた電気泳動インク表示素子は、薄膜トラン
ジスタでアドレシングしながら、小型の薄膜圧電トラン
スにより駆動することが可能となるため、高密度で多数
配置された電気泳動インク表示素子を有する電気泳動イ
ンク表示装置が実現される。
【図１】電気泳動インク表示素子の構成を示した図。同
図（ａ）は電気泳動インク表示素子の断面図、同図
（ｂ）は電気泳動インク表示素子におけるマイクロカプ
セルの構成図、同図（ｃ）はマイクロカプセルにおける
帯電粒子の構成図。
図（ａ）は電気泳動インク表示素子の断面図、同図
（ｂ）は電気泳動インク表示素子におけるマイクロカプ
セルの構成図、同図（ｃ）はマイクロカプセルにおける
帯電粒子の構成図。
【図２】本発明の実施例における、薄膜積層圧電トラン
スを用いた電気泳動インク表示装置の構成を示した図。
スを用いた電気泳動インク表示装置の構成を示した図。
【図３】本発明の実施例の電気泳動インク表示装置にお
ける、ＴＦＴ及びアナログスイッチの開閉を制御する電
気信号のタイミング図。
ける、ＴＦＴ及びアナログスイッチの開閉を制御する電
気信号のタイミング図。
【図４】本発明の実施例における、電気泳動インク表示
装置の１画素の平面図。
装置の１画素の平面図。
【図５】本発明の実施例における、電気泳動インク表示
装置の断面図。
装置の断面図。
【図６】本発明の実施例における、ローゼン型薄膜圧電
トランスを用いた電気泳動インク表示装置の１画素の平
面図。
トランスを用いた電気泳動インク表示装置の１画素の平
面図。
【図７】本発明の実施例における、ローゼン型薄膜圧電
トランスを用いた電気泳動インク表示装置の断面図。
トランスを用いた電気泳動インク表示装置の断面図。
２０１乃至２０２ ゲート線 ２０３乃至２０４ データ線 ２０５乃至２０７ 薄膜トランジスタ ２０８乃至２１０ 薄膜圧電トランス ２１１乃至２１３ 電気泳動インク表示素子 ２１４乃至２１５ アナログスイッチ ２１６ データ信号線 ２１７乃至２１８ アナログスイッチ２１４及び２１５
の開閉を制御する信号の入力端子
の開閉を制御する信号の入力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C080 AA13 BB05 CC01 DD07 EE01 EE17 FF03 FF12 GG02 GG12 JJ02 JJ04 JJ06 5C094 AA05 BA03 BA76 CA19 DA12 DB04 DB10 EA04 EA05 EC03 FA01 FA02 FB20 GA10
Claims (3)
- 【請求項１】 複数のカプセルを備え、該カプセル内で
帯電粒子が移動することにより色が変化する電気泳動イ
ンク表示素子を複数個備えた電気泳動インク表示装置に
おいて、複数のゲート線、該ゲート線に直交する複数の
データ線、前記ゲート線及びデータ線の交点に配置され
た薄膜トランジスタを有し、前記薄膜トランジスタのソ
ース・ドレインの一方は前記データ線へ接続され、前記
薄膜トランジスタのソース・ドレインのもう一方は薄膜
圧電トランスの入力側へ接続され、前記薄膜積層圧電ト
ランスの出力側は電気泳動インク表示素子の電極に接続
されることを特徴とする、電気泳動インク表示装置。 - 【請求項２】 絶縁基板上に前記薄膜トランジスタ及び
前記薄膜圧電トランスを設け、前記薄膜圧電トランスの
最上部電極が前記電気泳動インク表示素子の下部電極を
兼ね、更に前記電気泳動インク表示素子の上部電極とな
る対向電極を有する対向基板を設け、前記絶縁基板と対
向基板の間に電気泳動インクを有して成る電気泳動イン
ク表示装置において、前記薄膜圧電トランスの上部に柱
状構造を設け、前記柱状構造を前記対向基板により圧迫
することにより、前記圧電トランスを束縛することを特
徴とする、請求項１記載の電気泳動インク表示装置。 - 【請求項３】 絶縁基板上に前記薄膜トランジスタ及び
前記薄膜圧電トランスを設け、該薄膜圧電トランスは前
記薄膜トランジスタの上部で振動可能に接続されること
を特徴とする、請求項１記載の電気泳動インク表示装
置。
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|---|---|---|---|
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| DE60040107T DE60040107D1 (de) | 1999-01-29 | 2000-01-21 | Piezoelektrischer Transducer und Anzeigevorrichtung mit elektrophoretischer Tinte, die den piezoelektrischen Transducer benutzt |
| EP00101202A EP1024540A3 (en) | 1999-01-29 | 2000-01-21 | Piezoelectric transducer and electrophoretic ink display apparatus using piezoelectric transducer |
| EP06018658A EP1724750B1 (en) | 1999-01-29 | 2000-01-21 | Electrophoretic ink display apparatus using a piezoelectric transducer |
| EP06018657A EP1737054B1 (en) | 1999-01-29 | 2000-01-21 | Piezoelectric transducer |
| TW089101350A TW444418B (en) | 1999-01-29 | 2000-01-26 | Piezoelectric transducer and electrophoretic ink display apparatus using piezoelectric transducer |
| CNB2004101000363A CN100346222C (zh) | 1999-01-29 | 2000-01-28 | 压电传感器和使用压电传感器的电泳油墨显示装置 |
| CNB001004050A CN1187845C (zh) | 1999-01-29 | 2000-01-28 | 压电变换器和使用压电变换器的电泳油墨显示装置 |
| US09/494,051 US6373461B1 (en) | 1999-01-29 | 2000-01-28 | Piezoelectric transducer and electrophoretic ink display apparatus using piezoelectric transducer |
| KR1020000004438A KR100569027B1 (ko) | 1999-01-29 | 2000-01-29 | 압전변환기 |
| US09/975,706 US6842166B2 (en) | 1999-01-29 | 2001-10-11 | Piezoelectric transducer and electrophoretic ink display apparatus using piezoelectric transducer |
| US10/805,521 US7173602B2 (en) | 1999-01-29 | 2004-03-19 | Piezoelectric transducer and electrophoretic ink display apparatus using piezoelectric transducer |
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| KR1020050091350A KR100621462B1 (ko) | 1999-01-29 | 2005-09-29 | 압전변환기 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JP2000221546A true JP2000221546A (ja) | 2000-08-11 |
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|---|---|---|---|
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| JP2013054359A (ja) * | 2012-09-18 | 2013-03-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 表示装置 |
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| US9412314B2 (en) | 2001-11-20 | 2016-08-09 | E Ink Corporation | Methods for driving electro-optic displays |
| US9530363B2 (en) | 2001-11-20 | 2016-12-27 | E Ink Corporation | Methods and apparatus for driving electro-optic displays |
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| CN112041740A (zh) * | 2018-05-17 | 2020-12-04 | 伊英克加利福尼亚有限责任公司 | 压电电泳显示器 |
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- 1999-01-29 JP JP02162299A patent/JP3837948B2/ja not_active Expired - Fee Related
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