JP2002040967A

JP2002040967A - 電気泳動表示装置及びその駆動方法

Info

Publication number: JP2002040967A
Application number: JP2000222070A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Yasuda; 徳行安田
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2000-07-24
Filing date: 2000-07-24
Publication date: 2002-02-08

Abstract

(57)【要約】【課題】表示内容を長期間にわたって保持することが
できる電気泳動表示装置及びその駆動方法を提供する。【解決手段】共通電極５と、画素電極７と、共通電極
５及び画素電極７間に設けられ、色素及び膨潤性層状粘
度鉱物が添加された媒質９とマイナスの電荷を帯びた電
気泳動粒子１０とを含む電気泳動層６とを備える電気泳
動表示装置において、クーロン力を用いて電気泳動粒子
１０を移動させるに際し、共通電極５及び画素電極７間
に交流電圧を印加することにより電気泳動粒子１０を振
動させ、これによって媒質９の粘性を低下させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気泳動表示装置及び
その駆動方法に関し、さらに詳細には、表示内容を長期
間にわたって保持することができる電気泳動表示装置及
びその駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電気泳動現象を利用した電気
泳動表示パネルが知られている。電気泳動表示パネル
は、内部に媒質とプラス又はマイナスの電荷を帯びた電
気泳動粒子とが封入されており、かかる電気泳動粒子に
対し電界を与えることによって、これを電気泳動表示パ
ネルの表示面側に集め、若しくは電気泳動表示パネルの
表示面側から遠ざけることによって、所望の図形等を表
示させることができる。

【０００３】ここで、電気泳動表示パネルの表示面側に
集められた電気泳動粒子及び電気泳動表示パネルの表示
面側から遠ざけられた電気泳動粒子は、電界が印加され
なくなった後も、ファンデルワールス力によりその位置
を維持するため、直ちにその表示内容が消失することは
ない。

【０００４】しかしながら、一般に、電気泳動表示パネ
ルに用いられている電気泳動粒子と媒質とは比重が大き
く異なり、またその表面の極性も異なるため、時間の経
過とともに電気泳動粒子の沈降や凝集が生じ、その結
果、徐々に表示内容が変質し、やがては消失してしま
う。このため、従来の電気泳動表示パネルにおいては、
電界が印加されなくなった後、表示内容を保持できる時
間は、約３０秒程度にとどまっていた。

【０００５】これを解決し、表示内容をより長時間保持
させるべく、従来より、媒質中に分散剤や表面改質剤等
を添加することによって、電気泳動粒子の沈降や凝集を
抑える試みがなされている。しかしながら、この方法で
は、分散剤や表面改質剤自身が経時変化するとともに、
電界の印加により変質してしまうため、表示内容の保持
を安定的に実現することは困難である。

【０００６】一方、別の解決方法として、周期的な電界
の印加によってリフレッシュを行い、これによって表示
内容を長期間にわたって保持する技術も提案されている
（特開平３−２１３８２７号公報参照）。しかしなが
ら、この方法では、表示内容を保持するために周期的に
電界を印加するために、消費電力が増大するほか、電気
泳動表示パネルを駆動する駆動回路が複雑になるといっ
た問題を生じてしまう。

【０００７】そこで、さらに別の解決方法として、媒質
中に膨潤性層状粘度鉱物を添加し、媒質の粘性を高める
方法が提案されている。このように、媒質中に膨潤性層
状粘度鉱物を添加すると、媒質にチクソトロピックな性
質が付与される。チクソトロピックな性質とは、系に力
が加えられていないか、ある一定以下の力しか加えられ
ていない状態においては粘性が高いゼリー状の状態を維
持し、一方、その系にある一定以上の力が加えられた状
態においてはその粘性が急激に低下し、液体のような挙
動を示すものをいう。このため、媒質中に膨潤性層状粘
度鉱物が添加され、媒質にチクソトロピックな性質が付
与された電気泳動表示パネルにおいては、電界を印加し
ていない状態では、媒質の高い粘性のため電気泳動粒子
の位置を長期間にわたって維持することができ、一方、
電界を印加し、電気泳動粒子にある一定以上のクーロン
力を与えた状態では、媒質の粘性が低下するため電気泳
動粒子を移動させることができる。このように、媒質中
に膨潤性層状粘度鉱物を添加することにより、電気泳動
表示パネルに表示された表示内容を長期間にわたって保
持することが可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、媒質中に膨潤
性層状粘度鉱物を添加し、媒質にチクソトロピックな性
質を与えた場合、ある一定以上の力を与えて系の粘性を
低下させるためには、比較的強い電界を電気泳動粒子に
印加しなければならない。このため、電気泳動表示パネ
ルを駆動する駆動回路の消費電力が増大するだけでな
く、駆動回路が複雑化し、電気泳動表示装置全体のコス
トが増大するという問題が生じていた。

【０００９】また、媒質がチクソトロピックな性質を有
している場合、電界を印加した後、電気泳動粒子が移動
可能となる程度に系の粘性が低下するまでには所定の時
間を要するため、電気泳動粒子の移動が完了するのに比
較的長い時間がかかってしまう。このため、表示速度が
遅くなるという問題も生じていた。

【００１０】このような問題は、媒質中に膨潤性層状粘
度鉱物を添加することによって、媒質に故意にチクソト
ロピックな性質を与えた場合に限らず、このような膨潤
性層状粘度鉱物の添加を行わない場合においても、ファ
ンデルワールス力や水素結合によって媒質自体が多少の
チクソトロピックな性質を有していることから同様に生
じる。

【００１１】したがって、本発明の目的は、表示内容を
長期間にわたって保持することができるとともに、消費
電力が低減された電気泳動表示装置及びその駆動方法を
提供することである。

【００１２】また、本発明の他の目的は、表示内容を長
期間にわたって保持することができるとともに、コスト
が低減された電気泳動表示装置及びその駆動方法を提供
することである。

【００１３】また、本発明のさらに他の目的は、表示内
容を長期間にわたって保持することができるとともに、
表示速度の速い電気泳動表示装置及びその駆動方法を提
供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のかかる目的は、
所定の電荷を帯びた第１の表示体及び前記第１の表示体
とは異なる色を有する第２の表示体とが少なくとも封入
された電気泳動層を備える電気泳動表示装置であって、
クーロン力を用いて前記第１の表示体を移動させるに際
して前記第１の表示体を振動させ、これによって前記第
２の表示体が有する粘性を低下させることを特徴とする
電気泳動表示装置によって達成される。

【００１５】本発明によれば、第１の表示体を移動させ
るに際し、第１の表示体を振動させ、これによって第２
の表示体が有する粘性を低下させているので、第１の表
示体の移動が容易に行われる。このため、第１の表示体
に与えるべきクーロン力は比較的弱くても足り、その結
果、消費電力が低減される。また、駆動回路が取り扱う
電圧を低くすることができるのでコストを低減すること
ができる。さらに、第１の表示体の移動が容易に行われ
ることから、表示速度を高速化することが可能となる。

【００１６】本発明の好ましい実施態様においては、前
記第２の表示体には、チクソトロピックな性質を付与す
る物質が添加されている。

【００１７】本発明の好ましい実施態様によれば、第２
の表示体には、チクソトロピックな性質を付与する物質
が添加されていることから、静止状態においては高い粘
性を示し、このため、表示内容を長期間にわたって維持
することが可能となる。

【００１８】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記物質が、膨潤性層状粘度鉱物である。

【００１９】本発明の前記目的はまた、第１及び第２の
電極と、前記第１及び第２の電極間に設けられた電気泳
動層と、前記第１及び第２の電極間に直流電圧を印加す
る直流電圧印加手段と、前記第１及び第２の電極間に交
流電圧を印加する交流電圧印加手段とを備える電気泳動
表示装置によって達成される。

【００２０】本発明によれば、第１及び第２の電極間に
交流電圧を印加する交流電圧印加手段を備えていること
から、交流電圧印加手段により第１及び第２の電極間に
交流電圧を印加することで電気泳動層の粘性を低下させ
ることができる。

【００２１】本発明の好ましい実施態様においては、前
記交流電圧印加手段により前記第１及び第２の電極間に
前記交流電圧が印加される期間が、少なくとも前記直流
電圧印加手段により前記第１及び第２の電極間に前記直
流電圧が印加される初期段階である。

【００２２】本発明の好ましい実施態様によれば、第１
及び第２の電極間に交流電圧が印加される期間が、少な
くとも第１及び第２の電極間に直流電圧が印加される初
期段階であることから、電気泳動層による表示内容の変
化の開始段階において、電気泳動層の粘性を低下させる
ことができる。

【００２３】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記交流電圧印加手段により前記第１及び第２の電
極間に印加される前記交流電圧の周波数が、１０Ｈｚ〜
１００Ｈｚである。

【００２４】本発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、第１及び第２の電極間に印加される交流電圧の周波
数が１０Ｈｚ〜１００Ｈｚであることから、電気泳動層
の粘性を十分に低下させることができるとともに、交流
電圧の印加に必要な電力を最小限に抑えることが可能と
なる。

【００２５】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記電気泳動層には、媒質及び電気泳動粒子が含ま
れており、前記媒質にはチクソトロピックな性質を付与
する物質が添加されていることを特徴とする。

【００２６】本発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、媒質にチクソトロピックな性質を付与する物質が添
加されていることから、静止状態においては高い粘性を
示し、このため、表示内容を長期間にわたって維持する
ことが可能となる。

【００２７】本発明の前記目的はまた、第１及び第２の
電極と、前記第１及び第２の電極間に設けられた電気泳
動層とを備える電気泳動表示装置の駆動方法であって、
前記第１及び第２の電極間に直流電圧を印加するととも
に、前記直流電圧に交流電圧を重畳することを特徴とす
る電気泳動表示装置の駆動方法によって達成される。

【００２８】本発明によれば、第１及び第２の電極間に
印加される直流電圧に交流電圧が重畳されるので、直流
電圧の印加による表示内容の変化に際し、電気泳動層の
粘性を低下させることができる。

【００２９】

【発明の好ましい実施の形態】以下、添付図面に基づい
て、本発明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加
える。

【００３０】図１は、本発明の好ましい実施態様にかか
る電気泳動表示装置１を示す断面図である。

【００３１】図１に示されるように、本実施態様にかか
る電気泳動表示装置１は、電気泳動表示パネル２と、駆
動回路３とを備えている。

【００３２】電気泳動表示パネル２は、基板４と、共通
電極５と、電気泳動層６と、画素電極７と、保護フィル
ム８とを有し、保護フィルム８の設けられた側が表示面
である。

【００３３】基板４は、例えばポリエステルからなり、
その厚みは約１００μｍ程度が好ましい。共通電極５
は、基板４上に形成された例えばＩＴＯやＳｎＯ_２等か
らなる透明電極であり、その厚みは１〜１０μｍ程度が
好ましい。電気泳動層６は、共通電極５と画素電極７と
の間に挟持されており、電気的に中性である媒質９と、
マイナスの電荷を帯びた電気泳動粒子１０とを含む。後
述するように、媒質９には色素が添加されており、これ
によって電気泳動粒子１０とは異なる明度・色彩等が与
えられている。電気泳動層６の厚みは、１００〜１５０
０μｍ程度が好ましい。画素電極７は、透明電極である
ＩＴＯ又はＳｎＯ_２からなり、後述するように、マトリ
クス状に配列されている。その厚みは１〜１０μｍ程度
が好ましい。保護フィルム８は、ＰＥＴ樹脂、ポリカー
ボネート、アクリル樹脂、ポリエステル、フッ素樹脂等
からなる透明のフィルムであり、その厚みとしては２０
〜１００μｍ程度が好ましい。

【００３４】電気泳動層６に含まれる媒質９には、色素
及び膨潤性層状粘度鉱物が添加されている。媒質９の材
料としては、電気泳動粒子１０に対する溶解能が小さ
く、色素及び膨潤性層状粘度鉱物に対する溶解度が大き
く、色素、膨潤性層状粘度鉱物、電気泳動粒子を安定に
溶解または分散でき、イオンを含まずかつ電圧印加によ
りイオンを生じない絶縁性のものが望ましい。具体的に
は、ヘキサン、デカン、ヘキサデカン、ケロセン等の飽
和炭化水素、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン
等の芳香族炭化水素、トリクロロトリフルオロエタン、
ジブロモテトラフルオロエタン、テトラクロロエチレン
等のハロゲン化フッ素系炭化水素、フッ素系溶剤などを
挙げることができる。なお、これらの液体は混合して用
いることもできる。

【００３５】媒質９に添加される色素としては、例えば
シアニン系、フタロシアニン系、ナフタロシアニン系、
アントラキノン系、アゾ系、トリフェニルメタン系、ピ
リリウムないしチアピリリウム塩系、スクワリリウム
系、クロコニウム系、金属錯体色素系等から１種ないし
２種以上を目的に応じて適宜選択したものを使用するこ
とができる。色素の含有量は、特に限定されるものでは
なく、その種類や所望の色彩、明度等により適宜調整す
ればよいが、好ましくは媒質９全体に対して０．１〜１
０質量％程度である。尚、以下の説明においては、媒質
９は、添加された色素によって黒色を呈するものとす
る。

【００３６】媒質９に添加される膨潤性層状粘度鉱物と
しては、スメクタイトが好ましい。

【００３７】図２は、スメクタイトの単位構造を示す図
である。

【００３８】図２に示されるように、スメクタイトは、
層状珪酸塩の一種で、基本的にはＳｉ−Ｏ₄ ４面体が酸
素頂点を共有して六角網目状に広がった四面体シートが
２枚、残りの頂点酸素を向かい合わせて陽イオンを挟み
酸素の八面体シートを形成した２：１構造を単位層とし
て、これが重なった構造をもつものである。そして、媒
質９中で膨潤し、層状構造がくずれ、コロイド性を示
す。このため、ゲスト物質の吸着能が高く、さらに、存
在する陽イオンにより、例えば表示粒子のもつアニオン
を吸着しやすく、保持特性が格段にすぐれたものとな
る。

【００３９】スメクタイトは、天然のものや工業的に合
成されたものがある。本実施態様においては、天然品お
よび合成品のいずれを用いてもよいが、媒質９中での特
性あるいは不純物を含まない等の点で、工業的に合成さ
れたものが好ましい。

【００４０】工業的に合成されたものとしては、合成ス
メクタイトが市販されている。市販されている合成スメ
クタイトとしては、水中で膨潤し、層状構造を崩してコ
ロイド状となり、粘性を示す親水性のタイプと、有機溶
媒中でコロイド状となり、粘性を示す親油性のタイプと
がある。親水性のタイプとしては、ＳＷＮ（コープケミ
カル（株）製）として市販されている親水性スメクタイ
トがあるが、本実施態様では親油性のものが好ましい。

【００４１】親油性スメクタイトは、親水性スメクタイ
トの層状構造中にあるＮａイオン等を、低極性溶媒や高
極性溶媒等と溶媒和が可能な有機イオンで置換したもの
である。このような有機イオンとしては、特に限定され
ないが、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアン
モニウム等、例えば炭素原子数が１〜１０程度のアルキ
ル基を有する第４級アンモニウム等が挙げられる。

【００４２】親油性スメクタイトは、置換する有機イオ
ンを選択することで、種々の有機溶媒中に良好に分散し
てコロイド性や粘性を示し、さらにインクやその溶媒の
ようなゲスト物質をインターカレートするすぐれた特性
をもつ。このような親油性スメクタイトとしては、ＳＡ
Ｎ、ＳＴＮ、ＳＥＮおよびＳＰＮ（いずれもコープケミ
カル社製）として市販されているものがある。これらの
なかでも多くの有機溶媒と親和性を有するＳＡＮ，ＳＴ
Ｎが好ましい。

【００４３】このようなスメクタイトは、前述したよう
に親水性、親油性ともに媒質９中で膨潤してコロイド性
を示し、媒質９の粘度を増加させる特性をもつ。静置時
にはこのコロイドが水素結合により嵩高い網目構造を形
成し、弾性挙動を示す。ところが、これに外力を加える
と、この結合は弱いため、網目構造は簡単に壊れ流動性
を示す。このため、スメクタイトを含めることで、媒質
９にチクソトロピックな性質を付与することができ、電
気泳動粒子１０の保持能力が向上し、表示が安定する。

【００４４】スメクタイトの含有量は、好ましくは媒質
９全体に対して０．０１〜２０質量％、より好ましくは
０．１〜１５質量％、特に好ましくは１〜１０質量％で
ある。

【００４５】用いるスメクタイトの比表面積は、好まし
くは２００〜１０００m²/g、より好ましくは５００〜１
０００m²/g、特に好ましくは７１０〜８００m²/g、であ
る。

【００４６】光学顕微鏡を用いて観察したとき、不定形
の形状で観察されるスメクタイトの平均長径は、好まし
くは０．１〜１００μm 、より好ましくは０．５〜５０
μm、特に好ましくは１〜４５μm である。

【００４７】尚、媒質９には、さらに分散剤を添加する
ことが好ましい。分散剤としては、マリアリムを用いる
ことができる。

【００４８】一方、電気泳動粒子１０は、媒質９に安定
に分散され、単一の極性を有するとともに、その粒径分
布が小さいことが、表示装置の寿命、コントラスト、解
像度などの観点から望ましい。また、その粒径は、０．
１μｍから５μｍが好ましい。この範囲内であると、光
散乱効率が低下せず、電圧印加時において十分な応答速
度が得られる。

【００４９】電気泳動粒子１０の材料としては、例えば
酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸
化アルミニウム、セレン化カドミウム、カーボンブラッ
ク、硫酸バリウム、クロム酸鉛、硫化亜鉛、硫化カドミ
ウム、炭酸カルシウムなどの無機顔料、あるいはフタロ
シアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエ
ロー、ウオッチングレッド、ダイアリーライドイエロー
などの有機顔料を用いることができる。これらのなかで
も高いコントラスト比を得るためには酸化チタンが好ま
しく、酸化チタンでは特にルチルタイプが好ましい。
尚、以下の説明においては、電気泳動粒子１０は白色を
呈するものとする。

【００５０】また、電気泳動粒子１０の媒質９に対する
混合率は、電気泳動粒子１０の電気泳動性が阻害され
ず、かつ媒質９の反射制御が十分に行える限り特に限定
されるものではないが、例えば１質量％から３０質量％
が好ましい。

【００５１】図３は、画素電極７の回路図である。

【００５２】図３に示されるように、画素電極７はマト
リクス状に配列されており、行方向における各画素電極
７間にはそれぞれ行線１１が敷設され、列方向における
各画素電極７間にはそれぞれ列線１２が敷設されてい
る。図３に示されるように、これら行線１１及び列線１
２は、配線１３を構成する。

【００５３】また、各画素電極７には、それぞれトラン
ジスタ１４が付加されており、これらトランジスタ１４
のゲート電極は対応する行線１１に接続され、ソース領
域及びドレイン領域の一方は対応する列線１２に、他方
は対応する画素電極７に接続されている。これにより、
各トランジスタ１４は、対応する行線１１にプラスの電
圧が供給されると導通状態となって、対応する列線１２
と対応する画素電極７とを電気的に接続し、対応する行
線１１に電圧が供給されないと非導通状態となって、対
応する列線１２と対応する画素電極７とを電気的に絶縁
する。

【００５４】さらに、これら行線１１は行線制御回路１
５に接続され、列線１２は列線制御回路１６に接続され
ている。また、これら行線制御回路１５及び列線制御回
路１６は、いずれも駆動回路３内に含まれる回路であ
る。これにより、各画素電極７は、配線１３を介して駆
動回路３によって駆動されることになる。

【００５５】図１に戻って、駆動回路３は、外部から供
給される画像信号に基づいて、電気泳動表示パネル２の
共通電極５及び画素電極７を駆動し、当該画像信号に対
応する画像（文字・図形等を含む）を電気泳動表示パネ
ル２に表示させる。画像信号は入力端子１７を介して外
部から供給され、駆動信号は配線１８を介して共通電極
５に供給されるとともに、配線１３を介して画素電極７
に供給される。

【００５６】次に、本実施態様にかかる電気泳動表示装
置１の動作について説明する。

【００５７】まず、駆動回路３の入力端子１７に画像信
号が供給されていない状態においては、共通電極５及び
各画素電極７間には電圧は印加されず、したがって、電
気泳動層６に含まれる電気泳動粒子１０を共通電極５又
は画素電極７に移動させるクーロン力は働かない。この
ため、膨潤性層状粘度鉱物が添加された媒質９は静止状
態となって高い粘性を示し、したがって、電気泳動粒子
１０は実質的に移動しない。

【００５８】次に、駆動回路３の入力端子１７に画像信
号が供給されると、駆動回路３は当該画像信号に基づく
画像を電気泳動表示パネル２に表示させるべく、配線１
３及び１８を介して共通電極５及び所定の画素電極７を
駆動する。例えば、駆動回路３の入力端子１７に供給さ
れた画像信号が、電気泳動表示パネル２の全面に「黒」
を表示させるべき画像信号であれば、駆動回路３は、共
通電極５と全ての画素電極７との間に、共通電極５側を
正とする約１０Ｖの直流電圧を印加するとともに、かか
る直流電圧に１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの周波数を有する約
２０Ｖの正弦波交流電圧を重畳する。

【００５９】図４は、共通電極５及び画素電極７間に印
加される直流電圧及び交流電圧のタイミングを示すタイ
ミングチャートである。

【００６０】図４に示されるように、駆動回路３の入力
端子１７に画像信号が供給されると、駆動回路３は、時
刻ｔ０〜ｔ２において、表示を行うべき画素に対応する
画素電極７（ここでは全ての画素電極７）と共通電極５
との間に共通電極５側を正とする約１０Ｖの直流電圧を
印加するとともに、時刻ｔ０〜ｔ１において、共通電極
５と画素電極７との間に１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの周波数
を有する約２０Ｖの交流電圧を印加する。特に限定され
ないが、時刻ｔ０〜ｔ２は約０．２秒〜１秒、好ましく
は０．３秒〜０．５秒であり、時刻ｔ０〜ｔ１は約０．
１〜０．５秒、好ましくは０．２秒〜０．４秒である。
尚、電圧の印加は、表示を行うべき画素に対応する行線
１１にプラスの電圧を供給して対応するトランジスタ１
４を導通させ、かかる状態において、表示を行うべき画
素に対応する列線１２に当該直流電圧及び交流電圧を供
給することにより行う。したがって、電気泳動表示パネ
ル２の全面に「黒」を表示させるためには、全ての行線
１１にプラスの電圧を供給して全てのトランジスタ１４
を導通させ、かかる状態において、全ての列線１２に当
該直流電圧及び交流電圧を供給すればよい。

【００６１】このとき、電気泳動層６に含まれる電気泳
動粒子１０は、共通電極５側を正とする直流電圧により
生じるクーロン力によって共通電極５側に引き寄せられ
るとともに、共通電極５と各画素電極７との間に印加さ
れた交流電圧により生じるクーロン力によって振動す
る。かかる電気泳動粒子１０の振動により、媒質９に添
加されている膨潤性層状粘度鉱物の結合が切断され、そ
の結果、媒質９全体の粘性は急速に低下する。

【００６２】図５は、共通電極５及び画素電極７間に印
加される交流電圧の周波数と媒質９の粘性との関係を示
すグラフである。尚、測定条件としては、媒質９として
１０ｇのトリメチルベンゼンを用い、媒質９に添加する
色素として０．５ｇのアントラキノン系染料（Ｓｏｌｖ
ｅｎｔＢｌｕｅ）を用い、媒質９に添加する膨潤性層
状粘度鉱物として２ｇのスメクタイトを用い、媒質９に
添加する分散剤として０．２ｇのマリアリムを用い、電
気泳動粒子１０として酸化チタンを用いた。

【００６３】図５に示されるように、膨潤性層状粘度鉱
物が添加された媒質９は、共通電極５及び画素電極７間
に交流電圧が印加されていない状態では十分に高い粘性
を示している一方、交流電圧が印加されることによって
その粘性が大きく低下する。印加される交流電圧の周波
数と媒質９の粘性との関係は、図５に示されるとおり、
２０Ｈｚ程度の交流電圧によって媒質９の粘性は十分に
低下し、それ以上の周波数を印加しても、媒質９の粘性
はさほど低下しない。

【００６４】このように、共通電極５と所定の画素電極
７との間に印加すべき直流電圧に交流電圧を重畳する
と、媒質９の粘性が大きく低下するために、電気泳動粒
子１０は、直流電圧により生じるクーロン力によって素
早く共通電極５側又は画素電極７側に移動することが可
能となる。尚、電気泳動粒子１０の移動が始まると、媒
質９に添加されている膨潤性層状粘度鉱物の結合の切断
はさらに促進され、媒質９の粘性は一層低下するので、
図５に示すように、交流電圧を印加する期間は、直流電
圧を印加する期間の初期段階のみで足りる。

【００６５】図６は、実質的に全ての電気泳動粒子１０
が共通電極５側に移動した状態における電気泳動表示装
置１の断面を示す断面図である。

【００６６】図６に示されるように、実質的に全ての電
気泳動粒子１０が共通電極５側に移動すると、表示面で
ある保護フィルム８側から見て実質的に全ての電気泳動
粒子１０が、黒色を呈する媒質９によって遮蔽され、こ
のため表示面側からは電気泳動表示装置１０が視認でき
なくなってしまう。これにより、電気泳動表示パネル２
の全面に「黒色」が表示される。

【００６７】このようにして電気泳動粒子１０の移動が
完了し、電気泳動表示パネル２の全面に「黒色」が表示
されると、共通電極５及び各画素電極７間は、再び電圧
が印加されない状態となる。このため、膨潤性層状粘度
鉱物が添加された媒質９は再び静止状態となって高い粘
性を示し、電気泳動粒子１０は実質的に移動できなくな
る。すなわち、電気泳動表示パネル２の表示内容は、き
わめて長期間にわたって維持される。

【００６８】次に、駆動回路３の入力端子１７に別の画
像信号が供給されると、駆動回路３は当該画像信号に基
づく画像を電気泳動表示パネル２に表示させるべく、再
び、配線１３及び１８を介して共通電極５及び所定の画
素電極７を駆動する。すなわち、駆動回路３の入力端子
１７に供給された画像信号が、電気泳動表示パネル２の
所定の部分、例えば画素電極７全体のうち、画素電極７
−１及び画素電極７−２が設けられた部分のみに「白」
を表示させ、その他の部分に「黒」を表示させるべき画
像信号であれば、駆動回路３は、配線１３及び１８を介
して共通電極５と画素電極７−１及び７−２との間に、
画素電極７−１及び７−２側を正とする約１０Ｖの直流
電圧を印加するとともに、かかる直流電圧に１０Ｈｚ〜
１００Ｈｚの周波数を有する約２０Ｖの正弦波交流電圧
を重畳する。具体的には、画素電極７−１及び７−２に
対応する行線１１にプラスの電圧を供給して対応するト
ランジスタ１４を導通させ、かかる状態において、画素
電極７−１及び７−２に対応する列線１２に当該直流電
圧及び交流電圧を供給すればよい。共通電極５と画素電
極７−１及び７−２との間に印加される直流電圧及び交
流電圧のタイミングは、図４に示したとおりである。

【００６９】これにより、電気泳動層６に含まれる電気
泳動粒子１０のうち、共通電極５と画素電極７−１及び
７−２との間に位置する電気泳動粒子１０は、画素電極
７−１及び７−２側を正とする直流電圧により生じるク
ーロン力によって画素電極７−１及び７−２側に引き寄
せられるとともに、共通電極５と画素電極７−１及び７
−２との間に印加された交流電圧により生じるクーロン
力によって振動する。かかる電気泳動粒子１０の振動に
より、共通電極５と画素電極７−１及び７−２との間に
おいて、媒質９に添加されている膨潤性層状粘度鉱物の
結合が切断され、その結果、共通電極５と画素電極７−
１及び７−２との間に位置する媒質９の粘性が急速に低
下する。一方、他の部分に位置する電気泳動粒子１０
は、このようなクーロン力を実質的に受けないので、共
通電極５側及び画素電極７側のいずれにも実質的に移動
せず、また、実質的に振動もしない。このため、共通電
極５と画素電極７−１及び７−２との間以外の部分にお
いて、媒質９に添加されている膨潤性層状粘度鉱物の結
合が切断されることは実質的になく、そのため、共通電
極５と画素電極７−１及び７−２との間以外の部分に位
置する媒質９の粘性は高く保たれる。

【００７０】このように、共通電極５と画素電極７−１
及び７−２との間に位置する媒質９の粘性が大きく低下
するために、共通電極５と画素電極７−１及び７−２と
の間に位置する電気泳動粒子１０は、直流電圧により生
じるクーロン力によって素早く画素電極７−１及び７−
２側に移動する。

【００７１】図７は、一部の電気泳動粒子１０が画素電
極７−１及び７−２側に移動した状態における電気泳動
表示装置１の断面を示す断面図である。

【００７２】図７に示されるように、共通電極５と画素
電極７−１及び７−２との間に位置する電気泳動粒子１
０が画素電極７−１及び７−２側に移動し、他の電気泳
動粒子１０が共通電極５側にとどまると、表示面である
保護フィルム８側から見て画素電極７−１及び７−２に
対応する部分においては、白色を呈する電気泳動粒子１
０が媒質９によって遮蔽されることなく視認することが
でき、その他の部分においては、電気泳動粒子１０が黒
色を呈する媒質９によって遮蔽され、視認できなくなっ
てしまう。これにより、電気泳動表示パネル２の全面の
うち、画素電極７−１及び画素電極７−２が設けられた
部分のみが白く表示され、その他の部分は黒くを表示さ
れる。

【００７３】このようにして電気泳動粒子１０の移動が
完了し、電気泳動表示パネル２に上記表示がされると、
共通電極５及び画素電極７−１及び７−２間は、再び電
圧が印加されない状態となる。このため、膨潤性層状粘
度鉱物が添加された媒質９は再び静止状態となって高い
粘性を示し、電気泳動粒子１０は実質的に移動できなく
なる。すなわち、電気泳動表示パネル２の表示内容がき
わめて長期間にわたって維持される。

【００７４】このようにして、電気泳動表示パネル２に
所望の画像（文字・図形）を表示させることができる。

【００７５】このように、本実施態様による電気泳動表
示装置１においては、共通電極５とび画素電極７との間
に直流電圧を印加して電気泳動粒子１０を共通電極５又
は画素電極７に移動させるに際し、当該直流電圧に交流
電圧を重畳させることによって媒質９の粘性を低下させ
ているので、僅かなクーロン力によって電気泳動粒子１
０を移動させることが可能となる。このため、駆動回路
３が取り扱う電圧を低くすることができるので、消費電
力を低減することができるとともに、駆動回路３のコス
トを低減することが可能となり、さらに、表示速度の高
速化を図ることができる。しかも、媒質９の粘性が低下
されるのは、電気泳動粒子１０が共通電極５又は画素電
極７へ移動する場合のみであり、電気泳動粒子１０が移
動しない場合には、媒質９の粘性は高く保たれるので、
一旦表示された表示内容は、長期間にわたって保持され
る。すなわち、本実施態様による電気泳動表示装置１に
よれば、表示内容の長期間にわたる保持と、表示速度の
高速化を両立することが可能となる。

【００７６】本発明は、以上の実施態様に限定されるこ
となく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種
々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含
されるものであることはいうまでもない。

【００７７】例えば、上記実施態様にかかる電気泳動表
示装置１においては、色素の添加により黒色を呈する媒
質９と白色を呈する電気泳動粒子１０とによって電気泳
動層６が構成されているが、これらの明度は逆、すなわ
ち、色素の添加により白色を呈する媒質９と黒色を呈す
る電気泳動粒子１０とによって電気泳動層６を構成して
もよい。さらに、これら色の組み合わせは白と黒に限定
されず、他の組み合わせ、例えば、赤と青であってもよ
い。また、媒質９と電気泳動粒子１０とを用いて電気泳
動層６を構成することは必須ではなく、例えば、互いに
異なる色彩を有する２種類の粒子（一方が電気泳動粒子
である）を用いて、電気泳動層６を構成してもよい。さ
らに、所定の色彩、例えば黒色である媒質中に、これと
異なる色彩、例えば白色である導電性粒子が封入された
マイクロカプセルを用い、かかるマイクロカプセルを多
数封入することによって電気泳動層６を構成してもよ
い。

【００７８】また、上記実施態様にかかる電気泳動表示
装置１においては、電気泳動層６に含まれる電気泳動粒
子として、マイナスの電荷を帯びた電気泳動粒子１０を
用いているが、電気泳動粒子１０が帯びる電荷はマイナ
スである必要はなく、プラスであってもよい。電気泳動
粒子１０がプラスの電荷を帯びている場合、当該電気泳
動粒子１０はマイナスの電圧が供給された電極に引き寄
せられるので、上記実施態様にかかる電気泳動表示装置
１において説明した各電極に、上記説明とは逆の極性の
電圧を与えることにより、上記実施態様にかかる電気泳
動表示装置１と同様の機能を果たすことができる。ま
た、電気泳動粒子１０は、導電性であってもよく、絶縁
性であってもよい。

【００７９】さらに、上記実施態様にかかる電気泳動表
示装置１における電気泳動層６と各画素電極７との間
に、Ｐ型半導体の性質を有する電荷輸送層を介在させて
もよい。このような電荷輸送層を介在させることによ
り、電圧が印加されなくなった後において、より長時間
にわたり表示内容を維持することが可能となる。尚、上
述のように電気泳動粒子１０がプラスの電荷を帯びてい
る場合は、介在させる電荷輸送層としては、Ｎ型半導体
の性質を有する必要がある。

【００８０】また、上記実施態様にかかる電気泳動表示
装置１において、電気泳動層５の内部を仕切るセパレー
タを設け、セル構造としてもよい。また、セル構造とす
る場合においても、セパレータを設けることは必須では
なく、例えば、第１の可撓性フィルムと、第１の可撓性
フィルムによって閉塞された複数の袋状部を有する第２
の可撓性フィルムとを、共通電極５が形成された基板４
と画素電極７が形成された保護フィルム８との間に挟持
し、当該閉塞された袋状部の内部空間に、色素及び膨潤
性層状粘度鉱物が添加された媒質９と、電気泳動粒子１
０とを封入することによってセル構造を実現してもよ
い。この場合、第１及び第２の可撓性フィルムの材料と
しては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ウレタン、ア
クリル、ポリエステル、フッ素樹脂、ナイロン、ポリ塩
化ビニル等の樹脂フィルムをを用いることができ、第２
の可撓性フィルムに複数の袋状部を形成する方法として
は、金型を用いたプレス加工を適用することができる。
さらに、第２の可撓性フィルムに形成された複数の袋状
部を閉塞する方法としては、当該袋状部の内部空間に、
色素及び膨潤性層状粘度鉱物が添加された媒質９と、電
気泳動粒子１０とを導入した後、第２の可撓性フィルム
の上方（袋状部が形成された側と反対側）から第１の可
撓性フィルムを被せ、この状態で第１の可撓性フィルム
及び第２の可撓性フィルムの接触部を加熱し、これらの
接触部分を熱圧着すればよい。さらに、第１の可撓性フ
ィルムと、第１の可撓性フィルムによって閉塞された複
数の袋状部を有する第２の可撓性フィルムとを、共通電
極５が形成された基板４と画素電極７が形成された保護
フィルム８との間に挟持する際、これらの間を例えば１
０ ^５〜１０^６Ｐａ程度の減圧状態とすることが好まし
い。これにより、袋状部によって仕切られる各セルは押
しつぶされて変形し、隣り合う袋状部同士は実質的に密
着状態となる。つまり、基板４及び共通電極５からなる
下面パネルと画素電極７及び保護フィルム８からなる上
面パネルとの間は、実質的に隙間なくセルによって満た
されることになる。さらに、第１の可撓性フィルムと、
第１の可撓性フィルムによって閉塞された複数の袋状部
を有する第２の可撓性フィルムとを、共通電極５が形成
された基板４と画素電極７が形成された保護フィルム８
との間に挟持する際、第２の可撓性フィルムの袋状部の
外側に、バインダを塗布することが好ましい。このよう
に、第２の可撓性フィルムの袋状部の外側にバインダを
塗布すると、第１の可撓性フィルム及び第２の可撓性フ
ィルムからなる電気泳動層に圧力が印加され、且つ、減
圧状態とされることによって隣り合う袋状部同士が密着
状態となった際に、密着状態となった袋状部同士が接着
され、これにより各セルの強度が高くなる。したがっ
て、電気泳動表示パネル２が完成した後、例えば実使用
状態において電気泳動表示パネル２が大きく曲げられた
り強く押し付けられたりして、セルに対し強い外力が加
わった場合にも、袋状部が破損し、セル内に封入された
媒質９及び電気泳動粒子１０がセル外へ流出する危険性
が低くなる。

【００８１】さらに、上記実施態様にかかる電気泳動表
示装置１では、上部電極である画素電極７のみをマトリ
クス構造とし、下部電極である共通電極５をマトリクス
構造とはしていないが、下部電極をもマトリクス構造と
してもよい。上部電極及び下部電極の両方をマトリクス
構造とすれば、電気泳動粒子１０をより動的に移動させ
ることができるので、例えば、電気泳動表示パネル２に
動画を表示させる場合に好適である。

【００８２】また、上記実施態様にかかる電気泳動表示
装置１においては、電気泳動粒子１０を移動させる際
に、約１０Ｖの直流電圧を共通電極５と画素電極７との
間に印加しているが、かかる直流電圧は１０Ｖに限定さ
れるものではない。同様に、電気泳動粒子１０を移動さ
せる際、上記直流電圧に約２０Ｖの正弦波交流電圧を重
畳しているが、かかる交流電圧は２０Ｖに限定されるも
のではない。

【００８３】また、上記実施態様にかかる電気泳動表示
装置１においては、直流電圧に重畳される交流電圧の電
圧波形が正弦波状であるが、これに限定されるものでは
なく、他の形状、例えば、パルス状やのこぎり波状等で
あってもよい。

【００８４】さらに、上記実施態様にかかる電気泳動表
示装置１においては、直流電圧に重畳される交流電圧の
周波数を１０Ｈｚ〜１００Ｈｚとしたが、これに限定さ
れるものではなく、他の周波数であってもよい。ただ
し、１０Ｈｚに満たないと媒質９の粘性を低下させる効
果に乏しく、逆に、１００Ｈｚを越えると媒質９の粘性
を低下させる効果がそれ以上あがらないため、無駄に消
費電力を増大させる結果となる。このため、重畳する交
流電圧の周波数は１０Ｈｚ〜１００Ｈｚが好ましい。

【００８５】また、上記実施態様にかかる電気泳動表示
装置１においては、直流電圧の印加と同時に交流電圧の
重畳を開始し、直流電圧の印加の途中で交流電圧の重畳
を終了させているが、交流電圧の重畳のタイミングはこ
れに限定されるものではない。例えば、直流電圧が印加
される直前に、前もって交流電圧を印加してもよく、ま
た、直流電圧が印加されている間ずっと交流電圧を重畳
し続けてもよい。ただし、消費電力を考慮すれば、図４
に示されるように、直流電圧の印加と同時に交流電圧の
重畳を開始し、直流電圧の印加の途中で交流電圧の重畳
を終了させることが効果的である。

【００８６】さらに、本発明において、手段とは、必ず
しも物理的手段を意味するものではなく、各手段の機能
がソフトウエアによって実現される場合も包含する。さ
らに、一つの手段の機能が二以上の物理的手段により実
現されても、二以上の手段の機能が一つの物理的手段に
より実現されてもよい。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表示内容を長期間にわたって保持することができるとと
もに、消費電力が低減されるとともに、コストが低減さ
れ、さらに表示速度の速い電気泳動表示装置及びその駆
動方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる電
気泳動表示装置１を示す断面図である。

【図２】図２は、スメクタイトの単位構造を示す図であ
る。

【図３】図３は、画素電極７の回路図である。

【図４】図４は、共通電極５及び画素電極７間に印加さ
れる直流電圧及び交流電圧のタイミングを示すタイミン
グチャートである。

【図５】図５は、共通電極５及び画素電極７間に印加さ
れる交流電圧の周波数と媒質９の粘性との関係を示すグ
ラフである。

【図６】図６は、実質的に全ての電気泳動粒子１０が共
通電極５側に移動した状態における電気泳動表示装置１
の断面を示す断面図である。

【図７】図７は、一部の電気泳動粒子１０が画素電極７
−１及び７−２側に移動した状態における電気泳動表示
装置１の断面を示す断面図である。

【符号の説明】

１電気泳動表示装置２電気泳動表示パネル３駆動回路４基板５共通電極６電気泳動層７画素電極８保護フィルム９媒質１０電気泳動粒子１１行線１２列線１３配線１４トランジスタ１５行線制御回路１６列線制御回路１７入力端子１８配線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の電荷を帯びた第１の表示体及び前
記第１の表示体とは異なる色を有する第２の表示体とが
少なくとも封入された電気泳動層を備える電気泳動表示
装置であって、クーロン力を用いて前記第１の表示体を
移動させるに際して前記第１の表示体を振動させ、これ
によって前記第２の表示体が有する粘性を低下させるこ
とを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項２】前記第２の表示体には、チクソトロピッ
クな性質を付与する物質が添加されていることを特徴と
する請求項１に記載の電気泳動表示装置。
【請求項３】前記物質が、膨潤性層状粘度鉱物である
ことを特徴とする請求項２に記載の電気泳動表示装置。
【請求項４】第１及び第２の電極と、前記第１及び第
２の電極間に設けられた電気泳動層と、前記第１及び第
２の電極間に直流電圧を印加する直流電圧印加手段と、
前記第１及び第２の電極間に交流電圧を印加する交流電
圧印加手段とを備える電気泳動表示装置。
【請求項５】前記交流電圧印加手段により前記第１及
び第２の電極間に前記交流電圧が印加される期間が、少
なくとも前記直流電圧印加手段により前記第１及び第２
の電極間に前記直流電圧が印加される初期段階であるこ
とを特徴とする請求項４に記載の電気泳動表示装置。
【請求項６】前記交流電圧印加手段により前記第１及
び第２の電極間に印加される前記交流電圧の周波数が、
１０Ｈｚ〜１００Ｈｚであることを特徴とする請求項４
又は５に記載の電気泳動表示装置。
【請求項７】前記電気泳動層には、媒質及び電気泳動
粒子が含まれており、前記媒質にはチクソトロピックな
性質を付与する物質が添加されていることを特徴とする
請求項４乃至６のいずれか１項に記載の電気泳動表示装
置。
【請求項８】第１及び第２の電極と、前記第１及び第
２の電極間に設けられた電気泳動層とを備える電気泳動
表示装置の駆動方法であって、前記第１及び第２の電極
間に直流電圧を印加するとともに、前記直流電圧に交流
電圧を重畳することを特徴とする電気泳動表示装置の駆
動方法。