JP2996029B2 - 電気泳動表示素子 - Google Patents

電気泳動表示素子

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JP2996029B2 JP4297379A JP29737992A JP2996029B2 JP 2996029 B2 JP2996029 B2 JP 2996029B2 JP 4297379 A JP4297379 A JP 4297379A JP 29737992 A JP29737992 A JP 29737992A JP 2996029 B2 JP2996029 B2 JP 2996029B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気泳動表示素子に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に電気泳動表示素子は、一対の基板
と、各基板の相対向する面に形成された電極と、一対基
板間に封入された分散媒と、分散媒中に分散された電気
泳動粒子と、よりなる。そしてその使用に際して電圧印
加時(駆動時)に、分散媒中の電気泳動粒子が電極に付
着することで、視認側の表示部に種々表示できるととも
に、電圧非印加時(非駆動時)に電気泳動粒子が分散媒
中に分散する。
【0003】この電気泳動表示素子に対し、繰り返し行
われる電圧印加および電圧非印加に伴って、前記電気泳
動粒子の電極への付着および分散媒中への分散が繰り返
される。ここで前記電気泳動粒子として、例えば二酸化
チタンや、有機顔料を用いる技術が知られている(実開
平1ー88986号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが前記二酸化チ
タンおよび有機顔料を用いた電気泳動粒子は、その分子
構造が複雑なため、分散媒中での分散安定性が悪い。そ
こで前記分散安定性を向上させるため、種々の工夫が必
要であった。例えば、有機顔料に界面活性剤を添加して
超音波ホモジナイザーにより長時間の分散化処理を施し
電気的反発力を高めたり、あるいは立体的障害を付与し
たりすることが行われていた。
【0005】しかし、前記界面活性剤がホモジナイジン
グによる熱あるいは耐熱試験、耐光性試験等による影響
を受け、劣化を生じ、その性能を著しく低下するため、
電気泳動粒子は充分な分散安定性が得られない。このた
め、前記従来の電気泳動粒子は、長期間にわたり、電極
への付着および分散媒中への分散が繰り返されると、凝
集し易くなり、ついには電圧印加時に表示が乱れる現象
が発生したり、応答性が低下したりする。
【0006】本発明は、電気泳動粒子の電極への付着お
よび分散媒中への分散が繰り返し行なわれても、表示の
乱れが殆どなく、応答性を良好に保持できる電気泳動表
示素子を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の電気泳動表示素
子は、少なくとも一方が透明な一対の基板と、該基板の
相対向する面で少なくとも透明な該基板に形成された透
明な電極と、該基板間に封入された分散媒と、該分散媒
中に分散された電気泳動粒子と、よりなる電気泳動表示
素子において、前記電気泳動粒子は、球状炭素クラスタ
ーであることを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明の電気泳動表示素子は、分散媒中に分散
された電気泳動粒子として炭素クラスターを用いてい
る。この炭素クラスターは、球状の分子構造よりなる分
子の集合体であるため、その使用時に凝集しにくく、分
散性および潤滑性に優れる。
【0009】従って、本発明の電気泳動表示素子によれ
ば、 (1)電圧印加時に電気泳動粒子が分散媒中を泳動する
とき、移動抵抗を著しく低減でき、その移動速度および
耐久性を向上させ得る。 (2)電気泳動粒子に界面活性剤を添加する必要がない
ため、界面活性剤の劣化による性能の著しい低下がな
い。
【0010】
【実施例】(実施例1)本発明の電気泳動表示素子の実
施例1を図1〜5に基づいて説明する。図1に断面して
示す実施例1の電気泳動表示素子Aは、光不透過型(反
射型)のものである。
【0011】この電気泳動表示素子Aは、互いに所定の
間隔を保持して配設された不透明第1ガラス基板(以
下、第1基板と称す)1および透明第2ガラス基板(以
下、第2基板と称す)2と、第1基板1の内側表面10
に形成された不透明第1面状電極(以下、第1電極と称
す)3と、第2基板2の内側表面20に形成された透明
第2面状電極(以下、第2電極と称す)4と、前記第1
電極3および第2電極4との間に介置されたスペーサ5
を介して形成された封入空間6に封入された着色分散媒
7と、着色分散媒7中に分散された電気泳動粒子8と、
よりなる。
【0012】第1基板1は、厚みが1.1mmの旭ガラ
ス製のソーダ石灰ガラス板が用いられる。第2基板2
は、厚みが1.1mmの旭ガラス製のソーダ石灰ガラス
板が用いられる。第1電極3は、第2基板2の内側表面
20に対向する第1基板1の内側表面10に真空蒸着に
より厚さ500Åの面状に形成されたインジウム・チン
・オキサイド(ITO)よりなる。
【0013】第2電極4は、第1基板1の内側表面10
に対向する第2基板2の内側表面20に真空蒸着により
厚さ500Åの面状に形成されたインジウム・チン・オ
キサイドよりなる。なお、第1電極3および第2電極4
には、互いに対向する面の端部に印加電圧を伝達するた
めの導電性テ−プ9.9が接着されている。導電性テ−
プ9.9は、直流電源90および電流の方向を切り換え
る正逆切り換スイッチ91を備えた電気回路92に接続
されるとともに、第1基板1および第2基板2の端部間
に充填された図略の絶縁性シ−ル剤により固定保持され
ている。
【0014】スペーサ5は、武田薬品製デュミランフィ
ルム、厚さ100μmが用いられる。分散媒7は、テト
ラクロロエチレンとキシレンの混合溶媒に、油溶性染料
(三菱化成ソルベントレッド24)を適量添加して赤色
に着色したものである。電気泳動粒子8は、図4に示す
ような略サッカーボール形状でブロンズ色系の球状炭素
クラスター(C60)を用いた。なお、球状炭素クラスタ
ーとしては、前記(C60)の他、図4に示すような形状
の(C70)および図略の(C76、C78、C82、C84、C
90、C96、C240 )などを用いることができる。
【0015】また球状炭素クラスターは、真空条件下で
カ−ボンアーク放電により生成したススを、液体クロマ
トグラフィーにより精製することにより得られたもの
で、負の表面電荷を帯電している。そしてこの電気泳動
粒子8は、分散媒7への分散時にその粒子濃度が1wt
%となるように調整される。
【0016】上記のように構成された電気泳動表示素子
Aは、以下に示すように、非駆動時と、第1電極3を負
極、第2電極4を正極として直流電圧を印加した駆動時
と、第1電極3を正極、第2電極4を負極として直流電
圧を印加した駆動時との3態様に使い分けられる。すな
わち電気泳動表示素子Aの非駆動時には、図1で示され
るように電気泳動粒子8が分散媒7中に分散しているた
め、表示側である第2基板2からは、分散媒7の赤色と
電気泳動粒子8のブロンズ色とが混合したほぼ染料と同
色の赤色の表示が視認できる。
【0017】この電気泳動表示素子Aに対し、図2で示
されるように第1電極3が負極で、第2電極4が正極と
なるように、正逆切り換スイッチ91により電気回路9
2を切り換え、直流100Vの電圧を印加し駆動させる
と、負の表面電荷を帯電している電気泳動粒子8は、分
散媒7中を素早く移動し正極である第2電極4に付着す
る。すると、第2基板2側からは、電気泳動粒子8を形
成する球状炭素クラスターのブロンズ色の表示が視認で
きる。
【0018】また前記駆動状態(図2参照)または非駆
動状態(図1参照)にある電気泳動表示素子Aに対し、
図3で示されるように第1電極3が正極で、第2電極4
が負極となるように、正逆切り換スイッチ91により電
気回路92を切り換え、直流100Vの電圧を印加し駆
動させると、負に帯電している電気泳動粒子8は、分散
媒7中に素早く移動し正極である第1電極3に付着す
る。すると、第2基板2側からは、油溶性染料に着色さ
れた分散媒7の赤色の表示が視認できる。
【0019】実施例1の電気泳動表示素子Aによれば、
電気泳動粒子8として球状の分子構造より形成され、そ
の使用時に凝集しにくく、分散性および潤滑性に優れた
球状炭素クラスターを用いている。このため、直流10
0Vの電圧を印加した駆動時に、分散媒7を移動すると
きの移動抵抗が少なく、応答性が速い。また、くり返し
作動寿命等に優れ、ディスプレイ、調光素子(サンルー
フ、サンバイザ等)等に応用できる。
【0020】なお、前記実施例1の電気泳動表示素子1
では、前記第1基板1の代わりに透明ガラス基板を用
い、第1電極3の代わりに透明面状電極を用いることも
できる。 (実施例2)本発明の電気泳動表示素子の実施例2を図
6、7、8に基づいて説明する。
【0021】図6に断面として示す実施例2の電気泳動
表示素子Bは、光透過型である。この電気泳動表示素子
Bは、互いに所定の間隔を保持して配設された透明第1
ガラス基板(以下、第1基板と称す)1aおよび透明第
2ガラス基板(以下、第2基板と称す)と、第1基板1
aの内側表面10aに形成された透明面状電極(以下、
面状電極と称す)3aと、第2基板2の内側表面20に
形成された透明線状電極(以下、線状電極と称す)4a
と、前記面状電極3aおよび線状電極4aとの間に介置
されたスペーサ5を介して形成された封入空間6に封入
され、染料が添加されていない透光性の分散媒7aと、
分散媒7a中に分散された電気泳動粒子8とからなる。
【0022】面状電極3aは、第2基板2の内側表面2
0に対向する第1基板1aの内側表面10aに真空蒸着
により厚さ500Åの面状に形成されたインジウム・チ
ン・オキサイドよりなる。線状電極4aは、第1基板1
aの内側表面10aに対向する第2基板2の内側表面2
0にレジストイレク印刷、UV硬化、エッチングによっ
てパターニングして形成された厚さ500Åのインジウ
ム・チン・オキサイドよりなり、線幅200μm、線間
800μmのものである。
【0023】また実施例2の電気泳動表示素子Bは、直
流および交流の2種類の印加電圧を用いて駆動できるよ
うに構成されている。すなわち、前記面状電極3aおよ
び線状電極4aには、上端部に直流の印加電圧を伝達す
るための導電性テ−プ9a.9aが接着されている。こ
の導電性テ−プ9a.9aは、直流電源90aを備えた
電気回路92aに接続されている。
【0024】さらに面状電極3aおよび線状電極4aに
は、図面上で下端部に交流の印加電圧を伝達するための
導電性テ−プ9b.9bが接着されている。この導電性
テ−プ9b.9bは、交流電源90bを備えた電気回路
92bに接続されている。これ以外は実施例1と同じ構
成である。上記のように構成された電気泳動表示素子B
は、以下に示すように、非駆動時と、面状電極3aを負
極とし線状電極4aを正極とし直流電圧を印加した駆動
時と、面状電極3aと線状電極4aとに交流電圧を印加
した駆動時との3態様に使い分けられる。
【0025】すなわち電気泳動表示素子Bの非駆動時に
は、図6で示されるように電気泳動粒子8が分散媒7a
中に分散しているため、表示側である第2基板2から
は、電気泳動粒子8のブロンズ色の表示が視認できる。
この状態の電気泳動表示素子Bに対し、図7で示される
ように面状電極3aを負極とし線状電極4aを正極と
し、前記直流電源90aより直流100Vの電圧を印加
し駆動させると、負の表面電荷を帯電している電気泳動
粒子8は、分散媒7中を素早く移動し正極である線状電
極4aに付着する。すると、分散媒7aは透明となる。
そして第2基板2側からは、線状電極4aに付着し、そ
の形状に沿う線状のブロンズ色と、前記線状電極4aを
除く間隙に存在する透明な前記分散媒7aとが視認さ
れ、かつこの時の電気泳動表示素子Bの光透過率は、7
2%である。
【0026】また前記駆動状態(図7参照)にある電気
泳動表示素子Bに対し、図8で示されるように面状電極
3aおよび線状電極4aに、交流電源90bより交流5
0V、50Hzの電圧を印加し駆動させる状態に切り換
えると、電気泳動粒子8は、素早く分散媒7a中に移動
し、かつ分散媒7a中にほぼ均一に分散する。すると第
2基板2側からは、その全面で透明な分散媒7a中に分
散した電気泳動粒子8のブロンズ色の表示が視認でき
る。この時の電気泳動表示素子Bの光透過率は、0.5
%である。
【0027】実施例2の電気泳動表示素子Bによれば、
電気泳動粒子8として球状の分子構造より形成され、そ
の使用時に凝集しにくく、分散性および潤滑性に優れた
球状炭素クラスターを用いている。このため電圧を印加
した駆動時に分散媒7aを移動するときの移動抵抗が少
なく、応答性が速い。また、くり返し作動寿命等に優
れ、ディスプレイ、調光素子(サンルーフ、サンバイザ
等)等に応用できる。
【0028】なお、実施例2では、第2基板2の内側表
面20に形成された線状電極4aを用いた場合で説明し
たが、線状電極4aの代わりに、図略の透明格子状電極
を用いることもできる。 (比較例)次に、本実施例2の電気泳動表示素子Bにお
いて、ブロンズ色系の炭素クラスターを電気泳動粒子8
として用いた場合の効果を確認するため、その性能と、
ブロンズ色系の有機顔料(チバガイギー製あるいはDI
C製)を電気泳動粒子として用いた比較例の電気泳動表
示素子の性能とを比較した結果を表1に示す。
【0029】
【表1】 性能比較 (結果)比較の結果、本実施例の電気泳動表示素子の表
示性能としては、着色時に、分散媒中での電気泳動粒子
の分散状態が良好で、光の透過率を0.5%と低い値と
することができるため、電気泳動粒子の色彩による着色
効果が優れたものとなる。そして透明時に、電気泳動粒
子が分散媒中より電極への移動、付着状態が良いため、
光の透過率が72%と高い値が得られ透明度を高くする
ことができる。このため、表示部では、着色時と透明時
とのコントラストが高く、より視認し易い効果が得られ
る。
【0030】表示応答速度としては、200msと速い
値が得られる。作動寿命としては、107 サイクルと長
くすることができる。従って本実施例の電気泳動表示素
子によれば、比較例の電気泳動表示素子に較べ、表示性
能、表示応答速度、表示部にくり返し表示できる作動寿
命サイクルなどに優れていることが判明した。
【0031】
【発明の効果】本発明の電気泳動表示素子は、電気泳動
粒子として、球状の分子構造より形成されているため、
その使用時に凝集しにくく、分散性および潤滑性に優れ
移動抵抗が少ない炭素クラスターを用いている。このた
め前記電気泳動粒子は、界面活性剤の添加を必要とせ
ず、長期間にわたり、電極への付着および分散媒中での
分散が繰り返し行われても、前記従来の顔料を電気泳動
粒子として用いた場合のように界面活性剤の劣化による
性能の著しい低下がない。また、耐久性が低下せず、表
示の乱れが殆どなく、応答性を良好に保持できる。そし
て電気泳動表示素子の応答速度は速く、表示部に素早く
表示できる。
【0032】従って、本発明の電気泳動表示素子によれ
ば、電気泳動粒子として前記従来の顔料を用いた電気泳
動表示素子に比較して表示性能、表示応答速度に優れ、
かつ耐久寿命を向上できる。
【図面の簡単な説明】
電気泳動粒子に界面活性剤を添加する必要がないため、
【図1】本発明の実施例1における電気泳動表示素子の
電圧の非印加状態を示す要部の断面図である。
【図2】同実施例1における電気泳動表示素子の不透明
第1面状電極を負極とし、透明第2面状電極を正極とし
て直流電圧を印加した状態を示す断面図である。
【図3】同実施例1における電気泳動表示素子の不透明
第1面状電極を正極とし、透明第2面状電極を負極とし
て直流電圧を印加した状態を示す断面図である。
【図4】同実施例1における電気泳動粒子として用いた
球状炭素クラスターC60を示す斜視図である。
【図5】図4における他の球状炭素クラスターC70を示
す斜視図である。
【図6】本発明の電気泳動表示素子の実施例2における
電圧の非印加状態を示す要部の断面図である。
【図7】同実施例2における電気泳動表示素子の透明第
1面状電極を負極とし、透明線状電極を正極として直流
電圧を印加した状態を示す断面図である。
【図8】同実施例2における電気泳動表示素子の透明第
1面状電極と、透明線状電極とに交流電圧を印加した状
態を示す断面図である。
【符号の説明】
A、B…電気泳動表示素子 1…不透明第1ガラス基板 1a…透明第1ガラス
基板 2…透明第2ガラス基板 3…不透明第1面状電極 3a…透明第1面状電
極 4…透明第2面状電極 4a…透明線状電極 5…スペーサ 7…着色分散媒 7a…透光性の分散媒 8…電気泳動粒子(球状炭素クラスター)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも一方が透明な一対の基板と、該
    基板の相対向する面で少なくとも透明な該基板に形成さ
    れた透明な電極と、該基板間に封入された分散媒と、該
    分散媒中に分散された電気泳動粒子と、よりなる電気泳
    動表示素子において、 前記電気泳動粒子は、球状炭素クラスターであることを
    特徴とする電気泳動表示素子。
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