JP3976947B2 - Electrophoretic display device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電泳動粒子を移動させて表示を行う電気泳動表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
(1) 近年、情報機器の発達に伴い、各種情報のデータ量は拡大の一途をたどり、情報の出力も様々な形態をもってなされている。そのような情報出力の形態は、一般に、
* ブラウン管や液晶などを用いたディスプレイ画面による表示と、
* プリンタなどによる紙へのハードコピー表示と、
に大別できる。
【0003】
(2) ところで、上述したブラウン管や液晶は種々の利点を有するものの、いくつかの欠点を有しており、かかる欠点のないハードコピー表示が依然頻繁に使用されている。以下、この点につき詳述する。
【0004】
ディスプレイ画面については、低消費電力且つ薄型の表示装置のニーズが増しており、中でも液晶表示装置は、こうしたニーズに対応できる表示装置として活発な開発が行われ商品化されている。しかしながら、現在の液晶表示装置には、画面を見る角度や、反射光により、画面上の文字が見ずらく、また光源のちらつき・低輝度等から生じる視覚へ負担が、未だ十分に解決されていないという欠点がある。またブラウン管は、コントラストや輝度は液晶表示と比較して十分あるものの、ちらつきが発生するなど後述するハードコピー表示と比較して十分な表示品位があるとはいえない。また装置が大きく重いため携帯性が極めて低い。
【0005】
一方、ハードコピー表示は情報の電子化により不要になるものと考えられていたが、実際には依然膨大な量のハードコピー出力が行われている。その理由として、情報をディスプレイ画面で表示した場合、前述した表示品位に係る問題点に加えて、その解像度も一般的には最大でも120dpi程度と紙へのプリントアウト(通常300dpi以上)と比較して相当に低い。従って、ディスプレイ画面による表示ではハードコピー表示と比較して視覚への負担が大きくなる。その結果、ディスプレイ上で確認可能であっても、一旦ハードコピー出力することがしばしば行われることになる。また、ハードコピーされた情報は、ディスプレイ画面表示のように表示領域がディスプレイ画面のサイズに制限されることなく多数並べたり、また複雑な機器操作を行わずに並べ替えたり、順に確認していくことができることも、ハードコピー表示が併用される大きな理由である。さらには、ハードコピー表示は、表示を保持するためのエネルギーは不要であり、情報量が極端に大きくない限り、何時でも何処でも情報を確認することが可能であるという優れた携帯性を有する。
【0006】
(3) ところで、上述のハードコピー表示は、上述のような種々の利点を有するものの紙を大量に消費するという欠点がある。したがって、最近では、このハードコピー表示に代わるものとして、リライタブル記録媒体(視認性の高い画像の記録・消去サイクルが多数回可能であり、表示の保持にエネルギーを必要としない記録媒体)の開発が盛んに進められている。こうしたハードコピーの持つ特性を継承した書き換え可能な第3の表示方式のペーパーライクディスプレイと呼ぶことにする。
【0007】
なお、このペーパーライクディスプレイの必要条件は、書き換え可能であること、表示の保持にエネルギーを要さないか、若しくは十分に小さいこと(メモリー性)、携帯性に優れること、表示品位が優れていること、などである。
【0008】
(4) かかるペーパーライクディスプレイの従来例を参考までに説明する。
【0009】
現在、ペーパーライクディスプレイとみなせる表示方式としては、例えば、サーマルプリンターヘッドで記録・消去する有機低分子・高分子樹脂マトリックス系(例えば、特開昭55−154198号公報、特開昭57−82086号公報)を用いた可逆表示媒体を挙げることができる。この系は一部プリペイドカードの表示部分として利用されているが、コントラストが余り高くないことや、記録・消去の繰り返し回数が150〜500回程度と比較的少ないなどの課題を有している。
【0010】
(5) 上述したペーパーライクディスプレイの他の従来例を参考までに説明する。
【0011】
また、別のペーパーライクディスプレイとして利用可能な表示方式として、Harold D. Lees等によって提案された電気泳動表示装置(米国特許、USP3612758号)が知られている。他にも、特開平9−185087号公報に電気泳動表示装置が開示されている。
【0012】
図8は、その電気泳動表示装置の構造及び動作原理を示す図であるが、該表示装置D2 は、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板1a,1bを備えており、その基板間隙には、泳動用分散液2や負極性に帯電された多数の帯電泳動粒子3が配置されている。また、各基板1a,1bには、泳動用分散液2を挟み込むように電極64,65がそれぞれ形成されている。さらに、帯電泳動粒子3と泳動用分散液2とは、互いに光学的特性が異なるように別々の色に着色されている。
【0013】
このような表示装置D2 において、同図(a) に示すように、図示下側の電極65に負の極性の電圧を印加すると共に図示上側の電極64をアースすると、負極性に帯電されている帯電泳動粒子3は図示上側の電極64に吸着され、図示のA方向から観察すると帯電泳動粒子3の色が認識される。また、同図(b) に示すように、図示下側の電極65に正の極性の電圧を印加すると、帯電泳動粒子3は図示下側の電極65に吸着され、矢印Aの方向から観察すると泳動用分散液2の色が認識される。このような駆動を画素単位で行うことにより、多数の画素によって任意の画像が表示される。
【0014】
このような電気泳動表示装置においては、応答時間(画素書き込み又は消去に要する時間)が数十ms以下と比較的速く、書き換え回数も108 回以上可能である。また、電圧印加により電極上に堆積された着色帯電泳動粒子は駆動電圧を取り除いても長期にわたって安定に存在するので表示中に電力を必要としない。即ちメモリー性を有する。さらに、反射型のディスプレイ装置であるので、光源のちらつき等にて起こる眼疲労を抑えることができる。
【0015】
しかしながら、いくつかの問題点を有している。すなわち、
第1に、泳動用分散液を着色或は不透明化させることが不可欠であった。このため泳動用分散液を単一成分で構成することが困難であり、泳動用分散液に染料やイオンなどの発色材を混合しなくてはならなかった。このような発色材の存在は、新たな電荷の授受をもたらすために電気泳動動作において不安定要因として作用しやすく、表示装置としての性能や寿命、安定性を低下させる場合があった。第2に、通常、泳動用分散液の明度を小さく、一方、着色帯電泳動粒子の明度を大きくなるような組み合わせを利用しないと、着色帯電泳動粒子が観察者側から遠い位置にある時も観察者から着色帯電泳動粒子の色が泳動用分散液を透過して観察されてしまう場合があった。したがって、泳動用分散液及び着色帯電泳動粒子の最適な色の選択が限定されてしまい、多色表示を実現することが困難であった。
【0016】
(6) 一方、図9に示すような電気泳動表示装置が、特開昭49−5598号公報や特願平10−005727号公報にて開示されている。以下、この電気泳動表示装置について詳述する。
【0017】
図9に示す電気泳動表示装置D3 は、図8に示した電気泳動表示装置D2 とほぼ同じ構造であるが、両方の電極74,75(以下、“第1電極74”及び“第2電極75”とする)が同じ基板1bの側に配置されている点が異なる。なお、本装置D3 においては帯電泳動粒子3は正極性に帯電されているものとする。
【0018】
かかる表示装置D3 において、同図(a) に示すように、第2電極75に負の極性の電圧を印加すると共に第1電極74に正の極性の電圧を印加すると、正極性に帯電されている帯電泳動粒子3は第2電極75に吸着され、図示のA方向から観察すると第1電極74の色が認識される。また、同図(b) に示すように、第2電極75に正の極性の電圧を印加すると共に第1電極74に負の極性の電圧を印加すると、正極性に帯電されている帯電泳動粒子3は第1電極74に吸着され、図示のA方向から観察すると第2電極75及び帯電泳動粒子3の色が認識される。このような駆動を画素単位で行うことにより、多数の画素によって任意の画像が表示される。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図9に示す電気泳動表示装置D3 においては、帯電泳動粒子3を移動させるための電場は、主に第2電極75の端部(同図(b) の符号75a参照)と第1電極74との間に形成され、第2電極75の表面部(同図(b) の符号75b参照)の側には(強度の小さい)漏れ電場が形成されるに過ぎず、
【0020】
【式1】
u=DζE/4πη
D;泳動用分散液の誘電率
ζ;着色泳動粒子のゼータ電位
E;電場強度
η;泳動用分散液の粘度
によって表される帯電泳動粒子3の移動速度uは、図8に示す電気泳動表示装置D2 のものよりも低下し、場合によっては動作不良(表示不良)が発生するおそれもあった。
【0021】
このような移動速度の低下や動作不良の発生を防止するには、電極間に十分な電圧を印加すれば良いが、そのような場合には、消費電力の増大という問題があった。
【0022】
そこで、本発明は、動作不良等を防止する電気泳動表示装置を提供することを目的とするものである。
【0023】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板と、これらの基板の間隙に配置された泳動用分散液と、該泳動用分散液に移動可能に分散された複数の帯電泳動粒子と、一方の基板の側に支持されて前記泳動用分散液及び前記帯電泳動粒子に対向するように配置された第1電極及び第2電極と、を備え、前記第2電極の端縁と前記第1電極との間に発生する電場により前記帯電泳動粒子を移動させ、前記第1電極または前記第2電極に吸着させて表示を行う電気泳動表示装置において、
前記第2電極は、前記第1電極の少なくとも一部を囲むような形状で、かつ前記第1電極及び前記第2電極の露出面積比が1/2〜1/20又は20/1〜2/1となるような幅を有している、ことを特徴とする。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、図1乃至図7を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【0025】
まず、本発明に係る電気泳動表示装置の構造について、図1乃至図5を参照して説明する。
【0026】
本発明に係る電気泳動表示装置は、図1(a) に符号D1 で示すように、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板1a,1bと、これらの基板1a,1bの間隙に配置された泳動用分散液2と、該泳動用分散液中に移動可能に分散されている複数の帯電泳動粒子3と、一方の基板1bの側に支持されて前記泳動用分散液2及び前記帯電泳動粒子3に対向するように配置された第1電極4及び第2電極5と、を備えている。
【0027】
ここで、前記第2電極5は、前記第1電極4の少なくとも一部を囲むような形状である。図1(b) には、この第2電極5の具体的な形状として、第1電極4の四角形部分を囲むような額縁形状を示しているが、もちろんこれに限る必要はない。例えば、
* 図2に符号15で示すように、第1電極4の円形部分を囲むような額縁形状のものでも良く、
* 図3に符号25で示すように、第1電極4の複数の四角形部分をそれぞれ囲むような形状のものでも、
* 図4に符号35で示すように、碁盤の目のような格子状のものでも、
* 図5に符号45で示すように、同心円を形成するように配置したもの、
であっても良い。なお、これらの第2電極5,15,25,35,45は、途中で切断されることなくループを形成するように配置されているが、もちろんこれに限る必要はなく、前記第1電極4の少なくとも一部を囲むような形状であれば第2電極5の一部が切断されていても良い。
【0028】
ところで、このような構造の電気泳動表示装置における表示コントラストは、
【0029】
【式2】
ここで、第1電極4の露出面積S1 とは、第1電極4が前記泳動用分散液2に対向(露出)している部分の面積S1 をいい、第2電極5の露出面積S2 とは、第2電極5が前記泳動用分散液2に対向(露出)している部分の面積S2 をいう。
に大きく依存し、該露出面積比が大きい程コントラストが小さくなり、該露出面積比が小さい程コントラストが大きくなる。したがって、コントラストを大きくする観点からは露出面積S1 ,S2 の差を大きくすれば良いが、露出面積S1 ,S2 の差が大きすぎると、帯電泳動粒子3を実効面積の大きな電極側に移動させた際に被覆率の低下を招くおそれがある。そこで、この露出面積比を1/2〜1/20又は20/1〜2/1程度にすると良い。
【0030】
また、第2電極5の幅は、上記条件を満たす範囲内で狭くしても良いが、帯電泳動粒子3の粒径よりも広いことが望ましい。
【0031】
なお、図1(a) においては、第1電極4が基板1aの全面に配置されると共に第2電極5が第1電極4に重なるように配置されているが、もちろんこれに限る必要はなく、前記第1電極4を基板1bの全面にではなく部分的に配置すると共に両電極4,5を重ならないように配置しても良い。ここで、両電極4,5を重なるように配置した場合には、両電極4,5の間に絶縁層6を配置して両電極4,5の絶縁を確保すると良い。
【0032】
一方、第1電極4及び第2電極5は、一方の基板1bの側に支持されていれば足り、
* 基板1bに直接接着されていても、
* 何らかの部材や膜を介して基板表面に接着されていても、
良い。すなわち、図1(a) において、第1電極4は基板1bに直接接着されているが、何らかの膜を介して接着されていても良く、逆に第2電極5は基板1bに直接接着されていないが、第1電極4と重ならないように配置する場合には基板1bに直接接触するように配置しても良い。
【0033】
また、上述した第1電極4及び第2電極5の少なくとも一方には不図示の電圧印加手段が接続されており、正極性又は負極性の電圧を印加できるようになっている。
【0034】
また一方、前記一対の基板1a,1bの間隙には、図1(a) に示すように隔壁部材7を配置して、前記泳動用分散液2や前記帯電泳動粒子3の該間隙からの漏れを防止すれば良いが、この隔壁部材7を、図1(b) に示すように碁盤の目状に配置して、前記一対の基板1a,1bの間隙を該基板1a,1bの面に沿った複数の画素8に分割すると共に、各画素8に、上述した電極4,5や泳動用分散液2や帯電泳動粒子3をそれぞれ配置すると良い。
【0035】
また、前記第2電極5の表面に電極保護層9を形成しても良い。
【0036】
さらに、画素と画素との間にブラックマトリクスパターンを形成して遮光を施しても良く、両基板1a,1bを接着剤(図6(e) の符号10参照)にて接着しても良い。
【0037】
一方、表示装置は透過型としても良く反射型としても良い。但し、表示装置を透過型にする場合には、上述した領域S1 において基板1a,1bや第1電極4や絶縁層6等を透光性のものにする必要がある。また、表示装置を反射型にする場合には、上述した領域S1 において基板1bや第1電極4や絶縁層6等の少なくとも1つを非透光性にする必要がある。
【0038】
また、帯電泳動粒子3には、ポリスチレンやポリエチレンなどのポリマー樹脂を主成分とし、これにカーボンなどの着色剤を混ぜ合わせたものを用いることができる。この帯電泳動粒子3は、正又は負の極性に帯電すれば良く、必要に応じて荷電制御剤等を混ぜ合わせると良い。この帯電泳動粒子3の粒径は0.1〜50μmが好ましい。
【0039】
さらに、泳動用分散液2には、帯電泳動粒子3が良好に帯電しかつ低粘度の液体を使用すると良く、具体的には、シリコーンオイル、キシレン、トルエン、アイソパーなどを用いれば良い。
【0040】
また、基板1a,1bには一般的なガラスを使用できるが、表示装置をフレキシブルなものにするには、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエーテルスルフォン(PES)等のプラスチックフィルムを使用すれば良い。なお、表示装置を透過型にするには両方の基板1a,1bを透光性にし、表示装置を反射型にするには少なくとも一方の基板1bを非透光性とする必要がある。
【0041】
さらに、第1電極4には、表示装置を透過型とする場合にはITO(インジウム・ティン・オキサイド)等の透明電極を用い、表示装置を反射型とする場合にはAlなどの金属電極を用いれば良い。また、第2電極5には、AlやTi等の金属材料を用いれば良いが、好ましくは色の黒い材料、例えばTiCなどが好ましく用いられる。
【0042】
またさらに、絶縁層6には、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の有機材料を用いれば良く、表示装置を反射型とする場合には、アルミナ等の白色微粒子を混入して散乱層としての機能を付与しても良い。
【0043】
また、隔壁部材7には、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム等、その他の感光性材料を用いれば良い。
【0044】
次に、表示装置の駆動方法について説明する。
【0045】
本実施の形態において、第1電極4又は第2電極5に所定極性の電圧を選択的に印加すると、帯電泳動粒子3はその極性に応じて第1電極4又は第2電極5に吸着される。これによって種々の表示を行うことができる。
【0046】
なお、印加電圧は、帯電泳動粒子3の帯電量や、第2電極5の形状等によって異なるが、通常は、数十V程度が必要である。
【0047】
次に、本実施の形態の効果について説明する。
【0048】
本実施の形態によれば、前記第2電極5は、前記第1電極4の少なくとも一部を囲むような形状である。したがって、電極幅W1,W2を適切なものとすることにより該第2電極5の端縁であって前記第1電極4に対向する端縁の長さ(2a+2b)を、図7に示すような従来のもの(2c)と比べて長くできる。その結果、第2電極5の端縁と第1電極4との間に発生する電場が従来のものより大きくなり、印加電圧を大きくしなくとも帯電泳動粒子3の移動速度を速くできる。このため、動作不良(表示不良)を抑制できる。
【0049】
また、印加電圧は小さくても良く、消費電力の低減を図ることができる。
【0050】
【実施例】
以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説明する。
【0051】
(実施例1)
本実施例においては、図1に示す反射型の表示装置D1 を、図6に示す方法によって製造した。
【0052】
すなわち、図1(a) に示すように、第1電極4は一方の基板1bの表面全面に直接接着し、その第1電極4の表面には絶縁層6や第2電極5や電極保護層9を順に形成した。また、第2電極5は、同図(b) に示すような額縁状とし、寸法L1=L2=150μmとし、寸法W1=W2=12.5μmとし、第1電極4及び第2電極5の露出面積比が1/2.3になるようにした。さらに、第1電極4は接地し、第2電極5には正極性又は負極性の電圧を選択的に印加できるようにした。またさらに、基板1a,1bの間隙には隔壁(隔壁部材)7を碁盤の目状に配置し、多数の画素8に区画した。また、両基板1a,1bの接着は接着剤10によって行った。
【0053】
ところで、基板1a,1bにはポリエチレンテレフタレート(PET)を使用し、第1電極4には、反射層としての機能を兼用させるためにAlを用いた。また、絶縁層6には、アルミナ微粒子を混入して散乱層としての機能を付与したアクリル樹脂を用い、第2電極5には、暗黒色を呈するTiCを用いた。さらに、帯電泳動粒子3には、カーボン及び荷電制御剤を含んだポリスチレン樹脂粒子(粒径2μm)を用い、泳動用分散液2には透明のシリコーンオイルを使用した。
【0054】
次に、表示装置D1 の製造方法について、図6を参照して説明する。
【0055】
表示装置D1 を製造するに際しては、一方の基板1bの表面全体に第1電極4を形成し、該電極4の表面には絶縁層6を形成した(同図(a) 参照)。さらに、絶縁層6の表面にはTiC被膜を形成し、パターニングして第2電極5を形成した。さらに、第2電極5の表面には電極保護層9を形成した(同図(b) 参照)。
【0056】
その後、電極保護層9の表面に隔壁7を形成し(同図(c) 参照)、ここに帯電泳動粒子3を泳動用分散液2に分散させた液体を均一に散布した(同図(d) 参照)。
【0057】
さらに、他方の基板1aの端縁部に接着剤10を塗布し、両基板1a,1bを貼り合わせた(同図(e) 参照)。
【0058】
以上のようにして作成した表示装置D1 を、40Vの電圧を第2電極5に印加して駆動したところ、コントラストが5であって応答速度が20msecの良好な表示が得られた。また、画素間の濃度ばらつきは観察されず、均一であった。
【0059】
(比較例)
本比較例においては、第2電極を図7に符号55で示すような形状(但し、寸法L1=L2=150μm、寸法W1=W2=25μmで、第1電極4及び第2電極55の露出面積比は1/2)とした。その他の構成は実施例1と同様とした。
【0060】
以上のようにして作成した表示装置を、40Vの電圧を第2電極55に印加して駆動したところ、一部に表示動作不良が観察された。印加電圧を60Vにしたところ、コントラストが5であって応答速度が20msecの良好な表示が得られた。
【0061】
(実施例2)
本実施例においては、第2電極を図2に符号15で示すような形状(但し、寸法L1=L2=150μm、寸法D=140μmで、第1電極4及び第2電極15の露出面積比は1/2.2)とした。その他の構成は実施例1と同様とした。
【0062】
以上のようにして作成した表示装置を、40Vの電圧を第2電極15に印加して駆動したところ、コントラストが5であって応答速度が20msecの良好な表示が得られた。また、画素間の濃度ばらつきは観察されず、均一であった。
【0063】
(実施例3)
本実施例においては、第2電極を図4に符号35で示すような形状(但し、寸法L1=L2=150μm、寸法W1=W2=25μm、寸法S1=S2=31.25μmで、第1電極4及び第2電極35の露出面積比は1/2.3)とした。その他の構成は実施例1と同様とした。
【0064】
以上のようにして作成した表示装置を、25Vの電圧を第2電極5に印加して駆動したところ、コントラストが5であって応答速度が20msecの良好な表示が得られた。また、画素間の濃度ばらつきは観察されず、均一であった。
【0065】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、前記第2電極は、前記第1電極の少なくとも一部を囲むような形状である。したがって、該第2電極の端縁であって前記第1電極に対向する端縁の長さを、従来のものと比べて長くできる。その結果、第2電極の端縁と第1電極との間に発生する電場が従来のものより大きくなり、印加電圧を大きくしなくとも帯電泳動粒子の移動速度を速くできる。このため、動作不良(表示不良)を抑制できる。
【0066】
また、印加電圧は小さくても良く、消費電力の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電気泳動表示装置の構造の一例を示す図であり、(a) は断面図、(b) は、第2電極の形状の一例を示す模式図。
【図2】第2電極の形状の一例を示す模式図。
【図3】第2電極の形状の一例を示す模式図。
【図4】第2電極の形状の一例を示す模式図。
【図5】第2電極の形状の一例を示す模式図。
【図6】本発明に係る電気泳動表示装置の製造方法の一例を示す図。
【図7】第2電極の従来の形状の一例を示す模式図。
【図8】電気泳動表示装置の従来構造の一例を示す断面図。
【図9】電気泳動表示装置の従来構造の他の例を示す断面図。
【符号の説明】
1a,1b 基板
2 泳動用分散液
3 帯電泳動粒子
4 第1電極
5 第2電極
15 第2電極
25 第2電極
35 第2電極
45 第2電極
D1 電気泳動表示装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophoretic display device that performs display by moving charged electrophoretic particles.
[0002]
[Prior art]
(1) In recent years, with the development of information equipment, the amount of data of various types of information has been steadily expanding, and the output of information has been made in various forms. Such information output forms are generally
* Display on a display screen using a cathode ray tube or liquid crystal,
* Hard copy display on paper with a printer,
Can be broadly divided.
[0003]
(2) Although the above-mentioned cathode ray tube and liquid crystal have various advantages, they have several drawbacks, and hard copy displays without such drawbacks are still frequently used. Hereinafter, this point will be described in detail.
[0004]
Regarding display screens, there is an increasing need for low power consumption and thin display devices, and liquid crystal display devices are being actively developed and commercialized as display devices that can meet such needs. However, current liquid crystal display devices still have a sufficient resolution of the visual burden caused by the angle at which the screen is viewed and the reflected light making it difficult to see the characters on the screen and the flickering and low brightness of the light source. There is a disadvantage of not. CRTs have sufficient contrast and brightness compared to liquid crystal displays, but cannot be said to have sufficient display quality compared to hard copy displays described later, such as flickering. Moreover, since the apparatus is large and heavy, portability is extremely low.
[0005]
On the other hand, hard copy display is thought to be unnecessary due to the digitization of information, but in reality, a huge amount of hard copy output is still being performed. The reason is that when the information is displayed on the display screen, in addition to the above-mentioned problems related to the display quality, the resolution is generally about 120 dpi at the maximum, compared with the printout on paper (usually 300 dpi or more). Is quite low. Therefore, the display on the display screen imposes a greater visual burden than hard copy display. As a result, even if it can be confirmed on the display, hard copy output is often performed once. In addition, the hard-copy information is arranged in large numbers without limiting the display area to the size of the display screen as in the display screen display, or rearranged without performing complicated device operations, and confirmed in order. The fact that the hard copy display can be used together is also a great reason. Furthermore, the hard copy display does not require energy for holding the display and has excellent portability that information can be confirmed anytime and anywhere as long as the amount of information is not extremely large.
[0006]
(3) By the way, the above-mentioned hard copy display has the above-mentioned various advantages but has a drawback of consuming a large amount of paper. Therefore, recently, as an alternative to this hard copy display, the development of a rewritable recording medium (a recording medium that can record and erase images with high visibility many times and does not require energy to maintain the display) has been developed. It is being actively promoted. This is called a paper-like display of the third rewritable display method that inherits the characteristics of such hard copy.
[0007]
The necessary conditions for this paper-like display are that it is rewritable, does not require energy to maintain display, or is sufficiently small (memory property), has excellent portability, and has excellent display quality. And so on.
[0008]
(4) A conventional example of such a paper-like display will be described for reference.
[0009]
At present, as a display method that can be regarded as a paper-like display, for example, an organic low molecular weight / high molecular resin matrix system that records and erases with a thermal printer head (for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 55-154198 and 57-82086). And a reversible display medium using Japanese Laid-open Patent Publication No. This system is partly used as a display part of a prepaid card, but has a problem that the contrast is not so high and the number of recording / erasing repetitions is relatively small, such as about 150 to 500 times.
[0010]
(5) Another conventional example of the paper-like display described above will be described for reference.
[0011]
In addition, as a display method usable as another paper-like display, Harold D. et al. An electrophoretic display device (US Pat. No. US Pat. No. 3,612,758) proposed by Lee et al. Is known. In addition, an electrophoretic display device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-185087.
[0012]
FIG. 8 is a diagram showing the structure and operating principle of the electrophoretic display device. The display device D 2 includes a pair of
[0013]
In such a display device D 2 , when a negative polarity voltage is applied to the
[0014]
In such an electrophoretic display device, the response time (time required for pixel writing or erasing) is relatively fast, such as several tens of ms or less, and the number of rewrites can be 10 8 times or more. In addition, the colored charged electrophoretic particles deposited on the electrodes by applying a voltage are stable over a long period of time even when the driving voltage is removed, so that no power is required during display. That is, it has a memory property. Furthermore, since it is a reflective display device, eye fatigue caused by flickering of the light source can be suppressed.
[0015]
However, it has several problems. That is,
First, it was essential to color or opacify the electrophoresis dispersion. For this reason, it is difficult to form a dispersion for electrophoresis with a single component, and a coloring material such as a dye or ion must be mixed in the dispersion for electrophoresis. The presence of such a colorant tends to act as an instability factor in the electrophoresis operation in order to bring in a new charge and transfer, and may deteriorate the performance, life and stability of the display device. Secondly, if the combination of the dispersion for electrophoretic dispersion is small but the lightness of the colored charged electrophoretic particles is not used, observation is performed even when the colored charged electrophoretic particles are far from the observer side. In some cases, the color of the colored charged electrophoretic particles may be observed through the dispersion liquid for electrophoresis. Therefore, the selection of the optimum colors for the electrophoretic dispersion and the colored charged electrophoretic particles is limited, and it has been difficult to realize multicolor display.
[0016]
(6) On the other hand, an electrophoretic display device as shown in FIG. 9 is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 49-5598 and Japanese Patent Application No. 10-005727. Hereinafter, the electrophoretic display device will be described in detail.
[0017]
The electrophoretic display device D 3 shown in FIG. 9 has substantially the same structure as the electrophoretic display device D 2 shown in FIG. 8, but both
[0018]
In the display device D 3 , when a negative polarity voltage is applied to the
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the electrophoretic display device D 3 shown in FIG. 9, the electric field for moving the charged
[0020]
[Formula 1]
u = DζE / 4πη
D: Dielectric constant ζ of electrophoretic dispersion zeta zeta potential E of colored electrophoretic particles; electric field strength η; moving speed u of charged
[0021]
In order to prevent such a decrease in moving speed and the occurrence of malfunction, it is sufficient to apply a sufficient voltage between the electrodes. In such a case, there is a problem of an increase in power consumption.
[0022]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrophoretic display device that prevents malfunction and the like.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and a pair of substrates disposed in a state where a predetermined gap is provided, a dispersion liquid for electrophoresis disposed in a gap between these substrates, and the dispersion liquid for electrophoresis A plurality of charged electrophoretic particles dispersed in a movable manner, and a first electrode and a second electrode supported on one substrate side and arranged to face the dispersion liquid for electrophoresis and the charged electrophoretic particles; An electrophoretic display that performs display by moving the charged electrophoretic particles by an electric field generated between an edge of the second electrode and the first electrode and adsorbing the charged electrophoretic particles to the first electrode or the second electrode In the device
The second electrode has a shape surrounding at least a part of the first electrode, and an exposed area ratio between the first electrode and the second electrode is 1/2 to 1/20 or 20/1 to 2 /. It has the width | variety which becomes 1. It is characterized by the above-mentioned.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0025]
First, the structure of an electrophoretic display device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0026]
The electrophoretic display device according to the present invention, as shown by reference numeral D 1 in FIG. 1 (a), a pair of
[0027]
Here, the
* As indicated by
* As shown by the
* As shown by
* As shown by
It may be. The
[0028]
By the way, the display contrast in the electrophoretic display device having such a structure is as follows.
[0029]
[Formula 2]
Here, the exposed area S 1 of the
The contrast decreases as the exposed area ratio increases, and the contrast increases as the exposed area ratio decreases. Therefore, from the viewpoint of increasing the contrast, the difference between the exposed areas S 1 and S 2 may be increased. However, if the difference between the exposed areas S 1 and S 2 is too large, the charged
[0030]
In addition, the width of the
[0031]
In FIG. 1 (a), the
[0032]
On the other hand, it is sufficient that the
* Even if directly bonded to the
* Even if it is bonded to the surface of the substrate through some member or film,
good. That is, in FIG. 1 (a), the
[0033]
In addition, a voltage applying means (not shown) is connected to at least one of the
[0034]
On the other hand, a
[0035]
Further, an electrode
[0036]
Further, a black matrix pattern may be formed between the pixels to shield the light, and both the
[0037]
On the other hand, the display device may be a transmissive type or a reflective type. However, in the case of the transmission type display device, it is necessary to
[0038]
In addition, as the
[0039]
Further, as the
[0040]
Moreover, although general glass can be used for the
[0041]
Further, the
[0042]
Furthermore, the insulating layer 6 may be made of an organic material such as acrylic resin or polyimide resin. When the display device is a reflective type, white particles such as alumina are mixed to provide a function as a scattering layer. You may do it.
[0043]
For the
[0044]
Next, a method for driving the display device will be described.
[0045]
In the present embodiment, when a voltage having a predetermined polarity is selectively applied to the
[0046]
The applied voltage varies depending on the charge amount of the charged
[0047]
Next, the effect of this embodiment will be described.
[0048]
According to the present embodiment, the
[0049]
Further, the applied voltage may be small, and power consumption can be reduced.
[0050]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
[0051]
Example 1
In this example, the reflective display device D 1 shown in FIG. 1 was manufactured by the method shown in FIG.
[0052]
That is, as shown in FIG. 1 (a), the
[0053]
By the way, polyethylene terephthalate (PET) was used for the
[0054]
Next, a manufacturing method of the display device D 1 will be described with reference to FIG.
[0055]
In the production of display apparatuses D 1 is the
[0056]
Thereafter, a
[0057]
Furthermore, the adhesive 10 was applied to the edge portion of the
[0058]
The display apparatuses D 1, which is created as described above, was driven by applying a voltage of 40V to the
[0059]
(Comparative example)
In this comparative example, the second electrode has a shape as indicated by
[0060]
When the display device produced as described above was driven by applying a voltage of 40 V to the
[0061]
(Example 2)
In this embodiment, the second electrode is shaped as shown by
[0062]
When the display device produced as described above was driven by applying a voltage of 40 V to the
[0063]
(Example 3)
In the present embodiment, the second electrode has a shape as indicated by
[0064]
When the display device produced as described above was driven by applying a voltage of 25 V to the
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the second electrode has a shape surrounding at least a part of the first electrode. Therefore, the length of the edge of the second electrode that faces the first electrode can be made longer than that of the conventional one. As a result, the electric field generated between the edge of the second electrode and the first electrode becomes larger than that of the conventional one, and the moving speed of the charged electrophoretic particles can be increased without increasing the applied voltage. For this reason, a malfunction (display defect) can be suppressed.
[0066]
Further, the applied voltage may be small, and power consumption can be reduced.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are diagrams illustrating an example of a structure of an electrophoretic display device according to the present invention, in which FIG. 1A is a cross-sectional view, and FIG. 1B is a schematic diagram illustrating an example of a shape of a second electrode.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the shape of a second electrode.
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the shape of a second electrode.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the shape of a second electrode.
FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the shape of a second electrode.
FIG. 6 is a diagram showing an example of a method for manufacturing an electrophoretic display device according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a conventional shape of a second electrode.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional structure of an electrophoretic display device.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another example of a conventional structure of an electrophoretic display device.
[Explanation of symbols]
1a,
Claims (4)
前記第2電極は、前記第1電極の少なくとも一部を囲むような形状で、かつ前記第1電極及び前記第2電極の露出面積比が1/2〜1/20又は20/1〜2/1となるような幅を有している、ことを特徴とする電気泳動表示装置。A pair of substrates arranged in a state where a predetermined gap is opened, a dispersion liquid for electrophoresis disposed in a gap between these substrates, and a plurality of charged electrophoretic particles dispersed in the migration dispersion liquid, A first electrode and a second electrode supported on the substrate side and arranged to face the dispersion liquid for electrophoresis and the charged electrophoretic particles, and an edge of the second electrode and the first electrode In the electrophoretic display device for performing display by moving the charged electrophoretic particles by an electric field generated between the first and second electrodes and adsorbing the charged electrophoretic particles to the first electrode or the second electrode ,
The second electrode has a shape surrounding at least a part of the first electrode, and an exposed area ratio between the first electrode and the second electrode is 1/2 to 1/20 or 20/1 to 2 /. An electrophoretic display device characterized by having a width of 1 .
ことを特徴とする請求項1に記載の電気泳動表示装置。The second electrode is arranged in a frame shape with respect to the first electrode,
The electrophoretic display device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の電気泳動表示装置。The second electrode has a lattice shape;
The electrophoretic display device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の電気泳動表示装置。The second electrodes are arranged to form concentric circles;
The electrophoretic display device according to claim 1.
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