JPH0823644B2 - 電気泳動表示素子の駆動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電気機泳動表示素子の駆動方法に関する。

［従来の技術］ 電気泳動型表示素子は、透明電極を有する一対のガラ
ス基板の間に、絶縁液体中に粒子を分散させた分散液層
を封入したものであって、分散液層中の粒子が表面電荷
を持つことを利用して、電気泳動によって粒子を移動さ
せて信号を可視化するものである。

従来の電気泳動型表示体としては、例えば第４図に示
すようなものが知られている（特開昭62−299824号公
報）。第４図において、Ａは視認側を示すが、一対の基
板1aおよび1bが相対向するように配置され、少なくとも
視認側の基板1aは透明であって、それぞれの基板1aおよ
び1bの相対向する面には透明電極層2aおよび2bが設けら
れている。基板1aおよび1bの間でセルを形成すべく基板
1aおよび1bの周縁部内面にはスペーサ５が固着されてい
る。分散液層は絶縁液体からなる分散媒４に正または負
に帯電する分散粒子３を分散させたもので、基板1aおよ
び1bの間に形成されるセル中に注入されて形成される。

透明電極層2aと2bの間で直流電圧を印加すると、分散
媒４の中で正または負に帯電した分散粒子３は、電圧の
極性に応じて、第４図の右半分または左半分に示したよ
うに、いずれかの電極の方に泳動して付着する。第４図
の右半分に示したように、視認側の透明電極層2aに分散
粒子３が付着した場合は、表示素子は分散粒子３の色彩
が表示され、分散粒子３が分散媒４中に分散している場
合または第４図の左半分に示したように、反対の電極層
2bに分散粒子３が付着すると、視認側の基板は分散媒４
の色彩が表示される。

このように従来の電気泳動型表示素子においては、電
極層に電圧を印加しない場合は、分散粒子が分散媒中に
分散し、表示側の基板は分散媒の染料の色彩を表示し、
電極層に電圧を印加した場合、電極層を形成した表示部
には分散粒子が付着して分散粒子の色彩が表示されるも
のであって、表示素子としては反射型のものであり、そ
のままでは透過型の表示素子としては使用できなかっ
た。

［発明が解決しようとする課題］ そこで、従来の電気泳動表示素子を透過型の表示素子
とするため、透明の分散媒を使用するとともに、一方の
透明電極層を網目状または縞状とするか、あるいは一方
の透明基板を鋸歯状にし光の進行方向に平行な面に透明
電極層を形成した提案がなされている（実願昭63−7602
1、実願昭63−79064、実願昭63−86709など）。これら
提案においては、網目状または縞状の透明電極層に分散
粒子を付着させたときは、分散粒子の集積した透明電極
層の間を通り抜けた光が透明な分散媒を透過し、透過型
表示が可能となる。

しかしながら、一方の透明電極層を網目状または縞状
にした前記提案においては、透過状態における光線の透
過率を向上させるため、電極パターンの開口率を上げる
と、電圧印加時にセル内で電界が不均一となり、着色状
態で分散粒子が全面電極上に均一に広がらず、着色時の
遮光率を劣化させるという問題点がある。また、透過状
態にする際に、応答速度を上げるためには高電圧を印加
する必要があるが、過剰電荷のため電極に電流が流れて
電荷が減少するいわゆる分散粒子のチャージアップや不
平等電界のため、分散粒子が縞状または網目状の電極か
ら遊離して電極から染み出して、入射光線の透過率が低
下するという問題点があった。

本発明は一方の透明基板に形成された透明電極層を網
目状または縞状とした透過型電気泳動表示素子の透過状
態または遮光状態における前記のごとき問題点を解決す
べくなされたものであって、着色状態において分散粒子
が分散媒に均一に分散し、良好な遮光状態が得られると
共に、透過状態においても分散粒子が縞状または網目状
の透明電極層から遊離することなく付着し良好な透過状
態が得られる透過型電気泳動表示素子の駆動方法を提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の透過型電気泳動表示素子の駆動方法は、２枚
の相対向して配置された透明基板と、前記２枚の透明基
板の相対向する面にそれぞれ形成され一方が全面に形成
され他方が網目状または縞状に形成された透明電極層
と、前記透明基板の間にセルを形成すべく前記透明基板
の周縁部に固着されたスペーサと、前記セル中に封入さ
れた高絶縁性の分散媒と、前記分散媒中に分散された分
散粒子とからなる透過型電気泳動表示素子の駆動方法で
あって、 前記網目状または縞状の透明電極層の極性が前記分散
粒子の帯電の極性と逆になるように、前記透明電極層に
第１の直流高電圧を印加した後、第２の直流低電圧を印
加して保持し表示素子の透過状態を得、前記透明電極層
に交流電圧を印加して表示素子の着色状態を得ることを
要旨とする。

本発明において、透明電極層に印加される第１の直流
高電圧は、表示素子の透過状態を得るために十分な応答
速度が得られる程度でなければならない。この直流高電
圧はセルギャップの厚みに応じて、200〜500Vの間で適
宜な値が選ばれる。第１の直流高電圧の印加時間は分散
粒子が分散媒の中を泳動し透明電極層の近傍に達するに
十分な時間であって、セルギャップに応じて0.5秒〜１
分の間で適宜選ばれる。

第２の直流低電圧は、分散粒子にチャージアップを起
こさせず、透明電極層に分散粒子を吸着させるに十分な
電圧であれば良く、第１の直流高電圧のほぼ半分程度以
下であることが好ましい。

透明電極層に印加する交流電圧の波形は、矩形波に限
らず、正弦波または三角波でも良い。この交流電圧の周
波数および大きさは、透過状態により縞状または網目状
の透明電極層に付着した分散粒子をほぐして分散媒中に
均等に分散させるに十分なものであって、分散粒子の材
質やセルギャップに応じて、周波数は２〜200Hz、電圧
は20〜500Vの間で適宜の値が選ばれる。

また、交流電圧の印加時間は、分散粒子を分散媒中に
十分に分散させるの足るものであれば良く、一般的には
0.5秒〜１分の間に設定される。交流電圧印加後は、分
散媒と分散粒子の比重が等しく、分散粒子の沈降ないし
浮上が起こらない場合は、そのまま電源を切っても良い
が、分散媒と分散粒子の比重に差があり、分散粒子が沈
降または浮上する場合は、正または負の直流電圧を全面
電極に印加して、分散粒子を全面電極に付着させて着色
状態を得る必要がある。

［作用］ 網目状または縞状の透明電極層の極性が分散粒子の帯
電の極性と逆になるように、第１の直流高電圧を印加す
ると、高電圧であるため、分散媒中に分散しまたは全面
電極に付着ていた分散粒子は、素早く分散中を泳動して
素早い応答速度で網目状または縞状の透明電極層に到達
する。

続いて、網目状または縞状の透明電極層の極性が分散
粒子の帯電の極性と逆になるように、第２の直流低電圧
を印加すると、網目状または縞状の透明電極層に到達し
た分散粒子はチャージアップをおこすことなく、透明電
極層に付着するので、応答性を悪化させずにかつ分散粒
子が遊離することなく、透過率の優れた透過状態が得ら
れる。

また、全面透明電極層と縞状透明電極層の間に交流電
圧を印加すると、セル内の電界が不平等であるが故に、
分散粒子の泳動速度が場所により異なり、電界の向きが
反転するたびに、分散粒子同志が激しく衝突しあう。こ
のため、分散粒子はセル内に均一に分散し、遮光率の高
い着色状態が得られる。

［実施例］ 本発明の好適な一実施例について以下図面に従って説
明する。なお、本発明が以下に述べる実施例の記載によ
って何等限定的に解釈されるものではない。

第１図は本発明の駆動方法の一実施例の時間の経過に
対する電圧の変化を示す線図、第２図は従来の駆動方法
の時間の経過に対する電圧の変化を示す線図、第３図は
本発明が適用される透過型電気泳動表示素子のの断面図
である。

先ず、第３図の透過型電気泳動表示素子について説明
する。図において矢印は光の入射方向を示し、Ａは視認
側を示す。２枚の透明基板1aおよび1bは厚さ1.8mmのソ
ーダ石灰ガラス（旭ガラス製）であって、２枚が所望の
ギャップを隔てて相対向するように配置されている。

それぞれの透明基板1aおよび1bの相対向する面には、
ITOからなる透明電極層2aおよび2bが1500Åの厚さで形
成されている。視認側の透明電極層2aは透明基板1aの全
面に形成されているが、光源側の透明電極層2bはストラ
イプ状であって、線幅を400μｍ、線間を1000μｍとし
て、スクリーン印刷とエッチングの手法でパターン化し
て形成されたものである。

透明基板1aおよび1bの周縁部内面には基板の間でセル
を形成すべく、厚さ100μｍのポリエステルフィルム
（東レ製）からなるスペーサ５が固着されている。ま
た、スペーサ５および透明基板1aおよび1bの外周にはエ
ポキシ系接着剤からなるシール剤６が接着されている。

セルの中には分散粒子３および分散媒４が封入されて
いる。分散粒子３には日本チバガイギー製顔料violet B
を用い、これは分散媒４中では負に帯電する。また、分
散媒４にはキシレン／テトラクロロエチレン（ナカライ
テスク社製）を用いた。

この透過型電気泳動表示素子を用い、第１図に示す駆
動方法により、透過状態および着色状態に駆動した。す
なわち、網目状または縞状の透明電極膜2bの極性が分散
粒子３の帯電の極性と逆になるように、透明電極2a−2b
間に第１の直流高電圧V₁が300Vで、印加時間T₁を10秒間
として印加した。続いて、網目状または縞状の透明電極
層2bの極性が分散粒子３の帯電の極性と逆になるよう
に、透明電極2a−2b間に第２の直流低電圧V₂の100Vを印
加して保持したところ、表示素子の透過状態が得られ
た。

この透過状態の透過率を測定した後、透明電極膜2a−
2b間に交流電圧として、電圧V₃が150Vで、周波数50Hzの
正弦波を、印加時間のT₂を10秒として印加したところ、
表示素子の着色状態が得られた。直ちに全面電極膜2aの
極性が分散粒子３の帯電の極性と逆になるように、V₄と
して直流50Vを印加して保持した。前と同様に着色状態
の透過率を測定した。

次いで、第３図の透過型電気泳動表示素子を用い、第
２図に示す従来の駆動方法により、透過状態および着色
状態に駆動した。すなわち、網目状または縞状の透明電
極膜2bの極性が分散粒子３の帯電の極性と逆になるよう
に、透明電極2a−2b間に直流電圧V₅として300Vを印加し
て保持し、透明状態を得た。

この透過状態の透過率を測定した後、全面電極膜2aの
極性が分散粒子３の帯電の極性と逆になるように、V₆と
して直流300Vを印加して保持して、着色状態を得た。前
と同様に着色状態の透過率を測定した。

本発明方法の駆動方法と、従来方法の駆動方法で得ら
れた透過状態および着色状態の透過率の測定結果を第１
表に示した。

第１表に示したように、従来方法の着色時透過率が18
％であるのに対し、本発明方法では0.5％であって、本
発明方法では遮光率の優れた着色状態が得られることが
明らかとなった。また、従来方法の透過時透過率が45％
であるのに対し、本発明方法では、55％であって、透過
状態における透過率においても、本発明の優れているこ
とが確認できた。

［発明の効果］ 本発明の透過型電気泳動表示素子の駆動方法は、一方
の透明基板には全面に透明電極層を形成し、他方の透明
基板には網目状または縞状に透明電極層を形成した透過
型電気泳動表示素子の駆動方法であって、第１の直流高
電圧を印加した後、第２の直流低電圧を印加して保持し
表示素子の透過状態を得ること、および透明電極膜に交
流電圧を印加して表示素子の着色状態を得ることを特徴
とするものであって、着色状態において分散粒子が分散
媒に均一に分散し、良好な遮光状態が得られると共に、
透過状態においても分散粒子が縞状または網目状の透明
電極層から遊離することなく付着し良好な透過状態が得
られる。さらに、本発明では交流電圧により駆動するた
め、分散粒子同志がぶつかりあい、分散粒子の凝集がほ
ぐれて、分散性の向上により、繰り返し寿命が延びると
いう付加的な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の駆動方法の一実施例の時間の経過に対
する電圧の変化を示す線図、第２図は従来の駆動方法の
時間の経過に対する電圧の変化を示す線図、第３図は本
発明が適用される透過型電気泳動表示素子のの断面図、
第４図は従来の電気泳動表示素子の断面図である。 1aおよび1b……透明基板、2aおよび2b……透明電極層、
３……分散媒、４……分散粒子、５……スペーサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２枚の相対向して配置された透明基板と、
   前記２枚の透明基板の相対向する面にそれぞれ形成され
   一方が全面に形成され他方が網目状または縞状に形成さ
   れた透明電極層と、前記透明基板の間にセルを形成すべ
   く前記透明基板の周縁部に固着されたスペーサと、前記
   セル中に封入された高絶縁性の分散媒と、前記分散媒中
   に分散された分散粒子とからなる透過型電気泳動表示素
   子の駆動方法であって、 前記網目状または縞状の透明電極層の極性が前記分散粒
   子の帯電の極性と逆になるように、前記透明電極層に第
   １の直流高電圧を印加した後、第２の直流低電圧を印加
   して保持し表示素子の透過状態を得、前記透明電極層に
   交流電圧を印加して表示素子の着色状態を得ることを特
   徴とする透過型電気泳動表示素子の駆動方法。