JPH11316397A - 電気ペ―パ―構成材料 - Google Patents

電気ペ―パ―構成材料

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JPH11316397A
JPH11316397A JP11053721A JP5372199A JPH11316397A JP H11316397 A JPH11316397 A JP H11316397A JP 11053721 A JP11053721 A JP 11053721A JP 5372199 A JP5372199 A JP 5372199A JP H11316397 A JPH11316397 A JP H11316397A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気ペーパーの一つであるジリコンシートの
改良法を提供する。 【解決手段】 本発明は、ジリコンシート３００をカプ
セル化するために、用いられる２枚の薄い層の第一面３
０２の外に面する側に装着された導電性の電荷保持アイ
ランド３０６のパターンを用いる電気ペーパーシートで
ある。第二カプセル層３０４も、導電性材料で被覆した
り、導電性材料で製作することができるが、パターン化
は行わなくてもよい。ジリコンシート３００と２枚のカ
プセル層３０２，３０４は、画像を繰り返し書き込んだ
り、消去したり出来るジリコン電気ペーパーシートを構
成する。第一カプセル層３０２のパターン化された電荷
保持アイランド３０６は、外部電荷移動装置から電荷を
受容する。電荷移動装置が除かれた後も、導電性の電荷
保持アイランド３０６が電荷を保持し、画像変化を起こ
すに十分な電界をシリコンシート３００に掛ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子ディスプレイ
材料を電気ペーパーに適用する方法に関する。本発明
は、ジリコン（Ｇｙｒｉｃｏｎ）電気ペーパーを用いる
ように設計されているが、液晶、電子泳動、および他の
電界効果ディスプレイ技術に基づく電気ペーパーにも用
いることができる。
【０００２】
【従来の技術および課題】シートディスプレイ装置に装
着されたジリコンは、多くの記事や特許、例えば、シェ
リドン（Ｓｈｅｒｉｄｏｎ）の米国特許第４，１２６，
８５４号「ツイストボールディスプレイ（Ｔｗｉｓｔｉ
ｎｇ Ｂａｌｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）」に開示されてい
る。ジリコンディスプレイ装置は、直径数十ミクロンの
回転エレメント、普通は球体を極めて多数充填した厚さ
数ミル（約０．１ｍｍ程度）のエラストマーホスト層か
ら構成される。回転エレメント各々は、コントラストが
明白な２色、例えば白色と黒色とで半分ずつ色分けされ
ている。また、この２色回転エレメント各々は、２色半
分を分ける面に直交する電気双極子を有する。２色回転
エレメント各々の空洞には、双極性液体が含まれてい
る。上記ホスト層の対向する表面に配置された電極の間
に電界を掛けると、上記回転エレメントが、電界の極性
に応じて回転し、見る人には、上記の一色で着色された
半分または他の色で着色された他の半分が表示される。
【０００３】ジリコンシートは、電気ペーパーとしての
多くの要求特性、すなわち、双安定な画像保持、広い視
角、薄く柔軟なパッケージ化、高反射率と高解像度を備
えている。シェリドンの１９９５年２月１４日付け米国
特許第５，３８９，９４５号「紙状デジタルアドレスメ
ディアを含む書き込みシステムとこれに用いるアドレス
装置（Ｗｒｉｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｃｌｕｄｉ
ｎｇ Ｐａｐｅｒ−Ｌｉｋｅ Ｄｉｇｉｔａｌｌｙ Ａ
ｄｄｒｅｓｓｅｄ Ｍｅｄｉａ ａｎｄ Ａｄｄｒｅｓ
ｓｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ Ｔｈｅｒｅｆｏｒ）」には、
独立した外部アドレス手段を用いてジリコンシートに画
像を書き込む電気ペーパー印刷システムが記載されてい
る。上記の外部アドレス手段は、１次元アレイの形であ
り、直接もしくは無線技術を用いて、変調機能を有する
電子部品に接続される。上記１次元アレイがシートを走
査するにつれて、電子変調器によって個別電極電位が調
整され、電極と等電位面との間に電界が形成される。画
像は、電界の極性に従ってシート上に形成される。この
特許では、アドレス電極の近くの周縁電界のために、シ
ートの画像化エレメントの回転が不完全になったり、過
度になったりすることが認識されており、この問題を解
決する方法が記載されている。
【０００４】図１は、周縁電界問題を示し、上記‘９４
５特許に記載されているものである。
【０００５】図２は、ゼロ戻り（ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−
ｚｅｒｏ）効果を示し、以前は記載されていなかった問
題であり、上記‘９４５特許に記載の外部アドレス装置
でジリコンシートにアドレスする能力を制限するもので
ある。ジリコンシートは、保持媒体２００に埋め込まれ
た複数の２色回転エレメントから成り、第一カプセル層
２０２と第二カプセル層２０４との間に挟置されてい
る。保持媒体２００とカプセル層２０２、２０４とは、
支持裏面２０６に近接して配置され、支持裏面２０６は
電気的に接地されている。電源２１０に接続されている
外部アドレス装置２０８は、シートをＤ方向へ走査する
ように描かれている。２色球体２２０、２２６、２３２
各々は、保持媒体２００内部の液充填の空洞２２１、２
２７、２３３内にそれぞれ収まっている。正の移動イオ
ン電荷２４０と負の移動イオン電荷２４２とが、同様に
上記液充填空洞に存在する。電界が、外部アドレス装置
２０８と等電位面２０６との間に直接形成されると、空
洞２２７内では２色球体２２６が局所で回転し、移動イ
オン電荷２４０、２４２が分離する。外部アドレス装置
が通過した後であって、外部電界の影響が最早無い領域
にある空洞２２１では、既に分離した移動イオン空間電
荷のために、前に掛けられた電界と反対方向の電界が発
生し、この電界中の２色回転エレメント２２０にトルク
が掛かる。このトルクは、外部アドレス装置が定めた目
的位置から２色球体２２０を回転させて移動させてしま
い、その結果黒色半球２２４と白色半球２２２とは、光
学的に不良な視野位置になってしまう。
【０００６】これまで開示されなかった、電気ペーパー
印刷システムが直面する別の問題は、ある外部アドレス
装置で印刷された後に偶発的な摩擦電気でシートに書き
込みが行われる危惧である。上記の電気ペーパー印刷シ
ステムでは、電界形成能力を有する外部アドレス装置に
よって、画像の作成が意図的になされる。一方、処理中
に摩擦電気の交換によって偶発的に加えられる電荷も、
同じく電界を形成し、画像を変えることができる。この
作用は、画像の保持と安定性に脅威となる。この重要な
問題は、ジリコン、液晶および電気泳動技術を含む電界
アドレス電気ペーパーシートを用いるどんな電気ペーパ
ー技術にも共通な脅威であるということを強調したい。
【０００７】電気ペーパーシートに外部アドレス装置を
用いることが直面する最後の問題は、光学ディスプレイ
エレメントの応答速度に従ってシート全面に画像を如何
に速く印刷できるかについての制約である。ジリコンシ
ートでは、２色回転エレメントの完全な回転が行われる
のは、アドレス用電界が、少なくとも所要回転時間だ
け、１００ミリセカンドのオーダーは維持される時だけ
である。画像を何行も印刷しなければならないシートに
対しては、画像を全部表示するには何秒も、何分も掛か
る。
【０００８】電気ペーパーが直面する問題のもう一つ
は、カラー版を作成することの難しさである。シェリド
ンの１９９８年２月１０日付け米国特許第５，７１７，
５１５号「ツイストボールディスプレイをアドレスする
傾斜電界（Ｃａｎｔｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｆｉｅｌ
ｄｓ ｆｏｒ Ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ａ Ｔｗｉｓｔ
ｉｎｇ Ｂａｌｌ Ｄｉｓｐｌａｙ ）」には、ジリコ
ンシートとディスプレイにハイライトカラーとフルカラ
ー版を作成する方法が幾つか記載されている。これらの
システムでは全て、２色球体の代わりに、多重にセグメ
ント化された球体が必要になっている。すなわち、カラ
ーシステムを実装するに必要な回転エレメントは、２色
球体に用いられている二重セグメントの代わりに、少な
くとも三つの異なるセグメントを備えている。多重セグ
メントの球体を製造すること自体は可能であるけれど
も、必要な製造技術は、より複雑になるので、多重セグ
メント球体は、２色球体よりも製造が難しい。その上、
これらを実装するには、傾斜電界の複雑なアドレス技
術、多重閾値多重パスアドレス、または多重電極アドレ
ス層を必要とするアドレスが用いられる。傾斜電界アド
レスでは、視野面に実質的に垂直でない電界を発生させ
る必要があるし、一方、多重閾値多重パスアドレスで
は、異なる強度の電界が掛けられる時には異なる程度に
回転する球体を用いる必要がある。簡単に言えば、これ
らのシステムは全て、２色回転球体を用いる普通のジリ
コンシステムよりも実装が複雑であり、困難でもある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、米国特許第
５，３８９，９４５号に記載の印刷システムを実装する
改良法を提供する。本発明は、周縁電界問題に対する別
の解法を提供し、更に、ゼロ戻り効果、偶発的な電気摩
擦による書き込み、および走査速度の制約という問題に
対処する。更に、本発明は、改良されたグレースケー
ル、ハイライトカラー、およびフルカラーのジリコンシ
ステムを実装する方法を提供する。このシステムでは、
より簡単な２色球体だけが用いられ、異なる電界に応答
する回転エレメントや傾斜電界アドレスは不必要であ
る。
【００１０】本発明を簡単に述べると、本発明では、ジ
リコンシートをカプセル化するのに用いられる薄膜二面
の内の第一面の外に面している側に導電性電荷保持アイ
ランド（ｉｓｌａｎｄ）のパターンを用いる電気ペーパ
ーシートが提供される。第二カプセル層も、導電性材料
で被覆されたり、あるいは導電性材料で製作されたりす
るが、パターン化は行っても、行わなくても差し支えな
い。パターン化された面（複数を含む）の電荷保持アイ
ランドは、外部電荷移動装置から電荷を受容する。外部
電荷移動装置の構成は、例えば、板状として、シートの
上に覆い被せて接するようにもできるし、棒状として、
シートを掃くようにして移動させることもできるし、あ
るいは尖筆状としてペンや鉛筆のように用いることがで
きる。電荷移動装置が外された後は、導電性の電荷保持
アイランドの方が電荷を維持し、画像変化を起こすに十
分な強度と継続時間を有する電界を電気ペーパーに形成
する。
【００１１】
【発明の実施の形態】図３に目を向けると、ここには本
発明のジリコンシートが示されている。このジリコンシ
ートは、以下の要素、すなわち、シート３００と、第一
カプセル層３０２と、第二カプセル層３０４とから構成
される。ここで、第一カプセル層３０２は、導電性電荷
保持アイランド３０６でパターン化されているが、第ニ
カプセル層３０４は、電荷保持アイランドでパターン化
されても、されなくても差し支えない。
【００１２】第一カプセル層３０２と第二カプセル層３
０４とは、共に以下のことがなされなければならない。
すなわち、両層とも、シート３００を完全に含み、シー
ト３００を視ることが出来る透明な窓を少なくとも一面
備え、外部電荷移動装置でアドレス出来る電荷保持アイ
ランド３０６でパターン化された外部表面を少なくとも
一面備えなければならない。第一カプセル層３０２と第
二カプセル層３０４の形状は、薄いプラスチックシート
で、シート３００の周囲に密封もしくは固着したものと
することができる。第二カプセル層３０４は、全部が第
一カプセル層３０２とは別個になっている必要は必ずし
もない。この第二カプセル層３０４は、単に第一カプセ
ル層３０２を延長したものであって、これをシートの周
りに折り曲げ、残りの周囲の回りを密封もしくは固着し
たものとすることができる。また、第一カプセル層３０
２と第二カプセル層３０４の形状は、シート３００の内
容物を保持するために、スプレー処理、ドクター液処
理、または他の処理方法を用いて被覆したものとするこ
とができる。
【００１３】図３は、第一カプセル層３０２の外表面に
形成される電荷保持アイランド３０６のパターンを示
す。電荷保持アイランド３０６は、周囲が四角の形状
で、単純な２次元ｘ−ｙマトリクスに配置されている。
絶縁材製の狭いチャンネル３０３によって、電荷保持ア
イランド３０６間が分離される。チャンネル３０３は、
電荷がカプセル層を水平に移動してしまうのを防止する
役目を果たすが、電荷保持アイランド３０６よりはチャ
ンネル３０３の専有面積は十分に小さいものとし、ディ
スプレイの可能最大面積が導電性電荷保持材で覆われる
ようにする。とはいえ、チャンネル３０３の専有面積
は、小さすぎてはならない。電荷保持アイランド３０６
からの顕著な電荷漏洩を防止することができなくなるか
らである。アイランド／チャンネルの面積比の設計が適
切に行われたにしても、塵や溜まったゴミのためにチャ
ンネル間に導電性通路ができる危惧がある。従って、パ
ターンが形成されたカプセル層の表面を清浄に保つこと
が重要である。
【００１４】電荷保持アイランドの普通の２次元パター
ン、例えば、図３のようなものを実装する時、モアレ効
果を回避するため、外部電荷移動装置の電極エレメント
のピッチ（以降に詳細記載する）が、パターンの電荷保
持アイランド３０６のピッチに適合することが極めて重
要である。すなわち、外部電荷移動装置のピッチは、電
荷保持アイランドの間隔の整数倍か整数分の一であるこ
とが好ましい。外部電荷移動装置は、導電性アイランド
全てに電荷を無制限に注入して、書き込みページを消去
あるいはクリアすることができる。別法としては、この
外部装置は、個別のアイランド、またはアイランド群だ
けに電荷を注入して、ビット表現の画像を書き込むよう
にもプログラムできる。
【００１５】図４は、電荷保持アイランドパターンの第
二の可能な態様を示すもので、ここではランダムアレイ
が用いられる。第一カプセル層４００の上面図を見る
と、チャンネル４０２で分離された電荷保持アイランド
４０４がランダムに配置されているのが示される。電荷
保持アイランド４０４の専有面積は、依然としてチャン
ネル４０２に比較して相対的には大きくなければならな
いが、このようなランダム分布では、両機能のサイズ
は、ディスプレイされる画像のピクセルサイズよりもは
るかに小さくなければならない。ピクセルサイズは、外
部電荷移動装置のアドレスエレメントのサイズまたはレ
ンジによって定められ、電荷保持アイランド４０４のサ
イズには無関係である。とはいえ、電荷移動アレイは、
上記パターンとの完全なレジスターまたは位置決めを行
う必要はない。大きなアイランド群は各々のアドレスエ
レメントで電荷注入され、モアレ効果はアイランドパタ
ーンのランダム性によって無くなるからである。
【００１６】図５は、第二カプセル層５００の態様を示
す。この第二カプセル層５００は、導電性ではあるが、
電荷保持アイランドのパターン化は行われていない。こ
の第二カプセル層５００は、導電性材料製、もしくは内
面または外面のいずれかが導電性材料で被覆されたもの
である。この第二カプセル層５００は、表面にパターン
が形成されておらず、むしろ、全表面の少なくとも一部
については水平方向に導電性を有する。この形状では、
この第二カプセル層５００は、等電位表面として機能す
るのみならず、極めて効果的な摩擦遮蔽層として機能す
るので、偶発的な摩擦による書き込みが防止される。
【００１７】第二カプセル層５００は、また、図３と図
４の第一カプセル層にそれぞれ示されるような電荷保持
アイランドの規則アレイまたは不規則アレイを用いて、
パターン化することができる。最も優れた性能を得るに
は、このようなパターンを、シートから外に面するよう
にし、第二の外部電荷移動装置でアドレスできるように
する必要があり、一方、第一の外部電荷移動装置は、図
６に示されるように第一カプセル層側のパターンにアド
レスする。図６は、保持媒体６００中に埋め込まれた複
数の２色回転エレメントから構成されるジリコンシート
を示す。保持媒体６００は、電荷保持アイランド６０３
のパターンを備える第一カプセル層６０２と電荷保持ア
イランド６０５のパターンを備える第二カプセル層６０
４との間に挟置されている。電源６１０に接続されてい
る外部電荷移動装置６０８が、第一カプセル層６０２の
上をＤ方向へシートを横切って移動するように描かれて
いる。一方、第二外部電荷移動装置６１２は、接地さ
れ、第一外部電荷移動装置６０８とタンデムに第二カプ
セル層６０４を横切って移動するように描かれている。
【００１８】しかし、他のアドレススキームも可能であ
る。特に、第二カプセル層のパターン化を行う際に隣り
合っていないセグメントを電気的に接続するように配置
することができる。このようにすれば、隣接していない
領域を同時に選択して第一カプセル層を電荷移動装置で
アドレスし、一方では、選択しない領域をアドレスする
ことを防ぐことが出来る。
【００１９】第二電荷移動装置を用いると、第二カプセ
ル層６０４上に掛かっている電位を制御することによっ
て、書き込み性能が向上する。この処理モードでは、第
二カプセル層６０４上にはランダム型アレイを用いるの
が好ましく、そうすれば、電荷保持アイランドパターン
６０３と６０５とを、第一と第二のカプセル層６０２と
６０４および双方の外部電荷移動装置６０８と６１２と
の上にレジストレーション／位置合わせを行うのが簡易
化される。
【００２０】第二カプセル層は、導電性が無くとも実装
することが可能である。しかし、導電性が無い場合の第
二カプセル層の機能は、シートを保持するだけである。
これを用いたのでは、偶発的な摩擦による書き込みに対
する保護は得られない。非導電性の第二カプセル層を用
いる場合は、書き込み性能を最良にするには、外部で電
気的に接地された背面板（図示せず）、例えば、隣接面
が接地された金属板を用いなければならない。
【００２１】シート自体は、既知の方法によって構成す
ることができる。電荷保持アイランドは、導電性材料を
用いて多くの手段でカプセル層に作ることができる。こ
れまで試験された一つの方法は、透明、導電性のインジ
ウム錫酸化物（ＩＴＯ）のアイランドを透明ポリエステ
ルフィルム上に作ることである。ポリエステルフィルム
に極めて薄いＩＴＯ層を被覆し、技術に周知のフォトリ
ソグラフィー法でＩＴＯをエッチングしてチャンネルを
作る。残りの導電性ＩＴＯ部分は電荷保持アイランドと
して働き、絶縁チャンネルは、下地となっているポリエ
ステルで形成される。エッジ幅が０．０９０インチ（約
２．３ｍｍ）のＩＴＯアイランドと０．０１０インチ
（約０．２５ｍｍ）のチャンネルでパターン化されたポ
リエステルカプセル層が、実物試験に供された。この方
法を延長して、０．００３〜０．００５インチ（約０．
０７〜０．１３ｍｍ）のチャンネルと０．０１５〜０．
０２５インチ（約０．３８〜０．６４ｍｍ）のアイラン
ドエッジ幅サイズとからなるパターンを開発すること
は、一瀉千里である。もっと高解像度のものも、業界に
既知の他のパターン化法と技術を用いて達成することが
できる。薄いフィルムに塗着でき、リソグラフィー法で
パターン化できる金属ならどんなものでも、例えば、ク
ロムやアルミニウムをＩＴＯの代わりに用いることがで
きる。多くのプラスチック、例えば、ＰＶＤＣやポリエ
チレンは、アイランドを作成することができる基板の優
れた候補である。
【００２２】電荷保持アイランドは、カプセル層バルク
の一部分として作ることもできる。電荷保持アイランド
の導電性が、カプセル層内に挟置のシートまでにカプセ
ル層バルクを通じて広がると、所与のアドレス電圧で形
成される電界が強化されるのでシート性能の向上が可能
となる。Ｚ軸だけが導電性の材料が存在するが、この材
料は、一軸のみに電荷を伝送する導電性粒子をドーピン
グした絶縁ホスト材料から構成される。このような材料
のカプセル層は、本質的に極めて高解像度の導電性電荷
保持アイランドパターンを提供することになる。
【００２３】不透過性被覆も用いることができ、導電性
粒子を選好的に分散させて塗着し、バルク導電性電荷保
持アイランドを形成する。同様に、被覆物を二種、一つ
は導電性で、他は絶縁性のものをシートに塗着して、導
電性電荷保持アイランドパターンを作成することができ
る。
【００２４】電荷保持アイランドパターンは、形成され
たのが第一カプセルシート上にしろ、第二カプセルシー
ト上にしろ、あるいは両シート上にしろ、外部電荷移動
装置に対する電荷受容グリッドとして機能する。電荷を
保持することによって、該アイランドは、バッファ機構
を提供し、外部アドレス装置がない状態でも長期間、理
論的には永久に電界を維持する。実際には、導電性アイ
ランドは、電荷を無限に保持するものではない。電荷
は、誘電性のチャンネルを経てバルク材の下部へある程
度漏洩するからである。従って、電界は永遠に掛けられ
ているというのは正確でなく、単に所望の画像変化が起
こるに十分な時間だけ長く維持されるということであ
る。電荷保持アイランドが提供するバッファ作用は、電
気ペーパーのディスプレイ性能に顕著な効果を奏功す
る。
【００２５】第一に、電荷保持アイランドは、外部電荷
移動装置の所要滞留時間を光学系エレメントの速度によ
る規則から開放する。ジリコンシート内の回転エレメン
トは、数十〜数百ミリセコンドで完全に回転するので、
アドレス電界は、少なくともこの時間だけは保持されね
ばならない。アドレス装置が各行で回転時間全部に対し
て滞留しなければならないとすれば、数百行の画像を印
刷するには、数秒、あるいは数分かかる。「バッファ」
を提供する電荷保持アイランドパターンがあれば、任意
の速度で電荷移動装置をスキャンすることができる。
【００２６】第二に、電荷保持アイランドは、前述のゼ
ロ戻り効果を解決する。図７に示すジリコンシートの構
成は、複数の２色回転エレメントを保持媒体７００に埋
め込み、保持媒体７００は第一カプセル層７０２と第二
カプセル層７０４との間に挟置され、第二カプセル層７
０４には導電性被覆物７０５を塗着し、導電性被覆物７
０５は電気的に接地されている。電源７１０に接続した
外部電荷移動装置７０８は、Ｄ方向へシートを横切って
移動するように描かれている。２色回転エレメント７２
０、７２６、７３２各々は、内部に液充填の空洞７２
１、７２７、７３３内にあり、保持媒体７００内に埋め
込まれている。正の移動イオン空間電荷７４０と負の移
動イオン空間電荷７４２とが、同様に液充填空洞７２
１、７２７、７３３に入っている。外部電荷移動装置７
０８が走行して、先ず一つの電荷保持アイランド７３０
に電荷７４４を移動し、次いで別の電荷保持アイランド
７３２に電荷７４４を移動し、その後三番目の電荷保持
アイランド７３４を更にアドレスする。以前にアドレス
された電荷保持アイランド７３０によって形成された電
界内に存在する２色回転エレメント７２０が、完全に回
転し、移動イオン空間電荷７４０、７４２は、電荷保持
アイランド７３０上に保持された電荷７４４のお陰で空
洞７２１内で依然として分極状態にあり、電荷移動装置
７０８によって形成された画像は、手つかずであり、理
論的には永久に残る。実際には、電荷は電荷保持アイラ
ンド７３０から漏洩し、空洞は緩慢に減極する。減極は
非常に緩慢なので、減極によって一時に加えられた回転
ボールへの正味トルクは十分に小さく、ボールを回転さ
せて位置を変えさせることはない。
【００２７】この電荷移動法は、図７では電荷保持アイ
ランド７３０、７３２へ負の電荷を移動させるように描
かれていることに注目されたい。すなわち、電圧源７１
０は、電位では接地より低く、そのため、２色回転エレ
メントは特有の方向に傾斜する。このエレメントを反対
の方向に傾斜するのが所望の場合は、電圧源７１０を接
地より高い電位にして、正の電荷を電荷保持アイランド
へ移動させる。電圧源７１０は、２色回転エレメントを
回転させる所要電圧差を作り出せる能力がある限り、ど
んな電源でもよい。例えば、スイッチ付ＤＣ電源でよ
い。更に、第二カプセル層７０４は、必ずしも接地する
必要はない。電圧源７１０が、２色回転エレメントを回
転させる電圧より高い所要電圧差およびこれより低い所
要電圧差を作り出せる能力がある限り、第二カプセル層
７０４はどんな電圧にあってもよい。実際は、電圧差は
少なくとも約５０ボルトが必要である。しかし、正確な
電圧は、構成される正確なシステムに左右される。
【００２８】第三に、電荷保持アイランドは、前述の周
縁電界効果に対する別の解法を提供する。図８に示すジ
リコンシートの構成は、複数の２色回転エレメントを保
持媒体８００に埋め込み、保持媒体８００は第一カプセ
ル層８０２と第二カプセル層８０４との間に挟置し、第
二カプセル層８０４は導電性材料製で、電気的に接地さ
れたものである。電源８１０に接続した外部電荷移動装
置８０８は、Ｄ方向へシートを横切って移動するように
描かれている。２色回転エレメント８２０、８２６、８
３２各々は、内部に液充填の空洞８２１、８２７、８３
３内に収まり、保持媒体８００内に埋め込まれている。
外部電荷移動装置８０８が走行して、先ずある電荷保持
アイランド８３０を通過して電荷を移動し、次いで別の
電荷保持アイランド８３２を通過し、その後三番目の電
荷保持アイランド８３４を更にアドレスする。電界ライ
ン８１２は、主として電界保持アイランドから流れ、等
電位面８０４に対して直交する。これは、電荷保持アイ
ランドがない場合に（図２に図示）起こるように電界ラ
イン８１２が外部電荷移動装置８０８から流れるのとは
異なる。２色回転エレメント８２０、８２６は、アドレ
スされた後は、完全に回転し、外部電荷移動装置８０８
の周縁電界に顕著な影響を受けることはない。電荷保持
アイランド８３０、８３２を備えることによって、２色
回転エレメント８２０、８２６は、完全に回転でき、し
かも電荷移動装置８０８がその近くを去った後でも完全
に回転した状態を保つことができる。
【００２９】電荷保持アイランドは、四番目の問題、す
なわち、アドレスバッファとしての本来の役割に直接に
関連する問題でなく、電気的な伝導性に関する問題を解
決する。本発明の導電性電荷保持アイランドパターン
は、摩擦電気を遮蔽する層として機能し、摩擦で偶発的
な書き込みが行われてしまうのを防止する。摩擦電気に
よる偶発的な書き込みは、電界作用によるディスプレイ
技術、例えば、ジリコン、液晶、電気泳動などの技術に
基づく電気ペーパーの画像保持にとって脅威となる現象
である。前述したように、取り扱い中に摩擦電気の交換
によって偶然に加えられた電荷があると、画像変化を引
き起こす電界が発生する。これまでの観察によると、Ｉ
ＴＯ電荷保持アイランドをパターン化したポリエステル
カプセルシートを備えるジリコン材は、それで保護され
ていないジリコン材とは違って、取り扱いの際に顕著な
画像変化を起こすことはない。
【００３０】また、外部電荷移動装置の選択は、電荷保
持アイランドパターンと適合して作動するように行われ
る必要がある。電荷を電荷保持アイランドへ移動する好
適なメカニズムは、これまで二つが知られている。第一
は、接触式荷電であり、外部アドレスアレイの導電性接
点エレメントと導電性電荷保持アイランドとの間に機械
的接触を行うものである。接触すると、電荷が接触界面
から移動し、電荷保持アイランドと接点エレメントとを
同じ電位にする。図７と図８とに示されるように接点が
離れ、接点エレメントが書き込み領域から十分に離れた
後でも、電荷は電荷保持アイランドに留まり、シートに
電圧と電界とが保持される。一方、周知技術のイオング
ラフィック技術は、アイランドへの機械的接触によらな
い電荷移動機構の他の可能な一つを示す。イオングラフ
ィックエレメントは、コロナ放射源からイオンを制御さ
れた流れで放出するが、放出されたイオン流を近くの表
面上のスポット、例えば、本発明の電荷保持アイランド
へ正確に照射することが可能である。
【００３１】上記の電荷移動メカニズムいずれかを用い
る外部電荷移動装置では、多種多様の機械的配置が考え
られる。単一エレメントである尖筆は、例えば、図９に
示されるようなものであるが、これをペンや鉛筆のよう
に使うことができる。図に示される尖筆９００は接触式
電荷移動メカニズムを用いるものであるが、すでに確証
済みである。柔らかな導電性チップ９０２を用いて電荷
保持アイランド９０８に接触させる。チップは、導電性
コア９０４によって電源９０６へ接続されている。導電
性コア９０４は、絶縁材９１０で包まれているので、ユ
ーザは、電気ショックの恐れなしに尖筆を取り扱うこと
ができる。単一エレメントのイオングラフィック尖筆も
可能である。
【００３２】電荷移動エレメントの１次元アレイを製作
し、これをプリントヘッドまたはプリント棒のように用
いることができる。図１０は、接触式電荷メカニズムを
用いるこのような１次元アレイを示す。この接触式電荷
棒状ヘッド１０００は、導電性電荷移動エレメント１０
０２と絶縁エレメント１００４とを交互に配列して構成
される。電荷移動エレメント１００２は、電荷保持アイ
ランド１００６に確実に接触すると同時に、画像作成の
際は電気ペーパーに対して走行しなければならない。プ
リント回路ボードのエッジに溶接したバネ状ワイヤ型電
極を用いるアレイが確証済みである。より頑丈なアレイ
としては、周知の異方性導電エラストマーを用いるアレ
イ、つまりゼブラ型コネクタも可能である。周知のイオ
ングラフィックアドレスエレメントの１次元アレイも、
外部電荷移動棒状ヘッドとして使える可能性がある。
【００３３】アレイと電荷保持アイランドとの位置決め
は、図１０に示される程には「完全」である必要は必ず
しもない。各エレメントがアイランドに接触することが
必要なだけにすぎない。位置決めが最適な性能を示すに
は、図１０に示されるように、アレイがアイランドと同
じピッチであるのがよい。しかし、アレイエレメント各
個が多数の電荷保持アイランドへ電荷を移動するように
してもよい。更に、アレイエレメント各個が電荷移動ア
イランド各個より小さくするが、電荷移動アイランドと
同じピッチで配列し、アレイエレメント各個と電荷移動
アイランドとの間の位置決めにある程度の余裕があるよ
うにするのも可能であろう。これらのケースの全てにお
いて、電荷移動装置のエレメントのピッチは、モアレ効
果の発生を避けるため、電荷保持アイランドのピッチの
整数倍か整数分の一であることが好ましい。
【００３４】アドレスエレメントの２次元アレイも考え
られる。これは電気ペーパーの全面にアドレスする。図
１１は、このような装置を示し、電荷移動プラテン１１
００と称される。電気ペーパー１１１０のシートは、支
持ベース１１０６とアドレスエレメント１１０４の２次
元マトリクスアドレスアレイ１１０２とを備える装置の
内側に一時的に位置させる。マトリクスアドレスアレイ
１１０２は、電子ペーパー１１１０に接触、あるいは近
接して位置させることができる。図では、マトリクスア
レイ１１０２は、アークＲに沿って蝶番１１１２の周り
に回転し、電気ペーパー１１１０の上に被さるように示
されている。電荷は、電荷保持アイランド１１１４全て
に同時に移動され、画像が作成され、その後で電気ペー
パー１１１０を取り出すことができる。板状と棒状とを
混成したヘッド構造も考えられるが、これは上記二つの
アプローチによって得られるコストと性能との間の妥協
を図るものとなろう。
【００３５】上に議論した電荷保持アイランド法は、単
純な２色回転エレメントだけを用いて、ジリコンにグレ
ースケール、ハイライトカラー、加色フルカラー、また
はカスタムカラーを実装するのにも用いることが出来
る。図１２が示すのは、ジリコンシート１２００の一部
分を示し、前に議論したように絶縁エレメント１２０４
部分と電荷移動エレメント１２０６部分とを交互に備え
るアレイ型電荷移動装置１２０２を備えている。ジリコ
ンシート１２００は、液充填の空洞１２１０を含む保持
媒体１２０８を備える。空洞１２１０内各々には回転エ
レメント１２１２のような回転エレメントが含まれる。
回転エレメント１２１２は、二つの異なる部分１２１
４、１２１６に分割され、各部分は異なる光学的性質を
有する。ジリコンシート１２００の表面の一面は、導電
性材料１２１８で被覆され、等電位表面となり、一方、
ジリコンシート１２００の他の表面は、誘電体チャンネ
ル１２２２で分離された電荷保持アイランド１２２０、
１２２４のアレイで被覆されている。ここで、この具体
的な構造は説明の目的に用いられただけであり、電荷移
動装置や電荷保持アイランドの構造や等電位表面につい
て前に記載した変形も同じく適用できるということを注
記したい。また、図１２は電荷保持アイランド各個に対
して回転エレメントを１個だけ示しているけれども（例
えば、回転エレメント１２１２は、電荷保持アイランド
１２２０に関連し、回転エレメント１２２６は、電荷保
持アイランド１２２４に関連している）、実際には、所
与の電荷保持アイランドに対しては多数の回転エレメン
トが関連しているのが、より起こり得るケースであろ
う。このような場合、回転エレメントはどのようなパタ
ーンにも配置できる。例えば、技術に既知のように密充
填アレイとしたり、ランダム分散アレイとすることがで
きる。更に、回転エレメント１２１２は図面では２色球
体として示されているが、必ずしも球体である必要はな
く、本発明と同じ出願人に譲渡済みのシェリドンらの１
９９６年９月１３日出願の米国特許出願第０８／７１
６，６７２号に記載の２色円筒体でも差し支えない。
【００３６】ピクセルアドレス可能のジリコンに改良さ
れたグレースケールを実装するには、ピクセル１２３２
に、少なくとも２個の電荷保持アイランド１２２０、１
２２４に関連する領域を備えさせることである。僅か２
個の電荷保持アイランド１２２０、１２２４がピクセル
領域１２３２に属するものとして示されているが、所与
のピクセル領域に多数の電荷保持アイランドを含むのが
実際には可能性が高い。電荷保持アイランド１２２０、
１２２４は、同様に２色回転エレメント１２１２、１２
２６に関連し、電荷移動装置１２０２でアドレス可能な
ピクセル１２３２の個別的にアドレス可能なサブピクセ
ル領域を規定する。
【００３７】回転エレメント１２１２の２個の異なる部
分１２１４、１２１６がそれぞれ白と黒の光学性質を有
し、回転エレメント１２２６の２個の異なる部分１２２
８、１２３０がそれぞれ白と黒の光学性質を有している
場合、サブピクセル双方を白に、サブピクセル１個を白
にし一方で他を黒に、またはサブピクセル双方を黒に選
択することによって、ピクセル１２３２は、グレースケ
ール値を三つ表示するのに使うことができる。この考え
を延長すれば、ピクセルを多数一緒に用いて、各ピクセ
ルが上記の三つの値の一つを表示するピクセル組み合わ
せを選択することによって、当ジリコンは、広い範囲の
グレースケールを表示することができる。
【００３８】サブピクセルのアドレスを容易に行うため
に、等電位表面１２１８を、図１３に示されるようにパ
ターン化することができる。等電位表面１２１８もパタ
ーン化されるならば、特定のサブピクセルに関連した領
域を、電線１２３４、１２３６で電気的に結合すること
ができる。電線１２３４、１２３６に適当な電位を掛け
れば、特定のサブピクセルを電荷移動装置でアドレス
し、一方では他のサブピクセルのアドレスを防止すると
いう選択が同時に可能となる。
【００３９】グレースケールの実装は、上の例に限定さ
れない。例えば、回転エレメント１２１２の２個の異な
る部分１２１４、１２１６がそれぞれ白と黒の光学性質
を有し、回転エレメント１２２６の２個の異なる部分１
２２８、１２３０がそれぞれ白とある中間値グレーの光
学性質を有している場合、ピクセル１２３２は、サブピ
クセル双方を白に、サブピクセル１個を白にし一方では
他を黒かグレーに、またはサブピクセル１個をグレーに
し一方では他のサブピクセルを黒に選択することによっ
て、グレースケール値を四つ表示するのに使うことがで
きる。この考えを延長すれば、ピクセルを多数一緒に用
いて、各ピクセルが上記の四つの値の一つを表示するピ
クセル組み合わせを選択することによって、当ジリコン
は、広い範囲のグレースケールを表示することができ
る。しかし、この実装の仕方では、黒にある程度飽和の
問題が起こる恐れがある。サブピクセル双方を黒に選択
することができないからである。
【００４０】逆に、回転エレメント１２２６の２個の異
なる部分１２２８、１２３０がそれぞれ黒とある中間値
グレーの光学性質を有している場合、ピクセル１２３２
も、グレースケール値を四つ表示するのに使うことがで
きる。しかし、この実装の仕方では、白色度にある程度
飽和の問題が起こる恐れがある。サブピクセル双方を白
に選択することができないからである。このアプローチ
も、外挿すれば、各サブピクセルが黒、白、および中間
グレースケール値のある組み合わせを含む場合サブピク
セルの多数の組み合わせに用いることができる。
【００４１】このアプローチも、ハイライトカラーを作
成するのに延長可能である。例えば、回転エレメント１
２１２の２個の異なる部分１２１４、１２１６がそれぞ
れ白と黒の光学性質を有し、回転エレメント１２２６の
２個の異なる部分１２２８、１２３０がそれぞれ白とあ
る他のカラー、例えば、赤の光学性質を有している場
合、ピクセル１２３２は、サブピクセル双方を白に、サ
ブピクセル１個を白にし一方では他を黒か赤に、または
サブピクセル１個を赤にし一方では他のサブピクセルを
黒に選択することによって、四つのカラー値を表示する
のに使うことが可能である。この場合、例えば、赤のテ
キストまたは赤の下線の表示が可能である。
【００４２】ハイライトカラーも、ジリコンの指定領域
に用いることができる。例えば、会社のロゴの表示が期
待されているシート領域にピクセル１２３２を配置する
ことができる。このような場合回転エレメント１２１２
の２個の異なる部分１２１４、１２１６と回転エレメン
ト１２２６の２個の異なる部分１２２８、１２３０とが
会社のロゴの色の光学性質を有しているとする。ゼロッ
クス社（ＸｅｒｏｘＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）で用いら
れている、白の背景に表示された「赤のデジタルＸ」を
一例に挙げれば、回転エレメント１２１２の２個の異な
る部分１２１４、１２１６がそれぞれ白と赤との光学性
質を有し、回転エレメント１２２６の２個の異なる部分
１２２８、１２３０もそれぞれ白と赤との光学性質を有
している。この場合、赤と白のカラーを含むジリコンの
その部分のピクセルを用いて、白の背景に「赤のデジタ
ルＸ」と表示し、一方ではジリコンの残りを用いて、黒
と白のテキストの表示が可能である。
【００４３】電荷保持アイランド法は、単純な２色回転
エレメントを用いて加色フルカラージリコンを実装する
のにも用いられる。図１４に示すのは、ジリコンシート
１３００の一部分を示し、前に議論したように絶縁エレ
メント１３０４部分と電荷移動エレメント１３０６部分
とを交互に備えるアレイ型電荷移動装置１３０２を備え
る。ジリコンシート１３００は、液充填の空洞１３１０
を含む保持媒体１３０８を備える。空洞１３１０内各々
には回転エレメント１３１２のような回転エレメントが
含まれる。回転エレメント１３１２は、二つの異なる部
分１３１４、１３１６に分割されている。ジリコンシー
ト１３００の表面の一面は、導電性材料１３１８で被覆
され、等電位表面となり、一方、ジリコンシート１３０
０の他の表面は、誘電体チャンネル１３２２で分離され
た電荷保持アイランド１３２０、１３２４のアレイで被
覆されている。ここで、この具体的な構造は説明の目的
に用いられただけであり、電荷移動装置や電荷保持アイ
ランドの構造や等電位表面について前に記載した変形も
同じく適用できるということを注記したい。また、図１
４は電荷保持アイランド各個に対して回転エレメントを
１個だけ示しているけれども（例えば、回転エレメント
１３１２は、電荷保持アイランド１３２０に関連してい
る）、実際には、所与の電荷保持アイランドに対しては
多数の回転エレメントが関連しているのが、より起こり
得るケースであろう。このような場合、回転エレメント
はどのようなパターンにも配置できる。例えば、密充填
アレイとしたり、ランダム分散アレイとすることができ
る。更に、回転エレメント１３１２は、この図面では２
色球体として示されているが、必ずしも球体である必要
はなく、２色円筒体でも差し支えない。
【００４４】ピクセルアドレス可能のジリコンに、ＴＶ
ディスプレイまたはＬＣＤディスプレイに類似の加法フ
ルカラーを実装するには、ピクセル１３３２に、少なく
とも３個の電荷保持アイランド１３２０、１３２４、１
３４０に関連する領域を備えさせることである。僅か３
個の電荷保持アイランド１３２０、１３２４、１３４０
がピクセル領域１３３２に属するものとして示されてい
るが、実際には、所与のピクセル領域に多数の電荷保持
アイランドを含む可能性が高い。電荷保持アイランド１
３２０、１３２４、１３４０は、同様に２色回転エレメ
ント１３１２、１３２６、１３３４それぞれに関連し、
電荷移動装置１３０２でアドレス可能なピクセル１３３
２の個別的にアドレス可能なサブピクセル領域を規定す
る。
【００４５】回転エレメント１３１２の２個の異なる部
分１３１４、１３１６がそれぞれ白と緑の光学性質を有
し、回転エレメント１３２６の２個の異なる部分１３２
８、１３３０がそれぞれ白と青の光学性質を有し、そし
て回転エレメント１３３４の２個の異なる部分１３３
６、１３３８がそれぞれ白と赤の光学性質を有している
場合、ピクセル１３３２は、加色フルカラー画像を表示
するのに用いることができる。ＴＶディスプレイまたは
ＬＣＤディスプレイの様に、特定のカラーは、ピクセル
１３３２の異なる部分を選択することによって選ばれ
る。例えば、赤ピクセルが所望の場合は、回転エレメン
ト１３３４が電荷移動装置によって位置決めされ、その
赤部分を表示し、一方、回転エレメント１３２６と１３
１２とが白部分を表示するために位置決めされる。同様
に、緑ピクセルが所望の場合は、回転エレメント１３１
２が電荷移動装置によって位置決めされ、その緑部分を
表示し、一方、回転エレメント１３２６と１３３４とが
白部分を表示するために位置決めされる。従ってジリコ
ンは、多くのピクセルを一緒に用い、各ピクセルが赤、
青、緑、または白のいずれかを表示する際にピクセルの
組み合わせを選択することによって、広い範囲の色を表
示することができる。しかし、この配置の欠点は黒が得
られないことである。
【００４６】このジリコンシステムは、回転エレメント
を異なるように選択することによって、加色フルカラー
と黒とを表示することができる。ピクセルアドレス可能
のジリコンに加色フルカラーにプラスして黒を実装する
には、回転エレメント１３１２の二つの異なる部分１３
１４，１３１６がそれぞれ黒と緑の光学性質を備え、回
転エレメント１３２６の二つの異なる部分１３２８，１
３３０がそれぞれ黒と青の光学性質を備え、回転エレメ
ント１３３４の二つの異なる部分１３３６，１３３８が
それぞれ黒と赤の光学性質を備えることである。ＴＶデ
ィスプレイまたはＬＣＤディスプレイの様に、特定のカ
ラーは、ピクセル１３３２の異なる部分を選択すること
によって選ばれる。例えば、赤ピクセルが所望の場合
は、回転エレメント１３３４が電荷移動装置によって位
置決めされ、その赤部分を表示し、一方、回転エレメン
ト１３２６と１３１２とが黒部分を表示するために位置
決めされる。同様に、緑ピクセルが所望の場合は、回転
エレメント１３１２が電荷移動装置によって位置決めさ
れ、その緑部分を表示し、一方、回転エレメント１３２
６と１３３４とが黒部分を表示するために位置決めされ
る。白ピクセルが所望の場合は、回転エレメント１３１
２が電荷移動装置によって位置決めされ、その緑部分を
表示し、一方、回転エレメント１３２６と１３３４とが
それぞれ青と赤との部分を表示するために位置決めされ
る。黒ピクセルが所望の場合は、三つの回転エレメント
１３１２、１３２６、１３３４全てが黒部分を示すため
に位置決めされる。この構成は、カラーの全範囲に加え
てプラス黒を表示する利点があるが、上に詳細に記載の
構成に比較して白色度が少し劣る不利な点がある。
【００４７】サブピクセルのアドレスを容易に行うため
に、等電位表面をパターン化することができる。等電位
表面もパターン化すれば、特定のサブピクセルに関連し
た領域を電線で電気的に結合することができる。電線に
適当な電位を掛ければ、特定のサブピクセルを電荷移動
装置でアドレスし、一方では他のサブピクセルのアドレ
スを防止するという選択が同時に可能となる。例えば、
特定のカラー、例えば、赤に関連するサブピクセル領域
全てを結合することができる。
【００４８】適正な白色度の白と、黒とを共に有するフ
ルカラーの加色システムも、図１５に示されるように構
成することができる。図１５が示すのは、ジリコンシー
ト１４００の一部分を示し、前に議論したように絶縁エ
レメント１４０４部分と電荷移動エレメント１４０６部
分とを交互に備えるアレイ型電荷移動装置１４０２を備
える。ジリコンシート１４００は、液充填の空洞１４１
０を含む保持媒体１４０８を備える。空洞１４１０内各
々には回転エレメント１４１２のような回転エレメント
が含まれる。回転エレメント１４１２は、二つの異なる
部分１４１４、１４１６に分割されている。ジリコンシ
ート１４００の表面の一面は、導電性材料１４１８で被
覆され、等電位表面となり、一方、ジリコンシート１４
００の他の表面は、誘電体チャンネル１４２２で分離さ
れた電荷保持アイランド１４２０、１４２４のアレイで
被覆されている。ここで、この具体的な構造は説明の目
的に用いられただけであり、電荷移動装置や電荷保持ア
イランドの構造や等電位表面について前に記載した変形
も同じく適用できるということを注記したい。また、図
１５は電荷保持アイランド各個に対して回転エレメント
を１個だけ示しているけれども（例えば、回転エレメン
ト１４１２は、電荷保持アイランド１４２０に関連して
いる）、実際には、所与の電荷保持アイランドに対して
は多数の回転エレメントが関連しているのが、より起こ
り得るケースであろう。このような場合、回転エレメン
トはどのようなパターンにも配置できる。例えば、密充
填アレイとしたり、ランダム分散アレイとすることがで
きる。更に、回転エレメント１４１２は、この図面では
２色球体として示されているが、必ずしも球体である必
要はなく、２色円筒体でも差し支えない。
【００４９】この実装では、ピクセル１４３２に、少な
くとも４個の電荷保持アイランド１４２０、１４２４、
１４４０、１４４２に関連する領域を備えさせることで
ある。僅か４個の電荷保持アイランド１４２０、１４２
４、１４４０、１４４２がピクセル領域１４３２に属す
るものとして示されているが、実際には、所与のピクセ
ル領域に多数の電荷保持アイランドを含む可能性が高
い。電荷保持アイランド１４２０、１４２４、１４４
０、１４４２は、同様に２色回転エレメント１４１２、
１４２６、１４３４、１４４４それぞれに関連し、電荷
移動装置１４０２でアドレス可能なピクセル１４３２の
個別的にアドレス可能なサブピクセル領域を規定する。
【００５０】回転エレメント１４１２、１４２６、１４
３４、１４４４各個の一部分１４１４、１４２８、１４
３６、１４４６が白に着色され、回転エレメント１４１
２、１４２６、１４３４、１４４４各個の他の部分１４
１６、１４３０、１４３８、１４４８がそれぞれ緑、
青、赤、黒に着色されている。ここでも、特定のカラー
は、ピクセル１４３２の異なる部分を選択することによ
って選ばれる。例えば、赤ピクセルが所望の場合は、回
転エレメント１４３４が電荷移動装置によって位置決め
され、その赤部分を表示し、一方、残りの回転エレメン
ト１４２６、１４１２、１４４４が白部分を表示するた
めに位置決めされる。同様に、緑ピクセルが所望の場合
は、回転エレメント１４１２が電荷移動装置によって位
置決めされ、その緑部分を表示し、一方、残りの回転エ
レメント１４２６、１４３４、１４４４が白部分を表示
するために位置決めされる。従って、ピクセルを多数一
緒に用いて、各ピクセルが赤、青、緑、黒又は白のいず
れかを表示するピクセル組み合わせを選択することによ
って、当ジリコンは、広い範囲のカラーを表示すること
ができる。黒を選択するのは、同じようにエレメント１
４４４を回転してその黒部分を表示し、一方では残りの
エレメント１４１２、１４２６、１４３４を回転してそ
れらの白部分を示すことによって行うことができる。白
を選択するのは、４個の回転エレメント１４１２、１４
２６、１４３４、１４４４全てを回転してそれらの白部
分を表示することによって行うことができる。この配置
は、前の構成に較べて黒と優れた白色度の白とを共に表
示する利点があるが、余分のサブピクセルを使うことか
ら、前述の構成のものに較べてカラー飽和度が少し劣る
恐れが不利である。
【００５１】上記のシステムは全て、図１６に示される
ように２色回転エレメントに対して円筒形のエレメント
で実装することができる。図１６が示すのは、ジリコン
シート１５００の一部分を示し、前に議論したように絶
縁エレメント１５０４部分と電荷移動エレメント１５０
６部分とを交互に備えるアレイ型電荷移動装置１５０２
を備える。ジリコンシート１５００は、液充填の空洞１
５１０を含む保持媒体１５０８を備える。空洞１５１０
内各々には回転エレメント１５１２のような回転エレメ
ントが含まれる。回転エレメント１５１２は、二つの異
なる部分１５１４、１５１６に分割されている。ジリコ
ンシート１５００の表面の一面は、導電性材料１５１８
で被覆され、等電位表面となり、一方、ジリコンシート
１５００の他の表面は、誘電体チャンネル１５２２で分
離された電荷保持アイランド１５２０のアレイで被覆さ
れている。ここで、この具体的な構造は説明の目的に用
いられただけであり、電荷移動装置や電荷保持アイラン
ドの構造や等電位表面について前に記載した変形も同じ
く適用できるということを注記したい。また、図１６は
電荷保持アイランド各個に対して回転エレメントを１個
だけ示しているけれども（例えば、回転エレメント１５
１２は、電荷保持アイランド１５２０に関連してい
る）、実際には、所与の電荷保持アイランドに対しては
多数の回転エレメントが関連しているのが、より起こり
得るケースであろう。上記のように構成されたジリコン
は、図１２〜１５に示される実装のどれにも用いること
ができる。サブピクセル領域の選択と作動は全く同じで
あるが、円筒形粒子に置き換えることによって、白色度
とカラー飽和度が優れたジリコンディスプレイが得られ
る筈である。円筒系粒子を用いると、より高い充填密度
が得られるからである。
【００５２】また、カラーとグレースケールという光学
特性を用いるシステムをどのように実装するかを示した
上記の原理は、多くの光学特性、例えば、偏光、二重屈
折、相遅延、光散乱、光反射などに延長して適用できる
ということを注記する。一般に、上記回転エレメント
は、広範囲の方法で光を変調するのに用いることが出来
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 外部書き込み装置を備えるジリコンの従来技
術構造の側面図であって、周縁電界の効果を示す図であ
る。
【図２】 外部書き込み装置を備えるジリコンの従来技
術構造の側面図であって、ゼロ戻り効果を示す図であ
る。
【図３】 本発明のジリコンシートの上面図であって、
電荷保持アイランドを示す図である。
【図４】 本発明のジリコンシートの上面図であって、
電荷保持アイランドの別の態様を示す図である。
【図５】 本発明のジリコンシートの底面図であって、
等電位表面を示す図である。
【図６】 本発明のジリコンシートの側面図であって、
２個の外部電荷移動装置を備える図である。
【図７】 本発明のジリコンシートの側面図であって、
電荷保持アイランドによって移動イオン電荷を制御する
ことを示す図である。
【図８】 本発明のジリコンシートの側面図であって、
電荷が保持されていることを示す図である。
【図９】 本発明のジリコンシートの透視図であって、
点型の電荷移動装置を示す図である。
【図１０】 本発明のジリコンシートの透視図であっ
て、アレイ型の電荷移動装置を示す図である。
【図１１】 本発明のジリコンシートの透視図であっ
て、２次元アレイ型の電荷移動装置を示す図である。
【図１２】 図１０に示されるジリコン装置であって、
２個のサブピクセルを備えるピクセルを示す図である。
【図１３】 図１２に示されるジリコン装置であって、
等電位面をパターン化した例を示す図である。
【図１４】 図１０に示されるジリコン装置であって、
３個のサブピクセルを備えるピクセルを示す図である。
【図１５】 図１０に示されるジリコン装置であって、
４個のサブピクセルを備えるピクセルを示す図である。
【図１６】 図１０に示されるジリコン装置であって、
円筒形の回転エレメントを示す図である。
【符号の説明】
２００，６００，７００，８００，１２０８，１３０
８，１４０８，１５０８保持媒体、２０２，３０２，４
００，６０２，７０２，８０２ 第一カプセル層、２０
４，３０４，５００，６０４，７０４，８０４ 第二カ
プセル層、２０６ 支持裏面、２０８ 外部アドレス装
置、２１０，６１０，７１０，８１０，９０６ 電源、
２２０，２２６，２３２ ２色球体、２２１，２２７，
２３３，７２１，７２７，７３３，８２１，８２７，８
３３，１２１０，１３１０，１４１０，１５１０ 液充
填の空洞、２２２ 白色半球、２２４ 黒色半球、２４
０，７４０ 正イオン移動電荷、２４２，７４２ 負イ
オン移動電荷、３００ シート、３０６，４０４，６０
３，６０５，７３０，７３２，７３４，８３０，８３
２，８３４，１００６，１２２０，１２２４，１３２
０，１３２４，１３４０，１４２０，１４２４，１４４
０，１４４２，１５２０ 電荷保持アイランド、１０
８，２０８，６０８，６１２，７０８，８０８ 外部電
荷移動装置、７０５導電性被覆物、７０７ 接地、７２
０，７２６，７３２，８２０，８２６，８３２，１２１
２，１２２６，１３１２，１３２６，１３３４，１４１
２，１４２６，１４３４，１４４４，１５１２ ２色回
転エレメント、７４４ 電荷、８１２ 電界ライン、９
００ 尖筆、９０２ 導電性チップ、９０４ 導電性コ
ア、９１０ 絶縁材、１０００ 接触式荷電棒状ヘッ
ド、１００２，１３０６，１４０６，１５０６ 導電性
電荷移動エレメント、１００４，１２０４，１３０４，
１４０４，１５０４ 絶縁エレメント、１１００ 電荷
移動プラテン、１１０２２次元マトリクスアドレスアレ
イ、１１０４ アドレスエレメント、１１１０電気ペー
パー、１１１２ 蝶番、１２００，１３００，１４０
０，１５００ジリコンシート、１２０２，１３０２，１
４０２，１５０２ アレイ型電荷移動装置、１２１４，
１２１６，１２２８，１２３０，１３１４，１３１６，
１３２８，１３３０，１３３６，１３３８，１４１４，
１４１６，１５１４，１５１６回転エレメントの色の異
なる部分、１２１８，１３１８，１５１８ 導電性材
料、３０３，１２２２，１３２２，１４２２，１５２２
誘電体チャンネル、１２３２，１３３２，１４３２
ピクセル領域、１２３４，１２３６ 電線、１４１４，
１４１６，１４２８，１４３０，１４３６，１４３８，
１４４６，１４４８ 回転エレメントの一部分。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート エイ スプレイグ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サラ トガ ボーゲインビレア コート 14605 (72)発明者 エドワード エイ リッチレイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 パロ アルト シルバ コート 4392

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 対向する外表面を両面有する電気ペーパ
    ーシートを構成する材料において、前記外表面の少なく
    とも一面が、間隔を置いて配置された複数の電荷保持ア
    イランドと、その間に挟置された絶縁材領域とによって
    実質的に表装されていることを特徴とする電気ペーパー
    構成材料。
  2. 【請求項２】 対向する外表面を両面有する電気ペーパ
    ーシートを構成する材料において、外表面の少なくとも
    一面の選択された部分に電荷を保持する手段を備えるこ
    とを特徴とする電気ペーパー構成材料。
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