KR20030016179A - 전기 영동 장치, 전기 영동 장치의 구동 방법, 전기 영동장치의 구동 회로, 및 전자기기 - Google Patents

전기 영동 장치, 전기 영동 장치의 구동 방법, 전기 영동장치의 구동 회로, 및 전자기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기 영동 장치에 있어서 전기 영동 분산액의 변질을 방지함과 동시에 화상 유지성을 극히 향상시키는 것을 과제로 한다. 본 발명의 전기 영동 장치(20A)는 제 1 기판(1)에 형성된 전극(3)과, 제 2 기판(2)에 형성된 투명 전극(4)과, 이들 전극 3과 전극 4의 사이에 충전된 전기 영동 분산액(10)을 구비하고, 전극 3과 전극 4 중 적어도 한 쪽의 표면에 절연성 피막(11)을 형성하고 있다. 구동 전압 발생 장치(30)는 전극 3과 전극 4의 사이에 인가되는 구동 전압을 발생하도록 되어 있고, 그 발생 구동 전압은 그 전압 절단시의 파형이 절연성 피막(11)의 시정수보다 큰 시정수를 가지고 변화하도록 되어 있다.

Description

전기 영동 장치, 전기 영동 장치의 구동 방법, 전기 영동 장치의 구동 회로, 및 전자기기{ELECTROPHORESIS APPARATUS, DRIVING METHOD OF ELECTROPHORESIS APPARATUS, DRIVING CIRCUIT OF ELECTROPHORESIS APPARATUS AND ELECTRONIC EQUIPMENT}
본 발명은 전기 영동 장치에 관한 것으로, 특히 액상 분산매와 전기 영동 입자를 함유하는 전기 영동 분산액과, 절연성 재료로 이루어진 부재를 대향 전극 사이에 수용하여 이루어지는 전기 영동 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 그 전기 영동 장치에 기초하여 전기 영동 표시 장치를 구비하도록 한 각종 전자기기에 관한 것이다.
종래, 한 쌍의 전극 사이에 액상 분산매와 전기 영동 입자를 함유하는 전기 영동 분산액이 수용되어 있는 전기 영동 장치에 있어서, 그 한 쌍의 전극 사이에 인가함으로써 전기 영동 입자의 분포 상태가 변화하는 것을 이용한 전기 영동 표시 장치에 대한 적용이 공지되어 있다. 도 10의 (a)에 전기 영동 장치를 전기 영동 구동 표시 장치에 적용한 경우의 일반적인 구성도를 나타낸다.
그 전기 영동 표시 장치(20)는 제 1 기판(1)에 전극(3)과, 제 2 기판(2)에 형성된 투명 전극(4)과, 이들 전극(3)과 투명 전극(4) 사이에 충전된 전기 영동 분산액(10)과, 이 전기 영동 분산액(10)의 유출을 방지하기 위한 스페이서(7)로 이루어진다. 동일한 도면에서, 표시 장치의 1 화소분의 단면을 나타내고 있다.
전기 영동 분산액(10)은 액상 분산매(6)와, 이 액상 분산매(6) 내에 분산되어 있는 전기 영동 입자(5)로 구성되어 있다. 따라서 액상 분산매(6)와 전기 영동입자(5)는 서로 상이한 착색이 되어 있다.
이 전기 영동 장치(20)에서는 서로 역방향의 전압을 인가하기 위한 전압원(9a 및 9b)을 전환 스위치(8)를 통해서 접속하고 있다. 즉, 전압(3)은 전압원(9a 및 9b)의 일단에 접속되고, 전극(4)은 전환 스위치(8)를 통해서 전압원(9a 및 9b)의 타단에 접속되어 있다. 이러한 접속을 해두면, 전환 스위치(8)의 전환에 따라서 전극(3, 4) 사이에 인가하는 전압의 방향을 전환할 수 있다. 인가하는 전압의 방향을 전환함으로써, 전기 영동 입자를 소망의 전극측에 채집하여 소망의 표시를 행할 수 있다.
즉, 전기 영동 입자(5)가 양으로 대전되어 있는 경우, 동 도면의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이, 전압원(9a)에 의한 전압을 인가함으로써 관측자에 가까운 투면 전극(4)측에 전기 영동 입자(5)를 채집할 수 있다. 이 상태에서, 관측자는 전기 영동 입자(5)의 색을 보게 된다. 한편, 동 도면의 (c)에 도시된 바와 같이, 전압원(9b)에 의한 전압을 인가함으로써 관측자로부터 멀리 떨어진 전극(3)측에 전기 영동 입자(5)를 채집할 수 있다. 이 상태에서 관측자는 액상 분산매(6)의 색을 보게 된다. 또한, 전기 영동 입자(5)가 음으로 대전되어 있는 경우, 입자가 움직이는 방향은 상기 설명한 것과 역으로 된다.
상술한 바와 같이, 도 10의 (a)에 도시되어 있는 구성을 사용하면, 전압을 인가하는 방향에 대응하는 2 종류의 색을 표시할 수 있기 때문에, 동일 도면에 나타나 있는 구성을 전체 화소에 배치하면, 소망의 화상을 표시하는 전기 영동 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한, 전극 표면을 절연성 재료로 피복한 구조의 전기 영동 표시 장치가 공지되어 있다. 이 전기 영동 표시 장치에서는, 대향하는 전극의 적어도 한 쪽 면에 형성한 절연층을 구비하고, 이 절연층에 걸리는 전압의 최대값은 그 절연층의 절연 파괴 강도와 막 두께의 곱보다 작도록 구성되어 있다. 이와 같은 구성을 함으로써, 전기 영동 분산액과 전극 사이의 전하의 수수(授受)에 의해서 생기는 분산액의 변질을 방지할 수 있다.
그런데, 상술한 전기 영동 장치를 가소성인 기판 상에 형성하면, 전자 페이퍼를 실현할 수 있다고 생각된다. 단, 그 경우 전압을 인가하여 표시 내용을 기입하는 후 장기간에 걸쳐서 표시 내용을 보존할 필요가 있다.
전극의 표면에 절연성 피막을 설치한 전기 영동 표시 장치에 있어서, 절연성 피막의 시정수를 전기 영동 분산액의 시정수보다 커지도록 조정하면, 자기 소거성에 의해 장기간에 걸쳐 표시 내용의 유지가 불가능해져 버린다.
그러나, 절연성 피막의 시정수를 작게 하면, 자기 소거성은 방지할 수 있지만, 전기 영동 입자의 전기 영동을 발생시키는데 충분한 레벨의 전계를 전기 영동 분산액에 인가하는 것이 곤란해진다. 또한, 절연성 피막의 절연성이 낮아지게 되고 결과적으로 분산액의 변질을 야기할 우려가 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 결점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 제 1 목적은 전기 영동 분산액의 변질을 방지하고, 예를 들면, 전자 페이퍼를 실현하기 위해 화상 유지성을 극히 향상시킨 전기 영동 장치를 제공하는데 있다.
또, 본 발명의 제 2 목적은 전자 페이퍼와 같은 표시 장치를 구비한 전자기기에 있어서, 그 표시 장치가 전기 영동 표시 장치이어도 그 화상 유지 특성이 극히 향상된 전자기기를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 전기 영동 장치를 나타내는 도면으로, (a)는 그 구조를 나타내는 단면도, (b)는 그 전기적인 등가 회로를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 작용을 설명하기 위한 도면으로, (a)는 종래 장치의 작용, (b)는 본 발명의 장치의 작용을 나타낸 도면.
도 3은 인가 전압의 파형을 나타낸 도면.
도 4는 인가 전압의 파형의 다른 예를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 전기 영동 장치의 구조를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 전기 영동 장치의 전기 영동 표시 장치의 평면도.
도 7은 도 6의 A-A'선에 따른 단면 구조를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 전기 영동 장치의 구동 전압 발생 장치의 구성을 나타내는 회로도.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 전기 영동 장치의 동작을 설명하는 타이밍 차트.
도 10은 종래의 전기 영동 장치의 예를 나타내는 도면으로, (a)는 그 구조를 나타내는 단면도, (b) 및 (c)는 화상 표시 원리를 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 전자기기의 예인 전자 북의 외관 구성을 나타내는 사시도.
도 12는 그 전자 북의 전기적인 구성을 나타내는 블록도.
도 13은 본 발명의 전자기기의 예인 컴퓨터의 외관 구성을 나타내는 사시도.
도 14는 본 발명의 전자기기의 예인 휴대전화의 외관 구성을 나타내는 사시도.
도 15는 본 발명의 전자기기의 예인 디지털 스틸 카메라의 외관 구성을 나타낸 사시도.
도 16은 본 발명의 전자기기의 예인 전자 페이퍼의 외관 구성을 나타낸 사시도.
도 17은 본 발명의 전자기기의 예인 전자 노트의 외관 구성을 나타낸 사이도.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
1: 제 1 기판
2: 제 2 기판
3: 전극(화소 전극)
4: 투명 전극(공통 전극)
5: 전기 영동 입자
6: 액상 분산매
7: 스페이서
8: 전환 스위치
9a, 9b: 전압원
10: 전기 영동 분산액
11: 절연성 피막
20A, 20B: 전기 영동 표시 장치
30: 구동 전압 발생 장치
31: 전압 발생 회로
32: 선택 회로
33: 파형 변환 회로
40: 마이크로캡슐
41: 바인더
61: 전자북
64: 표시 장치
80: 퍼스널컴퓨터
90: 휴대 전화
100: 디지털 스틸 카메라
110: 전자 페이퍼
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하고, 상술한 제 1 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 전기 영동 장치는 제 1 기판과, 상기 제 1 기판 상에 설치된 제 1 전극과, 제 2 기판과, 상기 제 2 기판 상에 설치되고, 상기 제 1 전극에 대향하는 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 협지되며 적어도 분산매(分散媒)와 전기 영동 입자를 함유하는 전기 영동 분산액을 갖는 전기 광학층과, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 설치된 절연성 부재를 가지고, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 인가되는 전압이 복수의 전압값을 갖게 되고, 그 복수의 전압값 중 하나의 전압값으로부터 그 이외의 어느 전압값으로의 변화시의 시정수가 상기 절연성 부재의 시정수보다 커지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 따르면, 절연성 부재의 시정수가 전기 영동 분산액의 시정수보다 큰 경우에도 자기 소거가 발생할 수 있고, 그 결과로서 화상 유지성을 극히 향상시킬 수 있다.
본 발명의 전기 영동 장치에 있어서, 상기 절연성 부재를 상기 제 1 전극과 상기 전기 광학층 사이 및 상기 제 2 전극과 상기 전기 광학층 사이 중 적어도 어느 한 쪽에 설치한 구성으로 할 수 있다. 또한, 상기 제 1 기판 및 상기 제 1 전극이 함께 광투과성을 가지고, 상기 절연성 부재가 상기 제 1 전극과 상기 전기 광학층 사이에 설치되는 것과 동시에 광투과성을 갖는 구성으로 할 수 있다.
또, 상기 절연성 부재의 전기 저항값을 R, 정전 용량값을 C로 하고, 상기 전기 영동 분산액의 전기 저항을 Rep, 정전 용량값을 Cep로 했을 때에,
R × C ≥ Rep × Cep
의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 전기 영동 분산액에 실효적으로 인가되는 전압을 높게 할 수 있다.
상기 절연성 부재는 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 적어도 어느 한쪽에 설치된 절연성 피막을 포함하는 구성으로 할 수 있다.
이 구성에 의하면, 상기 조건을 만족하도록 설정할 수 있다.
또, 상기 전기 광학층이 상기 전기 영동 분산액을 수용하는 복수의 캡슐을 갖는 경우, 상기 절연성 부재는 상기 캡슐의 벽막(壁膜)을 포함해도 좋다. 또한, 상기 전기 광학층이 바인더를 가지고, 상기 제 1 전극과 상기 캡슐 사이 및 상기 제 2 전극과 상기 캡슐 사이 중 적어도 어느 한 쪽에 상기 바인더가 배치된 경우, 상기 절연성 부재가 상기 바인더를 더 포함해도 좋다.
상술한 구성에서는, 전기 영동 입자의 이동이 한 쪽의 캡슐 내에 제한되기 때문에 전기 광학층 내에서의 전기 영동 입자의 분포는 한쪽으로 치우쳐지지 않고, 신뢰성이 우수한 전기 영동 장치를 실현할 수 있다. 그 경우, 캡슐의 벽막이나 바인더가 본 발명에서 절연성 부재로서 기능을 한다.
또, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 인가되는 전압의 절단시의 파형은 상기 절연성 부재의 시정수보다 큰 시정수를 가지고 변화하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 구동 전압의 전압 투입시의 파형을 자유롭게 설정할 수 있기 때문에 양호한 표시 응답성을 얻기 위한 파형을 선택할 수 있게 된다.
본 발명의 전기 영동 장치의 구동 방법은, 제 1 전극과, 상기 제 1 전극에 대향하는 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 협지되며 적어도 분산매와 전기 영동 입자를 함유하는 전기 영동 분산액을 갖는 전기 광학층과, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 설치된 절연성 부재를 갖는 전기 영동 장치의 구동 방법으로서, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 복수의 전압값을 가지고, 그 복수의 전압값 중 하나의 전압값으로부터 그 이외의 어느 전압값으로의 변화시의 파형을 무뎌지게 한 신호 전압을 인가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전기 영동 장치의 구동 방법에서는, 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 복수의 전압값 중 하나의 전압값으로부터 그 이외의 어느 전압값으로의 변화시의 파형을 무뎌지게 한 신호 전압을 인가하기 때문에, 그 결과, 전기 영동 분산액에 역극성의 전압이 인가되는 것을 억제할 수 있고 화상 유지성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 전기 영동 장치의 구성 방법에 있어서, 상기 복수의 전압값 중 하나의 전압값으로부터 그 이외의 어느 전압값으로의 변화시의 시정수를 상기 절연성 부재의 시정수보다 크게 하는 것이 바람직하다. 또, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 인가하는 전압의 절단시의 파형을 상기 절연성 부재의 시정수보다 큰시정수를 가지고 무뎌지게 하는 것이 바람직하다. 이들 항목의 작용 효과는 상술한 바에 따른다.
본 발명의 전기 영동 장치의 구동 회로는, 제 1 전극과, 상기 제 1 전극에 대향하는 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 협지되며 적어도 분산매와 전기 영동 입자를 함유하는 전기 영동 분산액을 갖는 전기 광학층과, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 설치된 절연성 부재를 갖는 전기 영동 장치의 구동 회로로서, 복수의 상이한 전압값을 갖는 신호 전압을 발생하는 전압 발생 회로와, 상기 전압 발생 회로에서 발생한 상기 복수의 신호 전압 중 어느 것을 선택하는 선택 회로와, 상기 선택 회로로부터 출력된 신호 전압의 전압 변화시의 파형을 무디게 하는 파형 변환 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전기 영동 장치의 구동 회로에 의하면, 복수의 전압값 중 하나의 전압값으로부터 그 이외의 어느 전압값으로의 변화시의 파형을 무뎌지게 한 신호 전압을 상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극에 공급할 수 있기 때문에, 전기 영동 분산액에 역극성의 전압이 인가되는 것을 억제할 수 있고 화상 유지성을 향상시킬 수 있다.
또, 상술한 제 1 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 전가 기기는 데이터를 표시하는 표시 장치를 구비하고 있는 전자기기로서, 상기 표시 장치는 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 전기 영동 장치를 사용한 전기 영동 표시 장치로 이루어지도록 한 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 표시 장치가 전기 영동 표시 장치이어도 화상 유지 특성이 각별히 향상된 표시 장치를 갖는 전자기기를 얻을 수 있다.
다음으로, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서 참조하는 각 도면에서는 다른 도면과 동등한 부분에는 동일 부호를 부여하는 것으로 한다.
(제 1 실시예)
도 1의 (a)는 본 발명의 전기 영동 장치를 전기 영동 표시 장치에 적용한 경우의 제 1 실시예의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1 의 (a)에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기 영동 장치(20A)는 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2)을 가지며, 이들 제 1 기판과 제 2 기판 사이를 소정 간격으로 유지하기 위해서, 기판(1)과 기판(2) 주변에는 스페이서(7)이 장착되어 있다. 제 2 기판(2)은 예를 들면 투명 유리나 투명 필름 등의 광 투과성 판으로 구성되어 있다. 이 제 2 기판(2)의 제 1 기판(1)과의 대향면에는 투명 전극(4)이 성막되어 있다. 투명 전극(4)은 예를 들면 산화 인듐·주석(ITO)막 등으로 구성되어 있다.
제 1 기판(1)은 반드시 본 발명에 필요한 것은 아니지만 예를 들면 유리 기판이나 필름 기판으로 구성되어 있다. 또, 제 1 기판(1)과 제 2 기판의 대향면에는 전극(3)이 형성되어 있다. 전극(3)은 반드시 투명 전극일 필요는 없지만 예를 들면 ITO 막으로 구성된다.
스페이서(7)는 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2)과 스페이서(7) 사이에 형성되는 밀봉 공간을 밀봉하는 기능을 가지며, 예를 들면 에폭시 수지 등의 밀봉제로 구성된다. 이 스페이서(7)의 두께, 즉 전극간 거리는 통상 20㎛ ~ 1㎛ 정도이다.
투명 전극(4)과 전극(3) 중 적어도 한 쪽의 표면에 절연성 피막(11)이 형성되어 있다. 도면 중에서는 전극(3)의 표면에 형성된 경우를 나타내고 있다. 절연성 피막(11)을 투명 전극(4)의 표면에 형성하는 경우에 사용하는 절연성 재료는 투명할 필요가 있다.
절연성 피막(11)으로서는 폴로에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 염화비닐 수지, 아크릴산 에스테르 공중합체, 에폭시 수지, 폴리비닐알콜, 우레탄 수지, 페놀 수지, 제라틴, 아라비아 고무, 폴리아미드 수지, 요소 수지, 실리콘 수지 등의 절연성 고분자나, 산화 알루미늄, 산화 규소, 티탄산 바륨, 산화 티탄 등의 절연성 금속 산화물, 황화물, 할로겐화물 등을 사용할 수 있다.
양 기판(1, 2)과 스페이서(7) 사이에 형성되는 밀봉 공간에는 전기 영동 분산액(10)이 수용되어 있다. 이 전기 영동 분산액(10)은 액상 분산매(6)와, 이 분산매에 분산되어 있는 대전된 전기 영동 입자(5)를 함유한다.
여기에서, 액상 분산매(6)로서는 물, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 옥탄올, 메틸셀솔부 등의 알콜계 용매, 초산 에틸, 초산 부틸 등의 각종 에스테르류, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류, 펜탄, 헥산, 옥탄 등의 지방족 탄화수소, 시클로헥산, 메틸시클로헥산 등의 지환식(脂環式) 탄화수소, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 헥실벤젠, 헵틸벤젠, 옥틸벤젠, 노닐벤젠, 데실벤젠, 운데실벤젠, 도데실벤젠, 트리데실벤젠, 테트라데실벤젠 등의 장쇄(長鎖)알킬기를 가진 벤젠류 등의 방향족 탄화수소, 염화메틸렌, 클로로포름, 4염화탄소, 1,2-디클로로에탄 등의 할로겐화 탄화수소, 카본산염 또는 그 외의 각종 유류 등의 단독 또는 이들의 혼합물에 계면활성제 등을 배합한 것을 사용할 수 있다.
또한, 전기 영동 입자(5)는 분산매 중에 전위차에 의한 전기 영동에 의해 이동하는 성질을 가진 유기 또는 무기의 입자(고분자 또는 콜로이드)이다.
이 전기 영동 입자(5)로서는 예를 들면, 아니린 블랙, 카본 블랙 등의 흑색 안료, 이산화 티탄, 아연화, 3산화 안티몬 등의 백색 안료, 모노아조, 디스아조, 폴리아조 등의 아조계 안료, 이소인드리논, 황연, 황색 산화철, 카드뮴 옐로, 티탄 옐로, 안티몬 등의 황색 안료, 모노아조, 디스아조, 폴리아조 등의 아조계 안료와, 키나크리돈 레드, 크롬바밀리온 등의 적색 안료, 프탈로시아닌 블루, 인단스렌 블루, 안트라퀴논계 염료, 감청, 군청, 코발트 블루 등의 청색 안료, 프탈로시아닌글린 등의 녹색 안료 등의 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
더욱이, 이들의 안료에는, 필요에 따라서, 전해질, 계면활성제, 금속비누, 수지, 고무, 기름, 바니쉬, 콤파운드 등의 입자로 이루어진 하전(荷電）제어제, 티탄계 커플링제, 알루미늄계 커플링제, 시란계 커플링제 등의 분산제, 윤활제, 안정화제 등을 첨가할 수 있다.
또한, 이 제 1 실시예에서는 전극(3)과 투명 전극(4) 사이에 후술할 구동 전압을 발생하는 구동 전압 발생 장치(30)를 접속하고 있다.
다음으로, 이와 같이 구성되는 제 1 실시예에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는 전기 영동 입자가 음으로 대전되어 있는 경우를 예로 들지만, 양으로 대전되어 있는 경우에도 전기 영동 입자가 움직이는 방향이 역으로 되는 것을고려하면 마찬가지로 설명할 수 있다.
이 제 1 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치(20A)의 전기적인 등가 회로를 도 1의 (b)에 나타낸다. 도면 중에서 R, C는 절연성 피막(11)의 저항과 대전 용량을 각각 나타내고, Rep, Cep는 전기 영동 분산액(10)의 전기 저항과 대전 용량을 각각 나타낸다.
여기에서, R과 C 는 충분히 큰 것이 바람직하다. 그 이유는 R이 작으면 누설 전류가 증가하여 소비 전력의 증대나 분산액의 변질을 일으킬 수 있고, 또 C가 작으면 분산액에 인가되는 전압 레벨이 작아져서 응답성이 악화하기 때문이다. 따라서, 일반적으로 R·C > Rep ·Cep가 되도록 조정(설정)한다.
그런데, 이와는 반대로, 구동 전압 발생 장치(30)는 펄스폭이 T이고 전압 크기가 Vin인 펄스상 구동 전압(Vin)을 발생시키고, 이것이 전극(3, 4)사이에 인가되는 것으로 한다. 이 경우에, 도 1의 (b)의 등가회로에 의해 전기 영동 분산액(10)에 인가되는 전압(Vep)을 구하면 다음 식 1이 된다.
(수학식 1)
여기에서, 식 1 중의 A 및 B는 다음 식 2 및 식 3이 된다.
(수학식 2)
따라서, R·C > Rep·Cep의 경우, 즉 절연성 피막(11)의 시정수(R ×C)가 전기 영동 분산액(10)의 시정수(Rep ×Cep)보다 큰 경우에는 전기 영동 분산액(10)의 인가 전압(Vep)의 전압 파형은 미분적으로 된다. 그 때문에, 예를 들면, 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 구동 전압(Vin)을 구형파(矩形波)로 한 때에 인가시(상승시), 절단시(하강시)의 각각에 있어서의 전기 영동 분산액(10)으로의 인가 전압(Vep)에 오버 슈트, 언더 슈트가 각각 발생하고, 특히 절단시(t=T일 때)에 있어서 전기 영동 분산액(10)에는 구동 전압(Vin)의 역극성의 전압이 인가됨으로써 자기 소거성이 발생하고 결과적으로 화상 유지성이 극단적으로 악화되게 된다.
여기에서, 이와 같은 불량을 해소하기 위해서, 구동 전압 발생 장치(30)에서는 예를 들면 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 구동 전압(Vin)으로서, 전압 절단시의 파형이 시정수(τ)를 가지고 서서히 감소하도록 무뎌진 파형으로 이루어진 구동 전압(Vin)을 발생하면, 전기 영동 분산액(10)에 구동 전압(Vin)의 역극성의 전압이 인가되지 않는다. 이 구동 전압(Vin)은 다음 식 4와 같이 된다.
(수학식 3)
이 식 4로 표시되는 구동 전압(Vin(t))을 전극(3, 4)의 사이에 인가하면 전기 영동 분산액(10)의 인가 전압(Vep)은 0 ≤t ≤T에 있어서는 식 1과 동일해지고, t > T에 있어서는 식 5가 된다.
(수학식 4)
여기에서, 식 5 중에 있어서의 A, B, 및 D는 다음 식 6 ∼ 식 8이 된다.
(수학식 5)
식 5에 의해 τ> RC > Rep·Cep인 때에는, 식 5중의 모든 항의 계수는 양의값이 되기 때문에, 인가 전압(Vep)의 반전은 생기지 않는다. 여기에서, 이 제 1 실시예에서는 구동 전압 발생 장치(30)가 발생하는 구동 전압은 그 전압 절단시의 파형이 절연성 부재인 절연성 피막(11)의 시정수보다 큰 시정수를 가지고 변화되도록 했다.
예를 들면, 도 3은 전압 절단시의 파형이 무뎌져 있는 구동 전압(Vin)의 일예이다. 횡축을 시간(초), 종축을 전압(V)으로 하면, 일반적으로 시정수(τ)는 τ=0.632(Vin)로 정의된다.
따라서, 제 1 실시예에 의하면, 절연성 피막(11)의 시정수(R×C)가 전기 영동 분산액(10)의 시정수(Rep×Cep)보다 큰 경우에 있어서도, 전기 영동 분산액에는 역극성의 전압이 인가되지 않으며, 따라서 자기 소거성을 방지할 수 있고, 화상 유지성을 각별히 향상시킬 수 있다.
이상의 설명에서는, 구동 전압 발생 장치(30)가 발생하는 구동 전압이 양극성인 경우를 예시했지만, 음극성의 경우에도 부호가 역이 되는 것을 고려하면 동일하게 적용할 수 있는 것은 자명하다.
또한, 상기의 설명은 구동 전압의 전압 절단시의 파형뿐만 아니라, 구동 전압 파형 전체에 대해서 확장 가능한 것도 자명하다. 즉, 도 4에 나타낸 바와 같이, 구동 전압이 상이한 복수의 전압값, 예를 들면 제 1 전압(V1), 제 2 전압(V2), 제 3 전압(V3), …을 가질 경우, 구동 전압의 전압 변화시(V1→V2, V2→V3)의 모든 부분의 파형이, 절연성 부재인 절연성 피막(11)의 시정수보다 큰 시정수를 가지고 변화하도록 되어 있는 구동 전압을 발생하도록 한다. 이에 의해, 불필요한 극성반전을 구동 전압 파형 전체에 걸쳐서 방지할 수 있다.
(제 2 실시예)
도 5는 본 발명의 전기 영동 장치를 전기 영동 표시 장치에 적용한 경우의 제 2 실시예의 구성을 나타내는 단면도이다.
이 제 2 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치(20B)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 전기 영동 분산액(10)이 마이크로캡슐(40) 내에 봉입되고, 이 마이크로캡슐(40)이 바인더(41)와 함께 기판(1)과 일체의 전극(3)과 기판(2)과 일체의 전극(4)과의 사이에, 마이크로캡슐층으로서 수용되어 있다. 전기 영동 분산액(10)을 마이크로캡슐에 포함함으로써, 전기 영동 분산액의 취급이 용이해져, 제조 공정을 간략하게 할 수 있다.
또한, 이 제 2 실시예에서는 전극(3)과 전극(4) 사이에 도시하지는 않았지만, 도 1의 (a)에 나타낸 바와 같은 구동 전압 발생 장치(30)가 접속되어 있다.
여기에서, 마이크로캡슐(40)을 구성하는 재료로서는, 아라비아 고무·젤라틴계의 화합물이나 우레탄계의 화합물 등의 유연성을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 마이크로캡슐은 크기가 거의 균일한 것이 우수한 표시 기능을 발휘하게 하는 이상 바람직하다. 크기가 거의 균일한 마이크로캡슐은 예를 들면 여과 또는 비중차분급(比重差分級) 등을 사용하여 얻을 수 있다. 마이크로캡슐의 크기는 통상 30∼100㎛정도이다.
마이크로캡슐층은 상술한 마이크로캡슐(40)을 바인더 수지 중에 소망에 의해 유전율 조절제와 함께 혼합하고, 얻어진 수지 조성물(에멀션 또는 유기 용매 용액)을 기재(基材) 상에 롤 코터법, 롤 라미네이터법, 스크린 인쇄법, 스프레이법, 잉크젯법 등의 공지된 코팅법을 사용해서 형성할 수 있다.
사용하는 것이 가능한 바인더 수지로서는 마이크로캡슐(40)과 친화성이 양호해서 기재와 밀착성에 우수하고, 또 절연성을 갖는 것이면 특별히 제한은 없다.
이러한 바인더 수지로서는 예를 들면 폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌, 에틸렌―초산비닐 공중합체, 에틸렌―아크릴산에틸 공중합체, 폴리프로필렌, ABS 수지, 메타크릴산메틸 수지, 염화비닐 수지, 염화비닐―초산비닐 공중합체, 염화비닐―염화비닐리덴 공중합체, 염화비닐-아크릴산에스테르 공중합체, 염화비닐―메타크릴산 공중합체, 염화비닐-아크릴로니트릴 공중합체, 에틸렌-비닐알콜-염화비닐 공중합체, 프로필렌―염화비닐 공중합체, 염화비닐리덴 수지, 초산비닐 수지, 폴리비닐알콜, 폴리비닐포르말, 셀룰로스계 수지 등의 열가소성수지, 폴리아미드계 수지, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리술폰, 폴리아미드이미드, 폴리아미노비스말레이미드, 폴리에테르술폰, 폴리페니렌술폰, 폴리아릴레이트, 그라프트화폴리페닐렌에테르, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드 등의 고분자, 폴리4불화에틸렌, 폴리불화에틸렌프로필렌, 4불화에틸렌-퍼플로로알콕시에틸렌 공중합체, 에틸렌-4불화에틸렌 공중합체, 폴리불화비닐리덴, 폴리3불화염화에틸렌, 불소고무 등의 불소계 수지, 실리콘 수지, 실리콘 고무 등의 규소수지, 그 외에, 메타크릴산-스티렌 공중합체, 폴리부틸렌, 메타크릴산메틸-부타디엔-스티렌 공중합체 등을 사용할 수 있다.
또한, 바인더 재료는 전기 영동 표시액의 유전율과 분산재의 유전율을 거의같게 하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 상기 바인더 수지 조성물에는, 예를 들면, 알콜류, 케톤류, 카본산염 등을 더 첨가하는 것이 바람직하다. 관련하는 알콜류로서는, 1,2-부탄디올, 1,4-부탄디올 등을 사용할 수 있다.
도 6, 도 7은 본 실시예의 전기 영동 표시 장치의 구성을 더욱 상세하게 나타낸 것이다. 본 실시예의 전기 영동 표시 장치는 액티브 매트릭스형의 전기 영동표시 장치의 예이며, 도 6은 전기 영동 표시 장치의 평면도이다. 또한, 도 7은 도 6의 A-A'선에 따른 단면 구조를 나타내는 도면이다.
이들의 도에 나타내는 전기 영동 장치(20B)는 대향 배치된 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2)과의 사이에 전기 영동층(전기 광학층)(21)을 구비하여 구성되어 있다. 제 2 기판(2)의 내면측(전기 영동층(21)측)에 공통 전극(4)과 절연성 피막(11)이 순서대로 형성되어 있다. 제 1 기판(1)의 내면측(전기 영동층(21)측)에는 복수의 화소 전극(3)등을 갖는 소자부(27)가 형성되어 있다. 제 2 기판(2)측에 있어서, 제 2 기판(2), 공통 전극(4) 및 절연성 피막(11)이 광투과성을 갖고 있어, 제 2 기판(2)의 외면(外面)이 이 전기 영동 장치(20B)의 표시면이 된다. 한편, 도시되어 있지 않지만, 소자부(27)를 갖는 제 1 기판(1)에는 소자부(27)를 구동 제어하기 위한 각종 주변회로를 형성할 수도 있다. 또한, 본 실시예에서는 공통 전극(4)을 제 2 기판(2)측에 형성하고, 소자부(27)를 제 1 기판(1)측에 형성하고 있지만, 소자부(27)가 제 2 기판(2)측에 형성되어 있어도 좋다.
제 2 기판(2)은 예를 들면 투명 유리나 투명 필름 등의 투과성을 갖는 기판으로 구성할 수 있고, 제 1 기판(1)은 반드시 투명할 필요는 없지만, 예를 들면 유리 기판이나 수지 필름 기판 등으로 구성할 수 있다.
전기 영동층(21)은 도 7에 나타낸 바와 같이, 마이크로캡슐(40)에 수용한 분산매(6) 중에 복수의 전기 영동 입자(5)를 분산되게 한 것이다.
분산매(6)로서는 물, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 옥탄올, 메틸셀솔부 등의 알콜계 용매, 초산 에틸, 초산 부틸 등의 각종 에스테르류, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류, 펜탄, 헥산, 옥탄 등의 지방족 탄화수소, 시클로헥산, 메틸시클로헥산 등의 지환식(脂環式) 탄화수소, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 헥실벤젠, 헵틸벤젠, 옥틸벤젠, 노닐벤젠, 데실벤젠, 운데실벤젠, 도데실벤젠, 트리데실벤젠, 테트라데실벤젠 등의 장쇄(長鎖)알킬기를 가진 벤젠류 등의 방향족 탄화수소, 염화메틸렌, 클로로포름, 4염화탄소, 1,2-디클로로에탄 등의 할로겐화 탄화수소, 카본산염 또는 그 외의 각종 유류 등의 단독 또는 이들의 혼합물에 계면활성제 등을 배합한 것을 사용할 수 있다.
또한, 전기 영동 입자(5)는 분산매 중에 전위차에 의한 전기 영동에 의해 이동하는 성질을 가진 유기 또는 무기의 입자(고분자 또는 콜로이드)이다. 예를 들면, 이산화 티탄, 아연화, 3산화 안티몬 등의 백색 안료의 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 더욱이, 이들의 안료에는, 필요에 따라서, 전해질, 계면활성제, 금속비누, 수지, 고무, 기름, 바니쉬, 콤파운드 등의 입자로 이루어진 하전(荷電）제어제, 티탄계 커플링제, 알루미늄계 커플링제, 시란계 커플링제 등의 분산제, 윤활제, 안정화제 등을 첨가할 수 있다. 상기 분산매(6)와 전기 영동 입자(5)의 조합에는 특별한 한정은 없지만, 전기 영동 입자(5)의 중력에 의한 침강을 피하기 위해서 분산매(6)의 비중과 전기 영동 입자(5)의 비중은 거의 같게 설정되는 것이 바람직하다.
도 6은 본 실시예의 전기 영동 표시 장치(20B)의 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소부(17)(화소전극(3), TFT 소자(13)), 데이터선(16), 주사선(14) 등을 나타내는 평면도이다. 본 실시예의 전기 영동 표시 장치(2OB)에 있어서, 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 표시 단위에는, 투명 전기 도전층으로서의 화소 전극(3)과 이 화소 전극(3)에의 통전 제어를 행하기 위한 TFT 소자(13)가 각각 형성되어 있고, 화상 신호가 공급되는 데이터선(16)이 해당 TFT 소자(13)의 소스에 전기적으로 접속되어 있다. 데이터 선(16)에 기입하는 화상 신호는 선순차로 공급되든가 또는 서로 인접하는 복수의 데이터선(16)에 대하여 그룹마다 공급된다.
또한, 도 7에 나타낸 바와 같이 주사선(14)이 TFT 소자(13)의 게이트에 전기적으로 접속되어 있고, 복수의 주사선(14)에 대하여 주사 신호가 소정의 타이밍으로 펄스적으로 선순차로 공급된다. 또한, 화소 전극(3)은 TFT 소자(13)의 드레인 전극(19)에 전기적으로 접속되어 있고, TFT 소자(13)를 일정 기간만 온 시킴으로써, 데이터선(16)으로부터 공급되는 화상 신호를 소정의 타이밍으로 기입한다. 화소 전극(3)에 기입된 소정 레벨의 화상 신호는 공통 전극(4) 사이에 일정 기간 유지된다. 전하를 갖는 전기 영동 입자(5)는 화소 전극(3)과 공통 전극(4) 중, 입자와 반대 극성의 전극 쪽에 가까이 끌어당길 수 있어, 대전 입자의 색과 분산매의 색의 대비에 의해 계조 표시를 가능하게 한다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 제 1 기판 상에 복수의 화소 전극(3)이 매트릭스 형상으로 설치되어 있어, 화소 전극(3)의 종횡의 경계에 각각 따라서 데이터선(16) 및 주사선(14)이 설치되어 있다. 본 실시예에 있어서, 데이터선(16), 주사선(14)에 둘러싸여진 영역에 형성된 표시 영역은 표시 단위(도트)이며, 매트릭스 형상으로 배치된 각 표시 단위마다에 표시를 행하는 것이 가능한 구조로 되어 있다.
본 실시예의 전기 영동 표시 장치(20B)에 구비된 구동 전압 발생 장치(30)(구동 회로)에 대해서 이하 설명한다.
본 실시예의 구동 전압 발생 장치(30)는 전압 발생 회로(31)와 선택 회로(32)와 파형 변환 회로(33)를 구비하고 있다. 본 실시예의 경우 전압 발생 회로(31)는 3개의 상이한 전압값을 갖는 신호 전압을 발생하는 기능을 갖고 있고, 저항 분할부(31a)와 연산 증폭기(operational amplifier)(3lb)와 콘덴서(31c)로 구성되어 있다. 선택 회로(32)는 전압 발생 회로(31)에서 발생한 3개의 신호 전압 중 어느 것을 선택하는 기능을 갖고 있고, CPU(용도 설명하지 않고)에 의해 제어된 반도체 아날로그 스위치 등으로 구성되어 있다. 파형 변환 회로(33)는 선택 회로(32)가 선택한 신호 전압의 전압 변화시의 파형을 무뎌지게 하는 기능을 갖고 있고, 저항(33r)과 콘덴서(33c)와 연산 증폭기(33a)로 구성되어 있다.
상기 구성의 구동 전압 발생 장치(30)에 있어서는, 전압 발생 회로(31)로부터 예를 들면 0V , -15V, +15V의 3개의 전압값을 갖는 신호 전압이 발생되고, 선택 회로(32)에 있어서 이들 3개의 전압값을 갖는 신호 전압 중 어느 하나가 선택된다. 선택 회로(32)로부터 출력된 직후의 신호 전압은 부호 A로 나타낸 바와 같이 파형무뎌짐이 없는 구형파이지만, 이 신호 전압의 파형이 파형 변환 회로(33)에 의해 변환되고, 파형 변환 회로(33)로부터 출력된 후에는 구형파의 전압 변화시 상승 또는 하강 부분이 무뎌지는 형상이 된다.
도 9는 본 실시예의 전기 영동 표시 장치(20B)의 동작을 설명하기 위한 타이밍차트이다. 하나의 표시 단위(도트)에 착목한 경우, 1 프레임 마다 주사선(14)에 대하여 TFT 소자(13)를 일정 기간(1 H기간) 온 시키는 신호 전압(G1)이 공급되고, 데이터선(16)에 대해서는 상기 구성의 구동 전압 발생 장치(30)로부터 출력된 전압 변화시의 파형이 무뎌진 신호 전압(V1)이 공급된다. 한편, 공통 전극(4)에는 정전위(V2)(예를 들면 접지 전위)가 공급된다. 따라서, 화소 전극(3)과 공통 전극(4)에 협지된 전기 영동층(21)에는 1 H 기간의 사이, V1과 V2의 전위차 V1-V2가 인가된다.
이 제 2 실시예에 있어서는, 도 7에 나타낸 마이크로캡슐(40)의 벽막(40a)과 바인더(41)와 절연성 피막(11)이 절연성 부재로서 작동(기능)한다. 따라서, 절연성 부재의 시정수를 구할 때, 마이크로캡슐 벽막(40a)의 시정수와 바인더(41)의 시정수와 절연성 피막(11)의 시정수를 각각의 구성비를 고려해서 조합시키면 좋다. 본 실시예의 경우도, 전기 영동 분산액(10)에 역극성의 전압이 인가되지 않고, 자기 소거성을 방지할 수 있고, 화상 유지성을 각별히 향상시킬 수 있다고 한 제 1 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
여기에서, 본 실시예에 있어서, 마이크로캡슐(40)의 벽막(40a)과 바인더(41)의 적어도 한 쪽이 전기 영동 분산액과 전극 사이의 전하의 수수에 의해 발생하는분산액의 변질을 방지하는 것에 충분한 절연성을 가질 경우에는 절연성 피막(11)을 생략할 수 있다. 이 경우에는 마이크로캡슐(40)의 벽막(40a)과 바인더(41)가 절연성 부재로서 작동(기능)한다. 따라서, 절연성 부재의 시정수를 구할 때에는 마이크로캡슐 벽막(40a)의 시정수와 바인더(41)의 시정수를 각각의 구성비를 고려해서 조합시키면 좋다.
다음으로, 본 발명의 전자기기의 실시예인 전자북의 구성에 대해서 도 11을 참조하여 설명한다.
이 전자북(61)은 CDROM 등의 기억 매체에 저장되는 전자출판에 대한 서적 등의 데이터를 표시 장치의 표시 화면에 표시하여 읽도록 한 것이며, 그 표시 장치로서 상술한 전기 영동 표시 장치를 적용한 것이다.
이 때문에 전자북(61)은 도 11에 나타낸 바와 같이 북 형상의 프레임(62)과 이 프레임(62)에 개폐 가능한 커버(63)를 갖고 있다. 프레임(62)에는 그 표면에 표시면을 노출시킨 상태의 표시 장치(64)와 조작부(65)가 설치되어 있다.
프레임(62)의 내부에는 도 12에 나타낸 바와 같이, 콘트롤러(66), 카운터(67), 메모리(68), 및 CDROM 등의 기억 매체의 데이터를 읽어내는 데이터 판독 장치(도시하지 않음) 등이 내장되어 있다.
표시 장치(64)는 이 예에서는 도 1에 나타낸 전기 영동 표시 장치(20A)에 기초하여 구성되는 화소부(69)와, 이 화소부(69)와 일체로 구비되어 집적화된 주변 회로(70)를 구비하고 있다. 주변 회로(70)에는 디코더 방식의 스캔 드라이버 및 데이터 드라이버를 구비하고 있다.
본 발명의 전자기기는 전기 영동 표시 장치에 기초하여 구성되는 표시 장치(64)를 구비한 것이면 좋고, 상술한 실시예의 전자북에 한정되지 않는다. 이하, 그 표시 장치(64)를 구비한 전자기기의 다른 예의 몇 가지에 대해서 설명한다.
<모바일형 컴퓨터>
우선, 상술한 표시 장치(64)를 모바일형의 퍼스널 컴퓨터에 적용한 예에 대해서 설명한다. 도 13은 이 퍼스널 컴퓨터의 구성을 나타낸 사시도이다. 퍼스널 컴퓨터(80)는 도 13에 나타낸 바와 같이 키보드(81)를 구비한 본체부(82)와, 상술한 표시 장치(64)를 구비한 표시 유닛로 구성되어 있다.
<휴대전화>
다음으로, 상술한 표시 장치(64)를 휴대 전화의 표시부에 적용한 예에 대해서 설명한다. 도 14는 이 휴대 전화의 구성을 나타내는 사시도이다. 이 휴대 전화(90)는 도 14에 나타낸 바와 같이 복수의 조작 버튼(91)의 이외에, 수화구(受話口)(92), 송화구(93)와 함께 상술한 표시 장치(64)를 구비한 것이다.
<디지털 스틸 카메라>
더욱이, 상술한 표시 장치(64)를 파인더에 사용한 디지털 스틸 카메라에 적용한 예에 대해서 설명한다. 도 15는 이 디지털 스틸 카메라의 구성을 나타내는 사시도이지만, 외부 기기와의 접속에 대해서도 간이(簡易)적으로 나타낸 것이다.
통상의 카메라는 피사체의 광상(光像)에 의해 필름을 감광하는 것에 대해, 디지털 스틸 카메라(100)는 피사체의 광상을 CCD(Charge Coupled Device) 등의 촬상 소자에 의해 광전 변환하여 촬상 신호를 생성하는 것이다.
디지털 스틸 카메라(100)에 있어서의 케이스(101)의 배면에는 상술한 표시 장치(64)가 설치되고, CCD에 의한 촬상 신호에 기초하여 표시를 행하는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 표시 장치(64)는 피사체를 표시하는 파인더로서 기능을 한다. 또한, 케이스(101)의 관찰측(도면에서는 이면측)에는, 광학 렌즈나 CCD 등을 포함한 수광 유닛(102)이 설치되어 있다.
여기에서, 촬영자가 표시 장치(64)에 표시된 피사체 상을 확인하고, 셔터 버튼(103)을 누르면, 그 시점에서의 CCD의 촬상 신호가 회로 기판(104)의 메모리에 전송·저장된다.
또한, 이 디지털 스틸 카메라(100)에서는, 케이스(101)의 측면에 비디오 신호 출력 단자(105)와 데이터 통신용의 입출력 단자(106)가 설치되어 있다. 그리고, 도시한 바와 같이, 전자의 비디오 신호 출력 단자(105)에는 텔레비전 모니터(108)가, 또한, 후자의 데이터 통신용의 입출력 단자(106)에는 퍼스널 컴퓨터(108)가 각각 필요에 따라서 접속된다. 게다가, 소정의 조작에 의해 회로 기판(104)의 메모리에 저장된 촬상 신호가 텔레비전 모니터(107)나, 퍼스널 컴퓨터(108)에 출력되는 구성으로 되어 있다.
<전자 페이퍼>
다음으로, 상술한 표시 장치(64)를 전자 페이퍼의 표시부에 적용한 예에 대해서 설명한다. 도 16은 이 전자 페이퍼의 구성을 나타내는 사시도다. 이 전자 페이퍼(110)는 종이와 동일한 질감 및 유연성을 갖는 리라이터블 시트로 이루어진 본체(111)와 상술한 표시 장치(64)를 구비한 표시 유닛로 구성되어 있다.
<전자 노트>
또한, 도 17은 전자 노트의 구성을 나타내는 사시도이다. 이 전자 노트(120)는 도 17에 나타낸 바와 같이, 도 16에 나타낸 전자 페이퍼(110)가 복수매 묶여지고, 이들 전자 페이퍼(110)가 커버(121)에 끼워져 있어 있는 것이다. 커버(121)에 표시 데이터 입력 수단을 구비함으로서, 묶여진 상태로 전자 페이퍼의 표시 내용을 변경할 수 있게 되어 있다.
이상 설명한 본 발명의 전자기기의 각 실시예에 의하면, 표시 장치(64)로서, 도 1에 나타낸 전기 영동 표시 장치를 사용하도록 했다. 이 때문에 전기 영동 표시 장치에서도 화상 유지성이 각별히 향상된 표시 장치를 얻을 수 있다. 특히 전자 페이퍼의 경우에는 표시 내용을 장기간에 걸쳐 유지할 필요가 있으므로 이 점에서 바람직하다.
또한, 상기의 전자기기로서는 도 11의 전자북, 도 13의 퍼스널컴퓨터, 도 14의 휴대 전화, 도 15의 디지털 스틸 카메라, 도 16의 전자 페이퍼 이외에도, 액정 텔레비전이나, 뷰파인더형, 모니터 직시형의 비디오 테이프 리코더, 카 네비게이션 장치, 페이저, 전자수첩, 전자계산기, 워드프로세서, 워크스테이션, 텔레비전 전화, POS 단말, 터치 패널을 구비한 기기 등을 들 수 있다. 그리고, 이들의 각종 전자기기의 표시부로서 상술한 표시 장치가 적용 가능한 것은 말할 필요도 없다.
게다가, 본 발명의 전기 영동 장치에 대해서, 보다 구체적인 실시예를 이용하여 설명한다. 일반적인 전기 영동 분산액의 시정수(㎠ 당)(τep)는, 전기 저항값 Rep = 1GΩ, 정전 용량값 Cep = 45pF이기 때문에,
τep = Rep × Cep = 45 밀리 초
로 된다.
절연 막의 시정수는 전기 영동 분산액의 시정수보다 충분히 큰 것이 바람직하고, 예를 들면 10배로 한다.
이 경우, 절연 막의 시정수 τ는,
τ = 10 × τep = 450 밀리 초
로 된다.
이러한 절연막을 형성하기 위해서, 체적 저항값 ρ(Ω·㎝), 비유전율 εr의 재료를 사용했다고 하면,
ρ·εr = 5.2 × 1012
로 된다(상세한 계산은 생략한다).
이 수치에 가까운 ρ 및 εr를 갖는 재료로서는, 예를 들면 열가소성 폴리우레탄 수지(ρ = 1011∼1012, εr = 5.5∼6, 고분자학회편: 고분자 데이터 핸드북에 의함)가 있다.
또한, 복수의 재료를 혼합함으로써, ρ 및 εr의 한쪽 또는 양쪽을 적당한 값으로 조정해도 좋다. 예를 들면, 아크릴계, 에스테르계, 우레탄계 등의 수용성수지에 알콜, 케톤, 카본산염 등을 혼합함으로써 유전율을 조정하는 수법이 알려져 있다.
그리고, 인가 전압(Vin)의 시정수(τv)를 절연막의 시정수(τ)의 2배로 한다.
τv = 2 ×τ = 900 밀리초
따라서, 예를 들면 도 8에 나타낸 구동 전압 발생 회로(30)에 있어서, 저항(33r)의 전기 저항값을 Rc, 콘덴서(33c)의 정전용량값을 Cc로 하면,
Rc = 100MΩ, Cc = 9nF
로 함으로써 실현할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 적어도 한 쪽이 투명한 재료로 형성된 제 1 및 제 2 전극 사이에, 적어도 액상 분산매와 전기 영동 입자를 포함하는 전기 영동 분산액과, 절연성 재료로 이루어지는 부재가 수용되어 있는 전기 영동 장치로서, 제 1 및 제 2 전극간에 인가하는 구동 전압을 발생하는 구동 전압 발생 수단을 구비하고, 그 구동 전압 발생 수단이 발생하는 구동 전압은 그 변화시의 파형은 절연성 부재의 시정수보다 큰 시정수를 가지고 변화하도록 했다. 이 때문에, 본 발명에 의하면, 전기 영동 분산액의 변질을 방지하는 동시에, 화상 유지성을 각별히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 본 발명에 있어서의 전자기기에서는, 표시 장치를, 전기 영동 장치를 사용한 전기 영동 표시 장치로 구성하도록 했다. 이 때문에, 본 발명의 전자기기에 의하면, 전기 영동 표시 장치에서도 화상 유지성이 각별히 향상한 표시 장치를 얻을 수 있다.

Claims (13)

  1. 제 1 기판과,
    상기 제 1 기판 상에 설치된 제 1 전극과,
    제 2 기판과,
    상기 제 2 기판 상에 설치되고, 상기 제 1 전극에 대향하는 제 2 전극과,
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 협지되며 적어도 분산매(分散媒)와 전기 영동 입자를 함유하는 전기 영동 분산액을 갖는 전기 광학층과,
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 설치된 절연성 부재를 가지고,
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 인가되는 전압이 복수의 전압값을 갖게 되고, 그 복수의 전압값 중 하나의 전압값으로부터 그 이외의 어느 전압값으로의 변화시의 시정수가 상기 절연성 부재의 시정수보다 커지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 영동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연성 부재가 상기 제 1 전극과 상기 전기 광학층의 사이 및 상기 제 2 전극과 상기 전기 광학층의 사이 중 적어도 어느 한 쪽에 설치된 것을 특징으로 하는 전기 영동 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 및 상기 제 1 전극이 함께 광투과성을 가지며,
    상기 절연성 부재가, 상기 제 1 전극과 상기 전기 광학층 사이에 설치되며 광투과성을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 영동 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연성 부재의 전기 저항값을 R, 정전 용량값을 C로 하고, 상기 전기 영동 분산액의 전기 저항을 Rep, 정전 용량값을 Cep로 했을 때에,
    R × C ≥ Rep × Cep
    의 관계에 있는 것을 특징으로 하는 전기 영동 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연성 부재는 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 적어도 어느 한 쪽에 설치된 절연성 피막을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 광학층은 상기 전기 영동 분산액을 수용하는 복수의 캡슐을 포함하고,
    상기 절연성 부재는 상기 캡슐의 벽막(壁膜)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전기 광학층이 바인더를 포함하며, 상기 제 1 전극과 상기 캡슐의 사이 및 상기 제 2 전극과 상기 캡슐의 사이 중 적어도 어느 한 쪽에 상기 바인더가 배치되고,
    상기 절연성 부재는 상기 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극의 사이에 인가되는 전압의 절단시의 파형은 상기 절연성 부재의 시정수보다 큰 시정수를 가지고 변화하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 영동 장치.
  9. 제 1 전극과, 상기 제 1 전극에 대향하는 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극의 사이에 협지되며 적어도 분산매와 전기 영동 입자를 함유하는 전기 영동 분산액을 갖는 전기 광학층과, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 설치된 절연성 부재를 갖는 전기 영동 장치의 구동 방법으로서,
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극의 사이에, 복수의 전압값을 가지며 그 복수의 전압값 중 하나의 전압값으로부터 그 이외의 어느 전압값으로의 변화시의 파형을 무뎌지게 한 신호 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 장치의 구동 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 전압값 중 하나의 전압값으로부터 그 이외의 어느 것으로 변화시의 시정수를 상기 절연성 부재의 시정수보다 크게 하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 장치의 구동 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극의 사이에 인가하는 전압의 절단시의 파형을 상기 절연성 부재의 시정수보다 큰 시정수를 가지고 무뎌지게 하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 장치의 구동 방법.
  12. 제 1 전극과, 상기 제 1 전극에 대향하는 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극의 사이에 협지되며 적어도 분산매와 전기 영동 입자를 함유하는 전기 영동 분산액을 갖는 전기 광학층과, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극의 사이에 설치된 절연성 부재를 갖는 전기 영동 장치의 구동 회로로서,
    복수의 상이한 전압값을 갖는 신호 전압을 발생하는 전압 발생 회로와,
    상기 전압 발생 회로에서 발생한 상기 복수의 신호 전압 중 어느 것을 선택하는 선택 회로와,
    상기 선택 회로로부터 출력된 신호 전압의 전압 변화시의 파형을 무뎌지게 하는 파형 변환 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 장치의 구동 회로.
  13. 데이터를 표시하는 표시장치를 구비하고 있는 전자기기로서,
    상기 표시장치는 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 전기 영동 장치를 사용한 전기 영동 표시장치로 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 전자기기.
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