DE60120315T2

DE60120315T2 - Elektroforetische Vorrichtung und deren Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60120315T2
Application number: DE60120315T
Authority: DE
Inventors: Hideyuki Suwa-shi Kawai
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-10-04
Filing date: 2001-10-03
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2021-10-04
Also published as: CN1354385A; CN1193262C; EP1195603B1; EP1195603A2; US6724520B2; TW538265B; US20020063673A1; EP1195603A3; DE60120315D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft elektroforetische Vorrichtungen, wie elektroforetische Anzeigen, die elektroforetische Dispersionsflüssigkeiten enthalten, die elektroforetische Partikel enthalten, die in einem Flüssigphasendispersionsmedium dispergiert sind, wobei die elektroforetische Dispersionsflüssigkeit zwischen Elektroden angeordnet ist, die einander gegenüber liegend angeordnet sind und elektrifiziert sind, um die Partikel jeweils in verschiedene Richtungen zu ziehen. Zusätzlich betrifft diese Erfindung auf Verfahren zur Herstellung elektroforetischer Vorrichtungen.
Beschreibung des Standes der Technik
Die Ungeprüfte Japanische Patentschrift Nr. Hei 9-185087 offenbart die allgemeine Struktur einer herkömmlichen elektroforetischen Anzeige. 8A zeigt eine Struktur der offenbarten elektroforetischen Anzeige, wobei eine Elektrode 3 auf einem Substrat 1 angeordnet ist, während eine transparente Elektrode 4 unter einem transparenten Substrat 2 angeordnet ist. Der Raum zwischen diesen Elektroden 3 und 4. ist mit elektroforetischer Dispersionsflüssigkeit 50 gefüllt. Zusätzlich sind Abstandshalter 7 bereitgestellt, um ein Auslecken der elektroforetischen Dispersionsflüssigkeit 50 aus der elektroforetischen Anzeige zu verhindern. Übrigens zeigt 8A nur einen ausgewählten Abschnitt der elektroforetischen Anzeige für ein Pixel.
Die elektroforetische Dispersionsflüssigkeit 50 enthält elektroforetische Partikel 5, die in einem Flüssigphasendispersionsmedium 6 dispergiert sind. Bei den elektroforetischen Partikeln 5 beziehungsweise dem Flüssigphasendispersionsmedium 6 werden verschiedene Farben angewendet.
Die elektroforetische Anzeige ist mit Hilfe eines Schalters 8 an zwei Spannungsquellen 9a und 9b angeschlossen. Die Spannungsquellen 9a und 9b legen Spannungen mit entgegengesetzten Polaritäten zwischen den Elektroden 3 und 4 an. Das heißt, die Elektrode 4 ist direkt an die negative Anschlussklemme der Spannungsquelle 9a und die positive Anschlussklemme der Spannungsquelle 9b angeschlossen, während die Elektrode 3 entweder an die positive Anschlussklemme der Spannungsquelle 9a oder die negative Anschlussklemme der Spannungsquelle 9b mit Hilfe des Schalters 8 angeschlossen ist. Die obengenannten Verbindungen ermöglichen einen Wechsel der Polarität der Spannung durch Umschalten des Schalters 8. Durch einfaches Ändern der Richtung der Spannung, die zwischen den Elektroden 3 und 4 angelegt wird, wird die elektroforetische Dispersionsflüssigkeit 50 angemessen einer Polarisierung unterzogen, so dass die gewünschten Bilder von der elektroforetischen Anzeige angezeigt werden können. Wenn die Spannung der Spannungsquelle 9a zwischen den Elektroden 3 und 4 selektiv angelegt wird, wie in 8B dargestellt ist, bewegen sich die elektroforetischen Partikel 5 zu der transparenten Elektrode 4, die von einem Menschen betrachtet wird. In diesem Zustand sieht der Betrachter die Farbe der elektroforetischen Partikel 5 mit freien Augen. Wenn die Spannung der Spannungsquelle 9b selektiv zwischen den Elektroden 3 und 4 angelegt wird, wie in 8C dargestellt ist, bewegen sich die elektroforetischen Partikel 5 zu der Elektrode 3, die gegenüber der transparenten Elektrode 4 angeordnet ist, die von dem Menschen betrachtet wird. In diesem Zustand sieht der Betrachter die Farbe des Flüssigphasendispersionsmediums 6.
Die obengenannte Struktur der elektroforetischen Anzeige, die in 8A dargestellt ist, ermöglicht dem Betrachter, zwei Farben zu sehen, die auf dem Schirm angezeigt werden können, indem die Richtung der Spannung, die zwischen den Elektroden 3 und 4 angelegt wird, geändert wird. Daher kann die Gesamtkonfiguration der elektroforetischen Anzeige durch Bereitstellen der obengenannten Struktur für jedes Pixel auf dem Schirm realisiert werden.
Es ist möglich, ein elektronisches Papier zu erzeugen, indem die obengenannte elektroforetische Anzeige auf der flexiblen Platte oder dergleichen gebildet wird. Bei einem solchen elektronischen Papier müssen die angezeigten Bilder über eine Zeit halten. Das heißt, sobald ein bestimmter Anzeigeninhalt geschrieben ist und auf dem elektronischen Papier angezeigt wird, muss der Anzeigeinhalt halten, selbst wenn keine Spannung mehr angelegt wird.
Die Geprüfte Japanische Patentschrift Nr. Sho 50-15115 lehrt eine Technik zum Aufrechterhalten der Anzeigeinhalte. Insbesondere lehrt sie die Verwendung eines spezifischen Dispersionsmediums, das bei normaler Temperatur verfestigt ist und durch Wärme oder ein Lösemittel erweicht werden kann. Die obengenannte Technik erfordert komplizierte Schritte beim Schreiben von Bildern, wie Erwärmungsschritte.
Die Ungeprüfte Japanische Gebrauchsmusterschrift Nr. Hei. 2-51325 offenbart eine andere Technik, die Flüssigkristall für das Dispersionsmedium verwendet. Diese Technik ist jedoch nachteilig, da nur ein begrenzter Bereich von Materialien für das Dispersionsmedium verwendet werden kann.
US Patent Nr. 5,961,804 offenbart eine elektroforetische Anzeige mit der spezifischen Struktur, in der geladene Elemente mit der Polarität, die jener der Partikel entgegengesetzt ist, im Inneren von Mikrokapseln gehalten werden, die Dispersionsflüssigkeiten enthalten. Es ist jedoch schwierig, die Ladungshaltemethode auszuführen, die die Herstellungsverfahren kompliziert macht. Zusätzlich ist es nachteilig, da nur ein begrenzter Bereich von Materialien für die Mikrokapseln verwendet werden kann.
Die Ungeprüfte Japanische Patentschrift Nr. Hei 3-213827 offenbart eine Technik zur Auffrischung angezeigter Bilder durch periodisches Anlegen einer Antriebsspannung an die elektroforetische Anzeige. Sie ist jedoch in der Steuerung kompliziert und wegen des hohen Stromverbrauchs nachteilig. Aus diesem Grund ist es sehr schwierig, die obengenannte Technik bei dem elektronischen Papier anzuwenden.
Die Japanische Patentanmeldung 2000-258805, veröffentlicht am 22. September 2000, offenbart eine elektroforetische Anzeige, die zwei gegenüberliegende Substrate umfasst, zwischen welchen sich eine Färbungsisolierflüssigkeit befindet, die eine Anzahl von färbenden geladenen Partikeln enthält, die darin verteilt sind. Zwischen den Substraten und der Flüssigkeit befinden sich entsprechende Elektroden und zwischen einer dieser Elektroden und der Flüssigkeit ist eine geladene Membran angeordnet. Die geladene Membran kann ein ferroelektrisches Material oder ein Elektret-Material sein. Als ferroelektrisches Material unter anderen ein organisches Polymer, wie anorganische Verbindung, z.B. PZT, PLZT, Barium, Titan und ein Copolymer (PVDF/PtrFE) eines Polyvinylidenfluorids (PVDF) verwendet werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine elektroforetische Vorrichtung bereitzustellen, die deutlich verbesserte Anzeigeeigenschaften aufweist, um Bilder auf dem Bildschirm zu halten, wenn ein elektronisches Papier erzeugt wird.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung der elektroforetischen Anzeige mit einfachen Prozessen und praktisch ohne Einschränkungen in der Wahl der Materialien zur Verwendung in der Herstellung bereitzustellen.
In einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine elektroforetische Vorrichtung wie in Anspruch 1 definiert bereitgestellt.
In diesem ersten Aspekt sind die ferroelektrischen Substanzschichten in dem Raum, der zwischen den Elektroden gebildet ist, in Reihe geschaltet. Daher ist es möglich, die gesamte effektive Fläche der ferroelektrischen Substanzschichten zu vergrößern, so dass der polarisierte Zustand der elektroforetischen Dispersionsflüssigkeit effektiv aufrechterhalten werden kann. Zusätzlich ist es möglich, die Struktur der elektroforetischen Vorrichtung zu vereinfachen, die einfach hergestellt werden kann.
In einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine elektroforetische Vorrichtung wie in Anspruch 2 definiert bereitgestellt.
In dem zweiten Aspekt sind die ferroelektrischen Substanzschichten parallel zwischen den Elektroden angeordnet. In diesem Fall kann die Antriebsspannung, die zwischen den Elektroden angelegt wird, wegen der parallelen Anordnung der ferroelektrischen Substanzschichten zwischen den Elektroden verringert werden.
In einem dritten Aspekt der Erfindung hat ein Verfahren zur Herstellung einer elektroforetischen Vorrichtung die in Anspruch 10 beschriebenen Schritte.
Ein Verfahren zur Herstellung einer elektroforetischen Vorrichtung mit den Schritten, die in Anspruch 11 beschrieben sind, stellt einen vierten Aspekt der Erfindung dar.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Aufgaben, Aspekte und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungsfiguren ausführlicher beschrieben, von welchen:
1A eine vereinfachte Darstellung ist, die die innere Konfiguration einer elektroforetischen Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
1B ein Schaltungsdiagramm ist, das eine äquivalente Schaltung zeigt, die elektrisch mit der elektroforetischen Vorrichtung äquivalent ist, die in 1A dargestellt ist;
2 eine Schnittansicht ist, die die Struktur der elektroforetischen Vorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt;
3 schematisch eine innere Konfiguration einer Mikrokapsel zeigt, die elektroforetische Partikel enthält, die in einem Flüssigphasendispersionsmedium dispergiert sind;
4 eine Schnittansicht ist, die die Struktur einer elektroforetischen Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
5A eine vereinfachte Darstellung ist, die die innere Konfiguration der elektroforetischen Vorrichtung der zweiten Ausführungsform zeigt;
5B ein Schaltungsdiagramm ist, das eine äquivalente Schaltung zeigt, die elektrisch der elektroforetischen Vorrichtung äquivalent ist, die in 5A dargestellt ist;
6A schematisch einen Schritt zur Herstellung der elektroforetischen Dispersionsflüssigkeit zeigt;
6B schematisch einen Schritt zur Bildung von Kapselwänden in der elektroforetischen Dispersionsflüssigkeit durch Emulgieren zeigt;
6C schematisch einen Schritt zum Härten der Kapselwände durch Zugabe von Härtungsmitteln zeigt;
7 eine mechanische Herstellungslinie zur Herstellung der elektroforetischen Vorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt, deren Struktur in 2 dargestellt ist;
8A eine Schnittansicht ist, die die Struktur einer herkömmlichen elektroforetischen Anzeige zeigt, die mit Hilfe eines Schalters mit Spannungsquellen verbunden ist;
8B eine Schnittansicht ist, die einen ersten elektrifizierten Zustand der elektroforetischen Vorrichtung zeigt, in dem elektroforetische Partikel sich aufgrund des Anlegens einer Spannung mit einer bestimmten Polarität nach oben bewegen,
8C eine Schnittansicht ist, die einen zweiten elektrifizierten Zustand der elektroforetischen Anzeige zeigt, in dem elektroforetische Partikel sich aufgrund des Anlegens einer Spannung mit einer entgegengesetzten Polarität nach unten bewegen;
9 ein Schaltungsdiagramm ist, das eine äquivalente Schaltung zeigt, die den Betrieb der elektroforetischen Vorrichtung zeigt, die teilweise modifiziert ist, um eine Schaltung zwischen der seriellen Verbindung und parallelen Verbindung zu erreichen, die zwischen der elektroforeti schen Dispersionsflüssigkeit und der ferroelektrischen Substanzschicht hergestellt wird;
10 eine perspektivische Ansicht ist, die ein äußeres Erscheinungsbild eines mobilen Personal-Computers zeigt, dessen Anzeige der elektroforetischen Anzeige entspricht;
11 eine perspektivische Ansicht ist, die ein äußeres Erscheinungsbild eines zellularen Telefons zeigt, dessen Anzeige der elektroforetischen Anzeige entspricht;
12 eine perspektivische Ansicht ist, die ein elektronisches Papier zeigt, dessen Anzeige der elektroforetischen Anzeige entspricht;
13 eine perspektivische Ansicht ist, die ein elektronisches Notebook zum Zusammenbinden elektronischer Papiere zeigt;
14A eine Schnittansicht ist, die eine innere Struktur einer Anzeigevorrichtung zeigt, die eine lösbare Anzeigeeinheit verwendet; und
14B eine Vorderansicht der Anzeigevorrichtung ist, deren Mittelteil konkav gebildet ist, um eine transparente Glasplatte zum Betrachten von Bildern und Zeichen, die auf einem Bildschirm der Anzeigeeinheit angezeigt werden, bereitzustellen, die in die Anzeigevorrichtung eingesetzt wird.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Diese Erfindung wird ausführlicher anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
2 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur einer elektroforetischen Vorrichtung (das heißt, einer elektroforetischen Anzeige) gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Die elektroforetische Vorrichtung besteht aus einer Reihe von Mikrokapseln 51, die jeweils elektroforetische Partikel 5 und ein Flüssigphasendispersionsmedium (das heißt, eine Dispersionsflüssigkeit) 6 einkapseln, wie in 3 dargestellt ist. Die Mikrokapseln 51 werden in ein Bindemittel eingebracht und entsprechend den Pixeln gefärbt. In der Mikrokapsel 51, die in 3 dargestellt ist, enthält die Dispersionsflüssigkeit 6 auch Ionen, deren Polarität jener der elektroforetischen Partikel entgegengesetzt ist. Aufgrund des Anlegens einer vorgeschriebenen Spannung zwischen zwei Elektroden, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, bewegen sich die elektroforetischen Partikel 5 zu einer Elektrode, während sich die Ionen mit der entgegengesetzten Polarität zu der anderen Elektrode bewegen. In dem elektrifizierten Zustand, der in 8B dargestellt ist, wird die Dispersionsflüssigkeit 6 einer Polarisierung unterzogen, die eine Koexistenz elektrischer Dipole ermöglicht.
Zur Verbesserung der Fähigkeit der elektroforetischen Anzeige, Bilder auf dem Bildschirm zu halten, müssen die elektrischen Dipole beibehalten werden, nachdem das Anlegen der Spannung beendet ist. Aus diesem Grund stellt die vorliegende Ausführungsform eine ferroelektrische Substanzschicht 10 bereit, wobei der polarisierte Zustand unter Nutzung der Restpolarisierungseigenschaften der ferroelektrischen Substanzen aufrechterhalten wird.
Das heißt, sobald ein bestimmter Anzeigeinhalt in die elektroforetische Anzeige durch Anlegen einer geeigneten Spannung geschrieben ist, wird die Anzeige eine bestimmte Zeit gehalten, obwohl das Anlegen der Spannung beendet ist. Daher ist es möglich, das elektronische Papier bereitzustellen, dessen Anzeigeinhalt angemessen aktualisiert oder umgeschrieben werden kann. Wenn jedoch das elektronische Papier unter Verwendung der herkömmlichen elektroforetischen Anzeige hergestellt wird, ist es schwierig, den Anzeigeinhalt (z.B. Bilder) für lange Zeit auf dem Bildschirm nach Beendigen des Anlegens einer Spannung zu halten. Zum Halten des Anzeigeinhalts für lange Zeit auf dem Bildschirm wird vorgeschlagen, die ferroelektrische Substanzschicht 10 zu verwenden, die zwischen den Elektroden angeordnet ist. Insbesondere kann die Reihenschaltung oder Parallelschaltung ferroelektrischer Substanzen garantieren, dass der polarisierte Zustand für lange Zeit anhält.
2 zeigt die Reihenschaltung ferroelektrischer Substanzen, die in Reihe geschaltet sind, um die ferroelektrische Substanzschicht 10 zu bilden, die zwischen der Elektrode 3 und der transparenten Elektrode 4 angeordnet ist. 2 ein Beispiel der Struktur, in der die ferroelektrische Substanzschicht 10, die der Reihenschaltung ferroelektrischer Substanzen entspricht, unter und in Kontakt mit der transparenten Elektrode 4 angeordnet ist. Natürlich ist es möglich, die ferroelektrische Substanzschicht 10 über und in Kontakt mit der Elektrode 3 anzuordnen. Die Elektrode 3 ist in eine Reihe von Teilen entsprechend den Pixeln geteilt. Anstatt die Elektrode 3 zu teilen, ist es möglich, die transparente Elektrode 4 in eine Reihe von Teilen entsprechend den Pixeln zu teilen. Kurz gesagt, mindestens eine von der Elektrode 3 und der transparenten Elektrode 4, die über den vorgeschriebenen Raum einander gegenüberliegend angeordnet sind, wird in eine Reihe von Abschnitten geteilt, die die Pixel auf dem Bildschirm bilden.
Aufgrund der obengenannten Struktur ist es möglich, eine serielle elektrische Verbindung zwischen der elektroforetischen Dispersionsflüssigkeit 50 und der ferroelektrischen Substanzschicht 10 herzustellen, die in 1A dargestellt ist. Es wird angenommen, dass die elektroforetische Dispersionsflüssigkeit 50 einen Widerstand R_EP und einen kapazi tiven Widerstand C_EP hat, während die ferroelektrische Substanzschicht einen kapazitiven Widerstand C_FE hat. Die Struktur der elektroforetischen Vorrichtung von 1A kann durch die äquivalente Schaltung beschrieben werden, die in 1B dargestellt ist, in der eine parallele Schaltung, die aus einem Widerstand T_EP und einem Kondensator C_EP besteht, in Reihe mit einem Kondensator C_FE geschaltet ist. In 1B legt die Spannungsquelle 9a oder 9b eine Spannung V_in an, durch die die elektroforetische Dispersionsflüssigkeit 50 eine Teilspannung V_EP trägt, während die ferroelektrische Substanzschicht 10 eine Teilspannung V_FE trägt. In diesem Fall gilt die folgende Gleichung für die Reihenschaltung der elektroforetischen Dispersionsflüssigkeit 50 und der ferroelektrischen Substanzschicht 10. Vin = VEP + VFE (1)
Nach dem Anlegen der Spannung V_in liefert die obengenannte äquivalente Schaltung das folgende Teilspannungsverhältnis. VEP:VFP = CFE:CEP (2)
Zum Betreiben der äquivalenten Schaltung unter dem obengenannten Verhältnis ist es notwendig, einen vorgeschriebenen Wert der Spannung V_in anzulegen, der so bestimmt wird, dass die Ungleichung 'V_FE ≥ (Polarisierungsumkehrspannung)' erfüllt ist. Da ein vorgeschriebenes Material aus Vinyliden/Trifluorethylen (VDF/TrFE) zum Beispiel für die ferroelektrische Substanz verwendet wird, ist es möglich, ein Verhältnis von "V_FE ≥ 8 V' angesichts des galvanoelektrischen Feldes von etwa 40 V/μm zu bestimmen, wenn die ferroelektrische Substanzschicht 10 eine Dicke von 200 nm hat. Wenn C_FE:C_EP = 2:1, ist es möglich ein Verhältnis von "V_FE ≥ 24 V' zu bestimmen. Selbst wenn der Schalter 8 abgeschaltet wird, mit anderen Worten, selbst wenn die äquivalente Schaltung von 1B geöffnet wird, ist es dann möglich, den polarisierten Zustand der elektroforetischen Dispersionsflüssigkeit 50 aufgrund der Restpolarisierung der ferroelektrischen Substanz aufrechtzuerhalten.
4 zeigt eine andere Struktur der elektroforetischen Vorrichtung, die eine parallele Verbindung ferroelektrischer Substanzen bereitstellt, die parallel geschaltet sind, um eine ferroelektrische Substanzschicht 10 zu bilden, die zwischen der Elektrode 3 und der transparenten Elektrode 4 angeordnet ist. Hier ist die Elektrode 3 in eine Reihe von Abschnitten geteilt, um eine Reihe von Pixeln auf dem Schirm bereitzustellen. Zusätzlich ist die ferroelektrische Substanzschicht 10 auch in eine Reihe von Abschnitten in Übereinstimmung mit den Pixeln geteilt.
5A zeigt eine innere Konfiguration der elektroforetischen Vorrichtung, die eine parallele Verbindung ferroelektrischer Substanzschichten 10 bereitstellt, wobei die ferroelektrischen Substanzschichten 10 vertikal zwischen der Elektrode 3 und der transparenten Elektrode 4 angeordnet sind. Die elektroforetische Vorrichtung von 5A kann durch die äquivalente Schaltung von 5B beschrieben werden, wobei alle von dem Kondensator C_EP, dem Widerstand R_EP und dem Kondensator C_FE parallel geschaltet sind. In 5B legt die Spannungsquelle 9a oder 9b eine Spannung V_in an, durch die die elektroforetische Dispersionsflüssigkeit 50 ein Teilspannung V_EP führt, während die ferroelektrische Substanzschicht 10 eine Teilspannung V_FE führt. Die parallele Schaltung, die in 5B dargestellt ist, stellt das folgende Verhältnis her. Vin = VEP = VFE (3)
Zum Betreiben der obengenannten äquivalenten Schaltung von 5B ist es notwendig, einen relativen großen Wert der Spannung V_in anzulegen, der gleich oder größer als die Polarisierungsumkehrspannung ist, die das vorgeschriebene Verhältnis von "V_in ≥ 20 V' erfüllt, wenn die ferroelektrische Substanzschicht 10 mit einer vorgeschriebenen Dicke von 500 nm aus einem vorgeschriebenen Material aus zum Beispiel VDF/TrFE hergestellt ist. Selbst wenn dann der Schalter 8 abgeschaltet wird, so dass die äquivalente Schaltung von 5B geöffnet wird, ist es möglich, den polarisierten Zustand der elektroforetischen Dispersionsflüssigkeit 50 aufgrund der Restpolarisierung der ferroelektrischen Substanzen aufrecht zu erhalten.
Die elektroforetische Vorrichtung kann teilmodifiziert werden, um ein Umschalten zwischen der Reihenschaltung und der Parallelschaltung für die elektroforetische Dispersionsflüssigkeit 50 und die ferroelektrische Substanzschicht 10 auszuführen. 9 zeigt eine äquivalente Schaltung für die modifizierte elektroforetische Vorrichtung, wobei eine parallele Schaltung, die aus einem Widerstand und einem kapazitiven Widerstand besteht, das elektrische Äquivalent der elektroforetischen Dispersionsflüssigkeit 50 ist, während der variable kapazitive Widerstand das elektrische Äquivalent der ferroelektrischen Substanzschicht 10 ist. Zusätzlich ist ein Schalter 20 zwischen der parallelen Schaltung und dem variablen kapazitiven Widerstand angeschlossen, um die wiederholte oder reversible Schaltung zwischen einer Reihenschaltung und einer Parallelschaltung bereitzustellen. während des Antriebsmodus, in dem die Antriebsspannung kontinuierlich an die elektroforetische Vorrichtung angelegt wird, sind die elektroforetische Dispersionsflüssigkeit 50 und die ferroelektrische Substanzschicht 10 elektrische parallel verbunden. Dies ist vorteilhaft, da die Antriebsspannung im Antriebsmodus verringert werden kann. Im Nicht-Antriebsmodus sind die elektroforetische Dispersionsflüssigkeit 50 und die ferroelektrische Substanzschicht 10 elektrisch in Reihe geschaltet. Im Nicht-Antriebsmodus ist es möglich, den polarisierten Zustand der elektroforetischen Dispersionsflüssigkeit effektiv aufrecht zu erhalten.
Das Material zur Verwendung in der ferroelektrischen Substanz, die in Reihe oder parallel geschaltet ist, wird aus anorganischen dielektrischen Materialien, organischen dielektrischen Polymermaterialien und deren Komplexmaterialien gewählt. Insbesondere ist es notwendig, Materialien aus den obengenannten Materialien zu wählen, die sich bei normalen Temperaturen verfestigen und einen ausreichend hohen Curie-Punkt haben. Als anorganische dielektrische Materialien können Bleizirkonattitanat (PZT), Bariumtitanat (BaTiO₃), Bleititanat und dergleichen verwendet werden. Als organische dielektrische Polymermaterialien können Polyvinylidenfluorid (PVDF), Copolymere von Vinyliden (VDF)/Trifluorethylen (TrFE), Copolymere von Vinylidencyanid (VDCN)/Vinylacetat (VAc) und dergleichen verwendet werden. Es ist auch möglich, ein Komplexmaterial zu verwenden, das durch Dispergieren von Mikropulvern aus den obengenannten anorganischen dielektrischen Materialien in eine polymere Matrix, die aus PVDF oder Gummi besteht, hergestellt wird.
Die elektroforetische Vorrichtung, die in 2 dargestellt ist, ist so aufgebaut, dass ferroelektrische Substanzschichten entsprechend den Pixeln bereitgestellt sind. Es ist nicht immer notwendig, eine ferroelektrische Substanzschicht für jedes Pixel bereitzustellen. Somit ist es möglich, die ferroelektrischen Substanzschichten nur für gewählte Pixel bereitzustellen, die eine verringerte Bilderhaltungsfähigkeit haben. Damit Funktionen eines elektronischen Papiers erreicht werden, müssen Anzeigedaten in Elektroden geschrieben werden, die in der Nähe der Endabschnitte des elektronischen Papiers angeordnet sind. In diesem Fall kann angenommen werden, dass Pixel, die weit von den Elektroden entfernt sind, eine verminderte Bilderhaltungsfähigkeit im Vergleich zu anderen Pixeln haben. Daher können die ferroelektrischen Substanzschichten für diese Pixel bereitgestellt werden.
Anschließend wird ein Verfahren zur Herstellung der obengenannten elektroforetischen Vorrichtung (oder elektroforetischen Anzeige) ausführlich beschrieben.
Zunächst wird ein Verfahren zur Herstellung der Mikrokapseln, die die elektroforetische Dispersionsflüssigkeit einschließen, unter Bezugnahme auf 6A bis 6C beschrieben. Wie in 6A dargestellt ist, werden das Flüssigphasendispersionsmedium, die elektroforetischen Partikel, Farbstoff und Zusatzmittel in einen Behälter eingebracht und gerührt. Durch das Rühren wird die elektroforetische Dispersionsflüssigkeit 50 erhalten. Wie in 6B dargestellt ist, wird dann die elektroforetische Dispersionsflüssigkeit 50 in einen Behälter eingebracht, in dem sie gemeinsam mit Wasser und Kapselwandmaterialien 60 gerührt wird. Die gerührte Flüssigkeit wird einer Emulgierung zur Bildung der Kapselwände unterzogen. Wie in 6C dargestellt ist, wird schließlich ein Emulgator 61 in den Behälter zur Härtung der Kapselwände eingeleitet.
Für das Flüssigphasendispersionsmedium kann Wasser verwendet werden; sowie Alkohollösemittel, wie Methanol, Ethanol, Isopropanol, Butanol, Octanol und Methylcellusolve; Ester, wie Ethylacetat und Butylacetat; Ketone, wie Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon; aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Pentan, Hexan und Octan; alicyclische Kohlenwasserstoffen, wie Cyclohexan und Methylcyclohexan; aromatische Kohlenwasserstoffe der Benzolfamilie mit langkettigen Alkylgruppen, wie Benzol, Toluol, Xylol, Hexylbenzol, Heptylbenzol, Octylbenzol, Nonylbenzol, Decylbenzol, Undecylbenzol, Dodecylbenzol, Tridecylbenzol und Tetradecylbenzol; und halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Chloroform, Kohlenstofftetrachlorid und 1,2-Dichloroethan. Zusätzlich ist es möglich, Carbonsäure und andere Ölmaterialien zu verwenden. Hier kann jedes der Ölmaterialien unabhängig für das Flüssigphasendispersionsmedium verwendet werden. Als Alternative ist es möglich, spezifische Materialien zu verwenden, die Mischungen der Ölmaterialien, gemischt mit oberflächenaktiven Mitteln entsprechen.
Die elektroforetischen Partikel können organische oder anorganische Partikel (oder Polymere oder Kolloide) sein, die dazu neigen, sich aufgrund von Potenzialdifferenzen in dem Dispersionsmedium unter dem Einfluss elektroforetischer Effekte zu bewegen. Die elektroforetischen Partikel können unter Verwendung eines Pigments, oder zwei oder mehr Pigmente, die spezifische Farben, wie schwarz, weiß, gelb, rot, blau und grün, haben, gefärbt werden. Als schwarze Pigmente kann Anilinschwarz und Kohleschwarz verwendet werden. Als weiße Pigmente kann Titandioxid, Zinkweiß und Antimontrioxid verwendet werden. Als Azopigmente kann Monoazo, Disazo und Polyazo verwendet werden. Als gelbe Pigmente kann Isp-Indolynon, Gelbblei, gelbes Eisenoxid, Kadmiumgelb, Titangelb und Antimon verwendet werden. Als rote Pigmente kann Chinacrinrot und Chrome Bar Million verwendet werden. Als blaue Pigmente kann Phthalocyaninblau, Induslene-Blau, Anthrachinonfarbstoff, Ionenblau, Ultramarinblau und Kobaltblau verwendet werden. Als grüne Pigmente kann Phthalocyaningrün verwendet werden.
Es ist möglich, den obengenannten Pigmenten andere Materialien oder Mittel nach Bedarf zuzugeben. Als Zusatzmaterialien oder -mittel können elektrolytische Elemente, oberflächenaktive Mittel, Metallseife, Harz, Gummi, Öl, Lack, geladene Schutzmittel, die Partikel enthalten, wie Verbindungen, Dispergiermittel (wie Titankopplungsmittel, Aluminiumkopplungsmittel und Silankopplungsmittel), Schmiermittel und Stabilisierungsmittel verwendet werden.
Die Dispersionsflüssigkeit, die wie zuvor beschrieben zusammengesetzt ist, wird durch ein geeignetes Verfahren ausreichend gemischt, wie eines, das eine Kugelmühle, eine Sandmühle und einen Farbenschüttelapparat verwendet. Dann wird die Dispersionsflüssigkeit durch ein bekanntes Mikroeinkapselungsverfahren, wie Grenzflächenpolymerisierung, ein unlöslich gemachtes Reaktionsverfahren, eine Phasentrennmethode und eine Grenzflächenausfällung, einer Mikroeinkapselung unterzogen.
Als Materialien zur Verwendung in der Bildung der Mikrokapseln 51 ist bevorzugt, nachgiebige Materialien, wie Verbindungen aus Gummiarabikum und Gelatine, und Urethanverbindungen zu verwenden. Zur Demonstration der besseren Anzeigeeigenschaften ist bevorzugt, dass Mikrokapseln 51 eine annähernd gleichförmige Größe haben. Mikrokapseln mit einer annähernd gleichförmigen Größe können durch Filtration oder Trennung nach Unterschieden in der Dichtezahl erzeugt werden. Normalerweise liegt die Größe der Mikrokapseln zum Beispiel zwischen 30 μm und 60 μm.
In der Bildung der Mikrokapselschicht werden die Mikrokapseln 51 gemeinsam mit dem Einstellungsmittel für die gewünschte dielektrische Konstante in das Bindeharz gemischt, so dass eine Harzzusammensetzung (z.B. Emulsion oder organische Lösemittellösung) erzeugt wird. Somit wird die Mikrokapselschicht auf dem Substrat durch eine bekannte Beschichtungsmethode gebildet, wie die Walzenauftragsmethode, die Walzenlaminierungsmethode, die Siebprozessdruckmethode und die Sprühmethode.
Es gibt keine praktischen Einschränkungen hinsichtlich der Materialien, die in dem Bindeharz verwendet werden, solange die Materialien eine gute Affinität mit den Mikrokapseln 51 haben, eine bessere Adhäsion an das Substrat und Isoliereigenschaften haben.
Als Materialien zur Verwendung in dem Bindeharz können Polyethylen, chloriniertes Polyethylen, Copolymere von Ethylen und Vinylacetat, Copolymere von Ethylen und Ethylacetat, Polypropylen, ABS-Harz, Methylmethacrylatharze, Vinylchloridharze, Copolymere von Vinylchlorid und Vinylacetat, Colpolymere von Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, Copolymere von Vinylchlorid und Acrylester, Copolymere von Vinylchlorid und Methacrylsäure, Copolymere von Vinylchlorid und Acrylonitril, Copolmyere von Ethylen, Vinylalkohol und Vinylchlorid, Copolymere von Propylen und Vinylchlorid, Vinylidenchloridharz, Vinylacetatharz, Polyvinylalkohol, Polyvinylformal, thermoplastische Harze, wie Zelluloseharze, Polyamidharze, Polyacetal, Polycarbonat, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polyphenylenoxid, Polysulfon, Polyamid-imid, Polyamino-bismaleimid, Poylestersulfon, Polyphenylensulfon, Polyacrylat, Pfropf-Polyphenylen-ether, Polyether-ether-keton, hohe Polymere, wie Polyetherimid, Polytetrafluorethylen, Poly-ethylenpropylenfluorid, Copolymere von Tetrafluorethylen und Perphloroalkoxyethylen, Copolymere von Ethylen und Tetrafluorethylen, Poly-vinylidenfluorid, Polychlorotrifluorethylen, Fluorharze, wie Fluorgummi, Silikonharz und andere Silikonharze, wie Silikongummi, verwendet werden. Zusätzlich ist es möglich, Copolymere von Methacrylsäure und Styrol, Polybutylen, und Copolymere von Methylmethacrylsäure, Butadien und Styrol zu verwenden.
Wie in der Ungeprüften Japanischen Patentschrift Nr. Hei 10-149118 offenbart ist, ist bevorzugt, dass dielektrische Konstante der elektroforetischen Lösung und der dispergierten Materialien auf etwa denselben Wert im Bezug auf das Bindematerial eingestellt sind. Aus diesem Grund ist bevorzugt, zum Beispiel Alkohole, Ketone, Carbonsäure und dergleichen zu der Bindeharzzusammensetzung hinzuzufügen. Als Alkohole kann 1,2-Butandiol, 1,4-Butandiol usw. verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 7 wird eine Beschreibung im Bezug auf ein Herstellungsverfahren der elektroforetischen Vorrichtung mit der in 2 dargestellten Struktur gegeben, wobei dielektrische Substanzen in der ferroelektrischen Substanzschicht 10, die zwischen den Elektroden 3 und 4 angeordnet ist, in Reihe geschaltet sind wobei Mikrokapseln verwendet werden, die durch die vorangehenden Schritte, die in den 6A bis 6C dargestellt sind, hergestellt werden.
In 7 wird eine Rolle aus transparentem Substratmaterial 71 bereitgestellt, auf der die Struktur der elektroforetischen Vorrichtung durch das Walze-an-Walze-Verfahren und ein Tintenstrahlherstellungsverfahren gebildet wird. Als gerolltes transparentes Substratmaterial 71 kann eine Zusammensetzung verwendet werden, in der zum Beispiel ein ITO-Elektrodenfilm (wobei "ITO" für "Indiumzinnoxid" steht) auf einem wärmebeständigen Film gebildet ist. Es ist auch möglich, eine Zusammensetzung zu verwenden, in der ein ITO-Elektrodenfilm auf einem PET-Substrat gebildet ist. Der ITO-Elektrodenfilm wird durch den zinndotierten Indiumoxidfilm erhalten. Statt dessen ist es möglich, den Elektrodenfilm aus einem fluordotierten Zinnoxidfilm (d.h., FTO-Film), antimondotierten Zinkoxidfilm, indiumdotierten Zinkoxidfilm, aluminiumdotierten Zinkoxidfilm und dergleichen zu bilden.
Das transparente Substratmaterial 71 wird von einer Walze 70 abgegeben und wird einem Farbauftrag mit einer organischen ferroelektrischen Polymersubstanzlösung 73 durch ein Tintenstrahldruckverfahren unterzogen. Das heißt, eine Düse 72 sprüht die organische ferroelektrische Polymersubstanzlösung 73 auf den ITO-Elektrodenfilm, der auf dem transparenten Substratmaterial 71 gebildet ist. Als organisches ferroelektrisches Polymermaterial müssen organische ferroelektrische Polymersubstanzen mit Lösemittellöslichkeit verwendet werden. Zum Beispiel ist es möglich, ein Copolymer von VDF/TrFE zu verwenden.
Dann wird die organische ferroelektrische Polymersubstanzlösung 73, die auf den ITO-Elektrodenfilm des transparenten Substratmaterials 71 gesprüht wird, einem Tempern mit heißer Luft 74 unterzogen, um eine Rekristallisierung auszuführen. Während dem Tempern sollte die Temperatur der heißen Luft 74 gleich der Wärmebeständigkeitstemperatur des wärmebeständigen Films oder PET sein, der/das für das gerollte transparente Substratmaterial 71 verwendet wird, oder geringer. Das heißt, es ist angemessen, die Temperatur der heißen Luft 74 bei etwa 145°C einzustellen.
Die Bedingungen zur Filmbildung hängen von den dielektrischen Konstanten der dielektrischen Substanzschicht ab, die für die elektroforetische Vorrichtung erforderlich sind. Im Allgemeinen erhöht oder senkt sich oder Spannung, die an die dielektrische Substanzschicht und elektroforetische Dispersionsflüssigkeit angelegt wird, im Verhältnis zu dem Umkehrwert der dielektrischen Konstante. Daher sollte die Filmdicke unter Berücksichtigung der dielektrischen Konstante bestimmt werden. Vorzugsweise liegt die Filmdicke etwa im Bereich zwischen 100 nm und 1 μm.
Anschließend wird die Flüssigkeit mit dispergierten Mikrokapseln durch die vorangehenden Schritte erzeugt, die in 6A bis 6C dargestellt sind. Die Flüssigkeit mit dispergierten Mikrokapseln wird mit einem wasserlöslichen Bindemittel zur Herstellung der Flüssigkeit 75 gemischt, die dann auf die Schicht der "getemperten" organischen ferroelektrischen Polymersubstandlösung 73, die auf dem ITO-Elektrodenfilm des transparenten Substratmaterials 71 gebildet ist, mit Hilfe einer Rakelstreichmaschine 76 und einer Walze 77 aufgetragen wird. Als wasserlösliches Bindemittel kann zum Beispiel das Silikonbeschichtungsmittel verwendet werden. Dann wird die Schicht des "aufgetragenen" wasserlöslichen Bindemittels auf dem transparenten Substratmaterial 71 einem Trocknungsvorgang durch heiße Luft 78 unterzogen. Die Temperatur der heißen Luft 78 wird auf etwa 90°C eingestellt. Übrigens werden das Mischverhältnis des Bindemittels in der Flüssigkeit 75 und die Beschich tungsdicke unter Berücksichtigung der Dicke der "getrockneten" Mikrokapselschicht bestimmt.
Dann wird das transparente Substratmaterial 71 mit dem ITO-Elektrodenfilm, der organischen dielektrischen Polymersubstanzschicht und der Mikrokapselschicht mit einem Rollensubstratmaterial 79 mit Hilfe der Walzen 80a und 80b laminiert. Schließlich wird das "laminierte" Substratmaterial um eine Walze 81 gewickelt. Übrigens hat das Rollensubstratmaterial 79 eine laminierte Struktur, in der Elektrodenmuster auf dem Kunststofffilm gebildet sind, der zum Beispiel aus PET oder PI besteht. Durch Ausführung der obengenannten Verfahren kann die elektroforetische Vorrichtung von 2 erzeugt werden, in der die organische ferroelektrische Polymersubstanzschicht auf der Mikrokapselschicht gebildet ist.
Zur Herstellung der elektroforetischen Vorrichtung von 1, in der die organische ferroelektrische Polymersubstanzschicht unter der Mikrokapselschicht gebildet ist, muss die Reihenfolge der obengenannten Verfahren, die unter Bezugnahme auf 7 beschrieben sind, geändert werden. Das heißt, das Beschichtungsverfahren der organischen ferroelektrischen Polymersubstanzlösung 73 und das Temperverfahren unter Verwendung heißer Luft 74 werden nach dem Auftragsverfahren der Flüssigkeit 75 ausgeführt, in dem das wasserlösliche Bindemittel mit der Flüssigkeit mit dispergierten Mikrokapseln gemischt wird, und dann wird der Trocknungsprozess unter Verwendung der heißen Luft 78 ausgeführt.
Anschließend folgt eine Beschreibung im Bezug auf ein Verfahren zur Herstellung einer elektroforetischen Vorrichtung mit der obengenannten Struktur, die in 4 dargestellt ist, in welcher ferroelektrische Substanzschichten 10 zwischen den Elektroden 3 und 4 parallel geschaltet sind. Erstens wird das Tintenstrahldruckverfahren zur Bildung und Trocknung der ferroelektrischen Substanzschichten 10 verwendet, die zwischen den Elektroden 3 und 4 elektrisch parallel geschaltet sind, wie in 4 dargestellt ist. Spalten, die zwischen den ferroelektrischen Substanzschichten 10 gebildet sind, werden mit der zuvor beschriebenen Flüssigkeit beschichtet, die eine Mischung aus der Flüssigkeit mit dispergierten Mikrokapseln und dem wasserlöslichen Bindemittel ist. Dann wird die gebildete Struktur getrocknet und mit dem Rollensubstratmaterial laminiert. Nach Vollendung der obengenannten Verfahren ist es möglich, die elektroforetische Vorrichtung zu erzeugen, in der die organischen ferroelektrischen Polymersubstanzschichten in den Spalten zwischen den Mikrokapselschichten gebildet sind.
Zuvor wurden die ferroelektrischen Substanzschichten durch das Tintenstrahldruckverfahren gebildet. Natürlich ist es möglich, andere bekannte Verfahren anzuwenden, wie zum Beispiel das Siebprozessdruckverfahren, das Offset-Druckverfahren, das Schleuderbeschichtungsverfahren und das Walzenauftragsverfahren. Unter Verwendung dieser Methoden ist es möglich, elektroforetische Vorrichtungen, wie elektroforetische Anzeigen, ohne Verwendung spezieller Geräte, wie Vakuumkammern, herzustellen.
Übrigens können die obengenannten elektroforetischen Vorrichtungen entweder durch die aktive Methode oder passive Methode angesteuert werden.
Die elektroforetische Vorrichtung dieser Erfindung ist bei einer Reihe von elektronischen Vorrichtungen mit Anzeigen anwendbar. Anschließend folgen Beschreibungen im Bezug auf Beispiele der elektronischen Vorrichtungen, von welchen jede die elektroforetische Vorrichtung dieser Erfindung verwenden kann.
1. Mobiler Computer
Es folgt eine kurze Beschreibung im Bezug auf ein Beispiel eines Personal-Computers 100 einer mobilen Art (oder einer tragbaren Art), der eine elektroforetische Vorrichtung dieser Erfindung als Anzeige 101 verwendet. 10 zeigt ein äußeres Erscheinungsbild des Personal-Computers 100, der im Prinzip eine Haupteinheit 102 umfasst, die eine Tastatur 103 bereitstellt.
2. Zellulares Telefon
Es folgt eine kurze Beschreibung im Bezug auf ein Beispiel eines zellularen Telefons 200, das eine elektroforetische Vorrichtung dieser Erfindung als kleine Anzeige 201 verwendet. 11 zeigt ein äußeres Erscheinungsbild des zellularen Telefons 200, das im Prinzip Zahlentasten und Funktionstasten 202, ein Hörteil 203 und ein Sprechteil 204 umfasst.
3. Elektronisches Papier
Es folgt eine kurze Beschreibung im Bezug auf ein Beispiel eines "nachgiebigen" elektronischen Papiers 300, das eine elektroforetische Vorrichtung dieser Erfindung als Anzeige 301 verwendet. 12 zeigt ein äußeres Erscheinungsbild des elektronischen Papiers 300, das im Prinzip ein wiederbeschreibbares Blatt 302 umfasst, das eine ähnliche Griffigkeit und Nachgiebigkeit wie herkömmliche Papiere hat.
13 zeigt ein äußeres Erscheinungsbild eines elektronischen Notebooks 400, in dem zahlreiche elektronische Papiere 400 mit einem Einband 401 zusammengebunden sind. Der Einband 401 stellt eine Anzeigedateneingabeeinheit (nicht dargestellt) bereit, die zur Eingabe von Anzeigedaten von der externen Vorrichtung verwendet wird. Als Reaktion auf die Anzeigedaten ist es möglich, den Anzeigeinhalt im Bezug auf jedes der elektronischen Papiere 300, die mit dem Einband 401 zusammengebunden sind, zu ändern und zu aktualisieren.
4. Anzeigevorrichtung
Es folgt eine kurze Beschreibung im Bezug auf ein Beispiel einer Anzeigevorrichtung 501 unter Bezugnahme auf 14A und 14B. Eine Anzeigeeinheit 502 ist an einem Rahmen 501A der Anzeigevorrichtung 501 befestigt und hat eine Struktur, dass sie an dem Rahmen 501A befestigbar und von diesem lösbar ist. Die Anzeigeeinheit 502 ist ein extrem dünnes, blattförmiges oder papierförmiges Aufzeichnungsmedium (nämlich ein elektronisches Papier) und wird zwischen zwei Paaren von Vorschubwalzen 504 und 506 gehalten, die an vorgeschriebenen Positionen in Seitenabschnitten des Rahmens 501A gehalten werden. Ungefähr der mittlere Abschnitt des Rahmens 501A ist konkav gebildet, um eine rechteckige Öffnung 501C zu bilden, in die eine transparente Glasplatte 507 eingesetzt wird. Der Rahmen 501A stellt einen Einsetz-/Entfernungsschlitz 508 bereit, der das Einsetzen der Anzeigeeinheit 502 in diesen und die Entfernung der Anzeigeeinheit 502 aus diesem ermöglich. Eine Anschlusseinheit 510 ist an einem Ende der Einsetzrichtung der Anzeigeeinheit 502 bereitgestellt Die Anschlusseinheit 510 ist elektrisch an eine Buchse 512 in dem Rahmen 501A angeschlossen, durch die sie an eine Steuerung 513 anschließbar ist, die in dem anderen Seitenabschnitt des Rahmens 501A bereitgestellt ist.
Diese Art der lösbaren Anzeigeeinheit 502 bietet dem Benutzer Tragfähigkeit und kann von dem Benutzer leicht gehandhabt werden, ist aber nicht voluminös. Daher kann der Benutzer nur die Anzeigeeinheit 502 mit sich tragen, die die Karte der Gegend zeigt, in der sich der Zielort des Benutzers befindet.
Es können andere Beispiele als die obengenannten Beispiele genannt werden, wie das Fernsehgerät mit Flüssigkristallanzeige, Videorecorder vom optischen Sucher-Typ und Überwachungs-Typ, Autonavigationssysteme, Pager, elektronische Taschen-Notebooks, elektronische Rechner, Textverarbeitungssysteme, Workstations, TV-Telefone, POS-(Point-of-Sales) Terminals, und andere Vorrichtungen mit Berührungsbildschirmen. Diese Erfindung ist bei Anzeigen anwendbar, die in den obengenannten Vorrichtungen verwendet werden.
Wie bisher beschrieben, hat die Erfindung eine Reihe technischer Merkmale und Effekte, die in der Folge beschrieben werden.

(1) Die elektroforetische Vorrichtung dieser Erfindung hat eine spezifische Struktur, in der ferroelektrische Substanzschichten zwischen Elektroden angeordnet sind, an welchen eine Antriebsspannung mit der gewünschten Polarität angelegt wird. Aufgrund der Bereitstellung der ferroelektrischen Substanzschichten zwischen den Elektroden können die Restpolarisierungseigenschaften der ferroelektrischen Substanzen genutzt werden, die zur Aufrechterhaltung der elektrischen Dipole in der elektroforetischen Dispersionsflüssigkeit effektiv sind. Somit ist es möglich, die Bilderhaltungsfähigkeit der elektroforetischen Vorrichtung deutlich zu verbessern.
(2) Die elektroforetische Vorrichtung dieser Erfindung kann durch einfache Verfahren hergestellt werden, die die Bildung von Mikrokapselschichten und ferroelektrischen Substanzschichten gemäß dem Tintenstrahldruckverfahren beinhalten. Es gibt keine praktischen Einschränkungen hinsichtlich der Wahl der Materialien zur Verwendung in der Herstellung der elektroforetischen Vorrichtung. Zusätzlich ist es möglich, das elektronische Papier einfach herzustellen.

Da diese Erfindung in mehreren Formen ausgeführt werden kann, ohne von ihren wesentlichen Eigenschaften Abstand zu nehmen, sind die vorliegenden Ausführungsformen daher veranschaulichend und nicht einschränkend, da der Umfang der Erfindung durch die beiliegenden Ansprüche und nicht durch die vorangehende Beschreibung definiert wird, und alle Änderungen, die innerhalb der Grenzen der Ansprüche oder Äquivalenten solcher Grenzen liegen, sollen daher durch die Ansprüche abgedeckt sein.

Claims

Elektroforetische Vorrichtung, umfassend: ein Paar von Elektroden (3, 4), die einander gegenüberliegend, mit einem vorgeschriebenen Raum dazwischen angeordnet sind, wobei mindestens eine der Elektroden aus einem transparenten Material gebildet ist; eine elektroforetische Dispersionsflüssigkeit (50), die elektroforetische Partikel (5) enthält, die in einem Flüssigphasendispersionsmedium (6) dispergiert sind, das den Raum zwischen den Elektroden einnimmt, gekennzeichnet durch: eine Mehrzahl ferroelektrischer Substanzschichten (10), die an einer vorgeschriebenen Position in dem Raum zwischen den Elektroden angeordnet sind, wobei die Mehrzahl ferroelektrischer Substanzschichten elektrisch in Reihe geschaltet sind und linear in dem Raum zwischen dem Paar von Elektroden angeordnet sind.
Elektroforetische Vorrichtung, umfassend: ein Paar von Elektroden (3, 4), die einander gegenüberliegend, mit einem vorgeschriebenen Raum dazwischen angeordnet sind, wobei mindestens eine der Elektroden aus einem transparenten Material gebildet ist; eine elektroforetische Dispersionsflüssigkeit (50), die elektroforetische Partikel (5) enthält, die in einem Flüssigphasendispersionsmedium (6) dispergiert sind, das den Raum zwischen den Elektroden einnimmt, gekennzeichnet durch: eine Mehrzahl ferroelektrischer Substanzschichten (10), die an einer vorgeschriebenen Position in dem Raum zwischen den Elektroden angeordnet sind, wobei die Mehrzahl ferroelektrischer Substanzschichten parallel geschaltet sind und mit Abständen in dem Raum zwischen dem Paar von Elektroden angeordnet sind.
Elektroforetische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die ferroelektrischen Substanzschichten aus einer organischen polymeren ferroelektrischen Substanz bestehen.
Elektroforetische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei mindestens eine der Elektroden in mehrere Abschnitte in Übereinstimmung mit Pixeln geteilt ist.
Elektroforetische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei mindestens eine der Elektroden in mehrere Abschnitte in Übereinstimmung mit Pixeln geteilt ist, und wobei die ferroelektrischen Substanzschichten entsprechend in mehrere Abschnitte in Übereinstimmung mit den Pixeln geteilt sind.
Elektroforetische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei mindestens eine der Elektroden in mehrere Abschnitte in Übereinstimmung mit Pixeln geteilt ist, und wobei die ferroelektrischen Substanzschichten nur für gewünschte Pixel bereitgestellt sind.
Elektroforetische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, des Weiteren umfassend einen Schalter, der ein wiederholtes und reversibles Umschalten zwischen einer Parallelschaltung und einer Reihenschaltung zwischen einer Schicht der elektroforetischen Dispersionsflüssigkeit und den ferroelektrischen Substanzschichten ermöglicht.
Elektroforetische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die ferroelektrischen Substanzschichten aus einem anorganischen dielektrischen Material bestehen, das ausgewählt ist aus Bleizirkonattitanat (PZT), Bariumtitanat (BaTiO₃) und Bleititanat.
Elektroforetische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die ferroelektrischen Substanzschichten aus einem organischen polymeren dielektrischen Material bestehen, das ausgewählt ist aus Polyvinylidenfluorid (PVDF), Copolymeren von Vinyliden (VDF)/Trifluorethylen (TrFE) und Copolymeren von Vinylidencyanid (VDCN)/Vinylacetat (VAc).
Verfahren zur Herstellung einer elektroforetischen Vorrichtung, umfassend die folgenden Schritte: Anordnen eines Paares von Elektroden (3, 4) einander gegenüberliegend, mit einem vorgeschriebenen Raum dazwischen, wobei mindestens eine der Elektroden aus einem transparenten Material gebildet ist; Bereitstellen einer elektroforetischen Dispersionsflüssigkeit (50), die elektroforetische Partikel (5) enthält, die in einem Flüssigphasendispersionsmedium (6) dispergiert sind, in dem Raum zwischen den Elektroden, gekennzeichnet durch: Bilden einer Mehrzahl ferroelektrischer Substanzschichten (10), die aus einer organischen polymeren ferroelektrischen Substanz bestehen, an einer vorgeschriebenen Position in dem Raum zwischen den Elektroden, wobei die Mehrzahl ferroelektrischer Substanzschichten elektrisch in Reihe geschaltet sind und linear in dem Raum zwischen dem Paar von Elektroden angeordnet sind, wobei die ferroelektrischen Substanzschichten unter Verwendung einer organischen Lösemittellösung für die organische polymere ferroelektrische Substanz nach einem vorgeschriebenen Verfahren gebildet werden.
Verfahren zur Herstellung einer elektroforetischen Vorrichtung, umfassend die folgenden Schritte: Anordnen eines Paares von Elektroden (3, 4) einander gegenüberliegend, mit einem vorgeschriebenen Raum dazwischen, wobei mindestens eine der Elektroden aus einem transparenten Material gebildet ist; Bereitstellen einer elektroforetischen Dispersionsflüssigkeit (50), die elektroforetische Partikel (5) enthält, die in einem Flüssigphasendispersionsmedium (6) dispergiert sind, in dem Raum zwischen den Elektroden, gekennzeichnet durch: Bilden einer Mehrzahl ferroelektrischer Substanzschichten (10), die aus einer organischen polymeren ferroelektrischen Substanz bestehen, an einer vorgeschriebenen Position in dem Raum zwischen den Elektroden, wobei die Mehrzahl ferroelektrischer Substanzschichten elektrisch parallel geschaltet sind und mit Abständen in dem Raum zwischen dem Paar von Elektroden angeordnet sind, wobei die ferroelektrischen Substanzschichten unter Verwendung einer organischen Lösemittellösung für die organische polymere ferroelektrische Substanz nach einem vorgeschriebenen Verfahren gebildet werden.
Verfahren zur Herstellung einer elektroforetischen Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei mindestens eine der Elektroden in mehrere Abschnitte in Übereinstimmung mit Pixeln geteilt ist.
Verfahren zur Herstellung einer elektroforetischen Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei mindestens eine der Elektroden in mehrere Abschnitte in Übereinstimmung mit Pixeln geteilt ist und wobei die ferroelektrischen Substanzschichten entsprechend in mehrere Abschnitte in Übereinstimmung mit den Pixeln geteilt sind.
Verfahren zur Herstellung einer elektroforetischen Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei mindestens eine der Elektroden in mehrere Abschnitte in Übereinstimmung mit Pixeln geteilt ist und wobei die ferroelektrischen Substanzschichten nur für gewünschte Pixel bereitgestellt sind.
Verfahren zur Herstellung einer elektroforetischen Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei das vorgeschriebene Verfahren ein Tintenstrahldruckverfahren ist.
Verfahren zur Herstellung einer elektroforetischen Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei das vorgeschriebene Verfahren ein Siebprozessdruckverfahren ist.
Verfahren zur Herstellung einer elektroforetischen Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei das vorgeschriebene Verfahren ein Offset-Druckverfahren ist.
Verfahren zur Herstellung einer elektroforetischen Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei das vorgeschriebene Verfahren ein Schleuderbeschichtungsverfahren ist.
Verfahren zur Herstellung einer elektroforetischen Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei das vorgeschriebene Verfahren ein Walzenbeschichtungsverfahren ist.
Verfahren zur Herstellung einer elektroforetischen Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei eine Schicht der elektroforetischen Dispersionsflüssigkeit nach der Bildung der ferroelektrischen Substanzschichten durch das vorgeschriebene Verfahren gebildet wird.
Verfahren zur Herstellung einer elektroforetischen Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei die ferroelektrischen Substanzschichten durch das vorgeschriebene Verfahren nach der Bildung einer Schicht der elektroforetischen Dispersionsflüssigkeit gebildet werden.