JP2705235B2 - 電気泳動表示素子の駆動方法 - Google Patents

Description

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

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

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

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

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

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

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

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

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

本発明において、網目状または縞状の透明電極層ある
いは全面に形成された透明電極層に印加される第１の直
流高電圧は、表示素子の透過状態または着色状態を得る
ために十分な応答速度が得られる程度でなければならな
い。この直流高電圧はセルギャップの厚みに応じて、20
0〜500Vの間で適宜な値が選ばれる。第１の直流高電圧
の印加時間は分散粒子が分散媒の中を泳動し網目状また
は縞状の透明電極層あるいは全面に形成された透明電極
層の近傍に達するに十分な時間であって、セルギャップ
に応じて0.5秒〜１分の間で適宜選ばれる。

第２の直流低電圧は、分散粒子にチャージアップを起
こさせず、網目状または縞状の透明電極層あるいは全面
に形成された透明電極層に分散粒子を吸着させるに十分
な電圧であれば良く、第１の直流高電圧のほぼ半分程度
以下であることが好ましい。なお、第１の直流高電圧を
印加した後に、第１の直流高電圧と第２の直流低電圧の
中間の直流電圧で一時保持してから第２の直流低電圧を
印加しても良い。

電気泳動表示素子を透過状態にする場合も、着色状態
にする場合も、透明電極層の正負の極性が異なるだけ
で、同一の電圧印加のパターンで直流電圧が印加され
る。

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

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

また、全面透明電極層の極性が分散粒子の帯電の極性
と逆になるように、第１の直流高電圧を印加すると、高
電圧であるため、分散媒中に分散しあるいは縞状または
網目状または縞状の透明電極層に付着していた分散粒子
は、素早く分散媒中を泳動して早い応答速度で全面透明
電極層に到達する。

続いて、全面透明電極層の極性が分散粒子の帯電の極
性と逆になるように、第２の直流低電圧を印加すると、
全面透明電極層に到達した分散粒子はチャージアップを
起こすことなく、速やかに透明電極層に付着するので、
応答性を悪化させずに優れた着色状態が得られる。

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

第１図は本発明の一実施例の駆動方法および比較例の
駆動方法の時間の経過に対する電圧の変化を示す線図、
第２図は第１図の本発明の実施例および比較例で表示素
子を駆動した場合の時間の経過に対する透過率の変化を
示す線図、第３図は本発明が適用される透過型電気泳動
表示素子のの断面図である。

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

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

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

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

この透過型電気泳動表示素子を用い、第１図に示す駆
動方法により、透過状態および着色状態に駆動した。

すなわち、まず本発明例としてストライプ状の透明電
極膜2bの極性が分散粒子３の帯電の極性と逆になるよう
に、透明電極2a−2b間に第１の直流高電圧が300Vで、印
加時間を10秒間として印加した。続いて、ストライプ状
の透明電極膜2bの極性が分散粒子３の帯電の極性と逆に
なるように、透明電極2a−2b間に第２の直流低電圧の10
0Vを印加して保持したところ、表示素子の透過状態が得
られた。第１の直流電圧印加された後透過状態が保持さ
れるまでの間の表示素子の透過率を測定した。

続いて、全面透明電極層2aの極性が分散粒子３の帯電
の極性と逆になるように、透明電極2a−2b間に第１の直
流高電圧が300Vで、印加時間を10秒間として印加した。
続いて、全面透明電極層2aの極性が分散粒子３の帯電の
極性と逆になるように、透明電極2a−2b間に第２の直流
低電圧の100Vを印加して保持したところ、分散粒子３が
全面透明電極層2aに付着し表示素子の着色状態が得られ
た。第１の直流電圧を印加した後遮光状態が保持される
間の表示素子の透過率を前と同様に測定した。

次いで、第３図の透過型電気泳動表示素子を用い、第
１図の比較例１および比較例２に示す従来の駆動方法に
より、透過状態および着色状態に駆動した。なお、第１
図に示したように、比較例１は高電圧印加であって、30
0Vの直流を印加するものであり、比較例２は低電圧印加
であって、100Vの直流を印加するものである。

すなわち、ストライプ状の透明電極膜2bの極性が分散
粒子３の帯電の極性と逆になるように、透明電極2a−2b
間に比較例１では直流電圧として300Vを、比較例２では
直流電圧として100Vを印加して保持し、透過状態を得
た。

この電圧印加後透過状態が得られるまでの透過率を測
定した後、全面電極膜2aの極性が分散粒子３の帯電の極
性と逆になるように、比較例１では直流300Vを、比較例
２では直流100Vを印加して保持して、着色状態を得た。
前と同様に電圧印加後着色状態の得られるまでの透過率
を測定した。

実施例１で示す本発明方法の駆動方法と、比較例１お
よび比較例２で示す従来方法の駆動方法で得られた、第
１の直流高電圧印加後の、透過状態および着色状態の、
時間の経過に対する透過率の変化を第２図に示した。

第２図に示したように、比較例１は高電圧であったた
め、応答速度が非常に速いが、過剰電荷のためチャージ
アップが起こり、分散粒子が電極から遊離して、透過状
態での透過率が低く、また着色状態での遮光率が低下し
ている。また、比較例２は低電圧であったため、応答速
度が遅く、透過率および遮光率は優れているものの、完
全な透過状態または着色状態になるのに、本発明例の４
倍近く時間がかかっている。

これに対して本発明例である実施例１では、応答速度
は高電圧の比較例１に匹敵して優れたものであり、かつ
透過状態における透過率および着色状態における遮光率
は共に比較例１と同程度に優れたものであって、本発明
の効果が確認された。

なお、本実施例においては、第１の直流高電圧を印加
した後、直ちに第２の直流低電圧を印加したが、第１の
直流高電圧を印加した後、第１の直流高電圧と第２の直
流低電圧の中間の直流電圧で一時保持してから第２の直
流低電圧を印加しても同様の結果が得られる。

［発明の効果］ 本発明の透過型電気泳動表示素子の駆動方法は、一方
の透明基板には全面に透明電極層を形成し、他方の透明
基板には網目状または縞状に透明電極層を形成した透過
型電気泳動表示素子の駆動方法であって、前記網目状ま
たは縞状の透明電極層の極性が前記分散粒子の帯電の極
性と逆になるように第１の直流高電圧を印加した後、第
２の直流低電圧を印加して保持し表示素子の透過状態を
得、前記全面に形成された透明電極層の極性が前記分散
粒子の帯電の極性と逆になるように第１の直流高電圧を
印加した後、第２の直流低電圧を印加して保持し表示素
子の着色状態を得ることを特徴とするものであって、着
色状態において分散粒子が全面電極に均一に付着し、遮
光率の高い良好な遮光状態が得られると共に、透過状態
においても分散粒子が縞状または網目状の透明電極層か
ら遊離することなく付着するので、透過率の高い良好な
透過状態が速い応答速度で得られるという優れた効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の駆動方法と比較例の駆動方法の時間の
経過に対する電圧の変化を示す線図、第２図は第１図の
本発明例および比較例で第３図の表示素子を駆動した場
合の時間の経過に対する透過率の変化を示す線図、第３
図は本発明が適用される透過型電気泳動表示素子のの断
面図、第４図は従来の電気泳動表示素子の断面図であ
る。 1aおよび1b……透明基板、2aおよび2b……透明電極層、
３……分散媒、４……分散粒子、５……スペーサ

Claims (1)

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