(57)【要約】【課題】絶縁性液体と粒子からなるＥＡ流体を表示媒体とした表示装置の場合、応答速度が遅く、また基板上に付着残留する粒子が存在するため高コントラスト表示を得ることができない。【解決手段】上基板２と下基板３との間に２０μｍのセルギャップ規制部材６により形成される空気層４ｃにＥＡ粒子４ａを封入する。白色表示の場合、上基板２上の第一電極１３ａに正、対向した下基板３上の第二電極１３ｂに負の電圧を印加することで、基板に垂直方向に電界が形成され、第一電極１３ａと第二電極１３ｂとの間にＥＡ粒子４ａが配列する。同様に、第一電極１３ｃに正、第二電極１３ｄに負の電圧を印加し、第一電極１３ｃと第二電極１３ｄとの間にＥＡ粒子４ａを配列させる。第一電極１３ａ、１３ｃ及び第二電極１３ｂ、１３ｄを形成した箇所以外は反射板８あるいは絶縁性微粒子４ｂが観察され、白色表示となる。【選択図】  図１
2004240310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明である一対の基板と、
前記基板間の気相中に封入された複数の粒子群とを備え、印加された電界によって前記粒子群が移動することによって画像表示を行う表示パネルを具備し、
前記複数の粒子群は誘電率差が異なる二以上の粒子群であって、電界配列効果を有する粒子群と電界配列効果を有しない粒子群とからなることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記複数の粒子群は、比重が異なる二以上の粒子群から構成されたことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記電界配列効果を有しない粒子群を構成する一次粒子の直径は５０ｎｍ以下の微粒子であることを特徴とする請求項１の表示装置。
【請求項４】
前記電界は、前記一方の基板に形成された共通電極と、前記共通電極が形成された基板に形成され前記共通電極に対向して設けた画素電極とによって形成された横電界であることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示パネルに設けた加振手段を具備したことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項６】
前記加振手段は圧電素子であることを特徴とする請求項５記載の表示装置。
【請求項７】
前記加振手段は前記表示パネルに設けた電極であることを特徴とする請求項５記載の表示装置。
【請求項８】
前記加振手段を動作させるタイミングと前記表示パネルを駆動させるタイミングとを同期させる同期回路を具備した請求項５記載の表示装置。
【請求項９】
少なくとも一方が透明である一対の基板と、
前記基板間の気相中に封入された複数の粒子群とを備え、印加された電界によって前記粒子群が移動することによって画像表示を行う表示パネルと、
前記表示パネルに設けた加振手段とを具備した表示装置の駆動方法であって、
前記加振手段を動作させるタイミングと前記表示パネルを駆動させるタイミングとを同期させることを特徴とする表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置、特に電子ペーパーなどの折り曲げ可能なディスプレイに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平９−２３０８０３号公報では、電界配列性粒子（以下、ＥＡ粒子と記す。）を用いて、表示内容を簡単かつ高速に変更し得る表示装置について公示されている。
【０００３】
図５は、特開平９−２３０８０３号公報で提案されている表示装置の構成を示す図である。
【０００４】
互いに直交しそれぞれ平行に配設された第１の複数の線条電極６５ａ、６５ｂ、・・・、６５ｎと第２の複数の線条電極６７ａ、６７ｂ、・・・、６７ｎの間に電圧を印加すると、ＥＡ粒子５９は電界配列効果により配列され、透明ガラス板５１、５３は透明になって表示が可能となり、第１及び第２の複数の線条電極いずれか一方のみに、例えば第２の複数の線条電極６７ａ、６７ｂ、・・・、６７ｎのみに逆極性の電圧を交互に印加すると、ＥＡ粒子５９は第２の複数の線条電極６７ａ、６７ｂ、・・・、６７ｎ側に片寄せられ平行に連なって集まり、透明ガラス板５１、５３間は不透明になって表示が消去され、表示内容を簡単かつ高速に変更することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２３０８０３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなＥＡ流体を表示媒体として使用した表示装置の場合、以下のような課題が残されていた。
【０００７】
すなわち、
（１）絶縁性液体と粒子からなるＥＡ流体は、粒子が液体中を移動するため、応答速度が遅い。
【０００８】
（２）電極間に鎖状に凝集したＥＡ粒子は基板上に強固に付着するため、もとの状態に戻すためには高電圧を必要とする。また、駆動に必要な電圧を印加しても基板上に付着したまま残留する粒子が存在するため、充分な白表示あるいは黒表示ができない。したがって、高コントラストの表示を得ることができない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本願の表示装置及びその駆動方法は以下の構成とした。
【００１０】
すなわち、本願の表示装置及びその駆動方法にあっては、
（１）少なくとも一方が透明である一対の基板と、前記基板間の気相中に封入された複数の粒子群とを備え、印加された電界によって前記粒子群が移動することによって画像表示を行う表示パネルを具備し、前記複数の粒子群は誘電率差が異なる二以上の粒子群であって、電界配列効果を有する粒子群と電界配列効果を有しない粒子群とからなる構成とした。
【００１１】
（２）複数の粒子群は、比重が異なる二以上の粒子群からなる構成とした。
【００１２】
（３）電界配列効果を有しない粒子群を構成する一次粒子の直径は５０ｎｍ以下の微粒子である構成とした。
【００１３】
（４）電界は、前記一方の基板に形成された共通電極と、前記共通電極が形成された基板に形成され前記共通電極に対向して設けた画素電極とによって形成された横電界である構成とした。
【００１４】
（５）表示パネルに設けた加振手段を具備した構成とした。
【００１５】
（６）加振手段は圧電素子である構成とした。
【００１６】
（７）加振手段は表示パネルに設けた電極である構成とした。
【００１７】
（８）加振手段を動作させるタイミングと表示パネルを駆動させるタイミングとを同期させる同期回路を具備した構成とした。
【００１８】
（９）少なくとも一方が透明である一対の基板と、前記基板間の気相中に封入された複数の粒子群とを備え、印加された電界によって前記粒子群が移動することによって画像表示を行う表示パネルと、前記表示パネルに設けた加振手段とを具備した表示装置の駆動方法であって、前記加振手段を動作させるタイミングと前記表示パネルを駆動させるタイミングとを同期させる表示装置の駆動方法とした。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図２は本発明の第１の実施形態における表示装置の構成を示す全体図である。図２において、１は表示パネル、２は上基板、３は下基板、４は電界配列性流体（ＥＡ流体）、５は画素構成用隔壁、６はセルギャップ規制部材、７は加振部材、８は反射層、９は加振手段、１０はパネル駆動回路、１１は振動用回路、１２は同期回路である。
【００２１】
図３は、本発明の第１の実施形態における表示装置の構成を示すブロック図である。図３において１３は画素、１４は第一電極ドライバ、１５は第二電極ドライバである。
【００２２】
図１は本発明の第１の実施形態における白表示時の表示装置の画素部を示す図であり、図１（ａ）は画素部の平面図、図１（ｂ）はＡ−Ａ線における画素部の断面図である。
【００２３】
図４は本発明の第１の実施形態における黒表示時の表示装置の画素部を示す図であり、図４（ａ）は画素部の平面図、図４（ｂ）はＢ−Ｂ線における画素部の断面拡大図である。
【００２４】
図１及び図４において、４ａは電界配列性粒子（ＥＡ粒子）、４ｂは絶縁性微粒子、４ｃは空気層、１３ａ、１３ｃは第一電極、１３ｂ、１３ｄは第二電極である。
【００２５】
各画素１３は第一電極１３ａ、１３ｃ、及び第二電極１３ｂ、１３ｄを備えており、これらの第一電極及び第二電極はそれぞれ第一電極ドライバ１４および第二電極ドライバ１５によって駆動される。これらの第一電極ドライバ１４及び第二電極ドライバ１５の動作はパネル駆動回路１０によって制御されるように構成されており、各画素には、第一電極ドライバ１４を通じてゲート信号Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎが、また、第二電極ドライバ１５を通じてソース信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎが送られる。
【００２６】
本第１の実施形態においては、観察側の上基板２は厚さ０．１ｍｍないし０．２ｍｍの透明樹脂フィルムであり、下基板３も同様の透明樹脂フィルムである。反射層８はＴｉＯ２（チタニア）、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）等によって下基板３内面に形成された白色層である。また、第一電極１３ａ、１３ｃ、及び第二電極１３ｂ、１３ｄはＩＴＯ、Ａｌ等で形成された導電体である。
【００２７】
さらに、ＥＡ粒子４ａはアクリル粒子、ブラックカーボン等から合成された直径１〜１０μｍ程度の球状黒色粒子であり、絶縁性微粒子４ｂはＥＡ粒子４ａと誘電率が大きく異なるＳｉＯ２（シリカ）、ＴｉＯ２（チタニア）、アクリル等からなるものであり、直径１０ｎｍ〜１００ｎｍのもの、望ましくは一次微粒子が５０ｎｍ以下で、比重が小さく、流動性に優れた球状のものがよい。このような組合せにより、ＥＡ粒子４ａ近傍に電界が形成された場合、その電界に応じてＥＡ粒子４ａが配列することが可能となる。
【００２８】
ここで、ＥＡ粒子４ａも、絶縁性微粒子４ｂと同様に、比重が小さく流動性に優れているものが望ましい。そのための具体的な構造として、直径５μｍの真球状アクリル粒子の表層全面に、直径３０ｎｍの真球状シリカ微粒子をメカノケミカルなどの方法により固定化処理した。また、比重をさらに小さくするために、アクリル粒子は中空状やあるいは多孔質のものがより望ましい。このような構造により、粒子の流動性は向上し、粒子が移動するときの摩擦抵抗が小さくなり、かつ、粒子の移動に必要な運動エネルギーが小さくなるので、応答速度が高速になるとともに低電圧での駆動が可能となる。
【００２９】
以下に、各々の構成及びその動作について詳細に説明する。
【００３０】
図１及び図２に示すように、表示パネル１は、上基板２と下基板３とで形成され所定のギャップを維持して形成された空気層４ｃの中に、ＥＡ粒子４ａが封入されている構成である。ここで、空気層４ｃのギャップはセルギャップ規制部材６によって２０μｍに保持されており、ＥＡ粒子４ａの充填率は空気層４ｃの体積換算でＥＡ粒子４ａの重量比１０％ないし３０％程度である。ＥＡ粒子４ａの充填後は、エポキシ系接着剤等で上基板２、下基板３の周縁部が気密封止されている。
【００３１】
白色の表示は、図１のような構成で実現される。すなわち、上基板２に形成された第一電極１３ａには正の電圧、下基板３に形成され、第一電極１３ａと基板に垂直方向（Ｚ方向）に対向して配置された第二電極１３ｂには負の電圧を印加する。この電位差により、基板に垂直方向（Ｚ方向）に電界が形成され、この電界分布に沿った形で第一電極１３ａと第二電極１３ｂとの間にＥＡ粒子４ａが配列することになる。同様に、第一電極１３ｃに正の電圧、第二電極１３ｄには負の電圧を印加することにより、第一電極１３ｃと第二電極１３ｄとの間にＥＡ粒子４ａが配列することになる。したがって、第一電極１３ａ、１３ｃ及び第二電極１３ｂ、１３ｄを形成した箇所以外は反射板８あるいは絶縁性微粒子４ｂが観察され、白色表示がなされることになる。
【００３２】
一方、黒色の表示は図４のような構成で実現される。すなわち、上基板２に形成された第一電極１３ａに正の電圧、同じく上基板２上に形成され、水平方向（Ｘ方向）に対向して配置された第一電極１３ｃに負の電圧を印加する。この電位差により、基板に水平方向（Ｘ方向）に電界が形成され、この電界分布に沿った形で第一電極１３ａと１３ｃとの間にＥＡ粒子４ａが配列することになる。したがって、黒色に着色されたＥＡ粒子４ａが観察されることになるので黒色が表示されることになる。
【００３３】
ここで、粒子の流動性、分散性が良好でない場合、いったん電界配列効果により配列したＥＡ粒子４ａは凝集により上基板２に固着してしまい、表示不良の原因となる粒子が発生するという課題があった。
【００３４】
本第１の実施形態においては、この粒子が固着するという課題に対し、パネル１に加振手段９を設ける構成とした。
【００３５】
以下に、本第１の実施形態における粒子の固着を防止する方法について図３を用いて説明する。
【００３６】
加振手段９は、圧電素子等からなり、上基板２の表面に固定されたものである。振動用回路１１によって加振手段９は１ｋＨｚから３ｋＨｚ程度の高周波で振動し、上基板２全体が振動することにより、上基板２に付着した粒子を剥離する。ここで、固定パターンを一定時間表示した場合、上基板２に固着した粒子は非常に強固となるため、振動付与に要する電圧は１００Ｖないし２００Ｖである。
【００３７】
パネル駆動回路１０と振動用回路１１とを、同期回路１２を用いて同期させることによって、黒表示から白表示への切り替えタイミングに合わせて振動を与えることができ、粒子をスムーズに剥離することができ、コントラスト等の表示特性を劣化させず、かつ、高速応答化をはかることが可能となる。この場合の振動付与に要する電圧は２０Ｖないし５０Ｖ程度でよい。
【００３８】
なお、本第１の実施形態においては、加振手段９として表示パネル１と別途設けた構成としたが、第一電極及び第二電極自体を用いても同様の効果を得ることが可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による表示装置及びその駆動方法は、以下の作用効果を奏することができる。すなわち、
（１）ＥＡ流体に液体を使わないので応答速度が速く、動画表示に適した画像を得ることが可能となる。
【００４０】
（２）基板上に付着したまま残留する粒子がほとんど存在しなくなるため、良好な白表示あるいは黒表示が可能となり高コントラストの表示を得ることができる。
【００４１】
以上のことから、折り曲げ可能で、かつ高コントラストで、動画表示にも適した電子ペーパーを提供することができるので工業的価値は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における白表示時の表示装置の画素部を示す図
（ａ）画素部の平面図
（ｂ）Ａ−Ａ線における画素部の断面図
【図２】本発明の第１の実施形態における表示装置の構成を示す全体図
【図３】本発明の第１の実施形態における表示装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の第１の実施形態における黒表示時の表示装置の画素部を示す図
（ａ）画素部の平面図
（ｂ）Ｂ−Ｂ線における画素部の断面図
【図５】従来例における表示装置の構成を示す図
【符号の説明】
１  表示パネル
２  上基板
３  下基板
４  電界配列性流体（ＥＡ流体）
４ａ  電界配列性粒子（ＥＡ粒子）
４ｂ  絶縁性微粒子
４ｃ  空気層
５  画素構成用隔壁
６  セルギャップ規制部材
７  加振部材
８  反射層
９  加振手段
１０  パネル駆動回路
１１  振動用回路
１２  同期回路
１３  画素
１３ａ，１３ｃ  第一電極
１３ｂ，１３ｄ  第二電極
１４  第一電極ドライバ
１５  第二電極ドライバ
５１，５３  透明ガラス板
５５  ＥＡ流体
５７  電気絶縁性媒体
５９  ＥＡ粒子
６１，６３  シール部材
６５ｎ  第１の複数の線条電極
６７ｎ  第２の複数の線条電極
６９  鎖状体
【図１】
2004240310.tif 000003
【図２】
2004240310.tif 000004
【図３】
2004240310.tif 000005
【図４】
2004240310.tif 000006
【図５】
2004240310.tif 000007