JPH075466Y2 - 電気泳動表示素子 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は透過型の電気泳動表示素子に関する。本考案の
電気泳動表示素子は、車両用サンルーフ、サンバイザ
ー、可変色調ランプなどに利用できる。

［従来の技術］ 透過型電気泳動表示素子は、分散粒子として有機顔料や
無機顔料からなる着色顔料を用いることにより、種々の
色調の表示が可能である。しかしながら、複数種類の顔
料を混合した微妙な色調の表示を行なうことは、以下の
理由により困難であった。すなわち、複数の着色顔料を
混合した場合、比重の差により沈降しがちな粒子と、浮
遊しがちな粒子とが生じる。したがって部分的に色調が
異なるようになる場合がある。また顔料の種類が異なれ
ばζ電位が異なるため、粒子の極性が逆になったり、泳
動速度が異なったりして均一な表示が困難となる。

また、黒色の表示を行なうことも困難であった。黒色の
顔料としてはアニリンブラック、カーボンブラックが知
られているが、アニリンブラックは泳動特性および耐久
性に劣るため電気泳動表示素子としては成立しない。ま
たカーボンブラックは導電性を有するため、セル内でシ
ョートし使用できない。カーボンブラックを樹脂などで
被覆して絶縁性を付与することも提案されているが、カ
ーボンブラックと樹脂との比率をそれぞれの粒子で均一
とすることは困難であり、比重にバラツキが生じて均一
な表示が困難となる。さらに３原色の着色顔料を混色し
て黒色表示をしようとすると、前述と同様の不具合が生
じる。

なお、特公昭52-28556号公報には、電気泳動表示素子に
非対称交流電圧を印加して中間色を表示する方法が開示
されている。しかしこの方法においても、複数の着色顔
料を混合して用いた場合は上記と同様の不具合が生じ
る。

［考案が解決しようとする課題］ 本考案はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
複数種類の顔料の色調を混色した微妙な色調の表示を可
能とし、かつ上記不具合なく均一に表示でき、表示しな
いときは光を透過して透明となるような電気泳動表示素
子とすることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本考案の電気泳動表示素子は、互いに所定間隔を隔てて
配置され複数のセル空間を構成する複数の透明基板と、
互いに対向する複数対の透明基板の対向表面にそれぞれ
設けられた一対の透明電極と、複数のセル空間内にそれ
ぞれ封入された分散媒と、複数のセル空間内の分散媒に
それぞれ分散され互いに色調の異なる電気泳動粒子と、
よりなり、 一対の透明電極は少なくとも一方がメッシュ状またはス
トライプ状をなし、それぞれのセル空間内の透明電極は
視認側から見たときに重なり合う位置および重なり合わ
ない位置にそれぞれ設けられ、印加電圧の極性の反転に
よりそれぞれの電気泳動粒子が重なり合う位置の透明電
極と重なり合わない位置の透明電極とに択一的に付着す
るようにしたことを特徴とする。

透明基板としては、従来と同様にガラス基板、樹脂基板
などを用いることができる。この透明基板は所定間隔を
隔てて配置され複数のセル空間を構成している。セル空
間の数は特に制限されず、目的とする色調により種々選
択できる。例えば黒色の表示であれば、通常４枚の透明
基板から３つのセル空間が形成される。

これらの透明基板は一般に所定厚さのスペーサを介して
積層され、エポキシ樹脂などで縁部をシールしてセル空
間が形成される。この複数のセル空間内には、それぞれ
従来と同様に分散媒が封入され、それぞれに有機顔料な
どの電気泳動粒子が分散される。

ここで分散媒としては、従来と同様にテトラクロロエチ
レンなどのハロゲン化合物などが利用される。また電気
泳動粒子としては、各種有機顔料あるいは無機顔料が利
用される。本考案の電気泳動表示素子では、それぞれの
セル空間には通常１種類の電気泳動粒子が封入される。
したがってそれぞれのセル空間内では電気泳動粒子の比
重は均一であり、極性も同一であるので均一な表示を行
なうことができる。

透明電極は、セル空間を構成する透明基板の表面にメッ
シュ状またはストライプ状に設けられている。その断面
形状は、矩形、三角形、鋸刃状など種々選択できる。こ
の透明電極はITO、二酸化錫などの材料から、PVD法、フ
ォトエッチング法など公知の方法で形成することができ
る。

本考案の最大の特徴は、透明電極の構成にある。すなわ
ち、それぞれのセル空間内の透明電極は視認側から見た
ときに重なり合う位置および重なり合わない位置にそれ
ぞれ設けられ、印加電圧の極性の反転によりそれぞれの
電気泳動粒子が重なり合う位置の透明電極と重なり合わ
ない位置の透明電極とに択一的に付着するように構成さ
れている。したがって、それぞれの電気泳動粒子が重な
り合う位置の透明電極に付着したときは、その透明電極
が形成されていない部分が透明となり、光を透過する。
一方、それぞの電気泳動粒子が重なり合わない位置の透
明電極に付着したときは、視認側から見るとそれぞれの
透明電極に付着した電気泳動粒子の色調が表出し、混色
した色調で表示される。

［作用］ 本考案の電気泳動表示素子では、電圧が印加されていな
いときはそれぞれの電気泳動粒子はセル空間内で分散状
態にあり、不透明状態となっている。そして視認側から
は、視認側の端部に存在するセル空間に分散した電気泳
動粒子の色調が見えている。

次に直流電圧を印加し、それぞれの電気泳動粒子を重な
り合う位置の透明電極に付着させる。すると全ての電気
泳動粒子は重なり合った状態となり、重なり合う位置の
透明電極以外の部分は電気泳動粒子が存在しない透明状
態となる。したがって電気泳動表示素子は光を透過する
透明体として利用される。

次に極性が反転した直流電圧を印加すると、それぞれの
電気泳動粒子は重なり合わない位置の透明電極に付着す
る。したがって視認側からは全ての電気泳動粒子が見え
るため、視覚上は混色した色調で透明電極のパターンが
表示される。

［考案の効果］ 本考案の電気泳動表示素子によれば、それぞれのセル空
間内における電気泳動粒子は１種類とすることができる
ので、比重は均一で安定した表示を行なうことができ
る。したがって複数のセル空間が重なった状態で混色の
色調を均一に表示でき、黒色など従来困難であった色調
を均一に表示することができる。すなわち透明状態と混
色表示状態を交互に切替えて表示させることができるの
で、可変色調ランプなどに極めて有用である。また、セ
ル空間の数を増加させることにより、コントラストを向
上させることができ、種々の階調表示が可能となる。

また、本考案の電気泳動表示素子では、それぞれのセル
空間においてストライプ状の電極どうしを対向させるこ
とができる。従来はストライプ状電極と面状電極とを対
向させていたが、本考案の電気泳動表示素子では従来に
比べてセル内の電界が均一となり粒子の泳動性が良好と
なる。また電極上の粒子密度がそれぞれの電極で同等と
なるため、着色状態から透明状態となる場合の応答性が
向上する。

［実施例］ 以下、実施例により具体的に説明する。

（実施例１） 第１図に本実施例の電気泳動表示素子の断面図を示す。
この電気泳動表示素子は、第１セル空間１と、第２セル
空間２と、第３セル空間３からなる３層構造をなしてい
る。すなわち、ソーダ石灰ガラス製で厚さ1.1mmの４枚
のガラス基板4a〜4dが、厚さ100μｍのPETフィルム製ス
ペーサ5a〜5cにより所定間隔を隔てて配置され、周囲が
エポキシ樹脂系接着剤６で接着固定されるとともにシー
ルされてそれぞれのセル空間が形成されている。

第１セル空間１はガラス基板4aとガラス基板4bとの間に
形成され、内部には電気泳動粒子としての赤系有機顔料
10（「マゼンタＢ」チバガイギー（株）製）が分散媒に
分散されて封入されている。

第２セル空間２はガラス基板4bとガラス基板4cとの間に
形成され、内部には電気泳動粒子としての青系有機顔料
20（「ファストゲンブルー」大日本インキ化学工業
（株）製）が分散媒に分散されて封入されている。

第３セル空間３はガラス基板4cとガラス基板4dとの間に
形成され、内部には電気泳動粒子としての黄系有機顔料
30（「ピグメントイェロー14」大日本インキ化学工業
（株）製）が分散媒に分散されて封入されている。

なお、それぞれのセル空間内に封入されている分散媒
は、キシレンとテトラクロロエチレンの混合溶媒からな
り、それぞれの電気泳動粒子と同一の比重となる比率で
混合されて封入されている。したがってそれぞれのセル
空間内では、電気泳動粒子は分散媒と同一比重となり均
一に分散している。

第１セル空間１を構成するガラス基板4aとガラス基板4b
の対向する表面には、それぞれストライプ状の透明電極
11、12が形成されている。第２セル空間２を構成するガ
ラス基板4bとガラス基板4cの対向する表面には、それぞ
れストライプ状の透明電極21、22が形成されている。ま
た第３セル空間３を構成するガラス基板4cとガラス基板
4dのうちガラス基板4cの表面には、ストライプ状の透明
電極31が形成され、ガラス基板4dの表面には全面に面状
透明電極32が形成されている。

ここで透明電極11、21、31は、それぞれ線幅50μｍ、線
間隔100μｍの同一パターンに形成され、ガラス基板4a
または4d側から見たときに完全に重なり合う位置に形成
されている。一方、透明電極12、22は、透明電極11など
と同一パターンで形成されているがそれぞれ位相がず
れ、ガラス基板4aまたは4d側から見たときにそれぞれ他
の透明電極と重なり合わない位置に形成されている。な
お、それぞれのストライプ状透明電極は、ITOから公知
のフォトリソ法を用いて厚さ500Åに形成されている。
また面状透明電極32もITOから厚さ500Åに形成されてい
る。

上記のように構成された本実施例の電気泳動表示素子の
作用を以下に説明する。

まず、セル空間１には透明電極11がマイナスで透明電極
12がプラスとなるように、直流30Vの電圧を印加する。
これにより赤系有機顔料10は透明電極11に付着する。セ
ル空間２には透明電極21がマイナスで透明電極22がプラ
スとなるように、直流30Vの電圧を印加する。これによ
り青系有機顔料20は透明電極21に付着する。また、セル
空間３には透明電極31がプラスで面状透明電極32がマイ
ナスとなるように、直流30Vの電圧を印加する。これに
より黄系有機顔料30は透明電極31に付着する。この電気
泳動表示素子をガラス基板4aまたは4d側から見ると、第
２図に示すように全ての顔料はストライプ状の透明電極
11、21、31に付着し、かつ重なって見えるため、光の大
部分は透明電極11、21、31の部分を除いて透過する。こ
の場合、光の透過率は約60％となり、本実施例の電気泳
動表示素子は透明体として機能する。

次に、セル空間１とセル空間２に極性を逆向きにした電
圧を印加すると、第３図に示すように赤系有機顔料10は
透明電極12に付着し、青系有機顔料20は透明電極22に付
着し、黄系有機顔料30は透明電極31に付着した状態を維
持している。この電気泳動表示素子をガラス基板4aまた
は4d側から見ると、第３図に示すように全ての顔料は重
なり合わないため３色が見え、混色により黒色となって
電極パターンが表示される。なお、この場合の光の透過
率は約１％である。

ここでセル空間３においても極性が逆の電圧を印加する
と、第４図に示すように黄系有機顔料30は面状透明電極
32に付着する。この場合ガラス基板4a側から見ると３色
全部が見えるので黒色表示となるが、ガラス基板4d側か
ら見ると黄色のみが見える。したがって見る方向により
異なる色で表示することもできる。

すなわち本実施例の電気泳動表示素子によれば、従来困
難であった黒色表示の透過型電気泳動表示素子となり、
自動車のランプカバー、ルーフなどに広く応用すること
ができる。

（実施例２） 本考案の第２の実施例の電気泳動表示素子を第５図に示
す。この電気泳動表示素子は、ガラス基板4dの透明電極
を、面状電極32からストライプ状透明電極33に変向した
こと以外は実施例１と同様である。なお、透明電極33は
透明電極11などと重なり合う位置に設けられている。

本実施例の電気泳動表示素子によれば、黄色表示は困難
であるが、それぞれのセル空間において対向する電極の
面積が同一となり、電界が均一となるため表示の応答性
に優れるとともに表示性能に優れている。ちなみにスト
ライプ状電極と面状電極とが対向する従来の電気泳動表
示素子では、着色時の応答性が500msec、透過時の応答
性が2000msecであるのに対し、本実施例の電気泳動表示
素子では着色時の応答性が200msec、透過時の応答性が2
00msecと従来より著しく短縮された。また従来の電気泳
動表示素子では表示に乱れが生じる場合があったが、本
実施例の電気泳動表示素子では常に均一に表示すること
ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本考案の一実施例の電気泳動表示素子
に関し、第１図はその概略断面図、第２図、第３図およ
び第４図はそれぞれ表示状態のその概略断面図である。
第５図は他の実施例の電気泳動表示素子の概略断面図で
ある。 １、２、３……セル空間 4a、4b、4c、4d……ガラス基板 10……赤系有機顔料、20……青系有機顔料 30……黄系有機顔料、32……面状透明電極 11、12、21、22、31、33……ストライプ状透明電極 5a、5b、5c……スペーサ ６……エポキシ系接着剤

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに所定間隔を隔てて配置され複数のセ
   ル空間を構成する複数の透明基板と、 互いに対向する複数対の該透明基板の対向表面にそれぞ
   れ設けられた一対の透明電極と、 複数の該セル空間内にそれぞれ封入された分散媒と、 複数の該セル空間内の該分散媒にそれぞれ分散され互い
   に色調の異なる電気泳動粒子と、よりなり、 一対の該透明電極は少なくとも一方がメッシュ状または
   ストライプ状をなし、それぞれの該セル空間内の該透明
   電極は視認側から見たときに重なり合う位置および重な
   り合わない位置にそれぞれ設けられ、印加電圧の極性の
   反転によりそれぞれの該電気泳動粒子が重なり合う位置
   の該透明電極と重なり合わない位置の該透明電極とに択
   一的に付着するようにしたことを特徴とする電気泳動表
   示素子。