JP2000194022A

JP2000194022A - 表示装置

Info

Publication number: JP2000194022A
Application number: JP10374379A
Authority: JP
Inventors: Soichi Kuwabara; 宗市桑原
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2000-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】回転可能な２色ボールを利用し、駆動電圧や
駆動時間に応じて異なる色を表示できるようにする。【解決手段】マイクロカプセル層９を形成する各マイ
クロカプセル５内に充填された液体６中に、回転閾値電
圧が半球部の色ごとに異なる２色ボール７を入れた。２
色ボールは、一方の半球部がシアン、マゼンタ、イエロ
ーあるいはレッド、グリーン、ブルーであり、他方の半
球部は全てが黒、または、白である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、表示装置としては、ＣＲＴ（陰極
線管）、液晶ディスプレイだが主流となっている。ＣＲ
Ｔなどの発光型のディスプレイは、見る者の目を疲れさ
せ、文書等を読むのには適さないといわれている。一
方、液晶ディスプレイも、バックライトを使用するタイ
プのディスプレイは、ＣＲＴと同様に見る者の目を疲れ
させ易いといわれ、一方、バックライトを使用しないタ
イプは、コントラストが悪く、長時間画面を見ると目に
かなりの負担を強いるという欠点があった。

【０００３】さらに、これらのディスプレイは、メモリ
ー性を持たず、エネルギの供給を断つと画像が消えてし
まうという欠点を持っていた。今後さらに普及するであ
ろう、いわゆる「ＰＤＡ」、「ノート型ＰＣ」、「電子
ブックプレーヤ」などの携帯用情報機器のディスプレイ
を考えると、目に優しく、消費電力が少なく、かつ、画
像のメモリー性をもったディスプレイが必須のものと考
えられる。

【０００４】これらの要求をある程度満足するディスプ
レイとして、従来より、電気泳動表示装置や二色ボール
表示装置が知られている。

【０００５】電気泳動表示装置は、電界の作用により、
帯電した微粒子が微粒子の有する電荷と逆極性の電極に
泳動して集まるという原理を利用したものである。その
構成は、図１４に示すように、ＩＴＯ等の透明電極１０
１のついた透明基板１０２と必ずしも透明でなはない電
極１０３のついた基板１０４を所定間隔をもって対向さ
せ、その間に例えば黒色に着色された液体１０６と、こ
の分散媒に分散されているたとえば白色の荷電粒子（電
気泳動粒子、例えば白色顔料）１０７を充填させたもの
になっている。このような電気泳動表示装置では、透明
電極１０１にプラスの電圧を印加し、背面側の電極１０
３にマイナスの電圧を印加すると、白色荷電粒子１０７
がマイナスに帯電していれば、この白色荷電粒子１０７
は、クーロン力によってプラス側の透明電極１０１に向
かって電気泳動し、この透明電極１０１に付着する。こ
のような状態の電気泳動表示装置を、図１４に示すよう
な目ｅにより前面側より観察すると、白色荷電粒子１０
７が付着した部分は透明電極１０１と透明基材１０２と
を介して白色に見えることになる。一方、印加電圧の極
性を逆にすれば、白色荷電粒子１０７は、対面側の電極
１０３の方に電気泳動して付着するため、黒色分散媒の
背後に隠れるので、図１４に示すような目ｅから観察す
ると、この部分は黒色に見えることになる。

【０００６】さらに、一旦、白色荷電粒子１０７が電極
１０１，１０４に付着した後は、特に電圧を印加しなく
ても、しばらくの間、表示状態を保つことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような表示装置においては、粒子の色か、分散媒の色か
のどちらか２色しか表示することができなかった。

【０００８】一方、２色ボール表示装置は、図１５に示
すように、半分が白色で半分が黒色等の半球体をなす回
転閾値電圧の異なる複数の２色ボールが電界の作用によ
り回転する原理を利用したものである。この表示装置の
構成は、図１５に示すように、ＩＴＯ等の透明電極１０
１のついた透明基材１０２と必ずしも透明でない電極１
０３のついた基材１０４を所定間隔をもって対向させ、
その間に２色ボール１０８と各ボール１０８を回転自在
に包囲する液体１０９とを充填したものとなっている。

【０００９】このような２色ボール表示装置で、この表
示媒体の両面上に配置された電極１０１，１０３の間に
電界を印加すると、２色ボール１０８が極性に応じて回
転することにより、白色または黒色等の表示ができる。

【００１０】しかしながら、この方式をもってしても、
２色しか表示できず、多色表示できる電気泳動を利用し
た表示装置が期待されていた。

【００１１】カラー化する方法として、電気泳動表示装
置では、異なる３色の液体（例えば、シアン、マゼン
タ、イエローの液体）の入ったセルを規則正しく並べ、
その中に２色ボールを分散させ、各セルごとに２色ボー
ルを動かして表示する方法が考えられるが、規則正しく
３色の液体をセル化して並べ、各セルごとに電極をつけ
て駆動しなければならないという問題を抱えていた。

【００１２】同様に、２色ボール表示装置でも、異なる
２色、例えば白色とマゼンタ、白色とシアン、白色とイ
エローの３種類のボールを規則正しく並べて、これらの
２色ボールを個々に駆動することによりカラー表示する
方法が考えられるが、この場合も異なる色の２色ボール
を規則正しく並べ、各ボールごとに電極をつけて駆動し
なくてはならないという問題を抱えていた。

【００１３】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提
案されるものであって、回転可能な２色ボールを利用し
つつ、多色表示ができるようになされた表示装置を提供
しようとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係る表示装置は、複数のセル化部材と各セ
ル化部材内に充填された液体と一対をなす第１及び第２
の半球状部分からなりこれら半球状部分が色、または、
反射率及び帯電特性が互いに異なるとともに第１の半球
状部分はすべて同一の色、または、反射率となされ第２
の半球状部分は複数の色に着色されこの第２の半球状部
分の色ごとに上記各セル化部材内の液体中に回転可能に
収納された複数の２色ボールとを有する表示媒体を備
え、該表示媒体に電界をかけることにより２色ボールを
駆動して所要の表示を行う表示装置である。

【００１５】そして、この表示装置は、第２の半球状部
分が互いに異なる色に着色された２色ボールは、互いに
異なる回転閾値電圧を有しており、該表示媒体に強度や
向き、印加時間等の異なる電界をかけることにより異な
る色彩の表示が行われることを特徴とする。

【００１６】さらに、この表示装置においては、所定強
度の電界をかけて２色ボールを一方向に配向させた後
に、該所定強度よりも弱い逆電界をかけて回転閾値電圧
が所定以上に大きい２色ボールだけを他方向に配向させ
ることにより、回転閾値電圧が所定以下に小さい２色ボ
ールだけが一方向に配向された状態とすることができ
る。

【００１７】この表示装置において、異なる色に着色さ
れた２色ボールの回転閾値電圧の差は、液体の性質、す
なわち、誘電率や粘度等を変えることにより生じさせる
ことができる。また、２色ボールの回転閾値電圧の差
は、異なる材質の２色ボールを用いることによっても生
じさせることができるし、異なる表面処理剤で表面処理
することによっても生じさせることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。

【００１９】本発明に係る表示装置は、図１に示すよう
に、前面側支持部材であって表示面を構成するガラスや
プラスチックフィルム等の透明な前面側基材１と、この
前面側基材１の背面側に該前面側基材１に対して所定間
隔を介して対向された背面側支持部材となる背面側基材
２とを備えて構成される。前面側基材１上、すなわち、
前面側基材１の背面部上には、前面側電界印加手段とな
るＩＴＯ膜等の透明な前面側電極３が形成されている。
背面側基材２上、すなわち、背面側基材２の前面部上に
は、前面側電極３と対をなす背面側電界印加手段となる
背面側電極４が形成されている。

【００２０】そして、前面側基材１及び背面側基材２の
間には、セル化部材となる複数のマイクロカプセル５が
配設されている。これらマイクロカプセル５は、多数が
一層となされて理想的には最密状態で配置されてマイク
ロカプセル層９を形成しており、ＵＶ接着剤などの固定
剤８で固定されている。このマイクロカプセル５内に
は、液体６が充填されている。これらマイクロカプセル
５内の液体６中には、それぞれ２色ボール７が収納され
ている。

【００２１】各２色ボール７は、一対をなす第１及び第
２の半球状部分からなり、これら半球状部分同士が色、
または、反射率及び帯電特性が互いに異なるようになさ
れている。すなわち、各２色ボールの第１の半球状部分
は、すべての２色ボールについて、例えば、黒色などの
同一の色、または、反射率となされ、例えば黒表示部１
０となされている。そして、各２色ボールの第２の半球
状部分は、色表示部１１となされており、２色ボールご
とに複数の色に着色され、青表示部１１Ｂ、緑表示部１
１Ｇ及び赤表示部１１Ｒとなされている。

【００２２】この表示装置においては、液体６中に収納
された互いに異なる色の色表示部１１を有する２色ボー
ル、例えば色表示部１１が３原色となされた青黒２色ボ
ール７Ｂ、緑黒２色ボール７Ｇ及び赤黒２色ボール７Ｒ
が、互いに異なる回転閾値電圧を有しており、前面側電
極３及び背面側電極４の間に印加される駆動電圧の電圧
値または印加時間の違いにより、異なる色彩の表示が行
われる。

【００２３】なお、前面側電極３と背面側電極４とは、
個々のマイクロカプセル５ごとに存在してもよいが、図
１のように、１画素を形成する複数のマイクロカプセル
で共用するようにしてもよい。

【００２４】マイクロカプセル５は、直径が数十μｍの
透明なカプセルで、その中に液体６と２色ボール７が内
包されている。マイクロカプセル５に内包される２色ボ
ール７としては、例えば、各色の着色剤で充填されたガ
ラスボールを真空蒸着チャンバにおいて半球部分のみを
黒色層（硫化アンチモンと弗化マグネシウムの混合物な
ど）によってコーティングしたものを用いることができ
る。

【００２５】液体６は、アルキルナフタレンやジアリル
エタン、アルキルビフェニル、トリアリルジメタンなど
の不揮発性油や低粘性のシリコーンオイル、植物性、動
物性オイル等を色素等で着色したものが使用できる。ま
た、液体６の中には必要に応じて、荷電制御剤、分散
剤、潤滑剤、安定化剤等を添加することができる。

【００２６】これら２色ボール及びこの２色ボールの周
囲の液体とは、それぞれ誘電体であり、巨視的には電気
的に中性であるが、微視的には、２色ボール７のまわり
には、電気二重層が形成される。この電気二重層の測定
可能なアスペクトとしてゼータ電位が知られているが、
このゼータ電位は、２色ボール表面物質の関数をもつ。
したがって、第１の半球状部と第２の半球状部とを色、
または、反射率及び帯電特性等の性質の異なる物質で作
成することにより、第１の半球状部と第２の半球状部と
で異なる特性のゼータ電位が発生する。このため前面側
電極３と背面側電極４との間に電界をかけると、２色ボ
ールは、各半球状部間のゼータ電位の差により双極子の
ように作動し、双極子モーメントが電界の方向と一致す
るまで回動して配向される。

【００２７】また、各半球状部の持つ電荷量に予め差を
つけておけば、２色ボール７には、双極子電荷に加えて
単極子電荷も生じ、これにより２色ボールは電界方向に
移動してマイクロカプセル５の内壁に接触する。このよ
うに２色ボールがマイクロカプセル５の内壁に接触して
いる状態においては、２色ボールの単極子電荷によりも
う一度内壁から離れるまで、摩擦力その他の力によって
２色ボールが回転することが妨げられるので、電界が消
失してもしばらくの間、表示画像が維持される。

【００２８】２色ボール７が回転されるには、ある閾値
電圧が存在する。この閾値電圧は、２色ボールにおける
各半球状部間のゼータ電位の差に加え、２色ボールを内
包する液体６の誘電率及び電位によっても変化する。

【００２９】すなわち、各半球状部間でゼータ電位の差
の大きい２色ボールは、回転閾値電圧が低く回転し易
く、一方、ゼータ電位の差の小さい２色ボールは回転閾
値電圧が高く回転し難い。

【００３０】また、液体６の粘度が大きければ２色ボー
ル７の回転閾値電圧は高くなり、粘度が小さければ２色
ボール７の回転閾値電圧は低くなる。

【００３１】ここで、回転閾値電圧の低い２色ボール及
び高い２色ボールのいずれもが充分に回転されて配向さ
れるくらいの電界を印加すると、マイクロカプセル中の
全ての２色ボールが、印加された電圧の方向に応じた方
向に配向する。そして、回転閾値電圧の低い２色ボール
は充分に配向されるが回転閾値電圧の高い２色ボールは
充分に配向できない程度の電界をかけると、回転閾値電
圧の低い２色ボールのみが配向され、回転閾値電圧の高
い２色ボールは、配向されないか、もしくは、配向され
てもわずかであり、表示に影響を及ぼさない。

【００３２】上述のような構成において、各液体中の２
色ボールの回転閾値電圧の分布が、図２に示すように、
赤色２色ボール７Ｒの回転閾値電圧が低く、青色２色ボ
ール７Ｂの回転閾値電圧は高く、緑色２色ボール７Ｇの
回転閾値電圧は赤色及び青色の中間くらいとし、２色ボ
ールはすべて全体としてプラスに帯電し、第１の半球状
部（黒表示部１０）の帯電量が第２の半球状部（色表示
部１１）の帯電量より大きいとすると、まず、図３に示
すように、前面側電極３側をマイナス、背面側電極４側
をプラスとしてＶｂ１の電位をかけると、２色ボール７
は、全て前面側電極３側に黒表示部１０を向けて配向
し、前面側電極３側に移動する。この結果を図３に示す
目ｅの位置から見ると、全ての２色ボール７が黒に見え
るため黒く見える。

【００３３】一方、図４に示すように、前面側電極３側
をプラス、背面側電極４側をマイナスとしてＶｂ１の電
位をかけると、２色ボール７は、全て前面側電極３側に
色表示部１１を向けて配向し、背面側電極４側に移動す
る。このため、全ての２色ボール７の色表示部１１が見
えるため赤と緑と青の表示、すなわち白の表示となる。

【００３４】また、図３に示す状態から、図５に示すよ
うに、前面側電極３側をプラス、背面側電極４側をマイ
ナスとしてＶｒ１の電位をかけると、赤色２色ボール７
Ｒのみが反転されて前面側電極３側に色表示部１１Ｒを
向け、背面側電極４側に移動するので、赤の表示とな
る。

【００３５】同様に、図３に示す状態から、図６に示す
ように、前面側電極３側をプラス、背面側電極４側をマ
イナスとしてＶｇ１の電位をかけると、赤色２色ボール
７Ｒ及び緑色２色ボール７Ｇが反転されて前面側電極３
側に色表示部１１Ｒ、１１Ｇを向け、背面側電極４側に
移動するので、赤と緑の表示、すなわちイエローの表示
となる。

【００３６】さらに、図６に示す状態から、図７に示す
ように、前面側電極３側をマイナス、背面側電極４側を
プラスとしてＶｒ１の電位をかけると、赤色２色ボール
７Ｒが反転されて前面側電極３側に黒表示部１０を向
け、前面側電極３側に移動するので、緑の表示となる。

【００３７】また、図４示す状態から、図８に示すよう
に、前面側電極３側をマイナス、背面側電極４側をプラ
スとしてＶｇ１の電位をかけると、赤色２色ボール７Ｒ
及び緑色２色ボール７Ｇが反転されて前面側電極３側に
黒表示部１０、１０を向け、前面側電極３側に移動する
ので、青の表示となる。

【００３８】さらに、図４に示す状態から、図９に示す
ように、前面側電極３側をプラス、背面側電極４側をマ
イナスとしてＶｒ１の電位をかけると、赤色２色ボール
７Ｒだけが反転して前面側電極３側に黒表示部１０を向
け、前面側電極３側に移動するので、緑と青の表示、す
なわち、シアンの表示となる。

【００３９】さらに、図８に示す状態から、図１０に示
すように、前面側電極３側をプラス、背面側電極４側を
マイナスとしてＶｒ１の電位をかけると、赤色２色ボー
ル７Ｒだけが反転されて前面側電極３側に色表示部１１
Ｒを向け、背面側電極４側に移動するので、赤と青の表
示、すなわち、マゼンタの表示となる。

【００４０】上述のように、回転閾値電圧の高い２色ボ
ールが充分に反転できるだけの電界をかけたあと、回転
閾値電圧の低い２色ボールだけが反転できる逆電界をか
けることにより、回転閾値電圧が高い２色ボールだけが
配向した状態を得ることができる。

【００４１】また、各２色ボール７の回転閾値電圧に分
布をもたせておけば、２色ボール７は、その回転閾値電
圧の大小とかけられた電界の大きさに応じて、反転する
ものと反転しないものとに分かれる。このため、例え
ば、一画素を回転閾値電圧に分布を有する各色２色ボー
ル７Ｒ、７Ｇ、７Ｂにより構成しておけば、電界の大小
に応じて、さまざまな濃度の表示が可能となる。

【００４２】例えば、図３に示す状態から、前面側電極
３側をプラス、背面側電極４側をマイナスとしてＶｒ２
の電位をかけると、赤色２色ボール７Ｒの一部が反転さ
れて前面側電極３側に色表示部１１Ｒを向け、背面側電
極４側に移動するので、薄い赤の表示となる。

【００４３】また、図３に示す状態から、前面側電極３
側をプラス、背面側電極４側をマイナスとしてＶｂ２の
電位をかけると、赤色２色ボール７Ｒ、緑色２色ボール
７Ｇ及び青色２色ボール７Ｂの一部が反転されて前面側
電極３側に色表示部１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂを向け、背
面側電極４側に移動するので、赤と緑の表示に青が薄く
表示された状態の表示となる。

【００４４】さらに、この状態から前面側電極３側をマ
イナス、背面側電極４側をプラスとしてＶｇ２の電位を
かけると、赤色２色ボール７Ｒ及び緑色２色ボール７Ｇ
の一部が反転されて前面側電極３側に黒表示部１０、１
０を向け、前面側電極３側に移動するので、緑と青が薄
く表示された状態になる。

【００４５】さらに、この状態から前面側電極３側をプ
ラス、背面側電極４側をマイナスとしてＶｒ２の電位を
かけると、赤色２色ボール７Ｒの一部が反転されて前面
側電極３側に色表示部１１Ｒを向け、背面側電極４側に
移動するので、赤、緑、青がそれぞれ薄く表示された状
態を得ることができる。

【００４６】従来の２色ボールを利用した表示装置で
は、２色ボールのどちら側の半球状部が前面側を向くか
による２値表示しかできなかった。本発明に係る表示装
置においては、上述のように、異なる回転閾値電圧をも
った異なる色の色表示部を有する２色ボールを個々にセ
ル化し、異なる電界をかけることにより、カラー表示が
可能となる。

【００４７】この実施の形態では、色や階調を変えるの
に電界の強さを変えたが、回転閾値電圧の大小に応じて
２色ボールの反転速度が異なるので、電界をかける時間
を変えることによっても階調を表現することができる。

【００４８】また、上述の実施の形態では、色表示部が
赤色、緑色、青色の３原色の２色ボールを用いたが、色
表示部がシアン、マゼンタ、イエローの２色ボールを用
いてもよい。

【００４９】さらに、２色ボールとして、色表示部であ
る第２の半球状部が赤色、緑色、青色、あるいは、シア
ン、マゼンタ、イエローの３原色であって、第１の半球
状部が白表示部であるものを用いることにより、白の明
度を高めることができる。ただし、この場合には、黒表
示の黒さはある程度犠牲になる。

【００５０】また、この実施の形態では、セル化部材と
してマイクロカプセルを用いているが、これは、仕切壁
ぃスペーサ等で区切ってセル化してもよい。

【００５１】また、２色ボールの回転閾値電圧に差を持
たせるには、異なる表面処理剤を用いてゼータ電位に差
をもたせてもよいが、同じ表面処理剤でも、その濃度を
変えることによって、ゼータ電位を変えることができ
る。また、材質の異なる２色ボールを用いてもよい。

【００５２】また、この実施の形態では、表示媒体に電
極がついているが、これは、図１１のように、電極のな
いものでも良く、さらに、図１２及び図１３に示すよう
に、基材がない構成としてもよい。この場合には、電極
のない表示媒体に外部から電界をかけてやれば、その電
界に応じた表示をさせることができる。

【００５３】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る表示装置
は、複数のセル化部材と各セル化部材内に充填された液
体と一対をなす第１及び第２の半球状部分からなりこれ
ら半球状部分が色、または、反射率及び帯電特性が互い
に異なるとともに第１の半球状部分はすべて同一の色、
または、反射率となされ第２の半球状部分は複数の色に
着色されこの第２の半球状部分の色ごとに上記各セル化
部材内の液体中に回転可能に収納された複数の２色ボー
ルとを有する表示媒体を備えている。

【００５４】そして、この表示装置においては、第２の
半球状部分が互いに異なる色に着色された２色ボールが
互いに異なる回転閾値電圧を有しており、該表示媒体に
強度や向き、印加時間等の異なる電界をかけることによ
り異なる色彩の表示が行われる。

【００５５】すなわち、本発明は、回転可能な２色ボー
ルを利用しつつ、多色表示ができるようになされた表示
装置を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る表示装置の構成を示す断面図であ
る。

【図２】上記表示装置を構成する２色ボールの回転閾値
電圧を示すグラフである。

【図３】上記表示装置において白を表示している状態を
示す断面図である。

【図４】上記表示装置において黒を表示している状態を
示す断面図である。

【図５】上記表示装置において赤を表示している状態を
示す断面図である。

【図６】上記表示装置においてイエローを表示している
状態を示す断面図である。

【図７】上記表示装置において緑を表示している状態を
示す断面図である。

【図８】上記表示装置において青を表示している状態を
示す断面図である。

【図９】上記表示装置においてシアンを表示している状
態を示す断面図である。

【図１０】上記表示装置においてマゼンタを表示してい
る状態を示す断面図である。

【図１１】本発明に係る表示装置であって基板上に電極
を有しない構成を示す断面図である。

【図１２】本発明に係る表示装置であって前面側基板を
有しない構成を示す断面図である。

【図１３】本発明に係る表示装置であって前面側及び背
面側の基板を有しない構成を示す断面図である。

【図１４】従来の２色ボールを利用した表示装置の構成
を示す断面図である。

【図１５】従来の２色ボールを利用した表示装置の構成
を示す断面図である。

【符号の説明】

１前面側基板、２背面側基板、３前面側電極、４
背面側電極、５マイクロカプセル、６液体、７
２色ボール、８固定剤、９マイクロカプセル層

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年４月１５日（１９９９．４．１
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】電気泳動表示装置は、電界の作用により、
帯電した微粒子が微粒子の有する電荷と逆極性の電極に
泳動して集まるという原理を利用したものである。その
構成は、図１４に示すように、ＩＴＯ等の透明電極１０
１のついた透明基板１０２と必ずしも透明ではない電極
１０３のついた基板１０４を所定間隔をもって対向さ
せ、その間に例えば黒色に着色された液体１０６と、こ
の分散媒に分散されているたとえば白色の荷電粒子（電
気泳動粒子、例えば白色顔料）１０７を充填させたもの
になっている。このような電気泳動表示装置では、透明
電極１０１にプラスの電圧を印加し、背面側の電極１０
３にマイナスの電圧を印加すると、白色荷電粒子１０７
がマイナスに帯電していれば、この白色荷電粒子１０７
は、クーロン力によってプラス側の透明電極１０１に向
かって電気泳動し、この透明電極１０１に付着する。こ
のような状態の電気泳動表示装置を、図１４に示すよう
な目ｅにより前面側より観察すると、白色荷電粒子１０
７が付着した部分は透明電極１０１と透明基材１０２と
を介して白色に見えることになる。一方、印加電圧の極
性を逆にすれば、白色荷電粒子１０７は、対面側の電極
１０３の方に電気泳動して付着するため、黒色分散媒の
背後に隠れるので、図１４に示すような目ｅから観察す
ると、この部分は黒色に見えることになる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】一方、２色ボール表示装置は、図１５に示
すように、半分が白色で半分が黒色等の半球体をなす２
色ボールが電界の作用により回転する原理を利用したも
のである。この表示装置の構成は、図１５に示すよう
に、ＩＴＯ等の透明電極１０１のついた透明基材１０２
と必ずしも透明でない電極１０３のついた基材１０４を
所定間隔をもって対向させ、その間に２色ボール１０８
と各ボール１０８を回転自在に包囲する液体１０９とを
充填したものとなっている。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】さらに、この表示装置においては、所定強
度の電界を所定時間かけて２色ボールを一方向に配向さ
せた後に、該所定強度よりも弱い逆電界を所定時間かけ
て回転閾値電圧が所定以下に小さい２色ボールだけを他
方向に配向させることにより、回転閾値電圧が所定以上
に大きい２色ボールだけが一方向に配向された状態とす
ることができる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】これら２色ボール及びこの２色ボールの周
囲の液体とは、それぞれ誘電体であり、巨視的には電気
的に中性であるが、微視的には、２色ボール７のまわり
には、電気二重層が形成される。この電気二重層の測定
可能なアスペクトとしてゼータ電位が知られているが、
このゼータ電位は、２色ボール表面物質の関数をもつ。
したがって、第１の半球状部と第２の半球状部とを色、
または、反射率及び帯電特性等の性質の異なる物質で作
製することにより、第１の半球状部と第２の半球状部と
で異なる特性のゼータ電位が発生する。このため前面側
電極３と背面側電極４との間に電界をかけると、２色ボ
ールは、各半球状部間のゼータ電位の差により双極子の
ように作動し、双極子モーメントが電界の方向と一致す
るまで回動して配向される。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】ここで、回転閾値電圧の低い２色ボール及
び高い２色ボールのいずれもが充分に回転されて配向さ
れるくらいの電界を所定時間印加すると、マイクロカプ
セル中の全ての２色ボールが、印加された電圧の方向に
応じた方向に配向する。そして、回転閾値電圧の低い２
色ボールは充分に配向されるが回転閾値電圧の高い２色
ボールは充分に配向できない程度の電界を所定時間かけ
ると、回転閾値電圧の低い２色ボールのみが配向され、
回転閾値電圧の高い２色ボールは、配向されないか、も
しくは、配向されてもわずかであり、表示に影響を及ぼ
さない。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】上述のような構成において、各液体中の２
色ボールの回転閾値電圧の分布が、図２に示すように、
赤黒２色ボール７Ｒの回転閾値電圧が低く、青黒２色ボ
ール７Ｂの回転閾値電圧は高く、緑黒２色ボール７Ｇの
回転閾値電圧は赤黒２色ボール及び青黒２色ボールの中
間くらいとし、２色ボールはすべて全体としてプラスに
帯電し、第１の半球状部（黒表示部１０）の帯電量が第
２の半球状部（色表示部１１）の帯電量より大きいとす
ると、まず、図３に示すように、前面側電極３側をマイ
ナス、背面側電極４側をプラスとしてＶｂ１の電位を所
定時間かけると、２色ボール７は、全て前面側電極３側
に黒表示部１０を向けて配向し、前面側電極３側に移動
する。この結果を図３に示す目ｅの位置から見ると、全
ての２色ボール７が黒に見えるため黒く見える。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】一方、図４に示すように、前面側電極３側
をプラス、背面側電極４側をマイナスとしてＶｂ１の電
位を所定時間かけると、２色ボール７は、全て前面側電
極３側に色表示部１１を向けて配向し、背面側電極４側
に移動する。このため、全ての２色ボール７の色表示部
１１が見えるため赤と緑と青の表示、すなわち白の表示
となる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】また、図３に示す状態から、図５に示すよ
うに、前面側電極３側をプラス、背面側電極４側をマイ
ナスとしてＶｒ１の電位を所定時間かけると、赤黒２色
ボール７Ｒのみが反転されて前面側電極３側に色表示部
１１Ｒを向け、背面側電極４側に移動するので、赤の表
示となる。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】同様に、図３に示す状態から、図６に示す
ように、前面側電極３側をプラス、背面側電極４側をマ
イナスとしてＶｇ１の電位を所定時間かけると、赤黒２
色ボール７Ｒ及び緑黒２色ボール７Ｇが反転されて前面
側電極３側に色表示部１１Ｒ、１１Ｇを向け、背面側電
極４側に移動するので、赤と緑の表示、すなわちイエロ
ーの表示となる。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】さらに、図６に示す状態から、図７に示す
ように、前面側電極３側をマイナス、背面側電極４側を
プラスとしてＶｒ１の電位を所定時間かけると、赤黒２
色ボール７Ｒが反転されて前面側電極３側に黒表示部１
０を向け、前面側電極３側に移動するので、緑の表示と
なる。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３７】また、図４示す状態から、図８に示すよう
に、前面側電極３側をマイナス、背面側電極４側をプラ
スとしてＶｇ１の電位を所定時間かけると、赤黒２色ボ
ール７Ｒ及び緑黒２色ボール７Ｇが反転されて前面側電
極３側に黒表示部１０、１０を向け、前面側電極３側に
移動するので、青の表示となる。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３８】さらに、図４に示す状態から、図９に示す
ように、前面側電極３側をプラス、背面側電極４側をマ
イナスとしてＶｒ１の電位を所定時間かけると、赤黒２
色ボール７Ｒだけが反転して前面側電極３側に黒表示部
１０を向け、前面側電極３側に移動するので、緑と青の
表示、すなわち、シアンの表示となる。

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３９】さらに、図８に示す状態から、図１０に示
すように、前面側電極３側をプラス、背面側電極４側を
マイナスとしてＶｒ１の電位を所定時間かけると、赤黒
２色ボール７Ｒだけが反転されて前面側電極３側に色表
示部１１Ｒを向け、背面側電極４側に移動するので、赤
と青の表示、すなわち、マゼンタの表示となる。

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４０】上述のように、回転閾値電圧の高い２色ボ
ールが充分に反転できるだけの電界を所定時間かけたあ
と、回転閾値電圧の低い２色ボールだけが反転できる逆
電界を所定時間かけることにより、回転閾値電圧が高い
２色ボールだけが配向した状態を得ることができる。

【手続補正１６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４２】例えば、図３に示す状態から、前面側電極
３側をプラス、背面側電極４側をマイナスとしてＶｒ２
の電位を所定時間かけると、赤黒２色ボール７Ｒの一部
が反転されて前面側電極３側に色表示部１１Ｒを向け、
背面側電極４側に移動するので、薄い赤の表示となる。

【手続補正１７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４３】また、図３に示す状態から、前面側電極３
側をプラス、背面側電極４側をマイナスとしてＶｂ２の
電位を所定時間かけると、赤黒２色ボール７Ｒ、緑黒２
色ボール７Ｇ及び青黒２色ボール７Ｂの一部が反転され
て前面側電極３側に色表示部１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂを
向け、背面側電極４側に移動するので、赤と緑の表示に
青が薄く表示された状態の表示となる。

【手続補正１８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４４】さらに、この状態から前面側電極３側をマ
イナス、背面側電極４側をプラスとしてＶｇ２の電位を
所定時間かけると、赤黒２色ボール７Ｒ及び緑黒２色ボ
ール７Ｇの一部が反転されて前面側電極３側に黒表示部
１０、１０を向け、前面側電極３側に移動するので、緑
と青が薄く表示された状態になる。

【手続補正１９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４５】さらに、この状態から前面側電極３側をプ
ラス、背面側電極４側をマイナスとしてＶｒ２の電位を
所定時間かけると、赤黒２色ボール７Ｒの一部が反転さ
れて前面側電極３側に色表示部１１Ｒを向け、背面側電
極４側に移動するので、赤、緑、青がそれぞれ薄く表示
された状態を得ることができる。

【手続補正２０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５０】また、この実施の形態では、セル化部材と
してマイクロカプセルを用いているが、これは、仕切壁
やスペーサ等で区切ってセル化してもよい。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のセル化部材と、各セル化部材内に
充填された液体と、一対をなす第１及び第２の半球状部
分からなりこれら半球状部分が色、または、反射率及び
帯電特性が互いに異なるとともに第１の半球状部分はす
べて同一の色、または、反射率となされ第２の半球状部
分は複数の色に着色されこの第２の半球状部分の色ごと
に上記各セル化部材内の液体中に回転可能に収納された
複数の２色ボールとを有する表示媒体を備え、上記表示媒体に電界をかけることにより２色ボールを駆
動して所要の表示を行う表示装置であり、第２の半球状部分が互いに異なる色に着色された２色ボ
ールは、互いに異なる回転閾値電圧を有しており、上記
表示媒体に強度や向き、印加時間等の異なる電界をかけ
ることにより、異なる色彩の表示が行われることを特徴
とする表示装置。
【請求項２】所定強度の電界をかけて２色ボールを一
方向に配向させた後に、該所定強度よりも弱い逆電界を
かけて回転閾値電圧が所定以上に大きい２色ボールだけ
を他方向に配向させることにより、回転閾値電圧が所定
以下に小さい２色ボールだけが一方向に配向された状態
となることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】表示媒体が相対向する一対の電極付き基
材間に充填されてなり、前記一対の電極付き基材のうち
少なくとも一方が透光性の透明電極及び透明基材からな
ることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項４】２色ボールは、第１の半球状部分が黒
色、第２の半球状部分がシアン、マゼンタ、イエロー、
あるいは、レッド、グリーン、ブルーの３原色のいずれ
かに着色されており、セル化部材内において前面側に向けられた２色ボールの
第２の半球状部分が有する色の混色によってカラー表示
を行うことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項５】２色ボールは、第１の半球状部分が白
色、第２の半球状部分がシアン、マゼンタ、イエロー、
あるいは、レッド、グリーン、ブルーの３原色のいずれ
かに着色されており、セル化部材内において前面側に向けられた２色ボールの
第２の半球状部分が有する色の混色によってカラー表示
を行うことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項６】回転閾値電圧の異なる２色ボールは、セ
ル化部材内の液体の誘電率が異なることにより、回転閾
値電圧に差をつけられていることを特徴とする請求項１
記載の表示装置。
【請求項７】回転閾値電圧の異なる２色ボールは、セ
ル化部材内の液体の粘度が異なることにより、回転閾値
電圧に差をつけられていることを特徴とする請求項１記
載の表示装置。
【請求項８】回転閾値電圧の異なる２色ボールは、異
なる表面処理剤によって処理されていることにより、回
転閾値電圧に差をつけられていることを特徴とする請求
項１記載の表示装置。
【請求項９】２色ボールの回転閾値電圧が分布を有し
ていることにより、電界の強さ、または、電界をかける
時間により、階調が表現されることを特徴とする請求項
１記載の表示装置。
【請求項１０】セル化部材は、マイクロカプセルであ
ることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項１１】回転閾値電圧の異なる２色ボールは、
異なる媒質の液体をセル化部材内に充填することにより
回転閾値電圧に差をつけられていることを特徴とする請
求項１記載の表示装置。
【請求項１２】回転閾値電圧の異なる２色ボールは、
異なる材質の２色ボールを用いることにより回転閾値電
圧に差をつけられていることを特徴とする請求項１記載
の表示装置。