JP2000231126A

JP2000231126A - 表示媒体および書き込み装置

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Publication number: JP2000231126A
Application number: JP11031848A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kondo; 均近藤; Ikuo Kato; 幾雄加藤; Kyoji Tsutsui; 恭治筒井; Kunio Hayakawa; 邦雄早川; Mitsunobu Morita; 充展森田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-02-09
Filing date: 1999-02-09
Publication date: 2000-08-22
Anticipated expiration: 2019-02-09
Also published as: JP3949309B2

Abstract

(57)【要約】【課題】表示動作が安定でかつ製造が容易な表示媒
体、およびこの表示媒体を手軽に持ち運びできる書き込
み装置を提供する。【解決手段】電界の作用によって光学的特性が可逆的
に変化する物質あるいは物質群が多数のマイクロカプセ
ル中に封入され、これらのマイクロカプセルが共通電極
を設けた基板上に固定されていることを特徴とする表示
媒体。書き込み装置は書き込み時には表示媒体に近接さ
れるように着脱が可能であり、書き込みは表示媒体に電
界を作用させ又は印加し、あるいは電荷を付与させるこ
とにより行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電界の作用によって
光学的特性が可逆的に変化する物質あるいは物質群から
なる表示媒体、及び、特に着色した分散媒中にその分散
媒の色とは異なる色を有する複数の泳動粒子を分散させ
た分散液に電界を作用させることによって、泳動粒子の
分布状態を変化せしめ、それによって可逆的に視認状態
を変化させうる表示媒体と、少なくとも書き込み時には
該表示媒体に近接させられるように着脱が可能な書き込
み装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】低消費電力化あるいは目への負担軽減
などの観点から反射型表示装置への期待が高まってい
る。そのひとつとして、図３に示すような電気泳動表示
装置が知られている。図中、１はガラス等の透明基板、
２はその透明基板の一方面に所要のパターンで形成され
た透明電極であり、対向配置されたこれらの一組の透明
電極２，２の間には、着色した分散媒中にその分散媒の
色とは異なる色を有する複数の泳動粒子を分散させた分
散液４が封入してある。泳動粒子は分散媒中で表面に電
荷を帯びており、透明電極２の一方に泳動粒子の電荷と
逆向きの電圧を与えた場合には泳動粒子がそちらに移動
し堆積して泳動粒子の色が観測され、泳動粒子の電荷と
同じ向きの電圧を与えた場合には泳動粒子は反対側に移
動するため分散媒の色が観測され、これにより表示を行
うことができる。

【０００３】ここで、分散液４を単に両電極２，２間に
封入する構造では、泳動粒子の凝集や付着現象によって
表示ムラを発生することがあるので、両電極２，２間に
メッシュ状あるいは多孔質状の有孔スペーサ７を配置す
ることにより、分散液４を不連続に分割し、表示動作の
安定化を図る工夫がなされている。

【０００４】しかし、このような構造の場合、分散液の
一様な封入処理が困難である、あるいは封入時に分散液
の特性が変化して再現性を得るのが困難であるといった
問題があった。こうした問題を解決するものとして、特
第２５５１７８３号公報では分散液を封入した多数のマ
イクロカプセルを作成し、これらを電極板間に充填した
構成が採用されている。これら従来の表示装置では各電
極に画像を表示するための信号を印加する駆動回路が接
続されている。

【０００５】このような表示装置はマトリックス状の２
次元駆動が容易であるため、特にアクティブマトリック
ス駆動を採用することにより、高速かつ高解像度の書き
込みが可能であるが、表示媒体を駆動部から切り離すこ
とは実質上不可能であるため表示媒体が大型化し、かつ
高価なものとなり、更には手軽に持ち歩いて移動させた
り、複数枚を並べて見るというような用途には不向きで
あった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はこのよ
うな問題点を解決し、表示動作が安定かつ製造が容易な
表示媒体、およびその表示媒体を手軽に持ち歩いたり、
複数の画像を並べて見ることが安価にできる書き込み装
置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、第一
に、電界の作用によって光学的特性が可逆的に変化する
物質あるいは物質群が多数のマイクロカプセル中に封入
され、これらのマイクロカプセルが共通電極を設けた基
板上に固定されていることを特徴とする表示媒体が提供
される。

【０００８】電界の作用によって光学的特性が可逆的に
変化する物質または物質群としては、高分子分散型液
晶、双安定性コレステリック液晶、酸化還元反応により
着色と消色が可逆的に行われる物質からなる膜とそれに
接する電解液からなるもの（エレクトロクロミック素
子）、着色した分散媒中にその分散媒の色とは異なる色
を有する複数の泳動粒子を分散させたもの（電気泳動素
子）等が挙げられる。

【０００９】これらはいずれも常温で流動性があるが、
マイクロカプセル化することにより粉末状の固体として
扱うことができるため、ブレードコート、ワイヤーバー
コート、スプレーコート、スピンコート、ディップコー
ト、スクリーン印刷、ロールコート等の手法を用いて基
板上に整列させることができるので、製造工程が簡便な
ものとなる。さらに上記構成では、マイクロカプセルが
共通電極を設けた基板上に固定されているため、基板を
１枚使用するだけでよく、また共通電極は通常パターン
ニングする必要がないため非常に安価に表示媒体を製造
することができる（請求項１）。

【００１０】前記電界の作用によって光学的特性が可逆
的に変化する物質または物質群の中で、高分子分散型液
晶や双安定性コレステリック液晶は散乱によって白色を
表示するが、散乱能がそれほど高くないため充分な白色
濃度が得られないという欠点がある。また、エレクトロ
クロミック素子は表示の見やすさの点では液晶よりも優
れているが、電気化学反応を利用しているため書き込み
時に電流が流れ、消費電力が大きくなるという欠点があ
る。従って、本発明においては、視認性、消費電力の面
で、着色した分散媒中にその分散媒の色とは異なる色を
有する複数の泳動粒子を分散させたもの（電気泳動素
子）を用いるのが望ましい。この場合にはマイクロカプ
セル化することにより、分散液がマイクロカプセル壁に
よって微小領域に分割されているため、泳動粒子の凝集
や付着現象が生じにくく、安定に表示を行うことができ
るという利点も加わる（請求項２）。

【００１１】前記多数のマイクロカプセルは、それらの
隙間を埋めるバインダ材とともにひとつの層をなすよう
に、共通電極を設けた基板上に固定されているのが望ま
しい。バインダ材はマイクロカプセル相互およびマイク
ロカプセルと共通電極との付着力を増大させる作用をす
る（請求項３）。

【００１２】そして、前記共通電極を設けた基板上に固
定されている多数のマイクロカプセル及び／又はバイン
ダ材上にはオーバーコート層が設けられているのが望ま
しい。オーバーコート層は表面を平滑化するとともに、
表示媒体に外力が加わった場合にマイクロカプセルを保
護する役目を果たす（請求項４）。

【００１３】また本発明によれば、第二に、前記の表示
媒体に視認できる情報を表示させることができる書き込
み装置において、該表示媒体と該書き込み装置は少なく
とも書き込み時には近接させられるように着脱が可能で
あり、しかも該書き込み装置は画像信号に応じて該表示
媒体に電界を作用させることができ、かつ該表示媒体と
の平面位置関係を相対的に変えうる機構を有する電極ア
レイを具備していることを特徴とする書き込み装置が提
供される。

【００１４】このような書き込み装置においては、表示
媒体の共通電極をアース電位とし、基板と反対側の表面
に電極アレイを密着させることにより、画像信号に応じ
た電位を所定の部位に与えることができ、それによって
表示媒体中の分散液に電界を作用させることができる。
電極アレイは表示媒体との平面位置関係を相対的に変え
ることができるので表示媒体の全面に視認できる情報を
表示させることができる。さらにこの表示媒体は一度表
示させた後は電界の作用がなくても表示状態を保持でき
るため、書き込み装置から外して手軽に持ち歩いたり、
表示媒体を複数個用意することによって、複数の画像を
並べて見ることが容易にできる（請求項５）。

【００１５】また本発明によれば、第三に、前記の表示
媒体に視認できる情報を表示させることができる書き込
み装置において、該表示媒体と該書き込み装置は少なく
とも書き込み時には近接させられるように着脱が可能で
あり、しかも該書き込み装置は画像信号に応じて該表示
媒体表面に電荷を付与させることができ、かつ該表示媒
体との平面位置関係を相対的に変えうる機構を有するイ
オン銃アレイを具備していることを特徴とする書き込み
装置が提供される。この書き込み装置は、前記本発明の
第二の書き込み装置の電極アレイをイオン銃アレイに変
えたものである。

【００１６】このような書き込み装置においては、表示
媒体の共通電極をアース電位とし、基板と反対側の表面
にイオン銃アレイを近接させることにより、画像信号に
応じた電荷を所定の部位に与えることができ、それによ
って表示媒体中の分散液に電界を作用させることができ
る。イオン銃アレイは表示媒体との平面位置関係を相対
的に変えることができるので表示媒体の全面に視認でき
る情報を表示させることができる。イオン銃により表示
媒体の表面に与えられた電荷は表示媒体を構成する材料
の時定数で放電するため、それが粒子の移動時間（応答
時間）より長い場合にはイオン銃の作用時間を応答時間
より短くすることができ、したがって書き込み速度を速
くすることができる。また、前記本発明の第二の書き込
み装置と同様、表示媒体を書き込み装置から外して手軽
に持ち歩いたり、複数個用意することによって、複数の
画像を並べて見ることが容易にできる（請求項６）。

【００１７】また本発明によれば、第四に、前記の表示
媒体に視認できる情報を表示させることができる書き込
み装置において、該表示媒体と該書き込み装置は少なく
とも書き込み時には近接させられるように着脱が可能で
あり、しかも該書き込み装置は複数の信号電極と走査電
極を備え、その交差部に画像信号に応じて該表示媒体に
電界を印加することのできるスイッチング素子を有し、
それによって該表示媒体に画像を表示するように構成さ
れていることを特徴とする書き込み装置が提供される。

【００１８】このような書き込み装置においては、２次
元配列された電界印加手段がスイッチング素子を有する
ため、その作用により選択時にある部位に与えられた電
荷は非選択時には表示媒体を構成する材料の時定数で放
電するため、それが粒子の移動時間（応答時間）より長
い場合には選択時間を応答時間より短くすることがで
き、したがって書き込み速度を速くすることができる。
また、前記本発明の第二および第三の特徴の書き込み装
置と同様、表示媒体を書き込み装置から外して手軽に持
ち歩いたり、複数個用意することによって、複数の画像
を並べて見ることが容易にできる（請求項７）。

【００１９】スイッチング素子としては、大面積に作製
することが容易な薄膜デバイス、特に薄膜トランジスタ
を用いるのが望ましい。薄膜トランジスタはゲートに接
続された走査電極から走査パルスを印加し、これに同期
してソースに接続された信号電極から画像信号によって
変調されたパルスがドレインに接続された個別電極より
表示媒体に印加される。薄膜トランジスタは３端子素子
であるためスイッチング性能が高く、中間調を伴うよう
な場合にも鮮明な表示を得ることができる。なお、より
書き込み速度を速くするために、蓄積コンデンサを等価
回路的に表示媒体と並列になるように設けてもよい（請
求項８）。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の第１の形態（請求
項１、２、３に対応）を図１に基づいて以下に説明す
る。図１は本発明の表示媒体の一例を示している。１は
ガラス、プラスチック等からなる基板で、厚さは１０μ
ｍ〜１ｍｍ程度が望ましく、充分な機械的強度とフレキ
シビリティーを有するためには２５〜２００μｍ程度が
より好ましい。視認側に用いる場合には透明な材質が選
ばれるが、視認しない側に用いる場合には着色していて
もよく、この色（反射色）を表示色の一部に利用した
り、反射率を増加させることによりコントラスト比を向
上させることもできる。

【００２１】２は金属、ＩＴＯ、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ：Ａ
ｌ等の導電体薄膜からなる共通電極で、スパッタリング
法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、塗布法等で形成される。基
板１を視認側に用いる場合には共通電極２として、ＩＴ
Ｏ、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ：Ａｌ等の透明な材質が選ばれる
が、視認しない側に用いる場合には着色していてもよ
く、この色（反射色）を表示色の一部に利用したり、反
射率を増加させることによりコントラスト比を向上させ
ることもできる。共通電極２は特にパターンニングする
必要はないが、表示ドットごとの電界分布をより均一に
しシャープな表示を得るために、ドット状、ストライプ
状等の繰り返しパターンを形成してもよい。

【００２２】３はマイクロカプセルで、分散液４を内包
している。５はバインダ材で、ポリ塩化ビニル、ポリ酢
酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニ
ルブチラール、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポ
リスルホン、ポリイミド、ポリアミド、ポリスチレン、
ポリエステル、ポリウレタン、ポリアクリル酸エステ
ル、ポリメタクリル酸エステル、アクリル酸系共重合
体、マレイン酸系共重合体、フッ素樹脂、エポキシ樹
脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹
脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリビニルアルコール、
ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、メチ
ルセルロース、エチルセルロース、ゼラチン等の皮膜形
成性を有する材料からなる。

【００２３】外部から印加した電界がマイクロカプセル
部分に有効に作用するためには、バインダ材として誘電
率が分散液と同等以上であるものを用いるのが望まし
い。バインダ材中には誘電率を調整するために主たる樹
脂以外にアルコール、ケトン、カルボン酸塩等の化合物
を混合してもよい。また、着色粒子あるいはイオンを混
合することにより、その色（反射色）を表示色の一部に
利用したり、反射率を増加させることによりコントラス
ト比を向上させることもできる。

【００２４】分散液４はベンゼン、トルエン、キシレ
ン、ナフテン系炭化水素等の芳香族炭化水素類、ヘキサ
ン、シクロヘキサン、ケロシン、パラフィン系炭化水素
等の脂肪族炭化水素類、トリクロロエチレン、テトラク
ロロエチレン、トリクロロフルオロエチレン、臭化エチ
ル等のハロゲン化炭（化水）素類、含フッ素エーテル化
合物、含フッ素エステル化合物等の抵抗率の高い有機溶
媒中にアントラキノン類やアゾ化合物類等の油溶性染料
あるいはカーボンブラック、酸化鉄、有機顔料等の着色
微粒子を０．０１〜２０ｗｔ％程度含有させたものから
なる分散媒に、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛等の
無機顔料や、ダイアリーライドイエロー、フタロシアニ
ンブルー等の有機顔料からなる泳動粒子を分散させたも
のが用いられる。

【００２５】泳動粒子は分散媒と比重を合わせるため或
るいは凝集を防いで分散性を高めるために、表面に他の
物質を被覆したり、他の物質と複合化してもよい。粒径
としては０．０１〜１０μｍ程度が好ましい。また、泳
動粒子の表面電荷量を制御したり分散性を高める目的
で、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、ジオクチ
ルスルホコハク酸ナトリウム、ポリエチレンオキシド、
ポリメチルメタクリレート、シランカップリング剤、チ
タンカップリング剤等を添加してもよい。また、これら
分散液を構成する各材料は必要に応じて２種類以上を混
合して用いてもよい。

【００２６】マイクロカプセル３の壁材としては、尿素
−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド
樹脂、ウレタン樹脂、ゼラチン−アラビアゴム等が使用
できる。マイクロカプセルは界面重合法、Ｉｎ−Ｓｉｔ
ｕ重合法、コアセルベーション法等で形成される。カプ
セル径は１〜１０００μｍが作製可能であるが、充分な
表示コントラストを得るには５μｍ以上とする必要があ
ることが実験的にわかっている。また上限はカプセルの
強度面から２００μｍ以下とするのがよいことが実験的
にわかっている。さらに表示解像度の観点からは、例え
ば２００ｄｐｉ程度の表示を行うのであれば６０μｍ以
下とする必要があるが、これは表示解像度に応じて適宜
決定すればよい。

【００２７】上記のような方法で形成されるマイクロカ
プセルは一般に水分を含むスラリー状となる。これを乾
燥させて粉末状にすることも可能であるが、バインダ材
５として、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシ
ド、メチルセルロース、ゼラチン、ポリエチレンポリア
クリルアミド、ポリアクリル酸、尿素−ホルムアルデヒ
ド、メラミン−ホルムアルデヒド、イソブチレン−無水
マレイン酸共重合体等の水溶性の高分子（またはプレポ
リマー）材料を使用する場合には、バインダ材の水溶液
にマイクロカプセルのスラリーを混合して塗布液を作製
すればよい。

【００２８】この塗布液をブレードコート、ワイヤーバ
ーコート、スプレーコート、スピンコート、デイップコ
ート、スクリーン印刷、ロールコート等の手法で共通電
極２を設けた基板に塗布し、乾燥させればマイクロカプ
セルとバインダ材がひとつの層をなして、共通電極２を
設けた基板に強固に固定される。マイクロカプセルの面
内配列はマトリックス状、六方最密状等種々の形態をと
ることができ、垂直方向には単層および多層の配列が可
能で、多層の場合マトリックス状、六方最密状等種々の
形態をとることができる。また、層内のマイクロカプセ
ルの充填率を上げるために、カプセル径分布の中心値が
２つ以上であるマイクロカプセルを用いることは効果的
である。

【００２９】本発明の実施の第２の形態（請求項４に対
応）を図２に基づいて以下に説明する。図２は本発明の
表示媒体の他の一例を示している。基板１、共通電極
２、マイクロカプセル３、分散液４、バインダ材５は前
記第１の形態と同様の材料および形成方法により作製さ
れる。６はオーバーコート層でＳｉＯ₂やＤＬＣ（Ｄｉ
ａｍｏｎｄＬｉｋｅＣａｒｂｏｎ）等の無機物質あ
るいはポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル−
酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリカー
ボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリイミ
ド、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエステル、ポリウ
レタン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エ
ステル、アクリル酸系共重合体、マレイン酸系共重合
体、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、シリ
コーン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹
脂、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポ
リプロピレンオキシド、メチルセルロース、エチルセル
ロース、ゼラチン等の有機物質およびこれらに各種硬化
剤、架橋剤を添加したものからなる。硬化剤、架橋剤の
例として、イソシアネート基をもつ化合物、ポリアミド
エピクロロヒドリン樹脂、エポキシ基をもつ化合物、グ
リオキザール等を挙げることができる。これらを用いた
オーバーコート層はスパッタリング法、ＣＶＤ法等の気
相法あるいはブレードコート、ワイヤーバーコート、ス
プレーコート、スピンコート、デイップコート、スクリ
ーン印刷、ロールコート等の塗布法で作製することがで
きる。

【００３０】さらには紫外線硬化樹脂あるいは電子線硬
化樹脂をオーバーコート層に用いることもできる。具体
的には紫外線あるいは電子線照射により重合反応を起
し、硬化して樹脂となるモノマーまたはオリゴマーに、
場合により光重合開始剤を混合して塗布し、紫外線ある
いは電子線を照射することにより形成される。

【００３１】このようなモノマーまたはオリゴマーとし
ては（ポリ）エステルアクリレート、（ポリ）ウレタン
アクリレート、エポキシアクリレート、ポリブタジエン
アクリレート、シリコーンアクリレート、メラミンアク
リレート、（ポリ）ホスファゼンメタクリレート等があ
る。

【００３２】光重合開始剤としてはジクロロアセトフェ
ノンやトリクロロアセトフェノン等のアセトフェノン
類、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベ
ンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾイル、ベンゾイ
ンアルキルエーテル、ベンジルジメチルケタール、モノ
サルファイド、チオキサントン類、アゾ化合物、ジアリ
ルヨードニウム塩、トリアリルスルフォニウム塩、ビス
（トリクロロメチル）トリアジン化合物等が挙げられ
る。

【００３３】オーバーコート層の厚さは、保護層として
の機能を損なわない範囲内でできるだけ薄い方が表示解
像度の点から望ましく０．１〜６０μｍ、より好ましく
は０．３〜３０μｍである。

【００３４】また、外部から印加した電界がマイクロカ
プセル部分に有効に作用するためには、オーバーコート
層の誘電率は大きい方が望ましい。具体的には、オーバ
ーコート層の厚さをｄｏ、誘電率をεｏとし、マイクロ
カプセルとバインダ材よりなる層（近似的には分散液）
の厚さをｄｍ、誘電率をεｍとすると、（εｏ／ｄｏ）
＞（εｍ／ｄｍ）の関係にあるのが望ましい。

【００３５】更にまた、オーバーコート層の屈折率はマ
イクロカプセル壁材およびバインダ材の屈折率より小さ
い方が表面反射を軽減する点から望ましい。

【００３６】さらにより積極的に表面反射を軽減するた
めに、オーバーコート層の上に単層または多層の反射防
止膜を設けてもよい。例えば２層膜の場合、空気の屈折
率をｎａ、オーバーコート層の屈折率をｎｏ、第１層
（空気側の層）の屈折率をｎ₁、膜厚をｄ₁、第２層（オ
ーバーコート層の側）の屈折率をｎ₂、膜厚をｄ₂とする
と、ｎ₁ｄ₁＝ｎ₂ｄ₂かつｎａｎ₂ ²＝ｎｏｎ₁ ²、ｎ₁
ｄ₁＝ｎ₂ｄ₂かつｎ₁ｎ₂＝ｎａｎｏ等を満たすあるいは
それに近い組み合わせが効果的である。

【００３７】屈折率の比較的小さい材料として、ＭｇＦ
₂、ＣａＦ₂等が好適に使用でき、大きい材料としてＳｉ
Ｏｘ，ＣｅＯ₂等が好適に使用できる。これらは真空蒸
着法、スパッタリング法等の通常の薄膜形成手段によっ
て作製することがでさる。外部から印加した電界（電
荷）の消滅時間（時定数）が長い方が書き込み速度の点
から望ましい。

【００３８】そのためにはオーバーコート層の比抵抗は
大きい方が望ましい。具体的には、オーバーコート層の
厚さをｄｏ、比抵抗をρｏとし、マイクロカプセルとバ
インダよりなる層（近似的には分散液）の厚さをｄｍ、
誘電率をρｍとすると、ρｏｄｏ＞ρｍｄｍの関係にあ
るのが望ましい。また、オーバーコート層中に着色粒子
あるいはイオンを混合することにより、その色（反射
色）を表示色の部に利用することもできる。なお、オー
バーコート層は必要に応じて２層以上からなる層として
もよい。

【００３９】上記実施の第１および第２の形態におい
て、共通電極２を設けた基板上にマイクロカプセルある
いはバインダ材の付着性をより高めるためにアンダーコ
ート層を設けてもよい。アンダーコート層の材料として
はオーバーコート層と同様のものが使用できる。また、
その厚さ、誘電率、比抵抗等の物性値はマイクロカプセ
ルおよびバインダ材からなる層との関係において、前記
のオーバーコート層に準ずるものとするのが望ましい。
なお、アンダーコート層は必要に応じて２層以上からな
る層としてもよい。

【００４０】本発明の実施の第３の形態（請求項５に対
応）を図４に基づいて以下に説明する。図４は本発明の
書き込み装置の一例を示している。１０は表示媒体で例
えば図２に示す構造のものが使用される。１１は電極ア
レイで、基板１２にスクリーン印刷等で形成された電極
棒１３と一体的に搭載されたスイッチング回路１４から
なり、これらが紙面と垂直方向に多数並べられてアレイ
化している。１５は電源回路で、画像信号に応じた電圧
パルスをスイッチング回路１４を経て、電極棒１３に供
給する。１６は送り機構で、この場合は表示媒体を移動
させることにより、全面に視認できる情報を表示させる
ことができる。この代わりに表示媒体を固定して、電極
アレイを移動させるような機構を用いてもよい。電極ア
レイ１１、電源回路１５および送り機構１６は図示しな
いハウジング内に納められ、書き込み装置として機能す
る。

【００４１】以下に表示動作の一例を説明する。まず、
表示媒体中の泳動粒子の表面電荷と逆の極性の電圧（例
えば負電圧）を電極棒１３に印加することによって、泳
動粒子が表面に移動し、泳動粒子の色が観測される。電
圧を逆にすれば、泳動粒子は共通電極側に移動し、表面
からは分散媒の色が観測される。駆動上はドット毎に極
性を変えるよりは、一度全面をベタ表示（消去動作）し
た後に、画像信号に応じて選択したドットを反転させる
（書き込み動作）方が容易である。

【００４２】本発明の実施の第４の形態（請求項６に対
応）を図５に基づいて以下に説明する。図５は本発明の
書き込み装置の他の一例を示している。１０は表示媒体
で例えば図１に示す構造のものが使用される。２１はイ
オン銃アレイで、コロナワイヤ２２、放電フレーム２
３、制御電極２４ａ、２４ｂからなり、これらが紙面と
垂直方向に多数並べられてアレイ化している。２６はコ
ロナイオン発生用高圧電源、２７はイオン流制御用電源
である。２８は送り機構で、この場合は表示媒体を移動
させることにより、全面に視認できる情報を表示させる
ことができる。この代わりに表示媒体を固定して、イオ
ン銃アレイを移動させるような機構を用いてもよい。

【００４３】続いて、以下に表示動作の一例を説明す
る。まず、表示媒体中の泳動粒子の表面電荷と逆の極性
の電圧（例えば負電圧）をコロナワイヤ２２に印加し
て、表示媒体の表面に負電荷を供給する。するとこの電
荷と共通電極２との間に形成される電界によって、泳動
粒子が表面に移動し、泳動粒子の色が観測される。次に
正電圧をコロナワイヤ２２に印加して、画像信号に応じ
て制御電極２４ａに印加する電圧の極性および大きさを
変える。すなわち、正電圧を印加した場合にはイオン流
がアパーチャー２５を通過して、表示媒体の表面に正電
荷が供給されるため、泳動粒子は共通電極側に移動し、
表面からは分散媒の色が観測される。負電圧を印加した
場合にはイオン流がアパーチャー２５を通過できないた
め、表示媒体の表面には電荷が供給されず、泳動粒子の
移動が起こらず、表面からは泳動粒子の色が観測され
る。イオン銃アレイ２１、高圧電源２６、イオン流制御
用電源２７および送り機構２８は図示しないハウジング
内に納められ、書き込み装置として機能する。

【００４４】本発明の実施の第５の形態（請求項７，８
に対応）を図６に基づいて以下に説明する。図６は本発
明の書き込み装置の他の一例を示している。１０は表示
媒体で例えば図２に示す構造のものが使用される。３１
は書き込み装置で、表面に複数の信号電極と走査電極を
備え、その交差部に画像信号に応じて表示媒体に電界を
印加することのできるスイッチング素子を有している。
４０は画像に応じた信号を書き込み装置に与えるための
電源回路である。

【００４５】書き込み装置の表面の構造の例を図７に基
づき説明する。これはスイッチング素子に薄膜トランジ
スタを用いた場合である。基板３２としてガラス等の絶
縁体または表面を絶縁化した金属を用いる。３３はゲー
ト電極を兼ねる走査電極で、Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ、Ａｌ等の
金属薄膜からなる。３４はゲート絶縁摸で、ＳｉＮｘ，
ＳｉＯｘ等の絶縁体薄膜からなる。３５はａ−Ｓｉ、Ｐ
ｏ１ｙ−Ｓｉ等の半導体薄膜からなるチャネル、３６は
ソース電極を兼ねる信号電極、３７はドレイン電極で、
それぞれＡ１、Ｃｒ等の金属薄膜からなる。３８は個別
電極でＡｌ、Ｃｒ、ＩＴＯ，ＳｎＯ₂、ＺｎＯ：Ａｌ等
の導電性薄膜からなる。３９はＳｉＯ₂、ＤＬＣ（Ｄｉ
ａｍｏｎｄＬｉｋｅＣａｒｂｏｎ）等の無機物質ある
いはポリイミド、ポリビニルアルコール、エポキシ樹
脂、アクリル樹脂等の有機物質からなる保護層である。
これらはスパッタリング法、ＣＶＤ法、塗布法等の薄膜
形成技術とウェットエッチング法、ドライエッチング法
等のパターンニング技術とを組み合わせた公知の方法で
作製することができる。なお、図７はスイッチング素子
の１ユーツトを示したものであり、表示画面の大きさと
画素密度（解像度）に応じてＸ方向およびＹ方向に同一
パターンが繰り返し形成される。

【００４６】

【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。

【００４７】実施例１図１に示す表示媒体を以下のように作製した。分散媒と
してテトラクロロエチレンに０．５ｗｔ％の青色染料
（マクロレックスプルーＲＲ：バイエル社製）を溶解し
たものを用い、泳動粒子として、表面をＡｌで処理した
平均粒径０．２１μｍの一酸化チタン（ＣＲ６０：石原
産業社製）を用いた。この粒子とオレイン酸を分散媒に
各々１０ｗｔ％と０．５ｗｔ％混合して、分散液４とし
た。この分散液を内包するマイクロカプセルを以下のよ
うに作製した。ゼラチン水溶液とアラビアゴム水溶液を
混合して、５０℃に昇温し水酸化ナトリウム水溶液を加
えてｐＨを９に調整する。この中に分散液４を加え、撹
拝して乳化する。さらにｐＨを４まで徐々に下げて分散
液界面にゼラチン／アラビアゴムの濃厚液を析出させた
後、温度を下げて皮膜をゲル化し、グルタールアルデヒ
ド水溶液を加えて硬化した。このようにしてゼラチン−
アラビアゴムを壁材とするマイクロカプセルのスラリー
を得た。カプセル径は平均５０μｍとなるように乳化条
件を制御した。基板１として１００μｍ厚のＰＥＴを用
い、ＩＴＯ薄膜をスパッタリング法により形成して共通
電極２とした。この上に、ポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ−１１７：クラレ社製）１０％水溶液に等重量の上記
マイクロカプセルスラリーを加えたものをブレードコー
ターで塗布し、乾燥することによりマイクロカプセルと
ポリビニルアルコールがひとつの層をなして、共通電極
２を設けた基板に固定した。

【００４８】実施例２図２に示す表示媒体を以下のように作製した。分散液４
は実施例１と同様のものを用いた。この分散液を内包す
るマイクロカプセルを以下のように作製した。分散液４
を保護コロイド水溶液中に加え、攪拌して乳化する。炭
酸ナトリウムを加えてｐＨを９とした後、尿素−ホルム
アルデヒドプレポリマーを加え、さらに酢酸を加えてｐ
Ｈを４に調整をした後、６０℃で２時間反応させること
により分散液界面でプレポリマーが重合し、尿素樹脂の
皮膜を形成した。このようにして尿素樹脂を壁材とする
マイクロカプセルのスラリーを得た。カプセル径は平均
４０μｍとなるように乳化条件を制御した。基板１とし
て１００μｍ厚のＰＥＴを用い、ＩＴＯ薄膜をスパッタ
リング法により形成して共通電極２とした。この上に、
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ−１１７：クラレ社製）
１０％水溶液に等重量の上記マイクロカプセルスラリー
を加えたものをブレードコーターで塗布し、乾燥するこ
とによりマイクロカプセルとポリビニルアルコールがひ
とつの層をなして、共通電極２を設けた基板に固定され
た。さらにその上に、ウレタンアクリレート系紫外線硬
化性樹脂（Ｃ７−１５７：大日本インキ社製）の７５％
酢酸ブチル溶液をブレードコーターで塗布し、７０℃で
乾燥後、８０Ｗ／ｃｍの紫外線ランプを照射して硬化
し、膜厚約５μｍのオーバーコート層６を設けた。

【００４９】実施例３実施例２の表示媒体（表示面積１０ｃｍ×１０ｃｍ）に
図４に示す電極アレイを具備する書き込み装置で書き込
みを行った。電極アレイは１２５μｍピッチで８００個
の電極棒を配列したものを用いた。まず、電極棒１３に
−３００Ｖを供給した状態で走査し、全面を白表示とし
た。次に電源の極性を反転させて、スイッチング回路１
４を介して画像信号に応じて、電極棒１３に＋３００Ｖ
の電圧を印加した。印加のパルス幅は１０ｍｓとした。
ローラ送り機構１６によって表示媒体を移動させること
により全面に画像を表示することができた。送り速度は
１２．５ｍｍ／ｓｅｃとした。

【００５０】実施例４実施例１の表示媒体（表示面積１０ｃｍ×１０ｃｍ）に
図５に示すイオン銃アレイを具備する書き込み装置で書
き込みを打つだ。イオン銃アレイは１２５μｍピッチで
８００個のイオン銃を配列したものを用いた。まず、コ
ロナワイヤ２２に−５ｋＶの電圧を印加して、表示媒体
表面全面を自表示とした。次に、コロナワイヤ２２に＋
５ｋＶの電圧を印加し、画像信号に応じて制御電極２４
ａに＋１５０Ｖ（青表示）または−１５０Ｖ（白表示）
の電圧を印加した。印加のパルス幅は１０ｍｓとした。
ローラ送り機構２８によって表示媒体を移動させること
により全面に画像を表示することができた。送り速度は
１２．５ｍｍ／ｓｅｃとした。

【００５１】実施例５実施例２の表示媒体（表示面積１０ｃｍ×１０ｃｍ）に
図６に示す書き込み装置で書き込みを行った。書き込み
装置３１として、表面に図７に示す薄膜トランジスタを
８００×８００個（電極間ピッチ１２５μｍ）形成した
ものを用い、１走査線当たりの選択時間を０．１ｍｓと
して、全ラインの書き込み（所要時間：０．１ｍｓ×２
２００＝２２０ｍｓ）を行った。共通電極側が白表示と
なる電圧を＋２０Ｖ、青表示となる電圧を−２０Ｖとし
た、書き込み終了後間もなく全画面の表示が完了した。

【００５２】

【発明の効果】本発明の表示媒体によれば、低コストで
表示安定性に優れた表示媒体を提供することができる
（請求項１〜３）。また、本発明の表示媒体によれば、
磨耗が少なく耐久性に優れた表示媒体を提供することが
できる（請求項４）。本発明の書き込み装置によれば、
表示媒体を表示状態を保持したまま書き込み装置から外
すことができるので、手軽に持ち歩いたり、複数の画像
を並べて見ることが容易にできる。（請求項５〜８）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による表示媒体の一例を模式的に示す断
面図である。

【図２】本発明による表示媒体の他の一例を模式的に示
す断面図である。

【図３】従来の表示装置を模式的に示す断面図である。

【図４】本発明による書き込み装置の例を模式的に示す
断面図である。

【図５】本発明による書き込み装置の他の一例を模式的
に示す断面図である。

【図６】本発明による書き込み装置の他の一例を模式的
に示す断面図である。

【図７】本発明による書き込み装置の一例の表面付近を
模式的に示す図である。

【符号の説明】

１基板２共通電極３マイクロカプセル４分散液５バインダ材６オーバーコート層７有孔スペーサ１０表示媒体１１電極アレイ１２基板１３電極棒１４スイツチング回路１５電源回路１６送り機構２１イオン銃アレイ２２コロナワイヤ２３放電フレーム２４ａ制御電極２４ｂ制御電極２５アパーチャー２６コロナイオン発生用高圧電源２７イオン流制御用電源２８送り機構３１書き込み装置３２基板３３走査電極（兼ゲート電極）３４ゲート絶縁膜３５半導体薄膜３６信号電極（兼ソース電極）３７ドレイン電極３８個別電極３９保護層４０電源回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者筒井恭治東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者早川邦雄東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者森田充展東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2H089 HA06 HA17 HA40 QA16 TA09 5C094 AA15 AA43 AA53 BA75 BA84 BA93 CA23 EA07 GA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電界の作用によって光学的特性が可逆的
に変化する物質あるいは物質群が多数のマイクロカプセ
ル中に封入され、これらのマイクロカプセルが共通電極
を設けた基板上に固定されていることを特徴とする表示
媒体。
【請求項２】前記電界の作用によって光学的特性が可
逆的に変化する物質あるいは物質群が、着色した分散媒
中にその分散媒の色とは異なる色を有する複数の泳動粒
子を分散させた分散液であることを特徴とする請求項１
記載の表示媒体。
【請求項３】前記多数のマイクロカプセルと、それら
マイクロカプセルの隙間を埋めるバインダ材とが、ひと
つの層をなすように、共通電極を設けた基板上に固定さ
れていることを特徴とする請求項１または２記載の表示
媒体。
【請求項４】前記共通電極を設けた基板上に固定され
ている多数のマイクロカプセル及び／又はバインダ材上
に、オーバーコート層が設けられていることを特徴とす
る請求項１、２または３記載の表示媒体。
【請求項５】請求項１、２、３または４記載の表示媒
体に視認できる情報を表示させることができる書き込み
装置において、該表示媒体と該書き込み装置は少なくと
も書き込み時には近接させられるように着脱が可能であ
り、しかも該書き込み装置は画像信号に応じて該表示媒
体に電界を作用させることができ、かつ該表示媒体との
平面位置関係を相対的に変えうる機構を有する電極アレ
イを具備していることを特徴とする書き込み装置。
【請求項６】請求項１、２、３または４記載の表示媒
体に視認できる情報を表示させることができる書き込み
装置において、該表示媒体と該書き込み装置は少なくと
も書き込み時には近接させられるように着脱が可能であ
り、しかも該書き込み装置は画像信号に応じて該表示媒
体表面に電荷を付与させることができ、かつ該表示媒体
との平面位置関係を相対的に変えうる機構を有するイオ
ン銃アレイを具備していることを特徴とする書き込み装
置。
【請求項７】請求項１、２、３または４記載の表示媒
体に視認できる情報を表示させることができる書き込み
装置において、該表示媒体と該書き込み装置は少なくと
も書き込み時には近接させられるように着脱が可能であ
り、しかも該書き込み装置は複数の信号電極と走査電極
を備え、その交差部に画像信号に応じて該表示媒体に電
界を印加することのできるスイッチング素子を有し、そ
れによって該表示媒体に画像を表示するように構成され
ていることを特徴とする書き込み装置。
【請求項８】前記画像信号に応じて表示媒体に電界を
印加することのできるスイッチング素子が、薄膜トラン
ジスタであることを特徴とする請求項７記載の書き込み
装置。