JP2000322005A

JP2000322005A - 表示媒体および書き込み装置

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Publication number: JP2000322005A
Application number: JP12638699A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kondo; 均近藤; Ikuo Kato; 幾雄加藤; Kunio Hayakawa; 邦雄早川; Nariyuki Harada; 成之原田; Mitsunobu Morita; 充展森田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-05-06
Filing date: 1999-05-06
Publication date: 2000-11-24
Anticipated expiration: 2019-05-06
Also published as: JP3687888B2

Abstract

(57)【要約】【課題】構造が簡単で、製造プロセスが簡略化でき、
視認性が高く、消費電力が小さくかつ表示安定性に優れ
た表示媒体を提供する。【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、絶縁性
基板上に固定されていることを特徴とする表示媒体。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
質あるいは物質群は、着色した分散媒中に分散媒の色と
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
とすることができる。

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
なる表示媒体および少なくとも書き込み時には表示媒体
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。１および２はガラス等の透明基板
とその片面に所要のパターンで形成された透明電極であ
って、対向配置されたこれらの一組の透明電極２の間に
は、着色した分散媒中に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を封入してあ
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堆積して泳動粒子の色が
観察され、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
察される。これにより表示を行うことができる。ここ
で、分散液４を単に両電極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。

【０００３】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。

【０００４】特許第２５５１７８３号掲載公報では、分
散液を封入した多数のマイクロカプセルを形成し、これ
らを電極板間に配装した構成とすることにより上記問題
点を解決している。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。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、紙のように手軽に持ち歩いたり、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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題点を解決し、（１）構造が簡単で、製造プロセスが
簡略化できる表示媒体を提供すること（請求項１）、
（２）視認性が高く、消費電力が小さくかつ表示安定性
に優れた表示媒体を提供すること（請求項２）、（３）
マイクロカプセル相互およびマイクロカプセルと基板と
の付着性が良好な表示媒体を提供すること（請求項
３）、（４）表示の均一性が良好で、かつ磨耗が少なく
耐久性に優れた表示媒体を提供すること（請求項４）、
（５）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書き込み装置を提供すること（請
求項５）、（６）より短い書き込み時間で画像を表示す
ることができる書き込み装置を提供すること（請求項
６）、（７）さらに短い書き込み時間で画像を表示する
ことができる書き込み装置を提供すること（請求項
７）、（８）中間調を伴う画像であっても鮮明な表示を
行うことができる書き込み装置を提供すること（請求項
８）をその課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴は、
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、絶縁性基板上に固定
されていることを特徴とする表示媒体にある。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
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。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絶縁性基板上に固
定されているため、基板を１枚使用するだけでよく、ま
た電極形成およびパターンニングの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）。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。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。視認性、
消費電力の面で、着色した分散媒中に分散媒の色とは異
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）。前記多数のマ
イクロカプセルはそ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、絶縁性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絶縁性基板との付着力を増大さ
せる作用をする（請求項３）。前記絶縁性基板上に固定
されている多数のマイクロカプセルまたはバインダ材上
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）。

【０００７】本発明の第２の特徴は、前記表示媒体に視
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、前記表示媒体と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って、画像信号に応
じて前記表示媒体に電界を作用させることができ、かつ
前記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
き込み装置にある。このような書き込み装置において
は、表示媒体の片面に電極アレイを密着させ、反対面
に電極アレイと対向するカウンター電極を密着させて、
電極アレイ−カウンター電極間に画像信号に応じた電位
差を与える、または表示媒体の片側同一面に電極アレ
イと制御電極アレイを同時に密着させて、電極アレイ−
制御電極アレイ間に画像信号に応じた電位差を与えるこ
と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。カウンター電極は少なくとも電極アレイの各
電極と相対する位置に電極が存在すれば、アレイ形状で
も連続体形状でも構わない。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）。

【０００８】本発明の第３の特徴は、前記表示媒体に視
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、前記表示媒体と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って、画像信号に応
じて前記表示媒体表面に電荷を付与させることができ、
かつ前記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にある。この書き込み装置は、前記
第２の特徴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。このような書き込み装置におい
ては、表示媒体の片側にイオン銃アレイを近接させ、反
対側にイオン銃アレイと対向するカウンター電極（アー
ス電位）を密着させることにより、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。カウ
ンター電極は少なくともイオン銃アレイの各アパーチャ
ー（後述）と相対する位置に電極が存在すれば、アレイ
形状でも連続体形状でも構わない。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、前記第２の特徴の表示装置と同様、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）。

【０００９】本発明の第４の特徴は、前記表示媒体に視
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、前記表示媒体と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って、複数の信号電
極と走査電極を備え、それらの交差部に画像信号に応じ
て前記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、それによって前記表示媒体に画像を表
示するように構成されたことを特徴とする書き込み装置
にある。このような書き込み装置においては、複数の信
号電極と走査電極を備え、それらの交差部にスイッチン
グ素子を有する板（以後「書き込みボード」と称する）
のスイッチング素子を有する面を表示媒体の片側に密着
させ、反対側に共通電極（アース電位）板を密着させる
ことにより、画像信号に応じた電荷を必要な部位に与え
ることができる。上記構成によれば、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、前記第２
および第３の特徴の表示装置と同様、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）。スイッチング素子として大面積に作
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）。

【００１０】

【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、紙等からなる絶縁性基板で、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。３はマイクロカプセルで、分散液４を内包してい
る。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、すなわち絶縁性基板部分への分
配を少なくするためには、絶縁性基板の静電容量が大き
い方が望ましい。具体的には、基板の厚さをｄ_b、誘電
率をε_b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ｄ_m、誘電率をε_mとする
と、（ε_b／ｄ_b）＞（ε_m／ｄ_m）の関係にあるのが望ま
しい。そのためには比誘電率が比較的大きい材料、例え
ばポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン
（ＰＶＤＦ）、アラミド樹脂（例えばデュポン社のケブ
ラー等）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエ
ーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアミド樹脂（ナイロ
ン）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアリレート樹脂（例え
ばユニチカ社のエンブレート等）、ノルボルネン系樹脂
（例えば日本合成ゴム社のアートン等）、ポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）等からなり、強度を損なわな
い範囲でできるだけ薄い基板を使用するのが望ましい。
具体的には５〜２００μｍ、より好ましくは１０〜１０
０μｍの厚さのものが使用される。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。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、着色粒子あるいは分子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。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。泳動粒子は分散媒と比重を合わせるため、
あ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。マイクロカプセル３の壁材として
は、尿素樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、ゼラチン
等が使用できる。マイクロカプセルは界面重合法、Ｉｎ
−Ｓｉｔｕ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、好ましくは５〜２
００μｍ、さらに好ましくは５〜６０μｍとされる。こ
れより小さい場合には充分な表示コントラストが得られ
ず、大きい場合にはマイクロカプセルの強度が不充分あ
るいは高解像度が得られないという不具合が生じる。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。こ
れをブレードコート、ワイヤーバーコート、スプレーコ
ート、スピンコート、ディップコート、スクリーン印
刷、ロールコート等の手法で絶縁性基板１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、絶縁性基板上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、六方細密状等種
々の形態をとることができ、垂直方向には単層および多
層配列が可能で、多層の場合マトリックス状、六方細密
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。

【００１１】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。１〜５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、ＳｉＯ ₂やＤＬＣ(Diamond Like
Carbon)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、ディップコート、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。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。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。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。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が好適である。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ｄ_o、誘電率を
ε_o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ｄ_m、誘電率をε_mとすると、
（ε_o／ｄ_o）＞（ε_m／ｄ_m）の関係にあるのが望まし
い。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。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ｎ_a、オーバーコート層の屈折率を
ｎ_o、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ｎ_aｎ₂ ²＝ｎ
_oｎ ₁ ²、ｎ₁ｄ₁＝ｎ₂ｄ₂かつｎ₁ｎ₂＝ｎ_aｎ_o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。屈折
率の比較的小さい材料として、ＭｇＦ₂、ＣａＦ₂等が、
大きい材料としてＳｉＯ_x、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きる。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。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ｄ_o、比抵抗をρ_o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ｄ_m、誘電率をρ_mとすると、ρ_oｄ_o＞ρ_m
ｄ_mの関係にあるのが望ましい。オーバーコート層中に
着色粒子あるいは分子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。

【００１２】上記実施の第１および第２の形態におい
て、絶縁性基板上にマイクロカプセルとバインダ材より
なる層の付着性をより高めるために、またはマイクロカ
プセルとバインダ材よりなる層中の亀裂発生を防止する
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
用できるが、中でも無機物質がより効果的である。ま
た、その厚さ、誘電率、比抵抗等の物性値はマイクロカ
プセルとバインダ材より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。

【００１３】次に、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１
４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１
３に供給する。１７はカウンター電極で、アース電位に
接続されている。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。１１、１５、１７および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。

【００１４】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。２９はカウンター電極で、アース電位に接続さ
れている。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。
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。２１、２６、２７、２９
および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。

【００１５】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
は書き込みボードで、表面に複数の信号電極と走査電極
を備え、これら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。４１は共通電極板で、アース電位に接続されてい
る。４０は画像に応じた信号を書き込みボードに与える
ための電源回路である。書き込みボードの表面の構造の
一例を図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，Ｍ
ｏ，Ｗ，Ａｌ等の金属薄膜からなる。３４はゲート絶縁
膜で、ＳｉＮ_x，ＳｉＯ_x等の絶縁体薄膜からなる。３５
はａ−Ｓｉ，Ｐｏｌｙ−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Ａｌ，Ｃｒ等の金属薄膜からな
る。３８は個別電極で、Ａｌ，Ｃｒ，ＩＴＯ，Ｓｎ
Ｏ₂，ＺｎＯ：Ａｌ等の導電性薄膜からなる。３９はＳ
ｉＯ₂，ＤＬＣ(Diamond Like Carbon)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ユニッ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。

【００１６】

【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。

【００１７】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
（マクロレックスブルーＲＲ：バイエル社）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の二酸化チタン（ＣＲ６０：石原産
業社）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に調整した。この中に分散液４を加え、攪
拌して乳化させた。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
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。絶縁性基板１として２５μｍ厚のＰＥＴを用い、こ
の上にポリビニルアルコール（ＰＶＡ−１１７：クラレ
社）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ギャップ１２５μｍのブレードコー
ターで塗布し、乾燥させ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、絶縁性
基板上に固定された。

【００１８】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、攪拌して乳化させた。
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
ｐＨ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。絶縁性基
板１として２５μｍ厚のＰＥＩを用い、この上にポリビ
ニルアルコール（ＰＶＡ−１１７：クラレ社）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
ものをギャップ１００μｍのブレードコーターで塗布
し、乾燥させ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、絶縁性基板上に固
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）の７
５％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。

【００１９】実施例３実施例２の表示媒体に図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１２５
μｍピッチで１６００個の電極棒を配列したものを用い
た。画像信号に応じた電圧パルスをスイッチング回路１
４を経て、電極棒１３に供給した。表示媒体表面が青表
示となる電圧を＋１５０Ｖ、白表示となる電圧を−１５
０Ｖとし、パルス幅を２０ｍｓとした。ローラー送り機
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６．２５ｍｍ
／ｓｅｃとした。

【００２０】実施例４実施例１の表示媒体に図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行った。イオン銃アレイ
は１２５μｍピッチで１６００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白表示とした。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２４ａ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。ローラー送り機構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。

【００２１】実施例５実施例２の表示媒体に図６に示す書き込み装置で書き込
みを行った。書き込みボード３１として、表面に図７に
示す薄膜トランジスタを２２００×１６００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×２２００＝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。

【００２２】

【発明の効果】請求項１の表示媒体によれば、構造が簡
単で、製造プロセスが簡略化できるため低コスト表示媒
体を提供することができる。請求項２の表示媒体によれ
ば、上記に加えて、視認性が高く、消費電力が小さくか
つ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３の表示媒体によれば、上記に加えて、マイ
クロカプセル相互およびマイクロカプセルと基板との付
着性が向上するので、信頼性の高い表示媒体を提供する
ことができる。請求項４の表示媒体によれば、上記に加
えて、表面平滑性が増すために表示の均一性が向上し、
かつ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５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６の書き込み装置に
よれば、上記に加えて、短い書き込み時間で画像を表示
することができる。請求項７の書き込み装置によれば、
さらに短い書き込み時間で画像を表示することができ
る。請求項８の書き込み装置によれば、上記に加えて、
中間調を伴う画像であっても鮮明な表示を行うことがで
きる。

【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一例を模式的に示
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スイッチング回路１５電源回路１６送り機構１７カウンター電極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２９カウンター電極３１書き込みボード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４１共通電極板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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)発明者原田成之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 JA04 KA09 QA12 QA16 SA17 TA01 TA09 2K001 BA04 BA09 CA02 DA13 EA05 EA13 5C080 AA13 BB05 DD05 DD26 DD28 EE29 FF03 FF09 GG02 JJ02 JJ06 5C094 AA22 AA43 AA54 BA75 BA84 FB01 GA10 GB01

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、絶縁性
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、これら
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、絶縁性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】前記絶縁性基板上に固定されている多数
のマイクロカプセルまた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、前記表示媒体と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って、画像信
号に応じて前記表示媒体に電界を作用させることがで
き、かつ前記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、前記表示媒体と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って、画像信
号に応じて前記表示媒体表面に電荷を付与させることが
でき、かつ前記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、前記表示媒体と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って、複数の
信号電極と走査電極を備え、それらの交差部に画像信号
に応じて前記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、それによって前記表示媒体に画
像を表示するように構成された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。