JP2001125514A

JP2001125514A - 表示装置とその製造方法

Info

Publication number: JP2001125514A
Application number: JP30856099A
Authority: JP
Inventors: Naoko Miura; 直子三浦; Yasuko Motoi; 泰子元井; Tsutomu Ikeda; 勉池田; Hiroshi Matsuda; 宏松田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2001-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】絶縁性液体中に帯電粒子を分散してなる分散
系に電圧を印加して帯電粒子を移動させることにより表
示を行う表示装置において、帯電粒子の均一分散を図
り、長時間使用時における帯電粒子の偏在を低減する。【解決手段】光透過性の管４の表面に第２電極６を形
成し、該管４内に絶縁性液体１中に帯電粒子２を分散し
てなる分散系３を封入して、第１電極５及び絶縁層９を
形成した第１基板７上に、上記管４を複数本、第２電極
が絶縁層９に接するように配置し、第２基板８を管４上
に配置して固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の電極と絶縁
性液体中に帯電粒子を分散させた分散系を有し、上記電
極間に電圧を印加させて帯電粒子を移動させることによ
り表示を行う表示装置とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報機器の発達に伴い、低消費電
力且つ薄型の表示装置のニーズが増しており、これらニ
ーズに合わせた表示装置の研究、開発が盛んに行われて
いる。中でも、液晶表示装置は液晶分子の配列を電気的
に制御して液晶の光学的特性を変化させることができ、
上記のニーズに対応できる表示装置として活発な開発が
行われ、商品化されている。しかしながら、この液晶表
示装置は、画面を見る角度や反射光による画面上の文字
の見づらさ、光源のちらつき、低輝度等から生じる視覚
への負担が未だ十分に解決されていない。そのため、視
覚への負担の少ない表示装置の研究が盛んに検討されて
いる。

【０００３】このような低消費電力、視覚への負担軽減
等の観点から、反射型表示装置が期待されている。その
一つとして、電気泳動表示装置が知られている。電気泳
動表示装置は、図１３に示すように、帯電粒子２２と絶
縁性液体２１からなる分散系２３を外枠２９を介して基
板２７，２８間に狭持し、一組の電極２５，２６を配置
したものである。当該構成において、電極２５，２６間
に電圧を印加すると、帯電粒子２２を該粒子自身が持つ
電荷とは逆極性の電極側に引き寄せることができる。こ
こで、絶縁性液体２１と帯電粒子２２とを互いに異なる
色に着色しておくことにより、電極２５，２６に印加す
る電界の方向により表示を行うことができる。

【０００４】即ち、基板２８側を観察者側とした時、帯
電粒子が観察者とは反対側に位置する電極２６側に移動
した（ａ）の場合には、観察者には帯電粒子２２の色は
認識されず、絶縁性液体２１の色が観察される。一方、
電極２５，２６間に印加されている電界を逆にして帯電
粒子２２を電極２５側に移動させた（ｂ）の場合には、
観察者には電極２５に付着した帯電粒子２２が観察さ
れ、帯電粒子２２と絶縁性液体２１の色によって二値表
示を行うことができる。

【０００５】また、別のタイプの表示装置として、例え
ば特開昭４９−２４６９５号公報に提案されているよう
に、一組の電極を同一基板上に隣り合うように配置し、
帯電粒子を基板に平行に移動させて表示を行うものもあ
る。

【０００６】図１４はこのような表示装置の部分断面図
であり、図中、図１３と同じ部材には同じ符号を付し
た。当該装置において、例えば帯電粒子２２を黒色、基
板２７を白色、電極２５を不透明、電極２６を透明に構
成し、基板２８側を観察者側とすると、（ｂ）に示すよ
うに帯電粒子２２が不透明電極２５表面に付着した場合
には、外光は透明電極２６を透過して白色の基板２７で
反射されるため、透明電極部分は実質的に白く見える。
また、（ａ）に示すように、帯電粒子２２が透明電極２
６表面に付着した場合には、反射光が少ないため黒く見
えることになる。

【０００７】さらに、帯電粒子或いは絶縁性液体を複数
色に着色することにより、カラー表示を行うことも可能
になる。

【０００８】このような電気泳動表示装置においては、
長時間繰り返し使用すると帯電粒子７２の濃度分布に偏
りが生じ、結果的に表示ムラとなる恐れがある。そこ
で、このような濃度分布の偏りを防ぐ方法として、例え
ば特開昭５９−３４５１８号公報或いは特開平２−２８
４１２４号公報等には、封入部に一定の間隔で隔壁を形
成し、小区画に分割する方法がある。

【０００９】また、例えば特開平１−１１４８２８号公
報には、分散媒で膨潤する部材からなる有孔性スペーサ
ーを用い、分散系を注入後、不連続な小区画に分割する
方法が提案されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電気泳動表示装置において、前記したように
帯電粒子の濃度分布の偏りによる表示ムラを防ぐ目的
で、封入部の隔壁を形成した場合には、各小区画に均等
に帯電粒子を分配しなければならず、均一な分配が困難
であった。また、基板上への隔壁の形成、帯電粒子及び
絶縁性液体の均一な分配、封入を必要とする一連の製造
工程に多くの時間及びコストを要するという問題があっ
た。

【００１１】さらに、カラー表示を行う場合、複数の色
の帯電粒子或いは絶縁性液体を用いるため、隔壁により
小区画に分割しても、製造時に隣接した区画で互いに混
色が起こりやすく、所望の色の帯電粒子或いは絶縁性液
体のみを充填することは困難であった。従って、カラー
表示においては製造上さらに困難が伴うという問題があ
った。

【００１２】本発明の目的は、表示ムラを低減すると同
時に、製造コストを削減してより安価な表示装置を提供
することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の表示装置は、互
いに対向配置する第１の基板及び第２の基板と、該基板
間に狭持された絶縁性液体中に帯電粒子を分散してなる
分散系と、該分散系に電圧を印加する第１電極及び第２
電極とを少なくとも有し、該第１電極と第２電極との間
に印加した電圧により上記帯電粒子を第１電極または第
２電極の方向に移動させることによって表示を行う表示
装置であって、上記分散系が、上記基板間に複数本平行
配置された絶縁性材料からなる光透過性の管内に充填さ
れ、該管の長手方向に平行なライン状の第２電極が各管
毎に各管と第１基板との間に形成され、第１電極が第２
電極とは絶縁状態で上記管と第１基板との間に形成され
ていることを特徴とする。

【００１４】上記本発明においては、第１基板、或い
は、第１電極または第２電極のいずれかと第２基板、の
いずれかが光透過性であること、帯電粒子が、第１電極
と第２電極との間で平行方向に移動すること、光透過性
の管が樹脂からなること、光透過性の管が柔軟性を有す
ること、絶縁性液体と帯電粒子が異なる色であること、
絶縁性液体或いは帯電粒子の一方が、管毎にイエロー、
マゼンタ、シアンのいずれかに着色されていること、イ
エロー、マゼンタ、シアンが規則的に配置するように管
が配置されていること、光透過性の管と第１基板との間
に、帯電粒子とは異なる色に着色した着色層を形成した
こと、第１電極と第２電極とが絶縁層を介して部分的に
重なっていること、第１電極が管に直交するストライプ
状に形成され、第１電極と第２電極とでマトリクスを形
成していること、を好ましい態様として含むものであ
る。

【００１５】また、本発明の表示装置の製造方法は、上
記本発明の表示装置の製造方法であって、絶縁性材料か
らなる光透過性の管の外側に管の長手方向に平行なライ
ン状の第２電極を形成する工程と、絶縁性材料からなる
光透過性の管内に絶縁性液体中に帯電粒子を分散してな
る分散系を封入する工程と、上記第２電極を形成し、分
散系を封入した管を、第１電極が形成された第１基板と
第２基板との間に、第２電極が第１基板と管とに挟まれ
るように配置して固定する工程と、を少なくとも有する
ことを特徴とする。

【００１６】上記本発明の製造方法においては、絶縁性
液体と帯電粒子とを同時に光透過性の管内に充填するこ
と、絶縁性液体と帯電粒子とを個別に光透過性の管内に
充填すること、光透過性の管の断面が矩形であること、
光透過性の管が柔軟性を有し、第１基板と第２基板間に
固定する際に管の断面形状を変形させて管同士を密着さ
せること、を好ましい態様として含むものである。

【００１７】本発明の表示装置においては、分散系を封
入した管を基板間に配置することから帯電粒子の偏りが
大幅に抑制され、表示ムラの発生が大幅に低減される。
また、本発明の製造方法においては、光透過性の管に第
２電極を形成して基板間に配置することから、第２電極
と光透過性の管との位置合わせが不要であり、また、異
なる色の帯電粒子或いは絶縁性液体を混色させることな
く個別に容易に封入することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。

【００１９】図１は本発明の一実施形態の表示装置の構
成を模式的に示す斜視図である。図２はその部分断面図
であり、図１、図２において、１は絶縁性液体、２は帯
電粒子、３は分散系、４は光透過性の管、５は第１電
極、６は第２電極、７は第１基板、８は第２基板、９は
絶縁層である。

【００２０】図１、図２に示されるように、本発明の表
示装置においては、帯電粒子２を絶縁性液体１に分散し
てなる分散系３が光透過性の管４内に封入され、第１基
板７と第２基板８との間に狭持されている。尚、図１に
おいては、管４の内部構成を示すため、便宜上、管４の
端部を開放した形で示している。また、光透過性の管４
の外側には、管の長手方向と平行に第２電極６がライン
状に形成されており、第１基板７上には第１電極５が形
成されている。本発明においては、第１電極５をストラ
イプ状に形成し、絶縁層９を介して第２電極６と互いに
直交させて配置することにより、マトリクスを構成する
ことができる。

【００２１】本発明においては、第１電極５と第２電極
６が同一基板上に配置しており、帯電粒子２は該電極間
で平行方向に、即ち第１電極５面上と第２電極６面との
間を移動させることにより表示を行うものである。例え
ば、無色透明な絶縁性液体１を用いることにより、図２
（ａ）に示すように、絶縁性液体１中の帯電粒子２を第
１電極５と第２電極６間への電圧印加によって第１電極
５上に集めると、観察者（第２基板８側）からは帯電粒
子２と第２電極６が観察される。一方、図２（ｂ）に示
すように電圧の極性を変えて帯電粒子２を第２電極６側
に集めると、帯電粒子２と絶縁層９或いは第１電極５も
しくは着色した基板７が観察される。

【００２２】このように構成することにより、例えば第
２電極６及び帯電粒子２を共に黒色にし、第１電極５を
白色とすれば、白黒の二値表示が可能となる。また、第
１基板７及び第１電極５、或いは第１基板７と第２電極
６、のいずれかを透明にして第１基板側を観察者側とす
ることも可能である。

【００２３】また、管４上に形成した第２電極６への給
電をより確実にするために、第１基板７上に第１電極５
とは絶縁された形で、第２電極６と接合可能な配線パタ
ーンを付設しても良い。表示装置の駆動は、第２電極６
と第１電極５への電圧印加によって行われるため、第２
電極６の形態も第１電極５とのバランスで決定する。１
画素当たりの第２電極６は第１電極５よりも小さくても
大きくてもよい。この第２電極６の電極幅、厚み等の形
態は、表示装置の仕様により適宜設計される。

【００２４】本発明にかかる管４の断面形状は、基本的
には、帯電粒子２の移動範囲内での移動に支障がなけれ
ば、特に制限はなく、円形または楕円状でも良いが、観
察者にとって見やすくムラの少ない表示を実現するため
には、表示領域が大きく、また帯電粒子２の移動が均一
であることが望ましい。そのため、管４の基板７，８に
垂直な方向の内径（管４の断面が矩形の場合は幅）を１
とすると、基板７，８に平行な方向の内径（管４の断面
が矩形の場合は幅）が１以上であることが好ましい。

【００２５】本発明の表示装置では、複数色の透明絶縁
性液体または複数色の帯電粒子２を用いるか、或いは第
１基板７に着色層を設けることによりカラー表示を行う
ことができる。

【００２６】例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）のいずれかに着色した３色の絶縁
性液体１を、３色を一組として、該３色が規則的に配置
するように光透過性の管３を配置する。さらに帯電粒子
２を白色とし、第１電極５を透明導電材で、第２電極を
白色或いは黒色の導電材で、第１基板を透明な素材でそ
れぞれ形成し、第１基板７側から観察するものとする。
ここで、例えばイエロー表示の際には、イエローの絶縁
性液体１が封入された管４内の帯電粒子２を第２電極６
上に集め、他のマゼンタ、シアンの絶縁性液体１が封入
された管４内の帯電粒子２を第１電極４上に集めること
により、観察者には、イエローの絶縁性液体１が観察さ
れる。また、イエロー、マゼンタ、シアンの各絶縁性液
体１が封入された管４内の帯電粒子２を全て第１電極５
上に集めるようにすれば、白色表示となり、逆に全て第
２電極６上に集めるようにすれば、黒色表示となる。

【００２７】また帯電粒子２を上記３色に着色し、絶縁
性液体１を全て白色とした場合には上記と逆で第１電極
５に所望の色の帯電粒子２を集めて該所望の色の表示を
行い、全ての帯電粒子２を第１電極５側に集めて黒色表
示、第２電極６側に集めて白色表示のカラー表示を行う
ことができる。

【００２８】図３は、第２基板８側を観察者側とした場
合の構成例で、第２基板の第２電極６に対応する位置に
白或いは黒に着色した遮光層１１を形成している。この
構成では第２基板８を透明な素材で形成し、第１電極５
を白色とするか、第１電極５上に白色層を形成するか、
或いは、第１電極５を透明導電材で形成すると同時に第
１基板を白色に着色する。また、上記と同様に、帯電粒
子２を、イエロー、マゼンタ、シアンの３色に着色し、
絶縁性液体１は無色透明とする。当該構成において、所
望の色の帯電粒子２を第１電極５側に集めることにより
該所望の色を表示し、全ての帯電粒子２を第１電極５側
に集めることにより黒色表示、第２電極６側に集めるこ
とにより白色表示を行う。

【００２９】図４は、第１基板７に着色層１２を形成す
ることによりカラー表示を行う表示装置の断面模式図で
あり、この表示装置においては、第１電極５上に着色層
１２を形成している。該着色層１２は、画素毎にイエロ
ー、マゼンタ、シアンのいずれかに着色され、３色を一
組として該３色が規則的に配置するように各着色層１２
が形成されている。尚、この着色層１２の形成位置は、
観察者側（第２基板８）から観察可能であれば、第１電
極５と絶縁層９との間、第１基板７と第１電極５との
間、或いは第１基板７裏面に形成してもかまわない。ま
た、各位置において、画素毎に形成しても、複数画素に
またがるストライプ状に形成してもかまわない。

【００３０】また、図５は、着色層１２を管４の外側に
形成した構成例であり、図４の表示装置と同様に、画素
毎にイエロー、マゼンタ、シアンのいずれかに着色さ
れ、３色を一組として該３色が規則的に配置するように
各着色層１２が形成されている。

【００３１】上記図４，図５の構成においては、白色の
帯電粒子２と無色透明の絶縁性液体１を用い、画素毎に
各帯電粒子２を適宜移動させることにより、カラー表示
を行うことができる。

【００３２】尚、上記カラー表示の説明においては、着
色する色をイエロー、マゼンタ、シアンの３色とした
が、表示環境や表示画像によってはこれら３色にこだわ
る必要はなく、必要に応じて任意の色、或いは紫外光、
赤外光を利用した色表示も可能である。

【００３３】さらに、本発明の表示装置においては、帯
電粒子２を表示面に対して横方向に水平移動させるた
め、構造的に表示色の階調表現が可能となる。階調表現
は、図６に示したように、帯電粒子２を例えば（ａ）に
示されるように第２電極６上に集めた状態から、（ｂ）
に示されるように第１電極５上に一部移動させることに
よって達成できる。このように帯電粒子２の一部を移動
させる方法としては、電圧印加時間を短くする、印加電
圧を小さくする、帯電能の異なる粒子を混合して用い
る、大きさの異なる粒子を混合して用いる等がある。

【００３４】次に、本発明の製造方法を、その一実施形
態として、図１、図２に示した表示装置の製造工程を例
に挙げて説明する。図７〜図９は当該製造工程にかかる
図面である。本実施形態は、光透過性の管４の外側に第
２電極６を設けた後、該管４内に分散系３を封入する場
合を例に挙げて説明する。

【００３５】先ず、光透過性の管４の外側に第２電極６
を形成する。

【００３６】本発明で用いる光透過性の管４の素材とし
ては、絶縁性及び光透過性を有していれば特に限定され
ないが、可視光の透過率が高いアクリル樹脂、ポリスチ
レン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエ
ーテルサルフォン（ＰＥＳ）等の樹脂、ゼラチン、或い
は、ガラス、石英等の無機材料が用いられるが、中でも
樹脂が好ましく用いられる。また、本発明にかかる光透
過性の管４は、予め基板間に狭持された際の形状、例え
ば断面が矩形の形状に形成して分散系を封入しても良い
が、柔軟性を有する素材で形成しておき、基板間に配置
させた後に変形させてもよい。

【００３７】本発明にかかる管４の径は表示画素の大き
さに応じて適宜設定される。また、管４の厚さは素材に
よるが、好ましくは５μｍ〜３０μｍである。

【００３８】管４の表面に形成される第２電極６の形成
材料としては、パターニング可能な導電性材料であれば
どのような材料を用いても良く、例えば金属材料なら
ば、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒなどを
用いることができ、第２電極６を透明にする場合には、
ＩＴＯ（インジウム・チン・オキサイド）、ＺｎＯ、Ｓ
ｎＯ₂等の金属酸化物透明材料を用いることができる。
また、管４の表面に電極膜を形成する方法としては、真
空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法
等を用いることができる。

【００３９】図７（ａ）に示したように、第２電極６は
管４の長手方向に平行に、一定の幅でライン状に形成さ
れ、この時の電極の幅は、画素の大きさや管４の太さ等
により適宜選択される。図７（ｂ）は図７（ａ）の断面
図である。

【００４０】また図７（ｃ）に示したように、第２電極
６の外側、即ち管４が第１電極５と接触する部分には、
予め絶縁層１３を形成しておくこともできる。この絶縁
層１３を形成する絶縁性材料としては薄膜でピンホール
が形成しづらいものが良く、例えば透明ポリイミド、Ｐ
ＥＴ等を使用する。尚、この絶縁層１３は、第１基板７
側に形成される第１電極５と管４の外側に形成された第
２電極６が導通するのを防ぐために形成する。従って、
絶縁層１３を形成する場合には、第２電極６を覆うよう
に形成することで第１電極５と接しない構成を維持する
ことができる。そのため、形成方法によって、或いは表
示装置の構成によっては、第２電極６が形成された管４
の外周部を全て覆うように形成することも可能である。
また、第１電極５上に絶縁層１０が形成されている場合
には特に絶縁層１３を形成する必要はない。

【００４１】さらに、図５に示した着色層１２を備えた
表示装置を構成する場合には、図７（ｄ）に示したよう
に、管４の外側に、第２電極６と平行なライン状の着色
層１２を形成することができる。

【００４２】次に、管４の中に絶縁性液体１と帯電粒子
２を充填する。

【００４３】本発明で用いられる絶縁性液体１として
は、シリコーンオイル、オリーブオイルなどの油類、ト
ルエン、キシレン等芳香族炭化水素、パラフィン系炭化
水素（ノルマルパラフィン、イソパラフィン）等脂肪族
或いはハロゲン化炭化水素、高純度石油等、帯電粒子が
良好且つ安定に帯電することができ、且つ低粘度の液体
が好ましく使用される。中でもシリコーンオイルやイソ
パラフィンが好ましく用いられ、イソパラフィンとして
は、シェルジャパン（株）製「シェルゾール７０，７
１，７２」、エクソン化学（株）製「アイソパーＧ，
Ｈ，Ｌ，Ｍ」、出光石油（株）製「ＩＰソルベント１６
２０，２０２８，２８３５」などが上市されている。ま
た、絶縁性液体１と帯電粒子２との比重を合わせるため
に、必要に応じて比重の大きい絶縁性液体を混合する。
また、絶縁性液体１を着色してカラー表示を行う場合に
は、着色剤として、染料等を上記液体中に溶解または分
散させて使用する。

【００４４】本発明で用いられる帯電粒子２としては、
絶縁性液体１中で帯電しうる材料が用いられ、その色
は、材料自身の色でも適宜着色剤を添加したものでもよ
く、また粒子表面に他の材料を積層、混合したものでも
よい。また、帯電粒子２は、１種類或いは２種類以上の
材料で構成されていても良い。具体的には、例えば、酸
化チタン（白）、酸化アルミニウム（白）、ポリエチレ
ン、ポリスチレン、アクリル樹脂等の樹脂に着色剤を混
合したものが好ましく使用される。また、着色剤として
は、カーボン（黒）を始め、公知の染顔料、例えばフタ
ロシアニンブルー、インダスレンブルー、ピーコックブ
ルー、パーマネントレッド、レーキレッド、ローダミン
レーキ、ハンザイエロー、パーマネントイエロー、ベン
ジンイエロー等広く使用することができる。また、必要
に応じて荷電制御剤を付与しておく。

【００４５】尚、帯電粒子２の大きさとしては、粒径が
０．１μｍ〜５０μｍのものが好ましく用いられ、さら
に好ましくは０．１μｍ〜１０μｍである。

【００４６】また、本発明にかかる分散系３において帯
電粒子２の混合割合としては、０．２質量％〜１０質量
％が好ましく、さらには１質量％〜５質量％が望まし
い。

【００４７】本発明において、管４に帯電粒子２及び絶
縁性液体１を充填する方法としては、例えば、図８
（ａ）に示すように、適当な容器１４に絶縁性液体１と
帯電粒子２とを入れ、絶縁性液体１を攪拌しながら管４
の一端を液中に入れ、他の一端から吸引しながら帯電粒
子２と絶縁性液体１とを同時に充填する方法がある。或
いは、図８（ｂ）に示したように、予め管４の内壁に帯
電粒子２を付着させた後、管４に絶縁性液体１を入れ、
帯電粒子２と絶縁性液体１とを個別に充填することもで
きる。尚、充填時に第１電極５に電圧を印加しておくこ
とにより、第１電極５上に帯電粒子２を均一に付着させ
ることが可能である。このようにして、分散系３を管４
内に充填した後、管４の両端を加熱等により閉じて封止
する。

【００４８】次に、上記分散系３を封入した管４を、図
９に示す工程に従って基板間に配置する。即ち、先ず、
図９（ａ）に示すように、第１基板７に第１電極５をパ
ターニング形成する。第１基板７の材料としては、耐熱
性の高い材料、例えばポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）等の樹脂フ
ィルム或いはガラス、石英等の無機材料を使用すること
ができる。表示装置の観察を第１基板７側から行う場合
には、第１基板の材料としては可視光の透過率が高いも
のを用いる。

【００４９】また、第１電極５は、パターニング可能な
導電性材料ならどのようなものを用いても良く、透明電
極とする場合には、ＩＴＯなどを用いる。

【００５０】次いで、第１電極５上に絶縁層９を形成す
る。絶縁性材料としては薄膜でピンホールが形成しづら
いものがよく、例えば透明性の高いポリイミド、ＰＥＴ
等を用いることができる。また、第１基板５〜絶縁層９
の基板部において表示用の色を付す場合には、第１電極
材料、絶縁層材料そのものの色を利用しても良く、ま
た、所望の色の材料層を第１基板７上または第１基板７
の裏面、第１電極５上、絶縁層９上のいずれかに形成し
ても良い。

【００５１】次に、図９（ｂ）に示したように、第１基
板７上に分散系３を封入した管４を配置する。必要に応
じて、シリコーン樹脂やアクリル樹脂などの支持材を隣
接する管４の間や管４と第１基板７或いは第２基板８と
の間に埋め込むようにしても良い。

【００５２】本発明において、第１基板７上に管４を配
置する際には、管４の表面に形成した第２電極６が第１
基板７と管４とに挟まれるように配置する。また、カラ
ー表示の場合には、異なる色の帯電粒子２或いは絶縁性
液体１を封入した管４を適宜規則的に、例えば、イエロ
ー、マゼンタ、シアンの順で配置する。

【００５３】次に、図９（ｃ）に示すように、第２基板
８を管４の上方に配置した後、第１基板７との位置合わ
せを行い、この後、上記支持材を用いた場合にはこれを
硬化させ、該支持材を用いなかった場合、或いは用いた
場合でも必要に応じて外周部分に光硬化性或いは熱硬化
性の接着剤を塗布して第１基板７と第２基板８とを接着
する。この際、両基板７，８の間隔に応じて管４が変形
し、（ｄ）に示すように管同士を隙間無く密着させて並
べることができる。

【００５４】最後に、第１電極５と第２電極６間に電圧
を印加する手段（不図示）を設けて本発明の表示装置が
得られる。

【００５５】尚、管４を柔軟性が低い或いはない素材で
構成する場合には、管４として図９（ｄ）に示される最
終的な断面形状を有するものを用意すればよい。

【００５６】本発明の表示装置においては、必要に応じ
て、管４の外側に形成した第２電極６への給電をより確
実にするために、第１基板７上に第１電極５とは絶縁さ
れた形で、第２電極６を接合可能な配線パターンを付設
しておいてもよい。

【００５７】図１０に、図７（ｃ）に示したように、管
４の外側に形成した第２電極６を覆う絶縁層１３を設け
て第１電極５と第２電極６とを絶縁する場合の製造工程
を示す。本例では、第２電極６上に既に絶縁層１３が形
成されているため、第１電極５上には絶縁層を形成しな
くてもよい。

【００５８】また、図１１に、図４に示した着色層１２
を設けた構成の表示装置の製造工程を示す。図１１に示
されるように、第１基板７上に第１電極５を形成した
後、絶縁層９を形成し、その上に着色層１２を形成して
再度絶縁層９を積層する。以降の工程は、図１０と同様
である。

【００５９】また、図１２に、図７（ｄ）に示した管４
の外側に第２電極６と平行に着色層１２を設けて図５に
示した構成の表示装置を製造する工程を示す。図１０に
示した工程と同様に、第１基板７上に第１電極５と絶縁
層９を形成し、外側に第２電極６と着色層１２を形成
し、分散系３を封入した管４を複数本、上記絶縁層９上
に平行配置し、第２基板８を載せて貼り合わせる。

【００６０】本発明において、上記図１０，図１１に示
したような着色層１２としては、カラーフィルタ用のカ
ラーフォトレジストが好ましく用いられ、従来公知のフ
ォトリソグラフィー法により好ましく形成される。

【００６１】本発明においては、分散系３を光透過性の
管４に封入し、該管４を複数本基板間に配置することに
より、帯電粒子２を容易に均一分散させることができ
る。また、微小な領域への帯電粒子２及び絶縁性液体１
の均一な分散等、煩雑な工程を必要としない。

【００６２】さらに、本発明においては、帯電粒子２の
移動が管４内に制限されているため、表示装置を長時間
使用した場合でも、帯電粒子２の偏りを低減させること
ができ、表示ムラの発生を抑えることができる。

【００６３】上記実施形態においては、光透過性の管４
を柔軟な素材で形成して、第１基板７と第２基板８とを
貼り合わせる際に該管４を変形して密着させる例を示し
たが、断面が矩形の管４を用いることもできる。この場
合、管４の第１基板７上への配置が容易である。

【００６４】さらに、第２電極６を管４の表面に直接形
成してから基板間に配置するため、管４を柔軟性の高い
素材で形成した場合でも、第１電極５及び第２電極６が
それぞれ第１基板に形成されている場合に比べ、第２電
極６と管４との相対位置にずれが生じる可能性が低減さ
れ、該ずれによる表示特性の低下を防ぐことができる。

【００６５】

【実施例】（実施例１）図１，図２に示す構成の表示装
置を、図９に示す工程に沿って作製した。

【００６６】先ず、ＰＥＴからなる光透過性の管の表面
に第２電極を形成した。管は断面が円形で、厚さが１０
μｍ、内径が２００μｍのものを用いた。また、第２電
極としては、管の長手方向に平行に、幅５０μｍ、厚さ
３００ｎｍのライン状のＡｌ層を真空蒸着法によって形
成した。

【００６７】次に、絶縁性液体としてシリコーンオイ
ル、帯電粒子としてポリスチレンとカーボンの混合物か
らなる粒径１〜２μｍの黒色粒子を用い、帯電粒子が分
散系中に３質量％となるように、図８（ａ）に示す方法
で上記管の中に充填し、管の両端を加熱して封止した。

【００６８】第１基板として厚さ２００μｍのＰＥＴフ
ィルムを用い、第１電極として厚さ３００ｎｍのＩＴＯ
を成膜し、幅１５０μｍ、ピッチ２００μｍのストライ
プ状にパターニングした。次いでこの上に、絶縁層とし
て酸化チタン微粒子を混合して白色化した厚さ３０μｍ
のＰＥＴフィルムを積層した。

【００６９】上記第１基板上に分散系を充填した管を複
数本、第１電極と直交するように、且つ第２電極が第１
基板上の絶縁層と接するように並べ、第２基板として厚
さ２００μｍのＰＥＴフィルムを載せて位置合わせを行
い、外周部分にＰＥＴからなる外枠を介して基板間距離
を１４０μｍとし、第１基板、第２基板と外枠との間に
キャスティングポリプロピレン系の熱硬化性接着剤を塗
布した後、１００℃の加熱処理を行って接着した。これ
により、管の上下部分は基板に接して平滑となり、また
管同士は隙間無く密着して配置された。最後に、電圧印
加手段を設けて表示装置とした。

【００７０】得られた表示装置を用いて表示を行った。
観察は第２基板側から行い、印加電圧は±５０Ｖとし
た。本実施例の表示装置においては、帯電粒子がシリコ
ーンオイル中で正に帯電していたため、負電圧が印加さ
れる電極上に移動した。従って、第１電極に負電圧を印
加すると、第１電極上に黒色の帯電粒子が移動し、表示
面は黒色となった。一方、第２電極に負電圧を印加した
場合には、第２電極上に黒色の帯電粒子が移動するた
め、表示面は灰色がかった白色となった。尚、この時の
応答速度は３０ミリ秒以下であった。また、帯電粒子の
偏在による表示ムラは観察されなかった。

【００７１】（実施例２）図１０に示す工程により表示
装置を作製した。

【００７２】実施例１と同様にしてＰＥＴからなる管の
外側にＡｌからなる第２電極を形成した。該第２電極上
に、さらに、絶縁層として、厚さ５μｍ、幅１００μｍ
のＰＥＴを積層した。

【００７３】上記管の中に、実施例１で用いた分散系
を、実施例１と同様にして封入した。

【００７４】実施例１で用いた第１基板上に、実施例１
と同様にしてＩＴＯからなるストライプ状の第１電極を
形成した。この上に、上記分散系を封入した管を複数
本、第１電極に直交するように、且つ第２電極が第１基
板上に絶縁層に接するように並べ、実施例１で用いた第
２基板を載せて位置合わせを行い、実施例１と同様に外
枠を介して基板間隔を１４０μｍとして加熱処理を施
し、第１基板と第２基板とを接着した。これにより、管
の上下部分は基板に接して平滑となり、また管同士は隙
間無く密着して配置された。最後に、電圧印加手段を設
けて表示装置とした。

【００７５】得られた表示装置を用いて実施例１と同様
に印加電圧は±５０Ｖで表示を行った。その結果、実施
例１と同様の良好な表示が得られ、応答速度は３０ミリ
秒以下であった。また、帯電粒子の偏在による表示ムラ
は観察されなかった。

【００７６】（実施例３）図２の構成でカラー表示の表
示装置を図９の工程に沿って作製した。

【００７７】ＰＥＳからなる、断面が円形で、厚さ１０
μｍ、内径が２００μｍの光透過性の管の表面に実施例
１と同様にしてＡｌからなる第２電極を形成した。

【００７８】次いで、絶縁性液体としてシリコーンオイ
ルに染料を溶解し、イエロー、マゼンタ、シアンの各色
に着色した３種類の液体を用い、帯電粒子としては、粒
径１〜２μｍの酸化チタンの白色微粒子を用い、図８
（ｂ）の方法で、帯電粒子が分散系中に３質量％となる
ように、上記管に絶縁性液体と帯電粒子を充填した。充
填後、管の両端を加熱により封止した。

【００７９】線幅を５０μｍとする以外は実施例１と同
様に、第１基板上に第１電極を形成し、その上に、厚さ
５μｍの透明ポリイミド層を絶縁層として形成した。

【００８０】上記３色の分散系をそれぞれ封入した管
を、各色複数本ずつ上記第１基板上の絶縁層上に、第２
電極が第１電極に直交し且つ該絶縁層に接するように、
さらに、各色が規則的に配置するように並べた。この上
に実施例１で用いた第２基板を載せて第１基板との位置
合わせを行い、実施例１と同様に外枠を介して基板間隔
を１４０μｍとして加熱処理を施し、第１基板と第２基
板とを接着した。これにより、管の上下部分は基板に接
して平滑となり、また管同士は隙間無く密着して配置さ
れた。最後に、電圧印加手段を設けて表示装置とした。

【００８１】得られた表示装置を用いて表示を行った。
観察は第１基板側から行い、印加電圧は±５０Ｖとし
た。本実施例の表示装置においては、帯電粒子がシリコ
ーンオイル中で負に帯電していたため、正電圧が印加さ
れる電極上に移動した。従って、第１電極に正電圧を印
加すると、第１電極上に白色の帯電粒子が移動し、表示
面は白色となった。一方、第２電極に正電圧を印加した
場合には、第２電極上に白色の帯電粒子が移動するた
め、表示面からは絶縁性液体の色が観察できた。尚、こ
の時の応答速度は３０ミリ秒以下であった。また、帯電
粒子の偏在による表示ムラは観察されなかった。また、
イエロー、マゼンタ、シアンの各色の画素を組み合わせ
てカラー表示を行うことができた。

【００８２】（実施例４）図３の構成でカラー表示の表
示装置を作製した。

【００８３】絶縁性液体としてシリコーンオイルを用
い、帯電粒子としてポリスチレンとイエロー、マゼン
タ、シアンの各色の着色剤とを混合した粒径が１〜２μ
ｍの３色の粒子を用いる以外は実施例２と同様にして、
第２電極を形成した管の中に分散系を封入した。

【００８４】次に、厚さ２００μｍのＰＥＴフィルムか
らなる第１基板に、ＴｉＯ₂粒子を含む白色層を形成
し、さらにその上に第１電極として厚さ３００ｎｍのＩ
ＴＯを積層し、幅１５０μｍ、ピッチ２００μｍのスト
ライプ状にパターニングして電極を形成した。さらにこ
の上に、絶縁層として、厚さ５μｍの透明ポリイミド層
を形成した。

【００８５】上記３色の分散系をそれぞれ封入した管
を、各色複数本ずつ上記第１基板上の絶縁層上に、第２
電極が第１電極に直交し且つ該絶縁層に接するように、
さらに、各色が規則的に配置するように並べた。

【００８６】第２基板として厚さ２００μｍのＰＥＴフ
ィルムを用い、厚さ３００ｎｍの暗黒色の炭化チタンを
成膜し、フォトリソグラフィ及びドライエッチングによ
りライン状にパターニングして、上記第１基板と貼り合
わせた際に上記第１電極に対向する位置に遮光層を形成
した。この基板を、上記第１基板上に並べた管の上に遮
光層を内側にして載せ、第２電極と遮光層との位置合わ
せを行い、基板間距離を１４０μｍとして、実施例１と
同様に外枠を介して加熱処理を行い、第１基板と第２基
板とを貼り合わせた。これにより、管の上下部分は基板
に接して平滑となり、また管同士は隙間無く密着して配
置された。最後に、電圧印加手段を設けて表示装置とし
た。

【００８７】得られた表示装置を用いて表示を行った。
観察は第２基板側から行い、印加電圧は±５０Ｖとし
た。本実施例の表示装置においては、帯電粒子がシリコ
ーンオイル中で正に帯電していたため、負電圧が印加さ
れる電極上に移動した。従って、第１電極に負電圧を印
加すると、第１電極上に着色した帯電粒子が移動し、表
示面からは帯電粒子の色が観察された。一方、第２電極
に負電圧を印加した場合には、第２電極上に帯電粒子が
移動するため、表示面からは第１電極の白色が観察でき
た。尚、この時の応答速度は３０ミリ秒以下であった。
また、帯電粒子の偏在による表示ムラは観察されなかっ
た。また、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の画素を
組み合わせてカラー表示を行うことができた。

【００８８】（実施例５）図４に示す構成の表示装置
を、図１１の工程に沿って作製した。

【００８９】実施例１と同様の光透過性の管と、絶縁性
液体としてシリコーンオイルと、帯電粒子として粒径１
〜２μｍの酸化チタンの白色微粒子とを用い、図８
（ａ）の方法で、帯電粒子が分散系中に３質量％となる
ように、上記管に絶縁性液体と帯電粒子を充填した。充
填後、管の両端を加熱により封止した。

【００９０】実施例１で用いた第１基板上に、実施例１
と同様にしてストライプ状の第１電極を形成し、さらに
絶縁層として厚さ５μｍの透明ポリイミド層を形成した
上に、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の着色剤を混
合したカラーフォトレジストからなる厚さ５μｍの着色
層を、各色が規則的に配置するようにストライプ状に形
成した後、再度厚さ５μｍの透明ポリイミド層を形成し
た。

【００９１】上記第１基板上に、上記分散系を封入した
管を複数本、第２電極が第１電極上に形成した着色層に
平行に且つ隣接する着色層間に位置するように、並べ
た。

【００９２】得られた表示装置を用いて表示を行った。
観察は第２基板側から行い、印加電圧は±６０Ｖとし
た。本実施例の表示装置においては、帯電粒子がシリコ
ーンオイル中で負に帯電していたため、正電圧が印加さ
れる電極上に移動した。従って、第１電極に正電圧を印
加すると、第１電極上に帯電粒子が移動し、表示面は白
色表示となった。一方、第２電極に正電圧を印加した場
合には、第２電極上に帯電粒子が移動するため、表示面
からは着色層の色が観察できた。尚、この時の応答速度
は３０ミリ秒以下であった。また、帯電粒子の偏在によ
る表示ムラは観察されなかった。また、イエロー、マゼ
ンタ、シアンの各色の画素を組み合わせてカラー表示を
行うことができた。

【００９３】（実施例６）図５の構成の表示装置を、図
１２の工程に沿って作製した。

【００９４】実施例１と同様にして、光透過性の管の表
面に第２電極を形成し、該第２電極に隣接して、管毎に
イエロー、マゼンタ、シアンのいずれかの色の着色層
を、幅１５０μｍ、厚さ５μｍの各色の着色剤を混合し
たカラーフォトレジストにより形成した。

【００９５】上記管に、実施例５で用いた分散系を実施
例５と同様に封入した。

【００９６】実施例１と同様の第１基板上にストライプ
状の第１電極と絶縁層を形成し、この上に、上記分散系
を封入した管を各色複数本ずつ、上記３色がそれぞれ規
則的に配置するように、且つ、管の表面の第２電極が上
記第１電極に直交し、該第２電極と着色層が第１基板上
の絶縁層に接するように、並べた。

【００９７】実施例１と同様の第２基板を上記管の上に
載せ、基板間距離を１４０μｍとして、実施例１と同様
に外枠を介して加熱処理を行い、第１基板と第２基板と
を貼り合わせた。これにより、管の上下部分は基板に接
して平滑となり、また管同士は隙間無く密着して配置さ
れた。最後に、電圧印加手段を設けて表示装置とした。

【００９８】得られた表示装置を用いて表示を行った。
観察は第２基板側から行い、印加電圧は±６０Ｖとし
た。本実施例の表示装置においては、帯電粒子がシリコ
ーンオイル中で負に帯電していたため、正電圧が印加さ
れる電極上に移動した。従って、第１電極に正電圧を印
加すると、第１電極上に着色した帯電粒子が移動し、表
示面は白色表示となった。一方、第２電極に負電圧を印
加した場合には、第２電極上に帯電粒子が移動するた
め、表示面からは着色層の色が観察できた。尚、この時
の応答速度は３０ミリ秒以下であった。また、帯電粒子
の偏在による表示ムラは観察されなかった。また、イエ
ロー、マゼンタ、シアンの各色の画素を組み合わせてカ
ラー表示を行うことができた。

【００９９】（実施例７）内径が３０μｍの管を用い、
第２電極の幅を１０μｍ、第１電極の線幅を２０μｍと
し、粒径が０．５〜１μｍの帯電粒子を用いた以外は、
実施例１と同様にして表示装置を作製した。

【０１００】得られた表示装置を用い、印加電圧±５０
Ｖで表示を行った。本実施例では、第２電極の線幅が細
く、帯電粒子の移動距離を短くしたため、高速応答が可
能となり、応答速度は５ミリ秒以下であった。また、帯
電粒子の偏在による表示ムラは観察されなかった。

【０１０１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
帯電粒子を均一分散した表示ムラのない表示装置が容易
に得られ、製造コストの低減が実現すると同時に、製造
歩留まりが向上する。また、本発明によれば、両電極間
の相対位置にずれが生じる可能性が低減されているた
め、より表示ムラのない表示装置が得られる。

【０１０２】さらに、本発明においては、長時間使用し
ても帯電粒子の偏在による表示ムラの発生が低減され、
より耐久性に富む表示装置が提供される。

【０１０３】よって、本発明によれば、二値表示或いは
カラー表示のいずれもが可能で、高視野角、高コントラ
ストの表示装置がより安価に実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表示装置の一実施形態の構成を模式的
に示す斜視図である。

【図２】図１の表示装置の部分断面模式図である。

【図３】本発明の表示装置の他の実施形態の構成を模式
的に示す部分断面図である。

【図４】本発明の表示装置の他の実施形態の構成を模式
的に示す部分断面図である。

【図５】本発明の表示装置の他の実施形態の構成を模式
的に示す部分断面図である。

【図６】本発明の表示装置における階調表示の説明図で
ある。

【図７】本発明に用いる光透過性の管に第２電極を形成
した状態を示す図である。

【図８】本発明の表示装置の製造方法のおける、光透過
性の管に分散系を充填する方法を示す模式図である。

【図９】本発明の表示装置の製造方法の一実施形態の工
程図である。

【図１０】本発明の表示装置の製造方法の他の実施形態
の工程図である。

【図１１】本発明の表示装置の製造方法の他の実施形態
の工程図である。

【図１２】本発明の表示装置の製造方法の他の実施形態
の工程図である。

【図１３】従来の表示装置の構成を示す断面模式図であ
る。

【図１４】従来の他の表示装置の構成を示す断面模式図
である。

【符号の説明】

１絶縁性液体２帯電粒子３分散系４光透過性の管５第１電極６第２電極７第１基板８第２基板９絶縁層１１遮光層１２着色層１３絶縁層１４容器２１絶縁性液体２２帯電粒子２３分散系２５，２６電極２７，２８基板２９外枠

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池田勉東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者松田宏東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 5C094 AA03 AA22 AA43 AA44 AA45 BA09 BA65 BA76 BA84 CA19 CA24 EA04 EA05 EB02 FA01 GB10 JA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向配置する第１の基板及び第２
の基板と、該基板間に狭持された絶縁性液体中に帯電粒
子を分散してなる分散系と、該分散系に電圧を印加する
第１電極及び第２電極とを少なくとも有し、該第１電極
と第２電極との間に印加した電圧により上記帯電粒子を
第１電極または第２電極の方向に移動させることによっ
て表示を行う表示装置であって、上記分散系が、上記基
板間に複数本平行配置された絶縁性材料からなる光透過
性の管内に充填され、該管の長手方向に平行なライン状
の第２電極が各管毎に各管と第１基板との間に形成さ
れ、第１電極が第２電極とは絶縁状態で上記管と第１基
板との間に形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】第１基板、或いは、第１電極または第２
電極のいずれかと第２基板、のいずれかが光透過性であ
る請求項１記載の表示装置。
【請求項３】帯電粒子が、第１電極と第２電極との間
で平行方向に移動する請求項１または２に記載の表示装
置。
【請求項４】光透過性の管が樹脂からなる請求項１〜
３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】光透過性の管が柔軟性を有する請求項１
〜４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】絶縁性液体と帯電粒子が異なる色である
請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置。
【請求項７】絶縁性液体或いは帯電粒子の一方が、管
毎にイエロー、マゼンタ、シアンのいずれかに着色され
ている請求項６記載の表示装置。
【請求項８】イエロー、マゼンタ、シアンが規則的に
配置するように管が配置されている請求項７記載の表示
装置。
【請求項９】光透過性の管と第１基板との間に、帯電
粒子とは異なる色に着色した着色層を形成した請求項１
〜５のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１０】第１電極と第２電極とが絶縁層を介し
て部分的に重なっている請求項１〜９のいずれかに記載
の表示装置。
【請求項１１】第１電極が管に直交するストライプ状
に形成され、第１電極と第２電極とでマトリクスを形成
している請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】請求項１〜１１のいずれかに記載の表
示装置の製造方法であって、絶縁性材料からなる光透過
性の管の外側に管の長手方向に平行なライン状の第２電
極を形成する工程と、絶縁性材料からなる光透過性の管
内に絶縁性液体中に帯電粒子を分散してなる分散系を封
入する工程と、上記第２電極を形成し、分散系を封入し
た管を、第１電極が形成された第１基板と第２基板との
間に、第２電極が第１基板と管とに挟まれるように配置
して固定する工程と、を少なくとも有することを特徴と
する表示装置の製造方法。
【請求項１３】絶縁性液体と帯電粒子とを同時に光透
過性の管内に充填する請求項１２記載の表示装置の製造
方法。
【請求項１４】絶縁性液体と帯電粒子とを個別に光透
過性の管内に充填する請求項１２記載の表示装置の製造
方法。
【請求項１５】光透過性の管の断面が矩形である請求
項１２〜１４のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
【請求項１６】光透過性の管が柔軟性を有し、第１基
板と第２基板間に固定する際に管の断面形状を変形させ
て管同士を密着させる請求項１２〜１４のいずれかに記
載の表示装置の製造方法。