JP2002148664A

JP2002148664A - 表示素子及び表示装置

Info

Publication number: JP2002148664A
Application number: JP2000348992A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Shito; 俊一紫藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2002-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】色ムラが少なく、コントラストの高い、高品
質な画像表示を実現する表示素子及び表示装置を提供す
ること。【解決手段】電気力線の密度が比較的低い部分に電気
泳動粒子の移動領域を制限する壁面を設ける。そうし
て、電気泳動粒子が電気力線の密度が高い電極周辺部分
に集まったときと、壁面に付着したときとのコントラス
トを表示に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電界によって電気
泳動粒子を移動させることにより表示を行う表示素子及
び表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報機器の発達にともない、低消
費電力かつ薄型の表示装置のニーズが増しており、この
ような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
を電気的に制御し液晶の光学的特性を変化させることが
でき、上記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。

【０００３】しかしながら液晶表示装置では、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や光源の
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。このため、視覚への負担の少ない
表示装置の研究開発が盛んに行われている。

【０００４】この中で、低消費電力、眼への負担の軽減
等の観点から反射型表示装置が期待されている。その１
つとして、ハロルドディリー（ＨａｒｏｌｄＤ．
Ｌｅｅｓ）等により発明された電気泳動表示装置（ＵＳ
Ｐ３６１２７５８）が知られている。また特開平９−１
８５０８７号公報にも、このような電気泳動表示装置が
開示されている。

【０００５】上記従来の電気泳動表示装置の一例を示す
概念図を図３に示す。３０１は第１基板、３０２は第２
基板、３０３はスペーサ、３０４は第１電極、３０５は
第２電極、３０８は電気泳動粒子、３０９は液体分散媒
である。

【０００６】この装置は、着色色素が溶解された液体分
散媒３０９と電気泳動粒子３０８とを含む分散系を挟ん
で対向する一対の基板である第１基板３０１及び第２基
板３０２と、該一対の基板を所定の間隔に保持するスペ
ーサ３０３と、電位差を与えて分散系中に電界を形成す
るための一対の電極である第１電極３０４及び第２電極
３０５を有している。なお一対の基板である第１基板３
０１及び第２基板３０２のうち少なくとも一方の表示
側、例えば第１基板３０１は透光性を有し、その場合第
１電極３０４も透光性を有する構成を取る。

【０００７】表示装置の駆動は、第１電極３０４及び第
２電極３０５に異なる電圧を印加して電位差を与え、分
散系中に電界を形成し、電気泳動粒子３０８が持つ電気
的極性に応じて前記一対の電極のいずれかに電気泳動粒
子３０８を引き寄せることにより行う。

【０００８】表示装置の表示は、電気泳動粒子３０８の
色と、電気泳動粒子３０８と異なる色相の着色色素が溶
解された液体分散媒３０９の色を利用して行われる。す
なわち、前記一対の電極に電位差を与えて電気泳動粒子
３０８を表示側、今の場合第１基板側に移動させた場合
には、観察者には電気泳動粒子３０８の色が認識され、
前記電位差の極性を逆転し、電気泳動粒子３０８が表示
側と反対の側に移動した場合には、観察者には電気泳動
粒子３０８の色は認識されず、液体分散媒３０９の色が
観察される。こうして電気泳動粒子３０８と液体分散媒
３０９の色によって二値表示を行うことができる。

【０００９】しかしながら、上記のような従来の電気泳
動表示装置においては、液体分散媒は着色あるいは不透
明化させることが不可欠であったため、単一成分で構成
することが困難であり、液体分散媒中に何らかの着色粒
子を混合したり、着色色素を溶解したりする必要があっ
た。また、液体分散媒に溶解した色素の電気泳動粒子へ
の吸着、あるいは、電気泳動粒子とそれらが付着した電
極表面との間に色素を含む液体分散媒が侵入する等の原
因で、コントラストが低下する場合もあった。さらに、
このような着色粒子（色素）の存在は、電気泳動動作に
おいて不安定要因として作用しやすく、表示装置として
の性能や寿命、安定性を低下させることもあった。

【００１０】そこで、特開平９−２１１４９９号公報、
特公平６−５２３５８号公報等で、着色粒子が混合され
たり、着色色素が溶解されたりしない、透明な液体分散
媒を用いた電気泳動表示装置が提案されている。

【００１１】特開平９−２１１４９９号公報で開示され
た電気泳動表示装置及びその動作原理を図４を用いて説
明する。

【００１２】４０１は第１基板、４０２は第２基板、４
０３はスペーサ、４０４は第１電極、４０５は第２電
極、４０６と４０７は誘電体層、４０８は電気泳動粒
子、４０９は透明液体分散媒、４１０は電気回路、４１
１は遮蔽層である。

【００１３】電気回路４１０によって、第１電極４０４
が電気泳動粒子４０８と異なった極性、第２電極４０５
が電気泳動粒子と同じ極性になるように電圧を印加する
と、電気泳動粒子４０８は、第１電極４０４に引き寄せ
られ、第１電極４０４を被覆している誘電体層４０６の
表面を覆う。この時、透明な第２基板４０２の外側から
装置を見ている観察者は、電気泳動粒子４０８の色を見
ることになる。

【００１４】次に、電気回路４１０を用いて第１電極４
０４、第２電極４０５の極性を反転させるように電圧を
印加すると、電気泳動粒子４０８は遮蔽層４１１により
遮蔽された領域内の第２電極４０５に引き寄せられ、第
２電極４０５を被覆している誘電体層４０７の表面を覆
う。この時、電気泳動粒子４０８は遮蔽層４１１により
遮蔽された領域内にあるので、観察者は誘電体層４０６
あるいは第１電極４０４あるいは第１基板４０１の色を
見ることになり、電気泳動粒子４０８の色との二値表示
を行うことができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
おける従来の電気泳動表示装置では、第１電極４０４が
第１基板４０１上に形成され、第２電極４０５がスペー
サー４０３の側壁表面に第１電極４０４に対して直角に
形成されているため、両電極間に生ずる電界は第１電極
４０４の第２電極４０５に近いエッジ部分に集中する。
このように誘電体層４０６表面における電界強度が一定
ではないため、電気泳動粒子４０８は第１電極４０４上
のエッジ付近に集中して吸着し、吸着ムラが発生してし
まう。

【００１６】また、誘電体層４０６の厚さによっては、
誘電体層４０６の表面における電界方向が誘電体層４０
６表面に垂直でない場合があり、そのような場合には誘
電体層表面方向にも電界によって電気泳動粒子４０８が
移動する。このような経時的な変化は経時的な色ムラを
生じていた。

【００１７】図４に示した例に限らず、一般に電界は電
極の端などの突起状の部分に集中するため、電気泳動粒
子はこの様な部分に集まる傾向がある。

【００１８】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、色ムラが少なく、コントラストの高
い、高品質な画像表示を実現する表示素子及び表示装置
を提供することを目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、互いに対向配置し少なくとも一方が透明な一対の基
板である第１基板及び第２基板と、透明液体分散媒と複
数の電気泳動粒子とを含み前記一対の基板間に挟持され
る分散系と、電位差を与えて前記分散系中に電界を形成
するための一対の電極である第１電極及び第２電極と、
を少なくとも有し、前記電界によって前記電気泳動粒子
を前記分散系中で移動させ、前記電気泳動粒子の位置の
違いによる前記分散系の光学的状態の変化を利用して表
示を行う表示素子であって、前記一対の電極のうちのど
ちらか一方との間に前記電気泳動粒子の移動領域を制限
する壁面を有し、該壁面は前記電界の等電位面のうち
の、第１電極と第２電極の間を最短距離で結ぶ線分Ａ上
の電界強度が最小値をとる点から線分Ａの長さの２０％
以内の範囲を通る一等電位面に沿って設けられたことを
特徴とする。

【００２０】請求項２に記載の本発明は、互いに対向配
置し少なくとも一方が透明な一対の基板である第１基板
及び第２基板と、透明液体分散媒と複数の電気泳動粒子
とを含み前記一対の基板間に挟持される分散系と、電位
差を与えて前記分散系中に電界を形成するための一対の
電極である第１電極及び第２電極と、を少なくとも有
し、前記電界によって前記電気泳動粒子を前記分散系中
で移動させ、前記電気泳動粒子の位置の違いによる前記
分散系の光学的状態の変化を利用して表示を行う表示素
子であって、前記一対の電極のうちのどちらか一方との
間に前記電気泳動粒子の移動領域を制限する壁面を有
し、該壁面は線分Ａ上の線分Ａの中点から前記線分Ａの
長さの２０％以内の範囲を通るよう設けられたことを特
徴とする。

【００２１】上記のような構成によれば、電気力線の密
度が比較的低い部分に設けられた前記壁面に前記電気泳
動粒子が付着することよって、ほぼ均等に広い面積にわ
たって前記電気泳動粒子が前記壁面を覆うことになり、
色ムラが少なく、コントラストの高い、高品質の表示素
子が得られる。

【００２２】なお、前記一等電位面に沿ってとは、厳密
に等電位面の形状と同じ壁面を形成することは実際には
非常に困難であるので、これに近い形で面を形成すると
いう意味である。特に、電界形状が両電極間で比較的対
称である場合においては、前記壁面を請求項２に記載の
本発明のように、前記壁面を線分Ａ上の線分Ａの中点か
ら前記線分Ａの長さの２０％以内の範囲を通るよう設け
ておくことで、請求項１に記載の本発明のように、前記
壁面が前記電界の等電位面のうちの、第１電極と第２電
極の間を最短距離で結ぶ線分Ａ上の電界強度が最小値を
とる点から線分Ａの長さの２０％以内の範囲を通る前記
一等電位面に沿って設けられているのと同様な効果が得
られる。

【００２３】上記本発明は、第１電極は第１基板上に積
層され、第２電極は第２基板上の第２基板に水平な方向
に第１電極とずれた位置に積層されていることを好まし
い態様として含むものである。

【００２４】この構成によれば、電気泳動粒子の色と、
第２基板あるいは第２電極の色との２値表示が可能とな
る。

【００２５】さらに上記本発明は、前記壁面は、第１電
極及び第２電極の積層面に平行な平面であること、又
は、前記壁面は、前記線分Ａと４５乃至９０度の角度を
なす面を有すること、又は、前記壁面は、第１基板又は
第２基板のうちのいずれか一方の表面であること、を好
ましい態様として含むものである。

【００２６】これらの構成によれば、本発明の表示素子
を簡便に作成することができる。また、特に前記壁面が
線分Ａと４５乃至９０度の角度をなす面を有する構成を
とることで、前記壁面上での電界強度の一様性が高く、
前記電気泳動粒子が均一に前記壁面に付着するようにな
り、また前記壁面が電気力線とほぼ垂直となるために、
前記電気泳動粒子が付着してから前記壁面の面方向にず
れるように動いてしまうことがなく、安定して前記電気
泳動粒子が前記壁面上に付着していることが可能とな
り、表示性能の高い素子を得ることができる。

【００２７】またさらに本発明は、上記のうちのいずれ
かの表示素子を複数備えたことを特徴とする表示装置を
も提供するものである。

【００２８】この構成によれば、色ムラが少なく、コン
トラストの高い、高品質の表示装置が得られる。

【００２９】

【発明の実施の形態】図１及び図２は本発明の表示素子
の実施形態の断面及び動作を表す概念図である。これら
を用いて本発明の表示素子及び表示方法を具体的に説明
するが、本発明はこれらに制限されるものではない。

【００３０】（表示素子の形態）図１、図２の両方にお
いて、１は第１基板、２は第２基板、３はスペーサ、４
は第１電極、５は第２電極、８は電気泳動粒子、９は透
明液体分散媒である。２０は本発明に特徴的な壁面であ
る。これら図１、図２においては、第２基板２の内側表
面が壁面２０となる場合を示している。

【００３１】第２基板２は、それ自体、又はその表面
が、電気泳動粒子８とは異なる色に着色されているか、
若しくは、第２基板２の材料として、電気泳動粒子８と
は異なる色のものを用いるのが好ましい。ここで第２基
板２の表面を着色するとは、例えば、第２基板２の内側
表面を着色しても良いし、第２基板２として透明な材料
を使用した場合には第２基板２の外側表面を着色しても
良い。他にも、第２基板２は無色透明にしておき、第２
電極５の色を電気泳動粒子８とは異なる色にする等でも
良い。また、第２基板２の厚さを含めた形状は、その表
面を壁面２０として使用するために、所定の形状を持
つ。

【００３２】図１は、第２基板２の厚さを前記一対の電
極間の基板に垂直な方向に沿った距離の半分にして形成
した形態を示している。このような形態は、単に第２基
板２にこのような厚さの基板を使用するのみで可能であ
るので、簡便であり、コスト的に有利となる。

【００３３】図２は、第２基板２の内側表面が前記線分
Ａと９０度程度の角度をなす面を持つように成形されて
いる形態を示している。図１の場合に比べて、より前記
電界の等電位面に近い形になるので、壁面２０上での電
界強度の一様性が高く、電気泳動粒子８が均一に付着す
るようになる。また、壁面２０が電気力線とほぼ垂直と
なるために、粒子が付着してから壁面の面方向にずれる
ように動いてしまうことがなく、安定して電気泳動粒子
８が壁面２０上に付着していることが可能となり、表示
性能の高い素子を得ることができるため、より好ましい
形態と言える。

【００３４】これら、図１、図２に示したような構成を
とることで、壁面２０は、前記電界の等電位面のうち
の、第１電極４と第２電極５の間を最短距離で結ぶ線分
Ａ上の電界強度が最小値をとる点から線分Ａの長さの２
０％以内の範囲を通る前記一等電位面に近い形で、又は
線分Ａ上の線分Ａの中点から前記線分Ａの長さの２０％
以内の範囲を通るように、形成されることになる。実際
にはこれらの壁面２０は、厳密に上記のような等電位面
に沿っているわけではないが、従来の素子よりもこれに
近くなっており、このことによって本発明のように高品
質表示が可能となる表示素子が提供できる。

【００３５】特に図２に示した構成をとることで、壁面
２０は前記線分Ａと４５乃至９０度の角度をなす面を有
することになり、このことによって、上述の図２の説明
のように、より表示性能の高い素子を得ることができる
ようになる。

【００３６】なお、前記線分Ａ上で電界強度が最小値を
とる点から線分Ａの長さの２０％以内の範囲を通る前記
一等電位面は、好ましくは１０％以内の範囲であり、さ
らに好ましくは５％以内の範囲である。

【００３７】また、前記線分Ａ上の線分Ａの中点から前
記線分Ａの長さの２０％以内の範囲を通るように、とい
う条件は、好ましくは１０％以内の範囲であり、さらに
好ましくは５％以内の範囲である。

【００３８】また、前記線分Ａと４５乃至９０度の角度
をなす面は、好ましくは６０乃至９０度の角度であり、
さらに好ましくは８０乃至９０度の角度である。

【００３９】第１電極４は、不透明な導電性材料を用い
て第１基板１上に積層され、第２電極５は第２基板２上
の第２基板２に水平な方向に第１電極４とずれた位置に
積層されている。このような構成によれば、第１電極４
に引き寄せられた時と、第２電極５に引き寄せられたと
きの電気泳動粒子８の基板面に平行な方向の位置にずれ
が生じ、このことを利用して二値表示を行うことができ
る。

【００４０】図中の点線は、電気力線の形状を模式的に
表すものであり、電界はこのように電極のエッジ部分に
集中し、特に本実施の形態のように電極をずらして配置
した場合には、この傾向が顕著となる。そこで逆にこれ
を利用して、片方の電極に引き寄せられているときに
は、電界の集中した部分で電気泳動粒子８を小さくかた
めた状態で集めておき、もう片方の電極に引き寄せられ
て壁面２０に付着したときには、壁面２０が電気力線の
密度が低い部分に設けられているため、電気泳動粒子８
を広い面積に広がって付着させることができる。そのた
め、これら２つの状態を用いてコントラストの高い、高
品質な表示が可能となる。

【００４１】図１に示した上述のような構成では、電気
泳動粒子８の拡がる幅と両電極の幅を同程度に描いてあ
るが、実際には上にも示したような電界（あるいは電荷
と言っても良い）が電極のエッジに集中する傾向は、電
極の大きさが変わっても変わらない。従って、第１電極
４は電気泳動粒子８が隠れるだけぎりぎりの大きさであ
れば良く、また第２電極５及びスペーサ３の幅を第１電
極４よりもずっと小さくすることによって表示のコント
ラストを上げることも可能である。

【００４２】また、実際の色表示等に関しては、図１、
図２に示すように第１電極４と第２電極５が基板に平行
な面内で重なる領域を持たず、その両電極の間の部分に
電気泳動粒子８が付着するような構成においては、第１
電極４及び第２電極５、電気泳動粒子８を黒色にし、第
２基板２を透明とし、さらに第２基板２の外側、すなわ
ちこの素子の最下面に白色の層を設ければ、白黒表示が
可能となる。また、この最下層にカラー化した着色層を
設ければカラー表示も可能となる。さらに、このような
着色を施さずに、電気泳動粒子８をシャッターとして用
いて、カラーフィルターと組み合わせることで、透過型
の表示素子とすることも可能である。

【００４３】なお、壁面２０は本実施の形態の説明にお
いては第２基板２の厚さによって設けられているが、こ
れは構成の簡便性のために用いているのであり、実際に
は、この部分で粒子がブロックされる構成であれば何で
も良い。例えば、平坦な第２基板２上に樹脂などを盛る
ことで突起を形成し、壁面２０として用いても良いし、
他の方法でも良い。

【００４４】（表示素子の表示方法）本実施の形態にお
ける表示素子の表示側は第１基板１側であり、観察者は
その方向から表示素子を観察する。以下、本実施の形態
においては、電気泳動粒子８がプラスの電荷を帯びてい
る場合を説明する。

【００４５】第１電極４が第２電極５よりも低い電位に
なるように電圧を印加すると、図１（ｂ）の様に電気泳
動粒子８は第１電極４に引き寄せられ、第１電極４の近
傍に付着する。

【００４６】この時、大部分の電気泳動粒子８は不透明
な第１電極４に隠されるため、観察者は透明液体分散媒
９を通して電気泳動粒子８とは異なる色の第２基板２の
表面又は第２基板２自体を見ることになる。

【００４７】逆に、第１電極４が第２電極５よりも高い
電位になるように電圧を印加することにより、電気泳動
粒子８は第１電極４から第２電極５に向かう方向に生じ
た電界によって移動を始める。そして、本発明の特徴的
な部分である壁面２０によって電気泳動粒子８は移動を
停止する。

【００４８】この時、電気泳動粒子８が壁面２０である
第２基板２の表面を覆うように付着し、観察者は電気泳
動粒子８を見ることになる。

【００４９】このようにして、第２基板２の色と、電気
泳動粒子８の色との２値表示を行う。特に、壁面２０が
本発明のように構成されていることで、電気泳動粒子８
は、広い面積にわたって均一に壁面２０上に付着するよ
うになり、色ムラが少なく、コントラストの高い、高品
質の表示が可能となる。

【００５０】（製造方法）まず、図１に示した実施の形
態の表示素子の製造方法の１例を示す第１基板１上に第
１電極４を、第２基板２上に第２電極５を導電性材料を
積層して形成する。特に第１電極４の材料には、不透明
な材料を用いる。また、第２基板２の厚さは、一対の電
極間の基板に垂直な方向に沿った距離の半分になるよう
に選んでおく。

【００５１】スペーサ３は第２基板２の第２電極５を形
成した面とは反対側の面上に所定の形状に形成する。こ
れは例えば、感光性樹脂を塗布して、パターン露光し、
ウェット現像処理する、等の工程によって作成できる。

【００５２】その後、透明液体分散媒９をスペーサ３の
形成された第２基板２上に配置し、電気泳動粒子８を透
明液体分散媒９に混入した後、第２基板２上に配置され
た分散系を保ちつつ、第１基板１の第１電極４が形成さ
れた面を外側に向け、位置合わせをしながら第２基板２
と熱融着性の接着剤等により、接着する。

【００５３】表示色として第２基板２の第２電極５側
に、第２電極５を覆うように塗料を塗る。

【００５４】次に、図２に示した実施の形態の表示素子
の製造方法の１例を示す第１基板１上に第１電極４を、
不透明な材料を用いて積層して形成する。

【００５５】第２基板２には、所定の凹凸をもつ型でＰ
ＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの樹脂フィル
ムを成型して用いる。

【００５６】第２電極５は、第２基板２の凹凸が形成さ
れた面とは反対側の面上に、積層して形成する。

【００５７】スペーサ３は第２基板２の凹凸を形成した
面上に所定の形状に形成する。方法は上記の図１の場合
の製造方法において示したものと同様の工程などが使用
できる。

【００５８】その後、透明液体分散媒９をスペーサ３の
形成された第２基板２上に配置し、電気泳動粒子８を透
明液体分散媒９に混入した後、第２基板２上に配置され
た分散系を保ちつつ、第１基板１の第１電極４が形成さ
れた面を外側に向け、位置合わせをしながら第２基板２
と熱融着性の接着剤等により、接着する。

【００５９】表示色として第２基板２の第２電極５側
に、第２電極５を覆うように塗料を塗る。

【００６０】（使用可能な材料）基板の材料としては、
例えばＰＥＴ、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）等の
樹脂フィルム、或いはガラス、石英などの無機材料を使
用することができる。厚さは、用途により適宜選択され
るが、通常は１０乃至１０００μｍ程度のものが使用さ
れる。特に、本実施の形態において説明したように、基
板の厚さを利用して壁面を設ける場合には、注意深く厚
さを選ぶ必要がある。また、色に関しては、本実施の形
態の第２基板２のようにして使用する場合には、色つき
のＰＥＴやＰＥＳ等を用いたり、表面に着色するなどし
て用いる。表面の着色には、例えば、エナメル塗料や顔
料系のカラーインク等を用いることができる。特に分散
系に触れる基板内面に着色するには顔料系等の、分散系
の材料と反応しない材料を用いる必要がある。また、図
２に示した実施の形態の第２基板２のように、表面に所
望の凹凸を設ける場合には、成形性の良い材料が好まし
く、上述のＰＥＴやＰＥＳなどを用いると良い。

【００６１】電極の材料としては、パターニング可能な
材料であれば特に制限されない。具体的には金属材料
や、金属酸化物などが使用でき、例えばＡｌ、Ａｕ、Ｐ
ｔ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒや、ＩＴＯ（インジウム・
チン・オキサイド）、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂等がある。本実
施の形態のようにして表示側の基板に形成する電極には
不透明な材料を用いる。これには上述のような金属を２
００Å程度以上の厚さで形成したり、例えば暗黒色の炭
化チタンなどの導電性の化合物を用いても良い。好まし
くは、２値表示において使用する色のうち電気泳動粒子
とは違う方の色と似た色に視認される材料である。電極
の形状なども設計により適宜決定されるが、通常は０．
１乃至１μｍの厚さで、１乃至１００μｍの幅、１乃至
１００μｍの間隔程度で形成する。このような電極は、
周知の半導体プロセス（マスク法やリソグラフィ）等の
方法で形成できる。

【００６２】スペーサの材料としては、分散系の材料と
反応しない感光性樹脂が好ましく、例えばポリマー樹脂
などが使用できる。成型は周知の半導体プロセス等の方
法で行うことができる。

【００６３】電気泳動粒子の材料としては、酸化チタン
（白）が代表的であるが、周知のコロイド粒子の他、種
々の有機質又は無機質顔料、染料、金属粉、ガラスある
いは樹脂などの微粉末、これらに着色剤を添加したも
の、例えばポリスチレンとカーボンの混合物等を適宜使
用できる。また、これら１種類だけで使用しても、これ
らのうち２種類以上を混ぜて使用しても良い。粒径は、
通常０．１乃至５０μｍ位のものを使用する。

【００６４】透明液体分散媒としては、絶縁性を有する
液体で、シリコーンオイル、トルエン、キシレン、高純
度石油等が使用できる。

【００６５】また、分散系には電気泳動粒子の帯電量を
制御するための荷電制御剤を混入しておくのが好まし
い。電気泳動粒子の帯電量を制御すると、表示のメモリ
ー性と、表示品質の劣化との折合いを付けることができ
る。つまり、電気泳動粒子の帯電量が多く、電気泳動粒
子の電極上への吸着力が強ければ、分子間力の大きな吸
着状態が得られ、表示のメモリー性は良くなるが、吸着
力が強すぎると、次第に電極上に電気泳動粒子が固着す
るようになり、コントラストが悪化するなどの問題が生
じる。これを適切に制御することができるようになる。

【００６６】荷電制御剤の材料としては、正荷電制御剤
と負荷電制御剤がある。正荷電制御剤としては、ナフテ
ン酸金属塩（コバルト、マンガン、鉄など）、オクチン
酸ジルコニウムなどを任意に使用できる。負荷電制御剤
としては、レシチン、石油スルフィン酸カルシウム、ア
ルキルベンゼンスルフォン酸ソーダ、アルキルアラニン
などが任意に使用できる。

【００６７】（表示装置）以上に説明した表示素子を２
次元的に複数配列して配線することで、単純マトリクス
駆動等が可能な表示装置を作成することができる。

【００６８】

【実施例】（実施例１）本発明の実施例の１つを図１を
用いて説明する。

【００６９】厚さ１００μｍのＰＥＴフィルムを第１基
板１に、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムを第２基板２に
用いた。

【００７０】第１電極４及び第２電極５は暗黒色の炭化
チタンを５０μｍ幅、１００μｍ間隔で、第１電極４は
第１基板１上に、第２電極５は第２基板２上にスパッタ
法で成膜した。

【００７１】スペーサ３にはポリマー樹脂を用いた。ス
ペーサ３は、第２基板２の第２電極５を形成した面とは
反対側の面上に、感光性ポリイミドワニスを塗布して、
パターン露光し、ウェット現像処理する、という一連の
工程を２回繰り返すことによって、幅３０μｍ、高さ５
０μｍの所定の形状にした。

【００７２】その後、透明液体分散媒９としてシリコー
ンオイルをスペーサ３の形成された第２基板２上に配置
した。電気泳動粒子８には黒色のカーボンとポリスチレ
ンとの混合物で、粒子径が１〜２μｍの物を使用し、こ
の電気泳動粒子８を第２基板２上に配置したシリコーン
オイルに大体セルあたり等量になるように混入した後、
第２基板２上に配置された分散系を保ちつつ、第１基板
１の第１電極４が形成された面を外側に向け、位置合わ
せをしながら第１基板１と第２基板２とを熱融着性の接
着剤等により、加熱接着した。

【００７３】表示色として第２基板２の第２電極５側
に、第２電極５を覆うようにして白色のエナメル塗料を
塗った。

【００７４】本例では駆動電圧として５０Ｖの電位差を
両電極に与えて、表示効果を観察した。その結果、第１
電極４に第２電極５より５０Ｖ高い電圧を印加したとこ
ろ、全体が灰色がかった白として表示された。応答速度
は３０ｍｓｅｃ以下であった。また、逆の電位差を与え
た時は黒色表示となり、白黒両表示間のコントラスト
は、１：１０程度の値が得られた。

【００７５】（実施例２）本発明の他の実施例を図２を
用いて説明する。

【００７６】第１基板１には厚さ１００μｍのＰＥＴフ
ィルムを用いた。

【００７７】第２基板２は所定の凹凸を持つ型でＰＥＴ
を成形し、図２に示したような形状で、最も厚い部分は
厚さ５０μｍ、最も薄い部分は厚さ１０μｍ、凹凸のピ
ッチは１００μｍ、凹凸の傾斜部分の、基板の外側表面
となす角度は４０度とした。

【００７８】電極は不透明な暗黒色の炭化チタンを５０
μｍ幅、１００μｍ間隔で、第１電極４は第１基板１上
に、第２電極５は第２基板２上にスパッタ法で成膜し
た。

【００７９】スペーサ３はポリマー樹脂を用いており、
感光性ポリイミドワニスを第２基板２の第２電極５を形
成した面とは反対側の凹凸面上に塗布し、パターン露光
し、ウェット現像処理する、一連の工程によって、幅３
０μｍ、高さ２５μｍの所定の形状に形成した。

【００８０】その後、透明液体分散媒９としてシリコー
ンオイルをスペーサ３の形成された第２基板２上に配置
した。電気泳動粒子８には黒色のカーボンとポリスチレ
ンとの混合物で、粒子径が１〜２μｍの物を使用し、こ
の電気泳動粒子８を第２基板２上に配置したシリコーン
オイルに混入した後、第２基板２上に配置された分散系
を保ちつつ、第１基板１の第１電極４が形成された面を
外側に向け、位置合わせをしながら第１基板１と第２基
板２とを熱融着性の接着剤等により、加熱接着した。

【００８１】表示色として第２基板２の第２電極５側
に、第２電極５を覆うようにして白色のエナメル塗料を
塗った。

【００８２】本例では駆動電圧として５０Ｖの電位差を
両電極に与えて、表示効果を観察した。その結果、第１
電極４に第２電極５より５０Ｖ高い電圧を印加したとこ
ろ、全体が灰色がかった白として表示された。応答速度
は３０ｍｓｅｃ以下であった。

【００８３】また、逆電圧を印加したところ黒色表示に
なり、素子を顕微鏡等によって観察したところ、色ムラ
の非常に少ない素子が形成されていることがわかった。
また更に、１〜２時間の長時間電圧を印加した場合にも
時間による電気泳動粒子の移動はほとんど見られず、壁
面２０の面を電界と垂直にすることにより、電気泳動粒
子に対して、電界により電気泳動粒子ストッパの表面に
平行な力は生じないことを確認した。

【００８４】これらの白黒両表示間のコントラストは
１：１０程度の値が得られた。

【００８５】

【発明の効果】以上、詳細に述べてきたように、本発明
によれば、電気力線の密度が比較的低い部分に設けられ
た壁面に電気泳動粒子が付着することよって、ほぼ均等
に広い面積にわたって壁面を覆うことになり、色ムラが
少なく、コントラストの高い、高品質の表示素子及び表
示装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表示素子の一実施形態の断面及び動作
を表す概念図である。

【図２】本発明の表示素子の他の実施形態の断面及び動
作を表す概念図である。

【図３】従来の電気泳動表示装置の一例を示す概念図で
ある。

【図４】従来の電気泳動表示装置の一例を示す概念図で
ある。

【符号の説明】

１，３０１，４０１第１基板２，３０２，４０２第２基板３，３０３，４０３スペーサ４，３０４，４０４第１電極５，３０５，４０５第２電極８，３０８，４０８電気泳動粒子９，４０９透明液体分散媒２０壁面３０９液体分散媒４０６，４０７誘電体層４１０電気回路４１１遮蔽層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向配置し少なくとも一方が透明
な一対の基板である第１基板及び第２基板と、透明液体
分散媒と複数の電気泳動粒子とを含み前記一対の基板間
に挟持される分散系と、電位差を与えて前記分散系中に
電界を形成するための一対の電極である第１電極及び第
２電極と、を少なくとも有し、前記電界によって前記電
気泳動粒子を前記分散系中で移動させ、前記電気泳動粒
子の位置の違いによる前記分散系の光学的状態の変化を
利用して表示を行う表示素子であって、前記一対の電極
のうちのどちらか一方との間に前記電気泳動粒子の移動
領域を制限する壁面を有し、該壁面は前記電界の等電位
面のうちの、第１電極と第２電極の間を最短距離で結ぶ
線分Ａ上の電界強度が最小値をとる点から線分Ａの長さ
の２０％以内の範囲を通る一等電位面に沿って設けられ
たことを特徴とする表示素子。
【請求項２】互いに対向配置し少なくとも一方が透明
な一対の基板である第１基板及び第２基板と、透明液体
分散媒と複数の電気泳動粒子とを含み前記一対の基板間
に挟持される分散系と、電位差を与えて前記分散系中に
電界を形成するための一対の電極である第１電極及び第
２電極と、を少なくとも有し、前記電界によって前記電
気泳動粒子を前記分散系中で移動させ、前記電気泳動粒
子の位置の違いによる前記分散系の光学的状態の変化を
利用して表示を行う表示素子であって、前記一対の電極
のうちのどちらか一方との間に前記電気泳動粒子の移動
領域を制限する壁面を有し、該壁面は第１電極と第２電
極の間を最短距離で結ぶ線分Ａ上の線分Ａの中点から線
分Ａの長さの２０％以内の範囲を通るよう設けられたこ
とを特徴とする表示素子。
【請求項３】第１電極は第１基板上に積層され、第２
電極は第２基板上の第２基板に水平な方向に第１電極と
ずれた位置に積層されていることを特徴とする請求項１
又は２に記載の表示素子。
【請求項４】前記壁面は、第１電極及び第２電極の積
層面に平行な平面であることを特徴とする請求項３に記
載の表示素子。
【請求項５】前記壁面は、前記線分Ａと４５乃至９０
度の角度をなす面を有することを特徴とする請求項１か
ら３のうちのいずれか１項に記載の表示素子。
【請求項６】前記壁面は、第１基板又は第２基板のう
ちのいずれか一方の表面であり、表面が前記壁面である
前記一方の基板には、前記壁面である面の反対側の面に
前記一対の電極のうちのいずれか一方が形成されている
ことを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項
に記載の表示素子。
【請求項７】請求項１から６のうちのいずれか１項に
記載の表示素子を複数備えたことを特徴とする表示装
置。