JP2002162649A

JP2002162649A - 表示装置およびその製造方法

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Publication number: JP2002162649A
Application number: JP2000362090A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Toko; 康夫都甲
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2002-06-07
Anticipated expiration: 2020-11-29
Also published as: JP4868560B2

Abstract

(57)【要約】【課題】微粒子を用いた表示装置において、注入口付
近での微粒子の凝集を防ぎ、開口率の低下を防止する。【解決手段】透明な第１の基板と、第１の基板に対し
て所定のギャップを介して対向配置された第２の基板
と、両基板間に挟持された分散媒と、分散媒中に分散す
る多数の微粒子と、第１の基板の一表面上に形成された
複数の電極と、第１の基板と前記第２の基板との対向面
のうち少なくともいずれか一方の表面であって、隣接す
る電極のいずれか一方の電極の近傍の第１の領域または
第１の領域とほぼ対向する第２の基板表面の第２の領域
のうちの少なくともいずれか一方に形成され、微粒子を
収容することができる複数の収容部とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置およびそ
の製造方法に関し、特に微粒子分散型表示装置及びその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３（Ａ）は、微粒子を用いた表示装
置の一般的な構造を示す断面図である。一対の基板１０
１、１０３間に液体を充填できる空セルを形成し、一対
の基板１０１、１０３のうちの一方の基板、例えば基板
１０３の下面に電極１０５ａ、１０５ｂを設ける。電極
はさらに多数形成しても良い。他方の基板１０１の上面
に光吸収体１１３を形成する。空セル内に微粒子１１５
を多数分散させた分散媒１１１を充填する。微粒子１１
５を用いた表示装置Ｘを形成することができる。電極１
０５ａ、１０５ｂ間に表示領域１１６が形成される。

【０００３】微粒子１１５を、例えば隣接する２つの電
極１０５ａ、１０５ｂ間に分散させると、基板１０３の
外側から入射した光が微粒子１１５により反射し、表示
領域１１６において白表示となる。微粒子１１５を一方
の電極（１０５ａ）近傍に集めると、入射光は光吸収体
１１３により吸収されるため、表示領域１１６において
黒表示となる。図１３（Ａ）は黒表示の状態を示してい
る。

【０００４】微粒子を移動させる方法としては、微粒子
の表面電荷による電気泳動を利用する方法の他、分散媒
の流動現象により微粒子を移動させる方法などもある。

【０００５】図１３（Ｂ）は、微粒子を用いた他の表示
装置の構造を示す断面図である。この表示装置Ｙでは、
分散媒１１１は色素により着色されている。対向する一
対の基板１０１、１０３のうち一方の基板（図では基板
１０３）の内面に、多数の電極１０５（１０５ａ、１０
５ｂ、・・・）が形成されている。他方の基板１０１の
内面上に、共通電極１０７が形成され、その上に光吸収
体１１３が形成されている。

【０００６】この表示装置Ｙにおいて、例えば共通電極
１０７を接地し、電極１０５ａが負になる電圧を印加す
る。微粒子１１５の表面が正に帯電していれば、電極１
０５ａの方向（縦方向）に移動する。微粒子１１５を観
察者側の電極、例えば電極１０５ａ側に移動させると、
電極１０５ａ、１０５ｂ間の表示部１１６が微粒子１１
５で覆われる。入射光が微粒子により散乱（反射）され
るため、白表示となる（図６（Ｂ）に示す状態が白表示
である。）。

【０００７】対向する電極間、例えば電極１０５ａと共
通電極１０７との間に電極１０５ａが正になる電圧を印
加すると、微粒子１１５が観察者側の電極とは反対の電
極、例えば電極１０７側に移動する。基板１０３側であ
って電極１０５ａ、１０５ｂ間の表示部１１６に存在し
ていた微粒子１１５が基板１０１側に移動するため、色
素の色が出射光の波長に影響を与え、カラー表示に寄与
する。

【０００８】微粒子１１５が基板１０３側に存在すると
きには、微粒子１１５が光を反射して白表示となる。粒
子が基板１０１側に存在すると、色素が光のうちの一部
の波長域の光を吸収し、カラー表示を行う。色素が黒色
であれば、黒表示を行う。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、微粒子を用
いた表示装置を製造する過程において、以下に述べるよ
うな問題点があった。

【００１０】第１の問題点について図１４（Ａ）を参照
して説明する。

【００１１】図１４（Ａ）は、一対の基板１０１、１０
３と、それらの間に挟持されている分散媒１１１と、に
より形成されているセル中に微粒子を注入する工程を示
した図である。セル中の分散媒１１１と同じ分散媒１１
１中に予め微粒子１１５を分散させておく。

【００１２】微粒子１１５を分散させた分散媒１１１を
注入口１２１からセル中に注入すると、微粒子はセル中
に入っていくが、微粒子１１５が注入口１２１付近に凝
集しやすい。微粒子１１５の粒径に対して注入口１２１
の口径を十分に大きくしても、注入時間の経過とともに
微粒子１１５の凝集は起こる。一旦注入口１２１付近で
微粒子１１５の凝集が生じると、微粒子１１５をセル中
に分散させることが難しくなる。微粒子１１５が注入口
付近に凝集しても、分散媒１１１はそれとはほとんど関
係なくセルの奥に向けて侵入する。従って、セル内にお
いて微粒子１１５の分散密度にばらつきが生じてしま
う。

【００１３】第２の問題点について説明する。表示装置
において明るい白表示を得るための方法としては、２つ
の方法がある。そのうちの一つは、微粒子として、例え
ば酸化チタンのような高屈折率微粒子を用いる方法であ
る。もう一つの方法は、中空粒子（中空体）を用いる方
法である。

【００１４】例えば酸化チタンのような高い屈折率を有
する微粒子を用いると、明るい白表示が期待できる。酸
化チタンは比重が大きいため、分散媒の表面に浮遊させ
にくい。酸化チタンを分散媒中に分散させると、表面に
は浮かばずに分散媒中に分散する。微粒子を分散媒（屈
折率ｎが１．５程度）の表面上において空気（屈折率ｎ
＝１．０）と接するように浮遊させた場合と比べてそれ
ほど明るい白表示が得にくい。

【００１５】比重の小さい中空構造の微粒子を用いれ
ば、中空の微粒子を分散媒の表面上に浮かせることがで
きるため、明るい白表示が期待できる。ところが、真空
注入法を用いて空セル内に分散媒を注入すると、セル内
に気泡は残留しにくいが、圧力の影響で中空の微粒子が
破裂しやすいという問題が生じる。

【００１６】図１４（Ｂ）を参照して第３の問題点につ
いて説明する。図１４（Ｂ）は、微粒子を横方向に移動
させて表示の切り替えを行う表示装置の構造を示す。

【００１７】基板１０３の下面に電極１０５ａ、１０５
ｂおよび１０５ｃが所定の距離だけ離れて配置される。
基板１０１の上面に光吸収体１３１が形成されている。
電極１０５ａの左端部から電極１０５ｂの左端部までの
領域を第１の画素領域１５１と、電極１０５ｂに左端部
から電極１０５ｃの左端部までの領域を第２の画素領域
１５３と称することにする。第１の画素１５１のように
電極１０５ａの近傍に微粒子１１５が引き寄せられてい
る状態が黒表示、第２の画素１５３のように、分散媒中
に微粒子がほぼ均一な密度で分散している状態が白表示
となる。

【００１８】このような表示装置において、明るい白表
示を得るためには、分散媒１１１中における微粒子１１
５の分散密度（単位体積当たりの微粒子数）を高くすれ
ば良い。ところが、微粒子１１５の分散密度を高くしす
ぎると、図１４（Ｂ）の第１の画素１５１に示されるよ
うに、微粒子１１５が電極１０５ａ及びその近傍におい
て非常に密に分散する。分散しきれなかった微粒子１１
５は、電極１０５ａの右端部よりもさらに電極１０５ｂ
側に分散することになり、黒表示を行うべき領域の面積
が小さくなってしまう。いわゆる開口率の低下が生じ
る。図では、開口率は（Ｌ₁₀₁−Ｌ₁₀₂）／Ｌ₁₀₁で表さ
れる。ここで、Ｌ₁₀₁は、電極間の距離（表示領域の長
さ）、Ｌ₁₀₂は、電極下の領域に分散しきれなかった微
粒子が表示領域まではみ出している部分の長さである。
Ｌ₁₀₂が大きくなると開口率が低下することがわかる。

【００１９】本発明の目的は、微粒子を用いた表示装置
において、注入口付近での微粒子の凝集を防ぐこと、真
空注入法を用いても中空の微粒子を破裂させることなく
分散媒中に微粒子を分散させること、表示領域の面積に
対して実際に黒表示に寄与する領域の面積の割合の低
下、すなわち開口率の低下を防止することである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、透明な第１の基板と、該第１の基板に対して所定の
ギャップを介して対向配置された第２の基板と、前記第
１の基板と前記第２の基板との間に挟持された分散媒
と、前記分散媒中に分散する多数の微粒子と、前記第１
の基板の一表面上に形成された複数の電極と、前記第１
の基板と前記第２の基板との対向面のうち少なくともい
ずれか一方の表面であって、隣接する前記電極のいずれ
か一方の電極の近傍の第１の領域または該第１の領域と
ほぼ対向する前記第２の基板表面の第２の領域のうちの
少なくともいずれか一方に形成され、前記微粒子を収容
することができる複数の収容部とを含む表示装置が提供
される。

【００２１】隣接する電極間に印加する電圧の極性を変
化させると、微粒子が前記収容部中に収容された状態
と、前記収容部から出て分散媒中に分散した状態とによ
り表示を切り換えることができる。

【００２２】本発明のさらに他の観点によれば、透明な
第１の基板と、該第１の基板に対して所定のギャップを
介して対向配置された第２の基板と、前記第１の基板と
前記第２の基板との間に挟持され着色された分散媒と、
前記分散媒中に分散する多数の微粒子と、前記第１の基
板の一表面上に形成された複数の電極と、前記第２の基
板の一表面上に形成された共通電極と、前記第１の基板
と前記第２の基板との対向面のうち少なくともいずれか
一方の表面であって、隣接する前記電極のいずれか一方
の電極の近傍の前記第１の基板表面の一部の第１の領域
又は該第１の領域とほぼ対面する前記第２の基板上の第
２の領域のうちの少なくともいずれかに形成され、前記
微粒子を収容することができる複数の収容部とを含む表
示装置が提供される。

【００２３】着色された分散媒を透過する場合と微粒子
により反射する場合とで、異なる表示を行うことができ
る。

【００２４】本発明のさらに他の観点によれば、（ａ）
透明な第１の基板の一表面上に複数の電極を形成する工
程と、（ｂ）前記第１の基板又は該第１の基板とは異な
る第２の基板の対向面のうちのいずれか一方の表面であ
って、隣接する前記電極間のいずれか一方の近傍の前記
第１の基板の表面の一部の第１の領域または該第１の領
域とほぼ対向する前記第２の基板の表面の第２の領域の
うちの少なくともいずれか一方に微粒子を収容すること
ができる収容部を形成する工程と、（ｃ）前記収容部に
微粒子を充填する工程と、（ｄ）前記第１の基板と前記
第２の基板とを、所定のギャップを有した状態で前記収
容部が形成されている表面が他方の基板と向き合うよう
に対向配置する工程と、（ｅ）前記ギャップ内に分散媒
を注入する工程とを含む表示装置の製造方法が提供され
る。

【００２５】予め微粒子を基板面内に配置しておき、そ
の後に分散媒を注入するため、微粒子を分散媒中に分散
させやすい。

【００２６】

【発明の実施の形態】発明者は、分散媒中に微粒子を分
散させて表示を行う表示装置を形成する際に、分散媒中
に分散させた微粒子を分散媒とともに空のセル内に注入
するのではなく、予め空セル内に微粒子を収容してお
き、その後に分散媒のみを空セル内に注入する方法を思
いついた。例えば、少なくとも片方の基板表面に微粒子
を充填することができる複数の溝を形成しておき、その
溝内に微粒子を充填した状態で２枚の基板を向き合わせ
て空セルを形成する。空セル内に分散媒のみを注入した
後、溝内に充填されている微粒子を分散媒中に分散させ
れば微粒子の凝集は起こりにくい。

【００２７】図１から図５までを参照して、本発明の一
実施の形態について説明する。

【００２８】図１（Ａ）から図３（Ｅ）までは、微粒子
を用いた表示装置の製造工程を示す断面図である。

【００２９】図１（Ａ）に示すように、第１の基板（ガ
ラス基板）１の下面に、帯状に形成され所定の方向（図
１では紙面と垂直な方向）に延在する複数本の光吸収体
３（３ａ、３ｂ、３ｃ、・・・）を設ける。光吸収体３
は、ブラックＣＦ（カラーフィルタ）を用いて形成し
た。左から順に、第１の光吸収体３ａ、第２の光吸収体
３ｂ、第３の光吸収体３ｃと称する。

【００３０】光吸収体３の一部領域の下に、例えば光吸
収体３と同じ方向に延びるライン状の電極５（５ａ、５
ｂ、５ｃ）を形成する。図１（Ａ）においては、第１の
光吸収体３ａ上に第１の電極５ａを、第２の光吸収体３
ｂ上に第２の電極５ｂを、第３の光吸収体３ｃ上に第３
の電極５ｃを形成している。電極５は、ＩＴＯ（Ｉｎｄ
ｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）などの透明電極で形成して
も良いし、ＡｌまたはＭｏなどの不透明な電極で形成し
ても良い。また、第１の基板１は、樹脂フィルムなどを
用いて形成しても良い。光吸収体３は第１の基板１の上
面に設けても良い。

【００３１】第１の基板１に対向する第２の基板１１
は、ＳＵＳ３０４を用いて形成した。

【００３２】図１（Ｂ）に示すように、第２の基板１１
の上面に、一方向（紙面と垂直な方向）に延在する複数
本の溝部２１（収容部）を形成する。溝部２１は、第２
の基板１１を表面から厚さ方向にエッチングすることに
より形成することができる。溝部２１は、第２の基板１
１の表面に、ほぼ均等な間隔で形成すれば良い。例え
ば、溝部２１の幅を５０μｍとし、深さを５０μｍとす
れば良い。溝部２１の形成方法としては、ブラスト法な
どのメカニカルな加工方法を用いても良い。溝部は、隣
接する２つの電極５ａ、５ｂ間の例えば一方の電極５ａ
近傍の領域（第１の領域）に形成すれば良い。図では、
溝部２１と光吸収体３が露出している領域（電極が形成
されていない領域）とが対応している。

【００３３】第２の基板１１の全表面を覆うように、光
吸収体１５を形成した。光吸収体１５は、第２の基板１
１の表面上に例えばメッキ法により形成する。光吸収体
１５は、ブラックカラーフィルタまたは金属膜により形
成すれば良い。光吸収体１５を第２の基板１１全面に形
成したが、溝部２１が形成され、第１の基板１と第２の
基板１１とを対向配置したときに第１の基板１に形成さ
れている電極５と向き合う領域には形成しなくても良
い。第２の基板１１としては、ガラス基板又はフィルム
基板を用いても良い。

【００３４】図２（Ｃ）および図２（Ｄ）に示すよう
に、第２の基板１１に形成されている溝部２１内に微粒
子３１を充填した。微粒子３１としては、ＭＨ５０５５
（日本ゼオン製の中空体微粒子）を用いた。スキージ４
１を用いて、微粒子３１を分散媒３５中に分散させた状
態で分散媒３５ごと微粒子３１を移動させ、溝部２１内
に微粒子３１を充填する。溝部２１内への微粒子３１の
充填方法としては、散布器（ディスペンサ）を用いても
良いし、微粒子３１を基板１上にのせた後に、基板１１
を振動させて微粒子３１を溝部２１内に移動させる方
法、基板１１を傾斜させて微粒子３１を溝部２１に移動
させる方法を用いることもできる。

【００３５】尚、少量であれば微粒子３１が溝部２１以
外の基板１１表面上に残っていても良いが、基板１１の
表面上に微粒子３１を残さない方が後に均一な表示がで
きる。

【００３６】微粒子３１の溝部２１への移動工程におい
て用いる分散媒は、後に注入する分散媒（液晶材）と同
じ分散媒を用いれば良い。

【００３７】図３（Ｅ）に示すように、溝部３１の延在
する方向と電極５が延在する方向とが同じ方向になるよ
うに、第１の基板１と第２の基板１１とを重ね合わせ
る。第１の基板１または第２の基板１１のうちのいずれ
か一方の周囲に、例えばシール材（図示せず）を配し、
両基板１、１１を近づける。シール材中に所定の径を有
するギャップコントロール材（ＧＣ材：図示せず）を多
数混ぜておけば、ＧＣ材の径により両基板１、１１の距
離を規定することもできる。両基板１、１１間の距離は
１０μｍとした。ＧＣ材は、基板面上に散布する方法を
用いて配置することもできる。後述するように、リブを
形成して基板間のギャップを制御することも可能であ
る。

【００３８】第１の基板１と第２の基板１１とを、第１
の基板１に形成された光吸収体３と第２の基板１１に形
成された溝部２１とが対面するように位置合わせした。
上記の工程により、第１の電極５ａ、第２の電極５ｂの
右下の領域に溝部２１が位置する。第１及び第２の基板
１、１１とシール材とにより規定される空間を有する空
セルが形成される。空セルには、後に分散媒を注入する
ための注入口と分散媒の出口となる注出口も設けてお
く。

【００３９】図３（Ｅ）においては、第１の光吸収体３
ａの右端部と第２の光吸収体３ｂの左端部との間に第１
の表示部６１ａが形成されている。第２の光吸収体３ｂ
の右端部と第３の光吸収体３ｃの左端部との間に第２の
表示部６１ｂが形成されている。

【００４０】以上の工程により形成した空セル内に、分
散媒として液晶材４１を注入口から注入した。液晶材４
１の注入方法としては、毛細管現象を利用した注入方法
を用いた。液晶材４１を空セル内に注入して空セル内を
液晶材４１で満たした後に、注入口と注出口とをエンド
シール材を用いて封止した。以上の工程により、液晶表
示装置が完成する。

【００４１】図で、電極５が溝部２１上からずれた領域
に形成されているか、電極５を反射電極とし、反射電極
５ａから５ｃが溝部２１上を覆っている構造を形成して
も良い。

【００４２】尚、液晶材４１を空セル内に注入する方法
として毛細管現象を利用した方法を用いたが、溝部２１
やセルの角部などに、特に気泡の残留は観察されなかっ
た。溝部２１に充填されずに第２の基板１１の上面に残
っていた微粒子３１は、液晶材４１を注入する際に動く
ものもあるが、溝部２１内に充填されている微粒子は、
ほとんど動かない。

【００４３】液晶材４１の注入方法として、注入口側を
加圧するとともに注出口側を減圧する方法、注入口側を
加圧する方法、注出口側を減圧する方法のいずれかを用
いても良い。但し、注出口側を減圧する方法を用いる場
合には、あまり真空度を高くしすぎると中空体が破裂す
る恐れがあるので注意を要する。セル内の真空度として
は、大気圧の１／２から１／１０程度に保つのが望まし
い。

【００４４】第１の電極５ａは接続端子Ｔ１と、第２の
電極５ｂは接続端子Ｔ４およびＴ５と、第３の電極５ｃ
は接続端子Ｔ８と接続されている。端子Ｔ１と端子Ｔ４
との間に接続可能な第１の電圧印加手段５１ａが設けら
れている。第１の電圧印手段５１ａは、その負極から延
びる端子Ｔ２と、正極から延びる端子Ｔ３とを有してい
る。端子Ｔ１と端子Ｔ４と、端子Ｔ２と端子Ｔ３とが、
例えばスイッチをオンオフさせることにより接続できる
ようになっている。同様に、端子Ｔ５と端子Ｔ７との間
に接続可能な第２の電圧印加手段５１ｂが設けられてい
る。端子Ｔ５と端子Ｔ８と、電圧印加手段５１ｂの端子
Ｔ６と端子Ｔ７とが各々接続できるようになっている図
３（Ｅ）に示す表示装置は、溝部２１内に充填されてい
る微粒子３１を、液晶材４１中に分散させることができ
る。微粒子３１を分散させる方法としては、例えば隣接
する一対の電極５ａ、５ｂ間に単極性矩形波を加えれば
良い。第１の電極５ａ、第２の電極５ｂ間に印加する電
圧は、ＤＣ電圧もしくはオフセット電圧を有するＡＣ電
圧でも良い。

【００４５】図４に示すように、溝部２１の左側に位置
する第１の電極５ａの近傍に微粒子３１を集めるように
電圧を印加する（電極５ａに負の電圧、電極５ｂに正の
電圧を印加する）。微粒子３１の表面が正に帯電してい
ると微粒子は電極５ａ近傍に引き寄せられ、最終的に溝
部２１内又は溝部２１上の分散媒中に分散する。微粒子
３１が第１の表示部６１ａ内の領域中に存在する確率は
非常に低い。従って、第１の表示部６１ａは、黒表示と
なる。微粒子３１が負に帯電している場合は、印加電圧
を逆の極性に印加すれば良い。

【００４６】黒表示の時には、微粒子３１が溝部２１内
に戻る。従って、表示部領域まで微粒子がはみ出る可能
性が少なく、開口率が向上する。

【００４７】表面が正に帯電している微粒子３１を溝部
２１の右側に位置する第３の電極５ｃの近傍に集めるよ
うに電圧を印加すると（電極５ｂに正の電圧、電極５ｃ
に負の電圧を印加する）、第３の電極５ｃの左側には溝
部２１が存在しないため、微粒子３１は第３の電極５ｃ
の左側の領域において分散媒中に分散する。従って、第
２の吸収体５ｂの右端部と第３の吸収体３ｃの左端部と
の間の領域に形成されている第２の表示部６１ｂに示さ
れるように、その領域において高密度に分散している微
粒子によって入射光が散乱（反射）するため白表示とな
る。電圧を印加している時間が長いほど、微粒子が溝部
から多量に出て表示領域において高密度に分散するた
め、明るい白表示が得られる。微粒子３１の移動の途中
で電圧の印加を停止すれば、中間階調の表示を得ること
もできる。移動の途中で電圧の印加を停止した場合、微
粒子３１は、分散媒４１との比重差により縦方向には多
少移動するが、横方向にはほとんど動かない。従って、
電圧をオフしたときの表示状態が保たれる、いわゆる表
示のメモリ効果がある。

【００４８】図５に示すように、第１の電極５ａと第２
の電極５ｂ間、第２の電極５ｂと第３の電極５ｃ間に印
加する電極の極性を図４に示す極性と逆にすれば、白黒
の表示を反転させることができる。

【００４９】次に、溝部２１と表示部６１ａとの容積の
比率をどの程度にすればよいかについて図６を参照して
説明する。第１の基板１と第２の基板１１との間の間隔
（正確には第１の基板１の下面と光吸収体１５の上面と
の距離）をＬ１とし、溝部２１の深さをＬ２とする。ま
た、表示部６１ａの幅をＷ１とし、溝部２１の幅をＷ２
とする。溝部２１内を含む溝部上の領域における容積
（分散媒を収容する）は、単位長さ当たりＷ₂（Ｌ₁＋Ｌ
₂）で表される。表示部６１ａの単位長さ当たりの容積
は、Ｗ₁Ｌ₁で表される。ここで、溝部２１およびその上
の領域の容積が表示部の容積よりも大きいこと、すなわ
ち、Ｗ₂（Ｌ₁＋Ｌ₂）≧Ｗ₁Ｌ₁であることが望ましい。

【００５０】要するに基板間距離Ｌ₁に対する溝部の深
さＬ₂が大きい方が好ましい。白表示の時に表示部に分
散される微粒子が黒表示の時に溝部上の領域に全て収容
される方が開口率を高めるためには好ましいからであ
る。

【００５１】以上のように、本実施の形態による表示装
置及びその製造方法によれば、予め微粒子を基板内の溝
部に収容しておき、後に分散媒を注入口から注入するた
め、特に注入口付近で生じやすい微粒子の凝集が起こら
ない。微粒子を表示装置内にほぼ均等に分散させること
もできる。真空注入法を用いて分散媒を注入しても、中
空の微粒子が破裂する可能性が低い。真空注入法を用い
れば、表示装置内に気泡が残留する可能性が少なくな
る。

【００５２】微粒子を移動させて白黒の表示を行う際、
特に微粒子を電極近傍に集めて表示部領域において非分
散状態にして黒表示を行う際に、微粒子を溝部内に収容
することができるため、黒表示の際の開口率を向上させ
ることができる。

【００５３】本実施の形態による表示装置技術のいくつ
かの変形例について以下に説明する。

【００５４】（第１変形例）図７は、第１の表示部６１
ａと第２の表示部６１ｂとで、微粒子の色を変化させた
表示装置の例である。図７では、第１の表示部６１ａ
（溝部２１ａ）に青色の微粒子３１ａを、第２の表示部
６１ｂ（溝部２１ｂ）に赤色の微粒子３１ｂを配置して
いる。図示されていない隣接する表示部には緑色の微粒
子を配置すれば、ＲＧＢの３原色によるフルカラー表示
を行うこともできる。もちろん、さらに多くの色の微粒
子を配置しても良い。１つの表示部において２種類以上
の微粒子を混ぜても良い。

【００５５】尚、上記の例では、微粒子の色を表示部に
よって変化させた例を示したが、色以外の特性、例えば
形状、比重などを表示部ごとに変えても良い。

【００５６】（第２変形例）図８に示す表示装置は、第
１の基板１の下面に設けられている光吸収体３ａ、３ｂ
間及び３ｂ、３ｃ間にカラーフィルタＣＦ１、ＣＦ２を
設けている。例えば表示部６１ごとにＲＧＢの３色のカ
ラーフィルタのいずれかを選択して設ければフルカラー
表示が行える。第２の基板の表示部に対応する領域上に
選択反射膜を形成しておいても良い。選択反射膜は屈折
率の異なる領域が周期的に形成された多層膜により形成
されており、それぞれの領域においてある特定の波長の
光のみを反射するため、カラー表示を行うことができ
る。

【００５７】（第３変形例）図９は、第２の基板１１の
上面上に光吸収体に代えて反射板１５'を用いた例であ
る。微粒子３１は黒色に着色されている。この場合は、
表示部の領域内に微粒子３１が分散していない場合に白
表示となる。表示部６１ａ、６１ｂ領域内に微粒子３１
が分散している場合には、入射光が黒色微粒子により吸
収されるため黒表示となる。

【００５８】黒色微粒子を用いた例は、透過型の表示装
置にも応用できる。黒色粒子を表示部６１ａ、６１ｂに
分散させると、透過光が遮られて黒表示となる。もちろ
ん、この場合には、反射板１５'は不要である。

【００５９】（第４変形例）図１０に示す表示装置は、
第２の基板１１上に形成されている溝部２１ａ、２１
ｂ、２１ｃとほぼ対向する第１の基板１の下面の位置に
別の溝部２２ａ、２２ｂ、２２ｃが形成されている。第
１の基板１側の光吸収体３ａ、３ｂ、３ｃを第１の基板
１の上面上に設けている。図９と同様に、電極間に電圧
を印加することができる電圧印加手段を設けても良い。
第１の表示部６１ａでは、電極５ａに微粒子３１が引き
付けられている。溝部２１ａと別の溝部２２ａとの２つ
の溝部内に微粒子３１を収容することができるため、１
表示部当たりの微粒子の総数を多くすることができる。
従って、表示部６１ｂのように白表示を行う場合の微粒
子の分散密度を高くすることができ、明るい白表示を得
ることが可能となる。

【００６０】（第５及び第６変形例）図１１（Ａ）、
（Ｂ）は、第２の基板の上面に突起部を表示装置の設け
た変形例である。図１１（Ａ）に示す表示装置は、第２
の基板の上面に溝部を設ける代わりに、溝部を設けるべ
き位置の両端に、一対の突起部２３ａ・２３ａ、２３ｂ
・２３ｂ、・・・を設けている。一対の突起部２３ａ・
２３ａと第２の基板１１の上面とにより微粒子の収容部
２４ａが形成される。図９と同様に、電極間に電圧を印
加することができる電圧印加手段を設けても良い。

【００６１】図１１（Ｂ）に示す表示装置は、溝部に対
応する微粒子の収容部２６ａ、２６ｂ以外の第２の基板
１１の上面に突起部２５ａ、２５ｂ、２５ｃを設けてい
る例である。この表示装置においても、突起部が形成さ
れていない領域に収容部が形成され、収容部２６ａ、２
６ｂ内に微粒子を収容することができる。第２の基板を
加工せずに微粒子の収容部を形成できるため、加工工程
が簡単になる。

【００６２】尚、この変形例において、突起部の高さを
場所により変えて高さの高い突起部を一部に形成し、高
い突起部の先端部を対向基板の表面に当接させれば、第
１の基板１と第２の基板１１とのギャップを規定するこ
とも可能である。

【００６３】次に、本発明の第２の実施の形態について
図１２を参照して説明する。図１２に示す構造は、図３
（Ｅ）に示す構造とほぼ同様の構造を有しているが、第
２の基板１１の全上面に共通電極１３が形成されている
点、電圧印加手段５１ａが第１の電極３ａと共通電極１
３との間に設けられており、電圧印加手段５１ｂが第２
の電極３ｂと共通電極１３との間に接続されている点に
おいて異なる。この場合も左側の表示部を第１の表示部
６１ａ、右側の表示部を第２の表示部６１ｂと称する。

【００６４】第１の表示部６１ａにおいて、図に示すよ
うに共通電極１３に対して正の電圧を第１の電極５ａに
印加すると、表面が正に帯電している微粒子３１は、共
通電極１３側に引き寄せられる。溝部２１内にも微粒子
３１が収容される。第１の表示部６１ａ上の領域に分散
する微粒子数は少なくなり、黒表示となる。

【００６５】第２の表示部６１ｂ側において、図に示す
ように共通電極１３に対して負の電圧を第２の電極５ｂ
及び第３の電極５ｃに印加すると、表面が正に帯電して
いる微粒子３１は、第２の電極５ｂと第３の電極５ｃと
の間の領域側に引き寄せられる。第２の表示部６１ｂ上
の領域に分散する微粒子数が多くなり、白表示となる。
本実施の形態による表示装置技術も、第１の実施の形
態による表示装置技術と同様の利点を有する。

【００６６】本発明の第２の実施の形態の第１および第
２変形例について、図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）を
参照して説明する。

【００６７】図１５（Ａ）に示す表示装置（第１変形
例）は、透明な第１の基板１と、第１の基板１に対して
所定のギャップを介して対向配置された第２の基板１１
とを有している。第１の基板１と第２の基板１１との間
に分散媒（液晶材）４１が充填されている。液晶材４１
中には、多数の微粒子３１が分散可能に混入されてい
る。第１の基板１の一表面上には、例えばＩＴＯからな
る透明な共通電極１３が形成されている。

【００６８】一方、第２の基板１１には、微粒子３１
を収容することができる複数の収容部（溝部）２１が形
成されている。収容部２１内の底部又はそれを含む内壁
にそれぞれ電極５ａが形成されている。別の収容部（２
１）内には、別の電極５ｂが、さらに別の収容部（２
１）内には別の電極５ｃが形成されている。共通電極１
３と、各電極５ａ、５ｂ、５ｃとの間には電圧印加手段
が形成されている。図１５（Ａ）では、電圧印加手段と
して、符号５１ａ、５１ｂで示される電源が示されてい
るが、それぞれの電極５に対して電圧印加手段を設けて
も良い。尚、電極５ａと対向する第１に基板１側表面に
は、ブラックマトリックス３ａ（光吸収体）が形成され
ている。他の電極の対向面にも他のブラックマトリック
スが形成されている。ブラックマトリックスで覆われて
いない領域が表示部を形成する。この構造では、例え
ば、電圧印加手段５１ａによって、電極５ａに正の電圧
を共通電極１３に負の電圧を印加すると、微粒子３１は
表示部の第１の基板１の表面に集まる。従って、白表示
を行うことができる。一方、例えば、電圧印加手段５１
ｂによって、電極５ｃに負の電圧を共通電極１３に正の
電圧を印加すると、微粒子３１は収容部２１内に収容さ
れる。従って、黒表示を行うことができる。この構造を
用いると、表示部の全面を微粒子３１で覆うことが容易
になる。

【００６９】図１５（Ｂ）に示す構造（第２変形例）で
は、ストライプ状の共通電極８３ａ、８３ｂ、８３ｃを
形成している。各ストライプが表示部６１ａ、６１ｂ、
６１ｃに対応する。この構造では、表示部の中央付近の
領域に収容部２１が形成されており、微粒子３１の収容
部２１内への収容動作及び共通電極８３側への移動が、
隣の表示部（画素）の電界の影響を受けにくい。表示機
構は第１変形例の場合と同様である。

【００７０】以上、本発明の実施の形態について例示し
たが、これらをドットマトリックス表示する場合には、
ＴＦＴやＭＩＭ等のアクティブ素子を用いても良い。そ
の他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは
当業者には自明であろう。

【００７１】上記表示装置は、携帯電話用の表示部、電
子ペーパー表示、電子新聞、電子ブックなど紙のように
薄く紙のようにクリアな表示のできる表示装置や、パー
ソナルコンピュータの表示部、プロジェクタ用の表示部
などのディスプレイを備えた製品全般に適用可能であ
る。

【００７２】

【発明の効果】本発明の表示技術を用いれば、簡単な工
程で再現性良く微粒子をセル内に分散させることができ
る。真空注入法を用いて分散媒をセル内に注入する場合
でも、中空体の微粒子を用いることができる。表示部の
面積当たりの微粒子の数を多くすることができるため、
明るい白表示が可能になるとともに、中間調の表示も簡
単にできる。黒表示の際には、表示部に残る微粒子数を
少なくすることができるため、黒表示の場合の開口率を
上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１の実施
の形態による表示装置の製造工程を示す断面図である。

【図２】図２（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の第１の実施
の形態による表示装置の製造工程を示す断面図である。

【図３】図３（Ｅ）は、本発明の第１の実施の形態に
よる表示装置の製造工程を示す断面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態による表示装置の
動作を説明するための原理図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態による表示装置の
動作を説明するための原理図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態による表示装置の
構造を説明するための模式的な図である。

【図７】本発明の第１の実施の形態による表示装置の
第１変形例を示す断面図である。

【図８】本発明の第１の実施の形態による表示装置の
第２変形例を示す断面図である。

【図９】本発明の第１の実施の形態による表示装置の
第３変形例を示す断面図である。

【図１０】本発明の第１の実施の形態による表示装置
の第４変形例を示す断面図である。

【図１１】図１１（Ａ）は、本発明の第１の実施の形
態による表示装置の第５変形例を示す断面図であり、図
１１（Ｂ）は、第６変形例を示す断面図である。

【図１２】本発明の第２の実施の形態による表示装置
を示す断面図である。

【図１３】一般的な表示装置の断面図であり、図１３
（Ａ）は微粒子を横方向に移動させて表示を切り換える
表示装置の構造を示す断面図であり、図１３（Ｂ）は、
微粒子を縦方向に移動させて表示を切り換える表示装置
の構造を示す断面図である。

【図１４】一般的な表示装置の断面図であり、図１４
（Ａ）は、空セル内に分散媒を満たした後に微粒子を注
入する工程を示す図であり、図１４（Ｂ）は、微粒子を
用いて表示の切り替えを行う表示装置の一例を示す断面
図である。

【図１５】図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）は、本発
明の第２の実施の形態の第１および第２変形例による表
示装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１第１の基板３ａ、３ｂ、３ｃ、１５光吸収体５ａ、５ｂ、５ｃ電極１１第２の基板２１、２２溝部２３、２５突起２４、２６収容部３１微粒子４１分散媒ＣＦカラーフィルタＴ１〜Ｔ８端子５１ａ、５１ｂ電圧印加手段６１ａ、６１ｂ表示部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明な第１の基板と、該第１の基板に対して所定のギャップを介して対向配置
された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟持された分
散媒と、前記分散媒中に分散する多数の微粒子と、前記第１の基板の一表面上に形成された複数の電極と、前記第１の基板と前記第２の基板との対向面のうち少な
くともいずれか一方の表面であって、隣接する前記電極
のいずれか一方の電極の近傍の第１の領域または該第１
の領域とほぼ対向する前記第２の基板表面の第２の領域
のうちの少なくともいずれか一方に形成され、前記微粒
子を収容することができる複数の収容部とを含む表示装
置。
【請求項２】前記収容部は、前記第１の領域または第
２の領域に形成されている溝部である請求項１に記載の
表示装置。
【請求項３】前記収容部は、前記一部領域の両端から
突出する一対の突出部により形成されている請求項１に
記載の表示装置。
【請求項４】前記複数の電極はストライプ状に形成さ
れ、前記収容部は前記電極に沿って形成されている請求
項１から３までのいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】さらに前記第１の基板上に、前記第１の
領域上又は前記第２の領域上を覆う光遮蔽膜が設けられ
ている請求項１から４までのいずれか１項に記載の表示
装置。
【請求項６】前記光遮蔽膜が表示装置の非表示領域を
画定する請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】前記微粒子が中空構造を有している請求
項１から６までのいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】前記微粒子が着色された微粒子である請
求項１から７までのいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項９】さらに、前記複数の電極のうち隣接する
電極間に電圧を印加することができる電圧印加手段を含
む請求項１から８までのいずれか１項に記載の表示装
置。
【請求項１０】透明な第１の基板と、該第１の基板に対して所定のギャップを介して対向配置
された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟持され着色
された分散媒と、前記分散媒中に分散する多数の微粒子と、前記第１の基板の一表面上に形成された複数の電極と、前記第２の基板の一表面上に形成された共通電極と、前記第１の基板と前記第２の基板との対向面のうち少な
くともいずれか一方の表面であって、隣接する前記電極
のいずれか一方の電極の近傍の前記第１の基板表面の一
部の第１の領域又は該第１の領域とほぼ対向する前記第
２の基板上の第２の領域のうちの少なくともいずれかに
形成され、前記微粒子を収容することができる複数の収
容部とを含む表示装置。
【請求項１１】（ａ）透明な第１の基板の一表面上に
複数の電極を形成する工程と、（ｂ）前記第１の基板又は該第１の基板とは異なる第２
の基板の対向面のうちのいずれか一方の表面であって、
隣接する前記電極のいずれか一方の近傍の前記第１の基
板の表面の一部の第１の領域または該第１の領域とほぼ
対向する前記第２の基板の表面の第２の領域のうちの少
なくともいずれか一方に微粒子を収容することができる
収容部を形成する工程と、（ｃ）前記収容部に微粒子を充填する工程と、（ｄ）前記第１の基板と前記第２の基板とを、所定のギ
ャップを有した状態で前記収容部が形成されている表面
が他方の基板と向き合うように対向配置する工程と、（ｅ）前記ギャップ内に分散媒を注入する工程とを含む
表示装置の製造方法。
【請求項１２】さらに、（ｆ）前記複数の電極のうち隣接する電極間に電圧を印
加して、前記収容部内に充填されていた前記微粒子を前
記分散媒中に分散させる工程を含む請求項１１に記載の
表示装置の製造方法。
【請求項１３】透明な第１の基板と、該第１の基板に対して所定のギャップを介して対向配置
された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟持された分
散媒と、前記分散媒中に分散する多数の微粒子と、前記第１の基板の一表面上に形成された共通電極と、前記第２の基板に形成され、前記微粒子を収容すること
ができる複数の収容部と、前記収容部内の底部を含む領域にそれぞれ形成されてい
る電極と、を含む表示装置。