JP2002277904A - 電気泳動表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易なセル構造において単純マトリクス駆動
で表示色を変化させることができ、低コストな表示装置
を提供することである。 【解決手段】 第１の基板４と、第２の基板５と、これ
らに挟まれた絶縁性液体１及び互いに同極性の電荷を備
える複数の電気泳動粒子２を含有する分散液３を備え、
この分散液３の近傍に位置し、第１の基板４側に互いに
平行に並置された第１及び第２の電極７，８と、第２の
基板５の近傍に設けられ、第１及び第２の電極７，８と
交差する長手を供える第３の電極９とを備える電気泳動
表示装置。尚、分散液３は、マイクロカプセル等により
封じてもよく、このマイクロカプセルの位置を突起によ
り固定してもよい。この発明によれば、単純マトリクス
駆動で表示色を変化させることが出来るので低コストな
表示媒体を提供することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は絶縁性液体と複数の
電気泳動粒子とを含有する分散液を用いた電気泳動表示
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。これまでに、反射型表示装置の一つとして例えば米
国特許第３，６６８，１０６号に記載されているような
電気泳動表示装置が知られている。

【０００３】この電気泳動表示装置は、電荷を有する電
気泳動粒子と絶縁性液体を備える分散液、及びこの分散
液を挟んで対峙する一組の電極からなり、この電極を介
して分散液に電場を印加することによって、電気泳動粒
子をその電荷と反対極性の電極上に移動させて表示を行
うものである。電気泳動粒子の対比色は、色素を溶解さ
せた絶縁性液体が担っている。

【０００４】より詳細には、電気泳動粒子が観察面に近
い電極の表面に付着すれば電気泳動表示装置は電気泳動
粒子の色を表示し、一方、電気泳動粒子が観察面から遠
い第２の電極の表面に付着すれば、電気泳動粒子が担う
色は絶縁性液体に隠蔽されると共に、電気泳動表示装置
は絶縁性液体の色を表示する。

【０００５】電気泳動表示装置は、例えば、Ｐｒｏｃ．
ＳＩＤ、１８、２６７（１９７７）に記載されているよ
うに、広視野角、高コントラスト、及び低消費電力とい
う利点を備えているものの、印加電圧と表示色特性の間
に閾値特性が無いので単純マトリクス駆動が出来ない、
という問題があった。

【０００６】そのため、各画素電極にスイッチング素子
を備えなければならないが、必要な印加電圧が高く、液
晶ディスプレイなどで用いられている薄膜トランジスタ
技術を使うことが出来ない。そのために、各画素のスイ
ッチング素子の回路を表示パネルとは別の基板に設け、
表示パネルと基板の間を複数の配線で結ばなければなら
ず、画素数が多くなる程配線数も増えるために実現不可
能であった。

【０００７】また、この問題に対して、Ｐｒｏｃ．ＳＩ
Ｄ，１８、２５５（１９７７）やＳＩＤ ００ ＤＩＧ
ＥＳＴ、２４（２０００）に記載されているように、セ
ルの構造を工夫して単純マトリクス駆動を可能にする例
もあるが、セル構造を複雑にすることは、表示装置のコ
ストを上げ、高解像度化を妨げる。

【０００８】また、上記の単純マトリクス駆動用の構造
ではセル内に制御電極を設けるための隔壁が存在する。
今後、表示装置が高解像度化し、セルが小さくなってき
ても、隔壁の薄膜化には限界があるために開口率の低下
による表示特性の劣化が予想される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】高解像度で画素数の多
い電気泳動表示装置では、単純マトリクス駆動を用いる
要求がある。しかしながら、従来の技術では複雑な構造
のために表示装置のコスト上昇につながっていた。

【００１０】本発明は、簡略な構造で単純マトリクス駆
動を実現する電気泳動表示装置の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記事情を鑑みて、本発
明の第一は、第１表面を備える第１基板と、第１表面近
傍に互いに平行に形成された第１及び第２電極と、第１
表面と対向する第２表面を備える第２基板と、第２表面
近傍に形成され、第１及び第２電極と交差する第３電極
と、第１及び第２電極と第３電極が交差する領域におい
て第１及び第２基板に挟持された、絶縁性液体及び互い
に同極性の電荷を備える複数の電気泳動粒子を含有する
分散液と、第１電極に、初期電圧、第１保持電圧、及び
初期電圧と第１保持電圧の間の書き換え電圧を、初期電
圧、書き換え電圧、第１保持電圧の順に印加する第１電
源と、第２電極に初期電圧と書き換え電圧との間の中間
電圧を印加する第２電源と、第３電極に、中間電圧と異
なる色表示電圧、及び第１保持電圧と同期して複数の電
圧間の第２保持電圧を印加する第３電源とを備えること
を特徴とする電気泳動表示装置を提供する。

【００１２】上記第一の発明において、電気泳動粒子の
第１電極から第２又は第３電極への移動に必要な時間の
経過前に。第１及び第３電源の制御によって第１及び第
２保持電圧を印加することも可能である。

【００１３】上記第一の発明において、さらに、第２基
板の第２表面の反対側に位置する第３表面に互いに平行
に形成された第４及び第５電極と、第３表面に対向する
第４表面を備える第３基板と、第４表面に形成され、第
４及び第５電極と交差する第６電極と、第２及び第３基
板に挟持され、絶縁性液体及び互いに同極性の電荷を備
える複数の電気泳動粒子を含有する分散液とを備え、第
１及び第４電極を第１電源に共通接続し、第２及び第５
電極を第２電源に共通接続し、第３及び第６電極を第３
電源に共通接続してもよい。

【００１４】また、上記事情を鑑みて、本発明の第二
は、第１表面を備える第１基板と、第１表面に並置され
た第１及び第２電極と、第１表面に対向する第２表面を
備える第２基板と、第２表面に形成され第１及び第２電
極と交差する第３電極と、第１及び第２基板間の第１及
び第２電極と第３電極が交差する領域に挟持された、絶
縁性液体及び互いに同極性の電荷を備える複数の電気泳
動粒子を含有する分散液とを備えることを特徴とする電
気泳動表示装置を提供する。

【００１５】上記第一及び第二の発明において、第１及
び第２基板間に挟持され、分散液を包むマイクロカプセ
ルを備えてもよい。

【００１６】また、上記事情を鑑みて、本発明の第三
は、第１表面を備える第１基板と、第１表面に並置され
た第１及び第２電極と、第１表面と対向する第２表面を
備える第２基板と、第２表面に形成され前記第１及び第
２電極と交差する第３電極と、第１及び第２電極と第３
電極が交差する領域において第１及び第２基板に挟持さ
れた、絶縁性液体及び互いに同極性の電荷を備える複数
の電気泳動粒子を含有する分散液を包むマイクロカプセ
ルとを備えることを特徴とする電気泳動表示装置を提供
する。

【００１７】上記第一乃至第三の発明において、第１ま
たは第２表面上に、マイクロカプセルの脇に形成された
突起を備えてもよい。また、第１表面に形成された突起
は、第１及び第２電極を兼ねてもよい。

【００１８】上記第ニ及び第三の発明において、第２基
板の第２表面と反対側に位置する第３表面に、互いに平
行に形成された第４及び第５電極と、第３表面に対向す
る第４表面を備える第３基板と、第４表面に形成され、
第４及び第５電極と交差する第６電極と、第２及び第３
基板間の第４及び第５電極と第６電極が交差する領域に
挟持された、絶縁性液体及び互いに同極性の電荷を備え
る複数の電気泳動粒子を含有する分散液をさらに備えて
もよい。また、第１及び第４電極に、初期電圧、第１保
持電圧、及び初期電圧と第１保持電圧の間の書き換え電
圧を、初期電圧、書き換え電圧、第１保持電圧の順に印
加する第１電源と、第２及び第４電極に初期電圧と書き
換え電圧との間の中間電圧を印加する第２電源と、第３
及び第６電極に、色表示電圧、及び第１保持電圧と同期
して第２保持電圧を印加する第３電源とを備えてもよ
い。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の実施の形態について説明する。

【００２０】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る電気泳動表示装置のセル断面、及
びこのセルの各電極と電源との接続を示す図である。

【００２１】この電気泳動表示装置は、無色透明の絶縁
性液体１と互いに同極性の複数の電気泳動粒子２を含有
する分散液３を備える。この分散液３は、第１の基板
４、これよりも観測面側に位置する透明な第２の基板
５、第１及び第２の基板４，５を支持する第３の基板６
によって形成される空間内に保持されている。

【００２２】第１の基板４の分散液側表面には、分散液
が保持される空間の底の略中央に位置する第１の電極７
と、これに並置して互いに平行に第２の電極８が形成さ
れている。

【００２３】第２の基板５の分散液側表面には、第１及
び第２の電極７，８と交差する透明な第３の電極９が形
成されている。

【００２４】第１乃至第３の電極７，８，９の表面には
誘電体層１０，１１が形成されることで、分散液３と離
間されている。この実施の形態では電気泳動粒子２の対
比色を誘電体層１０が担っている。

【００２５】第１乃至第３の電極７，８，９は電源１２
と接続されており、この電源１２の制御によって所定の
極性、所定の値の電圧が印加される。

【００２６】本実施の形態の電気泳動表示装置は、以上
説明した各構成をアレイ状に備えることで、簡略な構造
で単純マトリクス駆動を実現可能である。

【００２７】図２は、上述の構成を面内に縦横に並べた
電気泳動表示装置を、第２の基板５側から観察した平面
図である。

【００２８】図２に示すように、第３の電極９が紙面左
右方向に伸びており、第１及び第２の電極７，８は紙面
上下方向に伸びている。図２中の太線で四角く囲んだと
ころが１画素に対応し、図１で説明した様に分散液３が
狭持されている。

【００２９】図２では、説明を簡略にするために８×８
画素の電気泳動表示装置を示した。８本の第１の電極７
−１，７−２，…７−７，７−８は、第１の電源１２−
１によって、初期電圧、書き換え電圧、及び第１保持電
圧が印加される。第２の電極８は第２の電源１２−２に
接続されている。また、８本の第３の電極９は第３の電
源１２−３によって書き換え電圧及び保持電圧が印加さ
れる。

【００３０】この実施の形態では、第１乃至第３電極
７，８，９へ印加する電圧の値とタイミングの制御は、
第２の電源１２−２内の制御回路により制御される。

【００３１】次に、本実施の形態に関る電気泳動表示装
置の動作について説明する。

【００３２】書き換え動作は、図２の紙面左から順に第
１の電極７−１列の複数画素、第１の電極７−２列の複
数画素…第１の電極７−８列の複数画素、という順番で
書き換えていく。図３に第１乃至第３の電極７，８，９
への電圧印加タイミングチャートを示す。

【００３３】書き換えの最初の動作として、図３のタイ
ミング（Ｓ）のように、全ての第１の電極７−１、７−
２、…、７−７、７−８に０Ｖ、第３の電極９に１５
Ｖ、第２の電極８に１５Ｖを印加する。すると、正に帯
電した電気泳動粒子２は電位の低い第１の電極７上に集
まる。

【００３４】次に、電源１２−１、１２−２、１２−３
により電圧制御して各画素を書き換える。

【００３５】図３のタイミング（７−１）、（７−
２）、…、（７−７）、（７−８）は、図２の第１の電
極（７−１）、（７−２）、…、（７−７）、（７−
８）の制御を受ける画素列を左から順に書き換えていく
タイミングのうち、第１の電極（７−２）の制御を受け
る左から２本目の画素列を書き換える例を示している。
また、図３に示している第３の電極９への電圧は、図２
中の第３の電極９のうち、書き換えるセルに対応する１
本について示している。

【００３６】夫々の画素列は書き換えの順番が来るまで
は、第１の電極７の電位を０Ｖとして、正帯電した電気
泳動粒子２を第１の電極７側に保持している。そして、
セルの書き換えの順番が来たとき、第１の電極７−２の
電位を２５Ｖにあげる。

【００３７】この時、第３の電極９の電位は、電気泳動
粒子２の色（例えば黒）を表示したいときは０Ｖを、誘
電体層１０の色（例えば白）を表示したいときは３０Ｖ
とする。そして、書き換えが終わった列は第１の電極の
値を５０Ｖに上げる。

【００３８】書き換えが終わった列のセルでは、図３の
様に第１の電極７の電圧が５０Ｖになっているが、第３
の電極９の電圧は他の列の画素への信号のために０Ｖま
たは３０Ｖ間を変動する。このとき、図３のように、第
３の電極９への電圧には各画素列を書き換える時間の中
に１５Ｖとなる時間を設ける。

【００３９】本実施の形態では、第３の電極９に印加す
る電圧を０Ｖまたは３０Ｖとする時間を１０ｍｓｅｃ、
１５Ｖとする時間を１０ｍｓｅｃ設けている。このよう
にすれば、最初の１０ｍｓｅｃの間には、第３の電極９
の電圧値によって電気泳動粒子２が所望の位置とは異な
る方向に少し移動してしまうが、次の１０ｍｓｅｃの間
で再び所望の位置に戻る。このようにして、書き換え後
のセルでは電気泳動粒子２が所望の位置付近で往復運動
をすることになるが、結果的には所望の位置に戻る。

【００４０】そして、全てのセルの書き換えを終えた最
終動作として、第１の電極へ５０Ｖ、第３の電極に１５
Ｖ、第２の電極は１５Ｖの状態を一定時間保つことで、
電気泳動粒子２は所望の位置の電極上へ落ち着く。本実
施の形態では、この保持時間を１００ｍｓｅｃとした。

【００４１】尚、書き換え後に各電極の電圧を０Ｖにし
ても、従来の電気泳動表示装置と同様に、電気泳動粒子
２は書き換え後に移動した電極上に保持され、その画面
情報を維持することが可能である。

【００４２】以上、ここまでの電気泳動粒子２の移動に
ついてまとめると図４（ａ），（ｂ−１），（ｂ−
２），（ｃ−１），（ｃ−２），（ｄ−１），（ｄ−
２）の各断面図に示すようになる。尚、図４の各図中の
矢印は、電気泳動粒子２に加わるクーロン力を示す。ま
ず、電気泳動粒子２は図４（ａ）のように、図３のタイ
ミング（Ｓ）において第１の電極７上に集められる。セ
ルの書き換えのタイミングがくるまで、この電圧設定を
保ち、電気泳動粒子２は第１の電極７上に保持される。

【００４３】書き換えのタイミングが来て、図３のタイ
ミング（７−２）のように第１の電極７が２５Ｖにあが
ると、電気泳動粒子２は第１の電極上から離れ第３の電
極９に与えられる次の電圧値に従い移動する。

【００４４】つまり、第３の電極９に３０Ｖが印加され
ると、図４（ｂ−１）に示すように、電気泳動粒子２は
第２の電極８側へ移動する。また、第３の電極９に０Ｖ
が印加されると、電気泳動粒子２は図４（ｂ―２）のよ
うに第３の電極９側へ移動する。

【００４５】尚、電気泳動粒子２が所望の位置へ移動す
る途中において、第１の電極７に５０Ｖの電位が与えら
れることで電気泳動粒子２の移動速度が加速する。

【００４６】書き換えが終わった画素では第１の電極７
の電圧は５０Ｖに維持されたままであるが、他の画素列
の書き換え動作中は、第３の電極９の電位は３０Ｖ、１
５Ｖ、もしくは０Ｖに変化する。その時、図４（ｃ−
１）及び図４（ｃ−２）のように電気泳動粒子２が多少
移動する。しかし、他の画素列の書き換え後に第３の電
極が１５Ｖになると、電気泳動粒子２は図４（ｄ−１）
及び図４（ｄ−２）のように所望の位置に戻る。

【００４７】このときのセル断面の電位分布は図５のよ
うになる。図５は、第１の電極７が５０Ｖ、第２の電極
８が１５Ｖ、第３の電極９が１５Ｖのときの等電位面を
表している。電気泳動粒子２はセルの両端では第３の電
極９の電位変動によって多少動くが、各画素列の書き換
え時に図５に示す電位分布になるので、図５中の矢印の
向きにしたがって第２の電極８もしくは第３の電極９側
へ戻る。

【００４８】全画素列の書き換え終了後には、各電極
７，８，９に図３のタイミング（Ｅ）に示す電圧を印加
することで、電気泳動粒子２は第３の電極９もしくは第
２の電極８近傍に保持されて書き換え動作が終了する。

【００４９】このようにすれば、全画面の書き換え中
に、電気泳動粒子２は所望の位置と、中間的な位置の間
を往復し、全画面書き換え後所望の位置に落ち着く。全
画面の書き換え中には、電気泳動粒子２は移動している
ので画像は安定しておらず、ぼやけた画像になっている
が、広告表示板や電子ペーパーのような静止画を表示す
ることを目的とする表示装置では問題ない。

【００５０】また、電気泳動粒子２が第２の電極８側に
集められたときに、観察者は誘電体層１０を見るわけだ
が、図１の構造では第２の電極８上の電気泳動粒子２も
見えてしまい、誘電体層１０と電気泳動粒子２の混色を
見ることになる。これを防ぐために、第２の基板５の表
面に、第２の電極８上の電気泳動粒子２を遮蔽する遮蔽
層を設けても構わない。 （変形例）第１の実施の形態では、第１乃至第３の基板
４，５，６で囲まれた領域、つまり分散液が挟持される
断面は図１のように長方形であった。これに対して、図
６のセル断面に示すように第３の基板６に段差を持たせ
た凸形としてもよい。

【００５１】図６では、幅の異なる第３の基板６１，６
２を２枚重ねて、第１及び第２の基板４，５の間に挟ん
でいる。第１の基板４に接している第３の基板６１は幅
が約１０μｍで、第２の基板５に接しているスペーサ基
板６２の幅は約２０μｍである。

【００５２】この様な断面形状にすることで、他の画素
列の書き換え時に電気泳動素子２が第２及び第３の電極
８，９の間を移動しにくくなる。

【００５３】つまり、図７（ａ）のセル断面図に示すよ
うに、他の画素列を書き換えている時は、第３の電極９
近辺の電気泳動粒子は第２の電極８の方へ多少移動する
ことがあるが、第３の基板６２の垂直壁面にあたり、第
２の電極８の方向へ移動が不可能になる。

【００５４】同じく、図７（ｂ）のセル断面図に示すよ
うに、第２の電極８近辺にある電気泳動粒子２は、第３
の電極９の方へ多少移動することがあるが、第３の基板
６２の水平壁面にあたり、第３の電極９の方向へ移動が
不可能になる。

【００５５】この構造によって、単純マトリクス駆動が
より現実的になる。各電極による電圧の印加と電気泳動
粒子２の移動等は第１の実施の形態と同様である。 （実施例１）第１の実施の形態の電気泳動表示装置にお
いて、各部材の選択、形成、及び設定を次の様に行っ
た。

【００５６】第１及び第２の基板４，５として厚み１ｍ
ｍの透明なガラス板を用い、第３の基板６として厚み約
４０μｍのポリイミド製基板を用いた。第１及び第２の
基板４，５間の距離は約４０μｍ、第３の基板６同士の
間隔は約８０μｍに設定した。

【００５７】第３の電極９は第２の基板５の分散液側表
面に透明な酸化インジウムを厚さ約０．１μｍに蒸着し
て作成した。また、第１及び第２の電極７，８は第１の
基板４の分散液側にアルミをスパッタリングし、その後
パターン通りにエッチングすることで作成した。

【００５８】誘電体層１０，１１は第１乃至第３の電極
７，８，９への電気泳動粒子２の不可逆な吸着を防止す
るとともに、誘電体層１０は電気泳動粒子２の対比色を
担うために配置される。誘電体層１０は、硫酸バリウム
微粉末をフッ素樹脂に混入したものをスピンコートによ
り厚さ約０．５μｍで形成した。また、誘電体層１１は
透明フッ素樹脂をディップコートに厚さ約０．５μｍで
形成した。

【００５９】また、分散液は以下の様に準備した。ま
ず、電気泳動粒子２として黒色樹脂トナー（粒径１μ
ｍ）を、また絶縁性液体としてイソプロパノールを用
い、両者を電気泳動粒子２の混合重量率が１０％になる
ように混合し、さらに分散安定性の向上のために微量の
界面活性剤を添加し、分散液を準備した。この場合、電
気泳動粒子２は表面が正に帯電している。 （第２の実施の形態）第１の実施の形態では、画素の底
の中央にこの画素の書き換えまたは保持を制御する第１
の電極７があり、両端に電気泳動粒子を集める第２の電
極８を設けたが、この逆でも構わない。

【００６０】尚、本実施の形態以降の説明では、第１の
実施の形態について説明した構成と同等の構成について
は符号を同じくし、その詳細な説明は第１の実施の形態
を参照することにより、以降、詳細な説明は省略する。

【００６１】図８にセル断面、及び各電極と電源との接
続を示すように、本実施の形態に関る電気泳動表示装置
では、画素の中央下に電気泳動粒子を集める第２の電極
８を設け、両端にこの画素の書き換え及び保持を制御す
る第１の電極７を設けている。この場合、第１の電極７
は図８に示すように隣接画素と共通には出来ず、画素毎
に分割する必要がある。各電源による各電極への電圧の
印加、電気泳動粒子２の移動等は第１の実施の形態と同
様である。 （第３の実施の形態）第１及び第２の実施の形態では、
各画素の底の中央に第１の電極７もしくは第２の電極８
を設け、画素の底の両端に２本の第１または第２の電極
７，８を設けた。本実施の形態では、図９に示すセル断
面のように、各画素に第１の電極７、第２の電極８を一
本ずつ配置した。

【００６２】画素の大きさを第１乃至第３の形態のいず
れかにするかは、解像度、駆動電圧、製造コスト等によ
り決定される。第３の実施の形態のようにすると、解像
度は向上するが、基板に設ける第１の電極７、第２の電
極８の本数は増え、配線形成にはより位置精度が優れた
製造方法を採用する必要がある。各電極への電圧の印加
方法、電気泳動粒子２の移動等は第１の実施の形態と同
じである。 （第４の実施の形態）第１乃至第３の実施の形態では、
分散液３を隔壁で仕切られた領域に分散液を入れること
で所望の大きさに区画していた。この実施の形態では、
分散液を内部に含むマイクロカプセル１３を用いた電気
泳動表示装置について、セル断面及び各電極と電源との
接続を示す図１０を参照しつつ説明する。

【００６３】図１０は、第１の基板４と第２の基板５と
の間に、電気泳動粒子２と絶縁性液体１からなる分散液
３を内包するマイクロカプセル１３を配置したセル断面
を示している。

【００６４】本実施の形態では、１画素を２×２の４個
のマイクロカプセル１３により構成した。これは、表示
装置の解像度とマイクロカプセル１３の粒径から略決定
できる。本実施の形態では、表示装置の解像度は３００
ｄｐｉで、画素は８５μｍピッチとなる。マイクロカプ
セル１３の粒径は４０μｍであり、マイクロカプセル１
３を縦２個、横２個に並べた計４個分が１画素である。

【００６５】マイクロカプセル１３は、周知のコアセル
ベーション法で作成した。まず、電気泳動粒子と絶縁性
液体とを含む分散液１１重量部を、純水１００重量部、
乳化剤２重量部と共にホモジナイザーで乳化する。この
乳化した混合液を、４０℃の５％ゼラチン−アラビアゴ
ム水溶液に滴下し、さらに攪拌しながら１０％酢酸を滴
下し、ｐＨ３．５に調整する。その後、温度を５℃まで
下げ、３７％ホルマリンを滴下し、さらに１０％ＮａＯ
Ｈ水溶液を滴下しｐＨ８．５に調整し、膜を硬化させ
る。その後、純水で洗浄し、１μｍのフィルターでろ過
し、透明高分子被膜で包含された平均粒径４０μｍのマ
イクロカプセル１３を得た。

【００６６】マイクロカプセル化技術としては、先に説
明した方法の他に、界面重合法、insitu重合法、液中硬
化被膜法、有機溶液系からの相分離法、融解分散冷却
法、気中懸濁法、スプレードライング法などが有り、記
録媒体の用途、形態などに応じて適宜選択することが出
来る。

【００６７】また、マイクロカプセル１３の被膜も、ゼ
ラチン−アラビアゴムの他に、メラニン樹脂、エポキシ
樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、フラン樹脂等の縮合
系ポリマー、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、メ
チルメタクリレート−ビニルアクリレート共重合体など
の三次元架橋ビニルポリマーなどの熱硬化性樹脂などを
適宜用いることが出来る。

【００６８】また、上記の熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹
脂から選択される二種以上を用いて、マイクロカプセル
１３を構成する多層の被膜を形成しても良い。この場
合、マイクロカプセル１３の熱安定性を向上させる観点
から、被膜の最外殻には周知の熱硬化性樹脂を用いるこ
とが望ましい。

【００６９】このような構成でも、図３に示した第１乃
至第３の電極７，８，９への電圧印加方法によって、第
１の実施の形態にて説明した様に電気泳動粒子２の移動
を制御することが可能である。

【００７０】また、マイクロカプセル１３の殻の材料に
基板側の誘電体層１０，１１と同じ特性を備える周知の
材料を選択することで、誘電体層１０，１１を省略する
ことが可能である。 （第５の実施の形態）第４の実施の形態において、第１
の基板４と第２の基板５との間の第３の基板６を省略す
ることで、簡易な構造の電気泳動表示装置が実現でき
る。但し、各電極７，８，９とマイクロカプセル１３と
の位置整合性を高めるために、第５の実施の形態では、
第１の基板４上にマイクロカプセル１３の位置を決定す
る突起を形成する。

【００７１】図１１は、第５の実施の形態に関る電気泳
動表示装置のセル断面、及び各電極と電源との接続を示
す断面図である。第１及び第２の電極７，８は、図１１
の紙面垂直方向に長手を有し、その断面形状は略３角形
である。

【００７２】この様な形状の電極は印刷技術もしくはエ
ッチング技術で形成できる。印刷技術では導電性インク
を用い、スクリーン印刷もしくはグラビア印刷技術を用
いて、高さ約１０〜２０μｍ程度の突起が形成可能であ
る。また、エッチング技術では約１５μｍの厚みの銅を
貼った基板をエッチングして形成可能である。この場
合、電極の断面は３角形でなくてもよく、略４角形でも
構わない。

【００７３】この様にして形成した第１の基板上に、純
水中に１０％分散させたマイクロカプセルを塗布した
後、１００℃で乾燥させて水分を除去する。乾燥させる
と、マイクロカプセルの殻の強度により殻同士が融着し
て、図１１に示すように隣接するマイクロカプセル１３
同士の隙間はふさがる。

【００７４】次に、第２の基板５側からマイクロカプセ
ル１３と第１及び第２の電極７，８の位置関係を、第２
の基板５側から観察した平面図を図１２に示す。第１及
び第２の電極７，８の断面は３角形であるが、底面の幅
は場所により異なる。そして、底面の幅が一番狭いとこ
ろにマイクロカプセル１３の１辺の中心が位置整合して
いる。図１２では第１及び第２の電極７，８の底辺の幅
を周期的に変化させた例を示したが、図１２と同様の平
面図を示す図１３にあるように、十字が連なる形状でも
構わない。

【００７５】また、図１４のセル断面図にあるように、
マイクロカプセル１３の位置決めには電極を用いずとも
よい。図１４では、マイクロカプセル１３の位置決め用
に突起１４を用い、第１及び第２の電極７，８は、この
突起とは別に、第１の基板４上に平板状に設けている。

【００７６】さらにまた、突起は図１５のセル断面図に
あるように、第２の基板５の下面に設けても構わない。
この場合、この突起を形成するものは電極との兼用を意
図していないので、導電性材料の必要性はなく絶縁物で
構わない。

【００７７】このような構成でも、図３に示した第１乃
至第３の電極７、８、９への電圧印加によって、第１の
実施の形態で説明した様に、電気泳動粒子２の移動を制
御することが可能である。 （第６の実施の形態）第１乃至第５の実施の形態に関る
電気泳動表示装置では、分散液３として透明無色の絶縁
性液体１と電気泳動粒子２を含む分散液３を用いた。第
６の実施の形態に関する電気泳動表示装置では、染料着
色溶媒と電気泳動粒子を含む分散液を用いる。

【００７８】この実施の形態では、電気泳動粒子２が第
１の基板４側に位置する図１６（ａ）の状態では、第２
の基板５側からの観察に対し、該セルは染料着色溶媒の
色を表示する。また、電気泳動粒子２が第２の基板５側
に位置する図１６（ｂ）の状態では、該セルは電気泳動
粒子２の色を表示することになる。尚、図１６（ａ）で
は、染料濃度を適正な量にすることによって、第２の電
極上に集まった電気泳動粒子２の色を隠蔽できる。

【００７９】このような構成でも、図３に示した第１乃
至第３の電極７，８，９への電圧印加によって、第１の
実施の形態で説明した様に、電気泳動粒子２の移動を制
御することが可能である。 （第７の実施の形態）次に、第７の実施の形態に関る多
色表示の電気泳動表示装置について説明する。

【００８０】本発明の電気泳動表示装置でも、従来知ら
れている手法により多色表示を実現することが可能であ
る。すなわち、カラーフィルターを観察側透明基板上に
設ける手法、誘電層１０を画素毎に多色に塗り分ける手
法、泳動粒子を画素毎に異なる色にする手法、画素毎に
異なる染料を溶かした絶縁性液体を用いる手法等により
多色表示を実現できる。

【００８１】しかし、上記のいずれの方法も白色、また
は黒色を複数画素を用いた混色によって表示することに
なり、解像度が低下し、特にテキスト表示の際に画質劣
化が著しい。また、混色により白表示、黒表示を行う為
に白色度、黒色度の低下が見られる。

【００８２】本実施の形態の電気泳動表示装置では、各
セルを複数層で構成することで１画素毎に白、黒、そし
て更に異なる色の３色以上を表示可能となる。この第７
の実施の形態に関る表示装置を図１７の部分断面図、及
び図１８（ａ），（ｂ），（ｃ）のセル断面図を用いて
説明する。

【００８３】図１７は第１乃至第６の実施の形態で用い
た構造の表示セルを紙面上下方向に２層重ねた構造を示
している。上層のセルには、無色透明の絶縁性液体１の
中に白い電気泳動粒子２１が分散されている。また下層
のセルには、無色透明の絶縁性液体１の中に画素毎に異
なる色の電気泳動粒子２２、２３、２４が分散されてい
る。ここで、具体的には、電気泳動粒子２２，２３，２
４にそれぞれレッド、ブルー、グリーンの電気泳動粒子
を用い、面内に３画素周期で規則的に並べている。

【００８４】ここで、図１８（ａ）の様に、白い電気泳
動粒子２１を観測者側の透明基板５に沿って集めると、
セルは白色を表示する。この時、下層セル内の電気泳動
粒子２２は任意の場所に存在してよい。

【００８５】そして、図１８（ｂ）の様に、白い電気泳
動粒子２１を第２の電極７１上に集め、かつ下層のセル
の電気泳動粒子２２を第３の電極８１に沿って集める。
このとき上層のセルの誘電層９１を無色透明な材料で形
成すると、このセルは電気泳動粒子２２の色を表示す
る。

【００８６】最後に、図１８（ｃ）のように、上層の白
色の電気泳動粒子２１、下層の電気泳動粒子２２をそれ
ぞれ第２の電極７１，７２上に集めることにより、セル
は誘電層９２の色を表示する。この誘電層９２を黒色に
しておくことにより、この画素は、白、黒、そして白、
黒と異なる色の３色を表示できることになる。このよう
にすることにより、白表示、黒表示の解像度を高めるこ
とができ、テキスト表示の際の画質低下を防ぐことがで
きる。

【００８７】以上、本発明の電気泳動表示装置について
各実施の形態を用いて説明したが、本発明は、これらの
実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内に
おいて適宜変更可能である。

【００８８】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明の電気泳動表
示装置では、単純マトリクス駆動で表示色を変化させる
ことが出来るので、低コストな表示装置を提供すること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態に関る電気泳動表
示装置のセルを示す断面図と、各電極と電源との接続を
示す図。

【図２】 第１の実施の形態に関る電気泳動表示装置の
第１乃至第３の電極の配線と第１乃至第３の電源との接
続を示す平面図。

【図３】 第１の実施の形態に関る電圧印加シーケンス
を示す図。

【図４】 第１の実施の形態により電圧印加に伴う電気
泳動粒子に加わるクーロン力とこれに伴う粒子の移動に
ついて説明するセル断面図。

【図５】 第１の実施の形態に関るセル内の電位分布を
示す断面図。

【図６】 第１の実施の形態に関る電気泳動表示装置の
変形例を説明するセル断面と各電極及び電源の接続を示
す図。

【図７】 変形例に関る利点を説明するセル断面図。

【図８】 本発明の第２の実施の形態に関る電気泳動表
示装置を示すセル断面と各電極及び電源の接続を示す
図。

【図９】 本発明の第３の実施の形態に関る電気泳動表
示装置を示す部分断面と各電極及び各電源の接続を示す
図。

【図１０】 本発明の第４の実施の形態に関るマイクロ
カプセルを用いた電気泳動表示装置のセル断面と、各電
極及び電源の接続を示す図。

【図１１】 本発明の第５の実施の形態に関るマイクロ
カプセルの位置を規定する突起物を用いた電気泳動表示
装置の部分断面と各電極及び電源の接続を示す図。

【図１２】 第５の実施の形態に関る電気泳動表示装置
の突起物のパターンを示す平面図。

【図１３】 第５の実施の形態に関る電気泳動表示装置
の突起物の他のパターンを示す平面図。

【図１４】 第５の実施の形態に関る電気泳動表示装置
の突起物の他の例を示す部分断面と各電極及び電源の接
続を示す図。

【図１５】 第５の実施の形態に関る電気泳動表示装置
の突起物のさらに他の例を部分断面と各電極及び電源の
接続を示す図。

【図１６】 本発明の第６の実施の形態に関る電気泳動
表示装置のセル断面図。

【図１７】 本発明の第７の実施の形態に関る電気泳動
表示装置の部分断面図。

【図１８】 第７の実施の形態に関る電気泳動表示装置
のセル断面図。

【符号の説明】

１…絶縁性液体、 ２…電気泳動粒子、 ３…分散液、 ４…第１の基板、 ５…第２の基板、 ６…第３の基板、 ７…第１の電極、 ８…第２の電極、 ９…第３の電極、 １０、１１…誘電体層 １２…電源

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１表面を備える第１基板と、 前記第１表面近傍に互いに平行に形成された第１及び第
   ２電極と、 前記第１表面と対向する第２表面を備える第２基板と、 前記第２表面近傍に形成され、第１及び第２電極と交差
   する第３電極と、 前記第１及び第２電極と前記第３電極が交差する領域に
   おいて前記第１及び第２基板に挟持された、絶縁性液体
   及び互いに同極性の電荷を備える複数の電気泳動粒子を
   含有する分散液と、 前記第１電極に、初期電圧、第１保持電圧、及び前記初
   期電圧と前記第１保持電圧の間の書き換え電圧を、前記
   初期電圧、前記書き換え電圧、前記第１保持電圧の順に
   印加する第１電源と、 前記第２電極に前記初期電圧と前記書き換え電圧との間
   の中間電圧を印加する第２電源と、 前記第３電極に、前記中間電圧と異なる色表示電圧、及
   び第１保持電圧と同期して前記初期電圧と前記書き換え
   電圧との間の第２保持電圧を印加する第３電源とを備え
   ることを特徴とする電気泳動表示装置。
2. 【請求項２】 前記第１及び第３電源は、前記電気泳動
   粒子の第１電極近傍から第２または第３電極近傍への移
   動に必要な時間の経過前に前記第１及び第２保持電圧を
   印加することを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示
   装置。
3. 【請求項３】 前記第２基板の前記第２表面の反対側に
   位置する第３表面に、互いに平行に形成された第４及び
   第５電極と、 前記第３表面に対向する第４表面を備える第３基板と、 前記第４表面に形成され、前記第４及び第５電極と交差
   する第６電極と、 前記第２及び第３基板に挟持され、絶縁性液体及び互い
   に同極性の電荷を備える複数の電気泳動粒子を含有する
   分散液とを備え、 前記第１及び第４電極は前記第１電源に共通接続され、
   前記第２及び第５電極は前記第２電源に共通接続され、
   前記第３及び第６電極は前記第３電源に共通接続される
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電気泳動表
   示装置。
4. 【請求項４】 第１表面を備える第１基板と、 前記第１表面に並置された第１及び第２電極と、 前記第１表面に対向する第２表面を備える第２基板と、 前記第２表面に形成され、前記第１及び第２電極に交差
   する第３電極と、 前記第１及び第２基板間の前記第１及び第２電極と前記
   第３電極が交差する領域に挟持された、絶縁性液体及び
   互いに同極性の電荷を備える複数の電気泳動粒子を含有
   する分散液とを備えることを特徴とする電気泳動表示装
   置。
5. 【請求項５】 前記第１及び第２基板間に挟持され、前
   記分散液を包むマイクロカプセルを備えることを特徴と
   する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気泳動表
   示装置。
6. 【請求項６】 第１表面を備える第１基板と、 前記第１表面に形成された互いに平行な第１及び第２電
   極と、 前記第１表面と対向する第２表面を備える第２基板と、 前記第２表面に形成され、前記第１及び第２電極と交差
   する第３電極と、 前記第１及び第２電極と前記第３電極が交差する領域に
   おいて前記第１及び第２基板に挟持された、絶縁性液体
   及び互いに同極性の電荷を備える複数の電気泳動粒子を
   含有する分散液を包むマイクロカプセルとを備えること
   を特徴とする電気泳動表示装置。
7. 【請求項７】 前記第１表面または第２表面上に前記マ
   イクロカプセル脇に形成された突起を備えることを特徴
   とする請求項５または６に記載の電気泳動表示装置。
8. 【請求項８】 前記第１表面上に形成された突起は、前
   記第１及び第２電極を兼ねることを特徴とする請求項７
   記載の電気泳動表示装置。
9. 【請求項９】 前記第２基板の前記第２表面と反対側に
   位置する第３表面に互いに平行に形成された第４及び第
   ５電極と、 前記第３表面に対向する第４表面を備える第３基板と、 前記第４表面に形成され、前記第４及び第５電極と交差
   する第６電極と、 前記第２及び第３基板間の前記第４及び第５電極と前記
   第６電極が交差する領域に挟持された、絶縁性液体及び
   互いに同極性の電荷を備える複数の電気泳動粒子を含有
   する分散液とを備えることを特徴とする請求項４乃至８
   のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
10. 【請求項１０】 前記第１及び第４電極に、初期電圧、
    第１保持電圧、及び前記初期電圧と前記第１保持電圧の
    間の書き換え電圧を、前記初期電圧、前記書き換え電
    圧、前記第１保持電圧の順に印加する第１電源と、 前記第２及び第４電極に前記初期電圧と前記書き換え電
    圧との間の中間電圧を印加する第２電源と、 前記第３及び第６電極に、前記中間電圧と異なる色表示
    電圧、及び第１保持電圧と同期して前記初期電圧と前記
    書き換え電圧との間の第２保持電圧を印加する第３電源
    とを備えることを特徴とする請求項９記載の電気泳動表
    示装置。