JP2003121886A

JP2003121886A - 電気泳動表示装置

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Publication number: JP2003121886A
Application number: JP2001316760A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Nakao; 英之中尾; Teruo Murakami; 照夫村上; Sadao Kajiura; 貞夫梶浦
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-10-15
Filing date: 2001-10-15
Publication date: 2003-04-23
Anticipated expiration: 2021-10-15
Also published as: JP3868788B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡易なセル構造で単純マトリクス駆動が可能
電気泳動表示媒体の提供。【解決手段】絶縁性の液体中に電気泳動性の粒子を分
散させた分散液を保持する複数のセル(Ａ11、Ａ12、Ａ2
1など)を、行方向及び列方向をもって２次元的に配列し
た表示体と、前記セルのうち前記行方向に１列に並ぶ複
数の前記セルを第１のセル列とした時、前記表示体の一
方の面上であって、隣り合う前記第１のセル列によって
形成される複数の境界部分に交互に配列された複数の第
１電極(7-1〜7-4)および複数の第２電極(8-1〜8-5)と、
前記セルのうち前記列方向に１列に並ぶ複数の前記セル
を第２のセル列とした時、前記表示媒体の他方の面上で
あって、各前記第２のセル列上に配列された複数の第３
電極（9-1〜9-8）と、前記第１電極（7-1〜7-4）、前記
第２電極（8-1〜8-5）および前記第３電極（9-1〜9-8）
に供給する電圧を個別に制御する電圧制御部(12-4)とを
具備する電気泳動表示装置。

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電気泳動
表示装置が知られている。この電気泳動表示装置は、電
荷を有する電気泳動性の粒子と絶縁性液体からなる分散
液と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界を印加することによっ
て、電気泳動性の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。

【０００３】電気泳動性の粒子の対比色は、色素を溶解
させた前述の絶縁性液体が担っている。より詳細には、
電気泳動性の粒子が観測者に近い第１電極の表面に付着
する場合は、電気泳動性の粒子の色が観測され、一方、
電気泳動性の粒子が観測者から遠い第２電極の表面に付
着する場合は、電気泳動性の粒子の色は絶縁性気体に隠
蔽されると共に絶縁性液体の色が観測されるというもの
である。

【０００４】電気泳動表示装置は例えば、Ｐｒｏｃ．Ｓ
ＩＤ、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、低消費電力という利点
を備えているものの、各画素に個々に電極を形成してお
り、画素毎に電圧制御を行う必要がある。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
なければならない。その結果、画素数が多い用途では配
線数も多くなり、実現が困難であった。

【０００５】このような問題に対し、単純マトリックス
駆動が可能な電気泳動表示装置が、特開２００１−２０
１７７０号公報に開示されている。この電気泳動表示装
置は、３種類の電極を有する第１基板と、１種類の電極
を有する第２基板との間に電気泳動性の粒子を分散させ
た絶縁性液体を保持した構造をしている。

【０００６】しかしながら、第１基板に形成される電極
が３種類と多く、さらにこれらの電極は複雑な形状を必
要とし、また基板表面に段差を設けるなど各画素を構成
するセルの形状に加工を施したりしている。

【０００７】そのため、画素密度をより向上させるため
に、あるいは電気泳動表示装置の製造性を高めるため
に、装置構造をより簡略化することが求められている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、単純マトリ
ックス駆動が可能であり、且つ、単純な装置構造の電気
泳動表示装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の電気泳動表示装
置は、絶縁性の液体中に電気泳動性の粒子を分散させた
分散液を保持する複数のセルを２次元に配列した表示体
と、前記表示体を挟持するための１対の基板と、前記基
板の一方に設けられ、前記２次元に配列した複数のセル
のうち行方向に隣合う２ｎ＋１番目と２ｎ＋２番目のセ
ルの双方に電位を供給できるように、かつ列方向に伸び
た短冊状の複数の第１電極と（ｎは０以上の整数）、前
記第１電極と同じ基板に設けられ、前記２次元に配列し
た複数のセルのうち行方向に隣合う前記２ｎ＋２番目と
２ｎ＋３番目のセルの双方に電位を供給できるように、
かつ列方向に伸びて、前記第１電極とは交互に配列され
た短冊状の複数の第２電極と、前記基板の他方に設けら
れ、前記２次元に配列してなる複数のセルのうち行方向
に並ぶセル群に共通電位を供給できるように、行方向に
伸びた複数の第３電極と、前記第１電極、前記第２電極
および前記第３電極に供給する電圧をそれぞれ制御する
電圧制御部とを具備することを特徴とする。

【００１０】前記電圧制御部は、前記各セルへの、初期
化電界を形成する時間帯、書換え電界を形成する時間
帯、および保持状態を形成する時間帯に対応して、前記
第１電極、前記第２電極、および前記第３電極に印加す
る電圧をそれぞれ制御して単純マトリクス駆動を行う。

【００１１】前記セルは、高分子被膜中に前記分散液を
保持するマイクロカプセルとすることができる。

【００１２】前記第１の主面側に前記マイクロカプセル
を保持する基板をさらに有し、前記第１電極および前記
第２電極の表面は、前記基板の一方の面よりも前記マイ
クロカプセル側に突出させることが好ましい。

【００１３】

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

【００１４】第１の実施形態図１は、本実施形態の電気
泳動表示装置の観察面側から観た平面図である。

【００１５】表示体は、各画素に対応する複数のセルを
二次元的に配列した構造をしており、図では点線で表す
８セル×８セルの表示体を示してある。ここでは、セル
Ａ１１〜セルＡ８１の配列方向を行方向、セルＡ１１〜
セルＡ１８の配列方向を行方向とし、行方向あるいは列
方向に１列に並ぶ複数のセルをセル列と呼ぶ。

【００１６】表示体の一方の面上（図では下面）に、複
数の第１電極層７および複数の第２電極層８が形成され
た基板が配置されている。この第１電極７および第２電
極８はそれぞれ列方向に延びる短冊状の電極である。第
１電極７と第２電極８は交互に配列されており、図では
左側から順に第２電極８−１、第１電極７−１、第２電
極８−２、第１電極７−２、…、第１電極７−４、第２
電極８−５の順に並んでいる。

【００１７】第１電極７は、行方向に隣り合う２つのセ
ル列の境界部分に沿って配置されており、例えば第１電
極７−１は、セルＡ１１を含む列方向に並ぶセル列とセ
ルＡ２１を含む列方向に並ぶセル列との境界線上に配置
されている。したがって、第１の電極７に所定の電位を
印加すると、この２つのセル列内部に電位が供給される
ため、２つのセル列内部に形成される電界に影響を与え
る。第２電極８についても第１電極７と同様に行方向に
並ぶ２つのセル列の境界部分に沿って配置されるため、
第２電極８に所定の電位を印加すると、この２つのセル
列内部に電位が供給されるため、２つのセル列内部に形
成される電界に影響を与える。

【００１８】表示体の他方の面（図では上面）には透光
性の導電性材料製の第３電極が形成されている。この第
３電極は行方向に延びる短冊状の電極であり、行方向に
並ぶ８列の各セル列の上に形成されている。

【００１９】この電気泳動表示装置では、第１電極７、
第２電極８および第３電極９に電圧を印加することによ
って形成される電界に応じて、セル内部の電気泳動性の
粒子を第１電極７、第２電極８あるいは第３電極９の近
傍に電気泳動させる。例えば第３電極９の近傍に電気泳
動性の粒子を電気泳動させた場合にはセルには電気泳動
性の粒子の色が視認されるため、第３電極９の幅はセル
と略同じ程度に広く形成してある。また、電気泳動性の
粒子を第１電極７あるいは第２電極８の近傍に電気泳動
させた際には電気泳動性の粒子の色が視認される面積が
小さくなるように、第１電極７および第２電極８の幅は
狭く形成してある。

【００２０】このように、本実施形態の電気泳動表示装
置は、表示体の一方の面に列方向に延びる複数の電極を
有し、他方の面に行方向に延びる複数の電極を有する単
純マトリックス構造をしており、Ｌ×Ｍ画素の表示体に
対して必須とする電極数が、表示体の一方の面に形成さ
れたＬ＋１本の電極（第１電極および第２電極）と、他
方の面に形成された電極（第３電極）と直交する方向に
延びるＭ本の電極と少なく、また短冊状の単純な形状の
電極を使用できるため、画素密度を高めることができ
る。

【００２１】各電極に印加する電圧値は、第１の電源１
２−１、第２の電源１２−２、第３の電源１２−３およ
びＣＰＵ１２−４からなる電圧制御部によって制御され
る。

【００２２】例えば、４本の第１電極７は図面上部に設
けられた第１の電源１２−１に接続されており、この第
１の電極はＣＰＵ１２−４に接続されている。第１の電
極７は各第１電極７に固有の電圧を印加することがで
き、各第１電極７に印加する電圧値はＣＰＵ１２−４か
ら送られる制御信号に従って制御する。

【００２３】同様に、５本の第２電極８は図面下部に設
けられた第２の電源１２−２に、８本の第３電極９は第
３の電源１２−３にそれぞれ接続されており、ＣＰＵ１
２−４から送られる制御信号に従って電源１２−２ある
いは電源１２−３から固有の電圧が各第２電極および各
第３電極９に印加される。このようにして、各セル内部
に所望の電界を形成して各セルの表示色を制御する。な
お、各電圧値の制御については後述する。

【００２４】図２は、第１の実施形態の電気泳動表示装
置を行方向に沿って切断した時の部分断面図であり、紙
面に対して左右方向が行方向、紙面に対して垂直方向が
列方向である。

【００２５】下部分散液保持層１０と上部分散液保持層
１１との間に分散液３が保持されており、下部分散液保
持層１０と上部分散液保持層１１との間には列方向に延
びる複数の列隔壁６と行方向に延びる行隔壁（図示せ
ず）とを配置して、分散液保持層に挟まれた分散液３を
行方向および列方向に分離している。すなわち、隣接す
る２つの列隔壁６、隣接する２つの行隔壁および一対の
分散液保持層によって形成されるセルが２次元に配列し
た表示体が示されている。

【００２６】また、この表示体は、第１電極７および第
２電極８が形成された下部基板４と、第３電極が形成さ
れた上部基板５との間に支持されている。

【００２７】分散液３は、無色透明の絶縁性液体１中に
電気泳動性の粒子２を分散させたものであり、電気泳動
性の粒子２は、正あるいは負の電荷をもった着色粒子
（例えば黒色）である。電気泳動性の粒子２は、第１電
極７、第２電極８および第３電極９によって絶縁性液体
１中に形成される電界に従って、絶縁性液体１中を電気
泳動する。

【００２８】上部分散液保持層１１および下部分散液保
持層１０は誘電体で形成されている。また、この表示体
は上部分散液保持層１１側を観測面としており、下部分
散液保持層１０は電気泳動性粒子の色の対比色（例えば
白色）が着色されたものを使用し、観測面側に配置され
る上部分散液保持層１１は光透過性の材料が使用され
る。また、観測面側に配置される上部基板５および第３
電極９についても光透過性の材料が使用される。

【００２９】次に、上述した単純マトリックス構造の電
気泳動表示装置を用いて、画素毎の表示色を制御する方
法、すなわち単純マトリックス駆動方法について具体的
に説明する。なお、本実施形態においては、１セルが１
画素に対応しているため、「セル」を「画素」と呼んで
説明する。

【００３０】ここでは各セルが約４０μｍ×４０μｍ×
４０μｍの立方体形状であり、電気泳動性の粒子が正に
帯電している場合について説明する。

【００３１】表示の書換えが行われる画素は、保持状態
にあり、この保持状態から初期化状態、表示状態を経て
書き換えられた保持状態を維持する。

【００３２】ここでは、第１電極の電圧が６０Ｖ、第２
電極の電位が１５Ｖの状態が保持状態とする。

【００３３】図３は、１行目の画素の書換えを行う場合
の、各第１電極７、各第２電極８および第３電極９−１
に印加する電圧を示す図であり、横軸に時間ｔ、縦軸に
電圧Ｖを示し、時間と共に各電極に印加する電圧を表し
ている。１列の画素列の書き換えは、初期化電界を形成
する工程、書換え電界を形成する工程、保持状態を形成
する工程の３つの工程を行う時間帯を有しており、時間
帯（１）、（２）、…、（８）それぞれの時間帯でこの
３つの工程を行っている。

【００３４】また、図中（Ｓ）は表示装置に前画像が表
示された時間帯、（１）、（２）、…、（８）は１列
目、２列目、…、８列目の画素の書換えを行う時間帯、
（Ｅ）は書換えが終了した後の時間帯を示している。

【００３５】書換えを行う前の（Ｓ）の時間帯では、各
第１電極７は６０Ｖ、各第２電極は１５Ｖ、第３電極は
１５Ｖが印加されており、（１）の時間帯においては、
まず、第１電極７−１の電圧のみ０Ｖに変化させて１行
１列の画素内に初期化電界を形成し、次いで第１電極に
印加する電圧を３０Ｖに、第３電極に印加する電圧を０
Ｖ（あるいは３０Ｖ）に変化させて１行１列の画素内に
書換え電界を形成し、その後、第１電極に印加する電圧
を６０Ｖに変化させて１行１列の画素を保持状態として
いる。なお、図３においては、保持状態の時の第３電極
には１５Ｖを印加して画素内に形成される電界を（Ｓ）
の時間帯の電界と同じ状態に戻している。

【００３６】（１）の時間帯が経過した後（２）の時間
帯において、第２電極８−２に印加する電圧のみ０Ｖに
変化させて１行２列の画素内に初期化電界を形成し、次
いで第２電極８−２に印加する電圧を３０Ｖに、第３電
極に印加する電圧を３０Ｖ（あるいは０Ｖ）に変化させ
て１行２列の画素内に書換え電界を形成し、その後、第
２電極に印加する電圧を１５Ｖに変化させて１行２列の
画素を保持状態としている。また、（１）の時間帯と同
様に、保持状態においては第３電極には１５Ｖを印加し
て１行２列の画素内に形成される電界を（Ｓ）の時間帯
と同じ状態にしている。

【００３７】（２ｎ＋１）の時間帯、すなわち奇数画素
列にある画素の書き換えにおいては、第１電極７−（n+
1）の電圧のみ０Ｖに変化させて１行２ｎ＋１列の画素
内に初期化電界を形成し、次いで第１電極７−（n+1）
に印加する電圧を３０Ｖに、第３電極に印加する電圧を
０Ｖ（あるいは３０Ｖ）に変化させて１行２ｎ＋１列の
画素内に書換え電界を形成し、その後、第１電極７−
（n+1）に印加する電圧を６０Ｖに変化させて１行２ｎ
＋１列の画素を保持状態としている（ｎは０以上の整
数）。また、保持状態の時の第３電極には１５Ｖを印加
して画素内に形成される電界を（Ｓ）の時間帯の電界と
同じ状態に戻している。

【００３８】（２ｎ＋２）の時間帯、すなわち偶数画素
列にある画素の書き換えにおいては、第２電極８−(n+
2)の時間帯において、第２電極８−２に印加する電圧の
み０Ｖに変化させて１行２列の画素内に初期化電界を形
成し、次いで第２電極８−(n+2)に印加する電圧を３０
Ｖに、第３電極に印加する電圧を３０Ｖ（あるいは０
Ｖ）に変化させて１行２ｎ＋２列の画素内に書換え電界
を形成し、その後、第２電極８−(n+2)に印加する電圧
を１５Ｖに変化させて１行２ｎ＋２列の画素内を保持状
態としている。また、（１）の時間帯と同様に、保持状
態においては第３電極には１５Ｖを印加して１行２ｎ＋
２列の画素内に形成される電界を（Ｓ）の時間帯と同じ
状態にしている。

【００３９】図３から分かる通り、２ｎ＋１列目の画素
の書換えの時間帯（２ｎ＋１）を経過した後、第１電極
７−(n+1)に印加する電圧は６０Ｖに保持し、第２電極
８−(n+1)に印加する電圧は１５Ｖに保持しており、こ
の状態にすることで、２ｎ＋１列目の画素内を保持状態
に保っている。同様に、２ｎ＋２列の画素の書換えの時
間帯（２ｎ＋２）を経過した後、第１電極７−(n+1)に
印加する電圧は６０Ｖに保持し、第２電極８−(n+2)に
印加する電圧は１５Ｖに保持しており、この状態にする
ことで、２ｎ＋１列目の画素内を保持状態に保ってい
る。

【００４０】次に、このように初期化電界が形成された
状態、書換え電界が形成された状態、および保持状態に
おける、画素内での電気泳動性の粒子の挙動について説
明する。

【００４１】画像の書換えは、上述したように奇数画素
列と、偶数画素列とで制御方法が異なり、ここでは、奇
数画素列にある画素の書き換えの一例として１列目の画
素の書換えを行ない、次に、偶数画素列にある画素の書
き換えの一例として、前述の１列目の画素に隣接する２
列目の画素の書換えを行う場合を具体的に説明する。

【００４２】図４及び図５は、書換えを行う画素内での
電気泳動性の粒子の挙動を示すものである。図４は１列
目にある画素を示し、図４−０に示すように画素下面右
に第１電極７、画素下面左に第２電極８、画素上面に第
３電極９が隣接して配置されている。また、図５は２列
目にある画素を示し、図５−０に示すように画素下面右
に第２電極８、画素下面左に第１電極７、画素内の上面
に第３電極９が配置されている。なお、図中、電気泳動
した結果電気泳動性の粒子が集まる位置を斜線に示す。

【００４３】図４中、図（４ａ１）〜図（４ａ４）は、
１行１列の画素における電気泳動性の粒子の挙動を示
し、図（４ｂ１）〜図（４ｂ４）は、２行１列の画素に
おける電気泳動性の粒子の挙動を示す。また、図（５ａ
１）〜図（５ａ４）は、１行２列の画素における電気泳
動性の粒子の挙動を示し、図（５ｂ１）〜図（５ｂ４）
は、２行２列の画素における電気泳動性の粒子の挙動を
示す。また、画素の上側、左下側、右下側には、各電極
に供給する電圧を記す。

【００４４】なお、図中、電気泳動した結果電気泳動性
の粒子が集まる位置を斜線に示す。

【００４５】（書換え前の保持状態）：図４ａ１、図４
ｂ１、及び図５ａ１、図５ｂ１に示すように、全ての第
１電極、全ての第２電極には、第１電極；６０Ｖ第２電極；１５Ｖの保持電圧が供給されている。

【００４６】また、全ての第３電極は、０〜３０Ｖの間
の電圧が供給されており、例えば図４ａ及び図５ａにお
いては、第３電極；１５Ｖが供給されている。

【００４７】（初期化状態／１列目の画素列）：１列目
の画素に隣接する第１電極７−１および第２電極８−１
には、第１電極；０Ｖ第２電極；１５Ｖの初期化電圧が供給される。

【００４８】また、全ての第３電極９には第３電極；１５Ｖの初期化電圧が供給される。

【００４９】この時画素内部に形成される初期化電界に
よって、１列面の画素に存在する電気泳動性の粒子は電
気泳動して、それぞれ画素の下面右側（第１電極７−１
の近傍）に集まる（図４ａ２及び図４ｂ２参照）。

【００５０】（書換え状態／１列目の画素列）：引続
き、１列目の画素に対応する第１電極７−１および第２
電極８−１には、第１電極；３０Ｖ第２電極；１５Ｖの書換え電圧が供給される。

【００５１】また、例えば１行１列の画素に黒（電気泳
動性の粒子の色）を表示したい時には、１行目の第３電
極９−１には、第３電極；０Ｖ（黒）の信号電圧が供給さる。この時画素内部に形成される書
換え電界によって、画素の下面右側に存在していた電気
泳動性の粒子は、電気泳動して画素の上面（第３電極近
傍）に集まる（図４ａ３）。その結果、第３電極９側か
ら表示装置を観察した場合にこの画素は黒として視認さ
れる。

【００５２】また、例えば２行１列の画素に白（下部分
散液保持層の色）を表示したい時には、２行目の第３電
極９−２には、第３電極；３０Ｖ(白) の信号電圧を供給し、この時画素内部に形成される書換
え電界によって、画素の右面下側上に存在していた電気
泳動性の粒子を電気泳動させて画素の下面左側に集める
（図４ｂ３）。その結果、第３電極９側から表示装置を
観察した場合にこの画素は白として視認される。

【００５３】このように、書換え電界形成時に８本の第
３電極９−１、９−２、…、９−８に、それぞれ同時に
０Ｖあるいは３０Ｖのいずれかの信号電圧を供給するこ
とで、１列目の全ての画素を、それぞれ白あるいは黒の
任意の色に同時に書換えを行うことが可能になる。

【００５４】（保持状態／１列目の画素列）書換えが行
われた後、１列目の画素に対応する第１電極７−１およ
び第２電極８−１には、第１電極；６０Ｖ第２電極；１５Ｖの電圧を供給して保持状態にする。

【００５５】この第１電極７−１および第２電極８−１
に供給する電圧は、次に１列目の画素の書換えを行うま
での間は維持される。

【００５６】このように、第１電極７−１が６０Ｖ、第
２電極８−１が１５Ｖに維持されていると、第３電極に
供給される電圧が０〜３０Ｖの間で変動しても、画素内
部に形成される保持電界の向きは、画素の左下面および
画素の上面では変化しないため、画素の左面下側あるい
は画素の上面に存在する電気泳動性の粒子は、書換え状
態の位置に保持される（図４ａ４、図４ｂ４参照）。

【００５７】次に、２列目の画素列の書換えを行う。こ
こで、２列目の画素に隣接する第１電極７−１は、２列
目の画素に隣接する第１電極７−１と兼用されているた
め、６０Ｖの保持電圧を維持しなければならない点が特
徴的である。

【００５８】（初期化状態／２列目の画素列）引続き２
列目にある画素の初期化を行う。

【００５９】まず、１列目の画素を保持状態にした直後
において、２列目の画素に隣接する第１電極７−１は６
０Ｖ、第２電極８−２は１５Ｖに保持されている。ま
た、電気泳動性の粒子は、図５ａ１および図５ｂ１に示
すように画素の上面側に存在するか、あるいは下面右側
に存在する。

【００６０】この状態から、２列目の画素の第１電極７
−１及び第２電極８−２に、第１電極；６０Ｖ第２電極；０Ｖの電圧を供給する。

【００６１】また、全ての第３電極には、第３電極；１５Ｖの電圧を供給する。

【００６２】その結果画素内部に初期化電界が形成され
て、電気泳動性の粒子が画素下面右側に存在していた場
合はその状態が維持され、電気泳動性の粒子が画素の上
面に存在していた場合は画素の下面右側に電気泳動する
（図５ａ２、図５ｂ２参照）。

【００６３】（書換え状態：２列目の画素列）引続き、
２列目の画素の第１電極７−１および第２電極８−２に
は、第１電極；６０Ｖ第２電極；３０Ｖの書換え電圧が供給される。

【００６４】ここで、例えば１行２列の画素に黒を表示
したい時には、１行目の第３電極９−１に、第３電極；０Ｖの信号電圧を供給してこの画素の内部に書換え電界を形
成する。この画素の下面右側に存在していた電気泳動性
の粒子は、電気泳動して画素の上面に集まる（図５ａ
３）。その結果、第３電極９側から表示装置を観察した
場合にこの画素は黒として視認される。

【００６５】また、例えば２行２列の画素に白（下部分
散液保持層の色）を表示したい時には、２行目の第３電
極９−２に、第３電極；３０Ｖ(白) の信号電圧を供給して画素内部に書換え電界を形成し、
画素の右面下側上に存在していた電気泳動性の粒子は電
気泳動して画素の右下側に集める（図５ｂ３）。その結
果、第３電極９側から表示装置を観察した場合にこの画
素は白として視認される。

【００６６】（保持状態／２列目の画素列）前述したよ
うに、白あるいは黒が表示された画素に対して、第２電
極８−２には１５Ｖを、第１電極７−１には６０Ｖを供
給しつづけることで、第３電極に印加する電圧が０〜３
０Ｖの間で変動したとしても、この画素の上面および右
下面での電界の方向は変化しないために電気泳動性の粒
子は電気泳動できず、書換え状態での位置に留まる（図
５ａ４、図５ｂ４）。

【００６７】ここで、保持状態、すなわち第１電極が６
０Ｖ、第２電極が１５Ｖに保持された状態で第３電極に
０以上、３０Ｖ以下の信号電圧が印加された場合に、画
像が保持される理由について説明する。

【００６８】図６及び図７は、保持状態における画素中
の電位分布図である。

【００６９】図６は第１電極（セルの左下）が１５Ｖ、
第２電極（セルの右下）が６０Ｖ、第３電極（セルの上
辺）が０Ｖの場合の電位分布図であり、図中斜線で囲ま
れた領域５１は電位１５Ｖを超える領域である。したが
って、１５Ｖが印加される第１電極近傍に存在する電気
泳動性の粒子が、領域５１を超えて第３電極に向けて電
気泳動することはないし、また、０Ｖが印加されている
第３電極近傍に存在する電気泳動性の粒子がより高電位
の第１電極に向けて電気泳動することも当然ない。

【００７０】図７は第１電極（グラフの左下）が１５
Ｖ、第２電極（グラフの右下）が６０Ｖ、第３電極に３
０Ｖが印加された場合であり、図中斜線で囲まれた領域
６１は電位が３０Ｖを超える領域である。したがって、
３０Ｖが印加される第３電極近傍に存在する電気泳動性
の粒子が、領域６１を超えて第１電極に向けて電気泳動
することもないし、また、１５Ｖが印加されている第１
電極近傍に存在する電気泳動性の粒子がより高電位の第
３電極に向けて電気泳動することもない。

【００７１】このように、第３電極の電位が０〜３０Ｖ
の間で変動したとしても、第１電極と第３電極との間に
は、第１電極よりも第３電極よりも高電位の領域が形成
されているため、電気泳動性の粒子が電気泳動すること
なく画像は保持される。

【００７２】次に、図１に示すような電気泳動表示装置
の作成方法を具体的に説明する。

【００７３】下部基板４及び上部基板５として、厚さ約
１ｍｍの透明ガラス板を準備した。

【００７４】下部基板４表面には、膜厚０．２μｍのア
ルミニウム層をスパッタリングで成膜した後、エッチン
グすることで、平行且つ交互に並ぶ第１電極７および第
２電極８を形成した。それぞれの電極の幅は約８μｍ、
隣接する第１電極および第２電極の間隔を３２μｍとし
た。

【００７５】また、下部基板４の電極が形成された面
に、下部分散液保持層１０を形成した。この下部分散液
保持層は、硫酸バリウム微粉末を誘電体であるフッ素樹
脂に分散させたものである。硫酸バリウム粉末は白色の
粉末であり、電気泳動性の粒子の対比色として機能す
る。これらフッ素樹脂および硫酸バリウムを有機溶媒と
共に下部基板４表面にスピンコートした後に乾燥させ、
厚さ約０．５μｍの膜厚の下部分散液保持層１０を成膜
した。

【００７６】上部基板５表面には、膜厚０．１μｍの透
明な酸化インジウム層をスパッタリング形成した後にエ
ッチングすることで、第３電極９を形成した。得られた
各第３電極の幅は約８μｍ、隣接する電極の間隔を３２
μｍとした。

【００７７】また、上部基板５の第３電極９が形成され
た面に、上部分散液保持層１１を形成した。この上部分
散液保持層１１は、誘電体であるフッ素樹脂であり、上
部基板表面にディップコートすることにより約０．５μ
ｍ厚の上部分散液保持層を形成した。

【００７８】次に、下部基板４の下部分散液保持層１０
が形成された面上に、膜厚約４０μｍの誘電体であるポ
リイミド層を形成し、このポリイミド層をエッチングす
ることで第１の隔壁６および第２の隔壁を形成した。第
１の隔壁６は、第１電極７および第２電極８上に幅５μ
ｍとなるように形成し、第２の隔壁は第１の隔壁と直交
するように、幅５μｍ、４０μｍピッチで形成した。

【００７９】隔壁で仕切られた空間に分散液３を充填し
た。分散液は、イソプロパノールからなる透明な絶縁性
液体１中に、平均粒径１μｍの黒色トナー粒子を１０ｗ
ｔ％分散させたものを使用した。

【００８０】さらに、上部基板５の上部分散液保持層１
１が形成された面を、下部基板４上に形成された隔壁上
に接着した。この時、第３電極が第１電極７及び第２電
極に直交し、かつセル列上に位置するように上部基板６
を接着した。

【００８１】最後に表示体の第１電極、第２電極および
第３電極をそれぞれ電圧制御部に接続して電気泳動表示
装置を作製した。

【００８２】この電気泳動表示装置に対し、前述した電
気泳動表示装置の動作で説明したような単純マトリクス
駆動によって表示装置の書換えを行うことが可能にな
る。

【００８３】（第２の実施の形態）図８は、第２の実施
形態を示す電気泳動表示装置の部分断面図である。

【００８４】本実施形態においては、各セルがマイクロ
カプセルによって独立して形成されており、下部分散液
保持層１０および上部分散液保持層１１との間に複数の
マイクロカプセルを二次元的に配列したことを除き、第
１の実施形態と同様な構造をしている。

【００８５】このマイクロカプセルを用いた表示装置を
作製した。その方法を説明する。

【００８６】第１の実施形態と同様にして、下部基板４
である厚さ約１ｍｍの透明ガラス板表面に第１電極７、
第２電極８および下部分散液保持層１０を形成した。ま
た上部基板５も、第１の実施形態と同様に第３電極９お
よび第２の分散液保持層１１を形成した。

【００８７】マイクロカプセル１３は、コアセルベーシ
ョン法で作製した。

【００８８】まず、第１の実施形態で用いたものと同じ
分散液３（イソプロパノール中にトナー粒子が分散した
分散液）を１１重量部と、純水１００重量部とを、乳化
剤２重量部と共にホモジナイザーで攪拌して乳化させ
る。この乳化した混合液を、４０℃で５％ゼラチン−ア
ラビアゴム水溶液に滴下し、この水溶液中に粒状の分散
液３が分散する状態にした。さらに１０％酢酸を滴下し
た。酢酸の滴下は乳化した混合液を攪拌しながら、この
混合液のｐｈが３．５になった時点で終了させた。酢酸
を滴下することで、ゼラチンとアラビアゴムとが反応し
て、粒状の分散液３の表面に高分子層が形成される。

【００８９】この混合液の温度を５℃まで下げた後、３
７％ホルマリンを滴下し、さらにこの混合液のｐＨが
８．５になるまで１０％ＮａＯＨ水溶液を滴下し、樹脂
層を硬化させた。その結果、分散液３を樹脂層で被覆し
た平均粒径４０μｍで、粒径分布の小さなマイクロカプ
セルが得られた。

【００９０】このようにして得られた水中に分散するマ
イクロカプセルを下部基板４表面に塗布した後１００℃
で乾燥して液体成分を蒸発させてマイクロカプセルを二
次元的に配列させると共に、隣接するマイクロカプセル
同士を融着させた。

【００９１】このとき、マイクロカプセルは、第１電極
７と第２電極との各間に密に並べた状態で安定するた
め、列方向（第１電極７および第２電極８の延びる方
向）にも、行方向（第１電極と直交する方向）にも、下
部基板４表面に略均一に二次元的に配列した。

【００９２】複数のマイクロカプセルで形成された面上
に上部基板５を配置した。上部基板は、表面に形成され
た各第３電極９が、第１電極および第２電極と直交し、
かつマイクロカプセルで形成されるセル列の上に配置さ
れるようにした。

【００９３】このようにして、第２の実施形態の表示装
置を作製した。

【００９４】なお、マイクロカプセルの製造方法は、こ
の方法に限らず、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を採用すること
も可能であり、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。また、マイクロカプセルの高分
子被膜も、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。

【００９５】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、被膜の最外殻には熱硬化性樹脂を用いることが望
ましい。

【００９６】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、マイクロカプセルの被膜の一部
を誘電体層１０、１１として使用することも可能であ
る。

【００９７】次に、この表示媒体を用いて表示画像の書
換えを行った。このとき、第１電極の保持電圧を１５０
Ｖとしたことを除き、第１の実施形態と同様に行ったと
ころ、電気泳動表示装置の書換えを行うことができた。

【００９８】また、保持状態を維持する時間を短縮して
隣接する画素の書換えを始めても正確な書換えを行うこ
とができた。これは、保持電圧を大きくしたためであ
り、このように保持電圧を大きく設定することで、電気
泳動表示装置の書換え時間を短縮することが可能にな
る。

【００９９】図９は第２の実施形態で示した電気泳動表
示装置の変形例である。

【０１００】この表示装置は、第１電極１７および第２
電極１８が断面三角形の突起形状をしており、下部基板
表面に対して電極面がマイクロカプセル側に大きく突出
している。

【０１０１】電極形状が薄膜の場合に比べ、図９に示す
ような突起形状を使用すれば、第１電極１７及び第２電
極１８の各間に配置されるマイクロカプセルがより安定
できるため、マイクロカプセルを２次元に配列すること
が容易になる。

【０１０２】具体的には、下部基板表面に比べ、１０μ
ｍ以上突出させることが好ましく、例えば、印刷技術も
しくはエッチング技術で電極を形成すればよい。印刷技
術では導電性インクを用いてスクリーン印刷もしくはグ
ラビア印刷技術することで、高さ約１０μｍ〜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。１５μｍ程度電極が突出していれば、
電極形状が断面四角形であってもマイクロカプセル安定
させる効果は充分に得られる。

【０１０３】この様に形成した下部基板上に、純水中に
１０％分散させたマイクロカプセルを塗布した後、１０
０℃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９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。

【０１０４】また、マイクロカプセル１３の位置決めに
絶縁物の突起を用いることも可能であるが、第１及び第
２電極７、８を、この突起とは別に、下部基板４上に設
ける必要があり、電気泳動表示装置の製造が煩雑化す
る。

【０１０５】以上、本発明の電気泳動表示装置について
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、適宜変更可能である。

【０１０６】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、単純
マトリックス駆動が可能であり、且つ、単純な装置構造
の電気泳動表示装置を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る電気泳動表示
装置の断面図である。

【図２】図１に示す電気泳動表示装置を、上部基板側
から観察した平面図である。

【図３】所定の行に含まれる８画素の書換えを行うと
きの駆動方法を示す図である。

【図４】１列目の画素の書換えを行う際に電気泳動性
の粒子が示す挙動を示す図である。

【図５】２列目の画素の書換えを行う際に電気泳動性
の粒子が示す挙動を示す図である。

【図６】第３電極が１５Ｖの場合の保持状態における
画素中の等電位線図である。

【図７】第３電極が０Ｖの場合の保持状態における画
素中の等電位線図である。

【図８】本発明の第２の実施形態を示す電気泳動表示
装置の部分断面図である。

【図９】第２の実施形態の変形例を示す電気泳動表示
装置の変形例である。

【符号の説明】

１…絶縁性液体２…電気泳動性の粒子３…分散液４…下部基板５…上部基板６…第１の隔壁７…第１電極８…第２電極９…第３電極１０…下部分散液保持層１１…上部分散液保持層１２…電圧制御部１３…マイクロカプセル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者梶浦貞夫神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性の液体中に電気泳動性の粒子を分散
させた分散液を保持する複数のセルを２次元に配列した
表示体と、前記表示体を挟持するための１対の基板と、前記基板の一方に設けられ、前記２次元に配列した複数
のセルのうち行方向に隣合う２ｎ＋１番目と２ｎ＋２番
目のセルの双方に電位を供給できるように、かつ列方向
に伸びた短冊状の複数の第１電極と（ｎは０以上の整
数）、前記第１電極と同じ基板に設けられ、前記２次元に配列
した複数のセルのうち行方向に隣合う前記２ｎ＋２番目
と２ｎ＋３番目のセルの双方に電位を供給できるよう
に、かつ列方向に伸びて、前記第１電極とは交互に配列
された短冊状の複数の第２電極と、前記基板の他方に設けられ、前記２次元に配列してなる
複数のセルのうち行方向に並ぶセル群に共通電位を供給
できるように、行方向に伸びた複数の第３電極と、前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極に供給
する電圧をそれぞれ制御する電圧制御部とを具備するこ
とを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項２】前記電圧制御部は、前記各セルへの、初期
化電界を形成する時間帯、書換え電界を形成する時間
帯、および保持状態を形成する時間帯に対応して、前記
第１電極、前記第２電極、および前記第３電極に印加す
る電圧をそれぞれ制御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。
【請求項３】前記セルは、高分子被膜中に前記分散液を
保持するマイクロカプセルであることを特徴とする請求
項１記載の電気泳動表示装置。
【請求項４】前記第１電極および前記第２電極の表面
は、前記基板の一方の面よりも前記マイクロカプセル側
に突出していることを特徴とする請求項３記載の電気泳
動表示装置。