JP2003140198A

JP2003140198A - 電気泳動装置、電気泳動装置の製造方法、電子機器、マイクロカプセル

Info

Publication number: JP2003140198A
Application number: JP2001339680A
Authority: JP
Inventors: Sadao Kanbe; 貞男神戸
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-11-05
Filing date: 2001-11-05
Publication date: 2003-05-14

Abstract

(57)【要約】【課題】電気泳動装置及びそれを用いた電子機器にお
けるメモリー性を向上させる。【解決手段】電気泳動パネル１０において、帯電粒子
４ａと分散媒４ｂとを内包するマイクロカプセルを、ポ
リカチオン性材料であるゼラチンＺとポリアニオン性材
料であるアラビアゴムＡの組成比Ｘ（＝Ｚ／Ａ）を、
０．２５≦Ｘ＜１．００、或いは、１．００≦Ｘ＜４．
００の範囲で混合して形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気泳動現象を利
用した電気泳動装置、電気泳動装置の製造方法、電子機
器、並びにマイクロカプセルに関する。

【０００２】

【従来の技術】電気泳動現象とは、本質的に正か負かの
いずれかに帯電された帯電粒子と、この帯電粒子を分散
させた分散媒との界面に発生する電気二重層を利用した
ものであって、帯電粒子が、電界によって受ける力を駆
動力として、自身の有する電荷とは逆極性を有する電極
側に泳動する現象である。このような現象を利用した電
気泳動表示装置（電気泳動ディスプレイＥＰＤ：Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃＤｉｓｐｌａｙ）は、構成
の簡便さ、広視野角、高コントラスト比、低電圧駆動、
低消費電力、並びに表示画像保持性能（以下、メモリー
性と称す）を備え、ＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙ
Ｔｕｂｅ）ディスプレイや液晶ディスプレイでは実現困
難な様々な特性を有するものとして注目されている。

【０００３】この電気泳動ディスプレイは、一対の基板
間に、本質的に正か負かのいずれかに帯電された帯電粒
子と絶縁性を有する液体分散媒とからなる分散系が隔壁
を介して封入されてなる構成をしており、それぞれの基
板の内側にはそれぞれ電極が形成されている。ここで、
この帯電粒子は、一対の基板間に電圧を印加することに
よって、自身が有する電荷とは逆極性を有する電極側に
泳動するようになる。このとき、帯電粒子と、分散媒と
を互いに異なる色に着色しておくことによって、表示を
行うことができる。

【０００４】つまり、帯電粒子が表示面となる一方の基
板側に移動した場合には、帯電粒子自身の有する色が認
識され、帯電粒子が他の基板側に移動した場合には、分
散媒の色が認識されるようになる。ここで、上記構成の
電気泳動ディスプレイにおいて、電圧印加直後に回路を
開放状態にすると、電極に電荷が保持されるため、この
電極保持電荷のクーロン力で帯電粒子を吸着することが
できる。すなわち、電圧を印加しなくても、一定の静止
画像を表示しつづけることが可能となる。

【０００５】ところが、上記電気泳動ディスプレイにお
いては、帯電粒子の凝集、分散媒との比重差による帯電
粒子の沈降及び付着現象などによって、表示ムラが生じ
てしまうという不具合があった。そこで、この問題を解
決するために、帯電粒子と分散媒とからなる分散系を、
複数のマイクロカプセルに内包するマイクロカプセル型
電気泳動ディスプレイが公知となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記マ
イクロカプセル型電気泳動ディスプレイにおいては、従
来の電気泳動ディスプレイに比べてメモリー性が良好で
はないという新たな不具合が発生した。本発明者らは、
その原因として、帯電粒子を内包する複数のマイクロカ
プセルと、この複数のマイクロカプセルの間に配置され
るバインダーとの形成材料が、帯電粒子と同一の電荷で
あると、その反発力によってメモリー性が良好ではなく
なるという点に着目し、本発明に至った。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、帯電粒子を内包する複数のマイクロカプセル
と、その複数のマイクロカプセル間に配置されるバイン
ダーとの形成材料を調整することで、メモリー性を向上
させることを可能とした電気泳動装置、電気泳動装置の
製造方法、電子機器、並びにマイクロカプセルを提供す
ることを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明における第一の電気泳動装置は、帯電
粒子を内包させた複数のマイクロカプセルと、前記帯電
粒子の位置を制御するための電極と、前記複数のマイク
ロカプセルの間に配置されるバインダーと、を備えてな
る電気泳動装置において、前記マイクロカプセルが、等
電点以外の水素イオン濃度を有するように混合されたポ
リカチオン性材料とポリアニオン性材料との混合物から
構成されているものとしている。

【０００９】ここで、混合物とは、単に材料を混合した
ものや、混合した結果、化学反応したものを指す。本発
明における第一の電気泳動装置は、水素イオン濃度を、
ｐＨ３．０〜ｐＨ４．５の範囲内とするものとしてい
る。本発明における第二の電気泳動装置は、帯電粒子を
内包させた複数のマイクロカプセルと、前記帯電粒子の
位置を制御するための電極と、前記複数のマイクロカプ
セルの間に配置されるバインダーと、を備えてなる電気
泳動装置において、前記マイクロカプセルが、組成比Ｘ
（＝ポリカチオン性材料／ポリアニオン性材料）が、
０．２５≦Ｘ＜１．００、或いは、１．００＜Ｘ≦４．
００の範囲で混合された前記ポリカチオン性材料と前記
ポリアニオン性材料との混合物から構成されているもの
としている。

【００１０】ここで、組成比ＸがＸ＝０．２５未満、或
いはＸ＝４．００を超えてしまうと、マイクロカプセル
を確実に形成することができなくなるため、下限をＸ＝
０．２５、上限をＸ＝４．００としている。本発明にお
ける第一の電気泳動装置及び第二の電気泳動装置は、い
ずれもバインダーが、アクリル系樹脂を含んでなるもの
としている。本発明における第一の電気泳動装置及び第
二の電気泳動装置は、いずれも電極が、対向した一対の
電極であるものとしている。

【００１１】本発明における第一の電気泳動装置の製造
方法は、帯電粒子を内包させた複数のマイクロカプセル
と、前記帯電粒子の位置を制御するための電極と、前記
複数のマイクロカプセルの間に配置されるバインダー
と、を備えてなる電気泳動装置の製造方法であって、ポ
リカチオン性材料とポリアニオン性材料とを、等電点以
外の水素イオン濃度を有するように混合することによっ
て、前記マイクロカプセルを形成する工程と、前記マイ
クロカプセルと、前記バインダー又は前記バインダ−の
前駆体との混合物を基板上に塗布する工程と、を含むも
のとしている。

【００１２】本発明における第一の電気泳動装置の製造
方法は、前記水素イオン濃度を、ｐＨ３．０〜ｐＨ４．
５の範囲内に調整するものとしている。本発明における
第二の電気泳動装置の製造方法は、帯電粒子を内包させ
た複数のマイクロカプセルと、前記帯電粒子の位置を制
御するための電極と、前記複数のマイクロカプセルの間
に配置されるバインダーと、を備えてなる電気泳動装置
の製造方法であって、ポリカチオン性材料とポリアニオ
ン性材料とを、組成比Ｘ（＝ポリカチオン性材料／ポリ
アニオン性材料）が、０．２５≦Ｘ＜１．００、或い
は、１．００＜Ｘ≦４．００の範囲内となるように混合
することによって、前記マイクロカプセルを形成する工
程と、前記マイクロカプセルと、前記バインダ−又は前
記バインダーの前駆体との混合物を基板上に塗布する工
程と、を含むものとしている。

【００１３】本発明における第一の電気泳動装置及び第
二の電気泳動装置の製造方法は、いずれもバインダー
を、アクリル系樹脂を含んでなるものとしたものとして
いる。本発明における電子機器は、表示体と、この表示
体に駆動信号を供給する駆動回路と、を備えた電子機器
において、前記表示体として、請求項１乃至７のいずれ
かに記載の電気泳動装置を備えたものとしている。本発
明における第一のマイクロカプセルは、等電点以外の水
素イオン濃度を有するように混合されたポリカチオン性
材料とポリアニオン性材料とから構成されているものと
している。

【００１４】本発明における第二のマイクロカプセル
は、組成比Ｘ（＝ポリカチオン性材料／ポリアニオン性
材料）が、０．２５≦Ｘ＜１．００、或いは、１．００
＜Ｘ≦４．００の範囲であるポリカチオン性材料とポリ
アニオン性材料との混合物から構成されているものとし
ている。本発明における第三の電気泳動装置は、帯電粒
子を内包した複数の構造体と、前記帯電粒子の位置を制
御するための電極と、を備えた電気泳動装置であって、
前記構造体は、その少なくとも一部分がポリカチオン性
材料とポリアニオン性材料との混合物から構成されてい
るとともに、前記構造体と、他の構造体及び前記電極の
少なくとも一方との間には、部材が配置されているもの
としている。

【００１５】ここで、構造体とは、帯電粒子を内包する
ためのマイクロカプセルや隔壁などが挙げられ、ポリカ
チオン性材料及びポリアニオン性材料の混合物で形成さ
れる構造体の少なくとも一部分とは、帯電粒子の流動方
向に位置する構造体のことを指す。また、構造体の構成
材料であるポリカチオン性材料及びポリアニオン性材料
は、本発明の第一及び第二の電気泳動装置と同様に混合
することが好ましい。

【００１６】さらに、部材としては、例えば、アクリル
系樹脂などのバインダー（結合剤）などが挙げられる。
本発明における第一の電気泳動装置において、マイクロ
カプセルを、等電点以外の水素イオン濃度を有するよう
に混合されたポリカチオン性材料とポリアニオン性材料
との混合物から構成することによって、マイクロカプセ
ルと帯電粒子とが異なる電荷を有するようになり、その
間に反発力が生じなくなるため、メモリー性を向上させ
ることが可能となる。

【００１７】なお、従来の電気泳動装置におけるマイク
ロカプセルは、ゼラチンとアラビアゴムとを同重量で混
合させることで、等電点を有する混合物から構成されて
いるものが公知となっている。本発明における第二の電
気泳動装置において、マイクロカプセルを、組成比Ｘ
（＝ポリカチオン性材料／ポリアニオン性材料）が、
０．２５≦Ｘ＜１．００、或いは、１．００＜Ｘ≦４．
００の範囲で混合されたポリカチオン性材料とポリアニ
オン性材料との混合物から構成することによって、マイ
クロカプセルと帯電粒子とが異なる電荷を有するように
なり、その間に反発力が生じなくなるため、メモリー性
を向上させることが可能となる。

【００１８】本発明の第一及び第二電気泳動装置におい
て、バインダーを、アクリル系樹脂を含んでなるものと
することによって、マイクロカプセル及びバインダー
と、帯電粒子とが異なる電荷を有するようになり、その
間に反発力が生じなくなるため、メモリー性のさらなる
向上が期待できる。本発明における第一の電気泳動装置
の製造方法によれば、本発明における第一の電気泳動装
置を容易に実現することが可能となる。

【００１９】本発明における第二の電気泳動装置の製造
方法によれば、本発明における第二の電気泳動装置を容
易に実現することが可能となる。本発明における電子機
器において、表示体として、本発明における電気泳動装
置を備えたことによって、長時間良好なメモリー性を発
現可能とするとともに、低消費電力で動作させることが
可能となる。また、メモリー性の向上によって、実効的
には回路の開放状態を維持できないようなマルチプレッ
クス（単純マトリックス）方式で駆動することが可能と
なるため、駆動回路の製造にかかる製造工程及びコスト
を削減するとともに、電子機器の小型化・薄型化を実現
することが可能となる。

【００２０】本発明における第一のマイクロカプセルに
よれば、本発明における第一の電気泳動装置を容易に実
現することが可能となる。本発明における第二のマイク
ロカプセルによれば、本発明における第二の電気泳動装
置を容易に実現することが可能となる。本発明における
第三の電気泳動装置においては、本発明における第一及
び第二の電気泳動装置と同様の効果が期待できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を、図
面を参照して説明する。本実施形態においては、表示装
置として好適な電気泳動装置の一例として、電気泳動パ
ネルについて説明する。図１は、本発明の電気泳動装置
の一例として電気泳動パネルを示す断面図である。ここ
で、図１においては、電気泳動パネルの二画素分を示し
ている。

【００２２】電気泳動パネル（電気泳動装置）１０は、
図１に示すように、透明基板１と、この透明基板１に対
向配置される対向基板６との間に、帯電粒子４ａと分散
媒４ｂとからなる分散系４を内包する構造体としてのマ
イクロカプセル３が、その複数の構造体間に配置される
部材としてのバインダー５によって封入された構成をし
ており、透明基板１の内側（図１における下面側）には
透明電極２が形成され、対向基板６の内側（図１におけ
る上面側）には対向電極７が形成されている。この電気
泳動パネル１０は、透明基板１側が表示面となってお
り、帯電粒子４ａは、正極性に帯電させている。

【００２３】透明基板１及び対向基板６は、ポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエーテルサリフォン
（ＰＥＳ）などの樹脂フィルム、或いはガラス、石英な
どの無機材料から形成される。ここで、少なくとも表示
面側の透明基板１は、光透過性を有するものを用いるよ
うにする。透明電極２及び対向電極７は、いずれも、金
属材料としてＡｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃ
ｒなどを用いることができ、少なくとも表示面側の透明
電極２は、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄ
ｅ）、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂などの金属酸化物透明材料を用
いるようにする。

【００２４】帯電粒子４ａは、絶縁性の分散媒４ｂ中で
帯電しうる材料が用いられ、本質的に正か負かのいずれ
かに帯電させている。この帯電粒子４ａは、凝集や比重
を下げるために界面活性剤または分散剤などを被覆する
表面処理が施されているものが好ましい。また、その色
は材料自身の色でも、着色材を添加したものでも、或い
は、粒子表面に他の材料を積層、混合したものであって
もよい。その形成材料として、例えば、材料自身の色を
利用する酸化チタン（白色）や酸化アルミニウム（白
色）、或いは着色剤を混合して利用するポリエチレン、
ポリスチレン、アクリル樹脂などが挙げられる。ここ
で、着色剤としては、黒色を発色するカーボンや、公知
の染顔料である、例えばフタロシアニンブルー、インダ
スレンブルー、ピーコオックブルー、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、ベンジンイエローなどを利
用することができる。

【００２５】分散媒４ｂ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、ベンゼンな
どの芳香族炭水化物、ノルマルパラフィン、イソパラフ
ィンなどの脂肪族炭水化物、ハロゲン化炭水化物、高純
度石油など、帯電粒子４ａが良好且つ安定に帯電するこ
とができる絶縁性液体から形成される。この分散媒４ｂ
は、染料などの着色剤を溶解又は分散させることで着色
されているとともに、イオン性界面活性剤が混合されて
いる。

【００２６】マイクロカプセル３は、等電点よりもずれ
た水素イオン濃度ｐＨ３〜ｐＨ４．５の範囲を有するポ
リカチオン性材料であるゼラチンＺ及びポリアニオン性
材料であるアラビアゴムＡの混合物から構成されてお
り、具体的には、このゼラチンＺとアラビアゴムＡの組
成比Ｘ（＝Ｚ／Ａ）が、０．２５≦Ｘ＜１．００、或い
は１．００≦Ｘ＜４．００の範囲で混合されている。こ
こで、マイクロカプセル３を確実に形成できるように、
組成比Ｘの下限をＸ＝０．２５とし、上限をＸ＝４．０
０としている。なお、ポリアニオン性材料はこれに限ら
ず、例えば、アルギン酸ナトリウム、カラギーナン、カ
ルボキシメチルセルロース、寒天、ポリビニルベンゼン
スルホン酸、ポリビニルメチルエーテル無水マレイン酸
から選ばれた少なくとも一つの化合物を含むようにすれ
ばよい。

【００２７】バインダー５は、アクリル酸、メタクリル
酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチルなどのアクリ
ル酸誘導体の重合によって作られるアクリル系樹脂から
構成されている。次に、上記構成の電気泳動パネル１０
の製造方法について説明する。図３は、本発明の電気泳
動パネルの製造工程のうち、マイクロカプセルの製造工
程を示す説明図である。

【００２８】まず、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）からなる透明基板１及び対向基板６の一面に、ＩＴ
Ｏからなる透明性膜をスパッタリング法などを用いてそ
れぞれ成膜し、透明電極２及び対向電極７を形成してお
く。次いで、図３に示すように、帯
電粒子４ａとなるチタニア粒子ＣＲ−９０（石原産業株
式会社製）５０ｇ、チタネート系カップリング剤ＫＲ−
ＴＴＳ（味の素株式会社製）２．３ｇ、アルミニウム系
カップリング材ＡＬ−Ｍ（味の素株式会社製）１ｇ、分
散媒４ｂとなるドデシルベンゼン（関東化学株式会社
製）３００ｇを、５００ｍｌフラスコに取り、攪拌と超
音波印加によりチタニア粒子を分散する（Ａ’）。そし
て、分散された分散液を１００ｇ分取し、この分散液に
アントラキノン系青色染料（中央合成化学社製）１．８
ｇを溶解し、白色を有する帯電粒子４ａと、青色に着色
された分散媒４ｂとからなる分散系４を形成する
（Ｂ’）。

【００２９】次いで、５００ｍｌのビーカーに、アラビ
アゴム粉末Ａ（関東化学株式会社製）を２．２ｇ≦Ａ＜
５．５ｇ、或いは５．５ｇ＜Ａ≦８．８ｇの範囲と、ゼ
ラチン粉末Ｚ（関東化学株式会社製）を２．２ｇ≦Ｚ＜
５．５ｇ、或いは５．５ｇ＜Ｚ≦８．８ｇの範囲とで、
合わせて１１．０ｇとなるように量り取り、水６０ｇに
溶解する（Ａ）。次いで、この溶解液を、回転速度２５
０ｒｐｍで攪拌しながら、さらにこの溶解液内にチタニ
ア分散液を滴下する（Ｂ）。滴下後、回転速度を１３０
０ｒｐｍに上げ、さらに１時間の攪拌を行う。

【００３０】次いで、１時間の攪拌後、回転速度を５０
０ｒｐｍに落とし、溶解液内に温水３００ｍｌを添加す
る（Ｃ）。そして、同様の回転速度によって、さらに３
０分の攪拌を行う。次いで、３０分の攪拌後、溶解液内
に１０％酢酸溶液１１ｍｌを滴下する（Ｄ）。そして、
溶解液全体を０℃に冷却しながら、回転速度５００ｒｐ
ｍで２時間攪拌を続行する（Ｅ）。

【００３１】次いで、２時間の攪拌後、溶解液内にホル
マリン溶液（関東化学株式会社製）を２．７ｍｌ添加す
る（Ｆ）。さらに、この溶解液内に１０％炭酸ナトリウ
ム溶液２２ｍｌを滴下する（Ｇ）。次いで、この溶解液
全体を室温に戻し（Ｈ）、攪拌を一夜続行することで、
ゼラチンＺとアラビアゴムＡからなる被膜に、帯電粒子
４ａであるチタニア粒子と分散媒４ｂであるドデシルベ
ンゼンとからなる分散系４を内包した状態でマイクロカ
プセル３が作成される（Ｉ）。

【００３２】ここで、上記構成で形成されたマイクロカ
プセル３のうち、大きな粒子のマイクロカプセル３はふ
るいなどで除去し、小さな粒子のマイクロカプセル３は
分液ロートなどを用いて除去することで、マイクロカプ
セル３の粒径を４０〜６０μｍにそろえる。次いで、マ
イクロカプセル３の分散した溶解液をブフナーロートな
どにより、マイクロカプセル３を濃縮し、溶解液内に６
０％のマイクロカプセル３が含有されている状態とす
る。

【００３３】次いで、このマイクロカプセル３の分散し
た溶解液と、エマルジョン状態のアクリル系バインダー
Ｅ２７２（三井東圧株式会社製）５とを、乾燥後の最終
重量比が５：１となるように混合する。ここで、アクリ
ル系バインダー５は、これに限らず、Ｅ２０８、Ｅ２６
４、Ｅ２７１（いずれも三井東圧株式会社製）を使用し
ても構わない。次いで、アクリル系バインダー５と混合
したマイクロカプセル３を、コータなどを用いて、予め
対向電極７としてＩＴＯが形成されている対向基板６に
１５０μｍの膜厚となるように塗布し、９０℃で２０分
間乾燥を行う。ここで、対向電極７の上面に一層のマイ
クロカプセル３が形成される。

【００３４】次いで、このマイクロカプセル３が上面に
形成された対向基板６のさらに上面に、予め透明電極２
としてＩＴＯが形成されている透明基板１を重ねて張り
合わせることによって、透明基板１と対向基板６との間
に一層のマイクロカプセル３を封入してなる構成を有す
る電気泳動パネル１０を完成させる。さらに、上記電気
泳動パネル１０における透明電極２と対向基板７とに配
線を介して駆動回路２０を接続させることで、表示体と
して電気泳動パネル１０を備えた電気泳動ディスプレイ
（表示装置）１００を形成することができる。

【００３５】このような電気泳動ディスプレイ１００の
一駆動例について、図２を参照して説明する。図２は、
本発明の電気泳動ディスプレイの一駆動例を示す説明図
である。ここで、図２の電気泳動パネル１０において
は、一画素分を示している。電気泳動ディスプレイ１０
０は、図２（Ａ）に示すように、透明電極２及び対向電
極７に電圧を印加していない状態の時は、マイクロカプ
セル３に内包された帯電粒子４ａは重力に従って、図中
下方に位置した状態にある。つまり、表示面となる透明
基板１側には、分散媒４ｂが認識されるため、表示面に
は分散媒４ｂの色である青色が表示されている。

【００３６】この状態から、図２（Ｂ）に示すように駆
動回路２０を接続し、透明電極２に負電荷、対向電極７
に正電荷を誘導すると、正極性に帯電した帯電粒子４ａ
は負電荷に誘導された透明電極２側に泳動する。つま
り、表示面となる透明基板１側には、帯電粒子４ａが認
識されるため、表示面には帯電粒子４ａの色である白色
が表示されるようになる。この状態から、図２（Ｃ）に
示すように、駆動回路２０を開放状態に切り替えると、
透明電極１上には電荷が保持されるため、この電極保持
電荷のクーロン力で帯電粒子４ａは、透明電極２側に吸
着された状態となる。つまり、一切エネルギーを供給し
ていない状態で、表示面となる透明電極２側に帯電粒子
４ａが吸着した状態を保持し、表示面には帯電粒子４ａ
の色である白色が表示され続けるようになる。

【００３７】そして、この状態から、図２（Ｄ）に示す
ように、透明電極２に正電荷、対向電極７に負電荷を誘
導するように駆動回路２０を接続すると、帯電粒子４ａ
は、透明電極２における保持電荷のクーロン力の束縛か
ら開放され、対向電極７側に泳動する。つまり、表示面
となる透明基板１側には、分散媒４ｂが認識されるた
め、表示面には分散媒４ｂの色である青色が表示される
ようになる。上記構成の電気泳動ディスプレイ１００に
おいて、帯電粒子４ａ及び分散媒４ｂとからなる分散系
４を内包しているマイクロカプセル３を、等電点よりも
ずれた水素イオン濃度ｐＨ 3． 0〜ｐＨ４．５を有する
ゼラチンＺとアラビアゴムＡとの混合物、具体的には、
組成比Ｘ（＝Ｚ／Ａ）が、０．２５≦Ｘ＜１．００、或
いは、１．００＜Ｘ≦４．００の範囲で混合されたゼラ
チンＺとアラビアゴムＡとで形成したことによって、マ
イクロカプセル３及びバインダー５の電荷と帯電粒子４
ａの電荷とが異なるようになるため、印加電圧をゼロと
した場合に、マイクロカプセル３及びバインダー５と、
帯電粒子４ａとの間に反発力が生じなくなる。よって、
最後に到達した定着面に帯電粒子４ａを保持する能力を
向上させることができるため、メモリー性を大幅に向上
させることが可能となる。すなわち、この電気泳動ディ
スプレイ１０をカードなど書き換えの少ない表示装置と
して適用すると、低消費電力で動作させることが可能と
なる。

【００３８】また、メモリー性を向上させたことによっ
て、実効的には回路の開放状態を維持できないようなマ
ルチプレックス方式で駆動することが可能となるため、
駆動回路を形成する製造工程及び製造コストを削減する
ことが可能となる。ここで、本実施形態においては、帯
電粒子４ａを内包する構造体が、マイクロカプセル型の
電気泳動パネル１０について説明したが、これに限ら
ず、構造体が、一対の基板間に垂直方向に形成される隔
壁型の電気泳動パネル１０に適用することも可能であ
る。

【００３９】このとき、帯電粒子４ａは、一対の基板
と、これらの基板間に配置される隔壁とによって形成さ
れた空間に封入されており、少なくともこの帯電粒子４
ａの流動方向に、上述のバインダーなどの部材を介して
配置されるポリカチオン性材料とポリアニオン性材料と
の混合物からなる構造体を形成するようにする。例え
ば、一対の基板の積層方向に帯電粒子４ａが流動する場
合、その一対の基板の内側に形成されたそれぞれの電極
の内側に部材を介して構造体を形成するようにする。ま
た、一対の基板の積層方向とは垂直な方向に帯電粒子４
ａが流動する場合、その隔壁を、部材が挟層された二層
の構造体で構成するようにする。

【００４０】なお、本実施形態において、本発明の電気
泳動パネル１０を備えた電子機器として、電気泳動ディ
スプレイ１００について説明したが、これに限らず、そ
の他の電子機器に適用することが可能である。ここで、
電子機器として、モバイル型のパーソナルコンピュー
タ、携帯電話、ディジタルスチルカメラ、電子ブック、
電子ペーパー、電子ノート、ディスプレイに適用した例
として、図４〜図１０を参照して説明する。

【００４１】図４は、パーソナルコンピュータの構成を
示す斜視図である。パーソナルコンピュータ２００は、
キーボード２０１を備えた本体部２０２と、表示ユニッ
ト２０３と、を備えている。ここで、このパーソナルコ
ンピュータ２００にあっては、表示ユニット２０３が、
前述の電気泳動パネル１０から構成されている。図５
は、携帯電話の構成を示す斜視図である。

【００４２】携帯電話３００は、複数の操作ボタン３０
１と、受話口３０２と、送話口３０３と、表示パネル３
０４と、を備えている。ここで、この携帯電話３００に
あっては、表示パネル３０４が、前述の電気泳動パネル
１０から構成されている。図６は、ディジタルスチルカ
メラの構成を示す斜視図である。なお、外部機器との接
続についても簡易的に示している。ディジタルスチルカ
メラ４００は、ケース４０１と、ケース４０１の背面に
形成され、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤ
ｅｖｉｃｅ）による撮像信号に基づいて、表示を行うよ
うになっている表示パネル４０２と、ケース４０１の観
察側（図においては裏面側）に形成される光学レンズや
ＣＣＤ等を含んだ受光ユニット４０３と、シャッタボタ
ン４０４と、このシャッタボタン４０４を押した時点に
おけるＣＣＤの撮像信号が、転送・格納される回路基板
４０５と、を備えている。ここで、このディジタルスチ
ルカメラ４００にあっては、表示パネル４０２が、前述
の電気泳動パネル１０から構成されている。

【００４３】また、ディジタルスチルカメラ４００にお
けるケース４０１の側面には、ビデオ信号出力端子４０
６と、データ通信用の入出力端子４０７とが設けられて
おり、前者にはテレビモニタ４０６Ａが、後者にはパー
ソナルコンピュータ４０７Ａが、それぞれ必要に応じて
接続されている。そして、所定の操作によって、回路基
板４０５のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニ
タ４０６Ａや、パーソナルコンピュータ４０７Ａに出力
される構成となっている。

【００４４】図７は、電子ブックの構成を示す斜視図で
ある。電子ブック５００は、ブック形状のフレーム５０
１と、このフレーム５０１に開閉可能なカバー５０２と
からなり、フレーム５０１の表面には表示面を露出させ
た状態の表示装置５０３と、操作部５０４と、を備えて
いる。ここで、この電子ブック５００にあっては、表示
装置５０３が前述の電気泳動パネル１０から構成されて
いる。

【００４５】図８は、電子ペーパーの構成を示す斜視図
である。電子ペーパー６００は、紙と同様の質感及び柔
軟性を有するリライタブルシートからなる本体６０１
と、表示ユニット６０２と、を備えている。ここで、こ
の電子ペーパー６００にあっては、表示ユニット６０２
が前述の電気泳動パネル１０から構成されている。図９
は、図８における電子ペーパーを適用した電子ノートの
構成を示す斜視図である。

【００４６】電子ノート７００は、カバー７０１と、こ
のカバー７０１に挟まれた複数枚束ねられた電子ペーパ
ー６００と、を備えており、カバー７０１に表示データ
入力手段を備えることにより、電子ペーパー６００が束
ねられた状態でその表示内容を変更することができる。
ここで、この電子ノート７００にあっては、電子ペーパ
ー６００が前述の電気泳動パネル１０から構成されてい
る。図１０は、図８における電子ペーパーを適用したデ
ィスプレイ８００の構成を示し、（ａ）は断面図、
（ｂ）は平面図である。

【００４７】ディスプレイ８００は、二組の搬送ローラ
対８０２ａ、８０２ｂが備えられた本体部８０１と、こ
の搬送ローラ対８０２ａ、８０２ｂに挟持された状態で
本体部８０１に設置される電子ペーパー６００と、本体
部８０１の表示面側（図１０（ａ）における上面側）に
設けられた矩形孔８０３に嵌めこまれた透明ガラス板８
０４と、本体部８０１の一端に設けられ、電子ペーパー
６００を本体部８０１に着脱自在に挿入する挿入口８０
５と、電子ペーパー６００の挿入方向先端部に設けられ
る端子部８０６にソケット８０７を介して接続可能なコ
ントローラー８０８と、操作部８０９と、を備えてい
る。ここで、このディスプレイ８００にあっては、電子
ペーパー６００が前述の電気泳動パネル１０から構成さ
れている。

【００４８】このディスプレイ８００は、本体部８０１
に設置した電子ペーパー６００を、透明ガラス板８０４
において視認させることで表示面を構成している。ま
た、この電子ペーパー６００は本体部８０１に着脱自在
に設置されており、本体部８０１から外した状態で携帯
して使用することもできる。なお、電子機器としては、
これに限らず、テレビ、ビューファインダ型、モニタ直
視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装
置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワ
ークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパ
ネルを備えた機器等を挙げることができ、上記電子機器
の表示部として、前述した電気泳動ディスプレイ１００
を適用することが可能である。

【００４９】次に、本発明における電気泳動ディスプレ
イ１００のマイクロカプセル３を構成するゼラチンＺと
アラビアゴムＡとの組成比Ｘ（＝Ｚ／Ａ）と、バインダ
ーと、帯電粒子４ａの保持力（メモリー性）と、の関係
を示した結果を表１に示す。なお、表１におけるバイン
ダー１はいずれもエマルジョン系のものを使用し、シリ
コン系バインダーとしては、ＰＯＬＯＮ−ＭＦ−４０
（信越化学工業株式会社製）を用いた。また、ウレタン
系バインダーとしては、ＷＬ−５０１ＦＸ、或いはＷＬ
−５０２（いずれも日本ポリウレタン工業株式会社製）
を用いた。さらに、ＳＢＲ（スチレン・ブタジエンゴ
ム）系バインダーとしては、ダイアボンド１５０（ノガ
ワケミカル社製）を用いた。

【００５０】

【表１】

【００５１】表１から分かるように、バインダー５とし
てシリコン系、ウレタン系、ＳＢＲ（スチレン・ブタジ
エンゴム系を用いた場合には、ゼラチンＺとアラビアゴ
ムＡとの組成比Ｘ（＝Ｚ／Ａ）をいずれのものとして
も、メモリー性が見られなかった。一方、バインダー５
としてアクリル系バインダーを用いた場合には、組成比
がＸ＝１．００の場合を除いて良好なメモリー性を確認
することができた。ここで、組成比がＸ＝１．００の場
合には、メモリー性は１０分ほどしか見られなかった。
また、組成比がＸ＝４．００、１．８６、１．２２、
０．８２、０．５４、０．２５の場合には、いずれも６
ヶ月経過後も依然としてメモリー性を維持している。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第一の電
気泳動装置によれば、マイクロカプセルを、等電点以外
の水素イオン濃度、例えば、ｐＨ３〜ｐＨ４．５の範囲
となるように混合されたポリカチオン性材料及びポリア
ニオン性材料の混合物で構成することによって、マイク
ロカプセルと、帯電粒子とが異なる電荷を有するように
なるため、メモリー性を向上させることが可能となる。

【００５３】本発明の第二の電気泳動装置によれば、マ
イクロカプセルを、組成比Ｘ（＝ポリカチオン性材料／
ポリアニオン性材料）が０．２５≦Ｘ＜１．００、或い
は、１．００＜Ｘ≦４．００の範囲で混合されたポリカ
チオン性材料とポリアニオン性材料とで構成することに
よって、マイクロカプセルと、帯電粒子とが異なる電荷
を有するようになるため、メモリー性を向上させること
が可能となる。ここで、本発明の第一及び第二の電気泳
動装置において、バインダーをアクリル系樹脂を含んで
なるものから構成することによって、マイクロカプセル
及びバインダーと、帯電粒子とが異なる電荷を有するよ
うになるため、メモリー性をさらに向上させることが可
能となる。

【００５４】本発明の第一の電気泳動装置の製造方法に
よれば、本発明の第一の電気泳動装置を容易に実現する
ことが可能となる。本発明の第二の電気泳動装置の製造
方法によれば、本発明の第二の電気泳動装置を容易に実
現することが可能となる。本発明の電子機器によれば、
表示体として、本発明の電気泳動装置を備えたことによ
って、メモリー性を向上させることができるため、電圧
を印加していない状態で長時間画像表示を行うことが可
能となる。よって、電子機器を低消費電力で動作させる
ことが可能となる。

【００５５】また、メモリー性を向上させたことによっ
て、実効的に回路の開放状態を維持できないようなマル
チプレックス方式で駆動することも可能となるため、駆
動回路にかかる製造工程及び製造コストを削減できると
ともに、電子機器の小型化、薄型化を実現することが可
能となる。本発明の第一のマイクロカプセルによれば、
本発明の電気泳動装置を容易に実現することが可能とな
る。

【００５６】本発明の第二のマイクロカプセルによれ
ば、本発明の電気泳動装置を容易に実現することが可能
となる。本発明の第三の電気泳動装置によれば、第一及
び第二の電気泳動装置と同様に、メモリー性を向上させ
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気泳動パネルを示す断面図である。

【図２】本発明の電気泳動ディスプレイの一駆動例を示
す説明図である。

【図３】本発明の電気泳動パネルの製造工程のうち、マ
イクロカプセルの製造工程を示す説明図である。

【図４】モバイル型パーソナルコンピュータの構成を示
す斜視図である。

【図５】携帯電話の構成を示す斜視図である。

【図６】ディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図で
ある。

【図７】電子ブックの構成を示す斜視図である。

【図８】電子ペーパーの構成を示す斜視図である。

【図９】図８における電子ペーパーを適用した電子ノー
トの構成を示す斜視図である。

【図１０】図８における電子ペーパーを適用したディス
プレイの構成を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図
である。

【符号の説明】

１透明基板２透明電極３マイクロカプセル（構造体）４分散系４ａ帯電粒子４ｂ分散媒５バインダー（部材）６対向基板７対向電極１０電気泳動パネル（電気泳動装置）２０駆動回路１００電気泳動ディスプレイ（電子機器）２００パーソナルコンピュータ（電子機器）２０１キーボード２０２本体部２０３表示ユニット３００携帯電話（電子機器）３０１操作ボタン３０２受話口３０３送話口３０４表示パネル４００ディジタルスチルカメラ（電子機器）４０１ケース４０２表示パネル４０３受光ユニット４０４シャッタボタン４０５回路基板４０６ビデオ信号出力端子４０６Ａテレビモニタ４０７データ通信用の入出力端子４０７Ａパーソナルコンピュータ５００電子ブック (電子機器）５０１フレーム５０２カバー５０３表示装置６００電子ペーパー (電子機器）６０１本体６０２表示ユニット７００電子ノート（電子機器）７０１カバー８００ディスプレイ（電子機器）８０２ａ、８０２ｂ搬送ローラ対８０３矩形孔８０４透明ガラス板８０５挿入口８０６端子部８０７ソケット８０８コントローラー８０９操作部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電粒子を内包させた複数のマイクロカ
プセルと、前記帯電粒子の位置を制御するための電極
と、前記複数のマイクロカプセルの間に配置されるバイ
ンダーと、を備えてなる電気泳動装置において、前記マイクロカプセルが、等電点以外の水素イオン濃度
を有するように混合されたポリカチオン性材料とポリア
ニオン性材料との混合物から構成されていることを特徴
とする電気泳動装置。
【請求項２】前記水素イオン濃度が、ｐＨ３．０〜ｐ
Ｈ４．５の範囲内であることを特徴とする請求項１に記
載の電気泳動装置。
【請求項３】帯電粒子を内包させた複数のマイクロカ
プセルと、前記帯電粒子の位置を制御するための電極
と、前記複数のマイクロカプセルの間に配置されるバイ
ンダーと、を備えてなる電気泳動装置において、前記マイクロカプセルが、組成比Ｘ（＝ポリカチオン性
材料／ポリアニオン性材料）が、０．２５≦Ｘ＜１．０
０、或いは、１．００＜Ｘ≦４．００の範囲で混合され
た前記ポリカチオン性材料と前記ポリアニオン性材料と
の混合物から構成されていることを特徴とする電気泳動
装置。
【請求項４】前記ポリカチオン性材料が、ゼラチンを
含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に
記載の電気泳動装置。
【請求項５】前記ポリアニオン性材料が、アラビアゴ
ム、アルギン酸ナトリウム、カラギーナン、カルボキシ
メチルセルロース、寒天、ポリビニルベンゼンスルホン
酸、ポリビニルメチルエーテル無水マレイン酸から選ば
れた少なくとも一つの化合物を含む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装置。
【請求項６】前記バインダーが、アクリル系樹脂を含
んでなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一
項に記載の電気泳動装置。
【請求項７】前記電極が、対向した一対の電極である
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載
の電気泳動装置。
【請求項８】帯電粒子を内包させた複数のマイクロカ
プセルと、前記帯電粒子の位置を制御するための電極
と、前記複数のマイクロカプセルの間に配置されるバイ
ンダーと、を備えてなる電気泳動装置の製造方法であっ
て、ポリカチオン性材料とポリアニオン性材料とを、等電点
以外の水素イオン濃度を有するように混合することによ
って、前記マイクロカプセルを形成する工程と、前記マイクロカプセルと、前記バインダー又は前記バイ
ンダーの前駆体との混合物を基板上に塗布する工程と、
を含むことを特徴とする電気泳動装置の製造方法。
【請求項９】前記水素イオン濃度を、ｐＨ３．０〜ｐ
Ｈ４．５の範囲内に調整するようにしたことを特徴とす
る請求項８に記載の電気泳動装置の製造方法。
【請求項１０】帯電粒子を内包させた複数のマイクロ
カプセルと、前記帯電粒子の位置を制御するための電極
と、前記複数のマイクロカプセルの間に配置されるバイ
ンダーと、を備えてなる電気泳動装置の製造方法であっ
て、ポリカチオン性材料とポリアニオン性材料とを、組成比
Ｘ（＝ポリカチオン性材料／ポリアニオン性材料）が、
０．２５≦Ｘ＜１．００、或いは、１．００＜Ｘ≦４．
００の範囲内となるように混合することによって、前記
マイクロカプセルを形成する工程と、前記マイクロカプセルと、前記バインダー又は前記バイ
ンダーの前駆体との混合物を基板上に塗布する工程と、
を含むことを特徴とする電気泳動装置の製造方法。
【請求項１１】前記バインダーを、アクリル系樹脂を
含んでなるものとしたことを特徴とする請求項８乃至１
０のいずれか一項に記載の電気泳動装置の製造方法。
【請求項１２】表示体と、この表示体に駆動信号を供
給する駆動回路と、を備えた電子機器において、前記表示体として、請求項１乃至７のいずれか一項に記
載の電気泳動装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１３】等電点以外の水素イオン濃度を有する
ように混合されたポリカチオン性材料とポリアニオン性
材料とから構成されていることを特徴とするマイクロカ
プセル。
【請求項１４】組成比Ｘ（＝ポリカチオン性材料／ポ
リアニオン性材料）が、０．２５≦Ｘ＜１．００、或い
は、１．００＜Ｘ≦４．００の範囲であるポリカチオン
性材料とポリアニオン性材料との混合物から構成されて
いることを特徴とするマイクロカプセル。
【請求項１５】帯電粒子を内包した複数の構造体と、
前記帯電粒子の位置を制御するための電極と、を備えた
電気泳動装置であって、前記構造体は、その少なくとも一部分がポリカチオン性
材料とポリアニオン性材料との混合物から構成されてい
るとともに、前記構造体と、他の構造体及び前記電極の少なくとも一
方との間には、部材が配置されていることを特徴とする
電気泳動装置。