JP2005275215A - 電気泳動表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、電極や基板等の表面への帯電粒子の吸着を防ぎ、優れたコントラスト特性や表示特性を有する電気泳動表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明は、互いに対向して配置される第１基板及び第２基板と、第１基板と第２基板との間に設けられる絶縁性液体と、絶縁性液体中に分散される複数の帯電粒子と、第１基板上に各画素に対応して設けられる第１電極と、第１基板若しくは第２基板上に、各画素に対応して設けられる第２電極と、第１基板上の少なくとも第１電極表面を覆うよう設けられ、アルキル側鎖を有するポリイミド樹脂からなる薄膜層と、第１電極及び第２電極に電圧を印加する駆動手段とを具備することを特徴とする電気泳動表示装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電気泳動表示装置に関する。

近年、情報携帯端末が急速に発展し、低消費電力、軽量、薄型の表示装置のニーズが高まってきている。現状では、情報携帯端末のディスプレイとして反射型液晶表示装置が広く用いられている。しかし、反射型液晶表示装置は偏光板を使用するため光の利用効率が低いために使用環境によっては十分な明るさが得られず、表示の視認性が悪い場合がある。

偏光板を使用せずに明るい反射型ディスプレイが得られる方式として、電気泳動表示装置が知られている。この装置は、透明電極を形成した一対の基板の間に、分散液を挟んだ構造を持っている。分散液は、帯電した粒子（帯電粒子）と、色素を溶解することで着色した絶縁性液体等からなる。透明電極を介して分散液に電圧を印加すると、電荷を有する帯電粒子はその電荷とは逆の極性の電極へ移動する。観測者側の電極に帯電粒子が集まると、帯電粒子の色が表示される。一方、観測者側と反対の電極に帯電粒子が集まると、絶縁性液体の色を観測者は視認することになる。すなわち、帯電粒子と絶縁性液体の色の差によって表示が行われる。また、透明な絶縁性液体と着色された帯電粒子とを用いて、帯電粒子を水平方向に動かすＩｎ−Ｐｌａｎｅ型の電気泳動表示装置もある。

電気泳動ディスプレイでは、帯電粒子を分散した絶縁性液体をセルに注入するとき、帯電粒子が電極表面に吸着されセル内に均一に注入されないことや、駆動の際に、帯電粒子が電極表面に吸着され表示特性が低下することなどが課題の一つとなっている。これらの対策として、これまでに帯電粒子表面や電極表面に吸着防止処理を施す方法が提案されている。例えば、フルオロカップリング剤で電極表面をコートする方法（例えば、特許文献１参照）、粒子と電極をフッ素コートする方法（例えば、特許文献２参照）などがある。しかしながら、フルオロカップリング剤やフッ素樹脂は基板にぬれにくく、電極表面に均一に塗布することが難しい。また、絶縁性液体とのぬれ性も悪いという問題がある。また、ロジンやロジン誘導体で基板を被覆する方法も提案されている（例えば、特許文献３参照）。しかしながらロジンおよびロジン誘導体は有機溶媒に溶けやすく、用いる絶縁性液体が制限される、長期的な信頼性が劣るなどの問題がある。
特許第２７２９２９９号公報（第２−３頁、第１図） 特公昭６１−２５１３９号公報（第１−４頁） 特開２００３−１５１６７公報（第２−６頁、第１図）

上述したように、従来は、帯電粒子が電極や基板等の表面に吸着するのを防ぐ、良い方法がなかった。

本発明はこのような問題に鑑み、電極や基板等の表面への帯電粒子の吸着を防ぎ、優れたコントラスト特性や表示特性を有する電気泳動表示装置を提供することを目的とする。

そこで本発明は、互いに対向して配置される第１基板及び第２基板と、第１基板と第２基板との間に設けられる絶縁性液体と、絶縁性液体中に分散される複数の帯電粒子と、第１基板上に各画素に対応して設けられる第１電極と、第１基板若しくは第２基板上に、各画素に対応して設けられる第２電極と、第１基板上の少なくとも第１電極表面を覆うよう設けられ、アルキル側鎖を有するポリイミド樹脂からなる薄膜層と、第１電極及び第２電極に電圧を印加する駆動手段とを具備することを特徴とする電気泳動表示装置を提供する。

本発明においては、第２基板表面、若しくは第２基板表面及び第２電極表面を、アルキル側鎖を有するポリイミド樹脂で覆っても良い。

また本発明においては、第１基板と第２基板との間に、各画素を囲むよう設けられる隔壁をさらに具備しても良い。

また本発明においては、隔壁表面を、アルキル側鎖を有するポリイミド樹脂で覆っても良い。

また本発明においては、ポリイミド樹脂のアルキル側鎖の炭素数が５以上２０以下であり、ポリイミド樹脂中のアルキル側鎖の含有量が５ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下であっても良い。

また本発明においては、アルキル側鎖を有するポリイミド樹脂表面の表面自由エネルギーの分散力成分γｄが３０ｍＮ／ｍ以上４０ｍＮ／ｍ以下であり、極性成分γｐが２ｍＮ／ｍ以下であっても良い。

また本発明においては、絶縁性液体の表面張力がアルキル側鎖を有するポリイミド樹脂の表面自由エネルギーよりも小さくても良い。

また本発明においては、絶縁性液体が非極性溶媒であっても良い。

また本発明においては、絶縁性液体の表面張力の極性成分γｐが２ｍＮ／ｍ以下であっても良い。

本発明によれば、電極や基板等の表面への帯電粒子の吸着を防ぎ、優れたコントラスト特性や表示特性を有する電気泳動表示装置を提供することが出来る。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る電気泳動表示装置について詳細に説明する。
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る電気泳動表示装置を、図１を用いて説明する。図１は本実施形態の電気泳動表示装置を示し、便宜的に２つの画素を抽出して、断面図として記した。図１の中央の一点鎖線は、この２つの画素の境界部を示す。すなわち、１つの画素は図の端の点線から、この一点鎖線までとなる。

図１に示すように、本実施形態の電気泳動表示装置は、第１基板１と第２基板２とが対向して配置され、第１基板１と第２基板２との間には、絶縁性液体７と絶縁性液体７に分散された帯電粒子６とを有する分散液８が設けられる。第１基板１の画素に対応する領域には画素電極（第１電極）３が形成され、第２基板２上には全面で共通とした対向電極（第２電極）５が設けられる。画素電極３は、第１基板１上に形成されたＴＦＴ素子２３に接続されている。これらの基板１、２表面には少なくとも電極３、５を覆うように、アルキル側鎖を有するポリイミド樹脂からなる薄膜層４が形成されている。本実施形態の電気泳動表示装置は、第１電極３や第２電極５の表面を含む基板表面全体を、アルキル側鎖を有するポリイミド樹脂からなる薄膜層４で覆うことにより、帯電粒子６が表面に吸着することを防ぎ、長期間に渡ってより優れたコントラスト特性や表示特性を有する電気泳動表示装置を提供するものである。

次に、以下の特性の部材を使用した場合について本実施形態の電気泳動表示装置の表示原理を説明する。帯電粒子６は黒色で、正に帯電している。帯電粒子６を分散させている絶縁性液体７としては白色非極性液体を使用している。第１基板１および第２基板２にはガラスなどの透明基板を使用し、画素電極３および対向電極５にはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）などの透明電極を用いている。絶縁性液体７と接触する、基板や電極表面をコートする薄膜層４の材料には、長鎖アルキル基を側鎖にもつポリイミド樹脂を用いている。図１では、観測面を第１基板１側の面とし、左の画素が白表示、右の画素が黒表示を行っている。

図１の左側の画素に示すように、対向電極５を基準電位（ゼロボルト）とし、画素電極３に正極性電位を印加すると帯電粒子６は対向電極５近傍へ移動する。このとき、電気泳動表示装置を第１基板１側から見ると、絶縁性液体７の白色を視認することとなり、白表示となる。

一方、図１の右側の画素に示すように、対向電極５を基準電位（ゼロボルト）とし、画素電極３に負極性の電圧を印加すると、帯電粒子６は画素電極３近傍へ移動する。この電気泳動表示装置を第１基板１側から見ると、画素電極３側に集まった帯電粒子６の黒色を視認することとなり、黒表示となる。

この例では帯電粒子６が黒色で絶縁性液体７が白色の場合を説明したが、帯電粒子６として白色粒子を用い、絶縁性液体７として白色以外の着色液体を用いても、同様に表示を行うことが可能である。例えば、帯電粒子６を白色、絶縁性液体６を黒色とした場合も同様に白黒表示が可能である。

画素電極３や対向電極５表面を含む基板表面を全くコーティングしない場合、絶縁性液体７と接する基板表面の状態によって、基板表面に帯電粒子６が吸着して、電気的な信号による帯電泳動粒子の制御が困難となる。その結果、表示特性の低下を引き起こす。また、薄膜層の材料として、ほとんどのフッ素樹脂は表面エネルギーが小さすぎて、これを基板に塗布するための基板への前処理が必要になる、均一に塗布されないなどのプロセス上の困難を伴う。それだけでなく、フッ素処理した基板には分散液８がぬれにくいことから、注入工程に非常に時間がかかり、非効率となる。本実施形態では、アルキル側鎖を有するポリイミド樹脂からなる薄膜層４を用いることにより、電極や基板表面にはぬれやすい状態を保ちつつ、帯電粒子６の吸着を防ぐことを可能とするものである。これは、アルキル側鎖を有するポリイミド樹脂は、基板表面との親和性は良いものの、基板と反対側の表面では極性を持たないアルキル基に支配的な表面状態が得られるためであるためと考えられる。また、ポリイミド樹脂は熱的、化学的にも安定した材料であり、有機溶媒に対しても強い材料であり、長期に渡り絶縁性液体７と接触しても変質しにくく高い信頼性が得られる。なお、薄膜層４の形成は、画素電極３を形成した第１基板１表面、若しくは対向電極５表面のどちらか一方でも効果が認められる。

本実施形態では、アルキル側鎖を有するポリイミド樹脂からなる薄膜層４の、表面自由エネルギーの分散成分γｄを３０ｍＮ／ｍ以上４０ｍＮ／ｍ以下、極性成分γｐを２ｍＮ／ｍ以下とした場合、薄膜層４表面への帯電粒子６の吸着をより防止することができる。つまり、分散成分γｄを３０ｍＮ／ｍ以上４０ｍＮ／ｍ以下とすることにより、薄膜層４を均一に形成することが可能となり、また、極性成分γｐを２ｍＮ／ｍ以下にした場合には、帯電粒子６が電極や基板表面へ吸着するのを防止する効果を高めることが出来る。

また、絶縁性液体７の表面張力は、薄膜層４の表面エネルギーよりも小さいことが好ましい。これにより、絶縁性液体７が薄膜層４になじみやすいという効果を得ることが出来る。同様に、絶縁性液体７を薄膜層４になじみやすくするために、絶縁性液体７を非極性溶媒とすることが好ましい。

表面張力や、表面自由エネルギーの分散成分、極性成分の求め方は、接触角を用いる方法が一般的である。固体表面の表面自由エネルギーは、拡張Ｆｏｗｋｅｓの理論から、標準試液（水、ヨウ化メチレン）とサンプルの接触角θを測定して求めれば良い。また、溶液の表面張力は輪環法や懸滴法、Ｗｉｌｈｅｌｍｙ平板法、毛管上昇法などにより測定することができる。

基板や電極表面を、アルキル側鎖を有するポリイミド樹脂でコーティングする方法としては、スピンコート法、ディップコーティング法、ロールコーティング法、ロッドバーコーティング法、スプレーコーティング法、エアナイフコーティング法、ドクターブレード法、オフセット印刷法等を用いることが出来る。ポリイミド樹脂は、基板表面への塗布も簡単で、均一な表面皮膜を得ることができる。ポリイミド主鎖に導入されるアルキル側鎖の炭素数は５以上２０以下であり、ポリイミド樹脂中のアルキル側鎖の含有量が５ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下であると、本ポリイミドで表面処理したとき、その表面はアルキル側鎖の効果によって、表面自由エネルギーの極性成分が２以下に制御することができ、帯電粒子の吸着を防止する効果を得ることができる。これらのアルキル側鎖を有するポリイミド樹脂として、ポリイミド主鎖は例えば、

（ここで、Ｒ１、Ｒ２は（表１）の組合せ１乃至組合せ５から選ばれる１種である。）

や、

（ここで、Ｘは（化３）のＸ１乃至Ｘ８から選ばれる１種である。）

又は、

等を挙げることができる。本実施形態では、これらのポリイミド主鎖の一部にアルキル側鎖が導入され、アルキル側鎖としては、−（ＣＨ₂）_lＣＨ₃、−（ＣＨ₂）_m−Ｃ（ＣＨ₃）Ｈ₂等を挙げることができる。ここで、ｌ＝４〜１９、ｍ＝３〜１８である。

アルキル側鎖を持つポリイミドの具体的な材料は、たとえば、

（ここで、Ｐ²は４価の有機基であり、Ｑ²は（化６）で表される基である。また、Ｘは−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＮＨＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−Ｓ−、メチレン基、炭素数２〜６のアルキレン基およびフェニレン基から選ばれる２価の基であり、Ｒ¹は、−（ＣＨ２）ｎＣＨ３、ｎ＝４〜１９である。）

を挙げることが出来る。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る電気泳動表示装置を図２を用いて説明する。本実施形態については、第１の実施形態と異なる点についてのみ説明し、同様の部分については説明を省略する。

図２は本実施形態の電気泳動表示装置を示し、便宜的に２つの画素を抽出して、断面図として記した。図２の中央の一点鎖線は、この２つの画素の境界部を示す。すなわち、１つの画素は図の端の点線から、この一点鎖線までとなる。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、第１基板１と第２基板２とが対向して配置され、第１基板１と第２基板２との間には、絶縁性液体７と絶縁性液体７に分散された帯電粒子６とを有する分散液８が設けられる。

しかしながら、本実施形態の電気泳動表示装置は、第１基板上に画素電極を第２基板上に対向電極を形成した構成とはせずに、第１基板１上に画素電極として用いる第１電極１１と第１電極１１よりも面積の小さい第２電極１２とを形成した構成とする点が第１の実施形態とは異なる。第２電極１２は、画素の周囲を囲い全面で共通とした格子状とすれば良い。また、第１電極１１は第２電極１２以外の部分で画素全体に広がった形状とし、ＴＦＴ２３に接続される。第２電極１２をＴＦＴ２３に接続し、第１電極１１を共通電極としても良い。

そして、本実施形態においても、第１電極１１及び第２電極１２表面を含む第１基板１１を覆い、第２基板２を覆うように薄膜層４が形成される。薄膜層４は、第１の実施形態と同様な材料、方法で形成すればよい。本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、帯電粒子６が基板や電極表面に吸着することを防ぎ、長期間に渡ってより優れたコントラスト特性や表示特性を有する電気泳動表示装置を提供することが出来る。また、本実施形態では、電極の形成されない第２基板２表面も薄膜層４で覆っている。基板表面では表面状態が制御されていないため、電極の形成されない第２基板２にも帯電粒子６の吸着の可能性があり、第２基板２表面を薄膜層４で覆うことは効果があると言える。

次に、以下の特性の部材を使用した場合について本実施形態の電気泳動表示装置の表示原理を説明する。帯電粒子６は黒色で、正に帯電している。帯電粒子６を分散させている絶縁性液体７としては透明の非極性液体を使用している。第１基板１および第２基板２にはガラスなどの透明基板を使用し、第１電極１１及び第２電極１２にはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）などの透明電極を用いている。絶縁性液体７と接触する、基板や電極表面をコートする薄膜層４の材料には、長鎖アルキル基を側鎖にもつポリイミド樹脂を用いている。図２では、第２基板２の外側に白色の板をおいて観測面を第１基板１側の面とし、左の画素が白表示、右の画素が黒表示を行っている。

図２の左側の画素に示すように、第２電極１２を基準電位（ゼロボルト）とし、第１電極１１に正極性の電圧を印加すると帯電粒子６は第２電極１２近傍へ移動する。このとき、電気泳動表示装置を第１基板１側から見ると、第１電極１１、第１基板１、第２基板２はいずれも透明であるため、第２基板２の外側に置いた白色の板を視認することとなり、白表示となる。

一方、図２の右側の画素に示すように、第２電極１２を基準電位（ゼロボルト）とし、第１電極１１に負極性の電圧を印加すると、帯電粒子６は第１電極１１近傍へ移動する。この電気泳動表示装置を第１基板１側から見ると、第１電極１１に集まった帯電粒子６の黒色を視認することとなり、黒表示となる。

この他、帯電粒子６としてシアン、マゼンダ、イエロー、紫、灰色などの色をした光吸収性の粒子を用いても同様に表示が可能である。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る電気泳動表示装置を図３、図４を用いて説明する。本実施形態については、第１の実施形態と異なる点についてのみ説明し、同様の部分については説明を省略する。

図３は本実施形態の電気泳動表示装置を示し、便宜的に２つの画素を抽出して、断面図として記した。図３の中央の一点鎖線は、この２つの画素の境界部を示す。すなわち、１つの画素は図の端の点線から、この一点鎖線までとなる。図４は、本実施形態に係る電気泳動表示装置を示す平面図であり、（ａ）が第１基板側からみた図、（ｂ）が第２基板側から見た図である。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、第１基板１と第２基板２とが対向して配置され、第１基板１と第２基板２との間には、絶縁性液体７と絶縁性液体７に分散された帯電粒子６とを有する分散液８が設けられる。また、第１基板１の画素に対応する領域には画素電極（第１電極）３が形成される。

しかしながら、本実施形態の電気泳動表示装置は、第２基板２上に形成する対向電極（第２電極）５は、全面には設けられず、画素の周囲に格子状に共通して設けられる点が第１の実施形態とは異なる。図４（ａ）に示すように、第１基板１には、信号線２１及びゲート線２２が交差するよう設けられている。第１基板１上にはまた、信号線２１とゲート線２２との交点にＴＦＴ素子２３が、信号線２１とゲート線２２とで囲まれた画素に対応する領域に画素電極３が設けられている。詳細は図示していないが、ＴＦＴ素子２３のゲート電極はゲート線２２に、ソース電極は信号線２１に、ドレイン電極は画素電極３に接続している。また、図４（ｂ）に示すように、第２基板２には、信号線２１やゲート線２２と重なる領域、つまり画素電極３を含む画素領域の周辺に対向電極５が格子状に設けられている。

そして、本実施形態においても、第１基板１とその上の画素電極３を覆い、第２基板２とその上の対向電極５を覆うように薄膜層４が形成される。薄膜層４は、第１の実施形態と同様な材料、方法で形成すればよい。本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、帯電粒子６が基板や電極表面に吸着することを防ぎ、長期間に渡ってより優れたコントラスト特性や表示特性を有する電気泳動表示装置を提供することが出来る。また、本実施形態では、電極の形成された領域の小さい第２基板２表面も薄膜層４で覆っている。基板表面では表面状態が制御されていないため、電極の形成されない領域でも帯電粒子６の吸着の可能性があり、第２基板２表面を薄膜層４で覆うことは効果があると言える。

次に、以下の特性の部材を使用した場合について本実施形態の電気泳動表示装置の表示原理を説明する。帯電粒子６は黒色で、正に帯電している。帯電粒子６を分散させている絶縁性液体７としては透明の非極性液体を使用している。第１基板１および第２基板２にはガラスなどの透明基板を使用し、画素電極３および対向電極５にはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）などの透明電極を用いている。絶縁性液体７と接触する、基板や電極表面をコートする薄膜層４の材料には、長鎖アルキル基を側鎖にもつポリイミド樹脂を用いている。図３では、第２基板２の外側に白色の板をおいて観測面を第１基板１側の面とし、左の画素が白表示、右の画素が黒表示を行っている。

図３の左側の画素に示すように、対向電極５を基準電位（ゼロボルト）とし、画素電極３に正極性の電圧を印加すると帯電粒子６は対向電極５近傍へ移動する。このとき、電気泳動表示装置を第１基板１側から見ると、画素電極３、第１基板１、第２基板２はいずれも透明であるため、第２基板２の外側に置いた白色の板を視認することとなり、白表示となる。本実施形態の構造では、白表示時における帯電粒子６の広がりを小さくでき、好ましい。

一方、図３の右側の画素に示すように、対向電極５を基準電位（ゼロボルト）とし、画素電極３に負極性の電圧を印加すると、帯電粒子６は画素電極３近傍へ移動する。この電気泳動表示装置を第１基板１側から見ると、画素電極３に集まった帯電粒子６の黒色を視認することとなり、黒表示となる。
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る電気泳動表示装置を図５を用いて説明する。本実施形態については、第３の実施形態と異なる点についてのみ説明し、同様の部分については説明を省略する。表示原理については、第３の実施形態と同様に行えばよく、説明を職略する。

図５は本実施形態の電気泳動表示装置を示し、便宜的に２つの画素を抽出して、断面図として記した。図５の中央の一点鎖線は、この２つの画素の境界部を示す。すなわち、１つの画素は図の端の点線から、この一点鎖線までとなる。

本実施形態においても、第３の実施形態と同様に、第１基板１と第２基板２とが対向して配置され、第１基板１と第２基板２との間には、絶縁性液体７と絶縁性液体７に分散された帯電粒子６とを有する分散液８が設けられる。また、第１基板１の画素に対応する領域には画素電極（第１電極）３が設けられ、第２基板２の画素の周囲に格子状に対向電極（第２電極）５が設けられる。そして、本実施形態においても、第１基板１とその上の画素電極３を覆い、第２基板２とその上の対向電極５を覆うように薄膜層４が形成される。

しかしながら、本実施形態の電気泳動表示装置は、対向電極５上に、対向電極５と同じパターンで画素を囲むよう隔壁３１を設けている点が第３の実施形態とは異なる。隔壁３１で画素を区切ることにより、隣接する画素間における帯電粒子６の流入、流出等による干渉を防ぐことができる。

そして、本実施形態においても、第１基板１とその上の画素電極３を覆い、第２基板２とその上の対向電極５を覆うように薄膜層４が形成される。薄膜層４は、第３の実施形態と同様な材料、方法で形成すればよい。本実施形態においても、第３の実施形態と同様に、帯電粒子６が基板や電極表面に吸着することを防ぎ、長期間に渡ってより優れたコントラスト特性や表示特性を有する電気泳動表示装置を提供することが出来る。また、本実施形態でも、電極の形成された領域の小さい第２基板２表面も薄膜層４で覆っている。基板表面では表面状態が制御されていないため、電極の形成されない領域でも帯電粒子６の吸着の可能性があり、第２基板２表面を薄膜層４で覆うことは効果があると言える。

なお、隔壁３１は、第２基板２上に対向電極５を形成し、薄膜層４を形成した後に、エポキシ系、ポリイミド系、カルド系、アクリル系等の一般的な感光性樹脂を用いたフォトレジストによるフォトリソグラフィ法等により形成すればよい。隔壁３１を構成する材料としては感光性材料を用いれば、容易に隔壁３１を形成できる。特に、化学増幅型感光性エポキシ樹脂は、高アスペクト比が得られるため、第１基板１と第２基板２の距離が広い場合でも、幅の狭い隔壁３１を形成できる。
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係る電気泳動表示装置を図６を用いて説明する。本実施形態については、第４の実施形態と異なる点についてのみ説明し、同様の部分については説明を省略する。表示原理については、第３の実施形態と同様に行えばよく、説明を職略する。

図６は本実施形態の電気泳動表示装置を示し、便宜的に２つの画素を抽出して、断面図として記した。図６の中央の一点鎖線は、この２つの画素の境界部を示す。すなわち、１つの画素は図の端の点線から、この一点鎖線までとなる。

本実施形態においても、第４の実施形態と同様に、第１基板１と第２基板２とが対向して配置され、第１基板１と第２基板２との間には、絶縁性液体７と絶縁性液体７に分散された帯電粒子６とを有する分散液８が設けられる。また、第１基板１の画素に対応する領域には画素電極（第１電極）３が設けられ、第２基板２の画素の周囲に格子状に対向電極（第２電極）５が設けられる。そして、本実施形態においても、対向電極５上に、対向電極５と同じパターンで画素を囲むよう隔壁３１を設けている。

しかしながら、本実施形態の電気泳動表示装置は、第１基板１とその上の画素電極３を覆い、第２基板２を覆うだけでなく、隔壁３１表面をも覆うよう、薄膜層４が形成される。隔壁３１は絶縁性液体７と接することから、基板や電極と同様な理由から帯電粒子６の付着が問題となる。そこで本実施形態ではそれを防止するために、隔壁３１表面にも薄膜層４を形成するものである。

本実施形態においても、第１基板１とその上の画素電極３を覆い、第２基板２とその上に積層した対向電極５と隔壁３１とを覆うように薄膜層４が形成される。薄膜層４は、第４の実施形態と同様な材料、方法で形成すればよい。本実施形態においても、第４の実施形態と同様に、帯電粒子６が基板や電極表面に吸着することを防ぎ、長期間に渡ってより優れたコントラスト特性や表示特性を有する電気泳動表示装置を提供することが出来る。また、本実施形態では、電極の形成された領域の小さい第２基板２表面や隔壁３１表面も薄膜層４で覆っている。基板表面では表面状態が制御されていないため、電極の形成されない領域でも帯電粒子６の吸着の可能性があり、第２基板２表面や隔壁３１表面を薄膜層４で覆うことは効果があると言える。

なお、隔壁３１は、第４の実施形態と同様に形成すればよく、第２基板２の薄膜層４の形成を、対向電極５形成後ではなく、対向電極５上の隔壁３１を形成後に行えば良い。

上述したような実施形態においては、絶縁性液体７と帯電粒子６の比重を概ね等しくすることが好ましい。これにより、長時間放置した状態で帯電粒子６が偏ることを防ぐことができる。特に、隔壁３１を形成しない構造とした場合には、帯電粒子６濃度が画素毎に異なることを防止でき、好ましい。

また、帯電粒子６の平均粒径は、０．０５μｍ以上かつ５μｍ以下であると、安定した分散状態が得られるため好ましい。

以下、各実施形態に関する実施例を説明する。
（実施例１）
図３や図４に示すような第３の実施形態に関する実施例１の電気泳動表示装置について説明する。

まず、厚さ約０．７ｍｍの無アルカリガラス基板からなる第１基板１上にＴＦＴ素子２３、信号線２１、ゲート線２２を常法により形成した。次にＩＴＯからなる画素電極３を形成した。なお、第１電極３とＴＦＴ素子２３のドレイン電極、信号線２１とＴＦＴ素子２３のソース電極、ゲート線２２とＴＦＴ素子２３のゲート電極は夫々電気的に接続されている。この基板上にスピンコートによりアルキル側鎖を有するポリイミド樹脂としてサンエバーＳＥ１３５８（日産化学）を用い、薄膜層４を塗布した。塗布後、２００℃に加熱したオーブン中で１時間焼成した。このようにして得られた薄膜層４の膜厚は約１０００Åであった。接触角による表面エネルギー測定により、この薄膜層４の表面エネルギーは３４．７ｍＮ／ｍでその分散成分γｄは３３．５ｍＮ／ｍ、極性成分γｐは１．２ｍＮ／ｍであった。

次に、厚さ約０．７ｍｍの無アルカリガラス基板からなる第２基板２上にＩＴＯからなる対向電極５を形成した。第２基板２上にも第１基板１と同様にスピンコートにより薄膜層４を塗布し、焼成した。膜厚、表面自由エネルギーは第１基板と同じであった。

第２基板２の周辺部に、注入口及び排気口を除いて直径３５μｍの円筒形のガラスロッドを混ぜた室温硬化型２液性エポキシ接着剤をディスペンサーを用いて塗り、第１基板１を貼り合わせ、位置合わせを行いながら固定し、室温硬化型２液性エポキシ接着剤を硬化させて、電気泳動ディスプレイ用セルを得た。分散液８は、絶縁性液体７としてシリコーンオイル（表面張力１７ｍＮ／ｍ）を、帯電粒子６として表面にポリスチレンをコートしたカーボン粒子を使用した。このとき、絶縁性液体７は透明であり、帯電粒子６は黒色であった。この分散液８を、作製したセルの注入口から注入した。そのとき、分散液８中の帯電粒子６は、基板や電極表面に吸着されることなく、セル内に均一に注入することができた。注入後、注入口と排気口を接着剤で封じ、分散液８を基板間に密閉した。第２基板２の対向電極５を形成した面と反対の面には、光沢紙（不図示）を貼り付け、白色を呈する反射板とした。

この電気泳動表示装置を駆動したところ、コントラスト９：１で、白表示時に反射率５０％という優れた表示特性が得られた。
（実施例２）
対向電極５を形成した第２基板２には薄膜層４を塗布しないこと以外は、実施例１と同様にして電気泳動表示装置を作製した。この電気泳動表示装置を駆動したところ、得られたコントラストは９：１で、白表示時に反射率５０％と優れた表示特性が得られた。
（比較例１）
第１基板１および第２基板２に薄膜層４を塗布しないこと以外は、実施例１と同様にして電気泳動表示装置を作製した。この電気泳動表示装置を駆動したところ、得られたコントラストは４：１で、白表示時の反射率は３０％と表示特性が低下した。
（比較例２）
薄膜層４として、表面エネルギーが１３．８ｍＮ／ｍでその分散成分γｄは１３．０ｍＮ／ｍ、極性成分γｐは０．８ｍＮ／ｍであるサイトップ（旭硝子）をフッ素成分をもつ表面コート剤として用いる以外は、実施例１と同様に電気泳動表示装置を作製した。その結果、分散液８をセルに注入したときに、分散液８の注入速度が極端に遅くなった。そして、分散液８がセル内に完全に注入されるまでに非常に時間がかかり、作製工程が非常に非効率となった。

この電気泳動表示装置を駆動したところ、通常の電圧として１０Ｖ印加しても帯電粒子６がほとんど動かなかった。さらに、電圧を上げても帯電粒子６は完全には移動せず、表示特性は非常に低くなった。これはフッ素系材料が負極側に帯電しやすいためであると考えられる。
（実施例３）
図５に示すような第４の実施形態に関する実施例３の電気泳動表示装置について説明する。

まず、厚さ約０．７ｍｍの無アルカリガラス基板からなる第１基板１上にＴＦＴ素子２３、信号線（図示せず）、ゲート線（図示せず）を常法により形成した。次にＩＴＯからなる画素電極３を形成した。なお、第１電極３とＴＦＴ素子のドレイン電極、信号線とＴＦＴ素子のソース電極、ゲート線とＴＦＴ素子のゲート電極は夫々電気的に接続されている。この基板上にスピンコートによりアルキル側鎖を有するポリイミド樹脂としてＳＥ１６８１（日産化学）を用い、薄膜層４を塗布した。塗布後、２００℃に加熱したオーブン中で１時間焼成した。このようにして得られた薄膜層４の膜厚は約１０００Åであった。接触角による表面エネルギー測定により、この薄膜層４の表面エネルギーは３９．０ｍＮ／ｍでその分散成分γｄは３９．０ｍＮ／ｍ、極性成分γｐは０ｍＮ／ｍであった。

次に、厚さ約０．７ｍｍの無アルカリガラス基板からなる第２基板２上にＩＴＯからなる対向電極５を形成した。対向電極５を形成した第２基板２上にも第１基板１と同様にスピンコートにより薄膜層４を塗布し、焼成した。この第２基板２上に以下の工程により隔壁３１を形成した。化学増幅型感光性エポキシ樹脂（ネガ型）をスピンナーを用いて３０μｍの厚さに塗布した。９５℃のホットプレートでプリベークした後、フォトマスクを介して露光した。これを９５℃のホットプレートでベークした後、現像し、対向電極５のパターンと同じ、幅１０μｍ、高さ３０μｍの隔壁３１を形成した。その後、１８０℃のホットプレートでポストベークし、十分に化学増幅型感光性エポキシ樹脂を硬化させた。

第２基板２の周辺部に、排気口を除いて直径３５μｍの円筒形のガラスロッドを混ぜた室温硬化型２液性エポキシ接着剤をディスペンサーを用いて塗布した。次に、分散液８として、絶縁性液体７としてシリコーンオイル（表面張力１７ｍＮ／ｍ）を、帯電粒子６として表面にポリスチレンをコートしたカーボン粒子を用意した。このとき、絶縁性液体７は透明であり、帯電粒子６は黒色であった。この分散液８を、隔壁が形成された画素領域全体に滴下し、気泡が入らないように第１基板１を貼り合わせて位置合わせを行いながら固定し、接着剤を硬化させた。排気口を接着剤で封じ、分散液８を基板間に密閉し電気泳動ディスプレイセルを得た。第２基板２の対向電極５を形成した面と反対の面には、光沢紙（不図示）を貼り付け、白色を呈する反射板とした。

この電気泳動表示装置を駆動したところ、隣接する画素による影響がなくなり、コントラスト１０：１で、白表示時に反射率５０％と優れた表示特性が得られた。
（実施例４）
対向電極５の形成後ではなく、隔壁３１の形成後に薄膜層４を形成する以外は実施例３と同様にして、電気泳動表示装置を作製した。このとき、隔壁３１があることにより薄膜層４の材料が隔壁３１周囲に溜まり、膜厚が厚くなるのを防ぐために、第２基板２に塗布する薄膜層４の材料は第１基板１に塗布した薄膜層４の材料を、シンナーを溶媒として２倍に希釈して使用した。

この電気泳動表示装置を駆動したところ、コントラスト１０：１で、白表示時に反射率５０％と優れた表示特性が得られた。
（実施例５）
帯電粒子６として白色の二酸化チタンを、絶縁性液体７として黒色の染料（スーダンブラック１ｗｔ％）を溶かしたジメチルシリコンを用いる以外は実施例１と同様にして、電気泳動表示装置を作製した。この電気泳動表示装置を駆動したところ、得られたコントラストは９：１で、白表示時の反射率は４０％と優れた表示特性が得られた。

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。 本発明の第２の実施形態に係る電気泳動表示装置の断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る電気泳動表示装置の断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る電気泳動表示装置を示す平面図であり、（ａ）が第１基板側からみた図、（ｂ）が第２基板側から見た図である。 本発明の第４の実施形態に係る電気泳動表示装置の断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る電気泳動表示装置の断面図である。

符号の説明

１…第１基板
２…第２基板
３…画素電極（第１電極）
４…薄膜層
５…対向電極（第２電極）
６…帯電粒子
７…絶縁性液体
８…分散液
１１…第１電極
１２…第２電極
２１…信号線
２２…ゲート線
２３…ＴＦＴ素子
３１…隔壁

Claims (9)

1. 互いに対向して配置される第１基板及び第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に設けられる絶縁性液体と、
   前記絶縁性液体中に分散される複数の帯電粒子と、
   前記第１基板上に各画素に対応して設けられる第１電極と、
   前記第１基板若しくは前記第２基板上に、前記各画素に対応して設けられる第２電極と、
   前記第１基板上の少なくとも前記第１電極表面を覆うよう設けられ、アルキル側鎖を有するポリイミド樹脂からなる薄膜層と、
   前記第１電極及び前記第２電極に電圧を印加する駆動手段とを具備する
   ことを特徴とする電気泳動表示装置。
2. 前記第２基板表面、若しくは前記第２基板表面及び前記第２電極表面を、前記アルキル側鎖を有するポリイミド樹脂で覆うことを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示装置。
3. 前記第１基板と前記第２基板との間に、各画素を囲むよう設けられる隔壁をさらに具備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。
4. 前記隔壁表面を、前記アルキル側鎖を有するポリイミド樹脂で覆うことを特徴とする請求項３記載の電気泳動表示装置。
5. 前記ポリイミド樹脂の前記アルキル側鎖の炭素数が５以上２０以下であり、前記ポリイミド樹脂中の前記アルキル側鎖の含有量が５ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電気泳動表示装置。
6. 前記アルキル側鎖を有するポリイミド樹脂表面の表面自由エネルギーの分散力成分γｄが３０ｍＮ／ｍ以上４０ｍＮ／ｍ以下であり、極性成分γｐが２ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電気泳動表示装置。
7. 前記絶縁性液体の表面張力が前記アルキル側鎖を有するポリイミド樹脂の表面自由エネルギーよりも小さいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電気泳動表示装置。
8. 前記絶縁性液体が非極性溶媒であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電気泳動表示装置。
9. 前記絶縁性液体の表面張力の極性成分γｐが２ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電気泳動表示装置。

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