JP2008293023A - 電子ペーパディスプレイ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子ペーパディスプレイの製造コストを低減し製造上の問題の問題も発生しにくくする。
【解決手段】表示剤及びそれをくるむ透明なシェルを有するマイクロカプセル１０が複数個入った溶液を吐出することにより、マイクロカプセル１０からなる表示層１０６を基板１０２上に形成する。溶液中の液体成分は乾燥により除去し、或いは吸水層１０４に吸わせて除去する。更に、背面の電極層と表示層１０６の間に基板１０２が位置することとなるよう基板１０２の背面（及び表示層１０６の前面）に電極層を接触又は近接配置することにより、ディスプレイを形成する。使用時には、マイクロカプセル１０内の表示剤に含まれる少なくとも一色分、好ましくは二色分の色素粒子（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｋ）に対し、基板１０２の背面の電極層によって電界を印加し、それら色素粒子を電気泳動させて所望色の色素粒子により発色させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、表示剤が封入されたマイクロカプセルを複数個使用して電子ペーパディスプレイを製造する方法に関する。本方法では、例えば、マイクロカプセル群を液中で安定化させ、その溶液の液滴をインクジェット法により基板上に被着させることによりディスプレイを製造する。マイクロカプセル内の表示剤には例えば二種類の色素粒子群を入れておく。ディスプレイを構成するマイクロカプセル群に対し電極層により電界を印加すると、それら色素粒子群のうち何れかの色が発現する。即ち、マイクロカプセル内表示剤で画像を表示可能な電子ペーパディスプレイが得られる。

なお、電気泳動ディスプレイとしては、特許文献１に記載の通り膜状電極と膜状電極の間にスペーサ層を配したディスプレイが知られている。

電子ペーパディスプレイを製造する際には、例えばそれぞれ２個の半球部を有する小粒の透明プラスチックビーズを多数使用する。各ビーズの半球部には、一方が黒で他方が白、一方が赤で他方が白等というように対照的に色づけしておき、また、例えば赤い方の半球部が負、白い方の半球部が正というように帯電させてビーズを電気双極子化しておく。そして、それらのビーズがシート表面にランダムに分布することとなるよう、また個々のビーズが対応する油洞（流体で満たされた空洞）内に収まるよう、複数個のビーズ及び対応する油洞からなる薄い層をシート表面に形成する。油洞に外部電荷が接近すると、半球部電荷に対する引力又は斥力によってその油洞内のビーズがその油洞内で回転する。ビーズや油洞を載せるシートとしては、ディスプレイを押さえつけたときや引き伸ばしたとき等に油洞やビーズ半球部が損傷乃至破裂することことを防ぐため、強度及び不撓性が十分高いものを使用する。

この電子ペーパディスプレイに画像を表示させるには、シートに何個かのプレート状電極を接触又は近接配置し、それらのうち１枚又は複数枚に電圧を印加して電界を発生させればよい。その電界の作用範囲内にあるビーズには、その半球部上の電荷と、そのビーズに加わった電界の強度とに応じた引力又は斥力が作用する。この引力又は斥力の作用でビーズが回転するため、各ビーズはその半球部のうち一方がディスプレイ画面側に向く姿勢になる。従って、この電子ペーパディスプレイで所望の画像を表示させユーザに見せるには、各ビーズの半球部のうち所望色の半球部がディスプレイ画面側に向くよう、シート表面に電界を印加して各ビーズを回転させればよい。

米国特許第７１２３２３８号明細書（Ｂ２） 米国特許第６５７７４３３号明細書（Ｂ１） 米国特許第４３３８３９０号明細書 米国特許第６５２９３１３号明細書（Ｂ１） 米国特許第３６６８１０６号明細書

しかしながら、ビーズ及び油洞を含む薄い層をシート表面に形成する工程は往々にして時間及び費用を食う。更に、シート表面に薄いビーズの層を形成する手法ではピクセルの密度即ち単位面積当たりピクセル個数を高めにくいため、ビーズ式電子ペーパディスプレイの画面に表示される画像は在来のディスプレイ例えば液晶ディスプレイの画面に表示される画像に比べ低解像度になりがちである。更に、ピクセル又はそのサブピクセルを形成する場所に油洞を配する必要があるため、シート表面に多数のビーズを配してピクセル密度を高めるのは難しい。また、ピクセル密度を向上させるのにシート表面に多数の油洞を形成する必要があることも、ビーズを用いた電子ペーパディスプレイ製造方法の難点である。そして、ビーズを回転させて裏側の半球部を画面側に向ける動作はゆっくり過ぎ、映画上映等の用途には相応しくない。このように、ビーズ及び油洞からなる薄い層により電子ペーパディスプレイを形成する手法では、製造上の問題が発生しやすいだけでなくその製造コストも嵩みがちである。

本発明の好適な実施形態では、液体の表示剤が封入されたマイクロカプセルを複数個用い且つ液体印刷法によって電子ペーパディスプレイを製造する方法及びシステムを提供する。また、本発明の好適な実施形態では、基板表面に表示剤入りマイクロカプセルを吐出することによって電子ペーパディスプレイを製造する方法及びシステムを提供する。そして、本発明の好適な実施形態では、その上にマイクロカプセルが付着している基板を電極層に近接配置し又は複数枚の電極層で挟みその電極層で電界を印加する仕組みの電子ペーパディスプレイを製造できる方法及びシステムを提供する。

本発明の好適な実施形態に係る方法においては、表示剤が封入されたマイクロカプセルを複数個用いて電子ペーパディスプレイを製造する。

本実施形態では、それぞれ表示剤を封入してある複数個のマイクロカプセルを基板上に被着させることによって電子ペーパディスプレイを製造する。表示剤としては、例えば表示剤媒体に少なくとも二色分の色素粒子を入れて懸濁させたものを使用する。マイクロカプセル群は液中で安定化させ、その溶液の液滴を印刷技術により基板上に被着例えば印刷する。更に、溶液の液体成分を基板上から除去することによって、表示剤入りマイクロカプセル群からなる表示層をその基板上に形成する。この表示層に表示される画像の解像度は基板上におけるマイクロカプセル付着密度、ひいてはマイクロカプセル（又は液滴）の粒径に依存する。また、基板上のマイクロカプセルを覆い機械的に保護する保護層を設けるとよい。そして、基板及びマイクロカプセル群を、例えば電極層と電極層の間に配置する。この電極層を用いてマイクロカプセル内表示剤に電界を印加することで、画像を表示させることができる。

本発明の好適な実施形態に係る電子ペーパディスプレイ製造方法によれば、表示剤媒体を（例えば二色分の）色素粒子で懸濁させた表示剤が入ったマイクロカプセルの被着処理によって、電子ペーパディスプレイを製造することができる。また、表示剤入りマイクロカプセルを基板上に吐出する手法であるため、高解像度の多色ディスプレイを形成することができる。そして、従来のディスプレイ例えば液晶ディスプレイに比べ低コストで製造することができる。

以下、本発明の実施形態に係る電子ペーパディスプレイ製造方法について説明する。下記各実施形態では、複数個の表示剤入りマイクロカプセルを基板上に被着させることによって電子ペーパディスプレイを製造する。表示剤として使用するのは、電界印加で動かせるよう少なくとも一色分（好ましくは二色分）の色素粒子群を表示剤媒体に入れた懸濁流体である。マイクロカプセルを基板上に被着させる際には、まずマイクロカプセル群を液中に入れ、好ましくはその溶液中で安定化させた後に、その溶液を基板上に被着させる。次いで、その溶液の液体成分を基板上から除去することによって、マイクロカプセル群からなる表示層をその基板上に形成する。この層による解像度、即ち基板上におけるマイクロカプセルの付着密度は、使用した表示剤入りマイクロカプセル（又は基板上に被着させた溶液の液滴）の粒径に依存する。表示層は、好ましくは、基板及びマイクロカプセルが機械力による損傷から保護されるように保護層で覆う。そして、例えば基板及びマイクロカプセルを挟み込むよう電極層を配置することにより、電気泳動ディスプレイを形成する。電極層を用いてマイクロカプセル内表示剤に電界を印加すると、マイクロカプセル内表示剤に含まれる色素粒子が動き、ユーザの目に見える色がそのマイクロカプセル乃至ピクセルの位置に発現する。即ち、マイクロカプセル内表示剤による画像が表示される。

複数色を発現可能な多色ディスプレイを製造する際には、色素粒子を少なくとも一色分、好ましくは二色分以上（例えば二〜十色）使用する。それらの色素粒子即ち電気泳動対象粒子は、マイクロカプセル内で電気泳動させうるよう一種類又は複数種類の表示剤媒体と共にマイクロカプセル内に封入し、その媒体中に分散させる。その表示剤媒体としては、例えば、一色分又は複数色分の色素粒子をその中に分散させうる流体乃至流体系を使用する。使用する表示剤媒体は透明、半透明及び不透明の何れでもよく、また無色でも有色でもよい。可視色にする場合、その中に分散させる色素粒子の見た目の色と異なる色、できれば対照的な色にするとよい。有色媒体を使用すれば、その媒体の色に対し対照的な色（例えば白色）を有する色素粒子を一種類（一色分）使用するだけで、ディスプレイを形成することができる。

また、マイクロカプセル内表示剤媒体と表示剤内色素粒子の単位体積当たり重量はおおよそ一致させること、例えばその差を約２５％以内に収めることが望ましい。或いは、色素粒子より高い密度を有する第１の流体と、色素粒子より低い密度を有し且つ第１の流体とは混ざり合わない性質を有する第２の流体とにより、表示剤媒体を形成してもよい。その場合、第１の流体が下、第２の流体が上に位置し、色素粒子がそれら流体間の界面に位置することとなる。更に、懸濁媒体即ちマイクロカプセル内表示剤媒体とその中に分散している表示剤内色素粒子即ち電気泳動対象粒子の単位体積当たり重量差が約０〜２ｇ／ｍｌの範囲内なら、両者の単位体積当たり重量が概ね一致するといってよい。そして、表示剤媒体がマイクロカプセル内表示剤全体に占める比率は例えば約１０〜９５重量％とする。

また、表示剤媒体としては、本件技術分野にて電気泳動ディスプレイ向けと認められている物質例えば液体を使用する。気体を使用しないのは気体中では色素粒子が分散しない（表示剤媒体として機能しない）からであり、マイクロカプセル内に気体例えば空気が入っていてもかまわない。また、表示剤媒体としては、化学的活性が低く、懸濁媒質たる色素粒子に対する単位体積当たり重量差が小さく、色素粒子に対する化学的相溶性がよい等の条件を満たす物質を使用するとよい。例えば、その比誘電率が低いこと（好ましくは４以下であること）、動作温度での粘度が低く電界印加によりその中の色素粒子を動かせること（好ましくは室温近傍温度（約２３〜２７℃）における動粘度が約０．２５〜１０センチストークの範囲内であること）、誘電体であり実質的にイオンを含んでいないこと、色素粒子をできる限り溶解させない物質であること、色素粒子に対する比質量差が小さいこと（好ましくは約２０％以内であること）、ポリマをあまり溶かさないこと等が望ましい。ポリマがあまり溶けない物質を表示剤媒体として使用すれば、多々あるポリマ素材を色素粒子原料の候補にすることができて、色素粒子製造に都合がよい。

例えば、ハロゲン化有機溶媒、直鎖状又は側鎖付の飽和炭化水素、シリコーンオイル、低分子量ハロゲン含有ポリマ等の有機溶媒は表示剤媒体として好適に使用できる。また、脂肪族炭化水素を含む液体は表示剤媒体として使用しない方がよい場合がある。例えば、その表示剤媒体と併用する表示剤内色素粒子が非架橋エマルジョン凝集粒子である場合や、その表面被覆によって色素粒子を帯電させてあり脂肪族炭化水素にふれるとその電荷が逃げてしまう場合である。こうした場合には、脂肪族炭化水素の使用を避けないと性能劣化が生じる可能性があるので、表示剤媒体としてシリコーン流体等の非膨潤流体を用いるのが望ましい。また、表示剤媒体に着色する場合、その手段としては、目的に適う限り本件技術分野にて既知のどの手段を用いてもよい。例えば、染料等の分散性着色剤や分散性顔料を、表示剤媒体に入れればよい。更に、本発明では、マイクロカプセル内表示剤又は表示剤内色素粒子の帯電動作に影響するイオン種例えば帯電制御剤を表示剤媒体に入れる必要がないが、入れてはならないわけではない。即ち、色素粒子の帯電状態や表面エネルギ（電気陰性度）を調整する表面改質剤や、帯電制御剤、分散剤、界面活性剤等を表示剤媒体に添加してもかまわない。

他方、マイクロカプセル内表示剤中には、実質的に同一の色を発現させる色素粒子からなる色素粒子群を少なくとも一色分、好ましくは二色分以上（例えば二〜十色分、より好ましくは二〜四色分）入れる。「色」とは例えば電磁波スペクトラム組成波長域における全般的吸収特性のことであり、「実質的に同一の色」とは色素粒子同士が互いにほぼ同一の色調及びコントラスト（明暗）を呈することである。マイクロカプセル内表示剤の色はその中のどの色素粒子群が表出するかによって変化する。例えばマイクロカプセル内表示剤にイエローの色素粒子と他の色の色素粒子を入れれば、それらの色を選択的に発現させることができる。また、イエローの色素粒子と、それとは異なる色合い（別の色調やコントラスト）のイエローの色素粒子を入れれば、二種類のイエローを選択的に発現させることができる。

ディスプレイ画面上の各ピクセルは、例えば二色分の色素粒子を含有する表示剤が入った何種類かのマイクロカプセルの集まりで形成するのが望ましい。例えば、白色の色素粒子と非白色の色素粒子を含有する表示剤が入ったマイクロカプセルの集まりでピクセルを形成してもよいし、或いは互いに別色で何れも非白色の色素粒子を二種類含有する表示剤が入ったマイクロカプセルの集まりでピクセルを形成してもよい。何れにせよ、二色のうち第１の色の色素粒子が表出すると当該第１の色が、また第２の色の色素粒子が表出すると当該第２の色が発現する。第１の色とは例えばシアン、イエロー、マゼンタ及びブラックのうちある一色であり、第２の色とはシアン、イエロー、マゼンタ及びブラックのうち別の一色のことである。更に、マイクロカプセル内表示剤の中即ちシェル内表示剤媒体の中に、第３、第４等々の粒子を入れてもよい。それらの粒子も例えば電気泳動性の色素粒子とする。本件技術分野で習熟を積まれた方々（いわゆる当業者）ならおわかりの通り、マイクロカプセルシェル内には何種類の色素粒子を入れてもよい。マイクロカプセル内で各色素粒子群が占める重量比は例えば約５〜５０％とする。

また、表示剤媒体は低導電率で電気泳動性があるものがよい。例えば、その導電率が約１０^-11〜１０^-15Ｓ／ｍオーダのものがよく、そのオーダの導電率なら液体誘電体で得ることができる。表示剤媒体が低導電率なら、強電界印加によってその中の色素粒子を帯電させると、電界強度及び帯電時間（帯電サイクル数）に応じた電荷が帯電処理終了後も各色素粒子により保持される。即ち、質量（グラム）に対する電荷量（クーロン）の比で表すとμＣ／ｇ即ち１０^-6 Ｃ／ｇのオーダ、例えば約±０．１〜±２０μＣ／ｇ程度の電荷が保持される。従って、表示剤媒体の導電率や色素粒子の帯電特性を左右する余分なイオン種例えば帯電制御剤を、マイクロカプセル内表示剤に添加する必要はない。添加する必要がない、とは、上述した導電率が得られなくなる程でなければ多少イオン種が入っていてもよい、という意味である。イオン種を加えないことで、マイクロカプセル内表示剤の導電率を前掲の通り低くすることができる。

更に、マイクロカプセル内への帯電制御剤添加を不要にするには表示剤内色素粒子が低レベル帯電能力を有していなければならない。色素粒子に帯電能力を与えるには、例えば、色素粒子にその一部が組み込まれるよう界面活性剤や水の存在下で色素粒子を発生させればよい。また、重合開始剤、連鎖移動剤例えばＤＤＴ、ポリマバックボーンから張り出す酸性／塩基性官能基等の物質乃至成分も、色素粒子外に（部分的に）表出してその色素粒子に帯電能力をもたらす。これらの成分は色素粒子に組み込まれ、帯電種として振る舞ってその色素粒子を僅かに初期帯電させる。僅かではあれ初期帯電しているため、この色素粒子は、後により詳細に説明する強電界印加によって前掲のレベルまで弱帯電させることができる。更に、色素粒子の一部になっているためこれらの成分はマイクロカプセル内表示剤媒体中に遊離することがなく、従って表示剤媒体導電率が低いまま維持される。更に、表示剤中にイオン種を入れねばならないシステムでは、逆極性粒子の発生、表示剤内イオン種量の目減り等を通じてディスプレイ性能が経時劣化するが、ここで述べたシステムのようにイオン種が発生せず且つイオン種無しで色素粒子を帯電させうるシステムでは、そうした経時劣化が生じることはない。

表示剤内色素粒子の製造手法としては、上掲の如く弱帯電レベルにしうる限りどのような手法を用いてもよい。例えば、何れもトナーの分野で周知な物理研磨法（physical grinding method）や化学集積法（chemical build-up method）を用い、その平均粒径が約５ｎｍ〜約１００μｍ程度の色素粒子を製造するとよい。色素粒子の粒径は、表示剤入りマイクロカプセルのシェル内で色素粒子が自在に動けるようシェル内径より小さくする。また、電気泳動性色素粒子の原料としては例えば生顔料（neat pigment）、染色顔料（dyed/laked pigment）、顔料／ポリマ化合物（pigment-polymer composite）、着色又は染色凝集ポリマ粒子（dyed or pigmented agglomerated polymer particle）等を使用できる。色素粒子への着色には、染料、顔料、複数種類の染料の混合物、複数種類の顔料の混合物、染料と顔料の混合物等を使用できる。色素粒子又はその着色剤として染色顔料を使用する場合、例えば溶解速度が高い陰イオン顔料の金属塩等を顔料として用い粒子を染色するか或いは顔料を粒子上に凝結させればよい。

物理研磨法による色素粒子生成には、液体トナーの製造等に使用されているボールミリング法、アトリション法、ジェットミリング法等の手法を応用するとよい。例えば顔料／ポリマ化合物粒子を生成するには、ポリマ素材に顔料を化合させ、化合物をウェット又はドライプロセスでグラインドして粒径を所望径に揃えればよい。グラインドした粒子をキャリア液に添加し、強い剪断力を加えて数時間に亘り製粉すれば、粒径や粒径分布を更に目標に近づけることができる。

化学集積法による色素粒子生成には、エマルジョン凝集法、分散重合法、ミニ若しくはマイクロ乳化重合法、懸濁重合法、沈殿法、相分離法、溶媒蒸発法、その場重合（インサイチュー重合）法等のマイクロカプセル化プロセスを応用すればよい。例えば色素粒子として顔料／ポリマ化合物を使用する場合、まずポリマとしてポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フェノール樹脂、エチレンビニルアセタートコポリマ、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、エチレンアクリル酸若しくはメタクリル酸コポリマ、アクリルコポリマ及びターポリマ等を準備する。エマルジョン凝集法を使用する場合、例えばポリエステル樹脂ベース又はスチレンアクリレート若しくはアクリレート樹脂ベースのエマルジョン凝集粒子を生成することにより、表示剤内色素粒子を製造する。エマルジョン凝集法には、粒子が化学的に成長するため色素粒子粒径が単分散的になり色素粒子形状が球に近くなる、という利点がある。エマルジョン凝集法には、更に、粒子表面がバインダ樹脂によってほぼ完全に不活性化されるため顔料等の着色剤で色素粒子電荷が攪乱されるおそれがない、という利点もある。

また、こうしたエマルジョン凝集粒子を形成する際には、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤等の界面活性剤を使用するとよい。前述の通り粒子凝結は水環境で実施されるので、それらの色素粒子を電気泳動性表示剤媒体即ち非水環境（油環境）に導入する際には、最終水洗浄によって界面活性剤を除去するのが望ましい。それでもなお微量の界面活性剤が色素粒子表面に残留し又は色素粒子内に捕捉され、色素粒子導電率の抑制に支障となる可能性があるが、界面活性剤は水の中を好むので油即ち表示剤媒体内にはさほど滲出しない。即ち、表示剤媒体の導電率を所望の低い値に抑えることができる。また、エマルジョン凝集粒子は例えばその平均粒径が約０．５〜２５μｍになるよう形成する。粒径を調べる手段としては在来のコールタカウンタ等それに相応しい装置を用いればよい。

更に、界面活性剤以外に、正又は負の電荷を帯びた物質を色素粒子（トナー）に添加してもかまわない。具体的には、第四アンモニウム化合物等の既知物質を効果的且つ適切な量、例えばトナーに対する重量比で０．１〜５％程度、添加するとよい。そして、電気泳動性色素粒子の原料又はポリマ粒子の着色剤としては生顔料を使用するとよい。但し、使用する顔料は、懸濁媒体により溶解されるものであってはならない。ポリマ粒子を母体にした電気泳動性色素粒子における着色剤含有量は例えば約０．１〜７５重量％とする。

更に、上述したどの例でも、ヘンシェルブレンダ等によるブレンディング等で電気泳動性色素粒子表面に何種類かの外面添加物を被着させることが可能である。その平均粒径は例えば約５〜２０ｎｍとする。また、その粒径が異なる粒子を混ぜて外面添加物にすることもできる。例えば、約５〜２５０ｎｍの平均一次粒径を有する第１のシリカと約１００〜２００ｎｍの平均一次粒径を有する第２のシリカを混ぜて使用する。更に、それらの外部添加物の粒子にも表面処理を施すとよい。こうした外面添加物は例えば色素粒子帯電に使用できる。

また、マイクロカプセルはその粒径が例えば約５〜１０００μｍのカプセルであり、その生成には、単純コアセルべーション法、複合コアセルべーション法、界面重合法、その場重合法、電解分散冷却法（electrolytic dispersion and cooling)、スプレードライ法等のカプセル化法を使用することができる。これらの手法では、壁形成素材溶液中に表示剤を入れることによって、表示剤を壁形成素材でくるんだカプセル化マイクロスフィアを発生させ、更にそれらのマイクロスフィアを架橋結合させる。マイクロカプセルの壁形成素材としては、メラミンホルムアルデヒド、ユリアホルムアルデヒド、レソルシノールホルムアルデヒド、フェノールホルムアルデヒド、ゼラチンホルムアルデヒド、イソシアネートポリオール、逆極性に帯電した二種類のポリマによるインターポリマ錯体、ヒドロキシプロピルセルロース、これらの物質の混合物乃至結合体等を使用できる。

例えば界面重合法でマイクロカプセルを生成する場合、まず媒体中に油溶性モノマを入れることによって、水相エマルジョンの形態を採る電気泳動性表示剤媒体を作成し、疎水性を呈する微小液滴となった油溶性モノマを、その水相エマルジョン中に取り込むべきモノマと反応させる。即ち、液滴とそれを取り巻く水相の表示剤媒体との界面における重合で、その液滴をくるむシェルを形成する。こうして得られる壁は比較的薄く浸透性があるが、この手法なら他の手法と異なり高温を使用する必要がなく、従って他の手法に比べ表示剤媒体の選択肢が広くなる。更に、こうした電気泳動性表示剤入りマイクロカプセルに被覆を施すことにより、基板への被着（印刷・現像）後におけるマイクロカプセルの均等性及び品質を高めることができる。例えば、湿潤剤を添加することにより、マイクロカプセル・基板間の界面張力や液・空気間の界面張力を調整することができる。分散剤を使用することにより、マイクロカプセルとバインダ又は基板との間の界面張力を調整し、それによって凝集沈降及び粒子安定化プロセスを制御することもできる。表面張力修正剤を添加することにより、空気・色素間界面張力を調整することができる。消泡剤を添加することにより、マイクロカプセル形成溶液内から基板表面へと気泡を移動させて基板表面で縮潰させることができる。そして、安定剤例えば紫外線吸収剤及び酸化防止剤を添加することにより、マイクロカプセル寿命を延ばすことも可能である。

また、コアセルべーション法では油／水エマルジョンを使用する。即ち、その水相に発する何個かのコロイドをその温度、ｐＨ、濃度比等を制御しつつコアセルベート化（即ち凝集）及び堆積させることによって、油性液滴及びそれをくるむシェルからなるマイクロカプセルを生成する。例えば複合コアセルべーション法では、まず、マイクロカプセルに封入したい表示剤を、例えば水、ゼラチン及びアラビアゴムの混合物である壁形成素材を用い、また例えば約３０〜８０℃といった高温下で、エマルジョン化する。次いで、酢酸等の酸を添加してｐＨ値を例えば５未満まで低下させ、コアセルベート化を引き起こす。更に、例えばグルタルアルデヒド（gluteraldehyde）の添加並びに尿素存在下での混合物攪拌等により、壁形成素材を架橋結合させてマイクロカプセルを形成する。各マイクロカプセルの壁、即ち表示剤媒体及びその中に浮かぶ色素粒子をくるむ壁は、多層壁にすることができる。

電気泳動ディスプレイ用表示剤乃至その色素粒子群のカプセル化には、特許文献４に記載の半連続ミニエマルジョン重合法（semi-continuous miniemulsion polymerization process）も使用できる。

電気泳動ディスプレイ用表示剤をカプセル化するメリットの一つは、マイクロカプセルの形状をプロセス制御で球状にも非球状にもすることができることである。即ち、形状の工夫によってその実装密度を高め表示品質を向上させることができる。

形成したマイクロカプセル群は、既知の印刷法、吐出法等を用いて基板上に被着させる。例えば、マイクロカプセル群を入れた溶液を既知のインクジェット法等で基板上に吐出する。この吐出は低温、例えば約２０〜３０℃で行われるので、マイクロカプセル群に損傷が生じにくい。また、室温にて液状の溶液を使用するので高温が不要で、吐出前に熔融させる必要がない。更に、マイクロカプセル群を混入して安定化させインクジェット法等で基板表面に被着させる溶液としては、様々な組成のものを使用できるが、その溶媒の種類及びポリマ可溶性については制限がある。即ち、溶媒として使用できるのは、マイクロカプセル壁に致命的な損傷を及ぼすことのない媒体、例えばマイクロカプセル壁に損傷を及ぼさない有機溶媒等に限られる。また、溶液に水を入れてもかまわないが、それは、膨張等にでマイクロカプセル壁が損傷を受けない場合に限られる。そして、溶液に占めるマイクロカプセル量の上限は、例えば約３５重量％とする。

更に、マイクロカプセルを基板表面に固着させるには、それに相応しいバインダ、例えば接着剤乃至ポリママトリクス素材を用いるとよい。バインダとしては様々な素材を使用できる。また、バインダによる固着手順としては、マイクロカプセルにバインダを混ぜたものを基板上に被着させる手順、バインダで被覆した基板上にマイクロカプセルを被着させる手順、基板上にマイクロカプセルを被着させた後そのマイクロカプセルの上からバインダで被覆する手順、これらの手順のうち一〜三種類を併用する手順等を使用できる。

こうしてマイクロカプセルを帯電粒子化し一群の帯電粒子を基板上に被着させると、マイクロカプセル同士が横並びにひしめき合うマイクロカプセル式表示層が形成される。このとき、マイクロカプセル同士が折り重ならないようにすれば表示層は単層となるが、表示層を多層化することもできる。即ち、マイクロカプセル式表示層の個数は少なくとも１個、好ましくは１〜１０個とする。電子ディスプレイ例えば電子ペーパディスプレイを形成するには、１個又は複数個のマイクロカプセル式表示層を有する基板を例えばその正面及び背面から電極層で挟み込めばよい。また、基板表面に複数のマイクロカプセル式表示層を形成し、各表示層を別々の多色表示媒体として使用してもよい。マイクロカプセル式表示層の厚みは例えば約５〜１０００μｍとする。このように、マイクロカプセル群乃至表示剤の導入によって電子ディスプレイ乃至電気泳動ディスプレイの表示層を形成する手法なら、単一基板大面積ディスプレイを容易に実現することができる。

また、電子ディスプレイの背面に吸収面例えば光吸収面を設けることもできる。ほぼ透明な電極層を使用する極薄ディスプレイは、その光学濃度及び彩度が低くなりがちであり、従ってその外見がワッシュアウト風になりがちであるが、光吸収率が高い光吸収面を電子ディスプレイの背面に設けることでその光透過率を抑えることができ、ひいてはディスプレイがワッシュアウト風の外見になることを防ぐことができる。即ち、そのコントラスト比及び彩度が高まる。また、この光吸収面は黒色にするのが望ましい。黒色化する方法は数多くある。

更に、基板やマイクロカプセル式表示層の上にスプレー等で保護層を形成するとよい。保護層で基板や表示層を（概ね）覆ってしまうことで、基板やマイクロカプセルを機械的に保護することができる。

そして、マイクロカプセル内表示剤中での色素粒子移動やその表示剤による画像形成を制御するには、２００６年５月１９日付米国特許出願第１１／４１９４４０号に記載の手法を使用すればよい。帯電粒子入りマイクロカプセル群を形成したら、それらを印刷乃至分散法で基板上に被着させることにより基板上にマイクロカプセル式表示層を形成し、更にそれら基板及び表示層を電極層で挟んで電気泳動ディスプレイを形成する。その電気泳動ディスプレイの表示層、特にその表示層を構成するマイクロカプセル群を動作させて画像を表示させる際には、電極層のうち１個又は複数個に反転直流電流又は交流電流を流すことで表示層内マイクロカプセル又はその近傍に電界を印加する。移動させたい又は移動させるべき色素粒子が動くようマイクロカプセルに電界を印加することにより、そのディスプレイの表示層に画像を表示させることができる。更に、このディスプレイは、表示層内マイクロカプセルに対し個別に電界を印加しマイクロカプセル単位で発色させる個別駆動型の構成にすることができる。他方、電極層上の同一の駆動電極に複数個又は複数種類のマイクロカプセルを関連づけることや、関連の付け方を電極層毎に変えることもできる。即ち、表示層内マイクロカプセルを個別的に又は何個かまとめて個々のピクセル又はサブピクセルを形成し、それらピクセル乃至サブピクセルからなる画像をディスプレイの表示層上に表示させることができ、またピクセル又はサブピクセルを個別に制御してディスプレイ上のピクセル群で所望画像を表示させることができる。

ディスプレイの表示層に所望画像が表示されるよう表示層内マイクロカプセルを個別制御する制御手法や、そのためのハードウェア及びソフトウェアとしては、ディスプレイの分野で既知のものを援用することができる。表示層内マイクロカプセルを個別駆動するには、マイクロカプセルを個別制御できるよう電極層上の電極のサイズを個々のマイクロカプセルの粒径以下とすればよい。この構成では、電界の個別印加によりマイクロカプセルを個別に制御することができる。また、電極サイズがマイクロカプセル粒径と違っていても（例えばマイクロカプセルより大きくても）かまわない。例えば、個々の電極を個々のマイクロカプセルより大きくし、複数個のマイクロカプセルを１個の電極で制御する構成とすることや、個々の電極を個々のマイクロカプセルより小さくし、各電極でマイクロカプセルの一部分だけを制御（ターンオン及びオフ）する構成とすることもできるので、電極パターンをマイクロカプセル配置に揃える必要はない。また、ここで述べた種々の対応関係は、何れも背面電極層上への導電経路パターニングによって適宜形成可能である。電極パターニング法としては例えば特許文献５に記載のものを使用できる。

また、電極層間への電圧印加により発生する電界、即ち電気泳動性色素粒子の移動を引き起こす電界の強度は、その電圧を電極層間隔で除することにより求められる。通常、この電界の強度はＶ／μｍオーダになる。例えば、各色素粒子の帯電レベルを電界値で約０．５〜３Ｖ／μｍにするには、約０．１〜２５Ｖ／μｍの電界を約１０ｍｓｅｃ〜約５ｓｅｃに亘り印加すればよい。一般に、電界強度が同じなら、より強く帯電している色素粒子はより高速で移動する。更に、印加電界制御により多色ディスプレイの表示色を制御する手法は、表示層内マイクロカプセル中の表示剤が二種類、三種類或いはそれ以上等、何種類の電気泳動性色素粒子を含んでいても、適用することができる。例えばレッド、ブルー、グリーン等の色素粒子をハイライト色色素粒子として表示剤に入れ、上記同様の色制御を実行することで、ディスプレイの発色範囲を拡げることができる。

次に、別紙図面を参照し本発明の実施形態について説明する。各図中、同様の部材には同一の符号を付してある。まず、図１及び図２に示すように、本実施形態におけるマイクロカプセル１０は前掲の手法で形成した電気泳動性表示剤入りマイクロカプセルであり、その表示剤の媒体は少なくとも一種類の色素粒子で懸濁している。即ち、マイクロカプセル１０のシェル１２内には上述の如く表示剤が封入されており、その表示剤は一群の色素粒子１４、一群の色素粒子１６、好ましくはその双方で懸濁している。マイクロカプセル１０内における粒子１４及び１６の位置は、有色表示モードでは図１に示す位置、白色表示モードでは図２に示す位置になる。そして、本実施形態では、マイクロカプセルシェル１２の外表面１３に前述の手法で接着性を持たせてある。

図３〜図７及び図１０に、本発明の一実施形態に係る多色電気泳動ディスプレイ１００を、多数のマイクロカプセル１０を使用し製造する方法２００を示す。本ディスプレイ１００は高解像度ディスプレイとして製造することができ、また四色ディスプレイ、二色ディスプレイ、ハイライト色ディスプレイ等として製造することができる。二色ディスプレイとは相異なる二色で表示可能なディスプレイの総称であり、四色ディスプレイとは相異なる四色で表示可能なディスプレイの総称である。二色ディスプレイの例としては、白色及び黒色を用いたディスプレイ、非白色と白色を用いたディスプレイ、相異なる二種類の非白色を用いたディスプレイ等を掲げることができ、四色ディスプレイの例としては、レッド、グリーン、ブルー及びブラックを用いたフルカラーディスプレイを掲げることができる。

本方法２００では、まず基板１０２を準備し、水、溶液成分等の流体を吸収する吸水層１０４を必要に応じその基板１０２に固着乃至被着させる（図３参照）。基板１０２から取り外せるように設けておけば、液体成分吸収ステップで流体を吸わせた後に、その吸水層１０４を取り外して廃棄することができる。流体を吸わせた吸水層１０４は、乾燥させて再利用してもよいし、廃棄してもよい。また、基板１０２としては、その基板１０２をしみ通った流体が吸水層１０４に吸われることになるように（流体を吸水層１０４に吸わせて再利用又は廃棄できるように）、多孔質基板を用いるとよい。更に、基板１０２自体を流体吸収性とし基板１０２自体に水、溶液成分等の流体を吸わせるようにしてもよいし、基板１０２を流体非吸収性とすることもできる。後に実施する液体成分除去ステップにて基板１０２を乾燥させることでその流体を完全に除去できるので、吸水層１０４は何れの場合も必須ではない。更に、その液体成分除去ステップでマイクロカプセル１０が基板１０２から除去されてしまわないよう、基板１０２の表面をマイクロカプセル固定剤等の薬剤で被覆するとなおよい。基板１０２や吸水層１０４の素材としては、プラスチック等の可撓性素材、例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、澱粉、セルロース等、インクジェット法によるトランスパレンシー被覆形成の素材となりうる素材を使用できる。

他方で、製造するディスプレイの種類、例えば四色ディスプレイかそれとも二色ディスプレイかに応じ、それに適するマイクロカプセル１０を形成する（図１０；ステップ２０２）。マイクロカプセル１０を形成したらそれらを液に入れて安定化させ、それによりマイクロカプセル溶液を生成する（図１０；ステップ２０４）。

生成したマイクロカプセル溶液は、高分可能液体吐出法等の液体吐出法により液滴化して基板１０２上に吐出、被着させる（図１０；ステップ２０６）。高分解能液体吐出法としては、圧電デバイスによるオンデマンドインクジェット法（ＰＩＪ）法や連続インクジェット法を使用できる。ＰＩＪ法を使用する場合はプリントヘッドから、また連続インクジェット法を使用する場合は微小ノズルからその液滴を吐出させることで、マイクロカプセル溶液を基板１０２に被着させる。いわゆる当業者ならご理解頂けようが、プリントヘッド又は微小ノズルによるマイクロカプセル溶液の液滴化及び吐出が可能なら、どのようなインクジェット法でもマイクロカプセル溶液被着用高分解能液体吐出法として採用できる。また、このステップをＰＩＪ法により実施する際には、固体インクを熔融させてインクジェット化するサーマルインクジェット法と異なり、基板１０２上に液滴を吐出する前にマイクロカプセル溶液を加熱する必要がないので、マイクロカプセル溶液を室温即ち通常条件下で基板１０２に被着させることができる。無論、プリントヘッド又は微小ノズルでマイクロカプセル溶液を加熱及び液滴化して基板１０２上に吐出する手法を採ってもよい。また、マイクロカプセル溶液を基板１０２に被着させる際、プリントヘッド又は微小ノズルから液滴を１個ずつ基板１０２上に吐出してもよいし、複数個同時に吐出してもよい。そして、液滴の粒径は、複数個のマイクロカプセルが入る粒径にするとよい。例えば、最大約１００μｍの粒径を有するマイクロカプセルを複数個含有する液滴を、プリントヘッド又は微小ノズルによって放出、印刷させるとよい。

更に、マイクロカプセル溶液は液体成分を含んでいるので、プリントヘッド又は微小ノズルによって液滴化し基板１０２上に吐出及び被着させた後即ち印刷後に、そのマイクロカプセル溶液の液体成分を乾燥等によって基板１０２上から除去する（図１０；ステップ２０８）。例えばマイクロカプセル溶液の液体成分（の一部）が水である場合、基板１０２を加熱乾燥、弱加熱乾燥又は非加熱乾燥することにより、その基板１０２から液体成分を蒸発させ除去することができる。従って、マイクロカプセル溶液の液体成分を除去するために吸水層１０４を設ける必要はないが、基板１０２に吸水層１０４を設けその吸水層１０４によって液体成分を除去する手法を採ってもかまわない（図１０；ステップ２１０）。

マイクロカプセル溶液の液体成分を基板１０２から除去すると基板１０２上にはマイクロカプセル群が残り、それらマイクロカプセル１０からなる表示層即ちマイクロカプセル式表示層１０６（図４参照）が基板１０２上に形成される（図１０；ステップ２１２）。ディスプレイの色濃度は、基板１０２上に形成されるこの表示層１０６におけるマイクロカプセル１０の配置密度で決まる。この表示層１０６は例えば約５〜１０００μｍ厚とするのが望ましく、また基板表面沿いに色濃度が連続、均質乃至不断になるよう形成するのが望ましい。また、この表示層１０６は、マイクロカプセル１０による単粒子層、即ちその層内のマイクロカプセル１０の平均粒径にほぼ相当する厚みを有する層として形成することもできるし、或いは複数個例えば２〜１０個の表示層を重ねた層として形成することもできる。

多色又はフルカラー表示可能なディスプレイを製造する際には、インクジェット法を用い基板１０２上に複数個の表示層１０６を形成してもよい。例えば、まずレッドの色素粒子及び白色の色素粒子が入ったマイクロカプセル１０で第１表示層を形成し、次にブルーの色素粒子及び白色の色素粒子が入ったマイクロカプセル１０で第２表示層を形成し、更にグリーンの色素粒子及び白色の色素粒子が入ったマイクロカプセル１０で第３表示層を形成し、そしてブラックの色素粒子及び白色の色素粒子が入ったマイクロカプセル１０で第４表示層を形成する、という手順で、インクジェット法を４回実施して基板１０２上に第１〜第４表示層を形成する。このディスプレイでは、第１表示層内マイクロカプセル１０を第１サブピクセル、第２表示層内マイクロカプセル１０を第２サブピクセル、第３表示層内マイクロカプセル１０を第３サブピクセル、そして第４表示層内マイクロカプセル１０を第４サブピクセルとし、それら第１〜第４サブピクセルの集まりで各ピクセルを形成する。無論、複数色を同時被着可能なプリントヘッド（本件技術分野で既知のもの）を用い複数色分のマイクロカプセル群を同時被着させることもできる。このように、個々の表示層内のマイクロカプセル１０でサブピクセルを形成し、それら第１〜第４表示層による合計四種類のサブピクセルの集まりで個々のピクセルを形成する構成では、個々のサブピクセルによる表示色をある場合は白色にし他の場合は非白色にすることで、ディスプレイを構成する個々のピクセル単位で、各サブピクセルに係る個々のマイクロカプセル内の色素粒子（白色及び非白色）の制御により白色、基本色（原色）又はその混成色を発現させ、フルカラー表示を実行することができる。

更に、プリントヘッドに１回通すたびにマイクロカプセル式表示層１０６を一層ずつ形成する手順でも、各ピクセルのサブピクセルのうち複数種類（例えば二種類又は四種類）を１個の表示層１０６によって形成することができる。即ち、プリントヘッドによる基板１０２上へのマイクロカプセル１０の吐出を１回又は複数回実行することにより、それぞれ所望色の色素粒子に係る一種類又は複数種類のサブピクセルにより各ピクセルが形成されるディスプレイを形成することができる。従って、各マイクロカプセル式表示層１０６に含まれる所望色の色素粒子乃至サブピクセルの分布をプリントヘッドで制御しつつ１個又は複数個のマイクロカプセル式表示層１０６を形成することにより、多色表示可能なピクセルを形成することができる。

また、マイクロカプセル外表面１３又は基板１０２上に接着性を付与し、マイクロカプセル溶液の液体成分を除去するか否かによらずマイクロカプセル１０又は表示層１０６が基板１０２に接着、保持又は結合されるようにしてもよい。例えば基板１０２に流体吸収性がない場合、マイクロカプセル固定剤を基板１０２の表面に配することにより、マイクロカプセル溶液の液体成分を吸収するか否かによらず、表示層１０６を構成するマイクロカプセル１０を基板１０２に接着、保持乃至固定することができる。即ち、そのシェル１２に接着性を持たせるかシェル１２上に接着剤を被着させることによりマイクロカプセル１０に接着性を持たせ、或いは基板１０２上にマイクロカプセル固定剤を配することにより、マイクロカプセル１０又は表示層１０６を基板１０２に接着、保持又は結合することができる。

更に、形成された表示層１０６による色濃度が基板表面沿いに連続、均質乃至不断でない場合、プリントヘッドから液滴を更に吐出させて基板１０２上に追加被着させれば（追加印刷すれば）よい（図１０；ステップ２１４）。基板１０２上に追加被着させた液滴からその液体成分を除去すれば、連続、均質乃至不断の表示層１０６が基板１０２上にできあがる。プリントヘッドや微小ノズルによって基板１０２上に追加被着させる液滴の量は、基板表面に沿って連続、均質乃至不断な表示層１０６が形成されるのに必要な量にする。この場合、基板１０２上のマイクロカプセル式表示層１０６は多層型になる。こうして基板１０２上の表示層１０６における色濃度を高めることで、その層１０６の解像度を約７５ｄｐｉ（ｄｐｉ＝ドット／平方インチ；１インチ＝約２．５４×１０^-2ｍ）又はそれ以上に高めることができる。また、基板１０２上の表示層１０６による解像度は、液滴の粒径やマイクロカプセル溶液中のマイクロカプセル１０の粒径によっても左右されるので、液滴、マイクロカプセル１０又はその双方の粒径を小さくすることでもこの層１０６の解像度を高めることができる。

吸水層１０４を設けてある場合は、続いて、基板１０２上に表示層１０６が残るように（図５参照）、その吸水層１０４を基板１０２から除去乃至分離させる（図１０；ステップ２１６）。吸水層１０４を設けてない場合は基板１０２から吸水層１０４を除去する処理は必要ない。何れにせよ、基板１０２又は吸水層１０４によりマイクロカプセル溶液の液体成分が除去されるので、基板１０２上には表示層１０６が残ることとなる。

次いで、基板１０２、表示層１０６又はその双方の上に素材を被着乃至分散させることにより保護層１０８を形成する（図１０；ステップ２１８）。これにより、基板１０２、表示層１０６及び保護層１０８からなる一体構造１０９が形成される（図６参照）。

そして、その一体構造１０９の前面に第１の電極層１１０ａを、また背面に第２の電極層１１０ｂを、それぞれ被着させる（図１０；ステップ２２０）。電極層１１０ａ，１１０ｂのうち一方は省略も可能であるが、双方を用いてそれらの間に一体構造１０９を挟み込むのが望ましい（図７参照）。図示例では、保護層１０８と前面電極層１１０ａ、基板１０２と背面電極層１１０ｂがそれぞれ隣り合っており、それにより一体構造１０９を電極層１１０ａ，１１０ｂで挟んだ構成のディスプレイ１００、即ち従来型ディスプレイに比べ低コストで製造可能なディスプレイが形成されている。なお、電極層１１０ａ，１１０ｂとしては可撓型、不撓型の何れも使用できる。更に、表示層内マイクロカプセル１０のシェル外面１３のうち、前面電極層１１０ａに面する部分を上面１８、背面電極層１１０ｂに面する部分を下面２０とすると、シェル１２内の色素粒子１４及び１６のうちシェル上面１８に近い位置にある方の色素粒子を、前面電極層１１０ａ越しに看取することができる。

また、電極層１１０ａ，１１０ｂによりマイクロカプセル式表示層１０６を挟み込む構成では、それら電極層１１０ａ，１１０ｂの長さ及び幅を基板１０２又は表示層１０６の全長及び全幅とほぼ等しくすること、即ちディスプレイ１００の表示層１０６をとぎれなく覆う一枚膜として電極層１１０ａ，１１０ｂを形成することもできるし、或いは電極層１１０ａ，１１０ｂをそれぞれ複数個の細片に分割して形成し、表示層１０６上の各所を各細片で覆う構成を採ることもできる。また、電極層１１０ａ，１１０ｂは、好適な導電特性及び構造的一体性を保ちつつも、できる限り薄くなるよう形成するのが望ましい。電極層１１０ａ，１１０ｂの厚みは例えば約１０〜５００μｍ、好ましくは約１０〜２５０μｍ、より好ましくは約２０〜１００μｍの範囲内とする。そして、ディスプレイ１００全体の長さ及び幅も所望値にすることができる。ディスプレイ１００の厚みも同じく所望値にすることができるが、サイズ的な使いやすさを考慮すると、約３０〜１０００μｍの範囲内の値にするのが望ましいであろう。

更に、表示層１０６内のマイクロカプセル１０に対する電界の印加は背面電極層１１０ｂにより行うとよい。電界印加によってマイクロカプセル１０内の色素粒子１４，１６を動かしてその位置を入れ替え、前述の通り所望の色素粒子の色を表出させることができる。色素粒子を移動させるための電界は、マイクロカプセル１０内で所期乃至所望色の色素粒子が動き、その色が前面電極層１１０ａ越しに見えることとなるように印加する。表示層１０６の１個又は複数個のマイクロカプセル１０で個々のサブピクセルが形成されており、１個又は複数個のサブピクセルで個々のピクセルが形成されており、ピクセルの集まりで表示層１０６が形成されているので、所望の色素粒子により色が表示されるよう電界を制御することによって、表示層１０６内の個々のピクセル乃至個々のサブピクセルによる表示の色を制御し、そのディスプレイ１００の表示層１０６により表示される画像を制御することができる。

また、この電界制御には電界効果トランジスタ（図示せず）を使用するとよい。即ち、電極層１１０ａ若しくは１１０ｂへの通電又は電極層１１０ａ若しくは１１０ｂの抵抗値を電圧で制御できるように、電極層１１０ａ又は１１０ｂに電界効果トランジスタを実装乃至接続するとよい。例えば、表示層１０６内マイクロカプセル１０に電界を印加するための電界効果トランジスタを背面電極層１１０ｂに実装乃至接続するには、図示しない薄膜トランジスタを背面電極層１１０ｂに被着させればよい。画像を表示させる際には、ディスプレイ１００上で個々のピクセル若しくはサブピクセルを形成しているマイクロカプセル１０に対し、そのマイクロカプセル１０内の色素粒子のうち所望色のものが表出するよう背面電極層１１０ｂによって電界を印加する。即ち、背面電極層１１０ｂからディスプレイ１００上のピクセル内又はサブピクセル内個別マイクロカプセル１０に対する電界印加を実施し又は停止する。ピクセル内又はサブピクセル内マイクロカプセル１０に対する電圧印加を実施、停止又は極性反転させることにより、図１及び図２に示すように、色素粒子１４，１６のマイクロカプセル１０内位置を制御できる。即ち、表示層１０６内マイクロカプセル１０の制御によりディスプレイ１００上に画像を表示させることができる。

図８及び図９に、基板１０２及びその上の表示層１０６におけるマイクロカプセル配列の例３００を示す。この配列３００では、多数の表示層１０６内マイクロカプセル１０がひしめき合って並び、それによりピクセル３０２ひいては表示層１０６を形成している。配列３００を形成する表示層１０６内ピクセル３０２の個数は何個でもよいが、そのディスプレイ１００で実現したい解像度に応じた個数のピクセル３０２をその表示層１０６で形成する必要がある。また、表示層１０６内ピクセル３０２はサブピクセル（の集まり）で形成されており、各サブピクセルは表示層１０６内マイクロカプセル１０（の集まり）で形成されている。

図８及び図９に示すように、基板１０２上におけるピクセル３０２の形状は第１配列３１０でもよいし第２配列３２０でもよい。第１配列３１０のピクセル３０２は、基板１０２上で縦方向又は横方向に並んだ四種類のマイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄを括った形状であり、第２配列３２０のピクセル３０２は、基板１０２上で箱状に即ち四角く並んだ四種類のマイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄを括った形状である。また、各ピクセル３０２を構成する四種類のマイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄには、互いに異なる色の色素粒子が封入されている。例えば、ピクセル３０２内マイクロカプセルのうち３０６ａにはレッドの色素粒子群が、３０６ｂにはグリーンの色素粒子群が、３０６ｃにはブルーの色素粒子群が、そして３０６ｄにはブラックの色素粒子群がそれぞれ入っている。また、基板１０２上に配列されているこれらのマイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄには、こうした非白色の色素粒子だけでなく、白色の色素粒子も封入されている。

また、各ピクセル３０２内マイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄとして、それぞれ非白色の色素粒子が複数種類入れられたものを用いてもよい。更に、三種類のマイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｃによって各ピクセル３０２を形成してもよい。例えば、マイクロカプセル３０６ａにはシアンの色素粒子を、３０６ｂにはイエローの色素粒子を、３０６ｃにはマゼンタの色素粒子を、それぞれ入れる。

ピクセル３０２内でサブピクセルを形成する個々のマイクロカプセル１０乃至３０６ａ〜３０６ｄに対し前述の通り背面電極層１１０ｂによって電界を印加すると、色素粒子電荷及び印加電界強度に応じ色素粒子がマイクロカプセル内で移動し、白色の色素粒子群と非白色の色素粒子群の位置が入れ替わる。即ち、ピクセル３０２内サブピクセル乃至マイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄそれぞれで何れかの色素粒子の色即ち白色又は非白色が発現する。非白色又はそれと白色の混成によるこの表示モード、即ち有色表示モードでは、ピクセル３０２毎又はそのサブピクセル毎に異なる色を表示できる。即ち、各ピクセル３０２又はそのサブピクセルで、色素粒子群のうち前面電極層１１０ａ寄りに位置するものの色が発現し、ブルー、グリーン、レッド、ブラック、ホワイト、シアン、イエロー、マゼンタ又はそれらを任意に組み合わせた色が表示される。従って、このモードでは、基板１０２上でピクセル３０２を形成する個々のサブピクセルによって、前面電極層１１０ａ越しに見た各ピクセル３０２の色を所望の色にすることができる（図８参照）。即ち、マイクロカプセル配列３００によってフルカラー画像や白黒画像を表示できる。

更に、配列３００中の各マイクロカプセル即ちピクセル３０２各サブピクセルのうち何個かに対する印加電界を変化させると、その変化に応じた移動で色素粒子群のマイクロカプセル内位置が入れ替わり、それらのマイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄによる表示色が変化する。即ち、それまで非白色を表示していたピクセル３０２内のマイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄに対する印加電界を変化させると、色素粒子電荷に応じ且つ印加電界強度変化に伴い、前面電極層１１０ａ越しに白色の色素粒子群が見えるようになる。基板１０２上で配列３００を形成する全てのマイクロカプセルが白色になり表示画像が消えている状態を白色表示モードと呼ぶ（図９参照）。

また、各ピクセル３０２のサブピクセルを形成するマイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄによって基板１０２上に中間調画像を表示させるには、配列３００中のマイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄのうち同一ピクセル３０２内の一部マイクロカプセルのみに電界を印加し、その電界印加を停止し又は印加電界を極性反転すればよい。このようにすると、印加電界及び色素粒子電荷に応じ、同一のピクセル３０２に属するマイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄのうち一部で非白色の色素粒子が表出し他の一部で白色の色素粒子が表出する。即ち、各ピクセル３０２内のマイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄのうち第１のサブグループで非白色、第２のサブグループで非白色を表示させることで、それらのピクセル３０２により中間調画像を表示させることができる。

なお、個々のピクセル３０２を形成するサブピクセル或いはそれを構成する個々のマイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄの粒径は、例えば約１０〜１５０μｍ、好ましくは約２０〜１２０μｍの範囲内とする。また、基板１０２上のマイクロカプセル配列３００による解像度を約７５ｄｐｉ、即ちコンピュータスクリーン又はモニタに匹敵する解像度にするには、その配列３００にて形成される各ピクセル３０２の粒径を約３００〜３６０μｍの範囲内とすればよい。

更に、背面電極層１１０ｂで電界を印加する配列３００内マイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄひいてはピクセル３０２の個数は任意に変化させることができる。即ち、任意個数のピクセル３０２中の任意個数のサブピクセル乃至マイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄにて任意の色素粒子群を表出させることにより、配列３００上に任意の高解像度画像を表示させることができる。画像の表示には、各ピクセル３０２の全サブピクセルを使用しまた配列３００中の全ピクセル３０２を使用することができる。

また、マイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄの配置を工夫することも、それぞれ複数のサブピクセルからなる複数のピクセル３０２によるフルカラー表示画像の高解像度化に役立つ。即ち、フルカラー画像を高解像度表示するには、ピクセル３０２内マイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄ配置を高解像度フルカラー画像表示向けの色素粒子順にするのが望ましい。例えばピクセル３０２におけるマイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄの配置を第１配列３１０とする場合、ピクセル内マイクロカプセル（又はその集まりの）配置順序を、どのピクセル３０２でも一番上が３０６ａ、その次が３０６ｂ、その次が３０６ｃ、一番下が３０６ｄ、という順序にするのが望ましい（図８及び図９参照）。また、ピクセル３０２におけるマイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄの配置を第２配列３２０とする場合、ピクセル内マイクロカプセル（又はその集まりの）配置順序を、どのピクセル３０２でも左上が３０６ａ、右上が３０６ｂ、左下が３０６ｃ、右下が３０６ｄという順序にするのが望ましい。このようにすると、ピクセル３０２内サブピクセルを形成するマイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄの並び方、即ちそのピクセル３０２における非白色表示色の並び方が揃うので、配列３００により画像を高解像度表示することができる。

更に、インクジェット法に則りプリントヘッドから基板１０２へとマイクロカプセル溶液の液滴を吐出する手法では、各ピクセル３０２を第１配列３１０にも第２配列３２０にもすることができる。それには、プリントヘッドによりマイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄを被着させる位置を、形成したい配列に応じた適当な位置にすればよい。また、いわゆる当業者なら理解できる通り、基板１０２上におけるマイクロカプセル３０６ａ〜３０６ｄの配列は、プリントヘッドの動作次第でどのような配列にすることもできる。

本発明の一実施形態におけるマイクロカプセル、特にその内部における色素粒子の浮遊状態の一例を示す断面図である。 同実施形態におけるマイクロカプセル、特にその内部における色素粒子の浮遊状態の別例を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る電気泳動ディスプレイ製造方法の初期工程を示す図である。 その後工程を示す図である。 その後工程を示す図である。 その後工程を示す図である。 その後工程を示す図である。 本発明の一実施形態におけるマイクロカプセルの基板上配列、特にマイクロカプセル内色素粒子のうち非白色のものが前面に位置している状態を示す平面図である。 本発明の一実施形態におけるマイクロカプセルの基板上配列、特にマイクロカプセル内色素粒子のうち白色のものが前面に位置している状態を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る電気泳動ディスプレイ製造方法の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０，３０６ａ〜３０６ｄ マイクロカプセル、１２ シェル、１３ シェルの外表面、１４，１６ 色素粒子、１８ シェルの上面、２０ シェルの下面、１００ 多色電気泳動ディスプレイ、１０２ 基板、１０４ 吸水層、１０６ 表示層、１０８ 保護層、１１０ａ 前面電極層、１１０ｂ 背面電極層、２００ 製造方法、２０２ 表示剤入りマイクロカプセル形成ステップ、２０４ マイクロカプセル溶液形成ステップ、２０６ マイクロカプセル溶液被着ステップ、２０８ 液体成分除去ステップ、２１０ 液体成分吸収ステップ、２１２ 表示層形成ステップ、２１４ マイクロカプセル溶液追加被着ステップ、２１６ 吸水層除去ステップ、２１８ 保護層形成ステップ、２２０ 電極層形成ステップ、３００ マイクロカプセル配列、３０２ ピクセル、３１０，３２０ ピクセル内マイクロカプセル配列。

Claims (3)

1. 表示剤及びそれをくるむ透明なシェルを有するマイクロカプセルが複数個入った溶液であって、そのマイクロカプセル内の表示剤が（ａ）少なくとも二色分の色素粒子を透明若しくは半透明な流体中に入れたもの並びに（ｂ）少なくとも一色分の色素粒子をそれとは異なる色の流体中に入れたもののうち何れかである溶液を、準備するステップと、
   その溶液を基板上に吐出することによりマイクロカプセルからなる表示層を基板上に形成するステップと、
   表示層内マイクロカプセルのうち少なくとも１個に色素粒子移動用の電界を印加しその色素粒子による表示を行わせるための電極層を、当該表示層との間に上記基板が位置することとなるよう当該基板に接触又は近接配置するステップと、
   を有する多色電気泳動ディスプレイ製造方法。
2. それぞれ表示剤及びそれをくるむ透明なシェルを有する複数個のマイクロカプセルであって、その表示剤が（ａ）少なくとも二色分の色素粒子を透明若しくは半透明な流体中に入れたもの並びに（ｂ）少なくとも一色分の色素粒子をそれとは異なる色の流体中に入れたもののうち何れかである複数個のマイクロカプセルを液中で安定化させるステップと、
   その溶液を基板上に吐出するステップと、
   マイクロカプセルからなる表示層が基板上に形成されるようその溶液の液体成分を除去するステップと、
   表示層内マイクロカプセルのうち少なくとも１個に電界を印加しそのマイクロカプセル内で色素粒子を移動させることができるよう、上記基板及び表示層を、そのうち少なくとも画面側の１個が透明な２個の電極層の間に配置するステップと、
   を有する多色電気泳動ディスプレイ製造方法。
3. それぞれ表示剤及びそれをくるむ透明なシェルを有する複数個のマイクロカプセルと液体成分とを含む溶液であって、そのマイクロカプセルとして（ａ）少なくとも二色分の色素粒子を透明若しくは半透明な流体中に入れた表示剤並びに（ｂ）少なくとも一色分の色素粒子をそれとは異なる色の流体中に入れた表示剤のうち何れかの入った多色性のマイクロカプセルを用いた溶液を、準備するステップと、
   その溶液を基板上に吐出し液体成分を除去することによりマイクロカプセルからなる表示層を基板上に形成するステップと、
   表示層内マイクロカプセルのうち少なくとも１個に色素粒子移動用の電界を印加しその色素粒子による表示を行わせるための電極層を、当該表示層との間に上記基板が位置することとなるよう当該基板に接触又は近接配置するステップと、
   を有し、レッド及びホワイトを発色可能なマイクロカプセル、ブルー及びホワイトを発色可能なマイクロカプセル並びにグリーン及びホワイトを発色可能なマイクロカプセルを含む少なくとも三種類のマイクロカプセルの組合せによって各ピクセルが形成されるように、或いはレッド及びグリーンを発色可能なマイクロカプセル、ブルー及びグリーンを発色可能なマイクロカプセル並びにレッド及びブルーを発色可能なマイクロカプセルを含む少なくとも三種類のマイクロカプセルの組合せによって各ピクセルが形成されるように、多色電気泳動ディスプレイを製造する方法。

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