JP3189958B2 - 電気泳動表示素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気泳動表示素子に関
する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭５９−３４５１８号公報には、表
示面積を大きくしても均一なギャップを保持でき、かつ
顔料（電気泳動粒子）の偏り、凝集が起こらない電気泳
動パネルを提供することを目的として、少なくとも一方
に、透明導電膜を設け対向する２枚の基板フイルム間に
分散系注入部を形成し、この分散系注入部を非導電性部
材よりなる区画体により複数の区画室に区画した構成が
開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記特開昭５９−３４
５１８号公報に開示された電気泳動パネルの構成による
と、その表示部全体における分散液中での電気泳動粒子
の凝集、沈降を防ぎ、表示性能の劣化を防止できる。し
かし、複数のうち一つの区画室の基板に近い位置で発生
する電気泳動粒子の凝集、沈降や、紫外線、熱などによ
る電気泳動粒子の変色等を起因として、分散液の変色等
が発生すると、各区画室における透過光量あるいは反射
光量が変化して表示部（視認側）全体に明暗表示むら等
が生じ全体の見栄えが悪くなる。

【０００４】本発明は、前記複数の区画室において、電
気泳動粒子の凝集、沈降および紫外線や熱などにより、
分散液（電気泳動粒子と分散媒とからなる。以下同様）
の変色等が発生することを、自然対流や、電圧を印加し
た強制分散により互い隣合う区画室を分散液が移動し、
混ざり合うことで低減でき、全体の見栄えを保持できる
電気泳動表示素子を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の電気泳動表示素
子は、互いに対向して水平に配置され少なくとも一方が
透明な一対の基板と、該一対の基板の対向する表面にそ
れぞれ形成された少なくとも一方が透明な電極と、該一
対の基板の間の封入空間に封入された透光性の分散媒お
よび該分散媒中に分散された遮光性の電気泳動粒子を含
む分散液と、よりなる電気泳動表示素子であって、前記
封入空間には、該封入空間を該一対の基板と平行な左右
方向および／あるいは左右方向に対し垂直な前後方向に
複数の区画室に区画する区画部材が介在し、少なくとも
隣合う２つの該区画室は、該一対の基板の間のほぼ中間
に、該分散液が前記隣合う区画室を互いに移動できる接
続通路を形成したことを特徴とする。

【０００６】本発明の最も大きな特徴は、互いに対向し
て水平に配置された一対の基板と平行な左右方向および
／あるいは左右方向に対し垂直な前後方向に区画された
前記少なくとも隣合う２つの区画室に一対の基板の間の
ほぼ中間に、分散液が前記隣合う区画室を互いに移動で
きる接続通路を形成したことにある。これにより、複数
の区画室のうち一つの区画室に存在している分散液にお
いて、前記凝集、沈降および電気泳動粒子の紫外線、熱
などによる変色が発生したとしても、これ等の発生のな
い隣合う他の区画室内の分散液が、前記接続通路を介し
て互いに移動し、混ざり合うことで、全体に均一な組成
となり前記不具合を低減できる。このため、電気泳動表
示素子は、視認側の全面での見栄えの低下を阻止でき
る。

【０００７】互いに水平に対向して配置される前記一対
の基板は、一方および他方の両方が透明なものや、一方
が透明で他方が不透明なものを用いることができる。透
明基板は、透明ガラス板や透明樹脂平板を使用でき、こ
れ等は透光性を有するものであれば少々着色してあって
もよい。一対の基板の間の間隔は約５０〜１５０μｍで
ある。

【０００８】一対の基板の対向する表面にそれぞれ形成
される各電極は、少なくとも一方が透明なものであっ
て、前記一対の基板の両方が透明である場合には、各電
極とも透明なものが用いられる。透明電極は、例えばＩ
ＴＯ（インジウムーチンーオキサイド）、二酸化錫等種
々の透明導電性材料を用いて形成することができる。ま
た、透明電極は、従来公知の種々の真空蒸着法、高周波
スパッタ法、スプレー法、フォトエッチング法等を用い
て形成することができる。

【０００９】区画部材は、例えば、ストライプ状または
メッシュ状のもので前記封入空間に介在して、互いに対
向して水平に保持した一対の基板と平行な左右方向およ
び／あるいは左右方向に対し垂直な前後方向に封入空間
を微小に区画し、複数の区画室を形成するとともに、少
なくとも隣合う２つの区画室を一対の基板の間のほぼ中
間で接続し、分散液が前記隣合う区画室を互いに移動で
きる接続通路を形成したものである。

【００１０】この区画部材は、複数あるいは単数よりな
る設置形態とすることができる。前記複数よりなる設置
形態としては、例えば、厚さが４０〜７０μｍでストラ
イプ状またはメッシュ状の貫通孔や凹部を形成した板状
のものを２枚、互いに前記貫通孔や凹部が対向する向き
で、両者の間に前記接続通路となる１０〜２０μｍのス
ペ−スを保って一対の基板の対向する表面側に設置して
用いることができる。また前記単数よりなる設置形態と
しては、例えば、厚さが８０〜１５０μｍでその厚さ方
向の中央内部に前記接続通路となる１０〜２０μｍのス
ペ−スを介して対向する一端側凹部および他端側凹部を
一体的に形成した板状のものを設置して用いることがで
きる。

【００１１】区画部材の材質としては、例えば、アクリ
ルよりなる透明なものを用いることができる。接続通路
は、少なくとも隣合う２つの区画室を互いに対向して水
平に配置された一対の基板の間のほぼ中間で接続するも
のであり、一対の基板に対し、ほぼ平行に形成される。
この接続通路は、前記区画室のほぼ中間に存在している
分散液を前記隣合う区画室を互いに移動できる大きさの
断面空間、断面形状を備えている。前記断面空間の大き
さは、例えば、区画部材の厚み方向の大きさが１０〜２
０μｍで、基板と平行な方向の大きさが１０〜３０μｍ
とすることが好ましい。断面形状としては、例えば、正
方形、長方形とすることが好ましい。

【００１２】区画部材がストライプ状の場合には、スト
ライプ孔をもつ。このストライプ孔は、例えば区画部材
を形成する枠形状の周壁部と、この周壁部に両端を接続
し互いに対向して水平に配置された基板と平行な左右方
向あるいは左右方向に対し垂直な前後方向に一定間隔で
設けられた複数の垂直壁によって形成される。これは、
前記封入空間を、基板と平行な左右方向のみあるいは左
右方向に対し垂直な前後方向のみに複数、区画するもの
である。このため、基板に対向する方向に貫通し、開口
幅の広い孔よりなる区画室を、基板と平行な左右方向あ
るいは左右方向に対し垂直な前後方向に複数形成するこ
とができる。ストライプ孔の形状は、例えば素子の視認
側からみて同心円形等のものを用いることができる。

【００１３】区画部材がメッシュ状の場合には、複数の
メッシュ孔や凹部をもつ。このメッシュ孔や凹部は、例
えば区画部材を形成する枠形状の周壁部と、この周壁部
に一体的に接続し基板と平行な左右方向および左右方向
に対し垂直な前後方向に一定の間隔で設けられた複数の
垂直壁によって形成され、かつ前記封入空間が左右方向
の他に左右方向に対し垂直な前後方向にも複数、区画さ
れる。このため、メッシュ状の区画部材を用いた場合に
は、ストライプ状の場合と比較して数の多い区画室を形
成することができる。メッシュ孔および凹部の形状は、
素子の正面（視認）側からみて例えば円形、菱形、矩形
（四角形、長方形）、三角形、六角形等のものを用いる
ことができる。

【００１４】透光性の分散媒としては、非導電性の絶縁
系のものであり、無着色の透明のものあるいは透光性を
有するものであれば少々着色してあってもよい。遮光性
の電気泳動粒子は、それ自体が色彩をもつ例えば顔料か
らなるものや、または、着色剤によって表面が着色およ
びコーティングされたものを用いることができる。ま
た、電気泳動粒子は、電気泳動表示素子を非駆動時と、
人為的操作により直流電流を印加した駆動時と、交流電
圧を印加した駆動時とに、種々切替えることにより、前
記透光性の分散媒中で遮光性の電気泳動粒子を自然分散
移動および電気的な強制分散移動させ、光の透過を遮断
あるいは光の透過量を減少させて調光するものである。

【００１５】

【作用および効果】本発明の電気泳動表示素子では、互
いに対向して水平に配置された一対の基板の間の封入空
間に介在する区画部材によって、一対の基板と平行な左
右方向および／あるいは左右方向に対し垂直な前後方向
に封入空間を微小に区画し、複数の区画室を形成すると
ともに、少なくとも隣合う２つの区画室は、一対の基板
の間のほぼ中間に、分散液が前記隣合う区画室を互いに
移動できる接続通路を形成したことを特徴とする。この
ため、例えば複数の区画室のうち、一つの区画室の分散
液中で、基板に近い位置で発生する電気泳動粒子の凝
集、沈降および電気泳動粒子の紫外線や、熱などの影響
により部分的に変色する等を起因として、分散液が変色
し素子の表示部（視認側）への透過光量あるいは反射光
量が他の区画室と異なる現象が進行しようとするような
場合があったとしても、これ等の発生のない他の一つの
区画室内の中間の分散液が、前記隣合う区画室を互いに
移動できる接続通路を介して自然対流や、電圧を印加し
た強制分散により互いに移動し、混ざり合うことで、各
区画室内の分散液中での電気泳動粒子の分散状態および
素子の表示部（視認側）の明るさを均一化させ得る。

【００１６】従って、封入空間に区画部材が介在して互
いに対向して水平に配置された一対の基板と平行な左右
方向および／あるいは左右方向に対し垂直な前後方向に
複数の区画室に区画した電気泳動表示素子において、本
来の効果（分散液中での電気泳動粒子の凝集、沈降を一
つの区画室内で抑え、かつ前記封入空間の全体で発生す
ることを防ぐ効果）の他に、複数の区画室の分散液が、
互いに前記接続通路を介して移動し、混ざり合うことが
でき、複数の区画室のうち、その一部で部分的に発生す
る前記不具合を抑えることができ、素子の表示部（視認
側）全体に対してその明暗表示むらを低減し見栄えを良
好に保つことができる。

【００１７】

【実施例】（実施例１） 本実施例１の電気泳動表示素子を図１〜図４を用いて説
明する。この電気泳動表示素子は、図１に示されるよう
に一対の基板として水平に保持された第１ガラス板１ａ
および第２ガラス板１ｂと、第１透明電極２ａおよび第
２透明電極２ｂと、メッシュ状で非導電性の第１区画部
材３ａおよび第２区画部材３ｂと、スペーサ４と、分散
媒５および電気泳動粒子６とからなる。

【００１８】第１ガラス板１ａおよび第２ガラス板１ｂ
は、いずれも厚さ２．０ｍｍの透明なソーダ石灰ガラス
板（旭硝子製）からなる。第１透明電極２ａおよび第２
透明電極２ｂは、図１に示すように互いに対向する第１
ガラス板１ａの内側表面１０ａおよび第２ガラス板１ｂ
の内側表面１０ｂ上に、透明なＩＴＯをイオンプレーテ
ィングにより厚さ約１０００Åに真空蒸着して作ったも
のである。

【００１９】第１区画部材３ａおよび第２区画部材３ｂ
は、アクリル製のメッシュ状のもので両区画部材の凸部
と空間部よりなる厚さｔ１が１００μｍ、メッシュ孔３
２ａおよび３２ｂの孔径Ｌ１が１００μｍ、メッシュ線
幅Ｌ２が１０μｍの同じ形状のものである（図５、図６
参照）。第１区画部材３ａおよび第２区画部材３ｂは、
第１透明電極２ａおよび第２透明電極２ｂを介して図略
の接着剤により第１ガラス板１ａの内側表面１０ａおよ
び第２ガラス板１ｂの内側表面１０ｂ上に接着、固定さ
れる（図１参照）。そして、後で述べるように、第１ガ
ラス板１ａおよび第２ガラス板１ｂがスペーサ４を介し
て配設されることにより形成された間隔Ｈ（図６参照）
の封入空間Ｓ内に介在され、かつ第１区画部材３ａと第
２区画部材３ｂとは、接続通路３０となる１０μｍのス
ペ−スｈ（図６参照）を介して対向した位置に配設され
る。なお、前記複数のメッシュ孔３２ａおよび３２ｂの
形状は、正面（第１ガラス板１ａ）側からみた一部を拡
大した図５に示されるように、ほぼ正方形である。代表
して説明するメッシュ孔３２ａは、図１に示す第１ガラ
ス板１ａの左右Ｘ方向に平行に伸びる左右垂直壁部３３
と、この左右垂直壁部３３に対し直角で第１ガラス板１
ａの前後Ｙ方向に平行に伸びる前後垂直壁部３４とより
形成され、透過光Ｒ２とほぼ平行な垂直Ｚ方向に貫通す
るものである。

【００２０】分散媒５としては、比重が２．１８７のテ
トラフルオロジグロモエタン（東京化成製）が用いられ
る。電気泳動粒子６は、比重が１．４６で赤色の顔料
（日本チバガイギー製）を用いた。これは表面が正に帯
電した粒子である。そして前記電気泳動粒子６の濃度が
１重量％となるように調整され分散安定用の界面活性剤
が微量に配合された分散液が準備された。

【００２１】ついで、前記第１区画部材３ａを接着、固
定した第１ガラス板１ａの内側表面１０ａの周端部に、
厚さ１００μｍのスペーサ４（東レ製ポリエステル）を
載置させ、その周りに図略のエポキシ系接着剤を塗布す
る。この後、前記第２区画部材３ｂを接着、固定した第
２ガラス板１ｂの内側表面１０を、第１ガラス板１ａの
内側表面１０ａに対向位置に配設するとともに、エポキ
シ系接着剤を硬化させて第１ガラス板１ａと一体化す
る。

【００２２】なお、水平に保持された第１ガラス板１ａ
と第２ガラス板１ｂとの間の封入空間Ｓに配設された第
１区画部材３ａと第２区画部材３ｂとで、第１ガラス板
１ａ、第２ガラス板１ｂと平行な左右Ｘ方向及び左右Ｘ
方向に対し垂直な前後Ｙ方向に区画され、かつ各メッシ
ュ孔３２ａおよび３２ｂにより形成された複数の区画室
Ｓ１および接続通路３０には、前記分散液が注入され、
かつ分散液で満たされる。また、前記第１透明電極２ａ
および第２透明電極２ｂには、２種類の電源が接続され
る。すなわち、直流電源７を備え直流電圧を伝達するた
めのリード線７１、７２が接続されるとともに、交流電
源８を備え交流電圧を伝達するためのリード線８１、８
２が接続されている（図１参照）。

【００２３】このようにして構成された本実施例の電気
泳動表示素子は、第１区画部材３ａと第２区画部材３ｂ
とで区画形成された複数の区画室Ｓ１が水平に保持され
た第１ガラス板１ａと第２ガラス板１ｂとのほぼ中間位
置で接続通路３０により互いに接続されている。このた
め、電気泳動表示素子は、その非駆動時に、分散媒５中
の電気泳動粒子６が図２に示すように複数の区画室Ｓ１
のうち、一つで凝集、沈降しようとする場合であって
も、他の区画室Ｓ１内で第１ガラス板１ａと第２ガラス
板１ｂとのほぼ中間に存在する分散媒５と電気泳動粒子
６とからなる分散液が、自然対流により前記接続通路３
０を介して隣合う区画室Ｓ１内を互いに移動し、混ざり
合うことで、各区画室Ｓ１内の分散媒５中での電気泳動
粒子６の分散状態をほぼ均一化できる。このため、前記
素子の非駆動時において、素子の表示部（視認側）全体
の明るさを均一化でき、かつ明暗表示むらがなく、素子
の見栄えを良好に保持できる。

【００２４】ここにおいて、第１透明電極２ａを負極、
第２透明電極２ｂを正極として、ＤＣ１００Ｖの直流電
圧を印加した駆動時に切換えると、図１に示すように分
散媒５中に正に帯電している電気泳動粒子６は、第１区
画部材３ａの各メッシュ孔３２ａ内で第１透明電極２ａ
の電気的吸着力により吸引され、かつ図３に示す位置に
素早く移動し、付着する。これによって第２ガラス板１
ｂ側から入射した入射光Ｒ１は、透明な第２区画部材３
ｂと第１区画部材３ａを透過した透過光Ｒ２となる。こ
のため、素子の表示部（視認側）の明るさは、前記非駆
動時の場合よりも、暗い表示となる。

【００２５】従って、この直流電圧を印加した駆動時の
電気泳動表示素子は、各区画室Ｓ１ともに、均一した遮
光状態にあり、かつ前記非駆動時に比べ暗く表示するこ
とができる。また、電気泳動表示素子に前記直流電圧を
印加した駆動時あるいは、素子が長期間、非駆動状態に
ある時（複数の区画室Ｓ１のうち、その一つで電気泳動
粒子６の凝集、沈降および紫外線や熱などを起因とする
変色により、分散液の変色等が発生するような場合）に
は、交流電圧を印加した駆動時に切り換える。すなわ
ち、第１透明電極２ａおよび第２透明電極２ｂに周波数
５００Ｈｚ、ＡＣ１００Ｖの交流電圧（正弦波電圧）を
印加すると、電界の作用により各電気泳動粒子６が図４
に示すように分散媒５中へ移動し、分散する。この場
合、各区画室Ｓ１内の分散媒５中での電気泳動粒子６の
電気的作用による分散移動は、分散媒５の移動を伴う。
かつ電気泳動粒子６および分散媒５は、前記接続通路３
０を介して互いに隣合う各区画室Ｓ１内に移動し、混ざ
り合うことで、各区画室Ｓ１内の分散媒５中での電気泳
動粒子６の分散状態を均一化させ得る。

【００２６】従って、交流電圧印加時の電気泳動表示素
子は、各区画室Ｓ１内に透光性の分散媒５中にほぼ均一
に分散した遮光性の電気泳動粒子６により調光された光
透過状態となり素子の表示部（視認側）の明るさを均一
化させ、素子の表示部（視認側）全体の見栄えを良くす
ることができる。このように実施例１の電気泳動表示素
子によれば、その非駆動時に、水平に保持された第１ガ
ラス板１ａ、第２ガラス板１ｂと平行な左右Ｘ方向及び
左右Ｘ方向に対し垂直な前後Ｙ方向に区画された複数の
区画室Ｓ１のうちのひとつで分散媒５中の電気泳動粒子
６が第１ガラス板１ａ側に凝集、沈降するような場合で
あっても、自然対流や交流電圧を印加した強制分散によ
り前記接続通路３０を介して隣合う各区画室Ｓ１内に互
いに移動し、混ざり合わすことができ、前記効果が得ら
れる。なお、前記実施例１の電気泳動表示素子では、複
数のうち一つの区画室Ｓ１の第１ガラス板１ａ側に近い
位置で発生する電気泳動粒子６の凝集、沈降する場合を
説明したが、紫外線、熱などによる電気泳動粒子６変色
等を起因として、分散媒５の変色等が発生する場合であ
っても、同様な効果が得られる。

【００２７】なお、前記第１透明電極２ａおよび第２透
明電極２ｂの電極を逆にして用いることも、電荷が逆な
電気泳動粒子６を用いることもできる。 （実施例２）図７に示す実施例２の電気泳動表示素子
は、第１透明電極２ａと第２透明電極２ｂとの間の封入
空間Ｓに介在し、複数の区画室Ｓ１を形成する実施例１
のメッシュ孔３２ａを備えた第１区画部材３ａと、メッ
シュ孔３２ｂを備えた第２区画部材３ｂの代わりに、図
８に示されるように互いに別々に形成され同じ形状より
なるメッシュ状の凹部３２ｃを備えた第１区画部材３ｃ
と、凹部３２ｄを備えた第２区画部材３ｄを用いた以外
は、実施例１の構成と同じである。

【００２８】なお、前記凹部３２ｃの底壁３２０ｃおよ
び凹部３２ｄの底壁３２０ｄの厚さは、第１透明電極２
ａを負極、第２透明電極２ｂを正極として、ＤＣ１００
Ｖの直流電圧を印加した駆動時に切換えたとき、分散媒
５中に正に帯電している電気泳動粒子６が、凹部３２ｃ
内でその底壁３２０ｃを介して第１透明電極２ａの電気
的吸着力により吸引できる値となっている。

【００２９】（実施例３） 図９に示す実施例３の電気泳動表示素子は、前記実施例
２のように互いに別々に形成され同じ形状よりなる第１
区画部材３ｃと、第２区画部材３ｄとを接続通路３０と
なる１０μｍのスペ−スｈを保持した状態で対向位置に
配設する代わりに、図１０に示されるように複数の密封
状の凹部３２ｅおよび各凹部３２ｅを厚み方向のほぼ中
間で接続する接続通路３０を備えた一体型の区画部材３
ｅを、第１透明電極２ａと第２透明電極２ｂとの間の封
入空間Ｓに介在したこと以外は、第２実施例の構成と同
じである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の電気泳動表示素子が非駆動状態にあ
り、複数の隣合う区画室の分散媒が互いに自然対流によ
り移動し中央通路を介して混ざり合い、かつ電気泳動粒
子が分散媒中にほぼ均一に分散した正常な状態にある場
合を示す縦断面図。

【図２】図１において中央通路を介して分散媒が隣合う
区画室を互いに移動して混ざり合い、電気泳動粒子が凝
集、沈降することを解消する状態を拡大して示す部分拡
大縦断面図。

【図３】実施例１の電気泳動表示素子が直流電圧を印加
された駆動状態にあり、かつ各区画室毎に電気泳動粒子
が電気的に第１透明基板の第１透明電極に吸着された調
光状態を示す縦断面図。

【図４】電気泳動表示素子に交流電圧が印加され、電気
泳動粒子が電気的に反発して分散媒中に分散した駆動状
態状態を示す縦断面図。

【図５】図１における第１区画部材の正面の一部を拡大
して示す部分拡大正面図。

【図６】図５におけるＩ−Ｉ線断面矢視図。

【図７】実施例２の電気泳動表示素子を示す縦断面図。

【図８】実施例２の電気泳動表示素子の第１区画部材お
よび第２区画部材の変形例１を示す縦断面図。

【図９】実施例３の電気泳動表示素子を示す縦断面図。

【図１０】実施例３の電気泳動表示素子の区画部材を示
す縦断面図。

【符号の説明】

１ａ…第１ガラス板 １ｂ…第２ガラス板 ２ａ…第１透明電極 ２ｂ…第２透明電極 ３ａ、３ｃ…第１区画部材、３ｂ、３ｄ…第２区画部材 ３ｅ…区画部材 ３０…接続通路 Ｓ１…区画室 ３３…第１ガラス板および第２ガラス板に平行な左右垂
直壁部 ３４…第１ガラス板および第２ガラス板に平行な前後垂
直壁部 ４…スペース ５…透光性の分散媒 ６…遮光性の電気泳動粒子 ７…直流電源 ８…交流電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/15 - 1/19 G09F 9/30 - 9/46

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに対向して水平に配置され少なくとも
   一方が透明な一対の基板と、該一対の基板の対向する表
   面にそれぞれ形成された少なくとも一方が透明な電極
   と、該一対の基板の間の封入空間に封入された透光性の
   分散媒および該分散媒中に分散された遮光性の電気泳動
   粒子を含む分散液と、よりなる電気泳動表示素子であっ
   て、 前記封入空間には、該封入空間を該一対の基板と平行な
   左右方向および／あるいは左右方向に対し垂直な前後方
   向に複数の区画室に区画する区画部材が介在し、少なく
   とも隣合う２つの該区画室は、該一対の基板の間のほぼ
   中間に、該分散液が前記隣合う区画室を互いに移動でき
   る接続通路を形成したことを特徴とする電気泳動表示素
   子。