JP3421494B2

JP3421494B2 - 電気泳動表示装置

Info

Publication number: JP3421494B2
Application number: JP01440896A
Authority: JP
Inventors: 一山口; 靖川田; 寧森
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 2003-06-30
Anticipated expiration: 2016-01-30
Also published as: JPH09211499A

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例えば米
国特許３６６８１０６号に記載されているような電気泳
動表示装置が知られている。この電気泳動表示装置は、
荷電を有する電気泳動粒子と絶縁性液体からなる分散層
とこの分散層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層に電場を印加することによって、
電気泳動粒子をその荷電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
泳動粒子が観測者に近い第１の電極の表面に付着する場
合は、電気泳動粒子の色が観測され、一方、電気泳動粒
子が観測者から遠い第２の電極の表面に付着する場合
は、電気泳動粒子の色は絶縁性液体に隠蔽されるととも
に絶縁性液体の色が観測されるというものである。電気
泳動表示装置は、例えば、Ｐｒｏｃ．ＳＩＤ、１８、２
６７（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、絶縁性液体に溶解した色素の電気泳動粒子への吸
着、及び電気泳動粒子が吸着した電極表面と電気泳動粒
子間への絶縁性液体の侵入などの悪影響により、高い反
射率、すなわち明るさと高いコントラストを両立させる
ことは本質的に不可能であるという大きな問題があっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来は
電気泳動表示装置において明るさと高コントラストを同
時に満足させることは困難であった。本発明は、前述し
た問題点を解決するためになされたものであり、明るさ
と高コントラストが両立した電気泳動表示装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の画素を
有する電気泳動表示装置であって、前記画素は、第１の
基板と、該第１の基板上に設けられた平面状の第１の電
極と、該第１の電極側に、該第１の基板に対向して設け
られた透明な第２の基板と、該第１及び第２の基板間に
狭持され、無色の流体及び同極性の荷電をもつ少なくと
も１種の電気泳動粒子を含む分散層と、該第２の基板表
面のうち該分散層と反対側の表面の周囲に設けられた遮
蔽層と、該第１及び第２の基板間の領域のうち、該遮蔽
層により隠蔽された範囲内に設けられた第２の電極とを
具備する電気泳動表示装置を提供する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の表示装置は、その一画素
が、一対の基板とこれらの基板に狭持された分散層を含
み、その分散層内には、無色の流体と第１の色を有する
電気泳動粒子が含まれている。表示装置の表示面の周囲
は、遮蔽層で隠蔽されており、隠蔽された領域内には、
第２の電極が設けられている。また、隠蔽されない領域
内には、第１の電極及び第１の色と対比し得る第２の色
を有する部材を設けることができる。

【０００７】本発明においては、第１の色を有する電気
泳動粒子と無色の流体を含む分散層によって隔離された
少なくとも二つの電極を用い、分散層内における電気泳
動粒子の空間分布を制御する電場を、該電極あるいは該
電極群を介して該分散層に印加することにより、第１の
色を有する電気泳動粒子と、第２の色を有する部材とを
対比させて、分散層の光学反射特性を制御することがで
きる。尚、電極としては、一対の電極の他、複数の導電
部が互いに電気的に絶縁された少なくとも少なくとも２
つの電極群を使用することができる。

【０００８】このような部材の好ましい形態として、例
えば第１の電極と前記分散層との間に、前記電気泳動粒
子の色と対比し得る第２の色を有する誘電体層を設ける
ことができる。このとき、第１の色を有する電気泳動粒
子が誘電体層上に引きつけられるように電圧を印加した
場合には、第２の基板から見ると、第１の色が表示され
る。反対に、電気泳動粒子が第２の電極層上に引きつけ
られるように電圧を印加した場合には、電気泳動粒子が
遮蔽層に隠蔽されて見えなくなるので、第２の基板から
見ると、誘電体層の第２の色が表示される。

【０００９】他の好ましい形態では、例えば第１の電極
として、前記電気泳動粒子の色と対比し得る第２の色を
有するものを用いることができる。このとき、第１の色
を有する電気泳動粒子が第１の電極上に引きつけられる
ように電圧を印加した場合には、第２の基板から見る
と、第１の色が表示される。反対に、電気泳動粒子が第
２の電極層上に引きつけられるように電圧を印加した場
合には、電気泳動粒子が遮蔽層に隠蔽されて見えなくな
るので、第２の基板から見ると、第１の電極の第２の色
が表示される。

【００１０】さらに他の好ましい形態では、第１の電極
が透明である場合に、電気泳動粒子の色と対比し得る第
２の色を有する第１の基板を用いることができる。この
とき、第１の色を有する電気泳動粒子が第１の電極上に
引きつけられるように電圧を印加した場合には、第２の
基板から見ると、第１の色が表示される。反対に、電気
泳動粒子が第２の電極層上に引きつけられるように電圧
を印加した場合には、電気泳動粒子が遮蔽層に隠蔽され
て見えなくなるので、第２の基板から見ると、第１の基
板の第２の色が表示される。

【００１１】さらにまた他の好ましい形態では、第１の
電極及び第１の基板が透明である場合に、第１の基板の
両表面のうち、分散層と反対側の表面に、電気泳動粒子
と対比し得る第２の色を有する誘電体層を設けることが
できる。このとき、第１の色を有する電気泳動粒子が誘
電体層上に引きつけられるように電圧を印加した場合に
は、第２の基板から見ると、第１の色が表示される。反
対に、電気泳動粒子が第２の電極層上に引きつけられる
ように電圧を印加した場合には、電気泳動粒子が遮蔽層
に隠蔽されて見えなくなるので、第２の基板から見る
と、誘電体層の第２の色が表示される。

【００１２】また、別の好ましい形態では、第１の電極
及び第２の電極の他に、電気泳動粒子の移動領域を制約
するための電極あるいは電極群を、第２の基板上にさら
に設けることができる。

【００１３】以下、図面を参照し、本発明を具体的に説
明する。図１は、本発明にかかる電気泳動表示装置の一
つの画素部分の断面構成図を表す。図１を用いて、以下
に、本発明の構成を説明する。この電気泳動表示装置
は、ある色を有する電気泳動粒子８と透明流体９とから
なる分散層を有し、この分散層が、第１の基板１と第２
の基板２及び二つの基板間を支持、封止するためのスペ
ーサ基板３に挟まれた空間に保持されている。図１に示
す構成を有する電気泳動表示装置の場合、観測者は第２
の基板２の外側から第１の基板に向かって表示装置を見
ることになるため、第２の基板２は透明である必要があ
る。第１の基板１の分散層側表面には第１の電極４が設
けられている。スペーサ基板３に沿って、第２の電極５
が配置されている。第２の基板２の外表面すなわち第２
の基板表面のうち該分散層と反対側の表面には、スペー
サ基板３及び第２の電極５を十分に隠蔽し得る遮蔽層１
１が設けられている。第１の電極４及び第２の電極５の
表面は、各々誘電体層６、７により被覆されている。電
気泳動粒子８の対比色は、誘電体層６、第１の電極４、
第１の基板１の少なくとも一つの部材が担っている。電
気回路１０は第１の電極４、第２の電極５、誘電体層６
及び誘電体層７を介して分散層に電圧を印加するための
ものであり、印加電圧の大きさ、極性などを自由に設定
できる。

【００１４】本発明に用いられる電気泳動粒子は、流体
に安定に分散され、単一の極性を有するとともに、その
粒径分布が小さいことが、表示装置の寿命、コントラス
ト、解像度などの観点から望ましい。また、その粒径
は、０．１μｍから５μｍが好ましい。この範囲内であ
ると、光散乱効率が低下せず、電圧印加時において十分
な応答速度が得られる。電気泳動粒子の材料としては、
例えば酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化
鉄、酸化アルミニウム、セレン化カドミウム、カーボン
ブラック、硫酸バリウム、クロム酸鉛、硫化亜鉛、硫化
カドミウムなどの無機顔料、あるいはフタロシアニンブ
ルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエロー、ウオ
ッチングレッド、ダイアリーライドイエローなどの有機
顔料を用いることができる。

【００１５】本発明において、前述の電気泳動粒子を分
散させる流体としては、電気泳動粒子に対する溶解能が
小さく電気泳動粒子を安定に分散でき、イオンを含まず
かつ電圧印加によりイオンを生じない絶縁性のものが望
ましい。さらに、電気泳動粒子の浮沈防止のためには電
気泳動粒子と比重がほぼ等しく、電圧印加時における電
気泳動粒子の移動度の面から粘性の低いものが好まし
い。比較的多くの電気泳動粒子材料に対して用いること
のできる絶縁性液体としては例えば、ヘキサン、デカ
ン、ヘキサデカン、ケロセン、トルエン、キシレン、オ
リーブ油、リン酸トリクレシル、イソプロパノール、ト
リクロロトリフルオロエタン、ジブロモテトラフルオロ
エタン、テトラクロロエチレンなどを挙げることができ
る。なお、電気泳動粒子の浮沈防止のために電気泳動粒
子との比重整合を行う場合などは混合流体の利用も可能
である。

【００１６】本発明において、電気泳動粒子の分散層に
おける混合重量率は、電気泳動粒子の電気泳動性が阻害
されず、かつ分散層の反射制御が十分に行える限り特に
限定されるものではないが、例えば１重量％から２０重
量％が好ましい。

【００１７】本発明において、電気泳動粒子の電荷を増
加させるため、あるいは同極性にするために、必要に応
じて、前述の流体に、樹脂、界面活性剤等の添加剤を加
えることができる。

【００１８】本発明において、分散層の厚さは電気泳動
粒子の径より大きく、粒子の運動を妨げない限り特に限
定されるものではないが、電圧印加時の速い応答速度の
ためには、できるだけ薄いことが望ましい。このような
観点から、分散層の好ましい厚さは、５μｍから２００
μｍである。

【００１９】本発明に用いられる電極材料として、アル
ミニウム、銅、銀、金、白金などの良導電性のものが好
ましい。また、透明電極材料としては、酸化スズ、酸化
インジウム、ヨウ化銅などの薄膜を好ましく用いること
ができる。また、電極形成は蒸着、スパッタリング、フ
ォトリソグラフィなど通常の方法で行うことができる。
さらに、遮蔽層によって隠蔽される第２の電極において
は、電気泳動粒子が吸着する表面積を増加させるために
電極表面に凹凸構造を形成することができる。また、遮
蔽層面積を極力小さくし、開口率を向上させるために、
スペーサ基板および電極形状を、その縦断面すなわち第
１の基板あるいは第２の基板に垂直な方向の断面が分散
層側に半球状の凹部を有するような構造にすることがで
きる。

【００２０】本発明において、電極を配置する基板およ
びスペーサ基板の材質及び厚さは、十分な絶縁性及び平
面性を保ち、十分な強度を有するものであれば、特に限
定されない。具体的な材料としてはガラス、プラスチッ
ク、セラミックが好ましく使用される。また、第１の基
板に泳動粒子との対比色を担わせる場合は、適当な色
素、顔料をガラスやプラスチック、セラミックに混合し
たものや有色セラミックを基板として用いることができ
る。

【００２１】本発明において、第１の基板上に形成され
て泳動粒子の対比色を担わせる誘電体としては、誘電体
自身が対比色を有するもの、あるいは対比色を担う顔
料、染料を誘電体層に混合したものを使用することがで
きる。

【００２２】誘電体層の材料および厚さは、分散層に十
分な電圧が印加され、かつ表示ムラを生じない限りにお
いて特に限定されるものではない。誘電体材料として
は、例えば酸化チタン、酸化珪素、酸化アルミニウムな
どの無機物あるいは、ポリエチレン、ポリスチレン、フ
ェノール樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリプロピレ
ン、エポキシ樹脂、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂、シリ
コン樹脂などの有機物を用いることができる。電気泳動
粒子との対比色を担う顔料や染料を混合する場合、その
材料は特に限定されないが、安定に誘電体層に保持され
るものが選択される。

【００２３】電極あるいは基板上への誘電体層の形成に
は、材料に応じてスパッタリング、蒸着、溶液塗布、溶
液浸漬、スピンコート、ラングミュアブロジェット法な
どの通常の手法を用いることができる。誘電体層の厚さ
は、例えば数ｎｍから数μｍが考えられる。

【００２４】なお、電気泳動粒子の電極表面上への不可
逆的な吸着および電極表面での水など不純物の電気化学
反応を防止するために、第１の電極のみならず第２の電
極表面にも必要に応じてフッ素樹脂などの誘電体層を設
けることが望ましい。

【００２５】本発明において、遮蔽層は、泳動粒子隠蔽
のために設けられもので、例えば黒色炭素粉末をプラス
チックに混入した黒色不透明膜からなる。遮蔽層形成
は、蒸着、印刷などの通常の方法で行える。この遮蔽層
は、泳動粒子隠蔽のみならず表示装置のコントラスト向
上にも寄与するものである。

【００２６】本発明において、電気回路は特に限定され
るものではないが、例えば最大定格電圧１００Ｖ、電源
容量１０ｍＡの電源を擁し、その極性を任意に設定でき
るものなどを用いることができる。

【００２７】本発明の電気泳動表示装置において、表示
が行われる様子を図１を用いて簡単に説明する。電気回
路１０によって、第１の電極４が電気泳動粒子８と異な
った極性、第２の電極５が電気泳動粒子８と同じ極性と
なるように電圧を印加すると、電気泳動粒子８は、第１
の電極４を被覆している誘電体層６に移動し、その表面
を覆う。このとき透明基板２の外側から装置を見ている
観測者は、電気泳動粒子８の色を視認する。次に、電気
回路１０で第１の電極４、第２の電極５にかかる電圧の
極性を反転させると、電気泳動粒子８は、隠蔽層１１に
より隠蔽された領域内の、第２の電極５を被覆している
誘電体層７に移動し、その表面を覆う。電気泳動粒子８
は、隠蔽層１１により隠蔽された領域内にあるので、こ
のとき観測者は誘電体層６あるいは第１の電極４あるい
は第１の基板１の色すなわち電気泳動粒子８との対比色
を視認する。なお、電気泳動粒子８、誘電体層６、７の
材料などの条件設定によって、電圧印加後、電源回路１
０と第１の電極４および第２の電極５の接続を切断した
状態でも、電気泳動粒子８の誘電体層６あるいは７への
吸着が持続するというメモリー機能を付加することも可
能である。

【００２８】以下、本発明の具体的な実施形態を示す。第１の実施形態その一画素分が図１に示す構造と同様の構造を有する電
気泳動表示装置において、各部材の選択、形成、及び設
定を以下のようにして行なった。第１及び第２の基板
１、２として厚さ１ｍｍの透明なガラス板を用いた。
又、スペーサ基板３として厚さ２５μｍのポリイミド製
基板を用いた。第１及び第２の基板１、２間の間隔は２
５μｍ、スペーサ基板３同志の間隔は１００μｍに設定
した。電極４は、基板１の分散層側表面に透明な酸化イ
ンジウムを厚さ約０．１μｍに蒸着して作製した。ま
た、電極５は、スペーサ基板３の分散側表面にニッケル
を厚さ約０．１μｍに電解析出して作成した。誘電体層
６、７は、第１の電極４、第２の電極５への泳動粒子８
の不可逆的な吸着を防止するとともに、特に誘電体層６
は泳動粒子の対比色を担うために配置される。誘電体層
６は、硫酸バリウム微粉末をフッ素樹脂に混入したもの
をスピンコートにより厚さ約０．５μｍで形成した。ま
た、誘電体層７は、透明フッ素樹脂をディップコートに
より厚さ約０．５μｍで形成した。遮蔽層１１は、炭素
微粉末をポリエステルに分散させた黒色不透明膜を厚さ
約１０μｍで基板２の分散層と反対側表面上に印刷する
ことにより形成した。基板２の両端からの長さは、泳動
粒子８がすべて誘電体層７に吸着された場合に泳動粒子
８が十分隠蔽される程度に設定した。

【００２９】また、分散層は、以下の通り準備した。ま
ず、電気泳動粒子８として黒色樹脂トナー（粒径１μ
ｍ）を、また流体９としてイソプロパノールを用い、両
者を電気泳動粒子８の混合重量率が１０％となるように
混合し、さらに分散安定性の向上のために微量の界面活
性剤を添加し、分散層を準備した。この場合、電気泳動
粒子は表面が負に帯電している。

【００３０】このようにして得られた電気泳動表示装置
の一画素分の駆動動作を以下に示す。まず、電気回路１
０により電極４、５を各々正極、負極となるように電圧
３０Ｖの直流電圧を印加すると負に帯電した電気泳動粒
子８は、電極４を被覆している誘電体層６に移動し、そ
の表面に吸着する。このとき、基板２側から観測する
と、電気泳動粒子８の黒色が観測される。この状態は電
極回路１０と電極との電気的接続を切り電圧印加を止め
た以降も持続され、本表示装置がメモリ機能を有するこ
とを示した。次に、先の場合と極性を反転して電圧印加
を行うと、すなわち電極４が負極、電極５が正極となる
ように３０Ｖの直流電圧を印加すると、電気泳動粒子８
は誘電体層６から電極５を被覆している誘電体層７に移
動しその表面に吸着する。この場合、観測者からは誘電
体層６の表面すなわち白色が見えるとともに、電気泳動
粒子８はマスク１１に隠蔽され、観測されなかった。光
学反射特性は、白表示、黒表示とも各々誘電体層６およ
び電気泳動粒子８単独の場合とほぼ等しく、電気泳動表
示装置が本来有する広視野角に加えて、明るさと高コン
トラストが両立した表示装置であることを確認できた。

【００３１】なお、基板１の分散層側表面における電気
泳動粒子８の付着を避けるために、分散側表面をフッ素
樹脂などの誘電体層で被覆することも効果的であること
を確認した。

【００３２】第２の実施形態以下の分散層、第１の電極、及び誘電体層を用いる以外
は、第１の実施形態と同様にして電気泳動装置を得た。
ここでは、電気泳動粒子８としてポリエチレンで被覆さ
れた酸化チタン（粒径２μｍ）を、また流体９としてキ
シレンを用い、両者を電気泳動粒子８の混合重量率が５
％となるように混合し、さらに分散安定性の向上のため
に微量の界面活性剤を添加し、分散層を準備した。この
場合、電気泳動粒子は表面が正に帯電している。また、
第１の電極４として白金／白金黒電極を、第１の電極４
を被覆する誘電体層６として透明なフッ素樹脂を用い
た。その他は第１の実施形態と同様の構成である。

【００３３】以下に第２の実施形態にかかる電気泳動表
示装置の一画素分の動作を説明する。電気回路１０によ
り第１の電極４及び第２の電極５を各々負極、正極とな
るように電圧２０Ｖの直流電圧を印加すると、正に帯電
した電気泳動粒子８は、第１の電極４を被覆している誘
電体層６に移動し、その表面に吸着する。このとき第２
の基板２側から観測すると、電気泳動粒子８の白色が観
測される。この状態は電気回路１０と電極との電気的接
続を切り、電圧印加を止めた以降も持続され、メモリ機
能を有することを示している。次に、先の場合と極性を
反転して電圧印加を行うと、すなわち第１の電極４が正
極、第２の電極５が負極となるように２０Ｖの直流電圧
を印加すると、電気泳動粒子８は誘電体層６から第２の
電極５を被覆している誘電体層７に移動し、その表面に
吸着する。この場合、観測者からは透明誘電体層６を介
して第１の電極４の表面すなわち黒色が見えるととも
に、電気泳動粒子８は遮蔽層１１に隠蔽されて観測され
ない。光学反射特性は、白表示、黒表示とも各々電気泳
動粒子８および電極４単独の場合とほぼ等しく、電気泳
動表示装置が本来有する広視野角に加えて、明るさと高
コントラストが両立した表示装置であることを確認でき
た。

【００３４】第３の実施形態この電気泳動表示装置は、その分散層、誘電体層、第１
の基板１以外は、第１の実施形態と同様にして得た。分
散層は、電気泳動粒子８としてポリエチレンで被覆され
た酸化チタン（粒径２μｍ）を、また流体９としてキシ
レンを用い、両者を電気泳動粒子８の混合重量率が５％
となるように混合し、さらに分散安定性の向上のために
微量の界面活性剤を添加し、分散層を準備した。この場
合、電気泳動粒子は表面が正に帯電していた。第１の電
極４を被覆する誘電体層６として透明なフッ素樹脂を用
いた。また、第１の基板１は黒色顔料を分散させた黒色
ガラスを用いた。

【００３５】以下に、この電気泳動表示装置の一画素分
の駆動動作を説明する。電気回路１０により第１の電極
４、第２の電極５を各々負極、正極となるように電圧２
０Ｖの直流電圧を印加する。正に帯電した電気泳動粒子
８は、第１の電極４を被覆している誘電体層６に移動
し、その表面に吸着する。このとき第２の基板２側から
観測すると、電気泳動粒子８の白色が観測される。次
に、先の場合と極性を反転して電圧印加を行うと、すな
わち第１の電極４が正極、電極５が負極となるように２
０Ｖの直流電圧を印加すると、電気泳動粒子８は誘電体
層６から第２の電極５を被覆している誘電体層７に移動
し、その表面に吸着する。この場合、観測者からは透明
誘電体層６および透明電極４を介して基板１の表面すな
わち黒色が見えるとともに、電気泳動粒子８は遮蔽層１
１に隠蔽され観測されない。光学反射特性は、白表示、
黒表示とも各々電気泳動粒子８および基板１単独の場合
とほぼ等しく、電気泳動表示装置が本来有する広視野角
に加えて、明るさと高コントラストが両立した表示装置
であることを確認した。

【００３６】第４の実施形態図２は、本発明にかかる他の電気泳動表示装置の一つの
画素部分の断面構成図を表す。以下、第４の実施形態の
構成について、図２を用いて説明する。第１の実施形態
と同様に、図２に示す画素部分では、電気泳動粒子８を
含む透明流体９からなる分散層が、第１の基板１と透明
な第２の基板２および二つの基板間の距離を固定するた
めのスペーサ基板３に挟まれた空間に保持されている。
第１の基板１には第１の電極４が、また、スペーサ基板
３には第２の電極５が、さらに第２の基板２には透明な
第３の電極２１が、各々分散層側の基板表面に配置され
ている。第１の電極４、第２の電極５、及び第３の電極
２１の表面は、各々、誘電体層６、７及び２２により被
覆されており、誘電体層６は電気泳動粒子８の対比色を
担っている。電気回路１０は、第１の電極４、第２の電
極５、第３の電極２１及び誘電体層６、７、２２を介し
て分散層に電圧を印加するために設けられている。

【００３７】第３の電極２１は、泳動粒子８の誘電体層
６、７の表面間の移動をより円滑に行うために配置され
るものである。第３の電極２１に、電気泳動粒子８と反
対極性の電位をかけることで電気泳動粒子８の誘電体層
表面６、７間の移動を円滑にし、かつ表示ムラを低減す
ることができる。遮蔽層１１は、泳動粒子８が誘電体層
７の表面に位置する場合に、泳動粒子８を隠蔽するため
に設けられるもので、第２の基板２の外表面に、スペー
サ基板３及び第２の電極５を十分隠蔽するように形成さ
れている。観測者は基板２の分散層と反対側から表示装
置を見ることになる。

【００３８】上述のような構成を有する電気泳動表示装
置の各部の詳細は、以下のとおりである。第１の基板
１、第２の基板２として、厚さ１ｍｍの透明なガラスを
用いた。また、スペーサ基板３として厚さ５０μｍのガ
ラスエポキシ樹脂製の基板を用いた。基板１、２間の間
隔は５０μｍ、スペーサ基板３同志の間隔は１５０μｍ
に設定した。第１の電極４、第３の電極２１は、各々第
１の基板１及び第２の基板２の表面に透明な酸化インジ
ウムを厚さ約０．１μｍに蒸着して作製した。また、電
極５は、スペーサ基板３の分散層側表面にニッケルを厚
さ約０．１μに電解析出して作製した。誘電体層６、
７、２２は第１の電極４、第２の電極５、第３の電極２
１への泳動粒子８の不可逆的な吸着を防止するために、
特に誘電体層６はさらに泳動粒子と対比する白色を担う
ために配置した。誘電体層６として、酸化チタン微粉末
をフッ素樹脂に混入し、スピンコートにより厚さ約０．
５μｍに形成したものを用いた。また、誘電体層２２と
して透明フッ素樹脂を同様の方法で厚さ約０．５μｍで
形成したものを用いた。また、誘電体層７として、透明
フッ素樹脂をディップコートにより厚さ０．５μｍで形
成したものを用いた。遮蔽層１１は、炭素微粉末をポリ
エステルに分散させた黒色不透明膜を厚さ約１０μｍで
第２の基板２の外表面上に印刷することにより形成し
た。遮蔽層１１の幅及び位置は、泳動粒子８がすべて誘
電体層７に吸着された場合に泳動粒子８が十分隠蔽され
るように設定した。分散層は、第１の実施形態と同様に
して形成した。

【００３９】以上のようにして、構成された電気泳動表
示装置の一画素分の駆動動作を以下に説明する。電気回
路１０により、第１の電極４、第２の電極５、第３の電
極２１を、各々正極、負極、負極となるように電圧５０
Ｖの直流電圧を印加する。負に帯電した電気泳動粒子８
は、電極４を被覆している誘電体層６に移動し、その表
面に吸着する。このとき第２の基板２側から観測する
と、電気泳動粒子８の黒色が観測される。この状態は電
気回路１０と電極との電気的接続を切り、電圧印加を止
めた以降も持続され、本表示装置がメモリ機能を有する
ことを示した。次に、第１の電極４と第２の電極５の極
性を，先の場合と反転して電圧印加を行うと、すなわち
第１の電極４、第２の電極５、第３の電極２１が、各
々、負極、正極、負極となるように、５０Ｖの直流電圧
を印加すると、電気泳動粒子８は誘電体層６から第２の
電極５を被覆している誘電体層７に移動し、その表面に
吸着する。この場合、観測者からは誘電体層６の表面す
なわち白色が見えるとともに、電気泳動粒子８は遮蔽層
１１に隠蔽され、観測されない。光学反射特性は、白表
示、黒表示とも各々誘電体層６および電気泳動粒子８単
独の場合とほぼ等しく、電気泳動表示装置が本来有する
広視野角に加えて、明るさと高コントラストが両立した
表示装置であることを確認できた。

【００４０】第５の実施形態分散層及び誘電体層６を以下のように変更した以外は、
第４の実施形態と同様にして電気泳動表示装置を得た。
ここでは、電気泳動粒子８としてダイアリーライドイエ
ロー（粒径０．２μｍ）を、また流体９としてパークロ
ロエチレンとキシレンの７：３混合物を用い、電気泳動
粒子と流体９の両者を電気泳動粒子８の混合重量率を２
％となるように混合し、さらに分散安定性の向上のため
に微量の樹脂を添加し、分散層を準備した。この場合、
電気泳動粒子は表面が負に帯電している。誘電体層６と
して炭素微粉末が分散したフッ素樹脂を用いた。尚、こ
のの場合、黄色と黒色の表示となる。

【００４１】第６の実施形態図３は、本発明にかかる電気泳動表示装置の一実施形態
の構成を説明するための図である。本発明にかかる電気
泳動装置には、図１及び図２に示す一画素分の構造が複
数設けられている。このような電気泳動装置は、例えば
図３に示すように、主に、種々の電極が形成された第１
のガラス基板３２と、誘電体層３４と、約１５０×１５
０μｍの大きさの複数の矩形ドット状の開孔を有する厚
さ２５μｍのメッシュ電極３３と、遮蔽層としてのマス
ク３１を有する第２のガラス基板４２とを順に積層し、
メッシュ電極３３の各開孔、第１のガラス基板及び第２
のガラス基板により限定された領域に、各々、図示しな
い分散層を封入した構造を有する。メッシュ電極３３
は、コモン電極であり、その開孔の内側面が誘電体層で
覆われている。第１の基板には、メッシュ電極３３に対
応した走査電極群３５及び、信号電極群３６が形成され
ている。また、その上には、アクティブマトリクス駆動
を行うために、メッシュ電極３３の開孔に対応して、第
１の電極としての画素電極３８及び薄膜トランジスタ３
７が形成されている。誘電体層３４は、分散層中の電気
泳動粒子と対比色を担っている。マスク３１は、電気泳
動粒子がメッシュ電極３３の開孔の内側面に吸着された
とき、電気泳動粒子が十分に隠蔽され、かつなるべく開
孔率が高くなるように形成されており、その開孔は、メ
ッシュ電極３３の開孔に対応している。

【００４２】第１ないし第５の実施形態のいずれも図３
に示す電気泳動表示装置に適用することができる。各画
素の駆動の制御は、走査電極群と、画像信号を受ける信
号電極群とにより行われる。観測者は、マスク３１側か
ら表示装置を見る。例えば、分散層及び電気泳動粒子と
対比色をなすようとして第１実施形態に述べた部材を用
いた場合について述べる。この場合、泳動粒子は、負に
帯電している。メッシュ電極３３を設地し、画素電圧＋
３０Ｖとなるように、電圧印加を行った画素は、泳動粒
子が画素電極を被覆した誘電体層３４を覆うため、泳動
粒子の色である黒表示となった。また一方、メッシュ電
極を設地し、画素電極−３０Ｖとなるように電圧印加を
行った画素は、泳動粒子がメッシュ電極表面に吸着し、
マスク３１に隠蔽され、画素電極を被覆した誘電体層の
色である白表示となった。さらに、黒表示、白表示とも
に電圧印加を止めた以降もその表示は維持され、本表示
装置がメモリ機能を有することを確認した。

【００４３】

【発明の効果】以上詳述してきたように、本発明の表示
装置では、電気泳動粒子を分散させた流体として色素材
料を含まない無色のものを使用し、流体以外の部材に泳
動粒子との対比色を担わせているため、泳動粒子あるい
は透明電極等にに従来のごとく色素材料が侵入、吸着す
ることもなく、明るさと高コントラストが両立した電気
泳動表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる表示装置の一実施形態の一画素
の断面構成図。

【図２】本発明にかかる表示装置の他の実施形態の一画
素の断面構成図。

【図３】本発明にかかる電気泳動表示装置の全体構成を
説明するための図。

【符号の説明】

１、２…基板３…スペーサ基板４、５…電極６、７、３４…誘電体層８…電気泳動粒子９…透明流体１０…電気回路１１…遮蔽層２１…電極２２…誘電体層３１…マスク３２，４２…ガラス基板３３…メッシュ電極３５…走査電極群３６…信号電極群３７…薄膜トランジスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/167

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の画素を有する電気泳動表示装置で
あって、前記画素は、第１の基板と、該第１の基板上に
設けられた平面状の第１の電極と、該第１の電極側に、
該第１の基板に対向して設けられた透明な第２の基板
と、該第１及び第２の基板間に狭持され、無色の流体及
び同極性の荷電をもつ少なくとも１種の電気泳動粒子を
含む分散層と、該第２の基板表面のうち該分散層と反対
側の表面の周囲に設けられた遮蔽層と、該第１及び第２
の基板間の領域のうち、該遮蔽層により隠蔽された範囲
内に設けられた第２の電極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】前記第１の電極と前記分散層との間に、
前記電気泳動粒子の色と対比し得る色を有する誘電体層
が設けられることを特徴とする請求項１に記載の電気泳
動表示装置。
【請求項３】前記第１の電極が前記電気泳動粒子の色
と対比し得る色を有することを特徴とする請求項１の電
気泳動表示装置。
【請求項４】前記第１の電極が透明であり、かつ前記
第１の基板が前記電気泳動粒子の色と対比し得る色を有
することを特徴とする請求項１の電気泳動表示装置。
【請求項５】前記第１の電極及び第１の基板が透明で
あり、かつ第１の基板の両表面のうち、分散層と反対側
の表面に、前記電気泳動粒子と対比し得る色を有する誘
電体層が設けられていることを特徴とする請求項１の電
気泳動表示装置。
【請求項６】前記第１の電極及び第２の電極の他に、
電気泳動粒子の移動領域を制約するための電極あるいは
電極群を、前記第２の基板上にさらに具備することを特
徴とする請求項１の電気泳動表示装置。