JP3595729B2 - 表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置及びその製造方法に関し、特に電極に印加された電圧により液体中の帯電粒子を移動させて表示を行う電気泳動表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器の発達に伴い、低消費電力且つ薄型の表示装置のニーズが増しており、これらのニーズに合わせた表示装置の研究、開発が盛んに行われている。中でも液晶表示装置は、液晶分子の配列を電気的に制御することにより、液晶の光学的特性を変化させることができ、上記のニーズに対応できる表示装置として活発な開発が行われ、商品化されている。
【０００３】
しかしながら、この液晶表示装置は、画面を見る角度や反射光による画面上の文字の見づらさや、光源のちらつき・低輝度等から生じる視覚への負担が未だ十分に解決されていない。この為、視覚への負担の少ない表示装置の研究が盛んに検討されている。
【０００４】
そこで、このような低消費電力、眼への負担軽減等の観点から反射型表示装置が期待されており、その一つとして電気泳動表示装置が知られている。ここで、この電気泳動表示装置は、図９に示すように帯電した泳動粒子３１と絶縁性液体３２とからなる分散層と、この分散層を挟んで対峙する一組の電極３３，３４とを備えており、この電極３３，３４を介して分散層に電圧を印加することにより、泳動粒子３１を粒子自身が持つ電荷と反対側に引き寄せるようにしている。
【０００５】
また、この電気泳動表示装置は、泳動粒子３１を着色すると共に絶縁性液体３２を染色することによってカラー表示を行うことができる。つまり、同図の（ｂ）に示すように着色帯電粒子である着色された泳動粒子３１が観測者に近い第１の電極３３表面に付着した場合は、泳動粒子３１の色が表示され、逆に（ａ）に示すように観測者から遠い第２の電極表面３４に付着した場合は、染色された絶縁性液体３２の色が表示される。
【０００６】
ところで、このような構成の電気泳動表示装置においては、長時間繰り返し使用すると泳動粒子３１の濃度分布に偏りが生じ、結果的に表示ムラとなる恐れがある。そこで、このような濃度分布の偏りを防ぐ方法として、例えば特開昭５９−３４５１８号公報或は特開平２−２８４１２４号公報等で提案されているように、封入部に一定の間隔で隔壁を形成し、小区画に分割する方法がある。
【０００７】
また、例えば特開平１−１１４８２８号公報で提案されているように、分散媒で膨潤する部材からなる有孔性スペーサーを用い、分散系を注入後、不連続な小区画に分割する方法がある。ここで、この提案は予め液体及び泳動粒子を充填した複数の光透過性の管を基板間に配置するものであり、管自体が隔壁となりうることから、隔壁を形成することは不要である。
【０００８】
なお、光透過性の管を基板間に配置した構成の表示装置としては特開昭４９−９６６９４号公報で提案された液晶表示装置がある。これは内部に液晶材料を充填した管を平行に配置した構成を持ち、厚さが均一で、外部からの水分、気体などの混入を防ぐことのできる表示装置として提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の電気泳動表示装置において、既述したように泳動粒子の濃度分布の偏りによる表示ムラを防ぐ目的で、封入部に隔壁を形成した場合には、各小区画に均等に泳動粒子を分配しなければならず、その分配が困難であった。また、基板上への隔壁の形成、泳動粒子及び絶縁性液体の均一な分配、封入を必要とする一連の製造工程には多くの時間及びコストを要するという問題があった。
【００１０】
さらにカラー表示を行う場合、複数の色の泳動粒子あるいは絶縁性液体を用いるため、隔壁により小区画に分割しても製造時、隣接した区画で互いに色の混入が起こり易く、所望の色の泳動粒子あるいは絶縁性液体のみを充填することは困難であった。したがって、カラー表示にはさらに困難が伴うという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、表示ムラを低減することができると共に、製造コスト削減が可能な（電気泳動）表示装置及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、絶縁性液体中に分散している着色帯電粒子と、該着色帯電粒子に電圧を印加する第１電極及び第２電極とを備え、前記第１電極及び第２電極に印加される電圧により前記着色帯電粒子を該第１電極または第２電極の方向に移動させて表示を行う表示装置であって、前記絶縁性液体及び着色帯電粒子を光透過性を有する管に充填する一方、前記管の内壁面に前記着色帯電粒子の管長手方向への移動を阻止する凸部を該管の長手方向に規則的に形成すると共に、前記管を前記第１電極が形成された第１基板と、前記第２電極が形成された第２基板との間に複数密着して配置したことを特徴とするものである。
【００１３】
また本発明は、前記着色帯電粒子は、前記第１及び第２電極に印加された電圧により前記管の中の隣り合った２つの前記凸部によって区切られた範囲を前記第１及び第２基板に対して垂直方向に移動することを特徴とするものである。
【００１４】
また本発明は、前記凸部を、前記管の少なくとも前記第１及び第２基板に対して垂直方向の内壁面に形成することを特徴とするものである。
【００１５】
また本発明は、前記管の凸部は、前記管を加熱収縮させて形成されたものであることを特徴とするものである。
【００１６】
また本発明は、前記管の凸部は、前記管をプレス成形して形成されたものであることを特徴とするものである。
【００１７】
また本発明は、前記管の凸部は、管外側の少なくとも片側に形成された凸構造によって該管が押圧されることにより形成されたものであることを特徴とするものである。
【００１８】
また本発明は、前記管がポリマーにより構成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
また本発明は、前記絶縁性液体が前記着色帯電粒子とは異なる色に着色され、前記異なる色の絶縁性液体を充填した管を、前記第１基板と第２基板との間に規則的に配置したことを特徴とするものである。
【００２０】
また本発明は、各々異なる色の前記着色帯電粒子を充填した管を、前記第１基板と第２基板との間に規則的に配置したことを特徴とするものである。
【００２１】
また本発明は、前記第１基板及び第２基板の少なくとも一方が光透過性を有していることを特徴とするものである。
【００２２】
また本発明は、前記第１基板及び第２基板がポリマーフィルムであることを特徴とするものである。
【００２３】
また本発明は、前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方が光透過性を有していることを特徴とするものである。
【００２４】
また本発明は、前記着色帯電粒子の色、絶縁性液体の色のいすれかを利用してカラー表示を行うことを特徴とするものである。
【００２５】
また本発明は、絶縁性液体中に分散している着色帯電粒子と、該着色帯電粒子に電圧を印加する第１電極及び第２電極とを備え、前記第１電極及び第２電極に印加される電圧により前記着色帯電粒子を該第１電極または第２電極の方向に移動させて表示を行う表示装置の製造方法において、前記絶縁性液体及び着色帯電粒子を光透過性を有する管に充填する工程と、前記管の内壁面に前記着色帯電粒子の移動を阻止する凸部を長手方向に規則的に形成する工程と、前記絶縁性液体及び着色帯電粒子が充填された管同士を、前記第１電極が形成された第１基板と光透過性の第２電極が形成された光透過性の第２基板との間に密着して配置する工程とを有することを特徴とするものである。
【００２６】
また本発明は、前記管の凸部は、前記絶縁性液体及び着色帯電粒子を充填する前に、前記管を加熱収縮させて形成されたものであることを特徴とするものである。
【００２７】
また本発明は、前記管の凸部は、前記絶縁性液体及び着色帯電粒子を充填する前、あるいは充填した後に前記管をプレス成形して形成されたものであることを特徴とするものである。
【００２８】
また本発明は、前記管の凸部は、前記絶縁性液体及び着色帯電粒子充填した後、前記管を前記第１及び第２基板との間に密着して配置する際、管外側の少なくとも片側に形成された凸構造によって該管が押圧されることにより形成されたものであることを特徴とするものである。
【００２９】
また本発明のように、絶縁性液体と、第１電極及び第２電極に印加される電圧により第１電極又は第２電極の方向に移動する着色帯電粒子とを光透過性を有する管に充填すると共に、この管の内壁面に着色帯電粒子の移動を阻止する凸部を長手方向に規則的に形成することにより、着色帯電粒子を、隣り合った２つの凸部によって区切られた範囲内を移動させるようにする。さらに、これら絶縁性液体及び着色帯電粒子が充填された管同士を、第１電極が形成された第１基板と光透過性の第２電極が形成された光透過性の第２基板との間に密着して配置することにより、着色帯電粒子を均一に分散させると共に、第１電極及び第２電極に印加される電圧により基板に対して垂直方向に移動させるようにする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００３１】
図１は本発明の実施の形態に係る表示装置である電気泳動表示装置の斜視図、図２はその断面の一部を示す図である。
【００３２】
図１及び図２において、１は絶縁性液体、２は着色帯電粒子、３はこれら絶縁性液体１及び着色帯電粒子２を封入している光透過性の管、４は第１基板、６は光透過性の第２基板であり、管３は第１基板４と第２基板６の間に保持されている。また、第１基板４には第１電極８が、第２基板６には光透過性の第２電極７がそれぞれ形成されている。
【００３３】
ここで、この電気泳動表示装置（以下、表示装置という）は、絶縁性液体１中で帯電した泳動粒子である着色帯電粒子２を基板面と垂直に第１電極側或いは第２電極側に移動させることにより表示を行うものであり、例えば図２の（ａ）に示すように絶縁性液体中の着色帯電粒子２を第１電極８への電圧印加によって第１電極上に集めると、観測者（第２基板側）からは着色帯電粒子２と第２電極７が観察（表示）される。一方、図２の（ｂ）に示すように電圧の極性を変えて着色帯電粒子２を第２電極上に集めると、着色帯電粒子２の色が観察される。
【００３４】
そして、このように構成することにより、例えば着色帯電粒子２を黒色にし、絶縁性液体１を白色とすれば、白黒表示が可能となる。また後述するように、異なる色の着色帯電粒子２、或はカラー化した絶縁性液体１を封入した管３を適宜配置すればカラー表示も可能となる。
【００３５】
ところで、この管３の内壁面には図１、図２及び表示装置の管長手方向の断面図である図３に示すように、管３を仕切る凸部３ａが長手方向に規則的に形成されており、このような凸部３ａを管３の内壁面に形成することにより、絶縁性液体１中を基板４，６に対して垂直方向に繰り返し移動する着色帯電粒子２の移動範囲を隣り合う２つの凸部３ａにより区切られた空間範囲（以下、移動空間Ｓという）内に制限することができる。
【００３６】
そして、このように着色帯電粒子２の移動範囲を移動空間Ｓ内に制限することにより、製造時、着色帯電粒子２を均一に配することができ、また長時間使用による着色帯電粒子２の偏りを低減することができる。さらにこれにより、表示ムラを低減することができる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、この凸部３ａを管３の内壁面全周にわたり形成しているが、着色帯電粒子２の移動が制限できるならば、凸部３ａを管３の一部、例えば基板４，６に対して垂直方向の内壁面にのみ設けてもよい。また、着色帯電粒子２のみならず絶縁性液体１の移動を制限するよう隣り合う２つの凸部３ａにより移動空間Ｓを完全に密封するようにしても良い。
【００３８】
ところで、この凸部３ａは、着色帯電粒子２及び絶縁性液体１を内部に充填する前に管３の内壁面に形成しても良いし、有色帯電粒子２及び絶縁性液体１を充填した後に形成しても良い。
【００３９】
ここで、着色帯電粒子２及び絶縁性液体１を充填する前に凸部３ａを形成する場合は、例えば加熱或は光照射による管３の収縮、治具によるプレス成形等により管３を周期的に変形させて形成する。なお、管３の径や周期的に形成される凸部３ａのピッチ並びに大きさは、表示画素の大きさに応じて適宜決定される。
【００４０】
また、着色帯電粒子２及び絶縁性液体１を充填した後に凸部３ａを形成する場合は、例えば着色帯電粒子２及び絶縁性液体１を充填した管３を、予め形成された凸構造に圧接させて形成する。ここで、この凸部３ａを形成するための凸構造は、管３の外璧面の片側、或は上下基板上或いは上下電極の一部に形成することが可能で、これら凸構造の組み合わせによって凸部３ａを形成することができる。また、治具を用いてプレス成形する、物理的にねじって形成する等の方法も可能である。
【００４１】
ところで、このような表示装置では、複数の色の絶縁性液体１を用いることにより、また複数の色の着色帯電粒子２を用いることによりカラー表示を行うことができる。
【００４２】
次に、このようなカラー表示を行う場合の構成について説明する。
【００４３】
図４は、複数の色の絶縁性液体を用いてカラー表示を行う表示装置の断面図であり、この表示装置では、同図に示すように着色帯電粒子２と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）各色の絶縁性液体１０，１１，１２とを封入した管３が規則的に配置されている。さらに着色帯電粒子２を白色とすると共に第２基板６及び第２電極７を光透過性材料にて形成する一方、表示の観測を第２基板側から行なうようにしている。
【００４４】
ここで、例えばイエロー（Ｙ）の表示は、イエロー（Ｙ）の絶縁性液体１０が封入された管内の着色帯電粒子２を第１電極上に集め、他のマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の絶縁性液体１１，１２が封入された管内の着色帯電粒子２を第２電極上に集めることにより可能となる。また、同図に示すようにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の絶縁性液体１０，１１，１２が封入された各管内の着色帯電粒子２を全て第１電極上に集めるようにすれば黒を表示でき、反対に着色帯電粒子２を全て第２電極上に集めるようにすれば白を表示することができる。
【００４５】
一方、図５は複数の色の着色帯電粒子を用いてカラー表示を行う表示装置の断面図であり、この表示装置では、同図に示すように不透明白色の絶縁性液体１とイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）各色の着色帯電粒子１３，１４，１５とを封入した管３が規則的に配置されている。なお、表示の観測を第２基板側から行なうようにしている。
【００４６】
ここで、例えばイエロー（Ｙ）の表示は、イエロー（Ｙ）の着色帯電粒子１３を第２電極上に集め、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の着色帯電粒子１４，１５を第１電極上に集めることにより可能となる。また、同図に示すように、着色帯電粒子１３，１４，１５を全て第１電極上に集めるようにすれば白を表示でき、反対に着色帯電粒子１３，１４，１５を全て第２電極上に集めるようにすれば黒を表示することができる。
【００４７】
なお、以上のカラー表示において、着色帯電粒子２，１３，１４，１５の色は、材料自身の色でもよく、それらの材料表面に他の材料を積層、混合したものでもよい。また、着色帯電粒子２，１３，１４，１５は１種類或いは２種類以上の材料で構成されていてもよい。さらに、ここではカラー表示をイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色としたが、表示環境や表示画像によっては、これらにこだわることは無く、必要によって任意の色、或いは紫外光、赤外光利用した色表示も可能である。
【００４８】
次に、このような表示装置の製造方法について説明する。
【００４９】
まず、既述した方法により、内壁面に既に凸部３ａが形成されている光透過性の管３を用いる場合について説明する。
【００５０】
この場合、まず光透過性の管３の中に着色帯電粒子２及び絶縁性液体１を充填する。なお、本実施の形態では、この管３は断面が円、又は楕円形状を有するものであり、また管３の材料としては可視光の透過率が高いアクリル樹脂、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）等のポリマー或いはガラス、石英等の無機材料を使用することができるが、柔軟性が高いポリマーが特に好ましく用いられる。なお、管３の径は表示画素の大きさに応じて適宜決定される。
【００５１】
一方、絶縁性液体１としては、シリコーンオイル、トルエン、キシレン、高純度石油等の液体を使用するが、絶縁性液体１を着色してカラー表示を行う場合は、色材として染料等を上記絶縁性液体中に溶解又は分散させて使用する。
【００５２】
また、着色帯電粒子２としては、絶縁性液体中で帯電しうる材料を用いる。例えば酸化チタン（白）、酸化アルミニウム（白）や、ポリエチレン、ポリスチレン等の樹脂に着色剤を混ぜたものを使用する。ここで、着色剤としては、カーボン（黒）、を始め公知の染顔料、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、ベンジンイエロー等広く使用することができる。なお、粒子の大きさとしては、通常は０．１μｍ〜５０μｍ位のものを使用する。
【００５３】
また、着色帯電粒子及び絶縁性液体を管３に充填する方法としては、例えば図６（ａ）に示すように、絶縁性液体１と着色帯電粒子２を適当な容器１７中で混合し、良く攪拌しながら管３の一端を液中に入れ、他の一端から吸引しながら充填する方法や、図６（ｂ）に示すように、予め管３の内壁に着色帯電粒子２を均一に付着させた後、管３に絶縁性液体１を入れるようにして着色帯電粒子２と絶縁性液体１を別々に管の中に充填する方法がある。
【００５４】
そして、これらの方法により着色帯電粒子２及び絶縁性液体１を充填した後、管３の両端を加熱等により閉じて封止する。
【００５５】
次に、この管３を図７に示すプロセスに従って基板間に配置する。即ち、まず同図の（ａ）に示すように第１基板４に第１電極８をパターニング形成する。なお、第１基板４の材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）等のポリマーフィルム或いはガラス、石英等の無機材料を使用することができる。
【００５６】
また、第１電極８は、パターニング可能な導電性材料ならどのようなものを用いてもよく、透明電極ならば、酸化インジウムすず（ＩＴＯ）などを用いる。なお、必要に応じて第１電極上に絶縁層（不図示）を形成し、全面を平滑にするようにしてもよい。
【００５７】
次に、（ｂ）に示すように第２基板６に第２電極７をパターニング形成する。なお、第２基板６の形成材料は、可視光の透過率が高く且つ耐熱性の高い材料を使用する。また第２電極７の形成材料としても、可視光の透過率が高い材料を使用する。さらに第２電極形成後、第２電極７上に絶縁層（不図示）を形成し、全面を平滑にするようにしてもよい。
【００５８】
次に、第１基板４上に（ｃ）に示すように着色帯電粒子２と絶縁性液体１を充填した管３を配置する。なお、カラー表示の場合は、異なる色の着色帯電粒子２或は絶縁性液体１を封入した管３を適宜規則的に、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の順で配置する。
【００５９】
つぎに、（ｄ）に示すように第２基板６を、第１及び第２電極７，８が直交する向きで管３の上方に配置した後、第１基板４との位置合わせを行い、この後、外周部分に外枠（不図示）を介し熱を加えて第１基板４及び第２基板６を接着する。この際、両基板４、６の間隔に応じて管３が変形し、これにより（ｅ）に示すように管同士を隙間なく密着させて並べることができる。そして最後に電圧印加手段を設けて表示装置が作製される。
【００６０】
なお、（ｅ）に示すように第１基板４及び第２基板６が接着した場合、管内に周期的に形成された凸部３ａは、（ｆ）に示すように上下で接触せず、これにより隣り合う移動空間同士は連通するようになっているが、管３の変形によって、凸部３ａが上下で接触しても良いし、移動空間Ｓを閉じても良い。そして、これら、どの場合も問題無く表示可能であり、着色帯電粒子２の偏在を防ぐことができる。
【００６１】
次に、着色帯電粒子２及び絶縁性液体１を充填した後、管３に凸部３ａを形成するプロセスを含む表示装置の製造プロセスについて説明する。
【００６２】
まず、光透過牲の管３の中に着色帯電粒子２及び絶縁性液体１を充填する。この管３の外壁面には、後述する図８の（ｃ）に示すように予め片側に凸構造９を形成しておく。なお、このとき管内部に凸部があってもよいが、無くてもよい。内部の凸部がある場合は、外壁面の凸構造９と対応した位置に形成する。
【００６３】
次に、この管を図８に示すプロセスにしたがって基板上に配置する。即ち、まず同図の（ａ）に示すように第１基板４に第１電極８をパターン形成する。
【００６４】
次に、（ｂ）に示すように第２基板６上に第２電極７をパターン形成する。なお、これらの絶縁性液体１、着色帯電粒子２、管３、第１基板４、第１及び第２電極７，８等は、既述した着色帯電粒子２及び絶縁性液体１の充填前に凸部３ａを形成した管３を用いる場合と同様の材料を用いる。
【００６５】
次に、この第１電極８が形成された第１基板上に（ｃ）に示すように、凸構造９が形成されると共に、着色帯電粒子２と絶縁性液体１を充填した管３を配置する。ここで、この凸構造９は、着色帯電粒子２及び絶縁性液体１を充填した管３の内部に凸部３ａを形成するための構造体であり、管３と同様の材料を用いることがプロセス上容易であるが、必ずしも光透過性を示す材料を用いる必要はない。
【００６６】
この後、さらに（ｄ）に示すように第２基板６を、第１及び第２電極７，８が直交する向きで管３の上方に配置した後、第１基板４との位置合わせを行い、外周部分に外枠を介して熱を加えて接着する。そして、このように第１及び第２基板４，６を接着する時、凸構造９に隣接する管３が凸構造９に圧接し、これにより管３が変形し、（ｅ）に示すように管３の内部に凸部３ａが形成される。
【００６７】
なお、ここでは、管３のみに凸構造９を形成する例を示したが、この凸構造９を同時に第１基板或は第２基板側に設けても良い。また、外枠を介して接着した後、凸構造９によって管３の凸部３ａが上下で接触しても良いし、移動空間Ｓが完全に閉じても良い。
【００６８】
このように、凸部３ａを少なくとも、画像表示の際、着色帯電粒子２が移動する管３内壁面の上下基板４，６に対して垂直方向側に形成することで、着色帯電粒子２の移動を制限することができ、表示ムラを低減することができる。
【００６９】
また、着色帯電粒子２及び絶縁性液体１を充填した後に管３を周期的に区切る他の方法として治具を用いてプレス成形する、物理的にねじって形成する等の方法も可能である。なお、これらの場合、管３の中にある絶縁性液体１及び着色帯電粒子２が狭められる部分を管３内部からみた凸部３ａと表現する。具体的には、プレス成形部、ねじった部分がこれにあたる。
【００７０】
そして、これらの場合も、絶縁性液体１及び着色帯電粒子２が狭められる部分で、管３が閉じていても良い。なお、プレス成形等温度を上げることで管３を区切る場合、管３の軟化温度が着色帯電粒子２及び絶縁性液体１の変質温度より低い材料を用いることが望ましい。
【００７１】
このように、絶縁性液体１及び着色帯電粒子２を光透過性の管３に充填すると共に、この管３を複数並べて配置することにより、製造時、着色帯電粒子２の均一な分散を容易に行うことができる。また、既述した基板上への隔壁の形成、微小な領域への着色帯電粒子２及び絶縁性液体１の均一な分散等の時間及び手間のかかる工程を必要としないため、コストの低減が実現できる上に、歩留まりを向上させることができる。
【００７２】
さらに、着色帯電粒子２は管内を移動するのみであるため表示装置を長持間使用した場合でも、着色帯電粒子２の偏りを低減することができ、表示ムラを防ぐことができる。またさらに、以上の方法によって作製された表示装置は、２色表示、カラー表示が可能であり、高視野角、高コントラストを実現できる。
【００７３】
次に、本実施の形態の実施例について説明する。
［実施例１］
本実施例１においては、以下のようにして表示装置を作製した。
【００７４】
まず、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる光透過性の管を一定の周期で部分的に加熱し、管の一部を収縮させることにより、管の内壁面に凸部を形成した後、この管の中に着色帯電粒子及び絶縁性液体を充填した。
【００７５】
ここで、光透過性の管としては断面が円で内径２００μｍのものを用い、また凸部は１８０μｍピッチで管の内壁面の全周にわたり、凸部での内径が１００〜１５０μｍとなるように形成した。また、絶縁性液体としてはシリコーンオイル、着色帯電粒子としては、ポリスチレンとカーボンの混合物で、粒子の大きさが１μｍ〜２μｍ位の黒色のものを使用した。
【００７６】
さらに、着色帯電粒子及び絶縁性液体を管に充填する方法としては、既述した図６の（ａ）に示したように、絶縁性液体１と着色帯電粒子２を適当な容器１７で混合し、良く攪拌しながら管３の一端を液中に入れ、他の一端から吸引しながら充填する方法を用いた。そして、充填が終了した後、加熱により管３の両端を閉じて封止した。
【００７７】
次に、厚さ２００μｍのＰＥＴフィルムからなる光透過性の第１基板４に第１電極８としてＩＴＯを成膜し、ライン状にパターニングした（図７（ａ）参照）。また、厚さ２００μｍのＰＥＴフィルムからなる光透過性の第２基板６に第２電極７としてＩＴＯを成膜し、フォトリソグラフィー及びドライエッチングによりライン状にパターニングした（図７（ｂ）参照）。
【００７８】
次に、このように構成された第１基板４の上に着色帯電粒子２と絶縁性液体１を充填した管３を並べた（図７の（ｃ）参照）。そして、この後、第２基板６を第１及び第２電極７，８が直交するように管３の上方に配置し（図７の（ｄ）参照）、さらにこの後、第１基板４及び第２基板６の位置合わせを行い、外周部分に外枠を介して熱を加えて第１及び第２基板４，６を接着した。
【００７９】
これにより、管３の上下部分は基板４，６に接触して平滑となり、また管同士は隙間なく密着して配置された（図７の（ｅ）参照）。なお、このように管３が変形すると、この管３の変形に伴って管内部の上下の凸部３ａが近づき、これにより少なくとも着色帯電粒子２の移動を制限する移動空間Ｓが形成された（図７の（ｆ）参照）。そして最後に、電圧印加手段を設けて表示装置とした。
【００８０】
次に、このようにして作製した表示装置を用いて表示を行った。なお、印加電圧は±５０Ｖとした。ここで、本実施例１で用いた着色帯電粒子２はシリコーンオイル中で正に帯電していたため、負電圧が印加される電極上に移動した。これにより、負電圧が印加される電極を第１電極８とした場合、第１電極上に黒色の着色帯電粒子２が移動したため（図２の（ａ）参照）、表示面は白色表示となった。
【００８１】
一方、負電圧が印加される電極を第２電極７とした場合、第２電極上に黒色の着色帯電粒子２が移動するため（図２の（ｂ）参照）、表示面からは黒色が観察できた。なお、このときの応答速度は３０ｍｓｅｃ以下であった。また、着色帯電粒子２の偏在による表示ムラも見られなかった。
【００８２】
［実施例２］
本実施例２においては、以下のようにして表示装置を作製した。
【００８３】
まず内部に凸部の無い管の外側に、３００μｍピッチ、膜厚３０μｍの凸構造を形成し（図８の（ｃ）参照）、この後、実施例１と同じ着色帯電粒子及び絶縁性液体を充填した。なお、着色帯電粒子及び絶縁性液体を管に充填する方法として、既述した図６の（ｂ）に示したように、予め管３の内壁に着色帯電粒子２を均一に付着させた後、管３の一端を絶縁性液中に入れ他の一端から吸引しながら充填する方法を用いた。そして、充填が終了した後、加熱により管の両端を閉じて封止した。
【００８４】
次に、実施例１と同様の方法で第１基板４上に第１電極８を形成した後（図８の（ａ）参照）、第２基板６上に第２電極７をパターン形成した（図８の（ｂ）参照）。さらにこの後、第１電極８が形成された第１基板４上に凸構造９が形成され、着色帯電粒子２及び絶縁性液体１を充填した管３を配置する（図８の（ｃ）参照）。
【００８５】
次に、第２基板６を管３の上方に配置した後（図８の（ｄ）参照）、第１基板４との位置合わせを行い、この後、外周部分に外枠を介し熱を加えて第１及び第２基板４，６を接着した。これにより、管３の上下部分は基板４，６に接触して平滑となり、管同士は隙間なく密着して配置された。また、管３の、管同士に接する側の内壁面には管３の外側の凸構造９によって凸部３ａが形成された（図８の（ｅ）参照）。そして最後に、電圧印加手段を設けて表示装置を作製した。
【００８６】
次に、このようにして作製した表示装置を用いて実施例１と同様の方法で表示を行った。なお、印加電圧は±５０Ｖとした。そして、本実施例２においても応答速度は３０ｍｓｅｃ以下であり、着色帯電粒子２の偏在による表示ムラも見られなかった。
【００８７】
［実施例３］
本実施例３においては、以下のようにして表示装置を作製した。
【００８８】
まず、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる光透過性の管３を周期的に加熱することにより、管３の内壁面に凸部３ａを形成した後、この管３の中に着色帯電粒子２及び絶縁性液体１を充填した。
【００８９】
ここで、この光透過性の管３としては断面が円で内径２００μｍのものを用い、凸部３ａは２００μｍピッチで形成した。また、絶縁性液体１としてはシリコーンオイルに染料を溶解し、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色に着色した３種類の液体を用い、着色帯電粒子２としては、酸化チタンの白色微粒子で、粒子の大きさが１μｍ〜２μｍ位のものを使用した。
【００９０】
そして、充填が終了した後、加熱により管３の両端を閉じて封止し、３色のそれぞれ着色した管３を作製した。
【００９１】
次に、実施例１と同様の方法で第１基板上に第１電極８を形成し（図７の（ａ）参照）、この後、第２基板６上に第２電極７を形成した（図７の（ｂ）参照）。
【００９２】
次に、このように構成された第１基板４の上に３色のそれぞれ着色した管３を順番に配置した（図７の（ｃ）参照）。そして、この後、第２基板６を第１及び第２電極７，８が直交するように管３の上方に配置し（図７の（ｄ）参照）、さらにこの後、第１及び第２基板４，６の位置合わせを行い、外周部分に外枠を介し熱を加えて第１及び第２基板４，６を接着した。
【００９３】
これにより、管３の上下部分は基板４，６に接触して平滑となり、また管同士は隙間なく密着して配置された（図７の（ｅ）参照）。なお、このように管３が変形すると、この管３の変形に伴って管内部の上下の凸部３ａが近づき、これにより少なくとも着色帯電粒子２の移動を制限する移動空間Ｓが形成された（図７の（ｆ）参照）。そして最後に、電圧印加手段を設けて表示装置とした。
【００９４】
次に、このようにして作製した表示装置を用いて表示を行った。なお、印加電圧は±５０Ｖとした。ここで、本実施例３で用いた着色帯電粒子２はシリコーンオイル中で負に帯電していたため、正電圧が印加される電極上に移動した。これにより、正電圧が印加される電極を第１電極８とした場合、第１電極８部に白色着色帯電粒子２が移動したため（図４参照）、表示面からは各絶縁性液体１の色が観察できた。
【００９５】
一方、正電圧が印加される電極を第２電極７とした場合、第２電極７に白色着色帯電粒子２が移動するため、表示面は白色表示となった。なお、このときの応答速度は３０ｍｓｅｃ以下であり、着色帯電粒子の偏在による表示ムラも見られなかった。また、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の各色を形成した素子を組み合わせて形成したところ、カラー表示を行うことができた。
【００９６】
［実施例４］
本実施例４においては、以下のようにして表示装置を作製した。
【００９７】
まず、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる光透過性の管の中に着色帯電粒子及び絶縁性液体を充填した。ここで、光透過性の管としては断面が円で内径２００μｍのものを用いた。また、絶縁性液体としてはシリコーンオイルを用い、着色帯電粒子としてはポリステレンと、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）各色の着色剤とを混合した３色の、粒子の大きさが１μｍ〜２μｍ位のものを使用した。
【００９８】
さらに、着色帯電粒子及び絶縁性液体を管３に充填する方法としては、既述した図６の（ｂ）に示したように、予め管３の内壁にある一色の着色帯電粒子２を均一に付着させた後、管３の一端を絶縁性液中に入れ他の一端から吸引しながら充填する方法を用いた。そして、充填が終了した後、加熱により管３の両端を閉じて封止した。
【００９９】
さらに、この後、治具を用いてプレス成形を行い、管３の内壁面に凸部を形成した。なお、このときの凸部のピッチを２００μｍとした。また、他の２色の粒子についても同様の作業を行った。そして、このようにして３色の粒子を別々に封入した管３を作製した。
【０１００】
次に、実施例１と同様の方法で第１基板上に第１電極８を形成し（図７の（ａ）参照）、この後、第２基板６上に第２電極７を形成した（図７の（ｂ）参照）。
【０１０１】
次に、このように構成された第１基板４の上に３色のそれぞれ着色した管３を、順番に配置した（図７の（ｃ）参照）。そして、この後、第２基板６を第１及び第２電極７，８が直交するように管３の上方に配置し（図７の（ｄ）参照）、さらにこの後、第１及び第２基板４，６の位置合わせを行い、外周部分に外枠を介し熱を加えて第１及び第２基板４，６を接着した。
【０１０２】
これにより、管３の上下部分は基板４，６に接触して平滑となり、また管同士は隙間なく密着して配置された（図７の（ｅ）参照）。なお、このように管３が変形すると、この管３の変形に伴って管内部の上下の凸部３ａが近づき、これにより少なくとも着色帯電粒子２の移動を制限する移動空間Ｓが形成された（図７の（ｆ）参照）。そして最後に、電圧印加手段を設けて表示装置とした。
【０１０３】
次に、このように作製した表示装置を用いて表示を行った。なお、印加電圧は±５０Ｖとした。ここで、本実施例４で用いた着色帯電粒子２はシリコーンオイル中で正に帯電していたため、負電圧が印加される電極上に移動した。これにより、負電圧が印加される電極を第１電極８とした場合、第１電極８上に着色着色帯電粒子２がそれぞれ移動したため（図５参照）、表示面からは絶縁性液体１の白色が観測できた。
【０１０４】
一方、負電圧が印加される電極を第２電極７とした場合、第２電極上に着色帯電粒子２が移動するため、表示面からは各着色帯電粒子２の色が観察できた。なお、このときの応答速度は３０ｍｓｅｅ以下であり、着色帯電粒子２の偏在による表示ムラも見られなかった。また、イエロー、シアン、マゼンタの各色を形成した素子を組み合わせて形成したところ、カラー表示を行うことができた。
【０１０５】
［実施例５］
本実施例５においては、管として内径が３０μｍ、凸部のピッチが３０μｍのものを用いると共に基板間の距離を２５μｍと短くし、さらに着色帯電粒子として０．５μｍ〜１μｍ位のものを使用して実施例１と同様な工程で表示装置を作製した。
【０１０６】
そして、このようにして作製した表示装置を用いて実施例１と同様な方法で表示を行った。なお、印加電圧は±５０Ｖとした。ここで、本実施例５においては基板間の距離を短くして泳動距離を短くしたため、応答速度が５ｍｓｅｃ以下となり高速応答が可能となった。また、着色帯電粒子の偏在による表示ムラも見られなかった。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のように、絶縁性液体と着色帯電粒子とを光透過性を有すると共に内壁面に凸部が長手方向に規則的に形成されている管に充填すると共に、これら絶縁性液体及び着色帯電粒子が充填された管同士を、第１基板と第２基板との間に密着して配置することにより、着色帯電粒子を均一に分散させることができ、これにより表示ムラを低減することができる。また、基板上への隔壁の形成、微小な領域への着色帯電粒子及び絶縁性液体の均一な分散等の時間及び手間のかかる工程を必要としないため、製造コスト削減が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る表示装置である電気泳動表示装置の斜視図。
【図２】上記電気泳動表示装置の断面の一部を示す図。
【図３】上記電気泳動表示装置の管長手方向の断面を示す図。
【図４】複数の色の絶縁性液体を用いてカラー表示を行う上記電気泳動表示装置の断面図。
【図５】複数の色の着色帯電粒子を用いてカラー表示を行う上記電気泳動表示装置の断面図。
【図６】上記管に絶縁性液体と着色帯電粒子を充填する方法を示す図。
【図７】上記電気泳動表示装置の製造方法を示す図。
【図８】上記実施の形態の実施例２に係る電気泳動表示装置の製造方法を示す図。
【図９】従来の電気泳動型表示装置の構成を説明する図。
【符号の説明】
１、１０、１１、１２ 絶縁性液体
２、１３、１４、１５ 着色帯電粒子
３ 管
３ａ 凸部
４ 第１基板
６ 第２基板
７ 第２電極
８ 第１電極
９ 凸構造
１７ 容器
Ｓ 移動空間
３１ 泳動粒子
３２ 絶縁性液体
３３ 電極
３４ 電極

Claims (17)

1. 絶縁性液体中に分散している着色帯電粒子と、該着色帯電粒子に電圧を印加する第１電極及び第２電極とを備え、前記第１電極及び第２電極に印加される電圧により前記着色帯電粒子を該第１電極または第２電極の方向に移動させて表示を行う表示装置であって、
   前記絶縁性液体及び着色帯電粒子を光透過性を有する管に充填する一方、前記管の内壁面に前記着色帯電粒子の管長手方向への移動を阻止する凸部を該管の長手方向に規則的に形成すると共に、前記管を前記第１電極が形成された第１基板と、前記第２電極が形成された第２基板との間に複数密着して配置したことを特徴とする表示装置。
2. 前記着色帯電粒子は、前記第１及び第２電極に印加された電圧により前記管の中の隣り合った２つの前記凸部によって区切られた範囲を前記第１及び第２基板に対して垂直方向に移動することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 前記凸部を、前記管の少なくとも前記第１及び第２基板に対して垂直方向の内壁面に形成することを特徴とする請求項１又は２記載の表示装置。
4. 前記管の凸部は、前記管を加熱収縮させて形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表示装置。
5. 前記管の凸部は、前記管をプレス成形して形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表示装置。
6. 前記管の凸部は、管外側の少なくとも片側に形成された凸構造によって該管が押圧されることにより形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表示装置。
7. 前記管がポリマーにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の表示装置。
8. 前記絶縁性液体が前記着色帯電粒子とは異なる色に着色され、前記異なる色の絶縁性液体を充填した管を、前記第１基板と第２基板との間に規則的に配置したことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
9. 各々異なる色の前記着色帯電粒子を充填した管を、前記第１基板と第２基板との間に規則的に配置したことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
10. 前記第１基板及び第２基板の少なくとも一方が光透過性を有していることを特徴とする請求項１乃至３、８、９のいずれかに記載の表示装置。
11. 前記第１基板及び第２基板がポリマーフィルムであることを特徴とする請求項１乃至３、８乃至１０のいずれかに記載の表示装置。
12. 前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方が光透過性を有していることを特徴とする請求項１又は２記載の表示装置。
13. 前記着色帯電粒子の色、絶縁性液体の色のいずれかを利用してカラー表示を行うことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の表示装置。
14. 絶縁性液体中に分散している着色帯電粒子と、該着色帯電粒子に電圧を印加する第１電極及び第２電極とを備え、前記第１電極及び第２電極に印加される電圧により前記着色帯電粒子を該第１電極または第２電極の方向に移動させて表示を行う表示装置の製造方法において、
    前記絶縁性液体及び着色帯電粒子を光透過性を有する管に充填する工程と、
    前記管の内壁面に前記着色帯電粒子の移動を阻止する凸部を長手方向に規則的に形成する工程と、
    前記絶縁性液体及び着色帯電粒子が充填された管同士を、前記第１電極が形成された第１基板と光透過性の第２電極が形成された光透過性の第２基板との間に密着して配置する工程とを有することを特徴とする表示装置の製造方法。
15. 前記管の凸部は、前記絶縁性液体及び着色帯電粒子を充填する前に、前記管を加熱収縮させて形成されたものであることを特徴とする請求項１４記載の表示装置の製造方法。
16. 前記管の凸部は、前記絶縁性液体及び着色帯電粒子を充填する前、あるいは充填した後に前記管をプレス成形して形成されたものであることを特徴とする請求項１４記載の表示装置の製造方法。
17. 前記管の凸部は、前記絶縁性液体及び着色帯電粒子充填した後、前記管を前記第１及び第２基板との間に密着して配置する際、管外側の少なくとも片側に形成された凸構造によって該管が押圧されることにより形成されたものであることを特徴とする請求項１４記載の表示装置の製造方法。

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