JP4059034B2 - 電気泳動装置、電子機器、及び該電気泳動装置の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気泳動装置、及び電気泳動装置の製造方法に関し、特に、分散媒と電気泳動粒子とを含む電気泳動分散液を対向電極間に収容してなる電気泳動装置に関する。
さらに、本発明は、その電気泳動装置に基づく電気泳動表示装置を備えるようにした各種の電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一対の基板間に分散媒と電気泳動粒子とを含む電気泳動分散液が収容されてなる電気泳動装置について、その一対の基板間に電圧を印加することによって電気泳動粒子の分布状態が変化することを利用した電気泳動表示装置への適用が知られている。図３（ａ）に電気泳動装置を電気泳動表示装置に適用した場合の一般的な構造図を示す。
【０００３】
この電気泳動表示装置２０は、第１の基板１に形成された電極３と、第２の基板２に形成された透明電極４と、これら電極３と透明電極４との間に充填された電気泳動分散液１０と、この電気泳動分散液１０の流出を防止するためのスペーサ７とからなる。同図は、表示装置の１画素分の断面を示している。
電気泳動分散液１０は、液相分散媒６と、この液相分散媒６内に分散されている電気泳動粒子５とから構成されている。そして、液相分散媒６と電気泳動粒子５とは、互いに異なる着色がなされている。
【０００４】
この電気泳動表示装置には、互いに逆方向の電圧を印加するための電圧源９ａ及び９ｂを、切換スイッチ８を介して接続しておく。つまり、電極３は電圧源９ａ及び９ｂの一端に接続され、電極４は切換スイッチ８を介して電圧源９ａ及び９ｂの他端に接続されている。このような接続をしておけば、切換スイッチ８の切換えによって印加する電圧の方向を変えることができる。印加する電圧の方向を変えることにより、電気泳動粒子を所望の電極側に集めて所望の表示を行うことができる。
【０００５】
すなわち、電気泳動粒子５が正に帯電している場合、同図（ｂ）に示されているように、電圧源９ａによる電圧を印加することによって観測者に近い透明電極４側に電気泳動粒子５を集めることができる。この状態において、観測者は電気泳動粒子５の色を見ることになる。一方、同図（ｃ）に示されているように、電圧源９ｂによる電圧を印加することによって観測者から遠い電極３側に電気泳動粒子５を集めることができる。この状態において、観測者は液相分散媒６の色を見ることになる。なお、電気泳動粒子５が負に帯電している場合は、粒子の動く方向は上記の説明と逆になる。
【０００６】
上述したように、図３（ａ）に示されている構成を採用すれば、電圧を印加する方向に対応する２種類の色を表示することができるので、同図に示されている構成を全画素に配置すれば、所望の画像を表示する電気泳動表示装置を実現することができる。
さらに、電気泳動分散液をマイクロカプセルに封入した構造の電気泳動装置が知られている。このように構成することにより、電気泳動粒子の凝集あるいは電極に対する付着現象を解消すると同時に、組立時に分散系の取り扱いを格段に改善することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電気泳動分散液をマイクロカプセルに封入した構成の場合には、マイクロカプセルが球状であるために各カプセル間に隙間が生じることや、マイクロカプセルの壁膜が完全には透明ではないことから、表示コントラストの低下が生じていた。
【０００８】
この問題を解決するための手段として、例えばマイクロカプセルを非球形に変形させる手法が知られている。しかし、この手法を採用したとしても、マイクロカプセル間の隙間を完全に無くすことは困難であり、また、マイクロカプセル壁膜の存在は解消できない。
本発明は、上述した従来技術の欠点を解決するためになされたものであり、その第１の目的は、組立時における分散系の取り扱いが容易であり、かつ、表示コントラストを格段に向上させるようにした電気泳動装置およびその製造方法を提供することである。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、表示装置を備えた電子機器において、その表示装置が電気泳動表示装置であっても、その表示コントラストが各段に向上するようにした電子機器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した従来技術の問題点を解決し、上述した第１の目的を達成するために、本発明の電気泳動装置は、
第１の基板と、
前記第１の基板に対向する第２の基板と、
前記第１の基板及び前記第２の基板とに挟まれており、分散媒及び電気泳動粒子を含有する複数のカプセルと、を含み、
前記カプセルは少なくともその一部が開口してなることを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、カプセルの少なくとも一部に開口が形成されているので、カプセル間の隙間やカプセル壁膜による表示コントラストの低下を解消することができる。
この場合において、カプセルの体積平均粒子径は、５μｍ〜３００μｍ程度とすることができる。該粒子径が５μｍ未満であると、着色された分散媒の層が薄くなってしまうため、十分なコントラストが得られない場合がある。
また、該粒子径が３００μｍを超えると、カプセルの機械的強度が低下する、若しくは電極間に印加する駆動電圧を大きくする必要が生じ、ランニングコストの増大に繋がる惧れがある。
また、カプセル壁膜の厚みは、０．１μｍ〜５μｍ程度とすることができる。該厚みが０．１μｍ未満の場合、十分な機械的強度が得られない場合があり、該厚みが５μｍを超えると、壁膜の透明性が低下し、コントラスト低下の原因となる場合がある。
さらに、樹脂組成物（塗工剤）中のカプセルの含有率は、３０重量％〜８０重量％とすることができる。該含有率が３０重量％未満の場合、カプセル間に空間が発生し、コントラスト低下や表示欠陥の原因となる場合があり、該含有率が８０重量％を超えると、樹脂組成物中でカプセルの凝集が生じ、塗工不良やカプセルの損傷、表示欠陥の原因となる場合がある。
【００１２】
また、本発明の電気泳動装置においては、前記カプセルの周囲にバインダ剤を更に含むものとすることができる。特にバインダ剤は、透明性、粘着性、可塑性、柔軟性、絶縁性のうちの一つあるいは複数の特性を有することを特徴とするものである。このような特性を有するバインダを使用することによって、表示コントラストをより向上することができる。
【００１３】
さらに、本発明の電気泳動装置においては、カプセルの開口部分は第１の基板及び第２の基板の少なくともいずれか一方に接してなることを特徴とする。この場合、接する基板が開口蓋の役割をなし、分散媒及び電気泳動粒子のカプセル外部への流出が防止ないし抑制される。また、特に電気泳動粒子を移動させるための電界方向に開口されてなるものにあっては、電圧印加における抵抗成分又は容量成分がなくなる若しくは低減されるため効率が良い。すなわち、誘電性のカプセル壁膜は抵抗成分又は容量成分となり得るが、当該カプセルの開口部を電界方向に開口するように設けることで抵抗成分又は容量成分が減り、電圧印加が効果的に行われるようになる。
【００１４】
本発明の電気泳動装置においては、第１の基板又は第２の基板に対して垂直方向における径が、水平方向における径より小さいことを特徴とする。具体的には垂直方向における径は１５μｍ〜８０μｍ程度と、水平方向における径は５０μｍ〜２００μｍ程度とすることができる。
【００１５】
また、本発明の電気泳動装置においては、第１の基板は光透過性を有しており、前記開口部分は前記第１の基板に面してなることを特徴とする。また、特に前記カプセルの前記第２の基板と面した部分においては前記カプセルは開口していないものとすることができる。これにより例えば第１の基板側を視認側とすることで、当該電気泳動装置の視認性が向上する。特にこのように視認側に開口部分を形成することで、視認側において隣接するカプセル間の隙間が形成され難く、従来、隙間において生じていたような光抜けによるコントラスト低下等の不具合発生を防止ないし抑制可能となる。
【００１６】
また、前記第１の基板の内面側には第１の電極が形成され、該第１の電極と前記カプセルの開口部との間に絶縁膜が形成されているものとすることができる。この場合、第１の電極に電気泳動粒子が直接接することがなくなるため、該電気泳動粒子が電極に付着する等の不具合を防止ないし抑制することが可能となる。さらに、前記開口部分と前記第１の基板との間に着色層を具備するものとすることができる。これにより色純度の高いカラー表示を実現可能となる。
【００１７】
次に上記課題を解決するために、本発明の電気泳動装置は、
走査線、信号線、及びそれらの交差点毎に設けられたスイッチング素子を有し、
第１の基板と、
前記第１の基板に対向して配置され、前記スイッチング素子が形成された第２の基板と、
前記第１の基板及び前記第２の基板とに挟まれており、分散媒及び電気泳動粒子を含有するカプセルと、を含み、
前記カプセルは前記第１の基板側の少なくとも一部が開口してなることを特徴とする。
【００１８】
このような電気泳動装置によると、スイッチング素子の形成されていない第１の基板側を視認側とすることができ、また、カプセルにおいて基板側の少なくとも一部が開口しているので、カプセル間の隙間やカプセル壁膜による表示コントラストの低下を解消することができる。この場合において、前記第２の基板には前記スイッチング素子に接続された画素電極を設け、前記第１の基板には前記画素電極に対向する対向電極を設けることができ、対向電極について光透過性を具備して形成することが好ましい。
【００１９】
次に、本発明の電子機器は、画像表示部を備え、上記記載の電気泳動装置を画像表示部として搭載したことを特徴とする。このような構成によれば、画像表示部を構成する電気泳動装置において、表示コントラストが格段に向上する。
【００２０】
次に、上記電気泳動装置の製造方法は、分散媒及び電気泳動粒子をカプセルに封入する工程と、前記カプセルの少なくとも一部に開口部を設ける工程と、を具備することを特徴とする。このように、本発明の電気泳動装置の製造方法においては、カプセル内部に分散媒及び電気泳動粒子を封入した後に、カプセルに開口部を形成するため、組立時における分散系の取り扱いが容易となる。さらに、カプセルに開口部を設けることにより、カプセル間の隙間やカプセル壁膜による表示コントラストの低下を解消することができる。
【００２１】
また、本発明の電気泳動装置の製造方法は、分散媒及び電気泳動粒子をカプセルに封入する工程と、前記封入後のカプセルを第１の基板及び第２の基板の間に収容する工程と、前記収容後のカプセルの少なくとも一部に開口部を設ける工程と、を具備することを特徴とする。この場合において、前記カプセルは、バインダ剤とともに第１の基板及び第２の基板の間に収容するものとすることができる。このように、バインダ剤を使用する場合には、カプセルの収容や配置を容易にすると同時に、カプセルを開口した後の分散媒等のカプセル外への流出を防止することができる。
【００２２】
さらに、本発明の電気泳動装置の製造方法は、分散媒及び電気泳動粒子をカプセルに封入する工程と、前記封入後のカプセルを第１の基板又は第２の基板の少なくとも一方の上に配置する工程と、前記配置後のカプセルの少なくとも一部に開口部を設ける工程と、他方の基板を、前記カプセルが配置された基板と貼り合わせる工程と、を具備することを特徴とする。この場合において、前記カプセルは、バインダ剤とともに前記第１の基板又は第２の基板の少なくとも一方の上に配置するものとすることができる。以上のような方法により、本発明に係る電気泳動装置を提供することが可能となる。
【００２３】
上記電気泳動装置の製造方法において、前記カプセルに開口部を形成する工程は、熱、機械的応力、光、音波、溶剤、腐食性ガスのうちから選択された一つあるいは複数の手段による開口工程を具備するものとすることができる。このような手段を使用することにより、カプセルを確実かつ迅速に開口することができる。
【００２４】
また、前記バインダ剤は、揮発性、収縮性、可塑性、柔軟性のうちの一つあるいは複数の特性を有することを特徴とする。このようなバインダ剤を使用することにより、カプセルの開口形成を確実にするとともに、表示コントラストをより向上することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において参照する各図では、他の図と同等部分には同一符号を付するようにしている。
【００２６】
（実施例１）
図１は、本発明の電気泳動装置を、電気泳動表示装置に適用した場合の第１実施形態の構成を示す断面図である。同図に示すように、本発明に係る電気泳動表示装置２０は、第１基板１と第２基板２とを有し、第２基板２側が観測側となる。第２基板２は、たとえば透明ガラスや透明フィルムなどの光透過性板で構成してある。この第２基板２の第１基板１との対向面には、透明電極４が成膜してある。透明電極４は、たとえば酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜などで構成される。
【００２７】
第１基板１は、必ずしも透明である必要はないが、たとえばガラス基板やフィルム基板により構成される。また、第１基板１の第２基板２との対向面には、電極３が形成される。電極３は、必ずしも透明電極である必要はないが、たとえばＩＴＯ膜で構成される。
図１中では簡単のため、電極３、４は分割されていないが、適当なパターンに分割して、例えばセグメント方の表示装置を構成してもよい。電極を適当なパターンに分割することにより、所望の画像を表示することができる。
【００２８】
両電極３，４の間には、電気泳動分散液１０が、マイクロカプセル壁膜４０とバインダ４１とともに収容されている。電気泳動分散液１０は、液相分散媒６と、この液相分散媒６内に分散されている電気泳動粒子５とから少なくとも構成されている。
マイクロカプセル壁膜４０は、元々（本来）は電気泳動分散液１０が封入されたマイクロカプセルであったものが、熱、機械的応力、光、音波、溶剤、腐食性ガス、などの適宜な手段により、電極４に接する面の壁膜が開口された状態のものである。
なお、本実施の形態では、電極３と電極４との間で縦方向（図中矢印方向）に電界が掛かり、該電界方向に電気泳動粒子５が移動することにより反転表示が可能に構成されている。
【００２９】
このように、マイクロカプセルの観測側部分の壁膜が開口されていることにより、マイクロカプセル間の隙間を減少させることができ、また、観測面の壁膜を除去できるため、表示コントラストを格段に向上できる。
液相分散媒６としては、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール、メチルセルソルブ等のアルコール系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等の各種エステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ぺンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロへキサン、メチルシクロへキサン等の脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキシルベンゼン、ヘブチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼン、トリデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン等の長鎖アルキル基を有するベンゼン類等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、カルボン酸塩又はその他の種々の油類等の単独、またはこれらの混合物に界面活性剤等を配合したものを用いることができる。
【００３０】
また、電気泳動粒子５は、分散媒中で電位差による電気泳動により移動する性質を有する有機あるいは無機の粒子（高分子あるいはコロイド）である。
この電気泳動粒子５としては、例えば、アニリンブラック、カーボンブラック等の黒色顔料、二酸化チタン、亜鉛華、三酸化アンチモン等の白色顔料、モノアゾ、ジイスアゾン、ポリアゾ等のアゾ系顔料、イソインドリノン、黄鉛、黄色酸化鉄、カドミウムイエロー、チタンイエロー、アンチモン等の黄色顔料、モノアゾ、ジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系顔料、キナクリドンレッド、クロムバーミリオン等の赤色顔料、フタロシアニンブルー、インダスレンブルー、アントラキノン系染料、紺青、群青、コバルトブルー等の青色顔料、フタロシアニングリーン等の緑色顔料等の１種又は２種以上を用いることができる。
【００３１】
さらに、これらの顔料には、必要に応じ、電解質、界面活性剤、金属石鹸、樹脂、ゴム、油、ワニス、コンパウンド等の粒子からなる荷電制御剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シラン系カップリング剤等の分散剤、潤滑剤、安定化剤等を添加することができる。
マイクロカプセル壁膜４０を構成する材料としては、アラビアゴム・ゼラチンの複合膜、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、尿素樹脂などの化合物が使用できる。
【００３２】
バインダ４１としては、マイクロカプセル壁膜４０と親和性が良好で、基材と密着性に優れ、かつ絶縁性を有するものが使用できる。例えば、ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、メタクリル酸メチル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニルアクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル−メタクリル酸共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、エチレン−ビニルアルコール−塩化ビニル共重合体、プロピレン−塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、セルロース系樹脂等の熱可塑性樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリアミノビスマレイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルホン、ポリアリレート、グラフト化ポリフィニレンエーテル、ポリエーテルエテルケトン、ポリエーテルイミド等の高分子、ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化エチレンプロピレン、四フッ化エチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重合体、エチレン−四フッ化エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリ三フッ化塩化エチレン、フッ素ゴム等のフッ素系樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンゴム等の珪素樹脂、その他として、メタクリル酸−スチレン共重合体、ポリブチレン、メタクリル酸メチル‐ブタジエン−スチレン共重合体等を用いることができる。
【００３３】
さらに、本発明の電気泳動装置に使用するバインダ剤は、透明性、粘着性、揮発性、収縮性、可塑性、柔軟性、絶縁性のうちの一つあるいは複数の特性を有することが望ましい。このような特性を有するバインダ剤を使用することによって、マイクロカプセルの開口を確実にするとともに、表示コントラストをより向上することができる。
【００３４】
また、バインダ剤は、電気泳動表示液の誘電率と分散材の誘電率とを略同じとするのが好ましい。そのため、上記バインダ樹脂組成物には、例えば、アルコール類、ケトン類、カルボン酸塩等をさらに添加するのが好ましい。かかるアルコール類としては、１，２−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール等が用いられる。
【００３５】
なお、このような構成からなる電気泳動表示装置２０では、電極３と電極４との間に、図３（ａ）に示すように、切り換えスイッチ８の切り換えにより電圧源９ａ、９ｂが印加されるようになっている。
次に、上記のように構成される電気泳動表示装置の製造方法の一例について、図２を参照して説明する。
【００３６】
まず、同図（ａ）に示すように、電気泳動分散液１０をマイクロカプセル５０内に封入する。この封入工程としては、界面重合法、ｉｎ−ｓｉｔｕ重合法、相分離法、界面沈殿法、スプレードライング法、等の公知のマイクロカプセル化手法を使用できる。
この封入工程の際には、マイクロカプセルの壁膜材料は、後工程における壁膜開口手法に応じて適宜選択する。例えば、熱や光による開口を使用する場合は熱溶解性や光溶解性の材料を選択し、機械的応力や音波による開口を使用する場合には機械的強度が適当に弱い材料を選択し、溶剤による開口手法を使用する場合には使用する溶剤に可溶性の材料を選択し、また、腐食性ガスによる開口手法を使用する場合には使用するガスに可腐食性の材料を選択する。
【００３７】
続いて、上述のように得られた多数のマイクロカプセル５０を、バインダ剤５１中に、所望により誘電率調節剤とともに混合する。そして、その得られた樹脂組成物（エマルジョンあるいは有機溶媒溶液）を、同図（ｂ）に示すように、電極３上に、ロールコーター法、ロールラミネータ法、スクリーン印刷法、スプレー法、インクジェット法、等の公知のコーティング法を用いて塗工形成する。
【００３８】
この時、使用するバインダ剤５１は、後工程でのバインダ収縮手法に応じて、好適な特性を有するものを選択する。例えば、溶媒揮発による収縮を使用する場合には揮発性の材料を選択し、熱あるいは光による収縮を使用する場合は熱収縮性あるいは光収縮性の材料を選択し、また、機械的応力を使用する場合には可塑性の材料を選択する。
【００３９】
次に、同図（ｃ）に示すように、マイクロカプセル５０の壁膜のうち電極３と反対の面の壁膜を、次のような手法により開口する。その壁膜開口の手法としては、マイクロカプセル５０の材質に応じて、熱、機械的応力、光、音波、溶剤、腐食性ガスなどの適宜な手法を使用する。例えば図１７は針状突起２３１によりマイクロカプセル５０を機械的に開口させる工程を示す模式図で、図１８は熱により開口させる工程を示す模式図であって、この場合、抵抗熱線２４２を備えたヒータ２４１によりマイクロカプセル５０が部分的に加熱されることとなる。
【００４０】
次に、同図（ｄ）に示すように、適宜な手法により、バインダ剤５１を収縮させる。ここで、その収縮の手法としては、バインダ剤５１の材質に応じて、溶媒の揮発、熱、機械的応力、などが使用される。この収縮工程によって、マイクロカプセル５０の開口された壁膜部分が大きく開き、観測側の壁膜を除去するとともに、マイクロカプセル間の隙間が狭まるために、表示コントラストが格段に向上する。
【００４１】
ここで、上述したマイクロカプセル５０の壁膜開口工程とバインダ剤５１の収縮工程は、同時であっても良い。その場合には、その壁膜開口工程とその収縮工程に使用する手法は、同じであることが望ましい。
また、その収縮工程によって、マイクロカプセル５０が変形しても良い。特に、マイクロカプセル壁膜の電極３側が、周囲のバインダ剤５１の収縮によって偏平することは、表示コントラスト向上の面で望ましい。
【００４２】
最後に、同図（ｅ）に示すように、電極４がマイクロカプセル５０側になるように、第２基板２を、多数のマイクロカプセル５０上にラミネート（積層）する。ここで、電極４と電気泳動分散液１０とが直接接触することを防止するために、電極４の表面に絶縁性被膜を形成しておくようにしても良い。
【００４３】
（実施例２）
次に、本発明の電気泳動装置の製造方法における第２の実施形態について説明する。上記の第１の実施形態では、マイクロカプセル５０およびバインダ剤５１を、電極３上に配置した後、マイクロカプセルの壁膜開口工程とバインダ剤の収縮工程を行い、その後に電極４を設けるようにした。
しかし、この第２の実施形態では、マイクロカプセル５０およびバインダ剤５１を、電極３，４間に予め収容し、この収容した状態で、マイクロカプセルの壁膜開口工程とバインダ剤の収縮工程を行うようにした。この製造方法では、その壁膜開口手法としては、熱、機械的応力、光、音波、などが使用でき、その収縮手法としては、熱、機械的応力、光、などが使用できる。
【００４４】
この第２の実施形態によれば、マイクロカプセル壁膜開口工程とバインダ剤収縮工程に先立って、マイクロカプセルおよびバインダ剤を電極間に収容するようにしたので、分散液の漏洩や不純物の混入を防止することができる。
【００４５】
次に、本発明の電子機器の実施形態である電子ブックの構成について、図４を参照して説明する。この電子ブック６１は、ＣＤＲＯＭ等の記憶媒体に格納される電子出版に係る書籍などのデータを表示装置の表示画面に表示して読むようにしたものであり、その表示装置として上述した電気泳動表示装置を適用したものである。このため電子ブック６１は、図４に示すように、ブック形状のフレーム６２と、このフレーム６２に開閉可能なカバー６３とを有している。フレーム６２には、その表面に表示面を露出させた状態の表示装置６４と、操作部６５とが設けられている。
【００４６】
フレーム６２の内部には、図５に示すように、コントローラ３６、カウンタ３７、メモリ３８、およびＣＤＲＯＭ等の記憶媒体のデータを読み取るデータ読み取り装置（図示せず）などが内蔵されている。
表示装置６４は、この例では、図１に示すような電気泳動表示装置２０に基づいて構成される画素部６９と、この画素部６９と一体に備えられ且つ集積化された周辺回路７０とを備える。周辺回路７０には、デコーダ方式のスキャンドライバ及びデータドライバを備える。
【００４７】
本発明の電子機器は、電気泳動表示装置に基づいて構成される表示装置６４を備えたものであればよく、上述した実施形態の電子ブックに限定されることはない。以下、その表示装置６４を備えた電子機器の他の例のいくつかについて説明する。
【００４８】
＜モバイル型コンピュータ＞
まず、上述した表示装置６４を、モバイル型のパーソナルコンピュータに適用した例について説明する。図６は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ８０は、図６に示すように、キーボード８１を備えた本体部８２と、上述した表示装置６４を備えた表示ユニットとから構成されている。
【００４９】
＜携帯電話＞
次に、上述した表示装置６４を、携帯電話の表示部に適用した例について説明する。図７は、この携帯電話の構成を示す斜視図である。この携帯電話９０は、図７に示すように、複数の操作ボタン９１のほか、受話口９２、送話口９３とともに、上述した表示装置６４を備えるものである。
【００５０】
＜ディジタルスチルカメラ＞
さらに、上述した表示装置６４をファインダに用いたディジタルスチルカメラに適用した例ついて説明する。図８は、このディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図であるが、外部機器との接続についても簡易的に示すものである。
通常のカメラは、被写体の光像によってフィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号を生成するものである。
【００５１】
ディジタルスチルカメラ１００におけるケース１０１の背面には、上述した表示装置６４が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて、表示を行う構成となっている。このため、表示装置６４は、被写体を表示するファインダとして機能する。また、ケース１０１の観察側（図においては裏面側）には、光学レンズやＣＣＤなどを含んだ受光ユニット１０２が設けられている。
【００５２】
ここで、撮影者が表示装置６４に表示された被写体像を確認して、シャッタボタン１０３を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板１０４のメモリに転送・格納される。
また、このディジタルスチルカメラ１００にあっては、ケース１０１の側面に、ビデオ信号出力端子１０５と、データ通信用の入出力端子１０６とが設けられている。そして、図示のように、前者のビデオ信号出力端子１０５にはテレビモニタ１０８が、また、後者のデータ通信用の入出力端子１０６にはパーソナルコンピュータ１０８が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作によって、回路基板１０４のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ１０７や、パーソナルコンピュータ１０８に出力される構成となっている。
【００５３】
＜電子ペーパー＞
次に、上述した表示装置６４を、電子ペーパーの表示部に適用した例について説明する。図９は、この電子ペーパーの構成を示す斜視図である。この電子ペーパー１１０は、紙と同様の質感および柔軟性を有するリライタブルシートからなる本体１１１と、上述した表示装置６４を備えた表示ユニットとから構成されている。
【００５４】
＜電子ノート＞
また、図１０は、電子ノートの構成を示す斜視図である。この電子ノート１２０は、図１０に示すように、図９に示した電子ペーパー１１０が複数枚束ねられ、それらの電子ペーパー１１０がカバー１２１に挟まれているものである。カバー１２１に表示データ入力手段を備えることにより、束ねられた状態で電子ペーパーの表示内容を変更することができるようになっている。
【００５５】
以上説明した本発明の電子機器の各実施形態によれば、表示装置６４として、図１に示すような電気泳動表示装置を使用するようにした。このため、電気泳動表示装置であっても、表示コントラストを格段に向上した表示装置を得ることができる。
【００５６】
なお、上記の電子機器としては、図４の電子ブック、図６のパーソナルコンピュータ、図７の携帯電話、図８のディジタルスチルカメラ、図９の電子ペーパーの他にも、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、上述した表示装置が適用可能なのは言うまでもない。
【００５７】
次に、図１に示した電気泳動表示装置の構成についての変形例を説明する。
図１１は、図１と同様に第２基板２に開口部を面して備えるマイクロカプセル４０ａと、開口部を基板１，２に対して垂直方向に指向させたマイクロカプセル４０ｂと、開口部を基板１，２の双方に面して備えるマイクロカプセル４０ｃとを備えた電気泳動装置の例である。このように、電気泳動装置において、マイクロカプセルの少なくとも一部が開口部を備えていれば、その部分においてカプセル間の隙間が小さくなり、少なくともコントラスト低下の防止ないし抑制を実現可能となる。なお、この場合も図１の例と同様に縦方向に電界が掛かり、該縦方向に電気泳動粒子５が移動するものとされている。
【００５８】
図１２は、開口部を基板１，２に対して垂直方向に指向させたマイクロカプセル４０ｂを備える電気泳動装置の例である。この場合、例えば横電界を付与するような電気泳動装置において、少なくとも横方向を向いた開口部において抵抗成分が低減するため電圧印加が有利となる。図１２の例では、第１基板１上に形成された電極３ａ及び３ｂ間において横方向（図面上矢印方向）に電界が掛かり、該横方向に電気泳動粒子５が移動するものとされている。
なお、図１３に示すように、開口部を基板１，２の双方に面して備えたマイクロカプセル４０ｃにて構成することもできる。また、開口部と、電極３若しくは電極４との間に絶縁膜を介した構成を採用することもでき、この場合、電極３若しくは電極４に対して電気泳動粒子５が付着することを防止することができる。また、図１４に示すように、開口部が面する側の電極（図１４では電極４）と当該開口部との間に絶縁層１１を設けることもできる。この場合、開口部が面する側の電極に対して、電気泳動粒子５が付着することが防止ないし抑制される。
【００５９】
次に、本発明に係る電気泳動装置をアクティブマトリクスタイプの電気泳動表示装置に適用した場合の実施形態について説明する。図１６は電気泳動表示装置の平面図である。また、図１５は、図１６のＡ−Ａ’線に沿う断面構造を示す図である。
【００６０】
これらの図に示す電気泳動装置２０Ｂは、対向配置された第１基板１と第２基板２との間に電気泳動層（電気光学層）２１を備えて構成されている。第２基板２の内面側（電気泳動層２１側）には、カラーフィルタ層１２と、共通電極４と、絶縁層１１とが形成されている。第１基板１の内面側（電気泳動層２１側）には、複数の画素電極３等を有する素子部２７が形成されている。第２基板２側において、第２基板２、共通電極４、絶縁層１１は光透過性を有しており、第２基板２の外面がこの電気泳動装置２０Ｂの表示面とされている。なお、図示されていないが、素子部２７を有する第１基板１には、素子部２７を駆動制御するための各種周辺回路を形成することもできる。また、本実施形態では、共通電極４を第２基板２側に形成し、素子部２７を第１基板１側に形成しているが、素子部２７が第２基板２側に形成されていても良い。
【００６１】
第２基板２は、例えば透明ガラスや透明フィルムなどの透光性を有する基板で構成することができ、第１基板１は、必ずしも透明である必要はないが、例えばガラス基板や樹脂フィルム基板などで構成することができる。また、カラーフィルタ層１２は、赤、青、緑の各着色層（Ｒ，Ｇ，Ｂ）と、その各着色層（Ｒ，Ｇ，Ｂ）間に形成されたＢＭ層とを含んで構成されている。さらに、絶縁層１１は、例えばＳｉＯ_２等の透明絶縁膜を主体として構成されている。
【００６２】
電気泳動層２１は、図１５に示すように、マイクロカプセル５０に収容した分散媒６中に複数の電気泳動粒子５を分散させた構成を具備している。マイクロカプセル５０は、絶縁層１１側に面して、詳しくは絶縁層１１に開口部を接する形にて、当該電気泳動表示装置２０Ｂの電界方向（図中矢印方向）に開口している。なお、分散媒６及び電気泳動粒子５については、図１の実施形態の電気泳動表示装置と同様の構成のものを採用可能である。
【００６３】
図１６は、本実施形態の電気泳動表示装置２０Ｂの画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素部１７（画素電極３、ＴＦＴ素子１３）、データ線１６、走査線１４等を示す平面図である。本実施形態の電気泳動表示装置２０Ｂにおいて、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の表示単位には、透明導電層としての画素電極３と、この画素電極３への通電制御を行うためのＴＦＴ素子１３がそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線１６が当該ＴＦＴ素子１３のソースに電気的に接続されている。データ線１６に書き込む画像信号は、線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線１６に対してグループ毎に供給される。
【００６４】
また、図１５に示すように、走査線１４がＴＦＴ素子１３のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線１４に対して走査信号が所定のタイミングでパルス的に線順次で供給される。また、画素電極３はＴＦＴ素子１３のドレイン電極１９に電気的に接続されており、ＴＦＴ素子１３を一定期間だけオンすることにより、データ線１６から供給される画像信号を所定のタイミングで書き込む。画素電極３に書き込まれた所定レベルの画像信号は、共通電極４との間で一定期間保持される。電荷を有する電気泳動粒子５は、画素電極３と共通電極４のうち、粒子と反対極性の電極の方へ引き寄せられ、帯電粒子の色と分散媒の色との対比によって階調表示を可能にする。
【００６５】
図１６に示すように、第１基板１上に、複数の画素電極３がマトリクス状に設けられており、画素電極３の縦横の境界に各々沿ってデータ線１６及び走査線１４が設けられている。本実施形態において、データ線１６、走査線１４に囲まれた領域に形成された表示領域が表示単位（ドット）であり、マトリクス状に配置された各表示単位毎に表示を行うことが可能な構造になっており、このドット内に複数のマイクロカプセル５０が配設された構成となっている。
【００６６】
次に、各実施形態に適用可能なマイクロカプセル５０の構成について説明する。図１７は、マイクロカプセルの断面構成図であり、カプセル壁膜４０と、壁膜４０内の空間に充填された分散媒６及び電気泳動粒子５とを備えて構成されている。前記分散媒６は着色材料を含んで構成され、壁膜４０は、その内側に充填された分散媒６に含まれる着色材料により着色することができる。
【００６７】
このようなマイクロカプセル５０を、少なくとも一部を開口させた状態で電気泳動表示装置に配設することで、上記各実施形態の電気泳動表示装置を提供可能となる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明における電気泳動装置では、第１の基板と前記第２の基板とに挟まれ、分散媒及び電気泳動粒子を含有する複数のカプセルを含んでなり、該カプセルを少なくとも一部が開口してなる構成としたために、該開口部において抵抗成分が低減し、電圧印加が有利となる効果があり、また、当該開口部において少なくともカプセル間の隙間が形成され難いため、表示コントラストが向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による電気泳動装置の第１の実施形態の構成を示す断面図である。
【図２】 本発明による電気泳動装置の製造方法の工程を説明する図である。
【図３】 電気泳動表示装置の一般的な例を示す図であり、（ａ）はその構造を示す断面図、（ｂ）および（ｃ）は画像表示原理を説明する図である。
【図４】 本発明の電子機器の例である電子ブックの外観構成を示す斜視図である。
【図５】 その電子ブックの電気的な構成を示すブロック図である。
【図６】 本発明の電子機器の例であるコンピュータの外観構成を示す斜視図である。
【図７】 本発明の電子機器の例である携帯電話の外観構成を示す斜視図である。
【図８】 本発明の電子機器の例であるディジタルスチルカメラの外観構成を示す斜視図である。
【図９】 本発明の電子機器の例である電子ペーパーの外観構成を示す斜視図である。
【図１０】 本発明の電子機器の例である電子ノートの外観構成を示す斜視図である。
【図１１】 図１の電気泳動装置について一変形例を示す断面図である。
【図１２】 図１の電気泳動装置についてその他の変形例を示す断面図である。
【図１３】 図１の電気泳動装置についてその他の変形例を示す断面図である。
【図１４】 図１の電気泳動装置についてその他の変形例を示す断面図である。
【図１５】 本発明による電気泳動装置をアクティブマトリクスタイプの電気泳動表示装置に適用した例を示す断面図である。
【図１６】 図１５と同様、本発明による電気泳動装置をアクティブマトリクスタイプの電気泳動表示装置に適用した例を示す平面図である。
【図１７】 本発明に係る電気泳動装置に適用可能なマイクロカプセルの構成を示す断面図である。
【図１８】 図１に示した電気泳動表示装置の製造工程において用いる製造装置の一部を示す模式図である。
【図１９】 図１８と同様、製造装置の一部を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 第１基板
２ 第２基板
３ 電極
４ 透明電極
５ 電気泳動粒子
６ 液相分散媒
７ スペーサ
８ 切換えスイッチ
９ａ，９ｂ 電圧源
１０ 電気泳動分散液
１１ 絶縁性被膜
２０ 電気泳動表示装置
４０ マイクロカプセル壁膜
４１ バインダ
５０ マイクロカプセル
５１ バインダ剤
６１ 電子ブック
６４ 表示装置
８０ パーソナルコンピュータ
９０ 携帯電話
１００ ディジタルスチルカメラ
１１０ 電子ペーパー

Claims (17)

1. 電気泳動装置において、
   第１の基板と、
   前記第１の基板に対向する第２の基板と、
   前記第１の基板及び前記第２の基板とに挟まれており、分散媒及び電気泳動粒子を含有する複数のカプセルと、を含み、
   前記第１の基板の前記第２の基板との対向面には第１の電極が形成され、
   前記第２の基板の前記第１の基板との対向面には第２の電極が形成され、
   前記カプセルは、前記電気泳動装置の視認側の少なくとも一部が開口した壁膜を備え、
   前記分散媒および前記電気泳動粒子は前記開口を除いて前記壁膜に包まれてなり、
   前記カプセルの周囲にバインダ剤を更に含むことを特徴とする電気泳動装置。
2. 請求項１記載の電気泳動装置において、
   前記カプセルの開口部分は前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくともいずれか一方に接してなることを特徴とする電気泳動装置。
3. 請求項１または２に記載の電気泳動装置において、
   前記カプセルは、前記第１の基板又は第２の基板に対して垂直方向における径が、水平方向における径より小さいことを特徴とする電気泳動装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電気泳動装置において、
   前記第１の基板および前記第１の電極は光透過性を有しており、
   前記カプセルの開口部分は前記第１の基板に面してなることを特徴とする電気泳動装置。
5. 請求項４に記載の電気泳動装置において、
   前記第１の電極と前記カプセルの開口部との間に絶縁膜が形成されてなることを特徴とする電気泳動装置。
6. 請求項４または５に記載の電気泳動装置において、
   前記カプセルの開口部分と前記第１の基板との間に着色層を具備することを特徴とする電気泳動装置。
7. 走査線、信号線、及びそれらの交差点毎に設けられたスイッチング素子、を有する電気泳動装置において、
   第１の基板と、
   前記第１の基板に対向して配置され、前記スイッチング素子が形成された第２の基板と、
   前記第１の基板及び前記第２の基板とに挟まれており、分散媒及び電気泳動粒子を含有するカプセルと、を含み、
   前記カプセルは前記第１の基板側の少なくとも一部が開口した壁膜を備え、
   前記分散媒および前記電気泳動粒子は前記開口を除いて前記壁膜に包まれてなり、
   前記カプセルの周囲にバインダ剤を更に含むことを特徴とする電気泳動装置。
8. 請求項７に記載の電気泳動装置において、
   前記第２の基板には前記スイッチング素子に接続された画素電極が設けられ、
   前記第１の基板には前記画素電極に対向する対向電極が設けられ、前記対向電極が光透過性であることを特徴とする電気泳動装置。
9. 画像表示部を備えた電子機器において、
   請求項１に記載の電気泳動装置を前記画像表示部として搭載した電子機器。
10. 画像表示部を備えた電子機器において、
    請求項７に記載の電気泳動装置を前記画像表示部として搭載した電子機器。
11. 電気泳動装置の製造方法において、
    分散媒及び電気泳動粒子をカプセルに封入する工程と、
    前記カプセルの前記電気泳動装置の視認側の少なくとも一部に開口部を設ける工程と、を具備することを特徴とする電気泳動装置の製造方法。
12. 電気泳動装置の製造方法において、
    分散媒及び電気泳動粒子をカプセルに封入する工程と、
    前記封入後のカプセルを第１の基板及び第２の基板の間に収容する工程と、
    前記収容後のカプセルの前記電気泳動装置の視認側の少なくとも一部に開口部を設ける工程と、を具備することを特徴とする電気泳動装置の製造方法。
13. 請求項１２に記載の電気泳動装置の製造方法において、
    前記カプセルは、バインダ剤とともに前記第１の基板及び第２の基板の間に収容することを特徴とする電気泳動装置の製造方法。
14. 電気泳動装置の製造方法において、
    分散媒及び電気泳動粒子をカプセルに封入する工程と、
    前記封入後のカプセルを第１の基板又は第２の基板の少なくとも一方の上に配置する工程と、
    前記配置後のカプセルの前記電気泳動装置の視認側の少なくとも一部に開口部を設ける工程と、
    他方の基板を、前記カプセルが配置された基板と貼り合わせる工程と、を具備することを特徴とする電気泳動装置の製造方法。
15. 請求項１４に記載の電気泳動装置の製造方法において、
    前記カプセルは、バインダ剤とともに前記第１の基板又は第２の基板の少なくとも一方の上に配置することを特徴とする電気泳動装置の製造方法。
16. 請求項１１ないし１５のいずれか１項に記載の電気泳動装置の製造方法において、
    前記カプセルに開口部を形成する工程は、熱、機械的応力、光、音波、溶剤、腐食性ガスのうちから選択された一つあるいは複数の手段による開口工程を具備することを特徴とする電気泳動装置の製造方法。
17. 請求項１３、１５、１６のいずれか１項に記載の電気泳動装置の製造方法において、
    前記バインダ剤は、揮発性、収縮性、可塑性、柔軟性のうちの一つあるいは複数の特性を有することを特徴とする電気泳動装置の製造方法。

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