JPH11202804A - 電気泳動表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源回路と電極との電気接続を切断した場
合、電極を覆う誘電体層への電気泳動粒子の吸着が持続
しないことを問題としている。 【解決手段】 本発明は、前記課題を解決するために以
下の電気泳動表示装置を採用した。第１電極と、第１電
極と異なる電圧が印加される第２電極と、第１電極と第
２電極の間を移動する複数の着色帯電泳動粒子と、第１
基板と、第１基板と対向して配置された第２基板と、第
１基板と第２基板の間に満たされ且つ該複数の着色帯電
泳動粒子を保持する透明絶縁性液体と、を備えた電気泳
動表示装置において、第１電極と第２電極は、第１基板
と水平な方向及び垂直な方向に位置をずらして、第１基
板上に積層され、且つ、第１電極と第２電極は、第１基
板と水平な方向に重なる領域を有する、構成をとる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気泳動粒子が電
極間を移動することにより表示が行われる電気泳動表示
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
に制御し液晶の光学的特性を変化させる事ができ、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
れ商品化さてれいる。

【０００３】しかしながら、これらの液晶表示装置で
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】低消費電力、眼への負担軽減などの観点か
ら反射型表示装置が期待されている。その１つとして、
Harold D．Lees等により発明された電気泳動表示装置
（米国特許USP3612758公報）が知られている。他にも、
特開平９−１８５０８７号公報に電気泳動表示装置が開
示されている。

【０００５】上記従来の電気泳動表示装置及びその動作
原理を図７に示す。この装置７５は、帯電した泳動粒子
７３と着色色素が溶解された絶縁性液体７４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７１、７
２からなっている。電極７１、７２を介して分散層に電
圧を印加することにより、泳動粒子７３を粒子自身が持
つ電荷と反対極性の電極に引き寄せるものである。表示
はこの泳動粒子７３の色と、泳動粒子７３の色相と異な
り着色色素が溶解された絶縁性液体７４の色によって行
われる。

【０００６】つまり、第１の電極７１を負極に、第２の
電極７２を正極にした場合、正電荷泳動粒子７３が観測
者に近い第１の電極７１表面に移動し、第１の電極７１
に付着し、泳動粒子７３の色が表示される（図７
（ｂ））。

【０００７】逆に、第１の電極７１を正極、第２の電極
７２を負極した場合、正電荷泳動粒子７３が観測者から
遠い第2の電極７２表面に移動し、第２の電極７２に付
着し、絶縁性液体７４内に含まれる着色色素の色が表示
される（図７（ａ））。

【０００８】しかしながら、従来の図７の電気泳動装置
は次のような問題点を抱えていた。

【０００９】第1に、絶縁性液体は着色或いは不透明化
させることが不可欠であった。このため絶縁性液体は単
一成分で構成することが困難であり、絶縁性液体中に何
らかの着色粒子を混合したり、着色色素を溶解したりし
なくてはならなかった。

【００１０】また、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付着した電極表面と
電気泳動粒子間への色素を含む絶縁性液体の侵入等の悪
影響により、反射率が低下し、高いコントラストが得ら
れない問題が生じる。

【００１１】また、このような着色粒子（色素）の存在
は、電気泳動動作において不安定要因として作用しやす
く、表示装置としての性能や寿命、安定性を著しく低下
させるという欠点があった。

【００１２】そこで、特開平９−２１１４９９号公報、
特公平６−５２３５８号公報、等で、着色粒子が混合さ
れたり又は着色色素が溶解されたりしない透明な絶縁性
液体を用いて表示を行う電気泳動表示装置が提案されて
いる。

【００１３】特開平９−２１１４９９号公報で開示され
た電気泳動表示装置及びその動作原理を図９を用いて説
明する。

【００１４】電気回路１１０によって、第１の電極１０
４が電気泳動粒子１０８と異なった極性、第２の電極１
０５が電気泳動粒子１０８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１０８は、第１の電極１０
４を被覆している誘電体層１０６に移動し、その表面を
覆う。このとき透明基板１０２の外側から装置を見てい
る観測者は、電気泳動粒子１０８の色を視認する。次
に、電気回路１１０で第１の電極１０４、第２の電極１
０５にかかる電圧の極性を反転させると、電気泳動粒子
１０８は、隠蔽層１１１により隠蔽された領域内の、第
２の電極１０５を被覆している誘電体層１０７に移動
し、その表面を覆う。電気泳動粒子１０８は、隠蔽層１
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１０６あるいは第１の電極１０４あるいは
第１の基板１０１の色すなわち電気泳動粒子１０８との
対比色を視認する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
おける従来の電気泳動表示装置では次のような問題点が
あった。

【００１６】図９の装置でも、電源回路１１０と第１電
極１０４及び第２電極１０５の接続を切断しても、ファ
ンデルワールス力により電気泳動粒子１０８の誘電体層
１０６、１０７への吸着は持続するが、その吸着力は弱
い。ファンデルワールス力による吸着力では、メモリ性
が不充分である。

【００１７】また、図９の装置では、第1電極１０４が
第1基板１０１上に形成され、第2電極１０５がスペーサ
ー基板１０３の側壁表面に第1電極１０４に対して直角
に形成されている。第1電極１０４と第2電極１０５と
は、第１基板１０１と水平な方向に重なる領域がない。

【００１８】そのため、両電極のキァパシター形成面積
は、第1電極１０４の第2電極１０５に最も近い端面と第
2電極１０５の第1電極１０４と近接する面にほぼ限定さ
れてしまう。図９の装置では、キァパシター形成面積が
構造的に小さく、静電容量が不十分であった。

【００１９】よって、メモリー保持力の減衰が速いの
で、電源回路１１０と第１電極１０４及び第２電極１０
５の電気接続を切断した場合、電気泳動粒子２の誘電体
層１０６或いは１０７への吸着が持続しない問題が発生
し、表示状態を維持するために消費電力を費やさなけれ
ばない問題が発生する。

【００２０】また、絶縁性液体１０９と電気泳動粒子１
０８の密度差が比較的大きい材料は使用できない等の問
題があった。

【００２１】また、特開平９−２１１４９９号公報に開
示された表示装置では、通常２値表示であり、中間色を
表示するいわゆる階調表示が困難であった。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するためになされたものであり、強いメモリー保持
力を有する電気泳動表示装置を提供することを目的とし
ている。

【００２３】この本発明の目的は以下の構成をとること
により達成される。

【００２４】本発明は、第１電極と、第１電極と異なる
電圧が印加される第２電極と、第１電極と第２電極の間
を移動する複数の着色帯電泳動粒子と、第１基板と、第
１基板と対向して配置された第２基板と、第１基板と第
２基板の間に満たされ且つ該複数の着色帯電泳動粒子を
保持する透明絶縁性液体と、を備えた電気泳動表示装置
において、第１電極と第２電極は、第１基板と水平な方
向及び垂直な方向に位置をずらして、第１基板上に積層
され、且つ、第１電極と第２電極は、第１基板と水平な
方向に重なる領域を有する、構成をとる。

【００２５】好ましくは、第１電極及び第２電極は、表
示領域内に配置されており、且つ、第１電極及び第２電
極に印加する電圧の大きさ及び第１電極及び第２電極に
印加する電圧の印加時間のうち少なくとも一方を制御し
て、第１電極及び第２電極を覆う前記着色帯電泳動粒子
の面積を制御する手段を有する、構成をとる。

【００２６】好ましくは、前記複数の着色帯電泳動粒子
の帯電能及び該複数の着色帯電泳動粒子の大きさのうち
少なくとも一方が異なっている、構成をとる。

【００２７】好ましくは、第１電極及び第２電極を被覆
するように第１基板上に配置される絶縁層を有する、構
成をとる。

【００２８】好ましくは、前記表示領域内に露出する前
記絶縁層の表面は、水平な平面である、構成をとる。

【００２９】好ましくは、第１電極及び第２電極及び第
１基板及び前記絶縁層の少なくとも１つが、前記着色帯
電泳動粒子と光学的特性が異なる色に着色されている、
構成をとる。

【００３０】好ましくは、記第１基板表面に前記着色帯
電泳動粒子と光学的特性が異なる着色層及び光反射層が
積層されている、構成をとる。

【００３１】好ましくは、前記光反射層が前記着色帯電
泳動粒子と光学的特性が異なる色に着色されている、構
成をとる。

【００３２】好ましくは、第1基板及び前記第2基板がポ
リマーフイルムである、構成をとる。

【００３３】好ましくは、第２電極及び前記着色帯電泳
動粒子が黒色或いは暗黒色である、構成をとる。

【００３４】

【発明の実施の形態】（本実施態様の表示装置及び表示
方法）図１に本実施態様の表示装置の断面図を示す。

【００３５】本実施態様では、絶縁性液体１として、着
色粒子が混合されていない、又は、着色色素が溶解され
ていない透明な絶縁性液体を使用する。

【００３６】透明な絶縁性液体１及び着色帯電泳動粒子
は、第1基板３上の絶縁層４、第2基板５及び隔壁６によ
って囲まれた空間内に保持される。絶縁層４の下には第
2電極７が一部に形成され、さらに絶縁層４を介して第1
電極８が形成されている。本実施態様の表示装置は、第
１電極８と第１電極８と異なる電圧が印加される第２電
極７とを第１基板３と水平な方向に位置をずらして配置
し、装置内の空間分布を制御する電場を形成することに
より、着色帯電泳動粒子２が第１電極８と第２電極７と
の間を第１基板３と水平な方向に移動するようにする。
そして、絶縁層４或いは第１電極８或いは第１基板３を
着色帯電泳動粒子２と光学的特性（色相、反射率、等）
が異なるように着色する構成をとると、白黒表示等の２
色表示を実現できる。

【００３７】更に、本実施態様では、第１電極８及び第
２電極７は、第１基板３と水平な方向に重なる領域を有
する。

【００３８】図１を用いて説明すると、第1電極８と第2
電極７が絶縁層４を介して面で接するため、静電容量を
広い面積で均一に非常に多くとることができる。つま
り、キァパシター形成面積を構造的に大きく取れる。

【００３９】そのため、正に帯電した着色帯電泳動粒子
２が負極である第２電極７に付着している場合（図１
（ａ））、電源回路と第１電極８及び第２電極７の電気
接続を切断した時でも、第1電極８と第2電極７の重なる
領域で生成された静電容量による静電引力により、正に
帯電した着色帯電泳動粒子２は、第２電極７上に引き付
けられた状態を保持する。

【００４０】また、正に帯電した着色帯電泳動粒子２が
負極である第１電極８に付着している場合（図１
（ｂ））、電源回路と第１電極８及び第２電極７の電気
接続を切断した時でも、第1電極８と第2電極７の重なる
領域で生成された静電容量による静電力（斥力）により
反発され、正に帯電した着色帯電泳動粒子２は、第１電
極８上に留まる状態を保持する。

【００４１】よって、着色帯電泳動粒子２が電極上に付
着するメモリー保持力を強く維持でき、消費電力を低減
できる効果を有する。また、絶縁性液体１、着色帯電泳
動粒子２の材料選択の幅も広げることができる効果を有
する。

【００４２】次に、着色帯電泳動粒子２の帯電のメカニ
ズムを説明する。

【００４３】透明な絶縁性液体１中の着色泳動粒子は、
着色泳動粒子と絶縁性液体の間で電荷の授受が行われ電
気二重層が形成され、着色泳動粒子は正または負に帯電
することが知られている。つまり、絶縁性液体から着色
泳動粒子の表面に正イオン粒子又は負イオン粒子が特異
吸着して、着色泳動粒子は、正電荷又は負電荷に帯電す
る。

【００４４】以下に、図１を用いて、本実施態様の第１
の表示方法の１例の説明をする。

【００４５】ここでは、透明な絶縁性液体中１の着色帯
電泳動粒子２は、正に帯電しているとする。本実施態様
の着色帯電泳動粒子２は、負に帯電している形態をとっ
ても良い。

【００４６】第２電極７を正極に、第１電極８を負極し
た場合、正電荷の着色帯電泳動粒子２がクーロン力によ
って、第１電極８上に移動し、正電荷の着色帯電泳動粒
子２が第１電極８上に集められ、第１電極８は、黒色の
着色帯電泳動粒子２で覆われる。観測者（第２基板５
側）からは、着色帯電泳動粒子２の色と第２電極７の色
が観察（表示）される（図１（ｂ））。

【００４７】一方、第１電極８及び第２電極７に印加す
る電圧の極性を変えて、クーロン力によって、着色帯電
泳動粒子２を第２電極７上に移動させ、正電荷の着色帯
電泳動粒子２を第2電極７上に集めると、黒色の着色帯
電泳動粒子２の色と絶縁層４或いは第1電極８或いは基
板３等の着色粒子の色相と異なる色に着色された層が観
測側（第２基板５側）から観察される（図１（ａ））。

【００４８】例えば、第2電極７及び正電荷の着色帯電
泳動粒子２を共に黒色にし、第1電極８を白色とすれ
ば、白黒表示が可能となる。カラー化した着色層（例え
ば、イエロー、シアン、マゼンタ、等）を設ければカラ
ー表示も可能となる。第２電極７と着色帯電泳動粒子２
は同じ或いは類似の色であるいことが望ましい。着色帯
電泳動粒子２と光学的特性が異なる着色層は、観測者側
から観察可能であれば第1電極３、絶縁層４、第１基板
３等間あるい第1基板３裏面などに形成してもよく、全
面に形成してもよく、また一部に形成してもよい。ここ
で、着色された粒子、電極、絶縁層等とは、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。着色帯電泳動粒子２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。

【００４９】本実施態様の表示装置を用いると、着色粒
子が混合されたり、着色色素が溶解されたりした着色絶
縁性液体を用いなくて済むので、絶縁性液体に溶解した
着色色素及び混合された着色粒子が着色帯電泳動粒子へ
吸着しない。また、着色帯電泳動粒子が付着した電極表
面と着色帯電泳動粒子間への着色色素及び着色粒子の侵
入が起きない。よって、高い反射率、、高いコントラス
トを実現できる表示装置を提供できる効果を有する。

【００５０】また、本実施態様の第２の表示方法は、着
色帯電泳動粒子２を表示面に対して横方向に、面から面
に水平移動させるため構造的に表示色の階調表現が可能
となる。図２を用いて、その表示方法の１例を説明す
る。図２において、図１で用いられている符号と同一の
符号は、図１で用いられている符号と同じ部材を示す。

【００５１】階調表現は、図２に示したように着色帯電
泳動粒子２を電極から他方の電極へ一部移動させること
によって達成できる。例えば、パルス幅変調により階調
表現をする場合、着色帯電泳動粒子２の一部を移動させ
る方法としては、電圧印加時間を短くする、印加電圧を
小さくする、帯電能の異なる着色帯電泳動粒子２を混合
して用いる、大きさの異なる着色帯電泳動粒子２子を混
合して用いる等がある。

【００５２】つまり、電極に印加する電圧の大きさ、電
極に印加する電圧印加時間の長さ、等を調節して、移動
する着色帯電泳動粒子２の移動量を制御する。つまり、
第１電極８及び第２電極７を覆う着色帯電泳動粒子２の
面積を制御して、面積階調を実現している。

【００５３】更に、上記構成に加えて、帯電能の異なる
着色帯電泳動粒子２を混合して用いる、大きさの異なる
着色帯電泳動粒子２を混合して用いることにより、階調
表示の特性を向上させることができる。

【００５４】図２では、透明な絶縁性液体中１の着色帯
電泳動粒子２は、正に帯電しているとする。

【００５５】第２電極７を負極に、第１電極８を正極に
した場合、正電荷の着色帯電泳動粒子２が第２電極７上
に移動し、正電荷の着色帯電泳動粒子２が第２電極７上
に集められ、観測者（第２基板５側）からは着色帯電泳
動粒子２の色と絶縁層４或いは第1電極８或いは基板３
等の着色粒子の色相と異なる色に着色された層の色が観
察（表示）される（図２（ａ））。

【００５６】一方、電極に印加する電圧の極性を変え、
第１電極８に印加する電圧の大きさ及び第２電極７に印
加する電圧の大きさを調節して、第１電極８上に移動す
る正電荷の着色帯電泳動粒子２の量を制御する。

【００５７】つまり、第１電極８上を占有する着色帯電
泳動粒子２の面積を制御する。その占有面積の大きさに
より、観測者（第２基板５側）からは、正電荷の着色帯
電泳動粒子２の色と第２電極７の色と絶縁層４或いは第
1電極８或いは基板３等の着色粒子の色相と異なる色に
着色された層の色が混合された混合色が観察される（図
２（ｂ））。例えば、第2電極７及び正電荷の着色帯電
泳動粒子２共に黒色にし、第1電極８を白色とすれば、
白黒の階調表示が可能となる。

【００５８】但し、この場合、両電極間に蓄積された静
電容量が多すぎると面積制御が困難になるため、着色帯
電泳動粒子２が所望量移動した時点で、両電極間の静電
容量を着色帯電泳動粒子２が移動しない程度に低く抑え
る必要がある。

【００５９】本実施態様の第２の表示方法を用いると、
着色帯電泳動粒子を電極から他方の電極へ移動する量を
制御できるため、面積階調表示を実現できる効果を有す
る。

【００６０】（別の実施形態）また、第１電極８及び第
２電極７上を絶縁層４で被覆する理由は、第１電極８及
び第２電極７と絶縁性液体１との間で電気化学反応が起
きてしまい、絶縁性液体１が劣化してしまうのを防止す
るためである。

【００６１】しかし、着色帯電泳動粒子２及び第１電極
８及び第２電極７の材料を選択することにより、絶縁性
液体１が劣化するのを防止することができる。よって、
第２電極７を露出させて、着色帯電泳動粒子２が直接第
２電極７に付着する形態をとっても良い。更に、第１電
極８を露出させて、着色帯電泳動粒子２が直接第１電極
８に付着する形態をとっても良い。

【００６２】上記の説明では、第２基板５側を表示側と
したが、本実施態様では、第１基板３側を表示側として
も良い。例えば、着色帯電泳動粒子２及び第２電極７を
黒色とし、絶縁層４、第１電極８、第１基板３を透明と
して、第２基板５を白色とする。上記のように第１電極
８及び第２電極７に電圧を印加して、白黒表示を実現で
きる。また、電圧印加時間、印加電圧の大きさ、を制御
したり、着色帯電泳動粒子２の大きさ、着色帯電泳動粒
子２の帯電能の大きさ、を制御して、階調表示も可能で
ある。

【００６３】本発明の表示装置は、表示の書き換え可能
で、表示の保持にエネルギーを要さないか若しくは十分
に小さく（メモリー性）、携帯性に優れ、表示品位が優
れている、ハードコピー（紙等）表示に変わるペーパー
ディスプレイとして使用できる。

【００６４】（本実施態様の製造方法）以下、本実施態
様の表示装置の製造方法の１例を説明する。

【００６５】図３に製造プロセスの断面図を示す。ま
ず、第1基板３に第1電極８を形成する（図３（ａ））。
第１基板３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。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。

【００６６】次に、第1電極８上に絶縁層４を形成し、
さらに第１電極８に対して第１基板３に水平な方向及び
垂直な方向に位置をずらし且つ第１電極８と第１基板３
に水平な方向に重なる領域を有するように第2電極７を
形成する。絶縁層４の材料としては薄膜でピンホールが
形成しづらいものがよく、例えば、高い透明性を有する
ポリイミド、ＰＥＴ等を使用できる。

【００６７】第2電極７の材料は、第1電極８と同様の物
を使用できる。第2電極７上にはさらに絶縁層４を形成
する（図３（ｂ））。

【００６８】次に、第1基板３上に隔壁６を形成する。
隔壁材料としてはポリマー樹脂を使用する。隔壁形成は
どのような方法を用いてもよい。例えば、光感光性樹脂
層を塗布した後露光及びウエット現像を行う方法、又は
別に作製した隔壁を接着する方法、或いは光透過性の第
2基板表面にモールドによって形成しておく方法等を用
いることができる。

【００６９】次に、第２基板５との接合面に接着層９を
形成し、隔壁６内に絶縁性液体１及び着色帯電泳動粒子
２を充填する（図３（ｃ））。第２基板５の材料として
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。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。
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、高純度石油等の無色透明液体を使用する。黒
色帯電泳動粒子２としては、絶縁性液体１中で帯電しう
る材料を用いる。例えば、ポリエチレン、ポリスチレン
等の樹脂にカーボンなどを混ぜたものを使用する。泳動
粒子２の粒径は、通常は0．1μm〜５０μm位のものを使
用する。

【００７０】表示用の色は電極材料、絶縁層材料そのも
のの色を利用してもよく、又は所望の色の材料層を電極
上、絶縁層上、基板面上に形成してもよい。また、絶縁
層などに着色材料を混ぜ込んでもよい。

【００７１】次に、第2基板５の第1基板３との接合面に
接着層９を形成した後（図３（ｄ））、第1基板３及び
第2基板５の位置合わせを行い、熱をかけて接着する。
これに、電圧印加手段（図示せず）を設けて表示装置が
得る（図３（ｅ））。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、さらに階調表現も可
能であり、高視野角、高コントラストを実現できる。

【００７２】

【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。

【００７３】（実施例１）厚さ２００μmのＰＥＴフィ
ルムからなる第1基板３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３（ａ））。

【００７４】次に、絶縁層４として酸化チタン微粒子を
混合して白色化したPETフィルムを第1電極８上に形成し
た。

【００７５】次に、第2電極７として暗黒色の炭化チタ
ンを成膜し、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。線幅は５０μm
とした。

【００７６】よって、第１電極８に対して第１基板３に
水平な方向及び垂直な方向に位置をずらし且つ第１電極
８と第１基板３に水平な方向に重なる領域を有するよう
に第２電極７が形成された。

【００７７】この上に、さらに絶縁層４として透明ポリ
イミド層を形成した後（図３（ｂ））、隔壁６を形成し
た。隔壁６は、光感光性ポリイミドワニスを塗布した
後、露光及びウエット現像を行うことによって形成し
た。これを３回繰り返すことにより、５０μmの高さの
隔壁６を形成した。第2基板５との接合面に熱融着性の
接着層９を形成した後、隔壁内に絶縁性液体１及び着色
帯電泳動粒子２を充填した（図３（ｃ））。

【００７８】絶縁性液体１としては、シリコーンオイル
を使用した。黒色帯電泳動粒子２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〜２μ
m位のものを使用した。次に、第２基板５の第1基板３と
の接着面に熱融着性の接着層９パターンの形成し（図３
（ｄ））、第１基板３の隔壁６と厚さ２００μmのＰＥ
Ｔフィルムからなる光透過性の第２基板５の接着層９の
位置を合わせて、熱をかけて張り合わせた。これに電圧
印加回路（図示せず）を設置して表示装置とした（図３
（ｅ））。

【００７９】作製した表示装置を用いて表示を行った。
印加電圧は±５０Ｖとした。本実施例で用いた黒色帯電
泳動粒子２は、シリコーンオイル中で正に帯電していた
ため、電圧印加により負の電極上に移動した。これによ
り、第２電極７を正極に、第１電極８を負極にした場
合、第１電極８真上にある白色の絶縁層４上に黒色帯電
泳動粒子２が移動し、黒色帯電泳動粒子２で白色の絶縁
層４が覆われる。第２基板５（観測側）から見た表示面
は黒色表示となった。一方、電極に印加する電圧極性を
置換して、第１電極８を正極に、第２電極７を負極にし
た場合、暗黒色の第２電極７真上にある白色の絶縁層４
上に黒色帯電泳動粒子２が移動するため、白色の絶縁層
４の白が露出する。第２基板５（観測側）から見た表示
面は，灰色がかった白色が観察できた。応答速度は３０
ｍsec以下であった。

【００８０】本実施例の表示装置の製造方法は、従来法
に比べて次のような作用、効果を有する。

【００８１】第1電極８、第2電極７共にその電極材料を
基板上に成膜しフォトリソグラフィプロセスによりパタ
ーニングする、絶縁層４は真空蒸着あるいはスピンコー
トしたあと焼成する、など極めて平易な工程を繰り返え
し、積層していくことで形成することができる。電極、
絶縁層４形成工程が極めて単純であるため、電極間のシ
ョートなどの欠陥の発生を非常に低く抑えることができ
る。また、外部への電気的接続用の電極パッドも同時に
形成できるため、外部接続の問題は全くない。隔壁６の
形成も隔壁材料の成膜及びフォトリソグラフィプロセス
によって一括して形成できるため、一本一本位置合せし
て接着していくような煩雑なプロセスは必要ない。

【００８２】以上示したように、本発明の表示装置は極
めて平易な工程によって作製できるため、歩留まりも高
く、製造コストも低く抑えて製造することが可能とな
る。

【００８３】（実施例２）図４に本実施例の製造工程図
を示す。厚さ２００μmのＰＥＳフィルムからなる光透
過性の第1基板３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４（ａ））。

【００８４】次に、第1電極８上に絶縁層４として透明
ポリイミド層を形成した。さらに、この上に第2電極７
として暗黒色の炭化チタンを成膜、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。線幅は３０μmとした。次に、全面に絶縁層４と
して透明ポリイミド層を形成した（図４（ｂ））。

【００８５】次に、第１基板３裏面側に、着色層１０と
して赤色顔料層を形成し、その上に酸化チタン微粒子を
含んだ光反射層１１を形成した（図４（ｃ））。

【００８６】第1基板３表側の絶縁層４上に隔壁６を形
成した。隔壁６は、光感光性ポリイミドワニスを塗布し
た後露光及びウエット現像を行うことによって形成し
た。これを３回繰り返すことにより、５０μmの高さの
隔壁６を形成した。第2基板５との接合面に熱融着性の
接着層９を形成した後、隔壁内に絶縁性液体１及び着色
帯電泳動粒子２を充填した（図４（ｄ））。絶縁性液体
１としては、シリコーンオイルを使用した。着色帯電泳
動粒子２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位のものを使用し
た。

【００８７】次に、第２基板５の第1基板３との接着面
に熱融着性の接着層９を形成し、第１の基板と第２基板
５とを位置合わせして、熱をかけて接着層９で張り合わ
せた。これに電圧印加回路（図示せず）を設置して表示
装置とした（図４（ｅ））。

【００８８】作製した表示装置を用いて表示を行った。
印加電圧は±６０Ｖとした。本実施例で用いた着色帯電
泳動粒子２はシリコーンオイル中で正に帯電していたた
め、電圧印加により負電圧が印加された電極上に移動し
た。これにより、第１電極８に負電圧を印加した場合、
着色層１０上にに黒色帯電泳動粒子２が移動したため、
第２基板５（観測側）から見た表示面は黒色表示となっ
た。一方、第２電極７に負電圧を印加した場合、暗黒色
の第２電極７上に黒色帯電泳動粒子２が移動するため、
観測側（第２基板側）から見た表示面は赤色層が観察で
き、全体として濃赤色が表示できた。応答速度は３０ｍ
sec以下であった。

【００８９】着色層１０をイエロー、マゼンタ、シアン
の各色とした素子を３つ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。

【００９０】以下に詳細に説明する。

【００９１】図４（ｅ）の構成を１セル（１素子）とす
る。例えば、図４（ｅ）の構成のイエローセル、マゼン
タセル、シアンセルを隣接して配置し、３つのセルを組
み合わせて１画素を構成する。第１電極８と第２電極７
に電圧を印加して、カラー表示を行う。

【００９２】（実施例３）実施例１と同様な方法で、第
1基板３及び第１電極８及び第２電極７及び絶縁層４を
作製した（図５（ａ））。次に、ＰＥＴフィルムからな
る第２基板５を熱成形して隔壁６を形成し、第1基板３
との接合面に熱融着層９の形成した（図５（ｂ））。

【００９３】次に、絶縁性液体１及び着色帯電泳動粒子
２を隔壁６の間に充填した（図５（ｃ））。絶縁性液体
１としては、キシレンを使用した。着色帯電泳動粒子２
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、０．５μm〜２μm位のものを使用した。黒色
正電荷泳動粒子２を充填した後、第１基板３と第２基板
５の位置を合わせて、熱をかけて接着層９で張り合わせ
た。以上の工程により作製した表示装置ができた（図５
（ｄ））。

【００９４】作製した表示装置を用いて表示を行った。
印加電圧は±５０Ｖ、電圧印加時間を１０ｍsecとし
た。電圧印加により、黒色正電荷泳動粒子２は負電圧が
印加された電極上に移動した。これにより、第２電極７
に正電圧を印加し、透明である第１電極８に負電圧を印
加した場合、第１電極８真上にある白色の絶縁層４上に
黒色正電荷泳動粒子２が移動するため、白色の絶縁層４
は、黒色正電荷泳動粒子２で覆われる。第２基板５（観
測側）から見た表示面は黒色表示となった。一方、第１
電極８に正電圧を印加し、第２電極７に負電圧を印加し
た場合、暗黒色の第２電極７上に黒色正電荷泳動粒子２
が移動するため、白色の絶縁層４の白が露出する。第２
基板５（観測側）から見た表示面は灰色がかった白色が
観察できた。応答速度は３０ｍsec以下であった。

【００９５】次に、印加電圧は±５０Ｖはそのままで、
電極に印加する電圧印加時間を５ｍsecにして駆動し、
電圧印加直後に両電極をショ−トさせ、両電極間に蓄積
された静電容量を取り除いたところ、第１電極８に正電
圧を印加し、第２電極７に負電圧を印加した場合、電圧
印加時間を１０ｍsecとした時に比べて、第２電極７上
に移動する黒色正電荷泳動粒子２の量が減少し、全部の
黒色正電荷泳動粒子２が第２電極７上に集まるのではな
く、一部が、第１電極７上に残り移動しない。よって、
各色の反射光の明るさが半分程度に低下させることがで
きた。電圧印加時間を１０ｍsecとした時に比べて、よ
り灰色に近い白色が観測された。電圧印加時間を種々選
択することで、多段階の階調表現を行うことが可能であ
った。以上により、階調表現可能な白黒表示のカラー表
示装置を作製できた。

【００９６】（実施例４）実施例１と同様な工程で表示
装置を作製した。図6に本実施例で作製した表示装置の
断面図を示す。本実施例では、第2電極７の線幅を１０
μmと細くし、1隔壁内に3本の第２電極７を形成した。
着色帯電泳動粒子２は０．５μm〜１μm位のものを使用
した。

【００９７】作製した表示装置を用いて表示を行った。
印加電圧は±５０Ｖとした。本実施例で用いた着色帯電
泳動粒子２はシリコーンオイル中で正に帯電していたた
め、電圧印加により負電圧が印加された電極上に移動し
た。これにより、第２電極７に正電圧を印加し、第１電
極８に負電圧を印加した場合、第１電極７真上にある白
色の絶縁層４上に黒色正電荷泳動粒子２が移動したた
め、第２基板５（観測側）から見た表示面は黒色表示と
なった。一方、第１電極８に正電圧を印加し、第２電極
７に負電圧を印加した場合、暗黒色の第２電極７上に黒
色正電荷泳動粒子２が移動するため、第２基板５（観測
側）から見た表示面からは，灰色がかった白色が観察で
きた。第2電極７の線幅を細くして泳動距離を短くした
ため、高速応答が可能となり黒色正電荷泳動粒子２の応
答速度は５ｍsec以下で行うことができた。他の実施例
に比べて、応答速度が速くなった。

【００９８】（実施例５）図８は、本実施例１を利用し
た表示装置の１例の概略構成を示すものである。図８
（ａ）は、本実施例の表示装置８２の断面図（図８
（ｂ）の破線Ａ−Ａ' に沿う断面図）で、図８（ｂ）
は、その平面図である。

【００９９】ＰＥＴフィルムからなる第1基板３の一方
の面に灰色の顔料層を形成した。次に、もう一方の面に
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。

【０１００】次に、絶縁層４として酸化チタン微粒子を
混合して白色化したPETフィルムを第1電極８上に形成し
た。次に、第2電極７として暗黒色の炭化チタンを成
膜、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。線幅は５０μmとした。
この上に、さらに絶縁層４として透明ポリイミド層を形
成した後、隔壁８１を形成した。隔壁６は、光感光性ポ
リイミドワニスを塗布した後、露光及びウエット現像を
行うことによって形成した。これを３回繰り返すことに
より、５０μmの高さの隔壁８１を形成した。第2基板５
との接合面に熱融着性の接着層（図示せず）を形成した
後、隔壁内に絶縁性液体１及び着色帯電泳動粒子２を充
填した。絶縁性液体１としては、シリコーンオイルを使
用した。黒色帯電泳動粒子２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
のものを使用した。次に、第２基板５の第1基板３との
接着面に熱融着性の接着層パターンの形成し、第１基板
３の隔壁８１とＰＥＴフィルムからなる光透過性の第２
基板５の接着層９の位置を合わせて、熱をかけて張り合
わせた。

【０１０１】その後、パルス発生器８４を第２電極７に
接続して、表示装置８２とした。また、第１電極８は、
アース接地する。セル８３の形状・サイズは、所望の解
像度に合わせて選択する必要があるが、本実施例では、
簡単にするため、７つのセル８３が８の字形状に配置さ
れた７セグメント・タイプを用いた。

【０１０２】作製した表示装置８２を用いて表示を行っ
た。全第２電極７に、波高値マイナス５０Ｖ、パルス幅
１０ｍｓの矩形波を印加した。本実施例で用いた着色帯
電泳動粒子２は、シリコーンオイル中で正に帯電してい
たため、電圧印加により負電圧マイナス５０Ｖが印加さ
れた暗黒色の第２電極７上に移動した。これにより、第
２基板５（観測側）から見た全セル８３内は、灰色がか
った白色状態とした。一方、第２電極７のうち、任意の
ものをスイッチ（図示せず）で選択した上で、第２電極
７に逆極性のパルス、波高値プラス５０Ｖ、パルス幅１
０ｍｓの矩形波を印加したところ、白色の絶縁層４上に
黒色正電荷泳動粒子２が移動するため、選択されたセル
８３内は，黒色状態となり、セングメント形状の組み合
わせを利用した表示（０〜９までの数字表示やアルファ
ベットの一部表示）が可能であることを確認した。応答
速度は３０ｍsec以下であった。

【０１０３】例えば、全部の第２電極７をスイッチで選
択して、第２電極７に逆極性のパルス、波高値プラス５
０Ｖ、パルス幅１０ｍｓの矩形波を印加した場合、全セ
ル８３内は，黒色状態となり、黒色で数字の８を表示で
きる。

【０１０４】

【発明の効果】以上、詳細に述べたように、本発明の表
示装置を持ちいると、次のような効果を得ることができ
る。・ 着色帯電泳動粒子２が電極上に付着するメモリ
ー保持力を強く維持でき、消費電力を低減できる効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表示装置の断面図を示す図。

【図２】本発明の表示装置の原理の一例を示す図。

【図３】本発明の表示装置の製造方法を示す図。

【図４】本発明の表示装置の他の製造方法を示す図。

【図５】本発明の表示装置の他の製造方法を示す図。

【図６】本実施例４の表示装置の断面図を示す図。

【図７】従来の電気泳動型表示装置の原理を示す図。

【図８】本実施例５の７セグメントタイプの表示装置を
示す図。

【図９】従来の電気泳動型表示装置を示す図。

【符号の説明】

１ 絶縁性液体 ２ 着色帯電泳動粒子 ３ 第１基板 ４ 絶縁層 ５ 第２基板 ６ 隔壁 ７ 第２電極 ８ 第１電極 ９ 接着層 １０ 着色層 １１ 光反射層

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１電極と、第１電極と異なる電圧が印
   加される第２電極と、第１電極と第２電極の間を移動す
   る複数の着色帯電泳動粒子と、第１基板と、第１基板と
   対向して配置された第２基板と、第１基板と第２基板の
   間に満たされ且つ該複数の着色帯電泳動粒子を保持する
   透明絶縁性液体と、を備えた電気泳動表示装置におい
   て、 第１電極と第２電極は、第１基板と水平な方向及び垂直
   な方向に位置をずらして、第１基板上に積層され、且
   つ、第１電極と第２電極は、第１基板と水平な方向に重
   なる領域を有することを特徴とする電気泳動表示装置。
2. 【請求項２】 更に、第１電極及び第２電極は、表示領
   域内に配置されており、且つ、第１電極及び第２電極に
   印加する電圧の大きさ及び第１電極及び第２電極に印加
   する電圧の印加時間のうち少なくとも一方を制御して、
   第１電極及び第２電極を覆う前記着色帯電泳動粒子の面
   積を制御する手段を有する請求項１に記載の電気泳動表
   示装置。
3. 【請求項３】 更に、前記複数の着色帯電泳動粒子の帯
   電能及び該複数の着色帯電泳動粒子の大きさのうち少な
   くとも一方が異なっている請求項２に記載の電気泳動表
   示装置。
4. 【請求項４】 更に、第１電極及び第２電極を被覆する
   ように第１基板上に配置される絶縁層を有する請求項１
   〜３に記載の電気泳動表示装置。
5. 【請求項５】 前記表示領域内に露出する前記絶縁層の
   表面は、水平な平面である請求項４に記載の電気泳動表
   示装置。
6. 【請求項６】 第１電極及び第２電極及び第１基板及び
   前記絶縁層の少なくとも１つが、前記着色帯電泳動粒子
   と光学的特性が異なる色に着色されている請求項１〜５
   に記載の電気泳動表示装置。
7. 【請求項７】 第1基板表面に前記着色帯電泳動粒子と
   光学的特性が異なる着色層及び光反射層が積層されてい
   る請求項１〜５に記載の電気泳動表示装置。
8. 【請求項８】 前記光反射層が前記着色帯電泳動粒子と
   光学的特性が異なる色に着色されている請求項７に記載
   の電気泳動表示装置。
9. 【請求項９】 第1基板及び第2基板がポリマーフイルム
   である請求項１〜８に記載の電気泳動表示装置。
10. 【請求項１０】 前記第２電極及び前記着色帯電泳動粒
    子が黒色或いは暗黒色である請求項１〜９に記載の電気
    泳動表示装置。