JPH11219135A

JPH11219135A - 電気泳動表示装置

Info

Publication number: JPH11219135A
Application number: JP10021914A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Matsuda; 宏松田; Tsutomu Ikeda; 勉池田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-02-03
Filing date: 1998-02-03
Publication date: 1999-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の電気泳動表示装置では、電気泳動粒子
を隠蔽するために、遮蔽層を設けているので、表示領域
が低減する。よって、表示装置のコントラストが低減す
る問題がある。【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、を備えたセルを有する電
気泳動表示装置において、第１電極と第２電極は、第２
基板と水平な方向に位置をずらして、第２基板上に積層
され、且つ、第１電極と第２電極は、可視領域内に配置
され、且つ、第１基板側から見た第１電極の表面積が第
１基板側から見た第２電極の表面積よりも大きく、且
つ、第１基板側から見た第２電極上にある前記着色帯電
泳動粒子が吸着する表面が曲面形状である、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、着色帯電泳動粒子
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、各種情報
のデータ量は拡大の一途をたどり、情報の出力も様々な
形態を持ってなされている。一般に、情報の出力は、ブ
ラウン管や液晶などを用いたディスプレイ表示とプリン
タなどによる紙へのハードコピー表示とに大別できる。
ディスプレイ表示においては、低消費電力且つ薄型の表
示装置のニーズが増しており、中でも液晶表示装置は、
こうした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。しかしながら、現在の液晶
表示装置には、画面を見る角度や、反射光により、画面
上の文字が見ずらく、また光源のちらつき・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。
またブラウン管を用いたディスプレイ表示では、コント
ラストや輝度は液晶表示と比較して十分あるものの、ち
らつきが発生するなど後述するハードコピー表示と比較
して十分な表示品位があるとはいえない。また装置が大
きく重いため携帯性が極めて低い。

【０００３】一方、ハードコピー表示は情報の電子化に
より不要になるものと考えられていたが、実際には依然
膨大な量のハードコピー出力が行われている。その理由
として、情報をディスプレイ表示した場合、前述した表
示品位に係わる問題点に加えて、その解像度も一般的に
は最大でも１２０ｄｐｉ程度と紙へのプリント・アウト
（通常３００ｄｐｉ以上）と比較して相当に低い。従っ
て、ディスプレイ表示ではハードコピー表示と比較して
視覚への負担が大きくなる。その結果、ディスプレイ上
で確認可能であっても、一旦ハードコピー出力すること
がしばしば行われることになる。また、ハードコピーさ
れた情報は、ディスプレイ表示のように表示領域がディ
スプレイのサイズに制限されることなく多数並べたり、
また複雑な機器操作を行わずに並べ替えたり、順に確認
していくことができることも、ディスプレイ表示可能で
あってもハードコピー表示が併用される大きな理由であ
る。さらには、ハードコピー表示は、表示を保持するた
めのエネルギーは不要であり、情報量が極端に大きくな
い限り、何時でもどこでも情報を確認することが可能で
あるという優れた携帯性を有する。

【０００４】このように動画表示や頻繁な書き換えなど
が要求されない限り、ハードコピー表示はディスプレイ
表示と異なる様々な利点を有するが、紙を大量に消費す
るという欠点がある。そこで、近年においては、リライ
タブル記録媒体（視認性の高い画像の記録・消去サイク
ルが多数回可能でり、表示の保持にエネルギーを必要と
しない記録媒体）の開発が盛んに進められている。こう
したハードコピーの持つ特性を継承した書き換え可能な
弟３の表示方式をペーパーディスプレイと呼ぶことにす
る。

【０００５】ペーパーディスプレイの必要条件は、書き
換え可能であること、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いこと（メモリー性）、携帯性
に優れること、表示品位が優れていること、などであ
る。現在、ペーパーディスプレイとみなせる表示方式と
しては、例えば、サーマルプリンターヘッドで記録・消
去する有機低分子・高分子樹脂マトリックス系（例え
ば、特開昭５５−１５４１９８、特開昭５７−８２０８
６）を用いた可逆表示媒体を挙げることができる。この
系は一部プリペイドカードの表示部分として利用されて
いるが、コントラストが余り高くないことや、記録・消
去の繰り返し回数が１５０〜５００回程度と比較的少な
いなどの課題を有している。

【０００６】また、別のペーパーディスプレイとして利
用可能な表示方式として、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。

【０００７】図５を用いて従来の電気泳動表示装置の動
作原理を示す。この表示装置は、絶縁性液体５０１中に
着色帯電粒子５０２を分散させてなる分散系とこの分散
系を挟んで対峙する一対の電極５０５および５０６から
なっている。電極を介して分散系に電界を印加すること
により、着色帯電粒子５０２の電気泳動性を利用して、
該着色帯電粒子５０２を粒子自身が持つ電荷と反対極性
の電極側にクーロン力により吸着させるものである。表
示はこの着色帯電粒子の色と染色された絶縁性液体５０
１の色の違いを利用して行われる。つまり、着色帯電粒
子５０２が観測者に近い光透過性の第１の電極５０５表
面に吸着させた場合（図５（ａ））には、着色帯電粒子
５０２の色が観察され、逆に観測者から遠い第２の電極
５０６表面に吸着させた場合（図５（ｂ））には、着色
帯電粒子５０２と光学的特性が異なるように染色された
絶縁性液体５０１の色が観察される。

【０００８】例えば、着色帯電粒子５０２が負に帯電し
ている場合、第１電極５０５をアース接地し、第２電極
５０６に負の電圧を印加すると、第１電極５０５は、負
極に、第２電極５０６は、正極になる。よって、着色帯
電粒子５０２は、第１電極５０５表面に吸着する（図５
（ａ））。第２電極５０６に印加する電圧の極性を反転
して、第２電極５０６に正の電圧を印加すると、第１電
極５０５は、正極に、第２電極５０６は、負極になる。
よって、着色帯電粒子５０２は、第２電極５０６表面に
吸着する（図５（ｂ））。

【０００９】このような電気泳動表示方法は、応答速度
が数十ｍｓ以下と比較的速く、書き換え回数も１０８回
以上可能である。また、電圧印加により電極上に堆積さ
れた着色帯電粒子は駆動電圧を取り除いても長期にわた
って安定に存在するので表示中に電力を必要としない。
即ちメモリ性を有する。さらに、反射型のディスプレイ
装置であるので、光源のちらつき等にて起こる眼疲労を
抑えることができる。

【００１０】しかしながら、従来の図５の電気泳動装置
は次のような問題点を抱えていた。

【００１１】絶縁性液体を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を単一成分で
構成することが困難であり、絶縁性液体に染料やイオン
などの発色材を混合しなくてはならなかった。このよう
な発色材の存在は、新たな電荷の授受をもたらすために
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】また、表示が着色帯電粒子及び絶縁性液体
の持つ色の2色に限られてしまい、多色表示が困難であ
った。

【００１３】また、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。

【００１４】更に、別のペーパーディスプレイとして、
特公平６−５２３５８号公報、特開平９−２１１４９９
号公報に、透明な絶縁性液体中に帯電着色粒子を分散さ
せて、帯電着色粒子が電極間を移動することにより表示
を行う電気泳動表示装置が開示されている。

【００１５】図６を用いて、特公平６−５２３５８号公
報に開示された電気泳動表示装置を説明する。

【００１６】図６において、分離部材１０２，封止部材
１０１により構成されるセル１０７中には透明な絶縁性
液体１０５を封入する。

【００１７】これを動作するには、表示信号に応じて所
望の個別透明電極１０３に数１０Ｖ程度の帯電着色粒子
１０６の帯電極性と逆の電位を与える。すると、電位を
与えられた個別透明電極１０３に対応する位置のセル１
０７中の帯電着色粒子１０６は電気泳動現象により個別
透明電極１０３側に移動し、電位を加えられなかった個
別透明電極１０３に対応する位置のセル１０７中の帯電
着色粒子１０６は共通電極１０４側に残ったままであ
る。各セル１０７は、個別透明電極１０３側から共通電
極１０４側に向って断面積の小さくなる円すい形として
あるため、共通電極１０４側に帯電着色粒子１０６が集
まった場合は個別透明電極１０３側に集まった場合より
も表示面側から見た帯電着色粒子１０６の覆う面積が小
さくなる。したがって、個別透明電極１０３側に帯電着
色粒子１０６の集まったセル１０７は帯電着色粒子１０
６の色が支配的に見え、共通電極１０４側に帯電着色粒
子１０６の集まったセル１０７は帯電着色粒子１０６以
外の分離部材１０２または共通電極１０４の色が支配的
に見えることになり、この変化を利用して表示を行う。

【００１８】セル１０７中の絶縁性液体１０５は透明で
あるから、染料等を含まないで構成することができ、染
料等を含む絶縁性液体と比較して絶縁性液体５中での帯
電着色粒子１０６の電気泳動現象の安定性および寿命が
大幅に改善される。

【００１９】図７を用いて、特開平９−２１１４９９号
公報に開示された電気泳動表示装置を説明する。

【００２０】この電気泳動表示装置は、ある色を有する
電気泳動粒子２０８と透明流体２０９とからなる分散層
を有し、この分散層が、第１の基板２０１と第２の基板
２０２及び二つの基板間を支持、封止するためのスペー
サ基板２０３に挟まれた空間に保持されている。図７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２０２の外側から第１の基板２０１に向かって
表示装置を見ることになるため、第２の基板２０２は透
明である必要がある。第１の基板２０１の分散層側表面
には第１の電極２０４が設けられている。スペーサ基板
２０３に沿って、第２の電極２０５が配置されている。
第２の基板２０２の外表面すなわち第２の基板２０２表
面のうち該分散層と反対側の表面には、スペーサ基板２
０３及び第２の電極２０５を十分に隠蔽し得る遮蔽層２
１１が設けられている。第１の電極２０４及び第２の電
極２０５の表面は、各々誘電体層２０６、２０７により
被覆されている。電気泳動粒子２０８の対比色は、誘電
体層２０６、第１の電極２０４、第１の基板２０１の少
なくとも一つの部材が担っている。電気回路２１０は第
１の電極２０４、第２の電極２０５、誘電体層２０６及
び誘電体層２０７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。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】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。
第２の電極２０５側に吸着された状態の電気泳動粒子２
０８が直接観察者から見えないように遮蔽層２１１を設
けている。よって、表示領域が狭められ、コントラスト
が低減される問題が発生する。

【００２２】また、遮蔽層２１１を設けることにより、
視野角が狭くなってしまう問題が発生する。

【００２３】

【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、コントラストの向
上を可能にした電気泳動表示装置を提供することを目的
としている。

【００２４】この目的は以下によって達成される。

【００２５】本発明の電気泳動表示装置は、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
えたセルを有する電気泳動表示装置において、第１電極
と第２電極は、第２基板と水平な方向に位置をずらし
て、第２基板上に積層され、且つ、第１電極と第２電極
は、可視領域内に配置され、且つ、第１基板側から見た
第１電極の表面積が第１基板側から見た第２電極の表面
積よりも大きく、且つ、第１基板側から見た第２電極上
にある前記着色帯電泳動粒子が吸着する表面が曲面形状
である、構成をとる。

【００２６】好ましくは、上記構成に加えて、前記曲面
形状が凹形状或いは凸形状或いは凹凸形状である、構成
をとる。

【００２７】好ましくは、上記構成に加えて、前記曲面
形状が多孔性である、構成をとる。

【００２８】好ましくは、上記構成に加えて、前記第２
電極上にある着色帯電泳動粒子が吸着する表面が第２電
極表面である、構成をとる。

【００２９】好ましくは、上記構成に加えて、前記第２
電極上にある着色帯電泳動粒子が吸着する表面が絶縁層
表面である、構成をとる。

【００３０】好ましくは、上記構成に加えて、前記第１
基板側から見た第２電極上にある着色帯電泳動粒子が吸
着する表面の表面積が、前記第１基板側から見た第１電
極上にある着色帯電泳動粒子が吸着する表面の表面積と
等しい、構成をとる。

【００３１】好ましくは、上記構成に加えて、前記第２
基板が前記着色帯電泳動粒子と異なる色に着色されてい
る、構成をとる。

【００３２】好ましくは、上記構成に加えて、前記第２
基板表面に着色帯電泳動粒子と異なる色に着色された着
色層または光反射層が積層されている、構成をとる。

【００３３】好ましくは、上記構成に加えて、前記光反
射層が着色されている、構成をとる。

【００３４】好ましくは、上記構成に加えて、前記第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。

【００３５】本発明の電気泳動表示装置は、第１基板
と、第１基板上に積層された第１電極と、第１基板と対
向して配置された第２基板と、第２基板上に積層され且
つ第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
セルを有する電気泳動表示装置において、第１電極と第
２電極は、可視領域内に配置され、且つ、第１基板側か
ら見た第１電極の表面積が第１基板側から見た第２電極
の表面積よりも大きく、且つ、第１基板側から見た第２
電極上にある前記着色帯電泳動粒子が吸着する表面が曲
面形状である、構成をとる。

【００３６】好ましくは、上記構成に加えて、前記曲面
形状が凹形状或いは凸形状或いは凹凸形状である、構成
をとる。

【００３７】好ましくは、上記構成に加えて、前記曲面
形状が多孔性である、構成をとる。

【００３８】好ましくは、上記構成に加えて、前記第２
電極上にある着色帯電泳動粒子が吸着する表面が第２電
極表面である、構成をとる。

【００３９】好ましくは、上記構成に加えて、前記第２
電極上にある着色帯電泳動粒子が吸着する表面が絶縁層
表面である、構成をとる。

【００４０】好ましくは、上記構成に加えて、前記第１
基板側から見た第２電極上にある着色帯電泳動粒子が吸
着する表面の表面積が、前記第１基板側から見た第１電
極上にある着色帯電泳動粒子が吸着する表面の表面積と
等しい、構成をとる。

【００４１】好ましくは、上記構成に加えて、前記第２
基板が前記着色帯電泳動粒子と異なる色に着色されてい
る、構成をとる。

【００４２】

【発明の実施の形態】図１に本発明の電気泳動表示装置
を構成する画素（セル）９の断面図を示す。透明な絶縁
性液体１及び着色帯電泳動粒子２は、光透過性の第１基
板３、第２基板４上の絶縁層７、及び隔壁８によって囲
まれた空間内に保持される。絶縁層７の下には第１電極
５が一部に形成され、さらに絶縁層４を介して第２電極
６が形成されている。本実施形態の表示装置は、絶縁性
液体１中で着色帯電泳動粒子２の電気泳動特性を利用し
て、着色帯電泳動粒子２を第２基板４面と水平に上記第
1電極５面上及び第2電極６面上間を移動させることによ
って表示を行うものである。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】ここで、第１基板３側から見て第１電極５
の見かけの表面積が第２電極６の表面積と比較して大き
くなるように構成されている。更に、第１基板３側から
見た第２電極６上に配置された絶縁層７の表面を曲面形
状にしている。よって、第２電極６上に配置された絶縁
層７に吸着する着色帯電泳動粒子２の吸着面積を大きく
することができ、着色帯電泳動粒子２が第１電極５上の
絶縁層７に吸着している状態と着色帯電泳動粒子２が第
２電極６上の絶縁層７に吸着されている状態の２つの状
態において、はっきりとした表示コントラストを実現で
きる。

【００４６】つまり、第１基板３側から見た第２電極６
の見かけの表面積を第１電極５の見かけの表面積に比べ
て、小さくすればするほど、前記２つの状態において、
表示コントラストは向上するが、着色帯電泳動粒子２の
吸着面積が小さくなり、第２電極６上の絶縁層７に着色
帯電泳動粒子２が吸着した時、第１電極５上の絶縁層７
に着色帯電泳動粒子２がはみ出し、着色帯電泳動粒子２
の重なりすぎによる吸着不良や移動不良が発生してしま
う問題が生じる。それを解決するために、第１基板３側
から見た第２電極６上に配置された絶縁層７の表面を曲
面形状にし、はみ出し、吸着不良、移動不良を防止しつ
つ、表示コントラストの良い表示装置を実現するもので
ある。

【００４７】透明な絶縁性液体１中の着色帯電泳動粒子
２を着色帯電泳動粒子２の持つ電荷とは反対極性の電位
を第１電極５へ印加し、着色帯電泳動粒子２の持つ電荷
と同極性の電位を第２電極６に印加することにより、着
色帯電泳動粒子２を第１電極５上に静電的に吸着させる
と、絶縁層７が光透過性である場合、観測者（第１基板
３側）からは着色帯電泳動粒子２と第２電極６の色が観
察（表示）される（図１（ａ））。

【００４８】一方、印加電圧の極性を変え、第１電極５
に着色帯電泳動粒子２の持つ電荷と同極性の電位を印加
し、第２電極６に着色帯電泳動粒子２の持つ電荷と逆極
性の電位を印加すると、着色帯電泳動粒子２は、静電引
力により第2電極６上へと引き寄せられるので、着色帯
電泳動粒子２と第1電極５の色が観察される（図１
（ｂ））。

【００４９】従って、例えば、着色帯電泳動粒子２およ
び第2電極６を共に黒色にし、第1電極５を白色とすれ
ば、白黒表示が可能となる。但し、第１基板３、絶縁層
７は、透明とする。

【００５０】また、着色帯電泳動粒子２、着色帯電泳動
粒子２と光学的特性（色相、反射率、等）が異なる第１
電極５、絶縁層７、第２基板４の色をカラー化（例え
ば、イエロー、シアン、マゼンタ、等）すれば、カラー
表示も可能となる。

【００５１】更に、本実施態様では、第１電極５及び第
２電極６は、第２基板４と水平な方向に重なる領域を有
する。

【００５２】図１を用いて説明すると、第1電極５と第2
電極６が絶縁層７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、キャパシター形成面積を構造的に大きく取れるの
で、メモリー保持力を強く維持できる効果も有する。

【００５３】本実施形態では、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。

【００５４】階調表現は、図１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を混合
して用いる等がある。

【００５５】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５及び第２電極６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。

【００５６】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。

【００５７】また、上記説明において第１電極５が着色
帯電泳動粒子２と光学的特性が異なるように着色されて
いる場合を例にしたが、第１電極５を透明にし、第２基
板４を着色帯電泳動粒子２と光学的特性が異なる色で着
色してもよい。その時、絶縁層７は、透明とする。

【００５８】また、これらの色は黒または白に限定され
ることなく、必要に応じて、シアン、マゼンタ、イエロ
ー等の別の色を用いても差し支えない。

【００５９】また、着色帯電泳動粒子２、第１電極５、
第２電極６、絶縁層７、第２基板４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したり、混
合したりしたものでもよい。

【００６０】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。

【００６１】（本発明の別の実施形態）また、図１にお
いて、第１電極５及び第２電極６上を絶縁層７で被覆す
る理由は、第１電極５及び第２電極６と透明な絶縁性液
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。また、着
色帯電泳動粒子２の電極上への焼き付きを防止するため
である。

【００６２】しかし、着色帯電泳動粒子２及び第１電極
５及び第２電極６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。

【００６３】また、絶縁性液体自身を改良して電気化学
的劣化を低減させることも可能である。よって、図１に
おいて、第１電極５及び第２電極６の何れか一方、又
は、両方を露出させて、着色帯電泳動粒子２が直接第１
電極５又は第２電極６に付着する形態をとっても良い。
尚、第２電極６を露出させる場合、以下（第２の実施形
態）に述べるように、第２電極６の着色帯電泳動粒子の
吸着に係わる部分の表面形状を凹状、凸状、或いは凹凸
状にしておくことが望ましい。

【００６４】次に、本発明の第２の実施形態を図２を用
いて説明する。

【００６５】第２電極６の着色帯電泳動粒子２の吸着に
係わる部分の表面形状を凹状、凸状、或いは凹凸状にす
ることにより、着色帯電泳動粒子２の吸着面積を見かけ
の表面積よりも大きくするものである。そして、絶縁層
７の表面形状を第２電極６の表面形状と等しくする。係
る構成により、第２電極６上に着色帯電泳動粒子２が吸
着する場合、観察者（第１基板３側）からの着色帯電泳
動粒子２の可視領域を狭めつつ、実効的な吸着面積の減
少を押さえることができる効果を有する。

【００６６】表示動作（駆動）の安定性の面から最も好
ましい形態は、着色帯電泳動粒子２の吸着面積が、第１
電極５側に吸着させた時と第２電極６側に吸着させた時
との間で等しい場合である。従って第２電極６側に吸着
させた着色帯電泳動粒子２の吸着面積が見かけの表面積
と比較して大きいほど、表示動作の安定性を維持しなが
ら表示コントラストの向上を図ることができる。

【００６７】また、別の実施形態として、係る観点か
ら、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第２電極６及び
それを覆う絶縁層７に孔２１を多数空け、第２電極６上
にある着色帯電泳動粒子２が吸着する表面を多孔性にし
てもよい。

【００６８】また、別の本実施形態を図８を用いて説明
する。図８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。第１電極５と第２電極６とが第２基板４の水平方向
にのみ位置をずらして配置されている。つまり、第１電
極５と第２電極６とが並設して配置され、各電極への配
線部を除いて、第２基板４の水平方向に重なる領域を持
たない構成とする。図８の構成をとっても、図１の表示
装置と同様な効果を得ることができる。

【００６９】図１０を用いて本発明の別の実施形態の電
気泳動表示装置を示す。

【００７０】第１基板７１上に第１電極７３が配置さ
れ、第１電極７３を覆うように絶縁層７５が積層されて
いる。また、第２基板７２上に第２電極７４が配置さ
れ、第２電極７４を覆うように絶縁層７６が積層されて
いる。そして、第１基板７１及び第２基板７２及び隔壁
７８で密封された画素（セル）７９内に透明な絶縁性液
体７７と着色帯電泳動粒子７６が充填されている。そし
て、第１電極７３の表面積が第２電極７４の表面積より
も小さい構成をとっており、そのため、第１電極７３上
の絶縁層７５は、複数の孔７０が形成されている。

【００７１】次に、図１０の電気泳動表示装置の表示原
理の１例を示す。

【００７２】第２基板７２及び第２電極７４及び絶縁層
７６は、透明とする。また、着色帯電泳動粒子７６は、
正に帯電しているとし、黒色粒子とする。また、絶縁層
７５は白色層とする。

【００７３】第１電極７３を正極とし、第２電極７４を
負極とする場合、静電引力により、着色帯電泳動粒子７
６は、負極である第２電極７４に吸着する。よって、観
測者（第２基板７２側）から.見ると着色帯電泳動粒子
２の黒色が観察される（図１０（ａ））。

【００７４】電極に印加する電圧の極性を反転して、第
１電極７３を負極とし、第２電極７４を正極とする場
合、静電引力により、着色帯電泳動粒子７６は、負極で
ある第１電極７３に吸着する。よって、観測者（第２基
板７２側）から.見ると着色帯電泳動粒子２の黒色と絶
縁層７５の白色が混合された灰色が観察される（図１０
（ｂ））。

【００７５】第２基板７２側から見た第１電極７３上に
配置された絶縁層７５の表面を多孔性としているため、
着色帯電泳動粒子２のはみ出し、吸着不良、移動不良を
防止しつつ、表示コントラストの良い表示装置を実現で
きる。

【００７６】また、第１電極７３上の絶縁層７５は、凹
形状或いは凸形状或いは凹凸形状である、曲面形状の構
成をとっても良い。

【００７７】また、第１電極７３表面が凹形状或いは凸
形状或いは凹凸形状である、構成をとっても良い。

【００７８】また、第２基板７２側から見た第１電極７
３上にある着色帯電泳動粒子２が吸着する表面の表面積
が、第２基板７２側から見た第２電極７４上にある着色
帯電泳動粒子２が吸着する表面の表面積と等しい、構成
をとっても良い。

【００７９】（本発明の実施態様の製造方法）以下に、
本発明の実施態様の製造方法の１例を示す。

【００８０】図４に製造プロセスの断面図を示す。ま
ず、第２基板４上に第２電極６を形成する（図４
（ａ））。第２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（Ｐ
ＥＳ）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２電極６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、構成上、透明性が要求されるならば、酸化インジ
ウムすず（ＩＴＯ）などを用いる。

【００８１】次に、必要に応じて、第２電極６表面の少
なくとも表示時において着色帯電泳動粒子２を吸着させ
る領域に、凹状、凸状、凹凸状、孔状等の構造を付与
し、着色帯電泳動粒子２を吸着する表面積を大きくする
（図４（ｂ））。係る表面構造を形成する手段として
は、ドライまたはウエットエッチング、プレス、切削、
陽極酸化、レーザー加工などの手法を用いることができ
る。図４（ｂ）では、第２電極６表面全面に凹凸構造を
形成している。また第２電極６を形成する時にマスクパ
ターンを介して形成するなどして、最初から上記表面形
状を有する電極を形成してもよい。

【００８２】次に、第２電極６上に絶縁層４２を形成
し、さらに第１電極５を形成する。この際、第１電極５
と第２電極６との間で見かけの表面積の比が所望の値に
なるように構成する。絶縁層７を形成する絶縁性材料と
しては薄膜でピンホールが形成しづらいものがよく、例
えば高透明性ポリイミド、PET等を使用できる。この
際、第２電極６表面に形成した表面構造を完全に埋めて
しまわないように、適度な膜厚を選択する。第１電極５
の材料は、第２電極６と同様である。第１電極５上には
さらに絶縁層４１を形成する（図４（ｃ））。

【００８３】次に、第２基板４上に隔壁８を形成する。
隔壁材料としては、例えば、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、或いは第
２基板４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。

【００８４】次に、隔壁８上の第１基板３との接合面に
接着層４４を形成し、隔壁８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４（ｄ））。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。着色帯電泳動
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。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。

【００８５】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。

【００８６】次に、第１基板３の隔壁８との接合面に接
着層４３を形成した後（図４（ｅ））、第1基板３及び
第2基板４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）を設けて電気泳動表
示装置を得る（図４（ｆ））。

【００８７】以上の方法によって、作製された電気泳動
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。
上記説明は一つの画素（セル）区画９で行ったが、表示
装置としては、係る画素（セル）９を必要な数だけ２次
元方向に連続的に複数配置した構造を有していることは
いうまでもない。

【００８８】図１０の電気泳動表示装置で用いられる構
成部材２、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７
７、７８、の材料は、図４の説明で使用された材料と同
様な材料を使用することができる。

【００８９】

【実施例】以下、本発明を実施例を用いて説明する。

【００９０】（実施例１）図４を用いて説明する。

【００９１】厚さ２００μmのＰＥＴフィルムからなる
第２基板４に第２電極６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
ライン幅５０μｍ、スペース幅１μｍになるようパター
ニングした（図４（ａ））。

【００９２】次に、ドライエッチングにより係る第２電
極６表面を局所的に削って凹凸形状を形成し、その上に
ポリイミドからなる透明絶縁層４２を形成した（図４
（ｂ））。

【００９３】次に、第１電極５としてＩＴＯを成膜し、
第２電極６のライン方向とは直交する方向にライン幅１
０μｍ、スペース幅４０μｍとなるようパターニングし
た。この結果、第１電極５と第２電極６との間で、見か
けの表面積の比が４：１となった。

【００９４】次に、酸化チタン微粒子を混合して白色化
したＰＥＴを用いて白色絶縁層４１を第１電極５上に形
成した（図４（ｃ））。さらに第２基板４上に隔壁８を
形成した。隔壁８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８を形成した。厚さ２００μmのＰＥＴフィルムか
らなる第１基板３との接合面に熱融着性の接着層４４を
形成した後、隔壁８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。次に、第
１基板３上、第２基板４上の隔壁８との接着面に熱融着
性の接着層４３のパターンを形成し（図４（ｅ））、隔
壁８と第１基板３の接着層４４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４（ｆ））。

【００９５】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、係る電圧印加により負の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５を負極とし、第２電
極６を正極とした場合、白色絶縁層４１上に黒色の着色
帯電泳動粒子２が移動したため、表示は黒色表示となっ
た。

【００９６】一方、電極に印加する電圧の極性を反転し
て、第１電極５を正極とし、第２電極６を負極とした場
合、暗黒色の第２電極６上に黒色の着色帯電泳動粒子２
が移動するため、白色絶縁層４１が露出して、観測者
（第１基板３側）からは灰色がかった白色が観察でき
た。応答速度は３０ｍｓ以下で、コントラスト比は約
１：５であった。

【００９７】上記図４に基づく本実施例１の電気泳動表
示装置では、絶縁層４１を白色としたが、絶縁層４１を
透明とし、また、第１電極５及び絶縁層４２及び第２電
極６及び第１基板３を透明とし、第１基板裏面の全面に
白色層を形成し、その白色層上に酸化チタン微粒子を含
んだ光反射層を形成する形態としても良い。また、光反
射層自身が着色される形態をとっても良い。このような
構成をとっても、白黒表示、等を実現できる。

【００９８】（比較例１）実施例１において、第２電極
６表面に凹凸形状を付与する工程を省略した他は全く同
様にして表示素子を作製した。実施例１と同様の手法に
より、表示素子の駆動特性を調べたところ、コントラス
ト比は約１：５であったが、白色表示後に電圧印加を中
止すると、機械的振動等に伴って脱着してしまう着色帯
電泳動粒子２が一部存在した。

【００９９】（実施例２）実施例１において、第１電極
をライン幅５μｍ、スペース幅４５μｍとなるようパタ
ーニングした他は全く同様にして表示素子を作製した。
作製された表示素子は、第１電極５と第２電極６との間
で、見かけの表面積の比が９：１となった。実施例１と
同様の手法により、表示素子の駆動特性を調べたとこ
ろ、コントラスト比は約１：１０であった。

【０１００】（比較例２）実施例２において、第２電極
６表面に凹凸形状を付与する工程を省略した他は全く同
様にして表示素子を作製した。実施例１と同様の手法に
より、表示素子の駆動特性を調べたところ、白色表示時
に一部の着色帯電泳動粒子２の移動が第２電極６側への
不完全であり、コントラスト比は約１：８となった。ま
た白色表示後に電圧印加を中止すると、機械的振動等に
伴って脱着してしまう着色帯電泳動粒子２が一部存在し
た。

【０１０１】（実施例３）図９は、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９
（ａ）は、本実施例の表示装置８２の断面図（図９
（ｂ）の破線Ａ−Ａ' に沿う断面図）で、図９（ｂ）
は、その平面図である。

【０１０２】ＰＥＴフィルムからなる第２基板４の表面
の全面に灰色の顔料層を形成した。

【０１０３】その後、実施例１と同様に第１電極５、絶
縁層７、第２電極６、着色帯電泳動粒子２、透明な絶縁
性液体１、凹状構造の第２基板２を有するセル８３を形
成した。

【０１０４】その後、第1基板１の表面に透明な隔壁８
１を図１０（ｂ）のように形成した。

【０１０５】その後、パルス発生器８４を第１電極５に
接続して、表示装置８２とした。また、第２電極６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。

【０１０６】作製した表示装置８２を用いて表示を行っ
た。全第１電極５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
た黒色の第２電極６上に移動した。これにより、第１基
板３（観測側）から見た全セル８３内を灰色がかった白
色状態とした。一方、第１電極５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１電極５に逆
極性のパルス、波高値プラス５０Ｖ、パルス幅１０ｍｓ
の矩形波を印加したところ、白色の絶縁層７上に着色帯
電泳動粒子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３
０ｍsec以下であった。

【０１０７】例えば、全部の第１電極５をスイッチで選
択して、第１電極５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。

【０１０８】

【発明の効果】以上、詳細に述べたように、本発明は次
のような作用効果を持つ。

【０１０９】本発明の構成をとると、はみ出し、吸着不
良、移動不良を防止しつつ、表示コントラストの良い表
示装置を実現するものである。また、駆動特性や表示安
定性を損なわないで。コントラスト向上を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気泳動表示装置の表示原理の図を示
す。

【図２】本発明の電気泳動表示装置の電極形状の一例を
模式的に示す図である。

【図３】本発明の電気泳動表示装置の電極形状の一例を
模式的に示す図である。

【図４】本発明の電気泳動表示装置の製造方法を示す図
である。

【図５】従来の電気泳動型表示装置の表示原理を示す図
である。

【図６】従来の電気泳動型表示装置の表示原理を示す図
である。

【図７】従来の電気泳動型表示装置の表示原理を示す図
である。

【図８】本発明の別の電気泳動表示装置を示す図であ
る。

【図９】本実施例３の電気泳動表示装置を示す図であ
る。

【図１０】本発明の別の電気泳動表示装置を示す図であ
る。

【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第２基板５第１電極６第２電極７絶縁層８隔壁９画素（セル）１０電源２１孔４１絶縁層４２絶縁層４３絶縁層４４接着層

Claims

【特許請求の範囲】

【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、を備えたセルを有する電気泳動表示
装置において、第１電極と第２電極は、第２基板と水平な方向に位置を
ずらして、第２基板上に積層され、且つ、第１電極と第
２電極は、可視領域内に配置され、且つ、第１基板側か
ら見た第１電極の表面積が第１基板側から見た第２電極
の表面積よりも大きく、且つ、第１基板側から見た第２
電極上にある前記着色帯電泳動粒子が吸着する表面が曲
面形状であることを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項２】前記曲面形状が凹形状或いは凸形状或い
は凹凸形状である請求項１に記載の電気泳動表示装置。
【請求項３】前記曲面形状が多孔性である請求項１に
記載の電気泳動表示装置。
【請求項４】前記第２電極上にある着色帯電泳動粒子
が吸着する表面が第２電極表面である請求項１〜３に記
載の電気泳動表示装置。
【請求項５】前記第２電極上にある着色帯電泳動粒子
が吸着する表面が絶縁層表面である請求項１〜３に記載
の電気泳動表示装置。
【請求項６】前記第１基板側から見た第２電極上にあ
る着色帯電泳動粒子が吸着する表面の表面積が、前記第
１基板側から見た第１電極上にある着色帯電泳動粒子が
吸着する表面の表面積と等しい請求項１〜５に記載の電
気泳動表示装置。
【請求項７】前記第２基板が前記着色帯電泳動粒子と
異なる色に着色されている請求項１〜６に記載の電気泳
動表示装置。
【請求項８】前記第２基板表面に着色帯電泳動粒子と
異なる色に着色された着色層または光反射層が積層され
ている請求項１〜６に記載の電気泳動表示装置。
【請求項９】前記光反射層が着色されている請求項８
に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１０】前記第1基板及び前記第2基板がポリマ
ーフイルムである請求項１〜９に記載の電気泳動表示装
置。
【請求項１１】第１基板と、第１基板上に積層された
第１電極と、第１基板と対向して配置された第２基板
と、第２基板上に積層され且つ第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、を備えたセルを有する電気泳動表示
装置において、第１電極と第２電極は、可視領域内に配置され、且つ、
第１基板側から見た第１電極の表面積が第１基板側から
見た第２電極の表面積よりも大きく、且つ、第１基板側
から見た第２電極上にある前記着色帯電泳動粒子が吸着
する表面が曲面形状であることを特徴とする電気泳動表
示装置。
【請求項１２】前記曲面形状が凹形状或いは凸形状或
いは凹凸形状である請求項１１に記載の電気泳動表示装
置。
【請求項１３】前記曲面形状が多孔性である請求項１
１に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１４】前記第２電極上にある着色帯電泳動粒
子が吸着する表面が第２電極表面である請求項１１〜１
３に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１５】前記第２電極上にある着色帯電泳動粒
子が吸着する表面が絶縁層表面である請求項１１〜１３
に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１６】前記第１基板側から見た第２電極上に
ある着色帯電泳動粒子が吸着する表面の表面積が、前記
第１基板側から見た第１電極上にある着色帯電泳動粒子
が吸着する表面の表面積と等しい請求項１１〜１５に記
載の電気泳動表示装置。
【請求項１７】前記第２基板が前記着色帯電泳動粒子
と異なる色に着色されている請求項１１〜１６に記載の
電気泳動表示装置。