JP2003121887A - Electrophoresis display device - Google Patents
Electrophoresis display deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、特に低消費電力で
目に優しい反射型表示装置等に用いられる電気泳動表示
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrophoretic display device used for a reflective display device, which has low power consumption and is easy on the eyes.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、反射型表示装置としては液晶を用
いたものが主に開発されているが、液晶の旋光性を用い
た一般的な液晶セルでは必ず偏光子を必要とし、反射光
は少なくとも２回偏光子を通過しなければならない。こ
れにより反射光は５０％以上減衰し、反射型表示装置と
しての特性を大きく左右する画面の明るさを低下させる
等の致命的な要因となっている。これに対して電気泳動
表示装置を用いた反射型表示装置は、低消費電力化、目
に対する疲労削減などの利点がある。電気泳動表示装置
を用いた反射型表示装置の用途としては、例えば案内表
示などの看板掲示、パーソナルコンピュータ用の一時出
力表示、移動体通信装置や携帯端末用の表示、広告表
示、新聞、書籍等の表示装置といった分野などを挙げる
ことができる。2. Description of the Related Art Conventionally, a reflection type display device using a liquid crystal has been mainly developed. However, a general liquid crystal cell using the optical rotatory power of a liquid crystal always needs a polarizer, It must pass through the polarizer at least twice. As a result, the reflected light is attenuated by 50% or more, which is a fatal factor such as a decrease in the screen brightness that greatly affects the characteristics of the reflective display device. On the other hand, the reflective display device using the electrophoretic display device has advantages such as low power consumption and reduced eye fatigue. The reflective display device using the electrophoretic display device is used, for example, as a signboard such as a guide display, a temporary output display for a personal computer, a display for a mobile communication device or a mobile terminal, an advertisement display, a newspaper, a book, etc. The fields such as display devices can be mentioned.
【０００３】このような反射型表示装置に用いられる電
気泳動表示装置として、例えば日本国特許第９００９６
３号、第２５５１７８３、また米国特許５９３００２６
号に記載されているような装置が知られている。これら
の電気泳動表示装置は二枚の電極の間に電気泳動粒子と
色素を溶解させた絶縁性液体からなる分散層を挟み、電
気泳動粒子と色素の対比色により画像を得るものであ
る。つまり、各画素において、電気泳動粒子が観測者に
近い一方の電極の表面に付着する場合には電気泳動粒子
の色を目視でき、電気泳動粒子が観測者から遠い他方の
電極の表面に付着する場合には、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を目視で
きる。そしてこれらの画素が横方向（水平方向）に多数
配列された状態で各画素の表示色を選択して表示装置全
体でモノクロ画像等を表示できることになる。またカラ
ー画像を表示するには電気泳動粒子または絶縁性流体を
シアン、マゼンタ、イエロー、黒色に設定した各画素を
配列すればよい。As an electrophoretic display device used in such a reflective display device, for example, Japanese Patent No. 90096
No. 3,255,1783, and US Pat.
Devices such as those described in the publication are known. In these electrophoretic display devices, a dispersion layer made of an insulating liquid in which electrophoretic particles and a dye are dissolved is sandwiched between two electrodes, and an image is obtained by a contrasting color of the electrophoretic particles and the dye. That is, in each pixel, when the electrophoretic particles adhere to the surface of one electrode close to the observer, the color of the electrophoretic particles can be visually observed, and the electrophoretic particles adhere to the surface of the other electrode far from the observer. In some cases, the color of the electrophoretic particles is hidden by the insulating liquid and the color of the insulating liquid can be visually observed. Then, with a large number of these pixels arranged in the horizontal direction (horizontal direction), the display color of each pixel can be selected to display a monochrome image or the like on the entire display device. Further, in order to display a color image, each pixel in which the electrophoretic particles or the insulating fluid is set to cyan, magenta, yellow and black may be arranged.
【０００４】これらの電気泳動表示装置は、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はいる
ものの、絶縁性液体に溶解した色素の電気泳動粒子への
吸着や、電気泳動粒子が吸着された電極表面と電気泳動
粒子との間への絶縁性液体の浸透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
せることが困難であるという大きな問題があった。ま
た、マトリックス表示する場合、電気泳動粒子の泳動時
間を短くして応答を速くしなければならない。そのため
には電極間距離を短くする必要があるが、短くすると今
度は着色された絶縁性液体による電気泳動粒子の色の吸
収能力または遮蔽能力が小さくなり、隠蔽性低下により
コントラストが低くなるという問題があった。These electrophoretic display devices have a wide viewing angle,
Despite the advantages of high contrast and low power consumption, adsorption of dye dissolved in an insulating liquid to electrophoretic particles and insulation between the electrode surface on which electrophoretic particles are adsorbed and electrophoretic particles Due to adverse effects such as permeation of volatile liquids,
There is a big problem that it is difficult to achieve both high reflectance, that is, brightness and high contrast. In the case of matrix display, the electrophoretic particle migration time must be shortened to speed up the response. For that purpose, it is necessary to shorten the distance between the electrodes, but when this is shortened, the ability to absorb or shield the color of the electrophoretic particles by the colored insulating liquid is reduced, and the contrast is reduced due to the hiding property being lowered. was there.
【０００５】これらの問題を解決する手段として、画素
毎に凹レンズ機能を有する上部基板を備えた電気泳動表
示装置が特開２００１−１７４８５３に示されている。
この方法では絶縁性液体を無色透明とし、電気泳動粒子
と隔壁側面に配した着色層や着色フィルターとで色の対
比を得るようにしている。しかも上部電極を曲面構造に
して電気泳動粒子を吸着する二つの電極間距離を一定に
することで高速応答と高コントラストを得ることができ
る。また曲面構造とした上部電極の外側に設けた上部基
板が凹レンズの役割を果たすので下部電極を小さく見せ
てこの電極に吸着された電気泳動粒子を目立たなくして
いる。As a means for solving these problems, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-174853 discloses an electrophoretic display device having an upper substrate having a concave lens function for each pixel.
In this method, the insulating liquid is made colorless and transparent, and the electrophoretic particles and the colored layers or coloring filters arranged on the side surfaces of the partition walls are used to obtain color contrast. Moreover, a high-speed response and high contrast can be obtained by forming the upper electrode into a curved structure and keeping the distance between the two electrodes that adsorb the electrophoretic particles constant. Further, since the upper substrate provided on the outer side of the curved upper electrode plays the role of a concave lens, the lower electrode appears to be small and the electrophoretic particles adsorbed on this electrode are inconspicuous.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の電
気泳動表示装置では、コントラストを向上させるために
凹レンズ機能を利用しているにすぎないため下部電極に
吸着された電気泳動粒子の隠蔽が十分でなくコントラス
ト発現に限界があり、電気泳動粒子の隠蔽を利用した方
法に比べると必然的にコントラストが劣るという大きな
問題がある。また、観測側の上部基板に凹レンズ機能を
持たせるために分散層の絶縁性液体の屈折率を上部基板
の屈折率より小さくするとしているが、事実上ガラスや
プラスチックなど無色透明の絶縁層である上部基板と比
較して非常に小さな屈折率を有する絶縁性流体を得るこ
とは材料面から見て極めて困難であるという実用上の問
題も有する。本発明は、上述のような実情に鑑みて、高
いコントラストを有する電気泳動表示装置を提供するこ
とを目的とする。However, in the above-mentioned electrophoretic display device, since the concave lens function is merely used to improve the contrast, the concealment of the electrophoretic particles adsorbed on the lower electrode is not sufficient. There is a limit to the expression of contrast, and there is a big problem that the contrast is inevitably inferior to the method using the concealment of electrophoretic particles. Also, in order to make the upper substrate on the observation side have a concave lens function, the refractive index of the insulating liquid in the dispersion layer is set to be smaller than that of the upper substrate, but it is effectively a colorless and transparent insulating layer such as glass or plastic. There is also a practical problem that it is extremely difficult from a material point of view to obtain an insulating fluid having a very small refractive index as compared with the upper substrate. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an electrophoretic display device having high contrast.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明による電気泳動表
示装置は、複数の画素を有する電気泳動表示装置におい
て、各画素は、第１の基板と、第１の基板上に設けられ
ている第１の電極と、第１の電極に対向して設けられて
いて第１の電極側に凸の曲面構造を具備する無色透明の
絶縁基板と、絶縁基板に隣接して設けられてる第２の基
板と、該第２の基板上で第１の電極に対向して配置され
た第２の電極と、第１及び第２の電極間にあって無色透
明の流体及び同極性の電荷を持つ着色された電気泳動粒
子を含む分散層と、画素を分離する隔壁とからなり、第
２の基板または第２の電極に遮光性を付与すると共に、
少なくとも第１の電極の表面が電気泳動粒子と対比し得
る色を有することを特徴とする。従って、第１及び第２
の電極に異なる極性の電圧を印加することで第１の電極
に電気泳動粒子が吸着されれば凸レンズ機能を有する絶
縁基板を通して電気泳動粒子の色を拡大して観察するこ
とができ、逆に第２の電極に電気泳動粒子が吸着されれ
ば第１の電極の表面（と隔壁の側面）の色を拡大観察で
きる。そのためいずれの場合も高いコントラストが得ら
れ、流体についてもガラスやプラスチック等の無色透明
な絶縁基板より屈折率の小さい材質に限定されることな
く材料を選択できる。尚、第１の電極表面だけでなく隔
壁の側面にも電気泳動粒子と対比し得る色を付与するこ
とで、絶縁基板を通した目視の際に目視方向の角度に係
わらず同一の色のみを視認でき、目視角度に係わらずコ
ントラストが高い。An electrophoretic display device according to the present invention is an electrophoretic display device having a plurality of pixels, in which each pixel is provided on a first substrate and a first substrate. No. 1 electrode, a colorless and transparent insulating substrate provided facing the first electrode and having a convex curved surface structure on the first electrode side, and a second substrate provided adjacent to the insulating substrate. A second electrode disposed on the second substrate so as to face the first electrode, a colorless transparent fluid between the first and second electrodes, and colored electricity having an electric charge of the same polarity. It comprises a dispersion layer containing electrophoretic particles and a partition wall for separating pixels, imparts a light-shielding property to the second substrate or the second electrode, and
At least the surface of the first electrode has a color that can be compared with the electrophoretic particles. Therefore, the first and second
If the electrophoretic particles are adsorbed to the first electrode by applying voltages of different polarities to the electrodes, the color of the electrophoretic particles can be magnified and observed through the insulating substrate having a convex lens function. If the electrophoretic particles are adsorbed on the second electrode, the color of the surface of the first electrode (and the side surface of the partition wall) can be observed under magnification. Therefore, in any case, high contrast can be obtained, and the fluid can be selected without being limited to a material having a smaller refractive index than a colorless and transparent insulating substrate such as glass or plastic. By providing not only the surface of the first electrode but also the side surface of the partition wall with a color that can be compared with the electrophoretic particles, only the same color can be provided regardless of the angle of the viewing direction when viewing through the insulating substrate. It is visible and has high contrast regardless of the viewing angle.
【０００８】また隔壁の側面は第１の電極及び第２の電
極間に位置していて第１の電極に近づくにつれて対向す
る前記側面間の距離が次第に小さくなるようにしてもよ
い。コントラストが高い上に各画素の専有面積を小さく
できる。第１の電極は各画素面積より小さい面積にでき
る。また第１の電極及び第２の電極間の距離がほぼ一定
になるようにしてもよい。第１及び第２の電極の電圧の
印加や極性切り換えに際して、吸着された電気泳動粒子
が各電極の一部に集中することを防止してほぼ均一に電
極を被覆するからコントラストを高めることができる。The side surface of the partition wall may be located between the first electrode and the second electrode, and the distance between the facing side surfaces may be gradually reduced as the side surface approaches the first electrode. In addition to high contrast, the area occupied by each pixel can be reduced. The first electrode can be smaller than each pixel area. Further, the distance between the first electrode and the second electrode may be substantially constant. At the time of applying a voltage to the first and second electrodes and switching the polarities, the adsorbed electrophoretic particles are prevented from concentrating on a part of each electrode and the electrodes are almost uniformly covered, so that the contrast can be enhanced. .
【０００９】また着色表示に際して、各画素の電気泳動
粒子が白色で、第１の電極の表面および隔壁の側面（及
び第２の基板）が黒色であってもよい。或いは各画素の
電気泳動粒子が黒色で、第１の電極の表面および隔壁の
側面（及び第２の基板）が白色であるようにしてもよ
い。各画素についてモノクロ表示ができる。また複数の
画素について、各電気泳動粒子が白色で、第１の電極の
表面、第２の基板および隔壁の側面（及び第２の基板）
がそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー、黒色からなる
の各画素からなり、これらの各画素が横配列されていて
もよい。電気泳動表示装置全体でこれら多数の画素によ
ってカラー画像表示が行える。また各電気泳動粒子がそ
れぞれシアン、マゼンタ、イエロー、黒色からなる複数
の画素が縦方向に積層配列されており、これら複数の画
素において、少なくとも最上部の画素における第２の基
板が白色であると共に、最下部の画素における第１の電
極の表面および隔壁の側面が白色で、それ以外の画素で
は第１の基板、第１の電極、第２の電極および隔壁が無
色透明であるように構成してもよい。複数の画素を積層
配列した構成でカラー画像表示できる。In the color display, the electrophoretic particles of each pixel may be white, and the surface of the first electrode and the side surface of the partition wall (and the second substrate) may be black. Alternatively, the electrophoretic particles of each pixel may be black, and the surface of the first electrode and the side surface of the partition wall (and the second substrate) may be white. Monochrome display is possible for each pixel. Further, in each of the plurality of pixels, each electrophoretic particle is white, and the surface of the first electrode, the side surface of the second substrate and the partition wall (and the second substrate).
May include respective pixels of cyan, magenta, yellow, and black, and these respective pixels may be laterally arranged. A color image can be displayed by the large number of pixels in the entire electrophoretic display device. In addition, a plurality of pixels each of which has cyan, magenta, yellow, and black electrophoretic particles is vertically stacked, and at least the second substrate of at least the uppermost pixel of the plurality of pixels is white. In the bottom pixel, the surface of the first electrode and the side surface of the partition wall are white, and in the other pixels, the first substrate, the first electrode, the second electrode and the partition wall are colorless and transparent. May be. A color image can be displayed with a configuration in which a plurality of pixels are stacked and arranged.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の
形態による電気泳動表示装置における一画素の縦断面図
である。図１に示す実施の形態による電気泳動表示装置
１は単一の画素の縦断面を示すもので、任意の絶縁性材
料からなる下部基板２（第１の基板）上に下部電極３
（第１の電極）が配設されており、下部電極３は例えば
ライン状またはドット状にパターン化された金属膜であ
る。下部電極３に対向する位置に下部電極３に向かって
凸曲面形状をなす無色透明の絶縁基板４が設けられてい
る。絶縁基板４は例えば同一厚さの凸曲面板状を呈して
おり、下部基板２側に凸をなす構成を持つことで凸レン
ズ機能を有している。この絶縁基板４は下部電極３が例
えばライン状の場合には円筒周面状に形成され、ドット
状の場合には球面状となる。絶縁基板４の両側または周
囲には遮光性を有する上部基板５が設けられ、上部基板
５の下側には下部電極３とは反対の極性を有する上部電
極６（第２の電極）が設けられている。上部電極６は各
画素毎に絶縁基板４が例えば球面状である場合には絶縁
基板４の周囲に略リング状に形成され、絶縁基板４が円
筒周面状であれば絶縁基板４を挟んで両側に分離して形
成されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical sectional view of one pixel in an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention. An electrophoretic display device 1 according to the embodiment shown in FIG. 1 shows a vertical cross section of a single pixel, and includes a lower electrode 3 on a lower substrate 2 (first substrate) made of an arbitrary insulating material.
(First electrode) is provided, and the lower electrode 3 is, for example, a metal film patterned in a line shape or a dot shape. A colorless and transparent insulating substrate 4 having a convex curved shape toward the lower electrode 3 is provided at a position facing the lower electrode 3. The insulating substrate 4 has, for example, a convex curved plate shape having the same thickness, and has a convex lens function by having a configuration in which it is convex toward the lower substrate 2. This insulating substrate 4 is formed in a cylindrical peripheral surface shape when the lower electrode 3 is, for example, a line shape, and is a spherical shape when it is a dot shape. An upper substrate 5 having a light shielding property is provided on both sides or the periphery of the insulating substrate 4, and an upper electrode 6 (second electrode) having a polarity opposite to that of the lower electrode 3 is provided below the upper substrate 5. ing. For each pixel, the upper electrode 6 is formed in a substantially ring shape around the insulating substrate 4 when the insulating substrate 4 has, for example, a spherical shape. When the insulating substrate 4 has a cylindrical peripheral surface, the upper electrode 6 sandwiches the insulating substrate 4. It is formed separately on both sides.
【００１１】そして、下部電極３と上部電極６とは互い
に対向して略平行に配設され、図１において下部電極３
の幅Ｌに対して絶縁基板４を挟んで二つに分離して見え
る上部電極６はそれぞれＬ／２づつの幅で同一面積を有
していることが好ましい。上部電極６は好ましくは下部
電極３よりも狭い面積を有している。また絶縁基板４は
上部電極６よりも下部電極３側に凸曲面形状の一部が突
出して位置している。また下部電極３と上部電極６との
間は隔壁８で仕切られており、隔壁８の内側の側面８ａ
は下部電極３の両端から上部電極６の両端に向けて外側
に傾斜して形成されており、その傾斜角は適宜の値θに
設定されている。隔壁８は両電極３，６間のギャップ
（距離）と絶縁性を保つ役割を果たし、側面８ａの傾斜
角θが臨界角（通常、約４１°）となった場合、外部か
ら入射する入射光が絶縁基板４及び流体１１（通常、ほ
ぼ同一の屈折率を有しているといえる）で屈折して側壁
８ａで反射した際、反射光が絶縁基板４を通して外部に
通過しないと全反射の状態となってしまい外部から視認
できずデッドスペースになる。反射光の全反射に起因し
てデッドスペースが形成されるとコントラストの低下を
生じるため、これを回避するために傾斜角θは臨界角よ
り小さな値に設定することが好ましい。例えば空気の屈
折率をｎ１（≒１）、プラスチックやガラス等の絶縁基
板４及び無色透明な流体１１の屈折率をｎ２（≒１．
５）とした場合、臨界角はａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ２）
で求まる。そのため、全反射を防ぐにはθ＜ａｒｃｓｉ
ｎ（ｎ１／ｎ２）に設定すればよい。一般に臨界角は４
１°であるから、傾斜角θは４１°未満に設定すればよ
い。The lower electrode 3 and the upper electrode 6 are arranged so as to face each other and are substantially parallel to each other.
It is preferable that the upper electrodes 6 that are separated from each other and have a width of L / 2 have the same area with a width of L / 2. The upper electrode 6 preferably has a smaller area than the lower electrode 3. Further, the insulating substrate 4 is located so that a part of the convex curved surface shape protrudes toward the lower electrode 3 side from the upper electrode 6. The lower electrode 3 and the upper electrode 6 are separated from each other by a partition wall 8, and the side surface 8 a inside the partition wall 8 is divided.
Are inclined outward from both ends of the lower electrode 3 toward both ends of the upper electrode 6, and the inclination angle is set to an appropriate value θ. The partition wall 8 plays a role of maintaining the gap (distance) between the electrodes 3 and 6 and insulation, and when the inclination angle θ of the side surface 8a becomes a critical angle (usually about 41 °), incident light incident from the outside When the light is refracted by the insulating substrate 4 and the fluid 11 (which can be said to have generally the same refractive index) and reflected by the side wall 8a, the reflected light must be totally reflected unless it passes through the insulating substrate 4 to the outside. It becomes a dead space because it cannot be seen from the outside. If a dead space is formed due to the total reflection of the reflected light, the contrast is lowered. Therefore, in order to avoid this, it is preferable to set the tilt angle θ to a value smaller than the critical angle. For example, the refractive index of air is n1 (≈1), and the refractive index of the insulating substrate 4 such as plastic or glass and the colorless and transparent fluid 11 is n2 (≈1.
5), the critical angle is arcsin (n1 / n2)
Can be obtained with. Therefore, to prevent total reflection, θ <arcsi
It may be set to n (n1 / n2). Generally, the critical angle is 4
Since it is 1 °, the inclination angle θ may be set to less than 41 °.
【００１２】また画像切り換えや電極のオン、オフに際
して、応答速度を速め、視野角依存性を小さくするため
に両電極３、６間の距離は短い方が好ましく、そのため
に隔壁８の高さはできるだけ低い方が好ましい。隔壁８
の側面８ａと下部電極３の表面は適宜の色に着色されて
おり、本実施の形態では着色絶縁層９が被覆されてい
る。そして上下電極３，６と隔壁８と絶縁基板４で仕切
られた空間１０内には無色透明の流体１１と着色された
電気泳動素子１２とからなる分散層１３が封入されてい
る。電気泳動粒子１２と着色絶縁層９とは例えば黒と白
等、互いに対比し得る色に設定されている。着色した複
数の電気泳動粒子１２は流体１１の中で同極性の電荷を
持って分散している。流体１１としては可視域の光の透
過性が良く、電気泳動粒子１２に対する溶解能が小さく
電気泳動粒子１２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。また電気泳動粒子１２の浮沈防止のためには電気
泳動粒子１２と比重がほぼ等しく、電圧印加時における
電気泳動粒子１２の迅速な移動を促すために粘性の低い
ものが好ましい。下部電極３と上部電極６とは電気回路
１４に電気的に接続されており、両電極３，６において
電圧の印加と切断、極性の切り換え等を適宜行うことに
なる。一旦下部電極３または上部電極６に電気泳動粒子
１２が吸着された後で電圧印加を遮断した場合でも、電
気泳動粒子１２はその位置に保持されるというメモリ機
能を有する。In addition, it is preferable that the distance between the electrodes 3 and 6 is short in order to speed up the response speed and reduce the viewing angle dependency when switching the images and turning the electrodes on and off. It is preferably as low as possible. Partition wall 8
The side surface 8a and the surface of the lower electrode 3 are colored with an appropriate color, and in the present embodiment, the colored insulating layer 9 is covered. A dispersion layer 13 including a colorless transparent fluid 11 and a colored electrophoretic element 12 is enclosed in a space 10 partitioned by the upper and lower electrodes 3, 6, the partition wall 8 and the insulating substrate 4. The electrophoretic particles 12 and the colored insulating layer 9 are set in colors that can be compared with each other, such as black and white. The plurality of colored electrophoretic particles 12 are dispersed in the fluid 11 with electric charges of the same polarity. The fluid 11 has good transparency to light in the visible range, has a small dissolving power for the electrophoretic particles 12, can stably disperse the electrophoretic particles 12, and does not contain ions and does not generate ions when a voltage is applied. desirable. Further, in order to prevent the electrophoretic particles 12 from floating and sinking, it is preferable that the specific gravity is almost equal to that of the electrophoretic particles 12 and that the electrophoretic particles 12 have a low viscosity in order to promote the rapid movement of the electrophoretic particles 12 when a voltage is applied. The lower electrode 3 and the upper electrode 6 are electrically connected to the electric circuit 14, so that application and disconnection of voltage, switching of polarities, and the like are appropriately performed at both electrodes 3 and 6. Even if the voltage application is interrupted after the electrophoretic particles 12 are once adsorbed to the lower electrode 3 or the upper electrode 6, the electrophoretic particles 12 have a memory function of being held in that position.
【００１３】ここで、下部基板２と上部基板５は、十分
な絶縁性及び微視的な平面性を保ち、十分な構造を維持
する強度を有するものであれば、特に限定されない。セ
ルの構造が保たれる限りフレキシブルな基板でもよい。
具体的な材料としてはガラス、プラスチック、セラミッ
クが好ましい。下部電極３及び上部電極６を構成する電
極材料としては、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、ＩＴＯ、ＡＴＯ、ヨ
ウ化銅などの薄膜を用いることが好ましい。電極形成は
蒸着、スパッタリング、フォトリソグラフィーなど通常
の方法で行うことができる。凸曲面形状からなる無色透
明の絶縁基板４としては、十分な絶縁性及び無色透明性
を有し、凸レンズ構造を作製できるものとする。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
好ましい。また、その加工の方法は材料に応じて、スタ
ンパ成形法、ドライエッチング法、ウエットエッチング
法、テンプレート法などを用いることができる。また上
部電極６を配置する遮光性の上部基板５の場合、もしく
は下部電極３を配置する下部基板２に電気泳動粒子１２
との対比色を担わせる場合には、適当な顔料や染料をガ
ラス、プラスチックまたは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。上部
基板５が無色透明の場合には、遮光性を有する着色電極
を上部電極６として設けても良いし、また上部基板５の
上部電極６とは反対側の表面上に、遮光性付与のための
着色絶縁層９を設けても良い。The lower substrate 2 and the upper substrate 5 are not particularly limited as long as they have sufficient insulation and microscopic planarity and strength enough to maintain a sufficient structure. A flexible substrate may be used as long as the cell structure is maintained.
As a specific material, glass, plastic, or ceramic is preferable. The electrode material forming the lower electrode 3 and the upper electrode 6 is preferably a material having good conductivity such as aluminum, copper, silver, gold, or platinum. Further, as the transparent electrode material, it is preferable to use a thin film of tin oxide, indium oxide, ITO, ATO, copper iodide or the like. The electrodes can be formed by a usual method such as vapor deposition, sputtering and photolithography. As the colorless and transparent insulating substrate 4 having a convex curved surface shape, it is assumed that the insulating substrate 4 has sufficient insulating properties and colorless and transparent properties, and can form a convex lens structure. As a specific material, glass, plastic, or ceramic is preferable. Further, as the processing method, a stamper molding method, a dry etching method, a wet etching method, a template method or the like can be used depending on the material. In the case of the light-shielding upper substrate 5 on which the upper electrode 6 is arranged, or on the lower substrate 2 on which the lower electrode 3 is arranged, electrophoretic particles 12 are formed.
In the case of bearing a color contrasting with, a substrate obtained by mixing an appropriate pigment or dye with glass, plastic or ceramic, or a colored ceramic can be used. When the upper substrate 5 is colorless and transparent, a colored electrode having a light-shielding property may be provided as the upper electrode 6, or on the surface of the upper substrate 5 on the opposite side of the upper electrode 6 for providing the light-shielding property. The colored insulating layer 9 may be provided.
【００１４】隔壁８の材料として、ガラス、プラスチッ
ク、セラミックなどの絶縁性材料が好ましい。また、着
色絶縁層９を設けることなく隔壁８自体に電気泳動粒子
１２との対比色を担わせる場合は、適当な顔料、染料を
ガラスやプラスチック、セラミックに混合したものや有
色セラミックを用いることができる。電気泳動粒子１２
の対比色を担わせる着色絶縁層９には、この絶縁層自身
が対比色を有するもの、あるいは対比色を担う顔料、染
料をこの絶縁層に混合したものを使用することができ
る。着色絶縁層９の材料および厚さは、分散層１３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。着色絶縁層９用の
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１２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且つ均
一に着色絶縁層９に保持されるものが選択される。電極
３，６あるいは基板２，５上への絶縁層の形成には、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。なお、電気泳
動粒子１２の電極表面上への不可逆的な吸着、および電
極表面での水等の不純物の電気化学反応を防止するため
に、下部電極３のみならず上部電極６表面にも必要に応
じてフッ素樹脂などの絶縁層を設けることが望ましい。The material of the partition wall 8 is preferably an insulating material such as glass, plastic or ceramic. Further, when the partition 8 itself is provided with a contrasting color with the electrophoretic particles 12 without providing the colored insulating layer 9, it is preferable to use a mixture of glass, plastic or ceramic with an appropriate pigment or dye, or a colored ceramic. it can. Electrophoretic particles 12
As the colored insulating layer 9 which bears the contrasting color, it is possible to use the insulating layer itself having a contrasting color, or a mixture of a pigment and a dye carrying a contrasting color in this insulating layer. The material and thickness of the colored insulating layer 9 are not particularly limited as long as a sufficient voltage is applied to the dispersion layer 13 and display unevenness does not occur. Examples of the material for the colored insulating layer 9 include inorganic substances such as titanium oxide, silicon oxide and aluminum oxide, or polyethylene, polystyrene, phenol resin, polyamide, polyimide, polypropylene, epoxy resin, polyvinyl chloride, fluororesin, silicone resin and the like. The organic substance of can be used. When a pigment or dye that bears a contrasting color with the electrophoretic particles 12 is mixed, the material is not particularly limited, but a material that is stably and uniformly held by the colored insulating layer 9 is selected. In order to form the insulating layer on the electrodes 3 and 6 or the substrates 2 and 5, usual methods such as sputtering, vapor deposition, solution coating, solution dipping, spin coating, and Langmuir-Blodgett method can be used depending on the material. . The thickness of the dielectric layer is
For example, several nm to several μm can be considered. In order to prevent the irreversible adsorption of the electrophoretic particles 12 on the electrode surface and the electrochemical reaction of impurities such as water on the electrode surface, it is necessary not only on the lower electrode 3 but also on the upper electrode 6 surface. Accordingly, it is desirable to provide an insulating layer such as a fluororesin.
【００１５】また電気泳動粒子１２は、流体１１中に安
定に分散されており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。その粒径は０．１
μｍから５μｍが好ましく、この範囲内であれば光散乱
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１２の材料としては、有機顔料
や無機顔料など特に限定されないが、有機顔料として
は、例えばアゾ系顔料、ポリ縮合アゾ系顔料、メタルコ
ンプレックスアゾ系顔料、フラバンスロン系顔料、フタ
ロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノ
ン系顔料、アントラピリジン系顔料、ピランスロン系顔
料、ジオキサジン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系
顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、
チオインジゴ系顔料、インダンスレン系顔料等がある。
また無機顔料としては、例えば亜鉛華、酸化チタン、酸
化亜鉛、酸化ジルコニウム、アンチモン白、カーボンブ
ラック、鉄黒、ベンガラ、マピコエロー、鉛丹、カドミ
ウムエロー、硫化亜鉛、リトポン、硫化バリウム、セレ
ン化カドミウム、硫酸バリウム、クロム酸鉛、硫酸鉛、
炭酸バリウム、炭酸カルシウム、鉛白、アルミナホワイ
ト等が挙げられる。Further, it is desirable that the electrophoretic particles 12 are stably dispersed in the fluid 11, have a single polarity, and have a small particle size distribution from the viewpoint of the life, contrast, resolution, etc. of the display device. The particle size is 0.1
The thickness is preferably from 5 μm to 5 μm. Within this range, the light scattering efficiency does not decrease, and a sufficient response speed is obtained when a voltage is applied. The material of the electrophoretic particles 12 is not particularly limited, such as an organic pigment and an inorganic pigment, but examples of the organic pigment include azo pigments, polycondensed azo pigments, metal complex azo pigments, flavanthron pigments, and phthalocyanine pigments. , Quinacridone pigments, anthraquinone pigments, anthrapyridine pigments, pyranthrone pigments, dioxazine pigments, perylene pigments, perinone pigments, isoindolinone pigments, quinophthalone pigments,
Examples include thioindigo pigments and indanthrene pigments.
Examples of the inorganic pigment include zinc white, titanium oxide, zinc oxide, zirconium oxide, antimony white, carbon black, iron black, red iron oxide, mapico yellow, red lead, cadmium yellow, zinc sulfide, lithopone, barium sulfide, cadmium selenide, Barium sulfate, lead chromate, lead sulfate,
Examples thereof include barium carbonate, calcium carbonate, lead white, and alumina white.
【００１６】また上述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である流体１１としては、ガ
ラスやプラスチックなど無色透明の絶縁基板４との屈折
率差を特に考慮することなく、例えば、ヘキサン、デカ
ン、ドデカン、ヘキサデカン、ドデシルベンゼン、ケロ
セン、トルエン、キシレン、オリーブ油、大豆油、ごま
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、シリコーンオイル、フルオ
ロカーボン、フッ素化ポリエーテル、純水などの一般的
な絶縁性液体を挙げることができる。なお、電気泳動粒
子１２の浮沈防止のために電気泳動粒子１２との比重整
合を行う場合などは流体１１として混合流体の利用も可
能である。本実施の形態において、電気泳動粒子１２及
び流体１１からなる分散層１３における混合重量率は、
電気泳動粒子１２の電気泳動性が阻害されずかつ分散層
１３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。As the fluid 11 which is an insulating liquid that can be used for the above-mentioned electrophoretic particle material, for example, without considering the difference in refractive index from the colorless and transparent insulating substrate 4 such as glass or plastic, for example, , Hexane, decane, dodecane, hexadecane, dodecylbenzene, kerosene, toluene, xylene, olive oil, soybean oil, sesame oil, tricresyl phosphate, isopropanol, trichlorotrifluoroethane, dibromotetrafluoroethane, tetrachloroethylene, silicone oil, fluorocarbon, fluorinated Typical insulating liquids such as polyether and pure water can be mentioned. A mixed fluid may be used as the fluid 11 when specific gravity matching with the electrophoretic particles 12 is performed to prevent the electrophoretic particles 12 from floating and sinking. In the present embodiment, the mixing weight ratio in the dispersion layer 13 including the electrophoretic particles 12 and the fluid 11 is
It is not particularly limited as long as the electrophoretic property of the electrophoretic particles 12 is not hindered and the reflection control of the dispersion layer 13 can be sufficiently performed, but for example, 1 wt% to 20 wt% is preferable.
【００１７】また電気泳動粒子１２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１１に樹脂、界面活性剤等の添加剤を加えること
ができる。分散層１３の厚さは電気泳動粒子１２の外径
より大きく、電気泳動粒子１２の運動を妨げない限り特
に限定されるものではないが、電圧印加時の応答速度を
速め、視野角依存性を小さくするためには、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１３
の好ましい厚さは５μｍから２００μｍである。本実施
の形態において、電気回路１４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１
０ｍＡ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。Further, in order to increase the electric charge of the electrophoretic particles 12 or to make them have the same polarity, an additive such as a resin or a surfactant can be added to the fluid 11 if necessary. The thickness of the dispersion layer 13 is larger than the outer diameter of the electrophoretic particles 12 and is not particularly limited as long as the movement of the electrophoretic particles 12 is not hindered, but the response speed when a voltage is applied is increased and the viewing angle dependence is increased. In order to make it small, it is desirable to be as thin as possible. From such a viewpoint, the dispersion layer 13
The preferred thickness of is from 5 μm to 200 μm. In the present embodiment, the electric circuit 14 is not particularly limited, but for example, the maximum rated voltage is 100 V and the power supply capacity is 1
It is possible to use a power supply having a 0 mA power supply and the polarity of which can be arbitrarily set.
【００１８】この電気泳動表示装置１を用いてアクティ
ブマトリックス駆動を行う場合は、下部基板２上にスイ
ッチング素子（ＴＦＴ等）を形成し、多数の上部電極６
を構成する信号電極群と多数の下部電極３を構成する走
査電極群を略直交させて設ける。反射型表示の場合、透
過型表示装置と比較して開口率を考慮する必要が無いの
で下部基板２上でのスイッチング素子の設計には場所的
な余裕がある。またパッシブマトリクス駆動を行うには
信号電極群と走査電極群とを略直交配置すればよい。When active matrix driving is performed using this electrophoretic display device 1, switching elements (TFT, etc.) are formed on the lower substrate 2 and a large number of upper electrodes 6 are formed.
The signal electrode group constituting the above and the scanning electrode group constituting the plurality of lower electrodes 3 are provided substantially orthogonal to each other. In the case of the reflective display, it is not necessary to consider the aperture ratio as compared with the transmissive display device, so that there is a spatial margin in the design of the switching element on the lower substrate 2. Further, in order to perform passive matrix driving, the signal electrode group and the scanning electrode group may be arranged substantially orthogonally.
【００１９】本実施の形態による電気泳動表示装置１は
各画素が上述の構成を有しているから、下部電極３に電
気泳動粒子１２とは異なる極性の電圧を印加し、上部電
極６には電気泳動粒子１２と同一の極性を印加した場
合、電気泳動粒子１２は下部電極３上に吸着されて集め
られる。これを凸曲面部を備えた絶縁基板４を通して外
部から目視すると、無色透明の絶縁基板４の凸レンズ効
果により下部電極３に吸着された電気泳動粒子１２が拡
大された状態で見え、画素全体に電気泳動粒子１２の着
色が表示されることになる。この場合、隔壁８の側面８
ａに設けた着色絶縁層９の色は電気泳動粒子１２の色と
は異なる対比色ではあるが、絶縁基板４を通した拡大像
の視野の外に位置するためにほとんど視認できない。ま
た、上部電極６に電気泳動粒子１２と異なる極性の電圧
を印加し下部電極３に電気泳動粒子１２と同一極性の電
圧を印加すると、電気泳動粒子１２は遮光性を有する上
部基板５の裏面に位置する上部電極６に吸着されるため
に上部基板５によって隠蔽される。そのため、絶縁基板
４を通して外部から見ると下部電極３や側壁８ａの表面
に被覆する着色絶縁層９の色が拡大された状態で見える
ことになる。しかも下部電極３と上部電極６との間の距
離を一定に設定したことで、図２に示すように両電極
３，６間に電圧を印加した際に電界の強さを一定にする
ことができて電気力線を一定にすることができる。その
ため各電極３，６間の距離の短い一部分に電気泳動粒子
１２が集中することがなく、電気泳動粒子１２の両電極
３，６間の移動が迅速且つスムーズで各電極全体に均一
に電気泳動粒子１２が吸着され、高いコントラストを得
られる。Since each pixel of the electrophoretic display device 1 according to the present embodiment has the above-described structure, a voltage having a polarity different from that of the electrophoretic particles 12 is applied to the lower electrode 3 and the upper electrode 6 is applied. When the same polarity as that of the electrophoretic particles 12 is applied, the electrophoretic particles 12 are adsorbed and collected on the lower electrode 3. When this is visually observed from the outside through the insulating substrate 4 having the convex curved surface portion, the electrophoretic particles 12 adsorbed on the lower electrode 3 are seen in an enlarged state due to the convex lens effect of the colorless and transparent insulating substrate 4, and the entire pixel is electrically charged. The coloring of the electrophoretic particles 12 will be displayed. In this case, the side surface 8 of the partition wall 8
Although the color of the colored insulating layer 9 provided in a is a contrasting color different from the color of the electrophoretic particles 12, it is hardly visible because it is located outside the field of view of the enlarged image through the insulating substrate 4. When a voltage having a polarity different from that of the electrophoretic particles 12 is applied to the upper electrode 6 and a voltage having the same polarity as that of the electrophoretic particles 12 is applied to the lower electrode 3, the electrophoretic particles 12 are applied to the back surface of the upper substrate 5 having a light shielding property. Since it is adsorbed to the upper electrode 6 located, it is hidden by the upper substrate 5. Therefore, when viewed from the outside through the insulating substrate 4, the color of the colored insulating layer 9 covering the surface of the lower electrode 3 and the side wall 8a appears to be enlarged. Moreover, by setting the distance between the lower electrode 3 and the upper electrode 6 to be constant, the strength of the electric field can be made constant when a voltage is applied between the electrodes 3 and 6 as shown in FIG. The line of electric force can be made constant. Therefore, the electrophoretic particles 12 do not concentrate on a part where the distance between the electrodes 3 and 6 is short, the movement of the electrophoretic particles 12 between the electrodes 3 and 6 is quick and smooth, and the electrophoretic particles 12 are uniformly electrophoresed over the entire electrodes. The particles 12 are adsorbed and high contrast can be obtained.
【００２０】したがって本実施の形態によれば、基本的
には電気泳動粒子１２の色と下部電極３の表面等の着色
絶縁層９の色の対比から高いコントラストが得られるこ
とになる。しかも電気泳動表示装置１の各画素につい
て、隔壁８の高さを低くして電極３，６間の距離を短く
することで遮蔽性の問題を生じることなく応答速度を速
めることができる。また電気泳動粒子１２を下部電極３
に吸着させた際、凸曲面形状を有する絶縁基板４を通し
て見る角度（視野角）によって電気泳動粒子１２から外
れた側面８ａの着色絶縁層９が視認されることを防止で
き、視野角依存性を小さくすることができる。更に上部
電極６と下部電極３の距離を一定にすることで電界の強
さを一定にできて電気力線を一定にすることができるか
ら、電気泳動粒子１２が片寄って下部電極３または上部
電極６に吸着されることがなく、この点からもコントラ
ストを向上できる。Therefore, according to the present embodiment, basically, a high contrast can be obtained from the color of the electrophoretic particles 12 and the color of the colored insulating layer 9 such as the surface of the lower electrode 3. In addition, for each pixel of the electrophoretic display device 1, the height of the partition wall 8 is reduced to shorten the distance between the electrodes 3 and 6, so that the response speed can be increased without causing the problem of the shielding property. In addition, the electrophoretic particles 12 are attached to the lower electrode 3
It is possible to prevent the colored insulating layer 9 on the side surface 8a separated from the electrophoretic particles 12 from being visually recognized due to an angle (viewing angle) viewed through the insulating substrate 4 having a convex curved surface shape when adsorbed on the substrate, and thus to prevent viewing angle dependence. Can be made smaller. Further, by making the distance between the upper electrode 6 and the lower electrode 3 constant, the strength of the electric field can be made constant and the lines of electric force can be made constant. 6 is not adsorbed, and the contrast can be improved also from this point.
【００２１】次に上述の実施形態による電気泳動表示装
置１の一画素分の構成が複数設けられた電気泳動表示装
置（便宜的に符号２０を用いる）の全体構成について図
３により説明する。本実施の形態による電気泳動表示装
置２０には、図１に示す一画素分の構成が複数、横方向
即ち平面方向に配列されている。このような電気泳動表
示装置２０は、例えば図３に示すように、下部基板１０
２（下部基板２）上に複数の下部電極３を構成する走査
電極群１０３が形成され、その表面には着色絶縁層１０
９が設けられている。下部基板１０２上には各側面１０
８ａに着色絶縁層１０９が設けられた隔壁１０８（隔壁
８）が設けられており、隔壁１０８は複数の空間１１０
（空間１０）が走査電極群１０３に略直交する方向に延
在するように配列され、各空間１１０は一対の側壁１０
８ａ，１０８ａ（側壁８ａ）で仕切られている。隔壁１
０８の上部には複数の上部電極６を構成する信号電極群
１０６と絶縁基板１０４（絶縁基板４）とを有する上部
基板１０５（上部基板５）が設けられている。絶縁層１
０４は空間１１０の上部に位置してその延在方向に円筒
周面形状の凸レンズ構造が連続する凸曲面部を有してお
り、その両側には絶縁基板１０４に沿って各一対の信号
電極群１０６が連続して設けられている。そして走査電
極群１０３は信号電極群１０６と互いに略直交するよう
に延在しており、単純マトリクス駆動が可能である。そ
して走査電極１０３と信号電極１０６の間の空間１１０
内には図示しない電気泳動粒子１２と流体１１を含む分
散層１３が封入されることになる。Next, the overall structure of the electrophoretic display device (reference numeral 20 will be used for convenience) provided with a plurality of one pixel structures of the electrophoretic display device 1 according to the above-described embodiment will be described with reference to FIG. In the electrophoretic display device 20 according to the present embodiment, a plurality of configurations for one pixel shown in FIG. 1 are arranged in the lateral direction, that is, the plane direction. Such an electrophoretic display device 20 includes a lower substrate 10 as shown in FIG.
2 (lower substrate 2), a scanning electrode group 103 forming a plurality of lower electrodes 3 is formed, and the colored insulating layer 10 is formed on the surface thereof.
9 is provided. Each side surface 10 is on the lower substrate 102.
A partition 108 (partition 8) provided with a colored insulating layer 109 is provided in 8a, and the partition 108 has a plurality of spaces 110.
(Space 10) is arranged so as to extend in a direction substantially orthogonal to the scanning electrode group 103, and each space 110 is a pair of side walls 10.
It is partitioned by 8a and 108a (side wall 8a). Partition 1
An upper substrate 105 (upper substrate 5) having a signal electrode group 106 constituting a plurality of upper electrodes 6 and an insulating substrate 104 (insulating substrate 4) is provided on the upper part of 08. Insulation layer 1
Reference numeral 04 has a convex curved surface portion located at the upper part of the space 110 and having a cylindrical peripheral surface-shaped convex lens structure continuous in the extending direction, and a pair of signal electrode groups along the insulating substrate 104 on both sides thereof. 106 are continuously provided. The scan electrode group 103 extends so as to be substantially orthogonal to the signal electrode group 106, and simple matrix drive is possible. The space 110 between the scan electrode 103 and the signal electrode 106
A dispersion layer 13 containing electrophoretic particles 12 and a fluid 11 (not shown) is enclosed in the inside.
【００２２】尚、図３に示す電気泳動表示装置２０はモ
ノクロ表示画像を得るための構成であり、例えば各画素
における電気泳動粒子１２を白色に着色し、走査電極１
０３（下部電極２）及び隔壁１０８の側面１０８ａの着
色絶縁層１０９と、上部基板１０５とを黒色とする方法
が採用されている。他の方法として、逆に各画素におけ
る電気泳動粒子１２を黒色とし、走査電極１０３（下部
電極２）及び隔壁１０８の側面１０８ａの着色絶縁層１
０９と、上部基板１０５とを白色とする方法も挙げるこ
とができる。モノクロ画像表示の場合、１つの空間１１
０の延在方向に沿って複数の走査電極１０３（下部電極
３）が配列されており、走査電極１０３の数に応じた一
列の複数の画素を構成するが、これら一列の各画素間は
隔壁１０８で仕切られていない。この場合、電気泳動粒
子１２が隣の画素の電極に吸着されることもあり得る
が、同一の色であるためにコントラストの低下等の不具
合は生じない。これに対して、電気泳動表示装置２０で
カラー表示画像を得るためには、隣り合う画素間で電気
泳動粒子１２の色が異なることがあるから、１つ１つの
画素毎に隔壁１０８で仕切る必要がある。The electrophoretic display device 20 shown in FIG. 3 has a structure for obtaining a monochrome display image. For example, the electrophoretic particles 12 in each pixel are colored white and the scanning electrode 1 is used.
03 (lower electrode 2), the colored insulating layer 109 on the side surface 108a of the partition wall 108, and the upper substrate 105 are made black. As another method, conversely, the electrophoretic particles 12 in each pixel are made black, and the colored insulating layer 1 on the scanning electrode 103 (lower electrode 2) and the side surface 108a of the partition 108 is formed.
09 and the upper substrate 105 may be white. In the case of monochrome image display, one space 11
A plurality of scan electrodes 103 (lower electrodes 3) are arranged along the extending direction of 0 to form a plurality of pixels in one row corresponding to the number of scan electrodes 103. It is not partitioned by 108. In this case, the electrophoretic particles 12 may be adsorbed to the electrodes of the adjacent pixels, but since they have the same color, there is no problem such as reduction in contrast. On the other hand, in order to obtain a color display image on the electrophoretic display device 20, since the colors of the electrophoretic particles 12 may be different between adjacent pixels, it is necessary to partition each pixel with a partition 108. There is.
【００２３】電気泳動表示装置２０においてカラー表示
画像を得るための一つの方法として、複数の画素におけ
る各電気泳動粒子１２が白色で、走査電極１０３（下部
電極３）の表面及び隔壁１０８の側面１０８ａの着色絶
縁層１０９と上部基板１０５とを各画素毎にそれぞれシ
アン、マゼンタ、イエロー、黒色に設定して、各画素を
横方向（水平方向）に配置する方法が挙げられる。或い
は電気泳動粒子１２と走査電極１０３等の着色絶縁層１
０９等との配色を逆に設定してもよい。更にもう一つの
方法として複数の画素において、電気泳動粒子１２がそ
れぞれシアン、マゼンタ、イエロー、黒色とされた各画
素を順次縦方向（積層方向）に配置し、積層された画素
のうち少なくとも最上部の画素における上部基板１０５
が白色で、走査電極１０３（下部電極３）の表面および
隔壁１０８の側面１０８ａが最下部の画素のみ白色の着
色絶縁層１０９で、それ以外の画素では下部基板１０
２、走査電極１０３、隔壁１０８を無色透明とする方法
を挙げることができる。この場合、着色絶縁層１０９を
設けなくてもよい。As one method for obtaining a color display image in the electrophoretic display device 20, each electrophoretic particle 12 in a plurality of pixels is white, and the surface of the scanning electrode 103 (lower electrode 3) and the side surface 108a of the partition 108 are formed. There is a method in which the colored insulating layer 109 and the upper substrate 105 are set to cyan, magenta, yellow, and black for each pixel, and the pixels are arranged in the horizontal direction (horizontal direction). Alternatively, the electrophoretic particles 12 and the colored insulating layer 1 such as the scanning electrode 103
The color scheme with 09 or the like may be reversed. As still another method, in a plurality of pixels, the electrophoretic particles 12 are cyan, magenta, yellow, and black, respectively. The pixels are sequentially arranged in the vertical direction (stacking direction), and at least the uppermost part of the stacked pixels is arranged. The upper substrate 105 in each pixel
Is white, the surface of the scanning electrode 103 (lower electrode 3) and the side surface 108a of the partition wall 108 are the white colored insulating layer 109 only in the lowermost pixel, and in the other pixels, the lower substrate 10 is used.
2, a method of making the scanning electrode 103 and the partition 108 colorless and transparent can be mentioned. In this case, the colored insulating layer 109 may not be provided.
【００２４】[0024]
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例を示す。一画
素分が図１に示した電気泳動表示装置１の構造と同様の
構造を有し、しかも全体に図３に示す構成と同様の構成
を有する電気泳動表示装置２０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った。下部基板
２は厚さ１ｍｍの無色透明のガラス製基板１０２とし、
下部電極３は幅３０μｍ、間隔５０μｍにパターニング
されたＩＴＯとした。また上部基板５はポリカーボネイ
ト製とし、上部電極６は幅３０μｍ、間隔５０μｍにパ
ターニングされたＩＴＯとした。上部基板５において上
部電極６とは反対側の表面上に、スクリーン印刷法を用
いて遮光のための黒色絶縁層パターンを設けた。続いて
図１の構造に基づき、当該黒色絶縁層の間にスタンパ形
成法を用いて幅５０μｍ、中央部のくぼみ深さ１０μｍ
の円筒周面状をなす凸レンズ構造として形成した無色透
明の絶縁基板４を作製した。EXAMPLES Specific examples of the present invention will be described below. In an electrophoretic display device 20 in which one pixel has a structure similar to that of the electrophoretic display device 1 shown in FIG. 1 and moreover has a structure similar to that shown in FIG. Formation and setting were performed as follows. The lower substrate 2 is a colorless and transparent glass substrate 102 having a thickness of 1 mm,
The lower electrode 3 was ITO patterned to have a width of 30 μm and an interval of 50 μm. The upper substrate 5 is made of polycarbonate, and the upper electrode 6 is ITO patterned to have a width of 30 μm and a gap of 50 μm. A black insulating layer pattern for light shielding was provided on the surface of the upper substrate 5 opposite to the upper electrode 6 by screen printing. Then, based on the structure of FIG. 1, a width of 50 μm and a recess depth of 10 μm in the central portion are formed between the black insulating layers by using a stamper forming method.
A colorless and transparent insulating substrate 4 formed as a convex lens structure having a cylindrical peripheral surface was manufactured.
【００２５】隔壁８を低融点ガラスにてスクリーン印刷
法を用いて形成し、臨界条件を回避するために図１にお
ける隔壁８は側面８ａの傾斜角θ＝約３０度となるよう
に高さを１７μｍに設定した。図１に示す縦断面で分散
層１３を挟む隔壁８の間隔は５０μｍとした。着色絶縁
層９は硫酸バリウム微粉末をフッ素樹脂に混入したもの
をディップコートにより厚さ約０．５μｍで側面８ａ上
に形成した。電気泳動粒子１２として黒色樹脂トナー
（粒径１μｍ）を、また透明な流体１１としてイソプロ
パノールを用い、両者を電気泳動粒子１２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１３を準備
した。この場合、電気泳動粒子１２は表面が負に帯電し
ている。The partition wall 8 is formed of a low-melting glass by using a screen printing method, and the height of the partition wall 8 in FIG. 1 is set so that the inclination angle θ of the side surface 8a is about 30 degrees in order to avoid the critical condition. It was set to 17 μm. The interval between the partition walls 8 sandwiching the dispersion layer 13 in the vertical cross section shown in FIG. 1 was 50 μm. The colored insulating layer 9 was formed by dip-coating a fine powder of barium sulfate mixed with a fluororesin on the side surface 8a with a thickness of about 0.5 μm. A black resin toner (particle size 1 μm) is used as the electrophoretic particles 12, and isopropanol is used as the transparent fluid 11, and both are mixed so that the mixing weight ratio of the electrophoretic particles 12 is 10%. A small amount of a surfactant was added to improve the dispersion layer 13. In this case, the surface of the electrophoretic particles 12 is negatively charged.
【００２６】このようにして得られた電気泳動表示装置
１の一画素分の作用を以下に述べる。まず電気回路１０
により下部電極３と上部電極６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１２は下部電極３に移動し着色絶縁層９
表面に吸着される。このとき、無色透明な絶縁基板４を
通して外部から観測すると絶縁基板４の凸レンズ効果に
より電気泳動粒子１２の黒色が拡大されて観察できた。
この状態は電気回路１０と電極との電気的接続を切り、
電圧印加を遮断した後も持続され、本電気泳動表示装置
１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った。すなわち下部電極
３が負極、上部電極６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１２は上部電極６に吸
着されるため、遮光性の上部基板５により隠蔽される。
観測者からは絶縁基板４による凸レンズの効果により着
色絶縁層９の白色を視認できた。この場合も、電気回路
１０と電極との電気的接続を遮断した後も電気泳動粒子
１２の吸着状態が保持され、電気泳動表示装置１がメモ
リ機能を有することが確認された。光学反射特性は、白
表示、黒表示とも各々着色絶縁層９および電気泳動粒子
６単独の場合とほぼ等しく、当該電気泳動表示装置が広
視野角、明るさに加えて、高コントラストをも与えるこ
とを確認できた。The operation of one pixel of the electrophoretic display device 1 thus obtained will be described below. First, the electric circuit 10
When a DC voltage of 30 V is applied so that the lower electrode 3 and the upper electrode 6 become the positive electrode and the negative electrode, respectively, the negatively charged electrophoretic particles 12 move to the lower electrode 3 and the colored insulating layer 9 is formed.
Adsorbed on the surface. At this time, when observed from the outside through the colorless and transparent insulating substrate 4, the black color of the electrophoretic particles 12 was enlarged and observable due to the convex lens effect of the insulating substrate 4.
In this state, the electrical connection between the electric circuit 10 and the electrode is cut off,
This was continued even after the voltage application was cut off, showing that the electrophoretic display device 1 has a memory function. Next, a voltage was applied with the polarity reversed from that in the previous case. That is, when a DC voltage of 30 V is applied so that the lower electrode 3 becomes the negative electrode and the upper electrode 6 becomes the positive electrode, the electrophoretic particles 12 are adsorbed by the upper electrode 6 and are thus hidden by the light-shielding upper substrate 5.
The observer was able to visually recognize the white color of the colored insulating layer 9 due to the effect of the convex lens by the insulating substrate 4. Also in this case, the adsorption state of the electrophoretic particles 12 was maintained even after the electrical connection between the electric circuit 10 and the electrodes was cut off, and it was confirmed that the electrophoretic display device 1 has a memory function. The optical reflection characteristics in white display and black display are substantially the same as those of the colored insulating layer 9 and the electrophoretic particles 6 alone, and the electrophoretic display device provides a wide viewing angle, brightness, and high contrast. I was able to confirm.
【００２７】尚、絶縁基板４を通して画素を目視する場
合、下部電極３のみを目視できる程度に隔壁８の高さや
下部電極３の面積を設定した場合には、着色絶縁層９は
下部電極３のみ被覆すればよく、隔壁８については着色
絶縁層９を設ける必要はない。また着色絶縁層９は必ず
しも設ける必要はなく、隔壁８や下部電極３自体を着色
して構成してもよい。いずれの場合も隔壁８の側面や下
部電極３の表面が着色状態で視認できればよい。なお、
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本
発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これら
を本発明の範囲から排除するものではない。When the height of the partition wall 8 and the area of the lower electrode 3 are set so that only the lower electrode 3 can be viewed through the insulating substrate 4, the colored insulating layer 9 is the lower electrode 3 only. It suffices to cover it, and it is not necessary to provide the colored insulating layer 9 for the partition wall 8. Further, the colored insulating layer 9 is not necessarily provided, and the partition wall 8 and the lower electrode 3 themselves may be colored. In either case, the side surface of the partition wall 8 and the surface of the lower electrode 3 should be visible in a colored state. In addition,
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and these modifications are not excluded from the scope of the present invention.
【００２８】[0028]
【発明の効果】上述のように本発明による電気泳動表示
装置では、各画素は、第１の電極に対向して設けられて
いて第１の電極側に凸の曲面構造を具備する無色透明の
絶縁基板と、絶縁基板に隣接して設けられている第２の
基板上で第１の電極に対向して配置された第２の電極
と、無色透明の流体及び同極性の電荷を持つ着色された
電気泳動粒子を含む分散層と、画素を分離する隔壁とか
らなり、第２の基板または第２の電極に遮光性を付与す
ると共に、第１の電極の表面及び隔壁の側面が電気泳動
粒子と対比し得る色を有するから、屈折率の小さな分散
層を使用することに限定されることなく、拡大観察でき
て高コントラストの電気泳動表示装置を得ることができ
る。As described above, in the electrophoretic display device according to the present invention, each pixel is colorless and transparent and is provided so as to face the first electrode and has a convex curved surface structure on the first electrode side. An insulating substrate, a second electrode disposed on the second substrate adjacent to the insulating substrate and facing the first electrode, a colorless transparent fluid, and a colored liquid having an electric charge of the same polarity. A dispersion layer containing electrophoretic particles and partition walls for separating pixels, imparts a light-shielding property to the second substrate or the second electrode, and the surfaces of the first electrodes and the side surfaces of the partition walls are electrophoretic particles. Since it has a color that can be compared with, it is not limited to the use of a dispersion layer having a small refractive index, and it is possible to obtain an electrophoretic display device which can be magnified and observed and has high contrast.
【００２９】また隔壁の側面は第１の電極及び第２の電
極間に位置していて第１の電極に近づくにつれて対向す
る前記側面間の距離が次第に小さくなるようにしたか
ら、コントラストが高い上に各画素の専有面積を小さく
できる。また第１の電極及び第２の電極間の距離がほぼ
一定になるようにしたため、第１及び第２の電極の電圧
の印加や極性切り換えに際して、電気泳動粒子が各電極
の一部に集中することを防止してほぼ均一に電極を被覆
してコントラストを高めることができる。Further, the side surface of the partition wall is located between the first electrode and the second electrode, and the distance between the side surfaces facing each other is gradually reduced toward the first electrode, so that the contrast is high. Moreover, the area occupied by each pixel can be reduced. Further, since the distance between the first electrode and the second electrode is set to be substantially constant, the electrophoretic particles are concentrated on a part of each electrode when the voltage is applied to the first and second electrodes or the polarity is switched. It is possible to prevent this from happening and to coat the electrodes almost uniformly to enhance the contrast.
【図１】 本発明の実施の形態による電気泳動表示装置
の一画素の縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of one pixel of an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention.
【図２】 図１に示す電気泳動表示装置の電極に電圧を
印加した際の電界を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an electric field when a voltage is applied to electrodes of the electrophoretic display device shown in FIG.
【図３】 図１に示す画素の構造が複数設けられた電気
泳動表示装置の全体構成を示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing an overall configuration of an electrophoretic display device provided with a plurality of pixel structures shown in FIG.
１、２０ 電気泳動表示装置 ２ 下部基板（第１の基板） ３ 下部電極（第１の電極） ４ 絶縁基板 ５ 上部基板（第２の基板） ６ 上部電極（第２の電極） ８、１０８ 隔壁 ８ａ、１０８ａ 側面 ９ 着色絶縁層 １０ 電気回路 １１ 流体 １２ 電気泳動粒子 １０３ 走査電極群 １０６ 信号電極群 1,20 Electrophoretic display device 2 Lower substrate (first substrate) 3 Lower electrode (first electrode) 4 insulating substrate 5 Upper substrate (second substrate) 6 Upper electrode (second electrode) 8,108 partition wall 8a, 108a side surface 9 Colored insulation layer 10 electric circuits 11 fluid 12 Electrophoretic particles 103 scan electrode group 106 signal electrode group
Claims (7)
おいて、 前記各画素は、第１の基板と、該第１の基板上に設けら
れている第１の電極と、該第１の電極に対向して設けら
れていて第１の電極側に凸の曲面構造を具備する無色透
明の絶縁基板と、該絶縁基板に隣接して設けられている
第２の基板と、該第２の基板上で前記第１の電極に対向
して配置された第２の電極と、前記第１及び第２の電極
間にあって無色透明の流体及び同極性の電荷を持つ着色
された電気泳動粒子を含む分散層と、画素を分離する隔
壁とからなり、 前記第２の基板または第２の電極に遮光性を付与すると
共に、少なくとも前記第１の電極の表面が前記電気泳動
粒子と対比し得る色を有する電気泳動表示装置。1. An electrophoretic display device having a plurality of pixels, wherein each pixel includes a first substrate, a first electrode provided on the first substrate, and the first electrode. A colorless and transparent insulating substrate provided facing each other and having a convex curved surface structure on the first electrode side; a second substrate provided adjacent to the insulating substrate; and a second substrate on the second substrate. A second electrode disposed opposite to the first electrode, and a dispersion layer between the first and second electrodes, containing a colorless transparent fluid and colored electrophoretic particles having the same polarity charge. And a partition wall separating the pixels, and imparts a light-shielding property to the second substrate or the second electrode, and at least the surface of the first electrode has a color that can be compared with the electrophoretic particles. Electrophoresis display device.
２の電極間に位置していて第１の電極に近づくにつれて
対向する前記側面間の距離が次第に小さくなるようにし
た請求項１記載の電気泳動表示装置。2. A side surface of the partition wall is located between the first electrode and the second electrode, and a distance between the side surfaces facing each other is gradually reduced toward the first electrode. The electrophoretic display device described.
がほぼ一定になるようにした請求項１または２記載の電
気泳動表示装置。3. The electrophoretic display device according to claim 1, wherein the distance between the first electrode and the second electrode is substantially constant.
電極の表面、第２の基板および隔壁の側面が黒色である
請求項１乃至３のいずれか記載の電気泳動表示装置。4. The electrophoretic display device according to claim 1, wherein the electrophoretic particles are white, and the surfaces of the first electrode, the second substrate, and the side walls of the partition are black.
電極の表面、第２の電極および隔壁の側面がそれぞれシ
アン、マゼンタ、イエロー、黒色の各画素からなり、当
該各画素が横配置された請求項１乃至３のいずれか記載
の電気泳動表示装置。5. The electrophoretic particles are white, and the surface of the first electrode, the side surface of the second electrode, and the side surface of the partition wall are composed of cyan, magenta, yellow, and black pixels, respectively, and the pixels are arranged horizontally. The electrophoretic display device according to claim 1, wherein the electrophoretic display device is provided.
電極の表面、第２の基板および隔壁の側面が白色である
請求項１乃至３のいずれかに記載の電気泳動表示装置。6. The electrophoretic display device according to claim 1, wherein the electrophoretic particles are black, and the surfaces of the first electrode, the second substrate, and the side walls of the partition are white.
ゼンタ、イエロー、黒色からなり縦方向に積層配置され
た各画素において、少なくとも最上部の画素における前
記第２の基板が白色であり、第１の電極の表面および隔
壁の側面が最下部の画素のみ白色でそれ以外の画素では
第１の基板、第１の電極および第２の電極及び隔壁が無
色透明である請求項１乃至３のいずれか記載の電気泳動
表示装置。7. In each pixel in which the electrophoretic particles are formed of cyan, magenta, yellow, and black and are vertically stacked, at least the second substrate in the uppermost pixel is white, and the first substrate is white. 4. The surface of the electrode and the side surface of the partition wall are white only in the lowermost pixel, and in the other pixels, the first substrate, the first electrode, the second electrode, and the partition wall are colorless and transparent. Electrophoretic display device.
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-
2001
- 2001-10-16 JP JP2001318161A patent/JP2003121887A/en not_active Withdrawn
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