JP2003121887A - 電気泳動表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】無色透明な絶縁基板と分散層の屈折率差を考慮
することなく、高いコントラストを有する。 【解決手段】下部基板２に設けた下部電極３に対向して
凸レンズ機能を有する凸曲面形状で無色透明の絶縁基板
４を設ける。絶縁基板４の両側または周囲に上部電極６
を設け、上部電極６を支持する上部基板５は遮光性を有
している。上部電極６と下部電極３は略平行で、電圧印
加時の電界の強さを均一にする。上下部電極３，６、絶
縁基板４間で隔壁８に仕切られた空間１０に電気泳動粒
子１２を含む無色透明の流体１１を封入する。隔壁８の
側面８ａは臨界角より小さい傾斜角θに設定する。電気
泳動粒子１２は同一の電荷を有し、着色する。下部電極
３及び隔壁８の側面８ａに着色絶縁層９を設けて電気泳
動粒子１２と対比する色に着色する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【符号の説明】

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

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の画素を有する電気泳動表示装置に
   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。
2. 【請求項２】 前記隔壁の側面は前記第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
   た請求項１記載の電気泳動表示装置。
3. 【請求項３】 前記第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請求項１または２記載の電
   気泳動表示装置。
4. 【請求項４】 前記電気泳動粒子が白色で、前記第１の
   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。
5. 【請求項５】 前記電気泳動粒子が白色で、前記第１の
   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。
6. 【請求項６】 前記電気泳動粒子が黒色で、前記第１の
   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。
7. 【請求項７】 前記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。