(57)【要約】【課題】  画素内からもれる反射光を抑制することにより、表示品位の低下を防止する反射型表示装置を提供する。【解決手段】  第１電極領域Ａ１の内、第２電極４に近接する領域Ａ３を帯電粒子９の色（第１色）と略同じ色に着色する。これにより、帯電粒子９を第１電極３に引き付けた際、領域Ａ３における帯電粒子の密度が（第１電極領域Ａ１の他の部分における帯電粒子密度に比べて）低かったとしても、帯電粒子の隙間に見える色は第１色と略同じ色に過ぎず、帯電粒子９の密度が低いことは視認されにくくなり、これにより表示品位の低下を抑制することができる。【選択図】      図１
2004341508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方基板および後方基板と、該前方基板と後方基板との間に挟持された複数の帯電粒子と、該後方基板上に配置された第１電極と第２電極と、該前方基板と後方基板との間隔を維持するために設けられた支持体と、該後方基板上に着色帯を備えた粒子を移動させて表示を作る反射型表示装置において、
該支持体で区分された空間には反射手段があり、かつ、該第２電極の後方基板上への投影面と該着色体の後方基板上への投影面が少なくとも接するように該着色帯が配置されていることを特徴とする反射型表示装置。
【請求項２】
前記着色帯が前記帯電粒子と略同一色であって、かつ、前記着色帯以外の領域は帯電粒子とは異なる第２色に着色されていることを特徴とする請求項１記載の反射型表示装置。
【請求項３】
前記着色帯が光吸収層であって、かつ、前記第１電極と第２電極の間に後方基板面内で隙間を有するとともに、少なくともその隙間と重なるように後方基板上に着色帯が配置されていることを特徴とする請求項１記載の反射型表示装置。
【請求項４】
前記支持体が画素を仕切るように配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の反射型表示装置。
【請求項５】
前記第２電極が前記支持体上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の反射型表示装置。
【請求項６】
前記第２電極が前記支持体と前記後方基板との間に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の反射型表示装置。
【請求項７】
前記前方基板と後方基板との空隙にさらに絶縁性液体を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の反射型表示装置。
【請求項８】
前記着色帯が光吸収層であって、かつ、前記後方基板と水平な面内において前記支持体と重なる面を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の反射型表示装置。
【請求項９】
前記着色帯が光吸収層であって、かつ、前記表示装置の表示エリア一面に設けられていることを特徴とする請求項１または３に記載の反射型表示装置。
【請求項１０】
前記着色帯が光吸収層であって、かつ、前記第１電極および第２電極と前記後方基板との間に配置されることを特徴とする請求項１または３に記載の反射型表示装置。
【請求項１１】
前記反射手段が前記複数種の帯電粒子であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の反射型表示装置。
【請求項１２】
前記反射手段が前記後方基板上に設けられる光反射層であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の反射型表示装置。
【請求項１３】
前記光反射層が前記第１電極および／または第２電極の少なくとも一部を含むことを特徴とする請求項１２に記載の反射型表示装置。
【請求項１４】
前記光反射層の表面に凹凸構造が設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の反射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型表示装置に関し、特に電圧を印加して帯電粒子を移動させることに基づき表示を行う粒子移動型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、反射型表示装置の一例として、電圧を印加して帯電粒子を移動させることに基づき表示を行う粒子移動型表示装置の研究開発が勢力的に進められており、中でも電気泳動表示装置が注目されている。
【０００３】
この種の電気泳動表示装置は、所定間隙を開けた状態に配置された後方基板及び前方基板を備えており、これらの基板の間隙には絶縁性液体や帯電粒子が配置されている。また、各画素には、表示面積の大きな第１電極と表示面積の小さな第２電極とが一方の基板（後方基板）上に配置されていて、
(1)  帯電粒子が第１電極に引き付けられて広い領域に分散された場合には、第１電極は帯電粒子で被覆されるために、観測者には帯電粒子の色（例えば、黒色）が視認され、
(2)  帯電粒子が第２電極に引き付けられ狭い領域に集積された場合には、観測者には第１電極が形成された領域の色（例えば、白色）が視認される、
ようになっており、そのときの色の違いを利用して表示を行うようになっている。
【０００４】
なお、上記第２電極を隠すように遮蔽層を配置し、第２電極に引き付けられた場合の帯電粒子が観察者側から視認できないように構成したものも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−２１１４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した電気泳動表示装置においては、画素内からのもれる反射光により表示品位が低下するという問題があった。この問題は主に以下に挙げた二つの要因によるものと考えられる。
・１つ目の要因は、上記(1)の場合に帯電粒子が第１電極の全体にほぼ同じ密度で分散され、第１電極は帯電粒子で隠蔽されていることが望ましい。しかし実際には、第２電極に近接する領域では帯電粒子の密度が減少して“地の色（つまり、第１電極が形成された領域の色）”が反射して見えていた。このために表示品位が低下するという問題があった。このような現象が起こる理由については定かではないが、以下のようないくつかの理由が考えられる。
１）  第２電極が帯電粒子と同極性であるために、帯電粒子との間に静電的な反発力が生じることが考えられる。
２）  画素を仕切るように隔壁を配置した場合には、その影響で“第２電極を形成した部分”やそれに近接する領域が平坦でなくて傾斜してしまい、その結果、帯電粒子が静止しづらくなることが考えられる。
・２つ目の要因は、第１電極と第２電極の間に設けられた隙間からのもれ反射光である。この両電極の隙間からもれ反射光が黒輝度の低下を招いていた。また表示モードによっては、このもれ光は明るさを低下させていた。たとえばカラー表示においては、隣接画素からのもれ光が混じりあうことによって所望の色の明るさが低下していたために表示色の制御が困難になっていた。
【０００７】
そこで、本発明は、上述したように画素内からもれる反射光を抑制することにより、表示品位の低下を防止する反射型表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、前方基板および後方基板と、該前方基板と後方基板との間に挟持された複数の帯電粒子と、該後方基板上に配置された第１電極と第２電極と、該前方基板と後方基板との間隔を維持するために設けられた支持体と、該後方基板上に着色帯を備えた粒子を移動させて表示を作る反射型表示装置において、
該支持体で区分された空間には反射手段があり、かつ、該第２電極の後方基板上への投影面と該着色体の後方基板上への投影面が少なくとも接するように該着色帯が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると粒子移動型表示装置において、画素内から余計な反射光を防止することが可能となる。具体的には、第１電極領域の内、第２電極に近接する領域は帯電粒子の色（第１色）と略同じ色に着色されている。したがって、帯電粒子を第１電極に引き付けた際、領域における帯電粒子の密度が（第１電極領域の他の部分における帯電粒子密度に比べて）低かったとしても、帯電粒子の隙間に見える色は第１色と略同じ色に過ぎず、帯電粒子の密度が低いことは視認されにくく、したがって、表示品位の低下を抑制することができる。
【００１０】
また電極間からのもれ光を抑制することができるため、表示のコントラストを改善することができる。また表示モードによっては隣接画素からのもれ光が干渉することがないので明るい表示が可能になる。さらに、この着色層を簡便なプロセスで配置できるような構成であるために、製造の歩留まりを改善でき、また製造装置や材料への制約も少ないのでコストも低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１乃至図４を参照して、本発明の第１の実施の形態について以下に説明する。
【００１２】
本実施の形態に係る電気泳動表示装置は、図１に符号Ｄ１で示すように、所定間隙を開けた状態に配置された後方基板１及び前方基板２を備えており、これらの基板１，２の間隙には絶縁性液体８及び複数の帯電粒子９が配置されている。
【００１３】
また、各画素Ａには、第１電極３及び第２電極４が該後方基板１に沿うように配置されており、前記第１電極３は、画素Ａにおいて比較的広い領域（以下、“第１電極領域”とする）Ａ１に配置され、前記第２電極４は、画素Ａにおいて比較的狭い領域（以下、“第２電極領域”とする）Ａ２に配置されている。また第１電極領域Ａ１上において、第２電極４に近接する領域（以下、適宜“着色領域”とする）Ａ３は第１色と略同じ色に着色されている。
【００１４】
そして、着色された帯電粒子９の色を“第１色”とすると、第１電極領域Ａ１（正確には、後述するように、第１電極領域の内、第１色と略同じ色に着色された以外の領域であって、Ａ３を除くＡ１の部分）は別の色（以下、“第２色”とする）に着色されている。なお、着色領域Ａ３の形状は、第１電極３と第２電極４との境界に沿った帯状にすると良い。
【００１５】
また着色領域Ａ３を広くし過ぎると、第２色を表示する部分（すなわち、領域Ａ１の内、領域Ａ３を除いた部分）の画素に対する占有割合が小さくなって第２色を表示したときの視認性が低下してしまい、反対に、着色領域Ａ３を狭くし過ぎると従来と同様の問題（すなわち、第１色を表示しようとした場合における色抜け）が発生してしまう。
【００１６】
したがって、着色領域Ａ３の面積は、これらの点を考慮して決定すべきである。より具体的には、第２電極近傍に帯電粒子を集合させた際に帯電粒子によって隠蔽される面積（以下、粒子隠蔽面積と称する）と、第１電極上に帯電粒子を移動させた際に帯電粒子密度が減少し画素が露出する面積（以下、画素開口面積と称する）を鑑みて着色領域Ａ３の面積や形状を算出する必要がある。
【００１７】
ところで、上述した基板間隙には画素を仕切るように支持体６を配置しても良い。その場合、前記第２電極４は、
(1)  図１や図３に示すように、支持体６と後方基板１との間に配置しても、
(2)  図２に示すように、支持体６側面に配置しても、
(3)  図４に示すように、支持体６を配置した部分以外に配置しても、
良い。
【００１８】
上記(1)や(3)の場合（帯電粒子９が後方基板に平行な第２電極４面上に堆積し得ない構成の場合）、画素形状や帯電粒子径から算出される粒子堆積幅を元に粒子隠蔽面積を算出することが可能である。また、より精密には、電界強度シミュレーションを行ない、第１電極３に粒子帯電と同極性の電圧が印加された時の等電位線に沿って粒子隠蔽面積の形状を決定し、第１電極３に粒子帯電と逆極性の電圧が印加された時の等電位線に沿って画素開口面積の形状を決定することも可能である。あるいは、第２電極周辺に帯電粒子を集合させた際、ならびに、第１電極上に粒子を移動させた際の光学観察結果に基づいて粒子隠蔽面積の面積と形状、ならびに、画素開口面積とその形状を実際の状況に応じて算出することも可能である。
【００１９】
その上で、粒子隠蔽面積が、その形状も含めて画素開口面積を上回る場合は、着色領域Ａ３はその中間の面積ならびに形状とすることが望ましい。その際には、着色領域Ａ３は必ずしも帯電粒子の堆積幅をすべてカバーする必要はない。
【００２０】
一方、粒子隠蔽面積がその形状も含め画素開口面積より下回る場合は、明暗の優先度に応じて着色帯の面積ならびに形状を決定する必要があるが、画素開口率の観点からは着色帯の面積ならびに形状は粒子隠蔽面積以下とすることが望ましい。
【００２１】
これに対して、上記(2)の場合、第２電極から画素内に進出する部分の面積をもって粒子隠蔽面積とする以外は上記(1)の場合と同様に粒子隠蔽面積と画素開口面積を算出し、着色領域Ａ３の面積ならびに形状を決定することが可能である。
【００２２】
ところで、上記(1)の場合の着色層は、
・  図１に示すように、着色領域Ａ３（つまり、前記第１電極が配置された領域の内、前記第２電極に近接する領域）だけでなく、第２電極４を覆うように配置しても、
・  図３に示すように、着色領域Ａ３だけに配置しても、
良い。
【００２３】
また、上記(2)の場合の着色層も同様で、
・  図４に示すように、着色領域Ａ３だけでなく、第２電極４を覆うように配置しても、
・  着色領域Ａ３だけに配置しても（不図示）、
良い。
【００２４】
表示は、第２電極４及び第１電極３間にそれぞれ電圧を印加して、帯電粒子９を両電極間で移動させることにより行う。たとえば帯電粒子９が第１電極３に寄せられ、第１電極３を覆い隠すように配置された場合には、帯電粒子９の第１色が画素の色として視認される。一方、帯電粒子９が第２電極４に引き寄せられて集積された場合には、第１電極領域Ａ１が露出されて前記第２色が画素の色として視認される。
【００２５】
なお、第１電極領域Ａ１を着色する方法としては、第１電極自体を着色する方法や、電極とは別に着色層を設ける方法や、第１電極を覆うように配置された絶縁層を着色する方法などがある。
【００２６】
また、着色領域Ａ３を着色する方法としては、第１色と略同じ色に着色された着色層（図１の符号８参照）を配置する方法を挙げることができる。このような着色層を形成する方法としては、顔料や染料を混合した光感光性樹脂層を塗布した後露光及びウエット現像をおこなう方法や、印刷法によって形成する方法を挙げることができる。
【００２７】
以下、電気泳動表示装置の各構成部品について説明する。
【００２８】
基板間隙には各画素を仕切るように支持体６を配置すると良い。この支持体６には、ポリマー樹脂を使用すれば良く、具体的には、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ノボラック樹脂、エポキシ樹脂等を使用すれば良い。この支持体６を形成する方法としては、
・  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
・  印刷法によって形成する方法
・  隔壁を形成した後に基板に接着する方法、
・  光透過性の基板表面にモールドによって形成しておく方法
等を挙げることができる。
【００２９】
基板１，２には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンナフタレ−ト（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等のポリマーフィルム、ガラス、石英等の無機材料、あるいは表面に絶縁層を有するステンレス基板を使用することができる。なお、観察者側の基板２には、可視光の透過率が高い材料、たとえば透明なポリマーフィルムやガラスを使用するとよい。また、基板２の表面（絶縁性液体８と接触する方の面）には、ゴム硬度が１０以上９０以下の範囲にある高分子材料、具体的にはシリコン樹脂、天然ゴム、熱可塑性エラストマー樹脂等による樹脂層（符号４２参照）を形成しても良い。
【００３０】
また、電極１，２には、パターニング可能な導電性材料ならどのようなものでも使用でき、例えば酸化インジウムすず（ＩＴＯ）、アルミ、チタンなどを挙げることができる。なお、図１に示す電気泳動表示装置では、第１電極３と第２電極４とは異なる高さ（つまり、基板の法線方向に関してオフセットされた位置）に形成されているが、同じ高さに形成しても良い。また、図１に示す電気泳動表示装置では、各画素の第１電極３は互いに分離されていて電気的導通は取られていないが、各画素の第１電極３の電気的導通を取るようにしても良い。
【００３１】
これらの電極の表面に絶縁層を形成し、
・  電極同士の絶縁や、
・  電極から帯電粒子９への電荷注入
を防止すると良い。この絶縁層に用いる材料としては、薄膜でピンホールが形成されにくいものが良い。具体的には、高い透明性を有するポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂等を挙げることができる。
【００３２】
また、
・  第１電極３の手前側（図示上側）に散乱層を配置しても（符号１０参照）、
・  第１電極３を透明にすると共に、その後ろ側（図示下側）に反射層を配置しても（不図示）、
良い。
【００３３】
散乱層としては、反射性の高い微粒子を透明な絶縁性樹脂に含有させたものを用いれば良く、微粒子としては酸化チタンやＡｌ２Ｏ３が好ましく、絶縁性樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フッ素系樹脂、ノルボルネン樹脂、ＰＣ、ＰＥＴなどを挙げることができる。散乱層が厚いと、反射率を高くして表示品位を高めることができる反面、駆動電圧の上昇を引き起こしてしまうことになる。したがって、散乱層の厚さは０．１〜２０μｍの範囲が好ましい。
【００３４】
本発明に用いられる帯電粒子９の平均粒径は、０．１μｍ以上１０μｍ以下の範囲であることが好ましい。着色剤としては特に限定されないが、例えば、カーボンブラック、酸化チタン、硫酸バリウム、ニグロシン、鉄黒、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、スカイブルー、ローダミンレーキ等が挙げられる。また粒子樹脂としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリアクリルレート、ポリアクリル酸エステル、ポリエチレン−アクリル酸共重合体、ポリエチレン−メタクリル酸共重合体、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリエチレン系樹脂その他ポリ塩化ビニル樹脂、ニトロセルロース、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂等の高分子材料が挙げられる。これらの材料は単独あるいは２種類以上を併用してもよい。
【００３５】
絶縁性液体８としては、導電率の低い、高絶縁性の有機溶媒を使用すると良い。そのようなものとしては、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶剤、ヘキサン、シクロヘキサン、パラフィン系炭化水素溶媒、イソパラフィン系炭化水素、ナフテン系炭化水素等の脂肪族炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、あるいはシリコンオイル、高純度石油などが挙げられるが、中でも脂肪族炭化水素溶媒が好適に使用され、具体的にはアイソパーＧ、Ｈ，Ｍ，Ｌ（いずれもエクソン化学社製）、Ｓｈｅｌｌｓｏｌ（昭和シェルジャパン）、ＩＰソルベント１０１６、１６２０、２０２８、２８３５（出光石油化学）が挙げられ、これらを単独、あるいは２種類以上混合して用いることができる。
【００３６】
絶縁性液体８には必要に応じて帯電粒子の帯電量を高める、あるいは帯電安定性を付与する目的で、帯電制御剤や解離安定剤、分散安定剤等の添加剤が含有されていても良い。
【００３７】
帯電制御剤としては金属石鹸を用いると良く、具体的には、たとえばナフテン酸コバルト、ナフテン酸ジルコニウム、ナフテン酸銅、ナフテン酸鉄、ナフテン酸鉛、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸亜鉛、オクテン酸コバルト、オクテン酸ジルコニウム、オクテン酸鉄、オクテン酸鉛、オクテン酸ニッケル、オクテン酸マンガン、オクテン酸亜鉛等の金属石鹸が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３８】
また、帯電粒子の帯電量を高める、あるいは帯電安定性を付与する目的で、ロジンエステルまたはロジン誘導体を使用することができる。ロジンエステルまたはロジン誘導体としては絶縁性液体に可溶であるならば特に限定されないが、たとえばガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン、ロジン変性マレイン酸、ロジン変性ペンタエリスリトール、ロジングリセリンエステル、部分水素添加ロジンメチルエステル、部分水素添加ロジングリセリンエステル、部分水素添加ロジントリエチレングリコールエステル、完全水素添加ロジンペンタエリスリトールエステル、マレイン酸変性ロジンエステル、フマル酸変性ロジンエステル、アクリル酸変性ロジンエステル、マレイン酸変性ロジンペンタエリスリトールエステル、フマル酸変性ロジンペンタエリスリトールエステル、アクリル酸変性ロジングリセリンエステル、マレイン酸変性ロジングリセリンエステル、フマル酸変性ロジングリセリンエステル、アクリル酸変性ロジングリセリンエステル等が挙げられる。
【００３９】
分散安定剤としては具体的には、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリブテン、スチレンブタジエン共重合体、スチレンイソプレン共重合体、スチレン無水マレイン酸共重合体、ノルボルネン樹脂、ポリエチレンワックスが挙げられる。中でも、スチレンブタジエン共重合体が好ましく、例えば市販の材料としては、Ｅ−ＳＢＲ、Ｓ−ＳＢＲ（ＪＳＲ（株）製）、ＮＩＰＯＬ１５０２，  ＮＩＰＯＬ１７１２、ＮＩＰＯＬ  ＮＳ１１２，  ＮＩＰＯＬ  ＮＳ１１６、ＮＩＰＯＬ１００６，  ＮＩＰＯＬ１００９（日本ゼオン（株）製）、タフデン、タフプレン、アサプレン（旭化成社製）、住友ＳＢＲ（住友化学（株）製）を使用することができる。
【００４０】
本発明においては、これらの帯電制御剤ならびに帯電安定化剤、分散安定剤は、単独または２種類以上混合して用いることができる。
【００４１】
次に、本実施の形態の効果について説明する。
【００４２】
本実施の形態によれば、第１電極領域Ａ１の内、第２電極４に近接する領域Ａ３は帯電粒子９の色（第１色）と略同じ色に着色されている。したがって、帯電粒子９を第１電極３に引き付けた際、領域Ａ３における帯電粒子の密度が（第１電極領域Ａ１の他の部分における帯電粒子密度に比べて）低かったとしても、帯電粒子の隙間に見える色は第１色と略同じ色に過ぎず、帯電粒子の密度が低いことは視認されにくく、したがって、表示品位の低下を抑制することができる。
【００４３】
図５及び図６を参照して、本発明の第２の実施の形態を以下に説明する。
【００４４】
本実施の形態に係る電気泳動表示装置は、図５に符号Ｄ４で示すように所定間隔をあけた状態に配置された後方基板３１と透明な前方基板３２と、基板間隙を一定に保つように配置された支持体３６と、後方基板３１と前方基板３２と支持体３６に囲まれた空間内に配置された透明な絶縁性液体３８と、該絶縁性液体３８に分散された複数の着色した帯電粒子３９と、後方基板３１上に形成された着色された第１電極３３と第１電極と異なる色に着色された第２電極３４と、第１電極３３上および第２電極３４上に設けられた透明な絶縁層４１と、後方側基板３１上に設けられた着色層３５と、を備えている。この着色層３５は画素内にできる第１電極３３と第２電極３４の隙間に配置される。
【００４５】
なお着色層３５は、少なくとも第１電極３３と第２電極３４の隙間を含むように配置されていることが重要である。ただし図５に示した着色層３５は、その配置や形状を限定するものではない。たとえば図５で示した配置以外でも、図６（ａ）において符号Ｄ５で示すように第１電極３３と第２電極３４と同じ面内に配置する構成や、例えば図６（ｂ）において符号Ｄ６で示すように白色の帯電粒子を用いて、第１電極３３と第２電極３４とを含む面上に着色層３５を配置して、白色と着色層の色を表示する構成も考えられる。
【００４６】
この着色層３５の好ましい形態としては、第１電極３３と第２電極３４の隙間よりも広い幅を持たせて配置する、あるいは後方基板３１と水平な面内において支持体３６と重なる面を含むように配置する、あるいは図５で示しているように第１電極３３と第２電極３４の隙間に位置を合わせて配置する必要のないよう後方基板３１上で一体膜にするのが良い。
【００４７】
ただし着色層３５が画素間での電気的な短絡経路にならないように、その体積抵抗値を設定することが必要である。好ましくは着色層の材料に体積抵抗率が１Ｅ＋６Ωｃｍ以上のものを採用するのが良い。
【００４８】
また着色層３５は表示のコントラストや明るさを損ねる波長域の光を除去できる色に設定することが必要である。例えば帯電粒子３９の色と第２電極３４の色が略同一である場合には、第２電極３４の色と着色層３５は略同一色であることが望ましい。また電極間からの余計な反射光を完全に防止するためには、着色層３５の色は黒色であることが好ましい。
【００４９】
なお上記の中では第１電極３３の色が、第２電極３４の色と異なる場合を説明したが、この説明はそれぞれの電極の色を限定しているものではない。たとえば第２電極３４と第１電極３３は共に同じ色であってもよい。これら電極の色は、帯電粒子３９と絶縁性液体３８との着色の組み合わせなどを考慮して、表示装置にとって最適な明るさやコントラストを得られるように選択され、設計するべきものである。
【００５０】
また図５においては帯電粒子３９を１種類しか記載していないが，二種類以上あっても構わない。たとえば粒子径が異なったり、色が異なったり、帯電量が異なったりする複数種類の粒子が存在する場合が考えられる。
【００５１】
また絶縁性液体３８においても、その色を透明であることに限定しているのではない。光が透過する性質を持つ絶縁性液体であれば良く、表示の色特性によって任意に選択できる。
【００５２】
また表示領域全体において絶縁性液体３８の種類が一つであることを限定するものではない。
【００５３】
すなわち支持体３６で区分けされたそれぞれの画素領域の中には、別々の種類の絶縁性液体３８が含まれている場合も考えられる。たとえば連続して隣接する３つの領域を１セットとして、３つの領域それぞれに充填される絶縁性液体の着色がＲＧＢあるいはＣＭＹであって、これらが表示領域内に周期的に繰り返されていても良い。
【００５４】
次に図５に示した電気泳動表示装置の表示方法について説明する。
【００５５】
表示は、第２電極３４及び第１電極３３間にそれぞれ電圧を印加して、帯電粒子３９を両電極間で移動させることにより行う。ここで第１電極３３は反射性の高い色に着色し、第２電極３４は黒色に着色した場合を説明する。図中（ｂ）に示すように帯電粒子３９を第２電極３４に集めることにより反射性を有する第１電極３３で入射光を反射させることができ、明るい表示状態の画素をつくれる。
【００５６】
一方、図中（ａ）に示すように帯電粒子３９を第１電極３３上に配置することにより、反射性の第１電極３３は帯電粒子３９により覆われる。このために画素では入射光は着色された帯電粒子３９によって反射されるので、表示の色は帯電粒子３９の色となる。たとえば帯電粒子３９を黒色に着色すれば、図中（ｂ）の表示は黒表示の画素になる。
【００５７】
なお第１電極３３と第２電極３４との間、および支持体３６の底面下方には着色層３５が設けられているので、それらの領域からの余分な反射光を効果的に除去することができる。このために図中（ａ）、（ｂ）に示した明るい表示と黒表表示を組み合わせてつくる画像はコントラストの高い表示になる。
【００５８】
なお本実施例に係る電気泳動表示装置の構成部材は、第１の実施の形態で記載したものと同様の部材を採用できる。
【００５９】
以上説明したような本実施の形態における効果は、光もれの原因となっていた第２電極と第１電極との隙間からの反射光を効果的に防止でき、さらにはこの着色層を形成する工程で同時に画素間からのもれ光も除去できるようになることである。このため簡便な構成で高いコントラストを達成することができるようになる。また図５で示したように着色層が両電極と後方基板との間に配置された構成では、その製造において微細な位置合わせが不要になるので簡便に製造できる。このため着色層の工程においては高い歩留まり率を達成できる。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説明する。
【００６１】
（実施例１）
本実施例では図１に示す構造の電気泳動表示装置Ｄ１を作製する。
【００６２】
すなわち、所定間隙を開けた状態に後方基板１及び前方基板２を配置し、これらの基板１，２の間隙には画素Ａを仕切るように支持体６を配置し、各画素Ａには絶縁性液体８及び帯電粒子９を充填する。また、各画素Ａには、第１電極３及び第２電極４を図示のように配置する。そして、第１電極３を覆うように基板全面に散乱層１０を形成し、第２電極４を覆うように領域Ａ２及びＡ３に着色層５を配置する。さらに、この散乱層１０や着色層５や支持体６の表面は透明絶縁層１１にてコーティングする。また、前方基板２の表面には樹脂層４２を形成し、この前方基板２と支持体６との間には接着層１２を配置する。
【００６３】
本実施例においては、帯電粒子９には、無機顔料であるカーボンブラック（ＣＢ、平均粒径８０ｎｍ）で黒色に着色したポリスチレン粒子（平均粒径２．５μｍ）を用い、着色層５も黒色とし、第１電極領域Ａ１（正確には、第１電極領域の内、着色層を配置した領域Ａ３を除くＡ１の部分）は散乱層１０の働きにより白色を示すようにしている。
【００６４】
次に、電気泳動表示装置の製造方法について説明する。
【００６５】
まず、０．７ｍｍ厚のガラス基板１の表面にアルミニウム膜を１００ｎｍの厚みに成膜し、パターニングして第１電極３を形成する。そして、この第１電極３を覆うように酸化チタン微粒子を混合させて白色化させたポリウレタン樹脂層（散乱層）１０を形成する。さらに、領域Ａ２には、暗黒色の炭化チタンを成膜し、フォトリソグラフィー及びドライエッチングによりライン状にパターニングして第２電極４を形成する。第２電極４の厚みは５０ｎｍであり、線幅は１２μｍとする。
【００６６】
さらに、上述した着色層５を形成する。この着色層５は、第２電極４が形成されている領域Ａ２だけでなく、第１電極３が形成されている領域（符号Ａ３参照）にも配置されるようにライン状にする。また、この着色層５は、顔料を分散させた光感光性樹脂（ＣＦＰＲ−ＢＫ７３８Ｓ  東京応化（株）製）を膜厚１μｍとなるようにスピナーで塗布した後、露光およびウエット現像によりパターニングして形成する。この着色層５の幅は２２μｍとし、領域Ａ３の幅は５μｍとする。
【００６７】
その後、光感光性エポキシ樹脂（ＳＵ８  日本マグダーミッド（株）製）を塗布した後に露光及びウエット現像を行ない、第２電極４が形成された領域Ａ２には支持体６を形成する。なお、支持体６の高さは３０μｍ、幅１２μｍ、間隔１２０μｍとする。その後、セル内面を覆うようにポリアクリレート樹脂（オプトマーＳＳ６６９９  ＪＳＲ（株）製）からなる透明樹脂層１１を形成する。
【００６８】
次に、支持体６の上面（基板２が貼り付けられる面）にＵＶ硬化性の接着層１２を形成する。
【００６９】
そして、支持体６にて区画される凹部に帯電粒子９を混合した分散液を充填する。なお、分散液は、該帯電粒子１重量部、分散媒として脂肪族炭化水素溶媒であるアイソパーＨ（エクソン社製）１００重量部、オクテン酸ジルコニウム（ニッカオクチックスジルコニウム、日本化学産業（株）製）０．１重量部、ロジンエステル（ネオトール１２５Ｈ、ハリマ化成（株）製）２．５重量部、スチレンブタジエン共重合体（アサプレン１２０５、旭化成（株）製）０．８重量部とを混合し、１時間攪拌して作製する。なお、帯電粒子の帯電極性はマイナスである。
【００７０】
最後に、ポリカーボネートフィルム（厚さ１００μｍ）からなる基板２を支持体６に接着し、ＵＶ硬化させることで本発明の電気泳動表示装置を作製する。
【００７１】
次に本実施例の表示状態について説明する。
【００７２】
以上の方法によって作製された反射型の電気泳動表示装置Ｄ１では、第１電極３に絶縁性液体８中に分散する帯電粒子９の帯電極性と同じ極性の電圧を印加すると帯電粒子９は第２電極３４側に引き寄せられるために白色の表示となる。逆に第１電極３に絶縁性液体８中に分散する帯電粒子９の帯電極性と反対の極性の電圧を印加すると帯電粒子９は第１電極３上に分散配置され、領域Ａ３における白抜けは確認されず、良好な黒輝度が得られることが確認される。
【００７３】
（実施例２）
本実施例では、図３に示す電気泳動表示装置Ｄ２を作製する。図１に示す電気泳動表示装置との構造上の差異は、着色層を（第２電極４を配置した領域Ａ２には配置せず）領域Ａ３にのみ配置している点であり、その他の構成や製造方法は同じにする。
【００７４】
そして、実施例１と同様の駆動をしたところ、同様の表示品質を確認できる。
【００７５】
（実施例３）
本実施例では、図４に示す電気泳動表示装置Ｄ３を作製する。すなわち、第２電極４は、支持体６と後方基板１との間に配置せずに、支持体６を配置した部分以外に配置することとし、第２電極４を覆い第１電極３の側にはみ出すように着色層２８を配置する。なお、第２電極４の幅を３０μｍとし、着色層２８の幅は３５μｍとした。その他の構成や製造方法は実施例１と同じにする。
【００７６】
実施例１と同様の駆動をしたところ、同様の表示品質を確認できる。
【００７７】
（実施例４）
本実施例では図５に示した電気泳動表示装置について説明する。
【００７８】
作製する表示装置は、２００×２００画素とし、１つの画素の大きさは１００μｍ□の正方形状とする。各画素は透明な支持体３６に四方を囲まれている。その支持体３６の高さは２５μｍであり、この距離がセルギャップに相当する。なお支持体３６の幅は５μｍであり、支持体３６が基板面内で占有する領域は非開口部分に相当する。また黒色の着色層３５を後方基板上で表示領域の範囲で一体膜として形成する。
【００７９】
また第１電極３３および第２電極３４は後方基板１上で着色層３６上に配置されており、互いの電極の隙間ｇ（図中破線で示した間隔）は、１０μｍとする。なお第１電極３３と第２電極３４との画素内面積比は７：３とする。なお第１電極３３には光吸収性を持たせるために、透明な材料を使用する。つまり第２電極３４に入射される光は透明な第２電極３４を通過して、第２電極３４の下側に配置された着色層３５で吸収される。
【００８０】
一方第１電極３３は光反射性を持たせるために反射性の高い金属を採用し、図には示していないが、電極表面には微細な凹凸構造を設ける。この凹凸構造は反射光が拡散するように設計されている。また第２電極３４および第１電極３３の上には、帯電粒子３９および絶縁性液体３８が電極反応や電荷注入などを起こして、実質的に帯電粒子３９の挙動が時間とともに不安定な状態へ変化することを防止するために透明な薄膜の絶縁層４１を積層してある。また後方基板３１、前方基板３２および支持体３６で囲まれた閉空間に所定密度の黒色の帯電粒子３９および透明な絶縁性液体３８が安定に狭持されている。
【００８１】
次に本実施例に係る電気泳動表示装置の製造方法について説明する。
【００８２】
図中下側に示した基板である後方基板１には１５０μｍのＰＥＴフィルムを使用し、その上にカーボンを含有した感光性樹脂材料（ＣＦＰＲ  ＢＫ［東京応化工業（株）］）を３μｍの厚さで塗布して着色層３５を形成する。そしてフォトリソグラフィーにより表示領域以外の黒色の樹脂材料を除去する。次に透明電極ＩＴＯを用いて第２電極３３のパターニングを行う。
【００８３】
続いて第１電極３３を配置する領域に予め樹脂を使って微細な凹凸構造を形成し（図示なし）、その上にＡｌを使って第１電極３３をパターニングし、反射性を有する第１電極３３を形成する。次に第２電極３４および第１電極３３を覆うように表示領域に透明なアクリル系樹脂（ｏｐｔｍｅｒ  ［ＪＳＲ（株）］）を用いて絶縁層４１を形成する。次に厚膜用フォトレジスト（ＴＨＢ［ＪＳＲ（株）］）を用いてフォトリソグラフィーにより支持体３６を形成する。
【００８４】
続いて図には示していないが、支持体６および絶縁層４１の上にはポリカーボネート樹脂を薄く表面コート層として塗布する。その表面コート層の膜厚はおよそ１００ｎｍである。この表面コート層を塗布することで高アスペクト比の支持体６が衝撃に対して強くなる効果がある。
【００８５】
次に後方基板１上の支持体６で仕切られた空間に透明な絶縁性液体３８および複数の黒色の帯電粒子３９を、全ての画素の帯電粒子３９密度が均一になるように充填する。絶縁性液体３８にはアイソパー（エクソン社）を用い、この中に平均粒子径３μｍのカーボンを含有した黒色の帯電粒子３９を分散して使用する。また絶縁性液体３８にはアイソパー（エクソン社）を用い、荷電制御剤としてコハク酸イミドを含有させておく。
【００８６】
充填後は、支持体３６上端部と前方基板３２を密着させて、支持体３６で仕切られた空間内に絶縁性液体３８および帯電粒子３９を封止する。封止後には、図示していないが基板周囲を接着剤により前方基板３２と後方基板３１を接着する。
【００８７】
次に本実施例の表示状態について説明する。
【００８８】
以上の方法によって作製された反射型の電気泳動表示装置Ｄ４では、第１電極３３に絶縁性液体３８中に分散する帯電粒子３９の帯電極性と同じ極性の電圧を印加すると帯電粒子３９は第２電極３４側に引き寄せられるために明るい表示となる。逆に第１電極３３に絶縁性液体３８中に分散する帯電粒子３９の帯電極性と反対の極性の電圧を印加すると帯電粒子３９は第１電極３３側に引き寄せられるために帯電粒子３９色と同じ黒色表示になる。
【００８９】
このようにして明るい表示や暗い表示を行ったとき、第１電極３３と第２電極３４との隙間および支持体３６からもれる光は着色層３５でほぼ遮断されるので高いコントラストをもつ表示を得ることができる。また第１電極３３と第２電極３４との間のわずか１０μｍの狭い隙間に位置を合わせる制御をせずに光反射層３５を形成できる工程であるために、歩留まりを大幅に改善できる。
【００９０】
（実施例５）
本実施例では図７に示した電気泳動表示装置について説明する。
【００９１】
作製する表示装置は、２００×２００画素とし、１つのがその大きさは１００μｍ□の正方形状とする。画素の周囲には黒色の支持体３６を配置してある。その支持体３６の高さは１０μｍでこの距離がセルギャップに相当する。また支持体３６の幅は５μｍである。
【００９２】
後方基板３１上に配置する第１電極３３と第２電極３４との隙間（図中ｇ）は５μｍとして、その隙間を含むようにして幅（図中ｓ）２０μｍの着色層３５を後方基板３１上に設けられる。なお第１電極３３と第２電極３４との画素内面積比は７：３とする。つまり電極間隔ｇに比べて着色層３５の幅ｓは十分に広く設定する。
【００９３】
この着色層３５はカーボンを含有した樹脂を印刷法によりパターニングされる。また第２電極３４と第１電極は同じ材料で形成されている。また第１電極３３および第２電極３４の上には、帯電粒子３９および絶縁性液体３８が電極反応や電荷注入などを起こして、実質的に帯電粒子３９の挙動が時間とともに不安定な状態へ変化することを防止するために透明な薄膜の絶縁層４１を積層してある。また後方基板３１、前方基板３２および支持体３６で囲まれた閉空間に所定密度の白色の帯電粒子３９−１と黒色の帯電粒子３９−２を分散した透明な絶縁性液体３８が安定に狭持されている。白色の帯電粒子３９−１と黒色の帯電粒子３９−２は絶縁性液体３８中で互いに異なる極性に帯電している。
【００９４】
次に本実施例に係る電気泳動表示装置の製造方法について説明する。
【００９５】
図示下側の基板である後方基板３１には厚さ０．５ｍｍのＳＵＳ基板を使用し、その上にカーボンを含有した黒色の樹脂層を用いて着色層３５を印刷法によりパターニングする。このとき着色層の幅ｓは２０μｍとする。この上にＡｌを用いて第１電極３３と第２電極３４を同時に形成した。両電極間の隙間ｇは５μｍとして、その隙間が予め形成してある着色層３５上に重なるように配置する。着色層の幅ｓは電極間隔ｇに比べて十分に大きいため、第１電極３３及び第２電極４をパターニングする際の位置合わせ工程は非常に容易である。
【００９６】
次に第１電極３と第２電極３４を覆うようにして透明な絶縁層４１をコートする。次に画素の周囲にカーボンを含有した感光性樹脂を使って支持体３６を形成する。次に支持体３６で仕切られた空間に白色の帯電粒子３９−１と黒色の帯電粒子３９−２を分散させた絶縁性液体３８を充填する。白色の帯電粒子３９には粒子径１〜２μｍの酸化チタンを用い、黒色の帯電粒子３９−２には粒子径０．１〜０．３μｍのカーボンブラックを含有したポリスチレンーポリスチレンメタクリレート共重合体樹脂を使用する。また絶縁性液体３８にはアイソパー（エクソン社）を用い、荷電制御剤としてコハク酸イミドを含有させておく。
【００９７】
次に前方基板３２を用いて、後方基板３１、前方基板３２および支持体３６で囲まれた閉空間に白色の帯電粒子３９−１と黒色の帯電粒子３９−２を分散させた絶縁性液体３８を封止する。
【００９８】
以上の方法によって作製された反射型の電気泳動表示装置Ｄ７では、第１電極３３に絶縁性液体３８中に分散する白色帯電粒子３９−１の帯電極性と同じ極性の電圧を印加すると白色の帯電粒子３９−１は第２電極３４側に引き寄せられ、黒色の帯電粒子が第１電極３３上に引き寄せられるために画素に入射される７割近くが黒色の帯電粒子３９−２に吸収されるため暗い表示となる。
【００９９】
逆に第１電極３３に絶縁性液体３８中に分散する白色の帯電粒子３９−１の帯電極性と反対の極性の電圧を印加すると黒色の帯電粒子３９−２が第２電極３４側に引き寄せられ、白色の帯電粒子３９−１は第１電極３３側に引き寄せられるため、画素に入射した光はＡｌ電極で反射し、さらに白色の帯電粒子３９−１で拡散されるために白く明るい表示になる。
【０１００】
このようにして第１電極３３と第２電極３４との隙間からもれる余計な反射光は着色層３５でほぼ遮断できるため、黒反射率を低下させることができ、高いコントラストをもつ表示を得ることができる。また第１電極３３と第２電極３４との間のわずか５μｍの狭い隙間に困難な位置合わせ制御をせずに光反射層を形成できる工程であるために、歩留まりを大幅に改善できる。
【０１０１】
（実施例６）
本実施例では図８に示した電気泳動表示装置について説明する。
【０１０２】
作製する表示装置は、２００×２００画素とし、１つのがその大きさは１００μｍ□の正方形状とする。画素の周囲には支持体を兼用した第２電極３４が配置してある。その第２電極３４の高さは２０μｍでこの距離がセルギャップに相当する。また第２電極３４の幅は５μｍである。
【０１０３】
後方基板３１上には着色層３５が配置されており、画素中央領域に設けられた貫通孔を通じて第１電極３３はスイッチング素子３０であるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒの略）と接続されている。また第１電極３３および第２電極３４の上には、帯電粒子３９および絶縁性液体３８が電極反応や電荷注入などを起こして、実質的に帯電粒子３９の挙動が時間とともに不安定な状態へ変化することを防止するために絶縁性のあるカラーフィルター４１を積層してある。また後方基板３１、前方基板３２および支持体３６で囲まれた閉空間に所定密度の黒色の帯電粒子３９を分散した透明な絶縁性液体３８が安定に狭持されている。
【０１０４】
次に本実施例に係る電気泳動表示装置の製造方法について説明する。
【０１０５】
図示下側の基板である後方基板１には厚さ０．８ｍｍのガラス基板を使用し、その上にａ−Ｓｉ  ＴＦＴを形成する。その上にカーボンを含有した感光性樹脂により着色層３５をパターニングした。この上の画素周囲部分に凸構造体を形成し、さらにＡｌを用いて第１電極３３と第２電極３４を同時に形成する。両電極間の隙間ｇは５μｍとして、その隙間が予め形成してある着色層３５上に重なるように配置する。
【０１０６】
次に第１電極３３と第２電極３４を覆うようにして絶縁層４１であるカラーフィルターをパターニングする。隣接する３つの画素を１セットにし、それぞれ３つの画素にはＣＭＹのカラーフィルターをパターニングする。次に支持体を兼ねる第２電極３４で仕切られた空間に黒色の帯電粒子３９を分散させた絶縁性液体３８を充填する。黒色の帯電粒子３９−２には粒子径１〜３μｍのカーボンブラックを含有したポリスチレンーポリスチレンメタクリレート共重合体樹脂を使用する。また絶縁性液体３８にはアイソパー（エクソン社）を用い、荷電制御剤としてコハク酸イミドを含有させておく。次に前方基板３２を用いて、後方基板３１、前方基板３２および支持体を兼ねる第１電極３３で囲まれた閉空間に黒色の帯電粒子３を分散させた絶縁性液体８を封止する。
【０１０７】
以上の方法によって作製された反射型の電気泳動表示装置Ｄ８では、第１電極３３に絶縁性液体３８中に分散する帯電粒子９帯電極性と同じ極性の電圧を印加すると帯電粒子９は第２電極３４側に引き寄せられるために明るい表示となる。例えばこの画素に配置されたカラーフィルターが黄色（Ｙ）であれば黄色を表示する。逆に第１電極３３に絶縁性液体８中に分散する帯電粒子３９の帯電極性と反対の極性の電圧を印加すると帯電粒子３９は第１電極３３側に引き寄せられるために、帯電粒子と同じ黒色の暗い表示になる。
【０１０８】
このようにして第１電極３３と第２電極３４との隙間からもれる余計な反射光は着色層３５でほぼ遮断できるため、黒反射率を低下させることができ、高いコントラストをもつ表示を得ることができる。また第１電極３３と第２電極３４との間のわずか５μｍの狭い隙間に困難な位置合わせ制御をせずに光反射層３５を形成できる工程であるために、歩留まりを大幅に改善できる。さらに隣接画素からのもれ光の混じりを抑制できたために、明るいカラー表示が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電気泳動表示装置の構造の一例を示す断面図。
【図２】上記電気泳動表示装置の構造の他の例を示す断面図。
【図３】上記電気泳動表示装置の構造の他の例を示す断面図。
【図４】上記電気泳動表示装置の構造の他の例を示す断面図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る電気泳動表示装置の構造の一例を示す断面図。
【図６】上記電気泳動表示装置の構造の他の例を示す断面図。
【図７】上記電気泳動表示装置の構造の他の例を示す断面図。
【図８】上記電気泳動表示装置の構造の他の例を示す断面図。
【符号の説明】
【０１１０】
１、３１            後方基板
２、３２            前方基板
３、３３            第１電極
４、３４            第２電極
５、３５            光吸収層
６、３６            支持体
８、３８            絶縁性液体
９、３９、３９−１、３９−２  帯電粒子
１０                散乱層
１１、４１          絶縁層
１２                接着層
４２                樹脂層
３０                スイッチング素子
Ａ１                第１電極が配置された領域
Ａ２                第２電極が配置された領域
Ｄ１〜Ｄ８            電気泳動表示装置
【図１】
2004341508.tif 000003
【図２】
2004341508.tif 000004
【図３】
2004341508.tif 000005
【図４】
2004341508.tif 000006
【図５】
2004341508.tif 000007
【図６】
2004341508.tif 000008
【図７】
2004341508.tif 000009
【図８】
2004341508.tif 000010