(57)【要約】【課題】表示安定性に優れた高いコントラスト表示を可能とする新規な電気泳動表示装置を提供する。【解決手段】絶縁性液体と該絶縁性液体に分散された複数の帯電泳動粒子とを封入した複数のマイクロカプセルと、該複数のマイクロカプセルを挟んで互いに対向配置された第１基板及び第２基板と、電圧を印加することのできる複数の電極とを備え、該複数の電極間に電圧を印加することにより、帯電泳動粒子を、マイクロカプセル表面が第１基板に接する部分の内壁面と、第１基板と第２基板のいずれにも接しない部分の内壁面との間で移動させて表示を切り替える電気泳動表示装置を提供する。【選択図】　　　　図１
2004101890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性液体と該絶縁性液体に分散された複数の帯電泳動粒子とを封入した複数のマイクロカプセルと、該複数のマイクロカプセルを挟んで互いに対向配置された第１基板及び第２基板と、電圧を印加することのできる複数の電極と、を備えた電気泳動表示装置であって、
該複数の電極間に電圧を印加することにより、帯電泳動粒子を、マイクロカプセル表面が第１基板に接する部分の内壁面と、第１基板と第２基板のいずれにも接しない部分の内壁面との間で移動させて表示を切り替えることを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項２】
前記複数の電極が、第１基板に沿って配置された第１電極と、第１電極とは電気的に絶縁されて、第１基板、第２基板およびマイクロカプセル表面に囲まれた間隙の少なくとも一部に配置された第２電極とを含む請求項１に記載の電気泳動表示装置。
【請求項３】
第２電極が、前記間隙の少なくとも一部に充填されている請求項２に記載の電気泳動表示装置。
【請求項４】
第２電極が、前記間隙の少なくとも一部に充填された導電性部材である請求項２に記載の電気泳動表示装置。
【請求項５】
導電性部材が液体である請求項４に記載の電気泳動装置。
【請求項６】
導電性部材が金属である請求項４に記載の電気泳動装置。
【請求項７】
第２電極が、前記間隙を囲む第１基板または第２基板に凸形状に形成され配置されている請求項２に記載の電気泳動表示装置。
【請求項８】
第２電極が、前記間隙を囲む第１基板または第２基板に形成された凸形状部材の上面、下面もしくは内部に配置されている請求項２に記載の電気泳動表示装置。
【請求項９】
マイクロカプセルが、偏平な形状である請求項１ないし８のいずれか１項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１０】
マイクロカプセルが、偏平な形状であり、かつ第１電極に面で接する請求項２に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１１】
マイクロカプセルが、第１電極の位置とは無関係にランダムに配置される請求項２に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１２】
マイクロカプセルが、第１電極の位置と整合して配置されることを特徴とする請求項２に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１３】
前記第１電極面が前記第２基板側に隆起した形状に形成されてなることを特徴とする請求項２に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１４】
前記第２電極は、全画素の共通電極であることを特徴とする請求項２ないし８および１０ないし１３のいずれか１項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１５】
前記第２基板上に、第３電極が配置されることを特徴とする請求項２に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１６】
表示装置の１画素に複数のマイクロカプセルが配置され、前記第２電極は、互いに隣接する一の画素と他の画素との境界部に配置される請求項２に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１７】
絶縁性液体と該絶縁性液体に分散された複数の帯電泳動粒子とを封入した複数のマイクロカプセルと、該複数のマイクロカプセルを挟んで互いに対向配置された第１基板及び第２基板と、第１基板に沿って配置された第１電極と、第１電極とは電気的に絶縁されて、第１基板、第２基板およびマイクロカプセル表面に囲まれた間隙の少なくとも一部に配置された第２電極とを備える電気泳動表示装置の製造方法であって、
（１）第１基板に第１電極を形成する工程と、
（２）第１または第２基板にマイクロカプセルを配置する工程と、
（３）マイクロカプセルを挟んで第１基板と第２基板を対向して配置する工程と、
（４）前記（３）の工程に先立って、または（３）の工程の後に、マイクロカプセルの間隙に第２電極を形成する工程と
を有することを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法。
【請求項１８】
前記（４）の第２電極を形成する工程が、（３）の工程後の工程であり、マイクロカプセルを挟んで対向して配置された第１基板と第２基板の間に導電性部材を注入する工程を含む請求項１７に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
【請求項１９】
前記（４）の第２電極を形成する工程が、（３）の工程後の工程であり、マイクロカプセルの間隙に接する位置に設けられた前記基板上の注入口より、該マイクロカプセルの間隙に、導電性部材を注入する工程を含む請求項１７に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
【請求項２０】
前記（４）の第２電極を形成する工程が、（２）の工程前の工程であり、（３）のマイクロカプセルを配置する工程が、第２電極が形成された第１または第２基板の凸状に形成された第２電極の間に、マイクロカプセルを配置する工程を含む請求項１７に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
【請求項２１】
前記（４）の第２電極を形成する工程が、（３）の工程前の工程であり、電気メッキによって、マイクロカプセルの間隙に第２電極を形成する工程を含む請求項１７に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
【請求項２２】
前記（３）の工程の後に、第１と第２の基板に圧力を加えて、マイクロカプセルを偏平させる工程を有する請求項１７ないし２０のいずれか１項に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
【請求項２３】
絶縁性液体と該絶縁性液体に分散された複数の帯電泳動粒子とを封入した複数のマイクロカプセルと、該複数のマイクロカプセルを挟んで互いに対向配置された第１基板及び第２基板と、第１基板に沿って配置された第１電極と、第１電極とは電気的に絶縁されて、第１基板、第２基板およびマイクロカプセル表面に囲まれた間隙の少なくとも一部に配置された第２電極とを備える電気泳動表示装置の製造方法であって、
凹部を有する鋳型基板の該凹部に導電体を形成し、絶縁層を積層した後、該鋳型基板を剥離することによって、絶縁層と、該絶縁層の上に第２電極である凸状の導電体が積層された構造体を作製する第１の工程と、
該凸状導電体が、マイクロカプセルの間に位置するように、該構造体上にマイクロカプセルを配置する第２の工程と、
該第２の工程の後、マイクロカプセルが配置された該構造体を第１または第２基板として、他方の基板を対向して貼り合わせる第３の工程
を有することを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電泳動粒子を移動させて表示を行う電気泳動表示装置、及び該電気泳動表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル技術の目覚しい進歩により、個人が扱うことのできる情報量は飛躍的に増大している。これに伴い、情報の出力手段として、低消費電力かつ薄型の表示装置の開発が盛んに行われるようになった。
【０００３】
その一つとして、Ｈａｒｏｌｄ　Ｄ．　Ｌｅｅｓ等により電気泳動表示装置が提案されている（米国特許ＵＳＰ３６１２７５８公報）。
【０００４】
図１１は、その電気泳動表示装置の構造の一例を示す図であるが、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一対の基板１ａ、１ｂと、これらの基板１ａ、１ｂの間に充填された絶縁性液体２と、該絶縁性液体２に分散された多数の着色帯電泳動粒子３と、それぞれの基板１ａ、１ｂに沿うように各画素Ａに配置された電極１４、１５と、を備えている。この装置において、着色帯電泳動粒子３は、正極性又は負極性に帯電されているため、電極１４、１５に印加する電圧の極性に応じていずれかの電極１４又は１５に吸着されるが、絶縁性液体２及び着色帯電泳動粒子３はそれぞれ異なる色に着色されているため、着色帯電泳動粒子３が観察者側の電極１５に吸着されている場合には該粒子３の色が視認され（図１１（ａ）参照）、着色帯電泳動粒子３が他側の電極１４に吸着されている場合には絶縁性液体２の色が視認されることとなる（図１１（ｂ）参照）。したがって、印加電圧の極性を画素毎に制御することによって、様々な画像を表示することができる。
【０００５】
ところが、係る電気泳動表示装置では、着色帯電粒子３どうしが凝集したり、偏在することによって表示ムラが発生し易いという問題がある。このような問題を解決するために、特登録０２５５１７８３号において、絶縁性液体２や着色帯電粒子３を含む分散系をマイクロカプセル化する手法が開示されている。分散系を予め封入した多数の球形マイクロカプセルと、マイクロカプセルの隙間を埋めるバインダ材とを一対の基板間に封入した電気泳動表示装置により、上記の表示ムラの問題を改善することができる。また、揮発性である分散系を一対の基板間に均一に封入するという時間及び手間のかかる製造工程を簡略化することができるため、製造コストの削減が実現できる。
【０００６】
また、国際出願公開ＷＯ００／０３２９１には、マイクロカプセルを電極に位置を合わせて配置し、基板面方向に泳動粒子を移動させて表示する方式が提案されている。図１２（ａ）（ｂ）に同方式の画素の断面構造を、図１２（ｃ）に平面構造を示す。図１２（ａ）と（ｂ）はそれぞれ、狭い方の電極面３０に泳動粒子５０が集積した状態と、広い方の電極面４０に泳動粒子５０が展開した状態とを示している。１画素に１つのマイクロカプセル２０を配置することにより、基板面方向（ラテラル方向）に泳動粒子を移動させることができ、その結果、泳動液は透明にして、電極面の着色で白黒やカラー表示が実現できる。白黒表示の場合、カプセル内の黒に着色された泳動粒子５０を、黒に着色された電極３０と白に着色された電極４０との間で移動させて表示を切り替えることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ＵＳＰ３６１２７５８や特登録０２５５１７８３号に開示された上記のような電気泳動表示装置では、染料やイオンなどの発色材を絶縁性液体中に混入することによって、絶縁性液体を着色しなければならない。このことによって、該発色材に起因した電荷の授受が発生してしまい、帯電泳動粒子の電気泳動動作に悪影響を及ぼし、表示装置としての寿命や安定性が低下してしまう問題がおこる。また絶縁性液体の着色によって、絶縁性液体中の染料が帯電泳動粒子へ吸着してしまい、表示コントラストが低下してしまう問題も発生する。またさらに、図１１（ａ）で示したように、着色帯電泳動粒子３が観察者側の電極１５に吸着され、該着色帯電泳動粒子が視認される場合において、着色帯電泳動粒子３と電極１５との隙間に、着色された絶縁性液体が侵入してしまい、高いコントラストを実現することが難しいという問題も抱えている。
【０００８】
ＷＯ００／０３２９１の表示装置は、図１２に示すように透明の絶縁性液体２５を用いているが、基板６０に２つの電極３０と４０を並べて配置して１画素を構成するので、着色帯電粒子と同色の電極３０の面積が一定の割合で必要になる。この部分は、表示面の明るさを損なうので、やはり高いコントラストを実現することが困難である。さらに、この構造の画素が複数並んで配置されるので、電極３０、４０は隣りのマイクロカプセルの電極３０、４０との間にも電界を作ることになる。すなわち、１つのマイクロカプセル内の電界が、隣りのマイクロカプセルに漏洩して、その泳動粒子の動きに影響を及ぼしてしまうという問題を生じる。
【０００９】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、表示安定性に優れた高いコントラスト表示を可能とする新規な電気泳動表示装置、及び該電気泳動表示装置の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の事情を考慮してなされたものであり、絶縁性液体と該絶縁性液体に分散された複数の帯電泳動粒子とを封入した複数のマイクロカプセルと、該複数のマイクロカプセルを挟んで互いに対向配置された第１基板及び第２基板と、電圧を印加することのできる複数の電極と、を備えた電気泳動表示装置であって　、該複数の電極間に電圧を印加することにより、帯電泳動粒子を、マイクロカプセル表面が第１基板に接する部分の内壁面と、第１基板と第２基板のいずれにも接しない部分の内壁面との間で移動させて表示を切り替えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の好ましい形態のひとつは、前記複数の電極が、第１基板に沿って配置された第１電極と、第１電極とは電気的に絶縁されて、第１基板、第２基板およびマイクロカプセル表面に囲まれた間隙の少なくとも一部に配置された第２電極とを含むものである。
【００１２】
本発明はまた、絶縁性液体と該絶縁性液体に分散された複数の帯電泳動粒子とを封入した複数のマイクロカプセルと、該複数のマイクロカプセルを挟んで互いに対向配置された第１基板及び第２基板と、第１基板に沿って配置された第１電極と、第１電極とは電気的に絶縁されて、第１基板、第２基板およびマイクロカプセル表面に囲まれた間隙の少なくとも一部に配置された第２電極とを備える電気泳動表示装置の製造方法であって、
（１）第１基板に第１電極を形成する工程と、
（２）第１または第２基板にマイクロカプセルを配置する工程と、
（３）マイクロカプセルを挟んで第１基板と第２基板を対向して配置する工程と、
（４）前記（３）の工程に先立って、または（３）の工程の後に、マイクロカプセルの間隙に第２電極を形成する工程と
を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明はさらに、絶縁性液体と該絶縁性液体に分散された複数の帯電泳動粒子とを封入した複数のマイクロカプセルと、該複数のマイクロカプセルを挟んで互いに対向配置された第１基板及び第２基板と、第１基板に沿って配置された第１電極と、第１電極とは電気的に絶縁されて、第１基板、第２基板およびマイクロカプセル表面に囲まれた間隙の少なくとも一部に配置された第２電極とを備える電気泳動表示装置の製造方法であって、
凹部を有する鋳型基板の該凹部に導電体を形成し、絶縁層を積層した後、該鋳型基板を剥離することによって、絶縁層と、該絶縁層の上に第２電極である凸状の導電体が積層された構造体を作製する第１の工程と、
該凸状導電体が、マイクロカプセルの間に位置するように、該構造体上にマイクロカプセルを配置する第２の工程と、
該第２の工程の後、マイクロカプセルが配置された該構造体を第１または第２基板として、他方の基板を対向して貼り合わせる第３の工程
を有することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明に関する電気泳動表示装置の代表的な１つの構成に関して図１を用いて説明する。
【００１５】
図１は、画素Ａと画素Ｂの２画素を示しており、所定の間隙を開けた状態に配置された一対の基板１ａ、１ｂと、これらの基板１ａ、１ｂの間隙に配置された複数のマイクロカプセルを備えている。該マイクロカプセルは、絶縁性液体と該絶縁性液体に分散された複数の帯電泳動粒子を封入している。また、各画素に電圧を印加することのできる第１電極４が、いずれか一方の基板１ａ又は１ｂに沿うように配置されている（以下、説明の便宜上、第１電極４が配置された方の基板を“第１基板１ａ”とし、他方を”第２基板１ｂ“とする）。
【００１６】
白黒表示の場合は、第１電極を白に、第２電極と泳動粒子を黒に着色しておく。または、後に光源をおき、光の透過と遮断を２つの表示状態とするときは、第１電極を透明に、第２電極と泳動粒子を不透明にしておく。本発明の表示の方式はこれに限らない。他の方式についてはあとで説明する。
【００１７】
ここで、複数のマクロカプセル８は、第１基板に沿って平行に、すなわち重なることなく１層に並んで配置されており、複数の該マイクロカプセルの外表面と、第１基板と、第２基板とではさまれた間隙（図の１斜線部。以下、マイクロカプセルの間隙、または単に間隙という）に、第２電極が配置されている。
【００１８】
図１は、第２電極が、複数のマイクロカプセルの間隙に充填された導電性部材で形成された構成である。マイクロカプセルは通常球形なので、基板で挟んだときに必ずこの間隙が出来る。間隙が第２電極で充填される構成を作ると、電極に電圧を印加したときにマイクロカプセルの内部のみに電界を生じるので、電界が最大限有効に利用でき、電圧を必要以上に高くする必要がない。
【００１９】
しかし、第２電極の構成については、これに限定されるものではなく、本発明の他の構成については後述することとする。
【００２０】
本発明の電気泳動表示装置は、帯電泳動粒子を、マイクロカプセル表面が第１基板と接する部分のマイクロカプセル内壁面と、表面がいずれの基板にも接しないで、したがってマイクロカプセルの側壁部を構成する部分の内壁面との間で移動させて表示を切り替えることを特徴としている。
【００２１】
第２電極が、マイクロカプセルの側壁部をとりまく間隙に配置されているために、第２基板近くにも強い電界が形成でき、その部分の内壁に泳動粒子を保持することが出来る。
【００２２】
図１のＡに示すように、泳動粒子が、マイクロカプセルが第１基板に接する部分の内壁面に移動したとき、泳動粒子は内壁面に広くひろがって分布するので、表示方向すなわち基板に垂直な方向から見て泳動粒子が占める面積は大きくなる。一方、図１のＢに示すように、表面がいずれの基板にも接しないでマイクロカプセルの側壁部を構成する部分の内壁面に泳動粒子が移動したとき、泳動粒子は、基板からはなれた側壁部の内壁面に沿って集積し、理想的にはマイクロカプセル内の第１基板から第２基板までの空間全体にわたって分布するので、基板に垂直な方向への重なりの度合いが大きくなり、基板垂直方向から見た泳動粒子が占める面積は小さくなる。
【００２３】
したがって、この２状態の一方を白、他方を黒の表示状態とするとき、一方は泳動粒子を最大限に広く展開した状態の表示になり、他方は最小限に狭い面積に集積した状態の表示とすることができる。このため、白を表示するときの白部分の面積が広く取れて明るい表示が得られる。また、両者の明るさの比すなわちコントラストは、基板面方向に泳動粒子を移動させて表示状態を切り替える方式としては最大の値にすることができる。
【００２４】
これに対し、図１２（ａ）（ｂ）に示す画素構造では、電極３０、４０がおなじ基板面にあるために、反対側のマイクロカプセル壁面では電界が極めて弱く、泳動粒子をひきつけて保持することが困難である。泳動粒子は電極近くでのみ保持されるので、（ａ）のように狭い方の電極に集積した場合でも、図１のＢの状態より泳動粒子の重なりが少なく、占有面積が広くなってしまう。その結果、逆に広い方の電極面積が狭くなり、図１の構造と比べて、明状態の明るさを上げることができず、コントラストも高くできない。
【００２５】
次に、本発明での表示方式について説明する。
【００２６】
図１において、帯電泳動粒子を第１電極を覆う位置に移動させた時は、透明絶縁性液体を介して帯電泳動粒子の色を視認する（画素Ａ）。そして、第１電極を覆っていた帯電泳動粒子を、マイクロカプセルの側壁部に移動させた時は、第１電極又は基板１ａの色を視認することとなる（画素Ｂ）。例えば、帯電泳動粒子を黒色、第１電極を白色とすることによって、白黒表示が可能となる（以下説明の便宜上、特に断らなければ、帯電泳動粒子を黒色、第１電極を白色とすることとする）。もちろんこれに限られるものではなく、配色の組み合わせは自由である。また、カラー表示をしたい場合には、帯電泳動粒子を黒色、第１電極を適宜赤・緑・青・シアン・マゼンタ・イエローとすると良い。なお、電極に色を付ける方法としては、
電極自体を着色する方法
電極とは別に着色層を設ける方法
電極を覆うように形成した絶縁層を利用する方法（例えば、絶縁層自体の色を利用したり、絶縁層に着色材料を混ぜ込む方法）
を挙げることができる。
【００２７】
また当然別の方法として、適宜赤・緑・青・シアン・マゼンタ・イエローと着色した帯電泳動粒子を用いて、カラー表示を行うことができる。
【００２８】
図１では、１つの画素に配置されるマイクロカプセルの数は１つであるが、これに限られるものではない。例えば、図２（ａ）に示すように、１つの画素に配置されるマイクロカプセルの数を２つとしてもよく、それ以上の数としてもよい。
【００２９】
また、本発明におけるマイクロカプセルは、基板に沿って偏平な形状に形成されてなることが好ましい。偏平とすることで、白表示時（図１の画素Ｂ）において、基板１ｂ側の観察者から見て、白色の表示電極の面積と黒色の帯電泳動粒子の占める面積の比を向上させることができ、高コントラストな表示を実現できる。
【００３０】
さらに、本発明の電気泳動表示装置においては、基板に沿って実質的に平行に並ぶ複数のマイクロカプセルのそれぞれが、実質的に面で接することが好ましい。こうすることで、白表示時（図１の画素Ｂ）において、基板１ｂ側の観察者から見て、白色の表示電極の面積と黒色の帯電泳動粒子の占める面積の比を向上させることができ、高コントラストな表示を実現できる。
【００３１】
以下、本発明のその他の構成について説明する。
【００３２】
（第２電極）
本発明の第２電極は、マイクロカプセルの間隙に配置されるので、隣のマイクロカプセルの第２電極を兼ねることができる。したがって、通常、第２電極の電位は、全画素に共通の電位に設定される。これによって、１つのマイクロカプセル内の電界が、隣りのマイクロカプセルに漏洩して、隣り合うマイクロカプセル間の泳動粒子の移動に干渉が生じることが防止される。
【００３３】
本発明における第２電極は、複数のマイクロカプセルの間隙に配置されるが、間隙の全体に充填されていてもよく、一方の基板側のみに部分的に充填されていてもよい。後者の場合は、側壁部全体に泳動粒子を集積する効果は小さくなるが、隣り合うマイクロカプセル間を電気的に遮蔽する効果は十分に保たれる。また、第２電極は、間隙を充填せず、間隙内に別の構造体として形成されていてもよく、基板近傍のいずれかの位置に配置されていてもよい。その構成は特に限定されるものではない。
【００３４】
図２（ａ）は、第２電極が、複数のマイクロカプセルの間隙に充填された導電性部材で形成された構成である。この導電性部材は、泳動粒子と同じ黒色であるが、カラー表示では他の色に着色することもある。あるいは、視野角特性を改善するために、光学的に透明にすることもある。
【００３５】
第２電極は図１のように間隙の全てに充填されるだけではなく、図２（ｂ）に示すように間隙の一部に充填されても良い。あるいは、第２電極は、マイクロカプセルの間隙を構成するマイクロカプセル側壁部の外壁面の全て、又は、その一部に形成されても良い。
【００３６】
また別の構成として、第２電極は、マイクロカプセルの間隙を構成する第１基板面に形成されても良い（図３（ａ）参照）。あるいは第２電極は、マイクロカプセルの間隙を構成する第１基板面に形成されてなり、且つ、第２基板側に隆起した形状に形成されても良い（図３（ｂ）参照）。隆起形状は、図３（ｂ）に限定されるものではない。
【００３７】
また別の構成として、第２電極は、マイクロカプセルの間隙を構成する第１基板面に形成されているとともに、間隙に充填された導電性部材で形成されても良い（図３（ｃ））。このような構成の場合、第１基板面に形成された第２電極によって、間隙に充填された導電性部材に確実に電気アドレスをおこなうことができる。また、第１基板面に形成された第２電極を利用して、電気メッキ処理により導電性部材をマイクロカプセルの間隙に形成することができる。
【００３８】
さらに別の構成として、複数のマイクロカプセルの間隙に接する第１基板面上に設けられた凸形状の部材を有し、第２電極が、該凸形状の部材の上面、又は下面、又は内部に形成されるようにしても良い（図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）参照）。該凸形状は、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の形状に限定されるものではない。
【００３９】
以上の図３（ａ）−（ｃ）と図４（ａ）−（ｃ）に示す第２電極およびそれを含む凸形状部材は、第１基板１ａ上でなく第２基板１ｂ上に形成されていてもよい。その場合は、第１基板との貼りあわせに際して、第１電極との位置を合わせる必要がある。
【００４０】
本発明の電気泳動表示装置においては、第２電極は必ずしも全てのマイクロカプセルの間隙に配置される必要は無い。図５（ａ）に示すように、画素内に複数のマイクロカプセルがあり、互いに隣接する一の画素と他の画素の画素境界部に第２電極が配置されても良い。
【００４１】
（第１電極）
以上の例では、第１電極は、第１基板面に沿って平坦な面電極であるが、図５（ｂ）に示すように、第１電極の全てあるいは一部が、第２基板側に隆起した形状に形成されても良い。この隆起形状により、第１電極の中央部の電界ベクトルが、より第２電極方向に向かうようになり、帯電泳動粒子の移動がスムーズになるとともに、駆動電圧を低くすることができる。隆起形状は、隆起させることで、第１電極の中央部の電界ベクトルが第２電極方向に向かうような形状であれば特に制限はない。最低高さとしては、好ましくは０．５μｍ以上、さらに好ましくは２μｍ以上の隆起が必要である。最高の高さは、基板間の距離によって異なるが、好ましくは、基板間距離以下、さらに好ましくは、基板閑距離の２／３以下である。
【００４２】
（マイクロカプセルの配置）
本発明の電気泳動表示装置においては、本質的に、マイクロカプセルと第１電極の位置が整合している必要がなく、又、マイクロカプセルの大きさも揃っている必要がない（図６（ａ）、（ｂ）参照）。このように本発明では、マイクロカプセルを、第１電極の位置とは無関係にランダムに配置できるため、製造容易性の点で優位であることが大きな特長の１つである。
【００４３】
また一方で、マイクロカプセルと第１電極の位置が整合していてもよい。この場合、整合していない場合よりも、２つの第１電極の間にまたがって（２画素にまたがって）配置されるマイクロカプセルにおける動作不良の発生を少なくすることができる。
【００４４】
本発明において、第２電極が第２基板側に隆起した形状であったり、凸形状の部材の上面や内部に形成されている場合、この物理的な形状によって、マイクロカプセルを所望に位置に整合して配置させることが容易となる。例えば、インクジェット法によりマイクロカプセルを所望の位置にポジショニングする際に、凸状の第２電極の形状により、マイクロカプセルが所望の位置に収まり易くなり、マイクロカプセルのポジショニングの効率が格段に高くなる。また、マイクロカプセルのポジショニングには、スクリーン印刷、グラビア印刷等の印刷技術や、ＦＳＡ　（ｆｌｕｉｄｉｃ　ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｙ）等の技術を利用することができる。またさらに、上記の技術に加えて、第１電極や第２電極に所望の電圧を印加して、電気的にもマイクロカプセルのポジショニングをアシストすることも好ましい。
【００４５】
（対向電極）
また、本発明の電気泳動表示装置において、第２基板上に、第３電極を設けておくことも好ましい。帯電泳動粒子が、第２基板方向に移動して第２基板に接するマイクロカプセルの壁面に張り付いてしまうと、表示コントラストを劣化させてしまうこととなる。これを抑制するために、帯電泳動粒子の第２基板方向への移動を、第３電極に帯電泳動粒子と同極性の電圧を印加することにより防止することができる。例えば、帯電泳動粒子が正に帯電している場合、第２基板上の第３電極に同極性である正の電圧を印加することにより、帯電泳動粒子が第２基板方向へ移動してしまうことを抑制することができる。
【００４６】
（製造方法）
まず、図１の本発明の電気泳動表示装置を構成する各要素の材料について説明する。
【００４７】
第１基板１ａや第２基板１ｂ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）等のポリマーフィルム或いはガラス、石英等の無機材料を使用することができる。
【００４８】
また、第１電極４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る。
【００４９】
さらに、第１電極４を覆う絶縁層７に用いる材料としては、薄膜でもピンホールが形成されにくく、低誘電率の材料、具体的には、アモルファスフッ素樹脂、高透明ポリイミド、ＰＥＴ等が好ましい。
【００５０】
絶縁性液体２には、シリコーンオイル、トルエン、キシレン、高純度石油等の無色透明液体を使用すると良い。
【００５１】
帯電泳動粒子３としては、絶縁性液体中で良好な帯電特性を示す材料を用いると良い。例えば、ポリエチレン、ポリスチレン等の樹脂を用いると良く、黒色に着色する場合にはそれらの樹脂にカーボンなどを混ぜると良い。帯電泳動粒子３の粒径には制限が無いが、通常は０．５μｍ〜１０μｍ位のものを使用すると良い。
【００５２】
そして、界面重合法、不溶化反応法、相分離法或いは界面沈殿法などの適宜手法で絶縁性液体と該絶縁性液体に分散された複数の帯電泳動粒子をマイクロカプセル化する。マイクロカプセルの大きさは、直径数十μｍ〜数百μｍが好ましい。
【００５３】
（製造方法その１）
図７（ａ）−（ｃ）に本発明の表示装置の第１の製造方法を示す。
【００５４】
まず、印刷、フォトリソなど周知の方法を用いて、第１基板１ａ上に第１電極４を配置し絶縁層７で被覆する。ついで、マイクロカプセル８を、第１基板１ａ上に配置する（図７（ａ））。このとき、インクジェット法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法等の手法を用いて、マイクロカプセルを第１電極の位置にあわせて、かつ適当な間隔を空けて配置する。
【００５５】
その上に第２基板１ｂをのせてマイクロカプセルを両基板間に挟み、両基板に適当な圧力を加える。これによって、マイクロカプセルを偏平に変形させるとともに、マイクロカプセル同士の距離を互いに接するまでに近づける（図７（ｂ））。
【００５６】
次に、マイクロカプセルの間隙に、液体の導電性部材５を毛細管現象を利用して充填する（図７（ｃ））。導電性部材には、導電性材料だけで形成しても、絶縁性母材中に導電性材料を混ぜ込んで形成しても良い。導電性材料としては、液体で流動性のある導電性高分子材料、またはそれを染料で着色したものがよい。
また、熱や光照射によって硬化する性質を付与したものがさらに好ましい。硬化する性質を持った導電性部材を用いた場合は、さらに、加熱、光照射などによって導電性部材５を硬化し、第２電極とする。基板周囲を封止することにより、導電性部材５を液体のまま第２電極として用いることも出来る。
【００５７】
（製造方法その２）
本発明の表示装置の第２の製造方法は、上で説明した第１の製造方法に、図７（ｄ）の工程を付け加えたものである。
【００５８】
先ず第１の工程として、製造その１と同じく、マイクロカプセル８を、第１基板１ａ上に配置した後、第２基板１ｂをのせてマイクロカプセルを両基板に封入する（図７（ａ））。その後、両基板間に適当な圧力を加え、マイクロカプセルを偏平させる（図７（ｂ））。
【００５９】
次に第２の工程として、やはり製造その１と同様に、第１の工程によってできた該マイクロカプセルの間隙に、導電性部材５を毛細管現象を利用して注入する（図７（ｃ））。
【００６０】
次に第３の工程として、両基板に圧力を加えて、マイクロカプセルをさらに偏平させて、基板に沿って実質的に平行に並ぶ複数のマイクロカプセルのそれぞれが、実質的に面で接するようにする（図７（ｄ））。
【００６１】
（製造方法その３）
図８（ａ）（ｂ）に本発明の表示装置の第３の製造方法を示す。
【００６２】
マイクロカプセルを第１基板と第２基板の間隙に配置し、予め第１基板又は、第２基板又は両基板に、導電性部材の注入口９を形成しておく（図８（ａ））。
このときこの注入口９は、第１基板１ａに沿って並ぶ該マイクロカプセルの間隙に設けられている。次に、この注入口により、マイクロカプセルの間隙に、導電性部材５を注入することで第２電極を形成する（図８（ｂ））。
【００６３】
（製造方法その４）
図９（ａ）−（ｃ）に本発明の表示装置の第４の製造方法を示す。
【００６４】
第１基板上に複数のマイクロカプセル８を配置する。この際に、該マイクロカプセルの間隙に接する第１基板１ａ面には、あらかじめ第１電極４と絶縁層７のほかに絶縁層の上に露出するめっき用電極５１を形成しておく（図９（ａ））。
【００６５】
次に、これをメッキ液につけ、電極５１を電極として金属をメッキ成長させ、第２電極５を形成する（図９（ｂ））。導電性部材としては、メッキにより形成可能な金属、たとえば、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒなどが適している。最後に、第２基板１ｂを接着する（図９（ｃ））。
【００６６】
（製造方法その５）
第２基板に電極とマイクロカプセルを配置し、製造その４と同様にメッキすることにより、第２電極を形成する。その後、第１電極が形成された第１基板を貼り合わせる。
【００６７】
（製造方法その６）
図１０（ａ）−（ｅ）に本発明の表示装置の第６の製造方法を示す。第１ないし第５の製造方法が、基板にマイクロカプセルを配置した後に第２電極を形成するのに対し、本製造方法は、あらかじめ基板上に凸状の第２電極を形成し、その間にマイクロカプセルを配置する。
【００６８】
先ず第１の工程として、マイクロカプセルの間隙に対応するように配列した凹部５２を有する鋳型基板１０を作製する（図１０（ａ））。この鋳型基板の凹部５２に第２電極として用いる導電層５を形成し、その上に絶縁層７１を積層する（図１０（ｂ））。次に、絶縁層７１と導電層５が積層された構造体１１を、鋳型基板から剥離する（図１０（ｃ））。
【００６９】
次に第２の工程として、第１の工程によってできた該構造体１１の凹部５３に、マイクロカプセル８を配置する（図１０（ｄ））。
【００７０】
次に第３の工程として、マイクロカプセル８が配置された該構造体１１と、あらかじめ第１電極４が形成された第１基板１ａとを貼り合わせる（図１０（ｅ））。
【００７１】
なお、上記の第１の工程で、構造体を剥離する前に、あらかじめ第１電極を形成した第１基板を絶縁層７１の上に載せて接着してもよい。
また、第１の工程の代わりに、鋳型を用いず、後述する実施例２に説明するように、絶縁層７１と導電層５を積層した厚膜をフォトリソによってパタンニングし、第２電極部分のみを残して他の導電層をエッチングにより除去することによっても、第２電極を作成できる。はじめの導電層膜厚を厚くすることにより、第２電極が基板から凸状に突き出た図３（ｂ）の構造を得ることができる。
さらに、第３の工程で、電極のない第２基板を貼り合わせることにより、図３（ｂ）または図４（ａ）に示す構造の電気泳動表示装置が得られる。
【００７２】
（駆動方法）
次に、本発明の電気泳動表示装置における、駆動方法の一例について説明する。
【００７３】
例えば、第２電極を全画素の共通電極として接地して、各画素の第１電極に電圧を印加することで、正極性又は負極性に帯電した帯電泳動粒子を移動させることができる。帯電泳動粒子を第１電極を覆う位置に移動させた時は、透明絶縁性液体を介して帯電泳動粒子の色を視認する。そして、第１電極を覆っていた帯電泳動粒子を、マイクロカプセルどうしが接するマイクロカプセルの側壁面側に移動させた時は、第１表示電極又は第１基板の色を視認することとなる。
【００７４】
【実施例】
以下に、実施例に従って本発明を更に詳しく説明する。
【００７５】
（実施例１）
図１に示す構造の電気泳動表示装置を図７に示す第１の製造方法によって作製した。
１画素のサイズを１００μｍ×１００μｍとした。
【００７６】
第１基板としてのＰＥＴフィルム１ａ（２００μｍ厚）の表面にアルミニウム薄膜を成膜し、フォトリソグラフィー法やウェットエッチング法によってパターニングし、第１電極４を形成した。そして、白色の着色層をこれら電極４を覆うように形成した。なお、白色の着色層は、酸化チタンやアルミナなどの白色顔料を分散させたアクリル樹脂にて形成した。
【００７７】
次に、これらの着色層を覆うように、アクリル樹脂からなる絶縁層７を形成した。
【００７８】
マイクロカプセル８は、複合コアセルベーション法により作製した。絶縁性液体２にはイソパラフィン（商品名：アイソパー、エクソン社製）を用い、帯電泳動粒子３には粒径１〜２μｍ程度のカーボンブラックを含有したポリスチレン−ポリメチルメタクリレート共重合体樹脂を使用した。イソパラフィンには、荷電制御剤としてコハク酸イミド（商品名：ＯＬＯＡ１２００、シェブロン社製）を含有させた。帯電泳動粒子３は、正帯電性を示した。
【００７９】
次に、ロールコータを用いて、第１基板１ａにマイクロカプセルを配置し、ロールラミネータを用いて第２基板１ｂ（ＰＥＴフィルム２００μｍ厚）で挟みながら両基板間に適当な圧力を加え、マイクロカプセルを偏平させるとともに、マイクロカプセル同士を接するまで近づけた。
【００８０】
次に、マイクロカプセルの間隙に、導電性部材を毛細管現象を利用して充填して、第２電極５を形成した。導電性部材としては、金属、金属酸化物、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェンまたはその誘導体等が含まれた導電性高分子材料を使用した。
【００８１】
以上のようにして作製した電気泳動表示装置を用いて表示動作を行い、表示特性を測定した。具体的には、第２電極５を全画素の共通電極として印加電圧を０Ｖとしておき、各画素の第１電極４への印加電圧を±２０Ｖの範囲で変動させた。その結果、良好な白および黒の安定した表示特性が得られた。さらに、隣接する画素で白および黒の異なる表示を行った場合でもコントラストの変動は見られず、安定した表示コントラストを得られることを確認した。
【００８２】
（実施例２）
図３（ｂ）に示す構造の電気泳動表示装置を以下の製造方法によって作製した。
【００８３】
１画素のサイズは１８０μｍ×１８０μｍとした。
【００８４】
第１基板としてのＰＥＳフィルム１ａ（１８０μｍ厚）の表面にアルミニウム薄膜を成膜し、フォトリソグラフィー法やウェットエッチング法によってパターニングし、第１電極４を形成した。そして、白色の着色層をこれら電極４を覆うように形成した。なお、白色の着色層は、酸化チタンやアルミナなどの白色顔料を分散させたアクリル樹脂にて形成した。
【００８５】
次に、これらの着色層を覆うように、アクリル樹脂からなる絶縁層７を形成した。
【００８６】
次に、この絶縁層７の表面全面に導電性レジストを塗布し、図３（ｂ）に示す形状にパターニングした。第２電極の形状は、幅５μｍ、高さ１５μｍとした。
導電性レジストとしては、チオフェン、アセチレンピロールチアジル、アズレン、インデン、インド−ル、パラフェニレン、ナフチレン、アントラセン、アニリン、フタロシアニン、カルバゾール、フェロセンＴＣＮＱ錯体及びそれらの誘導体を骨格もしくは側鎖に有する導電性高分子物質等が含まれた導電性レジストを挙げることができる。
【００８７】
マイクロカプセルは、実施例１と同様の方法によって作製した。
【００８８】
インクジェット法を用いて、図３（ｂ）に示すように、マイクロカプセルを第１電極の位置と整合する位置にポジショニングした。このとき、凸状の第２電極の形状により、マイクロカプセルが所望の位置に収まる効率を高くすることができた。この後、第２基板１ｂ（ＰＥＳフィルム１８０μｍ厚）を対向配置し、両基板間に適当な圧力を加え、マイクロカプセルを偏平させた。
【００８９】
以上のようにして作製した電気泳動表示装置を用いて表示動作を行い、表示特性を測定した。具体的には、第２電極５を全画素の共通電極として印加電圧を０Ｖとしておき、各画素の第１電極４への印加電圧を±２０Ｖの範囲で変動させた。その結果、良好な白および黒の安定した表示特性が得られた。さらに、隣接する画素で白および黒の異なる表示を行った場合でもコントラストの変動は見られず、安定した表示コントラストを得られることを確認した。
【００９０】
（実施例３）
図３（ｃ）に示す構造の電気泳動表示装置を図９の第５の製造方法によって作製した。
１画素のサイズを１８０μｍ×１８０μｍとした。
【００９１】
第１基板としてのガラス基板（１．１ｍｍ厚）の表面にアルミニウム薄膜を成膜し、フォトリソグラフィー法やウェットエッチング法によってパターニングし、第１電極４を形成した。さらに白色の着色層をこれら電極４を覆うように形成した。白色の着色層は、酸化チタンやアルミナなどの白色顔料を分散させたアクリル樹脂にて形成した。
【００９２】
次に、これらの着色層を覆うように、アクリル樹脂からなる絶縁層７を形成した。
【００９３】
次に、絶縁層７の表面にＩＴＯを成膜し、フォトリソグラフィー法やウェットエッチング法によってパターニングし、めっき用電極５１を形成した。めっき用電極５１の幅は５μｍとした。
【００９４】
実施例１と同様の方法によって作製したマイクロカプセル８を、ロールコータ及びロールラミネータを用いて、第１基板１ａと第２基板１ｂ（ガラス基板１．１ｍｍ厚）の両基板間にマイクロカプセルを封入し、両基板間に適当な圧力を加え、マイクロカプセルを偏平させた。
【００９５】
次に、第２基板１ｂを一旦取り外し、めっき用電極５１を利用して、電気メッキ処理により、該マイクロカプセルの間隙に第２電極となる導電性部材５を形成した。その後、再び第２基板１ｂをのせて封着した。
【００９６】
以上のようにして作製した電気泳動表示装置を用いて表示動作を行い、表示特性を測定した。具体的には、第２電極５を全画素の共通電極として印加電圧を０Ｖとしておき、各画素の第１電極４への印加電圧を±２０Ｖの範囲で変動させた。その結果、良好な白および黒の安定した表示特性が得られた。さらに、隣接する画素で白および黒の異なる表示を行った場合でもコントラストの変動は見られず、安定した表示コントラストを得られることを確認した。
【００９７】
【発明の効果】
本発明によれば、第２電極を、マイクロカプセル外表面と上下基板とで挟まれた間隙に配置して、第１電極との間に電圧を印加し、泳動粒子を、マイクロカプセルの側壁部、すなわち、カプセル外表面が第１基板、第２基板のいずれとの接していない部分の内壁面と、基板に接した部分の内壁面との間で移動させるため、コントラストの高い表示が可能になる。
【００９８】
また、各マイクロカプセル間に配置される第２電極を、全画素の共通電極として接地することによって、各画素（各マイクロカプセル）に印加される電界が隣接する画素（隣接するマイクロカプセル）に漏れ出ることを防止することができる。つまり、第２電極がシールド電極の役割を果たすことになる。その結果、各マイクロカプセルに封入された帯電粒子は、（隣接するマイクロカプセルに印加される電圧の影響を受けることなく）そのマイクロカプセルに印加される電圧によってのみ制御される。その結果、表示の乱れやコントラストの低下を招くことなく、安定した表示を行うことができる。例えば、上記のシールド効果は、図１に示すように、各マイクロカプセル間に導電性を有する導電性部材が充填されている構成において顕著となるものであり、このような第２電極のシールド効果は、本発明に開示された電気泳動表示装置において、特に重要な特長の１つである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表示装置の代表的な断面構成の一例を示す図。
【図２】本発明の表示装置の代表的な断面構成の他の一例を示す図。
【図３】本発明の表示装置の代表的な断面構成の他の一例を示す図。
【図４】本発明の表示装置の代表的な断面構成の他の一例を示す図。
【図５】本発明の表示装置の代表的な断面構成の他の一例を示す図。
【図６】本発明の表示装置の代表的な断面構成の他の一例を示す図。
【図７】本発明の表示装置の代表的な製造方法一例を示す図。
【図８】本発明の表示装置の代表的な製造方法の他の一例を示す図。
【図９】本発明の表示装置の代表的な製造方法の他の一例を示す図。
【図１０】本発明の表示装置の代表的な製造方法の他の一例を示す図。
【図１１】従来の表示装置の断面構成の一例を示す図。
【図１２】従来の別の表示装置の断面および平面構成の一例を示す図。
【符号の説明】
１ａ　第１基板
１ｂ　第２基板
２、２５　絶縁性液体
３、５０　帯電泳動粒子
４　第１電極
５　第２電極
６　隔壁
７、７１　絶縁層
８、２０　マイクロカプセル
９　注入口
１０　鋳型
１１　構造体
１２　マイクロカプセルが基板に接する部分の内壁面
１３　マイクロカプセル側壁部の内壁面
１４、１５、３０、４０　電極
５１　めっき用電極
５２　鋳型の凹部
５３　構造体の凹部
【図１】
2004101890.tif 000003
【図２】
2004101890.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004101890.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004101890.tif 000009
【図８】
2004101890.tif 000010
【図９】
2004101890.tif 000011
【図１０】
2004101890.tif 000012
【図１１】
2004101890.tif 000013
【図１２】
2004101890.tif 000014