(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界の作用によって光学的特性が可逆的に変化する物質あるいは物質群が多数のマイクロカプセル中に封入され、これらのマイクロカプセルが、導電性基板上又は導電層を設けた基板上に固定されている表示媒体であって、着脱可能な書き込み装置により視認できる情報が表示される表示媒体において、当該表示媒体の表面に非金属材料からなる多数の突起を設け、前記導電性基板又は導電層を設けた基板上に固定されている多数のマイクロカプセル又はバインダ材上に、非金属材料からなる多数の粒子を含有する誘電層を設けたことを特徴とする表示媒体。
【請求項２】
前記電界の作用によって光学的特性が可逆的に変化する物質あるいは物質群が、着色した分散媒中に分散媒の色とは異なる色を有する複数の泳動粒子を分散させた分散液であることを特徴とする請求項１記載の表示媒体。
【請求項３】
前記多数のマイクロカプセルと、これらのマイクロカプセルの隙間を埋めるバインダ材とがひとつの層をなすように、導電性基板又は導電層を設けた基板上に固定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の表示媒体。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の表示媒体に視認できる情報を表示させることができる書き込み装置において、前記表示媒体とは少なくとも書き込み及び消去時には接触させられるように着脱が可能であって、画像信号に応じて前記表示媒体表面に電荷を与えることができ、かつ前記表示媒体との平面位置関係を相対的に変えうる機構を有する電極アレイを具備していることを特徴とする書き込み装置。
【請求項５】
請求項１、２又は３記載の表示媒体に視認できる情報を表示させることができる書き込み装置において、前記表示媒体表面の任意の箇所に接触させることによってその部位に電荷を与えることができる電極を内蔵し、かつ手動によってその接触位置を連続的又は断続的に変えることができることを特徴とするペン型書き込み装置。
【請求項６】
突起をフォトリソグラフィーにより形成することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の表示媒体の製造方法。
【請求項７】
請求項４又は請求項５の書き込み装置により、請求項１乃至３の何れか１項に記載の表示媒体に視認情報を表示する表示方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電界の作用によって光学的特性が可逆的に変化する物質あるいは物質群からなる表示媒体に関し、特に着色した分散媒中に分散媒の色とは異なる色を有する複数の泳動粒子を分散させた分散液に電界を作用させることによって粒子の分布状態を変化せしめ、それによって可逆的に視認状態を変化させうる表示媒体に関する。また、本発明は、表示媒体表面の所望の箇所に電荷を与えることにより視認情報を表示させることができる書き込み装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
低消費電力化、あるいは目への負担軽減などの観点から反射型表示装置への期待が高まっている。そのひとつとして、図３に示すような電気泳動表示装置が知られている。１及び２はガラス等の透明基板とその片面に所要のパターンで形成された透明電極であって、対向配置されたこれらの一組の透明電極２の間には、着色した分散媒中に分散媒の色とは異なる色を有する複数の泳動粒子を分散させた分散液４を封入してある。泳動粒子は分散媒中で表面に電荷を帯びており、透明電極２の一方に泳動粒子の電荷と逆向きの電圧を与えた場合には泳動粒子がそちらに堆積して泳動粒子の色が観測され、泳動粒子の電荷と同じ向きの電圧を与えた場合には泳動粒子は反対側に移動するため分散媒の色が観測される。これにより表示を行うことができる。ここで、分散液４を単に両電極２間に封入する構造では、泳動粒子の凝集や付着現象によって表示ムラを発生することがあるので、両電極２間にメッシュ状あるいは多孔質状の有孔スペーサ９を配置することにより、分散液４を不連続に分割し、表示動作の安定化を図る工夫がなされている。
【０００３】
しかし、このような構造の場合、分散液の一様な封入処理が困難である、あるいは封入時に分散液の特性が変化して再現性を得るのが困難であるといった問題があった。
【０００４】
特許第２５５１７８３号掲載公報では、分散液を封入した多数のマイクロカプセルを形成し、これらを電極板間に配装した構成とすることにより上記問題点を解決している。これら従来の表示装置では各電極に画像を表示するための信号を印加する駆動回路が接続されている。このような表示装置はマトリックス状の２次元駆動が容易であるため特にアクティブマトリックス駆動を採用することにより、高速かつ高解像度の書き込みが可能である。
ところが、このような表示装置は表示媒体を駆動部から切り離すことは実質上不可能であるため表示媒体が大型化し、かつ高価なものとなり、紙のように手軽に持ち歩いたり、複数枚を並べて見るというような用途には不向きであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的はこのような問題点を解決し、（１）構造が簡単で、製造プロセスが簡略化できかつ表示の均一性が良好な表示媒体を提供すること（請求項１）、（２）視認性が高く、消費電力が小さくかつ表示安定性に優れた表示媒体を提供すること（請求項２）、（３）マイクロカプセル相互及びマイクロカプセルと基体との付着性が良好な表示媒体を提供すること（請求項３）、（４）表示の均一性が良好で、かつ製造が容易な表示媒体を提供すること（請求項４）、（５）表示媒体を表示状態を保持したまま書き込み装置から外すことができる書き込み装置を提供すること（請求項５）、（６）外部からの信号を必要とせずに視認できる情報を表示させることができる書き込み装置を提供すること（請求項６）にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の特徴は、電界の作用によって光学的特性が可逆的に変化する物質あるいは物質群が多数のマイクロカプセル中に封入され、これらのマイクロカプセルが、導電性基板上又は導電層を設けた基板上に固定され、かつその表面に非金属材料からなる多数の突起を設けたことを特徴とする表示媒体にある。
電界の作用によって光学的特性が可逆的に変化する物質又は物質群としては、高分子分散型液晶、双安定性コレステリック液晶、酸化還元反応により着色と消色が可逆的に行われる物質からなる膜とそれに接する電解液からなるもの（エレクトロクロミック素子）、着色した分散媒中に分散媒の色とは異なる色を有する複数の泳動粒子を分散させたもの（電気泳動素子）等が挙げられる。これらはいずれも常温で流動性があるが、マイクロカプセル化することにより粉末状の固体として扱うことができるため、ブレードコート、ワイヤーバーコート、スプレーコート、スピンコート、ディップコート、スクリーン印刷、ロールコート等の手法を用いて基板上に整列させることができるので、製造工程が簡便なものとなる。
さらに上記構成では、マイクロカプセルが導電性基板又は導電層を設けた基板上に固定されているため、基板を１枚使用するだけでよく、また導電層は通常パターンニングする必要がないため非常に安価に表示媒体を製造することができる。
さらに、表面に非金属材料からなる多数の突起を設けたので、突起の高さによってマイクロカプセルとそれに電荷を与えるための電極（詳しくは後述）との距離を制御することができ、均一な電荷像ひいては均一な表示状態を得ることができる（請求項１）。
【０００７】
前記電界の作用によって光学的特性が可逆的に変化する物質又は物質群の中で、高分子分散型液晶や双安定性コレステリック液晶は散乱によって白色を表示するが、散乱能がそれほど高くないため充分な白色濃度が得られないという欠点がある。エレクトロクロミック素子は表示の見やすさの点では液晶よりも優れているが、電気化学反応を利用しているため書き込み時に電流が流れ、消費電力が大きくなるという欠点がある。そこで視認性、消費電力の面で、着色した分散媒中に分散媒の色とは異なる色を有する複数の泳動粒子を分散させたもの（電気泳動素子）を用いるのが望ましい。この場合にはマイクロカプセル化することにより、分散液がマイクロカプセル壁によって微小領域に分割されているため、泳動粒子の凝集や付着現象が生じにくく安定に表示を行うことができるという利点も加わる（請求項２）。
【０００８】
前記多数のマイクロカプセルはその隙間を埋めるバインダ材とともにひとつの層をなすように、導電性基板上又は導電層を設けた基板上に固定されているのが望ましい。バインダ材はマイクロカプセル相互及びマイクロカプセルと導電性基板又は導電層を設けた基板との付着力を増大させる作用をする（請求項３）。
【０００９】
前記導電性基板又は導電層を設けた基板上に固定されている多数のマイクロカプセル又はバインダ材上には非金属材料からなる多数の粒子を含有する誘電層を設けるのが望ましい。このようにすることにより比較的容易に表示媒体表面に多数の突起を均一に形成することができる（請求項４）。
【００１０】
本発明の第２の特徴は、前記表示媒体に視認できる情報を表示させることができる書き込み装置において、前記表示媒体とは少なくとも書き込み及び消去時には接触させられるように着脱が可能であって、画像信号に応じて前記表示媒体表面に電荷を与えることができ、かつ前記表示媒体との平面位置関係を相対的に変えうる機構を有する電極アレイを具備していることを特徴とする書き込み装置にある。
このような書き込み装置においては、▲１▼表示媒体の表面に電極アレイを密着させ、裏面に電極アレイと対向するカウンター電極を密着させて、電極アレイ−カウンター電極間に画像信号に応じた電位差を与える（両面制御）、又は▲２▼表示媒体の表面に電極アレイと制御電極アレイを同時に密着させて、電極アレイ−制御電極アレイ間に画像信号に応じた電位差を与える（片面制御）ことによって、電極と表示媒体表面の微小空気ギャップとの間で放電を生じせしめて表示媒体表面に電荷を与え、それによりマイクロカプセル中の分散液に電界を作用させることができる。電極アレイは表示媒体との平面位置関係を相対的に変えることができるので表示媒体の全面に視認できる情報を表示させることができる。
さらにこの表示媒体は一度表示させた後は電界の作用がなくても表示状態を保持できるため、書き込み装置から外して手軽に持ち歩いたり、表示媒体を複数個用意することによって、複数の画像を並べて見ることが容易にできる（請求項５）。
【００１１】
本発明の第３の特徴は、前記表示媒体に視認できる情報を表示させることができる書き込み装置において、前記表示媒体表面の任意の箇所に接触させることによってその部位に電荷を与えることができる電極を内蔵し、かつ手動によってその接触位置を連続的又は断続的に変えることができることを特徴とするペン型書き込み装置にある。このような書き込み装置は外部信号を必要とせずに視認できる情報を表示させることができるので、手書き画像の形成や上記請求項５の書き込み装置によって表示した画像上への加筆を行うことなどができる（請求項６）。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の第１の形態（請求項１、２、３に対応）を図１に基づいて以下に説明する。
図１は本発明の表示媒体の一例を示している。
１は紙、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等のプラスチック、ガラス、金属等からなる基板で、厚さは１０μｍ〜１ｍｍ程度が望ましく、充分な機械的強度とフレキシビリティーを有するためには２０〜２００μｍ程度がより好ましい。視認側に用いる場合には透明な材質が選ばれるが、視認しない側に用いる場合には着色していてもよく、この色（反射色）を表示色の一部に利用したり、反射率を増加させることによりコントラスト比を向上させることもできる。
【００１３】
３は導電層で、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、塗布法等で形成される金属、ＩＴＯ、ＳｎＯ2、ＺｎＯ：Ａｌ等からなる導電体薄膜や導電剤を溶媒あるいは合成樹脂バインダに混合して塗布したものが用いられる。導電剤としてはポリメチルベンジルトリメチルクロライド、ポリアリルポリメチルアンモニウムクロライド等のカチオン性高分子電解質、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩等のアニオン性高分子電解質や電子伝導性の酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム微粉末等が用いられる。
基板１自体が導電性を有する場合には導電層３を設けることは要しない。基板１を視認側に用いる場合には導電層３として透明な材質が選ばれるが、視認しない側に用いる場合には着色していてもよく、この色（反射色）を表示色の一部に利用したり、反射率を増加させることによりコントラスト比を向上させることもできる。
導電層３は特にパターンニングする必要はないが、表示ドットごとの電界分布をより均一にしシャープな表示を得るために、ドット状、ストライプ状等の繰り返しパターンを形成してもよい。
５はマイクロカプセルで、分散液４を内包している。
【００１４】
６はバインダ材で、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリイミド、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリル酸系共重合体、マレイン酸系共重合体、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、メチルセルロース、エチルセルロース、ゼラチン等の皮膜形成性を有する材料からなる。
外部から印加した電界がマイクロカプセル部分に有効に作用するためには、バインダ材として誘電率が分散液と同等以上であるものを用いるのが望ましい。
バインダ材中には誘電率を調整するために主たる樹脂以外にアルコール、ケトン、カルボン酸塩等の化合物を混合してもよい。
また、着色粒子あるいは分子を混合することにより、その色（反射色）を表示色の一部に利用したり、反射率を増加させることによりコントラスト比を向上させることもできる。
【００１５】
分散液４はベンゼン、トルエン、キシレン、ナフテン系炭化水素等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、シクロヘキサン、ケロシン、パラフィン系炭化水素等の脂肪族炭化水素類、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トリクロロフルオロエチレン、臭化エチル等のハロゲン化炭（化水）素類、含フッ素エーテル化合物、含フッ素エステル化合物等の抵抗率の高い有機溶媒中にアントラキノン類やアゾ化合物類等の油溶性染料あるいはカーボンブラック、酸化鉄、有機顔料等の着色微粒子を０．０１〜２０ｗｔ．％程度含有させたものからなる分散媒に、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛等の無機顔料や、ダイアリーライドイエロー、フタロシアニンブルー等の有機顔料からなる泳動粒子を分散させたものが用いられる。
【００１６】
泳動粒子は分散媒と比重を合わせるため、あるいは凝集を防いで分散性を高めるために表面に他の物質を被覆したり、他の物質と複合化してもよい。粒径としては０．０１〜１０μｍ程度が好ましい。
また、泳動粒子の表面電荷量を制御したり、分散性を高める目的で、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ポリエチレンオキシド、ポリメチルメタクリレート、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等を添加してもよい。
また、これら分散液を構成する各材料は必要に応じて２種類以上を混合して用いてもよい。
【００１７】
マイクロカプセル３の壁材としては、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、ウレタン樹脂、ゼラチン−アラビアゴム等が使用できる。
マイクロカプセルは界面重合法、Ｉｎ−Ｓｉｔｕ重合法、コアセルベーション法等で形成される。
カプセル径は１〜１０００μｍが作製可能であるが、充分な表示コントラストを得るには５μｍ以上とする必要があることが実験的にわかっている。また上限はカプセルの強度面から２００μｍ以下とするのがよいことが実験的にわかっている。
さらに表示解像度の観点からは、例えば２００ｄｐｉ程度の表示を行うのであれば６０μｍ以下とする必要があるが、これは表示解像度に応じて適宜決定すればよい。
【００１８】
上記のような方法で形成されるマイクロカプセルは一般に水分を含むスラリー状となる。これを乾燥させて粉末状にすることも可能であるが、バインダ材６として、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、メチルセルロース、ゼラチン、ポリエチレンポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、尿素−ホルムアルデヒド、メラミン−ホルムアルデヒド、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体等の水溶性の高分子（又はプレポリマー）材料を使用する場合には、バインダ材の水溶液にマイクロカプセルのスラリーを混合して塗布液を作製すればよい。これをブレードコート、ワイヤーバーコート、スプレーコート、スピンコート、ディップコート、スクリーン印刷、ロールコート等の手法で基板に塗布し、乾燥させればマイクロカプセルとバインダ材がひとつの層をなして、基板に強固に固定される。
【００１９】
マイクロカプセルの面内配列はマトリックス状、六方細密状等種々の形態をとることができ、垂直方向には単層及び多層配列が可能で、多層の場合マトリックス状、六方細密状等種々の形態をとることができる。
また、層内のマイクロカプセルの充填率を上げるためにカプセル径分布の中心値が２つ以上であるマイクロカプセルを用いることは効果的である。
【００２０】
７は非金属材料からなる多数の突起を有する層で、例えば感光性樹脂（フォトレジスト）を用いたフォトリソグラフィーによって形成することができる。突起の個数は１ｍｍ2あたり２００〜１０００個、突起の高さは中心線平均粗さ（Ｒａ）で１〜１０μｍであることが望ましい。突起の個数が２００個／ｍｍ2未満の場合には霧降状の表示ムラが発生し、１０００個／ｍｍ2を超えると表示濃度が低下する傾向があるため好ましくない。中心線平均粗さ（Ｒａ）が１μｍ未満の場合には表示ドット抜けが発生し、１０μｍを超えるとベタ表示の均一性が悪化する傾向があるため好ましくない。
【００２１】
マイクロカプセルとバインダ材からなる層の表面形状の影響を緩和する目的で、あるいは非金属材料からなる多数の突起を有する層の付着性を向上させる目的で、マイクロカプセルとバインダ材からなる層と非金属材料からなる多数の突起を有する層との間に中間層８を設けてもよい。
中間層の材料としては、ＳｉＯ2やＤＬＣ(Diamond Like Carbon)等の無機物質あるいはポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリイミド、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリル酸系共重合体、マレイン酸系共重合体、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、メチルセルロース、エチルセルロース、ゼラチン等の有機物質及びこれらに各種硬化剤、架橋剤を添加したものからなる。
【００２２】
硬化剤、架橋剤の例として、イソシアネート基をもつ化合物、ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂、エポキシ基をもつ化合物、グリオキザール等を挙げることができる。これらはスパッタリング法、ＣＶＤ法等の気相法あるいはブレードコート、ワイヤーバーコート、スプレーコート、スピンコート、ディップコート、スクリーン印刷、ロールコート等の塗布法で作製することができる。
【００２３】
さらには紫外線硬化樹脂あるいは電子線硬化樹脂を中間層に用いることもできる。具体的には紫外線あるいは電子線照射により重合反応を起し、硬化して樹脂となるモノマー又はオリゴマーに、場合により光重合開始剤を混合して塗布し、紫外線あるいは電子線を照射することにより形成される。このようなモノマー又はオリゴマーとしては（ポリ）エステルアクリレート、（ポリ）ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリブタジエンアクリレート、シリコーンアクリレート、メラミンアクリレート、（ポリ）ホスファゼンメタクリレート等がある。
【００２４】
光重合開始剤としてはジクロロアセトフェノンやトリクロロアセトフェノン等のアセトフェノン類、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾイル、ベンゾインアルキルエーテル、ベンジルジメチルケタール、モノサルファイド、チオキサントン類、アゾ化合物、ジアリルヨードニウム塩、トリアリルスルフォニウム塩、ビス（トリクロロメチル）トリアジン化合物等が挙げられる。
【００２５】
中間層の厚さは、機能を損なわない範囲内でできるだけ薄い方が表示解像度の点から望ましく０．１〜６０μｍ、より好ましくは０．３〜３０μｍが好適である。外部から印加した電界がマイクロカプセル部分に有効に作用するためには、中間層の誘電率は大きい方が望ましい。具体的には、中間層の厚さをｄo、誘電率をεoとし、マイクロカプセルとバインダ材よりなる層（近似的には分散液）の厚さをｄm、誘電率をεmとすると、（εo／ｄo）＞（εm／ｄm）の関係にあるのが望ましい。
【００２６】
さらに、マイクロカプセルあるいはバインダ材の付着性をより高めるためにマイクロカプセルとバインダ材よりなる層と基板（又は導電層）の間にアンダーコート層を設けてもよい。アンダーコート層の材料としては中間層と同様のものが使用できる。また、その厚さ、誘電率、比抵抗等の物性値はマイクロカプセルとバインダ材よりなる層との関係において、前記の中間層に準ずるものとするのが望ましい。
【００２７】
本発明の実施の第２の形態（請求項４に対応）を図２に基づいて以下に説明する。
図２は本発明の表示媒体の他の一例を示している。１〜６は前記第１の形態と同様の材料及び形成方法により作製される。７は非金属材料からなる多数の粒子を含有する誘電層である。この誘電層としては、抵抗の大きい各種の樹脂が使用でき、例えば塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブチラール樹脂、ニトロセルロース、ポリスチレン樹脂、シリコーン樹脂、オレフィン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。さらに詳細には、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシルなどのアクリル酸エステル共重合体樹脂やメタクリル酸エステル共重合体樹脂、酢酸ビニル重合体樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、ニトロセルロース、スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体樹脂、テトレフルオロエチレン樹脂、ヘキサフルオロエチレン−テトレフルオロエチレン共重合体樹脂などがある。
粒子としては、クレー、デッカイト、ナクライト、カオリン、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、焼成クレー、無定形シリカ、アルミナ、焼成カオリン、硫酸バリウム、酸化チタンのような無機顔料や、該無機顔料の表面の親水性基を処理し、絶縁化した顔料、あるいは架橋ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、架橋ポリメタアクリル酸エステル樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂のようなプラスチックピグメント等を用いることができる。粒子の大きさは３〜１５μｍ程度が望ましい。この範囲であれば表面形状を、好ましい表示品質が得られる中心線平均粗さ（Ｒａ）の範囲（１〜１０μｍ）に制御することが容易となる。
誘電層中の粒子の含有量は１〜３０ｗｔ．程度が望ましい。この範囲であれば突起の数を、好ましい表示品質が得られる範囲（２００〜１０００個／ｍｍ2）に制御することが容易となる。
この場合も第１の形態と同様に中間層及びアンダーコート層を設けることができる。
【００２８】
次に、本発明の実施の第３の形態（請求項５に対応）を図４に基づいて以下に説明する。
図４は本発明の書き込み装置の一例を示している。１０は表示媒体で例えば図２に示す構造のものが使用される。１１は電極アレイで、電極棒１２、制御電極１３が支持ブロック１４により固定されている。これらは紙面と垂直方向に多数並べられてアレイ化している。電極棒の幅及びピッチは表示解像度に応じて、適宜選ぶことができる。１５は駆動回路、１６は電源回路で、画像信号に応じた電圧パルスを駆動回路１５を介して、電極棒１２及び制御電極１３に供給する。１７は送り機構で、この場合は表示媒体を移動させることにより、全面に視認できる情報を表示させることができる。この代わりに表示媒体を固定して、電極アレイを移動させるような機構を用いてもよい。１１、１５、１６及び１７は図示しないハウジング内に納められ、書き込み装置として機能する。
【００２９】
以下に表示動作の一例を説明する。
まず、表示媒体中の泳動粒子の表面電荷と逆の極性の電圧（例えば負電圧）を電極棒１２に印加し、さらにそれと逆向きの電圧（例えば正電圧）を制御電極１３に印加することにより、電極棒と表示媒体表面との微小な空隙で放電が起こり、表示媒体の表面に負電荷が供給される。するとこの電荷と導電層３との間に形成される電界によって、泳動粒子が表面に移動し、泳動粒子の色が観測される。電圧を逆にすれば、泳動粒子は導電層側に移動し、表面からは分散媒の色が観測される。駆動上はドット毎に極性を変えるよりは、一度全面をベタ表示（消去動作）した後に、画像信号に応じて選択したドットを反転させる（書き込み動作）方が容易である。
なお、上記は片面制御方式の場合であるが、制御電極の代わりに表示媒体裏面にカウンター電極を配置してもよい（両面制御方式）。また、電極アレイを２列並べて、消去用と書き込み用に分けてもよい。
【００３０】
本発明の実施の第４の形態（請求項６に対応）を図５に基づいて以下に説明する。
図５は本発明の書き込み装置の他の一例を示している。全体はペン状をしている。１０は表示媒体で例えば図１に示す構造のものが使用される。１２、１３、１４、１６は第３の形態と同様のものであるが、これらは一組のみを備えアレイ化はしていない。１８は極性の切り替えが可能なスイッチで、手動で操作できる。
【００３１】
動作原理は第３の形態と同様であるが、電極棒を表示媒体表面の任意の部位に接触させることにより、電圧極性に応じてその部位を泳動粒子又は分散媒の色にすることができる。また、接触状態のまま連続又は断続的に電極棒の位置を変えることにより、任意の図形を描くことができる。
【００３２】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３３】
（参考例１）図１に示す表示媒体を以下のように作製した。分散媒としてアイソパーＨ（エクソン化学社）に０．８ｗｔ．％の青色染料（マクロレックスブルーＲＰ：バイエル社）を溶解したものを用い、泳動粒子として、表面をＡｌで処理した平均粒径０．２１μｍの二酸化チタン（ＣＲ６０：石原産業社）を用いた。この粒子とオレイン酸を分散媒に各々２０ｗｔ．％と１．０ｗｔ．％混合して、分散液４とした。この分散液を内包するマイクロカプセルを以下のように作製した。ゼラチン水溶液とアラビアゴム水溶液を混合して、５０℃に昇温し水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨを９に調整した。この中に分散液４を加え、攪拌して乳化させた。さらにｐＨを４まで徐々に下げて分散液界面にゼラチン／アラビアゴムの濃厚液を析出させた後、温度を下げて皮膜をゲル化し、グルタールアルデヒド水溶液を加えて硬化した。このようにしてゼラチン−アラビアゴムを壁材とするマイクロカプセルのスラリーを得た。カプセル径は平均４０μｍとなるように乳化条件を制御した。基板１として１００μｍ厚のＰＥＴを用い、ＩＴＯ薄膜をスパッタリング法により形成して導電層３とした。この上に、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ−１１７：クラレ社）１０％水溶液に等重量の上記マイクロカプセルスラリーを加えたものをブレードコーターで塗布し、乾燥させることによりマイクロカプセルとポリビニルアルコールがひとつの層をなして、導電層を設けた基板に固定された。この上に、市販の二液性エポキシ系接着剤を真空脱泡した後、ブレードコーターで塗布し、６０℃に加熱して約１０μｍの厚さの中間層８を形成した。さらにその上にフォトレジストをスピンコーターで塗布し、プリベーク、露光、現像、ポストベークの工程を経て、非金属材料からなる多数の突起を有する層７を得た。ここで突起を矩形ではなくテーパー形状とするためにフォトレジストを下層に低感度のもの、上層に高感度のものの２層とするのがよい。具体的には下層にＯＦＰＲ８００（東京応化工業社）、上層にＯＦＰＲ５０００（東京応化工業社）を用い、膜厚を各々４μｍ及び２μｍとした。プリベークは９０℃とし、露光は直径１０μｍの円形ドットマトリックスパターンマスクを用いて行った。マスクとしてドットピッチが２０，３０，５０，７０，８０μｍの５種類を用意した。現像にはアルカリ水溶液を用い、ポストベークは１３５℃とした。
【００３４】
（実施例２）図２に示す表示媒体を以下のように作製した。分散液４は溶媒にテトラクロロエチレンを用いた以外は参考例１と同様のものを用いた。この分散液を内包するマイクロカプセルを以下のように作製した。分散液４を保護コロイド水溶液中に加え、攪拌して乳化した。炭酸ナトリウムを加えてｐＨを９とした後、尿素−ホルムアルデヒドプレポリマーを加え、さらに酢酸を加えてｐＨを４に調整をした後、６０℃で２時間反応させることにより分散液界面でプレポリマーが重合し、尿素−ホルムアルデヒド樹脂の皮膜を形成した。このようにして尿素−ホルムアルデヒド樹脂を壁材とするマイクロカプセルのスラリーを得た。カプセル径は平均４０μｍとなるように乳化条件を制御した。基板１として１００μｍ厚のＰＥＴを用い、ＩＴＯ薄膜をスパッタリング法により形成して導電層３とした。この上に、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ−１１７：クラレ社）１０％水溶液に等重量の上記マイクロカプセルスラリーを加えたものをブレードコーターで塗布し、乾燥させることによりマイクロカプセルとポリビニルアルコールがひとつの層をなして、導電層を設けた基板に固定された。この上にウレタンアクリレート系紫外線硬化性樹脂（Ｃ７−１５７：大日本インキ社）の７５％酢酸ブチル溶液をブレードコーターで塗布し、７０℃で乾燥後、８０Ｗ／ｃｍの紫外線ランプを照射して硬化し、膜厚約５μｍの中間層８を形成した。さらにその上に、ジビニルベンゼン系架橋共重合体樹脂ビーズ（ミクロパール：積水化学工業社）を含むポリビニルブチラール（エスレックＢＬＳ：積水化学工業社）のトルエン溶液をブレードコーターで塗布し、乾燥することにより非金属材料からなる多数の粒子を含有する誘電層７を形成した。この際、ミクロパールの粒径として、２，３，７，１１，１５，２０μｍの６種類を用意した。塗布液組成はミクロパール＝１５重量部／エスレックＢＬＳ＝２５重量部／トルエン＝１５０重量部とした。
【００３５】
（参考例３）参考例１の表示媒体に図４に示す電極アレイを具備する書き込み装置で書き込みを行った。電極アレイは１２７μｍピッチで８００個の電極棒（直径７０μｍ）を配列したものを用いた。まず、電極棒１２に−３００Ｖ、制御電極１３に＋３００Ｖを供給した状態で走査し、全面を白表示とした。次に、極性を反転させて、駆動回路１５を介して１ドットライン＆スペースのパターンを書き込んだ。送り速度は１２．５ｍｍ／ｓｅｃとした。誘電層の突起密度（パターンピッチ）による表示品質の違いを表１に示す。
【表１】
0004002042.tif 000002
表１の結果から突起パターンピッチとして、３０〜７０μｍ（密度として、２００〜１０００個／ｍｍ2程度）の範囲が表示品質の点から好ましい。
【００３６】
（実施例４）実施例２の表示媒体を用いて、参考例３と同様の書き込みを行った。誘電層に含有する粒子の粒径による表示品質の違いを表２に示す。
【表２】
0004002042.tif 000003
表２の結果から粒径として、３〜１５μｍの範囲が表示品質の点から好ましい。
【００３７】
（実施例５）
実施例２の表示媒体（粒径７μｍの粒子を使用）に図４に示す書き込み装置で全面白表示を行った後、図５に示すペン型書き込み装置で手書き文字を書いた。電極棒１２の直径は０．３ｍｍとした。この時、電極棒１２に＋３００Ｖ、制御電極１３に−３００Ｖを供給することによって青色の文字を表示させた。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１の表示媒体によれば、構造が簡単で、製造プロセスが簡略化できるので低コスト化が図れ、かつ表面に非金属材料からなる多数の突起を設けたので表示の均一性が良好な表示媒体を提供することができる。
請求項２の表示媒体によれば、上記に加えて、視認性が高く、消費電力の小さくかつ表示安定性に優れた表示媒体を提供することができる。
請求項３の表示媒体によれば、上記に加えて、マイクロカプセル相互及びマイクロカプセルと基板との付着性が向上するので、信頼性の高い表示媒体を提供することができる。
請求項４の表示媒体によれば、より表示の均一性が良好で、かつ製造が容易な表示媒体を提供することができる。
請求項５の書き込み装置によれば、表示媒体を表示状態を保持したまま書き込み装置から外すことができるので、手軽に持ち歩いたり、複数の画像を並べて見ることが容易にできる。
請求項６の書き込み装置によれば、外部からの信号を必要とせずに手書き文字、図形等の視認できる情報を表示媒体上の任意の部位に表示させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による表示媒体の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明による表示媒体の他の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】従来の表示装置を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明による書き込み装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明による書き込み装置の他の一例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１  基板
２  共通電極
３  導電層
４  分散液
５  マイクロカプセル
６  バインダ材
７  非金属材料からなる突起を有する層
８  中間層
９  有孔スペーサ
１０  表示媒体
１１  電極アレイ
１２  電極棒
１３  制御電極
１４  支持ブロック
１５  駆動回路
１６  電源回路
１７  送り機構
１８  スイッチ
【図１】
0004002042.tif 000004
【図２】
0004002042.tif 000005
【図３】
0004002042.tif 000006
【図４】
0004002042.tif 000007
【図５】
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