(57)【要約】      （修正有）【課題】紙に近い表示品質を得ることが可能な電気泳動装置を提供する。【解決手段】第１基板10と、前記第１基板の上側に設けられた絶縁層12と、前記絶縁層の上側に設けられた複数の個別電極14と、前記複数の個別電極の上側に設けられた電気泳動層16と、透明導電膜からなり、前記電気泳動層の上側に設けられ、前記複数の個別電極の各々と対向する共通電極22と、前記共通電極を支持する透明な第２基板24とを含み、前記複数の個別電極の各々を白色や淡灰色などの明色の高反射率を有する導電膜から構成する。【選択図】図１
2009230060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板の上側に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層の上側に設けられた複数の個別電極と、
前記複数の個別電極の上側に設けられた電気泳動層と、
透明導電膜からなり、前記電気泳動層の上側に設けられて前記複数の個別電極の各々と対向する共通電極と、
前記共通電極を支持する透明な第２基板と、
を含み、前記複数の個別電極の各々が明色の導電膜からなる、
電気泳動装置。
【請求項２】
前記複数の個別電極の各々が白色である、請求項１に記載の電気泳動装置。
【請求項３】
前記複数の個別電極の各々は、アルミニウム薄膜からなる、請求項１又は２に記載の電気泳動装置。
【請求項４】
前記絶縁層が明色の絶縁膜からなる、請求項１に記載の電気泳動装置。
【請求項５】
前記絶縁膜が、酸化アルミニウム質焼結体を含む膜である、請求項４に記載の電気泳動装置。
【請求項６】
前記電気泳動層が複数のマイクロカプセルを含んで構成される、請求項１乃至５の何れか１項に記載の電気泳動装置。
【請求項７】
前記複数の個別電極の各々の少なくとも１方向の幅が、前記複数のマイクロカプセルの各々の幅よりも大きく設定される、請求項６に記載の電気泳動装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の電気泳動装置を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示用途等に用いられる電気泳動装置並びにこの電気泳動装置を備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表示用途に用いられる電気泳動装置において、画素電極（個別電極）の材料にはあまり注意が払われてこなかった。例えば、特開２００６−１８９７８０号公報（特許文献１）においては、電気泳動表示装置の画素電極に関しては「ＩＺＯまたはＩＴＯのような透明な導電物質、もしくは反射度を持つ導電物質からなる」と記載されている。しかし、電気泳動装置において高い反射率を得るためには、電気泳動材料（電気泳動層）の背面の反射率がより高いことが望ましい。背面の反射率が低いと、視認時の反射率を高めることが難しい。紙に近い表示品質を得るためには高い反射率（特に、白反射率）が不可欠である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８９７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明に係る具体的態様は、高い反射率を実現可能な電気泳動装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る電気泳動装置は、（ａ）第１基板と、（ｂ）前記第１基板の上側に設けられた絶縁層と、（ｃ）前記絶縁層の上側に設けられた複数の個別電極と、（ｄ）前記複数の個別電極の上側に設けられた電気泳動層と、（ｅ）透明導電膜からなり、前記電気泳動層の上側に設けられて前記複数の個別電極の各々と対向する共通電極と、（ｆ）前記共通電極を支持する透明な第２基板と、を含み、前記複数の個別電極の各々が明色の導電膜からなる、電気泳動装置である。
【０００６】
このような構成によれば、電気泳動層の背面に配置される各画素電極を白色や淡配色などの明色に構成することにより、第２基板側から視認した際の反射率（すなわち巨視的な反射率）を高め、紙に近い表示品質を得ることが可能となる。
【０００７】
好ましくは、前記複数の個別電極の各々が白色である。それにより、各画素電極の反射率がより向上するので、視認時の反射率をより高めることができる。
【０００８】
上述した複数の個別電極の各々は、例えば、アルミニウム薄膜からなることが好ましい。それにより、高反射率（例えば、８０％以下）の個別電極が得られる。
【０００９】
また、前記絶縁層が白色や淡配色などの明色の絶縁膜からなることも好ましい。それにより、各個別電極の相互間の隙間から見える下地の絶縁層の反射率が向上するため、視認時の反射率を更に高めることが可能となる。
【００１０】
上述した明色の絶縁膜は、例えば酸化アルミニウム質焼結体を含む膜によって実現される。それにより、高反射率の絶縁膜が得られる。
【００１１】
上述した電気泳動層は、例えば複数のマイクロカプセルを含んで構成される。このようなマイクロカプセル型の電気泳動装置に本発明を適用することにより、各マイクロカプセルの相互間の隙間の反射率を向上し、視認時の反射率の高い電気泳動装置が得られる。
【００１２】
好ましくは、前記複数の個別電極の各々の少なくとも１方向の幅が、前記複数のマイクロカプセルの各々の幅よりも大きく設定される。各個別電極の他の１方向の幅についても各マイクロカプセルの幅よりも大きく設定されることが更に好ましい。それにより、各マイクロカプセルの相互間の隙間が低反射率の画素電極によってカバーされる割合がより増加し、上述した隙間の反射率をより確実に高め、視認時の反射率の向上を図ることができる。
【００１３】
本発明に係る電子機器は、上述した電気泳動装置を表示部として備える。ここで、「電子機器」は、電気泳動材料による表示を利用する表示部を備えるあらゆる機器を含むもので、ディスプレイ装置、テレビジョン装置、電子ペーパー、時計、電卓、携帯電話、携帯情報端末等を含む。また、「機器」という概念からはずれるもの、例えば可撓性のある紙状／フィルム状の物体、これら物体が貼り付けられた壁面等の不動産に属するもの、車両、飛行体、船舶等の移動体に属するものも含む。本発明に係る電気泳動装置を表示部として備えることにより、視認時の反射率に優れた表示部を備える電子機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の態様について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明を適用した一実施形態の電気泳動装置の構成を示す模式断面図である。図１に示された電気泳動装置１は、複数の画素をマトリクス状に配列して構成されたアクティブマトリクス型の表示装置であり、第１基板１０、絶縁層１２、複数の画素電極（個別電極）１４、電気泳動層１６、共通電極２２、第２基板２４、を含んで構成されている。図示のように、本実施形態における電気泳動層１６は、各々が多数の電気泳動粒子１８、２０を含有してなるマイクロカプセルを複数並べて構成されている。なお、説明の便宜上、各画素電極１４及び共通電極２２に対して駆動信号を供給するための回路部（スイッチング素子、配線等）については図示を省略している。
【００１６】
第１基板１０は、ガラス基板、プラスチック基板等の絶縁性基板からなる。第１基板１０の厚さは、例えば、薄膜回路形成の際の基板の物理的強度の点から２５μｍ以上あることが望ましく、基板の可撓性（フレキシビリティ）確保の点からは２００μｍ以下であることが望ましいがこれらの数値に限定されない。
【００１７】
絶縁層１２は、第１基板１０上に設けられている。この絶縁層１２としては、例えば酸化珪素膜（ＳｉＯx）、窒化珪素膜（ＳｉＮ）などの無機絶縁膜を用いることができる。また、絶縁膜１２として、例えば酸化アルミニウム質焼結体を含む膜などの明色（典型的には白色）の絶縁材料からなる絶縁膜を用いることも好ましい。それにより、電気泳動装置１の表示領域背面の反射率を高め、視認時の反射率を向上させることができるからである。酸化アルミニウム質焼結体を含む膜からなる絶縁膜１２は、例えば、酸化アルミニウム、シリカ、マグネシア、カルシア等の原料粉末を焼結させたものを有機溶媒中に分散させ、これをインクジェット法やノズルコート法などの方法によって成膜し、乾燥させることによって成膜可能である。
【００１８】
画素電極１４の各々は、絶縁層１２上に設けられており、互いに離間して配置されている。本実施形態においては、各画素電極１４は、明色（典型的には白色）、すなわち高反射率の材料を用いて形成されている。具体的には、各画素電極１４は、例えば第１基板１０上の絶縁層１２上にスパッタ法を用いてアルミニウム（Ａｌ）薄膜を堆積し、これをパターニングすることによって得られる。このような画素電極１４は、可視光域全体にわたって反射率が９０％程度と非常に高いものとなる。それにより、電気泳動装置１の表示領域背面の反射率を高め、視認時の反射率を向上させることができる。
【００１９】
電気泳動層１６は、第１基板１０と第２基板２４との相互間、より詳細には各画素電極１４と共通電極２２との相互間に配置されている。本実施形態における電気泳動層１６は、バインダによって固定された多数のマイクロカプセルを含んで構成されている。各マイクロカプセル内には電気泳動分散媒、電気泳動粒子が含まれている。電気泳動粒子は印加電圧に応じて電気泳動分散媒中を移動する性質を有し、一種類（一色）以上の電気泳動粒子が使用される。本実施形態では、プラスに帯電した第１粒子１８とマイナスに帯電した第２粒子２０とが各マイクロカプセルに含有されている。電気泳動層１６の厚さは、例えば３０μｍ〜７５μｍ程度である。
【００２０】
共通電極２２は、第２基板２４のほぼ一面に渡って形成されており、各画素電極１４と対向して配置されている。本実施形態においては、第２基板２４側から視認されることを前提としていることから、共通電極２２は透明導電膜を用いて構成されている。共通電極２２を構成する透明導電膜としては、例えば、錫がドープされた酸化インジウム膜（ＩＴＯ膜）、フッ素がドープされた酸化スズ膜（ＦＴＯ膜）、アンチモンがドープされた酸化亜鉛膜、インジウムがドープされた酸化亜鉛膜、アルミニウムがドープされた酸化亜鉛膜等を用いることができる。これらの透明導電膜は、例えば、スパッタ法、電子ビーム法、イオンプレーティング法、真空蒸着法又は化学的気相成長法（ＣＶＤ法）等の成膜技術によって形成することが可能である。
【００２１】
第２基板２４は、例えば透明な薄膜フィルム（透明な絶縁性合成樹脂基材）からなり、電気泳動層１６上を覆って設けられている。第２基板２４の厚さは、例えば１０〜２００μｍ程度である。なお、第２基板２４は、フィルム状の基板にのみ限定されるものではなく、ガラス基板、プラスチック基板等であってもよい。
【００２２】
本実施形態の電気泳動装置１はこのような構成を有しており、次に視認時の反射率を向上させるための構成についてより詳細に説明する。
【００２３】
図２は、電気泳動層を構成する各マイクロカプセルの配置状態を示す模式平面図である。なお、図中に示された複数の円がマイクロカプセルを模式的に示している。図示のように、各マイクロカプセルを各画素電極１４上に設けた際に、各マイクロカプセルが全くつぶれずに球形状を保っていると仮定した場合、画素電極１４上の全面に対するマイクロカプセルの平面視での被覆率は最大で約９０．７％となる（図示のように、最密に各マイクロカプセルを塗工できた場合）。このとき、各マイクロカプセルの相互間には必ずマイクロカプセルに覆われない領域（隙間）が存在する。図中において、実線の四角で囲った領域の面積に対して、円で示された各マイクロカプセルに覆われている部分の面積の比率を算出した結果が上述した９０．７％という数値である。この図２は、全く欠陥無く、各画素電極１４上の全面をマイクロカプセルで覆うことができた理想的な場合であるが、実際には被覆率は更に低下して９０％以下となると考えられる。以下では、各マイクロカプセルを理想的に塗工できた場合を考える。
【００２４】
図３及び図４は、本実施形態の電気泳動装置の反射率及びコントラスト比を見積もった結果を示すグラフである。図３及び図４において、横軸がカプセルに覆われていない部分（隙間）の反射率を示し、左側の縦軸がコントラスト比を示し、右側の縦軸が反射率を示している。各マイクロカプセルに電界を印加することによってマイクロカプセル内の第１粒子１８及び第２粒子の分布を制御することにより、第２基板２４側からの視認状態が「黒表示」となるようにした場合のマイクロカプセル単体での反射率が５％、第２基板２４側からの視認状態が「白表示」となるようにした場合のマイクロカプセル単体の反射率が６０％であったと仮定する。なお、ここで仮定したマイクロカプセル単体での黒反射率５％、白反射率６０％という値は、カプセル材、バインダ、透明電極、保護膜等の反射、吸収を考慮すると現実的で妥当な値である。このとき、マイクロカプセルに覆われない領域（隙間領域；図２参照）の反射率を変化させて、電気泳動装置１の全体の反射率およびコントラストを算出すると図３に示すような結果になる。このグラフから、隙間領域の反射率（隙間反射率）が下がると白反射率が大きく低下することが分かる。一般に、紙に近い表示品質を得るためには白反射率が６０％以上は必要だと考えられている。ここで、もし吸収のきわめて少ない材料を用いて構成することにより、マイクロカプセル単体の白反射率を８０％まで高められたと仮定しても、傾向は同じである。そのときの反射率およびコントラスト比の隙間反射率依存性を示したのが図４である。やはり高い反射率を得るためには隙間反射率を上げる必要がある。このような考察から、隙間反射率を高めるには、上述したように各画素電極１４の反射率を向上させることが重要となる。また、各画素電極１４は相互に離間させる必要があることから、各画素電極１４の相互間の隙間についても高反射率であることが望ましい。このことから、上述したように各画素電極１４の下側の絶縁層１２についても高反射率であることが望まれる。
【００２５】
図５は、各マイクロカプセルと各画素電極のサイズの相対的な大小関係について説明するための模式平面図である。なお、図中に示された複数の円が電気泳動層１６の各マイクロカプセルを模式的に示したものであり、点線で示された矩形が画素電極１４を模式的に示したものである。図示のように、各マイクロカプセルを各画素電極１４上に設けた際に、各マイクロカプセルが全くつぶれずに球形状を保っており、かつ最密状態に配置されていると仮定している。図５に示すように、各画素電極１４は、少なくとも１方向の幅Ｄ１が各マイクロカプセルの平面視での幅（カプセル径に対応）Ｄ３よりも大きいことが望ましい。図示の例では、Ｄ１はＤ３の３倍以上となっている。各画素電極１４は、他の１方向の幅Ｄ２が各マイクロカプセルの平面視での幅（カプセル径に対応）Ｄ３よりも大きいことが更に望ましい。図示の例では、Ｄ２もＤ３の３倍以上となっている。それにより、各マイクロカプセルの相互間の隙間が高反射率の画素電極１４によってカバーされる割合がより増加し、上述した隙間反射率をより確実に高めることができる。
【００２６】
図６は、電気泳動装置を適用した電子機器の具体例を説明する斜視図である。図６（Ａ）は、電子機器の一例である電子ブックを示す斜視図である。この電子ブック１０００は、ブック形状のフレーム１００１と、このフレーム１００１に対して回動自在に設けられた（開閉可能な）カバー１００２と、操作部１００３と、本実施形態に係る電気泳動装置によって構成された表示部１００４と、を備えている。図６（Ｂ）は、電子機器の一例である腕時計を示す斜視図である。この腕時計１１００は、本実施形態に係る電気泳動装置によって構成された表示部１１０１を備えている。図６（Ｃ）は、電子機器の一例である電子ペーパーを示す斜視図である。この電子ペーパー１２００は、紙と同様の質感および柔軟性を有するリライタブルシートで構成される本体部１２０１と、本実施形態に係る電気泳動装置によって構成された表示部１２０２と、を備えている。なお、電気泳動装置を適用可能な電子機器の範囲はこれに限定されず、帯電粒子の移動に伴う視覚上の色調の変化を利用した装置を広く含むものである。例えば、上記のような装置の他、電気泳動フィルムが貼り合わせられた壁面等の不動産に属するもの、車両、飛行体、船舶等の移動体に属するものも該当する。
【００２７】
以上のような本実施形態によれば、電気泳動層１６の背面に配置される各画素電極１４を白色などの明色に構成することにより、第２基板２４の側から視認した際の反射率（巨視的な反射率）を高めることが可能となる。この効果は、上述したように各画素電極１４の幅を各マイクロカプセルの幅よりも大きくすることにより顕著となる。また、絶縁層１４についても白色などの明色に構成することにより、視認時の反射率をより高めることが可能となる。
【００２８】
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。
【００２９】
例えば、上述した実施形態においては電気泳動層の一例としてマイクロカプセルを用いたものを例示していたが、電気泳動層の構成はこれに限定されるものではない。例えば、図７に示すような、いわゆるセル構造、リブ構造又は隔壁構造といわれるような構造体２６を有する電気泳動層であっても本発明を適用することが可能である。その場合、図６に示した構造体２６が画素電極１４上に配置され、隔壁によって区画された各セル内に電気泳動粒子が配置され、隔壁の上方に共通電極２２が配置されると考えればよい（図１参照）。この場合に、構造体２６を高反射率の材料で形成することによってトータルの反射率を高めることができる。例えば、平面視における構造体２６の隔壁が占める面積が９．３％であるとき、上述したグラフ（図３，図４参照）と同様の結果が得られる。
【００３０】
また、上述した実施形態においては、本発明に係る電気泳動装置の一例としてアクティブマトリクス型の表示装置を示していたが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。本発明は、いわゆるセグメント型の表示装置である電気泳動装置に適用することも可能である。また、本発明の適用対象である電気泳動装置は表示用途のみ限定されるものでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】一実施形態の電気泳動装置の構成を示す模式断面図である。
【図２】電気泳動層を構成する各マイクロカプセルの配置状態を示す模式平面図である。
【図３】電気泳動装置の反射率及びコントラスト比を見積もった結果を示すグラフである。
【図４】電気泳動装置の反射率及びコントラスト比を見積もった結果を示すグラフである。
【図５】各マイクロカプセルと各画素電極のサイズの相対的な大小関係について説明するための模式平面図である。
【図６】電気泳動装置を適用した電子機器の具体例を説明する斜視図である。
【図７】いわゆるセル構造等といわれる構造体を例示する模式斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…電気泳動装置、１０…第１基板、１２…絶縁層、１４…画素電極（個別電極）、１６…電気泳動層、１８…第１粒子、２０…第２粒子、２２…共通電極、２４…第２基板、２６…構造体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009230060.tif 000007
【図６】
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【図７】
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