(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１表面を備える第１基板と、前記第１表面近傍に互いに平行に形成された第１及び第２電極と、前記第１表面と対向する第２表面を備える第２基板と、前記第２表面近傍に形成され、第１及び第２電極と交差する第３電極と、前記第１及び第２電極と前記第３電極が交差する領域において前記第１及び第２基板に挟持された、絶縁性液体及び互いに同極性の電荷を備える複数の電気泳動粒子を含有する分散液と、前記第１電極に、初期電圧、第１保持電圧、及び前記初期電圧と前記第１保持電圧の間の書き換え電圧を、前記初期電圧、前記書き換え電圧、前記第１保持電圧の順に印加する第１電源と、前記第２電極に前記初期電圧と前記書き換え電圧との間の中間電圧を印加する第２電源と、前記第３電極に、前記中間電圧と異なる色表示電圧、及び第１保持電圧と同期して前記初期電圧と前記書き換え電圧との間の第２保持電圧を印加する第３電源とを備えることを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項２】
前記第１及び第３電源は、前記電気泳動粒子の第１電極近傍から第２または第３電極近傍への移動に必要な時間の経過前に前記第１及び第２保持電圧を印加することを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示装置。
【請求項３】
前記第２基板の前記第２表面の反対側に位置する第３表面に、互いに平行に形成された第４及び第５電極と、前記第３表面に対向する第４表面を備える第３基板と、前記第４表面に形成され、前記第４及び第５電極と交差する第６電極と、前記第２及び第３基板に挟持され、絶縁性液体及び互いに同極性の電荷を備える複数の電気泳動粒子を含有する分散液とを備え、前記第１及び第４電極は前記第１電源に共通接続され、前記第２及び第５電極は前記第２電源に共通接続され、前記第３及び第６電極は前記第３電源に共通接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の電気泳動表示装置。
【請求項４】
第１表面を備える第１基板と、前記第１表面に並置された第１及び第２電極と、前記第１表面に対向する第２表面を備える第２基板と、前記第２表面に形成され、前記第１及び第２電極に交差する第３電極と、前記第１及び第２基板間の前記第１及び第２電極と前記第３電極が交差する領域に挟持された、絶縁性液体及び互いに同極性の電荷を備える複数の電気泳動粒子を含有する分散液とを備え、前記第２基板の前記第２表面と反対側に位置する第３表面に互いに平行に形成された第４及び第５電極と、前記第３表面に対向する第４表面を備える第３基板と、前記第４表面に形成され、前記第４及び第５電極と交差する第６電極と、前記第２及び第３基板間の前記第４及び第５電極と前記第６電極が交差する領域に挟持された、絶縁性液体及び互いに同極性の電荷を備える複数の電気泳動粒子を含有する分散液とを備え、前記第１及び第４電極に、初期電圧、第１保持電圧、及び前記初期電圧と前記第１保持電圧の間の書き換え電圧を、前記初期電圧、前記書き換え電圧、前記第１保持電圧の順に印加する第１電源と、前記第２及び第４電極に前記初期電圧と前記書き換え電圧との間の中間電圧を印加する第２電源と、前記第３及び第６電極に、前記中間電圧と異なる色表示電圧、及び第１保持電圧と同期して前記初期電圧と前記書き換え電圧との間の第２保持電圧を印加する第３電源とを備えることを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項５】
前記第１及び第２基板間に挟持され、前記分散液を包むマイクロカプセルを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は絶縁性液体と複数の電気泳動粒子とを含有する分散液を用いた電気泳動表示装置に関する。
【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。これまでに、反射型表示装置の一つとして例えば米国特許第３，６６８，１０６号に記載されているような電気泳動表示装置が知られている。
【０００３】
この電気泳動表示装置は、電荷を有する電気泳動粒子と絶縁性液体を備える分散液、及びこの分散液を挟んで対峙する一組の電極からなり、この電極を介して分散液に電場を印加することによって、電気泳動粒子をその電荷と反対極性の電極上に移動させて表示を行うものである。電気泳動粒子の対比色は、色素を溶解させた絶縁性液体が担っている。
【０００４】
より詳細には、電気泳動粒子が観察面に近い電極の表面に付着すれば電気泳動表示装置は電気泳動粒子の色を表示し、一方、電気泳動粒子が観察面から遠い第２の電極の表面に付着すれば、電気泳動粒子が担う色は絶縁性液体に隠蔽されると共に、電気泳動表示装置は絶縁性液体の色を表示する。
【０００５】
電気泳動表示装置は、例えば、Ｐｒｏｃ．ＳＩＤ、１８、２６７（１９７７）に記載されているように、広視野角、高コントラスト、及び低消費電力という利点を備えているものの、印加電圧と表示色特性の間に閾値特性が無いので単純マトリクス駆動が出来ない、という問題があった。
【０００６】
そのため、各画素電極にスイッチング素子を備えなければならないが、必要な印加電圧が高く、液晶ディスプレイなどで用いられている薄膜トランジスタ技術を使うことが出来ない。そのために、各画素のスイッチング素子の回路を表示パネルとは別の基板に設け、表示パネルと基板の間を複数の配線で結ばなければならず、画素数が多くなる程配線数も増えるために実現不可能であった。
【０００７】
また、この問題に対して、Ｐｒｏｃ．ＳＩＤ，１８、２５５（１９７７）やＳＩＤ  ００  ＤＩＧＥＳＴ、２４（２０００）に記載されているように、セルの構造を工夫して単純マトリクス駆動を可能にする例もあるが、セル構造を複雑にすることは、表示装置のコストを上げ、高解像度化を妨げる。
【０００８】
また、上記の単純マトリクス駆動用の構造ではセル内に制御電極を設けるための隔壁が存在する。今後、表示装置が高解像度化し、セルが小さくなってきても、隔壁の薄膜化には限界があるために開口率の低下による表示特性の劣化が予想される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
高解像度で画素数の多い電気泳動表示装置では、単純マトリクス駆動を用いる要求がある。しかしながら、従来の技術では複雑な構造のために表示装置のコスト上昇につながっていた。
【００１０】
本発明は、簡略な構造で単純マトリクス駆動を実現する電気泳動表示装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記事情を鑑みて、本発明の第一は、第１表面を備える第１基板と、第１表面近傍に互いに平行に形成された第１及び第２電極と、第１表面と対向する第２表面を備える第２基板と、第２表面近傍に形成され、第１及び第２電極と交差する第３電極と、第１及び第２電極と第３電極が交差する領域において第１及び第２基板に挟持された、絶縁性液体及び互いに同極性の電荷を備える複数の電気泳動粒子を含有する分散液と、第１電極に、初期電圧、第１保持電圧、及び初期電圧と第１保持電圧の間の書き換え電圧を、初期電圧、書き換え電圧、第１保持電圧の順に印加する第１電源と、第２電極に初期電圧と書き換え電圧との間の中間電圧を印加する第２電源と、第３電極に、中間電圧と異なる色表示電圧、及び第１保持電圧と同期して複数の電圧間の第２保持電圧を印加する第３電源とを備えることを特徴とする電気泳動表示装置を提供する。
【００１２】
上記第一の発明において、電気泳動粒子の第１電極から第２又は第３電極への移動に必要な時間の経過前に。第１及び第３電源の制御によって第１及び第２保持電圧を印加することも可能である。
【００１３】
上記第一の発明において、さらに、第２基板の第２表面の反対側に位置する第３表面に互いに平行に形成された第４及び第５電極と、第３表面に対向する第４表面を備える第３基板と、第４表面に形成され、第４及び第５電極と交差する第６電極と、第２及び第３基板に挟持され、絶縁性液体及び互いに同極性の電荷を備える複数の電気泳動粒子を含有する分散液とを備え、第１及び第４電極を第１電源に共通接続し、第２及び第５電極を第２電源に共通接続し、第３及び第６電極を第３電源に共通接続してもよい。
【００１４】
また、上記事情を鑑みて、本発明の第二は、第１表面を備える第１基板と、第１表面に並置された第１及び第２電極と、第１表面に対向する第２表面を備える第２基板と、第２表面に形成され第１及び第２電極と交差する第３電極と、第１及び第２基板間の第１及び第２電極と第３電極が交差する領域に挟持された、絶縁性液体及び互いに同極性の電荷を備える複数の電気泳動粒子を含有する分散液とを備え、第２基板の第２表面と反対側に位置する第３表面に、互いに平行に形成された第４及び第５電極と、第３表面に対向する第４表面を備える第３基板と、第４表面に形成され、第４及び第５電極と交差する第６電極と、第２及び第３基板間の第４及び第５電極と第６電極が交差する領域に挟持された、絶縁性液体及び互いに同極性の電荷を備える複数の電気泳動粒子を含有する分散液を備え、第１及び第４電極に、初期電圧、第１保持電圧、及び初期電圧と第１保持電圧の間の書き換え電圧を、初期電圧、書き換え電圧、第１保持電圧の順に印加する第１電源と、第２及び第４電極に初期電圧と書き換え電圧との間の中間電圧を印加する第２電源と、第３及び第６電極に、色表示電圧、及び第１保持電圧と同期して第２保持電圧を印加する第３電源とを備えることを特徴とする電気泳動表示装置を提供する。
【００１５】
上記第一及び第二の発明において、第１及び第２基板間に挟持され、分散液を包むマイクロカプセルを備えてもよい。
【００１６】
また、上記事情を鑑みて、本発明の第三は、第１表面を備える第１基板と、第１表面に並置された第１及び第２電極と、第１表面と対向する第２表面を備える第２基板と、第２表面に形成され前記第１及び第２電極と交差する第３電極と、第１及び第２電極と第３電極が交差する領域において第１及び第２基板に挟持された、絶縁性液体及び互いに同極性の電荷を備える複数の電気泳動粒子を含有する分散液を包むマイクロカプセルとを備えることを特徴とする電気泳動表示装置を提供する。
【００１７】
上記第一乃至第三の発明において、第１または第２表面上に、マイクロカプセルの脇に形成された突起を備えてもよい。また、第１表面に形成された突起は、第１及び第２電極を兼ねてもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電気泳動表示装置のセル断面、及びこのセルの各電極と電源との接続を示す図である。
【００２１】
この電気泳動表示装置は、無色透明の絶縁性液体１と互いに同極性の複数の電気泳動粒子２を含有する分散液３を備える。この分散液３は、第１の基板４、これよりも観測面側に位置する透明な第２の基板５、第１及び第２の基板４，５を支持する第３の基板６によって形成される空間内に保持されている。
【００２２】
第１の基板４の分散液側表面には、分散液が保持される空間の底の略中央に位置する第１の電極７と、これに並置して互いに平行に第２の電極８が形成されている。
【００２３】
第２の基板５の分散液側表面には、第１及び第２の電極７，８と交差する透明な第３の電極９が形成されている。
【００２４】
第１乃至第３の電極７，８，９の表面には誘電体層１０，１１が形成されることで、分散液３と離間されている。この実施の形態では電気泳動粒子２の対比色を誘電体層１０が担っている。
【００２５】
第１乃至第３の電極７，８，９は電源１２と接続されており、この電源１２の制御によって所定の極性、所定の値の電圧が印加される。
【００２６】
本実施の形態の電気泳動表示装置は、以上説明した各構成をアレイ状に備えることで、簡略な構造で単純マトリクス駆動を実現可能である。
【００２７】
図２は、上述の構成を面内に縦横に並べた電気泳動表示装置を、第２の基板５側から観察した平面図である。
【００２８】
図２に示すように、第３の電極９が紙面左右方向に伸びており、第１及び第２の電極７，８は紙面上下方向に伸びている。図２中の太線で四角く囲んだところが１画素に対応し、図１で説明した様に分散液３が狭持されている。
【００２９】
図２では、説明を簡略にするために８×８画素の電気泳動表示装置を示した。８本の第１の電極７−１，７−２，…７−７，７−８は、第１の電源１２−１によって、初期電圧、書き換え電圧、及び第１保持電圧が印加される。第２の電極８は第２の電源１２−２に接続されている。また、８本の第３の電極９は第３の電源１２−３によって書き換え電圧及び保持電圧が印加される。
【００３０】
この実施の形態では、第１乃至第３電極７，８，９へ印加する電圧の値とタイミングの制御は、第２の電源１２−２内の制御回路により制御される。
【００３１】
次に、本実施の形態に関る電気泳動表示装置の動作について説明する。
【００３２】
書き換え動作は、図２の紙面左から順に第１の電極７−１列の複数画素、第１の電極７−２列の複数画素…第１の電極７−８列の複数画素、という順番で書き換えていく。図３に第１乃至第３の電極７，８，９への電圧印加タイミングチャートを示す。
【００３３】
書き換えの最初の動作として、図３のタイミング（Ｓ）のように、全ての第１の電極７−１、７−２、…、７−７、７−８に０Ｖ、第３の電極９に１５Ｖ、第２の電極８に１５Ｖを印加する。すると、正に帯電した電気泳動粒子２は電位の低い第１の電極７上に集まる。
【００３４】
次に、電源１２−１、１２−２、１２−３により電圧制御して各画素を書き換える。
【００３５】
図３のタイミング（７−１）、（７−２）、…、（７−７）、（７−８）は、図２の第１の電極（７−１）、（７−２）、…、（７−７）、（７−８）の制御を受ける画素列を左から順に書き換えていくタイミングのうち、第１の電極（７−２）の制御を受ける左から２本目の画素列を書き換える例を示している。また、図３に示している第３の電極９への電圧は、図２中の第３の電極９のうち、書き換えるセルに対応する１本について示している。
【００３６】
夫々の画素列は書き換えの順番が来るまでは、第１の電極７の電位を０Ｖとして、正帯電した電気泳動粒子２を第１の電極７側に保持している。そして、セルの書き換えの順番が来たとき、第１の電極７−２の電位を２５Ｖにあげる。
【００３７】
この時、第３の電極９の電位は、電気泳動粒子２の色（例えば黒）を表示したいときは０Ｖを、誘電体層１０の色（例えば白）を表示したいときは３０Ｖとする。そして、書き換えが終わった列は第１の電極の値を５０Ｖに上げる。
【００３８】
書き換えが終わった列のセルでは、図３の様に第１の電極７の電圧が５０Ｖになっているが、第３の電極９の電圧は他の列の画素への信号のために０Ｖまたは３０Ｖ間を変動する。このとき、図３のように、第３の電極９への電圧には各画素列を書き換える時間の中に１５Ｖとなる時間を設ける。
【００３９】
本実施の形態では、第３の電極９に印加する電圧を０Ｖまたは３０Ｖとする時間を１０ｍｓｅｃ、１５Ｖとする時間を１０ｍｓｅｃ設けている。このようにすれば、最初の１０ｍｓｅｃの間には、第３の電極９の電圧値によって電気泳動粒子２が所望の位置とは異なる方向に少し移動してしまうが、次の１０ｍｓｅｃの間で再び所望の位置に戻る。このようにして、書き換え後のセルでは電気泳動粒子２が所望の位置付近で往復運動をすることになるが、結果的には所望の位置に戻る。
【００４０】
そして、全てのセルの書き換えを終えた最終動作として、第１の電極へ５０Ｖ、第３の電極に１５Ｖ、第２の電極は１５Ｖの状態を一定時間保つことで、電気泳動粒子２は所望の位置の電極上へ落ち着く。本実施の形態では、この保持時間を１００ｍｓｅｃとした。
【００４１】
尚、書き換え後に各電極の電圧を０Ｖにしても、従来の電気泳動表示装置と同様に、電気泳動粒子２は書き換え後に移動した電極上に保持され、その画面情報を維持することが可能である。
【００４２】
以上、ここまでの電気泳動粒子２の移動についてまとめると図４（ａ），（ｂ−１），（ｂ−２），（ｃ−１），（ｃ−２），（ｄ−１），（ｄ−２）の各断面図に示すようになる。尚、図４の各図中の矢印は、電気泳動粒子２に加わるクーロン力を示す。まず、電気泳動粒子２は図４（ａ）のように、図３のタイミング（Ｓ）において第１の電極７上に集められる。セルの書き換えのタイミングがくるまで、この電圧設定を保ち、電気泳動粒子２は第１の電極７上に保持される。
【００４３】
書き換えのタイミングが来て、図３のタイミング（７−２）のように第１の電極７が２５Ｖにあがると、電気泳動粒子２は第１の電極上から離れ第３の電極９に与えられる次の電圧値に従い移動する。
【００４４】
つまり、第３の電極９に３０Ｖが印加されると、図４（ｂ−１）に示すように、電気泳動粒子２は第２の電極８側へ移動する。また、第３の電極９に０Ｖが印加されると、電気泳動粒子２は図４（ｂ―２）のように第３の電極９側へ移動する。
【００４５】
尚、電気泳動粒子２が所望の位置へ移動する途中において、第１の電極７に５０Ｖの電位が与えられることで電気泳動粒子２の移動速度が加速する。
【００４６】
書き換えが終わった画素では第１の電極７の電圧は５０Ｖに維持されたままであるが、他の画素列の書き換え動作中は、第３の電極９の電位は３０Ｖ、１５Ｖ、もしくは０Ｖに変化する。その時、図４（ｃ−１）及び図４（ｃ−２）のように電気泳動粒子２が多少移動する。しかし、他の画素列の書き換え後に第３の電極が１５Ｖになると、電気泳動粒子２は図４（ｄ−１）及び図４（ｄ−２）のように所望の位置に戻る。
【００４７】
このときのセル断面の電位分布は図５のようになる。図５は、第１の電極７が５０Ｖ、第２の電極８が１５Ｖ、第３の電極９が１５Ｖのときの等電位面を表している。電気泳動粒子２はセルの両端では第３の電極９の電位変動によって多少動くが、各画素列の書き換え時に図５に示す電位分布になるので、図５中の矢印の向きにしたがって第２の電極８もしくは第３の電極９側へ戻る。
【００４８】
全画素列の書き換え終了後には、各電極７，８，９に図３のタイミング（Ｅ）に示す電圧を印加することで、電気泳動粒子２は第３の電極９もしくは第２の電極８近傍に保持されて書き換え動作が終了する。
【００４９】
このようにすれば、全画面の書き換え中に、電気泳動粒子２は所望の位置と、中間的な位置の間を往復し、全画面書き換え後所望の位置に落ち着く。全画面の書き換え中には、電気泳動粒子２は移動しているので画像は安定しておらず、ぼやけた画像になっているが、広告表示板や電子ペーパーのような静止画を表示することを目的とする表示装置では問題ない。
【００５０】
また、電気泳動粒子２が第２の電極８側に集められたときに、観察者は誘電体層１０を見るわけだが、図１の構造では第２の電極８上の電気泳動粒子２も見えてしまい、誘電体層１０と電気泳動粒子２の混色を見ることになる。これを防ぐために、第２の基板５の表面に、第２の電極８上の電気泳動粒子２を遮蔽する遮蔽層を設けても構わない。
（変形例）
第１の実施の形態では、第１乃至第３の基板４，５，６で囲まれた領域、つまり分散液が挟持される断面は図１のように長方形であった。これに対して、図６のセル断面に示すように第３の基板６に段差を持たせた凸形としてもよい。
【００５１】
図６では、幅の異なる第３の基板６１，６２を２枚重ねて、第１及び第２の基板４，５の間に挟んでいる。第１の基板４に接している第３の基板６１は幅が約１０μｍで、第２の基板５に接しているスペーサ基板６２の幅は約２０μｍである。
【００５２】
この様な断面形状にすることで、他の画素列の書き換え時に電気泳動素子２が第２及び第３の電極８，９の間を移動しにくくなる。
【００５３】
つまり、図７（ａ）のセル断面図に示すように、他の画素列を書き換えている時は、第３の電極９近辺の電気泳動粒子は第２の電極８の方へ多少移動することがあるが、第３の基板６２の垂直壁面にあたり、第２の電極８の方向へ移動が不可能になる。
【００５４】
同じく、図７（ｂ）のセル断面図に示すように、第２の電極８近辺にある電気泳動粒子２は、第３の電極９の方へ多少移動することがあるが、第３の基板６２の水平壁面にあたり、第３の電極９の方向へ移動が不可能になる。
【００５５】
この構造によって、単純マトリクス駆動がより現実的になる。各電極による電圧の印加と電気泳動粒子２の移動等は第１の実施の形態と同様である。
（実施例１）
第１の実施の形態の電気泳動表示装置において、各部材の選択、形成、及び設定を次の様に行った。
【００５６】
第１及び第２の基板４，５として厚み１ｍｍの透明なガラス板を用い、第３の基板６として厚み約４０μｍのポリイミド製基板を用いた。第１及び第２の基板４，５間の距離は約４０μｍ、第３の基板６同士の間隔は約８０μｍに設定した。
【００５７】
第３の電極９は第２の基板５の分散液側表面に透明な酸化インジウムを厚さ約０．１μｍに蒸着して作成した。また、第１及び第２の電極７，８は第１の基板４の分散液側にアルミをスパッタリングし、その後パターン通りにエッチングすることで作成した。
【００５８】
誘電体層１０，１１は第１乃至第３の電極７，８，９への電気泳動粒子２の不可逆な吸着を防止するとともに、誘電体層１０は電気泳動粒子２の対比色を担うために配置される。誘電体層１０は、硫酸バリウム微粉末をフッ素樹脂に混入したものをスピンコートにより厚さ約０．５μｍで形成した。また、誘電体層１１は透明フッ素樹脂をディップコートに厚さ約０．５μｍで形成した。
【００５９】
また、分散液は以下の様に準備した。まず、電気泳動粒子２として黒色樹脂トナー（粒径１μｍ）を、また絶縁性液体としてイソプロパノールを用い、両者を電気泳動粒子２の混合重量率が１０％になるように混合し、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、分散液を準備した。この場合、電気泳動粒子２は表面が正に帯電している。
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、画素の底の中央にこの画素の書き換えまたは保持を制御する第１の電極７があり、両端に電気泳動粒子を集める第２の電極８を設けたが、この逆でも構わない。
【００６０】
尚、本実施の形態以降の説明では、第１の実施の形態について説明した構成と同等の構成については符号を同じくし、その詳細な説明は第１の実施の形態を参照することにより、以降、詳細な説明は省略する。
【００６１】
図８にセル断面、及び各電極と電源との接続を示すように、本実施の形態に関る電気泳動表示装置では、画素の中央下に電気泳動粒子を集める第２の電極８を設け、両端にこの画素の書き換え及び保持を制御する第１の電極７を設けている。この場合、第１の電極７は図８に示すように隣接画素と共通には出来ず、画素毎に分割する必要がある。各電源による各電極への電圧の印加、電気泳動粒子２の移動等は第１の実施の形態と同様である。
（第３の実施の形態）
第１及び第２の実施の形態では、各画素の底の中央に第１の電極７もしくは第２の電極８を設け、画素の底の両端に２本の第１または第２の電極７，８を設けた。本実施の形態では、図９に示すセル断面のように、各画素に第１の電極７、第２の電極８を一本ずつ配置した。
【００６２】
画素の大きさを第１乃至第３の形態のいずれかにするかは、解像度、駆動電圧、製造コスト等により決定される。第３の実施の形態のようにすると、解像度は向上するが、基板に設ける第１の電極７、第２の電極８の本数は増え、配線形成にはより位置精度が優れた製造方法を採用する必要がある。各電極への電圧の印加方法、電気泳動粒子２の移動等は第１の実施の形態と同じである。
（第４の実施の形態）
第１乃至第３の実施の形態では、分散液３を隔壁で仕切られた領域に分散液を入れることで所望の大きさに区画していた。この実施の形態では、分散液を内部に含むマイクロカプセル１３を用いた電気泳動表示装置について、セル断面及び各電極と電源との接続を示す図１０を参照しつつ説明する。
【００６３】
図１０は、第１の基板４と第２の基板５との間に、電気泳動粒子２と絶縁性液体１からなる分散液３を内包するマイクロカプセル１３を配置したセル断面を示している。
【００６４】
本実施の形態では、１画素を２×２の４個のマイクロカプセル１３により構成した。これは、表示装置の解像度とマイクロカプセル１３の粒径から略決定できる。本実施の形態では、表示装置の解像度は３００ｄｐｉで、画素は８５μｍピッチとなる。マイクロカプセル１３の粒径は４０μｍであり、マイクロカプセル１３を縦２個、横２個に並べた計４個分が１画素である。
【００６５】
マイクロカプセル１３は、周知のコアセルベーション法で作成した。まず、電気泳動粒子と絶縁性液体とを含む分散液１１重量部を、純水１００重量部、乳化剤２重量部と共にホモジナイザーで乳化する。この乳化した混合液を、４０℃の５％ゼラチン−アラビアゴム水溶液に滴下し、さらに攪拌しながら１０％酢酸を滴下し、ｐＨ３．５に調整する。その後、温度を５℃まで下げ、３７％ホルマリンを滴下し、さらに１０％ＮａＯＨ水溶液を滴下しｐＨ８．５に調整し、膜を硬化させる。その後、純水で洗浄し、１μｍのフィルターでろ過し、透明高分子被膜で包含された平均粒径４０μｍのマイクロカプセル１３を得た。
【００６６】
マイクロカプセル化技術としては、先に説明した方法の他に、界面重合法、insitu重合法、液中硬化被膜法、有機溶液系からの相分離法、融解分散冷却法、気中懸濁法、スプレードライング法などが有り、記録媒体の用途、形態などに応じて適宜選択することが出来る。
【００６７】
また、マイクロカプセル１３の被膜も、ゼラチン−アラビアゴムの他に、メラニン樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、フラン樹脂等の縮合系ポリマー、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、メチルメタクリレート−ビニルアクリレート共重合体などの三次元架橋ビニルポリマーなどの熱硬化性樹脂などを適宜用いることが出来る。
【００６８】
また、上記の熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂から選択される二種以上を用いて、マイクロカプセル１３を構成する多層の被膜を形成しても良い。この場合、マイクロカプセル１３の熱安定性を向上させる観点から、被膜の最外殻には周知の熱硬化性樹脂を用いることが望ましい。
【００６９】
このような構成でも、図３に示した第１乃至第３の電極７，８，９への電圧印加方法によって、第１の実施の形態にて説明した様に電気泳動粒子２の移動を制御することが可能である。
【００７０】
また、マイクロカプセル１３の殻の材料に基板側の誘電体層１０，１１と同じ特性を備える周知の材料を選択することで、誘電体層１０，１１を省略することが可能である。
（第５の実施の形態）
第４の実施の形態において、第１の基板４と第２の基板５との間の第３の基板６を省略することで、簡易な構造の電気泳動表示装置が実現できる。但し、各電極７，８，９とマイクロカプセル１３との位置整合性を高めるために、第５の実施の形態では、第１の基板４上にマイクロカプセル１３の位置を決定する突起を形成する。
【００７１】
図１１は、第５の実施の形態に関る電気泳動表示装置のセル断面、及び各電極と電源との接続を示す断面図である。第１及び第２の電極７，８は、図１１の紙面垂直方向に長手を有し、その断面形状は略３角形である。
【００７２】
この様な形状の電極は印刷技術もしくはエッチング技術で形成できる。印刷技術では導電性インクを用い、スクリーン印刷もしくはグラビア印刷技術を用いて、高さ約１０〜２０μｍ程度の突起が形成可能である。また、エッチング技術では約１５μｍの厚みの銅を貼った基板をエッチングして形成可能である。この場合、電極の断面は３角形でなくてもよく、略４角形でも構わない。
【００７３】
この様にして形成した第１の基板上に、純水中に１０％分散させたマイクロカプセルを塗布した後、１００℃で乾燥させて水分を除去する。乾燥させると、マイクロカプセルの殻の強度により殻同士が融着して、図１１に示すように隣接するマイクロカプセル１３同士の隙間はふさがる。
【００７４】
次に、第２の基板５側からマイクロカプセル１３と第１及び第２の電極７，８の位置関係を、第２の基板５側から観察した平面図を図１２に示す。第１及び第２の電極７，８の断面は３角形であるが、底面の幅は場所により異なる。そして、底面の幅が一番狭いところにマイクロカプセル１３の１辺の中心が位置整合している。図１２では第１及び第２の電極７，８の底辺の幅を周期的に変化させた例を示したが、図１２と同様の平面図を示す図１３にあるように、十字が連なる形状でも構わない。
【００７５】
また、図１４のセル断面図にあるように、マイクロカプセル１３の位置決めには電極を用いずともよい。図１４では、マイクロカプセル１３の位置決め用に突起１４を用い、第１及び第２の電極７，８は、この突起とは別に、第１の基板４上に平板状に設けている。
【００７６】
さらにまた、突起は図１５のセル断面図にあるように、第２の基板５の下面に設けても構わない。この場合、この突起を形成するものは電極との兼用を意図していないので、導電性材料の必要性はなく絶縁物で構わない。
【００７７】
このような構成でも、図３に示した第１乃至第３の電極７、８、９への電圧印加によって、第１の実施の形態で説明した様に、電気泳動粒子２の移動を制御することが可能である。
（第６の実施の形態）
第１乃至第５の実施の形態に関る電気泳動表示装置では、分散液３として透明無色の絶縁性液体１と電気泳動粒子２を含む分散液３を用いた。第６の実施の形態に関する電気泳動表示装置では、染料着色溶媒と電気泳動粒子を含む分散液を用いる。
【００７８】
この実施の形態では、電気泳動粒子２が第１の基板４側に位置する図１６（ａ）の状態では、第２の基板５側からの観察に対し、該セルは染料着色溶媒の色を表示する。また、電気泳動粒子２が第２の基板５側に位置する図１６（ｂ）の状態では、該セルは電気泳動粒子２の色を表示することになる。尚、図１６（ａ）では、染料濃度を適正な量にすることによって、第２の電極上に集まった電気泳動粒子２の色を隠蔽できる。
【００７９】
このような構成でも、図３に示した第１乃至第３の電極７，８，９への電圧印加によって、第１の実施の形態で説明した様に、電気泳動粒子２の移動を制御することが可能である。
（第７の実施の形態）
次に、第７の実施の形態に関る多色表示の電気泳動表示装置について説明する。
【００８０】
本発明の電気泳動表示装置でも、従来知られている手法により多色表示を実現することが可能である。すなわち、カラーフィルターを観察側透明基板上に設ける手法、誘電層１０を画素毎に多色に塗り分ける手法、泳動粒子を画素毎に異なる色にする手法、画素毎に異なる染料を溶かした絶縁性液体を用いる手法等により多色表示を実現できる。
【００８１】
しかし、上記のいずれの方法も白色、または黒色を複数画素を用いた混色によって表示することになり、解像度が低下し、特にテキスト表示の際に画質劣化が著しい。また、混色により白表示、黒表示を行う為に白色度、黒色度の低下が見られる。
【００８２】
本実施の形態の電気泳動表示装置では、各セルを複数層で構成することで１画素毎に白、黒、そして更に異なる色の３色以上を表示可能となる。この第７の実施の形態に関る表示装置を図１７の部分断面図、及び図１８（ａ），（ｂ），（ｃ）のセル断面図を用いて説明する。
【００８３】
図１７は第１乃至第６の実施の形態で用いた構造の表示セルを紙面上下方向に２層重ねた構造を示している。上層のセルには、無色透明の絶縁性液体１の中に白い電気泳動粒子２１が分散されている。また下層のセルには、無色透明の絶縁性液体１の中に画素毎に異なる色の電気泳動粒子２２、２３、２４が分散されている。ここで、具体的には、電気泳動粒子２２，２３，２４にそれぞれレッド、ブルー、グリーンの電気泳動粒子を用い、面内に３画素周期で規則的に並べている。
【００８４】
ここで、図１８（ａ）の様に、白い電気泳動粒子２１を観測者側の透明基板５に沿って集めると、セルは白色を表示する。この時、下層セル内の電気泳動粒子２２は任意の場所に存在してよい。
【００８５】
そして、図１８（ｂ）の様に、白い電気泳動粒子２１を第２の電極７１上に集め、かつ下層のセルの電気泳動粒子２２を第３の電極８１に沿って集める。このとき上層のセルの誘電層９１を無色透明な材料で形成すると、このセルは電気泳動粒子２２の色を表示する。
【００８６】
最後に、図１８（ｃ）のように、上層の白色の電気泳動粒子２１、下層の電気泳動粒子２２をそれぞれ第２の電極７１，７２上に集めることにより、セルは誘電層９２の色を表示する。この誘電層９２を黒色にしておくことにより、この画素は、白、黒、そして白、黒と異なる色の３色を表示できることになる。このようにすることにより、白表示、黒表示の解像度を高めることができ、テキスト表示の際の画質低下を防ぐことができる。
【００８７】
以上、本発明の電気泳動表示装置について各実施の形態を用いて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において適宜変更可能である。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明の電気泳動表示装置では、単純マトリクス駆動で表示色を変化させることが出来るので、低コストな表示装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態に関る電気泳動表示装置のセルを示す断面図と、各電極と電源との接続を示す図。
【図２】  第１の実施の形態に関る電気泳動表示装置の第１乃至第３の電極の配線と第１乃至第３の電源との接続を示す平面図。
【図３】  第１の実施の形態に関る電圧印加シーケンスを示す図。
【図４】  第１の実施の形態により電圧印加に伴う電気泳動粒子に加わるクーロン力とこれに伴う粒子の移動について説明するセル断面図。
【図５】  第１の実施の形態に関るセル内の電位分布を示す断面図。
【図６】  第１の実施の形態に関る電気泳動表示装置の変形例を説明するセル断面と各電極及び電源の接続を示す図。
【図７】  変形例に関る利点を説明するセル断面図。
【図８】  本発明の第２の実施の形態に関る電気泳動表示装置を示すセル断面と各電極及び電源の接続を示す図。
【図９】  本発明の第３の実施の形態に関る電気泳動表示装置を示す部分断面と各電極及び各電源の接続を示す図。
【図１０】  本発明の第４の実施の形態に関るマイクロカプセルを用いた電気泳動表示装置のセル断面と、各電極及び電源の接続を示す図。
【図１１】  本発明の第５の実施の形態に関るマイクロカプセルの位置を規定する突起物を用いた電気泳動表示装置の部分断面と各電極及び電源の接続を示す図。
【図１２】  第５の実施の形態に関る電気泳動表示装置の突起物のパターンを示す平面図。
【図１３】  第５の実施の形態に関る電気泳動表示装置の突起物の他のパターンを示す平面図。
【図１４】  第５の実施の形態に関る電気泳動表示装置の突起物の他の例を示す部分断面と各電極及び電源の接続を示す図。
【図１５】  第５の実施の形態に関る電気泳動表示装置の突起物のさらに他の例を部分断面と各電極及び電源の接続を示す図。
【図１６】  本発明の第６の実施の形態に関る電気泳動表示装置のセル断面図。
【図１７】  本発明の第７の実施の形態に関る電気泳動表示装置の部分断面図。
【図１８】  第７の実施の形態に関る電気泳動表示装置のセル断面図。
【符号の説明】
１…絶縁性液体、
２…電気泳動粒子、
３…分散液、
４…第１の基板、
５…第２の基板、
６…第３の基板、
７…第１の電極、
８…第２の電極、
９…第３の電極、
１０、１１…誘電体層
１２…電源
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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