JP2004233838A - 電気泳動表示素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【目的】電気泳動粒子の搬送及び分散液の漏洩を解決した電気泳動表示素子を提供すること。
【構成】第１電極と第２電極を設けた基板上の所望の位置に、極性と色の異なる２種類の電気泳動粒子と分散媒から成る分散液を内包したマイクロカプセルを配置した電気泳動表示素子であって、前記第１電極と第２電極に印加される電圧により前記２種類の電気泳動粒子を第１電極と第２電極の何れかの方向に移動させて表示を行う。ここで、前記２種類の電気泳動粒子の色がそれぞれ白色と黒色であって、白黒表示を行う。又、前記マイクロカプセル上にカラーフィルターを配置することによってカラー表示を行う。
【選択図】 図１
【構成】第１電極と第２電極を設けた基板上の所望の位置に、極性と色の異なる２種類の電気泳動粒子と分散媒から成る分散液を内包したマイクロカプセルを配置した電気泳動表示素子であって、前記第１電極と第２電極に印加される電圧により前記２種類の電気泳動粒子を第１電極と第２電極の何れかの方向に移動させて表示を行う。ここで、前記２種類の電気泳動粒子の色がそれぞれ白色と黒色であって、白黒表示を行う。又、前記マイクロカプセル上にカラーフィルターを配置することによってカラー表示を行う。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気泳動表示素子及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器の発達に伴い、低消費電力且つ薄型の表示素子のニーズが増しており、これらのニーズに合わせた表示素子の研究、開発が盛んに行われている。中でも液晶表示素子は、液晶分子の配列を電気的に制御し液晶の光学的特性を変化させることができ、上記のニーズに対応できる表示素子として活発な開発が行われ商品化されている。
【０００３】
しかしながら、これらの液晶表示素子では、画面を見る時の角度や反射光によって画面上の文字が見え難いという問題、或は光源のちらつきや低輝度等から生じる視覚への負担が十分に解決されていない。このため、視覚への負担の少ない表示素子の研究が盛んに検討されている。
【０００４】
そのような表示素子の１つとして、Ｈａｒｏｌｄ Ｄ．Ｌｅｅｓ等によって発明された電気泳動表示素子（米国特許第３６１２７５８号）が知られている。図７はその電気泳動表示素子の構造及びその動作原理を示す概略図である。
【０００５】
図７において、該電気泳動表示素子は、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板３ａ，３ｂを備えており、各基板には電極３ｃ，３ｄがそれぞれ形成されている。又、基板間隙には、正に帯電されると共に着色された多数の電気泳動粒子３ｅ及び電気泳動粒子とは別の色で着色された分散媒３ｆが充填されている。更に、隔壁３ｇが該間隙を基板の面方向に沿って多数の画素に分割するように配置され、電気泳動粒子の偏在を防止すると共に基板間隙を規定するように構成されている。
【０００６】
このような表示素子において、図７（Ａ）に示すように、図示下側の電極３ｃに負極性の電圧を印加すると共に図示上側の電極３ｄに正極性の電圧を印加すると、正に帯電されている電気泳動粒子３ｅは下側の電極３ｃを覆うように集まり、図示Ｃ方向から表示素子を眺めると、分散媒３ｆと同じ色の表示が行われる。反対に図７（Ｂ）に示すように、図示下側の電極３ｃに正極性の電圧を印加すると共に図示上側の電極３ｄに負極性の電圧を印加すると、電気泳動粒子３ｅは上側の電極３ｄを覆うように集まり、図示Ｃ方向から表示素子を眺めると、電気泳動粒子３ｅと同じ色の表示が行われる。このような駆動を画素単位で行うことにより、多数の画素によって任意の画像が表示される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電気泳動表示素子では、電気泳動粒子が隔壁を乗り越えて隣接する画素に搬送されるといった問題があった。又、分散液が表示素子から漏れ出すといった問題を抱えていた。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、電気泳動粒子の搬送及び分散液の漏洩を解決した電気泳動表示素子とその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、第１電極と第２電極を設けた基板上の所望の位置に、極性と色の異なる２種類の電気泳動粒子と分散媒を内包したマイクロカプセルを配置した電気泳動表示素子を、前記第１電極と第２電極に印加される電圧により前記２種類の電気泳動粒子を第１電極と第２電極の何れかの方向に移動させて表示を行うことを特徴とする電気泳動表示素子である。
【００１０】
また本発明は、前記２種類の電気泳動粒子の色がそれぞれ白色と黒色であって、白黒表示を行うことを特徴とする電気泳動表示素子とした。
【００１１】
又、本発明は、前記マイクロカプセル上にカラーフィルターを配置することによってカラー表示を行うことを特徴とする。
【００１２】
又、本発明は、第１電極と第２電極を設けた基板上の所望の位置に、極性と色の異なる２種類の電気泳動粒子と分散媒から成る分散液を内包したマイクロカプセルを配置した電気泳動表示素子の製造方法であって、
（１）板上に第１電極と第２電極を形成する工程、
（２）極性と色の異なる２種類の電気泳動粒子と分散媒から成る分散液を内包したマイクロカプセルを該基板上の所望の位置に配置する工程、
（３）マイクロカプセル上を対向する基板で覆い、基板間を封止する工程、
の各工程を有することを特徴とする電気泳動表示素子の製造方法である。
【００１３】
更に、本発明は、第１電極と第２電極を設けた基板上の所望の位置に、極性と色の異なる２種類の電気泳動粒子と分散媒から成る分散液を内包したマイクロカプセル及びカラーフィルターを配置した電気泳動表示素子の製造方法であって、
（１）基板上に第１電極と第２電極を形成する工程、
（２）極性と色の異なる２種類の電気泳動粒子と分散媒から成る分散液を内包したマイクロカプセルを該基板上の所望の位置に配置する工程、
（３）マイクロカプセル上をカラーフィルターを設けた基板で覆い、基板間を封止する工程、
の各工程を有することを特徴とする電気泳動表示素子の製造方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明の電気泳動表示素子の一実施態様を示す構成図である。図１（Ａ）は電気泳動表示素子の断面図であり、図１（Ｂ）はマイクロカプセルの配列を模式的に示した上図面である。
【００１６】
図１（Ａ）において、本発明の電気泳動表示素子は、第１基板１ａ上に第１電極１ｃ、第２電極１ｄが形成されており、第２電極１ｄ上にマイクロカプセル１ｈが配置され、第１基板１ａと第２基板１ｂで挟まれた構成となっている。尚、第２電極１ｄは或る一定サイズを有する円形であって、図３（Ａ）に示すようにハニカム状に配列している。電極間には絶縁層１ｉが形成されており、第１基板１ａと第２基板１ｂは、接着剤１ｊで封止されている。
【００１７】
マイクロカプセル１ｈの形状は、第１基板１ａに対して水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い形状になっている。マイクロカプセル１ｈは、色と極性の異なる電気泳動粒子１ｅ，１ｆ及び分散媒１ｇから成る分散液を内包している。この電気泳動表示素子は、第２基板１ｂのある側が表示面である。又、マイクロカプセル１ｈは、図１（Ｂ）に示すような２次元配列で、第２電極１ｄ上に配置されている。図１（Ｂ）においては、第２基板１ｂは省略されている。
【００１８】
図１において、第２電極１ｄは個々のマイクロカプセル１ｈに対して、各々独立して所望の電界を印加できる画素電極であり、この画素電極にはスイッチ素子が設けられており、不図示のマトリクス駆動回路から行ごとに選択信号が印加され、更に各列に制御信号と駆動トランジスタからの出力が印加されて、個々のマイクロカプセル１ｈに対して所望の電界を印加することができる。
【００１９】
個々のマイクロカプセル１ｈ内の電気泳動粒子１ｅ，１ｆは、第２電極１ｄにより印加される電界によって制御され、各画素は２種類の電気泳動粒子を制御して白黒の２色を表示する。第１電極１ｃは、全面同一電位で印加する共通電極である。
【００２０】
次に、本発明の電気泳動表示素子の表示について図２を用いて説明する。尚、図２（Ａ），（Ｂ）は電気泳動表示素子の断面図であり、図２（Ａ’）、（Ｂ’）は上図面である。
【００２１】
マイクロカプセル１ｈは色と極性の異なる電気泳動粒子１ｅ，１ｆ及び分散媒１ｇから成る分散液を内包している。電気泳動粒子１ｅは正に帯電した白色粒子であり、電気泳動粒子１ｆは負に帯電した黒色粒子である。分散媒１ｇは無色透明の絶縁性溶媒である。
【００２２】
第１電極１ｃを０Ｖ、第２電極１ｄをプラスの電圧を印加すると、マイクロカプセル１ｈ内の電気泳動粒子１ｅは第１電極１ｃ上に集まり、電気泳動粒子１ｆは第２電極１ｄ上に集まる。その結果、マイクロカプセル１ｈを上から観察すると黒色に見える。（図２（Ａ）、（Ａ’）参照）一方、第１電極１ｃを０Ｖ、第２電極１ｄをマイナスの電圧を印加した場合、マイクロカプセル１ｈ内の電気泳動粒子１ｅは第２電極１ｄに集まり、電気泳動粒子１ｆは第１電極１ｃに集まるので、マイクロカプセル１ｈを上から観察すると白色に見える（図２（Ｂ），（Ｂ’）参照）。このようにして、白黒表示を行うことができる。
【００２３】
次に、本発明に係る電気泳動表示粒子実施態様の製造方法を図３を用いて説明する。尚、図３は本発明の電気泳動表示素子の製造方法を示す工程図である。
【００２４】
第１基板１ａ上に共通電極として第１電極１ｃを形成し、更に絶縁層１ｉを形成する。続いて、分散液を制御するための第２電極１ｄを、所望の直径を有する円形でもってハニカム状にパターン形成する（図３（Ａ）参照）。
【００２５】
第１基板１ａは、電気泳動表示素子を支持する任意の絶縁部材であり、ガラスやプラスチック等を用いることができる。
【００２６】
第１電極１ｃの材料は特に限定されないが、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、アルミニウム、チタン、有機導電性膜等を使用することができる。
【００２７】
絶縁層１ｉは、絶縁性樹脂であれば特に限定されないが、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアルケン樹脂等を使用することができる。
【００２８】
第２電極１ｄのパターン形成にはフォトリソグラフィー法を用い、ＡｌやＩＴＯ等を使用することができる。第２電極１ｄの形状は円形であり、その直径はマイクロカプセル１ｈの直径の５０％以上９５％以下であり、好ましくは６０％以上９０％以下である。第２電極１ｄの直径がマイクロカプセル１ｈの直径の５０％以下及び９５％以上の場合、表示コントラストの低下を引き起し、好ましくない。
【００２９】
第１基板１ａに設けた第２電極１ｄ上に、電気泳動粒子１ｅ，１ｆ及び分散媒１ｇから成る分散液を内包したマイクロカプセル１ｈを配置する（図３（Ｂ）参照）。
【００３０】
マイクロカプセル１ｈを配置する方法は特に制限されないが、インクジェット方式のノズルや静電転写法等を使用することができる。
【００３１】
前記分散液を内包するマイクロカプセル１ｈは、界面重合法、ｉｎ ｓｉｔｕ 重合法、コアセルベーション法等の既知の方法で得ることができ、マイクロカプセル１ｈの直径は１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜２００μｍである。マイクロカプセル１ｈの直径が１０μｍよりも小さい場合、表示コントラストが低くなり好ましくない。
【００３２】
一方、マイクロカプセル１ｈの直径が５００μｍよりも大きくなると、マイクロカプセル１ｈの膜強度が弱くなり実用的ではない。マイクロカプセル１ｈを形成する材料には光を十分に透過させる材料が好ましく、具体的には、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 、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ゼラチン又はこれらの共重合体等を挙げることができる。
【００３３】
電気泳動粒子１ｅ，１ｆは、分散媒１ｇ中で電界により移動可能な有機顔料粒子や無機顔料粒子等を使用することができる。電気泳動粒子１ｅは、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化スズ等の白色粒子を用いることができる。
【００３４】
一方、電気泳動粒子１ｆは、例えば、カーボンブラック、ダイアモンドブラック、アニリンブラック、マンガンフェライトブラック、コバルトフェライトブラック、チタンブラック等の黒色粒子を用いることができる。
【００３５】
又、粒子の表面を公知の電荷制御樹脂（ＣＣＲ）で被覆することによって、電気泳動粒子１ｅ，１ｆとして用いても良い。尚、電気泳動粒子１ｅ，１ｆの大きさとしては、粒径が０． ０５〜１０μｍのものが好ましく用いられ、更に好ましくは、０． １〜６μｍである。又、電気泳動粒子１ｅ，１ｆの濃度は、１〜３０重量％が好ましい。
【００３６】
分散媒１ｇとしては、高絶縁性でしかも無色透明な液体が挙げられるが、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ドデシルベンゼン等の芳香族炭化水素、ヘキサン、シクロヘキサン、ケロシン、ノルマルパラフィン、イソパラフィンなどの脂肪族炭化水素、クロロホルム、ジクロロメタン、ペンタクロロエタン、１、２−ジブロモエタン、１、１、２、２−テトラブロモエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン等のハロゲン化炭化水素、天然又は合成の各種の油等を使用でき、これらを２種以上で混合して用いても良い。
【００３７】
又、分散媒１ｇには、必要に応じて、電荷調整剤、分散剤、潤滑剤、安定化剤等を添加することができる。
【００３８】
尚、基板上に配置されたマイクロカプセル１ｈの位置ずれを防止する目的で、マイクロカプセル１ｈの隙間に光透過性の樹脂バインダーを含浸させて基板上に固定しても良い。光透過性の樹脂バインダーとして、水溶性のポリマーを挙げることができ、例えば、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等を用いることができる。
【００３９】
電気泳動粒子１ｅ，１ｆ及び分散媒１ｇから成る分散液を内包したマイクロカプセル１ｈを第２電極１ｄ上に配置した後、第２基板１ｂで覆い、第１基板１ａと第２基板１ｂを接着剤１ｊを用いて封止する（図３（Ｃ）参照）。
【００４０】
第１基板１ａと第２基板１ｂを、接着剤１ｊを用いて封止する場合、マイクロカプセル１ｈの形状が、第１基板１ａに対して水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い形状をとるように、押圧下で基板間を封止することが好ましい。
【００４１】
第２基板１ｂとしては、第１基板１ａと同様の材料を使用することができ、無色透明であることが好ましい。接着剤１ｊとしては、長期間接着効果が得られるものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、シリコーン系樹脂等を１種単独又は２種以上の組合せで使用することができる。
【００４２】
次に、本発明の電気泳動表示素子の他の実施態様例を示す。
【００４３】
図４は本発明の電気泳動表示素子の他の実施態様例を示す構成図である。図４（Ａ）は電気泳動表示素子の断面図であり、図４（Ｂ）は上図面である。
【００４４】
図４（Ａ）において、本発明の電気泳動表示素子は、第１基板２ａ上に第１電極２ｃ、第２電極２ｄが形成されており、第２電極２ｄ上にマイクロカプセル２ｈが配置され、第１基板２ａと第２基板２ｂで挟まれた構成となっている。尚、第２電極２ｄは或る一定サイズを有する円形であって、図６（Ａ）に示すようにハニカム状に配列している。電極間には絶縁層２ｉが形成されており、第１基板２ａと第２基板２ｂは、接着剤２ｊで封止されている。
【００４５】
マイクロカプセル２ｈの形状は、第１基板２ａに対して水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い形状になっている。マイクロカプセル２ｈは、色と極性の異なる電気泳動粒子２ｅ，２ｆ及び分散媒２ｇから成る分散液を内包している。この電気泳動表示素子は、第２基板２ｂのある側が表示面である。又、カラーフィルター２ｋは、図４（Ｂ）に示すような２次元配列で第２基板２ｂ上に設けられており、マイクロカプセル２ｈに対して１対１で対応するような構成になっている。
【００４６】
図４において、第２電極２ｄは個々のマイクロカプセル２ｈに対して、各々独立して所望の電界を印加できる画素電極であり、この画素電極にはスイッチ素子が設けられており、不図示のマトリクス駆動回路から行ごとに選択信号が印加され、更に各列に制御信号と駆動トランジスタからの出力が印加されて、個々のマイクロカプセル２ｈに対して所望の電界を印加することができる。個々のマイクロカプセル２ｈ内の電気泳動粒子２ｅ，２ｆは、第２電極２ｄにより印加される電界によって制御され、各画素は２種類の電気泳動粒子を制御してカラー表示を行うことができる。第１電極２ｃは、全面同一電位で印加する共通電極である。
【００４７】
次に、本発明の電気泳動表示素子の表示について図５を用いて説明する。
【００４８】
図５（Ａ），（Ｂ）は電気泳動表示素子の断面図であり、図５（Ａ’）、（Ｂ’）は上図面であり、カラーフィルター２ｋを設けた第２基板２ｂは省略されている。マイクロカプセル２ｈは色と極性の異なる電気泳動粒子２ｅ，２ｆ及び分散媒２ｇから成る分散液を内包している。電気泳動粒子２ｅは正に帯電した白色粒子であり、電気泳動粒子２ｆは負に帯電した黒色粒子である。分散媒２ｇは無色透明の絶縁性溶媒である。第２基板２ｂ上に設けられたカラーフィルターはＲ（レッド）である。
【００４９】
第１電極２ｃを０Ｖ、第２電極２ｄをプラスの電圧を印加すると、マイクロカプセル２ｈ内の電気泳動粒子２ｅは第１電極２ｃ上に集まり、電気泳動粒子２ｆは第２電極２ｄ上に集まる。その結果、マイクロカプセル２ｈを上から観察すると黒色に見える（図５（Ａ）、（Ａ’）参照）。
【００５０】
一方、第１電極２ｃを０Ｖ、第２電極２ｄをマイナスの電圧を印加した場合、マイクロカプセル２ｈ内の電気泳動粒子２ｅは第２電極２ｄ上に集まり、電気泳動粒子２ｆは第１電極２ｃ上に集まるので、マイクロカプセル２ｈを上から観察すると赤色に見える（図２（Ｂ）、（Ｂ’）参照）。
【００５１】
カラーフィルター２ｋがＧ（グレーン）、Ｂ（ブルー）の場合、それぞれ黒−緑、黒−青の２値表示を行うことができ、カラーフィルター２ｋが図４（Ｂ）に示すような配列で第２基板２ｂに設けられた場合、電気泳動粒子２ｅ，２ｆの電気泳動によってカラー表示を行うことができる。ここでは、カラーフィルター２ｋは、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色でカラー表示の一例を示したが、他の３原色であるＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）のカラーフィルターを用いてカラー表示を行っても良い。
【００５２】
次に、本発明に係る製造方法を図６を用いて説明する。図６は本発明の電気泳動表示素子の製造方法を示す工程図である。
【００５３】
第１基板２ａ上に共通電極として第１電極２ｃを形成し、更に絶縁層２ｉを形成する。続いて、分散液を制御するための第２電極２ｄを所望の直径を有する円形でもってハニカム状にパターン形成する（図６（Ａ）参照）。
【００５４】
第１基板２ａは、電気泳動表示素子を支持する任意の絶縁部材であり、前述したようにガラスやプラスチック等を用いることができる。
【００５５】
第１電極２ｃの材料は特に限定されないが、前述したような材料を使用することができる。絶縁層２ｉの材料は特に限定されないが、前述したような絶縁性樹脂等を使用することができる。
【００５６】
第２電極２ｄのパターン形成にはフォトリソグラフィー法を用い、前述したようにＡｌやＩＴＯ等を使用することができる。第２電極２ｄの形状は円形であり、その直径はマイクロカプセル２ｈの直径の５０％以上９５％以下であり、好ましくは６０％以上９０％以下である。第２電極２ｄの直径がマイクロカプセル２ｈの直径の５０％以下及び９５％以上の場合、表示コントラストの低下を引起し、好ましくない。
【００５７】
第１基板２ａに設けた第２電極２ｄ上に、電気泳動粒子２ｅ，２ｆ及び分散媒２ｇから成る分散液を内包したマイクロカプセル２ｈを配置する（図６（Ｂ）参照）。
【００５８】
マイクロカプセル２ｈを配置する方法は特に制限されないが、インクジェット方式のノズルや静電転写法等を使用することができる。
【００５９】
前記分散液を内包するマイクロカプセル２ｈは、前述したように、界面重合法、ｉｎ ｓｉｔｕ 重合法、コアセルベーション法等の既知の方法で得ることができ、マイクロカプセル２ｈの直径は１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜２００μｍである。マイクロカプセル２ｈの直径が１０μｍよりも小さい場合、表示コントラストが低くなり好ましくない。一方、マイクロカプセル２ｈの直径が５００μｍよりも大きくなると、マイクロカプセル２ｈの膜強度が弱くなり実用的ではない。マイクロカプセル２ｈの形成材料には、前記した同様のポリマー材料を使用することができる。
【００６０】
電気泳動粒子２ｅ，２ｆと分散媒２ｇに関しては、前述した同様の粒子や分散媒を使用することができる。
【００６１】
又、分散媒２ｇには、必要に応じて、電荷調整剤、分散剤、潤滑剤、安定化剤等を添加することができる。
【００６２】
尚、基板上に配置されたマイクロカプセル２ｈの位置ずれを防止する目的で、マイクロカプセル２ｈの隙間に光透過性の樹脂バインダーを含浸させて基板上に固定しても良い。光透過性の樹脂バインダーとして、前述したような水溶性ポリマーを挙げることができる。
【００６３】
電気泳動粒子２ｅ，２ｆ及び分散媒２ｇから成る分散液を内包したマイクロカプセル２ｈを第２電極２ｄ上に配置した後、カラーフィルター２ｋを設けた第２基板２ｂで覆い、第１基板２ａと第２基板２ｂを接着剤２ｊを用いて封止する（図６（Ｃ）参照）。
【００６４】
第１基板２ａと第２基板２ｂを接着剤２ｊを用いて封止する場合、マイクロカプセル２ｈの形状が第１基板２ａに対して水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い形状をとるように、押圧下で基板間を封止することが好ましい。
【００６５】
第２基板２ｂとしては、第１基板２ａと同様の材料を使用することができ、無色透明であることが好ましい。接着剤２ｊには、前述した接着剤を使用することができる。
【００６６】
以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
【００６７】
＜実施の形態１＞
図１に示す電気泳動表示素子を図３の製造工程に従って作製した。
【００６８】
ＰＥＴフィルム（３００μｍ厚）から成る第１基板１ａ上に第１電極１ｃとして、アルミニウム（０．２μｍ厚）を形成した。次に、絶縁層１ｉとしてアクリル系樹脂（２μｍ厚）を第１電極２ｃ上に形成した。この絶縁層１ｉ上に第２電極１ｄとしてアルミニウム（０．１μｍ厚）を成膜し、フォトリソグラフィー法によって直径４０μｍの円形でもってハニカム状にパターン形成した。尚、電極間距離（隣接する電極の中心間距離）は６０μｍで形成した。
【００６９】
分散媒１ｇにはアイソパーＨ（エクソン化学）を使用した。電気泳動粒子１ｅには白色粒子（酸化チタン、平均粒径０．２μｍ）９重量％、電気泳動粒子１ｆには黒色粒子（カーボンをスチレン−ジビニルベンゼン樹脂で被覆した粒子、平均粒径０．５μｍ）８重量％及び帯電剤としてオロア（Ｃｈｅｖｒｏｎ化学）０．５重量％を分散媒１ｇに加えて分散液を調整した。
【００７０】
前記分散液を内包するマイクロカプセル１ｈをｉｎ ｓｉｔｕ 重合法により作製し、分級操作を行って粒径５５〜６０μｍのマイクロカプセル１ｈを得た。膜材質は尿素−ホルムアルデヒド樹脂である。
【００７１】
次に、インクジェット方式のノズルを用いて、マイクロカプセル１ｈを第２電極１ｄ上に配置した。基板上に配置されたマイクロカプセル１ｈの位置ずれを防止する目的で、マイクロカプセル１ｈの隙間に光透過性の樹脂バインダーを含浸させて基板上に固定した。光透過性の樹脂バインダーとして、ポリビニルアルコールを用いた。
【００７２】
次に、マイクロカプセル１ｈの上面を第２基板１ｂで覆い、マイクロカプセル１ｈの形状が、第１基板１ａに対して水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い形状をとるように、接着剤１ｊを用いて押圧下で基板間を封止した。第２基板１ｂには無色透明なＰＥＴフィルム（１００μｍ厚）を用いた。又、接着剤１ｊには、ポリエステル系樹脂を用いた。第１電極１ｃ、第２電極１ｄに電圧印加回路を接続して表示素子を得た。
【００７３】
表示は電極間に電圧を印加することによって行った。印加電圧・１５Ｖで駆動したところ、図２に示すように各画素内の２種類の電気泳動粒子１ｅ，１ｆの水平駆動によって白黒の高精細な表示を行うことができ、電気泳動粒子の搬送及び分散液の漏洩を防止することができた。
【００７４】
＜実施例２＞
図４に示す電気泳動表示素子を図６の製造工程に従って作製した。
【００７５】
実施例１と同様にして第１基板２ａ上に第１電極２ｃ、絶縁層２ｉ、第２電極２ｄを設けた。実施例１と同様に作製したマイクロカプセル２ｈをインクジェット方式のノズルを用いて第２電極２ｄ上に配置した。基板上に配置されたマイクロカプセル２ｈの位置ずれを防止する目的で、マイクロカプセル２ｈの隙間に光透過性の樹脂バインダーを含浸させて基板上に固定した。光透過性の樹脂バインダーとして、ポリウレタンを用いた。
【００７６】
次に、マイクロカプセル２ｈの層上をＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルター２ｋをパターン形成した厚さ１００μｍのＰＥＴフィルムで覆い、マイクロカプセル２ｈの形状が、第１基板２ａに対して水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い形状をとるように、接着剤２ｊを用いて押圧下で基板間を封止した。接着剤２ｊには、ポリエステル系樹脂を用いた。第１電極２ｃ，第２電極２ｄに電圧印加回路を接続して表示素子を得た。
【００７７】
表示は電極間に電圧を印加することによって行った。印加電圧・１５Ｖで駆動したところ、図５に示すように各画素内の２種類の電気泳動粒子２ｅ，２ｆの水平駆動によって高精細なカラー表示を行うことができ、電気泳動粒子の搬送及び分散液の漏洩を防止することができた。
【００７８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、従来の電気泳動表示素子において課題であった電気泳動粒子の搬送及び分散液の漏洩に対して分散液のマイクロカプセル化によって課題を解決した電気泳動表示素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の電気泳動表示素子の一実施態様を示す断面図であり、（Ｂ）は上図面ある。
【図２】本発明の電気泳動表示素子におけるマイクロカプセルの表示方法を示す概略図である。
【図３】本発明の電気泳動表示素子の製造方法の一例を示す工程図である。
【図４】（Ａ）は本発明の電気泳動表示素子の一実施態様を示す断面図、（Ｂ）は上図面ある。
【図５】本発明の電気泳動表示素子におけるマイクロカプセルの表示方法を示す概略図である。
【図６】本発明の電気泳動表示素子の製造方法の一例を示す工程図である。
【図７】従来の電気泳動型表示素子を示す概略図である。
【符号の説明】
１ａ 第１基板
１ｂ 第２基板
１ｃ 第１電極
１ｄ 第２電極
１ｅ 電気泳動粒子
１ｆ 電気泳動粒子
１ｇ 分散媒
１ｈ マイクロカプセル
１ｉ 絶縁層
１ｊ 接着剤
２ａ 第１基板
２ｂ 第２基板
２ｃ 第１電極
２ｄ 第２電極
２ｅ 電気泳動粒子
２ｆ 電気泳動粒子
２ｇ 分散媒
２ｈ マイクロカプセル
２ｉ 絶縁層
２ｊ 接着剤
２ｋ カラーフィルター
３ａ 基板
３ｂ 基板
３ｃ 電極
３ｄ 電極
３ｅ 電気泳動粒子
３ｆ 分散媒
３ｇ 隔壁
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気泳動表示素子及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器の発達に伴い、低消費電力且つ薄型の表示素子のニーズが増しており、これらのニーズに合わせた表示素子の研究、開発が盛んに行われている。中でも液晶表示素子は、液晶分子の配列を電気的に制御し液晶の光学的特性を変化させることができ、上記のニーズに対応できる表示素子として活発な開発が行われ商品化されている。
【０００３】
しかしながら、これらの液晶表示素子では、画面を見る時の角度や反射光によって画面上の文字が見え難いという問題、或は光源のちらつきや低輝度等から生じる視覚への負担が十分に解決されていない。このため、視覚への負担の少ない表示素子の研究が盛んに検討されている。
【０００４】
そのような表示素子の１つとして、Ｈａｒｏｌｄ Ｄ．Ｌｅｅｓ等によって発明された電気泳動表示素子（米国特許第３６１２７５８号）が知られている。図７はその電気泳動表示素子の構造及びその動作原理を示す概略図である。
【０００５】
図７において、該電気泳動表示素子は、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板３ａ，３ｂを備えており、各基板には電極３ｃ，３ｄがそれぞれ形成されている。又、基板間隙には、正に帯電されると共に着色された多数の電気泳動粒子３ｅ及び電気泳動粒子とは別の色で着色された分散媒３ｆが充填されている。更に、隔壁３ｇが該間隙を基板の面方向に沿って多数の画素に分割するように配置され、電気泳動粒子の偏在を防止すると共に基板間隙を規定するように構成されている。
【０００６】
このような表示素子において、図７（Ａ）に示すように、図示下側の電極３ｃに負極性の電圧を印加すると共に図示上側の電極３ｄに正極性の電圧を印加すると、正に帯電されている電気泳動粒子３ｅは下側の電極３ｃを覆うように集まり、図示Ｃ方向から表示素子を眺めると、分散媒３ｆと同じ色の表示が行われる。反対に図７（Ｂ）に示すように、図示下側の電極３ｃに正極性の電圧を印加すると共に図示上側の電極３ｄに負極性の電圧を印加すると、電気泳動粒子３ｅは上側の電極３ｄを覆うように集まり、図示Ｃ方向から表示素子を眺めると、電気泳動粒子３ｅと同じ色の表示が行われる。このような駆動を画素単位で行うことにより、多数の画素によって任意の画像が表示される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電気泳動表示素子では、電気泳動粒子が隔壁を乗り越えて隣接する画素に搬送されるといった問題があった。又、分散液が表示素子から漏れ出すといった問題を抱えていた。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、電気泳動粒子の搬送及び分散液の漏洩を解決した電気泳動表示素子とその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、第１電極と第２電極を設けた基板上の所望の位置に、極性と色の異なる２種類の電気泳動粒子と分散媒を内包したマイクロカプセルを配置した電気泳動表示素子を、前記第１電極と第２電極に印加される電圧により前記２種類の電気泳動粒子を第１電極と第２電極の何れかの方向に移動させて表示を行うことを特徴とする電気泳動表示素子である。
【００１０】
また本発明は、前記２種類の電気泳動粒子の色がそれぞれ白色と黒色であって、白黒表示を行うことを特徴とする電気泳動表示素子とした。
【００１１】
又、本発明は、前記マイクロカプセル上にカラーフィルターを配置することによってカラー表示を行うことを特徴とする。
【００１２】
又、本発明は、第１電極と第２電極を設けた基板上の所望の位置に、極性と色の異なる２種類の電気泳動粒子と分散媒から成る分散液を内包したマイクロカプセルを配置した電気泳動表示素子の製造方法であって、
（１）板上に第１電極と第２電極を形成する工程、
（２）極性と色の異なる２種類の電気泳動粒子と分散媒から成る分散液を内包したマイクロカプセルを該基板上の所望の位置に配置する工程、
（３）マイクロカプセル上を対向する基板で覆い、基板間を封止する工程、
の各工程を有することを特徴とする電気泳動表示素子の製造方法である。
【００１３】
更に、本発明は、第１電極と第２電極を設けた基板上の所望の位置に、極性と色の異なる２種類の電気泳動粒子と分散媒から成る分散液を内包したマイクロカプセル及びカラーフィルターを配置した電気泳動表示素子の製造方法であって、
（１）基板上に第１電極と第２電極を形成する工程、
（２）極性と色の異なる２種類の電気泳動粒子と分散媒から成る分散液を内包したマイクロカプセルを該基板上の所望の位置に配置する工程、
（３）マイクロカプセル上をカラーフィルターを設けた基板で覆い、基板間を封止する工程、
の各工程を有することを特徴とする電気泳動表示素子の製造方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明の電気泳動表示素子の一実施態様を示す構成図である。図１（Ａ）は電気泳動表示素子の断面図であり、図１（Ｂ）はマイクロカプセルの配列を模式的に示した上図面である。
【００１６】
図１（Ａ）において、本発明の電気泳動表示素子は、第１基板１ａ上に第１電極１ｃ、第２電極１ｄが形成されており、第２電極１ｄ上にマイクロカプセル１ｈが配置され、第１基板１ａと第２基板１ｂで挟まれた構成となっている。尚、第２電極１ｄは或る一定サイズを有する円形であって、図３（Ａ）に示すようにハニカム状に配列している。電極間には絶縁層１ｉが形成されており、第１基板１ａと第２基板１ｂは、接着剤１ｊで封止されている。
【００１７】
マイクロカプセル１ｈの形状は、第１基板１ａに対して水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い形状になっている。マイクロカプセル１ｈは、色と極性の異なる電気泳動粒子１ｅ，１ｆ及び分散媒１ｇから成る分散液を内包している。この電気泳動表示素子は、第２基板１ｂのある側が表示面である。又、マイクロカプセル１ｈは、図１（Ｂ）に示すような２次元配列で、第２電極１ｄ上に配置されている。図１（Ｂ）においては、第２基板１ｂは省略されている。
【００１８】
図１において、第２電極１ｄは個々のマイクロカプセル１ｈに対して、各々独立して所望の電界を印加できる画素電極であり、この画素電極にはスイッチ素子が設けられており、不図示のマトリクス駆動回路から行ごとに選択信号が印加され、更に各列に制御信号と駆動トランジスタからの出力が印加されて、個々のマイクロカプセル１ｈに対して所望の電界を印加することができる。
【００１９】
個々のマイクロカプセル１ｈ内の電気泳動粒子１ｅ，１ｆは、第２電極１ｄにより印加される電界によって制御され、各画素は２種類の電気泳動粒子を制御して白黒の２色を表示する。第１電極１ｃは、全面同一電位で印加する共通電極である。
【００２０】
次に、本発明の電気泳動表示素子の表示について図２を用いて説明する。尚、図２（Ａ），（Ｂ）は電気泳動表示素子の断面図であり、図２（Ａ’）、（Ｂ’）は上図面である。
【００２１】
マイクロカプセル１ｈは色と極性の異なる電気泳動粒子１ｅ，１ｆ及び分散媒１ｇから成る分散液を内包している。電気泳動粒子１ｅは正に帯電した白色粒子であり、電気泳動粒子１ｆは負に帯電した黒色粒子である。分散媒１ｇは無色透明の絶縁性溶媒である。
【００２２】
第１電極１ｃを０Ｖ、第２電極１ｄをプラスの電圧を印加すると、マイクロカプセル１ｈ内の電気泳動粒子１ｅは第１電極１ｃ上に集まり、電気泳動粒子１ｆは第２電極１ｄ上に集まる。その結果、マイクロカプセル１ｈを上から観察すると黒色に見える。（図２（Ａ）、（Ａ’）参照）一方、第１電極１ｃを０Ｖ、第２電極１ｄをマイナスの電圧を印加した場合、マイクロカプセル１ｈ内の電気泳動粒子１ｅは第２電極１ｄに集まり、電気泳動粒子１ｆは第１電極１ｃに集まるので、マイクロカプセル１ｈを上から観察すると白色に見える（図２（Ｂ），（Ｂ’）参照）。このようにして、白黒表示を行うことができる。
【００２３】
次に、本発明に係る電気泳動表示粒子実施態様の製造方法を図３を用いて説明する。尚、図３は本発明の電気泳動表示素子の製造方法を示す工程図である。
【００２４】
第１基板１ａ上に共通電極として第１電極１ｃを形成し、更に絶縁層１ｉを形成する。続いて、分散液を制御するための第２電極１ｄを、所望の直径を有する円形でもってハニカム状にパターン形成する（図３（Ａ）参照）。
【００２５】
第１基板１ａは、電気泳動表示素子を支持する任意の絶縁部材であり、ガラスやプラスチック等を用いることができる。
【００２６】
第１電極１ｃの材料は特に限定されないが、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、アルミニウム、チタン、有機導電性膜等を使用することができる。
【００２７】
絶縁層１ｉは、絶縁性樹脂であれば特に限定されないが、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアルケン樹脂等を使用することができる。
【００２８】
第２電極１ｄのパターン形成にはフォトリソグラフィー法を用い、ＡｌやＩＴＯ等を使用することができる。第２電極１ｄの形状は円形であり、その直径はマイクロカプセル１ｈの直径の５０％以上９５％以下であり、好ましくは６０％以上９０％以下である。第２電極１ｄの直径がマイクロカプセル１ｈの直径の５０％以下及び９５％以上の場合、表示コントラストの低下を引き起し、好ましくない。
【００２９】
第１基板１ａに設けた第２電極１ｄ上に、電気泳動粒子１ｅ，１ｆ及び分散媒１ｇから成る分散液を内包したマイクロカプセル１ｈを配置する（図３（Ｂ）参照）。
【００３０】
マイクロカプセル１ｈを配置する方法は特に制限されないが、インクジェット方式のノズルや静電転写法等を使用することができる。
【００３１】
前記分散液を内包するマイクロカプセル１ｈは、界面重合法、ｉｎ ｓｉｔｕ 重合法、コアセルベーション法等の既知の方法で得ることができ、マイクロカプセル１ｈの直径は１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜２００μｍである。マイクロカプセル１ｈの直径が１０μｍよりも小さい場合、表示コントラストが低くなり好ましくない。
【００３２】
一方、マイクロカプセル１ｈの直径が５００μｍよりも大きくなると、マイクロカプセル１ｈの膜強度が弱くなり実用的ではない。マイクロカプセル１ｈを形成する材料には光を十分に透過させる材料が好ましく、具体的には、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 、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ゼラチン又はこれらの共重合体等を挙げることができる。
【００３３】
電気泳動粒子１ｅ，１ｆは、分散媒１ｇ中で電界により移動可能な有機顔料粒子や無機顔料粒子等を使用することができる。電気泳動粒子１ｅは、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化スズ等の白色粒子を用いることができる。
【００３４】
一方、電気泳動粒子１ｆは、例えば、カーボンブラック、ダイアモンドブラック、アニリンブラック、マンガンフェライトブラック、コバルトフェライトブラック、チタンブラック等の黒色粒子を用いることができる。
【００３５】
又、粒子の表面を公知の電荷制御樹脂（ＣＣＲ）で被覆することによって、電気泳動粒子１ｅ，１ｆとして用いても良い。尚、電気泳動粒子１ｅ，１ｆの大きさとしては、粒径が０． ０５〜１０μｍのものが好ましく用いられ、更に好ましくは、０． １〜６μｍである。又、電気泳動粒子１ｅ，１ｆの濃度は、１〜３０重量％が好ましい。
【００３６】
分散媒１ｇとしては、高絶縁性でしかも無色透明な液体が挙げられるが、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ドデシルベンゼン等の芳香族炭化水素、ヘキサン、シクロヘキサン、ケロシン、ノルマルパラフィン、イソパラフィンなどの脂肪族炭化水素、クロロホルム、ジクロロメタン、ペンタクロロエタン、１、２−ジブロモエタン、１、１、２、２−テトラブロモエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン等のハロゲン化炭化水素、天然又は合成の各種の油等を使用でき、これらを２種以上で混合して用いても良い。
【００３７】
又、分散媒１ｇには、必要に応じて、電荷調整剤、分散剤、潤滑剤、安定化剤等を添加することができる。
【００３８】
尚、基板上に配置されたマイクロカプセル１ｈの位置ずれを防止する目的で、マイクロカプセル１ｈの隙間に光透過性の樹脂バインダーを含浸させて基板上に固定しても良い。光透過性の樹脂バインダーとして、水溶性のポリマーを挙げることができ、例えば、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等を用いることができる。
【００３９】
電気泳動粒子１ｅ，１ｆ及び分散媒１ｇから成る分散液を内包したマイクロカプセル１ｈを第２電極１ｄ上に配置した後、第２基板１ｂで覆い、第１基板１ａと第２基板１ｂを接着剤１ｊを用いて封止する（図３（Ｃ）参照）。
【００４０】
第１基板１ａと第２基板１ｂを、接着剤１ｊを用いて封止する場合、マイクロカプセル１ｈの形状が、第１基板１ａに対して水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い形状をとるように、押圧下で基板間を封止することが好ましい。
【００４１】
第２基板１ｂとしては、第１基板１ａと同様の材料を使用することができ、無色透明であることが好ましい。接着剤１ｊとしては、長期間接着効果が得られるものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、シリコーン系樹脂等を１種単独又は２種以上の組合せで使用することができる。
【００４２】
次に、本発明の電気泳動表示素子の他の実施態様例を示す。
【００４３】
図４は本発明の電気泳動表示素子の他の実施態様例を示す構成図である。図４（Ａ）は電気泳動表示素子の断面図であり、図４（Ｂ）は上図面である。
【００４４】
図４（Ａ）において、本発明の電気泳動表示素子は、第１基板２ａ上に第１電極２ｃ、第２電極２ｄが形成されており、第２電極２ｄ上にマイクロカプセル２ｈが配置され、第１基板２ａと第２基板２ｂで挟まれた構成となっている。尚、第２電極２ｄは或る一定サイズを有する円形であって、図６（Ａ）に示すようにハニカム状に配列している。電極間には絶縁層２ｉが形成されており、第１基板２ａと第２基板２ｂは、接着剤２ｊで封止されている。
【００４５】
マイクロカプセル２ｈの形状は、第１基板２ａに対して水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い形状になっている。マイクロカプセル２ｈは、色と極性の異なる電気泳動粒子２ｅ，２ｆ及び分散媒２ｇから成る分散液を内包している。この電気泳動表示素子は、第２基板２ｂのある側が表示面である。又、カラーフィルター２ｋは、図４（Ｂ）に示すような２次元配列で第２基板２ｂ上に設けられており、マイクロカプセル２ｈに対して１対１で対応するような構成になっている。
【００４６】
図４において、第２電極２ｄは個々のマイクロカプセル２ｈに対して、各々独立して所望の電界を印加できる画素電極であり、この画素電極にはスイッチ素子が設けられており、不図示のマトリクス駆動回路から行ごとに選択信号が印加され、更に各列に制御信号と駆動トランジスタからの出力が印加されて、個々のマイクロカプセル２ｈに対して所望の電界を印加することができる。個々のマイクロカプセル２ｈ内の電気泳動粒子２ｅ，２ｆは、第２電極２ｄにより印加される電界によって制御され、各画素は２種類の電気泳動粒子を制御してカラー表示を行うことができる。第１電極２ｃは、全面同一電位で印加する共通電極である。
【００４７】
次に、本発明の電気泳動表示素子の表示について図５を用いて説明する。
【００４８】
図５（Ａ），（Ｂ）は電気泳動表示素子の断面図であり、図５（Ａ’）、（Ｂ’）は上図面であり、カラーフィルター２ｋを設けた第２基板２ｂは省略されている。マイクロカプセル２ｈは色と極性の異なる電気泳動粒子２ｅ，２ｆ及び分散媒２ｇから成る分散液を内包している。電気泳動粒子２ｅは正に帯電した白色粒子であり、電気泳動粒子２ｆは負に帯電した黒色粒子である。分散媒２ｇは無色透明の絶縁性溶媒である。第２基板２ｂ上に設けられたカラーフィルターはＲ（レッド）である。
【００４９】
第１電極２ｃを０Ｖ、第２電極２ｄをプラスの電圧を印加すると、マイクロカプセル２ｈ内の電気泳動粒子２ｅは第１電極２ｃ上に集まり、電気泳動粒子２ｆは第２電極２ｄ上に集まる。その結果、マイクロカプセル２ｈを上から観察すると黒色に見える（図５（Ａ）、（Ａ’）参照）。
【００５０】
一方、第１電極２ｃを０Ｖ、第２電極２ｄをマイナスの電圧を印加した場合、マイクロカプセル２ｈ内の電気泳動粒子２ｅは第２電極２ｄ上に集まり、電気泳動粒子２ｆは第１電極２ｃ上に集まるので、マイクロカプセル２ｈを上から観察すると赤色に見える（図２（Ｂ）、（Ｂ’）参照）。
【００５１】
カラーフィルター２ｋがＧ（グレーン）、Ｂ（ブルー）の場合、それぞれ黒−緑、黒−青の２値表示を行うことができ、カラーフィルター２ｋが図４（Ｂ）に示すような配列で第２基板２ｂに設けられた場合、電気泳動粒子２ｅ，２ｆの電気泳動によってカラー表示を行うことができる。ここでは、カラーフィルター２ｋは、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色でカラー表示の一例を示したが、他の３原色であるＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）のカラーフィルターを用いてカラー表示を行っても良い。
【００５２】
次に、本発明に係る製造方法を図６を用いて説明する。図６は本発明の電気泳動表示素子の製造方法を示す工程図である。
【００５３】
第１基板２ａ上に共通電極として第１電極２ｃを形成し、更に絶縁層２ｉを形成する。続いて、分散液を制御するための第２電極２ｄを所望の直径を有する円形でもってハニカム状にパターン形成する（図６（Ａ）参照）。
【００５４】
第１基板２ａは、電気泳動表示素子を支持する任意の絶縁部材であり、前述したようにガラスやプラスチック等を用いることができる。
【００５５】
第１電極２ｃの材料は特に限定されないが、前述したような材料を使用することができる。絶縁層２ｉの材料は特に限定されないが、前述したような絶縁性樹脂等を使用することができる。
【００５６】
第２電極２ｄのパターン形成にはフォトリソグラフィー法を用い、前述したようにＡｌやＩＴＯ等を使用することができる。第２電極２ｄの形状は円形であり、その直径はマイクロカプセル２ｈの直径の５０％以上９５％以下であり、好ましくは６０％以上９０％以下である。第２電極２ｄの直径がマイクロカプセル２ｈの直径の５０％以下及び９５％以上の場合、表示コントラストの低下を引起し、好ましくない。
【００５７】
第１基板２ａに設けた第２電極２ｄ上に、電気泳動粒子２ｅ，２ｆ及び分散媒２ｇから成る分散液を内包したマイクロカプセル２ｈを配置する（図６（Ｂ）参照）。
【００５８】
マイクロカプセル２ｈを配置する方法は特に制限されないが、インクジェット方式のノズルや静電転写法等を使用することができる。
【００５９】
前記分散液を内包するマイクロカプセル２ｈは、前述したように、界面重合法、ｉｎ ｓｉｔｕ 重合法、コアセルベーション法等の既知の方法で得ることができ、マイクロカプセル２ｈの直径は１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜２００μｍである。マイクロカプセル２ｈの直径が１０μｍよりも小さい場合、表示コントラストが低くなり好ましくない。一方、マイクロカプセル２ｈの直径が５００μｍよりも大きくなると、マイクロカプセル２ｈの膜強度が弱くなり実用的ではない。マイクロカプセル２ｈの形成材料には、前記した同様のポリマー材料を使用することができる。
【００６０】
電気泳動粒子２ｅ，２ｆと分散媒２ｇに関しては、前述した同様の粒子や分散媒を使用することができる。
【００６１】
又、分散媒２ｇには、必要に応じて、電荷調整剤、分散剤、潤滑剤、安定化剤等を添加することができる。
【００６２】
尚、基板上に配置されたマイクロカプセル２ｈの位置ずれを防止する目的で、マイクロカプセル２ｈの隙間に光透過性の樹脂バインダーを含浸させて基板上に固定しても良い。光透過性の樹脂バインダーとして、前述したような水溶性ポリマーを挙げることができる。
【００６３】
電気泳動粒子２ｅ，２ｆ及び分散媒２ｇから成る分散液を内包したマイクロカプセル２ｈを第２電極２ｄ上に配置した後、カラーフィルター２ｋを設けた第２基板２ｂで覆い、第１基板２ａと第２基板２ｂを接着剤２ｊを用いて封止する（図６（Ｃ）参照）。
【００６４】
第１基板２ａと第２基板２ｂを接着剤２ｊを用いて封止する場合、マイクロカプセル２ｈの形状が第１基板２ａに対して水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い形状をとるように、押圧下で基板間を封止することが好ましい。
【００６５】
第２基板２ｂとしては、第１基板２ａと同様の材料を使用することができ、無色透明であることが好ましい。接着剤２ｊには、前述した接着剤を使用することができる。
【００６６】
以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
【００６７】
＜実施の形態１＞
図１に示す電気泳動表示素子を図３の製造工程に従って作製した。
【００６８】
ＰＥＴフィルム（３００μｍ厚）から成る第１基板１ａ上に第１電極１ｃとして、アルミニウム（０．２μｍ厚）を形成した。次に、絶縁層１ｉとしてアクリル系樹脂（２μｍ厚）を第１電極２ｃ上に形成した。この絶縁層１ｉ上に第２電極１ｄとしてアルミニウム（０．１μｍ厚）を成膜し、フォトリソグラフィー法によって直径４０μｍの円形でもってハニカム状にパターン形成した。尚、電極間距離（隣接する電極の中心間距離）は６０μｍで形成した。
【００６９】
分散媒１ｇにはアイソパーＨ（エクソン化学）を使用した。電気泳動粒子１ｅには白色粒子（酸化チタン、平均粒径０．２μｍ）９重量％、電気泳動粒子１ｆには黒色粒子（カーボンをスチレン−ジビニルベンゼン樹脂で被覆した粒子、平均粒径０．５μｍ）８重量％及び帯電剤としてオロア（Ｃｈｅｖｒｏｎ化学）０．５重量％を分散媒１ｇに加えて分散液を調整した。
【００７０】
前記分散液を内包するマイクロカプセル１ｈをｉｎ ｓｉｔｕ 重合法により作製し、分級操作を行って粒径５５〜６０μｍのマイクロカプセル１ｈを得た。膜材質は尿素−ホルムアルデヒド樹脂である。
【００７１】
次に、インクジェット方式のノズルを用いて、マイクロカプセル１ｈを第２電極１ｄ上に配置した。基板上に配置されたマイクロカプセル１ｈの位置ずれを防止する目的で、マイクロカプセル１ｈの隙間に光透過性の樹脂バインダーを含浸させて基板上に固定した。光透過性の樹脂バインダーとして、ポリビニルアルコールを用いた。
【００７２】
次に、マイクロカプセル１ｈの上面を第２基板１ｂで覆い、マイクロカプセル１ｈの形状が、第１基板１ａに対して水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い形状をとるように、接着剤１ｊを用いて押圧下で基板間を封止した。第２基板１ｂには無色透明なＰＥＴフィルム（１００μｍ厚）を用いた。又、接着剤１ｊには、ポリエステル系樹脂を用いた。第１電極１ｃ、第２電極１ｄに電圧印加回路を接続して表示素子を得た。
【００７３】
表示は電極間に電圧を印加することによって行った。印加電圧・１５Ｖで駆動したところ、図２に示すように各画素内の２種類の電気泳動粒子１ｅ，１ｆの水平駆動によって白黒の高精細な表示を行うことができ、電気泳動粒子の搬送及び分散液の漏洩を防止することができた。
【００７４】
＜実施例２＞
図４に示す電気泳動表示素子を図６の製造工程に従って作製した。
【００７５】
実施例１と同様にして第１基板２ａ上に第１電極２ｃ、絶縁層２ｉ、第２電極２ｄを設けた。実施例１と同様に作製したマイクロカプセル２ｈをインクジェット方式のノズルを用いて第２電極２ｄ上に配置した。基板上に配置されたマイクロカプセル２ｈの位置ずれを防止する目的で、マイクロカプセル２ｈの隙間に光透過性の樹脂バインダーを含浸させて基板上に固定した。光透過性の樹脂バインダーとして、ポリウレタンを用いた。
【００７６】
次に、マイクロカプセル２ｈの層上をＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルター２ｋをパターン形成した厚さ１００μｍのＰＥＴフィルムで覆い、マイクロカプセル２ｈの形状が、第１基板２ａに対して水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い形状をとるように、接着剤２ｊを用いて押圧下で基板間を封止した。接着剤２ｊには、ポリエステル系樹脂を用いた。第１電極２ｃ，第２電極２ｄに電圧印加回路を接続して表示素子を得た。
【００７７】
表示は電極間に電圧を印加することによって行った。印加電圧・１５Ｖで駆動したところ、図５に示すように各画素内の２種類の電気泳動粒子２ｅ，２ｆの水平駆動によって高精細なカラー表示を行うことができ、電気泳動粒子の搬送及び分散液の漏洩を防止することができた。
【００７８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、従来の電気泳動表示素子において課題であった電気泳動粒子の搬送及び分散液の漏洩に対して分散液のマイクロカプセル化によって課題を解決した電気泳動表示素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の電気泳動表示素子の一実施態様を示す断面図であり、（Ｂ）は上図面ある。
【図２】本発明の電気泳動表示素子におけるマイクロカプセルの表示方法を示す概略図である。
【図３】本発明の電気泳動表示素子の製造方法の一例を示す工程図である。
【図４】（Ａ）は本発明の電気泳動表示素子の一実施態様を示す断面図、（Ｂ）は上図面ある。
【図５】本発明の電気泳動表示素子におけるマイクロカプセルの表示方法を示す概略図である。
【図６】本発明の電気泳動表示素子の製造方法の一例を示す工程図である。
【図７】従来の電気泳動型表示素子を示す概略図である。
【符号の説明】
１ａ 第１基板
１ｂ 第２基板
１ｃ 第１電極
１ｄ 第２電極
１ｅ 電気泳動粒子
１ｆ 電気泳動粒子
１ｇ 分散媒
１ｈ マイクロカプセル
１ｉ 絶縁層
１ｊ 接着剤
２ａ 第１基板
２ｂ 第２基板
２ｃ 第１電極
２ｄ 第２電極
２ｅ 電気泳動粒子
２ｆ 電気泳動粒子
２ｇ 分散媒
２ｈ マイクロカプセル
２ｉ 絶縁層
２ｊ 接着剤
２ｋ カラーフィルター
３ａ 基板
３ｂ 基板
３ｃ 電極
３ｄ 電極
３ｅ 電気泳動粒子
３ｆ 分散媒
３ｇ 隔壁
Claims (5)
- 第１電極と第２電極を設けた基板上の所望の位置に、極性と色の異なる２種類の電気泳動粒子と分散媒から成る分散液を内包したマイクロカプセルを配置した電気泳動表示素子であって、前記第１電極と第２電極に印加される電圧により前記２種類の電気泳動粒子を第１電極と第２電極の何れかの方向に移動させて表示を行うことを特徴とする電気泳動表示素子。
- 前記２種類の電気泳動粒子の色がそれぞれ白色と黒色であって、白黒表示を行うことを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示素子。
- 前記マイクロカプセル上にカラーフィルターを配置することによってカラー表示を行うことを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示素子。
- 第１電極と第２電極を設けた基板上の所望の位置に、極性と色の異なる２種類の電気泳動粒子と分散媒から成る分散液を内包したマイクロカプセルを配置した電気泳動表示素子の製造方法であって、
（１）基板上に第１電極と第２電極を形成する工程、
（２）極性と色の異なる２種類の電気泳動粒子と分散媒から成る分散液を内包したマイクロカプセルを該基板上の所望の位置に配置する工程、
（３）マイクロカプセル上を対向する基板で覆い、基板間を封止する工程、
の各工程を有することを特徴とする電気泳動表示素子の製造方法。 - 第１電極と第２電極を設けた基板上の所望の位置に、極性と色の異なる２種類の電気泳動粒子と分散媒から成る分散液を内包したマイクロカプセル及びカラーフィルターを配置した電気泳動表示素子の製造方法であって、
（１）基板上に第１電極と第２電極を形成する工程、
（２）極性と色の異なる２種類の電気泳動粒子と分散媒から成る分散液を内包したマイクロカプセルを該基板上の所望の位置に配置する工程、
（３）マイクロカプセル上を、カラーフィルターを設けた基板で覆い、基板間を封止する工程、
の各工程を有することを特徴とする電気泳動表示素子の製造方法。
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