エレクトレット性着色泳動微粒子を用いたモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置−Ｉ。
【課題】 量子線照射によるエレクトレット性荷電微粒子、荷電磁性微粒子を用い、クロスト−クの発生を抑え、単純マトリックス駆動が可能なモノクロ・カラー反射・透光型電気泳動表示装置を提供する。
【解決手段】 だい第１基板と、第１基板上に配置された、第１駆動電極と前期第１基板に対向して配置される第２基板と、該第２基板に配置された第２駆動電極と、第１基板と第２基板間に構成された角柱形又は、円筒形隔壁に充填された白色絶縁性液体と、分散された真球状着色負荷電微粒子、真球状着色負荷電磁性微粒子とを備えた電気泳動表示素子及び反射型電気泳動表示装置において、交流電界、交流磁場及び両者を重畳して撹拌する電極をもち、着色泳動微粒子を垂直移動させる電気泳動表示素子を集合した、高精細な画像表示を実現し、フルカラ−、暗所使用可能な反射型電気泳動表示装置及び透光型電気泳動表示装置。
【解決手段】 だい第１基板と、第１基板上に配置された、第１駆動電極と前期第１基板に対向して配置される第２基板と、該第２基板に配置された第２駆動電極と、第１基板と第２基板間に構成された角柱形又は、円筒形隔壁に充填された白色絶縁性液体と、分散された真球状着色負荷電微粒子、真球状着色負荷電磁性微粒子とを備えた電気泳動表示素子及び反射型電気泳動表示装置において、交流電界、交流磁場及び両者を重畳して撹拌する電極をもち、着色泳動微粒子を垂直移動させる電気泳動表示素子を集合した、高精細な画像表示を実現し、フルカラ−、暗所使用可能な反射型電気泳動表示装置及び透光型電気泳動表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子線照射により、電子トラップに帯電した真球状着色負荷電微粒子、真球状着色負荷電磁性微粒子等の着色負荷電泳動微粒子を、弱い正電荷をもつ白色絶縁性液体に分散、これを表示素子の角柱形または円筒形隔壁中で、垂直移動させて表示を行なう新規の高速応答、高解像度、高画質をもつ疑似１粒子タイプの電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射型電気泳動表示装置及び反射・透光型電気泳動表示装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
表示装置は、１００年の歴史を持つブラウン管から出発し、蛍光表示管、エレクトロ・ルミネッセンス表示装置、ライト・エミッタ・ダイオ−ド表示装置、液晶表示装置、及びプラズマ・ディスプレイ・パネル表示装置等が市販されている。しかし、これら市販の表示装置は、何れも発光色や透過光を用い、観るための表示装置（透過型）で物質そのものの色を見るため、長時間凝視に耐えるものではない。
最近ＩＴ化の進展と共に、印刷物のような表示特性をもち、目に優しく、長時間凝視に耐える、読むための次世代表示装置（反射型）の開発が盛んである。特に新聞や書籍の電子化技術の進歩は著しく、本格的なペ−パレス化の到来が近い将来達成される時代にある。特に新聞の衛星や光通信回線による配信は、印刷、輸送、配送等の一大改革と共に紙消費の削減により、森林資源・地球環境保全等にも貢献が期待されている。
【０００３】
このような要求を満たすため、次世代表示装置には、大型で低価格、高精細性、省エネルギ−性、高速応答性およびフルカラ−性等多くの要求がある。このため粒子系、液晶系、ＥＬ系、リライタブル・マ−キング系等多くの方式が開発されている。
最も多用されている液晶表示装置は、高速応答性、カラ−化、動画等優れた表示特性を持つが、透過型で表示品位に係わる問題に加えて、その解像度も一般的に最大でも１２０ｄｐｉ程度と印刷、プリト・アウト（通常３００ｄｐｉ）等に比較して相当に低い。また透過型のため、裏面より照射用光源が必要で、多大の電力を消費する。このため携帯機器では、高性能の大型蓄電池と充電器が必要である。反射型電気泳動表示装置は、裏面からの照射光源が不要で、省エネ性に富むが、一方暗所で使用出来ない欠点をもつ。
低価格で大型化、高精細化には、荷電微粒子の電気泳動による反射型電気泳動表示方法が、理想的な読むための次世代表示装置の最適技術と考えられる。このため反射型電気泳動表示装置は、マイクロ・カプセル中の粒子の厚み方向移動法、泳動微粒子の回転法等が開発されている。書籍の電子的表示や、衛星配信による新聞表示の様に、３００ｄｐｉ以上の高精細性の要求には不充分で、数μｍの真球状着色泳動微粒子を用い絶縁性液体に分散した電気泳動表示装置が最適である。
【０００４】
荷電微粒子を電界によって電気泳動し、表示または記憶装置に利用する考え方は、古くから提案（太田：特許公報昭５０−１５１１５）されたが、荷電微粒子の形状、帯電電位（ζ電位）が小さく不安定なこと、泳動粒子の二次凝集や沈殿、前歴表示画像の消去及び応答速度等多くの技術的問題があり実現できなかった。
【０００５】
本格的電気泳動表示法としては、荷電微粒子を水平に移動させる、水平移動型電気泳動表示法及び装置の提案がある。（郷田：特開昭４９−５５９８号公報、特開平１１−２０２８０４号公報）。透明絶縁性液体中に分散された正・負（白・黒色）の電荷をもつ泳動微粒子の電気泳動現象を用い、クロスト−クの発生を押さえるため隔壁を設け、単純マトリックス方式の駆動法が可能な表示装置である。しかし画素毎に、複雑な障壁を設けるため、大型の表示装置では構成が困難で、二次凝集、沈殿及び前歴表示画像の消去等の解決がなされていない。更に、フルカラ−、暗所使用の対応がない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、本発明者らは、電気泳動表示装置を研究する中で、実用化不可能な重大な欠点を有することを見い出した。即ち、画像表示を繰り返した場合、駆動電極の表面を被覆した透明絶縁層（表示面）に吸着した前歴表示画像は、静電的に強固に付着し、逆極性の直流電界を印加しても、完全に剥離せず、再び表示書込の場合、残像として支障を来すことである。絶縁性液体より比重の小さい泳動微粒子を使用しても、二次凝集により泳動微粒子は大型化し、長期的には泳動微粒子の沈殿が起り、画質の劣化の要因となる。長期使用による絶縁性液体中に分散された泳動微粒子の分布の不均一化は、表示画像の画質に影響し、画質を低下させる。又一般に電気泳動表示方法は、泳動微粒子が閾値をもたないため、クロスト−ク現象を起し良好な高画質がえられない。又、泳動微粒子の帯電の安定性に問題があり、反射型電気泳動表示装置は、暗所で使用できない。最大欠点は、カラ−表示対応である。一般の反射型電気泳動表示装置では、カラ−表示には赤、緑、青色等又は、黒、マゼンタ、イエロ−、シアン色等の３〜４種（３〜４色）の着色泳動微粒子を必要とする。
以上を総合すると、安定な持続性荷電微粒子の製作、正・負極性の荷電微粉粒子の分離、泳動微粒子の二次凝集の除去と沈澱の防止、前歴表示画像の消去、絶縁性液体中の泳動微粒子の濃度分布の均一化、画像コントラストの向上、クロスト−クの除去、フル・カラ−表示、暗所使用等の多くの問題点を同時に解決する手段が必要ある。
又最大の欠陥は、着色泳動微粒子の帯電の安定性にある。電気泳動表示装置に使用される着色泳動微粒子は、染料やイオン等の発色材料を使用し、新たな電荷の授受をもたらすため、電界により泳動中に不安定要因として作用し、安定性に問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
高分子微粒子原料モノマ−に、電子トラップ材料、顔料等を添加、懸濁重合法・乳化重合法・分散重合法等により５〜１０μｍの真球状微粒子を作り、これを電子線照射した着色荷電微粒子は、−５０〜−１００ｍＶのエレクトレット性ζ電位をもつ。更に、原料に磁性微粒子を加え、前述の方法で５〜１０μｍの真球状微粒子を作り電子線を照射した着色荷電磁性微粒子は、−５０〜−１００ｍＶのエレクトレット性ζ電位と５×１０−４Ｗｂの磁荷を合わせもつ。これ等を弱い正電荷をもつ白色絶縁性液体に分散し、クロスト−クを防止する角柱形または円筒形隔壁に封入する疑似１粒子タイプの新規な電気泳動表示素子を開発した。
・角柱形または円筒形隔壁を赤、緑、青色等に３分割又は、黒、マゼンタ、イエロ−色、シアン色等に４分割して、フルカラ−対応の反射型電気泳動表示装置を開発した。隔壁中の絶縁性液体を交流電界、交流磁界又は、交流電界・交流磁界を重畳して撹拌し、前歴表示画像を消去する電気泳動表示方法。更に、角柱形又は円筒形隔壁に透光性材料を使用して、暗所使用を可能にしたモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置を創案した。
【０００８】
請求項１の発明は、第１基板と、第１基板上に配置された第１透明電極、透明絶縁層、第１透明駆動電極、透光反射層及び透明絶縁層（表示面）と、前記第１基板に対向して配置された第２基板と、該第２基板上に配置された第２電極、絶縁層、第２駆動電極及び絶縁層（非表示面）と、前記第１基板と第２基板間に構成された角柱形又は、円筒形隔壁に充填された白色絶縁性液体と、該白色絶縁性液体中に分散された着色泳動微粒子（真球状着色負荷電微粒子）を備えた疑似１粒子タイプの電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射型電気泳動表示装置及び反射・透光型電気泳動表示装置である。
画像表示は、前記第１透明電極と第２電極間に交流電界を印加して、前記白色絶縁性液体を交流電場で撹拌して、表示面及び非表示面に付着する前歴表示画像を消去する。同時に前記第１透明駆動電極と第２駆動電極間に表示用直流電界を印加し、着色泳動微粒子を表示面に垂直移動させ画像表示する第１過程と、表示後再び前記第１透明電極と第２電極間に交流電界を印加して、白色絶縁性液体を撹拌して前歴画像を消去し、同時に着色泳動微粒子を非表示面に垂直移動し、表示面を白色表示する第２の過程により、表示操作を終了する交流電界方式による電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、第１基板と、第１基板上に配置された磁場発生用薄膜コイル状第２透明電極、透明絶縁層、第１透明駆動電極、透光反射層及び絶縁層（表示面）と、前記第１基板に対向して配置された第２基板と、該第２基板に配置された磁場発生用薄膜コイル状第３電極、絶縁層、第２駆動電極、及び絶縁層（非表示面）と、前記第１基板と第２基板間に構成された、角柱形又は円筒形隔壁に充填された白色絶縁性液体と該白色絶縁性液体に分散された着色泳動微粒子（真球状着色負荷電磁性微粒子）を備えた、疑似１粒子タイプの電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置である。
画像表示は、前記第１透明電極と第３電極間に交流電流を通電して交流磁場を発生させ、前記白色絶縁性液体を交流磁場で撹拌して表示面及び非表示面に付着する前歴画像を消去する。同時に前記第１透明駆動電極と第２駆動電極間に表示用直流電界を印加し、着色泳動微粒子を表示面に垂直移動し画像表示する第１過程。表示後再び前記第１透明電極と第３電極間に交流電流を通電して磁場を発生させ、白色絶縁性液体を撹拌し、着色泳動微粒子を非表示面に垂直移動し、表示面を白色に表示する第２の過程により、表示操作を終了する磁気誘導方式による電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置である。
【００１０】
請求項３の発明は、第１基板と、第１基板上に配置された第１透明電極、透明絶縁層、磁場発生用薄膜コイル状第２透明電極、透明絶縁層、第１透明駆動電極、透光反射層、及び透明絶縁層（表示面）と、前記第１基板に対向して配置された第２基板と該第２基板上に配置された第２電極、絶縁層、磁場発生用薄膜コイル状第３電極、絶縁層、第２駆動電極、及び絶縁層（非表示面）と、前記第１基板と前記第２基板間に構成された角柱形又は、円筒形隔壁に充填された白色絶縁性液体と、該白色絶縁性液体中に分散された着色泳動微粒子（真球状着色負荷電磁性微粒子）を備えた疑似１粒子タイプの電気泳動表示素子と電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射型電気泳動表示装置及反射・透光型電気泳動表示装置である。
画像表示は、前記第１透明電極と第２電極間に交流電界を印加して交流電場発生、第２透明電極と第３電極に交流電流を通電して交流磁場を発生し、交流電場と交流磁場とを重畳して、前記白色絶縁性液体を撹拌し表示面及び非表示面に付着する前歴表示画像を消去する。同時に前記第１透明駆動電極と第２駆動電極間に表示用直流電界を印加し、着色泳動微粒子を表示面に垂直移動し画像表示する第１過程。表示後再び前記第１透明電極と第２電極間に交流電界を、同時に第２透明電極と第３電極間に交流電流を通電して交流磁界を発生して、前記白色絶縁性液体を撹拌し前歴画像を消去、着色泳動微粒子を非表示面に垂直移動し、表示面を白色表示する第２の過程により、表示操作を終了する交流電界・磁気誘導方式よる電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射型電気泳動表示装置及び反射・透光型電気泳動表示装置である。
【００１１】
請求項４の発明は、角柱形または円筒形隔壁に透光性材料を使用し、裏面から隔壁部に透過光を照射し、暗所で使用できる構造にしたモノクロ・カラ−電気泳動表示素子、反射型電気泳動表示装置及び透光型電気泳動表示装置である。
【００１２】
請求項５の発明は、角柱形、円筒形等の隔壁を、赤、緑、青色等に３分割又は、黒、マゼンタ、イエロ−、シアン色等に４分割したカラ−用電気泳動表示素子、これを用いたモノクロ・カラ−反射型電気泳動表示装置及び反射・透光型電気泳動表示装置等である。
【００１３】
請求項６の発明は、カラ−反射型電気泳動表示装置及び透光型電気泳動表示装置において、赤、緑、青、又は、黒、マゼンタ、イエロー、シアン色等の着色泳動微粒子を分散した白色絶縁性液体の注入には、インクジエット・プリンタ手法を利用する製作法である。
【００１４】
請求項７の発明は、交流電界方式による電気泳動表示素子を集合して一体化し、単純マトリックス又はアクティブマトリックス回路等で表示可能な、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置を製作できる。
【００１５】
請求項８の発明は、磁気誘導方式による電気泳動表示素子を集合して一体化し単純マトリックス又はアクティブマトリックス回路等で表示可能な、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置を製作できる。
【００１６】
請求項９の発明は、交流電界・磁気誘導方式による電気泳動表示素子を集合し、単純マトリックス又はアクティブマトリックス回路等で表示可能な、モノクロ・カラ−反射型電気泳動表示装置及び反射・透光型電気泳動表示装置を製作できる。
【００１７】
請求項１０の発明は、真球状着色負荷電微粒子は、高分子微粒子原料モノマ−に、電子トラップとなる材料、顔料等を添加し、懸濁重合法・乳化重合法・分散重合法等により粒径５〜１０μｍの真球状微粒子を作る。これに１０〜５０ｋＧｙの電子線を照射し、９０〜１１０℃で十数分間加熱するか、９０〜１１０℃で１−〜５０ｋＧｙの電子線を照射して エレクトレット性負電荷を帯電した微粒子で、−５０〜−１００ｍＶのζ電位をもち、赤、緑、青、黒、マゼンタ、イエロ−、シアン色等の色彩に着色した真球状着色負荷電微粒子である。形状が真球状微粒子で、粒度分布が狭く、大きな負ζ電位をもつため、白色絶縁性液体に分散し表示用直流電界を印加すると、規則的に高速移動して、高速応答する真球状着色負荷電微粒子である。
【００１８】
請求項１１の発明は、真球状着色負荷電磁性微粒子は、高分子微粒子原料モノマ−に電子トラップとなる材料、顔料、磁性微粒子（ＦｅＯ・Ｆｅ２Ｏ３で示されるマグネタイト微粒子、ナノ磁性微粒子）等を加え、懸濁重合法・乳化重合法・分散重合法等により、４〜１０μｍの真球状微粒子を作る。これに１０〜５０ｋＧｙの電子線を照射し、９０〜１１０℃で十数分間加熱するか、９０〜１１０℃で１０〜〜５０ｋＧｙの電子線を照射して、エレクトレット性負電荷を帯電した微粒子で、−５０〜−１００ｍＶのζ電位と、５×１０−４Ｗｂの磁荷を合わせもち、赤、緑、青、黒、マゼンタ、イエロ−、シアン色等の色彩に着色した真球状着色負荷電磁性微粒子である。粒形が真球状超微粒子で、粒度分布度が狭いので、白色絶縁性液体に分散し表示用直流電界を印加すると、規則的に高速移動して、高速応答する着色負荷電磁性微粒子である。
【００１９】
請求項１２の発明は、着色泳動微粒子は、顔料等により、赤、緑、青等、又は、黒、マゼンタ、イエロ−、又は、シアン色等に着色したもので、カラ−表示に適する真球状負荷電微粒子及び真球状負荷電磁性微粒子等である。
【００２０】
請求項１３の発明は、白色絶縁性液体は、高分子微粒子原料モノマ−に正孔トラップとなる材料、酸化亜鉛、酸化チタン等の酸化物系白色超微粉末を加え、懸濁重合法・乳化重合法・分散重合法等により、０．２〜０．５μｍの真球状超微粒子を作る。これに１〜１５ｋＧｙのガンマ線を照射し、９０〜１１０℃で十数分間加熱するか、９０〜１１０℃で１〜１５ｋＧｙのガンマ線を照射して、エレクトレット性正電荷に帯電した微粒子で１０〜２０ｍＶのζ電位をもち、炭化水素絶縁性液体、シリコ−ン絶縁性液体等に１〜３０％分散した微弱の正電荷をもつ白色絶縁性液体である。
【００２１】
請求項１４の発明は、高分子微粒子原料モノマ−は、アクリル系、ポリエステル系、スチレン系、ポリカ−ボネ−ト系等の樹脂で、電子トラップ材料は弗素系樹脂である。正孔トラップ材料は、Ｓｉの酸化物（ＳｉＯ２）、アモルファス・シリコンの酸化物（Ｓｉ：Ｈ：Ｏ１−ｘ）の超微粒子である。
【００２２】
請求項１５の発明は、第１基板及び前記第２基板は、ガラス又はポリマ−・フイルムが使用できる。
【００２３】
請求項１６の発明は、第１基板及び前記第２基板の距離が、泳動微粒子の粒径の２０〜３０倍か、１５０μｍ以下が最適である。
【００２４】
請求項１７の発明は、電気泳動表示素子には、真球状着色正荷電微粒子、真球状着色正荷電磁性微粒子も使用できる。この場合、表示直流電界・剥離電界は逆極性にする必要がある。
【００２５】
請求項１８の発明は、白色絶縁性液体を構成する白色正荷電超微粒子と着色泳動微粒子との粒径比に関するものである。白色正荷電微粒子は正の電荷をもち、着色負泳動微粒子の真球状着色荷電微粒子、真球状着色負荷電磁性微粒子は負電荷をもつ。白色絶縁性液体に着色泳動微粒子を分散した場合、正・負の微粒子は静電的に結合して、表示動作に不都合を生じる。このため、絶えず分離する必要がある。本発明は、交流電場、交流磁場により撹拌過程により分離を行うが、着色泳動微粒子が大きい程、白色正荷電微粒子は小さい程、分離は有効である．特に、交流電場、交流磁場の重畳による撹拌は、白色正荷電微粒子は交流電場、真球状着色負荷電磁性微粒子は交流磁場により、別個に撹拌され、効率良く撹拌が行われ、また分離も顕著である。この場合も粒径比は有効に作用する。粒径比は１／２〜１／１０が望ましい。
【００２６】
請求項１９の発明の本電気泳動表示装置は、省エネ性に優れているため、小型太陽電池と小型電池の組合せにより、充電器不要の携帯端末機器（携帯電話、ノ−トパソコン等）のディスプレイに使用できる。
【００２７】
請求項２０の発明は、耐候性材料を用いた、業務用大型モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置（屋内外看板）が製作できる。
【発明の効果】
【００２８】
Ｉ．白色絶縁性液体に着色泳動微粒子を分散した疑似１粒子タイプのモノクロ・カラー反射・透光型電気泳動表示装置等を製作した。即ち、交流電界方式、磁気誘導方式、交流電界・磁気誘導方式である。交流電場、交流磁場等の印加による絶縁性液体の撹拌プロセスは、前記の電気泳動表示における３つの欠点、前歴表示画像の消去、二次凝集及び沈澱問題を解決した。
ＩＩ．電子線照射による真球状着色負荷電微粒子、真球状着色負荷電磁性微粒子はエレクトレット性をもつため、極めて安定で、これ等を着色泳動微粒子に使用した電気泳動表示素子は、長寿命性に優れる。また着色泳動微粒子は、真球状のため、白色絶縁性液体中において高速駆動し、高速応答の電気泳動表示装置が製作できる。
ＩＩＩ．着色泳動微粒子と白色絶縁性液体の組合せは、画像部の白色部を白色絶縁性液体が分担するため、高精細（３００ｄｐｉ）でコントラストの大きい高画質の表示が可能となった。
ＩＶ．隔壁の採用はクロスト−クを押さえ、隔壁を３分割し各素子を赤、緑、青色等とすること、又は４分割して各素子を黒、マゼンタ、イエロ−、シアン色等とすることにより、カラ−フイルタ−不要のモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置が製作できる。
Ｖ．角柱形または円柱形隔壁を透光性とし、透光反射層を設けて裏面から光照射により、反射型電気泳動表示装置の最大の欠点である、暗所使用を可能としたモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置が製作できる。
ＶＩ．本電気泳動表示装置は画像保持には電力は不要であるため、消費電力は極めて小さく、小型太陽電池と小型蓄電池の組合せにより、充電機能不要の携帯端末機器のディスプレ−・システムが実現できる。
ＶＩＩ．耐候性材料の使用により、屋内外の大型ディスプレ−（表示板、看板等）が製作できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係る実施形態を図面によって詳細に説明するが、図面中の素子の寸法形状は実際の寸法でもなければ実際の寸法に比例しているものでもない、それらは理解を容易にするために適宜誇張されている。
【００３０】
図１に本発明に係る電気泳動表示素子の基本的構成図を示す。図は便宜上１画素からなる構成を示す。
Ｉ．は真球状着色負荷電磁性微粒子９と白色絶縁性液体１２とで構成し、交流電場で撹拌する交流電界方式である。第１基板１（ネサ・ガラス）と、第１基板１上に配置された第１透明電極２、透明絶縁層３、第１透明駆動電極６、透光反射層７、透明絶縁層（表示面）８と、前記第１基板１に対向して配置された、第２基板１９と、該第２基板上に配置された第２電極１８、絶縁層１６、第２駆動電極１５、絶縁層（非表示面）１４と、第１基板１と第２基板１９間に、構成された角柱形又は、円筒形隔壁１３に充填された白色絶縁性液体１２中に分散した真球状着色負荷電微粒子９とを封入し、垂直移動による電気泳動表示素子である。
第１透明電極２と第２電極１８間に交流電界２１を印加し、着色泳動微粒子を交流電場により撹拌、第１透明駆動電極６と、第２駆動電極１５間に表示用直流電界２０を接続して、着色部は着色泳動微粒子９を垂直移動して、透明絶縁層（表示面）８に、白色部は白色絶縁性液体１２で表示するモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示素子である。
【００３１】
ＩＩは、真球状着色負荷電磁性微粒子１１と白色絶縁性液体１２とで構成し、交流磁場で撹拌する磁気誘導方式である。第１基板１（ネサ・ガラス）の表面の透明電極をパタ−ニングして磁場発生用薄膜コイル状第２透明電極４とし、透明絶縁層５、第１透明駆動電極６、透光反射層７、透明絶縁層（表示面）８、前記第１基板１に対向して配置された第２基板１９（ネサ・ガラス）の表面の透明電極をパタ−ニングして磁場発生用薄膜コイル状第３電極１７とし、絶縁層１６、第２駆動電極１５及び絶縁層（非表示面）１４と、第１基板１と第２基板１９間に、構成された角柱形又は円筒形隔壁１３に充填された白色絶縁性液体１２と、該白色絶縁性液体中に分散された真球状着色負荷電磁性微粒子１１とを封入し、垂直移動による電気泳動表示素子である。
第２透明電極４と第３電極１７間に磁場発生用交流電界２２を印加し、交流磁場により真球状着色負荷電磁性微粒子１１を撹拌、第１透明駆動電極６と、第２駆動電極１５間に表示用直流電界２０を印加して、着色部は着色泳動微粒子１１を垂直移動して、透明絶縁層（表示面）８に表示、白色部は白色絶縁性液体１２で表示するモノクロ・カラー反射・透光型電気泳動表示素子である。
【００３２】
ＩＩＩは、真球状着色負荷電磁性微粒子１１と白色絶縁性液体１２とで構成され、交流電場と交流磁場とを重畳して着色泳動粒子を撹拌する交流電界・磁気誘導方式である。第１基板１（ネサ・ガラス）の表面の透明電極を第１透明電極２とし、透明絶縁層３、磁場発生用薄膜コイル状第２電極４、透明絶縁層５、第１透明駆動電極６、透光反射層７、透明絶縁層（表示面）８、前記第１基板１に対向して配置された第２基板１９（ネサ・ガラス）の透明電極を第２電極１８とし、透明絶縁層１６、磁場発生用薄膜コイル状第３電極１７、絶縁層１６、第２駆動電極１５、透明絶縁層（非表示面）１４と、第１基板１と前記第２基板１９間に、充填された白色絶縁性液体１２中に分散された真球状着色負荷電磁性微粒子１１とを封入し、垂直移動による電気泳動表示素子である。
第１透明電極２と第２電極１８間に交流電場発生用交流電界２１を、第２透明電極４と第３電極１７間に交流磁場発生用交流電界２２を印加し、交流電場と交流磁場とを重畳して白色絶縁性液体１２を撹拌、第１透明駆動電極６と第２駆動電極１５間に表示用直流電界２０を印加して、着色部は着色泳動微粒子１１を垂直移動し、透明絶縁層（表示面）８に、白色部は白色荷絶縁性液体１２で表示するモノクロ・カラー反射・透光型電気泳動表示素子である。
【００３３】
図２は、各方式の駆動法の詳細をタイムチャ−トで示したものである。
Ｉ．は交流電界方式である。第１過程は、前期、中期、後期の三段階に分かれる。先ず第１基板と第２基板間に交流電界を印加、白色絶縁性液体を交流電場により撹拌、前期には、剥離用直流電界を重畳、前歴表示画像の消去と着色泳動微粒子の撹拌を行い、中期には、表示用直流電界を印加、着色泳動微粒子を表示面に、後期には交流電界を切断して、画像表示を行う。第２過程は、交流電界及び剥離用直流電界を印加して、前歴表示画像の消去を行う。着色泳動微粒子は非表示面に移動、表示面は白色絶縁性液体により、白色画面となり表示操作は終了する。
【００３４】
ＩＩ．は、磁気誘導方式である。第１過程は、前期、中期、後期の三段階に分かれる。先ず第１基板と第２基板間に交流電流を通電し、交流磁場を発生させ、白色絶縁性液体を交流磁場により撹拌、前期には、剥離用直流電界を重畳、前歴表示画像の消去と着色泳動微粒子（真球状着色負荷電磁性微粒子）の撹拌を行い、中期には、表示用直流電界を印加、着色泳動微粒子を表示面に、後期には交流磁場を切断して、画像表示を行なう。第２過程は、交流磁場及び剥離用直流電界を印加して、前歴表示画像の消去を行なう。着色泳動微粒子は非表示面に垂直移動し、表示面は白色絶縁性液体により、白色画面となり表示操作は終了する。
【００３５】
ＩＩＩ．は、交流電界・磁気誘導方式である。第１過程は、前期、中期、後期の三段階に分かれる。先ず第１基板と第２基板間に交流電界を印加、交流電流を通電し、交流電場と同時に交流磁場とを発生させ、白色絶縁性液体を交流電場・交流磁場により撹拌、前期には、剥離用直流電界を重畳、前歴表示画像の消去と着色泳動微粒子の撹拌を行い、中期には、表示用直流電界を印加、着色泳動微粒子を表示面に、後期には交流磁場を切断して、画像表示を行なう。第２過程は、交流電場、交流磁場及び剥離用直流電界を印加して、前歴表示画像の消去を行なう。着色泳動微粒子は非表示面に垂直移動し、表示面は白色絶縁性液体により、白色画面となり表示操作は終了する。交流電場、交流磁場の重畳により、効率よく撹拌が行なわれ、前歴表示画像の消去が高速応答性となる。
【００３６】
図３は、本発明の交流電界方式による電気泳動表示素子中の泳動微粒子の動作状態の一例である。電気泳動表示素子の構成は、第１基板１と第１基板上に配置された第１透明電極２、透明絶縁層３、第１透明駆動電極６、透光反射層７、及び透明絶縁層（表示面）８と、第１基板１に対向して配置された、第２基板１９と、該第２基板上に配置された第２電極１８、絶縁層１６、第２駆動電極１５、絶縁層（非表示面）１４と、第１基板１と第２基板１９間に構成された角柱形又は、円筒形隔壁１３に充填された白色絶縁性液体１２と該白色絶縁性液体に分散された着色泳動微粒子（真球状着色負荷電微粒子）９とを封入し、垂直移動による電気泳動表示素子である。
【００３７】
第１過程の前期は、第１透明電極２と第２電極１８間に交流電界２１を印加し、第１透明駆動電極６と第２駆動電極１５間に剥離用直流電界を印加、交流電場により白色絶縁性液体１２を撹拌し、前歴表示画像の消去、白色絶縁性液体中に分散した泳動微粒子（真球状着色負荷電微粒子）９の均一分布化等を行う。中期は撹拌と同時に表示直流電界２０を印加すると、非表示面の泳動微粒子は、表示面近傍に集まり、後期には交流電界を切断して、画像表示を行なう。
第２過程の前期は、第１透明電極２と第２電極１８間に交流電界２１を印加し、第１透明駆動電極６と第２駆動電極１５間に剥離用直流電界を印加、交流電場によりにより白色絶縁性液体１２を撹拌し、前歴表示画像の消去を行なう。着色泳動微粒子９は非表示面１４に移動、後期には着色泳動微粒子９は殆ど非表示層に集まり、その結果表示面８には白色絶縁性液体１２により白色画面となり、表示操作は終了する。
【００３８】
図４は、本発明の磁気誘導方式による電気泳動表示素子中の泳動微粒子の動作状態の一例である。電気泳動表示素子の構成は、第１基板１と第１基板上に配置された磁場発生用薄膜コイル状第２透明電極４、透明絶縁層５、第１透明駆動電極動電極６、透光反射層７、透明絶縁層（表示面）８と、第１基板に対向して配置された、第２基板１９と、該第２基板上に配置された磁場発生用薄膜コイル状第３電極１７、絶縁層１６、第２駆動電極１５、絶縁層（非表示面）１４と、第１基板１と第２基板１９間に構成された、角柱形又は、円筒形隔壁１３に充填された白色絶縁性液体１２と該白色絶縁性液体中に分散された真球状着色負荷電磁性微粒子１１とを封入し、垂直移動による電気泳動表示素子である。
【００３９】
第１過程の前期は、第２透明電極４と第３電極１７間に交流電源２２を接続し磁場発生用電流を通電し、交流磁場により白色絶縁性液体１２を撹拌し、前歴表示画像の消去、白色絶縁性液体中に分散した着色負荷電磁性微粒子１１の均一分分布化等を行う。中期は撹拌と同時に表示直流電源２０を印加すると、非表示面の泳動微粒子は、表示面近傍に集まり 後期には交流電界を切断して、画像表示を行なう。１０は弱い正電荷をもつ懸濁白色荷電微粒子である。
第２過程の前期は交流磁界及び剥離用直流電界を印加して前歴表示画像の消去行なう。着色泳動微粒子１１は非表示面１４に移動、後期には泳動微粒子は殆ど非表示面に集まり、その結果表示面８は白色絶縁性液体１２により白色画面となり、表示操作は終了する。
【００４０】
図５は、本発明の交流電界・磁気誘導方式による電気泳動表示素子中の泳動微粒子の動作状態の一例である。電気泳動表示素子の構成は、第１基板１と第１基板上に配置された第１透明電極２、透明絶縁層３、磁場発生用薄膜コイル状第２透明電極４、透明絶縁層５、第１透明駆動電極６、透光反射層７及び透明絶縁層（表示面）８と、第１基板に対向して配置された、第２基板１９と、該第２基板上に配置された第２電極１８、絶縁層１６、磁場発生用薄膜コイル状第３電極１７、絶縁層１６、第２駆動電極１５、絶縁層（非表示面）１４と、第１基板１と第２基板１９間に構成された角柱形又は、円筒形隔壁１３に充填された白色絶縁性液体１２と該透白色絶縁性液体中に分散された着色負荷電磁性微粒子１１とを封入し、垂直移動による電気泳動表示素子である。
【００４１】
第１過程の前期は、第１透明電極２と第２電極１８間に交流電源２１を印加、同時に第２透明電極４と第３電極１７間に交流磁場発生用交流電源２２を接続し交流磁場発生用電流を通電し、交流電場と交流磁場により白色絶縁性液体１２を撹拌し、前歴表示画像の消去、白色絶縁性液体中に分散した着色負荷電磁性微粒子１１の均一分布化等を行う。中期は撹拌と同時に表示直流電界２０を印加すると、非表示面１４の泳動微粒子は、表示面８近傍に集まり 後期には交流電界を切断して画像表示を行なう。
第２過程の前期は、交流電場と交流磁界及び剥離用直流電界を印加して、前歴表示画像の消去行なう。着色泳動微粒子１１は非表示面１４に移動、後期には着色泳動微粒子は殆ど非表示面１４に集まり、その結果表示面８は白色絶縁性液体１２により白色画面となり表示操作は終了する。
【００４２】
図６は、交流電界方式による電気泳動表示装置の製作フロ−チャ−トと断面図である。便宜上４画素で示す。第１基板１は、透明のネサガラスである。透明電極材料は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛等を用いる。これを第１透明電極２とし、スピンナ・コ−トによりポリカ−ボネ−ト膜を約２０〜５０μｍ塗布して透明絶縁層３とする。表面に透明電極材料をスパッタしパタ−ニングして、第１透明駆動電極６のＹ軸方向のリ−ド線をパタ−ニングする。次にフォトレジスト塗布し、パタ−ニングして貫通絶縁層をとする。アルミニウムを蒸着パタ−ニングして透光反射層７をとする。フォトレジストを塗布、透明電極材料をスパッタしてＹ軸方向の第１透明駆動電極６を構成する。スピンナ・コ−トによりポリカ−ボネ−ト膜を２０〜５０μｍ塗布して、透明絶縁層（表示面）８とする。更に、感光性樹脂（ＮＡＰ）を５０μｍ〜１５０μｍ塗布し、フォトリソグラフにより、角柱形または円筒形隔壁１３を形成し、その凹部に白色絶縁性液体１２を注入する。
カラ−電気泳動表示装置の場合、白色絶縁性液体は、３種類又は４種類の色彩の着色泳動微粒子を分散している。これを所定の位置の電気泳動表示素子に注入（３００ｄｐｉ以上）するには、インクジエット・プリンタ手法が最適である。この場合、白色絶縁性液体は、分散された真球状着色負荷電微粒子により負の電荷をもつ。このためインクジエット・プリンタのノズル先端内面に負電極を設け、第１透明駆動電極を正とし加速用直流電界を印加すると、所定の位置の角柱形又は、円筒形隔壁中に加速飛翔され、短時間に注入することができる。
凹部の角柱形障壁は、深さ５０〜１５０μｍ、幅が６０〜７０μｍ、厚さが１５〜３０μｍ、円筒型障壁は、直径４０〜７０μｍ、厚さ約１５〜３０μｍである
第２基板１９は、前記第１基板と同様ネサ・ガラスである。ネサ膜を第２電極１８とし、ポリカ−ボネ−ト膜を２０〜５０μｍ塗布して絶縁層１６とし、その表面に透明電極材料をスパッタしパタ−ニングして第２駆動電極１５のＸ軸のリ−ド線を形成する。これにフォトレジストを塗布し、パタ−ニングして、貫通絶縁層Ａを形成する。透明電極材料をスパッタし、パタ−ニングしてＸ軸第２駆動電極１５とする。更にポリカ−ボネ−ト膜２０〜５０μｍ塗布して非表示面１４を構成する。
第１基板と第２基板を張り合わせて電気泳動表示装置とし、駆動ＩＣを接続してモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置を完成する。
【００４３】
図７は、交流電界方式による電気泳動表示装置の断面図及び３×３マトリックス平面構成図である。電気泳動表示素子は、３００ｄｐｉの解像度を維持するには、一辺が６０〜７０μｍ、高さ１００〜１５０μｍの角柱または円筒で、隔壁の幅は約１５〜３０μｍである。図ａ、図ｂは、角柱形隔壁をもつ反射型電気泳動表示装置である。図ｃ、図ｄは、円筒形隔壁をもつ透光型電気泳動表示装置ある。裏面から光照射し、隔壁を透した光は透光反射層７で有効に反射して表示面を照射暗所で使用できるモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置である。
【００４４】
図８は、磁気誘導方式による電気泳動表示装置の製作フロ−チャ−トと断面図である。便宜上４画素で示す。第１基板１は、透明のネサガラスである。透明電極材料は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛等を用いる。ネサガラス上の透明電極をフォトリソグラフィによりパタ−ニングして磁場発生用薄膜コイル状第２透明電極４とし、ポリカ−ボネ−ト膜を２０〜５０μｍ塗布して透明絶縁層５とする。表面に透明電極材料をスパッタしパタ−ニングして、第１透明駆動電極６のＹ軸方向のリ−ド線とし、次にフォトレジストを塗布し、パタ−ニングして貫通絶縁層とする。アルミニウムを蒸着しパタ−ニングして、透光反射層７とする。フォトレジストを塗布、透明電極材料をスパッタしてＹ軸方向の第１透明駆動電極６を構成する。ポリカ−ボネ−ト膜を２０〜５０μｍ塗布して、透明絶縁層（表示面）８とする。更に、感光性樹脂（ＮＡＰ）を５０〜１５０μｍ塗布し、フォトリソグラフィにより、角柱形または円筒形隔壁１３を形成し、その凹部に白色絶縁性液体１２を注入する。
カラ−電気泳動表示装置の場合、白色絶縁性液体は、３種類又は４種類の色彩の着色泳動微粒子を分散している。これを所定の位置の電気泳動表示素子に注入するには、インクジエット・プリンタ手法が最適である。この場合、白色絶縁性液体は、分散された真球状着色負荷電磁性微粒子により負の電荷をもつ。このためインクジエット・プリンタ・タンクのノズル先端内面に負電極を設け、第１透明駆動電極を正とし加速用直流電界を印加すると、所定の位置の角柱形又は、円筒形隔壁中に加速飛翔され、短時間で注入することができる。
凹部の角柱形障壁は、深さ５０〜１５０μｍ、幅４０〜７０μｍ、厚さは１５〜３０μｍ、円筒型障壁は、直径４０〜７０μｍ、厚さ１５〜３０μｍである。
第２基板１９は、前記第１基板と同様ネサ・ガラスである。ネサ膜を第２電極１８とし、ポリカ−ボネ−ト膜を約２０〜５０μｍ塗布して絶縁層１６とし、その表面に透明電極材料をスパッタしパタ−ニングして第２駆動電極１５のＸ軸のリ−ド線を形成する。これにフォトレジストを塗布パタ−ニングして 貫通絶縁層Ａを形成、透明電極材料をスパッタし、パタ−ニングしてＸ軸第２駆動電極１５とする。更にポリカ−ボネ−ト膜約２０〜５０μｍ塗布して非表示面１４を構成する。 第１基板と第２基板を張り合わせて電気泳動表示装置とし、駆動ＩＣを接続してモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置を完成する。
【００４５】
図９は、磁気誘導方式による電気泳動表示装置の断面図及び３×３マトリックス平面構成図である。電気泳動表示素子は、３００ｄｐｉの解像度を維持するには、一辺が６０〜７０μｍ、高さ１００〜１５０μｍの角柱または円筒で、隔壁の厚さは１５〜３０μｍである。図ａ、図ｂは、角柱形隔壁をもつ反射型電気泳動表示装置である。図ｃ、図ｄは、円筒形隔壁をもつ透光型電気泳動表示装置ある。裏面から光照射し、隔壁を透した光は透光反射層７で有効に反射して表示面を照射暗所で使用できるモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置である。
【００４６】
図１０は、交流電界・磁気誘導方式による電気泳動表示装置の製作フロ−チャ−トと断面図である。便宜上４画素で示す。第１基板１は、透明のネサガラスである。透明電極材料は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛等を用いる。ネサガラス上の透明電極を第１透明電極２とする。表面にポリカ−ボネ−トを２０〜５０μｍ塗布して透明絶縁層３とし、透明電極材料をスパッタし、パタ−ニングして薄膜磁場発生用コイル状第２透明電極４とする。再びポリカ−ボネ−トを２０〜５０μｍ塗布して透明絶縁層５とし、透明電極材料をスパッタし、パタ−ニングして、第１透明駆動電極６のＹ軸リ−ド線を形成する。次にフォトレジストを塗布し、パタ−ニングして貫通絶縁層とする。アルミニウムを蒸着し、パタ−ニングして透光反射層７を構成する。フォトレジストを塗布、透明電極材料をスパッタしてＹ軸方向の第１透明駆動電極６を構成する。ポリカ−ボネ−ト膜を２０〜５０μｍ塗布して、透明絶縁層（表示面）８とする。更に、感光性樹脂（ＮＡＰ）を５０μｍ〜１５０μｍ塗布し、フォトリソグラフィにより、角柱形または円筒形隔壁１３を形成し、その凹部に白色絶縁性液体１２を注入する。
カラ−電気泳動表示装置の場合、白色絶縁性液体は、３種類又は４種類の色彩の着色泳動微粒子を分散している。これを所定の位置の電気泳動表示素子に注入するには、インクジエット・プリンタ手法が最適である。この場合、白色絶縁性液体は、分散された真球状着色負荷電磁性微粒子により負の電荷をもつ。このためインクジエット・プリンタ・タンクのノズル先端内面に負電極を設け、第１透明駆動電極を正とし加速用直流電界を印加すると、所定の位置の角柱形又は、円筒形隔壁中に加速飛翔され、短時間で注入することができる。
凹部の角柱形障壁は、深さ５０〜１５０μｍ、幅４０〜７０μｍ、厚さは１５〜３０μｍ、円筒型障壁は、直径４０〜７０μｍ、厚さ１５〜３０μｍである。
第２基板１９は、前記第１基板と同様ネサ・ガラスである。ネサ膜を第２電極１８とし、ポリカ−ボネ−ト膜を約２０〜５０μｍ塗布して絶縁層１６とし、その表面に透明電極材料をスパッタしパタ−ニングして第２駆動電極１５のＸ軸のリ−ド線を形成する。これにフォトレジストを塗布パタ−ニングして貫通絶縁層Ａを形成し、透明電極材料をスパッタし、パタ−ニングしてＸ軸第２駆動電極１５とする。更にポリカ−ボネ−ト膜２０〜５０μｍ塗布して非画像表示面１４を構成する。
第１基板と第２基板を張り合わせて電気泳動表示装置とし、駆動ＩＣを接続してモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置を完成する。
【００４７】
図１１は、交流電界・磁気誘導方式による電気泳動表示装置の断面図及び３×３マトリックス平面構成図である。電気泳動表示素子は、３００ｄｐｉの解像度を維持するには、一辺が６０〜７０μｍ、深さ１００〜１５０μｍの角柱または円筒で、隔壁の幅は１５〜３０μｍである。図ａ、図ｂは、反射型交流電界・磁気誘導方式電気泳動表示装置である。図ｃ、図ｄは、円筒形隔壁をもつ透光型電気泳動表示装置ある。裏面から光照射し、隔壁を透した光は透光反射層７で有効に反射して表示面を照射暗所で使用できるモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置である。
【００４８】
図１２は、着色泳動微粒子、白色絶縁性液体の製作フロ−チャ−トである。前記着色負荷電微粒子は、アクリル系、ポリエステル系、スチレン系、ポリカーボネート系等の高分子微粒子原料モノマ−に、トラップとなる材料、顔料等を添加し、懸濁重合法・乳化重合法・分散重合法等により、５〜１０μｍの真球状微粒子をつくる。これに１０〜５０ｋＧｙの電子線を照射し、９０〜１１０℃で十数分開加熱するか、９０〜１１０℃で１０〜５０ｋＧｙの電子線を照射して、エレクトレット性負電荷を帯電した微粒子で−３０〜−１００ｍＶのζ電位をもち、
前記着色負荷電磁性微粒子は、前述の材料に磁性微粒子（ＦｅＯ・Ｆｅ２Ｏ３で示されるマグネタイト微粒子）を加え、懸濁重合法・乳化重合法・分散重合法等により、５〜１０μｍの真球状微粒子を作る。これに１０〜５０ｋＧｙの電子線を照射して、−３０〜−１００ｍＶのエレクトレット性ζ電位と５×１０−４Ｗｂの磁荷とを合わせも着色負荷電磁性微粒子である。
前記白色絶縁性液体は高分子微粒子原料モノマ−に、正孔トラップとなる材料（ＳｉＯ２，Ｓｉ：Ｈ：Ｏ１−ｘ等）、酸化亜鉛、酸化チタン等の酸化物白色超微粒子を加え、懸濁重合法・乳化重合法・分散重合法等により、０．１〜１μｍの真球状超微粒子を作る。これに１〜１５０ｋＧｙのガンマ線を照射し、９０〜１１０℃で十数分間加熱するか、９０〜１１０℃で１〜１５０ｋＧｙのガンマ線を照射して、エレクトレット性正電荷を帯電した微粒子で５〜２０ｍＶのζ電位をもち炭化水素絶縁性溶媒、シリコ−ン絶縁性溶媒に１〜２０％分散した白色絶縁性液体である。
【００４９】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種々の変形例、設計変更などをその技術範囲内に包含することは云う迄もない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】 本発明の電気泳動表示素子の基本的構成を示す断面図である。Ｉ．交流電界方式 ＩＩ．磁気誘導方式 ＩＩＩ．交流電界・磁気誘導方式
【図２】 本発明の電気泳動表示素子の代表的な駆動法を示す図である。Ｉ．交流電界方式 ＩＩ．磁気誘導方式 ＩＩＩ．交流電界・磁気誘導方式
【図３】 本発明の交流電界方式による電気泳動表示素子中の泳動粒子の挙動を示す模式図である。第１過程：前期、中期、後期 第２過程：前期、後期
【図４】 本発明の磁気誘導方式による電気泳動表示素子中の泳動粒子の挙動を示す模式図である。第１過程：前期、中期、後期 第２過程：前期、後期
【図５】 本発明の交流電界・磁気誘導方式による電気泳動表示素子中泳動粒子の挙動を示す模式図である。第１過程：前期、中期、後期 第２過程：前期、後期
【図６】 本発明による交流電界方式による電気泳動表示装置の製作フロ−チャ−トと断面図である。
【図７】 本発明による交流電界方式による反射型及び透過型電気泳動表示素子アレイの断面図と３×３マトリックス平面構成図である。
【図８】 本発明による磁気誘導方式による電気泳動表示装置の製作フロ−チャ−トと断面図である。
【図９】 本発明による磁気誘導方式による反射型及び透過型電気泳動表示素子アレイの断面図と３×３マトリックス平面構成図である。
【図１０】 本発明による交流電界・磁気誘導方式による電気泳動表示装置の製作フロ−チャ−トと断面図である。
【図１１】 本発明による交流電界・磁気誘導方式による反射型及び及び透光型電気泳動表示素子アレイの断面図と３×３マトリックス平面構成図である。
【図１２】 着色泳動微粒子、白色絶縁性液体の製作フロ−チャ−トである。
【符号の説明】
【００５２】
１・・・第１基板
２・・・第１透明電極
３・・・透明絶縁層
４・・・第２透明電極
５・・・透明絶縁層
６・・・第１透明駆動電極
７・・・透光反射層
８・・・絶縁層（表示面）
９・・・着色泳動微粒子（負荷電微粒子）
１０・・・白色正荷電微粒子
１１・・・着色泳動微粒子（負荷電磁性微粒子）
１２・・・白色絶縁性液体
１３・・・隔壁
１４・・・絶縁層（非表示面）
１５・・・第２駆動電極
１６・・・絶縁層
１７・・・第３電極
１８・・・第２電極
１９・・・第２基板
２０・・・表示用直流電源
２１・・・撹拌用交流電源
２２・・・撹拌用磁場発生電源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子線照射により、電子トラップに帯電した真球状着色負荷電微粒子、真球状着色負荷電磁性微粒子等の着色負荷電泳動微粒子を、弱い正電荷をもつ白色絶縁性液体に分散、これを表示素子の角柱形または円筒形隔壁中で、垂直移動させて表示を行なう新規の高速応答、高解像度、高画質をもつ疑似１粒子タイプの電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射型電気泳動表示装置及び反射・透光型電気泳動表示装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
表示装置は、１００年の歴史を持つブラウン管から出発し、蛍光表示管、エレクトロ・ルミネッセンス表示装置、ライト・エミッタ・ダイオ−ド表示装置、液晶表示装置、及びプラズマ・ディスプレイ・パネル表示装置等が市販されている。しかし、これら市販の表示装置は、何れも発光色や透過光を用い、観るための表示装置（透過型）で物質そのものの色を見るため、長時間凝視に耐えるものではない。
最近ＩＴ化の進展と共に、印刷物のような表示特性をもち、目に優しく、長時間凝視に耐える、読むための次世代表示装置（反射型）の開発が盛んである。特に新聞や書籍の電子化技術の進歩は著しく、本格的なペ−パレス化の到来が近い将来達成される時代にある。特に新聞の衛星や光通信回線による配信は、印刷、輸送、配送等の一大改革と共に紙消費の削減により、森林資源・地球環境保全等にも貢献が期待されている。
【０００３】
このような要求を満たすため、次世代表示装置には、大型で低価格、高精細性、省エネルギ−性、高速応答性およびフルカラ−性等多くの要求がある。このため粒子系、液晶系、ＥＬ系、リライタブル・マ−キング系等多くの方式が開発されている。
最も多用されている液晶表示装置は、高速応答性、カラ−化、動画等優れた表示特性を持つが、透過型で表示品位に係わる問題に加えて、その解像度も一般的に最大でも１２０ｄｐｉ程度と印刷、プリト・アウト（通常３００ｄｐｉ）等に比較して相当に低い。また透過型のため、裏面より照射用光源が必要で、多大の電力を消費する。このため携帯機器では、高性能の大型蓄電池と充電器が必要である。反射型電気泳動表示装置は、裏面からの照射光源が不要で、省エネ性に富むが、一方暗所で使用出来ない欠点をもつ。
低価格で大型化、高精細化には、荷電微粒子の電気泳動による反射型電気泳動表示方法が、理想的な読むための次世代表示装置の最適技術と考えられる。このため反射型電気泳動表示装置は、マイクロ・カプセル中の粒子の厚み方向移動法、泳動微粒子の回転法等が開発されている。書籍の電子的表示や、衛星配信による新聞表示の様に、３００ｄｐｉ以上の高精細性の要求には不充分で、数μｍの真球状着色泳動微粒子を用い絶縁性液体に分散した電気泳動表示装置が最適である。
【０００４】
荷電微粒子を電界によって電気泳動し、表示または記憶装置に利用する考え方は、古くから提案（太田：特許公報昭５０−１５１１５）されたが、荷電微粒子の形状、帯電電位（ζ電位）が小さく不安定なこと、泳動粒子の二次凝集や沈殿、前歴表示画像の消去及び応答速度等多くの技術的問題があり実現できなかった。
【０００５】
本格的電気泳動表示法としては、荷電微粒子を水平に移動させる、水平移動型電気泳動表示法及び装置の提案がある。（郷田：特開昭４９−５５９８号公報、特開平１１−２０２８０４号公報）。透明絶縁性液体中に分散された正・負（白・黒色）の電荷をもつ泳動微粒子の電気泳動現象を用い、クロスト−クの発生を押さえるため隔壁を設け、単純マトリックス方式の駆動法が可能な表示装置である。しかし画素毎に、複雑な障壁を設けるため、大型の表示装置では構成が困難で、二次凝集、沈殿及び前歴表示画像の消去等の解決がなされていない。更に、フルカラ−、暗所使用の対応がない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、本発明者らは、電気泳動表示装置を研究する中で、実用化不可能な重大な欠点を有することを見い出した。即ち、画像表示を繰り返した場合、駆動電極の表面を被覆した透明絶縁層（表示面）に吸着した前歴表示画像は、静電的に強固に付着し、逆極性の直流電界を印加しても、完全に剥離せず、再び表示書込の場合、残像として支障を来すことである。絶縁性液体より比重の小さい泳動微粒子を使用しても、二次凝集により泳動微粒子は大型化し、長期的には泳動微粒子の沈殿が起り、画質の劣化の要因となる。長期使用による絶縁性液体中に分散された泳動微粒子の分布の不均一化は、表示画像の画質に影響し、画質を低下させる。又一般に電気泳動表示方法は、泳動微粒子が閾値をもたないため、クロスト−ク現象を起し良好な高画質がえられない。又、泳動微粒子の帯電の安定性に問題があり、反射型電気泳動表示装置は、暗所で使用できない。最大欠点は、カラ−表示対応である。一般の反射型電気泳動表示装置では、カラ−表示には赤、緑、青色等又は、黒、マゼンタ、イエロ−、シアン色等の３〜４種（３〜４色）の着色泳動微粒子を必要とする。
以上を総合すると、安定な持続性荷電微粒子の製作、正・負極性の荷電微粉粒子の分離、泳動微粒子の二次凝集の除去と沈澱の防止、前歴表示画像の消去、絶縁性液体中の泳動微粒子の濃度分布の均一化、画像コントラストの向上、クロスト−クの除去、フル・カラ−表示、暗所使用等の多くの問題点を同時に解決する手段が必要ある。
又最大の欠陥は、着色泳動微粒子の帯電の安定性にある。電気泳動表示装置に使用される着色泳動微粒子は、染料やイオン等の発色材料を使用し、新たな電荷の授受をもたらすため、電界により泳動中に不安定要因として作用し、安定性に問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
高分子微粒子原料モノマ−に、電子トラップ材料、顔料等を添加、懸濁重合法・乳化重合法・分散重合法等により５〜１０μｍの真球状微粒子を作り、これを電子線照射した着色荷電微粒子は、−５０〜−１００ｍＶのエレクトレット性ζ電位をもつ。更に、原料に磁性微粒子を加え、前述の方法で５〜１０μｍの真球状微粒子を作り電子線を照射した着色荷電磁性微粒子は、−５０〜−１００ｍＶのエレクトレット性ζ電位と５×１０−４Ｗｂの磁荷を合わせもつ。これ等を弱い正電荷をもつ白色絶縁性液体に分散し、クロスト−クを防止する角柱形または円筒形隔壁に封入する疑似１粒子タイプの新規な電気泳動表示素子を開発した。
・角柱形または円筒形隔壁を赤、緑、青色等に３分割又は、黒、マゼンタ、イエロ−色、シアン色等に４分割して、フルカラ−対応の反射型電気泳動表示装置を開発した。隔壁中の絶縁性液体を交流電界、交流磁界又は、交流電界・交流磁界を重畳して撹拌し、前歴表示画像を消去する電気泳動表示方法。更に、角柱形又は円筒形隔壁に透光性材料を使用して、暗所使用を可能にしたモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置を創案した。
【０００８】
請求項１の発明は、第１基板と、第１基板上に配置された第１透明電極、透明絶縁層、第１透明駆動電極、透光反射層及び透明絶縁層（表示面）と、前記第１基板に対向して配置された第２基板と、該第２基板上に配置された第２電極、絶縁層、第２駆動電極及び絶縁層（非表示面）と、前記第１基板と第２基板間に構成された角柱形又は、円筒形隔壁に充填された白色絶縁性液体と、該白色絶縁性液体中に分散された着色泳動微粒子（真球状着色負荷電微粒子）を備えた疑似１粒子タイプの電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射型電気泳動表示装置及び反射・透光型電気泳動表示装置である。
画像表示は、前記第１透明電極と第２電極間に交流電界を印加して、前記白色絶縁性液体を交流電場で撹拌して、表示面及び非表示面に付着する前歴表示画像を消去する。同時に前記第１透明駆動電極と第２駆動電極間に表示用直流電界を印加し、着色泳動微粒子を表示面に垂直移動させ画像表示する第１過程と、表示後再び前記第１透明電極と第２電極間に交流電界を印加して、白色絶縁性液体を撹拌して前歴画像を消去し、同時に着色泳動微粒子を非表示面に垂直移動し、表示面を白色表示する第２の過程により、表示操作を終了する交流電界方式による電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、第１基板と、第１基板上に配置された磁場発生用薄膜コイル状第２透明電極、透明絶縁層、第１透明駆動電極、透光反射層及び絶縁層（表示面）と、前記第１基板に対向して配置された第２基板と、該第２基板に配置された磁場発生用薄膜コイル状第３電極、絶縁層、第２駆動電極、及び絶縁層（非表示面）と、前記第１基板と第２基板間に構成された、角柱形又は円筒形隔壁に充填された白色絶縁性液体と該白色絶縁性液体に分散された着色泳動微粒子（真球状着色負荷電磁性微粒子）を備えた、疑似１粒子タイプの電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置である。
画像表示は、前記第１透明電極と第３電極間に交流電流を通電して交流磁場を発生させ、前記白色絶縁性液体を交流磁場で撹拌して表示面及び非表示面に付着する前歴画像を消去する。同時に前記第１透明駆動電極と第２駆動電極間に表示用直流電界を印加し、着色泳動微粒子を表示面に垂直移動し画像表示する第１過程。表示後再び前記第１透明電極と第３電極間に交流電流を通電して磁場を発生させ、白色絶縁性液体を撹拌し、着色泳動微粒子を非表示面に垂直移動し、表示面を白色に表示する第２の過程により、表示操作を終了する磁気誘導方式による電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置である。
【００１０】
請求項３の発明は、第１基板と、第１基板上に配置された第１透明電極、透明絶縁層、磁場発生用薄膜コイル状第２透明電極、透明絶縁層、第１透明駆動電極、透光反射層、及び透明絶縁層（表示面）と、前記第１基板に対向して配置された第２基板と該第２基板上に配置された第２電極、絶縁層、磁場発生用薄膜コイル状第３電極、絶縁層、第２駆動電極、及び絶縁層（非表示面）と、前記第１基板と前記第２基板間に構成された角柱形又は、円筒形隔壁に充填された白色絶縁性液体と、該白色絶縁性液体中に分散された着色泳動微粒子（真球状着色負荷電磁性微粒子）を備えた疑似１粒子タイプの電気泳動表示素子と電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射型電気泳動表示装置及反射・透光型電気泳動表示装置である。
画像表示は、前記第１透明電極と第２電極間に交流電界を印加して交流電場発生、第２透明電極と第３電極に交流電流を通電して交流磁場を発生し、交流電場と交流磁場とを重畳して、前記白色絶縁性液体を撹拌し表示面及び非表示面に付着する前歴表示画像を消去する。同時に前記第１透明駆動電極と第２駆動電極間に表示用直流電界を印加し、着色泳動微粒子を表示面に垂直移動し画像表示する第１過程。表示後再び前記第１透明電極と第２電極間に交流電界を、同時に第２透明電極と第３電極間に交流電流を通電して交流磁界を発生して、前記白色絶縁性液体を撹拌し前歴画像を消去、着色泳動微粒子を非表示面に垂直移動し、表示面を白色表示する第２の過程により、表示操作を終了する交流電界・磁気誘導方式よる電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射型電気泳動表示装置及び反射・透光型電気泳動表示装置である。
【００１１】
請求項４の発明は、角柱形または円筒形隔壁に透光性材料を使用し、裏面から隔壁部に透過光を照射し、暗所で使用できる構造にしたモノクロ・カラ−電気泳動表示素子、反射型電気泳動表示装置及び透光型電気泳動表示装置である。
【００１２】
請求項５の発明は、角柱形、円筒形等の隔壁を、赤、緑、青色等に３分割又は、黒、マゼンタ、イエロ−、シアン色等に４分割したカラ−用電気泳動表示素子、これを用いたモノクロ・カラ−反射型電気泳動表示装置及び反射・透光型電気泳動表示装置等である。
【００１３】
請求項６の発明は、カラ−反射型電気泳動表示装置及び透光型電気泳動表示装置において、赤、緑、青、又は、黒、マゼンタ、イエロー、シアン色等の着色泳動微粒子を分散した白色絶縁性液体の注入には、インクジエット・プリンタ手法を利用する製作法である。
【００１４】
請求項７の発明は、交流電界方式による電気泳動表示素子を集合して一体化し、単純マトリックス又はアクティブマトリックス回路等で表示可能な、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置を製作できる。
【００１５】
請求項８の発明は、磁気誘導方式による電気泳動表示素子を集合して一体化し単純マトリックス又はアクティブマトリックス回路等で表示可能な、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置を製作できる。
【００１６】
請求項９の発明は、交流電界・磁気誘導方式による電気泳動表示素子を集合し、単純マトリックス又はアクティブマトリックス回路等で表示可能な、モノクロ・カラ−反射型電気泳動表示装置及び反射・透光型電気泳動表示装置を製作できる。
【００１７】
請求項１０の発明は、真球状着色負荷電微粒子は、高分子微粒子原料モノマ−に、電子トラップとなる材料、顔料等を添加し、懸濁重合法・乳化重合法・分散重合法等により粒径５〜１０μｍの真球状微粒子を作る。これに１０〜５０ｋＧｙの電子線を照射し、９０〜１１０℃で十数分間加熱するか、９０〜１１０℃で１−〜５０ｋＧｙの電子線を照射して エレクトレット性負電荷を帯電した微粒子で、−５０〜−１００ｍＶのζ電位をもち、赤、緑、青、黒、マゼンタ、イエロ−、シアン色等の色彩に着色した真球状着色負荷電微粒子である。形状が真球状微粒子で、粒度分布が狭く、大きな負ζ電位をもつため、白色絶縁性液体に分散し表示用直流電界を印加すると、規則的に高速移動して、高速応答する真球状着色負荷電微粒子である。
【００１８】
請求項１１の発明は、真球状着色負荷電磁性微粒子は、高分子微粒子原料モノマ−に電子トラップとなる材料、顔料、磁性微粒子（ＦｅＯ・Ｆｅ２Ｏ３で示されるマグネタイト微粒子、ナノ磁性微粒子）等を加え、懸濁重合法・乳化重合法・分散重合法等により、４〜１０μｍの真球状微粒子を作る。これに１０〜５０ｋＧｙの電子線を照射し、９０〜１１０℃で十数分間加熱するか、９０〜１１０℃で１０〜〜５０ｋＧｙの電子線を照射して、エレクトレット性負電荷を帯電した微粒子で、−５０〜−１００ｍＶのζ電位と、５×１０−４Ｗｂの磁荷を合わせもち、赤、緑、青、黒、マゼンタ、イエロ−、シアン色等の色彩に着色した真球状着色負荷電磁性微粒子である。粒形が真球状超微粒子で、粒度分布度が狭いので、白色絶縁性液体に分散し表示用直流電界を印加すると、規則的に高速移動して、高速応答する着色負荷電磁性微粒子である。
【００１９】
請求項１２の発明は、着色泳動微粒子は、顔料等により、赤、緑、青等、又は、黒、マゼンタ、イエロ−、又は、シアン色等に着色したもので、カラ−表示に適する真球状負荷電微粒子及び真球状負荷電磁性微粒子等である。
【００２０】
請求項１３の発明は、白色絶縁性液体は、高分子微粒子原料モノマ−に正孔トラップとなる材料、酸化亜鉛、酸化チタン等の酸化物系白色超微粉末を加え、懸濁重合法・乳化重合法・分散重合法等により、０．２〜０．５μｍの真球状超微粒子を作る。これに１〜１５ｋＧｙのガンマ線を照射し、９０〜１１０℃で十数分間加熱するか、９０〜１１０℃で１〜１５ｋＧｙのガンマ線を照射して、エレクトレット性正電荷に帯電した微粒子で１０〜２０ｍＶのζ電位をもち、炭化水素絶縁性液体、シリコ−ン絶縁性液体等に１〜３０％分散した微弱の正電荷をもつ白色絶縁性液体である。
【００２１】
請求項１４の発明は、高分子微粒子原料モノマ−は、アクリル系、ポリエステル系、スチレン系、ポリカ−ボネ−ト系等の樹脂で、電子トラップ材料は弗素系樹脂である。正孔トラップ材料は、Ｓｉの酸化物（ＳｉＯ２）、アモルファス・シリコンの酸化物（Ｓｉ：Ｈ：Ｏ１−ｘ）の超微粒子である。
【００２２】
請求項１５の発明は、第１基板及び前記第２基板は、ガラス又はポリマ−・フイルムが使用できる。
【００２３】
請求項１６の発明は、第１基板及び前記第２基板の距離が、泳動微粒子の粒径の２０〜３０倍か、１５０μｍ以下が最適である。
【００２４】
請求項１７の発明は、電気泳動表示素子には、真球状着色正荷電微粒子、真球状着色正荷電磁性微粒子も使用できる。この場合、表示直流電界・剥離電界は逆極性にする必要がある。
【００２５】
請求項１８の発明は、白色絶縁性液体を構成する白色正荷電超微粒子と着色泳動微粒子との粒径比に関するものである。白色正荷電微粒子は正の電荷をもち、着色負泳動微粒子の真球状着色荷電微粒子、真球状着色負荷電磁性微粒子は負電荷をもつ。白色絶縁性液体に着色泳動微粒子を分散した場合、正・負の微粒子は静電的に結合して、表示動作に不都合を生じる。このため、絶えず分離する必要がある。本発明は、交流電場、交流磁場により撹拌過程により分離を行うが、着色泳動微粒子が大きい程、白色正荷電微粒子は小さい程、分離は有効である．特に、交流電場、交流磁場の重畳による撹拌は、白色正荷電微粒子は交流電場、真球状着色負荷電磁性微粒子は交流磁場により、別個に撹拌され、効率良く撹拌が行われ、また分離も顕著である。この場合も粒径比は有効に作用する。粒径比は１／２〜１／１０が望ましい。
【００２６】
請求項１９の発明の本電気泳動表示装置は、省エネ性に優れているため、小型太陽電池と小型電池の組合せにより、充電器不要の携帯端末機器（携帯電話、ノ−トパソコン等）のディスプレイに使用できる。
【００２７】
請求項２０の発明は、耐候性材料を用いた、業務用大型モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置（屋内外看板）が製作できる。
【発明の効果】
【００２８】
Ｉ．白色絶縁性液体に着色泳動微粒子を分散した疑似１粒子タイプのモノクロ・カラー反射・透光型電気泳動表示装置等を製作した。即ち、交流電界方式、磁気誘導方式、交流電界・磁気誘導方式である。交流電場、交流磁場等の印加による絶縁性液体の撹拌プロセスは、前記の電気泳動表示における３つの欠点、前歴表示画像の消去、二次凝集及び沈澱問題を解決した。
ＩＩ．電子線照射による真球状着色負荷電微粒子、真球状着色負荷電磁性微粒子はエレクトレット性をもつため、極めて安定で、これ等を着色泳動微粒子に使用した電気泳動表示素子は、長寿命性に優れる。また着色泳動微粒子は、真球状のため、白色絶縁性液体中において高速駆動し、高速応答の電気泳動表示装置が製作できる。
ＩＩＩ．着色泳動微粒子と白色絶縁性液体の組合せは、画像部の白色部を白色絶縁性液体が分担するため、高精細（３００ｄｐｉ）でコントラストの大きい高画質の表示が可能となった。
ＩＶ．隔壁の採用はクロスト−クを押さえ、隔壁を３分割し各素子を赤、緑、青色等とすること、又は４分割して各素子を黒、マゼンタ、イエロ−、シアン色等とすることにより、カラ−フイルタ−不要のモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置が製作できる。
Ｖ．角柱形または円柱形隔壁を透光性とし、透光反射層を設けて裏面から光照射により、反射型電気泳動表示装置の最大の欠点である、暗所使用を可能としたモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置が製作できる。
ＶＩ．本電気泳動表示装置は画像保持には電力は不要であるため、消費電力は極めて小さく、小型太陽電池と小型蓄電池の組合せにより、充電機能不要の携帯端末機器のディスプレ−・システムが実現できる。
ＶＩＩ．耐候性材料の使用により、屋内外の大型ディスプレ−（表示板、看板等）が製作できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係る実施形態を図面によって詳細に説明するが、図面中の素子の寸法形状は実際の寸法でもなければ実際の寸法に比例しているものでもない、それらは理解を容易にするために適宜誇張されている。
【００３０】
図１に本発明に係る電気泳動表示素子の基本的構成図を示す。図は便宜上１画素からなる構成を示す。
Ｉ．は真球状着色負荷電磁性微粒子９と白色絶縁性液体１２とで構成し、交流電場で撹拌する交流電界方式である。第１基板１（ネサ・ガラス）と、第１基板１上に配置された第１透明電極２、透明絶縁層３、第１透明駆動電極６、透光反射層７、透明絶縁層（表示面）８と、前記第１基板１に対向して配置された、第２基板１９と、該第２基板上に配置された第２電極１８、絶縁層１６、第２駆動電極１５、絶縁層（非表示面）１４と、第１基板１と第２基板１９間に、構成された角柱形又は、円筒形隔壁１３に充填された白色絶縁性液体１２中に分散した真球状着色負荷電微粒子９とを封入し、垂直移動による電気泳動表示素子である。
第１透明電極２と第２電極１８間に交流電界２１を印加し、着色泳動微粒子を交流電場により撹拌、第１透明駆動電極６と、第２駆動電極１５間に表示用直流電界２０を接続して、着色部は着色泳動微粒子９を垂直移動して、透明絶縁層（表示面）８に、白色部は白色絶縁性液体１２で表示するモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示素子である。
【００３１】
ＩＩは、真球状着色負荷電磁性微粒子１１と白色絶縁性液体１２とで構成し、交流磁場で撹拌する磁気誘導方式である。第１基板１（ネサ・ガラス）の表面の透明電極をパタ−ニングして磁場発生用薄膜コイル状第２透明電極４とし、透明絶縁層５、第１透明駆動電極６、透光反射層７、透明絶縁層（表示面）８、前記第１基板１に対向して配置された第２基板１９（ネサ・ガラス）の表面の透明電極をパタ−ニングして磁場発生用薄膜コイル状第３電極１７とし、絶縁層１６、第２駆動電極１５及び絶縁層（非表示面）１４と、第１基板１と第２基板１９間に、構成された角柱形又は円筒形隔壁１３に充填された白色絶縁性液体１２と、該白色絶縁性液体中に分散された真球状着色負荷電磁性微粒子１１とを封入し、垂直移動による電気泳動表示素子である。
第２透明電極４と第３電極１７間に磁場発生用交流電界２２を印加し、交流磁場により真球状着色負荷電磁性微粒子１１を撹拌、第１透明駆動電極６と、第２駆動電極１５間に表示用直流電界２０を印加して、着色部は着色泳動微粒子１１を垂直移動して、透明絶縁層（表示面）８に表示、白色部は白色絶縁性液体１２で表示するモノクロ・カラー反射・透光型電気泳動表示素子である。
【００３２】
ＩＩＩは、真球状着色負荷電磁性微粒子１１と白色絶縁性液体１２とで構成され、交流電場と交流磁場とを重畳して着色泳動粒子を撹拌する交流電界・磁気誘導方式である。第１基板１（ネサ・ガラス）の表面の透明電極を第１透明電極２とし、透明絶縁層３、磁場発生用薄膜コイル状第２電極４、透明絶縁層５、第１透明駆動電極６、透光反射層７、透明絶縁層（表示面）８、前記第１基板１に対向して配置された第２基板１９（ネサ・ガラス）の透明電極を第２電極１８とし、透明絶縁層１６、磁場発生用薄膜コイル状第３電極１７、絶縁層１６、第２駆動電極１５、透明絶縁層（非表示面）１４と、第１基板１と前記第２基板１９間に、充填された白色絶縁性液体１２中に分散された真球状着色負荷電磁性微粒子１１とを封入し、垂直移動による電気泳動表示素子である。
第１透明電極２と第２電極１８間に交流電場発生用交流電界２１を、第２透明電極４と第３電極１７間に交流磁場発生用交流電界２２を印加し、交流電場と交流磁場とを重畳して白色絶縁性液体１２を撹拌、第１透明駆動電極６と第２駆動電極１５間に表示用直流電界２０を印加して、着色部は着色泳動微粒子１１を垂直移動し、透明絶縁層（表示面）８に、白色部は白色荷絶縁性液体１２で表示するモノクロ・カラー反射・透光型電気泳動表示素子である。
【００３３】
図２は、各方式の駆動法の詳細をタイムチャ−トで示したものである。
Ｉ．は交流電界方式である。第１過程は、前期、中期、後期の三段階に分かれる。先ず第１基板と第２基板間に交流電界を印加、白色絶縁性液体を交流電場により撹拌、前期には、剥離用直流電界を重畳、前歴表示画像の消去と着色泳動微粒子の撹拌を行い、中期には、表示用直流電界を印加、着色泳動微粒子を表示面に、後期には交流電界を切断して、画像表示を行う。第２過程は、交流電界及び剥離用直流電界を印加して、前歴表示画像の消去を行う。着色泳動微粒子は非表示面に移動、表示面は白色絶縁性液体により、白色画面となり表示操作は終了する。
【００３４】
ＩＩ．は、磁気誘導方式である。第１過程は、前期、中期、後期の三段階に分かれる。先ず第１基板と第２基板間に交流電流を通電し、交流磁場を発生させ、白色絶縁性液体を交流磁場により撹拌、前期には、剥離用直流電界を重畳、前歴表示画像の消去と着色泳動微粒子（真球状着色負荷電磁性微粒子）の撹拌を行い、中期には、表示用直流電界を印加、着色泳動微粒子を表示面に、後期には交流磁場を切断して、画像表示を行なう。第２過程は、交流磁場及び剥離用直流電界を印加して、前歴表示画像の消去を行なう。着色泳動微粒子は非表示面に垂直移動し、表示面は白色絶縁性液体により、白色画面となり表示操作は終了する。
【００３５】
ＩＩＩ．は、交流電界・磁気誘導方式である。第１過程は、前期、中期、後期の三段階に分かれる。先ず第１基板と第２基板間に交流電界を印加、交流電流を通電し、交流電場と同時に交流磁場とを発生させ、白色絶縁性液体を交流電場・交流磁場により撹拌、前期には、剥離用直流電界を重畳、前歴表示画像の消去と着色泳動微粒子の撹拌を行い、中期には、表示用直流電界を印加、着色泳動微粒子を表示面に、後期には交流磁場を切断して、画像表示を行なう。第２過程は、交流電場、交流磁場及び剥離用直流電界を印加して、前歴表示画像の消去を行なう。着色泳動微粒子は非表示面に垂直移動し、表示面は白色絶縁性液体により、白色画面となり表示操作は終了する。交流電場、交流磁場の重畳により、効率よく撹拌が行なわれ、前歴表示画像の消去が高速応答性となる。
【００３６】
図３は、本発明の交流電界方式による電気泳動表示素子中の泳動微粒子の動作状態の一例である。電気泳動表示素子の構成は、第１基板１と第１基板上に配置された第１透明電極２、透明絶縁層３、第１透明駆動電極６、透光反射層７、及び透明絶縁層（表示面）８と、第１基板１に対向して配置された、第２基板１９と、該第２基板上に配置された第２電極１８、絶縁層１６、第２駆動電極１５、絶縁層（非表示面）１４と、第１基板１と第２基板１９間に構成された角柱形又は、円筒形隔壁１３に充填された白色絶縁性液体１２と該白色絶縁性液体に分散された着色泳動微粒子（真球状着色負荷電微粒子）９とを封入し、垂直移動による電気泳動表示素子である。
【００３７】
第１過程の前期は、第１透明電極２と第２電極１８間に交流電界２１を印加し、第１透明駆動電極６と第２駆動電極１５間に剥離用直流電界を印加、交流電場により白色絶縁性液体１２を撹拌し、前歴表示画像の消去、白色絶縁性液体中に分散した泳動微粒子（真球状着色負荷電微粒子）９の均一分布化等を行う。中期は撹拌と同時に表示直流電界２０を印加すると、非表示面の泳動微粒子は、表示面近傍に集まり、後期には交流電界を切断して、画像表示を行なう。
第２過程の前期は、第１透明電極２と第２電極１８間に交流電界２１を印加し、第１透明駆動電極６と第２駆動電極１５間に剥離用直流電界を印加、交流電場によりにより白色絶縁性液体１２を撹拌し、前歴表示画像の消去を行なう。着色泳動微粒子９は非表示面１４に移動、後期には着色泳動微粒子９は殆ど非表示層に集まり、その結果表示面８には白色絶縁性液体１２により白色画面となり、表示操作は終了する。
【００３８】
図４は、本発明の磁気誘導方式による電気泳動表示素子中の泳動微粒子の動作状態の一例である。電気泳動表示素子の構成は、第１基板１と第１基板上に配置された磁場発生用薄膜コイル状第２透明電極４、透明絶縁層５、第１透明駆動電極動電極６、透光反射層７、透明絶縁層（表示面）８と、第１基板に対向して配置された、第２基板１９と、該第２基板上に配置された磁場発生用薄膜コイル状第３電極１７、絶縁層１６、第２駆動電極１５、絶縁層（非表示面）１４と、第１基板１と第２基板１９間に構成された、角柱形又は、円筒形隔壁１３に充填された白色絶縁性液体１２と該白色絶縁性液体中に分散された真球状着色負荷電磁性微粒子１１とを封入し、垂直移動による電気泳動表示素子である。
【００３９】
第１過程の前期は、第２透明電極４と第３電極１７間に交流電源２２を接続し磁場発生用電流を通電し、交流磁場により白色絶縁性液体１２を撹拌し、前歴表示画像の消去、白色絶縁性液体中に分散した着色負荷電磁性微粒子１１の均一分分布化等を行う。中期は撹拌と同時に表示直流電源２０を印加すると、非表示面の泳動微粒子は、表示面近傍に集まり 後期には交流電界を切断して、画像表示を行なう。１０は弱い正電荷をもつ懸濁白色荷電微粒子である。
第２過程の前期は交流磁界及び剥離用直流電界を印加して前歴表示画像の消去行なう。着色泳動微粒子１１は非表示面１４に移動、後期には泳動微粒子は殆ど非表示面に集まり、その結果表示面８は白色絶縁性液体１２により白色画面となり、表示操作は終了する。
【００４０】
図５は、本発明の交流電界・磁気誘導方式による電気泳動表示素子中の泳動微粒子の動作状態の一例である。電気泳動表示素子の構成は、第１基板１と第１基板上に配置された第１透明電極２、透明絶縁層３、磁場発生用薄膜コイル状第２透明電極４、透明絶縁層５、第１透明駆動電極６、透光反射層７及び透明絶縁層（表示面）８と、第１基板に対向して配置された、第２基板１９と、該第２基板上に配置された第２電極１８、絶縁層１６、磁場発生用薄膜コイル状第３電極１７、絶縁層１６、第２駆動電極１５、絶縁層（非表示面）１４と、第１基板１と第２基板１９間に構成された角柱形又は、円筒形隔壁１３に充填された白色絶縁性液体１２と該透白色絶縁性液体中に分散された着色負荷電磁性微粒子１１とを封入し、垂直移動による電気泳動表示素子である。
【００４１】
第１過程の前期は、第１透明電極２と第２電極１８間に交流電源２１を印加、同時に第２透明電極４と第３電極１７間に交流磁場発生用交流電源２２を接続し交流磁場発生用電流を通電し、交流電場と交流磁場により白色絶縁性液体１２を撹拌し、前歴表示画像の消去、白色絶縁性液体中に分散した着色負荷電磁性微粒子１１の均一分布化等を行う。中期は撹拌と同時に表示直流電界２０を印加すると、非表示面１４の泳動微粒子は、表示面８近傍に集まり 後期には交流電界を切断して画像表示を行なう。
第２過程の前期は、交流電場と交流磁界及び剥離用直流電界を印加して、前歴表示画像の消去行なう。着色泳動微粒子１１は非表示面１４に移動、後期には着色泳動微粒子は殆ど非表示面１４に集まり、その結果表示面８は白色絶縁性液体１２により白色画面となり表示操作は終了する。
【００４２】
図６は、交流電界方式による電気泳動表示装置の製作フロ−チャ−トと断面図である。便宜上４画素で示す。第１基板１は、透明のネサガラスである。透明電極材料は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛等を用いる。これを第１透明電極２とし、スピンナ・コ−トによりポリカ−ボネ−ト膜を約２０〜５０μｍ塗布して透明絶縁層３とする。表面に透明電極材料をスパッタしパタ−ニングして、第１透明駆動電極６のＹ軸方向のリ−ド線をパタ−ニングする。次にフォトレジスト塗布し、パタ−ニングして貫通絶縁層をとする。アルミニウムを蒸着パタ−ニングして透光反射層７をとする。フォトレジストを塗布、透明電極材料をスパッタしてＹ軸方向の第１透明駆動電極６を構成する。スピンナ・コ−トによりポリカ−ボネ−ト膜を２０〜５０μｍ塗布して、透明絶縁層（表示面）８とする。更に、感光性樹脂（ＮＡＰ）を５０μｍ〜１５０μｍ塗布し、フォトリソグラフにより、角柱形または円筒形隔壁１３を形成し、その凹部に白色絶縁性液体１２を注入する。
カラ−電気泳動表示装置の場合、白色絶縁性液体は、３種類又は４種類の色彩の着色泳動微粒子を分散している。これを所定の位置の電気泳動表示素子に注入（３００ｄｐｉ以上）するには、インクジエット・プリンタ手法が最適である。この場合、白色絶縁性液体は、分散された真球状着色負荷電微粒子により負の電荷をもつ。このためインクジエット・プリンタのノズル先端内面に負電極を設け、第１透明駆動電極を正とし加速用直流電界を印加すると、所定の位置の角柱形又は、円筒形隔壁中に加速飛翔され、短時間に注入することができる。
凹部の角柱形障壁は、深さ５０〜１５０μｍ、幅が６０〜７０μｍ、厚さが１５〜３０μｍ、円筒型障壁は、直径４０〜７０μｍ、厚さ約１５〜３０μｍである
第２基板１９は、前記第１基板と同様ネサ・ガラスである。ネサ膜を第２電極１８とし、ポリカ−ボネ−ト膜を２０〜５０μｍ塗布して絶縁層１６とし、その表面に透明電極材料をスパッタしパタ−ニングして第２駆動電極１５のＸ軸のリ−ド線を形成する。これにフォトレジストを塗布し、パタ−ニングして、貫通絶縁層Ａを形成する。透明電極材料をスパッタし、パタ−ニングしてＸ軸第２駆動電極１５とする。更にポリカ−ボネ−ト膜２０〜５０μｍ塗布して非表示面１４を構成する。
第１基板と第２基板を張り合わせて電気泳動表示装置とし、駆動ＩＣを接続してモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置を完成する。
【００４３】
図７は、交流電界方式による電気泳動表示装置の断面図及び３×３マトリックス平面構成図である。電気泳動表示素子は、３００ｄｐｉの解像度を維持するには、一辺が６０〜７０μｍ、高さ１００〜１５０μｍの角柱または円筒で、隔壁の幅は約１５〜３０μｍである。図ａ、図ｂは、角柱形隔壁をもつ反射型電気泳動表示装置である。図ｃ、図ｄは、円筒形隔壁をもつ透光型電気泳動表示装置ある。裏面から光照射し、隔壁を透した光は透光反射層７で有効に反射して表示面を照射暗所で使用できるモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置である。
【００４４】
図８は、磁気誘導方式による電気泳動表示装置の製作フロ−チャ−トと断面図である。便宜上４画素で示す。第１基板１は、透明のネサガラスである。透明電極材料は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛等を用いる。ネサガラス上の透明電極をフォトリソグラフィによりパタ−ニングして磁場発生用薄膜コイル状第２透明電極４とし、ポリカ−ボネ−ト膜を２０〜５０μｍ塗布して透明絶縁層５とする。表面に透明電極材料をスパッタしパタ−ニングして、第１透明駆動電極６のＹ軸方向のリ−ド線とし、次にフォトレジストを塗布し、パタ−ニングして貫通絶縁層とする。アルミニウムを蒸着しパタ−ニングして、透光反射層７とする。フォトレジストを塗布、透明電極材料をスパッタしてＹ軸方向の第１透明駆動電極６を構成する。ポリカ−ボネ−ト膜を２０〜５０μｍ塗布して、透明絶縁層（表示面）８とする。更に、感光性樹脂（ＮＡＰ）を５０〜１５０μｍ塗布し、フォトリソグラフィにより、角柱形または円筒形隔壁１３を形成し、その凹部に白色絶縁性液体１２を注入する。
カラ−電気泳動表示装置の場合、白色絶縁性液体は、３種類又は４種類の色彩の着色泳動微粒子を分散している。これを所定の位置の電気泳動表示素子に注入するには、インクジエット・プリンタ手法が最適である。この場合、白色絶縁性液体は、分散された真球状着色負荷電磁性微粒子により負の電荷をもつ。このためインクジエット・プリンタ・タンクのノズル先端内面に負電極を設け、第１透明駆動電極を正とし加速用直流電界を印加すると、所定の位置の角柱形又は、円筒形隔壁中に加速飛翔され、短時間で注入することができる。
凹部の角柱形障壁は、深さ５０〜１５０μｍ、幅４０〜７０μｍ、厚さは１５〜３０μｍ、円筒型障壁は、直径４０〜７０μｍ、厚さ１５〜３０μｍである。
第２基板１９は、前記第１基板と同様ネサ・ガラスである。ネサ膜を第２電極１８とし、ポリカ−ボネ−ト膜を約２０〜５０μｍ塗布して絶縁層１６とし、その表面に透明電極材料をスパッタしパタ−ニングして第２駆動電極１５のＸ軸のリ−ド線を形成する。これにフォトレジストを塗布パタ−ニングして 貫通絶縁層Ａを形成、透明電極材料をスパッタし、パタ−ニングしてＸ軸第２駆動電極１５とする。更にポリカ−ボネ−ト膜約２０〜５０μｍ塗布して非表示面１４を構成する。 第１基板と第２基板を張り合わせて電気泳動表示装置とし、駆動ＩＣを接続してモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置を完成する。
【００４５】
図９は、磁気誘導方式による電気泳動表示装置の断面図及び３×３マトリックス平面構成図である。電気泳動表示素子は、３００ｄｐｉの解像度を維持するには、一辺が６０〜７０μｍ、高さ１００〜１５０μｍの角柱または円筒で、隔壁の厚さは１５〜３０μｍである。図ａ、図ｂは、角柱形隔壁をもつ反射型電気泳動表示装置である。図ｃ、図ｄは、円筒形隔壁をもつ透光型電気泳動表示装置ある。裏面から光照射し、隔壁を透した光は透光反射層７で有効に反射して表示面を照射暗所で使用できるモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置である。
【００４６】
図１０は、交流電界・磁気誘導方式による電気泳動表示装置の製作フロ−チャ−トと断面図である。便宜上４画素で示す。第１基板１は、透明のネサガラスである。透明電極材料は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛等を用いる。ネサガラス上の透明電極を第１透明電極２とする。表面にポリカ−ボネ−トを２０〜５０μｍ塗布して透明絶縁層３とし、透明電極材料をスパッタし、パタ−ニングして薄膜磁場発生用コイル状第２透明電極４とする。再びポリカ−ボネ−トを２０〜５０μｍ塗布して透明絶縁層５とし、透明電極材料をスパッタし、パタ−ニングして、第１透明駆動電極６のＹ軸リ−ド線を形成する。次にフォトレジストを塗布し、パタ−ニングして貫通絶縁層とする。アルミニウムを蒸着し、パタ−ニングして透光反射層７を構成する。フォトレジストを塗布、透明電極材料をスパッタしてＹ軸方向の第１透明駆動電極６を構成する。ポリカ−ボネ−ト膜を２０〜５０μｍ塗布して、透明絶縁層（表示面）８とする。更に、感光性樹脂（ＮＡＰ）を５０μｍ〜１５０μｍ塗布し、フォトリソグラフィにより、角柱形または円筒形隔壁１３を形成し、その凹部に白色絶縁性液体１２を注入する。
カラ−電気泳動表示装置の場合、白色絶縁性液体は、３種類又は４種類の色彩の着色泳動微粒子を分散している。これを所定の位置の電気泳動表示素子に注入するには、インクジエット・プリンタ手法が最適である。この場合、白色絶縁性液体は、分散された真球状着色負荷電磁性微粒子により負の電荷をもつ。このためインクジエット・プリンタ・タンクのノズル先端内面に負電極を設け、第１透明駆動電極を正とし加速用直流電界を印加すると、所定の位置の角柱形又は、円筒形隔壁中に加速飛翔され、短時間で注入することができる。
凹部の角柱形障壁は、深さ５０〜１５０μｍ、幅４０〜７０μｍ、厚さは１５〜３０μｍ、円筒型障壁は、直径４０〜７０μｍ、厚さ１５〜３０μｍである。
第２基板１９は、前記第１基板と同様ネサ・ガラスである。ネサ膜を第２電極１８とし、ポリカ−ボネ−ト膜を約２０〜５０μｍ塗布して絶縁層１６とし、その表面に透明電極材料をスパッタしパタ−ニングして第２駆動電極１５のＸ軸のリ−ド線を形成する。これにフォトレジストを塗布パタ−ニングして貫通絶縁層Ａを形成し、透明電極材料をスパッタし、パタ−ニングしてＸ軸第２駆動電極１５とする。更にポリカ−ボネ−ト膜２０〜５０μｍ塗布して非画像表示面１４を構成する。
第１基板と第２基板を張り合わせて電気泳動表示装置とし、駆動ＩＣを接続してモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置を完成する。
【００４７】
図１１は、交流電界・磁気誘導方式による電気泳動表示装置の断面図及び３×３マトリックス平面構成図である。電気泳動表示素子は、３００ｄｐｉの解像度を維持するには、一辺が６０〜７０μｍ、深さ１００〜１５０μｍの角柱または円筒で、隔壁の幅は１５〜３０μｍである。図ａ、図ｂは、反射型交流電界・磁気誘導方式電気泳動表示装置である。図ｃ、図ｄは、円筒形隔壁をもつ透光型電気泳動表示装置ある。裏面から光照射し、隔壁を透した光は透光反射層７で有効に反射して表示面を照射暗所で使用できるモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置である。
【００４８】
図１２は、着色泳動微粒子、白色絶縁性液体の製作フロ−チャ−トである。前記着色負荷電微粒子は、アクリル系、ポリエステル系、スチレン系、ポリカーボネート系等の高分子微粒子原料モノマ−に、トラップとなる材料、顔料等を添加し、懸濁重合法・乳化重合法・分散重合法等により、５〜１０μｍの真球状微粒子をつくる。これに１０〜５０ｋＧｙの電子線を照射し、９０〜１１０℃で十数分開加熱するか、９０〜１１０℃で１０〜５０ｋＧｙの電子線を照射して、エレクトレット性負電荷を帯電した微粒子で−３０〜−１００ｍＶのζ電位をもち、
前記着色負荷電磁性微粒子は、前述の材料に磁性微粒子（ＦｅＯ・Ｆｅ２Ｏ３で示されるマグネタイト微粒子）を加え、懸濁重合法・乳化重合法・分散重合法等により、５〜１０μｍの真球状微粒子を作る。これに１０〜５０ｋＧｙの電子線を照射して、−３０〜−１００ｍＶのエレクトレット性ζ電位と５×１０−４Ｗｂの磁荷とを合わせも着色負荷電磁性微粒子である。
前記白色絶縁性液体は高分子微粒子原料モノマ−に、正孔トラップとなる材料（ＳｉＯ２，Ｓｉ：Ｈ：Ｏ１−ｘ等）、酸化亜鉛、酸化チタン等の酸化物白色超微粒子を加え、懸濁重合法・乳化重合法・分散重合法等により、０．１〜１μｍの真球状超微粒子を作る。これに１〜１５０ｋＧｙのガンマ線を照射し、９０〜１１０℃で十数分間加熱するか、９０〜１１０℃で１〜１５０ｋＧｙのガンマ線を照射して、エレクトレット性正電荷を帯電した微粒子で５〜２０ｍＶのζ電位をもち炭化水素絶縁性溶媒、シリコ−ン絶縁性溶媒に１〜２０％分散した白色絶縁性液体である。
【００４９】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種々の変形例、設計変更などをその技術範囲内に包含することは云う迄もない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】 本発明の電気泳動表示素子の基本的構成を示す断面図である。Ｉ．交流電界方式 ＩＩ．磁気誘導方式 ＩＩＩ．交流電界・磁気誘導方式
【図２】 本発明の電気泳動表示素子の代表的な駆動法を示す図である。Ｉ．交流電界方式 ＩＩ．磁気誘導方式 ＩＩＩ．交流電界・磁気誘導方式
【図３】 本発明の交流電界方式による電気泳動表示素子中の泳動粒子の挙動を示す模式図である。第１過程：前期、中期、後期 第２過程：前期、後期
【図４】 本発明の磁気誘導方式による電気泳動表示素子中の泳動粒子の挙動を示す模式図である。第１過程：前期、中期、後期 第２過程：前期、後期
【図５】 本発明の交流電界・磁気誘導方式による電気泳動表示素子中泳動粒子の挙動を示す模式図である。第１過程：前期、中期、後期 第２過程：前期、後期
【図６】 本発明による交流電界方式による電気泳動表示装置の製作フロ−チャ−トと断面図である。
【図７】 本発明による交流電界方式による反射型及び透過型電気泳動表示素子アレイの断面図と３×３マトリックス平面構成図である。
【図８】 本発明による磁気誘導方式による電気泳動表示装置の製作フロ−チャ−トと断面図である。
【図９】 本発明による磁気誘導方式による反射型及び透過型電気泳動表示素子アレイの断面図と３×３マトリックス平面構成図である。
【図１０】 本発明による交流電界・磁気誘導方式による電気泳動表示装置の製作フロ−チャ−トと断面図である。
【図１１】 本発明による交流電界・磁気誘導方式による反射型及び及び透光型電気泳動表示素子アレイの断面図と３×３マトリックス平面構成図である。
【図１２】 着色泳動微粒子、白色絶縁性液体の製作フロ−チャ−トである。
【符号の説明】
【００５２】
１・・・第１基板
２・・・第１透明電極
３・・・透明絶縁層
４・・・第２透明電極
５・・・透明絶縁層
６・・・第１透明駆動電極
７・・・透光反射層
８・・・絶縁層（表示面）
９・・・着色泳動微粒子（負荷電微粒子）
１０・・・白色正荷電微粒子
１１・・・着色泳動微粒子（負荷電磁性微粒子）
１２・・・白色絶縁性液体
１３・・・隔壁
１４・・・絶縁層（非表示面）
１５・・・第２駆動電極
１６・・・絶縁層
１７・・・第３電極
１８・・・第２電極
１９・・・第２基板
２０・・・表示用直流電源
２１・・・撹拌用交流電源
２２・・・撹拌用磁場発生電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、第１基板上に配置された第１透明電極、透明絶縁層、第１透明駆動電極、透光反射層及び透明絶縁層（表示面）と前記第１基板に対向して配置された第２基板と、該第２基板上に配置された第２電極、絶縁層、第２駆動電極、及び絶縁層（非表示面）と、前記第１基板と第２基板間の隔壁に充填された白色絶縁性液体と、該白色絶縁性液体中に分散され着色泳動微粒子（真球状着色負荷電微粒子）を備えた疑似１粒子タイプの電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
画像表示は、前記第１透明電極と第２電極間に交流電源を印加して、前記白色絶縁性液体を交流電場で撹拌して、表示面及び非表示面に付着する前歴表示画像を消去する。同時に前記第１透明駆動電極と第２駆動電極間に表示用直流電界を印加し、着色泳動微粒子を表示面に垂直移動させ画像表示する第１過程と、表示後再び前記第１透明電極と第２電極間に交流電界を印加して、白色絶縁性液体を撹拌し前歴表示画像を消去し、更に着色泳動微粒子を非表示面に垂直移動し、表示面を白色表示する第２の過程により、表示操作を終了することを特徴とする、交流電界方式による電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
【請求項２】
第１基板と、第１基板上に配置された磁場発生用薄膜コイル状第２透明電極、透明絶縁層、第１透明駆動電極、透光反射層及び絶縁層（表示面）と、前記第１基板に対向して配置された第２基板と、該第２基板に配置された磁場発生用薄膜コイル状第３電極、絶縁層、第２駆動電極、及び絶縁層（非表示面）と、前記第１基板と第２基板間の隔壁に、充填された白色絶縁性液体中に分散された着色荷電磁性微粒子（真球状着色負荷電磁性微粒子）を備えた疑似１粒子タイプの電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
画像表示は、前記第１透明電極と第３電極間に交流電流を通電して交流磁場を発生させ、前記白色絶縁性液体を交流磁場で撹拌して、表示面及び非表示面に付着する前歴画像を消去する。同時に前記第１透明駆動電極と第２駆動電極間に表示用直流電界を印加し、着色泳動微粒子を表示面に垂直移動させ画像表示する第１過程と、表示後再び前記第１透明電極と第３電極間に交流電界を印加して磁場を発生させ、白色絶縁性液体を撹拌し、着色泳動微粒子を非表示面に垂直移動し、表示面を白色表示する第２の過程により、表示操作を終了することを特徴とする、磁気誘導方式による電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
【請求項３】
第１基板と、第１基板上に配置された第１透明電極、透明絶縁層、磁場発生用薄膜コイル状第２透明電極、透明絶縁層、第１透明駆動電極、透光反射層及び透明絶縁層（表示面）と、前記第１基板に対向して配置された第２基板と該第２基板上に配置された第２電極、絶縁層、磁場発生用薄膜コイル状第３電極、絶縁層、第２駆動電極、及び絶縁層（非表示面）と、前記第１基板と前記第２基板間の隔壁に充填された白色絶縁性液体と、該白色絶縁性液体中に分散された着色泳動微粒子（真球状着色負荷電磁性微粒子）を備えた疑似１粒子タイプの電気泳動表示素子、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
画像表示は、前記第１透明電極と第２電極間に交流電界を印加して交流電場を発生し、第２透明電極と第３電極に交流電流を通電して交流磁場を発生して、交流電場と交流磁場とを重畳し白色絶縁性液体を撹拌して、表示面及び非表示面に付着する前歴表示画像を消去する。同時に前記第１透明駆動電極と第２駆動電極間に表示用直流電界を印加し、着色泳動微粒子を表示面の透明絶縁層に垂直移動させ画像表示する第１過程と、表示後再び前記第１透明電極と第２電極間に交流電界を印可して、交流電場を発生し、同時に第２透明電極と第３電極間に交流電流を通電して交流磁場を発生し、交流電場と交流磁場とを重畳して、白色絶縁性液体を撹拌し前歴表示画像を消去、着色泳動微粒子を非表示面に垂直移動し、表示面を白色表示する第２の過程により表示操作を終了することを特徴とする、交流電界・磁気誘導方式による電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
【請求項４】
前記請求項１乃至３に記載の反射型電気泳動表示装置において、第２基板及び該第２基板上に配置された第２電極、絶縁層、第３電極、絶縁層、第２駆動電極、絶縁層、角柱又は円筒隔壁等に透光性材料を使用し、裏面から透過光を照射できる構造にしたことを特徴とするモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
【請求項５】
前記角柱形、円筒形隔壁を３分割し、赤、緑、青色等、又は４分割して黒、マゼンタ、イエロー、又はシアン色等としたカラ−用電気泳動表示素子とモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
【請求項６】
前記電気泳動表示素子に、泳動微粒子及び白色絶縁性液体等の注入には、インクジエット・プリンタ手法を利用するモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置の製作法。
【請求項７】
前記請求項１に記載の交流電界方式による電気泳動表示素子を集合し、一体化し単純マトリックス又は、ＴＦＴマトリックス回路により表示することを特徴とする、請求項１乃至６に記載のモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
【請求項８】
前記請求項２に記載の磁気誘導方式による電気泳動表示素子を集合し、一体化し単純マトリックス又は、ＴＦＴマトリックス回路により表示することを特徴とする、請求項２乃至６に記載のモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
【請求項９】
前記請求項３に記載の交流電界・磁気誘導方式による電気泳動表示素子を集合し、一体化し単純マトリックス又は、ＴＦＴマトリックス回路により表示することを特徴とする請求項３乃至６に記載のモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
【請求項１０】
前記着色負荷電微粒子は、高分子微粒子原料モノマ−に、電子トラップとなる材料、顔料等を添加し、懸濁重合法・乳化重合法・分散重合法等により、５〜１０μｍの真球状微粒子を作る。これに１０〜５０ｋＧｙの電子線を照射し、９０〜１１０℃で十数分間加熱するか、９０〜１１０℃で１０〜５０ｋＧｙの電子線を照射して、エレクトレット性負電荷を帯電した微粒子で、−５０〜−１００ｍＶのζ電位をもち、所望の色彩に着色したことを特徴とする着色負荷電微粒子である。粒形が真球状超微粒子で、粒度分布度が狭いので、白色絶縁性液体に分散し表示用直流電界を印加すると、規則的に高速移動して、短時間で応答する真球状着色負荷電微粒子。
【請求項１１】
前記着色負荷電磁性微粒子は、高分子微粒子原料モノマ−に、電子トラップとなる材料、顔料等、磁性微粒子（ＦｅＯ・Ｆｅ２Ｏ３で示されるマグネタイト微粒子、ナノ磁性微粒子等）を加え、懸濁重合法・乳化重合法・分散重合法等により、５〜１０μｍの真球状微粒子を作る。これに１０〜５０ｋＧｙの電子線を照射し、９０〜１１０℃で十数分間加熱するか、９０〜１１０℃で１０〜５０ｋＧｙの電子線を照射して、エレクトレット性負電荷を帯電した微粒子で、−５０〜−１００ｍＶのζ電位と、５×１０−４Ｗｂの磁荷を合わせもち、所望の色彩に着色したことを特徴とする着色負荷電磁性微粒子である。粒形が真球状超微粒子で、粒度分布度が狭いので、白色絶縁性液体に分散し表示用直流電界を印加すると、規則的に高速移動して、短時間で応答し、低い直流電界で駆動する真球状着色負荷電磁性微粒子。
【請求項１２】
前記着色泳動微粒子は、顔料等により、赤、緑、青等又は黒、マゼンタ、イエロ−、シアン色等に着色したもので、カラ−表示に適する真球状着色負荷電微粒子及び真球状着色負荷電磁性微粒子。
【請求項１３】
前記白色絶縁性液体は、高分子微粒子原料モノマ−に、正孔トラップ材料と、酸化亜鉛、酸化チタン等の酸化物系白色超微粉末を加え懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法等により、０．１〜１μｍの真球状超微粒子を作る。これに１〜１５ｋＧｙのガンマ線を照射し、９０〜１１０℃で十数分間加熱するか、９０〜１１０℃で１〜１５ｋＧｙのガンマ線を照射して、エレクトレット性正電荷を帯電した白色正荷電微粒子で、５〜５０ｍＶのζ電位をもつ。これを炭化水素絶縁性液体またはシリコ−ン系絶縁性液体等に５〜２０％分散した白色絶縁性液体。
【請求項１４】
前記高分子微粒子原料モノマ−は、アクリル系、ポリエステル系、スチレン系、ポリカ−ボネ−ト系等の樹脂で、電子トラップとなる材料は、弗素系樹脂である。正孔トラップとなる材料は、Ｓｉの酸化物（ＳｉＯ２）アモルファス・シリコン酸化物（Ｓｉ：Ｈ：Ｏ１−ｘ）の超微粒子である。
【請求項１５】
前記第１基板及び前記第２基板は、ガラス又はポリマ−・フイルムであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかの項に記載の電気泳動表示素子、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
【請求項１６】
前記第１基板及び前記第２基板の距離が、前記泳動微粒子の粒径の５０倍か、２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかの項に記載の電気泳動表示素子、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
【請求項１７】
前記電気泳動表示素子には、真球状着色正荷電微粒子及び真球状着色正荷電磁性微粒子も使用できる。この場合、印加電界は逆極性にする必要がある。
【請求項１８】
前記白色絶縁性液体を構成する白色正荷電微粒子と、着色泳動微粒子の粒径比が１／２〜１／１０の範囲にあることを特徴とする白色正荷電微粒子と真球状着色荷電微粒子及び真球状着色荷電磁性微粒子。
【請求項１９】
前記電気泳動表示装置は、省エネ性に優れているため、小型太陽電池と小型蓄電池の組合せにより、充電器不要の携帯端末機器（携帯電話ノ−トパソコン等）用ディスプレ−・システム。
【請求項２０】
前記荷電微粒子、荷電磁性微粒子及び白色絶縁性液体等に、耐候性材料を使用した、業務用大型電気泳動表示素子、大型業務用モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置（表示板・看板等）。
〔発明の名称〕 エレクトレット性着色泳動微粒子を用いたモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置−Ｉ。
【請求項１】
第１基板と、第１基板上に配置された第１透明電極、透明絶縁層、第１透明駆動電極、透光反射層及び透明絶縁層（表示面）と前記第１基板に対向して配置された第２基板と、該第２基板上に配置された第２電極、絶縁層、第２駆動電極、及び絶縁層（非表示面）と、前記第１基板と第２基板間の隔壁に充填された白色絶縁性液体と、該白色絶縁性液体中に分散され着色泳動微粒子（真球状着色負荷電微粒子）を備えた疑似１粒子タイプの電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
画像表示は、前記第１透明電極と第２電極間に交流電源を印加して、前記白色絶縁性液体を交流電場で撹拌して、表示面及び非表示面に付着する前歴表示画像を消去する。同時に前記第１透明駆動電極と第２駆動電極間に表示用直流電界を印加し、着色泳動微粒子を表示面に垂直移動させ画像表示する第１過程と、表示後再び前記第１透明電極と第２電極間に交流電界を印加して、白色絶縁性液体を撹拌し前歴表示画像を消去し、更に着色泳動微粒子を非表示面に垂直移動し、表示面を白色表示する第２の過程により、表示操作を終了することを特徴とする、交流電界方式による電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
【請求項２】
第１基板と、第１基板上に配置された磁場発生用薄膜コイル状第２透明電極、透明絶縁層、第１透明駆動電極、透光反射層及び絶縁層（表示面）と、前記第１基板に対向して配置された第２基板と、該第２基板に配置された磁場発生用薄膜コイル状第３電極、絶縁層、第２駆動電極、及び絶縁層（非表示面）と、前記第１基板と第２基板間の隔壁に、充填された白色絶縁性液体中に分散された着色荷電磁性微粒子（真球状着色負荷電磁性微粒子）を備えた疑似１粒子タイプの電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
画像表示は、前記第１透明電極と第３電極間に交流電流を通電して交流磁場を発生させ、前記白色絶縁性液体を交流磁場で撹拌して、表示面及び非表示面に付着する前歴画像を消去する。同時に前記第１透明駆動電極と第２駆動電極間に表示用直流電界を印加し、着色泳動微粒子を表示面に垂直移動させ画像表示する第１過程と、表示後再び前記第１透明電極と第３電極間に交流電界を印加して磁場を発生させ、白色絶縁性液体を撹拌し、着色泳動微粒子を非表示面に垂直移動し、表示面を白色表示する第２の過程により、表示操作を終了することを特徴とする、磁気誘導方式による電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
【請求項３】
第１基板と、第１基板上に配置された第１透明電極、透明絶縁層、磁場発生用薄膜コイル状第２透明電極、透明絶縁層、第１透明駆動電極、透光反射層及び透明絶縁層（表示面）と、前記第１基板に対向して配置された第２基板と該第２基板上に配置された第２電極、絶縁層、磁場発生用薄膜コイル状第３電極、絶縁層、第２駆動電極、及び絶縁層（非表示面）と、前記第１基板と前記第２基板間の隔壁に充填された白色絶縁性液体と、該白色絶縁性液体中に分散された着色泳動微粒子（真球状着色負荷電磁性微粒子）を備えた疑似１粒子タイプの電気泳動表示素子、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
画像表示は、前記第１透明電極と第２電極間に交流電界を印加して交流電場を発生し、第２透明電極と第３電極に交流電流を通電して交流磁場を発生して、交流電場と交流磁場とを重畳し白色絶縁性液体を撹拌して、表示面及び非表示面に付着する前歴表示画像を消去する。同時に前記第１透明駆動電極と第２駆動電極間に表示用直流電界を印加し、着色泳動微粒子を表示面の透明絶縁層に垂直移動させ画像表示する第１過程と、表示後再び前記第１透明電極と第２電極間に交流電界を印可して、交流電場を発生し、同時に第２透明電極と第３電極間に交流電流を通電して交流磁場を発生し、交流電場と交流磁場とを重畳して、白色絶縁性液体を撹拌し前歴表示画像を消去、着色泳動微粒子を非表示面に垂直移動し、表示面を白色表示する第２の過程により表示操作を終了することを特徴とする、交流電界・磁気誘導方式による電気泳動表示素子、電気泳動表示方法、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
【請求項４】
前記請求項１乃至３に記載の反射型電気泳動表示装置において、第２基板及び該第２基板上に配置された第２電極、絶縁層、第３電極、絶縁層、第２駆動電極、絶縁層、角柱又は円筒隔壁等に透光性材料を使用し、裏面から透過光を照射できる構造にしたことを特徴とするモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
【請求項５】
前記角柱形、円筒形隔壁を３分割し、赤、緑、青色等、又は４分割して黒、マゼンタ、イエロー、又はシアン色等としたカラ−用電気泳動表示素子とモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
【請求項６】
前記電気泳動表示素子に、泳動微粒子及び白色絶縁性液体等の注入には、インクジエット・プリンタ手法を利用するモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置の製作法。
【請求項７】
前記請求項１に記載の交流電界方式による電気泳動表示素子を集合し、一体化し単純マトリックス又は、ＴＦＴマトリックス回路により表示することを特徴とする、請求項１乃至６に記載のモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
【請求項８】
前記請求項２に記載の磁気誘導方式による電気泳動表示素子を集合し、一体化し単純マトリックス又は、ＴＦＴマトリックス回路により表示することを特徴とする、請求項２乃至６に記載のモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
【請求項９】
前記請求項３に記載の交流電界・磁気誘導方式による電気泳動表示素子を集合し、一体化し単純マトリックス又は、ＴＦＴマトリックス回路により表示することを特徴とする請求項３乃至６に記載のモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
【請求項１０】
前記着色負荷電微粒子は、高分子微粒子原料モノマ−に、電子トラップとなる材料、顔料等を添加し、懸濁重合法・乳化重合法・分散重合法等により、５〜１０μｍの真球状微粒子を作る。これに１０〜５０ｋＧｙの電子線を照射し、９０〜１１０℃で十数分間加熱するか、９０〜１１０℃で１０〜５０ｋＧｙの電子線を照射して、エレクトレット性負電荷を帯電した微粒子で、−５０〜−１００ｍＶのζ電位をもち、所望の色彩に着色したことを特徴とする着色負荷電微粒子である。粒形が真球状超微粒子で、粒度分布度が狭いので、白色絶縁性液体に分散し表示用直流電界を印加すると、規則的に高速移動して、短時間で応答する真球状着色負荷電微粒子。
【請求項１１】
前記着色負荷電磁性微粒子は、高分子微粒子原料モノマ−に、電子トラップとなる材料、顔料等、磁性微粒子（ＦｅＯ・Ｆｅ２Ｏ３で示されるマグネタイト微粒子、ナノ磁性微粒子等）を加え、懸濁重合法・乳化重合法・分散重合法等により、５〜１０μｍの真球状微粒子を作る。これに１０〜５０ｋＧｙの電子線を照射し、９０〜１１０℃で十数分間加熱するか、９０〜１１０℃で１０〜５０ｋＧｙの電子線を照射して、エレクトレット性負電荷を帯電した微粒子で、−５０〜−１００ｍＶのζ電位と、５×１０−４Ｗｂの磁荷を合わせもち、所望の色彩に着色したことを特徴とする着色負荷電磁性微粒子である。粒形が真球状超微粒子で、粒度分布度が狭いので、白色絶縁性液体に分散し表示用直流電界を印加すると、規則的に高速移動して、短時間で応答し、低い直流電界で駆動する真球状着色負荷電磁性微粒子。
【請求項１２】
前記着色泳動微粒子は、顔料等により、赤、緑、青等又は黒、マゼンタ、イエロ−、シアン色等に着色したもので、カラ−表示に適する真球状着色負荷電微粒子及び真球状着色負荷電磁性微粒子。
【請求項１３】
前記白色絶縁性液体は、高分子微粒子原料モノマ−に、正孔トラップ材料と、酸化亜鉛、酸化チタン等の酸化物系白色超微粉末を加え懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法等により、０．１〜１μｍの真球状超微粒子を作る。これに１〜１５ｋＧｙのガンマ線を照射し、９０〜１１０℃で十数分間加熱するか、９０〜１１０℃で１〜１５ｋＧｙのガンマ線を照射して、エレクトレット性正電荷を帯電した白色正荷電微粒子で、５〜５０ｍＶのζ電位をもつ。これを炭化水素絶縁性液体またはシリコ−ン系絶縁性液体等に５〜２０％分散した白色絶縁性液体。
【請求項１４】
前記高分子微粒子原料モノマ−は、アクリル系、ポリエステル系、スチレン系、ポリカ−ボネ−ト系等の樹脂で、電子トラップとなる材料は、弗素系樹脂である。正孔トラップとなる材料は、Ｓｉの酸化物（ＳｉＯ２）アモルファス・シリコン酸化物（Ｓｉ：Ｈ：Ｏ１−ｘ）の超微粒子である。
【請求項１５】
前記第１基板及び前記第２基板は、ガラス又はポリマ−・フイルムであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかの項に記載の電気泳動表示素子、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
【請求項１６】
前記第１基板及び前記第２基板の距離が、前記泳動微粒子の粒径の５０倍か、２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかの項に記載の電気泳動表示素子、モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置。
【請求項１７】
前記電気泳動表示素子には、真球状着色正荷電微粒子及び真球状着色正荷電磁性微粒子も使用できる。この場合、印加電界は逆極性にする必要がある。
【請求項１８】
前記白色絶縁性液体を構成する白色正荷電微粒子と、着色泳動微粒子の粒径比が１／２〜１／１０の範囲にあることを特徴とする白色正荷電微粒子と真球状着色荷電微粒子及び真球状着色荷電磁性微粒子。
【請求項１９】
前記電気泳動表示装置は、省エネ性に優れているため、小型太陽電池と小型蓄電池の組合せにより、充電器不要の携帯端末機器（携帯電話ノ−トパソコン等）用ディスプレ−・システム。
【請求項２０】
前記荷電微粒子、荷電磁性微粒子及び白色絶縁性液体等に、耐候性材料を使用した、業務用大型電気泳動表示素子、大型業務用モノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置（表示板・看板等）。
〔発明の名称〕 エレクトレット性着色泳動微粒子を用いたモノクロ・カラ−反射・透光型電気泳動表示装置−Ｉ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−１０２１４８（Ｐ２００７−１０２１４８Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２１４９６（Ｐ２００５−３２１４９６）
【出願日】平成１７年１０月５日（２００５．１０．５）
【出願人】（０００１２４５０２）
【出願人】（５０３２０４０７１）
【出願人】（５０４０００３２８）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月５日（２００５．１０．５）
【出願人】（０００１２４５０２）
【出願人】（５０３２０４０７１）
【出願人】（５０４０００３２８）
【Ｆターム（参考）】
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