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電気泳動表示装置、表示方法、電気泳動表示素子の製造方法、及び電気泳動表示装置の製造方法 新技術説明会 実績あり 外国出願あり

国内特許コード P09A015018
整理番号 P07-118
掲載日 2010年2月19日
出願番号 特願2008-027920
公開番号 特開2009-009092
登録番号 特許第5218959号
出願日 平成20年2月7日(2008.2.7)
公開日 平成21年1月15日(2009.1.15)
登録日 平成25年3月15日(2013.3.15)
優先権データ
  • 特願2007-147358 (2007.6.1) JP
発明者
  • 升澤 正弘
  • 北村 孝司
出願人
  • 株式会社リコー
  • 国立大学法人 千葉大学
発明の名称 電気泳動表示装置、表示方法、電気泳動表示素子の製造方法、及び電気泳動表示装置の製造方法 新技術説明会 実績あり 外国出願あり
発明の概要

【課題】ひとつで3種の色を表示でき、反射率やコントラストの優れた電気泳動表示素子の提供の提供。
【解決手段】溶媒中に光学特性及び帯電特性が異なる3種類の分散性粒子が分散した電気泳動液であって、第1の分散性粒子は電荷がなく、第2の分散性粒子は電荷が正の電気泳動粒子であり、第3の分散性粒子は電荷が負の電気泳動粒子であることを特徴とする電気泳動液を用いた電気泳動表示素子。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


文字や静止画、動画等の所謂画像の表示用端末としては、CRTや液晶ディスプレイが広く用いられている。これらはデジタルデータを瞬時に表示し、書き換えることができるが、装置を常に持ち歩くことは容易ではない。また、自発光デバイスであるため長時間の作業では眼が疲労することや、電源をオフにすると表示が維持されないなどの難点がある。一方、文字や静止画を書類などとして配布や保存するときは、プリンタにて紙媒体に記録される。この紙媒体は、いわゆるハードコピーとして、広く使用されている。ハードコピーは多重散乱による反射を見ることになるので、自発光デバイスより視認性がよく、疲れにくい。また、軽量でハンドリングに優れていることから、自由な姿勢で読むことができる。しかし、ハードコピーは使用された後は廃棄される。一部はリサイクルされるが、そのリサイクルには、多くの労力と費用を要するなど省資源の点からは課題がある。近年、情報機器の発達に伴い、書類作成などの情報の処理をコンピュータ上で行うようになり、表示用端末上で文章を読む機会が大幅に増えている。



このような状況において、ディスプレイとハードコピーの両方の長所を持った書き換えが可能で、かつ読むという行為に適した、ペーパーライクな表示媒体へのニーズが高まっている。最近は、高分子分散型液晶、双安定性コレステリック液晶、エレクトロクロミック素子、電気泳動素子等を用いた表示媒体が、反射型で明るい表示ができ、かつメモリー性のある表示媒体として注目されている。中でも電気泳動素子を用いた表示媒体は、表示品質、表示動作時の消費電力の点で優れており、例えば、特許文献1などにその原理的な発明が開示されている。



電気泳動方式の表示媒体では、一組の透明電極の間に、着色した分散媒中に、分散媒の色とは異なる色を有する複数の電気泳動粒子を分散させた分散液を封入してある。この場合、その電気泳動粒子(単に泳動粒子とも言う。)は、分散媒中で粒子表面に電荷を帯びており、一方の透明電極側に泳動粒子の電荷を吸引する電圧を与えた場合には、泳動粒子がその透明電極側に吸引され集積して泳動粒子の色が観測され、泳動粒子の電荷と反発する電圧を与えた場合には、泳動粒子は反対側の透明電極側に移動するため分散媒の色が観測される。この変化を利用することにより表示を行うことができる。



このような電気泳動方式の表示媒体を用いた電気泳動表示素子は、ひとつ一つの画像表示素子であって、画像表示装置とするためには、微細な領域に配置された多くの電気泳動表示素子が必要となる。そこで、これらの素子を配置するための構造物が必要になる。複数の中空構造の集合体であるハニカム構造のシートはこのような微細な素子を区分して配置するのに好適な画像表示素子用構造体として知られている。それぞれのハニカムの中に電気泳動粒子と分散媒を配置して一つずつの画像表示素子し、全体として画像表示装置とすることができる。



例えば、特許文献2には、電気泳動ディスプレイとその製造方法が開示されている。この電気泳動ディスプレイは、マイクロエンボス加工または画像露光により形成されたカップ状の凹部が複数あり、凹部に溶媒または溶媒混合物中で分散する帯電色素粒子が充填され、分散物よりも小さい比重を有し、分散物と少なくとも部分的に非混和性であるシーリング組成物のオーバーコート層を分散物の上で硬化させることによって形成され、分散物を凹部内に閉じ込めるように封止されている。



画像表示素子用構造体の製法としては、特許文献3に記載のハニカム構造物を有する生分解性フィルムからなる癒着防止材の製法が開示されている。このハニカム構造物は、生分解ポリマーとリン系界面活性剤にて形成され、界面活性剤の効果にてハニカム構造物の生体への癒着を防止する機能を持っている。




カラー表示を意識した3種類の粒子が分散した電気泳動表示液を用いたディスプレイに関しては、特許文献4、6に開示されている。また、特許文献5には、着色した分散媒に電気泳動性を持つ粒子と電気泳動性を持たない粒子とを分散した電気泳動表示液を用いたディスプレイを開示している。

【特許文献1】特開2004-189487号公報

【特許文献2】特許第3680996号公報

【特許文献3】国際公開2004/148680号パンフレット

【特許文献4】特表2002-511607号公報

【特許文献5】特開2001-188269号公報

【特許文献6】特表2002-520655号公報

産業上の利用分野


本発明は、電気泳動液及びこれを用いた電気泳動表示媒体、電気泳動表示素子、電気泳動表示装置、表示方法、並びに電気泳動表示素子の製造方法及び電気泳動表示装置の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
透明な第1の電極に対して、電気泳動表示媒体を介して、第2及び第3の電極がそれぞれ対向して配置されている複数の電気泳動表示素子を有する電気泳動表示装置であって、
前記電気泳動表示媒体は、中空構造体中に、光学特性及び帯電特性が異なる3種類の分散性粒子を溶媒中に分散した電気泳動液を内包し、
前記3種類の分散性粒子は、電荷がない第1の分散性粒子と、電荷が正の電気泳動粒子である第2の分散性粒子と、電荷が負の電気泳動粒子である第3の分散性粒子とからなり、
前記複数の電気泳動表示素子における第1の電極は、同一面上に配置され、
隣接する前記電気泳動表示素子における電気泳動表示媒体は、少なくとも一つの分散性粒子の光学特性が異なる前記電気泳動液を内包していることを特徴とする電気泳動表示装置。

【請求項2】
前記電気泳動表示媒体は、白色、黒色及びイエローの分散性粒子を含む電気泳動液、白色、黒色及びマゼンタの分散性粒子を含む電気泳動液、並びに白色、黒色及びシアンの分散性粒子を含む電気泳動液をそれぞれ内包することを特徴とする請求項に記載の電気泳動表示装置。

【請求項3】
前記第1の分散性粒子が白色であり、第2の分散性粒子がイエロー、マゼンタ又はシアンであり、第3の分散性粒子が黒色であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気泳動表示装置。

【請求項4】
前記第1の分散性粒子が白色であり、第2の分散性粒子が黒色であり、第3の分散性粒子がイエロー、マゼンタ又はシアンであることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気泳動表示装置。

【請求項5】
前記白色の分散性粒子はポリマー粒子であることを特徴とする請求項2~4のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。

【請求項6】
それぞれの前記電気泳動表示素子が正方格子状又は六方最密状に配列されていることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。

【請求項7】
請求項1~6のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置において、第1の電極と第2及び/又は第3の電極との間に電圧を印加して、第2又は第3の電気泳動粒子を電気泳動表示媒体中の第1の電極側に集積させることにより、第1の電極側に集積した電気泳動粒子を透明電極を介して観察可能とすることを特徴とする表示方法。

【請求項8】
請求項1~6のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置において、第2の電極と第3の電極との間に電圧を印加して、第2及び第3の電気泳動粒子を電気泳動表示媒体中の第2及び第3の電極側に集積させることにより、電気泳動表示媒体中に分散している第1の電気泳動粒子を透明電極を介して観察可能とすることを特徴とする表示方法。

【請求項9】
溶媒中に、それぞれ光学特性が異なり、第1の分散性粒子は電荷がなく、第2の分散性粒子は電荷が正の電気泳動粒子であり、第3の分散性粒子は電荷が負の電気泳動粒子である3種類の分散性粒子を分散して電気泳動液とする工程と、
絶縁体の基板上に対になる一組の電極を隔離して配置する工程と、
前記一組の電極を配置した基板表面に、一組の電極が同じ開口から露出するようにフォトレジストで開口を有するシートを形成する工程と、
前記シートを形成した基板表面のシートの開口部分に前記電気泳動液を充填する工程と、
前記電気泳動液を充填したシートの開口部分の表面を被覆する工程と、
前記シートの開口部分を被覆した基板の表面に、透明電極を配置する工程と
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。

【請求項10】
溶媒中に、それぞれ光学特性が異なり、第1の分散性粒子は電荷がなく、第2の分散性粒子は電荷が正の電気泳動粒子であり、第3の分散性粒子は電荷が負の電気泳動粒子である3種類の分散性粒子を分散して電気泳動液とする工程と、
前記電気泳動液をマイクロカプセルに封入して電気泳動媒体とする工程と、
絶縁体の基板上に対になる一組の電極を隔離して配置する工程と、
前記電極を配置した基板表面を一組の電極が同じ開口から露出するように開口を有するシートで被覆する工程と、
前記シートで被覆した基板表面のシートの開口部分に前記マイクロカプセルを充填する工程と、
前記マイクロカプセルを充填した基板の表面に透明電極を配置する工程と
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。

【請求項11】
溶媒中に、それぞれ光学特性が異なり、第1の分散性粒子は電荷がなく、第2の分散性粒子は電荷が正の電気泳動粒子であり、第3の分散性粒子は電荷が負の電気泳動粒子である3種類の分散性粒子を分散して電気泳動液とする工程と、
絶縁体の基板上に複数の対になる電極を隔離して配置する工程と、
前記電極を配置した基板表面に、対になる電極ごとにそれぞれ同じ開口から露出するようにフォトレジストで開口を有するシートを形成する工程と、
前記シートを形成した基板表面のシートの開口部分に前記電気泳動液を充填する工程と、
前記電気泳動液を充填したシートの開口部分の表面を被覆する工程と、
前記シートの開口部分を被覆した基板の表面に透明電極を配置する工程と
を有することを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法。

【請求項12】
溶媒中に、それぞれ光学特性が異なり、第1の分散性粒子は電荷がなく、第2の分散性粒子は電荷が正の電気泳動粒子であり、第3の分散性粒子は電荷が負の電気泳動粒子である3種類の分散性粒子を分散して電気泳動液とする工程と、
前記電気泳動液をマイクロカプセルに封入して電気泳動媒体とする工程と、
絶縁体の基板上に複数の対になる電極を隔離して配置する工程と、
前記電極を配置した基板表面を対になる電極ごとに、それぞれシートの同じ開口から露出するように複数の開口を有するシートで被覆する工程と、
前記シートで被覆した基板表面のシートの開口部分に前記マイクロカプセルを充填する工程と、
前記マイクロカプセルを充填した基板の表面に透明電極を配置する工程と
を有することを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法。

【請求項13】
溶媒中に、それぞれ光学特性が異なり、第1の分散性粒子は電荷がなく、第2の分散性粒子は電荷が正の電気泳動粒子であり、第3の分散性粒子は電荷が負の電気泳動粒子である3種類の分散性粒子を分散して電気泳動液とし、この電気泳動液をマイクロカプセルに封入して第1の電気泳動媒体を得る第1の工程と、
絶縁体の基板上に複数の対になる電極を隔離して配置する第2の工程と、
前記電極を配置した基板表面の一部の電極を、対になる電極ごとにそれぞれシートの同じ開口から露出するように複数の開口を有する第1のシートで被覆する第3の工程と、
第1のシートで被覆した基板表面の第1のシートの開口部分に第1の電気泳動媒体を充填する第4の工程と、
第1の電気泳動媒体を充填した基板表面から第1のシートを剥離する第5の工程と、
第1の工程において、前記第1乃至第3の分散性粒子のいずれか一つを、それらのいずれとも光学特性が異なる分散性粒子で置換して第2の電気泳動媒体を得る第6の工程と、
第1のシートを剥離した基板表面の第1の電気泳動媒体を配置されていない一部の電極を、対になる電極ごとにそれぞれシートの同じ開口から露出するように複数の開口を有する第2のシートで被覆する第7の工程と、
第2のシートで被覆した基板表面の第2のシートの開口部分に第2の電気泳動媒体を充填する第8の工程と、
第2の電気泳動媒体を充填した基板表面から第2のシートを剥離する第9の工程と、
第2の電気泳動媒体を充填した基板の表面に透明電極を配置する第10の工程と
を有することを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法。
産業区分
  • 光学装置
  • 高分子化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008027920thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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