JP2005172845A - 電気泳動表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
電気泳動表示装置において、高温・高湿下におけるマイクロカプセル壁の変質を防止するとともに、画像表示特性、保持性を格段に向上させる。
【解決手段】
少なくとも一方が透明な材料で形成された第一及び第二の電極間に、液相分散媒と電気泳動粒子とを包含したマイクロカプセルを設けた電気泳動表示装置において、前記第一及び第二の電極の少なくとも一方に窒化珪素膜が設けられており、その厚みは絶縁性を有し、且つ５００nm未満である。
【選択図】図２

Description

本発明は電気泳動装置に関し、特に液相分散媒と電気泳動粒子とを対向電極間に収容してなる電気泳動表示装置とその製造方法に関する。

電気泳動現象を利用した電気泳動表示装置が知られている。電気泳動表示装置は内部に媒質及び、プラス又はマイナスの電荷を帯びた電気泳動粒子が封入されており、かかる電気泳動粒子に対し電界を与えることによって、これを表示パネルの表示面側に集め、若しくは表示パネルの表示面側から遠ざけ、これによって所望の画像を表示させることができる。特開昭６４−８６１１６号公報（特許文献１）、特開平１０−１４９１１８号公報（特許文献２）にはマイクロカプセルを用いた電気泳動表示装置の発明が開示されている。図１はマイクロカプセルを用いた従来の電気泳動表示装置の一例を説明する要部断面図を示す。

電気泳動表示装置１では透明電極５_１〜５_３を備えた第一基板２と、透明電極４を備えた透明な第二基板３とが、透明電極４と透明電極５_１〜５_３が対向するように所定の間隔をもって配置されている。第一基板２及び第二基板３は例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の絶縁性合成樹脂を用いて形成されている。透明電極４と透明電極５_１〜５_３は例えば、透明電極膜（ＩＴＯ（酸化インジウム）膜）でそれぞれ形成されている。第一基板２と第二基板３との間には、多数のマイクロカプセル６が配置されている。マイクロカプセル６は電気泳動粒子７を液相分散媒９中に分散させた分散液（分散系）を予めマイクロカプセル化手法で個々に封入したものであり、自然形状では球形をしている。電気泳動粒子７は例えば、白色顔料等の荷電粒子で構成する。分散媒１１は例えば、黒色に着色された着色分散媒で構成する。以下、マイクロカプセル６に封入された電気泳動粒子７と液相分散媒９との混合液を電気泳動表示用分散液とも記す。第一基板２と第二基板３との間には多数のマイクロカプセル６と共に、多数のマイクロカプセル６を固定するバインダ材８が入っている。バインダ材８は透明であり、透明電極４、５_１〜５_３と良好な接着性を有する。

このような構成において、例えば透明電極４を接地電位にし、透明電極５_１、５_３にはマイナスの電圧を印加したとき、透明電極４と透明電極５_１、５_３との間のマイクロカプセル６内部の荷電粒子である電気泳動粒子７は透明電極４の方に移動する。その結果、透明電極４と透明電極５_１、５_３との間のマイクロカプセル６は第二基板３の方向に対して黒色を呈す。また、透明電極４を接地電位にし、透明電極５_２にプラスの電圧を印加すると、透明電極４と透明電極５_２との間のマイクロカプセル６の内部の荷電粒子である電気泳動粒子７は透明電極５_２の方に移動する。その結果、透明電極４と透明電極５_２との間のマイクロカプセル６は第一基板２の方向に対して白色を呈す。

特開昭６４−８６１１６号公報 特開平１０−１４９１１８号公報

しかしながらこの電気泳動表示装置１は、高温（例えば、６０℃程度）・高湿度(例えば、90%程度)下においては、表示特性や保存性が著しく劣り、さらにはマイクロカプセルを変質（変色）させるという問題があった。
そこで本発明は上述の諸事情を鑑み、高温高湿下においても表示状態が劣化せずに優れたコントラスト比と表示安定性を向上することが可能な電気泳動表示装置とその製造方法とを提供することにある。

本発明の電気泳動表示装置は少なくとも一方が透明な材料で形成された第一及び第二の電極間に液相分散媒と電気泳動粒子とを含有した電気泳動表示装置において、第一及び第二の電極の少なくとも一方の面上に窒化珪素膜が設けられていることを特徴とする。また窒化珪素膜は絶縁性を有し、且つ膜厚が５００ｎｍ未満であることをも特徴とする。絶縁性を有するとは、例えば電極間に１５Vの電圧を印加した時に数ｎA／ｃｍ^２以下の電流が発生する事を指し、具体的な膜厚は凡そ１００ｎｍ程度以上である。このような構成を設けることにより、直流電圧印加から生ずる第一及び第二の電極間の直流電流を遮断し、電気泳動表示用分散液と電極との電荷の授受によって生ずる電気泳動表示用分散液の変質を防止する効果を有する。更に斯様な構成下にて窒化珪素膜の容量値を電気泳動表示用分散液の容量値よりも十分に大きくすべく最適な窒化珪素膜厚とすると、液相分散媒と電気泳動粒子とを含有した電極間に強い電界を印加出来、優良な表示特性を示すとの効果を有する。

本発明の電気泳動表示装置は少なくとも一方が透明な材料で形成された第一及び第二の電極間に液相分散媒と電気泳動粒子とを含有した電気泳動表示装置において、第一及び第二の電極の少なくとも一方の面上に絶縁性皮膜が設けられて居り、この絶縁性皮膜は誘電率をε、厚みをｄ（ｎｍ）とした際に、
７．９／４００ｎｍ≦ε／ｄ
との関係を満たすことを特徴とする。このような構成を設けることにより、選択した絶縁性皮膜の特性によって電気抵抗値や静電容量値を適切に調整出来、電気泳動表示用分散液への不要な電流を遮断し、且つ電気泳動表示すべく分散液に強力な電界を印加できる。また本発明は第一及び第二の電極間に液相分散媒と電気泳動粒子とを包含したマイクロカプセル層が設けられていることをも特徴とする。更に本発明は電気泳動表示装置がバインダを含有し、第一の電極とマイクロカプセル層との間、又は第二の電極とマイクロカプセル層との間の少なくとも一方にバインダが配置された場合、絶縁性皮膜はこのバインダにて形成されていても良い。このような構成を設けることにより、電極とマイクロカプセル壁或いは電気泳動表示用分散液とを電気的に遮断することができ、電極とマイクロカプセル壁或いは電気泳動表示用分散液との電荷の授受によって生ずるマイクロカプセル壁の変質を防止する効果を有する。

本発明は、少なくとも一方が透明な材料で形成された第一及び第二の電極間に液相分散媒と電気泳動粒子とを含有する電気泳動表示装置の製造方法において、第一及び第二の電極の少なくとも一方の面上に絶縁性皮膜を有機溶媒を用いた液相から形成する工程を含み、此の絶縁性皮膜の誘電率をε、厚みをｄ（ｎｍ）とした際に誘電率と厚みとが、
７．９／４００ｎｍ≦ε／ｄ
との関係を満たす事を特徴とする。絶縁性皮膜はスピンコート法やディップ法、スクリーン印刷法、キャスト法等によって形成される。このような製造方法は絶縁性皮膜を簡便に成膜でき、さらに真空装置の必要もないことから製造コストを安価にするとの効果を有する。

本発明は、少なくとも一方が透明な材料で形成された第一及び第二の電極間に液相分散媒と電気泳動粒子とを少なくとも含有した電気泳動表示装置の製造方法において、第一及び第二の電極の少なくとも一方の面上に絶縁性皮膜を化学気相堆積法（ＣＶＤ法）を用いて成膜する工程を含み、此の絶縁性皮膜の誘電率をε、絶縁性皮膜の厚みをｄ（ｎｍ）とした際に誘電率と厚みとが、
７．９／４００ｎｍ≦ε／ｄ
との関係を満たす事を特徴とする。絶縁性皮膜をプラズマ化学気層堆積法(PECVD法)によって形成すると、簡便に高品質な絶縁性被膜が形成でき、電気泳動表示装置の表示性能を著しく改善した上で更に寿命をも延長するとの優れた効果を示す。

本発明の電気泳動表示装置によれば、電極とマイクロカプセル壁或いは電気泳動表示分散液とを電気的に遮断することができ、電極とマイクロカプセル壁或いは電気泳動表示用分散液との電荷の授受によって生ずるマイクロカプセル壁の変質を防止し、高温高湿下においても表示状態が劣化せずに優れたコントラスト比と表示安定性の維持を実現することが可能となる。
また本発明の電気泳動表示の製造方法によれば、上述の優れた電気泳動表示装置を容易に実現することが可能となる。

従来の電気泳動表示用分散液が封入された球形のマイクロカプセルを有する電気泳動表示装置では上述の課題が有ったが、出願人の研究により要因として以下の（１）及び（２）が究明され本発明に至った。
（１）：電極にマイクロカプセルが密着しており、マイクロカプセルに電流が発生していた。その為に、マイクロカプセル壁と電極間で電気化学的な反応を引き起こし、マイクロカプセル壁材が変質していた。
（２）：マイクロカプセルの吸湿により、マイクロカプセルの電気伝導度が上がり、マイクロカプセル表層を通る直流電流量が増加していた。このため電気泳動粒子に電場が印加されず、電気泳動が妨げられていた。

本発明は此等の劣化要因を取り除き、優良な電気泳動表示装置を実現するものである。
以下、本発明の電気泳動表示装置を詳細に説明する。
図２は本発明を説明する要部断面図である。この電気泳動表示装置２は、第一基板２と、第一基板２上に形成された第一電極５と、第一電極５上に形成された窒化珪素膜に代表される絶縁性被膜１１と、絶縁性被膜上１１に形成され液相分散媒９と電気泳動粒子７を含む分散系を封入してなる複数のマイクロカプセル６を含有するマイクロカプセル層１２と、及びマイクロカプセル層１２上に形成された導電膜付き基板１３とを有する。ここに示す導電膜付き基板１３は、第二基板３と、第二基板３上に形成された第二電極４とを示す。第一基板２と第一電極５、或いは第二基板３と第二電極４のどちらか一方の組は透明である必要がある。図２中では第一電極５と第二電極４とは一対の電極を成しているが、電極数に限定は無く複数の駆動電極で構成されても良い。

この電気泳動表示装置２では、一方の電極（例えば第一電極５）を接地し、他方の電極（例えば第二電極４）に15Vと云った様な所定の電圧を印加することにより、両導電膜間に電場を発生させ、電気泳動粒子７がこの電場に応答して移動する。その結果、分散系内の電気泳動粒子７の分布状態が変わり、光学的反射特性が変化する。斯うして所要の表示が行われるのである。

本発明の電気泳動表示装置２の第一基板２や第二基板３は、第一電極５や第二電極４を担持可能（または支持可能、あるいは保持可能）であって絶縁性を有する材質からなるものであれば、特に制限なく種々の基材を用いられる。かかる基材としては、例えば、ガラス基材、セラミック基材、紙基材、絶縁性合成樹脂基材、フレキシブル回路基板、ガラスエポキシ樹脂等からなる基材等を用いることができる。ガラス基材としては、珪酸ガラス（石英ガラス）や珪酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛ガラス、バリウムガラス、ホウ珪酸ガラス等を用いることができ、セラミック基材としては陶磁器板等を用いられ、紙類としては上質紙や和紙、填料高含有紙、不織布等を用いることができる。また絶縁性合成樹脂基材としては下記に例示するものを用いることができる。
（ａ）ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、メタクリル酸メチル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニルアクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル−メタクリル酸共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、エチレン−ビニルアルコール−塩化ビニル共重合体、プロピレン−塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、セルロース系樹脂等の熱可塑性樹脂。
（ｂ）ポリアミド系樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリアミノビスマレイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルホン、ポリアリレート、グラフト化ポリフィニレンエーテル、ポリエーテルエテルケトン、ポリエーテルイミド等の耐熱性で、機械的強度に優れる高分子。
（ｃ）ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化エチレンプロピレン、四フッ化エチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重合体、エチレン−四フッ化エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリ三フッ化塩化エチレン、フッ素ゴム等のフッ素系樹脂。
（ｄ）シリコーン樹脂、シリコンゴム等の珪素樹脂。
その他の絶縁性合成樹脂基材として、メタクリル酸−スチレン共重合体、ポリブチレン、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体等を用いることができる。

本発明の電気泳動表示装置２において、第一基材２上には第一電極５が、第二基板３上には第二電極４が形成される。第一電極５、第二電極４としては、例えば、スズがドープされた酸化インジウム膜（ＩＴＯ膜）、フッ素がドープされた酸化スズ膜（ＦＴＯ膜）、アンチモンがドープされた酸化亜鉛膜、インジウムがドープされた酸化亜鉛膜、アルミニウムがドープされた酸化亜鉛膜等を好ましく例示することができる。第一電極５や第二電極４を形成する方法には特に制限はないが、例えば、スパッタ法、電子ビーム法、イオンプレーティング法、真空蒸着法又は化学的気相成長法（ＣＶＤ法）等により形成することができる。また第一電極５や第二電極４は第一基板上、乃至は第二基板上に全面に形成することもできる。

本発明の電気泳動表示装置２では第一電極５上に或いは第二電極４上に絶縁性皮膜１１が形成される。絶縁性皮膜１１としては例えば、ポリエチレンやポリカーボネート、ポリイミド、塩化ビニル樹脂、アクリル酸エステル共重合体、エポキシ樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ユリア樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリシラザン、ポリメタクリル酸メチル等の絶縁性有機物や、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、窒化珪素、チタン酸バリウム、酸化チタン等の絶縁性金属酸化物、硫化物、ハロゲン化物等を使用できる。

絶縁性皮膜１１を形成する方法には特に制限はないが、絶縁性有機物を含有した有機溶媒からのスピンコート法、或いはディップ法、スクリーン印刷法、キャスト法、ロールによるコーティング法等により形成することが出来る。また、絶縁性金属酸化物、硫化物、ハロゲン化物を含有した有機溶媒からのスピンコート法、ディップ法、スクリーン印刷法、キャスト法、ロールによるコーティング法等により、形成することが出来る。何れの形成法を用いてもウェハーや基板1枚の単位からロール トゥ ロールによるシート状やロール状に形成することが出来る。窒化珪素膜を絶縁性被膜として使用する場合にはシランやアンモニア、窒素等の原料ガスから化学的気相堆積(CVD)法を用いて形成することが出来る。

本発明の電気泳動表示装置２において、絶縁性皮膜１１上には複数のマイクロカプセル６が配置されたマイクロカプセル層１２が形成される。マイクロカプセル６は液相分散媒９に電気泳動粒子７を分散させた分散系を封入されてなる。
分散系に使用される液相分散媒９としては、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール、メチルセルソルブ等のアルコール系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等の各種エステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ペンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、カルボン酸塩又はその他の種々の油類等の単独又はこれらの混合物に界面活性剤等を配合したものを用いることができる。

本明細書にて電気泳動粒子７とは、液相分散媒９中で電位差による電気泳動を行って所望の電極側に移動する性質を有する粒子（高分子あるいはコロイド）をいう。例えば、アニリンブラックやカーボンブラック等の黒色顔料、二酸化チタンや亜鉛華、三酸化アンチモン、酸化アルミニウム等の白色顔料、モノアゾやジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系顔料、イソインドリノンや黄鉛、黄色酸化鉄、カドミウムイエロー、チタンイエロー、アンチモン等の黄色顔料、キナクリドンレッドやクロムバーミリオン等の赤色顔料、フタロシアニンブルーやインダスレンブルー、アントラキノン系染料、紺青、群青、コバルトブルー等の青色顔料、フタロシアニングリーン等の緑色顔料等で有る。此等の粒子は単独で使用しても良いし、或いは二種類以上を共に用いても良い。さらにこれらの顔料には必要に応じて電解質や界面活性剤、金属石鹸、樹脂、ゴム、油、ワニス、コンパウンド等の粒子からなる荷電制御剤、或いはチタンカップリング剤等の分散剤、潤滑剤、安定化剤等を添加することができる。このように構成される分散系は、ボールミルやサンドミル、ベイントシェーカー等の適当な手段で十分に混和した後、界面重合法や不溶化反応法、相分離法或いは界面沈殿法等の公知のマイクロカプセル化手法で分散系をマイクロカプセル化することができる。

マイクロカプセル６を構成する材料としては、アラビアゴム・ゼラチン系の化合物やウレタン系の化合物等の柔軟性を有するものを用いるのが好ましい。またマイクロカプセルは、大きさがほぼ均一であることが優れた表示機能を発揮せしめる上で好ましい。大きさがほぼ均一なマイクロカプセルは、例えば濾過又は比重差分級等を用いて得ることができる。マイクロカプセルの大きさは通常３０〜６０μｍ程度である。

マイクロカプセル層１２は、上述のマイクロカプセル６をバインダ樹脂８中に所望の誘電率調節剤とともに混合し、得られた樹脂組成物（エマルジョンあるいは有機溶媒溶液）を基材上にロールコーターを用いる方法やロールラミネータを用いる方法、スクリーン印刷による方法、スプレー法等の公知のコーティング法を用いて形成することができる。
使用できるバインダ樹脂８としては、マイクロカプセル６と親和性が良好で電極との密着性に優れ、かつ絶縁性を有するものであれば特に制限はない。かかるバインダ樹脂８として、上述した絶縁性合成樹脂基材と同様、下記に例示するものを用いることができる。

ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、メタクリル酸メチル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニルアクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル−メタクリル酸共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、エチレン−ビニルアルコール−塩化ビニル共重合体、プロピレン−塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、セルロース系樹脂等の熱可塑性樹脂。ポリアミド系樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリアミノビスマレイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルホン、ポリアリレート、グラフト化ポリフィニレンエーテル、ポリエーテルエテルケトン、ポリエーテルイミド等の高分子。ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化エチレンプロピレン、四フッ化エチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重合体、エチレン−四フッ化エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリ三フッ化塩化エチレン、フッ素ゴム等のフッ素系樹脂。シリコーン樹脂、シリコンゴム等の珪素樹脂。その他のバインダ材８として、メタクリル酸−スチレン共重合体、ポリブチレン、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体等を用いることができる。また、バインダ材８は、特開平１０−１４９１１８号公報に記載の如く、電気泳動表示液１４の誘電率と分散剤の誘電率を略同じとするのが好ましい。ここで、電気泳動表示液１４とは、液相分散媒９と、この分散媒に分散されている帯電した電気泳動粒子７を含む。そのため、上記バインダ樹脂組成物には、例えば、アルコール類、ケトン類、カルボン酸塩等をさらに添加するのが好ましい。かかるアルコール類としては、１，２−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール等が用いられる。

本発明の電気泳動表示装置２において、マイクロカプセル層１２上には透明導電膜付き基材１３が形成される。透明導電膜付き基材１３とは図中の第二基板と第二基板上に形成された第二電極を含む。透明導電膜付き基材１３はマイクロカプセル層１２を保護し、対向電極としても役割を果たす。透明導電膜付き基材１３はロールラミネータ法や真空ラミネーター法等の手法を用いてマイクロカプセル層１２と密着させる。

本発明に依る電気泳動表示装置が良好に動作するには絶縁性皮膜１１の誘電率と厚みとを適切に定めねばならない。これを電気等価回路(図４)を用いて説明する。マイクロカプセルの静電容量値C_mcとマイクロカプセルに印可される電圧V_mc、及び絶縁性被膜の静電容量値C_IS、窒化珪素膜等の絶縁性被膜に印可される電圧V_IS、電源電圧V₀との間には次の関係式が成り立つ。

従って絶縁性被膜の容量C_ISがマイクロカプセルの容量C_mcよりも十分に大きければ（約１０倍以上で有れば）、
C_IS >> C_mc
C_IS > 10C_mc
マイクロカプセルには略電源電圧が印可されることになり、

電気泳動粒子には有効に電界が加わる。この結果電気泳動表示装置は良好な表示性能を有することになる。

窒化珪素膜等の絶縁性被膜の静電容量値C_ISはマイクロカプセルの静電容量値C_mcよりも十分大きな値を有する必要があるものの、後に詳述する様に（比較例２参照）絶縁膜が著しく薄いと電気絶縁性に劣り、高温高湿放置後などに表示特性が劣化して仕舞う。高温高湿放置後も劣化せずに優良な表示性能を示す為には絶縁性被膜が絶縁性を有し、且つ絶縁性被膜の静電容量値C_ISがマイクロカプセルの静電容量値C_mcよりも１０倍以上大きい事が必要となる。反対に絶縁性被膜の容量C_ISがマイクロカプセルの容量C_mcよりも十分に大きくなければ、マイクロカプセルに印可される電圧が小さくなり電気泳動表示装置として機能しなくなる。後に比較例３で示すように絶縁性被膜が窒化硅素膜で有る場合その厚みは５００ｎｍ未満でなくてはならず、確実に電気泳動表示装置が機能するにはその厚みは４００ｎｍ以下となる。窒化硅素膜の比誘電率は7.9であるので、窒化硅素膜以外の材料で絶縁性皮膜を形成する場合には、その絶縁性皮膜の誘電率εと膜厚ｄ（ｎｍ）とが
７．９／４００（ｎｍ）≦ε／ｄ
との関係を満たせば電気泳動表示装置が機能し、しかも高温高湿などの環境試験にも強い優良な電気泳動表示装置が実現することになる。

次に実施例を用いて本発明を更に詳細に説明する。なお、以下に述べるはあくまで本発明の一実施態様であって、本発明の主旨を逸脱しない範囲で基材や導電膜、絶縁性皮膜、マイクロカプセル中に封入される電気泳動粒子等の種類等を自由に変更することができる。

本発明の電気泳動表示装置及びその製造方法を図３(Ａ)を用いて説明する。先ず第一電極５を有する第一基板２としてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム上に厚さ１〜２μｍのＩＴＯ膜を成膜したものを用意した。次いで内部に封入する電気泳動用表示液として、酸化チタニウム１２部と界面活性剤１．５重量部、チタン系カップリング剤０．５重量部、青色アントラキノン系染料１重量部、液相分散媒９としてのドデシルベンゼン８５重量部、とを超音波分散により混和した。斯うして得られた電気泳動用表示液をアラビアゴム−ゼラチン系の複合コアセルベーション法にて作成された平均粒径５０ミクロンのマイクロカプセル６内に封入した。次に得られたマイクロカプセル６と、バインダ材８で有るエマルジョンタイプのシリコーン系コーティング剤（信越シリコーン（株）製、商品名：ＰＯＬＯＮ−ＭＦ−４０）とを、２：１の重量比率で混合して樹脂エマルジョンとし、これをＩＴＯ膜付きＰＥＴフィルム１３上に塗工してマイクロカプセル層１２を形成した。
第二電極４を有する第二基板３としてはＩＴＯ付きＰＥＴフィルムを利用し、第二電極４上に絶縁性皮膜１１となる窒化珪素膜をCVD法により形成した。窒化珪素膜の厚みを１００ｎｍと２００ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍの４条件として電気泳動表示装置を作製した。

マイクロカプセル層１２が塗工されたＩＴＯ膜付きＰＥＴフィルムと、絶縁性皮膜が形成されたＩＴＯ膜付きＰＥＴフィルムとを、マイクロカプセル層１２が挟まれるようにロールラミネータ法にて密着させて、図３(Ａ)に示す電気泳動表示装置３を作製した。電気泳動表示装置３を動作させるには第一電極５と第二電極４との間に駆動電圧発生装置１７を接続させる。

斯うして作成された電気泳動表示装置の動作状況を次に説明する。尚、以下の説明では電気泳動粒子が負に帯電している場合を想定しているが、正に帯電している場合も、電気泳動粒子の動く方向が逆になる事を除いて、全く同じ動作状況が得られる。
まず本実施例１の電気泳動表示装置では窒化珪素膜から成る絶縁性被膜１１の厚みが１００ｎｍから４００ｎｍであった。斯様な絶縁性被膜は電極間の電流を遮断した上で電気泳動表示液に十分強い電場を印可しうる。従って本実施例の電気泳動装置は優良なる表示特性を示した。更に斯うして得られた電気泳動装置を高温且つ高湿度下に放置しても良好な表示特性を維持した。具体的には以下の外部環境の影響による表示安定性試験を行った。まず電気泳動表示装置の電極間に±１５Vの電圧を印加したときの表示状態を反射濃度計を用いて測定し、初期の表示性能（コントラスト）を調べた。次に此の電気泳動表示装置の高温・高湿環境下での表示安定性試験を行った。即ち、本実施例の電気泳動表示装置を６０℃、９０％RHの高温且つ高湿下に置き、6時間後に取り出した後、±１５Vの電圧を印加して表示状態を反射濃度計により調べた。本実施例にて作成された電気泳動表示装置の特性と窒化珪素膜の厚みとの関係を表１に示す。本実施例の電気泳動装置では二電極間のリーク電流量が１５V印加時でも数nA/cm^-2オーダーと窮めて微量に押さえられ、電流を遮断する効果が認められた。この為にマイクロカプセル６の変色と劣化も全く観測されなかった。又、高温高湿環境に放置後の表示に於いても良好なコントラスト比を示し、初期値に比べて高温高湿環境試験後もコントラスト値が10％程度低下するに止まった。室温環境下に放置した場合、５０日後でも初期と同様な良好なる表示特性が維持された。

（比較例１）
電気泳動表示装置を絶縁性皮膜１１を形成しない以外は実施例１と同様にして、図３(Ｂ)に示す比較例１の電気泳動表示装置を作製した。
比較例１で作製した電気泳動表示装置は絶縁性皮膜を有していない。比較例１の電気泳動表示装置は室温環境下で良好な表示特性を示した。しかしながら高温・高湿環境下での表示安定性試験の結果は無惨で有った。此等の結果を表１に記す。６０℃ ９０％RHの高温且つ高湿下に6時間放置後に二電極間のリーク電流量は１５V印加時で数百μA/cm^-2オーダーに増大していた。更に高温高湿維持後の±１５V電圧印加時表示状態はコントラスト比が著しく低下していた。初期値に比べてコントラストは９５％程度も劣化していることが確認された。加えてマイクロカプセル６も茶色に変色し、劣化していた。

（比較例２）
絶縁性皮膜１１で有る窒化珪素膜の厚みを５０ｎｍとした事以外は総て実施例１と同じ電気泳動表示装置を作製した。
比較例２で作製された窒化珪素膜の厚みが５０ｎｍの電気泳動表示装置は、窒化珪素膜が十分な絶縁性を有して居らず、比較例１に示した絶縁性皮膜を有していない電気泳動表示装置と全く同じ表示特性を示した。表１に此等の結果を記す。

（比較例３）
絶縁性皮膜１１で有る窒化珪素膜の厚みを５００ｎｍとした事以外は総て実施例１と同じ電気泳動表示装置を作製した。
比較例３で作製された窒化珪素膜の厚みが５００ｎｍの電気泳動表示装置は、電極とカプセルを十分に電気的に遮断しうる。しかしながら、初期状態に於いてすら１５V印加時のコントラスト比が十分に得られなかった。これは窒化珪素膜の厚みが増加すると、絶縁性皮膜の容量値が小さくなり、それ故に電極間に印加した電圧が絶縁性皮膜にて大きく降下する為である。この結果、マイクロカプセル層１２に印加される実効電圧は激減し、電気泳動粒子を泳動させるほどの電界が生じなくなる。電気泳動表示装置が表示装置として機能するには絶縁性皮膜の厚みは５００ｎｍ未満でなければならない。此等の結果も表１に記す。

本発明の電気泳動表示装置はリライタブル（書き換え可能）カード、リライタブルシート、リライタブルペーパー等の公衆表示分野、デジタルペーパー、コンピュータ、携帯情報端末等情報機器のディスプレー等の情報通信分野における表示装置として用いることができる。

背景技術における電気泳動表示装置を示す断面図である。 本願発明における電気泳動表示装置を示す断面図である。 本願発明における電気泳動表示装置を示す図であって、(A)は実施例１の電気泳動表示装置を示す断面図、（B）は比較例１の電気泳動表示装置を示す断面図である。 本願発明における実施例１の電気的な等価回路を示す図である。

符号の説明

１電気泳動装置１
２第一基板
３第二基板
４第一電極
５、５_１〜５_３第二電極
６マイクロカプセル
７電気泳動粒子
８バインダ材(バインダ樹脂)
９液相分散媒
１０電気泳動装置２
１１絶縁性皮膜
１２マイクロカプセル層
１３透明導電膜付き基板
１４電気泳動表示用分散液
１５電気泳動表示装置３
１６電気泳動表示装置４
１７駆動電圧発生装置

Claims (11)

1. 少なくとも一方が透明な材料で形成された第一及び第二の電極間に液相分散媒と電気泳動粒子とを含有した電気泳動表示装置において、前記第一及び第二の電極の少なくとも一方の面上に窒化珪素膜が設けられていることを特徴とする電気泳動表示装置。
2. 請求項１記載の電気泳動表示装置において、前記窒化珪素膜は絶縁性を有し、且つ膜厚が５００ｎｍ未満であることを特徴とする電気泳動表示装置。
3. 少なくとも一方が透明な材料で形成された第一及び第二の電極間に液相分散媒と電気泳動粒子とを含有した電気泳動表示装置において、前記第一及び第二の電極の少なくとも一方の面上に絶縁性皮膜が設けられて居り、前記絶縁性皮膜はその誘電率をε、厚みをｄ（ｎｍ）とし、
   ７．９／４００ｎｍ≦ε／ｄ
   との関係を満たすことを特徴とする電気泳動表示装置。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の電気泳動表示装置において、前記第一及び第二の電極間に前記液相分散媒と前記電気泳動粒子とを包含したマイクロカプセル層が設けられていることを特徴とする電気泳動表示装置。
5. 請求項３または４記載の電気泳動表示装置において、前記絶縁性皮膜は前記液相分散媒と前記電気泳動粒子とを含有したマイクロカプセル層との接着層として機能することを特徴とする電気泳動表示装置。
6. 少なくとも一方が透明な材料で形成された第一及び第二の電極間に液相分散媒と電気泳動粒子とを含有する電気泳動表示装置の製造方法において、前記第一及び第二の電極の少なくとも一方の面上に絶縁性皮膜を有機溶媒を用いた液相から形成する工程を含み、前記絶縁性皮膜の誘電率をε、厚みをｄ（ｎｍ）とし、
   ７．９／４００ｎｍ≦ε／ｄ
   との関係を満たす電気泳動表示装置の製造方法。
7. 請求項６記載の電気泳動表示装置の製造方法において、前記絶縁性皮膜はスピンコート法によって形成される電気泳動表示装置の製造方法。
8. 請求項６記載の電気泳動表示装置の製造方法において、前記絶縁性皮膜はディップ法によって形成される電気泳動表示装置の製造方法。
9. 請求項６記載の電気泳動表示装置の製造方法において、前記絶縁性皮膜はスクリーン印刷法によって形成される電気泳動表示装置の製造方法。
10. 少なくとも一方が透明な材料で形成された第一及び第二の電極間に液相分散媒と電気泳動粒子とを少なくとも含有した電気泳動表示装置の製造方法において、前記第一及び第二の電極の少なくとも一方の面上に絶縁性皮膜を化学気相堆積法を用いて製膜する工程を含み、前記絶縁性皮膜の誘電率をε、前記絶縁性皮膜の厚みをｄ（ｎｍ）とし、
    ７．９／４００ｎｍ≦ε／ｄ
    との関係を満たす電気泳動表示装置の製造方法。
11. 請求項７記載の電気泳動表示装置の製造方法において、前記絶縁性皮膜はプラズマ化学気層堆積法(PECVD法)によって形成される電気泳動表示装置の製造方法。

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