JP2006162903A - 電気泳動表示素子 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示コントラストの低下による表示画像の劣化の発生を抑制することのできる電気泳動表示素子を提供する。
【解決手段】 所定間隙を開けた状態に配置される第１基板１０及び第２基板２０と、第１基板１０及び第２基板２０の間隙に配置された隔壁部材３０とにより囲まれた空間Ｓ内に帯電粒子５０と、帯電粒子５０を分散させると共に空間Ｓの内壁表面上に液膜層を形成する分散媒４０とにより構成され、画像を表示するための表示媒体５５を配する。そして、この表示媒体５５は、帯電粒子５０を液膜層に沿って移動させることにより、画像の表示を行うと共に、画像を表示する状態を保持する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電気泳動表示素子に関し、特に画像を表示するための表示媒体に関する。

近年、電圧印加によって粒子を移動させることに基づき表示を行うようにした粒子移動型表示装置についての研究が盛んに行われているが、その中で、特に注目度が高いのが電気泳動表示装置である。そして、この電気泳動表示装置（ＥＰＤ）は、絶縁性の分散媒中で帯電している帯電泳動粒子に電界を印加することにより、帯電泳動粒子を電気泳動によって変位させて表示を行う電気泳動表示素子を備えている。

ところで、このような電気泳動現象を利用した電気泳動表示素子は、帯電泳動粒子の集団の分布状態を表示に反映させるので表示コントラストが大きい。また、その表示状態は書き込み用の電気信号の印加を解除しても保持される例が数多く報告されている。

ここで、このように電気信号の印加を解除しても表示状態が保持されるという事は、帯電泳動粒子の積層構造が所定の位置に存在しつづけることに対応しており、このような積層構造を保持した状態を維持させるためには、帯電泳動粒子の変位を抑制するための構成が必要である。

そして、このように帯電泳動粒子の積層構造を保持するための構成として、帯電泳動粒子と電気泳動表示素子の画素を形成している固体表面との間に働く鏡像力を利用するもの（例えば、特許文献１参照）や、分散媒の粘性を利用するもの（例えば、特許文献２参照）が提案されている。

特開２０００−３２１６０５号公報（第１９頁、図１２／第２２頁、図２８） ＷＯ ０２／０７９８６９（４５頁、Ｆｉｇ．１Ａ）

しかしながら、このように帯電泳動粒子の積層構造を鏡像力や粘性を利用して保持するようにした従来の電気泳動表示素子において、保持状態の維持が困難な場合があり、この場合、表示コントラストが低下し、表示画像の劣化が発生することがある。

次に、このようなコントラストの低下等について説明する。

図７は、固体表面上に帯電泳動粒子が積層している通常の状態を模式的に示した図であり、図７において、１３００は表示面側の基板、１０００は表示面側の基板１３００の反対側にある基板、１１００は分散媒、１２００は分散媒中に分散する帯電泳動粒子である。ここで、図７の場合、帯電泳動粒子１２００が表示面側の基板１３００に近接して積層構造を形成しており、このため表示面側の基板１３００側から電気泳動表示素子を観察すると、電気泳動表示素子は帯電泳動粒子１２００の色を呈している様に見える。

図８は、図７に示した帯電泳動粒子１２００の一部が積層構造から離れ、積層構造が部分的に崩壊している状態を模式的に示した図であり、図８の（ａ）に示すように積層構造が部分的に崩壊した状態の領域を表示面側の基板１３００側から観察すると、電気泳動表示素子は帯電泳動粒子１２００の色と分散媒１１００の色が混ざったように見える。

これは、この領域を表示面側の基板１３００側から観察すると、図８の（ｂ）に示すように、基板１３００に近接している帯電泳動粒子１２００と同時に分散媒１１００が見えるからである。なお、この図８の（ｂ）において、１４００は表示面側の基板１３００に近接し、且つ互いに隣接する帯電泳動粒子間に形成される隙間であり、この隙間１４００をとおして分散媒１１００が見えるようになる。そして、このように分散媒１１００が見えるようになると、表示コントラストは図７の場合の表示コントラストよりも小さくなる。

また、図９は、図８よりもさらに帯電泳動粒子１２００の積層構造が崩壊している状態を模式的に示した図であり、この場合、表示面側の基板１３００側から観察すると、電気泳動表示素子は図８の場合よりも、より帯電泳動粒子１２００の色に分散媒１１００の色が混ざった色を呈している様に見える。このため図９の表示コントラストは、図７の場合の表示コントラストよりも小さい。

ここで、このように帯電泳動粒子１２００の積層構造を維持できない第１の理由は、鏡像力の大きさが２物体間、即ち基板表面（固体表面）と帯電泳動粒子の距離の２乗に反比するためである。つまり、この鏡像力の大きさは、例えば図７に示す基板１３００に最近接している帯電泳動粒子１２００の第１層目１２００Ａに作用する鏡像力よりも、第１層目１２００Ａに積層している帯電泳動粒子１２００の第２層目１２００Ｂに作用する鏡像力の方が小さいため、第２層目１２００Ｂには、第１層目１２００Ａに近接して配置し続けるために十分な鏡像力が作用しにくい場合がある。

これにより、第２層目１２００Ｂに基板表面（固体表面）から離れる方向に何らかの外乱、例えば電気泳動表示素子の落下衝撃や、分散媒１１００の流動や熱揺らぎが作用すると、第２層目１２００Ｂを構成する帯電泳動粒子１２００は第１層目１２００Ａから離れ易くなる。この様な鏡像力の性質により、保持状態の維持が困難になる。

第２の理由は、帯電泳動粒子１２００の分散媒中における変位に対する抵抗として機能し、この抵抗を利用して保持状態における帯電泳動粒子１２００の変位を抑制している粘性が、引力相互作用を粒子間に作用させない事にある。このため、何らかの外乱、例えば電気泳動表示素子の落下衝突や分散媒１１００の流動により帯電泳動粒子１２００が変位すると、帯電泳動粒子１２００は元の位置には戻らない。この結果、この変位が微小なものであっても、変位が複数回発生すると、大きな距離を移動する事となる。

更に、例えば、保持状態にある電気泳動表示素子を曲げようとした場合、分散媒１１００の流動等が発生し、この流動等は帯電泳動粒子１２００の積層状態を崩そうとする力として作用するが、この際、分散媒１１００の高粘性化により保持状態を維持する構成の場合、帯電泳動粒子１２００を元の位置に戻そうとする復元力が十分でないので、表示画像を復元できずに、表示画像の劣化を発生させる場合がある。

そこで本発明の目的は、このような現状に鑑みてなされたものであり、表示コントラストの低下による表示画像の劣化の発生を抑制することのできる電気泳動表示素子を提供することを目的とするものである。

本発明は、所定間隙を開けた状態に配置される第１基板及び第２基板と、前記第１基板及び第２基板の間隙に配置された隔壁部材と、前記第１基板及び第２基板と前記隔壁部材とに囲まれた空間に配置された帯電粒子と、前記間隙に面して配置された第１電極及び第２電極とによって形成された複数の画素を備え、前記電極間に生じる電界により前記帯電粒子を移動させて画像の表示を行う電気泳動表示素子において、前記空間内に前記帯電粒子と、前記帯電粒子を分散させると共に前記空間の内壁表面上に液膜層を形成する分散媒とにより構成され、画像を表示するための表示媒体を配し、且つ前記表示媒体は前記帯電粒子を前記液膜層に沿って移動させるようにしたことを特徴とするものである。

本発明のように、第１基板、第２基板及び隔壁部材により囲まれた空間内に帯電粒子と、帯電粒子を分散させると共に空間の内壁表面上に液膜層を形成する分散媒とにより構成され、画像を表示するための表示媒体を配し、帯電粒子を液膜層に沿って移動させることにより、画像の表示を行うと共に画像を表示する状態を保持することができる。これにより、表示コントラストの低下による表示画像の劣化の発生を抑制することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る電気泳動表示素子の構成を示す図であり、この電気泳動表示素子は、第１基板１０と、第１基板１０と所定間隙を開けて配置され、観察者側に配置される第２基板２０と、これら第１及び第２基板１０，２０の間隙に、この間隙を一定に保持するように配置され、かつ間隙を仕切って画素を画定する隔壁部材である隔壁３０とにより形成された空間である中空部Ｓを有している。

９０は第１基板１０の上面に形成された絶縁層であり、７０は第１電極、８０は隔壁内部に配置された第２電極である。なお、図１では、その他の素子構成要素、例えば、電極間に電気信号を印加する電気信号印加手段や、各中空部に対して配置した薄膜トランジスタＴＦＴなどは省略している。

そして、この第１及び第２基板１０，２０と隔壁３０とにより形成される中空部内に分散媒４０と、この分散媒４０内に分散された帯電泳動粒子５０と閉じ込められている。なお、本実施の形態において、画素に画像を表示させるための表示媒体５５は、少なくとも分散媒４０と帯電粒子である帯電泳動粒子５０から構成される。

ここで、分散媒４０は、中空部Ｓの内壁表面上で液層膜を形成しており、帯電泳動粒子５０は、分散媒４０により表面が被覆されている。なお、以下、このように分散媒４０により帯電泳動粒子５０の表面を覆う膜を液膜という。

また、図１において符号６０は、中空部Ｓにおける表示媒体以外の領域、つまり表示媒体５５が存在しない領域を示している。なお、この領域６０の構成は、所望の表示状態を発現できれば、特に制限はないが、液体でない事が好ましい。例えば、分散媒４０の蒸気を含む空気をあげる事ができる。そして、このように領域６０を構成することにより、帯電泳動粒子５０は分散媒４０によって形成された液層膜に沿ってのみ移動するようになっている。

ところで、この電気泳動表示素子は、帯電泳動粒子５０の分布状態を表示状態に反映させるものであり、図１における右側の中空部Ｓでは、帯電泳動粒子５０が第１基板１０の面内方向に積層して分散している分布状態を示している。なお、以下の説明では、分散媒４０及び表示媒体５５以外の中空部Ｓの領域６０は無色とする。そして、この領域６０を第２基板２０側から観察すれば、電気泳動表示素子は、帯電泳動粒子５０の色を呈している様に見える。

一方、図１における左側の中空部Ｓでは、帯電泳動粒子５０が隔壁３０の表面上に集合した分布状態を示している。そして、この状態の領域６０を第２基板２０側から観察すれば、電気泳動表示素子は、第１電極７０面又は絶縁層９０の色、例えば第１電極７０面又は絶縁層９０の色が白色ならば、観察者には白色に見える。

そして、この表示状態を変化させるには、帯電泳動粒子５０を変位させ、帯電泳動粒子５０の分布状態を変化させればよい。例えば、第１電極７０と第２電極８０との間への電気信号の印加により、帯電泳動粒子５０を電気泳動力で変位させることができる。なお、このような表示状態の変化に必要な帯電泳動粒子変位方法に特に制限はない。例えば、誘電泳動力、分散媒の電気流体力学的な流動、電気濡れ現象などを利用して、帯電泳動粒子５０に所望の変位をさせても構わない。

また、これまでの説明では、帯電泳動粒子５０は黒色で、第１電極７０面（又は絶縁層９０）は白色としたが、これに限定されるものではなく、例えば第１電極７０面（又は絶縁層９０）を適宜赤・緑・青色等に着色すると、カラー表示も可能となる。

さらに、図１では、第１基板１０側に電極系を配置しており、この電極系によって形成される電界により帯電泳動粒子５０を絶縁層９０の面内方向に大きく変位させることができるが、所望の表示状態を形成できるならば、例えば帯電泳動粒子５０を第１基板１０の法線方向に大きく変位させるような電極構成でも構わない。

ところで、本実施の形態においては、液膜により帯電泳動粒子全体が覆われていなくとも、液膜により帯電泳動粒子５０が部分的にしか被覆されていなくとも良いが、この場合には、少なくとも隣接する帯電泳動粒子や隣接する内壁表面との間に液膜が配置している事が好ましい。以下、この様な場合の液膜を液橋という。

図２の（ａ）は、それぞれ全体が液膜１１０により被覆されている隣接する帯電泳動粒子５０の間に液橋１００が形成されている様子を模式的に示したものであり、図２の（ｂ）は全体が液膜１１０により被覆されている帯電泳動粒子５０と中空部Ｓの内壁１２０との間に、液橋１００が形成されている様子を模式的に示したものである。

図３は、液膜１１０により全面を被覆された帯電泳動粒子５０が内壁１２０に近接配置され、２層積層構造を示している状態の模式図である。この場合、個々の帯電泳動粒子５０を被覆している液膜１１０は、全体として帯電泳動粒子５０の積層構造を内包する様な液膜を形成している。

図４の（ａ）は、帯電泳動粒子間に液橋１００が形成されている１例を示す模式図であり、内壁１２０に近接している帯電泳動粒子５０の第１層目５０Ａは、内壁１２０を被覆している液膜１３０中に、その一部を浸漬している。また、第１層５０Ａと第１層上に配置している帯電泳動粒子５０の第２層目５０Ｂとの間には、分散媒からなる液橋１００が形成されている。さらに、第２層目５０Ａを構成する帯電泳動粒子間にも液橋１００が形成されている。図４の（ｂ）は、図４の（ａ）に示した帯電泳動粒子５０が液膜１１０により全面を被覆されている状態を模式的に示している。

図５の（ａ）は、図４の（ｂ）における内壁１２０に液膜１３０がない場合を示しており、液膜１１０により全面被覆された帯電泳動粒子同士が液橋１００で連結された状態を示している。なお、図５の（ｂ）は、液橋１００のみにより帯電泳動粒子同士及び帯電泳動粒子５０と内壁表面とが連結されている状態を示している。

ところで、本実施の形態に係る電気泳動表示素子は、画像形成用の電気信号の印加を解除しても、表示画像は保持されるようになっている。次に、このように表示画像を保持する構成について説明する。

表示画像を保持する構成の第１は、液膜に起因する引力相互作用を保持に利用する構成である。

ここで、この引力相互作用は、図２に示したように、二つの物体間（例えば、帯電泳動粒子間や帯電泳動粒子５０と内壁１２０との間）に液橋１００が存在する場合、両物体間には引力相互作用が働く。特に、物体表面が液橋１００を構成する液体に対して濡れ易い場合、下記の式で記載されるような引力Ｆが働く。

Ｆ∝Ｒγ_Ｌ
なお、この式において、Ｒは帯電泳動粒子５０の直径、γ_Ｌは液橋１００を構成にする液体の表面張力である。そして、この式から明らかなように引力Ｆは液橋１００を構成する液体の表面張力γ_Ｌに比例する。

また、図６に示すように、帯電泳動粒子５０の直径が内壁表面を被覆している液膜１３０の厚さよりも大きい場合で、内壁表面を被覆している液膜１３０に帯電泳動粒子５０が存在する場合にも、帯電泳動粒子間に引力相互作用を発現させる事が可能である。

この場合、帯電泳動粒子５０が内壁表面側から離れようとすると、帯電泳動粒子５０には液膜１３０及び液橋１００の表面張力により内壁表面側に戻す方向の復元力が作用する。そして、本実施の形態においては、これら引力相互作用と復元力を、帯電泳動粒子同士及び帯電泳動粒子５０と中空部Ｓ表面との間で発現させ、保持状態の維持に利用するようにしている。

なお、これらの力は、既述した鏡像力のように内壁表面からの距離の２乗に反比例するものではなく、従って外乱、例えば分散媒の流動に対して安定である。また、上記式で示した力は引力であるので、帯電泳動粒子５０の層が変形しようとしても、この力が復元力として作用する。さらに、同時に既述した液膜１３０の復元力は、まさに復元力として機能する。

表示画像を保持する構成の第２は、保持状態における帯電泳動粒子５０の可動範囲を制限することができる構成である。ここで、このような可動範囲の制限について説明する。

保持状態における分散媒４０と帯電泳動粒子５０からなる表示媒体５５は、図１に示すように分散媒４０による液層膜を形成しながら内壁表面近傍に局在しており、表示媒体５５以外の中空部Ｓ６０には、基本的に分散媒４０の様な液体は充填されていない。例えば、分散媒４０の蒸気と空気との混合物が存在している。このため、この非液体（例えば気体）領域に保持状態における帯電泳動粒子５０が拡散していく事は困難である。

また、既述したように、帯電泳動粒子５０は液膜等により内壁側に引き寄せられている。これらの理由により、中空部Ｓ全体に分散媒４０が充填されている場合に比べて、保持状態における帯電泳動粒子５０の可動範囲は制限されることとなる。

このため、何らかの外乱、例えば熱揺らぎや電気泳動表示素子の落下衝突時の衝撃が作用すると、従来のように中空部Ｓ全体に分散媒４０が充填されている場合には、帯電泳動粒子５０は中空部Ｓの中央部に変位して積層構造が崩壊し、この崩壊は保持状態の表示劣化等を誘起するが、本実施の形態のように分散媒４０が中空部Ｓの内壁近傍に局在している場合には、外乱が作用しても帯電泳動粒子５０が中空部Ｓの中央部に変位していくことは極めて困難となる。この結果、保持状態における帯電泳動粒子５０の積層構造が崩れ難くなる。

このように、中空部Ｓ内に帯電泳動粒子５０と、中空部Ｓの内壁表面上に液膜層を形成する分散媒４０とにより構成され、画像を表示するための表示媒体５５を配し、帯電泳動粒子５０を液膜層に沿って移動させることにより、画像の表示を行うと共に画像を表示する状態を保持することができる。これにより、表示コントラストの低下による表示画像の劣化の発生を抑制することができる。

なお、本実施の形態において、分散媒４０としては絶縁性液体を使用する事ができる。そして、このような絶縁性液体としては、例えばイソパラフィン（例えば、商品名がアイソパーのエクソン社製の流体）、シリコーンオイル及びキシレン、トルエンやフッ素系溶媒等の有機溶媒をあげる事ができる。なお、既述した引力相互作用と復元力により帯電泳動粒子５０の保持状態を維持するためには中空部Ｓの表面上の分散媒４０からなる液膜の厚さは、帯電泳動粒子５０の直径の５倍以下であることが好ましい。

また、帯電泳動粒子５０も、所望の表示を行う事ができれば特に材料や粒子サイズや粒子の色等に制限はないが、着色されていて絶縁性液体中で正極性又は負極性の良好な帯電特性を示す材料が好ましい。例えば、各種の無機顔料や有機顔料やカーボンブラック、或いは、それらを含有させた樹脂を使用すると良い。

帯電泳動粒子５０の平均粒径は通常０．０１〜５０μｍ程度のものを使用できるが、好ましくは、０．１〜１０μｍ程度のものを用いる。また、帯電泳動粒子５０は分散媒４０に対して濡れ易い性質を有している事が好ましく、中空部Ｓの内壁表面も分散媒４０に対して濡れ易い性質を有している事が好ましい。

さらに、これら分散媒中や帯電泳動粒子中に、帯電泳動粒子５０の帯電を制御し、安定化させるための荷電制御剤を添加しておくと良く、係る荷電制御剤としては、コハク酸イミド、モノアゾ染料の金属錯塩やサリチル酸や有機四級アンモニウム塩やニグロシン系化合物などを用いると良い。更に分散媒中には、分散媒４０の表面張力を調整するための界面活性剤を添加しても構わない。

また、第１及び第２第１基板１０，２０の種類には、特に制限はなく、例えばポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリカーボネート（ＰＣ）等の柔らかい基板や、ガラス、石英、ステンレス等の硬い基板も使用できる。なお、表示面側に配置される基板は、透明である必要がある。

また、第１及び第２電極７０，８０の材料や配置も、所望の表示を実現できれば大きな制限はなく、電極材料としてはＡｌ電極やＩＴＯ電極を挙げる事ができる。また、電極配置としては、表示状態の変化に必要な所望の帯電泳動粒子変位を誘起できるものであれば、特に制限はない。

なお、第１電極７０を光反射層としても利用する場合は、ＡｇあるいはＡｌ等の光反射率の高い材料を好適に使用する。また、この第１電極７０を白色表示として使用する場合は、電極表面そのものに光が乱反射するように表面凹凸をつけるか、あるいは電極上に光散乱層を形成しておく。

次に、本実施の形態の実施例に沿って本発明を更に詳細に説明する。

（実施例１）
本実施例では、図１に示す様な電気泳動表示素子を作製した。なお、本実施例において、作製した電気泳動表示素子の１画素の大きさは、１００μｍ×１００μｍであり、各画素は周囲を隔壁３０によって囲まれている。ここで、隔壁３０は格子状であり、幅８μｍ、高さ２０μｍである。また、第１電極７０は、隔壁３０に囲まれた領域直下に位置し、不図示のスイッチング素子に接続している。さらに、第２電極８０は、隔壁３０と第１基板１０の間に位置する。なお、本実施例では、第２電極８０は、全画素の共通電極としている。

次に、本実施例に関する電気泳動表示素子の製造方法を説明する。

先ず、公知のフォトリソグラフィー法を用いて、ステンレス製の第１基板１０上にスイッチング素子、第１電極７０、第２電極８０、絶縁層９０を形成し、この後、絶縁層９０上に、隔壁３０を公知のリソグラフィー法により形成する。

次に、絶縁層９０と隔壁３０が形成する中空部Ｓに、分散媒４０と帯電泳動粒子５０と帯電制御剤との混合物を充填し、この後、分散媒４０の一部を蒸発させ、分散媒４０と帯電泳動粒子５０とからなる表示媒体５５が、分散媒４０により液層膜を形成しながら中空部Ｓの表面近傍に局在している状態を形成する。

ここで、本実施例では、分散媒４０として炭化水素系溶媒（商品名：アイソパー、エクソン社製；表面張力２３×１０^―３Ｎ／ｍ）を用い、帯電制御剤としてはコハク酸イミド（商品名：ＯＬＯＡ１２００、シェブロン社製）を用いた。なお、電化制御剤の添加濃度は０．８ｗｔ％である。また、帯電泳動粒子５０としては、平均粒径３μｍ程度であるカーボンブラック含有のポリスチレン−ポリメチルメタクリレート共重合体樹脂からなるポリマービーズを使用した。

ここで、この中空部Ｓの表面近傍に局在した分散媒からなる液層膜の厚さは、レーザー干渉計で計測したところ、１μｍ程度であった。また、帯電泳動粒子５０はその全面を液膜で被覆されていた。

次に、このように表示媒体５５を中空部Ｓの表面近傍に局在させた状態を形成した後、透明な第２基板２０を隔壁３０上に設置し、分散媒４０等を密閉した。なお、本実施例では第２基板２０としてポリカーボネートと用いた。

そして、このようにして得られた電気泳動表示素子の第１電極７０を接地し、第２電極８０の電位を１ヘルツ（Ｈｚ）にて、＋１８Ｖ、−１８Ｖと交互に変調した。その結果、黒表示状態と白表示状態が交互に出現した。

次に、表示状態の保持性について観察するよう第２電極への＋１８Ｖ印加を解除し、続いて素子の黒表示状態を観察したが、黒表示状態の劣化は観察されなかった。同様に、第２電極への−１５Ｖ印加を解除し、続いて白表示状態を観察したが、白表示状態の劣化は観察されなかった。また、各状態における帯電泳動粒子５０を光学顕微鏡で観察したが、積層状態を維持している事が確認できた。

更に、表示状態の外乱に対する安定性を観察するよう、白表示を示している保持状態の素子を１ｍの高さから１０回落下させたが、白表示状態の劣化は観察されなかった。同様に、黒表示を示している保持状態の素子を１ｍの高さから１０回落下させたが、黒表示状態の劣化は観察されなかった。また、各状態における帯電泳動粒子５０を観察したが、積層状態を維持している事が確認できた。

次に、保持状態の電気泳動表示素子を曲げたり元の平面状の状態に戻す操作を１０回繰り返したが、白表示及び黒表示の劣化は観察されなかった。

（実施例２）
本実施例では、電気泳動表示素子を、分散媒４０をジメチルシリコーンオイル（表面張力１６×１０^―３Ｎ／ｍ）に変更した以外は、実施例１と同じ方法で作成した。このとき、中空部Ｓの表面近傍に局在した分散媒４０からなる液膜の厚さは、レーザー干渉計で計測したところ、１μｍ程度であった。また、帯電泳動粒子５０はその全面を液膜で被覆されていた。

そして、得られた電気泳動表示素子の第１電極７０を接地し、第２電極８０の電位を１ヘルツ（Ｈｚ）にて、＋１３Ｖ、−１３Ｖと交互に変調した。その結果、黒表示状態と白表示状態が交互に出現した。

次に、表示状態の保持性について観察するよう第２電極８０への＋１３Ｖ印加を解除し、続いて素子の黒表示状態を観察したが、黒表示状態の劣化は観察されなかった。同様に、第２電極への−１３Ｖ印加を解除し、続いて素子の白表示状態を観察したが、白表示状態の劣化は観察されなかった。また、各状態における帯電泳動粒子５０を光学顕微鏡で観察したが、積層状態を維持している事が確認できた。

更に、表示状態の外乱に対する安定性を観察するよう白表示を示している保持状態の素子を１ｍの高さから１０回落下させたが、白表示状態の劣化は観察されなかった。同様に、黒表示を示している保持状態の素子を１ｍの高さから１０回落下させたが、黒表示状態の劣化は観察されなかった。また、各状態における帯電泳動粒子を観察したが、積層状態を維持している事が確認できた。

次に、保持状態の電気泳動表示素子を曲げたり元の平面状の状態に戻す操作を１０回繰り返したが、白表示及び黒表示の劣化は観察されなかった。

（実施例３）
本実施例では、帯電泳動粒子５０と分散媒４０との混合物を中空部Ｓに充填する前までは、実施例１と同じ方法で素子を製造する。ここで、本実施例では帯電泳動粒子５０として公知のエレクトレット処理を施したポリメチルメタクリレート樹脂（直径３μｍ）からなるポリマービーズを使用した。

なお、このエレクトレット処理は以下のように行った。まず、電極間にビーズが配置している一対の平行電極を絶縁性オイル中に浸漬する。次に、オイル温度を９０℃に加熱した後、電極間に１７Ｖ／μｍの電界を１時間印加し、この後、ビーズを室温まで冷却した。

次に、このようにして得られたビーズとアイソパーとの混合物を、隔壁等により構成されている中空部Ｓに充填し、この後、分散媒であるアイソパーを蒸発させた。なお、本実施例では、隣接する帯電泳動粒子間と中空部Ｓ表面とこれに近接する帯電泳動粒子間にのみ分散媒４０からなる液橋が配置している状態にまでアイソパーを蒸発させた。この後、ポリカーボネートフィルムで中空部Ｓを塞いだ。

そして、得られた表示素子の第１電極７０を接地し、第２電極８０の電位を１ヘルツ（Ｈｚ）にて、＋１９Ｖ、−１９Ｖと交互に変調した。その結果、黒表示状態と白表示状態が交互に出現した。

次に、表示状態の保持性について観察するよう第２電極８０への＋１９Ｖ印加を解除し、続いて素子の黒表示状態を観察したが、黒表示状態の劣化は観察されなかった。同様に、第２電極８０への−１９Ｖ印加を解除し、続いて素子の白表示状態を観察したが、白表示状態の劣化は観察されなかった。また、各状態における帯電泳動粒子を光学顕微鏡で観察したが、積層状態を維持している事が確認できた。

更に、表示状態の外乱に対する安定性を観察するよう白表示を示している保持状態の素子を１ｍの高さから１０回落下させたが、白表示状態の劣化は観察されなかった。同様に、黒表示を示している保持状態の素子を１ｍの高さから１０回落下させたが、黒表示状態の劣化は観察されなかった。また、各状態における帯電泳動粒子を観察したが、積層状態を維持している事が確認できた。

次に、保持状態の素子を曲げたり元の平面状の状態に戻す操作を１０回繰り返したが、白表示及び黒表示の劣化は観察されなかった。

本発明の実施の形態に係る電気泳動表示素子の構成を示す図。 上記電気泳動表示素子の隣接する帯電泳動粒子との間に液橋が形成されている様子を模式的に示した図。 上記帯電泳動粒子が内壁に近接配置され、２層積層構造を示している状態の模式図。 上記帯電泳動粒子の間に液橋が形成されている１例を示す模式図。 （ａ）は帯電泳動粒子同士が液橋で連結された状態を示す模式図、（ｂ）は液橋のみにより帯電泳動粒子同士及び帯電泳動粒子と内壁表面とが連結されている状態を示す模式図。 上記帯電泳動粒子が内壁表面を被覆している液膜に存在する状態を示す模式図。 従来の固体表面上に帯電泳動粒子が積層している通常の状態を模式的に示した図。 従来の帯電泳動粒子の一部が積層構造から離れ、積層構造が部分的に崩壊している状態を模式的に示す図。 従来の帯電泳動粒子の一部がさらに積層構造から離れ、積層構造が部分的に崩壊している状態を模式的に示す図。

符号の説明

１０ 第１基板
２０ 第２基板
３０ 隔壁
４０ 分散媒
５０ 帯電泳動粒子
５５ 表示媒体
６０ 中空部Ｓにおける表示媒体以外の領域
７０ 第１電極
８０ 第２電極
１００ 液橋
１１０ 液膜
１２０ 内壁
１３０ 液膜
Ｓ 中空部

Claims (8)

1. 所定間隙を開けた状態に配置される第１基板及び第２基板と、前記第１基板及び第２基板の間隙に配置された隔壁部材と、前記第１基板及び第２基板と前記隔壁部材とに囲まれた空間に配置された帯電粒子と、前記間隙に面して配置された第１電極及び第２電極とによって形成された複数の画素を備え、前記電極間に生じる電界により前記帯電粒子を移動させて画像の表示を行う電気泳動表示素子において、
   前記空間内に前記帯電粒子と、前記帯電粒子を分散させると共に前記空間の内壁表面上に液膜層を形成する分散媒とにより構成され、画像を表示するための表示媒体を配し、且つ前記表示媒体は前記帯電粒子を前記液膜層に沿って移動させるようにしたことを特徴とする電気泳動表示素子。
2. 前記帯電粒子を前記分散媒からなる液膜により被覆することを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示素子。
3. 隣接する帯電粒子間には、前記分散媒の液橋が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電気泳動表示素子。
4. 前記空間の内壁表面と前記空間の内壁表面に近接している前記帯電粒子との間に、前記分散媒の液橋が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電気泳動表示素子。
5. 前記表示媒体の帯電粒子を、帯電粒子間及び該帯電粒子と前記空間の内壁表面との間に存在する前記液橋による引力相互作用と、前記液膜及び前記液橋の表面張力とにより画像を表示する状態を保持するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電気泳動表示素子。
6. 前記空間における前記表示媒体以外の領域は、非液体からなることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の電気泳動表示素子。
7. 前記非液体が、少なくとも前記分散媒の蒸気からなることを特徴とする請求項６記載の電気泳動表示素子。
8. 前記空間の内壁表面上の前記分散媒からなる液膜の厚さは、前記帯電粒子の直径の５倍以下であることを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示素子。
   

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