JP2006292880A - 電気泳動表示素子及び電気泳動表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 帯電粒子間に生じる空隙からの光漏れをなくすことができると共に、帯電粒子に対する制御性を向上することのできる電気泳動表示素子及び電気泳動表示装置を提供する。
【解決手段】 所定間隙を開けた状態に配置される基板３ａ，３ｂ間の空間に配された複数の帯電粒子として、略同一の色調を有すると共に粒径及び移動度が異なる少なくとも２種類の帯電粒子Ａ，Ｂを用い、かつ粒径の小さい帯電粒子Ｂの移動度を粒径の大きな帯電粒子Ａの移動度よりも大きくすることにより、粒径の大きな帯電粒子間に生じる空隙を粒径の小さい帯電粒子Ｂにより効率的に遮蔽することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、帯電粒子を移動させて表示を行う電気泳動表示素子及び電気泳動表示装置に関し、特に帯電粒子間の空隙からの光漏れをなくすための構成に関する。

近年、情報機器の発達に伴い、低消費電力且つ薄型の表示装置のニーズが増しており、これらのニーズに合わせた表示装置の研究、開発が盛んに行われている。中でも低消費電力、視覚への負担軽減などの観点から反射型表示装置が期待されている。そして、このような反射型表示装置の一例として、電気泳動表示装置があり、このような電気泳動表示装置は、絶縁性液体中の帯電粒子を移動させて表示を行う電気泳動表示素子を備えている。

ここで、このような電気泳動表示素子は、例えば図７に示すように所定間隙を開けた状態に配置された第１基板１３ａ及び第２基板１３ｂを備えており、これらの基板１３ａ，１３ｂの間隙には着色帯電粒子１１と、着色帯電粒子１１と異なった色の着色色素が溶解された絶縁性液体である分散媒１２とからなる分散液が充填されている。さらに、一方の基板１３ｂには、面積の大きな第１電極１４ｂと面積の小さな第２電極１４ａとが配置されている。

そして、このような電気泳動表示素子において表示を行う際には、電極１４ａ，１４ｂを介して着色帯電粒子１１に電圧を印加し、着色帯電粒子１１を帯電粒子自身が持つ電荷と反対極性の電極に引き寄せるようにする。そして、表示は、この着色帯電粒子１１の色と、着色帯電粒子１１の色相と異なる着色色素が溶解された分散媒１２の色、或は第１電極１４ｂが形成された領域の色によって行われる。

例えば、図７の（ｂ）に示すように着色帯電粒子１１を第１電極１４ｂ側に集めた状態で、第１電極１４ｂを正極に、第２電極１４ａを負極にした場合、第１電極１４ｂと第２電極１４ａとの間の電界により、図７の（ａ）に示すように正電荷の着色帯電粒子１１が第２電極１４ａ側に移動する。このとき、観測者（第２基板１３ｂ側）からは、分散媒１２内に含まれる着色色素の色、或は第１電極が形成された領域の色（例えば、白色）が表示される。

逆に、図７の（ａ）に示すように着色帯電粒子１１を第２電極側に集めた状態で、第１電極１４ｂを負極に、第２電極１４ａを正極にした場合、図７の（ｂ）に示すように正電荷の着色帯電粒子１１が第１電極１４ｂ側に移動する。このとき、観測者（第２基板１３ｂ側）からは、着色帯電粒子１１の色（例えば、黒色）が表示される。

ここで、このような電気泳動表示素子における表示性能は、分散液、特に電気泳動の主体となる帯電粒子の特性によって大きく影響を受けることから、これら電気泳動表示素子に使用される帯電粒子について様々な提案がなされており、例えば帯電粒子として複数種類の径の異なる帯電粒子を用いるものが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）
特開２０００−２０６５７４号公報 特開２００２−２８７１７９号公報 特開平１−１２６６３０号公報

ところで、このような電気泳動表示素子及び電気泳動表示装置において、表示特性を評価するための尺度として、コントラストや視野角、輝度や応答速度等を挙げることができるが、この中でも視認性の向上のためには、さらなる白輝度の向上と黒輝度の低下、それに伴うコントラストの向上が求められている。

ところが、帯電粒子として均一な形状、粒径を有するものを用いた場合、例えそれらが最密充填された状態であっても、隣接する帯電粒子間には空隙が生じ、このように空隙が生じた場合には、表示品位の低下につながる。例えば、既述したように黒色の帯電粒子を用いる場合、帯電粒子間に空隙が生じると、この空隙から光漏れが生じ、この光漏れが黒輝度の上昇ならびにそれに伴って生じるコントラストの低下を引き起こす。

ここで、例えば絶縁性液体中に分散させる帯電粒子の量を増やして複数の帯電粒子層を形成することにより帯電粒子間に生じる空隙を隠蔽するようにすれば、黒輝度の上昇を抑制することができると考えられるが、このような方法を既述した図７に示すような水平移動型の電気泳動表示素子に適用した場合、逆に白表示を行おうとした際に面積の狭い第２電極近傍に堆積する黒色の帯電粒子量が増大する。そして、このように第２電極近傍に堆積する黒色の帯電粒子量が増大すると、開口率が減少し、これに伴い白輝度の低下ならびにコントラストの低下が生じてしまう。

そこで、複数の帯電粒子の層を形成することなく、黒輝度の上昇を抑えるため、上記特許文献１〜３に提案されたもののように、絶縁性液体中に粒径の異なる帯電粒子を分散させ、隣接する大きな径の帯電粒子間に生じる空隙に小さな径の帯電粒子を入り込ませることにより、大粒径の帯電粒子間に生じる空隙を隠蔽することが考えられる。

しかし、単に粒径の異なる帯電粒子を用いただけでは、電極間への電圧印加により大粒径の帯電粒子（以下、大径帯電粒子という）及び小粒径の帯電粒子（以下、小径帯電粒子という）が移動した際、図８に示すように電極面上には大径帯電粒子Ａと、小径帯電粒子Ｂが不均一に配置されることとなり、隣接する大径帯電粒子Ａ間に生じる空隙を小径帯電粒子Ｂにより隠蔽することができない。

また、電圧が印加された際、帯電粒子は基本的には電界の方向にしたがって泳動を行うが、帯電粒子同士の衝突や、帯電粒子或はそれ以外の荷電物質の移動に伴って生じる分散媒の流れ等によって進路を乱される帯電粒子が少なからず存在する。そして、このような帯電粒子が電界の弱い領域に移動してしまうと、電界による制御が不可能となり、この帯電粒子は、所謂浮遊した状態の粒子となる。

ここで、一般に粒径が小さくなると分散媒中で粒子が沈降せずに浮遊する傾向にあることから、図８に示すように小径帯電粒子Ｂが浮遊した場合、この小径帯電粒子Ｂは電気的な制御、即ち電界の制御を離れていつまでも浮遊してしまう。そして、このように小径帯電粒子Ｂが電界の制御から離れてしまうと、帯電粒子に対する制御性が低下し、書き込み時に所望の階調を表示することが困難となるだけでなく、画像の切り替わりに時間を要するようになる。

そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、帯電粒子間に生じる空隙からの光漏れをなくすことができると共に、帯電粒子に対する制御性を向上することのできる電気泳動表示素子及び電気泳動表示装置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基板の間の空間に配された複数の帯電粒子と、前記空間に面して配置された第１電極及び第２電極とを備え、前記電極間に印加した電圧により前記帯電粒子の分布を変化させて表示を行う電気泳動表示素子において、前記帯電粒子として、略同一の色調を有すると共に粒径及び移動度が異なる少なくとも２種類の帯電粒子を用い、かつ粒径の小さい帯電粒子の移動度を粒径の大きな帯電粒子の移動度よりも大きくしたことを特徴とするものである。

本発明のように、第１基板及び第２基板の間の空間に配された複数の帯電粒子として、略同一の色調を有すると共に粒径及び移動度が異なる少なくとも２種類の帯電粒子を用い、かつ粒径の小さい帯電粒子の移動度を粒径の大きな帯電粒子の移動度よりも大きくすることにより、粒径の大きな帯電粒子間に生じる空隙を粒径の小さい帯電粒子により効率的に遮蔽することができ、これにより空隙からの光漏れをなくすことができると共に、帯電粒子に対する制御性を向上させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る電気泳動表示素子の概略構成を示す図であり、図１に示すように、この電気泳動表示素子は、所定間隙を空けた状態に配置された一対の基板である観察者側の第２基板３ａ及び後方側の第１基板３ｂと、これらの基板３ａ，３ｂの間隙を形成するための隔壁５と、基板３ａ，３ｂと隔壁５に囲まれた空間内に配置され、複数の着色された帯電粒子（以下、着色帯電粒子という）及び着色帯電粒子１が分散された絶縁性液体である分散媒２とからなる分散液と、を備えている。

なお、この電気泳動表示素子は、基板上にマトリクス配置した画素を有するものであり、隔壁５は隣接する画素Ｇ，Ｇ間での着色帯電粒子１の移動を防止する機能を併せ持っている。また、第１基板３ｂには第１電極４ｂが配置されており、この第１電極４ｂによって表示の１単位、即ち画素Ｇ，Ｇが画定される。なお、この第１電極４ｂの表面は絶縁層６によって被覆されており、この絶縁層６により、第１電極４ｂから着色帯電粒子１への電荷注入を防止することができる。

一方、隔壁５の内部には第１電極４ｂと異なる極性の電圧が印加される第２電極４ａが配置されており、この第１電極４ｂと第２電極４ａとの間で、着色帯電粒子１の空間分布を制御する電場を形成することによって、着色帯電粒子１を、第１電極４ｂと第２電極４ａとの間を移動させるようにしている。

つまり、本実施の形態の電気泳動表示素子は、分散媒２中で着色帯電粒子１を、第１電極４ｂ及び第２電極４ａ間に電圧を印加することによって第１電極４ｂ及び第２電極４ａ間を移動させて表示を行う水平移動型のものである。

次に、このような構成の電気泳動表示素子の表示方法について説明する。なお、以下の説明において、分散媒２は透明で、分散媒中の着色帯電粒子１は黒色で負に帯電しているものとする。また、第１電極４ｂ、或いは絶縁層６、或いは第１基板３ｂは着色帯電粒子１の色相と異なる色、例えば白に着色されているものとする。

ここで、第２電極４ａを正極に、第１電極４ｂを負極にして、着色帯電粒子１に静電気力を働かせると、図１の（ａ）に示すように負電荷の着色帯電粒子１は第２電極４ａ側に集められ、このとき観測者（第２基板３ａ側）からは、第１電極４ｂ、或いは絶縁層６、或いは第１基板３ｂの色である白が観測される。

一方、図１の（ａ）に示すように着色帯電粒子１を第２電極４ａ側に集めた状態で、第１電極４ｂ及び第２電極４ａに印加する電圧の極性を変えて、着色帯電粒子１に対して静電気力を働かせると、図１の（ｂ）に示すように着色帯電粒子１は第１電極４ｂ側に移動し、第１電極４ｂが着色帯電粒子１で覆われる。このとき、観測者（第２基板３ａ側）からは、着色帯電粒子１の色である黒が観測される。

なお、図１に示す水平移動型の電気泳動表示素子は、第１電極４ｂを画素全体に形成し、かつ第２電極４ｂを隔壁５内部に配置した構成をとっているが、電極４ａ、４ｂの配置としては、これに限らず、例えば図２に示すように第１電極４ｂ及び第２電極４ａの両方を一方の基板３ａに沿うように配置すると共に、第２電極４ａを第１電極４ｂとは異なる高さに、かつ画素の一部に第１電極４ｂと重なるように形成しても良い。あるいは、第１電極が画素毎に分割されて形成されていても良い。なお、図２において、９は透明樹脂層である。

ところで、このような構成の電気泳動表示素子において黒表示を行う場合、既述したように、黒輝度の上昇を抑えるよう粒径の異なる帯電粒子を用いた場合、電圧の印加によって大径帯電粒子と小径帯電粒子が目的とする電極上へランダムに着地していくため、電極面上には大径帯電粒子と小径帯電粒子が不均一に配置されることとなり（図８参照）、大径帯電粒子間の空隙を小径帯電粒子が隠蔽するという効果を充分に発揮することが難しい。

しかし、発明者は、粒径の異なる少なくとも２種類の帯電粒子を用いた場合でも、略同一の色調を有すると共に粒径及び移動度が異なる帯電粒子を用い、かつ小径帯電粒子の移動度を大径帯電粒子の移動度よりも大きくすることにより、大径帯電粒子間に生じる空隙を小径帯電粒子によって、開口率の減少を引き起こすことなく効率的に遮蔽することができることを解明した。

なお、これは図３に示す粒径の異なる帯電粒子Ａ，Ｂのうち、電圧の印加によってまず移動度の大きな小径帯電粒子Ｂが移動を開始し、図３の（ａ）に示すように最初に目的とする電極上へとまばらな状態で着地し、この後、図３の（ｂ）に示すように移動度の小さい大径帯電粒子Ａが目的とする電極上に到達すると、まばらな状態で着地している小径帯電粒子Ｂの間に大径帯電粒子Ａが入り込むようになる。これにより、結果として小径帯電粒子Ｂにより大径帯電粒子間の空隙を埋めることができるようになるものと推察される。

また、既述したように電圧を印加した場合、帯電粒子同士の衝突や、帯電粒子或はそれ以外の荷電物質の移動に伴って生じる分散媒の流れ等によって帯電粒子が電界の弱い領域に移動してしまうと、帯電粒子は浮遊した状態の粒子となるが、この浮遊した粒子は、例えば帯電粒子と分散媒との密度の差に基づく粒子の沈降や浮上、分散媒の熱運動等により電界の強い領域に戻されることで再び電界による制御が可能となる。

ここで、この帯電粒子と分散媒との密度差に基づく帯電粒子の沈降もしくは浮上の速度は帯電粒子に作用する重力と浮力、Ｓｔｏｋｅｓ抵抗の釣り合いによって決定され、具体的にはその速度は、粒径の自乗に比例する。例えば、帯電粒子の密度が分散媒の密度よりも高い場合、帯電粒子は沈降するが、その速度は粒径が１／２になると、その自乗である１／４となる。つまり、粒径の異なる帯電粒子を用いた場合、小径帯電粒子は大径帯電粒子と比して相対的に分散媒中に浮遊する傾向にあることとなる。

しかし、本実施の形態のように、小径帯電粒子の移動度を大径帯電粒子の移動度よりも大きくすると、小径帯電粒子が電界から受ける力が、大径帯電粒子が受ける力よりも大きくなるので、電界による制御が容易となり、特に小径帯電粒子に対する制御性を向上する。この結果、浮遊粒子が減少すると共に、電界切り替わり時の応答性が向上し、階調安定性が向上する。

ところで、このように帯電粒子の移動度が異なる原因として、帯電粒子の表面電位の差が挙げられる。ここで、電気泳動において帯電粒子にかかる電気的な力は、帯電粒子の持つ電荷量と、帯電粒子にかかる電界の積によって表すことができ、その電荷量は帯電粒子表面積、つまり帯電粒子半径の自乗に比例する。

一方、電気泳動において帯電粒子にかかる分散媒からの抵抗は帯電粒子断面積、つまり帯電粒子半径の自乗に比例する。即ち、粒径が、例えば２倍になると電荷量は４倍となり、帯電粒子を目的とする電極方向へと移動させる電気的な力も４倍となる一方、電極方向への移動を阻害する分散媒からの抵抗力も４倍となる。したがって、電気的な力と分散媒からの抵抗が打ち消しあい、等速で泳動を行うような状態ではその泳動速度に粒径依存はない。

ところで、この関係は帯電粒子の電荷量が帯電粒子表面積に比例する場合、つまり帯電粒子の表面電荷密度が等しい場合に成り立つものであることから、逆に帯電粒子の表面電荷密度が異なる場合は帯電粒子の移動度に差が生じ、かつこの表面電荷密度が高いほど帯電粒子の移動度は大きくなる。また、帯電粒子の表面電荷密度は表面電位と比例関係にあることが知られている。

このことから、小径帯電粒子として表面電位の大きな帯電粒子を採用することにより、大径帯電粒子との間に移動度の差を生じさせることができ、このような小径帯電粒子を用いることにより、小径帯電粒子によって効率的に大径帯電粒子間の空隙を隠蔽することができる。これにより、大径帯電粒子間の空隙からの光漏れをなくすことができ、これに伴い、黒表示時における黒輝度を低下させることができ、表示特性を向上させることができる。

また、帯電粒子の移動度が異なる他の原因として、帯電粒子のゼータ電位の差が挙げられる。ここで、溶液中では帯電粒子の周囲には拡散電気二重層が形成され、これにより帯電粒子の表面電荷と逆符号の電荷をもつイオンが帯電粒子の周囲に存在することが知られており、このような状態の帯電粒子が液体中を動く際、帯電粒子表面上に吸着したイオンが一体となって動くときの吸着層の外縁の電位がゼータ電位と呼ばれる。

ところで、このゼータ電位は帯電粒子表面の電荷量とも密接な関係を持つものであることから、上述したのと同一の理由により、小径帯電粒子としてゼータ電位の大きな帯電粒子を採用することにより、大径帯電粒子との間に移動度の差を生じさせることができ、このような小径帯電粒子を用いることにより、小径帯電粒子によって効率的に大径帯電粒子間の空隙を隠蔽することができる。

ここで、これらの表面電位、或はゼータ電位の異なる帯電粒子は帯電粒子を構成する材料を適宜替えることにより作製することが可能である。例えば、帯電粒子の表面電位やゼータ電位は、帯電粒子を構成する材料のみならず帯電制御剤や帯電制御剤の補助剤の有無やその種類によって適宜調整可能であるが、一般に同一の材料で構成した帯電粒子を同一の分散媒中に分散させた場合は、それら帯電粒子の表面電位やゼータ電位はその粒径に依存することなくほぼ同一の値を示すものと思われる。

したがって、簡便には帯電粒子の構成材料を適宜替えることにより表面電位やゼータ電位の異なる帯電粒子を作製することが可能である。より具体的には帯電粒子を構成する樹脂材料を例えば、コアシェル構造を有するものに適宜変更することで作製することが可能である。

また、帯電粒子の移動度が異なる他の原因として、帯電粒子の粒径に対する実効表面積の差が挙げられる。例えば、既述したように、帯電粒子の表面電位もしくはゼータ電位がほぼ同一の場合、帯電粒子の粒径に依存することなく帯電粒子の移動を促す電気的な力と帯電粒子の移動を阻害する分散媒からの抵抗力は互いに相殺しあうという関係は、粒径の異なるそれぞれの帯電粒子の表面形状が略同一であることを前提として考えられている。

また、既述したように、一般に同一の材料で構成した帯電粒子を同一の分散媒中に分散させた場合、それら帯電粒子の表面電位やゼータ電位は、その粒径に依存することなくほぼ同一の値を示すものと思われるが、これも帯電粒子の表面形状が略同一であることにより、帯電粒子表面積が粒径の自乗と比例関係にあることを前提としている。

このことから、同一の材料で構成した帯電粒子であっても、例えば一方が多孔質材料のように表面に無数の穴があいている場合は表面がフラットな材料と比較して同一の粒径に対する実効表面積が大きくなり、帯電粒子の電荷量が大きくなるものと思われる。したがって、実効表面積が異なるようにすることにより、表面電位やゼータ電位の異なる帯電粒子を作製することが可能となる。

よって、上述したのと同一の理由により、小径帯電粒子として粒径に対する実効表面積の大きな帯電粒子を採用することにより、大径帯電粒子との間に移動度の差を生じさせることができ、このような小径帯電粒子を用いることにより、小径帯電粒子によって効率的に大径帯電粒子間の空隙を隠蔽することができる。

なお、本実施の形態に係る帯電粒子１には、着色するために無機顔料が含まれるが、目的とする帯電粒子の粒径に対し、用いる無機顔料の粒径が極端に小さい場合は、結果として被覆層としての帯電粒子ポリマー層の厚みを厚くすることが必要となり、本来の無機顔料の色が淡色化されてしまうばかりではなく、無機顔料が存在する部分とポリマー層部分での着色状態の違いから帯電粒子内での色むらが生じる可能性があることから、帯電粒子の粒径と無機顔料の粒径を適宜調整することが必要である。

この場合には、一帯電粒子内に複数個の無機顔料を内包させることが好ましく、このように一帯電粒子内に複数個の無機顔料を内包させた場合は、その含有量によって着色濃度や比重を適宜調整することが可能となる。また、帯電粒子内で無機顔料を均一に分散させることにより帯電粒子内での色むらを軽減することも可能となることからも好ましい。

また、一帯電粒子内に内包される無機顔料の個数は、用いる重合方法、重合条件、無機顔料の粒径、重合時の無機顔料濃度等によって適宜調整可能であるが、好ましくは帯電粒子重量に対する無機顔料の比率は３〜２０重量％、より好ましくは５〜１５重量％の範囲にあることが好ましい。ここで、複数個とは２個以上を表すが、好ましくは１０００個以上、より好ましくは３０００個以上の無機顔料が一帯電粒子内に分散されていることが好ましい。

なお、無機顔料濃度が３重量％よりも少ない場合は無機顔料の色を帯電粒子に対し充分反映することが困難となり、２０重量％よりも多い場合は帯電粒子を構成するポリマーの比率が相対的に低下することから帯電粒子の耐久性が低下する恐れが生じる。

ここで、帯電粒子１に含まれる無機顔料の種類は、使用する電気泳動表示素子の表示方法に合わせて決定されるが、具体的には鉛白、亜鉛華、リトポン、二酸化チタン、硫化亜鉛、酸化アンチモン、炭酸カルシウム、カオリン、雲母、硫酸バリウム、グロスホワイト、アルミナホワイト、タルク、シリカ、ケイ酸カルシウム、カドミウムイエロー、カドミウムリポトンイエロー、黄色酸化鉄、チタンイエロー、チタンバリウムイエロー、カドミウムオレンジ、カドミウムリポトンオレンジ、モリブデートオレンジ、ベンガラ、鉛丹、銀朱、カドミウムレッド、カドミウムリポトンレッド、アンバー、褐色酸化鉄、亜鉛鉄クロムブラウン、クロムグリーン、酸化クロム、ビリジアン、コバルトグリーン、コバルトクロムグリーン、チタンコバルトグリーン、紺青、コバルトブルー、群青、セルリアンブルー、コバルトアルミニウムクロムブルー、コバルトバイオレット、ミネラルバイオレット、カーボンブラック、鉄黒、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、銅クロムブラック、銅クロムマンガンブラック、黒色低次酸化チタン、アルミニウム粉、銅粉、鉛粉、すず粉、亜鉛粉等が挙げられる。なお、これらの無機顔料の中でも、帯電粒子を黒色化するにはカーボンブラックが好ましく、白色化するには酸化チタンが好ましい。

さらに、この無機顔料の平均粒径は、０．００５μｍ〜０．５μｍが好ましく、さらに好ましくは０．００５μｍ以上０．１μｍ以下の範囲である。なお、０．００５μｍ未満であるとハンドリングが極端に低下し、０．５μｍを超えると得られる帯電粒子の粒径が大きくなりすぎる。また、無機顔料の形状は、球形でも非球形でもよく、これらの無機顔料は、粉砕・造粒等の公知の方法で粒径・形状を制御することができる。

また、帯電粒子１を構成する高分子重合体としては、分散媒に対して不溶な材料であれば所望の表面電位もしくはゼータ電位を有するように適宜選択することが可能であるが、例えばポリエステル重合体、ポリスチレン重合体、ポリ（メタ）アクリレート重合体、スチレン（メタ）アクリレート共重合体、ポリカーボネート重合体、ポリアリレート重合体、ポリアクリロニトリル、ポリ尿素重合体、ナイロン重合体、ウレタン重合体、メラミン重合体等の高分子重合体が挙げられる。これら高分子重合体を２種類以上使用してもよい。これらの中で、ポリスチレン重合体、ポリ（メタ）アクリレート重合体、あるいはスチレン（メタ）アクリレート共重合体が、分散媒中への分散性が優れている点で好ましい。さらに高分子重合体は、溶媒に対する不溶化を目的として架橋処理を施して使用することもできる。

なお、この帯電粒子１の平均粒径は、小径帯電粒子については０．１μｍ以上３μｍ以下の範囲であり、好ましくは０．３μｍ以上１μｍ以下の範囲が好ましい。また、大径帯電粒子については０．５μｍ以上７μｍ以下の範囲であり、好ましくは０．５μｍ以上３μｍ以下の範囲が好ましい。

また、小径帯電粒子と大径帯電粒子の平均粒径の比は１：１．５〜５の範囲であり、好ましくは１：１．５〜２の範囲である。ここで、平均粒径が０．１μｍ未満であるとハンドリングが低下し、７μｍを超えると表示の解像度が低下する。

また、小径帯電粒子の平均粒径に対する大径帯電粒子の平均粒径が１．５以下であると、例えば既述した開口率の減少を抑制するという効果を十分に発揮させることが困難となり、その比が５を越える場合は平均粒径の大きな帯電粒子の間に生じる空隙を埋めるために必要な粒径の小さな帯電粒子の量が極端に多くなってしまうことと併せ、それら粒径の小さな帯電粒子間に新たな空隙を生じてしまう恐れがある。

また、大径帯電粒子と小径帯電粒子の混合比は用いる帯電粒子の平均粒径の比によって適宜調整されるものであるが、例えば平均粒径の小さい小径帯電粒子の量に対する平均粒径の大きい大径帯電粒子の量を０．１〜１の範囲とすることが好ましい。

なお、本実施の形態に係る帯電粒子の粒径を調整する方法としては、帯電粒子作製時の重合条件や粉砕条件を適宜選択することや、必要に応じて乾式分級、湿式分級等の公知の方法で、平均粒径を既述した範囲内に制御することができる。

さらに、帯電粒子１は、着色度合いを調節するために、必要に応じて染料で染色することができる。ここで、染料に使用する染色剤としては、例えば、Ｖａｌｉｆａｓｔ Ｒｅｄ、Ｖａｌｉｆａｓｔ Ｙｅｌｌｏｗ、Ｏｐｌａｓ Ｒｅｄ、Ｏｉｌ Ｓｃａｒｌｅｔ〔オリエント化学社製〕、Ｏｉｌ Ｂｌｕｅ Ｖ、Ｏｉｌ Ｇｒｅｅｎ、ＢｒｉｇｈｔＧｒｅｅｎ、Ｓｕｄａｎ ＩＶ、Ｓｕｄａｎ ＩＩＩ〔大和化工社製〕、Ｓｕｍｉｐｌａｓｔ Ｂｌｕｅ、Ｓｕｍｉｐｌａｓｔ Ｒｅｄ ＨＦＧ、Ｓｕｍｉｐｌａｓｔ Ｒｅｄ ＨＦ４Ｇ、Ｓｕｍｉｐｌａｓｔ Ｙｅｌｌｏｗ、Ｗｈｉｔｅｆｌｏｕｒ Ｂ〔住友化学工業社製〕、Ｍａｃｒｏｌｅｘ Ｒｅｄ ＧＳ〔バイエル・ジャパン社製〕；Ｍｉｃｒｏｌｉｓ Ｂｌｕｅ、Ｍｉｃｒｏｌｉｓ Ｇｒｅｅｎ〔日本チバガイギー社製〕等の油性染料、Ｏｒｉｅｎｔ Ｏｉｌ Ｂｌａｃｋ〔オリエント化学社製〕、Ｓｕｍｉｋａｒｏｎ Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ Ｂｌｕｅ、Ｓｕｍｉｋａｒｏｎ Ｖｉｏｌｅｔ〔住友化学工業社製〕、Ｋａｙａｃｒｙｌ Ｂｌａｃｋ、Ｋａｙａｌｏｎ Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ Ｂｌｕｅ、Ｋａｙａｒｏｎ Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ Ｒｅｄ〔日本化薬社製〕等が挙げられる。

また、帯電粒子１を分散させる分散媒２には、帯電制御剤を含有させることができる。ここで、このような帯電制御剤としては、分散媒２に可溶であるならば特に限定されないが、例えばナフテン酸コバルト、ナフテン酸ジルコニウム、ナフテン酸銅、ナフテン酸鉄、ナフテン酸鉛、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸亜鉛等のナフテン酸系金属石鹸、オクテン酸コバルト、オクテン酸ジルコニウム、オクテン酸鉄、オクテン酸鉛、オクテン酸ニッケル、オクテン酸マンガン、オクテン酸亜鉛等のオクテン酸系金属石鹸、ステアリン酸系金属石鹸等の金属石鹸、ポリアミノポリブテルコハク酸イミド、レシチン等の公知のものが挙げられる。なお、これらの帯電制御剤の中でも、金属石鹸が好ましい。

また、帯電制御剤を用いる場合の含有量は、その種類によって適宜決められるが、分散媒１００重量部に対して好ましくは０．０００１〜５重量部、さらに好ましくは０．００１〜１重量部の範囲である。

さらに、この分散媒２中に、帯電制御剤の補助剤としてロジンエステルまたはロジン誘導体を含有させることができる。ここで、このようなロジンエステルまたはロジン誘導体としては、分散媒に可溶であるならば特に限定されないが、例えばガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン、ロジン変性マレイン酸、ロジン変性ペンタエリスリトール、ロジングリセリンエステル、部分水素添加ロジンメチルエステル、部分水素添加ロジングリセリンエステル、部分水素添加ロジントリエチレングリコールエステル、完全水素添加ロジンペンタエリスリトールエステル、マレイン酸変性ロジンエステル、フマル酸変性ロジンエステル、アクリル酸変性ロジンエステル、マレイン酸変性ロジンペンタエリスリトールエステル、フマル酸変性ロジンペンタエリスリトールエステル、アクリル酸変性ロジングリセリンエステル、マレイン酸変性ロジングリセリンエステル、フマル酸変性ロジングリセリンエステル、アクリル酸変性ロジングリセリンエステル等が挙げられる。

さらに、この分散媒２には、分散媒２に可溶する高分子樹脂を分散安定剤として使用することができる。具体的には、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリブテン、スチレンブタジエン共重合体、スチレンイソプレン共重合体、スチレン無水マレイン酸共重合体、ノルボルネン樹脂、ポリエチレンワックスが挙げられる。

中でも、スチレンブタジエン共重合体が好ましく、例えば市販の材料としては、Ｅ−ＳＢＲ、Ｓ−ＳＢＲ（ＪＳＲ（株）製）、ＮＩＰＯＬ １５０２， ＮＩＰＯＬ１７１２、ＮＩＰＯＬ ＮＳ１１２， ＮＩＰＯＬ ＮＳ１１６、ＮＩＰＯＬ １００６， ＮＩＰＯＬ １００９（日本ゼオン（株）製）、タフデン、タフプレン、アサプレン（旭化成社製）、住友ＳＢＲ（住友化学（株）製）を使用することができる。

なお、本実施の形態においては、分散媒２に含有させる上記成分を単独または２種類以上混合して用いることができる。また、分散媒中には、必要に応じて分散媒に可溶な陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤、フッ素系界面活性剤を含有してもよく、これらは単独、または２種以上混合して用いても良い。

また、分散媒２としては、導電率の低い高絶縁性有機溶媒が使用される。具体的には、ベンゼン、エチルベンゼン、ドデシルベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒、ヘキサン、シクロヘキサン、ケロシンなどのパラフィン系炭化水素溶媒、ナフテン系炭化水素ならびにイソパラフィン系炭化水素溶媒などの脂肪族炭化水素溶媒、クロロホルム、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ジクロロメタン、トリクロロトリフルオロエチレン、臭化エチルなどのハロゲン化炭化水素溶媒、あるいはシリコンオイル、高純度石油等が挙げられるが、中でも脂肪族炭化水素溶媒が好適に使用され、具体的にはアイソパーＧ、Ｈ，Ｍ，Ｌ、Ｐ、Ｖ（いずれもエクソン化学社製）、Ｓｈｅｌｌｓｏｌ（昭和シェルジャパン）、ＩＰソルベント１０１６、１６２０、２０２８、２８３５（出光石油化学）、日石アイソゾール２００、３００、４００（いずれも日本石油化学）が挙げられる。これらを単独、あるいは２種類以上混合して用いることができる。

また、この分散媒２は、使用する電気泳動表示素子の表示方法に合わせて帯電粒子と異なる色に着色することができる。なお、このための着色剤としては、分散媒２に溶解可能な油溶性染料であれば特に限定はされない。

なお、本実施の形態において、帯電粒子１は分散液２に対して任意の重量比で用いることが可能であるが、好ましくは、分散媒１００重量部に対して粒径の異なる帯電粒子の総量として０．１重量部以上２０重量部以下の範囲である。

次に、図１及び図２に示す電気泳動表示素子を構成する基板３ａ，３ｂ、電極４ａ，４ｂ等の材料等について説明する。

基板３ａ，３ｂの材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンナフタレ−ト（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等のポリマーフィルム、ガラス、石英等の無機材料、あるいは表面に絶縁層を有するステンレス基板を使用することができる。

なお、観察者側の基板３ａには、可視光の透過率が高い材料、例えば透明なポリマーフィルムやガラスを使用すると良い。また、この基板３ａの分散液と接する面にはゴム硬度が１０以上９０以下の範囲にある高分子材料、具体的にはシリコン樹脂、天然ゴム、熱可塑性エラストマー樹脂等を形成させても良い。

電極４ａ，４ｂの材料としては、パターニング可能な導電性材料なら特に限定されないが、例えば酸化インジウムすず（ＩＴＯ）、アルミ、チタンなどを挙げることができる。

また、電極４ａ，４ｂ等を覆う絶縁層６に用いる材料としては、薄膜でピンホールが形成されにくいものが良い。具体的には、高い透明性を有するポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ノボラック樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。

また、隔壁５にはポリマー樹脂を使用すれば良い。具体的には、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ノボラック樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。なお、隔壁５を形成する方法としては、光感光性樹脂層を塗布した後露光及びウエット現像を行う方法、印刷法によって形成する方法、隔壁を形成した後に基板に接着する方法、光透過性の基板表面にモールドによって形成しておく方法等を挙げることができる。

次に、このような水平移動型の電気泳動表示素子の製造方法について、例えば図２に示す構成の電気泳動表示素子の製造方法について図４を用いて説明する。

まず、図４の（ａ）に示すように、基板３ｂの表面に第１電極４ｂを形成し、次に第１電極４ｂの表面に絶縁層６を形成し、この後、この絶縁層６の表面に第２電極４ａを、図４の（ｂ）に示すように、即ち第１電極４ｂと重なるように１つの画素における一部の領域に形成する。そして、この第２電極４ａを覆うように絶縁層６上に透明樹脂層９を形成する。

次に、図４の（ｃ）に示すように、絶縁層６の表面に、画素と画素とを仕切るように隔壁５を形成し、この後、隔壁５の上面（基板３ａとの接合面）に接着層８を形成する。さらに、この後、先に調製した分散液を隔壁５間に充填する。次に、基板３ａと接着層８の位置合せを行った後、基板３ａを隔壁５に加熱接着して図４の（ｄ）に示すような電気泳動表示素子が製造される。

ところで、これまでの説明においては、水平移動型の電気泳動表示素子について述べてきたが、図５に示すように分散液（着色帯電粒子１及び分散媒２）を挟み込むように第１電極４ａ及び第２電極４ｂをそれぞれ別な基板３ａ，３ｂに配置し、着色帯電粒子１が基板３ａ，３ｂに対して垂直方向（法線方向）に移動するように構成した垂直移動型の電気泳動表示素子にも適用することができる。

なお、このような垂直移動型の電気泳動表示素子の場合、着色帯電粒子１を分散させる分散媒２を、着色帯電粒子１と異なる色に着色することができ、これにより２色表示が可能となる。さらに、隣接される複数の画素で異なる色を表示することにより、素子全体としてはカラー表示をすることもできる。

またさらに、これまでの説明では分散液（着色帯電粒子１及び分散媒２）を基板３ａ，３ｂと隔壁５に囲まれた空間内に充填した構成の電気泳動表示素子について述べてきたが、分散液を図６に示すようにマイクロカプセル１０内に内包させ、このマイクロカプセル１０を基板間、或は隔壁間に配するようにした電気泳動表示素子にも適用することができる。

なお、このような電気泳動表示素子におけるマイクロカプセルの壁材としてはポリウレタン、ポリ尿素、ポリ尿素−ポリウレタン、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、ポリアミド、ポリエステル、ポリスルホンアミド、ポリカーボネート、ポリスルフィネート、エポキシ、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ゼラチン等が挙げられる。

また、このマイクロカプセルの大きさは１μｍ以上５００μｍ以下の範囲であり、好ましくは２０μｍ以上１００μｍ以下の範囲である。なお、このマイクロカプセルの内包方法としては、ｉｎ−ｓｉｔｕ法、界面重合法、コアセルベーション法等の通常の方法が挙げられる。

次に、本実施の形態の実施例について説明する。

なお、以下の実施例において記載する物性値はそれぞれ以下の方法により測定する。

（移動度）
移動度の測定は、まず２枚のＩＴＯ電極付透明ガラス基板（厚さ０．７ｍｍ）上にそれぞれ高さ５０μｍの隔壁を形成し、それらを張り合わせることでギャップ１００μｍの空セルを作製する。次に、この空セルに帯電粒子を分散させた分散液を注入し、移動度測定用セルを作製する。そして、この移動度測定用セルの両電極間に±５０Ｖ、０．２５Ｈｚの矩形波を印加し、この際の帯電粒子の泳動の様子を高速ＣＣＤを用いて記録し、この画像を解析することにより、単位時間あたりの帯電粒子の移動距離を算出して移動度とする。

（表面電位）
表面電位の測定は、市販の表面電位計や表面電位顕微鏡（ＫＦＭ ケルビンフォース顕微鏡）等によって測定可能であるが、一般にこれらは気中で測定されるものであり、個々の帯電粒子の有する能力を明らかにするには有用であるが、分散媒中での実際の表面電位とは必ずしも一致するものではない。したがって、本実施例においては、上記の方法によって測定した移動度よりストークス式に従って電荷量を算出し、それをもとに求めた電位の値を持って表面電位とする。

（ゼータ電位）
ゼータ電位の測定は、まず帯電粒子を濃度が０．０１ｗｔ％となるように分散液と混合して測定試料を作製し、このゼータ電位をゼータ電位計（ＢＲＯＯＫＨＡＶＥＮ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ社製 ＺｅｔａＰＡＬＳ）を用いて５回測定しその平均値をゼータ電位とする。

（比表面積）
比表面積の測定は、自動比表面積／細孔分布測定装置（（株）島津製作所製 トライスター３０００）を用いて行う。なお、測定に際しては前処理として８０℃で２４時間真空乾燥することにより試料表面の吸着水を除去してから測定を行う。

（実施例１）
実施例１において、まず以下のようにして大径帯電粒子及び小径帯電粒子を作成すると共に、電気泳動表示用分散液の調製を行ない、この後、電気泳動素子の作製を行なう。

（大径帯電粒子の作製）
まず、ホモジナイザー用の３０ｍｌカップに、表面をポリスチレンでグラフトさせたカーボンブラックを０．４５ｇ、スチレンを７．０ｇ、架橋剤としてジビニルベンゼンを０．１ｇ、重合開始材としてアゾビスイソブチロニトリルを０．１ｇ仕込み、氷水浴中１００００ｒｐｍで１５分撹拌してカーボンブラック分散モノマー溶液を作製する。

また、これとは別にホモジナイザー用５００ｍｌカップに、懸濁重合用リン酸カルシウム（日本化学工業（株）製 スーパータイト）を１００ｇ、界面活性剤としてドデシル硫酸ナトリウムを０．０６ｇ、先に調製したカーボンブラック分散モノマー溶液の全量を仕込み、氷水浴中１００００ｒｐｍで１５分間撹拌を行い、カーボンブラック分散モノマー懸濁液を作製する。

これを冷却管、窒素導入管ならびに撹拌機を備え付けた３００ｍｌセパラブルフラスコに仕込み、窒素気流下８０℃で８時間重合反応を行う。なお、その際、撹拌は１５０ｒｐｍで行う。

反応終了後、反応液を室温まで冷却した後、０．１規定塩酸を加えて燐酸カルシウムを溶解させ、固形分としてカーボンブラック分散スチレン／ジビニルベンゼン共重合体帯電粒子を取り出す。次に、この重合体帯電粒子を洗浄液が中性を示すまで水洗を繰り返した後、減圧下で乾燥して黒色のカーボンブラック分散帯電粒子を得る。得られた帯電粒子を走査型電子顕微鏡で観察すると、中心粒径が２．５μｍの帯電粒子が得られていることが確認される。

次に、この帯電粒子の表面にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を厚み１０ｎｍでグラフト重合法で被覆して大径帯電粒子（Ａ−１）を得る。この大径帯電粒子（Ａ−１）の移動度は０．０９［（μｍ／ｓ）÷（Ｖ／ｃｍ）］である。

（小径帯電粒子の作製）
まず、ホモジナイザー用の１００ｍｌカップに、表面をポリスチレンでグラフトさせたカーボンブラックを０．４５ｇ、スチレンを７．０ｇ、架橋剤としてジビニルベンゼンを０．１ｇ、重合開始材としてアゾビスイソブチロニトリルを０．１ｇ、粒径調整剤としてメタノールを３０ｍｌ仕込み、氷水浴中１００００ｒｐｍで１５分撹拌してカーボンブラック分散モノマー溶液を作製する。

また、これとは別にホモジナイザー用５００ｍｌカップに、懸濁重合用リン酸カルシウム（日本化学工業（株）製 スーパータイト）を１００ｇ、界面活性剤としてドデシル硫酸ナトリウムを０．０６ｇ、先に調整したカーボンブラック分散モノマー溶液の全量を仕込み、氷水浴中１２０００ｒｐｍで１５分間撹拌を行い、カーボンブラック分散モノマー懸濁液を作製する。

これを冷却管、窒素導入管ならびに撹拌機を備え付けた３００ｍｌセパラブルフラスコに仕込み、窒素気流下８０℃で８時間重合反応を行う。なお、その際、撹拌は１５０ｒｐｍで行う。

反応終了後、反応液を室温まで冷却した後、０．１規定塩酸を加えて燐酸カルシウムを溶解させ、固形分としてカーボンブラック分散スチレン／ジビニルベンゼン共重合体帯電粒子を取り出す。ついでこの重合体帯電粒子を洗浄液が中性を示すまで水洗を繰り返した後、減圧下で乾燥して黒色のカーボンブラック分散帯電粒子を得る。得られた帯電粒子を走査型電子顕微鏡で観察すると、中心粒径が１．５μｍの帯電粒子が得られていることが確認される。

次に、この小径帯電粒子の表面にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を厚み３０ｎｍでグラフト重合法で被覆して小径帯電粒子（Ｂ−１）を得る。この小径帯電粒子（Ｂ−１）の移動度は０．１４［（μｍ／ｓ）÷（Ｖ／ｃｍ）］である。

（電気泳動表示用分散液の調製）
上記のようにして作製された大径帯電粒子（Ａ−１）１重量部と、小径帯電粒子（Ｂ−１）１重量部、分散媒として脂肪族炭化水素溶媒であるアイソパーＨ（エクソン社製）２００重量部、ロジンエステルとしてネオトール１２５Ｈ（ハリマ化成（株）製）５重量部、スチレンブタジエン共重合体としてアサプレン１２０５（旭化成（株）製）１．６重量部とを混合し、１時間攪拌して電気泳動表示用分散液を調製する。

（電気泳動素子の作製）
本実施例においては、既述した図４の（ｄ）に示す電気泳動表示素子を作製する。

まず、基板３ｂのポリイミド（ＰＩ）フィルムの表面に厚み１００ｎｍでアルミを蒸着して第１電極４ｂを形成する（図４の（ａ）参照）。なお、ポリイミドフィルムには５０ｍｍ×５０ｍｍの寸法で２００μｍの厚さのものを用いる。

次に、第１電極４ｂの表面に、酸化チタン微帯電粒子を混合させて白色化させたポリウレタン樹脂層を形成し、絶縁層６とする。この後、この絶縁層６の表面に第２電極４ａを、第１電極４ｂと重なるように１つの画素における一部の領域に形成する（図４の（ｂ）参照）。そして、この第２電極４ａを覆うように絶縁層６上にポリアクリレート樹脂（オプトマーＳＳ６６９９ ＪＳＲ（株）製）からなる透明樹脂層９を形成する。

なお、この第２電極４ａは、暗黒色の炭化チタンを成膜し、フォトリソグラフィー及びドライエッチングによりライン状にパターニングして形成する。また、この第２電極４ａの厚みは５０ｎｍであり、線幅は３５μｍとする。

次に、絶縁層６の表面に、画素と画素とを仕切るように隔壁５を形成する。なお、この隔壁５は、光感光性エポキシ樹脂（ＳＵ８ 日本マグダーミッド（株）製）の塗布、露光及びウエット現像の各工程を行うことにより、高さ３０μｍ、幅１２μｍ、間隔１２０μｍで形成する。

次に、隔壁５の上面（基板３ａとの接合面）に熱融着性の接着層８を形成し、この後、先に調整した電気泳動表示用分散液を隔壁５内に充填する（図４の（ｃ）参照）。次に、厚さ１００μｍのポリカーボネートフィルムからなる基板３ａと接着層８の位置合せを行った後、基板３ａを隔壁（端部支持部材）５に加熱接着し、電気泳動表示素子を作製する（図４の（ｄ）参照）。なお、この電気泳動表示素子において第２電極４ａの上部は黒色に視認され、第２電極４ａが配置されていない領域の上部は絶縁層６の白色が視認される。

次に、このように作製した電気泳動表示素子に、電圧±２０Ｖ、周波数０．５Ｈｚの矩形波の電圧を印加し、帯電粒子の泳動を観察すると、大径帯電粒子（Ａ−１）と小径帯電粒子（Ｂ−１）の双方ともが正極性に帯電していることが確認される。

次に、黒表示時の反射率の測定を行う。なお、この反射率の測定には、ゴニオメーター［（株）村上色彩技術研究所製］を用い、反射率の測定は、第２電極４ｂに−２０Ｖ、第１電極４ａに＋２０Ｖを印加して黒表示とした時の入射光角度３０°に対する０°方向の反射率を測定することにより行う。この結果、本実施例の電気泳動表示素子の黒反射率は１．８％であり、良好な黒表示が達成されていることが確認される。

さらに詳細に帯電粒子の泳動挙動を観察すると、正極性に帯電した粒径の異なる２種の帯電粒子は、例えば第１電極４ｂを正極性にし、第２電極４ａを負極性にした場合、第２電極４ａを覆うように、まず移動度の大きな小径帯電粒子（Ｂ−１）が泳動を開始し、ついで移動度の小さな大径帯電粒子（Ａ−１）が泳動していることが確認される。次に、印加電圧の極性を反転させ、第１電極４ｂを負極性に、第２電極４ａを正極性にすると、第２電極４ａ上に滞留することなく、最初に小径帯電粒子（Ｂ−１）が、ついで大径帯電粒子（Ａ−１）速やかに第１電極４ｂ上に移動することが確認される。また、その際にセル上部に浮遊する粒子も見られず双方の粒子ともに良好に泳動していることが確認される。

（実施例２）
本実施例２では、既述した実施例１の「大径帯電粒子の作製」で示した方法に従い帯電粒子を作製し、この後、帯電粒子の表面にポリステアリルメタクリレート（ＰＳＭＡ）を厚み２０ｎｍでグラフト重合法で被覆して大径帯電粒子（Ａ−２）を得る。この大径帯電粒子（Ａ−２）のゼータ電位を、先に示した方法で測定すると３８ｍＶである。

次に、既述した実施例１の「小径帯電粒子の作製」で示した方法に従い帯電粒子を作製し、この後、帯電粒子の表面にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を厚み２０ｎｍでグラフト重合法で被覆して小径帯電粒子（Ｂ−２）を得る。この小径帯電粒子（Ｂ−２）のゼータ電位を先に示した方法で測定すると４８ｍＶである。

次に、これらの大径帯電粒子（Ａ−２）と小径帯電粒子（Ｂ−２）とを用い、既述した実施例１と同様に電気泳動表示用分散液を作製し、実施例１と同様に隔壁５内に充填することで電気泳動表示素子を作製する。次に、この電気泳動表示素子に電圧±２０Ｖ、周波数０．５Ｈｚの矩形波の電圧を印加し、帯電粒子の泳動を観察すると、大径帯電粒子（Ａ−２）と小径帯電粒子（Ｂ−２）の双方ともが正極性に帯電していることが確認される。

次に、実施例１と同様にして黒表示時の反射率の測定を行う。この結果、本発明の電気泳動表示素子の黒反射率は１．７％であり、良好な黒表示が達成されていることが確認される。

さらに、詳細に帯電粒子の泳動挙動を観察すると、正極性に帯電した粒径の異なる２種の帯電粒子１は、例えば第１電極４ｂを正極性にし、第２電極４ａを負極性にした場合、第２電極４ａを覆うように、まず移動度の大きな小径帯電粒子（Ｂ−２）が泳動を開始し、ついで移動度の小さな大径帯電粒子（Ａ−２）が泳動することが確認される。次に、印加電圧の極性を反転させ、第１電極４ｂを負極性に、第２電極４ａを正極性にすると、第２電極４ａ上に滞留することなく、最初に小径帯電粒子（Ｂ−２）、ついで大径帯電粒子（Ａ−２）が速やかに第１電極４ｂ上に移動することが確認される。また、その際にセル上部に浮遊する粒子も見られず双方の粒子ともに良好に泳動していることが確認される。

（実施例３）
本実施例３では、既述した実施例１の「大径帯電粒子の作製」で示した方法に従い帯電粒子を作製し、この後、帯電粒子の表面にポリラウリルメタクリレート（ＰＬＭＡ）を厚み２０ｎｍでグラフト重合法により被覆して帯電粒子（Ａ−３）を得る。この帯電粒子（Ａ−３）の表面電位を、先に示した方法で測定すると２１０ｍＶである。

次に、既述した実施例１の「小径帯電粒子の作製」で示した方法に従い帯電粒子を作製し、この後、帯電粒子の表面にポリメチルリルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を厚み２０ｎｍでグラフト重合法により被覆して帯電粒子（Ｂ−３）を得る。この帯電粒子（Ｂ−３）の表面電位を、先に示した方法で測定すると３４０ｍＶである。

次に、これらの大径帯電粒子（Ａ−３）と小径帯電粒子（Ｂ−３）とを用い、既述した実施例１と同様に電気泳動表示用分散液を作製し、実施例１と同様に隔壁５内に充填することで電気泳動表示素子を作製する。次にこの電気泳動表示素子に電圧±２０Ｖ、周波数０．５Ｈｚの矩形波の電圧を印加し、帯電粒子の泳動を観察すると、大径帯電粒子（Ａ−３）と小径帯電粒子（Ｂ−３）の双方ともが正極性に帯電していることが確認される。

次に、実施例１と同様にして黒表示時の反射率の測定を行う。この結果、本発明の電気泳動表示素子の黒反射率は１．９％であり、良好な黒表示が達成されていることが確認される。

さらに、フォトマルチプライヤーを備えた光学顕微鏡を用いて中間調駆動時の階調再現性の確認を行う。第１電極４ａを接地電極として、まず第２電極４ｂに＋２０Ｖの電圧を１秒間印加し、リセット状態として白表示を行った後に引き続き５０％輝度表示電圧に相当する−１０Ｖの電圧を１秒間印加した際の中間調輝度を繰り返し測定すると、中間調輝度としてほぼ同一の値が得られ、そのばらつきは平均値に対し±０．２％以下である。

本発明の実施の形態に係る電気泳動表示素子の概略構成を示す図。 上記電気泳動表示素子の他の構造を示す図。 上記電気泳動表示素子における粒径の異なる帯電粒子の電極上への移動を示す図。 上記電気泳動表示素子の製造方法を示す図。 上記電気泳動表示素子の他の構造を示す図。 上記電気泳動表示素子の他の構造を示す図。 従来の電気泳動表示素子の概略構成を示す図。 従来の電気泳動表示素子における粒径の異なる帯電粒子の電極上への着地動作を示す図。

符号の説明

１ 帯電粒子
２ 分散媒
３ａ 第２基板
３ｂ 第１基板
４ａ 第２電極
４ｂ 第１電極
５ 隔壁
６ 絶縁層
９ 透明樹脂層
１０ マイクロカプセル
Ａ 大径帯電粒子
Ｂ 小径帯電粒子

Claims (10)

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基板の間の空間に配された複数の帯電粒子と、前記空間に面して配置された第１電極及び第２電極とを備え、前記電極間に印加した電圧により前記帯電粒子の分布を変化させて表示を行う電気泳動表示素子において、
   前記帯電粒子として、略同一の色調を有すると共に粒径及び移動度が異なる少なくとも２種類の帯電粒子を用い、かつ粒径の小さい帯電粒子の移動度を粒径の大きな帯電粒子の移動度よりも大きくしたことを特徴とする電気泳動表示素子。
2. 前記粒径の小さい帯電粒子の移動度を前記粒径の大きな帯電粒子の移動度よりも大きくするよう、前記粒径の小さい帯電粒子の表面電位を前記粒径の大きな帯電粒子の表面電位よりも大きくしたことを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示素子。
3. 前記粒径の小さい帯電粒子の移動度を前記粒径の大きな帯電粒子の移動度よりも大きくするよう、前記粒径の小さい帯電粒子のゼータ電位を前記粒径の大きな帯電粒子のゼータ電位よりも大きくしたことを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示素子。
4. 前記粒径の小さい帯電粒子の移動度を前記粒径の大きな帯電粒子の移動度よりも大きくするよう、前記粒径の小さい帯電粒子の粒径に対する実効表面積を前記粒径の大きな帯電粒子の粒径に対する実効表面積よりも大きくしたことを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示素子。
5. 前記第１基板と第２基板との空間に、前記複数の帯電粒子及び該帯電粒子が分散される絶縁性液体を配したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電気泳動表示素子。
6. 前記少なくとも２種類の帯電粒子のうちの少なくとも一種類の帯電粒子は無機顔料を樹脂材料で被覆したものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電気泳動表示素子。
7. 前記無機顔料がカーボンブラックであ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. 前記無機顔料が酸化チタンであることを特徴とする請求項６記載の電気泳動表示素子。
9. 前記樹脂材料がコアシェル構造を有することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の電気泳動表示素子。
10. 前記請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電気泳動表示素子を備えたことを特徴とする電気泳動表示装置。
    

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