JP2012173602A - 電気泳動素子および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低消費電力でメモリ性能を向上させることが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】駆動基板１０および対向基板２０は、電気泳動素子３０およびスペーサ４０を介して対向配置されている。電気泳動素子３０は、泳動粒子３２と、その泳動粒子３２と異なる光学的反射特性を有する多孔質層３３と、多孔質層３３に距離を隔てて対向配置されると共に泳動粒子３２と反対の極性を有する帯電層３４，３５とを備えている。帯電層３４，３５は、多孔質層３３により仕切られた２つの領域にそれぞれ配置されている。
【選択図】図１

Description

本技術は、泳動粒子および多孔質層を備えた電気泳動素子、ならびにそれを用いた表示装置に関する。

近年、携帯電話機または携帯情報端末機器（ＰＤＡ）などに代表されるモバイル機器の普及に伴い、低消費電力で高品位画質の表示装置（ディスプレイ）に関する需要が高まっている。中でも、最近では、電子書籍の配信事業の誕生に伴い、文字情報を長時間読むことを目的とした読書用途の電子書籍端末が注目されているため、その用途に適した表示品位を有するディスプレイが望まれている。

読書用途のディスプレイとしては、コレステリック液晶ディスプレイ、電子泳動型ディスプレイ、電気酸化還元型ディスプレイまたはツイストボール型ディスプレイなどが提案されているが、中でも、いわゆる反射型に分類されるディスプレイが好ましい。紙と同様に外光の反射（散乱）を利用して明表示するため、その紙に近い表示品位が得られるからである。また、バックライトが不要であるため、消費電力が低くなるからである。

反射型ディスプレイの有力候補は、電気泳動現象を利用して明暗（コントラスト）を生じさせる電気泳動型ディスプレイである。低消費電力であると共に高速応答性に優れているからである。そこで、電気泳動型ディスプレイの表示方法について、さまざまな検討がなされている。

具体的には、絶縁性液体中に光学的反射特性および極性が異なる２種類の荷電粒子を分散させて、電界により極性の違いを利用して各荷電粒子を移動させる方法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。この方法では、電界に応じて２種類の荷電粒子の分布が変化するため、光学的反射特性の違いを利用してコントラストが生じる。

また、絶縁性液体中に荷電粒子を分散させると共に、その荷電粒子と光学的反射特性が異なる多孔質層を配置して、電界により多孔質層の細孔を経由して荷電粒子を移動させる方法が提案されている（例えば、特許文献３〜６参照。）。この方法では、電界に応じて荷電粒子の分布が変化するため、光学的反射特性の違いを利用してコントラストが生じる。

特公昭５０−０１５１１５号公報 特許第４１８８０９１号明細書 特開２００５−１０７１４６号公報 特公昭５０−０１５１２０号公報 特開２００５−１２８１４３号公報 特開２００２−２４４１６３号公報

電気泳動型ディスプレイについてさまざまな表示方法が提案されているにもかかわらず、その表示性能、特に表示状態の維持能力（いわゆるメモリ性能）は未だ十分であると言えないため、改良の余地がある。この場合には、電気泳動型ディスプレイの本来の利点を活かすために、消費電力を抑えながらメモリ性能を向上させる必要がある。

本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、低消費電力でメモリ性能を向上させることが可能な電気泳動素子および表示装置を提供することにある。

本技術の電気泳動素子は、泳動粒子と、泳動粒子と異なる光学的反射特性を有する多孔質層と、多孔質層に距離を隔てて対向配置されると共に泳動粒子と反対の極性を有する帯電層とを備えたものである。また、本技術の表示装置は、少なくとも一方が光透過性を有する一対の基体の間に、上記した本技術の電気泳動素子を備えたものである。

「光学的反射特性」とは、いわゆる光反射率であり、泳動粒子の光学的反射特性と非泳動粒子の光学的反射特性とが異なっているのは、その光学的反射特性の違いを利用してコントラストを生じさせるためである。また、「極性」とは、正または負の電荷を帯びる性質（極性）であり、帯電層の極性と泳動粒子の極性とは反対であるため、泳動粒子が正（または負）に帯電する場合には帯電層は負（または正）に帯電する。なお、「表示面」とは、画像が表示される側の面である。

本技術の電気泳動素子によれば、多孔質層に距離を隔てて帯電層が対向配置されており、その帯電層が泳動粒子と反対の極性を有しているので、低消費電力でメモリ性能を向上させることができる。また、本技術の電気泳動素子を用いた表示装置によれば、高品位な画像を表示できる。

本技術の一実施形態の電気泳動素子を用いた表示装置の構成を表す断面図である。 表示装置の主要部の構成を表す平面図である。 表示装置の動作を説明するための断面図である。 表示装置の構成に関する変形例を表す断面図である。 表示装置の構成に関する他の変形例を表す断面図である。 表示装置の構成に関するさらに他の変形例を表す断面図である。

以下、本技術の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。

１．電気泳動素子を用いた表示装置
２．変形例

＜１．電気泳動素子を用いた表示装置＞
図１は、本技術の一実施形態の電気泳動素子を用いた表示装置の断面構成を表しており、図２は、図１に示した表示装置の主要部の平面構成を表している。

本技術の電気泳動素子は、表示装置などのさまざまな用途に適用可能であり、その用途は特に限定されない。ここでは、例えば、上記した多様な用途を代表して、電気泳動素子を表示装置に適用する場合について説明する。ただし、以下で説明する表示装置の構成はあくまで一例であるため、その構成は適宜変更可能である。

［表示装置の全体構成］
表示装置は、電気泳動現象を利用して画像（例えば文字情報など）を表示する電気泳動型ディスプレイ（いわゆる電子ペーパーディスプレイ）である。この表示装置は、例えば、図１に示したように、駆動基板１０と対向基板２０とが電気泳動素子３０およびスペーサ４０を介して対向配置されたものであり、対向基板２０側に表示面を有している。この「表示面」とは、表示装置の使用者により画像が視認される面であり、「対向基板２０側に表示面を有する」とは、駆動基板１０側ではなく対向基板２０側に向けて画像を表示するという意味である。

［駆動基板］
駆動基板１０は、例えば、支持基体１１の一面に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１２と、保護層１３と、平坦化絶縁層１４と、画素電極１５とがこの順に形成されたものである。ＴＦＴ１２および画素電極１５は、例えば、画素配置などに応じてマトリクス状またはセグメント状に分割配置されている。

支持基体１１は、例えば、無機材料、金属材料またはプラスチック材料などにより形成されている。無機材料は、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ_x ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ_x ）または酸化アルミニウム（ＡｌＯ_x ）などであり、その酸化ケイ素には、例えば、ガラスまたはスピンオングラス（ＳＯＧ）などが含まれる。金属材料は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）またはステンレスなどである。プラスチック材料は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）またはポリエチルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などである。

この支持基体１１は、光透過性でもよいし、非光透過性でもよい。対向基板２０側で画像が表示されるため、支持基体１１は必ずしも光透過性である必要がないからである。また、支持基体１１は、ウェハなどの剛性を有する基板でもよいし、可撓性を有する薄層ガラスまたはフィルムなどでもよいが、中でも、後者であることが好ましい。フレキシブル（折り曲げ可能）な表示装置を実現できるからである。なお、フィルムは、例えば、高分子フィルムまたは金属フィルムなどである。

ＴＦＴ１２は、画素を選択するためのスイッチング用素子である。このＴＦＴ１２は、チャネル層として無機半導体層を用いた無機ＴＦＴでもよいし、有機半導体層を用いた有機ＴＦＴでもよい。保護層１３および平坦化絶縁層１４は、例えば、ポリイミドなどの絶縁性材料により形成されている。ただし、保護層１３の表面が十分に平坦であれば、平坦化絶縁層１４はなくてもよい。画素電極１５は、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）などの導電性材料により形成されている。この画素電極１５は、保護層１３および平坦化絶縁層１４に設けられたコンタクトホール（図示せず）を通じてＴＦＴ１２に接続されている。

［対向基板］
対向基板２０は、例えば、支持基体２１の一面に対向電極２２が全面形成されたものである。ただし、対向電極２２は、画素電極２２と同様にマトリクス状またはセグメント状に分割配置されていてもよい。

支持基体２１は、光透過性であることを除き、支持基体１１と同様の材料により形成されている。対向基板２０側で画像が表示されるため、支持基体２１は光透過性である必要があるからである。対向電極２２は、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ）、酸化アンチモン−酸化スズ（ＡＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）またはアルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）などの光透光性導電性材料（透明電極材料）により形成されている。

対向基板２０側で画像を表示する場合には、対向電極２２を介して表示装置（電気泳動素子３０）を見ることになるため、その対向電極２２の光透過率は、できるだけ高いことが好ましく、例えば、８０％以上である。また、対向電極２２の電気抵抗は、できるだけ低いことが好ましく、例えば、１００Ω／□以下である。

［電気泳動素子］
電気泳動素子３０は、例えば、絶縁性液体３１中に分散された泳動粒子３２と、その絶縁性液体３１中に配置されると共に複数の細孔３６を有する多孔質層３３と、その多孔質層３３に距離を隔てて対向配置された帯電層３４，３５とを含んでいる。

［絶縁性液体］
絶縁性液体３１は、例えば、駆動基板１０および帯電層３４と、対向基板２０および帯電層３５と、スペーサ４０とにより囲まれた空間に充填されている。この空間は、多孔質層３３により２つの領域に仕切られている。一方の領域は、多孔質層３３よりも駆動基板１０および帯電層３４に近い側に位置する待避領域Ｒ１であり、他方の領域は、多孔質層３３よりも対向基板２０および帯電層３５に近い側に位置する表示領域Ｒ２である。ただし、多孔質層３３は、帯電層３４，３５のうちの少なくとも一方に隣接されていてもよい。この場合における待避領域Ｒ１は、絶縁性液体３１中における帯電層３４に近い側の領域（多孔質層３３の内部でも外部でもよい）であり、表示領域Ｒ２は、絶縁性液体３１中における帯電層３５に近い側の領域（多孔質層３３の内部でも外部でもよい）である。

この絶縁性液体３１は、例えば、有機溶媒などの非水溶媒のいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その非水溶媒は、例えば、パラフィンまたはイソパラフィンなどである。絶縁性液体３１の粘度および屈折率は、できるだけ低いことが好ましい。泳動粒子３２の移動性（応答速度）が向上すると共に、それに応じて泳動粒子３２を移動させるために必要なエネルギー（消費電力）が低くなるからである。また、絶縁性液体３１の屈折率と多孔質層３３の屈折率との差が大きくなるため、その多孔質層３３の光反射率が高くなるからである。

なお、絶縁性液体３１は、必要に応じて、各種材料を含んでいてもよい。この材料は、例えば、着色剤、電荷制御剤、分散安定剤、粘度調製剤、界面活性剤または樹脂などである。

［泳動粒子］
泳動粒子３２は、絶縁性液体３１中を電気的に泳動する１または２以上の荷電粒子（電気泳動粒子）である。この泳動粒子３２は、電界に応じて、多孔質層３３の細孔３６を経由して待避領域Ｒ１から表示領域Ｒ２に移動可能であると共に、その逆も移動可能である。

また、泳動粒子３２は、例えば、有機顔料、無機顔料、染料、炭素材料、金属材料、金属酸化物、ガラスまたは高分子材料（樹脂）などの粒子（粉末）のいずれか１種類または２種類以上である。ただし、泳動粒子３２は、上記した粒子を含む樹脂固形分の粉砕粒子またはカプセル粒子などでもよい。なお、炭素材料、金属材料、金属酸化物、ガラスまたは高分子材料に該当する材料は、有機顔料、無機顔料または染料に該当する材料から除かれることとする。

有機顔料は、例えば、アゾ系顔料、メタルコンプレックスアゾ系顔料、ポリ縮合アゾ系顔料、フラバンスロン系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、アントラピリジン系顔料、ピランスロン系顔料、ジオキサジン系顔料、チオインジゴ系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料またはインダンスレン系顔料などである。無機顔料は、例えば、亜鉛華、アンチモン白、カーボンブラック、鉄黒、硼化チタン、ベンガラ、マピコエロー、鉛丹、カドミウムエロー、硫化亜鉛、リトポン、硫化バリウム、セレン化カドミウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、クロム酸鉛、硫酸鉛、炭酸バリウム、鉛白またはアルミナホワイトなどである。染料は、例えば、ニグロシン系染料、アゾ系染料、フタロシアニン系染料、キノフタロン系染料、アントラキノン系染料またはメチン系染料などである。炭素材料は、例えば、カーボンブラックなどである。金属材料は、例えば、金、銀または銅などである。金属酸化物は、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、銅−クロム酸化物、銅−マンガン酸化物、銅−鉄−マンガン酸化物、銅−クロム−マンガン酸化物または銅−鉄−クロム酸化物などである。高分子材料は、例えば、可視光領域に光吸収域を有する官能基が導入された高分子化合物などである。このように可視光領域に光吸収域を有する高分子化合物であれば、その種類は特に限定されない。

絶縁性液体３１中における泳動粒子３２の含有量（濃度）は、特に限定されないが、例えば、０．１重量％〜１０重量％である。泳動粒子３２の遮蔽（隠蔽）性および移動性が確保されるからである。この場合には、０．１重量％よりも少ないと、泳動粒子３２が多孔質層３３を遮蔽しにくくなる可能性がある。一方、１０重量％よりも多いと、泳動粒子３２の分散性が低下するため、その泳動粒子３２が泳動しにくくなり、場合によっては凝集および沈降する可能性がある。

この泳動粒子３２は、任意の光学的反射特性（光反射率）を有している。泳動粒子３２の光反射率は、特に限定されないが、少なくとも泳動粒子３２が多孔質層３３を遮蔽可能となるように設定されることが好ましい。泳動粒子３２の光反射率と多孔質層３３の光反射率との違いを利用してコントラストを生じさせるためである。

ここで、泳動粒子３２の具体的な形成材料は、例えば、コントラストを生じさせるために泳動粒子３２が担う役割に応じて選択される。具体的には、泳動粒子３２により明表示される場合の材料は、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウムまたはチタン酸カリウムなどの金属酸化物である。一方、泳動粒子３２により暗表示される場合の材料は、例えば、炭素材料または金属酸化物などである。炭素材料は、例えば、カーボンブラックなどであり、金属酸化物は、例えば、銅−クロム酸化物、銅−マンガン酸化物、銅−鉄−マンガン酸化物、銅−クロム−マンガン酸化物または銅−鉄−クロム酸化物などである。中でも、炭素材料が好ましい。優れた化学的安定性、移動性および光吸収性が得られるからである。

泳動粒子３２により明表示される場合、外部から視認される泳動粒子３２の色は、コントラストを生じさせることができれば特に限定されないが、中でも、白色に近い色が好ましく、白色がより好ましい。一方、泳動粒子３２により暗表示される場合、外部から視認される泳動粒子３２の色は、コントラストを生じさせることができれば特に限定されないが、中でも、黒色に近い色が好ましく、黒色がより好ましい。いずれの場合でも、コントラストが高くなるからである。

なお、泳動粒子３２は、絶縁性液体３１中で長期間に渡って分散および帯電しやすいと共に多孔質層３３に吸着しにくいことが好ましい。このため、静電反発を利用して泳動粒子３２を分散させるために分散剤（または電荷調整剤）を用いたり、泳動粒子３２に表面処理を施してもよく、両者を併用してもよい。

分散剤は、例えば、Lubrizol社製のSolsperse シリーズ、BYK-Chemie社製のBYK シリーズまたはAnti-Terra シリーズ、あるいはICI Americas 社製Spanシリーズなどである。

表面処理は、例えば、ロジン処理、界面活性剤処理、顔料誘導体処理、カップリング剤処理、グラフト重合処理またはマイクロカプセル化処理などである。中でも、グラフト重合処理、マイクロカプセル化処理またはそれらの組み合わせが好ましい。長期間の分散安定性などが得られるからである。

表面処理用の材料は、例えば、泳動粒子３２の表面に吸着可能な官能基（吸着性官能基）を有する材料（吸着性材料）であり、その吸着性材料は、さらに重合可能な官能基（重合性官能基）を有していてもよい。吸着性官能基の種類は、泳動粒子３２の形成材料に応じて決定される。一例を挙げると、カーボンブラックなどの炭素材料に対しては４−ビニルアニリンなどのアニリン誘導体であり、金属酸化物に対してはメタクリル酸３−（トリメトキシシリル）プロピルなどのオルガノシラン誘導体である。重合性官能基は、例えば、ビニル基、アクリル基、メタクリル基などである。

また、表面処理用の材料は、例えば、重合性官能基が導入された泳動粒子３２の表面にグラフト可能な材料（グラフト性材料）である。このグラフト性材料は、重合性官能基と、絶縁性液体３１中に分散可能であると共に立体障害を利用して分散性を保持可能な分散用官能基とを有していることが好ましい。重合性官能基の種類は、吸着性材料について説明した場合と同様である。分散用官能基は、例えば、絶縁性液体３１がパラフィンである場合には分岐状のアルキル基などである。グラフト性材料を重合およびグラフトさせるためには、例えば、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）などの重合開始剤を用いればよい。

参考までに、上記したように絶縁性液体３１中に泳動粒子３２を分散させる方法の詳細については、「超微粒子の分散技術とその評価〜表面処理・微粉砕と気中／液中／高分子中の分散安定化〜（サイエンス＆テクノロジー社）」などの書籍に掲載されている。

特に、泳動粒子３２は、任意の極性（正または負の極性）を有している。この極性の種類は、特に限定されないが、帯電層３４，３５の極性の種類と反対である。泳動粒子３２と帯電層３４，３５との極性の違い（クーロン力）を利用して、その帯電層３４，３５に泳動粒子３２が引きつけられるため、泳動粒子３２が帯電層３４，３５の表面に定着するからである。これにより、電界印加を中止しても、重力や、絶縁性液体３１中における粒子拡散性などの影響を受けて、泳動粒子３２が移動しにくくなるため、画像の表示状態、すなわち絶縁性液体３１中における泳動粒子３２の分布が維持されやすくなる。

泳動粒子３２が任意の極性を有するためには、その泳動粒子３２の形成材料自体が所望の極性を有していてもよい。また、泳動粒子３２の形成材料自体が根本的に極性を有していない場合には、泳動粒子３２の形成材料に、所望の極性を付与するための官能基（以下、「極性付与基」という。）を導入してもよい。泳動粒子３２の形成材料自体は極性を有しているが、その極性が所望の種類でない場合や、その極性が十分でない（電荷量が不足している）場合についても、同様である。

上記したように泳動粒子３２に表面処理を施す場合には、その表面処理により形成された被覆層が極性付与基を有するようにしてもよい。この場合における表面処理用の材料は、例えば、吸着性官能基と共に極性付与基を有する材料や、吸着性官能基および重合性官能基と共に極性付与基を有する材料などである。なお、吸着性官能基および重合性官能基のうちの少なくとも一方が極性付与基を兼ねてもよい。

極性付与基の種類は、その極性の種類に応じて異なる。具体的には、正の極性付与基は、例えば、アミノ基（−ＮＲ₂ ：Ｒは水素基またはアルキル基であり、２つのＲは同じ基でも異なる基でもよい。）などである。一方、負の極性付与基は、例えば、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）またはフェニル基（−Ｃ₆ Ｈ₅ ）などである。ただし、必ずしもこれらの基に限定されない。

なお、泳動粒子３２の極性を調べるためには、例えば、エネルギー分散Ｘ線分光法（ＥＤＸ）などを用いて泳動粒子３２の表面を元素分析して、その表面に存在する官能基（極性付与基）の種類を特定すればよい。

［多孔質層］
多孔質層３３は、上記したように、泳動粒子３２が移動（通過）するための複数の細孔３６を有しており、例えば、スペーサ４０により支持されている。この多孔質層３３は、泳動粒子３２と異なる光学的反射特性を有している。なお、図１では、図示内容を簡略化するために、細孔３６の一部だけを示している。

この多孔質層３３の構成は、複数の細孔３６を有していれば、特に限定されない。具体的には、多孔質層３３は、例えば、レーザを用いた穴開け加工により細孔が形成された高分子フィルムや、合成繊維などにより編まれた布や、連泡多孔性高分子などでもよい。この他、多孔質層３３は、例えば、以下の手順により相分離を利用して形成される多孔質膜でもよい。まず、高分子粒子（例えばポリメチルメタクリレートなど）と疎水性タイプの無機粒子（例えば酸化チタンなど）とその他の材料（例えばポリビニルアルコールなど）との水溶液を準備する。この水溶液を支持基体（例えばガラス基板など）の表面に塗布してから乾燥させて塗膜を形成したのち、高分子粒子だけが溶解される溶媒中に塗膜を浸漬させることで、多孔質膜が得られる。なお、塗膜の浸漬後、必要に応じて洗浄（例えば超音波洗浄など）してもよい。

中でも、多孔質層３３は、図２に示したように、繊維状構造体３３１により形成された３次元立体構造物（不織布のような不規則なネットワーク構造物）であることが好ましい。この多孔質層３３では、繊維状構造体３３１が存在していない箇所に複数の隙間（細孔３６）が形成されている。

また、繊維状構造体３３１には、１または２以上の非泳動粒子３３２が含まれており、その非泳動粒子３３２は、繊維状構造体３３１により保持されていることが好ましい。３次元立体構造物である多孔質層３３では、１本の繊維状構造体３３１がランダムに絡み合っていてもよいし、複数本の繊維状構造体３３１が集合してランダムに重なっていてもよいし、両者が混在していてもよい。繊維状構造体３３１が複数本である場合、各繊維状構造体３３１は、１または２以上の非泳動粒子３３２を保持していることが好ましい。なお、図２では、複数本の繊維状構造体３３１により多孔質層３３が形成されている場合を示している。ただし、各繊維状構造体３３１の長さは、任意でよい。

多孔質層３３が繊維状構造体３３１により形成された３次元立体構造物であるため、その不規則な立体構造により外光が乱反射（多重散乱）されやすくなる。この場合には、多孔質層３３の光反射率が高くなると共に、その高い光反射率を得るために多孔質層３３の厚さが薄くて済む。これにより、コントラストが高くなると共に、泳動粒子３２を移動させるために必要なエネルギーが低くなる。また、細孔３６の平均孔径が大きくなると共にその数が多くなるため、泳動粒子３２が細孔３６を移動しやすくなる。よって、泳動粒子３２の移動に要する時間が短くなると共に、その移動に要するエネルギーも低くなる。

また、繊維状構造体３３１に非泳動粒子３３２が含まれているため、外光がより乱反射しやすくなる。これにより、多孔質層３３の光反射率がより高くなるため、コントラストがより高くなる。

繊維状構造体３３１は、繊維径（直径）に対して長さが十分に大きい繊維状物質である。この繊維状構造体３３１は、例えば、高分子材料または無機材料などのいずれか１種類または２種類以上であり、他の材料でもよい。高分子材料は、例えば、ナイロン、ポリ乳酸、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキシド、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルクロライド、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリサルフォン、ポリビニルピロリドン、ポリビニリデンフロリド、ポリヘキサフルオロプロピレン、セルロースアセテート、コラーゲン、ゼラチン、キトサンまたはそれらのコポリマーなどである。無機材料は、例えば、酸化チタンなどである。中でも、繊維状構造体３３１の形成材料としては、高分子材料が好ましい。反応性（光反応性など）が低い（化学的に安定である）ため、繊維状構造体３３１の意図しない分解反応が抑制されるからである。なお、繊維状構造体３３１が高反応性の材料により形成される場合には、その繊維状構造体３３１の表面は任意の保護層により被覆されることが好ましい。

繊維状構造体３３１の形状（構造）は、上記したように繊維径に対して長さが十分に大きい繊維状であれば、特に限定されない。具体的には、直線状でもよいし、縮れていたり、途中で折れ曲がっていてもよい。また、一方向に延在しているだけに限らず、途中で１または２以上の方向に分岐していてもよい。この繊維状構造体３３１の形成方法は、特に限定されないが、例えば、相分離法、相反転法、静電（電界）紡糸法、溶融紡糸法、湿式紡糸法、乾式紡糸法、ゲル紡糸法、ゾルゲル法またはスプレー塗布法などである。繊維径に対して長さが十分に大きい繊維状物質を容易かつ安定に形成しやすいからである。

繊維状構造体３３１の平均繊維径は、特に限定されないが、できるだけ小さいことが好ましい。光が乱反射しやすくなると共に、細孔３６の孔径が大きくなるからである。ただし、平均繊維径は、繊維状構造体３３１が非泳動粒子３３２を保持できるように決定される必要がある。このため、繊維状構造体３３１の平均繊維径は、１０μｍ以下であることが好ましい。なお、平均繊維径の下限は、特に限定されないが、例えば、０．１μｍであり、それ以下でもよい。この平均繊維径は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）などを用いた顕微鏡観察により測定される。なお、繊維状構造体３３１の平均長さは、任意でよい。

細孔３６の平均孔径は、特に限定されないが、中でも、できるだけ大きいことが好ましい。泳動粒子３２が細孔３６を経由して移動しやすくなるからである。このため、細孔３６の平均孔径は、０．１μｍ〜１０μｍであることが好ましい。

多孔質層３３の厚さは、特に限定されないが、例えば、５μｍ〜１００μｍである。多孔質層３３の遮蔽性が高くなると共に、泳動粒子３２が細孔３６を通過しやすくなるからである。

特に、繊維状構造体３３１は、ナノファイバーであることが好ましい。立体構造が複雑化して外光が乱反射しやすくなるため、多孔質層３３の光反射率がより高くなると共に、多孔質層３３の体積中に占める細孔３６の体積の割合が大きくなるため、泳動粒子３２が細孔３６を移動しやすくなるからである。これにより、コントラストがより高くなると共に、泳動粒子３２を移動させるために必要なエネルギーがより低くなる。ナノファイバーとは、繊維径が０．００１μｍ〜０．１μｍであると共に長さが繊維径の１００倍以上である繊維状物質である。ナノファイバーである繊維状構造体３３１は、静電紡糸法により形成されることが好ましい。繊維径が小さい繊維状構造体３３１を容易かつ安定に形成しやすいからである。

この繊維状構造体３３１は、泳動粒子３２と異なる光学的反射特性を有していることが好ましい。具体的には、繊維状構造体３３１の光反射率は、特に限定されないが、少なくとも多孔質層３３が全体として泳動粒子３２を遮蔽可能となるように設定されることが好ましい。上記したように、泳動粒子３２の光反射率と多孔質層３３の光反射率との違いを利用してコントラストを生じさせるためである。これに伴い、絶縁性液体３１中で光透過性（無色透明）を有する繊維状構造体３３１は好ましくない。ただし、繊維状構造体３３１の光反射率が多孔質層３３全体の光反射率にほとんど影響を及ぼさず、その多孔質層３３全体の光反射率が実質的に非泳動粒子３３２の光反射率により決定される場合には、繊維状構造体３３１の光反射率は任意でよい。

非泳動粒子３３２は、繊維状構造体３３１により保持（固定）されており、電気的に泳動しない粒子である。この非泳動粒子３３２の形成材料は、例えば、泳動粒子３２の形成材料と同様であり、後述するように、非泳動粒子３３２が担う役割に応じて選択される。

なお、非泳動粒子３３２は、繊維状構造体３３１により保持されていれば、繊維状構造体３３１から部分的に露出していてもよいし、その内部に埋設されていてもよい。

この非泳動粒子３３２は、泳動粒子３２と異なる光学的反射特性を有していることが好ましい。非泳動粒子３３２の光反射率は、特に限定されないが、少なくとも多孔質層３３が全体として泳動粒子３２を遮蔽可能となるように設定されることが好ましい。上記したように、泳動粒子３２の光反射率と多孔質層３３の光反射率との違いを利用してコントラストを生じさせるためである。

ここで、非泳動粒子３３２の具体的な形成材料は、例えば、コントラストを生じさせるために非泳動粒子３３２が担う役割に応じて選択される。具体的には、非泳動粒子３３２により明表示される場合の材料は、泳動粒子３２により明表示される場合に選択される材料と同様である。一方、非泳動粒子３３２により暗表示される場合の材料は、泳動粒子３２により暗表示される場合に選択される材料と同様である。中でも、非泳動粒子３３２により明表示される場合に選択される材料としては、金属酸化物が好ましい。優れた化学的安定性、定着性および光反射性が得られるからである。コントラストを生じさせることができれば、非泳動粒子３３２の形成材料は、泳動粒子３２の形成材料と同じ種類でもよいし、違う種類でもよい。

なお、非泳動粒子３３２により明表示または暗表示される場合に視認される色は、泳動粒子３２が視認される色について説明した場合と同様である。

多孔質層３３の形成手順の一例は、以下の通りである。最初に、有機溶剤などに繊維状構造体３３１の形成材料（例えば高分子材料など）を分散または溶解させて、紡糸溶液を調製する。続いて、紡糸溶液に非泳動粒子３３２を加えたのち、十分に攪拌して非泳動粒子３３２を分散させる。続いて、紡糸溶液を用いて、静電紡糸法により紡糸を行う。これにより、繊維状構造体３３１により非泳動粒子３３２が保持されるため、多孔質層３３が形成される。

［帯電層］
帯電層３４は、多孔質層３３により仕切られた２つの領域のうちの一方の領域（駆動基板１０に近い側に位置する待避領域Ｒ１）に配置されており、その多孔質層３３および帯電層３５とは物理的に分離されている。この帯電層３４は、例えば、絶縁性液体３１に隣接する駆動基板１０の表面全体、具体的には画素電極１５およびその周辺の平坦化絶縁層１４を覆うように形成されている。

特に、帯電層３４は、泳動粒子３２と反対の極性を有している。すなわち、帯電層３４は、泳動粒子３２が正の極性を有する場合には負の極性を有すると共に、泳動粒子３２が負の極性を有する場合には正の極性を有する。上記したように、泳動粒子３２と帯電層３４との極性の違いを利用して、その帯電層３４の表面に泳動粒子３２を定着させるためである。

帯電層３４の形成材料は、所望の極性を有する材料であれば、特に限定されないが、例えば、高分子材料などである。この高分子材料は、例えば、ナイロン、ポリ乳酸、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸エステル、ポリエチレンオキシド、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルクロライド、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリサルフォン、ポリビニルピロリドン、ポリビニリデンフロライド、ポリヘキサフルオロプロピレン、セルロースアセテート、コラーゲン、ゼラチンまたはそれらのコポリマーなどである。ただし、高分子材料の種類は、上記した材料に限られない。

帯電層３４が有する極性の種類は、例えば、その帯電層３４の形成材料が有する官能基の種類に応じて決定される。この官能基の種類およびそれに応じて決定される極性の種類は、例えば、泳動粒子３２について説明した極性付与基の種類と同様である。

一方、帯電層３５は、多孔質層３３により仕切られた２つの領域のうちの他方の領域（対向基板２０に近い側に位置する表示領域Ｒ２）に配置されており、その多孔質層３３および帯電層３４とは物理的に分離されている。この帯電層３５は、例えば、絶縁性液体３１に隣接する対向基板２０の表面全体、具体的には対向電極２２を覆うように形成されている。

特に、帯電層３５は、帯電層３４と同様の理由により、泳動粒子３２と反対（帯電層３４と同一）の極性を有している。この帯電層３５の形成材料などは、例えば、帯電層３４と同様である。

帯電層３４，３５の形成方法は、特に限定されない。一例を挙げると、帯電層３４，３５の形成材料が高分子材料である場合には、その高分子材料の溶液を用いた塗布法または浸漬法などが挙げられる。

帯電層３４，３５の厚さは、特に限定されないが、できるだけ薄いことが好ましい。帯電層３４，３５の形成材料が高分子材料などの絶縁性材料である場合には、その厚さが大きくなると抵抗が増加するため、泳動粒子３２に電界が印加されにくくなる可能性があるからである。一例を挙げると、帯電層３４，３５の厚さは、約１００ｎｍである。

なお、帯電層３４，３５の有無を調べるためには、例えば、画素電極１５および対向電極２２を切断したのち、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）などを用いて、絶縁性液体３１に隣接する側における画素電極１５および対向電極２２の表面を観察すればよい。また、帯電層３４，３５の極性を調べるためには、例えば、泳動粒子３２の極性を調べる場合と同様の方法を用いればよい。

［電気泳動素子の好ましい表示方法］
電気泳動素子３０では、上記したように、泳動粒子３２の光反射率と多孔質層３３の光反射率との違いを利用してコントラストが生じる。この場合には、泳動粒子３２により暗表示されると共に多孔質層３３により明表示されてもよいし、その逆でもよい。このような役割の違いは、泳動粒子３２の光反射率と多孔質層３３の光反射率との大小関係により決定される。すなわち、明表示する方の光反射率は、暗表示する方の光反射率よりも高くなるように設定される。

中でも、多孔質層３３の光反射率が泳動粒子３２の光反射率よりも高いため、泳動粒子３２により暗表示されると共に多孔質層３３により明表示されることが好ましい。これに伴い、多孔質層３３の光反射率が実質的に非泳動粒子３３２の光反射率により決定される場合には、非泳動粒子３３２の光反射率は泳動粒子３２の光反射率よりも高いことが好ましい。多孔質層３３による外光の乱反射を利用して明表示の光反射率が著しく高くなるため、それに応じてコントラストも著しく高くなるからである。

［スペーサ］
スペーサ４０は、例えば、高分子材料などの絶縁性材料により形成されている。

スペーサ４０の形状は、特に限定されないが、中でも、泳動粒子３２の移動を妨げないと共に泳動粒子３２を均一分布させることができる形状であることが好ましく、例えば、格子状である。また、スペーサ４０の厚さは、特に限定されないが、中でも、消費電力を低くするためにできるだけ薄いことが好ましく、例えば、１０μｍ〜１００μｍである。

［表示装置の動作］
この表示装置は、例えば、以下のように動作する。図３は、表示装置の動作を説明するためのものであり、図１に対応する断面構成を表している。

ここでは、例えば、多孔質層３３（非泳動粒子３３２）の光反射率が泳動粒子３２の光反射率よりも高いため、多孔質層３３により明表示されると共に泳動素子３２により暗表示される場合について説明する。

初期状態（電界の未印加状態）では、図１に示したように、全ての画素で泳動粒子３２が待避領域Ｒ１に位置している。この場合には、表示面側（図１中の上側）から表示装置を見ると、全ての画素で泳動粒子３２が多孔質層３３により遮蔽されている（明表示されている）ため、コントラストが生じていない（画像が表示されていない）状態になる。

特に、待避領域Ｒ１では、泳動粒子３２と帯電層３４との極性の違いを利用して、泳動粒子３２が帯電層３４の表面に定着される。これにより、電界の未印加状態で表示装置を放置したり、その表示装置を上下逆転させた状態で放置しても、泳動粒子３２が帯電層３４の表面から離脱しにくくなるため、その泳動粒子３２が移動領域Ｒ２に向かって移動しにくくなる。これにより、明表示の光反射率（白反射率）がほぼ一定に維持されたまま、その明表示状態が維持される。

ＴＦＴ１２により画素が選択され、画素電極１５と対向電極２２との間に電界が印加されると、図３に示したように、電界が印加された画素で、泳動素子３２が多孔質層３３の細孔３６を経由して待避領域Ｒ１から表示領域Ｒ２に移動する。この場合には、表示面側から表示装置を見ると、泳動粒子３２が多孔質層３３により遮蔽されている（明表示されている）画素と、泳動粒子３２が多孔質層３３により遮蔽されていない（暗表示されている）画素とが共存する。これにより、表示色の違いを利用してコントラストが生じるため、画像が表示される。

特に、表示領域Ｒ２では、泳動粒子３２と帯電層３５との極性の違いを利用して、泳動粒子３２が帯電層３５の表面に定着される。この場合には、電界を印加して泳動粒子３２を待避領域Ｒ１から表示領域Ｒ２に移動させたのち、その電界の印加を中止して放置等しても、泳動粒子３２が帯電層３５の表面から離脱しにくくなるため、その泳動粒子２３が移動領域Ｒ１に向かって移動しにくくなる。これにより、泳動粒子３２が表示領域Ｒ２に移動した画素では、暗表示の光反射率（黒反射率）がほぼ一定に維持されたまま、その暗表示状態が維持される。一方、泳動粒子３２が表示領域Ｒ２へ移動せずに待避領域Ｒ１に留まっている画素では、上記したように、明表示の反射率がほぼ一定に維持されたままで明表示状態が維持される。よって、画像を表示させた状態のまま、電界の未印加状態で表示装置を放置等しても、その画像の表示状態が長期間に渡って維持される。

［表示装置の作用および効果］
この表示装置によれば、電気泳動素子３０において、多孔質層３３に距離を隔てて帯電層３４，３５が対向配置されており、その帯電層３４，３５が泳動粒子３２と反対の極性を有している。この場合には、上記したように、画像の表示時において、待避領域Ｒ１に位置する泳動粒子３２は極性の違いを利用して帯電層３４の表面に定着されると共に、移動領域Ｒ２に位置する泳動粒子３２は極性の違いを利用して帯電層３５の表面に定着される。これにより、画像の表示後に電界の印加を中止しても、絶縁性液体３１中で泳動粒子３２が移動しにくくなり、その泳動粒子３２の分布が維持されるため、各画素で明表示および暗表示の光反射率がほぼ一定に維持されたまま、その画像の表示状態が維持される。よって、低消費電力でメモリ性能を向上させることができる。

特に、待避領域Ｒ１および表示領域Ｒ２にそれぞれ帯電層３４，３５を設けているので、いずれの領域でも泳動粒子３２が移動しにくくなる。よって、帯電層３４，３５のいずれか一方だけを設けた場合と比較して、メモリ性能をより向上させることができる。

この他、泳動粒子３２と光学的反射特性が異なる非泳動粒子３３２を含む繊維状構造体３３１により多孔質層３３が形成されていれば、多孔質層３３が十分な大きさおよび数の細孔３６を有していながら、その多孔質層３３が薄くても外光が乱反射されやすくなる。これにより、多孔質層３３の光反射率が高くなると共に、泳動粒子３２が細孔３６を移動しやすくなり、その移動に要する時間も短くなる。よって、高コントラスト、高速応答および低消費電力が実現されるため、低消費電力で高品位な画像を表示できる。

また、繊維状構造体３３１が静電紡糸法により形成されており、または繊維状構造体３３１がナノファイバーであれば、外光の乱反射性をより高くする立体構造が繊維状構造体３３１により形成されやすくなる。また、細孔３６がより大きくなると共に、その数もより多くなる。よって、より高い効果を得ることができる。特に、非泳動粒子３３２の光反射率が泳動粒子３２の光反射率よりも高いため、泳動粒子３２により暗表示されると共に多孔質層３３により明表示されるようにすれば、外光の乱反射を利用して多孔質層３３の光反射率が著しく高くなる。よって、さらに高い効果を得ることができる。

＜２．変形例＞
なお、図１および図３では、帯電層３４，３５の双方を設けたが、図４に示したように、帯電層３５を設けずに帯電層３４だけを設けてもよいし、図５に示したように、帯電層３４を設けずに帯電層３５だけを設けてもよい。前者の場合には、待避領域Ｒ１で泳動粒子３２が帯電層３４に定着されると共に、後者の場合には、表示領域Ｒ２で泳動粒子３２が帯電層３５に定着される。よって、いずれの場合でも、電界の未印加状態で意図しない泳動粒子３２の移動が抑制されるため、同様の効果を得ることができる。

ただし、帯電層３４，３５のいずれか一方だけを設ける場合には、図５に示したように、表示面に近い側に位置する表示領域Ｒ２に帯電層３５を設けることが好ましい。表示される画像（コントラスト）は、泳動粒子３２が表示領域Ｒ２に移動することにより実質的に形成されるため、その泳動粒子３２を帯電層３５の表面に定着させることで、画像の表示状態を維持できるからである。

また、図１および図３では、帯電層３４，３５をそれぞれ駆動基板１０および対向基板２０に全面形成したが、その帯電層３４，３５を分離形成（複数に分割して形成）してもよい。なお、分割された帯電層３４，３５ごとの形成範囲は、任意に設定可能であり、帯電層３４，３５で一致していてもよいし、異なっていてもよい。この場合には、極性の違いを利用した泳動粒子３２の移動範囲および定着範囲が実質的に帯電層３４，３５の形成範囲内に絞られるため、泳動粒子３２の移動時における拡散（泳動粒子３２が意図せずに隣の画素へ移動すること）などが抑制される。よって、表示ムラの発生などが抑制されるため、表示品質を向上させることができる。

中でも、分離形成された画素電極１５を用いる場合には、図６に示したように、画素電極１５と対向する領域ごとに帯電層３４，３５を設けることが好ましい。泳動粒子３２の移動範囲および定着範囲が実質的に画素電極１５と対向する範囲内（領域Ｒ３）に絞られ、その泳動粒子３２が意図せずに範囲外（領域Ｒ４）に移動しにくくなるため、より高い効果が得られるからである。

なお、必ずしも帯電層３４，３５の双方を全面形成または分割形成する必要はなく、両者を併用してもよい。すなわち、帯電層３４を全面形成すると共に帯電層３５を分割形成してもよいし、その逆でもよい。

次に、本技術の実施例について詳細に説明する。

（実験例１）
以下の手順により、黒色の泳動粒子および白色の多孔質層を用いて表示装置を作製した。

［泳動粒子の準備］
水酸化ナトリウム４２．６２４ｇとケイ酸ナトリウム０．３６９ｇとを水４３ｇに溶解させて溶液Ａを得た。続いて、溶液Ａを攪拌しながら複合酸化物微粒子（大日精化工業株式会社製ダイピロキサイドカラーTM3550）５ｇを加えて攪拌（１５分間）したのち、超音波攪拌（３０℃〜３５℃，１５分間）した。続いて、溶液Ａを加熱（９０℃）したのち、０．２２ｍｏｌ／ｃｍ³ の硫酸１５ｃｍ³ （＝ｍｌ）と、ケイ酸ナトリウム６．５ｍｇおよび水酸化ナトリウム１．３ｍｇが溶解された水溶液７．５ｃｍ³ とを２時間かけて滴下した。続いて、溶液Ａを冷却（室温）したのち、１ｍｏｌ／ｃｍ³ の硫酸１．８ｃｍ³ を加えた。続いて、遠心分離（３７００ｒｐｍ，３０分間）したのち、デカンテーションを行った。続いて、エタノールで再分散して遠心分離（３５００ｒｐｍ，３０分間）したのち、デカンテーションを行う作業を２回繰り返した。続いて、各ボトルにエタノール５ｃｍ³ と水０．５ｃｍ³ との混合液を加えて超音波攪拌（１時間）して、シラン被覆複合酸化物粒子の分散溶液を得た。

続いて、水３ｃｍ³ と、エタノール３０ｃｍ³ と、Ｎ−［３−（トリメトキシシリル）プロピル］−Ｎ’−（４−ビニルベンジル）エチレンジアミン塩酸塩（４０％メタノール溶液）４ｇとを混合して攪拌（７分間）したのち、分散溶液を全量投入した。続いて、混合溶液を攪拌（１０分間）したのち、遠心分離（３５００ｒｐｍ，３０分間）した。続いて、デカンテーションを行ったのち、エタノールで再分散して遠心分離（３５００ｒｐｍ，３０分間）する洗浄作業を２回繰り返した。続いて、デカンテーションを行ったのち、減圧環境（室温）中で乾燥（６時間）し、さらに減圧環境（７０℃）中で乾燥（２時間）して固形物を得た。

続いて、固形物にトルエン５０ｍ³ を加えて溶液Ｂとしたのち、ロールミルで攪拌（１２時間）した。続いて、溶液Ｂを３つ口フラスコに移し、アクリル酸２−エチルヘキシル１．７ｇを投入したのち、窒素気流下で攪拌（２０分間）した。続いて、溶液Ｂを攪拌（５０℃，２０分間）し、ＡＩＢＮ０．０１ｇがトルエン３ｃｍ³ に溶解された溶液Ｃを加えたのち、加熱（６５℃）した。続いて、混合溶液を攪拌（１時間）したのち、冷却（室温）してから酢酸エチルと一緒にボトルに流し込み、遠心分離（３５００ｒｐｍ，３０分間）する洗浄作業を３回繰り返した。続いて、減圧環境（室温）中で乾燥（１２時間）したのち、同環境（７０℃）中で乾燥（２時間）した。これにより、正の極性を有する黒色の泳動粒子である重合体被覆顔料が得られた。熱質量分析法で重合体被覆顔料の重量損失（重合体の重合度）を測定したところ、１８重量％であった。

［絶縁性液体の準備］
絶縁性液体として、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパン−１，３−ジアミン、１２−ヒドロキシオクタデカン酸およびメトキシスルホニルオキシメタン（Lubrizol社製Solsperse17000）を０．５％含むと共にソルビタンラウリレート（Span20）を０．５％含むIsoparG （エクソンモービル社製）溶液を準備したのち、その絶縁性液体９．９ｇに泳動粒子０．１ｇを加えて、ジルコニアビーズ（０．０３ｍｍφ）を加えたホモジナイザで攪拌（４時間）した。続いて、混合液を遠心分離（４０００ｒｐｍ，１５分間）したのち、ビーズを取り除いて、泳動粒子が分散された絶縁性液体を得た。

［帯電層の準備］
所定のパターン形状を有する画素電極（ＩＴＯ）が形成されたガラス基板の表面に、スピンコータ（３０００ｒｐｍ）でポリアクリル酸（Aldrich 社製：分子量＝１０００００）の２重量％水溶液を塗布したのち、真空乾燥機で乾燥（６時間）して、負の極性を有する帯電層を形成した。

［多孔質層の準備］
繊維状構造体の原材料であるポリアクリロニトリル（Aldrich 社製：分子量＝１５００００）１２ｇをＮ，Ｎ‘−ジメチルホルムアミド８８ｇに溶解させて溶液Ｄを得た。続いて、非泳動粒子である酸化チタン（堺化学工業株式会社製TITONE R-42 ）４０ｇを溶液Ｄ６０ｇに加えたのち、ビーズミルで混合して紡糸溶液を得た。続いて、紡糸溶液をシリンジに入れ、画素電極および帯電層が形成されたガラス基板の上において電界紡糸装置（株式会社メック製NANON ）で８往復分の紡糸を行った。紡糸条件は、電界強度＝２８ｋＶ、吐出速度＝０．５ｃｍ³ ／分、紡糸距離＝１５ｃｍ、スキャンレート＝２０ｍｍ／秒とした。続いて、ガラス基板を真空オーブン（７５℃）中で乾燥（１２時間）した。これにより、白色の多孔質層として、非泳動粒子を含む繊維状構造体が得られた。

［表示装置の組み立て］
画素電極が形成されたガラス基板から、その画素電極が形成されていない領域に付着した不要な繊維状構造体を除去した。続いて、対向電極（ＩＴＯ）が全面形成されたガラス基板の上にスペーサとしてＰＥＴフィルム（５０μｍ厚）を置いたのち、その上に、画素電極および繊維状構造体が形成されたガラス基板を重ねた。最後に、２枚のガラス基板の間の隙間に、泳動粒子が分散された絶縁性液体を注入した。

（実験例２）
帯電層を形成するために、ポリアクリル酸の２重量％水溶液に代えてポリメタクリル酸メチル（Aldrich 社製：分子量＝９９６０００）の２重量％水溶液を用いたことを除き、実験例１と同様の手順により表示装置を作製した。

（実験例３）
以下の手順を除き、実験例１と同様の手順により表示装置を作製した。Ｎ−［３−（トリメトキシシリル）プロピル］−Ｎ’−（４−ビニルベンジル）エチレンジアミン塩酸塩に代えて３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリレートを用いて、負の極性を有する泳動粒子を得た。絶縁性液体として、ソルビタンラウリレートに代えてトリドデシルアミンを用いた。ポリアクリル酸の２重量％水溶液に代えてゼラチン（新田ゼラチン株式会社製G-1206K ）の２重量％水溶液を用いて、正の極性を有する帯電層を形成した。

（実験例４）
帯電層を形成するために、ポリアクリル酸の２重量％水溶液に代えてゼラチン（新田ゼラチン株式会社社製G-1205K ）の２重量％水溶液を用いたことを除き、実験例１と同様の手順により表示装置を作製した。なお、実験例３で用いたゼラチンの極性が正であるのに対して、実験例４で用いたゼラチンの極性が負であるのは、ゼラチンの極性は酸処理やアルカリ処理に応じて変化するからである。

（実験例５）
帯電層を形成しなかったことを除き、実験例１と同様の手順により表示装置を作製した。

実験例１〜５の表示装置について、黒反射率（％）、白反射率（％）、コントラスト、駆動電圧（Ｖ）およびメモリ時間を調べたところ、表１に示した結果が得られた。

分光光度計（大塚電子社製MCPD-7000 ）を用いて、４５°リング照明で標準拡散板に対する基板法線方向の白反射率および黒反射率を測定した。この際、黒表示および白表示の双方において反射率が安定する電圧を駆動電圧とし、それぞれの表示状態における反射率を黒反射率および白反射率とした。コントラストは、白反射率を黒反射率で割った値である。メモリ時間は、白表示の状態で白反射率（初期白反射率）を測定したのち、電源オフの状態で放置してから初期白反射率が１０％低減するまでに要した時間である。

帯電層を形成した場合（実験例１〜４）には、その帯電層を形成しなかった場合（実験例５）と比較して、ほぼ同等の白反射率、黒反射率、コントラストおよび駆動電圧を維持しつつ、メモリ時間が大幅に長くなった。

この結果は、以下のことを表している。多孔質層に帯電層が対向配置され、その帯電層が泳動粒子と反対の極性を有していると、泳動粒子が待避領域において帯電層の表面に定着されるため、電界を印加しなくても、絶縁性液体中における泳動粒子の分布が維持される。これにより、泳動粒子が意図せずに待避領域から表示領域に向かって移動することが抑制され、白反射率がほぼ初期値に維持されたままで白表示状態が維持されるため、メモリ時間が長くなる。

しかも、白表示するための多孔質層として、非泳動粒子を含む繊維状構造体を用いると、黒反射率がほぼ維持されたまま白反射率が著しく高くなるため、コントラストも著しく高くなる。この場合には、多孔質層が薄くても高い白反射率が得られると共に、その多孔質層の細孔を泳動粒子が移動しやすくなるため、駆動電圧が低くなる。

よって、帯電層を用いると、低消費電力でメモリ性能を向上させることができる。また、非泳動粒子を含む繊維状構造体により形成された多孔質層を用いると、コントラストを向上させることができると共に、消費電力をより低減することもできる。

以上、実施形態を挙げて本技術を説明したが、本技術は実施形態で説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、本技術の電気泳動素子は、表示装置に限らず、他の電子機器に適用されてもよい。

１０…駆動基板、１５…画素電極、２０…対向基板、２２…対向電極、３０…電気泳動素子、３１…絶縁性液体、３２…泳動粒子、３３…多孔質層、３４，３５…帯電層、３６…細孔、４０…スペーサ、３３１…繊維状構造体、３３２…非泳動粒子。

Claims (8)

1. 泳動粒子と、前記泳動粒子と異なる光学的反射特性を有する多孔質層と、前記多孔質層に距離を隔てて対向配置されると共に前記泳動粒子と反対の極性を有する帯電層とを備えた、電気泳動素子。
2. 前記帯電層は、前記多孔質層により仕切られた２つの領域のうちの少なくとも一方に配置されている、請求項１記載の電気泳動素子。
3. 前記帯電層は複数に分割されている、請求項１記載の電気泳動素子。
4. 前記多孔質層は、非泳動粒子を含む繊維状構造体により形成され、前記非泳動粒子は、前記泳動粒子と異なる光学的反射特性を有する、請求項１記載の電気泳動素子。
5. 前記繊維状構造体は静電紡糸法により形成され、その平均繊維径は１０μｍ以下である、請求項４記載の電気泳動素子。
6. 前記非泳動粒子の光反射率は前記泳動粒子の光反射率よりも高い、請求項４記載の電気泳動素子。
7. 少なくとも一方が光透過性を有する一対の基体の間に電気泳動素子を備え、
   前記電気泳動素子は、泳動粒子と、前記泳動粒子と異なる光学的反射特性を有する多孔質層と、前記多孔質層に距離を隔てて対向配置されると共に前記泳動粒子と反対の極性を有する帯電層とを含む、
   表示装置。
8. 前記帯電層は、前記多孔質層により仕切られた２つの領域のうち、少なくとも、表示面に近い側に位置する領域に配置されている、請求項７記載の表示装置。

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