JP2016148814A - 電気泳動素子およびその製造方法ならびに表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】繊維状構造体を補強しつつ、応答性を向上させることが可能な電気泳動素子⇒OKおよびその製造方法ならびに表示装置を提供する。
【解決手段】本技術の電気泳動素子は、絶縁性液体中に、泳動粒子と、１または２以上の繊維を重畳してなる繊維状構造体および繊維状構造体によって保持された非泳動粒子によって形成された多孔質層とを備えたものであり、繊維状構造体は、繊維同士の近接部の少なくとも一部に補強部を有する。
【選択図】図１

Description

本技術は、絶縁性液体中に複数の電気泳動粒子を含む電気泳動素子およびその製造方法ならびに、こ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等の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）の需要が高まっている。特に最近では、電子書籍の配信事業が始まり、読書用途に適した表示品位のディスプレイが望まれている。

このようなディスプレイとして、コレステリック液晶ディスプレイ，電気泳動型ディスプレイ，電気酸化還元型ディスプレイおよびツイストボール型ディスプレイ等の様々なディスプレイが提案されているが、読書用途には、反射型のディスプレイが有利である。反射型のディスプレイでは、紙と同様に、外光の反射（散乱）を利用して明表示を行うため、より紙に近い表示品位が得られる。

反射型ディスプレイの中でも、電気泳動現象を利用した電気泳動型ディスプレイは低消費電力であると共に応答速度が速く、有力候補として期待されている。その表示方法としては、主に以下の２つの方法が提案されている。

第１の方法は、絶縁性液体中に２種類の荷電粒子を分散させ、電界に応じて荷電粒子を移動させるものである。この２種類の荷電粒子は、互いに光学的反射特性が異なり、また、その極性も反対である。この方法では、電界に応じて荷電粒子の分布状態が変化して画像が表示される。

第２の方法は、絶縁性液体中に荷電粒子を分散させると共に、多孔質層を配置するものである（例えば、特許文献１）。この方法では、電界に応じて、荷電粒子が多孔質層の細孔を経て移動する。多孔質層は、例えば、高分子材料からなる繊維状構造体と、この繊維状構造体に保持されると共に、荷電粒子とは光学的反射特性が異なる非泳動粒子とを含んでいる。このような多孔質層が配置された電気泳動型ディスプレイでは、電界に応じて荷電粒子が空隙（細孔）を経て移動することによって表示の切り替えがなされている。例えば、特許文献２では、多孔質層を構成する繊維状構造体に、例えば、アミド基，イミド基，カルボキシル基，シアノ基，クロライド基，スルホニル基およびアミノ基あるいはウレタン結合等の極性の高い官能基や反応性の高い官能基を修飾することで、構造体の形成を容易にすると共に、表面電位の絶対値が大きくして表示特性を向上させた電気泳動素子が開示されている。

特開２０１２−２２２９６号公報 特開２０１３−２５４０１９号公報

しかしながら、このような電気泳動型ディスプレイは、折り曲げたり、表示画面を押したりすることで繊維状構造体が変形し、細孔の孔径が小さくなる。これにより、電気泳動粒子の移動が困難になり、電気泳動型ディスプレイの応答性が悪化するという問題があった。この問題を改善する方法として、分子量の大きな分子（高分子）を用いて繊維状構造体を形成し、剛性を高めることが考えられるが、この場合、繊維径が太くなり、散乱効率が低下してコントラストが低下するという問題があった。

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、繊維状構造体を補強し信頼性を向上させることが可能な電気泳動素子およびその製造方法ならびに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、絶縁性液体中に、泳動粒子と、１または２以上の繊維を重畳してなる繊維状構造体および繊維状構造体によって保持された非泳動粒子によって形成された多孔質層とを備え、繊維状構造体は、繊維同士の近接部の少なくとも一部に補強部を有するものである。

本技術の電気泳動素子の製造方法は、泳動粒子を形成する工程と、非泳動粒子を混合し、多孔質層を構成する繊維状構造体を形成する工程と、繊維状構造体に補強部を形成する工程とを含むものである。

本技術の表示装置は、上記本技術の電気泳動素子を複数備えたものである。

本技術の電気泳動素子およびその製造方法ならびに表示装置では、多孔質層を構成する繊維状構造体の、繊維同士が近接した近接部の少なくとも一部に補強部を設けることにより、繊維状構造体が補強され、多孔質層の剛性が向上する。

本技術の電気泳動素子およびその製造方法ならびに表示装置によれば、多孔質層を構成する繊維状構造体の、繊維同士の近接部の少なくとも一部に補強部を設け、繊維状構造体を補強するようにした。これにより、多孔質層の剛性が向上し、繊維状構造体によって形成される細孔の孔径が維持される。即ち、高い信頼性を有する表示装置を提供することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。

本技術の一実施の形態に係る電気泳動素子の構成を表す平面図である。 図１に示した電気泳動素子を備えた表示装置の断面図である。 多孔質層の形成工程の一例を説明する流れ図である。 多孔質層の形成工程の他の例を説明する流れ図である。 図１に示した表示装置の動作を説明するための断面図である。 図１に示した表示装置の動作を説明するための断面図である。 比較例としての多孔質層の平面模式図である。 本技術の多孔質層の平面模式図である。 比較例としての繊維状構造体の拡大模式図である。 図５Ｂに示した本技術の繊維状構造体の拡大模式図である。 適用例１の外観の一例を表す斜視図である。 図７Ａに示した電子ブックの他の例を表す斜視図である。 適用例２の外観を表す斜視図である。

以下、本技術の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（多孔質層を形成する繊維状構造体に補強部を形成した例）
１−１．電気泳動素子の構成
１−２．表示装置の構成
１−３．製造方法
１−４．作用・効果
２．適用例
３．実施例

＜１．実施の形態＞
（１−１．電気泳動素子の構成）
図１は、本技術の一実施の形態に係る電気泳動素子（電気泳動素子３０）の平面構成を表したものであり、図２は、図１に示した電気泳動素子３０を備えた表示装置（表示装置１）の断面構成を表したものである。この電気泳動素子３０は、電気泳動現象を利用してコントラストを生じさせるものであり、例えば、タブレット等の多様な電子機器の表示体として用いられる。電気泳動素子３０は、絶縁性液体３１中に、泳動粒子３２と細孔３６を有する多孔質層３３とを含んでいる。この多孔質層３３は、繊維状構造体３４およびこの繊維状構造体３４に保持された非泳動粒子３５によって構成されている。本実施の形態では、多孔質層３３は、３次元立体構造物として形成された繊維状構造体３４の繊維同士の近接部分において、繊維同士が架橋された補強部Ａを有する。なお、図１および図２は電気泳動素子３０およびこれを備えた表示装置１の構成を模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なる場合がある。

絶縁性液体３１は、例えば、パラフィンまたはイソパラフィン等の有機溶媒により構成されている。絶縁性液体３１には、１種類の有機溶媒を用いてもよく、あるいは複数種類の有機溶媒を用いるようにしてもよい。絶縁性液体３１の粘度および屈折率は、できるだけ低くすることが好ましい。絶縁性液体３１の粘度を低くすると泳動粒子３２の移動性（応答速度）が向上する。また、これに応じて泳動粒子３２の移動に必要なエネルギー（消費電力）は低くなる。絶縁性液体３１の屈折率を低くすると、絶縁性液体３１と多孔質層３３との屈折率の差が大きくなり、多孔質層３３の反射率が高くなる。

絶縁性液体３１には、例えば、着色剤，電荷調整剤，分散安定剤，粘度調整剤，界面活性剤または樹脂等を添加するようにしてもよい。

絶縁性液体３１中に分散された泳動粒子３２は、１または２以上の荷電粒子であり、このような帯電した泳動粒子３２が電界に応じ細孔３６を介して移動する。泳動粒子３２は、任意の光学的反射特性（光反射率）を有しており、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によりコントラスト（ＣＲ）が生じるようになっている。例えば、泳動粒子３２が明表示し、多孔質層３３が暗表示するようにしてもよく、泳動粒子３２が暗表示し、多孔質層３３が明表示するようにしてもよい。

外部から電気泳動素子３０を見ると、泳動粒子３２が明表示する場合には、泳動粒子３２は、例えば、白色または白色に近い色に視認され、暗表示する場合には、例えば、黒色または黒色に近い色に視認される。このような泳動粒子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。

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）等の粒子（粉末）により構成されている。泳動粒子３２に、これらのうちの１種類を用いてもよく、または２種類以上を用いてもよい。泳動粒子３２を、上記粒子を含む樹脂固形分の粉砕粒子またはカプセル粒子等により構成することも可能である。なお、上記炭素材料，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く。泳動粒子３２の粒径は例えば、３０ｎｍ〜３００ｎｍである。

上記の有機顔料は、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等である。無機顔料は、例えば、亜鉛華、アンチモン白、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等である。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等である。炭素材料は、例えば、カーボンブラック等である。金属材料は、例えば、金、銀または銅等である。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−クロム酸化物等である。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等である。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。

泳動粒子３２の具体的な材料は、例えば、泳動粒子３２がコントラストを生じさせるために担う役割に応じて選択される。泳動粒子３２が明表示する場合、泳動粒子３２には例えば、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等の金属酸化物等が用いられる。泳動粒子３２が暗表示する場合、泳動粒子３２には例えば、カーボンブラック等の炭素材料または銅−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−マンガン酸化物および銅−鉄−クロム酸化物等の金属酸化物等が用いられる。中でも、泳動粒子３２には炭素材料を用いることが好ましい。炭素材料からなる泳動粒子３２は、優れた化学的安定性、移動性および光吸収性を示す。

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。この濃度範囲では、泳動粒子３２の遮蔽性および移動性が確保される。詳細には、泳動粒子３２の含有量が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（隠蔽）しにくくなり、十分にコントラストを生じさせることができない可能性がある。一方、泳動粒子３２の含有量が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、凝集する虞がある。

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く、また、多孔質層３３に吸着しにくいことが好ましい。このため、例えば、絶縁性液体３１中に分散剤が添加される。分散剤と電荷調整剤とを併用するようにしてもよい。

この分散剤または電荷調整剤は、例えば、正、負のどちらか一方、または両方の電荷を有しており、絶縁性液体３１中の帯電量を増加させると共に、静電反発により泳動粒子３２を分散させるためのものである。このような分散剤として、例えば、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ社製のＳｏｌｓｐｅｒｃｅ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ＴＣＩ Ａｍｅｒｉｃａ社製Ｓｐａｎシリーズ等が挙げられる。

泳動粒子３２の分散性を向上させるため、泳動粒子３２に表面処理を施すようにしてもよい。この表面処理は、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等である。特に、グラフト重合処理、マイクロカプセル化処理またはこれらを組み合わせて処理を行うことにより、泳動粒子３２の長期間の分散安定性を維持することができる。

このような表面処理には、例えば、泳動粒子３２の表面に吸着可能な官能基と重合性官能基とを有する材料（吸着性材料）等が用いられる。吸着可能な官能基は、泳動粒子３２の形成材料に応じて決定する。例えば、泳動粒子３２がカーボンブラック等の炭素材料により構成されている場合には、４−ビニルアニリン等のアニリン誘導体、泳動粒子３２が金属酸化物により構成されている場合には、メタクリル酸３−（トリメトキシシリル）プロピル等のオルガノシラン誘導体をそれぞれ吸着することができる。重合性官能基は、例えば、ビニル基、アクリル基、メタクリル基等である。

泳動粒子３２の表面に重合性官能基を導入し、これにグラフトさせて表面処理を行うようにしてもよい（グラフト性材料）。グラフト性材料は、例えば、重合性官能基と分散用官能基とを有している。分散用官能基は、絶縁性液体３１中に泳動粒子３２を分散させ、その立体障害により分散性を保持するものである。絶縁性液体３１が例えば、パラフィンである場合、分散用官能基として分岐状のアルキル基等を用いることができる。重合性官能基は、例えば、ビニル基、アクリル基、メタクリル基等である。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）等の重合開始剤を用いればよい。この他、泳動粒子３２の表面に吸着可能な官能基と分散性を付与するためのアルキル鎖を有する材料を用いることができる。このような材料としては、例えば、チタネート系カップリング剤（例えば、味の素ファインテクノ株式会社製KR-TTS）およびアルミネート系カップリング剤が挙げられる。

上記泳動粒子３２を絶縁性液体３１中に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）」等の書籍に掲載されている。

多孔質層３３は泳動粒子３２を遮蔽可能なものであり、繊維状構造体３４と、界面活性剤によって修飾されると共に、繊維状構造体３４に保持された非泳動粒子３５とを有している。多孔質層３３は、繊維状構造体３４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）であり、複数の隙間（細孔３６）が設けられている。繊維状構造体３４によって多孔質層３３の３次元立体構造が構成されることで、光（外光）が乱反射（多重散乱）し、多孔質層３３の反射率が高くなる。従って、多孔質層３３の厚みが小さい場合であっても高反射率を得ることができ、電気泳動素子３０のコントラストを向上させると共に、泳動粒子３２の移動に必要なエネルギーを小さくすることができる。多孔質層３３の全体のＺ軸方向の膜厚（以下、単に厚みという）は、電気泳動素子３０の素子構成にもよるが、例えば、１μｍ以上３００μｍ以下である。

更に、本実施の形態の多孔質層３３は、繊維状構造体３４が重畳された繊維間、換言すると、繊維同士が互いに近接する近接部に補強部Ａが形成されている。この補強部Ａは、繊維状構造体３４の３次元立体構造を補強し、多孔質層３３の剛性を向上させるものである。補強部Ａは、例えば、後述する繊維状構造体３４を構成する高分子材料に、結合剤および硬化剤等を含む補強用ポリマーを混合し、例えば、静電紡糸法を用いて紡糸したのち、加熱して補強用ポリマーの架橋を促進させることによって形成される。また、補強用ポリマー溶液を調整し、これを静電塗布法を用いて繊維状構造体３４の表面に塗布したのち、加熱して補強用ポリマーの架橋を促進させることでも形成することができる。

補強用ポリマーを混合した場合には、補強用ポリマーを混合していない状態の繊維状構造体よりも繊維径が太くなる（例えば、図５Ａ，５Ｂおよび図６Ａ，６Ｂ参照）。これにより、多孔質層３３全体の剛性が向上する。補強用ポリマーを繊維状構造体３４の表面に塗布した場合には、補強用ポリマーによって繊維状構造体３４が被覆されることによって表面の平滑性が向上し、細孔３６を通過する際の泳動粒子３２の移動が容易になる。これにより、混合した場合よりも全体の強度は低いものの、応答速度を向上させることができる。

補強部Ａを形成する補強用ポリマー（結合剤および硬化剤）には、繊維状構造体の弾力性を維持しつつ、繊維状構造体３４の強度を向上させることが可能な材料を用いることが好ましい。具体的には、結合剤としては、塩化ビニル、酢酸ビニル、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−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル−塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル−塩化ビニリデン共重合体、メタクリル酸エステル−塩化ビニリデン共重合体、メタクリル酸エステル−塩化ビニル共重合体、メタクリル酸エステル−エチレン共重合体、ポリ弗化ビニル、塩化ビニリデン−アルリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、セルロース誘導体（セルロースアセテートブチレート、セルロースダイアセテート、セルローストリアセテート、セルロースプロピオネート、ニトロセルロース）、スチレンブタジエン共重合体、ポリエステル樹脂、アミノ樹脂等が挙げられる。硬化剤としては、例えばポリイソシアネートとして、トルエンジイソシアネート、およびこれらの付加体、アルキレンジイソシアネート、およびこれらの付加体等が挙げられる。

なお、補強部Ａを形成するための補強用ポリマーの材料に低温且つ短時間（例えば、６０℃，２時間）に架橋が可能な材料を選択することにより製造工程における多孔質層３３への負荷が低減される。

繊維状構造体３４は、繊維径（直径）に対して十分な長さを有する繊維状物質である。例えば、複数の繊維状構造体３４が集合し、ランダムに重なって多孔質層３３を構成する。１つの繊維状構造体３４がランダムに絡みあって多孔質層３３を構成していてもよい。あるいは、１つの繊維状構造体３４による多孔質層３３と複数の繊維状構造体３４による多孔質層３３とが混在していてもよい。

繊維状構造体３４は、例えば、直線状に延在している。繊維状構造体３４の形状は、どのようなものであってもよく、例えば、縮れていたり、途中で折れ曲がったりしていてもよい。あるいは、繊維状構造体３４は途中で分岐していてもよい。

繊維状構造体３４の繊維径は、例えば、５０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下であることが好ましいが、上記範囲外であってもよい。平均繊維径を小さくすることにより、光が乱反射し易くなり、また、細孔３６の孔径が大きくなる。繊維状構造体３４が非泳動粒子３５を保持できるよう、その繊維径を決定する。平均繊維径は、例えば、走査型電子顕微鏡等を用いた顕微鏡観察により測定することができる。繊維状構造体３４の平均長さは任意である。繊維状構造体３４は、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等により形成される。このような方法を用いることにより、繊維径に対して十分な長さを有する繊維状構造体３４を容易に、かつ安定して形成することができる。

繊維状構造体３４は、高分子材料あるいは、無機材料により構成することができる。中でも、ナノファイバーにより構成することが好ましい。ここでナノファイバーとは、繊維径が１ｎｍ〜１０００ｎｍであり、長さが繊維径の１００倍以上である繊維状物質である。このようなナノファイバーを繊維状構造体３４として用いることにより、光が乱反射し易くなり、多孔質層３３の反射率をより向上させることができる。即ち、電気泳動素子３０のコントラストを向上させることが可能となる。また、ナノファイバーからなる繊維状構造体３４では、単位体積中に占める細孔３６の割合が大きくなり、細孔３６を経由して泳動粒子３２が移動し易くなる。従って、泳動粒子３２の移動に必要なエネルギーを小さくすることができる。ナノファイバーからなる繊維状構造体３４は、静電紡糸法により形成することが好ましい。静電紡糸法を用いることにより繊維径が小さい繊維状構造体３４を容易に、かつ安定して形成することができる。

繊維状構造体３４には、その光反射率が泳動粒子３２の光反射率と異なるものを用いることが好ましい。これにより、多孔質層３３と泳動粒子３２との光反射率の差によるコントラストが形成され易くなる。絶縁性液体３１中で光透過性（無色透明）を示す繊維状構造体３４を用いるようにしてもよい。

細孔３６は、複数の繊維状構造体３４が重なり合い、または１つの繊維状構造体３４が絡まりあうことにより構成されている。この細孔３６は、泳動粒子３２が細孔３６を経て移動し易いよう、できるだけ大きな平均孔径を有していることが好ましい。細孔３６の平均孔径は、例えば、０．１μｍ以上１０μｍ以下である。

非泳動粒子３５は、繊維状構造体３４に固定されており、電気泳動を行わない１または２以上の粒子である。非泳動粒子３５は、保持されている繊維状構造体３４の内部に埋設されていてもよく、あるいは、繊維状構造体３４から部分的に突出していてもよい（図５Ｂ，図６Ｂ参照）。

非泳動粒子３５には、その光反射率が泳動粒子３２の光反射率と異なるものを用いる。非泳動粒子３５の平均粒径は、例えば、５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることが好ましい。非泳動粒子３５は、上記泳動粒子３２と同様の材料により構成することが可能である。詳細には、非泳動粒子３５（多孔質層３３）が明表示する場合には上記泳動粒子３２が明表示する場合の材料、非泳動粒子３５が暗表示する場合には上記泳動粒子３２が暗表示する場合の材料をそれぞれ用いることができる。多孔質層３３により明表示を行うとき、非泳動粒子３５を金属酸化物により構成することが好ましい。これにより、優れた化学的安定性、定着性および光反射性を得ることができる。非泳動粒子３５、泳動粒子３２それぞれの構成材料は同じであってもよく、異なっていてもよい。非泳動粒子３５が明表示または暗表示を行うときに外部から視認される色は、上記泳動粒子３２について説明したものと同様である。

また、非泳動粒子３５はその表面が界面活性剤によって修飾されていてもよい。界面活性剤は、親水基として例えば、カルボン酸、スルホン酸あるいはリン酸構造を有する陰イオン（アニオン）性界面活性剤および親水基として例えば、テトラアルキルアンモニウムあるいはアルキルアミンを有する陽イオン（カチオン）性界面活性剤が挙げられる。この他、親水部が非電解質、即ちイオン化しない親水性部分を有する非イオン（ノニオン）性界面活性剤および分子内にアニオン性部位およびカチオン性部位の両方を有する両性界面活性剤を用いてもよい。両性界面活性剤としては、例えば、アルキルジメチルアミンオキシドあるいはアルキルカルボキシベタインが挙げられる。なお、非泳動粒子３５として酸化チタン等の金属材料を用いる場合にはアニオン性界面活性剤を用いることが好ましい。特に、カルボン酸のような分子の嵩の小さな親水基を有する界面活性剤は非泳動粒子３５の表面全体を被覆しやすく好ましい。また、界面活性剤は、表示特性を長期的に劣化させることのないように、絶縁性液体３１中に染み出してこないものが望ましい。

多孔質層３３は、例えば、以下の方法により形成することができる。図３Ａは、多孔質層３３の形成手順の流れを表したものである。まず、非泳動粒子３５として、例えば、２種類の一次粒径（例えば、２５０ｎｍ（小粒子）および例えば、４５０ｎｍ（大粒子））を有する酸化チタンを用意し、これらを例えば、カルボン酸系陰イオン性界面活性剤が溶解した有機溶剤に添加して攪拌する。これにより表面がカルボン酸系陰イオン界面活性剤によって被覆された酸化チタン（非泳動粒子３５）が得られる（ステップＳ１０１）。次に、例えば、有機溶剤に、例えば、高分子材料（ポリマー）等の繊維状構造体３４の構成材料を溶解させ、溶液を調製したのち、この溶液に上記非泳動粒子３５を加えて十分に攪拌し、非泳動粒子３５を分散させる紡糸溶液を調製する（ステップＳ１０２）。続いて、この紡糸溶液を、例えば、静電紡糸法により紡糸を行うことにより非泳動粒子３５が固定された繊維状構造体３４を形成する（ステップＳ１０３）。なお、ここで一次粒径とは、最小限の粒径であり、例えば、粒子同士が凝集あるいは結合している場合には個々の粒子の粒径を表す。

次に、繊維状構造体３４に補強部Ａを形成する。まず、結合剤として、例えば、塩化ビニル系共重合樹脂および硬化剤として、例えば、イソシアネート系硬化剤を、Ｎ，Ｎ'−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解させ、補強用ポリマー溶液を調整したのち、この補強用ポリマー溶液をシリンジに入れ、繊維状構造体３４に、例えば、静電塗布する（ステップＳ１０４）。こののち、このフィルム基板を加熱して結合剤および硬化剤の架橋反応を促進させて補強部Ａを有する多孔質層３３を形成する（ステップＳ１０５）。補強用ポリマー溶液は、塗布液滴の径および秤量を所定の範囲とすることで、繊維状構造体３４の空隙を埋めることなく、即ち、細孔３６の孔径を狭めることなく、繊維状構造体３４を被覆することができる。

このように、あらかじめ界面活性剤で修飾された非泳動粒子３５を用いることによって紡糸溶液中の非泳動粒子３５の分散性が向上する。これにより、紡糸時において非泳動粒子３５に電界が印加されやすくなり、繊維径が抑えられた、即ち細繊維化された繊維状構造体３４が得られる。

なお、ここでは、多孔質層３３の表示面側に補強部Ａを形成する例を示したが、この他、補強部Ａは多孔質層３３全体に万遍なく設けるようにしてもよい。その場合には、例えば、多孔質層３３を多層構造（例えば、図２に示したように３層構構造（第１層３３Ａ，第２層３３Ｂおよび第３層３３Ｃ））とし、各層の繊維状構造体３４を紡糸する毎に、補強用ポリマー溶液を静電塗布したのち加熱し、補強部Ａを形成するようにしてもよい。あるいは、図３Ｂに示した多孔質層３３の形成手順の流れのように補強部Ａを形成するようにしてもよい。具体的には、上記ステップＳ１０１と同様の方法を用いて非泳動粒子３５を調整（ステップ２０１）したのち、有機溶剤に、例えば、高分子材料（ポリマー）等の繊維状構造体３４の構成材料を溶解させ溶液を調製する。続いて、この溶液に上記非泳動粒子３５と共に、補強用ポリマー（結合剤および硬化剤）を加えて十分に攪拌し、非泳動粒子３５および補強用ポリマーを分散させた混合紡糸溶液を調製する（ステップＳ２０２）。次いで、この紡糸溶液を、例えば、静電紡糸法により紡糸を行うことにより、非泳動粒子３５が固定されると共に、補強用ポリマーが混合された繊維状構造体３４を形成する（ステップＳ１０３）。続いて、この繊維状構造体３４を加熱して補強用ポリマーである結合剤および硬化剤の架橋反応を促進させて補強部Ａを有する多孔質層３３を形成する（ステップＳ２０４）。

また、多孔質層３３は、高分子フィルムに、レーザを使用して穴開け加工を施して細孔２３を形成するようにしてもよく、多孔質層３３に合成繊維等により編まれた布、または連泡多孔性高分子等を用いるようにしてもよい。

なお、繊維状構造体は、例えば、炭素原子、酸素原子および水素原子で構成されている主骨格（分子の主部）を有する分子によって構成されることが好ましい。換言すれば、この分子の主骨格は炭素原子、酸素原子および水素原子以外の原子を含まず、これらの原子のみからなっている。繊維状構造体３４を形成するこのような分子は、水酸基およびカルボン酸基等の極性の高い官能基を含んでいないことが好ましい。これにより、繊維状構造体３４の表面電位の絶対値が小さくなり、電気泳動素子３０の応答速度を向上させることができる。ここで、主骨格とは分子の両末端を除いた部分を指す。繊維状構造体３４を形成する分子は、両末端まで炭素原子、酸素原子および水素原子で構成されていることが好ましいが、末端にこれら炭素原子、酸素原子および水素原子以外の原子が含まれていてもよい。例えば、高分子をラジカル重合により合成する場合には、触媒にアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）等の重合開始剤が用いられる。このように合成された高分子の両末端には窒素原子等が含まれることになるが、この末端の原子は分子量で換算して分子全体の１０００分の１にも満たない。従って、この末端の原子は分子の特性にはほとんど寄与しない。ＡＩＢＮ以外の重合開始剤についても同様である。このように、炭素原子、酸素原子および水素原子のみで構成された繊維状構造体３４の反応性は低いので、繊維状構造体３４が絶縁性液体３１中に安定して存在する。従って、電気泳動素子３０では高い信頼性が得られる。

繊維状構造体３４を形成する分子は鎖状の高分子である。ここで、鎖状の分子（鎖状分子）とは環状の原子配列の構造を含まない分子をいう。環状の原子配列の例として、例えば、単素環式化合物および複素環式化合物が挙げられる。単素環式化合物は、単一元素によって構成されており、具体的には、芳香族化合物，シクロアルケン，シクロアルカンおよびシクロアルキン等である。複素環式化合物は２種類以上の元素によって構成されており、具体的には、ピロール，カルバゾール，環状アセタール，ピラン，フランおよびチオフェン等である。鎖状分子は直鎖状であってもよく、あるいは分岐していてもよい。繊維状構造体３４は鎖状分子により構成することにより、環状構造を含む分子に比べて、立体障害が小さいため、泳動粒子３２が移動し易くなり、電気泳動素子３０のコントラストおよび応答速度が向上する。

この繊維状構造体３４を構成する鎖状分子には、エステル基が含まれている。例えば、アクリル樹脂により繊維状構造体３４を形成することが好ましい。具体的な鎖状分子として、例えば、ポリアルキルメタクリレート、ポリアルキルアクリレート、ポリアルケニルメタクリレート、ポリアルケニルアクリレート、ポリアルキニルメタクリレートおよびポリアルキニルアクリレート等が挙げられる。この鎖状分子は、エステル基よりも高い極性の官能基を有しておらず、繊維状構造体３４の表面電位の絶対値は、例えば、２０ｍＶ以下となる。繊維状構造体３４の表面電位の絶対値が１０ｍＶ以下となるように、鎖状分子を選択することがより好ましい。即ち、上記のシアノ基等に比べてエステル基がもつ極性は小さいが、これは、電界紡糸法を用いた紡糸に十分な大きさであり、電界紡糸法により繊維状構造体３４を容易に形成することができる。

繊維状構造体３４を構成する鎖状分子には、微生物により分解されにくい材料を用いることが好ましい。即ち、鎖状分子は生分解に対して耐性を有することが好ましい。生分解性を有する高分子として、例えば、ポリ乳酸，ポリビニルアルコール，セルロースアセテート，コラーゲン，ゼラチンおよびキトサン等が挙げられる。このような高分子は分解され易いので、外部から電気泳動素子に何らかの刺激が加わった際に繊維状構造体の特性を維持できない虞がある。また、このような高分子は水溶性のものが多く、電気泳動素子内の水分により溶解して、繊維状構造体の形状を維持できない虞がある。これに対し、生分解に対して耐性を有する鎖状分子により繊維状構造体３４を形成すると、繊維状構造体３４の安定性が増す。従って、電気泳動素子３０の信頼性を向上させることが可能となる。繊維状構造体３４の表面を任意の保護層で被覆するようにしてもよい。

（１−２．表示装置の構成）
次に、表示装置１の全体構成および動作原理について説明する。

図２，図４Ａおよび図４Ｂは、電気泳動素子３０を用いた表示装置１の断面構成の一例を表したものである。表示装置１は、電気泳動現象を利用して画像（例えば、文字情報等）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）であり、駆動基板１０と対向基板２０との間に電気泳動素子３０が設けられている。駆動基板１０と対向基板２０との間は、スペーサ４０により所定の間隔に調整されている。

駆動基板１０は、支持部材１１の一方の面に例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）１２、保護層１３、画素電極１４および接着層１５をこの順に有している。ＴＦＴ１２および画素電極１４は、例えば、画素配置に応じてマトリクス状またはセグメント状に配置されている。

支持部材１１は、例えば、無機材料，金属材料またはプラスチック材料等により構成されている。無機材料としては、例えば、ケイ素（Ｓｉ），酸化ケイ素（ＳｉＯX），窒
化ケイ素（ＳｉＮ_X）または酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）等が挙げられる。酸化ケイ素には、ガラスまたはスピンオングラス（ＳＯＧ）等が含まれる。金属材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）またはステンレス等が挙げられ、プラスチック材料としては、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）等が挙げられる。

表示装置１では、対向基板２０側に画像が表示されるため、支持部材１１は非光透過性であってもよい。支持部材１１を、ウェハ等の剛性を有する基板により構成してもよく、あるいは可撓性を有する薄層ガラスまたはフィルム等により構成してもよい。支持部材１１に可撓性材料を用いることにより、フレキシブル（折り曲げ可能）な表示装置１を実現できる。

ＴＦＴ１２は、画素を選択するためのスイッチング用素子である。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および接着層１５は、例えば、ポリイミド等の絶縁性樹脂材料により構成されている。保護層１３の表面が十分に平坦であれば、接着層１５を省略することも可能である。画素電極１４は、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）等の金属材料により形成されている。画素電極１４は、保護層１３および接着層１５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２０は、例えば、支持部材２１および対向電極２２を有しており、支持部材２１の全面（駆動基板１０との対向面）に対向電極２２が設けられている。対向電極２２を、画素電極１４と同様に、マトリクス状またはセグメント状に配置するようにしてもよい。

支持部材２１は、光透過性であることを除き、支持部材１１と同様の材料により構成されている。対向電極２２には、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）等の光透光性導電性材料（透明電極材料）を用いることができる。

対向基板２０側に画像を表示する場合には、対向電極２２を介して電気泳動素子３０を見ることになるため、対向電極２２の光透過性（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３０は、絶縁性液体３１中に、泳動粒子３２と、複数の細孔３６を有する多孔質層３３とを含んでいる。絶縁性液体３１は、駆動基板１０と対向基板２０との間の空間に充填されており、多孔質層３３は、例えば、スペーサ４０により支持されている。絶縁性液体３１が充填されている空間は、例えば、多孔質層３３を境界として、画素電極１４に近い側の待避領域Ｒ１と、対向電極２２に近い側の表示領域Ｒ２とに区分けされている。絶縁性液体３１、泳動粒子３２および多孔質層３３の構成は、上記実施の形態等で説明したものと同様である。なお、図４Ａおよび後述の図４Ｂでは、図示内容を簡略化するために、細孔３６は省略している。

多孔質層３３は、画素電極１４および対向電極２２のうちのどちらか一方に隣接していてもよく、待避領域Ｒ１と表示領域Ｒ２とが明確に区切られていなくてもよい。泳動粒子３２は、電界に応じて画素電極１４または対向電極２２に向かって移動する。

スペーサ４０の厚みは、例えば、１０μｍ〜１００μｍであり、できるだけ薄くすることが好ましい。これにより、消費電力を抑えることができる。スペーサ４０は、例えば、高分子材料等の絶縁性材料により構成され、駆動基板１０と対向基板２０との間に例えば、格子状に設けられている。スペーサ４０の配置形状は、特に限定されないが、泳動粒子３２の移動を妨げず、かつ、泳動粒子３２を均一分布させるように設けることが好ましい。

初期状態の表示装置１では、泳動粒子３２が待避領域Ｒ１に配置されている（図４Ａ）。この場合には、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ため、対向基板２０側から電気泳動素子３０を見ると、コントラストが生じていない（画像が表示されていない）状態にある。

一方、ＴＦＴ１２により画素が選択され、画素電極１４と対向電極２２との間に電界が印加されると、図４Ｂに示したように、画素毎に泳動粒子３２が待避領域Ｒ１から多孔質層３３（細孔３６）を経由して表示領域Ｒ２に移動する。この場合には、泳動粒子３２が多孔質層３３により遮蔽されている画素と遮蔽されていない画素とが併存するため、対向基板２０側から電気泳動素子３０を見ると、コントラストが生じている状態になる。これにより、画像が表示される。

なお、この表示装置１によれば、高い応答速度を有する電気泳動素子３０により、例えば、カラー化や動画表示にも適した高品位な画像を表示できる。

一般的な電気泳動型ディスプレイは、上記のように、泳動粒子の光反射率と多孔質層の光反射率との差によりコントラストを生じさせるものである。具体的には、泳動粒子および多孔質層のうち、明表示する方の光反射率が暗表示する方の光反射率よりも高くなっている。非泳動粒子の光反射率を、泳動粒子よりも高くして、多孔質層で明表示し、泳動粒子で暗表示することが好ましい。このような表示を行うことにより、明表示がなされる際の光反射率が、多孔質層（３次元立体構造物）による光の乱反射を利用して著しく高くなる。従って、これに応じ、コントラストも著しく向上する。

電気泳動素子では、電界が印加された範囲内で泳動粒子が多孔質層の細孔を経て移動する。泳動粒子の移動した領域、移動しない領域に応じて、明表示および暗表示のうちのどちらか一方がなされ、画像が表示される。

しかしながら、一対の電極（例えば、図２における画素電極１４と対向電極２２）との間に多孔質層を備えた電気泳動型ティスプレイでは、前述したように、折り曲げたり、表示画面を押すことによって多孔質層が変形し、特に、多孔質層が繊維状構造体で構成されている場合には、繊維構造体が変形し、細孔の孔径が小さくなって応答性が悪化するという問題があった。このため、高分子材料を用いて剛性の高い繊維状構造体を形成することが考えられるが、その場合には、繊維径が太くなり、散乱効率が低下してコントラストが悪化する虞がある

これに対して、本実施の形態の電気泳動素子３０およびその製造方法、ならびにこれを備えた表示装置１では、多孔質層３３を構成する繊維状構造体３４に、多孔質層３３の剛性を向上させる補強部Ａを形成するようにした。具体的には、繊維状構造体３４に補強用ポリマー溶液を塗布、あるいは、繊維状構造体を形成する際に、紡糸溶液に補強用ポリマーを添加して補強部Ａを形成するようにした。この補強部Ａは、紡糸後、加熱することで補強用ポリマー（結合剤および硬化剤）の架橋反応が促進されて形成される。

図５Ａおよび図５Ｂは、一般的な繊維状構造体（図５Ａ）および本実施の形態の繊維状構造体３４（図５Ｂ）の実際の形状を模式的に表したものである。図６Ａは図５Ａに示した繊維状構造体の拡大模式図、図６Ｂは、図５Ｂに示した繊維状構造体３４の拡大模式図である。補強用ポリマーを繊維状構造体３４に混合、あるいは、塗布することによって、図５Ｂおよび図６Ｂに示したように、繊維状構造体３４の繊維径を太くなり繊維自体の強度を向上する。また、補強用ポリマーの架橋によって近接する繊維間に補強部Ａが形成され繊維状構造体３４の剛性、即ち、多孔質層３３の剛性が向上する。更に、補強用ポリマーを塗布した場合には、繊維状構造体３４だけでなく、繊維状構造体３４に保持された非泳動粒子３５も被覆されることによって表面の平滑性が向上し、細孔３６内を移動する泳動粒子３２の移動速度がより改善される。

以上のように、本実施の形態の電気泳動素子３０およびその製造方法ならびに、これを備えた表示装置１では、多孔質層３３を構成する繊維状構造体３４に補強用ポリマーを塗布あるいは、繊維状構造体３４を形成する紡糸溶液に補強用ポリマーを添加して紡糸し、繊維状構造体３４を構成する繊維の近接部に補強部Ａを設けるようにした。これにより、多孔質層３３の剛性が向上し、折り曲げや、表示画面の押圧に対して繊維状構造体３４の３次元立体構造によって形成される細孔３６の孔径の維持が可能となる。即ち、多孔質層３３の耐久性が向上する。よって、信頼性の向上した表示装置を提供することが可能となる。

更に、補強用ポリマーを繊維状構造体３４に塗布することにより、繊維状構造体３４の表面の平滑性が向上する。これにより、多孔質層３３の強度を向上させつつ、応答性を向上させることが可能となる。即ち、信頼性および表示特性の向上した表示装置を提供することが可能となる。

＜２．適用例＞
次に、上記表示装置１の適用例について説明する。

本技術の表示装置１は、各種用途の電子機器に適用可能であり、その電子機器の種類は特に限定されない。この表示装置１は、例えば、以下の電子機器に搭載可能である。ただし、以下で説明する電子機器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。

（適用例１）
図７Ａ，７Ｂは、電子ブックの外観構成を表している。この電子ブックは、例えば、表示部１１０および非表示部１２０と、操作部１３０とを備えている。なお、操作部１３０は、図７Ａに示したように非表示部１２０の前面に設けられていてもよいし、図７Ｂに示したように上面に設けられていてもよい。表示部１１０が表示装置１により構成される。なお、表示装置１は、図７Ａ，７Ｂに示した電子ブックと同様の構成を有するＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等に搭載されてもよい。

（適用例２）
図８は、タブレットパーソナルコンピュータの外観を表したものである。このタブレットパーソナルコンピュータは、例えば、タッチパネル部３１０および筐体３２０を有しており、タッチパネル部３１０が上記表示装置１により構成されている。

＜３．実施例＞
次に、本技術の実施例について詳細に説明する。

以下の手順により、黒色（暗表示）の泳動粒子および白色（明表示）の多孔質層（粒子含有繊維状構造体）を用いて、表示装置（実験例１〜１０）を作製した。

（実験例１）
（泳動粒子の準備）
まず、テトラヒドロフラン４００ｍｌとメタノール４００ｍｌとの混合溶液を調製した後、この溶液に複合酸化物微粒子（銅−鉄−マンガンの酸化物：大日精化工業株式会社製ダイピロキサイドカラーＴＭ９５５０）５０ｇを加え、超音波浴槽にて超音波攪拌（２５℃〜３５℃で３０分間）を行った。次いで、この複合酸化物微粒子の分散液に２８％アンモニア水４０ｍｌを３０分間かけて滴下したのち、テトラヒドロフラン８０ｍｌにプレンアクト ＫＲ−ＴＴＳ（味の素ファインテクノ株式会社製）１０ｇを溶解させた溶液を３０分間かけて滴下した。続いて、超音波浴槽を６０℃まで昇温させ３時間保持したのちこれを室温まで冷却して遠心分離（６０００ｒｐｍで１０分間）およびデカンテーションを行った。次いで、このデカンテーション後の沈殿物をテトラヒドロフランとメタノールとの混合溶媒（体積比１：１）に再分散させ、再度、遠心分離（６０００ｒｐｍで１０分間）およびデカンテーションを行った。この洗浄作業を３回繰り返して得られた沈殿物を７０℃の真空オーブンで一晩乾燥させた。これにより、分散基で被覆された黒色の泳動粒子が得られた。

（絶縁性液体の準備）
泳動粒子を調製した後、絶縁性液体８３．３ｇにＯＬＯＡ１２００（Ｃｈｅｖｒｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製）を１６．７ｇ溶解させＯＬＯＡ１２００溶液を調製した。このＯＬＯＡ１２００溶液９ｇに上記泳動粒子１ｇを加え、超音波分散を行った。この分散液を遠心分離（６０００ｒｐｍで９０分間）およびデカンテーションを行ったのち、絶縁性液体に再分散させた。この作業を３回繰り返し、得られた分散液中の泳動粒子成分が１０重量％となるように調製した。次いで、絶縁性液体６９ｇにＯＬＯＡ１２００ １ｇとＡＤＤＯＣＯＮＡＴＥ Ｓ（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ社製）１０ｇおよび上記分散液２０ｇを加えて攪拌し、添加剤および泳動粒子を含有する絶縁性液体を得た。

（繊維状構造体の準備）
繊維状構造体の形成材料であるポリメチルメタクリレート１４ｇをＮ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド８６ｇに溶解させて溶液Ｄを準備した。続いて、非泳動粒子である酸化チタン（一次粒径２５０ｎｍ）３０ｇを溶液Ｄ７０ｇに加えたのち、ビーズミルで混合して紡糸溶液Ｅを準備した。次に、この紡糸溶液Ｅをシリンジに入れ、対向電極（ＩＴＯ）が全面形成されたＰＥＴフィルムの上にＵＶレジンで高さ３０μｍ、幅１０μｍ、ピッチ２００μｍのピッチを格子状に設けたものの上に、電界紡糸装置（株式会社メック製ＮＡＮＯＮ）を用いて坪量１．２ｍｇ/ｃｍ²の紡糸を行った。

（補強用ポリマーの準備）
補強用結合剤の形成材料である塩化ビニル系共重合樹脂（日本ゼオン社製ＭＲ−１１０ シクロヘキサノン３０ｗｔ％溶液）３０ｇとイソシアネート系硬化剤（日本ポリウレタン工業社製 コロネートＬ−５０ ５０ｗｔ％）０．９ｇ（５重量部）およびＮ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド５０ｇを混合して繊維補強用ポリマー溶液Ｆを作製した。続いて、繊維補強用ポリマー溶液Ｆをシリンジに入れ、例えば、ＩＴＯ ＰＥＴフィルム（フィルム基板）上に戴置した繊維状構造体に電界紡糸装置を用いて坪量０．１ｍｇ/ｃｍ²で静電塗布を行った。更に、このフィルム基板を７０℃２時間オーブンに入れて架橋反応を促進させた。

（表示装置の組み立て）
格子状のリブの上に繊維状構造体ならびに補強用ポリマーが塗布されたフィルム基板を、線圧１６ｋｇｆ/ｃｍ、処理速度６ｍ/ｍｉｎで金属ロールでニップ処理を８回行い、繊維状構造体をリブ格子間に充填した。これに対抗電極となるＩＴＯ ＰＥＴフィルムを重ねた。この重ねあわせたフィルムの外周に沿って、ビーズ（外径＝３０μｍ）を含む光硬化性樹脂（積水化学工業株式会社製感光性樹脂フォトレックＡ−400）を描画した。続いて、２枚のＩＴＯ ＰＥＴ フィルム基板の間に、電気泳動粒子が分散された絶縁性液体を注入した。最後に、紫外線光を照射して光硬化性樹脂を硬化させた。この重ね合わせたフィルム間のギャップは、リブおよび光硬化性樹脂に混合されたビーズにて３０μｍに保たれた。

（実験例２）
補強用ポリマーとしてイソシアネート系硬化剤の量を１．８ｇ（１０重量部）としたこと以外は、実験例１と同様に作製した。

（実験例３）
補強用ポリマーとしてイソシアネート系硬化剤の量を３．６ｇ（２０重量部）としたこと以外は、実験例１と同様に作製した。

（実験例４）
補強用ポリマーとしてイソシアネート系硬化剤の量を５．４ｇ（３０重量部）としたこと以外は、実験例１と同様に作製した。

（実験例５）
補強用ポリマーとしてイソシアネート系硬化剤の量を０．５４ｇ（３重量部）としたこと以外は、実験例１と同様に作製した。

（実験例６）
補強用ポリマーとしてイソシアネート系硬化剤の量を３．６ｇ（２０重量部）とし、補強用ポリマーの静電塗布量を０．０５ｍｇ／ｃｍ²としたこと以外は、実験例１と同様に作製した。

（実験例７）
補強用ポリマーとしてイソシアネート系硬化剤の量を３．６ｇ（２０重量部）とし、補強用ポリマーの静電塗布量を０．３０ｍｇ／ｃｍ²としたこと以外は、実験例１と同様に作製した。

（実験例８）
補強用ポリマーとしてイソシアネート系硬化剤の量を３．６ｇ（２０重量部）とし、繊維状構造体を０．６ｍｇ／ｃｍ²で紡糸した時点で補強用ポリマーを０．１ｍｇ／ｃｍ²静電塗布を行い、この上から繊維状構造体を０．６ｍｇ／ｃｍ²紡糸して繊維状構造体の中間層に補強用ポリマーを静電塗布した以外は、実験例１と同様に作製した。

（実験例９）
補強用ポリマーによる補強部の形成を行わない以外は、実験例１と同様に作製した。

（実験例１０）
繊維状構造体の形成材料であるポリメチルメタクリレートと、塩化ビニル系共重合樹脂およびイソシアネート系硬化剤（２０重量部）とを７０：３０の割合で混合して合わせて１４ｇとしたものをＮ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド８６ｇに溶解させて溶液Ｇを準備した。この溶液Ｇ７０ｇに、非泳動粒子（酸化チタン（一次粒径２５０ｎｍ））３０ｇを加えたのち、ビーズミルで混合して紡糸溶液Ｈを準備した。続いて、紡糸溶液Ｈを、実験例１と同様に紡糸して繊維状構造体を形成したのち、この繊維状構造体が形成されたフィルム基板を７０℃２時間オーブンに入れて架橋反応を促進させた。上記以外は、実験例１と同様に作製した。なお、本実験例における繊維状構造体を構成するポリマーに対する補強用ポリマーの配合比率は３０重量部である。

これら実験例１〜１０の表示装置の性能として、繊維状構造体の繊維径を測定すると共に、白反射率（％）、黒反射率（％）、コントラスト（ＣＲ）、平均移動度（μｍ²／Ｖ・ｍｓ）および不良セル数を測定した。表１は、実験例１〜１０の各構成をまとめたものであり、表２は、上記測定結果をまとめたものである。各測定項目は、以下のように測定した。

（反射率測定）
まず、交流電圧（０．１Ｈｚおよび１５Ｖ）を１時間印加したのちに白反射率(％)および黒反射率(％)を測定すると共に、コントラスト＝白反射率／黒反射率を算出した。ここでは、分光光度計（エックスライト株式会社製eye-one pro ）を用いて、４５°−０°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。

（平均移動度測定）
まず、ファンクションジェネレータ（東洋テクニカ株式会社製）を用いて、矩形波電界（１５Ｖ）を印加しながら輝度を測定した。ここでは、白色状態の輝度=１、黒色状態の輝度=０とし、電界を印加して輝度が０．１から０．９まで変化するために要する時間と電界印加を中止して輝度が０．９から０．１まで変化するために要する時間との平均値（応答時間（ｍｓ））を算出した。更に、作製したセルの実ギャップを測定し、平均応答時間（ｍｓ／μｍ）を算出し、印加電圧である１５Ｖを単位電界強度（Ｖ／μｍ）に換算後、平均応答時間を割ることによって、泳動粒子の平均移動度（μｍ²／Ｖ・ｍｓ）を算出した。

（不良セル数測定）
不良セル数の測定として、引っ張り試験機（イマダ社製MX2-500N-FA）を用いてスタイラスプッシング試験を行った。先端はスタイラスペン（ソニー社製Ｒ＝０．７ｍｍ）とし、荷重は１０Ｎ、プッシングスピードは３０回／分で表示素子を１０回タッピングした後に白表示および黒表示を行い、タッピング部で正常に白黒反転表示をしないセル（格子サイズ２００μｍ）を不良セルとして、その不良セル数を計測した。

（繊維径測定）
繊維状構造体の平均繊維径、最大繊維径および最小繊維径は、測定点数は８０とし、電界放出型走査電子顕微鏡FFE-SEM（日立ハイテクノロジー社製 S4800）５０００倍で繊維状構造体の繊維径を測定した。

表２からわかるように、補強部を設けなかった実験例９と比較して実験例１〜３では、不良セル数が１〜２個と非常に少なかった。これは、補強用ポリマーの架橋により、繊維状構造体の剛性が向上したことが要因と考えられる。また、実験例９と比較して平均移動度も高かった。これは、補強用ポリマーの塗布により、繊維径の凹凸差が小さくなり、泳動粒子の移動が滑らかになったためと推定される。

これに対し、実験例４は、不良セル数は１個と少なく、補強用ポリマーの架橋の効果がみられたが、黒反射率が高く、コントラストが低下した。また、平均移動度も低かった。これは、補強用ポリマーに含まれる硬化剤の量が多く、塗料粘度が高くなったため静電塗布工程において微細に塗布することができず、その結果、補強用ポリマーが塗布された箇所の繊維径が太くなったことで泳動粒子の移動が妨げられたためと考えられる。実験例５，６は、不良セル数が比較的多かった。これは、実験例５では、硬化剤の添加量が少なかったため、溶液中や雰囲気中の水分で硬化剤のイソシアネート基が反応してウレタン化反応が十分に行われず、補強効果が不十分であったためと考えられる。実験例６では補強用ポリマーの塗布量が少なかったため、十分に繊維状構造体の補強ができなかったことが原因と考えられる。また、実験例７は、不良セル数は少ないものの、白反射率や黒反射率、コントラストや平均移動度が低下した。これは、補強用ポリマーの塗布量が多かったことにより、補強用ポリマーが塗布された繊維部分の繊維径が太くなりすぎたためと考えられる。

多孔質層の内部、中間層に補強用ポリマーを塗布した実験例８では、不良セル数は２個と非常に少なかった。このことから、補強用ポリマーを繊維状構造体の内部に設けた場合にも、繊維状構造体の剛性が向上し、耐久性が向上することがわかる。

実験例１０は、繊維状構造体中に補強用ポリマーを混合したものであるが、繊維状構造体の表面に補強用ポリマーを塗布した実験例１〜４および実験例７，８と同様に不良セル数が２個と非常に少なかった。一方、平均移動度は低かった。これは、補強用ポリマーを混合したことにより紡糸溶液の粘度が高くなり、繊維状構造体の繊維径が太くなったためと考えられる。

以上、実施の形態および実施例を挙げて本技術を説明したが、本技術は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。

なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。

なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）絶縁性液体中に、泳動粒子と、１または２以上の繊維を重畳してなる繊維状構造体および前記繊維状構造体によって保持された非泳動粒子によって形成された多孔質層とを備え、前記繊維状構造体は、前記繊維同士の近接部の少なくとも一部に補強部を有する電気泳動素子。
（２）前記補強部は、補強用ポリマーによって形成されている、前記（１）に記載の電気泳動素子。
（３）前記補強用ポリマーは、結合剤および硬化剤である、前記（２）に記載の電気泳動素子。
（４）前記繊維状構造体の前記近接部の繊維は、前記補強用ポリマーによって被覆されると共に、互いに連結している、前記（１）乃至（３）のうちのいずれか１つに記載の電気泳動素子。
（５）前記繊維は、前記補強用ポリマーが混合されている、前記（１）乃至（４）のうちのいずれか１つに記載の電気泳動素子。
（６）前記繊維状構造体の平均孔径は０．１μｍ以上１０μｍ以下である、前記（１）乃至（５）のうちのいずれか１つに記載の電気泳動素子。
（７）前記繊維状構造体の繊維径は５０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である、前記（１乃至（６）のうちのいずれか１つ）に記載の電気泳動素子。
（８）前記繊維状構造体は、高分子材料または無機材料により形成されている、前記（１）乃至（７）のうちのいずれか１つに記載の電気泳動素子。
（９）前記繊維状構造体はナノファイバーによって構成されている、前記（１）乃至（８）のうちのいずれか１つに記載の電気泳動素子。
（１０）前記繊維状構造体は静電防止法により形成された、前記（１）乃至（９）のうちのいずれか１つに記載の電気泳動素子。
（１１）前記非泳動粒子は、前記泳動粒子とは異なる光学的反射特性を有する、前記（１）乃至（１０）のうちのいずれか１つに記載の電気泳動素子。
（１２）前記泳動粒子および前記非泳動粒子は、有機顔料，無機顔料，染料，炭素材料，金属材料，金属酸化物，ガラスおよび高分子材料のうちの少なくともいずれか１つにより構成されている、前記（１）乃至（１１）のうちのいずれか１つに記載の電気泳動素子。
（１３）前記非泳動粒子は、酸化チタンを含む、前記（１）乃至（１２）のうちのいずれか１つに記載の電気泳動素子。
（１４）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く、前記泳動粒子が暗表示、前記非泳動粒子および前記多孔質層が明表示を行う、前記（１）乃至（１３）のうちのいずれか１つに記載の電気泳動素子。
（１５）泳動粒子を形成する工程と、非泳動粒子を混合し、多孔質層を構成する繊維状構造体を形成する工程と、前記繊維状構造体に補強部を形成する工程とを含む電気泳動素子の製造方法。
（１６）前記補強部は、前記繊維状構造体に補強用ポリマーを静電塗布したのち加熱して形成する、前記（１５）に記載の電気泳動素子の製造方法。
（１７）前記補強部は、前記非泳動粒子と共に補強用ポリマーを混合して前記繊維状構造体を形成したのち加熱して形成する、前記（１５）または前記（１６）に記載の電気泳動素子の製造方法。
（１８）複数の電気泳動素子を有し、前記電気泳動素子は、絶縁性液体中に、泳動粒子と、１または２以上の繊維を重畳してなる繊維状構造体および前記繊維状構造体によって保持された非泳動粒子によって形成された多孔質層とを備え、前記繊維状構造体は、前記繊維同士の近接部の少なくとも一部に補強部を有する表示装置。

１…表示装置、１０…駆動基板、１１，２１…支持部材、１２…ＴＦＴ、１３…保護層、１４…画素電極、１５…接着層、１６…シール層、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、３３Ａ…第１層、３３Ｂ…第２層、３４…繊維状構造体、３５…非泳動粒子、３６…細孔、４０…スペーサ、Ａ…補強部。

Claims (18)

1. 絶縁性液体中に、
   泳動粒子と、
   １または２以上の繊維を重畳してなる繊維状構造体および前記繊維状構造体によって保持された非泳動粒子によって形成された多孔質層とを備え、
   前記繊維状構造体は、前記繊維同士の近接部の少なくとも一部に補強部を有する
   電気泳動素子。
2. 前記補強部は、補強用ポリマーによって形成されている、請求項１に記載の電気泳動素子。
3. 前記補強用ポリマーは、結合剤および硬化剤である、請求項２に記載の電気泳動素子。
4. 前記繊維状構造体の前記近接部の繊維は、前記補強用ポリマーによって被覆されると共に、互いに連結している、請求項１に記載の電気泳動素子。
5. 前記繊維は、前記補強用ポリマーが混合されている、請求項１に記載の電気泳動素子。
6. 前記繊維状構造体の平均孔径は０．１μｍ以上１０μｍ以下である、請求項１に記載の電気泳動素子。
7. 前記繊維状構造体の繊維径は５０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である、請求項１に記載の電気泳動素子。
8. 前記繊維状構造体は、高分子材料または無機材料により形成されている、請求項１に記載の電気泳動素子。
9. 前記繊維状構造体はナノファイバーによって構成されている、請求項１に記載の電気泳動素子。
10. 前記繊維状構造体は静電防止法により形成された、請求項１に記載の電気泳動素子。
11. 前記非泳動粒子は、前記泳動粒子とは異なる光学的反射特性を有する、請求項１に記載の電気泳動素子。
12. 前記泳動粒子および前記非泳動粒子は、有機顔料，無機顔料，染料，炭素材料，金属材料，金属酸化物，ガラスおよび高分子材料のうちの少なくともいずれか１つにより構成されている、請求項１に記載の電気泳動素子。
13. 前記非泳動粒子は、酸化チタンを含む、請求項１に記載の電気泳動素子。
14. 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く、前記泳動粒子が暗表示、前記非泳動粒子および前記多孔質層が明表示を行う、請求項１に記載の電気泳動素子。
15. 泳動粒子を形成する工程と、
    非泳動粒子を混合し、多孔質層を構成する繊維状構造体を形成する工程と、
    前記繊維状構造体に補強部を形成する工程と
    を含む電気泳動素子の製造方法。
16. 前記補強部は、前記繊維状構造体に補強用ポリマーを静電塗布したのち加熱して形成する、請求項１５に記載の電気泳動素子の製造方法。
17. 前記補強部は、前記非泳動粒子と共に補強用ポリマーを混合して前記繊維状構造体を形成したのち加熱して形成する、請求項１５に記載の電気泳動素子の製造方法。
18. 複数の電気泳動素子を有し、
    前記電気泳動素子は、
    絶縁性液体中に、
    泳動粒子と、
    １または２以上の繊維を重畳してなる繊維状構造体および前記繊維状構造体によって保持された非泳動粒子によって形成された多孔質層とを備え、
    前記繊維状構造体は、前記繊維同士の近接部の少なくとも一部に補強部を有する
    表示装置。

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