JP5741829B2 - 電気泳動素子、表示装置および電子機器 - Google Patents

Description

本技術は、絶縁性液体中に電気泳動粒子を含む電気泳動素子、その電気泳動素子を用いた表示装置、ならびにその表示装置を用いた電子機器に関する。

近年、携帯電話機または携帯情報端末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より、文字情報を長時間読むことを目的とした読書用途の携帯情報端末（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、反射型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、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が異なる２種類の荷電粒子を分散して、電界に応じ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１，２参照。）。この方法では、２種類の荷電粒子が反対の極性を有しているため、電界に応じて荷電粒子の分布状態が変化する。

また、絶縁性液体中に多孔質層を配置すると共に荷電粒子を分散させて、電界に応じて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、多孔質層として、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、合成繊維などにより編まれた布、または連泡多孔性高分子などが用いられている。

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、その表示品位は未だ十分であるとは言えず、今後のカラー化および動画表示などへの展開を考えると、さらなるコントラストおよび応答速度の向上が必要である。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、消費電力を抑えることが重要である。

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、高コントラスト、高速応答および低消費電力を実現可能な電気泳動素子、表示装置および電子機器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、電気泳動粒子と、繊維状構造体により形成された多孔質層とを含み、その繊維状構造体が電気泳動粒子とは異なる光学的反射特性を有する複数の非泳動粒子を保持しており、その複数の非泳動粒子の一部が繊維状構造体から部分的に露出しているものである。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、上記した電気泳動素子を備えているものである。さらに、本技術の電子機器は、上記した表示装置を備えているものである。

光学的反射特性とは、いわゆる光の反射率である。電気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、その特性の違いを利用して明暗（コントラスト）を生じさせるためである。

本技術の電気泳動素子によれば、多孔質層が繊維状構造体により形成されている。また、繊維状構造体が電気泳動粒子とは異なる光学的反射特性を有する複数の非泳動粒子を保持しており、その複数の非泳動粒子の一部が繊維状構造体から部分的に露出している。これにより、コントラストが高くなると共に、電気泳動粒子の応答速度が速くなり、さらに、電気泳動粒子を移動させるために必要なエネルギーが低くなる。よって、高コントラスト、高速応答および低消費電力を実現できる。また、本技術の電気泳動素子を用いた表示装置または電子機器によれば、低消費電力で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の構成を表す平面図である。 電気泳動素子の構成を表す断面図である。 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。 表示装置の動作を説明するための断面図である。 表示装置を用いた電子ブックの構成を表す斜視図である。 表示装置を用いたテレビジョン装置の構成を表す斜視図である。 表示装置を用いたデジタルスチルカメラの構成を表す斜視図である。 表示装置を用いたパーソナルコンピュータの外観を表す斜視図である。 表示装置を用いたビデオカメラの外観を表す斜視図である。 表示装置を用いた携帯電話機の構成を表す平面図である。

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
２．電気泳動素子の適用例（表示装置）
３．表示装置の適用例（電子機器）

＜１．電気泳動素子＞
図１および図２は、それぞれ本技術の一実施形態の電気泳動素子の平面構成および断面構成を表している。

電気泳動素子は、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、表示装置などの多様な電子機器に適用される。この電気泳動素子は、絶縁性液体１中に、電気泳動粒子１０と、細孔２３を有する多孔質層２０とを含んでいる。

［絶縁性液体］
絶縁性液体１は、例えば、有機溶媒のいずれか１種類または２種類以上であり、具体的には、パラフィンまたはイソパラフィンなどである。この絶縁性液体１の粘度および屈折率は、できるだけ低いことが好ましい。電気泳動粒子１０の移動性（応答速度）が向上すると共に、それに応じて電気泳動粒子１０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１の屈折率と多孔質層２０の屈折率との差が大きくなるため、その多孔質層２０の反射率が高くなるからである。

なお、絶縁性液体１は、必要に応じて、各種材料を含んでいてもよい。このような材料は、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。

［電気泳動粒子］
電気泳動粒子１０は、絶縁性液体１中に分散された１または２以上の荷電粒子であり、電界に応じて細孔２３を経由して移動可能になっている。この電気泳動粒子１０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。また、電気泳動粒子１０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１中における電気泳動粒子１０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。電気泳動粒子１０の遮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、電気泳動粒子１０が多孔質層２０を遮蔽（隠蔽）しにくくなる可能性がある。一方、１０重量％よりも多いと、電気泳動粒子１０の分散性が低下するため、その電気泳動粒子１０が泳動しにくくなり、場合によっては凝集する可能性がある。

この電気泳動粒子１０は、任意の光学的反射特性（光反射率）を有している。電気泳動粒子１０の光反射率は、特に限定されないが、少なくとも電気泳動粒子１０は多孔質層２０を遮蔽可能であることが好ましい。電気泳動粒子１０の光反射率と多孔質層２０の光反射率との違いにより、コントラストを生じさせるためである。

ここで、電気泳動粒子１０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電気泳動粒子１０が担う役割に応じて選択される。具体的には、電気泳動粒子１０が明表示する場合の材料は、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、電気泳動粒子１０が暗表示する場合の材料は、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。

電気泳動粒子１０が明表示する場合、外部から電気泳動素子を見たときに視認される電気泳動粒子１０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、電気泳動粒子１０が暗表示する場合、外部から視認される電気泳動粒子１０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、電気泳動粒子１０は、絶縁性液体１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２０に吸着しにくいことが好ましい。このため、静電反発により電気泳動粒子１０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、電気泳動粒子１０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、電気泳動粒子１０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）などである。吸着可能な官能基の種類は、電気泳動粒子１０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電気泳動粒子１０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１中に分散可能であると共に立体障害により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１がパラフィンである場合、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１中に電気泳動粒子１０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。

［多孔質層］
多孔質層２０は、繊維状構造体２１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２３）を有している。この繊維状構造体２１には、非泳動粒子２２が含まれており、その非泳動粒子２２は、繊維状構造体２１により保持されている。３次元立体構造物である多孔質層２０では、１つの繊維状構造体２１がランダムに絡み合っていてもよいし、複数の繊維状構造体２１が集合してランダムに重なっていてもよいし、双方が混在していてもよい。繊維状構造体２１が複数の場合、各繊維状構造体２１は、１または２以上の非泳動粒子２２を保持していることが好ましい。なお、図２では、複数の繊維状構造体２１により多孔質層２０が形成されている場合を示している。

多孔質層２０が繊維状構造体２１により形成された３次元立体構造物であるのは、光（外光）が乱反射（多重散乱）するため、多孔質層２０の反射率が高くなると共に、その高反射率を得るために多孔質層２０が薄くて済むからである。これにより、電気泳動素子のコントラストが高くなると共に、電気泳動粒子１０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２３の平均孔径が大きくなると共に数が多くなるため、電気泳動粒子１０が細孔２３を経由して移動しやすくなるからである。これにより、応答速度が速くなると共に、電気泳動粒子１０を移動させるために必要なエネルギーがより低くなる。

繊維状構造体２１に非泳動粒子２２が含まれているのは、光がより乱反射しやすくなるため、多孔質層２０の反射率がより高くなるからである。これにより、電気泳動素子のコントラストがより高くなる。

繊維状構造体２１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２１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２１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２１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２１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２１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２１の形状（外観）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２１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ことが好ましい。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２１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２３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２１が非泳動粒子２２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２１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２１の平均長さは、任意でよい。

細孔２３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。電気泳動粒子２１が細孔２３を経由して移動しやすくなるからである。このため、細孔２３の平均孔径は、０．１μｍ〜１０μｍであることが好ましい。

多孔質層２０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２０の遮蔽性が高くなると共に、電気泳動粒子１０が細孔２３を経由して移動しやすくなるからである。

特に、繊維状構造体２１は、ナノファイバーであることが好ましい。光が乱反射しやすくなるため、多孔質層２０の反射率がより高くなると共に、単位体積中に占める細孔２３の割合が大きくなるため、電気泳動粒子１０が細孔２３を経由して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、電気泳動粒子１０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２１は、静電紡糸法により形成されていることが好ましい。繊維径が小さい繊維状構造体２１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２１は、電気泳動粒子１０とは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２１の光反射率は、特に限定されないが、少なくとも多孔質層２０は電気泳動粒子１０を遮蔽可能であることが好ましい。上記したように、電気泳動粒子１０の光反射率と多孔質層２０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。このため、絶縁性液体１中で光透過性（無色透明）の繊維状構造体２１は好ましくない。ただし、繊維状構造体２１の光反射率が多孔質層２０の光反射率にほとんど影響を及ぼさず、その多孔質層２０の光反射率が実質的に非泳動粒子２２の光反射率により決定される場合には、繊維状構造体２１の光反射率は任意でよい。

非泳動粒子２２は、繊維状構造体２１により保持（固定）されており、電気泳動しない１または２以上の粒子である。この非泳動粒子２２の形成材料は、例えば、電気泳動粒子１０の形成材料と同様であり、後述するように、非泳動粒子２２が担う役割に応じて選択される。

なお、非泳動粒子２２は、繊維状構造体２１により保持されていれば、繊維状構造体２１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２２は、電気泳動粒子１０とは異なる光学的反射特性を有している。非泳動粒子２２の光反射率は、特に限定されないが、少なくとも多孔質層２０全体は電気泳動粒子１０を遮蔽可能であることが好ましい。上記したように、電気泳動粒子１０の光反射率と多孔質層２０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２２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２２が担う役割に応じて選択される。具体的には、非泳動粒子２２が明表示する場合の材料は、電気泳動粒子１０が明表示する場合に選択される材料と同様である。一方、非泳動粒子２２が暗表示する場合の材料は、電気泳動粒子１０が暗表示す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２２が明表示す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２２の形成材料は、電気泳動粒子１０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２２が明表示または暗表示する場合に視認される色は、電気泳動粒子１０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２０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２１の形成材料（例えば高分子材料など）を溶解させて、紡糸溶液を調製する。続いて、紡糸溶液に非泳動粒子２２を加えたのち、十分に攪拌して非泳動粒子２２を分散させる。最後に、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２１により非泳動粒子２２が保持されるため、多孔質層２０が形成される。

［電気泳動素子の好ましい表示方法］
電気泳動素子では、上記したように、電気泳動粒子１０および多孔質層２０（非泳動粒子２２を含む繊維状構造体２１）がそれぞれ明表示または暗表示するため、コントラストが生じる。この場合には、電気泳動粒子１０が明表示すると共に多孔質層２０が暗表示してもよいし、その逆でもよい。このような役割の違いは、電気泳動粒子１０の光反射率と多孔質層２０の光反射率との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。

中でも、電気泳動粒子１０が暗表示すると共に、多孔質層２０が明表示することが好ましい。これに伴い、多孔質層２０の光反射率が実質的に非泳動粒子２２の光反射率により決定される場合には、非泳動粒子２２の光反射率は電気泳動粒子１０の光反射率よりも高いことが好ましい。この場合における明表示の光反射率は、多孔質層２０（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。

［電気泳動素子の動作］
電気泳動素子では、電気泳動粒子１０の光反射率と多孔質層２０（非泳動粒子２２）の光反射率とが異なっている。この場合において、電気泳動素子に電界が印加されると、その電界が印加された範囲内で電気泳動粒子１０が細孔２３を経由して移動する。これにより、電気泳動粒子１０が移動した側から電気泳動素子を見ると、電気泳動粒子１０が移動した範囲では、その電気泳動粒子１０により暗表示（または明表示）される。また、電気泳動粒子１０が移動していない範囲では、多孔質層２０により明表示（または暗表示）される。これにより、コントラストが生じる。

［電気泳動素子の作用および効果］
この電気泳動素子によれば、絶縁性液体１中に、電気泳動粒子１０と、多孔質層２０とを含んでいる。この多孔質層２０は、繊維状構造体２１により形成された３次元立体構造物であり、その繊維状構造体２１には、電気泳動粒子１０とは異なる光学的反射特性を有する非泳動粒子２２が含まれている。これにより、多孔質層２０で光が乱反射すると共に、電気泳動粒子１０が多孔質層２０を経由して移動しやすくなる。このため、コントラストが高くなると共に、電気泳動粒子１０の移動性が向上し、さらに、電気泳動粒子１０を移動させるために必要なエネルギーも低くなる。よって、高コントラスト、高速応答および低消費電力を実現できる。

特に、繊維状構造体２１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２１がナノファイバーであれば、より高い効果を得ることができる。また、非泳動粒子２２の光反射率が電気泳動粒子１０の光反射率よりも高いため、電気泳動粒子１０が暗表示すると共に多孔質層２０が明表示すれば、より高い効果を得ることができる。

＜２．電気泳動素子の適用例（表示装置）＞
次に、上記した電気泳動素子の適用例について説明する。電気泳動素子は、さまざまな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が、例えば、表示装置に適用される。

［表示装置の全体構成］
図３は、表示装置の断面構成を表しており、図４は、図３に示した表示装置の動作を説明するためのものである。なお、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３に示したように、駆動基板３０と対向基板４０とが電気泳動素子５０を介して対向配置されたものであり、例えば、対向基板４０側に画像を表示するようになっている。なお、駆動基板３０および対向基板４０は、スペーサ６０により所定の間隔となるように離間されている。

［駆動基板］
駆動基板３０は、例えば、支持基体３１の一面に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３２と、保護層３３と、平坦化絶縁層３４と、画素電極３５とがこの順に形成されたものである。ＴＦＴ３２および画素電極３５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。

支持基体３１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 ）などである。この酸化ケイ素には、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３１は、光透過性でもよいし、非光透過性でもよい。対向基板４０側に画像が表示されるため、支持基体３１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３１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。

ＴＦＴ３２は、画素を選択するためのスイッチング用素子である。なお、ＴＦＴ３２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３３および平坦化絶縁層３４は、例えば、ポリイミドなどの絶縁性樹脂材料により形成されている。ただし、保護層３３の表面が十分に平坦であれば、平坦化絶縁層３４はなくてもよい。画素電極３５は、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）などの金属材料により形成されている。この画素電極３５は、保護層３３および平坦化絶縁層３４に設けられたコンタクトホール（図示せず）を通じてＴＦＴ３２に接続されている。

［対向基板］
対向基板４０は、例えば、支持基体４１の一面に対向電極４２が全面形成されたものである。ただし、対向電極４２は、画素電極３２と同様に、マトリクス状またはセグメント状に配置されていてもよい。

支持基体４１は、光透過性であることを除き、支持基体３１と同様の材料により形成されている。対向基板４０側に画像が表示されるため、支持基体４１は光透過性である必要があるからである。対向電極４２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４０側に画像を表示する場合には、対向電極４２を介して電気泳動素子５０を見ることになるため、その対向電極４２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４２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５０は、上記した電気泳動素子と同様の構成を有している。具体的には、電気泳動素子５０は、絶縁性液体５１中に、電気泳動粒子５２と、複数の細孔５４を有する多孔質層５３とを含んでいる。絶縁性液体５１は、駆動基板３０と対向基板４０との間の空間に充填されており、多孔質層５３は、例えば、スペーサ６０により支持されている。絶縁性液体５１が充填されている空間は、例えば、多孔質層５３を境界として、画素電極３５に近い側の待避領域Ｒ１と、対向電極４２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５１、電気泳動粒子５２および多孔質層５３の構成は、それぞれ絶縁性液体１、電気泳動粒子１０および多孔質層２０の構成と同様である。なお、図３および図４では、図示内容を簡略化するために、細孔５４の一部だけを示している。

なお、絶縁性液体５１が充填されている空間は、必ずしも多孔質層５３により明確に２つの領域（待避領域Ｒ１および表示領域Ｒ２）に区切られていなくてもよい。多孔質層５３は画素電極３５および対向電極４２のうちの少なくとも一方に隣接していてもよいからである。電気泳動粒子５２は、必要に応じて画素電極３５または対向電極４２に向かって移動可能になっていればよい。

［スペーサ］
スペーサ６０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６０の形状は、特に限定されないが、中でも、電気泳動粒子５２の移動を妨げず、その電気泳動粒子５２を均一分布させるような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６０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］
この表示装置では、図３に示したように、初期状態において、電気泳動粒子５２が待避領域Ｒ１に位置している。この場合には、全ての画素で電気泳動粒子５２が多孔質層５３により遮蔽されているため、対向基板４０側から電気泳動素子５０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。

ＴＦＴ３２により画素が選択され、画素電極３５と対向電極４２との間に電界が印加されると、図４に示したように、電気泳動粒子５２が待避領域Ｒ１から多孔質層５３（細孔５４）を経由して表示領域Ｒ２に移動する。この場合には、電気泳動粒子５２が多孔質層５３により遮蔽されている画素と、電気泳動粒子５２が多孔質層５３により遮蔽されていない画素とが併存するため、対向基板４０側から電気泳動素子５０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。

［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５０が上記した電気泳動素子と同様の構成を有しているため、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。よって、低消費電力で高品位な画像を表示できる。

＜３．表示装置の適用例（電子機器）＞
次に、上記した表示装置の適用例について説明する。

本技術の表示装置は、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。

図５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、（Ａ）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、（Ｂ）に示したように上面に設けられていてもよい。なお、表示装置は、図５に示した電子ブックと同様の構成を有するＰＤＡなどに搭載されてもよい。

図６は、テレビジョン装置の外観構成を表している。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル２１０およびフィルターガラス２２０を含む映像表示画面部２００を備えている。

図７は、デジタルスチルカメラの外観構成を表しており、（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ前面および後面を示している。このデジタルスチルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部３１０と、表示部３２０と、メニュースイッチ３３０と、シャッターボタン３４０とを備えている。

図８は、ノート型パーソナルコンピュータの外観構成を表している。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体４１０と、文字等の入力操作用のキーボード４２０と、画像を表示する表示部４３０とを備えている。

図９は、ビデオカメラの外観構成を表している。このビデオカメラは、例えば、本体部５１０と、その本体部５１０の前面に設けられた被写体撮影用のレンズ５２０と、撮影時のスタート／ストップスイッチ５３０と、表示部５４０とを備えている。

図１０は、携帯電話機の外観構成を表している。（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ携帯電話機を開いた状態の正面および側面を示している。（Ｃ）〜（Ｇ）は、それぞれ携帯電話機を閉じた状態の正面、左側面、右側面、上面および下面を示している。この携帯電話機は、例えば、上側筐体６１０と下側筐体６２０とが連結部（ヒンジ部）６３０を介して連結されたものであり、ディスプレイ６４０と、サブディスプレイ６５０と、ピクチャーライト６６０と、カメラ６７０とを備えている。

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、黒色の電気泳動粒子および白色の多孔質層（粒子含有繊維状構造体）を用いて、表示装置を作製した。

最初に、カーボンブラック（三菱化学株式会社製＃40）１０ｇを水１ｄｍ³ （＝Ｌ）に加えて電磁攪拌したのち、塩酸（３７重量％）１ｃｍ³ （＝１ｍＬ）と４−ビニルアニリン０．２ｇとを加えて溶液Ａを準備した。続いて、亜硝酸ナトリウム０．３ｇを水１０ｃｍ³ に溶解させたのち、４０℃まで加熱して溶液Ｂを準備した。続いて、溶液Ａに溶液Ｂをゆっくり加えたのち、１０時間攪拌した。続いて、反応により得られた生成物を遠心分離して固形物を得た。続いて、固形物を水でリンスし、さらにアセトンで遠心分離しながらリンスしたのち、真空乾燥機（５０℃）で一晩乾燥した。

続いて、窒素パージ装置、電磁攪拌棒および還流カラムが取り付けられた反応フラスコ中に、固形物５ｇと、トルエン１００ｃｍ³ と、メタクリル酸２−エチルヘキシル１５ｃｍ³ と、ＡＩＢＮ０．２ｇとを入れて混合した。続いて、攪拌しながら反応フラスコを窒素で３０分間パージした。続いて、反応フラスコを油浴に投入し、連続攪拌しながら８０℃まで徐々に加熱したのち、１０時間維持した。続いて、固形物を遠心分離し、その固形物をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）および酢酸エチルと一緒に遠心分離を３回行うごとにリンスしたのち、固形物を取り出して真空乾燥機（５０℃）で一晩乾燥した。これにより、黒色の電気泳動粒子である重合体被覆カーボンブラック４．７ｇを得た。

続いて、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トリオレエート（Span85）を１．５％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に電気泳動粒子０．１ｇを加えて、ビーズミルで５分間攪拌した。続いて、混合液を遠心分離機（２０００ｒｐｍ）で遠心分離（５分間）したのち、ビーズを取り除いた。

続いて、繊維状構造体の原材料であるポリアクリロニトリル（ＰＡＮ：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Ｃを準備した。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Ｃ６０ｇに加えたのち、ビーズミルで混合して紡糸溶液を準備した。続いて、紡糸溶液をシリンジに入れ、所定のパターン形状の画素電極（ＩＴＯ）が形成されたガラス基板の上で、電界紡糸装置（株式会社メック製NANON ）により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（温度＝７５℃）中で１２時間乾燥して、繊維状構造体（高分子材料）を形成した。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を得た。

続いて、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、電気泳動粒子が分散された絶縁性液体を注入した。

（実験例２）
以下の手順で、黒色の電気泳動粒子が分散された絶縁性液体を準備したことを除き、実験例１と同様の手順で表示装置を作製した。

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Ｄを得た。続いて、溶液Ｄ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TM3550）５ｇを加えて攪拌（１５分間）したのち、超音波攪拌（３０℃〜３５℃で１５分間）した。続いて、溶液Ｄを９０℃で加熱したのち、０．２２ｍｏｌ／ｃｍ³ の硫酸１５ｃｍ³ 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Ｄを室温まで冷却したのち、１ｍｏｌ／ｃｍ³ の硫酸１．８ｃｍ³ を加えた。続いて、溶液Ｄを遠心分離（３７００ｒｐｍで３０分間）したのち、デカンテーションを行った。続いて、エタノールに再分散してから遠心分離（３５００ｒｐｍで３０分間）すると共に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１時間超音波攪拌して、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７分間攪拌したのち、分散溶液を全量投入した。続いて、混合溶液を１０分間攪拌したのち、遠心分離（３５００ｒｐｍで３０分間）した。続いて、デカンテーションを行ったのち、エタノールに再分散してから遠心分離（３５００ｒｐｍで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、室温の減圧環境中で６時間乾燥したのち、さらに７０℃の減圧環境中で２時間乾燥して固形物を得た。

続いて、固形物にトルエン５０ｍ³ を加えて溶液Ｅとしたのち、ロールミルで１２時間攪拌した。続いて、溶液Ｅ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２０分間攪拌した。続いて、溶液Ｅを５０℃で２０分間攪拌し、ＡＩＢＮ０．０１ｇがトルエン３ｃｍ³ に溶解された溶液Ｆを加えたのち、６５℃で加熱した。続いて、混合溶液を１時間攪拌したのち、室温まで冷却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で３０分間）した。続いて、デカンテーションを行ったのち、酢酸エチルに再分散させてから遠心分離（３５００ｒｐｍで３０分間）する洗浄作業を３回繰り返した。続いて、室温の減圧環境中で１２時間乾燥したのち、さらに７０℃の減圧環境中で２時間乾燥した。これにより、重合体被覆顔料からなる黒色の泳動粒子が得られた。

続いて、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％、ソルビタンモノラウラート（span20）を１．５％含むIsoparG （エクソンモービル社製）溶液を準備した。続いて、絶縁性液体９．９ｇに電気泳動粒子０．１ｇを加えて、ビーズミルで５分間攪拌した。続いて、ホモジナイザーで４時間攪拌したのち、ビーズを取り除いた。

（実験例３，４）
以下の手順で繊維状構造体を形成したことを除き、実験例２と同様の手順で表示装置を作製した。実験例３では、ＰＡＮに代えてアルコール可溶性ナイロン（デュポン社製エルバマイド８０６１）、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミドに代えてメタノールとジクロロメタンとの１：１混合溶媒をそれぞれ用いた。実験例４では、ＰＡＮに代えてポリアクリルアミド（ＰＡＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミドに代えて水をそれぞれ用いた。

（実験例５〜７）
以下の手順で黒色の電気泳動粒子を準備したことを除き、実験例２と同様の手順で表示装置を作製した。実験例５では、アクリル酸２−エチルヘキシルに代えて、２，４−ジアミノ−６−ジアリルアミノ−１，３，５−トリアジンと２，５−ジメチル−１，５−ヘキサジエンとの１：１混合溶媒を用いた。また、ソルビタンモノラウラート（span20）１．５％に代えて、ソルビタンモノオレアート（span80）５．０％を用いた。実験例６では、アクリル酸２−エチルヘキシルに代えて、２，４−ジアミノ−６−ジアリルアミノ−１，３，５−トリアジンと２，５−ジメチル−１，５−ヘキサジエンと（ペルフルオロヘキシル）エチレンとの１：１：１混合溶媒を用いた。実験例７では、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、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と３−（２−アミノエチルアミノ）プロピルトリメトキシシランとの１：１混合溶媒を用いた。

（実験例８）
黒色の電気泳動粒子および白色の電気泳動粒子を用いたことを除き、実験例１と同様の手順で表示装置を作製した。

黒色の電気泳動粒子を得るためには、カーボンブラック（Printex A ）１４０ｇを用いたことを除き、実験例１と同様の手順で重合体被覆カーボンブラック２０ｇを得た。

白色の電気泳動粒子を得るためには、最初に、エタノール−水混合液２ｄｍ³ （体積比＝９５：５）にメタクリル酸３−（トリメトキシ−シリル）プロピル（Dow Corning 社製Z6030 ）２０ｃｍ³ を溶解させた。続いて、酢酸を添加して直ちにｐＨを４．５に調整し、さらに５分間攪拌したのち、シリカ被覆チタニア（Du Pont 社製R960）１００ｇを加えて１０分間〜２０分間攪拌した。続いて、固形物を沈降させたのち、上澄み液をデカントした。続いて、固形物をアセトンで２回洗浄したのち、室温で一晩乾燥した。

続いて、窒素パージ装置、電磁攪拌棒および還流カラムが取り付けられた反応フラスコ中に、固形物４０ｇと、トルエン５０ｃｍ³ と、メタクリル酸２−エチルヘキシル４５ｃｍ³ と、ＡＩＢＮ０．３ｇとを入れて混合した。続いて、攪拌しながら反応フラスコを窒素で２０分間パージした。続いて、反応フラスコを油浴に投入し、連続攪拌しながら７０℃まで徐々に加熱したのち、２０時間維持した。続いて、固形物を冷却し、等容量のアセトンで希釈したのち、遠心分離した。最後に、上澄み液をデカントし、残留物をアセトンまたはＴＨＦに再分散させたのち、洗浄した。この処理を、熱重量分析により質量損失が一定（＝４．５重量％〜１０重量％）になるまで繰り返した。これにより、白色の電気泳動粒子であるメタクリル酸２−エチルヘキシル被覆チタニア４０ｇを単離した。

続いて、白色の電気泳動粒子４．０ｇと、Emphos D-70-30C 溶液（１０重量％）溶液０．２４ｇと、絶縁性液体であるIsoparG （エクソンモービル社製）４７．８ｇとを混合したのち、３０分間超音波処理して均一に分散させた。続いて、黒色の電気泳動粒子０．１６ｇと、Emphos D-70-30C 溶液（１０重量％）０．１６ｇと、絶縁性液体であるIsoparG （エクソンモービル社製）４７．８ｇとを混合したのち、３０分間超音波処理して均一に分散させた。続いて、白色電気泳動粒子溶液と黒色電気泳動粒子溶液とを混合し、２４時間攪拌した。

続いて、ゼラチン３３．３ｇを冷脱イオン水２６２２．４ｇに加熱溶解させた。

続いて、アカシア３３．３ｇ（Sigma-Aldrich 社製）を激しく攪拌しながら冷脱イオン水６５５．６ｇに溶解させたのち、１時間かけて４０℃まで加熱溶解させた。続いて、ゼラチン溶液を攪拌しながら、ゆっくりと混合電気泳動粒子溶液を加えた。こののち、約３００μｍの平均直径を有する小滴になるように乳化するために、攪拌速度を１７５ｒｐｍまで速くすると共に４０℃で３０分間継続した。続いて、ゆっくりとアカシア溶液を加え、さらに１０％酢酸水溶液３〜４ｇを加えて混合物のｐＨを約４．７まで低下させたのち、４０分間激しく攪拌した。続いて、激しく攪拌しながら、少なくとも２時間かけて温度を１０℃まで下げ、グルタルアルデヒド１６．７ｇを加えた。続いて、混合物を３０分間かけて２５℃まで暖めたのち、１２時間激しく攪拌した。続いて、攪拌をやめて反応器から混合物を取り出したのち、形成されたカプセルを単離した。続いて、洗浄水のｐＨが５．０になるまで、脱イオン水中でカプセルを沈降させると共に再分散して洗浄した。

続いて、カプセルと、水性ウレタン結合剤（NeoResins製NeoRez R-9320）とを１：９の重量比で混合したのち、０．３重量％ヒドロキシプロピルメチルセルロースを加えた。続いて、スロット被覆ヘッドに対して１ｍ／秒の速度で移動させながら、インジウム−酸化スズ被覆ポリエステルフィルム（１２５μｍ厚）にスロット被覆した。続いて、被覆フィルムを１０分間空気乾燥したのち、オーブン（５０℃）で１５分間乾燥して、ほぼ単一層のカプセルを含む電気泳動媒体（５０μｍ厚）を製造した。

続いて、ドクターブレード（間隙＝１３ミル（３３０μｍ））により、水性ウレタン結合剤（NeoResins製NeoRez R-9320）で被覆フィルムのカプセル被覆面を上塗りしたのち、５０℃で２０分間乾燥した。この結合剤は、カプセル被覆面を平坦化すると共に接着剤としての役割を果たす。最後に、画素電極（ＩＴＯ）がパターン形成されたガラス基板の上に、被覆フィルムを熱積層した。

（実験例９）
黒色の多孔質層（穴開け加工された高分子シート）および白色の電気泳動粒子を用いたことを除き、実験例１と同様の手順で表示装置を作製した。

黒色の多孔質層を得るためには、最初に、シリコンエラストマー（ダウコーニング社製SYLGARD184）１０ｇと、カーボンブラック（三菱化学株式会社製MA100 ）０．２ｇとを混合したのち、ポリトロンロータ・ステータ式ホモジナイザ（KINEMATICA社製PT-3100 ）により５分間混練した。続いて、混練物に硬化剤（SYLGARD184用硬化剤）１ｇを加えて攪拌したのち、アプリケータによりＰＥＴフィルム（厚さ＝２００μｍ）に塗布し、１００℃で３０分間加熱して硬化させた。続いて、ＰＥＴフィルムから塗膜を剥離して、黒色のシリコンエラストマーフィルム（１５０μｍ厚）を得た。続いて、ＣＯ₂ レーザ加工機により、シリコンエラストマーフィルムに複数の細孔（孔径＝５０μｍ、ピッチ＝２００μｍ）を形成して、黒色の多孔質層を得た。

白色の電気泳動粒子を得るためには、電気泳動粒子であるメチルシロキサン変性酸化チタン（堺化学株式会社製CR-24 ）１ｇと、絶縁性液体であるメチルフェニルシリコンオイル（信越化学株式会社製KF-96-10：粘度＝１０ｍｍ² ／秒）１０ｇと、アクリルシリコン分散剤であるアクリル酸アルキル共重合体メチルポリシロキサン（信越化学株式会社製KP-545）０．５ｇとを混合および攪拌して、分散液を得た。

表示装置を作製する場合には、２ｍｍ幅の周縁部を残して中央部がくり抜かれた２枚のＰＥＴフィルム（１００μｍ厚）を多孔質層の上下に接着したのち、その上下に電極（ＩＴＯ）が形成された２枚のガラス基板を接着した。続いて、２枚のガラス基板の間の隙間に分散液を注入した。

（実験例１０）
黒色の電気泳動粒子および白色の多孔質層（穴開け加工された粒子含有高分子シート）を用いたことを除き、実験例３と同様の手順で表示装置を作製した。

白色の多孔質層を得るためには、最初に、多孔質層の原材料であるポリエーテルサルフォン（住友化学工業製スミカエクセルPES4800P）１０ｇをｎ−メチルピロリドン５０ｇに溶解させたのち、メチルシロキサン変性酸化チタン１ｇ（堺化学製CR-24 ）１ｇを加えて、ホモジナイザで５分間混練した。続いて、アプリケータで混練物をガラスに塗装したのち、１５０℃で２時間加熱して乾燥した。続いて、ガラスから塗膜を剥離して、ポリエーテルサルフォンフィルム（７５μｍ厚）を得た。続いて、エキシマレーザによりポリエーテルサルフォンフィルムに複数の細孔（１０μｍ径，５０μｍピッチ）を形成した。

黒色の電気泳動粒子を得るためには、電気泳動粒子であるカーボンブラック（三菱化学製MA100 ）０．５ｇと、絶縁性液体であるメチルフェニルシリコンオイル（信越化学製KF-96-10）７ｇと、カルボキシル基含有シリコンオイル（信越化学製X-22）３ｇと、アクリルシリコン分散剤であるアクリル酸アルキル共重合体メチルポリシロキサン（信越化学製KP-545）０．５ｇとを混合してから攪拌して、分散液を得た。

（実験例１１）
黒色の電気泳動粒子および白色の粒子含有高分子シートを用いたことを除き、実験例３と同様の手順で表示装置を作製した。

高分子シートの原材料であるポリメチルメタクリレート粒子（３０μｍ径）１ｇと、疎水性タイプの酸化チタン（石原産業製CR-50-2 ：一次粒子径＝０．３μｍ）０．４８ｇと、ポリビニルアルコール（ケン化価＝９８％および重合度＝１７００）０．０４ｇとを混合したのち、全固形分が３０重量％となるように水を加えた。続いて、電極（ＩＴＯ）が形成されたガラス基板にアプリケータで上記溶液を塗布したのち、ホットプレートで加熱（５０℃）して、塗膜（厚さ＝１００μｍ）を得た。続いて、ポリメチルメタクリレート粒子だけを溶解する溶媒を準備し、塗膜が形成されたガラス基板を溶媒中に浸漬させたのち、超音波洗浄して、白色の粒子含有高分子シート（１００μｍ厚）を得た。

黒色の電気泳動粒子を得るためには、最初に、フェニルキシリルエタン（日本石油化学製ハイゾールＳＡＳ−２９６）１０ｃｍ³ に、界面活性剤であるヒドロキシ脂肪酸オリゴマー（旭電化工業製ＷＳ−１００）１ｇを溶解させると共に、電気泳動粒子である黒色低次酸化チタン（チタンブラック）のチタネート系カップリング剤処理品（赤穂化成製TilackD チタン表面処理品：一次粒子径＝０．０３μｍ）０．１ｇを加えて、混合液を得た。続いて、ジルコニアビーズを用いたボールミルで混合液を処理し、絶縁性液体中に黒色の低次酸化チタンが分散された分散液を得た。

続いて、電極（ＩＴＯ）および粒子含有高分子シートが取り付けられたガラス基板と、電極（ＩＴＯ）が形成された他のガラス基板とを電極同士が向かい合うように重ね合わせた。続いて、２枚のガラス基板における周囲の４辺のうち、対向する２辺同士を接着剤で接着して、ガラスセルを作製した。最後に、分散液にガラスセルを浸漬させて、２枚のガラス基板の間の隙間に減圧脱気しながら分散液を注入したのち、封止した。

これらの実験例１〜１１の表示装置の性能として、黒反射率（％）、白反射率（％）、コントラストおよび駆動電圧（Ｖ）を調べたところ、表１に示した結果が得られた。

黒反射率および白反射率を測定する場合には、分光光度計（大塚電子社製MCPD-7000 ）により、４５°リング照明で標準拡散板に対する基板法線方向の反射率を測定した。この場合には、黒表示および白表示の双方で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。なお、コントラストは、白反射率を黒反射率で割った値である。

多孔質層として粒子含有繊維状構造体を用いた場合（実験例１〜７）には、それを用いなかった場合（実験例８〜１１）と比較して、コントラストが高くなると共に、駆動電圧が低くなった。

この結果は、以下のことを表している。白表示するために多孔質層（粒子含有繊維状構造体）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、コントラスト比も著しく高くなる。また、高い白反射率が得られるにもかかわらずに多孔質層が薄くて済むと共に、電気泳動粒子が多孔質層の細孔を経由して移動しやすいため、応答速度が速くなると共に、駆動電圧が低くなる。よって、コントラストの向上と駆動電圧の低下というトレードオフの関係が打破されるため、高コントラスト、高速応答および低消費電力を同時に実現できる。

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。

１，５１…絶縁性液体、１０，５２…電気泳動粒子、２０，５３…多孔質層、２１…繊維状構造体、２２…非泳動粒子、２３，５４…細孔、３０…駆動基板、３１，４１…支持基体、３２…ＴＦＴ、３３…保護層、３４…平坦化絶縁層、３５…画素電極、４０…対向基板、４２…対向電極、５０…電気泳動素子、６０…スペーサ。

Claims (9)

1. 絶縁性液体中に、電気泳動粒子と、繊維状構造体により形成された多孔質層とを含み、
   前記繊維状構造体は、前記電気泳動粒子とは異なる光学的反射特性を有する複数の非泳動粒子を保持しており、
   前記複数の非泳動粒子の一部は、前記繊維状構造体から部分的に露出している、
   電気泳動素子。
2. 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記載の電気泳動素子。
3. 前記繊維状構造体の平均繊維径は１０μｍ以下である、
   請求項１または請求項２に記載の電気泳動素子。
4. 前記繊維状構造体は静電紡糸法により形成されている、
   請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電気泳動素子。
5. 前記繊維状構造体はナノファイバーであり、
   前記ナノファイバーの繊維径は０．００１μｍ以上０．１μｍ以下である、
   請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電気泳動素子。
6. 前記電気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、ガラスまたは高分子材料により形成されている、
   請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電気泳動素子。
7. 前記非泳動粒子の反射率は前記電気泳動粒子の反射率よりも高い、
   請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の電気泳動素子。
8. 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、絶縁性液体中に、電気泳動粒子と、繊維状構造体により形成された多孔質層とを含み、
   前記繊維状構造体は、前記電気泳動粒子とは異なる光学的反射特性を有する複数の非泳動粒子を保持しており、
   前記複数の非泳動粒子の一部は、前記繊維状構造体から部分的に露出している、
   表示装置。
9. 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有する表示装置を備え、
   前記電気泳動素子は、絶縁性液体中に、電気泳動粒子と、繊維状構造体により形成された多孔質層とを含み、
   前記繊維状構造体は、前記電気泳動粒子とは異なる光学的反射特性を有する複数の非泳動粒子を保持しており、
   前記複数の非泳動粒子の一部は、前記繊維状構造体から部分的に露出している、
   電子機器。

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