JP5966885B2 - 電気泳動素子および表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、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これを備え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、電気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等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。

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。

例えば、光学特性が異なる２種類の荷電粒子を用い、一方を絶縁性液体中に分散させ、他方を絶縁性液体中に配置した多孔質層に保持させた表示装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この表示装置では、電界に応じて絶縁性液体中に分散させた荷電粒子が多孔質層の細孔を経由して移動することで表示の切り替えがなされている。

特開２０１２−０２２２９６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ない。今後のカラー化および動画表示等への展開を考えると更なる表示特性の向上、具体的にはコントラストの向上が望まれる。

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、コントラストを向上させることが可能な電気泳動素子およびこれを備えた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、複数の電気泳動粒子と、表示面側から積層されると共に、互いに屈折率の異なる複数の層とを有するものであり、複数の層のうちの少なくとも一層は、繊維状構造体を含む多孔質層である。

本技術の表示装置は、少なくとも一方が光透過性であると共にそれぞれに電極が設けられた一対の基体の間に、上記電気泳動素子を備えたものである。

本技術の電気泳動素子では、表示面側から多孔質層とは屈折率の異なる層を積層することにより、多孔質層による電気泳動粒子の表示遮蔽が低減される。

本技術の電気泳動素子および表示装置によれば、表示面側から多孔質層とは屈折率の異なる層を積層するようにしたので、多孔質層による電気泳動粒子の表示遮蔽が低減され、コントラストが向上する。よって、表示特性が向上した高品位の表示装置を提供することが可能となる。

本技術の一実施の形態における電気泳動素子の構成を表す平面図である。 図１Ａに示した電気泳動素子の構成を表す断面図である。 関連技術における電気泳動素子の態様を表す断面図である。 図２Ａに示した電気泳動素子の表示面側の平面図である。 図１Ａ，１Ｂに示した電気泳動素子の態様を説明する断面図である。 図３Ａに示した電気泳動素子の表示面側の平面図である。 本技術の一実施の形態における電気泳動素子の他の例を表す断面図である。 図４Ａに示した電気泳動素子の他の例を表す断面図である。 本技術の変形例における電気泳動素子の構成を表す断面図である。 本変形例における電気泳動素子の他の例を表す断面図である。 図６Ａに示した電気泳動素子の他の例を表す断面図である。 本技術の実施の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。 図７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。

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、説明する順序は、下記の通りである。
１．実施の形態（多孔質層として高屈折率層を間に多孔性の低屈折率層を配置した例）
１−１．全体構成
１−２．多孔質層の形成方法
１−３．作用・効果
２．変形例（低屈折率層として連続膜を設けた例）
３．適用例
４．実施例

＜１．電気泳動素子＞
図１Ａおよび図１Ｂは、それぞれ本技術の一実施の形態の電気泳動素子１の平面構成（図１Ａ）および断面構成（図１Ｂ）を表したものである。この電気泳動素子１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、表示装置等の多様な電子機器に適用される。この電気泳動素子１は、絶縁性液体１０中に極性を有する複数の電気泳動粒子２０と、多孔質層３０とを含んでいる。本実施の形態では、多孔質層３０は光学特性の異なる複数の層から構成されている。

１−１．全体構成
［絶縁性液体］
絶縁性液体１０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等である。この絶縁性液体１０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２０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２０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１０の屈折率と多孔質層３０（具体的には高屈折率層３０Ａ）の屈折率との差が大きくなるため、その多孔質層３０の屈折率が高くなるからである。

なお、絶縁性液体１０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等である。

［電気泳動粒子］
電気泳動粒子２０は、絶縁性液体１０中に分散された荷電粒子であり、電界に応じて多孔質層３０を経由して移動可能になっている。この電気泳動粒子２０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）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２０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等でもよい。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等である。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。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１０中における電気泳動粒子２０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％であることが好ましい。電気泳動粒子２０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２０が多孔質層３０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、電気泳動粒子２０の分散性が低下するため、その電気泳動粒子２０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２０は、任意の光学特性（反射率）を有している。電気泳動粒子２０の光学特性は、特に限定されないが、少なくとも電気泳動粒子２０は多孔質層３０を遮蔽可能であることが好ましい。電気泳動粒子２０の光学特性と多孔質層３０の光学特性との違いにより、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２０の具体的な形成材料は、コントラストを生じさせるために電気泳動粒子２０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２０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等の金属酸化物、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の無機塩あるいはビススチリル誘導体(例えば、特開平１１−１３０９７５号公報参照)またはポリビニルナフタレン微粒子等の有機化合物、中空微粒子等である。一方、電気泳動粒子２０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等である。炭素材料は、例えば、カーボンブラック等であり、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−クロム酸化物等である。

電気泳動粒子２０が明表示する場合には、外部から電気泳動素子１を見たときに視認される電気泳動粒子２０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２０が暗表示する場合には、外部から電気泳動素子１を見たときに視認される電気泳動粒子２０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。いずれの場合においても、コントラストが高くなるからである。

なお、電気泳動粒子２０は、絶縁性液体１０中において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３０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２０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２０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シリーズ等である。

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等である。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等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２０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）等である。吸着可能な官能基の種類は、電気泳動粒子２０の形成材料に応じて決定される。一例を挙げると、カーボンブラック等の炭素材料に対しては４−ビニルアニリン等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）プロピル等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、メタクリル基等である。

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２０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１０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１０がパラフィンである場合には分岐状のアルキル基等である。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。

参考までに、上記したように絶縁性液体１０中に電気泳動粒子２０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）」等の書籍に掲載されている。

［多孔質層］
多孔質層３０は、上述したように光学特性の異なる複数の層から構成された３次元立体構造物である。即ち、多孔質層３０は多層構造を有し、電気泳動粒子２０とは異なる反射率を有する高屈折率層３０Ａと、高屈折率層３０Ａよりも屈折率の低い低屈折率層３０Ｂとから構成されている。具体的には、多孔質層３０は、高屈折率層３０Ａを間に２つの低屈折率層３０Ｂがそれぞれ表示面側および裏面側に配置された構成を有する。高屈折率層３０Ａおよび低屈折率層３０Ｂはそれぞれ繊維状構造体３１（３１Ａ，３１Ｂ）によって形成されており、それぞれ複数の細孔３３を有している。

（高屈折率層）
高屈折率層３０Ａは、繊維状構造体３１Ａに複数の非泳動粒子３２が含まれており、即ち、複数の非泳動粒子３２は繊維状構造体３１Ａにより保持されている。３次元立体構造物である高屈折率層３０Ａでは、１つの繊維状構造体３１Ａ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３１Ａ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３１Ａが複数の場合には、各繊維状構造体３１Ａは１または２以上の非泳動粒子３２を保持している。なお、図１Ａでは、複数の繊維状構造体３１Ａによって多孔質状の高屈折率層３０Ａが形成されている場合を示している。

高屈折率３０Ａが繊維状構造体３１Ａにより形成された３次元立体構造物であるのは、光（外光）を乱反射させ、高屈折率層３０Ａの屈折率を高めるためである。これにより、高屈折率層３０Ａの厚みを薄くすることができる。よって、電気泳動素子１のコントラストが高くなると共に、電気泳動粒子２０を移動させるために必要なエネルギーが低くなる。

繊維状構造体３１Ａに複数の非泳動粒子３２が含まれているのは、光がより乱反射しやすくなり、高屈折率層３０Ａ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１のコントラストがより高くなる。更に、高屈折率層３０Ａは繊維状構造体３１Ａによる３次元立体構造をとることにより、光（外光）が乱反射（多重散乱）するため、より高い反射率が得られる。

この繊維状構造体３１Ａは、例えば、高分子材料または無機材料等のいずれか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、ポリメタクリル酸エステル（例えば、ポリメタクリル酸メチル）、ポリアクリル酸エステル（例えば、ポリアクリル酸エチルヘキシル）、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等である。無機材料は、例えば、酸化チタン等である。中でも、繊維状構造体３１Ａの形成材料としては、高分子材料が好ましい。反応性（光反応性等）が低い、即ち化学的に安定であるため、繊維状構造体３１Ａ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３１Ａ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３１Ａの表面は任意の保護層（図示せず）により被覆されることが好ましい。

繊維状構造体３１Ａの形状（外観）は、上記の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３１Ａ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等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３１Ａ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３３の孔径が大きくなるからである。ただし、平均繊維径（直径）は、繊維状構造体３１Ａが後述する非泳動粒子３２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３１Ａ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、走査型電子顕微鏡等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３１Ａの平均長さは任意でよい。

特に、繊維状構造体３１Ａ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高屈折率層３０Ａの屈折率がより高くなると共に、単位体積中に占める細孔３３の割合が大きくなるため、電気泳動粒子２０が細孔３３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２０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３１Ａ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３１Ａ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３１Ａは、電気泳動粒子２０とは異なる光学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３１Ａの光学特性は、特に限定されないが、少なくとも高屈折率層３０Ａ全体は電気泳動粒子２０を遮蔽可能であることが好ましい。上述したように、電気泳動粒子２０の光学特性と高屈折率層３０Ａの光学特性との違いにより、コントラストを生じさせるためである。このため、絶縁性液体１０中において光透過性（無色透明）の繊維状構造体３１Ａは好ましくない。ただし、繊維状構造体３１Ａの光学特性が高屈折率層３０Ａの光学特性にほとんど影響を及ぼさず、その高屈折率層３０Ａの光学特性が実質的に非泳動粒子３２の光学特性により決定される場合には、繊維状構造体３１Ａの光学特性は任意でよい。

細孔３３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２０が細孔３３を経由して移動しやすくなるからである。このため、細孔３３の平均孔径は、０．０１μｍ〜１０μｍであることが好ましい。

高屈折率層３０Ａの厚さは、特に限定されないが、例えば、５μｍ〜１００μｍである。高屈折率層３０Ａの遮蔽性が高くなると共に、電気泳動粒子２０が細孔３３を経由して移動しやすくなるからである。

なお、繊維状構造体３１Ａの極性は特に限定されないが、例えば電気泳動粒子２０と同一極性を有していてもよい。例えば、所望の極性を有する高分子材料を用いることが好ましく、繊維状構造体３１Ａの表面に電位泳動粒子２０と同じ極性を有する官能基を修飾させたり、同じ極性を示す化学物質を添加してもよい。本実施の形態のような電気泳動現象を利用する電気泳動素子１は、電気泳動粒子２０の光学特性と高屈折率層３０Ａの光学特性との違いによりコントラストを生じさせる。具体的には、電気泳動素子１に電界が印加されると、その電界が印加された範囲内において電気泳動粒子２０は繊維状構造体３１Ａによって形成される細孔３３を経由して移動することにより、明表示と暗表示の切り替えが行われる。電気泳動粒子２０は極性を備えた荷電粒子であり、その表面にはアクセプタ性またはドナー性を有する官能基が結合している。このため、繊維状構造体３１Ａが電気泳動粒子２０と相反する極性を有する場合には、電気泳動粒子２０が細孔３３を通過する際に吸着、または移動が阻害され、表示特性が低下する虞がある。これに対して、例えば繊維状構造体３１Ａの表面に電気泳動粒子２０と同じ極性の官能基を付加することにより、細孔３３内における電気泳動粒子２０の吸着が抑制される。

繊維状構造体３１Ａの表面に修飾させる官能基は電気泳動粒子２０と同じ極性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、アミン系官能基（アミノ基，イミノ基，アミド基）の他、ケイ素原子（Ｓｉ）、チタン原子、アルミニウム原子あるいはシロキサン（−Ｓｉ−Ｏ−）、チタネート（−Ｔｉ−Ｏ−）、アルミネート（−Ａｌ−Ｏ−）が好ましい。繊維状構造体３１Ａと、上記官能基との結合の種類は特に問わないが、共有結合していることが好ましい。上述したように、電気泳動粒子２０は繊維状構造体３１Ａが形成する細孔３３内を移動することから、電気泳動粒子２０と繊維状構造体３１Ａとは接触すると考えられる。このため繊維状構造体３１Ａと上記官能基との結合力が弱い場合には、繊維状構造体３１Ａから上記官能基が脱離する虞がある。

繊維状構造体３１Ａの修飾方法、即ち、表面処理方法は特に限定されないが、温和な条件下で行うことが好ましく、例えばシランカップリング剤を用いた気相反応を行うことが好ましい。電気泳動素子１は、繊維状構造体３１Ａが形成する隙間（細孔３３）やその構造が重要であるため、構造を変化させることなく修飾を行う必要があるからである。

非泳動粒子３２は、繊維状構造体３１Ａにより保持（固定）されており、電気泳動しない粒子である。この非泳動粒子３２の形成材料は、例えば、電気泳動粒子２０の形成材料と同様であり、後述するように非泳動粒子３２が担う役割に応じて選択される。

なお、非泳動粒子３２は、繊維状構造体３１Ａにより保持されていれば繊維状構造体３１Ａから部分的に露出していてもよいし、繊維状構造体３１Ａの内部に埋設されていてもよい。

この非泳動粒子３２は、電気泳動粒子２０とは異なる光学特性を有している。非泳動粒子３２の光学特性は、特に限定されないが、少なくとも高屈折率層３０Ａ全体は電気泳動粒子２０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２０の光学特性と高屈折率層３０Ａの光学特性との違いにより、コントラストを生じさせるためである。

ここで、非泳動粒子３２の形成材料は、コントラストを生じさせるために非泳動粒子３２が担う役割に応じて選択される。具体的には、非泳動粒子３２が明表示する場合の材料は、電気泳動粒子２０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３２が暗表示する場合の材料は、電気泳動粒子２０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３２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３２の形成材料は、電気泳動粒子２０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３２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２０が視認される色について説明した場合と同様である。

（低屈折率層）
低屈折率層３０Ｂは、上記高屈折率層３０Ａと同様に多孔質層であると共に、高屈折率層３０Ａよりも屈折率の低い層（例えば屈折率２以下）であり絶縁性液体１０と同等の屈折率を有する。具体的には、低屈折率層３０Ｂと絶縁性液体１０との屈折率の差が０．５以下であることが好ましく、より好ましくは０．２以下である。これにより、絶縁性液体１０中における低屈折率層３０Ｂは光透過性を備え、無色透明となる。

本実施の形態における低屈折率層３０Ｂは、上述したように繊維状構造体３１Ｂにより形成され、図１Ｂに示したように高屈折率層３０Ａを間に対向配置されている。繊維状構造体３１Ｂの形状（外観）は、上記高屈折率層３０Ａを形成する繊維状構造体３１Ａと同様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。繊維状構造体３１Ｂの平均繊維径も、上記繊維状構造体３１Ａと同様に、特に限定されないが、できるだけ小さいことが好ましい。細孔３３の孔径が大きくなり、電気泳動粒子２０を低屈折率層３０Ｂの細孔３３内に保持しやすくなる。

平均繊維径（直径）は、低屈折率層３０Ｂは非泳動粒子３２を含まないため繊維状構造体３１Ａのように非泳動粒子３２の保持力を留意しなくてよい。具体的には０．０５〜１０μｍ以下であることが好ましく、０．０５μｍ以下でもよい。この平均繊維径は、例えば、走査型電子顕微鏡等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３１Ｂの平均長さは任意でよい。繊維状構造体３１Ｂの材料は高屈折率層３０Ａを形成する繊維状構造体３１Ａと同様に、高分子材料または無機材料等のいずれか１種類または２種類以上であり、他の材料でもよい。

低屈折率層３０Ｂの厚さは、特に限定されないが、例えば、１〜３０μｍであることが好ましい。電気泳動粒子２０を低屈折率層３０Ｂに十分に保持することができるからである。

このように、多孔質層３０を電気泳動粒子２０とは異なる反射率を有する高屈折率層３０Ａと、高屈折率層３０Ａよりも屈折率の低い低屈折率層３０Ｂとから構成する。更に、低屈折率層３０Ｂを、高屈折率層３０Ａを間に対向配置することにより、電界印加時における暗表示および明表示が改善され、コントラストが向上する。

また、低屈折率層３０Ｂは高屈折率層３０Ａよりも電気泳動粒子２０に対する親和性が高いことが好ましい。具体的には、繊維状構造体３１Ｂとして、例えば電気泳動粒子２０とは反対の極性を有する高分子材料を選択する。あるいは、繊維状構造体３１Ｂに電位泳動粒子２０とは反対の極性を有する官能基を修飾する。なお、官能基の種類としては、例えばヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、ハロゲン等が挙げられる。高分子材料はこれら官能基のいずれかを含むものである。

このように、低屈折率層３０Ｂと、電気泳動粒子２０との親和性を向上させる（例えば互いに逆の極性とする）ことにより、電界消去後の電気泳動粒子２０の拡散が抑制される。即ち、メモリ性が向上する。

１−２．多孔質層の形成方法
多孔質層３０の形成手順の一例は、以下の通りである。まず、ステップ１０１（高分子溶液の調整）としてＮ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等の有機溶剤に高分子材料を溶解し、高分子溶液を調製し、２つに分ける（溶液Ａ，Ｂ）。続いて、ステップ１０２（非泳動粒子の分散）として、一方の高分子溶液（例えば溶液Ｂ）に非泳動粒子３２（例えば酸化チタン）を加えたのち、十分に攪拌して非泳動粒子３２を分散させて溶液Ｃを調製する。次いで、ステップ１０３（紡糸）として、まず、溶液Ａを用いて静電紡糸法により紡糸を行い、繊維状構造体３１Ｂ（低屈折率層３０Ｂ）を形成する。続いて、繊維状構造体３１Ｂ上に溶液Ｃを用いて溶液Ａと同様に紡糸を行い、繊維状構造体３１Ａ（高屈折率層３０Ａ）を形成する。次に、繊維状構造体３１Ａの上に再度溶液Ａを用いて紡糸を行い、繊維状構造体３１Ｂを形成する。これにより、高屈折率層３０Ａの両面に低屈折率層３０Ｂが設けられた本実施の形態の多孔質層３０が得られる。

［電気泳動素子の好ましい表示方法］
本実施の形態における電気泳動素子１では、上記したように、電気泳動粒子２０および高屈折率層３０Ａ（非泳動粒子３２を含む繊維状構造体３１Ａ）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２０が明表示すると共に高屈折率層３０Ａ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２０の光学特性と高屈折率層３０Ａの光学特性との関係により決定される。

中でも、電気泳動粒子２０が暗表示すると共に、高屈折率層３０Ａが明表示することが好ましい。これに伴い、高屈折率層３０Ａの光学的特性が実質的に非泳動粒子３２の光学特性により決定される場合には、非泳動粒子３２の屈折率は電気泳動粒子２０の屈折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屈折率は、高屈折率層３０Ａ（繊維状構造体３１Ａの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１では、電気泳動粒子２０の光学特性と多孔質層３０を構成する高屈折率層３０Ａ（非泳動粒子３２）の光学特性とが異なっている。この場合において、電気泳動素子１に電界が印加されると、その電界が印加された範囲内において電気泳動粒子２０が高屈折率層３０Ａの細孔３３を経由して移動する。これにより、電気泳動粒子２０が移動した側から電気泳動素子１を見ると、電気泳動粒子２０が移動した範囲では、その電気泳動粒子２０により暗表示（または明表示）されると共に、電気泳動粒子２０が移動していない範囲では、高屈折率層３０Ａ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。

［作用および効果］
図２Ａは多孔質層１３０を本実施の形態における高屈折率層３０Ａのみで構成した電気泳動素子１００を備えた表示装置の構成を表したものである。本実施の形態およびこの表示装置のように、荷電粒子（電気泳動粒子２０，１２０）と、荷電粒子とは光学特性が異なる多孔質層（高屈折率層３０Ａ，多孔質層１３０）とを備えた電気泳動素子では、電界の印加によって電気泳動粒子１２０は対応する電極側（画素電極１４５または対向電極１５２）に移動する。なお、表示装置の詳細な構成については後述する。

図２Ｂは電気泳動粒子１２０が対向電極１５２側に移動している、即ち暗表示されている領域Ａを対向電極側、表示面Ｓ側から見た平面図である。領域Ａにおける表示面Ｓ側の近傍には、図２Ｂに示したように暗表示を担う電気泳動粒子１２０と共に、明表示を担う繊維状構造体１３１の一部が混在している。このため、暗表示（黒反射率）が低下する。また、電気泳動粒子１２０が画素電極１４５側（裏面Ｒ側）に移動している領域Ｂでは、ここでは図示していないが、電気泳動粒子１２０の一部が繊維状構造体１３１内に残留することによって繊維状構造体１３１による白反射率が低下する。即ち、コントラストが低下するという問題があった。

これに対して本実施の形態の電気泳動素子１では、図３Ａに示した表示装置のように、多孔質層３０を、非泳動粒子３２を保持した繊維状構造体３１Ａからなる高屈折率層３０Ａと、高屈折率層３０Ａよりも屈折率の低い低屈折率層３０Ｂとから構成する。具体的には、高屈折率層３０Ａを間に画素電極４５側（裏面Ｒ側）および対向電極５２側（表示面Ｓ側）の両方に低屈折率層３０Ｂを配置するようにした。ここで、低屈折率層３０Ｂは、絶縁性液体１０と同程度の屈折率の繊維状構造体３１Ｂによって形成されており、絶縁性液体１０中ではほぼ透明となる。

電界の印加によって対応する電極（画素電極４５または対向電極５２）側に移動した電気泳動粒子２０は、高屈折率層３０Ａを通過して低屈折率層３０Ｂの細孔３３内に収容される。また、高屈折率層３０Ａを構成する繊維状構造体３１Ａは、高屈折率層３０Ａと各電極４５，５２との間に配置された低屈折率層３０Ｂによって画素電極４２または対向電極５２の近傍への移動が防止される。このため、電気泳動粒子２０が対向電極５２側（表示面側）に移動している領域Ａでは、図３Ｂに示したように、高屈折率層３０Ａの繊維状構造体３１Ａに遮られることなく表示が可能となる。

一方、電気泳動粒子２０が画素電極４５側（裏面Ｒ側）に移動した領域Ｂにおいては、画素電極４５側に移動した電気泳動粒子はほぼすべて画素電極４５側に設けた低屈折率層３０Ｂに収容される。このため、ここでは図示していないが、表示面Ｓ側から見た領域Ｂでは、繊維状構造体３１Ａ（または非泳動粒子３２）による明表示（または暗表示）への電気泳動粒子２０による暗表示（または明表示）の混在が抑制される。

以上のように本実施の形態では、明表示（または暗表示）を行う多孔質層３０を、実際に明表示（または暗表示）を行う高屈折率層３０Ａと、高屈折率層３０Ａよりも屈折率の低い低屈折率層３０Ｂの２種類の層によって構成するようにした。特に、高屈折率層３０Ａを間に２つの低屈折率層３０Ｂを対向配置するようにしたので、表示面側における電気泳動粒子２０による暗表示（または明表示）が明表示（または暗表示）を行う繊維状構造体３１Ａ（または非泳動粒子３２）によって遮られることを抑制することが可能となる。また、非泳動粒子３２を保持する繊維状構造体３１Ａ、即ち高屈折率層３０Ａによる明表示（または暗表示）に電気泳動粒子２０による暗表示（または明表示）が混在することが抑制される。よって、黒反射率が低下すると共に、白反射率が向上することとなり、コントラストを向上させることが可能となる。

なお、本実施の形態では、低屈折率層３０Ｂを高屈折率層３０Ａの表示面Ｓ側および裏面Ｒ側の両方に設けたがこれに限らず、どちらか一方、例えば図４Ａに示した電気泳動素子２Ａのように表示面側のみに設けてもよいし、図４Ｂに示した電気泳動素子２Ｂのように裏面側のみに設けてもよい。但し、低屈折率層３０Ｂは表示面Ｓ側に設けた方がよりコントラストが向上するため好ましい。より好ましくは、本実施の形態のように表示面Ｓ側および裏面Ｒ側の両方に設けた場合である。

また、本実施の形態のように多孔質層３０を３層構造とする場合には表示面Ｓ側および裏面Ｒ側の層（本実施の形態では低屈折率層３０Ｂ）と電気泳動粒子２０との親和性が高い構成とすることにより、電界消去後における電気泳動粒子２０の拡散が抑制される。即ち、メモリ性が向上する。低屈折率層３０Ｂと電気泳動粒子２０との親和性は、低屈折率層３０Ｂに電気泳動粒子２０とは反対の極性を有する高分子材料を用いるか、あるいは反対の極性を有する官能基を付加することで向上する。なお、多孔質層３０は２層構造でもよく、図４Ａおよび図４Ｂに示したように、電気泳動粒子２０との親和性が高い層（低屈折率層３０Ｂ）を表示面Ｓ側または裏面Ｒ側のどちらか一方に設けてもよい。

＜２．変形例＞
図５は、本技術の変形例の電気泳動素子３を備えた表示装置の断面構成を表したものである。本変形例における電気泳動素子３では、多孔質層７０は上記実施の形態と同様に光学特性の異なる複数の層（高屈折率層７０Ａおよび低屈折率層７０Ｂ）によって構成されているが、低屈折率層７０Ｂが連続膜である点が上記実施の形態とは異なる。なお、上記実施の形態と同一の構成要素については同一符号を付してその説明は省略する。

低屈折率層７０Ｂは、高屈折率層７０Ａとは光学特性の異なる連続膜である。具体的には、低屈折率層７０Ｂは高屈折率層７０Ａよりも屈折率が低く、例えば絶縁性液体１０と同程度の屈折率を有する。低屈折率層７０Ｂを形成する材料としては、上記実施の形態における低屈折率層３０Ｂと同様の材料を用いることができる。本変形例では、低屈折率層７０Ｂは、例えば低屈折率層３０Ｂを構成する材料を溶媒に溶解させ、画素電極４５や対向電極５２に塗布することによって形成する。

低屈折率層７０Ｂの厚さは、特に限定されないが、例えば０．０１μｍ〜１０μｍである。低屈折率層７０Ｂは電気泳動粒子２０に対して親和性があることが好ましい。具体的には、低屈折率層３０Ｂと同様に、電気泳動粒子２０の極性とは反対の極性（電荷）を有することが好ましい。

以上のように本変形例における電気泳動素子３のように低屈折率層７０Ｂを連続膜として形成しても、電界消去後における電気泳動粒子２０の拡散を抑制することができ、メモリ性を向上させることが可能となる。

また、本変形例では、低屈折率層７０Ｂを、高屈折率層７０Ａを間に表示面Ｓ側および裏面Ｒ側の両方に設けたがこれに限らず、どちらか一方、例えば図６Ａに示した電気泳動素子４Ａのように表示面側のみに形成してもよいし、図６Ｂに示した電気泳動素子４Ｂのように裏面側のみに形成しても構わない。但し、本変形例において示したように、低屈折率層７０Ｂは表示面Ｓ側および裏面Ｒ側の両方に設けることで最もメモリ性が向上する。

＜３．電気泳動素子の適用例＞
次に、上記した電気泳動素子１〜４の適用例について説明する。電気泳動素子１〜４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７は、表示装置の断面構成を表しており、図８は、図７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）である。この表示装置は、例えば、図７に示したように、駆動基板４０と対向基板５０とが電気泳動素子１５０を介して対向配置されたものであり、例えば、対向基板５０側において画像を表示するようになっている。なお、駆動基板４０および対向基板５０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４０は、例えば、支持基体４１の一面に、複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４２と、保護層４３と、平坦化絶縁層４４と、複数の画素電極４５とがこの順に形成されたものである。ＴＦＴ４２および画素電極４５は、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４１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 ）等である。この酸化ケイ素には、ガラスまたはスピンオングラス（ＳＯＧ）等が含まれる。金属材料は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）またはステンレス等である。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）等である。

この支持基体４１は、光透過性でもよいし、非光透過性でもよい。対向基板５０側において画像が表示されるため、支持基体４１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４１は、ウェハ等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。

ＴＦＴ４２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、ＴＦＴ４２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４３および平坦化絶縁層４４は、例えば、ポリイミド等の絶縁性樹脂材料により形成されている。ただし、保護層４３の表面が十分に平坦であれば、平坦化絶縁層４４はなくてもよい。画素電極４５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。この画素電極４５は、保護層４３および平坦化絶縁層４４に設けられたコンタクトホール（図示せず）を通じてＴＦＴ４２に接続されている。

［対向基板］
対向基板５０は、例えば、支持基体５１の一面に対向電極５２が全面形成されたものである。ただし、対向電極５２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５１は、光透過性であることを除き、支持基体４１と同様の材料により形成されている。対向基板５０側において画像が表示されるため、支持基体５１は光透過性である必要があるからである。対向電極５２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）により形成されている。

対向基板５０側において画像を表示する場合には、対向電極５２を介して電気泳動素子１５０を見ることになるため、その対向電極５２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５２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１５０は、上記した電気泳動素子１と同様の構成を有している。具体的には、電気泳動素子１５０は、絶縁性液体１０中に、複数の電気泳動粒子２０と、複数の細孔３３を有する多孔質層３０とを含んでいる。絶縁性液体１０は、駆動基板４０と対向基板５０との間の空間に充填されており、多孔質層３０は、例えば、スペーサ６０により支持されている。絶縁性液体１０が充填されている空間は、多孔質層３０を境界として、画素電極４５に近い側の待避領域Ｒ１と、対向電極５２に近い側の移動領域Ｒ２とに区分けされている。絶縁性液体１０、電気泳動粒子２０および多孔質層３０の構成は、それぞれ絶縁性液体１０、電気泳動粒子２０および多孔質層３０の構成と同様である。なお、図７および図８では、図示内容を簡略化するために、細孔３３の一部だけを示している。

［スペーサ］
スペーサ６０は、例えば、高分子材料等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２０の移動を妨げず、その電気泳動粒子２０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７に示したように、初期状態において、複数の電気泳動粒子２０が待避領域Ｒ１に位置している。この場合には、全ての画素において電気泳動粒子２０が多孔質層３０により遮蔽されているため、対向基板５０側から電気泳動素子１５０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。

ＴＦＴ４２により画素が選択され、画素電極４５と対向電極５２との間に電界が印加されると、図７に示したように、電気泳動素子１５２が待避領域Ｒ１から多孔質層３０（細孔３３）を経由して移動領域Ｒ２に移動する。この場合には、電気泳動粒子２０が多孔質層３０により遮蔽されている画素と、電気泳動粒子２０が多孔質層３０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５０側から電気泳動素子１５０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１５０が上記した電気泳動素子１と同様の構成を有しているため、電気泳動素子１の明表示および暗表示における光学特性が向上し、コントラストが向上する。よって、表示特性が向上した高品位の表示装置を提供することが可能となる。
＜４．実施例＞

次に、本技術の実施例について詳細に説明する。

（実施例１）
以下の手順により、黒色（暗表示用）の電気泳動粒子および白色（明表示用）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。

［電気泳動粒子の準備］
まず、水酸化ナトリウム４３ｇおよびケイ酸ナトリウム０．３７ｇを水４３ｇに溶解させて溶液Ｄを調製した。続いて、溶液Ｄに複合酸化物微粒子（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）したのち、超音波攪拌（３０℃〜３５℃，１５分）した。次に、溶液Ｄを９０℃に加熱したのち、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を溶解した水溶液７．５ｃｍ³とを２時間かけて滴下した。続いて、溶液Ｄを冷却（室温）したのち、１ｍｏｌ／ｃｍ³の硫酸１．８ｃｍ³を加えた。次に、遠心分離（３７００ｒｐｍ，３０分間）およびデカンテーションを行ったのち、エタノールに再分散し、更に遠心分離（３５００ｒｐｍ，３０分間）およびデカンテーションを２回行った。続いて、各ボトルにエタノール５ｃｍ³および水０．５ｃｍ³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調製した。

次に、水３ｃｍ³、エタノール３０ｃｍ³および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を混合して攪拌（７分間）した溶液に分散溶液を混合し、攪拌（１０分）および遠心分離（３５００ｒｐｍ，３０分）を行った。続いて、デカンテーションを行ったのち、洗浄作業としてエタノールへの再分散および遠心分離（３５００ｒｐｍで３０分）を２回行った。次いで、減圧環境（室温）中で６時間乾燥したのち、７０℃に加温して２時間乾燥した。次に、トルエン５０ｃｍ³を加えて溶液Ｅを調製したのち、ロールミルで攪拌（１２時間）した。続いて、溶液Ｅにアクリル酸０．５ｇおよびアクリル酸−２−エチルヘキシル１．７ｇを加え、窒素気流下で攪拌（２０分）した。更に溶液Ｅを５０℃に加温して攪拌（２０分）したのち、この溶液ＥにＡＩＢＮ０．０１ｇを溶解したトルエン溶液（３ｃｍ³，溶液Ｆ）を加え６５℃に加熱し１時間攪拌した。次に、室温まで冷却したのち、酢酸エチルを加えて遠心分離（３５００ｒｐｍで３０分間）を行った。続いて、デカンテーションを行ったのち、洗浄作業として酢酸エチルへの再分散および遠心分離（３５００ｒｐｍで３０分間）を３回繰り返し、減圧環境（室温）中で１２時間乾燥したのち、７０℃に加温して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（電気泳動粒子２０）が得られた。

［絶縁性液体の調製］
次に、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０．７５％、ソルビタントリオレート（Span85）を５．０％、第１成分であるイソパラフィン（エクソンモービル社製IsoparG）を９４％混合して調製した。ここでは、必要に応じて、絶縁性液体９．７ｇに泳動粒子０．２ｇ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）したのち、遠心分離（２０００ｒｐｍで５分間）を行い、ジルコニアビーズを除去した。更に、遠心分離（４０００ｒｐｍで５分間）を行い、泳動粒子が分散された絶縁性液体を調製した。

［多孔質層の調製］
続いて、繊維状構造体の形成材料としてポリアクリロニトリル（Aldrich社製：分子量＝１５００００）１２ｇを溶解させて紡糸溶液（溶液Ａ，Ｂ）を調製した。次に、溶液Ｂの一部に非泳動粒子３２として、例えば酸化チタン（堺化学工業株式会社製TITONE R-42）４０ｇを加えたのちビーズミルで混合し、紡糸溶液（溶液Ｃ）とした。続いて、溶液Ａ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上に電界紡糸装置（株式会社メック製NANON）を用いて２往復分の紡糸を行った（繊維状構造体３１Ｂ）。次に、溶液Ｃをシリンジに入れ溶液Ａと同様に１５往復分の紡糸を行った（繊維状構造体３１Ａ）。ここで、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。次に、ガラス基板を真空オーブン（７５℃）中で１２時間乾燥して、多孔質層３０（低屈折率層３０Ｂおよび高屈折率層３０Ａ）を形成した。

［表示装置の組み立て］
まず、画素電極４５が形成されたガラス基板から、画素電極４５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３１Ａを除去したのち、対向電極５２（ＩＴＯ）が全面に形成されたガラス基板上にスペーサとしてＰＥＴフィルム（厚さ２０μｍ）を設けた。このスペーサ上に画素電極４５および繊維状構造体３１Ａ，３１Ｂが形成されたガラス基板を重ねた。なお、多孔質層３０と重ならない位置にはビーズ（外径＝２０μｍ）を含む光硬化性樹脂（積水化学工業株式会社製感光樹脂フォトレック A-400）を描画した。最後に、２枚のガラス基板の間の隙間に電気泳動粒子２０が分散された絶縁性液体を注入したのち、ローラーで全体を押圧して多孔質層３０を画素電極４５と対向電極５２との間に行き割らせたのち、再度全体を押圧して圧縮することで表示装置（実験例１−１）を作製した。

この他、紡糸の往復回数、繊維状構造体の形成材料等を変えた実験例２〜７を作製した。表１は実験例１−１〜１−７の構成をまとめたものである。

実験例１−１〜１−７の表示装置の性能として、黒反射率（％），白反射率（％）およびコントラスト比を調べ、その結果を表２にまとめた。なお、黒反射率および白反射率は分光光度計（大塚電子株式会社製 MCPD-700）を用いて、４５°−０°リングリング照明において標準拡散板に対する基板法線方向の各屈折率を測定したものである。ここでは。白表示状態で十分な時間にわたって電圧（駆動電圧＝１５Ｖ）を印加して、屈折率が安定した状態で白反射率および黒反射率を測定した。コントラスト比は白反射率を黒反射率で割ったものである。

実験例１−１および実験例１−７（比較例）では、低屈折率層３０Ｂを設けた実験例１−１の方が黒反射率が低下（改善）し、コントラスト比が向上した。実験例１−１〜１−３では、低屈折率層３０Ｂの紡糸往復回数、即ち膜厚を厚くすることによって黒反射率が低下した。また、高屈折率層３０Ａの表面Ｓ側および裏面Ｒ側の両方に低屈折率層３０Ｂを設けた実験例１−４では、同じ紡糸往復回数の実験例２よりも白反射率が向上した。これは、画素電極４５側（裏面側）に移動した電気泳動粒子２０が裏面側の低屈折率層３０Ｂに収容され、白色の高屈折率層３０Ａ内に残らなかったためと考えられる。なお、黒反射率の低下は多孔質層３０の膜厚が暑くなったことによる容積の増加によって絶縁性液体１０の注入量が増え、これによって電気泳動粒子（黒粒子）の数が増えたことによると考えられる。

また、実験例１−５，１−６の結果から、低屈折率層３０Ｂおよび高屈折率層３０Ａを構成する繊維状構造体の材料は必ずしも同じである必要はなく、低屈折率層３０Ｂを構成する材料が絶縁性液体１０中においてほぼ透明は状態を呈するのであれば特に限定されないことがわかる。

（実施例２）
［表示装置の組み立て］
まず、ガラス基板（駆動基板４０）の画素電極４５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３１Ａを除去した。続いて、対向電極５２（ＩＴＯ）が形成されたガラス基板（対向基板５０）上にスペーサ６０としてＰＥＴフィルム（厚さ３０μｍ）を設けた。次に、対向基板５０の多孔質層３０と重ならない位置に、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樹脂フォトレック A-400）を描画したのち、多孔質層３０（高屈折率層３０Ａ，低屈折率層３０Ｂ）が形成された駆動基板４０を重ねた。続いて、駆動基板４０および対向基板５０との間の隙間に電気泳動粒子２０が分散された絶縁性液体１０を注入したのち、ローラーで押圧して多孔質層３０を基板間に行き渡らせた。最後に、再度全体を押圧して圧縮することにより、表示装置（実験例１−１）を作製した。

表示装置の組み立て以外は上記実施例１と同様の方法を用いて６種類の表示装置（実験例２−１〜２−６）を作製し、駆動電圧１５Ｖ時における黒反射率（％），白反射率（％）およびコントラスト比を計測した。また、電圧印加の停止から１分後，５分後におけるコントラスト比を測定した。

なお、実験例２−３，２−４における多孔質層については以下のように作製した。まず、例えばポリアクリロニトリル（Aldrich社製：分子量＝１５００００）２．５ｇをＤＭＦ９７，５ｇに溶解させて溶液Ｆを調整した。次に、画素電極４５および対向電極５２上に溶液Ｃを用いてスピンコートにより２００ｎｍの膜を形成し、連続膜の低屈折率層７１Ｂとした。

表３は実験例２−１〜２−６の構成をまとめたものである。表４は実験例２−１〜２−６における黒反射率（％），白反射率（％），コントラスト比および電圧消去１分後，５分後のコントラスト比をまとめたものである。

表４から以下のことが言える。ポリアクリロニトリルおよびKF1700（ポリフッ化ビニリデン）を用いた実験例２−１〜２−４では、比較例である実験例２−６と比べてメモリ性が向上した。このように、低屈折率層が多孔質層（低屈折率層３０Ｂ）でも連続膜（低屈折率層７１Ｂ）でもメモリ性の向上は見られるが、多孔質性の低屈折率層３０Ｂの方がコントラスト比が向上すると共に、より高いメモリ性の向上が認められた。また、低屈折率層３０Ｂの材料として親水性のポリエチレンオキシドを用いた実験例２−５ではほとんど効果が得られなかったことから、低屈折率層３０Ｂの材料としては電気泳動粒子２０と相互作用を有する材料、例えば反対の極性を有する材料を用いることが好ましいことがわかる。

以上、実施の形態および変形例を挙げて本技術を説明したが、本技術は実施の形態等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１，２Ａ，２Ｂ，３，４Ａ，４Ｂは、表示装置に限らず、他の電子機器に適用されてもよい。

なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）絶縁性液体中に、複数の電気泳動粒子と、繊維状構造体を含む多孔質層とを有し、前記多孔質層は屈折率の異なる複数の層を含む電気泳動素子。
（２）前記多孔質層は多孔質状の高屈折率層と、少なくとも表示面側に設けられた低屈折率層とを含む、前記（１）に記載の電気泳動素子。
（３）前記多孔質層は前記高屈折率層を間に２つの前記低屈折率層を有する、前記（２）に記載の電気泳動素子。
（４）前記低屈折率層の屈折率は２以下である、前記（２）または（３）に記載の電気泳動素子。
（５）前記低屈折率層は多孔質層である、前記（２）乃至（４）のいずれか１つに記載の電気泳動素子。
（６）前記低屈折率は連続膜である、前記（２）乃至（４）のいずれか１つに記載の電気泳動素子。
（７）前記低屈折率層は前記絶縁性液体と同等の屈折率を有する、前記（２）乃至（６）のいずれか１つに記載の電気泳動素子。
（８）前記低屈折率層と前記絶縁性液体との屈折率の差は０．５以下である、前記（２）乃至（７）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、前記電気泳動粒子とは異なる光学特性を有する複数の非泳動粒子を含む、前記（１）乃至（８）のいずれか１つに記載の電気泳動素子。
（１０）前記低屈折率層に対する前記電気泳動粒子の親和性は前記非泳動粒子を含む前記繊維状構造体に対する親和性よりも高い、前記（９）に記載の電気泳動素子。
（１１）前記低屈折率層の極性は、前記電気泳動粒子とは異なる、前記（２）乃至（１０）のいずれか１つに記載の電気泳動素子。
（１２）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（１１）のいずれか１つに記載の電気泳動素子。
（１３）前記繊維状構造体は細孔を有し、前記細孔の平均孔径は０．０１μｍ以上１０μｍ以下である前記（１）乃至（１２）のいずれか１つに記載の電気泳動素子。
（１４）前記繊維状構造体は静電紡糸法により形成されている、前記（１）乃至（１３）のいずれか１つに記載の電気泳動素子。
（１５）前記繊維状構造体はナノファイバーである、前記（１）乃至（１４）のいずれか１つに記載の電気泳動素子。
（１６）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、前記（９）乃至（１５）のいずれか１つに記載の電気泳動素子。
（１７）前記非泳動粒子の光学特性は前記電気泳動粒子の光学特性よりも高い、前記（９）乃至（１６）のいずれか１つに記載の電気泳動素子。
（１８）少なくとも一方が光透過性であると共にそれぞれに電極が設けられた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、複数の電気泳動粒子と、繊維状構造体を含む多孔質層とを有し、前記多孔質層は屈折率の異なる複数の層を含む表示装置。

１，２Ａ，２Ｂ，３，４Ａ，４Ｂ…電気泳動素子、１０…絶縁性液体，２０…電気泳動粒子、３０…多孔質層、３０Ａ…高屈折率層、３０Ｂ…低屈折率層、３１（３１Ａ，３１Ｂ）…繊維状構造体、３２…非泳動粒子、３３…細孔、４０…駆動基板、４１，５１…支持基体、４２…ＴＦＴ、４３…保護層、４４…平坦化絶縁層、４５…画素電極、５０…対向基板、５２…対向電極、６０…スペーサ。

Claims (18)

1. 絶縁性液体中に、複数の電気泳動粒子と、表示面側から積層されると共に、互いに屈折率の異なる複数の層とを有し、
   前記複数の層のうちの少なくとも一層は、繊維状構造体を含む多孔質層である
   電気泳動素子。
2. 前記複数の層は、少なくとも表示面側に設けられると共に、前記多孔質層よりも屈折率の低い低屈折率層を含む、請求項１に記載の電気泳動素子。
3. 前記複数の層は前記多孔質層を間に２つの前記低屈折率層を有する、請求項２に記載の電気泳動素子。
4. 前記低屈折率層の屈折率は２以下である、請求項２に記載の電気泳動素子。
5. 前記低屈折率層は多孔質状の層である、請求項２に記載の電気泳動素子。
6. 前記低屈折率は連続膜である、請求項２に記載の電気泳動素子。
7. 前記低屈折率層は前記絶縁性液体と同等の屈折率を有する、請求項２に記載の電気泳動素子。
8. 前記低屈折率層と前記絶縁性液体との屈折率の差は０．５以下である、請求項２に記載の電気泳動素子。
9. 前記繊維状構造体は、前記電気泳動粒子とは異なる反射率を有する複数の非泳動粒子を含む、請求項１に記載の電気泳動素子。
10. 前記低屈折率層に対する前記電気泳動粒子の親和性は前記非泳動粒子を含む前記繊維状構造体に対する親和性よりも高い、請求項９に記載の電気泳動素子。
11. 前記低屈折率層の極性は、前記電気泳動粒子とは異なる、請求項２に記載の電気泳動素子。
12. 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。
13. 前記繊維状構造体は細孔を有し、前記細孔の平均孔径は０．０１μｍ以上１０μｍ以下である、請求項１記載の電気泳動素子。
14. 前記低屈折率層は、光透過性を有する、請求項２に記載の電気泳動素子。
15. 前記繊維状構造体はナノファイバーである、請求項１に記載の電気泳動素子。
16. 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９に記載の電気泳動素子。
17. 前記非泳動粒子の光学特性は前記電気泳動粒子の反射率よりも高い、請求項９に記載の電気泳動素子。
18. 少なくとも一方が光透過性であると共にそれぞれに電極が設けられた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、複数の電気泳動粒子と、表示面側から積層されると共に、互いに屈折率の異なる複数の層とを有し、
    前記複数の層のうちの少なくとも一層は、繊維状構造体を含む多孔質層である
    表示装置。

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