(57)【要約】【課題】電気泳動性に優れた電気泳動表示装置を提供する事。【解決手段】電気泳動材料２４では、第一極性に帯電した第一粒子２４１と第二極性に帯電した第二粒子２４２とが溶媒に分散されている。溶媒の全体積を粒子の総数で割った体積を自由体積と称し、粒子の平均体積と自由体積との和が占める球形空間の半径を自由体積半径と称す。第一粒子平均半径は第二粒子平均半径よりも大きく、自由体積半径と第一粒子平均半径との差は第二粒子平均半径よりも大きく、第二粒子２４２の帯電量は第一粒子２４１の帯電量よりも大きい。こうすると、第二粒子２４２は容易に第一粒子２４１間の隙間をすり抜ける事ができ、優れた電気泳動性を示す電気泳動材料２４を提供する事ができる。【選択図】図３
2014021176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子が溶媒に分散されており、前記溶媒の体積を前記粒子の総数で割った体積を自由体積と称し、前記粒子の平均体積と前記自由体積との和が占める球形空間の半径を自由体積半径と称し、
前記粒子は、少なくとも第一極性に帯電した第一粒子と、第二極性に帯電した第二粒子とを含み、前記第一粒子の平均半径を第一粒子平均半径と称し、前記第二粒子の平均半径を第二粒子平均半径と称し、
前記第一粒子平均半径は前記第二粒子平均半径よりも大きく、
前記自由体積半径と前記第一粒子平均半径との差は前記第二粒子平均半径よりも大きく、
前記第二粒子の帯電量は前記第一粒子の帯電量よりも大きい事を特徴とする電気泳動材料。
【請求項２】
前記第二粒子の表面は前記第二極性を有する官能基を含む高分子にて被覆されている事を特徴とする請求項１に記載の電気泳動材料。
【請求項３】
前記第一粒子と前記第二粒子との表面は無極性高分子にて被覆されており、
前記第一粒子の表面の前記無極性高分子による被覆率は、前記第二粒子の表面の前記無極性高分子による被覆率よりも大きい事を特徴とする請求項１に記載の電気泳動材料。
【請求項４】
前記第一粒子は白色であり、前記第二粒子は前記白色とは異なる有色である事を特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気泳動材料。
【請求項５】
前記第一粒子の体積濃度は前記第二粒子の体積濃度よりも大きい事を特徴とする請求項４に記載の電気泳動材料。
【請求項６】
前記第一粒子の屈折率と前記溶媒の屈折率との比は１よりも大きく、
前記第一粒子平均半径は０．０５μｍ以上０．４μｍ以下の範囲にある事を特徴とする請求項４又は５に記載の電気泳動材料。
【請求項７】
前記第一粒子平均半径は０．１μｍ以上０．１５μｍ以下の範囲にある事を特徴とする請求項６に記載の電気泳動材料。
【請求項８】
前記第一粒子は内部に光学界面を含む樹脂である事を特徴とする請求項４又は５に記載の電気泳動材料。
【請求項９】
前記第一粒子は内部に空隙を含む事を特徴とする請求項８に記載の電気泳動材料。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電気泳動材料を備えた事を特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電気泳動表示装置を備えた事を特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動材料と電気泳動表示装置、及び電子機器の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動表示装置では、電気泳動材料を挟んで対向する画素電極と共通電極との間に電圧を印加して、帯電した白粒子や黒粒子等の電気泳動粒子を空間的に移動させる事で表示領域に画像を形成している。電気泳動粒子は一度空間的に移動すると、電圧が取り除かれても、粒子同士の凝集力により拡散が抑制される。その為に、電気泳動表示装置は、電力供給がなされずとも、画像を維持する性質があり、低消費電力の電子書籍などに適応されている。従来の電気泳動材料では、特許文献１に記載されている様に、電気泳動粒子に酸化チタンなどの白粒子と染色されたアクリル系樹脂粒子などの赤粒子とを用いていた。具体的には、平均粒径が０．２５マイクロメーター（μｍ）の酸化チタン８ｇと、平均粒径が４マイクロメーター（μｍ）のアクリル系樹脂粒子８ｇと、を８０ｍＬのドデシルベンゼンに分散させて電気泳動材料としていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１８４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の電気泳動材料では、印加電圧に対する応答速度が遅く、低電圧での駆動が困難という課題があった。換言すれば、従来の電気泳動材料は電気泳動性（低電圧駆動や高速応答）が悪いという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前述の課題の少なくとも一部を解決する為になされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
（適用例１）  本適用例に係わる電気泳動材料は、粒子が溶媒に分散されており、溶媒の全体積を粒子の総数で割った体積を自由体積と称し、粒子の平均体積と自由体積との和が占める球形空間の半径を自由体積半径と称し、粒子は、少なくとも第一極性に帯電した第一粒子と、第二極性に帯電した第二粒子とを含み、第一粒子の平均半径を第一粒子平均半径と称し、第二粒子の平均半径を第二粒子平均半径と称し、第一粒子平均半径は第二粒子平均半径よりも大きく、自由体積半径と第一粒子平均半径との差は第二粒子平均半径よりも大きく、第二粒子の帯電量は第一粒子の帯電量よりも大きい事を特徴とする。
この構成によれば、粒子サイズが小さい第二粒子の帯電量が大きいので、第二粒子の電気泳動移動度は第一粒子の電気泳動移動度よりも大きくなり、電気泳動が行い易くなる。その一方で、第二粒子平均半径は自由体積半径から第一粒子平均半径を減じた距離よりも小さいので、第二粒子は容易に第一粒子間の隙間をすり抜ける事ができる。要するに、電気泳動移動度の大きい第二粒子が容易に第一粒子間の隙間をすり抜ける事ができる。従って、電気泳動材料の応答速度を速め、低電圧で電気泳動材料を駆動させる事ができる。換言すると、優れた電気泳動性を有する電気泳動材料を提供する事ができる。
【０００７】
（適用例２）  上記適用例に係わる電気泳動材料において、第二粒子の表面は第二極性を有する官能基を含む高分子にて被覆されている事が好ましい。
この構成によれば、第一粒子の表面を無極性又は第一極性を有する官能基を含む高分子にて被覆すると、第一粒子を第一極性に帯電させる事ができ、第二粒子を第二極性に帯電させる事ができる。而も第一粒子の帯電量も第二粒子の帯電量も独立に制御できるので、第二粒子の帯電量を第一粒子の帯電量よりも大きくする事ができる。
【０００８】
（適用例３）  上記適用例に係わる電気泳動材料において、第一粒子と第二粒子との表面は無極性高分子にて被覆されており、第一粒子の表面の無極性高分子による被覆率は、第二粒子の表面の無極性高分子による被覆率よりも大きい事が好ましい。
粒子を溶媒中に分散させると、粒子と溶媒との仕事関数差を緩和すべく電荷分離現象が生じて、粒子は帯電する。一方、無極性高分子が粒子表面に吸着すると、粒子の表面帯電を中和させる。従って、この構成によれば、第一粒子と第二粒子とで、無極性高分子による被覆率を変える事で、第一粒子を第一極性に帯電させ、第二粒子を第二極性に帯電させ、第二粒子の帯電量を第一粒子の帯電量よりも大きくする事ができる。
【０００９】
（適用例４）  上記適用例に係わる電気泳動材料において、第一粒子は白色であり、第二粒子は白色とは異なる有色である事が好ましい。
この構成によれば、電気泳動しにくい第一粒子が白色で電気泳動材料に比較的一様均一に分散されるので、光の散乱が比較的一様均一となり、明度の高い白表示を実現する事ができる。
【００１０】
（適用例５）  上記適用例に係わる電気泳動材料において、第一粒子の体積濃度は第二粒子の体積濃度よりも大きい事が好ましい。
この構成によれば、白色の第一粒子の体積割合が、有色で動き易い第二粒子の体積割合よりも大きいので、明度の高い白表示を実現する事できる。
【００１１】
（適用例６）  上記適用例に係わる電気泳動材料において、第一粒子の屈折率と溶媒の屈折率との比は１よりも大きく、第一粒子平均半径は０．０５μｍ以上０．４μｍ以下の範囲にある事が好ましい。
この構成によれば、第一粒子による可視光の散乱効率を高くする事ができる。従って、明度の高い白表示を実現する事できる。
【００１２】
（適用例７）  上記適用例に係わる電気泳動材料において、第一粒子平均半径は０．１μｍ以上０．１５μｍ以下の範囲にある事が好ましい。
この構成によれば、第一粒子による可視光の散乱効率を特に高くする事ができる。従って、より明度の高い白表示を実現する事できる。
【００１３】
（適用例８）  上記適用例に係わる電気泳動材料において、第一粒子は内部に光学界面を含む樹脂である事が好ましい。
この構成によれば、第一粒子の表面と内部の光学界面との両者で光を散乱する事ができる。従って、明度の高い白表示を実現する事できる。
【００１４】
（適用例９）  上記適用例に係わる電気泳動材料において、第一粒子は内部に空隙を含む事が好ましい。
この構成によれば、第一粒子の内部に容易に光学界面を形成する事ができる。而も、第一粒子の密度は樹脂の密度よりも小さくなり、溶剤の密度に近づくので、分散安定性が向上すると共に、第一粒子を電気泳動材料の中で比較的一様均一に分散させる事ができる。従って、明度の高い白表示を実現する事できると共に画像保持特性を向上させる事ができる。
【００１５】
（適用例１０）  本適用例に係わる電気泳動表示装置は、上記適用例のいずれか一項に記載の電気泳動材料を備えた事を特徴とする。
この構成によれば、応答速度が速く、鮮やかな表示を行い、画像保持特性にも優れた電気泳動表示装置を提供する事ができる。
【００１６】
（適用例１１）  本適用例に係わる電子機器は、上記適用例に記載の電気泳動表示装置を備えた事を特徴とする。
この構成によれば、応答速度が速く、鮮やかな表示を行い、画像保持特性にも優れた電子機器を提供する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１における電子機器の斜視図。
【図２】実施形態１に係わる電気泳動表示装置を説明した断面図。
【図３】電気泳動材料の構成を説明した模式図。
【図４】電気泳動材料の間隔と濃度との関係を説明する図。
【図５】粒子径と光の散乱強度との関係を説明した図。
【図６】粒子の帯電処理を説明した図。
【図７】実施形態１に係わる電気泳動表示装置の回路図。
【図８】電子ペーパーの構成を示す斜視図。
【図９】電子ノートの構成を示す斜視図。
【図１０】実施形態２に係わる電気泳動表示装置を説明した断面図。
【図１１】変形例１に係わる電気泳動材料を説明した図。
【図１２】変形例２に係わる電気泳動材料を説明した図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００１９】
（実施形態１）
「電子機器の概要」
図１は、実施形態１における電子機器の斜視図である。先ず、実施形態１に係わる電子機器と電気泳動表示装置との概要を、図１を参照して説明する。
【００２０】
図１に示す様に、本発明に係わる電子機器１００は、電気泳動表示装置１５０と、電子機器１００を操作するためのインターフェイスとを備えている。インターフェイスとは、具体的には操作部１２０で、スイッチなどから構成される。電気泳動表示装置１５０は表示領域１０を有するディスプレイモジュールである。表示領域１０は複数の画素２０（図７（ａ）参照）から成り、これらの画素２０が電気的に制御される事で表示領域１０に画像が表示される。
【００２１】
「電気泳動表示装置の構造」
図２は、実施形態１に係わる電気泳動表示装置を説明した断面図であり、（ａ）は第一表示を説明し、（ｂ）は第二表示を説明している。尚、第一粒子２４１の色を第一の色とし、第一の色を表示する場合を第一表示とする。同様に、第二粒子２４２の色を第二の色とし、第二の色を表示する場合を第二表示とする。第一の色と第二の色とは異なっており、本実施形態では、一例として、第一の色を白色とし、第二の色を黒色としている。次に、図２を用いて、本実施形態に係わる電気泳動表示装置１５０の構造を説明する。
【００２２】
電気泳動表示装置１５０は第一基板８０と第二基板９０とを有する。表示領域１０には複数の画素２０が行列状に配置されている。第一基板８０で表示領域１０となる領域には、画素２０毎に画素電極２２と画素回路（図７（ｂ）参照）とが形成され、第二基板９０にはほぼ全面に共通電極２３が形成されている。画素回路は画素スイッチング用トランジスター２１と保持容量２５とを含んでおり、一つの画素２０は走査線３０とデータ線４０との交点に形成される。更に、画素２０には共通電位線５０も配線されている。第一基板８０と第二基板９０と間には電気泳動材料２４が挟持されている。電気泳動材料２４は粒子が溶媒に分散されている。粒子は、少なくとも第一極性に帯電した第一粒子２４１と、第二極性に帯電した第二粒子２４２と、を含み、これらの粒子が不図示の分散剤などの添加剤と共に不図示の溶媒に分散されて電気泳動材料２４とされている。
【００２３】
第一極性と第二極性とは電気的に反対の極性で、本実施形態では、一例として、第一極性を負（マイナス）とし、第二極性を正（プラス）としている。この結果、電気泳動材料２４は画素電極２２と共通電極２３との間で電気泳動性を示す事になる。第一粒子２４１と第二粒子２４２とが互いに逆極性に帯電しているので、電気泳動材料２４に印加する電界で第一粒子２４１も第二粒子２４２もそれらの分布位置を制御する事ができる。即ち、異なった画像間で画像品位を安定させる事ができる。
【００２４】
第一粒子２４１の第一の色と第二粒子２４２の第二の色とは互いに相補的で有る事が好ましい。即ち、白色光を第二粒子２４２に照射した際に、第二粒子２４２が第一の色を吸収して得られる反射色を第二の色とするのが好ましい。本実施形態では、一例として、第一の色は白色で、第一粒子２４１は白色を呈している。従って、第二粒子２４２が呈する第二の色は黒色である。
【００２５】
第二基板９０は透明で、使用者は第二基板９０側から電気泳動表示装置１５０を見る。従って、図２（ａ）に示す様に、例えば、白表示をさせるには、白色の第一粒子２４１を共通電極２３側に寄せ、黒色の第二粒子２４２を画素電極２２側に寄せる。電気泳動表示装置１５０に入射する光は、第一粒子２４１によって散乱され、第一表示する事になる。反対に、黒表示をさせるには、図２（ｂ）に示す様に、黒色の第二粒子２４２を共通電極２３側に寄せ、白色の第一粒子２４１を画素電極２２側に寄せる。電気泳動表示装置１５０に入射する光は、第二粒子２４２によって第一の色の光（この場合、白色）が吸収され、第二表示（この場合、黒表示）する事になる。
【００２６】
本実施形態では、第二粒子２４２が第二極性に帯電しているが、第二粒子２４２には第一粒子２４１よりも強く第二極性を示す帯電処理を施してある。即ち、第二粒子２４２の帯電量を第一粒子２４１の帯電量よりも大きくしてある。言い換えると、第二粒子２４２の電気泳動移動度を第一粒子２４１の電気泳動移動度よりも大きくしてある。図２（ａ）と（ｂ）とを比較すると判る様に、本実施形態で電界に対して鋭敏に応答して電気泳動するのは第二粒子２４２である。その為に、第二粒子２４２は強く帯電している必要があり、電気泳動移動度も大きくなければならない。一方、第一粒子２４１は第一基板８０と第二基板９０との間には比較的均一に分布しておれば良く、必ずしも強く電気泳動される必要性はない。要するに、本実施形態では、電気泳動表示装置１５０で第二粒子２４２が主として電気泳動し、第一粒子２４１は弱く電気泳動する事で表示の切り替えが行われている。一般に粒子に帯電処理を施すと、溶媒中に反対極性のイオンが放出され、溶媒の絶縁性が低下する。本実施形態の電気泳動材料２４では、第一粒子２４１の帯電処理が弱いので、溶媒中に放出されるイオンの量も減り、溶媒の絶縁性が増す。溶媒の電気絶縁性が増すと、帯電粒子に効率的に電界が印加されるので、電気泳動性が向上する。即ち、帯電粒子が被る実効的な電界強度が大きくなるので、電気泳動性が向上する。こうして電気泳動表示装置１５０は優れた電気泳動性を示す事になる。加えて、電気泳動材料２４では、第一粒子２４１よりも第二粒子２４２は小さく、第一粒子２４１の粒子間の隙間を第二粒子２４２が容易にすり抜けられる構成とされている。こうすると、帯電量が大きく、従って、電気泳動移動度も大きく、小さい第二粒子２４２が容易に第一粒子２４１の隙間をすり抜ける事ができる様になる。この結果、電気泳動材料２４の応答速度を速め、低電圧で電気泳動材料２４を駆動させる事ができる。換言すると、優れた電気泳動性を有する電気泳動表示装置１５０とする事ができる。
【００２７】
「電気泳動材料」
図３は電気泳動材料の構成を説明した模式図である。又、図４は電気泳動材料の間隔と濃度との関係を説明する図である。図５は粒子径と光の散乱強度との関係を説明した図である。図６は粒子の帯電処理を説明した図である。次に図３から図６を参照して、本実施形態に係わる電気泳動材料２４を説明する。電気泳動材料２４は、主として、第一粒子２４１や第二粒子２４２と言った粒子と、溶媒と、その他の添加剤と、から構成される。以降、第一粒子２４１と第二粒子２４２とを特に区別する必要がない場合、両者を総称して単に粒子と呼ぶ事もある。
【００２８】
出願人が鋭意研究したところによると、従来の電気泳動材料が電気泳動性に劣る理由は、電気泳動粒子の粒径や濃度、帯電量等に配慮が払われていなかった為だと判明した。そこで、次に、第一粒子２４１や第二粒子２４２等を含んだ電気泳動材料２４の最適組成を説明する。まず、電気泳動材料２４には第一粒子２４１から第ｋ粒子迄のｋ種類の粒子を含んでいるとする。ここでｋは２以上の整数である。電気泳動材料２４での第ｉ粒子の重量をＷiとし、密度をρiとする。更に、電気泳動材料２４で溶媒と添加剤とを合わせた材料の重量をＷ0とし、その材料の密度をρ0とする。この際に、第ｉ粒子の体積Ｖiは数式１で表される。
【００２９】
【数１】
2014021176.tif 000003
【００３０】
又、溶媒と添加剤とを合わせた材料の体積（溶媒の全体積と称する）Ｖ0は数式２で表される。
【００３１】
【数２】
2014021176.tif 000004
【００３２】
第ｉ粒子の重量濃度ＣWiは電気泳動材料２４の全重量に対する第ｉ粒子の重量の割合であり、数式３にて表される。
【００３３】
【数３】
2014021176.tif 000005
【００３４】
同様に、第ｉ粒子の体積濃度ＣViは電気泳動材料２４の全体積に対する第ｉ粒子の体積の割合であり、数式４にて表される。
【００３５】
【数４】
2014021176.tif 000006
【００３６】
第ｉ粒子の平均半径を第ｉ粒子平均半径と称し、ａiにて表すと、第ｉ粒子の数濃度ＣNiは数式５にて表される。一例としては、第一粒子２４１の平均半径が第一粒子平均半径ａ1であり、第二粒子２４２の平均半径が第二粒子平均半径ａ2である。尚、数濃度ＣNiとは、電気泳動材料２４の単位体積当たりの第ｉ粒子の個数である。
【００３７】
【数５】
2014021176.tif 000007
【００３８】
数式５の二番目の等号では数式４を考慮している。ｋ種類の粒子全体の数平均体積を粒子の平均体積と称し、Ｖpにて表すと、Ｖpは数式６となる。
【００３９】
【数６】
2014021176.tif 000008
【００４０】
尚、数式６の一番右の等号はａに関する定義式で、ａを見掛けの粒子半径と称する。従って、見掛けの粒子半径ａは数式７となる。
【００４１】
【数７】
2014021176.tif 000009
【００４２】
又、電気泳動材料２４における第ｉ粒子の個数Ｎiは数式８となる。
【００４３】
【数８】
2014021176.tif 000010
【００４４】
電気泳動材料２４で溶媒と添加剤とを合わせた材料の体積を粒子の総数で割った体積を自由体積と称し、ＶFにて表す。自由体積ＶFとは、要するに粒子１個当たりが有する溶媒と添加剤とを合わせた材料の体積であり、数式９となる。
【００４５】
【数９】
2014021176.tif 000011
【００４６】
次に、数式６で表される粒子の平均体積Ｖpと数式９で表される自由体積ＶFとの和が占める球形空間の半径を自由体積半径と称し、Ｒにて表す。この定義から自由体積半径Ｒは数式１０の関係を満たす。
【００４７】
【数１０】
2014021176.tif 000012
【００４８】
電気泳動材料２４全体に対する粒子の総体積の割合を体積分率φとする。体積分率φは数式４をｋ個の粒子に対して和を取る事になる。更に粒子１個に関して体積分率φを考えると、粒子の平均体積Ｖpと自由体積ＶFとの和に対する粒子の平均体積Ｖpの割合が体積分率φである。従って、体積分率φは数式１１となる。
【００４９】
【数１１】
2014021176.tif 000013
【００５０】
電気泳動材料２４では、第一粒子平均半径ａ1は第二粒子平均半径ａ2よりも大きく、自由体積半径Ｒと第一粒子平均半径ａ1との差は第二粒子平均半径ａ2よりも大きくされている。即ち、粒子の半径に関しては、数式１２が満たされる様にされている。
【００５１】
【数１２】
2014021176.tif 000014
【００５２】
図３は第一粒子２４１と他の第一粒子２４１との粒子表面間の距離Ｓ1（第一粒子表面間距離Ｓ1と称す）や自由体積半径Ｒ、第一粒子平均半径ａ1、第二粒子平均半径ａ2等の関係を示している。第一粒子表面間距離Ｓ1は、自由体積半径Ｒの倍（自由体積直径）と第一粒子平均半径ａ1の倍（第一粒子平均粒径）との差に等しい。一方、粒子表面間の距離Ｓ1は、第二粒子平均半径ａ2の倍（第二粒子平均粒径）よりも大きくされている。
【００５３】
加えて、第二粒子２４２の帯電量は第一粒子２４１の帯電量よりも大きくされている。こうした構成に由来して、第二粒子２４２は容易に第一粒子２４１間の隙間を通過する事ができ、電気泳動材料２４の電気泳動性は向上する。
【００５４】
更に、電気泳動材料２４では、第一粒子２４１の体積濃度ＣV1は第二粒子２４２の体積濃度ＣV2よりも大きくされている。粒径が大きく、体積濃度ＣV1が高い第一粒子２４１の移動度は第二粒子２４２よりも小さい。その結果、第一粒子２４１の移動速度が小さくなるため、溶媒が第一粒子２４１の移動によって受ける抵抗（力）を小さくする事ができ、不要な溶媒の流動を抑制し、第二粒子２４２の移動を阻害することがない。換言すると、白色の第一粒子２４１の体積割合が、有色で動き易い第二粒子２４２の体積割合よりも大きくなり、明度の高い白表示が実現される。尚、電気泳動材料２４での第ｉ粒子の帯電量Ｑiは数式１３を用いて定義する。
【００５５】
【数１３】
2014021176.tif 000015
【００５６】
ここでＶは第ｉ粒子に電界Ｅが印加された際の平均速度で、ηは溶媒の粘度、μiは第ｉ粒子の電気泳動移動度である。若しくは数式１４で定義するゼータ電位ζiを求めて算出する。
【００５７】
【数１４】
2014021176.tif 000016
【００５８】
ここでε0は真空の誘電率で、εSは溶媒の比誘電率である。
【００５９】
数式１２を満たすか否かは、次の様に調べられる。第ｉ粒子平均半径ａiは粒度分布を計測する事などで特定できる。自由体積半径Ｒは数式１１を用いて、体積分率φと見掛けの粒子半径ａとから求められる。体積分率φは数式１１の最初の等号により、数式４にて表される体積濃度ＣViをｋ種類の粒子に関して和を取る事で求められる。見掛けの粒子半径ａは数式７に数式４を適用する事で求められる。
【００６０】
図４（ａ）は、粒子濃度と、粒子表面間の距離（粒子表面間距離Ｓと称す）と、の関係を説明した図で、横軸は体積分率φで、縦軸は粒子表面間距離Ｓである。粒子表面間距離Ｓとは、図４（ｂ）に示す様に、粒子と粒子との平均間隔であり、自由体積直径２Ｒから見掛けの粒子半径ａの倍（見掛けの粒径）を減じた値である。数式１１を考慮すると、Ｓは、数式１５と表現される。
【００６１】
【数１５】
2014021176.tif 000017
【００６２】
ここでｄは充填率で、球を空間に細密充填した際の体積割合である。可視光の中心波長は凡そλ＝５５０ｎｍである。粒子表面間距離Ｓがλ／２（２７５ｎｍ）よりも小さいと粒子による散乱効率が低下するが、粒子表面間距離Ｓがλ／２（２７５ｎｍ）よりも大きいと粒子による散乱効率は向上する。従って、図４（ａ）より、体積分率φは１０％以下となるのが好ましい。粒子表面間距離Ｓがλ／２（２７５ｎｍ）程度の際に、散乱効率が最大となるので、体積分率φは１０％以下で、１０％に近い値が好ましい。
【００６３】
電気泳動材料２４において、第一粒子２４１は白色であり、第二粒子２４２は白色とは異なる有色である。即ち、比較的粒径が大きく、帯電量も少ない為に電気泳動しにくい第一粒子２４１が白色で、電気泳動材料２４に比較的一様均一に分散されている。この結果、光の散乱は比較的一様均一となり、明度の高い白表示を実現する事ができる。取り分け、体積分率φは１０％以下で、四捨五入して１０％になる値の際に、殊の外明度の高い白表示となる。
【００６４】
図５は赤色光Ｒや緑色光Ｇ、青色光Ｂの比散乱能と粒子径との関係を説明した図である。次に図５を参照して、粒径を説明する。電気泳動材料２４において、第一粒子２４１の屈折率と溶媒の屈折率との比は１よりも大きくされている。粒子には、顔料その物と、樹脂系粒子に顔料や染料と云った色材を混ぜ合わせた物（樹脂系色粒子）と、がある。粒子は、分散安定性の観点から、小さい物が好ましい。具体的には、第一粒子平均半径は、０．０５μｍ以上０．４μｍ以下の範囲にある。第一粒子平均半径が０．１μｍ以上０．３μｍ以下の範囲にあれば、より好ましい。即ち、第一粒子２４１の平均粒径は０．１μｍ以上０．８μｍ以下の範囲にあるのが好ましく、より好ましくは、０．２μｍ以上０．６μｍ以下の範囲にある事である。図５に示す様に、こうした範囲では、可視光の比散乱能が極大値を取る。従って、白表示をする第一粒子２４１が上述の条件を満たすと、散乱効率が高くなり、白の明度が向上する事になる。
【００６５】
粒子として顔料その物を使用する際には、顔料その物をそのまま使用しても良いし、顔料その物の表面を樹脂材料や他の顔料などの材料で被覆して使用しても良い。この様に、第一粒子２４１はその内部に光学界面を含む樹脂である事が好ましい。顔料その物の表面を他の材料で被覆した粒子としては、例えば、酸化チタン粒子の表面を、酸化珪素や酸化アルミニウムで被覆した物が挙げられる。この粒子は白粒子として好適である。酸化珪素や酸化アルミニウムの屈折率は溶媒の屈折率と近く、光はあまり散乱されず内部の酸化チタン表面で散乱される。酸化珪素や酸化アルミニウムは酸化チタンの光触媒活性を抑制し、耐候性に優れる白粒子を得ることができる。第一粒子２４１の内部に光学界面を設ける他の方法としては、第一粒子２４１が内部に空隙を含む様にすれば良い。空隙を満たす流体（気体又は液体）と樹脂との界面が光学界面となる。而も、流体の密度は、大抵、樹脂の密度よりも小さいので、第一粒子２４１の密度は樹脂の密度よりも小さくなり、溶剤の密度に近づく。この結果、分散安定性が向上すると共に、第一粒子２４１を電気泳動材料の中で比較的一様均一に分散される様になる。従って、電気泳動表示装置１５０は、明度の高い白表示を実現すると共に画像保持特性を向上させる事ができる。
【００６６】
粒子として樹脂系色粒子を使用する際には、樹脂系粒子の基礎材料として、アクリル系樹脂やウレタン系樹脂、尿素系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリスチレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられ、これらの内の一種又は二種以上を組み合わせ樹脂系粒子とする。樹脂系粒子に色材を混ぜ合わせた樹脂系色粒子は、顔料や染料と上述の基礎材料とを適当な組成比で混合した物の他に、樹脂系粒子の表面を顔料や染料で被覆した物をも含む。こうして得られた樹脂系色粒子の表面を、更に高分子ポリマーなどの有機物で修飾しても良いし、酸化珪素などの無機物で修飾しても良い。
【００６７】
第一粒子２４１には第一の色を呈する顔料が使用され、本実施形態では第一の色が白色であるので、好適例として第一粒子２４１に酸化チタン（密度４ｇ／ｃｍ3）が使用される。酸化チタンの平均粒径は２５０ｎｍである。第一粒子２４１はこの他に三酸化アンチモン（密度５．２ｇ／ｃｍ3）、酸化アルミニウム（密度４．０ｇ／ｃｍ3）、炭酸カルシウム（密度２．８ｇ／ｃｍ3）、酸化バリウム（密度５．７ｇ／ｃｍ3）、炭酸バリウム（密度４．３ｇ／ｃｍ3）、硫酸バリウム（密度４．５ｇ／ｃｍ3）、酸化マグネシウム（密度３．６５ｇ／ｃｍ3）、などを使用しても良い。
【００６８】
第二粒子２４２には第二の色を呈する顔料が使用され、本実施形態では第二の色が黒色であるので、好適例として第二粒子２４２にチタンブラック（密度４ｇ／ｃｍ3）を用いている。チタンブラックの平均粒径は１００ｎｍである。第二粒子２４２はこの他にアニリンブラックやカーボンブラックなどを使用しても良い。
【００６９】
溶媒としては、高絶縁性の有機溶媒が好ましく、一例として、水、或いはメタノールやエタノール、ブタノール、イソプロパノール、オクタノール、メチルセルソルブなどのアルコール系溶剤、或いはｏ−キシレンやｍ−キシレン、ｐ−キシレン、トルエン、ベンゼン、ドデシルベンゼン、ヘキシルベンゼン、フェニルキシリルエタン、ナフテン系炭化水素などの芳香族系炭化水素系溶剤、或いはシクロへキサンやｎ−ヘキサン、ケロシン、パラフィン系炭化水素などの脂肪族炭化水素系溶剤、或いは酢酸エチルや酢酸ブチルなどの各種エステル系溶剤、或いはアセトンやメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、或いはポリジメチルシロキサンなどのシリコーンオイル、或いは大豆油やひまわり油、オリーブ油などの植物油、或いはクロロブタンやクロロホルム、ジクロロベンゼン、トリクロロエチレン、トリクロロフルオロエチレン、トリクロロエタン、四塩化炭素、シクロヘキシルクロライド、クロロベンゼン、１，１，２，２−テトラクロロエチレン、三塩化フッ化エタン、四フッ化二臭化エチル、臭化エタン、四フッ化二フッ化エタン、ヨウ化メチレン、トリヨードシラン、ヨウ化メチルなどのハロゲン化炭化水素系溶剤、或いは二硫化炭素、或いはイソパラフィン系溶剤の様な石油系溶剤など、水と殆どの有機溶剤が挙げられる。高い電気泳動性を示すには、溶媒に高絶縁性が求められ、最適な溶媒はシリコーンオイルや石油系溶剤、エステル系溶剤である。エステル系溶剤では一般式がＣnＨ2n+1ＣＯＯＣmＨ2m+1で記述されるエステルが最も好ましく、本実施形態では、Ｃ6Ｈ13ＣＯＯＣＨ3のエステルを用いた。電気泳動材料２４は、３０ｗｔ％の白粒子及び５ｗｔ％の黒粒子をエステル系溶剤に入れ、超音波に１時間あてて分散させて作製された。
【００７０】
図６は粒子の帯電処理を説明した図で、（ａ）は第一粒子を表し、（ｂ）は第二粒子を表している。次に、図６を参照して、粒子の帯電処理方法を説明する。電気泳動材料２４で、第一粒子２４１の表面は無極性又は第一極性を有する官能基を含む高分子にて被覆され、第二粒子２４２の表面は第二極性を有する官能基を含む高分子にて被覆されている。こうすると、第一粒子２４１を第一極性に帯電させる事ができ、第二粒子２４２を第二極性に帯電させる事ができる。而も第一粒子２４１の帯電量も第二粒子２４２の帯電量も独立に制御できるので、第二粒子２４２の帯電量を第一粒子２４１の帯電量よりも大きくする事ができる。
【００７１】
第一粒子２４１も第二粒子２４２も、必要に応じて表面にシリカやアルミナ、ジルコニア等の金属酸化物を有しており、これらの粒子表面は、主に表面水酸基の解離によって、帯電している（−ＯＨ-が表面に存在する）。表面処理剤にはシランカップリング剤等が用いられる。シランカップリング剤は、機能性高分子と加水分解性基（−ＯＲ）とを併せ持つ有機珪素化合物である。加水分解性基（−ＯＲ）には−ＯＣＨ3や−ＯＣ2Ｈ5、−ＯＣＯＣＨ3などが用いられる。加水分解性基（−ＯＲ）は一時的に加水分化してシランカップリング剤をシラノールとした後に、直ちに粒子表面の水酸基と脱水反応されて、粒子表面に結合する。
【００７２】
図６（ａ）に示す様に、第一粒子２４１を被覆する表面処理剤の機能性高分子は無極性高分子である。無極性高分子は、一例として、炭化水素やシリコーンである。第一粒子２４１の表面に元々存在していた表面水酸基は、こうして共有結合で表面処理剤と結合され、第一粒子２４１の表面は無極性高分子により被覆される。この結果、負に帯電した表面水酸基の量は表面処理剤と結合する事で減少する。即ち、表面処理剤の被覆量によって負の帯電量を制御する事が可能となる。
【００７３】
図６（ｂ）に示す様に、第二粒子２４２を被覆する表面処理剤の機能性高分子は第二極性を有する官能基を含む高分子である。第二極性を有する官能基を含む高分子は、一例として、四級アンモニウム基やアミノ基を含む高分子である。第二粒子２４２の表面に元々存在していた表面水酸基は、こうして共有結合で表面処理剤と結合されて減少すると共に、第二粒子２４２の表面は第二極性を有する官能基を含む高分子により被覆される。第二極性を有する官能基は解離して正に帯電している。従って、高分子中の第二極性基の量を増やす事などで、第二粒子２４２の帯電量が制御される。この様に、表面処理剤の被覆量によって正の帯電量を制御する事が可能となる。極性基を含む高分子は、共重合体でも良いし、ブロック重合体でも良い。
【００７４】
尚、表面処理剤は、機能性高分子を含むシランカップリング剤を粒子表面に吸着させた後に、これを反応させても良いし、シランカップリング剤と重合開始基を含む処理剤を先に吸着させて反応させた後に、既知の重合方法により、機能性高分子をシランカップリング剤に付けても良い。
【００７５】
「実施例」
本実施形態に関する実施例を以下に示す。電気泳動材料２４で溶剤はイソパラフィンで、密度ρ0＝０．８ｇ／ｃｍ3であり、重量濃度ＣW0＝６５ｗｔ％であり、体積濃度ＣV0＝９０．３％である。電気泳動材料２４で第一粒子２４１は酸化チタン（ＴｉＯ2）で、密度ρ1＝４ｇ／ｃｍ3であり、重量濃度ＣW1＝３０ｗｔ％であり、第一粒子平均半径ａ1＝１２５ｎｍである。従って、第一粒子２４１の体積濃度ＣV1＝８．３％である。電気泳動材料２４で第二粒子２４２はチタンブラックで、密度ρ2＝４ｇ／ｃｍ3であり、重量濃度ＣW2＝５ｗｔ％であり、第二粒子平均半径ａ2＝５０ｎｍである。従って、第二粒子２４２の体積濃度ＣV2＝１．４％である。この結果、数式１１により、体積分率φ＝９．７％となる。一方、数式５より第一粒子２４１の数濃度ＣN1＝１．０２×１０13個／ｃｍ3で、第二粒子２４２の数濃度ＣN2＝２．６５×１０13個／ｃｍ3となる。これら数濃度の値を数式７に代入して、見掛けの粒子半径ａ＝８５．８ｎｍとなる。最後に数式１１に体積分率φと見掛けの粒子半径ａとの値を代入して、自由体積半径Ｒ＝１８７ｎｍが求まる。２Ｒ−２ａ1＝１２４ｎｍで、この値は２ａ2＝１００ｎｍよりも大きく、数式１２を満たしている。即ち、第二粒子２４２は第一粒子２４１の隙間を容易に通り抜ける事ができる。参考までに、２Ｒ−２ａ2＝２７４ｎｍで、この値は２ａ1＝２５０ｎｍよりも大きく、第一粒子２４１は第二粒子２４２の隙間を容易に通り抜ける事ができる。この様に、本実施形態に係わる電気泳動材料２４では、第一粒子２４１と第二粒子２４２とが互いに相手の隙間を通り抜け易い構成になっているので、電界に対する電気泳動の応答が早くなる。
【００７６】
「比較例」
比較例として特許文献１に記載の組成がどう云った関係になっているかを調べる。特許文献１で溶剤はドデシルベンゼンで、密度ρ0＝０．８５６ｇ／ｃｍ3であり、溶剤の体積Ｖ0＝８０ｍＬ、重量Ｗ0＝６８．４８ｇである。第一粒子に相当するアクリル系樹脂は、密度ρ1＝１．２ｇ／ｃｍ3であり、重量濃度ＣW1＝９．５ｗｔ％、アクリル系樹脂平均半径ａ1＝２０００ｎｍである。従って、アクリル系樹脂の体積濃度ＣV1＝７．５％である。第二粒子に相当する酸化チタンは、密度ρ2＝４ｇ／ｃｍ3であり、重量濃度ＣW2＝９．５ｗｔ％、酸化チタン平均半径ａ2＝１２５ｎｍである。従って、酸化チタンの体積濃度ＣV2＝２．３％である。この結果、数式１１により、体積分率φ＝９．８％となる。一方、数式５よりアクリル系樹脂の数濃度ＣN1＝２．２４×１０9個／ｃｍ3で、酸化チタンの数濃度ＣN2＝２．７６×１０12個／ｃｍ3となる。これら数濃度の値を数式７に代入して、見掛けの粒子半径ａ＝２０４ｎｍとなる。最後に数式１１に体積分率φと見掛けの粒子半径ａとの値を代入して、自由体積半径Ｒ＝４４２ｎｍが求まる。２Ｒ−２ａ1＝−３１２０ｎｍで、この値は２ａ2＝２５０ｎｍよりも小さく、数式１２を満たさない。即ち、酸化チタンはアクリル系樹脂の隙間を通り抜ける事が困難となっている。一方、２Ｒ−２ａ2＝６３４ｎｍで、この値は２ａ1＝４０００ｎｍよりも小さく、数式１２を満たさない。即ち、アクリル系樹脂は酸化チタンの隙間を通り抜ける事が困難となっている。この様に、比較例では二種類の粒子が互いに相手の隙間を通り抜け難い構成になっているので、電界に対する電気泳動の応答が遅かったと考えられる。
【００７７】
「回路構成」
図７は、実施形態１に係わる電気泳動表示装置の回路図であり、（ａ）は全体構成を説明する図、（ｂ）は画素回路を説明する図である。次に、図７を用いて本実施形態に係わる電気泳動表示装置の駆動回路を説明する。
【００７８】
図７（ａ）に示されている様に、表示領域１０には、ｍ行×ｎ列分の画素２０が行列状（二次元平面的）に配列されている。又、表示領域１０には、ｍ本の走査線３０（即ち、走査線Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍ）と、ｎ本のデータ線４０（即ち、データ線Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎ）とが互いに交差するように設けられている。具体的には、ｍ本の走査線３０は行方向（即ち、Ｘ方向）に延在し、ｎ本のデータ線４０は列方向（即ち、Ｙ方向）に延在している。ｍ本の走査線３０とｎ本のデータ線４０との交差点に対応して画素２０が配置されている。
【００７９】
表示領域１０の外側には駆動回路７０が設けられている。駆動回路７０は、コントローラー７１や走査線駆動回路７２、データ線駆動回路７３、共通電位供給回路７４などから構成されている。コントローラー７１は走査線駆動回路７２やデータ線駆動回路７３、共通電位供給回路７４などの動作を制御し、クロック信号やタイミング信号等の各種信号を各回路に供給する。
【００８０】
走査線駆動回路７２は、コントローラー７１から供給されるタイミング信号に基づいて、走査線Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍの各々に走査信号をパルス的に順次供給する。データ線駆動回路７３は、コントローラー７１から供給されるタイミング信号に基づいて、データ線Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎに画像信号を供給する。画像信号は、高電位ＶＨ（例えば１５Ｖ）と中電位ＶＭ（例えば０Ｖ）と低電位ＶＬ（例えば−１５Ｖ）との間で多値的な電位をとる。尚、本実施形態では、画像信号は三値であり、第二表示（黒表示）に書き換えられる画素電極２２に対して高電位ＶＨの画像信号が供給され、第一表示（白表示）に書き換えられる画素電極２２に対して低電位ＶＬの画像信号が供給される。
【００８１】
共通電位供給回路７４は、共通電位線５０に共通電位Ｖｃｏｍを供給する。尚、共通電位Ｖｃｏｍは一定の電位であっても良いし、例えば書き込む階調やフレームに応じて変えても良い。又、行毎に個別に制御してもよい。本実施形態では、共通電位Ｖｃｏｍが総ての電位に対する基準電位としている。尚、コントローラー７１、走査線駆動回路７２、データ線駆動回路７３及び共通電位供給回路７４には、各種の信号が入出力されるが、本実施形態と特に関係のない物については説明を省略している。
【００８２】
図７（ｂ）の回路図に示される様に、画素２０は、画素スイッチング用トランジスター２１と、画素電極２２と、共通電極２３と、電気泳動材料２４と、保持容量２５とを備えている。
【００８３】
画素スイッチング用トランジスター２１は、例えばＮ型トランジスターで構成されている。ここでは、図２に示す様に、上ゲート型の薄膜トランジスターが採用されているが、下ゲート型の薄膜トランジスターで有っても構わない。画素スイッチング用トランジスター２１は、そのゲートが走査線３０に電気的に接続されており、そのソースがデータ線４０に電気的に接続されており、そのドレインが画素電極２２及び保持容量２５の一端に電気的に接続されている。保持容量２５は、誘電体膜を介して対向配置された一対の電極からなり、一方の電極（一端）が、画素電極２２及び画素スイッチング用トランジスター２１に電気的に接続され、他方の電極（他端）が共通電位線５０に電気的に接続されている。この保持容量２５によって画像信号を一定期間だけ維持することができる。画素スイッチング用トランジスター２１は、データ線駆動回路７３からデータ線４０を介して供給される画像信号を、走査線駆動回路７２から走査線３０を介してパルス的に供給される走査信号に応じたタイミングで、画素電極２２及び保持容量２５に出力する。
【００８４】
画素電極２２には、データ線駆動回路７３からデータ線４０及び画素スイッチング用トランジスター２１を介して、画像信号が供給される。画素電極２２は、電気泳動材料２４を介して共通電極２３と互いに対向するように配置されている。共通電極２３は、共通電位Ｖcomが供給される共通電位線５０に電気的に接続されている。共通電極２３は、画素電極２２が形成された第一基板８０に対向する第二基板９０に設けられ、第一粒子２４１と第二粒子２４２とは、図２に示す断面図の上下方向で電気泳動する。尚、共通電極２３を画素電極２２が形成された第一基板８０に設けて、電気泳動粒子が図２の断面図の水平方向（図２の左右方向）に電気泳動する構成としても良い。
【００８５】
「電子機器」
次に、前述した電気泳動表示装置を適用した電子機器について、図８及び図９を参照して説明する。以下では、前述した電気泳動表示装置１５０を電子ペーパー４００及び電子ノート５００に適用した場合を例にとる。
【００８６】
図８は、電子ペーパーの構成を示す斜視図である。図８に示す様に、電子ペーパー４００は、本実施形態に係わる電気泳動表示装置１５０を備えている。電子ペーパー４００は可撓性を有し、従来の紙と同様の質感及び柔軟性を示す書き換え可能なシートから構成されている。
【００８７】
図９は、電子ノートの構成を示す斜視図である。図９に示す様に、電子ノート５００は、図８で示した電子ペーパー４００が複数枚束ねられ、カバー５０１に挟まれているものである。カバー５０１は、例えば外部の装置から送られる表示データを入力する為の表示データ入力部を備える。これにより、その表示データに応じて、電子ペーパー４００が束ねられた状態のまま、表示内容の変更や更新を行うことができる。
【００８８】
前述した電子ペーパー４００及び電子ノート５００は、本実施形態に係わる電気泳動表示装置１５０を備えるので、高品質な画像表示を行うことが可能である。尚、これらの他に、腕時計や携帯電話、携帯用オーディオ機器、電子タブレット端末、パーソナルコンピューター、電子看板、電子黒板などの電子機器に、本実施形態に係わる電気泳動表示装置１５０を適用する事ができる。
【００８９】
以上述べた様に、本実施形態に係わる電気泳動材料２４とそれを適応した電気泳動表示装置１５０、及び電気泳動表示装置１５０を適応した電子機器に依れば、以下の効果を得る事ができる。
【００９０】
粒径が小さい第二粒子２４２の帯電量が、粒径が大きい第一粒子２４１の帯電量よりも、大きいので、第二粒子２４２の電気泳動移動度は第一粒子２４１の電気泳動移動度よりも大きくなり、電気泳動が行い易くなる。その一方で、第二粒子平均半径ａ2は自由体積半径Ｒから第一粒子平均半径ａ1を減じた距離よりも小さいので、第二粒子２４２は容易に第一粒子２４１間の隙間をすり抜ける事ができる。要するに、電気泳動移動度の大きい第二粒子２４２が容易に第一粒子２４１間の隙間をすり抜ける事ができる。従って、電気泳動材料２４の応答速度を速め、低電圧で電気泳動材料２４を駆動させる事ができる。換言すると、優れた電気泳動性を有する電気泳動材料２４を提供する事ができる。これに応じて、応答速度が速く、鮮やかな表示を行い、画像保持特性にも優れた電気泳動表示装置１５０や電子機器を提供する事ができる。
【００９１】
（実施形態２）
「三粒子系の形態」
図１０は、実施形態２に係わる電気泳動表示装置を説明した断面図であり、（ａ）は第二表示を説明し、（ｂ）は第三表示を説明している。以下、本実施形態に係わる電気泳動材料２４と電気泳動表示装置１５０について説明する。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
【００９２】
本実施形態（図１０）は実施形態１（図２）と比べて、三粒子系となっている点が異なっている。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。実施形態１（図２）では、粒子は第一粒子２４１と第二粒子２４２の二種類であったが、本実施形態では、粒子は第一粒子２４１と第二粒子２４２と第三粒子２４３の三種類で、ｋ＝３となる。この三粒子系の場合は、第一粒子平均半径ａ1は第二粒子平均半径ａ2よりも大きく、第二粒子平均半径ａ2は第三粒子平均半径ａ3と等しいか、若しくはそれよりも大きく、自由体積半径Ｒと第一粒子平均半径ａ1との差は第二粒子平均半径ａ2よりも大きく、且つ、自由体積半径Ｒと第二粒子平均半径ａ2との差は第三粒子平均半径ａ3よりも大きくされている。従って、当然、第一粒子平均半径ａ1は第三粒子平均半径ａ3よりも大きく、自由体積半径Ｒと第一粒子平均半径ａ1との差は第三粒子平均半径ａ3よりも大きくなっている。即ち、粒子の半径に関しては、数式１６が満たされる様にされている。
【００９３】
【数１６】
2014021176.tif 000018
【００９４】
こうすると、第一粒子２４１間の隙間よりも第二粒子２４２や第三粒子２４３は小さいので、第一粒子２４１間の隙間を第二粒子２４２や第三粒子２４３は容易にすり抜け、電気泳動材料２４の応答は速くなる。同時に、第二粒子２４２間や第三粒子２４３間の隙間よりも第一粒子２４１は小さい。又、第二粒子２４２間の隙間よりも第三粒子２４３は小さいので、第二粒子２４２間の隙間を第三粒子２４３は容易にすり抜け、電気泳動材料２４の応答は速くなる。同時に、第三粒子２４３間の隙間よりも第二粒子２４２は小さいので応答が速い。
【００９５】
数式１６からは数式１７が得られる。
【００９６】
【数１７】
2014021176.tif 000019
【００９７】
数式１７から判る様に、第一粒子２４１と第二粒子２４２との隙間よりも第三粒子２４３は小さいので電気泳動の応答が速い。更に第一粒子２４１と第三粒子２４３との隙間よりも第二粒子２４２は小さいので電気泳動の応答が速い。
【００９８】
粒子の帯電量に関しては、第一粒子２４１の帯電量Ｑ1は第二粒子２４２の帯電量Ｑ2よりも少なく、第二粒子２４２の帯電量Ｑ2は第三粒子２４３の帯電量Ｑ3と等しいか、若しくはそれよりも少ない。その結果、第一粒子２４１の移動度μ1は第二粒子２４２の移動度μ2よりも小さく、第二粒子２４２の移動度μ2は第三粒子２４３の移動度μ3と等しいか、若しくはそれよりも小さい。
【００９９】
三種類の粒子の色に関しては、任意の組み合わせが可能であるが、白色、黒色、赤色、緑色、青色、シアン、マゼンタ、イエロー、等から３つを第一の色や第二の色、第三の色にあてがうのが好ましい。上述の如く、本実施形態では、第一粒子２４１が一番電気泳動しにくいので、第一の色を白色とし、一番電気泳動し易い第三粒子２４３の第三の色を黒色とし、第二の色を赤色や緑色、青色、シアン、マゼンタ、イエロー、等から選ぶのがより好ましい。尚、第一表示を行う場合には、各画素に２つの画素電極を準備し、一方の画素電極には第二粒子２４２を集め、他方の画素電極には第三粒子２４３を集める。
【０１００】
以上述べた様に、本実施形態に係わる電気泳動材料２４と電気泳動表示装置１５０によれば、実施形態１での効果に加えて、以下の効果を得る事ができる。三種類の粒子が互いに電気泳動を阻害しない様に組成が組まれているので、三種類の粒子を用いた電気泳動表示装置で、電界の変化に対して高速な応答を実現する事ができる。
【０１０１】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【０１０２】
（変形例１）
「耐電処理が異なった形態１」
図１１は、変形例１に係わる電気泳動材料を説明した図であり、（ａ）は第一粒子を説明し、（ｂ）は第二粒子を説明している。以下、本変形例に係わる電気泳動材料２４について説明する。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
【０１０３】
本変形例（図１１）は実施形態１（図６）と比べて、粒子に対する耐電処理が異なっている。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。実施形態１（図６）では、第一粒子２４１の表面は無極性の高分子（無極性高分子）にて被覆され、第二粒子２４２の表面は第二極性を有する官能基を含む高分子にて被覆されていた。これに対して、本変形例では、第一粒子２４１の表面は第一極性を有する官能基を含む高分子にて被覆されている。こうする事で、第一粒子２４１を第一極性に帯電させても良い。
【０１０４】
図１１（ａ）に示す様に、第一粒子２４１を被覆する表面処理剤の機能性高分子は第一極性を有する官能基を含む高分子である。第一極性を有する官能基を含む高分子は、一例として、カルボキシル基を含む高分子である。第一粒子２４１の表面に元々存在していた表面水酸基は、シランカップリング剤との共有結合で減少するが、第一粒子２４１の表面は第一極性を有する官能基を含む高分子により被覆される。第一極性を有する官能基は解離して負に帯電している。こうして、第一粒子２４１の帯電量は制御される。
【０１０５】
図１１（ｂ）に示す様に、第二粒子２４２を被覆する表面処理剤の機能性高分子は第二極性を有する官能基を含む高分子であるが、高分子中の第二極性基の量を増やす事で、第二粒子２４２帯電量が第一粒子２４１の帯電量よりも大きくなる様に制御される。この様に、表面処理剤の被覆量によって正の帯電量を制御する事が可能となる。
【０１０６】
（変形例２）
「耐電処理が異なった形態２」
図１２は、変形例２に係わる電気泳動材料を説明した図であり、（ａ）は第一粒子を説明し、（ｂ）は第二粒子を説明している。以下、本変形例に係わる電気泳動材料２４について説明する。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
【０１０７】
本変形例（図１２）は実施形態１（図６）と比べて、粒子に対する耐電処理が異なっている。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。実施形態１（図６）では、第一粒子２４１の表面は無極性の高分子（無極性高分子）にて被覆され、第二粒子２４２の表面は第二極性を有する官能基を含む高分子にて被覆されていた。これに対して、本変形例では、第一粒子２４１の表面も第二粒子２４２の表面も無極性高分子にて被覆されている。但し、第一粒子２４１の表面の被覆率と第二粒子２４２の表面の被覆率とが異なっている。こうする事で、第一粒子２４１と第二粒子２４２の帯電極性と帯電量とを制御しても良い。
【０１０８】
図１２に示す様に、第一粒子２４１と第二粒子２４２との表面は無極性高分子にて被覆されているが、第一粒子２４１の表面の無極性高分子による被覆率は、第二粒子２４２の表面の無極性高分子による被覆率よりも大きい。粒子を溶媒中に分散させると、粒子と溶媒との仕事関数差を緩和すべく電荷分離現象が生じて、粒子は帯電する。図１２では、第一粒子２４１も第二粒子２４２も正に帯電している。同時に、これらの粒子は表面水酸基の解離で負にも帯電している。一方、無極性高分子が粒子表面の水酸基に吸着して反応すると、水酸基による粒子の負の帯電を中和させる。従って、第一粒子２４１と第二粒子２４２とで、無極性高分子による被覆率を変える事で、第一粒子２４１を第一極性に帯電させ、第二粒子２４２を第二極性に帯電させ、第二粒子２４２の帯電量を第一粒子２４１の帯電量よりも大きくする事ができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１０…表示領域、２０…画素、２１…画素スイッチング用トランジスター、２２…画素電極、２３…共通電極、２４…電気泳動材料、２５…保持容量、３０…走査線、４０…データ線、５０…共通電位線、７０…駆動回路、７１…コントローラー、７２…走査線駆動回路、７３…データ線駆動回路、７４…共通電位供給回路、８０…第一基板、９０…第二基板、１００…電子機器、１２０…操作部、１５０…電気泳動表示装置、２４１…第一粒子、２４２…第二粒子、２４３…第三粒子、４００…電子ペーパー、５００…電子ノート、５０１…カバー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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