(57)【要約】【課題】  表示コントラストの低下や表示画像の劣化を防ぐことのできる粒子移動型表示素子及び粒子移動型表示装置を提供する。【解決手段】  第１電極２０及び第２電極３０を被覆すると共に、一対の基板１０，７０と隔壁部材４０とにより囲まれた空間の内壁面を構成する被覆層５０，６０の表面の、帯電粒子１００が集合する集合面１２０，１３０を、帯電粒子１００とは逆の極性に帯電させ、かつ電極間に電圧を印加していない状態においても集合した帯電粒子１００の集合状態を維持できる大きさに帯電させる。【選択図】      図１
2006337554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隙を開けた状態に配置される一対の基板と、前記一対の基板の間に配置された隔壁部材と、前記一対の基板と前記隔壁部材とに囲まれた空間に充填される分散媒、添加剤及び複数の帯電粒子からなる粒子分散液と、前記空間に面して配置された第１電極及び第２電極とを備え、前記電極間に印加した電圧によって生じる電界により前記帯電粒子の分布を変化させて表示を行う粒子移動型表示素子において、
前記第１電極及び第２電極を被覆すると共に、前記空間の内壁面を構成する被覆層と、
前記被覆層の表面の、前記帯電粒子が集合する該帯電粒子とは逆の極性に帯電した集合面と、
を備え、
前記集合面を、前記被覆層と前記第１電極及び第２電極との間の電子受容性の差、または前記被覆層と前記添加剤との間の電子受容性の差により帯電させ、かつ前記電極間に電圧を印加していない状態においても前記集合した帯電粒子の集合状態を保持できる大きさに帯電させたことを特徴とする粒子移動型表示素子。
【請求項２】
前記帯電粒子の極性がマイナスの場合には、前記集合面をプラスに帯電させるよう前記被覆層の電子受容性を前記第１電極及び第２電極、或は前記添加剤の電子受容性よりも小さくし、前記帯電粒子の極性がプラスの場合には、前記集合面をマイナスに帯電させるよう前記被覆層の電子受容性を前記第１電極及び第２電極、或は前記添加剤の電子受容性よりも大きくすることを特徴とする請求項１記載の粒子移動型表示素子。
【請求項３】
前記被覆層と共に前記内壁面を構成すると共に、前記帯電粒子と同じ極性に帯電している他の被覆層を備え、
前記他の被覆層を、該他の被覆層と前記添加剤との間の電子受容性の差により帯電させることを特徴とする請求項１又は２記載の粒子移動型表示素子。
【請求項４】
前記帯電粒子の極性がマイナスの場合には、前記他の被覆層をマイナスに帯電させるよう該他の被覆層の電子受容性を前記添加剤の電子受容性よりも大きくし、前記帯電粒子の極性がプラスの場合には、前記他の被覆層をプラスに帯電させるよう該他の被覆層の電子受容性を前記添加剤の電子受容性よりも小さくすることを特徴とする請求項３記載の粒子移動型表示素子。
【請求項５】
前記第１電極と対向して設けられた第３電極と、
前記第３電極を被覆すると共に、前記帯電粒子と同じ極性に帯電している他の被覆層と、
を備え、
前記他の被覆層を、該他の被覆層と前記第３電極との間の電子受容性の差により帯電させることを特徴とする請求項１又は２記載の粒子移動型表示素子。
【請求項６】
前記帯電粒子の極性がマイナスの場合には、前記他の被覆層をマイナスに帯電させるよう該他の被覆層の電子受容性を前記第３電極の電子受容性よりも大きくし、前記帯電粒子の極性がプラスの場合には、前記他の被覆層をプラスに帯電させるよう該他の被覆層の電子受容性を前記第３電極の電子受容性よりも小さくすることを特徴とする請求項５記載の粒子移動型表示素子。
【請求項７】
前記第１電極を前記一対の基板の一方に設け、前記第２電極を前記隔壁部材に設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の粒子移動型表示素子。
【請求項８】
前記第３電極を前記一対の基板の他方に設けたことを特徴とする請求項７記載の粒子移動型表示素子。
【請求項９】
上記請求項１乃至８のいずれか１項に記載の粒子移動型表示素子を備えたことを特徴とする粒子移動型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電粒子の分布状態を表示状態に反映させる粒子移動型表示素子及び粒子移動型表示装置に関し、特に表示状態を保持するための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、視認性の高い画像の記録・消去サイクルが多数回可能であり、表示の保持にエネルギーを必要としない表示素子を備えた電子ペーパーと呼ばれる新たな表示装置の研究開発が盛んに行われている。ここで、このような表示装置の特徴として、印刷物の様に表示コントラストが大きい高表示コントラスト、印刷物の様に表示が保存される表示保持性、紙の様に曲げる事ができるフレキシブル性等をあげる事ができる。
【０００３】
ところで、このような表示装置（電子ペーパー）を具現化する技術の一つに電気泳動現象を利用したものがあり、このような電気泳動現象を利用した表示装置として粒子移動型表示装置があり、その一例として電気泳動表示装置（以下、ＥＰＤという）がある。なお、この電気泳動現象とは、分散媒中で帯電粒子に電界を印加すると、帯電粒子が分散媒中で変位する現象であり、ＥＰＤは、この泳動現象を利用して分散媒中で帯電粒子の分布状態を変化させ、この帯電粒子の分布状態の変化を表示に反映させる構成の電気泳動表示素子を備えている。
【０００４】
そして、このようなＥＰＤの電気泳動表示素子は、帯電粒子の分布状態を表示に反映させるので、表示コントラストが大きく、また、その表示状態は書き込み用の電気信号の印加を解除しても保持される。ここで、このように電気信号の印加を解除しても表示状態が保持されるということは、帯電粒子の集団が所定の位置に存在しつづける事に対応しており、表示状態を保持させるためには、この表示状態において帯電泳動粒子の変位を抑制するための機構が必要である。
【０００５】
そこで、このように帯電粒子の変位を抑制するための機構としては、帯電粒子とＥＰＤの画素を形成している固体表面との間に働く鏡像力と、帯電粒子を分散させている分散媒の粘性を利用する機構が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３２１６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような特許文献１に提案されている機構を備えた従来の電気泳動表示素子では、保持状態における表示コントラストの低下や、保持力の低下により、表示画像の劣化が発生する場合があった。次に、このコントラストの低下及び保持力の低下について、図６、図７を用いて説明する。
【０００８】
図６の（ａ）は、電気泳動表示素子において、固体表面上に帯電泳動粒子が積層している状態を模式的に示している。図６において、１３００は表示面側の基板、１０００は固体表面を構成する表示面側の基板１３００に対向して設けられた基板、１１００は分散媒、１２００は帯電泳動粒子である。
【０００９】
ここで、図６の（ａ）の場合、帯電泳動粒子１２００が、表示面側の基板１３００に近接して積層構造を形成している。このため、表示面側の基板１３００側から電気泳動表示素子を観察すると、帯電泳動粒子１２００の色を呈している様に見える。
【００１０】
一方、図６の（ｂ）は、帯電泳動粒子１２００の一部が積層構造から離れ、積層構造が部分的に崩壊している状態を模式的に示しており、このように積層構造が部分的に崩壊した領域を表示面側の基板１３００側から観察すると、帯電泳動粒子１２００の色と分散媒１１００の色が混ざったように見える。これは、この領域を表示面側の基板１３００側から観察すると、基板１３００に近接している帯電泳動粒子１２００と同時に分散媒１１００が見えるからである。
【００１１】
図６の（ｃ）は、この領域を基板１３００側から観察した状態を模式的に示した図であり、１４００は基板１３００に近接配置し、且つ互いに隣接する帯電泳動粒子間に形成される隙間である。そして、この隙間１４００を通して分散媒１１００を確認する事ができる。このため、図６の（ｂ）の表示コントラストは、図６の（ａ）の表示コントラストよりも小さくなる。
【００１２】
図７は、図６の（ｂ）よりも帯電泳動粒子１２００の積層構造が崩壊している状態を模式的に示した図であり、この場合、表示面側の基板１３００側から素子を観察すると、図６の（ｂ）の場合よりも、帯電泳動粒子１２００の色と分散媒１１００の色が混ざった色を呈している様に見える。このため、図７の表示コントラストは、図６の（ｂ）の場合の表示コントラストよりも小さい。つまり、帯電泳動粒子１２００の積層構造が崩壊すると、表示コントラストの低下が起こる。
【００１３】
一方、保持力は、電気信号の印加を解除しても、例えば図６のような帯電泳動粒子１２００の積層構造を維持するようにするための力であり、特許文献１に提案されている機構では帯電泳動粒子１２００の積層構造を鏡像力や分散媒１１００の粘性を利用して維持しようとしている。
【００１４】
しかしながら、このような積層構造の維持は、下記の二つの理由により困難になる。
【００１５】
その第１の理由は、鏡像力の大きさが２物体間、即ち固体表面を構成する基板１３００と帯電泳動粒子１２００の距離の２乗に反比例するためである。この鏡像力の性質により、例えば、図６に示す基板１３００に接している帯電泳動粒子１２００の第１層目に作用する鏡像力の大きさよりも、この第１層目に積層している帯電泳動粒子１２００の第２層目に作用する鏡像力の大きさは小さくなる。
【００１６】
このため、第２層目には、第１層目に近接して配置し続けるために十分な鏡像力が作用しない場合がある。さらには、帯電泳動粒子１２００の第２層目に、表示面側の基板１３００から離れる方向に、例えばＥＰＤの落下衝撃や分散媒１１００の流動や、熱揺らぎ等の外乱が作用すると、第２層目を構成する帯電泳動粒子１２００は第１層目から離れ易くなる。そして、このような鏡像力の性質により、積層構造の維持、即ち表示状態の保持が困難になる場合がある。
【００１７】
第２の理由は、分散媒１１００は粘性を有しているが、この分散媒１１００の粘性は、帯電泳動粒子１２００の分散媒中における変位に対する抵抗として機能するものであり、帯電泳動粒子間に引力相互作用を作用させるものではないということである。
【００１８】
したがって、粒子変位に対する抵抗として機能する分散媒１１００の粘性により積層構造における帯電泳動粒子１２００の変位が抑制されるが、例えばブラウン運動、電気泳動素子の落下衝突、分散媒１１００の流動等の外乱により帯電泳動粒子１２００が分散媒中で変位すると、粘性は帯電泳動粒子１２００を元の位置に戻す復元力として機能しないことから、変位した帯電泳動粒子１２００は元の位置には戻らない。
【００１９】
このため、外乱による帯電泳動粒子１２００の変位が微小なものであっても、その変位が複数回発生すると、帯電泳動粒子１２００の移動は大きくなり、この結果、積層構造の維持が困難になる。
【００２０】
なお、積層構造を分散媒１１００の粘性の増加や鏡像力により維持しようとした場合、画像の劣化が発生する場合がある。例えば、ＥＰＤを曲げようとした場合、分散媒１１００の流動等が発生し、この流動等は、帯電泳動粒子１２００の積層状態を崩そうとする力として作用する。この際、帯電泳動粒子１２００を元の位置に戻そうとする復元力が十分でない場合がある。
【００２１】
特に、分散媒１１００の高粘性化により積層状態を維持する方法の場合、基本的に、変位した帯電泳動粒子１２００の位置を元に戻そうとする復元力は作用しにくいことから、ＥＰＤを曲げようとした際に生じた画像の劣化は元に戻すことはできない。
【００２２】
そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、表示コントラストの低下や表示画像の劣化を防ぐことのできる電気泳動表示素子（粒子移動型表示素子）及び電気泳動表示装置（粒子移動型表示装置）を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
所定間隙を開けた状態に配置される一対の基板と、前記一対の基板の間に配置された隔壁部材と、前記一対の基板と前記隔壁部材とに囲まれた空間に充填される分散媒、添加剤及び複数の帯電粒子からなる粒子分散液と、前記空間に面して配置された第１電極及び第２電極とを備え、前記電極間に印加した電圧によって生じる電界により前記帯電粒子の分布を変化させて表示を行う粒子移動型表示素子において、前記第１電極及び第２電極を被覆すると共に、前記空間の内壁面を構成する被覆層と、前記被覆層の表面の、前記帯電粒子が集合する該帯電粒子とは逆の極性に帯電した集合面と、を備え、前記集合面を、前記被覆層と前記第１電極及び第２電極との間の電子受容性の差、または前記被覆層と前記添加剤との間の電子受容性の差により帯電させ、かつ前記電極間に電圧を印加していない状態においても前記集合した帯電粒子の集合状態を保持できる大きさに帯電させたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のように、第１電極及び第２電極を被覆すると共に、一対の基板と隔壁部材とにより囲まれた空間の内壁面を構成する被覆層の表面の、帯電粒子が集合する集合面を帯電粒子とは逆の極性に帯電させ、かつ電極間に電圧を印加していない状態においても集合した帯電粒子の集合状態を保持できる大きさに帯電させることにより、表示コントラストの低下や表示画像の劣化を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２６】
図１は、本発明の実施の形態に係る粒子移動型表示素子の一例である電気泳動表示素子の概略構成を示す図であり、図１に示すように、この電気泳動表示素子は、所定間隙を空けた状態に配置された一対の基板である観察者側の第１基板７０及び対向側の第２基板１０と、これらの基板７０，１０の間隙を一定に保持するための隔壁部材である隔壁４０と、基板７０，１０と隔壁４０に囲まれた空間内に充填された透明な分散媒１１０と、分散媒１１０に分散された複数の微小粒子である帯電粒子の一例としての帯電泳動粒子１００と、添加剤からなる粒子分散液を備えている。
【００２７】
なお、この電気泳動表示素子は、基板上にマトリクス配置した画素を有するものであり、隔壁４０は隣接する画素間での帯電泳動粒子１００の移動を防止する機能を併せ持っている。
【００２８】
また、第２基板１０上には第１電極２０が、また隔壁４０には第１電極２０と異なる電圧が印加される第２電極３０が形成されており、これら第１及び第２電極２０，３０によって帯電泳動粒子１００の空間分布を制御する電場を形成することにより、帯電泳動粒子１００を第１電極２０と第２電極３０との間で水平方向に移動させることができる。
【００２９】
なお、図１において、５０は第２基板１０上に形成され、第１電極２０を被覆する第１被覆層、６０は第２電極３０を被覆する第２被覆層、８０は第１電極２０に対向して第１基板７０側に設けられ、帯電泳動粒子１００の移動の際、分散媒中に発生するカウンターイオンを引きつける透明な第３電極、９０は第３電極８０を被覆する第３被覆層である。
【００３０】
そして、帯電泳動粒子１００と、分散媒１１０とを構成要素に含む表示媒体は、第１〜第３被覆層５０，６０，９０により内壁面が形成されている空間内に充填されている。また、基板１０，７０に挟持された表示媒体以外の構造が、封止構造体に対応する。
【００３１】
また、図１において、１２０は第１被覆層５０の表面の、帯電泳動粒子１００が集合する第１集合面、１３０は第２被覆層６０の表面の、帯電泳動粒子１００が集合する第２集合面である。なお、図１では、この他の表示素子構成要素（例えば、電極間に電気信号を印加する電気信号印加手段や、各空間に対して配置した薄膜トランジスタＴＦＴなど）は省略している。
【００３２】
ところで、本実施の形態にかかる電気泳動表示素子は、帯電泳動粒子１００の分布状態を表示状態に反映させるものであり、例えば図１の右側の空間を備えた画素では、帯電泳動粒子１００が第１集合面１２０上の面内方向に積層集合している状態となっており、この状態の画素（空間領域）を第１基板７０側から観察すれば、この画素は帯電泳動粒子１００の色を呈している様に見える。ここで、帯電泳動粒子１００が黒色ならば、観察者には黒色に見える。
【００３３】
また、図１の左側の画素では、帯電泳動粒子１００が第２集合面１３０上の面内方向に積層集合している状態を示しており、この画素（空間領域）を第１基板７０側から観察すれば、この画素は第１電極３０の電極面又は第１被覆層５０の色を呈している様に見える。ここで、第１電極３０の電極面又は第１被覆層５０が白色ならば、観察者には白色に見える。
【００３４】
一方、表示状態を変化させるには、帯電泳動粒子１００を第１基板７０上、又は第２基板１０上で変位させ、帯電泳動粒子１００の分布状態を変化させれば良い。例えば、第１電極２０と第２電極３０との間へ電気信号を印加することにより、帯電泳動粒子１００を電気泳動力で変位させる事ができる。
【００３５】
ところで、本実施の形態において、第１及び第２集合面１２０，１３０は、帯電泳動粒子１００とは逆の極性で帯電しており、また第１及び第２被覆層５０，６０と共に内壁面を構成する他の被覆層である第３被覆層９０は帯電泳動粒子１００と同じ極性で帯電している。
【００３６】
そして、このように第１及び第２集合面１２０，１３０が、帯電泳動粒子１００と逆極性で帯電することにより、電気泳動等の何らかの駆動力により集合面上に集合した帯電泳動粒子１００には、帯電している第１及び第２集合面１２０，１３０より静電引力が作用し、これにより帯電泳動粒子１００の積層状態が維持される。
【００３７】
ここで、このような極性の第１及び第２集合面１２０，１３０の帯電、及び第３被覆層９０の帯電は、第１及び第２電極２０，３０と第１及び第２被覆層５０，６０との接触、及び第３電極８０と第３被覆層９０との接触、或は第１〜第３被覆層５０，６０，９０と表示媒体中の不図示の添加剤との接触により生じるものである。また、その帯電の大きさは、電極間に電圧を印加していない状態においても集合した帯電泳動粒子１００の集合状態を保持できる大きさである。
【００３８】
従って、電極間への電気信号印加を解除した状態においても、第１及び第２集合面１２０，１３０及び非集合面である第３被覆層９０の帯電状態は維持されるため、集合面上に集合した帯電泳動粒子１００には静電引力が作用し続けるようになる。この結果、この集合状態を解除するための電気信号が第１及び第２電極間に印加されるまで、この集合状態は維持される事になる。
【００３９】
また、帯電している第１及び第２集合面１２０，１３０と帯電泳動粒子１００との間に働く引力は、一般的に集合面１２０，１３０の帯電量と帯電泳動粒子１００の帯電との積に比例するものであり、これら集合面１２０，１３０と帯電泳動粒子１００の間の距離には依存しない。即ち、集合面１２０，１３０と帯電泳動粒子１００との間の静電引力は、既述した鏡像力とは異なり、両者間の距離の二乗に反比例して減衰する事はない。
【００４０】
従って、集合面上に集合した帯電泳動素子１００の集団は、例えば分散媒１１０の流動等の外乱に対して安定である。また、静電力は引力であるので、帯電泳動粒子１００の積層状態が変形しようとしても、静電力が復元力として作用する。
【００４１】
次に、電極と被覆層の材料について説明する。
【００４２】
既述したように、集合面上に積層集合させた帯電泳動粒子１００の集団には、帯電している集合面１２０，１３０からの静電引力が作用し、この静電引力により集合面上の帯電泳動粒子１００の積層構造が維持される。この状態は、表示状態を変化させるための電気信号が第１電極２０と第２電極３０間に印加されるまで維持される。
【００４３】
ここで、本実施の形態においては、このように集合面上における帯電泳動粒子１００の積載集合状態を維持できるよう集合面１２０，１３０を帯電させることができれば、電極材料と被覆材料に特に制限はない。ただし、表示面側に配置する第３電極７０は、表示を阻害しないよう既述したように透明性が必要である。
【００４４】
また、集合面等の帯電方法に特に制限はないが、その一つの方法としては、集合面等に対応する第１〜第３被覆層５０，６０，９０と電気泳動表示素子を構成する他の構成要素、例えば第１〜第３電極２０，３０，８０や分散媒中に存在している不図示の添加剤との接触時に発生する両物体間における電荷移動を利用する方法をあげる事ができる。そして、このような電荷移動を利用することにより、相対的に電子受容性の大きい方の物質をマイナス帯電させることができる。
【００４５】
ここで、集合面１２０，１３０の帯電が第１及び第２電極２０，３０と、これら電極２０，３０に対する第１及び第２被覆層５０，６０との接触によるものである場合、第１及び第２電極２０，３０と第１及び第２被覆層５０，６０は以下の条件を満たす事が好ましい。
【００４６】
帯電泳動粒子１００がマイナス帯電の場合には、集合面１２０，１３０（被覆層５０，６０）をプラスに帯電させるよう電極２０，３０の電子受容性を被覆層５０，６０の電子受容性よりも大きくする。この場合、被覆層５０，６０から電極２０，３０側に電荷が移動し、これにより集合面１２０，１３０（被覆層５０，６０）はプラスに帯電する。例えば、電極２０，３０の材料がアルミニウムで、被覆材料がポリアミド１１、ポリアミド６６、ポリメチルメタクリレート等の場合、被覆層５０，６０はプラスに帯電する。
【００４７】
一方、帯電泳動粒子１００がプラス帯電の場合には、集合面１２０，１３０（被覆層５０，６０）をマイナスに帯電させるよう電極２０，３０の電子受容性を被覆層５０，６０の電子受容性よりも小さくする。この場合、第２電極２０，３０から被覆層５０，６０側に電荷が移動し、これにより集合面１２０，１３０（被覆層５０，６０）はマイナスに帯電する。例えば、電極２０，３０の材料がアルミニウムで、被覆材料がポリスチレン、エポキシ樹脂等の場合、被覆層５０，６０はマイナスに帯電する。
【００４８】
同様に、集合面以外の内壁面の帯電が、第３電極７０と第３被覆層９０との接触によるものである場合、第３電極７０と第３被覆層９０は、以下の条件を満たす事が好ましい。
【００４９】
帯電泳動粒子１００がマイナス帯電の場合には、第３被覆層９０をマイナスに帯電させるよう第３電極７０の電子受容性を第３被覆層９０の電子受容性よりも小さくする。この場合、第３電極７０から第３被覆層９０に電荷が移動し、これにより第３被覆層９０はマイナスに帯電する。
【００５０】
また、帯電泳動粒子１００がプラス帯電の場合には、第３被覆層９０をプラスに帯電させるよう第３電極７０の電子受容性を第３被覆層９０の電子受容性よりも大きくする。この場合、第３被覆層９０から第３電極７０側に電荷が移動し、これにより第３被覆層９０はプラスに帯電する。
【００５１】
これに対して、集合面１２０，１３０の帯電が第１及び第２被覆層５０，６０と添加剤との接触によるものである場合には、被覆層５０，６０と添加剤は以下の条件を満たす事が好ましい。
【００５２】
帯電泳動粒子１００がマイナス帯電の場合には、集合面１２０，１３０（被覆層５０，６０）をプラスに帯電させるよう被覆層５０，６０の電子受容性を添加剤の電子受容性よりも小さくする。この場合、被覆層５０，６０側から添加剤に電荷が移動し、これにより被覆層５０，６０はプラスに帯電する。また、帯電泳動粒子１００がプラス帯電の場合には、被覆層５０，６０の電子受容性を添加剤の電子受容性よりも大きくする。この場合、添加剤から被覆層５０，６０側に電荷が移動し、これにより被覆層５０，６０はマイナスに帯電する。
【００５３】
同様に、集合面以外の帯電領域の帯電が、第３被覆層９０と添加剤との接触によるものである場合、第３被覆層９０と添加剤は、以下の条件を満たす事が好ましい。
【００５４】
帯電泳動粒子１００がマイナス帯電の場合、第３被覆層９０の電子受容性を添加剤の電子受容性よりも大きくする。この場合、添加剤より被覆層側に電荷が移動し、これにより第３被覆層９０はマイナスに帯電する。また、帯電泳動粒子１００がプラス帯電の場合、第３被覆層９０の電子受容性を添加剤の電子受容性よりも小さくする。この場合、第３被覆層９０より第３電極側に電荷が移動し、これにより第３被覆層９０はプラスに帯電する。
【００５５】
例えば、第３被覆層９０が長鎖アルキルメタクリレート系材料で、添加剤が−ＣＯＯＨ含有材料の場合、第３被覆層９０はプラスに帯電し、第３被覆層９０がフッ素系材料で、添加剤が−ＮＨ２含有材料の場合、第３被覆層９０はマイナスに帯電する。
【００５６】
なお、本実施の形態において、分散媒１１０に加える添加剤としては、少なくとも帯電泳動粒子１００の帯電を制御するための帯電制御剤が含まれており、このような帯電制御剤としては、コハク酸イミド、モノアゾ染料の金属錯塩やサリチル酸や有機四級アンモニウム塩やニグロシン系化合物やカルボキシル基を有する合成ゴムなどを用いると良い。
【００５７】
なお、本実施の形態に係る電気泳動表示素子を構成する他の構成部材の材料等は、以下の通りである。
【００５８】
分散媒１１０は絶縁性流体であれば良く、例えばイソパラフィン（例えば、商品名がアイソパーのエクソン社製の流体）、シリコーンオイル及びキシレン、トルエン等の有機溶媒を挙げることができる。
【００５９】
また、帯電泳動粒子１００は、所望の表示を行う事ができれば、特に材料や粒子サイズや粒子の色等に制限はなく、着色されていて絶縁性液体中で正極性又は負極性の良好な帯電特性を示す材料が好ましい。例えば、各種の無機顔料や有機顔料やカーボンブラック、或いは、それらを含有させた樹脂を使用すると良い。さらに、粒子の平均粒径は通常０．０１〜５０μｍ程度のものを使用できるが、好ましくは、０．１〜１０μｍ程度のものを用いる。
【００６０】
また、基板１０，７０の種類には、特に制限はなく、例えばポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリカーボネート（ＰＣ）等の柔らかい基板や、ガラス、石英等の硬い基板も使用できる。なお、表示面側に配置される第１基板７０は、透明である必要がある。
【００６１】
以上述べたように、第１及び第２被覆層５０，６０の表面の、帯電泳動粒子１００が集合する集合面１２０，１３０を、第１及び第２被覆層５０，６０と第１及び第２電極２０，３０との間の電子受容性の差、または第１及び第２被覆層５０，６０と添加剤との間の電子受容性の差により帯電泳動粒子１００とは逆の極性に帯電させ、かつ電極間に電圧を印加していない状態においても集合した帯電泳動粒子１００の集合状態を維持できる大きさに帯電させることにより、表示コントラストの低下や表示画像の劣化の発生を防ぐことができる。
【００６２】
なお、これまでの説明においては、表示状態を変化させる際、電気泳動力により帯電泳動粒子１００を基板上で変位させるようにしたが、帯電泳動粒子１００を変位させる方法としては、例えば誘電泳動力、分散媒１１０の電気流体力学的な流動などを利用しても構わない。
【００６３】
また、これまでの説明においては、帯電泳動粒子１００は黒色で、第１電極２０の電極面（又は被覆層５０）は白色としたが、これに限定されるものではなく、例えば第１電極２０の電極面（又は被覆層５０）を適宜赤・緑・青色等に着色するとカラー表示も可能である。
【００６４】
さらに、これまでの説明においては、図１に示すように、第２基板１０側に第１電極２０を、また第２電極３０を隔壁４０の第２基板１０側に配置した例を示した。ここで、このように第１電極２０及び第２電極３０を配置することにより、これら第１及び第２電極２０，３０間に形成される電界は、帯電泳動粒子１００を第２基板１０の面内方向に大きく変位させるようになる。しかし、本発明は、これに限らず、所望の表示状態を形成できれば、例えば第２電極３０を第１基板７０側に設け、帯電泳動粒子１００を第２基板１０の法線方向に大きく変位させる電極構成でも構わない。
【００６５】
また、これまでの説明では、図１に示すように第１基板７０に第３電極８０を設けたが、本発明は、このような構成に限定されるものではなく、例えば図２に示すように、第３電極を配置していない構成としてもよい。
【００６６】
ここで、このように第３電極を含まない場合でも、集合面以外における内壁面への帯電付与に２物体間での電荷移動を利用する事ができる。例えば、集合面以外で帯電させたい領域の内壁面を構成する第３被覆層９０を２層構成にし、これらの層間で電荷を移動させて帯電させる事ができる。あるいは、第３被覆層９０を、添加剤との接触により、帯電させる事ができる。
【００６７】
また、図１及び図２では、第２被覆層６０は、第１電極２０上の集合面１２０上をコートしていないが、例えば図３及び図４に示すように、第２被覆層６０が、第１電極２０上の集合面１２０上にまで拡がっていても構わない。
【００６８】
次に、実施例に沿って本発明を更に詳細に説明する。
【００６９】
（実施例１）
本実施例１においては、図１に示す構成の電気泳動表示素子を作成した。なお、この電気泳動表示素子の１画素の大きさは１００μｍ×１００μｍであり、各画素は、隔壁４０により囲まれている。ここで、隔壁４０は格子状であり、幅８μｍ、高さ２０μｍである。また、この隔壁４０の表面には全画素の共通電極である第２電極３０が成膜されており、この第２電極３０は第２被覆層６０でコートされている。
【００７０】
次に、本実施例１に係る電気泳動表示素子の製造方法を説明する。
【００７１】
先ず、公知のフォトリソグラフィー法を用いて、図５の（ａ）に示すようにステンレス製の第２基板１０上に、不図示のスイッチング素子、アルミニウムからなる第１電極２０、エポキシ樹脂からなる第１被覆層５０を形成する。
【００７２】
次に、第１被覆層５０上に、公知のリソグラフィー法を用いて図５の（ｂ）に示すように隔壁４０を形成し、この隔壁４０の表面に真空蒸着法によりチタンからなる第２電極３０を成膜する。この後、図５の（ｃ）に示すように第２電極３０の表面に、エポキシ樹脂からなる第２被覆層６０を形成する。次に、第１被覆層５０と隔壁４０が形成する空隙部に、分散媒１１０と、帯電泳動粒子１００と、添加剤の混合物である粒子分散液を充填する。
【００７３】
なお、本実施例では、分散媒１１０として炭化水素系溶媒（商品名：アイソパー、エクソン社製）を用いる。なお、この分散媒１１０には、帯電泳動粒子１００の帯電を安定化させるためのゴム誘導体（商品名：クラプレンＬＩＲ４１０  クラレ社製）を添加濃度０．８ｗｔ％で添加する。また、帯電泳動粒子１００としては、平均粒径１〜２μｍ程度であるカーボンブラック含有のポリスチレン−ポリメチルメタクリレート共重合体樹脂からなるポリマービーズを使用する。なお、実施例における帯電泳動粒子１００は、プラス帯電している。
【００７４】
次に、空隙部に粒子分散液を充填した後、透明な第１基板７０を隔壁４０上に設置し、分散媒１１０等を密閉することにより、図１に示す構成の電気泳動表示素子を作成する。なお、本実施例で用いる第１基板７０はＰＥＴであり、その表面にはＩＴＯからなる第３電極８０を設けてあり、この第３電極８０の表面はエポキシ樹脂の第３被覆層９０でコートされている。なお、この第３被覆層９０は、分散媒１１０に接触している。
【００７５】
そして、このようにして作成された電気泳動表示素子の画素を光学顕微鏡で観察すると、第１及び第２集合面１２０，１３０に帯電泳動粒子１００が引き寄せられていく様子が観察された。これは、第１及び第２集合面１２０，１３０に対応する第１及び第２被覆層５０，６０が、帯電泳動粒子１００に対して反対の極性に帯電しているためである。また、第３被覆層９０には、帯電泳動粒子１００は引き寄せられていく現象は観察されなかった。これは、第３被覆層９０が、帯電泳動粒子１００と同じ極性で帯電しているからである。
【００７６】
次に、このようにして作成された電気泳動表示素子に不図示の駆動部等を接続して電気泳動表示装置を作製し、この後、この電気泳動表示装置の第１電極２０を接地し、第２電極３０に＋１５Ｖと−１５Ｖを１ヘルツの周期で交互に印加した。この結果、黒表示状態と白表示状態が交互に出現した。
【００７７】
次に、表示状態の保持性について観察するよう第２電極３０への＋１５Ｖ印加を１００ミリ秒以内に解除して黒表示状態を観察したが、黒表示状態の劣化は観察されなかった。同様に、第２電極３０への−１５Ｖ印加を１００ミリ秒以内に解除して白表示状態を観察したが、白表示状態の劣化は観察されなかった。なお、各状態における帯電泳動粒子１００を光学顕微鏡で観察したところ、積層状態を維持している事が確認できた。
【００７８】
更に、表示状態の外乱に対する安定性を観察するよう白表示を示している状態の素子を１ｍの高さから１０回落下させたが、白表示状態の劣化は観察されなかった。同様に、黒表示を示している状態の素子を１ｍの高さから１０回落下させたが、黒表示状態の劣化は観察されなかった。なお、各状態における帯電泳動粒子を観察したところ、積層状態を維持している事が確認できた。
【００７９】
またさらに、表示状態の素子を曲げたり元の平面状の状態に戻す操作を１０回繰り返したが、白表示及び黒表示の劣化は観察されなかった。
【００８０】
（実施例２）
本実施例２においては、第３電極を備えていない図２に示す電気泳動表示素子を作成した。なお、本実施例における電気泳動表示素子の製造過程は、空隙部に表示媒体を充填するまでは、既述した実施例１と同じである。そして、表示媒体の充填後、ポリメチルメタアクリレートからなる第３被覆層９０が設けられた第１基板７０を隔壁４０上に設置し、分散媒１１０等を密閉する。なお、本実施例で用いる第１基板７０はＰＥＴであり、第３被覆層９０は分散媒１１０に接触している。
【００８１】
そして、このようにして作成された電気泳動表示素子の画素（空隙部）を光学顕微鏡で観察すると、第１及び第２集合面１２０，１３０には帯電泳動粒子１００が引き寄せられている様子が観察された。これは、第１及び第２集合面１２０，１３０に対応する第１及び第２被覆層５０，６０が、帯電泳動粒子１００に対して反対の極性に帯電しているためである。また、第３被覆層９０には、帯電泳動粒子１００は引き寄せられていなかった。これは、第３被覆層９０が、帯電泳動粒子１００と同じ極性で帯電しているためである。
【００８２】
次に、このようにして作成された電気泳動表示素子に不図示の駆動部等を接続して電気泳動表示装置を作製し、この後、この電気泳動表示装置の第１電極２０を接地し、第２電極３０に＋１５Ｖと−１５Ｖを１ヘルツの周期で交互に印加した。この結果、黒表示状態と白表示状態が交互に出現した。
【００８３】
次に、表示状態の保持性について観察するよう第２電極３０への＋１５Ｖ印加を１００ミリ秒以内に解除して素子の黒表示状態を観察したが、黒表示状態の劣化は観察されなかった。同様に、第２電極３０への−１５Ｖ印加を１００ミリ秒以内に解除して素子の白表示状態を観察したが、白表示状態の劣化は観察されなかった。なお、各状態における帯電泳動粒子１００を光学顕微鏡で観察したところ、積層状態を維持している事が確認できた。
【００８４】
更に、表示状態の外乱に対する安定性を観察するよう白表示を示している状態の素子を１ｍの高さから１０回落下させたが、白表示状態の劣化は観察されなかった。同様に、黒表示を示している状態の素子を１ｍの高さから１０回落下させたが、黒表示状態の劣化は観察されなかった。なお、各状態における帯電泳動粒子１００を観察したところ、積層状態を維持している事が確認できた。
【００８５】
またさらに、表示状態の素子を曲げたり元の平面状の状態に戻す操作を１０回繰り返したが、白表示及び黒表示の劣化は観察されなかった。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態に係る粒子移動型表示素子の一例である電気泳動表示素子の概略構成を示す図。
【図２】上記電気泳動表示素子の他の構成を示す図。
【図３】上記電気泳動表示素子の他の構成を示す図。
【図４】上記電気泳動表示素子の他の構成を示す図。
【図５】上記電気泳動表示素子の製造方法を説明する図。
【図６】従来の電気泳動表示素子における帯電泳動粒子の積層状態等を模式的に説明する図。
【図７】従来の電気泳動表示素子における帯電泳動粒子の他の積層状態を模式的に説明する図。
【符号の説明】
【００８７】
１０        第２基板
２０        第１電極
３０        第２電極
４０        隔壁
５０        第１被覆層
６０        第２被覆層
７０        第１基板
８０        第３電極
９０        第３被覆層
１００      帯電泳動粒子
１１０      分散媒
１２０      第１集合面
１３０      第２集合面
【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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