(57)【要約】【課題】  長期的に安定した中間調表示を可能にす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基板３及び第２基板４の一方の基板側に、着色帯電磁性粒子２の第１基板３及び第２基板４の他方の基板側への移動を磁力により規制する磁性部材１０を設け、かつこの磁性部材１０を一方の基板側の電極に沿って段階的に異なった磁界を発生させるように構成することにより、一方の基板側に集められ、第１電極５及び第２電極６の間に生じる電界による静電気力を受けた着色帯電磁性粒子２のうち、着色帯電磁性粒子２と磁性部材１０の間に働く磁力よりも大きい静電気力を受けた着色帯電磁性粒子２を他方の基板側に移動させる。【選択図】      図1
2006243154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隙を設けて配置された第１基板及び第２基板の間に着色帯電磁性粒子を配し、前記着色帯電磁性粒子を、前記間隙に面して配置された第１電極及び第２電極の間に生じる電界により間隙内を移動させて画像を表示させる粒子移動型表示素子において、
前記第１基板及び第２基板の一方の基板側に、前記着色帯電磁性粒子の前記第１基板及び第２基板の他方の基板側への移動を磁力により規制し、かつ前記第１電極及び第２電極のうちの一方の基板側の電極に沿って段階的に異なった磁界を発生させるように構成された磁性部材を設け、
前記一方の基板側に集められ、前記第１電極及び第２電極の間に生じる電界による静電気力を受けた着色帯電磁性粒子のうち、前記着色帯電磁性粒子と前記磁性部材の間に働く磁力よりも大きい静電気力を受けた着色帯電磁性粒子を前記他方の基板側に移動させることを特徴とする粒子移動型表示素子。
【請求項２】
前記磁性部材は、前記一方の基板側の電極に沿う方向に複数並設され、かつ前記一方の基板側の電極に沿う方向の長さが段階的に異なるように形成されてい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】
前記磁性部材は、前記一方の基板側の電極に沿う方向に複数並設され、かつ前記一方の基板側の電極に沿う方向の間隔が段階的に異なるように形成されてい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４】
前記磁性部材は、前記一方の基板側の電極の法線方向の長さが段階的に異なるように形成されてい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５】
前記磁性部材は、前記一方の基板側の電極に沿う方向で段階的に異なった磁気特性を有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６】
前記着色帯電磁性粒子が外部磁場非印加時には磁化がほぼ０であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の粒子移動型表示素子。
【請求項７】
前記第１基板及び第２基板の間隙に絶縁性液体が充填され、前記着色帯電磁性粒子は前記絶縁性液体中に分散されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の粒子移動型表示素子。
【請求項８】
前記第１基板及び第２基板の間隙を保持する隔壁を設け、前記隔壁に前記第１電極及び第２電極のうちの他の電極を設けたことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の粒子移動型表示素子。
【請求項９】
前記請求項１乃至８の何れか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、着色帯電磁性粒子を移動させて表示を行う粒子移動型表示素子及び粒子移動型表示装置に関し、特に着色帯電磁性粒子の移動を規制する磁性部材を備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の発達に伴い、低消費電力且つ薄型の表示装置のニーズが増しており、このニーズに合わせた表示装置の研究、開発が盛んに行われている。中でも低消費電力、視覚への負担軽減などの観点から反射型表示装置が期待されている。
【０００３】
ここで、このような反射型表示装置の一例として、着色帯電磁性粒子を移動させて表示を行う粒子移動型表示装置があり、このような粒子移動型表示装置としては、絶縁性液体中の帯電泳動粒子を移動させて表示を行う電気泳動表示装置がある。さらに、このような電気泳動表示装置として、例えば着色帯電磁性粒子の移動を規制する磁性部材を備えた電気泳動表示素子を備えた装置が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、このような従来の磁性部材を用いた電気泳動表示素子は、図７に示すように、磁性体を含有する帯電した着色帯電磁性粒子６２及び着色帯電磁性粒子６２と異なった色の着色色素が溶解された絶縁性液体６１からなる分散層と、分散層を内包するマイクロカプセル６７と、このマイクロカプセル６７を挟んで対峙する一組の電極６５，６６と、一組の基板６３，６４と、一方の基板中に形成された磁性部材６８とを備えている。
【０００５】
なお、このような電気泳動表示素子において表示を行う際には、電極６５，６６を介して分散層に電圧を印加し、着色帯電磁性粒子６２を粒子自身が持つ電荷と反対極性の電極に引き寄せるようにする。そして、表示は、この着色帯電磁性粒子６２の色と、着色帯電磁性粒子６２の色相と異なる着色色素が溶解された絶縁性液体６１の色によって行われる。
【０００６】
例えば、図７の（ｂ）に示すように着色帯電磁性粒子６２を第１電極６５側に集めた状態で、第１電極６５を正極に、第２電極６６を負極にした場合、第１電極６５と第２電極６６との間の電界によって発生する静電気力が、磁性部材６８と着色帯電磁性粒子６２との間に働く磁力よりも大きい場合は、図７の（ａ）に示すように正電荷の着色帯電磁性粒子６２が第２電極６６側に移動する。このとき、観測者（第２基板６４側）からは、着色帯電磁性粒子６２の色が表示される。
【０００７】
逆に、図７の（ａ）に示すように着色帯電磁性粒子６２を第２電極側に集めた状態で、第１電極６５を負極に、第２電極６６を正極にした場合、図７の（ｂ）に示すように正電荷の着色帯電磁性粒子６２が第１電極６５側に移動する。このとき、観測者（第２基板６４側）からは、絶縁性液体６１内に含まれる着色色素の色が表示される。
【０００８】
なお、第１電極６５と第２電極６６との間の電界によって発生する静電気力が、磁性部材６８と着色帯電磁性粒子６２との間に働く磁力よりも小さい場合は、着色帯電磁性粒子６２は電圧印加以前の位置を維持する。つまり、着色帯電磁性粒子６２は、磁性部材６８と着色帯電磁性粒子６２との間に働く磁力に相当するしきい値を有し、このしきい値を超える大きさの静電気力が加えられた場合に、着色帯電磁性粒子６２は移動することができる。
【０００９】
【特許文献１】ＷＯ０２／０９３２４５  Ａ１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、このような従来の電気泳動表示素子においては、全ての着色帯電磁性粒子６２のしきい値に対応するしきい値電圧は同一であった。このため、中間調表示を行う際には、着色帯電磁性粒子６２が一対の電極間を完全に移動することができる電圧よりも低く、しきい値電圧よりも高い電圧を印加することによって、中間調表示を行っていた。
【００１１】
ところが、この場合、図７の（ｃ）に示すように着色帯電磁性粒子６２はマイクロカプセル６７表面に付着せずに絶縁性液体６１中で分散することになる。ここで、このように着色帯電磁性粒子６２を絶縁性液体６１中で分散させた状態で、着色帯電磁性粒子６２の位置を固定し、長期間にわたって中間調の表示状態を維持するためには、着色帯電磁性粒子６２と絶縁性液体６１の比重を一致させる必要があった。
【００１２】
このためには、着色帯電磁性粒子６２の比重を下げる、或いは絶縁性液体６１の比重を上げる必要があるが、特に、磁性部材を含有する着色帯電磁性粒子６２を用いる場合には、絶縁性液体６１に対して着色帯電磁性粒子６２の重量が重くなるため、絶縁性液体６１と着色帯電磁性粒子６２との比重を一致させるためには材料の選択幅が非常に狭くなるという問題があった。
【００１３】
そこで、本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、長期的に安定した中間調表示を可能にす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】
【００１４】
本発明は、間隙を設けて配置された第１基板及び第２基板の間に着色帯電磁性粒子を配し、前記着色帯電磁性粒子を、前記間隙に面して配置された第１電極及び第２電極の間に生じる電界により間隙内を移動させて画像を表示させる粒子移動型表示素子において、前記第１基板及び第２基板の一方の基板側に、前記着色帯電磁性粒子の前記第１基板及び第２基板の他方の基板側への移動を磁力により規制し、かつ前記第１電極及び第２電極のうちの一方の基板側の電極に沿って段階的に異なった磁界を発生させるように構成された磁性部材を設け、前記一方の基板側に集められ、前記第１電極及び第２電極の間に生じる電界による静電気力を受けた着色帯電磁性粒子のうち、前記着色帯電磁性粒子と前記磁性部材の間に働く磁力よりも大きい静電気力を受けた着色帯電磁性粒子を前記他方の基板側に移動させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のように、第１基板及び第２基板の一方の基板側に、着色帯電磁性粒子の第１基板及び第２基板の他方の基板側への移動を磁力により規制する磁性部材を設け、かつこの磁性部材を一方の基板側の電極に沿って段階的に異なった磁界を発生させるように構成することにより、一方の基板側に集められ、第１電極及び第２電極の間に生じる電界による静電気力を受けた着色帯電磁性粒子のうち、着色帯電磁性粒子と磁性部材の間に働く磁力よりも大きい静電気力を受けた着色帯電磁性粒子を他方の基板側に移動させることができる。これにより、着色帯電磁性粒子が絶縁性液体中で分散することがなくなり、長期的に安定した中間調表示が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
図１は、本発明の第１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表示側の第２基板４及び後方側の第１基板３と、これらの基板３，４の間隙を形成するための隔壁９と、基板３，４と隔壁９に囲まれた空間内に配置された絶縁性液体１と、絶縁性液体１に分散された複数の着色された着色帯電磁性粒子２と、を備えている。
【００１８】
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９は隣接する画素間での着色帯電磁性粒子２の移動を防止する機能を併せ持っている。
【００１９】
また、第１電極５は第１基板３の第２基板4に対向する面上に配置されており、この第１電極５によって表示の１単位、即ち画素が画定される。そして、この第１電極５の表面は第１絶縁層７によって被覆されている。
【００２０】
一方、第１電極５と異なる極性の電圧が印加される第２電極６は第２基板４に配置されている。そして、この空間（間隙）に面して配置された第１電極５と第２電極６との間で、磁性体を含有した着色帯電磁性粒子２の空間分布を制御する電場を形成することによって、着色帯電磁性粒子２を、第１電極５と第２電極６との間を移動させるようにしている。なお、この第２電極６の表面は絶縁層８によって被覆されている。
【００２１】
さらに、絶縁性液体１及び着色帯電磁性粒子２からなる分散層近傍には、着色帯電磁性粒子２に対して第１電極５に沿った方向である電極面内方向で段階的に異なった磁力を加える複数の磁性部材１０が電極面内方向に並設されている。ここで、この磁性部材１０は、第１基板３上、第１電極５上、第１絶縁層７上、或いはそれらの内部等に配置することができる。また、この磁性部材１０は観測者から絶縁性液体１及び着色帯電磁性粒子２が観測可能であれば、第２基板４、第２電極６、第２絶縁層８、或いはそれらの内部等に配置することができる。
【００２２】
ところで、このような構成の電気泳動表示素子は、絶縁性液体１中で着色帯電磁性粒子２を、第１電極５及び第２電極６間に電圧を印加することにより第１電極５及び第２電極６間を移動させることによって表示を行うものであり、例えば絶縁性液体１として、着色帯電磁性粒子２と異なった着色色素が溶解された絶縁性液体１を使用することによって、白黒表示等の２色表示を実現することができる。
【００２３】
また、磁性部材１０の電極面内方向の大きさ（長さ）を段階的に変化させることにより、着色帯電磁性粒子２に対して電極面内方向で段階的に異なった磁力を加えることができる。そして、このように着色帯電磁性粒子２に対して段階的に異なった磁力を加えることにより、電極間に電圧を印加し、着色帯電磁性粒子２に対して段階的に加えられている磁力の最大値よりも小さい静電気力を働かせた場合、静電気力よりも小さい磁力を加えられている着色帯電磁性粒子２のみが電極間を泳動し、この結果、中間調の表示が可能となる。
【００２４】
つまり、本実施の形態においては、磁性部材１０の電極面内方向の大きさを段階的に変化させることにより、着色帯電磁性粒子２に対して電極面内方向で段階的に異なった磁力を加えると共に、電極間に、このような磁性部材１０により加えられる磁力の最大値よりも小さい静電気力を加えることのできる電圧を印加することにより、静電気力よりも小さい磁力を加えられている着色帯電磁性粒子２のみを泳動させることができる。
【００２５】
次に、このような構成の電気泳動表示素子の表示方法について説明する。なお、以下の説明において、着色帯電磁性粒子２と異なった色に着色された絶縁性液体１中の着色帯電磁性粒子２は、正に帯電しているとする。
【００２６】
ここで、第２電極６を正極に、第１電極５を負極にして、着色帯電磁性粒子２に静電気力を働かせると、図２の（ａ）に示すように正電荷の着色帯電磁性粒子２は第１電極５上に集められ、着色帯電磁性粒子２は第１絶縁層７に付着する。このとき、観測者（第２基板４側）からは、着色帯電磁性粒子２と異なった色に着色された絶縁性液体１の色が観測される。
【００２７】
一方、図２の（ａ）に示すように着色帯電磁性粒子２を第１絶縁層７上に付着させた状態で、第１電極５及び第２電極６に印加する電圧の極性を変えて、着色帯電磁性粒子２に対して、第１絶縁層７上で着色帯電磁性粒子２と磁性部材１０の間に働く磁力の最大値よりも大きな静電気力を働かせた場合、図２の（ｂ）に示すように着色帯電磁性粒子２は第２電極６側に移動し、第２絶縁層８が着色帯電磁性粒子２で覆われる。このとき、観測者（第２基板４側）からは、着色帯電磁性粒子２の色が観測される。
【００２８】
ここで、例えば着色帯電磁性粒子２の色を白色にし、絶縁性液体１の色を黒色とすれば、白黒表示が可能となる。また、複数の色相（例えば、イエロー、シアン、マゼンタ等）に着色した絶縁性液体１、或いは着色帯電磁性粒子２、或いは基板３，４上に新たにカラーフィルターを設けることによって、カラー表示も可能となる。
【００２９】
ところで、中間調を表示する場合には、例えば図２の（ａ）に示すように着色帯電磁性粒子２を第１絶縁層７上に付着させた状態で、第１電極５を正極に、第２電極６を負極にすると共に、第１電極５と第２電極６に加える電圧を、着色帯電磁性粒子２に対して段階的に加えられている磁力の最大値よりも小さい静電気力を働かせるような大きさにするようにしている。
【００３０】
そして、このような大きさの電圧を第１電極５と第２電極６に印加した場合、静電気力よりも小さい磁力を加えられている磁性部材１０の、電極面内方向の大きさが小さい両側部分に臨む着色帯電磁性粒子２のみが電極間を泳動し、第２電極６側に移動する。なお、静電気力よりも大きな磁力が加えられている磁性部材１０の、電極面内方向の大きさが大きい中央部分に臨む着色帯電磁性粒子２は泳動しない。
【００３１】
この結果、図２の（ｃ）に示すように、全ての着色帯電磁性粒子２が第１絶縁層７、或いは第２絶縁層８に付着する。そして、このように全ての着色帯電磁性粒子２を第１絶縁層７、或いは第２絶縁層８に付着させることにより、絶縁性液体１中に分散した着色帯電磁性粒子２をなくすことができ、この結果、明瞭で長期的に安定な中間調表示が可能となる。
【００３２】
なお、本実施の形態においては、磁性部材１０周辺で閉じた磁界を発生させるよう磁性部材１０をパターニングしており、このように磁性部材１０周辺で閉じた磁界を発生させることによって、電極面の法線方向で磁性部材１０と着色帯電磁性粒子２の間に働く磁力を急峻に減衰させることができる。これにより、一旦第１絶縁層７を離れて泳動を始めた着色帯電磁性粒子２は、磁力の減衰によって加速され、第２絶縁層８側に移動するようになる。
【００３３】
また、このように磁力の減衰を急峻にすることにより、泳動中の着色帯電磁性粒子２が電極面内方向に対する磁力の影響を受けないようにすることができ、これにより着色帯電磁性粒子２の、画素内で最も磁力が強い部分への偏在を防ぐことができる。
【００３４】
一方、着色帯電磁性粒子２と磁性部材１０との間に働く力の大きさは、磁性部材１０が発生する磁界の勾配と、着色帯電磁性粒子２の磁化の大きさで決まるため、着色帯電磁性粒子２の加速効果は、着色帯電磁性粒子２が外部磁場非印加時に磁化がほぼ０である構成をとることによって増大する。さらに、着色帯電磁性粒子２に外部磁場非印加時に磁化がほぼ０である特徴を持たせることによって、着色帯電磁性粒子２が磁化を有することによる、泳動中の着色帯電磁性粒子２の凝集を防ぐことができる。
【００３５】
つまり、着色帯電磁性粒子２に外部磁場非印加時に磁化がほぼ０である特徴を持たせることにより、電気泳動中の着色帯電磁性粒子２が、自己が磁化を持つことによって発生する磁力により凝集することを避けることができる。さらに、電気泳動中の磁界の減少によって磁化が減少することで、第１絶縁層７又は第２絶縁層８に付着している場合と、電気泳動している場合の磁力の差を大きくすることができ、これにより駆動電圧の増大を抑制することができると共に電気泳動速度を増大させることができる。
【００３６】
次に、このような構成の電気泳動表示素子の製造方法を説明する。なお、以下の説明では、マトリクス配置した画素のうち、一画素にのみ注目し、その製造プロセスを、図３を用いて説明する。
【００３７】
まず、図３の（ａ）に示すように、第１基板３上に導電性膜を成膜し、第１電極５とする。なお、第１基板３としては、ガラス、石英等の無機材料、或いはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート等のポリマー材料を使用することができる。
【００３８】
次に、図３の（ｂ）に示すように、第１電極５上に磁性部材１０を成膜すると共に、電極面内方向に段階的に変化した磁界を発生させることができるよう、磁性部材１０の電極面内方向の長さが段階的に変化するようにパターニングする。なお、磁性部材１０の材料としては、例えば、希土類―遷移金属アモルファス合金、貴金属―遷移金属合金など、或いは各種磁石材料を成膜する。
【００３９】
次に、図３の（ｃ）に示すように、磁性部材１０上に第１絶縁層７を形成する。なお、第１絶縁層７の材料としては、薄膜状でピンホールが形成しづらいものが良く、例えば、ポリイミド、ＰＥＴ、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等を使用できる。
【００４０】
次に、第１絶縁層７上に隔壁９を形成する。なお、隔壁９の材料としては、ポリマー樹脂等を使用する。また、隔壁９の形成にはどのような方法を用いても良く、例えば光感光性樹脂層を塗布した後、露光及びウエット現像を行う方法、或いは別に作製した隔壁を接着する方法等を用いることができる。
【００４１】
次に、図３の（ｄ）に示す、第２電極６と第２絶縁層８とを備えた第２基板を別途、製造する。ここで、第２電極６は第２基板４上に導電性膜を成膜して形成し、第２絶縁層８を第２電極６上に形成している。
【００４２】
なお、第２基板４の材料としては、光透過性の高い材料、例えば、ガラス、石英等の無機材料、或いはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート等のポリマー材料を使用することができる。また、第２電極６の材料としては、光透過性の高い材料、例えば、ＩＴＯ等を使用することができる。さらに、第２絶縁層８の材料としては、光透過性の高い材料で、且つピンホールが形成しづらいものが良く、例えば、ポリイミド、ＰＥＴ、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等を使用できる。
【００４３】
次に、隔壁９内に絶縁性液体１及び着色帯電磁性粒子２を充填する。また、必要に応じて、帯電制御材等を加える。なお、絶縁性液体１としては、シリコーンオイル等の絶縁性液体に染料を分散させた着色液体を用いる。また、着色帯電磁性粒子２としては、絶縁性液体１中で帯電しうる材料、例えばポリエチレン、ポリスチレン等の樹脂にマグネタイト、マグヘマイト等の磁性部材を内包させたものを使用する。さらに、必要に応じて磁性部材と一緒に顔料或いは染料を内包させた粒子を使用する。
【００４４】
次に、第２絶縁層８と隔壁９との接合面に接着層を形成した後、第１基板３と第２基板４の位置合せを行い、第２絶縁層８と隔壁９を接触させ、熱或いはＵＶ照射等により接着する。
【００４５】
これに、電圧印加手段（図示せず）を設けることにより、図３の（ｄ）に示すような電気泳動表示素子を備えた電気泳動表示装置を得る。以上の方法によって作製された電気泳動表示装置は、２値表示、カラー表示、さらに明瞭な中間調表示が可能である。
【００４６】
このように、第２電極６に沿って段階的に異なった磁界を発生させるよう磁性部材１０の電極面内方向の大きさを段階的に変化させることにより、第１基板側に集められ、電極間５，６に生じる電界による静電気力を受けた着色帯電磁性粒子のうち、着色帯電磁性粒子２と磁性部材１０の間に働く磁力よりも大きい静電気力を受けた着色帯電磁性粒子１０を第２基板側に移動させることができる。これにより、着色帯電磁性粒子２が絶縁性液体中で分散することがなくなり、長期的に安定した中間調表示が可能となる。
【００４７】
なお、これまでの説明においては、電極面内方向に段階的に異なった磁界を発生させるため、並設された磁性部材１０の電極面内方向の大きさ（長さ）を段階的に変化させるようにしたが、これ以外にも、例えば、連続して形成された、あるいは図４に示すように並設された磁性部材１０の電極面法線方向の大きさ（長さ）を段階的に変化させる、或いは図５に示すように並設された磁性部材１０の電極面内方向の長さは変えず、間隔を電極面内方向で段階的に変化させるようにしても良い。さらに、磁性部材１０として、電極面内に複数種類の異なった磁気特性を有する磁性部材１０を配置してもよい。
【００４８】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００４９】
図６は、本実施の形態に係る電気泳動型表示素子の概略構成を示す図であり、図６に示すように、この電気泳動表示素子は、隔壁５８の内部に第２電極５６を設置すると共に、絶縁性液体５１として透明な液体を用い、着色帯電磁性粒子５２を、画素底面に設置された第１電極５５と、隔壁５８の内部に設置された第２電極５６との間に電圧を印加することにより移動させ、表示を行うものである。なお、表示は着色帯電磁性粒子５２の色と、着色帯電磁性粒子５２とは異なった色に着色された絶縁層５７、或いは第１電極５５、或いは第１基板５３の色によって行われる。
【００５０】
さらに、第１電極面上には磁性部材５９が配置されており、このように磁性部材５９を配置することにより、着色帯電磁性粒子５２は、磁性部材５９との間に働く磁力に相当するしきい値を有することになる。
【００５１】
ここで、このような構成においては、第１電極５５の面内方向の異なった場所で電界が異なるため、第１電極５５面内方向の異なった場所での着色帯電磁性粒子５２の駆動電圧は異なる。
【００５２】
そして、この電界分布を考慮して、磁性部材５９と着色帯電磁性粒子５２との間に働く磁力を第１電極５５面内方向で段階的に変化させることによって、第１電極５５面内方向で異なった場所の着色帯電磁性粒子５２に適宜必要なしきい値を付与することができ、このしきい値を超える静電気力を受けた着色帯電磁性粒子５２を隔壁５８側に泳動させることができる。これにより、着色帯電磁性粒子２が絶縁性液体中で分散することがなくなり、長期的に安定した中間調表示が可能となる。
【００５３】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００５４】
まず、本実施例では、基板上にマトリクス配置した画素を有する電気泳動型表示装置として、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの平面寸法の第１基板上に単一画素を縦横１０００行×１０００列にマトリクス配置した装置を作製する。なお、以下の説明において、マトリクス配置した画素のうち、平面寸法が１００μｍ×１００μｍの一画素の製造プロセスを説明する。
【００５５】
まず、第１基板３であるガラス基板上に導電性膜としてＡｌ膜を成膜し、パターニングすることによって第１電極５とする（図３の（ａ）参照）。次に、その表面に磁性部材１０として膜厚２００ｎｍの強磁性を有するＴｂＦｅＣｏを成膜し、リフトオフ法を用いて、電極面内方向で着色帯電磁性粒子２の直径の０．１〜１倍まで段階的に異なった大きさを持たせてパターニングする（図３の（ｂ）参照）。
【００５６】
次に、磁性部材１０上に第１絶縁層７としてアクリル樹脂材（ＪＳＲ製Ｏｐｔｍｅｒ）をスピンコート法により塗布し、この後、隔壁９を形成する。なお、この隔壁９は感光性エポキシ樹脂からなる厚膜加工レジスト（東京応化工業製ＰＭＥＲ  Ｎ−ＣＡ２０００ＰＭＴ−１）をスピンコート塗布した後、フォトリソグラフィーを行うことによって高さ２０μｍ、幅５μｍの隔壁９を形成する（図３の（ｃ）参照）。
【００５７】
次に、外部磁場を印加してＴｂＦｅＣｏに電極面法線方向の着磁を施す。この後、第２基板４であるガラス基板上にＩＴＯを成膜し、第２電極６とする。さらに、その表面に第２絶縁層８としてアクリル樹脂（ＪＳＲ製Ｏｐｔｍｅｒ）をスピンコート法により塗布する（図３の（ｄ）参照）。
【００５８】
次に、第２絶縁層８と隔壁９との接合面にＵＶ硬化性の接着層を形成した後、隔壁９と第１絶縁層７とに囲まれた領域に絶縁性液体１及び着色帯電磁性粒子２を充填する。ここで、絶縁性液体１としては、シリコーンオイル中にアントラキノン系の黒色染料を分散させたものを使用し、着色帯電磁性粒子２としては、マグネタイト微粒子、及び酸化チタンの白色顔料粉末を内包させたポリスチレン粒子で、粒子径が５μｍ程度の粒子を使用する。なお、使用した着色帯電磁性粒子２は純粋な酸化チタンの色に近い白色である。
【００５９】
次に、第２絶縁層８と隔壁９の接着位置を合わせ、ＵＶ照射によって第２絶縁層８と隔壁９を貼り合せる（図３の（ｅ）参照）。
【００６０】
次に、このようにして製造した電気泳動型表示装置を用いて表示を行う。なお、本実施例で用いた白色の着色帯電磁性粒子２は、絶縁性液体１中で正に帯電していたため、電圧印加により負の電極へ移動する。
【００６１】
このため、例えば第２電極６を０Ｖとし、第１電極５を負極（−５Ｖ）とすると、正電荷の着色帯電磁性粒子２が第２絶縁層８を離れて第１絶縁層７側へ移動し、第１絶縁層７に分散して付着する（図２の（ａ）参照）。したがって観測者（第２基板４側）から見た表示面は絶縁性液体１の色である黒表示となる。
【００６２】
一方、電極に印加する電圧の極性を変えて、第２電極６を０Ｖとすると共に第１電極５を正極（＋１０Ｖ）とし、正電荷の着色帯電磁性粒子２に対して、電極面内で段階的に変化する磁力の最大値よりも大きな静電気力を働かせた場合、全ての着色帯電磁性粒子２が静電気力によって第１絶縁層７を離れて第２絶縁層８側へ移動し、第２絶縁層８に分散して付着し、第２絶縁層８が着色帯電磁性粒子２で覆われる（図２の（ｂ）参照）。このため、観測者（第２基板４側）から見た表示面は白表示となる。
【００６３】
また、着色帯電磁性粒子２を第１絶縁層７上に分散させた後、第２電極６を０Ｖとし、第１電極５を正極（＋８Ｖ）とすると、およそ半数の着色帯電磁性粒子２が静電気力によって第１絶縁層７を離れて第２絶縁層８へ移動し、第２絶縁層８に分散して付着し、第２絶縁層８のおよそ半分が着色帯電磁性粒子２で覆われる（図２の（ｃ）参照）。このため、観測者（第２基板４側）から見た表示面は中間調である灰色表示となる。
【００６４】
ここで、このとき着色帯電磁性粒子２は、泳動中に電極面内方向の磁力の影響を受けておらず、第２絶縁層８の着色帯電磁性粒子２で覆われた部分は、磁性部材１０と着色帯電磁性粒子２の間に働く力が電極面内方向に段階的に変化した磁力の最大値の半分以下である部分の真上部分となる。なお、全ての表示状態において、応答速度は３００ｍｓ以下である。
【００６５】
さらに、このような中間調表示後に電圧印加を止めて１時間放置した後も、着色帯電磁性粒子２の沈降等による表示状態の変化は観測されない。また、着色帯電磁性粒子２が外部磁場非印加時に有する磁化は飽和磁化の１０％以下であるため、泳動中の着色帯電磁性粒子２が凝集することはなく、良好な泳動が観測される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１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表示動作を説明する図。
【図３】上記電気泳動表示素子の製造方法を示す図。
【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他の構成を示す図。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る電気泳動表示素子の概略構成を示す図。
【図７】従来の電気泳動型表示素子の表示動作を説明する図。
【符号の説明】
【００６７】
１，５１      絶縁性液体
２，５２      着色帯電磁性粒子
３，５３      第１基板
４，５４      第２基板
５，５５      第１電極
６，５６      第２電極
７，５７      第１絶縁層
８            第２絶縁層
９，５８      隔壁
１０，５９    磁性部材
【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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