(57)【要約】【課題】  過渡現象におけるコントラストの低下を防止した、マイクロカプセル型の電気泳動装置と、この電気泳動装置を表示手段として用いた電子機器を提供する。【解決手段】  １対の電極と、この電極間に設けられ、電気泳動粒子と分散媒とからなる電気泳動分散液が封入されてなるマイクロカプセルと、マイクロカプセルを電極間に固定するバインダ層と、を備えた電気泳動装置である。電気泳動分散液における電気特性として、電気抵抗をＲｅｐとし、静電容量をＣｅｐとし、バインダ層における電気特性として、電気抵抗をＲｂとし、静電容量をＣｂとしたとき、各電気特性の比が次式、  ＲｂＣｂ≦ＲｅｐＣｅｐを満足するような電気泳動分散液、及びバインダ層から電気泳動装置は構成されている。【選択図】        図３
2006235013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の電極と、該電極間に設けられ、電気泳動粒子と分散媒とからなる電気泳動分散液が封入されてなるマイクロカプセルと、該マイクロカプセルを前記電極間に固定するバインダ層と、を備えた電気泳動装置において、
前記電気泳動分散液における電気特性として、電気抵抗をＲｅｐとし、静電容量をＣｅｐとし、
前記バインダ層における電気特性として、電気抵抗をＲｂとし、静電容量をＣｂとしたとき、
前記各電気特性の比が次式、
ＲｂＣｂ≦ＲｅｐＣｅｐ
を満足するような電気泳動分散液、及びバインダ層から構成されてなることを特徴とする電気泳動装置。
【請求項２】
前記電気抵抗における抵抗率をσとし、前記静電容量における比誘電率をεとし、
前記電気泳動分散液における抵抗率をσｅｐとし、比誘電率をεｅｐとし、
前記バインダ層における抵抗率をσｂとし、比誘電率をεｂとしたとき、
前記抵抗率と前記比誘電率との比が次式、
σｂεｂ≦σｅｐεｅｐ
を満足するような電気泳動分散液、及びバインダ層から構成されてなることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動装置。
【請求項３】
前記バインダ層には、前記バインダ層の抵抗率σｂを低くする抵抗率調整剤が添加されていることを特徴とする請求項２に記載の電気泳動装置。
【請求項４】
前記バインダ層には、前記バインダ層の比誘電率εｂを低くする誘電率調整剤が添加されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の電気泳動装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気泳動装置を表示手段として備えたこと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、電気泳動装置、及びこの電気泳動装置を表示手段として備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気泳動装置としては、一対の電極間に、液層分散媒と電気泳動粒子とを含む電気泳動分散液を収容したものが知られている。この電気泳動装置は、前記電極間に印加する電圧の振幅や極性、波形、印加時間、周波数等を制御することにより、所望の情報を表示することができる。
【０００３】
ところで、前記電気泳動分散液をマイクロカプセルに封入することで、電気泳動粒子の動作を安定させたものがある。マイクロカプセルは、染料などで着色した分散媒に１種類以上の電気泳動粒子を分散させた分散液が封入されたものである。このマイクロカプセルをバインダ層によって一方が透明な電極間に挟持したものが、マイクロカプセル型の電気泳動装置である（例えば、特許文献１参照）。この電気泳動装置は、前記の電極に与える極性によってマイクロカプセル内の電気泳動粒子が泳動し、ディスプレイとして応用することができる。
また、マイクロカプセル型の電気泳動装置を、薄膜トランジスタを用いて駆動するディスプレイとして用いた電子機器も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭６４−８６１１６号公報
【特許文献２】特開２００４−４７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的な電気泳動装置は、ディスプレイとして用いた場合に、電極間への電圧印加を中止しても、電気泳動粒子を同じ位置に保持し、表示状態を維持する特徴を備えている。
しかしながら、前記のマイクロカプセル型の電気泳動装置においては、電極間への電圧印加を中止した瞬間に、電気泳動装置に蓄積されていた電荷によって過渡現象が起こる。このとき、マイクロカプセル内の電気泳動粒子には、今まで電荷に印加されていた向きと逆方向の電界が一時的に印加される。すると、マイクロカプセル内で電極の極性（＋−）により規則的に保持されていた電気泳動粒子の一部が、反対の極性の電極側に向かって移動してしまう。すなわち、ディスプレイ上に表示されている文字は、電圧印加時に比べ、電気泳動粒子の移動によりコントラストが低下してしまう。
また、このような電気泳動装置をディスプレイ（表示手段）として備えた電子機器においては、表示される画質の信頼性が低下してしまう。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、過渡現象におけるコントラストの低下を防止した、マイクロカプセル型の電気泳動装置と、この電気泳動装置を表示手段として用いた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意研究した結果、以下の知見を得た。
前記の電界逆転現象が起こる要因としては、電気泳動装置を構成する電気泳動分散液、及びバインダ層の間における電気抵抗と静電容量との比、あるいは導電率と比誘電率との比が影響していることが分かった。
すなわち、一般のマイクロカプセル型の電気泳動装置では、これを構成する電気泳動分散液、及びバインダ層の前記各特性間がある関係にあるとき、電界の逆転を生じていたのである。
そして、このような知見に基づき、本発明者は本発明を完成させた。
【０００７】
本発明の電気泳動装置は、１対の電極と、該電極間に設けられ、電気泳動粒子と分散媒とからなる電気泳動分散液が封入されてなるマイクロカプセルと、該マイクロカプセルを前記電極間に固定するバインダ層と、を備えた電気泳動装置において、
前記電気泳動分散液における電気特性として、電気抵抗をＲｅｐとし、静電容量をＣｅｐとし、
前記バインダ層における電気特性として、電気抵抗をＲｂとし、静電容量をＣｂとしたとき、前記各電気特性の比が次式、
ＲｂＣｂ≦ＲｅｐＣｅｐ
を満足するような電気泳動分散液、及びバインダ層から構成されてなることを特徴とする。
【０００８】
本発明者は、本発明を完成させるために、以下のシミュレーションを行った。
まず、マイクロカプセル型の電気泳動装置における、一つの電極を含む構成について、図３に示すような等価回路に置き換えることで解析する。
そして、電気泳動分散液の抵抗成分をＲｅｐとし、電気泳動分散液の静電容量成分をＣｅｐとし、バインダの抵抗成分をＲｂとし、バインダ層の静電容量成分をＣｂとした。前記の材料（電気泳動分散液、前記バインダ層）を、それぞれ１抵抗１キャパシタの並列回路として置き換え、前記の各材料を直列に接続する。
【０００９】
電極に印加電圧Ｖを十分な時間与えた定常状態を初期状態とし、印加電圧ＶをＯＦＦ状態にした後、電極をフローティングにしたときの過渡現象をシミュレーションにより解析を行った。ここで、電気泳動分散液、及びバインダ層にかかる電圧の変化を検証した。
【００１０】
図３（ａ）は、前記マイクロカプセル型の電気泳動装置の理想等価回路である。理想等価回路においては、電気泳動分散液やバインダ層に印加される電圧の逆転現象はシミュレーションで確認できなかった。その理由としては、実際のデバイスにおいては、電極間に直列に発生するリーク経路や、マイクロカプセル壁を通したリーク経路、駆動回路などの外部の系を含めたリーク経路が存在しているからである。
そこで、本シミュレーションでは、図３（ｂ）に示すように、実際のデバイスにおけるリーク経路を考慮した等価回路を用いている。なお、リーク経路はいくつか存在するが、本発明では便宜的に一つの抵抗成分Ｒとして、図３（ｂ）に示した電気泳動装置の等価回路によって表した。
【００１１】
図３（ｂ）に示した、リーク経路を考慮した等価回路においては、前記電気泳動分散液、及び前記バインダ層に印加される電圧の過渡特性では、電界の逆転現象が生じることがシミュレーションによって確認できた。
前記の電界の逆転現象としては、前記電気泳動分散液と前記バインダ層とにおける抵抗成分、及び静電容量成分の比の関係に応じて、以下に示す３つのパターンが確認できた。
【００１２】
第１のパターンとして、前記の比がＲｂＣｂ＝ＲｅｐＣｅｐになる場合、電気泳動分散液、及びバインダ層とも印加される電圧の逆転現象は起こらなかった。
第２のパターンとして、前記の比がＲｂＣｂ＜ＲｅｐＣｅｐになる場合、電気泳動分散液に印加される電圧に逆転現象が起こる。
第３のパターンとして、前記の比がＲｂＣｂ＞ＲｅｐＣｅｐになる場合、バインダ層に印加される電圧に逆転現象が起こる。
【００１３】
ところで、電気泳動粒子を含んだ電気泳動分散液に電荷の逆転現象が生じると、前記のコントラストの低下が発生する。
そこで、シミュレーションの結果から、過渡現象が前記電気泳動分散液に印加される電圧に影響しない、第１のパターン、及び第３のパターンの場合には、電気泳動装置のコントラストの低下を防止するようになる。
【００１４】
すなわち、前記抵抗成分、及び前記静電容量成分の比の関係が、ＲｂＣｂ≦ＲｅｐＣｅｐの式を満たすような電気抵抗、及び静電容量を有した、電気泳動分散液とバインダ層とから本発明の電気泳動装置は構成されたものとなっている。
よって、前記電気泳動分散液に印加されている電圧（電界）が逆転することを防止しているので、この電気泳動分散液の中に含まれた電気泳動粒子は移動することがなく、所定の場所に保持された状態となっている。
本発明の電気泳動装置によれば、電極への電圧印加を中止した際に生じる、コントラストの低下を防止できる。
【００１５】
また、前記電気泳動装置においては、前記電気抵抗における抵抗率をσとし、前記静電容量における比誘電率をεとし、前記電気泳動分散液における抵抗率をσｅｐとし、比誘電率をεｅｐとし、前記バインダ層における抵抗率をσｂとし、比誘電率をεｂとしたとき、前記抵抗率と前記比誘電率との比が次式、
σｂεｂ≦σｅｐεｅｐ
を満足するような電気泳動分散液、及びバインダ層から構成されてなることが好ましい。
【００１６】
ところで、前記電気抵抗Ｒと前記静電容量Ｃとの関係は、比誘電率と比抵抗率の関係に置き換えることができる。ここで、前記電気泳動分散液における抵抗率をσｅｐとし、比誘電率をεｅｐとし、前記バインダ層における抵抗率をσｂとし、比誘電率をεｅｐとした。
また、バインダ層の表面積をＳ、厚さをｄ、真空の誘電率をσ０とすれば、前記バインダ層における電気抵抗はＣｂ＝εｂε０Ｓ／ｄ、前記バインダ層における静電容量はＲｂ＝σｂｄ／Ｓと表すことができる。
よって、バインダ層の時定数パラメータは、ＲｂＣｂ＝ε０εｂσｂと表される。前記のバインダ層の時定数パラメータは、バインダ層の厚みｄ成分には影響されないようになっている。
【００１７】
同様にして、電気泳動分散液の時定数パラメータも、ＲｅｐＣｅｐ＝ε０εｅｐσｅｐと表される。
したがって、ＲｂＣｂ≦ＲｅｐＣｅｐを置き換えることで、εｂσｂ≦εｅｐσｅｐを満たすような抵抗率、及び比誘電率を有した、電気泳動分散液とバインダ層とから電気泳動装置を構成している。
よって、前記電気泳動分散液に印加される電圧の逆転現象が起きないため、電気泳動粒子が移動することが無く、コントラストの低下を防止することができる。
【００１８】
また、前記電気泳動装置においては、前記バインダ層には、前記バインダ層の抵抗率σｂを低くする抵抗率調整剤が添加されていることが好ましい。
【００１９】
従来のバインダ層は、リークを抑える為に高抵抗材料から形成されているが、本発明では、前記バインダ層に抵抗率調整剤を添加することで、バインダ層の抵抗率σｂを下げて、電気泳動分散液に印加される電圧の逆転現象を防止するようになる。
また、バインダ層の抵抗率が低下することにより、電気泳動分散液にかかる分圧が相対的に高くなる。よって、電気泳動分散液により高い電圧が印加されることで、より鮮明で品質の高い表示特性を得ることができる。
【００２０】
また、前記電気泳動装置においては、前記バインダ層には、前記バインダ層の比誘電率εｂを低くする誘電率調整剤が添加されていることが好ましい。
このようにすれば、前記バインダ層に誘電率調整剤を添加することで、前記の比を満たしながら比誘電率が低下し、電気泳動分散液に印加される電圧の逆転現象を防止するようになる。
【００２１】
本発明の電子機器は、前記の電気泳動装置を表示手段として備えたことを特徴とする。
本発明の電子機器によれば、電圧印加を中止した際においても、コントラストの低下を防止したマイクロカプセル型の電気泳動装置を表示手段として備えているので、鮮明な画像を表示することで、電子機器の表示能力を向上し信頼性の高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の電気泳動装置、及びこの電気泳動装置を表示手段として備えた電子機器における一実施形態について説明する。
始めに、本実施形態における電気泳動装置の構成について説明する。
本発明の電気泳動装置は、１対の電極と、この電極間に設けられ、電気泳動粒子と分散媒とからなる電気泳動分散液が封入されてなるマイクロカプセルと、該マイクロカプセルを前記電極間に固定するバインダ層と、を備えたものである。
図１は、本発明の電気泳動装置の一例である電気泳動装置の概略構成を示した図である。図１中、符号１は電気泳動装置である。
図１に示すように、本実施形態の電気泳動装置１は、画素電極２３、及び透明電極２４からなる１対の電極間に設けられた、液相分散媒２６と電気泳動粒子２５とを含む電気泳動分散液３０が収容されたマイクロカプセル４０と、このマイクロカプセル４０を前記電極２３，２４間に固定するバインダ層４１と、を備えている。
そして、前記電気泳動装置（マイクロカプセル型電気泳動装置）１は、前記マイクロカプセル４０中の電気泳動分散液３０に、前記電極２３，２４により電圧を印加することで、電気泳動粒子２５の分布状態を変化させることにより表示手段として利用可能となっている。
【００２３】
前記画素電極２３は第１基板１１上に形成され、前記透明電極２４は第２基板１２上に形成されている。すなわち、前記第１基板１１と前記第２基板１２とは、互いに対向していて、前記マイクロカプセル４０、バインダ層４１、画素電極２３、及び透明電極２４を挟持するようになっている。
【００２４】
前記第１基板１１としては、可撓性を有するもの、硬質なもののいずれであってもよいが、可撓性を有するものであるのが好ましい。可撓性を有する第１基板１１を用いることにより、可撓性を備えた電気泳動装置１となる。よって、後述するような電子ペーパを構築する上で有用な電気泳動装置１を得ることができる。
【００２５】
なお、前記第１基板１１は、絶縁材料で構成されたものあり、このような絶縁材料としては、例えばポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２６】
そして、前記第１基板１１の一方の内面（図１中、上側の面）には、複数の電極が画素電極２３として設けられている。各画素電極２３は、前記マイクロカプセル中の電気泳動分散液１１に電圧を印加する一方の電極として機能するものである。
【００２７】
前記画素電極２３の構成材料としては、例えば、アルミニウム、ニッケル、コバルト、白金、金、銀、銅、モリブデン、チタン、タンタル等の金属、または、これらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２８】
ところで、この第１基板１１に対向して設けられている第２基板１２は、透明基板からなるものである。そして、この第２基板１２の下面（図１中、下側の面）には、前述した透明電極２４が配置されている。
【００２９】
前記第２基板１２は、前記第１基板１１と同様にして、可撓性を有するのが好ましく、その構成材料としては、例えば、各種セルロース系樹脂、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）のようなポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の各種樹脂材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３０】
前記第２基板１２、及び透明電極２４は、いずれも、光透過性を有するもの、好ましくは実質的に透明（無色透明、着色透明または半透明）なものとされる。これにより、後述する電気泳動分散液３０中における電気泳動粒子２５の状態を、すなわち、電気泳動装置１が表示する情報を、目視により容易に認識することが可能となる。
【００３１】
前記透明電極２４の構成材料としては、例えばインジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）、フッ素ドープした酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化インジウム（ＩＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）のような導電性金属酸化物の他、ポリアセチレンのような導電性樹脂、導電性金属微粒子を含有する導電性樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、前述した画素電極２３も、このような材料を用いて構成することができる。
【００３２】
また、電気泳動装置１の側部近傍であって、回路基板１と透明電極２４との間には、各画素電極２３と透明電極２４との間隔を規定する機能を有するスペーサ（図示しない）が設けられている。このスペーサは、電気泳動装置１の外周を囲むようにして設けられており、回路基板１と透明電極２４との間に密閉空間７１を画成するシール部材としての機能も有している。
【００３３】
そして、電気泳動装置１は、前記基板間に電気泳動分散液３０が封入されたマイクロカプセルを複数配置することにより構成される。
マイクロカプセル４０には、液相分散媒２６と、この液相分散媒２６中に分散された電気泳動粒子２５と、液相分散媒２６の粘性を調節する粘性調節剤（図示略）とを含む電気泳動分散液３０が封入されており、例えばこの一つのマイクロカプセル４０によって単一の電気泳動素子を形成することができる。
【００３４】
前記電気泳動装置１は、電気泳動分散液３０をマイクロカプセル４０化することにより、その取り扱いが容易になり、製造工程を簡略化することが出来るほか、電気泳動粒子２５の偏在による表示の不均一性を防止することができる。
【００３５】
前記液相分散媒２６としては、比較的高い絶縁性を有する有機溶媒を用いることができる。この有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、アルキルベンゼンなどの芳香族炭化水素、ぺンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロへキサン、メチルシクロへキサン等の脂環式炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、シリコン系オイル、フッ素系オイル、オリーブ油等の種々の鉱物油および植物油類、高級脂肪酸エステル等が挙げられ、これらを単独あるいは混合して用いることができる。
【００３６】
また、前記電気泳動粒子２５としては、有機または無機の顔料粒子、または、これらを含む複合体を用いることができる。この顔料としては、例えば、アニリンブラック、カーボンブラック等の黒色顔料、二酸化チタン、亜鉛華、三酸化アンチモン等の白色顔料、モノアゾ、ジイスアゾン、ポリアゾ等のアゾ系顔料、イソインドリノン、黄鉛、黄色酸化鉄、カドミウムイエロー、チタンイエロー、アンチモン等の黄色顔料、キナクリドンレッド、クロムバーミリオン等の赤色顔料、フタロシアニンブルー、インダスレンブルー、アントラキノン系染料、紺青、群青、コバルトブルー等の青色顔料、フタロシアニングリーン等の緑色顔料等が挙げられる。なお、電気泳動粒子２５には、色相や電気泳動度等の物性が異なる２種以上の粒子の混合物を使用するようにしてもよい。
【００３７】
このような構成からなる電気泳動粒子２５は、予め正または負に帯電させられている。なお、本実施形態の電気泳動粒子２５は、予め正に帯電した状態となっている。
そして、前記液相分散媒２６と前記電気泳動粒子２５とは、互いに異なる着色がなされている。なお、マイクロカプセル４０中に封入する電気泳動粒子２５としては、例えば色の異なる二種類のものを用い、これらの二種類のものについて、一方を正に、他方を負に帯電させるようにしてもよい。
【００３８】
前記電気泳動粒子２５と前記液相分散媒２６とからなる電気泳動分散液３０中には、必要に応じて、電解質、界面活性剤、金属石鹸、樹脂、ゴム、油、ワニス、コンパウンド等の粒子からなる荷電制御剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シラン系カップリング剤等の分散剤、潤滑剤、安定化剤等の各種添加剤を添加するようにしてもよい。
さらに、電気泳動分散液（液相分散媒２６）３０には、必要に応じて、アントラキノン系やアゾ系等の染料を溶解するようにしてもよい。
【００３９】
前記マイクロカプセル４０の作成手法としては、例えば、界面重合法、ｉｎ−ｓｉｔｕ重合法、相分離法、界面沈殿法、スプレードライング法等の各種マイクロカプセル化手法を用いることが出来る。マイクロカプセル４０のカプセル壁膜を構成する材料としては、例えばゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリユリア樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等の各種樹脂材料が挙げられ、これらのうち１種類または２種類以上を組み合わせて用いることが出来る。
【００４０】
このようなマイクロカプセル４０は、その大きさがほぼ均一であることが好ましい、これにより、電気泳動装置１はより優れた表示機能を発揮することができる。
前記マイクロカプセル４０の周辺部には、バインダ層４１が供給されていて、これにより、各マイクロカプセル４０が固定されている。
このバインダ層４１は、マイクロカプセル４０のカプセル本体と親和性及び密着性に優れ、且つ、絶縁性を有するものである。
【００４１】
前記バインダ層４１を構成するバインダ材料としては、例えばポリエチレン、塩素化ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、メタクリル酸メチル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニルアクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル−メタクリル酸共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、エチレン−ビニルアルコール−塩化ビニル共重合体、プロピレン−塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、セルロース系樹脂等の熱可塑性樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリアミノビスマレイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルホン、ポリアリレート、グラフト化ポリフィニレンエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド等の高分子、ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化エチレンプロピレン、四フッ化エチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重合体、エチレン−四フッ化エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリ三フッ化塩化エチレン、フッ素ゴム等のフッ素系樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンゴム等の珪素樹脂、その他として、メタクリル酸−スチレン共重合体、ポリブチレン、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体等の各種樹脂材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４２】
本発明の電気泳動装置１は、前記バインダ層４１と前記電気泳動分散液３０とにおける電気特性の比が、前述した式（ＲｂＣｂ≦ＲｅｐＣｅｐ）を満足するようになっている。
また、前述した式（ＲｂＣｂ≦ＲｅｐＣｅｐ）は、σｂεｂ≦σｅｐεｅｐと置き換えることができるので、前記バインダ層４１、及び前記電気泳動分散液３０における抵抗率、又は比誘電率がσｂεｂ≦σｅｐεｅｐを満たすことで、同様の効果が得られることになる。
【００４３】
具体的な手段としては、前述したバインダ材料中に誘電率調整剤や抵抗率調整剤を添加することで、前記の式を満たすようにしている。
前記バインダ層４１に誘電率調整剤を添加することで、前記の比（σｂεｂ≦σｅｐεｅｐ）を満たしながら比誘電率を低下させることができる。
ところで、従来の電気泳動装置におけるバインダ層は、リークを抑える為に高抵抗材料から形成されていた。そこで、本発明では、前記バインダ層４１に抵抗率調整剤を添加することで、バインダ層４１の抵抗率σｂを従来のバインダ層よりも下げるとともに、前記の式を満たすことで、電気泳動分散液３０に印加される電界の逆転現象を防止するようになる。
また、抵抗率調整剤によって、バインダ層４１の抵抗率が低下することにより、電気泳動分散液３０に印加される分圧を相対的に高めるようになっている。
よって、電気泳動分散液３０には、より高い電圧が印加されることで、より鮮明で品質の高い表示特性を得ることができる。
【００４４】
前記誘電率調整剤としては、例えば１，２−ブタンジオール、１，４−ブタンジオールのようなアルコール類、ケトン類、カルボン酸塩等が挙げられる。
また、前記バインダ層４１の抵抗率調整剤としては、カーボンブラック、カーボンナノチューブ等のカーボン系材料や、塩化鉄等の各種金属イオン、金属粉末を添加することが好ましい。
また、バインダ材料として、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリイソチアナフテン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリアセチレン、ポリアニリン等の導電性ポリマーを用いても良い。導電性ポリマーは、ヨウ素、臭素等のハロゲン系添加物を加えることで導電性が付与されることが知られており、添加物によって導電性を変化させることが可能となる。
【００４５】
本実施形態における電気泳動装置１は、バインダ材料中に必要に応じて、前記誘電率調節剤や抵抗率調整剤を混合することで、得られた樹脂組成物（エマルジョンあるいは有機溶媒溶液）を、第１基板１１上に、例えば、ロールコーター法、ロールラミネータ法、スクリーン印刷法、スプレー法、インクジェット法等の各種塗布法を用いて供給した塗膜を形成した後、この塗膜と透明電極２４とが接触するように第２基板１２を積層することにより得る事ができる。
なお、前記樹脂組成物を透明電極２４上に前記塗布法により供給して塗膜を形成した後、この塗膜と各画素電極２３とが接触するように第１基板１１を積層するようにしてもよい。
【００４６】
次に、図２を用いて本実施形態の電気泳動装置１を駆動させる場合について説明する。
なお、図２においては、説明の都合上、電気泳動装置１の一つの画素を構成している部分のみを図示するものとする。
図２（ａ）に示すように、電気泳動装置１には、互いに逆方向の電圧を印加するための電圧源２９ａ及び２９ｂが、切換スイッチ２８を介して接続されている。つまり、画素電極２３は電圧源２９ａ及び２９ｂの一端に接続され、透明電極２４は切換スイッチ２８を介して電圧源２９ａ及び２９ｂの他端に接続されている。
【００４７】
このような接続をしておけば、切換スイッチ２８の切換えにより、電極２３、２４間に印加する電圧の方向を変えることができるようになっている。そして、印加する電圧の方向を変えることにより、電気泳動粒子２５を所望の電極側に集めて所望の表示を行うことができる。
【００４８】
ここで、本実施形態においては、電気泳動粒子２５が正に帯電しているので、図２（ｂ）に示すように、電圧源２９ａによる電圧を印加することによって観測者に近い透明電極２４側に電気泳動粒子２５を集めることができる。この状態において、観測者は電気泳動粒子２５の色を、透明基板１２側から見ることができる。
【００４９】
そして、図２（ｃ）に示すように、切換スイッチ２８を電源部２９ａ，２９ｂに接続しない状態とする。すなわち、電気泳動装置１への電圧印加を中止する。
このとき、前記電気泳動装置１は、前述したように、抵抗成分、及び前記静電容量成分の比の関係が、ＲｂＣｂ≦ＲｅｐＣｅｐを満たすようなバインダ層４１、及び電気泳動分散液３０とから構成されている。また、抵抗率、又は比誘電率成分の比の関係が、σｂεｂ≦σｅｐεｅｐを満たすようなバインダ層４１、及び前記電気泳動分散液３０とから構成されている。
したがって、前記電気泳動分散液３０に印加されている電圧（電界）が逆転することを防止しているので、この電気泳動分散液３０の中に含まれる電気泳動粒子２５は移動することなく、図２（ｃ）に示すように、所定の位置に保持された状態となる。
よって、電気泳動装置１への電圧印加を中止した際の、電気泳動粒子２５の移動によるコントラストの低下を防止できる。
【００５０】
なお、電圧源２９ｂによる電圧を印加することで、透明基板１２側から離れた画素電極２３側に電気泳動粒子２５を集めることができる。この状態において、観測者（電気泳動装置の表示を見る者）には液相分散媒２６の色が見えるようになる。
また、電気泳動粒子２５が負に帯電している場合には、粒子の動く方向は前記の説明と逆になる。
【００５１】
このように、図２（ａ）〜（ｃ）に示した構成を採用すれば、電圧を印加する方向に対応する２種類の色を表示することができる。なお、前述したように、同図に示す構成は１画素を示した物であり、これをマトリクス状に配置された複数の画素上で行うことで、所望の表示を可能とする電気泳動装置１とすることができる。
したがって、すべての画素部においてコントラストの低下を防止した電気泳動装置１となる。
【００５２】
（解析例）
次に、前述したシミュレーションにおける解析例について説明する。
図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、電気泳動装置をリーク経路を考慮した等価回路に置き換える（図３（ｂ）参照）ことで、電極間に印加される電圧をＯＦＦにした際の、前記電気泳動分散液、又は前記バインダ層に印加される電圧の過渡特性を示したグラフである。なお、図４（ａ）〜（ｃ）中のグラフにおいては、バインダ層に印加される電圧をＶｂとし、電気泳動分散液に印加される電圧をＶｅｐとし、電極間に印加される電圧をＶとして表している。
本シュミレーションの条件として、従来の電気泳動装置における電気泳動分散液とバインダ層の定数を、Ｃｅｐ＝２００ｐＦ、Ｒｅｐ＝１ＧΩ、Ｃｂ＝１００ｐＦ、Ｒｂ＝３ＧΩとして解析を行った。
従来の電気泳動装置においては、前記の定数の比がＲｂＣｂ＞ＲｅｐＣｅｐとなり、図４（ｃ）に示すように、電気泳動分散媒液に印加される電圧Ｖｅｐの向きが逆転する。よって、従来の電気泳動装置においては、電気泳動分散液内に含まれている電気泳動粒子が、逆の極性方向に引き寄せられて、コントラストの低下を生じていたのである。
【００５３】
ここで、ＲｂＣｂ＝ＲｅｐＣｅｐとなるように、Ｒｂ＝２ＧΩと小さくすると、過渡特性は図４（ａ）に示すように、電極間に印加される電圧の逆転現象は生じないことが確認できた。
そして、Ｒｂを２ＧΩより小さな値とした場合（ＲｂＣｂ＜ＲｅｐＣｅｐ）、図４（ｂ）に示すように、バインダ層に印加される電圧の逆転現象を生じることが確認できた。
ここで、バインダ層に印加される電圧の向きが逆転しても、電気泳動分散液に含まれている電気泳動粒子への電界の印加方向が変化することは無い。
なお、ＲｂＣｂ＝ＲｅｐＣｅｐの関係は、例えばＲｂの値が僅かに大きくなるだけで、電圧の逆転が起きる（ＲｂＣｂ＞ＲｅｐＣｅｐ）おそれがあるため、例えばＲｂが小さくするバインダ層を用いることで、ＲｂＣｂ＞ＲｅｐＣｅｐの関係を満たすように電気泳動装置を構成する時定数を調整するのが好ましい。
本シミュレーションによって、前述した特性比が、ＲｂＣｂ≦ＲｅｐＣｅｐを満たすような電気泳動分散液、及びバインダ層から構成された電気泳動装置は、電極への印加電圧を中止した際にも電気泳動粒子が移動することが無く、コントラストの低下を防止できることが確認された。
【００５４】
（電子機器）
次に、本発明の電子機器の一例として、本発明の電気泳動装置１をフレキシブルな電子ペーパに適用した例について説明する。図５はこの電子ペーパの構成を示す斜視図であり、図５中符号１１０は電子ペーパである。この電子ペーパ１１０は、紙に近い質感および柔軟性（フレキシブル性）を有する本体１１１と、前記電気泳動装置１を表示手段として用いられた表示部６４とを備えて構成されたものである。この電子機器によれば、前述の電気泳動装置１を表示部６４に備えているので、電極への電圧印加を中止時のコントラストの低下を防止でき、鮮明な画像を表示することで表示能力が高く信頼性の高い電子機器となる。
【００５５】
なお、本発明の電気泳動装置は、前記電子ペーパ１１０に限らず、種々の電子機器に搭載することができる。このとき、電気泳動装置を構成する基板としては、他方が透明基板となっていれば、可撓性を有していなくても良い。
この電子機器としては例えば、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等があり、前記電気泳動装置はこれらの表示手段として好適に用いることができる。
【００５６】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】電気泳動装置の概略構成を示す側断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ）は電気泳動装置を駆動時の説明図である。
【図３】（ａ）は理想等価回路、（ｂ）はリーク経路を考慮した等価回路である。
【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ）はシュミレーションでの解析結果を示す図である。
【図５】電子機器の一実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１…電気泳動装置、２３…画素電極、２４…透明電極、２５…電気泳動粒子、２６…液相分散媒（分散媒）、３０…電気泳動分散液、４０…マイクロカプセル、４１…バインダ層、６４…表示部（表示手段）、２１０…電子ペーパ（電子機器）
【図１】
2006235013.tif 000003
【図２】
2006235013.tif 000004
【図３】
2006235013.tif 000005
【図４】
2006235013.tif 000006
【図５】
2006235013.tif 000007