(57)【要約】【課題】混色を抑制することを目的とする。【解決手段】基板間に封入されると共に、各々同極性に帯電し、光学特性、及び泳動速度がそれぞれ異なる複数種類の電気泳動粒子１２と、透光性を有する表面電極２８と、表面電極に対向して配置された保留電極３２Ａ、３２Ｂと、少なくとも１つの保留電極３２に設けられた誘電膜３４と、を備えて、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２が保留電極３２Ａに、表示すべき色以外の電気泳動粒子１２が保留電極３２Ｂに、それぞれ順次移動し、続いて、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２が表面電極２８側へ移動するように、基板間に印加する電界を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する表面電極と、
前記表面電極に対向配置された複数の保留電極と、
前記表面電極と前記保留電極との間に封入されると共に、各々同極性に帯電し、光学特性、及び、泳動速度または閾値特性がそれぞれ異なる複数種類の粒子と、
前記複数の保留電極のうち少なくとも１つの保留電極に設けられた誘電膜と、
を備えた電気泳動表示素子。
【請求項２】
前記誘電膜は、前記複数の保留電極にそれぞれ設けられ、それぞれ異なる誘電率とされた請求項１に記載の電気泳動表示素子。
【請求項３】
前記表面電極と前記保留電極との間に封入されて前記粒子が泳動する溶媒を更に備え、
前記誘電膜が、前記溶媒の誘電率と異なる誘電率である請求項１又は請求項２に記載の電気泳動表示素子。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の電気泳動表示素子であって、前記粒子が、表示すべき色の光学特性を有する粒子と、表示すべき色以外の光学特性を有する粒子とを含む電気泳動表示素子と、
前記表示すべき色の光学特性を有する粒子と、前記表示すべき色以外の光学特性を有する粒子とがそれぞれ異なる前記保留電極へ順次移動し、続いて、前記保留電極に移動した前記表示すべき色の光学特性を有する粒子が前記表面電極側へ移動するように、前記表面電極と前記保留電極間に印加する電界を制御する電界制御手段と、
を備えた表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動表示素子及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一対の電極間に電気泳動粒子を封入した電気泳動表示素子により、白黒表示や、カラー表示を行う種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３）。
【０００３】
特許文献１に記載の技術では、透明分散流体中に複数種類の同極性に帯電した粒子を含有して、各粒子の移動度の差を利用して多色表示を行うことが提案されている。
【０００４】
特許文献２に記載の技術では、異なる電気泳動移動度を有する少なくとも３粒子を含み、電界制御により粒子の１つを支配的に制御することが提案されている。
【０００５】
特許文献３に記載の技術では、透明電極と個別電極とにそれぞれ透明強誘電体層と強誘電体層とが対向する位置に積層して設け、各強誘電体層の間に着色粒子及び白色媒体を含む電気泳動分散液層を挟んで電気泳動装置を構成して、個別電極と透明電極に電圧を印加することにより、着色粒子が一方の強誘電体層状に堆積すると同時に、強誘電体層及び透明強誘電体層が分極し、電極間に印加させる電圧を反転させることにより、強誘電体層及び透明強誘電体層の分極極性が反転して、着色粒子が反対側へ移動することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０５８９０１号公報
【特許文献２】特開２００９−０８６６８７号公報
【特許文献３】特開２００５−２４１９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、保留電極に誘電膜を設けない場合に比して、保留電極間の粒子の移動による混色を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の電気泳動表示素子は、透光性を有する表面電極と、前記表面電極に対向配置された複数の保留電極と、前記表面電極と前記保留電極との間に封入されると共に、各々同極性に帯電し、光学特性、及び、泳動速度または閾値特性がそれぞれ異なる複数種類の粒子と、前記複数の保留電極のうち少なくとも１つの保留電極に設けられた誘電膜と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記誘電膜は、前記複数の保留電極にそれぞれ設けられ、それぞれ異なる誘電率とされていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記表面電極と前記保留電極との間に封入されて前記粒子が泳動する溶媒を更に備え、前記誘電膜が、前記溶媒の誘電率と異なる誘電率であることを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の表示装置は、請求項１〜３の何れか１項に記載の電気泳動表示素子であって、前記粒子が、表示すべき色の光学特性を有する粒子と、表示すべき色以外の光学特性を有する粒子とを含む電気泳動表示素子と、前記表示すべき色の光学特性を有する粒子と、前記表示すべき色以外の光学特性を有する粒子とがそれぞれ異なる前記保留電極へ順次移動し、続いて、前記保留電極に移動した前記表示すべき色の光学特性を有する粒子が前記表面電極側へ移動するように、前記表面電極と前記保留電極間に印加する電界を制御する電界制御手段と、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、保留電極に誘電膜を設けない場合に比して、保留電極間の粒子の移動による混色を抑制することができる、という効果がある。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、複数の保留電極それぞれに誘電膜を設けない場合に比して、各保留電極に粒子を集めやすくすることができる、という効果がある。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、保留電極の誘電膜の誘電率と溶媒の誘電率を異なる誘電率にしない場合に比して、誘電膜を電位障壁として作用させることができる、という効果がある。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、表示すべき色の光学特性を有する粒子と、表示すべき色以外の光学特性を有する粒子とをそれぞれ異なる保留電極へ順次移動しない場合に比して、保留電極間の粒子の移動による混色を抑制することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係わる表示装置の概略を示す図である。
【図２】電気泳動粒子の移動を説明するための図である。
【図３】保留電極に誘電膜を設けた場合の電気泳動粒子の移動を示す図である。
【図４】実験３を説明するための図である。
【図５】実験４を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態に係わる表示装置の概略を示す図である。
【００１９】
本発明の実施の形態に係わる表示装置１０は、複数種類の電気泳動粒子１２（１２Ｗ、１２Ｋ）の移動によって画像を表示する電気泳動表示素子１４と、電気泳動表示素子１４に画像を表示させるための電圧を印加する電圧印加装置１６と、パーソナルコンピュータ等の外部の画像信号出力装置１８からの画像表示指示を受けて電圧印加装置１６の駆動を制御する駆動制御装置２０と、を含んで構成されている。
【００２０】
電気泳動表示素子１４は、画像表示面とされる透光性を有する表示基板２２と、表示基板２２に予め定めた間隔を持って対向配置された背面基板２４と、を含んで構成されている。
【００２１】
表示基板２２と背面基板２４の間には、透光性を有する分散液２５が封入されており、分散液２５中に着色された複数種類の電気泳動粒子１２が封入されている。複数種類の電気泳動粒子は、本実施の形態では、白色に着色された電気泳動粒子１２Ｗ、及び黒色に着色された電気泳動粒子１２Ｋの２種類の電気泳動粒子１２とされている。各電気泳動粒子１２は、基板間に形成された電界強度に応じて移動する。なお、上記透光性とは、可視光の透過率が７０％以上、好ましくは９０％以上であることを示している。
【００２２】
本実施の形態の各電気泳動粒子１２は、同極性に帯電しており、本実施の形態では、正に帯電している。また、泳動速度がそれぞれ異なる速度とされている。本実施の形態では、白色の電気泳動粒子１２Ｗよりも黒色の電気泳動粒子１２Ｋの方が速い泳動速度とされている。なお、泳動速度は、粒子サイズや帯電量等を制御することによって設定することが可能である。
【００２３】
表示基板２２は、支持基板２６上に表面電極２８が設けられており、背面基板２４は、表面電極２８に対向して支持基板３０上に複数（本実施の形態では、２つ）の保留電極３２が設けられている。本実施の形態では、一方の保留電極３２Ａは、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２を保留し、他方の保留電極３２Ｂは、表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２を保留する。
【００２４】
また、複数の保留電極３２のうち少なくとも１つの保留電極３２には、誘電膜３４が設けられている。本実施の形態では、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２を保留する保留電極３２Ａ側に誘電膜３４を設けた例を説明するが、表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２を保留する保留電極３２Ｂに誘電膜３４を設けるようにしてもよいし、各保留電極３２に誘電膜３４を設けるようにしてもよい。各保留電極３２にそれぞれ異なる誘電率の誘電膜３４を設けるようにしてもよい。
【００２５】
上記支持基板２６、３０としては、ガラスやプラスチックを適用することができ、プラスチックとしては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂等が挙げられる。
【００２６】
表面電極２８及び保留電極３２には、インジウム、スズ、カドミウム、アンチモン等の酸化物、ＩＴＯ等の複合酸化物、金、銀、銅、ニッケル等の金属、ポリピロールやポリチオフェン等の有機材料等を使用することができる。これらは単層膜、複合膜あるいは複合膜と蒸着法、スパッタリング法、塗布法等で形成することができる。
【００２７】
なお、図１では、表面電極２８を支持基板２６に埋め込み、保留電極３２を支持基板３０に埋め込んだ例を示すが、表面電極２８及び保留電極３２は、各支持基板上に設けるようにしてもよい。また、図１に示すように、表面電極２８及び保留電極３２を各支持基板に埋め込む場合、支持基板２８、３０の材料が各電気泳動粒子１２の電気的特性や流動性に影響を及ぼすことがあるので、各電気泳動粒子１２の組成等に応じて選択する必要がある。
【００２８】
また、表面電極２８及び保留電極３２の各々を、表示基板２２及び背面基板２４と分離させて、電気泳動表示素子１４の外部に配置するようにしてもよい。本実施の形態では、表示基板２２と背面基板２４の双方に電極（表面電極２８及び保留電極３２）を備える場合を説明するが、何れか一方だけ設けるようにしてもよい。
【００２９】
各電気泳動粒子１２が分散される分散液２５としては、高抵抗液体であることが好ましい。ここで、「高抵抗」とは、体積抵抗率が１０７Ω・ｃｍ以上、好ましくは、１０１０Ω・ｃｍ以上、より好ましくは１０１２Ω・ｃｍ以上であることを示している。
【００３０】
高抵抗液体として具体的には、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、デカン、ヘキサデカン、ケロセン、パラフィン、イソパラフィン、シリコーンオイル、ジククロロエチレン、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、高純度石油、ベンジン、ジイソプロピルナフタレン、オリーブ油、トリクロロトリフルオロエタン、テトラクロロエタン、ジブロモテトラフルオロエタンなどや、それらの混合物が好適に使用できる。
【００３１】
なお、高抵抗液体には、必要に応じて、酸、アルカリ、塩、分散安定剤、酸化防止や紫外線吸収などを目的として安定剤、抗菌剤、防腐剤などを添加することができるが、上記で示した特定の体積抵抗値の範囲となるように添加することが好ましい。
【００３２】
また、高抵抗液体には、帯電制御剤として、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、金属石鹸、アルキルリン酸エステル類、コハク酸イミド類等を添加して使用できる。
【００３３】
イオン性および非イオン性の界面活性剤としては、より具体的には以下があげられる。ノニオン活性剤としては、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド等が挙げられる。アニオン界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェニルスルホン酸塩、アルキルナフタリンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸等がある。カチオン界面活性剤としては、第一級ないし第三級のアミン塩、第四級アンモニウム塩等が挙げられる。これら帯電制御材は、粒子固形分に対して０．０１重量％以上、２０重量％以下が好ましい、特に、０．０５〜１０重量％の範囲が好ましい。０．０１重量％を下回ると、希望とする帯電制御効果が不充分であり、また２０重量％を越えると、分散液の過度な電導度の上昇を引き起こす。
【００３４】
分散液２５中に分散させられる各電気泳動粒子１２としては、ガラスビーズ、アルミナ、酸化チタン等の金属酸化物粒子等、熱可塑性若しくは熱硬化性樹脂粒子、これらの樹脂粒子の表面に着色剤を固定したもの、熱可塑性若しくは熱硬化性樹脂中に着色剤を含有する粒子、及びプラズモン発色機能を有する金属コロイド粒子等が挙げられる。
【００３５】
粒子の製造に使用される熱可塑性樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類の単独重合体あるいは共重合体を例示することができる。
【００３６】
また、粒子の製造に使用される熱硬化性樹脂としては、ジビニルベンゼンを主成分とする架橋共重合体や架橋ポリメチルメタクリレート等の架橋樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等を挙げることができる。特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等を挙げることができる。
【００３７】
着色剤としては、有機若しくは無機の顔料や、油溶性染料等を使用することができ、マグネタイト、フェライト等の磁性紛、カーボンブラック、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、フタロシアニン銅系シアン色材、アゾ系イエロー色材、アゾ系マゼンタ色材、キナクリドン系マゼンタ色材、レッド色材、グリーン色材、ブルー色材等の公知の着色剤を挙げることができる。具体的には、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３、等を代表的なものとして例示することができる。
【００３８】
粒子の樹脂には、必要に応じて、帯電制御剤を混合してもよい。帯電制御剤としては、電子写真用トナー材料に使用される公知のものが使用でき、例えば、セチルピリジルクロライド、ＢＯＮＴＲＯＮ  Ｐ−５１、ＢＯＮＴＲＯＮ  Ｐ−５３、ＢＯＮＴＲＯＮ  Ｅ−８４、ＢＯＮＴＲＯＮ  Ｅ−８１（以上、オリエント化学工業社製）等の第４級アンモニウム塩、サリチル酸系金属錯体、フェノール系縮合物、テトラフェニル系化合物、酸化金属粒子、各種カップリング剤により表面処理された酸化金属粒子を挙げることができる。
【００３９】
粒子の表面には、必要に応じて、外添剤を付着させてもよい。外添剤の色は、粒子の色に影響を与えないように、透明であることが好ましい。外添剤としては、酸化ケイ素（シリカ）、酸化チタン、アルミナ等の金属酸化物等の無機粒子が用いられる。粒子の帯電性、流動性、及び環境依存性等を調整するために、これらをカップリング剤やシリコーンオイルで表面処理することができる。カップリング剤には、アミノシラン系カップリング剤、アミノチタン系カップリング剤、ニトリル系カップリング剤等の正帯電性のものと、窒素原子を含まない（窒素以外の原子で構成される）シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、エポキシシランカップリング剤、アクリルシランカップリング剤等の負帯電性のものがある。また、シリコーンオイルには、アミノ変性シリコーンオイル等の正帯電性のものと、ジメチルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、α−メチルスルホン変性シリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等の負帯電性のものが挙げられる。
【００４０】
各電気泳動粒子１２を作製する方法としては、従来公知のどの方法を用いてもよい。例えば、特開平７−３２５４３４公報記載のように、樹脂、顔料および帯電制御剤を予め定めた混合比になるように計量し、樹脂を加熱溶融させた後に顔料を添加して混合、分散させ、冷却した後、ジェットミル、ハンマーミル、ターボミル等の粉砕機を用いて粒子を調製し、得られた粒子をその後分散媒に分散する方法が使用できる。また、懸濁重合、乳化重合、分散重合等の重合法やコアセルベーション、メルトディスパージョン、エマルジョン凝集法で帯電制御剤を粒子中に含有させた粒子を調製し、その後分散媒に分散して粒子分散媒を作成してもよい。さらには、樹脂が可塑化可能で、分散媒が沸騰せず、かつ、樹脂、帯電制御剤および／または着色剤の分解点より低温で、前記の樹脂、着色剤、帯電制御剤および分散媒の原材料を分散および混錬することができる適当な装置を用いる方法がある。具体的には、流星型ミキサー、ニーダー等で顔料と樹脂、帯電制御剤を分散媒中で加熱溶融し、樹脂の溶媒溶解度の温度依存性を利用して、溶融混合物を撹拌しながら冷却し、凝固／析出させて粒子を作成することができる。
【００４１】
一方、電圧印加装置１６は、表面電極２８及び保留電極３２のそれぞれに接続されており、電圧印加装置１６によって表面電極２８及び保留電極３２に電圧を印加することにより、基板間に電界が形成される。
【００４２】
電圧印加装置１６は、駆動制御装置２０に接続されており、駆動制御装置２０には画像信号出力装置１８が接続されている。駆動制御装置２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等を備えて構成され、ＣＰＵは、ＲＯＭやハードディスク等に記憶されているプログラムに従って表示装置１０への画像表示を行う。画像信号出力装置１８は、ハードディスク等を適用し、電気泳動表示素子１４に画像を表示するための表示用画像を記憶して出力するようにしてもよい。すなわち、画像信号出力装置１８に記憶された表示用画像に応じて駆動制御装置２０が電圧印加装置１６を制御して基板間に電圧を印加することにより、電圧に応じて各電気泳動粒子１２が移動して画像が表示される。なお、画像信号出力装置１８に記憶される表示用画像は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等の各種記録媒体やネットワークを介して画像信号出力装置１８に取り込んでもよい。
【００４３】
なお、各電気泳動粒子１２は、基板間への電圧の印加を停止した後も、ファンデルワールス力や鏡像力等の付着力によって、電圧が印加された時の状態が維持される。
【００４４】
続いて、上述のように構成された本発明の実施の形態に係わる表示装置１０の色の表示について説明する。
【００４５】
本実施の形態では、上述したように、表面電極２８に対して２つの保留電極３２Ａ、３２Ｂを備えており、各電気泳動粒子１２が同極性に帯電し、それぞれ移動速度が異なる。
【００４６】
そこで、表示する色に応じて、電気泳動粒子１２を泳動速度の速い順に保留電極３２Ａ、または保留電極３２Ｂに順次移動するように、保留電極３２Ａへ印加する電圧を制御する。この時、一方の保留電極３２Ａに表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２が移動し、他方の保留電極３２Ｂに表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２が移動するように、各保留電極３２へ印加する電圧を制御することによって、一方の保留電極３２Ａに表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２が移動し、他方の保留電極３２Ｂに表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２が移動する。
【００４７】
詳細には、まず、表面電極２８を接地し、各保留電極３２に正の電圧を印加することにより、表示基板２２側に各電気泳動粒子１２を移動させて初期状態とする。すなわち、各電気泳動粒子１２が正に帯電しているので、保留電極３２に正の電圧を印加することにより、表面電極２８側へ移動する。
【００４８】
続いて、最も泳動速度が速い電気泳動粒子１２から順に、表示する色に応じて、保留電極３２Ａ、３２Ｂへ印加する電圧を制御する。例えば、移動対象の電気泳動粒子１２が、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２であった場合には、保留電極３２Ａに負の電圧を印加し、保留電極３２Ｂを接地し、移動対象の電気泳動粒子１２が、表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２であった場合には、保留電極３２Ａを接地し、保留電極３２Ｂに負の電圧を印加する。
【００４９】
これによって、一方の保留電極３２Ａに表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２が保留され、他方の保留電極３２Ｂに表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２が保留される。すなわち、泳動速度の速い電気泳動粒子１２から順に移動を行うことによって、表示する色に応じて、保留電極３２Ａまたは保留電極３２Ｂに各電気泳動粒子１２が移動される。
【００５０】
そして、全ての電気泳動粒子１２が保留電極３２Ａまたは保留電極３２Ｂへ移動したところで、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２を保留する保留電極３２Ａに正の電圧を印加し、他方の保留電極３２Ａを接地することにより、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２が保留電極３２から表示基板２２側へ移動して、所望の色が表示される。
【００５１】
ここで、一例として、本実施の形態において黒色を表示する場合を例に説明する。図２は、本発明の実施の形態に係わる表示装置１０において、黒色を表示する際の表示方法を説明するための図である。
【００５２】
本実施の形態に係わる表示装置１０では、まず、表面電極２８を接地し、各保留電極３２に＋Ｖ電圧を印加することによって、リセット状態とする。これによって、各電気泳動粒子１２は、表示基板２２側へ移動して、図２（Ａ）に示す状態となる。
【００５３】
続いて、最も泳動速度が速い黒色の電気泳動粒子１２Ｋは、表示すべき色に寄与する色であるため、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２を保留する保留電極３２Ａに、−Ｖの電圧を印加し、表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２を保留する保留電極３２Ｂは接地する。これによって、黒色の電気泳動粒子１２Ｋが保留電極３２Ａへ移動して図２（Ｂ）に示す状態となる。
【００５４】
また、次に泳動速度が速い白色（本実施形態では２種類の電気泳動粒子１２であるが、３種類以上の場合には次に泳動速度が速い電気泳動粒子１２）の電気泳動粒子１２Ｗは、表示すべき色に寄与しない色であるため、黒色の電気泳動粒子１２Ｋが保留電極３２Ａに移動したところで、表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２を保留する保留電極３２Ｂに−Ｖの電圧を印加し、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２を保留する保留電極３２Ａを接地する。これによって白色の電気泳動粒子１２Ｗが保留電極３２Ｂへ移動して図２（Ｃ）に示す状態となる。
【００５５】
そして、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２を保留する保留電極３２Ａに＋Ｖの電圧を印加し、表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２を保留する保留電極３２Ｂを接地することにより、表示すべき色に寄与する黒色の電気泳動粒子１２Ｋが表示基板２２側へ移動する。これによって、黒色が表示される。
【００５６】
ところで、本実施の形態では、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２を保留する保留電極３２Ａに誘電膜３４が設けられているが、保留電極３２Ａに電圧が印加されると誘電膜３４内で分極が発生して、電気力線が曲がって保留電極３２Ａに電気泳動粒子１２が集まりやすくなる。従って、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２を保留電極３２Ａへ移動させる際に、表示すべき色の光学特性を有する電気泳動粒子１２と表示すべき色以外の光学特性を有する電気泳動粒子１２との分離性能が向上し、結果として混色が抑制される。
【００５７】
さらに、誘電膜３４の誘電率と、分散液２５の誘電率とを異なる誘電率に設定すると、図３の矢印で示すように電気泳動粒子１２が移動し、誘電膜３４が電位障壁として機能して、隣接する保留電極３２へ電気泳動粒子１２が逆流するのを防止することができ、結果として混色が防止される。すなわち、図３（Ａ）のリセット状態から図３（Ｂ）のように保留電極３２Ａに−Ｖの電圧を印加した場合には、誘電膜３４が電位障壁として機能して、図３（Ｂ）に示す矢印のように電気泳動粒子１２Ｋが移動する。また、同様に、図３（Ｂ）の状態から保留電極３２Ｂに−Ｖの電圧を印加した場合には、誘電膜３４が電位障壁として機能して、図３（Ｃ）に示す矢印のように電気泳動粒子１２Ｗが移動し、図３（Ｃ）の状態から保留電極３２Ａに＋Ｖの電圧を印加した場合には、誘電膜３４が電位障壁として機能して、図３（Ｄ）に示す矢印のように電気泳動粒子１２Ｋが移動する。
【００５８】
なお、上記の実施の形態では、２種類の電気泳動粒子１２を用いた場合について説明したが、３種類以上の電気泳動粒子１２を用いるようにしてもよい。また、上記の実施の形態では、帯電した電気泳動粒子１２を移動させて色を表示するようにしたが、帯電していない白色の電気泳動粒子１２を混入して分散液２５中に浮遊させ、白色度を向上するようにしてもよい。
【００５９】
続いて、具体的な電気泳動表示素子１４を用いて誘電膜３４による効果を検証する実験を行った結果について説明する。
【００６０】
実験で用いた電気泳動表示素子１４は、非帯電の白色粒子と、帯電したマゼンタ色の電気泳動粒子１２Ｍと、帯電したシアン色の電気泳動粒子１２Ｃを封入したものを用いた。
【００６１】
まず、実験で使用した白色粒子の調整方法について説明する。
【００６２】
環流冷却管を取り付けた１００ｍｌ三口フラスコに、２−ビニルナフタレン（新日鐵化学社製）を５ｇ、シリコーンマクロマＦＭ−０７２１（チッソ社製）を５ｇ、開始剤として過酸化ラウロイル（和光純薬社製）を０．２６ｇ、シリコーンオイル（ＫＦ−９６Ｌ−１ＣＳ：信越化学社製）２０ｍｌを加え、窒素ガスによるバブリングを１５分間行った後、窒素雰囲気下にて６５℃、２４時間の重合を行った。作製した白色粒子の体積平均粒子径は、６５０ｎｍで（大塚電子社製、FPAR-1000で測定）で、シリコーンオイル中で非帯電であった。
【００６３】
なお、白色粒子は、白色反射層として使用し、電気泳動粒子１２が背面基板２４側へ移動すると、この白色粒子に隠れるため、白表示となる。
【００６４】
次に、マゼンタ色の電気泳動粒子１２Ｍの調整方法について説明する。
【００６５】
サイラプレーンＦＭ−０７１１：９５質量部、メタクリル酸メチル：３質量部、グリシジルメタクリレート２質量部をシリコーンオイル５０質量部と混合し、重合開始剤としてアゾビスバレロニトリルを０．５質量部添加して、重合を実施し、エポキシ基をもった反応性シリコーン系高分子（反応性分散剤）を作製した。重量平均分子量は６０万であった。そして、反応性シリコーン系高分子の３質量％シリコーンオイル溶液を準備した。なお、シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル（信越シリコーン社製ＫＦ−９６Ｌ−２ＣＳ）を使用した。
【００６６】
次に、帯電基を持つ高分子として、Ｎ−ビニルピロリドンとＮ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレートとの質量比で９／１の共重合体（重量平均分子量６万）を通常のラジカル溶液重合で合成して使用した。
【００６７】
次に、Ｃｉｂａ製水分散顔料溶液（ユニスパース・マゼンタ色：顔料濃度１６質量％）１質量部に、上記共重合体の１０％水溶液３質量部を混合し、この混合溶液を上記反応性シリコーン系高分子の３質量％シリコーン溶液１０質量部に混合し、これを超音波破砕機で１０分間攪拌し、帯電基を持つ高分子及び顔料を含む水溶液をシリコーンオイル中に分散・乳化した懸濁液を調製した。
【００６８】
次に、この懸濁液を減圧（２ＫＰａ）、加熱（７０℃）して水分を除去し、シリコーンオイル中に帯電基を持つ高分子及び顔料を含んだ着色粒子が分散したシリコーンオイル分散液を得た。さらに、この分散液を１００℃で３時間加熱して上記反応性シリコーン系高分子に反応させて結合させた。次に分散液中に粒子固形分中のＮ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレートのモル量の５０％に相当する臭化ブチルを添加し８０℃で３時間加熱し、アミノ基の４級化処理を行った後、遠心分離装置を用いて粒子の洗浄及び分級を行った。作製したマゼンタ色粒子の体積平均粒子径は、９００ｎｍ（大塚電子社製、FPAR-1000で測定）で、シリコーンオイル中で正帯電であった。
【００６９】
続いて、シアン色の電気泳動粒子１２Ｃの調整方法について説明する。なお、シアン色の電気泳動粒子１２Ｃの泳動速度は、マゼンタ色の電気泳動粒子１２Ｍの泳動速度より遅い泳動速度である。
【００７０】
サイラプレーンＦＭ−０７１１：９５質量部、メタクリル酸メチル：３質量部、グリシジルメタクリレート２質量部をシリコーンオイル５０質量部と混合し、重合開始剤としてアゾビスバレロニトリルを０．５質量部添加して、重合を実施し、エポキシ基をもった反応性シリコーン系高分子（反応性分散剤）を作製した。重量平均分子量は６０万であった。そして、反応性シリコーン系高分子の３質量％シリコーンオイル溶液を準備した。なお、シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル（信越シリコーン社製ＫＦ−９６Ｌ−２ＣＳ）を使用した。
【００７１】
次に、帯電基を持つ高分子として、Ｎ−ビニルピロリドンとＮ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレートとの質量比で９／１の共重合体（重量平均分子量６万）を通常のラジカル溶液重合で合成して使用した。
【００７２】
次に、Ｃｉｂａ製水分散顔料溶液（ユニスパース・シアン色：顔料濃度２６質量％）１質量部に、上記共重合体の１０％水溶液３質量部を混合し、この混合溶液を上記反応性シリコーン系高分子の３質量％シリコーン溶液１０質量部に混合し、これを超音波破砕機で１０分間攪拌し、帯電基を持つ高分子及び顔料を含む水溶液をシリコーンオイル中に分散・乳化した懸濁液を調製した。
【００７３】
次に、この懸濁液を減圧（２ＫＰａ）、加熱（７０℃）して水分を除去し、シリコーンオイル中に帯電基を持つ高分子及び顔料を含んだ着色粒子が分散したシリコーンオイル分散液を得た。さらに、この分散液を１００℃で３時間加熱して上記反応性シリコーン系高分子に反応させて結合させた。次に分散液中に粒子固形分中のＮ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレートのモル量の５０％に相当する臭化ブチルを添加し８０℃で３時間加熱し、アミノ基の４級化処理を行った後、遠心分離装置を用いて粒子の洗浄及び分級を行った。作製したシアン色粒子の体積平均粒子径は３００ｎｍ（大塚電子社製、FPAR-1000で測定）で、シリコーンオイル中で正帯電であった。
【００７４】
続いて、基板の作製について説明する。
【００７５】
表示基板２２は、厚さ1.1mmのガラス上にITOをスパッタリング法により50nmの厚さで成膜して作製した。
【００７６】
次に、作製した基板のITO電極を、幅80μm、スペース20μmでパターニングし、保留電極３２群を有する背面基板２４を作製した。  
【００７７】
次に、酸化チタン微粒子(石原産業社製、タイペークＣＲ−６３)を３０体積部と感光性エポキシ樹脂ＳＵ−８を７０体積部混合し、背面基板２４上に厚さ３０μmで塗布し、背面基板２４の電極上に重なるように、幅１００μm、スペース１００μmでパターニングし、誘電膜３４を作製した。このとき、作製した誘電膜３４の誘電率は８であった。
【００７８】
厚さ100μmのテフロン(登録商標)シートのスペーサーを、表示基板２２と背面基板２４で挟み込み、表示セルを作製した。
【００７９】
また、背面基板２４は、上記の表示基板２２の作製において、酸化チタン微粒子と感光性エポキシ樹脂の混合比率を変えて、同様にして背面基板Ａ〜Ｅを作製した。以下に示す表１は各基板の酸化チタン微粒子と感光性エポキシ樹脂の混合比率と誘電率を表す。
【００８０】
【表１】
2011118225.tif 000003
また、表示セルは、１００μｍのテフロン(登録商標)シートのスペーサーを、前記表示基板と背面基板で挟み込み、表示セルを作製した。表２は、表示セルと背面基板の対応を示す。
【００８１】
【表２】
2011118225.tif 000004
ここで、表示セルＡ〜Ｅを用いて実験１〜５を行った。
【００８２】
まず、実験１では、マゼンタ色の電気泳動粒子１２Ｍの色測定を行った。作製した表示セルＥに、白色粒子が３０重量部、マゼンタ色の電気泳動粒子１２Ｍが１重量部、シリコーンオイルが６９重量部となるように充填した。次に、表示基板電極（表面電極２８）に０Ｖ、背面基板電極（保留電極３２）全てに＋３０Ｖを１ｓ印加してマゼンタ色に電気泳動粒子１２Ｍを表示基板２２側に移動させ、X-Riteを用いて測色した。
【００８３】
実験２では、シアン色の電気泳動粒子１２Ｃの色測定を行った。作製した表示セルＥに、白色粒子が３０重量部、シアン色の電気泳動粒子１２Ｃが１重量部、シリコーンオイルが６９重量部となるように充填した。次に、表面電極２８に０Ｖ、保留電極３２全てに＋３０Ｖを１ｓ印加してシアン色の電気泳動粒子１２Ｃを表示基板２２側に移動させ、X-Riteを用いて測色した。
【００８４】
なお、以下の説明では、表示セルＥには誘電膜３４はないが、表示セルＡ〜Ｄと同様の位置の電極を示すものとする（電極１つおきに誘電膜が存在する）。
【００８５】
実験３では、マゼンタ色の電気泳動粒子１２Ｍとシアン色の電気泳動粒子１２Ｃの混合状態でのマゼンタ色の表示測定を行った。作製した表示セルＡ〜Ｅそれぞれに、白色粒子が３０重量部、マゼンタ色の電気泳動粒子１２Ｍが１重量部、シアン色の電気泳動粒子１２Ｃが１重量部、シリコーンオイルが６８重量部となるように充填した。次に、図４（Ａ）に示すように、表面電極２８に０Ｖ、保留電極３２の全てに＋３０Ｖを１秒印加してマゼンタ色の電気泳動粒子１２Ｍとシアン色の電気泳動粒子１２Ｃを表示基板２２側に移動させ、続いて、図４（Ｂ）に示すように、表面電極２８と誘電膜３４が設けられていない保留電極３２Ｂに０Ｖ、誘電膜３４が設けられた保留電極３２Ａに−１５Ｖを６００ｍｓ印加し、誘電膜３４が設けられた保留電極３２Ａに泳動速度の速いマゼンタ色の電気泳動粒子１２Ｍを付着させた。続いて、図４（Ｃ）に示すように、表面電極２８と誘電膜３４が設けられた保留電極３２Ａに０Ｖ、誘電膜３４が設けられていない保留電極３２Ｂに−３０Ｖを１ｓ印加し、誘電膜３４が設けられていない保留電極３２Ｂに泳動速度の遅いシアン色の電気泳動粒子１２Ｃを付着させた。続いて、図４（Ｄ）に示すように、表面電極２８と誘電膜３４が設けられていない保留電極３２Ｂに０Ｖ、誘電膜３４が設けられている保留電極３２Ａに＋３０Ｖを１ｓ印加し、誘電膜３４が設けられている保留電極３２Ｂに付着したシアン色の電気泳動粒子１２Ｃを表示基板２２側に移動させ、X-Riteを用いて測色した。また、この時の光学変化を分光器(OceanOptics社製、USB2000+)で測定した。
【００８６】
実験４では、マゼンタ色の電気泳動粒子１２Ｍとシアン色の電気泳動粒子１２Ｃの混合状態でシアン色の表示測定を行った。作製した表示セルＡ〜Ｅそれぞれに、白色粒子が３０重量部、マゼンタ色の電気泳動粒子１２Ｍが１重量部、シアン色の電気泳動粒子１２Ｃが１重量部、シリコーンオイルが６８重量部となるように充填した。次に、図５（Ａ）に示すように、表面電極２８に０Ｖ、保留電極３２の全てに＋３０Ｖを１秒印加してマゼンタ色の電気泳動粒子１２Ｍとシアン色の電気泳動粒子１２Ｃを表示基板２２側に移動させ、続いて、図５（Ｂ）に示すように、表面電極２８と誘電膜３４が設けられた保留電極３２Ａに０Ｖ、誘電膜３４が設けられていない保留電極３２Ｂに−１５Ｖを７００ｍｓ印加し、誘電膜３４が設けられていない保留電極３２Ｂに泳動速度の速いマゼンタ色の電気泳動粒子１２Ｍを付着させた。続いて、図５（Ｃ）に示すように、表面電極２８と誘電膜３４が設けられていない保留電極３２Ｂに０Ｖ、誘電膜３４が設けられている保留電極３２Ａに−３０Ｖを１ｓ印加し、誘電膜３４が設けられた保留電極３２Ａに泳動速度の遅いシアン色の電気泳動粒子１２Ｃを付着させた。続いて、図５（Ｄ）に示すように、表面電極２８と保留電極３２のうち誘電膜３４が設けられていない保留電極３２Ｂに０Ｖ、誘電膜３４が設けられている保留電極３２Ａに＋３０Ｖを１ｓ印加し、誘電膜３４が設けられている保留電極３２Ａに付着したシアン色の電気泳動粒子１２Ｃを表示基板２２側に移動させ、X-Riteを用いて測色した。また、この時の光学変化を分光器(OceanOptics社製、USB2000+)で測定した。
【００８７】
上述の実験１〜４の各結果を以下の表に示す。
【００８８】
【表３】
2011118225.tif 000005
なお、ΔＥは、実験１及び実験２の表示（混色なし）を基準としたときの色差を示す。
【００８９】
また、「誘電膜の比誘電率で膜なし（２．４）」の２．４は、溶媒の誘電率を示す。溶媒（シリコーンオイル）の比誘電率は２．４２である。
【００９０】
表３に示すように、誘電膜３４の比誘電率が高くなるほど色差が小さくなっており、粒子の分離性能が向上し、混色が減少している。
【００９１】
また、誘電膜３４の比誘電率が高くなるほど応答時間が短くなっており、応答性が向上することが分る。すなわち、誘電膜３４の存在によって、電極間（誘電膜上部と表示基板間）の電界強度が大きくなり、誘電膜の誘電率が大きくほど、電界強度が大きくなるため、応答時間が短くなる。
【００９２】
すなわち、誘電膜３４を保留電極３２に設けることによって、保留電極３２間の電気泳動粒子の移動が抑制されて混色が抑制されると共に、応答性が向上する。
【００９３】
なお、上記の実施の形態では、複数種類の電気泳動粒子１２の泳動速度がそれぞれ異なる場合を例に挙げて説明したが、これに限るものではなく、それぞれ移動するための電界の閾値特性が異なる複数種類の電気泳動粒子１２を適用するようにしてもよい。すなわち、閾値特性に従って電気泳動粒子１２を保留電極３２Ａまたは保留電極３２Ｂに順次移動するように基板間に印加する電圧を制御することによって、上記の実施の形態と同様に、所望の色の表示が行われる。
【符号の説明】
【００９４】
１０    画像表示装置
１２    画像表示媒体
１４    電圧印加装置
１８    駆動制御装置
２０    表示基板
２２    背面基板
２８    着色粒子
３０、３２    大径着色粒子
３６    表面電極
４０    背面電極
【図１】
2011118225.tif 000006
【図２】
2011118225.tif 000007
【図３】
2011118225.tif 000008
【図４】
2011118225.tif 000009
【図５】
2011118225.tif 000010