(57)【要約】【課題】高い表示メモリ性を有する表示装置および電子機器を提供する。【解決手段】本技術の表示装置は、絶縁性液体中に、泳動粒子と、前記泳動粒子とは異なる光反射性を有する非泳動粒子を含むと共に、繊維状構造体により形成された多孔質層と、酸性添加剤および塩基性添加剤とを含む。【選択図】図１
2015191037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性液体中に、
泳動粒子と、
前記泳動粒子とは異なる光反射性を有する非泳動粒子を含むと共に、繊維状構造体により形成された多孔質層と、
酸性添加剤および塩基性添加剤と
を含む表示装置。
【請求項２】
前記酸性添加剤は無水コハク酸構造を有する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記酸性添加剤はコハク酸構造を有する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記塩基性添加剤はコハク酸イミド構造を有する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記塩基性添加剤はアミンである、請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記酸性添加剤および前記塩基性添加剤をそれぞれ複数種類含む、請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記繊維状構造体の平均繊維径は０．１μｍ以上１０μｍ以下である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記繊維状構造体は静電防止法により形成された、請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記非泳動粒子の光反射率は前記泳動粒子の光反射率よりも高く、前記泳動粒子が暗表示、前記非泳動粒子および繊維状構造体が明表示を行う、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記泳動粒子および前記非泳動粒子は、有機顔料，無機顔料，染料，炭素材料，金属材料，金属酸化物，ガラスおよび高分子材料のうちの少なくともいずれか１つにより構成されている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記繊維状構造体は高分子材料および無機材料の少なくとも一方により形成されている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１２】
表示装置を備え、
前記表示装置は、
絶縁性液体中に、
泳動粒子と、
前記泳動粒子とは異なる光反射性を有する非泳動粒子を含むと共に、繊維状構造体により形成された多孔質層と、
酸性添加剤および塩基性添加剤と
を含む電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、電気泳動素子を含む表示装置およびこれを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機または携帯情報端末等のモバイル機器の普及に伴い、低消費電力で高品位画質の表示装置（ディスプレイ）に関する需要が高まっている。特に最近では、電子書籍の配信事業が始まり、読書用途に適した表示品位のディスプレイが望まれている。
【０００３】
このようなディスプレイとして、コレステリック液晶ディスプレイ，電気泳動型ディスプレイ，電気酸化還元型ディスプレイおよびツイストボール型ディスプレイ等の様々なディスプレイが提案されているが、読書用途には、反射型のディスプレイが有利である。反射型のディスプレイでは、紙と同様に、外光の反射（散乱）を利用して明表示を行うため、より紙に近い表示品位が得られる。
【０００４】
反射型ディスプレイの中でも、電気泳動現象を利用した電気泳動型ディスプレイは、低消費電力であると共に応答速度が速く、有力候補として期待されている。その表示方法としては、主に以下の２つの方法が提案されている。
【０００５】
第１の方法は、絶縁性液体中に２種類の荷電粒子を分散させ、電界に応じて荷電粒子を移動させるものである。この２種類の荷電粒子は、互いに光学的反射特性が異なり、また、その極性も反対である。この方法では、電界に応じて荷電粒子の分布状態が変化して画像が表示される。
【０００６】
第２の方法は、絶縁性液体中に荷電粒子を分散させると共に、多孔質層を配置するものである（例えば、特許文献１）。この方法では、電界に応じて、荷電粒子が多孔質層の細孔を経て移動する。多孔質層は、例えば高分子材料からなる繊維状構造体と、この繊維状構造体に保持されると共に、荷電粒子とは光学的反射特性が異なる非泳動粒子とを含んでいる。このような電気泳動型ディスプレイでは、電界に応じて荷電粒子が細孔を経て移動することによって表示の切り替えがなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２２２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような多孔質層と荷電粒子とを含む電気泳動型ディスプレイでは、電界の印加を停止した後も荷電粒子が拡散せずに表示画像を保持する表示メモリ性が求められるが、その特性は十分ではなかった。
【０００９】
本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高い表示メモリ性を有する表示装置および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】
【００１０】
本技術の表示装置は、絶縁性液体中に、泳動粒子と、前記泳動粒子とは異なる光反射性を有する非泳動粒子を含むと共に、繊維状構造体により形成された多孔質層と、酸性添加剤および塩基性添加剤とを含むものである。
【００１１】
本技術の電子機器は、上記本技術の表示装置を備えたものである。
【００１２】
本技術の表示装置では、絶縁性液体中に酸性添加剤および塩基性添加剤を添加することにより、印加電界停止後に電気泳動素子内に生じる内部電界が緩和される。
【発明の効果】
【００１３】
本技術の表示装置および電子機器によれば、絶縁性液体中に酸性添加剤および塩基性添加剤を添加して印加電界停止後に電気泳動素子内に生じる内部電界を緩和するようにしたので、印加電界停止後の泳動粒子の拡散が抑制される。よって、表示メモリ性を向上させることが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、
本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本技術の一実施の形態に係る電気泳動素子の構成を表す平面図である。
【図２】図１に示した電気泳動素子の構成を表す断面図である。
【図３】図１等の電気泳動素子を用いた表示装置の構成を表す断面図である。
【図４】図３に示した表示装置の動作を説明するための断面図である。
【図５Ａ】適用例１の外観を表す斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示した電子ブックの他の例を表す斜視図である。
【図６】適用例２の外観を表す斜視図である。
【図７】実験例２における電界停止後の経過時間と反射率との関係を表す特性図である。
【図８】実験例３における電界停止後の経過時間と反射率との関係を表す特性図である。
【図９】実験例７における電界停止後の経過時間と反射率との関係を表す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本技術の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（電気泳動素子）
２．適用例（表示装置、電子機器）
３．実施例
【００１６】
＜１．実施の形態＞
図１は本技術の一実施の形態に係る電気泳動素子（電気泳動素子１）の平面構成を、図２は電気泳動素子１の断面構成をそれぞれ表したものである。この電気泳動素子１は、電気泳動現象を利用してコントラストを生じさせるものであり、例えば表示装置等の多様な電子機器に適用される。電気泳動素子１は、絶縁性液体１０中に、泳動粒子２０と細孔３３を有する多孔質層３０とを含んでいる。本実施の形態では、絶縁性液体１０中にさらに酸性添加剤２１Ａおよび塩基性添加剤２１Ｂを含んでいる。なお、図１，２は電気泳動素子１の構成を模式的に表したものであり、実際の寸法および形状とは異なる場合がある。
【００１７】
絶縁性液体１０は、例えばパラフィンまたはイソパラフィン等の有機溶媒により構成されている。絶縁性液体１０には、１種類の有機溶媒を用いてもよく、あるいは複数種類の有機溶媒を用いるようにしてもよい。絶縁性液体１０の粘度および屈折率は、できるだけ低くすることが好ましい。絶縁性液体１０の粘度を低くすると泳動粒子２０の移動性（応答速度）が向上する。また、これに応じて泳動粒子２０の移動に必要なエネルギー（消費電力）は低くなる。絶縁性液体１０の屈折率を低くすると、絶縁性液体１０と多孔質層３０との屈折率の差が大きくなり、多孔質層３０の反射率が高くなる。
【００１８】
絶縁性液体１０には、例えば、着色剤，電荷調整剤，分散安定剤，粘度調整剤，界面活性剤または樹脂等を添加するようにしてもよい。
【００１９】
絶縁性液体１０中に分散された泳動粒子２０は、１または２以上の荷電粒子であり、このような帯電した泳動粒子２０が電界に応じ細孔３３を経て移動する。泳動粒子２０は、任意の光学的反射特性（光反射率）を有しており、泳動粒子２０の光反射率と多孔質層３０の光反射率との違いによりコントラスト（ＣＲ）が生じるようになっている。例えば、泳動粒子２０が明表示し、多孔質層３０が暗表示するようにしてもよく、泳動粒子２０が暗表示し、多孔質層３０が明表示するようにしてもよい。
【００２０】
外部から電気泳動素子１を見ると、泳動粒子２０が明表示する場合には泳動粒子２０は例えば白色または白色に近い色に視認され、暗表示する場合には、例えば黒色または黒色に近い色に視認される。このような泳動粒子２０の色は、コントラストを生じさせることができれば特に限定されない。例えば、赤色や青色でもかまわない。
【００２１】
泳動粒子２０は、例えば、有機顔料，無機顔料，染料，炭素材料，金属材料，金属酸化物，ガラスまたは高分子材料（樹脂）等の粒子（粉末）により構成されている。泳動粒子２０に、これらのうちの１種類を用いてもよく、または２種類以上を用いてもよい。泳動粒子２０を、上記粒子を含む樹脂固形分の粉砕粒子またはカプセル粒子等により構成することも可能である。なお、上記炭素材料，金属材料，金属酸化物，ガラスまたは高分子材料に該当する材料は、有機顔料，無機顔料または染料に該当する材料から除く。泳動粒子２０の粒径は、例えば１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
【００２２】
上記の有機顔料は、例えば、アゾ系顔料、メタルコンプレックスアゾ系顔料、ポリ縮合アゾ系顔料、フラバンスロン系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、アントラピリジン系顔料、ピランスロン系顔料、ジオキサジン系顔料、チオインジゴ系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料またはインダンスレン系顔料等である。無機顔料は、例えば、亜鉛華、アンチモン白、鉄黒、硼化チタン、ベンガラ、マピコエロー、鉛丹、カドミウムエロー、硫化亜鉛、リトポン、硫化バリウム、セレン化カドミウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、クロム酸鉛、硫酸鉛、炭酸バリウム、鉛白またはアルミナホワイト等である。染料は、例えば、ニグロシン系染料、アゾ系染料、フタロシアニン系染料、キノフタロン系染料、アントラキノン系染料またはメチン系染料等である。炭素材料は、例えば、カーボンブラック等である。金属材料は、例えば、金、銀または銅等である。金属酸化物は、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、銅−クロム酸化物、銅−マンガン酸化物、銅−鉄−マンガン酸化物、銅−クロム−マンガン酸化物または銅−鉄−クロム酸化物等である。高分子材料は、例えば、可視光領域に光吸収域を有する官能基が導入された高分子化合物等である。可視光領域に光吸収域を有する高分子化合物であれば、その種類は特に限定されない。
【００２３】
泳動粒子２０の具体的な材料は、例えば、泳動粒子２０がコントラストを生じさせるために担う役割に応じて選択される。泳動粒子２０が明表示する場合、泳動粒子２０には例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウムまたはチタン酸カリウム等の金属酸化物等が用いられる。泳動粒子２０が暗表示する場合、泳動粒子２０には例えば、カーボンブラック等の炭素材料または銅−クロム酸化物、銅−マンガン酸化物、銅−鉄−マンガン酸化物、銅−クロム−マンガン酸化物および銅−鉄−クロム酸化物等の金属酸化物等が用いられる。中でも、泳動粒子２０には炭素材料を用いることが好ましい。炭素材料からなる泳動粒子２０は、優れた化学的安定性、移動性および光吸収性を示す。
【００２４】
絶縁性液体１０中における泳動粒子２０の含有量（濃度）は、特に限定されないが、例えば、０．１重量％〜１０重量％である。この濃度範囲では、泳動粒子２０の遮蔽性および移動性が確保される。詳細には、泳動粒子２０の含有量が０．１重量％よりも少ないと、泳動粒子２０が多孔質層３０を遮蔽（隠蔽）しにくくなり、十分にコントラストを生じさせることができない可能性がある。一方、泳動粒子２０の含有量が１０重量％よりも多いと、泳動粒子２０の分散性が低下するため、その泳動粒子２０が泳動しにくくなり、凝集する虞がある。
【００２５】
泳動粒子２０は、絶縁性液体１０中で長期間に渡って分散および帯電しやすく、また、多孔質層３０に吸着しにくいことが好ましい。このため、例えば絶縁性液体１０中に分散剤が添加される。分散剤と電荷調整剤とを併用するようにしてもよい。
【００２６】
この分散剤または電荷調整剤は、例えば、正、負のどちらか一方、または両方の電荷を有しており、絶縁性液体１０中の帯電量を増加させると共に、静電反発により泳動粒子２０を分散させるためのものである。このような分散剤として、例えば、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ社製のＳｏｌｓｐｅｒｃｅシリーズ、ＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉｃ社製のＢＹＫシリーズまたはＡｎｔｉ−Ｔｅｒｒａシリーズ、あるいはＴＣＩ  Ａｍｅｒｉｃａ社製Ｓｐａｎシリーズ、Ｃｒｏｄａ社製Ｈｙｐｅｒｍｅｒシリーズ等が挙げられる。
【００２７】
泳動粒子２０の分散性を向上させるため、泳動粒子２０に表面処理を施すようにしてもよい。この表面処理は、例えば、ロジン処理、界面活性剤処理、顔料誘導体処理、カップリング剤処理、グラフト重合処理またはマイクロカプセル化処理等である。特に、グラフト重合処理、マイクロカプセル化処理またはこれらを組み合わせて処理を行うことにより、泳動粒子２０の長期間の分散安定性を維持することができる。
【００２８】
このような表面処理には、例えば、泳動粒子２０の表面に吸着可能な官能基と重合性官能基とを有する材料（吸着性材料）等が用いられる。吸着可能な官能基は、泳動粒子２０の形成材料に応じて決定する。例えば、泳動粒子２０がカーボンブラック等の炭素材料により構成されている場合には、４−ビニルアニリン等のアニリン誘導体、泳動粒子２０が金属酸化物により構成されている場合には、メタクリル酸３−（トリメトキシシリル）プロピル等のオルガノシラン誘導体をそれぞれ吸着することができる。重合性官能基は、例えば、ビニル基、アクリル基、メタクリル基等である。
【００２９】
泳動粒子２０の表面に重合性官能基を導入し、これにグラフトさせて表面処理を行うようにしてもよい（グラフト性材料）。グラフト性材料は、例えば重合性官能基と分散用官能基とを有している。分散用官能基は、絶縁性液体１０中に泳動粒子２０を分散させ、その立体障害により分散性を保持するものである。絶縁性液体１０が例えばパラフィンである場合、分散用官能基として分岐状のアルキル基等を用いることができる。重合性官能基は、例えばビニル基、アクリル基、メタクリル基等である。グラフト性材料を重合およびグラフトさせるためには、例えば、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）等の重合開始剤を用いればよい
【００３０】
上記泳動粒子２０を絶縁性液体１０中に分散させる方法の詳細については、「超微粒子の分散技術とその評価〜表面処理・微粉砕と気中／液中／高分子中の分散安定化〜（サイエンス＆テクノロジー社）」等の書籍に掲載されている。
【００３１】
本実施の形態では、上記のように絶縁性液体１０中には酸性添加剤２１Ａおよび塩基性添加剤２１Ｂが添加されている。詳細は後述するが、絶縁性液体１０中に酸性添加剤２１Ａおよび塩基性添加剤２１Ｂを加えることによって印加電界停止後における泳動粒子１０の拡散が抑えられる。
【００３２】
酸性添加剤２１Ａは、極性基によって構成された親水部と疎水部とからなる、所謂界面活性剤構造を有する。極性基は、例えば無水コハク酸構造を有する基やコハク酸構造を有する基が挙げられる。疎水部は、例えば炭素数８以上の直鎖あるいは分岐の炭化水素基からなる。具体的には、例えばオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、ビニル基、アリル基等が挙げられる。具体的には、例えば下記式（１），（２）で表わされるアルキレンコハク酸無水物、コハク酸およびコハク酸誘導体（例えば、ジ（２−エチルヘキシル）スルホコハク酸ナトリウム；式（３））、あるいは式（４）で表わされるポリカルボン酸アルキル等が挙げられるが、この限りではない。なお、式（１）におけるｎは５〜３０程度であり、式（１），（２）におけるＲ１，Ｒ２は水素原子またはアルキル基である。また、式（４）は主鎖および側鎖のいずれかにエステル構造を有している。あるいは主鎖および側鎖のいずれかがポリカルボン酸でもよい。式（４）で表わされる具体的な化合物としては、例えばＨｙｐｅｒｍｅｒ ＫＤ−９，ＫＤ−４，ＫＤ−８，ＫＤ−１２，ＫＤ−５７等が挙げられる。酸性添加剤２１Ａの酸価は、例えば１００以上の値を有することが好ましく、より好ましくは１２０以上４５０以下、さらに好ましくは３００以上４２０以下である。
【００３３】
【化１】
2015191037.tif 000003
【００３４】
塩基性添加剤２１Ｂは、例えば有機溶媒に溶解可能な１級アミン，２級アミンあるいは３級アミンを用いることが好ましい。また、コハク酸イミド構造を有するものを用いてもよい。具体的には、下記式（５）〜（８）に示した化合物、ジメチルデシルアミン（ＤＭＤＡ，式（５））、トリオクチルアミン（ＴＯＡ，式（６））、２−エチルヘキシルアミン（ＥＨＡ，式（７））、ｎが２０〜２５程度のＯＬＯＡ １２００（式（８））が挙げられる。この他、Ｎ−メチルジオレイルアミン、Ｎ−メチルドデシルアミン、ジメチルドデシルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチル（２−エチルヘキシル）アミン、ジメチルヘキシルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ジメチルペンチルアミン、ジメチルブチルアミン、ジメチルイソプロピルアミン、ジメチルエチルアミン、トリオクチルアミン、トリ（２−エチルヘキシル）アミン、トリヘキシルアミン、トリアミルアミン、トリペンチルアミン、トリブチルアミン、ジ（２−エチルヘキシル）アミン、２-エチルヘキシルアミン、ジメチルヘキシルアミンおよびトリヘキシルアミン等が挙げられるが、この限りではない。塩基性添加剤２１Ｂのアミン価は、例えば１００以上５００以下であることが好ましく、より好ましくは、１５０以上４３０以下である。
【００３５】
【化２】
2015191037.tif 000004
【００３６】
絶縁性液体１０中には、上記酸性添加剤２１Ａおよび塩基性添加剤２１Ｂをそれぞれ少なくとも１種以上用いることが好ましい。酸性添加剤２１Ａ／塩基性添加剤２１Ｂの添加量比は、絶縁性液体１０中においてモル比で１／１程度であることが好ましいが、例えば２／１〜１／１．２の間であれば本発明の効果が得られる。
【００３７】
多孔質層３０は泳動粒子２０を遮蔽可能なものであり、繊維状構造体３１および繊維状構造体３１に保持された非泳動粒子３２を有している。この多孔質層３０は、繊維状構造体３１により形成された３次元立体構造物（不織布のような不規則なネットワーク構造物）であり、複数の隙間（細孔３３）が設けられている。繊維状構造体３１により、多孔質層３０の３次元立体構造を構成することで、光（外光）が乱反射（多重散乱）し、多孔質層３０の反射率が高くなる。従って、多孔質層３０の厚みが小さい場合であっても高反射率を得ることができ、電気泳動素子１のコントラストを向上させると共に泳動粒子２０の移動に必要なエネルギーを小さくすることができる。また、細孔３３の平均孔径が大きくなり、かつ、多くの細孔３３が多孔質層３０に設けられる。これにより、泳動粒子２０が細孔３３を経由して移動し易くなり、応答速度が向上すると共に、泳動粒子２０を移動させるために必要なエネルギーがより小さくなる。このような多孔質層３０の厚みは、例えば、５μｍ〜１００μｍである。
【００３８】
繊維状構造体３１は、繊維径（直径）に対して十分な長さを有する繊維状物質である。例えば、複数の繊維状構造体３１が集合し、ランダムに重なって多孔質層３０を構成する。１つの繊維状構造体３１がランダムに絡みあって多孔質層３０を構成していてもよい。あるいは、１つの繊維状構造体３１による多孔質層３０と複数の繊維状構造体３１による多孔質層３０とが混在していてもよい。
【００３９】
繊維状構造体３１は例えば直線状に延在している。繊維状構造体３１の形状は、どのようなものであってもよく、例えば、縮れていたり、途中で折れ曲がったりしていてもよい。あるいは、繊維状構造体３１は途中で分岐していてもよい。
【００４０】
繊維状構造体３１の最小繊維径は、例えば５００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３００ｎｍ以下である。平均繊維径は、例えば０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましいが、上記範囲外であってもよい。平均繊維径を小さくすることにより、光が乱反射し易くなり、また、細孔３３の孔径が大きくなる。繊維状構造体３１が非泳動粒子３２を保持できるよう、その繊維径を決定する。平均繊維径は、例えば、走査型電子顕微鏡等を用いた顕微鏡観察により測定することができる。繊維状構造体３１の平均長さは任意である。繊維状構造体３１は、例えば、相分離法，相反転法，静電（電界）紡糸法，溶融紡糸法，湿式紡糸法，乾式紡糸法，ゲル紡糸法，ゾルゲル法またはスプレー塗布法等により形成される。このような方法を用いることにより、繊維径に対して十分な長さを有する繊維状構造体３１を容易に、かつ安定して形成することができる。
【００４１】
繊維状構造体３１は、ナノファイバーにより構成することが好ましい。ここでナノファイバーとは、繊維径が１ｎｍ〜１０００ｎｍであり、長さが繊維径の１００倍以上である繊維状物質である。このようなナノファイバーを繊維状構造体３１として用いることにより、光が乱反射し易くなり、多孔質層３０の反射率をより向上させることができる。即ち、電気泳動素子１のコントラストを向上させることが可能となる。また、ナノファイバーからなる繊維状構造体３１では、単位体積中に占める細孔３３の割合が大きくなり、細孔３３を経由して泳動粒子２０が移動し易くなる。従って、泳動粒子２０の移動に必要なエネルギーを小さくすることができる。ナノファイバーからなる繊維状構造体３１は、静電紡糸法により形成することが好ましい。静電紡糸法を用いることにより繊維径が小さい繊維状構造体３１を容易に、かつ安定して形成することができる。
【００４２】
繊維状構造体３１には、その光反射率が泳動粒子２０の光反射率と異なるものを用いることが好ましい。これにより、多孔質層３０と泳動粒子２０との光反射率の差によるコントラストが形成され易くなる。絶縁性液体１０中で光透過性（無色透明）を示す繊維状構造体３１を用いるようにしてもよい。
【００４３】
細孔３３は、複数の繊維状構造体３１が重なり合い、または１つの繊維状構造体３１が絡まりあうことにより構成されている。この細孔３３は、泳動粒子２０が細孔３３を経て移動し易いよう、できるだけ大きな平均孔径を有していることが好ましい。細孔３３の平均孔径は、例えば、０．１μｍ以上１０μｍ以下である。
【００４４】
非泳動粒子３２は、繊維状構造体３１に固定されており、電気泳動を行わない１または２以上の粒子である。非泳動粒子３２は、保持されている繊維状構造体３１の内部に埋設されていてもよく、あるいは、繊維状構造体３１から部分的に露出していてもよい。
【００４５】
非泳動粒子３２には、その光反射率が泳動粒子２０の光反射率と異なるものを用いる。非泳動粒子３２は、上記泳動粒子２０と同様の材料により構成することが可能である。詳細には、非泳動粒子３２（多孔質層３０）が明表示する場合には上記泳動粒子２０が明表示する場合の材料、非泳動粒子３２が暗表示する場合には上記泳動粒子２０が暗表示する場合の材料をそれぞれ用いることができる。多孔質層３０により明表示を行うとき、非泳動粒子３２を金属酸化物により構成することが好ましい。これにより、優れた化学的安定性、定着性および光反射性を得ることができる。非泳動粒子３２、泳動粒子２０それぞれの構成材料は同じであってもよく、異なっていてもよい。非泳動粒子３２が明表示または暗表示を行うときに外部から視認される色は、上記泳動粒子２０について説明したものと同様である。
【００４６】
このような多孔質層３０は、例えば以下の方法により形成することができる。まず有機溶剤などに、例えば高分子材料等の繊維状構造体３１の構成材料を溶解させ、紡糸溶液を調製する。次いで、この紡糸溶液に非泳動粒子３２を加えて十分に攪拌し、非泳動粒子３２を分散させる。最後に、この紡糸溶液から例えば静電紡糸法により紡糸を行って非泳動粒子２２を繊維状構造体３１に固定し、多孔質層３０を形成する。多孔質層３０は、高分子フィルムに、レーザを使用して穴開け加工を施して細孔３３を形成するようにしてもよく、多孔質層３０に合成繊維等により編まれた布、または連泡多孔性高分子などを用いるようにしてもよい。
【００４７】
電気泳動素子は、上記のように、泳動粒子の光反射率と多孔質層の光反射率との差によりコントラストを生じさせるものである。具体的には、泳動粒子および多孔質層のうち、明表示する方の光反射率が暗表示する方の光反射率よりも高くなっている。このような表示を行うことにより、明表示がなされる際の光反射率が、多孔質層（３次元立体構造物）による光の乱反射を利用して著しく高くなる。従って、これに応じ、コントラストも著しく向上する。
【００４８】
電気泳動素子内では具体的には泳動粒子が下記のような挙動を示すことによって表示がなされる。泳動粒子は、一対の電極間に電圧が印加されると、それによって生じた電界の範囲内で多孔質層の細孔を経て対応する電極側に移動する。泳動粒子の移動した領域、移動しない領域に応じて、明表示および暗表示のうちのどちらか一方がなされ、画像が表示される。なお、非泳動粒子の光反射率を、泳動粒子よりも高くして、多孔質層で明表示し、泳動粒子で暗表示することが好ましい。
【００４９】
電気泳動素子等を用いた反射型のティスプレイは、前述したように低消費電力であると共に応答速度が速く、また軽量且つ紙に近い表示品位から読書用途等に用いられるモバイル機器の表示装置の有力候補として期待されているが、更なる消費電力の低減が望まれている。消費電力を低減する方法としては、表示メモリ性の向上が挙げられる。電気泳動素子は、印加された電界（印加電界）が停止された後も移動した電極側に泳動粒子が留まることによって表示画像が保持され、表示メモリ性が発現する。しかしながら、一般的な電気泳動素子では、印加電圧を停止すると泳動粒子の拡散が始まり、十分な表示メモリ性が得られなかった。
【００５０】
このような電気泳動素子では、絶縁性液体中に塩基性の添加剤を過剰に加えると、応答速度は速くなるものの、表示メモリ性は低下する傾向があった。一方、絶縁性液体中に酸性の添加剤を加えると、表示メモリ性は示すものの、泳動素子が繊維状構造体に吸着しやすくなり、応答速度が著しく低下するという傾向があった。
【００５１】
これに対して、本実施の形態の電気泳動素子１では、絶縁性液体１０中に酸性添加剤２１Ａおよび塩基性添加剤２１Ｂの両方が添加されている。これにより、電界印加後に生じる内部電界（具体的には、印加電界とは逆方向の電界）は、泳動粒子２０よりも高い移動度を有する酸性添加剤２１Ａおよび塩基性添加剤２１Ｂの移動によって緩和され、泳動粒子２０の拡散が抑制される。
【００５２】
以上のように本実施の形態の電気泳動素子１では、絶縁性液体１０中に酸性添加剤２１Ａおよび塩基性添加剤２１Ｂを添加するようにしたので、印加電界停止後に素子内に生じる内部電界が緩和される。よって、印加電界停止後の泳動粒子２０の拡散が抑制され、電気泳動素子１のメモリ特性を向上させることが可能となる。
【００５３】
＜２．適用例＞
（表示装置）
次に上記電気泳動素子１の適用例について説明する。電気泳動素子１は、例えば、表示装置に適用される。
【００５４】
図３は、電気泳動素子１を用いた表示装置（表示装置２）の断面構成の一例を表したものである。この表示装置２は、電気泳動現象を利用して画像（例えば文字情報等）を表示する電気泳動型ディスプレイ（いわゆる電子ペーパーディスプレイ）であり、駆動基板４０と対向基板５０との間に電気泳動素子１が設けられている。駆動基板４０と対向基板５０との間は、スペーサ６０により所定の間隔に調整されている。
【００５５】
駆動基板４０は、板状部材４１の一方の面に例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）３２、保護層４３平坦化絶縁層４４および画素電極４５をこの順に有している。ＴＦＴ４２および画素電極４５は、例えば画素配置に応じてマトリクス状またはセグメント状に配置されている。
【００５６】
板状部材４１は、例えば、無機材料，金属材料またはプラスチック材料等により構成されている。無機材料としては、例えば、ケイ素（Ｓｉ），酸化ケイ素（ＳｉＯX），窒化ケイ素（ＳｉＮX）または酸化アルミニウム（ＡｌＯx）等が挙げられる。酸化ケイ素には、ガラスまたはスピンオングラス（ＳＯＧ）等が含まれる。金属材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）またはステンレス等が挙げられ、プラスチック材料としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、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）またはポリエチルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等が挙げられる。
【００５７】
表示装置２では、対向基板５０側に画像が表示されるため、板状部材４１は非光透過性であってもよい。板状部材４１を、ウェハ等の剛性を有する基板により構成してもよく、あるいは可撓性を有する薄層ガラスまたはフィルム等により構成してもよい。板状部材４１に可撓性材料を用いることにより、フレキシブル（折り曲げ可能）な表示装置２を実現できる。
【００５８】
ＴＦＴ４２は、画素を選択するためのスイッチング用素子である。ＴＦＴ４２は、チャネル層として無機半導体層を用いた無機ＴＦＴでもよいし、有機半導体層を用いた有機ＴＦＴでもよい。保護層４３および平坦化絶縁層４４は、例えば、ポリイミド等の絶縁性樹脂材料により構成されている。保護層４３の表面が十分に平坦であれば、平坦化絶縁層４４を省略することも可能である。画素電極４５は、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）等の金属材料により形成されている。画素電極４５は、保護層４３および平坦化絶縁層４４に設けられたコンタクトホール（図示せず）を通じてＴＦＴ４２に接続されている。
【００５９】
対向基板５０は、例えば板状部材５１および対向電極５２を有しており、板状部材５１の全面（駆動基板４０との対向面）に対向電極５２が設けられている。対向電極５２を、画素電極３２と同様に、マトリクス状またはセグメント状に配置するようにしてもよい。
【００６０】
板状部材５１は、光透過性であることを除き、板状部材４１と同様の材料により構成されている。対向電極５２には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ）、酸化アンチモン−酸化スズ（ＡＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）またはアルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）等の光透光性導電性材料（透明電極材料）を用いることができる。
【００６１】
対向基板５０側に画像を表示する場合には、対向電極５２を介して電気泳動素子１を見ることになるため、対向電極５２の光透過性（透過率）は、できるだけ高いことが好ましく、例えば、８０％以上である。また、対向電極５２の電気抵抗は、できるだけ低いことが好ましく、例えば、１００Ω／□以下である。
【００６２】
電気泳動素子１は、上記実施の形態および変形例の電気泳動素子１と同様の構成を有している。具体的には、電気泳動素子１は、絶縁性液体１０中に、泳動粒子２０と、複数の細孔３３を有する多孔質層３０とを含んでいる。絶縁性液体１０は、駆動基板４０と対向基板５０との間の空間に充填されており、多孔質層３０は、例えば、スペーサ６０により支持されている。絶縁性液体１０が充填されている空間は、例えば、多孔質層３０を境界として、画素電極４５に近い側の待避領域Ｒ１と、対向電極５２に近い側の表示領域Ｒ２とに区分けされている。絶縁性液体１０、泳動粒子２０および多孔質層３０の構成は、上記実施の形態等で説明したものと同様である。なお、図３および後述の図４では、図示内容を簡略化するために、細孔３３の一部だけを示している。
【００６３】
多孔質層３０は、画素電極４５および対向電極５２のうちのどちらか一方に隣接していてもよく、待避領域Ｒ１と表示領域Ｒ２とが明確に区切られていなくてもよい。泳動粒子２０は、電界に応じて画素電極４５または対向電極５２に向かって移動する。
【００６４】
スペーサ６０の厚みは、例えば１０μｍ〜１００μｍであり、できるだけ、薄くすることが好ましい。これにより、消費電力を抑えることができる。スペーサ６０は、例えば、高分子材料等の絶縁性材料により構成され、駆動基板４０と対向基板５０との間に例えば格子状に設けられている。スペーサ６０の配置形状は、特に限定されないが、泳動粒子２０の移動を妨げず、かつ、泳動粒子２０を均一分布させるように設けることが好ましい。
【００６５】
初期状態の表示装置２では、泳動粒子２０が待避領域Ｒ１に配置されている（図３）。この場合には、全ての画素で泳動粒子２０が多孔質層３０により遮蔽されているため、対向基板５０側から電気泳動素子１を見ると、コントラストが生じていない（画像が表示されていない）状態にある。
【００６６】
一方、ＴＦＴ４２により画素が選択され、画素電極４５と対向電極５２との間に電界が印加されると、図４に示したように、画素毎に泳動粒子２０が待避領域Ｒ１から多孔質層３０（細孔３３）を経由して表示領域Ｒ２に移動する。この場合には、泳動粒子２０が多孔質層３０により遮蔽されている画素と遮蔽されていない画素とが併存するため、対向基板５０側から電気泳動素子１を見ると、コントラストが生じている状態になる。これにより、画像が表示される。
【００６７】
この表示装置２によれば、高い応答速度を有する電気泳動素子１により、例えばカラー化や動画表示にも適した高品位な画像を表示できる。
【００６８】
（電子機器）
次に、上記表示装置２の適用例について説明する。
【００６９】
本技術の表示装置２は、各種用途の電子機器に適用可能であり、その電子機器の種類は特に限定されない。この表示装置２は、例えば、以下の電子機器に搭載可能である。ただし、以下で説明する電子機器の構成はあくまで一例であるため、その構成は適宜変更可能である。
【００７０】
（適用例１）
図５Ａ，５Ｂは、電子ブックの外観構成を表している。この電子ブックは、例えば、表示部１１０および非表示部１２０と、操作部１３０とを備えている。なお、操作部１３０は、図５Ａに示したように非表示部１２０の前面に設けられていてもよいし、図５Ｂに示したように上面に設けられていてもよい。表示部１１０が表示装置２により構成される。なお、表示装置２は、図５Ａ，５Ｂに示した電子ブックと同様の構成を有するＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等に搭載されてもよい。
【００７１】
（適用例２）
図６は、タブレットパーソナルコンピュータの外観を表したものである。このタブレットパーソナルコンピュータは、例えば、タッチパネル部３１０および筐体３２０を有しており、タッチパネル部３１０が上記表示装置２により構成されている。
【００７２】
＜３．実施例＞
次に、本技術の実施例について詳細に説明する。以下の手順により、黒色（暗表示）の泳動粒子および白色（明表示）の多孔質層（粒子含有繊維状構造体）を用いて、表示装置を作製した。
【００７３】
（実験例１）
【００７４】
まず、テトラヒドロフラン４００ｍｌとメタノール４００ｍｌとの混合溶液を調製した後、この溶液に複合酸化物微粒子（銅−鉄−マンガンの酸化物：大日精化工業株式会社製ダイピロキサイドカラーＴＭ９５５０）５０ｇを加え、超音波浴槽にて超音波攪拌（２５℃〜３５℃で３０分間）を行った。次いで、この複合酸化物微粒子の分散液に２８％アンモニア水４０ｍｌを３０分間かけて滴下したのち、テトラヒドロフラン８０ｍｌにプレンアクト  ＫＲ−ＴＴＳ（味の素ファインテクノ株式会社製）１０ｇを溶解させた溶液を３０分間かけて滴下した。続いて、超音波浴槽を６０℃まで昇温させ３時間保持したのちこれを室温まで冷却して遠心分離（６０００ｒｐｍで１０分間）およびデカンテーションを行った。続いて、このデカンテーション後の沈殿物をテトラヒドロフランとメタノールとの混合溶媒（体積比１：１）に再分散させ、遠心分離（６０００ｒｐｍで１０分間）およびデカンテーションを行った。この洗浄作業を３回繰り返して得られた沈殿物を７０℃の真空オーブンで一晩乾燥させた。これにより、分散基で被覆された黒色の泳動粒子が得られた。
【００７５】
泳動粒子を調製した後、絶縁性液体８３．３ｇにＯＬＯＡ１２００（Ｃｈｅｖｒｏｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製）を１６．７ｇ溶解させＯＬＯＡ１２００溶液を調製した。このＯＬＯＡ１２００溶液９ｇに上記泳動粒子１ｇを加え、超音波分散を行った。この分散液を遠心分離（６０００ｒｐｍで９０分間）およびデカンテーションを行ったのち、絶縁性液体に再分散させた。この作業を３回繰り返し、得られた分散液中の泳動粒子成分が１０重量％となるように調製した。次いで、絶縁性液体６９ｇにＯＬＯＡ１２００ １ｇとＡＤＤＯＣＯＮＡＴＥ Ｓ（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ社製）１０ｇおよび上記分散液２０ｇを加えて攪拌し、添加剤および泳動粒子を含有する絶縁性液体を得た。
【００７６】
次に、繊維状構造体の構成材料としてポリメチルメタクリレートを準備した。このポリメチルメタクリレート１４ｇをＮ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド８６ｇに溶解させた後、この溶液７０ｇに、非泳動粒子として一次粒径が２５０ｎｍの酸化チタン３０ｇを加えてビーズミルで混合した。これにより繊維状構造体を形成するための紡糸溶液が得られた。駆動基板に、所定パターンのＩＴＯからなる画素電極を形成した後、この紡糸溶液を用いて紡糸を行った。具体的には、紡糸溶液をシリンジに入れ、駆動基板上で１．２ｍｇ/ｃｍ2分の紡糸を行った。以上の工程により、駆動基板上に多孔質層（非泳動粒子を保持した繊維状構造体）を形成した。紡糸は、電界紡糸装置（株式会社メック製ＮＡＮＯＮ）を用いて行った。
【００７７】
駆動基板上に多孔質層を形成した後、駆動基板から不要な多孔質層を除去した。具体的には、画素電極が設けられていない部分の多孔質層を除去した。対向基板として、板状部材にＩＴＯからなる対向電極を形成し、この対向基板上にＰＥＴフィルム（３０μｍ厚）のスペーサを配置した後、これを多孔質層が形成された駆動基板と重ねた。このとき、スペーサにより、多孔質層を保持するようにして、画素電極および対向電極から多孔質層を離間させた。次いで、駆動基板と対向基板との間に、上記泳動粒子が分散した絶縁性液体を注入した。最後に、紫外線光を光硬化性樹脂に照射して、表示装置を完成させた。
【００７８】
（実験例２）
絶縁性液体８３．３ｇにＡＤＤＯＣＯＮＡＴＥ Ｓを１６．７ｇ溶解させＡＤＤＯＣＯＮＡＴＥ Ｓ溶液を調製した。このＡＤＤＯＣＯＮＡＴＥ Ｓ溶液９ｇに上記泳動粒子１ｇを加えて、泳動粒子成分が１０重量％となる分散液を調製した。次いで、絶縁性液体７６．７ｇにＯＬＯＡ１２００ １ｇとＡＤＤＯＣＯＮＡＴＥ Ｓ（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ社製）１．６７ｇおよび上記分散液２０ｇを加えて攪拌し、添加剤および泳動粒子を含有する絶縁性液体を得た。これ以外は、実験例１と同様の手順で表示装置を作製した。
【００７９】
（実験例３）
添加剤としてＰＤＳＡ−ＤＡ（三洋化成）、ジ（２−エチルヘキシル）スルホコハク酸ナトリウム（ＡＯＴ：東京化成(株)）、Ｓｐａｎ８０（東京化成(株)）、ジメチルドデシルアミン（東京化成(株)）、トリオクチルアミン（東京化成(株)）を使ったことを除き、実験例２と同様の手順で表示装置を作製した。
【００８０】
（実験例４）
添加剤としてイソオクタデシルコハク酸無水物（東京化成）およびジメチルドデシルアミンを使ったことを除き、実験例２と同様の手順で表示装置を作製した。
【００８１】
（実験例５）
添加剤としてＡＤＤＣＯＮＡＴＥ Ｓ、Ｈｙｐｅｒｍｅｒ ＫＤ−９（クローダジャパン）、ＯＬＯＡ１２００を使ったことを除き、実験例２と同様の手順で表示装置を作製した。
【００８２】
（実験例６）
添加剤としてジ（２−エチルヘキシル）スルホコハク酸ナトリウム（関東化学）、２−エチルヘキシルアミン（東京化成）を使ったことを除き、実験例２と同様の手順で表示装置を作製した。
【００８３】
（実験例７）
添加剤としてＯＡＳ１２００のみを使ったことを除き、実験例１と同様の手順で表示装置を作製した。
【００８４】
（実験例８）
添加剤としてＡＤＤＯＣＯＮＡＴＥ Ｓのみを使ったことを除き、実験例１と同様の手順で表示装置を作製した。
【００８５】
これら実験例１〜８の表示装置の性能として、白反射率（％）、黒反射率（％）、コントラスト（ＣＲ）を測定すると共に、表示メモリ性の評価を行い、この結果を表１に示した。
【００８６】
【表１】
2015191037.tif 000005
【００８７】
コントラストは、白反射率（％）および黒反射率（％）から、コントラスト＝白反射率（％）／黒反射率（％）として算出した。白反射率および黒反射率は、表示装置に交流電圧（０．１Ｈｚおよび１５Ｖ）を１時間印加した後、分光測色計（横河電機製ＣＤ１００）を用い、４５°リング照明における標準拡散板に対する基板法線方向の反射率を測定した。コントラスト（ＣＲ）は白反射率と黒反射率で割った値である。表示メモリ性は、電圧の印加を停止したのちの白反射率の経時変化を測定し、印加停止直前の反射率と、１０分後の反射率との変化率を算出し、これが小さいほど表示メモリ性が高いと判断した。具体的には、変化率が５％以下のものを◎、２０％未満のものを○、２０％以上のものを△とした。なお、図７〜９は実験例２（図７），実験例３（図８）および実験例７（図９）における印加電界停止後の反射率の経時変化を表したものである。
【００８８】
表１および図７，８からわかるように、酸性添加剤と塩基性添加剤とを混合した実験例１〜６では、印加電圧を停止した後の１０分後の反射率の変化が全て１５％以内であり、実験例３では５％以下という高い表示メモリ性を示した。これに対し、塩基性添加剤のみを用いた実験例７では、図９からわかるように印加電界停止後の反射率の変化は大きく、具体的には２０％以上変化した。また、酸性添加剤のみを用いた実験例８では、白黒の反転が起こらなかった。
【００８９】
このように、絶縁性液体中に酸性添加剤および塩基性添加剤の両方を添加することによって、高い表示メモリ性が得られた。即ち、優れたメモリ特性を有する表示装置を提供することが可能となった。
【００９０】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本技術を説明したが、本技術は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。
【００９１】
なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
【００９２】
本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）絶縁性液体中に、泳動粒子と、前記泳動粒子とは異なる光反射性を有する非泳動粒子を含むと共に、繊維状構造体により形成された多孔質層と、酸性添加剤および塩基性添加剤とを含む表示装置。
（２）前記酸性添加剤は無水コハク酸構造を有する、前記（１）に記載の表示装置。
（３）前記酸性添加剤はコハク酸構造を有する、前記（１）または（２）に記載の表示装置。
（４）前記塩基性添加剤はコハク酸イミド構造を有する、前記（１）乃至（３）のうちのいずれか１つに記載の表示装置。
（５）前記塩基性添加剤はアミンである、前記（１）乃至（４）のうちのいずれか１つに記載の表示装置。
（６）前記酸性添加剤および前記塩基性添加剤をそれぞれ複数種類含む、前記（１）乃至（５）のうちのいずれか１つに記載の表示装置。
（７）前記繊維状構造体の平均繊維径は０．１μｍ以上１０μｍ以下である、前記（１）乃至（６）のうちのいずれか１つに記載の表示装置。
（８）前記繊維状構造体は静電防止法により形成された、前記（１）乃至（７）のうちのいずれか１つに記載の表示装置。
（９）前記非泳動粒子の光反射率は前記泳動粒子の光反射率よりも高く、前記泳動粒子が暗表示、前記非泳動粒子および繊維状構造体が明表示を行う、前記（１）乃至（８）のうちのいずれか１つに記載の表示装置。
（１０）前記泳動粒子および前記非泳動粒子は、有機顔料，無機顔料，染料，炭素材料，金属材料，金属酸化物，ガラスおよび高分子材料のうちの少なくともいずれか１つにより構成されている、前記（１）乃至（９）のうちのいずれか１つに記載の表示装置。
（１１）前記繊維状構造体は高分子材料および無機材料の少なくとも一方により形成されている、前記（１）乃至（１０）のうちのいずれか１つに記載の表示装置。
（１２）表示装置を備え、前記表示装置は、絶縁性液体中に、泳動粒子と、前記泳動粒子とは異なる光反射性を有する非泳動粒子を含むと共に、繊維状構造体により形成された多孔質層と、酸性添加剤および塩基性添加剤とを含む電子機器。
【符号の説明】
【００９３】
１…電気泳動素子、２…表示装置、１０…絶縁性液体、２０…泳動粒子、２１Ａ…酸性添加剤、２１Ｂ…塩基性添加剤、３０…多孔質層、３１…繊維状構造体、３２…非泳動粒子、３３…細孔、４０…駆動基板、４１，５１…板状部材、４２…ＴＦＴ、４３…保護層、４４…平坦化絶縁層、４５…画素電極、５０…対向基板、５２…対向電極、６０…スペーサ。
【図１】
2015191037.tif 000006
【図２】
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【図３】
2015191037.tif 000008
【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
2015191037.tif 000012
【図７】
2015191037.tif 000013
【図８】
2015191037.tif 000014
【図９】
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