(57)【要約】      （修正有）【課題】帯電極性の異なる帯電粒子同士の凝集を防ぐことで、コントラストを向上させることができる電気泳動表示媒体及び電気泳動表示装置を提供する。【解決手段】表示部内には、帯電極性が互いに異なる第一帯電粒子及び第二帯電粒子が内包されている。そして、第一帯電粒子は、第二帯電粒子とは異なる帯電極性である第一母粒子の表面に、第二帯電粒子と同じ極性に帯電した微粒子である第一子粒子が付着されて形成されている。この第一帯電粒子が第二帯電粒子に接近するほど、第一帯電粒子の表面に付着された第一子粒子と、第二帯電粒子との間に生じる斥力が大きくなるため、帯電粒子同士の凝集が発生する頻度は低下し、良好な画像品質が得られる。【選択図】図５
2008175973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な表示基板と当該表示基板に対向配置される背面基板とを有する表示パネルと、
前記表示基板及び前記背面基板の間隙に形成される表示部と、
当該表示部に分散媒と共に内包され、電界の作用によって当該表示部内を移動する第一帯電粒子と、
前記表示部に前記分散媒と共に内包され、前記第一帯電粒子とは異なる帯電極性であり、電界の作用によって当該表示部内を移動する第二帯電粒子と
を備えた電気泳動表示媒体であって、
前記第一帯電粒子は、
前記第二帯電粒子とは異なる帯電極性である第一母粒子と、
当該第一母粒子の表面に付着され、当該第一母粒子とは異なる帯電極性であり、当該第一母粒子よりも粒径が小さい第一子粒子とからなることを特徴とする電気泳動表示媒体。
【請求項２】
前記第一子粒子の粒径が前記第一母粒子の粒径の５００分の１以上、２５０分の１以下であり、
前記第一母粒子に対する前記第一子粒子の被覆率が１８％以上、８４％以下であることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動表示媒体。
【請求項３】
前記第一子粒子の粒径が前記第一母粒子の粒径の２５０分の１以上、１００分の１以下であり、
前記第一母粒子に対する前記第一子粒子の被覆率が１８％以上、４８％以下であることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動表示媒体。
【請求項４】
前記第一子粒子の粒径が前記第一母粒子の粒径の１００分の１以上、５０分の１以下であり、
前記第一母粒子に対する前記第一子粒子の被覆率が９％以上、４８％以下であることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動表示媒体。
【請求項５】
前記第二帯電粒子は、
前記第一帯電粒子とは異なる帯電極性である第二母粒子と、
当該第二母粒子の表面に付着され、当該第二母粒子と同じ帯電極性であり、当該第二母粒子よりも粒径が小さい第二子粒子とからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電気泳動表示媒体。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の電気泳動表示媒体と、
前記表示基板に設けられる透明な第一電極と、
前記背面基板に設けられる第二電極と、
前記第一電極及び前記第二電極に電圧を印加する電圧印加手段と
を備えたことを特徴とする電気泳動表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動現象を利用して帯電粒子を移動させることで画像を表示させる電気泳動表示媒体及び電気泳動表示装置に関する。
【０００２】
従来、電気泳動現象を利用して画像を表示する電気泳動表示媒体が知られている。この電気泳動表示媒体では、透明な表示基板と、所定の間隔をおいてこの表示基板に対向配置される背面基板との間に、密閉空間が形成されている。そして、着色された帯電粒子が分散された分散媒が前記密閉空間に充填されて、表示部が形成されている。例えば、液体分散媒に分散されている帯電粒子が、黒色の帯電粒子と、それとは異なる帯電極性である白色の帯電粒子とにより構成されている場合、表示部に電界を発生させることで黒色の帯電粒子を表示基板側へ移動させると、その表示部では黒色を表示させることができる。また、逆向きの電界を発生させることで白色を表示させることができ、この動作を画素毎に行うことによって所望の画像が得られる。
【０００３】
このような電気泳動表示媒体において、複数種類の帯電粒子の帯電特性は、表示部内における帯電粒子の移動や色の濃度等に大きく影響する。そこで、帯電制御剤を内添した帯電粒子を用いた電気泳動表示媒体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような帯電粒子を用いると、帯電粒子相互の摩擦帯電による帯電特性の変化が帯電制御剤によって抑制される。この構成により、長期にわたって繰り返し画像の書き換えを行っても、帯電粒子の帯電極性が変化せずに、安定したコントラストで画像を表示できる電気泳動表示媒体を実現している。
【特許文献１】特開２００２−１０７７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の電気泳動表示媒体では、帯電極性の異なる少なくとも２種類の帯電粒子が同じ分散媒に分散されているため、異極性の帯電粒子間にクーロン力による引力が働き、帯電粒子同士が凝集する。すると、凝集した粒子と凝集していない粒子との間で、電界を発生させて帯電粒子を移動させる際の移動速度にばらつきが生じる。また、凝集した帯電粒子がそのまま表示基板側へ移動すると、表示基板を覆う多数の帯電粒子の中に、異なる色の帯電粒子が混ざることになる。従って、使用者が表示基板側から表示部を見ると、複数種類の帯電粒子の色が見えてしまうため、画像品質が低下するという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、帯電極性の異なる帯電粒子同士の凝集を防ぐことで、コントラストを向上させることができる電気泳動表示媒体及び電気泳動表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の電気泳動表示媒体は、透明な表示基板と当該表示基板に対向配置される背面基板とを有する表示パネルと、前記表示基板及び前記背面基板の間隙に形成される表示部と、当該表示部に分散媒と共に内包され、電界の作用によって当該表示部内を移動する第一帯電粒子と、前記表示部に前記分散媒と共に内包され、前記第一帯電粒子とは異なる帯電極性であり、電界の作用によって当該表示部内を移動する第二帯電粒子とを備えた電気泳動表示媒体であって、前記第一帯電粒子は、前記第二帯電粒子とは異なる帯電極性である第一母粒子と、当該第一母粒子の表面に付着され、当該第一母粒子とは異なる帯電極性であり、当該第一母粒子よりも粒径が小さい第一子粒子とからなることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の請求項２に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記第一子粒子の粒径が前記第一母粒子の粒径の５００分の１以上、２５０分の１以下であり、前記第一母粒子に対する前記第一子粒子の被覆率が１８％以上、８４％以下であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項３に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記第一子粒子の粒径が前記第一母粒子の粒径の２５０分の１以上、１００分の１以下であり、前記第一母粒子に対する前記第一子粒子の被覆率が１８％以上、４８％以下であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項４に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記第一子粒子の粒径が前記第一母粒子の粒径の１００分の１以上、５０分の１以下であり、前記第一母粒子に対する前記第一子粒子の被覆率が９％以上、４８％以下であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項５に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記第二帯電粒子は、前記第一帯電粒子とは異なる帯電極性である第二母粒子と、当該第二母粒子の表面に付着され、当該第二母粒子と同じ帯電極性であり、当該第二母粒子よりも粒径が小さい第二子粒子とからなることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項６に記載の電気泳動表示装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の電気泳動表示媒体と、前記表示基板に設けられる透明な第一電極と、前記背面基板に設けられる第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極に電圧を印加する電圧印加手段とを備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１に記載の電気泳動表示媒体によると、互いに異なる帯電極性である第一帯電粒子及び第二帯電粒子が表示部に内包されており、第一帯電粒子は、第二帯電粒子とは異なる帯電極性である第一母粒子と、当該第一母粒子の表面に付着され、当該第一母粒子とは異なる帯電極性であり、当該第一母粒子よりも粒径が小さい第一子粒子とからなる。従来、帯電極性が異なる２種類の帯電粒子が１つの表示部に内包されていると、クーロン力による引力が生じ、異なる極性の帯電粒子同士が凝集していた。すると、凝集した帯電粒子と凝集していない帯電粒子との間で、電界を発生させて帯電粒子を移動させる際の移動速度に差が生じていた。また、凝集した帯電粒子がそのまま表示基板側へ移動する場合があり、この場合、表示基板を覆う多数の帯電粒子の中に、異なる色の帯電粒子が混ざることになる。その結果、画像品質が低下していた。しかしながら、本発明の電気泳動表示媒体によると、第一母粒子の表面に付着された第一子粒子の極性と、第二帯電粒子の極性とが同じである。よって、帯電粒子同士が接近すると、第一子粒子と第二帯電粒子との間に生じる斥力が両帯電粒子を引き離す作用をし、帯電粒子の凝集が発生する頻度を低下させることができるため、良好な画像品質が得られる。
【００１３】
また、本発明の請求項２に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１に記載の発明の効果に加え、第一子粒子の粒径が第一母粒子の粒径の５００分の１以上、２５０分の１以下である場合に、第一子粒子に覆われる第一母粒子の表面積の、第一母粒子の表面積全体に対する割合、すなわち、第一母粒子に対する第一子粒子の被覆率を、１８％以上、８４％以下とすることで、より効果的に帯電粒子の凝集が発生する頻度を低下させることができる。尚、第一子粒子の重量を１８％より少なくすると、第一子粒子と第二帯電粒子との間に生じるクーロン力による斥力が小さくなり、効果が薄れる虞がある。一方で、第一子粒子の重量を８４％より大きくすると、第一帯電粒子全体としての電荷が小さくなり、基板間の移動を適切に制御することが困難になる。
【００１４】
また、本発明の請求項３に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１に記載の発明の効果に加え、第一子粒子の粒径が第一母粒子の粒径の２５０分の１以上、１００分の１以下である場合に、第一母粒子に対する第一子粒子の被覆率を１８％以上、４８％以下とすれば、より効果的に帯電粒子の凝集が発生する頻度を低下させることができる。
【００１５】
また、本発明の請求項４に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１に記載の発明の効果に加え、第一子粒子の粒径が第一母粒子の粒径の１００分の１以上、５０分の１以下である場合に、第一母粒子に対する第一子粒子の被覆率を９％以上、４８％以下とすれば、より効果的に帯電粒子の凝集が発生する頻度を低下させることができる。
【００１６】
また、本発明の請求項５に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の効果に加え、第二帯電粒子が、第一帯電粒子とは異なる帯電極性である第二母粒子と、当該第二母粒子の表面に付着され、当該第二母粒子と同じ帯電極性であり、当該第二母粒子よりも粒径が小さい第二子粒子とからなる。この第二帯電粒子が基板と接触した際の、第二母粒子の中心と基板との間の距離は、第二子粒子を付着させない場合よりも長くなる。従って、第二帯電粒子と基板との間に働くファンデルワールス力が小さくなり、基板への付着力が低減されるため、第二帯電粒子は表示部内をスムーズに移動することができる。また、第二子粒子を付着させない場合よりも第二帯電粒子全体の帯電量が増すため、印加する駆動電圧を下げることができる。
【００１７】
また、本発明の請求項６に記載の電気泳動表示装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の電気泳動表示媒体に加え、表示基板に透明な第一電極を、背面基板に第二電極を、さらに第一電極及び第二電極に電圧を印加する電圧印加手段を備えたため、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明と同様の作用効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る電気泳動表示装置を具体化した電気泳動表示装置１について、図面を参照して説明する。図１は、電気泳動表示装置１の平面図であり、図２は、図１に示す表示パネル２のＡ−Ａ線矢視方向断面の略図である。また、図２の上側を表示パネル２の上側とし、図２の下側を表示パネル２の下側とする。尚、本実施の形態の表示パネル２は、例えば、携帯用の電子機器等に搭載されるものであり、制御装置３に駆動制御されることによって種々の画像を表示できるものである。
【００１９】
はじめに、本実施の形態の電気泳動表示装置１の構成の概略について説明する。図１に示すように、電気泳動表示装置１は、表示パネル２及び制御装置３が電気的に接続されて構成されており、表示パネル２は平面視長方形状に形成されている。図２に示すように、表示パネル２は、上側に略水平に設けられる表示基板１０と、当該表示基板１０の下側に、スペーサ３１を介して略水平に対向配置された背面基板２０とを備えている。そして、表示基板１０と背面基板２０とに挟まれる隙間には、隔壁３２によって区分けされた複数の表示部３０が形成されている。以下、各構成部品の詳細な構造について順に説明する。
【００２０】
まず、表示基板１０の構造について説明する。図２に示すように、表示基板１０は、透明部材により形成され、表示面となる表示層１１と、当該表示層１１の下側に設けられ、表示部３０に電界を発生させる透明な共通電極１２と、当該共通電極１２の下側に設けられ、共通電極１２を保護する保護層１３とから構成されている。表示層１１は、高い透明性と高い絶縁性を有する材料によって形成され、例えば、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルホン、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ガラス等が使用される。一方、共通電極１２は、高い透明性を有し、電極として利用できる材料によって形成され、例えば、金属酸化物である酸化インジウムスズ、フッ素がドープされた酸化スズ、インジウムがドープされた酸化亜鉛等が使用される。尚、本実施形態では、表示層１１は透明なガラス基板であり、共通電極１２は酸化インジウムスズにより形成された透明電極であり、保護層１３はポリビニルアルコールにより構成された樹脂フィルムである。また、本実施の形態における共通電極１２が、本発明の「第一電極」に相当する。
【００２１】
また、図１及び図２に示すように、表示基板１０の上面（背面基板２０と対向しない面）には、平面視、表示部３０の周縁部を、使用者が視認できないように隠すためのマスク部３５が設けられている。このマスク部３５は、表示基板１０の四辺に沿って一定幅で設けられ、表示部３０を使用者が視認できるように貫通孔が設けられた平面視ロの字型の板状部材である。尚、マスク部３５は、例えば、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂を着色したものを接着したり、表示層１１の表面に印刷したインク層で形成したりすればよい。これにより、表示パネル２をその上方から見ると、マスク部３５に設けられた貫通孔から、複数の表示部３０からなる表示領域を視認することができる構成となっている。
【００２２】
次に、背面基板２０の構造について説明する。図２に示すように、背面基板２０は、表示パネル２を支持する筐体支持層２１と、当該筐体支持層２１の上面に各表示部３０毎に設けられ、それぞれの表示部３０に電界を発生させる画素電極２２と、当該画素電極２２の上面に設けられた保護層２３とから構成されている。そして、図示しないが、筐体支持層２１にはＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が組み込まれており、このＴＦＴが区分けされた各画素電極２２にそれぞれ接続されて、各画素電極２２毎に電圧の印加の制御（オン・オフ）を行っている。また、筐体支持層２１の材料には、高い絶縁性を有する材料が使用され、例えば、ガラスや絶縁処理された金属フィルム等の無機材料、又はポリエチレンテレフタレート等の有機材料が使用される。尚、背面基板２０を形成する各層は、表示基板１０とは異なり、透明でも有色でもよい。本実施形態では、筐体支持層２１はガラス基板であり、画素電極２２は酸化インジウムスズにより形成された電極であり、保護層２３はポリビニルアルコールにより構成された樹脂フィルムである。また、画素電極２２が本発明の「第二電極」に相当する。
【００２３】
次に、表示部３０の構造について説明する。図２に示すように、表示基板１０と背面基板２０との間にはスペーサ３１が架設されている。このスペーサ３１は、貫通孔が中央に設けられた平面視ロの字型の板状部材として構成された可撓性部材であり、表示基板１０と背面基板２０とスペーサ３１との間に密閉空間が形成されている。そして、当該密閉空間は、さらに隔壁３２により複数の表示部３０に均等に分割されており、先述した画素電極２２はこの表示部３０に対応して区分けされている。ここで、電気泳動表示装置１の画素は、区分けされた１つの画素電極２２毎に形成され、１つの表示部３０に複数の画素が含まれていてもよいし、１つの画素に複数の表示部３０が含まれていてもよい。また、スペーサ３１及び隔壁３２は一体に形成されていてもよい。本実施の形態では、スペーサ３１及び隔壁３２は共にエポキシ系光硬化性樹脂により形成されている。
【００２４】
そして、以上の構造によって形成された表示部３０には、正に帯電した黒色帯電粒子５０と、負に帯電した白色帯電粒子６０と、が分散された分散媒４０が内包されており、黒色帯電粒子５０が表示基板１０側に移動している表示部３０１では黒色が表示され、白色帯電粒子６０が表示基板１０側に移動している表示部３０２では白色が表示される。液体の分散媒としては、高絶縁性を発揮可能なアルコール類、炭化水素、シリコーンオイル等を使用できるが、本実施の形態では炭化水素系絶縁性溶媒に少量のアルコールを添加して使用した。また、本実施の形態では、正に帯電している黒色の第一母粒子５１の表面に、第一母粒子５１よりも粒子径が小さく負に帯電している第一子粒子５２を付着させたものを黒色帯電粒子５０として使用し、また、負に帯電している白色の第二母粒子６１の表面に、第二母粒子６１よりも粒径が小さく負に帯電している第二子粒子６２を付着させたものを白色帯電粒子６０として使用している。これにより、黒色帯電粒子５０と白色帯電粒子６０とが凝集することを防いでいる点に特徴を有するが、この詳細は後述する。尚、本実施の形態における黒色帯電粒子５０が本発明の「第一帯電粒子」に相当し、白色帯電粒子６０が「第二帯電粒子」に相当する。
【００２５】
次に、図３を参照して電気泳動表示装置１の電気的構成について説明する。図３は、電気泳動表示装置１の電気的構成を示すブロック図である。電気泳動表示装置１の制御装置３には、表示パネル２を駆動して画像の表示態様を制御する制御部９０と、電気泳動表示装置１に電源を供給する電源９１と、表示パネル２に表示させる画像を示す表示データを記憶する表示データ用メモリ９３と、各電極への電圧印加時間をカウントするタイマ９４と、外部とのデータ交換を行うインターフェイス９９と、共通電極１２及び各画素電極２２に印加される電圧を制御するドライバ９５とを備えている。尚、制御部９０には、図示外のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が設けられている。
【００２６】
このような構成のもと、外部から入力された映像信号及び同期信号や、表示データ用メモリ９３に記憶された各種データに基づいて、制御部９０は画像形成動作を制御する信号をドライバ９５へ送信する。すると、ドライバ９５は共通電極１２及び各画素電極２２に各々所定のタイミングで電圧を印加し、互いに異なる極性に帯電した黒色帯電粒子５０及び白色帯電粒子６０を上下方向（図２の上下方向）に移動させる。具体的には、画素電極２２の電位よりも共通電極１２の電位を高くすると、正に帯電した黒色帯電粒子５０は背面基板２０側へ、負に帯電した白色帯電粒子６０は表示基板１０側へ移動するため、表示基板１０側では白色が表示される。一方で、画素電極２２の電位よりも共通電極１２の電位を低くすると、黒色帯電粒子５０は表示基板１０側へ、白色帯電粒子６０は背面基板２０側へ移動するため、表示基板１０側では白色が表示される。尚、本実施の形態では背面基板２０側の電極が画素電極２２として各画素毎に分割されているが、代わりに表示基板１０側の電極が各画素毎に分割されていてもよい。つまり、対向する２つ電極の少なくとも一方を複数の区画に分割することで、表示領域内に複数の画素を設けることができる。
【００２７】
次に、分散媒４０に分散される帯電粒子の性質について説明する。互いに異なる極性に帯電した２種類の帯電粒子を分散媒４０に分散させて使用している場合、正に帯電している黒色帯電粒子５０と、負に帯電している白色帯電粒子６０との間にはクーロン力による引力が働く。この引力により、従来の電気泳動表示装置では、異なる極性に帯電した帯電粒子同士が凝集していた。これにより、凝集した帯電粒子と凝集していない帯電粒子との間で、電界を発生させて帯電粒子を移動させる際の移動速度に差を生じていた。また、凝集した帯電粒子がそのまま表示基板１０側へ移動する場合があり、この場合、表示基板１０を覆う多数の帯電粒子の中に、異なる色の帯電粒子が混ざることになる。その結果、画像品質が低下していた。
【００２８】
以下、図４及び図５を参照して、本発明の要部である黒色帯電粒子５０及び白色帯電粒子６０の構造、及び２つの種類の帯電粒子間に生じるクーロン力について詳細に説明する。図４は、黒色帯電粒子５０と白色帯電粒子６０との間に生じるクーロン力の一例を模式的に示した図であり、図５は、図４に示す黒色帯電粒子５０及び白色帯電粒子６０が接近した場合に生じるクーロン力の一例を模式的に示した図である。
【００２９】
まず、黒色帯電粒子５０及び白色帯電粒子６０を構成する材料について説明する。帯電粒子を構成する材料としては、有機化合物や無機化合物からなる顔料や染料、若しくは顔料や染料を合成樹脂で包んだものを使用できる。具体的には、架橋ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＣ（ポリカーボネイト）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＯＭ（ポリアセタール）等を使用できる。
【００３０】
次いで、黒色帯電粒子５０について説明する。図４に示すように、本実施の形態の黒色帯電粒子５０は、正に帯電している黒色の第一母粒子５１と、第一母粒子５１よりも粒子径が小さく負に帯電している第一子粒子５２とにより構成されている。そして、第一母粒子５１の表面に、ハイブリダイゼーションシステム（商標登録）（奈良機械製作所製）を使用して第一子粒子５２を付着させている。ここで、第一母粒子５１における正の帯電量の絶対値は、第一母粒子５１の表面に付着している複数の第一子粒子５２における負の帯電量の絶対値の総和よりも大きくなるように、各粒子の帯電量を決定している。従って、第一母粒子５１と第一子粒子５２とからなる黒色帯電粒子５０の全体としての帯電性は正となっている。また、第一子粒子５２の粒子径を、第一母粒子５１の粒子径の５００分の１以上、５０分の１以下としており、第一子粒子５２の粒子径は第一母粒子５１の粒子径に比べて小さい。従って、第一子粒子５２の色が使用者の視覚に及ぼす影響は小さく、黒色帯電粒子５０の色は、第一母粒子５１の色である黒色として視認される。尚、本実施の形態では、第一母粒子５１として正に帯電させたカーボンブラック含有ＰＭＭＡ樹脂粒子を使用し、第一子粒子５２として負に帯電させたシリカの微粒子を使用した。
【００３１】
次いで、白色帯電粒子６０について説明する。図４に示すように、本実施の形態の白色帯電粒子６０は、負に帯電している白色の第二母粒子６１と、第二母粒子６１よりも粒子径が小さく負に帯電している第二子粒子６２とにより構成されている。そして、黒色帯電粒子５０と同様、第二母粒子６１の表面に、ハイブリダイゼーションシステム（商標登録）（奈良機械製作所製）を使用して第二子粒子６２を付着させている。ここで、第二子粒子６２の粒子径は第二母粒子６１の粒子径に比べて小さく、第二子粒子６２の色が使用者の視覚に及ぼす影響は小さい。従って、白色帯電粒子６０は第二母粒子６１の色である白色として視認される。尚、本実施の形態では、第二母粒子６１として負に帯電させた酸化チタン含有ＰＭＭＡ樹脂粒子を使用し、第二子粒子６２として負に帯電させたシリカの微粒子を使用した。
【００３２】
次いで、液体分散媒に分散された帯電粒子の付着力について説明する。分散媒に４０分散された帯電粒子には、接触している帯電粒子と基板との間、及び接触している帯電粒子間に、互いに付着しようとする力（以下、「付着力」と言う。）が生じる。そして、この付着力は主にファンデルワールス力及び液架橋力によって決定される。ファンデルワールス力は分子と分子との間に働く引力であり、帯電粒子の粒子径が大きくなる程、生じるファンデルワールス力の大きさは大きくなる。さらに、帯電粒子と基板との間の距離、若しくは帯電粒子間の距離が小さくなる程、ファンデルワールス力は大きくなる。また、液架橋力は、帯電粒子と基板との間、若しくは帯電粒子と帯電粒子との間が、表面吸着した液体によって架橋されることによって生じる力である。
【００３３】
そして、表示部３０内に電界を発生させた際に帯電粒子に生じるクーロン力よりも、帯電粒子の付着力が大きくなると、帯電粒子が基板に張り付いたまま移動しなかったり、移動の開始が遅れて移動時間がばらついたりし、コントラストが低下する。また、付着力により帯電粒子同士が凝集する影響で、コントラストが低下する場合もある。本実施の形態では、黒色帯電粒子５０及び白色帯電粒子６０は共に母粒子の表面に子粒子を付着させたものを使用している。これにより、帯電粒子の中心と基板との間の距離、若しくは帯電粒子の中心同士の距離を子粒子の分だけ長くし、付着力を低減させて、コントラストの低下を防止している。
【００３４】
次に、図４及び図５を参照して、極性が互いに異なる黒色帯電粒子５０及び白色帯電粒子６０との間に生じるクーロン力について説明する。電荷がｑ１の帯電粒子と、電荷がｑ２の帯電粒子との間には、粒子間の距離をｒ、クーロンの比例定数をｋとすると、Ｆ＝ｋｑ１ｑ２／ｒ２で表されるクーロン力Ｆが生じる。この式から分かるように、クーロン力の大きさは帯電粒子間の距離の二乗に反比例する。そして、同じ極性の帯電粒子間に生じるクーロン力は斥力であり、異なる極性の帯電粒子間に生じるクーロン力は引力である。従って、正に帯電している第一母粒子５１と、負に帯電している白色帯電粒子６０との間にはクーロン力による引力が生じる。さらに、負に帯電している第一子粒子５２と、同じく負に帯電している白色帯電粒子６０との間には斥力が生じる。ここで、先述したように、第一母粒子５１の帯電量の絶対値は、第一母粒子５１の表面に付着している複数の第一子粒子５２における帯電量の絶対値の総和よりも大きい。よって、図４に示すように、帯電粒子同士が十分に離れている場合には、黒色帯電粒子５０と白色帯電粒子６０との間に生じるクーロン力は引力となる。そして、表示部３０内に電界が発生しておらず、基板との付着等が生じていない場合、黒色帯電粒子５０と白色帯電粒子６０とは接近する。
【００３５】
そして、図５に示すように、黒色帯電粒子５０及び白色帯電粒子６０が接近した場合には、帯電粒子間の距離ｒの値が小さくなるため、第一母粒子５１と白色帯電粒子６０との間に生じる引力の値、及び第一子粒子５２と白色帯電粒子６０との間に生じる斥力の値は、共に大きくなる。しかし、第一子粒子５２は第一母粒子５１の表面に付着しているため、第一子粒子５２と白色帯電粒子６０との間の距離の方が、第一母粒子５１と白色帯電粒子６０との間の距離よりも短い。従って、帯電粒子間の距離ｒが短くなるほど、第一子粒子５２と白色帯電粒子６０との間に生じる斥力が両帯電粒子を引き離す作用をする。よって、極性が互いに異なる黒色帯電粒子５０及び白色帯電粒子６０が凝集する頻度が減り、画像品質を向上させることができる。これは、後述する実施例１により確認することができた。
【００３６】
尚、正に帯電させた第一母粒子５１の表面に、同じく正に帯電させた第一子粒子５２を付着させて黒色帯電粒子５０を形成させることで、先述した帯電粒子の付着力を低減させて画像品質を向上させる方法がある。しかしながら、この場合には、第一子粒子５２と白色帯電粒子６０との間には斥力が生じない。よって、第一子粒子５２の極性と白色帯電粒子６０の極性とを互いに同じ極性にすることで、互いに異なる極性とした場合よりも帯電粒子の凝集が発生する頻度をさらに減らすことができる。これは、後述する実施例２により確認することができた。
【００３７】
次に、第一母粒子５１に対する第一子粒子５２の割合について説明する。第一母粒子５１の表面を覆う第一子粒子の量が多い程、黒色帯電粒子５０と白色帯電粒子６０とが接近した際に生じるクーロン力による斥力は大きくなる。しかしながら、第一母粒子５１に対する第一子粒子５２の割合を大きくする程、黒色帯電粒子５０全体としての正の電荷は小さくなる。そして、同じ白色帯電粒子６０を用いた場合、黒色帯電粒子５０全体としての電荷が小さくなる程、白色帯電粒子６０との間で、基板間を移動するために要する時間の差が大きくなる。この時間差が存在する場合に、移動時間が長い方の帯電粒子に合わせて電圧を印加すると、移動時間が短い方の帯電粒子は長い時間基板に押さえつけられるため、基板への張り付きが生じて基板間の移動に悪影響を与える。一方で、移動時間が短い方の帯電粒子に合わせて電圧を印加すると、移動時間が長い方の帯電粒子は反対側の基板に到達することができないため、画像品質が低下する。従って、第一母粒子５１に対する第一子粒子５２の割合を次第に大きくしていくと、コントラストは途中まで向上していくが、割合を大きくしすぎると逆にコントラストは低下していく。
【００３８】
また、第一子粒子５２の粒径を大きくしていくと、第一母粒子５１と白色帯電粒子６０との距離は変わらないが、第一子粒子５２と白色帯電粒子６０との間の距離は短くなっていく。よって、第一子粒子５２と白色帯電粒子６０との間に生じる斥力が帯電粒子間に与える影響は大きくなっていく。従って、第一母粒子５１の粒子径に対する第一子粒子５２の粒子径の割合が変化すると、第一母粒子５１に対する適切な第一子粒子５２の割合も変化する。
【００３９】
そして、第一子粒子５２の粒径が第一母粒子５１の粒径の５００分の１以上、２５０分の１以下である場合には、第一子粒子５２によって覆われる第一母粒子５１の表面積の、第一母粒子５１の表面積全体に対する割合、すなわち、第一母粒子５１に対する第一子粒子５２の被覆率を１８％以上、８４％以下とすることでコントラストが向上することが、後述する実施例３により確認できた。また、第一子粒子５２の粒径が第一母粒子５１の粒径の２５０分の１以上、１００分の１以下である場合には、第一母粒子５１に対する第一子粒子５２の被覆率を１８％以上、４８％以下とすればよく、さらに、第一子粒子５２の粒径が第一母粒子５１の粒径の１００分の１以上、５０分の１以下である場合には、第一母粒子５１に対する第一子粒子５２の被覆率を９％以上、４８％以下とすればよいことが、後述する実施例３により確認できた。
【００４０】
以上説明した電気泳動表示装置１について、本発明の効果を確認するために、実施例１〜３に示す試験を行った。以下、実施例１〜３について説明する。実施例１〜３では、白色を表示させた場合の輝度（ｃｄ／ｍ２）、及び黒色を表示させた場合の輝度（ｃｄ／ｍ２）を、色彩輝度計（ＢＭ−７：株式会社トプコン製）を使用して表示基板１０側から測定する。そして、白色を表示させた場合の輝度の値を、黒色を表示させた場合の輝度の値で割ることで、黒色の輝度を「１」とした場合の白色の輝度を算出し、この値を「コントラスト比」として実施例の評価基準に用いている。このコントラスト比が大きくなる程、白色の輝度と黒色の輝度との差が大きくなり、画像の認識が容易となる。尚、実施例１〜３では、表示基板１０と背面基板２０との間の距離を５０μｍとし、電圧印加時における共通電極１２と画素電極２２との間の電位差を３０Ｖとした。また、母粒子の表面への子粒子の付着は、ハイブリダイゼーションシステム（商標登録）（奈良機械製作所製）を使用して、回転速度９７００ｒｐｍ、温度２５℃、処理時間３分間の条件で行った。また、帯電粒子の平均粒子径は、マイクロトラック（商標登録）粒度分布測定装置（日機装株式会社製）を用いて測定した。
【００４１】
[実施例１]
まず、正に帯電した第一母粒子５１の表面に、負に帯電した第一子粒子５２を付着させたことによる効果について評価試験を行った。この評価試験では、表１に示すように、３種類の表示液Ａ，Ｂ，Ｃを用意した。そして、全ての表示液には白色帯電粒子６０として、負に帯電させた酸化チタン含有ＰＭＭＡ樹脂粒子（粒子径５μｍ）を、第二子粒子６２を付着させずにそのまま分散させた。一方で、黒色帯電粒子５０に関しては、正帯電のカーボンブラック含有ＰＭＭＡ樹脂粒子（粒子径５μｍ）を共通の第一母粒子５１として、表面に付着させる第一子粒子５２のみをそれぞれ変化させた。詳細には、表示液Ａでは負に帯電させたシリカ微粒子（粒子径２０ｎｍ）を第一子粒子５２として第一母粒子５１の表面に付着させ、表示液Ｂでは第一子粒子５２を付着させず、表示液Ｃでは正に帯電させたシリカ微粒子（粒子径２０ｎｍ）を第一子粒子５２として使用した。つまり、表示液Ａ，Ｂ，Ｃでは黒色帯電粒子５０における第一子粒子５２が異なるのみであり、その他の条件は全て等しい。この条件で、表示液Ａ，Ｂ，Ｃにおける白色と黒色とのコントラスト比を算出した。
【００４２】
【表１】
2008175973.tif 000003
【００４３】
表１に示すように、この評価試験の結果、第一母粒子５１の表面に第一子粒子５２を付着させていない表示液Ｂのコントラスト比が２：１であったのに対し、負に帯電させた第一子粒子５２を第一母粒子５１に付着させている表示液Ａのコントラスト比は４：１となり、コントラスト比が向上することが確認された。また、正に帯電させた第一子粒子５２を第一母粒子５１の表面に付着させている表示液Ｃのコントラスト比は３：１となり、第一子粒子５２を全く使用しない表示液Ｂに比べると良好な画像品質が得られるものの、第一子粒子５２の極性と白色帯電粒子６０の極性とが等しい表示液Ａに比べると効果が小さいことが確認された。
【００４４】
[実施例２]
次に、負に帯電した第二母粒子６１の表面に、同じく負に帯電した第二子粒子６２を付着させたことによる効果について評価試験を行った。この評価試験では、表２に示すように２種類の表示液Ａ，Ｄを用意した。そして、第一母粒子５１である正帯電のカーボンブラック含有ＰＭＭＡ樹脂粒子（粒子径５μｍ）の表面に、第一子粒子５２である負帯電のシリカ微粒子（粒子径２０ｎｍ）を付着させたものを黒色帯電粒子５０として両方の表示液に分散させた。一方で、白色帯電粒子６０としては、負に帯電させた酸化チタン含有ＰＭＭＡ樹脂粒子（粒子径５μｍ）を第二母粒子６１として使用している点は同じであるが、表示液Ａでは第二子粒子６２を使用しておらず、表示液Ｄでは負に帯電させたシリカの微粒子（粒子径２０ｎｍ）を第二子粒子６２として第二母粒子６１の表面に付着させた。そして、表示液Ａ，Ｄにおける白色と黒色とのコントラスト比を算出した。
【００４５】
【表２】
2008175973.tif 000004
【００４６】
表２に示すように、この評価試験の結果、第二母粒子６１の表面に第二子粒子６２を付着させていない表示液Ａのコントラスト比が４：１であったのに対し、第二母粒子６１に第二子粒子６２を付着させている表示液Ｂのコントラスト比は８：１となり、負帯電の第二子粒子６２を使用することでさらにコントラスト比が向上することが確認された。
【００４７】
[実施例３]
次に、第一母粒子５１及び第一子粒子５２の粒子径と、第一母粒子５１の表面に付着させる第一子粒子５２の割合との関係について評価試験を行った。この評価試験では、第一母粒子５１である正帯電のカーボンブラック含有ＰＭＭＡ樹脂粒子の表面に、第一子粒子５２である負帯電のシリカ微粒子を付着させたものを黒色帯電粒子５０として使用した。また、第二母粒子６１である負帯電の酸化チタン含有ＰＭＭＡ樹脂粒子（粒子径５μｍ）の表面に、第二母粒子６１に対する被覆率が４８％となる量の負帯電のシリカ微粒子（粒子径２０ｎｍ）を第二子粒子６２として付着させたものを白色帯電粒子６０として使用した。そして、第一母粒子５１及び第一子粒子５２の粒子径と、第一母粒子５１に対する第一子粒子５２の割合とを変化させてコントラスト比を測定した。詳細には、第一子粒子５２の粒子径が、第一母粒子５１の粒子径の５００分の１、２５０分の１、１００分の１、５０分の１となるように第一母粒子５１及び第一子粒子５２を選択する。そして、それぞれの場合に、第一母粒子５１の表面積全体を被覆する場合の第一子粒子５２の数の理論値をＭ１、実際に第一母粒子５１の表面を被覆している第一子粒子５２の数の測定値をＭ２として、（Ｍ２／Ｍ１）×１００から求められる値を被覆率（％）とし、この被覆率が「０」，「９」，「１８」，「４８」，「８４」となる場合のコントラスト比を算出した。尚、第一母粒子５１の表面積全体を被覆する場合の第一子粒子５２の数Ｍ１は、第一母粒子５１の平均粒子径及び第一子粒子５２の平均粒子径を基に計算した。また、実際に第一母粒子５１の表面を被覆している第一子粒子５２の数Ｍ２は、粒子を完全燃焼させたときの灰分の重量と平均粒子径とを計算することで求めた。
【００４８】
【表３】
2008175973.tif 000005
【００４９】
表３に示すように、この評価試験の結果、第一母粒子５１の粒子径に対する第一子粒子５２の粒子径の割合が異なると、良好なコントラスト比を得るために必要な第一子粒子５２の被覆率が変化することが確認された。ここで、正帯電の第一母粒子５１及び正帯電の第一子粒子５２からなる黒色帯電粒子５０と、負帯電の第二母粒子６１及び負帯電の第二子粒子６２からなる白色帯電粒子６０とを用いた従来の表示液のコントラスト比を、実施例３と同じ条件で測定すると、４：１となった。そこで、このコントラスト比よりも良好な値が測定された場合を考えると、第一子粒子５２の粒子径が第一母粒子５１の粒子径の５００分の１以上、２５０分の１以下である場合には、第一母粒子５１に対する第一子粒子５２の被覆率を１８％以上、８４％以下とするのが望ましいと言える。また、第一子粒子５２の粒子径が第一母粒子５１の粒子径の２５０分の１以上、１００分の１以下である場合には、第一母粒子５１に対する第一子粒子５２の被覆率を１８％以上、４８％以下とするのが望ましく、さらに、第一子粒子５２の粒子径が第一母粒子５１の粒子径の１００分の１以上、５０分の１以下である場合には、第一母粒子５１に対する第一子粒子５２の被覆率を９％以上、４８％以下とするのが望ましいと言える。
【００５０】
以上のようにコントラスト比が向上する理由は、第一母粒子５１及び第一子粒子５２の粒子径と、第一母粒子５１に対する第一子粒子５２の被覆率を調整することで、分散媒と接している第一母粒子５１の表面と白色帯電粒子６０とが付着することを防止できることによる。従って、白色帯電粒子６０として、第二母粒子６１の表面に第二子粒子６２を付着させていない場合であっても、また、第二母粒子６１の表面に付着された第二子粒子６２の粒子径や被覆率が実施例３に挙げたもの以外であっても、所定の条件（第一子粒子５２の粒子径が第一母粒子５１の粒子径の５００分の１以上２５０分の１以下である場合には、第一母粒子５１に対する第一子粒子５２の被覆率が１８％以上８４％以下、第一子粒子５２の粒子径が第一母粒子５１の粒子径の２５０分の１以上１００分の１以下である場合には、第一母粒子５１に対する第一子粒子５２の被覆率が１８％以上４８％以下、第一子粒子５２の粒子径が第一母粒子５１の粒子径の１００分の１以上５０分の１以下である場合には、第一母粒子５１に対する第一子粒子５２の被覆率が９％以上４８％以下）を満たしていれば、白色帯電粒子６０と逆極性に帯電している第一母粒子５２の表面が、白色帯電粒子６０に付着することを同様に防止することができる。
【００５１】
尚、本発明は、以上詳述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。例えば、本実施の形態では、本発明における「第一帯電粒子」を黒色とし、「第二帯電粒子」を白色としたが、帯電粒子の色は適宜変更できる。また、第一子粒子５２の極性及び第二子粒子６２は共に負としたが、共に正とすることもできる。すなわち、一方の帯電粒子が、母粒子と、当該母粒子とは逆の帯電極性である子粒子とにより構成されていれば本発明の実現が可能である。また、本実施の形態では表示パネル２に共通電極１２及び画素電極２２を備え、電圧印加手段である制御装置３が表示パネル２と一体に形成されているが、２つの電極及び電圧印加手段を備えた電圧印加装置と、それのみでは電圧を印加する手段を持たない電気泳動表示媒体とが別々に形成されていてもよい。この場合、電気泳動表示媒体を電圧印加装置の２つの電極間に配置して駆動させる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明に係る電気泳動表示媒体及び電気泳動表示装置は、表示部を備えた様々な電子機器に適用される。例えば、電子ペーパー等が挙げられる。電子ペーパーとは、紙にように薄く、紙に近い視認性の表示画質を有するリライタブルシートからなる本体と表示ユニットとを備えており、この表示ユニットが先述の電気泳動表示装置により構成される。
【００５３】
また、モバイル型コンピュータのように、操作部と一体となった装置の表示部に用いてもよい。このような場合、操作部から操作された内容の信号に基づいて、表示部に所望の画像が表示される。その他、携帯電話や電子ブック、テレビ、電卓等の電子機器に具備される表示部として適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】電気泳動表示装置１の平面図である。
【図２】図１に示す表示パネル２のＡ−Ａ線矢視方向断面の略図である。
【図３】電気泳動表示装置１の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】黒色帯電粒子５０と白色帯電粒子６０との間に生じるクーロン力の一例を模式的に示した図である。
【図５】図４に示す黒色帯電粒子５０及び白色帯電粒子６０が接近した場合に生じるクーロン力の一例を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  電気泳動表示装置
２  表示パネル
３  制御装置
１０  表示基板
１１  表示層
１２  共通電極
２０  背面基板
２１  筐体支持層
２２  画素電極
３０  表示部
４０  分散媒
５０  黒色帯電粒子
５１  第一母粒子
５２  第一子粒子
６０  白色帯電粒子
６１  第二母粒子
６２  第二子粒子
【図１】
2008175973.tif 000006
【図２】
2008175973.tif 000007
【図３】
2008175973.tif 000008
【図４】
2008175973.tif 000009
【図５】
2008175973.tif 000010