(57)【要約】【課題】電極表面と内壁表面への帯電泳動粒子の付着を抑制する電気泳動表示用構成部材を擬似環境の中で容易に評価選定できる方法を提案する。【解決手段】帯電泳動粒子を原子間力顕微鏡のカンチレバーの先端に固着し、分散媒中でそのカンチレバーを用いて電気泳動表示装置の構成部材と帯電泳動粒子の間のフォースカーブを測定し、測定したフォースカーブから相互作用の働く距離や大きさを算出し、最適な構成部材／帯電泳動粒子／分散媒などの構成要素の組み合わせを決定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板と、該基板に形成された電極と、該基板間に挟持された帯電泳動粒子と、該帯電泳動粒子が分散された分散媒とを有する電気泳動表示装置において、以下のステップを経ることにより最適な部材を決定することを特徴とする電気泳動表示装置の部材選定方法。ステップ１では帯電泳動粒子を原子間力顕微鏡のカンチレバーの先端に固着する。ステップ２では分散媒中でステップ１で作製したカンチレバーを用いて電気泳動表示装置の構成部材と帯電泳動粒子の間のフォースカーブを測定する。ステップ３ではステップ２で測定したフォースカーブから相互作用の働く距離や大きさを算出し、最適な構成部材／帯電泳動粒子／分散媒などの構成要素の組み合わせを決定する。
【請求項２】
該ステップ２において、分散媒の組成を変化させながら前記フォースカーブ測定を行い、分散媒中の各成分が構成部材と粒子の間に及ぼす効果を検証し、各成分の最適濃度を決定することを特徴とする、請求項１に記載の電気泳動表示装置の部材選定方法。
【請求項３】
該ステップ２において、基板や分散媒の温度を制御しながらフォースカーブ測定を行い、温度の効果や温度耐久性を評価することを特徴とする、請求項１に記載の電気泳動表示装置の部材選定方法。
【請求項４】
該ステップ２において、構成部材と帯電泳動粒子の間にかける力を制御しながら連続してフォースカーブを測定し、構成部材や帯電泳動粒子の表面の機械的耐久性を評価することを特徴とする、請求項１に記載の電気泳動表示装置の部材選定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気泳動粒子が電極間を移動することにより表示が行われる電気泳動表示装置、および該表示装置に使用する構成部材の選定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、これら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。中でも液晶表示装置は、液晶分子の配列を電気的に制御し液晶の光学的特性を変化させる事ができ、上記のニーズに対応できる表示装置として活発な開発が行われ商品化されている。
【０００３】
低消費電力、眼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。その１つとして、Ｈａｒｏｌｄ  Ｄ．Ｌｅｅｓ等により発明された電気泳動表示装置（特許文献１参照）が知られている。他にも、特許文献２にも電気泳動表示装置が提案されている。以下、この電気泳動表示装置について説明する。
【０００４】
図９は、そのような電気泳動表示装置の構造の一例（粒子が水平に移動する例）を示す図である。この種の電気泳動表示装置は、所定間隙を空けた状態に配置された一対の基板１３ａ，１３ｂと、これらの基板１３ａ，１３ｂの間に充填された分散媒１２と、該分散媒１２に分散された帯電泳動粒子１１と、一方の基板１３ｂに沿うように配置された第１電極１４ａ及び第２電極１４ｂと、さらに基板１３ａ，１３ｂの間隙を、画素ごとに仕切るように配置された隔壁１５から構成されている。
【０００５】
この装置において、帯電泳動粒子１１は、正極性又は負極性に帯電されている（図９では、正極性に帯電されている）ため、電極１４ａ，１４ｂに印加する電圧の極性に応じていずれかの電極１４ａ又は１４ｂに電気泳動するが、帯電泳動粒子１１や各電極１４ａ，１４ｂが配置される領域は着色されているため、表示装置全体として画像を表示できるようになっている。
【０００６】
また、図１０には、粒子が垂直に移動する電気泳動表示装置の一例を示した。図１０では、分散媒１２を帯電泳動粒子１１と異なる色に着色することで、画像を表示することができる。図９および１０に示すいずれの電気泳動表示装置においても、隔壁１５によって両基板間の距離は、一定に保持される。その結果、これらの電気泳動表示装置は、反射型・視野角で高コントラストな表示を実現することができる。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許第３６１２７５８号明細書
【特許文献２】
特開平９−１８５０８７号公報
【特許文献３】
特開平３−５３２２４号公報
【特許文献４】
特公昭６１−２５１３９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
電気泳動表示装置においては、電気泳動の時間とともに、帯電泳動粒子が電極表面ならびに内壁表面に付着することにより、コントラストが低下するという問題があり、表示安定性の向上という視点から、一層の性能向上が望まれる。
【０００９】
特許文献３には、帯電泳動粒子を電気泳動させるセルに取り付けられた振動装置により、電極表面ならびに内壁表面への粒子の付着を抑制させ、表示品質を長時間保持しようとする提案がなされている。
【００１０】
特許文献４には、帯電泳動粒子あるいは電極基板をフッ素樹脂で被覆することにより、電極表面への粒子の付着を抑制し、実用的な表示装置を得ようとする提案がなされている。
【００１１】
上記のどのような部材や粒子を使用するにしろ、粒子の付着現象は実際に電気泳動を行い、表示上の変化や顕微鏡による泳動観察を行わなければ、その効果を確認することはできなかった。
【００１２】
本発明は、この様な従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、電極表面と内壁表面への帯電泳動粒子の付着を抑制する電気泳動表示用構成部材を擬似環境の中で容易に評価選定できる方法を提案し、およびそれを用いて安定な画像状態を維持することができる電気泳動表示装置を安価に提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題に鑑み鋭意検討を重ねた結果、帯電泳動粒子と構成部材間のフォースカーブを分散媒中で測定し、その相互作用の働く距離や大きさを評価することで、電極表面や内壁表面への帯電泳動粒子の付着量を予想できることを見出した。その結果、電気泳動表示の画像状態が安定に維持される最適な構成部材／帯電泳動粒子／分散媒などの構成要素の組み合わせを決定できることが分かり、本発明に至ったのである。
【００１４】
即ち、本発明は、一対の基板と、該基板に形成された電極と、該基板間に挟持された帯電泳動粒子と、該帯電泳動粒子が分散された分散媒とを有する電気泳動表示装置において、以下の３つのステップを経ることにより最適な部材を決定することを特徴とする電気泳動表示装置の部材選定方法である。まずステップ１では帯電泳動粒子を原子間力顕微鏡のカンチレバーの先端に固着する。ステップ２では分散媒中でステップ１で作製したカンチレバーを用いて、電気泳動表示装置の構成部材と帯電泳動粒子の間のフォースカーブを測定する。ステップ３ではステップ２で測定したフォースカーブから相互作用の働く距離や大きさを算出し、最適な構成部材／帯電泳動粒子／分散媒などの構成要素の組み合わせを決定する。
【００１５】
また本発明は、上記ステップ２において、分散媒の組成を変化させながら前記フォースカーブ測定を行い、分散媒中の各成分が構成部材と粒子の間に及ぼす効果を検証することで、各成分の最適濃度を決定することができる、電気泳動表示装置の部材選定方法である。
【００１６】
さらに本発明は、上記ステップ２において、基板や分散媒の温度を制御しながらフォースカーブ測定を行い、温度の効果や温度耐久性を評価することができる、電気泳動表示装置の部材選定方法である。
【００１７】
さらに本発明は、上記ステップ２において、構成部材と帯電泳動粒子の間にかける力を制御しながら連続してフォースカーブを測定し、構成部材や帯電泳動粒子の表面の機械的耐久性を評価することができる、電気泳動表示装置の部材選定方法である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１９】
本発明の部材選定方法が対象とする電気泳動表示装置は、一対の基板と、該基板に形成された電極と、該基板間に挟持された帯電泳動粒子と、該帯電泳動粒子が分散された分散媒とを有することを特徴とする電気泳動表示装置である。
【００２０】
まず、図２〜３を参照して本発明に係る電気泳動表示装置の構成を説明する。なお、これらの図は、本発明に係る電気泳動表示装置の構成を示す断面図ではあるが、便宜上一つの画素のみを模式的に示すものである。
【００２１】
本発明の部材選定方法は、いわゆる帯電泳動粒子１が水平移動する電気泳動表示装置（図２参照）にも、また帯電泳動粒子１が垂直移動する電気泳動表示装置（図３参照）にも適用できる。ここで、水平移動型とは、図２に示すように、第１電極４ａ及び第２電極４ｂの両方をいずれか一方の基板３ａ又は３ｂに沿うように配置し、帯電泳動粒子１が基板３ａ，３ｂに沿って移動するように構成したものを意味する。これに対して、垂直移動型とは、図３に示すように、分散媒２を挟み込むように第１電極４ａ及び第２電極４ｂを別々の基板側に配置し、帯電泳動粒子１が基板３ａ，３ｂに対して垂直方向（法線方向）に移動するように構成したものを意味する。なお、図２ならびに図３に例示した帯電泳動粒子は、正極性に帯電しているものとする。
【００２２】
以下、図２の水平移動型の電気泳動表示装置を１例として説明する。
【００２３】
本発明に係る電気泳動表示装置は、図２に示すように、複数の帯電泳動粒子１と、これらの帯電泳動粒子１が分散された分散媒２とを備え、電圧を印加して前記帯電泳動粒子１を移動させることに基き、画像を表示するよう構成されている。
【００２４】
帯電泳動粒子１とは、分散媒として用いる溶媒との組合せにおいて、溶媒に対して不溶であり、溶媒中において分散された粒子状態で存在できるものである。また、本発明の帯電泳動粒子１の成分は、無機着色材料、有機顔料、高分子材料ならびにそれらの混合物のいずれでもよい。帯電泳動粒子は、使用する電気泳動表示装置の表示方法に合わせて着色することができる。さらに帯電泳動粒子の平均粒子径は、０．０５μｍ以上２０μｍ以下の範囲が好ましい。
【００２５】
また電気泳動表示装置の表示方法に合わせて、粒子径、粒子成分、あるいは着色等が異なる２種類以上の帯電泳動粒子を使用してもよい。
【００２６】
帯電泳動粒子１を分散させる分散媒２としては、導電率の低い高絶縁性有機溶媒が使用される。一方、本発明に用いる分散媒は、使用する電気泳動表示装置の表示方法に合わせて粒子と異なる色に着色することができる。着色剤としては、分散媒に溶解可能な油溶性染料であれば特に限定はされない分散媒２の中には、粒子の凝集や電極表面と内壁表面への粒子の付着を抑制するための成分や、荷電制御剤、分散補助剤、界面活性剤などが添加されている。
【００２７】
次に電気泳動表示装置を、図１を用いて説明する。
【００２８】
基板３ａ，３ｂにはポリマーフィルム、ガラス、石英等の無機材料、あるいは表面に絶縁層を有するステンレス基板を使用することができる。なお、観察者側の基板３ａには、可視光の透過率が高い材料、たとえば透明なポリマーフィルムやガラスを使用するとよい。また、基板３ａの分散液と接する面にはゴム硬度が１０以上９０以下の範囲にある高分子材料を形成させてもよい。
【００２９】
電極４ａ，４ｂには、パターニング可能な導電性材料なら特に限定されない。なお、図１に示す水平移動型電気泳動表示装置では、一方の電極４ｂが画素全体に形成され、他方の電極４ａは、電極４ｂとは異なる高さに、画素の一部に該電極４ｂと重なるように形成されているが、もちろんこれに限られるものではなく、両電極４ａ，４ｂを同一高さに形成しても良い。この場合、電極４ｂは画素全体には形成できず、電極４ａ，４ｂは重なり合うことはない。あるいは電極が画素毎に分割されて形成されていても良い。
【００３０】
さらに、電極４ａ，４ｂ等を覆うように絶縁層６を形成すると良く、絶縁層６を形成した場合には、各電極４ａ，４ｂから帯電泳動粒子１への電荷注入を防止できる。この絶縁層６に用いる材料としては、薄膜でピンホールが形成されにくいものが良い。
【００３１】
また、隔壁５にはポリマー樹脂等を使用すれば良い。隔壁５を形成する方法としては、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、印刷法によって形成する方法、隔壁を形成した後に基板に接着する方法、光透過性の基板表面にモールドによって形成しておく方法等を挙げることができる。
【００３２】
水平移動型の場合、上述した第１電極４ａ及び第２電極４ｂの内、いずれか一方の電極が配置された領域には帯電泳動粒子１と同じ色を付し、他方の電極が配置された領域には異なる色に着色することができる。この場合、電極自体を着色してもよく、着色層を電極とは別に設けてもよく、電極と重なるように絶縁層を配置すると共に、その絶縁層を着色してもいずれでも良い。
【００３３】
垂直移動型の場合、帯電粒子を分散させる分散媒２を、粒子１と異なる色に着色することができる。これらにより２色表示が可能となるが、隣接される複数の画素で異なる色を表示することにより、表示装置全体としてはカラー表示をすることもできる。
【００３４】
次に本発明に係る電気泳動表示装置の部材選定方法を説明する。本発明は、上記に記した形態の電気泳動表示装置において、以下の３つのステップを経ることにより最適な部材を決定することを特徴とする。
【００３５】
ステップ１では帯電泳動粒子を原子間力顕微鏡のカンチレバーの先端に固着する。その方法を以下に説明する。
【００３６】
まずエポキシ液滴７を細い針の先端に付ける。このときエポキシ液滴は表面張力で球体となる。次に光学顕微鏡下でカンチレバー８先端とエポキシ液滴７を１０μｍ程度離して同一焦点位置に固定する。カンチレバー８もしくはエポキシ液滴７を水平移動し、極微量のエポキシをカンチレバー８先端に付着させる。次いで、エポキシの付着したカンチレバー８を加熱し、エポキシの粘度を調整する。最後にこのカンチレバー８を原子間力顕微鏡のホルダーに設置し、平滑な基板上にばらまいた帯電泳動粒子１の上に接触させることで粒子がエポキシに付着する。このエポキシを常温固化させれば、帯電泳動粒子を固着したカンチレバー１８ができあがる。
【００３７】
ステップ２では分散媒中でステップ１で作製したカンチレバー１８を用いて、電気泳動表示装置の構成部材と帯電泳動粒子の間のフォースカーブを測定する。その方法を以下に説明する。
【００３８】
基板３ａや隔壁５、絶縁層６など構成部材のうち粒子の付着が問題となる部材を液中セル９の底に固定し、分散媒２を満たした状態で、ステップ１で作製した帯電泳動粒子固着カンチレバー１８を対向して設置する。次に原子間力顕微鏡１９のＺ方向ピエゾを駆動し、カンチレバー１８を構成部材の方向へ近づけ、帯電泳動粒子と構成部材間の“接近”−“接触”−“離脱”の過程におけるカンチレバーの変位を記録する（フォースカーブ測定）。
【００３９】
ステップ３ではステップ２で測定したフォースカーブから、帯電泳動粒子と構成部材間相互作用の働く距離や大きさを算出し、最適な構成部材／帯電泳動粒子／分散媒などの構成要素の組み合わせを決定する。
【００４０】
測定したフォースカーブは距離に対するカンチレバーの変位をプロットしたものであるが、カンチレバーのばね定数を用いて換算することで、距離に対する力のプロットへ記述し直すことができる。構成部材への帯電泳動粒子の付着は上記フォースカーブの“離脱”部分もしくは“離脱”後のプロットに変化が現れる。これらから“離脱”時に係る力や影響のおよぶ距離を算出することが可能となる。例えば“離脱”後のプロットに凝着力の全く現れないフォースカーブの場合、帯電泳動粒子の付着現象は現れず、この構成部材は合格品となる。一方、“離脱”後のプロットに凝着力が現れるフォースカーブの場合、帯電泳動粒子はこの構成部材に付着する可能性が高くなる。このように各部材への帯電泳動粒子の付着度合いを序列化することが可能となり、部材選定が容易となる。従って、本発明によれば、実際の電気泳動表示装置を組み立てなくても使用する部材を決定することが可能となる。
【００４１】
次に本発明に係る電気泳動表示装置の別の部材選定方法を説明する。本発明は、上記ステップ２において、分散媒２の組成を変化させながら前記フォースカーブ測定を行い、分散媒２中の各成分が構成部材と帯電泳動粒子の間に及ぼす効果を検証することで、各成分の最適濃度を決定することができる、電気泳動表示装置の部材選定方法である。
【００４２】
先に記したように、分散媒２の中には、帯電泳動粒子の凝集や電極表面と内壁表面への粒子の付着を抑制するための成分や、荷電制御剤、分散補助剤、界面活性剤などが添加されている。これらの成分濃度を順次変化させながらフォースカーブを連続して測定することで、各成分が構成部材と帯電泳動粒子の間に及ぼす効果を明確にすることができる。従って本発明によれば、部材のなかでも特に分散媒２の最適な組成を決定することができる。
【００４３】
さらに本発明に係る電気泳動表示装置の別の部材選定方法を説明する。本発明は、上記ステップ２において、部材や分散媒の温度を制御しながらフォースカーブ測定を行い、温度の効果や温度耐久性を評価することができる、電気泳動表示装置の部材選定方法である。
【００４４】
電気泳動表示装置の使用環境は様々な状況が考えられるが、重要となるのはその表示特性と耐久性である。本発明は、特に構成部材や分散媒や帯電泳動粒子の温度耐久性に関する試験を行える、部材選定方法である。方法は上記ステップ２において加熱冷却機構を用いて温度を変化させ、常温から高温、常温から低温におけるフォースカーブを連続して測定する。フォースカーブの変化は構成部材もしくは帯電泳動粒子もしくは分散媒の変質を意味し、その変化方向を注意深く検討する必要がでてくる。従って本発明によれば、部材の温度耐久性を評価することができる。
【００４５】
さらに本発明に係る電気泳動表示装置の別の部材選定方法を説明する。本発明は、上記ステップ２において、構成部材と帯電泳動粒子の間にかける力を制御しながら連続してフォースカーブを測定し、構成部材や帯電泳動粒子の表面の機械的耐久性を評価することができる、電気泳動表示装置の部材選定方法である。
【００４６】
電気泳動表示装置においては、帯電泳動粒子が繰り返し電極間を移動することで表示を変化させるため、帯電泳動粒子は様々な場所に接触と離脱を繰り返すことになる。逆に各種構成部材表面は何度となく帯電泳動粒子が接触することになる。よって構成部材や帯電泳動粒子の表面の機械的耐久性を調査しておくことは重要である。本発明では、構成部材と帯電泳動粒子の間にかける力を制御できるため、任意の力で任意の回数接触を繰り返し、その間のフォースカーブの変化を追うことで、機械的耐久性の評価をすることができる。
【００４７】
実施例１
図１、４〜６を参照して本発明に係る電気泳動表示装置の部材選定方法を説明する。本発明は、以下の３つのステップから成っている。
【００４８】
ステップ１では未使用の帯電泳動粒子１を原子間力顕微鏡のカンチレバー８の先端に固着する。接着に使用するエポキシは常温で固化し、かつ固化後は分散媒２に不溶のものを選択する必要があり、今回は２液混合型のエポキシ（Ｇａｔａｎ社製  Ｇ−１  Ｅｐｏｘｙ）を使用した。まず、本エポキシを混ぜ、走査型トンネル顕微鏡用の探針の先端に微量のエポキシ液滴７を付けた。このときエポキシ液滴７は表面張力で球体となる。一方、使用するカンチレバー８は構成部材と帯電泳動粒子１の間に働く力の大きさにより変えなければならないが、今回はコンタクトモード原子間力顕微鏡用カンチレバー（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製  プローブ無しＳｉ３Ｎ４センサー）のばね定数０．０６〜０．５８Ｎ／ｍのものを使用した。次に図３に示す通り、光学顕微鏡下でカンチレバー８先端とエポキシ液滴７を１０μｍ程度離して同一焦点位置に固定した。このときエポキシ液滴７に適度な振動を加えると、極微量のエポキシがカンチレバー８先端に付着した。振動を数回加えることにより、後ほど付ける帯電泳動粒子１の大きさに対応した量のエポキシを付着させる。このとき、付着したエポキシの量が多すぎると後ほど付ける帯電泳動粒子１が埋没してしまい、逆に少なすぎるとフォースカーブの測定中に取れてしまう。その適量は、例えば直径２μｍの帯電泳動粒子１を固着する場合、直径１μｍ程度のエポキシをカンチレバー８先端に付着すればよい。次いで、エポキシの付着したカンチレバー８をドライヤーを用いて加熱し、エポキシの粘度を調整した。このとき、エポキシは表面から固化してゆくため、過度に加熱すると後ほど帯電泳動粒子１が付かなくなってしまう。今回は１２００Ｗのドライヤーを１０ｃｍ離した位置から５分間照射した。最後にこのカンチレバー８を原子間力顕微鏡１９のホルダーに設置し、ガラス基板上にばらまいた帯電泳動粒子１の上に接触させることで粒子がエポキシに付着した。この帯電泳動粒子１に耐熱性があれば加熱してもよいが、今回は高分子材料の表面を染色した帯電泳動粒子１を使用したため１週間放置し常温固化することで、図４に示す帯電泳動粒子を固着したカンチレバー１８ができあがった。
【００４９】
ステップ２では分散媒中でステップ１で作製した帯電泳動粒子固着カンチレバー１８を用いて、電気泳動表示装置の構成部材と帯電泳動粒子の間のフォースカーブを測定した。その方法を図１を用いて以下に説明する。基板３や隔壁５、絶縁層６など構成部材のうち帯電泳動粒子１の付着が問題となる部材１７を液中セル９の底に固定し、分散媒２を満たしたす。そしてステップ１で作製した帯電泳動粒子固着カンチレバー１８を付けた原子間力顕微鏡１９のヘッド部を部材と対向して設置する。次に原子間力顕微鏡１９のＺ方向ピエゾを駆動し、カンチレバー１８を構成部材１７の方向へ近づけ、帯電泳動粒子１と構成部材１７間の“接近”−“接触”−“離脱”の過程におけるカンチレバーの変位を記録した。
【００５０】
ステップ３ではステップ２で測定したフォースカーブから、帯電泳動粒子１と構成部材１７間相互作用の働く距離や大きさを算出し、最適な構成部材／帯電泳動粒子／分散媒などの構成要素の組み合わせを決定した。測定したフォースカーブは距離に対するカンチレバーの変位をプロットしたものであるが、カンチレバーのばね定数を用いて換算することで、距離に対する力のプロットへ記述し直すことができる。構成部材への帯電泳動粒子の付着は上記フォースカーブの“離脱”部分もしくは“離脱”後のプロットに変化が現れる。これらから“離脱”時に係る力や影響のおよぶ距離を算出することが可能となる。例えば部材Ａの場合、図６（ａ）のようなフォースカーブが計測され、帯電泳動粒子１の付着現象は現れず、この構成部材は合格品となる。一方、部材ＢやＣの場合、図６（ｂ）や（ｃ）のようなフォースカーブが計測され、帯電泳動粒子１はこの構成部材に付着する可能性が高くなる。このように各部材への帯電泳動粒子１の付着度合いを序列化することが可能となり、部材選定が容易となった。従って、本発明により、実際の電気泳動表示装置を組み立てなくても使用する部材を決定することができた。
【００５１】
なお、本実施例では帯電泳動粒子をカンチレバーに固着するための接着剤としてエポキシを用いたが、これに限られるのもではなく、常温で固化しかつ固化後は分散媒に不溶なものであれば特に限定されない。また、フォースカーブの測定は、市販の原子間力顕微鏡で行うことが出来るが、好ましくは数十ピコニュートンから数百ナノニュートンの間の力を検出できる装置が好ましい。
【００５２】
実施例２
次に本発明に係る電気泳動表示装置の別の部材選定方法を説明する。
【００５３】
本発明も３つのステップから成っているが、そのステップ１は、実施例１のステップ１と全く同様にして帯電泳動粒子を固着したカンチレバー１８を作製した。
【００５４】
ステップ２では分散媒２中でステップ１で作製した帯電泳動粒子固着カンチレバー１８を用いて、電気泳動表示装置の構成部材と帯電泳動粒子の間のフォースカーブを測定した。基板３や隔壁５、絶縁層６など構成部材のうち帯電泳動粒子１の付着が問題となる部材１７を液中セルの底に固定し、分散媒２を満たしたす。このとき分散媒２には添加剤を加えていないものを使用する。そしてステップ１で作製した帯電泳動粒子固着カンチレバー１８を付けた原子間力顕微鏡１９のヘッド部を部材１７と対向して設置する。次に原子間力顕微鏡１９のＺ方向ピエゾを駆動し、カンチレバー１８を構成部材１７の方向へ近づけ、帯電泳動粒子１と構成部材１７間の“接近”−“接触”−“離脱”の過程におけるカンチレバーの変位を記録した。次に添加剤成分、例えば粒子の凝集や電極表面と内壁表面への粒子の付着を抑制するための成分Ｄを少しずつ増加させていき、その都度フォースカーブを測定していった。同様の測定を分散補助成分Ｅについても徐々にその濃度を増加させながら行った。
【００５５】
ステップ３ではステップ２で測定したフォースカーブから、帯電泳動粒子１と構成部材１７間相互作用の働く距離や大きさを算出し、各添加成分が構成部材と帯電泳動粒子の間に及ぼす効果を明確にした。構成部材１７への帯電泳動粒子１の付着は上記フォースカーブの“離脱”部分もしくは“離脱”後のプロットに変化が現れる。これらから“離脱”時に係る力や影響のおよぶ距離を算出することが可能となる。例えば成分Ｄの場合、図７（ａ）のようなフォースカーブの変化が計測され、濃度で２．５％以上添加すると構成部材に粒子が付着することを抑制することがわかった。一方、成分Ｅの場合、図７（ｂ）のようなフォースカーブの変化が計測され、０．１％以上の過剰な添加により帯電泳動粒子がこの構成部材に付着する効果を生むことが判明した。このように分散媒中の成分濃度を順次変化させながらフォースカーブを連続して測定することで、各成分が構成部材と帯電泳動粒子の間に及ぼす効果を明確にすることができた。従って本発明によれば、分散媒２中の各成分が構成部材と帯電泳動粒子１の間に及ぼす効果を検証でき、実際の電気泳動表示装置を組み立て泳動観察を行わなくても、各成分の最適濃度を決定することが可能となった。
【００５６】
実施例３
さらに本発明に係る電気泳動表示装置の別の部材評価方法を説明する。
【００５７】
本発明も３つのステップから成っているが、そのステップ１は、実施例１のステップ１と全く同様にして帯電泳動粒子を固着したカンチレバー１８を作製した。
【００５８】
ステップ２では分散媒２中でステップ１で作製した帯電泳動粒子固着カンチレバー１８を用いて、電気泳動表示装置の構成部材と帯電泳動粒子１の間のフォースカーブを測定した。その際、図８に示すように、液中セル９の底面にヒーター２２を設置し、部材表面温度もしくは液温をフィードバックして温度制御を行った。ここでは常温から８０℃までの範囲で温度を変化させ、連続してフォースカーブを記録した。
【００５９】
ステップ３ではステップ２で測定したフォースカーブから、変化の生じる温度とその変化方向（例えば、凝着力が増加する方向か、減少する方向かなど）を評価した。
【００６０】
従って、本発明により、実際の電気泳動表示装置を組み立てなくても部材の温度耐久性を評価することができた。
【００６１】
なお、本実施例ではヒーターを液中セルの底面に設置して昇温の効果を検証したが、これに限られるのもではなく、ペルチェ素子を利用した冷却機構を設置し低温時の影響を検討することも出来る。
【００６２】
実施例４
さらに本発明に係る電気泳動表示装置の別の部材選定方法を説明する。
【００６３】
本発明も３つのステップから成っているが、そのステップ１は、実施例１のステップ１と全く同様にして帯電泳動粒子を固着したカンチレバー１８を作製した。
【００６４】
ステップ２では、構成部材と帯電泳動粒子１の間にかける力を制御しながら連続して帯電泳動粒子１を構成部材に接触させ、その都度、フォースカーブも記録した。
【００６５】
ステップ３ではステップ２で測定したフォースカーブから、変化の生じる回数とその変化方向（例えば、凝着力が増加する方向か、減少する方向かなど）を評価した。
【００６６】
従って、本発明により、実際の電気泳動表示装置を組み立てなくても任意の力で任意の回数接触を繰り返し、部材の機械的耐久性の評価をすることができた。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、各部材への帯電泳動粒子の付着度合いを序列化することが可能となり、部材選定が容易となる。その結果、実際の電気泳動表示装置を組み立てなくても使用する部材を決定することが可能となる。
【００６８】
また、本発明によると、分散媒中の各成分が構成部材と帯電泳動粒子の間に及ぼす効果を明確にすることができる。その結果、部材のなかでも特に分散媒の最適な組成を実際の電気泳動表示装置を組み立てなくても決定することができる。
【００６９】
また、本発明によると、構成部材における温度の効果や温度耐久性を評価することができる。その結果、実際の電気泳動表示装置を組み立てて、温度耐久試験をしなくても、その評価を行うことが可能となった。
【００７０】
また、本発明によると、構成部材や帯電泳動粒子の表面の機械的耐久性を評価することができる。その結果、実際の電気泳動表示装置を組み立てて、機械的耐久試験をしなくても、その評価を行うことが可能となった。
【００７１】
尚本手法は粒子の移動を利用して表示を行う他の表示方式、例えば、ツイスティングボールディスプレイ、トナーディスプレイ、電子紛粒体ディスプレイ、磁気泳動ディスプレイ、誘電泳動ディスプレイ等における粒子材料の最適化や耐久性評価にも利用できることはいうまでもない。
【００７２】
以上の様に、本発明により、電気泳動表示装置を構成する各部材を擬似環境の中で容易に評価選定できるため、それを用いて安定な画像状態を維持することができる電気泳動表示装置を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の部材選定方法を説明する概略図である。
【図２】本発明に係る電気泳動表示装置の構造の一例を示す概略図である。
【図３】本発明に係る電気泳動表示装置の構造の他の例を示す概略図である。
【図４】本発明の実施例１のステップ１を説明する概略図である。
【図５】本発明の実施例１のステップ１を説明する概略図である。
【図６】本発明の実施例１のステップ３を説明する概略図である。
【図７】本発明の実施例２のステップ３を説明する概略図である。
【図８】本発明の実施例３のステップ２を説明する概略図である。
【図９】従来の電気泳動表示装置の構造の一例を示す概略図である。
【図１０】従来の電気泳動表示装置の構造の他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
１，１１  帯電泳動粒子
２，１２  分散媒
３ａ，３ｂ，１３ａ，１３ｂ  基板
４ａ，１４ａ  第１電極
４ｂ，１４ｂ  第２電極
５，１５  隔壁
６，１６  絶縁層
７  エポキシ液滴
８  カンチレバー
９  液中セル
１７  測定対象部材
１８  帯電泳動粒子固着カンチレバー
１９  原子間力顕微鏡
２０  レーザー
２１  検出器
２２  ヒーター
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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