(57)【要約】【課題】本発明は、電気泳動表示装置用の分散液とその製造方法、及びこの電気泳動分散液を用いた電気泳動表示装置、並びに、この電気泳動表示装置を備えた電子機器に関し、電気泳動粒子の分散性を高められるようにすることを目的とする。【解決手段】電気泳動粒子６と界面活性剤と電気泳動粒子６と異なる色相を有する分散媒５中に分散させた分散液において、界面活性剤の溶解パラメータが、電気泳動粒子６の溶解パラメータと分散媒５の溶解パラメータとの間の値とする。【選択図】　図１
2004077805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気泳動粒子と、界面活性剤と、
上記電気泳動粒子と異なる色相を有し、上記電気泳動粒子及び上記界面活性剤を分散させる分散媒とを備え、
上記界面活性剤の溶解パラメータが、上記電気泳動粒子の溶解パラメータと上記分散媒の溶解パラメータとの間の値であることを特徴とする、電気泳動分散液。
【請求項２】
上記電気泳動粒子の溶解パラメータと上記分散媒の溶解パラメータとの差が３以下であることを特徴とする、請求項１記載の電気泳動分散液。
【請求項３】
互いに異なる色相を有する第１の電気泳動粒子と第２の電気泳動粒子と、界面活性剤と
上記第１の電気泳動粒子及び上記第２の電気泳動粒子と異なる色相を有し、上記第１の電気泳動粒子と上記第２の電気泳動粒子及び上記界面活性剤を分散させる分散媒とを備え、
上記界面活性剤の溶解パラメータが、上記第１の電気泳動粒子の溶解パラメータ及び上記第２の電気泳動粒子の溶解パラメータと上記分散媒の溶解パラメータとの間の値であることを特徴とする、電気泳動分散液。
【請求項４】
上記第１の電気泳動粒子の溶解パラメータ及び上記第２の電気泳動粒子の溶解パラメータと上記分散媒の溶解パラメータとの差が３以下であることを特徴とする、請求項３記載の電気泳動分散液。
【請求項５】
上記界面活性剤が高分子界面活性剤であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかの項に記載の電気泳動分散液。
【請求項６】
電気泳動粒子に表面改質処理を施して、界面活性剤の溶解パラメータが、上記電気泳動粒子の溶解パラメータと分散媒の溶解パラメータとの間の値となるようにする表面改質工程を備えたことを特徴とする、電気泳動分散液の製造方法。
【請求項７】
上記表面改質工程において、更に、上記電気泳動粒子の溶解パラメータと上記分散媒の溶解パラメータとの差が３以下となるようにすることを特徴とする、請求項６記載の電気泳動分散液の製造方法。
【請求項８】
上記分散液中に更に高分子界面活性剤を添加する工程を更に備えたことを特徴とする、請求項６又は７記載の電気泳動分散液の製造方法。
【請求項９】
透明電極が形成された透明な第１の基板と、
上記第１の基板に対向配置され、上記透明電極に対向する位置に電極が形成された第２の基板と、
上記第１の基板と上記第２の基板との間に挟持された請求項１〜５のいずれかに記載の電気泳動分散液とを備えたことを特徴とする、電気泳動表示装置。
【請求項１０】
上記第１の基板と第２の基板との間の領域が隔壁により複数の領域に区画されており、上記電気泳動分散液が上記各領域に互いに隔離されて保持されたことを特徴とする、請求項９記載の電気泳動表示装置。
【請求項１１】
上記隔壁が非表示領域に設けられたことを特徴とする、請求項１０記載の電気泳動表示装置。
【請求項１２】
上記電気泳動分散液がカプセル状の樹脂皮膜に内包されたことを特徴とする、請求項９記載の電気泳動表示装置。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれかの項に記載の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電界の作用により可逆的に視認状態を変化させうる電気泳動表示装置用の分散液とその製造方法、及びこの電気泳動分散液を用いた電気泳動表示装置、並びに、この電気泳動表示装置を備えた電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、その場の自然な明るさで見るという印刷物に近い使用感を与えることのできる反射型の表示装置の開発が行われている。このような反射型表示装置として、近年、偏光板が不要で光利用効率の高い電気泳動表示装置が注目されている。
【０００３】
電気泳動表示装置は、例えば少なくとも一方が透明基板からなる一対の基板が封止部材を介して対向配置され、これらの基板と封止部材とにより形成される閉空間に電気泳動分散液が収容されて構成されている。この分散液は、例えば黒色の非水溶媒中に、二酸化チタンからなる白色のプラスに帯電させた粒子を分散させたもので、粒子の分散性を高めるために分散媒中に界面活性剤が添加されている。
また、これらの基板の互いに対向する内側の面にはＩＴＯ等の透明電極が形成されており、電極間に電圧を印加することで、上記粒子をいずれか一方の基板側に泳動させることができるようになっている。
【０００４】
このような電気泳動表示装置において、例えば透明基板側の電極にマイナスの電圧を印加すると、上記粒子はクーロン力によって透明基板側に泳動し、電極に付着する。このような状態の表示装置を透明基板側から観察すると粒子が付着して層が形成された部分は白色に見えることになる。一方、印加電圧の極性を逆にすると、白色の粒子は対面側の電極に付着して層を形成し、この層が黒色の分散媒の背後に隠れるため、表示は黒色となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の電気泳動表示装置では、粒子の分散状態を安定させることが難しく、繰り返しスイッチングを行なう際に粒子同士が凝集して沈降し、表示のコントラストが低下する虞があった。
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、電気泳動粒子の分散性を高められるようにした、電気泳動分散液、電気泳動分散液の製造方法、電気泳動表示装置、並びに電子機器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電気泳動分散液は、電気泳動粒子と、界面活性剤と、上記電気泳動粒子と異なる色相を有し、上記電気泳動粒子及び上記界面活性剤を分散させる分散媒とを備え、上記界面活性剤の溶解パラメータが、上記電気泳動粒子の溶解パラメータと上記分散媒の溶解パラメータとの間の値であることを特徴とする。
【０００７】
従来の電気泳動表示装置において粒子同士が凝集するのは、粒子の表面電荷密度が小さいことによるが、それに加えて、粒子と分散媒との相溶性が悪いことも原因として考えられる。また、添加した界面活性剤の選択が不適切で、粒子と分散媒との相溶性の向上にあまり寄与しなかったことも一因に挙げられる。
本構成によれば、界面活性剤は、電気泳動粒子の表面に対して分散媒との極性差を減少させるような向きに吸着するため、電気泳動粒子と分散媒との相溶性が増す。これにより、電気泳動粒子の分散性を高めることができる。
【０００８】
このとき、上記電気泳動粒子の溶解パラメータと上記分散媒の溶解パラメータとの差が３以下であることが望ましい。
電気泳動粒子の溶解パラメータと分散媒の溶解パラメータとの差が小さい程電気泳動粒子と分散媒との相溶性が増すが、後述の［実施例］の項で説明するように、特にその差を３以下とした本構成では、電気泳動粒子の分散性が飛躍的に向上する。
【０００９】
また、本発明の電気泳動分散液は互いに異なる色相および互いに異なる帯電極性を有する第１の電気泳動粒子と第２の電気泳動粒子と第２の電気泳動粒子の溶解パラメータと分散媒の溶解パラメータとの間の値であることを特徴とする。また、第１の電気泳動粒子の溶解パラメータ及び第２の電気泳動粒子の溶解パラメータと分散媒の溶解パラメータとの差が３以下であることを特徴とする。
【００１０】
本構成によれば第１の電気泳動粒子はプラス（又はマイナス）に帯電し、逆に第２の電気泳動粒子はマイナス（又はプラス）に帯電するため、外部電界の作用により、第１の電気泳動粒子と第２の電気泳動粒子とは逆方向に泳動する。このため、上記分散液を用いて電気泳動装置を構成した場合に、一方の粒子の色を背景とし、他方の粒子の色を表示色とした表示が可能となる。
【００１１】
なお、上記界面活性剤には高分子界面活性剤を用いることが望ましい。
本構成によれば、高分子界面活性剤が電気泳動粒子に吸着して吸着層を形成し、吸着層間の重なりによって生じる浸透圧効果とエントロピー効果による反発作用により粒子の分散性が更に向上する。
【００１２】
また、本発明の電気泳動分散液の製造方法は、電気泳動粒子に表面改質処理を施して、界面活性剤の溶解パラメータが、上記電気泳動粒子の溶解パラメータと分散媒の溶解パラメータとの間の値となるようにする表面改質工程を備えたことを特徴とする。
本製造方法によれば、電気泳動粒子と界面活性剤とを分散媒中に分散させると、界面活性剤は、電気泳動粒子の表面に対して分散媒との極性差を減少させるような向きに吸着するため、電気泳動粒子と分散媒との相溶性が増加し、電気泳動粒子の分散性が高まる。
【００１３】
このとき、上記表面改質工程において、更に、上記電気泳動粒子の溶解パラメータと上記分散媒の溶解パラメータとの差が３以下となるようにすることが望ましい。
本製造方法によれば、粒子の分散性を飛躍的に高めることができる。
【００１４】
また、上記分散液中に更に高分子界面活性剤を添加するようにすることが望ましい。
本製造方法によれば、添加された高分子界面活性剤が電気泳動粒子表面に吸着層を形成するため、更に粒子の分散性が向上する。
【００１５】
また、本発明の電気泳動表示装置は、透明電極が形成された透明な第１の基板と、上記第１の基板に対向配置され、上記透明電極に対向する位置に電極が形成された第２の基板と、上記第１の基板と上記第２の基板との間に挟持された上述の電気泳動分散液とを備えたことを特徴とする。
本構成によれば、電気泳動粒子の分散性の高い電気泳動分散液を用いているため、凝集により沈降する粒子の量を少なくすることができる。このため、表示のコントラストが長期間に亘って維持され、信頼性の高い表示が得られる。
【００１６】
このとき、上記第１の基板と第２の基板との間の領域が隔壁により複数の領域に区画され、上記電気泳動分散液が上記各領域に互いに隔離されて保持されるようにしてもよい。
本構成によれば、電気泳動粒子の流動範囲が隔壁によって区画された領域内に限定されるため、電気泳動粒子の分布を均一とすることができる。これにより、表示面内においてコントラストにばらつきの少ない高品質な表示を得ることができる。
なお、上記隔壁は非表示領域に設けることが望ましい。本構成によれば、表示の明るさが損なわれることはない。
【００１７】
また、上記電気泳動分散液をカプセル状の樹脂皮膜に内包させ、このカプセルが上記第１の基板と第２の基板との間に挟持されるようにしてもよい。
本構成によれば、電気泳動粒子の流動範囲がカプセル状の樹脂皮膜内に限定されるため、電気泳動粒子の分布を均一とすることができる。これにより、表示面内においてコントラストのばらつきの少ない高品質な表示を得ることができる。
【００１８】
また、本発明の電子機器は、上述の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする。
本構成によれば、コントラストの劣化が少なく、消費電力の小さい表示部を備えた電子機器を提供することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
（電気泳動分散液及びその製造方法）
本発明の電気泳動分散液は、染料によって染色された分散媒中に電気泳動粒子を分散させた構成となっている。
電気泳動粒子は、上記分散媒と異なる色相（白色及び黒色を含む）を有する直径０．０１μｍ〜１０μｍ程度の略球状の微粒子であり、以下に示すような無機酸化物，無機水酸化物や有機化合物が用いられている。
【００２０】
無機酸化物又は無機水酸化物としては、例えば、二酸化チタン，酸化亜鉛，酸化マグネシウム，ベンガラ，酸化アルミニウム，黒色低次酸化チタン，酸化クロム，ベーマイト，ＦｅＯＯＨ，二酸化珪素，水酸化マグネシウム，水酸化ニッケル，酸化ジルコニウム，酸化銅，クロムイエロー，カドミウムイエロー，カーボンブラック，コバルトブルー，硫酸バリウム，珪酸カルシウム，タルク，カドミウムオレンジ，鉛丹，コバルトクロムグリーン等が用いられている。
【００２１】
また、有機化合物としては、例えば、アニリンブラック，フタロシアニンブルー，ナフトールレッド，トルイジンレッド，ベンズイミダゾインイエロー，フタロシアニングリーン，ファーストイエロー，レーキレッド，ジオキサンバイオレット，アルカリブルー等の有機顔料や、メチルアクリレート，エチルアクリレート，メチルメタクリレート，エチルメタクリレート，メチルビニルエーテル，アクリロニトリル，スチレン，プロピレン，ブタジエン，エチレン，アクリル酸，メタクリル酸，ジメチルアミノエチルアクリレート，及びこれらのモノマーの混合物を懸濁重合，乳化重合，溶液重合，分散重合等により重合させた高分子を用いることができる。
【００２２】
また、この電気泳動粒子は、表面改質処理により疎水化された状態で分散媒中に分散されている。この際、界面活性剤の溶解パラメータが、電気泳動粒子の溶解パラメータと分散媒の溶解パラメータとの間の値となる（以下、この条件を第１条件という）ように、粒子の表面状態が改質されている。
【００２３】
ここで、溶解パラメータδは、液体１モル当たりの定容蒸発熱をΔＥｖａｐ、液体１モル当たりの体積をＶとして、下式（１）により定義されている。
δ＝（ΔＥｖａｐ／Ｖ）１／２　・・・（１）
なお、分子材料の溶解パラメータは、モル牽引定数をＧ、密度をｄとして、下式（２）により定義され、粒子の溶解パラメータは、表面改質剤から粒子との結合部位を除いた部分の溶解パラメータとして定義される。
δ＝ｄ・ΣＧ　・・・（２）
【００２４】
この溶解パラメータδは、二つの物質を混合した際の相溶性の目安となり、両物質の溶解パラメータの差が小さくなるに従って、相溶性は飛躍的に大きくなる。このため、粒子の溶解パラメータと分散媒の溶解パラメータとの差が小さくなるように粒子の表面状態を改質することで、粒子の分散性を大きく高めることができる。
【００２５】
また、上述の第１条件を満たすように、分散媒，電気泳動粒子，界面活性剤の各溶解パラメータを調整した場合、界面活性剤は、表面改質された粒子の表面に対して分散媒との極性差を減少させるような向きに吸着するため、粒子と分散媒との相溶性が増加する。
さらに、後述の［実施例］の項で示されるように、粒子の溶解パラメータと分散媒の溶解パラメータとの差が小さくなって３程度にまで近づくと粒子と分散媒との相溶性は略飽和し、それ以上両者の差が小さくなっても、分散性に殆ど変化はない。このため、粒子の溶解パラメータと分散媒の溶解パラメータとの差が３以下となる（以下、この条件を第２条件という）ようにすることで、粒子の分散性を最大限高めることができる。
【００２６】
上述の表面改質処理としては、例えば、粒子表面をアクリル樹脂，エポキシ樹脂，ポリエステル樹脂，ポリウレタン樹脂等のポリマーでコーティング処理する方法や、シラン系，チタネート系，アルミニウム系，弗素系等のカップリング剤でカップリング処理する方法や、アクリル系モノマー，スチレンモノマー，エポキシ系モノマー，イソシアネート系モノマー等とグラフト重合処理する方法等があり、これらの処理を単独又は二種類以上組み合わせて行なうことができる。
【００２７】
分散媒には、炭化水素，ハロゲン化炭化水素，エーテル等の非水系有機溶媒が用いられており、スピリトブラック，オイルイエロー，オイルブルー，オイルグリーン，バリファーストブルー，マクロレックスブルー，オイルブラウン，スーダンブラック，ファーストオレンジ等の染料によって染色されて、電気泳動粒子と異なる色相を呈している。
【００２８】
例えば、上述の炭化水素としては、ヘキサン等のアルカン、石油エーテル，石油ベンジン，石油ナフサ，リグロイン，ドデシルベンゼン等のアルキルベンゼン類、工業ガソリン，灯油，ソルベントナフサ，１−オクテン等の不飽和炭化水素類、ビフェニル誘導体，ビシクロヘキシル誘導体，デカリン誘導体，シクロヘキシルベンゼン誘導体，テトラリン誘導体等の各種誘導体等が用いられている。
また、ハロゲン化炭化水素としては、クロロホルム，ジクロロエタン，トリクロロエタン，テトラクロロエタン，ジクロロエチレン，トリクロロエチレン，テトラクロロエチレン，ジクロロプロパン，トリクロロプロパン，モノクロロアルカン類，クロロフルオロアルカン類，パーフルオロアルカン類，パーフルオロデカリン誘導体，パーフルオロアルキルベンゼン類等が用いられている。
【００２９】
エーテルとしては、ジヘキシルエーテル等のジアルキルエーテル類、フェネトール等のアルコキシベンゼン類、ジオキサン等の環状エーテル類、ジメトキシエタン等のエチレングリコール誘導体、ジエチレングリコールジエチルエーテル等のジエチレングリコール誘導体、グリセリンエーテル類、アセタール類等が用いられている。
【００３０】
さらに、上述の炭化水素，ハロゲン化炭化水素，エーテルの他にも、酢酸ブチル等のエステル類、メチルエチルケトン等のケトン類、カルボン酸類、アルキルアミン類、ドデカメチルペンタシロキサン等のシロキサン類、ＤＭＦ、ＤＭＡ、ＮＭＰ、ＤＭＳＯ、シリコーンオイル、液晶化合物、液晶混合物等を用いることができる。
そして、分散媒には、上述の有機化合物を単独又は二種類以上混合したものが用いられている。
【００３１】
また、この分散媒には高分子界面活性剤が添加されている。高分子界面活性剤は、電気泳動粒子に吸着して粒子表面に吸着層を形成するため、界面活性剤に低分子のものを用いた場合に比べて、粒子の分散安定化に大きく寄与すると考えられる。
このような高分子界面活性剤としては、以下に示すようなアニオン系，カチオン系，非イオン系の高分子界面活性剤を例として挙げることができる。
【００３２】
例えば、アニオン系高分子界面活性剤としては、スチレン無水マレイン酸共重合体等の含カルボン酸共重合体類、ポリアクリル酸等のポリカルボン酸類等が用いられている。また、カチオン系高分子界面活性剤としては、ポリエチレンイミン類、ポリビニルイミダゾリン類、ポリビニルピリジン類等が用いられている。さらに、非イオン系界面活性剤としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ヒドロキシ脂肪酸のオリゴマー、ポリエチレングリコールジステアラート、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、ポリスチレン、ポリ（１−ビニルピロリドン−ｃｏ−ビニルアセタート）等が用いられている。
そして、高分子界面活性剤には、上述の高分子材料を単独又は二種類以上混合したものが用いられている。
【００３３】
ここで、「高分子」は、分子量が数百程度の所謂「低分子」よりも分子量の大きい重合体を意味し、上述の高分子材料には、一般に高分子と呼ばれる分子量１００００以上の重合体の他に、分子量が１００００以下のオリゴマーと呼ばれる低重合体が含まれる。
【００３４】
また、上述の高分子界面活性剤に、以下に示すようなアニオン系，カチオン系，非イオン系，弗素系の低分子界面活性剤を併用して用いてもよい。
例えば、アニオン系低分子界面活性剤としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩類、ラウリル酸ナトリウム等のカルボン酸塩類、ラウリル硫酸ナトリウム等の硫酸塩類、ラウリル燐酸ナトリウム等の燐酸塩類等が用いられている。また、カチオン系低分子界面活性剤としては、塩化セチルトリメチルアンモニウム等の四級アンモニウム塩類、ドデシルピリジニウムブロミド等のピリジニウム塩類、ラウリルアミン塩酸塩等のアミン塩類等が用いられている。非イオン系低分子界面活性剤としては、ソルビタントリオリエート等の多価アルコールの脂肪酸エステル類等が用いられている。さらに、弗素系低分子界面活性剤としては、パーフルオロデカン酸ナトリウム等のパーフルオロカルボン酸塩、パーフルオロノニルアルコール等のパーフルオロアルコール類等が用いられている。
なお、重力による粒子の沈降を避けるために、分散媒の比重と粒子の比重とはほぼ等しく設定されることが好ましい。
【００３５】
上述の電気泳動分散液は、例えば、以下のように製造される。
まず、上記第１条件を満たすように分量を調整された表面改質剤と共に電気泳動粒子を分散媒と同じ溶媒か、または異なる適切な溶媒に混合して攪拌する。なお、必要であれば適切な温度に加熱しながら攪拌する。そして、この懸濁液を遠心分離機等にかけて上澄み液を除去し、沈殿物を得る。これにより、表面改質された電気泳動粒子が得られる。なお、表面改質剤と粒子とを分散媒中に混合する際に、更に上記第２条件を満たすように、表面改質剤の量を調整することが望ましい。
次に、得られた沈殿物を高分子界面活性剤，染料と共に分散媒に混合して攪拌し、分散液を得る。
以上により、電気泳動分散液が得られる。
【００３６】
しがたって、本電気泳動分散液によれば、界面活性剤の溶解パラメータが、電気泳動粒子の溶解パラメータと分散媒の溶解パラメータとの間の値となっているため、界面活性剤は、電気泳動粒子の表面に対して分散媒との極性差を減少させるような向きに吸着し、電気泳動粒子と分散媒との相溶性が増す。これにより、電気泳動粒子の分散性を高めることができる。
特に、粒子の溶解パラメータと分散媒の溶解パラメータとの差が３以下となるようにした場合、粒子の分散性を飛躍的に高めることができる。
また、分散液に高分子界面活性剤を添加しているため、粒子表面に吸着層が形成され、この吸着層間の反発作用により粒子の分散性が更に高まる。
【００３７】
（電気泳動表示装置）
次に、本発明の第１実施形態に係る電気泳動表示装置について、図１，図２を用いて説明する。
図１，図２は、それぞれ本実施形態の電気泳動表示装置の構成を示す断面図，部分平面図あり、図１は、図２に示すＡ−Ａ’線に沿う断面構造を示している。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００３８】
図１に示すように、本実施形態の電気泳動装置１０は、対向して配置された第１基板１と第２基板８との間に上述の電気泳動層（電気光学層）１１を備えて構成されている。
第１基板１は、例えば透明ガラスや透明フィルムなどの透光性を有する基板からなり、内面側（電気泳動層１１側）にはＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の透明な導電材料からなる共通電極２が形成されている。そして、第１基板１外面がこの電気泳動装置１０の表示面とされている。
【００３９】
第２基板８は必ずしも透明である必要はなく、例えばガラス基板や樹脂フィルム基板などの他、ステンレスプレート等の金属板に絶縁層を形成したもの等を用いることができる。この第２基板８上には、図２に示すように、それぞれ行方向，列方向に走査線７１ａ，データ線７０ａが互いに絶縁されて複数形成されており、走査線７１ａとデータ線７０ａとによりマトリクス状に区画された画素領域には、画素電極７ａと、この画素電極７ａへの通電制御を行なうためのＴＦＴ素子（スイッチング素子）７ｂとが形成されている。そして、マトリクス状に配された複数の画素領域によって表示領域が構成されている。
【００４０】
データ線７０ａはＴＦＴ素子７ｂのソース７０ｂに電気的に接続されており、画像信号はデータ線７０ａに対して線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線７０ａに対してグループ毎に供給されるようになっている。また、走査線７１ａはＴＦＴ素子７１ｂのゲートに電気的に接続されており、複数の走査線７１ａに対して走査信号が所定のタイミングでパルス的に線順次で供給されるようになっている。さらに、画素電極７ａはＴＦＴ素子７ｂのドレイン７２ｂに電気的に接続されており、ゲート７１ｂにパルス電圧を印加してＴＦＴ素子７ｂを一定期間だけオンすることで、データ線７０ａから供給される画像信号が所定のタイミングで書き込まれるようになっている。これにより、画素領域毎に表示を行なうことができるなっている。
【００４１】
第１基板１と第２基板８とは、表示領域の周囲を囲むように枠状に形成された封止部材（図示略）によって貼り合わされ、スペーサ（図示略）により一定に離間された状態で保持されている。そして、本実施形態の電気泳動表示装置１０では、基板１，８と封止部材とにより形成された閉空間に、上述のように構成された分散媒５，電気泳動粒子６等を有する電気泳動分散液が封入され、電気泳動層１１が形成されている。
【００４２】
本実施形態の電気泳動表示装置１０は、上述のように構成されているので、第１基板１側の共通電極２が電気泳動粒子６の帯電極性と逆極性となるように電圧印加を行なった場合、粒子６はクーロン力によって共通電極２側に速やかに泳動し、第１基板１の表面に付着する。そして、表示面には、このように第１基板１に付着して層の形成された領域が粒子６の色相に着色されて表示される。
なお、粒子６は、その大きな帯電量による電気的な反発力に加えて、その表面に形成された高分子界面活性剤の吸着層による反発作用によって、高速泳動により粒子６同士が激しく衝突した場合でも、殆ど凝集することなく分散状態が維持される。
【００４３】
一方、第１基板１側の共通電極２が粒子６の帯電極性と同じ極性となるように電圧印加を行なった場合には、粒子６は第２基板８に付着して層を形成する。この場合、この層は分散媒５の背後に隠れるため、分散媒５の色相に着色された表示となる。
【００４４】
したがって、本発明の電気泳動表示装置によれば、電気泳動層１１に、粒子６の分散性の高い電気泳動分散液を用いているため、凝集により沈降する粒子６の量を少なくすることができる。このため、表示のコントラストが長期間に亘って維持され、信頼性の高い表示が得られる。
【００４５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る電気泳動表示装置について、図３及び図４を用いて説明する。図３，図４は、それぞれ本実施形態の電気泳動表示装置の断面構成図，部分平面図であり、図３は図４のＡ−Ａ’線に沿う断面構造を示している。
【００４６】
図３に示すように、本実施形態の電気泳動表示装置は、上記第１実施形態の電気泳動表示装置の構成において、対向する第１基板１と第２基板８との間に一定の厚みを有する平面視格子状の隔壁２７が設けられた構成となっている。
この隔壁２７は、図４に示すように、第２基板８に形成された走査線７１ａ及びデータ線７０ａと平面視で重なるように設けられており、隔壁２７と基板１，８により密閉された複数の分割セルＣのそれぞれに上述の電気泳動分散液が封入されている。
そして、これ以外の構成は、上記第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００４７】
したがって、本実施形態の電気泳動表示装置でも、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、電気泳動粒子６の流動範囲が分割セルＣの内部に限定されるため、電気泳動層１１内で粒子が偏って分布されたり、複数の粒子６が凝集して大きな凝結塊を形成したりすることが効果的に防止され、高品質な表示を得ることができる。この際、隔壁２７は表示に寄与しない非表示領域（走査線７１ａ，データ線７０ａ，ＴＦＴ７ｂの形成領域）に設けられているため、表示の明るさを損なうことはない。
【００４８】
なお、本実施形態では、全ての配線７１ａ，７０ａに対して隔壁２７が設けられているが、走査線７１ａ又はデータ線７０ａに対して一本おき或いは複数本おきに隔壁２７を設け、１つの分割セルＣ内に複数の画素領域が配置されるようにしてもよい。
【００４９】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る電気泳動表示装置について、図５〜図７を用いて説明する。図５，図６は、それぞれ本実施形態の電気泳動表示装置の断面構成図，部分平面図であり、図５は図６のＡ−Ａ’線に沿う断面構造を示している。
【００５０】
気泳動表示装置の構成において、電気泳動分散液をカプセル状の樹脂皮膜で覆ってマイクロカプセル化し、マイクロカプセル６０を第１基板１と第２基板２との間に配置した構成となっている。
マイクロカプセル６０は、図２に示すように、画素電極７ａと同程度の大きさとされ、表示領域全域を覆うように複数配置されている。なお、図６では、マイクロカプセル６０を円形で示したが、実際には隣接するマイクロカプセル６０同士は密着するため、表示領域はマイクロカプセル６０によって平面視で隙間なく覆われている。
そして、これ以外の構成については、上記第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００５１】
したがって、本実施形態の電気泳動表示装置でも、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態では、電気泳動粒子６の流動範囲がマイクロカプセル６０の内部に限定されるため、電気泳動層１１内で粒子が偏って分布されたり、複数の粒子６が凝集して大きな凝結塊を形成したりすることが効果的に防止され、高品質な表示を得ることができる。
【００５２】
（電子機器）
本発明の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。以下、上述の電気泳動表示装置を備えた電子機器の例について説明する。
【００５３】
１．モバイル型コンピュータ
本発明の電気泳動表示装置を、モバイル型（ポータブル型）のパーソナルコンピュータに適用した例について説明する。図７はこのパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図であり、パーソナルコンピュータ１２００は、本発明の電気泳動表示装置を表示部１２０１として備える。パーソナルコンピュータ１２００は、キーボード１２０３を備えた本体部１２０２を備えて構成されている。
【００５４】
２．携帯電話
本発明の電気泳動表示装置を、携帯電話に適用した例について説明する。図８はこの携帯電話の構成を示す斜視図であり、携帯電話１３００は、本発明の電気泳動表示装置を小サイズの表示部１３０１として備える。携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。
【００５５】
３．電子ペーパー
本発明の電気泳動表示装置を、フレキシブルな電子ペーパーに適用した例について説明する。図９はこの電子ペーパーの構成を示す斜視図であり、電子ペーパー１４００は、本発明の電気泳動表示装置を表示部１４０１として備える。電子ペーパー１４００は、従来の紙と同様の質感及び柔軟性を有する書き換え可能なシートからなる本体１４０２を備えて構成されている。
また、図１０は、電子ノートの構成を示す斜視図であり、電子ノート１５００は、図９で示した電子ペーパー１４００が複数枚束ねられ、カバー１５０１に挟まれているものである。カバー１５０１は、例えば外部の装置から送られる表示データを入力する不図示の表示データ入力手段を備える。これにより、その表示データに応じて、電子ペーパーが束ねられた状態のまま、表示内容を変更したり更新したりできる。
【００５６】
また、上述した例に加えて、他の例として、液晶テレビ、ビューファインダ型や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挙げられる。本発明に係るの電気光学装置は、こうした電子機器の表示部としても適用することができる。
【００５７】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の実施形態では、電気泳動分散液は、染色された分散媒中に一種類の電気泳動粒子が分散された構成となっているが、この代わりに、無色の分散媒中に、色相及び帯電極性の異なる二種類の電気泳動粒子を分散させるようにしてもよい。このような分散液を用いた場合、一方の粒子の色を背景色とし、他方の粒子の色を表示色とした表示を行うことができる。
【００５８】
このように異なる帯電極性を有する二種類の粒子を得る方法としては、例えば一方を上記実施形態と同様に無機酸化物からなる粒子とし、他方をそれ以外の無機化合物又は有機化合物とする方法が考えられる。
このような無機化合物としては、例えば、クロムイエロー，カドミウムイエロー，カーボンブラック，コバルトブルー，硫酸バリウム，珪酸カルシウム，タルク，カドミウムオレンジ，鉛丹，コバルトクロムグリーン等を用いることができる。
【００５９】
また、上述の有機化合物としては、例えば、アニリンブラック，フタロシアニンブルー，ナフトールレッド，トルイジンレッド，ベンズイミダゾインイエロー，フタロシアニングリーン，ファーストイエロー，レーキレッド，ジオキサンバイオレット，アルカリブルー等の有機顔料や、メチルアクリレート，エチルアクリレート，メチルメタクリレート，エチルメタクリレート，メチルビニルエーテル，アクリロニトリル，スチレン，プロピレン，ブタジエン，エチレン，アクリル酸，メタクリル酸，ジメチルアミノエチルアクリレート，及びこれらのモノマーの混合物を懸濁重合，乳化重合，溶液重合，分散重合等により重合させた高分子を用いることができる。
【００６０】
【実施例】
本発明者らは、本発明の効果を実証するために、本発明に係る構成の電気泳動表示装置を実際に作製し、その応答特性と表示の保持特性とを測定した。その結果について以下、報告する。
【００６１】
本実施例では、分散媒，界面活性剤，表面改質剤の材料を変えた電気泳動セルＣ１〜Ｃ６及び比較用セルＤ１を以下の手順により作製した。
セルを作製するに当たって、まず、分散媒と同じ溶媒５０ｍｌと、市販されている白色の電気泳動粒子である二酸化チタン（平均粒径０．１μｍ）と、表面改質剤１ｇとを７０℃で１時間攪拌した。そして、この懸濁液を卓上遠心機を用いて３０００ｒｐｍで１時間遠心分離を行ない、上澄み液をデカンテーションにより除いた。これにより、疎水化処理された電気泳動粒子の沈殿物を得た。
【００６２】
次に、得られた沈殿物に、分散媒５０ｍｌと、界面活性剤３ｇと、アントラキノン系青色染料０．３ｇとを加えて超音波洗浄機中で３０分攪拌し、分散液を得た。
【００６３】
一方、二枚のガラス基板の片面にＩＴＯからなる透明電極を形成し、このＩＴＯ面が内側になるように二枚のガラス基板を厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを介して貼り合わせて電気泳動用の空セルを作製した。そして、上述の分散液を上記空セルに注入し、セルを作製した。
【００６４】
そして、このセルの透明電極間に５０Ｖの直流電圧を印加して表示が青から白に変化するのに要する時間（応答時間）ｔ１を測定し、この後、白表示の状態で電源を切って表示が青色に戻る時間（戻り時間）ｔ２を測定した。
なお、戻り時間ｔ２は粒子の分散性に依存し、戻り時間ｔ２が長い程、分散性が高いことを意味する。また、応答時間ｔ１は電気泳動粒子の大きさと表面電荷量に依存し、応答時間ｔ１が短いほど分散性が高いために粒子径が小さく表面電荷量が増加し粒子の易動度が大きいことを意味する。
【００６５】
下表１に、セルＣ１〜Ｃ６及びセルＤ１で用いた分散媒，界面活性剤，表面改質剤の材料を示し、下表２に各種パラメータの測定結果について示す。なお、表２において、δｄ，δｓ，δｐは、それぞれ分散媒，界面活性剤，電気泳動粒子の各溶解パラメータを示しており、Δδは分散媒の溶解パラメータと電気泳動粒子の溶解パラメータとの差（δｄ−δｐ）の大きさを示している。
【００６６】
【表１】
2004077805.tif 000003
【００６７】
【表２】
2004077805.tif 000004
【００６８】
本実施例では、まず、上記第１条件を満たすように分散剤，電気泳動粒子，界面活性剤の各溶解パラメータを調整した電気泳動セルＣ１〜Ｃ４と、上記第１条件を満たさない比較用セルＤ１とを用いて、電気特性を比較した。なお、分散媒と粒子との溶解パラメータ差Δδと粒子の分散性との関係を調べるために、分散媒や表面改質剤の種類を変えてセルＣ１〜Ｃ４のΔδの値を少しずつずらしている。また、他の影響を排除するために、これらにセルＣ１〜Ｃ４，Ｄ１では、界面活性剤に低分子材料を用いた。
【００６９】
表２に示すように、第１条件を満たすように構成したセルＣ１〜Ｃ４は、第１条件を満たさないセルＤ１に比べて戻り時間ｔ２が長くなっており、粒子の分散性が改善されたことがわかる。また、電圧印加に対する応答時間ｔ１も改善されている。これは、分散性の向上により粒子径が小さくなり、また表面積の増加により表面電荷が増加し粒子の易動度が大きくなったためと考えられる。
【００７０】
また、第１条件を満たすセル同士を比較すると、Δδの値が小さくなるにつれて戻り時間ｔ２が長くなっており、特に、Δδが３であるセルＣ２はΔδが４．５であるセルＣ１に比べて戻り時間が大きく改善されていることがわかる。一方、Δδが１．７であるセルＣ３はセルＣ２に比べて戻り時間ｔ２が１時間改善されているものの、その改善幅は、セルＣ１からセルＣ２への改善幅に比べて小さい。また、このセルＣ３よりも更にΔδの値の小さいセルＣ４では、セルＣ３に比べて応答時間ｔ１，戻り時間ｔ２共に変化は見られなかった。つまり、粒子の相溶性の大きさはΔδの値が３のときに略飽和し、Δδの値をそれ以上小さくしても相溶性に変化は生じないと考えられる。
【００７１】
したがって、分散媒の溶解パラメータと電気泳動粒子の溶解パラメータとが３以下とすることで、粒子の分散性を飛躍的に高めることができる。
【００７２】
次に、高分子界面活性剤を添加したセルＣ５，Ｃ６を用い、セルＣ３との比較により、界面活性剤に高分子材料を用いた場合の効果を調べた。なお、他の影響を排除するために、セルＣ５，Ｃ６では、セルＣ３と同様に、表面改質剤にイソプロピルトリス（イソステアロイル）チタネートを用い、第１条件を満たすようにしている。また、高分子材料の違いによる影響を調べるために、セルＣ５，Ｃ６には異なる高分子界面活性剤である、ポリメタクリル酸オクチル，ポリイソブテンをそれぞれ添加した。
【００７３】
表２に示すように、高分子界面活性剤を添加したセルＣ５は、低分子界面活性剤を添加したセルＣ３に比べて、戻り時間ｔ２が１時間長くなっており、粒子の分散性が更に改善されたことがわかる。これは、低分子界面活性剤ではイオン性の結合により粒子表面に吸着層が形成され、粒子の表面電荷が中和されて表面電荷密度が減少して粒子同士の凝集が起こりやすくなっているが、高分子界面活性剤では粒子表面にファンデアワールス力により吸着層が形成され、粒子の表面電荷密度の減少は起こらず、この吸着層間の重なりによる浸透圧効果とエントロピー効果により生じる反発力により分散性が高められたためと考えられる。
一方、セルＣ５を、異なる種類の高分子界面活性剤を添加したセルＣ６と比較した場合、応答時間ｔ１，戻り時間ｔ２共に変化は見られず、高分子材料による大きな違いはないと考えられる。
【００７４】
したがって、界面活性剤に高分子材料を用いることで、低分子材料を用いる場合よりも、粒子の分散性を高めることができると考えられる。
【００７５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明によれば、界面活性剤の溶解パラメータが、電気泳動粒子の溶解パラメータと分散媒の溶解パラメータとの間の値となっているため、界面活性剤は、電気泳動粒子の表面に対して分散媒との極性差を減少させるような向きに吸着し、電気泳動粒子と分散媒との相溶性が増す。これにより、電気泳動粒子の分散性を高めることができる。特に、粒子の溶解パラメータと分散媒の溶解パラメータとの差が３以下となるようにすることで、粒子の分散性を飛躍的に高めることができる。
また、上述の電気泳動分散液を電気泳動表示装置に用いることにより、凝集により沈降する粒子の量を少なくすることができ、表示のコントラストを長期間に亘って維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電気泳動表示装置の構成を示す図であり、図２のＡ−Ａ′矢視断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電気泳動表示装置の構成を示す部分平面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る電気泳動表示装置の構成を示す図であり、図４のＡ−Ａ′矢視断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電気泳動表示装置の構成を示す部分平面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る電気泳動表示装置の構成を示す図であり、図４のＡ−Ａ′矢視断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る電気泳動表示装置の構成を示す部分平面図である。
【図７】本発明の電子機器の一例を示す図である。
【図８】本発明の電子機器の一例を示す図である。
【図９】本発明の電子機器の一例を示す図である。
【図１０】本発明の電子機器の一例を示す図である。
【符号の説明】
１　第１基板
２　共通電極
５　分散媒
６　電気泳動粒子
８　第２基板
２７　隔壁
６０　マイクロカプセル
【図１】
2004077805.tif 000005
【図２】
2004077805.tif 000006
【図３】
2004077805.tif 000007
【図４】
2004077805.tif 000008
【図５】
2004077805.tif 000009
【図６】
2004077805.tif 000010
【図７】
2004077805.tif 000011
【図８】
2004077805.tif 000012
【図９】
2004077805.tif 000013
【図１０】
2004077805.tif 000014