(57)【要約】【課題】  高速応答、高反射率であり、寿命の長い電気泳動表示装置を得る。【解決手段】  本発明の電気泳動表示装置は、フラーレン若しくはその会合体と界面活性剤とを有し第１の色に着色された着色帯電微粒子と、これを分散する絶縁性液体とを有する分散層が第１、第２基板間に挟持され、第１基板に第１電極とこれよりも面積の小さい第２電極とが、第２基板に第２電極に対向する第３電極が設けられ、第１の色を表示する状態では、第１、第２、第３電極の電圧を無印加状態とし、第１の色とは異なる第２の色を表示する状態では、第２電極と第３電極との間に極性が交互に変わるよう電圧を印加することを特徴とする。【選択図】  図１ 
2005099408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に挟持され第１の色に着色された着色帯電微粒子と、前記着色帯電微粒子を分散する絶縁性液体とを有する分散層と、
前記第１基板の前記分散層側の面に設けられる第１電極と、
前記第１基板の前記分散層側の面に設けられ、前記第１電極よりも面積の小さい第２電極と、
前記第２基板の前記分散層側の面に設けられ、前記第２電極に対向する第３電極と、
前記第１電極、前記第２電極及び前記第３電極に電圧を印加する駆動回路とを具備し、
前記着色帯電微粒子は、フラーレン若しくはフラーレンの会合体と、非イオン性若しくはイオン性の界面活性剤とを有し、
前記第１の色を表示する第１表示状態では、前記第１電極、前記第２電極及び前記第３電極を全て電圧無印加状態とし、
前記第１の色とは異なる第２の色を表示する第２表示状態では、前記第２電極と前記第３電極との間に極性が交互に変わるよう電圧を印加する状態とする
ことを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項２】
前記フラーレン若しくはフラーレンの会合体が、イオン性官能基を有するフラーレン誘導体若しくはイオン性官能基を有するフラーレン誘導体の会合体であることを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示装置。
【請求項３】
前記フラーレン若しくはフラーレンの会合体が、金属を内包したフラーレン若しくは金属を内包したフラーレンの会合体であることを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示装置。
【請求項４】
第１基板と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に挟持され、平均粒径が６００ｎｍ以下であり第１の色に着色された着色帯電微粒子と、前記着色帯電微粒子を分散する絶縁性液体とを有する分散層と、
前記第１基板の前記分散層側の面に設けられる第１電極と、
前記第１基板の前記分散層側の面に設けられ、前記第１電極よりも面積の小さい第２電極と、
前記第２基板の前記分散層側の面に設けられ、前記第２電極に対向する第３電極と、
前記第１電極、前記第２電極及び前記第３電極に電圧を印加する駆動回路とを具備し、
前記着色帯電微粒子は、顔料粒子と、イオン性官能基を有し前記顔料粒子を被覆するポリマー被膜とを有し、
前記第１の色を表示する第１表示状態では、前記第１電極、前記第２電極及び前記第３電極を全て電圧無印加状態とし、
前記第１の色とは異なる第２の色を表示する第２表示状態では、前記第２電極と前記第３電極との間に極性が交互に変わるよう電圧を印加する状態とする
ことを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項５】
前記駆動回路は、
前記第１表示状態から前記第２表示状態に切り替える際には、前記第３電極の極性が前記着色帯電微粒子の極性と反対の極性となるよう前記第１電極と前記第３電極との間に電圧を印加して、次に前記第２電極と前記第３電極との間に極性が交互に変わるよう電圧を印加し、
前記第２表示状態から前記第１表示状態に切り替える際には、前記第１電極の極性が前記着色帯電微粒子の極性と反対の極性となるよう前記第１電極と前記第３電極との間に電圧を印加して、次に前記第１電極、前記第２電極、及び前記第３電極の電圧を無印加状態とする
ことを特徴とする請求項１若しくは４記載の電気泳動表示装置。
【請求項６】
前記第２基板の前記分散層側の面に、前記第１電極と対向する絶縁性の突起部を設けることを特徴とする請求項１若しくは４記載の電気泳動表示装置。
【請求項７】
前記第１電極、前記第２電極、及び前記第３電極を含む、前記第１基板及び前記第２基板の表面を、前記着色帯電微粒子と同じ極性の表面電位を有するポリマーで被覆することを特徴とする請求項１若しくは４記載の電気泳動表示装置。
【請求項８】
前記第１電極、前記第２電極、及び前記第３電極を含む、前記第１基板及び前記第２基板の表面を、表面張力が３０ｍＮ／ｍ以下のポリマーで被覆することを特徴とする請求項１若しくは４記載の電気泳動表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動粒子を用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
低消費電力化、あるいは目への負担軽減などの観点から反射型表示装置への期待が高まっている。これまでに、反射型表示装置の一つとして電気泳動表示装置が知られている。この電気泳動表示装置は、電荷を有する電気泳動粒子と絶縁性液体とからなる分散液とこの分散液を挟んで対向する一組の電極からなる。そして、この電極を介して分散液に電場を印加することによって、電気泳動粒子をその電荷と反対極性の電極上に移動させて表示を行うものである。
【０００３】
電気泳動表示装置では、電気泳動粒子が着色され、この電気泳動粒子の対比色は、色素を溶解させた前述の分散液が担っている。より詳細には、電気泳動粒子が観測者に近い一方の電極の表面に付着する場合は、電気泳動粒子の色が観測される。また、電気泳動粒子が観測者から遠い他方の電極の表面に付着する場合は、電気泳動粒子の色は分散液に隠蔽されるとともに分散液の色が観測されるというものである。
【０００４】
電気泳動表示装置は、広視野角、高コントラスト、低消費電力という利点を備えている。しかしながら、分散液に溶解した色素の電気泳動粒子への吸着、及び電気泳動粒子が吸着した電極表面と電気泳動粒子間への分散液の侵入などの悪影響により、高い反射率、すなわち明るさと高いコントラストを両立させることは本質的に不可能であるという大きな問題があった。
【０００５】
この問題を解決するために、透明な分散液を用いて表示を行う電気泳動表示装置が提案されている（特許文献１、及び特許文献２参照）。これらの方式は、第１の色（例えば黒）を表示するときは画素サイズにほぼ等しい画素電極全体に着色粒子を泳動させ、第２の色（例えば白）を表示するときは非画素部、あるいは画素の小面積部分に着色粒子を集めて画素部を透過状態にするものである。分散液に色素を溶解しないため分散液の安定性が高く、また反射電極の散乱特性を制御することで良好な白表示を実現することが可能である。
【特許文献１】特開平９−２１１４９９号公報（第２−７頁、第１図）
【特許文献２】特開平１１−２０２８０４号公報（第３−８頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながらこれらの電気泳動表示装置では、応答速度や反射率などの表示特性や、寿命が不十分であるという問題があった。
【０００７】
そこで本発明はこれらの問題に鑑み、高速応答、高反射率であり、寿命の長い電気泳動表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで本発明は、第１基板と、第１基板に対向する第２基板と、第１基板と第２基板との間に挟持され第１の色に着色された着色帯電微粒子と、着色帯電微粒子を分散する絶縁性液体とを有する分散層と、第１基板の分散層側の面に設けられる第１電極と、第１基板
の分散層側の面に設けられ、第１電極よりも面積の小さい第２電極と、第２基板の分散層側の面に設けられ、第２電極に対向する第３電極と、第１電極、第２電極及び第３電極に電圧を印加する駆動回路とを具備し、着色帯電微粒子は、フラーレン若しくはフラーレンの会合体と、非イオン性若しくはイオン性の界面活性剤とを有し、第１の色を表示する第１表示状態では、第１電極、第２電極及び第３電極を全て電圧無印加状態とし、第１の色とは異なる第２の色を表示する第２表示状態では、第２電極と第３電極との間に極性が交互に変わるよう電圧を印加する状態とすることを特徴とする電気泳動表示装置を提供する。
【０００９】
本発明においては、フラーレン若しくはフラーレンの会合体が、イオン性官能基を有するフラーレン誘導体若しくはイオン性官能基を有するフラーレン誘導体の会合体であっても良い。
【００１０】
また本発明においては、フラーレン若しくはフラーレンの会合体が、金属を内包したフラーレン若しくは金属を内包したフラーレンの会合体であっても良い。
【００１１】
また本発明は、第１基板と、第１基板に対向する第２基板と、第１基板と第２基板との間に挟持され、平均粒径が６００ｎｍ以下であり第１の色に着色された着色帯電微粒子と、着色帯電微粒子を分散する絶縁性液体とを有する分散層と、第１基板の分散層側の面に設けられる第１電極と、第１基板の分散層側の面に設けられ、第１電極よりも面積の小さい第２電極と、第２基板の分散層側の面に設けられ、第２電極に対向する第３電極と、第１電極、第２電極及び第３電極に電圧を印加する駆動回路とを具備し、着色帯電微粒子は、顔料粒子と、イオン性官能基を有し顔料粒子を被覆するポリマー被膜とを有し、第１の色を表示する第１表示状態では、第１電極、第２電極及び第３電極を全て電圧無印加状態とし、第１の色とは異なる第２の色を表示する第２表示状態では、第２電極と第３電極との間に極性が交互に変わるよう電圧を印加する状態とすることを特徴とする電気泳動表示装置を提供する。
【００１２】
また本発明においては、駆動回路は、第１表示状態から第２表示状態に切り替える際には、第３電極の極性が着色帯電微粒子の極性と反対の極性となるよう第１電極と第３電極との間に電圧を印加して、次に第２電極と第３電極との間に極性が交互に変わるよう電圧を印加し、第２表示状態から第１表示状態に切り替える際には、第１電極の極性が着色帯電微粒子の極性と反対の極性となるよう第１電極と第３電極との間に電圧を印加して、次に第１電極、第２電極、及び第３電極の電圧を無印加状態としても良い。
【００１３】
また本発明においては、第２基板の分散層側の面に、第１電極と対向する絶縁性の突起部を設けても良い。
【００１４】
また本発明においては、第１電極、第２電極、及び第３電極を含む、第１基板及び第２基板の表面を、着色帯電微粒子と同じ極性の表面電位を有するポリマーで被覆しても良い。
【００１５】
また本発明においては、第１電極、第２電極、及び第３電極を含む、第１基板及び第２基板の表面を、表面張力が３０ｍＮ／ｍ以下のポリマーで被覆しても良い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高速応答、高反射率であり、寿命の長い電気泳動表示装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の各実施形態に係る電気泳動表示装置について詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る電気泳動表示装置について説明する。本実施形態の電気泳動表示装置は、フラーレン若しくはフラーレンの会合体と、これに分散安定性を付与するイオン性もしくは非イオン性の界面活性剤とを有する着色帯電微粒子を具備し、電気泳動現象と拡散現象の双方を用いて表示を行うものである。
【００１８】
図１（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態の電気泳動表示装置の、一部を示す断面図であり、夫々着色状態と消色状態とを示す。
【００１９】
図１において、第１基板４と第２基板３とが対向して設けられ、これらの基板間に絶縁性液体１が挟持される。絶縁性液体１は透明であり、着色帯電微粒子２が分散している。着色帯電微粒子２は、フラーレン若しくはフラーレンの会合体と、このフラーレン若しくはフラーレンの会合体に分散安定性を付与する界面活性剤とを有し、例えば黒色（第１の色）に着色されている。第１の色としては、溶媒や界面活性剤との組み合わせで他の色（紫色など）に変えることも可能である。本実施形態においては、絶縁性液体１及び着色帯電微粒子２で分散層を形成している。界面活性剤は、一部がフラーレン若しくはフラーレンの会合体の周りに分散しており、残りは絶縁性液体１中に分散している。また、第１基板４に第１電極６と第２電極５が、第２基板３に第３電極７が設けられている。第１電極６は第２電極５よりも面積が大きい。また、第３電極７は第２電極５に対向する位置に設けられる。第１電極６と第２電極５、第３電極７とで１つの画素を形成し、実際には、このような画素が２次元マトリクス状に形成されている。また、第１電極６と第２電極５、第３電極７とに電圧を印加する駆動回路１００が設けられている。
【００２０】
本実施形態においては、絶縁性液体１は無色透明であり、着色帯電微粒子２が黒色に着色されている。また、着色帯電微粒子２は界面活性剤や分散する絶縁性液体によって、正や負のどちらの極性にも帯電しうる。ここでは、負に帯電している着色帯電微粒子として説明する。そして、本実施形態の電気泳動表示装置の表示方法は、次のようになる。図１（ａ）に示す着色帯電微粒子２の色を表示する着色状態では、画素全体に着色帯電微粒子２を分散させることにより、観測面から着色帯電微粒子２の色が観測出来る。また、図１（ｂ）に示す透明（白色）（第２の色）を表示する消色状態では、着色帯電微粒子２を第２電極５と第３電極７との間に局所的に存在させることにより、絶縁性液体１が無色であることから、観測面と反対側の面の、基板の外側等に設けられたＡｌやＡｇ、ＴｉＯ2膜などからなる拡散反射板の色である白色が観測出来る。ここで、観測面は第２基板３を透明基板として第２基板３側としてもよいし、第１基板４及び第１電極６を透明基板及び透明電極として第１基板４側としてもよい。また、着色帯電微粒子２の着色状態または消色状態への移動は、画素毎に行われる。
【００２１】
次に、本実施形態の電気泳動表示装置の着色状態（第１表示状態）・消色状態（第２表示状態）を実現する方法について、図１から図５を用いて説明する。
【００２２】
まず、着色状態を着色帯電微粒子２の色（黒色）の表示とし、消色状態を拡散反射板の色（白色）の表示とした場合に、黒表示から白表示への切り替えについて図１、図２及び図３を用いて説明する。図２は（ａ）黒表示、（ｂ）黒表示から白表示への移行状態、（ｃ）及び（ｃ‘）白表示を示す。また、図３は上段に第１電極６の波形図、中段に第２電極５の波形図、下段に第３電極７の波形図を示し、夫々について左側から黒表示、黒表示から白表示への移行状態、及び白表示の状態を示す。
【００２３】
図１、図２（ａ）及び図３に示すように、黒表示時には、第１電極６、第２電極５、及
び第３電極７は全て電圧無印加状態であり、着色帯電微粒子２が画素全体に分散している。
【００２４】
この状態から白表示を行うには、まず、図２（ｂ）及び図３に示すように、第１電極６と第３電極７との間に電圧を印加する。ここで、第３電極７には着色帯電微粒子２と反対の極性の電圧を印加して、第２電極５は電圧無印加とする。すると、着色帯電微粒子２は一時的に第３電極７側に集まる。この第１電極６と第３電極７との間の電圧の印加は、着色帯電微粒子２が第３電極７の近傍に完全に集まるまで行う必要はなく、着色帯電微粒子２が第１電極６の周囲から離れる程度であれば良い。
【００２５】
次に、図２（ｃ）、（ｃ‘）及び図３に示すように、第２電極５と第３電極７との間で極性を変えながら電圧を印加する。ここで、第１電極６は電圧無印加とする。すると、着色帯電微粒子２は、第２電極５と第３電極７との間を振動し、着色帯電微粒子２が第２電極５と第３電極７との間に局在化することから白表示となり、黒表示から白表示への切り替えが完了する。このとき、第２電極５と第３電極７との間に印加する電圧を０．１Ｖ〜１Ｖ程度として、（ｂ）の状態における印加電圧を１Ｖ〜１０Ｖ、若しくはそれ以上とすることが好ましい。
【００２６】
次に、白表示から黒表示への切り替えについて図１、図４及び図５を用いて説明する。図４は（ａ）及び（ａ‘）白表示、（ｂ）白表示から黒表示への移行状態、（ｃ）黒表示を示す。また、図５は上段に第１電極６の波形図、中段に第２電極５の波形図、下段に第３電極７の波形図を示し、夫々について左側から白表示、白表示から黒表示への移行状態、黒表示の状態を示す。
【００２７】
図１、図４（ａ）、（ａ‘）及び図５に示すように、白表示時には、第２電極５と第３電極７との間で極性を変えながら電圧が印加されている。着色帯電微粒子２は第２電極５及び第３電極７の近傍に存在することから、白表示となる。この状態から黒表示を行うには、まず、図４（ｂ）及び図５に示すように、第１電極６と第３電極７との間に電圧を印加する。ここで、第１電極６には着色帯電微粒子２と反対の極性の電圧を印加して、第２電極５は電圧無印加とする。すると、着色帯電微粒子２は一時的に第１電極６側、つまり画素全体に広がる。この第１電極６と第３電極７との間の電圧の印加は、着色帯電微粒子２が画素全体に完全に広がるまで行う必要はなく、着色帯電微粒子２の拡散現象を促す程度であれば良い。
【００２８】
次に、図４（ｃ）及び図５に示すように、第１電極６、第２電極５、及び第３電極７を全て電圧無印加状態とする。すると、第１電極６側へと引き寄せられかけた着色帯電微粒子２は拡散現象により画素全体に拡散し、黒表示となり、白表示から黒表示への切り替えが完了する。
【００２９】
このような表示の切り替えを画素毎に行うことにより、本実施形態では、界面活性剤を周りに付与したフラーレン若しくはフラーレンの会合体を着色帯電微粒子として電気泳動現象と拡散現象を利用した電気泳動表示装置を得ることができる。
【００３０】
本実施形態において着色帯電微粒子２は、白表示においても黒表示においてもいずれかの電極に完全に吸着されているわけではなく、いずれかの電極に引き寄せられる切り替え時の図２（ｂ）や図４（ｂ）の状態も長くは続かない。従って、着色帯電微粒子２の凝集や各電極への吸着による劣化を改善可能であり、長寿命化を実現することができる。
【００３１】
なお、消色状態では、第２電極５及び第３電極７の近傍に着色帯電微粒子２を集めるために、常時極性を変化させながら第２電極５と第３電極７との間に電圧を印加しなければ
ならない。しかしながら、電気泳動現象が、少しでも電圧を印加することによって発生する、つまり着色帯電微粒子２がその反対の極性の電極に移動するために、消色状態における第２電極５と第３電極７との間に電圧を印加するために必要な電力は極めて小さい。従って交流などの極性を変化させた電圧を常時印加することによる電力消費は無視できるといえる。図２（ｂ）や図４（ｂ）で一時的に着色帯電微粒子２を集めたり広げたりと移動させる際に印加する電圧を、例えば約１Ｖ以上、消色状態での極性を変化させながら印加する電圧を、例えば約０．１Ｖ以上とすることができる。また、着色状態では、どの電極にも電圧を印加せず、電圧無印加状態とすることから電力消費を小さく保つことができる。
【００３２】
また、第１電極６、第２電極５、及び第３電極７の関係としては、着色状態と消色状態とのコントラスト比をあげるためには、第１電極６の面積が大きいことが好ましく、第１電極６は第２電極５や第３電極７の５〜１０倍程度であることが好ましい。非画素領域を出来る限り減らすために、第２電極５と第３電極７とは対向して、同じ程度の面積であることが好ましい。
【００３３】
本実施形態において、フラーレン若しくはフラーレンの会合体とはC60、C70等の閉じたケージ状の炭素分子、若しくはそれらが集まったクラスター状のもののことを言う。図６に、フラーレン９と界面活性剤１０とを含む着色帯電微粒子２を示す。フラーレン９と界面活性剤１０とは静電的、又は親水・疎水相互作用により、フラーレン９の周りを界面活性剤１０が吸着等により囲んでいる状態である。また、界面活性剤１０は、フラーレン９の周りに吸着しているものだけではなく、絶縁性液体中に分散している状態であり、一部の界面活性剤がフラーレンに吸着しているのである。フラーレン９に界面活性剤１０が吸着していることにより、フラーレン９に電荷が付与されたり、静電的、または立体的反発により分散安定性が付与されたりした、着色帯電微粒子２となり、電気泳動現象が生じる。フラーレン９は、図６に示すように０．７６ｎｍ程度と小さいことから、拡散係数が大きくなり高速応答が可能となり、電気泳動表示装置であることから高反射率であるという効果も得られる。
【００３４】
フラーレンとしてはＣ60、Ｃ70などを用いることができる。また、界面活性剤としては、非イオン性低分子活性剤や非イオン性高分子活性剤、イオン性低分子活性剤やイオン性高分子活性剤などを用いることができる。界面活性剤を、フラーレンを分散した液体中に添加することにより、界面活性剤により電荷が付与されたフラーレンを得ることができる。
（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説明する。本実施形態の電気泳動表示装置は、着色帯電微粒子が第１の実施形態とは異なるものである。本実施形態においては、第１の実施形態と構成が異なる点のみを説明し、同様の部分は説明を省略する。
【００３５】
本実施形態では、着色帯電微粒子２が第１の実施形態とは異なる。本実施形態の着色帯電微粒子２を図７に示す。
【００３６】
まず、図７（ａ）に、フラーレン９の周りにイオン性官能基１１が吸着したフラーレン誘導体の基本構造を示す。このような構造のフラーレン誘導体を着色帯電微粒子２として用いることにより、イオン性官能基がはずれ難いために着色帯電微粒子２の分散安定性が高いという効果を得ることができる。フラーレン誘導体には、フラーレンにイオン性官能基としてカルボン酸、スルホン酸等のアニオン性官能基、カチオン性官能基としては、第４級アンモニウム等のカチオン性官能基などが結合されたものを用いることができる。また、本実施形態に用いることの出来るフラーレン誘導体の例を図７（ｂ）、図７（ｃ）、
及び図７（ｄ）に示す。
【００３７】
図７（ｅ）は、フラーレン９の周りにイオン性官能基１１が吸着したフラーレン誘導体の会合体を着色帯電微粒子２として用いるものである。このような着色帯電微粒子２を用いることにより、着色帯電微粒子２全体の電荷量が増えるため、電気泳動の高速化が実現可能となる。フラーレンやフラーレン誘導体を会合体とするためには適切な溶媒に適切なフラーレンやフラーレン誘導体を添加すればよい。例えば、溶媒としてトルエンを用いることにより、会合体とすることが出来る。フラーレン、およびフラーレン誘導体の会合体は、さらに溶媒置換を行うことによって、他の溶媒、特に無極性溶媒への分散も出来る場合がある。
【００３８】
図７（ｆ）は、金属原子１２を内包したフラーレン９を着色帯電微粒子２として用いるものである。このような着色帯電微粒子２を用いることにより、着色帯電微粒子２の電荷が大きくなるため、電気泳動の高速化が実現可能となる。フラーレンに内包された金属原子としてはLiなどを挙げることが出来る。
【００３９】
図７（ｇ）は、顔料粒子１３と、この顔料粒子１３を被覆して且つイオン性官能基１１を有するポリマー被膜１４とを有し、平均粒径が６００ｎｍ以下である着色帯電微粒子２を用いるものである。顔料粒子１３が表示色を担い、イオン性官能基１１を有するポリマー被膜１４が顔料粒子１３を被覆することから、この着色帯電微粒子２が電荷を付与される。顔料粒子１３としてはカーボンブラック、チタニア等の無機顔料や、金属フタロシアニン等の有機顔料等を用いることができる。また、イオン性官能基１１を有するポリマー被膜１４としては、アクリレート系ポリマー（アクリル酸、メタクリル酸、グリシジル酸）、ポリスチレンスルホン酸等のアニオン系ポリマーや、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポリオルニチン、ポリリジン等のカチオン系ポリマーなどを用いることができる。顔料粒子１３をポリマー被膜１４で被覆するには、コアセルベーション法やin-situ重合法、液中乾燥法等の方法を用いることができる。イオン性官能基を有するポリマー被膜を有する場合、イオン性官能基を有するポリマー被膜が電極に対して静電的反発を起こすことから電極などへの吸着が低減され、寿命が改善される効果もある。さらに、拡散速度の高速化のために、この着色帯電微粒子２の平均粒径は６００ｎｍ以下であることが好ましい。ここで、平均粒径とは、フラーレン９や顔料粒子１３だけでなく、官能基等の部分も含めていう。平均粒径を６００ｎｍより大きくすることにより、拡散速度が遅くなるおそれがある。
【００４０】
以上示したように、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、電気泳動現象と拡散現象を利用した電気泳動表示装置を得ることができる。
（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説明する。本実施形態の電気泳動表示装置は、第２基板の分散層側の面に、絶縁性の突起部を設けて着色帯電微粒子が移動する際に所定の方向に導くものである。本実施形態においては、第１の実施形態と構成が異なる点のみを説明し、同様の部分は説明を省略する。
【００４１】
本実施形態では、第２基板の分散層側の面に、画素毎に第１電極と対向する絶縁性の突起部を設ける点が第１の実施形態とは異なる。本実施形態に係る電気泳動表示装置の、一部を示す断面図であり、消色状態を示す。実際には、画素が２次元マトリクス状に形成されている。
【００４２】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の電気泳動表示装置は、第２基板３上の、第１電極６と対向する位置に、絶縁性の突起部１５ａ、１５ｂを有する。突起部１５ａ、１５ｂは、消色状態から着色状態への切り替え時に着色帯電微粒子２が画素全体に広が
りやすく、着色状態から消色状態への切り替え時に着色帯電微粒子２が第２電極５と第３電極７との間に集まりやすいよう、着色帯電微粒子２が移動する際にガイドするような形状であれば良い。このような形状とすることにより、着色帯電微粒子２の移動が助けられることから、効率的に着色帯電微粒子２が移動し、コントラスト比の高い表示を行うことが可能となる。
【００４３】
例えば、図８（ａ）では、突起部１５ａの形状を三角柱として、断面形状が三角柱の底面となるような二等辺三角形としている。また、図８（ｂ）では、突起部１５ｂの形状を三角柱として、断面形状が三角柱の底面となるような直角三角形としている。図８（ｂ）の場合、突起部１５ｂは、着色帯電微粒子２が移動する際に所定の方向に導くだけでなく、隣接画素との間の壁としても機能している。したがって、着色帯電微粒子２が隣接画素に移動して、画素毎の濃淡が出来る問題もない。しかしながら、突起部１５ａ、１５ｂは、着色帯電微粒子２が移動する際にガイドするような形状であれば良く、これらの形に限定されるものではない。
【００４４】
また、突起部１５ａ、１５ｂは、着色帯電微粒子２の吸着を防ぐために、絶縁性の材料を用いることが好ましい。第２基板３側を観測面とする場合は、突起部１５ａ、１５ｂが透明であることが好ましく、アクリル系ポリマー、カーボネート系ポリマーや、イミド系ポリマー等の材料を用いてフォトリソグラフィー等の方法で形成することができる。第１基板４側を観測面とする場合は、突起部１５ａ、１５ｂは透明であっても良いし着色帯電微粒子２の対比色を担っても良く、染料を上記材料に混ぜることにより着色する他は同様の方法で形成することができる。
【００４５】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、電気泳動現象と拡散現象を利用した電気泳動表示装置を得ることができるだけでなく、効率的に着色帯電微粒子２が移動し、コントラスト比の高い表示を行うことが可能となる。
【００４６】
これらの実施形態においては、第１基板４や第２基板３としては、ガラス、ＰＥＴ、ＰＥＳなどのプラスチックなどを用いることが出来る。また、第１電極６や第２電極５、第３電極７はITO、SnO2などを用いて蒸着やスパッタ法で成膜し、フォトリソグフィー法でパターニングすることなどにより形成することが出来る。
【００４７】
また、絶縁性液体１としては電流が流れ難いことから、無極性溶媒である、炭化水素系溶媒、シリコーン系溶媒などを用いることが好ましい。
【００４８】
さらに、第１電極６や、第２電極５、第３電極７を含む、第１基板４及び第２基板３の表面を、着色帯電微粒子２と同じ極性の表面電位を有するポリマーで被覆しても良い。このようなポリマーで被覆することにより、着色帯電微粒子２が電極などに吸着されるのを防ぐことが出来、コントラスト比が高く、長寿命な電気泳動表示装置を得ることができる。着色帯電微粒子２と同じ極性の表面電位を有するポリマーとしては、ポリイミド、アクリレート系ポリマーなどを挙げることができる。このポリマーで被覆する範囲は、第１基板４及び第２基板３の表面の全てである必要はなく、電極の部分のみが被覆されていれば良い。
【００４９】
また、第１電極６や、第２電極５、第３電極７を含む、第１基板４及び第２基板３の表面を、表面張力が３０ｍＮ／ｍ以下のポリマーで被覆しても良い。このようなポリマーで被覆することにより、ポリマーの表面張力が小さいことから、着色帯電微粒子２が電極などに吸着されるのを防ぐことが出来、コントラスト比が高く、長寿命な電気泳動表示装置を得ることができる。また、表面張力が３０ｍＮ／ｍ以下とすることにより、絶縁性液体１や着色帯電微粒子２、特に着色帯電微粒子２が吸着し難いという効果を得ることが出来
、表面張力が３０ｍＮ／ｍより大きいと、これらが吸着するおそれがある。表面張力が３０ｍＮ／ｍ以下であるポリマーとしては、ポリフルオロアクリレート等のフッ素系ポリマーなどを挙げることができる。このポリマーで被覆する範囲は、第１基板４及び第２基板３の表面の全てである必要はなく、電極の部分のみが被覆されていれば良い。
【実施例】
【００５０】
以下、図面を参照して、具体例をさらに詳細に説明する。
（実施例１）
第１の実施形態に関する実施例１について図１及び図６を用いて説明する。テトラリン溶媒に、フラーレン９としてC60を０．４ｗｔ％、界面活性剤１０としてＡＯＴ（ビス-(2-エチルヘキシル)スルホコハク酸ナトリウム）を０．５ｗｔ％添加して、ホモジナイザーで分散処理を行った。分散処理を行ったこの液体に対し、無極性溶媒１（絶縁性液体）としてエッソ社製のアイソパーＭを用いて溶媒置換を行い、着色帯電粒子分散液を調製した。
【００５１】
第１基板４及び第２の基板３として厚み１．１ｍｍのＩＴＯ膜付きの透明なガラス板を用いた。
【００５２】
第１基板４及び第２基板３のＩＴＯ膜を、第１電極６、第２電極５、及び第３電極７のようにパターン化した。第１基板４と第２基板３との間のギャップは、３０μｍ粒径のビーズスペーサーを用い約３０μｍに設定し、これらの基板を、このビーズスペーサ―を介して貼り合せ図１のようなセルとした。このセル中に、前述の着色帯電粒子分散液を注入し、注入口を封止した。さらに第２基板３の裏にＡｌの拡散反射板を貼り付け、第１基板４側の面を観測面とした反射表示パネルとした。
【００５３】
白表示の際に第２電極５と第３電極７との間に印加する交流電圧を0.5V、白表示と黒表示との表示切り替えの際に第１電極６と第３電極７との間に印加する電圧を８Ｖとして、反射率７０％の反射表示特性が得られた。また、顕微鏡観察上、駆動後の凝集が観察されず劣化がほとんど起こっていないことがわかった。
（実施例２）
第２の実施形態に関する実施例２について図１及び図７（ｇ）を用いて説明する。顔料粒子１３としてカーボンブラックを１．０ｗｔ％、ポリマー被膜１４の材料としてアクリル酸アルキル/ジメチコンコポリマー（ＫＰ−５４１、信越ポリマー社製）を5wt%、イソプロピルアルコール中に添加して、ホモジナイザーで分散処理を行った。分散処理を行ったこの液体を、絶縁性液体として用いるジメチルシリコーン（ＫＦ９６Ｌ−１、信越ポリマー社製）中に、ジメチルシリコーンに対して10wt％程度添加しホモジナイザーでさらに分散処理を行った。２度の分散処理を経た液体に分留処理を行ってイソプロピルアルコールを除去し、着色帯電粒子分散液を調製した。
【００５４】
第１基板４及び第２の基板３として厚み１．１ｍｍのＩＴＯ膜付きの透明なガラス板を用いた。
【００５５】
第１基板４及び第２基板３のＩＴＯ膜を、第１電極６、第２電極５、及び第３電極７のようにパターン化した。第１基板４と第２基板３との間のギャップは、３０μｍ粒径のビーズスペーサーを用い約３０μｍに設定し、これらの基板を、このビーズスペーサ―を介して貼り合せ図１のようなセルとした。このセル中に、前述の着色帯電粒子分散液を注入し、注入口を封止した。さらに第２基板３の裏にＡｌの拡散反射板を貼り付け、第１基板４側の面を観測面とした反射表示パネルとした。
【００５６】
白表示の際に第２電極５と第３電極７との間に印加する交流電圧を0.5V、白表示と黒表
示との表示切り替えの際に第１電極６と第３電極７との間に印加する電圧を１５Ｖとして、反射率６５％の反射表示特性が得られた。また、顕微鏡観察上、駆動後の凝集が観察されず劣化がほとんど起こっていないことがわかった。
（実施例３）
第３の実施形態に関する実施例３について図８を用いて説明する。まず、実施例２と同様な材料、方法を用いて、着色帯電粒子分散液を調整した。
【００５７】
第１基板４及び第２の基板３として厚み１．１ｍｍのＩＴＯ膜付きの透明なガラス板を用いた。
【００５８】
第１基板４及び第２基板３のＩＴＯ膜を、第１電極６、第２電極５、及び第３電極７のようにパターン化した。第２基板３上に光感光性アクリル樹脂（可視光域では透明）からなる絶縁層を形成し、この絶縁層を斜め露光処理を用いたフォトリソグラフィによって、図８の１５aのような形状の絶縁性の突起部を形成した。絶縁性の突起部の高さは１５μｍとした。
【００５９】
第１基板４と第２基板３との間のギャップは、３０μｍ粒径のビーズスペーサーを用い約３０μｍに設定し、これらの基板を、このビーズスペーサ―を介して貼り合せ図８のようなセルとした。このセル中に、前述の着色帯電粒子分散液を注入し、注入口を封止した。さらに第２基板３の裏にＡｌの拡散反射板を貼り付け、第１基板４側の面を観測面とした反射表示パネルとした。
【００６０】
白表示の際に第２電極５と第３電極７との間に印加する交流電圧を0.5V、白表示と黒表示との表示切り替えの際に第１電極６と第３電極７との間に印加する電圧を１７Ｖとして、反射率６２％の反射表示特性が得られた。また、顕微鏡観察上、駆動後の凝集が観察されず劣化がほとんど起こっていないことがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電気泳動表示装置の一部を示す断面図であり、（ａ）が着色状態であり、（ｂ）が消色状態である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電気泳動表示装置の一部を示す断面図であり、（ａ）が黒表示であり、（ｂ）が黒表示から白表示への移行状態であり、（ｃ）及び（ｃ‘）が白表示である。
【図３】黒表示から白表示への切り替えの際に、第１電極、第２電極及び第３電極に印加する電圧を示す波形図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る電気泳動表示装置の一部を示す断面図であり、（ａ）及び（ａ‘）が白表示であり、（ｂ）が白表示から黒表示への移行状態であり、（ｃ）が黒表示である。
【図５】白表示から黒表示への切り替えの際に、第１電極、第２電極及び第３電極に印加する電圧を示す波形図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る電気泳動表示装置の着色帯電微粒子を示す模式図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）とも、本発明の第２の実施形態に係る着色帯電微粒子を示す模式図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）とも、本発明の第３の実施形態に係る電気泳動表示装置の一部を示す断面図であり、消色状態を示す。
【符号の説明】
【００６２】
１…絶縁性液体
２…着色帯電微粒子
３…第２基板
４…第１基板
５…第２電極
６…第１電極
７…第３電極
９…フラーレン
１０…界面活性剤
１１…イオン性官能基
１２…金属原子
１３…顔料粒子
１４…ポリマー被膜
１５ａ、１５ｂ…突起部
【図１】
2005099408.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005099408.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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