(57)【要約】【課題】  泳動粒子が帯電してかつ表示面内壁側に貼り付く現象を抑制するために必要十分な添加剤成分を懸濁液に加えるという第１の手段と、広範な温度環境で使用できるよう懸濁液中の添加剤成分を削減するという第２の手段を共に充足させて、広範な温度環境、特に低温での使用に耐える、泳動粒子の駆動安定性の高い電気泳動表示装置を提供する。【解決手段】  少なくとも長周期及び短周期の、２つ以上の波形を重畳した形状を泳動粒子を含む懸濁液に接触する側の基板表面に施し、かつ該泳動粒子、該基板、該泳動粒子を浮遊させる分散媒の表面エネルギから導出される泳動粒子と基板表面との接触角相当値θが９０°超となる材料を選択する。【選択図】  図２
2007279432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方に電極が形成された一対の基板と、該基板に挟持される隔壁と、該基板と該隔壁に囲まれた小空間に充填された分散媒と、該分散媒に分散された泳動粒子を有する電気泳動表示装置において、少なくとも長周期及び短周期の、２つ以上の波形を重畳した形状を泳動粒子と分散媒を含む懸濁液に接触する側の基板表面の一部に含み、かつ該基板と該泳動粒子との関係において、泳動粒子、基板及び分散媒の表面エネルギーを基に導出される接触角相当値θが90°超となることを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項２】
該電気泳動表示装置の基板構成として、i)接触角相当値θが90°超となる高分子材料を使用する、あるいはii)基板表面に接触角相当値θが90°超となる表面処理を施す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】
重畳波形において、長周期及び短周期の波長は共に泳動粒子直径未満であり、短周期の波長は波形重畳する基板表面材料の化学式における組成単位あるいは繰り返し単位より長いことを特徴とする請求項１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、各種情報を伝達するための媒体として用いられる電気泳動表示装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の発達に伴って低消費電力、眼への負担軽減などの観点から反射型記録性電子表示装置が市場から要望されている。これらの要求に適合する電子表示装置として、例えばPaul F. Evans等の米国特許第３６１２７５８号明細書、特開平９−１８５０８７号公報、特開平９−２１１４９９号公報に引用される電気泳動表示装置が挙げられる。
【０００３】
電気泳動表示装置はマイクロカプセル等の小空間に該空間より小さな粒子と該粒子を浮遊させる分散媒を封入し、電界等の外場により小空間中の粒子位置を変位させることにより、光学特性を可変させる表示装置である。
【０００４】
電気泳動表示装置において、泳動粒子や表示基板の帯電制御、固着あるいは凝集抑制、表示像を長期に維持する等の性能を実現するため、例えば太田熱夫等の特許８０５０８１号公報に記載の、種々の添加剤を分散媒に加える方法が電気泳動表示方式の提案以来広範に行われておいる。
【特許文献１】米国特許第３６１２７５８号公報
【特許文献２】特開平９−１８５０８７号公報
【特許文献３】特開平９−２１１４９９号公報
【特許文献４】特登録２５５１７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで泳動粒子が水平移動する電気泳動表示装置（図１参照）を例に、添加剤の効能について言及する。なお水平移動型電気泳動表示装置とは、図１に示すように、第１電極４ａ及び第２電極４ｂの両方を下側基板３ｂに沿うように配置し、泳動粒子１が画素面側基板３ｂに沿って移動するように構成したものを意味する。
【０００６】
図1に例示する構造の電気泳動表示装置において、泳動粒子の電圧印加による泳動軌跡は、画素面開口状態（明表示）から画素面隠蔽状態（暗表示）を選択する時、隔壁６に吸着した泳動粒子が第２電極４b直上の絶縁層７に向かって移動する。また画素面隠蔽状態（暗表示）から画素面開口状態（明表示）を選択する時、絶縁層に沿って隔壁に向かって移動する泳動粒子と光入射側基板３ａに衝突した後隔壁に向かって移動する泳動粒子が存在する。
【０００７】
泳動粒子が絶縁層に沿って隔壁部に向かって移動する場合、該粒子は分散媒２の中で第１電極を被覆する隔壁及び第２電極を被覆する絶縁層との間に、表面エネルギ等に由来する引力を持ち、それらの引力により粒子泳動後の電圧無印加時における粒子の変位を維持できる。
【０００８】
一方、光入射側基板と泳動粒子との間で表面エネルギ等に由来する引力が泳動粒子の液中における自重より強く作用すると、泳動粒子が光入射側基板に吸着する。この部位に吸着した粒子は表示素子に電圧印加しても、絶縁層に吸着する粒子よりも電位勾配の弱い部位に存在するため、粒子と光入射側基板との引き剥がしが困難と成る。このような光入射側基板への泳動粒子吸着は、画素の常時隠蔽、輝度やコントラストの低下、像表示不能等の、表示装置における動作不良に至る。
【０００９】
このような基板と泳動粒子間の貼り付き問題に対して、基板と泳動粒子間で作用する引力を軽減、消失する添加剤を分散液中に加えて回避する方法が有効である。
【００１０】
ところが前述技術は、広範な温度範囲、特に低温での使用あるいは保管を想定している携帯用途の電気泳動表示装置に対して、分散液添加成分の析出、該分散液成分の相分離、それら析出物、相分離物の再溶解過程での懸濁液の変性等の問題が内在されている。
【００１１】
基板と泳動粒子間の貼り付きを抑制する分散液添加成分の低温条件下での使用、保管に関する課題は、添加剤に対する溶解能が高い溶媒の採用や、添加剤成分量の削減が考え得る。しかし、そのような手段の実施は添加剤を分散媒に加える本来の目的、即ち基板と泳動粒子との貼りつき抑制を低下させる場合がある。
【００１２】
このように、泳動粒子が表示面内壁側に貼り付く現象を抑制するため必要十分な添加剤成分を懸濁液に加えるという第１の手段と、広範な温度環境で使用できるよう懸濁液中の添加剤成分を削減するという第２の手段とを同時に解決することは、従来技術において困難である。
【００１３】
本発明は、前述の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、広範な温度環境、特に低温での使用に耐える、泳動粒子の駆動安定性の高い電気泳動表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
即ち本発明は一方に電極が形成された一対の基板と、該基板に挟持される隔壁と、該基板と該隔壁に囲まれた小空間に充填された分散媒と、該分散媒に分散された泳動粒子を有する電気泳動表示装置において、少なくとも長周期及び短周期の、２つ以上の波形を重畳した形状を泳動粒子を含む懸濁液に接触する側の基板表面の一部に含む電気泳動素子用基板を有し、かつ該泳動粒子、該基板、該泳動粒子を浮遊させる分散媒の表面エネルギから導出される泳動粒子と基板表面との接触角相当値θが９０°超となることを特徴とする電気泳動表示装置である。
本発明の重畳波形において、長周期及び短周期の波長は共に泳動粒子直径未満である。また短周期の波長は波形重畳する基板表面材料の化学式における組成単位あるいは繰り返し単位より長い。
【００１５】
本発明の説明で用いる「該泳動粒子、該基板、該泳動粒子を浮遊させる分散媒の表面エネルギから導出される泳動粒子と基板表面との接触角相当値θ」は下記式１より導出される値である。
【００１６】
【数１】
2007279432.tif 000003
但し、γ1,γ2：基板1及び泳動粒子2の表面エネルギ、
γ1ｄ,γ2ｄ：表面エネルギに対する分散力寄与、
γ13, γ23：基板-分散媒及び泳動粒子-分散媒間の表面エネルギ、を示す。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明の電気泳動表示装置は、基板面の表面形状に由来する効果と、該基板、泳動粒子及び分散液間の表面エネルギーに由来する効果との相乗によって、泳動粒子の泳動安定性に寄与する分散媒中の添加剤成分量を削減して、基板所望部分への泳動粒子の固着が抑制できる。また特に室温以下の温度環境において該添加剤成分の相分離や析出も回避されるため、広範な温度環境で泳動粒子の駆動安定性を示す電気泳動表示装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１９】
図２及び３を参照して本発明の実施形態について説明する。これらの図は、本発明に係る電気泳動表示装置の構成ならびに帯電泳動粒子の構成例を示す模式図である。
【００２０】
図２は２つ以上の波形を重畳した形状を泳動粒子を含む懸濁液に接触する側の基板表面の一部に含む電気泳動素子用基板を有し、かつ光入射側基板は該泳動粒子、該基板、該泳動粒子を浮遊させる分散媒の表面エネルギから導出される泳動粒子と基板表面との接触角相当値θが９０°超となる素材を使用した電気泳動表示装置である。
【００２１】
また図３は光入射側基板として透明性を有する任意の材料を選択し、該基板に２つ以上の波形を重畳した形状を施し、該基板表面に泳動粒子と基板表面との接触角相当値θが９０°超となる表面処理をした電気泳動表示装置である。
【００２２】
本発明に係る電気泳動表示装置は、図２あるいは３に示すように、泳動粒子１と、該粒子が分散された分散媒２とを備え、第１電極４ａ及び第２電極４ｂ間に電圧を印加して該粒子を移動させることにより、画像を表示するよう構成されている。
【００２３】
本発明の泳動粒子は請求項並びに式１の条件を満足する範囲で、該粒子表面に表面が酸性基又は塩基性基で修飾された有機顔料や無機顔料、酸性基又は塩基性基で修飾されたポリマーに顔料を分散させた粒子、酸性基又は塩基性基で修飾されたポリマーを染料で着色した粒子等を使用することができる。粒子の平均粒径は１０ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは１５ｎｍ〜５μｍである。
【００２４】
酸性基又は塩基性基で修飾されたポリマーに顔料を分散させた粒子は、顔料を含有した酸性モノマー又は塩基性モノマーを重合することによって得ることができる。
【００２５】
このような粒子に使用するポリマーとして、例えば、酸性基で修飾されたポリマーには（メタ）アクリル酸、２−ブテン酸（クロトン酸）、３−ブテン酸（ビニル酢酸）、３−メチル−３−ブテン酸、３−ペンテン酸、４−ペンテン酸、４−メチル−４−ペンテン酸、４−ヘキセン酸、５−ヘキセン酸、５−メチル−５−ヘキセン酸、５−ヘプテン酸、６−ヘプテン酸、６−メチル−６−ヘプテン酸、６−オクテン酸、７−オクテン酸、７−メチル−７−オクテン酸、７−ノネン酸、８−ノネン酸、８−メチル−８−ノネン酸、８−デセン酸、９−デセン酸、３−フェニル−２−プロペン酸（ケイ皮酸）、カルボキシメチル（メタ）アクリレート、カルボキシエチル（メタ）アクリレート、ビニル安息香酸、ビニルフェニル酢酸、ビニルフェニルプロピオン酸、マレイン酸、フマル酸、メチレンコハク酸（イタコン酸）、ヒドロキシスチレン、スチレンスルホン酸、ビニルトルエンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スルホメチル（メタ）アクリレート、２−スルホエチル（メタ）アクリレート、２−プロペン−１−スルホン酸、２−メチル−２−プロペン−１−スルホン酸、３−ブテン−１−スルホン酸等の酸性モノマーの単独重合体、又はオレフィン（アルケン）、ジエン等との共重合体を使用することができる。
【００２６】
オレフィン（アルケン）には、エチレン、プロピレン、ブテン、イソブテン、ペンテン、ヘキセン等を使用することができる。ジエンには、ブタジエンやイソプレン等を使用することができる。
【００２７】
一方、塩基性基で修飾されたポリマーには、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ペンチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸ペンチル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸ノニル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸テトラデシル、（メタ）アクリル酸ヘキサデシル、（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸ベンジル等、Ｎ−メチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−エチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−ピロピルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−ブチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−ペンチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−ヘキシルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−オクチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−デシルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ、Ｎ−ジプロピルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ、Ｎ−ジブチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ、Ｎ−ジペンチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ、Ｎ−ジヘキシルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ、Ｎ−ジオクチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ、Ｎ−ジデシルアミノエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジブチル（メタ）アクリルアミド、アミノスチレン、ジメチルアミノスチレン、ジエチルアミノスチレン、ジブチルアミノスチレン、ビニルピリジン、ビニルピロリドン等の塩基性モノマーの単独重合体、又はオレフィン（アルケン）、ジエン等との共重合体を使用することができる。オレフィン（アルケン）、ジエンには、前述の材料を使用することができる。
【００２８】
顔料としては、有機顔料や無機顔料等を使用することができる。有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリノン顔料、イソインドリン顔料、ジオキサジン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、チオインジゴ顔料、キノフタロン顔料、アントラキノン顔料、ニトロ顔料、ニトロソ顔料を使用することができ、具体的には、キナクリドンレッド、レーキレッド、ブリリアントカーミン、ペリレンレッド、パーマネントレッド、トルイジンレッド、マダーレーキ等の赤色顔料、ダイアモンドグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、ピグメントグリーンＢ等の緑色顔料、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー等の青色顔料、ハンザイエロー、ファストイエロー、ジスアゾイエロー、イソインドリノンイエロー、キノフタロンイエロー等の黄色顔料、アニリンブラック、ダイアモンドブラック等の黒色顔料等が挙げられる。
【００２９】
無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化スズ、硫化亜鉛等などの白色顔料、カーボンブラック、マンガンフェライトブラック、コバルトフェライトブラック、チタンブラック等の黒色顔料、カドミウムレッド、赤色酸化鉄、モリブデンレッド等の赤色顔料、酸化クロム、ビリジアン、チタンコバルトグリーン、コバルトグリーン、ビクトリアグリーン等の緑色顔料、ウルトラマリンブルー、プルシアンブルー、コバルトブルー等の青色顔料、カドミウムイエロー、チタンイエロー、黄色酸化鉄、黄鉛、クロムイエロー、アンチモンイエロー等の黄色顔料を用いることができる。
【００３０】
酸性基又は塩基性基で修飾されたポリマーを染料で着色した粒子としては、酸性基又は塩基性基で修飾されたポリマー粒子を染料で着色した粒子、染料を含有した酸性モノマー又は塩基性モノマーを重合することによって得た粒子等を用いることができる。酸性モノマーと塩基性モノマーには、前述のモノマー材料を使用することができる。
【００３１】
本発明における泳動粒子は、画素面隠蔽状態選択時に該画素面を隠蔽可能な粒子量が充填されなければならない。その粒子量は画素面に対して着色粒子を最密充填配置で少なくとも１層以上に対応する量である。
【００３２】
本発明の泳動粒子を浮遊させる分散媒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。具体的には、ベンゼン、エチルベンゼン、ドデシルベンゼン、トルエン、キシレン、ナフテン系炭化水素などの芳香族炭化水素溶媒、ヘキサン、シクロヘキサン、ケロシン、パラフィン系炭化水素溶媒ならびにイソパラフィン系炭化水素溶媒の脂肪族炭化水素溶媒、クロロホルム、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ジクロロメタン、トリクロロトリフルオロエチレン、臭化エチルなどのハロゲン化炭化水素溶媒、あるいはシリコンオイル、高純度石油等が挙げられるが、中でも脂肪族炭化水素溶媒が好適に使用され、具体的にはアイソパー（登録商標）Ｇ、Ｈ，Ｍ，Ｌ、Ｐ、Ｖ（いずれもエクソン化学社製）、Ｓｈｅｌｌｓｏｌ（登録商標）（昭和シェルジャパン）、ＩＰソルベント１０１６、１６２０、２０２８、２８３５（出光石油化学）、日石アイソゾール２００、３００、４００（いずれも日本石油化学）が挙げられる。これらを単独、あるいは２種類以上混合して用いることができる。
【００３３】
本発明の分散媒は、本発明の泳動粒子の帯電付与及び帯電安定、あるいは泳動粒子間凝集力制御、泳動粒子と絶縁層・隔壁・光入射側基板間との吸着力制御の目的で、請求項並びに式１の条件を満足する材料種と濃度の範囲において、公知の添加剤を加えることが許される。
【００３４】
泳動粒子の帯電付与に用いる添加剤は分散媒に可溶であるならば特に限定されないが、例えばナフテン酸コバルト、ナフテン酸ジルコニウム、ナフテン酸銅、ナフテン酸鉄、ナフテン酸鉛、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸亜鉛のナフテン酸系金属石鹸、オクタン酸コバルト、オクタン酸ジルコニウム、オクタン酸鉄、オクタン酸鉛、オクタン酸ニッケル、オクタン酸マンガン、オクタン酸亜鉛のオクタン酸系金属石鹸、ステアリン酸系金属石鹸等の金属石鹸、ポリアミノポリブテルコハク酸イミド、レシチン等の公知のものが挙げられる。
【００３５】
泳動粒子の帯電安定化に用いる添加剤は、例えば分散媒に可溶するロジンエステルまたはロジン誘導体が挙げられる。例えばガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン、ロジン変性マレイン酸、ロジン変性ペンタエリスリトール、ロジングリセリンエステル、部分水素添加ロジンメチルエステル、部分水素添加ロジングリセリンエステル、部分水素添加ロジントリエチレングリコールエステル、完全水素添加ロジンペンタエリスリトールエステル、マレイン酸変性ロジンエステル、フマル酸変性ロジンエステル、アクリル酸変性ロジンエステル、マレイン酸変性ロジンペンタエリスリトールエステル、フマル酸変性ロジンペンタエリスリトールエステル、アクリル酸変性ロジングリセリンエステル、マレイン酸変性ロジングリセリンエステル、フマル酸変性ロジングリセリンエステル、アクリル酸変性ロジングリセリンエステル等が挙げられる。具体的には、例えばネオトール（登録商標）（ハリマ化成）、ペンセル（登録商標）、エステルガム、スーパーエステル（いずれも荒川化学工業（株））が挙げられる。
【００３６】
泳動粒子の粒子間凝集力制御、泳動粒子と絶縁層・隔壁・光入射側基板間との吸着力制御に用いる添加剤は、例えば分散媒に可溶する高分子樹脂が挙げられる。具体的には、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリブテン、スチレンブタジエン共重合体、スチレンイソプレン共重合体、スチレン無水マレイン酸共重合体、ノルボルネン樹脂、ポリエチレンワックスが挙げられる。中でも、スチレンブタジエン共重合体が好ましく、例えば市販の材料としては、Ｅ−ＳＢＲ、Ｓ−ＳＢＲ（ＪＳＲ（株）製）、ＮＩＰＯＬ（登録商標）  １５０２，ＮＩＰＯＬ（登録商標）  １７１２、ＮＩＰＯＬ（登録商標）  ＮＳ１１２，ＮＩＰＯＬ（登録商標）  ＮＳ１１６、ＮＩＰＯＬ（登録商標）  １００６，  ＮＩＰＯＬ（登録商標）  １００９（日本ゼオン（株）製）、タフデン（登録商標）、タフプレン（登録商標）、アサプレン（登録商標）（旭化成(株)製）、住友ＳＢＲ（住友化学（株）製）を使用することができる。
【００３７】
本発明においては、分散媒２に含有する上記成分を単独または２種類以上混合して用いることができる。また、本発明の分散媒には、必要に応じて分散媒に可溶な陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤、フッ素系界面活性剤を含有してもよく、これらは単独、または２種以上混合して用いても良い。
【００３８】
本発明において、光入射側基板３ａは基板と泳動粒子間の貼り付きを抑制する技術課題を解決するため、基板と泳動粒子間の貼り付きを抑制する部位に少なくとも長周期及び短周期の、２つ以上の波形を重畳した形状を形成し、かつ該泳動粒子、該基板、該泳動粒子を浮遊させる分散媒の表面エネルギから導出される泳動粒子と基板表面との接触角相当値θが９０°超となる材料を選択することに特徴を持つ。この方法により、基板面の表面形状に由来する効果と、該基板、泳動粒子及び分散液間の表面エネルギーに由来する効果との相乗によって、基板所望部分への泳動粒子の固着を抑制して、かつ泳動粒子の泳動安定性に寄与する分散媒中の添加剤成分量を削減できる。
【００３９】
また特に室温以下の温度環境において該添加剤成分の相分離や析出も回避されるため、広範な温度環境で泳動粒子の駆動安定性を示す電気泳動表示装置を実現できる。
【００４０】
波形重畳表面形状の付与による粒子と基板間との付着性に及ぼす効果は下記の通り見積もられる。即ち式1から導出される泳動粒子と基板表面との接触角相当値θ、波形重畳表面形状の付与による泳動粒子と基板表面との実効的な接触角相当値θ′、表面増倍因子ｒ（波形重畳した曲面に対して投影した平面を想定し、該平面面積に対する該波形重畳曲面面積の倍率を示す値。ｒ≧１）との間には（式2）の関係が成立する。
【００４１】
【数２】
2007279432.tif 000004
従ってθが90°超である場合、表面の増倍は泳動粒子と基板表面との間でより付着しにくくなる効果として現れる。
【００４２】
光入射側基板３ａの波形重畳形状について、長周期波形の波長Ｌ及び短周期波形の波長ｌ(スモールエル)は泳動粒子の平均直径ａより小さい。また短周期波形の波長ｌは上側基板の波形重畳形状部表面に用いている材料の化学式における最小繰り返し単位の長さより大きい。
【００４３】
光入射側基板３ａの波形重畳形状が特に自己相似性を持つ表面である場合、表面増倍因子ｒを、（式3）より見積もってよい。
【００４４】
【数３】
2007279432.tif 000005
但し、Ｌ′：自己相似性因子上限、ｌ′：自己相似性因子下限、Ｄ：表面フラクタル次元である。また、Ｌ′及びｌ′(スモールエルダッシュ)は泳動粒子の平均直径ａより小さく、ｌ′は上側基板の波形重畳形状部表面に用いている材料の化学式における最小繰り返し単位の長さより大きい。
【００４５】
光入射側基板３ａの波形重畳形状の形成方法は、公知のフォトリソグラフィーを用いることで可能である。
【００４６】
また他の形成方法は、特定の溶媒に対して溶解性のある金平糖形状粒子あるいは芯粒子表面に特定の溶媒に対して溶解性のある微小粒子が被覆された形状の粒子をガラス基板等に敷き詰め、該粒子付き基板表面への無電界めっき等による導電層形成及び該無電界めっき済みの微粒子被覆粒子付き基板への電界めっき実施を経て、特定溶媒により金平糖形状粒子あるいは微小粒子で被覆された粒子を溶解することで得られる鋳型形成を行い、その形状を熱可塑性樹脂あるいは光硬化性樹脂に転写する手段である。
【００４７】
また他の形成方法は、金属基板への陽極酸化処理、あるいはアルキルケテンダイマー等の自己組織化膜材料を塗布した自己相似性形状を有する表面に上述の無電界めっきとその後の電界めっきを施して鋳型とし、その形状を熱可塑性樹脂あるいは光硬化性樹脂に転写する手段である。
【００４８】
光入射側基板３ａは、図２の様態で、例えばシリコン変成ウレタンアクリレートあるいは該材料のフロロアルキル基修飾物等、表面エネルギγ1及び基板1及び該基板の表面エネルギに対する分散力寄与分γ1ｄが共に小さく、かつ光透過性の高い素材が好ましい。
【００４９】
また光入射側基板３ａは、図３の様態で、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンナフタレ−ト（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等のポリマーフィルム、ゴム硬度が１０以上９０以下の範囲にある高分子材料（具体的にはシリコン樹脂、天然ゴム、熱可塑性エラストマー樹脂等）、ガラス、石英等の無機材料等の光透過性の高い材料を選択して、該材料に波形重畳形状を成型した後、該成型部分に例えばシリコン変成ウレタンアクリレートあるいは該材料のフロロアルキル基修飾物等、表面エネルギγ1及び基板1及び該基板の表面エネルギに対する分散力寄与分γ1ｄが共に小さい材料を被覆しても良い。
【００５０】
下側基板３ｂは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンナフタレ−ト（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等のポリマーフィルム、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。
【００５１】
電極４ａ，４ｂ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が、例えば酸化インジウムすず（ＩＴＯ）、アルミ、チタンなどを挙げることができる。なお、図２及び３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く、その場合、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。
【００５２】
さらに、電極４ａ，４ｂ等を覆うように絶縁層７を形成すると良く、絶縁層を形成した場合には、各電極４ａ，４ｂから泳動粒子への電荷注入を防止できる。この絶縁層７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。具体的には、高い透明性を有するポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ノボラック樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。
【００５３】
また、隔壁６にはポリマー樹脂を使用すれば良い。具体的には、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ノボラック樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。
【００５４】
隔壁６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する方法等が挙げられる。
【００５５】
以下、水平移動型の電気泳動表示装置の実施例及び比較例に沿って本発明を更に詳細に説明する。
【００５６】
上側基板に波形重畳形状を形成する鋳型を下記の通り作製する。
【００５７】
鋳型Ｍ１：
直径１μmの球形ナイロン樹脂粒子と直径５０ｎｍの球形ポリスチレン樹脂粒子を高速気流中で混合、ナイロン樹脂粒子を芯粒子とするポリスチレン微粒子被覆粒子を作製する。
【００５８】
次に光硬化性樹脂をスピンコート法で厚さ５０ｍｍ×５０ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上に塗布し、微粒子被覆粒子を液晶用乾式スペーサー散布装置によりガラス基板上に散布して、該基板に紫外線を照射して樹脂を硬化する。
【００５９】
該基板を下記組成のニッケル酸性浴に８０℃、１５分間浸漬して、微粒子被覆粒子層表面に導電層を形成する。
【００６０】
ニッケル酸性浴液：
純水１Ｌ、硫酸ニッケル１２０ｇ／Ｌ、次亜燐酸ナトリウム１０ｇ／Ｌ、酢酸ナトリウム１０ｇ/Ｌ
次に微粒子被覆粒子層表面に導電層上にニッケル電界めっきを積層して、厚さ５０μｍのめっき層を得る。
【００６１】
該粒子・ガラス基板付き電界めっき層をトルエン中に６時間静置浸漬後、粒子層をめっきから剥離して、該めっき層を鋳型Ｍ１として用いる。
【００６２】
微粒子被覆粒子が最密充填されていると仮定する場合の表面増倍因子はｒ＝2.44と見積もられる。
【００６３】
鋳型Ｍ２：
陽極側電極として５０ｍｍ×５０ｍｍ×５ｍｍ、陰極側電極としてとして５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．２ｍｍのアルミニウム板２枚を0.5Ｍの硫酸水溶液中に電極として挿入し、電極電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2の条件で２時間電気分解処理を行う。陽極側電極表面は微細な表面凹凸構造が形成された鋳型Ｍ２を得る。
【００６４】
鋳型Ｍ２の表面凹凸構造の次元を推定するため、陽極側電極として５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．２ｍｍのアルミニウム板に変更する以外はＭ２作製条件と同じ処理を行い（処理済み基板をＭ２′とする）、Ｍ２′の割断試料辺ＳＥＭ写真からフラクタル次元は２μｍから２０ｎｍの範囲で２．１７が得られている。従って表面増倍因子ｒは
【００６５】
【数４】
2007279432.tif 000006
となる。
【００６６】
次に、本発明において下記の泳動粒子、上側基板、分散液を用いる。なお、実施例及び比較例に用いた材料の表面エネルギー計測は接触角測定装置ドロップマスター７００（協和界面科学（株））の接触角計測値より求めている。
【００６７】
泳動粒子１：
ポリスチレン（ＰＳ）からなる重合粒子を、染料Ｖａｌｉｆａｓｔ（登録商標） Ｂｌａｃｋ ３８１０、Ｏｒｉｅｎｔ  Ｏｉｌ  Ｂｌａｃｋ〔オリエント化学工業（株）製〕によって黒色に染色し、さらに粒子表面にポリオクタデシルメタクリレートをグラフト重合法により被覆する。泳動粒子Ａの平均粒径は２．５μｍである。表面エネルギは泳動粒子を液晶表示装置製造用乾式スペーサー散布装置でガラス基板上に粒子層２層分の最密充填を行い、該粒子層に対する見かけ上の接触角を計測して、表面増倍因子ｒ＝1.56として、式２の関係式から真値の表面エネルギー値として導出している。前述の方法による表面エネルギはγC＝２７．５×１０−３N/m、表面エネルギの分散力寄与はγd＝２７．１×1０−３N/mである。
【００６８】
光入射側基板３ａ-１：
波形重畳形状が表面に刻まれた鋳型Ｍ２にシリコーン系離型剤を散布し、該鋳型にフロロアルキル基修飾されたシリコン変成ウレタンアクリレート樹脂を静置、有機溶媒を真空乾燥してフィルムを得る。光入射側基板３ａ−１に使用されている材料の表面エネルギはγC＝７．０×１０−３N/m、表面エネルギの分散力寄与はγd＝１７．０×1０−３N/mである。
【００６９】
上側基板３ａ-２：
波形重畳形状が表面に刻まれた鋳型をＭ２に変更する以外は光入射側基板３ａ-１と同様の方法で基板を作製する。
【００７０】
分散液２−１：
分散媒として脂肪族炭化水素溶媒であるアイソパー（登録商標）Ｈ（エクソン社製）９９重量部、帯電付与及び安定化剤としてネオトール（登録商標）１２５Ｈ（ハリマ化成（株）製）0．５重量部、貼り付き防止剤としてアサプレン（登録商標）１２０５（旭化成（株）製、スチレンブタジエン共重合体）０．５重量部とを混合し、１時間攪拌して電気泳動表示用分散液を調製した。分散液２−１の表面エネルギγC＝２３．０×１０−３N/m、分散力寄与γd＝２１．８×1０−３N/mである。
【実施例１】
【００７１】
本実施例では図２に示す電気泳動表示装置の作製方法を説明する。
【００７２】
作製する表示装置は２００×２００画素とし、各画素は周囲を隔壁によって囲まれている。１つの画素の大きさは１５０μｍ×５０μｍである。
【００７３】
図示下側の基板である、画素面側基板には、厚さ１．１ｍｍのガラス板を使用し、この画素面側基板上にはスイッチング素子や、その他駆動に必要な配線（不図示）やＩＣ等を形成する。
【００７４】
次に、この画素面側基板表面を絶縁層で被覆し、該被覆層の一部にコンタクトホールを設けてから、隔壁に囲まれた部分の中央部に第１電極を形成する。該第１電極を後方基板上のスイッチング素子と接続されている。材料としては光反射率の大きいアルミニウムを用いる。
【００７５】
次に、第１電極上に酸化チタン微粒子を含有したアクリル樹脂層を被覆する。本実施例では、第１表示電極は光反射層を兼ね、アクリル樹脂層は光散乱効果を発揮する。
【００７６】
第２電極はアクリル樹脂層の上、各画素の境界に相当する部位に形成する。その上に黒色の着色層を被覆し、さらにその同位置上に隔壁を形成する。
【００７７】
隔壁は光感光性エポキシ樹脂（ＳＵ８ 日本マグダーミッド（株）製）の塗布、露光及びウエット現像の各工程を行うことにより形成する。幅及び高さは各々８μｍ、２０μｍである。
【００７８】
隔壁の上面、光入射側基板３ａ−１との接合面に熱融着性の接着層を形成する。
【００７９】
次に、泳動粒子１を１質量部、分散液２−１を９９質量部混合する。１時間攪拌を行い、電気泳動表示用懸濁液を調製する。このように調製された分散液を隔壁６内に充填する。
【００８０】
次に、光入射側基板３ａ−１と接着層９の位置合せを行った後、基板３ａ−１を隔壁６に加熱接着し、本発明の電気泳動表示装置を作製する。
【００８１】
このように作製した表示装置に、電圧±１５Ｖ、周波数０．２５Ｈｚの矩形波を印加しつつ、表示装置周囲の気温を２０℃から０℃まで−１℃／ｍｉｎで冷却、引き続き０℃を１０分間保ち、その後の粒子の泳動挙動並びに表示画素内の状態観察を行う。表に結果を示す。
【００８２】
粒子Ａは良好な泳動挙動を示し、粒子間凝集や上側基板への固着はない。また表示画素内の懸濁液成分析出、相分離もない。
【実施例２】
【００８３】
実施例１に倣い、光入射側基板フィルムを３ａ−１から３ａ−２に変更する以外は同一の条件で実験を行い、泳動粒子の泳動挙動並びに表示画素内の状態観察を行う。表に結果を示す。
【００８４】
泳動粒子１は良好な泳動挙動を示し、粒子間凝集や上側基板への固着はない。また表示画素内の懸濁液成分析出、相分離もない。
【００８５】
比較例1
比較例１で、光入射側基板フィルムを下記の通り作製する。
【００８６】
光入射側基板フィルム３ａ−３：
面内平滑性がλ/４相当(λ＝５８９ｎｍ)であるΦ＝５０ｍｍの鋳型Ｍ３にシリコーン系離型剤を散布し、該鋳型にフロロアルキル基修飾されたシリコン変成ウレタンアクリレート樹脂を静置、有機溶媒を真空乾燥してフィルムを得る。上側基板B３の表面エネルギγC＝７．０×１０−３N/m、表面エネルギの分散力寄与γd＝１７．０×1０−３N/mである。
【００８７】
実施例１に倣い、上側基板フィルムを３ａ−１から３ａ−３に変更する以外は同一の条件で実験を行い、粒子の泳動挙動並びに表示画素内の状態観察を行う。表に結果を示す。
【００８８】
粒子間凝集及び表示画素内の懸濁液成分析出、相分離は発生しないが、上側基板への粒子貼り付き現象が起こり、実効開口率が低下する。
【実施例３】
【００８９】
実施例３で、光入射側基板フィルムを下記の通り作製する。
【００９０】
上側基板フィルム３ａ−４：
一方に平面、一方に波形重畳形状が表面に刻まれた鋳型Ｍ２にシリコーン系離型剤を散布し、300℃に過熱したポリエチレンテレフタレート樹脂を挟持、圧着の後、そのまま室温まで冷却して金型から該樹脂を剥して、フィルムを得る。平面−波形重畳形状凸部間のフィルム厚は１．０×１０−４ｍである。
【００９１】
次に該フィルムの波形重畳形状凸部表面に紫外線照射処理(λ＝２５４ｎｍにおけるフィルム表面上の照射量２０００ｍＪ／ｃｍ２)を施した後、フロロアルキル基修飾されたシリコン変成ウレタンアクリレート樹脂をトルエンに溶解した液（樹脂分濃度０．１ｗｔ％）をスピンコーターで塗布する。スピンコーターによる成膜条件は２５℃、湿度３０〜４０％、１０００rpmかつ１分間回転である。前記の成膜処理を施したフィルムを１２０℃で焼成処理して、光入射側基板フィルム３ａ−４を得る。
【００９２】
実施例１に倣い、上側基板を３ａ−１から３ａ−２に変更する以外は同一の条件で実験を行い、粒子の泳動挙動並びに表示画素内の状態観察を行う（結果は表参照）。
【００９３】
粒子Ａは良好な泳動挙動を示し、粒子間凝集や上側基板への固着はない。また表示画素内の懸濁液成分析出、相分離もない。
【００９４】
【表１】
2007279432.tif 000007
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】水平移動型電気泳動表示装置の構造の一例を示す概略図である。
【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一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００９６】
１  泳動粒子
２  分散媒
３ａ  上側基板
３ｂ  下側基板
４ａ  第１電極
４ｂ  第２電極
５  TFT
６  隔壁
７  絶縁層
８  表面修飾剤
９  接着層
【図１】
2007279432.tif 000008
【図２】
2007279432.tif 000009
【図３】
2007279432.tif 000010