表示シート、表示装置および電子機器
【課題】信頼性が高く、優れた表示特性を発揮することのできる表示シート、それを備えた表示装置および信頼性が高い電子機器を提供すること。
【解決手段】表示装置２０は、表示面１２１側に設けられた基板１２と、基板１２に対向配置された対向基板１１と、基板１２と対向基板１１との間に設けられ、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂを分散媒７に分散してなる分散液１００が充填された表示層４００と、表示層４００内に設けられ、粒子の表示層４００の厚さ方向への移動は許容しつつ、表示層４００の面内方向の移動を抑制する粒子拘束層６とを有し、粒子拘束層６は、基板１２側にて、対向基板１１側よりも基板１２側の方が空隙率が高くなっている。
【解決手段】表示装置２０は、表示面１２１側に設けられた基板１２と、基板１２に対向配置された対向基板１１と、基板１２と対向基板１１との間に設けられ、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂを分散媒７に分散してなる分散液１００が充填された表示層４００と、表示層４００内に設けられ、粒子の表示層４００の厚さ方向への移動は許容しつつ、表示層４００の面内方向の移動を抑制する粒子拘束層６とを有し、粒子拘束層６は、基板１２側にて、対向基板１１側よりも基板１２側の方が空隙率が高くなっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示シート、表示装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子ペーパーの画像表示部を構成するものとして、粒子の電気泳動を利用した電気泳動ディスプレイが知られている（例えば、特許文献１参照）。電気泳動ディスプレイは、優れた可搬性および省電力性を有しており、電子ペーパーの画像表示部として特に適している。
電気泳動ディスプレイは、対向配置された一対の電極と、これらの間に設けられた表示層とを有しており、表示層には、例えば正に帯電する白色粒子と、負に帯電する黒色粒子とを液相分散媒に分散してなる分散液が充填されている。このような電気泳動ディスプレイは、一対の電極間に電圧を印加し、白色粒子および黒色粒子を所望の方向へ泳動させることにより所望の画像を表示するように構成されている。
【０００３】
ここで、表示層の構成は、大きく分けて、特許文献１のように隔壁によって表示層を複数のセルに分割し、各セルに分散液を充填する「隔壁型」と、特許文献２のように分散液が封入されたマイクロカプセルを複数配置しバインダによって固定する「マイクロカプセル型」と、特許文献３のように表示層を１つの空間として（すなわち、隔壁等により分割せず）その空間内に分散液を充填する「液晶型」とに分類される。
【０００４】
しかしながら、「隔壁型」では、隔壁によって表示面内の有効表示領域（表示色を変更することができる領域）が減少し、表示特性が低下する問題がある。また、「マイクロカプセル型」では、隣り合うマイクロカプセル間に隙間が生じることにより表示面内の有効表示領域が減少し表示特性が低下したり、一対の電極間に電圧を印加する際にバインダによってリーク電流が発生したりすることで表示特性が低下する問題がある。また、「液晶型」では、表示面内のほぼ全域を有効表示領域として利用できるが、例えば、ディスプレイを本のように立てた場合に、白色粒子および黒色粒子が自重によって鉛直方向下側に移動（沈降）し、表示画像を維持することがでず、信頼性が低下する問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−４４１１４号公報
【特許文献２】特開２００３−１４０２０２号公報
【特許文献３】特表平８−５１０７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、信頼性が高く、優れた表示特性を発揮することのできる表示シート、それを備えた表示装置および信頼性が高い電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の表示シートは、表示面側に設けられた第１基板と、
前記第１基板に対向配置された第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、正または負に帯電する少なくとも１種の粒子を分散媒に分散してなる分散液が充填された表示層と、
前記表示層内に設けられた粒子拘束層とを有し、
前記粒子拘束層は、前記第１基板側にて、前記第２基板側よりも前記第１基板側の方が空隙率が高くなっていることを特徴とする。
これにより、信頼性が高く、優れた表示特性を発揮することのできる表示シートを提供することができる。
【０００８】
本発明の表示シートでは、前記粒子拘束層は、前記第１基板側に設けられた第１粒子拘束層と、前記第１粒子拘束層よりも前記第２基板側に設けられた第２粒子拘束層とを有し、
前記第１粒子拘束層は、前記第２粒子拘束層よりも空隙率が高いことが好ましい。
これにより、粒子拘束層の構成が簡単となる。
【０００９】
本発明の表示シートは、表示面側に設けられた第１基板と、
前記第１基板に対向配置された第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、正または負に帯電する少なくとも１種の粒子を分散媒に分散してなる分散液が充填された表示層と、
前記表示層内に設けられた粒子拘束層とを有し、
前記粒子拘束層は、前記第１基板側に設けられた第１粒子拘束層と、前記第１粒子拘束層よりも前記第２基板側に設けられた第２粒子拘束層とを有し、
前記第１粒子拘束層は、前記第２粒子拘束層よりも空隙率が高いことを特徴とする。
これにより、信頼性が高く、優れた表示特性を発揮することのできる表示シートを提供することができる。
【００１０】
本発明の表示シートでは、前記粒子拘束層は、前記粒子の前記表示層の厚さ方向への移動は許容しつつ、前記表示層の面内方向の移動を抑制することが好ましい。
これにより、より優れた表示特性を発揮することができる。
本発明の表示シートでは、前記第１粒子拘束層の空隙率は、７０％以上、９９％以下であり、
前記第２粒子拘束層の空隙率は、５０％以上、９０％以下であることが好ましい。
これにより、第１粒子拘束層内にて、粒子を表示層の厚さ方向へスムーズに移動させることができると共に、表示層の面方向への移動を抑制することができる。加えて、表示面から見たときに第１粒子拘束層を目立たなくすることができる。
【００１１】
本発明の表示シートでは、前記第１粒子拘束層の厚さをＨ１とし、前記第２粒子拘束層の厚さをＨ２としたとき、Ｈ１／Ｈ２は、０．１以上、０．５以下であることが好ましい。
これにより、表示層中に占める粒子拘束層の割合を充分に高くすることができる。第１粒子拘束層と第２粒子拘束層とでは、第２粒子拘束層の方が粒子の拘束性が高いため、第２粒子拘束層の割合を高くすることにより、表示シートを立てたときの粒子の鉛直方向下側への移動（沈降）をより効果的に防止または抑制することができる。加えて、第１粒子拘束層の厚さを、表示面から第２粒子拘束層が視認されない程度の厚さとすることができるため、表示特性の低下を防止することができる。
本発明の表示シートでは、前記第１粒子拘束層は、前記第１基板に対して離間しており、前記第１粒子拘束層と前記第１基板との離間距離は、前記粒子の平均粒子径の０．５倍以上、５倍以下であることが好ましい。
これにより、表示面側から見たときに粒子拘束層をより目立たなくすることができる。
【００１２】
本発明の表示シートでは、前記粒子拘束層は、さらに、前記第２粒子拘束層よりも前記第２基板側に設けられた第３粒子拘束層を有し、前記第３粒子拘束層は、前記第２粒子拘束層よりも空隙率が高いことが好ましい。
これにより、第２基板側にて粒子を表示層の面内方向に移動させることができる。そのため、例えば、装置に強い衝撃が加わったり、同じ姿勢で長時間置かれていたりし、粒子の偏りが生じてしまった場合、再び表示層中に粒子を均一に分散させるのが簡単となる。
本発明の表示シートでは、前記第３粒子拘束層の空隙率は、７０％以上、９９％以下であることが好ましい。
これにより、表示層中に粒子を均一に分散させるのがより簡単となる。
本発明の表示シートでは、前記粒子拘束層は、多孔質体および繊維の集合体の少なくとも１つを有していることが好ましい。
これにより、粒子拘束層の構成が簡単となる。
【００１３】
本発明の表示シートでは、前記分散液には、正または負に帯電する第１粒子と、前記第１粒子と反対の極に帯電する第２粒子とが含まれており、
前記第１粒子と前記第２粒子の平均粒径は、ほぼ等しいことが好ましい。
これにより、第１粒子および第２粒子のいずれの粒子についても同様の効果が得られるため、表示特性がより向上する。
【００１４】
本発明の表示装置は、本発明の表示シートを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い表示装置が得られる。
本発明の電子機器は、本発明の表示装置を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の表示装置の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】従来の表示装置の問題点を示す図である。
【図３】従来の表示装置の問題点を示す図である。
【図４】図１に示す表示装置の駆動と効果を説明する断面図である。
【図５】図１に示す表示装置の駆動と効果を説明する断面図である。
【図６】本発明の表示装置の第２実施形態を示す断面図である。
【図７】図６に示す表示装置の駆動と効果を示す断面図である。
【図８】本発明の表示装置の第３実施形態を示す断面図である。
【図９】本発明の表示装置の第４実施形態を示す概略斜視図である。
【図１０】図９に示す表示シートの断面図である。
【図１１】本発明の電子機器を電子ペーパーに適用した場合の実施形態を示す斜視図である。
【図１２】本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の表示シート、表示装置および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
１．表示装置
まず、本発明の表示シートを組み込んだ表示装置について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の表示装置の第１実施形態を示す断面図、図２および図３は、従来の表示装置の問題点を示す図、図４および図５は、それぞれ、図１に示す表示装置の駆動と効果を説明する断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図１〜図５中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
【００１７】
図１に示す表示装置（本発明の表示装置）２０は、粒子の泳動を利用して所望の画像を表示する電気泳動表示装置である。この表示装置２０は、表示シート（フロントプレーン）２１と、回路基板（バックプレーン）２２とを有している。
図１に示すように、表示シート２１は、平板状の基部２と基部２の下面に設けられた第２の電極４とを備える基板（第１基板）１２と、基板１２上に設けられ、分散液１００が充填された表示層４００とを有している。このような表示シート２１では、基板１２の上面が表示面１２１を構成している。なお、以下では、表示面１２１とは、表示装置２０の平面視にて、基板１２の上面の表示層４００と重なる領域を言い、それ以外の領域（例えば後述する封止部９と重なる領域）は除くものとする。
【００１８】
一方、回路基板２２は、平板状の基部１と基部１の上面に設けられた複数の第１の電極３とを備える対向基板１１と、この対向基板１１に設けられた図示しない回路とを有している。回路は、例えば、マトリックス状に配列されたＴＦＴ（スイッチング素子）と、ＴＦＴに対応して形成されたゲート線およびデータ線と、ゲート線に所望の電圧を印加するゲートドライバーと、データ線に所望の電圧を印加するデータドライバーと、ゲートドライバーとデータドライバーの駆動を制御する制御部とを有している。
このような表示装置２０では、対向基板１１が表示シート２１の第２基板を兼ねている。
【００１９】
以下、各部の構成について順次説明する。
基部１および基部２は、それぞれ、シート状（平板状）の部材で構成され、これらの間に配置される各部材を支持および保護する機能を有する。各基部１、２は、それぞれ、可撓性を有するもの硬質なもののいずれであってもよいが、可撓性を有するものであるのが好ましい。可撓性を有する基部１、２を用いることにより、可撓性を有する表示装置２０、すなわち、例えば電子ペーパーを構築する上で有用な表示装置２０を得ることができる。
【００２０】
各基部（基材層）１、２を可撓性を有するものとする場合、その構成材料としては、それぞれ、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等のポリエステル、ポリエチレン等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリアミド、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリウレタン系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００２１】
このような基部１、２の平均厚さは、それぞれ、構成材料、用途等により適宜設定され、特に限定されないが、可撓性を有するものとする場合、２０μｍ以上５００μｍ以下程度であるのが好ましく、２５μｍ以上２５０μｍ以下程度であるのがより好ましい。これにより、表示装置２０の柔軟性と強度との調和を図りつつ、表示装置２０の小型化（特に薄型化）を図ることができる。
【００２２】
これらの基部１、２の表示層４００側の面、すなわち、基部１の上面および基部２の下面に、それぞれ、膜状をなす第１の電極３および第２の電極４が設けられている。本実施形態では、第２の電極４が共通電極とされ、第１の電極３がマトリックス状に分割された個別電極（ＴＦＴに接続された画素電極）とされている。この表示装置２０では、１つの第１の電極３と第２の電極４とが重なる領域が１つの画素を構成する。
【００２３】
電極３、４の構成材料としては、それぞれ、実質的に導電性を有するものであれば特に限定されず、例えば、金、銀、銅、アルミニウムまたはこれらを含む合金等の金属材料、カーボンブラック等の炭素系材料、ポリアセチレン、ポリフルオレンまたはこれらの誘導体等の電子導電性高分子材料、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート等のマトリックス樹脂中に、ＮａＣｌ、Ｃｕ（ＣＦ３ＳＯ３）２等のイオン性物質を分散させたイオン導電性高分子材料、インジウム酸化物（ＩＯ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）等の導電性酸化物材料のような各種導電性材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
また、電極３、４の平均厚さは、それぞれ、構成材料、用途等により適宜設定され、特に限定されないが、０．０１μｍ以上、１０μｍ以下程度であるのが好ましく、０．０２μｍ以上、５μｍ以下程度であるのがより好ましい。
【００２４】
ここで、各基部１、２および各電極３、４のうち、表示面１２１側に配置される基部および電極は、それぞれ、光透過性を有するもの、すなわち、実質的に透明（無色透明、有色透明または半透明）とされる。本実施形態では、基板１２の表面が表示面１２１を構成するため、少なくとも基部２および第２の電極４は、実質的に透明とされる。これにより、分散液１００中における白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの状態、すなわち、表示装置２０に表示された情報（画像）を表示面１２１側から目視により容易に認識することができる。
【００２５】
基板１２と対向基板１１との間には、それらの縁部に沿って封止部９が設けられている。この封止部９により、表示層４００が気密的に封止されている。これにより、表示装置２０外部への分散液１００の漏出や、表示装置２０内への水分の浸入を防止して、表示装置２０の表示性能の劣化をより確実に防止することができる。
封止部９の構成材料としては、特に限定されず、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂のような熱可塑性樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂のような熱硬化性樹脂等の各種樹脂材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
表示層４００は、分散液１００で満たされている。さらに、表示層４００内には、柱部材８によって固定された粒子拘束層６が設けられている。
【００２６】
分散液１００は、互いに反対の極に帯電した白色粒子（第１粒子）Ａおよび黒色粒子（第２粒子）Ｂを分散媒７に分散させたものである。
分散媒７としては、比較的高い絶縁性を有するものが好適に使用される。かかる分散媒７としては、例えば、各種水（例えば、蒸留水、純水等）、メタノール等のアルコール類、メチルセロソルブ等のセロソルブ類、酢酸メチル等のエステル類、アセトン等のケトン類、ペンタン等の脂肪族炭化水素類（流動パラフィン）、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素類、ベンゼン等の芳香族炭化水素類、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素類、ピリジン等の芳香族複素環類、アセトニトリル等のニトリル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類、カルボン酸塩、シリコーンオイルまたはその他の各種油類等が挙げられ、これらを単独または混合物として用いることができる。
【００２７】
中でも、分散媒７としては、脂肪族炭化水素類（流動パラフィン）、またはシリコーンオイルを主成分とするものが好ましい。流動パラフィン、またはシリコーンオイルを主成分とする分散媒７は、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの凝集抑制効果が高いことから好ましい。これにより、表示装置２０の表示性能が経時的に劣化するのをより確実に防止または抑制することができる。また、流動パラフィン、またはシリコーンオイルは、不飽和結合を有しないため耐候性に優れ、および安全性も高いという点からも好ましい。
【００２８】
また、分散媒７中には、必要に応じて、例えば電解質、アルケニルコハク酸エステルのような界面活性剤（アニオン性またはカチオン性）、金属石鹸、樹脂材料、ゴム材料、油類、ワニス、コンパウンド等の粒子からなる荷電制御剤、シラン系カップリング剤等の分散剤、潤滑剤、安定化剤等の各種添加剤を添加するようにしてもよい。また、分散媒７を着色する場合には、分散媒７に必要に応じてアントラキノン系染料、アゾ系染料、インジゴイド系染料等の各種染料を溶解するようにしてもよい。
【００２９】
白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂは、それぞれ、荷電を有し、電界が作用することにより分散媒７中を電気泳動し得る粒子である。白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂは、それぞれ、荷電を有するものであればいかなるものをも用いることができ、特に限定はされないが、顔料粒子、樹脂粒子またはこれらの複合粒子のうちの少なくとも１種が好適に使用される。これらの粒子は、製造が容易であるとともに、荷電の制御を比較的容易に行うことができるという利点を有している。
【００３０】
顔料粒子を構成する顔料としては、例えば、アニリンブラック、カーボンブラック、チタンブラック、亜クロム酸銅等の黒色顔料、酸化チタン、酸化アンチモン等の白色顔料、モノアゾ等のアゾ系顔料、イソインドリノン、黄鉛等の黄色顔料、キナクリドンレッド、クロムバーミリオン等の赤色顔料、フタロシアニンブルー、インダスレンブルー等の青色顔料、フタロシアニングリーン等の緑色顔料等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３１】
また、樹脂粒子を構成する樹脂材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、尿素系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリスチレン、ポリエステル等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
また、複合粒子としては、例えば、顔料粒子の表面を樹脂材料や他の顔料で被覆したもの、樹脂粒子の表面を顔料で被覆したもの、顔料と樹脂材料とを適当な組成比で混合した混合物で構成される粒子等が挙げられる。
顔料粒子の表面を他の顔料で被覆した粒子としては、例えば、酸化チタン粒子の表面を、酸化珪素や酸化アルミニウムで被覆したものを例示することができ、かかる粒子は、白色粒子Ａとして好適に用いられる。また、カーボンブラック粒子またはその表面を被覆した粒子は、黒色粒子Ｂとして好適に用いられる。
【００３２】
また、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの形状は、それぞれ、特に限定されないが、球形状であるのが好ましい。また、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの平均粒子径は、それぞれ、特に限定されるものではないが、好ましくは１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、より好ましくは２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの平均粒子径が１０ｎｍ未満であると充分な色度が得られず、コントラストが低下して表示が不鮮明になることがある。逆に、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの平均粒子径が３００ｎｍを超えると粒子自体の着色度を必要以上に高くする必要があり、顔料などの使用量が増大することや、表示のために電圧を印加した部分で粒子の速やかな移動が困難となり、その応答速度が低下することがある。
【００３３】
なお、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの平均粒子径は、動的光散乱式粒度分布測定装置（例えば、製品名：ＬＢ−５００、（株）堀場製作所製）で測定した体積平均粒子径を意味する。
本実施形態では、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの平均粒子径は、互いにほぼ等しく設定されている。
【００３４】
次いで、粒子拘束層６について説明するが、それに先立って、粒子拘束層６を省略した場合に起きる問題点について説明する。
電極３、４の間に所定の電圧を印加すると、図２に示すように、白色粒子Ａを表示層４００の第２の電極４（基板１２）側に集め、黒色粒子Ｂを表示層４００の第１の電極３（対向基板１１）側に集めることができる。これにより、表示面１２１全域に白色が表示された状態となる。
【００３５】
ここで、表示装置２０は、手に持って本のようにして立てた状態で視認される場合を想定している。そこで、図３に示すように、粒子拘束層６を省略した表示装置２０を本のように立てて保持した場合、白色粒子Ａのうち第２の電極４と接触している粒子や第２の電極４の近傍に位置しる粒子は、第２の電極４との吸着力によってその位置が維持されるが、第２の電極４から比較的離間している粒子は、第２の電極４との間に吸着力が働かないため（または働く吸着力が微少であるため）、自重により鉛直方向へ下側へ移動（沈降）する。黒色粒子Ｂについても同様である。
【００３６】
このような現象が起こると、表示層４００内にて白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの偏りが生じ、表示面１２１に表示される画像は、ムラのある画像となる。また、白色粒子Ａの移動（沈降）によって白色粒子Ａの数が減少した画素では、高い反射率を得ることができなくなるため、コントラストが低下する。
このように、粒子拘束層６のない従来型の表示装置では、信頼性に乏しく、優れた表示特性を発揮することができない。
【００３７】
また、一端、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの沈降が生じると、再び、表示層４００中に白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂを均一に分散させるのは困難であり、例えば、表示を一旦リセットする必要等がある。そのため、リセットができない場合には表示特性が悪化したまま表示が続けられたり、表示特性を回復するためにリセットする場合には、一端表示が中止されたりし、表示装置２０の利便性が悪化する。
粒子拘束層６は、このような問題を解消、すなわち、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの鉛直方向下側への移動（沈降）を防止または抑制することにより、表示装置２０に優れた表示特性を発揮させる。
【００３８】
以下、粒子拘束層６について詳細に説明する。
図１に示すように、粒子拘束層６は、表示層４００内に設けられている。このような粒子拘束層６は、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの表示層４００の厚さ方向への移動を許容しつつ、表示層４００の面内方向の移動を抑制する機能を有している。なお、当該機能は、後述するように、電極３、４間に電圧を印加したときに、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂが表示層４００の厚さ方向へ移動でき、電極３、４に電圧を印加していない状態で表示装置２０を立てたときに、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの表示層４００の面方向（鉛直方向下側）への移動を阻止する機能を言う。
そのため、粒子拘束層６は、例えば、表示層４００の厚さ方向と面方向とで粒子拘束力が異なる、すなわち粒子拘束力に異方性を有するものであってもよい。この場合には、表示層４００の厚さ方向よりも面方向の粒子拘束力を高めればよい。このような構成とすることにより、より確実に、上記機能を発揮することができる。
【００３９】
また、粒子拘束層６は、例えば、表示層４００の厚さ方向と面方向とで粒子拘束力が等しいものであってもよい。この場合、粒子拘束層６の粒子拘束力は、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの自重によっては粒子拘束層６中を移動できず、電極３、４間に所定以上の電圧が印加された状態で粒子拘束層６中を移動できるような強さとすることもできる。このような構成とすることにより、より確実に、上記機能を発揮することができる。
このような粒子拘束層６としては、上記機能を有していれば、特に限定されないが、多孔質体および繊維の集合体のいずれか１つであるのが好ましい。これにより、上記機能に優れ、かつ比較的簡単な構成の粒子拘束層６が得られる。
【００４０】
多孔質体としては、例えば、カーボンペーパー、カーボンクロス、カーボンフェルト等の炭素質多孔質体、多孔質シリカ、多孔質アルミナ、多孔質チタニア等の多孔質セラミック、発泡ポリスチレン、発泡ウレタン、発泡ポリイミド等の発泡体、ゼオライト等が挙げられる。また、繊維の集合体としては、所定の繊維を織って形成される織物体、所定の繊維同士を織り込まずに形成される不織体等が挙げられる。
【００４１】
また、粒子拘束層６は、基板１２側にて、対向基板１１側よりも基板１２側の方が体積密度が小さくなるような密度勾配を有している。具体的には、粒子拘束層６は、第１粒子拘束層６１と、第１粒子拘束層６１よりも対向基板１１側に設けられた第２粒子拘束層６２とを有しており、第１粒子拘束層６１の方が第２粒子拘束層６２よりも体積密度が小さくなっている。
また、第１粒子拘束層６１は、基板１２と接触して設けられており、第２粒子拘束層６２は、対向基板１１と接触して設けられている。また、第１粒子拘束層６１と第２粒子拘束層６２は、互いに接触して設けられている。すなわち、粒子拘束層６は、表示層４００のほぼ全域に広がって設けられている。
【００４２】
このような粒子拘束層６によれば、次のような効果を発揮することができる。
第１に、粒子（白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂ）は、粒子拘束層６内を移動することとなるため、粒子の表示層４００の平面方向（厚さ方向に直交する方向）への移動を抑制することができる。そのため、表示装置２０を立てたときの粒子の沈降を防止または抑制することができ、表示装置２０は、優れた表示特性を発揮することができる。
【００４３】
第２に、基板１２（表示面１２１）側に位置する第１粒子拘束層６１の体積密度が第２粒子拘束層６２よりも小さいため、表示面１２１から見たときに、粒子拘束層６を目立たなく、または視認できなくすることができる。そのため、粒子拘束層６が表示装置２０の画像表示に悪影響を与えるのを防止でき、表示装置２０は、優れた表示特性を発揮することができる。
すなわち、粒子拘束層６のうち第２粒子拘束層６２は、粒子の拘束性を重視した層であり、第１粒子拘束層６１は、粒子の拘束性を発揮しつつも、表示面１２１からに視認されないことを重視した層である。
【００４４】
第１粒子拘束層６１は、繊維６１１ａの集合体、具体的には、繊維６１１ａ同士を織り込まずに形成された不織体６１１で構成されている。同様に、第２粒子拘束層６２も、繊維６２１ａの集合体、具体的には、繊維６２１ａ同士を織り込まずに形成された不織体６２１で構成されている。
不織体は、繊維径と繊維間距離を独立して設計することができるため、不織体によって第１粒子拘束層６１および第２粒子拘束層６２を構成することにより、所望の機能を発揮することのできる第１粒子拘束層６１および第２粒子拘束層６２を形成することができる。
【００４５】
繊維６１１ａ、６２１ａとしては、例えば、ＰＥＴなどのポリエステル系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリカーボネード系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリフェニレン系樹脂などの合成繊維などを挙げることができ、また、羊毛、兎毛等の動物由来の繊維を挙げることもできる。更には、樹木や草などから取り出した植物由来の繊維やグラスウール、アスベストなどの無機繊維、鉱物繊維を用いることもできる。これらの中でも、強度、コスト、電気泳動表示用液との相性などの点から、ポリエステルやポリアミド製の繊維を用いることが好ましい。
また、繊維６１１ａ、６２１ａは、マルチフィラメントと呼ばれる多芯繊維の他、モノフィラメント繊維と呼ばれる単芯繊維でもよい。また、繊維６１１ａ、６２１ａは、上記材質を組み合わせた複合材料であってもよいし、複数の繊維をより合わせた複合繊維であってもよい。
【００４６】
繊維６１１ａ、６２１ａの直径は、表示特性、応答性などの諸性能の点から細いことが望ましく、具体的には、１００ｎｍ以上、１００μｍ以下程度であるのが好ましく、１μｍ以上、５０μｍ以下程度であるのがより好ましい。
また、繊維６１１ａ、６２１ａの断面形状は、特に限定されないが、円形形状であるのが好ましい。これにより、分散液１００中の白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの移動を円滑に行うことができる。
【００４７】
第１粒子拘束層６１を構成する不織体６１１の平均孔径としては、電界が印加された際に、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂが不織体６１１中を移動することができるサイズであれば特に限定されないが、具体的には、白色粒子Ａ（黒色粒子Ｂ）の平均粒子径の１０倍以上、１００００倍以下程度であることが好ましく、２０倍以上、１０００倍以下程度であることがより好ましい。
【００４８】
不織体６１１の平均孔径をこのような大きさとすることにより、第１粒子拘束層６１内にて、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂを表示層４００の厚さ方向へスムーズに移動させることができると共に、表示層４００の面方向への移動を抑制することができる。加えて、第１粒子拘束層６を形成するために用いる繊維６１１ａの使用量を比較的少なくすることができるため、表示面１２１から見たときに、第１粒子拘束層６１を目立たなくする（視認され難くする）ことができる。
【００４９】
一方、第２粒子拘束層６２を構成する不織体６２１の平均孔径としては、電界が印加された際に、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂが不織体６１１中を移動することができるサイズであれば特に限定されないが、不織体６１１の平均孔径よりも小さいことが好ましい。具体的には、白色粒子Ａ（黒色粒子Ｂ）の平均粒子径の１倍以上、５０００倍以下程度であることが好ましく、１０倍以上、５００倍以下程度であることがより好ましい。
【００５０】
不織体６２１の平均孔径をこのような大きさとすることにより、第２粒子拘束層６２内にて、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂを表示層４００の厚さ方向へスムーズに移動させることができると共に、表示層４００の面方向への移動をより効果的に抑制することができる。
なお、不織体６１１、６２１の平均孔径は、不織体６１１、６２１の断面のＳＥＭ観察により求めた。具体的には、不織体６１１、６２１の平均孔径は、不織体６１１、６２１の断面に観察される孔の任意の１００点について孔径を測定し、各点における孔径の平均値として求めた。
【００５１】
第１粒子拘束層６１の空隙率は、７０％以上、９９％以下程度であるのが好ましく、７５％以上、８５％以下であるのが好ましい。第１粒子拘束層６１の空隙率をこのような数値範囲とすることにより、第１粒子拘束層６１内にて、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂを表示層４００の厚さ方向へスムーズに移動させることができると共に、表示層４００の面方向への移動を抑制することができる。加えて、第１粒子拘束層６を形成するために用いる繊維６１１ａの使用量を比較的少なくすることができるため、表示面１２１から見たときに第１粒子拘束層６１を目立たなくする（視認され難くする）ことができる。
【００５２】
一方、第２粒子拘束層６２の空隙率は、第１粒子拘束層６１の空隙率よりも低いことが好ましく、５０％以上、９０％以下であるのが好ましく、６０％以上、８０％以下程度であるのがより好ましい。第２粒子拘束層６２の空隙率をこのような数値範囲とすることにより、第２粒子拘束層６２内にて、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂを表示層４００の厚さ方向へスムーズに移動させることができると共に、表示層４００の面方向への移動をより効果的に抑制することができる。
【００５３】
第１粒子拘束層６１の厚さは、特に限定されないが、１０ｎｍ以上、５μｍ程度であるのが好ましい。これにより、基板１２から第２粒子拘束層６２を充分に離すことができる。そのため、表示面１２１から第２粒子拘束層６２が視認されるのを、効果的に防止することができる。
第１粒子拘束層６１を厚さをＨ１とし、第２粒子拘束層６２の厚さをＨ２としたとき、Ｈ１／Ｈ２は、０．１以上、０．５以下であるのが好ましく、０．２以上、０．４以下であるのがより好ましい。このような数値範囲とすることにより、表示層４００中に占める第２粒子拘束層６２の割合を充分に高くすることができる。前述したように、第１粒子拘束層６１と第２粒子拘束層６２とでは、第２粒子拘束層６２の方が粒子の拘束性が高いため、第２粒子拘束層６２の割合を前記数値範囲とすることにより、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの前述したような沈降を、より効果的に防止または抑制することができる。加えて、前記数値範囲とすることにより、第１粒子拘束層６１の厚さを、表示面１２１から第２粒子拘束層６２が視認されない程度の厚さとすることができるため、表示特性の低下を防止することができる。
【００５４】
２．表示装置の駆動方法
このような表示装置２０は、次のようにして駆動する。
電極３、４の間に電圧を印加すると、これらの間に電界が生じる。この電界に従って白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂは、それぞれ、電極３、４のいずれかに向かって移動（電気泳動）する。以下では、白色粒子Ａとして正荷電を有するものを用い、黒色粒子Ｂとして負荷電のものを用いた場合について代表して説明する。また、以下では、説明の便宜上、１つの画素について代表して説明する。
【００５５】
−白色表示状態−
第１の電極３と第２の電極４との間に、第１の電極３が正電位、第２の電極４が負電位となる電圧を印加すると、当該電圧印加により発生した電界が表示層４００中の白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂに作用する。すると、図４（Ａ）に示すように、白色粒子Ａは、第２の電極４側に泳動して第２の電極４に集り、黒色粒子Ｂは、第１の電極３側に泳動して第１の電極３に集まる。これにより、表示面１２１に白色が表示される白色表示状態となる。
【００５６】
このとき、白色粒子Ａは、第１粒子拘束層６１内に位置している。第１粒子拘束層６１は、前述したように、第２粒子拘束層６２と比較して空隙率が高く、さらに、その内部に白色粒子Ａが多く集まっていることから、表示面１２１から視認され難くなっている。そのため、第１粒子拘束層６１が表示画像に悪影響を及ぼすことを防止または抑制することができる。
さらに、この状態で表示装置２０を立てた場合、白色粒子Ａは、第１粒子拘束層６１に拘束され、黒色粒子Ｂは、第２粒子拘束層６２に拘束されているため、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの鉛直方向下側への移動が防止または抑制される。
【００５７】
−黒色表示状態−
第１の電極３と第２の電極４との間に、第１の電極３が正電位、第２の電極４が負電位となる電圧を印加すると、当該電圧印加により発生した電界が表示層４００中の白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂに作用する。すると、図５（Ａ）に示すように、白色粒子Ａは、第１の電極３側に泳動して第１の電極３に集り、黒色粒子Ｂは、第２の電極４側に泳動して第２の電極４に集まる。これにより、表示面１２１に黒色が表示される黒色表示状態となる。
【００５８】
このとき、黒色粒子Ｂは、第１粒子拘束層６１内に位置している。第１粒子拘束層６１は、前述したように、第２粒子拘束層６２と比較して空隙率が高く、さらに、その内部に黒色粒子Ｂが集まっていることから、表示面１２１から視認され難くなっている。そのため、第２粒子拘束層６２が表示画像に悪影響を及ぼすことを防止または抑制することができる。
さらに、この状態で表示装置２０を立てた場合、黒色粒子Ｂは、第１粒子拘束層６１に拘束され、白色粒子Ａは、第２粒子拘束層６２に拘束されているため、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの鉛直方向下側への移動が防止または抑制される。
【００５９】
このような表示装置２０によれば、第２の電極４側に集まった白色粒子Ａの不本意な移動を防止または抑制することができるため、高い反射率を有する白色表示状態を維持することができ、同様に、第２の電極４側に集まった黒色粒子Ｂの不本意な移動を防止または抑制することができるため、低い反射率を有する黒色表示状態を維持することができるため、高いコントラストを発揮することができる。
【００６０】
また、表示層４００中での粒子（白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂ）の偏りを効果的に防止または抑制することができるため、表示面１２１に、ムラのない鮮明な画像を表示することができる。また、第１粒子拘束層６１を構成する繊維６１１ａが充分に細いものであるため、表示面１２１のほぼ全域に粒子（白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂ）を配置することができ、表示面１２１のほぼ全域を有効表示領域とすることができるため、より鮮明な画像を表示することができる。
【００６１】
表示装置２０では、画素毎に、白色表示状態か黒色表示状態を選択することにより、すなわち、白色表示状態の画素と黒色表示状態の画素とを組み合わせることにより、表示面１２１に所望の画像を表示することができる。
特に、本実施形態では、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの平均粒子径が等しいため、白色表示状態の画素と黒色表示状態の画素とで同じ上記効果を発揮することができる。そのため、表示装置２０の表示特性がより向上する。
【００６２】
＜第２実施形態＞
図６は、本発明の表示装置の第２実施形態を示す断面図、図７は、図６に示す表示装置の駆動と効果を示す断面図である。
以下、第２実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第２実施形態にかかる表示装置は、粒子拘束層の配置が異なること以外は、第１実施形態の表示装置と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００６３】
図６に示すように、本実施形態では、第１粒子拘束層６１が基板１２に対して離間して配置されている。これにより、基板１２側に集まった粒子（白色粒子Ａまたは黒色粒子Ｂ）によって第１粒子拘束層６１が覆い隠され、表示面１２１から第１粒子拘束層６１が視認されなくなるため、第１粒子拘束層６１が表示に悪影響を与えるのをより確実に防止できる。そのため、表示装置２０は、より優れた表示特性を発揮することができる。さらに、表示面１２１の全域に粒子（白色粒子Ａまたは黒色粒子Ｂ）を集めることができる。そのため、表示面１２１のほぼ全域を有効表示領域とすることができ、表示装置２０は、優れた表示特性を発揮することができる。
【００６４】
粒子拘束層６（第１粒子拘束層６１）と基板１２との離間距離としては、特に限定されないが、白色粒子Ａ（黒色粒子Ｂ）の平均粒子径をＲとしたとき、Ｒ以上、５Ｒ以下程度であるのが好ましく、２Ｒ以上、３Ｒ以下程度であるのがより好ましい。また、粒子拘束層６と基板１２との離間距離は、上記数値範囲を満足していれば特に限定されないが、具体的には、５μｍ以下程度であるのが好ましい。これにより、後述するように、上記効果に加えて、表示装置２０を立てたときの白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの鉛直方向下側への移動をより効果的に防止または抑制することができる。
【００６５】
図６に示すように、粒子拘束層６と基板１２との離間距離は、複数の柱部材８によって維持される。具体的には、各柱部材８は、粒子拘束層６を貫通して設けられており、粒子拘束層６に含まれる繊維６１１ａ、６２１ａが柱部材８に絡まることにより、基板１２に対して粒子拘束層６が固定されている。これにより、粒子拘束層６と基板１２との離間距離が維持される。
【００６６】
各柱部材８は、表示層４００の厚さ方向に延在して設けられており、一端が基板１２と接合しており、他端が対向基板１１と接合している。これにより、柱部材８を表示層４００の強度を高める補強部材として利用でき、表示装置２０が湾曲変形しても、表示層４００の厚さをほぼ一定に維持することができるため、優れた表示特性を維持することができる。
また、柱部材８の横断面積は、その機能を発揮し得る限り小さいのが好ましい。これにより、表示面１２１から見たときに柱部材８を目立ち難くすることができる。また、柱部材８の横断面形状は、特に限定されず、例えば、円形、三角形、四角形等であってもよい。
【００６７】
柱部材８の構成材料としては、絶縁性を有していることが好ましく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリアミド（例：ナイロン６、ナイロン６６）、スチレン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
なお、本実施形態では、柱部材８によって粒子拘束層６と基板１２との離間距離を維持しているが、例えば、第１粒子拘束層６１と基板１２との間にガラスビーズ等で構成されたスペーサー部材を配置することにより、粒子拘束層６と基板１２との離間距離を維持してもよい。
【００６８】
次いで、本実施形態の表示装置２０の駆動について説明する。なお、以下では、白色表示状態について代表して説明するが、黒色表示状態についても同様の効果を発揮することができる。
−白色表示状態−
第１の電極３と第２の電極４との間に、第１の電極３が正電位、第２の電極４が負電位となる電圧を印加すると、当該電圧印加により発生した電界が表示層４００中の白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂに作用する。すると、図７（Ａ）に示すように、白色粒子Ａは、第２の電極４側に泳動して第２の電極４に集り、黒色粒子Ｂは、第１の電極３側に泳動して第１の電極３に集まる。これにより、表示面１２１に白色が表示される白色表示状態となる。
このとき、表示面１２１側に泳動した白色粒子Ａが第２の電極４に集まるため、表示面１２１側から見たときに、白色粒子Ａによって粒子拘束層６（第１粒子拘束層６１）が覆い隠される。これにより、表示面１２１から粒子拘束層６が視認されないため、粒子拘束層６が表示画像に悪影響を及ぼすことがない。
【００６９】
さらに、この状態で表示装置２０を立てた場合、白色粒子Ａのうち第２の電極４と接触している粒子および第２の電極４の近傍に位置している粒子については、第２の電極４との吸着力によってその位置を維持することができる。また、これら粒子は、分散媒７中にて不規則かつ微少に運動（ブラウン運動）しているため、巨視的に見て、その位置を維持することができる。
一方、白色粒子Ａのうち第２の電極４から比較的離間している粒子は、前述のような吸着力が働かず自重により鉛直方向下側へ移動（沈降）しようとするが、図７（Ｂ）に示すように、そのような粒子は、第１粒子拘束層６１や第２粒子拘束層６２に拘束されているため、前記移動が防止または抑制される。
【００７０】
＜第３実施形態＞
図８は、本発明の表示装置の第３実施形態を示す断面図である。
以下、第３実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第３実施形態にかかる表示装置は、粒子拘束層の構成が異なること以外は、第１実施形態の表示装置と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００７１】
図８に示すように、本実施形態の粒子拘束層６は、第２粒子拘束層６２の対向基板１１側に設けられた第３粒子拘束層６３を有している。また、第３粒子拘束層６３は、第２粒子拘束層６２よりも空隙率が低く設定されている。
第３粒子拘束層６３の空隙率としては、第２粒子拘束層６２の空隙率よりも低ければ特に限定されないが、７０％以上、９９％以下であることが好ましく、７５％以上、８５％以下であるのが好ましい。第３粒子拘束層６３は、第１粒子拘束層６１と同様の構成とするのが好ましい。このような第３粒子拘束層６３を有することにより、次のような効果を発揮することができる。
例えば、白色表示状態のときに、対向基板１１側に集まっている黒色粒子Ｂを第２粒子拘束層６２および第３粒子拘束層６３によって拘束することができるため、表示装置２０を立てたときの黒色粒子Ｂの鉛直方向下側への移動（沈降）が防止される。
【００７２】
さらに、例えば、表示装置２０を立てた状態が長期間続いたり、表示装置２０に強い衝撃や振動が加わったりした場合には、表示層４００内にて白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂが偏ってしまう場合がある。その場合には、表示層４００中にて白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂが均一に分散した状態とするためにリフレッシュ電圧を印加し、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂを横方向（表示層４００の厚さ方向に直交する方向）に移動させることにより表示層４００中に白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂを再び均一に分散させる必要がある。
【００７３】
リフレッシュ電圧としては、例えば、所定の第１の電極３に正電圧を印加し、残りの第１の電極３に負電圧を印加した状態と、これと反対の状態とを交互に繰り返すような電圧が挙げられ、これにより、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂが表示層４００の面方向に振動しつつ分散していく。このような白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの移動は、特に、第１の電極３が配置されている第１の電極３側で起こるため、粒子拘束層６の第１の電極３側を空隙率の低い第３粒子拘束層６３とすることにより、前述した白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの移動をスムーズに行うことができる。
【００７４】
なお、前述したように、表示装置２０を立てたときには、第３粒子拘束層６３によって粒子の鉛直方向下側（表示層４００の面方向）への移動が抑制されるのに対して、リフレッシュ電圧を印加した時には、粒子の表示層４００の面方向の移動が許容されるのは、リフレッシュ電圧を印加することにより発生する電界の作用によって移動する粒子の方が自重で移動する粒子よりも、移動しようとする力が大きいためである。
【００７５】
以上、本実施形態について説明したが、例えば、第３粒子拘束層６３が対向基板１１に対して離間して配置されていてもよい。この場合、第３粒子拘束層６３と対向基板１１との離間距離としては、特に限定されないが、前述した第２実施形態で述べたのと同様の理由から白色粒子Ａ（黒色粒子Ｂ）の平均粒子径の１倍以上、５倍以下程度あるのが好ましい。
【００７６】
＜第４実施形態＞
図９は、本発明の表示装置の第４実施形態を示す概略斜視図、図１０は、図９に示す表示シートの断面図である。
以下、第４実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本願発明の第４実施形態にかかる表示装置は、表示シートが別体として構成されている以外は、前記第１実施形態と同様である。
【００７７】
図９に示すように、本実施形態の表示装置２０Ｅは、表示シート２１Ｅと、書き込み装置２２Ｅとを有している。
表示シート２１Ｅは、図１０に示すように、基板（第１基板）１２Ｅと、基板１２Ｅと対向配置された基板（第２基板）１１Ｅと、基板１２Ｅ、１１Ｅの間に設けられた表示層４００と、表示層４００内に設けられた粒子拘束層６と、表示層４００を封止する封止部９とを有している。基板１２Ｅ、１１Ｅは、それぞれ、前述した第１実施形態の基板１２の基部２と同様の構成であるため、その説明は省略する。
【００７８】
書き込み装置２２Ｅは、表示シート２１Ｅに所望の画像（模様、色彩、文字、絵またはこれらの組み合わせ等）を書き込む際に使用する装置である。図９に示すように、書き込み装置２２Ｅは、台座２２１Ｅと、台座２２１Ｅ上に設けられたシート状の共通電極２２２Ｅと、先端に部分電極２２３Ｅが設けられた書き込みペン（入力具）２２４Ｅと、共通電極２２２Ｅおよび部分電極２２３Ｅ間に電圧を印加する電圧印加手段２２５Ｅとを有している。
【００７９】
このような表示装置２０Ｅは、例えば、次のように使用する。
まず、表示面１２１の全域が白色表示状態である表示シート２１Ｅを、表示面１２１を上側にして書き込み装置２２Ｅの共通電極２２２Ｅ上に載置する。次いで、電圧印加手段２２５Ｅによって共通電極２２２Ｅおよび部分電極２２３Ｅ間に、部分電極２２３Ｅ側が低電位となる電圧を印加する。この状態で、書き込みペン２２４Ｅを表示面１２１に接触させつつ所望の軌跡で移動させることにより、その軌跡に対応する領域にて粒子の泳動が生じ、表示色が白色から黒色に変化する。
このような表示装置２０Ｅによれば、紙に鉛筆で文字等を描くのと同様の感覚で、表示シート２１Ｅの表示面１２１に所望の文字等を描くことができる。そのため、表示装置２０Ｅの操作性（操作感覚）が向上する。
【００８０】
以上説明したような表示装置２０は、それぞれ、各種電子機器に組み込むことができる。電気泳動表示装置を備える本発明の電子機器としては、例えば、電子ペーパー、電子ブック、テレビ、ビューファインダ型、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、電子新聞、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、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を挙げることができる。
【００８１】
これらの電子機器のうちから、電子ペーパーを例に挙げ、具体的に説明する。
図１１は、本発明の電子機器を電子ペーパーに適用した場合の実施形態を示す斜視図である。
図１１に示す電子ペーパー６００は、紙と同様の質感および柔軟性を有するリライタブルシートで構成される本体６０１と、表示ユニット６０２とを備えている。このような電子ペーパー６００では、表示ユニット６０２が、前述したような表示装置２０で構成されている。
【００８２】
次に、本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態について説明する。
図１２は、本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態を示す図である。このうち、図１２中（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
図１２に示すディスプレイ（表示装置）８００は、本体部８０１と、この本体部８０１に対して着脱自在に設けられた電子ペーパー６００とを備えている。なお、この電子ペーパー６００は、前述したような構成、すなわち、図１１に示す構成と同様である。
【００８３】
本体部８０１は、その側部（図１２（ａ）中、右側）に電子ペーパー６００を挿入可能な挿入口８０５が形成され、また、内部に二組の搬送ローラ対８０２ａ、８０２ｂが設けられている。電子ペーパー６００を、挿入口８０５を介して本体部８０１内に挿入すると、電子ペーパー６００は、搬送ローラ対８０２ａ、８０２ｂにより挟持された状態で本体部８０１に設置される。
【００８４】
また、本体部８０１の表示面側（図１２（ｂ）中、紙面手前側）には、矩形状の孔部８０３が形成され、この孔部８０３には、透明ガラス板８０４が嵌め込まれている。これにより、本体部８０１の外部から、本体部８０１に設置された状態の電子ペーパー６００を視認することができる。すなわち、このディスプレイ８００では、本体部８０１に設置された状態の電子ペーパー６００を、透明ガラス板８０４において視認させることで表示面を構成している。
【００８５】
また、電子ペーパー６００の挿入方向先端部（図１２（ａ）中、左側）には、端子部８０６が設けられており、本体部８０１の内部には、電子ペーパー６００を本体部８０１に設置した状態で端子部８０６が接続されるソケット８０７が設けられている。このソケット８０７には、コントローラー８０８と操作部８０９とが電気的に接続されている。
このようなディスプレイ８００では、電子ペーパー６００は、本体部８０１に着脱自在に設置されており、本体部８０１から取り外した状態で携帯して使用することもできる。これにより、利便性が向上する。
【００８６】
以上、本発明の表示シート、表示装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
また、前述した実施形態では、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂを互いに反対の極に帯電した帯電粒子としているが、これに限定されず、例えば、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの一方を正または負に帯電する帯電粒子とし、他方を実質的に帯電していない無帯電粒子としてもよい。
【００８７】
この場合、不織体６１１、６２１の平均孔径や、第２実施形態で述べた第１粒子拘束層６１と基板１２との離間距離、第３実施形態で述べた第３粒子拘束層６３と対向基板１１との離間距離など、所定の粒子の平均粒子径と関係のあるパラメータについては、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂのうち帯電している方の粒子の平均粒子径との関係で前述したパラメータとすればよい。これは、無帯電粒子は、電界の有無や表示装置の姿勢によらず、分散媒中に分散した状態を維持されるためである。
また、無帯電粒子の平均粒子径は、帯電粒子の平均粒子径よりも大きいことが好ましい。これにより、粒子拘束層６による無帯電粒子の拘束性を高めることができるため、無帯電粒子を均一に分散させた状態をより確実に維持することができる。
【００８８】
また、この場合には、黒色粒子を帯電粒子とし、白色粒子を無帯電粒子とするのが好ましい。この場合、黒色粒子を第１の電極側に集めれば白色表示状態となり、第２の電極側に集めれば黒色表示状態となる。また、白色粒子を分散させることにより、表示面１２１からの光をより効率的に反射、拡散することができ、より反射率の高い白色を表示することができる。
【００８９】
また、前述した実施形態では、白色粒子および黒色粒子の平均粒子径が互いに等しいものについて説明したが、これに限定されず、互いの平均粒子径が異なっていてもよい。この場合、不織体６１１、６２１の平均孔径や、第２実施形態で述べた第１粒子拘束層６１と基板１２との離間距離、第３実施形態で述べた第３粒子拘束層６３と対向基板１１との離間距離など、所定の粒子の平均粒子径と関係のあるパラメータについては、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂのうち平均粒子径が大きいほうの粒子との関係で前述したパラメータとすればよい。
【００９０】
また、前述した実施形態では、第１粒子拘束層と第２粒子拘束層とを別体として形成した構成としたが、これに限定されず、これらを一体的に形成してもよい。また、第１粒子拘束層と第２粒子拘束層とを一体的に形成する場合には、第１粒子拘束層と第２粒子拘束層との境界を明確に定め、前記境界を境に空隙率が異なるようにしてもよいし、前記境界を設けずに、第２粒子拘束層側から第１粒子拘束層側へ空隙率を漸減させるようにしてもよい。すなわち、粒子拘束層の表示面側へ空隙率が減少する勾配を有していれば、どのような構成であってもよい。第３粒子拘束層についても同様である。
【００９１】
また、第１粒子拘束層と第２粒子拘束層との間に、少なくとも１つの他の粒子拘束層を配置してもよい。前記他の粒子拘束層が１層である場合には、その拘束層の空隙率を第１粒子拘束層より低く第２粒子拘束層より高くすればよく、前記他の粒子拘束層が複数層である場合には、その全ての層の空隙率を第１粒子拘束層より低く第２粒子拘束層より高くし、さらに、第２粒子拘束層側から第１粒子拘束層側へ空隙率が大きくなるようにすればよい。
【符号の説明】
【００９２】
１‥‥基部 ２‥‥基部 ３‥‥第１の電極 ４‥‥第２の電極 ６‥‥粒子拘束層 ６１‥‥第１粒子拘束層 ６１１‥‥不織体 ６１１ａ‥‥繊維 ６２‥‥第２粒子拘束層 ６２１‥‥不織体 ６２１ａ‥‥繊維 ６３‥‥第３粒子拘束層 ７‥‥分散媒 ８‥‥柱部材 ９‥‥封止部 １００‥‥分散液 １１、１１Ｅ‥‥対向基板 １２、１２Ｅ‥‥基板 １２１‥‥表示面 ２０、２０Ｅ‥‥表示装置 ２１、２１Ｅ‥‥表示シート ２２‥‥回路基板 ２２Ｅ‥‥書き込み装置 ２２１Ｅ‥‥台座 ２２２Ｅ‥‥共通電極 ２２３Ｅ‥‥部分電極 ２２４Ｅ‥‥書き込みペン ２２５Ｅ‥‥電圧印加手段 ４００‥‥表示層 ６００……電子ペーパー ６０１……本体 ６０２……表示ユニット ８００……ディスプレイ ８０１……本体部 ８０２ａ、８０２ｂ……搬送ローラ対 ８０３……孔部 ８０４……透明ガラス板 ８０５……挿入口 ８０６……端子部 ８０７……ソケット ８０８……コントローラー ８０９……操作部 Ａ‥‥白色粒子 Ｂ‥‥黒色粒子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示シート、表示装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子ペーパーの画像表示部を構成するものとして、粒子の電気泳動を利用した電気泳動ディスプレイが知られている（例えば、特許文献１参照）。電気泳動ディスプレイは、優れた可搬性および省電力性を有しており、電子ペーパーの画像表示部として特に適している。
電気泳動ディスプレイは、対向配置された一対の電極と、これらの間に設けられた表示層とを有しており、表示層には、例えば正に帯電する白色粒子と、負に帯電する黒色粒子とを液相分散媒に分散してなる分散液が充填されている。このような電気泳動ディスプレイは、一対の電極間に電圧を印加し、白色粒子および黒色粒子を所望の方向へ泳動させることにより所望の画像を表示するように構成されている。
【０００３】
ここで、表示層の構成は、大きく分けて、特許文献１のように隔壁によって表示層を複数のセルに分割し、各セルに分散液を充填する「隔壁型」と、特許文献２のように分散液が封入されたマイクロカプセルを複数配置しバインダによって固定する「マイクロカプセル型」と、特許文献３のように表示層を１つの空間として（すなわち、隔壁等により分割せず）その空間内に分散液を充填する「液晶型」とに分類される。
【０００４】
しかしながら、「隔壁型」では、隔壁によって表示面内の有効表示領域（表示色を変更することができる領域）が減少し、表示特性が低下する問題がある。また、「マイクロカプセル型」では、隣り合うマイクロカプセル間に隙間が生じることにより表示面内の有効表示領域が減少し表示特性が低下したり、一対の電極間に電圧を印加する際にバインダによってリーク電流が発生したりすることで表示特性が低下する問題がある。また、「液晶型」では、表示面内のほぼ全域を有効表示領域として利用できるが、例えば、ディスプレイを本のように立てた場合に、白色粒子および黒色粒子が自重によって鉛直方向下側に移動（沈降）し、表示画像を維持することがでず、信頼性が低下する問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−４４１１４号公報
【特許文献２】特開２００３−１４０２０２号公報
【特許文献３】特表平８−５１０７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、信頼性が高く、優れた表示特性を発揮することのできる表示シート、それを備えた表示装置および信頼性が高い電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の表示シートは、表示面側に設けられた第１基板と、
前記第１基板に対向配置された第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、正または負に帯電する少なくとも１種の粒子を分散媒に分散してなる分散液が充填された表示層と、
前記表示層内に設けられた粒子拘束層とを有し、
前記粒子拘束層は、前記第１基板側にて、前記第２基板側よりも前記第１基板側の方が空隙率が高くなっていることを特徴とする。
これにより、信頼性が高く、優れた表示特性を発揮することのできる表示シートを提供することができる。
【０００８】
本発明の表示シートでは、前記粒子拘束層は、前記第１基板側に設けられた第１粒子拘束層と、前記第１粒子拘束層よりも前記第２基板側に設けられた第２粒子拘束層とを有し、
前記第１粒子拘束層は、前記第２粒子拘束層よりも空隙率が高いことが好ましい。
これにより、粒子拘束層の構成が簡単となる。
【０００９】
本発明の表示シートは、表示面側に設けられた第１基板と、
前記第１基板に対向配置された第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、正または負に帯電する少なくとも１種の粒子を分散媒に分散してなる分散液が充填された表示層と、
前記表示層内に設けられた粒子拘束層とを有し、
前記粒子拘束層は、前記第１基板側に設けられた第１粒子拘束層と、前記第１粒子拘束層よりも前記第２基板側に設けられた第２粒子拘束層とを有し、
前記第１粒子拘束層は、前記第２粒子拘束層よりも空隙率が高いことを特徴とする。
これにより、信頼性が高く、優れた表示特性を発揮することのできる表示シートを提供することができる。
【００１０】
本発明の表示シートでは、前記粒子拘束層は、前記粒子の前記表示層の厚さ方向への移動は許容しつつ、前記表示層の面内方向の移動を抑制することが好ましい。
これにより、より優れた表示特性を発揮することができる。
本発明の表示シートでは、前記第１粒子拘束層の空隙率は、７０％以上、９９％以下であり、
前記第２粒子拘束層の空隙率は、５０％以上、９０％以下であることが好ましい。
これにより、第１粒子拘束層内にて、粒子を表示層の厚さ方向へスムーズに移動させることができると共に、表示層の面方向への移動を抑制することができる。加えて、表示面から見たときに第１粒子拘束層を目立たなくすることができる。
【００１１】
本発明の表示シートでは、前記第１粒子拘束層の厚さをＨ１とし、前記第２粒子拘束層の厚さをＨ２としたとき、Ｈ１／Ｈ２は、０．１以上、０．５以下であることが好ましい。
これにより、表示層中に占める粒子拘束層の割合を充分に高くすることができる。第１粒子拘束層と第２粒子拘束層とでは、第２粒子拘束層の方が粒子の拘束性が高いため、第２粒子拘束層の割合を高くすることにより、表示シートを立てたときの粒子の鉛直方向下側への移動（沈降）をより効果的に防止または抑制することができる。加えて、第１粒子拘束層の厚さを、表示面から第２粒子拘束層が視認されない程度の厚さとすることができるため、表示特性の低下を防止することができる。
本発明の表示シートでは、前記第１粒子拘束層は、前記第１基板に対して離間しており、前記第１粒子拘束層と前記第１基板との離間距離は、前記粒子の平均粒子径の０．５倍以上、５倍以下であることが好ましい。
これにより、表示面側から見たときに粒子拘束層をより目立たなくすることができる。
【００１２】
本発明の表示シートでは、前記粒子拘束層は、さらに、前記第２粒子拘束層よりも前記第２基板側に設けられた第３粒子拘束層を有し、前記第３粒子拘束層は、前記第２粒子拘束層よりも空隙率が高いことが好ましい。
これにより、第２基板側にて粒子を表示層の面内方向に移動させることができる。そのため、例えば、装置に強い衝撃が加わったり、同じ姿勢で長時間置かれていたりし、粒子の偏りが生じてしまった場合、再び表示層中に粒子を均一に分散させるのが簡単となる。
本発明の表示シートでは、前記第３粒子拘束層の空隙率は、７０％以上、９９％以下であることが好ましい。
これにより、表示層中に粒子を均一に分散させるのがより簡単となる。
本発明の表示シートでは、前記粒子拘束層は、多孔質体および繊維の集合体の少なくとも１つを有していることが好ましい。
これにより、粒子拘束層の構成が簡単となる。
【００１３】
本発明の表示シートでは、前記分散液には、正または負に帯電する第１粒子と、前記第１粒子と反対の極に帯電する第２粒子とが含まれており、
前記第１粒子と前記第２粒子の平均粒径は、ほぼ等しいことが好ましい。
これにより、第１粒子および第２粒子のいずれの粒子についても同様の効果が得られるため、表示特性がより向上する。
【００１４】
本発明の表示装置は、本発明の表示シートを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い表示装置が得られる。
本発明の電子機器は、本発明の表示装置を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の表示装置の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】従来の表示装置の問題点を示す図である。
【図３】従来の表示装置の問題点を示す図である。
【図４】図１に示す表示装置の駆動と効果を説明する断面図である。
【図５】図１に示す表示装置の駆動と効果を説明する断面図である。
【図６】本発明の表示装置の第２実施形態を示す断面図である。
【図７】図６に示す表示装置の駆動と効果を示す断面図である。
【図８】本発明の表示装置の第３実施形態を示す断面図である。
【図９】本発明の表示装置の第４実施形態を示す概略斜視図である。
【図１０】図９に示す表示シートの断面図である。
【図１１】本発明の電子機器を電子ペーパーに適用した場合の実施形態を示す斜視図である。
【図１２】本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の表示シート、表示装置および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
１．表示装置
まず、本発明の表示シートを組み込んだ表示装置について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の表示装置の第１実施形態を示す断面図、図２および図３は、従来の表示装置の問題点を示す図、図４および図５は、それぞれ、図１に示す表示装置の駆動と効果を説明する断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図１〜図５中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
【００１７】
図１に示す表示装置（本発明の表示装置）２０は、粒子の泳動を利用して所望の画像を表示する電気泳動表示装置である。この表示装置２０は、表示シート（フロントプレーン）２１と、回路基板（バックプレーン）２２とを有している。
図１に示すように、表示シート２１は、平板状の基部２と基部２の下面に設けられた第２の電極４とを備える基板（第１基板）１２と、基板１２上に設けられ、分散液１００が充填された表示層４００とを有している。このような表示シート２１では、基板１２の上面が表示面１２１を構成している。なお、以下では、表示面１２１とは、表示装置２０の平面視にて、基板１２の上面の表示層４００と重なる領域を言い、それ以外の領域（例えば後述する封止部９と重なる領域）は除くものとする。
【００１８】
一方、回路基板２２は、平板状の基部１と基部１の上面に設けられた複数の第１の電極３とを備える対向基板１１と、この対向基板１１に設けられた図示しない回路とを有している。回路は、例えば、マトリックス状に配列されたＴＦＴ（スイッチング素子）と、ＴＦＴに対応して形成されたゲート線およびデータ線と、ゲート線に所望の電圧を印加するゲートドライバーと、データ線に所望の電圧を印加するデータドライバーと、ゲートドライバーとデータドライバーの駆動を制御する制御部とを有している。
このような表示装置２０では、対向基板１１が表示シート２１の第２基板を兼ねている。
【００１９】
以下、各部の構成について順次説明する。
基部１および基部２は、それぞれ、シート状（平板状）の部材で構成され、これらの間に配置される各部材を支持および保護する機能を有する。各基部１、２は、それぞれ、可撓性を有するもの硬質なもののいずれであってもよいが、可撓性を有するものであるのが好ましい。可撓性を有する基部１、２を用いることにより、可撓性を有する表示装置２０、すなわち、例えば電子ペーパーを構築する上で有用な表示装置２０を得ることができる。
【００２０】
各基部（基材層）１、２を可撓性を有するものとする場合、その構成材料としては、それぞれ、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等のポリエステル、ポリエチレン等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリアミド、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリウレタン系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００２１】
このような基部１、２の平均厚さは、それぞれ、構成材料、用途等により適宜設定され、特に限定されないが、可撓性を有するものとする場合、２０μｍ以上５００μｍ以下程度であるのが好ましく、２５μｍ以上２５０μｍ以下程度であるのがより好ましい。これにより、表示装置２０の柔軟性と強度との調和を図りつつ、表示装置２０の小型化（特に薄型化）を図ることができる。
【００２２】
これらの基部１、２の表示層４００側の面、すなわち、基部１の上面および基部２の下面に、それぞれ、膜状をなす第１の電極３および第２の電極４が設けられている。本実施形態では、第２の電極４が共通電極とされ、第１の電極３がマトリックス状に分割された個別電極（ＴＦＴに接続された画素電極）とされている。この表示装置２０では、１つの第１の電極３と第２の電極４とが重なる領域が１つの画素を構成する。
【００２３】
電極３、４の構成材料としては、それぞれ、実質的に導電性を有するものであれば特に限定されず、例えば、金、銀、銅、アルミニウムまたはこれらを含む合金等の金属材料、カーボンブラック等の炭素系材料、ポリアセチレン、ポリフルオレンまたはこれらの誘導体等の電子導電性高分子材料、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート等のマトリックス樹脂中に、ＮａＣｌ、Ｃｕ（ＣＦ３ＳＯ３）２等のイオン性物質を分散させたイオン導電性高分子材料、インジウム酸化物（ＩＯ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）等の導電性酸化物材料のような各種導電性材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
また、電極３、４の平均厚さは、それぞれ、構成材料、用途等により適宜設定され、特に限定されないが、０．０１μｍ以上、１０μｍ以下程度であるのが好ましく、０．０２μｍ以上、５μｍ以下程度であるのがより好ましい。
【００２４】
ここで、各基部１、２および各電極３、４のうち、表示面１２１側に配置される基部および電極は、それぞれ、光透過性を有するもの、すなわち、実質的に透明（無色透明、有色透明または半透明）とされる。本実施形態では、基板１２の表面が表示面１２１を構成するため、少なくとも基部２および第２の電極４は、実質的に透明とされる。これにより、分散液１００中における白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの状態、すなわち、表示装置２０に表示された情報（画像）を表示面１２１側から目視により容易に認識することができる。
【００２５】
基板１２と対向基板１１との間には、それらの縁部に沿って封止部９が設けられている。この封止部９により、表示層４００が気密的に封止されている。これにより、表示装置２０外部への分散液１００の漏出や、表示装置２０内への水分の浸入を防止して、表示装置２０の表示性能の劣化をより確実に防止することができる。
封止部９の構成材料としては、特に限定されず、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂のような熱可塑性樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂のような熱硬化性樹脂等の各種樹脂材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
表示層４００は、分散液１００で満たされている。さらに、表示層４００内には、柱部材８によって固定された粒子拘束層６が設けられている。
【００２６】
分散液１００は、互いに反対の極に帯電した白色粒子（第１粒子）Ａおよび黒色粒子（第２粒子）Ｂを分散媒７に分散させたものである。
分散媒７としては、比較的高い絶縁性を有するものが好適に使用される。かかる分散媒７としては、例えば、各種水（例えば、蒸留水、純水等）、メタノール等のアルコール類、メチルセロソルブ等のセロソルブ類、酢酸メチル等のエステル類、アセトン等のケトン類、ペンタン等の脂肪族炭化水素類（流動パラフィン）、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素類、ベンゼン等の芳香族炭化水素類、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素類、ピリジン等の芳香族複素環類、アセトニトリル等のニトリル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類、カルボン酸塩、シリコーンオイルまたはその他の各種油類等が挙げられ、これらを単独または混合物として用いることができる。
【００２７】
中でも、分散媒７としては、脂肪族炭化水素類（流動パラフィン）、またはシリコーンオイルを主成分とするものが好ましい。流動パラフィン、またはシリコーンオイルを主成分とする分散媒７は、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの凝集抑制効果が高いことから好ましい。これにより、表示装置２０の表示性能が経時的に劣化するのをより確実に防止または抑制することができる。また、流動パラフィン、またはシリコーンオイルは、不飽和結合を有しないため耐候性に優れ、および安全性も高いという点からも好ましい。
【００２８】
また、分散媒７中には、必要に応じて、例えば電解質、アルケニルコハク酸エステルのような界面活性剤（アニオン性またはカチオン性）、金属石鹸、樹脂材料、ゴム材料、油類、ワニス、コンパウンド等の粒子からなる荷電制御剤、シラン系カップリング剤等の分散剤、潤滑剤、安定化剤等の各種添加剤を添加するようにしてもよい。また、分散媒７を着色する場合には、分散媒７に必要に応じてアントラキノン系染料、アゾ系染料、インジゴイド系染料等の各種染料を溶解するようにしてもよい。
【００２９】
白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂは、それぞれ、荷電を有し、電界が作用することにより分散媒７中を電気泳動し得る粒子である。白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂは、それぞれ、荷電を有するものであればいかなるものをも用いることができ、特に限定はされないが、顔料粒子、樹脂粒子またはこれらの複合粒子のうちの少なくとも１種が好適に使用される。これらの粒子は、製造が容易であるとともに、荷電の制御を比較的容易に行うことができるという利点を有している。
【００３０】
顔料粒子を構成する顔料としては、例えば、アニリンブラック、カーボンブラック、チタンブラック、亜クロム酸銅等の黒色顔料、酸化チタン、酸化アンチモン等の白色顔料、モノアゾ等のアゾ系顔料、イソインドリノン、黄鉛等の黄色顔料、キナクリドンレッド、クロムバーミリオン等の赤色顔料、フタロシアニンブルー、インダスレンブルー等の青色顔料、フタロシアニングリーン等の緑色顔料等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３１】
また、樹脂粒子を構成する樹脂材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、尿素系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリスチレン、ポリエステル等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
また、複合粒子としては、例えば、顔料粒子の表面を樹脂材料や他の顔料で被覆したもの、樹脂粒子の表面を顔料で被覆したもの、顔料と樹脂材料とを適当な組成比で混合した混合物で構成される粒子等が挙げられる。
顔料粒子の表面を他の顔料で被覆した粒子としては、例えば、酸化チタン粒子の表面を、酸化珪素や酸化アルミニウムで被覆したものを例示することができ、かかる粒子は、白色粒子Ａとして好適に用いられる。また、カーボンブラック粒子またはその表面を被覆した粒子は、黒色粒子Ｂとして好適に用いられる。
【００３２】
また、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの形状は、それぞれ、特に限定されないが、球形状であるのが好ましい。また、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの平均粒子径は、それぞれ、特に限定されるものではないが、好ましくは１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、より好ましくは２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの平均粒子径が１０ｎｍ未満であると充分な色度が得られず、コントラストが低下して表示が不鮮明になることがある。逆に、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの平均粒子径が３００ｎｍを超えると粒子自体の着色度を必要以上に高くする必要があり、顔料などの使用量が増大することや、表示のために電圧を印加した部分で粒子の速やかな移動が困難となり、その応答速度が低下することがある。
【００３３】
なお、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの平均粒子径は、動的光散乱式粒度分布測定装置（例えば、製品名：ＬＢ−５００、（株）堀場製作所製）で測定した体積平均粒子径を意味する。
本実施形態では、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの平均粒子径は、互いにほぼ等しく設定されている。
【００３４】
次いで、粒子拘束層６について説明するが、それに先立って、粒子拘束層６を省略した場合に起きる問題点について説明する。
電極３、４の間に所定の電圧を印加すると、図２に示すように、白色粒子Ａを表示層４００の第２の電極４（基板１２）側に集め、黒色粒子Ｂを表示層４００の第１の電極３（対向基板１１）側に集めることができる。これにより、表示面１２１全域に白色が表示された状態となる。
【００３５】
ここで、表示装置２０は、手に持って本のようにして立てた状態で視認される場合を想定している。そこで、図３に示すように、粒子拘束層６を省略した表示装置２０を本のように立てて保持した場合、白色粒子Ａのうち第２の電極４と接触している粒子や第２の電極４の近傍に位置しる粒子は、第２の電極４との吸着力によってその位置が維持されるが、第２の電極４から比較的離間している粒子は、第２の電極４との間に吸着力が働かないため（または働く吸着力が微少であるため）、自重により鉛直方向へ下側へ移動（沈降）する。黒色粒子Ｂについても同様である。
【００３６】
このような現象が起こると、表示層４００内にて白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの偏りが生じ、表示面１２１に表示される画像は、ムラのある画像となる。また、白色粒子Ａの移動（沈降）によって白色粒子Ａの数が減少した画素では、高い反射率を得ることができなくなるため、コントラストが低下する。
このように、粒子拘束層６のない従来型の表示装置では、信頼性に乏しく、優れた表示特性を発揮することができない。
【００３７】
また、一端、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの沈降が生じると、再び、表示層４００中に白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂを均一に分散させるのは困難であり、例えば、表示を一旦リセットする必要等がある。そのため、リセットができない場合には表示特性が悪化したまま表示が続けられたり、表示特性を回復するためにリセットする場合には、一端表示が中止されたりし、表示装置２０の利便性が悪化する。
粒子拘束層６は、このような問題を解消、すなわち、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの鉛直方向下側への移動（沈降）を防止または抑制することにより、表示装置２０に優れた表示特性を発揮させる。
【００３８】
以下、粒子拘束層６について詳細に説明する。
図１に示すように、粒子拘束層６は、表示層４００内に設けられている。このような粒子拘束層６は、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの表示層４００の厚さ方向への移動を許容しつつ、表示層４００の面内方向の移動を抑制する機能を有している。なお、当該機能は、後述するように、電極３、４間に電圧を印加したときに、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂが表示層４００の厚さ方向へ移動でき、電極３、４に電圧を印加していない状態で表示装置２０を立てたときに、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの表示層４００の面方向（鉛直方向下側）への移動を阻止する機能を言う。
そのため、粒子拘束層６は、例えば、表示層４００の厚さ方向と面方向とで粒子拘束力が異なる、すなわち粒子拘束力に異方性を有するものであってもよい。この場合には、表示層４００の厚さ方向よりも面方向の粒子拘束力を高めればよい。このような構成とすることにより、より確実に、上記機能を発揮することができる。
【００３９】
また、粒子拘束層６は、例えば、表示層４００の厚さ方向と面方向とで粒子拘束力が等しいものであってもよい。この場合、粒子拘束層６の粒子拘束力は、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの自重によっては粒子拘束層６中を移動できず、電極３、４間に所定以上の電圧が印加された状態で粒子拘束層６中を移動できるような強さとすることもできる。このような構成とすることにより、より確実に、上記機能を発揮することができる。
このような粒子拘束層６としては、上記機能を有していれば、特に限定されないが、多孔質体および繊維の集合体のいずれか１つであるのが好ましい。これにより、上記機能に優れ、かつ比較的簡単な構成の粒子拘束層６が得られる。
【００４０】
多孔質体としては、例えば、カーボンペーパー、カーボンクロス、カーボンフェルト等の炭素質多孔質体、多孔質シリカ、多孔質アルミナ、多孔質チタニア等の多孔質セラミック、発泡ポリスチレン、発泡ウレタン、発泡ポリイミド等の発泡体、ゼオライト等が挙げられる。また、繊維の集合体としては、所定の繊維を織って形成される織物体、所定の繊維同士を織り込まずに形成される不織体等が挙げられる。
【００４１】
また、粒子拘束層６は、基板１２側にて、対向基板１１側よりも基板１２側の方が体積密度が小さくなるような密度勾配を有している。具体的には、粒子拘束層６は、第１粒子拘束層６１と、第１粒子拘束層６１よりも対向基板１１側に設けられた第２粒子拘束層６２とを有しており、第１粒子拘束層６１の方が第２粒子拘束層６２よりも体積密度が小さくなっている。
また、第１粒子拘束層６１は、基板１２と接触して設けられており、第２粒子拘束層６２は、対向基板１１と接触して設けられている。また、第１粒子拘束層６１と第２粒子拘束層６２は、互いに接触して設けられている。すなわち、粒子拘束層６は、表示層４００のほぼ全域に広がって設けられている。
【００４２】
このような粒子拘束層６によれば、次のような効果を発揮することができる。
第１に、粒子（白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂ）は、粒子拘束層６内を移動することとなるため、粒子の表示層４００の平面方向（厚さ方向に直交する方向）への移動を抑制することができる。そのため、表示装置２０を立てたときの粒子の沈降を防止または抑制することができ、表示装置２０は、優れた表示特性を発揮することができる。
【００４３】
第２に、基板１２（表示面１２１）側に位置する第１粒子拘束層６１の体積密度が第２粒子拘束層６２よりも小さいため、表示面１２１から見たときに、粒子拘束層６を目立たなく、または視認できなくすることができる。そのため、粒子拘束層６が表示装置２０の画像表示に悪影響を与えるのを防止でき、表示装置２０は、優れた表示特性を発揮することができる。
すなわち、粒子拘束層６のうち第２粒子拘束層６２は、粒子の拘束性を重視した層であり、第１粒子拘束層６１は、粒子の拘束性を発揮しつつも、表示面１２１からに視認されないことを重視した層である。
【００４４】
第１粒子拘束層６１は、繊維６１１ａの集合体、具体的には、繊維６１１ａ同士を織り込まずに形成された不織体６１１で構成されている。同様に、第２粒子拘束層６２も、繊維６２１ａの集合体、具体的には、繊維６２１ａ同士を織り込まずに形成された不織体６２１で構成されている。
不織体は、繊維径と繊維間距離を独立して設計することができるため、不織体によって第１粒子拘束層６１および第２粒子拘束層６２を構成することにより、所望の機能を発揮することのできる第１粒子拘束層６１および第２粒子拘束層６２を形成することができる。
【００４５】
繊維６１１ａ、６２１ａとしては、例えば、ＰＥＴなどのポリエステル系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリカーボネード系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリフェニレン系樹脂などの合成繊維などを挙げることができ、また、羊毛、兎毛等の動物由来の繊維を挙げることもできる。更には、樹木や草などから取り出した植物由来の繊維やグラスウール、アスベストなどの無機繊維、鉱物繊維を用いることもできる。これらの中でも、強度、コスト、電気泳動表示用液との相性などの点から、ポリエステルやポリアミド製の繊維を用いることが好ましい。
また、繊維６１１ａ、６２１ａは、マルチフィラメントと呼ばれる多芯繊維の他、モノフィラメント繊維と呼ばれる単芯繊維でもよい。また、繊維６１１ａ、６２１ａは、上記材質を組み合わせた複合材料であってもよいし、複数の繊維をより合わせた複合繊維であってもよい。
【００４６】
繊維６１１ａ、６２１ａの直径は、表示特性、応答性などの諸性能の点から細いことが望ましく、具体的には、１００ｎｍ以上、１００μｍ以下程度であるのが好ましく、１μｍ以上、５０μｍ以下程度であるのがより好ましい。
また、繊維６１１ａ、６２１ａの断面形状は、特に限定されないが、円形形状であるのが好ましい。これにより、分散液１００中の白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの移動を円滑に行うことができる。
【００４７】
第１粒子拘束層６１を構成する不織体６１１の平均孔径としては、電界が印加された際に、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂが不織体６１１中を移動することができるサイズであれば特に限定されないが、具体的には、白色粒子Ａ（黒色粒子Ｂ）の平均粒子径の１０倍以上、１００００倍以下程度であることが好ましく、２０倍以上、１０００倍以下程度であることがより好ましい。
【００４８】
不織体６１１の平均孔径をこのような大きさとすることにより、第１粒子拘束層６１内にて、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂを表示層４００の厚さ方向へスムーズに移動させることができると共に、表示層４００の面方向への移動を抑制することができる。加えて、第１粒子拘束層６を形成するために用いる繊維６１１ａの使用量を比較的少なくすることができるため、表示面１２１から見たときに、第１粒子拘束層６１を目立たなくする（視認され難くする）ことができる。
【００４９】
一方、第２粒子拘束層６２を構成する不織体６２１の平均孔径としては、電界が印加された際に、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂが不織体６１１中を移動することができるサイズであれば特に限定されないが、不織体６１１の平均孔径よりも小さいことが好ましい。具体的には、白色粒子Ａ（黒色粒子Ｂ）の平均粒子径の１倍以上、５０００倍以下程度であることが好ましく、１０倍以上、５００倍以下程度であることがより好ましい。
【００５０】
不織体６２１の平均孔径をこのような大きさとすることにより、第２粒子拘束層６２内にて、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂを表示層４００の厚さ方向へスムーズに移動させることができると共に、表示層４００の面方向への移動をより効果的に抑制することができる。
なお、不織体６１１、６２１の平均孔径は、不織体６１１、６２１の断面のＳＥＭ観察により求めた。具体的には、不織体６１１、６２１の平均孔径は、不織体６１１、６２１の断面に観察される孔の任意の１００点について孔径を測定し、各点における孔径の平均値として求めた。
【００５１】
第１粒子拘束層６１の空隙率は、７０％以上、９９％以下程度であるのが好ましく、７５％以上、８５％以下であるのが好ましい。第１粒子拘束層６１の空隙率をこのような数値範囲とすることにより、第１粒子拘束層６１内にて、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂを表示層４００の厚さ方向へスムーズに移動させることができると共に、表示層４００の面方向への移動を抑制することができる。加えて、第１粒子拘束層６を形成するために用いる繊維６１１ａの使用量を比較的少なくすることができるため、表示面１２１から見たときに第１粒子拘束層６１を目立たなくする（視認され難くする）ことができる。
【００５２】
一方、第２粒子拘束層６２の空隙率は、第１粒子拘束層６１の空隙率よりも低いことが好ましく、５０％以上、９０％以下であるのが好ましく、６０％以上、８０％以下程度であるのがより好ましい。第２粒子拘束層６２の空隙率をこのような数値範囲とすることにより、第２粒子拘束層６２内にて、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂを表示層４００の厚さ方向へスムーズに移動させることができると共に、表示層４００の面方向への移動をより効果的に抑制することができる。
【００５３】
第１粒子拘束層６１の厚さは、特に限定されないが、１０ｎｍ以上、５μｍ程度であるのが好ましい。これにより、基板１２から第２粒子拘束層６２を充分に離すことができる。そのため、表示面１２１から第２粒子拘束層６２が視認されるのを、効果的に防止することができる。
第１粒子拘束層６１を厚さをＨ１とし、第２粒子拘束層６２の厚さをＨ２としたとき、Ｈ１／Ｈ２は、０．１以上、０．５以下であるのが好ましく、０．２以上、０．４以下であるのがより好ましい。このような数値範囲とすることにより、表示層４００中に占める第２粒子拘束層６２の割合を充分に高くすることができる。前述したように、第１粒子拘束層６１と第２粒子拘束層６２とでは、第２粒子拘束層６２の方が粒子の拘束性が高いため、第２粒子拘束層６２の割合を前記数値範囲とすることにより、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの前述したような沈降を、より効果的に防止または抑制することができる。加えて、前記数値範囲とすることにより、第１粒子拘束層６１の厚さを、表示面１２１から第２粒子拘束層６２が視認されない程度の厚さとすることができるため、表示特性の低下を防止することができる。
【００５４】
２．表示装置の駆動方法
このような表示装置２０は、次のようにして駆動する。
電極３、４の間に電圧を印加すると、これらの間に電界が生じる。この電界に従って白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂは、それぞれ、電極３、４のいずれかに向かって移動（電気泳動）する。以下では、白色粒子Ａとして正荷電を有するものを用い、黒色粒子Ｂとして負荷電のものを用いた場合について代表して説明する。また、以下では、説明の便宜上、１つの画素について代表して説明する。
【００５５】
−白色表示状態−
第１の電極３と第２の電極４との間に、第１の電極３が正電位、第２の電極４が負電位となる電圧を印加すると、当該電圧印加により発生した電界が表示層４００中の白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂに作用する。すると、図４（Ａ）に示すように、白色粒子Ａは、第２の電極４側に泳動して第２の電極４に集り、黒色粒子Ｂは、第１の電極３側に泳動して第１の電極３に集まる。これにより、表示面１２１に白色が表示される白色表示状態となる。
【００５６】
このとき、白色粒子Ａは、第１粒子拘束層６１内に位置している。第１粒子拘束層６１は、前述したように、第２粒子拘束層６２と比較して空隙率が高く、さらに、その内部に白色粒子Ａが多く集まっていることから、表示面１２１から視認され難くなっている。そのため、第１粒子拘束層６１が表示画像に悪影響を及ぼすことを防止または抑制することができる。
さらに、この状態で表示装置２０を立てた場合、白色粒子Ａは、第１粒子拘束層６１に拘束され、黒色粒子Ｂは、第２粒子拘束層６２に拘束されているため、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの鉛直方向下側への移動が防止または抑制される。
【００５７】
−黒色表示状態−
第１の電極３と第２の電極４との間に、第１の電極３が正電位、第２の電極４が負電位となる電圧を印加すると、当該電圧印加により発生した電界が表示層４００中の白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂに作用する。すると、図５（Ａ）に示すように、白色粒子Ａは、第１の電極３側に泳動して第１の電極３に集り、黒色粒子Ｂは、第２の電極４側に泳動して第２の電極４に集まる。これにより、表示面１２１に黒色が表示される黒色表示状態となる。
【００５８】
このとき、黒色粒子Ｂは、第１粒子拘束層６１内に位置している。第１粒子拘束層６１は、前述したように、第２粒子拘束層６２と比較して空隙率が高く、さらに、その内部に黒色粒子Ｂが集まっていることから、表示面１２１から視認され難くなっている。そのため、第２粒子拘束層６２が表示画像に悪影響を及ぼすことを防止または抑制することができる。
さらに、この状態で表示装置２０を立てた場合、黒色粒子Ｂは、第１粒子拘束層６１に拘束され、白色粒子Ａは、第２粒子拘束層６２に拘束されているため、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの鉛直方向下側への移動が防止または抑制される。
【００５９】
このような表示装置２０によれば、第２の電極４側に集まった白色粒子Ａの不本意な移動を防止または抑制することができるため、高い反射率を有する白色表示状態を維持することができ、同様に、第２の電極４側に集まった黒色粒子Ｂの不本意な移動を防止または抑制することができるため、低い反射率を有する黒色表示状態を維持することができるため、高いコントラストを発揮することができる。
【００６０】
また、表示層４００中での粒子（白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂ）の偏りを効果的に防止または抑制することができるため、表示面１２１に、ムラのない鮮明な画像を表示することができる。また、第１粒子拘束層６１を構成する繊維６１１ａが充分に細いものであるため、表示面１２１のほぼ全域に粒子（白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂ）を配置することができ、表示面１２１のほぼ全域を有効表示領域とすることができるため、より鮮明な画像を表示することができる。
【００６１】
表示装置２０では、画素毎に、白色表示状態か黒色表示状態を選択することにより、すなわち、白色表示状態の画素と黒色表示状態の画素とを組み合わせることにより、表示面１２１に所望の画像を表示することができる。
特に、本実施形態では、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの平均粒子径が等しいため、白色表示状態の画素と黒色表示状態の画素とで同じ上記効果を発揮することができる。そのため、表示装置２０の表示特性がより向上する。
【００６２】
＜第２実施形態＞
図６は、本発明の表示装置の第２実施形態を示す断面図、図７は、図６に示す表示装置の駆動と効果を示す断面図である。
以下、第２実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第２実施形態にかかる表示装置は、粒子拘束層の配置が異なること以外は、第１実施形態の表示装置と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００６３】
図６に示すように、本実施形態では、第１粒子拘束層６１が基板１２に対して離間して配置されている。これにより、基板１２側に集まった粒子（白色粒子Ａまたは黒色粒子Ｂ）によって第１粒子拘束層６１が覆い隠され、表示面１２１から第１粒子拘束層６１が視認されなくなるため、第１粒子拘束層６１が表示に悪影響を与えるのをより確実に防止できる。そのため、表示装置２０は、より優れた表示特性を発揮することができる。さらに、表示面１２１の全域に粒子（白色粒子Ａまたは黒色粒子Ｂ）を集めることができる。そのため、表示面１２１のほぼ全域を有効表示領域とすることができ、表示装置２０は、優れた表示特性を発揮することができる。
【００６４】
粒子拘束層６（第１粒子拘束層６１）と基板１２との離間距離としては、特に限定されないが、白色粒子Ａ（黒色粒子Ｂ）の平均粒子径をＲとしたとき、Ｒ以上、５Ｒ以下程度であるのが好ましく、２Ｒ以上、３Ｒ以下程度であるのがより好ましい。また、粒子拘束層６と基板１２との離間距離は、上記数値範囲を満足していれば特に限定されないが、具体的には、５μｍ以下程度であるのが好ましい。これにより、後述するように、上記効果に加えて、表示装置２０を立てたときの白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの鉛直方向下側への移動をより効果的に防止または抑制することができる。
【００６５】
図６に示すように、粒子拘束層６と基板１２との離間距離は、複数の柱部材８によって維持される。具体的には、各柱部材８は、粒子拘束層６を貫通して設けられており、粒子拘束層６に含まれる繊維６１１ａ、６２１ａが柱部材８に絡まることにより、基板１２に対して粒子拘束層６が固定されている。これにより、粒子拘束層６と基板１２との離間距離が維持される。
【００６６】
各柱部材８は、表示層４００の厚さ方向に延在して設けられており、一端が基板１２と接合しており、他端が対向基板１１と接合している。これにより、柱部材８を表示層４００の強度を高める補強部材として利用でき、表示装置２０が湾曲変形しても、表示層４００の厚さをほぼ一定に維持することができるため、優れた表示特性を維持することができる。
また、柱部材８の横断面積は、その機能を発揮し得る限り小さいのが好ましい。これにより、表示面１２１から見たときに柱部材８を目立ち難くすることができる。また、柱部材８の横断面形状は、特に限定されず、例えば、円形、三角形、四角形等であってもよい。
【００６７】
柱部材８の構成材料としては、絶縁性を有していることが好ましく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリアミド（例：ナイロン６、ナイロン６６）、スチレン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
なお、本実施形態では、柱部材８によって粒子拘束層６と基板１２との離間距離を維持しているが、例えば、第１粒子拘束層６１と基板１２との間にガラスビーズ等で構成されたスペーサー部材を配置することにより、粒子拘束層６と基板１２との離間距離を維持してもよい。
【００６８】
次いで、本実施形態の表示装置２０の駆動について説明する。なお、以下では、白色表示状態について代表して説明するが、黒色表示状態についても同様の効果を発揮することができる。
−白色表示状態−
第１の電極３と第２の電極４との間に、第１の電極３が正電位、第２の電極４が負電位となる電圧を印加すると、当該電圧印加により発生した電界が表示層４００中の白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂに作用する。すると、図７（Ａ）に示すように、白色粒子Ａは、第２の電極４側に泳動して第２の電極４に集り、黒色粒子Ｂは、第１の電極３側に泳動して第１の電極３に集まる。これにより、表示面１２１に白色が表示される白色表示状態となる。
このとき、表示面１２１側に泳動した白色粒子Ａが第２の電極４に集まるため、表示面１２１側から見たときに、白色粒子Ａによって粒子拘束層６（第１粒子拘束層６１）が覆い隠される。これにより、表示面１２１から粒子拘束層６が視認されないため、粒子拘束層６が表示画像に悪影響を及ぼすことがない。
【００６９】
さらに、この状態で表示装置２０を立てた場合、白色粒子Ａのうち第２の電極４と接触している粒子および第２の電極４の近傍に位置している粒子については、第２の電極４との吸着力によってその位置を維持することができる。また、これら粒子は、分散媒７中にて不規則かつ微少に運動（ブラウン運動）しているため、巨視的に見て、その位置を維持することができる。
一方、白色粒子Ａのうち第２の電極４から比較的離間している粒子は、前述のような吸着力が働かず自重により鉛直方向下側へ移動（沈降）しようとするが、図７（Ｂ）に示すように、そのような粒子は、第１粒子拘束層６１や第２粒子拘束層６２に拘束されているため、前記移動が防止または抑制される。
【００７０】
＜第３実施形態＞
図８は、本発明の表示装置の第３実施形態を示す断面図である。
以下、第３実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第３実施形態にかかる表示装置は、粒子拘束層の構成が異なること以外は、第１実施形態の表示装置と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００７１】
図８に示すように、本実施形態の粒子拘束層６は、第２粒子拘束層６２の対向基板１１側に設けられた第３粒子拘束層６３を有している。また、第３粒子拘束層６３は、第２粒子拘束層６２よりも空隙率が低く設定されている。
第３粒子拘束層６３の空隙率としては、第２粒子拘束層６２の空隙率よりも低ければ特に限定されないが、７０％以上、９９％以下であることが好ましく、７５％以上、８５％以下であるのが好ましい。第３粒子拘束層６３は、第１粒子拘束層６１と同様の構成とするのが好ましい。このような第３粒子拘束層６３を有することにより、次のような効果を発揮することができる。
例えば、白色表示状態のときに、対向基板１１側に集まっている黒色粒子Ｂを第２粒子拘束層６２および第３粒子拘束層６３によって拘束することができるため、表示装置２０を立てたときの黒色粒子Ｂの鉛直方向下側への移動（沈降）が防止される。
【００７２】
さらに、例えば、表示装置２０を立てた状態が長期間続いたり、表示装置２０に強い衝撃や振動が加わったりした場合には、表示層４００内にて白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂが偏ってしまう場合がある。その場合には、表示層４００中にて白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂが均一に分散した状態とするためにリフレッシュ電圧を印加し、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂを横方向（表示層４００の厚さ方向に直交する方向）に移動させることにより表示層４００中に白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂを再び均一に分散させる必要がある。
【００７３】
リフレッシュ電圧としては、例えば、所定の第１の電極３に正電圧を印加し、残りの第１の電極３に負電圧を印加した状態と、これと反対の状態とを交互に繰り返すような電圧が挙げられ、これにより、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂが表示層４００の面方向に振動しつつ分散していく。このような白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの移動は、特に、第１の電極３が配置されている第１の電極３側で起こるため、粒子拘束層６の第１の電極３側を空隙率の低い第３粒子拘束層６３とすることにより、前述した白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの移動をスムーズに行うことができる。
【００７４】
なお、前述したように、表示装置２０を立てたときには、第３粒子拘束層６３によって粒子の鉛直方向下側（表示層４００の面方向）への移動が抑制されるのに対して、リフレッシュ電圧を印加した時には、粒子の表示層４００の面方向の移動が許容されるのは、リフレッシュ電圧を印加することにより発生する電界の作用によって移動する粒子の方が自重で移動する粒子よりも、移動しようとする力が大きいためである。
【００７５】
以上、本実施形態について説明したが、例えば、第３粒子拘束層６３が対向基板１１に対して離間して配置されていてもよい。この場合、第３粒子拘束層６３と対向基板１１との離間距離としては、特に限定されないが、前述した第２実施形態で述べたのと同様の理由から白色粒子Ａ（黒色粒子Ｂ）の平均粒子径の１倍以上、５倍以下程度あるのが好ましい。
【００７６】
＜第４実施形態＞
図９は、本発明の表示装置の第４実施形態を示す概略斜視図、図１０は、図９に示す表示シートの断面図である。
以下、第４実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本願発明の第４実施形態にかかる表示装置は、表示シートが別体として構成されている以外は、前記第１実施形態と同様である。
【００７７】
図９に示すように、本実施形態の表示装置２０Ｅは、表示シート２１Ｅと、書き込み装置２２Ｅとを有している。
表示シート２１Ｅは、図１０に示すように、基板（第１基板）１２Ｅと、基板１２Ｅと対向配置された基板（第２基板）１１Ｅと、基板１２Ｅ、１１Ｅの間に設けられた表示層４００と、表示層４００内に設けられた粒子拘束層６と、表示層４００を封止する封止部９とを有している。基板１２Ｅ、１１Ｅは、それぞれ、前述した第１実施形態の基板１２の基部２と同様の構成であるため、その説明は省略する。
【００７８】
書き込み装置２２Ｅは、表示シート２１Ｅに所望の画像（模様、色彩、文字、絵またはこれらの組み合わせ等）を書き込む際に使用する装置である。図９に示すように、書き込み装置２２Ｅは、台座２２１Ｅと、台座２２１Ｅ上に設けられたシート状の共通電極２２２Ｅと、先端に部分電極２２３Ｅが設けられた書き込みペン（入力具）２２４Ｅと、共通電極２２２Ｅおよび部分電極２２３Ｅ間に電圧を印加する電圧印加手段２２５Ｅとを有している。
【００７９】
このような表示装置２０Ｅは、例えば、次のように使用する。
まず、表示面１２１の全域が白色表示状態である表示シート２１Ｅを、表示面１２１を上側にして書き込み装置２２Ｅの共通電極２２２Ｅ上に載置する。次いで、電圧印加手段２２５Ｅによって共通電極２２２Ｅおよび部分電極２２３Ｅ間に、部分電極２２３Ｅ側が低電位となる電圧を印加する。この状態で、書き込みペン２２４Ｅを表示面１２１に接触させつつ所望の軌跡で移動させることにより、その軌跡に対応する領域にて粒子の泳動が生じ、表示色が白色から黒色に変化する。
このような表示装置２０Ｅによれば、紙に鉛筆で文字等を描くのと同様の感覚で、表示シート２１Ｅの表示面１２１に所望の文字等を描くことができる。そのため、表示装置２０Ｅの操作性（操作感覚）が向上する。
【００８０】
以上説明したような表示装置２０は、それぞれ、各種電子機器に組み込むことができる。電気泳動表示装置を備える本発明の電子機器としては、例えば、電子ペーパー、電子ブック、テレビ、ビューファインダ型、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、電子新聞、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、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を挙げることができる。
【００８１】
これらの電子機器のうちから、電子ペーパーを例に挙げ、具体的に説明する。
図１１は、本発明の電子機器を電子ペーパーに適用した場合の実施形態を示す斜視図である。
図１１に示す電子ペーパー６００は、紙と同様の質感および柔軟性を有するリライタブルシートで構成される本体６０１と、表示ユニット６０２とを備えている。このような電子ペーパー６００では、表示ユニット６０２が、前述したような表示装置２０で構成されている。
【００８２】
次に、本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態について説明する。
図１２は、本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態を示す図である。このうち、図１２中（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
図１２に示すディスプレイ（表示装置）８００は、本体部８０１と、この本体部８０１に対して着脱自在に設けられた電子ペーパー６００とを備えている。なお、この電子ペーパー６００は、前述したような構成、すなわち、図１１に示す構成と同様である。
【００８３】
本体部８０１は、その側部（図１２（ａ）中、右側）に電子ペーパー６００を挿入可能な挿入口８０５が形成され、また、内部に二組の搬送ローラ対８０２ａ、８０２ｂが設けられている。電子ペーパー６００を、挿入口８０５を介して本体部８０１内に挿入すると、電子ペーパー６００は、搬送ローラ対８０２ａ、８０２ｂにより挟持された状態で本体部８０１に設置される。
【００８４】
また、本体部８０１の表示面側（図１２（ｂ）中、紙面手前側）には、矩形状の孔部８０３が形成され、この孔部８０３には、透明ガラス板８０４が嵌め込まれている。これにより、本体部８０１の外部から、本体部８０１に設置された状態の電子ペーパー６００を視認することができる。すなわち、このディスプレイ８００では、本体部８０１に設置された状態の電子ペーパー６００を、透明ガラス板８０４において視認させることで表示面を構成している。
【００８５】
また、電子ペーパー６００の挿入方向先端部（図１２（ａ）中、左側）には、端子部８０６が設けられており、本体部８０１の内部には、電子ペーパー６００を本体部８０１に設置した状態で端子部８０６が接続されるソケット８０７が設けられている。このソケット８０７には、コントローラー８０８と操作部８０９とが電気的に接続されている。
このようなディスプレイ８００では、電子ペーパー６００は、本体部８０１に着脱自在に設置されており、本体部８０１から取り外した状態で携帯して使用することもできる。これにより、利便性が向上する。
【００８６】
以上、本発明の表示シート、表示装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
また、前述した実施形態では、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂを互いに反対の極に帯電した帯電粒子としているが、これに限定されず、例えば、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂの一方を正または負に帯電する帯電粒子とし、他方を実質的に帯電していない無帯電粒子としてもよい。
【００８７】
この場合、不織体６１１、６２１の平均孔径や、第２実施形態で述べた第１粒子拘束層６１と基板１２との離間距離、第３実施形態で述べた第３粒子拘束層６３と対向基板１１との離間距離など、所定の粒子の平均粒子径と関係のあるパラメータについては、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂのうち帯電している方の粒子の平均粒子径との関係で前述したパラメータとすればよい。これは、無帯電粒子は、電界の有無や表示装置の姿勢によらず、分散媒中に分散した状態を維持されるためである。
また、無帯電粒子の平均粒子径は、帯電粒子の平均粒子径よりも大きいことが好ましい。これにより、粒子拘束層６による無帯電粒子の拘束性を高めることができるため、無帯電粒子を均一に分散させた状態をより確実に維持することができる。
【００８８】
また、この場合には、黒色粒子を帯電粒子とし、白色粒子を無帯電粒子とするのが好ましい。この場合、黒色粒子を第１の電極側に集めれば白色表示状態となり、第２の電極側に集めれば黒色表示状態となる。また、白色粒子を分散させることにより、表示面１２１からの光をより効率的に反射、拡散することができ、より反射率の高い白色を表示することができる。
【００８９】
また、前述した実施形態では、白色粒子および黒色粒子の平均粒子径が互いに等しいものについて説明したが、これに限定されず、互いの平均粒子径が異なっていてもよい。この場合、不織体６１１、６２１の平均孔径や、第２実施形態で述べた第１粒子拘束層６１と基板１２との離間距離、第３実施形態で述べた第３粒子拘束層６３と対向基板１１との離間距離など、所定の粒子の平均粒子径と関係のあるパラメータについては、白色粒子Ａおよび黒色粒子Ｂのうち平均粒子径が大きいほうの粒子との関係で前述したパラメータとすればよい。
【００９０】
また、前述した実施形態では、第１粒子拘束層と第２粒子拘束層とを別体として形成した構成としたが、これに限定されず、これらを一体的に形成してもよい。また、第１粒子拘束層と第２粒子拘束層とを一体的に形成する場合には、第１粒子拘束層と第２粒子拘束層との境界を明確に定め、前記境界を境に空隙率が異なるようにしてもよいし、前記境界を設けずに、第２粒子拘束層側から第１粒子拘束層側へ空隙率を漸減させるようにしてもよい。すなわち、粒子拘束層の表示面側へ空隙率が減少する勾配を有していれば、どのような構成であってもよい。第３粒子拘束層についても同様である。
【００９１】
また、第１粒子拘束層と第２粒子拘束層との間に、少なくとも１つの他の粒子拘束層を配置してもよい。前記他の粒子拘束層が１層である場合には、その拘束層の空隙率を第１粒子拘束層より低く第２粒子拘束層より高くすればよく、前記他の粒子拘束層が複数層である場合には、その全ての層の空隙率を第１粒子拘束層より低く第２粒子拘束層より高くし、さらに、第２粒子拘束層側から第１粒子拘束層側へ空隙率が大きくなるようにすればよい。
【符号の説明】
【００９２】
１‥‥基部 ２‥‥基部 ３‥‥第１の電極 ４‥‥第２の電極 ６‥‥粒子拘束層 ６１‥‥第１粒子拘束層 ６１１‥‥不織体 ６１１ａ‥‥繊維 ６２‥‥第２粒子拘束層 ６２１‥‥不織体 ６２１ａ‥‥繊維 ６３‥‥第３粒子拘束層 ７‥‥分散媒 ８‥‥柱部材 ９‥‥封止部 １００‥‥分散液 １１、１１Ｅ‥‥対向基板 １２、１２Ｅ‥‥基板 １２１‥‥表示面 ２０、２０Ｅ‥‥表示装置 ２１、２１Ｅ‥‥表示シート ２２‥‥回路基板 ２２Ｅ‥‥書き込み装置 ２２１Ｅ‥‥台座 ２２２Ｅ‥‥共通電極 ２２３Ｅ‥‥部分電極 ２２４Ｅ‥‥書き込みペン ２２５Ｅ‥‥電圧印加手段 ４００‥‥表示層 ６００……電子ペーパー ６０１……本体 ６０２……表示ユニット ８００……ディスプレイ ８０１……本体部 ８０２ａ、８０２ｂ……搬送ローラ対 ８０３……孔部 ８０４……透明ガラス板 ８０５……挿入口 ８０６……端子部 ８０７……ソケット ８０８……コントローラー ８０９……操作部 Ａ‥‥白色粒子 Ｂ‥‥黒色粒子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面側に設けられた第１基板と、
前記第１基板に対向配置された第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、正または負に帯電する少なくとも１種の粒子を分散媒に分散してなる分散液が充填された表示層と、
前記表示層内に設けられた粒子拘束層とを有し、
前記粒子拘束層は、前記第１基板側にて、前記第２基板側よりも前記第１基板側の方が空隙率が高くなっていることを特徴とする表示シート。
【請求項２】
前記粒子拘束層は、前記第１基板側に設けられた第１粒子拘束層と、前記第１粒子拘束層よりも前記第２基板側に設けられた第２粒子拘束層とを有し、
前記第１粒子拘束層は、前記第２粒子拘束層よりも空隙率が高い請求項１に記載の表示シート。
【請求項３】
表示面側に設けられた第１基板と、
前記第１基板に対向配置された第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、正または負に帯電する少なくとも１種の粒子を分散媒に分散してなる分散液が充填された表示層と、
前記表示層内に設けられた粒子拘束層とを有し、
前記粒子拘束層は、前記第１基板側に設けられた第１粒子拘束層と、前記第１粒子拘束層よりも前記第２基板側に設けられた第２粒子拘束層とを有し、
前記第１粒子拘束層は、前記第２粒子拘束層よりも空隙率が高いことを特徴とする表示シート。
【請求項４】
前記粒子拘束層は、前記粒子の前記表示層の厚さ方向への移動は許容しつつ、前記表示層の面内方向の移動を抑制する請求項２または３に記載の表示シート。
【請求項５】
前記第１粒子拘束層の空隙率は、７０％以上、９９％以下であり、
前記第２粒子拘束層の空隙率は、５０％以上、９０％以下である請求項２ないし４のいずれかに記載の表示シート。
【請求項６】
前記第１粒子拘束層の厚さをＨ１とし、前記第２粒子拘束層の厚さをＨ２としたとき、Ｈ１／Ｈ２は、０．１以上、０．５以下である請求項２ないし５のいずれかに記載の表示シート。
【請求項７】
前記第１粒子拘束層は、前記第１基板に対して離間しており、前記第１粒子拘束層と前記第１基板との離間距離は、前記粒子の平均粒子径の０．５倍以上、５倍以下である請求項２ないし６のいずれかに記載の表示シート。
【請求項８】
前記粒子拘束層は、さらに、前記第２粒子拘束層よりも前記第２基板側に設けられた第３粒子拘束層を有し、前記第３粒子拘束層は、前記第２粒子拘束層よりも空隙率が高い請求項２ないし７のいずれかに記載の表示シート。
【請求項９】
前記第３粒子拘束層の空隙率は、７０％以上、９９％以下である請求項８に記載の表示シート。
【請求項１０】
前記粒子拘束層は、多孔質体および繊維の集合体の少なくとも１つを有している請求項１ないし９のいずれかに記載の表示シート。
【請求項１１】
前記分散液には、正または負に帯電する第１粒子と、前記第１粒子と反対の極に帯電する第２粒子とが含まれており、
前記第１粒子と前記第２粒子の平均粒径は、ほぼ等しい請求項１ないし１０のいずれかに記載の表示シート。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の表示シートを備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
表示面側に設けられた第１基板と、
前記第１基板に対向配置された第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、正または負に帯電する少なくとも１種の粒子を分散媒に分散してなる分散液が充填された表示層と、
前記表示層内に設けられた粒子拘束層とを有し、
前記粒子拘束層は、前記第１基板側にて、前記第２基板側よりも前記第１基板側の方が空隙率が高くなっていることを特徴とする表示シート。
【請求項２】
前記粒子拘束層は、前記第１基板側に設けられた第１粒子拘束層と、前記第１粒子拘束層よりも前記第２基板側に設けられた第２粒子拘束層とを有し、
前記第１粒子拘束層は、前記第２粒子拘束層よりも空隙率が高い請求項１に記載の表示シート。
【請求項３】
表示面側に設けられた第１基板と、
前記第１基板に対向配置された第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、正または負に帯電する少なくとも１種の粒子を分散媒に分散してなる分散液が充填された表示層と、
前記表示層内に設けられた粒子拘束層とを有し、
前記粒子拘束層は、前記第１基板側に設けられた第１粒子拘束層と、前記第１粒子拘束層よりも前記第２基板側に設けられた第２粒子拘束層とを有し、
前記第１粒子拘束層は、前記第２粒子拘束層よりも空隙率が高いことを特徴とする表示シート。
【請求項４】
前記粒子拘束層は、前記粒子の前記表示層の厚さ方向への移動は許容しつつ、前記表示層の面内方向の移動を抑制する請求項２または３に記載の表示シート。
【請求項５】
前記第１粒子拘束層の空隙率は、７０％以上、９９％以下であり、
前記第２粒子拘束層の空隙率は、５０％以上、９０％以下である請求項２ないし４のいずれかに記載の表示シート。
【請求項６】
前記第１粒子拘束層の厚さをＨ１とし、前記第２粒子拘束層の厚さをＨ２としたとき、Ｈ１／Ｈ２は、０．１以上、０．５以下である請求項２ないし５のいずれかに記載の表示シート。
【請求項７】
前記第１粒子拘束層は、前記第１基板に対して離間しており、前記第１粒子拘束層と前記第１基板との離間距離は、前記粒子の平均粒子径の０．５倍以上、５倍以下である請求項２ないし６のいずれかに記載の表示シート。
【請求項８】
前記粒子拘束層は、さらに、前記第２粒子拘束層よりも前記第２基板側に設けられた第３粒子拘束層を有し、前記第３粒子拘束層は、前記第２粒子拘束層よりも空隙率が高い請求項２ないし７のいずれかに記載の表示シート。
【請求項９】
前記第３粒子拘束層の空隙率は、７０％以上、９９％以下である請求項８に記載の表示シート。
【請求項１０】
前記粒子拘束層は、多孔質体および繊維の集合体の少なくとも１つを有している請求項１ないし９のいずれかに記載の表示シート。
【請求項１１】
前記分散液には、正または負に帯電する第１粒子と、前記第１粒子と反対の極に帯電する第２粒子とが含まれており、
前記第１粒子と前記第２粒子の平均粒径は、ほぼ等しい請求項１ないし１０のいずれかに記載の表示シート。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の表示シートを備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−９３６２７（Ｐ２０１２−９３６２７Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４２２４２（Ｐ２０１０−２４２２４２）
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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