ツイストボール式電子ペーパーのカラー化及びデュアルモード化に関する研究

ツイストボール式電子ペーパーのカラー化に関しては、昨年度中に原理確認が完了しているため、数理モデルによる理論的研究及び性能向上に取り組んだ。理論的研究では、電子ペーパー内での二色微粒子の運動の数理モデル化を行い、二色微粒子の駆動電圧が磁気力に比例して大きくなることを理論的に示した。このことは実験的にも確認され、モデルの妥当性を示すことができた。今回作成した数理モデルは、カラー化に用いる二色微粒子の駆動電圧制御技術のみならず通常のツイストボール式電子ペーパーの性能向上、設計の最適化に対しても重要なものであると言える。また、以前に作製したカラー電子ペーパーは各粒子の切り分け駆動が完全でなかったが、これらの結果を反映して新たに作製したカラー電子ペーパーは、印加電圧に応じて2種類の粒子のほぼ理想的な切り分け駆動に成功し、マゼンタ/赤/青/黒の明瞭な4色表示を実現することができた。これにより、実用的なレベルでのツイストボール式電子ペーパーのマルチカラー化にはじめて成功した。また、本研究中には電子ペーパー内に粒子の挙動を乱す空間電荷が存在し得ることが見出され、その性質及び空間電荷を逆に応用した電子ペーパーの新規駆動法に関しても検討を行った。デュアルモード化に関しても昨年度の段階で原理確認が完了しているため、本年度はデバイスの性能向上に取り組んだ。具体的にはこれまでよりも細い流路を用いてより小さな粒子の合成を行い、発光輝度向上及び駆動電圧低減を目指した。条件を検討することで粒子の直径を約240 μmまで縮小し、電子ペーパーの発光輝度を3倍以上に向上させることに成功した。また、この電子ペーパーの発展形として両側の半球が異なる色で発光する粒子を用いた二色発光デュアルモードツイストボール式電子ペーパーに関しても検討を行い、原理確認を行うことができた。

ツイストボール式電子ペーパーのカラー化に関しては、昨年度中に原理確認が完了しているため、数理モデルによる理論的研究及び性能向上に取り組んだ。理論的研究では、電子ペーパー内での二色微粒子の運動の数理モデル化を行い、二色微粒子の駆動電圧が磁気力に比例して大きくなることを理論的に示した。このことは実験的にも確認され、モデルの妥当性を示すことができた。今回作成した数理モデルは、カラー化に用いる二色微粒子の駆動電圧制御技術のみならず通常のツイストボール式電子ペーパーの性能向上、設計の最適化に対しても重要なものであると言える。また、以前に作製したカラー電子ペーパーは各粒子の切り分け駆動が完全でなかったが、これらの結果を反映して新たに作製したカラー電子ペーパーは、印加電圧に応じて2種類の粒子のほぼ理想的な切り分け駆動に成功し、マゼンタ/赤/青/黒の明瞭な4色表示を実現することができた。これにより、実用的なレベルでのツイストボール式電子ペーパーのマルチカラー化にはじめて成功した。また、本研究中には電子ペーパー内に粒子の挙動を乱す空間電荷が存在し得ることが見出され、その性質及び空間電荷を逆に応用した電子ペーパーの新規駆動法に関しても検討を行った。デュアルモード化に関しても昨年度の段階で原理確認が完了しているため、本年度はデバイスの性能向上に取り組んだ。具体的にはこれまでよりも細い流路を用いてより小さな粒子の合成を行い、発光輝度向上及び駆動電圧低減を目指した。条件を検討することで粒子の直径を約240 μmまで縮小し、電子ペーパーの発光輝度を3倍以上に向上させることに成功した。また、この電子ペーパーの発展形として両側の半球が異なる色で発光する粒子を用いた二色発光デュアルモードツイストボール式電子ペーパーに関しても検討を行い、原理確認を行うことができた。