(57)【要約】【課題】微細凹凸での散乱を小さくして表示面側の電極にも適用することができる、針状ではない微細凹凸を、コストの増大がなく、電極に形成することができる情報表示用パネルを提供する。【解決手段】少なくとも一方が透明な２枚の基板間に表示媒体を封入し、基板に設けた電極に電圧を印加することで表示媒体に電界を付与し、表示媒体を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルにおいて、前記基板１１及び電極１２上に、表面に凹凸部１３ａを有する樹脂製の保護層１３を形成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明な２枚の基板間に表示媒体を封入し、基板に設けた電極に電圧を印加することで表示媒体に電界を付与し、表示媒体を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルにおいて、前記基板及び電極上に、表面に凹凸部を有する樹脂製の保護層を形成したことを特徴とする情報表示用パネル。
【請求項２】
前記表面に凹凸部を有する樹脂製の保護層が、樹脂とフィラーとの混合物から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の情報表示用パネル。
【請求項３】
前記樹脂が、ポリメチルメタクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミドのいずれかで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の情報表示用パネル。
【請求項４】
前記フィラーが、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化シリコン、酸化アルミニウムのいずれかの無機物から構成されていることを特徴とする請求項２に記載の情報表示用パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一方が透明な２枚の基板間に表示媒体を封入し、基板に設けた電極に電圧を印加することで表示媒体に電界を付与し、表示媒体を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、表示媒体を構成する粒子と電極との間の相互作用としては、粒子の帯電によるクーロン力と帯電以外の原因による非電気的付着力とが存在し、これらの相互作用を低減させることで、駆動電圧の低減やコントラストの向上といった効果が得られることが分かっている。このうち、非電気的付着力に関しては、ディスプレイの電極に微細な凹凸を設けることで、駆動電圧の低減などの特性改善が実現出来ることはわかっている。従来、電極に微細な凹凸を設ける方法としては、サンドブラストやウェットブラストなどにより基板となるガラスそのものに微細凹凸を形成し、その上に電極を成膜して電極に凹凸を形成していた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３５２１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したようにして電極に凹凸を設けるために基板にブラスト処理を利用する方法には、３つの大きな問題点があった。
【０００５】
第１の問題点は、電極のシート抵抗の大幅な悪化である。微細凹凸を持つガラス基板は、平坦なガラス面と比べて表面積が非常に大きくなるため、実効膜厚が減少してシート抵抗が悪化する。また、ブラスト処理によって生じる微細凹凸は非常に鋭く尖った針形状になるためにアスペクト比が大きくなる。一方、電極の成膜法として最も一般的なスパッタリング法では、アスペクト比の大きい形状の側面はスパッタ粒子の粗さＲａで０．２μｍ程度までに限られ、それ以上の粗さでは電極の断線が増加してしまっていた。シート抵抗の悪化や電極の断線を防ぐために電極厚みを増やす手法もあるが、その場合、原材料費、タクトなどの面でコストの増大が大きな問題となっていた。
【０００６】
第２の問題点は、電界放射によるスパークの発生である。一般に針状の導電体に電圧を加えると、針の先端に電界が集中し絶縁破壊によって放電する。スパークが起こると、その周辺の電極や帯電粒子に深刻なダメージが生じてしまう。この現象の抑制のために、針状ではない微細凹凸を形成する手法が期待されていた。
【０００７】
第３の問題点は、基板の透過率の大幅な悪化である。ブラスト処理では、必要な凹凸形状以外にも無数の微細な凹凸が生じてしまい、界面での散乱が非常に大きくなる。散乱の増大によりｈａｚｅ値が悪化するため、従来は対向する２枚の電極のうち、透明性を必要としない背面側の電極のみにしか導入出来なかった。
【０００８】
本発明の目的は上述した問題点を解消して、微細凹凸での散乱を小さくして表示面側の電極にも適用することができる、針状ではない微細凹凸を、コストの増大がなく、電極に形成することができる情報表示用パネルを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の情報表示用パネルは、少なくとも一方が透明な２枚の基板間に表示媒体を封入し、基板に設けた電極に電圧を印加することで表示媒体に電界を付与し、表示媒体を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルにおいて、前記基板及び電極上に、表面に凹凸部を有する樹脂製の保護層を形成したことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の情報表示用パネルの好適例としては、表面に凹凸部を有する樹脂製の保護層が、樹脂とフィラーとの混合物から構成されていること、樹脂が、ポリメチルメタクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミドのいずれかで構成されていること、フィラーが、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化シリコン、酸化アルミニウムのいずれかの無機物から構成されていること、がある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基板及び電極上に、表面に凹凸部を有する樹脂製の保護層を形成したことで、微細凹凸での散乱を小さくして表示面側の電極にも適用することができる、針状ではない微細凹凸を、コストの増大がなく、電極に形成することができる情報表示用パネルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の情報表示用パネルの一例の動作を示す図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の情報表示用パネルの他の例の動作を示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の情報表示用パネルの一例（図３（ｃ））を比較例（図３（ａ））及び従来例（図３（ｂ））と対比して説明するための図である。
【図４】平均付着力Ｆａを測定する方法の好適な一例を説明するための図である。
【図５】水準Ａ〜Ｆの電極構成で作製した情報表示用パネルの駆動特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
まず、本発明の対象となる情報表示用パネルの基本的な構成について説明する。本発明で用いる情報表示用パネルでは、対向する２枚の基板間に封入した表示媒体に電界が付与される。付与された電界方向にそって、高電位側に向かっては低電位に帯電した表示媒体が電界による力やクーロン力などによって引き寄せられ、また、低電位側に向かっては高電位に帯電した表示媒体が電界による力やクーロン力などによって引き寄せられ、それら表示媒体が電位の切替による電界方向の変化によって往復運動することにより、画像表示がなされる。従って、表示媒体が、均一に移動し、かつ、繰り返し時あるいは保存時の安定性を維持できるように、情報表示用パネルを設計する必要がある。ここで、表示媒体を構成する粒子にかかる力は、粒子同士のクーロン力により引き付けあう力の他に、電極や基板との鏡像力、分子間力、液架橋力、重力などが考えられる。
【００１４】
本発明の対象となる情報表示用パネルの例を、図１（ａ）、（ｂ）〜図２（ａ）、（ｂ）に基づき説明する。
【００１５】
図１（ａ）、（ｂ）に示す例では、少なくとも１種以上の粒子から構成される色と帯電特性の異なる表示媒体３（ここでは白色粒子３Ｗと黒色粒子３Ｂを示す）を、基板１に設けた電極６と基板２に設けた電極５との間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させ、黒色粒子３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色粒子３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、図１（ｂ）に示す例では、図１（ａ）に示す例に加えて、基板１、２との間に例えば格子状に隔壁４を設けセルを形成している。
【００１６】
図２（ａ）、（ｂ）に示す例では、１種の色の表示媒体３（ここでは白色粒子３Ｗ）を、基板２上に設けた電極５と電極６との間に電圧を印加させることにより発生する電界に応じて、基板１、２と平行方向に移動させ、白色粒子３Ｗを観察者に視認させて白色表示を行うか、あるいは、電極６または基板１の色を観察者に視認させて電極６または基板１の色の表示を行っている。なお、図２（ｂ）に示す例では、図２（ａ）に示す例に加えて、基板１、２との間に例えば格子状に隔壁４を設けセルを形成している。
【００１７】
本発明の情報表示用パネルの特徴は、上述した構成の情報表示用パネルに用いる基板及び電極として、基板及び電極上に、表面に凹凸部を有する樹脂製の保護層を形成したものを用いる点にある。図３（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の情報表示用パネルの一例（図３（ｃ））を比較例（図３（ａ））及び従来例（図３（ｂ））と対比して説明するための図である。図３（ｃ）に示す例において、本発明の情報表示用パネルでは、基板１１及び電極１２上に、表面に凹凸部１３ａを有する樹脂製の保護層１３を形成している。
【００１８】
本発明では、図３（ｃ）に示すように、電極１２自体に微細凹凸部を与えることなく、その最表面に凹凸部１３ａを持つ保護層１３を形成することで、上記の問題を解決出来ることを見出した。図３（ｂ）に示すように、従来法ではガラス基板１１及び電極１２が凹凸部を持つ。それに対し本発明では、平坦なガラス基板１１上にスパッタリングで成膜し、平坦な電極１２を形成する。この上に凹凸部１３ａを持つ樹脂製の保護層１３を形成させる。保護層の形成法としては、ガラス基板１１であれば、コーティング法、樹脂フィルム転写、インプリント転写などがある。また本手法は、樹脂製の基板を備える情報表示用パネルにも適用が可能である。樹脂製の基板の場合には、コーティング法、転写法の他に印刷法も有効な手法となる。いずれの方法においても非電気的付着力の低減効果が得られるので、必要な凹凸部１３ａの凹凸形状や凹凸密度などを考慮して最適な方法を選ぶことが出来る。
【００１９】
更に好適な手法として、表面に凹凸部１３ａを有する樹脂製の保護層１３が、樹脂とフィラーとの混合物から構成されていることがある。また、樹脂が、ポリメチルメタクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミドのいずれかで構成されていること、および、フィラーが、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化シリコン、酸化アルミニウムのいずれかの無機物から構成されていること、が更に好ましい。
【００２０】
上記の構成で電極を作製した場合、ガラス基板や電極自身は平坦なままなので、シート抵抗の悪化や断線、電界放射は起こらない。保護層１３の凹凸部１３ａによりｈａｚｅ値は若干増大するが、ブラスト処理をした場合に比べて増大の程度を軽減することが出来る。また、悪化の程度は、凹凸部の形状や密度に依存するため、保護層１３の形成手法によって異なる。
【実施例】
【００２１】
基板１１として厚さ７００μｍのガラス基板を用い、その上に成膜温度２００度で約１００ｎｍの膜厚のＩＴＯ電極をＤＣスパッタで成膜した（図３（ａ）に示す水準Ａ）。水準Ａは、凹凸部を持たない通常のＩＴＯ電極とした。図３（ｂ）に示す水準Ｂとしては、水準Ａのガラス基板１１及びＩＴＯ電極１２に対し、上述した従来のブラスト法によって、直接凹凸部を形成した電極１２を用いた。図３（ｃ）に示す水準Ｃ、Ｄでは、それぞれポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を溶剤で希釈し、フィラーとして炭酸カルシウムの微粒子を加えて、ＩＴＯ電極１２の表面にスピンコート法で薄く塗布した。水準Ｃは、樹脂濃度１０ｗｔ％の溶剤に粒子径２００ｎｍの炭酸カルシウム粒子を拡散させ、表面粗さＲａ＝１．０μｍの凹凸部１３ａを有する保護層１３を形成した。水準Ｄは、樹脂濃度２０ｗｔ％の溶剤に粒子径１．３μｍの炭酸カルシウム粒子を拡散させ、表面粗さＲａ＝１．０μｍの凹凸部１３ａを有する保護層１３を形成した。水準Ｅとして、フィラーを加えずにＰＭＭＡを塗布して保護層１３とし、保護層にブラスト処理を行った。水準Ｆでは樹脂としてポリエステル樹脂を用い、フィラーとしてＳｉＯ２の微粒子を加えた。樹脂濃度２５ｗｔ％の溶剤中に粒子径１１００ｎｍのＳｉＯ２粒子を拡散させスピンコート法で塗布することで、表面粗さＲａ＝１．０μｍの凹凸部１３ａを有する保護層１３を形成した。
【００２２】
保護層１３に用いる樹脂としては、アクリル系樹脂だけでなく一定以上の硬度を有する非汚染性の樹脂が広く利用可能で、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミドなどがある。また、フィラーは粒子と直接接触するため無機物であることが好ましく、炭酸カルシウムの他にもＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３などの微粒子を用いることが出来る。
【００２３】
準備した各水準の評価として、表面粗さＲａ、平均付着力Ｆａ、シート抵抗値（Ω／□）、電界放射の閾電圧（Ｖ）、ｈａｚｅ値、駆動電圧（Ｖ）、最大コントラストを測定して評価した。結果を以下の表１に示す。
【００２４】
ここで、表面粗さＲａはＪＩＳ−Ｂ−０６０１に基づいて測定した。非電気的付着力Ｆａは、図４に測定方法を示すように、電極５（６）と粒子３とを接触させた状態で回転中心２１からＲの位置にセットした粒子３を回転させることで、粒子３に遠心力をかけ、粒子３が電極５（６）から飛翔した回転数ωを求め、以下の式から遠心力Ｆｒを算出し、Ｆｒ＝ｍＲω２ 、ｍ＝（４／３）π（ｄ／２）３ρ、ここで、ｍ：粒子質量、ｄ：粒子径、ρ：粒子比重、算出した遠心力Ｆｒを非電気的付着力Ｆａとして求めることで、本発明で定義した非電気的付着力Ｆａを得た。シート抵抗値は、三菱油化製LorestaAPを用いて４端子法で測定した。電界放射の閾電圧は、対向する電極間に印加する電圧を０Ｖから２００Ｖまで増加させ、電界放射によるスパークが発生した電圧を閾電圧として求めた。駆動電圧および最大コントラストは、図５に示す駆動曲線において、１５０Ｖでのコントラストを最大コントラストとして求めるとともに、最大コントラストの５０％のコントラストが得られる電圧を駆動電圧として求めた。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表１の結果から、水準Ａと水準Ｂとの比較、および、水準Ｃと水準Ｄとの比較より、表面の凹凸部により非電気的付着力が低減していることが分かり、水準Ｂと水準Ｃとの比較より、低減効果の大きさは凹凸部の形成手法に依らないことが確かめられる。一方、問題点であったシート抵抗、電界放射の閾電圧については、水準Ｃ、Ｄでは電極自体が凹凸部を持たないために水準Ａと同等を維持出来ることが分かる。また、ｈａｚｅ値については水準Ａに比べて悪化が見られるが、水準Ｂに比べて悪化が抑制されていることが分かる。
【００２７】
図５は水準Ａ〜Ｆの電極構成で作製した情報表示用パネルの駆動特性を示すグラフである。図５に示す例において、水準Ａに比べて水準Ｂ〜Ｆでは駆動電圧の低減が実現されていることが分かる。また、水準ＢとＣに比べて水準ＤとＦは駆動電圧のさらなる低減と最大コントラストの増加に成功していることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の情報表示用パネルは、ノートパソコン、ＰＤＡ、携帯電話、ハンディターミナル等のモバイル機器の表示部、電子書籍、電子新聞等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板等の掲示板、電卓、家電製品、自動車用品等の表示部、ポイントカード、ＩＣカード等のカード表示部、電子広告、電子ＰＯＰ、電子値札、電子楽譜、ＲＦ−ＩＤ機器の表示部などに好適に用いられる。
【符号の説明】
【００２９】
１、２  基板
３  表示媒体（粒子群）
３Ｗ  白色粒子群
３Ｂ  黒色粒子群
４  隔壁
５、６  電極
１１  基板
１２  電極
１３  保護層
１３ａ  凹凸部
２１  回転中心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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