(57)【要約】  【課題】駆動電圧を十分に低減でき、画像部と非画像部とのコントラストが比較的高い画像を繰り返して表示できる表示粒子および該表示粒子を備えた画像表示装置を提供すること。  【解決手段】少なくとも一方が透明な２枚の基板間に、帯電された表示粒子を封入し、該基板間に電界を発生させることによって、表示粒子を移動させて画像を表示する画像表示装置に用いられる表示粒子において、表示粒子が正帯電表示粒子および負帯電表示粒子を含み、正帯電表示粒子および負帯電表示粒子の誘電率がそれぞれ独立して２．０〜４．０の範囲内であることを特徴とする表示粒子、および該表示粒子を備えた画像表示装置。【選択図】なし【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、帯電された表示粒子を封入し、該基板間に電界を発生させることによって、表示粒子を移動させて画像を表示する画像表示装置に用いられる表示粒子において、
表示粒子が正帯電表示粒子および負帯電表示粒子を含み、正帯電表示粒子および負帯電表示粒子の誘電率がそれぞれ独立して２．０〜４．０の範囲内であることを特徴とする表示粒子。
【請求項２】
請求項１に記載の表示粒子を備えた画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
帯電された表示粒子を、電界を加えることで移動させることにより、画像の表示および消去を繰り返し実行できる画像表示装置に用いられる表示粒子および画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、帯電された表示粒子を気相中に封入し、かつ、電圧を印加させて電界方向に沿って表示粒子を移動させることにより画像表示を行える様にした方式が知られている。この方式は、基板間に電圧を印加して形成された電界方向に沿って、帯電された表示粒子を移動させる必要があるため、低い印加電圧の下でも表示粒子をスムーズに移動させる技術が求められていた。
【０００３】
表示粒子として、例えば特許文献１では、表示粒子を構成する樹脂の体積固有抵抗を１×１０１４Ω・ｃｍ以上にする表示粒子を用いることが提案されている。しかしながら、そのような表示粒子は、誘電率が比較的高くなり、電界によって分極が起こるため、駆動電圧を十分に低減することはできなかった。また画像の表示および消去を繰り返し実施したときに、画像部と非画像部のコントラストが著しく低下するという問題があった。
【特許文献１】特開２００８−９４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、駆動電圧を十分に低減でき、画像部と非画像部とのコントラストが比較的高い画像を繰り返して表示できる表示粒子および該表示粒子を備えた画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、少なくとも一方が透明な２枚の基板間に、帯電された表示粒子を封入し、該基板間に電界を発生させることによって、表示粒子を移動させて画像を表示する画像表示装置に用いられる表示粒子において、
表示粒子が正帯電表示粒子および負帯電表示粒子を含み、正帯電表示粒子および負帯電表示粒子の誘電率がそれぞれ独立して２．０〜４．０の範囲内であることを特徴とする表示粒子、および該表示粒子を備えた画像表示装置に関する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、駆動電圧を有効に低減でき、しかも画像部と非画像部とのコントラストが十分に高い画像を繰り返して表示できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
［画像表示装置用表示粒子］
本発明に係る画像表示装置用表示粒子は、正帯電表示粒子および負帯電表示粒子からなる。詳しくは、混合によって互いに摩擦接触させたり、または電荷付与材料としての鉄粉（キャリア）等の基準材料に対して摩擦接触させたりしたときに、正帯電性を示す表示粒子と、負帯電性を示す表示粒子とを使用する。それらの表示粒子は通常、帯電極性だけでなく、色も異なるので、後で詳述する画像表示装置において基板間に電界を発生させたとき、視認方向上流側の基板に移動・付着する表示粒子と、視認方向下流側の基板上に残留・付着する表示粒子との間の当該色の差に基づいて、表示画像を視覚的に認識できるようになる。例えば、正帯電表示粒子または負帯電表示粒子の一方を白色とし、他方を黒色とすることで表示画像を視覚的に認識できる。
【０００８】
正帯電表示粒子および負帯電表示粒子はそれぞれ独立して、誘電率が２．０〜４．０の範囲内のものである。正帯電表示粒子および負帯電表示粒子の誘電率は、初期コントラストのさらなる向上および駆動電圧のさらなる低減の観点から好ましくは、それぞれ独立して２．２〜３．５であり、初期および耐久時のコントラストのさらなる向上および駆動電圧のさらなる低減の観点から好ましくは、それぞれ独立して２．２〜３．０である。正帯電表示粒子および負帯電表示粒子がそれぞれ上記した誘電率を有することによって、基板間での電界形成時において個々の表示粒子が分極を引き起こすことなく、当該電界に基づいて有効に移動するようになる。そのため、駆動電圧を有効に低減でき、しかも画像部と非画像部とのコントラストが十分に高い画像を繰り返して表示できる。誘電率が小さすぎると、表示粒子が有効に電界による駆動作用を受けないので、表示粒子の電界に基づく移動が困難になる。そのため、駆動電圧が上昇し、コントラストが低下する。誘電率が大きすぎると、基板間での電界形成時において、表示粒子中での分極が促進され、電界による駆動作用を打ち消すため、表示粒子の電界に基づく移動が困難になる。そのため、駆動電圧が上昇し、コントラストが低下する。正帯電表示粒子または負帯電表示粒子の片方のみの誘電率が上記範囲外であっても、駆動電圧が上昇し、コントラストが低下する。
【０００９】
正帯電表示粒子の誘電率および負帯電表示粒子の誘電率はそれぞれ独立して上記範囲内であればよく、それらの差は、双方の表示粒子が同一電界で同一に駆動できるようにするために好ましくは０．５以下であり、０．３以下がより好ましい。
【００１０】
本明細書中、誘電率はインピーダンス測定装置を用いて測定された値を用いている。具体的な測定装置としては、例えば「4284AプレシジョンLCRメータ（ヒューレット・パッカード社製）」などが使用可能である。以下に「4284AプレシジョンLCRメータ（ヒューレット・パッカード社製）」を用いて表示粒子の誘電率を求める方法について、図１を用いて説明する。
【００１１】
まず、２５℃５０％環境下で、所定の表示粒子０．６ｇを秤量し、３４３００ｋＰａの荷重をかけ、直径２５ｍｍ、厚さ１ｍｍ以下の円盤状の測定試料１を成型する。次いで、作成した測定試料１を、直径２５ｍｍの誘電率測定治具（電極）２「SE-71形固定用電極安藤電気製」に装着して固定する。その後、３．４３Ｎ（３５０ｇ）の荷重をかけて、交流で印加電圧５Ｖ、周波数１００ｋＨｚの条件下で、ＬＣＲメータ３「TYPE AG4311 LCR  METER 安藤電気製」により誘電率を３回測定し、その平均値を誘電率とする。
【００１２】
正帯電表示粒子と負帯電表示粒子の誘電率は、画像表示装置より、以下の方法に基づいて正帯電表示粒子と負帯電表示粒子とを分離・採取し、前記した測定方法に供することより測定できる。
まず、画像表示装置の上下電極間に５００Ｖの直流電圧を印加して、正帯電表示粒子と負帯電表示粒子とを当該装置内で分離したのち、当該装置を分解する。次いで、正帯電表示粒子と負帯電表示粒子とをそれぞれ採取する。採取された正帯電表示粒子と負帯電表示粒子をそれぞれ前記した測定方法に供することによって、各表示粒子の誘電率を測定できる。直流電圧は、一方の電極に＋５００Ｖ、他方の電極に０Ｖを印加するものとする。
【００１３】
（表示粒子の製造）
正帯電の表示粒子および負帯電の表示粒子は、少なくともバインダー樹脂および着色剤を含有する母体粒子からなり、通常はさらに外添剤を含むものである。表示粒子の帯電極性は、例えば後述する画像表示装置の製造方法において主にキャリアを選択することによって制御される。例えば、正帯電の表示粒子として使用するものには、通常コア表面にフッ素化アクリレート樹脂をコートしたキャリアを使用する。負帯電の表示粒子として使用するものには、コア表面にシクロへキシルメタクリレートをコートしたキャリアを使用する。
【００１４】
母体粒子を構成するバインダー樹脂は、特に限定されるものではなく、下記に示すビニル系樹脂と呼ばれる重合体がその代表的なものであり、ビニル系樹脂の他に、ポリアミド樹脂やポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂等の縮合系の樹脂もある。ビニル系樹脂の具体例としては、ポリスチレン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリメタクリル樹脂の他、エチレン単量体やプロピレン単量体より形成されるポリオレフィン樹脂等が挙げられる。また、ビニル系樹脂以外の樹脂としては、前述した縮合系樹脂の他に、ポリエーテル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等がある。
母体粒子に使用可能なバインダー樹脂を構成する重合体は、これらの樹脂を形成する重合性単量体を少なくとも１種類用いて得られるものの他、複数種類の重合性単量体を組み合わせて作製することもできる。複数種類の重合性単量体を組み合わせて樹脂を作製する場合、たとえば、ブロック共重合体やグラフト共重合体、ランダム共重合体といった共重合体を形成する方法の他、複数種類の樹脂を混ぜ合わせるポリマーブレンド法による樹脂形成もある。そのような共重合体として、例えば、スチレン・アクリル樹脂が好ましく使用される。
【００１５】
母体粒子に含有される着色剤は、表示粒子が所定の誘電率を有し、かつ、正帯電の表示粒子に使用されるものと、負帯電の表示粒子に使用されるものとで異なる色の着色剤が使用される限り、特に限定されるものではなく、公知の顔料が用いられる。以下、白色母体粒子および黒色母体粒子について説明するが、本発明はこれらの組み合わせに制限されて解釈されるべきではない。
【００１６】
例えば、白色母体粒子を構成する白色顔料の具体例としては、アナタース型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、酸化亜鉛（亜鉛華）、アンチモン白、硫化亜鉛などが挙げられる。誘電率の制御の観点からは、アナタース型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、酸化亜鉛が好ましく、特にアナタース型酸化チタン、ルチル型酸化チタンが好ましい。白色顔料は２種類以上組み合わせて含有させることができる。
また例えば、黒色母体粒子を構成する黒色顔料の具体例としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭等が挙げられる。誘電率の制御の観点からは、カーボンブラックが好ましい。黒色顔料は２種類以上組み合わせて含有させることができる。
【００１７】
着色剤の種類および含有量を調整することによって、表示粒子の誘電率を制御できる。例えば、同じ含有量で使用される場合、例えば酸化亜鉛は酸化チタンより表示粒子の誘電率は小さくなる。また例えば、着色剤含有量が少ないほど、表示粒子の誘電率は小さくなるが、着色度が低下するため、コントラストが低下する傾向がある。着色剤含有量を増加させることで誘電率は大きくなる。
【００１８】
着色剤の含有量は、誘電率の制御、ならびに駆動電圧の低減とコントラストの向上とのバランスの観点から、バインダー樹脂１００重量部に対して、白色母体粒子の場合は通常、２０〜２００重量部であり、黒色母体粒子の場合は通常、５〜２０重量部である。
【００１９】
白色母体粒子における着色剤の含有量について、詳しくは、例えばアナタース型酸化チタンを、バインダー樹脂としてのスチレン・アクリル共重合体樹脂とともに使用する場合、バインダー樹脂１００重量部に対して、通常は２０〜１８０重量部であり、好ましくは２５〜１６０重量部、より好ましくは３０〜１５０重量部である。
また例えばルチル型酸化チタンを、バインダー樹脂としてのスチレン・アクリル共重合体樹脂とともに使用する場合、バインダー樹脂１００重量部に対して、通常は２０〜１８０）重量部であり、好ましくは２５〜１６０重量部、より好ましくは３０〜１５０重量部である。
また例えば酸化亜鉛を、バインダー樹脂としてのスチレン・アクリル共重合体樹脂）とともに使用する場合、バインダー樹脂１００重量部に対して、通常は４０〜２００重量部であり、好ましくは５０〜１８０重量部、より好ましくは６０〜１６０重量部である。
着色剤の含有量が少なすぎると、誘電率が小さくなりすぎ、また着色度が低下する。よって駆動電圧が増大し、コントラストが低下する。着色剤の含有量が多すぎると、誘電率が大きくなりすぎるので、駆動電圧が増大し、コントラストが低下する。
【００２０】
黒色母体粒子における着色剤の含有量について、詳しくは、例えばカーボンブラックを、バインダー樹脂としてのスチレン・アクリル共重合体樹脂とともに使用する場合、バインダー樹脂１００重量部に対して、好ましくは８〜２０重量部であり、より好ましくは５〜１５重量部である。
【００２１】
着色剤の平均一次粒径は着色力が発揮できれば特に制限されず、通常は、白色顔料の場合で５０〜５００ｎｍ、特に１００〜３００ｎｍが好適であり、黒色顔料の場合で１０〜５０ｎｍ、特に１５〜３５ｎｍが好適である。
【００２２】
本明細書中、平均一次粒径は以下の方法によって測定された値を用いている。
走査電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope通称SEM）において、1万倍で写真を撮り、実画像の粒子１００個の平均値を用いている。
【００２３】
母体粒子には、他の添加剤、例えば、荷電制御剤が内添されてもよい。
白色母体粒子の場合は、正帯電性荷電制御剤として、二グロシン染料、トリフェニルメタン系化合物、４級アンモニウム塩系化合物、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体等、黒色母体粒子の場合は、負帯電性荷電制御剤として、サリチル酸金属錯体、含金属アゾ染料、４級アンモニウム塩系化合物、カリックスアレン化合物、ニトロイミダゾール誘導体等があげられる。
【００２４】
本発明の表示粒子は、母体粒子に外添剤を添加し、混合することによって製造できる。
外添剤は、画像表示装置の表示粒子の分野で従来から公知の外添剤が使用され、例えば、シリカ、チタニア等が挙げられる。
【００２５】
外添剤は、粒子同士、粒子と電極間の物理的付着力低減の観点から、疎水化剤により表面処理されて使用されることが好ましい。疎水化剤は、表示粒子の分野で外添される無機微粒子の表面処理に使用される公知の疎水化剤が使用可能であり、例えば、アミノシランカップリング剤、ジシラザン化合物、シリコーンオイル等が挙げられる。
【００２６】
外添剤の平均一次粒径は１０〜２００ｎｍ、好ましくは３０〜１００ｎｍである。
【００２７】
外添剤の添加量は、特に制限されず、母体粒子１００重量部に対して、通常は０．１〜２０重量部、特に０．５〜１０重量部が好ましい。
【００２８】
母体粒子の作製方法は、特に限定されるものではなく、たとえば、電子写真方式の画像形成に使用されるトナーの製造方法等、樹脂と着色剤を含有する粒子を作製する公知の方法を応用することにより対応が可能である。母体粒子の具体的な作製方法としては、たとえば、以下の方法が挙げられる。
（１）樹脂と着色剤とを混練した後、粉砕、分級の各工程を経て母体粒子を作製する方法；
（２）水系媒体中で重合性単量体と着色剤を機械的に撹拌して液滴を形成した後、重合を行って母体粒子を作製する、いわゆる懸濁重合法；および
（３）界面活性剤を含有させた水系媒体中に重合性単量体を滴下し、ミセル中で重合反応を行って１００〜１５０ｎｍの重合体粒子を作製した後、着色剤粒子と凝集剤を添加してこれらの粒子を会合させて母体粒子を作製する、いわゆる乳化会合法。
【００２９】
表示粒子の体積平均粒径Ｄ１は０．１〜５０μｍであり、電界による移動の容易性および濃度ばらつきの軽減の観点から、好ましくは１〜２０μｍである。
【００３０】
粒子の体積平均粒径Ｄ１は体積基準メディアン径（ｄ５０径）であって、マルチサイザー３（ベックマン・コールター社製）に、データ処理用のコンピューターシステムを接続した装置を用いて測定、算出することができる。
測定手順としては、粒子０．０２ｇを界面活性剤溶液２０ｍｌ（粒子を分散させるためのもので、界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で１０倍希釈した界面活性剤溶液）で馴染ませた後、超音波分散を１分間行い、粒子分散液を作製する。この粒子分散液を、サンプルスタンド内のＩＳＯＴＯＮＩＩ（ベックマン・コールター社製）の入ったビーカーに、測定濃度１０％になるまでピペットにて注入し、測定機カウントを２５００個に設定して測定する。なお、マルチサイザー３のアパチャー径は５０μｍのものを使用する。
【００３１】
［画像表示装置］
本発明に係る画像表示装置は上記した表示粒子を備えたことを特徴とする。以下、本発明の画像表示装置について詳細に説明する。
【００３２】
本発明に係る画像表示装置は、少なくとも一方が透明な２枚の基板間に上記した表示粒子を封入し、該基板間に電界を発生させることによって、表示粒子を気相中で移動させて画像を表示するものである。
【００３３】
本発明に係る画像表示装置の代表的な構成断面を図２に示す。図２（ａ）は、基板１１、１２上に層構造の電極１５を設け、電極１５表面に絶縁層１６を設けたものである。図２（ｂ）に示す画像表示装置は、装置内に電極を設けていない構造のもので、装置外部に設けられた電極を介して電界を付与させ、表示粒子の移動を行える様にしたものである。図２（ａ）および図２（ｂ）における同じ符号は同じ部材を意味するものとする。図２は図２（ａ）および図２（ｂ）を包含して意味するものとする。図２の画像表示装置１０は、図に示す様に、基板１１側より画像を視認するものとするが、本発明では基板１１側より画像を視認するものに限定されるものではない。また、図２（ｂ）に示すタイプは、装置自体に電極１５が設けられていない分、装置の構造を簡略化させ、その製造工程を短縮化することができるメリットがある。図２（ｂ）に示すタイプの画像表示装置１０を電圧印加可能な装置にセットして電圧印加を行う様子を示すものを図４に示す。なお、本発明に係る画像表示装置の断面構成は図２（ａ）と（ｂ）に示すものに限定されるものではない。
【００３４】
図２（ａ）の画像表示装置１０の最外部には、当該画像表示装置を構成する筐体である２つの基板１１と１２が対向して配置されている。基板１１と１２は双方が向き合う側の面上に電圧印加を行うための電極１５が設けられ、さらに、電極１５上に絶縁層１６が設けられている。基板１１と１２には、電極１５と絶縁層１６が設けられ、電極１５と絶縁層１６を有する側の面を対向させて形成される隙間１８には表示粒子が存在する。図２に示す画像表示装置１０は、表示粒子として負帯電した黒色表示粒子（以下、黒色粒子という）２１と正帯電した白色表示粒子（以下、白色粒子という）２２の２種類の表示粒子を隙間１８に存在させている。なお、黒色粒子２１および白色粒子２２の表面には厳密には前記した外添剤が添加されて存在するが、図示しないものとする。また、図２の画像表示装置１０では、隙間１８が基板１１と１２及び２つの隔壁１７により四方を囲んだ構造となっており、表示粒子は隙間１８に粉体形態で封入された状態で存在している。
【００３５】
隙間１８の厚さは、封入された表示粒子が移動可能で画像のコントラストを維持できる範囲であれば、特に限定されるものではなく、通常は１０μｍ乃至５００μｍ、好ましくは１０μｍ乃至１００μｍである。隙間１８内における表示粒子の体積占有率は、５％乃至７０％であり、好ましくは３０％乃至６０％である。表示粒子の体積占有率を上記範囲にすることにより、隙間１８内で表示粒子がスムーズに移動でき、また、コントラストのよい画像が得られる。
【００３６】
次に、画像表示装置１０の隙間１８での表示粒子の挙動について説明する。
本発明に係る画像表示装置は、２枚の基板間に電圧を印加されて電界が形成されると、帯電している表示粒子は電界方向に沿って移動する様になる。この様に、表示粒子が存在する基板間に電圧を印加することにより、帯電した表示粒子が基板間を移動して画像表示を行うものである。
【００３７】
本発明に係る画像表示装置における画像表示は以下の手順により行われるものである。
（１）表示媒体として用いる表示粒子を、キャリアによる摩擦帯電等の公知の方法により帯電させる。
（２）対向する２枚の基板間に表示粒子を封入し、この状態で基板間に電圧を印加する。
（３）基板間への電圧印加により、基板間に電界が形成される。
（４）表示粒子は、電極間の電界の力の作用により表示粒子の極性と反対側の電界方向に沿って基板表面に引き寄せられ、画像表示が行える様になる。
（５）また、基板間の電界方向を変えることにより、表示粒子の移動方向を切り換える。この移動方向の切換えにより画像表示を様々に変えることができる。
【００３８】
なお、上述した公知の方法による表示粒子の帯電方法としては、たとえば、キャリアに接触させて摩擦帯電により表示粒子を帯電させる方法、帯電極性の異なる２色の表示粒子を混合、撹拌して両者間の摩擦帯電により表示粒子を帯電させる方法等が挙げられるが、本発明では、キャリアを使用し、帯電した表示粒子を基板内に封入することが好ましい。
【００３９】
基板間への電圧印加に伴う表示粒子の移動の例を図３と図４に示す。
図３（ａ）は、基板１１と１２の間に電圧を印加する前の状態を示しており、電圧印加前は視認側の基板１１近傍には正帯電した白色粒子２２が存在している。この状態は画像表示装置１０が白色画像を表示しているものである。また、図３（ｂ）は、電極１５に電圧を印加した後の状態を示しており、基板１１に正の電圧に印加することで負に帯電した黒色粒子２１が視認側の基板１１近傍に移動し、白色粒子２２は基板１２側に移動している。この状態は画像表示装置１０が黒色画像を表示しているものである。
【００４０】
図４は、図２（ｂ）に示した画像表示装置１０に電極を有さないタイプのものを電圧印加装置３０にセットし、この状態で電圧を印加する前の様子（図４（ａ））と電圧を印加した後の様子（図４（ｂ））を示したものである。図２（ｂ）に示すタイプの画像表示装置１０も電極１５を有する画像表示装置１０と同様、基板１１に正の電圧を印加することで負に帯電した黒色粒子２１が視認側の基板１１近傍に移動し、正に帯電した白色粒子２２は基板１２側に移動している。
【００４１】
次に、図２に示す画像表示装置１０を構成する基板１１、１２、電極１５、絶縁層１６、および隔壁１７について説明する。
【００４２】
先ず、画像表示装置１０を構成する基板１１と１２について説明する。画像表示装置１０では、観察者は基板１１と１２の少なくとも一方の側から表示粒子により形成される画像を視認するので、観察者が視認する側に設けられる基板は透明な材質のものが求められる。したがって、観察者が画像を視認する側に使用される基板は、たとえば可視光透過率が８０％以上の光透過性の材料が好ましく、８０％以上の可視光透過率を有することにより十分な視認性が得られる。なお、画像表示装置１０を構成する基板のうち、画像を視認する側の反対側に設けられる基板の材質は必ずしも透明なものである必要はない。
【００４３】
基板１１、１２の厚さは、それぞれ２μｍ〜５ｍｍが好ましく、さらに、５μｍ〜２ｍ
ｍがより好ましい。基板１１、１２の厚さが上記範囲のとき、画像表示装置１０に十分な強度を付与するとともに基板の間隔を均一に保つことができる。また、基板の厚さを上記範囲とすることでコンパクトで軽量な画像表示装置を提供することができるので、広い分野での当該画像表示装置の使用を促進させる。さらに、画像を視認する側の基板の厚みを上記範囲とすることにより、表示画像の正確な視認が行え表示品質に支障を与えない。
【００４４】
可視光透過率が８０％以上の材料としては、ガラスや石英等の可撓性を有さない無機材料や、後述する樹脂材料に代表される有機材料や金属シート等が挙げられる。このうち、有機材料や金属シートは画像表示装置にある程度の可撓性を付与することができる。可視光透過率を８０％以上とすることが可能な樹脂材料としては、たとえば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等に代表されるポリエステル樹脂や、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）に代表されるアクリル酸エステルやメタクリル酸エステルの重合体であるアクリル樹脂やポリエチレン樹脂等のビニル系の重合性単量体をラジカル重合して得られる透明樹脂も挙げられる。
【００４５】
電極１５は基板１１と１２の面上に設けられ、電圧印加により基板間すなわち隙間１８に電界を形成するものである。電極１５は、前述の基板と同様に、観察者が画像を視認する側に透明なものを設ける必要がある。
【００４６】
画像を視認する側に設けられる電極の厚みは、導電性を確保するとともに光透過性に支障を来さないレベルにすることが求められ、具体的には３ｎｍ〜１μｍが好ましく、５ｎｍ〜４００ｎｍがより好ましい。なお、画像を視認する側に設けられる電極の可視光透過率は、基板同様、８０％以上とすることが好ましい。画像を視認する側の反対側に設けられる電極の厚みも上記範囲とすることが好ましいが、透明なものにする必要はない。
【００４７】
電極１５の構成材料としては、金属材料や導電性金属酸化物、あるいは、導電性高分子材料等が挙げられる。具体的な金属材料としては、たとえば、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等が挙げられ、導電性金属酸化物の具体例としては、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム、アンチモン・スズ酸化物（ＡＴＯ）、酸化スズ、酸化亜鉛等が挙げられる。さらに、導電性高分子材料としては、たとえば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン等が挙げられる。
【００４８】
電極１５を基板１１や１２上に形成する方法としては、たとえば、薄膜上の電極を設ける場合には、スパッタリング法や真空蒸着法、化学蒸着法（ＣＶＤ法；Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、塗布法等が挙げられる。また、導電性材料を溶媒やバインダ樹脂に混合させ、この混合物を基板に塗布して電極を形成する方法もある。
【００４９】
絶縁層１６は電極１５の表面に設けられ、絶縁層１６表面で表示粒子２１，２２と接触する構成となっている。絶縁層１６は表示粒子２１、２２を移動させる際に印加される電圧によって帯電量の変化を緩和する役割をもっている。また、疎水性の高い構造をもつ樹脂、凹凸を付与することによって、表示粒子との物理的な付着力を低減でき、駆動電圧を低減させる働きももっている。絶縁層１６を構成する材料としては、電気絶縁性を有する薄膜化可能な材料であって、所望により透明性を有するものである。画像を視認する側に設けられる絶縁層は可視光透過率を、基板同様、８０％以上とすることが好ましい。具体例として、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。
【００５０】
絶縁層１６の厚みは０．０１μｍ以上１０．０μｍ以下とすることが好ましい。すなわち、絶縁層１６の厚みが上記範囲の時は、電極１５間にそれほど大きな電圧を印加せずに表示粒子２１，２２が移動でき、たとえば、電気泳動法による画像形成で印加したレベルの電圧を付与して画像表示が行えるので好ましい。
【００５１】
隔壁１７は、上下基板間の間隔１８を確保するものであり、図５上段の右側および左側の図に示すように基板１１，１２の縁部だけでなく、必要に応じて内部にも形成できる。隔壁１７の幅、特に画像表示面１８ａ側の隔壁の厚みは、例えば図５上段の右側の図に示すように、表示画像の鮮明性を確保する上からできるだけ薄くした方がよい。
【００５２】
基板１１，１２の内部に形成される隔壁１７は、図５上段の右側および左側の図中、表裏方向に連続的に形成されても、断続的に形成されてもよい。
隔壁１７の形状および配置を制御することにより、隔壁１７により仕切られた隙間１８のセルを様々な形状で配置できる。隙間１８を基板１１の視認方向から見た時のセルの形状および配置の例を図５下段の図に示す。セルは、図５下段の図に示すように、四角形状、三角形状、ライン状、円形状、六角形状等にて、複数個で、ハニカム状や網目状に配置することができる。
【００５３】
隔壁１７は、たとえば以下に挙げる方法を用いて画像を視認する側の反対側の基板上を加工処理することにより形成できる。隔壁１７を形成する方法としては、たとえば、樹脂材料等によるエンボス加工や熱プレス射出成形による凹凸形成、フォトリソグラフ法やスクリーン印刷等が挙げられる。
【００５４】
本発明に係る画像表示装置は以下に示す電子写真現像方式によって製造可能である。
２枚の基板１１、１２に、電極１５および所望により絶縁層１６を形成し、一対の電極付き基板を得る。表示粒子２１およびキャリア２１０を混合することにより表示粒子２１を負帯電させ、混合物（２１，２１０）を、図６（ａ）に示すように、導電性のステージ１００上に置き、一方の電極付き基板を、ステージ１００と所定の間隔を空けて設置する。次いで、図６（ａ）に示すように、電極１５に正極性の直流電圧と交流電圧を印加して、絶縁層１６上に負帯電の表示粒子２１を付着させる。次に表示粒子２２およびキャリア２２０を混合することにより表示粒子２２を正帯電させ、混合物（２２，２２０）を、図６（ｂ）に示すように、導電性のステージ１００上に置き、負帯電の表示粒子を付着させた電極付き基板を、ステージ１００と所定の間隔を空けて設置する。次いで、図６（ｂ）に示すように、電極１５に負極性の直流電圧と交流電圧を印加して、負帯電の表示粒子２１の付着層上に正帯電の表示粒子２２を付着させる。負帯電の表示粒子および正帯電の表示粒子を付着させた一方の電極付き基板と、他方の電極付き基板とを、図６（ｃ）に示すように、所定の間隔になるように隔壁で調整して重ね、基板周辺を接着し、画像表示装置を得ることができる。
【００５５】
また以下に示す電子写真現像方式の別の実施形態によっても製造可能である。
２枚の基板１１、１２に、電極１５および所望により絶縁層１６を形成し、一対の電極付き基板を得る。表示粒子２１およびキャリア２１０を混合することにより表示粒子２１を負帯電させ、混合物（２１，２１０）を、図７（ａ）に示すように、導電性のステージ１００上に置き、一方の電極付き基板を、ステージ１００と所定の間隔を空けて設置する。次いで、図７（ａ）に示すように、電極１５に正極性の直流電圧と交流電圧を印加して、絶縁層１６上に負帯電の表示粒子２１を付着させる。
表示粒子２２およびキャリア２２０を混合することにより表示粒子２２を正帯電させ、混合物（２２，２２０）を、図７（ｂ）に示すように、導電性のステージ１００上に置き、他方の電極付き基板を、ステージ１００と所定の間隔を空けて設置する。次いで、図７（ｂ）に示すように、電極１５に負極性の直流電圧と交流電圧を印加して、絶縁層１６上に正帯電の表示粒子２２を付着させる。負帯電の表示粒子を付着させた電極付き基板と、正帯電の表示粒子を付着させた電極付き基板とを、図７（ｃ）に示すように、所定の間隔になるように隔壁で調整して重ね、基板周辺を接着し、画像表示装置を得ることができる。
【実施例】
【００５６】
＜実施例１＞
［正帯電用表示粒子（白色粒子）の製造］
下記した樹脂及び酸化チタンをヘンシェルミキサ（三井三池鉱業社製）に投入し、撹拌羽根の周速を２５ｍ／秒に設定して５分間混合処理して混合物とした。
スチレンアクリル樹脂（重量平均分子量２０，０００）          １００重量部
アナタース型酸化チタン（平均一次粒径１５０ｎｍ）              ３０重量部
上記混合物を二軸押出混練機で混練し、次いで、ハンマーミルで粗粉砕した後、ターボミル粉砕機（ターボ工業社製）で粗粉粉砕し、さらに、コアンダ効果を利用した気流分級機で微粉分級処理を行って、体積平均粒径８．２μｍおよびＣＶ２０の白色の母体粒子を製造した。次に、上記白色の母体粒子１００重量部に、アミノシランカップリング処理されたシリカ微粒子（平均一次粒径１００ｎｍ）５．０重量部添加し、ＴＫミキサー（特殊機化工業（株）製）を用い、その回転速度を５０ｍ／秒に設定し、３０分間の混合処理を行った（第１混合）。引き続きシリコーンオイル処理を行った平均一次粒径が１５ｎｍのチタニア微粒子を０．５重量部添加し、タービュラーミキサー（ウイリーＡバッハオーフェン社製）を用い、５分間の混合処理を行うことにより白色粒子を製造した（第２混合）。
【００５７】
［負帯電用表示粒子（黒色粒子）の製造］
下記した樹脂及びカーボンブラックをヘンシェルミキサ（三井三池鉱業社製）に投入し、撹拌羽根の周速を２５ｍ／秒に設定して５分間混合処理して混合物とした。
スチレンアクリル樹脂（重量平均分子量２０，０００）          １００重量部
カーボンブラック（平均一次粒径２５ｎｍ）                      １０重量部
上記混合物を二軸押出混練機で混練し、次いで、ハンマーミルで粗粉砕した後、ターボミル粉砕機（ターボ工業社製）で粗粉粉砕し、さらに、コアンダ効果を利用した気流分級機で微粉分級処理を行って、体積平均粒径８．０μｍおよびＣＶ２０の黒色母体粒子を製造した。次に、上記黒色母体粒子１００重量部に、ジシラザン処理されたシリカ微粒子（平均一次粒径１００ｎｍ）５．０重量部を添加し、ＴＫミキサー（特殊機化工業（株）製）を用い、その回転速度を５０ｍ／秒に設定し、３０分間の混合処理を行った（第１混合）。引き続きシリコーンオイル処理を行った平均一次粒径が１５ｎｍのチタニア微粒子を０．５重量部添加し、タービュラーミキサー（ウイリーＡバッハオーフェン社製）を用い、５分間の混合処理を行うことにより黒色粒子を製造した（第２混合）。
【００５８】
［正帯電用表示粒子を帯電させるためのキャリアＡ］
平均粒子径８０μｍのフェライトコア１００重量部に対して、フッ素化アクリレート樹脂粒子を２重量部加え、これら原料を水平回転翼型混合機に投入し、水平回転翼の周速が８ｍ／秒となる条件で２２℃で１０分間混合攪拌した後、９０℃に加熱し４０分攪拌して、キャリアＡを製造した。
【００５９】
［負帯電用表示粒子を帯電させるためのキャリアＢ］
平均粒子径８０μｍのフェライトコア１００重量部に対して、シクロヘキシルメタクリレート樹脂粒子を２重量部加え、これら原料を水平回転翼型混合機に投入し、水平回転翼の周速が８ｍ／秒となる条件で２２℃で１０分間混合攪拌した後、９０℃に加熱し４０分攪拌して、キャリアＢを製造した。
【００６０】
［画像表示装置の製造］
画像表示装置は、図２（ａ）と同様の構造を有するように、以下の方法に従って製造した。長さ８０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板１１を２枚用意し、各基板面上には、厚さ３００ｎｍのインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）被膜（抵抗３０Ω／□）からなる電極１５を蒸着法により形成した。上記電極上に、ポリカーボネート樹脂１２ｇを、テトラヒドロフラン８０ｍｌとシクロヘキサノン２０ｍｌの混合溶媒に溶解させてなる塗布液を、スピンコート法により塗布して厚さ３μｍの絶縁層１６を形成し、一対の電極付き基板を得た。
【００６１】
負帯電用表示粒子１ｇおよびキャリアＢ ９ｇを振とう機（ＹＳ−ＬＤ（株）ヤヨイ製）により３０分間混合することにより、表示粒子を帯電させた。得られた混合物（２１，２１０）を、図７（ａ）に示すように、導電性のステージ１００上に置き、一方の電極付き基板を、ステージ１００と約２ｍｍの間隔を空けて設置した。電極１５とステージ１００との間に、ＤＣバイアス＋１００Ｖ，ＡＣバイアス２．０ｋＶ，周波数２．０ｋＨｚを印加して、絶縁層１６上に負帯電の表示粒子２１を付着させた。電圧印加時間を調整して所定量の表示粒子２１を付着させた。
【００６２】
正帯電用表示粒子１ｇおよびキャリアＡ ９ｇを振とう機（ＹＳ−ＬＤ（株）ヤヨイ製）により３０分間混合することにより、表示粒子を帯電させた。得られた混合物（２２，２２０）を、図７（ｂ）に示すように、導電性のステージ１００上に置き、他方の電極付き基板を、ステージ１００と約２ｍｍの間隔を空けて設置した。電極１５とステージ１００との間に、ＤＣバイアス−１００Ｖ，ＡＣバイアス２．０ｋＶ，周波数２．０ｋＨｚを印加して、絶縁層１６上に正帯電の表示粒子２２を付着させた。電圧印加時間を調整して所定量の表示粒子２２を付着させた。
【００６３】
負帯電の表示粒子を付着させた電極付き基板と、正帯電の表示粒子を付着させた電極付き基板とを、図７（ｃ）に示すように、間隔５０μｍになるように隔壁で調整して重ね、基板周辺をエポキシ系接着剤にて接着し、画像表示装置とした。なお、２種類の表示粒子のガラス基板間への体積占有率は２５％であった。正帯電の表示粒子と負帯電の表示粒子との含有割合は正帯電の表示粒子／負帯電の表示粒子の個数比でほぼ１／１にしてある。
【００６４】
＜実施例２〜６／比較例１〜４＞
負帯電用表示粒子および正帯電用表示粒子の製造条件を表１に記載のように変更したこと以外、実施例１と同様の方法により、画像表示装置を製造した。
【００６５】
【表１】
2010061061.tif 000002
【００６６】
＜評価＞
・誘電率
前記した方法に従って、画像表示装置から正帯電表示粒子（白色粒子）と負帯電表示粒子（黒色粒子）とを分離・採取した。採取した正帯電表示粒子（白色粒子）と負帯電表示粒子（黒色粒子）のそれぞれを前記した誘電率の測定方法に供した。
【００６７】
・駆動特性の評価
画像表示装置に対して以下の手順で直流電圧を印加し、電圧印加により得られる表示画像の反射濃度を測定することにより、表示特性を評価した。尚、電圧印加は、以下の手順で行い、印加電圧を０Ｖからプラス側に変化させた後、続いてマイナス側に変化させ、再び０Ｖに戻る経路（１サイクル）のヒステリシス曲線を描く様に電圧を印加した。すなわち、
（１）０Ｖから＋２５０Ｖまで５０Ｖ間隔で電圧を変化させながら印加を行う。
（２）＋２５０Ｖから−２５０Ｖまで５０Ｖ間隔で電圧を変化させながら印加を行う。
（３）−２５０Ｖより０Ｖまで５０Ｖ間隔で電圧を変化させながら印加を行う。
上記手順で各画像表示装置に直流電圧を印加したところ、白表示の状態でプラスの電圧を印加した時に、表示が白から黒に変化することが確認された。なお、画像表示装置の視認方向上流側の電極に印加する電圧を変化させ、他方の電極は電気的に接地させた。濃度は、反射濃度計「ＲＤ−９１８（マクベス社製）」を用いて測定した。
【００６８】
評価は、初期および１万サイクルの電圧印加後において、表示特性としてコントラストについて行った。繰り返しの電圧印加は交流電圧２５０Ｖ、周波数２Ｈｚの矩形波を印加した。
【００６９】
（コントラスト）
＋２５０Ｖを印加したときの濃度（黒濃度）、−２５０Ｖを印加したときの濃度（白濃度）を測定した。濃度は任意の５箇所について測定し、それらの平均値を用いた。黒濃度と白濃度との差に基づいてコントラストを評価した。コントラストは、濃度差が１．００以上を合格（△）、１．００未満を不合格（×）とした。特に濃度差は１．０５以上が好ましく（○）、１．１０以上がより好ましい（◎）。
【００７０】
（最低駆動電圧Ｖ１）
最低駆動電圧は、０Ｖから＋２５０Ｖまで１Ｖ間隔で変化させた時、表示濃度の値が下記の値となる時の電圧Ｖ１である。Ｖ１は、５０Ｖ以下を合格（△）、５０Ｖを超えるとき不合格（×）とした。特にＶ１は４０Ｖ以下が好ましく（○）、３０Ｖ以下がより好ましい（◎）。
表示濃度＝ＣＷ＋｛（ＣＢ−ＣＷ）×０．１｝
コントラストの初期評価において測定された黒濃度を「ＣＢ」、白濃度を「ＣＷ」とする。
【００７１】
【表２】
2010061061.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】表示粒子の誘電率を測定する方法を説明するための概略模式図である。
【図２】画像表示装置の断面構成の一例を示す概略図である。
【図３】基体間への電圧印加による表示粒子の移動の例を示す模式図である。
【図４】基体間への電圧印加による表示粒子の移動の例を示す模式図である。
【図５】画像表示面の形状例を示す模式図である。
【図６】表示粒子の封入方法の一例を示す模式図である。
【図７】表示粒子の封入方法の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０：画像表示装置、１１：１２：基板、１５：電極、１６：絶縁層、１７：隔壁、１８：隙間、１８ａ：画像表示面、２１：黒色粒子、２２：白色粒子。
【図１】
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【図２】
2010061061.tif 000005
【図３】
2010061061.tif 000006
【図４】
2010061061.tif 000007
【図５】
2010061061.tif 000008
【図６】
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【図７】
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