(57)【要約】【課題】表面電荷を安定に保持でき、画像等の情報表示状態を長期に安定させることができる情報表示パネル及びそれを用いた情報表示装置を提供する。【解決手段】少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、少なくとも１種類以上の表示媒体を封入し、表示媒体に電界を与えて表示媒体を移動させ画像等の情報を表示する情報表示パネルにおいて、表示媒体を構成する粒子の粒子表面と該粒子と接触する基板表面とが同じ材料、好ましくは、電子輸送性材料または正孔輸送性材料構成されている。【選択図】図１
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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対向する２枚の基板間に、少なくとも１種類以上の表示媒体を封入し、表示媒体に電界を与えて表示媒体を移動させ画像等の情報を表示する情報表示パネルにおいて、表示媒体を構成する粒子の粒子表面と該粒子と接触する基板表面とが同じ材料で構成されていることを特徴とする情報表示パネル。
【請求項２】
粒子表面および基板表面を構成する材料が電子輸送性材料であることを特徴とする請求項１に記載の情報表示パネル。
【請求項３】
粒子表面および基板表面を構成する材料が正孔輸送性材料であることを特徴とする請求項１に記載の情報表示パネル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の情報表示パネルを情報表示部に用いたことを特徴とする情報表示装置。
【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対向する２枚の基板間に、少なくとも１種類以上の表示媒体を封入し、表示媒体に電界を与えて表示媒体を移動させ画像等の情報を表示する情報表示パネル及びそれを用いた情報表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶（ＬＣＤ）に代わる情報表示装置として、電気泳動方式、エレクトロクロミック方式、サーマル方式、２色粒子回転方式等の技術を用いた情報表示装置が提案されている。
【０００３】
これら従来技術は、ＬＣＤと比較すると、通常の印刷物に近い広い視野角が得られる、消費電力が小さい、メモリー機能を有している等のメリットがあることから、次世代の安価な情報表示装置に使用可能な技術として考えられており、携帯端末用情報表示、電子ペーパー等への展開が期待されている。特に最近では、分散粒子と着色溶液から成る分散液をマイクロカプセル化し、これを対向する基板間に配置して成る電気泳動方式が提案され、期待が寄せられている。
【０００４】
しかしながら、電気泳動方式では、液中を粒子が泳動するために液の粘性抵抗により応答速度が遅くなるという問題がある。さらに、低比重の溶液中に酸化チタン等の高比重の粒子を分散させているため沈降しやすくなっており、分散状態の安定性維持が難しく、情報表示の繰り返し安定性に欠けるという問題を抱えている。また、マイクロカプセル化にしても、セルサイズをマイクロカプセルレベルにして、見かけ上、上述した欠点が現れにくくしているだけであって、本質的な問題は何ら解決されていない。
【０００５】
溶液中での挙動を利用する電気泳動方式のかかえる上述した問題を解決するための一方法として、少なくとも一方が透明である２枚の対向する基板間に、表示媒体を封入した後、あるいは、隔壁により互いに隔離されたセルを形成し、セル内に表示媒体を封入した後、表示媒体に電界を与え、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パネルが知られている。
【非特許文献１】趙  国来、外３名、“新しいトナーディスプレイデバイス（Ｉ）”、１９９９年７月２１日、日本画像学会年次大会（通算８３回）“Japan Hardcopy’99”論文集、p.249-252
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらの表示メカニズムの根本となるものは粒子の表面電荷であり、安定した高精細な表示を得るためにはこの粒子表面電荷を安定的に保つ必要がある。しかしながら、表面電荷というものは非常に不安定であり、例えば湿度などの環境によって容易に減衰してしまうし、他物質との接触あるいは摩擦によっても容易に変化が起こってしまう。また、粒子に何らかの物質移動や変形が起これば表面電荷の変化が生じる。これらの表面電荷の変化は、上述した表示メカニズムで明らかなように、表示状態の変化に結びつき、情報表示パネルの長期保管、長期使用などによって表示状態が不安定なものとなってしまう問題があった。
【０００７】
本発明の目的は上述した問題点を解消して、表面電荷を安定に保持でき、画像等の情報表示状態を長期に安定させることができる情報表示パネル及びそれを用いた情報表示装置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】
【０００８】
本発明の情報表示パネルは、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、少なくとも１種類以上の表示媒体を封入し、表示媒体に電界を与えて表示媒体を移動させ画像等の情報を表示する情報表示パネルにおいて、表示媒体を構成する粒子の粒子表面と該粒子と接触する基板表面とが同じ材料で構成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
なお、本発明の情報表示パネルの好適例としては、粒子表面および基板表面を構成する材料が電子輸送性材料であること、及び、粒子表面および基板表面を構成する材料が正孔輸送性材料であること、がある。
【００１０】
また、本発明の情報表示装置は、上述した構成の情報表示パネルを情報表示部に用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、表示媒体を構成する粒子の粒子表面と該粒子と接触する基板表面とが同じ材料で構成されているため、表示媒体用粒子の表面電荷を安定に保持することができる。その結果、画像等の情報表示状態が安定な情報表示パネルを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
まず、本発明の情報表示パネルの基本的な構成について説明する。本発明の対象となる情報表示パネルでは、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、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、表示媒体が電位の切替による電界方向の変化によって移動方向が切り換わることにより、画像等の情報表示がなされる。従って、表示媒体が、均一に移動し、かつ、表示書き換え時あるいは情報の継続表示時の安定性を維持できるように、情報表示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、電極や基板との電気影像力、分子間力、液架橋力、重力などが考えられる。
【００１３】
本発明の情報表示パネルの例を、図１（ａ）、（ｂ）〜図３（ａ）、（ｂ）に基づき説明する。
【００１４】
図１（ａ）、（ｂ）に示す例では、それぞれが少なくとも１種以上の粒子から構成される光学的反射率および帯電特性の異なる少なくとも２種以上の表示媒体３（ここでは白色の表示媒体用粒子で構成される粒子群からなる白色表示媒体３Ｗと黒色の表示媒体用粒子で構成される粒子群からなる黒色表示媒体３Ｂを示す）を、基板１、２の外部から加えられる電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させ、黒色表示媒体３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色表示媒体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。また、図１（ｂ）において、手前にある隔壁は省略している。
【００１５】
図２（ａ）、（ｂ）に示す例では、それぞれが少なくとも１種以上の粒子から構成される光学的反射率および帯電特性の異なる少なくとも２種以上の表示媒体３（ここでは白色の表示媒体用粒子で構成される粒子群からなる白色表示媒体３Ｗと黒色の表示媒体用粒子で構成される粒子群からなる黒色表示媒体３Ｂを示す）を、基板１に設けた電極５と基板２に設けた電極６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、黒色表示媒体３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色表示媒体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。また、図２（ｂ）において、手前にある隔壁は省略している。
【００１６】
図３（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光学的反射率および帯電性を有する１種の表示媒体３（ここでは白色の表示媒体用粒子で構成される粒子群からなる白色表示媒体３Ｗを示す）を、基板１に設けた電極５と電極６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と平行方向に移動させ、白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行うか、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３（ｂ）に示す例では、図３（ａ）に示す例に加えて、基板１、２との間に例えば格子状の隔壁４を設けセルを形成している。また、図３（ｂ）において、手前にある隔壁は省略している。
なお、電極は基板の内側に設けても、外側に設けても、基板内部に埋め込むように設けてもよい。
【００１７】
本発明の特徴は、表示媒体を構成する粒子の粒子表面と該粒子と接触する基板表面とが同じ材料で構成すること、好ましくは、粒子表面および基板表面を構成する材料が電子輸送性材料または正孔輸送性材料であること、にある。
【００１８】
本発明の情報表示パネルにおいて、パネル内で粒子が移動する際に接触する物質としては、他の粒子と基板表面が挙げられる。これらが接触する場合には何らかの帯電が生じるが、その帯電機構としては、接触帯電、摩擦帯電、剥離帯電、衝突帯電などが複雑に絡み合って生じている。特に、粒子は自身とは他の物質と接触することによってほぼ確実に電荷の移行が生じ、このことは粒子の帯電状態が変化することになる。これを防ぐためには各構成部材を同じ材料で作ることが考えられ、特に粒子との接触回数の多い基板表面と粒子表面を同じ材質で形成すれば、接触においても電荷の安定化を図ることができる。
【００１９】
さらに、用いる材料を選択することで、接触帯電に関しては、ある程度の確度をもって制御することが可能である。すなわち、各々の物質の電子エネルギーレベル差を利用して、相対的に、例えば２物質が接触した際にどちら側に負電荷が移動しやすいかを制御することが可能である。金属と半導体が接触する際には、そのエネルギーレベルの相対関係により、整流性接触となる場合とオーム性接触となる場合がある。ここで、整流性接触とは、金属と半導体の接触において、接触部に障壁が生じて整流性が発生する接触と定義できる。また、オーム性接触とは、金属と半導体の接触において、接触部に障壁が生じず、単なる抵抗が生じる接触と定義できる。すなわち、この特性を利用して、情報表示パネル内における、基板、粒子の構成を制御することにより、粒子に蓄えられる電荷を制御できることとなる。
【００２０】
以下に具体的に例示して解説する。
本発明において、表示媒体用粒子の粒子表面と該粒子と接触する基板表面に電子輸送性材料を用いた場合について考える。この場合、粒子表面と基板表面は同一材料であるから、この接触面では何らエネルギー障壁は発現しない。すなわち、電荷の移行に関しては何ら支障がない状態と考えられる。ここで、基板表面の下層に金属材料を用い、基板表面の電子輸送性材料と整流性接触となるよう金属材料を設定する。その場合には、接合面でエネルギー障壁が生じ、負電荷が電子輸送性材料より基板下層金属材料の方へ流入しやすい順方向となり、その逆の場合では、電荷の移動は起こりにくい逆方向となる。よって、このような構成の場合には規則的な整流性を示すことになる。ここで、基板金属に正の電位を与えた場合には、障壁が低くなり、電子輸送性材料から電子の引き抜きが加速されることで、接触する粒子はより正帯電性を帯びることになる。逆に、基板に負の電位を与えた場合には、障壁は高くなって電子の移動はごく微量となり、すなわち粒子の帯電性はほぼ変化しないこととなる。これにより、電子輸送性材料を表面に有する粒子は基板との接触によって電子の引き抜きのみが選択的に起こることとなり、連続的な基板間の移動を継続した場合でも安定的に正帯電性を保持することが可能となる。
【００２１】
粒子表面と基板表面とに正孔輸送性材料を用いた場合には、極性が反対になる他は電子輸送性材料と同様の傾向が得られ、粒子は負帯電性を保持することが可能になる。
【００２２】
粒子の作製方法としては前述した電子輸送性あるいは正孔輸送性の電気特性が発現できればその手法に特に制限はないが、例示すれば以下の手法が好適に用いられる。まず、基とする粒子を準備し、その表面を電子輸送性あるいは正孔輸送性の半導体物質でコーティングする手法が提示できる。表面コーティングの手法としては、基とする粒子の表面に蒸着あるいはスパッタリングでドライコートする方法、あるいは、溶解・溶融させた電子輸送性あるいは正孔輸送性の半導体物質中に基とする粒子を投入して乾燥・固化させる方法、ヘンシェルミキサーなどの粒子撹拌装置に基とする粒子を投入して撹拌し、その中に溶解・溶融させた電子輸送性あるいは正孔輸送性の半導体物質を固定化する方法、さらに、電子輸送性あるいは正孔輸送性の半導体物質を他の樹脂に分散させ、その混合物を基とする粒子表面に前述の方法でコーティングする方法などが挙げられる。その他の粒子作製方法として、電子輸送性あるいは正孔輸送性の半導体物質を他の樹脂と混練・粉砕して粒子を得る方法や、電子輸送性あるいは正孔輸送性の半導体物質そのものを粒子として用いることも可能である。
【００２３】
電子輸送性材料または正孔輸送性材料からなる半導体材料を表面にコーティングした粒子においては、基とする粒子は表面に金属、または金属酸化物が配置されたものが好適であり、例えば、金属単体粒子や金属酸化物単体で構成された粒子であっても良い。あるいは、樹脂などの粒子の表面を金属、あるいは金属酸化物でコーティングしたものであっても、樹脂などの粒子の表面に金属、あるいは金属酸化物を部分的に配置したものであっても良い。表面被覆（または表面に部分的に配置）する半導体材料の厚みは特に制限はないが、電荷の注入効率を考えた際には薄膜であることが望ましく、１００μｍ以下、好適には５０μｍ以下、さらに好適には１μｍ以下であることが好ましい。パネル内に封入する際には、流動性向上を目的として粒子より相当に小さい粒子径をもつシリカや酸化チタンなどの微粒子を適量付与してもよい。
【００２４】
基とする粒子を作製する材料としては特に制限はなく、通常の汎用樹脂、無機材料、金属材料などが好適に用いられる。この場合、表示色は基とする粒子で出すことが好ましく、視認性の良い色調の粒子とすることが必要である。
【００２５】
表示媒体を構成する粒子の表面及び基板の表面に配置する半導体材料の一例としては、まず、単体の半導体物質として、シリコン、ゲルマニウム、ダイヤモンド、セレン、テルル等が挙げられる。また、化合物半導体としては、ガリウムヒ素、ガリウムリン、インジウムヒ素、ガリウムアルミニウムヒ素、ガリウムアルミニウムインジウムヒ素、硫化亜鉛、硫化カドミウム、カドミウムセレン、カドミウムテルル、炭化珪素等が挙げられる。さらに、酸化物半導体としては、酸化ニッケル（II）、酸化銅（I）、酸化亜鉛、酸化スズ（IV）等が挙げられる。また、窒化物半導体、硫化物半導体等も含み、さらにこれらへドーピングしたものも含む。
【００２６】
さらにまた、有機半導体のうち低分子のものとしては、アントラセン系化合物、ビオラントロン系化合物、ポリフィリン系化合物、フタロシアニン系化合物、ペリレン系化合物、キノン系化合物、アゾ系化合物、スクアリリウム系化合物、アズレニウム系化合物、ビリリウム系化合物、シアニン系化合物、芳香族アミン系化合物、芳香族ジアミン系化合物、オキサジアゾール系化合物、オキサゾール系化合物、ピラゾリン系化合物、芳香族メタン系化合物、ヒドラゾン系化合物、カルバゾール系化合物、およびこれらの誘導体等が挙げられる。また、有機半導体のうち高分子のものとしては、ポリアセチレン、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、およびこれらの誘導体等が挙げられる。  さらに、上記物質に不純物をドープしたものも含む。
【００２７】
表面にコーティングする層厚としては、抵抗上昇が起こり電荷注入効率が低下しない程度の層厚に抑える必要があり、通常は１０μｍ以下、望ましくは１μｍ以下にすることが好ましい。
【００２８】
以下、本発明の情報表示パネルで用いる表示媒体用粒子（単に粒子ともいう）の基本的な構成について説明する。
粒子は球形であることが好ましい。粒子には、その主成分となる樹脂に、必要に応じて、従来と同様に、荷電制御剤、着色剤、無機添加剤等を含ますことができる。以下に、樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤を例示する。
【００２９】
樹脂の例としては、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、アクリルフッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレンアクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ブチラール樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられ、２種以上混合することもできる。特に、基板との付着力を制御する観点から、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、アクリルフッ素樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂が好適である。
【００３０】
荷電制御剤としては、特に制限はないが、負荷電制御剤としては例えば、サリチル酸金属錯体、含金属アゾ染料、含金属（金属イオンや金属原子を含む）の油溶性染料、４級アンモニウム塩系化合物、カリックスアレン化合物、含ホウ素化合物（ベンジル酸ホウ素錯体）、ニトロイミダゾール誘導体等が挙げられる。正荷電制御剤としては例えば、ニグロシン染料、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が挙げられる。その他、超微粒子シリカ、超微粒子酸化チタン、超微粒子アルミナ等の金属酸化物、ピリジン等の含窒素環状化合物及びその誘導体や塩、各種有機顔料、フッ素、塩素、窒素等を含んだ樹脂等も荷電制御剤として用いることもできる。
【００３１】
着色剤としては、以下に例示するような、有機または無機の各種、各色の顔料、染料が使用可能である。
【００３２】
黒色着色剤としては、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、活性炭等がある。
青色着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣ等がある。
赤色着色剤としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２等がある。
【００３３】
黄色着色剤としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファーストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２等がある。
緑色着色剤としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧ等がある。
橙色着色剤としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫ、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１等がある。
紫色着色剤としては、マンガン紫、ファーストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ等がある。
白色着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等がある。
【００３４】
体質顔料としては、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等がある。また、塩基性、酸性、分散、直接染料等の各種染料として、ニグロシン、メチレンブルー、ローズベンガル、キノリンイエロー、ウルトラマリンブルー等がある。
【００３５】
無機系添加剤の例としては、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、酸化アンチモン、炭酸カルシウム、鉛白、タルク、シリカ、ケイ酸カルシウム、アルミナホワイト、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、カドミウムオレンジ、チタンイエロー、紺青、群青、コバルトブルー、コバルトグリーン、コバルトバイオレット、酸化鉄、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、銅粉、アルミニウム粉などが挙げられる。
これらの顔料および無機系添加剤は、単独であるいは複数組み合わせて用いることができる。このうち特に黒色顔料としてカーボンブラックが、白色顔料として酸化チタンが好ましい。
【００３６】
また、本発明で用いる粒子は平均粒子径d(0.5)が、０．１〜２０μｍの範囲であり、均一で揃っていることが好ましい。平均粒子径d(0.5)がこの範囲より大きいと表示上の鮮明さに欠け、この範囲より小さいと粒子同士の凝集力が大きくなりすぎるために粒子の移動に支障をきたすようになる。
【００３７】
更に本発明では、各粒子の粒子径分布に関して、下記式に示される粒子径分布Spanを５未満、好ましくは３未満とする。
Span＝（ｄ(0.9)−ｄ(0.1)）／ｄ(0.5)
（但し、ｄ(0.5)は粒子の50％がこれより大きく、50％がこれより小さいという粒子径をμｍで表した数値、ｄ(0.1)はこれ以下の粒子の比率が10％である粒子径をμｍで表した数値、ｄ(0.9)はこれ以下の粒子が90％である粒子径をμｍで表した数値である。）
Spanを５以下の範囲に納めることにより、各粒子のサイズが揃い、均一な粒子移動が可能となる。
【００３８】
さらにまた、各粒子の相関について、使用した粒子の内、最大径を有する粒子のd(0.5)に対する最小径を有する粒子のd(0.5)の比を５０以下、好ましくは１０以下とすることが肝要である。たとえ粒子径分布Spanを小さくしたとしても、互いに帯電特性の異なる粒子が互いに反対方向に動くので、互いの粒子サイズが近く、互いの粒子が当量ずつ反対方向に容易に移動できるようにするのが好適であり、それがこの範囲となる。
【００３９】
なお、上記の粒子径分布および粒子径は、レーザー回折／散乱法などから求めることができる。測定対象となる粒子にレーザー光を照射すると空間的に回折／散乱光の光強度分布パターンが生じ、この光強度パターンは粒子径と対応関係があることから、粒子径および粒子径分布が測定できる。
ここで、本発明の粒子における粒子径および粒子径分布は、体積基準分布から得られたものである。具体的には、Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.）測定機を用いて、窒素気流中に粒子を投入し、付属の解析ソフト（Mie理論を用いた体積基準分布を基本としたソフト）にて、粒子径および粒子径分布の測定を行なうことができる。
【００４０】
表示媒体用粒子の帯電量は当然その測定条件に依存するが、情報表示パネルにおける表示媒体用粒子の帯電量はほぼ、初期帯電量、隔壁との接触、基板との接触、経過時間に伴う電荷減衰に依存し、特に表示媒体用粒子の帯電挙動の飽和値が支配因子となっているということが分かった。
【００４１】
本発明者らは鋭意検討の結果、ブローオフ法において同一のキャリア粒子を用いて、表示媒体に用いる粒子の帯電量測定を行うことにより、表示媒体用粒子の適正な帯電特性値の範囲を評価できることを見出した。
【００４２】
更に、表示媒体用粒子で構成する表示媒体を乾式の情報表示パネルに適用する場合には、基板間の表示媒体を取り巻く空隙部分の気体の管理が重要であり、表示安定性向上に寄与する。具体的には、空隙部分の気体の湿度について、２５℃における相対湿度を６０％RH以下、好ましくは５０％RH以下とすることが重要である。
この空隙部分とは、図１（ａ）、（ｂ）〜図３（ａ）、（ｂ）において、対向する基板１、基板２に挟まれる部分から、電極５、６（基板の内側に電極を設けた場合）、表示媒体３の占有部分、隔壁４の占有部分（隔壁を設けた場合）、情報表示パネルのシール部分を除いた、いわゆる表示媒体が接する気体部分を指すものとする。
空隙部分の気体は、先に述べた湿度領域であれば、その種類は問わないが、乾燥空気、乾燥窒素、乾燥アルゴン、乾燥ヘリウム、乾燥二酸化炭素、乾燥メタンなどが好適である。この気体は、その湿度が保持されるように情報表示パネルに封入することが必要であり、例えば、表示媒体の充填、情報表示パネルの組み立てなどを所定湿度環境下にて行い、さらに、外からの湿度侵入を防ぐシール材、シール方法を施すことが肝要である。
【００４３】
本発明の対象となる情報表示パネルにおける基板と基板との間隔は、表示媒体が移動できて、コントラストを維持できればよいが、通常１０〜５００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍに調整される。
表示媒体を用いる場合、対向する基板間の空間における表示媒体の体積占有率は５〜７０％が好ましく、さらに好ましくは５〜６０％である。７０％を超える場合には表示媒体の移動に支障をきたし、５％未満の場合にはコントラストが不明確となり易い。
【００４４】
以下、本発明の対象となる情報表示パネルを構成する各部材について説明する。
【００４５】
基板については、少なくとも一方の基板が上記本発明の特性を有するとともに、少なくとも一方の基板はパネル外側から表示媒体３の色が確認できる透明な基板２であり、可視光の透過率が高くかつ耐熱性の良い材料が好適である。基板１は透明でも不透明でもかまわない。基板材料を例示すると、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、アクリルなどのポリマーシートや、金属シートのように可とう性のあるもの、および、ガラス、石英などの可とう性のない無機シートが挙げられる。基板の厚みは、２〜５０００μｍが好ましく、さらに５〜２０００μｍが好適であり、薄すぎると、強度、基板間の間隔均一性を保ちにくくなり、５０００μｍより厚いと、薄型情報表示パネルとする場合に不都合がある。
【００４６】
情報表示パネルに電極を設ける場合の電極形成材料としては、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等の金属類や酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム、導電性酸化錫、アンチモン錫酸化物（ＡＴＯ）、導電性酸化亜鉛等の導電金属酸化物類、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性高分子類が例示され、適宜選択して用いられる。電極の形成方法としては、上記例示の材料をスパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ（化学蒸着）法、塗布法等で薄膜状に形成する方法や、導電剤を溶媒や合成樹脂バインダーに混合して塗布したりする方法が用いられる。視認側（表示面側）基板に設ける電極は透明である必要があるが、背面側基板に設ける電極は透明である必要がない。いずれの場合もパターン形成可能である導電性である上記材料を好適に用いることができる。なお、電極厚みは、導電性が確保でき光透過性に支障がなければ良く、３〜１０００ｎｍ、好ましくは５〜４００ｎｍが好適である。背面側基板に設ける電極の材質や厚みなどは上述した表示側基板に設ける電極と同様であるが、透明である必要はない。なお、この場合の外部電圧入力は、直流あるいは交流を重畳しても良い。
【００４７】
必要に応じて基板に設ける隔壁４については、その形状は表示にかかわる表示媒体の種類により適宜最適設定され、一概には限定されないが、隔壁の幅は２〜１００μｍ、好ましくは３〜５０μｍに、隔壁の高さは１０〜５００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍに調整される。これらのリブからなる隔壁により形成されるセルは、図４に示すごとく、基板平面方向からみて四角状、三角状、ライン状、円形状、六角状が例示され、配置としては格子状やハニカム状や網目状が例示される。表示面側から見える隔壁断面部分に相当する部分（セルの枠部の面積）はできるだけ小さくした方が良く、表示の鮮明さが増す。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例、比較例を示して、本発明を更に具体的に説明する。但し本発明は以下の各例により限定されるものではない。
【００４９】
以下のように実施例１〜４、比較例１の情報表示パネルを作製し、作製した情報表示パネルの種々の特性を求めて比較した。まず、以下の各例において、利用した整流性接触の確認方法、及び、情報表示パネルの種々の測定の測定方法について説明した後、各例について説明する。
【００５０】
「整流性接触の確認方法」
整流性の確認は、電流−電圧特性を調べることで実施することができる。まず、図５に示すように、半導体膜を挟んで、その一方の面にＡｌ電極、Ａｕ電極を設け、その他方の面にＩＴＯ電極、Ａｌ電極、Ａｕ電極を設けて積層した測定サンプルを作製した。電極材料の仕事関数の関係はＡｌ＜ＩＴＯ＜Ａｕとなる。サンプルの作製について、電極については蒸着法、半導体膜については蒸着法、あるいは、任意の溶剤に溶解させた塗液をスピンコートにより成膜して行った。
【００５１】
そして、Ａｌ−Ａｌ間に電圧を印加したとき、電流−電圧特性が図６に一例を示すようにオーミック接触を示し、Ａｌ−ＩＴＯ間に電圧を印加したとき、電流−電圧特性が図７に一例を示すように整流性接触を示し、且つ、ＩＴＯが正極となる極性が順方向バイアスであったとき、この半導体膜はＩＴＯと整流性接触となる電子輸送性の半導体物質といえる。一方、Ａｕ−Ａｕ間に電圧を印加したとき、電流−電圧特性が図６に一例を示すようにオーミック接触を示し、Ａｕ−ＩＴＯ間に電圧を印加したとき、電流−電圧特性が図７に一例を示すように整流性接触を示し、且つ、ＩＴＯが負極となる極性が順方向バイアスであったとき、この半導体膜はＩＴＯと整流性接触となる正孔輸送性の半導体物質といえる。
【００５２】
「各種特性の測定方法」
平均粒子径ｄ（０．５）、粒子径Ｓｐａｎについては、上述した例に従って測定した。表面層のコーティング層厚は、粒子を切断後、実施例２、３はＳＥＭを利用して、実施例１、４はＴＥＭを利用して、それぞれ観察して計測した。帯電性及び帯電量は、情報表示パネルで１００回表示書き換えを繰り返した後にパネルを開き、パネル基板に付着した粒子を吸引式のファラデーケージを用いて計測した。コントラストは、初期の表示状態及び±１５０Ｖの電圧を印加して表示書き換えを５００万回繰り返した後の表示状態とを目視で確認した。表示品位も、初期の表示状態及び±１５０Ｖの電圧を印加して表示書き換えを５００万回繰り返した後の表示状態とを目視で確認した。
【００５３】
＜実施例１＞
以下の表１に従って、ＷＯ３でＩＴＯ基板表面をスパッタリング処理するとともに、ＷＯ３を表面にコーティングした粒子１及び絶縁性粒子からなる粒子２を準備した。準備した粒子１及び粒子２を用いて、それぞれＷＯ３で表面をコーティングした電極を有する２枚のＩＴＯ基板間に封入し、情報表示パネルを作製した。粒子１と粒子２の混合率は同重量ずつとし、それらの粒子の基板間への充填量は３０容量％となるように調整した。結果を以下の表１に示す。
【００５４】
【表１】
2006301616.tif 000003
【００５５】
＜実施例２＞
以下の表２に従って、Ｃｕ２ＯでＩＴＯ基板表面をスパッタリング処理するとともに、絶縁性粒子からなる粒子１及びＣｕ２Ｏを表面にコーティングした粒子２を準備した。準備した粒子１及び粒子２を用いて、それぞれＣｕ２Ｏで表面をコーティングした電極を有する２枚のＩＴＯ基板間に封入し、情報表示パネルを作製した。粒子１と粒子２の混合率は同重量ずつとし、それらの粒子の基板間への充填量は３０容量％となるように調整した。結果を以下の表２に示す。
【００５６】
【表２】
2006301616.tif 000004
【００５７】
＜実施例３＞
以下の表３に従って、電子輸送性材料で表面をコーティングした粒子１及び絶縁性粒子からなる粒子２を準備した。なお、基板の表面処理は、ＩＴＯ基板上に粒子１に処理したものと同等の溶液をスピンコーターで薄膜形成処理することで実施した。準備した粒子１及び粒子２を、実施例１と同様にして、電子輸送性材料で表面をコーティングしたＩＴＯ基板間に封入して、情報表示パネルを作製した。結果を以下の表３に示す。
【００５８】
【表３】
2006301616.tif 000005
【００５９】
＜実施例４＞
以下の表４に従って、本実施例の粒子１は実施例１記載の粒子１をそのままとし、本実施例の粒子２は実施例１記載の粒子２に外添剤を添加して準備した。外添剤の添加は、表５に示す外添剤を投入し、ヘンシェルミキサーで均一に分散させ、外添剤を粒子表面に付着させて行った。なお、実施例１と同様にＷＯ３でＩＴＯ基板表面をスパッタリング処理した。その後、準備した粒子１及び粒子２を、実施例１と同様にして、ＩＴＯ基板間に封入して、情報表示パネルを作製した。結果を以下の表４に示す。
【００６０】
【表４】
2006301616.tif 000006
【００６１】
＜比較例１＞
以下の表５に従って、実施例１より半導体処理をなくして粒子１及び粒子２、さらにはＩＴＯ基板を準備した。準備した粒子１及び粒子２を、実施例１と同様にして、ＩＴＯ基板間に封入して、情報表示パネルを作製した。結果を以下の表５に示す。
【００６２】
【表５】
2006301616.tif 000007
【００６３】
以上の結果から、本発明に従った実施例１〜４は、本発明の範囲外の比較例１と比較して、初期及び５００万回表示書き換え後の帯電量、コントラスト、表示品位ともに良好であることがわかる。また、実施例の中では、実施例４は低い印加電圧で表示媒体を駆動（移動）することが可能であることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の情報表示パネルは、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、電子ブック、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、情報ボード、電子ＰＯＰ(Point Of Presence, Point Of Purchase advertising)、電子値札、電子棚札、電子楽譜、ＲＦ−ＩＤ機器の表示部などに好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の情報表示パネルの一例を示す図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の情報表示パネルの他の例を示す図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の情報表示パネルのさらに他の例を示す図である。
【図４】本発明の情報表示パネルにおける隔壁の形状の一例を示す図である。
【図５】本発明における半導体膜の整流性接触の確認方法の一例を説明するための図である。
【図６】図５に示す整流性接触の確認方法におけるオーミック接触を示す電流−電圧特性の一例を説明するための図である。
【図７】図５に示す整流性接触の確認方法における整流性接触を示す電流−電圧特性の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６６】
１、２  基板
３  表示媒体
３Ｗ  白色表示媒体
３Ｂ  黒色表示媒体
４  隔壁
５、６  電極
【図１】
2006301616.tif 000008
【図２】
2006301616.tif 000009
【図３】
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【図４】
2006301616.tif 000011
【図５】
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【図６】
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【図７】
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