(57)【要約】【課題】接合の容易性と強度とを高め、画像表示媒体がセルから抜け出すことがなく、繰返し使用しても画像コントラストが低下しない、耐久性に優れた安価な画像表示用パネルおよびその製造方法を提供する。【解決手段】少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板１、２間に、隔壁４によって仕切られた複数のセル１１を形成し、該セル内に、画像表示媒体３を封入し、画像表示媒体に電界を付与することによって、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルであって、画像表示媒体３を封入する前記セル１１を画成するために設ける隔壁４を２枚の基板１、２の双方に該隔壁４が互いに対向するように、かつ、一方の基板２に設けた基板間距離確保用の隔壁４の部分でもう一方の基板１と接合するように重ね合せる。【選択図】図４
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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、隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、該セル内に、画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を付与することによって、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルであって、画像表示媒体を封入する前記セルを画成するために設ける隔壁を２枚の基板の双方に該隔壁が互いに対向するように、かつ、一方の基板に設けた基板間距離確保用の隔壁部分でもう一方の基板と接合するように重ね合せたことを特徴とする画像表示用パネル。
【請求項２】
画像表示媒体を封入する前記セルを画成するために、２枚の基板の双方に互いに対向するように設けた隔壁の高さＨ１、Ｈ２と、一方の基板に設けた基板間距離確保用の隔壁部分の高さＨと、において、３０μｍ≧Ｈ−Ｈ１−Ｈ２≧ｄ（0.5）μｍ、かつ、Ｈ≧３０μｍ、の関係となるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の画像表示用パネル；ここで、ｄ（0.5）は画像表示媒体を構成する粒子の平均粒子径（単位：μｍ）である。
【請求項３】
画像表示媒体が粒子群または粉流体であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示用パネル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示用パネルの製造方法であって、画像表示媒体を封入する前記セルを画成するために設ける隔壁を２枚の基板の双方に該隔壁が互いに対向するように、かつ、一方の基板に設けた基板間距離確保用の隔壁部分でもう一方の基板と接合するように重ね合せるようにした基板のうち、基板間距離確保用の隔壁部分がある方の基板にのみ画像表示媒体を充填し、基板間距離確保用の隔壁部分に付着した余分な画像表示媒体を除去してから基板同士を重ね合わせことを特徴とする画像表示用パネルの製造方法。
【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、隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、セル内に画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を付与することによって、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネル及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶（ＬＣＤ）に代わる画像表示装置として、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画像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、次世代の安価な画像表示装置に使用可能な技術として考えられており、携帯端末用画像表示、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、画像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】
一方、溶液中での挙動を利用する電気泳動方式に対し、溶液を使わず、導電性粒子と電荷輸送層とを基板の一部に組み入れる方式も提案され始めている（例えば、非特許文献１参照）。しかし、電荷輸送層、さらには電荷発生層を配置するために構造が複雑化するとともに、導電性粒子に電荷を一定に注入することは難しいため、安定性に欠けるという問題もある。
【０００６】
上述した種々の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、隔壁により互いに隔離されたセルを形成し、セル内に画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を与え、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用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】
【０００７】
しかし、これらの画像表示用パネルにおいては、初期の画像コントラストに比較して繰り返し使用していると次第に画像コントラストが損なわれるようになるという問題があって、繰り返し使用耐久性の点で不十分であった。その原因の一つとして、隔壁で形成されるセル内に画像表示媒体を充填してから基板同士を重ね合わせるときに、隔壁頂上に堆積した余分な画像表示媒体を完全に取り除くことができないため隙間に除去しきれなかった画像表示媒体が挟まったまま基板が重ね合わされるために基板間距離を一定に確保できていないことが考えられる。
【０００８】
本発明の目的は上述した問題点を解消して、接合の容易性と強度とを高め、画像表示媒体がセルから抜け出すことがなく、繰返し使用しても画像コントラストが低下しない、耐久性に優れた安価な画像表示用パネルおよびその製造方法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】
本発明の画像表示用パネルは、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、該セル内に、画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を付与することによって、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルであって、画像表示媒体を封入する前記セルを画成するために設ける隔壁を２枚の基板の双方に該隔壁が互いに対向するように、かつ、一方の基板に設けた基板間距離確保用の隔壁部分でもう一方の基板と接合するように重ね合せたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の画像表示用パネルの好適例としては、画像表示媒体を封入する前記セルを画成するために、２枚の基板の双方に互いに対向するように設けた隔壁の高さＨ１、Ｈ２と、一方の基板に設けた基板間距離確保用の隔壁部分の高さＨと、において、３０μｍ≧Ｈ−Ｈ１−Ｈ２≧ｄ（0.5）μｍ、かつ、Ｈ≧３０μｍ、の関係となるようにした；ここで、ｄ（0.5）は画像表示媒体を構成する粒子の平均粒子径（単位：μｍ）である、及び、画像表示媒体が粒子群または粉流体であること、がある。
【００１１】
また、本発明の画像表示用パネルの製造方法は、上述した構成の画像表示用パネルの製造方法であって、画像表示媒体を封入する前記セルを画成するために設ける隔壁を２枚の基板の双方に該隔壁が互いに対向するように、かつ、一方の基板に設けた基板間距離確保用の隔壁部分でもう一方の基板と接合するように重ね合せるようにした基板のうち、基板間距離確保用の隔壁部分がある方の基板にのみ画像表示媒体を充填し、基板間距離確保用の隔壁部分に付着した余分な画像表示媒体を除去してから基板同士を重ね合わせことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、基板にセルを画成する隔壁を設ける際に両方の基板にそれぞれ隔壁を設け、基板を重ね合せたときの主たる接合面を基板表面の位置から離した位置とすることにより、さらには、一方の基板上の隔壁においてその隔壁の交点部分に基板間距離を確保するための高さを有する隔壁部分を設け、もう一方の基板上の隔壁においては対向する位置にはその隔壁の交点部分に空間を設けることにより、接合の容易性と強度とを高め、画像表示媒体がセルから抜け出すことがなく、繰返し使用しても画像コントラストが低下しない、耐久性に優れた安価な画像表示用パネルおよびその製造方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
まず、本発明の画像表示用パネルの基本的な構成について説明する。本発明の画像表示用パネルでは、対向する２枚の基板間に封入した帯電性を有する画像表示媒体（粒子群または粉流体）に電界が付与される。付与された電界方向にそって、帯電した画像表示媒体が電界の力やクーロン力などによって引き寄せられ、画像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、画像表示媒体が、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、画像表示用パネルを設計する必要がある。ここで、画像表示媒体とする粒子または粉流体にかかる力は、粒子同士または粉流体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。
【００１４】
本発明の画像表示用パネルの例を、図１〜図３に基づき説明する。
図１に示す例では、２種以上の色の異なる画像表示媒体３（ここでは白色粒子３Ｗと黒色粒子３Ｂを示す）を、基板１、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、基板１、２との間に例えば格子状に隔壁４を設け表示セルを画成している。
図２に示す例では、２種以上の色の異なる画像表示媒体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、基板１、２との間に例えば格子状に隔壁４を設け表示セルを画成している。
図３に示す例では、１種の色の粒子３（ここでは白色粒子３Ｗ）を、基板１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、基板１、２との間に例えば格子状に隔壁４を設け表示セルを画成している。
以上の説明は、白色粒子３Ｗを白色粉流体に、黒色粒子３Ｂを黒色粉流体に、それぞれ置き換えた場合も同様に適用することが出来る。
【００１５】
図４（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの一例を示す図である。図４（ａ）〜（ｃ）に示す例において、まず、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、画像表示媒体３を封入するセル１１を画成する隔壁４を、両基板１、２の双方に、隔壁４が対向するように設ける。この際、図４（ｂ）に示すように、一方の基板２上の隔壁交点部分の隔壁４のみを基板間距離となる高さとし、もう一方の基板１上の隔壁交点部分を空間とする。そして、図４（ｃ）に示すように、基板間距離確保用の隔壁４を有する基板２のセル１１内に図示しない画像表示媒体３を充填し、基板間距離確保用の隔壁４の頂上部分に付着した余分な画像表示媒体３を除去してから、基板１上の基板間距離確保用の隔壁４ともう一方の基板１とが接合するように、基板１、２同士を重ね合わせることで、本発明の画像表示用パネルを得ることができる。基板１、基板２のどちらが透明であってもよいが、どちらか一方は透明な基板である。
【００１６】
上述した構成の画像表示用パネルにおいて、隔壁交点部以外の隔壁４間の隙間の許容範囲は、画像表示媒体３を構成する粒子の粒子径より大きい程度で３０μｍ以下、すなわち、２枚の基板１、２の双方に互いに対向するように設けた隔壁４の高さＨ１、Ｈ２と、一方の基板２に設けた基板間距離確保用の隔壁４の高さＨとの関係が、ｄ（０．５）を画像表示媒体３を構成する粒子の平均粒子径（単位：μｍ）としたとき、３０μｍ≧Ｈ−Ｈ１−Ｈ２≧ｄ（０．５）μｍ、かつ、Ｈ≧３０μｍの間隔となるよう構成することが好ましい。また、図５に基板間距離確保用の隔壁４を有する基板２を示すように、強度上の制約から、隔壁４の幅は２〜１００μｍ、好ましくは３〜５０μｍとすることが好適である。さらに、セル１１の大きさに関係する各隔壁４の長さは１５０〜５００μｍであることが好ましい。さらにまた、図５に示すように、隔壁４の交点部分および基板間距離確保用の隔壁４の長さＬは１０〜５０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍであることが好ましい。長さＬが１０μｍより小さいと基板間距離を確保して基板を支える強度に問題があり、５０μｍを超えると充填時に隔壁交点部分の頂上に載った画像表示媒体３を確実に除去することができなくなる。
【００１７】
上述した構成の画像表示用パネルでは、セル１１を仕切る隔壁４が完全に閉じていなくても、隙間となる位置は両基板１、２からは離れた位置にであるので、隔壁４の頂上と基板１、２の表面との隙間では問題となっていた画像表示媒体の抜けが起こることがない。この理由は明らかではないが、移動した画像表示媒体３の移動終点となる基板１、２の表面にある隙間と、移動の中間地点である隔壁４の頂上同士の隙間との違いが原因となっていると考えられる。
【００１８】
また、上述した構成の画像表示用パネルでは、画像表示媒体３は基板間距離確保用の隔壁４（隔壁交点部分）がある基板２に形成されたセル１１内に充填する。この際、隔壁４に載った画像表示媒体３の除去はシートやローラを押し当てる方法で行い、少なくとも接合界面となる基板間距離確保用の隔壁４（隔壁交点部分）に堆積した画像表示媒体３の除去を確実に行うことができる。隔壁４の他の位置に載った画像表示媒体３も、隔壁４の頂上に直接付着している画像表示媒体３以外は確実に除去できる。隔壁４の頂上に直接付着している画像表示媒体３が僅かに残っていても隔壁４の頂上同士の合わせ面部分に設ける隔壁高さの合計を基板間距離に対して適正にしておけばよく、隙間があってもそこから画像表示媒体３が抜けることもない。
【００１９】
さらに、上述した構成の画像表示用パネルでは、基板間距離確保用の隔壁４の頂上に載った画像表示媒体３は両基板１、２の接合前に確実に除去できるので、基板間距離はこの隔壁部分の高さによって一定にすることができる。充填時に隔壁４の頂上に載った画像表示媒体３を除去するには、除去ローラ、除去シートを用いたり、プレートで擦り切る方法が用いられるが、隔壁４の一部を高くしておくとその部分は確実に画像表示媒体３を除去できる。その理由は明らかではないが、除去時、除去部材と隔壁頂上との間に働く応力に違いがあるためと考えられる。
【００２０】
図６（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの製造方法の一具体例を示す図である。本例では、まず、図６（ａ）に示すように隔壁４（隔壁交点部分も含む）とライン電極５とを設けた背面基板２と、図６（ｂ）に示すように隔壁４（隔壁交点部分は空間）と透明電極６とを設けた透明な前面基板１と、を準備する。そして、図６（ａ）に示すように、背面基板２上に隔壁４で画成されたセル１１内に、画像表示媒体３（ここでは白色粒子群３Ｗと黒色粒子群３Ｂ）を充填する。その後、図６（ｃ）に示すように、準備した前面基板１と背面基板２とを重ね合わせ、背面基板２上の隔壁交点部分の隔壁４の頂上と前面基板１とを接合することで、本発明の画像表示用パネルを得ることができる。基板間距離確保用隔壁部分を設けた基板上に画像表示媒体３を充填する。本例では、背面基板側に基板間距離確保用隔壁部分を設けたが、逆の場合には、透明な前面基板側に画像表示媒体を充填する。
【００２１】
図７（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの他の例を示す図である。図７（ａ）に示す例では、隔壁４で画成されるセル１１が六角形状の例を示し、図７（ｂ）に示す例では、図７（ａ）に示す例に加えて、電極５を設けた例を示している。このように、セル１１の形状が上述した例の四角形状と異なっていても、本発明を好適に利用することができる。
【００２２】
上述した例において、隔壁４により形成される表示セルは、図８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。表示側から見える隔壁断面部分に相当する部分（表示セルの枠部の面積）はできるだけ小さくした方が良く、画像表示の鮮明さが増す。ここで、隔壁４の形成方法を例示すると、金型転写法、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、フォトリソ法、アディティブ法が挙げられる。このうち、レジストフィルムを用いるフォトリソ法や金型転写法が好適に用いられる。いずれの方法においても本発明を好適に用いることができる。なお、図８に示す例では、説明の都合上、隔壁４の隔壁交点部分以外の部分に空間部を設けていない例を示したが、本発明では、セルを画成する隔壁４の一部分に空間が存在することはいうまでもない。
【００２３】
以下、本発明の画像表示用パネルを構成する各部材について図１〜図３を用いて説明する。
【００２４】
基板については、少なくとも一方の基板はパネル外側から画像表示媒体の色が確認できる透明な基板１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２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、薄型画像表示用パネルとする場合に不都合がある。
【００２５】
必要に応じて設ける電極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ＩＴＯ、酸化インジウム、導電性酸化錫、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視認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。本発明の画像表示用パネルにおける基板と基板との間隔は、画像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。
【００２６】
次に、本発明の画像表示用パネルで用いる画像表示媒体としての粉流体について説明する。なお、本発明の画像表示媒体としての粉流体の名称については、本出願人が「電子粉流体（登録商標）」の権利を得ている。
【００２７】
本発明における「粉流体」は、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。例えば、液晶は液体と固体の中間的な相と定義され、液体の特徴である流動性と固体の特徴である異方性（光学的性質）を有するものである（平凡社：大百科事典）。一方、粒子の定義は、無視できるほどの大きさであっても有限の質量をもった物体であり、重力の影響を受けるとされている（丸善：物理学事典）。ここで、粒子でも、気固流動層体、液固流動体という特殊状態があり、粒子に底板から気体を流すと、粒子には気体の速度に対応して上向きの力が作用し、この力が重力とつりあう際に、流体のように容易に流動できる状態になるものを気固流動層体と呼び、同じく、流体により流動化させた状態を液固流動体と呼ぶとされている（平凡社：大百科事典）。このように気固流動層体や液固流動体は、気体や液体の流れを利用した状態である。本発明では、このような気体の力も、液体の力も借りずに、自ら流動性を示す状態の物質を、特異的に作り出せることが判明し、これを粉流体と定義した。
【００２８】
すなわち、本発明における粉流体は、液晶（液体と固体の中間相）の定義と同様に、粒子と液体の両特性を兼ね備えた中間的な状態で、先に述べた粒子の特徴である重力の影響を極めて受け難く、高流動性を示す特異な状態を示す物質である。このような物質はエアロゾル状態、すなわち気体中に固体状もしくは液体状の物質が分散質として安定に浮遊する分散系で得ることができ、本発明の画像表示装置で固体状物質を分散質とするものである。
【００２９】
本発明の画像表示用パネルは、少なくとも一方が透明な、対向する基板間に、画像表示媒体として例えば気体中に固体粒子が分散質として安定に浮遊するエアロゾル状態で高流動性を示す粉流体を封入するものであり、このような粉流体は、低電圧の印加でクーロン力などにより容易に安定して移動させることができる。
本発明に例えば用いる粉流体とは、先に述べたように、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。この粉流体は、特にエアロゾル状態とすることができ、本発明の画像表示装置では、気体中に固体状の物質が分散質として比較的安定に浮遊する状態で用いられる。
【００３０】
次に、本発明の画像表示用パネルで用いる画像表示媒体としての粒子について説明する。粒子は、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
また、本発明の画像表示用パネルで用いる画像表示媒体として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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
画像表示媒体の帯電量は当然その測定条件に依存するが、画像表示用パネルにおける画像表示媒体の帯電量はほぼ、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、特に画像表示媒体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。
【００４３】
更に、本発明において画像表示媒体に粒子群又は粉流体を用いる場合は、基板間の画像表示媒体３（粒子群又粉流体）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、更に好ましくは３５％RH以下とすることが重要である。
この空隙部分とは、図１〜図３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、画像表示媒体（粒子群あるいは粉流体３）の占有部分、隔壁４の占有部分（不完全なセルを画成している隔壁が存在する部分）、装置シール部分を除いた、いわゆる画像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装置に封入することが必要であり、例えば、画像表示媒体の充填、基板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。
【００４４】
対向する基板間の空間における画像表示媒体（粒子群又は粉流体）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％を超える場合には画像表示媒体（粒子群又粉流体）の移動の支障をきたし、５％未満の場合にはコントラストが不明確となり易い。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明、比較例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記に限定されるものではない。なお、実施例および比較例の画像表示用パネルは、下記の方法にて作製したものを、下記の基準に従い評価した。
【００４６】
「画像表示用パネルの作製」
まず、ＩＴＯ電極付きの透明なガラス基板（７ｃｍ×７ｃｍ□）を前面基板および背面基板として準備し、高さ５０μｍのリブおよび高さ１００μｍのリブをそれぞれの基板に形成し、それぞれ所望の隔壁とする全躯体とした。
リブの形成は以下の手順による。
ペーストは、無機粉体としてＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯを溶融、冷却、粉砕したガラス粉体を、樹脂として熱硬化性のエポキシ樹脂を準備して、溶剤にて粘度１２０００ｃｐｓになるように調整したペーストを作製した。次に、ペーストを前述基板全面上に塗布し、１５０℃で加熱硬化させ、この塗布〜硬化を繰り返す事により、厚み５０μｍおよび１００μｍになるように調整した。次に、ドライフォトレジストを貼り付けて、露光〜エッチングにより、所望の隔壁パターンが形成されるようなマスクを作製した。次に、サンドブラストにより、所定の隔壁形状、隔壁の高さとなるように余分な部分を除去し、所望とする形状で基板間距離確保用隔壁部分をもつ隔壁および所望とする形状で基板間距離確保用隔壁部分に対向する空間をもつ隔壁を形成した。
【００４７】
次に、色と帯電特性の異なる２種類の粒子群（粒子群Ａ、粒子群Ｂ）をそれぞれ準備した。隔壁を形成した基板のうち基板間距離確保用隔壁部分をもつ方の基板を、湿度４０％ＲＨ以下の乾燥した容器内に移し、まず、粒子群Ａを第１の粒子群として、容器内上部に設けられたノズルから容器内に分散して、容器下部に置かれた基板上のセル内に散布することにより粒子群Ａを充填した。続いて、粒子群Ｂを第２の粒子群として、容器内上部に設けられた別のノズルから容器内に分散して、容器下部に置かれた基板上のセル内（すでに粒子群Ａが充填されている）に散布することにより粒子群Ａに重ねて充填した。粒子群Ａと粒子群Ｂの充填配置量は同体積量ずつとし、２枚の基板を貼り合わせてできる基板間に対する双方の粒子群が合わさった体積占有率が２６ｖｏｌ％となるように調整した。次に、隔壁頂上に載った不要な粒子群を、除去用シートを押し当てて除去してから、粒子群がセル内に充填配置された基板にもう一方の、隔壁の交点部分に空間を有する隔壁が形成された基板を、それぞれの隔壁が対向するように重ね合わせ、基板周辺の外周部分をエポキシ系接着剤にて接着、シールして粒子群を封入し、画像表示用パネルを作製した。
【００４８】
「表示機能の評価」
作製した表示用パネルを組み込んだ表示装置に、２５０Ｖの電圧を印加して電位を反転させることにより、黒色〜白色の表示を繰り返した。表示機能の評価は、白色表示時および黒色表示時のコントラスト比について、初期、１０００００回繰り返し後を、反射画像濃度計としてマクベス濃度計を用いて測定して行った。ここで、コントラスト比とは、コントラスト比＝黒色表示時反射濃度／白色表示時反射濃度とした。
【００４９】
「画像表示媒体」
実施例、比較例では画像表示媒体として、帯電特性の異なる白黒２色の粒子群（粒子群Ａ、粒子群Ｂ）を用いた。
粒子群Ａは、アクリルウレタン樹脂EAU５３Ｂ（亜細亜工業(株)製）/ＩＰＤＩ系架橋剤エクセルハードナーHX（亜細亜工業(株)製）にカーボンブラック（ＭＡ１００  三菱化学(株)）４重量部、荷電制御剤ボントロンＮ０７（オリエント化学(株)製）２重量部を添加し、混練り後、ジェットミルにて粉砕し、さらにハイブリダイザー装置（奈良機械製作所(株)製）を用いて機械的衝撃力を加えて略球状としてから分級して作製した。作製された粒子群Ａは、平均粒子径が９．１μｍ、略球状で負帯電性の黒色粒子群であった。
粒子群Ｂは、ターシャリーブチルメタクリレ−トモノマー８０重量部とメタクリル酸２−（ジエチルアミノ）エチルモノマ−２０重量部に０．５重量部のＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）を溶解し、カップリング剤処理して親油性とした酸化チタン２０重量部を分散させて得られた液を、１０倍量の０．５％界面活性剤（ラウリル硫酸ナトリウム）水溶液に懸濁、重合させ、濾過、乾燥させた後、分級機（ＭＤＳ−２：日本ニュ−マチック工業）を用いて作製した。作製された粒子群Ｂは、平均粒子径が８．５μｍで正帯電性の球状白色粒子であり、これを粒子群Ｂとした。
【００５０】
＜実施例１＞
セルが四角形状で格子状配置になるように高さ２０μｍの隔壁を形成し、かつ、隔壁の交点となる部分に高さ５０μｍの基板間距離確保用隔壁を形成した基板と、セルが四角形状で格子状配置になるように高さ２０μｍの隔壁を形成し、かつ、隔壁の交点となる部分に前記基板間距離確保用隔壁部分が嵌る空間を形成した基板とを用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、表示機能を評価した。結果を表１に示す。
【００５１】
＜実施例２＞
セルが六角形状でハニカム状配置になるように高さ２０μｍの隔壁を形成し、かつ、隔壁の交点となる部分に高さ５０μｍの基板間距離確保用隔壁を形成した基板と、セルが六角形状でハニカム状配置になるように高さ２０μｍの隔壁を形成し、かつ、隔壁の交点となる部分に前記基板間距離確保用隔壁部分が嵌る空間を形成した基板とを用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、表示機能を評価した。結果を表１に示す。
【００５２】
＜実施例３＞
セルが四角形状で格子状配置になるように高さ４０μｍの隔壁を形成し、かつ、隔壁の交点となる部分に高さ１００μｍの基板間距離確保用隔壁を形成した基板と、セルが四角形状で格子状配置になるように高さ３０μｍの隔壁を形成し、かつ、隔壁の交点となる部分に前記基板間距離確保用隔壁部分が嵌る空間を形成した基板とを用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、表示機能を評価した。結果を表１に示す。
【００５３】
＜実施例４＞
セルが四角形状で格子状配置になるように高さ１０μｍの隔壁を形成し、かつ、隔壁の交点となる部分に高さ５０μｍの基板間距離確保用隔壁を形成した基板と、セルが四角形状で格子状配置になるように高さ１０μｍの隔壁を形成し、かつ、隔壁の交点となる部分に前記基板間距離確保用隔壁部分が嵌る空間を形成した基板とを用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、表示機能を評価した。結果を表１に示す。
【００５４】
＜比較例１＞
セルが四角形状で格子状配置になるように、かつ、隔壁の交点となる部分と他の位置の高さが同じ１００μｍとなるように一方の基板にのみ隔壁を形成し、もう一方の基板には隔壁を形成していないものを用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、表示機能を評価した。結果を表１に示す。
【００５５】
＜比較例２＞
セルが四角形状で格子状配置になるように高さ４０μｍの隔壁を形成し、かつ、隔壁の交点となる部分に高さ１００μｍの基板間距離確保用隔壁を形成した基板と、セルが四角形状で格子状配置になるように高さ２０μｍの隔壁を形成し、かつ、隔壁の交点となる部分に前記基板間距離確保用隔壁部分が嵌る空間を形成した基板とを用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、表示機能を評価した。結果を表１に示す。
【００５６】
＜比較例３＞
セルが四角形状で格子状配置になるように高さ２５μｍの隔壁を形成し、かつ、隔壁の交点となる部分に高さ５０μｍの基板間距離確保用隔壁を形成した基板と、セルが四角形状で格子状配置になるように高さ２０μｍの隔壁を形成し、かつ、隔壁の交点となる部分に前記基板間距離確保用隔壁部分が嵌る空間を形成した基板とを用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、表示機能を評価した。結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
2006053376.tif 000003
【００５８】
表１の結果から、セル内の隔壁接合面が適正な隙間間隔として基板表面から離れた位置にある実施例１〜実施例４では、粒子がセルから抜け出すことがなく、初期から１０００００回後においても良いコントラスト比の状態が保たれることがわかる。また、隔壁接合面が基板表面にある比較例１では、初期こそセル内の粒子の状態に問題はないが１０００００回後には粒子の偏在が起こっており、反転表示の繰り返しによってコントラスト比の低下が見られることから、粒子が次第にセルから抜け出して他のセルへ移動していることが推察される。
【００５９】
さらに、セル内の隔壁接合面が適正な隙間間隔よりも大きい比較例２では、反転表示の繰り返しによってコントラスト比の低下が見られることから、隔壁の隙間から次第に粒子が抜け出していることが推察される。さらにまた、セル内の隔壁接合面が適正な隙間間隔（粒子の平均粒子径よりも大きい隙間間隔）よりも小さい比較例３でも、反転表示の繰り返しによってコントラスト比の低下が見られる。１０００００回反転前後の反転表示の状況をよく観察すると、セルによっては全く反転表示しなくなっているものもあった。これは、高さＨ１の隔壁頂上に除去しきれないまま、隔壁頂上に直接付着して残った僅かな粒子が高さＨ１の隔壁と、高さＨ２の隔壁の間に挟まれた状態で基板が接合される結果、本来基板接合すべき基板間距離確保用隔壁の高さＨとの関係において、Ｈ−Ｈ１−Ｈ２＞ｄ（0.5）でなくなり、基板内のセルの位置によってその間隔にばらつきができたためと推察される。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の画像表示用パネルは、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、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。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の画像表示用パネルの一例を示す図である。
【図２】本発明の画像表示用パネルの他の例を示す図である。
【図３】本発明の画像表示用パネルのさらに他の例を示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの一例を示す図である。
【図５】本発明の画像表示用パネルにおける基板間距離確保用の隔壁を有する基板の一例を示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの製造方法の一具体例を示す図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの他の例を示す図である。
【図８】本発明の画像表示用パネルにおける隔壁の形状の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１、２  基板
３  画像表示媒体（粒子または粉流体）
３Ｗ  白色粒子（白色粉流体）
３Ｂ  黒色粒子（黒色粉流体）
４  隔壁
５、６  電極
１１  セル
【図１】
2006053376.tif 000004
【図２】
2006053376.tif 000005
【図３】
2006053376.tif 000006
【図４】
2006053376.tif 000007
【図５】
2006053376.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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