(57)【要約】【課題】画像表示媒体を除去する工程が不要であり、重ね合せた後の基板間距離も一定に保たれる、生産性が高く、安価で画像品質に優れた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を形成し、該セル内に、光学的反射率および帯電特性の異なる少なくとも２種類の画像表示媒体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の双方に設けられたくし型ライン状電極５、６の電極と電極との間にライン形状にて設け、該２枚の基板の双方に設けられた隔壁４およびくし型ライン状電極５、６が互いに直交して対向するように形成する。【選択図】図２
2006058521.tif 000002
【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、光学的反射率および帯電特性の異なる少なくとも２種類の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枚の基板の双方に設けられたくし型ライン状電極の電極と電極との間にライン形状にて設け、該２枚の基板の双方に設けられた隔壁およびくし型ライン状電極が互いに直交して対向するように形成することを特徴とする画像表示用パネル。
【請求項２】
前記２枚の基板の双方に設けた隔壁の、接合部分となる隔壁高さの総計によって基板間の距離を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像表示用パネル。
【請求項３】
前記２枚の基板の双方に設けた少なくとも一方の隔壁が、互いに接合する部分において隔壁の他の部分の高さよりも低い凹部となっているものであって、この互いに接合する隔壁部分の隔壁高さの総計によって基板間の距離を決定するものであって、かつ、この互いに接合する隔壁部分の隔壁高さの総計が、基板の双方に設けた双方の隔壁の高さ以上となることを特徴とする請求項１に記載の画像表示用パネル。
【請求項４】
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１〜３のいずれか１項に記載の画像表示用パネル。
【請求項５】
請求項１〜４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、２枚の基板の双方に設けられたくし型ライン状電極の電極と電極との間にライン形状にて設けられた隔壁間の少なくともどちらか一方の基板側に画像表示媒体を充填した後、該２枚の基板の双方に設けられたライン形状隔壁およびくし型ライン状電極が互いに直交して対向するように重ね合わせることを特徴とする画像表示用パネルの製造方法。
【請求項６】
前記２枚の基板の双方に設けられたくし型ライン状電極の電極と電極との間にライン形状にて設けられた隔壁間の少なくともどちらか一方の基板側に画像表示媒体を充填する方法として、画像表示媒体を隔壁ライン方向にそってブレードを用いて押し進めることによって行うことを特徴とする請求項５に記載の画像表示用パネルの製造方法。
【請求項７】
前記２枚の基板の双方に設けた隔壁の高さによって基板間の距離を決定することを特徴とする請求項５または６に記載の画像表示用パネルの製造方法。
【請求項８】
前記２枚の基板の双方に設けた少なくとも一方の隔壁が、互いに接合する部分において隔壁の他の部分の高さよりも低い凹部となっているものであって、この互いに接合する隔壁部分の隔壁高さの総計によって基板間の距離を決定するものであって、かつ、この互いに接合する隔壁部分の隔壁高さの総計が、基板の双方に設けた双方の隔壁の高さ以上となることを特徴とする請求項６または７に記載の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、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、画像繰り返し表示の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。そして、これらの乾式の画像表示媒体移動式表示方式の場合、画像表示用パネルの基板間に画像表示媒体を封入するが、移動を繰り返すうちに次第に画像表示媒体が偏在するようになることを防ぐために隔壁で囲われた小部屋（セル）に画像表示媒体を封入する方法が用いられている。
【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】
これらの画像表示用パネルにおいては、隔壁で形成されるセル内への画像表示媒体充填を、２枚の基板を重ね合わせる前に行うため、重ね合わせるときの接合部分となる隔壁頂上にわずかでも余分な画像表示媒体の付着があると、基板間距離が不均一になり、表示される画像の品質に悪影響を及ぼすので、基板を重ね合わせる前の十分な画像表示媒体除去が不可欠であり、余計な工程として生産性において問題となっていた。
【０００８】
本発明の目的は上述した問題点を解消して、画像表示媒体を除去する工程が不要であり、重ね合せた後の基板間距離も一定に保たれる、生産性が高く、安価で画像品質に優れた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、光学的反射率および帯電特性の異なる少なくとも２種類の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枚の基板の双方に設けられたくし型ライン状電極の電極と電極との間にライン形状にて設け、該２枚の基板の双方に設けられた隔壁およびくし型ライン状電極が互いに直交して対向するように形成する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、２枚の基板の双方に設けた隔壁の、接合部分となる隔壁高さの総計によって基板間の距離を決定すること、２枚の基板の双方に設けた少なくとも一方の隔壁が、互いに接合する部分において隔壁の他の部分の高さよりも低い凹部となっているものであって、この互いに接合する隔壁部分の隔壁高さの総計によって基板間の距離を決定するものであって、かつ、この互いに接合する隔壁部分の隔壁高さの総計が、基板の双方に設けた双方の隔壁の高さ以上となること、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、画像表示用パネルの製造方法であって、２枚の基板の双方に設けられたくし型ライン状電極の電極と電極との間にライン形状にて設けられた隔壁間の少なくともどちらか一方の基板側に画像表示媒体を充填した後、該２枚の基板の双方に設けられたライン形状隔壁およびくし型ライン状電極が互いに直交して対向するように重ね合わせることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の画像表示用パネルの製造方法の好適例としては、２枚の基板の双方に設けられたくし型ライン状電極の電極と電極との間にライン形状にて設けられた隔壁間の少なくともどちらか一方の基板側に画像表示媒体を充填する方法として、画像表示媒体を隔壁ライン方向にそってブレードを用いて押し進めることによって行うこと、２枚の基板の双方に設けた隔壁の高さによって基板間の距離を決定すること、及び、２枚の基板の双方に設けた少なくとも一方の隔壁が、互いに接合する部分において隔壁の他の部分の高さよりも低い凹部となっているものであって、この互いに接合する隔壁部分の隔壁高さの総計によって基板間の距離を決定するものであって、かつ、この互いに接合する隔壁部分の隔壁高さの総計が、基板の双方に設けた双方の隔壁の高さ以上となること、がある。
【発明の効果】
【００１３】
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ライン形状の隔壁を設け、基板を重ね合せたときの接合部分の隔壁高さが基板間距離となるようにして、完全に独立したセルを形成する隔壁をもつ基板上セル内に画像表示媒体を充填するのに比べて容易に画像表示媒体の充填が行えるようにし、かつ、画像表示媒体の充填は、隔壁ライン方向にそって、ブレードによって押し進めるようにして行い、隔壁頂上に画像表示媒体が付着することなく充填できるようにしたので、画像表示媒体を除去する工程が不要であり、重ね合せた後の基板間距離も一定に保たれる、生産性が高く、安価で画像品質に優れた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】
【００１４】
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。
【００１５】
本発明の画像表示用パネルの例を、図１に基づき説明する。図１に示す例では、少なくとも１種以上の粒子で構成される画像表示媒体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。
【００１６】
図２（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルを構成する基板の一例を説明するための平面図、正面図及び側面図である。図２（ａ）〜（ｃ）に示す例では、一例として、一方の基板１上のくし型ライン状電極５を示しているが、もう一方の基板２上のくし型ライン状電極６も同様の構成を有している。図２（ａ）〜（ｃ）に示す例において、本発明の特徴は、くし型ライン状電極５の電極と電極との間に、ライン形状の隔壁４を基板１と隙間がないように設けた点である。ここで、電極と電極との間隔Ｌと、隔壁４の幅Ｄとの関係は、Ｌ≧Ｄとしている。
【００１７】
図３（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの一例を説明するための図である。図３（ａ）に示すように、ライン状電極５の電極と電極との間に隔壁４をライン状に設けた基板１と、ライン状電極６の電極と電極との間に隔壁４をライン状に設けた基板２とを、電極５、６及び隔壁４が互いに直交するように重ね合わせて、図３（ｂ）に示すように、本発明の画像表示用パネルを得ている。本例では、２枚の基板１、２の双方に設けた隔壁４の接合部分となる隔壁高さの総計によって基板１、２間の距離を決定することとなる。
【００１８】
図４（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルを構成する基板の他の例を説明するための平面図、正面図及び側面図である。図４（ａ）〜（ｃ）に示す例では、ライン状電極５の電極と電極との間に設けたライン形状の隔壁４に加えて、隔壁４と隔壁４とを直交させて接合した際互いに接合する部分に、隔壁４の他の部分の高さよりも低い凹部１１を形成している。そのため、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、互いの凹部１１を接合して基板１、２を接合させた場合、この互いに接合する隔壁部分の隔壁高さの総計によって基板１、２間の距離を決定し、かつ、この互いに接合する隔壁部分の隔壁高さの総計が、基板１、２の双方に設けた双方の隔壁４の高さ以上となっている。
【００１９】
上述した構成の本発明の画像表示用パネルでは、画像表示媒体３を充填するセルは完全に密閉されていないが、画像表示媒体３の偏在を防止することができる。その理由を、本発明例を示す図６（ａ）、（ｂ）と比較例を示す図７（ａ）、（ｂ）とを参照して説明する。
【００２０】
まず、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、隔壁４がライン状電極５、６に平行に形成された２枚の基板１、２を重ね合わせた本発明例では、くし型電極５、６の同じ電極位置では同電位なので、電極５上の画像表示媒体３はＡのように電位の異なる対面基板側の電極６に向かって移動するが、Ｂ、Ｃのように隔壁４を越えて移動しないので、繰り返し移動させても画像表示媒体３の偏在は起こらない。一方、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、隔壁４がライン状電極５、６を横切るように形成された２枚の基板１、２を重ね合わせた比較例では、基板５上の画像表示媒体３はＡのように対面基板側の電極６に向かって移動するが、電極５上の端部に位置する画像表示媒体３の中には、図７（ｂ）に示すＢ、Ｃのように隣の電極５に移動したり、図７（ａ）に示すように対面基板側の別のセル内の電極６に移動したりして、繰り返し移動させた場合に画像表示媒体３の偏在が起こる。特に、隣の電極との電位差がある場合に、図７（ｂ）にＢ、Ｃとして示す画像表示媒体３の移動が起こりやすい。
【００２１】
次に、本発明の画像表示用パネルにおける画像表示媒体を充填した状態、画像表示媒体３として白色粒子群３Ｗと黒色粒子群３Ｂとを用いた場合の白黒表示の状態、について説明する。
【００２２】
図８（ａ）〜（ｃ）及び図９（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、本発明の画像表示用パネルに用いる基板において、画像表示媒体３としての白色粒子群３Ｗを充填した状態を示す図である。図８（ａ）〜（ｃ）に示す例では、くし型電極５の電極間に平行なライン状隔壁４を設けた例を示し、白色粒子群３Ｗを隔壁４で画成されたセル内に充填し、隔壁４上の余分な白色粒子群３Ｗを除去した状態を示している。図９（ａ）〜（ｃ）に示す例では、くし型電極５の電極間に凹部１１を有する平行なライン状隔壁４を設けた例を示し、白色粒子群３Ｗを隔壁４で画成されたセル内に充填し、隔壁上の余分な白色粒子群３Ｗを除去した状態を示している。
【００２３】
図１０（ａ）、（ｂ）及び図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、画像表示媒体３として白色粒子群３Ｗと黒色粒子群３Ｂとを用いた本発明の画像表示用パネルにおいて、透明基板側から中央のライン電極上の黒色表示画像を観察する様子を示す図である。ここで、図１０（ａ）、（ｂ）はライン状隔壁４を単純に重ね合わせた例を示し、図１１（ａ）、（ｂ）は凹部１１を有するライン状隔壁４を凹部１１同士を嵌合させて重ね合わせた例を示している。図１２（ａ）、（ｂ）及び図１３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、画像表示媒体３として白色粒子群３Ｗと黒色粒子群３Ｂとを用いた本発明の画像表示用パネルにおいて、透明基板側から白黒表示画像の状態を観察する様子を示す図である。ここで、図１２（ａ）及び図１３（ａ）はそれぞれ黒色表示の状態を示し、図１２（ｂ）及び図１３（ｂ）はそれぞれ白色表示の状態を示している。また、図１２（ａ）、（ｂ）はライン状隔壁４を単純に重ね合わせた場合の白黒表示の例を示し、図１３（ａ）、（ｂ）は凹部１１を有するライン状隔壁４を凹部１１同士を嵌合させて重ね合わせた例を示している。
【００２４】
次に、本発明の画像表示用パネルの製造方法における画像表示媒体の充填方法について、図１４（ａ）〜（ｄ）及び図１５（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
【００２５】
図１４（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、ライン状隔壁４を電極５間に設けた基板１に画像表示媒体３としての白色粒子群３Ｗを充填する例を示す図である。まず、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、基板１をホルダー２１にセットする。ホルダー２１の表面は隔壁４の表面と同じ位置となるよう設定されている。そして、ホルダー２１上にセットした白色粒子群３Ｗをブレード２２によって押し進めることによって、図１４（ｃ）、（ｄ）に示すように、隔壁４間に白色粒子群３Ｗを充填することができる。図１４（ａ）〜（ｄ）に示す例では、隔壁同士の接合部分となる隔壁頂上部にも白色粒子群３Ｗが付着することなく充填することができ、従来の充填工程で必要であった隔壁頂上部での画像表示媒体除去工程を無くすことができる。
【００２６】
図１５（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、凹部１１を有するライン状隔壁４を電極５間に設けた基板１に白色粒子群３Ｗを充填する例を示す図である。図１４（ａ）〜（ｄ）に示す例と同様に、まず、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、基板１をホルダー２１にセットする。ホルダー２１の表面は隔壁４の表面と同じ位置となるよう設定されている。そして、ホルダー２１上にセットした白色粒子群３Ｗをブレード２２によって押し進めることによって、図１５（ｃ）、（ｄ）に示すように、隔壁４間に白色粒子群３Ｗを充填することができる。図１５（ａ）〜（ｄ）に示す例でも、図１４（ａ）〜（ｄ）に示す例と同様に、隔壁同士の接合部分となる隔壁の凹部頂上部にも白色粒子群３Ｗが付着することなく充填することができ、従来の充填工程で必要であった隔壁頂上部での画像表示媒体除去工程を無くすことができる。
【００２７】
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説明する。
【００２８】
本発明の隔壁４については、隔壁を前面基板と背面基板との双方に、基板に設けられたくし型ライン状電極の、電極と電極の間にライン形状にて形成することが重要であり、その高さや幅は表示にかかわる画像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。これら前面基板と背面基板との双方の基板に設けられたライン形状の隔壁を互いに直交して対向するように基板同士を重ね合わせて形成される表示セルは四角状で格子状配置のものとなる。隔壁形状はライン形状であれば直線である必要はなく、波形ライン形状、ジグザグライン形状であってもよい。この場合基板同士を重ね合わせて形成される表示セルは概ね四角状で格子状配置のものとなる。表示側から見える隔壁断面部分に相当する部分（隔壁の幅によって形成される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。
【００２９】
基板については、少なくとも一方の基板（前面基板）は表示用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、薄型画像表示装置に搭載する画像表示用パネルとする場合に不都合がある。
【００３０】
基板に設けるくし型ライン状電極については、視認側であり透明である必要のある前面基板２側に設ける電極６は、透明かつパターン形成可能である導電性材料で形成され、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などから透明なものを、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。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。背面基板１側に設ける電極５の材質や厚みなどは上述した電極６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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
画像表示媒体を構成する粒子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を構成する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、特に画像表示媒体を構成する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。
【００４８】
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。
【００４９】
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】
【００５０】
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。
【００５１】
「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。
【００５２】
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。
【００５３】
「画像表示用パネルの作製」
まず、ＩＴＯくし型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、それぞれに対して次のようにして隔壁（リブ）の形成を行った。感光性フィルムであるニチゴーモートン社製ドライフィルムフォトレジストＮＩＴ２５０をＩＴＯ付ガラス上にラミネートし、露光、現像により、所望とするライン３０μｍ、スペース３２０μｍ、ピッチ３５０μｍの直線ライン状隔壁および格子状隔壁を形成した。高さは５０μｍとしたが、所望に応じて１００μｍのものも準備した。基板同士を重ね合わせるときの接合部分となる隔壁部分の凹部を有する隔壁については、ウェットブラスト法を用いて接合する部分を削り、所望とする隔壁形状、隔壁凹部高さとなるようにした。
【００５４】
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）を隔壁と隔壁の間に充填した。まず、粒子群Ａを第１の粒子群として隔壁を形成した基板の横に置き、ブレードを用いて隔壁ライン方向に押し進めるようにして基板上隔壁間のセル内に充填した。続いて、粒子群Ｂを第２の粒子群として、上記と同様にして基板上隔壁間のセル内（すでに粒子群Ａが充填されている）に粒子群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２５ｖｏｌ％となるように調整した。次に、粒子群がセル内に充填配置された基板にもう一方の基板を重ね合わせ、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。
【００５５】
「画像表示用パネルの評価」
作製した画像表示用パネルの基板間距離の均一性を、画像表示用パネルの厚さを四隅と中心との５点で測定することで確認した。また、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１００００回繰り返し、１００００回後の白色表示時および黒色表示時の表示面を光学顕微鏡で観察してセル内にある画像表示媒体（粒子群）の均一性を調べた。
【００５６】
＜実施例１＞
２枚の基板として、両方ともくし型電極の電極と電極の間に一様の高さ（５０μｍ）を持つ隔壁を形成したものを用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００５７】
＜実施例２＞
２枚の基板として、一方はくし型電極の電極と電極の間に一様の高さ（５０μｍ）を持つ隔壁を形成したものを用い、もう一方はくし型電極の電極と電極の間に一様の高さ（５０μｍ）で、互いに接合する部分が高さ２５μｍの凹部となった隔壁を形成したものを用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００５８】
＜実施例３＞
２枚の基板として、両方ともくし型電極の電極と電極の間に一様の高さ（５０μｍ）で、互いに接合する部分が高さ２５μｍの凹部となった隔壁を形成したものを用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００５９】
＜実施例４＞
２枚の基板として、両方ともくし型電極の電極と電極の間に一様の高さ（５０μｍ）を持つ隔壁を形成したものを用いて、粒子群Ａの充填を一方の基板に対して行い、粒子群Ｂの充填をもう一方の基板に対して行い、それぞれ別の基板に充填してから重ね合わせた以外は実施例１と同様の手順で表示用パネルを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００６０】
＜実施例５＞
２枚の基板として、両方ともくし型電極の電極と電極の間に一様の高さ（５０μｍ）で、互いに接合する部分が高さ２５μｍの凹部となった隔壁を形成したものを用いて、粒子群Ａの充填を一方の基板に対して行い、粒子群Ｂの充填をもう一方の基板に対して行い、それぞれ別の基板に充填してから重ね合わせた以外は実施例３と同様の手順で表示用パネルを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００６１】
＜比較例１＞
２枚の基板として、両方ともくし型電極の上に一様の高さ（５０μｍ）を持つ四角形セルを画成する格子状隔壁を形成したものを用いた以外は実施例１と同様の手順で表示用パネルを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００６２】
＜比較例２＞
２枚の基板として、一方はくし型電極の上に一様の高さ（１００μｍ）を持つ四角形セルを画成する格子状隔壁を形成したものを用い、もう一方はくし型電極の上に隔壁を形成していないものを用いた以外は実施例１と同様の手順で表示用パネルを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００６３】
＜比較例３＞
２枚の基板として、両方ともくし型電極の電極と電極を横切るように一様の高さ（５０μｍ）を持つライン形状隔壁を形成したものを用いた以外は実施例１と同様の手順で表示用パネルを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００６４】
＜比較例４＞
粒子群Ａおよび粒子群Ｂの充填を、基板上方のノズルからそれぞれの粒子群を順番に散布することによって行った以外は実施例１と同様の表示用パネルを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００６５】
【表１】
2006058521.tif 000003
【００６６】
表１の結果から、電極間にライン状隔壁を形成した実施例１〜５は、隔壁の形状や位置の点で上述した実施例とは異なる比較例１〜４と比べて、隔壁頂上部への画像表示媒体の付着がなく、基板間距離も均一で、表示画像の均一性も良好であることがわかる。
【００６７】
なお、上述した例では、画像表示媒体を空気などの気体中を電界によって移動させる乾式の画像表示用パネルについて説明したが、分散媒中の電気泳動粒子を電界によっって移動させる湿式の画像表示用パネルにも本発明を適用することができる。また、上述した例では、すべての電極間に隔壁を設けたが、１つおきに設ける等間引きして隔壁を設けることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
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】
【００６９】
【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】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルを構成する基板の一例を説明するための平面図、正面図及び側面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルを構成する基板の一例を説明するための図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルを構成する基板の他の例を説明するための平面図、正面図及び側面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルを構成する基板の他の例を説明するための図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は本発明例の画像表示用パネルにおける画像表示媒体の偏在について説明するための図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は比較例の画像表示用パネルにおける画像表示媒体の偏在について説明するための図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルに用いる基板の一例において画像表示媒体を充填した状態を示す図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルに用いる基板の他の例において画像表示媒体を充填した状態を示す図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの一例において黒色表示画像を観察する様子を示す図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの他の例において黒色表示画像を観察する様子を示す図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの一例において白黒表示状態を示す図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの他の例において白黒表示状態を示す図である。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの製造方法の一例において画像表示媒体の充填方法を説明するための図である。
【図１５】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの製造方法の他の例において画像表示媒体の充填方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７０】
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  凹部
２１  ホルダー
２２  ブレード
【図１】
2006058521.tif 000004
【図２】
2006058521.tif 000005
【図３】
2006058521.tif 000006
【図４】
2006058521.tif 000007
【図５】
2006058521.tif 000008
【図６】
2006058521.tif 000009
【図７】
2006058521.tif 000010
【図８】
2006058521.tif 000011
【図９】
2006058521.tif 000012
【図１０】
2006058521.tif 000013
【図１１】
2006058521.tif 000014
【図１２】
2006058521.tif 000015
【図１３】
2006058521.tif 000016
【図１４】
2006058521.tif 000017
【図１５】
2006058521.tif 000018