(57)【要約】【課題】所定の処理を施した酸化チタンを用いて白色表示媒体用粒子を重合することにより、所望の白色度を確保した表示媒体用粒子を提供する。【解決手段】少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板である基板１，２の間に少なくとも１種以上の粒子から構成される少なくとも１種類以上の表示媒体３Ｗ，３Ｂを封入し、基板内に発生させた電界により表示媒体を移動させて情報を表示する情報表示装置に用いられる表示媒体用粒子として、少なくともアクリル系モノマー、メタクリル系モノマー、ビニル系モノマーおよびスチレン系モノマーを含む複数種のモノマーの中から選択される１種以上のモノマーを重合して成る樹脂成分を含有するとともに、チタネート系カップリング剤によって処理された酸化チタン系白色顔料を含有するものを用いることにより、所望の白色度を確保した白色表示媒体用粒子を得た。【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枚の基板の間に少なくとも１種以上の粒子から構成される少なくとも１種類以上の表示媒体を封入し、基板内に発生させた電界により表示媒体を移動させて情報を表示する情報表示装置に用いられる表示媒体用粒子であって、
該表示媒体用粒子が、少なくともアクリル系モノマー、メタクリル系モノマー、ビニル系モノマーおよびスチレン系モノマーを含む複数種のモノマーの中から選択される１種以上のモノマーを重合して成る樹脂成分を含有するとともに、酸化チタン系白色顔料を含有し、前記酸化チタン系白色顔料がチタネート系カップリング剤によって処理されていることを特徴とする表示媒体用粒子。
【請求項２】
前記表示媒体用粒子の平均粒子径が１〜２０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の表示媒体用粒子。
【請求項３】
キャリアを用いてブローオフ法により測定した前記表示媒体用粒子の帯電量が絶対値で５〜１５０μＣ／ｇであることを特徴とする請求項１または２に記載の表示媒体用粒子。
【請求項４】
前記表示媒体用粒子が、その表面と１ｍｍの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、８ＫＶの電圧を印加してコロナ放電を発生させて表面を帯電させた場合に、０．３秒後における表面電位の最大値が３００Ｖより大きい粒子であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の表示媒体用粒子。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の表示媒体用粒子を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枚の基板の間に少なくとも１種以上の粒子から構成される少なくとも１種類以上の表示媒体を封入し、基板内に発生させた電界により表示媒体を移動させて情報を表示する情報表示装置に用いられる表示媒体用粒子、およ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と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、この方式は、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な対向する２枚の基板の間に少なくとも１種以上の粒子から構成される少なくとも１種類以上の表示媒体を封入し、基板内に発生させた電界により表示媒体を移動させて情報を表示する情報表示装置が知られている。このような電界により表示媒体を移動させて情報を表示するタイプの情報表示装置では、表示媒体の流動性の問題を考慮すると、表示媒体を構成する表示媒体用粒子は球形であることが理想的であるため、樹脂成分を含有する表示媒体用粒子の作製方法として、懸濁重合、乳化重合等を用いる製造方法が提案されている。
【０００７】
【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”、p.249-252
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
懸濁重合、乳化重合等によって白色表示媒体用粒子を得る際には、顔料として酸化チタン等が用いられるが、懸濁重合、乳化重合等によって白色表示媒体用粒子を重合する際に酸化チタンを未処理のまま用いると、酸化チタンには親水性という特徴があるため、油系成分中に取り込まれる割合が低下してしまい、それにより白色表示媒体用粒子中の顔料濃度も下がるため、白色表示媒体用粒子自体の白色度が低下するという問題が生じる。さらに、このような白色表示媒体用粒子を用いて表示媒体を構成した場合には、表示媒体の白色度として十分なものが得られなくなる。
【０００９】
本発明は、所定の処理を施した酸化チタンを用いて白色表示媒体用粒子を重合することにより、所望の白色度を確保した表示媒体用粒子を提供するとともに、該表示媒体用粒子により構成した表示媒体を用いる、表示品質に優れた情報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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の表示媒体用粒子は、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板の間に少なくとも１種以上の粒子から構成される少なくとも１種類以上の表示媒体を封入し、基板内に発生させた電界により表示媒体を移動させて情報を表示する情報表示装置に用いられる表示媒体用粒子であって、該表示媒体用粒子が、少なくともアクリル系モノマー、メタクリル系モノマー、ビニル系モノマーおよびスチレン系モノマーを含む複数種のモノマーの中から選択される１種以上のモノマーを重合して成る樹脂成分を含有するとともに、酸化チタン系白色顔料を含有し、前記酸化チタン系白色顔料がチタネート系カップリング剤によって処理されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の表示媒体用粒子の好適例としては、前記表示媒体用粒子の平均粒子径が１〜２０μｍであること、キャリアを用いてブローオフ法により測定した前記表示媒体用粒子の帯電量が絶対値で５〜１５０μＣ／ｇであること、および、前記表示媒体用粒子が、その表面と１ｍｍの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、８ＫＶの電圧を印加してコロナ放電を発生させて表面を帯電させた場合に、０．３秒後における表面電位の最大値が３００Ｖより大きい粒子であること、がある。
【００１２】
本発明の情報表示装置は、請求項１〜４の何れか１項に記載の表示媒体用粒子を用いて構成されている。
【発明の効果】
【００１３】
上記本発明の表示媒体用粒子によれば、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板の間に少なくとも１種以上の粒子から構成される少なくとも１種類以上の表示媒体を封入し、基板内に発生させた電界により表示媒体を移動させて情報を表示する情報表示装置に用いられる表示媒体用粒子が、少なくともアクリル系モノマー、メタクリル系モノマー、ビニル系モノマーおよびスチレン系モノマーを含む複数種のモノマーの中から選択される１種以上のモノマーを重合して成る樹脂成分を含有するとともに、酸化チタン系白色顔料を含有し、前記酸化チタン系白色顔料がチタネート系カップリング剤によって処理されているから、白色表示媒体用粒子を重合する際に酸化チタンの油系成分中に取り込まれる割合は低下せず、白色表示媒体用粒子中の顔料濃度も維持されることになり、所望の白色度を確保した表示媒体用粒子を得ることができるとともに、該表示媒体用粒子により構成した所望の白色度を確保した表示媒体を用いる情報表示装置は、表示品質に優れた情報表示装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１５】
まず、本発明の情報表示装置に用いる、本発明の表示媒体用粒子より成る表示媒体を用いた表示用パネルの構成について説明する。本発明の表示用パネルでは、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沿って、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を変えることにより、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、繰り返し表示を書き換える時あるいは表示情報を継続して表示する時の安定性を維持できるように、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、電極や基板との電気鏡像力、分子間力、液架橋力、重力などが考えられる。
【００１６】
本発明の情報表示装置に適用可能な表示用パネルの例を、図１（ａ），（ｂ）〜図３（ａ），（ｂ）に基づき説明する。
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（ここでは白色表示媒体用粒子３Ｗａの粒子群からなる白色表示媒体３Ｗと黒色表示媒体用粒子３Ｂａの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。
図２（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（ここでは白色表示媒体用粒子３Ｗａの粒子群からなる白色表示媒体３Ｗと黒色表示媒体用粒子３Ｂａの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。
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（ここでは白色表示媒体用粒子３Ｗａの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。
以上の説明は、粒子群からなる白色表示媒体３Ｗを粉流体からなる白色表示媒体に、粒子群からなる黒色表示媒体３Ｂを粉流体からなる黒色表示媒体に、それぞれ置き換えた場合も同様に適用することができる。粉流体については後述する。
【００１７】
以下、本発明の特徴となる表示媒体用粒子を詳細に説明する。本発明の表示媒体用粒子は、図１（ａ），（ｂ）〜図３（ａ），（ｂ）の表示用パネルを用いた情報表示装置に適用することができ、前記表示用パネルの少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板の間に表示媒体を構成して封入されるものである。この表示媒体用粒子としては、少なくともアクリル系モノマー、メタクリル系モノマー、ビニル系モノマーおよびスチレン系モノマーを含む複数種のモノマーの中から選択される１種以上のモノマーを重合して成る樹脂成分を含有するとともに酸化チタン系白色顔料を含有する表示媒体用粒子を用いており、特に、上記白色表示媒体用粒子としては、チタネート系カップリング剤によって処理された酸化チタン系白色顔料を重合した白色表示媒体用粒子を用いている。
【００１８】
本発明の表示媒体用粒子によれば、図１（ａ），（ｂ）〜図３（ａ），（ｂ）の表示用パネルを用いた情報表示装置に用いる表示媒体用粒子が、少なくともアクリル系モノマー、メタクリル系モノマー、ビニル系モノマーおよびスチレン系モノマーを含む複数種のモノマーの中から選択される１種以上のモノマーを重合して成る樹脂成分を含有するとともに、酸化チタン系白色顔料を含有し、前記酸化チタン系白色顔料がチタネート系カップリング剤によって処理されているから、白色表示媒体用粒子を重合する際に酸化チタンの油系成分中に取り込まれる割合は低下せず、白色表示媒体用粒子中の顔料濃度も維持されるため、所望の白色度を確保した表示媒体用粒子を得ることができる。また、本発明の表示媒体用粒子により構成される表示媒体は所望の白色度を確保した表示媒体となるため、その表示媒体を用いた表示用パネルを搭載した情報表示装置は、表示品質に優れた情報表示装置となる。
【００１９】
以下、本発明の情報表示装置を構成する表示用パネルを構成する各部材について説明する。
【００２０】
基板については、少なくとも一方の基板は表示用パネル外側から表示媒体の色が確認できる透明な基板であり、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。もう一方の基板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、薄型表示用パネルとする場合に不都合がある。
【００２１】
表示用パネルの基板に電極を設ける場合の電極５，６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。多くの場合に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り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面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。
【００２２】
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。また、隔壁を形成するにあたり、対向する両基板の各々にリブを形成した後に接合する両リブ法、片側の基板上にのみリブを形成する片リブ法が考えられる。本発明では、いずれの方法も好適に用いられる。
【００２３】
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、情報表示の鮮明さが増す。ここで、隔壁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。
【００２４】
次に、本発明の情報表示装置を構成する表示用パネルで表示媒体として用いる粉流体について説明する。なお、本発明の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）：登録番号４６３６９３１」の権利を得ている。
【００２５】
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。
【００２６】
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、本発明の情報表示装置を構成する表示用パネルで固体状物質を分散質とするものである。
【００２７】
本発明の情報表示装置を構成する表示用パネルは、少なくとも一方が透明な、対向する基板間に、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、小さな電界の力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。
本発明に表示媒体として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、本発明の情報表示装置を構成する表示用パネルでは、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。
【００２８】
次に、本発明の情報表示装置を構成する表示用パネルにおいて表示媒体を構成する表示媒体用粒子（以下、粒子ともいう）について説明する。表示媒体用粒子は、そのまま該表示媒体用粒子だけで構成して表示媒体としたり、その他の粒子と合わせて構成して表示媒体としたり、粉流体となるように調整、構成して表示媒体としたりして用いられる。
本発明では、表示のための粒子は負帯電性または正帯電性の着色粒子で、クーロン力などにより移動するものであればいずれでも良いが、特に、球形で比重の小さい粒子が好適である。
【００２９】
粒子を負または正に帯電させる方法は、特に限定されないが、コロナ放電法、電極注入法、摩擦法等の粒子を帯電する方法が用いられる。キャリアを用いてブローオフ法により測定した粒子の帯電量が絶対値で５〜１５０μＣ／ｇであることが好ましい。帯電量の絶対値がこの範囲より低いと、電界の変化に対する応答速度が遅くなり、メモリ性も低くなる。帯電量の絶対値がこの範囲より高いと、電極や基板への鏡像力が強すぎ、メモリ性はよいが、電界を反転した場合の追随性が悪くなる。
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て、帯電量の測定は、以下によって行った。
＜ブローオフ測定原理および測定方法＞
ブローオフ法においては、両端に網を張った円筒容器中に粒体とキャリアの混合体を入れ、一端から高圧ガスを吹き込んで粒体とキャリアとを分離し、網の目開きから粒体のみをブローオフ（吹き飛ばし）する。このとき、粒体が容器外に持ち去った帯電量と等量で逆の帯電量がキャリアに残る。そして、この電荷による電束の全てはファラデーケージで集められ、この分だけコンデンサは充電される。そこでコンデンサ両端の電位を測定することにより、粒体の電荷量Ｑは、
Ｑ＝ＣＶ（Ｃ；コンデンサ容量、Ｖ；コンデンサ両端の電圧）
として求められる。
ブローオフ粒体帯電量測定装置としては東芝ケミカル社製のTB-200を用いた。本発明では、被測定粒子の帯電量測定にフェライト系キャリアを用いるが、情報表示装置を構成する表示用パネルに例えば正帯電性の粒子から構成される表示媒体と負帯電性粒子から構成される表示媒体との２種類の表示媒体を組み合わせて用いる場合にそれぞれの表示媒体を構成する表示媒体用粒子の帯電量を測定するときには同一種類のキャリアを用いる。具体的には、キャリアとして同和鉄粉工業（株）製のＤＦＣ１００  リンクル（Ｍｎ−Ｍｇ含有フェライト系）を用いて粒子の帯電量（μＣ／ｇ）を測定した。
【００３０】
粒子は、その帯電電荷を保持する必要があるので、体積固有抵抗が１×１０１０Ω・ｃｍ以上の絶縁性粒子が好ましく、特に体積固有抵抗が１×１０１２Ω・ｃｍ以上の絶縁性粒子が好ましい。また、以下に述べる方法で評価した電荷減衰性の遅い粒子がさらに好ましい。
【００３１】
すなわち、ロール状の測定用治具の表面に被測定粒子を配置し、配置した粒子表面と１ｍｍの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、８ＫＶの電圧を印加してコロナ放電を発生させて粒子表面を帯電させ、その表面電位の変化を測定し判定する。この場合、０．３秒後における表面電位の最大値が３００Ｖより大きく、好ましくは４００Ｖより大きくなるように、粒子構成材料を選択、作製することが肝要である。
【００３２】
なお、上記表面電位の測定は、例えば図５に示した装置（ＱＥＡ社製ＣＲＴ２０００）により行うことができる。この装置の場合は、前述した、表面に被測定粒子を配置したロール状の測定用治具のシャフト両端部をチャック２１にて保持し、小型のスコロトロン放電器２２と表面電位計２３とを所定間隔離して併設した計測ユニットを上記被測定粒子表面と１ｍｍの間隔をもって対向配置し、上記ロール状測定用治具を静止した状態のまま、上記計測ユニットをロール状測定用治具の表面に配置した粒子の一端から他端まで一定速度で移動させることにより、表面電荷を与えつつその表面電位を測定する方法が好適に採用される。なお、測定環境は温度２５±３℃、湿度５５±５ＲＨ％とする。
【００３３】
粒子は、帯電性能等が満たされれば、いずれの材料から構成されても良い。例えば、樹脂、荷電制御剤、着色剤、無機添加剤等から形成することができる。粒子としては、粒子を構成する樹脂のガラス転移温度Ｔｇが６０℃以上のものを用いるのが好ましい。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。
【００３４】
樹脂の例としては、ジビニルベンゼン系樹脂、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、ビニル系樹脂、メタクリレート系樹脂が好適である。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
また、本発明の粒子は平均粒子径d(0.5)が、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表示媒体としての移動に支障をきたすようになる。
【００４２】
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、均一な表示媒体としての移動が可能となる。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、表示用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。
【００４６】
更に、本発明において粒子群や粉流体のような表示媒体を乾式の表示用パネルに用いる場合には、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（基板内側に電極を設けた場合）、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（隔壁を設けた場合）、情報表示装置を構成する表示用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装置を構成する表示用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、情報表示装置を構成する表示用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。
【００４７】
本発明の情報表示装置を構成する表示用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。
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。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明の実施例および比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００４９】
＜白色表示媒体用粒子の製造例１（白、スチレン系、負帯電）＞
白色顔料として、酸化チタン（タイペークＣＲ−５０：石原産業製）と酸化チタン対比１ｗｔ％のチタネート系カップリング剤（プレンアクトＫＲＴＴＳ：味の素ファインテクノ製）とを酸化チタン対比１５０ｗｔ％のメタノールに分散させ、ペイントシェーカーにて２０分間攪拌した後、１２０℃で３０分間加熱、解砕したものを用いた。
負帯電白色表示媒体用粒子として、上記カップリング剤処理した酸化チタン３０重量部と、スチレンモノマー（関東化学試薬）９５ｍｏｌ％とメタクリル酸（関東化学試薬）５ｍｏｌ％とに、負帯電の荷電制御剤としてフェノール系縮合物（ボントロンＥ８９：オリエント化学製）５重量部、さらに２重量部のラウリルパーオキサイド（パーロイルＬ：日本油脂製）を溶解させた液を、界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム（ラテムルＥ−１１８Ｂ：花王製）を０．５％添加した精製水に懸濁、重合させ、濾過、乾燥させた後、分級機（ＭＤＳ−２：日本ニューマチック工業）を用いて粒子径５〜２０μｍ（平均粒子径１０μｍ）の粒子を得た。得られた粒子の帯電量は−４０μＣ／ｇで、前記表面電位測定の０．３秒後における表面電位の最大値は４３０Ｖであった。粒子の樹脂成分のＴｇ（ガラス転移温度）は９８℃であった。この白色表示媒体用粒子の粒子群によって、負帯電白色表示媒体を構成した。なお、スチレン樹脂のＴｇ（ガラス転移温度）は９２℃で、メタクリル酸樹脂のＴｇ（ガラス転移温度）は１３０℃である。
【００５０】
＜白色表示媒体用粒子の製造例２（白、スチレン／ジビニルベンゼン系、負帯電）＞
白色顔料として、酸化チタン（タイペークＣＲ−５０：石原産業製）と酸化チタン対比１ｗｔ％のチタネート系カップリング剤（プレンアクトＫＲＴＴＳ：味の素ファインテクノ製）とを酸化チタン対比１５０ｗｔ％のメタノールに分散させ、ペイントシェーカーにて２０分間攪拌した後、１２０℃で３０分間加熱、解砕したものを用いた。
負帯電白色表示媒体用粒子として、上記カップリング剤処理した酸化チタン３０重量部と、スチレンモノマー（関東化学試薬）５０ｍｏｌ％とジビニルベンゼン（関東化学試薬）５０ｍｏｌ％とに、負帯電の荷電制御剤としてフェノール系縮合物（ボントロンＥ８９：オリエント化学製）５重量部、さらに２重量部のラウリルパーオキサイド（パーロイルＬ：日本油脂製）を溶解させた液を、界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム（ラテムルＥ−１１８Ｂ：花王製）を０．５％添加した精製水に懸濁、重合させ、濾過、乾燥させた後、分級機（ＭＤＳ−２：日本ニューマチック工業）を用いて粒子径５〜２０μｍ（平均粒子径９μｍ）の粒子を得た。得られた粒子の帯電量は−９０μＣ／ｇで、前記表面電位測定の０．３秒後における表面電位の最大値は４３０Ｖであった。この白色表示媒体用粒子の粒子群によって、負帯電白色表示媒体を構成した。
【００５１】
＜白色表示媒体用粒子の製造例３（白、スチレン／メタクリレート系、負帯電）＞
白色顔料として、酸化チタン（タイペークＣＲ−５０：石原産業製）と酸化チタン対比１ｗｔ％のチタネート系カップリング剤（プレンアクトＫＲＴＴＳ：味の素ファインテクノ製）とを酸化チタン対比１５０ｗｔ％のメタノールに分散させ、ペイントシェーカーにて２０分間攪拌した後、１２０℃で３０分間加熱、解砕したものを用いた。
負帯電白色表示媒体用粒子として、上記カップリング剤処理した酸化チタン３０重量部と、スチレンモノマー（関東化学試薬）５０ｍｏｌ％と、エチレングリコールジメタクリレート（和光純薬試薬）５０ｍｏｌ％とに、負帯電の荷電制御剤としてフェノール系縮合物（ボントロンＥ８９：オリエント化学製）５重量部、さらに２重量部のラウリルパーオキサイド（パーロイルＬ：日本油脂製）を溶解させた液を、界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム（ラテムルＥ−１１８Ｂ：花王製）を０．５％添加した精製水に懸濁、重合させ、濾過、乾燥させた後、分級機（ＭＤＳ−２：日本ニューマチック工業）を用いて粒子径５〜２０μｍ（平均粒子径８μｍ）の粒子を得た。得られた粒子の帯電量は−５５μＣ／ｇで、前記表面電位測定の０．３秒後における表面電位の最大値は４００Ｖであった。この白色表示媒体用粒子の粒子群によって、負帯電白色表示媒体を構成した。
製造された白色表示媒体用粒子中の酸化チタンの含有量は３０ｗｔ％となった。したがって、所望の白色度を確保した表示媒体用粒子を得ることができた。
【００５２】
＜白色表示媒体用粒子の製造例４（白、スチレン／メタクリレート系、負帯電）＞
白色顔料として、酸化チタン（タイペークＣＲ−５０：石原産業製）と酸化チタン対比１ｗｔ％のチタネート系カップリング剤（プレンアクトＫＲＴＴＳ：味の素ファインテクノ製）とを酸化チタン対比１５０ｗｔ％のメタノールに分散させ、ペイントシェーカーにて２０分間攪拌した後、１２０℃で３０分間加熱、解砕したものを用いた。
負帯電白色表示媒体用粒子として、上記カップリング剤処理した酸化チタン３０重量部と、スチレンモノマー（関東化学試薬）８０ｍｏｌ％と、エチレングリコールジメタクリレート（和光純薬試薬）２０ｍｏｌ％とに、負帯電の荷電制御剤としてフェノール系縮合物（ボントロンＥ８９：オリエント化学製）５重量部、さらに２重量部のラウリルパーオキサイド（パーロイルＬ：日本油脂製）を溶解させた液を、界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム（ラテムルＥ−１１８Ｂ：花王製）を０．５％添加した精製水に懸濁、重合させ、濾過、乾燥させた後、分級機（ＭＤＳ−２：日本ニューマチック工業）を用いて粒子径５〜２０μｍ（平均粒子径１０．５μｍ）の粒子を得た。得られた粒子の帯電量は−６０μＣ／ｇで、前記表面電位測定の０．３秒後における表面電位の最大値は４３０Ｖであった。この白色表示媒体用粒子の粒子群によって、負帯電白色表示媒体を構成した。
製造された白色表示媒体用粒子中の酸化チタンの含有量は３０ｗｔ％となった。したがって、所望の白色度を確保した表示媒体用粒子を得ることができた。
【００５３】
＜黒色表示媒体用粒子の製造例（黒、アクリル系、正帯電）＞
正帯電黒色表示媒体用粒子として、メチルメタクリレートモノマー（関東化学試薬）９８重量部と、アクリロイルモルホリン（ＡＣＭＯ：興人製）とに、正帯電の荷電制御剤としてニグロシン化合物（ボントロンＮＯ７：オリエント化学製）３重量部、及び、黒色顔料としてカーボンブラック（スペシャルブラック５：テグッサ製）５重量部をサンドミルにより分散させ、さらに２重量部のラウリルパーオキサイド（パーロイルＬ：日本油脂製）を溶解させた液を、界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム（ラテムルＥ−１１８Ｂ：花王製）を０．５％添加した精製水に懸濁、重合させ、濾過、乾燥させた後、分級機（ＭＤＳ−２：日本ニューマチック工業）を用いて粒子径５〜２０μｍ（平均粒子径８．５μｍ）の粒子を得た。得られた粒子の帯電量は＋４７μＣ／ｇで、前記表面電位測定の０．３秒後における表面電位の最大値は４５０Ｖであった。粒子の樹脂成分のＴｇ（ガラス転移温度）は１１０℃であった。この黒色表示媒体用粒子の粒子群によって、正帯電黒色表示媒体を構成した。なお、メチルメタクリレート樹脂のＴｇ（ガラス転移温度）は１０５℃で、アクリロイルモルホリン樹脂のＴｇ（ガラス転移温度）は１４５℃である。
【００５４】
表示媒体の帯電は、両表示媒体を当量混合攪拌して摩擦帯電を行った。
【００５５】
＜実施例１＞
白色表示媒体用粒子を製造する際（製造例１，２，３および４）に、カップリング剤処理した酸化チタンを用いて、酸化チタンの仕込量を３０ｗｔ％としたところ、製造された白色表示媒体用粒子中の酸化チタンの含有量は３０ｗｔ％となった。したがって、所望の白色度を確保した表示媒体用粒子を得ることができた。
【００５６】
＜実施例２＞
白色表示媒体用粒子を製造する際（製造例１，２，３および４）に、カップリング剤処理した酸化チタンを用いて、酸化チタンの仕込量を５０ｗｔ％としたところ、製造された白色表示媒体用粒子中の酸化チタンの含有量は５０ｗｔ％となった。したがって、所望の白色度を確保した表示媒体用粒子を得ることができた。
【００５７】
＜比較例１＞
白色表示媒体用粒子を製造する際（製造例１，２，３および４）に、カップリング剤処理していない未処理の酸化チタンを用いて、酸化チタンの仕込量を３０ｗｔ％としたところ、製造された白色表示媒体用粒子中の酸化チタンの含有量は５ｗｔ％に低下した。したがって、白色度が大幅に低下した表示媒体用粒子となってしまった。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の表示媒体用粒子を用いた表示用パネル、情報表示装置は、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 ）、電子棚札、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】
【００５９】
【図１】（ａ），（ｂ）は本発明の情報表示装置に用いる表示用パネルの一例を示す図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は本発明の情報表示装置に用いる表示用パネルの他の例を示す図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は本発明の情報表示装置に用いる表示用パネルのさらに他の例を示す図である。
【図４】本発明の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。
【図５】本発明の情報表示装置に用いる表示媒体用粒子の表面電位の測定要領を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１，２  基板
３  表示媒体（粒子群、粉流体）
３Ｗ  白色表示媒体
３Ｂ  黒色表示媒体
３Ｗａ  白色表示媒体用粒子
３Ｂａ  黒色表示媒体用粒子
４  隔壁
５  電極
６  電極
２１  チャック
２２  スコロトロン放電器
２３  表面電位計
【図１】
2006235621.tif 000003
【図２】
2006235621.tif 000004
【図３】
2006235621.tif 000005
【図４】
2006235621.tif 000006
【図５】
2006235621.tif 000007