(57)【要約】【課題】低電圧かつ高コントラストでの駆動が可能となる情報表示用パネルを提供する。【解決手段】少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に粒子群を封入し、画像表示媒体に電界を与えて移動させ情報を表示する情報表示用パネルにおいて、電極の一方もしくは両方の電極に少なくとも１個の凸部１１を配置し、凸部の高さＨ（複数の凸部を配置した場合および両方の電極に凸部を配置した場合は、その総和）が電極間距離の３〜４０％であるとともに、凸部の電極と接する部分の面積Ｓ（複数の凸部を配置した場合および両方の電極に凸部を配置した場合は、前面基板から見たときの凸部の投影面積の総和）が電極面積の０．５〜１０％である。【選択図】図３
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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枚の基板間に粒子群を封入し、画像表示媒体に電界を与えて移動させ情報を表示する情報表示用パネルにおいて、電極の一方もしくは両方の電極に少なくとも１個の凸部を配置し、凸部の高さ（複数の凸部を配置した場合および両方の電極に凸部を配置した場合は、その総和）が電極間距離の３〜４０％であるとともに、凸部の電極と接する部分の面積（複数の凸部を配置した場合および両方の電極に凸部を配置した場合は、前面基板から見たときの凸部の投影面積の総和）が電極面積の０．５〜１０％であることを特徴とする情報表示用パネル。
【請求項２】
前記凸部の高さが電極間距離の７．５〜３７．５％であるとともに、前記凸部の電極と接する部分の面積の総和が電極面積の０．９〜９．７％であることを特徴とする請求項１に記載の情報表示用パネル。
【請求項３】
前記凸部を、グラビアオフセット印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法のいずれかにより配置することを特徴とする請求項１または２に記載の情報表示用パネル。
【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枚の基板間に粒子群を封入し、画像表示媒体に電界を与えて移動させ情報を表示する情報表示用パネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上述した情報表示用パネルにおいて、帯電粒子の駆動に際しては、両電極に電圧をかけ、生じる電界によって帯電粒子が力をうけ、電極基板への付着力を上回ることで粒子の駆動が可能となる。従来はこの電極基板への付着力を低減し、結果として、低い電圧で駆動可能とさせるように電極基板表面に微細な凹凸を形成することが検討されてきた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３５２１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この電極基板表面に設けた微細凹凸での付着力低減効果には限界があり、大きく駆動電圧を低下させることは難しかった。
【０００５】
本発明の目的は上述した問題点を解消して、低電圧かつ高コントラストでの駆動が可能となる情報表示用パネル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】
【０００６】
本発明の情報表示用パネルは、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に粒子群を封入し、画像表示媒体に電界を与えて移動させ情報を表示する情報表示用パネルにおいて、電極の一方もしくは両方の電極に少なくとも１個の凸部を配置し、凸部の高さ（複数の凸部を配置した場合および両方の電極に凸部を配置した場合は、その総和）が電極間距離の３〜４０％であるとともに、凸部の電極と接する部分の面積（複数の凸部を配置した場合および両方の電極に凸部を配置した場合は、前面基板から見たときの凸部の投影面積の総和）が電極面積の０．５〜１０％であることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の情報表示用パネルの好適例としては、前記凸部の高さが電極間距離の７．５〜３７．５％であるとともに、前記凸部の電極と接する部分の面積の総和が電極面積の０．９〜９．７％であること、前記凸部を、グラビアオフセット印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法のいずれかにより配置すること、がある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電極の一方もしくは両方の電極に少なくとも１個の凸部を配置し、凸部の高さ（複数の凸部を配置した場合および両方の電極に凸部を配置した場合は、その総和）が電極間距離の３〜４０％であるとともに、凸部の電極と接する部分の面積（複数の凸部を配置した場合および両方の電極に凸部を配置した場合は、前面基板から見たときの凸部の投影面積の総和）が電極面積の０．５〜１０％であることで、後述する実施例から明らかなように、低電圧かつ高コントラストでの駆動が可能となる情報表示用パネルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の対象となる帯電粒子駆動型の情報表示用パネルの一例を説明するための図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の対象となる帯電粒子駆動型の情報表示用パネルの他の一例を説明するための図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の情報表示用パネルにおける電極に配置する凸部の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜本発明の対象となるパネル構造について＞
まず、本発明の対象となる情報表示用パネルの一例である帯電粒子駆動型情報表示用パネルの基本的な構成について説明する。前記情報表示用パネルでは、対向する２枚の基板間に封入した帯電性粒子を含んだ粒子群として構成した表示媒体に対向電極対から電界が付与される。付与された電界方向にそって、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、表示情報を書き換える時あるいは表示した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、情報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。
【００１１】
本発明の対象となる帯電粒子駆動型の情報表示用パネルの例を、図１（ａ）、（ｂ）〜図２（ａ）、（ｂ）に基づき説明する。
【００１２】
図１（ａ）、（ｂ）に示す例では、少なくとも光学的反射率および帯電性を有する粒子を含んだ粒子群として構成した少なくとも２種類の表示媒体（ここでは負帯電性白色粒子３Ｗａを含んだ白色粒子群３Ｗと正帯電性黒色粒子３Ｂａを含んだ黒色粒子群３Ｂを示す）を、隔壁４で形成された各セル７において、背面側のパネル基板１に設けた電極５（ストライプ電極）と観察側の透明なパネル基板２に設けた透明電極６（ストライプ電極）とが対向直交交差して形成する画素電極対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と垂直に移動させる。そして、図１（ａ）に示すように白色粒子群３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を、あるいは、図１（ｂ）に示すように黒色粒子群３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を白黒のドットでマトリックス表示している。なお、図１（ａ）、（ｂ）において、手前にある隔壁は省略している。また、８は接着剤である。さらに、ここではセルと画素（ドット）とが１対１に対応する例を示している。
【００１３】
図２（ａ）、（ｂ）に示す例では、少なくとも光学的反射率および帯電性を有する粒子を含んだ粒子群として構成した少なくとも２種類の表示媒体（ここでは負帯電性白色粒子３Ｗａを含んだ白色粒子群３Ｗと正帯電性黒色粒子３Ｂａを含んだ黒色粒子群３Ｂを示す）を、隔壁４で形成された各セルにおいて、基板１に設けた電極５（ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）付き画素電極）と基板２に設けた電極６（共通電極）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と垂直に移動させる。そして、図２（ａ）に示すように白色粒子群３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を、あるいは、図２（ｂ）に示すように黒色粒子群３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を白黒のドットでマトリックス表示している。なお、図２（ａ）、（ｂ）において、手前にある隔壁は省略している。また、８は接着剤である。さらに、ここではセルと画素（ドット）とが１対１に対応する例を示している。
【００１４】
＜本発明の情報表示用パネルにおける電極に配置する凸部について＞
上述した情報表示用パネルにおいて、粒子の駆動をカメラ観察した場合に、全ての粒子が一定の電圧以上で同時に動き出すのではなく、なんらかのきっかけで動き易い粒子が動き出すことを基点として、動き出した粒子が他の粒子に衝突する事でなだれ的に駆動する粒子が増大することが分かっている。以上の事を踏まえ、本発明は、画素電極の一部に凸部を配置することで、その凸部の電極間距離を短くし、凸部の電界強度（Ｖ／μｍ）を大きくするというものである。結果として電極凸部分では低い電圧で動き出す粒子を生み出すことができ、この粒子により他の粒子がなだれ的に駆動しやすくなり、全体として低電圧駆動が可能となる。電極表面に微細凹凸を形成した場合には電極高低差が微細（１μｍ以下）であり、電界強度の違いが極めて小さくなり、本発明と同様の効果は得られない。
【００１５】
すなわち、本発明の情報表示用パネルの特徴は、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に粒子群を封入し、画像表示媒体に電界を与えて移動させ情報を表示する情報表示用パネルにおいて、電極の一方もしくは両方の電極に少なくとも１個の凸部を配置し、凸部の高さ（複数の凸部を配置した場合および両方の電極に凸部を配置した場合は、その総和）が電極間距離の３〜４０％であるとともに、凸部の電極と接する部分の面積（複数の凸部を配置した場合および両方の電極に凸部を配置した場合は、前面基板から見たときの凸部の投影面積の総和）が電極面積の０．５〜１０％であること、にある。
【００１６】
図３（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の情報表示用パネルにおける電極に配置する凸部の一例を説明するための図である。図３（ａ）はその平面図を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図を示す。なお、図３（ａ）、（ｂ）に示す例において、図１（ａ）、（ｂ）および図２（ａ）、（ｂ）に示した例と同一の部材には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００１７】
図３（ａ）、（ｂ）に示す例では、背面側の基板１上の電極５において、隔壁４によって囲まれた各セル７の中心部に、１個の円錐形状の凸部１１を配置している。そして、凸部１１の高さＨが電極間距離の３〜４０％であるとともに、各セル７において、凸部１１の電極５と接する部分の面積Ｓが電極面積の０．５〜１０％であるように構成している。なお、凸部の高さは、複数の凸部を配置した場合および両方の電極に凸部を配置した場合は、その総和となり、凸部の電極と接する部分の面積は、複数の凸部を配置した場合および両方の電極に凸部を配置した場合は、前面基板から見たときの凸部の投影面積の総和となる。なお、凸部１１の形状は円錐形状に限定されるものではなく、他の形状例えば三角錐などの形状でも本発明を達成できる。粒子が１個以上凸部の頂点に載るような形状の凸部であると好ましい。
【００１８】
上述した本発明の情報表示用パネルにおける電極に配置する凸部１１においては、粒子のサイズ、充填量、帯電量により良好な表示特性を得る為の両電極間距離には最適値があるために、凸部１１を設けずに単純に両電極間距離を狭める事はできない。例えば平均粒子径９μｍの正、負帯電した粒子を用いる場合には、空間的制約により粒子の動きが阻害され、コントラスト低下などの不具合が発生してしまう。
【００１９】
したがって、本発明では、表示特性を悪化させない範囲で電極に凸部１１を付与し、その部分の電界強度を増すことにより、低電圧にて動き出す粒子を発生させ、それをきっかけに他の粒子も低い電圧で動き出すことにより低電圧駆動が可能となる。凸部１１は画素電極中に少なくとも１個必要であるが、複数個あっても構わない。また凸部１１の画素電極中の位置は、その効果からは中央が好ましいが、設計により画素電極周辺部等の任意の位置にすることもできる。凸部１１の面積の総和が電極面積に対して極めて小さい場合はその効果が低く、大きすぎる場合にはコントラスト低下を招いてしまうため、面積Ｓとしては電極面積に対して０．５〜１０％と規定している。同様に、凸部１１の高さＨが電極間距離の３〜４０％と規定している。本発明では、両者を満たす必要がある。
【００２０】
凸部１１の付与方法は特に問わないが、例えば、ＩＴＯやＡｌで形成された電極に対して、導電性インクをドット印刷して凸形状を形成する方法や、導電性インクの印刷によって形成された電極に対して再度凸形状を重ね印刷する方法、また電極材料を形成する前の基板にインプリント等を用いてあらかじめ所定の凸形状を形成しておき、その基板にＩＴＯやＡｌ等の導電膜をスパッタリング等の成膜手法によって形成する方法などを用いることが出来る。
【００２１】
本発明はセグメント駆動、パッシブマトリックス駆動、ＴＦＴを用いたアクティブマトリックス駆動などあらゆる駆動方式の画像表示パネル用電極として有用である。基材としては特に制限無く、ガラス、各種プラスチック板、金属フォイル、高分子フィルム等を用いる事が出来る。
【００２２】
凸部１１の形成の為に印刷手法を用いる場合には、その手法に制限はないが、グラビア、グラビアオフセット、フレキソ、スクリーン、インクジェットなどの印刷手法を目的に応じて用いる事ができ、凸部１１の形成の際にアライメントが必要な事から特にグラビアオフセット、スクリーン、インクジェットを好適に使用する事が出来る。
【実施例】
【００２３】
（情報表示用パネルの準備）
以下に示す方法で情報表示用パネルを作製した。
＜比較例１＞
厚さ１．１ｍｍの無アルカリガラスを基材とし、スパッタリングにて厚さ１００ｎｍのＩＴＯ薄膜を形成した電極基板を用い、前面電極に高さ４０μｍ、幅１５μｍ、縦横が３００μｍピッチの正方形の隔壁を形成後、隔壁にて区切られたセル内に帯電極性の異なる白・黒の粒子群を所定量充填した後に、前面電極と同様にＩＴＯ薄膜を形成した背面電極と貼り合わせて、情報表示用パネルを作製した。電極基板の表面粗さＲａは１０ｎｍであった。
【００２４】
＜比較例２＞
比較例１に対して、ＩＴＯ薄膜成膜前にブラスト処理によって微細凹凸を形成し、その後スパッタリングにて厚さ１００ｎｍのＩＴＯ薄膜を形成して電極基板とした以外は、比較例１と同様にして情報表示用パネルを作製した。電極基板の表面粗さＲａは３００ｎｍであった。
【００２５】
＜比較例３＞
比較例１に対して、背面基板としてＩＴＯ薄膜を形成後に、銀ペーストを用いたグラビアオフセット印刷により直径８０μｍ、高さ０．５μｍのドーム形状の凸部を３００μｍピッチにて形成し、前面電極の隔壁との位置合わせを行って、隔壁の中心に凸部が配置されるように貼り合わせを行い、情報表示用パネルを作製した。
【００２６】
＜比較例４＞
比較例３に対して、銀ペーストを用いたスクリーン印刷によりドーム形状の凸部の高さを２０μｍとしたこと以外は、比較例３と同様にして情報表示用パネルを作製した。
【００２７】
＜比較例５＞
比較例３に対して、銀ペーストを用いたスクリーン印刷により直径２０μｍ、高さ７μｍのドーム形状の凸部としたこと以外は、比較例３と同様にして情報表示用パネルを作製した。
【００２８】
＜比較例６＞
比較例３に対して、銀ペーストを用いたスクリーン印刷により直径１２０μｍ、高さ
７μｍのドーム形状の凸部としたこと以外は、比較例３と同様にして情報表示用パネルを作製した。
【００２９】
＜実施例１＞
比較例３に対して、ドーム形状の凸部の高さを３μｍとしたこと以外は、比較例３と同様にして情報表示用パネルを作製した。
【００３０】
＜実施例２＞
比較例３に対して、銀ペーストを用いたスクリーン印刷により直径３０μｍ、高さ７μｍのドーム形状の凸部としたこと以外は、比較例３と同様にして情報表示用パネルを作製した。
【００３１】
＜実施例３＞
比較例３に対して、銀ペーストを用いたスクリーン印刷により高さ７μｍのドーム形状の凸部としたこと以外は、比較例３と同様にして情報表示用パネルを作製した。
【００３２】
＜実施例４＞
比較例３に対して、銀ペーストを用いたスクリーン印刷により直径１００μｍ、高さ７μｍの凸部としたこと以外は、比較例３と同様にして情報表示用パネルを作製した。
【００３３】
＜実施例５＞
比較例３に対して、銀ペーストを用いたスクリーン印刷により高さ１５μｍのドーム形状の凸部としたこと以外は、比較例３と同様にして情報表示用パネルを作製した。
【００３４】
＜実施例６＞
銀ペーストを用いたスクリーン印刷により、直径３０μｍ、高さ７μｍのドーム形状の凸部を隔壁で仕切られた１つのセルにそれぞれ４個形成した。４個の凸部は隔壁の中心を中心とした半径６０μｍの同心円状に等間隔で形成した。また、４個セットの凸部をピッチ３００μｍで形成した。前面電極の隔壁との位置合わせを行って、貼り合わせを行い、情報表示用パネルを作製した。
【００３５】
（情報表示用パネルの評価）
得られた比較例および実施例の情報表示用パネルに対し、凸部高さ、高さの割合（基板間間隔４０μｍに対する凸部高さの割合）、凸部直径（電極と接する最大直径）、面積割合（各セルにおける電極面積に対する凸部の電極と接する面積の割合）を求めるとともに、評価としてＶＤ５０の駆動電圧およびコントラストを求めた。結果を以下の表１にまとめて示す。
【００３６】
表１において、駆動電圧の測定方法は測定方法は以下の通りである。初めに、前面基板側電極表面の表示領域がほどんと全て白色の粒子群で覆われた状態となるように電圧を印加して初期化する。次に、その初期化状態から、背面基板電極は接地して電位０とし、黒色の粒子群が前面基板電極に表面に移動するような電界方向の電圧を、前面基板電極に徐々に絶対値が大きくなるように印加していき、その都度、前面基板側から「サカタインクス株式会社製、グレタグマグベス  ポータブル反射濃度計ＲＤ−１９」を用いて光学濃度を測定した。
【００３７】
ここで、印加した電圧の絶対値は０〜１５０Ｖである。絶対値１５０Ｖ印加時においては、前面基板側の表示領域がほどんと全て黒の粒子群で覆われた状態となっており、この状態を最終状態とする。初期状態の光学濃度を０、最終状態の光学濃度を１００として、それぞれの印加電圧での光学濃度を規格化して、規格化濃度を求めた。駆動電圧ＶＤ５０はこの規格化濃度が５０となる時の印加電圧の絶対値を意味する。評価としてはＶＤ５０の駆動電圧が５０Ｖ以下をＯＫとし、５０Ｖを超えたものをＮＧとした。また、測定した光学濃度からコントラストをコントラスト＝１０（黒光学濃度−白光学濃度）により算出した。８０Ｖ印加時のコントラスト７以上をＯＫとし、７未満をＮＧとした。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
表１の結果から、凸部の高さが電極間距離の３〜４０％であるとともに、凸部の電極と接する部分の面積が電極面積の０．５〜１０％である実施例１〜６は、いずれかの点で上記範囲を満たしていない比較例１〜６と比べて、低い駆動電圧および高いコントラストを得られることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の情報表示用パネルは、ノートパソコン、電子手帳、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)と呼ばれる携帯型情報機器、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、電子書籍、電子新聞等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板（ホワイトボード）等の掲示板、電子卓上計算機、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機器の表示部のほか、ＰＯＳ端末、カーナビゲーション装置、時計など様々な電子機器の表示部に好適に用いられる。他に、リライタブルペーパー（本発明に係る画素サイズの電界形成用画素電極対を有する外部電界形成手段を用いて書換えできるものや、外部の表示書換え手段に接続して情報を書き換えた後、接続を解放しても情報を表示したままにすることができるもの）としても好適に用いられる。
【符号の説明】
【００４１】
１、２  パネル基板
３Ｗ  白色粒子群
３Ｗａ  白色粒子
３Ｂ  黒色粒子群
３Ｂａ  黒色粒子
４  隔壁
５、６  電極
７  セル
８  接着剤
１１  凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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