(57)【要約】【課題】高い色再現性と高い白色輝度を同時に満たすことができるカラーフィルター及びそれを用いた画像表示装置を提供する。【解決手段】基板１上の表示素子２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂに対応して各色に着色された部分１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂを配置してなるカラーフィルター１１において、着色されていない透明の部分１１Ｗを設ける。すなわち、カラー表示にあたり１画素に対応するカラーフィルター１１を、それぞれが同一の面積の着色されたＲ部１１Ｒ、Ｇ部１１Ｇ、Ｂ部１１Ｂと、着色されていない透明なＷ部１１Ｗとから構成する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の表示素子に対応して各色に着色された部分を配置してなるカラーフィルターにおいて、着色されていない透明の部分があることを特徴とするカラーフィルター。
【請求項２】
カラー表示にあたり１画素に対応するカラーフィルターを、それぞれが同一の面積の着色されたＲ部、Ｇ部、Ｂ部と、着色されていない透明なＷ部とから構成した請求項１に記載のカラーフィルター。
【請求項３】
カラー表示にあたり１画素に対応するカラーフィルターを構成する、着色されていない透明なＷ部の面積が、着色されたＲ部、Ｇ部またはＢ部の面積の１／６倍から６倍である請求項２に記載のカラーフィルター。
【請求項４】
互いに対向するとともに少なくとも一方が透明な２枚の基板間に粒子を封入し、粒子に電界を与えて、粒子を飛翔移動させ画像を表示する画像表示装置であって、請求項１〜３のいずれか１項に記載のカラーフィルターを利用してカラー画像表示を行うよう構成したことを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
互いに対向するとともに少なくとも一方が透明な２枚の基板間に、気体中に固体状物質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し、粉流体に電界を与えて、粉流体を移動させて画像を表示する画像表示装置であって、請求項１〜３のいずれか１項に記載のカラーフィルターを利用してカラー画像表示を行うよう構成したことを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー表示用のカラーフィルター及びそれを用いた画像表示装置に関し、特に、クーロン力等による粒子の飛翔移動または粉流体の移動を利用することで画像表示を繰り返し行うことができる可逆性画像表示装置におけるカラー表示に用いられるカラーフィルター及びそれを用いた画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ペーパーレス化といった環境意識の高揚に伴い、電気的な力を利用して表示基板に所望の画像を表示でき、さらには書き換えも可能であるような電子ペーパーディスプレイに関する研究がなされてきている。この電子ペーパー技術において特に有名なのは、電気泳動型、サーマルリライタブル型等といった液相型のものであるが、液相型では液中を粒子が泳動するので、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ため、最近では、対向する基板間に絶縁着色粒子または粉流体が封入された構成の乾式のものが着目されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
このような画像表示装置において、カラー表示をするために、カラーフィルターを使用する。図５は従来のカラーフィルターの一例を示す図である。ここでは、カラー表示にあたり１画素に対応するカラーフィルターの部分を示している。図５に示す例において、カラーフィルター５１の１画素に対応する領域を、それぞれが同一面積の、赤色を示すＲ部５１Ｒ、緑色を示すＧ部５１Ｇ及び青色を示すＢ部５１Ｂから構成する。Ｒ部５１Ｒ、Ｇ部５１Ｇ及びＢ部５１Ｂはそれぞれが基板上に設けた表示素子に対応している。表示素子が各別に独立した光の強度を発することで、カラーフィルター５１の各部を通る光の加法混色により様々な色のカラー表示を行っている。
【０００４】
【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
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のカラーフィルター５１を用いた画像表示装置では、色度図上で色の再現範囲を大きくとろうとすると、色純度の高いＲＧＢカラーフィルターを用いることになる。しかしながら、この場合、カラーフィルターを通して得られる白色の輝度が低くなる問題があった。一方、白色の輝度を高くするにはそれぞれのフィルターの透過度を上げる必要がある。この場合、色純度が低くなり、色度図上での色の再現範囲も小さくなってしまう問題があった。
【０００６】
本発明の目的は上述した課題を解消して、高い色再現性と高い白色輝度を同時に満たすことができるカラーフィルター及びそれを用いた画像表示装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラーフィルターは、基板上の表示素子に対応して各色に着色された部分を配置してなるカラーフィルターにおいて、着色されていない透明の部分があることを特徴とするものである。本発明のカラーフィルターでは、着色されていない透明の部分を配置することで、高い色再現性と高い白色輝度を同時に満たすことができる。
【０００８】
本発明のカラーフィルターの好適例としては、カラー表示にあたり１画素に対応するカラーフィルターを、それぞれが同一の面積の着色されたＲ部、Ｇ部、Ｂ部と、着色されていない透明なＷ部とから構成すること、及び、カラー表示にあたり１画素に対応するカラーフィルターを構成する、着色されていない透明なＷ部の面積が、着色されたＲ部、Ｇ部またはＢ部の面積の１／６倍から６倍であることがある。いずれの場合も、本発明を更に好適に実施することができるため好ましい。
【０００９】
本発明の画像表示装置は、互いに対向するとともに少なくとも一方が透明な２枚の基板間に粒子を封入し、粒子に電界を与えて、粒子を飛翔移動させ画像を表示する画像表示装置であって、上述したカラーフィルターを利用してカラー画像表示を行うよう構成したことを特徴とするものである。また、本発明の画像表示装置は、互いに対向するとともに少なくとも一方が透明な２枚の基板間に、気体中に固体状物質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し、粉流体に電界を与えて、粉流体を移動させて画像を表示する画像表示装置であって、上述したカラーフィルターを利用してカラー画像表示を行うよう構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
いずれの画像表示装置においても、本発明のカラーフィルターを使用することで、高い色再現性と高い白色輝度を同時に満たすことのできる画像表示装置を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
まず、本発明のカラーフィルターを好適に適用できる画像表示装置の一例として、白色粒子又は白色粉流体を用いた画像表示装置の構成について説明する。本発明の画像表示装置では、対向する基板間に粒子を封入した画像表示用パネルに何らかの手段でその基板間に電界が付与される。高電位の基板部位に向かっては低電位に帯電した粒子がクーロン力などによって引き寄せられ、また低電位の基板部位に向かっては高電位に帯電した粒子がクーロン力などによって引き寄せられ、それら粒子が２枚の基板間を往復運動することにより、画像表示がなされる。従って、粒子が、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、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。以上の構成は粉流体を用いた場合も同様である。
【００１２】
本発明の画像表示装置で用いる画像表示用パネルは、２種以上の色の異なる粒子３（図１参照、ここでは白色粒子３Ｗと黒色粒子３Ｂを示す）を基板１、２と垂直方向に移動させることによる表示方式に用いるパネルと、１種の色の粒子３Ｗ（図２参照）を基板１、２と平行方向に移動させることによる表示方式に用いるパネルとのいずれへも適用できる。表示のためのパネル構造例を図３に示す。なお、図１〜図３において、４は必要に応じて設ける隔壁、５、６は粒子３に電界を与えるための電極である。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できる。
【００１３】
本発明の特徴は、上述した構成の画像表示装置と組み合わせて用いることでカラー表示を可能とするカラーフィルターの構成に関する。以下、カラーフィルターの構成について説明する。
【００１４】
図４（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のカラーフィルターの構成を説明するための図である。図４（ａ）はカラーフィルターのうちカラー表示にあたり１画素を構成する領域を説明しており、また、図４（ｂ）はカラーフィルターと表示素子との関係を上述した画像表示装置における表示素子との関係で説明している。図４（ａ）に示す例において、本発明のカラーフィルター１１では、カラーフィルター１１の１画素に対応する領域を、それぞれが同一面積の、赤色を示すＲ部１１Ｒ、緑色を示すＧ部１１Ｇ、青色を示すＢ部１１Ｂ及び着色されていない透明なＷ部１１Ｗから構成している。そして、図４（ｂ）に示すように、Ｒ部１１Ｒ、Ｇ部１１Ｇ、Ｂ部１１Ｂ及びＷ部１１Ｗは、それぞれ、表示素子２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ及び２１Ｗに対応して設けられている。各表示素子では、基板１、２間に加える電界を制御することで、カラーフィルター１１を設けた表示側に付着する白色粒子３Ｗと黒色粒子３Ｂを任意に可逆的に制御することができる。これにより、表示素子が各別に独立した光の強度を発することができ、カラーフィルター１１の各部を通る光の加法混色により様々なカラー表示を行うことができる。
【００１５】
本発明のカラーフィルター１１では、着色されていない透明なＷ部１１Ｗから白色粒子３Ｗを表示することで、高い白色輝度と高い色再現性を同時に満たすことができる。なお、上述した例では粒子を使用した画像表示装置の例を説明したが、粉流体を使用した画像表示装置でも粒子を粉流体に置き換えることで同じ効果を得ることができる。
【００１６】
上述した例では、Ｗ部１１Ｗの面積を、Ｒ部１１Ｒ、Ｇ部１１ＧまたはＢ部１１Ｂの面積と同じにした例を説明したが、Ｗ部１１Ｗの面積を他の部分の面積と常に同一にする必要はない。Ｗ部１１Ｗの面積は、Ｒ部１１Ｒ、Ｇ部１１ＧまたはＢ部１１Ｂの面積の１／６倍から６倍の範囲にあることが好ましい。ここで、Ｗ部１１Ｗの面積が他の部分の面積の１／６倍未満であると、ＲＧＢ部に対する面積が小さくなり、白色輝度が従来のカラーフィルターと較べて差異が無くなってしまう。一方、Ｗ部１１Ｗの面積が他の部分の面積の６倍を超えると、ＲＧＢ部の面積が小さくなる。色純度の高い色の表示は、Ｗ部を透過する光を減らすことで実現できるため、色純度の高い色の表示の際にＲＧＢ部の面積が小さくなると画面全体が暗くなってしまう。そのため、１／６倍から６倍の範囲が好ましい。
【００１７】
カラーフィルター１１の製造方法には特に特徴はなく、従来から公知のカラーフィルターの製造方法のいずれでも利用することができる。例えば、染色法、顔料分散法、電着法、蒸着法、印刷法などがある。いずれの方法も基本的に透明なガラスもしくはプラスチックに色を塗っていく手法であり、透明なＷ部１１Ｗは色を塗らない部分を作ることで形成することができる。
【００１８】
以下、本発明の画像表示装置の各構成部分について、粒子、粉流体、共通の構成部分の順に、詳細に説明する。
【００１９】
先ず、本発明の画像表示装置に用いる粒子について述べる。
粒子の作製は、必要な樹脂、帯電制御剤、着色剤、その他添加剤を混練り粉砕しても、あるいはモノマーから重合しても、あるいは既存の粒子を樹脂、帯電制御剤、着色剤、その他添加剤でコーティングしても良い。
以下に、樹脂、帯電制御剤、着色剤、その他添加剤を例示する。
【００２０】
樹脂の例としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン変性アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ナイロン樹脂、エポキシ樹脂、スチレン樹脂、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、フッ素樹脂などが挙げられ、２種以上混合することもでき、特に、基板との付着力を制御する上から、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、ウレタン樹脂、フッ素樹脂が好適である。
【００２１】
帯電制御剤の例としては、正電荷付与の場合には、４級アンモニウム塩系化合物、ニグロシン染料、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール誘導体などが挙げられ、負電荷付与の場合には、含金属アゾ染料、サリチル酸金属錯体、ニトロイミダゾール誘導体などが挙げられる。
着色剤の例としては、塩基性、酸性などの染料が挙げられ、ニグロシン、メチレンブルー、キノリンイエロー、ローズベンガルなどが例示される。
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。
【００２２】
また、ここで繰り返し耐久性を更に向上させるためには、該粒子を構成する樹脂の安定性、特に、吸水率と溶剤不溶率を管理することが効果的である。
基板間に封入する粒子を構成する樹脂の吸水率は、３重量％以下、特に２重量％以下とすることが好ましい。なお、吸水率の測定は、ＡＳＴＭ  Ｄ５７０に準じて行い、測定条件は２３℃で２４時間とする。
該粒子を構成する樹脂の溶剤不溶率に関しては、下記関係式で表される粒子の溶剤不溶率を５０％以上、特に７０％以上とすることが好ましい。
溶剤不溶率（％）＝（Ｂ／Ａ）×１００
（但し、Ａは樹脂の溶剤浸漬前重量、Ｂは良溶媒中に樹脂を２５℃で２４時間浸漬した後の重量を示す）
この溶剤不溶率が５０％未満では、長期保存時に粒子表面にブリードが発生し、粒子との付着力に影響を及ぼし粒子の移動の妨げとなり、画像表示耐久性に支障をきたす場合がある。
なお、溶剤不溶率を測定する際の用の溶剤（良溶媒）としては、フッ素樹脂ではメチルエチルケトン等、ポリアミド樹脂ではメタノール等、アクリルウレタン樹脂ではメチルエチルケトン、トルエン等、メラミン樹脂ではアセトン、イソプロパノール等、シリコーン樹脂ではトルエン等が好ましい。
【００２３】
また、粒子は球形であることが好ましい。
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。
【００２４】
さらに、各粒子の平均粒子径ｄ（０．５）を、０．１〜５０μｍとすることが好ましい。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すぎるために粒子の移動に支障をきたすようになる。
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、互いの粒子が等量づ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。
【００２５】
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。
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（Ｍａｉｌ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。
【００２６】
次に、本発明の画像表示装置で用いる粉流体について説明する。
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。
【００２７】
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。
【００２８】
本発明の対象となる画像表示装置は、少なくとも一方が透明な、対向する基板間に、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。
【００２９】
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】
エアロゾル状態の範囲は、粉流体の最大浮遊時の見かけ体積が未浮遊時の２倍以上であることが好ましく、更に好ましくは２．５倍以上、特に好ましくは３倍以上である。上限は特に限定されないが、１２倍以下であることが好ましい。
粉流体の最大浮遊時の見かけ体積が未浮遊時の２倍より小さいと表示上の制御が難しくなり、また、１２倍より大きいと粉流体を装置内に封入する際に舞い過ぎてしまうなどの取扱い上の不便さが生じる。なお、最大浮遊時の見かけ体積は次のようにして測定される。すなわち、粉流体が透過して見える密閉容器に粉流体を入れ、容器自体を振動或いは落下させて、最大浮遊状態を作り、その時の見かけ体積を容器外側から測定する。具体的には、直径（内径）６ｃｍ、高さ１０ｃｍのポリプロピレン製の蓋付き容器（商品名アイボーイ：アズワン（株）製）に、未浮遊時の粉流体として１／５の体積相当の粉流体を入れ、振とう機に容器をセットし、６ｃｍの距離を３往復／ｓｅｃで３時間振とうさせる。振とう停止直後の見かけ体積を最大浮遊時の見かけ体積とする。
【００３１】
また、本発明の画像表示装置は、粉流体の見かけ体積の時間変化が次式を満たすものが好ましい。
Ｖ１０／Ｖ５＞０．８
ここで、Ｖ５は最大浮遊時から５分後の見かけ体積（ｃｍ３）、Ｖ１０は最大浮遊時から１０分後の見かけ体積（ｃｍ３）を示す。なお、本発明の画像表示装置は、粉流体の見かけ体積の時間変化Ｖ１０／Ｖ５が０．８５よりも大きいものが好ましく、０．９よりも大きいものが特に好ましい。Ｖ１０／Ｖ５が０．８以下の場合は、通常のいわゆる粒子を用いた場合と同様となり、本発明のような高速応答、耐久性の効果が確保できなくなる。
【００３２】
また、粉流体を構成する粒子物質の平均粒子径（ｄ（０．５））は、好ましくは０．１−２０μｍ、更に好ましくは０．５−１５μｍ、特に好ましくは０．９−８μｍである。０．１μｍより小さいと表示上の制御が難しくなり、２０μｍより大きいと、表示はできるものの隠蔽率が下がり装置の薄型化が困難となる。なお、粉流体を構成する粒子物質の平均粒子径（ｄ（０．５））は、次の粒子径分布Ｓｐａｎにおけるｄ（０．５）と同様である。
【００３３】
粉流体を構成する粒子物質は、下記式に示される粒子径分布Ｓｐａｎが５未満であることが好ましく、更に好ましくは３未満である。
粒子径分布Ｓｐａｎ＝（ｄ（０．９）−ｄ（０．１））／ｄ（０．５）
ここで、ｄ（０．５）は粉流体を構成する粒子物質の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）はこれ以下の粉流体を構成する粒子物質の比率が１０％である粒子径をμｍで表した数値、ｄ（０．９）はこれ以下の粉流体を構成する粒子物質が９０％である粒子径をμｍで表した数値である。粉流体を構成する粒子物質の粒子径分布Ｓｐａｎを５以下とすることにより、サイズが揃い、均一な粉流体移動が可能となる。
【００３４】
なお、以上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。測定対象となる粉流体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。この粒子径および粒子径分布は、体積基準分布から得られる。具体的には、Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ２０００（Ｍａｌｖｅｒｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｌｔｄ．）測定機を用いて、窒素気流中に粉流体を投入し、付属の解析ソフト（Ｍａｉｌ理論を用いた体積基準分布を基本としたソフト）にて、測定を行うことができる。
【００３５】
粉流体の作製は、必要な樹脂、帯電制御剤、着色剤、その他添加剤を混練り粉砕しても、モノマーから重合しても、既存の粒子を樹脂、帯電制御剤、着色剤、その他添加剤でコーティングしても良い。以下、粉流体を構成する樹脂、帯電制御剤、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、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン変性アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ナイロン樹脂、エポキシ樹脂、スチレン樹脂、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、フッ素樹脂などが挙げられ、２種以上混合することもでき、特に、基板との付着力を制御する上から、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、ウレタン樹脂、フッ素樹脂が好適である。
【００３７】
帯電制御剤の例としては、正電荷付与の場合には、４級アンモニウム塩系化合物、ニグロシン染料、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール誘導体などが挙げられ、負電荷付与の場合には、含金属アゾ染料、サリチル酸金属錯体、ニトロイミダゾール誘導体などが挙げられる。
着色剤の例としては、塩基性、酸性などの染料が挙げられ、ニグロシン、メチレンブルー、キノリンイエロー、ローズベンガルなどが例示される。
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、銅粉、アルミニウム粉などが挙げられる。
【００３８】
しかしながら、このような材料を工夫無く混練り、コーティングなどを施しても、エアロゾル状態を示す粉流体を作製することはできない。エアロゾル状態を示す粉流体の決まった製法は定かではないが、例示すると次のようになる。
【００３９】
まず、粉流体を構成する粒子物質の表面に、平均粒子径が２０〜１００ｎｍ、好ましくは２０〜８０ｎｍの無機微粒子を固着させることが適当である。更に、その無機微粒子がシリコーンオイルで処理されていることが適当である。ここで、無機微粒子としては、二酸化珪素（シリカ）、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化セリウム、酸化鉄、酸化銅等が挙げられる。この無機微粒子を固着させる方法が重要であり、例えば、ハイブリダイザー（奈良機械製作所（株）製）やメカノフュージョン（ホソカワミクロン（株）製）などを用いて、ある限定された条件下（例えば処理時間）で、エアロゾル状態を示す粉流体を作製することができる。
【００４０】
ここで繰り返し耐久性を更に向上させるためには、粉流体を構成する樹脂の安定性、特に、吸水率と溶剤不溶率を管理することが効果的である。基板間に封入する粉流体を構成する樹脂の吸水率は、３重量％以下、特に２重量％以下とすることが好ましい。なお、吸水率の測定は、ＡＳＴＭ−Ｄ５７０に準じて行い、測定条件は２３℃で２４時間とする。粉流体を構成する樹脂の溶剤不溶率に関しては、下記関係式で表される粉流体の溶剤不溶率を５０％以上、特に７０％以上とすることが好ましい。
溶剤不溶率（％）＝（Ｂ／Ａ）×１００
（但し、Ａは樹脂の溶剤浸漬前重量、Ｂは良溶媒中に樹脂を２５℃で２４時間浸漬した後の重量を示す）
【００４１】
この溶剤不溶率が５０％未満では、長期保存時に粉流体を構成する粒子物質表面にブリードが発生し、粉流体との付着力に影響を及ぼし粉流体の移動の妨げとなり、画像表示耐久性に支障をきたす場合がある。なお、溶剤不溶率を測定する際の溶剤（良溶媒）としては、フッ素樹脂ではメチルエチルケトン等、ポリアミド樹脂ではメタノール等、アクリルウレタン樹脂では、メチルエチルケトン、トルエン等、メラミン樹脂ではアセトン、イソプロパノール等、シリコーン樹脂ではトルエン等が好ましい。
【００４２】
また、粉流体の充填量については、粉流体の体積占有率が、対向する基板間の空隙部分の１０〜８０ｖｏｌ％、好ましくは１０〜６５ｖｏｌ％、更に好ましくは１０〜５５ｖｏｌ％になるように調整することが好ましい。粉流体の体積占有率が、１０ｖｏｌ％より小さいと鮮明な画像表示が行えなくなり、８０ｖｏｌ％より大きいと粉流体が移動しにくくなる。ここで、空間体積とは、対向する基板１、基板２に挟まれる部分から、隔壁４の占有部分、装置シール部分を除いた、いわゆる粉流体を充填可能な体積を指すものとする。
【００４３】
次に、基板について述べる。
基板１、基板２の少なくとも一方は装置外側から粒子の色が確認できる透明基板であり、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。可とう性の有無は用途により適宜選択され、例えば、電子ペーパー等の用途には可とう性のある材料、携帯電話、ＰＤＡ、ノートパソコン類の携帯機器表示等の用途には可とう性のない材料が用いられる。
【００４４】
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、ポリカーボネートなどのポリマーシートや、ガラス、石英などの無機シートが挙げられる。
基板厚みは、２〜５０００μｍ、好ましくは５〜１０００μｍ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、厚すぎると、表示機能としての鮮明さ、コントラストの低下が発生し、特に、電子ペーパー用途の場合には可とう性に欠ける。
【００４５】
基板には、必要に応じて電極を設けても良い。
基板に電極を設けない場合は、基板外部表面に静電潜像を与え、その静電潜像に応じて発生する電界にて、所定の特性に帯電した色のついた粒子群あるいは粉流体を基板に引き寄せあるいは反発させることにより、静電潜像に対応して配列した粒子群あるいは粉流体を透明な基板を通して表示装置外側から視認する。なお、この静電潜像の形成は、電子写真感光体を用い通常の電子写真システムで行われる静電潜像を本発明の画像表示装置の基板上に転写形成する、あるいは、イオンフローにより静電潜像を基板上に直接形成する等の方法で行うことができる。
【００４６】
基板に電極を設ける場合は、電極部位への外部電圧入力により、基板上の各電極位置に生じた電界により、所定の特性に帯電した色の粒子群あるいは粉流体が引き寄せあるいは反発させることにより、静電潜像に対応して配列した粒子群あるいは粉流体を透明な基板を通して表示装置外側から視認する方法である。
電極は、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、例示すると、酸化インジウム、アルミニウムなどの金属類、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挙げられ、真空蒸着、塗布などの形成手法が例示できる。なお、電極厚みは、導電性が確保でき光透過性に支障なければ良く、３〜１０００ｎｍ、好ましくは５〜４００ｎｍが好適である。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】
次に、隔壁について説明する。
本発明の隔壁の形状は、表示にかかわる粒子のサイズあるいは粉流体のサイズ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１０〜１０００μｍ、好ましくは１０〜５００μｍに、隔壁の高さは１０〜５０００μｍ、好ましくは１０〜５００μｍ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と、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が、本発明はどちらにも適用できる。
これらリブからなる隔壁により形成される表示セルは、基板平面方向からみて四角状、三角状、ライン状、円形状が例示される。
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。
【００４８】
ここで、隔壁の形成方法を例示すると、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、感光体ペースト法、アディティブ法が挙げられる。
【００４９】
なお、本発明の画像表示装置は、ノートパソコン、ＰＤＡ、携帯電話などのモバイル機器の表示部、電子ブック、電子新聞などの電子ペーパー、看板、ポスター、黒板などの掲示板、コピー機、プリンター用紙代替のリライタブルペーパー、電卓、家電製品の表示部、ポイントカードなどのカード表示部などに用いられる。
【００５０】
【実施例】
次に、実施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実施例により限定されるものではない。
顔料分散法を利用した同一の製造方法に従って、図４（ａ）に示す構成の本発明のカラーフィルターと、図５に示す構成の従来のカラーフィルターと、を作製した。作製したカラーフィルターを表示素子と組み合わせ画像表示装置を構成し、それぞれ、赤（Ｒ部の部分のみ表示）、緑（Ｇ部の部分のみ表示）、青（Ｂ部の部分のみ表示）、白（全部の部分で白表示）の各色を表示させた。そして、各色毎に分光放射輝度計を用いてスペクトルを測定した。スペクトルより国際照明委員会（ＣＩＥ）の規格（ＣＩＥ１９３１）に基づいて、ＸＹＺ表色系の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚ及び色度座標ｘ、ｙを計算した。その際に光源は標準のＤ６５を選択した。以下の表１に図４（ａ）に示す本発明のカラーフィルターにおける測定結果を示すとともに、以下の表２に図５に示す従来のカラーフィルターにおける測定結果を示す。なお、表２に示す例は白のＹ値で規格化した。
【００５１】
【表１】
2004279572.tif 000003
【００５２】
【表２】
2004279572.tif 000004
【００５３】
表１及び表２の結果から、本発明のカラーフィルターは従来のカラーフィルターと比較して、色再現性は損なわず、白色輝度が向上することがわかる。また、白色反射率について測定したところ、表５に示す構成の反射用カラーフィルターを用いた場合の従来の画像表示装置における白色反射は１２％であった。一方、材料や膜厚は変えずに構成のみを図４（ａ）のように変更した反射用カラーフィルターを用いた場合の本発明の画像表示装置における白色反射率は１７％となり、白色反射率の点でも本発明は効果を得ることができた。
【００５４】
上述した説明では、本発明のカラーフィルターを、粒子または粉流体を使用した乾式の画像表示装置に用いた例を説明した。しかしながら、上述したこれらの例は本発明の好ましい態様であって、本発明のカラーフィルターを、他の従来から知られている画像表示装置のカラーフィルターとして使用しても、同様の効果を得ることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上の詳細に説明したところから明らかなように、本発明のカラーフィルターによれば、着色されていない透明の部分を配置することで、高い色再現性と高い白色輝度を同時に満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像表示装置における表示方式の一例を示す図である。
【図２】本発明の画像表示装置における表示方式の他の例を示す図である。
【図３】本発明の画像表示装置におけるパネル構造の一例を示す図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のカラーフィルターの構成を説明するための図である。
【図５】従来のカラーフィルターの構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１、２  基板
３Ｗ  白色粒子
３Ｂ  黒色粒子
４  隔壁（リブ）
５、６  電極
１１  カラーフィルター
１１Ｒ  Ｒ部
１１Ｇ  Ｇ部
１１Ｂ  Ｂ部
１１Ｗ  Ｗ部
２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、２１Ｗ  表示粒子
【図１】
2004279572.tif 000005
【図２】
2004279572.tif 000006
【図３】
2004279572.tif 000007
【図４】
2004279572.tif 000008
【図５】
2004279572.tif 000009