(57)【要約】少なくとも一方が透明な対向する基板間に粒子群または粉流体を封入し、電位の異なる２種類の電極から粒子群または粉流体に電界を与えて、粒子または粉流体を飛翔移動させ画像を表示する画像表示装置における表示駆動方法であって、電極間に、一方の電極を接地電位とし、もう一方の電極に、時間とともに少なくとも増大過程で電圧値が徐々に変化する交番電圧または片極性電圧を印加する方法で電圧を印加して、画像を表示する。
2004107031.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基板間に粒子群を封入し、電位の異なる２種類の電極から粒子群に電界を与えて、粒子を飛翔移動させ画像を表示する画像表示装置における表示駆動方法であって、一方の電極電位を接地電位とし、もう一方の電極に、時間とともに少なくとも増大過程で電圧値が徐々に変化する交番電圧または片極性電圧を印加する方法で電圧を印加して、画像を表示することを特徴とする表示駆動方法。
【請求項２】
前記交番電圧または片極性電圧が、Ｓｉｎ波の形状で時間とともに少なくとも増大過程で電圧値が徐々に変化する請求項１記載の表示駆動方法。
【請求項３】
前記交番電圧または片極性電圧が、台形波の形状または階段波の形状で時間とともに少なくとも増大過程で電圧値が徐々に変化する請求項１記載の表示駆動方法。
【請求項４】
前記交番電圧または片極性電圧が、三角波の形状またはランプ波の形状で時間とともに少なくとも増大過程で電圧値が徐々に変化する請求項１記載の表示駆動方法。
【請求項５】
少なくとも一方が透明な対向する基板間に粉流体を封入し、電位の異なる２種類の電極から粉流体に電界を与えて、粉流体を移動させ画像を表示する画像表示装置における表示駆動方法であって、一方の電極電位を接地電位とし、もう一方の電極に、時間とともに少なくとも増大過程で電圧値が徐々に変化する交番電圧または片極性電圧を印加する方法で電圧を印加して、画像を表示することを特徴とする表示駆動方法。
【請求項６】
前記交番電圧または片極性電圧が、Ｓｉｎ波の形状で時間とともに少なくとも増大過程で電圧値が徐々に変化する請求項５記載の表示駆動方法。
【請求項７】
前記交番電圧または片極性電圧が、台形波の形状または階段波の形状で時間とともに少なくとも増大過程で電圧値が徐々に変化する請求項５記載の表示駆動方法。
【請求項８】
前記交番電圧または片極性電圧が、三角波の形状またはランプ波の形状で時間とともに少なくとも増大過程で電圧値が徐々に変化する請求項５記載の表示駆動方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の表示駆動方法に従って画像を表示することを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、クーロン力等による粒子群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用いられる画像の表示駆動方法及び画像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色粒子回転方式などの技術を用いた画像表示装置（ディスプレイ）が提案されている。【０００３】  これらの画像表示装置は、ＬＣＤに比べて、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から、次世代の安価な表示装置として考えられ、携帯端末用表示、電子ペーパー等への展開が期待されている。【０００４】  最近、分散粒子と着色溶液からな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する電気泳動方式が提案されている。しかしながら、電気泳動方式では、低比重の溶液中に酸化チタンなどの高比重の粒子を分散させているために、沈降しやすく、分散状態の安定性維持が難しく、また、色をつけるために溶液に染料等を添加しているために長期保存性に難があり、画像繰り返し安定性に欠けるという問題を抱えている。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、見かけ上、このような欠点が現れ難くしているだけで、本質的な問題は何ら解決されていない。【０００５】  一方、溶液中での粒子挙動を利用した電気泳動方式に対し、溶液を全く使わない方式も提案されている（例えば、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．２４９−２５２参照）。この方式は、粒子と基板から成る気体中での粒子挙動を利用した方式である。この方式では、溶液を全く用いないために、電気泳動方式で問題となっていた粒子の沈降、凝集の問題は解決される。【０００６】  しかしながら、上記のような乾式の画像表示用パネルにおいては、画像表示のため粒子群等に電界を与えるために電極間に印加する駆動電圧として、ある時点で電圧値が一瞬のうちに上昇／下降するパルス状の矩形波を利用していた。近年になって、この矩形波により駆動して画像を表示すると、パネル表示特性が悪化し、反転回数寿命、コントラストに悪影響を及ばすことがわかってきた。
【発明の開示】
【０００７】  本発明の目的は上述した課題を解消して、パネル表示特性が悪化せず、反転回数寿命、コントラストに悪影響を及ぼすことのない表示駆動方法及び画像表示装置を提供しようとするものである。
【０００８】  本発明の表示駆動方法の第１発明は、少なくとも一方が透明な対向する基板間に粒子群を封入し、電位の異なる２種類の電極から粒子群に電界を与えて、粒子を飛翔移動させ画像を表示する画像表示装置における表示駆動方法であって、一方の電極電位を接地電位とし、もう一方の電極に、時間とともに少なくとも増大過程で電圧値が徐々に変化する交番電圧または片極性電圧を印加する方法で電圧を印加して、画像を表示することを特徴とするものである。
【０００９】  また、本発明の表示駆動方法の第２発明は、少なくとも一方が透明な対向する基板間に粉流体を封入し、電位の異なる２種類の電極から粉流体に電界を与えて、粉流体を移動させ画像を表示する画像表示装置における表示駆動方法であって、一方の電極電位を接地電位とし、もう一方の電極に、時間とともに少なくとも増大過程で電圧値が徐々に変化する交番電圧または片極性電圧を印加する方法で電圧を印加して、画像を表示することを特徴とするものである。
【００１０】  本発明の表示駆動方法の第１発明及び第２発明においては、一方の電極電位を接地電位とし、もう一方の電極に、時間とともに少なくとも増大過程で電圧値が徐々に変化する交番電圧または片極性電圧を印加する方法で電圧を印加して、画像を表示することで、パネル表示特性が悪化せず、反転回数寿命、コントラストに悪影響を及ぼすことのない表示駆動方法及び画像表示装置を得ることができる。
【００１１】  本発明の表示駆動方法の第１発明及び第２発明の好適例としては、交番電圧または片極性電圧が、Ｓｉｎ波の形状で時間とともに少なくとも増大過程で電圧値が徐々に変化すること、及び、交番電圧または片極性電圧が、台形波の形状または階段波の形状で時間とともに少なくとも増大過程で電圧値が徐々に変化すること、及び、交番電圧または片極性電圧が、三角波の形状またはランプ波の形状で時間とともに少なくとも増大過程で電圧値が徐々に変化することがある。いずれの場合も、本発明をさらに好適に実施することができる。
【００１２】  また、本発明の画像表示装置は、上述した表示駆動方法に従って画像を表示することを特徴とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】［図１］図１は、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］図２は、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］図３（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ従来例及び本発明例の表示駆動方法の一例を説明するための図である。
［図４］図４は、従来例と本発明例について、同じ周波数で白表示と黒表示を繰り返し、その濃度と反転回数との関係を求めた結果の一例を示すグラフである。
［図５］図５は、従来例と本発明例について、同じ周波数で白表示と黒表示を繰り返し、その白黒表示時の濃度差と反転回数との関係を求めた結果の一例を示すグラフである。
［図６］図６は、従来例と本発明例について、同じ周波数で白表示と黒表示を繰り返し、その白黒表示時の濃度差と反転回数との関係を求めた結果の他の例を示すグラフである。
［図７］図７は、従来例と本発明例について、同じ周波数で白表示と黒表示を繰り返し、その白黒表示時の濃度差と反転回数との関係を求めた結果のさらに他の例を示すグラフである。
［図８］図８（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ従来例及び本発明例の表示駆動方法の他の例を説明するための図である。
［図９］図９（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ本発明例の表示駆動方法のさらに他の例を説明するための図である。
［図１０］図１０は、本発明の画像表示装置における隔壁の形状の一例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  本発明の第１発明及び第２発明の対象となる画像表示用パネルでは、対向する基板間に少なくとも２種以上の粒子群または粉流体を封入した表示用パネルに電極を通じてその基板内に電荷が付与される。高電位電極側に向かっては低電位に帯電した粒子群または粉流体がクーロン力などによって引き寄せられ、また低電位電極側に向かっては高電位に帯電した粒子群または粉流体がクーロン力などによって引き寄せられ、それら粒子群または粉流体が電極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、粒子群または粉流体が、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、表示用パネルを設計する必要がある。【００１５】  図１及び図２はそれぞれ本発明の対象となる画像表示用パネルの一例の構成を示す図である。図１に示す本発明の対象となる画像表示用パネルでは、帯電特性及び光学的反射率の異なる２種類の粒子群（ここでは白色粒子群３Ｗと黒色粒子群３Ｂ）を、基板１、２間に封入し、封入した粒子群３に基板上に設けた電極５、６から電界を与えて、基板１、２と垂直方向に移動させることで画像表示を行っている。この方式では、図２に示すように、基板１、２間の空隙を隔壁４で区切って複数のセルを持った構造とし、その中に粒子群３を封入して画像表示用パネルを構成することもできる。基板上に設ける電極は基板の内外いずれの側でも良く、基板内部に埋め込んでも良い。また、以上の構成は、粒子群の代わりに粉流体を使用しても同じである。【００１６】  本発明の特徴は、上述した構成の画像表示パネルにおける画像の表示駆動方法にある。すなわち、上述した構成の画像表示パネルにおいて、粒子群を利用した例でも粉流体を利用した例でも、電極５、６の一方を接地電位とし、もう一方に、時間とともに少なくとも増大過程で電圧値が徐々に変化する交番電圧または片極性電圧を印加する方法で電極５、６間に電圧を印加して、画像を表示することを特徴としている。なお、本発明において、印加する電圧を「時間とともに少なくとも増大過程で電圧値が徐々に変化する交番電圧または片極性電圧」と定義したのは、従来のパルス状の矩形波のように、ある時点で電圧値が一瞬のうちに上昇／下降する形状、特に一瞬のうちに上昇（増大）する形状の電圧を除外するためである。また、交番電圧とは、ＧＮＤを交差する電圧のことをいい、片極性電圧とは、ＧＮＤを交差しない電圧のことをいう。【００１７】  図３（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ従来例及び本発明例の表示駆動方法の一例を説明するための図である。図３（ａ）〜（ｆ）においては、いずれの例においても電極６の電位を接地電位としている。ここで、図３（ａ）に示す従来例では、パルス状の矩形波からなる交番電圧を電極５に印加している。これに対し、図３（ｂ）に示す本発明例では、Ｓｉｎ波からなる交番電圧を電極５に印加している。また、図３（ｃ）に示す本発明例では、台形波からなる交番電圧を電極５に印加している。さらに、図３（ｄ）に示す本発明例では、階段波からなる交番電圧を電極５に印加している。さらにまた、図３（ｅ）に示す本発明例では、ランプ波からなる交番電圧を電極５に印加している。また、図３（ｆ）に示す本発明例では���三角波からなる交番電圧を電極５に印加している。【００１８】  以上の図３（ａ）〜（ｆ）に示す従来例及び本発明例の表示駆動方法のうち、図３（ａ）に示す従来例のパルス状の矩形波からなる交番電圧の場合と、図３（ｂ）に示す本発明例のＳｉｎ波からなる交番電圧の場合とについて、同じ周波数で白表示と黒表示を繰り返し、その濃度と反転回数との関係を求めた。結果を図４に示す。図４の結果から、本発明例のＳｉｎ波で駆動すると黒表示、白表示のいずれにおいても反転を繰り返すことによる濃度低下が小さいのに対し、従来例の矩形波では反転を繰り返すにつれて濃度低下が大きくなり、特に、黒濃度の低下が顕著であることがわかる。なお、図５に、図４と同様の例において、反転回数と白黒表示時の濃度差との関係を示す。これから、本発明例のＳｉｎ波では反転を繰り返し行っても白黒表示時の濃度差の低下が小さいのに対し、従来例の矩形波では反転の繰り返しに従って白黒表示時の濃度差が大きく低下することがわかる。【００１９】  次に、図３（ａ）〜（ｆ）に示す従来例及び本発明例の表示駆動方法に従って、同じ周波数で白表示と黒表示を繰り返した場合の濃度差を測定した結果を、図６及び図７に示す。図６及び図７の結果からわかるように、本発明例はＳｉｎ波のみならず台形波、階段波、及び、ランプ波、三角波の例でも、反転繰り返しによる白黒表示時の濃度差の低下が小さいのに対し、従来例の矩形波では反転の繰り返しに従って白黒表示時の濃度差が大きく低下することがわかる。また、本発明例のなかでは、Ｓｉｎ波と台形波、階段波、ランプ波、三角波とで特に大きな違いはないことがわかる。【００２０】  図８（ａ）〜（ｆ）及び図９（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ従来例及び本発明例の表示駆動方法の他の例を説明するための図である。ここで、図８（ａ）に示す従来例では、パルス状の矩形波からなる片極性電圧を一方の電極５に印加するとともに他方の電極６をＧＮＤに接続した例を、図８（ｂ）に示す従来例では、図８（ａ）に示す例と電極に印加する電圧を反転した例を示す。また、図８（ｃ）に示す本発明例では、Ｓｉｎ波からなる片極性電圧を一方の電極５に印加するとともに他方の電極６をＧＮＤに接続した例を、図８（ｄ）に示す本発明例では、図８（ｃ）に示す例と電極に印加する電圧を反転した例を示す。さらに、図８（ｅ）に示す本発明例では、台形波からなる片極性電圧を一方の電極５に印加するとともに他方の電極６をＧＮＤに接続した例を、図８（ｆ）に示す本発明例では、図８（ｅ）に示す例と電極に印加する電圧を反転した例を示す。【００２１】  同様に、図９（ａ）に示す本発明例では、階段波からなる片極性電圧を一方の電極５に印加するとともに他方の電極６をＧＮＤに接続した例を、図９（ｂ）に示す本発明例では、図９（ａ）に示す例と電極に印加する電圧を反転した例を示す。また、図９（ｃ）に示す本発明例では、ランプ波からなる片極性電圧を一方の電極５に印加するとともに他方の電極６をＧＮＤに接続した例を、図９（ｄ）に示す本発明例では、図９（ｃ）に示す例と電極に印加する電圧を反転した例を示す。さらに、図９（ｅ）に示す本発明例では、三角波からなる片極性電圧を一方の電極５に印加するとともに��方の電極６をＧＮＤに接続した例を、図９（ｆ）に本発明例では、図９（ｅ）に示す例と電極に印加する電圧を反転した例を示す。【００２２】  ここでも、上述した例と同様に、図８（ａ）〜（ｆ）及び図９（ａ）〜（ｆ）に示す従来例及び本発明例の表示駆動方法に従って、同じ周波数で白表示と黒表示を繰り返した結果、図８（ｃ）、（ｄ）及び図９（ａ）〜（ｆ）に示す本発明例では反転繰り返しによる白黒表示時の濃度差の低下が小さいのに対し、従来例では反転の繰り返しに従って白黒表示時の濃度差が大きく低下することがわかった。また、反転の繰り返しによる白黒表示時の濃度差の低下度合は、交番電圧と片極性電圧ともほぼ同じであった。【００２３】  以上の結果から、本発明の表示駆動方法によれば、パネル表示特性が悪化せず、反転回数寿命、コントラストに悪影響を及ぼすことのないことがわかった。そのため、本発明の表示駆動方法を利用することで、好ましい特性の画像表示装置を得ることができる。【００２４】  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。【００２５】  先ず、本発明の第１発明に用いる粒子について述べる。【００２６】  粒子の作製は、必要な樹脂、荷電制御剤、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、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤でコーティングしても良い。【００２７】  以下に、樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤を例示する。【００２８】  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。【００２９】  荷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。【００３０】  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。【００３１】  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。【００３２】  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���る。【００３３】  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。【００３４】  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）【００３５】  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。【００３６】  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。【００３７】  また、粒子は球形であることが好ましい。【００３８】  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。）【００３９】  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、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。【００４１】  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。【００４２】  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。【００４３】  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。【００４４】  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．）の測定機を用いて、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】  次に、本発明の第２発明で用いる粉流体について説明する。【００４６】  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。【００４７】  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。【００４８】  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。【００４９】  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。【００５０】  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。【００５１】  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。【００５２】  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。【００５３】  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。【００５４】  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。【００５５】  なお、以上の粉流体を構成する粒子物質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（Ｍｉｅ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。【００５６】  粉流体の作製は、必要な樹脂、荷電制御剤、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、荷電制御剤、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、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤を例示する。【００５７】  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。【００５８】  荷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。【００５９】  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。【００６０】  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。【００６１】  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。【００６２】  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。【００６３】  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）【００６４】  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。【００６５】  また、粒子群または粉流体の充填量については、粒子群または粉流体の体積占有率が、対向する基板間の空隙部分の５〜７０ｖｏｌ％、好ましくは５〜６０ｖｏｌ％、更に好まくは５〜５５ｖｏｌ％になるように調整することが好ましい。粒子群または粉流体の体積占有率が、５ｖｏｌ％より小さいと鮮明な画像表示が行えなくなり、７０ｖｏｌ％より大きいと粒子群または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、いわゆる粒子群または粉流体を充填可能な体積を指すものとする。【００６６】  次に、基板について述べる。【００６７】  基板１、基板２の少なくとも一方は装置外側から粒子または粉流体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。【００６８】  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。【００６９】  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。【００７０】  基板に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。【００７１】  次に、隔壁について説明する。【００７２】  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��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１０〜５００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍに調整される。【００７３】  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。【００７４】  これらリブからなる隔壁により形成される表示セルは、図１０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、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が好適に用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】  本発明の画像表示装置は、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、電子ＰＯＰ、電子値札、電子楽譜、ＲＦ−ＩＤ機器の表示部等に好適に用いられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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