(57)【要約】      （修正有）【課題】配置方向にかかわらず、良好な表示を維持することができるツイストボール型電子ペーパーを提供する。【解決手段】透明基材上に透明電極を有する透明電極基材と、背面基材上に背面電極を有する背面電極基材と、透明電極基材の透明電極形成面および背面電極基材の背面電極形成面の間に配置されたツイストボール層と、透明電極基材および背面電極基材の間、かつ、ツイストボール層の外周にスペーサ配置するツイストボール型電子ペーパーであって、ツイストボール層は、膨潤層中に分散されたツイストボールと、膨潤層を膨潤させるための溶媒とを有し、透明電極基材および背面電極基材のいずれか一方の、ツイストボール層側の面上には、透明電極基材および背面電極基材に対する膨潤層の平面視上の位置を固定する固定部が形成されており、膨潤層の、固定部と平面視上重なる位置には、固定部を挿入するための固定部用凹部が形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
2017125940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基材および前記透明基材上に配置された透明電極を有する透明電極基材と、
背面基材および前記背面基材上に配置された背面電極を有する背面電極基材と、
前記透明電極基材の前記透明電極が形成された側の面および前記背面電極基材の前記背面電極が形成された側の面の間に配置されたツイストボール層と、
前記透明電極基材および前記背面電極基材の間、かつ、前記ツイストボール層の外周に配置されたスペーサと、
を有するツイストボール型電子ペーパーであって、
前記ツイストボール層は、膨潤層と、前記膨潤層中に分散されたツイストボールと、前記膨潤層を膨潤させるための溶媒とを有し、
前記透明電極基材および前記背面電極基材のいずれか一方の、前記ツイストボール層側の面上には、前記透明電極基材および前記背面電極基材に対する前記膨潤層の平面視上の位置を固定する固定部が形成されており、
前記膨潤層の、前記固定部と平面視上重なる位置には、前記固定部を挿入するための固定部用凹部が形成されていることを特徴とするツイストボール型電子ペーパー。
【請求項２】
前記固定部用凹部が、前記膨潤層を膜厚方向に貫通しており、
前記固定部が、前記透明電極基材および前記背面電極基材の両方に接触していることを特徴とする請求項１に記載のツイストボール型電子ペーパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ツイストボール型電子ペーパーの配置方向にかかわらず、良好な表示を維持することができるツイストボール型電子ペーパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子ペーパーと呼ばれる表示媒体が注目されている。電子ペーパーは、曲げ可能なフレキシブル性、薄く軽いなどの優れた特性を有し、しかも書き換え可能という際立った特長を有する。このような電子ペーパーには、例えば、ツイストボール方式、電気泳動方式、液晶表示方式等、様々な表示方式のものがある。中でも、２色相球状粒子（ツイストボール）を用いたツイストボール型電子ペーパーは、屋外での視認性に優れ、消費電力が少ないといった点から注目されている。
【０００３】
特許文献1においては、図４に示すように、透明基材１０１および透明電極層１０２を有する透明電極基材１０３と、対向基材１０４および対向電極層１０５を有する対向電極基材１０６と、ツイストボール１０７および低極性溶媒層１０８を備えるツイストボール層１０９とを有し、ツイストボール層１０９が透明基材１０１、対向基材１０４、およびシール剤１１０により密封されているツイストボール型電子ペーパー２００が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１９８３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているようなツイストボール型電子ペーパーにおいては、各電極層およびツイストボール層が基材を介して配置されているため、ツイストボールを駆動するために必要な電圧よりも高い電圧を電極に印加する必要がある。このような高い電圧を印加することは、駆動回路側のコスト増につながることから、低電圧化が検討されている。低電圧化の一手段としては、各電極を基材のツイストボール層側に配置する方法がある。このような、各電極が各基材の内側（ツイストボール層側）に設けられている態様のツイストボール型電子ペーパーにおいては、ツイストボール層と各電極との間に基材が介在しないため、基材が介在している場合よりも低い電圧により、ツイストボールを駆動することができる。
【０００６】
上記各電極が各基材の内側に設けられている態様のツイストボール型電子ペーパーは、ツイストボール層と、上記ツイストボール層の外周を取り囲むスペーサとを、一対の電極基材で挟持することにより形成することができる。上記スペーサの上面および下面に接着剤を塗布することにより、一対の電極基材同士を固定することができ、上記ツイストボール層は、上記一対の電極基材および上記スペーサにより区画される空間内に保持される。
【０００７】
上記ツイストボール層としては、膨潤層と、上記膨潤層中に分散されたツイストボールと、上記膨潤層を膨潤させるための溶媒とを有するものが一般的である。しかしながら、上述した一対の電極基材および上記スペーサにより区画される空間内に上記構成のツイストボール層が保持される場合、上記膨潤層は、上記いずれの電極基材に対しても、上記スペーサに対しても固定されていないため、ツイストボール型電子ペーパーが配置される方向によっては、上記膨潤層の、電極基材に対する平面視上の位置がずれる場合がある。上記膨潤層中にはツイストボールが分散されているため、上記膨潤層に位置ずれが生じると、上記ツイストボールにも位置ずれが生じ、ツイストボール型電子ペーパーの表示が乱れるなどの不具合が生じる場合がある。
【０００８】
上述したように、ツイストボール層は一対の電極基材間に配置されていることから、電極基材間の距離を調整して膨潤層を挟みこむことにより、一対の電極基材に対する膨潤層の平面視上の位置を固定することも考えられる。しかしながら、ツイストボール型電子ペーパーにおいては、膨潤層中に分散されたツイストボールを回転させることにより表示を行うため、上述のように膨潤層を固定した場合は、膨潤層が一対の電極基材に圧迫され、ツイストボールの回転が阻害され、ツイストボール型電子ペーパーによる表示が妨げられることが懸念される。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ツイストボール型電子ペーパーの配置方向にかかわらず、良好な表示を維持することができるツイストボール型電子ペーパーを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は、透明基材および上記透明基材上に配置された透明電極を有する透明電極基材と、背面基材および上記背面基材上に配置された背面電極を有する背面電極基材と、上記透明電極基材の上記透明電極が形成された側の面および上記背面電極基材の上記背面電極が形成された側の面の間に配置されたツイストボール層と、上記透明電極基材および上記背面電極基材の間、かつ、上記ツイストボール層の外周に配置されたスペーサと、を有するツイストボール型電子ペーパーであって、上記ツイストボール層は、膨潤層と、上記膨潤層中に分散されたツイストボールと、上記膨潤層を膨潤させるための溶媒とを有し、上記透明電極基材および前記背面電極基材のいずれか一方の、上記ツイストボール層側の面上には、上記透明電極基材および上記背面電極基材に対する上記膨潤層の平面視上の位置を固定する固定部が形成されており、上記膨潤層の、上記固定部と平面視上重なる位置には、上記固定部を挿入するための固定部用凹部が形成されていることを特徴とするツイストボール型電子ペーパーを提供する。
【００１１】
本発明おいては、上記膨潤層に固定部用凹部が形成されており、上記透明電極基材および上記背面電極基材のいずれか一方の面上に形成された固定部を、上記固定部用凹部に挿入することにより、上記透明電極基材および上記背面電極基材に対する上記膨潤層の平面視上の位置を固定することができるため、上記膨潤層の位置ずれを防止することができる。これにより、ツイストボール型電子ペーパーの配置方向にかかわらず、良好な表示を維持することができる。
【００１２】
上記発明においては、上記固定部用凹部が、上記膨潤層を膜厚方向に貫通しており、上記固定部が、上記透明電極基材および上記背面電極基材の両方に接触していることが好ましい。上記固定部が、透明電極基材および背面電極基材の両方と接触していることにより、上記固定部を、透明電極基材および背面電極基材の間の距離を所定の距離に保持するスペーサとしても機能させることができるからである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のツイストボール型電子ペーパーは、ツイストボール型電子ペーパーの配置方向にかかわらず、良好な表示を維持することができるといった作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のツイストボール型電子ペーパーの一例を示す概略平面図である。
【図２】図１のＸ方向からの概略断面図である。
【図３】本発明のツイストボール型電子ペーパーの他の例を示す概略断面図である。
【図４】従来のツイストボール型電子ペーパーの一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のツイストボール型電子ペーパーについて、説明する。
【００１６】
本発明のツイストボール型電子ペーパーは、透明基材および上記透明基材上に配置された透明電極を有する透明電極基材と、背面基材および上記背面基材上に配置された背面電極を有する背面電極基材と、上記透明電極基材の上記透明電極が形成された側の面および上記背面電極基材の上記背面電極が形成された側の面の間に配置されたツイストボール層と、上記透明電極基材および上記背面電極基材の間、かつ、上記ツイストボール層の外周に配置されたスペーサと、を有するツイストボール型電子ペーパーであって、上記ツイストボール層は、膨潤層と、上記膨潤層中に分散されたツイストボールと、上記膨潤層を膨潤させるための溶媒とを有し、上記透明電極基材および前記背面電極基材のいずれか一方の、上記ツイストボール層側の面上には、上記透明電極基材および上記背面電極基材に対する上記膨潤層の平面視上の位置を固定する固定部が形成されており、上記膨潤層の、上記固定部と平面視上重なる位置には、上記固定部を挿入するための固定部用凹部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明のツイストボール型電子ペーパーについて、図を参照して説明する。図１は、本発明のツイストボール型電子ペーパーの一例を示す概略平面図であり、図２は、図１のＸ方向からの概略断面図である。図１および図２に例示するように、本発明のツイストボール型電子ペーパー１００は、透明基材１および上記透明基材１上に配置された透明電極２を有する透明電極基材３と、背面基材４および上記背面基材４上に配置された背面電極５を有する背面電極基材６と、上記透明電極基材３の上記透明電極２が形成された側の面および上記背面電極基材６の上記背面電極５が形成された側の面の間に配置されたツイストボール層７と、上記透明電極基材３および上記背面電極基材６の間、かつ、上記ツイストボール層７の外周に配置されたスペーサ８とを有する。また、上記ツイストボール層７は、膨潤層９と、上記膨潤層９中に分散されたツイストボール１０と、上記膨潤層９を膨潤させるための溶媒（図示せず）とを有し、上記透明電極基材３および前記背面電極基材６のいずれか一方の、上記ツイストボール層７側の面上には、上記透明電極基材３および上記背面電極基材６に対する上記膨潤層９の平面視上の位置を固定する固定部１１が形成されており、上記膨潤層９の、上記固定部１１と平面視上重なる位置には、上記固定部１１を挿入するための固定部用凹部１２が形成されている。なお、図１においては、説明のため、透明電極基材やツイストボールの図示は省略する。
【００１８】
本発明おいては、上記膨潤層に固定部用凹部が形成されており、上記透明電極基材および上記背面電極基材のいずれか一方の面上に形成された固定部を、上記固定部用凹部に挿入することにより、上記透明電極基材および上記背面電極基材に対する上記膨潤層の平面視上の位置を固定することができるため、上記膨潤層の位置ずれを防止することができる。これにより、ツイストボール型電子ペーパーの配置方向にかかわらず、良好な表示を維持することができる。
以下、本発明のツイストボール型電子ペーパーの各構成について、詳細に説明する。
【００１９】
１．固定部
（１）固定部の構成
本発明における固定部は、上記透明電極基材および上記背面電極基材のいずれか一方の、上記ツイストボール層側の面上に形成されるものであり、後述する膨潤層に形成された固定部用凹部に挿入されることにより、上記透明電極基材および上記背面電極基材に対する上記膨潤層の平面視上の位置を固定するものである。上記固定部は、ツイストボール層側の面上であれば、透明電極基材上に形成されても、背面電極基材上に形成されてもよい。また、上記固定部は、透明基材または背面基材上に直に形成されても、透明基材上に配置された透明電極上または背面基材上に配置された背面電極上に形成されてもよい。
【００２０】
本発明における固定部は、図２に例示するように、透明電極基材３および背面電極基材６の両方に接触していても、図３に例示するように、形成されている側の電極基材（図３においては背面電極基材６）のみと接触していてもよい。本発明においては、中でも、図２に例示するように、固定部１１が透明電極基材３および背面電極基材６の両方に接触していることが好ましい。両電極基材と接触していることにより、透明電極基材および背面電極基材の間の距離を所定の距離に保持するスペーサとしても上記固定部を機能させることができ、外部からの圧力等による透明電極基材および背面電極基材の間の距離の変化、ならびに、これに伴う表示不良を抑制することが可能となるからである。
【００２１】
図３に例示するように、固定部１１が、いずれか一方の電極基材のみと接触しており、透明電極基材３および背面電極基材６の両方には接触していない場合は、固定部１１が接触していない方の電極基材（図３においては透明電極基材３）と、固定部１１との間にも、ツイストボール１０が配置されていることが好ましい。固定部と電極基材との間にもツイストボールが配置されていることにより、表示に用いることができる領域を増加させることができ、より良好な表示を行うことができるからである。また、本発明においては、固定部が表示面（透明電極基材）側から視認されにくいことが好ましいため、固定部がいずれか一方の電極基材のみと接触している場合は、背面電極基材と接触している（背面電極基材上に形成されている）ことが好ましい。なお、図３は、本発明の電子ペーパーの他の例を示す概略断面図であり、図３で説明していない符号については図１および図２で説明した符号と同様である。
【００２２】
固定部の硬度は、膨潤層の平面視上の位置を安定的に固定することができるものであれば特に限定されるものではない。例えば、固定部の硬度としては、ロックウェル硬さ（ＪＩＳ  Ｋ７２０２−２、ＩＳＯ  ２０３９−２、ＡＳＴＭ  Ｄ７８５）をスケールＲにて測定した場合のＲ値が７０〜１３０の範囲内、もしくはスケールＭにて測定した場合のＭ値が７０〜１１０の範囲内であることが好ましい。固定部が上記範囲の硬度を有することにより、ツイストボール型電子ペーパーの配置方向が変更され、膨潤層やツイストボールの重量が荷重として固定部に付与された場合でも、上記荷重に耐え、膨潤層の位置ずれを防止することができる。また、上記固定部がスペーサとしても機能する場合、固定部が上記範囲の硬度を有することにより、透明電極基材および背面電極基材の間の距離を所定の範囲に安定的に保持することができる。
【００２３】
本発明における固定部は、膨潤層に形成された固定部用凹部に挿入されることにより、膨潤層の平面視上の位置を固定するためのものであるため、固定部が配置される平面視上の領域としては、膨潤層が配置される領域内であり、通常は、ツイストボール型電子ペーパーの画像が表示される領域である、表示領域内である。
【００２４】
固定部は、透明性を有していてもよく、所定の色に着色されていてもよい。中でも、本発明においては、固定部が表示面側から視認されにくいことが好ましいため、固定部の色は、ツイストボール型電子ペーパーの表示の背景の色と同じであることが好ましい。例えば、ツイストボールが、白色および黒色の２色相球状粒子であり、白地に黒色の画像が表示されるものである場合、上記固定部は白色であることが好ましい。
【００２５】
また、上記固定部の配置パターンは、膨潤層の平面視上の位置を安定的に固定することができるものであれば特に限定されるものではなく、規則的に配置されても、ランダムに配置されてもよいが、中でも、規則的に配置されることが好ましい。固定部が規則的に配置されている方が、各固定部にかかる応力（膨潤層やツイストボールの重量など）を均一なものとすることができからである。また、上述したように上記固定部は、表示面側から視認されにくいことが好ましいため、この点においても固定部が規則的に配置されることが好ましい。
【００２６】
上記固定部の断面形状や平面視上の形状は、膨潤層の平面視上の位置を安定的に固定することができるものであれば特に限定されるものではない。断面形状としては、例えば、柱状や錐形などを挙げることができる。平面視上の形状としては、矩形を含む多角形、円形などを挙げることができ、中でも、透明基材や背面基材の長辺方向に伸長する横長の形状であることが好ましい。
【００２７】
固定部の径（固定部が矩形状である場合は、一辺の長さ）としては、透明電極基材および背面電極基材のいずれか一方の表面上に固定することができ、かつ、膨潤層の平面視上の位置を安定的に固定することができる程度であれば特に限定されず、固定部にかかる応力（膨潤層やツイストボールの重量など）等に応じて適宜選択することができる。このような固定部の径としては、例えば、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内、中でも１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内、特には、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内であることが好ましい。固定部の径が上記値に満たない場合は、固定部の強度が十分ではなく、膨潤層を安定的に固定することが困難になる可能性があり、また、そのような固定部を加工することが困難である可能性があるからである。一方、固定部の径が上記範囲を超える場合は、ツイストボールが配置されない領域が広くなり、良好な表示を行うことが困難となる可能性があるからである。
【００２８】
上記固定部が、透明電極基材および背面電極基材の間の距離を所定の距離に保持するスペーサとしての機能も有する場合、固定部の膜厚（高さ）は、通常、両電極基材間の距離と同じになるように形成される。また、上記固定部が、いずれか一方の電極基材のみと接触している場合の固定部の膜厚は、膨潤層の平面視上の位置を安定的に固定することができるものであれば特に限定されるものではない。例えば、上記固定部の膜厚は、両電極基材間の距離の９０％〜１３０％の範囲内、中でも９５％〜１２０％の範囲内、特には１００％〜１１０％の範囲内とすることができる。
【００２９】
上記固定部の具体的な膜厚としては、例えば、５０μｍ〜５００μｍの範囲内、中でも７０μｍ〜４００μｍの範囲内、特に８０μｍ〜３６０μｍの範囲内であることが好ましい。固定部の膜厚が上記範囲に満たない場合は、固定部を有する場合も、膨潤層の平面視上の位置を安定的に固定することが困難となる可能性があるからである。一方、固定部の膜厚が上記範囲を超える場合は、ツイストボール型電子ペーパーの薄型化が困難となる可能性があるからである。また、透明電極基材および背面電極基材の間の距離が大きくなることにより、電子ペーパーの消費電力が大きくなる可能性があるからである。
【００３０】
上記固定部の配置密度や配置個数は、膨潤層の平面視上の位置を安定的に固定することができるものであれば特に限定されるものではなく、各固定部にかかる応力（膨潤層やツイストボールの重量など）、各固定部の平面視上の面積等に応じて適宜調整することができる。
【００３１】
（２）固定部の材料
本発明における固定部の材料は、膨潤層の平面視上の位置を安定的に固定することができるものであれば特に限定されない。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂等の樹脂材料を挙げることができる。また、上記材料に顔料等を分散させることにより、着色された固定部を形成することができる。
【００３２】
（３）固定部の形成方法
本発明における固定部の形成方法は、所望の配置パターンや形状等を有する固定部を形成できるものであれば特に限定されず、一般的な表示装置におけるスペーサの形成方法と同様な方法により形成することができる。例えば、上述した固定部の材料から構成される固定部形成用層を準備し、上記固定部形成用層から固定部の形状を打ち抜くことにより固定部を形成する方法を挙げることができる。
【００３３】
具体的には、固定部のパターンとは逆のパターンを有する離型フィルムを予め準備し、透明電極基材または背面電極基材上に当該離型フィルムおよびその上に配置された粘着剤を介して固定部形成用層を形成し、カッティングプロッタなどを用いて固定部形成用層に切れ目を入れた後に、上記離型フィルムおよびその上の固定部形成用層を除去することにより、形成することができる。また、基板上にドライフィルム（固定部形成用層）をラミネート加工し、フォトリソグラフィー法等によりパターニングし、パターニングされたドライフィルムの表面に接着剤を塗布し、透明電極基材または背面電極基材上に転写することによっても形成することができる。
【００３４】
本発明において上記固定部は、後述するスペーサと同一の材料で、同一工程において形成されることが好ましい。固定部と、スペーサとは、上述した形成方法において固定部形成用層をパターニングする際に、固定部およびスペーサを含むパターンにパターニングすることにより、同時に形成することができる。
【００３５】
２．ツイストボール層
本発明におけるツイストボール層は、膨潤層と、上記膨潤層中に分散されたツイストボールと、上記膨潤層を膨潤させるための溶媒とを有し、異なる帯電特性を有する２色相を有するツイストボールを回転させることにより、ツイストボール型電子ペーパーの表示を担う層である。以下、ツイストボール層の各構成について、説明する。
【００３６】
（１）膨潤層
膨潤層は、その内部に後述するツイストボールが分散されたシート状部材であり、当該膨潤層が後述する溶媒で膨潤されることにより、ツイストボールが回転することが可能となる。また、本発明において上記膨潤層は、上述した固定部と平面視上重なる位置に、上記固定部を挿入するための固定部用凹部が形成されており、当該固定部用凹部に固定部が挿入されることにより、固定部が形成されている電極基材との平面視上の位置が固定されるものである。
【００３７】
本発明に用いられる膨潤層は、溶媒で膨潤させることができるエラストマー材料からなるものである。このような膨潤層に用いられる材料は、上記ツイストボールを分散可能であり、かつ、上記溶媒で膨潤することが可能であれば特に限定されるものではない。例えば、シリコーン樹脂、微架橋したアクリル樹脂、微架橋したスチレン樹脂、およびポリオレフィン樹脂等を挙げることができる。
【００３８】
また、上記膨潤層の膜厚としては、本発明のツイストボール型電子ペーパーにおいて、膨潤層中に分散されたツイストボールによって情報表示を行うことが可能であれば特に限定されるものではないが、５０μｍ〜１０００μｍの範囲内、なかでも１００μｍ〜７００μｍの範囲内、特に１５０μｍ〜５００μｍの範囲内であることが好ましい。上記膨潤層の膜厚が上記範囲に満たない場合は、上記ツイストボールが均一に分散された膨潤層とすることが困難であるからであり、上記膨潤層の膜厚が上記範囲を超える場合は、ツイストボールの回転を妨げるおそれがあるからである。
【００３９】
このような膨潤層の、上記固定部と平面視上重なる位置に形成される固定部用凹部は、膨潤層の、透明電極基材側および背面電極基材側のいずれか一方の表面に形成される凹部であり、上記固定部が挿入される。このような固定部用凹部は、上記固定部を挿入することができるものであれば特に限定されるものではなく、膨潤層を貫通するものであっても、膨潤層の膜厚方向の一部に形成されたものであってもよい。上述したように本発明においては、上記固定部が透明電極基材および背面電極基材の両方に接触していることが好ましいため、そのような固定部を挿入できるように、固定部用凹部が膨潤層を貫通していることが好ましい。また、上記固定部が透明電極基材および背面電極基材の両方に接触していない場合であっても、固定部用凹部が膨潤層を貫通していてもよい。そのような固定部用凹部は、容易に形成することができるからである。
【００４０】
固定部用凹部の配置位置、配置パターン、配置数、形状、寸法等については、上述した固定部のそれらに応じて適宜調整することができるが、本発明においては、膨潤層が溶媒により膨潤された状態において、固定部用凹部と、固定部用凹部に挿入された固定部とには、１０μｍ〜５０μｍの範囲内、中でも１０μｍ〜２０μｍの範囲内の間隙があることが好ましい。上記間隙が上記範囲内に満たないと、固定部が挿入されたことにより膨潤層に歪が生じ、膨潤層が損傷を受ける、または、ツイストボールの円滑な回転が妨げられる可能性がある。一方、上記間隙が上記範囲を超えると、固定部が固定部用凹部に挿入された状態においても、膨潤層の位置ずれが生じる可能性がある。
【００４１】
固定部用凹部の形成方法は、所望の配置や寸法の固定部用凹部を形成できるものであれば特に限定されるものではなく、一般的な方法により形成することができる。例えば、固定部用凹部が膨潤層を貫通している場合は、打ち抜き型などで穴をあけることにより形成することができる。また、固定部用凹部が膨潤層を貫通していない場合は、固定部用凹部のパターンと逆の凹凸パターンを有する型の上に膨潤層形成用組成物を塗布し、硬化させること等により形成することができる。
【００４２】
（２）ツイストボール
本発明に用いられるツイストボールは、異なる帯電特性を有する２色相を有するものであり、本発明のツイストボール型電子ペーパーにおいて表示媒体として働くものである。より具体的には、ツイストボールを回転させることにより表示が行われる。
【００４３】
本発明に用いられるツイストボールは、球状であり、有色彩相と白色相あるいは有色彩相と有色彩相の異なる２色相を有し、異なる２色相が互いに異なる帯電特性を有するものであれば特に限定されるものではない。このようなツイストボールは、例えば、特開２００４−１９７０８３号公報で提案されているマイクロチャンネル製造方法で製造されるツイストボールと同様とすることができる。
【００４４】
ここで、マイクロチャンネル製造方法は、着色連続相と球状粒子化相とが互いにＯ／Ｗ型又はＷ／Ｏ型の関係にあるものを用い、着色連続相が移送される第１マイクロチャンネルから、第２マイクロチャンネルに流れる流動媒体の球状粒子化相内に、２色の着色連続相を順次吐出させることにより、２色相球状ポリマー粒子で、かつ、電荷的に（±）の極性を有する帯電特性球状粒子であるツイストボールを製造する製造方法である。
【００４５】
上記マイクロチャンネル製造方法においては、重合性樹脂成分を含有する油性又は水性の流動性媒体中に、この媒体に不溶性の着色染顔料を含有する２色に分相させた着色連続相中の重合性樹脂成分を、互いに異なる正負に帯電する重合性モノマーで形成させて、第１マイクロチャンネルに移送させ、次いで、この着色連続相を、第２マイクロチャンネル内を流れる水性又は油性の球状粒子化相中に、連続又は間欠的に順次吐出させる。次いで、球状粒子化相中に吐出させた吐出物は、マイクロチャンネル内での一連の吐出、分散、移送中に球状粒子化されながら、球状粒子化相中に順次球状物化されるので、この球状粒子化相中の重合性樹脂成分をＵＶ照射下および加熱下の少なくともいずれかで重合硬化させることによりツイストボールが適宜調製される。
【００４６】
上記着色連続相は、２色相に分相されている連続色相であって、例えば、黒色と白色、赤色と白色、黄色と白色、青色と白色、緑色と白色、紫色と白色等の何れかの「有彩色相と白色相」から選ばれる２色の分相色相、あるいは「有色彩相と有色彩相」の異なる２色の分相色相を挙げることができる。このような色相を形成させる着色剤としては、後述する重合性樹脂成分を含有する流動性分散媒体に不溶性又は均一に分散されるのであれば特に限定することなく、適宜選んで用いられる。上記着色剤としては、染料および顔料を用いることができる。このような染料および顔料は、例えば、特開２００４−１９７０８３号公報に記載されたものを用いることができるので、ここでの記載は省略する。
【００４７】
これら着色剤としての染顔料の添加量は、特に限定されるものではなく、また、その着色粒子の用途等によっても所望される色調が異なり、また、上述する着色連続相中での分散性等から、本発明においては、着色連続相中の重合硬化成分である全重合性樹脂成分１００重量部当たり、０．１重量部〜８０重量部の範囲内で、好ましくは２重量部〜１０重量部の範囲内で適宜好適に添加することができる。
【００４８】
上記ツイストボールに用いられる重合性樹脂成分又は重合性モノマーは、ツイストボールに用いられる重合性モノマーの官能基又は置換基の種類によって、上記ツイストボールの帯電性が、それぞれ（−）帯電性と（＋）帯電性とを示す傾向にあるモノマー種を挙げることができる。従って、少なくとも２種以上の複数種のモノマーを本発明における重合性樹脂成分として使用する場合には、その（＋）及び（−）帯電性を示す傾向を周知のうえで、好ましくは、同種帯電性の傾向にあるモノマー同士を複数組み合わせて適宜好適に使用することもできる。
【００４９】
一方、少なくとも１種の官能基および置換基のいずれかを分子内に有する重合性樹脂成分又は重合性モノマーにおいて、その官能基又は置換基としては、例えば、カルボニル基、ビニル基、フェニル基、アミノ基、アミド基、イミド基、ヒドロキシル基、ハロゲン基、スルホン酸基、エポキシ基及びウレタン結合等を挙げることができる。本発明においては、このような重合性モノマーにおける官能基又は置換基を有するモノマー種の単独又は２種以上の複数種を組み合わせて適宜好適に使用することができる。
【００５０】
（−）帯電性の傾向にある重合性モノマーおよび（＋）帯電性の傾向にある重合性モノマーとしては、例えば、特開２００４−１９７０８３号公報に記載されたものを用いることができるので、ここでの記載は省略する。
【００５１】
本発明において、既に上述した第２マイクロチャンネルに着色連続相として吐出された後の重合性樹脂成分の重合時におけるこのような重合性モノマーを他の共重合モノマーに組み合わせて使用する場合には、着色樹脂微粒子に託される所望する帯電性又は電気泳動性にもよるが、重量基準で表して、帯電性の傾向にあるモノマーが、好ましくは全モノマー中１％〜１００％の範囲内で、更に好ましくは５％〜１００％の範囲内で、特に好ましくは１０％〜１００％の範囲内にある重合性モノマーとの共重合体粒子であれば適宜好適に使用されて、所望するツイストボールを提供することができる。
【００５２】
また、上記ツイストボールは、球状の単分散粒子で、その平均粒子径が体積基準で表して１．０μｍ〜４００μｍの範囲内で、好ましくは、２０μｍ〜２００μｍの範囲内で、更に好ましくは５０μｍ〜１２０μｍの範囲内で適宜調製することができる。また、その平均粒子径のバラツキが著しく低い均斉な粒子が適宜調製される。本発明においては、その均斉度をＣｖ値で表して、２０％以下、好ましくは、５％以下、更に好ましくは３％以下の単分散粒子のツイストボールとして適宜好適に用いられる。
ここで、平均粒子径は、顕微鏡観察による平均粒径である。顕微鏡観察による平均粒子径は、例えば、１００倍で顕微鏡観察を行い、画像処理ソフト等により任意の粒子の粒子径を１００個測定して個数平均することにより得られる。なお、粒子径とは粒子の長軸径と短軸径の平均値を指す。
【００５３】
（３）溶媒
本発明に用いられる溶媒は、上述したツイストボールの回転を円滑なものとするために用いられるものである。また、溶媒は、通常は上述した膨潤層を膨潤させるために用いられるものである。
【００５４】
このような溶媒は、上記ツイストボールの回転を妨げることなく、円滑に回転させることができるものであれば特に限定されるものではない。このような溶媒としては、ジメチルシリコーンオイル、イソパラフィン系溶媒、および直鎖パラフィン系溶媒、ドデカン、トリデカン等の直鎖アルカンを挙げることができる。
【００５５】
３．透明電極基材
本発明に用いられる透明電極基材は、透明基材および上記透明基材上に配置された透明電極とを有するものである。また、透明電極基材は、既製品を用いてもよく、形成したものを用いてもよい。
【００５６】
（１）透明基材
透明基材は、透明電極を支持するものである。このような透明基材は、リジットな透明基材であってもよく、フレキシブル性を有する透明基材であってもよい。
【００５７】
透明基材は、ツイストボール型電子ペーパーの視認側に配置されるため、透明性を有する。透明基材の具体的な透明性としては、可視光領域における透過率が８０％以上であることが好ましく、中でも９０％以上であることが好ましい。ここで、透明基材の透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１（プラスチック−透明材料の全光透過率の試験方法）により測定することができる。
【００５８】
本発明に用いられる透明基材としては、無機材料を含むものであっても良く、樹脂材料を含むものであっても良い。透明基材が無機材料を含む場合、透明基材としては、例えばガラス基材が挙げられる。また、ガラスとしては、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等が挙げられる。透明基材が樹脂材料を含むものである場合、樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、液晶ポリマー、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂等を挙げることができる。
【００５９】
透明基材の膜厚としては、後述する透明電極を形成することができれば特に限定されるものではない。このような透明基材の膜厚は、例えば１０μｍ〜３００μｍの範囲内であることが好ましく、中でも１５μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、特に２５μｍ〜５０μｍの範囲内であることが好ましい。透明基材の膜厚が上記範囲よりも小さい場合には、後述する透明電極を透明基材上に形成することが困難になる可能性がある。また、透明基材の膜厚が上記範囲よりも大きい場合には、本発明により得られるツイストボール型電子ペーパーを駆動させることが困難になる可能性がある。
【００６０】
（２）透明電極
透明電極の形態としては、電子ペーパーの用途に応じて適宜選択することができる。例えば、電子ペーパーが固定の情報表示を行うものである場合、通常、上記透明電極は、透明基材の全面または封止フィルムにおけるツイストボール層配置領域に対応する領域全面に形成される。
【００６１】
一方、電子ペーパーが可変の情報表示を行うものである場合、例えばパッシブ駆動によって可変の情報表示を行う場合は、透明電極および上述した背面電極のいずれか一方を走査（行）電極、他方を信号（列）電極として用いるものとする。この場合の透明電極の形状については、一般的なパッシブ駆動の電子ペーパーに用いられるものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００６２】
また、電子ペーパーが固定の情報表示を行う部分と、可変の情報表示を行う部分とを有する場合は、各部分に対応する透明電極が上述した各形態を有する。なお、固定の情報表示とは、予め、背面電極の形状を特定の形状とし、表示面における上記特定の形状の有無により表現される情報表示をいう。一方、可変の情報表示とは、マトリックス状の透明電極および背面電極を用いることにより変化させて表現される情報表示をいう。
【００６３】
透明電極の材料としては、透明電極を形成することができる導電性材料であれば特に限定されるものではなく、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化アルミニウム亜鉛（ＡＺＯ）等の導電性酸化物、Ａｕ、Ｎｉ、Ａｇ等の金属、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリアルキルチオフェン誘導体、ポリシラン誘導体のような導電性高分子、カーボンナノチューブやグラフェン等を用いることができる。
【００６４】
透明電極の膜厚としては、透明電極として機能することができれば特に限定されるものではないが、１５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましい。透明電極の膜厚が上記範囲に満たない場合は、透明電極を均一な膜厚で形成することが困難であるからであり、透明電極の膜厚が上記範囲を超える場合は、透明電極の成膜に用いられる時間や材料が多くなるため、製造コストが高くなるからである。
【００６５】
透明電極の形成方法としては、所望の膜厚で透明電極を形成することができる方法であれば特に限定されるものではない。このような透明電極の形成方法としては、一般的な電極の成膜方法を用いることができ、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法や、ＣＶＤ法、導電ペーストを塗布する方法等が挙げられる。
【００６６】
（３）その他
本発明における透明電極基材は、上述した透明電極、および透明基材を有するものであれば特に限定されず、必要な構成を適宜選択して追加することができる。このような構成としては例えば補助電極、配線等を挙げることができる。
【００６７】
４．背面電極基材
本発明に用いられる背面電極基材は、背面基材および上記背面基材上に配置された背面電極とを有するものである。また、背面電極基材は、既製品を用いてもよく、形成したものを用いてもよい。
【００６８】
（１）背面基材
背面基材は、一方の面上に背面電極を有するものである。このような背面基材は、背面電極を支持することができるものであれば特に限定されるものではなく、通常、絶縁性を有するものが用いられる。上記背面基材は透明性を有していてもよいし、透明性を有していなくてもよい。また、このような背面基材は、フレキシブル性を有する基材であってもよく、リジットな基材であってもよい。
【００６９】
上記背面基材としては、無機物製基材、樹脂製基材等を用いることができる。無機物製透明基材としては、ガラス基材を挙げることができる。また、ガラスとしては、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等を用いることができ、中でも、無アルカリガラスが好ましい。一方、樹脂製透明基材に用いられる樹脂としては、「３．透明電極基材、（１）透明基材」において例示されている材料を用いることができる。また、背面基材としては、上述したものの他にも、ガラスエポキシ樹脂、紙フェノール、紙エポキシ、ガラスコンポジット、テフロン(登録商標)、アルミナ、低温同時焼成セラミックス、コンポジット、ハロゲンフリー基板等から構成される基材を挙げることができる。
【００７０】
上記背面基材の膜厚としては、背面電極を支持することができる程度の膜厚であれば、特に限定されるものではないが、１０μｍ〜３００μｍの範囲内、なかでも１５μｍ〜１００μｍの範囲内、特に２５μｍ〜５０μｍの範囲内であることが好ましい。上記背面基材の膜厚が上記範囲に満たない場合は、上記背面基材の支持性が不十分である可能性があり、上記背面基材の膜厚が上記範囲を超える場合は、電子ペーパー全体としての膜厚の増加をもたらす可能性や、電子ペーパーのフレキシブル性が低下する可能性があるからである。
【００７１】
（２）背面電極
背面電極は、上述した背面基材の一方の面上に配置されるものである。このような背面電極の形態としては、電子ペーパーの用途に応じて適宜選択することができる。例えば、電子ペーパーが固定の情報表示を行うものである場合、上記背面電極は表示電極として用いられ、電子ペーパーにおいて表示される情報に応じたパターン形状を有するものである。
【００７２】
ここで、「電子ペーパーにおいて表示される情報に応じたパターン形状」とは、電子ペーパーの表示面に表示される個々の情報と同様の形状だけではなく、背景に対応する形状を含むものをいう。
【００７３】
また、上記背面電極のパターン形状としては、１つの背面電極を用いて１つの情報を表示することが可能となるようなパターン形状であってもよく、複数の背面電極を用いて１つの情報を表示することが可能となるようなパターン形状であってもよい。
【００７４】
このような背面電極のパターン形状としては、特に限定されず、電子ペーパーの用途等に応じて適宜選択されるものである。具体的には、幾何学形状、文字、数字、符号、標章、絵柄等、および背景に対応する形状を挙げることができる。また、背面電極の形状としては、デジタル表示に用いられる７セグメントを構成する形状を挙げることができる。
【００７５】
一方、電子ペーパーが可変の情報表示を行うものである場合、例えばパッシブ駆動によって可変の情報表示を行う場合は、背面電極および上述した透明電極のいずれか一方を走査（行）電極、他方を信号（列）電極として用いるものとする。この場合の背面電極の形状については、一般的なパッシブ駆動の電子ペーパーに用いられるものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００７６】
また、電子ペーパーが固定の情報表示を行う部分と、可変の情報表示を行う部分とを有する場合は、各部分に対応する背面電極が上述した各形態を有する。
【００７７】
上記背面電極としては、導電性を有する材料からなり、背面電極に電圧を印加することにより、上述したツイストボール層を用いて情報表示を行うことができるものであれば特に限定されるものではない。
【００７８】
このような背面電極に用いられる材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されるものではないが、例えばＡｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ等の金属、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯ：Ａｌ等の透明導電体、導電剤を溶媒あるいは合成樹脂バインダに混合した導電性ペースト等を挙げることができる。上記導電剤としてはポリメチルベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ポリアリルポリメチルアンモニウムクロライド等のカチオン性高分子電解質、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩等のアニオン性高分子電解質や電子伝導性の酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム、カーボン微粉末、カーボンナノチューブ、Ａｇ微粉末等が用いられる。
【００７９】
また、上記背面電極の形成方法としては、上述した金属、および透明導電体等を金属マスク等を用いてスパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、塗布法等で背面基材上に薄膜をパターン状に形成する方法、上記導電性ペーストを用いて背面基材上にパターン状に塗布する方法等を挙げることができる。
【００８０】
上記背面電極の膜厚としては、上記電子ペーパーにより画像表示を行うことができる程度の膜厚であれば特に限定されるものではないが、具体的には、５０ｎｍ〜５００μｍの範囲内、なかでも１００ｎｍ〜１００μｍの範囲内、特に３００ｎｍ〜５０μｍの範囲内であることが好ましい。上記背面電極の膜厚が上記範囲に満たない場合は、均一な膜厚の背面電極を形成することが困難になるからであり、上記範囲を超える場合は、背面電極を形成するために時間がかかり、また、背面電極の材料も多く必要となるため、製造コストが高くなるからである。
【００８１】
５．スペーサ
本発明におけるスペーサは、透明電極基材および背面電極基材の間、かつ、ツイストボール層の外周に配置されるものである。上記スペーサは、透明電極基材および背面電極基材の間に配置されることにより、透明電極基材および背面電極基材の間の距離を所定の距離に保持するものである。また、上記スペーサの平面視上における配置は、上述したツイストボールの外周、すなわち、ツイストボール型電子ペーパーにおける非表示領域に配置される。
【００８２】
上述したようにスペーサは、透明電極基材および背面電極基材の間の距離を所定の距離に保持するものであるため、スペーサの膜厚（高さ）は、両電極基材間の距離と同じになるように形成される。また、上記スペーサの平面視上の形状や寸法は、上述した機能を発揮できるものであれば特に限定されるものではなく、電極基材の寸法等により適宜調整することができる。
【００８３】
スペーサは、上記固定部と同一材料で、固定部と同一工程において形成されることが好ましく、その材料や形成方法は、上述した固定部と同様とすることができる。
【００８４】
６．任意の構成
本発明ツイストボール型電子ペーパーは、上述した各部材の他に、マスク層を有していてもよい。上記マスク層を有することにより、上述した膨潤層（固定部用凹部）と、固定部との間隙を視認されにくくすることができる。このようなマスク層としては、上述した機能を発揮することができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、透明基材上に配置された、デザインフィルムなどの印刷フィルム等を用いることができる。上記マスク層の配置等は特に限定されるものではなく、例えば、ツイストボール型電子ペーパーがドットマトリックスの場合は、ストライプ形状とすることができる。
【００８５】
また、本発明のツイストボール型電子ペーパーは、透明電極を背面電極基材側と導通させるための導電性接着部や、外部からの水分等の浸入を防止するためにツイストボール層の外周に設けられた外周封止剤などを有していてもよい。さらに、上記背面基材にスルーホールを設け、上記背面基材の背面電極とは反対側の表面に設けられた配線電極と、上記背面電極とを上記スルーホールを介して電気的に接続してもよい。このような構成とすることにより、背面電極を上記配線電極を介して外部電源等に接続することができる。これらの部材は、所望の機能を果たすことができるものであれば特に限定されるものではなく、ツイストボール型電子ペーパーに一般的に用いられるものを用いることができる。
【００８６】
７．ツイストボール型電子ペーパーの製造方法
本発明のツイストボール型電子ペーパーの製造方法としては、上記構成を有するツイストボール型電子ペーパーを製造することができれば特に限定されるものではなく、ツイストボール型電子ペーパーの製造方法として公知の製造方法を用いることができる。
【００８７】
８．用途
本発明のツイストボール型電子ペーパーの用途としては、例えば、屋外環境に設置される広告媒体に貼付して用いることができる。広告媒体としては、看板、広告塔、建物壁面、車両等を挙げることができる。
【００８８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００８９】
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
【００９０】
［実施例１］
透明基材としてガラス基板（厚み：０．７ｍｍ）を、背面基材としてガラスエポキシ基板（厚み：１．０ｍｍ）を用い、図１、図２に例示する構成と同様の構成を有するツイストボール型電子ペーパーを作製した。作製したツイストボール型電子ペーパーの表示領域は、３００ｍｍ×３００ｍｍの矩形状であり、ツイストボール層の厚みは３００μｍであった。また、固定部は、平面形状が１．５ｍｍ×１．５ｍｍの矩形状、厚みが３００μｍのものを、配置ピッチ５０ｍｍにおいて形成した。さらに、上記膨潤層に形成された固定部用凹部は、平面形状が１．６ｍｍ×１．６ｍｍの矩形状の貫通孔とした。
【００９１】
［比較例１］
上記固定部、および、固定部用凹部を形成しないこと以外は、上記実施例１と同様に、ツイストボール型電子ペーパーを作製した。
【００９２】
［評価］
（立てかけ駆動試験）
上記実施例１および比較例１で作製したツイストボール型電子ペーパーについて、表示面が垂直方向になるように立てかけた状態で、白および黒表示を交互に繰り返すような電圧を、２４時間印加した。上記実施例１で作製したツイストボール型電子ペーパーにおいては、表示面が水平になるように静置された状態（立てかけられていない状態）と同様の、良好な表示を行うことができた。一方、比較例１で作製したツイストボール型電子ペーパーにおいては、重力方向に半円を描くような表示ムラが発生した。
【００９３】
１  …  透明基材
２  …  透明電極
３  …  透明電極基材
４  …  背面基材
５  …  背面電極
６  …  背面電極基材
７  …  ツイストボール層
８  …  スペーサ
９  …  膨潤層
１０  …  ツイストボール
１１  …  固定部
１２  …  固定部用凹部
１００  …ツイストボール型電子ペーパー
【図１】
2017125940.tif 000003
【図２】
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【図３】
2017125940.tif 000005
【図４】
2017125940.tif 000006