(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示面側に配置された透明な表示基板と、
前記表示基板に対向して配置された背面基板と、
前記透明な表示基板に形成された電極と前記背面基板に形成された電極とからなる一対の電極と、
前記表示基板と前記背面基板との密閉された間隙に気体と共に封入され、前記一対の電極の間に印加される電圧によって生じる電界により前記一対の電極間を移動可能な、色及び帯電特性が異なり、かつ表示前に帯電工程を必要とする複数種類の粒子群とを備え、
前記粒子群が封入された間隙内の水蒸気量が−２０℃から３０℃の温度範囲において０．８ｇ／ｍ3以下であることを特徴とする画像表示媒体。
【請求項２】
画像表示面側に配置された透明な表示基板と、
前記表示基板に対向して配置された背面基板と、
前記透明な表示基板に形成された電極と前記背面基板に形成された電極とからなる一対の電極と、
前記表示基板と前記背面基板との密閉された間隙に気体と共に封入され、前記一対の電極の間に印加される電圧によって生じる電界により前記一対の電極間を移動可能な、色及び帯電特性が異なり、かつ表示前に帯電工程を必要とする複数種類の粒子群とを備え、
前記粒子群が封入された間隙内の圧力が−２０℃から２０℃の温度範囲において２０Ｔｏｒｒ以下であることを特徴とする画像表示媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示媒体にかかり、特に、着色粒子を利用した繰返し書き換えが可能な画像表示媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、画像表示媒体のうちトナーを用いたディスプレイ技術として、表示側電極基板とこれに対向し、かつ所定の間隙をもって配置された非表示側電極基板との間に導電性着色トナーと白色粒子とを封入した画像表示媒体が提案されている（トナーディスプレイ、Japan Hardcopy '99論文集 p249-252、Japan Hardcopy '99 fall論文集 p10-13参照）。このような画像表示媒体では、非表示側電極基板の電極内側表面に設けられた電荷輸送層を介して導電性トナーへ電荷が注入され、当該電極基板間に生じる電界の作用により、電荷が注入された導電性着色トナーが非表示側電極基板に対向して位置する表示側電極基板側へ移動する。そして、導電性着色トナーが表示側電極基板の内側へ付着して導電性着色トナーと白色トナーとのコントラストにより画像表示が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画像表示媒体では、例えば、外気温２５℃かつ湿度５０％の環境下で画像表示媒体の電極基板間に導電性トナーおよび粒子を封止した場合には、電極基板間の間隙の水蒸気量は１１．５ｇ／ｍ3となる。この画像表示媒体を外気温が１０℃の場所で使用すると、１０℃における飽和水蒸気量が９．３９ｇ／ｍ3であるため間隙内の電極基板表面、導電性トナー表面および粒子表面に結露が生じる。このように、画像表示媒体の表示側電極基板と非表示側電極基板との間に設けられた間隙の圧力は表示側電極基板と非表示側電極基板とを封止した環境下の雰囲気となるため、この画像表示媒体を外気温が変化する環境下で使用した場合には、電極基板表面、導電性トナーおよび粒子表面に結露が生じる。また、水蒸気量が多いほど導電性トナーの帯電量が減少し、導電性トナーの帯電量が所定以下となると、導電性トナーが基板間に生じる電界によっては移動することができなくなる。そして、結果的に良好な表示特性を得ることができないという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、外部の環境に変化が生じた場合であっても、使用が想定される殆どの環境下において、表示基板表面や粒子に結露が発生せず、安定した表示特性を維持することができる画像表示媒体の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、画像表示面側に配置された透明な表示基板と、前記表示基板に対向して配置された背面基板と、前記透明な表示基板に形成された電極と前記背面基板に形成された電極とからなる一対の電極と、前記表示基板と前記背面基板との密閉された間隙に気体と共に封入され、前記一対の電極の間に印加される電圧によって生じる電界により前記一対の電極間を移動可能な、色及び帯電特性が異なり、かつ表示前に帯電工程を必要とする複数種類の粒子群とを備え、前記粒子群が封入された間隙内の水蒸気量が−２０℃から３０℃の温度範囲において０．８ｇ／ｍ3以下であることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、画像表示面側に配置され電極が形成された透明な表示基板と、前記表示基板に対向し電極が形成された背面基板との密閉された間隙に、前記一対の電極の間に印加される電圧によって生じる電界により前記一対の電極間を移動可能な色及び帯電特性が異なり、かつ表示前に帯電工程を必要とする複数種類の粒子群を気体と共に封入し、前記粒子群が封入された間隙内の水蒸気量を−２０℃から３０℃の温度範囲において０．８ｇ／ｍ3以下とする。これにより、外気温が変化する環境下にあっても、例えば、画像表示媒体の使用が想定される温度範囲等の所定の温度範囲において、間隙内に封入された粒子群や表示基板および背面基板の表面に結露が生じることがなく、また、粒子群に結露に起因する帯電量の低下の発生は見られず、良好かつ安定した表示特性を得ることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、画像表示面側に配置された透明な表示基板と、前記表示基板に対向して配置された背面基板と、前記透明な表示基板に形成された電極と前記背面基板に形成された電極とからなる一対の電極と、前記表示基板と前記背面基板との密閉された間隙に気体と共に封入され、前記一対の電極の間に印加される電圧によって生じる電界により前記一対の電極間を移動可能な、色及び帯電特性が異なり、かつ表示前に帯電工程を必要とする複数種類の粒子群とを備え、前記粒子群が封入された間隙内の圧力が−２０℃から２０℃の温度範囲において２０Ｔｏｒｒ以下であることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、画像表示面側に配置され電極が形成された透明な表示基板と、前記表示基板に対向し電極が形成された背面基板との密閉された間隙に、前記一対の電極の間に印加される電圧によって生じる電界により前記一対の電極間を移動可能な色及び帯電特性が異なり、かつ表示前に帯電工程を必要とする複数種類の粒子群を気体と共に封入し、この粒子群が封入された間隙内を−２０℃から２０℃の温度範囲において圧力が２０Ｔｏｒｒ以下とする。これにより、外気温が変化する環境下にあっても、例えば、画像表示媒体の使用が想定される温度範囲など、所定の温度範囲において、間隙内に封入された粒子群や表示基板および背面基板の表面に結露が生じることがなく、また、粒子群に結露に起因する帯電量の低下の発生は見られず、良好かつ安定した表示特性を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１に示すように、本発明の実施の形態にかかる画像表示媒体１０は、画像が表示される側となる透明な表示基板１２と、この表示基板１２と対向する非表示基板である背面基板１４とを備えている。この表示基板１２と背面基板１４とは隔壁１６を介して所望の間隙１８をもって配置され、表示基板１２と背面基板１４とは接着剤２０をもって固着され、密閉されている。なお、本実施の形態において、表示基板１２には５０×５０×１．１ｍｍの透明電極ＩＴＯ１２Ａ付き７０５９ガラスを用い、背面基板１４には５０×５０ｍｍのエポキシ樹脂に銅電極１４Ａを蒸着させた基板を使用した。また、隔壁１６は、背面基板１４上にエチレン系樹脂をフォトリソグラフィー技術によって形成した。なお、接着剤２０には、４００Ｔｏｒｒ以下の真空度で１５分〜３０脱気した２液性エポキシ系樹脂を使用した。
【００１５】
また、特に図示しないがこの電極１２Ａ、１４Ａ上には、ポリカーボネート樹脂等の誘電体材料が塗布され、誘電体層が形成されている。そして、この表示基板１２と背面基板１４との間に形成される間隙１８には導電性の粒子群２２が封入されている。本実施の形態において、粒子群２２には、白色粒子としてイソプロピルトリメトキシシラン処理したチタニアの微粉末を重量比１００対０．１の割合で混合した体積平均粒径２０μｍの酸化チタン含有架橋ポリメチルメタクリレートの球状微粒子（積水化成品工業（株）製テクポリマーＭＢＸ−２０−ホワイトを分級）と、黒色粒子として体積平均粒径２０μｍのカーボン含有架橋ポリメチルメタクリレートの球状微粒子（積水化成品工業（株）製テクポリマーＭＢＸ−２０−ブラックを分級）とを、重量比２対１の割合で混合したものを使用した。
【００１６】
また、画像表示媒体１０は電圧印加手段（図示せず）を備えており、画像信号に応じて表示基板１２の電極１２Ａまたは背面基板１４の電極１４Ａに所望の電圧が印加され、表示基板１２の電極１２Ａと背面基板１４の電極１４Ａとの間に所望の電界が形成されるようになっている。
【００１７】
この画像表示媒体１０の作成に際しては、表示基板１２と背面基板１４とを水蒸気量が０．８ｇ／ｍ3以下の環境下で封止する。具体的には、例えば、乾燥空気で置換して内部の水蒸気量を０．８ｇ／ｍ3以下にしたチャンバー内で、背面基板１４に粒子群２２を２５．６ｍｇ塗布した後、表示基板１２を載せ加圧保持して接着剤２０により接着する。したがって、表示基板１２と背面基板１４との間に形成された間隙１８内の水蒸気量は０．８ｇ／ｍ3以下となる。乾燥空気には、水蒸気が３ｐｐｍ以下のものを使用し、チャンバー内に温湿度計を設け、以下に述べる水蒸気量等をモニタした。間隙１８内の気体は乾燥空気に限られるものではなく、乾燥窒素、乾燥二酸化炭素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン等の常温下において不活性であり、その気体中の水蒸気量が０．８ｇ／ｍ3以下であればよい。
【００１８】
なお、間隙１８内の水蒸気量を０．８ｇ／ｍ3以下としたのは以下の理由による。画像表示媒体は外気温が−２０℃以上の環境下で使用されることが想定されるところ、−２０℃における飽和水蒸気量は約０．８ｇ／ｍ3であるため、表示基板１２と背面基板１４とを封止するときに水蒸気量が０．８ｇ／ｍ3以下の環境であれば、−２０℃の温度環境でも間隙１８の雰囲気は湿度１００％未満となるり、表示基板１２表面、背面基板１４表面および間隙１８内の粒子群２２に結露は生じない。また、飽和水蒸気量は温度が高くなるにしたがって増加するので、−２０℃の環境下において結露が生じない場合には、−２０℃以上の環境下では結露が生じることはない。したがって、間隙内の水蒸気量が−２０℃における飽和水蒸気量である０．８ｇ／ｍ3以下とされていれば、間隙内の基板表面および粒子に結露が生じることがなく、粒子の帯電量が維持される。
【００１９】
図２に、比較実験として各外気温度環境の変化における粒子の帯電量を水蒸気量ごとにプロットし、外気温度、水蒸気量の変化に伴って、粒子の帯電量が変化する様子を示した。この図２から理解されるように、粒子の帯電量は外気温度が低温度になるにしたがって、基板間に形成された間隙の水蒸気量の多い環境下のものから減少する。そして、外気温度が低下した場合であっても、基板間の間隙の水蒸気量が０．８ｇ／ｍ3程度以下の環境下の粒子では、帯電量の顕著な低下が見られなくなる。
【００２０】
また、比較実験として図３に外部環境温度を−２０℃から３０℃まで変化させるとともに、基板間の間隙の水蒸気量を０．４ｇ／ｍ3から１０ｇ／ｍ3まで変化させた場合の画像表示媒体の表示状態を示した。この図３において、○は白、黒ともに良好な表示を得られた場合を示し、△はコントラストが低いなど若干の問題はあるものの表示が可能であった場合を示し、×は表示がまったく不可能であった場合を示す。この図３から理解されるように、基板間の間隙内の水蒸気量が０．８ｇ／ｍ3程度以下のときに、図３中の殆どの外気温度において略良好な表示を得ることができる。
【００２１】
以下、画像表示媒体１０の作動、すなわち、粒子群の駆動について説明する。背面基板１４の電極１４Ａに図示しない電圧印加手段によって正の直流電圧を印加すると、粒子群２２のうちマイナスに帯電された白色粒子が電界の作用によって背面基板１４側へ移動する。反対に、粒子群２２のうちプラスに帯電された黒色粒子は電界の作用によって表示基板１２側へ移動する。このため、表示基板１２には黒色粒子のみが均一に付着し、良好な黒表示を得ることができる。なお、厳密に言えば、逆極性に帯電した白色粒子が微小両存在するため、表示基板１２には若干の白色粒子も付着するが、付着する白色粒子の量が極僅かであるため、表示画像への影響はほとんどない。
【００２２】
また、背面基板１４の電極１４Ａに負の直流電圧を印加すると、表示基板１２に付着していた黒色粒子は背面基板１４側に移動し、背面基板１４に付着していた白色粒子が表示基板１２へ移動する。そして、表示基板１２には白色粒子のみが均一に付着し、良好な白表示を得ることができる。なお、これも厳密に言えば、逆極性に帯電した黒色粒子が表示基板１２上に若干付着するが、付着する黒色粒子の量が少ないため表示画像への影響はほとんどない。
【００２３】
このように、本実施の形態にかかる画像表示媒体１０では、外気温が変化する環境下にあっても、表示基板１２と背面基板１４との間に形成された間隙１８内の水蒸気量が０．８ｇ／ｍ3以下とされていることから、画像表示媒体１０の使用が想定される殆どの環境下において、間隙１８内に封入された粒子群２２や表示基板１２および背面基板１４の表面に結露が生じることがなく、また、粒子群２２に結露に起因する帯電量の低下の発生は見られず、良好かつ安定した表示特性を得ることができる。
（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００２４】
本発明の第２の実施の形態にかかる画像表示媒体は、第１の実施の形態と同様に、図１に示すように、画像が表示される側となる透明な表示基板１２と、この表示基板１２と対向すし隔壁１６を介して所望の間隙１８をもって配置される非表示基板である背面基板１４とを備えている。そして、この表示基板１２と背面基板１４との間に形成される間隙１８には導電性の粒子群２２が封入されている。また、画像表示媒体１０は電圧印加手段（図示せず）を備えており、画像信号に応じて表示基板１２の電極１２Ａまたは背面基板１４の電極１４Ａに所望の電圧が印加され、表示基板１２の電極１２Ａと背面基板１４の電極１４Ａとの間に所望の電界が形成されるようになっている。
【００２５】
この画像表示媒体１０の作成に際しては、表示基板１２と背面基板１４とを、温度２８℃、湿度８０％の環境下でチャンバー内を密閉した後、チャンバー内をロータリーポンプによって２０Ｔｏｒｒ以下に減圧し、この雰囲気下で背面基板１４に粒子群２２を２５．６ｍｇ塗布した後、表示基板１２を載せ加圧保持して接着剤２０により接着する。したがって、表示基板１２と背面基板１４との間に形成された間隙１８内の圧力は２０Ｔｏｒｒ以下となる。
【００２６】
なお、間隙１８内の圧力を２０Ｔｏｒｒ以下としたのは、間隙１８内を減圧することによって間隙内の水蒸気量を減少させることができるからである。例えば、高温多湿環境である温度２８℃、湿度８０％の環境下において画像表示媒体の表示基板と背面基板とを封止させる場合には、２８℃の飽和水蒸気量が２７．２ｇ／ｍ3であるため、この空気中の水蒸気量が０．８ｇ／ｍ3となるまで間隙内を減圧させる。減圧を継続すると、間隙内は、圧力が２０Ｔｏｒｒで水蒸気量が０．８ｇ／ｍ3となり、０．８ｇ／ｍ3以下とされていれば、間隙内の基板表面および粒子に結露が生じることがなく、粒子の帯電量が維持される。
【００２７】
図４に、比較実験として各外気温度環境の変化における粒子の帯電量を気圧ごとにプロットし、外気温度、外気圧の変化に伴って、粒子の帯電量が変化する様子を示した。この図４から理解されるように、粒子の帯電量は外気温度が低温度になるにしたがって、基板間に形成された間隙内が高圧環境下のものから減少する。そして、外気温度が低下した場合であっても、基板間の間隙の圧力が２０Ｔｏｒｒ以下の環境下の粒子では、帯電量の顕著な低下が見られなくなる。
【００２８】
また、比較実験として図５に外部環境温度を−２０℃から２０℃まで変化させるとともに、基板間の間隙の圧力を１０Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒまで変化させた場合の画像表示媒体の表示状態を示した。この図５において、○は白、黒ともに良好な表示を得られた場合を示し、△はコントラストが低いなど若干の問題はあるものの表示が可能であった場合を示し、×は表示がまったく不可能であった場合を示す。この図５から理解されるように、基板間の間隙内の圧力が２０Ｔｏｒｒ程度以下のときに、表中の殆どの外気温度において略良好な表示を得ることができる。
【００２９】
このように、本実施の形態にかかる画像表示媒体１０では、外気温が変化する環境下にあっても、表示基板１２と背面基板１４との間に形成された間隙１８内の圧力が２０Ｔｏｒｒ以下とされていることから、画像表示媒体１０の使用が想定される殆どの環境下において、間隙１８内に封入された粒子群２２や表示基板１２および背面基板１４の表面に結露が生じることがなく、また、粒子群２２に結露に起因する帯電量の低下の発生は見られず、良好かつ安定した表示特性を得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、外部の環境に変化が生じた場合であっても、使用が想定される殆どの環境下において、表示基板表面や粒子に結露が発生せず、安定した表示特性を維持することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態にかかる画像表示媒体の断面概略説明図である。
【図２】  外気温度、水蒸気量の変化に伴って、粒子群の帯電量が変化する様子を示したグラフである。
【図３】  外部環境温度および基板間の間隙内の水蒸気量を変化させた場合の画像表示媒体の表示状態を示す対比表である。
【図４】  外気温度、間隙内圧力の変化に伴って、粒子群の帯電量が変化する様子を示したグラフである。
【図５】  外部環境温度および基板間の間隙内の圧力を変化させた場合の画像表示媒体の表示状態を示す対比表である。
【符号の説明】
１０  画像表示媒体
１２  表示基板
１２Ａ      電極
１４  背面基板
１４Ａ      電極
１６  隔壁
１８  間隙
【図１】
0004134505.tif 000002
【図２】
0004134505.tif 000003
【図３】
0004134505.tif 000004
【図４】
0004134505.tif 000005
【図５】
0004134505.tif 000006