(57)【要約】【課題】可視光領域の光を十分に透過する樹脂製基体を用いて石英ガラス製の基体を用いた時と同等以上の明るい白色表示が行える画像表示装置を提供する。【解決手段】少なくとも一方が透明な２枚の基体を対向させ、対向させた２枚の基体の間に粒子を含有させた画像表示装置で、２枚の基体のうち少なくとも一方が波長３００ｎｍの光に対する透過率が５０％以上となる樹脂製基体を用いる。【選択図】図１
2009163232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明な２枚の基体を対向させ、対向させた２枚の基体の間に粒子を含有させる画像表示装置であって、
前記２枚の基体のうち少なくとも一方は、波長３００ｎｍの光に対する透過率が５０％以上となる樹脂製基体であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記樹脂製基体が、４−メチル−１−ペンテンの単独重合体、または、４−メチル−１−ペンテンと炭素数６以上１６以下のα−オレフィンとの共重合体を含有するものであることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記樹脂製基体が、４−メチル−１−ペンテンの単独重合体を含有するものであることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記樹脂製基体が、４−メチル−１−ペンテンと炭素数６以上１６以下のα−オレフィンとの共重合体を含有するものであることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記共重合体を構成する４−メチル−１−ペンテンの質量比率をａ、炭素数６以上１６以下のα−オレフィンの質量比率をｂとしたとき、ａ／ｂが４以上であることを特徴とする請求項２または４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記樹脂製基体が、４−メチル−１−ペンテンと、下記に示す化合物１〜９のうちの少なくとも１つの化合物との共重合体を含有するものであることを特徴とする請求項２、４、５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【化１】
2009163232.tif 000007
【請求項７】
前記樹脂製基体の波長４００ｎｍの光に対する透過率が８０％以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電させた粒子の電界中での移動により、画像表示を行える様にした画像表示装置に関し、画像表示装置を構成する基体を特定の樹脂で作製したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶表示装置（ＬＣＤ）に代わる表示装置として、電気泳動式、エレクトロクロミック方式、サーマル方式、２色粒子回転方式等の技術を用いた画像表示装置が提案されてきた。これらの技術は、以下に示すメリットを有することから、携帯端末機器用表示素子や電子ペーパー等、次世代の画像表示装置への展開が注目されている。すなわち、液晶表示装置に比べて広い視野角が得られるので通常の印刷物に近い画質の画像が得られることや、電力消費量が少ないこと、及び、メモリ性と呼ばれる電源ＯＦＦ後も引き続き画像表示を継続する性質を有するといったメリットが挙げられる。
【０００３】
このうち、電気泳動方式の画像表示技術は、着色溶液中に分散粒子を添加してなる分散液を対向する基板間に配置させ、基板間に数ボルト程度の電圧を印加することにより、液相中を粒子が移動して画像表示を行うものである。電気泳動方式の画像表示技術は、分散液をマイクロカプセル化して、これを対向する基板間に配置する技術（たとえば、非特許文献１参照）等が提案され、最も実用化の近い技術と目されている反面、画像表示を行う環境を維持することが困難なものであった。
【０００４】
具体的には、着色溶液と分散粒子の比重差の問題が挙げられ、両者の比重差が大きくなると分散粒子が着色溶液中で沈降し易くなるので、安定した画像表示が行えなくなる。たとえば、比重の小さな着色溶液中に酸化チタンの様な比重の大きな分散粒子を分散させたものは分散粒子が沈降し易い状態のものである。また、染料を用いた着色溶液は一般に保存性が困難で、染料を用いた画像表示装置は画質の維持が特に困難であった。
【０００５】
一方、溶液を使用せずに画像表示を行う技術も提案されている。たとえば、気相中で帯電させた粒子を電界方向に沿って移動させることにより、画像表示を行う粉体移動型の画像表示方式がある。この方式によれば、前述の電気泳動方式の画像表示装置で発生した問題が解消され、また、粒子の極性に基づいて添加粒子の運動性に差を付与することにより複数種類の粒子を用いて画像表示を行うこともできる。たとえば、白色粒子と黒色粒子を用い、２つの粒子の極性に差を持たせることにより、白色粒子と黒色粒子の移動性を異なるものにすることで、電気泳動方式の画像表示装置では実現できないレベルの白色度と視認性を有するメリハリのある画像が得られる。
【０００６】
この様に、粉体移動型の画像表示技術は、電子ペーパー等に代表される次世代の画像表示装置における画質向上に大きく寄与するものと期待される。
【０００７】
ところで、粉体移動型の画像表示装置は、対向して配置させた２枚の基体間に帯電粒子を封入し、基体間に電界を形成することにより帯電粒子を移動させ画像表示を行うもので、ユーザは基体を介して画像を視認することになる。したがって、画像表示装置を構成する基体には、視認性を確保する視点から、その材質はある程度光透過性を有するものが求められており、安定した光透過性が確保できることから、石英ガラスに代表されるガラスやポリカーボネート樹脂等の有機ガラスが用いられている。
【０００８】
この中でも樹脂製の基体は、画像表示装置の軽量化や薄型化を実現する上で有効なもので、最近では、可撓性のある基体を用いることにより、しなやかな変形が可能な画像表示装置も実現する様になった。この様に、使用目途に応じて基体の材質も選択される動向にあり、特に、樹脂製の基体のニーズもこれまで以上に高まりつつある状況におかれている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２４８２４７号公報
【非特許文献１】趙  国来、他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”、ｐ．２４９−２５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述した様に、粉体移動型の画像表示装置は、基体を介して画像を視認することから、可視光の透過率が高く、かつ、耐久性に優れた材質の基体が求められ、ガラス製の基体の他に樹脂製の基体も用いられている。しかしながら、樹脂製の基体を用いた画像表示装置は、ガラス製の基体を用いたものに比べ、表示が暗くなる傾向が見られた。
【００１０】
これは、樹脂の基板が、可視光領域全体にわたり光を均一に透過することが難しいためと考えられ、事実、ポリカーボネート樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂製の基体は、紫外光領域に近い光が他の波長域の光に比べて透過しにくい傾向を有していた。一方、ガラス製の基体を用いた画像表示装置は、紫外光領域に近い光を樹脂の場合よりも多く透過しており、明るい画像表示が実現されていた。
【００１１】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、可視光領域全体にわたり光を均一に透過することが可能な樹脂製の基体を用いることにより、ガラス製の基体を用いた時と同等以上の明るい表示が行える画像表示装置を提供することを目的とするものである。すなわち、本発明は、可撓性を有する軽量で薄型の画像表示装置に対して、ガラスの中でも特に明るい表示を実現させるといわれる石英ガラス製の基板で発現するレベルの明るい画像表示を実現する樹脂製基体を用いた画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、上記課題が下記に記載のいずれかの構成により解消されるものであることを見出した。すなわち、
請求項１に記載の発明は、
『少なくとも一方が透明な２枚の基体を対向させ、対向させた２枚の基体の間に粒子を含有させる画像表示装置であって、
前記２枚の基体のうち少なくとも一方は、波長３００ｎｍの光に対する透過率が５０％以上となる樹脂製基体であることを特徴とする画像表示装置。』というものである。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、
『前記樹脂製基体が、４−メチル−１−ペンテンの単独重合体、または、４−メチル−１−ペンテンと炭素数６以上１６以下のα−オレフィンとの共重合体を含有するものであることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。』というものである。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、
『前記樹脂製基体が、４−メチル−１−ペンテンの単独重合体を含有するものであることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。』というものである。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、
『前記樹脂製基体が、４−メチル−１−ペンテンと炭素数６以上１６以下のα−オレフィンとの共重合体を含有するものであることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。』というものである。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、
『前記共重合体を構成する４−メチル−１−ペンテンの質量比率をａ、炭素数６以上１６以下のα−オレフィンの質量比率をｂとしたとき、ａ／ｂが４以上であることを特徴とする請求項２または４に記載の画像表示装置。』というものである。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、
『前記樹脂製基体が、４−メチル−１−ペンテンと、下記に示す化合物１〜９のうちの少なくとも１つの化合物との共重合体を含有するものであることを特徴とする請求項２、４、５のいずれか１項に記載の画像表示装置。』というものである。
【００１８】
【化１】
2009163232.tif 000003
【００１９】
請求項７に記載の発明は、
『前記樹脂製基体の波長４００ｎｍの光に対する透過率が８０％以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像表示装置。』というものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る画像表示装置では、波長が３００ｎｍという可視光領域外の光の透過率が５０％以上となる樹脂製の基体に用いることにより、可視光領域の光を均一に透過することができるようになった。その結果、従来の樹脂製基体を用いていた画像表示装置では実現できなかった明るい画像表示が行える様になり、その明るさはガラス製の基体を用いた画像表示装置と同等あるいはそれ以上のレベルになった。
【００２１】
具体的には、従来のポリカーボネート樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂を基板に用いた画像表示装置では到達し得なかった表示白色度が得られる様になった。この様に、本発明によれば、ハードなガラス製基体では展開が困難だった軽量、薄型でしなやかな画像表示装置に対して、ガラス製基板レベルの明るい画像表示を提供することにより、粉体移動型の画像表示装置の用途拡大に拍車がかかるものと期待される。
【００２２】
また、本発明では３００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線領域の光も透過するため、セルを組み立てる際に紫外線硬化型の接着剤を用いて硬化接着を行いながら画像表示装置を作製することができ、画像表示装置の生産性向上という副次的な効果も得られる様になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、帯電粒子を対向する２枚の基体間の気相中に封入し、基体間に電圧を印加して粒子を移動させることにより画像表示を行う画像表示装置に関する発明で、特に、可視光下限域の光に対して優れた透過性を有する樹脂を基体に用いて作製した画像表示装置に関する。
【００２４】
さらに、本発明は、帯電粒子を対向する２枚の基体間の気相中に封入する画像表示装置に限定されるものではなく、たとえば、粒子を液相中に封入する等の、他の様式の画像表示装置に対しても好ましく適用されるものである。
【００２５】
本発明では、波長が３００ｎｍという可視光領域外の光を透過する樹脂を基体に用いることにより、従来の樹脂製の基体を用いた時には得られなかった明るさの画像表示が行える様になった。画像表示装置の基体を選択する際、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光領域の光の透過性に着目して表示時の明るさを向上させることは容易に想到されるものといえる。しかしながら、本発明では可視光領域外の光の透過性に着目し、可視光領域外の光を特定量以上透過させる樹脂を選択することにより、画像表示装置の表示時における明るさを飛躍的に向上できることを見出したのである。この様に、可視光領域外の光の透過性に特徴を持つ樹脂を選択することにより、表示時の明るさを向上できることを見出したのは本発明が初めての技術であると思われる。
【００２６】
波長が３００ｎｍという紫外線領域の光の透過性が５０％以上の基体を用いることにより表示時の画像の明るさが向上した理由は以下の様に推測される。すなわち、基体を透過する光の波長領域が使用された樹脂により拡大され、その結果、可視光領域の光の透過量が増大したものと考えられるのである。つまり、可視光の下限域の透過率は樹脂の種類によって大きく異なるものであり、３００ｎｍにおける光の透過率が５０％以上となる樹脂製の基体は可視光下限域の光も十分に透過しているものと考えられる。また、本発明では、樹脂製の基体による波長４００ｎｍの光の透過率は８０％以上であることが好ましい。
【００２７】
すなわち、光の透過性について可視光領域のみに着目して基体を選択すると、４００ｎｍ以下の可視光下限域における光の透過性を十分に把握することができず、この領域の光の透過性が相対的に他の可視光領域よりも低い樹脂を選択することが懸念される。この様な性能の樹脂を用いた画像表示装置では、可視光下限域の光を画像表示に活かすことができないので表示画像が暗くなってしまうのである。本発明によれば、３００ｎｍの光の透過性を規定することにより、４００ｎｍ未満の可視光下限域の光も画像表示に利用できる様になり、透過光の波長領域が拡大することで光量が増大して、明るい画像表示を実現しているものと考えられる。
【００２８】
一方、表示の明るさ感は表示画像の色味によっても左右されるものである。すなわち、可視光の短波長領域に吸収を有する従来の樹脂では、表示画像がやや黄色みがかったような色味になるが、その様な場合、感覚的に明るさ感が損なわれる。しかしながら、上記のように３００ｎｍにおける光の透過率が５０％以上となる樹脂製基体は、可視光下限域の光も十分に通過させているものと考えられるため、可視光領域全体で光を均一に透過できるようになり、色味が大幅に改善される。その結果、明るさ感を有する表示画像が得られるものと考えられる。
【００２９】
この様に、可視光領域の光を無駄なく画像表示に利用できる様に、特に、４００ｎｍ未満の可視光下限領域の光も十分に活用できる様に基体用の樹脂を選択しようと、本発明者は考えて本発明を見出したのである。
【００３０】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００３１】
本発明に係る画像表示装置は、帯電粒子を封入する空隙を形成する２枚の基体のうちの少なくとも一方が、波長３００ｎｍの光に対して５０％以上の透過率を有する樹脂製の基体である。すなわち、少なくとも２枚の基体のうち、ユーザが画像を視認する側の基体に波長３００ｎｍの光に対して５０％以上の透過率を有する樹脂製の基体を用いることにより、従来の透明樹脂製の画像表示装置では得られないレベルの白色表示度が得られる。
【００３２】
これは、波長が３００ｎｍという可視光領域外の光の透過率が５０％以上の樹脂製の基体を用いることで、高い透過率を有する光の波長領域が拡大し、特に、可視光領域の光はどれも高いレベルで透過する様になり、明るい画像表示が実現されたものと考えられる。すなわち、可視光領域における透過率にのみ着目して樹脂を選択した場合、可視光領域末端部の光透過性が他の可視光領域に比べて相対的に低くなり、ガラスを基体に用いた場合の様な明るさが得られなかったものと推測される。
【００３３】
波長３００ｎｍの光の透過率が５０％以上となる基体の作製を可能にする樹脂としては、たとえば、４−メチル−１−ペンテンの単独重合体樹脂や、４−メチル−１−ペンテンと炭素数６〜１６のα−オレフィン化合物の共重合体樹脂が代表的な樹脂として挙げられる。４−メチル−１−ペンテンの単独重合体は下記構造式を有する重合性単量体を重合して形成されるものである。
【００３４】
【化２】
2009163232.tif 000004
【００３５】
また、４−メチル−１−ペンテンと炭素数６〜１６のα−オレフィン化合物の共重合体樹脂に含有される、４−メチル−１−ペンテンの質量をａ、α−オレフィン化合物の質量をｂとした時、共重合体比ａ／ｂが４以上のものが好ましい。共重合体比ａ／ｂが４以上の共重合体樹脂を用いてフィルム成形あるいはシート成形を行うと、成形物には画像表示装置用基体に最適な剛性が付与されることから好ましいとされる。また、基体の光透過性に関しては、４−メチル−１−ペンテンの単独重合体樹脂が好ましい。
【００３６】
なお、本発明でいうα−オレフィン化合物とは、オレフィン系炭化水素化合物のうち二重結合がαの位置、すなわち、構造中の末端にある炭素原子と次の炭素原子の間に存在するオレフィン系炭化水素化合物のことをいうものである。炭素数６〜１６のα−オレフィン化合物の具体例を以下に示すが、本発明に使用可能なα−オレフィン化合物はこれらに限定されるものではない。
【００３７】
【化３】
2009163232.tif 000005
【００３８】
波長３００ｎｍの光の透過率が５０％以上となる上記基体の作製を可能にする樹脂は、前述した４−メチル−１−ペンテンや炭素数６〜１６のα−オレフィン化合物を原料にし、ラジカル重合等の公知のビニル系重合体作製方法により得られる。
【００３９】
本発明に使用される基体は、波長３００ｎｍの光に対する透過率が５０％以上のものであるが、当該透過率は３００ｎｍの波長光が出力でき、基体を透過した光を計測することが可能な分光光度計等の測定装置を用いて測定することにより算出することができる。３００ｎｍの波長光を出力し、かつ、基体からの透過光の計測が可能な測定装置としては、たとえば、紫外可視分光光度計や計測範囲が２９０ｎｍ〜３２５ｎｍのブリューワ分光光度計等が挙げられる。３００ｎｍの光の計測が可能な市販の紫外可視分光光度計としては、たとえば、「ＵＶ−２２００Ａ型（島津製作所製）」や「Ｕ−３５００型自記分光光度計（日立製作所（株）製）」等が挙げられる。
【００４０】
また、本発明でいう透過率とは、波長３００ｎｍの光を基体に照射した時に発生する平行透過光と拡散透過光を合わせた全透過光の入射光に対する割合をいうものである。すなわち、基体の透過率は下記式で定義されるものである。
【００４１】
透過率（％）＝（全透過光／入射光）×１００
＝（（平行透過光＋拡散透過光）／入射光）×１００
また、本発明で用いられる透明な基体とは、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲にわたる光の透過率が５０％以上になるものをいう。波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲にわたる光の透過率は、好ましくは７０％以上、より好ましくは８０％以上である。
【００４２】
波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲にわたる光の透過率は、前述した波長３００ｎｍの光の透過率と同様、市販の分光光度計としては、たとえば、「ＵＶ−２２００Ａ型（島津製作所製）」や「Ｕ−３５００型自記分光光度計（日立製作所（株）製）」で測定できる。波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲のそれぞれの波長における透過率も波長３００ｎｍの光の透過率と同様に以下の式で定義される。すなわち、
透過率（％）＝（全透過光／入射光）×１００
＝（（平行透過光＋拡散透過光）／入射光）×１００
次に、本発明に係る画像表示装置の具体的な実施形態について図１を用いて説明する。
【００４３】
図１は本発明に係る画像表示装置の代表的な構成断面を示すもので、図１（ａ）は、基体１１、１２上に電極１５を設けた構造のものである。また、図１（ｂ）に示す画像表示装置は、装置内に電極を設けていない構造のもので、装置外部に設けられた電極を介して電界を付与させ、粒子の移動を行える様にしたものである。なお、図１の画像表示装置１は、図に示す様に、基体１１側より画像を視認するものとするが、本発明では基体１１側より画像を視認するものに限定されるものではない。また、図１（ｂ）に示すタイプは、装置自体に電極１５が設けられていない分、装置の構造を簡略化させ、その製造工程を短縮化することができるメリットがある。図１（ｂ）に示すタイプの画像表示装置１を電圧印加可能な装置にセットして電圧印加を行う様子を示すものを図３に示す。なお、本発明に係る画像表示装置の断面構成は図１（ａ）と（ｂ）に示すものに限定されるものではない。
【００４４】
図１（ａ）の画像表示装置１の最外部には、当該画像表示装置を構成する筐体である２つの基体１１と１２が対向して配置されている。基体１１と１２には双方が向き合う側の面上に電圧印加を行うための電極１５がそれぞれ設けられている。
【００４５】
基体１１と１２には、それぞれ電極１５が設けられているが、電極１５を有する側の面を対向させて形成される隙間１８には粒子２１と２２が存在する。また、図１の画像表示装置１では、隙間１８が基体１１と１２及び隔壁１７により上下と四方を囲んだ構造となっており、粒子２１と２２は隙間１８に封入された状態で存在している。一方、本発明に係る画像表示装置は１種類の粒子のみを含有するものでもよい。
【００４６】
隙間１８の厚さは、封入した粒子が移動可能で画像のコントラストを維持できる範囲であれば、特に限定されるものではなく、通常は１０μｍ〜５００μｍ、好ましくは１０μｍ〜２００μｍである。また、隙間１８内における粒子の体積占有率は、５％〜７０％であり、好ましくは１０％〜６０％である。粒子の体積占有率を上記範囲にすることにより、隙間１８内で粒子がスムーズに移動でき、また、コントラストのよい画像が得られる。
【００４７】
本発明に係る画像表示装置の対向する２枚の基体間に形成される隙間には、予め帯電させておいた粒子を配置しておき、基体間に電圧を印加することにより電界が形成されると、粒子が電界方向に沿って移動して画像表示が実現される。
【００４８】
本発明に係る画像表示装置における画像表示は、以下の手順で行われるものである。
（１）表示媒体として用いる粒子を、キャリアによる摩擦帯電等の公知の方法により帯電させ、帯電粒子にする。
（２）対向する２枚の基体間に帯電粒子を封入し、この状態で基体間に電圧を印加する。（３）基体間への電圧印加により、基体間に電界が形成される。
（４）帯電粒子は、クーロン力の作用により電界方向に沿って基体表面に引き寄せられることにより帯電粒子が移動し、画像表示が行える様になる。
（５）また、基体間の電界方向を変えることにより、帯電粒子の移動方向を切り換える。この移動方向の切換えにより画像表示を様々に変えることができる。
【００４９】
なお、上述した公知の方法による粒子の帯電方法としては、たとえば、キャリアに粒子を接触させて摩擦帯電により粒子を帯電させる方法、帯電性の異なる２色の粒子を混合して振とう器で撹拌して粒子間の摩擦帯電により粒子を帯電させる方法等が挙げられる。
【００５０】
基体間への電圧印加に伴う粒子２１と２２の移動の例を図２と図３に示す。図２（ａ）は、基体１１と１２の間に電圧を印加する前の状態を示しており、電圧印加前は視認側の基体１１近傍には正に帯電した白色粒子２２が存在している。この状態は画像表示装置１が白色画像を表示しているものである。また、図２（ｂ）は、電極１５に電圧を印加した後の状態を示しており、電圧印加により負に帯電した黒色粒子２１が視認側の基体１１近傍に移動し、白色粒子２２は基体１２側に移動している。この状態は画像表示装置１が黒色画像を表示しているものである。
【００５１】
なお、図３は、図１（ｂ）に示した画像表示装置１に電極を有さないタイプのものを電圧印加装置３０にセットし、この状態で電圧を印加する前の様子（図３（ａ））と電圧を印加した後の様子を示したものである。図１（ｂ）に示すタイプの画像表示装置１も電極１５を有する画像表示装置１と同様、電圧印加により負に帯電した黒色粒子２１が視認側の基体１１近傍に移動し、正に帯電した白色粒子２２は基体１２側に移動している。
【００５２】
次に、図１に示す画像表示装置１を構成する基体１１、１２、電極１５、隔壁１７、及び、黒色粒子２１、白色粒子２２について説明する。
【００５３】
先ず、画像表示装置１を構成する基体１１と１２について説明する。画像表示装置１では、観察者は基体１１と１２の少なくとも一方の側から粒子２１と２２により形成される画像を視認するので、観察者が視認する側に設けられる基体は透明な材質のものが求められる。したがって、観察者が画像を視認する側に使用される基体は、前述した様に、波長が３００ｎｍの光に対する透過率が５０％以上となるように作製されている。この様な光透過性の基体を用いることにより、本発明に係る画像表示装置１はポリカーボネート樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂を基体に用いた画像表示装置では得られなかった表示白色度が得られる様になった。また、この様な基体を用いることにより、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光の透過率が８０％以上となるので十分な視認性も得られる。なお、画像表示装置１を構成する基体のうち、画像を視認する側の反対側に設けられる基体は必ずしも３００ｎｍの光の透過率が５０％以上となる必要はない。
【００５４】
基体１１、１２の厚さは、それぞれ２μｍ〜５ｍｍが好ましく、さらに、５μｍ〜２ｍｍがより好ましい。基体１１、１２の厚さが上記範囲のとき、画像表示装置１に十分な強度を付与するとともに基板の間隔を均一に保つことができる。また、基体の厚さを上記範囲とすることでコンパクトで軽量な画像表示装置を提供することができるので、拡い分野での当該画像表示装置の使用を促進させる。さらに、画像を視認する側の基体の厚みを上記範囲とすることにより、表示画像の正確な視認が行え表示品質に支障を与えない。
【００５５】
画像表示装置１を構成する基体１１及び１２のうち、画像を視認する側の反対側に設けられる基体に波長３００ｎｍの光の透過率が５０％以上となる基体を使用しない場合、当該基体の材質は特に限定されるものではない。特に、画像表示装置に可撓性を付与する場合には公知の有機材料や金属シート等が挙げられる。また、ガラスや石英等の可撓性を有さない無機材料の使用も可能である。
【００５６】
画像表示装置にある程度の可撓性を付与することが期待できる公知の有機材料や金属シートとしては以下のものが挙げられる。たとえば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等に代表されるポリエステル樹脂や、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）に代表されるアクリル酸エステルやメタクリル酸エステルの重合体であるアクリル樹脂やポリエチレン樹脂等のビニル系の重合性単量体をラジカル重合して得られる透明樹脂も挙げられる。
【００５７】
次に、画像表示装置１を構成する電極１５について説明する。基体１１と１２の面上に設けられる電極１５は、電圧印加により基板間すなわち隙間１８に電界を形成するものである。電極１５は、前述の基体と同様に、観察者が画像を視認する側に透明なものを設けることが好ましい。
【００５８】
画像を視認する側に設けられる電極の厚みは、導電性を確保するとともに光透過性に支障を来さないレベルにすることが好ましく、具体的には３ｎｍ〜１μｍが好ましく、５ｎｍ〜４００ｎｍがより好ましい。なお、画像を視認する側に設けられる電極の可視光透過率は、基体同様、８０％以上とすることが好ましい。
【００５９】
なお、画像を視認する側の反対側に設けられる電極の厚みも上記範囲とすることが好ましいが、透明なものにする必要はない。
【００６０】
電極１５の構成材料としては、金属材料や導電性金属酸化物、あるいは、導電性高分子材料等が挙げられる。具体的な金属材料としては、たとえば、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等が挙げられ、導電性金属酸化物の具体例としては、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム、アンチモン・スズ酸化物（ＡＴＯ）、酸化スズ、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化亜鉛等が挙げられる。さらに、導電性高分子材料としては、たとえば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン等が挙げられる。
【００６１】
電極１５を基体１１や１２上に形成する方法としては、たとえば、薄膜上の電極を設ける場合には、スパッタリング法や真空蒸着法、化学蒸着法（ＣＶＤ法；ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、塗布法等が挙げられる。また、導電性材料を溶媒やバインダ樹脂に混合させ、この混合物を基体に塗布して電極を形成する方法もある。
【００６２】
次に、画像表示装置１を構成する隔壁１７について説明する。図１に示す画像表示装置１では、本発明でいう基板間に該当する隙間１８を対向する基体１１と１２で形成しているが、必要に応じて基体１１と１２にそれぞれ直交する様に１つ以上の隔壁１７を配置させて形成することもできる。基体１１と１２に隔壁１７を用いることにより、上下及び四方を基体と隔壁で囲まれた隙間１８を形成することができる。
【００６３】
隔壁１７は、図４、５に示すようにさまざまな形状とすることができる。なお、隔壁１７により仕切られたすき間１８をセルと呼ぶこともある。セルは四角形状、三角形状、ライン状、円形状、六角形状等さまざまな形状とすることができ、これらをハニカム形状や網目形状に配列することもできる。画像表示面１８ａ方向から見たときのセルの形状、配列の例を図５に示す。画像表示面１８ａ側の隔壁１７の幅、すなわち、隔壁の厚みは、表示画像の鮮明性を確保する上から図４に示すようにできるだけ薄くした方がよい。
【００６４】
隔壁１７は、たとえば以下に挙げる方法を用いて画像を視認する側の反対側の基体上を加工処理することによりの形成することができる。隔壁１７を形成する方法としては、たとえば、樹脂材料等によるエンボス加工や熱プレス射出成形による凹凸形成、フォトリソグラフ法やスクリーン印刷等が挙げられる。
【００６５】
次に、隙間１８に封入される粒子２１と２２について説明する。図１の画像表示装置は、白色粒子２２と黒色粒子２１の２種類の粒子が封入されている。粒子の移動による画像表示は、基体１１と１２に設けられた電極１５に電圧が印加されると隙間１８に電界が形成され、白色粒子２２と黒色粒子２１は摩擦帯電により帯電し、電界に応じて隙間１８を移動する。この様に、電界が形成された隙間１８内を粒子が移動することにより画像表示が行われる。なお、白色粒子２２と黒色粒子２１を用いて画像表示を行うことにより、コントラストのある画像が得られる。
【００６６】
隙間１８に含有させた粒子２１と２２を駆動させるための電界付与（電圧印加）方法としては、特に限定されるものではないが、たとえば、図１（ａ）に示す画像表示装置１は、基体１１と１２に設けられた電極１５を介して隙間１８に電界を付与するものである。一方、図１（ｂ）に示す画像表示装置１は、その構造中に電極１５を有するものではなく、この様な画像表示装置１は、画像表示装置１外の電極を有する装置に画像表示装置１を接続させることで、隙間１８に電界を形成させ、粒子２１と２２の駆動が行える。
【００６７】
なお、白色粒子２２と黒色粒子２１の２種類の粒子で画像表示を行うときには、公知の方法で白色粒子２２と黒色粒子２１の帯電性に差を持たせることにより、２種類の粒子の移動性を制御することができる。具体的な方法としては、たとえば、キャリアとの帯電序列を変える様に粒子の設計を行ったり、粒子表面に添加する外添剤とキャリアとの帯電序列を変える様に外添剤を選択する等の方法がある。
【００６８】
本発明に係る画像表示装置に使用可能な粒子の粒径は、体積基準メディアン径で０．１μｍ〜５０μｍのものが好ましく、粒子の粒径を上記範囲とすることにより、均一でムラのない鮮明が画像が得られる。また、粒子同士の凝集のおそれもなく、スムーズな移動により、適度な画像濃度とコントラストを有する画像が得られる。
【００６９】
なお、粒子の体積基準メディアン径（Ｄ５０ｖ径）は、マルチサイザー３（ベックマン・コールター社製）に、データ処理用のコンピュータシステムを接続した装置を用いて測定、算出することができる。
【００７０】
測定手順としては、粒子０．０２ｇを界面活性剤溶液２０ｍｌ（粒子を分散させるためのもので、界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で１０倍希釈した界面活性剤溶液）で馴染ませた後、超音波分散を１分間行い、粒子分散液を作製する。この粒子分散液を、サンプルスタンド内のＩＳＯＴＯＮII（ベックマン・コールター社製）の入ったビーカーに、測定濃度１０％になるまでピペットにて注入し、測定機カウントを２５００個に設定して測定する。なお、マルチサイザー３のアパチャー径は５０μｍのものを使用する。
【００７１】
次に、基体１１と１２の隙間１８に含有する粒子２１と２２の構成材料について説明する。画像表示装置１に使用される粒子２１と２２は、少なくとも樹脂と着色剤とを含有し、摩擦力等の作用で帯電性を発現することが好ましい。粒子２１と２２は、画像表示装置１でコントラストのある画像表示を行うことが求められることから、着色剤により着色されたものが好ましい。また、粒子表面に酸化チタンやシリカ、炭酸カルシウム等の無機化合物粒子を外部添加することも可能である。
【００７２】
粒子２１と２２を構成する樹脂は、特に限定されるものではなく、下記に示すビニル系樹脂と呼ばれる重合体がその代表的なものであり、ビニル系樹脂の他に、ポリアミド樹脂やポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂等の縮合系の樹脂もある。ビニル系樹脂の具体例としては、ポリスチレン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリメタクリル樹脂の他、エチレン単量体やプロピレン単量体より形成されるポリオレフィン樹脂等が挙げられる。
【００７３】
また、ビニル系樹脂以外の樹脂としては、前述した縮合系樹脂の他に、ポリエーテル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等がある。
【００７４】
粒子２１と２２に使用可能な樹脂を構成する重合体は、これらの樹脂を形成する重合性単量体を少なくとも１種類用いて得られるものの他、複数種類の重合性単量体を組み合わせて作製することもできる。複数種類の重合性単量体を組み合わせて樹脂を作製する場合、たとえば、ブロック共重合体やグラフト共重合体、ランダム共重合体といった共重合体を形成する方法の他、複数種類の樹脂を混ぜ合わせるポリマーブレンド法による樹脂形成もある。
【００７５】
次に、粒子２１と２２に含有される着色剤も、特に限定されるものではなく、公知の顔料が用いられる。このうち、白色粒子２２を構成する白色顔料としては、たとえば、酸化亜鉛（亜鉛華）、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等が挙げられ、その中でも酸化チタンが好ましい。また、黒色粒子２１を構成する黒色顔料としては、たとえば、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭等が挙げられ、その中でもカーボンブラックが好ましい。
【００７６】
粒子２１と２２の作製方法は、特に限定されるものではなく、たとえば、電子写真方式の画像形成に使用されるトナーの製造方法等、樹脂と着色剤を含有する粒子を作製する公知の方法を応用することにより対応が可能である。粒子２１と２２の具体的な作製方法としては、たとえば、以下の方法が挙げられる。
（１）樹脂と着色剤とを混練した後、粉砕、分級の各工程を経て粒子を作製する方法。
（２）水系媒体中で重合性単量体と着色剤を機械的に撹拌して液滴を形成した後、重合を行って粒子を作製する、いわゆる懸濁重合法によるもの。
（３）界面活性剤を含有させた水系媒体中に重合性単量体を滴下し、ミセル中で重合反応を行って１００〜１５０ｎｍの重合体粒子を作製した後、着色剤粒子と凝集剤を添加してこれらの粒子を会合させて粒子を作製する、いわゆる乳化会合法によるもの。
【実施例】
【００７７】
以下、実施例を挙げて本発明の実施態様を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７８】
１．「画像表示装置１〜１０」の作製
以下の手順により、正帯電性の白色粒子２２と負帯電性の黒色粒子２１を用いて画像表示を行う画像表示装置を作製した。
【００７９】
１−１．白色粒子及び黒色粒子の作製
（１）「白色粒子２２」の作製
下記樹脂及び酸化チタンをヘンシェルミキサ（三井三池鉱業社製）に投入し、撹拌羽根の周速を２５ｍ／秒に設定して５分間混合処理して混合物とした。
【００８０】
スチレンアクリル樹脂（重量平均分子量２０，０００）          １００質量部
アナタース型酸化チタン（平均一次粒径１５０ｎｍ）              ３０質量部
上記混合物を二軸押出混練機で混練し、次いで、ハンマーミルで粗粉砕した後、ターボミル粉砕機（ターボ工業社製）で粉砕処理し、さらに、コアンダ効果を利用した気流分級機で微粉分級処理を行って、体積基準メディアン径が８．２μｍの白色粒子を作製した。
【００８１】
次に、上記白色粒子にアミノシランカップリング剤処理を施したシリカ微粒子（平均一次粒径５０ｎｍ）０．６質量部を添加し、バイブリダイザー（奈良機械（株）製）を用い、その回転数を１５，０００ｒｐｍに設定し、１０分間の処理を行った。引き続き、アミノシランカップリング剤処理を行った平均一次粒径が１５ｎｍのシリカ粒子を１．０質量部添加して、同様の処理を行うことにより「白色粒子２２」を作製した。
【００８２】
（２）「黒色粒子２１」の作製
下記樹脂及びカーボンブラックをヘンシェルミキサ（三井三池鉱業社製）に投入し、撹拌羽根の周速を２５ｍ／秒に設定して５分間混合処理して混合物とした。
【００８３】
スチレンアクリル樹脂（重量平均分子量２０，０００）          １００質量部
カーボンブラック（平均一次粒径２５ｎｍ）                      １０質量部
上記混合物を二軸押出混練機で混練し、次いで、ハンマーミルで粗粉砕した後、ターボミル粉砕機（ターボ工業社製）で粗粉粉砕し、さらに、コアンダ効果を利用した気流分級機で微粉分級処理を行って、体積基準メディアン径が８．０μｍの黒色粒子を作製した。
【００８４】
次に、上記黒色粒子にアミノシランカップリング剤処理を施したシリカ微粒子（平均一次粒径５０ｎｍ）０．６質量部を添加し、バイブリダイザー（奈良機械（株）製）を用い、その回転数を１５，０００ｒｐｍに設定し、１０分間の処理を行った。引き続き、アミノシランカップリング剤処理を行った平均一次粒径が１５ｎｍのシリカ粒子を１．０質量部添加して、同様の処理を行うことにより「黒色粒子２１」を作製した。
【００８５】
１−２．「画像表示装置１〜１０」の作製
（１）「画像表示装置１」の作製
長さ６０ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの４−メチル−１−ペンテン重合体製の基体（波長３００ｎｍの光透過率８２％）を２枚用意し、各基体面上には、厚さ３００ｎｍのインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）被膜からなる電極をスパッタ法により形成した。上記基体を基体１と呼ぶ。
【００８６】
次に、前述の「白色粒子２２」と「黒色粒子２１」のそれぞれを、振とう器で３０分間撹拌して、「白色粒子２２」と「黒色粒子２１」を摩擦帯電させた。なお、白色粒子は正帯電させ、黒色粒子は負帯電させた。
【００８７】
前述の２枚の基体１を、電極を対向させる様に配置させ、基体１の片端に隔壁として厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート板を挟んで隙間を形成した。このとき紫外線硬化型の接着剤を用い、３００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線照射を行って、基体１とポリエチレンテレフタレート板とを接着させた。この隙間に「白色粒子２２」と「黒色粒子２１」の混合物を白色粒子の占有体積が１５％、黒色粒子の占有体積が１５％となる様に充填した。「白色粒子２２」と「黒色粒子２１」の混合物を隙間に充填した後、基体１の残りの片端も厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート板で塞いだ。このときも前回同様、紫外線硬化型の接着剤を用いて両者を接着させた。この様にして「画像表示装置１」を作製した。
【００８８】
（２）「画像表示装置２〜１０」の作製
前記「画像表示装置１」の作製に用いた基体１に代えて、下記に示す各共重合体樹脂より作製した、長さ６０ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの基体２〜７をそれぞれ用いた他は同様の手順で「画像表示装置２〜７」を作製した。
【００８９】
基体２；４−メチル−１−ペンテン／１−デセン（化合物２）／１−テトラデセン（化合物４）共重合体（共重合体比＝９０／５／５）
基体３；４−メチル−１−ペンテン／１−オクテン（化合物３）／１−デセン（化合物２）共重合体（共重合体比＝８０／５／１５）
基体４；４−メチル−１−ペンテン／１−デセン（化合物２）／１−テトラデセン（化合物４）共重合体（共重合体比７５／１０／１５）
基体５；４−メチル−１−ペンテン／化合物１／１−デセン（化合物２）共重合体（共重合体比８０／１０／１０）
基体６；４−メチル−１−ペンテン／化合物５／化合物４共重合体（共重合体比＝９０／５／５）
基体７；４−メチル−１−ペンテン／化合物６／化合物９共重合体（共重合体比＝８０／１０／１０）
なお、上記各共重合体比は質量比を表す。
【００９０】
また、前記「画像表示装置１」の作製に用いた基体１に代えて、ポリエチレンテレフタレート樹脂製の基体８を用いた他は同様の手順で「画像表示装置８」を、ポリカーボネート樹脂製の基体９を用いた他は同様の手順で「画像表示装置９」を作製した。さらに、基体１に代えて石英ガラス製の基体１０を用いた他は同様の手順で「画像表示装置１０」を作製した。基体８〜１０のサイズは、それぞれ長さ６０ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍとした。「画像表示装置１〜１０」を構成するそれぞれの基体の各１枚につき、波長３００ｎｍの光透過率を、市販の紫外可視分光光度計「ＵＶ−２２００Ａ型（島津製作所製）」により測定した。
【００９１】
以上の手順により、図１（ａ）に示す断面構造を有する「画像表示装置１〜１０」を作製した。
【００９２】
２．評価実験
上記手順により作製した「画像表示装置１〜７」を「実施例１〜７」、「画像表示装置８〜１０」を「比較例１〜３」とした。
【００９３】
２−１．評価その１（表示特性評価）
各画像表示装置に対して以下の手順で直流電圧を印加し、電圧印加により得られる画像の反射濃度を測定することにより表示特性の評価を行った。なお、電圧印加は、以下の手順で行い、印加電圧を０Ｖからプラス側に変化させた後、続いてマイナス側に変化させ、再び０Ｖに戻る経路のヒステリシス曲線を描く様に電圧を印加した。すなわち、
（１）０Ｖから＋１００Ｖまで２０Ｖ間隔で電圧変化させながら印加を行う。
（２）＋１００Ｖから−１００Ｖまで２０Ｖ間隔で電圧を変化させながら印加を行う。
（３）−１００Ｖより０Ｖまで２０Ｖ間隔で電圧を変化させながら印加を行う。
【００９４】
上記手順で各画像表示装置に直流電圧を印加したところ、白表示の状態でプラスの電圧を印加したときに、表示が白から黒に変化することが確認された。
【００９５】
表示特性として黒色濃度、白色濃度、コントラストを評価した。このうち、黒色濃度は画像表示装置の視認方向電極に＋１００Ｖの電圧を印加した時に得られる表示面の反射濃度であり、白色濃度は−１００Ｖの電圧印加を行った時に得られる表示面の反射濃度を示すものである。
【００９６】
また、コントラストは上記（１）で得られた黒色濃度と（２）で得られた白色濃度の差、すなわち、
コントラスト＝（（１）で得られた黒色濃度）−（（２）で得られた白色濃度）
で定義されるものである。
【００９７】
前述の各濃度は、反射濃度計「ＲＤ−９１８（マクベス社製）」を用いて、表示面上の５カ所をランダムに測定して、その平均値を絶対濃度値として評価した。ここで、反射濃度計「ＲＤ−９１８（マクベス社製）」による測定には標準白色板の濃度を基準として用いた。そして、白色濃度は０．４０以下、黒色濃度は１．３０以上、コントラストは０．７０以上を合格とした。
【００９８】
２−２．評価その２（可撓性評価）
上記「画像表示装置１〜１０」の作製において、基体の厚さを０．２ｍｍに変更し、かつ、基体面上に電極の形成を行わなかった他は同様の手順で、図１（ｂ）に示す断面構造を有する「画像表示装置１’〜１０’」を作製した。作製した「画像表示装置１’〜１０’」は曲率半径２０ｍｍに湾曲させて可撓性の評価を行った。電圧の印加は外部電極を用いて行った。湾曲させた状態で湾曲前と同じ表示特性の得られたものを合格（○）とし、湾曲できなかったもの、あるいは、湾曲させた状態で湾曲前と同じ表示特性の得られなかったものを不合格（×）とした。
【００９９】
なお、作製した「画像表示装置１’〜１０’」について上記湾曲による評価を行う前に、外部電極により電圧を印加して、評価その１と同一の評価を行ったところ、それぞれのものについて評価その１と全く同じ結果が得られた。そこで、「画像表示装置１’〜７’」を「実施例１〜７」、「画像表示装置８’〜１０’」を「比較例１〜３」とした。
【０１００】
以上の結果を表１に示す。
【０１０１】
【表１】
2009163232.tif 000006
【０１０２】
表１に示す様に、本発明に該当する「実施例１〜７」の画像表示装置は、表示特性のうちの白色濃度が０．４０以下となり、ポリエステル樹脂やポリカーボネート樹脂を基体に使用した「比較例１、２」では得られない明るさの白色画像が得られた。特に、「実施例１と２」は石英ガラスを基体に用いた「比較例３」と同等レベルの白色濃度が得られた。
【０１０３】
また、「実施例１〜７」の画像表示装置は、いずれも、黒色濃度１．３０以上、コントラストが１．００以上の値が得られ、本発明で規定する合格値を大幅にクリアする結果が得られた。一方、本発明外の「比較例１、２」の画像表示装置は、黒色濃度の値は実施例１〜７に比べて低い値となり、コントラストはいずれも０．７０に満たなかった。以上の様に、本発明に該当する「実施例１〜７」と、ポリエステル樹脂とポリカーボネート樹脂を基体に使用した「比較例１、２」では、表示特性に大きな差が見られる結果になった。
【０１０４】
さらに、本発明に該当する「実施例１〜７」は画像表示装置の形状を湾曲させて画像表示が行える結果が得られたのに対し、石英ガラスを基体に用いた「比較例３」は装置を湾曲させることはできなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】画像表示装置の断面構成の一例を示す概略図である。
【図２】基体間への電圧印加による粒子の移動の例を示す模式図である。
【図３】基体間への電圧印加による粒子の移動の例を示す模式図である。
【図４】画像表示面の形状例を示す模式図である。
【図５】セルの形状及びセルの配列例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１  画像表示装置
１１、１２  基体
１５  電極
１７  隔壁
１８  隙間
１８ａ  画像表示面
２１  黒色粒子
２２  白色粒子
【図１】
2009163232.tif 000008
【図２】
2009163232.tif 000009
【図３】
2009163232.tif 000010
【図４】
2009163232.tif 000011
【図５】
2009163232.tif 000012