(57)【要約】【課題】駆動電圧が低く、画像部および非画像部における濃度ばらつきが小さく、かつ画像部と非画像部とのコントラストが高く、画像を繰り返して表示できる画像表示装置用表示粒子および該表示粒子を備えた画像表示装置を提供すること。【解決手段】少なくとも一方が透明な２枚の基板間に帯電された表示粒子を封入し、該基板間に電界を発生させることによって、表示粒子を移動させて画像を表示する画像表示装置に使用される表示粒子において、表示粒子が正帯電の表示粒子と負帯電の表示粒子の２種を含み、正帯電の表示粒子の帯電量分布において帯電量が＋２〜＋１５μＣ／ｇの粒子の含有割合が全正帯電の表示粒子に対して７０個数％以上であり、負帯電の表示粒子の帯電量分布において帯電量が−２〜−１５μＣ／ｇの粒子の含有割合が全負帯電の表示粒子に対して７０個数％以上であることを特徴とする表示粒子、および該表示粒子を備えた画像表示装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明な２枚の基板間に、帯電された表示粒子を封入し、該基板間に電界を発生させることによって、表示粒子を移動させて画像を表示する画像表示装置に用いられる表示粒子において、
表示粒子が正帯電の表示粒子と負帯電の表示粒子の２種を含み、正帯電の表示粒子の帯電量分布において帯電量が＋２〜＋１５μＣ／ｇの粒子の含有割合が全正帯電の表示粒子に対して７０個数％以上であり、負帯電の表示粒子の帯電量分布において帯電量が−２〜−１５μＣ／ｇの粒子の含有割合が全負帯電の表示粒子に対して７０個数％以上であることを特徴とする表示粒子。
【請求項２】
請求項１に記載の表示粒子を備えた画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
帯電された表示粒子を、電界を加えることで移動させることにより、画像の表示および消去を繰り返し実行できる画像表示装置に用いられる表示粒子および画像表示装置に関する。
【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ある。
【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、基板間に数十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反面、画像表示環境の維持が困難な問題も抱えていた。
【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って、安定した画像表示が行えなくなる問題がある。たとえば、比重の小さな着色溶液に酸化チタン等の比重の大きな分散粒子を用いると、分散粒子は着色溶液中で沈降してしまう。また、着色溶液は、保存性に難点があるとされる染料を用いて形成されることが多く、一定レベルの画像表示状態を維持することが困難な側面を有していた。
【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、帯電された表示粒子を気相中に封入し、かつ、電圧を印加させて電界方向に沿って表示粒子を移動させることにより画像表示を行える様にした方式がある。この方式は、粒子の沈降や着色溶液の保存性という問題はないが、基板間に電圧を印加させて粒子を帯電させるとともに、電圧印加により形成された電界方向に沿って、帯電された表示粒子を移動させる必要があった。つまり、低い印加電圧の下でも表示粒子がスムーズに帯電、移動できる環境を基板間に形成させる技術が求められていた。その際に表示粒子を基板間に封入する方法としては、表示粒子を帯電させた後、加圧エアーに載せてノズルから基板に供給する、粒子散布方式および粉体塗装方式が知られている（例えば、特許文献１，２）。
【０００６】
しかしながら、この方式では表示粒子の１個ごとの帯電量ばらつきが大きく、駆動電圧が大きく、画像の表示および消去を繰り返す時、画像部および非画像部のいずれにおいても濃度ばらつきが大きかったり、画像部と非画像部とのコントラストが低かったりするという新たな問題が生じていた。
【０００７】
そこで、２種類の表示粒子の帯電量の絶対値が５０μＣ／ｇ以下であるとともに、各表示粒子において逆極性粒子の占める数量割合が１０％以下であるパネルが開示されている（特許文献３）。これによって、駆動電圧を低減しながらも、コントラストを向上させることができる、というものである。しかしながら、画像部及び非画像部の濃度ばらつきの問題を十分に解決できなかった。
【０００８】
一方、画像表示装置の製造時において表示粒子の飛び散りを防止するために、電子写真現像方式を利用して、表示粒子を基板間に封入する方法が知られている（例えば、特許文献４）。しかしながら、そのような方法で製造された画像表示装置であっても、濃度ばらつきやコントラストの問題がやはり生じていた。
【特許文献１】特開２００５−２５８１５７号公報
【特許文献２】特開２００３−２４１２３１号公報
【特許文献３】特開２００６−１８２４８号公報
【特許文献４】特開２００６−３０８８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、駆動電圧を低減させ、画像部および非画像部における濃度ばらつきが比較的小さく、画像部と非画像部とのコントラストが比較的高い画像を繰り返して表示できる表示粒子および該表示粒子を備え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】
【００１０】
本発明は、少なくとも一方が透明な２枚の基板間に、帯電された表示粒子を封入し、該基板間に電界を発生させることによって、表示粒子を移動させて画像を表示する画像表示装置に用いられる表示粒子において、
表示粒子が正帯電の表示粒子と負帯電の表示粒子の２種を含み、正帯電の表示粒子の帯電量分布において帯電量が＋２〜＋１５μＣ／ｇの粒子の含有割合が全正帯電の表示粒子に対して７０個数％以上であり、負帯電の表示粒子の帯電量分布において帯電量が−２〜−１５μＣ／ｇの粒子の含有割合が全負帯電の表示粒子に対して７０個数％以上であることを特徴とする表示粒子及び該表示粒子を備えた画像表示装置に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、表示粒子の帯電量分布がシャープであるので、駆動電圧が低減され、画像部および非画像部における濃度ばらつきが十分に小さく、画像部と非画像部とのコントラストが十分に高い画像を繰り返して表示できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［画像表示装置用表示粒子］
本発明に係る画像表示装置用表示粒子は、正帯電の表示粒子および負帯電の表示粒子からなる。詳しくは、混合によって互いに摩擦接触させたり、または電荷付与材料としての鉄粉（キャリア）等の基準材料に対して摩擦接触させたりしたときに、正帯電性を示す表示粒子と、負帯電性を示す表示粒子とを使用する。それらの表示粒子は通常、帯電極性だけでなく、色も異なるので、後で詳述する画像表示装置において基板間に電界を発生させたとき、視認方向上流側の基板に移動・付着する表示粒子と、視認方向下流側の基板上に残留・付着する表示粒子との間の当該色の差に基づいて、表示画像を視覚的に認識できるようになる。例えば、正帯電の粒子または負帯電の粒子の一方を白色とし、他方を黒色とすることで表示画像を視覚的に認識できる。
【００１３】
画像表示装置内に含まれる正帯電の表示粒子は、帯電量分布において、帯電量が＋２〜＋１５μＣ／ｇの粒子の含有割合が全正帯電の表示粒子に対して７０個数％以上、特に７０〜９５個数％、好ましくは８０〜９５個数％である。正帯電の表示粒子の平均帯電量は通常、＋１〜＋３０μＣ／ｇである。
負帯電の表示粒子は、帯電量分布において、帯電量−２〜−１５μＣ／ｇの粒子の含有割合が全負帯電の表示粒子に対して７０個数％以上、特に７０〜９５個数％、好ましくは８０〜９５個数％である。負帯電の表示粒子の平均帯電量は通常、−１〜−３０μＣ／ｇである。
【００１４】
このように正帯電の表示粒子および負帯電の表示粒子は比較的シャープな帯電量分布を有する場合、電界によってそれぞれ所定方向に速やかに移動するので、局所的な濃度ばらつきが軽減され、結果として画像部と非画像部とのコントラストが向上する。帯電量の絶対値が２μＣ／ｇ未満の粒子は電界に追随した移動がしずらい。また帯電量の絶対値が１５μＣ／ｇを超える粒子は、基板との電気的な付着力（ファンデルワールス力）が強く、駆動電圧が高くなる。帯電量の絶対値が２〜１５μＣ／ｇの粒子の含有割合が少なすぎると、画像部および非画像部における濃度ばらつきが大きくなったり、画像部と非画像部とのコントラストが低くなったり、駆動電圧が高くなり、表示特性が悪化する。
【００１５】
本発明で規定する表示粒子の帯電量分布は、画像表示装置より、以下の方法に基づいて測定できる。
まず、画像表示装置の上下電極間に５００Ｖの直流電圧を印加して、正帯電表示粒子と負帯電表示粒子とを当該装置内で分離したのち、当該装置を分解する。次いで、正帯電表示粒子と負帯電表示粒子とをそれぞれ２〜４ｍｇ採取して、Ｅ−Ｓｐａｒｔ測定機（Ｍｏｄｅｌ  ＥＳＴ−ＩＩ；ホソカワミクロン製）により各表示粒子の帯電量分布を測定する。平均帯電量も帯電量分布と同時に測定できる。
【００１６】
（表示粒子の構成材料）
正帯電の表示粒子および負帯電の表示粒子は、少なくとも樹脂および着色剤を含有する母体粒子からなり、通常はさらに外添剤を含むものである。表示粒子の帯電極性は、例えば後述する画像表示装置の製造方法において主にキャリアを選択することによって制御される。例えば、正帯電の表示粒子として使用するものには、通常コア表面にフッ素化アクリレート樹脂をコートしたキャリアを使用する。負帯電の表示粒子として使用するキャリアには、コア表面にシクロへキシルメタクリレートをコートしたキャリアを使用する。
【００１７】
母体粒子を構成する樹脂は、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。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。
母体粒子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。
【００１８】
母体粒子に含有される着色剤は、正帯電の表示粒子に使用されるものと、負帯電の表示粒子に使用されるものとで異なる色の着色剤が使用される限り、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、白色母体粒子を構成する白色顔料としては、たとえば、酸化チタン、酸化亜鉛（亜鉛華）、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、黒色母体粒子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。
【００１９】
（表示粒子の作製方法）
表示粒子は母体粒子に外添剤を添加し、混合することによって作製できる。
母体粒子の作製方法は、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。母体粒子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母体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、重合を行って母体粒子を作製する、いわゆる懸濁重合法；および
（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母体粒子を作製する、いわゆる乳化会合法。
【００２０】
外添剤としては、通常、無機微粒子および樹脂微粒子が使用可能である。
無機微粒子は、電子写真用トナーの分野で従来から外添剤として使用されている公知の無機微粒子が使用可能であり、例えば、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化タングステン等の金属酸化物、窒化チタン等の窒化物、チタン化合物が挙げられる。無機微粒子は、流動性向上、環境安定性の観点から疎水性を有することが好ましい。疎水性は、無機微粒子を、アミノシランカップリング剤等の表面処理剤によって表面処理することによって付与可能である。
樹脂微粒子は、電子写真用トナーの分野で従来から外添剤として使用されている公知の樹脂微粒子が使用可能であり、例えば、母体粒子を構成する樹脂として例示した前記樹脂からなる微粒子が挙げられる。
【００２１】
外添剤の平均一次粒径は通常、５〜２５０ｎｍであるが、帯電性の付与、流動性向上の観点からは、平均一次粒径が５ｎｍ〜１００ｎｍのものを使用すること、もしくは、平均一次粒径が５〜１００ｎｍのものと３０ｎｍ〜２５０ｎｍのものとを併用することが好ましい。これにより表示粒子の帯電性調整、流動性向上が可能になり、表示粒子の基板等に対する付着力が低減されるため、駆動電圧が低減し、濃度ばらつきが軽減され、コントラストがより一層向上する。
【００２２】
外添剤の含有量は、帯電調整、流動性向上の観点から、母体粒子１００重量部に対して０．１〜５０重量部、特に１〜２０重量部が好ましい。外添剤は２種類以上組み合わせて使用されてよく、その場合、それらの合計量が上記範囲内であればよい。
【００２３】
表示粒子の体積平均粒径Ｄ１は０．１〜５０μｍであり、電界による移動の容易性および濃度ばらつきの軽減の観点から、好ましくは１〜２０μｍである。
【００２４】
粒子の体積平均粒径Ｄ１は体積基準メディアン径（ｄ５０径）であって、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ー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。
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。
【００２５】
［画像表示装置］
本発明に係る画像表示装置は上記した表示粒子を備えたことを特徴とする。以下、本発明の画像表示装置について詳細に説明する。
【００２６】
本発明に係る画像表示装置は、少なくとも一方が透明な２枚の基板間に上記した表示粒子を封入し、該基板間に電界を発生させることによって、表示粒子を移動させて画像を表示するものである。
【００２７】
本発明に係る画像表示装置の代表的な構成断面を図１に示す。図１（ａ）は、基板１１、１２上に層構造の電極１５を設け、電極１５表面に絶縁層１６を設けたものである。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、表示粒子の移動を行える様にしたものである。図１（ａ）および図１（ｂ）における同じ符号は同じ部材を意味するものとする。図１は図１（ａ）および図１（ｂ）を包含して意味するものとする。図１の画像表示装置１０は、図に示す様に、基板１１側より画像を視認するものとするが、本発明では基板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１０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。
【００２８】
図１（ａ）の画像表示装置１０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つの基板１１と１２が対向して配置されている。基板１１と１２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が設けられ、さらに、電極１５上に絶縁層１６が設けられている。基板１１と１２には、電極１５と絶縁層１６が設けられ、電極１５と絶縁層１６を有する側の面を対向させて形成される隙間１８には表示粒子が存在する。図１に示す画像表示装置１０は、表示粒子として負帯電した黒色表示粒子（以下、黒色粒子という）２１と正帯電した白色表示粒子（以下、白色粒子という）２２の２種類の表示粒子を隙間１８に存在させている。なお、黒色粒子２１および白色粒子２２の表面には厳密には前記した外添剤が添加されて存在するが、図示しないものとする。また、図１の画像表示装置１０では、隙間１８が基板１１と１２及び２つの隔壁１７により四方を囲んだ構造となっており、表示粒子は隙間１８に粉体形態で封入された状態で存在している。
【００２９】
隙間１８の厚さは、封入された表示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乃至５００μｍ、好ましくは１０μｍ乃至１００μｍである。隙間１８内における表示粒子の体積占有率は、５％乃至７０％であり、好ましくは３０％乃至６０％である。表示粒子の体積占有率を上記範囲にすることにより、隙間１８内で表示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。
【００３０】
次に、画像表示装置１０の隙間１８での表示粒子の挙動について説明する。
本発明に係る画像表示装置は、２枚の基板間に電圧を印加されて電界が形成されると、帯電している表示粒子は電界方向に沿って移動する様になる。この様に、表示粒子が存在する基板間に電圧を印加することにより、帯電した表示粒子が基板間を移動して画像表示を行うものである。
【００３１】
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により行われるものである。
（１）表示媒体として用いる表示粒子を、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る。
（２）対向する２枚の基板間に表示粒子を封入し、この状態で基板間に電圧を印加する。
（３）基板間への電圧印加により、基板間に電界が形成される。
（４）表示粒子は、電極間の電界の力の作用により表示粒子の極性と反対側の電界方向に沿って基板表面に引き寄せられ、画像表示が行える様になる。
（５）また、基板間の電界方向を変えることにより、表示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。
【００３２】
なお、上述した公知の方法による表示粒子の帯電方法としては、たとえば、キャリアに接触させて摩擦帯電により表示粒子を帯電させる方法、帯電極性の異なる２色の表示粒子を混合、撹拌して両者間の摩擦帯電により表示粒子を帯電させる方法等が挙げられるが、本発明では、キャリアを使用し、帯電した表示粒子を基板内に封入することが好ましい。
【００３３】
基板間への電圧印加に伴う表示粒子の移動の例を図２と図３に示す。
図２（ａ）は、基板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板１１近傍には正帯電した白色粒子２２が存在している。この状態は画像表示装置１０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、基板１１に正の電圧に印加することで負に帯電した黒色粒子２１が視認側の基板１１近傍に移動し、白色粒子２２は基板１２側に移動している。この状態は画像表示装置１０が黒色画像を表示しているものである。
【００３４】
図３は、図１（ｂ）に示した画像表示装置１０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（図３（ｂ））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１０も電極１５を有する画像表示装置１０と同様、基板１１に正の電圧を印加することで負に帯電した黒色粒子２１が視認側の基板１１近傍に移動し、正に帯電した白色粒子２２は基板１２側に移動している。
【００３５】
次に、図１に示す画像表示装置１０を構成する基板１１、１２、電極１５、絶縁層１６、および隔壁１７について説明する。
【００３６】
先ず、画像表示装置１０を構成する基板１１と１２について説明する。画像表示装置１０では、観察者は基板１１と１２の少なくとも一方の側から表示粒子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板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板は、たとえば可視光透過率が８０％以上の光透過性の材料が好ましく、８０％以上の可視光透過率を有することにより十分な視認性が得られる。なお、画像表示装置１０を構成する基板のうち、画像を視認する側の反対側に設けられる基板の材質は必ずしも透明なものである必要はない。
【００３７】
基板１１、１２の厚さは、それぞれ２μｍ〜５ｍｍが好ましく、さらに、５μｍ〜２ｍ
ｍがより好ましい。基板１１、１２の厚さが上記範囲のとき、画像表示装置１０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、基板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、広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板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。
【００３８】
可視光透過率が８０％以上の材料としては、ガラスや石英等の可撓性を有さない無機材料や、後述する樹脂材料に代表される有機材料や金属シート等が挙げられる。このうち、有機材料や金属シートは画像表示装置にある程度の可撓性を付与することができる。可視光透過率を８０％以上とすることが可能な樹脂材料としては、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。
【００３９】
電極１５は基板１１と１２の面上に設けられ、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、前述の基板と同様に、観察者が画像を視認する側に透明なものを設ける必要がある。
【００４０】
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求められ、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、基板同様、８０％以上とすることが好ましい。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。
【００４１】
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、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。
【００４２】
電極１５を基板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；Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  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、この混合物を基板に塗布して電極を形成する方法もある。
【００４３】
絶縁層１６は電極１５の表面に設けられ、絶縁層１６表面で表示粒子２１，２２と接触する構成となっている。絶縁層１６は表示粒子２１、２２を移動させる際に印加される電圧によって帯電量の変化を緩和する役割をもっている。また、疎水性の高い構造をもつ樹脂、凹凸を付与することによって、表示粒子との物理的な付着力を低減でき、駆動電圧を低減させる働きももっている。絶縁層１６を構成する材料としては、電気絶縁性を有する薄膜化可能な材料であって、所望により透明性を有するものである。画像を視認する側に設けられる絶縁層は可視光透過率を、基板同様、８０％以上とすることが好ましい。具体例として、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。
【００４４】
絶縁層１６の厚みは０．０１μｍ以上１０．０μｍ以下とすることが好ましい。すなわち、絶縁層１６の厚みが上記範囲の時は、電極１５間にそれほど大きな電圧を印加せずに表示粒子２１，２２が移動でき、たとえば、電気泳動法による画像形成で印加したレベルの電圧を付与して画像表示が行えるので好ましい。
【００４５】
隔壁１７は、上下基板間の間隔１８を確保するものであり、図４上段の右側および左側の図に示すように基板１１，１２の縁部だけでなく、必要に応じて内部にも形成できる。隔壁１７の幅、特に画像表示面１８ａ側の隔壁の厚みは、例えば図４上段の右側の図に示すように、表示画像の鮮明性を確保する上からできるだけ薄くした方がよい。
【００４６】
基板１１，１２の内部に形成される隔壁１７は、図４上段の右側および左側の図中、表裏方向に連続的に形成されても、断続的に形成されてもよい。
隔壁１７の形状および配置を制御することにより、隔壁１７により仕切られた隙間１８のセルを様々な形状で配置できる。隙間１８を基板１１の視認方向から見た時のセルの形状および配置の例を図４下段の図に示す。セルは、図４下段の図に示すように、四角形状、三角形状、ライン状、円形状、六角形状等にて、複数個で、ハニカム状や網目状に配置することができる。
【００４７】
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板上を加工処理することにより形成できる。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。
【００４８】
本発明に係る画像表示装置は以下に示す電子写真現像方式によって製造可能である。
２枚の基板１１、１２に、電極１５および所望により絶縁層１６を形成し、一対の電極付き基板を得る。表示粒子２１およびキャリア２１０を混合することにより表示粒子２１を負帯電させ、混合物（２１，２１０）を、図５（ａ）に示すように、導電性のステージ１００上に置き、一方の電極付き基板を、ステージ１００と所定の間隔を空けて設置する。次いで、図５（ａ）に示すように、電極１５に正極性の直流電圧と交流電圧を印加して、絶縁層１６上に負帯電の表示粒子２１を付着させる。次に表示粒子２２およびキャリア２２０を混合することにより表示粒子２２を正帯電させ、混合物（２２，２２０）を、図５（ｂ）に示すように、導電性のステージ１００上に置き、負帯電の表示粒子を付着させた電極付き基板を、ステージ１００と所定の間隔を空けて設置する。次いで、図５（ｂ）に示すように、電極１５に負極性の直流電圧と交流電圧を印加して、負帯電の表示粒子２１の付着層上に正帯電の表示粒子２２を付着させる。負帯電の表示粒子および正帯電の表示粒子を付着させた一方の電極付き基板と、他方の電極付き基板とを、図５（ｃ）に示すように、所定の間隔になるように隔壁で調整して重ね、基板周辺を接着し、画像表示装置を得ることができる。
【００４９】
また以下に示す電子写真現像方式の別の実施形態によっても製造可能である。
２枚の基板１１、１２に、電極１５および所望により絶縁層１６を形成し、一対の電極付き基板を得る。表示粒子２１およびキャリア２１０を混合することにより表示粒子２１を負帯電させ、混合物（２１，２１０）を、図６（ａ）に示すように、導電性のステージ１００上に置き、一方の電極付き基板を、ステージ１００と所定の間隔を空けて設置する。次いで、図６（ａ）に示すように、電極１５に正極性の直流電圧と交流電圧を印加して、絶縁層１６上に負帯電の表示粒子２１を付着させる。
表示粒子２２およびキャリア２２０を混合することにより表示粒子２２を正帯電させ、混合物（２２，２２０）を、図６（ｂ）に示すように、導電性のステージ１００上に置き、他方の電極付き基板を、ステージ１００と所定の間隔を空けて設置する。次いで、図６（ｂ）に示すように、電極１５に負極性の直流電圧と交流電圧を印加して、絶縁層１６上に正帯電の表示粒子２２を付着させる。負帯電の表示粒子を付着させた電極付き基板と、正帯電の表示粒子を付着させた電極付き基板とを、図６（ｃ）に示すように、所定の間隔になるように隔壁で調整して重ね、基板周辺を接着し、画像表示装置を得ることができる。
【００５０】
上記した電子写真現像方式において、負帯電の表示粒子および正帯電の表示粒子を付着させる際、電極１５とステージ１００との間に印加される直流電圧および交流電圧、電圧印加時間、ならびに電極１５とステージ１００との間隙距離を調整することにより、それらの表示粒子の帯電分布を制御できる。例えば、直流電圧、交流電圧が小さすぎたり、電圧印加時間が短すぎたり、上記間隙距離が大きすぎたりする場合、粒子の付着量が不足する傾向があり、しかも所定の帯電量を有する粒子の含有割合が少なくなる。また、直流電圧、交流電圧が大きすぎたり、電圧印加時間が長すぎたり、上記間隙距離が小さすぎたりする場合、帯電量の絶対値が所定範囲よりも大きい粒子や小さい粒子が混在して付着するため、結果として所定の帯電量を有する粒子の含有割合が少なくなる。従って、直流電圧、交流電圧、電圧印加時間、上記間隙距離を最適な条件に調整する必要がある。
【００５１】
具体的には、例えば、交流電圧を２ｋＶ、周波数を２ｋＨｚ、電極１５とステージ１００との間隙距離を約２ｍｍとした場合、直流電圧の絶対値は５０〜２００Ｖ、に、電圧印加時間は２〜１０秒間に設定される。
【００５２】
負帯電の表示粒子および正帯電の表示粒子を帯電させるためのキャリアおよび混合条件は、それらの表示粒子の帯電量分布が狭くなるように調整されていることが好ましい。一般には、キャリア粒子表面積の５０〜８０％くらいを覆う粒子量に設定し混合することがのぞましい。このとき、負帯電の表示粒子を付着させるための条件は、正帯電の表示粒子を付着させるための条件と極性のみ逆で同等になるように調整される。
【実施例】
【００５３】
＜実施例１＞
［正帯電用表示粒子（白色粒子）の製造］
下記した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。
スチレンアクリル樹脂（重量平均分子量２０，０００）          １００重量部
アナタース型酸化チタン（平均一次粒径１５０ｎｍ）              ３０重量部
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、体積平均粒径８．２μｍおよびＣＶ２０の白色の母体粒子を製造した。次に、上記白色の母体粒子１００重量部に、アミノシランカップリング処理されたシリカ微粒子（平均一次粒径５０ｎｍ）を０．６重量部添加し、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分間の混合処理を行った。引き続きアミノカップリング処理を行った平均一次粒径が１５ｎｍのシリカ微粒子を１．０重量部添加し、同様の処理を行うことにより白色粒子を製造した。
【００５４】
［負帯電用表示粒子（黒色粒子）の製造］
下記した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。
スチレンアクリル樹脂（重量平均分子量２０，０００）          １００重量部
カーボンブラック（平均一次粒径２５ｎｍ）                      １０重量部
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、体積平均粒径８．０μｍおよびＣＶ２０の黒色母体粒子を製造した。次に、上記黒色母体粒子１００重量部に、アミノシランカップリング処理されたシリカ微粒子（平均一次粒径５０ｎｍ）を０．６重量部添加し、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分間の混合処理を行った。引き続きアミノカップリング処理を行った平均一次粒径が１５ｎｍのシリカ微粒子を１．０重量部添加し、同様の処理を行うことにより黒色粒子を製造した。
【００５５】
［正帯電用表示粒子を帯電させるためのキャリアＡ］
平均粒子径８０μｍのフェライトコア１００重量部に対して、フッ素化アクリレート樹脂粒子を２部加え、これら原料を水平回転翼型混合機に投入し、水平回転翼の周速が８ｍ／秒となる条件で２２℃で１０分間混合攪拌した後、９０℃に加熱し４０分攪拌して、キャリアＡを製造した。
【００５６】
［負帯電用表示粒子を帯電させるためのキャリアＢ］
平均粒子径８０μｍのフェライトコア１００重量部に対して、シクロヘキシルメタクリレート樹脂粒子を２部加え、これら原料を水平回転翼型混合機に投入し、水平回転翼の周速が８ｍ／秒となる条件で２２℃で１０分間混合攪拌した後、９０℃に加熱し４０分攪拌して、キャリアＢを製造した。
【００５７】
［画像表示装置の製造］
画像表示装置は、図１（ａ）と同様の構造を有するように、以下の方法に従って製造した。長さ８０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板１１を２枚用意し、各基板面上には、厚さ３００ｎｍのインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）被膜（抵抗３０Ω／□）からなる電極１５を蒸着法により形成した。上記電極上に、ポリカーボネート樹脂１２ｇを、テトラヒドロフラン８０ｍｌとシクロヘキサノン２０ｍｌの混合溶媒に溶解させてなる塗布液を、スピンコート法により塗布して厚さ３μｍの絶縁層１６を形成し、一対の電極付き基板を得た。
【００５８】
負帯電用表示粒子１ｇおよびキャリアＢ ９ｇを振とう機（ＹＳ−ＬＤ（株）ヤヨイ製）により３０分間混合することにより、表示粒子を帯電させた。得られた混合物（２１，２１０）を、図６（ａ）に示すように、導電性のステージ１００上に置き、一方の電極付き基板を、ステージ１００と約２ｍｍの間隔を空けて設置した。電極１５とステージ１００との間に、ＤＣバイアス＋５０Ｖ，ＡＣバイアス２．０ｋＶ，周波数２．０ｋＨｚを１０秒間印加して、絶縁層１６上に負帯電の表示粒子２１を付着させた。
【００５９】
正帯電用表示粒子１ｇおよびキャリアＡ ９ｇを振とう機（ＹＳ−ＬＤ（株）ヤヨイ製）により３０分間混合することにより、表示粒子を帯電させた。得られた混合物（２２，２２０）を、図６（ｂ）に示すように、導電性のステージ１００上に置き、他方の電極付き基板を、ステージ１００と約２ｍｍの間隔を空けて設置した。電極１５とステージ１００との間に、ＤＣバイアス−５０Ｖ，ＡＣバイアス２．０ｋＶ，周波数２．０ｋＨｚを１０秒間印加して、絶縁層１６上に正帯電の表示粒子２２を付着させた。
【００６０】
負帯電の表示粒子を付着させた電極付き基板と、正帯電の表示粒子を付着させた電極付き基板とを、図６（ｃ）に示すように、間隔５０μｍになるように隔壁で調整して重ね、基板周辺をエポキシ系接着剤にて接着し、画像表示装置とした。なお、２種類の表示粒子のガラス基板間への体積占有率は５０％であった。正帯電の表示粒子と負帯電の表示粒子との含有割合は正帯電の表示粒子／負帯電の表示粒子の個数比でほぼ１／１にしてある。
【００６１】
＜実施例２〜４、比較例１〜６＞
負帯電の表示粒子および正帯電の表示粒子の封入条件を表１に記載のように変更したこと以外、実施例１と同様の方法により、画像表示装置を製造した。
【００６２】
＜比較例７＞
負帯電の表示粒子および正帯電の表示粒子の封入を、特開２００５−２５８１５７号公報に記載の方法に従って、図８に記載の散布装置を用いて行ったこと以外、実施例１と同様の方法により画像表示装置を製造した。詳しくは、負帯電の表示粒子を封入する場合は輸送配管をＰＦＡチューブをつかい帯電させ、正帯電の表示粒子を封入する場合は、ＳＵＳ管をつかい帯電させた。
【００６３】
＜比較例８＞
負帯電の表示粒子および正帯電の表示粒子の封入を、特開２００３−２４１２３１号公報に記載の方法に従って、図９に記載の粉体塗装装置を用いて行ったこと以外、実施例１と同様の方法により、画像表示装置を製造した。詳しくは、負帯電の表示粒子を封入する場合はノズル先端に−４０ｋＶの電圧を印加し、正帯電の表示粒子を封入する場合は、＋４０ｋＶの電圧を印加した。
【００６４】
＜評価＞
・帯電量分布の評価
前記した方法に従って、画像表示装置から正帯電表示粒子と負帯電表示粒子とを分離・採取し、Ｅ−Ｓｐａｒｔ測定機（Ｍｏｄｅｌ  ＥＳＴ−ＩＩ；ホソカワミクロン製）により各表示粒子の帯電量分布を測定した。例えば、実施例１の画像表示装置から分離された負帯電表示粒子および正帯電表示粒子の帯電量分布のグラフをそれぞれ図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示した。
【００６５】
・駆動特性の評価
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表示画像の反射濃度を測定することにより、表示特性を評価した。尚、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（１サイクル）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＋２５０Ｖまで５０Ｖ間隔で電圧を変化させながら印加を行う。
（２）＋２５０Ｖから−２５０Ｖまで５０Ｖ間隔で電圧を変化させながら印加を行う。
（３）−２５０Ｖより０Ｖまで５０Ｖ間隔で電圧を変化させながら印加を行う。
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時に、表示が白から黒に変化することが確認された。なお、画像表示装置の視認方向上流側の電極に印加する電圧を変化させ、他方の電極は電気的に接地させた。濃度は、反射濃度計「ＲＤ−９１８（マクベス社製）」を用いて測定した。
【００６６】
評価は、初期および１万サイクルの電圧印加後において、表示特性としてコントラストおよび濃度ばらつきについて行った。繰り返しの電圧印加は交流電圧２５０Ｖ、周波数２Ｈｚの矩形波を印加した。
【００６７】
（コントラスト）
＋２５０Ｖを印加したときの濃度（黒濃度）、−２５０Ｖを印加したときの濃度（白濃度）を測定した。濃度は任意の５箇所について測定し、それらの平均値を用いた。黒濃度と白濃度との差に基づいてコントラストを評価した。コントラストは、濃度差が１．００以上を合格（○）、１．００未満を不合格（×）とした。
【００６８】
（濃度ばらつき）
コントラストの評価において測定された黒濃度および白濃度それぞれ５個づつの測定値について、最大値と最小値との差を求め、濃度ばらつきを評価した。濃度ばらつきは、濃度差が０．１０以下を合格（○）、０．１０を超えると不合格（×）とした。
【００６９】
（最低駆動電圧Ｖ１）
最低駆動電圧は、０Ｖから＋２５０Ｖまで１０Ｖ間隔で変化させた時、表示濃度の値が下記の値となる時の電圧Ｖ１である。Ｖ１は、５０Ｖ以下を合格（○）、５０Ｖ未満を不合格（×）とした。
表示濃度＝ＣＷ＋｛（ＣＢ−ＣＷ）×０．１｝
コントラストの初期評価において測定された黒濃度を「ＣＢ」、白濃度を「ＣＷ」とする。
【００７０】
【表１】
2009216879.tif 000002
【００７１】
【表２】
2009216879.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【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表示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表示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】表示粒子の封入方法の一例を示す模式図である。
【図６】表示粒子の封入方法の一例を示す模式図である。
【図７】（Ａ）および（Ｂ）は共に、実施例で測定された帯電量分布のグラフである。
【図８】比較例３の封入方法の一例を示す模式図である。
【図９】比較例４の封入方法の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０：画像表示装置、１１：１２：基板、１５：電極、１６：絶縁層、１７：隔壁、１８：隙間、１８ａ：画像表示面、２１：黒色粒子、２２：白色粒子。
【図１】
2009216879.tif 000004
【図２】
2009216879.tif 000005
【図３】
2009216879.tif 000006
【図４】
2009216879.tif 000007
【図５】
2009216879.tif 000008
【図６】
2009216879.tif 000009
【図７】
2009216879.tif 000010
【図８】
2009216879.tif 000011
【図９】
2009216879.tif 000012