JP2006023541A

JP2006023541A - 画像表示用パネル及びその製造方法

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Publication number: JP2006023541A
Application number: JP2004201551A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Yamazaki; 博貴山崎
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-07-08
Filing date: 2004-07-08
Publication date: 2006-01-26

Abstract

【課題】セルを画成する隔壁からの画像表示媒体の抜けがなく、その結果画像表示媒体の偏在を防止でき、安定した画質の画像を得ることができる画像表示用パネル及びその製造方法を提供する。
【解決手段】少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板１、２間に、隔壁４によって仕切られた複数のセルを形成し、セル内に画像表示媒体３を封入し、画像表示媒体に電界を付与することによって、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルにおいて、セルを画成するために設ける隔壁が、２枚の基板の双方に設けた隔壁を互いに対向させて接合した構造を有する。好ましくは、隔壁４を、各基板において隔壁の交点４−１を隔壁の他の部分４−２よりも高く構成し、２枚の基板の双方に設けた隔壁の交点を互いに対向させて接合し、かつ、この部分の隔壁の高さによって基板間の距離を決定する構造
とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、セル内に画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を付与することによって、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネル及びその製造方法に関するものである。

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色粒子回転方式等の技術を用いた画像表示装置が提案されている。

これら従来技術は、ＬＣＤと比較すると、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があることから、次世代の安価な画像表示装置に使用可能な技術として考えられており、携帯端末用画像表示、電子ペーパー等への展開が期待されている。特に最近では、分散粒子と着色溶液から成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して成る電気泳動方式が提案され、期待が寄せられている。

しかしながら、電気泳動方式では、液中を粒子が泳動するために液の粘性抵抗により応答速度が遅くなるという問題がある。さらに、低比重の溶液中に酸化チタン等の高比重の粒子を分散させているため沈降しやすくなっており、分散状態の安定性維持が難しく、画像繰り返し安定性に欠けるという問題を抱えている。また、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て、見かけ上、上述した欠点が現れにくくしているだけであって、本質的な問題は何ら解決されていない。

一方、溶液中での挙動を利用する電気泳動方式に対し、溶液を使わず、導電性粒子と電荷輸送層とを基板の一部に組み入れる方式も提案され始めている（例えば、非特許文献１参照）。しかし、電荷輸送層、さらには電荷発生層を配置するために構造が複雑化するとともに、導電性粒子に電荷を一定に注入することは難しいため、安定性に欠けるという問題もある。

上述した種々の問題を解決するための一方法として、少なくとも一方が透明である２枚の対向する基板間に、隔壁により互いに隔離されたセルを形成し、セル内に画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を与え、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルが知られている。
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

上述した構成の画像表示用パネルでは、通常、一方の基板にのみ隔壁を設け、隔壁の頂上部と他方の基板とを接合することで、２枚の基板を接合していた。その際、予め隔壁を設けた側と反対側の基板と隔壁の頂上部との隙間から、充填した画像表示媒体が抜けることがあり、画像表示媒体の偏在を起こし、画像表示した画像の画質安定の妨げになる問題があった。また、隔壁の頂上部と基板との隙間からの画像表示媒体の抜けを防ぐために、接着剤等で貼り合わせると、セル内の基板にはみ出した接着剤に画像表示媒体が付着し、画像表示媒体が移動し難くなる問題も発生していた。

本発明の目的は上述した課題を解消して、セルを画成する隔壁からの画像表示媒体の抜けがなく、その結果画像表示媒体の偏在を防止でき、安定した画質の画像を得ることができる画像表示用パネル及びその製造方法を提供しようとするものである。

本発明の画像表示用パネルは、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、セル内に画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を付与することによって、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルにおいて、セルを画成するために設ける隔壁が、２枚の基板の双方に設けた隔壁を互いに対向させて接合した構造を有することを特徴とするものである。

本発明の画像表示用パネルの好適例としては、２枚の基板の双方に設けた隔壁の高さによって基板間の距離を決定すること、セルを画成するために設ける隔壁が、各基板において隔壁の交点を隔壁の他の部分よりも高く構成し、２枚の基板の双方に設けた隔壁の交点を互いに対向させて接合し、かつ、この部分の隔壁の高さによって基板間の距離を決定する構造を有すること、及び、画像表示媒体が粒子群または粉流体であること、がある。

また、本発明の画像表示用パネルの製造方法は、上述した構成の画像表示用パネルの製造方法において、２枚の基板の双方に隔壁を設け、接合すべき隔壁の部分に接着剤を塗布し、隔壁の接合すべき部分を互いに対向させて接合することで、２枚の基板を接合することを特徴とするものである。

本発明では、セルを画成するために設ける隔壁が、２枚の基板の双方に設けた隔壁を互いに対向させて接合した構造を有すること、すなわち、隔壁の接合部を両基板の中間としたことで、セルを画成する隔壁からの画像表示媒体の抜けを無くすことができ、その結果画像表示媒体の偏在を防止できるとともに、安定した画質の画像を得ることができる。

まず、本発明の画像表示用パネルの基本的な構成について説明する。本発明の画像表示用パネルでは、対向する２枚の基板間に封入した２種類の、互いに帯電特性の異なる画像表示媒体（粒子群または粉流体）に電界が付与される。付与された電界方向にそって、高電位側に向かっては低電位に帯電した画像表示媒体が電界の力やクーロン力などによって引き寄せられ、また、低電位側に向かっては高電位に帯電した画像表示媒体がク電界の力やーロン力などによって引き寄せられ、それら画像表示媒体が電位の切替による電界方向の変化によって往復運動することにより、画像表示がなされる。従って、画像表示媒体が、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、画像表示用パネルを設計する必要がある。ここで、画像表示媒体とする粒子または粉流体にかかる力は、粒子同士または粉流体同士のクーロン力により引き付けあう力の他に、電極や基板との電気影像力、分子間力、液架橋力、重力などが考えられる。

本発明の画像表示用パネルの例を、図１〜図３に基づき説明する。
図１に示す例では、２種以上の色の異なる画像表示媒体３（ここでは白色粒子３Ｗと黒色粒子３Ｂを示す）を、基板１、２の外部から加えられる電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させ、黒色粒子３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色粒子３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、基板１、２との間に例えば格子状に隔壁４を設け表示セルを画成している。
図２に示す例では、２種以上の色の異なる画像表示媒体３（ここでは白色粒子３Ｗと黒色粒子３Ｂを示す）を、基板１に設けた電極５と基板２に設けた電極６との間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させ、黒色粒子３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色粒子３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、基板１、２との間に例えば格子状に隔壁４を設け表示セルを画成している。
図３に示す例では、１種の色の粒子３（ここでは白色粒子３Ｗ）を、基板１上に設けた電極５と電極６との間に電圧を印加させることにより発生する電界に応じて、基板１、２と平行方向に移動させ、白色粒子３Ｗを観察者に視認させて白色表示を行うか、あるいは、電極６または基板１の色を観察者に視認させて電極６または基板１の色の表示を行っている。なお、基板１、２との間に例えば格子状に隔壁４を設け表示セルを画成している。
以上の説明は、白色粒子３Ｗを白色粉流体に、黒色粒子３Ｂを黒色粉流体に、それぞれ置き換えた場合も同様に適用することが出来る。

本発明の画像表示用パネル及びその製造方法の特徴は、セルを画成するために設ける隔壁４が、２枚の基板１、２の双方に設けた隔壁を互いに対向して接合した構造を有する点、さらに好適な例としては、セルを画成するために設ける隔壁４が、各基板において隔壁の交点を隔壁の他の部分よりも高く構成し、２枚の基板の双方に設けた隔壁の交点を互いに対向させて接合し、かつ、この部分の隔壁の高さによって基板間の距離を決定する構造を有する点、にある。以下、上述した好適例を中心に本発明を説明する。

図４（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルにおける隔壁の一例を示す図であり、図４（ａ）は隔壁の平面を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面を示している。図４（ａ）、（ｂ）に示す例では、説明の都合上、２×２セルの例を示しているが、実際の画像表示用パネルではもっと多数のセルからパネルが構成されている。図４（ａ）、（ｂ）に示す例において、隔壁４は、隔壁が交差する交点部分４−１と交点部分４−１以外の壁部分４−２とから構成されている。そして、交点部分４−１の高さがその他の壁部分４−２の高さよりも高くなるよう構成されている。本例では交点部分４−１の頂上部分が接合のために使用される。図４（ａ）、（ｂ）に示す構成の隔壁４を基板１、２の双方に設けている。

本発明の画像表示用パネルにおける隔壁４の形状については特に限定せず、パネルやセルの大きさに応じて適宜選択することができるが、以下の形状であることが好ましい。まず、強度および表示画面の面積上の制約から、隔壁４の幅は２〜１００μｍが好ましく、３〜５０μｍがさらに好ましい。各隔壁４の長さ（セルの大きさに関係する）は２００〜５００μｍが好ましい。隔壁４の交点部分４−１の長さは５〜３０μｍが好ましく、５〜２０μｍがさらに好ましい。交点部分４−１の長さが５μｍより小さいと基板１、２間の距離を確保して基板１、２を支える強度に問題があり、３０μｍを超えると充填時に交点部分４−１の頂上に載った画像表示媒体３を確実に除去することができなくなるので好ましくない。

このような隔壁４により形成される表示セルは、図５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４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。いずれの方法においても本発明を好適に用いることができる。

図６（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの製造方法の一例を説明するための図である。まず、図６（ａ）に示すように、両基板１、２上にセルを画成する隔壁４を設ける。この際、隔壁４のうち交点部分４−１をその他の壁部分４−２よりも高く構成し、かつ、交点部分４−１を重ね合わせた際、基板１、２間の間隔が所定の基板間間隔となるように隔壁４を構成する。次に、下側の基板１上の隔壁４で画成されたセル内に、所定の画像表示媒体３を充填する。その後、図６（ｂ）に示すように、隔壁４の交点部分４−１を重ね合わせて接合することで、本発明の画像表示用パネルを得ることができる。

上述した例では、画像表示媒体３の充填にあたり、隔壁４の交点部分４−１に載った画像表示媒体３は両基板１、２の接合前に確実に除去できるので、基板１、２間の距離はこの隔壁４の交点部分４−１の高さによって一定にすることができ、隔壁４の交点部分４−１の合わせ面に隙間が生じることが少なく、画像表示媒体３の抜けをなくすことができる。また、この構造では、セルを画成する隔壁４は壁部分４−２の部分で隙間があり完全には閉じていないが、隙間となる位置は両基板１、２からは離れた位置であるので、隔壁頂上部と基板表面との隙間で従来問題となっていた画像表示媒体３の抜けが起こることがない。その理由は明らかではないが、移動した画像表示媒体３の移動終点となる基板１、２の表面にある隙間と、移動の中間地点にある隙間との違いが原因となっていると考えられる。充填時に交点部分４−１の頂上部に載った画像表示媒体３を除去するには、除去ローラ、除去シートを用いたり、プレートで擦り切る方法が用いられるが、隔壁４の一部を高くすなわち交点部分４−１が高くなっていると、その部分は確実に画像表示媒体３を除去できる。この理由も明らかではないが、除去時、除去部材と交点部分４−１の頂上との間に働く応力に違いがあるためと考えられる。接合部分となる隔壁部分から余分な画像表示媒体３が除去されていることが重要で、接合部とならない隔壁頂上に多少の画像表示媒体３が残っていても、基板間距離には影響しないのでかまわない。

図７（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの製造方法の他の例を説明するための図である。図７（ａ）〜（ｃ）に示す例では、図６（ａ）、（ｂ）に示す例とは異なり、基板を除いた電極と隔壁との関係を示している。まず、図７（ａ）に示すように背面の基板２側において隔壁４（交点部分４−１と壁部分４−２）に水平方向のセル毎にライン電極５−１を形成して、背面の基板２側の電極５と隔壁４とを準備するとともに、図７（ｂ）に示すように前面の基板１側において隔壁４（交点部分４−１と壁部分４−２）にライン電極５−１とは９０度異なる垂直方向のセル毎に透明なライン電極５−２を形成して、前面の基板１側の電極５と隔壁４とを準備する。そして、図７（ａ）に示すように、背面の基板２側のセル内に白色粒子３Ｗと黒色粒子３Ｂとを充填した後、図７（ｃ）に示すように隔壁４の交点部分４−１同士を重ね合わせて接合することで、本発明の画像表示用パネルを得ることができる。画像表示媒体３（粒子または粉流体）は、前面基板側に充填しても、背面基板側に充填してもかまわない。さらに、両方の基板側に充填してもかまわない。

図８は本発明の画像表示用パネルの他の例を説明するための図である。上述した例ではいずれも四角形のセルを例示したが、図８に示すように六角形のハニカム形状のセルを利用することもできる。この場合も、隔壁４を交点部分４−１とその他の壁部分４−２とから構成することで、上述した例と同様にして本発明の画像表示用パネルを得ることができる。

以下、本発明の画像表示用パネルを構成する各部材について説明する。

基板については、少なくとも一方の基板はパネル外側から画像表示媒体の色が確認できる透明な基板１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。基板２は透明でも不透明でもかまわない。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、ポリイミド、アクリルなどのポリマーシートや、金属シートのように可とう性のあるもの、および、ガラス、石英などの可とう性のない無機シートが挙げられる。基板の厚みは、２〜５０００μｍが好ましく、さらに５〜２０００μｍ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、５０００μｍより厚いと、薄型画像表示用パネルとする場合に不都合がある。

必要に応じて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。なお、高分子材料は酸素ＲＩＥでエッチングされるので、電極材料として用いる場合には留意する必要がある。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。なお、電極厚みは、導電性が確保でき光透過性に支障がなければ良く、３〜１０００ｎｍ、好ましくは５〜４００ｎｍが好適である。背面側基板に設ける電極の材質や厚みなどは上述した視野側基板に設ける電極と同様であるが、透明である必要はない。なお、この場合の外部電圧入力は、直流あるいは交流を重畳しても良い。

次に、本発明の画像表示用パネルで用いる画像表示媒体としての粉流体について説明する。なお、本発明の画像表示媒体としての粉流体の名称については、本出願人が「電子粉流体（登録商標）」の権利を得ている。

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。

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。

本発明の画像表示用パネルは、少なくとも一方が透明な、対向する基板間に、画像表示媒体として例えば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。
本発明に例えば用いる粉流体とは、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。

次に、本発明の画像表示用パネルで用いる画像表示媒体としての粒子について説明する。粒子は、その主成分となる樹脂に、必要に応じて、従来と同様に、荷電制御剤、着色剤、無機添加剤等を含ますことができる。以下に、樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤を例示する。

樹脂の例としては、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、アクリル樹脂、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、アクリルフッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレンアクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、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、ポリカーボネート樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられ、２種以上混合することもできる。特に、基板との付着力を制御する観点から、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、アクリルフッ素樹脂、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、フッ素樹脂、シリコーン樹脂が好適である。

荷電制御剤としては、特に制限はないが、負荷電制御剤としては例えば、サリチル酸金属錯体、含金属アゾ染料、含金属（金属イオンや金属原子を含む）の油溶性染料、４級アンモニウム塩系化合物、カリックスアレン化合物、含ホウ素化合物（ベンジル酸ホウ素錯体）、ニトロイミダゾール誘導体等が挙げられる。正荷電制御剤としては例えば、ニグロシン染料、トリフェニルメタン系化合物、４級アンモニウム塩系化合物、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体等が挙げられる。その他、超微粒子シリカ、超微粒子酸化チタン、超微粒子アルミナ等の金属酸化物、ピリジン等の含窒素環状化合物及びその誘導体や塩、各種有機顔料、フッ素、塩素、窒素等を含んだ樹脂等も荷電制御剤として用いることもできる。

着色剤としては、以下に例示するような、有機または無機の各種、各色の顔料、染料が使用可能である。

黒色着色剤としては、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、活性炭等がある。
青色着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣ等がある。
赤色着色剤としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２等がある。

黄色着色剤としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファーストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２等がある。
緑色着色剤としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧ等がある。
橙色着色剤としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダスレンブリリアントオレンジＧＫ、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１等がある。
紫色着色剤としては、マンガン紫、ファーストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ等がある。
白色着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等がある。

体質顔料としては、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等がある。また、塩基性、酸性、分散、直接染料等の各種染料として、ニグロシン、メチレンブルー、ローズベンガル、キノリンイエロー、ウルトラマリンブルー等がある。

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。
これらの顔料および無機系添加剤は、単独であるいは複数組み合わせて用いることができる。このうち特に黒色顔料としてカーボンブラックが、白色顔料として酸化チタンが好ましい。

また、本発明の画像表示用パネルで用いる画像表示媒体として用いる粒子は平均粒子径d(0.5)が、０．１〜５０μｍの範囲であり、均一で揃っていることが好ましい。平均粒子径d(0.5)が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くなりすぎるために粒子の移動に支障をきたすようになる。

更に本発明では、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。）
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。

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。

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。
ここで、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.）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。

画像表示媒体の帯電量は当然その測定条件に依存するが、画像表示用パネルにおける画像表示媒体の帯電量はほぼ、初期帯電量、隔壁との接触、基板との接触、経過時間に伴う電荷減衰に依存し、特に画像表示媒体の帯電挙動の飽和値が支配因子となっているということが分かった。

更に、本発明においては基板間の画像表示媒体を取り巻く空隙部分の気体の管理が重要であり、表示安定性向上に寄与する。具体的には、空隙部分の気体の湿度について、２５℃における相対湿度を６０％RH以下、好ましくは５０％RH以下、更に好ましくは３５％RH以下とすることが重要である。
この空隙部分とは、図１〜図３において、対向する基板１、基板２に挟まれる部分から、電極５、６、画像表示媒体（粒子群あるいは粉流体３）の占有部分、隔壁４の占有部分（存在する場合）、装置シール部分を除いた、いわゆる画像表示媒体が接する気体部分を指すものとする。
空隙部分の気体は、先に述べた湿度領域であれば、その種類は問わないが、乾燥空気、乾燥窒素、乾燥アルゴン、乾燥ヘリウム、乾燥二酸化炭素、乾燥メタンなどが好適である。この気体は、その湿度が保持されるように装置に封入することが必要であり、例えば、画像表示媒体の充填、基板の組み立てなどを所定湿度環境下にて行い、さらに、外からの湿度侵入を防ぐシール材、シール方法を施すことが肝要である。

本発明の画像表示用パネルにおける基板と基板との間隔は、画像表示媒体が移動できて、コントラストを維持できればよいが、通常１０〜５００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍに調整される。
対向する基板間の空間における画像表示媒体の体積占有率は５〜７０％が好ましく、さらに好ましくは５〜６０％である。７０％を超える場合には画像表示媒体の移動の支障をきたし、５％未満の場合にはコントラストが不明確となり易い。

以下、本発明、比較例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記に限定されるものではない。なお、実施例および比較例の画像表示用パネルは、下記の方法にて作製したものを、下記の基準に従い評価した。

「画像表示用パネルの作製」
まず、ＩＴＯ電極付きの透明なガラス基板（７ｃｍ×７ｃｍ□）を前面基板および背面基板として準備し、それぞれに高さ５０μｍのリブにより隔壁を形成した。
リブの形成は以下の手順による。
ペーストは、無機粉体としてＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＺｎＯを溶融、冷却、粉砕したガラス粉体を、樹脂として熱硬化性のエポキシ樹脂を準備して、溶剤にて粘度１２０００ｃｐｓになるように調整したペーストを作製した。次に、ペーストを前述基板全面上に塗布し、１５０℃で加熱硬化させ、この塗布〜硬化を繰り返す事により、厚み（隔壁の高さに相当）５０μｍになるように調整した。次に、ドライフォトレジストを貼り付けて、露光〜エッチングにより、所望の隔壁パターンが形成されるようなマスクを作製した。次に、サンドブラストにより、所定の隔壁形状になるように余分な部分を除去し、所望とする形状の隔壁を形成した。

次に、色と帯電特性の異なる２種類の粒子群（粒子群Ａ、粒子群Ｂ）をそれぞれ準備する。隔壁を形成した基板を、湿度４０％ＲＨ以下の乾燥した容器内に移し、まず、粒子群Ａを第１の粒子群として、容器内上部に設けられたノズルから容器内に分散して、容器下部に置かれた基板上のセル内に散布することにより粒子群Ａを充填した。続いて、粒子群Ｂを第２の粒子群として、容器内上部に設けられた別のノズルから容器内に分散して、容器下部に置かれた基板上のセル内（すでに粒子群Ａが充填されている）に散布することにより粒子群Ａに重ねて充填した。粒子群Ａと粒子群Ｂの充填配置量は同体積量ずつとし、２枚の基板を貼り合わせてできる基板間に対する双方の粒子群が合わさった体積占有率が２６ｖｏｌ％となるように調整した。続いて、除去ローラを基板上を転がすことによって、隔壁頂上に載った余分な粒子群を除去した。次に、粒子群がセル内に充填配置された基板にもう一方の基板を重ね合わせ、基板周辺の外周部分をエポキシ系接着剤にて接着、シールして粒子群を封入し、画像表示用パネルを作製した。

「表示機能の評価」
作製した表示用パネルを組み込んだ表示装置に、２５０Ｖの電圧を印加して電位を反転させることにより、黒色〜白色の表示を繰り返した。表示機能の評価は、白色表示時および黒色表示時の表示面を光学顕微鏡で観察して隔壁交点部分付近セル内にある画像表示媒体（粒子群）の均一性を調べた。

「画像表示媒体」
実施例、比較例では画像表示媒体として、帯電特性の異なる白黒２色の粒子群（粒子群Ａ、粒子群Ｂ）を用いた。
粒子群Ａは、アクリルウレタン樹脂ＥＡＵ５３Ｂ（亜細亜工業（株）製）/ＩＰＤＩ系架橋剤エクセルハードナーＨＸ（亜細亜工業（株）製）にカーボンブラック（ＭＡ１００三菱化学（株））４重量部、荷電制御剤ボントロンＮ０７（オリエント化学（株）製）２重量部を添加し、混練り後、ジェットミルにて粉砕し、さらにハイブリダイザー装置（奈良機械製作所（株）製）を用いて機械的衝撃力を加えて略球状としてから分級して作製した。作製された粒子群Ａは、平均粒子径が９．１μｍ、略球状で負帯電性の黒色粒子群であった。

粒子群Ｂは、ターシャリーブチルメタクリレ−トモノマー８０重量部とメタクリル酸２−（ジエチルアミノ）エチルモノマ−２０重量部に０．５重量部のＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）を溶解し、カップリング剤処理して親油性とした酸化チタン２０重量部を分散させて得られた液を、１０倍量の０．５％界面活性剤（ラウリル硫酸ナトリウム）水溶液に懸濁、重合させ、濾過、乾燥させた後、分級機（ＭＤＳ−２：日本ニュ−マチック工業）を用いて作製した。作製された粒子群Ｂは、平均粒子径が８．５μｍで正帯電性の球状白色粒子であり、これを粒子群Ｂとした。

＜実施例１＞
セルが四角形状で格子状配置になるように、かつ、隔壁の交点となる部分と他の位置の高さが同じ５０μｍとなるように隔壁を形成した前面基板と背面基板を用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、表示機能を評価した。結果を表１に示す。

＜実施例２＞
セルが六角形状でハニカム状配置になるように、かつ、隔壁の交点と他の位置の高さが同じ５０μｍとなるように隔壁を形成した前面基板と背面基板を用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、表示機能を評価した。結果を表１に示す。

＜実施例３＞
セルが四角形状で格子状配置になるように、かつ、隔壁の交点となる部分の高さを５０μｍとし、隔壁の他の位置の高さを５０μｍより低くなるように隔壁を形成した前面基板と背面基板を用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、表示機能を評価した。結果を表１に示す。

＜実施例４＞
セルが四角形状で格子状配置になるように、かつ、隔壁の交点となる部分と他の位置の高さが同じ５０μｍとなるように隔壁を形成した前面基板と背面基板を用い、隔壁の交点部分にエポキシ系接着剤を設けて基板を貼り合わせた以外は、前述の手順と同様にして表示用パネルを作製し、表示機能を評価した。結果を表１に示す。

＜実施例５＞
セルが四角形状で格子状配置になるように、かつ、隔壁の交点となる部分の高さを５０μｍとし、隔壁の他の位置の高さを５０μｍより低くなるように隔壁を形成した前面基板と背面基板を用い、隔壁の交点部分にエポキシ系接着剤を設けて基板を貼り合わせた以外は、前述の手順と同様にして表示用パネルを作製し、表示機能を評価した。結果を表１に示す。

＜比較例１＞
セルが四角形状で格子状配置になるように、かつ、隔壁の交点となる部分と他の位置の高さが同じ１００μｍとなるように前面基板にのみ隔壁を形成し、背面基板には隔壁を形成していないものを用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、表示機能を評価した。結果を表１に示す。

＜比較例２＞
セルが四角形状で格子状配置になるように、かつ、隔壁の交点となる部分と他の位置の高さが同じ１００μｍとなるように前面基板にのみ隔壁を形成し、背面基板には隔壁を形成していないものを用い、隔壁の接合部分にエポキシ系接着剤を設けて基板を貼り合わせた以外は、前述の手順と同様にして表示用パネルを作製し、表示機能を評価した。結果を表１に示す。

＜比較例３＞
セルが四角形状で格子状配置になるように、かつ、隔壁の交点となる部分と他の位置の高さが同じ５０μｍとなるように隔壁を形成した前面基板と背面基板を用い、隔壁の接合部分にエポキシ系接着剤を設けて基板を貼り合わせた以外は、前述の手順と同様にして表示用パネルを作製し、表示機能を評価した。結果を表１に示す。

表１の結果から以下のことがわかる。まず、セル内の隔壁接合面が基板表面から離れた位置にある実施例１〜実施例５では、粒子がセルから抜け出すことがなく、初期から１０００００回後においても良い状態が保たれる。一方、隔壁接合面が基板表面にある比較例１、比較例２では、初期こそセル内の粒子の状態に問題はないが、１０００００回後には粒子の偏在が起こっており、反転表示の繰り返しによって次第に粒子がセルから抜け出して他のセルへ移動していることが推察される。

また、隔壁交点部分にのみ接着剤を設けた実施例４、実施例５では、反転表示の繰り返し中でも接着剤塗布部に粒子が付着することもなく、また初期から１０００００回後においても良好なセル内の粒子状態であったが、隔壁全面に接着剤を設けた比較例２、比較例３では、反転表示の繰り返し中に接着剤塗布部に粒子が付着する状況があり、１００００００回後においては、セル内の粒子状態は不良となっていた。

さらに、隔壁の接合部分が他の位置に対して僅かでも高くなっている実施例３、実施例５では、充填する粒子を散布した際に接合部となる隔壁頂上に堆積した不要な粒子を除去しやすく、その後の基板同士の貼り合わせまでの工数が軽減される。

本発明の画像表示用パネルは、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機器の表示部などに好適に用いられる。

本発明の対象となる画像表示用パネルの一例を示す図である。本発明の対象となる画像表示用パネルの他の例を示す図である。本発明の対象となる画像表示用パネルのさらに他の例を示す図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルにおける隔壁の一例を示す図である。本発明の画像表示用パネルにおける隔壁の形状の一例を示す図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの製造方法の一例を説明するための図である。（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの製造方法の他の例を説明するための図である。本発明の画像表示用パネルの他の例を説明するための図である。

符号の説明

１、２基板
３画像表示媒体（粒子または粉流体）
３Ｗ白色粒子（白色粉流体）
３Ｂ黒色粒子（黒色粉流体）
４隔壁
４−１交点部分
４−２壁部分
５、６電極
５−１、５−２ライン電極

Claims

少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、セル内に画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を付与することによって、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルにおいて、セルを画成するために設ける隔壁が、２枚の基板の双方に設けた隔壁を互いに対向させて接合した構造を有することを特徴とする画像表示用パネル。
２枚の基板の双方に設けた隔壁の高さによって基板間の距離を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像表示用パネル。
セルを画成するために設ける隔壁が、各基板において隔壁の交点を隔壁の他の部分よりも高く構成し、２枚の基板の双方に設けた隔壁の交点を互いに対向させて接合し、かつ、この部分の隔壁の高さによって基板間の距離を決定する構造を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示用パネル。
画像表示媒体が粒子群または粉流体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示用パネル。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像表示用パネルの製造方法において、２枚の基板の双方に隔壁を設け、接合すべき隔壁の部分に接着剤を塗布し、隔壁の接合すべき部分を互いに対向させて接合することで、２枚の基板を接合することを特徴とする画像表示用パネルの製造方法。