WO2003044596A1 - Feuille d'affichage d'image reversible et dispositif d'affichage d'image - Google Patents

Description

明 細 書 可逆画像表示板および画像表示装置 技術分野

本発明は、 クーロンカなどを利用した粒子の飛翔移動に伴い画像を 繰り返し表示、 消去できる可逆画像表示板および画像表示装置に関す る。 ' 背景技術

液晶 （L C D ) 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色粒子回転方式などの技術 を用いた画像表示装置 （ディスプレイ） が提案されている。

これらの画像表示装置は、 L C Dに比べて、 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、 メモリ一機能を有している' 等のメ リ ッ トから、 次世代の安価な表示装置として考えられ、 携帯端 末用表示、 電子ペーパー等への展開が期待されている。

最近、 分散粒子と着色溶液からな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する電気泳動方式が提案されている。 しかしながら、 電気泳動方式では、 液中に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いという問題がある。 また、 低比重の溶 液中に酸化チタンなどの高比重の粒子を分散させているために、 沈降 しゃすく、 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。 マイクロカプセル化にしても、 セルサ ィズをマイ クロカプセルレベルにし、 見かけ上、 このような欠点が現 れ難く しているだけで、 本質的な問題は何ら解決されていない。

以上のような溶液中での挙動を利用した電気泳動方式に対し、 最近 では溶液を使わず、 色と帯電極性が異なる 2種類の粒子を 2枚の基板 間において、 静電界をかけて互いに異なる方向の基板に飛翔付着させ て可逆的表示を行う乾式表示方式 （装置） も提案されている 〔日本画 像学会" Japan Hardcopy 99" ( 1999年 7月 21〜23日） 論文集第 249〜 252頁など〕 。

このような乾式表示装置の動作メカニズムは、 色及び帯電極性の異 なる 2種類の粒子を混合したものを電極板で挟み込み、 電極板に電圧 を印加することで極板間に電界を発生させて極性の異なる帯電粒子を 異なる方向へ飛翔させることにより表示素子として使用するものであ る。

この方式 （装置） において、 粒子にかかる力は粒子同士がクーロン 力によって引き付け合う力、 極板との電気影像力、 分子間力、 さらに は、 液架橋力、 重力などが考えられ、 これらの総合的な力に対し、 電 界によつて粒子に働きかけられる力が上回った場合に粒子の飛翔が起 こる。 そして、 各粒子はパターンを形成し、 その色調の違いによりコ ン トラス トを形成し、 ノ、'ターンを認識させる。 このコン トラス トが高 いほど視認性が良好な表示媒体となる。

そして、 この方式は電気泳動方式に対し乾式であるから粒子の移動 抵抗が小さ く応答速度が速いという長所がある。

しかし、 この方式は、

(ィ） 電荷輸送層や電荷発生層を配置するために構造が複雑になる

(口） 導電性粒子から電荷を一定に逃がすことが難しく、 表示を繰り返 すと 2種類の粒子が静電的に凝集して静電界に応答しなくなり、 寿命 が短く安定性に欠ける

(ハ） 粒子からの反射光を表示に使用するため、 色が不鮮明となったり 、 輝度が不足したり して鮮明な画像表示になり難い

(ニ） 駆動の際に強い電界を発生させる必要があり、 それに耐え得る電 気回路の設計が必要となるため、 汎用の電子材料が使用できない 等の問題があつた。 発明の開示

本発明は、 上記実情に鑑みて鋭意検討された新しいタイプの可逆画 像表示板に関するものであり、 次のような要求を満たす乾式の可逆画 像表示板および画像表示装置を提供することを目的とするものである

(a) 応答速度が速い

(b) 構造が単純である

(c) 安定性に優れる （繰り返し表示に対する寿命が長い）

(d) 鮮明性に優れる

(e) 駆動の際に強い電界を発生させる必要がなく、 汎用の電子材料を 使用して電気回路が組める

本発明者らは、 上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、

( 1) ゾ ッ クライ ト、 カラ一フィルターおよび 2対の電極を具備した 2 枚の透明基板の間に、 帯電特性の異なる粒子を封入し、 前記基板間に 電界を与えて、 前記粒子を飛翔移動させ画像を表示することによ り、 応答速度が速く、 単純な構造で、 かつ安定性および鮮明性に優れる可 逆画像表示板が得られる

(2) 透明基板および対向基板の間に、 単一の極性に帯電した単一の色 の粒子を封入し、 前記基板間に電界を与えて、 前記粒子を飛翔移動さ せ画像を表示することによ り、 応答速度が速く、 かつ粒子間の静電凝 集がなく、 繰り返し表示に対する寿命の長い可逆画像表示板が得られ る

(3) バックライ ト、 種類の電極およびカラ一フィルターを具備した 2枚の透明基板の間に、 単一の極性に帯電した粒子を封入し、 前記基 板間に電界を与えて、 前記粒子を飛翔移動させ画像を表示することに よ り、 応答速度が速く、 かつ粒子間の静電凝集がなく、 繰り返し表示 に対する寿命の長い可逆画像表示板が得られる (4) 少なく とも一方が透明である 2枚の対向する基板と、 これら基板 のいずれか一方に設けたカラ一板と、 前記基板間に形成した少なく と も 2組の対向電極対と、 前記基板間に封入した帯電特性の異なる 2種 類以上の粒子とを具え、 前記対向電極対の一方の電極の電位が他方の 電極の電位より も高くなるようにこの対向電極対に電圧を印加し、 そ れによって生じる電界によつて前記粒子を飛翔移動させて画像表示を 行うことにより、 速度応答速度が速く、 単純な構造でありながら鮮明 で安定な表示を行なうことが可能となる

(5) 少なく とも一方が透明な対向する基板間に粒子を封入し、 粒子を 飛翔移動させ画像を表示する画像表示装置において、 該粒子を色及び 帯電特性の異なる部分を有する粒子とすることにより、 駆動の際に強 い電界を発生させる必要がなく、 汎用の電子材料を使用して電気回路 が組める

ことを見出した。 以下の第 1から第 6 までの発明は、 かかる知見に基 づいて完成したものである。

すなわち第 1 の発明は、 ノ ソクライ ト、 カラ一フィルタ一および 2 対の電極を具備した 2枚の透明基板の間に、 帯電特性の異なる粒子を 封入し、 前記基板間に電界を与えて、 前記粒子を飛翔移動させ画像を 表示する可逆画像表示板である。

第 2の発明は、 透明基板および対向基板の間に、 単一の極性に帯電 した単一の色の粒子を封入し、 前記基板間に電界を与えて前記粒子を 飛翔移動させ画像を表示する可逆画像表示板である。

第 3の発明は、 バッ クライ ト、 2種類の電極およびカラーフィルタ —を具備した 2枚の透明基板の間に、 単一の極性に帯電した粒子を封 入し、 前記基板間に電界を与えて前記粒子を飛翔移動させ画像を表示 する可逆画像表示板である。

第 4の発明は、 少なく とも一方が透明である 2枚の対向する基板と

、 これら基板のいずれか一方に設けたカラ一板と、 前記基板間に形成 した少なく とも 2組の対向電極対と、 前記基板間に封入した帯電特性 の異なる 2種類以上の粒子とを具え、 前記対向電極対の一方の電極の 電位が他方の電極の電位より も高く なるようにこの対向電極対に電圧 を印加し、 それによつて生じる電界によつて前記粒子を飛翔移動させ て画像表示を行う可逆画像表示板である。

第 5の発明は、 少なく とも一方が透明な対向する基板間に、 粒子を 封入し、 粒子を飛翔移動させ画像を表示する可逆画像表示板において 、 該粒子が色及び帯電特性の異なる部分を有する可逆画像表示板であ る。

第 6の発明は、 前記第 1から第 5 までの何れかの発明の可逆画像表 示板を具えた画像表示装置である。 図面の簡単な説明

図 1及び 2は、 各々、 第 1 の発明の可逆画像表示板の表示素子の例 とその表示作動原理を示す説明図である。

図 3は、 可逆画像表示板における粒子の表面電位測定するためめ測 定装置の説明図である。

図 4〜 6 は、 各々、 第 2の発明の可逆画像表示板の表示素子の例と その表示作動原理を示す説明図である。

図 7及び 8は、 各々、 第 3の発明の可逆画像表示板の表示素子の例 とその表示作動原理を示す説明図である。

図 9及び 1 0は、 各々、 第 4の発明の可逆画像表示板の表示素子の 例とその表示作動原理を示す説明図である。 発明を実施するための最良の形態

第 1 の発明の可逆画像表示板は、 バックライ ト、 カラ一フィルター および 2対の電極を具備した 2枚の透明基板の間に、 帯電特性の異な る粒子を封入し、 前記基板間に電界を与えて、 前記粒子を飛翔移動さ せ画像を表示するものである。

ここで粒子にかかる力は、 粒子同士のクーロン力により引き付けあ う力、 極板との電気影像力、 分子間力、 さらに液架橋力、 重力などが 考えられる。

以下、 図面を用いて第 1 の発明の可逆画像表示板の表示素子の例と その表示作動原理を示す。

図 1は透明の表示基板 a 1 の内側 （対向基板と対向する側） にカラ 一フィルター a 9、 透明な電極 （A電極） a 3および絶縁体 a 1 2に よ り隔離された C電極 a 5 を設置し、 透明な対向基板 a の内側 （表 示基板と対向する側） に透明な電極 （B電極） a 4および絶縁体 a 1 2 により隔離された電極 （ D電極） a 6 を設置した場合であり、 透明 な対向基板 a 2 の外側からバッ クライ ト a 1 0により照らされるよう になっている。

図 1 ( a ) は対向する 2枚の透明な基板の間に負帯電性粒子 a 7お よび正帯電性粒子 a 8を配置した状態を示す。

この状態のものに、 電源によ り A電極 a 3側を負極、 B電極 a 4側 を正極となるように電圧を付加すると、 図 1 ( b ) に示すようにクー ロン力などによって、 正帯電性粒子 a 8は A電極 a 3側に飛翔移動し

、 負帯電性粒子 a 7は B電極 a 4側に飛翔移動する。 この場合、 表示 基板 a 1側から見る表示面はバックライ ト a 1 0からの光が遮られる ので、 非表示状態 （通常は黒色） になる。 次に電源の極性を切り替え て、 A電極 a 3及び B電極 a 4をアースに落として、 C電極 a 5を負 極、 D電極 a 6を正極となるように電圧を付加すると、 図 1 ( c ) に 示すようにクーロン力などによって、 負帯電性粒子 a 7は D電極 a 6 に飛翔移動し、 正帯電性粒子 a 8は C電極 a 5に飛翔移動する。 この 場合、 表示基板 a 1側から見る表示面は表示状態となり、 カラ一フィ ルター a 9の色に見える。 ノ ックライ トを用い、 かつ空間が気体であ るため、 明るく、 鮮明な色表示となる。 図 1 ( b ) と図 1 ( c ) の間は電源の極性を切り替えるだけで繰り 返し表示することができ、 可逆的に表示を変化させることができる。 例えば、 負帯電性粒子 a 5および正帯電性粒子 a 8を黒色とし、 カラ 一フィルタ一 a 7を R (赤色） 、 G (緑色） 又は B (青色） とすれば 各色の表示ができる。

第 1 の発明の方式では各粒子は電極に鏡像力により貼り付いた状態 にあるので、 電源を切った後も表示画像は長期に保持され、 メモリー 保持性が良い。 また、 帯電性粒子は気体中をクーロン力などによって 飛翔移動するものであるから表示速度は非常に速く、 1 O m s e c以 下が可能である。

図 2は C電極 a 5および D電極 a 6を隔壁 a 1 1 の内側に設置した 場合で、 図 2 ( a ) は対向する 2枚の透明な基板の間に負帯電性粒子 a 7及び正帯電性粒子 a 8を'配置した状態を示す。

この状態のものに、 電源により A電極 a 3側が負極、 B電極 a 4側 が正極となるように電圧を付加すると、 図 2 ( b ) に示すようにクー ロン力などによって、 正帯電性粒子 a 8は A電極 a 3側に飛翔移動し

、 負帯電性粒子 a 7は B電極 a 4側に飛翔移動する。 この場合、 表示 基板 a 1 の側から見る表示面はバッグライ ト a 1 0からの光が遮られ るので、 '非表示状態 （通常は黒色） になる。 次に電源の極性を切り替 えて、 A電極 a 3および B電極 a 4 をアースに落として、 C電極 a 5 を正極、 D電極 a 6 を負極となるように電圧を付加すると、 図 2 ( c

) に示すようにクーロン力などによつて、 負帯電性粒子 a 7は C電極 a 5 に飛翔移動し、 正帯電性粒子 a 8は D電極 a 6に飛翔移動す.る。 この場合、 表示基板 a 1 の側から見る表示面は表示状態となり、 カラ —フィルタ一 a 9の色に見える。

図 2 ( b ) と図 2 ( c ) の間は電源の極性を切り替えるだけで繰り 返し表示することができ、 可逆的に色を変化させることができる。 基板については、 表示基板 a 1 および対向基板 a 2 のいずれもが、 表示板の外側から表示の色が確認できる透明基板であり、 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。

A電極及び B電極は、 透明かつパターン形成可能である導電性材料 で形成され、 アルミニウム、 銀、 ニッケル、 銅、 金等の金属や I T〇 5 、 導電性酸化錫、 導電性酸化亜鉛等の透明導電金属酸化物をスパッタ リ ング法、 真空蒸着法、 C V D法、 塗布法等で薄膜状に形成したもの や、 導電剤を溶媒や合成樹脂バインダに混合して塗布したものが用い られる。

導電剤と してはベンジル小 リ メチルアンモニゥムクロライ ド、 テト 1 0 ラブチルアンモニゥムパークロレ一ト等の力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ァニォン性高.分子 電解質や導電性の酸化亜鉛、 酸化スズ、 酸化イ ンジウム微粉末等が用 いられる。

なお、 電極厚みは、 導電性が確保でき光透過性に支障なければ良く i s 、 3〜 1 0 0 0 1 111、 好ましくは 5〜 4 0 0 11 111が好適でぁる。

C電極及び D電極としては、 上記の透明電極材料を使用することも できるが、 アルミニウム、 銀、 ニッケル、 銅、 金等の非透明電極材料 も使用できる。

この場合の外部電圧印加は、 直流あるいはそれに交流を重畳しても

2 0 良い ο

各電極は帯電した粒子の電荷が逃げないように絶縁性のコート層を 形成することが好ましい。 このコ一ト層は、 負帯電性粒子に対しては 正帯電性の樹脂を、 正帯電性粒子に対しては負帯電性の樹脂を用いる と粒子の電荷が逃げ難いので特に好ましい。

2 5 第 1 の発明の可逆画像表示板で使用する粒子は、 帯電性能等の特性 が満たされれば、 いずれの材料から構成されても良い。 例えば樹脂、 荷電制御剤、 着色剤、 無機添加剤等から、 或いは着色剤単独等で形成 することができる。 樹脂の例としては、 ウレタン樹脂、 ゥレア樹脂、 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 コ一 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 ―ン樹脂、 ァク 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、 ポリオレフイン樹脂、 プチラール樹脂、 塩化ビニリデン樹脂、 メラミ ン樹脂、 フユノール樹脂、 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 ド樹脂などが挙げられ、 特に基板との付着力を制御する上から 、 アク リルウレタン樹脂、 アク リルシリコ一ン樹脂、 アクリルフッ素 樹脂、 ァク リルウレタンシリコ一ン樹脂、 アク リルウレ夕ンフッ素樹 脂、 フッ素樹脂、 シリコーン樹脂が好適である。 2種以上混合するこ ともできる。

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、 含金属ァゾ染料、 含金属 （金属イオンや 金属原子を含む） の油溶性染料、 4級アンモニゥム塩系化合物、 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） 、 二 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、 二グ口シン染料、 ト リフエ二ルメ 夕 ン系化合物、 4級アンモニゥム塩系化合物、 ポリアミ ン樹脂、 イミダ ゾ一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、 弗素、 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、 有機又は無機の各種、 各 色の顔料、 染料が使用可能である。

黒色顔料としては、 カーボンブラック、 酸化銅、 二酸化マンガン、 ァニリ ンブラッ ク、 活性炭などがある。 黄色顔料としては、 黄鉛、 亜鉛黄、 カ ドミ ウムイェロー、 黄色酸化 鉄、 ミネラルファス トイエロ一、 ニッケルチタンイエロ一、 ネーブル イェロー、 ナフ ト一ノレイエロ一 S 、 ゾヽンザイエロ一 G、 ハンザイエロ 一 1 0 G、 ベンジジンイエロ一 G、 ベンジジンイエロ一 G R、 キノ リ ンイエロ一レーキ、 ノ 一マネン トイエロ一 N C G、 タ一トラジンレ一 キなどがある。

橙色顔料と 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 G T R、 ピラゾロンオレンジ、 ゾ ルカンオレンジ、 イ ンダス レンブリ リアン トオレンジ R K、 ベンジジンオレンジ G、 ィ ンダスレ ンブリ リ アン トオレンジ G Kなどがある。

赤色顔料としては、 ベンガラ、 カ ドミウムレツ ド、 鉛丹、 硫化水銀 、 カ ドミ ウム、 パ一マネン ト レッ ド 4 R、 リ ソ一ルレッ ド、 ピラゾ口 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 トカ一ミ ン 6 B、 ェォシンレーキ、 ローダミ ンレーキ B、 ァ リザリ ンレーキ、 ブリ リアン ト力一ミ ン 3 Bなどがある。

紫色顔料と しては、 マンガン紫、 ファス トバイオレッ ト B、 メチル バイオレツ ト レーキなどがある。

青色顔料としては、 紺青、 コバルトブル一、 アルカ リブル一レーキ 、 ビク ト リアブル一レーキ、 フタロシアニンブルー、 無金属フタロシ ァニンブルー、 フタ口シァニンプル一部分塩素化物、 ファス トスカイ ブル一、 イ ンダスレンブルー B Cなどがある。

緑色顔料と しては、 クロムグリーン、 酸化クロム、 ビグメ ン トグリ —ン B、 マラカイ トグリーンレーキ、 ファイナルイエロ一グリーン G などがある。

また、 白色顔料と しては、 亜鉛華、 酸化チタン、 アンチモン白、 硫 化亜鉛などがある。

体質顔料としては、 バライ ト粉、 炭酸バリ ゥム、 クレー、 シリカ、 ホワイ トカーボン、 タルク、 アルミナホワイ トなどがある。 更に、 塩基性、 酸性、 分散、 直接染料などの各種染料として、 ニグ 口シン、 メチレンブル一、 ローズベンガル、 キノ リ ンイエロ一、 ウル トラマリ ンブル一などがある。

これらの着色剤は、 単独で或いは複数組合せて用いることができる o

特に黒色着色剤としてカーボンブラックが、 白色着色剤として酸化 チ夕ンが好ましい。

粒子の製造方法については特に限定されないが、 例えば、 電子写真 の トナーを製造する場合に準じた粉砕法および重合法が使用出来る。 また無機または有機顔料の粉体の表面に樹脂や荷電制御剤等をコート する方法も用いられる。

第 1 の発明の可逆画像表示板においては、 上記の表示素子を複数使 用してマト リ ツクス状に配置して表示を行う。

モノクロの場合は、 1 つの表示素子が 1 つの画素となる。 フルカラ 一の場合は、 3種の表示素子、 即ち、 R (赤色） 、 G (緑色） 及び B (青色） のカラー板を持ちかつ各々黒色の粒子を持つ表示素子を 1組 と し、 それらを複数組配置して可逆画像表示板とするのが好ましい。 第 2の発明の可逆画像表示板は、 透明基板および対向基板の間に、 単一の極性に帯電した単一の色の粒子を封入し、 該基板間に電界を与 えて粒子を飛翔移動させ画像を表示するものである。

ここで粒子にかかる力は、 粒子同士のク一ロン力により引き付けあ う力、 極板との電気影像力、 分子間力、 さらに液架橋力、 重力などが 考えられる。

以下、 図面を用いて第 2の発明の可逆画像表示板の表示素子の例と その表示作動原理を示す。

図 4は透明基板 b 1 の内側 （対向基板と対向する側） に透明な表示 電極 b 3 を設置し、 対向基板 b 2の内側 （透明基板と対向する側） に 対向電極 b 4 とカラー板 b 7を設置した場合である。 なお、 図に示す ように、 隔壁 b 6の内側にまで対向電極を具備することもできる。 ま た、 対向電極 b 4は、 対向基板 b 2の内側のみ或いは隔壁 b 6の内側 のみに具備することもできる。

図 4 ( a ) は対向する基板の間に負帯電性粒子 b 5が配置した状態 を示す。

この状態のものに、 電源により表示電極 b 3側が正極、 対向電極 b 4側が負極となるように電圧を付加すると、 図 4 ( b ) に示すように クーロン力などによって、 負帯電性粒子 b 5は透明基板 b 1側に飛翔 移動する。 この場合、 透明基板 b 1側から見る表示面は負帯電性粒子 b 5の色に見える。 次に電源の極性を切り替えて、 表示電極 b 3が負 極、 対向電極 b 4が正極となるように電圧を付加すると、 図 4 ( c ) に示すようにクーロン力などによって、 負帯電性粒子 b 5は対向基板 b 2の側に飛翔移動する。 この場合、 透明基板 b 1側から見る表示面 は力ラ一板 b 7の色に見える。 ·

図 4 ( b ) と図 4 ( c ) の間は電源の極性を反転するだけで繰り返 'し表示することができ、 このように電源の極性を反転することで可逆 的に色を変化させることができる。 例えば、 負帯電性粒子 b 5 を白色 とし、 カラ一板 b 7を黒色とするか、 負帯電性粒子 b 5を黒色とし力 ラー板 b 7を白色とすると、 表示は白色と黒色間の可逆表示となる。 図 5は電極を、 例えば両端や隔壁や基板の外側に基板とは離して設 ける場合であり、 透明基板 b 1 と対向基板 b の間に表示板の表示素 子である負帯電性粒子 b 5 とカラ一板 b 7が設置されている。

電極を基板上に設けず、 基板とは離して設ける場合の表示方法では 、 基板外部表面に静電潜像を与え、 その静電潜像に応じて発生する電 界にて、 所定の特性に帯電した色のついた粒子を基板に引き寄せある いは反発させることにより、 静電潜像に対応して配列した粒子を透明 基板を通して画像表示装置外側から視認する。 なお、 この静電潜像の 形成は、 電子写真感光体を用い通常の電子写真システムで行われる静 電潜像を第 2の発明の画像表示基板上に転写形成する方法や、 イオン フローゃ静電記録へッ ドにより静電潜像を直接形成する等の方法で行 う ことができる。 図 5 ( a ) は対向する基板の間に負帯電性粒子 b 5 が配置された状態を示し、 図 5 ( b ) は透明基板側を正電界、 図 5 ( c ) は透明基板側を正電界とした状態を示す。 作動原理は図 4 の基板 上に電極を設けた場合と同様である。 勿論、 正帯電性粒子でも同様に 可逆表示ができる。

図 6は対向基板 b 2の透明基板 b 1 と対向する側に表示電極 b 3、 対向電極 b 4、 カラー板 b 7および絶縁体 b 8を設置した場合であり 、 図 6 ( a ) に示すように対向する基板の間に負帯電性粒子 b 5が配 置されている。 この状態のものに電源により表示電極 b 3が負極、 対 向電極 b 4が正極となるように電圧を付加すると、 図 6 ( b ) に示す ようにクーロンカなどによって、 負帯電性粒子 b 5は対向電極 b 4 の 側に飛翔移動する。 この場合、 透明基板 b 1 の側から見る表示面は力 ラー板 b 7の色に見える。 次に電源の極性を切り替えて、 表示電極 b 3が正極、 対向電極 b 4が負極となるように電圧を付加すると、 図 6 ( c ) に示すようにクーロン力な.どによって、 負帯電性粒子 b 5は表 示電極 b 3 の側に飛翔移動し、 透明基板 b 1 の側から見る表示面は負 帯電性粒子 b 5 の色に見える。

図 6 .( b ) と図 6 ( c ) の間は電源の極性を反転するだけで繰り返 すことができ、 電源の極性を反転することで可逆的に色の変化させる ことができる。

以上、 粒子が負帯電性粒子の場合を例示したが、 正帯電性粒子を用 いた場合も同様な原理に基づいて可逆画像表示板が構成できる。

第 2の発明の方式では各粒子は電極に鏡像力により貼り付いた状態 にあるので、 電源を切った後も表示画像は長期に保持され、 メモリ一 保持性が良い。

基板については、 少なく とも一方の基板は装置外側から粒子の色又 はカラー板の色が確認できる透明基板であり、 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。 対向基板は透明でも不透明でも かまわない。

図 4や図 6に示したように基板上に電極を設ける場合、 電極は透明 基板上に透明かつパターン形成可能である導電性材料で形成され、 ァ ルミ二ゥム、 銀、 ニッケル、 銅、 金等の金属や I τ ο、 導電性酸化錫

、 導電性酸化亜鉛等の透明'導電金属酸化物をスパッタ リ ング法、 真空 蒸着法、 C V D法、 塗布法等で薄膜状に形成したものや、 導電剤を溶 媒ゃ合成樹脂バイ ンダに混合して塗布したものが用いられる。

導電剤と してはべンジルト リメチルアンモニゥムクロライ ド、 テ ト ラブチルアンモニゥムパークロレ一ト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、 ボリアタ リル酸塩等のァニォン性高分子 電解質や導電性の酸化亜鉛、 酸化スズ、 酸化イ ンジウム微粉末等が用 いられる。 . なお、 電極厚みは、 導電性が確保でき、 光透過性に支障なければ良 く、 3〜 1 0 0 0 n m、 好ましくは 5〜 4 0 0 n mが好適である。 対向基板上には透明電極材料を使用することもできるが、 アルミ二 ゥム、 銀、 ニッケル、 銅、 金等の非透明電極材料も使用できる。

この場合の外部電圧印加は、 直流あるいはそれに交流を重畳しても 良い o

各電極は帯電した粒子の電荷が逃げないように絶縁性のコ一ト層を 形成することが好ましい。 このコート層は、 負帯電性粒子に対しては 正帯電性の樹脂を、 正帯電性粒子に対しては負帯電性の樹脂を用いる と粒子の電荷が逃げ難いので特に好ましい。

第 2の発明の可逆画像表示板における粒子には単一の色のものであ り、 白色又は黒色の粒子が好適に用いられる。

粒子は帯電性能等の特性が満たされれば、 いずれの材料から構成さ れても良い。 例えば樹脂、 荷電制御剤、 着色剤、 無機添加剤等から、 或いは着色剤単独等で形成することができる。

樹脂、 荷電制御剤、 着色剤及び粒子の製造方法としては、 第 1 の発 明の可逆画像表示板における粒子に使用し得るものとして例示したも のの何れもが使用し得る。

第 2の発明の可逆画像表示板においては、 粒子が接触する少なく と もいずれかの部材に、 該粒子と逆帯電特性に帯電する接触表面を有す るものを用いることが好ましい。 即ち負帯電性の粒子に対して正帯電 性の接触表面を有する部材を用い、 正帯電性の粒子に対しては負帯電 性の接触表面を有する部材を用いることが好ましい。 これにより、 粒 子の帯電状態は、 安定して維持される。 部材としては、 粒子と接触す る基板、 電極、 隔壁あるいはカラ一板等いずれでも良い。 勿論、 その 部材は、 全体が粒子と逆帯電特性に帯電する材質からなるものでも良 いし、 部材の表面の粒子が接触する部分に、 粒子と逆帯電特性に帯電 する材質のものを被覆したものでも良い。

.第 2の発明の可逆画像表示板においては、 上記の表示素子を複数使 用してマト リ ックス状に配置して表示を行う。 モノクロの場合は、 1 つの表示素子が 1 つの画素となる。 粒子として黒色粒子を用いる場合 は、 カラ一板を白色にし、 粒子として白色粒子を用いる場合は、 カラ 一板を黒色にして、 白黒の画像を表示する。 白黒以外の任意の色表示 をする場合は、 粒子の色とカラー板の組み合わせを適宜行えばよい。 フルカラーの場合は、 3種の表示素子、 即ち、 R (赤色） 、 G (緑色 ) 及び B (青色） のカラー板を持ちかつ各々黒色の粒子を持つ表示素 子を 1組とし、 それらを複数組配置して可逆画像表示板とするのが好 ましい。

第 3の発明の可逆画像表示板は、 バックライ ト、 2種類の電極およ びカラーフィルターを具備した 2枚の透明基板の間に、 単一の極性に 帯電した粒子を封入し、 前記基板間に電界を与えて、 前記粒子を飛翔 移動させ画像を表示するものである。 以下、 図面を用いて第 3の発明の可逆画像表示板の表示素子の例と その表示作動原理を示す。

ここで粒子にかかる力は、 粒子同士のクーロン力により引き付けあ う力、 極板との電気影像力、 分子間力、 さらに液架橋力、 重力などが 考えられる。

図 7は透明の表示基板 c 1 の内側 （対向基板と対向する側） にカラ 一フィルタ一 c 7 を設置し、 透明な対向基板 c 2 の内側 （表示基板と 対向する側） に透明な表示電極 c 3および絶縁体 c 8により隔離され た対向電極 c 4 を設置した場合であり、 透明な対向基板 c 2の外側か らバックライ ト c 9により照らされるようになつている。 なお図に示 すように、 隔壁 c 6の内側に対向電極 c 4を具備することもできる。

図 7 ( a ) は対向する基板の間に負帯電性粒子 c 5を配置した状態 を示す。

この状態のものに、 電源により表示電極 c 3側が正極、 対向電極 c 4側が負極となるように電圧を付加すると、 図 7 ( b ) に示すように 、 負帯電性粒子 c 5はクーロン力などによって透明な対向基板 c 2側 に飛翔移動する。 この場合、 負帯電性粒子 c 5によりバックライ ト c 9からの光が遮られるので、 透明な表示基板 c 1側から見る表示面は 、 非表示状態 （通常は黒色） になる。 次に電源の極性を切り替えて、 表示電極 c 3が負極、 対向電極 c 4が正極となるように電圧を付加す ると、 図 7 ( c ) に示すように負帯電性粒子 c 5はクーロン力などに よって、 対向電極 c 4の側に飛翔移動する。 この場合、 バックライ ト c 9からの光が力ラ一フィルタ一 c 7を通過できるので、 透明基板 c 1側から見る表示面は表示状態となり、 カラーフィルタ一 c 7の色に 見え 。

図 7 ( b ) と図 7 ( c ) の間は電源の極性を反転するだけで繰り返 し表示することができ、 このように電源の極性を反転することで可逆 的に色を変化させることができる。 例えば、 負帯電性粒子 c 5を黒色 と し、 カラーフィルタ一 c 7を R (赤色） 、 G (緑色） 又は B (青色 ) とすれば各色の表示ができる。

図 8は透明な表示電極 c 3 を透明な表示基板 c 1 の側に設置した場 合で、 図 8 ( a ) は対向する基板の間に負帯電性粒子 c 5を配置した 状態を示す。

この状態のものに電源により表示電極 c 3側が正極、 対向電極 c 4 側が負極となるように電圧を付加すると、 図 8 ( b ) に示すように、 負帯電性粒子 c 5はクーロンカなどによって透明な対向基板 c 2側に 飛翔移動する。 この場合、 負帯電性粒子 c 5にバックライ ト c 9から の光が遮られるので、 透明な表示基板 c 1 の側から見る表示面は非表 示状態 （通常は黒色） になる。 次に電源の極性を切り替えて、 表示電 極 c 3が負極、 対向電極 c 4が正極となるように電圧を付加すると、 図 8 ( c ) に示すように負帯電性粒子 c 5はクーロン力などによって 対向電極 c 4の側に飛翔移動する。 この場合、 バックライ ト c 9から の光がカラ一フィルタ一 c 7を通過できるので、 透明基板 c 1側から 見る表示面は表示状態となり、 カラ一フィルター c 7の色に見える。

図 8 ( b ) と図 8 ( c ) の間は電源の極性を反転するだけで繰り返 し表示することができ、 このように電源の極性を反転することで可逆 的に色を変化させることができる。 例えば、 負帯電性粒子 c 5 を黒色 とし、 カラ一フィルター c 7を R (赤色） 、 G (緑色） 又は B (青色 ) とすれば各色の表示ができる。

以上、 粒子が負帯電性粒子の場合を例示したが、 正帯電性粒子を用 いた場合も同様な原理に基づいて可逆画像表示板が構成できる。

第 3の発明の方式では各粒子は電極に鏡像力により貼り付いた状態 にあるので、 電源を切った後も表示画像は長期に保持され、 メモリ一 保持性が良い。

基板については、 表示基板および対向基板のいずれもが、 表示板の 外側から表示の色が確認できる透明基板であり、 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。

表示電極は透明基板上に透明かつパターン形成可能である導電性材 料で形成され、 アルミ二ゥム、 銀、 ニッケル、 銅、 金等の金属や I T 0、 導電性酸化錫、 導電性酸化亜鉛等の透明導電金属酸化物をスパッ タ リ ング法、 真空蒸着法、 C V D法、 塗布法等で薄膜状に形成したも のや、 導電剤を溶媒や合成樹脂バインダに混合して塗布したものが用 いられる。

導電剤と してはべンジルト リ メチルアンモニゥムクロライ ド、 テ ト ラプチ.ルァンモニゥムパ一クロレート等のカチォン性高分子電解質、 ポリスチレンスルホン酸塩、 ポリアク リル酸塩等のァニオン性高分子 電解質や導電性の酸化亜鉛、 酸化スズ、 酸化イ ンジウム微粉末等が用 いられる。 なお、 電極厚みは、 導電性が確保でき光透過性に支障なけ れば良く、 3〜 1 0 0 0 n m、 好ましくは 5〜 4 0 0 n mが好適であ る。 対向基板上には銅、 金等の非透明電極を使用できる。 .透明電極材 料を使用することもできるが、 アルミニウム、 銀、 ニッケル、 銅、 金 - 等の非透明電極材料も使用できる。

この場合の外部電圧印加は、 直流あるいはそれに交流を重畳しても 良い。

各電極は帯電した粒子の電荷が逃げないように絶縁性のコ一ト層を 形成することが好ましい。 このコート層は、 負帯電性粒子に対しては 正帯電性の樹脂を、 正帯電性粒子に対しては負帯電性の樹脂を用いる と粒子の電荷が逃げ難いので特に好ましい。

第 3の発明の可逆画像表示板における粒子は帯電性能等の特性が満 たされれば、 いずれの材料から構成されても良い。 例えば樹脂、 荷電 制御剤、 着色剤、 無機添加剤等から、 或いは着色剤単独等で形成する ことができる。

樹脂、 荷電制御剤、 着色剤及び粒子の製造方法としては、 第 1 の発 明の可逆画像表示板における粒子に使用し得るものとして例示したも のの何れもが使用し得る。

第 3の発明の可逆画像表示板においては、 粒子が接触する少なく と もいずれかの部材に、 該粒子と逆帯電特性に帯電する接触表面を有す るものを用いることが好ましい。 即ち負帯電性の粒子に対して正帯電 性の接触表面を有する部材を用い、 正帯電性の粒子に対しては負帯電 性の接触表面を有する部材を用いることが好ましい。 これにより、 粒 子の帯電状態は、 安定して維持される。 部材としては、 粒子と接触す る基板、 電極、 隔壁あるいはカラ一板等いずれでも良い。 勿論、 その 部材は、 全体が粒子と逆帯電特性に帯電する材質からなるものでも良 いし、 部材の表面の粒子が接触する部分に、 粒子と逆帯電特性に帯電 する材質のものを被覆したものでも良い。

第 3の発明の可逆画像表示板においては、 上記の表示素子を複数使 用してマト リ ックス状に配置して表示を行う。

モノク口の場合は、 1つの表示素子が 1つの画素となる。.粒子とし て黒色粒子を用いる場合は、 カラー板を白色にし、 粒子として白色粒 子を用いる場合は、 カラー板を黒色にして、 白黒の画像を表示する。 白黒以外の任意の色表示をする場合は、 粒子の色とカラ一板の組み合 わせを適宜行えばよい。 フルカラ一の場合は、 3種の表示素子、 即ち 、 R (赤色） 、 G (緑色） 及び B (青色） のカラー板を持ちかつ各々 黒色の粒子を持つ表示素子を 1組とし、 それらを複数組配置して可逆 画像表示板とするのが好ましい。

第 4の発明は、 少なく とも一方が透明である 2枚の対向する基板と

、 これら基板のいずれか一方に設けたカラ一板と、 前記基板間に形成 した少なく とも 2組の対向電極対と、 前記基板間に封入した帯電特性 の異なる 2種類以上の粒子とを具え、 前記対向電極対の一方の電極の 電位が他方の電極の電位より も高くなるようにこの対向電極対に電圧 を印加し、 それによつて生じる電界によつて前記粒子を飛翔移動させ て画像表示を行う可逆画像表示板である。 以下、 図面を参照して第 4の発明の好適な実施形態について説明す る。

図 9は第 4 の発明による可逆画像表示板における画像表示セルの第 1 の実施形態の構造を概略示す断面図である。 本表示板 d 1 0は、 対 向する 2枚の基板 d 1 1 ， d 1 2の間に隔壁 d 1 3， d 1 4 を形成し 、 基板 d 1 2上にカラー板 d 1 5を形成している。 また基板 d 1 1 , d 1 2上には第 1 の対向電極対 d 1 6， d 1 7、 第 2 の対向電極対 d 1 8， d 1 9および第 3の対向電極対 d 2 0， d 2 1 が形成され、 各 電極間は絶縁体 d 2 2〜 d 2 5 によって絶縁されている。 なお、 本表 示板 d 1 0においては基板 d 1 1 は透明、 基板 d 1 2は不透明である ものとし、 基板 d 1 1側から入射する光の反射光によ り、 基板 d 1 1 の側から表示を見るものとしている。 また対向電極対の内、 第 1 の対 向電極対 d 1 6， d 1 7は透明電極とするが、 第 2および第 3の対向 電極対の双方の電極は不透明でも良い。 さらには第 2および第 3の電 極対の同じ基板側にある各電極は、 同時に電圧が印加されるように構 成することが望ましく、 例えば第 1 の対向電極対の同じ基板側の電極 を取り囲むように一体化したものとすることが好適である。

このようにして基板 d 1 1 ， d 1 2および隔壁 d 1 3， d 1 4 によ つて区画されたセル d 2 6内には 2種類以上の粒子 d 2 7， d 2 8等 が封入される。 これら粒子 d 2 7 , d 2 8等は後述するようにそれぞ れ異なる特性で帯電するものであり、 ここで粒子 d 2 7は正に帯電す るものとしてプラス （+ ) 記号を、 粒子 d 2 8は負に帯電するものと してマイナス （一） 記号をそれぞれ付している。 本表示板 d 1 0にお いては、 このようにして 1 つの表示セルを構成することと している。 なお、 セル d 2 6内部は気体によって満たされているものとする。 ま た、 ここでは粒子 d 2 7 , d 2 8は同じ色に着色されているものとす る。

図 9 ( a ) は全ての対向電極対に電圧が印加されていない状態を示 すものである。 このとき、 セル d 2 6内の粒子 d 2 7， d 2 8には電 界がかかっていないため、 基板 d 1 1 ， d 1 2のいずれの側にも集積 していない。 なお、 図はあく までも各粒子の存在を模式的に示してい るもの.であり、 実際には粒子自体の重量によ り、 例えば基板 d 1 2側 に沈降していることもあり得る。

ここで、 対向電極対 d 1 6， d 1 7 に対して、 電極 d 1 6が相対的 に低電位、 一方， 電極 d 1 7が相対的に高電位となるように電圧を印 加すると、 セル d 2 6内に発生した電界によつて図 9 ( b ) に示すよ うに正に帯電した粒子 d 2 7が電極 d 1 6側へ、 負に帯電した粒子 d 2 8が電極 d 1 7側へ移動する。 その結果、 基板 d 1 1 を通して見た セル d 2 6 の表示色は粒子 d 2 7の色となる。

次に、 第 1 の対向電極対 d 1 6 , d 1 7に印加した電圧を力ッ ト し 、 代わって第 2および第 3の対向電極対に電圧を印加する。 このとき 、 電極 d 1 8， d 2 0が相対的に低電位、 電極 d 1 9， d 2 1が相対 的に高電位となるように電圧を印加すると、 セル d 2 6内に発生した 電界によつて図 9 ( C ) に示すように正に帯電した粒子 d 2 7が電極 d 1 8， d 2 0側へ、 負に帯電した粒子 d 2 8が電極 d 1 9， d 2 1 側へ移動する。 その結果、 基板 d 1 1 を通して見たセル d 2 6の表示 色はカラー板 d 1 5 の色となる。

図 9 ( b ) に示す状態と図 9 (c)に示す状態との間は、 電圧を印加 する対向電極対を切り換えることにより繰り返し相互に遷移させるこ とが可能であり、 それによつて可逆的に表示を変化させることができ る。 また、 カラー板 d 1 5の色が各々赤、 青、 緑であり、 かつ各々黒 色の粒子を持つセルを 1組として画素を構成することによりフルカラ 一表示が可能となる。

また図示の素子 d 1 0においては、 各粒子 d 2 7， d 2 8は鏡像力

(電荷を有する物質が他の物質に接近して行った場合に、 他の物質の 表面に発生した反対符号の電荷によつて両者の間に生じる力） によつ てそぞれ電極 d 1 6 , d 1 7にそれぞれ付着した状態にあるため、 電 極への電圧印加をカツ 卜 した後も、 他の対向電極対への電圧印加,を行 う等によつて粒子の移動を促進させない限り、 比較的長時間その状態 を保つ。 それゆえ画像データのメモリ一保持性が良好なものとなる。 また、 セル d 2 6内を気体で満たすことにより粒子 d 2 7， d 2 8の 移動を高速化することができ、 それによつて例えば応答速度を 1 m s e c以下とすることも可能である。

図 1 0 は第 4の発明による可逆画像表示板における画像表示セルの 第 2の実施形態の構造を概略示す断面図である。 本表示板 d 3 0 もま た対向する 2枚の基板 d 3 1 ， d 3 2の間に隔壁 d 3 3， d 3 4 を形 成し、 基板 d 3 2上にカラ一板 d 3 5を形成している。 本表示板 d 3 0 においては、 基板 d 3 1 ， d 3 2上に第 1 の対向電極対 d 3 6 ， d 3 7を、 隔壁 d 3 3 ， d 3 4上には第 2の対向電極対 d 3 8 ， d 3 9 をそれぞれ形成している。 なお、 本表示板 d 3 0においても基板 d 3 1 は透明、 基板 d 3 2は不透明であるものとし、 基板 d 3 1側から入 射する光の反射光により、 基板 d 3 1 の側から表示を見るものとして いる。 また、 対向電極対の内、 第 1 の対向電極対 d 3 6 , d 3 7は透 明電極とするが、 第 1 の対向電極対 d 3 8 , d 3 9は不透明でも良い このようにして基板 d 3 1 , d 3 2および隔壁 d 3 3 , d 3 4 によ つて区画されたセル d 4 0内には 2種類以上の粒子 d 4 し d 4 2等 が封入される。 これら粒子 d 4 1 , d 4 2等は後述するようにそれぞ れ異なる特性で帯電するものであり、 ここで粒子 d 4 1 は正に帯電す るものと してプラス （+ ) 記号を、 粒子 d 4 2は負に帯電するものと してマイナス （一） 記号をそれぞれ付している。 本表示板 d 3 0にお いては、 このようにして 1 つの表示セルを構成することとしている。 なお、 セル d 4 0内部は気体によって満たされているものとする。 ま た、 ここでは粒子 d 4 1 ， d 4 2は同じ色に着色されているものとす る。

図 1 0 ( a ) は全ての対向電極対に電圧が印加されていない状態を 示すものである。 このとき、 セル d 4 0内の粒子 d 4 1 ， d 4 2等に は電界がかかっていないため、 基板 d 3 1 , d 3 2のいずれの側にも

5 集積していない。 なお、 図はあく までも各粒子の存在を模式的に示し ているものであり、 実際には粒子自体の重量により、 例えば基板 d 3 2側に沈降していることもあり得る。

ここで、 対向電極対 d 3 6 ， d 3 7に対して、 電極 d 3 6が相対的 に低電位、 一方、 電極 d 3 7が相対的に高電位となるように電圧を印 j o 加すると、 セル d 4 0内に発生した電界によって図 1 0 ( b ) に示す ように正に帯電した粒子 d 4 1が電極 d 3 6側へ、 負に帯電した粒子 d 4 が電極 d 3 7側へ移動する。 その結果、 基板 d 3 1 を通して見 たセル d 4 0の表示色は粒子 d 4 1 の色となる。

次に、 第 1 の対向電極対 d 3 6 ， d 3 7に印加した電圧を力ッ ト し

1 5 、 代わって第 2の対向電極対 d 3 8， d 3 9に電圧を印加する。 この とき、 電極 d 3 8が相対的に低電位、 電極 d 3 9が相対的に高電位と なるように電圧を印加すると、 セル d 4 0内に発生した電界によつて 図 1 0 ( C ) に示すように正に帯電した粒子 d 4 1が電極 d 3 8側へ 、 負に帯電した粒子 d 4 2が電極 d 3 9側へ移動する。 その結果、 基

2 0 板 d 3 1 を通して見たセル d 4 0の表示色は力ラー板 d 3 5の色とな る。

図示の表示板 d 3 0においても、 図 1 0 ( b ) に示す状態と図 1 0

( c ) に示す状態との間は、 電圧を印加する対向電極対を切り換える ことにより繰り返し相互に遷移させることが可能であり、 それによつ

2 5 て可逆的に表示を変化させることができる。 また、 カラ一板 d 3 5 の 色が各々赤、 青、 緑であり、 かつ各々黒色の粒子を持つ 3個のセルを

1組として画素を構成することによりフルカラ一表示が可能となる。 第 4の発明に係る表示板において使用する基板は、 前述した実施形 態のように、 その少なく とも一方が表示板の外側から表示色が視認で きるように透明であることが望ましく、 特に可視光の透過率が高く耐 熱性に優れたものが好適である。

次に電極に用いる材料であるが、 特に上述した第 1 および第 2の実 施形態において示したように第 1 の対向電極対としては、 透明で、 か つパターン形成が可能な導電性材料を用いる必要がある。 そこで、 か

• かる対向電極対は、 例えば酸化ィ ンジゥム *錫 （ I T O ) 、 酸化錫、 酸化亜鉛等の導電性金属酸化物を用い、 これらをスパッタリング法、 真空蒸着法、 C V D法、 塗布法等により基板上に薄膜形成する、 ある いは導電剤を溶媒または合成樹脂バインダと混合して塗布することに よ り形成する。

前述した導電剤としては、 例えばべンジルト リメチルァンモニゥム クロライ ド、 テ トラプチルアンモニゥムパ一クロ 'レー トなどのカチォ 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 のァニオン性高分子電解質、 または酸化亜鉛、 酸化錫、 酸化ィ ンジゥ ム等の微粉末を用いる。

なお、 電極の厚さは導電性が確保でき、 特に透明電極の場合には、 これに加えて光透過性に支障がなければ良く、 それゆえ厚さを 3 〜 1 0 0 O n m、 好ましくは 5 〜 4 0 O n mとする。

また、 第 2および第 3の対向電極対は、 第 1 の対向電極対と同様に 透明電極を用いても良いが、 これらは必ずしも直接光の透過には影響 を与えないことから、 アルミニウム、 銀、 ニッケル、 銅、 金などの非 透明な材料を用いることも可能である。

さ らに、 これら対向電極対に外部から電圧を印加する場合には、 直 流電圧を印加しても良く、 あるいは直流電圧に交流電圧を重畳しても 良い。 加えて、 各電極には、 帯電した粒子の電荷が逃げないように絶 縁性の被覆層を電極上に形成することが好適である。 この被覆層には 、 負に帯電した粒子が集積する側の電極には正帯電性の樹脂を、 正に 帯電した粒子が集積する側の電極には負帯電性の樹脂をそれぞれ被覆 することが、 粒子から電荷が逃げるのを抑制することができるので、 特に好適である。 .

この粒子を帯電させる方法としては、 コロナ放電法、 電極注入法、 摩擦法等を用いることができるが、 簡便な方法は、 帯電特性の異なる

2種類以上の粒子を混合し、 両者を接触させて摩擦帯電させることで あ 。

第 4の発明の可逆画像表示板における粒子は帯電性能等の特性が満 たされれば、 いずれの材料から構成されても良い。 例えば樹脂、 荷電 制御剤、 着色剤、 無機添加剤等から、 或いは着色剤単独等で形成する ことができる。

樹脂、 荷電制御剤、 着色剤及び粒子の製造方法としては、 第 1 の発 明の可逆画像表示板における粒子に使用し得るものとして例示したも のの何れもが使用し得る。 .

第 4の発明による表示装置においては、 前述した表示セルを多数形 成してマト リ クス状等の形態に配置する。 モノクロ表示を行う場合に は、 1つの表示板が 1 つの画素となる。 またフルカラー表示の、場合に は、 前述したように赤、 緑、 青の 3色のカラ一板をそれぞれ設け各々 黒色粒子を含む 3個のセルを 1組とし、 この組を 1画素とする。

第 5の発明の画像表示装置は、 少なく とも一方が透明な対向する基 板間に粒子を封入し、 クーロン力などにより粒子を飛翔移動させて画 像を表示する画像表示装置であり、 該粒子が色及び帯電特性の異なる 部分を有することを特徵とする。

表示コン トラス トを十分に確保するためには、 色及び帯電特性の異 なる部分が略半分となるように設計することが好ましい。

尚、 ここでコン トラス ト とは、 粒子を電極板で挟み込み、 電界を徐 々に強く し、 反射濃度が飽和に達した点を A、 逆極性の電界を同様に 印加し、 反射濃度が飽和に達した点を Bとしたときに、 Aと Bの差の 絶対値をいう。

第 5の発明における画像表示装置の作動原理は、 例えば粒子の略半 分が白色で負帯電性を有する材質であり、 他の略半分が黒色で正帯電 性を有する粒子を用いた場合に、 視野面となる透明電極側の電位を正 にしたときは、 粒子は負帯電性を有する白色側を電極面に向け、 ク一 ロン力で固定される。 一方、 電位を負にしたときは、 正帯電性を有す る黒色側が電極側に配位する。 従って、 これを面内でマト リ ッ クス状 に電界をかけることで、 表示素子として利用することができる。

従来の色、 極性の異なる 2粒子を用いた粉体画像表示装置において は、 粒子が極板から完全に離れる必要があるのに対し、 第 5の発明に 係る画像表示装置は、 極板上で粒子が回転したり、 わずかに近接する 粒子と入れ替わる程度で応答することができるため、 従来の 2粒子タ ィプに比べて低い駆動電力で表示を変換することが可能となる上、 表 示応答速度も高速化することができる。

第 5の発明に係る画像表示装置に使用する粒子は、 上記構成、 すな わち該粒子が色及び帯電特性の異なる部分を有する粒子であればその 製造方法は問わないが、 例えば、 以下のような方法で作製することが できる。

主成分となる樹脂に着色剤、 荷電制御剤等を混ぜたものを混練り し 、 粉砕し、 熱プレスでシ一ティ ングする。 同様に色及び特性の異なる 樹脂材料のシートを作製する。 両者を重ね合わせ、 さ らに熱プレスで 圧着し、 延伸して両者の複合積層シートを作製する。 本シートを粉砕 し、 分級することによって、 略半分が白色、 他の略半分が黒色である 粒子を作製することができる。

ここで、 積層する 2種の材料の親和性が高くなるように樹脂材料を 選択することが好ましく、 また、 積層時に両シートの接着が良好にな るように接着剤を塗布することもできる。 さらには、 得られた粒子を 球形化するために、 瞬間的に高熱をかけて表面のみを溶融させること もできる。 ·

また、 上述したような 2種の樹脂を 2色押し出しから延伸で紡糸す ることによつて複合'材を作製し、 第 5の発明に係る粒子を作製するこ ともできる。

第 5の発明の可逆画像表示板における画像表示粒子の作製に使用す る樹脂と しては、 アク リル系モノマーや、 メ タク リル系モノマー、 ス チレン系モノマーを使用したラジカル重合タイプの樹脂成分を使用す ることができ、 これらを使用することによって、 正負の性格付けと帯 電量の確保が容易となる。 - 例えば、 負帯電性の部分には.、 スチレン主体の重合体を使用し、 正 帯電性の部分には、 ァク リル系モノマ一ゃメ タク リル系モノマーに、 メ 夕ク リル酸 2 — （ジェチルァミ ノ） ェチル等を共重合させた樹脂が 好適である。 このようにモノマーの選択と配合割合によ り帯電性の制 御が可能である。

モノマーのみで帯電量が不足な場合には、 荷電制御剤をモノマーに 溶かし込むことによ り、 容易に帯電の制御が可能である。 ' 画像表示粒子と して好適なァク リル系モノマーとしては、 アク リル 酸モノマー、 アク リル酸メチルモノマー、 アク リル酸ブチルモノマ一 、 アタ リ ロニ ト リルモノマーが挙げられ、 メ タク リル系モノマ一と し ては、 メ 夕ク リル酸モノマー、 メ タク リル酸メチルモノマー、 メ タク リル酸 Π _ブチルモノマー、 メ タク リル酸 t 一ブチルモノマ一、 メ タ ク リル酸グリ シジルモノマ一、 メ タク リル酸ヒ ドロキシェチルモノマ

―、 メ タ クロロニト リルモノマー、 メ タク リル酸 2— （ジェチルアミ ノ） ェチルモノマ一、 メ タク リル酸 2 — （ジメチルァミ ノ） ェチルモ ノマ一が挙げられ、 スチレン系モノマーとしてはスチレンモノマー及 びメチルスチレンモノマーが挙げられる。 また、 このようなモノマ一 を 2種以上混合することもできる。

第 5の発明の可逆画像表示板における粒子は、 更に前記以外の樹脂 、 荷電制御剤、 着色剤、 無機添加剤等で形成することができる。

樹脂、 荷電制御剤、 着色剤及び粒子の製造方法としては、 第 1 の発 明の可逆画像表示板における粒子に使用し得るものと して例示したも のの何れもが使用し得る。

第 5の発明の画像表示装置に使用する基板に関しては、 基板の少な く とも一方は装置外側から粒子の色が確認できる透明基板であり、 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。

第 5の発明の画像表示装置では、 基板に電極を設けない場合と、 基 板に電極を設ける場合がある。

基板に電極を設けない場合は、 基板外部表面に静電潜像を与え、 そ の静電潜像に応じて発生する電界にて、 所定の特性に帯電した粒子の 一部分を基板に引き寄せあるいは反発させることによ り、 静電潜像に 対応して配列した粒子の一方の側の色を透明な基板を通して表示装置 外側から視認する。 なお、 この静電潜像の形成は、 電子写真感光体を 用い通常の電子写真システムで行われる静電潜像を第 5の発明の静電 画像表示装置の基板上に転写形成する方法や、 イオンフローにより静 電潜像を基板上に直接形成する等の方法がある。

基板に電極を設ける場合は、 電極部位への外部電圧入力によ り、 基 板上の各電極位置に生じた電界により、 所定の特性に帯電した粒子の 一部分を引き寄せあるいは反発させることにより、 静電潜像に対応し て配列した粒子の一方の側の色を透明な基板を通して表示装置外側か ら視認する。

以下に、 第 1 から第 5の発明において共通する事項について説明す る。

基板材料を例示すると、 ポリエチレンテレフ夕レート、 ポリェ一テ 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、 ァク リルなどのポリマーシートや、 ガラス、 石英などの無機シートが挙げ られる。 2185

基板の厚みは、 2〜 5 0 0 0 mが好ましく、 特に 5〜 1 0 0 0 « m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、 厚すぎると、 表示機能としての鮮明さ、 コ ン ト ラス トの低下 が発生し、 特に、 電子ペーパー用途の場合にはフ レキシビリ ティー性 に欠ける。

基板の可撓性の有無は用途により適宜選択され、 例えば、 電子べ一 パー等の用途には可撓性のある材料、 携帯電話、 F D A、 ノートパソ コン類の携帯機器表示等の用途には可撓性のない材料が好適である。 対向する基板の間隔は、 粒子が飛翔移動でき、 コ ン ト ラス トを維持 できれば良いが、 通常 1 0〜 ·5 0 0 0 m、 好ましくは 1 0〜 5 0 0 mに調整される。

対向する基板間の空間における粒子の体積占有率は 1 0〜 8 0 %が 好ましく、 更に好ましくは 1 0〜 6 0 %である。 8 0 %を超える場合 には粒子の移動の支障をきたし、 1 0 %未満の場合にはコン トラス ト が不明確になり易い。 、

本発明の可逆画像表示板では、 隔壁 〔 a 1 1 (図 1 、 図 2 ) 、 b 6 (図 4〜 6 ) 、 c 6 (図 7、 8 ) 、 d 1 3及び d 1 4 (図 9 ) 、 d 3 3及び d 3 4 (図 1 0 ) 〕 を各表示素子の四周に設けるのが好ましい 。 隔壁を平行する 2方向に設けることもできる。 これにより、 基板平 行方向の余分な粒子移動を阻止し、 耐久繰り返し性、 メモ リ一保持性 を介助すると共に、 基板間の間隔を均一にかつ補強し画像表示板の強 度を上げることもできる。

隔壁の形成方法としては、 特に限定されないが、 例えば、 スク リ一 ン版を用いて所定の位置にペーストを重ね塗りするスク リーン印刷法 や、 基板上に所望の厚さの隔壁材をベタ塗り し、 隔壁として残したい 部分のみレジス トパターンを隔壁材上に被覆した後、 ブラス ト材を噴 射して隔壁部以外の隔壁材を切削除去するサンドプラスト法や、 該基 板上に感光性樹脂を用いてレジストパターンを形成し、 レジスト凹部 へペース トを埋込んだ後レジス ト除去するリフ トオフ法 （アディティ ブ法） や、 該基板上に、 隔壁材料を含有した感光性樹脂組成物を塗布 し、 露光 '現像により所望のパターンを得る感光性ペースト法や、 該 基板上に隔壁材料を含有するペーストを塗布した後、 凹凸を有する金 型等を圧着 · 加圧成形して隔壁形成する錡型成形法等、 種々の方法が 採用される。 さ らに铸型成形法を応用し、 鏡型として感光性樹脂組成 物により設けたレリーフパターンを使用する、 レリ一フ型押し法も採 用される。

粒子は、 負又は正帯電性の着色粒子で、 クーロン力などにより飛翔 移動するものであればいずれでも良いが、 特に、 球形で比重の小さい 粒子が好適である。

粒子の平均粒子径 d。. ₅ は 0 . 1 〜 5 0 mが好ましく、 特に 1 〜 3 0 mが好ましい。 平均粒子径 d。. ₅ がこの範囲未満であると粒子 の電荷密度が大きすぎて電極や基板への鏡像力が強すぎ、 メモリ一性 はよいが、 電界を反転した場合の追随性が悪くなる。 反対にこの範囲 を超えると、 追随性は良いが、 メモリ一性が悪くなる。

なお、 平均粒子径 d。. ₅ ( m ) は、 Mas ters i zer2000 (Mal vern i ns truments Ltd. ) 測定機に各粒子を投入し、 付属の解析ソフ ト （体 積基準分布を基に粒子径分布、 粒子径を算出するソフ ト） を用いて、 粒子の 5 0 %がこれより大きく、 5 0 %がこれよ り小さいという粒子 径を mで表した数値である。

粒子の帯電量は当然その測定条件に依存するが、 画像表示装置にお ける粒子の帯電量はほぼ、 初期帯電量、 基板との接触、 他粒子との接 触、 経過時間に伴う電荷減衰に依存し、 帯電した粒子の接触に伴う帯 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ている。 しかし、 これは簡易測定では難しい。

本発明者らは鋭意検討の結果、 ブローオフ法においてキヤリァを用 いた測定法によつて帯電量測定を行ない、 これを表面電荷密度によつ て規定することによ り、 画像表示装置として適当な粒子の帯電量を予 測できることを見出した。

測定方法は詳しくは後で述べるが、 ブローオフ法によって、 粒子と キヤ リァ粒子とを十分に接触させ、 その飽和帯電量を測定することに より、 該粒子に単位重量あたりの帯電量を測定することができる。 そ して、 該粒子の粒子径と比重を別途求めることにより該粒子の表面電 荷密度を算出することができる。

'画像表示装置においては、 用いる粒子の粒子径は小さく、 重力の影 響はほぼ無視できるほど小さいため、 粒子の比重は粒子の動きに対し て影響しない。 しかし、 粒子の帯電量においては、 同じ粒子径の粒子 で単位重量あたりの平均帯電量が同じであっても、 粒子の比重が 2倍 異なる場合に保持する帯電量は 2倍異なることとなる。 従って、 画像 表示装置に用いられる粒子の帯電特性は比重に無関係な表面電荷密度

(単位、 C / m ² ) で評価するのが好ましいことが分かった。

ここで、 表面電荷密度は大きいほど良いという ものではない。 画像 表示装置においては粒子の粒子径が大きいときは主に電気影像力が飛 翔電界 （電圧） を決定する因子となる傾向が強いため、 この粒子を低 い電界 （電圧） で動かすためには帯電量は低い方が良いこととなる。 また、 粒子の粒子径が小さい時は分子間力 ·液架橋力等の非電気的な 力が飛翔電界 （電圧） 決定因子となることが多いため、 この粒子を低 い電界 （電圧） で動かすためには帯電量が高い方が良いこととなる。 また、 これは粒子の表面性 （材料、 形状） にも大きく依存するため一 概に粒子径と帯電量で規定することができないが、 粒子の表面電荷密 度が適当である場合に、 粒子は異なる極性の電極の方向へ電界により 移動する機能を果たすことになる。

本発明者らは平均粒子径 d。. ₅ が 0 . 1〜 5 0 mの粒子において は、 キヤ リァを用いてブローオフ法により測定した粒子の表面電荷密 度が絶対値で、 5〜 1 5 0 " C Z m ² の範囲である場合に画像表示装 置として使用できる粒子と成り得ることを見出した。 表面電荷密度が この範囲未満だと電界の変化に対する応答速度が遅くなり、 メモリー 性も低くなる。 表面電荷密度がこの範囲を超えると電極や基板への鏡 像力が強すぎ、 メモリー性はよいが、 電界を反転した場合の追随性が 悪くなる。

なお、 第 4の発明の如く、 種類の異なる 2以上の粒子を使用する場 合は、 粒子間の表面電荷密度の差の絶対値が 5 〜 1 5 0 C / m ² の 範囲であることが好ましく、 表面電荷密度の差の絶対値が 5 C / m ² に満たない場合は、 電界を印加した場合でも粒子にかかる力は微弱 であり粒子の飛翔を達成するためには非常に大きな電圧印加が必要と なる。

また、 粒子の種類毎に表面電荷密度が分布を持ち、 2粒子の表面電 荷密度の差の絶対値が 5 ^ C / m ² に満たない場合は、 この 2粒子の 表面電荷密度分布が重なる部分が多くなる。 そのような状況下では、 電圧印加によって 2粒子は両電極へ理想的な分離ができず、 表示デバ イスとしては十分な性能が発揮できない。

このブローオフ法においては、 雨端に網を張った円筒容器中に粒子 とキヤリァの混合体を入れ、 一端から高圧ガスを吹き込んで粒子とキ ャ リアとを分離し、 網の目開きから粒子のみをブローオフ （吹き飛ば し） する。 この時、 粉体が容器外に持ち去った帯電量と等量で逆の帯 電量がキャリアに残る。 そして、 この電荷による電束の全てはファラ デ一ケージで集められ、 この分だけコンデンサ一に充電される。 そこ でコンデンサ一両端の電位を測定することにより粉体の電荷量は、 Q = C V ( C ： コンデンサ一容量、 V ： コンデンサ一両端の電圧） と して求められる。 そして、 この帯電量と別途測定した該粒子の平均粒 子径 d。. 5 および比重とから表面電荷密度が求められる。

粒子を負又は正に帯電させる方法は、 特に限定されないが、 コロナ 放電法、 電極注入法、 摩擦法等の粒子を帯電する方法が用いられる。 なお、 粒子はその帯電電荷を保持する必要があるので、 体積固有抵 抗が 1 X 1 0 " Ω · cm以上の絶縁性粒子が好ましく、 特に 1 X 1 0 ^{1 2} Ω · cm以上の絶縁性粒子が好ましい。

また、 粒子は、 以下に述べる方法で評価した電荷減衰性の遅い粒子 が更に好ましい。

即ち、 粒子表面と 1 m mの間隔をもつて配置されたコロナ放電器に 、 8 k Vの電圧を印加してコロナ放電を発生させて表面を帯電させ、 その表面電位の変化を測定し判定する。 この場合、 0 . 3秒後におけ る表面電位の最大値が 3 0 0 Vより大きく、 好ましくは 4 0. 0 Vより 大きくなるように、 粒子構成材料を選択、 作製することが望ましい。

なお、 表面電位の測定は、 例えば図 3に示した装置 （Q E A社製 C R T 2 0 0 0 ) により行なうことが出来る。 この装置の場合は、 前述 した粒子を表面に配置したロールシャフ ト両端部をチヤック a 2 1 に て保持し、 小型のスコロ ト口ン放電器 a 2 2 と表面電位計 a 2 3 とを 所定間隔離して併設した計測ュニッ トを上記粒子の表面と 1 m mの間 隔を持って対向配置し、 上記ロールシャフ トを静止した状態のまま、 上記計測ュニッ トを該ロールシャフ 卜の一端から他端まで一定速度で 移動させることによ り、 表面電荷を与えつつその表面電位を測定する 方法が好適に採用される。 なお、 測定環境は温度 2 5 ± 3 ° (：、 湿度 5 5 ± 5 R H %とする。 次に実施例および比較例を示して、 本発明を更に具体的に説明する

。 但し本発明は以下の実施例により限定されるものではない。

なお、 各実施例および比較例において、 平均粒子径 d。. ₅ および表 面電荷密度の測定を次のように行なつた。

( 1 ) 平均粒子径 d。. 5 ( u rn )

Mas ters i zer2000 (Mal vern i ns truments Ltd. )測定機に各粒子を投 入し、 付属の解析ソフ ト （体積基準分布を基に粒子径分布、 粒子径を 算出するソフ ト） を用いて、 粒子の 5 0 %がこれより大きく、 5 0 % がこれより小さいという粒子径を u mで表した数値を平均粒子径 m ) とする。

( 2 ) 表面電荷密度 （ C / m ² )

ブローオフ粉体帯電量測定装置として東芝ケミカル （株） 製の T B — 2 0 0を用いた。 キャリアとして正帯電性 .負帯電性の 2種類のも のを用い、 それぞれの場合の単位面積あたり電荷密度 （単位： u C / m ² ) を測定した。 すなわち、 正帯電性キャリア （相手を正に帯電さ せ自らは負に帯電しやすいキヤリア） としてパウダーテツク （株） 製 の F 9 6 3 — 2 5 3 5 を、 負帯電性キャ リア （相手を負に帯電させ自 らは正に帯電しやすいキヤリア） としてパゥダ一テツ ク粒子の F 9 2

1 - 2 5 3 5を用いた。

測定された帯電量と別途測定した該粒子の平均粒子径 d。. 5 及び比 重とから表面電荷密度を求めた。 なお、 平均粒子径 d。. 5 は上述の方 法により、 また、 比重は、 株式会社島津製作所製比重計 （商品名 ： マ ルチボリ ゥム密度計 H 1 3 0 5 ) を用いて測定した。

( 3 ) 画像濃度

極板間の電圧を徐々に上げていき、 濃度変化のなく なった時点で、 マクベス濃度計 R D 9 1 8を用いて反射濃度 （白色又は黒色） を測定 した。 次いで、 極性を反転して上記と同様に反対色 （黒色又は白色） の反射濃度を測定した。

( 4 ) 駆動電圧及び画像評価

極板間の電圧を徐々に上げていき、 濃度変化のなく なった時点の電 圧を駆動電圧とした。 駆動電圧時の表示状態を目視で判断した。 実施例 1

図 1 に示す構成の表示素子をもつ可逆画像表示板を作製した。 透明 基板および対向基板としてガラス基板を用い、 A電極及び B電極は I T O電極を、 C電極及び D電極は銅電極とした。 負帯電性粒子として 電子写真用黒色重合トナー （平均粒子径 d。. ₅ 8 mの球形、 表面電 荷密度一 4 0 i C / m ² 、 前記の表面電位測定の 0 . 3秒後における 表面電位の最大値 4 5 0 V ) を用いた。 正帯電性粒子としては、 黒色 重合トナー （平均粒子径 d。. ₅ 8 mの球形、 表面電荷密度 + 4 5 C / m ² 、 前記の表面電位測定の 0 . 3秒後における表面電位の最大 値 4 8 0 V ) を用いた。 粒子の帯電は、 両粒子を等量混合攪拌して摩 擦帯電により行なった。 隔壁の高さを 2 0 0 mとして、 基板間空間 における粒子の体積占有率は 5 0 %とした。 カラ一フィルターには赤 色の樹脂板を用いた。

C電極側を負極に、 D電極側を正極になるように 2 0 0 Vの直流電 圧を印加すると、 正帯電性粒子は C電極側に飛翔移動して付着し、 負 帯電性粒子は D電極側に飛翔移動して付着して、 表示素子は赤色に表 示された。 次に C電極及び D電極をアースし、 A電極側を負極に、 B 電極側を正極になるように 2 0 0 Vの直流電圧を印加すると、 正帯電 性粒子は A電極側に飛翔移動して付着し、 負帯電性粒子は B電極側に 飛翔移動して付着し、 表示素子は黒色に表示された。

電圧印加に対する応答時間を測定したところ 1 m s e cであった。 各表示において、 電圧印加を停止して 1 日間放置したが、 表示は保た れていた。

次に、 印加電圧の極性反転を 1万回繰り返したが、 応答速度の変化 は殆どなかつた。 実施例 2

図 4に示す構成の表示素子をもつ可逆画像表示板を作製した。 透明 基板および対向基板としてガラス基板を用い、 表示電極は I T O電極 を、 対向電極は銅電極とした。 それぞれの電極の表面に付着防止と電 荷漏洩防止のために、 絶縁性のシリコーン樹脂を約 3 mの厚さにコ — 卜 した。 負帯電性粒子として電子写真用黒色重合トナー （平均粒子 径 d。. ₅ 8 mの球形、 電荷密度一 4 0 IX C / m ² ) ヽ 前記の表面電 位測定による 0 . 3秒後における表面電位の最大値 4 5 0 V ) を用い た。 隔壁の高さを 2 0 0 mとして、 基板間空間における粒子の体積 占有率は 3 0 %とした。 カラー板には白色の樹脂板を用いた。

表示電極側を正極に対向電極側を負極になるように 2 0 0 Vの直流 電圧を印加すると負帯電性粒子は表示電極側に飛翔して付着し、 表示 素子は黒色に表示された。 次に印加電圧の極性を逆にすると負帯電性 粒子は対向電極側に飛翔して付着し、 表示素子は白色に表示された。 電圧印加に対する応答時間を測定したところ 1 m s e cであった。 各表示において、 電圧印加を停止して 1 日間放置したが、 表示は保 た 'れていた。

次に、 印加電圧の極性反転を 1 0万回繰り返したが、 応答速度の変 化は殆どなかった。 実施例 3

図 7に示す構成の表示素子をもつ可逆画像表示板を作製した。 透明 基板および対向基板としてガラス基板を用い、 表示電極は I T O電極 を、 対向電極は銅電極とした。 それぞれの電極の表面に付着防止と電 荷漏洩防止のために、 絶縁性のシリコーン樹脂を約 3 mの厚さにコ 一 ト した。 負帯電性粒子として電子写真用黒色重合トナー （平均粒子 径 d。. ₅ 8 z mの球形、 表面電荷密度一 4 0 IX C / m ² 、 前記の表面 電位測定の 0 . 3秒後における表面電位の最大値 4 5 0 V ) を用いた 。 隔壁の高さを 2 0 0 として、 基板間空間における粒子の体積占 有率は 4 0 %とした。 カラーフィルタ一には赤色の樹脂板を用いた。 表示電極側を正極に対向電極側を負極になるように 2 0 0 Vの直流 電圧を印加すると負帯電性粒子は表示電極側に飛翔して付着し、 表示 素子は黒色に表示された。 次に印加電圧の極性を逆にすると負帯電性 粒子は対向電極側に飛翔して付着し、 表示素子は赤色に表示された。 電圧印加に対する応答時間を測定したところ 1 m s e cであった。 各表示 おいて、 電圧印加を停止して 1 日間放置したが、 表示は保た

5 次に、 印加電圧の極性反転を 1 0万回繰り返したが、 応答速度の変 化は殆どなかった。 実施例 4

図 9に示す構成の表示セル d 1 0 を有する表示装置を作製した。 基

10 板 d 1 1 としてガラス板を、 これと対向する基板 d 1 2 としてェポキ シ板をそれぞれ用いた。 第 1 の対向電極対 d 1 5， d 1 6の各電極に は I T Oを用い、 第 2の対向電極対 d 1 8， d 1 9および第 3の対向 電極対 d 2 0 , d 2 1 には銅を用いた。

正に帯電する粒子 d 2 7には黒色重合トナー （平均粒子径 d。.5 8 i s Li mの球形、 表面電荷密度 + 4 5 i C/m² 、 0. 3秒後の表面電位

4 8 0 V) を用い、 一方負に帯電する粒子 d 2 8には黒色重合トナー

(平均粒子径 d。.5 8 _«mの球形、 表面電荷密度一 4 0 C/m² 、

0. 3秒後の表面電位 4 5 0 V) を用いた。 各粒子の帯電は、 両粒子 を等量撹拌混合して摩擦帯電により行った。

20 また隔壁 d 1 3， d 1 4の高さ、 すなわち基板 d 1 1 , d 1 2間の 間隔を 2 0 0 mと し、 基板間の粒子の体積占有率を 5 0 %とした。 なおカラ一板 d l 5には白色の樹脂板を用いた。

このようにして作製した表示セル d 1 0において、 第 2の対向電極 対の一方の電極 d 1 8および第 3の対向電極対の一方の電極 d 2 0が

25 負極に、 他方の電極 d 1 9 ， d 1 が正極となるように 2 0 0 Vの直 流電圧を印加すると、 図 9 ( c ) に示すように、 正に帯電した粒子 d

2 7は電極 d 1 8， d 2 0側へ飛翔移動して付着し、 一方負に帯電し た粒子 d 2 8は電極 d 1 9， d 2 1側へ移動して付着した。 それによ つて、 表示セル d 1 0の表示色はカラ一板 d 1 5の色である白色とな つた。

次に、 第 2および第 3の対向電極対を共にアースして電圧印加を停 止し、 代わって第 1 の対向電極対の一方の電極 d 1 6が負極に、 他方 の電極 d 1 7が正極となるように 2 0 0 Vの直流電圧を印加すると、 図 9 ( b ) に示すように、 正に帯電した粒子 d 2 7は電極 d 1 6側へ 飛翔移動して付着し、 一方負に帯電した粒子 d 2 8は電極 d 1 7側へ 移動して付着した。 それによつて、 表示セル d 1 0の表示色は粒子 d 2 7， d 2 8の色である黒色となった。

これらの場合において電圧印加に対する応答時間を測定した結果、 l m s e c の値が得られた。 また、 電圧印加を停止して 1 日間そのま ま放置したが、 表示状態、 すなわち粒子が各電極側に付着した状態は 保たれていた。 さらに、 印加電圧の極性切り換えを 1万回繰り返し行 つたが、 応答速度の変化はほとんど見られなかった。

' 実施例 5

粒子の負帯電性部分を構成する粒子として、 スチレンモノマーに 0 . 5重量部の A I B N (ァゾビスイソプチ二ト リル） を加え、 1 0倍 量の 0 . 5 %界面活性剤 （ラウ リル硫酸ナト リウム） 水溶液に分散さ せて懸濁重合させポリスチレン樹脂溶液を得た。 該ポリスチレン樹脂

1 0 0重量部に対し、 荷電制御剤として 「B o n t r o n E 8 4」

(保土ケ谷化学 （株） 製） 5重量部、 着色剤として酸化チタン 「 C R

5 0」 （石原産業 （株） 製） 2 0重量部を溶解させ、 濾過、 乾燥させ た後、 粉砕分級機 （F M— I 2 0 ： 日本ニューマチッ ク製） を用いて 5〜 1 0 mの負帯電性の白色粒子を得た。

粒子の正帯電性部分を構成する粒子として、 メチルメタァクリ レ一 トモノマ一 8 0重量部とメ タク リル酸 2 - (ジメチルァミ ノ） ェチル モノマー 2 0重量部に 0 . 5重量部の A I B N (ァゾビスィソブチ二 ト リル） を溶解し、 カップリ ング処理して親油性とした酸化チタン 2 0重量部を分散させて得られた液を、 1 0倍量の 0. 5 %界面活性剤 (ラウリル硫酸ナト リウム） 水溶液に分散させて懸濁重合させ、 ァク リルスチレン樹脂溶液を得た。 該ァク リルスチレン樹脂 1 0 0重量部 に対し、 荷電制御剤として 「B 0 n t r 0 n N 2 1」 （保土ケ谷化 学 （株） 製） 5重量部、 着色剤として力一ボンブラック 「# 4 5」 （ 三菱カーボン （株） 製） 5重量部を溶解させ、 濾過、 乾燥させた後、 粉砕分級機 （ F M— 1 2 0 : 日本ニューマチッ ク社製） を用いて 5 ~ 1 0 mの正帯電性の黒色粒子を得た。

一次粒子の平均粒子径 d。.₅、 平均帯電量を第 1表に示す。

次に、 これらの一次粒子をそれぞれ熱プレスにより 1 4 0 °Cでシ一 ティ ングし、 得られたシートを重ね合わせ、 1 6 0 °Cにて圧接し、 積 層シートを得た。 該シー を延伸機にて加熱延伸し、 厚さ 1 0 の 積層シートを得た。 該積層シートを微細に粉砕し、 平均粒子径 d。.5 約 1 O / mの粒子を得た。 該粒子は略半分が 白色、 他の略半分が黒 色の粒子であった。 さらに、 サフュージョ ンシステム （ S F S— 0 3 ： 日本ニューマチッ ク社製） を用い、 熱風温度 4 5 0 °Cにて、 粒子表 面を微小溶融させ、 球形粒子を得た。

この粒子を、 1 0 0 mのスぺーサーを介して配置された、 一方が 内側 I T 0処理されたガラス基板と、 もう一方が銅基板であるセル中 に空間率 5 0 %で充填し、 表示装置を得た。

I T Oガラス基板、 銅基板それぞれに電源を接続し、 I T Oガラス 基板を負極に、 銅基板を正極となるように直流電圧をかけて、 画像濃 度を測定した。

画像濃度、 駆動電圧及び画像評価結果を第 2表に示す。 参考例 1

前記実施例 5の一次粒子を分級して、 l O O mのスぺ一サ一を介 して配置された、 一方が内側 I T O処理され接続されたガラス基板と 、 もう一方が銅基板であるセル中に空間率 5 0 %で充填し、 2粒子夕 ィプの表示装置を得た。

画像濃度、 駆動電圧及び画像評価結果を第 2表に示す。

第 2 表

産業上の利用可能性

本発明の可逆画像表示板ならびに画像表示装置は、 応答速度が速く 、 単純な構造で、 かつ安定性および鮮明性に優れており、 また、 駆動 の際に強い電界を発生させる必要がなく、 汎用の電子材料を使用する ことができるものであり、 ノートパソコン、 P D A、 携帯電話などの モパイル機器の画像表示部、 看板、 ポスター、 黒板などの掲示板、 コ ピ一機、 電卓、 家電製品の画像表示部などに用いられる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . バッ クライ ト、 カラ一フィルタ一および 2対の電極を具備した 2 枚の透明基板の間に、 帯電特性の異なる粒子を封入し、 前記基板間に 電界を与えて、 前記粒子を飛翔移動させ画像を表示する可逆画像表示 板。

2 . 透明基板および対向基板の間に、 単一の極性に帯電した単一の色 の粒子を封入し、 前記基板間に電界を与えて前記粒子を飛翔移動させ 画像を表示する可逆画像表示板。

3 . バッ クライ ド、 2種類の電極およびカラーフィルタ一を具備した 2枚の透明基板の間に、 単一の極性に帯電した粒子を封入し、 前記基 板間に電界を与えて前記粒子を飛翔移動させ画像を表示する可逆画像 表不 ₀

4 . 少なく とも一方が透明である 2枚の対向する基板と、 これら基板 のいずれか一方に設けたカラー板と、 前記基板間に形成した少なく と も 2組の対向電極対と、 前記基板間に封入した帯電特性の異なる 2種 類以上の粒子とを具え、 前記対向電極対の一方の電極の電位が他方の 電極の電位よ り も高く なるようにこの対向電極対に電圧を印加し、 そ れによって生じる電界によつて前記粒子を飛翔移動させて画像表示を' 行う可逆画像表示板。

5 . 少なく とも一方が透明な対向する基板間に、 粒子を封入し、 粒子 を飛翔移動させ画像を表示する可逆画像表示板において、 該粒子が色 及び帯電特性の異なる部分を有する可逆画像表示板。

6 . 請求項 1 〜 5の何れかに記載の可逆画像表示板を具えた画像表示

7 . 粒子の平均粒子径 d。. ₅ が 0 . 1 〜 5 0 mである請求項 1 〜 5 のいずれかに記載の可逆画像表示板。

8 . キャ リアを用いてブローオフ法により測定 ·算出した粒子の表面 電荷密度が、 絶対値で 5〜 1 5 0 C / m ² である請求項 1〜 5のい ずれかに記載 可逆画像表示板。 ,

9 . 粒子が、 体積固有抵抗 1 X 1 0 ^{1 ϋ} · cm以上の絶縁性粒子である 請求項 1 〜 5のいずれかに記載の可逆画像表示板。

1 0 . 粒子が、 その表面と 1 m mの間隔をもって配置されたコロナ放 電器に、 8 k Vの電圧を印加してコロナ放電を発生させて表面を帯電 させた場合に、 0 . 3秒後における表面電位の最大値が 3 0 0 Vよ り 大きい粒子である請求項 1 〜 5のいずれかに記載の可逆画像表示板。

1 1 . 隔壁により互いに隔離された 1つ以上の画像表示素子を持つ請 求項 1 〜 5のいずれかに記載の可逆画像表示板。