WO2003091799A1 - Particule pour affichage d'image et dispositif associe - Google Patents

Description

明 細 書 画像表示用粒子および装置 技術分野

本発明は、 クーロン力などを利用した粒子の飛翔移動に伴い画像を繰り返し画 像表示、 消去できる画像表示装置およびその画像表示用粒子に関する。

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、 エレクト口クロ ミック方式、 サ一マル方式、 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、 携帯端末用画像表示、 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、 沈降しやすく、 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 サイ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、 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表示する装置も提案されている （ 趙 国来、 外 3名、 "新しいトナーディスプレイデバイス （I ) " 、 1 9 9 9年 7月 2 1日、 日本画像学会年次大会 （通算 8 3回） " Japan Hardcopy'99" 、 p. 249-252) 。 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。

このような乾式表示装置の動作メカニズムは、 色およ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。

それらの総合的な力と電界によって粒子に働きかけられる力との相対関係によ り電界による力が上回った際に粒子自身の飛翔が起こることとなる。

画像表示装置の実際の駆動回路を考えた場合に駆動電圧はできるだけ低いほう が好ましい。 駆動電圧を決定する大きな因子として、 主に分子間力、 液架橋力が 挙げられ、 これらの低減は直ちに駆動電圧低減に結びつくものであり、 これらの 特性改良が最も重要な課題となる。

また、 良好な動作特性を得るためには粒子の帯電性はある程度高いことが好ま しく、 良好な帯電性を有する粒子を得ることがもうひとつの課題となる。 画像表 示粒子自身の帯電量は、 電界に発生する力や、 粒子同士ないし基板における付着 力を制御する際にもっとも重要な因子となる。 しかしながら、 粒子の帯電性は通 常、 粒子自身の材質によって支配され、 粒子自体で精度良く制御することは困難 である。

更に、 微粒子を表示素子として考えた場合、 色調はコントラストが明確となる よう白色および黒色の粒子であることが必須となる。 これに対して汎用榭脂によ る重合微粒子は無色であり、 微粒子である場合には光の乱反射により白く見える ものの、 黒色粒子と混合して画像表示装置として用いた場合には、 隠蔽率が足ら ず白色度不足となる。

白色度を高めるために粒子内部に酸化チタンや酸化亜鉛などの白色微粉体を混 入させる方法が提案されているが、 たとえば重合法を用いて粒子重合時にこれら の白色微粉体を取り込む場合には、 効率よく粒子内部に取り込ませるために白色 微粉体をカツプリング剤処理などにより表面親和性を制御する必要があり、 その 作製方法は非常に煩雑なものとなる。

また、 このような処方を用いた場合には一般に粒子径制御が困難なものとなる 。 例えば、 粒子を構成する主要樹脂と白色微粉体を混練りし、 粉碎、 分級操作を 経て粒子を得る方法も提案されているが、 この場合は分級操作を行わなければ粒 度分布の狭い粒子を得ることができず、 また機械的操作による微粉化を行うため に、 微小粒子径のものを得ようとした場合でも 8 m程度が限界でそれ以下の粒 子径の微粒子は得ることが困難である。

発明の開示

本発明は、 上記実情に鑑みて鋭意検討されたものであり、 粒子を飛翔させる夕 イブの乾式画像表示装置において、 駆動電圧が低く、 粒子への帯電性の付与が充 分に行なわれ、 コントラス卜が十分で良好な画像が安定して得られる画像表示用 粒子および装置を提供することを目的とするものである。

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、 粒子表面に微 小な凹凸を設けることで、 駆動電圧の低減が図れ、 良好な帯電特性を有する粒子 を得ることができ、 また、 入射光は乱反射を起こして視認時には白色を呈するこ とからコントラス卜が十分で良好な画像が安定して得られるようになることを見 出し、 本発明に至った。

すなわち本発明は、 以下の画像表示用粒子および装置を提供するものである。 1 . 少なくとも一方が透明な対向する基板の間に 1種類以上の粒子を封入し、 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、 該粒子が粒子 表面に微小な凹凸を有するものであることを特徴とする画像表示用粒子。 2. 粒子の比表面積 S (mVg) と平均粒子径 d (0. 5) ( m) の積 （S Xd) が 10以上である上記 1の画像表示用粒子。

3. 平均粒子径 d (0. 5) が 0. 1〜50 mの範囲である上記 1または 2 の画像表示用粒子。

4. 粒子が、 重合時に揮発性成分を粒子内部に取り込み、 重合後に加熱して揮 発性成分を取り除くことによって製造されたものである上記 1〜 3のいず れかの画像表示用粒子。

5. 粒子が、 重合粒子の表面を剛性の高い物質を衝突させるか、 摺動させるこ とによって表面に微小凹凸を形成されたものである上記 1〜 3のいずれか の画像表示用粒子。

6. 粒子が、 懸濁重合によって得られた重合粒子に、 グラフト重合法により、 粒子表面に不定形状の重合部位を設けたものである上記 1〜 3のいずれか の画像表示用粒子。

7. 母粒子表面に子粒子を付着させたものである上記 1〜 3のいずれかの画像 表示用 子。

8. 少なくとも一方が透明な対向する基板の間に 1種類以上の粒子を封入し、 電位の異なる 2種類の電極から該粒子に電界を与えて、 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、 該粒子として、 粒子表面に微小 な凹凸を有する粒子を用いることを特徴とする画像表示装置。

図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の画像表示装置における表示方法を示す説明図である。

図 2は、 本発明の画像表示装置における表示方法を示す説明図である。

図 3は、 本発明の画像表示装置の構造を示す説明図である。

発明を実施するための最良の形態

本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の間に 1種類 以上の粒子を封入し、 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る。

このような乾式画像表示装置には、 図 1に示すように 2種類以上の色の異なる 粒子を基板と垂直方向に移動させることによる表示方式と、 図 2に示すように 1 種類の色の粒子を基板と平行方向に移動させることによる表示方式があり、 いず れへも適用できるが、 安定性の上から、 前者の方式に適用するのが好ましい。 図 3は画像表示装置の構造を示す説明図であり、 対向する基板 1、 基板 2およ び粒子 3により形成され、 必要に応じて隔壁 4が設けられる。

基板に関しては、 基板 基板 2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。

画像表示装置としての可撓性の有無は用途により適宜選択され、 例えば、 電子 ペーパー等の用途には可撓性のある材料、 携帯電話、 P DA、 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用いられる。

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、 ポリカーボネートなどのポリマ一シートや、 ガラス、 石英な どの無機シー卜が挙げられる。

基板厚みは、 2〜5 0 0 0 ^ m、 好ましくは 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 合には可撓性に欠ける。

本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本発明の画像表示 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色の粒子が引き寄せあるいは 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な基板を通して 表示装置外側から視認する。

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、 アルミニウム、 銀、 ニッケル、 銅、 金等の金属や I T O、 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 VD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、 テトラブチルァ ンモニゥムパーク口レー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、 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 nm、 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 ミニゥム、 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。

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。

隔壁は各表示素子の四周に設けるのが好ましい。 隔壁を平行する二方向に設け 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、 メモリ保持性を介助するとともに、 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、 スクリーン版を用い 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夕一ンを隔壁 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 イブ法） 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 形成する铸型成形法等、 種々の方法が採用される。 さらに铸型成形法を応用し、 铸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、 流動性との関係から、 球形であることが好ましい。

粒子の平均粒子径 d ( 0 . 5 ) は 0 . ：!〜 5 0 zmが好ましく、 特に：！〜 3 0 / mが好ましい。 粒子径がこの範囲より小さい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。 反対に粒子径がこの範囲より大きいと、 追随性は良いが、 メモリ性 が悪くなる。

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。

キャリア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は絶対値で 5〜1 5 0 CZ gの範囲が好ましい。 表面電荷密度の絶対値がこの範囲より小 さいと電界の変化に対する応答速度が遅くなり、 メモリ性も低くなる。 表面電荷 密度の絶対値がこの範囲より大きレ と電極や基板への鏡像力が強すぎ、 メモリ性 はよいが、 電界を反転した場合の追随性が悪くなる。

なお、 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 I X 10 ^ιαΩ · cm以上の絶縁性粒子が好ましく、 特に 1 X 10¹²Ω · cm以上の 絶縁性粒子が好ましい。

本発明は、 上記の如くクーロン力等により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、 粒子表面に微小な凹凸を有する画像表示用粒子を用いる ものである。 粒子表面に微小な凹凸を設けることで次のような特性が得られる。

(駆動電圧に関して）

駆動電圧に影響を与える大きな因子として、 粒子と電極板間の分子間力、 およ び液架橋力が挙げられる。 粒子表面に微小な凹凸を設けることでこれらの付着力 は大幅に低減でき、 駆動電圧の低減が図れる。

(粒子帯電量について）

表面に微小凹凸を設けることで単一粒子あたりの比表面積は増大する。 これに より、 帯電サイ卜が増加することになり充分な帯電性を有する粒子を得ることが できる。 また、 微小な凹凸はその部分の電荷集中を引き起こし、 それによつても 充分な帯電量を得ることができる。

(白色度について）

粒子表面に微小凹凸を設けることによって入射光は乱反射を起こし、 視認時に は白色を呈することになる。

本発明において粒子表面に微小凹凸を設けることで単一粒子あたりの比表面積 は増大するが、 粒子の比表面積 S (m²/g) と平均粒子径 d (0. 5) (urn ) の積 （SXd (0. 5) ) が 10以上であることが好ましい。

この平均粒子径 d (0. 5) は粒子径分布から得られるものであり、 粒子の 5 0%がこれよりも大きく、 50%がこれよりも小さいという粒子径を^ mで表し た数値である。

粒子径分布および粒子径は、 レーザ一回折 Z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。

この粒子径及び粒子径分布は、 体積基準分布から得られたものである。 具体的 には、 Masters izer2000 (Malvern Ins truments 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、 測定を行うことができる。

粒子表面に微小凹凸を設ける方法については特に制限されないが、 例えば次の ような方法を用いることができる。

1 ) 粒子重合時に揮発性成分を粒子内部に取り込み、 重合後に加熱して揮発性 成分を取り除くことによって多孔性微粒子とする。

これにより、 表面に微細凹凸を設けることができる。 例示すればトルエン ゃキシレンなど懸濁重合時の反応温度より沸点の高い溶媒を重合時に油滴 に含有させ、 重合後に加熱して揮発除去することにより多孔性粒子を得る ことができる。

2 ) 重合粒子の表面を剛性の高い物質を衝突させたり摺動させることによって 表面に微小凹凸を形成する。

具体的にはサンドブラスト法、 あるいは鉄粉などと一緒に容器中に重合粒 子を仕込み、 ペイントシエイカ一などを用いて振とうさせ、 その後、 篩な どにより重合粒子のみを取り出すことによって表面に微小凹凸を有する粒 子を得ることができる。

3 ) 懸濁重合によって得られた重合粒子に、 グラフト重合法により、 粒子表面 に不定形状の重合部位を設ける。

例えば、 特開平 8— 1 1 4 9 4 7号公報に記載されているように、 水系に おいて、 主粒子、 重合性単量体、 この重合性単量体の骨格を有する分散剤 、 および水溶性重合開始剤の存在下で、 主粒子表面に単量体を重合するこ とにより微小凹凸を有する粒子を得ることができる。

4 ) 母粒子表面に子粒子を付着させて表面積を大きくする。

この表面処理は、 溶剤に荷電制御剤を溶解した液に子粒子を添加した後、 濾過により分離された子粒子を乾燥することにより行われる。

この子粒子には、 シリカや酸化チタン等の金属酸化物の微粒子が用いられ る。 このような微粒子を荷電制御剤で表面処理することによって、 荷電制 御剤が微粒子表面に固定化されて白色となり、 なおかつ所望の特性に帯電 させることができる。

母粒子表面に子粒子を付着させる際の荷電制御剤は溶剤に可溶でありかつ帯電 制御が可能であるものであれば特に制限はなく、 荷電制御剤として市販されてい るものが好適に用いられる。

例えば、 ニグ口シン化合物、 樹脂酸変成アジン、 樹脂酸変成アジン化合物、 4 級アンモニゥム塩、 サリチル酸系金属錯体、 フエノール系縮合物、 含金属ァゾ化 合物、 トリフエニルメタン誘導体などが挙げられる。

また、 荷電制御剤を選択することにより、 帯電制御と同時に黒色または濃紫色 に染色が可能であり、 黒色表示用微粒子を得ることができる。

すなわち、 上記中で、 ニグ口シン化合物、'樹脂酸変成アジン、 樹脂酸変成アジ ン化合物、 含金属ァゾ化合物は溶解させた溶液にて粉体の染色が可能である。 具体的には、 負荷電制御剤として、 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、 力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 口イミダゾ一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、 トリフエニルメタン系化合物、 4級アンモニゥム塩系化合物、 ポリアミ ン樹脂、 イミダゾール誘導体等が挙げられる。

その他、 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。 溶剤は荷電制御剤が溶解し、 かつ、 微粒子の膨潤ゃ溶解がないものであれば良 く、 通常アルコールが好適に用いられる。

処理方法は、 溶剤に荷電制御剤を 0 . 1〜1 0 %程度添加し、 ミキサー等で撹 拌して溶解させる。 得られた溶液を濾過して未溶解分を除去し、 濾液に微粒子を 添加して再度ミキサ一等で撹拌する。 この混合液から濾過により処理された微粒 子を取り出し、 オーブン等で乾燥させて画像表示用粒子が得られる。

荷電制御剤と着色剤を併用しても良く、 用いられる着色剤としては、 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、 活性炭等がある。

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 ルファストイェロー、 ニッケルチタンイェロー、 ネーブルイェロー、 ナフ！ ^一ル イエロ一 S、 ノヽンザイェロー G、 ハンザイェロー 1 0 G、 ベンジジンイエロ一 G 、 ベンジジンイェロー G R、 キノリンイェローレーキ、 パーマネントイエロ一 N C G、 タートラジンレーキ等がある。

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、 バルカンオレンジ、 インダスレンブリリアントォレ ンジ R K：、 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等が ある。

赤色顔料としては、 ベンガラ、 カドミウムレッド、 鉛丹、 硫化水銀、 力ドミゥ ム、 パーマネントレッド 4 R、 リソ一ルレッド、 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、 ブリリアント力一ミン 6 B、 ェオシ ンレーキ、 ローダミンレーキ B、 ァリザリンレーキ、 ブリリアントカーミン 3 B 等がある。

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 トレーキ等がある。 青色顔料としては、 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一、 フタ口 シァニンブル一部分塩素化物、 ファストスカイブルー、 インダスレンブル一 B C 等がある。

緑色顔料としては、 クロムグリーン、 酸化クロム、 ビグメントグリーン B - マ ラカイトグリーンレーキ、 ファイナルイェローグリーン G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、 ホワイト力 一ボン、 タルク、 アルミナホワイト等がある。

更に、 塩基性、 酸性、 分散、 直接染料等の各種染料として、 ニグ口シン、 メチ レンブルー、 ローズベンガル、 キノリンイェロー、 ウルトラマリンブルー等があ る。 これらの着色剤は、 単独或いは複数組み合わせて用いることができる。 このように表面処理された微粒子 （子粒子） を核となる母粒子に固定化するこ とにより、 帯電性の付与と着色が行なわれる。

固定化方法は、 バインダ榭脂と共に表面にコーティングする湿式処理でも良い が、 湿式処理では荷電制御剤の再溶解を防ぐために、 溶剤の選択が必要となる。 従って、 乾式処理で子粒子を母粒子に固定化することが簡単で、 好ましい。 乾式処理の装置としては、 ハイブリダィザー （奈良機械製作所 （株） 製） とメ カノフュージョン （ホソカワミクロン （株） 製） が有名であり、 両方式は異なる ものであるが、 どちらでも良い。

母粒子の粒子径 1 ₁と子粒子の粒子径01 ₂の比率 （c^ Z d ^ は 1 0以上であ ることが好ましく、 d i Z d zは、 通常 1 0 0以下である。 ^ Z ^が 1 0より 小さい （すなわち d ₂が大きい） と、 固定化される子粒子の数が少なくなり、 本 発明の効果が得られなくなる。

母粒子は、 球形であることが好ましく、 モノマーから重合させて得ることがで きる。 必要に応じて粒子径をそろえるために分級操作も行われる。 又、 それ以外 でも、 樹脂を粉碎分級することによつても得ることができる。 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榭 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、 ブチラ一ル樹脂、 塩化ビニリデン樹脂、 メラミン樹脂、 フエノール樹脂、 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、 ァクリ 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。 2種以上を混合することもできる。

本発明の画像表示装置における透明基板と対向基板の間隔は、 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 10〜 5000M m、 好ましく は 30〜500 /mに調整される。

粒子充填量は、 基板間の空間体積に対して、 体積占有率が 10〜80%、 好ま しくは 10〜70 %になるように充填するのが良い。

本発明の画像表示装置は、 ノートパソコン、 PDA、 携帯電話等のモパイル機 器の画像表示部、 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、 自動車用品等の画像表示部等に用いられる。 次に実施例を示して、 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 (0. 5) および表面電 荷密度の測定を次のように行なった。

(1) 平均粒子径 d (0. 5) m)

粒子径分布測定機 （マスターサイザ一 2000、 Malvern instruments Ltd.製 ) に各粒子を投入し、 粒子径分布を測定した。 付属の解析ソフトにより、 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 mで表した 数値を平均粒子径 d (0. 5) (^m) とする。

(2) 比表面積 S (mVg)

BET法を用いて測定した。

(3) 表面電荷密度

ぐブローオフ測定原理及び方法 >

ブローオフ方法においては、 両端に網を張った円筒容器中に粉体とキヤリャの 混合体を入れ、 一端から高圧ガスを吹き込んで粉体とキヤリャとを分離し、 網の 目開きから粉体のみをブローオフ（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ヤリャに残る。 そして、 この電荷による 電束の全てはファラデーケージで集められ、 この分だけコンデンサ一は充電され 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 Q は、 Q=CV (C:コンデンサ一容量、 V：コンデンサー両端の電圧） として求められる。 ブローオフ粉体帯電量測定装置としては東芝ケミカル社製の TB-200 を用いた 。 本発明ではキヤリャとして正帯電性 ·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： C/m²) を測定した。 すなわち、 正 帯電性キヤリャ (相手を正に帯電させ自らは負になりやすいキヤリャ）としてはパ ウダ一テック社製の F963-2535 を、 負帯電性キヤリャ (相手を負に帯電させ自ら は正に帯電しやすいキヤリャ）としてはパウダーテック社製の F92卜 2535 を用い た。 測定された粒子の帯電性と、 別途測定した粒子比重とから、 粒子の表面電荷 密度を算出した。

ぐ粒子比重測定方法 >

粒子比重は、 株式会社島津製作所製比重計 （マルチポリゥム密度計、 H1305) にて測定した。

(4) 表示機能の評価

作製した表示装置に、 500Vを印加し、 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、 黒色と白色の表示を反射画像濃 度計 （RD918、 Mac be t h社製） を用いて測定した。 ここで、 コントラ スト比とは白色表示時の反射濃度に対する黒色表示時の反射濃度の比 （=黒色表 示時反射濃度/白色表示時反射濃度） である。

なお、 全面表示時のムラを以下の基準で判定した。

〇：全面がほぼ 100 %黒色/ ^白色に呈色する。

△：黒色表示にやや一部白色が混ざるか、 その逆である。

X：かなり黒色 Z白色が混ざった表示となる。

また、 白色視認性を以下の基準で判定した。

〇：黒色 Z白色のコントラス卜が十分であり、 繊細パターンも十分認識でき る。

△：黒色 Z白色のコントラストがやや不十分であるが、 繊細パターンも一応 認識できる。

X：黒色/白色のコントラストが不十分でパターン認識が困難である。 ぐ実施例 1 >

白色粒子は、 多孔質ポリメチルメタクリレート粒子 （MB P 8、 積水化成品ェ 業 （株） 製、 平均粒子径 d (0. 5) 6. 1 rn) に、 疎水性シリカ （H 300 4、 へキス卜社製） を 0. 2重量％添加した粒子を用いた。

黒色粒子は、 球状ポリメチルメタクリレート粒子 （テクポリマー MBX— 5B 、 積水化成品工業 （株） 製、 平均粒子径 d (0. 5) 5. 6 m) を用いた。 表示装置は以下のように作製した。 すなわち、 約 50 OA厚みの酸化インジゥ ム電極 （厚さ 50 nm) を設けた一対のガラス基板を、 間隔 100 mになるよ うにスぺ一サ一で調製し、 ガラス基板間に、 前述の白色粒子と黒色粒子を封入し 、 ガラス基板周辺をエポキシ系接着剤にて接着して表示装置とした。 なお、 白色 粒子と黒色粒子の混合率は同重量ずっとし、 それら粒子のガラス基板間への充填 率は 50容量％となるように調製した。 粒子特性および表示機能の評価結果を第 1表に示す。 ぐ比較例 1 >

実施例 1において、 多孔質ポリメチルメ夕クリレート粒子 （MBP8、 積水化 成品工業 （株） 製、 平均粒子径 d (0. 5) 6. 1 rn) に代えて球状ポリメチ ルメタクリレート粒子 （MBX8、 積水化成品工業 （株） 製、 平均粒子径 d (0 . 5) 5. 6 m) を白色粒子として用いた以外は、 実施例 1と同様にして画像 表示装置を作製した。 粒子特性および表示機能の評価結果を第 1表に示す。 表 1

産業上の利用可能性

本発明の画像表示装置は、 透明基板および対向基板の間に 1種類以上の粒子を 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、 表面に微小 な凹凸を有する画像表示用粒子を用いるものであるが、 このような画像表示用粒 子を用いることによって、 駆動電圧が低く、 粒子への帯電性の付与が充分行なわ れ、 コントラストが十分で良好な画像を安定して得ることができる。

Claims

請 求 の 範 囲

1. 少なくとも一方が透明な対向する基板の間に 1種類以上の粒子を封入し、 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、 該粒子が粒子表面に 微小な凹凸を有するものであることを特徴とする画像表示用粒子。

2. 粒子の比表面積 S (mVg) と平均粒子径 d (0. 5) m) の積 （ SXd (0. 5) ) が 10以上である請求項 1に記載の画像表示用粒子。

3. 平均粒子径 d (0. 5) が 0. 1〜50 mの範囲である請求項 1または 請求項 2に記載の画像表示用粒子。

4. 粒子が、 重合時に揮発性成分を粒子内部に取り込み、 重合後に加熱して揮 発性成分を取り除くことによって製造されたものである請求項 1〜3のいずれか に記載の画像表示用粒子。

5. 粒子が、 重合粒子の表面に対し剛性の高い物質を衝突させるか摺動させる ことによって、 表面に微小凹凸が形成されたものである請求項 1〜 3のいずれか に記載の画像表示用粒子。

6. 粒子が、 懸濁重合によって得られた重合粒子に、 グラフト重合法により、 粒子表面に不定形状の重合部位を設けたものである請求項 1〜 3のいずれかに記 載の画像表示用粒子。

7. 粒子が、 母粒子表面に子粒子を付着させたものである請求項 1〜3のいず れかに記載の画像表示用粒子。

8. 少なくとも一方が透明な対向する基板の間に 1種類以上の粒子を封入し、 電位の異なる 2種類の電極から該粒子に電界を与えて、 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、 該粒子として、 粒子表面に微小な凹凸を有す 粒子を用いることを特徴とする画像表示装置。