CN1934493A - 信息显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种信息显示装置，该装置具有信息显示面板，所述显示面板是在至少一方透明的2张对置基板间的利用隔板设置的多个单元内封入1种以上粒子组，至少一方电极设置在基板上，利用该电极对所述粒子组施加电场，使所述粒子组移动显示图像等信息，设所述粒子(构成粒子组的粒子)的粒径为D、所述电极的高度为H时，D≥2H，由此可以实现基板表面平滑化的效果。利用本发明可以提供通过尽可能薄化电极(降低电极的高度)、平滑基板表面来提高耐久后对比度的信息显示装置。

Description

信息显示装置
技术领域
本发明涉及一种具有信息显示面板的信息显示装置，所述信息显示面板是通过利用库仑力等的粒子的飞行移动或粉流体的移动能反复进行图像等信息显示，特别涉及能提高耐久后对比度(contrast ratio)的信息显示装置。
背景技术
迄今为止，作为代替液晶(LCD)的信息显示装置，提出了利用电泳方式、电致发光显示方式、热方式、双色粒子旋转方式等技术的信息显示装置。
与LCD比较，上述现有技术具有能得到接近普通印刷品的大视野角、电消耗小、具有存储功能等优点，因此考虑将其作为能用于下一代廉价的信息显示装置的技术，期待着能够应用于便携终端用信息显示、电子纸等。特别是在最近，提出将由分散粒子和着色溶液组成的分散液进行微囊化，并将其配置在对置基板间的电泳方式(例如，参见非专利文献1)。
但是，在电泳方式中，由于粒子在液体中泳动，因此存在液体的粘性阻力导致应答速度迟缓的问题。而且，由于将氧化钛等高比重的粒子分散在低比重的溶液中，所以，存在容易沉降、难以维持分散状态的稳定性、反复进行图像等信息显示时的显示稳定性欠缺的问题。即使通过微囊化使单元(cell)尺寸处于微胶囊水平，也只是在表面上使上述缺点不容易表现出来，并没有解决任何本质问题。
另一方面，相对于利用在溶液中的行为的电泳方式，首次提出了不使用溶液，将导电性粒子和电荷传递层组合入基板的一部分的方式(例如，赵国来、另外3人、“新型墨水显示设备(I)”、1999年7月21日、日本图像学会年度大会(第83届)“Japan Hardcopy’99”论文集、p.249-252)。但是，也存在以下问题：由于配置电荷传递层、及电荷发生层，使结构复杂化，同时，由于难以将电荷恒量地注入导电性粒子，所以欠缺显示重写的稳定性。
作为解决上述各种问题的方法之一，已知一种具有信息显示面板的信息显示装置，所述信息显示面板是在至少一方透明的2张对置基板之间的利用隔板设置的多个单元内封入1种以上的粒子组，利用设置在所述基板上的电极对所述粒子组施加电场，使所述粒子移动来显示图像等信息。
在如上所述的信息显示装置中，例如，通过蚀刻在玻璃基板等基板表面上形成的ITO等透明导电性材料，形成线等图案，形成电极，然后利用光致抗蚀剂在其上形成隔板，由此在2张对置基板间构成多个单元，在各单元内至少封入1种以上粒子组。此时，由于在基板上相邻接的电极间形成峡谷式的间隙，当粒子的粒径D小于电极的高度(从基板面到电极上面的高度)H的情况下(例如，图13所示的H1.5D的情形)，从对置电极间溢出的粒子夹在电极间的间隙内，无法移动，有可能导致显示不良。另外，该问题也同样出现在具有下述信息显示面板的信息显示装置中，所述信息显示面板是在至少一方透明的2张对置基板间的利用隔板设置的多个单元内，封入处于将固体状物质作为分散质稳定地漂浮在气体中的气溶胶状态且显示高流动性的1种以上粉流体，利用设置在所述基板上的电极对粉流体施加电场，使上述粉流体移动显示图像等信息。
发明内容
本发明的目的在于提供一种信息显示装置，该信息显示装置通过尽可能使电极变薄(电极的高度变小)，平滑基板表面，从而提高耐久后的对比度。
为实现上述目的，第1项发明是提供具有信息显示面板的信息显示装置，所述信息显示面板是在至少一方透明的2张对置基板间的利用隔板设置的多个单元内封入1种以上粒子组，利用设置在所述基板上的电极对所述粒子组施加电场，使所述粒子移动显示图像等信息，该信息显示装置的特征在于，所述粒子的粒径为D、所述电极的高度为H时，D≥2H。
为实现上述目的，第2项发明是提供具有信息显示面板的信息显示装置，所述信息显示面板是在至少一方透明的2张对置基板间的利用隔板设置的多个单元内封入1种以上粒子组，利用设置在所述基板上的电极对所述粒子组施加电场，使所述粒子移动显示图像等信息，该信息显示装置的特征在于，所述粒子的粒径为D、所述电极的高度为H时，D≥2H，同时，在与所述基板的设有所述电极的一面相反一侧的面上层压金属箔。
为实现上述目的，第3项发明是提供具有信息显示面板的信息显示装置，所述信息显示面板是在至少一方透明的2张对置基板间的利用隔板设置的多个单元内，封入处于固体状物质作为分散质稳定地漂浮在气体中的气溶胶状态且显示高流动性的1种以上粉流体，利用设置在所述基板上的电极对粉流体施加电场，使所述粉流体移动显示图像等信息，该信息显示装置的特征在于，构成所述粉流体的粒子物质的粒径为D、所述电极的高度为H时，D≥2H。
为实现上述目的，第4项发明是提供具有信息显示面板的信息显示装置，所述信息显示面板是在至少一方透明的2张对置基板间的利用隔板设置的多个单元内，封入处于固体状物质作为分散质稳定地漂浮在气体中的气溶胶状态且显示高流动性的1种以上粉流体，利用设置在所述基板上的电极对粉流体施加电场，使所述粉流体移动显示图像等信息，该信息显示装置的特征在于，构成所述粉流体的粒子物质的粒径为D、所述电极的高度为H时，D≥2H，同时，在与所述基板的设有所述电极的一面相反一侧的面上层压金属箔。
附图说明
[图1]构成本发明第1种实施方式的信息显示装置的信息显示面板之一例的示意图。
[图2]构成本发明第1种实施方式的信息显示装置的信息显示面板其他例的示意图。
[图3]构成本发明第1种实施方式的信息显示装置的信息显示面板其他例的示意图。
[图4]本发明第1种实施方式中的信息显示面板的结构之一例的示意图。
[图5]用于说明本发明第1种实施方式与第2种实施方式的信息显示装置中电极结构要件的图。
[图6]本发明信息显示面板上以隔板分开的单元形状的示意图。
[图7]用于说明本发明实施例1中信息显示面板制造方法的图。
[图8]用于说明本发明实施例2中信息显示面板制造方法的图。
[图9]用于说明与本发明实施例1相比较的比较例1中信息显示面板制造方法的图。
[图10]用于说明本发明实施例3中信息显示面板制造方法的图。
[图11]用于说明已知的信息显示装置中发生显示不良的要件的图。
具体实施方式
下面基于附图详细说明本发明的具体实施方式。
图1～图3分别是构成本发明第1种实施方式的信息显示装置的信息显示面板之一例以及其他例的示意图，图4是本发明第1种实施方式的信息显示面板的结构之一例的示意图。在以下说明中，以粒子组为例对第1种实施方式进行说明，但同样的说明也适用于作为第2种实施方式的粉流体。
第1种实施方式的信息显示面板包括使2种以上颜色以及带电特性不同的粒子组3垂直于基板1和2移动，进行图像等信息显示的显示方式(参见图1)中使用的信息显示面板，和使1种颜色的粒子组3平行于基板1和2移动进行图像等信息显示的显示方式(参见图2、图3)中使用的信息显示面板。另外，如图4所示，第1种实施方式的信息显示面板的结构是向在基板1、2之间由例如形成格子状的隔板4分开的单元5内填充规定的粒子组3(3-11、3-12)而构成。
在图1中，6、7是用于对粒子组3或粉流体3施加电场的电极，如果对在对置基板间封入了粒子组或粉流体的基板内部施加电场，则处于低电位的带电粒子(构成粒子组或粉流体的粒子)在库仑力等的作用下被吸引到高电位处，处于高电位的带电粒子(构成粒子组或粉流体的粒子)在库仑力等的作用下被吸引到低电位处，上述粒子(构成粒子组或粉流体的粒子)沿着电场方向往复运动，从而进行图像等信息显示。此处，粒子(构成粒子组或粉流体的粒子)受到的力包括粒子(构成粒子组或粉流体的粒子)之间的库仑力产生的吸引力、与基板之间的电镜像力、分子间力、以及液体交联力、重力等。
在图2中，6是对电极之一，与该电极成对地在基板间设置另一电极(图中未示出)，通过在上述对电极之间施加电场使被封入对置基板间的粒子组或粉流体沿着显示基板的横向移动。在图2中，上面所示的状态是将粒子组或粉流体的颜色作为像素显示，下面所示的状态是将基板1内侧面的颜色作为像素显示。
在图3中，6、7是对电极，对电极6、7之间施加电场，从而使被封入对置基板间的粒子组或粉流体沿着显示面板的横向移动。在图3中，上面所示的状态是将粒子组或粉流体的颜色作为像素显示，下面所示的状态是将电极6的颜色或电极6透明时将基板1内侧面的颜色作为像素显示。
下面，基于图5对作为本发明信息显示装置特征部分的电极结构进行说明。
图5是用于说明本发明第1种实施方式(粒子组)与第2种实施方式(粉流体)的信息显示装置中电极结构要件的图。在图5中，基板1、2上矩阵状(matrix)配置的电极6、7的高度(从基板面到电极上面的高度)设为H，粒子(粒子3-11以及粒子3-12)的粒径设为D，通过尽可能薄化电极，从而使D≥2H，换言之，使电极的高度H为粒径D的一半以下。由此使基板表明平滑，从而降低粒子被夹在基板上邻接电极间的间隙中的可能性，即使粒子进入电极间的间隙，由于粒径D是电极高度H的2倍以上，也容易脱离，因而能提供耐久后对比度提高的信息显示装置。
下面，按照第1种实施方式以及第2种实施方式中相同的结构部分、粒子组(第1种实施方式)中特有的部分、粉流体(第2种实施方式)中特有的部分的顺序，详细说明本发明的信息显示装置的各结构部分。
首先，对基板进行说明。
基板1、基板2中的至少一方是从装置外侧能确认粒子(构成粒子组或粉流体的粒子)的颜色的透明基板，优选可见光的透射率高且耐热性良好的材料。根据用途适当选择有无挠性的材料，例如，在电子纸等用途中使用具有挠性的材料，在手机、PDA、笔记本电脑类便携式仪器显示等的用途中使用无挠性的材料。
如果列举基板材料，可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚乙烯、聚碳酸酯等聚合物片材、或玻璃、石英等无机片材。
基板的厚度为2～5000μm，优选为5～1000μm，如果过薄，则难以确保强度、基板间的间隔均一性，如果过厚，则降低作为显示功能的鲜锐度、对比度，特别是用于电子纸时欠缺挠性。
本发明的电极设置在至少一方基板上(基板内侧)，但其上也可以设置涂层。
在两方基板上设置电极的情况下，采用下述方法：通过对电极部位施加外部电压输入而在基板上各电极位置上产生电场，使带电为规定特性的彩色粒子组(粉流体)吸引或排斥，由此使粒子组(粉流体)对应于电极部位排列，从显示装置外侧通过透明基板识别该粒子组(粉流体)。
此种情况下，作为设置在基板上的电极的电极形成材料，可以举出铝、银、镍、铜、金等金属类、或ITO、氧化铟、导电性氧化锡、导电性氧化锌等导电金属氧化物类、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等导电性高分子类，从中适当选择使用。作为电极的形成方法，可以使用溅射法、真空蒸镀法、CVD(化学蒸镀)法、涂布法等将上述列举的材料形成薄膜状的方法，或在溶剂或合成树脂粘合剂中混合导电剂进行涂布的方法。识别侧基板上设置的电极必须是透明的，但背面侧基板上设置的电极不必是透明的。任一种情况下都可以适当使用能形成图案的具有导电性的上述材料。另外，电极厚度只要能够确保导电性、不影响透光性即可，可以为3～1000nm、优选为5～400nm。设置在背面侧基板上的电极的材质或厚度等与上述识别侧基板上设置的电极相同，但不必为透明。
另外，上述情况下的外部电压输入可以叠加直流或交流。
对于本发明的隔板的形状根据显示涉及的粒子(构成粒子组或粉流体的粒子)的大小适当设定为最佳范围，不能一概而论，隔板的宽度为1～100μm、优选为2～50μm，隔板的高度为10～5000μm、优选为10～500μm。
另外，形成隔板时，可以采用以下方法：在对置的两基板上分别形成凸缘后进行接合的双凸缘法，以及仅在一张基板上形成凸缘的单凸缘法。本发明适用任一种方法。
由上述凸缘构成的隔板所形成的单元，如图6所示，从基板平面方向观察，其形状可以举出四边形、三角形、线状、圆形、六边形，作为配置方式，可以举出格子状、蜂窝状或网格状。可以尽可能缩小相当于从显示侧观察到的隔板截面部分的部分(单元框部的面积)，增加显示状态的鲜锐度。
此处，如果列举隔板的形成方法，则可以举出金属模转印法、丝网印刷法、喷砂法、光刻法、添加法。其中，优选采用使用抗蚀剂膜的光刻法或金属模转印法。
接下来，对构成本发明第1种实施方式中使用的粒子组的粒子进行说明。
制作粒子时，可以混炼并粉碎必要的树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂，或由单体聚合而成，或利用树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂涂覆现有的粒子。
下面列举树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂。
作为树脂的例子，可以举出聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚氨酯改性丙烯酸树脂、硅树脂、尼龙树脂、环氧树脂、苯乙烯树脂、丁醛树脂、偏氯乙烯树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、氟树脂等，可以将2种以上混合使用，特别是从控制与基板之间的附着力方面考虑，优选聚酯树脂、丙烯酸聚氨酯树脂、丙烯酸聚氨酯硅树脂、丙烯酸聚氨酯氟树脂、聚氨酯树脂、氟树脂。
作为带电控制剂的例子，赋予正电荷时，例如可以举出季铵盐类化合物、苯胺黑染料、三苯基甲烷类化合物、咪唑衍生物等，赋予负电荷时，可以举出含金属偶氮染料、水杨酸金属配位化合物、硝基咪唑衍生物等。
作为着色剂的例子，可以举出碱性或酸性染料等，例如，苯胺黑、亚甲基蓝、喹啉黄、玫瑰红等。
作为无机类添加剂的例子，可以举出氧化钛、锌白、硫化锌、氧化锑、碳酸钙、铅白、滑石、二氧化硅、硅酸钙、矾土白、镉黄、镉红、镉橙、钛黄、深蓝、群青、钴蓝、钴绿、钴紫、氧化铁、炭黑、锰铁黑、钴铁黑、铜粉、铝粉等。
另外，为了进一步提高进行反复显示重写时的耐久性，控制构成该粒子的树脂的稳定性，特别是控制吸水率和溶剂不溶率是有效的。
构成封入基板间的粒子的树脂的吸水率小于或等于3重量％，特别优选小于或等于2重量％。基于ASTM-D570测定吸水率，测定条件为23℃、24小时。
关于构成该粒子的树脂的溶剂不溶率，以下列关系式表示的粒子的溶剂不溶率大于或等于50％，特别优选大于或等于70％。
溶剂不溶率(％)＝(B/A)×100
(其中，A表示树脂在溶剂浸渍前的重量、B表示将树脂于25℃在良溶剂中浸渍24小时后的重量)
该溶剂不溶率不足50％时，长期保存时粒子表面发生流失(bleed)，影响粒子的附着力，并妨碍粒子的移动，有时影响图像显示耐久性。
作为测定溶剂不溶率时使用的溶剂(良溶剂)，氟树脂时优选使用甲基乙基酮等，聚酰胺树脂时优选使用甲醇等，丙烯酸聚氨酯树脂时优选使用甲基乙基酮、甲苯等，三聚氰胺树脂时优选使用丙酮、异丙醇等，硅树脂时优选使用甲苯等。
另外，粒子优选为球形。
在本发明中，对于各粒子的粒径分布，用下式表示的粒径分布Span不足5、优选不足3。
Span＝(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)
(其中，d(0.5)为用μm表示的粒径数值，粒子中的50％大于该粒径，50％小于该粒径；d(0.1)为用μm表示的粒径数值，粒径低于上述数值的粒子比率为10％；d(0.9)为用μm表示的粒径数值，粒径低于上述数值的粒子比率为90％。)
使Span在5以下的范围内，使各粒子的尺寸一致，粒子能够均匀地移动。
而且，优选使粒子的平均粒径d(0.5)为0.1～50μm。如果大于该范围，则欠缺显示上的鲜锐度，如果小于该范围，则粒子间的凝集力过大，妨碍粒子的移动。
对于各粒子的关系，在使所使用的粒子内粒径最小的粒子的d(0.5)相对于粒径最大的粒子的d(0.5)的比例为50以下、优选为10以下非常重要。
即便减小粒径分布Span，也由于使用2种以上颜色和带电特性不同的粒子时，彼此带电特性不同的粒子分别向相反方向移动，所以优选粒子大小彼此接近，每当量的粒子能分别容易地向相反方向移动，该粒径分布即为上述范围。
另外，上述粒径分布及粒径可以采用激光衍射/散射法等求出。如果对作为测定对象的粒子照射激光，则在空间形成衍射/散射光的光强度分布图案，由于该光强度图案与粒径存在对应关系，因此可以测定粒径及粒径分布。
此处，本发明的粒径及粒径分布由体积基准分布得到。具体而言，可以使用Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)测定仪，在氮气流中投入粒子，用附带的解析软件(基于采用Mie理论的体积基准分布的软件)，测定粒径及粒径分布。
粒子的表面电荷密度可以如下进行测定。即，利用喷出(blow-off)法，使粒子组与载体粒子充分接触，测定其饱和带电量，从而能测定每单位重量粒子的带电量。而且，通过其他方法求出该粒子的粒径与比重，从而计算出该粒子的表面电荷密度。
<喷出法测定原理和方法>
在喷出法中，在两端张挂有网的圆筒容器中放入粒子组和载体的混合物，从一端吹入高压气体，使粒子和载体分离，仅将粒子从网眼喷出(吹出)。此时，载体上残留有与粒子带出容器外的带电量等量且相反的带电量。然后，将上述电荷产生的全部电通量收集在法拉第箱内，只用该部分电量对电容器充电。测定电容器两端的电位，按Q＝CV(C：电容、V：电容器两端的电压)求出粒子的电荷量Q。
作为喷出粉体带电量测定装置，使用东芝CHEMICAL社制的TB-200。
本发明中，作为载体粒子，使用同一物质(Powder-tech(株)制的载体粒子F963-2535)，测定每单位重量的被测物质(构成粒子组或粉流体的粒子)的电荷密度(μC/g)，由其他方法求出的平均粒径及比重计算粒子(构成粒子组或粉流体的粒子)的表面电荷密度(μC/mm2)。
<粒子比重测定方法>
利用株式会社岛津制作所制比重计、多体积(multi-volume)密度计H1305测定粒子比重。
下面对本发明第2种实施方式中使用的粉流体进行说明。
本发明中的“粉流体”是不凭借气体的力或液体的力而显示出自身流动性、兼具流体和粒子的特性的两者中间状态的物质。例如，液晶定义为液体和固体的中间相，具有作为液体特征的流动性和作为固体特征的各向异性(光学性质)(平凡社：大百科词典)。另外，粒子的定义为即使为可忽略大小也具有有限质量的物体，受到重力的影响(丸善：物理学词典)。此处，即使粒子也存在称为气固流动层体(gas-dolid fluidized body)、液固流动体(liquid-solid fluidized body)的特殊状态，如果从底板对粒子喷流气体，则对应于气体的速度对粒子施加向上的力，该力与重力平衡时，处于能够像流体那样容易流动的状态的粒子称为气固流动层体，同样地利用流体使其流动化的状态称为液固流动体(平凡社：大百科词典)。如上所述，气固流动层体或液固流动体为利用气体或液体的流动的状态。本发明中，能够特异性地制成不依赖于上述气体的力、也不依赖于液体的力而显示自身流动性的状态的物质，将其定义为粉流体。
即，本发明中的粉流体与液晶(液体和固体的中间相)的定义相同，是处于兼具粒子和液体两种特性的中间状态，极难受到作为上述粒子的特征的重力影响，显示高流动性的特异状态的物质。上述物质可以以气溶胶状态、即能以固体状或液体状物质作为分散质稳定地漂浮在气体中的分散体系的状态获得，本发明的信息显示装置中以固体状物质作为分散质。
作为本发明对象的信息显示装置，在至少一方透明的2张对置基板间封入粉流体，该粉流体处于将固体粒子作为分散质稳定地漂浮在气体中的气溶胶状态，显示高流动性，上述粉流体在施加低电压时容易在库仑力等的作用下稳定地移动。
所谓粉流体，如上所述，是不依赖气体的力、也不依赖于液体的力而显示出自身流动性、兼具流体和粒子的特性的处于两者中间状态的物质。上述粉流体特别是可以处于气溶胶状态，本发明的信息显示装置中，可以以固体状物质作为分散质比较稳定地漂浮在气体中的状态使用该粉流体。
气溶胶状态的范围优选为粉流体最大漂浮时的表观体积为未漂浮时的2倍以上、更优选为2.5倍以上、特别优选为3倍以上。上限没有特别限定，优选为12倍以下。
如果粉流体在最大漂浮时的表观体积小于未漂浮时的2倍，则显示上的控制变难；如果大于12倍，则将粉流体封入装置内时发生过度漂浮等操作上的不便。另外，最大漂浮时的表观体积如下所述地进行测定。即，将粉流体放入可透过粉流体进行观察的密闭容器内，使容器本身振动或落下，制成最大漂浮状态，从容器外侧测定此时的表观体积。具体而言，在直径(内径)6cm、高度10cm的聚丙烯制带盖容器(商品名I-BOY：AS ONE(株)制)中，作为未漂浮时的粉流体放入相当于1/5体积的粉流体，将容器放在振荡机内，在6cm的距离内以3次往复/sec的速度振荡3小时。以振荡刚刚停止后的表观体积作为最大漂浮时的表观体积。
另外，在本发明的信息显示装置中，优选粉流体表观体积的时间变化满足下式。
V10/V5＞0.8
此处，V5为从最大漂浮时开始5分钟后的表观体积(cm3)，V10为从最大漂浮时开始10分钟后的表观体积(cm3)。另外，本发明的信息显示装置优选使粉流体的表观体积的时间变化V10/V5大于0.85，特别优选大于0.9。V10/V5为0.8以下时，与使用通常所谓的粒子时同样，无法确保本发明的高速应答、显示耐久性效果。
另外，构成粉流体的粒子物质的平均粒径(d(0.5))优选为0.1～20μm、更优选为0.5～15μm、特别优选为0.9～8μm。如果小于0.1μm，则显示上的控制变难；如果大于20μm，则虽能显示，但遮盖率下降，装置难以薄型化。另外，构成粉流体的粒子物质的平均粒径(d(0.5))与以下粒径分布Span中的d(0.5)相同。
构成粉流体的粒子物质优选使下式所示的粒径分布Span不足5，更优选不足3。
粒径分布Span＝(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)
此处，d(0.5)是用μm表示的粒径数值，构成粉流体的粒子物质的50％大于该粒径，50％小于该粒径；d(0.1)是用μm表示的粒径数值，该值以下的构成粉流体的粒子物质的比率为10％；d(0.9)是用μm表示的粒径数值，该值以下的构成粉流体的粒子物质的比率为90％。通过使构成粉流体的粒子物质的粒径分布Span为5以下，可以使尺寸一致，能产生均一的粉流体移动。
另外，以上粒径分布及粒径可以由激光衍射/散射法等求出。如果对作为测定对象的粉流体照射激光，则在空间内形成衍射/散射光的光强度分布图案，由于上述光强度图案与粒径存在对应关系，因此可以测定粒径及粒径分布。构成粉流体的粒子物质的粒径及粒径分布可以由体积基准分布得到。具体而言，使用Mastersizer2000(MalvernInstruments Ltd.)测定仪，在氮气流中投入粉流体，可以用附带的解析软件(基于采用Mie理论的体积基准分布的软件)进行测定。
粉流体的制备可以将必需的树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂混炼，进行粉碎；也可以由单体聚合而成；也可以将现有粒子用树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂被覆。下面列举构成粉流体的树脂、带电控制剂、着色剂和其他添加剂。
作为树脂的例子，可以举出聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚氨酯改性丙烯酸树脂、硅树脂、尼龙树脂、环氧树脂、苯乙烯树脂、丁醛树脂、偏氯乙烯树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、氟树脂等，可以将2种以上混合使用，特别是从控制与基板之间的附着力方面考虑，优选丙烯酸聚氨酯树脂、丙烯酸聚氨酯硅树脂、丙烯酸聚氨酯氟树脂、聚氨酯树脂、氟树脂。
作为带电控制剂的例子，赋予正电荷时，例如可以举出季铵盐类化合物、苯胺黑染料、三苯基甲烷类化合物、咪唑衍生物等，赋予负电荷时，可以举出含金属偶氮染料、水杨酸金属配位化合物、硝基咪唑衍生物等。
作为着色剂的例子，可以举出碱性或酸性染料等，例如，苯胺黑、亚甲基蓝、喹啉黄、玫瑰红等。
作为无机类添加剂的例子，可以举出氧化钛、锌白、硫化锌、氧化锑、碳酸钙、铅白、滑石、二氧化硅、硅酸钙、矾土白、镉黄、镉红、镉橙、钛黄、深蓝、群青、钴蓝、钴绿、钴紫、氧化铁、炭黑、铜粉、铝粉等。
但是，即使不费力地混炼上述材料，并实施被覆，也无法制备显示气溶胶状态的粉流体。显示气溶胶状态的粉流体的特定制法没有规定，举例如下。
首先，可以在构成粉流体的粒子物质表面固附平均粒径为20～100nm、优选为20nm～80nm的无机微粒。而且，还可以利用硅油处理上述无机微粒。此处，作为无机微粒，可以举出二氧化硅(silica)、氧化锌、氧化铝、氧化镁、氧化铈、氧化铁、氧化铜等。固附上述无机微粒的方法是重要的，例如可以使用Hybridizer(奈良机械制作所(株)制)或Mechanofusion(HOSOKAWAMICRON(株)制)等装置，在某一限定条件下(例如处理时间)制备呈气溶胶状态的粉流体。
此处，为了进一步提高进行反复显示重写时的耐久性，控制构成该粉流体的树脂的稳定性，特别是控制吸水率和溶剂不溶率是有效的。构成封入基板间的粉流体的树脂的吸水率小于或等于3重量％，特别优选小于或等于2重量％。基于ASTM-D570测定吸水率，测定条件为23℃、24小时。关于构成该粉流体的树脂的溶剂不溶率，以下述关系式表示的粉流体的溶剂不溶率大于或等于50％，特别优选大于或等于70％。
溶剂不溶率(％)＝(B/A)×100
(其中，A表示树脂在溶剂浸渍前的重量、B表示将树脂于25℃在良溶剂中浸渍24小时后的重量)
该溶剂不溶率不足50％时，长期保存时，构成粉流体的粒子物质表面发生流失(bleed)，影响粉流体的附着力，并妨碍粉流体的移动，有时影响图像显示耐久性。作为测定溶剂不溶率时使用的溶剂(良溶剂)，氟树脂时优选使用甲基乙基酮等，聚酰胺树脂时优选使用甲醇等，丙烯酸聚氨酯树脂时优选使用甲基乙基酮、甲苯等，三聚氰胺树脂时优选使用丙酮、异丙醇等，硅树脂时优选使用甲苯等。
关于粒子组或粉流体的填充量，粒子组或粉流体的占有体积(体积占有率)调整至对置基板间空隙部分的5～70vol％，优选5～65vol％，进一步优选5～55vol％。粒子组或粉流体的体积占有率如果小于5vol％，则无法进行鲜明的图像显示，如果大于70vol％，则粒子组或粉流体难以移动。
本发明中，控制包围基板间的粒子组或粉流体的空隙部分的气体是重要的，有助于提高显示稳定性。具体而言，对于空隙部分的气体的湿度，使25℃下的相对湿度为小于或等于60％RH，优选小于或等于50％RH，进一步优选小于或等于35％RH是重要的。
在图4中，上述空隙部分是指从夹在对置基板1、基板2中的部分中减去粒子组或粉流体3的占有部分、隔板4(设置隔板的情形)的占有部分、信息显示面板密封部分后的所谓粒子组或粉流体接触的气体部分。
空隙部分的气体只要在上述湿度区域内即可，对其种类无限制，优选干燥空气、干燥氮气、干燥氩气、干燥氦气、干燥二氧化碳、干燥甲烷等。
上述气体必须封入信息显示面板以保持其湿度，例如，在规定的湿度环境下进行粒子的填充、信息显示面板的组装等，而且，使用防止湿度从外部侵入的密封材料、密封方法非常重要。
下面给出本发明的实施例以及比较例，更具体地说明本发明。但是，本发明并不限定于此。
基于后述的基准对制作的信息显示面板进行作为显示面板的功能测定以及评价。其结果示于下面的表1：第1项发明(第3项发明)以及表2：第2项发明(第4项发明)中。
<实施例1：第1项发明(第3项发明是用粉流体代替粒子组，除此以外相同)>
如下所示地制作信息显示面板。
首先，如图7所示，准备基板(例如，7cm×7cm□的玻璃环氧基板(glass epoxy substrate))，在其上层压膜厚小于或等于10μm的金属箔(此处为3μm的铝箔)。接下来，在金属箔上涂覆抗蚀剂，然后，依次进行曝光、显影抗蚀剂、蚀刻金属箔、剥离抗蚀剂，由此制作附有电极的基板。在制作的基板上，矩阵状配置的各电极的大小为300μm×300μm，电极的高度(H)为3μm，邻接电极间的间隙为50μm。
接下来，在附有电极的基板上制作高度为50μm的凸缘，形成条纹状的隔板。
如下所述地形成凸缘。在ITO玻璃上层压作为感光性膜的Nichigo-Morton社制干膜光致抗蚀剂NIT250，经曝光、显影，形成所希望的线为(line)30μm、间隔(space)为320μm、间距(pitch)为350μm的隔板。而且，在基板上的隔板之间形成单元。
然后，准备2种粒子组(粒子组A、粒子组B)。此处，构成粒子组A、粒子组B的粒子的粒径优选为电极高度H的2倍以上，并且，此处在任一种情况下，都使用粒径D为6μm的粒子(D＝2H＝6μm)。
粒子组A(黑色粒子组)如下制备：在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel-Hardener HX(亚细亚工业(株)制)中添加碳M100(三菱化学(株)制)4phr、带电控制剂BontronNO7(Orient Chemical(株)制)2phr，混炼后，利用喷射磨粉碎分级，进行制备。
粒子组B(白色粒子组)如下制备：在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel-Hardener HX(亚细亚工业(株)制)中添加氧化钛10phr、带电控制剂BontronE89(Orient Chemical(株)制)2phr，混炼后，利用喷射磨粉碎分级，进行制备。
将粒子组A作为第1粒子组3-11，通过从容器内上部的喷嘴分散至气体中，并散布在置于容器内下部的基板1上的单元5内，从而将粒子组A填充到单元5内。接下来，将粒子组B作为第2粒子组3-12，通过从容器内上部的喷嘴分散至气体中，并散布在置于容器下部的基板1上的单元5内(已经填充了粒子组A)，从而使粒子组B重叠在粒子组A上。粒子组A与粒子组B分别以相同重量混合，将上述粒子组在基板间的填充率(体积占有率)调整至25vol％。
将与上述同样制作的附有电极的基板(基板2)重叠到在单元内填充配置了粒子组A、粒子组B的附有电极的基板(基板1)上，利用环氧类粘合剂粘合基板周边，同时封入粒子组，制作信息显示面板。此处，埋入空隙的气体是露点为-40℃的干燥氮气。
如上所述制作的实施例1的信息显示面板具有表1所示的初期对比度以及耐久后对比度。
<实施例2：第1项发明(第3项发明是用粉流体代替粒子组，除此以外相同)>
除将附有电极的基板的制作方法改为图8所示的“转印法”、使用粒径D为0.4μm的粒子(D＝2H＝0.4μm)以外，与上述实施例1相同地制作信息显示面板。即，首先，如图8所示，准备虚设基板(例如，7cm×7cm□)，在其下面形成对应于后述的矩阵状电极的回路。然后，在虚设基板的形成了回路的面的下部，层压作为基板材料的玻璃环氧，从而形成与实施例1相同形状的基板(例如，7cm×7cm□)。接下来，剥离虚设基板，完成附有电极的基板的制作。在制作的基板上，矩阵状配置的各电极的大小为300μm×300μm，电极的高度(H)为0.2μm，邻接电极间的间隙为50μm。
下面与实施例1相同地制作实施例2的信息显示面板。制作的信息显示面板具有表1所示的初期对比度和耐久后对比度。
<比较例1(与第1项发明对比)>
如下所述地制作信息显示面板。
首先，如图9所示，准备附有铜的层压基板(利用粘合剂在玻璃环氧基板等基板上粘合膜厚为12μm的铜箔制作的基板，例如，7cm×7cm□)。然后，在铜箔上层压抗蚀剂，然后，依次进行曝光、显影抗蚀剂、蚀刻铜箔、剥离抗蚀剂，由此制作附有电极的基板。在制作的基板上，矩阵状配置的各电极的大小为300μm×300μm，电极的高度(H)为12μm，邻接电极间的间隙为50μm。
下面与实施例1相同地制作比较例1的信息显示面板。制作的信息显示面板具有表1所示的初期对比度和耐久后对比度。
<实施例3：第2项发明(第4项发明是用粉流体代替粒子组，除此以外相同)>
如下所述地制作信息显示面板。
除了在与附有电极的基板的设置矩阵状电极的一面相反一侧的面上追加层压金属箔和抗蚀剂膜以外，与实施例2相同地制作附有电极的基板。即，利用如图8所示的“转印法”层压作为基板材料的玻璃环氧后，在玻璃环氧(FRP)处于半固化状态时，如图10所示，在与附有电极的基板的设置矩阵状电极的一面相反一侧的面上利用粘合剂粘合作为金属箔的铜箔(也可以用氟膜等代替)，而且，还利用粘合剂粘合了用于防锈的抗蚀剂膜。然后，剥离虚设基板，完成附有电极的基板的制作。在制作的基板上，矩阵状配置的各电极的大小为300μm×300μm，电极的高度(H)为0.2μm，邻接电极间的间隙为50μm。
下面与实施例2相同地制作实施例3的信息显示面板。制作的信息显示面板具有表2所示的初期对比度和耐久后对比度。表2中还记录了没有追加层压金属箔和抗蚀剂膜的实施例2的信息显示面板的数据。需要说明的是，因为表1和表2的测定条件不同，所以，与实施例2相关的初期对比度以及耐久后对比度的数据不同。
综上所述，如表1所示，粒子的粒径D与电极的高度H满足D≥2H的实施例1与实施例2的信息显示面板，初期对比度为10，耐久后对比度也为10，从而得到了所希望的高耐久后对比度。作为实施例1和实施例2的信息显示面板得到高耐久后对比度的原因，推测为尽可能将电极做得很薄，会有助于基板表面的平滑化。另一方面，比较例1的信息显示面板的初期对比度为10，而耐久后对比度为7，可见耐久后对比度显著劣化。
如表2所示，在与附有电极的基板的设有矩阵状电极的一面相反一侧的面上追加层压金属箔和抗蚀剂膜的实施例3的信息显示面板，初期对比度为10，耐久后对比度为9，相对于没有在与附有电极的基板的设有矩阵状电极的一面相反一侧的面上追加层压金属箔和抗蚀剂膜的实施例2的信息显示面板的耐久后对比度1.5，显示显著的耐久后对比度改善效果。实施例3的信息显示面板的耐久后对比度显著提高的原因，推测是追加层压了金属箔和抗蚀剂膜，使透湿度从小于或等于0.01(g/m2/day)飞跃似地提高到50(g/m2/day)带来的结果。
[显示功能的评价]
显示功能的评价是利用白→黑以及黑→白的全色显示图像，通过以全白图像显示时的图像浓度(白反射率：单位％)与全黑图像显示时的图像浓度(黑反射率：单位％)之比表示的对比度(白反射率/黑反射率)进行评价，并对比初期对比度以及耐久后对比度。此时的耐久性评价指标，表1的情况下，将耐久试验前测定的对比度作为初期对比度，将在电极间施加100V的电压、进行10万次反转的耐久试验后测定的对比度作为耐久后对比度，表2的情况下，将耐久试验前测定的对比度作为初期对比度，将制作的信息显示面板在60℃、90％RH的湿热烘箱中放置1000小时后，在电极间施加100V的电压后测定的对比度作为耐久后对比度。
利用手提式反射浓度计RD19(GretagMacbeth社制)测定上述反射率。
[表1]
  实施例1   实施例2   比较例1
制作方法   利用蒸镀法形成小于或等于10μm的薄膜   利用转印法形成高度小于或等于1μm的电极   利用蚀刻法，由已知的附有铜的层合板形成
  电极材料   铝   镍   铜
  电极高度   3μm   0.2μm   12μm
  初期对比度   10   10   10
  耐久后对比度   10   10   7
*耐久试验条件以及评价指标：以施加100V电压、10万次反转试验后白与黑的反射率之比作为对比度，进行测定。
[表2]
  实施例3   实施例2
  制作方法   层压9μm铜箔   无层压
  基本构成   电极/玻璃环氧基板(FR4)/铜箔(9μm)   电极/玻璃环氧基板(FR4)
  透湿度*   50g/m2/day   小于或等于0.01g/m2/day
  初期对比度   10   10
  耐久后对比度   9   1.5
*耐久试验条件以及评价指标：面板制作后，在60℃、90％RH的湿热烘箱中放置1000小时。以施加100V电压时白与黑的反射率比作为对比度。
产业上的可利用性
本发明的信息显示面板即使反复使用，图像对比度也不降低，搭载了该信息显示面板的信息显示装置适用于笔记本电脑、PDA、手机、便携式终端等可移动机器的显示部，电子书、电子报纸等电子纸张，看板、招贴、黑板等启示板，台式电子计算器、家电产品、汽车用品等的显示部，点卡、IC卡等卡显示部，电子广告、电子POP、电子股票、电子标签、电子乐谱、RF-ID机器的显示部等。

Claims (4)

1、一种信息显示装置，该信息显示装置具有信息显示面板，所述显示面板是在至少一方透明的2张对置基板间的利用隔板设置的多个单元内封入1种以上粒子组，利用设置在所述基板上的电极对所述粒子组施加电场，使所述粒子移动来显示图像等信息，其特征在于，设所述粒子的粒径为D、所述电极的高度为H时，D≥2H。
2、一种信息显示装置，该信息显示装置具有信息显示面板，所述显示面板是在至少一方透明的2张对置基板间的利用隔板设置的多个单元内封入1种以上粒子组，利用设置在所述基板上的电极对所述粒子组施加电场，使所述粒子移动来显示图像等信息，其特征在于，设所述粒子的粒径为D、所述电极的高度为H时，D≥2H，同时，在与所述基板的设有所述电极的一面相反一侧的面上层压有金属箔。
3、一种信息显示装置，该信息显示装置具有信息显示面板，所述显示面板是在至少一方透明的2张对置基板间的利用隔板设置的多个单元内，封入处于固体状物质作为分散质稳定地漂浮在气体中的气溶胶状态且显示高流动性的1种以上粉流体，利用设置在所述基板上的电极对所述粉流体施加电场，使所述粉流体移动显示图像等信息，其特征在于，设构成所述粉流体的粒子物质的粒径为D、所述电极的高度为H时，D≥2H。
4、一种信息显示装置，该信息显示装置具有信息显示面板，所述显示面板是在至少一方透明的2张对置基板间的利用隔板设置的多个单元内，封入处于固体状物质作为分散质稳定地漂浮在气体中的气溶胶状态且显示高流动性的1种以上粉流体，利用设置在所述基板上的电极对所述粉流体施加电场，使所述粉流体移动显示图像等信息，其特征在于，设构成所述粉流体的粒子物质的粒径为D、所述电极的高度为H时，D≥2H，同时，在与所述基板的设有所述电极的一面相反一侧的面上层压金属箔。
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