JP2003248246A - 可逆画像表示板および画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】乾式で応答速度が速く、かつ繰り返し表示に対
する寿命の長い可逆画像表示板および画像表示装置を提
供する。 【解決手段】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、単一の特
性に帯電した粒子を封入し、前記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可逆画像表示板およ
び画像表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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
去できる画像表示板および画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】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、ＬＣＤ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、メモリー機能
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。

【０００３】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。

【０００４】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、色と帯電特
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
逆的表示を行う方式も提案されている。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
応答速度が速い長所がある。しかしながら、表示を繰り
返すと２種類の粒子が、静電的に凝集するので静電界に
応答しなくなり、寿命が短いという欠点がある。（例え
ば非特許文献１参照）

【０００５】

【非特許文献１】日本画像学会「Japan Hardcopy'99 」
論文集1999年７月21日、ｐ 249〜252

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】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画像表示板に関す
るものであり、乾式で応答速度が速く、かつ繰り返し表
示に対する寿命の長い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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】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、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、単一の特性に帯電した粒子を封入
し、前記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画
像表示板が得られることを見出し、本発明に至った。

【０００８】すなわち本発明は、以下の可逆画像表示板
および画像表示装置を提供するものである。 １．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、単一の特性に帯電
した粒子を封入し、前記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ことを特徴とする可逆画像
表示板。 ２．粒子の色が黒色である上記１の可逆画像表示板。 ３．粒子の平均粒子径ｄ_0.5 が０．１〜５０μｍである
上記１または２の可逆画像表示板。 ４．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５〜１５０μＣ／ｍ
² である上記１〜３のいずれかの可逆画像表示板。 ５．粒子が、体積固有抵抗１×１０¹⁰Ω・cm以上の絶縁
性粒子である上記１〜４のいずれかの可逆画像表示板。 ６．粒子が、その表面と１ｍｍの間隔をもって配置され
たコロナ放電器に、８ｋＶ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３００Ｖより大きい粒子である
上記１〜５のいずれかの可逆画像表示板。 ７．隔壁により互いに隔離された１つ以上の画像表示素
子を持つ上記１〜６のいずれかの可逆画像表示板。 ８．２種類の電極が、基板の中央部に具備された表示電
極並びに基板の周辺部および／または隔壁に具備された
対向電極からなる上記１〜７のいずれかの可逆画像表示
板。 ９．可逆画像表示板の粒子と接触する少なくともいずれ
かの部材が、該粒子と逆帯電特性に帯電する接触表面を
有する上記１〜８のいずれかの可逆画像表示板。 １０．上記１〜９のいずれかの可逆画像表示板を具備し
た可逆画像表示装置。

【０００９】

【発明の実施の形態】本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、単一の特性に帯電した粒子
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。以下、図面を用いて本発
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１は透
明の表示基板１の内側（対向基板と対向する側）にカラ
ーフィルター７を設置し、透明な対向基板２の内側（表
示基板と対向する側）に透明な表示電極３および絶縁体
８により隔離された対向電極4 を設置した場合であり、
透明な対向基板２の外側からバックライト９により照ら
されるようになっている。なお図に示すように、隔壁６
の内側に対向電極４を具備することもできる。図１
（ａ）は対向する基板の間に負帯電性粒子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３
側が正極、対向電極４側が負極となるように電圧を付加
すると、図１（ｂ）に示すように、負帯電性粒子５はク
ーロン力などによって透明な対向基板２側に飛翔移動す
る。この場合、負帯電性粒子５によりバックライト９か
らの光が遮られるので、透明な表示基板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３が負極、対向電極４が正
極となるように電圧を付加すると、図１（ｃ）に示すよ
うに負帯電性粒子５はクーロン力などによって、対向電
極４の側に飛翔移動する。この場合、バックライト９か
らの光がカラーフィルター７を通過できるので、透明基
板１側から見る表示面は表示状態となり、カラーフィル
ター７の色に見える。図１（ｂ）と図１（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５を
黒色とし、カラーフィルター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。

【００１０】図２は透明な表示電極３を透明な表示基板
１の側に設置した場合で、図２（ａ）は対向する基板の
間に負帯電性粒子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３側が正極、対向電極４側
が負極となるように電圧を付加すると、図２（ｂ）に示
すように、負帯電性粒子５はクーロン力などによって透
明な対向基板２側に飛翔移動する。この場合、負帯電性
粒子５にバックライト９からの光が遮られるので、透明
な表示基板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３が負極、対向電極４が正極となるように電圧を付加
すると、図２（ｃ）に示すように負帯電性粒子５はクー
ロン力などによって、対向電極４の側に飛翔移動する。
この場合、バックライト９からの光がカラーフィルター
７を通過できるので、透明基板１側から見る表示面は表
示状態となり、カラーフィルター７の色に見える。図２
（ｂ）と図２（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５を黒色とし、カラーフィルター
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。本発明の方式で
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。

【００１１】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。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、ガラス、石英などの無機シートが
挙げられる。基板の厚みは、２〜５０００μｍが好まし
く、特に５〜１０００μｍ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
生する。

【００１２】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、アルミニウム、
銀、ニッケル、銅、金等の金属やＩＴＯ、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、ＣＶＤ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
ジルトリメチルアンモニウムクロライド、テトラブチル
アンモニウムパークロ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
ア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、３〜１０００ｎｍ、好ましくは５〜４００ｎｍ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。

【００１３】本発明の可逆画像表示板では、各図に示す
ような隔壁６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、メモリー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
ドブラスト法や、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
して隔壁形成する鋳型成形法等、種々の方法が採用され
る。さらに鋳型成形法を応用し、鋳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
ーフ型押し法も採用される。

【００１４】本発明の可逆画像表示板で表示のための粒
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_0.5 は０．１〜５０μｍが好ましく、特に１〜３
０μｍが好ましい。平均粒子径_0.5 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、メモリー性はよいが、電界を反転した場合の
追随性が悪くなる。反対に平均粒子径_0.5 がこの範囲を
超えると、追随性は良いが、メモリー性が悪くなる。な
お、本発明において平均粒子径ｄ_0.5 （μｍ）は、Mast
ersizer2000(Malvern instruments 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
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で表した数値である。

【００１５】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ャリアを
用いた測定法によって帯電量測定を行ない、これを表面
電荷密度によっ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、粒子とキャリア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。

【００１６】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、μＣ／
ｍ² ）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、粒子は異なる特性の電極の
方向へ電界により移動する機能を果たすことになる。

【００１７】本発明者らは平均粒子径ｄ_0.5 が０．１〜
５０μｍの粒子においては、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が絶対値で、５
μＣ／ｍ² 以上１５０μＣ／ｍ² 以下である場合に画像
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。このブローオフ法においては、両端に網
を張った円筒容器中に粒子とキャリアの混合体を入れ、
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ーケージで集められ、この
分だけコンデンサーに充電される。そこでコンデンサー
両端の電位を測定することにより粉体の電荷量は、Ｑ＝
ＣＶ （Ｃ：コンデンサー容量、Ｖ：コンデンサー両端
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および比重とから表面電荷
密度が求められる。

【００１８】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
×１０¹⁰Ω・cm以上の絶縁性粒子が好ましく、特に１×
１０¹²Ω・cm以上の絶縁性粒子が好ましい。

【００１９】また、本発明の可逆画像表示板における粒
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、粒子の表面と１ｍｍの間隔を
もって配置されたコロナ放電器に、８ｋＶ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３００Ｖより大きく、好まし
くは４００Ｖ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、上記表面電位の測
定は、例えば図３に示した装置（ＱＥＡ社製ＣＲＴ２０
００）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
チャック２１にて保持し、小型のスコロトロン放電器２
２と表面電位計２３とを所定間隔離して併設した計測ユ
ニットを上記粒子の表面と１ｍｍ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
計測ユニットを該ロールシャフト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２５±３℃、湿度５５±５ＲＨ％とす
る。

【００２０】本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、ポリオレフイン樹脂、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
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種以上混合することもでき
る。

【００２１】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、トリフエニ
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、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。

【００２２】着色剤としては、以下に例示すような、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、アニリンブラック、活性炭などがある。
黄色顔料としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロ
ー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、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ＧＴ
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などがあ
る。

【００２３】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、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
チングレツド、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、メチルバイオレッ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、ファストスカイブルー、インダス
レンブルーＢＣ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、ピグメントグリーンＢ、マラカ
イトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーン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。

【００２４】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。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
チタンが好ましい。粒子の製造例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。

【００２５】本発明の可逆画像表示板における透明基板
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１０〜５０００μｍ、好
ましくは１０〜５００μｍ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１０〜８０％が好
ましく、更に好ましくは１０〜６０％である。８０％を
超える場合には粒子の移動の支障をきたし、１０％未満
の場合にはコントラストが明確でなくなり易い。本発明
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、隔壁あるいはカラー板等いず
れでも良い。勿論、その部材は、全体が粒子と逆帯電極
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。

【００２６】本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、一つの表示素子が一つの
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。

【００２７】本発明の可逆画像表示板ならびに画像表示
装置は、ノートパソコン、ＰＤＡ、携帯電話などのモバ
イル機器の画像表示部、看板、ポスター、黒板などの掲
示板、電卓、家電製品の画像表示部などに用いられる。

【００２８】

【実施例】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_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 （μｍ） Mastersizer2000(Malvern instruments 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で表した数値を平均粒子径ｄ_0.5 （μ
ｍ）とする。 （２）表面電荷密度（μＣ／ｍ² ） 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ＴＢ−２００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：μＣ／ｍ² ）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ャリア）としてパウダーテ
ック（株）製のＦ９６３−２５３５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ャリ
ア）としてパウダーテック粒子のＦ９２１−２５３５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_0.5 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_0.5 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
ウム密度計Ｈ１３０５）を用いて測定した。

【００２９】実施例１ 図１に示す構成の表示素子をもつ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ＩＴＯ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３μｍの厚さにコート
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_0.5 ８μｍの球形、表面電荷密度−４０
μＣ／ｍ² 、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４５０Ｖ）を用いた。隔壁の高さを２
００μｍとして、基板間空間における粒子の体積占有率
は４０％とした。カラーフィルター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２００Ｖ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
ｍsec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１０万回繰り返したが、応答速度の変化
は殆どなかった。

【００３０】

【発明の効果】本発明の可逆画像表示板の表示素子は、
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、単一の特性に帯電した
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が、応答速度が速く、
繰り返し表示に対する寿命の長い特性があり、種々の画
像表示板および画像表示装置に用いられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本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２】本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】本発明の可逆画像表示板における粒子の表面電
位測定するための測定装置の説明図である。

【符号の説明】

１：表示基板（透明） ２：対向基板（透明） ３：表示電極（透明） ４：対向電極 ５：負帯電性粒子 ６：隔壁 ７：カラーフィルター ８：絶縁体 ９：バックライト ２１：チャック ２２：スコロトロン放電器 ２３：表面電位計

フロントページの続き (72)発明者 薬師寺 学 東京都小平市小川東町３−２− ６−408 (72)発明者 北野 創 東京都小平市小川東町３−５−５ (72)発明者 増田 善友 東京都羽村市神明台３−５−28 (72)発明者 川越 隆博 埼玉県所沢市青葉台1302−57

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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
   特性に帯電した粒子を封入し、前記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ことを特徴とす
   る可逆画像表示板。
2. 【請求項２】 粒子の色が黒色である請求項１に記載の
   可逆画像表示板。
3. 【請求項３】 粒子の平均粒子径ｄ_0.5 が０．１〜５０
   μｍである請求項１または請求項２に記載の可逆画像表
   示板。
4. 【請求項４】 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５〜１５
   ０μＣ／ｍ² である請求項１〜３のいずれかにに記載の
   可逆画像表示板。
5. 【請求項５】 粒子が、体積固有抵抗１×１０¹⁰Ω・cm
   以上の絶縁性粒子である請求項１〜４のいずれかに記載
   の可逆画像表示板。
6. 【請求項６】 粒子が、その表面と１ｍｍの間隔をもっ
   て配置されたコロナ放電器に、８ｋＶ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３００Ｖ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。
7. 【請求項７】 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１〜６のいずれかに記載の可
   逆画像表示板。
8. 【請求項８】 ２種類の電極が、基板の中央部に具備さ
   れた表示電極並びに基板の周辺部および／または隔壁に
   具備された対向電極からなる請求項１〜７のいずれかに
   記載の可逆画像表示板。
9. 【請求項９】 可逆画像表示板の粒子と接触する少なく
   ともいずれかの部材が、該粒子と逆帯電特性に帯電する
   接触表面を有する請求項１〜８のいずれかに記載の可逆
   画像表示板。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれかに記載の可逆
    画像表示板を具備した可逆画像表示装置。