【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クーロン力を利用した粒子の飛翔移動に伴い、画像を繰り返し表示、消去できる画像表示板を具備する画像表示装置に関し、特に耐久使用時の画質劣化を改良した画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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色粒子回転方式などの技術を用いた画像表示装置が提案されている。
【０００３】
これら従来の技術は、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、メモリ機能を有している等のメリットから、次世代の安価な画像表示装置に使用できる技術として考えられ、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。特に最近では、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期待が寄せられている。（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
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。更に、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、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。
【０００５】
一方、溶液中での挙動を利用した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を基板の一部に組み入れた方式も提案され始めている。しかし、電荷輸送層、更には電荷発生層を配置するために構造が複雑になると共に、導電性粒子に電荷を一定に注入することは難しく、安定性に欠けるという問題もある。
【０００６】
【非特許文献１】
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”、ｐ．２４９−２５２
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
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な２枚の基板の間に色および帯電特性の異なる２種類以上の粒子を封入し、基板に設けた電極からなる電極対から粒子に電界を与えて、クーロン力により粒子を飛翔移動させて画像を表示する画像表示板を具備する画像表示装置が知られている。
【０００８】
この画像表示装置において繰り返し画像の表示、消去を行っていると、粒子自体の凝集力や重力によって粒子が基板と平行な方向に移動して粒子の粗密部分が生じ、画像表示の欠陥もしくはコントラストの低下を生じる。そのため、両基板間の空間を隔壁により細かく分割してセル構造とし、粒子の横方向移動を抑制するといったアイデアが提案されている。しかしながら、この隔壁を用いる方法は有効表示面積を減少させてコントラストを悪化させ、また、画像表示装置を製造する際の粒子のセル内への充填を困難にし、隔壁形成のため画像表示装置の製造コストを上昇させるといった問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、乾式で応答性能が速く、単純な構造で安価かつ、安定性に優れる画像表示装置において、繰り返し画像表示時の粒子凝集による画質劣化を抑制し、耐久特性を向上させることができる画像表示装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像表示装置は、少なくとも一方が透明な２枚の基板の間に色および帯電特性の異なる２種類以上の粒子を封入し、基板に設けた電極からなる電極対から粒子に電界を与えて、クーロン力により粒子を飛翔移動させて画像を表示する画像表示板を具備する画像表示装置において、電極の表面の一部もしくは全面に微小凹部および／または微小凸部を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
通常平行に配置される２枚の基板にそれぞれ設けられた電極対により与えられる粒子飛翔のための電界が均一電界であるのに対し、上述した構成の本発明の画像表示装置では、電極表面に設けた微小凹部および／または微小凸部によって部分的に微小不均一電界を導入できる。この微小凹部および・または微小凸部によって発生する微小な不均一電界は横方向、すなわち基板面と平行な方向への電界成分を有するため、横方向に移動しようとする粒子に対し積極的に吸引もしくは排斥することで粒子を固定し、凝集による偏在を抑制できる。
【００１２】
本発明の画像表示装置では、微小凹部および／または微小凸部により得られる不均一電界が粒子に与える影響の度合いが電極間距離ｄとの関係で決まることから、電極間距離ｄと微小凹部および／または微小凸部の寸法との関係を定義することで所定値以上の不均一電界を得るとの観点から、微小凹部および／または微小凸部の電極面への投影形状の最大対角長さを最大幅とし、微小凹部および／または微小凸部の電極面からの最大深さおよび／または最大高さを最大高さとし、電極対の間隔をｄとしたとき、最大幅＞０．５ｄ、かつ、最大高さ＞０．１ｄ、となるよう微小凹部および／または微小凸部を構成することが好ましい。なお、電極表面の出入りが著しく、本来の電極面が特定しづらい場合は、主に粒子が飛翔移動する方向に垂直で、かつ電極表面の平均位置に本来の電極面を仮定する。上記関係を達成できないと、所定値以上の不均一電界を得ることができないため、本発明の繰り返し画像表示時の粒子凝集による画質劣化を抑制し、耐久特性を向上させるとの効果を十分に得ることができない。
【００１３】
本発明の画像表示装置では、微小凹部および／または微小凸部を光透過性を必要とする表示電極側に施す場合、通常数十ｎｍ程度の薄膜として用いられるＩＴＯ透明電極などの厚みを増すことが製法上、光学特性上難しいので、透明絶縁層を電極上に施し、これに微小凹部および／または微小凸部を設けることで同様の効果を得ることが好ましい。また、絶縁樹脂をスクリーン印刷法などでドット形状に印刷し、微小凸部として用い得ることもできる。この場合、ドットの占有面積率が十分に小さい場合は樹脂が透明でなくともよい場合がある。
【００１４】
本発明の画像表示装置において、微小凹部および／または微小凸部を間隔をおいて複数並べることは、微小不均一電界を大きな電極面すなわち大きな画素に適用できるため好ましく、その際、微小凹部および／または微小凸部の最小間隔が、最小間隔＜１００ｄとなるよう構成することが好ましい。なお、ここでいう最小間隔とは本来の電極面に投影した各々の微小凹部および／または微小凸部の輪郭間の最小距離である。この場合は、微小凹部および／または微小凸部による不均一電界発生の効果を広範囲に連続的に得ることができる。
【００１５】
また、ある条件のもとでは微小凹部および／または微小凸部の部分に軽微なコントラストの低下が見られることがあり、表示部全体のコントラストを確保するために、微小凹部および／または微小凸部の電極面への投影形状の総面積が電極面積に対して５０％以下であることが好ましい。さらに、微小凹部および／または微小凸部の効果を十分に得るためには、微小凹部および／または微小凸部の総面積が電極面積に対して０．１％以上であることが好ましい。
【００１６】
本発明の画像表示装置における粒子としては、粒子の平均粒子径が０．１〜５０μｍであることが好ましい。また、粒子のキャリヤを用いてブローオフ法により測定した表面電荷密度が絶対値で５μＣ／ｍ２以上１５０μＣ／ｍ２以下であることが好ましい。さらに、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ことが好ましい。さらにまた、粒子の色が白色及び黒色であることが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の画像表示装置を構成する画像表示板の画像表示素子の一例とその表示駆動原理を示す図である。図１（ａ）〜（ｃ）に示す例において、１は透明基板、２は対向基板、３は表示電極（透明電極）、４は対向電極、５は負帯電粒子、６は正帯電粒子である。
【００１８】
図１（ａ）は対向する基板（透明基板１と対向基板２）の間に負帯電粒子５及び正帯電粒子６を配置した状態を示す。この状態のものに、表示電極３側が低電位、対向電極４側が高電位となるように電圧を印加すると、図１（ｂ）に示すように、クーロン力によって、正帯電粒子６は表示電極３側飛翔移動し、負帯電粒子５は対向電極４側に飛翔移動する。この場合、透明基板１側から見る表示面は正帯電粒子６の色に見える。次に、極性を切り換えて、表示電極３側が高電位、対向電極４側が低電位となるように電圧を印加すると、図１（ｃ）に示すように、クーロン力によって、負帯電粒子５は表示電極３側に飛翔移動し、正帯電粒子６は対向電極４側に飛翔移動する。この場合、透明基板１側から見る表示面は負帯電粒子６の色に見える。
【００１９】
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。粒子の色は、随意に選定できる。例えば、負帯電粒子５を白色とし、正帯電粒子６を黒色とするか、負帯電粒子５を黒色とし、正帯電粒子６を白色とすると、表示は白色と黒色間の可逆表示となる。この方式では、各粒子は一度電極に鏡像力により貼り付いた状態にあるので、電圧を切った後も表示画像は長期に保持され、メモリ保持性が良い。
【００２０】
本発明では、各帯電粒子は気体中を飛翔するため、画像表示の応答速度が速く、応答速度を１ｍｓｅｃ以下にすることができる。また、液晶表示素子のように配向膜や偏光板等が不要で、構造が単純で、低コストかつ大面積が可能である。温度変化に対しても安定で、低温から高温まで使用可能である。さらに、視野角がなく、高反射率、反射型で明るいところでも見易く、低消費電力である。メモリ性もあり、画像保持する場合に電力を消費しない。
【００２１】
図１（ａ）〜（ｃ）で説明した画像表示装置において、本発明では、電極（ここでは表示電極３及び対向電極４）の表面の一部もしくは全面に微小凹部、微小凸部あるいは微小凹部と微小凸部の両者（後述する）を設けている。その際、微小凹部および／または微小凸部の形状が重要で、微小凹部および／または微小凸部の電極面への投影形状の最大対角長さを最大幅とし、微小凹部および／または微小凸部の電極面からの最大深さおよび／または最大高さを最大高さとし、電極対の間隔をｄとしたとき、最大幅＞０．５ｄ、かつ、最大高さ＞０．１ｄ、となるよう微小凹部および／または微小凸部を構成することが好ましい。
【００２２】
本発明の画像表示装置における電極表面の微小凹部および／または微小凸部は、その形状として、円、楕円、正方形、長方形、多角形、線状、曲線状、不定形などやその組み合わせが考えられる。また、微小凹部および／または微小凸部は、本来の電極面から凹んだもの、飛び出たものおよびその組み合わせが考えられる。特に１画素の面積が大きくなるセグメント表示などにおいては、微小凹部および／または微小凸部を繰り返し配置することによって同様の効果を大画面で得ることができる。この場合、繰り返し配置の方法として、格子配置、千鳥格子配置、ピッチ変動配置、ランダム配置などが考えられる。
【００２３】
図２（ａ）〜（ｈ）はそれぞれ電極表面に複数個形成した微小凹部または微小凸部の一例を説明するための図である。図２（ａ）は円形の微小凹部１１を電極１２の表面に格子配列した例を示し、図２（ｂ）はレーストラック形状の微小凹部１１を電極１２の表面に格子配列した例を示す。また、図２（ｃ）は円形の微小凹部１１を電極１２の表面に千鳥配列した例を示し、図２（ｄ）はレーストラック形状の微小凹部１１を電極１２の表面に千鳥配列した例を示す。さらに、図２（ｅ）は円形の円形の微小凸部１３を電極１２の表面に格子配列した例を示し、図２（ｆ）は線状のスリットからなる微小凹部１１を並列に配置した例を示す。さらにまた、図２（ｇ）は円錐状の微小凸部１３を千鳥配列した例を示し、図２（ｈ）は四角形の微小凹部１１を電極１２上に配置したワッフル型の例を示す。
【００２４】
図３はセグメント表示装置に本発明を適用した例を示す図である。図３に示す例において、セグメント表示装置２１は、透明基板２２、スペーサ２３、対向基板２４を積層して構成されている。透明基板２２のスペーサ２３側の表面には、表示パターンの各セグメントに沿った形状の透明電極（図示せず）を設けている。スペーサ２３としては、表示パターンの各セグメントの形状に応じて開口２７を有する黒色のスペーサを使用する。対向基板２４のスペーサ２３側の表面には、各セグメント毎に、円形の微小凹部２５を複数個設けた７つのセグメント電極２６を形成している。透明電極及びセグメント電極２６には、図示しない電極引き出し線が施してあり、図示しない駆動回路と接続している。スペーサ２３の７つの開口２７の各別に色および帯電特性の異なる２種類以上の粒子、例えば上述した例のように、正帯電粒子と負帯電粒子を充填する。なお、スペーサ２３の厚みは電極間距離が所定の間隔になるよう調整してある。図３に示すセグメント表示装置２１の動作は上述した画像表示装置の例と同様である。
【００２５】
上述したセグメント表示装置２１において、微小凹部２５を有するセグメント電極２６は、例えば１００ｍｍ×１００ｍｍの正方形で厚さが１ｍｍのアルミニウム板の片側の表面にエッチングにより微小凹部２５を複数形成し、各セグメントの形状に切り出すことで作製することができる。
【００２６】
他の例として、微小凸部を有するセグメント電極２６をその表面に形成した対向基板２４（図４）は、以下のように作製することができる。すなわち、まず、図５に示すように、ガラス基板上にＩＴＯ透明電極により表示パターンに沿ったセグメント電極２６を形成する。次に、図６に示すように、微小凸部を形成する位置に開口を有するスクリーンを準備し、このスクリーンをセグメント電極２６を表面に形成したガラス基板上に重ね合わせて、開口からＰＤＰリブ形成用ペーストをセグメント電極２６の表面に付着させることで、所定の対向基板２４を作製することができる。その際、ペーストの粘度や開口の大きさを調整することにより、微小凸部の高さを所定の値にすることができる。
【００２７】
さらに他の例として、微小凹部を有するセグメント電極２６をその表面に形成した対向基板２４（図４）は、以下のように作製することができる。すなわち、まず、図５に示すように、ガラス基板上にＩＴＯ透明電極により表示パターンに沿ったセグメント電極２６を形成する。次に、ガラス基板上にレジストフィルムを５０ミクロン厚で全面に貼り付け、表示パターンに沿ったフォトマスク（図６参照）にてＵＶで感光し、エッチングによって微小凹部をセグメント電極２６に形成することで、所定の対向基板２４を作製することができる。その際、エッチングの時間を調整することにより、微小凹部の深さを所定の値にすることができる。
【００２８】
以下、本発明の画像表示装置で用いる基板について述べる。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。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、ＰＤＡ、ノートパソコン類の携帯機器の表示装置等の用途には可撓性のない材料が好適である。
【００２９】
基板の材料を例示すると、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、アクリル等のポリマーシートや、ガラス、石英等の無機シートが挙げられる。対向基板は透明でも不透明でもかまわない。基板の厚みは、２〜５０００μｍが好ましく、特に５〜１０００μｍが好適である。厚みが薄すぎると、強度、基板間の間隔均一性を保ちにくくなり、厚みが厚すぎると、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。
【００３０】
以下、本発明の画像表示装置で用いる粒子について述べる。本発明では、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、帯電性が大きく、球形で比重の小さい粒子が好適である。粒子の平均粒子径は０．１〜５０μｍが好ましく、特に１〜３０μｍが好ましい。粒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。
【００３１】
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。粒子のキャリヤを用いてブローオフ法により測定した表面電荷密度が絶対値で５μＣ／ｍ２以上１５０μＣ／ｍ２以下の範囲が好ましい。表面電荷密度がこの範囲より低いと、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。表面電荷密度がこの範囲より高いと、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。
【００３２】
本発明において用いた、表面電荷密度を求めるのに必要な、帯電量の測定および粒子比重の測定は以下によって行った。
＜ブローオフ測定原理及び方法＞
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粉体とキャリヤの混合体を入れ、一端から高圧ガスを吹き込んで粉体とキャリヤとを分離し、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ャリヤに残る。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は充電される。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Ｑ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。
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。本発明ではキャリヤとして正帯電性・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、正帯電性キャリヤ（相手を正に帯電させ自らは負になりやすいキャリヤ）としてはパウダーテック社製のＦ９６３−２５３５を、負帯電性キャリヤ（相手を負に帯電させ自らは正に帯電しやすいキャリヤ）としてはパウダーテック社製のＦ９２１−２５３５を用いた。
＜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、マルチボリウム密度計Ｈ１３０５にて測定した。
【００３３】
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以上の絶縁粒子が好ましく、特に体積固有抵抗が１×１０１２Ω・ｃｍ以上の絶縁粒子が好ましい。また、以下に述べる方法で評価した電荷減衰性の低い粒子が更に好ましい。
【００３４】
即ち、粒子を、別途、プレス、加熱溶融、キャスト等により、厚み５〜１００μｍのフィルム状にする。そして、そのフィルム表面と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、作成することが肝要である。
【００３５】
なお、上記表面電位の測定は、例えば図７に示した装置（ＱＥＡ社製ＣＲＴ２０００）により行うことが出来る。この装置の場合は、前述したフィルムを表面に配置したロールのシャフト両端部をチャック３１にて保持し、小型のスコロトロン放電器３２と表面電位計３３とを所定間隔離して併設した計測ユニットを上記フィルムの表面と１ｍｍの間隔を持って対向配置し、上記フィルムを静止した状態のまま、上記計測ユニットをフィルム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。
【００３６】
粒子は帯電性能等が満たされれば、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、あるいは、着色剤単独等で形成することができる。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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、活性炭等がある。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、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等がある。
【００４１】
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等がある。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等がある。白色顔料としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等がある。
【００４２】
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。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。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。
【００４３】
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。
【００４４】
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３０〜５００μｍに調整される。粒子充填量は、基板間の空間体積に対して、１０〜９０％、好ましくは３０〜８０％を占める体積になるように充填するのが良い。
【００４５】
本発明の画像表示装置に用いる表示板においては、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。白黒の場合は、一つの表示素子が一つの画素となる。白黒以外の任意の色表示をする場合は、粒子の色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、各々Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）及びＢ（青色）の色の粒子を持ちかつ各々黒色の粒子を持つ表示素子を一組とし、それらを複数組み配置して表示板とするのが好ましい。
【００４６】
本発明の画像表示装置は、ノートパソコン、ＰＤＡ、携帯電話等のモバ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などに用いられる。
【００４７】
なお、上述した実施例では画像表示装置の構造上隔壁を用いない例を説明したが、隔壁によるセル構造と併用してもよい。この場合は、セルのサイズを大きくすることができ隔壁の表示面積に対する割合を小さくできるので、より高いコントラストを得ることができる。
【００４８】
次に、本発明の画像表示装置において、電極対の間隔ｄと、微小凹部および／または微小凸部との関係を調べるため、以下の表１に示す形状および配置状態の微小凹部を、一方の電極に、以下の表１に示す最大幅、最大高さ（深さ）、最小間隔で配置するとともに、電極対の間隔ｄと粒子の平均粒子径を以下の表１のように調整した実施例１〜９の画像表示装置を準備した。準備した実施例１〜９の画像表示装置に対し、評価は、４（ｋＶ／ｍｍ）の矩形波を、１（Ｈｚ）で１０秒印加した後、１０（Ｈｚ）で３０秒印加し、その後１（Ｈｚ）で反転を行いながら粒子凝集による画像劣化の程度を目視で判断して評価を行った。なお、表１において、◎は画像劣化が全く認められなかったものを、○は殆ど画像劣化が認められなかったものを、△は一部に画像劣化は認められるが、実用上問題ないものを示す。結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
表１の結果から、最大幅とｄとの関係、最大高さ（深さ）とｄとの関係、最小間隔とｄとの関係を検討したところ、最大幅／ｄは０．５を超えることが、最大高さ（深さ）／ｄは０．１を超えることが、最小間隔／ｄは１００未満であることが、本発明において好ましいことがわかった。
【００５１】
なお、上述した実施例では、電極を基板上に設けた例を示しているが、本発明を達成するためには、電界を発生するための電極が存在しさえすれば電極は基板上に必ずしも存在する必要はなく、電極を基板とは離して設けることもできる。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、電極表面に設けた微小凹部および／または微小凸部によって部分的に微小不均一電界を導入でき、この微小凹部および・または微小凸部によって発生する微小な不均一電界は横方向、すなわち基板面と平行な方向への電界成分を有するため、横方向に移動しようとする粒子に対し積極的に吸引もしくは排斥することで粒子を固定し、凝集による偏在を抑制できる。その結果、耐久使用時の画質劣化を改良することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の画像表示装置に用いる画像表示板の表示素子の一例とその表示駆動原理を示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｈ）はそれぞれ電極表面に複数個形成した微小凹部および／または微小凸部の一例を説明するための図である。
【図３】セグメント表示装置に本発明を適用した一例を示す図である。
【図４】セグメント表示装置における対向基板の一例を示す図である。
【図５】セグメント表示装置における透明電極の一例を示す図である。
【図６】セグメント表示装置におけるスクリーンパターン（レジストパターン）の一例を例を示す図である。
【図７】粒子の表面電位の測定要領を示す図である。
【符号の説明】
１、２２ 透明基板
２、２４ 対向基板
３ 表示電極
４ 対向電極
５ 負帯電粒子
６ 正帯電粒子
１１、２５ 微小切り欠き
１２ 電極
２１ セグメント表示装置
２３ スペーサ
２６ セグメント電極
２７ 開口
３１ チャック
３２ スコロトロン放電器
３３ 表面電位計[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image display device provided with an image display plate capable of repeatedly displaying and erasing an image as particles fly using Coulomb force, and more particularly to an image display device with improved image quality deterioration during durable use.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as an image display device replacing a liquid crystal (LCD), an image display device using a technique such as an electrophoresis method, an electrochromic method, a thermal method, and a two-color particle rotation method has been proposed.
[0003]
These conventional technologies are used in next-generation inexpensive image display devices because of their advantages such as obtaining a wide viewing angle close to ordinary printed matter, low power consumption, and having a memory function compared to LCDs. It is considered as a technology that can be used, and is expected to be applied to image display for mobile terminals, electronic paper, and the like. In particular, recently, an electrophoresis method in which a dispersion liquid composed of dispersion particles and a coloring solution is microencapsulated and arranged between opposing substrates has been proposed and expected. (For example, see Non-Patent Document 1).
[0004]
However, the electrophoresis method has a problem that the response speed is slow due to the viscous resistance of the liquid because the particles migrate in the liquid. Furthermore, since high specific gravity particles such as titanium oxide are dispersed in a low specific gravity solution, sedimentation is liable to occur, it is difficult to maintain the stability of the dispersed state, and the image repetition stability is poor. Even in the case of microencapsulation, the cell size is at the microcapsule level, and the above-mentioned disadvantages are hardly apparent, but the essential problem has not been solved at all.
[0005]
On the other hand, a method in which conductive particles and a charge transport layer are incorporated into a part of a substrate without using a solution has been started to be proposed, in contrast to an electrophoresis method using behavior in a solution. However, the arrangement of the charge transport layer and the charge generation layer complicates the structure, and it is difficult to inject charges uniformly into the conductive particles, resulting in a problem of lack of stability.
[0006]
[Non-patent document 1]
Guo Lao Zhao and three others, “New Toner Display Device (I)”, July 21, 1999, Annual Meeting of the Imaging Society of Japan (83 times in total), “Japan Hardcopy '99”, p. 249-252
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As a method for solving the various problems described above, an electrode pair including electrodes provided on a substrate, in which two or more types of particles having different colors and charging characteristics are sealed between two substrates, at least one of which is transparent. 2. Description of the Related Art There is known an image display device provided with an image display plate for displaying an image by applying an electric field to a particle to fly and move the particle by Coulomb force.
[0008]
When an image is repeatedly displayed and erased in this image display device, the particles move in a direction parallel to the substrate due to the cohesive force or gravity of the particles themselves, and a coarse-dense portion of the particles is generated. Causes a drop. For this reason, there has been proposed an idea that a space between the two substrates is finely divided by partition walls to form a cell structure, thereby suppressing lateral movement of particles. However, the method using the partition walls reduces the effective display area and deteriorates the contrast, and also makes it difficult to fill particles into the cells when manufacturing the image display device. There was a problem of increasing costs.
[0009]
An object of the present invention is to provide a dry-type, fast-response performance, inexpensive, simple structure, and excellent stability in an image display device that suppresses image quality deterioration due to particle aggregation during repeated image display and improves durability characteristics. It is an object of the present invention to provide an image display device capable of performing the above.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The image display device of the present invention encapsulates two or more types of particles having different colors and charging characteristics between two substrates, at least one of which is transparent, and applies an electric field to the particles from an electrode pair including electrodes provided on the substrates. An image display device including an image display plate for displaying an image by causing particles to fly and move by Coulomb force, wherein a minute concave portion and / or a minute convex portion are provided on a part or the entire surface of the electrode. Is what you do.
[0011]
In general, the electric field for particle flight given by the electrode pair provided on each of two substrates arranged in parallel is a uniform electric field, whereas the image display device of the present invention having the above-described configuration has A minute non-uniform electric field can be partially introduced by the provided minute concave portions and / or minute convex portions. Since the minute non-uniform electric field generated by the minute concave portions and / or the minute convex portions has an electric field component in a lateral direction, that is, a direction parallel to the substrate surface, the particles which are going to move in the lateral direction are actively attracted. Alternatively, the particles can be fixed by exclusion and uneven distribution due to aggregation can be suppressed.
[0012]
In the image display device of the present invention, the degree of the effect of the non-uniform electric field obtained by the minute concave portions and / or minute convex portions on the particles is determined by the relationship between the inter-electrode distance d. From the viewpoint of obtaining a non-uniform electric field of a predetermined value or more by defining the relationship with the dimensions of the minute projections, the maximum diagonal length of the projection shape of the minute depressions and / or minute projections on the electrode surface Is the maximum width, the maximum depth and / or the maximum height of the minute concave portion and / or the minute convex portion from the electrode surface is the maximum height, and the distance between the electrode pairs is d, and the maximum width is more than 0.5d, and It is preferable to configure the minute concave portion and / or the minute convex portion such that the maximum height is greater than 0.1 d. Note that when the entrance and exit of the electrode surface are remarkable and the original electrode surface is difficult to specify, the original electrode surface is assumed to be mainly perpendicular to the direction in which particles fly and to be located at an average position on the electrode surface. If the above relationship cannot be achieved, an inhomogeneous electric field of a predetermined value or more cannot be obtained, so that the effect of suppressing image quality deterioration due to particle aggregation during repeated image display of the present invention and improving durability characteristics is sufficiently obtained. I can't.
[0013]
In the image display device of the present invention, when the minute concave portion and / or the minute convex portion are provided on the display electrode side requiring light transmittance, the thickness of the ITO transparent electrode or the like which is usually used as a thin film of about several tens nm is increased. Since it is difficult in terms of the manufacturing method and optical characteristics, it is preferable to obtain the same effect by providing a transparent insulating layer on the electrode and providing a minute concave portion and / or a minute convex portion on the electrode. Further, an insulating resin can be printed in a dot shape by a screen printing method or the like, and can be used as minute projections. In this case, if the occupied area ratio of the dots is sufficiently small, the resin may not be required to be transparent.
[0014]
In the image display device of the present invention, it is preferable to arrange a plurality of minute concave portions and / or minute convex portions at intervals because a minute non-uniform electric field can be applied to a large electrode surface, that is, a large pixel. Alternatively, it is preferable that the minimum interval between the minute projections is set to be less than 100d. Here, the minimum interval is the minimum distance between the contours of each minute concave portion and / or minute convex portion projected on the original electrode surface. In this case, the effect of the generation of the non-uniform electric field by the minute concave portion and / or the minute convex portion can be continuously obtained over a wide range.
[0015]
Further, under certain conditions, a slight decrease in contrast may be observed at the minute concave portion and / or the minute convex portion. In order to secure the contrast of the entire display portion, the minute concave portion and / or the minute convex portion may be reduced. Is preferably 50% or less with respect to the electrode area. Further, in order to sufficiently obtain the effect of the minute concave portion and / or the minute convex portion, it is preferable that the total area of the minute concave portion and / or the minute convex portion is 0.1% or more with respect to the electrode area.
[0016]
The particles in the image display device of the present invention preferably have an average particle diameter of 0.1 to 50 μm. The surface charge density measured by the blow-off method using the carrier of the particles is 5 μC / m2 in absolute value. 2 150 μC / m or more 2 The following is preferred. Further, when the particles are charged by applying a voltage of 8 KV to a corona discharger arranged at a distance of 1 mm from the surface to generate a corona discharge, the surface potential of the particles after 0.3 seconds is reduced. It is preferred that the particles have a maximum value greater than 300V. Furthermore, the color of the particles is preferably white and black.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing an example of an image display element of an image display plate constituting an image display device of the present invention and a display driving principle thereof. In the example shown in FIGS. 1A to 1C, 1 is a transparent substrate, 2 is a counter substrate, 3 is a display electrode (transparent electrode), 4 is a counter electrode, 5 is negatively charged particles, and 6 is positively charged particles. is there.
[0018]
FIG. 1A shows a state in which negatively charged particles 5 and positively charged particles 6 are arranged between opposing substrates (transparent substrate 1 and opposing substrate 2). When a voltage is applied to this state such that the display electrode 3 side has a low potential and the counter electrode 4 side has a high potential, as shown in FIG. The negatively charged particles 5 fly to the opposite electrode 4 side. In this case, the display surface viewed from the transparent substrate 1 side looks like the color of the positively charged particles 6. Next, by switching the polarity and applying a voltage so that the display electrode 3 side has a high potential and the counter electrode 4 side has a low potential, as shown in FIG. 1C, the negatively charged particles 5 are displayed by Coulomb force. The positively charged particles 6 fly to the electrode 3 side and fly to the counter electrode 4 side. In this case, the display surface viewed from the transparent substrate 1 side looks like the color of the negatively charged particles 6.
[0019]
1B and FIG. 1C can be repeatedly displayed only by inverting the polarity of the power supply, and the color can be reversibly changed by inverting the polarity of the power supply in this manner. . The color of the particles can be chosen at will. For example, when the negatively charged particles 5 are white and the positively charged particles 6 are black, or when the negatively charged particles 5 are black and the positively charged particles 6 are white, the display is a reversible display between white and black. In this method, since each particle is once adhered to the electrode by the mirror image force, the display image is retained for a long time even after the voltage is turned off, and the memory retention is good.
[0020]
In the present invention, since each charged particle flies in the gas, the response speed of image display is high, and the response speed can be 1 msec or less. Further, unlike the liquid crystal display element, an alignment film, a polarizing plate, and the like are not required, and the structure is simple, low cost, and a large area is possible. It is stable against temperature changes and can be used from low to high temperatures. Furthermore, there is no viewing angle, high reflectivity, easy to see even in a bright reflective area, and low power consumption. It also has a memory property and does not consume power when holding images.
[0021]
In the image display device described with reference to FIGS. 1A to 1C, in the present invention, a minute concave portion, a minute convex portion, or a minute concave portion is formed on a part or the entire surface of an electrode (here, the display electrode 3 and the counter electrode 4). And a minute projection (to be described later). At this time, the shape of the minute concave portion and / or the minute convex portion is important, and the maximum diagonal length of the projection shape of the minute concave portion and / or the minute convex portion on the electrode surface is set to the maximum width, and the minute concave portion and / or the minute convex portion are formed. When the maximum depth and / or the maximum height from the electrode surface of the portion is defined as the maximum height and the interval between the electrode pairs is defined as d, the maximum width> 0.5d and the maximum height> 0.1d. It is preferable to form minute concave portions and / or minute convex portions.
[0022]
The minute concave portion and / or minute convex portion on the electrode surface in the image display device of the present invention may be in the form of a circle, an ellipse, a square, a rectangle, a polygon, a line, a curve, an irregular shape, or a combination thereof. . In addition, the minute concave portion and / or the minute convex portion may be recessed, protruded, or a combination thereof from the original electrode surface. In particular, in a segment display or the like in which the area of one pixel is large, the same effect can be obtained on a large screen by repeatedly arranging the minute concave portions and / or the minute convex portions. In this case, as a method of the repeated arrangement, a lattice arrangement, a staggered lattice arrangement, a pitch-variable arrangement, a random arrangement, and the like are conceivable.
[0023]
FIGS. 2A to 2H are diagrams for explaining examples of a plurality of minute concave portions or minute convex portions formed on the electrode surface, respectively. FIG. 2A shows an example in which circular minute concave portions 11 are arranged in a lattice on the surface of an electrode 12, and FIG. 2B shows an example in which race track-shaped minute concave portions 11 are arranged in a lattice on the surface of an electrode 12. FIG. 2C shows an example in which circular minute recesses 11 are staggered on the surface of the electrode 12, and FIG. 2D shows an example in which race track-shaped minute recesses 11 are staggered on the surface of the electrode 12. Show. Further, FIG. 2E shows an example in which circular small convex portions 13 are arranged in a grid on the surface of the electrode 12, and FIG. 2F shows an example in which minute concave portions 11 formed of linear slits are arranged in parallel. Is shown. FIG. 2G shows an example in which conical minute projections 13 are arranged in a staggered manner, and FIG. 2H shows an example of a waffle type in which square minute depressions 11 are arranged on electrodes 12.
[0024]
FIG. 3 is a diagram showing an example in which the present invention is applied to a segment display device. In the example shown in FIG. 3, the segment display device 21 is configured by stacking a transparent substrate 22, a spacer 23, and a counter substrate 24. A transparent electrode (not shown) having a shape along each segment of the display pattern is provided on the surface of the transparent substrate 22 on the spacer 23 side. As the spacer 23, a black spacer having an opening 27 according to the shape of each segment of the display pattern is used. On the surface of the counter substrate 24 on the spacer 23 side, seven segment electrodes 26 provided with a plurality of circular minute concave portions 25 are formed for each segment. The transparent electrode and the segment electrode 26 are provided with electrode lead lines (not shown) and are connected to a drive circuit (not shown). Each of the seven openings 27 of the spacer 23 is filled with two or more types of particles having different colors and charging characteristics, for example, positively charged particles and negatively charged particles as in the above-described example. The thickness of the spacer 23 is adjusted so that the distance between the electrodes becomes a predetermined distance. The operation of the segment display device 21 shown in FIG. 3 is the same as the example of the above-described image display device.
[0025]
In the segment display device 21 described above, the segment electrode 26 having the minute concave portion 25 is formed by etching a plurality of minute concave portions 25 on one surface of an aluminum plate having a thickness of 1 mm and a square of 100 mm × 100 mm, for example. It can be manufactured by cutting into a shape.
[0026]
As another example, the opposing substrate 24 (FIG. 4) having the segment electrode 26 having the minute convex portions formed on the surface thereof can be manufactured as follows. That is, first, as shown in FIG. 5, a segment electrode 26 is formed on a glass substrate by using an ITO transparent electrode along a display pattern. Next, as shown in FIG. 6, a screen having an opening at a position where a minute convex portion is to be formed is prepared, and this screen is superimposed on a glass substrate having a segment electrode 26 formed on the surface thereof. By attaching the paste for use to the surface of the segment electrode 26, a predetermined counter substrate 24 can be manufactured. At this time, by adjusting the viscosity of the paste and the size of the opening, the height of the minute projection can be set to a predetermined value.
[0027]
As yet another example, a counter substrate 24 (FIG. 4) having a segment electrode 26 having a minute concave portion formed on the surface thereof can be manufactured as follows. That is, first, as shown in FIG. 5, a segment electrode 26 is formed on a glass substrate by using an ITO transparent electrode along a display pattern. Next, a resist film is attached to the entire surface of the glass substrate with a thickness of 50 μm, exposed to UV with a photomask (see FIG. 6) along the display pattern, and minute concave portions are formed on the segment electrodes 26 by etching. Thus, a predetermined counter substrate 24 can be manufactured. At this time, by adjusting the etching time, the depth of the minute concave portion can be set to a predetermined value.
[0028]
Hereinafter, the substrate used in the image display device of the present invention will be described. At least one of the substrates is a transparent substrate in which the color of the particles can be confirmed from the outside of the device, and a material having high visible light transmittance and good heat resistance is preferable. The presence or absence of flexibility is appropriately selected depending on the application. For example, a flexible material is used for an application such as electronic paper, and a flexible material is used for a display device of a portable device such as a mobile phone, a PDA, and a notebook computer. Materials without slag are preferred.
[0029]
Examples of the material of the substrate include a polymer sheet such as polyethylene terephthalate, polyether sulfone, polyethylene, polycarbonate, polyimide, and acrylic, and an inorganic sheet such as glass and quartz. The opposite substrate may be transparent or opaque. The thickness of the substrate is preferably 2 to 5000 μm, and more preferably 5 to 1000 μm. If the thickness is too small, it is difficult to maintain strength and uniformity between the substrates, and if the thickness is too large, sharpness and contrast decrease as a display function occur. Lack of tea.
[0030]
Hereinafter, the particles used in the image display device of the present invention will be described. In the present invention, the particles for display are colored particles of negative or positive charge, and any particles may be used as long as they fly by Coulomb force. Particularly, particles having large chargeability, spherical particles and small specific gravity are preferable. It is. The average particle size of the particles is preferably from 0.1 to 50 μm, particularly preferably from 1 to 30 μm. When the particle size is smaller than this range, the charge density of the particles is too large and the image force on the electrode or the substrate is too strong, and the memory property is good, but the followability when the electric field is reversed is deteriorated. Conversely, when the particle size is larger than this range, the followability is good, but the memory property is deteriorated.
[0031]
The method for charging the particles negatively or positively is not particularly limited, but a method for charging the particles such as a corona discharge method, an electrode injection method, and a friction method is used. The surface charge density measured by the blow-off method using the carrier of the particles is 5 μC / m in absolute value. 2 150 μC / m or more 2 The following ranges are preferred. If the surface charge density is lower than this range, the response speed to a change in the electric field becomes slow, and the memory property also becomes low. When the surface charge density is higher than this range, the image force on the electrodes and the substrate is too strong, and the memory property is good, but the followability when the electric field is reversed is deteriorated.
[0032]
The measurement of the amount of charge and the measurement of the specific gravity of the particles required for obtaining the surface charge density used in the present invention were performed as follows.
<Principle and method of blow-off measurement>
In the blow-off method, a mixture of powder and carrier is placed in a cylindrical container having meshes at both ends, and high-pressure gas is blown from one end to separate the powder and carrier. Blow off (blow off). At this time, a charge amount equal to and opposite to the charge amount that the powder has taken out of the container remains on the carrier. All of the electric flux due to this charge is collected in the Faraday cage, and the capacitor is charged by that amount. Then, by measuring the potential at both ends of the capacitor, the charge amount Q of the powder is
Q = CV (C: capacitor capacity, V: voltage across capacitor)
Is required.
As a blow-off powder charge measuring device, TB-200 manufactured by Toshiba Chemical Corporation was used. In the present invention, two types of carriers having positive chargeability and negative chargeability are used, and the charge density per unit area (unit: μC / m 2 ) Was measured. In other words, as a positively chargeable carrier (a carrier that is positively charged and easily becomes negative), F963-2535 manufactured by Powder Tech Co., Ltd. is used, and a negatively chargeable carrier (the other party is negatively charged and the self is positively charged) is used. As an easy carrier, F921-2535 manufactured by Powder Tech was used.
<Particle specific gravity measurement method>
The particle specific gravity was measured with a Shimadzu Corporation specific gravity meter and a multi-volume density meter H1305.
[0033]
Since the particles need to retain their charge, the volume resistivity is 1 × 10 10 Insulating particles of Ω · cm or more are preferred, and in particular, the volume resistivity is 1 × 10 12 Insulating particles of Ω · cm or more are preferred. Further, particles having a low charge decay property evaluated by the method described below are more preferable.
[0034]
That is, the particles are separately formed into a film having a thickness of 5 to 100 μm by pressing, heat melting, casting, or the like. Then, a voltage of 8 KV is applied to a corona discharger arranged at an interval of 1 mm from the film surface to generate corona discharge to charge the surface, and a change in the surface potential is measured and determined. In this case, it is important to select and prepare a particle constituting material such that the maximum value of the surface potential after 0.3 seconds is larger than 300 V, preferably larger than 400 V.
[0035]
The measurement of the surface potential can be performed by, for example, the apparatus shown in FIG. 7 (CRT2000 manufactured by QEA). In the case of this apparatus, the above-mentioned measuring unit is provided with a small scorotron discharger 32 and a surface voltmeter 33 provided side by side at predetermined intervals while holding both ends of the shaft of the roll having the above-mentioned film disposed on the surface thereof with a chuck 31. By placing the measurement unit at a constant speed from one end to the other end of the film while the film is stationary, the surface potential is applied while applying the surface charge while the film is stationary. Is preferably adopted. The measurement environment is a temperature of 25 ± 3 ° C. and a humidity of 55 ± 5 RH%.
[0036]
The particles may be made of any material as long as the charging performance and the like are satisfied. For example, it can be formed from a resin, a charge control agent, a colorant, an inorganic additive, or the like, or a colorant alone.
[0037]
Examples of the resin include urethane resin, urea resin, acrylic resin, polyester resin, acrylic urethane resin, acrylic urethane silicone resin, acrylic urethane fluororesin, acrylic fluororesin, silicone resin, acrylic silicone resin, epoxy resin, polystyrene resin, and styrene Acrylic resin, polyolefin resin, butyral resin, vinylidene chloride resin, melamine resin, phenol resin, fluororesin, polycarbonate resin, polysulfone resin, polyether resin, polyamide resin and the like can be mentioned, and two or more kinds can be mixed. In particular, from the viewpoint of controlling the adhesion to the substrate, acrylic urethane resin, acrylic silicone resin, acrylic fluororesin, acrylic urethane silicone resin, acrylic urethane fluororesin, fluororesin, and silicone resin are preferable.
[0038]
The charge control agent is not particularly limited. Examples of the negative charge control agent include a salicylic acid metal complex, a metal-containing azo dye, a metal-containing (including metal ion and metal atom) oil-soluble dye, and a quaternary ammonium salt. Compounds, calixarene compounds, boron-containing compounds (boron benzylate complexes), nitroimidazole derivatives and the like. Examples of the positive charge control agent include a nigrosine dye, a triphenylmethane compound, a quaternary ammonium salt compound, a polyamine resin, and an imidazole derivative. In addition, metal oxides such as ultrafine silica, ultrafine titanium oxide and ultrafine alumina, nitrogen-containing cyclic compounds such as pyridine and derivatives and salts thereof, various organic pigments, and resins containing fluorine, chlorine, nitrogen, etc. are also charged. It can also be used as a control agent.
[0039]
As the coloring agent, various kinds of organic or inorganic pigments and dyes as exemplified below can be used.
[0040]
Examples of the black pigment include carbon black, copper oxide, manganese dioxide, aniline black, activated carbon and the like. Examples of yellow pigments include yellow lead, zinc yellow, cadmium yellow, yellow iron oxide, mineral fast yellow, nickel titanium yellow, navel yellow, naphthol yellow S, Hanza yellow G, Hanza yellow 10G, benzidine yellow G, benzidine yellow GR, and quinoline. There are yellow lake, permanent yellow NCG, tartrazine lake and the like. Examples of the orange pigment include red yellow lead, molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, vulcan orange, induslen brilliant orange RK, benzidine orange G, and induslen brilliant orange GK. Red pigments include red iron, cadmium red, lead red, mercury sulfide, cadmium, permanent red 4R, lithol red, pyrazolone red, watching red, calcium salt, lake red D, brilliant carmine 6B, eosin lake, rhodamine lake B, alizarin Rake, Brilliant Carmine 3B and the like.
[0041]
Examples of purple pigments include manganese purple, fast violet B, and methyl violet lake. Examples of blue pigments include navy blue, cobalt blue, alkali blue lake, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, partially chlorinated phthalocyanine blue, fast sky blue, and indaslen blue BC. Green pigments include chrome green, chromium oxide, pigment green B, malachite green lake, final yellow green G, and the like. Examples of white pigments include zinc white, titanium oxide, antimony white, and zinc sulfide.
[0042]
The extender includes baryte powder, barium carbonate, clay, silica, white carbon, talc, alumina white and the like. Various dyes such as basic, acidic, dispersion, and direct dyes include nigrosine, methylene blue, rose bengal, quinoline yellow, and ultramarine blue. These colorants can be used alone or in combination. In particular, carbon black is preferable as the black colorant, and titanium oxide is preferable as the white colorant.
[0043]
The method for producing the particles is not particularly limited. For example, a pulverization method and a polymerization method according to the case of producing an electrophotographic toner can be used. Further, a method of coating the surface of an inorganic or organic pigment powder with a resin, a charge control agent, or the like is also used.
[0044]
The distance between the transparent substrate and the opposing substrate is not particularly limited as long as the particles can fly and move and the contrast can be maintained, but is usually adjusted to 10 to 5000 μm, preferably 30 to 500 μm. The particle filling amount is preferably such that the volume occupies 10 to 90%, preferably 30 to 80% of the space volume between the substrates.
[0045]
In the display panel used in the image display device of the present invention, display is performed by using a plurality of the above display elements and arranging them in a matrix. In the case of monochrome, one display element becomes one pixel. In the case of displaying an arbitrary color other than black and white, a combination of particle colors may be appropriately performed. In the case of full color, three kinds of display elements, that is, display elements each having R (red), G (green) and B (blue) color particles and each having black particles are set as a set, and these are displayed. It is preferable to arrange a plurality of sets to form a display panel.
[0046]
The image display device of the present invention includes an image display section of a mobile device such as a notebook personal computer, a PDA, and a mobile phone, an electronic book such as an electronic book and an electronic newspaper, a signboard, a poster, a bulletin board such as a blackboard, a calculator, a home appliance, and an automobile article. It is used for an image display unit or the like.
[0047]
In the above-described embodiment, an example in which no partition is used due to the structure of the image display device has been described. In this case, since the size of the cell can be increased and the ratio of the partition to the display area can be reduced, higher contrast can be obtained.
[0048]
Next, in the image display device of the present invention, in order to investigate the relationship between the distance d between the electrode pair and the minute concave and / or minute convex, the minute concave having the shape and arrangement shown in Table 1 below was used. Examples in which the maximum width, the maximum height (depth) and the minimum interval shown in Table 1 below were arranged on the electrodes, and the distance d between the electrode pairs and the average particle diameter of the particles were adjusted as shown in Table 1 below. 1 to 9 image display devices were prepared. For the prepared image display devices of Examples 1 to 9, evaluation was performed by applying a rectangular wave of 4 (kV / mm) for 10 seconds at 1 (Hz), then for 30 seconds at 10 (Hz), and then While reversing at 1 (Hz), the degree of image deterioration due to particle aggregation was visually judged and evaluated. In Table 1, ◎ indicates that no image deterioration was observed, は indicates that almost no image deterioration was observed, and Δ indicates that some image deterioration was recognized, but there was no practical problem. Show. Table 1 shows the results.
[0049]
[Table 1]
[0050]
From the results in Table 1, when the relationship between the maximum width and d, the relationship between the maximum height (depth) and d, and the relationship between the minimum interval and d were examined, the maximum width / d exceeded 0.5. However, it has been found that it is preferable in the present invention that the maximum height (depth) / d exceeds 0.1 and the minimum interval / d is less than 100.
[0051]
Note that, in the above-described embodiment, an example in which the electrode is provided on the substrate is shown. However, in order to achieve the present invention, the electrode is not necessarily provided on the substrate as long as an electrode for generating an electric field exists. It need not be present, and the electrodes can be provided separately from the substrate.
[0052]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, a minute non-uniform electric field can be partially introduced by the minute concave portion and / or the minute convex portion provided on the electrode surface. Since the generated minute non-uniform electric field has an electric field component in the horizontal direction, that is, in a direction parallel to the substrate surface, the particles are fixed by actively attracting or repelling particles that are going to move in the horizontal direction, Uneven distribution due to aggregation can be suppressed. As a result, it is possible to improve the image quality deterioration during the durable use.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1C are diagrams illustrating an example of a display element of an image display plate used in an image display device of the present invention and a display driving principle thereof.
FIGS. 2A to 2H are diagrams illustrating an example of a plurality of minute concave portions and / or minute convex portions formed on an electrode surface.
FIG. 3 is a diagram showing an example in which the present invention is applied to a segment display device.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a counter substrate in the segment display device.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a transparent electrode in a segment display device.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a screen pattern (resist pattern) in the segment display device.
FIG. 7 is a diagram showing a procedure for measuring the surface potential of particles.
[Explanation of symbols]
1,22 transparent substrate
2, 24 Counter substrate
3 Display electrode
4 Counter electrode
5 Negatively charged particles
6 positively charged particles
11, 25 Minute notch
12 electrodes
21 segment display device
23 Spacer
26 segment electrode
27 opening
31 chuck
32 Scorotron Discharger
33 Surface Electrometer
