JP2006058550A - 画像表示用パネル、その製造方法及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】隔壁頂上部分に付着、堆積した画像表示媒体があってもそれを除去しないまま製造することができる、表示画像品質に優れた安価な画像表示用パネル、その製造方法及び画像表示装置を提供する。
【解決手段】少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板１、２間に、隔壁４によって仕切られた複数のセル１１を形成し、該セル内に、画像表示媒体３を封入し、画像表示媒体に電界を付与することによって、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルであって、画像表示媒体３を封入する前記セル１１を画成するために設ける隔壁４を透明な基板１に設け、もう一方の基板２には前記隔壁４が嵌合する凹部１２を設け、前記２枚の基板１、２を、隔壁４と凹部１２とが嵌合するように重ね合せる。
【選択図】図４

Description

本発明は、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、該セル内に、画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を付与することによって、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネル、その製造方法及び画像表示装置に関するものである。

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色粒子回転方式等の技術を用いた画像表示装置が提案されている。

これら従来技術は、ＬＣＤと比較すると、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があることから、次世代の安価な画像表示装置に使用可能な技術として考えられており、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成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して成る電気泳動方式が提案され、期待が寄せられている。

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くなるという問題がある。さらに、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沈降しやすくなっており、分散状態の安定性維持が難しく、画像表示の繰り返し安定性に欠けるという問題を抱えている。また、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て、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。

一方、溶液中での挙動を利用する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とを基板の一部に組み入れる方式も提案され始めている（例えば、非特許文献１参照）。しかし、電荷輸送層、さらには電荷発生層を配置するために構造が複雑化するとともに、導電性粒子に電荷を一定に注入することは難しいため、安定性に欠けるという問題もある。

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である２枚の対向する基板間に、隔壁により互いに隔離されたセルを形成し、セル内に画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を与え、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルが知られている。そして、これらの乾式の画像表示媒体移動式表示方式の場合、画像表示用パネルの基板間に画像表示媒体を封入するが、移動を繰り返すうちに次第に画像表示媒体が偏在するようになることを防ぐために隔壁で囲われた小部屋（セル）に画像表示媒体を封入する方法が用いられている。
趙 国来、外３名、"新しいトナーディスプレイデバイス（Ｉ）"、１９９９年７月２１日、日本画像学会年次大会（通算８３回）"Japan Hardcopy’99"論文集、p.249-252

これらの画像表示用パネルでは、隔壁で囲われたセルに画像表示媒体を封入する場合、基板を重ね合せる前に画像表示媒体をセル内に充填する。このとき、セルを画成する隔壁の頂上部分に画像表示媒体が付着、堆積してしまう。隔壁頂上に付着した画像表示媒体を除去せずに基板を重ね合わせると、接合面にある画像表示媒体のため、基板間距離が一定にならず、表示画像の品質が損なわれるので、これまでは隔壁頂上部分から画像表示媒体を除去することが不可欠であり、余計な工程が必要となるという問題があった。

本発明の目的は上述した問題点を解消して、隔壁頂上部分に付着、堆積した画像表示媒体があってもそれを除去しないまま製造することができる、表示画像品質に優れた安価な画像表示用パネル、その製造方法及び画像表示装置を提供しようとするものである。

本発明の画像表示用パネルは、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、該セル内に、画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を付与することによって、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルであって、画像表示媒体を封入する前記セルを画成するために設ける隔壁を透明な基板に設け、もう一方の基板には前記隔壁が嵌合する凹部を設け、前記２枚の基板を、隔壁と凹部とが嵌合するように重ね合せたことを特徴とするものである。

本発明の画像表示用パネルの好適例としては、隔壁が嵌合する凹部を設ける基板が、非透明基板であること、及び、画像表示媒体が粒子群または粉流体であること、がある。

また、本発明の画像表示用パネルの製造方法は、上述した構成の画像表示用パネルの製造方法であって、画像表示媒体を封入する前記セルを画成するために設ける隔壁を透明な基板に設け、もう一方の基板には前記隔壁が嵌合する凹部を設け、前記隔壁が設けられた基板側に画像表示媒体を充填してから２枚の基板を、隔壁と凹部とが嵌合するように重ね合せることを特徴とするものである。

さらに、本発明の画像表示装置は、上述した構成の画像表示用パネルを搭載したことを特徴とするものである。

本発明では、観察者側の透明基板にセルを画成する隔壁を設け、背面基板には前記隔壁が嵌合する凹部を設け、隔壁頂上部分に付着、堆積した画像表示媒体があってもそれを除去しないまま、２枚の基板を重ね合せて画像表示用パネルを製造することができるため、製造方法として隔壁頂上部分からの画像表示媒体の除去工程を省くことができるとともに、表示画像品質に優れた安価な画像表示用パネルを得ることができる。

まず、本発明の画像表示用パネルの基本的な構成について説明する。本発明の画像表示用パネルでは、対向する２枚の基板間に封入した帯電性を有する画像表示媒体（粒子群または粉流体）に電界が付与される。付与された電界方向にそって、帯電した画像表示媒体が電界の力やクーロン力などによって引き寄せられ、画像表示媒体が電位の切替による電界方向の変化によって往復運動することにより、画像表示がなされる。従って、画像表示媒体が、均一に移動し、かつ、繰り返し時あるいは保存時の安定性を維持できるように、画像表示用パネルを設計する必要がある。ここで、画像表示媒体とする粒子または粉流体にかかる力は、粒子同士または粉流体同士のクーロン力により引き付けあう力の他に、電極や基板との電気影像力、分子間力、液架橋力、重力などが考えられる。

本発明の画像表示用パネルの例を、図１〜図３に基づき説明する。
図１に示す例では、２種以上の粒子から構成される２種類の画像表示媒体３（ここでは白色粒子３Ｗと黒色粒子３Ｂを示す）を、基板１、２の外部から加えられる電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させ、黒色粒子３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色粒子３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、基板１、２との間に例えば格子状に隔壁４を設け表示セルを画成している。
図２に示す例では、２種以上の粒子から構成される２種類の画像表示媒体３（ここでは白色粒子３Ｗと黒色粒子３Ｂを示す）を、基板１に設けた電極５と基板２に設けた電極６との間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させ、黒色粒子３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色粒子３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、基板１、２との間に例えば格子状に隔壁４を設け表示セルを画成している。
図３に示す例では、少なくとも１種以上の粒子から構成される１色の画像表示媒体３（ここでは白色粒子３Ｗ）を、基板１上に設けた電極５と電極６との間に電圧を印加させることにより発生する電界に応じて、基板１、２と平行方向に移動させ、白色粒子３Ｗを観察者に視認させて白色表示を行うか、あるいは、電極６または基板１の色を観察者に視認させて電極６または基板１の色の表示を行っている。なお、基板１、２との間に例えば格子状に隔壁４を設け表示セルを画成している。
以上の説明は、白色粒子３Ｗを白色粉流体に、黒色粒子３Ｂを黒色粉流体に、それぞれ置き換えた場合も同様に適用することが出来る。

図４は本発明の画像表示用パネルの一例を示す図である。図４に示す例において、画像表示媒体３（ここでは白色粒子群３Ｗと黒色粒子群３Ｂ）を封入するセル１１を画成するために設ける隔壁４を、透明な前面基板１に設ける。もう一方の背面基板２には、隔壁４の頂上部分が嵌合する凹部１２を設ける。背面基板２は透明でも非透明でも良いが、非透明であることが好ましい。そして、隔壁４を有する前面基板１に対する画像表示媒体３の散布、充填の際、隔壁４の頂上部分に載った余分な画像表示媒体３があってもそれを除去しないで、２枚の基板１、２を、隔壁４の頂上部分と凹部１２とが嵌合するように重ね合わせて、本発明の画像表示用パネルを得ている。

本例において、凹部１２の深さは、隔壁４の頂上部分に載った余分な画像表示媒体３を収納するのに十分な深さであれば良い。この観点から、凹部１２の深さは、画像表示媒体３を構成する粒子の粒子径の１倍以上、さらには、１．５〜３倍の深さとするのが好ましい。なお、本例では、隔壁４の頂上部分に載った画像表示媒体３を除去しないでそのまま、隔壁４の頂上部分を凹部１２に嵌合しているため、隔壁４の頂上部分における画像表示媒体３の残留量によっては、隔壁４で基板間距離を規定できない場合がある。そのため、基板間距離を、基板周囲をはじめ要所要所に配置するギャップスペーサ（図４では図示せず）によって確保することが好ましい。

図５（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの製造方法の一例を工程順に示す図である。図５（ａ）〜（ｆ）に示す例に従って、本発明の画像表示用パネルの製造方法を説明すると、まず、図５（ａ）に示すように、電極６及び隔壁４を設けた前面基板１を、画像表示媒体３（白色粒子群３Ｗと黒色粒子群３Ｂ）を散布してセル１１内に画像表示媒体３を充填するために使用する散布ノズル１３に対しセットし、散布ノズル１３から白色粒子群３Ｗを散布する。そして、図５（ｂ）に示すように、白色粒子群３Ｗの散布終了時において、隔壁４の頂上部分の余分な白色粒子群３Ｗはそのままにする。

次に、図５（ｃ）に示すように、白色粒子群３Ｗの散布が終了した前面基板１を、再度散布ノズル１３に対しセットし、散布ノズル１３から黒色粒子群３Ｂを散布する。そして、図５（ｄ）に示すように、白色粒子群３Ｗに重ねて行う黒色粒子群３Ｂの散布終了時において、隔壁４の頂上部分の余分な黒色粒子群３Ｂ（場合によっては白色粒子群３Ｗも混じっている）はそのままにする。次に、図５（ｅ）に示すように、前面基板１の周囲の所定位置にギャップスペーサ１４を配置するとともに、隔壁４が嵌合する凹部１２を有する背面基板２を準備する。そして、前面基板１と背面基板２とを、隔壁４の頂上部分に黒色粒子群３Ｂを残したまま隔壁４の頂上部分を凹部１２に嵌合させて、重ね合わせる。これにより、図５（ｆ）に示すように、本発明の画像表示用パネルを得ることができる。

上述した構成の本発明の画像表示用パネルでは、図６に電極を設けない例を示し、図７に電極を設けた例を示すが、いずれの例にも示されているように、隔壁４の頂上部分に載った画像表示媒体３（白色粒子群３Ｗと黒色粒子群３Ｂ）は、相手基板側の凹部１２に収納され、画像表示には機能しない。また、図８に示すように、隔壁４を設けた前面基板１（透明基板）側から画像を視認することで、凹部１２に収納された画像表示媒体３が、画像表示に悪影響を与えることもない。

以下、本発明の対象となる画像表示装置を構成する各部材について説明する。

本発明の隔壁４については、観察者側となる透明基板上に設けることが重要であり、その形状は表示にかかわる画像表示媒体の種類により適宜最適設定され、一概には限定されないが、隔壁の幅は２〜１００μｍ、好ましくは３〜５０μｍに、隔壁の高さは１０〜５００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍに調整される。これらのリブからなる隔壁により形成される表示セルは、図９に示すごとく、基板平面方向からみて四角状、三角状、ライン状、円形状、六角状が例示され、配置としては格子状やハニカム状や網目状が例示される。表示側から見える隔壁断面部分に相当する部分（表示セルの枠部の面積）はできるだけ小さくした方が良く、画像表示の鮮明さが増す。

基板については、少なくとも観察者側となる基板は画像表示用パネル外側から画像表示媒体の色が確認できる、透明な基板１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。もう一方の背面側基板となる基板２は透明でも不透明でもかまわない。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、金属シートのように可とう性のあるもの、および、ガラス、石英などの可とう性のない無機シートが挙げられる。透明基板の厚みは、２〜５０００μｍが好ましく、さらに５〜２０００μｍが好適であり、背面基板の厚みは、２０〜５０００μｍが好ましく、さらに３０〜２０００μｍが好適である。いずれの基板においても薄すぎると、強度、基板間の間隔均一性を保ちにくくなり、５０００μｍより厚いと、薄型画像表示装置に搭載する画像表示用パネルとする場合に不都合がある。

基板２に設ける凹部１２は、基板１に設けた隔壁４と嵌合するようにし、凹部の深さは画像表示媒体を構成する粒子の粒子径よりも大きく、画像表示媒体を構成する粒子の粒子径に対して１倍以上に、好ましくは１．５倍〜３倍にする。１倍より小さいと隔壁頂上に付着した画像表示媒体を凹部に収容しきれないことがあり、あまり深いと凹部を設ける基板強度が弱くなるので薄い基板とすることができなくなるという不都合がある。

必要に応じて設ける電極については、視認側であり透明である必要のある基板１側に設ける電極５は、透明かつパターン形成可能である導電性材料で形成され、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等の金属類やＩＴＯ、酸化インジウム、導電性酸化錫、導電性酸化亜鉛等の導電金属酸化物類、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性高分子類のうち透明なものが、適宜選択して用いられる。電極の形成方法としては、上記例示の材料をスパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ（化学蒸着）法、塗布法等で薄膜状に形成する方法や、導電剤を溶媒や合成樹脂バインダーに混合して塗布したりする方法が用いられる。なお、電極厚みは、導電性が確保でき光透過性に支障がなければ良く、３〜１０００ｎｍ、好ましくは５〜４００ｎｍが好適である。背面側の基板２側に設ける電極６の材質や厚みなどは上述した電極５と同様であるが、透明である必要はない。なお、この場合の外部電圧入力は、直流あるいは交流を重畳しても良い。

次に、本発明の画像表示用パネルで用いる画像表示媒体としての粉流体について説明する。なお、本発明の画像表示媒体としての粉流体の名称については、本出願人が「電子粉流体（登録商標）」の権利を得ている。

本発明における「粉流体」は、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。例えば、液晶は液体と固体の中間的な相と定義され、液体の特徴である流動性と固体の特徴である異方性（光学的性質）を有するものである（平凡社：大百科事典）。一方、粒子の定義は、無視できるほどの大きさであっても有限の質量をもった物体であり、重力の影響を受けるとされている（丸善：物理学事典）。ここで、粒子でも、気固流動層体、液固流動体という特殊状態があり、粒子に底板から気体を流すと、粒子には気体の速度に対応して上向きの力が作用し、この力が重力とつりあう際に、流体のように容易に流動できる状態になるものを気固流動層体と呼び、同じく、流体により流動化させた状態を液固流動体と呼ぶとされている（平凡社：大百科事典）。このように気固流動層体や液固流動体は、気体や液体の流れを利用した状態である。本発明では、このような気体の力も、液体の力も借りずに、自ら流動性を示す状態の物質を、特異的に作り出せることが判明し、これを粉流体と定義した。

すなわち、本発明における粉流体は、液晶（液体と固体の中間相）の定義と同様に、粒子と液体の両特性を兼ね備えた中間的な状態で、先に述べた粒子の特徴である重力の影響を極めて受け難く、高流動性を示す特異な状態を示す物質である。このような物質はエアロゾル状態、すなわち気体中に固体状もしくは液体状の物質が分散質として安定に浮遊する分散系で得ることができ、本発明の画像表示装置で固体状物質を分散質とするものである。

本発明の画像表示用パネルは、少なくとも一方が透明な、対向する基板間に、画像表示媒体として例えば気体中に固体粒子が分散質として安定に浮遊するエアロゾル状態で高流動性を示す粉流体を封入するものであり、このような粉流体は、低電圧の印加でクーロン力などにより容易に安定して移動させることができる。
本発明に例えば用いる粉流体とは、先に述べたように、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。この粉流体は、特にエアロゾル状態とすることができ、本発明の画像表示装置では、気体中に固体状の物質が分散質として比較的安定に浮遊する状態で用いられる。

次に、本発明の画像表示用パネルで用いる画像表示媒体としての粒子について説明する。粒子は、その主成分となる樹脂に、必要に応じて、従来と同様に、荷電制御剤、着色剤、無機添加剤等を含ますことができる。以下に、樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤を例示する。

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。

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。

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。

黒色着色剤としては、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。
青色着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、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、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣ等がある。
赤色着色剤としては、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、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２等がある。

黄色着色剤としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファーストイエロー、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、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２等がある。
緑色着色剤としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、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。
橙色着色剤としては、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、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１等がある。
紫色着色剤としては、マンガン紫、ファーストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ等がある。
白色着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等がある。

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。

無機系添加剤の例としては、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、酸化アンチモン、炭酸カルシウム、鉛白、タルク、シリカ、ケイ酸カルシウム、アルミナホワイト、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、カドミウムオレンジ、チタンイエロー、紺青、群青、コバルトブルー、コバルトグリーン、コバルトバイオレット、酸化鉄、カーボンブラック、マンガンフェライトブラック、コバルトフェライトブラック、銅粉、アルミニウム粉などが挙げられる。
これらの顔料および無機系添加剤は、単独であるいは複数組み合わせて用いることができる。このうち特に黒色顔料としてカーボンブラックが、白色顔料として酸化チタンが好ましい。

また、本発明の画像表示用パネルで用いる画像表示媒体として用いる粒子は平均粒子径d(0.5)が、０．１〜２０μｍの範囲であり、均一で揃っていることが好ましい。平均粒子径d(0.5)がこの範囲より大きいと表示上の鮮明さに欠け、この範囲より小さいと粒子同士の凝集力が大きくなりすぎるために粒子の移動に支障をきたすようになる。

更に本発明では、各粒子の粒子径分布に関して、下記式に示される粒子径分布Spanを５未満、好ましくは３未満とする。
Span＝（ｄ(0.9)−ｄ(0.1)）／ｄ(0.5)
（但し、ｄ(0.5)は粒子の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、ｄ(0.1)はこれ以下の粒子の比率が10％である粒子径をμｍで表した数値、ｄ(0.9)はこれ以下の粒子が90％である粒子径をμｍで表した数値である。）
Spanを５以下の範囲に納めることにより、各粒子のサイズが揃い、均一な粒子移動が可能となる。

さらにまた、各粒子の相関について、使用した粒子の内、最大径を有する粒子のd(0.5)に対する最小径を有する粒子のd(0.5)の比を５０以下、好ましくは１０以下とすることが肝要である。

なお、上記の粒子径分布および粒子径は、レーザー回折／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。
ここで、本発明における粒子径および粒子径分布は、体積基準分布から得られたものである。具体的には、Mastersizer2000(Malvern Instruments 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、粒子径および粒子径分布の測定を行なうことができる。

画像表示媒体を構成する粒子の帯電量は当然その測定条件に依存するが、画像表示用パネルにおける画像表示媒体を構成する粒子の帯電量はほぼ、初期帯電量、隔壁との接触、基板との接触、経過時間に伴う電荷減衰に依存し、特に画像表示媒体を構成する粒子の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た。

更に、本発明において画像表示媒体に粒子群又は粉流体を用いる場合は、基板間の画像表示媒体３（粒子群又粉流体）を取り巻く空隙部分の気体の管理が重要であり、表示安定性向上に寄与する。具体的には、空隙部分の気体の湿度について、２５℃における相対湿度を６０％RH以下、好ましくは５０％RH以下、更に好ましくは３５％RH以下とすることが重要である。
この空隙部分とは、図１〜図３において、対向する基板１、基板２に挟まれる部分から、電極５、６、画像表示媒体（粒子群あるいは粉流体３）の占有部分、隔壁４の占有部分（セルを画成している隔壁が存在する部分）、装置シール部分を除いた、いわゆる画像表示媒体が接する気体部分を指すものとする。
空隙部分の気体は、先に述べた湿度領域であれば、その種類は問わないが、乾燥空気、乾燥窒素、乾燥アルゴン、乾燥ヘリウム、乾燥二酸化炭素、乾燥メタンなどが好適である。この気体は、その湿度が保持されるように装置に封入することが必要であり、例えば、画像表示媒体の充填、基板の組み立てなどを所定湿度環境下にて行い、さらに、外からの湿度侵入を防ぐシール材、シール方法を施すことが肝要である。

対向する基板間の空間における画像表示媒体（粒子群又は粉流体）の体積占有率は５〜７０％が好ましく、さらに好ましくは５〜６０％である。７０％を超える場合には画像表示媒体（粒子群又粉流体）の移動の支障をきたし、５％未満の場合にはコントラストが不明確となり易い。

以下、本発明、比較例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記に限定されるものではない。なお、実施例および比較例の画像表示用パネルは、下記の方法にて作製したものを、下記の基準に従い評価した。

「画像表示用パネルの作製」
まず、電極付き透明ガラス基板（７ｃｍ×７ｃｍ□）を準備し、基板上に高さ５０μｍのリブを作り、隔壁を形成した。
リブの形成は次のように行った。感光性フィルムであるニチゴーモートン社製ドライフィルムフォトレジストＮＩＴ２５０をＩＴＯ付ガラス上にラミネートし、露光、現像により、所望とするライン３０μｍ、スペース３２０μｍ、ピッチ３５０μｍの隔壁を形成した。次に背面側基板として、ＩＴＯ電極付きの基板（７ｃｍ×７ｃｍ□、厚さ：１００μｍ）を準備し、相手基板の隔壁形状に対応する凹部を、ＩＴＯ電極が形成されていない面に対してウェットブラストすることによって形成した。この背面側基板としては、透明ガラス基板、非透明基板（ガラエポ）を用いて、凹部深さを調整したものを準備した。また、背面基板には、基板間隔を確保するためのギャップスペーサ（高さ：５０μｍ）を基板の四隅に設けた。

次に、色と帯電特性の異なる２種類の粒子群（粒子群Ａ、粒子群Ｂ）をそれぞれ準備する。隔壁を形成した基板を、湿度４０％ＲＨ以下の乾燥した容器内に移し、まず、粒子群Ａを第１の粒子群として、容器内上部に設けられたノズルから容器内に分散して、容器下部に置かれた基板上のセル内に散布することにより粒子群Ａを充填した。続いて、粒子群Ｂを第２の粒子群として、容器内上部に設けられた別のノズルから容器内に分散して、容器下部に置かれた基板上のセル内（すでに粒子群Ａが充填されている）に散布することにより粒子群Ａに重ねて充填した。粒子群Ａと粒子群Ｂの充填配置量は同体積量ずつとし、２枚の基板を貼り合わせてできる基板間に対する双方の粒子群が合わさった体積占有率が２５ｖｏｌ％となるように調整した。次に、粒子群がセル内に充填配置された基板（隔壁頂上に付着した粒子群は除去しないでそのままとした）にもう一方の凹部付基板を重ね合わせ、基板周辺およびギャップスペーサをエポキシ系接着剤にて接着すると共に、粒子群を封入し、画像表示用パネルを作製した。

「表示機能の評価」
作製した画像表示用パネルを組み込んだ表示装置に、２５０Ｖの電圧を印加して電位を反転させることにより、黒色〜白色のベタ画像表示を行い、表示画像の品質を目視観察によって評価した。

「画像表示媒体」
実施例、比較例では画像表示媒体として、帯電特性の異なる白黒２色の粒子群（粒子群Ａ、粒子群Ｂ）を用いた。
粒子群Ａは、アクリルウレタン樹脂ＥＡＵ５３Ｂ（亜細亜工業（株）製）/ＩＰＤＩ系架橋剤エクセルハードナーＨＸ（亜細亜工業（株）製）にカーボンブラック（ＭＡ１００ 三菱化学（株））４phr、荷電制御剤ボントロンＮ０７（オリエント化学（株）製）２phrを添加し、混練り後、ジェットミルにて粉砕し、さらにハイブリダイザー装置（奈良機械製作所（株）製）を用いて機械的衝撃力を加えて略球状としてから分級して作製した。作製された粒子群Ａは、平均粒子径が９．１μｍ、略球状で負帯電性の黒色粒子群であった。

粒子群Ｂは、ターシャリーブチルメタクリレ−トモノマー８０重量部とメタクリル酸２−（ジエチルアミノ）エチルモノマ−２０重量部に０．５重量部のＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）を溶解し、カップリング剤処理して親油性とした酸化チタン２０重量部を分散させて得られた液を、１０倍量の０．５％界面活性剤（ラウリル硫酸ナトリウム）水溶液に懸濁、重合させ、濾過、乾燥させた後、分級機（ＭＤＳ−２：日本ニュ−マチック工業）を用いて作製した。作製された粒子群Ｂは、平均粒子径が８．５μｍで正帯電性の球状白色粒子であり、これを粒子群Ｂとした。

＜実施例１＞
セルが四角形状で格子状配置になるように隔壁を形成した透明な前面基板と、深さが２０μｍで隔壁形状に対応するような凹部が形成されたガラエポ製非透明背面基板とを用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、表示機能を評価した。結果を表１に示す。

＜実施例２＞
セルが四角形状でハニカム状配置になるように隔壁を形成した透明な前面基板と、深さが２０μｍで隔壁形状に対応するような凹部が形成されたガラエポ製非透明背面基板とを用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、表示機能を評価した。結果を表１に示す。

＜実施例３＞
セルが六角形状でハニカム状配置になるように隔壁を形成した透明な前面基板と、深さが２０μｍで隔壁形状に対応するような凹部が形成されたガラエポ製非透明背面基板とを用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、表示機能を評価した。結果を表１に示す。

＜実施例４＞
背面基板に前面基板と同様の透明なガラス基板を用いた以外は実施例１と同様にして表示用パネルを前述の手順で作製し、表示機能を評価した。結果を表１に示す。

＜比較例１＞
セルが四角形状で格子状配置になるように隔壁を形成した透明な前面基板と、凹部が形成されていないガラエポ製非透明背面基板とを用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、表示機能を評価した。結果を表１に示す。

＜比較例２＞
セルが四角形状で格子状配置になるように隔壁を形成した透明な前面基板と、深さが７μｍで隔壁形状に対応するような凹部が形成されたガラエポ製非透明背面基板とを用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、表示機能を評価した。結果を表１に示す。

＜比較例３＞
実施例４と全く同様にして作製した表示用パネルを用いて、表示機能を評価する際に、前面基板と背面基板との関係を逆に、すなわち裏返しにして評価を行った。結果を表１に示す。

表１の結果から、２枚の基板を隔壁の頂上部分と凹部とを嵌合させて重ね合わせた実施例１〜４は、充分な深さの凹部を設けなかったり、凹部を設けなかったり、凹部を設けた基板側から視認する使い方をしたりした比較例１〜３と比べて、良好な表示画質を得ることができることがわかる。

本発明の画像表示用パネルは、ノートパソコン、ＰＤＡ、携帯電話、ハンディターミナル等のモバイル機器の表示部、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、自動車用品等の表示部、ポイントカード、ＩＣカード等のカード表示部、電子広告、電子ＰＯＰ、電子値札、電子楽譜、ＲＦ−ＩＤ機器の表示部などに好適に用いられる。

本発明の画像表示用パネルの一例の動作を示す図である。 本発明の画像表示用パネルの他の例の動作を示す図である。 本発明の画像表示用パネルのさらに他の例の動作を示す図である。 本発明の画像表示用パネルの一例の構成を示す図である。 （ａ）〜（ｆ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの製造方法の一例を工程順に示す図である。 本発明の画像表示用パネルの一例における効果を説明するための図である。 本発明の画像表示用パネルの他の例における効果を説明するための図である。 本発明の画像表示用パネルにおける画像の視認状態を説明するための図である。 本発明の対象となる画像表示用パネルにおける隔壁の形状の一例を示す図である。

符号の説明

１、２ 基板
３ 画像表示媒体（粒子または粉流体）
３Ｗ 白色粒子（白色粉流体）
３Ｂ 黒色粒子（黒色粉流体）
４ 隔壁
５、６ 電極
１１ セル
１２ 凹部
１３ 散布ノズル
１４ ギャップスペーサ

Claims (5)

1. 少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、該セル内に、画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を付与することによって、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルであって、画像表示媒体を封入する前記セルを画成するために設ける隔壁を透明な基板に設け、もう一方の基板には前記隔壁が嵌合する凹部を設け、前記２枚の基板を、隔壁と凹部とが嵌合するように重ね合せたことを特徴とする画像表示用パネル。
2. 前記隔壁が嵌合する凹部を設ける基板が、非透明基板であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示用パネル。
3. 画像表示媒体が粒子群または粉流体であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示用パネル。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示用パネルの製造方法であって、画像表示媒体を封入する前記セルを画成するために設ける隔壁を透明な基板に設け、もう一方の基板には前記隔壁が嵌合する凹部を設け、前記隔壁が設けられた基板側に画像表示媒体を充填してから２枚の基板を、隔壁と凹部とが嵌合するように重ね合せることを特徴とする画像表示用パネルの製造方法。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示用パネルを搭載したことを特徴とする画像表示装置。

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