JP2006113267A - 情報表示用パネルに用いる表示媒体用粒子 - Google Patents

Abstract

【課題】粒子の基板との付着力をさらに減少させることができ、表示媒体の駆動電圧のさらなる低電圧化が可能な情報表示用パネルに用いる表示媒体用粒子を提供する。
【解決手段】少なくとも一方が透明な２枚の基板間に表示媒体を封入し、表示媒体に電界を付与することによって、表示媒体を移動させて情報を表示する情報表示用パネルに用いる表示媒体用粒子１１において、母粒子１２の表面に、体積抵抗率が１．０×１０^１２（Ωｃｍ）以下で粒子径が１μｍ以下の導電性微粒子１３を、母粒子１００重量部に対し０．１〜５重量部だけ付着または固着させた。
【選択図】図４

Description

本発明は、少なくとも一方が透明な２枚の基板間に表示媒体を封入し、表示媒体に電界を付与することによって、表示媒体を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルに用いる表示媒体用粒子に関するものである。

従来より、液晶（ＬＣＤ）に代わる情報表示装置として、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情報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、次世代の安価な情報表示装置に使用可能な技術として考えられており、携帯端末用情報表示、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、情報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、表示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、表示媒体を封入した後、あるいは、隔壁により互いに隔離されたセルを形成し、セル内に表示媒体を封入した後、表示媒体に電界を与え、表示媒体を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルが知られている。
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

従来、情報表示用パネルに用いる表示媒体用粒子として、粒子と基板との付着力を低減するために、シリカや酸化チタンなどの微小粒子を母粒子表面にまぶして構成した粒子の使用や、表面に細かな凹凸を付けた粒子の使用が知られている。しかしながら、上述した表示媒体用粒子を用いた情報表示用パネルでは、ある程度粒子と基板との付着力を低減でき、その結果、表示媒体を駆動するための駆動電圧を低電圧化（１００Ｖ程度まで）できるが、未だに所望の低電圧化が達成できない問題があった。

本発明の目的は上述した問題点を解消して、粒子の基板との付着力をさらに減少させることができ、表示媒体駆動電圧のさらなる低電圧化が可能な情報表示用パネルに用いる表示媒体用粒子を提供しようとするものである。

本発明の情報表示用パネルに用いる表示媒体用粒子は、少なくとも一方が透明な２枚の基板間に表示媒体を封入し、表示媒体に電界を付与することによって、表示媒体を移動させて情報を表示する情報表示用パネルに用いる表示媒体用粒子において、母粒子表面に、体積抵抗率が１．０×１０^１２（Ωｃｍ）以下で粒子径が１μｍ以下の導電性微粒子を、母粒子１００重量部に対し０．１〜５重量部だけ付着または固着させたことを特徴とするものである。

なお、本発明の情報表示用パネルに用いる表示媒体用粒子の好適例としては、母粒子を、体積抵抗率が１．０×１０^１３（Ωｃｍ）以上の帯電性粒子から構成すること、導電性微粒子が、金属系導電性微粒子からなること、導電性微粒子が、ＳｎＯ_２（Ｓｂドーピング）またはＺｎＯ（Ａｌドーピング）からなる導電性金属酸化物微粒子からなること、及び、導電性微粒子が、導電性金属酸化物を表面にコーティングしたＴｉＯ_２、ＢａＳＯ_４、チタン酸カリウムまたはマイカからなる微粒子、ウィスカーからなること、がある。

本発明によれば、母粒子表面に、体積抵抗率が１．０×１０^１２（Ωｃｍ）以下で粒子径が１μｍ以下の導電性微粒子を、母粒子１００重量部に対し０．１〜５重量部だけ付着または固着させたことで、粒子の基板との付着力をさらに減少させることができ、表示媒体駆動電圧のさらなる低電圧化が可能な情報表示用パネルに用いる表示媒体用粒子を得ることができる。

まず、本発明の表示媒体用粒子を用いる情報表示用パネルの基本的な構成について説明する。本発明で用いる情報表示用パネルでは、対向する２枚の基板間に封入した表示媒体に電界が付与される。付与された電界方向にそって、高電位側に向かっては低電位に帯電した表示媒体が電界による力やクーロン力などによって引き寄せられ、また、低電位側に向かっては高電位に帯電した表示媒体が電界による力やクーロン力などによって引き寄せられ、それら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、情報表示がなされる。従って、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、情報表示用パネルを設計する必要がある。ここで、表示媒体を構成する粒子にかかる力は、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。

本発明の表示媒体用粒子を用いる情報表示用パネルの例を、図１（ａ）、（ｂ）〜図３（ａ）、（ｂ）に基づき説明する。

図１（ａ）、（ｂ）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少なくとも２種以上の色の異なる表示媒体３（ここでは白色粒子群３Ｗと黒色粒子群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、黒色粒子群３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色粒子群３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、図１（ｂ）に示す例では、図１（ａ）に示す例に加えて、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（ａ）、（ｂ）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少なくとも２種以上の色の異なる表示媒体３（ここでは白色粒子群３Ｗと黒色粒子群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、黒色粒子群３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色粒子群３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、図２（ｂ）に示す例では、図２（ａ）に示す例に加えて、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（ａ）、（ｂ）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少なくとも１種以上の色を有する表示媒体３（ここでは白色粒子群３Ｗを示す）を、基板１に設けた電極５と電極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と平行方向に移動させ、白色粒子群３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行うか、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、図３（ｂ）に示す例では、図３（ａ）に示す例に加えて、基板１、２との間に例えば格子状の隔壁４を設け表示セルを画成している。

以上の説明は、白色粒子群３Ｗを白色粉流体に、黒色粒子群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（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の表示媒体用粒子の一例を示す図である。図４（ａ）、（ｂ）に示す例において、本発明の表示媒体用粒子１１の特徴は、母粒子１２の表面に、体積抵抗率が１．０×１０^１２（Ωｃｍ）以下で粒子径が１μｍ以下の導電性微粒子１３を、母粒子１２：１００重量部に対し０．１〜５重量部だけ付着または固着させた点にある。図４（ａ）に母粒子１２の表面に導電性微粒子１３を固着させた例を示し、図４（ｂ）に母粒子１２の表面に導電性微粒子１３を付着させた例を示す。ここで、「付着」とは、導電性微粒子１３が母粒子１２の表面に静電気力、クーロン力、ファンデルワールス力などにより固定されているため、表示媒体移動による繰り返し表示書き換えにおける耐久時に導電性微粒子１３の移動があるものを意味し、「固着」とは、導電性微粒子１３が母粒子１２の表面に埋設、接着、粘着などにより固定されているため、表示媒体移動による繰り返し表示書き換えにおける耐久時に子粒子１３の移動がないものを意味する。

上述した本発明の表示媒体用粒子１１では、母粒子１２の表面に導電性を有する微小粒子１３を付着または固着させた構造を有している。そのため、本発明の表示媒体用粒子１１を用いた、少なくとも一方が透明な２枚の基板間に表示媒体を封入し、表示媒体に電界を付与することによって、表示媒体を移動させて情報を表示する情報表示用パネルでは、この導電性微粒子１３が基板から電荷注入を受け、基板の電位と反対の帯電性を持つことで、基板との反発力が発生し、粒子の基板との付着力を減少させることができる。

本発明の表示媒体用粒子１１において、導電性微粒子１３の体積抵抗率（３０ＭＰａ圧粉時の体積抵抗率）を１．０×１０^１２（Ωｃｍ）以下と限定する理由は、体積抵抗率が１．０×１０^１２（Ωｃｍ）を超えると、導電性微粒子１３が、基板からの電荷注入を受けることができないので、基板との反発力を発生できず、粒子と基板との付着力を減少させることができないためである。なお、導電性微粒子１３の体積抵抗率は、１．０×１０^５（Ωｃｍ）以下であることが好ましく、さらに好ましくは１．０×１０^２（Ωｃｍ）以下である。粒子の抵抗測定方法は、（株）ダイヤインスツルメンツ製の粉体抵抗測定システムを用いて実施した。

また、本発明の表示媒体用粒子１１において、導電性微粒子１３の平均粒子径を１μｍ以下と限定する理由は、平均粒子径が１μｍを超えると、母粒子１２の流動性が悪くなり、基板との付着力が低減できず、その結果、情報表示用パネルとしての表示媒体駆動電圧が低くならないためである。なお、導電性微粒子１３の平均粒子径は、０．５μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは０．２μｍ以下である。

さらに、本発明の表示媒体用粒子１１において、導電性微粒子１３の材料としては、上述した体積抵抗率及び平均粒子径を満たしていさえすればどのような材料でも使用することができるが、ニッケル、銅、銀、アルミニウムなどの金属系導電性微粒子、ＳｎＯ_２（Ｓｂドーピング）またはＺｎＯ（Ａｌドーピング）からなる導電性金属酸化物微粒子、あるいは、上記の導電性金属酸化物を表面にコーティングしたＴｉＯ_２、ＢａＳＯ_４、チタン酸カリウムまたはマイカからなる微粒子、ウィスカーからなることが好ましい。その理由は、これらの材料を用いると、世の中での使用実績が多く、安心して使用できると共に、安価に入手可能なので、低コストのパネルを期待できるためである。

さらにまた、本発明の表示媒体用粒子１１において、母粒子１２は帯電性粒子であればどのようなものをも使用することができるが、母粒子１２の体積抵抗率（３０ＭＰａ圧粉時の体積抵抗率）は１．０×１０^１３（Ωｃｍ）以上の帯電性粒子であることが好ましい。その理由は、母粒子１２の体積抵抗率が１．０×１０^１３（Ωｃｍ）未満であると、表示媒体に必要な帯電能力が不足すると共に、帯電した電荷の経時的な減衰が早く、好適なパネル表示性能を満足することができないためである。

次に、本発明の表示媒体用粒子１１の製造方法の好適例について説明する。まず、本発明において、表示媒体用粒子１１の製造方法については特に限定するものではないが、以下の方法を用いることが好ましい。（１）母粒子１２の表面にサブミクロン以下の導電性微粒子１３をまぶして、付着させる。（２）母粒子１２の表面にサブミクロン以下の導電性微粒子１３を、半分程度埋め込んで固着させる。（３）スプレードライヤー法などの方法を用いて、接着性を有するバインダーと共に導電性微粒子１３を母粒子１２の表面に固着させる。（４）母粒子１２の表面にスパッタなどの方法を用いて、ニッケルや銅、アルミニウムなどの金属類からなる導電性微粒子１３、あるいは、ＩＴＯ導電性微粒子１３を表面に固着させる。

なお、本発明の表示媒体用粒子１１において、母粒子１２の表面に対する導電性微粒子１３の被覆量は、表面一層被覆量対比で１００％以下、すなわち、母粒子１２の表面の一部が露出する程度が好ましい。添加すべき導電性微粒子１３の最適量は、導電性微粒子１３の導電性、母粒子１２の帯電特性により異なる。

以下、本発明の対象となる情報表示用パネルを構成する各部材について説明する。

基板については、少なくとも一方の基板はパネル外側から表示媒体３の色が確認できる透明な基板２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１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。基板の厚みは、２〜５０００μｍが好ましく、さらに５〜２０００μｍ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、５０００μｍより厚いと、薄型情報表示用パネルとする場合に不都合がある。

必要に応じて設ける電極の電極形成材料としては、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が例示され、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。視認側基板に設ける電極は透明である必要があるが、背面側基板に設ける電極は透明である必要がない。いずれの場合もパターン形成可能である導電性である上記材料を好適に用いることができる。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。背面側基板に設ける電極の材質や厚みなどは上述した視認側基板に設ける電極と同様であるが、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。

必要に応じて設ける隔壁４については、その形状は表示にかかわる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。また、隔壁を形成するにあたり、対向する両基板の各々にリブを形成した後に接合する両リブ法、片側の基板上にのみリブを形成する片リブ法が考えられる。本発明では、いずれの方法も好適に用いられる。

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５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、表示の鮮明さが増す。ここで、隔壁の形成方法を例示すると、金型転写法、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、フォトリソ法、アディティブ法が挙げられる。このうち、レジストフィルムを用いるフォトリソ法や金型転写法が好適に用いられる。

次に、本発明の対象となる情報表示用パネルで表示媒体として例えば用いる粉流体について説明する。なお、本発明の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）：登録番号４６３６９３１」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、本発明の情報表示用パネルで固体状物質を分散質とするものである。

本発明の対象となる情報表示用パネルは、少なくとも一方が透明な、対向する基板間に、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。
本発明に表示媒体として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、本発明の情報表示用パネルでは、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、本発明の対象となる情報表示用パネルにおいて表示媒体を構成する表示媒体用粒子（以下、粒子ともいう）について説明する。表示媒体用粒子は、そのまま該表示媒体用粒子だけで構成して表示媒体としたり、その他の粒子と合わせて構成して表示媒体としたり、粉流体となるように調整、構成して表示媒体としたりして用いられる。
粒子には、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。たとえ粒子径分布Spanを小さくしたとしても、互いに帯電特性の異なる粒子が互いに反対方向に動くので、互いの粒子サイズが近く、互いの粒子が当量ずつ反対方向に容易に移動できるようにするのが好適であり、それがこの範囲となる。

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。

表示媒体に用いる粒子の帯電量は当然その測定条件に依存するが、情報表示用パネルにおける表示媒体に用い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、特に表示媒体に用い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。

本発明者らは鋭意検討の結果、ブローオフ法において同一のキャリア粒子を用いて、表示媒体に用いる粒子の帯電量測定を行うことにより、表示媒体に用いる粒子の適正な帯電特性値の範囲を評価できることを見出した。

更に、本発明において基板間の表示媒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（ａ）、（ｂ）〜図３（ａ）、（ｂ）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、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（隔壁を設けた場合）、情報表示用パネルのシール部分を除いた、いわゆる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情報表示用パネルに封入することが必要であり、例えば、表示媒体の充填、情報表示用パネル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。

本発明の対象となる情報表示用パネルにおける基板と基板との間隔は、表示媒体が移動できて、コントラストを維持できればよいが、通常１０〜５００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍに調整される。
対向する基板間の空間における表示媒体の体積占有率は５〜７０％が好ましく、さらに好ましくは５〜６０％である。７０％を超える場合には表示媒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、実施例及び比較例を示して、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。

＜実施例１＞
まず、黒色表示媒体を構成する母粒子となる黒粒子、導電性微粒子および白色表示媒体を構成する白粒子を以下のようにして準備した。母粒子となる黒粒子は、アクリル系樹脂：１００重量部、顔料カーボンブラック：５重量部、荷電制御剤ボントロンＮ１（オリエント化学（株）製）：１重量部から、縣濁重合法を用いて作製した。作製した黒粒子（母粒子）は、平均粒子径１０μｍの球状黒色粒子であった。導電性微粒子としては、テイカ（株）製、ＴｉＯ_２超微粒子ＪＭＴ１５０ＡＮＯの平均一次粒子径１５ｎｍ品を準備した。この導電性微粒子の体積抵抗率（３０ＭＰａ圧粉時）は、１．０×１０^−１０（Ωｃｍ）以下であった。白粒子は、スチレン系樹脂：１００重量部、顔料酸化チタン：１００重量部、荷電制御剤ボントロンＥ８４（オリエント化学（株）製）：３重量部から、縣濁重合法を用いて作製した。作製した白粒子は、平均粒子径１０μｍの球状白色粒子であった。

次に、母粒子となる重合黒粒子１００重量部に導電性微粒子２重量部を添加し、ヘンシェルミキサーを用いて１０００ｒｐｍで１０分間の条件で撹拌処理を行い、母粒子となる黒粒子の表面に導電性微粒子を均一に付着させた黒粒子を作製した。作製した黒粒子で構成した黒色の表示媒体とすでに準備した白粒子で構成した白色の表示媒体とから情報表示用パネルを作製し、表示媒体の駆動特性の評価を表示媒体が駆動を開始する駆動電圧を測定することで行った。結果を以下の表１に示す。

＜実施例２＞
実施例１と同様にして、母粒子となる黒粒子及び白粒子を準備した。黒粒子に付着させる導電性微粒子としては、三菱マテリアル（株）製、スズ−アンチモン系酸化物Ｔ１のうち、一次粒子径２０ｎｍ、体積対向率１〜５Ω・ｃｍ（３０ＭＰａ圧粉時）のものを準備した。母粒子となる黒粒子１００重量部に対し導電性微粒子０．８重量部を添加し、実施例１と同様にして黒粒子を作製し、作製した黒粒子で構成した黒色の表示媒体と白粒子で構成した白色の表示媒体とから情報表示用パネルを作製し、表示媒体が駆動を開始する駆動電圧を求めた。結果を以下の表１に示す。

＜実施例３＞
まず、母粒子となる白粒子、導電性微粒子、黒粒子を以下のようにして準備した。母粒子となる白粒子は、スチレン系樹脂：１００重量部、顔料酸化チタン：１００重量部を二軸押出機で混練、押出し、平均粒子径１０μｍに微粉砕、分級処理を行い、さらに熱風で球状化処理したものを作製した。導電性粒子としては、川鉄鉱業（株）製、Ｎｉ超微粒子ＮＦＰ２０１ＳＫの平均粒子径２００ｎｍ品を準備した。この導電性微粒子の体積抵抗率（３０ＭＰａ圧粉時）は、１．０×１０^−３（Ωｃｍ）以下であった。黒粒子は、アクリル系樹脂：１００重量部、顔料カーボンブラック：５重量部、荷電制御剤ボントロンＮ１（オリエント化学（株）製）：１重量部から、縣濁重合法を用いて作製した。作製した黒粒子は、平均粒子径１０μｍの球状黒色粒子であった。

次に、母粒子となる白粒子１００重量部に導電性微粒子１重量部を添加し、協立理工製小型粉砕機にて８０℃×３０分処理の条件で、導電性微粒子を白粒子の表面に均一に半分だけ埋め込んだ白粒子を作製した。作製した白粒子で構成した白色の表示媒体とすでに準備した黒粒子で構成した黒色の表示媒体とから情報表示用パネルを作製し、実施例１と同様にして、表示媒体の駆動特性の評価を表示媒体が駆動を開始する駆動電圧を測定することで行った。結果を以下の表１に示す。

＜比較例１＞
実施例１と同様にして、重合スチレン系白粒子と重合アクリル系黒粒子とを準備し、導電性微粒子をいずれの粒子にも、付着あるいは固着させずに、そのままで白色表示媒体および黒色表示媒体として情報表示用パネルを作製し、表示媒体が駆動を開始する駆動電圧を測定した。結果を以下の表１に示す。

＜比較例２＞
実施例１と同様にして、重合スチレン系白粒子と母粒子となる重合アクリル系黒粒子とを準備した。同時に、導電性微粒子として、平均一次粒子径１５ｎｍ、体積抵抗率（３０ＭＰａ圧粉時）１．０×１０^１３（Ωｃｍ）以上の導電性を有さないシリカ外添剤を準備した。実施例１と同様にして、母粒子となる黒粒子の表面にシリカ外添剤を付着させた黒粒子で構成した黒色の表示媒体と白粒子で構成した白色の表示媒体とを用いて、情報表示用パネルを作製し、表示媒体が駆動を開始する駆動電圧を測定した。結果を以下の表１に示す。

＜比較例３＞
実施例２と同様にして、粉砕スチレン系白粒子と重合アクリル系黒粒子とを準備し、導電性微粒子をいずれの粒子にも、付着あるいは固着させずに、そのままで白色表示媒体および黒色表示媒体として情報表示用パネルを作製し、表示媒体が駆動を開始する駆動電圧を測定した。結果を以下の表１に示す。

表１の結果から、黒粒子あるいは白粒子として、母粒子の表面に、体積抵抗率が１．０×１０^１２（Ωｃｍ）以下で粒子径が１μｍ以下の導電性微粒子を、母粒子１００重量部に対し０．１〜５重量部だけ付着または固着させた粒子を用いた実施例１、２は、導電性微粒子を用いなかった比較例１、３及び微粒子を用いたが導電性でなかった比較例２と比べて、表示媒体が駆動を開始する駆動電圧を低くできることがわかる。

本発明の対象となる情報表示用パネルは、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、電子棚札、電子楽譜、ＲＦ−ＩＤ機器の表示部などに好適に用いられる。

（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の対象となる情報表示用パネルの一例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の対象となる情報表示用パネルの他の例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の対象となる情報表示用パネルのさらに他の例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の情報表示用パネルに用いる表示媒体用粒子の一例を説明するための図である。 本発明の対象となる情報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 表示媒体（粒子群または粉流体）
３Ｗ 白色粒子群
３Ｂ 黒色粒子群
４ 隔壁
５、６ 電極
１１ 表示媒体用粒子
１２ 母粒子
１３ 導電性微粒子

Claims (5)

1. 少なくとも一方が透明な２枚の基板間に表示媒体を封入し、表示媒体に電界を付与することによって、表示媒体を移動させて情報を表示する情報表示用パネルに用いる表示媒体用粒子において、母粒子表面に、体積抵抗率が１．０×１０^１２（Ωｃｍ）以下で粒子径が１μｍ以下の導電性微粒子を、母粒子１００重量部に対し０．１〜５重量部だけ付着または固着させたことを特徴とする情報表示用パネルに用いる表示媒体用粒子。
2. 母粒子を、体積抵抗率が１．０×１０^１３（Ωｃｍ）以上の帯電性粒子から構成することを特徴とする請求項１に記載の情報表示用パネルに用いる表示媒体用粒子。
3. 導電性微粒子が、金属系導電性微粒子からなることを特徴とする請求項１または２に記載の情報表示用パネルに用いる表示媒体用粒子。
4. 導電性微粒子が、ＳｎＯ_２（Ｓｂドーピング）またはＺｎＯ（Ａｌドーピング）からなる導電性金属酸化物微粒子からなることを特徴とする請求項１または２に記載の情報表示用パネルに用いる表示媒体用粒子。
5. 導電性微粒子が、導電性金属酸化物を表面にコーティングしたＴｉＯ_２、ＢａＳＯ_４、チタン酸カリウムまたはマイカからなる微粒子、ウィスカーからなることを特徴とする請求項１または２に記載の情報表示用パネルに用いる表示媒体用粒子。

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