JP2007057788A - 情報表示用パネルの製造方法および情報表示用パネル - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも２本以上の電極ラインに対し電極本数と同数の色別の表示媒体を電極ライン毎に充填することができ、良好なカラー表示を達成することのできる情報表示用パネルの製造方法および情報表示用パネルを提供する。
【解決手段】色と帯電特性が異なる少なくとも２本以上の電極ラインに第１の電圧を印加するとともに、それ以外の他の電極ラインに第１の電圧とは異なる第２の電圧を印加させた状態で、所定の色の表示媒体の充填を行い、この工程を繰り返して、全ての色の表示媒体を少なくとも２本以上の電極ラインに対し各別に充填し、その後、全ての電極ラインに第２の電圧と同じ極性を持つ第３の電圧を印加した状態で、背景色用の表示媒体の充填を行い、背景色用の表示媒体を全ての電極ラインに充填する。
【選択図】図３

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、２枚の基板のそれぞれに設けた電極ラインから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の製造方法および情報表示用パネル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

上述した構成の情報表示用パネルでは、２枚の基板間に表示媒体、例えば、白色と黒色の２色の表示媒体を充填する必要があり、従来、一方の基板の全ての電極ラインに対して、上方から例えば白色の表示媒体を充填し、その後、上方から黒色の表示媒体を充填するといったように、２色の表示媒体を順番に充填した後もう一方の基板を貼り合わせて情報表示用パネルを得ていた。

一方、３色表示（赤緑青／白）が可能なカラーパネルを作製するためには、隣り合う３本の電極ラインに対して赤緑青の表示媒体をこの順番に充填する必要がある。しかし、上述した従来技術を用いた充填方法では、全ての電極ラインに対して同一色の表示媒体が一括で充填されてしまうため、電極ライン毎に色の異なる表示媒体を充填することは不可能であった。その結果、表示媒体を利用した情報表示用パネルにおいて、カラー表示を達成することが難しい問題があった。

本発明の目的は上述した問題点を解消して、少なくとも２本以上の電極ラインに対し電極ラインと同数の表示媒体を電極ライン毎に充填することができ、良好なカラー表示を達成することのできる情報表示用パネルの製造方法および情報表示用パネルを提供しようとするものである。

本発明の第１発明に係る情報表示用パネルの製造方法は、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、２枚の基板のそれぞれに設けた電極ラインから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の製造方法において、少なくとも２本以上の電極ラインに対し電極本数と同数の色別に表示色の表示媒体を各別に充填するとともに、全電極ラインに対し表示色とは色と帯電特性が異なる少なくとも１色からなる背景色用の表示媒体を充填するにあたり、所定の電極ラインに第１の電位を有する第１の電圧を印加するとともにそれ以外の他の電極ラインに第１の電位とは異なる第２の電位を有する第２の電圧を印加させた状態で、所定の色の表示媒体の充填を行い、この工程を繰り返して、全ての色の表示媒体を少なくとも２本以上の電極ラインに対し各別に充填し、その後、全ての電極ラインに第２の電位と同じ極性を持つ第３の電位を有する第３の電圧を印加した状態で、背景色用の表示媒体の充填を行い、背景色用の表示媒体を全ての電極ラインに充填することを特徴とするものである。

本発明の第２発明に係る情報表示用パネルの製造方法は、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、２枚の基板のそれぞれに設けた電極ラインから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の製造方法において、少なくとも２本以上の電極ラインに対し電極本数と同数の色別に表示色の表示媒体を各別に充填するとともに、全電極ラインに対し表示色とは色と帯電特性が異なる少なくとも１色からなる背景色用の表示媒体を充填するにあたり、所定の電極ラインにグランド電位を有する電圧を印加するとともにそれ以外の他の電極ラインにフローティング電位を有する電圧を印加させた状態で、所定の色の表示媒体の充填を行い、この工程を繰り返して、全ての色の表示媒体を少なくとも２本以上の電極ラインに対し各別に充填し、その後、全ての電極ラインにグランド電位を有する電圧を印加した状態で、背景色用の表示媒体の充填を行い、背景色用の表示媒体を全ての電極ラインに充填することを特徴とするものである。

なお、本発明の第１発明および第２発明に係る情報表示用パネルの製造方法の好適例としては、３本の電極ラインに対し電極本数と同数の３色の表示媒体が、赤色表示媒体、緑色表示媒体、青色表示媒体の３色の表示媒体からなり、カラー表示が可能なパネルを得ること、背景色用の表示媒体が、白色または黒色表示媒体からなること、がある。

また、本発明の情報表示用パネルは、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、２枚の基板のそれぞれに設けた電極ラインから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おいて、少なくとも２本以上の電極ラインと同数のピクセルからなるセルを基板間に有するパネルであって、各ピクセル内に配置する２色の表示媒体の組合せを表示色と背景色との組合せとし、各セル内において、表示色がすべて異なり、背景色がすべて同じである表示媒体の組合せとし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の好適例としては、表示色を呈する表示媒体と背景色を呈する表示媒体とは、互いに色および帯電特性が異なる表示媒体であること、１つのセルを構成するピクセル内にある電極と各ピクセルが１対１に対応するように、電極の配置とセルおよびピクセルとを形成する隔壁の配置とが構成されていること、３本の電極ラインに対し電極本数と同数の３つのピクセルに配する３色の表示媒体が、赤色、緑色、青色であること、３本の電極ラインに対し電極本数と同数の３つのピクセルに配する３色の表示媒体が、シアン色、マゼンタ色、イエロー色であること、背景色用の表示媒体が、白色または黒色表示媒体からなること、がある。

本発明では、少なくとも２本以上の電極ラインに対し電極本数と同数の色別に表示色の表示媒体を各別に充填するとともに、全電極ラインに対し表示色とは色と帯電特性が異なる少なくとも１色からなる背景色用の表示媒体を充填するにあたり、（１）所定の電極ラインに第１の電位を有する第１の電圧を印加するとともにそれ以外の他の電極ラインに第１の電位とは異なる第２の電位を有する第２の電圧を印加させた状態で、所定の色の表示媒体の充填を行い、この工程を繰り返して、全ての色の表示媒体を電極本数と同数の色別に電極ラインに対し各別に充填し、その後、全ての電極ラインに第２の電位と同じ極性を持つ第３の電位を有する第３の電圧を印加した状態で、背景色用の表示媒体の充填を行い、背景色用の表示媒体を全ての電極ラインに充填することで、あるいは、（２）所定の電極ラインにグランド電位を有する電圧を印加するとともにそれ以外の他の電極ラインにフローティング電位を有する電圧を印加させた状態で、所定の色の表示媒体の充填を行い、この工程を繰り返して、全ての色の表示媒体を少なくとも２本以上の電極ラインに対し各別に充填し、その後、全ての電極ラインにグランド電位を有する電圧を印加した状態で、背景色用の表示媒体の充填を行い、背景色用の表示媒体を全ての電極ラインに充填することで、少なくとも３色の表示媒体を電極ライン毎に充填することができ、良好なカラー表示を達成することのできる情報表示用パネルの製造方法を得ることができる。

まず、本発明の製造方法の対象となる情報表示用パネルの基本的な構成について説明する。本発明の情報表示用パネルでは、対向する基板間に封入された表示媒体に電界が付与される。付与された電界方向に沿って、帯電した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、それら表示媒体が電位の切り替えによる電界方向の変化によって移動方向を変えることにより、画像等の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、表示情報の書換え安定性あるいは表示情報の継続表示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。

本発明の製造方法に従って製造した情報表示用パネルの例を図１に基づき説明する。図１に示す例では、隔壁４で形成された少なくとも３つのピクセルからなるセルを基板１、２間に有し、各ピクセル毎に、表示色を呈する表示媒体と背景色を呈する表示媒体であって、互いに色および帯電特性が異なる表示媒体３を充填している。本例では、第１のピクセルに、赤色表示媒体用粒子３Ｒａの粒子群からなる赤色表示媒体３Ｒと白色表示媒体用粒子３Ｗａの粒子群からなる白色表示媒体３Ｗとを充填し、第２のピクセルに、緑色表示媒体用粒子３Ｇａの粒子群からなる緑色表示媒体３Ｇと白色表示媒体３Ｗとを充填し、第３のピクセルに、青色表示媒体用粒子３Ｂａの粒子群からなる青色表示媒体３Ｂと白色表示媒体３Ｗとを充填し、１つのセルを構成している。そして、各表示媒体３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、カラー表示を行っている。

以上の説明は、粒子群からなる白色表示媒体３Ｗを粉流体からなる白色表示媒体に、粒子群からなる各表示色の表示媒体（３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ）を粉流体からなる各表示色の表示媒体に、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。また、表示色となる３色の組合せを、シアン色、マゼンタ色、イエロー色とすることもできる。

本発明の特徴は、上述した構成の表示媒体を利用した情報表示用パネルにおいて、基板１（２）上の隣り合う電極ライン５（６）に対し、色と帯電特性とが異なる少なくとも２本以上の電極ラインに対し、電極本数と同数の色別の表示媒体３を各別に充填するとともに、全電極ライン５（６）に対し、白色または黒色の背景色表示媒体３を充填する方法にある。

図２は本発明の情報表示用パネルの製造方法の一例を説明するための図である。図２に示す例では、白背景に対して赤緑青を表示する３色表示のカラーパネルを構成しており、この場合、各色に対応した電極ライン５Ｒ、５Ｇ、５Ｂを表示媒体を充填する側の基板１上にこの順番に配置するとともに、パネルの外部で同一色同士の電極ラインを電気的に接続し、赤充填用電極１１Ｒ、緑充填用電極１１Ｇ、青充填用電極１１Ｂを構成する。赤→緑→青の順に赤色表示媒体３Ｒ、緑色表示媒体３Ｇ、青色表示媒体３Ｂを充填していく。

赤色の表示媒体３Ｒを充填する場合には、電極ライン５Ｒ同士を接続した赤充填用電極１１Ｒにグランド電位の電圧を印加し、他の２つの緑充填用電極１１Ｇ及び青充填用電極１１Ｂにはフローティング電位の電圧を印加する。以下同様に、緑色の表示媒体３Ｇを充填する場合には、電極ライン５Ｇ同士を接続した緑充填用電極１１Ｇにグランド電位の電圧を印加し、他の２つの赤充填用電極１１Ｒ及び青充填用電極１１Ｂにはフローティング電位の電圧を印加する。青色の表示媒体３Ｂを充填する場合には、電極ライン５Ｂ同士を接続した青充填用電極１１Ｂにグランド電位の電圧を印加し、他の２つの赤充填用電極１１Ｒ及び緑充填用電極１１Ｇにフローティング電位の電圧を印加する。このとき、表示媒体はグランド電位の電圧を印加した電極部にしか充填されないため、電極ライン５Ｒ、５Ｇ、５Ｂのそれぞれに赤色表示媒体３Ｒ、緑色表示媒体３Ｇ、青色表示媒体３Ｂが充填されていく。

上述したようにしてカラー表示媒体（赤緑青）を充填した後、全ての電極ライン５Ｒ、５Ｇ、５Ｂに対して白色表示媒体３Ｗを充填する。充填時には、赤充填用電極１１Ｒ、緑充填用電極１１Ｇ、青表示媒体１１Ｂの全てにグランド電位の電圧を印加する。また、３色以上のマルチカラーを表示する場合には、色の数に応じて充填用電極の数を増やせばよい（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、黒／白表示）。

以上のようにして全ての表示媒体を充填した基板１に対し、表示媒体を充填しない側の基板２を貼り合わせ、電極ライン５Ｒ、５Ｇ、５Ｂと電極ライン６との間に全ての表示媒体を配置する。そして、電極ライン５Ｒ、５Ｇ、５Ｂと接続した入力端子１２にカラム駆動電圧を印加するとともに、電極ライン６と接続した入力端子１３にロウ駆動電圧を印加することで、カラー表示を行うことができる。

図３は表示媒体を充填する側の基板における電極パターンの一例を説明するための図である。図３に示す例では、マザーガラス基板２１上で４個の情報表示用パネルの基板１となる部分のパネル表示部２２に、各色の電極ライン５Ｒ、５Ｇ、５Ｂが順番に配置されている。マザーガラス基板２１内の全ての電極ライン５Ｒ、５Ｇ、５Ｂは同一色の電極ライン同士が接続され、さらに、マザーガラス基板２１のコーナーに設けられた赤充填用電極１１Ｒ、緑充填用電極１１Ｇ、青充填用電極１１Ｂに接続されている。なお、電極ライン５Ｒ、５Ｇ、５Ｂと充填用電極１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂとを接続する電極パターン２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂはお互いに電気的に絶縁されており、図４においてクロスしている部分に関しても、絶縁膜を間に挟み短絡を防いでいる。一例として、第１のＩＴＯ層で青色電極パターン２３Ｂと緑色電極パターン２３Ｇを一次元で形成し、クロス部に絶縁層を形成し、その後、第２のＩＴＯ層で赤色電極パターン２３Ｒを形成することで、電極パターン２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂを互いに絶縁された状態とすることができる。

上述したようにマザーガラス基板２１上に、電極ライン５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ、電極パターン２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ及び充填用電極１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂを形成した状態で、各色の表示媒体を例えば上方から散布することによって充填する。充填の順は特に限定しないが、通常、赤→緑→青→黒の順に充填する。赤色表示媒体３Ｒを充填する際には、赤充填用電極１１Ｒにグランド電位の電圧を印加し、緑充填用電極１１Ｇ及び青充填用電極１１Ｂにフローティング電位の電圧を印加する。同様に、緑色表示媒体３Ｇを充填する際には、緑充填用電極１１Ｇにグランド電位の電圧を印加し、その他の電極１１Ｒ、１１Ｂにフローティング電位の電圧を印加する。また、青色表示媒体３Ｂを充填する際には、青充填用電極１１Ｂにグランド電位の電圧を印加し、その他の電極１１Ｒ、１１Ｇにフローティング電位の電圧を印加する。また、グランド電位及びフローティング電位をそれぞれ有する電圧を印加する代わりに、２種類の異なる電圧を印加することもできる。例えば、赤色表示媒体３Ｒ（プラス帯電）充填時には、赤充填用電極１１Ｒに−１ＫＶを印加し、その他の緑充填用電極１１Ｇ及び青充填用電極１１Ｂに＋１ＫＶを印加する。緑色表示媒体３Ｇと青色表示媒体３Ｂを充填する場合も同様である。

図４は表示媒体を充填した後の基板においてパネル部分を拡大して示した図である。上述したようにして赤、緑、青の表示媒体３Ｒ、３Ｇ、３Ｂを充填した後のパネル部分では、各電極ライン５Ｒ、５Ｇ、５Ｂのそれぞれに単一色の表示媒体３Ｒ、３Ｇ、３Ｂが充填されている。

なお、上述した例では、説明を簡単にするため、電極ラインの数を少なく例えば図２の例では６本としているが、電極ラインの数が多い例についても、本発明を好適に適用できることはいうまでもない。また、上述した例では、基板１上に電極５を形成した例について説明したが、基板２上の電極６についても同様に本発明を適用できる。さらに、表示媒体の色の組み合わせも上述した色の組み合わせに限定されるものではない。

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、ポリエチレンナフタレート、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。

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（表示面側）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表示面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。

基板に設ける隔壁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や、配置する電極の形状、配置により適宜最適に設定されるので、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１０〜１００μｍ、好ましくは１０〜５０μｍ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１、２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。この発明では、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４により形成されるセルは、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、配置する電極との関係において適宜最適に設定される。ライン電極を用いる本発明においては、四角形状セル、ライン状セルを、格子状に配置することが好ましい。
表示面側から見える隔壁断面部分に相当する部分（セルの枠部の面積）はできるだけ小さくした方が良く、表示状態の鮮明さが増す。
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。いずれの方法もこの発明の情報表示用パネルに好適に用いることができるが、これらのうち、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、本発明の情報表示用パネルで用いる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、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表示媒体として用いられる。

次に、本発明の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、インダンスレンブルー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、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダン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、本発明の表示媒体用粒子は平均粒子径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表示媒体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、均一な表示媒体移動が可能となる。

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。

表示媒体用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用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、特に表示媒体用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、表示媒体用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、表示媒体用粒子で構成する粒子群や粉流体等の表示媒体を乾式の情報表示用パネルに適用する場合には、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（電極を基板の内側に設けた場合）、表示媒体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。

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。

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。 本発明の情報表示用パネルの製造方法の一例を説明するための図である。 表示媒体を充填する側の基板における電極パターンの一例を説明するための図である。 情報表示用パネル単体の完成した状態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
３Ｗ 白色表示媒体
３Ｗａ 白色表示媒体用粒子
３Ｒ 赤色表示媒体
３Ｒａ 赤色表示媒体用粒子
３Ｇ 緑色表示媒体
３Ｇａ 緑色表示媒体用粒子
３Ｂ 青色表示媒体
３Ｂａ 青色表示媒体用粒子
４ 隔壁
５、６ 電極
５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ 電極ライン
１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ 充填用電極
１２、１３ 入力端子
２１ マザーガラス基板
２２ パネル表示部
２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ 電極パターン

Claims (10)

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、２枚の基板のそれぞれに設けた電極ラインから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の製造方法において、少なくとも２本以上の電極ラインに対し電極本数と同数の色別に表示色の表示媒体を各別に充填するとともに、全電極ラインに対し表示色とは色と帯電特性が異なる少なくとも１色からなる背景色用の表示媒体を充填するにあたり、所定の電極ラインに第１の電位を有する第１の電圧を印加するとともにそれ以外の他の電極ラインに第１の電位とは異なる第２の電位を有する第２の電圧を印加させた状態で、所定の色の表示媒体の充填を行い、この工程を繰り返して、全ての色の表示媒体を少なくとも２本以上の電極ラインに対し各別に充填し、その後、全ての電極ラインに第２の電位と同じ極性を持つ第３の電位を有する第３の電圧を印加した状態で、背景色用の表示媒体の充填を行い、背景色用の表示媒体を全ての電極ラインに充填することを特徴とする情報表示用パネルの製造方法。
2. 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、２枚の基板のそれぞれに設けた電極ラインから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の製造方法において、少なくとも２本以上の電極ラインに対し電極本数と同数の色別に表示色の表示媒体を各別に充填するとともに、全電極ラインに対し表示色とは色と帯電特性が異なる少なくとも１色からなる背景色用の表示媒体を充填するにあたり、所定の電極ラインにグランド電位を有する電圧を印加するとともにそれ以外の他の電極ラインにフローティング電位を有する電圧を印加させた状態で、所定の色の表示媒体の充填を行い、この工程を繰り返して、全ての色の表示媒体を少なくとも２本以上の電極ラインに対し各別に充填し、その後、全ての電極ラインにグランド電位を有する電圧を印加した状態で、背景色用の表示媒体の充填を行い、背景色用の表示媒体を全ての電極ラインに充填することを特徴とする情報表示用パネルの製造方法。
3. ３本の電極ラインに対し電極本数と同数の３色の表示媒体が、赤色表示媒体、緑色表示媒体、青色表示媒体の３色の表示媒体からなり、カラー表示が可能なパネルを得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の製造方法。
4. 背景色用の表示媒体が、白色または黒色表示媒体からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の情報表示用パネルの製造方法。
5. 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、２枚の基板のそれぞれに設けた電極ラインから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おいて、少なくとも２本以上の電極ラインと同数のピクセルからなるセルを基板間に有するパネルであって、各ピクセル内に配置する２色の表示媒体の組合せを表示色と背景色との組合せとし、各セル内において、表示色がすべて異なり、背景色がすべて同じである表示媒体の組合せとしたことを特徴とする情報表示用パネル。
6. 表示色を呈する表示媒体と背景色を呈する表示媒体とは、互いに色および帯電特性が異なる表示媒体であることを特徴とする請求項５に記載の情報表示用パネル。
7. １つのセルを構成するピクセル内にある電極と各ピクセルが１対１に対応するように、電極の配置とセルおよびピクセルとを形成する隔壁の配置とが構成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の情報表示用パネル。
8. ３本の電極ラインに対し電極本数と同数の３つのピクセルに配する３色の表示媒体が、赤色、緑色、青色であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の情報表示用パネル。
9. ３本の電極ラインに対し電極本数と同数の３つのピクセルに配する３色の表示媒体が、シアン色、マゼンタ色、イエロー色であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の情報表示用パネル。
10. 背景色用の表示媒体が、白色または黒色表示媒体からなることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項に記載の情報表示用パネル。

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