JP2007156445A - 情報表示用パネル - Google Patents

Abstract

【課題】カラーフィルタを用いたカラー表示をする場合でも、製造工程を簡略化可能であるとともに、コストもかからない情報表示用パネルを提供する。
【解決手段】少なくとも一方が透明な２枚の基板１、２間の空間少なくとも１種類以上の粒子からなる光学的反射率と帯電性を有する表示媒体３を少なくとも１種類以上封入し、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おいて、表示側の透明な基板に、所定色数のフィルタ２７Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂを並べて構成されたカラーフィルタ２７を設けカラー表示をするにあたり、隣り合う、異なる色のフィルタの端部同士を重ね合わせた構成とする。
【選択図】図１０

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関するものである。

従来、液晶表示装置（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、表示情報を書き換える際の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

上述した従来の情報表示用パネルにおいて、カラー表示をするために、所定色数のフィルタを並べて構成されたカラーフィルタを用いることが考えられる。例えば、通常良く用いられるレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）のフィルタからなるカラーフィルタ５１は、図１５にその一例を示すように、レッドフィルタ５１Ｒ、グリーンフィルタ５１Ｇ、ブルーフィルタ５１Ｂにより１表示単位５２を構成していた。そして、各フィルタの間には、表示色のコントラストを良好にするために、黒色のブラックマトリックス５３が形成されていた。そのため上述した構成の従来のカラーフィルタ５１では、各フィルタ間にブラックマトリックス５３を形成する工程が必要となり、製造工程が複雑となるとともに、コストがかかる問題があった。

本発明の目的は上述した問題点を解消して、カラーフィルタを用いたカラー表示をする場合でも、製造工程を簡略化可能であるとともに、コストもかからない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枚の基板間の空間に、少なくとも１種類以上の粒子からなる光学的反射率および帯電性を有する表示媒体を少なくとも１種類以上封入し、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おいて、表示側の透明な基板に、所定色数のフィルタを並べて構成されたカラーフィルタを設けカラー表示をするにあたり、隣り合う、異なる色のフィルタの端部同士を重ね合わせた構成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、カラーフィルタがレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）のフィルタを並べて構成され、１表示単位を１組のレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）のフィルタから構成すること、カラーフィルタがシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のフィルタを並べて構成され、１表示単位を１組のシアン、マゼンタ、イエローのフィルタから構成すること、隣り合う、異なる色のフィルタを重ね合わせるにあたり、フィルタの端部を互いに突出部が反対の階段形状とし、階段形状の端部を組み合わせて平面のカラーフィルタを構成すること、少なくとも一方が透明な２枚の基板間の空間に封入する少なくとも１種類以上の表示媒体が、白色表示媒体と黒色表示媒体との２色の表示媒体とし、対向する基板の各別に電極を設け、電極間に発生する電界により、表示媒体をパネルに対し垂直方向に移動させて画像等の情報を表示する構成とすること、前記表示媒体を封入する、少なくとも一方が透明な２枚の基板間の空間を、少なくとも１表示単位ごとのセル空間に隔壁をもって仕切り、このセルに対応する基板上に３色のカラーフィルタを設けた構成とすること、がある。

本発明によれば、隣り合い異なる色のフィルタの端部同士を重ね合わせて構成したカラーフィルタを用いることで、カラーフィルタのフィルタが重ね合った端部は２色で合成される混色となり従来のブラックマトリックスと同等の効果を得ることができ従来と同様の良好なコントラストを維持できる一方、ブラックマトリックスを設ける必要がなく、製造工程を簡略化可能であるとともに、コストもかからない情報表示用パネルを得ることができる。

まず、本発明の情報表示用パネルの基本的な構成について説明する。本発明の対象となる情報表示用パネルでは、対向する２枚の基板間の空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、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、表示媒体が電界方向の変化によって移動することにより、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、繰り返し表示を書き換える時あるいは表示情報を継続して表示する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鏡像力、分子間力、液架橋力、重力などが考えられる。

本発明の情報表示用パネルの基本的な構成を、図１（ａ）、（ｂ）〜図９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光学的反射率および帯電特性の異なる少なくとも２種以上の表示媒体３（ここでは表示用白色粒子３Ｗａの粒子群からなる白色表示媒体３Ｗと表示用黒色粒子３Ｂａの粒子群からなる黒色表示媒体３Ｂを示す）を、隔壁４で形成された各セルにおいて、基板１に設けた電極５（個別電極）と基板２に設けた電極６（個別電極）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と垂直に移動させる。そして、図１（ａ）に示すように白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行うか、あるいは、図１（ｂ）に示すように黒色表示媒体３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行っている。なお、図１（ａ）、（ｂ）において、手前にある隔壁は省略している。電極は基板外側に設けてもよいし、基板内部に埋め込むように設けてもよい。カラーフィルタを設ける場合、図に示した３個のセルとＲＧＢ各カラーフィルタとを組み合わせて構成されるところを１表示単位として、対応カラーフィルタごとにセルを形成する例である。
図２（ａ）、（ｂ）に示す例は、図１（ａ）、（ｂ）に示す例から、隔壁を除いたものである。カラーフィルタを設ける場合、カラーフィルタと組み合わせて構成される１表示単位ごとに隔壁４でセルが形成されている例である。

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光学的反射率および帯電特性の異なる少なくとも２種以上の表示媒体３（ここでは表示用白色粒子３Ｗａの粒子群からなる白色表示媒体３Ｗと表示用黒色粒子３Ｂａの粒子群からなる黒色表示媒体３Ｂを示す）を、隔壁４で形成された各セルにおいて、基板１に設けた電極５（ライン電極）と基板２に設けた電極６（ライン電極）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と垂直に移動させる。そして、図３（ａ）に示すように白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行うか、あるいは、図３（ｂ）に示すように黒色表示媒体３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行っている。なお、図３（ａ）、（ｂ）において、手前にある隔壁は省略している。電極は基板外側に設けてもよいし、基板内部に埋め込むように設けてもよい。カラーフィルタを設ける場合、図に示した３個のセルとＲＧＢ各カラーフィルタとを組み合わせて構成されるところを１表示単位として、対応カラーフィルタごとにセルを形成する例である。
図４（ａ）、（ｂ）に示す例は、図３（ａ）、（ｂ）に示す例から、隔壁を除いたものである。カラーフィルタを設ける場合、カラーフィルタと組み合わせて構成される１表示単位ごとに隔壁４でセルが形成されている例である。

図５（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光学的反射率と帯電性を有する表示媒体３（ここでは表示用白色粒子３Ｗａの粒子群からなる白色表示媒体３Ｗを示す）を、隔壁４で形成された各セルにおいて、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る。そして、図５（ａ）に示すように、白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行うか、あるいは、図５（ｂ）に示すように、黒色板２７Ｂの色を観察者に視認させて黒色の表示を行っている。なお、図５（ａ）、（ｂ）に示す例では、手前にある隔壁は省略している。電極は基板外側に設けてもよいし、基板内部に埋め込むように設けてもよい。カラーフィルタを設ける場合、図に示した３個のセルとＲＧＢ各カラーフィルタとを組み合わせて構成されるところを１表示単位として、対応カラーフィルタごとにセルを形成する例である。
図６（ａ）、（ｂ）に示す例は、図５（ａ）、（ｂ）に示す例の白色表示媒体３Ｗを黒色表示媒体３Ｂに代え、黒色板２７Ｂを白色板７Ｗに代えても同様の表示を行うことができる。

図7（ａ）〜（ｄ）に示す例では、まず、図7（ａ）、（ｃ）に示すように、少なくとも１種以上の粒子から構成される光学的反射率および帯電特性の異なる少なくとも２種以上の表示媒体３（ここでは表示用白色粒子３Ｗａの粒子群からなる白色表示媒体３Ｗと表示用黒色粒子３Ｂａの粒子群からなる黒色表示媒体３Ｂを示す）を、隔壁４で形成された各セルにおいて、基板１の外側に設けた外部電界形成手段１１と基板２の外側に設けた外部電界形成手段１２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と垂直に移動させる。そして、図7（ｂ）に示すように白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行うか、あるいは、図7（ｄ）に示すように黒色表示媒体３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行っている。なお、図7（ａ）〜（ｄ）において、手前にある隔壁は省略している。また、基板１の内側には導電部材１３を設けるとともに、基板２の内側には導電部材１４を設けている。この導電部材は設けなくてもよい。カラーフィルタを設ける場合、図に示した３個のセルとＲＧＢ各カラーフィルタとを組み合わせて構成されるところを１表示単位として、対応カラーフィルタごとにセルを形成する例である。

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、粒子群からなる黒色表示媒体３Ｂを粉流体からなる黒色表示媒体に、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。粉流体については後述する。

図８および図９に示す例では、図４（ａ）、（ｂ）に示す例と同様に、ライン電極５、６を用いて白黒表示を行う他の例を説明している。図８に示す例では、図４（ａ）、（ｂ）で示す白色表示媒体３Ｗと黒色表示媒体３Ｂとを充填した隔壁４で形成されたセルの代わりに、白色表示媒体３Ｗと黒色表示媒体３Ｂとを絶縁液体８とともに内部に充填したマイクロカプセル９を用いている。また、図９に示す例では、図４（ａ）、（ｂ）で示す白色表示媒体３Ｗと黒色表示媒体３Ｂとを充填した隔壁４で形成されたセルの代わりに、白色と黒色とを半々に塗り分け、極性も互いに反対に構成した回転ボール１０を表示媒体として絶縁液体８とともに内部に充填したマイクロカプセル９を用いている。図８および図９に示すいずれの例も、図４（ｂ）に示す例と同様に、白黒表示を行うことができ、カラーフィルタを設ける場合、３個のマイクロカプセルとＲＧＢ各カラーフィルタと組み合わせて構成される１表示単位ごとに隔壁４でセルが形成されている例である。

本発明の特徴は、上述した構成の情報表示用パネルにおいて、表示側の透明な基板に、所定色数のフィルタを並べて構成されたカラーフィルタを設けカラー表示をするにあたり、隣り合う、異なる色のフィルタの端部同士を重ね合わせた構成とした点にある。以下、具体的な例について説明する。

図１０は本発明の情報表示用パネルの一例の構成を示す図である。図１０に示す例において、図１（ａ）、（ｂ）〜図９と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。図１０に示す例のうち、基本的な構成において図１（ａ）、（ｂ）〜図９に示す例と異なる点は、表示側のライン電極６をレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）に対応してライン電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂから構成し、１画素の表示を行うようにした点である。本例では、以上の構成に加えて、透明な表示側基板２とライン電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂとの間に、レッド、グリーン、ブルーのフィルタ２７Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂを並べて構成され、フィルタの端部を互いに突出部が反対の階段形状とし、階段形状の端部を組み合わせて構成した平面状のカラーフィルタ２７を設けている。カラーフィルタと組み合わせて構成される１表示単位ごとに隔壁４でセルが形成されている。
図１１は本発明の情報表示用パネルの他の一例の構成を示す図である。図１１に示す例は、図１０に示す例のカラーフィルタと組み合わせて構成される１表示単位をさらに隔壁４で仕切って、対応カラーフィルタごとにセルが形成されている例である。図に示す中央２本の隔壁の高さは基板間ギャップより短くした不完全な隔壁としても良い。

上述した構成では、フィルタの端部の階段状に重なり合った部分は、電極６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの間の表示に寄与しない部分に配置されるとともに、隣り合い異なる色のフィルタが重なり合った混色となるため、従来のブラックマトリックスと同等の効果を発揮し、良好なコントラストを維持することができる。重なり合った部分の幅は、電極間の非表示領域と等しいか小さくかつ表示媒体用粒子の平均粒子径の半分の幅より大きいことが好ましい。重なり合った部分の幅が非表示領域より大きいと表示パネルの明るさが低下し、重なり合った部分の幅が表示媒体用粒子の平均粒子径の半分より小さいと表示パネルのコントラストが低下する。それに加えて、ブラックマトリックスを設ける必要がなく、製造工程を簡略化可能であるとともに、コストもかからない情報表示用パネルを得ることができる。

図１２は本発明の情報表示用パネルのさらに他の例の構成を示す図である。図１２に示す例において、図１０、図１１に示す例と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。図１２に示す例では、カラーフィルタ２７を構成するＲ、Ｇ、Ｂのフィルタ２７Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂの形状を図１０に示す例とは異なる形状として、階段形状の端部を組み合わせて構成している。また、図１２に示す例では、カラーフィルタ２７を構成するＲ、Ｇ、Ｂのフィルタ２７Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂの並べ方をフィルタ２７Ｒ、２７Ｂ、２７Ｇとするとともに、それに対応して個別電極の並べ方を電極６Ｒ、６Ｂ、６Ｇとしている。いずれの例においても、図１０、１１に示す例と同様の効果を得ることができる。カラーフィルタと組み合わせて構成される１表示単位ごとに隔壁４でセルが形成されている。
図１３は本発明の情報表示用パネルのさらに他の例の構成を示す図である。図１３に示す例は、図１２に示す例のカラーフィルタと組み合わせて構成される１表示単位をさらに隔壁４で仕切って、対応カラーフィルタごとにセルが形成されている例である。図に示す中央２本の隔壁の高さは基板間ギャップより短くした不完全な隔壁としても良い。

なお、上述した例では、フィルタの端部同士の重ね合わせを階段形状にして実施したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他のどのような構成でも、フィルタの端部同士が重なり合った混色（暗色となることが好ましい）となりさえすれば利用することができる。また、フィルタの端部同士の重ね合わせ部の凹凸をより平坦化するために、平坦化層を保護層として設けてから電極を形成することもできる。また、上述した例では、カラーフィルタ２７を基板２の内側に設けたが、本発明はこれに限定されるものではない。さらに、上述した例では、カラーフィルタ２７の色の構成をレッド、グリーン、ブルーとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、シアン、マゼンタ、イエローの組とすることもできる。さらにまた、上述した例では、カラーフィルタ２７の内側に電極を設けているが、配置位置を逆にしてもよい。電極を設けないパネルでは、カラーフィルタ２７を直接露出させても良いが、カラーフィルタ２７の表面に透明な保護層を設けることもできる。

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、カラーフィルタと設ける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。

必要に応じて設ける電極や導電部材の形成材料としては、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等の金属類や酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、アンチモン錫酸化物（ＡＴＯ）、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パターニング形成する方法や、導電剤を溶媒や合成樹脂バインダーに混合して塗布してパターニング形成する方法が用いられる。視認側（表示面側）基板に設ける電極や導電部材は透明である必要があるが、背面側基板に設ける電極や導電部材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、電極や導電部材の厚みは、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や導電部材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や導電部材と同様であるが、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１０〜１００μｍ、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により形成されるセルは、図１４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、粉体の流動性を示す指数である安息角を測定できないほど流動性に富むものであり、小さな電界の力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）の例について説明する。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。上記着色剤を配合して、所望の色の表示媒体用粒子を作製できる。

また、本発明の表示媒体用粒子（以下、粒子ともいう）は平均粒子径d(0.5)が、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として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、表示媒体を気中空間で駆動する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以下とすることが重要である。
この空隙部分とは、図１（ａ）、（ｂ）〜図９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（隔壁を設けた場合）の占有部分、カラーフィルタ２７の部分（カラーフィルタを基板の内側に設けた場合）、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。
対向する基板間の気中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、電子マニュアル（取扱説明書）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ほか、外部電界形成手段を用いて表示を書き換える情報表示用パネル（いわゆるリライタブルペーパー）としても好適に用いられる。

なお、本発明の情報表示用パネルの駆動方法については、パネル自体にスイッチング素子を用いない単純マトリックス駆動方式やスタティック駆動方式、また、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）で代表される三端子スイッチング素子あるいは薄膜ダイオード（ＴＦＤ）で代表される二端子スイッチング素子を用いたアクティブ駆動方式や、外部電界形成手段を用いた外部電界駆動方式など、種々のタイプの駆動方式を適用することができる。

（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の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のさらに他の例を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明の情報表示用パネルのさらに他の例を示す図である。 本発明の情報表示用パネルのさらに他の例を示す図である。 本発明の情報表示用パネルのさらに他の例を示す図である。 本発明の情報表示用パネルの一例の構成を示す図である。 本発明の情報表示用パネルの他の例の構成を示す図である。 本発明の情報表示用パネルのさらに他の例の構成を示す図である。 本発明の情報表示用パネルのさらに他の例の構成を示す図である。 本発明の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。 従来の情報表示用パネルに用いるカラーフィルタの一例を説明するための図である。

符号の説明

１、２ 基板
３ 表示媒体（粒子群、粉流体）
３Ｗ 白色表示媒体
３Ｗａ 表示用白色粒子
３Ｂ 黒色表示媒体
３Ｂａ 表示用黒色粒子
４ 隔壁
５、６、６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ 電極
２７Ｂ 黒色板
７Ｗ 白色板
８ 絶縁液体
９ マイクロカプセル
１０ 回転ボール
１１、１２ 外部電界形成手段
１３、１４ 導電部材
２７ カラーフィルタ
２７Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂ フィルタ
５１ カラーフィルタ
５１Ｒ レッドフィルタ
５１Ｇ グリーンフィルタ
５１Ｂ ブルーフィルタ
５２ 表示単位
５３ ブラックマトリックス

Claims (6)

1. 少なくとも一方が透明な２枚の基板間の空間に、少なくとも１種類以上の粒子からなる光学的反射率および帯電性を有する表示媒体を少なくとも１種類以上封入し、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おいて、表示側の透明な基板に、所定色数のフィルタを並べて構成されたカラーフィルタを設けカラー表示をするにあたり、隣り合う、異なる色のフィルタの端部同士を重ね合わせた構成としたことを特徴とする情報表示用パネル。
2. カラーフィルタがレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）のフィルタを並べて構成され、１表示単位を１組のレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）のフィルタ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。
3. カラーフィルタがシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のフィルタを並べて構成され、１表示単位を１組のシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のフィルタ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。
4. 隣り合う、異なる色のフィルタを重ね合わせるにあたり、フィルタの端部を互いに突出部が反対の階段形状とし、階段形状の端部を組み合わせて平面のカラーフィルタを構成す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。
5. 前記少なくとも一方が透明な２枚の基板間の空間に封入する少なくとも１種類以上の表示媒体が、白色表示媒体と黒色表示媒体との２色の表示媒体とし、対向する基板の各別に電極を設け、電極間に発生する電界により、表示媒体をパネルに対し垂直方向に移動させて画像等の情報を表示する構成としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の情報表示用パネル。
6. 前記表示媒体を封入する、少なくとも一方が透明な２枚の基板間の空間を、少なくとも１表示単位ごとのセル空間に隔壁をもって仕切り、このセルに対応する基板上に３色のカラーフィルタを設けた構成としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の情報表示用パネル。

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