JP2008185969A - 表示媒体用粒子及びこれを用いた情報表示用パネル - Google Patents

Abstract

【課題】良好な被膜を有する表示媒体用粒子を提供し、さらに、これを表示媒体を構成する粒子として用いることで、良好な耐久性を有し長寿命化が可能な情報表示用パネルを提供する。
【解決手段】本発明の表示媒体用粒子は、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ける表示媒体を構成する表示媒体用粒子３１であって、中心から外側に向かって複数の層構造を持ち、さらに最外層３４の内側に最外層とは逆極性の内層３３が形成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、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ける表示媒体を構成する表示媒体用粒子及びこれを用いた情報表示用パネルに関するものである。

従来、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ける表示媒体を構成する表示媒体用粒子として、表面に被覆層を有する表示媒体用粒子が知られている。粒子表面に被覆層を形成するために、例えば、溶媒中に懸濁された粒子表面に、溶媒中に溶解している分子を吸着させる例や、溶媒中に懸濁された粒子表面に、溶媒中に析出させた微粒子を吸着させる例が知られている。また、金属アルコキシドを使用して、ゾル−ゲル法により金属酸化物の被覆層を形成する例や、シリカ微粒子を使用して、ゾル−ゲル法によりシリカ微粒子の被覆層を形成する例が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１０６５９６号公報

上述した従来の表示媒体用粒子では、粒子と微粒子との帯電極性が同じ状態であっても、表面に対する微粒子・分子の吸着により被膜形成を行っていた。ここで、例えば、負帯電性の粒子表面には、電気的な付着性の問題から、正帯電性の微粒子により良好な被膜形成は可能であるが、負帯電性の微粒子では良好な被膜形成は困難である。そのため、粒子と微粒子、分子との極性が同じ場合、良好な被膜が得られない問題が発生し、従来の表示媒体用粒子から構成される表示媒体を用いた情報表示用パネルでは、依然として耐久性の低下が問題となっていた。

本発明の目的は上述した問題点を解消して、良好な被膜を有する表示媒体用粒子を提供し、さらに、これを表示媒体を構成する粒子として用いることで、良好な耐久性を有し長寿命化が可能な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ける表示媒体を構成する表示媒体用粒子であって、中心から外側に向かって複数の層構造を持ち、さらに最外層の内側に最外層とは逆極性の内層が形成されていることを特徴とするものである。

なお、本発明の表示媒体用粒子の好適例としては、最外層が、帯電が負極性の酸化ケイ素からなること、最外層が、帯電が正極性のメラミン樹脂からなること、最外層が、帯電が正極性の尿素樹脂からなること、内層が、帯電が正極性のポリビニルアルコールからなること、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、上述した構成の表示媒体用粒子から表示媒体を構成したことを特徴とするものである。

本発明の表示媒体用粒子によれば、中心から外側に向かって複数の層構造を持ち、さらに最外層の内側に最外層とは逆極性の内層が形成されていることで、良好な被膜を有する表示媒体用粒子を得ることができ、さらに、これを表示媒体を構成する粒子として用いることで、良好な耐久性を有し長寿命化が可能な情報表示用パネルを得ることができる。

まず、本発明の表示媒体用粒子を表示媒体として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。本発明の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。

本発明の表示媒体用粒子を表示媒体として用いる情報表示用パネルの例を、図１（ａ）、（ｂ）〜図５（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と黒色表示媒体用粒子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。

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と黒色表示媒体用粒子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２（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２（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２（ａ）、（ｂ）において、手前にある隔壁は省略している。

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光学的反射率と帯電性を有する表示媒体３（ここでは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、黒色板７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３（ａ）、（ｂ）に示す例では、手前にある隔壁は省略している。

図４（ａ）〜（ｄ）に示す例では、まず、図４（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と黒色表示媒体用粒子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４（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２（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４（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。

図５（ａ）、（ｂ）に示す例では、三個のセルで表示単位を構成するカラー表示の例を示している。図５（ａ）、（ｂ）に示す例では、表示媒体としてはすべてのセル２１−１〜２１−３に白色表示媒体３Ｗと黒色表示媒体３Ｂとを充填し、第１のセル２１−１の観察者側に赤色カラーフィルター２２Ｒを設け、第２のセル２１−２の観察者側に緑色カラーフィルター２２Ｇを設け、第３のセル２１−３の観察者側に青色カラーフィルター２２ＢＬを設け、第１のセル２１−１、第２のセル２１−２および第３のセル２１−３の三個のセルで表示単位を構成している。本例では、図５（ａ）に示すように、観察者側に、すべての第１セル２１−１〜第３のセル２１−３において白色表示媒体３Ｗを移動することで、観察者に対し白色表示を行うか、あるいは、図５（ｂ）に示すように、観察者側に、すべての第１セル２１−１〜第３のセル２１−３において黒色表示媒体３Ｂを移動することで、観察者に対し黒色表示を行っている。なお、図５（ａ）、（ｂ）において、手前にある隔壁は省略している。各セルの表示媒体の移動のさせ方で多色カラー表示を行える。

図６は上述した構成の情報表示用パネルで用いる本発明の表示媒体用粒子の一例を示す図である。図６に示す例において、本発明の表示媒体用粒子３１は、中心から外側に向かって複数の層構造を持ち、さらに最外層の内側に最外層とは逆極性の内層を形成して構成されている。すなわち、図６の例では、コア粒子３２と、その外側の内層３３と、内層３３の外側の最外層３４と、からなる複数の層構造を持ち、さらに、最外層３４と内層３３とが逆極性となるよう構成されている。また、コア粒子３２と内層３３とは、同一の物質で一体のコア粒子であっても良い。

本発明の表示媒体用粒子において被膜を形成するためには、まず、コア粒子３２が負帯電性粒子である場合、負帯電性粒子（アニオン性粒子）の表面に対し、負帯電性（アニオン性）被膜３４をコートする際には、粒子表面に正帯電性（カチオン性）材料をベースコート（内層３３となる）として製膜した後に、アニオン性被膜３４を形成する。一方、コア粒子３２が正帯電性粒子である場合、正帯電性粒子３２（カチオン性粒子）の表面に対し、カチオン性被膜３４をコートする際には、粒子表面にアニオン性材料をベースコート（内層３３）となる）として製膜した後に、カチオン性被膜３４を形成する。

本発明の表示媒体用粒子として、最外層３４としては、帯電が負極性の酸化ケイ素、帯電が正極性のメラミン樹脂、帯電が正極性の尿素樹脂等を用いることが好ましい。また、最外層３４として帯電が負極性の酸化ケイ素を用いる場合は、内層３３として帯電が正極性のポリビニルアルコールを用いることが好ましい。

以下、本発明の表示媒体用粒子を用い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情報表示用パネル外側から表示媒体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。

必要に応じて情報表示用パネルに電極や導電部材を設ける場合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）、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺＯ）、酸化インジウム、アンチモン錫酸化物（ＡＴＯ）、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。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。視認側であり透明である必要のある表示面側基板２に設ける電極は透明である必要があるが、背面側基板１に設ける電極は透明である必要はない。いずれの場合もパターン形成可能で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、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１に設ける場合の材質や厚みなどは上述した表示面側基板に設ける場合と同様であるが、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７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、図６に示すように、コア粒子３２と、その外側の内層３３と、内層３３の外側の最外層３４と、からなる複数の層構造を持ち、さらに、最外層３４と内層３３とが逆極性となるよう構成されている。もちろん層の数はこれ以上の複数層でもかまわない。
コア粒子３２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、コア粒子３２を構成する樹脂、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、スチレンアクリル樹脂、アクリル樹脂、アクリルフッ素樹脂、ポリスチレン樹脂が好適である。

正帯電性の荷電制御剤としては、ポリアミン樹脂、３級アミノ基含有共重合体、及び４級アンモニウム塩基含有共重合体等の荷電制御樹脂、イミダゾール化合物、ニグロシン染料、４級アンモニウム塩、並びにトリアミノトリフェニルメタン化合物等を用いることができる。

負帯電性の荷電制御剤としては、スルホン酸基含有共重合体、スルホン酸塩基含有共重合体、カルボン酸基含有共重合体、及びカルボン酸塩基含有共重合体等の荷電制御樹脂、並びにＣｒ、Ｃｏ、Ａｌ、及びＦｅ等の金属を含有するアゾ染料、サリチル酸金属化合物、並びにアルキルサルチル酸金属酸化物等がある。

上記の荷電制御剤の中でも、荷電制御樹脂を用いることが好ましいし、荷電制御樹脂は、帯電性を付与する官能基の含有量が０．５〜１５重量％であることが好ましく、１〜１０重量％であることがさらに好ましい。

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、均一な表示媒体としての移動が可能となる。

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表示媒体を気体中空間で駆動させ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、例えば図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（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体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に支障をきたし、５％未満の場合にはコントラストが不明確となり易い。

＜実施例１＞
負帯電コア粒子としてスチレンモノマー（関東化学試薬）７５重量部、及び、ジビニルベンゼン（和光純薬試薬）２５重量部に、負帯電の荷電制御剤としてフェノール系縮合物（ボントロンＥ８９：オリエント化学）５重量部と、白色着色剤として、酸化チタン（タイペークＣＲ−５０：石原産業製）８０重量部をサンドミルにより分散させた後、さらに重合の開始剤として、アゾビスイソブチロニトリル（Ｖ−６０：和光純薬製）２重量部を溶解させた液を、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム（ラテムルＥ−１１８Ｂ：花王製）を０．５ｗｔ％添加した精製水に懸濁、重合させ、濾過、洗浄、乾燥させた後、分級機（ＭＤＳ−２：日本ニューマチック工業）を用いて平均粒子径９．３μｍの白色負帯電粒子１ａを得た。

次に、粒子１ａ ５ｇを１０％ポリビニルアルコール（ポバールＣ−５０６：クラレ製）水溶液１５ｇに分散させ、４時間吸着させた後、精製水５０ｇで希釈し、遠心沈降により分離し、沈降した粒子を乾燥させてポリビニルアルコールでベースコートされた白色負帯電性粒子１ｂを得た。

さらに、粒子１ｂ ５ｇをメタノール１５０ｇに分散させた後、アンモニア水（関東化学試薬）２５ｍｌとテトラエトキシシラン（関東化学試薬）１２．５ｍｌを添加させ、２時間かけてシリカ粒子を析出、吸着させた後、精製水５０ｇで希釈し、遠心分離により分離し、沈降した粒子を乾燥させて最外層にハードコートとしての酸化ケイ素が被覆された白色負帯電粒子１ｃを得た。

黒色正帯電粒子としてメチルメタクリレートモノマー（関東化学試薬）７５重量部、及び、エチレングリコールジメタクリレート（和光純薬試薬）２５重量部に、正帯電の荷電制御剤としてニグロシン化合物（ボントロンＮ０７：オリエント化学製）３重量部と、黒色着色剤として、カーボンブラック（ＭＡ１００：三菱化学製）５重量部をサンドミルにより分散させた後、重合の開始剤として、アゾビスイソブチロニトリル（Ｖ−６０：和光純薬製）２重量部を溶解させた液を、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム（ラテムルＥ−１１８Ｂ：花王製）を０．５ｗｔ％添加した精製水に懸濁、重合させ、濾過、洗浄、乾燥させた後、分級機（ＭＤＳ−２：日本ニューマチック工業）を用いて平均粒子径９．７μｍの黒色正帯電粒子２ａを得た。

上記２種類の粒子を、５０μｍのスペーサーを介して配置された、一方が内側ＩＴＯ処理され電源に接続されたガラス基板と、もう一方が銅基板であるセル中に体積占有率３０％になる様に同比率で充填し、情報表示用パネルを得た。

ＩＴＯガラス基板、銅基板それぞれに電源を接続し、ＩＴＯガラス基板を低電位に、銅基板を高電位となる様に１５０Ｖの直流電圧を印加したところ、ＩＴＯガラスの表示側は黒色に表示され、次に、印加する電圧を逆にすると、表示側は白色に表示された。この時の黒表示と白表示の光学濃度差（ΔＯＤ）は０．９０で良好な表示が得られた。上記した黒白の表示を１ｋＨｚの速さで５０万回交互に表示させた後のΔＯＤは０．８９でほとんど変化がなく、表示媒体用粒子として、十分使用可能な耐久性を有している事が証明された。ただし、さらに５００万回まで表示試験を行うと、ΔＯＤは０．６４で多少の耐久劣化が生じた。

＜実施例２＞
正帯電コア粒子として上記黒色正帯電粒子２ａを使用し、粒子２ａ ５ｇをメタノール１５０ｇに分散させた後、アンモニア水（関東化学試薬）２５ｍｌとテトラエトキシシラン（関東化学試薬）１２．５ｍｌを添加させ、２時間かけてシリカ粒子を析出、吸着させた後、精製水５０ｇで希釈し、遠心沈降により分離し、沈降した粒子を乾燥させてハードコートとしての酸化ケイ素が被覆された黒色正帯電粒子２ｂを得た。

さらに、粒子２ｂ ５ｇを、酢酸０．４５ｇを加えたメラミンプレポリマー（スミテックスレジンＭ３：住友化学製）の２％水溶液５０ｍｌに分散させ、６０℃で２時間反応させた後、精製水５０ｇで希釈し、遠心沈降により分離し、沈降した粒子を１２０℃で２時間乾燥・硬化処理を行い、最外層に帯電制御層としてのメラミン樹脂が被覆された黒色正帯電粒子２ｃを得た。

白色負帯電粒子としては、上記１ａを使用した。

上記２種類の粒子を、５０μｍのスペーサーを介して配置された、一方が内側ＩＴＯ処理され電源に接続されたガラス基板と、もう一方が銅基板であるセル中に体積占有率３０％になる様に同比率で充填し、情報表示用パネルを得た。

ＩＴＯガラス基板、銅基板それぞれに電源を接続し、ＩＴＯガラス基板を低電位に、銅基板を高電位となる様に１５０Ｖの直流電圧を印加したところ、ＩＴＯガラスの表示側は黒色に表示され、次に、印加する電圧を逆にすると、表示側は白色に表示された。この時の黒表示と白表示の光学濃度差（ΔＯＤ）は０．９２で良好な表示が得られた。上記した黒白の表示を１ｋＨｚの速さで５０万回交互に表示させた後のΔＯＤは０．９０でほとんど変化がなく、表示媒体用粒子として、十分使用可能な耐久性を有している事が証明された。ただし、さらに５００万回まで表示試験を行うと、ΔＯＤは０．６０で多少の耐久劣化が生じた。

＜実施例３＞
黒色正帯電粒子として、ハードコートとしての酸化ケイ素が被覆された黒色正帯電粒子２ｂを使用し、この粒子２ｂ ５ｇを、尿素１．７５ｇ、３７％ホルムアルデヒド水溶液４．４ｇを添加した２０ｇの精製水に分散させ、７０℃で２時間反応させた後、精製水５０ｇで希釈し、遠心沈降により分離し、沈降した粒子を１２０℃で２時間乾燥・硬化処理を行い、最外層に帯電制御層としての尿素樹脂が被覆された黒色正帯電粒子２ｄを得た。

白色負帯電粒子としては、上記１ａを使用した。

上記２種類の粒子を、５０μｍのスペーサーを介して配置された、一方が内側ＩＴＯ処理され電源に接続されたガラス基板と、もう一方が銅基板であるセル中に体積占有率３０％になる様に同比率で充填し、情報表示用パネルを得た。

ＩＴＯガラス基板、銅基板それぞれに電源を接続し、ＩＴＯガラス基板を低電位に、銅基板を高電位となる様に１５０Ｖの直流電圧を印加したところ、ＩＴＯガラスの表示側は黒色に表示され、次に、印加する電圧を逆にすると、表示側は白色に表示された。この時の黒表示と白表示の光学濃度差（ΔＯＤ）は０．９０で良好な表示が得られた。上記した黒白の表示を１ｋＨｚの速さで５０万回交互に表示させた後のΔＯＤは０．８８でほとんど変化がなく、表示媒体用粒子として、十分使用可能な耐久性を有している事が証明された。ただし、さらに５００万回まで表示試験を行うと、ΔＯＤは０．５５で多少の耐久劣化が生じた。

＜実施例４＞
白色負帯電粒子として、上記１ｃを使用し、黒色正帯電粒子として、上記２ｃを使用し、これら２種類の粒子を、５０μｍのスペーサーを介して配置された、一方が内側ＩＴＯ処理され電源に接続されたガラス基板と、もう一方が銅基板であるセル中に体積占有率３０％になる様に同比率で充填し、情報表示用パネルを得た。

ＩＴＯガラス基板、銅基板それぞれに電源を接続し、ＩＴＯガラス基板を低電位に、銅基板を高電位となる様に１５０Ｖの直流電圧を印加したところ、ＩＴＯガラスの表示側は黒色に表示され、次に、印加する電圧を逆にすると、表示側は白色に表示された。この時の黒表示と白表示の光学濃度差（ΔＯＤ）は０．９５で良好な表示が得られた。上記した黒白の表示を１ｋＨｚの速さで５０万回交互に表示させた後のΔＯＤは０．９３でほとんど変化がなく、表示媒体用粒子として、十分使用可能な耐久性を有している事が証明された。さらに５００万回まで表示試験を行うと、ΔＯＤは０．９２でほとんど変化がなく、良好な耐久性を示した。

＜比較例１＞
白色負帯電粒子として、上記１ａを使用し、黒色正帯電粒子として、上記２ａを使用し、これら２種類の粒子を、５０μｍのスペーサーを介して配置された、一方が内側ＩＴＯ処理され電源に接続されたガラス基板と、もう一方が銅基板であるセル中に体積占有率３０％になる様に同比率で充填し、情報表示用パネルを得た。

ＩＴＯガラス基板、銅基板それぞれに電源を接続し、ＩＴＯガラス基板を低電位に、銅基板を高電位となる様に１５０Ｖの直流電圧を印加したところ、ＩＴＯガラスの表示側は黒色に表示され、次に、印加する電圧を逆にすると、表示側は白色に表示された。この時の黒表示と白表示の光学濃度差（ΔＯＤ）は０．８９で良好な表示が得られた。上記した黒白の表示を１ｋＨｚの速さで５０万回交互に表示させた後のΔＯＤは０．４５で耐久性劣化が観られ、さらに表示試験を行うと１００万回時に、完全に表示が不可能となった。

本発明の表示媒体用粒子からなる表示媒体を使用する情報表示用パネルは、ノートパソコン、電子手帳、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)と呼ばれる携帯型情報機器、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、電子書籍、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（ホワイトボード）等の掲示板、電子卓上計算機、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、情報ボード、電子ＰＯＰ(Point Of Presence, Point Of Purchase advertising)、電子値札、電子棚札、電子楽譜、ＲＦ−ＩＤ機器の表示部のほか、ＰＯＳ端末、カーナビゲーション装置、時計など様々な電子機器の表示部に好適に用いられる。他に、リライタブルペーパー（外部電界形成手段を用いて書換えできる）としても好適に用いられる。

なお、本発明の表示媒体用粒子からなる表示媒体を使用する情報表示用パネルの駆動方式については、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マトリックス駆動方式や、外部電界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できる。

（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の表示媒体用粒子を表示媒体として用い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表示媒体用粒子を表示媒体として用い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表示媒体用粒子を表示媒体として用いる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表示媒体用粒子を表示媒体として用い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表示媒体用粒子を表示媒体として用いる情報表示用パネルのさらに他の例を示す図である。 情報表示用パネルで表示媒体を構成する粒子として用いる本発明の表示媒体用粒子の一例を示す図である。 本発明の表示媒体用粒子を表示媒体として用い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
３Ｂ 黒色表示媒体
３Ｂａ 黒色表示媒体用粒子
４ 隔壁
５、６ 電極
７ 黒色板
１１、１２ 外部電界形成手段
１３、１４ 導電部材
２１−１ 第１のセル
２１−２ 第２のセル
２１−３ 第３のセル
２２Ｒ 赤色カラーフィルター
２２Ｇ 緑色カラーフィルター
２２ＢＬ 青色カラーフィルター
３１ 表示媒体用粒子
３２ コア粒子
３３ 内層
３４ 最外層

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ける表示媒体を構成する表示媒体用粒子であって、中心から外側に向かって複数の層構造を持ち、さらに最外層の内側に最外層とは逆極性の内層が形成されていることを特徴とする表示媒体用粒子。
2. 前記最外層が、帯電が負極性の酸化ケイ素からなることを特徴とする請求項１に記載の表示媒体用粒子。
3. 前記最外層が、帯電が正極性のメラミン樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の表示媒体用粒子。
4. 前記最外層が、帯電が正極性の尿素樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の表示媒体用粒子。
5. 前記内層が、帯電が正極性のポリビニルアルコールからなることを特徴とする請求項１または２に記載の表示媒体用粒子。
6. 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、請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示媒体用粒子から表示媒体を構成したことを特徴とする情報表示用パネル。

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