JP2008224749A - 情報表示用パネル - Google Patents

Abstract

【課題】表示媒体が良好に駆動され、画像品質不良を起こさ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対向する２枚の基板間の空間に、隔壁により互いに隔離されたセルを形成し、前記セル内に少なくとも１種類以上の粒子からなり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２種類以上封入し、前記２枚の基板の双方に対向して設けてなるライン電極間に電位差を与えることにより表示媒体に電界を付与し、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、基板に設けるライン電極を、隔壁が形成するセル形状に合わせた形状のセル形状電極部分と、前記セル形状電極部分を繋ぐ、ライン電極全体の幅よりも細い幅の細線電極部分とを繋ぐことで構成する。
【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枚の基板間の空間に、少なくとも１種類以上の粒子からなり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２種類以上封入し、２枚の基板の双方に設けたライン状電極を直交対向して形成した対電極間に電位差を与えることにより表示媒体に電界を付与し、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。

アクティブ駆動方式の液晶表示装置（ＬＣＤ）に代わるパッシブ駆動方式が適用できる情報表示装置として、帯電粒子電界駆動方式を用いた情報表示装置が提案されている。

中でも、構造が簡単なパッシブ駆動方式の情報表示装置として、少なくとも一方が透明な対向する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構成される光学的反射率および帯電性を有する少なくとも２種類以上の表示媒体を封入し、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方式の情報表示用パネルを用いたものが知られている（例えば特許文献１）。
上述した情報表示用パネルでは、２枚の基板の各々に、互いに直行するライン電極を設けてパッシブ駆動を行っている。
国際公開第２００３／０５０６０６号パンフレット

上述した、基板に一本の真直ぐなライン形状電極を設けた情報表示用パネルでは、セル内に配置した表示媒体のうち、隔壁付近にあるものが移動しにくく、画像欠陥による画質不良を発生させることがあり問題となっていた。これは、隔壁と表示媒体との間で働く相互作用のため、セル中央領域にある表示媒体よりも、隔壁付近にある表示媒体の方が動きにくくなっているためと考えられる。

本発明者が鋭意検討した結果、電極間に電界を形成する場合、電極エッジで形成される電界は電極の他の部分で形成される電界に比べ、帯電粒子（表示媒体を構成する粒子）を移動させやすいことが分かった。

そこで、本発明の目的は、上記した従来のパッシブ駆動型の情報表示用パネルにおいては、セル内に出ていなかったライン電極エッジをセル内に出るようにすることによって、電極エッジに形成される電界が帯電粒子（表示媒体を構成する粒子）を移動させやすいことを利用して、隔壁付近にある移動しにくい表示媒体を含む全ての表示媒体を良好に駆動させ、画像欠陥等の画像品質不良を起こさない情報表示用パネルを提供することにある。

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２枚の基板間の空間に、隔壁により互いに隔離されたセルを形成し、前記セル内に少なくとも１種類以上の粒子からなり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２種類以上封入し、前記２枚の基板の双方に対向して設けてなるライン電極間に電位差を与えることにより表示媒体に電界を付与し、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、
基板に設けるライン電極を、隔壁が形成するセル形状に合わせた形状のセル形状電極部分と、前記セル形状電極部分を繋ぐ、ライン電極全体の幅よりも細い幅の細線電極部分とで構成したことを特徴とするものである。

また、本発明の情報表示用パネルの好適例として、隔壁が形成するセル形状が四角形であり、セル形状電極部分が前記セル形状にあわせて四角形であり、セルを格子状に配置すること、隔壁が形成するセル形状が六角形であり、セル形状電極部分が前記セル形状にあわせて六角形であり、前記細線電極部分を前記セル形状電極部分の頂点に設け、前記細線電極部分を隔壁で隠すように構成したことがある。

また、本発明の情報表示用パネルの好適例として、前記細線電極部分を、前記セル形状電極部分の材料と同じ材料で構成すること、前記細線電極部分を、金属細線で構成し、前記金属細線の幅を１０〜２０μｍとすることがある。

また、本発明の情報表示用パネルの好適例として、前記セル形状電極部分をセル投影面よりも小さくし、前記セル形状電極部分の電極エッジから隔壁表面までの距離は、表示媒体を構成する粒子１個〜２個分の粒子径相当距離であることがある。

本発明の情報表示用パネルによれば、ライン電極を、隔壁が形成するセル形状に合わせた形状のセル形状電極部分と、前記セル形状電極部分を繋ぐ、ライン電極全体の幅よりも細い幅の細線電極部分とを繋ぐことで構成することにより、セル内に出ていなかったライン電極エッジをセル内に出るようにする。これによって、電極エッジに形成される電界が帯電粒子（表示媒体を構成する粒子）を移動させやすいことを利用できるようになり、隔壁付近にある移動しにくい表示媒体を含む全ての表示媒体を良好に駆動させ、画像欠陥等の画像品質不良を起こさない情報表示用パネルを提供することにある。

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光学的反射率と帯電性とを有する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、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、電極や基板や隔壁との電気鏡像力、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例を、図１（ａ）、（ｂ）〜図３（ａ）、（ｂ）〜に基づき説明する。いずれも対向する２枚の基板にライン電極を形成し互いに対向直交するようにして構成した対電極間に電界を発生させて基板間に配置した表示媒体を駆動させるものである。ライン電極が直行して重なり合う部分が単位画素となるドットマトリックス型の情報表示用パネルである。

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（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。電極は基板の外側に設けても、基板の内部に埋め込むように設けてもよい。

図２（ａ）、（ｂ）に示す例では、図１に示す例に加えて、隔壁４で形成された各セル内に絶縁性液体８を充填し、表示媒体をを観察者に視認させて白色あるいは黒色の表示を行う。

図３（ａ）、（ｂ）に示す例では、基本の構成は図１に示す例と同じとし、３個のセル（各セルが単位画素となり、この場合３色単位画素で１表示単位としている）で表示単位を構成するカラー表示の例を示している。図３（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３個のセルで表示単位を構成している。本例では、図３（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い、図３（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。各セルの表示媒体の移動のさせ方で多色カラー表示ができる。なお、図３（ａ）、（ｂ）において、手前にある隔壁は省略している。

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。

以下、図面を参照して本発明の情報表示用パネルをさらに詳しく説明する。

図４（ａ）〜（ｃ）は本発明の情報表示用パネルにおける、四角形セルとライン電極の配置例である。図４（ａ）は、四角形セルとライン電極を組み合わせた例であり、図４（ｂ）、（ｃ）は図４（ａ）の四角形セルとライン電極をそれぞれ示した例である。
隔壁４により格子状セル１２を形成し、縦方向のライン電極を四角形セル１２の形状に合わせた形状のセル形状電極部分１１と、セル形状電極部分１１を繋ぐ細線電極部分１３とにより構成している。細線電極部分１３はライン電極全体の幅、すなわちセル形状電極部分１１の幅よりも細い幅である。この構成により、セル１２内に、電極のエッジ部分を多く含むことができ、表示媒体の動きが良好となる。
セル形状電極部分１１と細線電極部分１３は同じ材料でもよいし、異なる材料でもよいが、セル形状電極部分１１をＩＴＯ等の透明材料で構成し、細線電極部分１３を金属材料で構成すると、ライン電極全体の抵抗を小さくすることができ好ましい。細線電極部分１３を金属材料で構成した場合でも、金属電極部分は隔壁で隠れるため表示画像の妨げにはならない。
背面側パネル基板に設けるライン電極はすべて金属材料で構成するとライン電極全体の抵抗を小さくすることができ好ましい。

図５（ａ）〜（ｃ）は本発明の情報表示用パネルにおける、四角形セルとライン電極の他の配置例である。図５（ａ）は、四角形セルとライン電極を組み合わせた例であり、図５（ｂ）、（ｃ）は図５（ａ）の四角形セルとライン電極をそれぞれ示した例である。
隔壁４により格子状セル１２を形成し、縦方向のライン電極を四角形セル１２の形状に合わせた形状のセル形状電極部分１１と、セル形状電極部分１１を繋ぎ、セル形状電極部分１１を貫通している金属細線１４とにより構成している。この構成により、セル１２内に、電極のエッジ部分を多く含むことができ、表示媒体の動きが良好となる。
表示面側（観察側）基板に設けるセル形状電極部分１１をＩＴＯ等の透明材料で構成し、セル形状電極部分１１を貫通して繋ぐ部分を金属細線１４で構成すると、金属細線１４は表示画像に含まれて見えてしまうが、この金属細線１４を２μｍ〜２０μｍの幅で形成すれば表示画像の妨げにはならない。
金属細線１４の配置間隔はセルピッチに対応させるが、周期的とはせずにピッチをずらすとモアレ発生を防止できるので好ましい。
セル形状電極部分１１をＩＴＯ等の透明材料で構成する場合、セル形状電極部分１１を貫通して繋ぐ部分を金属細線１４で構成すると、ライン電極全体の抵抗を小さくすることができ好ましい。

図６（ａ）〜（ｆ）は本発明の情報表示用パネルにおける、六角形セルをハニカム状に配置してライン電極を組み合わせた例である。図６（ａ）〜（ｃ）は表示面側、図６（ｄ）〜（ｆ）は背面側をそれぞれ表している。本例では、図６（ａ）と図６（ｄ）、図６（ｂ）と図６（ｅ）、図６（ｃ）と図６（ｆ）とがそれぞれ対応している。
図６（ａ）では、セル形状電極部分１１をＩＴＯ等の透明導電材料で形成し、細線電極部分１３もＩＴＯ等の透明導電材料で形成し、ライン電極全体を同じ材料で構成している。図６（ｄ）ではセル形状電極部分１１を銅等の金属性良導電材料で形成し、細線電極部分１３も銅等の金属性良導電材料で形成し、ライン電極全体を同じ材料で構成している。図６（ｄ）ではセル形状電極部分１１を形成する良導電材料と、細線電極部分１３を形成する良導電材料とを別材料としてライン電極全体を構成することもできる。もちろん、図６（ｄ）でもセル形状電極部分１１をＩＴＯ等の透明導電材料で形成し、細線電極部分１３もＩＴＯ等の透明導電材料で形成し、ライン電極全体を透明導電材料で構成することもできる。
図６（ｂ）では、セル形状電極部分１１をＩＴＯ等の透明導電材料で形成し、細線電極部分１３は銅等の金属性良導電材料で形成し、ライン電極全体を別材料で構成している。図６（ｅ）ではセル形状電極部分１１を銅等の金属性良導電材料で形成し、細線電極部分１３も銅等の金属性良導電材料で形成し、ライン電極全体を同じ材料で構成している。図６（ｅ）ではセル形状電極部分１１を形成する良導電材料と、細線電極部分１３を形成する良導電材料とを別材料としてライン電極全体を構成することもできる。もちろん、図６（ｅ）でもセル形状電極部分１１をＩＴＯ等の透明導電材料で形成し、細線電極部分１３もＩＴＯ等の透明導電材料で形成し、ライン電極全体を透明導電材料で構成することもできる。
図６（ｃ）では、セル形状電極部分１１をＩＴＯ等の透明導電材料で形成し、セル形状電極部分１１を銅等の金属性良導電金属細線１４が貫通して繋ぐようにしてライン電極全体を構成している。図６（ｆ）ではセル形状電極部分１１を銅等の金属性良導電材料で形成し、セル形状電極部分１１を銅等の金属性良導電金属細線１４が貫通して繋ぐようにしてライン電極全体を構成している。図６（ｆ）ではセル形状電極部分１１を形成する良導電材料と、セル形状電極部分１１を貫通して繋ぐ良導電材料とを別材料としてライン電極全体を構成することもできる。もちろん、図６（ｆ）でもセル形状電極部分１１をＩＴＯ等の透明導電材料で形成し、セル形状電極部分１１を銅等の金属性良導電金属細線１４が貫通して繋ぐようにしてライン電極全体を構成することもできる。

図７（ａ）〜（ｆ）は本発明の情報表示用パネルにおける、六角形セルをハニカム状に配置してライン電極を組み合わせた他の例である。図７（ａ）〜（ｃ）は表示面側、図７（ｄ）〜（ｆ）は背面側をそれぞれ表している。本例では、図７（ａ）と図７（ｄ）、図７（ｂ）と図７（ｅ）、図７（ｃ）と図７（ｆ）とがそれぞれ対応している。
図７（ａ）では、セル形状電極部分１１をＩＴＯ等の透明導電材料で形成し、細線電極部分１３もＩＴＯ等の透明導電材料で形成し、ライン電極全体を同じ材料で構成している。図７（ｄ）ではセル形状電極部分１１を銅等の金属性良導電材料で形成し、細線電極部分１３も銅等の金属性良導電材料で形成し、ライン電極全体を同じ材料で構成している。図７（ｄ）ではセル形状電極部分１１を形成する良導電材料と、細線電極部分１３を形成する良導電材料とを別材料としてライン電極全体を構成することもできる。もちろん、図７（ｄ）でもセル形状電極部分１１をＩＴＯ等の透明導電材料で形成し、細線電極部分１３もＩＴＯ等の透明導電材料で形成し、ライン電極全体を透明導電材料で構成することもできる。
図７（ｂ）では、セル形状電極部分１１をＩＴＯ等の透明導電材料で形成し、細線電極部分１３は銅等の金属性良導電材料で形成し、ライン電極全体を別材料で構成している。図７（ｅ）ではセル形状電極部分１１を銅等の金属性良導電材料で形成し、細線電極部分１３も銅等の金属性良導電材料で形成し、ライン電極全体を同じ材料で構成している。図７（ｅ）ではセル形状電極部分１１を形成する良導電材料と、細線電極部分１３を形成する良導電材料とを別材料としてライン電極全体を構成することもできる。もちろん、図７（ｅ）でもセル形状電極部分１１をＩＴＯ等の透明導電材料で形成し、細線電極部分１３もＩＴＯ等の透明導電材料で形成し、ライン電極全体を透明導電材料で構成することもできる。
図７（ｃ）では、セル形状電極部分１１をＩＴＯ等の透明導電材料で形成し、セル形状電極部分１１を銅等の金属性良導電金属細線１４が貫通して繋ぐようにしてライン電極全体を構成している。図７（ｆ）ではセル形状電極部分１１を銅等の金属性良導電材料で形成し、セル形状電極部分１１を銅等の金属性良導電金属細線１４が貫通して繋ぐようにしてライン電極全体を構成している。図７（ｆ）ではセル形状電極部分１１を形成する良導電材料と、セル形状電極部分１１を貫通して繋ぐ良導電材料とを別材料としてライン電極全体を構成することもできる。もちろん、図７（ｆ）でもセル形状電極部分１１をＩＴＯ等の透明導電材料で形成し、セル形状電極部分１１を銅等の金属性良導電金属細線１４が貫通して繋ぐようにしてライン電極全体を構成することもできる。

表示面側に設けるライン電極において、細線電極部分１３を金属材料（良導電性であるが透明でない）で構成する場合（図６（ｂ）、図７（ｂ）の場合）、観察側から見えてしまう細線電極部分１３の大部分が隔壁と重なる構成となるので、表示画像の妨げにはならず好適である。
表示面側に設けるライン電極において、細線電極部分１３を透明導電材料で構成する図６（ａ）および図７（ａ）の場合においては、細線電極部分１３の長さが短くてすむ図６（ａ）の構成の方が、ライン電極全体の電気抵抗を小さく抑えたり、細線電極部分１３の幅もライン電極全体の電気抵抗とのバランスを鑑みて調整したりすることができ好適である。

図８（ａ）、（ｂ）は本発明の情報表示用パネルの具体的な一例を示す。本例では、一例として、情報表示用パネルの細線電極部分１３に沿った断面を示している。対向する２枚の基板に設けるライン電極をセル形状電極部分１１と細線電極部分１３とで構成する。セル形状電極部分１１はセル投影面よりも小さくし、セル内に電極のエッジ部分が存在するようにする。セル内において、電極エッジから隔壁表面までの距離は、帯電粒子（表示媒体を構成する粒子）１個〜２個分程度が好ましいので、帯電粒子の平均粒子径に合わせる。本発明では、平均粒子径１０μｍ程度の帯電粒子を表示媒体として用いるので、電極エッジから隔壁表面までの距離は１０μｍ〜２０μｍ程度にするのが好ましい。
本発明の情報表示用パネルに封入する少なくとも２色の表示媒体は、それぞれ異なる帯電特性を有する表示用有色粒子で構成され、情報表示用パネルは少なくとも一方が透明な基板間のセル（隔壁で形成）に少なくとも２色の表示媒体を封入した構造とする。表示媒体として例えば２色を組み合わせる場合は、淡明色と濃暗色との組合せが好ましい。表示する目的によっては類似色の組合せであってもよいが、白黒の組合せが好ましく用いられる。

図９（ａ）、（ｂ）は本発明の情報表示用パネルの具体的な他の例を示す。本例では、一例として、情報表示用パネルの細線電極部分１３に沿った断面を示している。図８（ａ）、（ｂ）の構成に加えて、基板間の絶縁性液体８中で２色のカラー帯電粒子を駆動させている。

図１０（ａ）、（ｂ）は本発明の情報表示用パネルの具体的な他の例を示す。本例では、一例として、情報表示用パネルの細線電極部分１３に沿った断面を示している。図８（ａ）、（ｂ）の構成に加えて、表示面側の基板にＲＧＢ３原色のカラーフィルタ２２Ｒ、２２Ｇ、２２ＢＬを用いることで、多色カラー表示を行う。この場合、白黒２色の表示媒体が封入されたセルに対応してカラーフィルタを配置し、さらにセルに対応したライン電極（セル形状電極部分１１と細線電極部分１３とで構成）を設ける。

以下、本発明の情報表示用パネルを構成する各部材について説明する。

情報表示用パネルの前面基板としては、情報表示用パネル外側から表示媒体の色が確認できるように透明であればよく、ガラスシート、石英シート等の可とう性のない透明材料や、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、アクリル等可とう性のある透明材料を用いることができる。背面側基板は透明でも不透明でもかまわない。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。

情報表示用パネルに形成する電極材料としては、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）のほか、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺＯ）、酸化亜鉛、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る。前面基板に設け、ライン電極を構成するセル形状電極部分は透明な物を適宜選択して用いるが、細線電極部分は透明でなくてもよいので、銅、アルミニウム、金、銀、等の導電性のある一般的な金属材料を用いることもできる。表示側とは反対側の背面側基板に形成する電極は透明である必要はないので、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）のほか、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺＯ）、酸化亜鉛、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や、銅、アルミニウム、金、銀等の導電性のある一般的な金属材料をセル形状電極部分および細線電極部分のいずれにも用いることができる。
細線電極部分を透明でない材料で構成する場合には、導電性のよい銅、アルミニウム、金、銀、アルミニウム−ネオジウム合金等の金属材料を用いることが好ましい。さらに、金属細線も導電性のよい銅、アルミニウム、金、銀、アルミニウム−ネオジウム合金等の金属材料を用いることが好ましい。背面側基板にセル形状電極部分と金属細線とで構成するライン電極を形成する場合は、セル形状電極部分と細線電極部分あるいは金属細線とを同じ材料で形成することにより工程が簡略できるので好ましい。前面表示面側基板にセル形状電極部分と金属細線とで構成するライン電極を形成する場合は、金属細線を形成後にセル形状電極部分を形成すると互いの導通信頼性が高まるので好ましい。
ライン電極に設ける金属細線と、ライン電極からの引き出し電極となる配線電極とは同じ材料で同時に形成することができる。この場合、工程が簡略できるので好ましい。ライン電極からの引き出し電極となる配線電極も導電性のよい銅、アルミニウム、金、銀、アルミニウム−ネオジウム合金等の金属材料を用いることが好ましい。
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。前面表示面側基板および背面側基板いずれに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、電極の厚みは、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。なお、外部電圧入力は、直流あるいは交流を重畳しても良い。

情報表示用パネルの基板間の空間にセルを形成するための隔壁において、隔壁の高さや幅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。表示側基板と背面側基板とを重ね合わせて得られる情報表示用パネルにおけるセルは図１１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。隔壁配置によって様々な形状のセルが用いられる。表示面側から見える隔壁断面部分に相当する部分（隔壁の幅によって形成されるセルの枠部の面積）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んだ状態を示すものであり、低電圧の印加等で形成される電界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を容易に作り出せる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用粒子（以下、粒子ともいう）について説明する。表示用粒子は、そのまま該表示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用粒子を作製できる。

また、本発明に用いる表示用粒子は平均粒子径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。

更に本発明に用いる表示用粒子では、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、表示媒体としての均一な移動が可能となる。

さらにまた、各表示用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、上記表示用粒子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うことができる。

表示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、表示用粒子の帯電量測定を行うことにより、表示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、気体中空間で表示媒体を駆動する乾式の情報表示用パネルとする場合には、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）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（電極を基板内側に設けた場合）、表示媒体３（粒子群あるいは粉流体）の占有部分、隔壁４の占有部分、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剤、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。
対向する基板間セル内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。

本発明の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、ハンディー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。

なお、本発明の情報表示用パネルの駆動方式としては、、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が好適である。

（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）〜（ｃ）は本発明の情報表示用パネルにおける、四角形セルとライン電極の配置例である （ａ）〜（ｃ）は本発明の情報表示用パネルにおける、四角形セルとライン電極の他の配置例である。 （ａ）〜（ｆ）は本発明の情報表示用パネルにおける、六角形セルをハニカム状に配置してライン電極を組み合わせた例である。 （ａ）〜（ｆ）は本発明の情報表示用パネルにおける、六角形セルをハニカム状に配置してライン電極を組み合わせた他の例である。 （ａ）、（ｂ）は本発明の情報表示用パネルの具体的な一例を示す。 （ａ）、（ｂ）は本発明の情報表示用パネルの具体的な他の例を示す。 （ａ）、（ｂ）は本発明の情報表示用パネルの具体的な他の例を示す。 本発明の情報表示用パネルにおける隔壁の一例を示す。

符号の説明

１、２ 基板
３ 表示媒体
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 電極
８ 絶縁液体
１１ セル形状電極部分
１２ セル
１３ 細線電極部分
１４ 金属細線
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

Claims (6)

1. 少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間の空間に、隔壁により互いに隔離されたセルを形成し、前記セル内に少なくとも１種類以上の粒子からなり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２種類以上封入し、前記２枚の基板の双方に対向して設けてなるライン電極間に電位差を与えることにより表示媒体に電界を付与し、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、
   基板に設けるライン電極を、隔壁が形成するセル形状に合わせた形状のセル形状電極部分と、前記セル形状電極部分を繋ぐ、ライン電極全体の幅よりも細い幅の細線電極部分とで構成したことを特徴とする情報表示用パネル。
2. 隔壁が形成するセル形状が四角形であり、セル形状電極部分が前記セル形状にあわせて四角形であり、セルを格子状に配置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. 隔壁が形成するセル形状が六角形であり、セル形状電極部分が前記セル形状にあわせて六角形であり、前記細線電極部分を前記セル形状電極部分の頂点に設け、前記細線電極部分を隔壁で隠すように構成した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. 前記細線電極部分を、前記セル形状電極部分の材料と同じ材料で構成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の情報表示用パネル。
5. 前記細線電極部分を、金属細線で構成し、前記金属細線の幅を１０〜２０μｍとすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の情報表示用パネル。
6. 前記セル形状電極部分をセル投影面よりも小さくし、前記セル形状電極部分の電極エッジから隔壁表面までの距離は、表示媒体を構成する粒子１個〜２個分の粒子径相当距離であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の情報表示用パネル。

Images