JP5262797B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

表示粒子を気相中、電界に基づいて移動させることにより、画像の表示および消去を繰り返し実行できる画像表示装置に関する。

従来より、表示粒子を気相中で移動させて画像を表示する画像表示装置が知られている。画像表示装置は、少なくとも一方が透明な２枚の基板間に表示粒子が粉体形態で封入されてなり、該基板間に電界を発生させることによって、表示粒子を一方の基板に移動・付着させて画像を表示するものである。そのような画像表示装置の駆動の際には、基板間に電圧を印加して電界を発生させ、当該電界方向に沿って表示粒子が移動するため、電界方向を適宜選択することによって画像の表示および消去を繰り返し実行できる。

しかしながら、表示粒子が基板に一旦、付着すると、その付着力は比較的大きいので、表示粒子が基板に付着したまま動かなくなり、画像部と非画像部とのコントラストが損なわれるという問題が生じていた。

そこで、基板表面をヘキサメチルジシラザンで処理する技術が開示されている（特許文献１）。
また微小な一次粒子径を有する粒子を基板表面に散布することにより、表示粒子の基板への接触面積を低減し、付着力を低減する技術が開示されている（特許文献２）。

しかしながら、上記いずれの技術を用いても、十分な付着力低減効果は得られず、コントラストの問題が生じた。しかも、コントラストの問題は、画像表示装置を繰り返し表示する時、顕著であった。

国際公開ＷＯ２００４／０７７１４０パンフレット 特開２００４−２２６７６８号公報

本発明は、画像部と非画像部とのコントラストが十分に優れた画像を長期にわたって繰り返して表示できる画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、少なくとも一方が透明な２枚の基板、該基板間の距離を維持するためのリブおよび基板間に粉体形態で封入される表示粒子を備え、基板間に電界を発生させることによって、表示粒子を移動させて画像を表示する画像表示装置であって、
基板間の間隙における表示粒子との接触面のうち、少なくともリブの表示粒子接触面が、算術平均粗さＲａ０．０１〜０．２０μｍおよび凹凸の平均間隔Ｓｍ０．５０〜２．５０μｍを有することを特徴とする画像表示装置に関する。

本発明によれば、リブ表面に対する表示粒子の付着力が低減されるので、画像部と非画像部とのコントラストが十分に優れた画像を長期にわたって繰り返して表示できる。

本発明の画像表示装置の一例の断面構成を示す概略図である。 リブおよびセルの形状例を示すための断面模式図および画像表示面の概略見取り図である。 本発明に有用なジェット方式の表面層製造装置の一例を示した概略図である。 基板間への電圧印加による表示粒子の移動の例を示す模式図である。 基板間への電圧印加による表示粒子の移動の例を示す模式図である。 画像表示装置の製造方法の一例を示す模式図である。

［画像表示装置］
本発明に係る画像表示装置は、少なくとも一方が透明な２枚の基板、該基板間の距離を維持するためのリブおよび基板間に粉体形態で封入される表示粒子を備え、基板間に電界を発生させることによって、表示粒子を移動させて画像を表示する画像表示装置であって、基板間の間隙における表示粒子との接触面のうち、少なくともリブの表示粒子接触面が所定の表面粗さを有することを特徴とする。
以下、本発明の画像表示装置について図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明に係る画像表示装置は、「粉体ディスプレイ」とも呼ばれるものである。

本発明に係る画像表示装置の代表的な構成断面を図１に示す。図１（ａ）は、基板１１、１２上に層構造の電極１５を設け、電極１５表面に絶縁層１６を設けたものである。図１（ｂ）に示す画像表示装置は、図１（ａ）の画像表示装置内に電極を設けていない構造のもので、装置外部に設けられた電極を介して電界を付与させ、表示粒子の移動を行える様にしたものである。図１（ａ）および図１（ｂ）における同じ符号は同じ部材を意味するものとする。図１は図１（ａ）および図１（ｂ）を包含して意味するものとする。図１の画像表示装置１０は、図に示す様に、基板１１側より画像を視認するものとするが、本発明では基板１１側より画像を視認するものに限定されるものではない。また、図１（ｂ）に示すタイプは、装置自体に電極１５が設けられていない分、装置の構造を簡略化させ、その製造工程を短縮化することができるメリットがある。図１（ｂ）に示すタイプの画像表示装置１０を電圧印加可能な装置にセットして電圧印加を行う様子を示すものを図５に示す。なお、本発明に係る画像表示装置の断面構成は図１（ａ）と（ｂ）に示すものに限定されるものではない。

図１（ａ）の画像表示装置１０の最外部には、当該画像表示装置を構成する筐体である２つの基板１１と１２が対向して配置されている。基板１１と１２は双方が向き合う側の面上に電圧印加を行うための電極１５が設けられ、さらに、電極１５上に絶縁層１６が設けられている。基板１１と１２には、電極１５と絶縁層１６が設けられ、電極１５と絶縁層１６を有する側の面を対向させて形成される間隙１８には表示粒子が存在する。

図１（ｂ）の画像表示装置１０の最外部にも、当該画像表示装置を構成する筐体である２つの基板１１と１２が対向して配置されている。基板１１と１２は双方が向き合う側の面上に絶縁層１６が設けられている。基板１１と１２には、絶縁層１６が設けられ、絶縁層１６を有する側の面を対向させて形成される間隙１８には表示粒子が存在する。

図１に示す画像表示装置１０は、表示粒子として黒色表示粒子（以下、黒色粒子という）２１と白色表示粒子（以下、白色粒子という）２２の２種類の表示粒子を間隙１８に存在させている。

図１の画像表示装置１０は、間隙１８が基板１１と１２及び２つのリブ（隔壁）１７により四方を囲まれた構造を有しており、当該間隙１８を１つのセルとして最小の構造単位を示すものであるが、通常はそのようなセルを複数個有する構造を有している。

リブ１７は、基板間の距離を維持して基板間の間隙１８を確保するものであり、図２（Ａ）の右側および左側の図に示すように基板１１，１２の縁部だけでなく、必要に応じて内部にも形成できる。リブ１７の幅、特に画像表示面１８ａ側のリブの幅は、例えば図２（Ａ）の右側の図に示すように、表示画像の鮮明性を確保する上からできるだけ薄くした方がよい。

基板１１，１２間の内部に形成されるリブ１７は、図２（Ａ）の右側および左側の図中、表裏方向に連続的に形成されても、断続的に形成されてもよい。

リブ１７の形状および配置を制御することにより、リブ１７により仕切られた間隙１８のセルを様々な形状で配置できる。画像表示面１８ａ側から見た時のリブ１７およびセル（間隙）１８の形状および配置の例を図２（Ｂ）に示す。セル１８は、図２（Ｂ）に示すように、四角形状、三角形状、ライン状、円形状または六角形状等にて、複数個で、格子状、ハニカム状または網目状に配置することができる。

リブ１７の寸法は本発明の目的が達成される限り特に制限されず、通常は、高さは５〜１００μｍ、特に２０〜６０μｍが好適であり、幅（厚み）は１〜５０μｍ、特に５〜１５μｍが好適である。

リブ１７は、基板１１，１２の少なくとも一方に形成すればよく、通常は一方の基板に形成される。リブ１７は、基板上に電極が単独で形成される場合は当該電極上に形成され、基板上に電極および絶縁膜が形成される場合は当該絶縁膜上に形成される。

リブ１７は、例えば、樹脂材料を用いて、フォトリソグラフ法、スクリーン印刷法、インプリント法等の方法により形成できる。

具体的には、例えばフォトリソグラフ法を採用する場合、まず、光硬化性エポキシ樹脂液を所望のリブ高さに相当する乾燥厚みになるように塗布する。次いで、所望の形状および配置のセル領域が露光されないように、樹脂膜上にフォトマスクを置き、露光を行う。その後、現像液で非露光部の樹脂膜を除去することにより、所望のリブを作製できる。リブを形成する樹脂材料としては、光硬化性樹脂であれば使用可能であり、具体的には、光硬化性エポキシ樹脂の他、光硬化性アクリル樹脂等が使用可能である。現像液は非露光部の樹脂膜を溶解・除去できれば制限されず、例えば、光硬化性エポキシ樹脂を使用する場合、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が使用可能である。

本発明では基板１１，１２間の間隙１８における表示粒子との接触面のうち、少なくともリブ１７の表示粒子接触面が所定の表面粗さを有する。これによって、リブ表面に対する表示粒子の付着力が低減されるので、画像部と非画像部とのコントラストが十分に優れた画像を長期にわたって繰り返して表示できる。本発明は、間隙１８における表示粒子との接触面のうち、リブ１７の表示粒子接触面に対する表示粒子の付着力の低減がコントラストの向上に比較的大きく貢献する、という知見に基づいてなされたものである。例えば、リブの表示粒子接触面が所定の表面粗さを有しない場合、たとえ間隙１８における表示粒子との接触面のうち基板側の面が所定の表面粗さを有していても、繰り返しの表示時においてコントラストが十分でない。

図１において、リブ１７は表面層１７１を有し、当該表面層１７１の表面に所定の表面粗さを付与することによって、リブ１７の表示粒子接触面に所定の表面粗さを付与しているが、これに制限されるものではなく、例えば表面層１７１を形成することなしに、リブ１７自体の表面が所定の表面粗さを有してもよい。

リブ１７の表示粒子接触面が有する表面粗さについて、詳しくは、算術平均粗さＲａが０．０１〜０．２０μｍ、好ましくは０．０５〜０．２０μｍであり、かつ凹凸の平均間隔Ｓｍが０．５０〜２．５０μｍ、好ましくは１．００〜２．００μｍである。Ｒａが小さすぎると、表示粒子との接触面積が増大し、付着量が有効に低減されないため、繰り返しの表示時においてコントラストが十分でない。Ｒａが大きすぎると、局所的に電界がかかり、基板の電気的劣化のため、繰り返しの表示時においてコントラストが十分でない。Ｓｍが小さすぎると、表示粒子との接触面積が増大し、付着量が有効に低減されないため、繰り返しの表示時においてコントラストが十分でない。Ｓｍが大きすぎると、局所的に電界がかかり、基板の電気的劣化のため、繰り返しの表示時においてコントラストが十分でない。

本明細書中、ＲａはJIS B 0601‐1994に基づく算術平均粗さであり、ＶＫ−９５００（KEYENCE社製）によって測定された任意の１０ヶ所の測定値の平均値を用いている。Ｒａは上記装置によって測定されなければならないというわけではなく、上記装置と同様の原理・原則に従って測定される装置であれば、いかなる装置によって測定されてもよい。

ＳｍはJIS B 0601‐1994に基づく凹凸の平均間隔であり、ＶＫ−９５００（KEYENCE社製）によって測定された任意の１０ヶ所の測定値の平均値を用いている。Ｓｍは上記装置によって測定されなければならないというわけではなく、上記装置と同様の原理・原則に従って測定される装置であれば、いかなる装置によって測定されてもよい。

表面層１７１は無機化合物層であっても、有機化合物層であってもよく、コントラスト耐久性の観点から好ましい表面層１７１は無機化合物層である。
表面層１７１を形成し得る無機化合物として、例えば、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム等の金属酸化物；窒化ケイ素、窒化チタン等の金属窒化物等が挙げられる。

表面層１７１を形成し得る有機化合物として、例えば、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル等が挙げられる。

表面層１７１の厚みは、本発明の目的が達成される限り特に制限されるものではなく、通常は１０〜１０００ｎｍ、特に５０〜５００ｎｍが好ましい。
表面層の厚みはDektak3030（SLOAN社製）によって測定された値を用いている。

所定の表面粗さを有する表面層１７１が無機化合物層の場合には以下に示す大気圧プラズマ処理方法によって形成できる。表面層のＲａおよびＳｍは、大気圧プラズマ処理方法において原料ガス（表面層形成性ガス）の量および反応ガスの量を調整することによって制御できる。例えば、原料ガス量を大きくすると、Ｒａは小さくなり、原料ガス量を小さくすると、Ｒａは大きくなる。また例えば、反応ガス量を大きくすると、Ｓｍは小さくなり、反応ガス量を小さくすると、Ｓｍは大きくなる。

大気圧プラズマ処理方法は、大気圧もしくはその近傍の圧力下、プラズマ放電空間に表面層形成ガスを含有するガスを供給し、前記放電空間に高周波電界を印加することにより前記ガスを励起し、基材を、励起した前記ガスに晒すことにより前記基材上に表面層を形成する。ここで、基材は、画像表示素子を形成する２枚の基板のうち、リブが形成された基板であり、所望により電極が形成されていても、かつ／または絶縁膜が形成されていてもよい。そのようなリブ付き基板のリブ形成面を、励起した前記ガスに晒すことにより、少なくともリブの表示粒子接触面に所定の表面層を形成できる。表面層が形成されることを望まない面にはマスクを被覆しておくことにより、表面層の形成を防止できる。

そのような大気圧プラズマ処理方法（以下、単にプラズマ処理方法という）を図３を用いて詳しく説明する。図３は、大気圧プラズマ処理方法を採用した、本発明に有用なジェット方式の表面層製造装置の一例を示した概略図である。ジェット方式の表面層製造装置は、プラズマ放電処理装置１１０、ガス供給手段１５０を有している装置である。

プラズマ放電処理装置１１０は、第１電極１１１と第２電極１１２から構成されている対向電極を有しており、該対向電極間に、第１電極１１１からは第１電源１２１からの周波数ω_１、電界強度Ｖ_１、電流Ｉ_１の第１の高周波電界が印加され、また第２電極１１２からは第２電源１２２からの周波数ω_２、電界強度Ｖ_２、電流Ｉ_２の第２の高周波電界が印加されるようになっている。第１電源１２１は第２電源１２２より高い高周波電界強度（Ｖ_１＞Ｖ_２）を印加出来、また第１電源１２１の第１の周波数ω_１は第２電源１２２の第２の周波数ω_２より低い周波数を印加出来る。

第１電極１１１と第１電源１２１との間には、第１フィルタ１２３が設置されており、第１電源１２１から第１電極１１１への電流を通過しやすくし、第２電源１２２からの電流をアースして、第２電源１２２から第１電源１２１への電流が通過しにくくなるように設計されている。通過しにくいとは、好ましくは、電流の２０％以下、より好ましくは１０％以下しか通さないことをいう。逆に通過しやすいとは、好ましくは電流の８０％以上、より好ましくは９０％以上を通すことをいう。

第２電極１１２と第２電源１２２との間には、第２フィルタ１２４が設置されており、第２電源１２２から第２電極１２２への電流を通過しやすくし、第１電源１２１からの電流をアースして、第１電源１２１から第２電源１２２への電流を通過しにくくするように設計されている。

表面層の製造に際しては、第１電極１１１と第２電極１１２との対向電極間（放電空間）１１３に、ガス供給手段１５０のガス発生装置１５１で発生させたガスＧを導入し、第１電極１１１と第２電極１１２から高周波電界を印加して放電を発生させ、ガスＧをプラズマ状態にしながら対向電極の下側（紙面下側）にジェット状に吹き出させて、対向電極下面と基材Ｆとで作る処理空間をプラズマ状態のガスＧ°で満たし、処理位置１１４付近で、基材Ｆの上に所定の表面層を形成させる。基材Ｆは静置されていても、搬送されていてもよい。表面層形成中、電極温度調節手段（図示せず）から媒体が配管を通って電極を加熱または冷却する。プラズマ放電処理の際の基材の温度によっては、得られる表面層の物性や組成等は変化することがあり、これに対して適宜制御することが望ましい。温度調節の媒体としては、蒸留水、油等の絶縁性材料が好ましく用いられる。プラズマ放電処理の際、幅手方向あるいは長手方向での基材の温度ムラが出来るだけ生じないように電極の内部の温度を均等に調節することが望まれる。

プラズマ放電処理は、大気圧もしくはその近傍の圧力下で行われるが、大気圧もしくはその近傍の圧力とは２０ｋＰａ〜１１０ｋＰａ程度であり、９３ｋＰａ〜１０４ｋＰａが好ましい。

放電条件は、放電空間に、前記第１の高周波電界と第２の高周波電界とを重畳し、前記第１の高周波電界の周波数ω_１より前記第２の高周波電界の周波数ω_２が高く、且つ、前記第１の高周波電界の強さＶ_１、前記第２の高周波電界の強さＶ_２および放電開始電界の強さＩＶとの関係が、
Ｖ_１≧ＩＶ＞Ｖ_２ または Ｖ_１＞ＩＶ≧Ｖ_２；
を満たし、前記第２の高周波電界の出力密度が、１Ｗ／ｃｍ^２以上である。

高周波とは、少なくとも０．５ｋＨｚの周波数を有するものを言う。重畳する高周波電界が、ともにサイン波である場合、第１の高周波電界の周波数ω_１と該周波数ω_１より高い第２の高周波電界の周波数ω_２とを重ね合わせた成分となり、その波形は周波数ω_１のサイン波上に、それより高い周波数ω_２のサイン波が重なった鋸歯状の波形となる。

放電開始電界の強さとは、実際の表面層形成に使用される放電空間（電極の構成など）および反応条件（ガス条件など）において放電を起こすことの出来る最低電界強度のことを指す。放電開始電界強度は、放電空間に供給されるガス種や電極の誘電体種または電極間距離などによって多少変動するが、同じ放電空間においては、放電ガスの放電開始電界強度に支配される。

本明細書中、高周波電界強度（印加電界強度）と放電開始電界強度は、下記の方法で測定されたものをいう。

高周波電界強度Ｖ_１及びＶ_２（単位：ｋＶ／ｍｍ）の測定方法：
各電極部に高周波電圧プローブ（Ｐ６０１５Ａ）を設置し、該高周波電圧プローブの出力信号をオシロスコープ（Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ社製、ＴＤＳ３０１２Ｂ）に接続し、電界強度を測定する。

放電開始電界強度ＩＶ（単位：ｋＶ／ｍｍ）の測定方法：
電極間に放電ガスを供給し、この電極間の電界強度を増大させていき、放電が始まる電界強度を放電開始電界強度ＩＶと定義する。測定器は上記高周波電界強度測定と同じである。

上記測定に使用する高周波電圧プローブとオシロスコープの位置関係を図３に示す。図３において、１２５及び１２６は高周波電圧プローブであり、１２７及び１２８はオシロスコープである。

上記でサイン波等の連続波の重畳について説明したが、これに限られるものではなく、両方パルス波であっても、一方が連続波でもう一方がパルス波であってもかまわない。また、更に第３の電界を有していてもよい。

第１電源１２１の周波数としては、２００ｋＨｚ以下が好ましく用いることが出来る。またこの電界波形としては、連続波でもパルス波でもよい。下限は１ｋＨｚ程度が望ましい。
第２電源１２２の周波数としては、８００ｋＨｚ以上が好ましく用いられる。この第２電源の周波数が高い程、プラズマ密度が高くなり、緻密で良質な表面層が得られる。上限は２００ＭＨｚ程度が望ましい。

電流はＩ_１＜Ｉ_２となることが好ましい。第１の高周波電界の電流Ｉ_１は、好ましくは０．３ｍＡ／ｃｍ^２〜２０ｍＡ／ｃｍ^２、さらに好ましくは１．０ｍＡ／ｃｍ^２〜２０ｍＡ／ｃｍ^２である。また、第２の高周波電界の電流Ｉ_２は、好ましくは１０ｍＡ／ｃｍ^２〜１００ｍＡ／ｃｍ^２、さらに好ましくは２０ｍＡ／ｃｍ^２〜１００ｍＡ／ｃｍ^２である。

第１フィルタ１２３としては、第２電源の周波数に応じて数１０ｐＦ〜数万ｐＦのコンデンサ、もしくは数μＨ程度のコイルを用いることが出来る。
第２フィルタ１２４としては、第１電源の周波数に応じて１０μＨ以上のコイルを用い、これらのコイルまたはコンデンサを介してアース接地することでフィルタとして使用出来る。

第１電源（高周波電源）１２１としては、
印加電源記号 メーカー 周波数 製品名
Ａ１ 神鋼電機 ３ｋＨｚ ＳＰＧ３−４５００
Ａ２ 神鋼電機 ５ｋＨｚ ＳＰＧ５−４５００
Ａ３ 春日電機 １５ｋＨｚ ＡＧＩ−０２３
Ａ４ 神鋼電機 ５０ｋＨｚ ＳＰＧ５０−４５００
Ａ５ ハイデン研究所 １００ｋＨｚ＊ ＰＨＦ−６ｋ
Ａ６ パール工業 ２００ｋＨｚ ＣＦ−２０００−２００ｋ
Ａ７ パール工業 ４００ｋＨｚ ＣＦ−２０００−４００ｋ
等の市販のものを挙げることが出来、何れも使用することが出来る。

第２電源（高周波電源）１２２としては、
印加電源記号 メーカー 周波数 製品名
Ｂ１ パール工業 ８００ｋＨｚ ＣＦ−２０００−８００ｋ
Ｂ２ パール工業 ２ＭＨｚ ＣＦ−２０００−２Ｍ
Ｂ３ パール工業 １３．５６ＭＨｚ ＣＦ−５０００−１３Ｍ
Ｂ４ パール工業 ２７ＭＨｚ ＣＦ−２０００−２７Ｍ
Ｂ５ パール工業 １５０ＭＨｚ ＣＦ−２０００−１５０Ｍ
等の市販のものを挙げることが出来、何れも好ましく使用出来る。

なお、上記電源のうち、＊印はハイデン研究所インパルス高周波電源（連続モードで１００ｋＨｚ）である。それ以外は連続サイン波のみ印加可能な高周波電源である。

対向する電極間に印加する電力は、第２電極（第２の高周波電界）１１２に１Ｗ／ｃｍ^２以上の電力（出力密度）を供給し、放電ガスを励起してプラズマを発生させ、エネルギーを表面層形成ガスに与え、表面層を形成する。第２電極に供給する電力の上限値としては、好ましくは５０Ｗ／ｃｍ^２、より好ましくは２０Ｗ／ｃｍ^２である。下限値は、好ましくは１．２Ｗ／ｃｍ^２である。なお、放電面積（ｃｍ^２）は、電極において放電が起こる範囲の面積のことを指す。

第１電極（第１の高周波電界）１１１にも、１Ｗ／ｃｍ^２以上の電力（出力密度）を供給することにより、第２の高周波電界の均一性を維持したまま、出力密度を向上させることが出来る。これにより、更なる均一高密度プラズマを生成出来、更なる製膜速度の向上と膜質の向上が両立出来る。好ましくは５Ｗ／ｃｍ^２以上である。第１電極に供給する電力の上限値は、好ましくは５０Ｗ／ｃｍ^２である。

このような大気圧プラズマによる表面層の製造に使用される電極は、構造的にも、性能的にも過酷な条件に耐えられるものでなければならない。このような電極としては、金属質母材上に誘電体を被覆したものであることが好ましい。

誘電体被覆電極においては、様々な金属質母材と誘電体との間に特性が合うものが好ましく、その一つの特性として、金属質母材と誘電体との線熱膨張係数の差が１０×１０^−６／℃以下となる組み合わせのものである。好ましくは８×１０^−６／℃以下、更に好ましくは５×１０^−６／℃以下、更に好ましくは２×１０^−６／℃以下である。なお、線熱膨張係数とは、周知の材料特有の物性値である。

線熱膨張係数の差が、この範囲にある導電性の金属質母材と誘電体との組み合わせとしては、
１：金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がセラミックス溶射被膜
２：金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がガラスライニング
３：金属質母材がステンレススティールで、誘電体がセラミックス溶射被膜
４：金属質母材がステンレススティールで、誘電体がガラスライニング
５：金属質母材がセラミックスおよび鉄の複合材料で、誘電体がセラミックス溶射被膜
６：金属質母材がセラミックスおよび鉄の複合材料で、誘電体がガラスライニング
７：金属質母材がセラミックスおよびアルミの複合材料で、誘電体がセラミックス溶射皮膜
８：金属質母材がセラミックスおよびアルミの複合材料で、誘電体がガラスライニング
等がある。線熱膨張係数の差という観点では、上記１項または２項および５〜８項が好ましく、特に１項が好ましい。

誘電体の求められる特性としては、具体的には、比誘電率が６〜４５の無機化合物であることが好ましく、また、このような誘電体としては、アルミナ、窒化珪素等のセラミックス、あるいは、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス等のガラスライニング材等がある。この中では、セラミックスを溶射したものやガラスライニングにより設けたものが好ましい。特にアルミナを溶射して設けた誘電体が好ましい。

大電力に耐える別の好ましい仕様としては、誘電体の厚みが０．５〜２ｍｍであることである。この膜厚変動は、５％以下であることが望ましく、好ましくは３％以下、更に好ましくは１％以下である。

対向する第１電極１１１および第２電極１１２の電極間距離は、電極の一方に誘電体を設けた場合、該誘電体表面ともう一方の電極の導電性の金属質母材表面との最短距離のことを言う。双方の電極に誘電体を設けた場合、誘電体表面同士の距離の最短距離のことを言う。電極間距離は、導電性の金属質母材に設けた誘電体の厚さ、印加電界強度の大きさ、プラズマを利用する目的等を考慮して決定されるが、いずれの場合も均一な放電を行う観点から０．１〜２０ｍｍが好ましく、特に好ましくは０．５〜２ｍｍである。

放電空間に供給されるガスＧは、少なくとも放電ガスおよび表面層形成ガスを含有する。放電ガスと表面層形成ガスは混合して供給してもよいし、別々に供給してもかまわない。放電空間に供給するガスは、所望により、表面層形成の反応を促進する反応ガスを含有してもよい。

放電ガスとは、表面層形成可能なグロー放電を起こすことの出来るガスである。放電ガスとしては、窒素、希ガス、空気などがあり、これらを単独で放電ガスとして用いても、混合して用いてもかまわない。本発明において、放電ガスとして好ましいのは窒素である。放電ガスの５０〜１００体積％が窒素ガスであることが好ましい。このとき、窒素以外の放電ガスとしては、希ガスを５０体積％未満含有することが好ましい。また、放電ガスの量は、放電空間に供給する全ガス量に対し、７０〜９９．９体積％含有することが好ましい。

表面層形成ガスとは、放電空間でそれ自身が励起してプラズマ状態となり、基材上に化学的に堆積して表面層を形成する原料のガスであり、表面層を構成させるべき化合物の種類に応じて適宜選択される。表面層形成ガスの原料としては、常温で気体または液体の有機金属化合物、特にアルキル金属化合物や金属アルコキシド化合物、有機金属錯体化合物が用いられる。これら原料における相状態は常温常圧において必ずしも気相である必要はなく、ガス発生装置１５１で加熱或は減圧等により溶融、蒸発、昇華等を経て気化し得るものであれば、液相でも固相でも使用可能である。

表面層形成ガスとしては、例えば、ケイ素化合物、チタン化合物、アルミニウム化合物等が使用可能である。
ケイ素化合物の具体例として、例えば、シラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラｎ−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラｎ−ブトキシシラン、テトラｔ−ブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ビス（ジメチルアミノ）ジメチルシラン、ビス（ジメチルアミノ）メチルビニルシラン、ビス（エチルアミノ）ジメチルシラン、Ｎ，Ｏ−ビス（トリメチルシリル）アセトアミド、ビス（トリメチルシリル）カルボジイミド、ジエチルアミノトリメチルシラン、ジメチルアミノジメチルシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、ヘプタメチルジシラザン、ノナメチルトリシラザン、オクタメチルシクロテトラシラザン、テトラキスジメチルアミノシラン、テトライソシアナートシラン、テトラメチルジシラザン、トリス（ジメチルアミノ）シラン、トリエトキシフルオロシラン、アリルジメチルシラン、アリルトリメチルシラン、ベンジルトリメチルシラン、ビス（トリメチルシリル）アセチレン、１，４−ビストリメチルシリル−１，３−ブタジイン、ジ−ｔ−ブチルシラン、１，３−ジシラブタン、ビス（トリメチルシリル）メタン、シクロペンタジエニルトリメチルシラン、フェニルジメチルシラン、フェニルトリメチルシラン、プロパルギルトリメチルシラン、テトラメチルシラン、トリメチルシリルアセチレン、１−（トリメチルシリル）−１−プロピン、トリス（トリメチルシリル）メタン、トリス（トリメチルシリル）シラン、ビニルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロテトラシロキサン、Ｍシリケート５１などが挙げられるがこれらに限定されない。

チタン化合物の具体例として、例えば、テトラジメチルアミノチタンなどの有機金属化合物、モノチタン、ジチタンなどの金属水素化合物、二塩化チタン、三塩化チタン、四塩化チタンなどの金属ハロゲン化合物、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタンなどの金属アルコキシドなどが挙げられるがこれらに限定されない。

アルミニウム化合物の具体例として、例えば、アルミニウムｎ−ブトキシド、アルミニウムｓ−ブトキシド、アルミニウムｔ−ブトキシド、アルミニウムジイソプロポキシドエチルアセトアセテート、アルミニウムエトキシド、アルミニウムヘキサフルオロペンタンジオネート、アルミニウムイソプロポキシド、４−ペンタンジオネート、ジメチルアルミニウムクロライドなどが挙げられるがこれらに限定されない。

これらの原料は、単独で用いても良いが、２種以上の成分を混合して使用するようにしても良い。

表面層形成性ガスについて、放電プラズマ処理により基材上に均一な表面層を形成する観点から、全ガス中の含有率は、０．０１〜１０体積％で有することが好ましいが、更に好ましくは、０．０１〜５体積％である。

反応ガスとしては、酸素、オゾン、過酸化水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水素、アンモニア等を挙げることが出来るが、酸素、一酸素化炭素及び水素が好ましく、これらから選択される成分を混合させるのが好ましい。その含有量はガス全量に対して０．０１〜３０体積％含有させることが好ましく、それによって反応促進され、且つ、緻密で良質な表面層を形成することが出来る。

表面層１７１を形成することなしに、リブ１７自体の表面に所定の表面粗さを付与する方法として、例えば、フォトリソグラフ法における現像時間（現像液への浸漬時間）により調整することが可能である。例えば、フォトリソグラフィ法において現像時間を短くすると、Ｒａは大きくなり、Ｓｍは小さくなる。現像時間を長くすると、Ｒａは小さくなり、Ｓｍは大きくなる。

図１において間隙１８における表示粒子との接触面のうち、基板側の面におけるＲａおよびＳｍはそれぞれ、リブ１７の表示粒子接触面と同様の範囲内の値を有することが、コントラスト耐久性の観点から好ましい。

上記した基板側の面とは、間隙１８における表示粒子との接触面のうち、基板のそばの面、すなわち基板と略平行の面を意味し、図１中、面２０ａ、２０ｂを指すものである。図１（ａ）および（ｂ）において、基板側の面２０ａ、２０ｂの両方は、リブ１７の表示粒子接触面が有する所定の表面粗さと同様の表面粗さを有するものではなく、例えば、Ｒａは０．００１〜０．５０μｍ、Ｓｍは０．１０〜５．００μｍであってよい。本発明においては基板側の面２０ａ、２０ｂのうち、好ましくは少なくとも一方の基板側の面、より好ましくは少なくとも視認方向上流の基板側の面２０ａ、最も好ましくは両方の面がリブ１７の表示粒子接触面と同様の所定の表面粗さを有する。

所定の表面粗さを好ましく有する基板側の面は、画像表示装置の構造によって異なり、例えば、絶縁層１６の表面、電極１５の表面、基板１１および／または１２の表面であってよい。具体的には、例えば、図１（ａ）および（ｂ）の画像表示装置の場合、絶縁層１６の表面が基板側の面である。また例えば、図１（ａ）の画像表示装置において絶縁層を有さない場合、電極１５の表面が基板側の面である。また例えば、図１（ｂ）の画像表示装置において絶縁層を有さない場合、基板１１および／または１２の表面が基板側の面である。

基板側の面２０ａ、２０ｂへの所定の表面粗さの付与方法は、当該面に対して表面層を形成し、当該表面層の表面に所定の表面粗さを付与する方法（１）を採用してもよいし、または表面層を形成することなしに、当該面自体を粗面化して、所定の表面粗さを付与する方法（２）を採用してもよい。

方法（１）を採用する場合、前記した大気圧プラズマ処理方法が採用でき、基板側の面２０ａ、２０ｂに形成される表面層は、リブ表面に形成される前記表面層１７１と同様の範囲内のものであってよい。
方法（２）を採用する場合、前記したフォトリソグラフ法において現像時間を調整する方法が採用できる。

少なくともリブ１７における所定の表面粗さを有する面、好ましくは当該面および前記基板側の面は、疎水化処理されていることが好ましい。これによって疎水化膜が形成され、表示粒子の付着力がより一層、有効に低減されるので、コントラスト耐久性が顕著に向上する。

疎水化処理は、所定の面に疎水化剤またはその溶液を接触させた状態で、加熱した後、乾燥させることによって達成できる。

疎水化剤は、電子写真用トナーの分野でトナー粒子に外添される無機微粒子の疎水化剤として従来から使用されている公知の疎水化剤が使用可能である。そのような疎水化剤として、例えば、シランカップリング剤、シリコーンオイル等が使用可能である。
シランカップリング剤の具体例として、例えば、ジメチルジクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、メタクリルシラン、オクチルシラン等が挙げられる。
シリコーンオイルの具体例として、例えば、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル等が挙げられる。シリコーンオイルは市販品として入手可能なＫＦ−９９、Ｘ−２２−４０３９、ＫＦ−１０１、Ｘ−２２−１７０ＢＸ（信越化学工業社製）、ＦＺ−３７０４、ＳＦ８４１１ＦＬＵＩＤ（東レ・ダウコーニング社製）が使用可能である。

疎水化処理時の加熱温度および加熱時間は通常、５０〜１５０℃および０．５〜２０時間が好ましい。
処理液の疎水化剤濃度は５０体積％以上が好適である。
処理液に含まれてよい溶媒は、特に制限されるものではなく、有機溶剤が使用可能である。そのような有機溶剤の具体例として、例えば、テトラヒドロフラン、アセトン、ＭＥＫ、シクロヘキサノン、トルエン等が挙げられる。

次に、画像表示装置１０の間隙１８での表示粒子の挙動について説明する。
本発明に係る画像表示装置は、２枚の基板間に電圧を印加されて電界が形成されると、基板間に存在する帯電表示粒子は、電界方向に沿って移動する様になる。この様に、表示粒子が存在する基板間に電圧を印加することにより、帯電した表示粒子が基板間を移動して画像表示を行うものである。

本発明に係る画像表示装置における画像表示は以下の手順により行われるものである。
（１）表示媒体として用いる表示粒子を、キャリアによる摩擦帯電等の公知の方法により帯電させ、帯電表示粒子にする。
（２）対向する２枚の基板間に帯電表示粒子を封入し、この状態で基板間に電圧を印加する。
（３）基板間への電圧印加により、基板間に電界が形成される。
（４）帯電表示粒子は、クーロン力の作用により電界方向に沿って基板表面に引き寄せられることにより帯電表示粒子が移動し、画像表示が行える様になる。
（５）また、基板間の電界方向を変えることにより、帯電表示粒子の移動方向を切り換える。この移動方向の切換えにより画像表示を様々に変えることができる。

上述した公知の方法による表示粒子の帯電方法としては、たとえば、キャリアに表示粒子を接触させて摩擦帯電により帯電させる方法、帯電性の異なる２色の表示粒子を混合して振とう器で撹拌して粒子間の摩擦帯電により表示粒子を帯電させる方法等が挙げられる。

基板間への電圧印加に伴う表示粒子の移動の例を図４と図５に示す。
図４（ａ）は、基板１１と１２の間に電圧を印加する前の状態を示しており、電圧印加前は視認側の基板１１近傍には正に帯電した白色粒子２２が存在している。この状態は画像表示装置１０が白色画像を表示しているものである。また、図４（ｂ）は、電極１５に電圧を印加した後の状態を示しており、電圧印加により負に帯電した黒色粒子２１が視認側の基板１１近傍に移動し、白色粒子２２は基板１２側に移動している。この状態は画像表示装置１０が黒色画像を表示しているものである。

図５は、図１（ｂ）に示した画像表示装置１０に電極を有さないタイプのものを電圧印加装置３０にセットし、この状態で電圧を印加する前の様子（図５（ａ））と電圧を印加した後の様子（図５（ｂ））を示したものである。図１（ｂ）に示すタイプの画像表示装置１０も、電極１５を有する画像表示装置１０と同様、電圧印加により負に帯電した黒色粒子２１が視認側の基板１１近傍に移動し、正に帯電した白色粒子２２は基板１２側に移動している。

次に、図１に示す画像表示装置１０を構成する基板１１、１２、電極１５、絶縁層１６および表示粒子（黒色粒子２１および白色粒子２２）について説明する。

先ず、画像表示装置１０を構成する基板１１と１２について説明する。画像表示装置１０では、観察者は基板１１と１２の少なくとも一方の側から表示粒子により形成される画像を視認するので、観察者が視認する側に設けられる基板は透明な材質のものが求められる。したがって、観察者が画像を視認する側に使用される基板は、たとえば可視光透過率が８０％以上の光透過性の材料が好ましく、８０％以上の可視光透過率を有することにより十分な視認性が得られる。なお、画像表示装置１０を構成する基板のうち、画像を視認する側の反対側に設けられる基板の材質は必ずしも透明なものである必要はない。

基板１１、１２の厚さは、それぞれ２μｍ〜５ｍｍが好ましく、さらに、５μｍ〜２ｍｍがより好ましい。基板１１、１２の厚さが上記範囲のとき、画像表示装置１０に十分な強度を付与するとともに基板の間隔を均一に保つことができる。また、基板の厚さを上記範囲とすることでコンパクトで軽量な画像表示装置を提供することができるので、広い分野での当該画像表示装置の使用を促進させる。さらに、画像を視認する側の基板の厚みを上記範囲とすることにより、表示画像の正確な視認が行え表示品質に支障を与えない。

可視光透過率が８０％以上の材料としては、ガラスや石英等の可撓性を有さない無機材料や、後述する樹脂材料に代表される有機材料や金属シート等が挙げられる。このうち、有機材料や金属シートは画像表示装置にある程度の可撓性を付与することができる。可視光透過率を８０％以上とすることが可能な樹脂材料としては、たとえば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等に代表されるポリエステル樹脂や、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）に代表されるアクリル酸エステルやメタクリル酸エステルの重合体であるアクリル樹脂やポリエチレン樹脂等のビニル系の重合性単量体をラジカル重合して得られる透明樹脂も挙げられる。

電極１５は基板１１と１２の面上に設けられ、電圧印加により基板間すなわち間隙１８に電界を形成するものである。電極１５は、前述の基板と同様に、観察者が画像を視認する側に透明なものを設ける必要がある。

画像を視認する側に設けられる電極の厚みは、導電性を確保するとともに光透過性に支障を来さないレベルにすることが求められ、具体的には３ｎｍ〜１μｍが好ましく、５ｎｍ〜４００ｎｍがより好ましい。なお、画像を視認する側に設けられる電極の可視光透過率は、基板同様、８０％以上とすることが好ましい。画像を視認する側の反対側に設けられる電極の厚みも上記範囲とすることが好ましいが、透明なものにする必要はない。

電極１５の構成材料としては、金属材料や導電性金属酸化物、あるいは、導電性高分子材料等が挙げられる。具体的な金属材料としては、たとえば、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等が挙げられ、導電性金属酸化物の具体例としては、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム、アンチモン・スズ酸化物（ＡＴＯ）、酸化スズ、酸化亜鉛等が挙げられる。さらに、導電性高分子材料としては、たとえば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン等が挙げられる。

電極１５を基板１１や１２上に形成する方法としては、たとえば、薄膜上の電極を設ける場合には、スパッタリング法や真空蒸着法、化学蒸着法（ＣＶＤ法；Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、塗布法等が挙げられる。また、導電性材料を溶媒やバインダ樹脂に混合させ、この混合物を基板に塗布して電極を形成する方法もある。

絶縁層１６は必ずしも設けなければならないというわけではない。本発明においては、初期コントラストおよびコントラスト安定性のさらなる向上の観点から、絶縁層を設けることが好ましい。
絶縁層１６を構成する材料としては、電気絶縁性を有する薄膜化可能な材料であって、所望により透明性を有するものである。画像を視認する側に設けられる絶縁層は可視光透過率を、基板同様、８０％以上とすることが好ましい。具体例として、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。

絶縁層１６の厚みは０．０１μｍ以上１０．０μｍ以下とすることが好ましい。すなわち、絶縁層１６の厚みが上記範囲の時は、電極間にそれほど大きな電圧を印加せずに表示粒子２１，２２が移動でき、たとえば、電気泳動法による画像形成で印加したレベルの電圧を付与して画像表示が行えるので好ましい。

表示粒子は、正帯電の表示粒子および負帯電の表示粒子を含むものである。詳しくは、混合によって互いに摩擦接触させたり、または電荷付与材料としての鉄粉（キャリア）等の基準材料に対して摩擦接触させたりしたときに、正帯電性を示す表示粒子と、負帯電性を示す表示粒子とを含む表示粒子を使用する。それらの表示粒子は通常、帯電極性だけでなく、色も異なるので、画像表示装置において基板間に電界を発生させたとき、視認方向上流側の基板に移動・付着する表示粒子と、視認方向下流側の基板上に残留・付着する表示粒子との間で、当該色の差に基づいて、表示画像を視覚的に認識できるようになる。例えば、正帯電の表示粒子または負帯電の表示粒子の一方を白色とし、他方を黒色とすることができ、このときの黒色粒子２１および白色粒子２２が前記した図面に示されている。

正帯電の表示粒子および負帯電の表示粒子はそれぞれ、通常は母体粒子に外添剤が外添されてなる。本明細書中、単に「表示粒子」というときは、正帯電の表示粒子および負帯電の表示粒子を包含して意味するものとする。

母体粒子は、少なくとも樹脂および着色剤を含有する着色樹脂粒子であり、所望によりさらに荷電制御剤、蛍光増白剤等の添加剤を含有してもよい。母体粒子は通常、正帯電表示粒子に含まれる母体粒子と、負帯電表示粒子に含まれる母体粒子との間で、異なる色の着色剤が含まれる。例えば、白色母体粒子と、黒色母体粒子とが組み合わせて使用される。

母体粒子を構成する樹脂は、特に限定されるものではなく、下記に示すビニル系樹脂と呼ばれる重合体がその代表的なものであり、ビニル系樹脂の他に、例えば、ポリアミド樹脂やポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂等の縮合系の樹脂が挙げられる。ビニル系樹脂の具体例としては、例えば、ポリスチレン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリメタクリル樹脂の他、エチレン単量体やプロピレン単量体より形成されるポリオレフィン樹脂等が挙げられる。また、ビニル系樹脂以外の樹脂としては、前述した縮合系樹脂の他に、例えば、ポリエーテル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。

母体粒子に使用可能な樹脂を構成する重合体は、これらの樹脂を形成する重合性単量体を少なくとも１種類用いて得られるものの他、複数種類の重合性単量体を組み合わせて製造することもできる。複数種類の重合性単量体を組み合わせて樹脂を製造する場合、たとえば、ブロック共重合体やグラフト共重合体、ランダム共重合体といった共重合体を形成する方法の他、複数種類の樹脂を混ぜ合わせるポリマーブレンド法による樹脂形成もある。
樹脂を選択することにより表示粒子の帯電極性を制御できる。

着色剤は、特に限定されるものではなく、電子写真用トナーの分野で公知の顔料が用いられる。このうち、例えば、白色母体粒子を構成する白色顔料としては、たとえば、酸化亜鉛（亜鉛華）、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム等が挙げられ、その中でも酸化チタンが好ましい。また例えば、黒色母体粒子を構成する黒色顔料としては、たとえば、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、活性炭等が挙げられ、その中でもカーボンブラックが好ましい。着色剤の含有量は特に制限されず、例えば、樹脂１００重量部に対して１〜２００重量部であってよい。

荷電制御剤は、特に限定されるものではなく、電子写真用トナーの分野で公知の荷電制御剤が用いられる。このうち、例えば、サリチル酸金属錯体、含金属アゾ染料、４級アンモニウム塩化合物、ニトリイミダゾール誘導体等の負荷電制御剤を含有する母体粒子は負極性に帯電する傾向が強い。また例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン化合物、イミダゾール誘導体等の正荷電制御剤を含有する母体粒子は正極性に帯電する傾向が強い。荷電制御剤の含有量は特に制限されず、例えば、樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部であってよい。

母体粒子の製造方法は、特に限定されるものではなく、たとえば、電子写真方式の画像形成に使用されるトナーの製造方法等、樹脂と着色剤を含有する粒子を製造する公知の方法を応用することにより対応が可能である。母体粒子の具体的な製造方法としては、たとえば、以下の方法が挙げられる。
（１）樹脂と着色剤とを混練した後、粉砕、分級の各工程を経て母体粒子を製造する方法；
（２）水系媒体中で重合性単量体と着色剤を機械的に撹拌して液滴を形成した後、重合を行って母体粒子を製造する、いわゆる懸濁重合法；
（３）界面活性剤を含有させた水系媒体中に重合性単量体を滴下し、ミセル中で重合反応を行って１００〜１５０ｎｍの重合体粒子を製造した後、着色剤粒子と凝集剤を添加してこれらの粒子を凝集・融着させて母体粒子を製造する、いわゆる乳化重合凝集法。

外添剤としては、無機微粒子および樹脂微粒子が使用可能である。
無機微粒子は、電子写真用トナーの分野で従来から外添剤として使用されている公知の無機微粒子が使用可能であり、例えば、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化タングステン等の金属酸化物、窒化チタン等の窒化物、チタン化合物が挙げられる。無機微粒子は流動性向上、環境安定性の観点から疎水性を有することが好ましい。疎水性は、無機微粒子を、アミノシランカップリング剤等の表面処理剤によって表面処理することによって付与可能である。
樹脂微粒子は、電子写真用トナーの分野で従来から外添剤として使用されている公知の樹脂微粒子が使用可能であり、例えば、母体粒子を構成する樹脂として例示した樹脂からなる微粒子が挙げられる。

外添剤の平均一次粒径は通常、５〜２５０ｎｍであり、帯電性の付与、流動性向上の観点からは、平均一次粒径が５ｎｍ〜１００ｎｍのものを使用すること、もしくは、平均一次粒径が５〜１００ｎｍのものと３０ｎｍ〜２５０ｎｍのものとを併用することが好ましい。これにより表示粒子の帯電性調整、流動性向上が可能になり、表示粒子の基板等に対する付着力が低減されるため、駆動電圧が低減し、濃度ばらつきが軽減され、コントラストがより一層向上する。

外添剤の含有量は、帯電調整、流動性向上の観点から、母体粒子１００重量部に対して０．１〜５０重量部、特に１〜２０重量部が好ましい。外添剤は２種類以上組み合わせて使用されてよく、その場合、それらの合計量が上記範囲内であればよい。

表示粒子の体積平均粒径Ｄは１〜５０μｍであり、電界による移動の容易性および濃度バラツキの軽減の観点から、好ましくは５〜２０μｍである。正帯電表示粒子および負帯電表示粒子の全表示粒子の体積平均粒径をＤとし、当該値が上記範囲内であればよい。表示粒子の体積平均粒径は通常、母体粒子の体積平均粒径と同値である。

表示粒子の体積平均粒径Ｄはいわゆる体積基準メディアン径（ｄ５０径）であって、マルチサイザー３（ベックマン・コールター社製）に、データ処理用のコンピューターシステムを接続した装置を用いて測定、算出することができる。
測定手順としては、サンプル０．０２ｇを界面活性剤溶液２０ｍｌ（粒子を分散させるためのもので、界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で１０倍希釈した界面活性剤溶液）で馴染ませた後、超音波分散を１分間行い、分散液を作製する。この分散液を、サンプルスタンド内のＩＳＯＴＯＮＩＩ（ベックマン・コールター社製）の入ったビーカーに、測定濃度１０％になるまでピペットにて注入し、測定機カウントを２５００個に設定して測定する。なお、マルチサイザー３のアパチャー径は５０μｍのものを使用する。

画像表示装置は、例えば以下に示す電子写真現像方式によって製造可能である。
基板１１，１２に、電極１５および絶縁層１６を形成し、一対の電極付き基板を得る。一方の電極付き基板１２の絶縁層１６上に、リブ１７を前記した方法により形成する。さらに、少なくともリブ１７の表面に、前記した大気圧プラズマ処理方法により、所定の表面粗さを有する表面層１７１を形成する。表示粒子２１およびキャリア２１０を混合することにより表示粒子２１を負帯電させ、混合物（２１，２１０）を、図６（ａ）に示すように、導電性のステージ１００上に置き、電極・リブ付き基板１２を、ステージ１００と所定の間隔を空けて設置する。次いで、図６（ａ）に示すように、電極１５に正極性の直流電圧と交流電圧を印加して、絶縁層１６上に負帯電の表示粒子２１を付着させる。

表示粒子２２およびキャリア２２０を混合することにより表示粒子２２を正帯電させ、混合物（２２，２２０）を、図６（ｂ）に示すように、導電性のステージ１００上に置き、他方の電極付き基板１１を、ステージ１００と所定の間隔を空けて設置する。次いで、図６（ｂ）に示すように、電極１５に負極性の直流電圧と交流電圧を印加して、絶縁層１６上に正帯電の表示粒子２２を付着させる。負帯電の表示粒子を付着させた電極・リブ付き基板１２と、正帯電の表示粒子を付着させた電極付き基板１１とを、図６（ｃ）に示すように、所定の間隔になるようにリブで調整して重ね、基板周辺を接着し、画像表示装置を得ることができる。

間隙１８内における表示粒子の体積占有率は、５％乃至７０％であり、好ましくは１０％乃至６０％である。表示粒子の体積占有率を上記範囲にすることにより、間隙１８内で表示粒子がスムーズに移動でき、また、コントラストのよい画像が得られる。
正帯電の表示粒子と負帯電の表示粒子との含有割合は本発明の目的が達成される限り特に制限されず、通常は略同量である。

＜実施例１＞
［白色表示粒子の製造］
下記した樹脂及び酸化チタンをヘンシェルミキサ（三井三池鉱業社製）に投入し、撹拌羽根の周速を２５ｍ／秒に設定して５分間混合処理して混合物とした。
スチレンアクリル樹脂（重量平均分子量２０，０００） １００重量部
アナタース型酸化チタン（平均一次粒径１５０ｎｍ） ３０重量部
上記混合物を二軸押出混練機で混練し、次いで、ハンマーミルで粗粉砕した後、ターボミル粉砕機（ターボ工業社製）で粉砕処理し、さらに、コアンダ効果を利用した気流分級機で微粉分級処理を行って、体積平均粒径が１０．０μｍの白色粒子（母体粒子）を製造した。次に、上記白色粒子１００重量部に、アミノシランカップリング処理されたシリカ微粒子（平均一次粒径５０ｎｍ）を０．６重量部添加し、バイブリダイザー（奈良機械（株）製）を用い、その回転数を１５，０００ｒｐｍに設定し、１０分間の混合処理を行った。引き続きアミノカップリング処理を行った平均一次粒径が１５ｎｍのシリカ微粒子を１．０重量部添加し、同様の処理を行うことにより白色表示粒子を製造した。

［黒色表示粒子の製造］
下記した樹脂及びカーボンブラックをヘンシェルミキサ（三井三池鉱業社製）に投入し、撹拌羽根の周速を２５ｍ／秒に設定して５分間混合処理して混合物とした。
スチレンアクリル樹脂（重量平均分子量２０，０００） １００重量部
カーボンブラック（平均一次粒径２５ｎｍ） １０重量部
上記混合物を二軸押出混練機で混練し、次いで、ハンマーミルで粗粉砕した後、ターボミル粉砕機（ターボ工業社製）で粗粉粉砕し、さらに、コアンダ効果を利用した気流分級機で微粉分級処理を行って、体積平均粒径が１０．０μｍの黒色粒子（母体粒子）を製造した。次に、上記黒色粒子１００重量部に、アミノシランカップリング処理されたシリカ微粒子（平均一次粒径５０ｎｍ）を０．６重量部添加し、バイブリダイザー（奈良機械（株）製）を用い、その回転数を１５，０００ｒｐｍに設定し、１０分間の混合処理を行った。引き続きアミノカップリング処理を行った平均一次粒径が１５ｎｍのシリカ微粒子を１．０重量部添加し、同様の処理を行うことにより黒色表示粒子を製造した。

［白色表示粒子を帯電させるためのキャリアＡ］
平均粒子径８０μｍのフェライトコア１００重量部に対して、フッ素化アクリレート樹脂粒子を２部加え、これら原料を水平回転翼型混合機に投入し、水平回転翼の周速が８ｍ／秒となる条件で２２℃で１０分間混合攪拌した後、９０℃に加熱し４０分攪拌して、キャリアＡを製造した。

［黒色表示粒子を帯電させるためのキャリアＢ］
平均粒子径８０μｍのフェライトコア１００重量部に対して、シクロヘキシルメタクリレート樹脂粒子を２部加え、これら原料を水平回転翼型混合機に投入し、水平回転翼の周速が８ｍ／秒となる条件で２２℃で１０分間混合攪拌した後、９０℃に加熱し４０分攪拌して、キャリアＢを製造した。

［画像表示装置の製造］
画像表示装置は、絶縁層１６を備えないこと以外、図１（ａ）と同様の構造を有するように、以下の方法に従って製造した。
インジウム・スズ酸化物被膜（ＩＴＯ；厚さ５０ｎｍ）の電極を設けた一対のガラス基板（７ｃｍ×７ｃｍ）のうち、一方の基板の電極上に、光硬化性エポキシ樹脂液を乾燥膜厚が５０μｍになるようにスピンコーターで塗布した。その後、格子状のフォトマスク（格子間隔＝１００μｍ、格子幅＝１０μｍ）をエポキシ樹脂膜上に置き、露光機により所定の露光量（ｉ線＝２０ｍＷ、３００ｍＪ）で露光した。更に現像液に５分間浸漬させることにより、非露光部のエポキシ樹脂を除去し、格子間隔＝１００μｍ、格子幅＝１０μｍ、格子高さ＝５０μｍのリブを作製した。そのようなリブを作製した基板を視認方向から見た時、セルは、図２で一例として示すように、四角形状を有し、格子状に配置されていた。

リブを形成した電極付き基板のリブ形成面に対して大気圧プラズマ処理を行った。
詳しくは、図３に示す表面層製造装置により、テトラエトキシシランを用いて、リブの表示粒子との接触面および電極露出面に対して酸化ケイ素の層を形成し、凹凸を付与した。この時の表面層製造装置の各電極を被覆する誘電体は、対向する両電極共に、セラミック溶射加工により片肉で１ｍｍ厚のアルミナを被覆したものを使用した。被覆後の電極間隙は、１ｍｍに設定した。又誘電体を被覆した金属母材は、冷却水による冷却機能を有するステンレス製ジャケット仕様であり、放電中は冷却水による電極温度コントロールを行いながら実施した。

成膜条件を下記に示す。各原料ガスは、加熱することで蒸気を生成し、あらかじめ原料が凝集しないように余熱を行った放電ガス及び反応ガスと混合・希釈した後、放電空間への供給を行い、「リブ付き基板Ａ１」を得た。リブ付き基板のリブ表面における表示粒子との接触面、およびリブ付き基板の電極露出面におけるＲａおよびＳｍを測定した。
（凹凸の形成条件）
放電ガス：Ｎ_２ガス
反応ガス：０_２ガスを全ガスに対し１９体積％
原料ガス：テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を全ガスに対し１．４体積％
膜厚：５０ｎｍ
低周波側電源電力（神鋼電機製高周波電源（５０ｋＨｚ））：１０Ｗ／ｃｍ^２
高周波側電源電力（パール工業製高周波電源（１３．５６ＭＨｚ））：５Ｗ／ｃｍ^２

リブを形成していない電極付き基板は、大気圧プラズマ処理を行うことなしに、そのまま「基板Ｂ」として用いた。基板Ｂの電極露出面におけるＲａは０．００１μｍ、Ｓｍは４．２１μｍであった。

黒色表示粒子１ｇおよびキャリアＢ ９ｇを振とう機（ＹＳ−ＬＤ（株）ヤヨイ製）により３０分間混合することにより、表示粒子を帯電させた。得られた混合物（２１，２１０）を、図６（ａ）に示すように、導電性のステージ１００上に置き、リブ付き基板Ａ１を、ステージ１００と約２ｍｍの間隔を空けて設置した。電極１５とステージ１００との間に、ＤＣバイアス＋５０Ｖ，ＡＣバイアス２．０ｋＶ，周波数２．０ｋＨｚを１０秒間印加して、基板側に負帯電の黒色表示粒子２１を付着させた。なお、本実施例では、図６（ａ）〜（ｃ）において絶縁層１６は形成しないものとする。

白色表示粒子１ｇおよびキャリアＡ ９ｇを振とう機（ＹＳ−ＬＤ（株）ヤヨイ製）により３０分間混合することにより、表示粒子を帯電させた。得られた混合物（２２，２２０）を、図６（ｂ）に示すように、導電性のステージ１００上に置き、基板Ｂを、ステージ１００と約２ｍｍの間隔を空けて設置した。電極１５とステージ１００との間に、ＤＣバイアス−５０Ｖ，ＡＣバイアス２．０ｋＶ，周波数２．０ｋＨｚを１０秒間印加して、基板側に正帯電の白色表示粒子２２を付着させた。

黒色表示粒子を付着させたリブ付き基板Ａ１と、白色表示粒子を付着させた基板Ｂとを、図６（ｃ）に示すように、間隔５０μｍになるようにリブで調整して重ね、基板周辺をエポキシ系接着剤にて接着し、画像表示装置とした。なお、白色表示粒子および黒色表示粒子の混合率は同重量ずつとなるように、またそれら表示粒子のガラス基板間への体積占有率は５０％となるように調整した。

＜実施例２＞
リブ付き基板Ａ１の代わりに、以下の方法により疎水化処理を行ったリブ付き基板Ａ２を用いたこと以外、実施例１と同様の方法により画像表示装置を得た。
１Ｌ用丸形セパラブルフラスコにヘキサメチルジシラザン３００ｍＬを投入し、リブ付き基板Ａ１をその溶液に浸漬した。３つ口セパラブルカバーで蓋をし、冷却管を配置、窒素を流しながら、５０℃で４時間処理を行った。処理後、メタノールにて洗浄を行い、１００℃で２時間乾燥し、「リブ付き基板Ａ２」を得た。

＜実施例３＞
リブ付き基板Ａ１の代わりに、以下の方法で得られたリブ付き基板Ａ３を用いたこと以外、実施例１と同様の方法により画像表示装置を得た。
成膜条件を下記のように変更したこと以外、リブ付き基板Ａ１の製造方法と同様の方法により「リブ付き基板Ａ３」を得た。
（凹凸の形成条件）
放電ガス：Ｎ_２ガス
反応ガス：０_２ガスを全ガスに対し１９体積％
原料ガス：テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を全ガスに対し１．９体積％
膜厚：６５ｎｍ
低周波側電源電力（神鋼電機製高周波電源（５０ｋＨｚ））：１０Ｗ／ｃｍ^２
高周波側電源電力（パール工業製高周波電源（１３．５６ＭＨｚ））：５Ｗ／ｃｍ^２

＜実施例４＞
リブ付き基板Ａ１の代わりに、以下の方法により疎水化処理を行ったリブ付き基板Ａ４を用いたこと以外、実施例１と同様の方法により画像表示装置を得た。
１Ｌ用丸形セパラブルフラスコにヘキサメチルジシラザン３００ｍＬを投入し、リブ付き基板Ａ３をその溶液に浸漬した。３つ口セパラブルカバーで蓋をし、冷却管を配置、窒素を流しながら、５０℃で４時間処理を行った。処理後、メタノールにて洗浄を行い、１００℃で２時間乾燥し、「リブ付き基板Ａ４」を得た。

＜実施例５＞
リブ付き基板Ａ１の代わりに、以下の方法で得られたリブ付き基板Ａ５を用いたこと以外、実施例１と同様の方法により画像表示装置を得た。
電極露出面にマスクを被覆してリブの表示粒子との接触面のみに酸化ケイ素の層を形成し、凹凸を付与したこと以外、リブ付き基板Ａ１の製造方法と同様の方法により「リブ付き基板Ａ５」を得た。

＜実施例６＞
リブ付き基板Ａ１の代わりに、以下の方法で得られたリブ付き基板Ａ６を用いたこと以外、実施例１と同様の方法により画像表示装置を得た。
リブ作製時の現像液への浸漬時間を１分にし、大気圧プラズマ処理を行わなかったこと以外は実施例１と同様にして「リブ付き基板Ａ５」を得た。

＜比較例１＞
リブ付き基板Ａ１の代わりに、以下の方法で得られたリブ付き基板Ｘ１を用いたこと、基板Ｂの代わりに、以下の方法で得られた基板Ｙ１を用いたこと以外、実施例１と同様の方法により画像表示装置を得た。
インジウム・スズ酸化物被膜（ＩＴＯ；厚さ５０ｎｍ）の電極を設けた一対のガラス基板（７ｃｍ×７ｃｍ）のうち、一方の基板の電極上に、ヘキサメチルジシラザンをスピンコーターにて２０００ｒｐｍで塗布し、１００℃にて３０分間乾燥させ、疎水化膜を形成した。そのような疎水化膜の上に、実施例１と同様の方法により、格子状リブを形成し、リブ付き基板Ｘ１を得た。大気圧プラズマ処理は行わなかった。
他方の基板の電極上に、ヘキサメチルジシラザンをスピンコーターにて２０００ｒｐｍで塗布し、１００℃にて３０分間乾燥させ、疎水化膜を形成し、基板Ｙ１を得た。基板Ｙ１の疎水化膜表面におけるＲａは０．００５μｍ、Ｓｍは４．０６μｍであった。

＜比較例２＞
リブ付き基板Ａ１の代わりに、以下の方法で得られたリブ付き基板Ｘ２を用いたこと以外、実施例１と同様の方法により画像表示装置を得た。
リブ表面にマスクを被覆して電極露出面のみに酸化ケイ素の層を形成し、凹凸を付与したこと以外、リブ付き基板Ａ１の製造方法と同様の方法により「リブ付き基板Ｘ２」を得た。

＜比較例３〜６＞
リブ付き基板Ａ１の代わりに、以下の方法で得られたリブ付き基板Ｘ３〜Ｘ６を用いたこと以外、実施例１と同様の方法により画像表示装置を得た。

成膜条件を下記のように変更したこと以外、リブ付き基板Ａ１の製造方法と同様の方法により「リブ付き基板Ｘ３」を得た。
（凹凸の形成条件）
放電ガス：Ｎ_２ガス
反応ガス：０_２ガスを全ガスに対し１９体積％
原料ガス：テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を全ガスに対し０．００５体積％
膜厚：６５ｎｍ
低周波側電源電力（神鋼電機製高周波電源（５０ｋＨｚ））：１０Ｗ／ｃｍ^２
高周波側電源電力（パール工業製高周波電源（１３．５６ＭＨｚ））：５Ｗ／ｃｍ^２

成膜条件を下記のように変更したこと以外、リブ付き基板Ａ１の製造方法と同様の方法により「リブ付き基板Ｘ４」を得た。
（凹凸の形成条件）
放電ガス：Ｎ_２ガス
反応ガス：０_２ガスを全ガスに対し１９体積％
原料ガス：テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を全ガスに対し５．１体積％
膜厚：６５ｎｍ
低周波側電源電力（神鋼電機製高周波電源（５０ｋＨｚ））：１０Ｗ／ｃｍ^２
高周波側電源電力（パール工業製高周波電源（１３．５６ＭＨｚ））：５Ｗ／ｃｍ^２

成膜条件を下記のように変更したこと以外、リブ付き基板Ａ１の製造方法と同様の方法により「リブ付き基板Ｘ５」を得た。
（凹凸の形成条件）
放電ガス：Ｎ_２ガス
反応ガス：０_２ガスを全ガスに対し３２体積％
原料ガス：テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を全ガスに対し１．４体積％
膜厚：６５ｎｍ
低周波側電源電力（神鋼電機製高周波電源（５０ｋＨｚ））：１０Ｗ／ｃｍ^２
高周波側電源電力（パール工業製高周波電源（１３．５６ＭＨｚ））：５Ｗ／ｃｍ^２

成膜条件を下記のように変更したこと以外、リブ付き基板Ａ１の製造方法と同様の方法により「リブ付き基板Ｘ６」を得た。
（凹凸の形成条件）
放電ガス：Ｎ_２ガス
反応ガス：０_２ガスを全ガスに対し０．００５体積％
原料ガス：テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を全ガスに対し１．４体積％
膜厚：６５ｎｍ
低周波側電源電力（神鋼電機製高周波電源（５０ｋＨｚ））：１０Ｗ／ｃｍ^２
高周波側電源電力（パール工業製高周波電源（１３．５６ＭＨｚ））：５Ｗ／ｃｍ^２

＜評価＞
（Ｒａ／Ｓｍの測定）
リブ付き基板のリブ表面における表示粒子との接触面、およびリブ付き基板の電極露出面におけるＲａおよびＳｍを、前記した方法により測定した。

（初期コントラスト）
画像表示装置に対して以下の手順で直流電圧を印加し、電圧印加により得られる表示画像の反射濃度を測定することにより、表示特性を評価した。なお、画像表示装置の視認方向上流側の電極に印加する電圧を変化させ、他方の電極は電気的に接地させた。濃度は、反射濃度計（Ｓａｋｕｒａ ＤＥＮＳＩＴＭＥＴＥＲ ＰＤＡ−６５；コニカミノルタ社製）を用いて、表示面上の５カ所をランダムに測定して、その平均値とした。

コントラストは、黒色濃度と白色濃度との濃度差により評価した。
黒色濃度は、画像表示装置の視認方向上流側の電極に＋２００Ｖの電圧を印加した時に得られる表示面の反射濃度である。
白色濃度は、画像表示装置の視認方向上流側の電極に−２００Ｖの電圧を印加した時に得られる表示面の反射濃度である。
コントラストは、濃度差が１．３０以上を最優良（◎）、１．２０以上を優良（○）、１．１０以上を合格（△）、１．１０未満を不合格（×）とした。

（耐久コントラスト）
耐久コントラストは、＋２００Ｖと−２００Ｖの電圧印加を交互に１０万回繰り返した後のコントラストについて、初期コントラストと同様の方法により評価した。

１０：画像表示装置、１１：１２：基板、１５：電極、１６：絶縁層、１７：リブ、１８：間隙、１８ａ：画像表示面、２１：黒色表示粒子、２２：白色表示粒子、１７１：表面層。

Claims (3)

1. 少なくとも一方が透明な２枚の基板、該基板間の距離を維持するためのリブおよび基板間に粉体形態で封入される表示粒子を備え、基板間に電界を発生させることによって、表示粒子を移動させて画像を表示する画像表示装置であって、
   基板間の間隙における表示粒子との接触面のうち、少なくともリブの表示粒子接触面が、算術平均粗さＲａ０．０１〜０．２０μｍおよび凹凸の平均間隔Ｓｍ０．５０〜２．５０μｍを有することを特徴とする画像表示装置。
2. リブの表示粒子接触面が表面層を有し、該表面層の表面が前記した算術平均粗さＲａおよび凹凸の平均間隔Ｓｍを有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. リブの表示粒子接触面が大気圧プラズマ処理されたことを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。

Images