JPWO2009020154A1 - 表示媒体用粒子およびそれを用いた情報表示用パネル - Google Patents

Abstract

繰り返し書き換えを行っても良好な画像特性を保持する情報表示用パネルおよびそれに用いる表示媒体用粒子を提供する。
帯電した表示媒体用粒子を含む少なくとも１種類の表示媒体を少なくとも一方が透明な２枚の基板間空間に封入し、電界形成手段によって表示媒体に静電気力を作用させて動かし、画像を表示することができる情報表示用パネルにおいて、母粒子と子粒子と微粒子とからなる表示媒体用粒子であって、三次元架橋構造の分子構造を有しない前記母粒子よりも粒子径が小さく、三次元架橋構造の分子構造を有する前記子粒子を、前記母粒子の表面に埋め込むことにより、母粒子の表面を硬質化することができ、その後、前記子粒子を埋め込んだ前記母粒子に、前記子粒子よりも粒子径が小さい前記微粒子を付着させることにより、微粒子が母粒子表面に埋没することを抑制できる。

Description

本発明は、母粒子に子粒子を埋め込んだ形態で複合化した粒子および、この複合化粒子を用いた情報表示用パネルに関するものである。

液晶表示装置（ＬＣＤ）に代わる情報表示装置として、帯電粒子を液体中で駆動させる方式（電気泳動方式）の情報表示装置や、帯電粒子を気体中で駆動させる方式（電子粉流体方式）の情報表示装置が知られている。

帯電粒子駆動方式の情報表示装置に用いる情報表示用パネルとしては、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、国際公開第２００３／０５０６０６号パンフレット）。

上述した情報表示用パネルにおいて、従来の構成および材料を用いて、混練し、粉砕し、分級して得た粒子を、表示媒体を構成する表示媒体用粒子として用いたとき、表示媒体用粒子の帯電電荷による鏡像引力により表示媒体用粒子が基板に押し付けられて撓み変形し、表示媒体用粒子と基板との付着面積が増大するために基板との付着力が大きく、結果として高コントラスト表示を実現できない、駆動電界を小さくできないという欠点がある。
また、従来の表示媒体用粒子は、粒子表面に外添した微粒子を付着させた構成とすることが多いが、粒子移動を繰り返すことにより粒子同士の衝突や粒子と電極板との衝突によって作用する力学的応力によって粒子表面に付着させている微粒子が粒子内に埋め込まれていく。このことが原因となり、粒子と基板との付着力増大、粒子の流動特性悪化、粒子の帯電特性変化が起こり、初期性能を維持できない問題点がある。

本発明の目的は上述した問題点を解消して、繰り返し書き換えを行っても良好な画像特性を保持する情報表示用パネルおよびそれに用いる表示媒体用粒子を提供することにある。

本発明の表示媒体用粒子は、母粒子と子粒子と微粒子とからなる表示媒体用粒子であって、三次元架橋構造の分子構造を有しない前記母粒子よりも粒子径が小さく、三次元架橋構造の分子構造を有する前記子粒子を、前記母粒子の表面に埋め込み、前記子粒子を埋め込んだ前記母粒子に、前記子粒子よりも粒子径が小さい前記微粒子を付着させていることを特徴とするものである。

また、本発明の表示媒体用粒子は、前記子粒子の粒子径が、前記母粒子の粒子径の１／８より小さいことが好適である。

また、本発明の表示媒体用粒子は、前記子粒子による前記母粒子の表面被覆率が、５０％以上であることが好適である。

また、本発明の表示媒体用粒子は、前記子粒子が、０．８以上のアスペクト比を有することが好適である。

また、本発明の情報表示用パネルは、少なくとも１種類の帯電した表示媒体用粒子を含む少なくとも１種類の表示媒体を、少なくとも一方が透明な２枚の基板間空間に封入し、電界形成手段によって表示媒体に静電気力を作用させて動かし、画像を表示することができる情報表示用パネルにおいて、本発明の表示媒体用粒子を少なくとも１種類用いることを特徴とするものである。

本発明によれば、帯電した表示媒体用粒子を含む少なくとも１種類の表示媒体を少なくとも一方が透明な２枚の基板間空間に封入し、電界形成手段によって表示媒体に静電気力を作用させて動かし、画像を表示することができる情報表示用パネルにおいて、母粒子と子粒子と微粒子とからなる表示媒体用粒子であって、三次元架橋構造の分子構造を有しない前記母粒子よりも粒子径が小さく、三次元架橋構造の分子構造を有する前記子粒子を、前記母粒子の表面に埋め込むことにより、母粒子の表面を硬質化することができ、その後、前記子粒子を埋め込んだ前記母粒子に、前記子粒子よりも粒子径が小さい前記微粒子を付着させることにより、微粒子が母粒子表面に埋没することを抑制でき、その結果、繰り返し書き換えを行っても良好な画像特性を保持する情報表示用パネルを提供することが可能となる。

（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他の例を示す図である。 本発明の情報表示用パネルの他の例を示す図である。 本発明の表示媒体用粒子の基本的な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。

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少なくとも１種類以上の粒子で構成され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、静電気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例を、図１（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（ここでは表示媒体用白色粒子３Ｗａの粒子群からなる白色表示媒体３Ｗと表示媒体用黒色粒子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。電極を設けずに、基板外側から電界形成手段を用いても同様の表示を行うことができる。

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（ここでは表示媒体用白色粒子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、黒色板７Ｂ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２（ａ）、（ｂ）に示す例では、手前にある隔壁は省略している。ここで、白色表示媒体３Ｗを黒色表示媒体とし、黒色板７Ｂを白色板としても同様の表示を行うことができる。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ドット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、１表示単位中のすべての第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、観察者に対し白色ドット表示を行い、図３（ｂ）に示すように、観察者側に、１表示単位中のすべての第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、観察者に対し黒色ドット表示を行っている。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。

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（ここでは表示媒体用白色粒子３Ｗａの粒子群からなる白色表示媒体３Ｗと表示媒体用黒色粒子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３１と基板２の外側に設けた外部電界形成手段３２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４（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３３を設けるとともに、基板２の内側には導電部材３４を設けている。この導電部材は設けなくてもよい。

図５に示す例では、図１（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、表示媒体用白色粒子３Ｗａと表示媒体用黒色粒子３Ｂａ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。なお、対向する基板１、２の基板間距離を確保するために、基板間距離確保用部材４０を設けている。

次に、図６に示す、本発明の表示媒体用粒子の基本的な構成を説明する。
表示媒体用粒子１０は、母粒子１１と子粒子１２と微粒子１３とからなる。母粒子１１の表面に子粒子１２を埋め込み、その周りに微粒子１３を添加して付着させる。母粒子１１の表面に母粒子１１よりも硬度の高い子粒子１２を埋め込むことにより母粒子１１の表面を硬質化することができ、微粒子１３が母粒子１１の表面に埋没することを抑制できる。母粒子、子粒子および微粒子は、この順に粒子径が小さくなっている。なお、図６において、母粒子の図手前側に埋まっている子粒子は省略して図示していない。

表示媒体の帯電電荷の鏡像引力により、表示媒体の基板と接触した部分は変形する（たわみ変形）が、図６に示す表示媒体用粒子１０は、子粒子１２は高硬度のため、表示媒体用粒子１０のたわみ変形は小さい。さらに、粒子径の小さい子粒子１２で覆われているため、表示媒体用粒子１０と基板との付着面積が小さい。表示媒体用粒子１０と基板との付着面積が小さいために表示媒体用粒子１０と基板との付着力が小さく、表示媒体用粒子１０が小さい印加電界強度で効率よく駆動でき、高コントラスト、低駆動電圧のディスプレイを構成できる。子粒子１２としては高密度に三次元架橋したシリカ粒子などを用いることができる。

表示媒体用粒子は反転表示を繰り返し行って表示媒体用粒子同士の衝突や表示媒体用粒子と電極板との衝突を繰り返し受けても高硬度の子粒子で表面を覆われているため表示媒体用粒子の表面に付着させている微粒子が表示媒体用粒子に埋め込まれない、または埋め込まれる速度が従来の表示媒体より十分に遅い。よって反転表示駆動を繰り返しても、表示媒体用粒子と基板との付着力増大、表示媒体用粒子の流動特性悪化、表示媒体用粒子の帯電特性変化が起こらず、初期性能を維持できる、すなわち耐久性が良好の情報表示用パネルを提供できる。
さらには初期に子粒子と子粒子の狭間の部分に付着していた微粒子が耐久進行とともに徐々に放出されることも耐久性向上に寄与していると考えられる。すなわち、耐久初期には隣接する子粒子同士が形成する狭間の部分に付着堆積していた微粒子は、基板や他の母粒子に直接衝突しないため、母粒子の反転駆動による損傷／埋没などの作用を受けず十分な性能と量を保つ。反転表示駆動による振動により、繰り返して反転表示を行っていくうちに表面に放出された微粒子が母粒子に対して基板付着力低減などの作用を与え、結果的に高い耐久性能を示すのである。
情報表示用パネルに用いる２種類以上の表示媒体のうち、少なくとも一方を本発明の表示媒体用粒子を含むものとし、他の表示媒体を従来の構成の粒子（例えば、混練粉砕法で得た粒子や重合法で得た粒子）を含むものとしてもある程度上記の効果がある。２種類の表示媒体用粒子を本発明の表示媒体用粒子とすると上記の効果が非常によく発揮される。

子粒子１２の粒子径は、母粒子１１の粒子径の１／８より小さいことが好適である。
１／８以上の場合、母粒子表面への均質な子粒子固着複合化処理ができない。

子粒子１２による母粒子１１の表面被覆率が、５０％以上であることが好適である。
５０％未満の場合、母粒子表面の露出面積が大きくなり、その部分が基板と接触したときに付着力が大きくなる。また、その部分に微粒子が埋没する。
子粒子による母粒子表面被覆率は、粒子径単分散の真球体による平面最密充填被覆率で近似すなわち母粒子の平均粒子径D、母粒子の配合量（体積分率）Φ、子粒子の平均粒子径d、子粒子の配合量（体積分率）φのとき子粒子による母粒子表面被覆率C[%]は

のように表せる。

子粒子１２が、０．８以上のアスペクト比を有することが好適である。
０．８未満の場合、母粒子表面への均質な子粒子固着複合化処理ができない。
子粒子のアスペクト比（球形度）の定義と測定法は以下のとおりである。
走査型電子顕微鏡(日立製S2700)画像より解析したアスペクト比Asを球形度の指標とする。短軸径Dsa、長軸径Dsbとしたときのアスペクト比As＝Dsa/Dsbとする。１００粒子についてAsを計測し、平均値を採用する。本発明の表示媒体用粒子の子粒子は球状であり、一般的な外添剤はAS<0.8である。

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。

基板については、少なくとも一方の基板（表示面側基板）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。背面側基板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（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、アクリル等のプラスチック系基板やガラス基板を用いる。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。

情報表示用パネルに電極や導電部材を設ける場合の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）、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、酸化インジウム、導電性酸化錫、アンチモン錫酸化物（ＡＴＯ）、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。電極や導電部材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、金属箔をラミネートする方法（例えば、圧延銅箔）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に設ける電極や導電部材は透明である必要があるが、背面側基板１に設ける電極や導電部材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、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、０．０１〜１０μｍ、好ましくは０．０５〜５μｍが好適である。背面側基板１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。

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、六角状等の多角形が例示されるが、円形、楕円形、レーストラック形などいずれでもよいし、異なる形状を組み合わせてもよい。このうち、このうち表示媒体が移動しやすいものとして角丸付きの多角形（特には角丸付き四角形）、円形、楕円形、レーストラック形が好ましい。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。隔壁形状によって様々な形状のものが用いられる。このうち、角丸付き四角形のセルを格子状に配置する構成が好ましく、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。

更に本発明の表示媒体用粒子では、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、各表示媒体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、上記表示媒体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、表示媒体用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、本発明の情報表示用パネルを、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、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、表示媒体を構成する粒子の充填、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。

以下、本発明の表示媒体用粒子を作製し、この表示媒体用粒子を用いた情報表示用パネルにおいて、初期表示試験および書き換え耐久表示試験を行った。

まず、本発明の表示媒体用粒子を作製する方法を説明する。
（１）母粒子
正帯電母粒子としてポリメタクリル酸メチル樹脂（アクリペットVH5：三菱レイヨン（株））１００重量部及び、黒色の着色剤としてカ−ボンブラック（スペシャルブラック４：デグサジャパン（株））５重量部とを２軸混練機により溶融混練し、ジェットミル（ラボジェットミルIDS-LJ型：日本ニューマチック工業（株）製）で細かく粉砕し、分級機（MDS-2：日本ニュ−マチック工業（株）製）を用いて分級し、溶融球状化装置（MR-10：日本ニュ−マチック工業（株）製）を用いて溶融球状化し粒子径が０．５〜５０μｍの範囲で平均粒子径R0＝8.0μｍの正帯電母粒子Ｘを得た。
負帯電母粒子としてポリブチレンテレフタレート樹脂（トレコン5201X10：東レ（株））１００重量部及び、白色の着色剤として二酸化チタン（タイペークCR50：石原産業（株）製）１００重量部とを２軸混練機により溶融混練し、ジェットミル（ラボジェットミルIDS-LJ型：日本ニュ−マチック工業（株）製）で細かく粉砕し、分級機（MDS-2：日本ニュ−マチック工業（株）製）を用いて分級し、溶融球状化装置（MR-10：日本ニュ−マチック工業（株）製）を用いて溶融球状化し粒子径が０．５〜５０μｍの範囲で平均粒子径R0＝8.3μｍの負帯電母粒子Ｙを得た。

（２）子粒子
子粒子として、表１に示す固着型子粒子ａ〜固着型子粒子ｇを準備した。子粒子eは以下に示す配合で乳化重合の標準的な手法に従い70℃ｘ12時間、N2ガス還流雰囲気下で合成し、精製水で十分に洗浄して真空オーブンで水分を蒸発させ乾燥粉体試料を得た。
・メタクリル酸メチルモノマー（和光純薬工業（株）） 100重量部
・ラウリル硫酸ナトリウム（和光純薬工業（株）） 0.7重量部
・2,2'-アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]（和光純薬工業（株）） 0.4重量部
・精製水 400重量部

（３）微粒子
微粒子として、表２に示す微粒子αおよびβを準備した。

（４）母粒子、子粒子および微粒子の組み合わせ
正帯電母粒子Ｘに表１に示す子粒子ａ〜ｇから１種を選び下記（i）の方法で複合粒子を作製し、さらにこの複合粒子の表面に下記（ii）の方法で子粒子αを付着処理したものを正帯電表示媒体用粒子とした。
また比較として子粒子を複合化していない母粒子Ｘに下記（ii）の方法で子粒子αを表面に付着処理したものも作製して正帯電表示媒体用粒子Ｘαとした。
負帯電母粒子Ｙに表１に示す子粒子ａ〜ｇから１種を選び下記（i）の方法で複合粒子を作製し、さらにこの複合粒子の表面に下記（ii）の方法で子粒子βを付着処理したものを負帯電表示媒体用粒子とした。
また比較として子粒子を複合化していない母粒子Ｙに下記（ii）の方法で子粒子βを表面に付着処理したものも作製して負帯電表示媒体用粒子Ｙβとした。

（i）母粒子＋子粒子固着複合化処理方法
装置：サンプルミル SK-M10 （（株）協立理工社製）
条件：70℃、16500rpm×30〜90分間
例えば、母粒子Ｘと子粒子ａを所定の割合で混合した混合粉体（嵩体積＝みかけの体積130ｃｍ３）を上記装置に一括投入し所定条件において複合化処理を行った後、目開き150μｍのSUS篩で篩い分けして篩を通過したものを複合粒子Ｘａとした。
(ii)微粒子付着処理方法
カーボンミキサー（エスエムテー社）
条件：25℃、4000rpm×15分間
例えば、複合粒子Ｘａと微粒子αを所定の割合で混合した混合粉体（嵩体積＝みかけの体積200ｃｍ３）を上記装置に一括投入し上記条件において付着処理を行った後、目開き150μ、のSUS篩で篩い分けして篩を通過したものを微粒子付着タイプの母粒子＋子粒子＋微粒子の表示媒体用粒子Ｘａαとした。
比較例として子粒子を複合していない母粒子Ｘと微粒子αの組み合わせで同様の手順で作製したものを表示媒体用粒子Ｘαとした。

正帯電表示媒体用粒子と負帯電表示媒体用粒子とを当量混合攪拌して摩擦帯電を行い、100μｍのスペ−サ−を介して配置された、一方の内側面が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％で、温度２０〜３０℃、相対湿度４０〜６０％ＲＨの環境下で充填し、情報表示用パネルを得た。ITOガラス基板、銅基板それぞれを電源に接続し、ITOガラス基板を低電位に、銅基板を高電位となる様に直流電圧をかけると、正帯電表示媒体用粒子は低電位極側に、負帯電表示媒体用粒子は高電位極側にそれぞれ移動する。ここで正帯電表示媒体用粒子を黒色、負帯電表示媒体用粒子が白色の場合、ガラス基板を通して黒色の表示状態が観察され、次に印可電圧の電位を逆にすると、表示媒体用粒子はそれぞれ逆方向に移動して、白色の表示状態が観察される。
印加電圧を−200[V]〜＋200[V]まで10[V]ごとに変化させ、それぞれの表示状態において反射率を測定し、同絶対値の電圧印加時の白表示時反射率と黒表示時反射率の比をその電圧におけるコントラスト比とし、±200[V]印加時のコントラスト比を初期C200として表示媒体用粒子の鮮明表示性の指標とした。またC200の0.5倍のコントラストを与える電圧を初期V50[V]として表示媒体用粒子の駆動に必要な印加電圧の指標とした。

さらにこの情報表示用パネルに電圧±200[V] 周波数1[kHz]で100万回交互に電圧を印加して表示媒体用粒子を反転移動させた後に上記同様に各印加電圧におけるコントラスト比を測定して100万回反転移動後C200と100万回反転移動後V50を求めた。
さらにこの情報表示用パネルに電圧±200[V] 周波数1[kHz]で1000万回交互に電圧を印加して表示媒体用粒子を反転移動させた後に上記同様に各印加電圧におけるコントラスト比を測定して1000万回反転移動後C200と1000万回反転移動後V50を求めた。
初期C200＞7.0かつ初期V50＜100[V]を満たす表示媒体用粒子を初期特性が良好と判断した。所定回数反転移動後C200＞5.0かつ所定回数反転移動後V50＜100[V]を満たす表示媒体用粒子を所定回数耐久性が良好と判断した。評価結果を表３に記載した。

表３の結果より、実施例１、２、３、９、１１では全項目良好な結果となった。
実施例４では、正帯電表示媒体用粒子の子粒子の粒子径が２４００ｎｍで、母粒子の粒子径の１／８より大きいため、１０００万回耐久性能判断で不良の結果となった。
実施例５では、正帯電表示媒体用粒子の子粒子が非架橋のため硬度が低く１０００万回耐久性能判断で不良の結果となった。
実施例６では、正帯電表示媒体用粒子の子粒子のアスペクト比が０．７５より小さいため、１０００万回耐久性能判断で不良の結果となった。
実施例７および８では、正帯電あるいは負帯電のどちらか一方のみ本発明の表示媒体用粒子を用いたため、１０００万回耐久性能判断で不良の結果となった。
実施例１０では、正帯電表示媒体用粒子の子粒子による表面被覆率が５０％より小さいため、１０００万回耐久性能判断で不良の結果となった。
比較例では、正帯電表示媒体用粒子および負帯電表示媒体用粒子ともに、母粒子に微粒子を外添させただけの従来の表示媒体用粒子を用いたため、全ての性能判断において不良の結果となった。
以上により、本発明の表示媒体用粒子を用いることによって、繰り返し書き換え（１０００万回）を行っても良好な画像特性を保持する情報表示用パネルを提供できることが分かった。

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他、外部電界形成手段を用いて表示媒体駆動を行う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。

Claims (5)

1. 母粒子と子粒子と微粒子とからなる表示媒体用粒子であって、
   三次元架橋構造の分子構造を有しない前記母粒子よりも粒子径が小さく、三次元架橋構造の分子構造を有する前記子粒子を、前記母粒子の表面に埋め込み、
   前記子粒子を埋め込んだ前記母粒子に、前記子粒子よりも粒子径が小さい前記微粒子を付着させている
   ことを特徴とする表示媒体用粒子。
2. 前記子粒子の粒子径が、前記母粒子の粒子径の１／８より小さいことを特徴とする請求項１に記載の表示媒体用粒子。
3. 前記子粒子による前記母粒子の表面被覆率が、５０％以上であ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。
4. 前記子粒子が、０．８以上のアスペクト比を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示媒体用粒子。
5. 少なくとも１種類の帯電した表示媒体用粒子を含む少なくとも１種類の表示媒体を、少なくとも一方が透明な２枚の基板間空間に封入し、電界形成手段によって表示媒体に静電気力を作用させて動かし、画像を表示することができる情報表示用パネルにおいて、
   前記表示媒体用粒子のうち、請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示媒体用粒子を少なくとも１種類用いることを特徴とする情報表示用パネル。

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