JPWO2010125830A1 - 表示媒体用粒子 - Google Patents

Abstract

情報表示用パネルに用いる帯電性を有する表示媒体用粒子であって、樹脂からなる母粒子の表面に外添剤を付与してなる表示媒体用粒子において、弱疎水性の外添剤と金属酸化物からなる外添剤とから構成された外添剤を用いる。これにより、低電圧駆動において駆動でき、その結果、それを使用した情報表示用パネルのコストを低減することができる表示媒体用粒子を提供する。

Description

本発明は、情報表示用パネルに用いる帯電性を有する表示媒体用粒子であって、樹脂からなる母粒子表面に外添剤を付与してなる表示媒体用粒子に関するものである。

従来、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、帯電性を有する表示媒体用粒子を封入し、各基板に設けた導電膜を対向配置して形成した対向画素電極対間に電圧を印加し、表示媒体用粒子を移動して情報画像を表示する情報表示用パネルに用いる表示媒体用粒子として、樹脂からなる母粒子表面にヘキサメチルシラザンで処理した疎水性シリカ微粒子が付着した表示媒体用粒子を用いることが知られている（例えば、特許文献１：特開２００４−２９６９９号公報参照）。

本発明の対象となる表示媒体用粒子が用いられる情報表示用パネルでは、一例として、帯電性が正負で異なる２色の表示媒体用粒子が基板間のセル内に充填されて使用される。表示媒体用粒子には様々な力が働いており、粒子同士が凝集しようとする力、粒子が電極基板に付着する力などが作用する。表示媒体用粒子が反転して駆動が可能となるためには、この駆動力が表示媒体用粒子の凝集力、付着力より大きくなることが条件となる。この駆動力は印加する電圧に比例するため、粒子の凝集力、付着力が強い場合には駆動に高電圧が必要となり、情報表示用パネルの駆動回路の設計が高電圧仕様となってしまっていた。一般に、ディスプレイ設計に用いられる駆動電圧ドライバー部品は仕様電圧が高いほど高額なものとなる。低電圧駆動において駆動ができる表示媒体用粒子を設計することが、製品のコストを低減するために重要な技術となる。

本発明の目的は上述した問題点を解消して、低電圧駆動において駆動でき、その結果、それを使用した情報表示用パネルのコストを低減することができる表示媒体用粒子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、情報表示用パネルに用いる帯電性を有する表示媒体用粒子であって、樹脂からなる母粒子表面に外添剤を付与してなる表示媒体用粒子において、弱疎水性の外添剤と金属酸化物からなる外添剤とから構成された外添剤を用いた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の好適例では、表示媒体用粒子が、負帯電性の表示媒体用粒子と正帯電性の表示媒体用粒子とから構成され、負帯電性の表示媒体用粒子および正帯電性の表示媒体用粒子のいずれかあるいは両者が、前記外添剤を用いたこと、前記弱疎水性の外添剤が、異なるメタノール濃度のメタノール水溶液に外添剤を投入し、振盪後、外添剤が初めて分散したときのメタノール濃度を外添剤表面疎水度とするメタノール濡れ試験で測定した外添剤表面疎水度が２５％〜４０％である外添剤であること、前記外添剤表面疎水度が２５％〜４０％である外添剤として、ジクロロジメチルシランによって表面処理されたシリカ微粒子を用いること、前記金属酸化物として、体積固有抵抗の低いＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３を用いること、情報表示用パネルが、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、帯電性を有する表示媒体用粒子を封入し、各基板に設けた導電膜を対向配置して形成した対向画素電極対間に電圧を印加し、表示媒体用粒子を移動して情報画像を表示する情報表示用パネルであること、がある。

本発明によれば、樹脂からなる母粒子表面に外添剤を付与してなる表示媒体用粒子において、弱疎水性の外添剤と金属酸化物からなる外添剤とから構成された外添剤を用いたことにより、低電圧駆動において駆動でき、その結果、それを使用した情報表示用パネルのコストを低減することができる表示媒体用粒子を得ることができる。

（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の表示媒体用粒子を用いる情報表示用パネルの一例を説明するための図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の表示媒体用粒子を用いる情報表示用パネルの他の例を説明するための図である。 本発明の表示媒体用粒子を構成する母粒子の製造方法の一例を説明するための図である。 本発明の表示媒体用粒子の一例の構成を説明するための図である。

まず、本発明の表示媒体用粒子を使用する情報表示用パネルの構成について説明する。上述した情報表示用パネルでは、対向する２枚の基板間に封入した帯電性粒子を含んだ粒子群として構成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沿って、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、繰り返し表示情報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使用する情報表示用パネルの例を、図１（ａ）、（ｂ）〜図２（ａ）、（ｂ）に基づき説明する。

図１（ａ）、（ｂ）に示す例では、少なくとも光学的反射率および帯電性を有する粒子を含んだ粒子群として構成した光学的反射率および帯電特性が異なる少なくとも２種類の表示媒体（ここでは負帯電性白色粒子３Ｗａを含んだ粒子群として構成した白色表示媒体３Ｗと正帯電性黒色粒子３Ｂａを含んだ粒子群として構成した黒色表示媒体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（ＴＦＴ付き画素電極）と基板２に設けた電極６（共通電極）とが対向して形成する画素電極対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表示を、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表示を、白黒のドットでマトリックス表示している。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、少なくとも光学的反射率および帯電性を有する粒子を含んだ粒子群として構成した光学的反射率および帯電特性が異なる少なくとも２種類の表示媒体（ここでは負帯電性白色粒子３Ｗａを含んだ粒子群として構成した白色表示媒体３Ｗと正帯電性黒色粒子３Ｂａを含んだ粒子群として構成した黒色表示媒体３Ｂを示す）を、隔壁４で形成された各セルにおいて、基板２に設けたライン電極６と基板１に設けたライン電極５とが対向直交交差して形成する画素電極対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表示を、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表示を、白黒のドットでマトリックス表示している。なお、図２（ａ）、（ｂ）において、手前にある隔壁は省略している。

本発明の表示媒体用粒子の特徴は、上述した構造の情報表示用パネルに用いる帯電性を有する表示媒体用粒子であって、樹脂からなる母粒子表面に外添剤を付与してなる表示媒体用粒子において、弱疎水性の外添剤と金属酸化物からなる外添剤とから構成された外添剤を用いた点にある。ここで、弱疎水性の外添剤としては、異なるメタノール濃度のメタノール水溶液に外添剤を投入し、振盪後、外添剤が初めて分散したときのメタノール濃度を外添剤表面疎水度とするメタノール濡れ試験で測定した外添剤表面疎水度が２５％〜４０％である外添剤であることが好ましい。なお、メタノール濡れ試験で測定した外添剤表面疎水度を２５％〜４０％とするのが好ましいのは、２５％未満であると帯電量が保持できなくなる場合があり、４０％を超えると粒子の凝集力が強くなり、いずれも表示性能を劣化させてしまう場合があるためである。

本発明において、上述した表示媒体用粒子の特徴事項は、以下に示すような本発明者らの検討によって得られたものである。まず、ディスプレイ内の表示媒体用粒子を低電圧で駆動させるために重要な粒子設計指針として、（１）表示媒体用粒子の帯電量を低減させること、（２）表示媒体用粒子の表面の電荷分布が均一であることが分かった。これらの設計指針に対して具体的な方法として、通常表示媒体用粒子の流動性向上目的で使用している外添剤設計によりおこなった。（１）の設計指針に対し、通常表面疎水化処理したＳｉＯ_２外添剤のみの設計に対し、ＴｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３などの体積固有抵抗の低い金属酸化物を使用することにより、表示媒体用粒子を低帯電化し、合わせて（２）の設計指針のために、ＳｉＯ_２外添剤の表面疎水処理を弱め、帯電電荷の拡散性を付与することをおこなった。以上の外添剤の設計改良により、表示媒体用粒子の凝集力を弱め、低電圧で駆動可能なディスプレイを作製した。

図３は本発明の表示媒体用粒子を構成する母粒子の製造方法の一例を説明するための図である。図３に示す例では、まず、樹脂材料１１、顔料等の着色剤１２、荷電制御剤１３を、例えばロールミル１４により溶融・混練する。その後、溶融・混練した混合物を粉砕、分級して、母粒子１５を作製する。そして、図４に示すように、作製した母粒子１５の表面に外添剤１６を付与することにより、本発明の表示媒体用粒子１７を作製している。

なお、本発明において、メタノール濡れ試験における外添剤表面疎水度は、異なるメタノール濃度のメタノール水溶液に外添剤を投入し、振盪後、外添剤が初めて分散したときのメタノール濃度を外添剤表面疎水度とすることが好ましい。また、外添剤表面疎水度が２５％〜４０％である外添剤として、ジクロロジメチルシランによって表面処理されたシリカ微粒子を用いることが好ましい。また、低疎水性の外添剤の金属酸化物外添剤に対する配合量は、２５％〜４０％の範囲であることが好ましい。

以下、本発明の表示媒体用粒子を使用す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。

基板としては、少なくとも一方の基板はパネル外側から表示媒体を確認できる透明基板であり、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。もう一方の基板とな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ィン（ＰＥＳ）、アクリル等の 有機高分子系基板や、ガラスシート、石英シート、絶縁膜で被膜した金属シート等を用い、表示面側にはこのうち透明なものを用いる。基板の厚みは、２〜２０００μｍが好ましく、さらに５〜１０００μｍ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、２０００μｍより厚いと、薄型の情報表示用パネルとする場合に不都合がある。

電極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）、酸化インジウム亜鉛（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、金属箔（例えば圧延銅箔など）をラミネートする方法や、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）基板に設ける電極は透明である必要があるが、背面側基板に設ける電極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、電極厚みは、導電性や光透過性を鑑みて決定され、０．０１〜１０μｍ、好ましくは０．０５〜５μｍである。背面側基板に設ける電極の材質や厚みについては光透過性を鑑みる必要はない。

必要に応じて基板に設ける隔壁については、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１０〜５００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍに調整される。基板間ギャップを確保するために配置する隔壁の高さは、確保したい基板間ギャップと合わせる。基板間空間をセルに仕切るために配置する隔壁の高さは、基板間ギャップと同じにしても、低くしてもよい。
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、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。いずれの方法もこの発明の情報表示装置に搭載する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、本発明で表示媒体とする粒子群が含む帯電性粒子について説明する。帯電性粒子は、そのまま帯電性粒子だけで粒子群を構成して表示媒体としたり、その他の粒子と合わせて粒子群を構成して表示媒体としたりして用いられる。
帯電性粒子には、その主成分となる樹脂に、必要に応じて、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帯電性粒子を作製できる。

また、帯電性粒子（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。

さらに、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、帯電性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、複数の表示媒体を使用する場合には、使用した表示媒体を構成する帯電性粒子の内、平均粒子径d(0.5)が最大を示す帯電性粒子のd(0.5)に対する、平均粒子径d(0.5)が最小を示す帯電性粒子のd(0.5)の比を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、互いに帯電極性の異なる帯電性粒子が互いに反対方向に動くので、互いの粒子サイズを同程度にすることで容易に移動できるようになるので好適であり、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、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。

さらに、帯電性粒子を含んで構成する表示媒体を気体中空間で駆動させる方式とする場合には、パネル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２（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）、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、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。

本発明の対象とする情報表示用パネルにおける基板と基板との間隔は、表示媒体が駆動できて、コントラストを維持できればよいが、通常２〜５００μｍ、好ましくは５〜２００μｍに調整される。
情報表示用パネルを帯電粒子気体中空間移動方式とする場合は、基板と基板との間隔は１０〜１００μｍ、好ましくは１０〜５０μｍの範囲で調整される。さらに、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としての粒子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。
帯電性粒子を移動させて表示する方式には、この帯電性粒子を絶縁液体とともにマイクロカプセルに封止し、このマイクロカプセルを対向電極対間に配置したものもあるが、本発明は、このような方式の情報表示用パネルの駆動にも適用できる。

以下、実際の例について説明する。

樹脂からなる母粒子を、以下に示すように、混練りおよび粉砕方法により作製し、母粒子表面に、以下の表１に示す所定の外添剤を付与して、実施例および比較例の表示媒体用粒子を作製した。それぞれの表示媒体用粒子をパネルに充填した後、電圧印加により画像を表示させてその性能を評価した。

（１）外添剤の種類とその組み合せについて：
以下の表１に示す外添剤および組み合せを使用した。外添剤の処理方法は、予め作製してある母粒子に、ＳｉＯ_２外添剤を母粒子１００重量部対比１．６重量部外添付与するとともに、金属酸化物外添剤を母粒子１００重量部対比１．１重量部外添付与した。外添剤の付与は、母粒子と外添剤とを収容した容器を手で振盪しておおまかに母粒子と外添剤とをなじませた後、ＣＢミキサー処理機により母粒子と外添剤とを高速撹拌し、母粒子表面に外添剤が均一付与するように処理を行った。

（２）外添剤の特性評価方法について：
外添剤に対し、以下に示すメタノール漏れ試験および外添剤体積固有抵抗の測定を行い、外添剤の特性評価を行った。
＜メタノール濡れ試験＞
メタノール濡れ試験は、濃度の異なるメタノール水溶液をバイアル瓶に１０ｇずつ用意し、それぞれの溶液に表１に示す外添剤を０．１ｇずつ入れた。バイアル瓶の蓋を閉め、瓶を手で１０回ほど振盪した。メタノール濃度が高いほど外添剤は水溶液に分散しやすいが、外添剤表面疎水度が高いほど高濃度のメタノール漏れ試験において分散する。試験において、メタノール濃度を徐々に高くしていき、外添剤が重量５０％量分散したときのメタノール濃度を外添剤表面疎水度の特性値とした。本試験においては、メタノール０％から５％ずつ濃度を高くしていき、外添剤の分散性の評価を行った。
＜外添剤体積固有抵抗の測定＞
三菱化学社Hiresta-UP(MCP-HT450,MCP-PD41)を使用し、外添剤３０ｇを５０ＭＰａ圧力にて圧縮凝集させ、印加電圧１ｋＶにて抵抗測定を行った。その際の外添剤の厚みと装置測定面積とから、体積固有抵抗（Ω・ｃｍ）＝測定抵抗値（Ω）×測定面積（ｃｍ_２）／外添剤厚み（ｃｍ）の計算により求めた。

（３）表示媒体用粒子の作製方法について：
表１に示すそれぞれの外添剤を付与する母粒子は、母材樹脂、白色顔料または黒色顔料、荷電制御剤をミキサーで混合させた後、混合物を加熱練機で溶融混練し、固形物凝集の塊砕をして樹脂中に他の材料を均一に分散させた。加熱練機の制御温度は２００℃とした。次に、溶融樹脂を練機により押し出し、ペレットの成型を行った。次に、ペレットを粉砕処理機にて粉砕し、粉体を作製した。その後、分級機により所望の粒径分布となる母粒子を作製した。実施例および比較例のそれぞれにおいて、以上の方法にて作製した母粒子に対し、白色母粒子に対しては正帯電性の外添剤を、また、黒色母粒子に対しては負帯電性の外添剤を、表１に示すように付与して、負帯電性の白色表示媒体用粒子および正帯電性の黒色表示媒体用粒子を作製した。

（４）パネル充填について：
上述した方法に従って作製した、所定の白色表示媒体用粒子と所定の黒色表示媒体用粒子とを組み合わせて、透明電極（ＩＴＯ）が成膜されているパネル間に充填し、実施例および比較例の評価パネルを作製した。今回用いたパネルは電極間距離が４０μｍとなるもので、４０Ｖの電圧印加において１×１０^８（Ｖ／ｍ）の電界を表示媒体用粒子に作用させるものとなる。

（５）パネル評価について：
作製した実施例および比較例の各々の評価パネルの電極間に４０Ｖの電圧を電圧の向きを変えて印加することで、評価パネルにおいて白表示および黒表示を行った。そして、白表示および黒表示のそれぞれにおいて、光学濃度計：ＲＤ１９（サカタインクスエンジニアリング社）を用いてＯＤ値（光学濃度）の測定を行った。白表示のＯＤ：ＷＯＤと黒表示のＯＤ：ＢＯＤをもとにコントラストＣＲ＝１０^{（ＢＯＤ−ＷＯＤ）}を算出し、これをパネル性能の指標とした。４０Ｖ駆動時のＣＲがＣＲ＞６となる場合を合格（○）とし、ＣＲ≦６となる場合を不合格（×）とした。

（６）判定について：
判定結果を以下の表２に示す。表２の結果から、白色表示媒体用粒子および黒色表示媒体用粒子ともに、弱疎水性の外添剤と金属酸化物からなる外添剤とから構成された外添剤を使用した場合（実施例）は、白色表示媒体用粒子および黒色表示媒体用粒子のいずれか一方の外添剤として通常の疎水性の外添剤のみを使用して金属酸化物外添剤を使用しなかった場合（比較例）と比べ、表示媒体用粒子の凝集が低減し、これらの表示媒体用粒子を用いた情報表示用パネルにおいて良好な画像特性となった。このことから、表示媒体用粒子の外添剤設計において、弱疎水性の外添剤と低体積固有抵抗を有する金属酸化物外添剤とをともに有する外添剤を用いることが必要であることが分かった。これらの設計における表示媒体用粒子の低帯電特性、表示媒体用粒子表面での電荷の拡散性が、表示媒体用粒子を駆動させる電圧を低減させるために必要であると考える。

本発明の表示媒体用粒子を用いた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（Point of presence, Point of Purchase advertising）、電子値札、電子棚札、電子楽譜、ＲＦ−ＩＤ機器の表示部や、外部表示書き換え手段と接続して表示書き換えを行う表示部（いわゆるリライタブルペーパー）として好適に用いられる。

Claims (5)

1. 情報表示用パネルに用いる帯電性を有する表示媒体用粒子であって、樹脂からなる母粒子表面に外添剤を付与してなる表示媒体用粒子において、弱疎水性の外添剤と金属酸化物からなる外添剤とから構成された外添剤を用いたことを特徴とする表示媒体用粒子。
2. 表示媒体用粒子が、負帯電性の表示媒体用粒子と正帯電性の表示媒体用粒子とから構成され、負帯電性の表示媒体用粒子および正帯電性の表示媒体用粒子のいずれかあるいは両者が、前記外添剤を用いたことを特徴とする請求項１に記載の表示媒体用粒子。
3. 前記弱疎水性の外添剤が、異なるメタノール濃度のメタノール水溶液に外添剤を投入し、振盪後、外添剤が初めて分散したときのメタノール濃度を外添剤表面疎水度とするメタノール濡れ試験で測定した外添剤表面疎水度が正負外添剤の平均で２５％〜４０％である外添剤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. 前記金属酸化物として、体積固有抵抗の低いＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３を用い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. 情報表示用パネルが、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、帯電性を有する表示媒体用粒子を封入し、各基板に設けた導電膜を対向配置して形成した対向画素電極対間に電圧を印加し、表示媒体用粒子を移動して情報画像を表示する情報表示用パネルであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示媒体用粒子。

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