WO2012108197A1 - 情報表示用パネルの基板用電極およびそれを用いた情報表示用パネル - Google Patents

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display panel
particle group
charge control
information display
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岩淵　芳典
秀章 竹之内
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株式会社ブリヂストン
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1675—Constructional details
    • G02F2001/1678—Constructional details characterised by the composition or particle type

Definitions

  • a display medium comprising a positively chargeable particle group and a negatively chargeable particle group is disposed between two substrates, at least one of which is transparent, and a voltage is applied to the electrodes provided on each of the substrates.
  • the present invention relates to a substrate electrode of an information display panel that displays information by driving the display medium by applying an electric field generated therebetween to the display medium, and an information display panel using the same.
  • an electrode formed from a conductive ink containing silver as a conductive filler and a resin as a binder is formed between a positively charged particle group and a negatively charged particle group between at least one transparent substrate.
  • An information display panel that displays information by driving the display medium by applying a voltage to the electrodes provided on each of the substrates and applying an electric field generated between the electrodes to the display medium. If used, the filler tends to be positively charged with respect to the particle group. Therefore, when the electrode and the particle group come into contact with each other, the electrode tends to be positive and the particle group is negatively charged as contact charging.
  • an insulating film is provided on the electrodes provided on each of the two substrates, and the charging sequence of the two kinds of particles A, particles B and the insulating film is as follows: particle A> insulating film> particle B (For example, refer to Patent Document 3).
  • the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, study the configuration of the electrode, and control the charging characteristics of the electrode, thereby maintaining the contrast even after a large number of inversion displays and displaying information that does not cause unevenness. It is an object of the present invention to provide an electrode for a substrate of an industrial panel and an information display panel using the same.
  • the present inventors performed reverse display many times by providing a material different from the electrode as a charge control layer on an electrode formed of conductive ink containing silver as a conductive filler and resin as a binder.
  • a study was conducted to maintain stable display characteristics (contrast) and avoid problems such as unevenness without losing the charge balance between the two different color particle groups that control the display.
  • the charging order defined in Patent Document 3 is within the range of positively charged particles (particle A)> charge control film (insulating film)> negatively charged particles (particle B), the effect is not necessarily obtained. I knew it wasn't.
  • a material composed only of an organic substance has a low effect and needs to be a charge control layer containing at least an inorganic component.
  • a charge control layer mainly composed of SiO 2 is preferable, and more specifically, a silica film or an organic-inorganic hybrid silica film formed by a sol-gel method in which a siloxane solution is applied and fired is preferable. It was.
  • the charge control layer containing an inorganic component is preferable is not clear at this stage, it is considered that there is an effect of reducing the physical adhesion force with the influence of the hardness of the film surface or the particle group, It is conceivable that the fluidity of the particle group can be maintained as in the case of the ITO electrode of inorganic ceramics that can obtain good results.
  • the substrate electrode of the information display panel of the present invention obtained on the basis of the above knowledge has a display medium comprising a positively charged particle group and a negatively charged particle group disposed between two substrates at least one of which is transparent. And applying an electric voltage to the electrodes provided on each substrate to apply an electric field generated between the electrodes to the display medium, thereby providing the information display panel for displaying information by driving the display medium.
  • the electrode is formed using a conductive ink, and a charge control layer containing an inorganic component is provided on the electrode, and constitutes the charge control layer and the positively chargeable particle group.
  • the contact charging sequence between the positively chargeable particles and the negatively chargeable particles constituting the negatively chargeable particle group satisfies the following: positively chargeable particles> charge control layer> negatively chargeable particles. is there.
  • the charge control layer may be mentioned that made of a material whose main component is SiO 2.
  • the information display panel of the present invention is characterized in that the electrode used in the information display panel described above is used as at least one of the electrodes provided on each of the substrates.
  • the electrode is formed using a conductive ink, and a charge control layer containing an inorganic component is provided on the electrode, and the charge control layer and the positive chargeability constituting the positively chargeable particle group are provided. Since the contact charging sequence between the particles and the negatively chargeable particles constituting the negatively chargeable particle group satisfies the following: positively chargeable particles> charge control layer> negatively chargeable particles, contrast is maintained even after many display changes. Thus, it is possible to obtain a substrate electrode for an information display panel that does not cause unevenness and an information display panel using the same.
  • (A), (b) is a figure for demonstrating an example of the information display panel of the charged particle drive type
  • (A), (b) is a figure for demonstrating another example of the charged particle drive type information display panel used as the object of this invention, respectively.
  • a basic configuration of a charged particle driving type information display panel which is an example of an information display panel which is an object of the present invention will be described.
  • an electric field is applied from a counter electrode pair to a display medium configured as a particle group including a chargeable particle sealed between two opposing substrates.
  • the display medium is attracted by an electric field force or a Coulomb force, and the moving direction of the display medium is switched by a change in the electric field direction, whereby information such as an image is displayed. Therefore, it is necessary to design the information display panel so that the display medium can move uniformly and maintain the stability when the display information is rewritten or when the displayed information is continuously displayed.
  • the force applied to the particles constituting the display medium in addition to the force attracting each other by the Coulomb force between the particles, an electric mirror image force between the electrode and the substrate, an intermolecular force, a liquid cross-linking force, gravity and the like can be considered.
  • At least two types of display media configured as a particle group including particles having at least optical reflectance and chargeability are included.
  • the white particle group 3W and the black particle group 3B including the positively chargeable black particle 3Ba are shown) in each cell 7 formed by the partition wall 4, the electrode 5 (stripe electrode) provided on the panel substrate 1 on the back side And a transparent electrode 6 (striped electrode) provided on the transparent panel substrate 2 on the observation side, and the substrate 1, Move 2 perpendicularly. Then, the white particle group 3W is visually recognized by the observer as shown in FIG.
  • FIG. 1A or the white display is displayed, or the black particle group 3B is visually recognized by the observer as shown in FIG. Is displayed in a matrix with black and white dots.
  • FIG. 1 (a), (b) the partition in front is abbreviate
  • Reference numeral 8 denotes an adhesive. Further, here, an example is shown in which cells and pixels (dots) have a one-to-one correspondence.
  • At least two types of display media (here, including negatively charged white particles 3Wa) configured as a particle group including particles having at least optical reflectance and chargeability are included.
  • the white particle group 3W and the black particle group 3B including the positively charged black particles 3Ba are shown) in each cell formed by the partition wall 4, the electrode 5 provided on the substrate 1 (pixel electrode with TFT (thin film transistor)) And an electrode 6 (common electrode) provided on the substrate 2 are moved perpendicularly to the substrates 1 and 2 in accordance with an electric field generated by applying a voltage. Then, the white particle group 3W is visually recognized by the observer as shown in FIG.
  • FIG. 2 (a) or the white display is displayed, or the black particle group 3B is visually recognized by the observer as shown in FIG. 2 (b). Is displayed in a matrix with black and white dots.
  • FIG. 2 (a), (b) the partition in front is abbreviate
  • Reference numeral 8 denotes an adhesive. Further, here, an example is shown in which cells and pixels (dots) have a one-to-one correspondence.
  • the substrate electrode of the information display panel of the present invention is configured by providing the charge control layer 11 containing an inorganic component on the stripe electrode 5. It is characterized by.
  • the charge control layer 11 containing an inorganic component is provided on the pixel electrode 5 with TFT.
  • the electrode 5 is formed using a conductive ink made of a conductive filler and a binder resin, and the charge control layer 11 is a positively chargeable particle and a negatively chargeable particle constituting a positively chargeable particle group. It is characterized by satisfying the contact charging sequence between the negatively chargeable particles constituting the group and the charge control layer, positively chargeable particles> charge control layer> negatively chargeable particles.
  • the contact charging characteristic of the electrode can be changed by providing a charge control layer on the electrode.
  • the charging characteristics can be controlled by selecting the organic group of the organosilane compound in the siloxane solution. It can function as a charge control layer for the particle group.
  • a resin, various inorganic fillers, a charge control material, or the like may be blended.
  • the contact charging sequence (ease of positive charging) satisfies the relational expression of positively chargeable particles> charge control layer> negatively chargeable particles, and the charge control layer contains an inorganic component.
  • the deterioration of the charge balance of the particle group is suppressed, and stable display characteristics can be maintained.
  • the substrate material of the electrode is not particularly limited, and glass, resin plate, metal, polymer film and the like can be used.
  • the conductive ink fillers such as conductive particles, conductive wires, dots, tubes, etc. are blended, and those that develop conductivity by contact with the filler after drying or baking after coating or printing, or PEDOT / PSS (poly A conductive polymer ink represented by (3,4-ethylenedioxythiophene) -poly- (styrenesulfonate)) can be used.
  • a metal precursor such as an organic silver compound is blended in the ink, and an ink that exhibits conductivity by baking after printing can also be used.
  • Example 1-2 as an example of the present invention and Comparative Example as a comparative example will be described.
  • a method for obtaining the contact charge order for 1-5 will be described, and display characteristic evaluation when an information display panel is actually formed will be described for Example 1-2 and Comparative Example 1-5.
  • ⁇ About used particles> 60 parts by weight of methyl methacrylate monomer (Kanto Chemical Reagent) and 40 parts by weight (about 25 mol%) of ethylene glycol dimethacrylate (Wako Pure Chemical Reagent) as a polyfunctional monomer having a plurality of polymerization reactive groups in one molecule 3 parts by weight of a nigrosine compound (Bontron N07: manufactured by Orient Chemical) as a charge control agent for charging and 5 parts by weight of carbon black (special black: manufactured by Degussa) as a black pigment are dispersed by a sand mill (acrylic and methacrylic).
  • Black particle group 60 parts by weight of methyl methacrylate monomer (Kanto Chemical Reagent) and 40 parts by weight (about 25 mol%) of ethylene glycol dimethacrylate (Wako Pure Chemical Reagent) as a polyfunctional monomer having a plurality of polymerization reactive groups in one molecule 3 parts by weight of a nigrosine compound (B
  • White particles 100 parts by weight of polymethylpentene polymer (TPX-R18: made by Mitsui Chemicals), 100 parts by weight of titanium dioxide (Taipaque CR-90: made by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) as a colorant, and phenol-based condensation as a negatively charged charge control agent 5 parts by weight of the product (Bontron E89: manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) was melt-kneaded with a twin-screw kneader and finely pulverized with a jet mill (Lab Jet Mill IDS-LJ type: Nippon Pneumatic Co., Ltd.). MDS-2: NIPPON NEUMATIC INDUSTRY CO., LTD. Classified and melt spheronized using a melt spheronizer (MR-10: NIPPON NEUMATIC INDUSTRY CO., LTD.). The average particle size is 9.5 ⁇ m. Negatively charged white particles were obtained.
  • ⁇ Regarding the method for determining the contact charging order> Prepare two glass substrates on which the same type of electrode is formed, and evenly distribute an amount of 5 g / m 2 of positively charged particles having an average charge amount of 2 [fC: femtocoulomb] on one electrode. Then, a panel is obtained in which another electrode is bonded so as to face each other through a 40 ⁇ m spacer. Ground one electrode, apply a ⁇ 200V, 1kHz rectangular wave voltage to the other electrode, invert the positively charged powdery fluid 10,000 times, disassemble the panel, and measure the charge amount of the particles inside did.
  • the charge amount distribution was measured with an electric field flight type charge amount distribution measuring device (Q-test manufactured by E-PING), and the average value was taken as the average charge amount.
  • the contact charge sequence between the positively chargeable particles and the electrode was determined as follows.
  • the negatively chargeable particle group having an average charge amount of ⁇ 2 [fC] is used, and depending on the amount of charge after driving with respect to the initial charge amount of ⁇ 2 [fC], as follows.
  • the contact charging sequence between the negatively charged powder fluid and the electrode is determined.
  • initial charge amount ( ⁇ 2 [fC]) Contact charge order (ease of positive charge): negatively charged particles> electrode or charge control layer Charge amount after drive ⁇ initial charge amount ( ⁇ 2 [FC])
  • Contact charging sequence (ease of positive charging): electrode or charge control layer> negatively charged particles
  • Example 1 Using silver ink with an average particle diameter of 1 ⁇ m as a filler and silver ink whose binder is polyester resin, the ink is applied by knife coating on a substrate made of alkali-free glass with a thickness of 1.1 mm, and baked at 120 ° C. for 30 minutes. Thus, an electrode having a thickness of 6 ⁇ m was formed. After that, a 6% solid content siloxane solution (OA-1003 manufactured by Nissan Chemical Industries) is applied as a charge control layer on this electrode by bar coating and baked at 120 ° C. for 30 minutes to control the charge to a thickness of 0.5 ⁇ m. A layer was formed. As a result of determining the contact charge order using this electrode substrate, the post-driving charge amount was 3.4 [fC] for the positively charged particle group (black particle group) and the negatively charged particle group (white particle group) -3, respectively. 2 [fC].
  • OA-1003 6% solid content siloxane solution
  • Example 2 Using silver ink with an average particle diameter of 1 ⁇ m as a filler and silver ink whose binder is polyester resin, the ink is applied by knife coating on a substrate made of alkali-free glass with a thickness of 1.1 mm, and baked at 120 ° C. for 30 minutes. Thus, an electrode having a thickness of 6 ⁇ m was formed. Thereafter, a 6% solids siloxane solution (OA-1004, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) having a molecular weight of a terminal functional group different from that of Example 1 was applied as a charge control layer on this electrode by bar coating, and 30 minutes at 120 ° C. A charge control layer having a thickness of 0.5 ⁇ m was formed by firing. As a result of determining the contact charge order using this electrode substrate, the amount of charge after driving was positively charged particle group (black particle group) 3.0 [fC] and negatively charged particle group (white particle group) -3, respectively. 3 [fC].
  • a charge control layer having a thickness of 0.2 ⁇ m was formed.
  • the post-drive charge amount was 6.2 [fC] for the positively charged particle group (black particle group), and the negatively charged particle group (white particle group) -0, respectively. 5 [fC].
  • An electrode substrate having an ITO thin film formed thereon was produced in the same manner as in Comparative Example 5.
  • This ITO electrode is used as a front electrode, and a square partition wall having a height of 40 ⁇ m, a width of 15 ⁇ m, and a vertical and horizontal pitch of 300 ⁇ m is formed on the front electrode, and a group of white and black particles having different charging polarities in cells partitioned by the partition wall After being filled so as to be 5 g / m 2 , a bonded panel was produced using the electrode of Example 1-2 and Comparative Example 1-5 as the back electrode.
  • Contrast 10 (black optical density ⁇ white optical density) (10 to the power of (black optical density ⁇ white optical density))
  • ground the back electrode apply a ⁇ 80 V, 1 kHz rectangular wave voltage to the front electrode, invert the particle group 50,000 times, and measure the contrast after 50,000 times inversion using the same method as the initial contrast. did. Further, the unevenness of white / black display was visually evaluated.
  • Table 1 the item of contact charge order indicates the contact charge order between the particle group and the charge control layer in Example 1-2 in which the charge control layer is provided, and in Comparative Example 2-4, and there is no charge control layer. In Comparative Examples 1 and 5, the order of contact charging between the particle group and the electrode was described.
  • Example 1-2 and Comparative Example 5 in which both surfaces are ITO electrodes, the contrast after 50,000 times inversion was maintained, whereas in Comparative Example 1-4, the contrast decreased. Display unevenness occurred.
  • the charge control layer since the charge control layer was not used in Comparative Example 1, good characteristics could not be obtained.
  • the charge control layer is satisfied and the contact charge order: positively charged particles (black particles)> charge control layer> negatively chargeable particles (white particles) is satisfied. Since the organic component was included, good characteristics could not be obtained.
  • Comparative Example 4 a charge control layer having a charge control layer and containing an inorganic component is used, but the contact charge order: positively charged particles (black particles)> charge control layer> negatively charged particles (white particles) ) was not satisfied, and good characteristics could not be obtained.
  • a charge control layer containing an inorganic component is formed on at least one electrode surface, and the contact charge sequence is set to positive charge particles> charge control layer> negative charge particles. It was found that it is possible to obtain an information display panel that maintains contrast and does not cause unevenness even after switching the display.
  • the information display panel of the present invention is a notebook computer, an electronic notebook, a portable information device called PDA (Personal Digital Assistants), a display unit of a mobile device such as a mobile phone or a handy terminal, an electronic paper such as an electronic book or an electronic newspaper.
  • PDA Personal Digital Assistants
  • Billboards such as signboards, posters, blackboards (whiteboards), electronic desk calculators, display units for home appliances, automotive products, card display units such as point cards, IC cards, electronic advertisements, information boards, electronic POPs (Point Of (Presence, “Point” of “Purchase” advertising), electronic price tag, electronic shelf label, electronic score, display unit of RF-ID device, as well as display unit of various electronic devices such as POS terminal, car navigation device, clock, etc.
  • rewritable paper one that can be rewritten using an external electric field forming means having a pixel electrode pair for forming an electric field of a pixel size according to the present invention, or a connection after rewriting information by connecting to an external display rewriting means
  • It can also be suitably used as a device that can keep information displayed even if it is released.

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Abstract

　少なくとも一方が透明な２枚の基板間に、正帯電性粒子群および負帯電性粒子群からなる表示媒体を配置し、各基板のそれぞれに設けた電極に電圧を印加して電極間に発生させた電界を表示媒体に与えることで、表示媒体を駆動させて情報を表示する情報表示用パネルの基板用電極であって、電極５は、導電性インクを用いて形成され、かつ、電極上に無機成分を含有する帯電制御層１１を設け、帯電制御層と、正帯電性粒子群を構成する正帯電性粒子と、負帯電性粒子群を構成する負帯電性粒子との接触帯電序列が、正帯電性粒子＞帯電制御層＞負帯電性粒子、を満足する。

Description

情報表示用パネルの基板用電極およびそれを用いた情報表示用パネル
　本発明は、少なくとも一方が透明な２枚の基板間に、正帯電性粒子群および負帯電性粒子群からなる表示媒体を配置し、各基板のそれぞれに設けた電極に電圧を印加して電極間に発生させた電界を表示媒体に与えることで、表示媒体を駆動させて情報を表示する情報表示用パネルの基板用電極およびそれを用いた情報表示用パネルに関するものである。
　従来、上述した情報表示用パネルにおいて、基板上に電極を形成する方法として、フォトリソグラフィーを用いる方法（例えば、特許文献１参照）や、導電性インクを用いる方法（例えば、特許文献２参照）が知られている。そのうち、特許文献１に記載された例のように、真空成膜＋フォトリソによる電極形成については、確立された技術であり非常に高精度なパターニングが可能となるが、高価な設備が多数必要となるとともに工程数が非常に多くコストが高い。また、エッチング廃液など環境面への負荷も高い。これに対し、特許文献２に記載された例のように、導電性インクあるいは焼成にて導電性を発現するインクを塗布あるいは印刷にて基板上に形成してなる電極は、大幅なコスト低減が可能であることから、近年大きな期待が寄せられている。
　しかし、一方で、例えば導電フィラーとして銀、バインダーとして樹脂を含む導電性インクから形成された電極を、少なくとも一方が透明な２枚の基板間に、正帯電性粒子群および負帯電性粒子群からなる表示媒体を配置し、基板のそれぞれに設けた電極に電圧を印加して電極間に発生させた電界を表示媒体に与えることで、表示媒体を駆動させて情報を表示する情報表示用パネルに用いようとすると、フィラーが粒子群に対し正帯電しやすい特性を有する為に、電極と粒子群とが接触した際に、接触帯電として電極が正、粒子群が負に帯電しやすい。この結果、多数回の反転表示を行うと正帯電性粒子の帯電量は低下し、負帯電性粒子の帯電量は増大し、表示を行う異なる２色の粒子群の帯電バランスが崩れ（一方は低帯電化、もう一方は高帯電化）、表示特性（コントラスト）が低下し、ムラなどの不具合も発生しやすくなってしまう問題があった。
　この問題を解決するために、２枚の基板のそれぞれに設けた電極上に絶縁膜を設け、２種類の粒子Ａ、粒子Ｂと絶縁膜との帯電序列が、粒子Ａ＞絶縁膜＞粒子Ｂとなるようにすることが知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００６－３３７７０９号公報 特開２００４－２８７０１１号公報 特開２０１０－４８８６１号公報
　しかしながら、特許文献３に開示されている、２種類の粒子Ａ、粒子Ｂと絶縁膜との帯電序列が、粒子Ａ＞絶縁膜＞粒子Ｂとなる範囲にあっても、必ずしも目的とする効果を得ることができず、多数回の反転表示後に、コントラスト維持することができず、ムラの発生する場合がある問題があった。
　本発明の目的は上述した問題点を解消して、電極の構成を検討して電極の帯電特性を制御することで、多数回の反転表示後にもコントラスを維持し、ムラなども発生しない情報表示用パネルの基板用電極およびそれを用いた情報表示用パネルを提供しようとするものである。
　本発明者らは、導電フィラーとして銀、バインダーとして樹脂を含む導電性インクから形成された電極上に、帯電制御層として電極とは異なる材料を一層付与することで、多数回の反転表示を行った際にも、表示をつかさどる異なる２色の粒子群の帯電バランスが崩れる事なく、安定した表示特性（コントラスト）を維持し、ムラ等の不具合を回避する検討を行った。その結果、特許文献３で規定している帯電序列：正帯電性粒子（粒子Ａ）＞帯電制御膜（絶縁膜）＞負帯電性粒子（粒子Ｂ）の範囲内にあっても、必ずしも効果があるわけでは無いことが分かった。具体的には、有機物のみからなる材料ではその効果が低く、少なくとも無機成分を含む帯電制御層である必要があることが分かった。その中でＳｉＯ２を主成分とする帯電制御層が好ましく、より具体的には、シロキサン溶液を塗布し焼成するゾル・ゲル法にて形成したシリカ膜あるいは有機無機ハイブリッドシリカ膜が好ましいことが分かった。
　無機成分を含む帯電制御層が好ましい事の詳細な理由は現段階では明らかではないが、膜表面の硬度の影響や、粒子群との物理的付着力を低減する効果などがあると考えられ、良好な結果を得ることができる無機セラミックスのＩＴＯ電極同様に粒子群の流動性を維持できる事が考えられる。
　上記知見に基づき得られた本発明の情報表示用パネルの基板用電極は、少なくとも一方が透明な２枚の基板間に、正帯電性粒子群および負帯電性粒子群からなる表示媒体を配置し、各基板のそれぞれに設けた電極に電圧を印加して電極間に発生させた電界を表示媒体に与えることで、表示媒体を駆動させて情報を表示する情報表示用パネルの当該基板に設けた電極であって、上記電極は、導電性インクを用いて形成され、かつ、上記電極上に無機成分を含有する帯電制御層を設け、上記帯電制御層と、上記正帯電性粒子群を構成する正帯電性粒子と、上記負帯電性粒子群を構成する負帯電性粒子との接触帯電序列が、正帯電性粒子＞帯電制御層＞負帯電性粒子、を満足する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に用いる電極の好適例としては、前記帯電制御層が、ＳｉＯ２を主成分とする材料からなることが挙げられる。
　さらに、本発明の情報表示用パネルは、上述した情報表示用パネルに用いる電極を、前記基板のそれぞれに設けた電極のうち、少なくとも一方の電極として用いることを特徴とするものである。
　本発明によれば、電極は、導電性インクを用いて形成され、かつ、電極上に無機成分を含有する帯電制御層を設け、帯電制御層と、正帯電性粒子群を構成する正帯電性粒子と、負帯電性粒子群を構成する負帯電性粒子との接触帯電序列が、正帯電性粒子＞帯電制御層＞負帯電性粒子、を満足することにより、多数回の表示切り替え後にもコントラストを維持し、ムラ等も発生しない情報表示用パネルの基板用電極およびそれを用いた情報表示用パネルを得ることができる。
（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の対象となる帯電粒子駆動型の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対象となる帯電粒子駆動型の情報表示用パネルの他の一例を説明するための図である。
＜本発明の対象となるパネル構造について＞
　まず、本発明の対象となる情報表示用パネルの一例である帯電粒子駆動型情報表示用パネルの基本的な構成について説明する。前記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対向電極対から電界が付与される。付与された電界方向にそって、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方向が切り換わることにより、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、表示情報を書き換える時あるいは表示した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。
　本発明の対象となる帯電粒子駆動型の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を含んだ白色粒子群３Ｗと正帯電性黒色粒子３Ｂａを含んだ黒色粒子群３Ｂを示す）を、隔壁４で形成された各セル７において、背面側のパネル基板１に設けた電極５（ストライプ電極）と観察側の透明なパネル基板２に設けた透明電極６（ストライプ電極）とが対向直交交差して形成する画素電極対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）に示すように白色粒子群３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を、あるいは、図１（ｂ）に示すように黒色粒子群３Ｂを観察者に視認させて黒色の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。また、８は接着剤である。さらに、ここではセルと画素（ドット）とが１対１に対応する例を示している。
　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を含んだ白色粒子群３Ｗと正帯電性黒色粒子３Ｂａを含んだ黒色粒子群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（薄膜トランジスタ）付き画素電極）と基板２に設けた電極６（共通電極）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）に示すように白色粒子群３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を、あるいは、図２（ｂ）に示すように黒色粒子群３Ｂを観察者に視認させて黒色の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。また、８は接着剤である。さらに、ここではセルと画素（ドット）とが１対１に対応する例を示している。
＜本発明の情報表示用パネルの基板用電極について＞
　本発明の情報表示用パネルの基板用電極は、上述した図１（ａ）、（ｂ）に示す例では、そのストライプ電極５上に無機成分を含有する帯電制御層１１を設けて構成したことを特徴とする。また、上述した図２（ａ）、（ｂ）に示す例では、ＴＦＴ付き画素電極５上に無機成分を含有する帯電制御層１１を設けたことを特徴とする。そして、電極５が、導電性フィラーおよびバインダー樹脂からなる導電性インクを用いて形成されたものであり、帯電制御層１１が、正帯電性粒子群を構成する正帯電性粒子および負帯電性粒子群を構成する負帯電性粒子と帯電制御層との接触帯電序列、正帯電性粒子＞帯電制御層＞負帯電性粒子、を満たすものであることを特徴とする。
　本発明の情報表示用パネルの基板用電極において、電極の接触帯電特性は、電極上に帯電制御層を一層付与する事で、電極としての接触帯電特性を変化させる事が出来る。具体的には、シロキサン溶液を塗布し焼成して形成されたシリカ膜あるいは有機無機ハイブリッドシリカ膜では、シロキサン溶液中の有機シラン化合物の有機基の選択により帯電特性を制御可能であり、様々な特性の粒子群に対して帯電制御層として機能させる事が出来る。帯電制御層を形成する為のシロキサン溶液には、他に樹脂や各種無機フィラー、あるいは荷電制御材等を配合してもよい。
　これらの方策によって、接触帯電序列（正帯電のしやすさ）が、正帯電性粒子＞帯電制御層＞負帯電性粒子の関係式を満たし、かつ、帯電制御層に無機成分を含有する事により、粒子群の帯電バランスの悪化が抑制され、安定した表示特性を維持することができる。
　本発明の情報表示用パネルの基板用電極において、電極の基板材料は特に問わず、ガラス、樹脂板、金属、高分子フィルムなどを用いることができる。導電性インクとしては、導電性粒子や導電性ワイヤー、ドット、チューブ等のフィラーが配合され、塗布あるいは印刷に続く乾燥、焼成後にフィラーの接触により導電性が発現するものや、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly-(styrenesulfonate)）に代表される導電性高分子インク等を用いる事ができる。また、有機銀化合物など金属の前駆体がインク中に配合されており、印刷後の焼成によって導電性を発現するインクを用いる事もできる。
　以下、まず、実施例で使用する正帯電特性を有する黒色粒子群および負帯電特性を有する白色粒子群の製造方法を説明し、本発明例としての実施例１－２および比較例としての比較例１－５について接触帯電序列を求める方法を説明し、実施例１－２および比較例１－５について実際に情報表示用パネルを形成した時の表示特性評価を説明する。
＜使用した粒子について＞
（黒色粒子群）
　メチルメタクリレートモノマー（関東化学試薬）６０重量部、及び、１分子中に重合反応基を複数持つ多官能性モノマーとしてエチレングリコールジメタクリレート（和光純薬試薬）４０重量部（約２５ｍｏｌ％）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、及び、黒色顔料として、カーボンブラック（スペシャルブラック：デグッサ製）５重量部をサンドミルにより分散させ、（アクリル系及びメタクリル系）樹脂－炭化水素系樹脂ブロックコポリマー（モディパーＦ６００：日本油脂製）５重量部を溶解させた後、さらに２重量部のラウリルパーオキサイド（パーロイルＬ：日本油脂製）を溶解させた液を、界面活性剤として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０．５％添加した精製水に懸濁、重合させ、濾過、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９．２μｍの正帯電性黒色粒子群を得た。
（白色粒子群）
　ポリメチルペンテンポリマー（ＴＰＸ－Ｒ１８：三井化学社製）１００重量部と、着色剤として二酸化チタン（タイペークＣＲ－９０：石原産業社製）１００重量部と、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：オリエント化学製）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（株）製）で細かく粉砕し、分級機（ＭＤＳ－２：日本ニュ－マチック工業）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）を用いて溶融球状化して得た、平均粒子径が、９．５μｍの負帯電性の白色粒子群を得た。
＜接触帯電序列の判定方法について＞
　同一種類の電極が形成されたガラス基板を２枚用意し、平均帯電量が２［ｆＣ：フェムトクーロン］の正帯電性粒子群を一方の電極上に５ｇ／ｍ２となる量を均一に散布し、４０μｍのスペーサーを介してもう一枚の電極を対向するように貼り合せたパネルとする。片方の電極を接地し、もう一方の電極に±２００Ｖ、１ｋＨｚの矩形波電圧を印加し正帯電性粉流体を１万回反転させた後にパネルを分解し、内部の粒子群の帯電量を計測した。粒子群の帯電量測定には電界飛翔方式の帯電量分布測定装置（Ｅ－ＰＩＮＧ社製Ｑ－ｔｅｓｔ）により帯電量分布を測定しその平均値を平均帯電量とした。初期帯電量２[ｆＣ]に対する駆動後の帯電量の大小によって、下記の通り正帯電性粒子と電極との接触帯電序列を判定した。
　駆動後帯電量＞初期帯電量（２［ｆＣ］）の場合
　　接触帯電序列（正帯電のしやすさ）：正帯電性粒子＞電極または帯電制御層
　駆動後帯電量＜初期帯電量（２［ｆＣ］）の場合
　　接触帯電序列（正帯電のしやすさ）：電極または帯電制御層＞正帯電性粒子
　負帯電性粒子群と電極についても同様に、平均帯電量が－２［ｆＣ］の負帯電性粒子群を用い、初期帯電量－２［ｆＣ］に対する駆動後の帯電量の大小によって下記の通り負帯電性粉流体と電極の接触帯電序列を判定する。
　駆動後帯電量＞初期帯電量（－２［ｆＣ］）の場合
　　接触帯電序列（正帯電のしやすさ）：負帯電性粒子＞電極または帯電制御層
　駆動後帯電量＜初期帯電量（－２［ｆＣ］）の場合
　　接触帯電序列（正帯電のしやすさ）：電極または帯電制御層＞負帯電性粒子
（実施例１）
　フィラーとして平均粒径１μｍの球状銀、バインダーがポリエステル樹脂の銀インクを用い、厚さ１．１ｍｍの無アルカリガラスからなる基板上にナイフコートにてインクを塗布、１２０℃で３０分焼成する事で厚さ６μｍの電極を形成した。その後、この電極上に、帯電制御層として固形分６％のシロキサン溶液（日産化学製ＯＡ－１００３）をバーコートにて塗布、１２０℃で３０分焼成する事で厚さ０．５μｍの帯電制御層を形成した。この電極基板を用いて接触帯電序列の判定を行った結果、駆動後帯電量はそれぞれ正帯電粒子群（黒色粒子群）３．４［ｆＣ］、負帯電性粒子群（白色粒子群）－３．２［ｆＣ］であった。
（実施例２）
　フィラーとして平均粒径１μｍの球状銀、バインダーがポリエステル樹脂の銀インクを用い、厚さ１．１ｍｍの無アルカリガラスからなる基板上にナイフコートにてインクを塗布、１２０℃で３０分焼成する事で厚さ６μｍの電極を形成した。その後、この電極上に、帯電制御層として実施例１とは末端官能基の分子量が異なる固形分６％のシロキサン溶液（日産化学製ＯＡ－１００４）をバーコートにて塗布、１２０℃で３０分焼成する事で、厚さ０．５μｍの帯電制御層を形成した。この電極基板を用いて接触帯電序列の判定を行った結果、駆動後帯電量はそれぞれ正帯電粒子群（黒色粒子群）３．０［ｆＣ］、負帯電性粒子群（白色粒子群）－３．３［ｆＣ］であった。
（比較例１）
　フィラーとして平均粒径１μｍの球状銀、バインダーがポリエステル樹脂の銀インクを用い、厚さ１．１ｍｍの無アルカリガラスからなる基板上にナイフコートにてインクを塗布、１２０℃で３０分焼成する事で厚さ６μｍの電極を形成した。この電極を用いて接触帯電序列の判定を行った結果、駆動後帯電量はそれぞれ正帯電粒子群（黒色粒子群）１．４［ｆＣ］、負帯電性粒子群（白色粒子群）－４．２［ｆＣ］であった。
（比較例２）
　フィラーとして平均粒径１μｍの球状銀、バインダーがポリエステル樹脂の銀インクを用い、厚さ１．１ｍｍの無アルカリガラスからなる基板上にナイフコートにてインクを塗布、１２０℃で３０分焼成する事で厚さ６μｍの電極を形成した。その後、この電極上に、帯電制御層として固形分１０％のポリエステル樹脂（東洋紡製バイロン２００）シクロヘキサノン溶液をバーコートにて塗布、１２０℃で３０分乾燥することで、厚さ０．５μｍの帯電制御層を形成した。この電極基板を用いて接触帯電序列の判定を行った結果、駆動後帯電量はそれぞれ正帯電粒子群（黒色粒子群）３．２［ｆＣ］、負帯電性粒子群（白色粒子群）－２．８［ｆＣ］であった。
（比較例３）
　フィラーとして平均粒径１μｍの球状銀、バインダーがポリエステル樹脂の銀インクを用い、厚さ１．１ｍｍの無アルカリガラスからなる基板上にナイフコートにてインクを塗布、１２０℃で３０分焼成する事で厚さ６μｍの電極を形成した。その後、この電極上に、帯電制御層として固形分１０％のアクリル樹脂（総研化学製フォレットＭ８０）ＭＥＫ溶液をバーコートにて塗布、１２０℃で３０分乾燥することで、厚さ０．５μｍの帯電制御層を形成した。この電極基板を用いて接触帯電序列の判定を行った結果、駆動後帯電量はそれぞれ正帯電粒子群（黒色粒子群）２．７［ｆＣ］、負帯電性粒子群（白色粒子群）－３．１［ｆＣ］であった。
（比較例４）
　フィラーとして平均粒径１μｍの球状銀、バインダーがポリエステル樹脂の銀インクを用い、厚さ１．１ｍｍの無アルカリガラスからなる基板上にナイフコートにてインクを塗布、１２０℃で３０分焼成する事で厚さ６μｍの電極を形成した。その後、この電極上に、帯電制御層として固形分１％の末端にフッ素化合物を官能基として有するシロキサン溶液（日産化学製ＬＲ－２０６）をバーコートにて塗布、１２０℃で３０分乾燥することで、厚さ０．２μｍの帯電制御層を形成した。この電極基板を用いて接触帯電序列の判定を行った結果、駆動後帯電量はそれぞれ正帯電粒子群（黒色粒子群）６．２［ｆＣ］、負帯電性粒子群（白色粒子群）－０．５［ｆＣ］であった。
（比較例５）
　厚さ１．１ｍｍの無アルカリガラスを基材とし、スパッタリングにて厚さ１００ｎｍのＩＴＯ薄膜を形成した電極を作製した。このＩＴＯ電極を用いて粒子群との接触帯電序列の判定を行った結果、駆動後帯電量はそれぞれ正帯電性粒子群（黒色粒子群）２．４［ｆＣ］、負帯電性粒子群（白色粒子群）－３．３［ｆＣ］であった。
＜表示特性評価について＞
　比較例５と同様の方法でＩＴＯ薄膜を形成した電極基板を作製した。このＩＴＯ電極を前面電極とし、この前面電極に高さ４０μｍ、幅１５μｍ、縦横が３００μｍピッチの正方形の隔壁を形成し、隔壁にて区切られたセル内に帯電極性の異なる白・黒の粒子群をそれぞれ５ｇ／ｍ２となるよう充填した後に、実施例１－２、比較例１－５の電極を背面電極として貼り合せパネルを作製した。
　背面電極を接地し、前面電極に＋８０Ｖの直流電圧を印加して白表示として前面電極側から「グレタグマクベス社製　ホータブル反射濃度計ＲＤ－１９」を用いて光学濃度を計測し、次に前面電極に－８０Ｖの直流電圧を印加して粒子群を反転させ黒表示として光学濃度を計測し、白および黒表示の光学濃度から以下の式に基づきコントラストを算出し、初期コントラストとした。
　コントラスト＝１０（黒光学濃度－白光学濃度）  　　（１０の（黒光学濃度－白光学濃度）乗）
次に、背面電極を接地し、前面電極に±８０Ｖ、１ｋＨｚの矩形波電圧を印加し粒子群を５万回反転させた後に初期コントラストと同様の方法にて５万回反転後のコントラストを計測した。また目視にて白・黒表示のムラを評価した。結果を以下の表１に示す。なお、表１において、接触帯電序列の項は、帯電制御層が有る実施例１－２、比較例２－４では粒子群と帯電制御層との接触帯電序列を記載し、帯電制御層が無い比較例１、５では粒子群と電極との接触帯電序列を記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１の結果から、実施例１－２および両面がＩＴＯ電極の比較例５では、５万回反転後のコントラストが維持されたのに対して、比較例１－４ではコントラストが低下し、また表示にムラが発生した。このうち、比較例１では、帯電制御層を用いなかったため、良好な特性を得ることができなかった。また、比較例２－３では、帯電制御層を有するとともに接触帯電序列：正帯電性粒子（黒色粒子）＞帯電制御層＞負帯電性粒子（白色粒子）を満たしているが、帯電制御層が有機成分を含んでいるため、良好な特性を得ることができなかった。さらに、比較例４では、帯電制御層を有するとともに無機成分を含む帯電制御層を用いているが、接触帯電序列：正帯電性粒子（黒色粒子）＞帯電制御層＞負帯電性粒子（白色粒子）を満たしていないため、良好な特性を得ることができなかった。
　以上のことから、少なくとも一方の電極表面に無機成分を含む帯電制御層を形成し、かつ、接触帯電序列を、正帯電性粒子＞帯電制御層＞負帯電性粒子、とすることにより、多数回の表示切り替え後にもコントラストを維持し、ムラ等も発生しない情報表示用パネルを得る事が出来ることが分かった。
　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（本発明に係る画素サイズの電界形成用画素電極対を有する外部電界形成手段を用いて書換えできるものや、外部の表示書換え手段に接続して情報を書き換えた後、接続を解放しても情報を表示したままにすることができるもの）としても好適に用いられる。
　１、２　パネル基板
　３Ｗ　白色粒子群
　３Ｗａ　白色粒子
　３Ｂ　黒色粒子群
　３Ｂａ　黒色粒子
　４　隔壁
　５、６　電極
　７　セル
　８　接着剤
　１１　帯電制御層

Claims (3)

  1. 　少なくとも一方が透明な２枚の基板間に、正帯電性粒子群および負帯電性粒子群からなる表示媒体を配置し、各基板のそれぞれに設けた電極に電圧を印加して電極間に発生させた電界を表示媒体に与えることで、表示媒体を駆動させて情報を表示する情報表示用パネルの当該基板に設けた電極であって、
    　上記電極は、導電性インクを用いて形成され、かつ、上記電極上に無機成分を含有する帯電制御層を設け、
    　上記帯電制御層と、上記正帯電性粒子群を構成する正帯電性粒子と、上記負帯電性粒子群を構成する負帯電性粒子との接触帯電序列が、正帯電性粒子＞帯電制御層＞負帯電性粒子、を満足することを特徴とする情報表示用パネルの基板用電極。
  2. 　前記帯電制御層が、ＳｉＯ２を主成分とする材料からな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の基板用電極。
  3. 　請求項１または２に記載の基板用＋電極を、前記基板のそれぞれに設けた電極のうち、少なくとも一方の電極として用いることを特徴とする情報表示用パネル。
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