专利名称：信息显示板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在具有一对对电极的相对的2片基板之间封入显示介质(粒子群或粉流体)，由一对对电极对显示介质施加电场，使显示介质移动来显示图像等信息的信息显示板。上述相对的2片基板中至少一个是透明的。
背景技术：
以往，提出有利用电泳方式、电致彩色方式、热方式、双色粒子旋转方式等技术的信息显示装置作为代替液晶显示器(LCD)的信息显示装置。
这些现有技术与LCD相比，具有能获得接近通常印刷品的大视野角度、消耗功率小、具有存储功能等优点，因此考虑将其应用于下一代廉价的信息显示装置的技术，正期待向便携式终端信息显示、电子纸张等方面扩展。尤其是最近提出了将由分散粒子和着色溶液组成的分散液制成微胶囊，并将其配置在相对的基板之间而构成的电泳方式，并寄予了期望。
然而，在电泳方式中，由于粒子在液中迁移，从而存在因液体的粘性阻力而导致响应速度慢的问题。此外，还具有下列问题由于使氧化钛等高比重的粒子分散在低比重的溶液中，因此，该氧化钛等高比重的粒子容易沉降，难以维持分散状态的稳定性，图像重复稳定性差。另外，即使做成微胶囊，使小室尺寸达到微胶囊水平，也仅是在表面上使上述缺点难以表现出来，但未解决任何实质问题。
另一方面，对于利用在溶液中的行为的电泳方式，还提出了不使用溶液、将导电粒子和电荷输送层组装在基板的一部分中的方式(例如，赵国来，其他3人，“新しいトナ一デイスプレイデバイス(I)”、1997年7月21日，日本图像学会年度大会(第83届)“Japan Hardcopy’99”论文集，参照p.249-252)。但是，由于因设置电荷输送层、以至电荷产生层，而使结构变复杂，而且难以恒定地向导电粒子注入电荷，因此还存在缺乏稳定性的问题。
作为解决上述各种问题的一方法，公知有具有以下这样的信息显示板的信息显示装置，该信息显示板是在具有正面电极的正面基板及具有背面电极的背面基板之间封入显示介质(粒子群或粉流体)，对显示介质施加电场，通过库仑力等使显示介质移动来显示图像等信息。
对于在上述信息显示装置中使用的信息显示板，带正电或带负电的显示介质通过由于电极施加的电压产生的电场而移动，但通常在设有电极的基板部分上，带电的显示介质与设有电极的基板之间的电像力(electricity image force)、显示介质的附着力起到作用，因此存在成为切换显示时的阈值的驱动电压变高的问题。
发明内容
本发明目的在于提供解决上述问题、能够降低驱动电压的信息显示板。
本发明的信息显示板是在具有一对对电极的相对的2片基板之间封入显示介质，由一对对电极对显示介质施加电场，使显示介质移动来显示图像等信息的信息显示板，上述相对的2片基板中一片基板或两片基板是透明的，其特征在于，在对电极中的一个电极或两个电极上设有电极缺损部。
另外，作为本发明的信息显示板的优选例，有下列几种(1)电极缺损部由闭曲线状的多个缺损部构成，电极缺损部的尺寸是由构成显示介质的粒子的平均粒径计算出的投影面积的1％～300％，当在两个电极部都存在电极缺损部时，一电极的电极缺损部与另一电极的电极缺损部的各自中心位置在投影平面内不处于相同的位置；(2)电极缺损部由直线形的多个缺陷部构成，其宽度为构成显示介质的粒子的平均粒径d(0.5)的1％～150％，当在两个电极部都存在电极缺损部时，一电极的电极缺损部与另一电极的电极缺损部在投影平面上重合的区域被包含在由构成显示介质的粒子的平均粒径d(0.5)计算出的圆内，电极缺损部的面积总和Sk与显示部分的电极面积S之比0.01＜Sk/S＜0.8。
通过本发明，在电极上设置电极缺陷部，并在电极缺陷部的轮廓部分形成边缘部，从而在边缘部电力线集中、电场变高。结果边缘部附近的粒子群或粉流体容易移动，可以进行低电压驱动。
图1是表示本发明的信息显示板的驱动方法的一个例子的图。
图2是表示本发明的信息显示板的驱动方法的另一例子的图。
图3是表示本发明的信息显示板的结构的一个例子的图。
图4(a)、(b)分别是用于说明本发明的信息显示板的一个例子的结构的图。
图5是用于说明将本发明应用于单纯无源矩阵驱动的情况的一个例子的图。
图6是用于说明将本发明应用于单纯无源矩阵驱动的情况的另一例子的图。
图7是用于说明将本发明应用于单纯无源矩阵驱动的情况的又一例子的图。
图8是用于说明将本发明应用于单纯无源矩阵驱动的情况的又一例子的图。
图9是用于说明将本发明应用于单纯无源矩阵驱动的情况的又一例子的图。
图10是用于说明将本发明应用于有源矩阵驱动的情况的一个例子的图。
图11是用于说明将本发明应用于有源矩阵驱动的情况的另一例子的图。
图12是用于说明将本发明应用于有源矩阵驱动的情况的又一例子的图。
图13是用于说明将本发明应用于有源矩阵驱动的情况的又一例子的图。
图14是用于说明将本发明应用于有源矩阵驱动的情况的又一例子的图。
图15是用于说明将本发明应用于有源矩阵驱动的情况的又一例子的图。
图16是表示本发明的信息显示板的隔壁形状的一个例子的图。
具体实施例方式
首先，对利用粒子群的、本发明的信息显示装置所具有的信息显示板的基本结构进行说明。在本发明所使用的信息显示板中，对封入相对的2片基板之间的粒子群施加电场。沿着被施加的电场方向，带电为低电位的带电粒子群被库仑力等吸引到高电位侧，另外，带电为高电位的带电粒子群被库仑力等吸引到低电位侧，这些粒子群由于电位转换所引起电场方向变化，而使粒子群的移动方向改变，由此来显示信息。因此，为了使粒子群均匀地移动，且能够维持在反复进行显示刷新时或进行连续显示即保持显示状态不变时的稳定性，需要设计信息显示板。其中，施加于粒子的力，除了由粒子之间的库仑力形成的相互吸引的力之外，认为还有粒子与电极、基板之间的电像力、分子间力、液体交联力、重力等。
根据图1(a)、(b)～图3(a)、(b)说明作为本发明对象的信息显示板的例子。
在图1(a)、(b)所示的例子中，使分别至少由1种以上的粒子构成的、具有不同的光学反射率和带电特性的至少2种以上显示介质3(这里示出由粒子群构成的白色显示介质3W和由粒子群构成的黑色显示介质3B)相应于从基板1、2的外部施加的电场，沿与基板1、2垂直的方向移动，使观察者可看到黑色显示介质3B而进行黑色显示，或使观察者可看到白色显示介质3W而进行白色显示。另外，在图1(b)所示的例子中，在图1(a)所示的例子基础上，还在基板1、2之间设置格子状的隔壁4而形成小室。另外，在图1(b)中，省略了前侧的隔壁。
在图2(a)、(b)所示的例子中，使分别至少由1种以上的粒子构成的、具有不同的光学反射率和带电特性的至少2种以上显示介质3(这里示出由粒子群构成的白色显示介质3W和由粒子群构成的黑色显示介质3B)相应于通过在设于基板1上的电极5和设于基板2上的电极6之间施加电压而产生的电场，沿与基板1、2垂直的方向移动，使观察者可看到黑色显示介质3B而进行黑色显示，或使观察者可看到白色显示介质3W而进行白色显示。另外，在图2(b)所示的例子中，在图2(a)所示的例子基础上，还在基板1、2之间设置格子状的隔壁4而形成小室。另外，在图2(b)中，省略了前侧的隔壁。
在图3(a)、(b)所示的例子中，使分别至少由1种以上的粒子构成的具有光学反射率和带电特性的1种显示介质3(这里示出由粒子群构成的白色显示介质3W)相应于通过在设于基板1上的电极5和电极6之间施加电压而产生的电场，沿与基板1、2平行的方向移动，使观察者可看到白色显示介质3W而进行白色显示，或使观察者可看到电极6或基板1的颜色而进行电极6或基板1的颜色显示。另外，在图3(b)所示的例子中，在图3(a)所示的例子基础上，还在基板1、2之间设置格子状的隔壁4而形成小室。另外，在图3(b)中，省略了前侧的隔壁。
在分别用由粉流体构成的白色显示介质取代由粒子群构成的白色显示介质3W、用由粉流体构成的黑色显示介质取代由粒子构成的黑色显示介质3B的情况下，以上说明也可以同样适用。
本发明的信息显示板的特征在于在正面电极6及背面电极5中的一个电极或两个电极上配置电极缺损部。下面说明本发明的信息显示板的特征部分。
图4(a)、(b)分别是用于说明本发明的信息显示板的一个例子的图。在图4(a)所示的例子中，未表示显示基板，在保持正面电极6和背面电极5的相互位置关系的状态下表示设在显示侧的正面基板2上的正面电极6和设在背面基板1上的背面电极5。在图4(b)所示的例子中，表示沿图4(a)的A-A线剖切的截面的一部分，不仅记载了正面电极6和背面电极5，还记载了正面基板2和背面基板1。在图4(a)、(b)所示的例子中，在正面基板6上设置例如是封闭曲线状的分别是三角形的多个电极缺损部11，并在背面电极5上设置例如是封闭曲线状的分别是三角形的多个电极缺损部12。
在本发明中，电极缺损部11、12的轮廓线部分为电极的边缘部，如图4(b)箭头所示，在电极的边缘部电力线集中，电场变高，所以边缘部附近的显示介质3容易移动。结果，与在电极5、6上没有电极缺损部11、12的以往例子相比，可以进行低电压驱动。
在本发明中，具有封闭曲线形状的电极缺损部11、12的形状没有特别限制，可以是圆形，也可以是多边形，纵横比可以相同，也可以不同，但为了提高边缘效果，优选具有锐角的形状(例如三角形)。另外，如图4(a)、(b)所示，无论在电极缺损部11还是在电极缺损部12，电极缺损部相互不接触，而是在电极5、6内部以某一重复单元的方式进行排列。并且，选择一显示单元的电极5、6，除了电极缺损部11、12以外，其余以想要显示的小室形状连续地连接。此外，如图4(a)、(b)所示，将设在正面基板2上的正面电极6上的电极缺损部11和设在背面基板1上的背面电极5上的电极缺损部12配置成相互的中心位置不重合。另外，在上述例子中，在正面电极6和背面电极5上都设置了电极缺损部11、12，但仅在任一个电极上设置电极缺损部，也具有降低驱动电压的效果。
在本发明中，1个电极缺损部11、12的尺寸大于构成显示介质3的粒子的平均粒径时，若显示介质3位于电极缺损部11、12的中心附近，则难以受到边缘效果的影响，存在效果降低的趋势。另一方面，电极缺损部11、12内部的显示介质3与具有绝缘性的基板1、2的表面接触，因此，电像力不起作用而更容易移动，连同由边缘效果产生的高电场，则有驱动电压大幅降低的趋势。一旦显示介质3移动，碰到另一个基板上的显示介质3时，给另一基板的粒子群或粉流体3提供动量，则即使在低电场下，也能提高开创驱动的概率。
考虑到以上的电极缺损部和显示介质的关系，若考虑电极缺损部11、12的尺寸，优选使电极缺损部11、12的尺寸为由构成显示介质3的粒子的平均粒径计算出的投影面积的1％～300％，进一步优选为50％～200％。其中，若低于1％，则具有绝缘性的基板表面的区域减少，几乎不能获得降低电像力的效果，不能期待驱动电压的低电压化，若超过300％，则边缘效果难以影响在电极缺损部的中心附近存在的显示介质，且电场强度低，因此，不能期待驱动电压的低电压化。另外，电极缺损部11、12的面积总和Sk与显示部分的电极面积S之比优选为0.01＜Sk/S＜0.8。其中，若低于0.01，则边缘效果难以影响在电极缺损部的中心附近存在的显示介质，且电场强度弱，因此，不能期待驱动电压的低电压化，若超过0.8，则电极缺损部相互靠近，形成电极的区域的宽度变窄，因此，发生断路引起显示不良的几率变高。
图5～图9分别是用于说明本发明的信息显示板的其他例子的图。在图5～图9所示的例子中，也与图4(a)所示的例子同样地未图示基板，在保持正面电极6和背面电极5的相互位置关系的状态下表示设在显示侧的正面基板2上的正面电极6和设在背面基板1上的背面电极5。
在图5所示的例子中，在电极5、6上以使直线形的多个电极缺损部11、12相互正交的方式设置该多个电极缺损部11、12。在图6所示的例子中，在电极5、6上以使直线形的多个电极缺损部11、12相互正交的方式设置该多个电极缺损部11、12，并且，设置多个短肋21、22与各电极缺损部11、12正交。在图7所示的例子中，在电极5、6上以使直线形的多个电极缺损部11、12相互正交的方式设置该多个电极缺损部11、12，并且，在各直线形的电极缺损部11、12上以使缺口31、32相互的中心位置在投影平面内不位于相同位置的方式设置矩形的缺口31、32。在图8所示的例子中，在电极5、6上以使直线形的多个电极缺损部11、12相互正交的方式设置该多个电极缺损部11、12，并将该多个电极缺损部11、12分别设置成锯齿形。在图9所示的例子中，在电极5、6上以将直线形的多个电极缺损部11、12配置成梯子形的方式设置该多个电极缺损部11、12。
在图5～图9所示的例子中，直线形的电极缺损部11、12的宽度优选为构成显示介质的粒子的平均粒径d(0.5)的1％～150％，进一步优选为50％～120％。其中，若低于1％，则具有绝缘性的基板表面的区域减少，几乎不能获得降低电像力的效果，不能期待驱动电压的低电压化，若超过150％，则边缘效果难以影响构成在电极缺损部的中心附近存在的显示介质的粒子，且电场强度低，因此，不能期待驱动电压的低电压化。另外，当两个电极都存在电极缺损部时，一电极的电极缺损部与另一电极的电极缺损部在投影面内的重合区域优选为包含在从构成显示介质的粒子的平均粒径d(0.5)计算出的圆内。在任何情况都能够较好地实施本发明。
另外，如上述发明那样，通过在电极5、6上设置电极缺损部11、12，不仅在单纯无源驱动中可以降低驱动电压，在TFT的有源驱动中，也可以降低驱动电压。
图10～图15分别是表示将本发明的信息显示板应用于采用TFT的有源矩阵驱动的例子的图。在采用TFT的有源矩阵驱动的情况下，通常是仅在一个电极上设置电极缺损部11，在另一个电极上不设置电极缺损部，因此，在图10～图15的例子中，只表示了一个电极5，但也可以在相对侧的电极上设置电极缺损部。另外，在图10～图15所示的例子中，41是用于TFT驱动的有源元件。
在图10所示的例子中，在电极5上以将直线形的电极缺损部11配置成格子状的方式设置该电极缺损部11。在图11所示的例子中，在电极5上整齐地设置点状的电极缺损部11。另外，在本例子中，除了点状之外，还可以使用矩形形状。在图12所示的例子中，在电极5上以将直线形的电极缺损部11配置成锯齿状的方式设置该电极缺损部11。在图13所示的例子中，在电极5上并列设置直线形的电极缺损部11，并在电极缺损部11上设置矩形的缺口部31。在图14所示的例子中，在电极5上设置多个使直线形电极缺损部11相互正交而形成十字形的缺损部。在图15所示的例子中，在电极5上使直线形电极缺损部11沿纵向延伸地并列设置该电极缺损部11。另外，在本例子中，还可以使使直线形电极缺损部沿横向延伸地并列排列该电极缺损部。
在上述例子中，说明的是由贯通孔构成设置于电极5、6上的电极缺损部11、12的例子，设置于电极5、6上的电极缺损部11、12也可以不是贯通孔而是槽，也可同样适用本发明。
下面，说明构成作为本发明对象的信息显示板的各个部件。
关于基板，至少一个基板是从装置的外侧可以观察到显示介质的颜色的透明的前面基板2，其合适的材料是可见光透射率高、并且耐热性良好的材料。背面基板1可以是透明的也可以是不透明的。对基板材料进行例示的话，可以列举出聚对苯二甲酸二乙酯、聚醚砜、聚乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、丙烯酸酯类等聚合物片材，或金属片材这样的具有挠性的材料；以及玻璃、石英等没有挠性的无机片材。基板的厚度优选为2～5000μm，进一步适合为5～2000μm，如果过薄，则难以保持强度、基板间的间隔均匀性，如果比5000μm更厚，则不适合作为薄型信息显示板。
作为在信息显示板上设置电极时的电极形成材料，可以例示有铝、银、镍、铜、金等金属类；或ITO、氧化铟、导电性氧化锡、导电性氧化锌等导电金属氧化物类；聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等导电性高分子类，可以适当选择使用。作为电极的形成方法，可以采用通过溅射法、真空蒸镀法、CVD(化学蒸镀)法、涂布法等使上述例示的材料形成为薄膜状的方法，或者采用通过将导电剂混合到溶剂或合成树脂粘合剂中进行涂布的方法。设置在目视侧(显示面侧)基板上的电极必须是透明的，但设置在背面侧基板的电极不必是透明的。可以适合使用在任一情况下都可形成图案的导电性的上述材料。另外，电极的厚度只要能确保导电性、不阻碍光透射性即可，适合为3～1000nm，优选为5～400nm。设置在背面侧基板上的电极的材质和厚度等可以与上述设置在显示面侧基板上的电极相同，但不必是透明的。另外，这种情况时的外部电压输入可以重叠直流或交流。
关于根据需要设置在基板上的隔壁4，其形状可以根据用于显示的显示介质的种类，进行适当地最优化设定，并不是一概加以限定的，但隔壁的宽度可以调整为2～100μm、优选为3～50μm，隔壁的高度可以调整为10～500μm、优选为10～200μm。此外，在形成隔壁时，可以考虑分别在相对的两个基板上各自形成肋后再相接合的两肋法；仅在一侧的基板上形成肋的单肋法。在本发明中，任一方法均适合使用。
如图16所示，通过由这些肋构成的隔壁形成的小室，从基板平面方向观察，例示有四边形、三角形、线状、圆形、六边形；作为其配置，可以例示有格子状、蜂窝状或网眼状。比较好的是尽可能缩小相当于从显示一侧可视的隔壁截面部分的部分(小室框架部分的面积)，这样能增加显示状态的清晰度。其中，若对隔壁的形成方法进行示例，可以列举模具转印法、丝网印刷法、喷砂法、光刻法、添加法。在这些方法中，适合采用使用抗蚀膜的光刻法、模具转印法。
接着，就作为在本发明对象的信息显示板中使用的显示介质的粒子群，进行说明。构成粒子群的粒子，可以在作为其主要成分的树脂中根据需要与以往同样地包含电荷控制剂、着色剂、无机添加剂等。下面，对树脂、电荷调节剂、着色剂、其他添加剂进行例示。
作为树脂的例子，可以列举出聚氨酯树脂、尿素树脂、丙烯酸类树脂、聚酯树脂、丙烯酸聚氨酯树脂、丙烯酸聚氨酯硅酮树脂、丙烯酸聚氨酯氟树脂、丙烯酸氟树脂、硅酮树脂、丙烯酸硅酮树脂、环氧树脂、聚苯乙烯树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、聚烯烃树脂、丁缩醛树脂、偏氯乙烯树脂、密胺树脂、酚醛树脂、氟树脂、聚碳酸酯树脂、聚砜树脂、聚醚树脂、聚酰胺树脂等，也可以混合2种以上。特别是从控制与基板的附着力的观点出发，适合的是丙烯酸聚氨酯树脂、丙烯酸硅酮树脂、丙烯酸氟树脂、丙烯酸聚氨酯硅酮树脂、丙烯酸聚氨酯氟树脂、氟树脂、硅酮树脂。
对于电荷控制剂，并没有特别限定，作为负电荷控制剂，可以列举出例如水杨酸金属络合物、含金属偶氮染料、含金属(含有金属离子或金属原子)的油溶性染料、季铵盐类化合物、杯芳烃化合物、含硼化合物(苯甲酸硼络合物)、硝基咪唑衍生物等。作为正电荷控制剂，可以列举出例如苯胺黑染料、三苯基甲烷类化合物、季铵盐类化合物、聚胺树脂、咪唑衍生物等。此外，还可以将超微粒二氧化硅、超微粒氧化钛、超微粒氧化铝等金属氧化物；吡啶等含氮环状化合物及其衍生物或盐；各种有机颜料、含氟、氯、氮等的树脂等用作电荷控制剂。
作为着色剂，可以使用如以下例示的有机或无机的各种各色的颜料、染料。
作为黑色着色剂，可以使用炭黑、氧化铜、二氧化锰、苯胺黑、活性炭等。
作为蓝色着色剂，有C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15、绀青、钴蓝、碱性蓝色淀、维多利亚蓝色淀、酞菁蓝、无金属酞菁蓝、酞菁蓝的部分氯化物、坚牢天蓝、阴丹士林蓝BC等。
作为红色着色剂，有铁丹、镉红、铅丹、硫化汞、镉、永久红4R、立索红、吡唑啉酮红、沃丘格红、钙盐、色淀红D、亮胭脂红6B、曙红色淀、若丹明色淀B、茜素色淀、亮胭脂红3B、C.I.颜料红2等。
作为黄色着色剂，有铬黄、锌黄、镉黄、黄色氧化铁、无机永固黄、镍钛黄、脐橙黄、萘酚黄-S、汉撒黄G、汉撒黄10G、联苯胺黄G、联苯胺黄GR、喹啉黄色淀、永久黄NCG、酒石黄色淀、C.I.颜料黄12等。
作为绿色着色剂，有铬绿、氧化铬、颜料绿B、C.I.颜料绿7、孔雀绿色淀、最终黄绿G(final yellow green G)等。
作为橙色着色剂，有红色铬黄、钼橙、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、坚牢橙(vulcan orange)、阴丹士林亮橙RK、联苯胺橙G、阴丹士林亮橙GK、C.I.颜料橙31等。
作为紫色着色剂，有锰紫、坚牢紫B、甲基紫色淀等。
作为白色着色剂，有氧化锌、氧化钛、锑白、硫化锌等。
作为体质颜料，是重晶石粉、碳酸钡、粘土、二氧化硅、白炭黑、滑石、氧化铝白等。此外，作为碱性、酸性、分散、直接染料等各种染料，有苯胺黑、亚甲基蓝、玫瑰红、喹啉黄、群青蓝等。
作为无机类添加剂的例子，可以列举氧化钛、氧化锌、硫化锌、氧化锑、碳酸钙、铅白、滑石、二氧化硅、硅酸钙、氧化铝白、镉黄、镉红、镉橙、钛黄、绀青、群青、钴蓝、钴绿、钴紫、氧化铁、炭黑、锰铁素体黑、钴铁素体黑、铜粉、铝粉等。
这些颜料和无机类添加剂可以单独使用或多种组合使用。其中，尤其是作为黑色颜料优选炭黑，作为白色颜料优选氧化钛。另外，本发明使用的粒子，其平均粒径d(0.5)优选在0.1～20μm范围内、且分布均匀。如果平均粒径d(0.5)大于该范围，则缺乏显示上的清晰度，如果小于该范围，则粒子之间的聚集力变得过大，因此会对显示介质的移动带来阻碍。
此外，在本发明中，关于各粒子的粒径分布，下式所示的粒径分布的跨度(Span)不足5，优选不足3。
Span＝(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)(其中，d(0.5)是以μm表示的粒径数值，粒子中的50％比其大，50％比其小；d(0.1)是以μm表示的粒径数值，在该数值以下的粒子的比率为10％；d(0.9)是以μm表示的粒径数值，在该数值以下的粒子的比率为90％。)通过使跨度处于5以下的范围内，各粒子的尺寸均匀，可以实现均匀的粒子移动。
此外，对于各个粒子的关系，重要的是在所使用的粒子中具有最小直径的粒子的d(0.5)相对于具有最大直径的粒子的d(0.5)的比值为50以下、优选为10以下。即便粒径分布跨度span小，也由于是带电特性彼此不同的粒子彼此向相反的方向移动，双方的粒子尺寸相近，双方的粒子能够容易地按照当量向相反方向移动，这是合适的，这就要求上述范围。
另外，上述粒径分布和粒径可以由激光衍射/散射法等求得。如果对作为测定对象的粒子照射激光，则会产生空间的衍射/散射光的光强度分布图案，由于该光强度图案与粒径存在对应关系，因此可以测定粒径和粒径分布。
其中，本发明中的粒径和粒径分布是由体积基准分布得到的。具体地说，可以使用Mastersizer2000(Malvern InstrumentsLtd.)测定机，在氮气流中加入粒子，采用附带的分析软件(基于使用Mie理论的体积基准分布的软件)，测定粒径和粒径分布。
粒子的带电量显然依赖于其测定条件，可知信息显示板中粒子的带电量大体上依赖于初始带电量、与隔壁的接触、与基板的接触、随着经过时间的电荷衰减，尤其是粒子的带电行为的饱和值是决定因素。
本发明人们进行了精心研究的结果，发现通过在吹出(blowoff)法中使用相同的载体粒子来测定各个的粒子的带电量，可以评价所用粒子的适当的带电特性值的范围。
接着，就作为本发明对象的信息显示板所使用的粉流体，进行说明。
本发明中的“粉流体”是不借助气体的力或液体的力而自身显示出流动性的、兼具流体和粒子特性的两者的中间状态的物质。例如，液晶被定义为液体与固体的中间相，具有作为液体特征的流动性和作为固体特征的各向异性(光学性质)(平凡社大百科词典)。另外，粒子的定义是即使是基本可以忽略不计的大小也具有有限质量的物体，受到重力的影响(丸善物理学词典)。其中，粒子中也存在称为气固流动层体、液固流动体的特殊状态，若从底板对粒子喷流气体，则对应于气体速度对粒子施加向上的力，当该力与重力平衡时，处于像流体那样能容易流动的状态的粒子，将其称为气固流动层体，同样地将利用流体使其流动的状态称为液固流动体(平凡社大百科词典)。这样的气固流动层体或液固流动体是利用气体流或液体流的状态。在本发明中，明确了能够特异性地制作出无需借助这样的气体的力或液体的力、自身显示出流动性的状态的物质，将其定义为粉流体。
即，本发明中的粉流体与液晶(液体与固体的中间相)的定义相同，是兼有粒子与液体两特性的中间状态，显示出极难受到上述作为粒子特征的重力的影响、并具有高流动性的特殊状态的物质。这样的物质可以在气溶胶状态下、即可以在气体中作为分散质稳定地漂浮有固体状或液体状物质的分散体系中获得，在本发明的信息显示板中，将固体状物质作为分散质。
作为本发明对象的信息显示板，在至少一方为透明的相对的基板之间，封入在气体中作为分散质稳定地漂浮固体粒子的气溶胶状态并显示出高流动性的粉流体。这样的粉流体，施加低电压就能够容易地在库仑力等的作用下稳定地移动。
本发明中所使用的粉流体，如上所述，是无需借助气体的力或液体的力、自身就显示出流动性的、兼有流体和粒子特性的两者的中间状态的物质。该粉流体，尤其可以采取气溶胶状态，在本发明的信息显示板中，在气体中作为分散质比较稳定地飘浮有固体状物质的状态下使用。
气溶胶状态的范围优选是粉流体的最大漂浮时的表观体积为未漂浮时的2倍以上，进一步优选为2.5倍以上，特别优选为3倍以上。上限没有特别限制，优选为12倍以下。
如果粉流体的最大漂浮时表观体积小于未漂浮时的2倍，则难以进行显示上的控制，另外，如果大于12倍，则将粉流体封入装置内时发生过度飘浮等操作上的不便。另外，最大漂浮时的表观体积按照如下所述进行测定。即，将粉流体放入可透过粉流体进行观察的密闭容器内，使容器本身振荡或落下，制成最大漂浮状态，从容器外侧测定此时的表观体积。具体地讲，在平均粒径(内径)6cm、高10cm的聚丙烯制带盖容器(商品名アイボ一イアズワン(株)生产)中，作为未漂浮时的粉流体放入相当于1/5体积的粉流体，将容器放置于振荡器内，在6cm的距离内以3次往复/sec振荡3小时。以振荡刚刚停止后的表观体积作为最大漂浮时的表观体积。
另外，在本发明中，优选粉流体的表观体积的时间变化满足下式。
V10/V5＞0.8其中，V5表示从最大漂浮时开始5分钟后的表观体积(cm3)，V10表示从最大漂浮时开始10分钟后的表观体积(cm3)。另外，本发明的图像显示装置优选粉流体的表观体积的时间变化V10/V5大于0.85，特别优选大于0.9。当V10/V5为0.8以下时，与使用通常所谓的粒子时相同，无法获得本发明的高速响应、耐久性效果。
另外，构成粉流体的粒子物质的平均粒径(d(0.5))优选为0.1～20μm，进一步优选为0.5～15μm，特别优选为0.9～8μm。如果小于0.1μm，则难以进行显示上的控制；如果大于20μm，则缺乏显示的清晰度。另外，构成粉流体的粒子物质的平均粒径(d(0.5))与以下粒径分布Span中的d(0.5)相同。
构成粉流体的粒子物质优选下式所示的粒径分布跨距(Span)不足5，进一步优选为不足3。
粒径分布的跨距＝(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)其中，d(0.5)是以μm表示的粒径数值，构成粉流体的粒子物质中的50％比其大，50％比其小；d(0.1)是以μm表示的粒径数值，在该数值以下的构成粉流体的粒子物质的比率为10％；d(0.9)是以μm表示的粒径数值，在该数值以下的构成粉流体的粒子物质的比率为90％。通过使构成粉流体的粒子物质的粒径分布的跨度处于5以下的范围内，尺寸均匀，可以实现均匀的显示介质移动。
另外，上述粒径分布和粒径可以由激光衍射/散射法等求得。如果对作为测定对象的粉流体照射激光，则会产生空间的衍射/散射光的光强度分布图案，由于该光强度图案与粒径存在对应关系，因此可以测定粒径和粒径分布。该粒径和粒径分布是由体积基准分布得到的。具体地说，可以使用Mastersizer2000(MalvernInstruments Ltd.)测定机，在氮气流中加入粉流体，采用附带的分析软件(基于使用Mie理论的体积基准分布的软件)，进行测定。
粉流体的制造可以将必要的树脂、电荷控制剂、着色剂、其他添加剂混炼、进行粉碎；也可以由单体进行聚合而成；还可以将现有的粒子用树脂、电荷控制剂、着色剂、其他添加剂涂敷。下面，对构成粉流体的树脂、电荷控制剂、着色剂、其他添加剂进行例示。
作为树脂，可以列举聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚氨酯改性丙烯酸树脂、硅酮树脂、尼龙树脂、环氧树脂、苯乙烯树脂、丁缩醛树脂、偏氯乙烯树脂、密胺树脂、酚醛树脂、氟树脂等，还可以混合2种以上。从控制与基板的附着力的观点出发，特别合适的是丙烯酸聚氨酯树脂、丙烯酸聚氨酯硅酮树脂、丙烯酸聚氨酯氟树脂、聚氨酯树脂、氟树脂。
作为电荷控制剂的例子，当赋予正电荷时，可以列举出季铵盐类化合物、苯胺黑染料、三苯甲烷类化合物、咪唑衍生物等；当赋予负电荷时，可以列举出含金属偶氮染料、水杨酸金属络合物、硝基咪唑衍生物等。
作为着色剂，可以使用如以下例示的有机或无机的各种各色的颜料、染料。
作为黑色着色剂，可以使用炭黑、氧化铜、二氧化锰、苯胺黑、活性炭等。
作为蓝色着色剂，有C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15、绀青、钴蓝、碱性蓝色淀、维多利亚蓝色淀、酞菁蓝、无金属酞菁蓝、酞菁蓝的部分氯化物、坚牢天蓝、阴丹士林蓝BC等。
作为红色着色剂，有铁丹、镉红、铅丹、硫化汞、镉、永久红4R、立索红、吡唑啉酮红、沃丘格红、钙盐、色淀红D、亮胭脂红6B、曙红色淀、若丹明色淀B、茜素色淀、亮胭脂红3B、C.I.颜料红2等。
作为黄色着色剂，有铬黄、锌黄、镉黄、黄色氧化铁、无机永固黄、镍钛黄、脐橙黄、萘酚黄-S、汉撒黄G、汉撒黄10G、联苯胺黄G、联苯胺黄GR、喹啉黄色淀、永久黄NCG、酒石黄色淀、C.I.颜料黄12等。
作为绿色着色剂，有铬绿、氧化铬、颜料绿B、C.I.颜料绿7、孔雀绿色淀、最终黄绿G(final yellow green G)等。
作为橙色着色剂，有红色铬黄、钼橙、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、坚牢橙(vulcan orange)、阴丹士林亮橙RK、联苯胺橙G、阴丹士林亮橙GK、C.I.颜料橙31等。
作为紫色着色剂，有锰紫、坚牢紫B、甲基紫色淀等。
作为白色着色剂，有氧化锌、氧化钛、锑白、硫化锌等。
作为体质颜料，是重晶石粉、碳酸钡、粘土、二氧化硅、白炭黑、滑石、氧化铝白等。此外，作为碱性、酸性、分散、直接染料等各种染料，有苯胺黑、亚甲基蓝、玫瑰红、喹啉黄、群青蓝等。
作为无机类添加剂的例子，可以列举氧化钛、氧化锌、硫化锌、氧化锑、碳酸钙、铅白、滑石、二氧化硅、硅酸钙、氧化铝白、镉黄、镉红、镉橙、钛黄、绀青、群青、钴蓝、钴绿、钴紫、氧化铁、炭黑、锰铁素体黑、钴铁素体黑、铜粉、铝粉等。
这些颜料和无机类添加剂可以单独使用或多种组合使用。其中，尤其是作为黑色颜料优选炭黑，作为白色颜料优选氧化钛。
此外，在本发明中，对将基板间的粒子群或包围粉流体的空隙部分的气体进行管理是重要的，其有助于提高显示稳定性。具体地说，对于空隙部分的气体的湿度，25℃下的相对湿度为60％RH以下、优选为50％RH以下、进一步优选为35％RH以下是重要的。
在图1～图3中，该空隙部分是指从夹在相对的基板1、基板2的部分中减去电极5、6、显示介质3的占有部分、隔壁4的占有部分、信息显示板的密封部分的、所谓显示介质接触的气体部分。
空隙部分的气体只要是在上述的湿度区域内即可，其种类就没有限制，适合的是干燥空气、干燥氮气、干燥氩气、干燥氦气、干燥二氧化碳、干燥甲烷等。该气体必须在保持其湿度的条件下封入信息显示板中，例如在规定的湿度环境下进行粒子群或粉流体的填充、显示介质的组装等，此外，施加用以防止湿气从外部侵入的密封材料、密封方法是重要的。
在本发明的信息显示板中的基板与基板之间的间隔，只要显示介质可以移动、可维持对比度就可以，通常调整为10～500μm，优选为10～200μm。
相对的基板间的空间中显示介质的体积占有率优选为5～70％，进一步优选为5～60％。在超过70％的情况下，会对显示介质的移动产生障碍，在不足5％的情况下，对比度容易变得不清晰。
实施例下面说明实施例。
按照以下过程制造信息显示板，比较驱动电压。首先，用光刻法在正面基板和背面基板的表面上形成电极图案，设置正面电极和背面电极。电极宽度为170μm。
具体地讲，在带有表面电阻30Ω/□(Ω/sq)的ITO的玻璃基板的ITO膜表面上，使用旋涂机(spin coater)涂敷了g线用阳性抗蚀剂(东京应化工业(株)制造OFPR-800)(旋涂剂旋转条件500rpm×3秒、2000rpm×30秒)。涂敷后，为了除去抗蚀剂膜的溶剂，在90℃，用净化炉(clean open)进行20分钟的预烘焙(prebake)。
在形成有抗蚀剂膜的带有ITO的玻璃基板的膜表面上隔有50μm的间隙地设置设有所期望的电极形状和电极缺损部的铬掩膜，利用高压水银灯以g线的曝光量为200mJ/cm2的方式进行曝光。曝光后，在25℃，将基板浸渍在显影液(东京应化工业(株)制造NMD-3)中30秒，然后，通过水洗进行抗蚀剂膜的显影，能够获得形成所期望形状图案的抗蚀剂膜。
在40℃，将具有被形成为图案的抗蚀剂膜的带有ITO玻璃基板浸渍在ITO蚀刻液(重量比H2O∶HCl∶HNO3＝1∶1∶0.16)中110秒，然后，通过水洗，蚀刻掉没有抗蚀剂膜部分的ITO，能够将ITO膜形成为具有电极缺损部的显示电极形状。
最后，为了除去残留的抗蚀剂膜，在25℃，将蚀刻后基板浸渍在溶剂(N甲基吡咯烷酮)中120秒，能够获得设有ITO显示电极的玻璃基板，该ITO显示电极具有所期望的图案电极缺损部。
在设有用上述方法制成的ITO显示电极的玻璃基板中，作为本发明实施例，在正面电极和背面电极上分别设置电极缺损部，该电极缺损部为10μm的正方形，沿电极宽度方向以20μm的间隔排列5个，并沿长度方向以20μm的间隔反复设置该沿电极宽度方向排列的电极缺损部列。并将这些电极缺损部设置成在贴合时，反复设置在该背面电极上的电极缺损部中心位置与反复设置在该正面电极上的电极缺损部的中心位置在投影平面内分别在宽度方向上错开15μm、在长度方向上错开15μm。作为以往的例子，都是直接使用准备好的带有电极的正面电极和背面电极。接着，在正面基板上形成隔壁，并将规定量的白与黑的2种粒子群或粉流体填充到由隔壁分隔而成的小室内。接着，除去在隔壁上残留的粒子群或粉流体，在隔壁上设置粘接剂层后，使背面基板相对于正面基板对位、并进行冲压，从而使背面基板与正面基板贴合，制得本发明实施例和以往例的信息显示板。
对所得的本发明实施例和以往例的信息显示板，在VD10、VD50、VD90的三个条件下测定驱动电压。其中，驱动电压的测定方法如下所述。首先施加电压进行初始化，使得成为正面基板侧电极表面的显示区域几乎全被白的显示介质覆盖的状态。接着，从该初始化状态开始，背面基板电极接地而使其电位为0，以电压绝对值逐渐增大的方式逐渐向正面基板电极施加产生使黑的显示介质向正面基板电极表面移动那样的电场方向的电压，随时使用“サカタインクス株式会社制造グレタグマクベスホ一タブル反射浓度计RD-19”从正面基板一侧测定光学浓度。
在此，施加的电压绝对值是0～150V。在施加绝对值为150V的电压时，成为正面基板侧的显示区域几乎全被黑的显示介质覆盖的状态，把该状态作为最终状态。把初始状态的光学浓度作为0，把最终状态的光学浓度作为100，对在每个施加电压下的光学浓度进行标准化，求得标准化浓度。驱动电压VD10表示该标准化浓度达到10时的施加电压的绝对值，驱动电压V50表示该标准化浓度达到50时的施加电压的绝对值，驱动电压V90表示该标准化浓度达到90时的施加电压的绝对值。在表1中表示用使用粒子群制造出的信息显示板的结果，在表2中表示用使用粉流体制造出的信息显示板的结果。
表1和表2的结果表明在VD10、V50、V90的任一条件下，与以往例的信息显示板相比，本发明例的信息显示板都可以用低电压进行驱动。
工业实用性本发明的信息显示板可适合应用于笔记本型计算机、PDA、便携电话、便携式终端等移动设备的显示部、电子书、电子报纸等电子纸张、招牌、海报、黑板等公告板、计算器、家电产品、汽车设备等显示部、记点卡、IC卡等卡显示部、电子广告、电子POP、电子货架标签、电子价格标签、电子乐谱、RF-ID设备的显示部等。
权利要求
1.一种信息显示板，在具有一对对电极的相对的2片基板之间封入粒子群或粉流体，由一对对电极对显示介质施加电场，使显示介质移动来以矩阵显示图像等信息的信息显示板，上述相对的2片基板中至少一片基板是透明的，其特征在于，在对电极中的一个电极或两个电极上设有电极缺损部。
2.根据权利要求1所述的信息显示板，其特征在于，电极缺损部由封闭曲线状的多个缺损部构成，并且电极缺损部的尺寸是由构成显示介质的粒子的平均粒径计算出的投影面积的1％～300％。
3.根据权利要求1或2所述的信息显示板，其特征在于，当两个电极部都具有电极缺损部分时，一电极的电极缺损部与另一电极的电极缺损部的各自中心位置在投影平面内不位于同一位置。
4.根据权利要求1所述的信息显示板，其特征在于，电极缺损部由直线形的多个缺陷部构成，其宽度是构成显示介质的粒子的平均粒径d(0.5)的1％～150％。
5.根据权利要求4所述的信息显示板，其特征在于，当两个电极上都具有电极缺损部时，一电极的电极缺损部与另一电极的电极缺损部在投影平面上重合的区域被包含在由构成显示介质的粒子的平均粒径d(0.5)计算出的圆内。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的信息显示板，其特征在于，电极缺损部的面积总和Sk与显示部分的电极面积S之比为0.01＜Sk/S＜0.8。
全文摘要
一种信息显示板，在具有一对对电极的相对的2片基板之间封入显示介质(粒子群或粉流体)，由一对对电极对显示介质施加电场，使显示介质移动来以矩阵显示图像等信息的信息显示板，上述相对的2片基板中至少一片基板是透明的，在对电极的一个电极或两个电极上设有电极缺损部。由此，提供可降低驱动电压的信息显示板。
文档编号G02F1/17GK1942821SQ20058001194
公开日2007年4月4日 申请日期2005年3月31日 优先权日2004年4月5日
发明者喜多真一, 田村一 申请人:株式会社普利司通