CN100432816C - 显示介质粒子和使用其的信息显示板、信息显示装置 - Google Patents

Abstract

一种显示介质粒子，是构成用于信息显示装置的信息显示介质的粒子，该信息显示装置是在至少一片基板是透明的相对基板之间封入显示介质，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，该显示介质粒子由以子粒子表面露出的状态将该子粒子埋设在母粒子的表层中而成的复合粒子构成。由此，可提供一种构成用于信息显示装置的显示介质的粒子和使用该粒子的信息显示板、信息显示装置。该信息显示装置即使进行反复刷新的耐久试验子粒子也不脱离，在进行翻转耐久试验时也能够保持初始显示性能。

Description

显示介质粒子和使用其的信息显示板、信息显示装置

技术领域

本发明涉及显示介质粒子和使用该粒子的信息显示板、信息显示装置，其中所述显示介质粒子用于在相对的基板之间封入显示介质，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装置，其中上述相对的基板中至少一片基板是透明的。

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场角度、消耗功率小、具有存储功能等优点，因此考虑将其作为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、电子文件等方面扩展。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，并对其寄予了期望。

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淀，难以维持分散状态的稳定性，图像显示的重复稳定性差。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举动的电泳方式，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，“新型调色剂显示装置(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、甚至设置电荷产生层，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，公知有这样的信息显示装置：在相对的基板之间封入粒子群，对粒子群施加电场，使粒子移动来显示图像等信息，其中上述相对的基板中的至少一片基板是透明的。

作为上述信息显示装置所使用的粒子，需要具有对流动性和带电量的控制性。与本发明的对象不同，作为电子照相用调色剂，已经公知了以下技术：通过使子粒子(二氧化钛、烘制二氧化硅微粒等添加剂)附着于母粒子，从而可提高流动性，并可控制带电量。然而，将上述调色剂添加剂附着型的电子照相用调色剂用作用于上述信息显示装置的显示介质时，由于在反复进行信息显示的翻转的翻转耐久试验时起作用的热应力、力学应力，出现子粒子(添加剂)容易从母粒子表面脱离或子粒子完全埋入到母粒子内部的现象。由此存在翻转耐久试验时不能保持初始性能的问题。

发明内容

本发明目的在于解决上述问题而提供一种显示介质粒子和使用该粒子的信息显示板、信息显示装置，该显示介质粒子用于即使进行翻转耐久试验子粒子也不脱离而在进行翻转耐久试验时可保持初始性能的信息显示装置。

本发明的显示介质粒子用于如下这样信息显示装置，该信息显示装置是在相对的基板之间封入显示介质，对显示介质施加电场，使显示介质移动来显示图像等信息，其中上述相对的基板中至少一片基板是透明的，其特征在于，该显示介质粒子由以使子粒子部分表面露出的状态在母粒子的表层中埋设子粒子而成的复合粒子构成，并且使以下定义的平均埋设率W为0.05＜W＜0.95；W＝1-((S-S₀φ₀)/∑S_nφ_n)，其中，S是复合粒子单位体积的表面积，S₀是母粒子单位体积的表面积，S_n是子粒子单位体积的表面积，φ₀、φ_n分别为母粒子、子粒子的体积配合量当埋设的子粒子是n种时，每个子粒子的粒径d_1～n(d₁、d₂、......、d_n)满足上述关系。

另外，作为本发明的显示介质粒子的优选例，使母粒子的粒径d₀和子粒子的粒径d_1～n分别为0.1＜d₀＜50(μm)、0.01＜d_{1～ n}＜1.00(μm)，并且满足d_1～n/d₀＜0.33。

当使用于本发明的信息显示板的显示介质为后述的粉流体时，利用上述的显示介质粒子作为构成粉流体的粒子物质。另外，本发明的信息显示板，将上述显示介质粒子用作显示介质，或者将上述显示介质粒子调整成粉流体进行使用。此外，本发明的信息显示装置搭载有上述信息显示板。

根据本发明，通过将以使子粒子表面露出的状态在母粒子的表层中埋设子粒子而成的复合粒子用作显示介质，即使进行翻转耐久试验，粒子也不会脱离，在翻转耐久试验时也可保持初始特性。

附图说明

图1(a)、(b)是分别表示使用本发明的粒子的信息显示板的一个例子的图。

图2(a)、(b)是分别表示使用本发明的粒子的信息显示板的另一例子的图。

图3(a)、(b)是分别表示使用本发明的粒子的信息显示板的又一例子的图。

图4(a)、(b)是分别表示用于本发明的显示介质的粒子的一个例子的图。

图5是表示图4(a)、(b)所示粒子的SEM照片。

图6是用于说明在本发明的粒子中在母粒子中埋设子粒子的方法的一个例子的图。

图7是用于说明在本发明的粒子中在母粒子中埋设子粒子的方法的另一例子的图。

图8是表示本发明的信息显示板中的隔壁的形状的一个例子的图。

具体实施方式

首先，对将本发明的粒子用作构成显示介质(粒子群或粉流体)的粒子的信息显示装置所具有的图像等信息显示板的基本结构进行说明。本发明所使用的信息显示板，对封入相对的2片基板之间的显示介质施加电场。沿着被施加的电场方向，带电为低电位的带电显示介质被库仑力等朝向高电位侧拉，另外，带电为高电位的带电显示介质被库仑力等朝向低电位侧拉，这些显示介质由于电位转换所引起电场方向变化，而使显示介质的移动方向改变，由此来显示信息。因此，为了使显示介质均匀地移动，且能够维持在显示刷新时或进行连续显示时的稳定性，需要设计信息显示板。其中，施加于显示介质粒子的力，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)说明本发明的信息显示装置使用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、具有不同的颜色和带电特性的至少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之间例如设置格子状的隔壁4而形成小室。

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、具有不同的颜色和带电特性的至少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之间例如设置格子状的隔壁4而形成小室。

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颜色和带电特性的至少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之间例如设置格子状的隔壁4而形成小室。

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群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。

图4(a)、(b)是分别表示用于本发明的显示介质的粒子的一个例子的图，图4(a)表示其主视图，图4(b)表示其截面图。在图4(a)、(b)所示的例子中，用于本发明的显示介质的粒子11的特征在于由以使子粒子表面露出的状态将子粒子13埋设在母粒子12的表层中而成的复合粒子构成粒子11。另外，在本例中表示子粒子13是一层的例子，但其层数没有特别限制，也可以是两层以上的层数。在图5中表示图4(a)、(b)所示的本发明的显示介质所使用的粒子的SEM照片。

在本发明的显示介质中使用的粒子中，通过使该粒子成为以子粒子表面露出的状态将子粒子13埋设在母粒子12的表层中而成的复合粒子，换言之，通过使该粒子成为控制埋设深度地将子粒子13埋设在母粒子12的表层中的结构/形状的复合粒子，能够防止耐久时的子粒子13脱离。从这一方面考虑，若埋设深度过小，在耐久时有时子粒子13会从母粒子12的表面脱离，另一方面，若埋设深度过大，则有时初始的流动性变小，初始翻转性能差。因此，优选使以下定义的埋设率W在0.05～0.95的范围内。

<埋设率W的定义>

设复合粒子、母粒子、子粒子各自的单位体积的表面积(表面积通过气体吸附法等进行测定)为S、S₀、S₁(cm^-1)，设母粒子、子粒子各自的体积配合量为φ₀、φ₁(φ₀+φ₁＝1)时，由下式(1)定义平均埋设率W。

W＝1-((S-S₀φ₀)/S₁φ₁)......(1)

当使用2种以上的n种子粒子时，分别设各自的单位体积表面积为S₁、S₂、......S_n(cm^-1)，设各自的体积配合量为φ₁、φ₂……φ_n(φ₀+∑φ_n＝1)时，由下式(2)定义平均埋设率W。

W＝1-((S-S₀φ₀)/∑S_nφ_n)......(2)

另外，以下表示用气体吸附法测定表面积时的条件的一个例子。使用装置：全自动气体吸附量测定装置Autosorb-1-C(Quantachrome社制造)、控制分析软件：AS1WIN(Quantachrome社制造)，使用气体：N₂，吸附温度：77K，前处理条件：60℃×10小时，测定试样量：0.2g，分析方法：BET法。

另外，在本发明的显示介质所使用的粒子中，母粒子12和子粒子13的粒径优选为母粒子12的粒径d₀在0.1＜d₀＜50(μm)的范围内，子粒子13的粒径d_1～n在0.01＜d_1～n＜1.00(μm)的范围内，且d_1～n/d₀＜0.33。其中，若母粒子12的粒径d₀为0.1μm以下，则粒子之间的凝聚力增强，驱动显示介质所需要的电压变高，作为用于显示介质的粒子并不理想。若母粒子12的粒径d₀为50μm以上，则显示上缺乏鲜明度，另外，必须增大基板间隔，驱动显示介质所需的电压变高，作为用于显示介质的粒子并不理想。另外，若子粒子13的粒径d_1～n为0.01μm以下，则当进行反复显示刷新的耐久试验时，有时子粒子13埋入在母粒子12内部，若子粒子13的粒径d_1～n为1.00μm以上时，则初始的显示介质流动性小，初始显示刷新性能差。此外，若d_1～n/d₀为0.33以上，则子粒子之间或母粒子之间会产生凝聚体，显示介质的流动性变小，初始的显示刷新性能差。

此外，在本发明的显示介质中使用的粒子中，对于将子粒子13埋设在母粒子12中成规定状态的方法，没有特别限制，优选采用表示埋设一层子粒子13的情况下的图6所示的方法或表示埋设多层子粒子13的情况下的图7所示的方法。

当设置一层图6所示的子粒子13时，使用亨舍尔型混合机对按照规定比例混合准备好的由例如热塑性树脂组成的母粒子12与子粒子13而成的粉末进行混合，首先，粉碎子粒子13，使其在母粒子12的表面上附着一层，然后通过加热软化母粒子12，对子粒子13沿着母粒子12的中心方向施加压入作用力，制得将子粒子13埋设在母粒子12表面的形状的复合粒子。

当埋设多层子粒子13时，如图7所示，以上述图6所示方法得到的复合粒子作为新的母粒子14，使用亨舍尔型混合机对按照规定的比例混合母粒子14与子粒子13而成的粉末进行混合，首先，粉碎子粒子13，使其在母粒子12的表面上再附着一层以上，然后通过加热而使母粒子14软化，对子粒子13沿着母粒子14的中心方向施加压入作用力，制得将子粒子13埋设在母粒子14表面的形状的复合粒子。

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，至少一个基板是从显示用面板的外侧可以观察到显示介质的颜色的透明的基板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。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用面板。

关于相应于需要设置的电极，设置在目视侧且必须是透明的基板2上的电极6，其由透明且可以形成图案的导电性材料形成，若例示，可以列举出铝、金、银、铜等金属类；ITO、氧化铟、氧化锌、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等导电性高分子类，可以例示真空蒸镀、涂布等形成方法。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。设置在基板1侧上的电极5的材质和厚度等可以与上述电极6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，可以考虑分别在相面对的两个基板上各自形成肋后相接合的两肋法；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。

通过由这些肋构成的隔壁形成的小室，如图8所示，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与从显示面一侧可视的隔壁截面部分相当的部分(显示小室框架部分的面积)，这样能增加信息显示状态的清晰度。其中，若对隔壁的形成方法进行示例，可以列举丝网印刷法、喷砂法、光刻法、添加法、模具转印法。在这些方法中，适合采用使用抗蚀膜的光刻法、模具转印法。

下面，就用于本发明的显示介质的粒子进行说明。粒子包含母粒子12和子粒子13，以及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粘合力的观点出发，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，因此适合的是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，可知信息显示用面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粒子的带电量，可以评价显示介质所用粒子的适当的带电特性值的范围。

下面，就作为本发明的显示介质使用的例如粉流体进行说明。另外，关于本发明的信息显示用面板中使用的粉流体的名称，本申请人已经取得“电子粉流体(注册商标)：注册编号4636931”的权利。

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(九善：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用面板中，将固体状物质作为分散质。

作为本发明对象的信息显示用面板，在至少一方为透明的相面对的基板之间，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，低电压的施加下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用面板中，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，在直径(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表示从最大漂浮开始10分钟后的表观体积(cm³)。另外，本发明的信息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，无法确保本发明的高速响应、反复进行显示改写的耐久性的效果。

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))与以下粒径分布跨度(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度不足5，进一步优选为不足3。

粒径分布跨度＝(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为90％。通过使构成粉流体的粒子物质的粒径分布跨度处于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；还可以用树脂、电荷控制剂、着色剂、其他添加剂涂覆现有的粒子。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。

作为树脂的例子，可以列举聚氨酯树脂、丙烯酸类树脂、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。从控制与基板的粘合力的观点出发，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，对将基板间的显示介质包围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(a)、(b)～图3(a)、(b)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(粒子群或粉流体)的占有部分、隔壁4的占有部分(设置隔壁时)、信息显示用面板的密封部分的、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，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用面板中，例如在规定的湿度环境下进行显示介质的填充、显示介质的装载等，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。

在具备本发明的信息显示装置的信息显示用面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。

相面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

下面通过实施例和比较例更详细地说明本发明。但本发明并不限于以下实施例。

首先，如以下表1所示，准备由在1种母粒子埋设1种子粒子而成的复合粒子构成、或只由未埋设子粒子的母粒子构成的黑粒子和白粒子。母粒子是按照以下表1所示配合比那样，用双轴混练机混合基质树脂和颜料，然后，利用喷射式粉碎机进行微粒粉碎而制得。当只由母粒子构成粒子时，将所得粒子作为黑粒子、白粒子。

另一方面，当形成母粒子和子粒子的复合粒子时，按照表1所示的配合比那样混合母粒子和子粒子，投入碳混合器HFM-001C((株)エスエムテ-制造)，在50℃、4000rpm的条件下，进行120分钟处理，将子粒子埋设在母粒子的表面上，制得复合粒子。使所得的复合粒子通过孔径150μm的SUS筛，将通过的粒子作为黑粒子、白粒子。

另外，在表1中，使用东レ(株)制造トレコン1401X31作为PBT树脂。使用宇部兴产(株)制造UB E尼龙1011FB作为PA树脂。使用ト-ヨ-スチロ-ル(株)制造E-640作为HIPS树脂。使用デグサ社制造スペシヤルブラツク4作为C/B。使用石原产业(株)制造的タイペ-クCR-50作为TiO₂。使用(株)日本触媒制造的シ-ホスタ-KE-P10作为二氧化硅微粒。使用(株)日本触媒制造的エポスタ-S作为三聚氰胺树脂微粒。使用综研化学(株)制造的ケミスノ-MP300作为PMMA树脂微粒。

然后，测定构成黑粒子和白粒子的母粒子的粒径d₀和使用子粒子时的子粒子的粒径d₁，同时当使用子粒子时，根据通过上述表面积测定法求得的表面积计算平均埋设率W。在实施例中，对1种母粒子埋设1种子粒子，该母粒子(白或黑)的粒径是d₀，该子粒子(白或黑)的粒径为d₁。

然后，使用准备好的黑粒子和白粒子，按照上述方法制造用于信息显示装置的信息显示板，作为显示功能的评价，测定初始的显示状态对比度、1000000次刷新后的显示状态对比度，根据该结果判断反复刷新耐久性是否良好。显示功能的评价是通过向信息显示板施加250V电压而使电位翻转，反复进行黑色～白色的显示。并且测定初始和1000000次刷新显示后的对比度。对比度是利用反射图像浓度计测定黑色显示和白色显示时的反射浓度，按照对比度＝黑色显示时的反射浓度/白色显示时的反射浓度求得。结果示于表1。

[表1]

表1的结果表明：与不使用复合粒子作为构成用作显示介质的黑粒子群、白粒子群的任一方的比较例1相比，由将子粒子埋设在母粒子中而成的复合粒子形成构成用作显示介质的黑粒子群、白粒子群的任一方或双方的粒子的实施例1～3的进行反复显示刷新的耐久试验结果良好。

工业实用性

使用本发明粒子的信息显示装置所具有的信息显示板、信息显示装置可适用于笔记本型计算机、PDA、移动电话、便携式终端等移动设备的显示部、电子书、电子报纸等电子文件、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。

Claims (6)

1.一种显示介质粒子，是构成用于信息显示装置的信息显示介质的粒子，该信息显示装置是在至少一片基板是透明的相对基板之间封入显示介质，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，其特征在于，

该显示介质粒子由以子粒子部分表面露出的状态将该子粒子埋设在母粒子的表层中而成的复合粒子构成，

并且使以下定义的平均埋设率W为0.05＜W＜0.95；

W＝1-((S-S₀φ₀)/∑S_nφ_n)，

其中，S是复合粒子的单位体积的表面积，S₀是母粒子的单位体积的表面积，S_n是子粒子的单位体积的表面积，n表示n种子粒子，φ₀、φ_n分别为母粒子、子粒子的体积配合量。

2.根据权利要求1所述的显示介质粒子，其特征在于，使母粒子的粒径d₀和子粒子的粒径d_1-n分别为0.1μm＜d₀＜50μm、0.01μm＜d_1～n＜1.00μm，并且满足d_1～n/d₀＜0.33。

3.根据权利要求1所述的显示介质粒子，其中，显示介质是粒子群。

4.根据权利要求1所述的显示介质粒子，其中，显示介质是粉流体。

5.一种信息显示板，其特征在于，使用权利要求1～4中任一项所述的显示介质粒子。

6.一种信息显示装置，其特征在于，安装有权利要求5所述的信息显示板。

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