CN101802701A - 显示介质用颗粒及使用其的信息显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供信息显示面板和用于该信息显示面板的显示介质颗粒,所述信息显示面板即使在重复重写时也能够保持良好的图像特性。在该信息显示面板中,将包含带电显示介质颗粒的至少一种显示介质封入至少之一为透明的两基板之间的空间中。可通过电场形成装置使静电力作用于该显示介质以移动该介质,因而显示图像。该显示介质颗粒包含母颗粒、子颗粒和细颗粒。该母颗粒表面的硬度可通过将子颗粒包埋于母颗粒的表面而增大,其中该子颗粒粒径小于不具有三维交联分子结构的母颗粒,并且具有三维交联分子结构。其后,将直径小于子颗粒的细颗粒沉积于其中包埋有子颗粒的母颗粒上,从而能够抑制细颗粒掩埋于母颗粒表面中。
Description
技术领域
本发明涉及子颗粒包埋在母颗粒中的复合颗粒和使用该复合颗粒的信息显示面板。
背景技术
作为可替代液晶显示器(LCD)的信息显示设备,已知采用以下方法的信息显示设备:在液体中驱动带电颗粒的方法(电泳方法)或者在气体中驱动带电颗粒的方法(电子粉流体方法)。
作为用于带电颗粒驱动方法的信息显示设备的信息显示面板,已知一种信息显示面板,其中将由至少一种颗粒构成并且具有光学反射率和带电性的至少两种显示介质封入其中至少一个基板是透明的两个相对基板之间的空间中,以通过施加电场至显示介质而使显示介质移动来显示信息如图像(例如,WO2003/050606的小册子)。
发明内容
发明要解决的问题
上述信息显示面板具有以下缺点:当将通过使用常规组合物和材料来捏合、粉碎和分级获得的颗粒用作构成显示介质的显示介质用颗粒时,因为显示介质用颗粒带电电荷的镜像力导致显示介质用颗粒压向基板并变形,并且显示介质用颗粒附着至基板的面积增大,这加大了显示介质用颗粒对基板的附着力,因此不能实现高对比度显示并且减少驱动电场。
虽然常规显示介质用颗粒具有其中细颗粒附着于该颗粒表面的组成,但是附着于该颗粒表面的细颗粒包埋于该颗粒中,这是因为颗粒重复运动所致颗粒本身的碰撞以及颗粒与电极板的碰撞所导致的力学应力。结果,其导致以下问题,例如,颗粒与基板之间的附着力增大、颗粒的流动特性劣化以及颗粒带电特性的改变,这不能维持初始性能。
本发明的目的是提供能够解决上述问题的信息显示面板和用于该信息显示面板的显示介质用颗粒,所述信息显示面板即使在重复重写后也维持良好的图像特性。
用于解决问题的方案
包括母颗粒、子颗粒和细颗粒的根据本发明的显示介质用颗粒的特征在于,将具有三维交联结构的分子结构且粒径小于不具有三维交联结构的母颗粒粒径的子颗粒包埋入该母颗粒表面,粒径小于子颗粒粒径的细颗粒附着于具有包埋于其中的子颗粒的该母颗粒上。
在根据本发明的显示介质用颗粒中,优选子颗粒的粒径小于母颗粒粒径的1/8。
在根据本发明的显示介质用颗粒中,优选子颗粒对母颗粒的表面覆盖率为等于或大于50%。
在根据本发明的显示介质用颗粒中,优选子颗粒的纵横比为等于或大于0.8。
此外,根据本发明的信息显示面板,其中将包括至少一种显示介质用带电颗粒的至少一种显示介质封入其中至少之一为透明的两基板之间的空间中,以通过借助于电场形成装置对其施加静电力而移动所述显示介质来显示图像,其特征在于使用至少一种根据本发明的显示介质用颗粒。
发明的效果
根据本发明,在信息显示面板中,所述信息显示面板具有其中至少一个基板透明的两个基板和至少一种包括封入两基板之间空间的至少一种显示介质用带电颗粒的显示介质,并且能够通过借助于电场形成装置施加静电力至该显示介质而移动该显示介质来显示图像,该显示介质颗粒由母颗粒、子颗粒和细颗粒构成,将具有三维交联结构且粒径小于不具有三维交联结构的母颗粒粒径的子颗粒包埋在母颗粒的表面上,从而使母颗粒表面硬化。然后,粒径小于子颗粒粒径的细颗粒附着于具有包埋于其中的子颗粒的母颗粒上,从而防止细颗粒掩埋于母颗粒表面以下。结果,能够提供信息显示面板,其即使在重复重写后也能够维持良好图像特性。
附图说明
[图1]图1a和1b为分别示出根据本发明信息显示面板实例的图。
[图2]图2a和2b为分别示出根据本发明信息显示面板另一实例的图;
[图3]图3a和3b为分别示出根据本发明信息显示面板另一实例的图;
[图4]图4a-4d为分别示出根据本发明信息显示面板另一实例的图;
[图5]图5为分别示出根据本发明信息显示面板另一实例的图;
[图6]图6为示出根据本发明显示介质颗粒基本结构的图;和
[图7]图7为示出根据本发明信息显示面板隔壁形状的实例的图。
具体实施方式
首先,说明根据本发明的信息显示面板的基本结构。在根据本发明的信息显示面板中,将电场施加至显示介质,其中该显示介质具有光学反射率和带电性,且由至少一种封入相对的两基板之间的空间中的颗粒构成。通过静电场的力、库仑力和静电力等,沿施加静电场的方向吸引带电显示介质,并且通过改变静电场导致的显示介质移动来进行信息如图像的显示。因此,有必要设计如下信息显示面板:显示介质能够均匀地移动并且在重复重写显示或连续显示期间维持稳定性。此处,施加至构成显示介质的颗粒的力可以为由于库仑力导致颗粒之间的吸附力、相对于电极或基板的镜像力、分子间力、液体键合力和重力等。
基于图1a、1b描述根据本发明信息显示面板的实例。
在图1a和1b所示的实例中,根据通过在设置于基板1上的电极5(单个电极)和设置于基板2上的电极6(单个电极)之间施加的电压所产生的电场,将由至少一种颗粒构成且具有不同光学反射率和带电性的至少两种显示介质3(此处,由白色显示介质用白色颗粒3Wa颗粒群组成的白色显示介质3W,由黑色显示介质用黑色颗粒3Ba颗粒群组成的黑色显示介质3B)沿相对于基板1、2垂直的方向在由隔壁4(partition walls)形成的各小室(cell)中移动。然后,如图1b所示,通过观察者观察黑色显示介质3B来进行黑色显示,或者如图1a所示,通过观察者观察白色显示介质3W来进行白色显示。注意,图1a、1b中省略了在近侧的隔壁。电极可以设置于基板外侧或包埋于基板内部。也可以不设置电极,通过使用从基板外侧的电场形成装置以类似的方式进行显示,。
在图2b、2a所示实例中,根据通过在设置于基板1上的电极5、6之间施加电压所产生的电场,将由至少一种颗粒构成且至少具有光学反射率和带电性的显示介质3(此处,示出由白色显示介质用白色颗粒3Wa颗粒群组成的白色显示介质3W)沿相对于基板1、2平行的方向在由隔壁4(partition walls)形成的各小室(cell)中移动。然后,如图2a所示,通过观察者观察白色显示介质3W进行白色显示,或如图2b所示,通过观察者观察黑色板7B进行黑色显示。注意,在图2a和2b中省略了在近侧的隔壁。此处,通过具有黑色显示介质代替白色显示介质3W和具有白色板代替黑色板7B进行同样的显示。电极可以设置于基板外侧或包埋于基板内部。
图3a、3b示出具有基本与图1所示实例相同的构成并具有一起构成显示单位的三个小室(每个小室是一个单独的单位像素的色点,并且在这种情况下,显示单位由三色单位像素(three-color unit pixel)构成)的色点显示的实例。在图3a和3b所示实例中,将作为显示介质的白色显示介质3W和黑色显示介质3B填充至所有小室21-1至21-3,在所述室的观察者侧,将红色滤光片22R、绿色滤光片22G和蓝色滤光片22BL分别设置于第一小室21-1、第二小室21-2和第三小室21-3,由此单位像素由第一小室21-1、第二小室21-2和第三小室21-3构成。在这个实例中,如图3a所示,通过将白色显示介质3W移动至在一个单位中的所有第一小室21-1至第三小室21-3的观察者侧,来对观察者进行白色显示,而如图3b所示,通过将黑色显示介质3B移动至在一个单位中的所有第一小室21-1至第三小室21-3的观察者侧,来对观察者进行黑色显示。多色显示可依赖于在各小室中显示介质的配置来进行。注意,在图3a、3b中,省略在近侧设置的隔壁。
在图4a-4d所示的实例中,首先如4a、4c所示,根据通过在设置于基板1外侧的外静电场形成装置31和设置于基板2外侧的外静电场形成装置32之间施加电压所产生的电场,将至少两种由至少一种颗粒构成且具有不同光学反射率和带电性的显示介质3(此处,示出白色显示介质3W由用于白色显示介质的白色颗粒3Wa颗粒群组成)沿相对于基板1和2垂直的方向在由隔壁4(partition walls)形成的各小室(cell)中移动。然后如图4b所示,通过观察者观察白色显示介质3W来进行白色显示,或者如图4d所示,通过观察者观察黑色显示介质3B来进行黑色显示。注意,图4a-4d中省略了在近侧的隔壁。另外,导电构件33和导电构件34分别设置于基板1内部和基板2内部,虽然这些导电构件并非必需。
在图5所示的实例中,使用其中一起填充白色显示介质用白色颗粒3Wa和黑色显示介质用黑色颗粒3Ba以及绝缘液体8的微胶囊9,以代替如图1a、1b所示的填充有白色显示介质3W和黑色显示介质3B的通过隔壁4形成的小室。设置基板距离确保构件40以确保在相对的基板1、2之间的距离。
接下来,描述图6所示根据本发明的显示介质用颗粒的基本构成。
显示介质颗粒10由母颗粒11、子颗粒12和细颗粒13构成。子颗粒12包埋于母颗粒11的表面中,细颗粒13附着至子颗粒12的外周。由于具有比母颗粒11更高硬度的子颗粒12包埋于母颗粒11的表面中,可以将母颗粒11的表面硬化,防止细颗粒13掩埋于母颗粒11的表面中。母颗粒的粒径、子颗粒的粒径和细颗粒的粒径按所述顺序变小。注意,在图6中省略在前侧包埋于母颗粒表面中的子颗粒。
虽然由于显示介质的带电电荷的镜像力导致与基板接触的显示介质部分变形(弯曲变形),但显示介质颗粒10的弯曲变形非常小,这是因为子颗粒12具有高硬度。此外,由于母颗粒11被子颗粒12包围,显示介质颗粒10只具有与基板接触的小面积。因此,显示介质颗粒10与基板的附着力小,从而可以施加较小的电场强度来有效驱动显示介质颗粒10,并提供高对比度和低驱动电压的显示。可使用三维交联的二氧化硅颗粒等作为子颗粒12。
即使在重复反转显示后显示介质用颗粒互相碰撞或撞击电极板,附着于母颗粒和子颗粒的细颗粒也不掩埋于颗粒中,或者以比常规颗粒更慢的方式被掩埋,这是因为母颗粒被具有高硬度的子颗粒环绕。因而,可以提供能够维持初始性能即良好耐久性的信息显示面板,其即使在重复反转显示后,也不导致显示介质用颗粒与基板之间附着力增加、显示介质用颗粒流动特性的劣化或显示介质用颗粒带电特性的变化。
另外,认为随着耐久(duration)进行,初始附着于子颗粒之间的细颗粒的逐渐释放有助于改进耐久性。即,由于在初始耐久时在相邻子颗粒之间的空间中附着和累积的细颗粒不直接撞击基板或其它母颗粒,细颗粒不会被母颗粒的反转驱动破坏/掩埋,而能够保持足够的性能和量。由于重复反转显示,细颗粒通过由反转显示驱动所致的振荡而释放至表面,并降低母颗粒对基板的附着力,结果这导致高耐久性能。
即使当信息显示面板用显示介质的至少两种中的仅一种含有根据本发明的显示介质用颗粒,另一种显示介质含有常规构成的颗粒(如,通过捏合和粉碎方法或聚合方法获得的颗粒),也可以在某种程度上获得以上效果。当两种显示介质均含有根据本发明的显示介质用颗粒时,可良好地发挥上述效果。
优选子颗粒12的粒径小于母颗粒11粒径的1/8。当子颗粒12的粒径大于或等于它时,不可能均匀地进行子颗粒对母颗粒表面的固着复合处理。
优选子颗粒12对母颗粒11的表面覆盖率为等于或大于50%。当其小于50%时,母颗粒在其表面上具有大的暴露面积,当与基板接触时增加附着力。此外,细颗粒掩埋于该区域中。
子颗粒对母颗粒的表面覆盖率C[%]通过以下估算:粒径单分散的真球体的平面最密堆积覆盖率,即,子颗粒对母颗粒的表面覆盖率C[%]由下式1表示,条件是D是母颗粒的平均粒径,Φ是母颗粒的配合量(体积分数),d是子颗粒的平均粒径,φ是子颗粒的配合量(体积分数)。
[式1]
优选子颗粒12的纵横比为0.8以上。
当子颗粒12具有小于0.8的纵横比时,不能进行子颗粒对母颗粒表面的均匀固着复合处理。
子颗粒的纵横比(球形度)的定义和测量方法如下。
将通过扫描电子显微镜(S2700,由Hitachi Ltd.制造)拍摄的图像分析的纵横比As定义为球形度的指标。当短轴径为Dsa且长轴径为Dsb时,纵横比As=Dsa/Dsb。测量100个颗粒,采用其平均值。根据本发明的显示介质用颗粒的子颗粒为球形,并且它们的一般外部外添剂(additive)为AS<0.8。
以下说明构成根据本发明的信息显示面板的各构件。
关于基板,基板的至少一个(显示侧基板)为透明基板,以能够从信息显示面板外侧观察显示介质的颜色,并且优选由具有高可见光透过率和良好耐热性的材料制成。后侧基板可以是透明或不透明的。例如,基板为由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PE)或亚克力(acryl)制成的塑料类基板或者玻璃类基板。基板的厚度优选2至5000μm,更优选5至2000μm。当基板太薄时,难以维持其强度和基板之间距离的均匀性,而当基板厚于5000μm时,其不适合用于薄型信息显示面板。
作为设置于信息显示面板上的电极和导电构件的材料,适当地选自例如以下材料:金属如铝、银、镍、铜和金等,导电性金属氧化物如氧化铟锡(lTO)、锌掺杂的氧化铟锡(IZO)、铝掺杂的氧化锌(AZO)、氧化铟、导电性氧化锡、氧化锑锡(ATO)和导电性氧化锌等,或导电性聚合物如聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩等。作为电极和导电构件的形成方法,采用以下方法:通过溅射法、真空气相沉积法、CVD(化学气相沉积)法和涂布法等从上述材料形成薄膜的方法,或将金属箔(例如,碾压铜箔)层压的方法,将导电剂与溶剂或合成树脂粘结剂混合并将其混合物喷涂的方法。虽然要在与观察者侧相对并需要透明的显示侧在基板2上设置的电极和导电构件也要求为透明的,但在背面侧设置于基板1上的电极和导电构件并不要求为透明的。在两种情况下,均可适当使用上述导电且具有图案形成能力的材料。另外,电极和导电构件的厚度可适当,只要维持导电性和不间断的透明性即可,其优选0.01至10μm,更优选0.05至5μm。虽然在背面侧设置于基板1上的电极及导电构件的材料和厚度与在显示侧设置于该基板的那些相同,但其不要求为透明的。注意,在这种情况下外部电压输入可为直流或叠加交流。
根据显示用显示介质的种类,最适宜地确定用于形成信息显示面板基板之间空间中的小室的隔壁的高度和宽度,而不是统一地限定。然而,隔壁的宽度调节为2-100μm,优选3-50μm,隔壁的高度调节为10-500μm,优选10-200μm。如图7所示,从基板的平面观察,虽然通过将显示侧的基板与背面侧的基板重叠所获得的信息显示面板小室的形状示例为多边形如四边形、三角形、线形、圆形、六边形等,但其也可为圆形、椭圆形、跑道几何形状或不同形状的组合。在以上中,优选的形状为带有圆角的多边形(尤其是带有圆角的四边形)、圆形、椭圆形、跑道几何形状,因为它们促进显示介质的移动。例如,小室的配置示例为格子状图案、蜂窝状图案和网眼状图案。根据小室的形状使用多种图案。在以上中,优选将带有圆角的四边形小室配置为格子状图案,并使从显示侧可观察到的隔壁的横截面部分(由隔壁宽度形成的小室框架的尺寸)最小化,以改进显示的清晰度(sharpness)。
此处,形成隔壁的方法示例为模具转印法、丝网印刷法、喷沙法、光刻法或添加法(additive method)。可优选使用各种方法,但更优选使用利用抗蚀膜的光刻法和模具转印法。
接着,将说明根据本发明的显示介质用颗粒(下文中也称为颗粒)。可使用显示介质用颗粒本身或者与其它颗粒组合的显示介质用颗粒作为显示介质。
在颗粒中,如有必要,作为主成分的树脂可含有如常规采用的电荷控制剂、着色剂、无机添加剂等。以下为树脂、电荷控制剂、着色剂和其它添加剂的实例。
树脂的典型实例包括聚氨酯树脂、脲醛树脂、丙烯酸类树脂、聚酯树脂、丙烯酸氨基甲酸酯树脂(acryl urethane resin)、丙烯酸氨基甲酸酯硅酮树脂(acryl urethane silicone resin)、丙烯酸氨基甲酸酯氟碳聚合物(acryl urethane fluorocarbonpolymer)、丙烯酸氟碳聚合物(acryl fluorocarbon polymer)、硅酮树脂、丙烯酸硅酮树脂(acryl silicone resin)、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、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、氟碳树脂、聚碳酸酯树脂、聚砜树脂、聚醚树脂和聚酰胺树脂。可混合并使用这些中的两种或多种。为了控制对基板的附着力的目的,特别优选丙烯酸氨基甲酸酯树脂、丙烯酸硅酮树脂、丙烯酸氟碳聚合物、丙烯酸氨基甲酸酯硅酮树脂、丙烯酸氨基甲酸酯氟碳聚合物、氟碳聚合物、硅酮树脂。
电荷控制剂的实例包括但不特别限定于以下:负电荷控制剂如水杨酸金属配合物、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(苄基酸硼配合物)和硝基咪唑衍生物。正电荷控制剂的实例包括苯胺黑染料(nigrosine dye)、三苯甲烷化合物、季铵盐化合物、聚酰胺树脂、咪唑衍生物等。另外,可将以下用作电荷控制剂:金属氧化物如二氧化硅超细颗粒、氧化钛超细颗粒、氧化铝超细颗粒等;含氮的环状化合物如吡啶等,及这些的衍生物或盐;和含有各种有机颜料、氟、氯、氮等的树脂。
关于着色剂,可使用以下将描述的各种有机或无机颜料或染料。
黑色颜料的实例包括炭黑、氧化铜、二氧化锰、苯胺黑和活性炭。
蓝色颜料的实例包括C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15、柏林蓝、钴蓝、碱性蓝色淀、维多利亚蓝色淀、酞菁蓝、无金属酞菁蓝、部分氯化的酞菁蓝、坚牢天蓝和阴丹士林蓝BC。
红色颜料的实例包括红色氧化物、镉红、铅膏、硫化汞、镉、永久红4R、立索红、吡唑啉酮红、沃丘格红(watching red)、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和C.I.颜料红2。
黄色颜料的实例包括铬黄、铬酸锌、镉黄、黄色氧化铁、无机永固黄(mineral first yellow)、镍钛黄、脐橙黄、萘酚黄S、汉撒黄(hanzayellow)G、汉撒黄(hanzayellow)10G、联苯胺黄G、联苯胺黄GR、喹啉黄色淀、永久黄NCG、酒石黄色淀和C.I.颜料黄12。
绿色颜料的实例包括铬绿、氧化铬、颜料绿B、C.I.颜料绿7、孔雀绿色淀和最终黄绿G(final yellow green G)。
橙色颜料的实例包括红色络黄、钼橙、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、坚牢橙(Balkan orange)、阴丹士林亮橙RK、联苯胺橙G、阴丹士林亮橙GK和C.I.颜料橙31。
紫色颜料的实例包括锰紫、坚牢紫B和甲基紫色淀。
白色颜料的实例包括锌白、氧化钛、锑白和硫化锌。
增量剂的实例包括氧化钡粉末、碳酸钡、粘土、二氧化硅、白炭黑、滑石和矾土白。此外,存在苯胺黑、亚甲基蓝、玫瑰红、喹啉黄和群青蓝作为各种染料如碱性染料、酸性染料、分散染料、直接染料等。
无机添加剂的实例包括氧化钛、锌白、硫化锌、氧化锑、碳酸钙、珍珠白、滑石、二氧化硅、硅酸钙、矾土白、镉黄、镉红、钛黄、普鲁士蓝、亚美尼亚蓝、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。
这些着色剂和无机添加剂可单独使用,或两种以上组合使用。特别地,优选炭黑作为黑色着色剂,优选氧化钛作为白色着色剂。
具有期望颜色的显示介质用颗粒可通过混合上述着色剂生产。
另外,优选本发明显示介质用颗粒均一地形成在平均粒径d(0.5)为1-20μm范围内。如果平均粒径d(0.5)大于该范围,图像的清晰度劣化,而如果平均粒径小于该范围,颗粒间的凝聚力变大以致干扰显示介质的移动。
另外,关于根据本发明的显示介质用颗粒的各颗粒的粒径分布,由下式定义的粒径分布的跨度(Span)小于5,优选小于3。
跨度=(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)
(这里,d(0.5)是指由μm表示的粒径值,其中粒径大于或小于该值的颗粒量为50%,d(0.1)是指由μm表示的粒径值,其中粒径小于该值的颗粒量为10%,d(0.9)是指由μm表示的粒径值,其中粒径小于该值的颗粒量为90%)。
当跨度设定为小于5时,粒径变得均一,使得颗粒能够均匀移动。
此外,关于各显示介质颗粒之间的相关性,重要的是将具有最小半径的颗粒的d(0.5)相对于具有最大半径的颗粒的d(0.5)之比设定为50以下,优选10以下。即使使得粒径分布跨度较小,具有不同带电特性的颗粒仍相反地移动。因此,这是各颗粒具有大概相同的大小并且能够容易沿相反方向移动的优选范围。
注意,显示介质用颗粒的粒径分布和粒径可借助于激光衍射/散射法测量。当激光入射到待测颗粒上时,空间上发生由于衍射/散射光导致的光强度分布图案。由于该光强度分布图案对应于粒径,因此能测量粒径和粒径分布。
根据本发明的粒径和粒径分布通过体积标准分布获得。特别地,粒径和粒径分布可借助于测量设备Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)测量,其中设置于氮气流中的颗粒通过安装的分析软件(其基于由于Mie理论的体积标准分布)计算。
虽然显示介质用颗粒的带电量明显依赖于测量条件,但发现,信息显示面板的显示介质用颗粒的带电量主要依赖于初始带电量、伴随着隔壁和基板接触及流逝时间的电荷衰减,并发现尤其是显示介质用颗粒带电行为的饱和值为控制因素。
作为本发明的发明人深入研究的结果,发现可以通过利用吹出法中相同载体颗粒的显示介质用颗粒带电量的测量,来评价显示介质用颗粒带电特性的适当范围。
此外,在使用在填充有气体的空隙中驱动显示介质的干式信息显示面板作为信息显示面板的情况下,重要的是控制在显示介质周围空间中的气体,因为其有助于改进显示稳定性。特别地,重要的是将空隙中气体的相对湿度控制在25℃下为60%RH以下,优选50%RH以下。
上述空隙是包围显示介质的气体,其为在图1a中,在彼此相对的基板1和基板2之间除电极5、6(将电极设置于基板内侧的情况下)、显示介质3占有的部分、隔壁4占有的部分和信息显示面板的封装部分以外的部分。
空隙中气体的种类没有限定,只要其湿度在上述范围内即可,但优选使用的是干燥空气、干燥氮气、干燥氩气、干燥氦气、干燥二氧化碳气体和干燥甲烷气体等。有必要将气体封入信息显示面板中以能够维持其湿度。例如,必须要在具有预定湿度的气氛下填充构成显示介质的颗粒并装配信息显示面板,此外,应用密封剂和密封方法以防止来自装置外部的湿气侵袭。
虽然根据本发明的信息显示面板基板之间的间隔没有严格限定,只要其能够使显示介质移动并且其能够维持对比度即可,一般调节为10-500μm,优选10-200μm。
在彼此相对的基板之间空隙中的气体中显示介质的体积占有率优选为5-7%,更优选为5-60%。当体积占有率超过70%时,其干扰显示介质的移动,而当体积占有率小于5%时,对比度变得不清楚。
实施例
制备根据本发明的显示介质用颗粒,对使用由此制备的显示介质用颗粒的信息显示面板进行初始显示试验和重写耐久性显示试验。
首先,描述如何制备根据本发明的显示介质用颗粒。
(1)母颗粒
将100重量份作为正带电母颗粒的聚甲基丙烯烯酸甲酯(ACRYPET VH5:Mitsubishi Rayon Co.,Ltd.)与5重量份作为黑色着色剂的炭黑(Special Black 4:Evonik Deggusa Japan Co.,Ltd.)通过双轴捏合机熔融并捏合,通过喷射磨(Labo-Jet millIDS-LJ:Nippon Pneumatic Mfg Co.,Ltd.的产品)粉碎成细片,通过分级机(MDS-2:Nippon Pneumatic Mfg Co.,Ltd.的产品)分级,然后通过熔融-球化机(MR-10:Nippon Pneumatic Mfg Co.,Ltd.的产品)融化和球化,由此获得粒径在0.5-50μm范围内且平均粒径R0=8.0μm的正带电母颗粒X。
将100重量份作为负带电母颗粒的聚对苯二甲酸丁二醇酯(Trecon(R)5201X10:Toray Industries,Inc.)和100重量份作为白色着色剂的二氧化钛(Tipaque CR50:Ishihara Sangyo Kaiaya,Ltd.)通过双轴捏合机熔融捏合,通过喷射磨(Labo-Jet millIDS-LJ:Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.的产品)粉碎成细片,通过分级机(MDS-2:Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.的产品)分级,并通过熔融-球化机(MR-10:Nippon Pneumatic Mfg Co.,Ltd.的产品)熔融和球化,由此获得粒径在0.5-50μm范围内且平均粒径R0=8.3μm的负带电母颗粒Y。
(2)子颗粒
根据乳液聚合的标准方法,制备表1中所示固着型子颗粒a-g作为子颗粒。利用配混以下所示材料,在70摄氏度的环境中,氮气回流12小时来合成子颗粒,其然后用纯水充分洗涤,将其湿气在真空炉中蒸发,以获得干燥粉末样品。
·甲基丙烯酸甲酯单体(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.)100重量份
·十二烷基硫酸钠(Wako Pore Chemical Industries,Ltd.)0.7重量份
·2,2′-偶氮双[2-甲基-N-(2-羟乙基)丙炔酰胺](2,2′-azobis[2-methyl-N-(2-hydroxyethyl)Propiolamide])(Wako PoreChemical Industries Ltd.)0.4重量份
·纯水400重量份
[表1]
(3)细颗粒
制备图2所示细颗粒α、β作为细颗粒。
[表2]
细颗粒α | 细颗粒β | |
化学物种 | 无定形二氧化硅 | 无定形二氧化硅 |
粒径[nm] | 7 | 8 |
纵横比 | <0.75 | <0.75 |
二氧化硅#300Nippon Aerosil Co.,Ltd. | HDK H3004Wacker AsahikaseiSilicone Co.,Ltd. |
(4)母颗粒、子颗粒和细颗粒的组合
通过以下所示的方法(i)由正带电母颗粒X和表1所示子颗粒a-g之一制备复合颗粒。此外,通过以下所示的方法(ii)将细颗粒α附着于复合颗粒的表面,以获得正带电显示介质颗粒。
另外,作为比较例,通过方法(ii)将细颗粒α附着于不具有与其复合的子颗粒的母颗粒X表面,以获得正带电显示介质颗粒Xα。
通过以下所示的方法(i)由负带电母颗粒Y和表1所示子颗粒a-g之一制备复合颗粒。此外,通过以下所示的方法(ii)将细颗粒β附着于复合颗粒的表面,以获得负带电显示介质颗粒。
另外,作为比较例,通过方法(ii)将细颗粒β附着于不具有与其复合的子颗粒的母颗粒Y表面,以获得负带电显示介质颗粒Yβ。
(i)固着复合母颗粒和子颗粒的方法
设备:Sample Mill SK-M10(Kyoritsu Riko Co.,Ltd.的产品)
条件:70摄氏度,16500rm×30-90分钟
例如,将预定比例的母颗粒X和子颗粒a的混合粉末(堆积体积(bulk dimension)=表观体积130cm3)一次投入上述设备中,并在一定条件下通过复合处理,然后用150μm筛网目的SUS筛筛分,以获得通过筛的混合粉末作为复合颗粒Xa。
(ii)附着细颗粒的方法
Carbon Mixer(SMD Corporation的产品)
条件:25摄氏度,4000rm×15分钟
例如,将预定比例的复合颗粒Xa和细颗粒α的混合粉末(堆积体积=表观体积200cm3)一次投入上述设备中,并在上述条件下进行附着处理,然后用150μm筛网目的SUS筛过筛,以获得通过筛的混合粉末作为细颗粒附着型显示介质颗粒Xaα,其包含母颗粒+子颗粒+细颗粒。
作为比较例,通过类似的处理制备不具有与其复合的子颗粒的母颗粒X和细颗粒α的组合,以获得显示介质颗粒Xα。
将等量正带电显示介质用颗粒和负带电颗粒混合并搅拌以进行摩擦带电,然后填充至由玻璃基板形成的小室,该基板具有ITO处理过的内侧且连接至电源和铜基板,该小室通过100μm间隔在以下条件下设置:体积占有率为30%,温度为20-30摄氏度,相对湿度为40-60%RH,以获得信息显示面板。当将ITO玻璃基板和铜基板各自连接至电源,且施加直流电以使ITO玻璃基板具有低电势而铜基板具有高电势时,正带电显示介质用颗粒向低电势侧移动,而负带电显示介质用颗粒向高电势侧移动。此处,在正带电显示介质用颗粒为黑色且负带电显示介质用颗粒为白色的情况下,通过玻璃基板观察到黑色显示,当施加的电压的电势相反时,各显示介质用颗粒沿相反方向移动,由此观察到白色显示。
施加的电压从-200[V]至+200[V]以10[V]变化,并且测量在各显示条件下的反射率,以获得当施加具有相同绝对值的电压时白色显示下的反射率与黑色显示下的反射率之比作为在该电压下的对比度之比,将当施加电压为±200[V]时的对比度之比定义为初始C200,以用作显示介质用颗粒清晰度(definition)的指标。另外,将提供对比度为C200的0.5倍时的电压定义为初始V50[V],其将用作驱动显示介质用颗粒所必需的施加电压的指标。
另外,在以频率1[kHz]交替施加100万次±200[V]电压至信息显示面板并由此使显示介质用颗粒反向移动后,以与上述类似的方式在各施加电压下测量对比度之比,以获得100万次反向移动后的C200和100万次反向移动后的V50。
此外,在以频率1[kHz]交替施加1000万次±200[V]电压至信息显示面板并由此使显示介质颗粒反向移动后,以与上述类似的方式在各施加电压下测量对比度之比,以获得1000万次反向移动后的C200和1000万次反向移动后的V50。
将满足初始C200>7.0和初始V50<100[V]的显示介质用颗粒判断为具有良好初始特性。将反向移动预定次数后满足C200>5.0和在反向移动预定次数后满足V50<100[V]的显示介质用颗粒判断为具有良好的预定次数耐久性。评价结果示于表3中。
[表3]
如表3所示,实施例1、2、3、9和11的所有结果均为良好(GOOD)。
在实施例4中,1000万次耐久性能评价的结果为差(BAD),因为正带电显示介质用颗粒的子颗粒的粒径为2400nm,其大于母颗粒粒径的1/8。
在实施例5中,1000万次耐久性能评价的结果为差(BAD),因为正带电显示介质用颗粒的子颗粒为非交联且具有低硬度。
在实施例6中,1000万次耐久性能评价的结果为差(BAD),因为正带电显示介质用颗粒的子颗粒的纵横比小于0.75。
在实施例7和实施例8中,1000万次耐久性能评价的结果为差(BAD),因为根据本发明的显示介质用颗粒只用于显示介质用正带电颗粒或显示介质用负带电颗粒中之一。
在实施例10中,1000万次耐久性能评价的结果为差(BAD),因为正带电显示介质用颗粒的子颗粒所导致的表面覆盖率小于50%。
在比较例中,所有耐久性能评价的结果为差(BAD),因为将仅细颗粒附着于母颗粒上的常规显示颗粒用于显示介质用正带电颗粒和显示介质用负带电颗粒。
由上所述,发现可以提供信息显示面板,通过使用本发明的显示介质用颗粒,所述信息显示面板即使在重复重写后(1000万次)也能够维持良好的图像特性。
产业上的可利用性
根据本发明的信息显示面板可优选应用于:移动设备如笔记本个人电脑、电子记事本、PDA(个人数字助理)、便携式电话和手提式终端机等的显示单元;电子纸如电子书、电子报纸和电子手册(说明书)等;布告板如广告板、海报和黑板(白板)等;电子计算器、家用电子产品和汽车用品等的图像显示单元;卡显示单元如点卡和IC卡等;和电子广告、信息板、电子POP(Point Of Presence,Point Of Purchase advertising)、电子价格标签、电子存货标签、电子乐谱和RF-ID机器等的显示单元。另外,信息显示面板优选可应用于电子设备如POS终端、汽车导航系统和钟表等的显示单元,也优选用作可重写纸,其通过使用外部电场形成装置驱动显示介质。
注意,根据本发明的信息显示介质的驱动方法可应用多种类型的驱动方法,如面板本身不使用开关元件的简单矩阵驱动方法(simple matrix driving method)和静止驱动方法(staticdriving method)、使用以薄膜晶体管(TFT)为代表的三端开关元件或以薄膜二极管(TFD)为代表的二端开关元件的活性矩阵驱动方法(active matrix driving method)、使用外部电场形成方法的外部电场驱动方法等。
Claims (5)
1.一种显示介质用颗粒,其包括母颗粒、子颗粒和细颗粒,其特征在于:
所述子颗粒包埋于所述母颗粒的表面中,所述子颗粒具有三维交联结构的分子结构,且粒径小于不具有三维交联结构的所述母颗粒的粒径,和
所述细颗粒附着于具有包埋于其中的子颗粒的母颗粒上,所述细颗粒的粒径小于所述子颗粒的粒径。
2.根据权利要求1所述的显示介质用颗粒,其中所述子颗粒的粒径小于所述母颗粒粒径的1/8。
3.根据权利要求1或2所述的显示介质用颗粒,其中所述子颗粒对所述母颗粒的表面覆盖率为等于或大于50%。
4.根据权利要求1至3任一项所述的显示介质用颗粒,其中所述子颗粒的纵横比为等于或大于0.8。
5.一种信息显示面板,其中将包括至少一种显示介质用带电颗粒的至少一种显示介质封入至少之一为透明的两基板之间的空间中,以通过借助于电场形成装置对其施加静电力而移动所述显示介质来显示图像,其特征在于:
使用上述权利要求1至4之一中所述显示介质用颗粒中的至少一种。
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