CN1510460A - 用于显示装置的粒子、图象显示介质和图象形成设备 - Google Patents

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Abstract

一种具有可正充电或负电荷的性能和颜色的用于显示装置的粒子，该用于显示装置的粒子包含含量为0.03mmol/g－0.2mmol/g的氮原子。即使重复再写后，该用于显示装置的粒子也能够避免图象密度和密度差下降，从而可以防止出现图象均匀性的降低和图象的不均衡。

Description

用于显示装置的粒子、图象显示介质和图象形成设备
技术领域
本发明涉及可在其上重复再写的图象显示介质、其中使用的用于显示装置的粒子和图象形成设备。
背景技术
作为可在其上重复再写的图象显示介质，传统上使用各种显示技术，如转球显示(双色粒子旋转显示)介质、电泳介质、磁泳介质、可热再写介质、具有记忆性能的液晶介质等。这些显示技术虽然具有优异的图象记忆性能，但是其问题是不能在显示屏上得到象纸一样的白色显示，并且其上的显示对比度低。
作为一种显示技术，可以用调色剂解决上述问题。有人提出的一项技术是在相互面对的电极基底之间密封导电彩色调色剂和白色粒子，通过在非显示基底上的电极内表面上设置的电荷输送层将电荷注入导电彩色调色剂，注射有电荷的导电彩色调色剂通过电极基底之间的电场移向面对该非显示基底的显示基底并附着在显示基底的内侧，由此在导电彩色调色剂和白色粒子色度对比的帮助下形成图象显示(参见“Japan Hardcopy”，论文集，249-252页)。在该技术中，图象显示介质均由固体组分构成，其优异性能在于：可以很好地在主要是黑色显示和白色显示之间转换。但是，在上述技术中，存在有不和在非显示基底上的电极内表面上设置的电荷迁移层接触的导电彩色调色剂和/或与其它导电彩色调色剂隔离的导电彩色调色剂，且因为这些调色剂没有被射入电荷，所以电场不会使之迁移，这些调色剂将随机地分布在显示基底上。因此而出现的问题是密度差降低。
为了解决该问题，有人提出一种图象显示介质，其包括一对基底和密封在基底之间的多种颜色和电荷性能彼此不同粒子的粒子组，通过施加电场可以使这些粒子在基底之间自由移动(参见“日本特许公开专利申请(JP-A)2001-312225”)。使用这种图象显示介质，可以得到高洁白度和高密度差。
尽管这种图象显示介质在开始阶段具有优异的白色密度和黑色密度，但是在重复再写后，图象密度、密度差和图象的均匀性均降低，从而导致图象不均衡。
发明内容
本发明的任务是解决现有技术中的这些问题。即，本发明的一个目的是提供一种用于显示装置的粒子，使用该粒子，即使重复再写后图象密度和密度差也都不会下降，并且可以防止出现图象均匀性的降低和图象的不匀性；本发明还提供使用该用于显示装置的粒子的图象显示介质和图象形成设备。
本发明的另一个目的是提供一种图象显示介质，其不仅能够将驱动电压设定至一较低值，而且能够不管对其施加的外部冲击长时间地确保稳定显示图象，并且能够长时间保持静止；本发明还提供使用该图象显示介质的图象形成设备。
上述目的可以通过本发明的下述特点<1>-<6>来实现。
<1>具有可正充电或负电荷的性能和颜色的用于显示装置的粒子，该用于显示装置的粒子包含含量为0.03mmol/g-0.2mmol/g的氮原子。
<2>根据特点<1>的用于显示装置的粒子，其由至少一种着色剂、树脂和含氮原子的化合物制成。
<3>一种图象显示介质，其包括：一对相互面对的基底；在该对基底之间的间隙中密封的由至少两种或多种粒子组成的粒子组，这两种或多种粒子的至少一种具有可正充电的性能，该两种或多种粒子的至少另一种具有可负充电的性能，且该可正充电和可负充电的粒子分别具有相互不同的颜色，
其中，该可正充电和可负充电的粒子中的至少一种含有含量为0.03mmol/g-0.2mmol/g的氮原子。
<4>根据特点<3>的图象显示介质中包含的可正充电和可负充电的粒子中的至少一种是黑色或一种彩色。
<5>根据特点<3>的图象显示介质中包含的可正充电和可负充电的粒子中的至少一种是白色。
<6>一种图象形成设备，其包括：在其上形成图象的图象形成介质；和电场生成装置，其中，该图象形成介质包括：一对相互面对的基底；在该对基底之间的间隙中密封的由至少两种或多种粒子组成的粒子组，该两种或多种粒子中的至少一种具有可正充电的性能，该两种或多种粒子的至少另一种具有可负充电的性能，该可正充电/可负充电的粒子分别具有相互不同的颜色，该可正充电/可负充电的粒子中的至少一种含有预定含量的氮原子，氮原子的键结构形式能够降低含氮粒子之间的聚集，并且能够降低该含氮粒子从基底上的剥落，其中，电场生成装置在该对基底之间生成对应于图象信息的电场，从而在图象形成介质上形成图象。
附图说明
图1为示出本发明的图象形成设备的一个例子(第一实施例)的示意性结构。
图2为示出本发明的图象形成设备的另一个例子(第二实施例)的示意性结构。
图3为在图2所示的图象形成设备的任意平面中的图象形成部分(图象显示介质)的示意性剖面图。
图4为在图2所示的图象形成设备的任意平面中的图象形成部分(图象显示介质)的另一个示意性剖面图。
图5为在图2所示的图象形成设备的任意平面中的图象形成部分(图象显示介质)的另一个示意性剖面图。
图6为示出本发明的图象形成设备的又一例子(第三实施例)的示意性结构。
图7A-7C为示出印刷电极的电极排列图案的示意图。
图8为印刷电极的结构的示意图。
图9为示出本发明的图象形成设备的再一例子(第四实施例)的示意性结构。
图10为示出静电潜象载体处的电位相对于相反电极的图形。
具体实施方式
下面将对本发明的用于显示装置的粒子、使用该用于显示装置的粒子的图象显示介质和图象形成设备进行详述。
[本发明的用于显示装置的粒子的结构]
本发明的用于显示装置的粒子是一种具有可正充电或负电荷的性能和颜色的用于显示装置的粒子，其含有含量在0.03mmol/g-0.2mmol/g范围内的氮原子。
如果用于显示装置的粒子中含有的氮原子含量超出上述范围，则图象密度降低，从而会降低密度差，且进一步降低图象的均匀性，在重复再写时由于用于显示装置的粒子相互聚集将导致图象不均衡。
注意：用于显示装置的粒子中含有的氮原子含量优选是在0.04mmol/g-0.15mmol/g范围内，更优选在0.04mmol/g-0.12mmol/g范围内。
本发明的用于显示装置的粒子中含有的每一个氮原子在用于显示装置的粒子充电时都起到正充电的起点作用。因此，用于显示装置的粒子中含有的氮原子可以采用任何键结构(bond formation)，只要每一个氮原子都能起到正充电的起点作用即可。具体来说，每一个氮原子都优选采用伯胺至叔胺形式的任意键结构。
作为构成本发明的用于显示装置的粒子的组分，没有特别限定，只要氮原子含量是0.03mmol/g-0.2mmol/g范围内即可。在实际应用中，优选包括着色剂和树脂。另外，如有必要包括其它组分，如电荷控制剂、聚合物微粒及其它组分也是可以接受的。
注意：着色剂还可作为电荷控制剂。另外，用于显示装置的粒子中含有的氮原子可以以原始地包含在着色剂和树脂中的氮原子的形式供给，也可以另外作为含氮原子的化合物(下面简称为“含氮化合物”)与着色剂和树脂一起供给。但是，在用湿法聚合如悬浮聚合制备本发明的用于显示装置的粒子的情况下，优选使用后一种方法，即，优选使用含氮化合物，因为这样易于调节氮原子含量，并且易于选择包含在用于显示装置的粒子中的氮原子的键形式。
(含氮化合物)
作为在本发明的用于显示装置的粒子制备中使用的含氮化合物，虽然对含氮化合物没有特别限定，但是含氮化合物中含有的氮原子优选形成伯胺至叔胺中的任意形式的键。另外，含氮化合物优选是在分子中包括有能够进行聚合反应和交联反应的反应基团的单体。注意：单体分子中含有的氮原子数目并不特别限定为任一数值，只要单体中含有一个或多个氮原子即可。
虽然下面用具有下述通式(1)的分子结构的单体作为一个具体例子进行详述，但是本发明中使用的含氮化合物决不仅限于这个具有下述通式(1)的具体例子，所述单体包括一个氮原子和与该氮原子键联且能够进行聚合反应和交联反应的一个基团：
通式(1)
Figure A0315353800091
在通式(1)中，Ra表示反应基团(能够进行聚合反应和/或交联反应的基团)，对其没有特别限定，只要该反应基团是包括能够进行聚合反应的双键且能够进行聚合反应和/或交联反应的已知官能团即可，如单价丙烯酸酯、单价甲基丙烯酸酯等。
另外，R1和R2是任意的氢原子、烷基、苯基、羧基、羟基等，其中，R1表示的基团结构与R2表示的基团结构可以相同或不同。
注意：在R1和R2是烷基的情况下，每一个R1和R2的碳原子数目优选是1-8，更优选1-3；特别优选R1和R2每一个都是甲基或乙基。
用上述通式(1)表示的含氮化合物的具体例子包括：在Ra是单价丙烯酸酯或单价甲基丙烯酸酯且R1和R2是烷基的情况下，单体的例子有丙烯酸二乙氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯等。
注意：在用通式(1)表示的单体制备本发明的用于显示装置的粒子的情况下，调节用通式(1)表示的单体的混合量，使包含在用于显示装置的粒子中的氮原子含量落在上述0.03mmol/g-0.2mmol/g的范围内，优选在0.04mmol/g-0.12mmol/g范围内。
(着色剂)
作为本发明的用于显示装置的粒子中使用的着色剂，对其没有特别限定，只要该着色剂是适于该应用的已知着色剂即可。着色剂的具体例子如下：
作为黑色着色剂，其例子包括有机和无机染料和颜料，如炭黑、钛黑、磁粉、石油炭黑等。
作为白色着色剂，其例子包括白色颜料，如金红石型氧化钛、锐钛矿型氧化钛、锌白、铅白、硫化锌、氧化铝、氧化硅、氧化锆等。
作为彩色着色剂，其例子包括染料和颜料，如酞菁型、喹吖二酮型、偶氮型、缩合型、不溶性沉淀色料和无机氧化物型颜料。其具体例子包括苯胺蓝、钙蓝(calcoil blue)，铬黄、群青、杜邦油红、喹啉黄、氯化亚甲蓝、酞菁蓝、孔雀绿草酸盐、灯黑、玫瑰红、C.I.颜料红48:1、C.I.颜料红122、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料黄97、C.I.颜料蓝15:1、C.I.颜料蓝15:3等。
如果需要，为了改善分散性，可以对染料和颜料进行表面处理等。
作为具体的彩色颜料，可以使用滤色器中使用的颜料。其例子包括：最大吸收波长为400nm-500nm的蓝色颜料；最大吸收波长为500nm-600nm的绿色颜料；最大吸收波长为600nm-700nm的红色颜料等。下面对其更具体化：蓝色颜料的例子有C.I.颜料蓝15(包括15:3、15:4、15:6等)、21、22、30、64等；绿色颜料的例子有C.I.颜料绿7、10、36、47等；红色颜料的例子有C.I.颜料红9、97、122、123、144、149、166、168、177、180、192、215、216、224等。
上述具体颜料优选用作母体颜料。术语“母料(master batch)”表示用于最终生产的模压产品(在本发明的情况下为用于显示装置的粒子)的预混合物，其生产是为了改善着色剂混合的经济性、着色剂的分散性及其均匀性；此外，为了改善注入和和挤出时的制模和称重的容易程度等，其制备方法是：将颜料和高浓度的，通常质量百分比为5-50％的所需颜色混合和捏合入生树脂，以进一步将该混合物塑造成小球状(或薄片或薄板状)。
作为用于母体颜料的生树脂，其例子包括：由可自由基聚合的单体制备的均聚物和共聚物，这些单体的例子有苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丁吡等；及聚酯树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂等。
下面将描述母体颜料的生产方法：首先，将前面列举的一特定颜料和上述生树脂磨碎后分散到有机溶剂中，制备颜料分散液。在该磨碎和分散步骤中，使用中等搅拌磨，如砂磨机、球磨机、粘土干式粉碎机等。磨碎和分散工序可以间歇进行，也可以连续进行。然后，从颜料分散液中除去有机溶剂，再将剩余物磨碎，制备其中特定的颜料已分散到生树脂中的母体颜料。
在用如此得到的母体颜料生产本发明的用于显示装置的粒子的情况下，将母体颜料添加和分散到单体中。
作为还用作电荷控制剂的着色剂的结构，其例子包括具有吸电子基团或给电子基团的结构、金属络合物等。其具体例子有：C.I.颜料紫1、C.I.颜料紫3、C.I.颜料紫23、C.I.颜料黑1等。
当着色剂的比重是1时，着色剂的添加量相对于粒子的总质量的质量比范围优选为1-60％，更优选为5-50％。
另外，在着色剂是指定颜料的情况下，当着色剂的比重是1时，其添加量相对于粒子的总质量的质量比范围优选为1-60％，更优选为5-30％。
(树脂)
作为树脂，其例子包括：聚乙烯基类树脂，如聚烯烃、聚苯乙烯、丙烯酸树脂、聚丙烯腈、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛等；氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；苯乙烯-丙烯酸共聚物；包括有机硅氧烷键的直链硅酮树脂及其改性物；氟树脂，如聚四氟乙烯、聚氟乙烯、聚偏1，1-二氟乙烯等；聚酯；聚氨酯；聚碳酸酯；氨基树脂；环氧树脂等。上述树脂可以单独使用，也可以多种树脂作为混合物使用。这些树脂可以交联。还可以采用公知为传统电子照相中使用的调色剂中的主要组分的粘结剂树脂，这不会产生任何问题。特别优选使用包括可交联组分的树脂。
(聚合物微粒)
虽然已知的传统聚合物可以用作本发明的聚合物微粒的原料，但是优选使用其比重低于同时使用的着色剂的比重的聚合物微粒。另外，在聚合物微粒本身带有颜色的情况下，在考虑到同时使用的着色剂所展现出的颜色的情况下，可以以适当的方式选择聚合物微粒。另外，作为和聚合物微粒一起使用的树脂，虽然可以使用下述树脂，但是优选使用甲基丙烯酸类树脂或丙烯酸类树脂。
聚合物微粒的具体例子包括树脂粒子，树脂的例子有聚苯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、脲甲醛树脂、苯乙烯/丙烯酸树脂、聚乙烯树脂、聚偏二氟乙烯树脂，这些树脂可以单独使用，也可以结合使用。但是应当注意：聚合物微粒不限于这些具体例子。这些树脂优选是交联结构，更优选其折射率高于使用时树脂相的折射率。
可以使用球状、不规则形状、扁平状等形状的聚合物微粒。优选使用球状聚合物微粒。
聚合物微粒的体积平均粒径需要小于用于显示装置的粒子的体积平均粒径，优选等于或小于10μm，更优选等于或小于5μm。另外，粒度分布优选具有陡峭的形状，更优选是单一分散。
另外，从制备其比重更低的用于显示装置的粒子的角度考虑，优选使部分或全部聚合物微粒由空心粒子组成。这些空心粒子的体积平均粒径需要小于用于显示装置的粒子的体积平均粒径，优选等于或小于10μm，更优选等于或小于5μm。特别是在使用空心粒子的情况下，为了改善光散射性能，其体积平均粒径更优选是0.1-1μm，特别优选0.2-0.5μm。
这里，术语“空心粒子”表示其中有空隙的粒子。空隙优选在10-90％的范围内。另外，“空心粒子”可以是胶囊形状或外壁是多孔的粒子。
另外，光散射的结果使得空心粒子可以提高洁白度和密封效果。在空心胶囊形状的情况下，这种效果是由外壳树脂层和粒子内部的空气层在其界面处的折射率差造成的。在粒子外壁是多孔的情况下，洁白度和密封效果的提高是由外壁和其空隙之间的折射率差造成的。因此，空心粒子特别优选掺入用于显示装置的每个白色粒子中。
另外，在本发明的用于显示装置的粒子中，聚合物微粒的添加量优选关于用于显示装置的粒子总质量的质量百分比范围为1-40％，更优选为1-20％。如果聚合物微粒的添加量的质量百分比小于1％，则由于加入聚合物微粒而使比重下降的效果不充分。另外，在添加的聚合物微粒的质量百分比大于40％的情况下，在制备优选形式的用于显示装置的粒子时，其可加工性如可分散性可能遭到破坏。
(其它添加剂)
为了调节其充电性能，如果需要，可以在本发明的用于显示装置的粒子中加入电荷控制剂。作为电荷控制剂，可以使用电子照相调色剂中使用的已知试剂，其具体例子包括：十六烷基吡啶基盐酸盐、季铵盐如P-51和P-53(Orient Chemical Industries，Ltd.生产)、水杨酸金属络合物、苯酚缩合物、四苯基化合物、calyxallene化合物、金属氧化物微粒、其表面被各种偶联剂处理的金属氧化物微粒等。
要求电荷控制剂无色、低显色能力或者与其中包括的所有粒子的颜色是同一色系。使用无色、低显色能力或者与其中包括的所有粒子的颜色是同一色系(即，与粒子中包括的着色剂的颜色是同一色系)的电荷控制剂时，可以降低其对选择粒子的颜色的影响。
这里，术语“无色(achromatic)”表示没有色调的颜色，术语“低显色能力”表示对其中包括的所有粒子的颜色的影响很小。另外，术语“与其中包括的所有粒子的颜色是同一色系”表示：尽管电荷控制剂本身有颜色，但是其颜色与其中包括的所有粒子的颜色相同或者与所有粒子的颜色类似。结果，该术语表示这种颜色对其中包括的所有粒子的颜色只有很小的影响。例如，在包括白色颜料作为着色剂的粒子中，白色的电荷控制剂被归类为“与其中包括的所有粒子的颜色是同一色系”。至于电荷控制剂的颜色，该颜色可以是“无色”或“低显色能力”或“与其中包括的所有粒子的颜色是同一色系”，只要电荷控制剂的颜色是所需颜色即可。
待添加的电荷控制剂的质量百分比含量优选是0.1-10％，更优选从0.5-5％。另外，电荷控制剂以粒子分散单元表示的体积平均粒径优选等于或小于5μm，更优选是1μm或更小。电荷控制剂可以以兼容状态存在于粒子中。
还优选在本发明的用于显示装置的粒子中加入电阻系数调节剂。加入电阻系数调节剂时，电荷在粒子间的交换更快，从而可以保证在早期阶段及早建立稳定的显示图象。这里，术语“电阻系数调节剂”表示细导电粉末，电阻系数调节剂优选是能够进行电荷交换且能够使电荷在适当水平泄漏的细导电粉末。作为共存有电阻系数调节剂的结果，有可能避免粒子上电荷的增加，粒子上电荷的增加即是所谓的充电，这是长期分别由于粒子内部摩擦和粒子与基底表面之间的摩擦所造成的。
电阻系数调节剂的例子包括体积电阻系数一般是1×106Ωcm或更低，优选1×104Ωcm或更低的细无机粉末。其具体例子包括：氧化锡、氧化钛、氧化锌、氧化铁的粉末；涂覆有各种不同的导电氧化物的微粒，如涂覆有氧化锡的氧化钛粒子；等等。电阻系数调节剂优选无色、低显色能力或者与其中包括的所有粒子的颜色是同一色系。这些术语的含义与电荷控制剂中所述的相同。对待添加的电阻调节剂的百分比含量没有特别限定，只要其添加量在彩色粒子的颜色不受到干扰的范围内即可，优选质量百分比含量范围为0.1-10％。
本发明的用于显示装置的粒子直径没有以任何具体方式进行定义。但是，为了得到好的图象，其体积平均粒径优选范围是1-100μm，更优选范围是3-30μm。粒度分布形状优选呈陡峭形状，更优选是单一分散。
(用于显示装置的粒子的生产方法)
优选地是，可以用各种方法生产本发明的用于显示装置的粒子，这些方法包括：用以生产球状粒子的湿生产方法，如悬浮聚合法、乳液聚合法、分散聚合法等；生产传统不规则形状粒子的磨碎后分级法；等等。此外，为了使粒子形状均匀，还优选使用热处理。
另外，可以根据分级法调节使粒度分布均匀的方法。分级装置的例子包括各种振动筛、超声波筛、空气筛、湿筛、利用离心力原理的转子旋转分级机、风力分级机等。分级方法不限于这些具体例子。上述工具和机器可以单独使用或者各种工具和机器结合使用，使粒度分布调节至所需类型。在需要非常精确地调节粒度分布的情况下，优选使用湿筛。
作为控制粒子形状的方法(控制形状系数的方法)，优选使用下述JP-A No.10-10775中所述的方法。该方法包括下述步骤：加入与单体(即，与溶剂的相容性为零或很小)相容且不可聚合的有机溶剂，在所谓的悬浮聚合法中，将聚合物溶入溶剂，将着色剂混入溶液，在存在无机分散剂的情况下将混合物分散到含水介质中以生产粒子；进行悬浮聚合；然后取出粒子并使粒子干燥，其中，可以适当选择除去有机溶剂以干燥的方法。
作为干燥方法，可以适当采用冻干法。优选在-10℃至-200℃(更优选-30℃至-180℃)的温度下进行冻干法。一般在40Pa或更低，优选在13Pa或更低的压力下进行冻干法。在本申请中，有机溶剂的例子包括酯溶剂，如乙酸甲酯、乙酸丙酯等；醚溶剂，如二乙醚等；酮溶剂，如甲基乙基酮、甲基异丙基酮、甲基异丁基酮等；烃溶剂，如甲苯、环己烷等；和卤代烃溶剂，如二氯甲烷、氯仿、三氯乙烷等。这些溶剂优选将聚合物溶解在其中，其在水中的溶解度优选是0-30％(质量百分比)。从安全性、成本和工业生产率方面考虑，在这些溶剂中特别优选环己烷。
控制粒子形状的方法的例子还包括：JP-A No.2000-292971中所述的将小粒子聚集和集成以得到具有所需粒径的粒子的方法；和用机械压力(如Nara Machinery Co.，Ltd.生产的混合机、HosokawamicronCorporation生产的Ang磨、Tokuju Kosakujo K.K.生产的θ复合机等)对借助于传统方法如熔融捏合法、磨损法、分级法等方法得到的粒子再加工的方法。
[本发明的图象显示介质的结构]
本发明的图象显示介质包括：一对相互面对的基底；在该对基底之间的间隙中密封的由至少两种或多种粒子组成的粒子组，这两种或多种粒子的至少一种具有可正充电的性能，而其中的至少另一种具有可负充电的性能，且可正充电的粒子和可负充电的粒子分别具有相互不同的颜色，其中，可正充电/可负充电的粒子中的至少一种是本发明的用于显示装置的粒子。
(由两种或多种粒子组成的粒子组)
在本发明的由两种或多种粒子组成的粒子组中，至少一种(第一种粒子)可正充电，而至少另一种(第二种粒子)可负充电，可正充电的粒子/可负充电的粒子分别具有相互不同的颜色。
在本发明的图象显示介质中，降低第一种粒子和第二种粒子中的至少一种的比重，以实现上述目的。即，本发明的图象显示介质用含范围在0.03mmol/g-0.2mmol/g之间的氮原子的本发明的用于显示装置的粒子作为第一种粒子和第二种粒子中的至少一种粒子，从而能够降低粒子之间的聚集及粒子从基底上的剥落，以保持稳定的显示图象。因此，本发明的图象显示介质不仅能够将激励电压设定在很低值，而且尽管其上施加的外部冲击仍能够在长时间内确保稳定显示图象，并且在长时间保持静止。
在上面的叙述中，我们描述的图象显示介质包括(仅)一种可正充电的第一种粒子和(仅)一种可负充电的第二种粒子。但是，图象显示介质可以包括两种或多种第一种粒子和两种或多种第二种粒子。在使用两种或多种第一种粒子和两种或多种第二种粒子的情况下，只要两种或多种中的一种是本发明的用于显示装置的粒子，本发明就可以发挥作用，因为其作用机理与上述机理类似。
在本发明的图象显示介质中均为可正充电/可负充电的粒子的第一种粒子和第二种粒子在后面统称为“显示粒子”。这些装置粒子，即第一种粒子和第二种粒子均优选由本发明的用于显示装置的粒子构成。但是，将本发明范围外的用于显示装置的传统粒子和本发明的用于显示装置的粒子一起使用是可以接受的。
作为可以和本发明的用于显示装置的粒子一起使用的传统粒子，可以使用至少由着色剂和树脂构成的粒子，其组成类似于本发明的用于显示装置的粒子的组成。另外，任选地加入其它组分如电荷控制剂和/或聚合物微粒是可以接受的。着色剂还用作电荷控制剂是可以接受的。
在本发明的图象显示介质中，用于显示装置的粒子的第一种粒子和第二种粒子中的一种优选是白色的。换句话说，图象显示介质优选包括白色着色剂。当第一种粒子和第二种粒子中的一种采用白色时，可以改善其它粒子的着色能力和密度差。作为用于使一种粒子成为白色的白色着色剂，优选使用氧化钛。用氧化钛作为着色剂时，可以提高密封性能，在可见光波长范围内还可以改善密度差。特别优选用金红石型氧化钛作为白色着色剂。
作为本发明中使用的氧化钛，优选使用两种或多种相互具有不同粒径的粒子。氧化钛的分散性一般很差，即使其分散性得以改善，较大直径的粒子也会因为较高的比重而很快发生第二次和第三次聚集，从而使分散稳定性和密封性能最终变坏。另一方面，较小直径的粒子不能充分进行光散射，可能导致密封性能差。因此，通过使用两种或多种相互具有不同平均直径的粒子，可以同时改善分散稳定性和密封性能。
至少一种实际应用的氧化钛一级粒子的直径优选是0.1μm-1.0μm，这样的粒径可具有高的光学密封性能。其它种类的氧化钛一级粒子的直径优选小于0.1μm。
另外，较小直径的氧化钛粒子可以进行表面处理。这样的表面处理剂的例子包括：各种偶联剂；和将有机化合物溶入溶剂得到的溶液，这样使得表面处理不会影响洁白度。
包括氧化钛的白色显示粒子的比重特别要大于其它颜色的显示粒子的比重；因此，特别优选用包括聚合粒子的用于显示装置的粒子作为显示粒子。另外，在这种用于显示装置的粒子中存在有空心的聚合物微粒。结果，可以提高洁白度，并且有望得到更高的对比度。
在本发明中不存在诸如“一种显示粒子必须是白色”这样的限制。例如，作为一种显示粒子的颜色，可以使用黑色或非黑白的颜色。简言之，黑色和非黑白的彩色的组合或两种非黑白的颜色的组合都是可以接受的。在这种情况下，可以有效地将黑色(或无色)的字符和信号转换至不同颜色的字符和信号。
在显示粒子中，必须调节粒子，使一种粒子具有可正充电的性能，而其它(或另一种)粒子具有可负充电的性能。当多种粒子之间发生碰撞和摩擦且这些粒子带电时，根据显示粒子的起电(正至负)顺序，一种粒子正充电，而其它粒子负充电。因此，通过以适当方式选择上述电荷控制剂，可以正确调节显示粒子的起电(正至负)顺序。
至于显示粒子的粒度，例如，在显示粒子由白色粒子和黑色粒子构成的情况下，例如，通过使白色粒子和黑色粒子的粒径和分布几乎相同，可以避免大直径粒子(所谓的双组分显影剂)被小直径粒子包绕，从而降低大直径粒子固有的色密度的“附着”状态。结果可以得到足够高的白色密度和足够高的黑色密度。从这一点讲，被表示为变异系数的显示粒子的粒度分布优选约为15％或更小，特别优选单一分散。注意：术语“变异系数”表示用在显示粒子的粒度分布中体积平均粒径的标准偏差除以体积平均粒径的算术平均值得到的商再乘上100。
对比度随白色粒子和黑色粒子的混合比而变化。因此，混合比优选是使白色和黑色显示粒子的表面积几乎相同的数值。如果混合比偏离了在表面积上相等的该数值，则将更强烈地感觉到高比例的粒子的颜色。但是，这不适用于对比度由同一颜色的深色调和淡色调产生的情况，也不适用于通过混合两种彩色粒子产生的颜色进行显示的情况。
(基底)
在本发明的图象显示介质中使用一对基底，使其相互面对，并且在这一对基底之间的间隙中密封上述显示粒子。在本发明中，基底是导电性薄板(导电基底)，且为了使图象显示介质工作，这一对基底中的至少一个必须是透明导电薄板。在这种情况下，该透明导电薄板作为显示基底。
至于导电基底，基底本身可以是导电的，也可以对绝缘载体表面进行电导传递处理(conductivity imparting treatment)，另外，对基底是晶体或非晶体没有限定。作为每一个基底本身都导电情况下的导电基底，其例子包括：由金属如铝、不锈钢、镍和铬及合金晶体制成的基底；和由半导体如Si、GaAs、GaP、GaN、SiC和ZnO制成的基底。
作为绝缘载体，其例子包括聚合物膜、玻璃、石英和陶瓷。可以用下述方法对绝缘载体进行导电传递处理：根据蒸发法、溅射法、离子电镀法等方法在载体上形成一层膜，该膜由在该基底本身导电情况下指定为导电基底材料的特定例子的每一种金属、或金、银、铜等制成。
作为透明导电基底，使用通过在绝缘透明载体的一个表面上形成透明电极得到的导电基底和本身具有导电性的透明载体。作为本身具有导电性的透明载体，其例子包括由透明导电材料如ITO(铟锡氧化物)、氧化锌、氧化锡、氧化铅、氧化铟、碘化铜及其它材料制成的载体。
作为绝缘透明载体，使用由下述材料制成的膜、薄板、光纤、SELFOC光板等：透明无机材料如玻璃、石英、蓝宝石、MgO、LiF、CaF2等；有机树脂如氟树脂、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、环氧树脂等。
作为每一个设置在上述透明载体的一个表面上的透明电极，使用根据诸如蒸发法、离子电镀法、溅射法等的方法形成的由透明导电材料如ITO、氧化锌、氧化锡、氧化铅、氧化铟、碘化铜等制成的透明膜；和已经通过蒸发法和溅射法使其很薄以致于半透明的金属如Al、Ni、Au等的膜。
因为基底的相互面对的表面影响显示粒子的充电性能，所以优选在相互面对的每一个表面上设置具有合适表面状态的保护层。选择保护层时主要考虑对基底的粘附性、透明度、显示粒子的起电(正至负)顺序及表面耐污染性能。作为保护层材料，其例子包括聚碳酸酯树脂、乙烯基硅酮树脂、含氟基团的树脂等。选择使用在其本身和使用的显示粒子中含有的主组分之间及其本身和显示粒子之间的摩擦电荷差值较小的树脂。
[本发明的图象形成设备的实施例]
下面结合附图详细说明使用本发明的图象显示介质的本发明的图象形成设备。注意：具有相同功能的组件在所有附图中标注为相同的符号，并且不再对其详述。
-第一个实施例-
图1是示出本发明的图象形成设备的一个实例(第一实施例)的示意性结构图。
如图1所示，第一实施例涉及的图象形成设备12具有电压应用装置201。图象显示介质10包括设置在其上显示图象的显示基底14和面对显示基底14的非显示基底16之间的隔板204，以密封显示基底14和非显示基底16的外周缘，作为显示粒子的黑色粒子18和白色粒子20密封在由显示基底14、非显示基底16和隔板204包绕的间隙内。透明电极205分别布置在显示基底14和非显示基底16的相对面(相互面对的表面)上，其中，布置在非显示基底16的相对表面上的透明电极205接地，而布置在显示基底14的相对表面上的透明电极205连接在电压应用装置201上。
然后详细说明图象显示介质10。
例如，一个表面上具有作为透明电极205的ITO透明电极的尺寸为50×50×1.1mm的7059玻璃基底可以用作构成图象显示介质10的显示基底14和非显示基底16的每一个。聚碳酸酯树脂层206(厚5μm的由聚碳酸酯树脂(PC-Z)制成的层)分别设置在形成在显示基底14和非显示基底16的相对面上的透明电极205表面上。
作为隔板204，使用从尺寸为40×40×0.3mm的硅酮橡胶的中心部位切去尺寸为15×15mm的正方形部分后得到的隔板。
在制备图象显示介质10时，将有正方形孔的硅酮橡胶板置于非显示基底16的相对面上。然后，将作为显示粒子的如含氧化钛的体积平均粒径为20μm的白色球状粒子20和含炭的体积平均粒径为20μm的黑色球状粒子18以重量比2∶1混合，将约15mg的混合粒子过筛，使其落到置于非显示基底16的相对面上从硅酮橡胶板中切去的正方形孔内。然后，使显示基底14的相对面与硅酮橡胶板紧密接触，用长尾夹夹住两个基底以使其受到压力被固定，从而使硅酮橡胶板和两个基底相互紧密接触，从而形成图象显示介质10。
注意：本发明的用于显示装置的粒子用作黑色粒子18和白色粒子20中的至少一种。
-第二实施例-
下面结合附图详细说明本发明的第二实施例。
图2为示出本发明的图象形成设备的另一个实例(第二实施例)的示意性结构图，图2中示出用简单矩阵在图象显示介质10上形成图象的图象形成设备12。
在与其中密封有多组充电性能相互不同的显示粒子(图中未示出)的图象显示介质10平行的平面上排列用于控制纵向和横向电压的电极403An和404Bn(其中，n是正数)，以便形成简单的矩阵结构。电极403An与由波形形成设备405B和电源405A构成的电场生成装置405的电源405A连接，电极404Bn与由波形形成设备402B和电源402A构成的电场生成设备402的电源402A连接。另外，电极404Bn、电源405A、电极403An与序列发生器406连接。
在进行图象显示时，用电场生成设备402或405在电极403An和404Bn上施加电位，电极的电位激励定时受序列发生器406的控制，以控制各个电极上的激励电压，并在一个表面上的电极403A1-403An上施加能够使显示粒子在一行单元内受到激励的电场。另一方面，用于图象信息的电场可以同时供给其它表面上的电极404B1-404Bn。
图3-5是图2所示的图象形成设备12的任意平面上的图象形成部分(图象显示介质10)的示意性剖面图的例子。
显示粒子18和20与电极或基底表面接触，并且基底14和基底16中的至少一个是透明的，从而能够看穿并从外面检测到显示粒子18和20的颜色。电极403A和404B可以如图3所示，嵌在基底14和基底16的各个相对表面部分中，并集成为单个部件；可以如图4所示，嵌在各个基底14和基底16的内部，集成为单一部件；可以如图5所示，分别设置在从显示基底14和非显示基底16的相对表面的其它表面向外间隔一小段位置处。
在图象形成设备12中设置合适的电场，从而可能进行简单的矩阵激励显示。注意：只要显示粒子18和20相对于电场有迁移阈值，即可被激励。对显示粒子18和20没有任何其它限制。即，对显示粒子18和20的颜色、电荷量、充电电极性能等性质基本上没有限定。
-第三实施例-
下面结合附图详细说明本发明的第三实施例。图6是示出本发明的图象形成设备的另一个实例(第三实施例)的示意性结构图。具体来说，该图示出使用印刷电极的图象形成设备。
图6所示的图象形成设备12包括：印刷电极11；相对电极26，相对电极26与印刷电极11相对设置并接地。
图象显示介质10可以沿箭头B所示的方向在印刷电极11和相对电极26之间移动。图象显示介质10由一对基底(显示基底14和非显示基底16)构成；和显示粒子18和20密封在该对基底之间。当图象显示介质10沿箭头B所示的方向移动时，非显示基底16被放置为靠近相对电极26或与之接触，而显示基底14在位于邻近该印刷电极11时被运送。
注意：印刷电极11由基底13和在基底13显示电极侧14上的电极15构成，印刷电极11与图中未示出的电源连接。
下面说明设置在印刷电极11的显示电极侧14上的电极15的布置和形状。图7A-7C是示出印刷电极处提供的电极排列图案的例子的示意图。具体来说，图7A-7C每一个示出从图6中的非显示基底16向显示基底14的方向观察到的印刷电极11的电极15的排列图案。
如图7A所示，电极15面对显示基底14的一个表面以规定的间隔排列成一行，以便适于在沿几乎垂直于图象显示介质10的移动方向(箭头B的方向)的方向(即主扫描方向)上分辨图象。电极15每一个都可以是图7B所示的正方形，还可以如图7C所示排列成矩阵。
下面详细说明印刷电极。图8是印刷电极的示意性结构图。
交流电源17A和直流电源17B如图8所示通过连接控制部分19与电极15连接。连接控制部分19由多个开关构成，所述开关包括：开关21A，其一端与各个电极15连接，另一端与交流电源17A连接；和开关21B，其一端与各个电极15连接，另一端与直流电源17B连接。
开关21A和21B的开/关状态受控制部分60控制，并且使交流电源17A和直流电源17B与电极15电连接。采用这样的结构时，可以施加交流电压、直流电压或通过将交流电压和直流电压相互叠合得到的电压。
下面说明第三实施例的工作原理。
首先，用图中未示出的运输装置使图象显示介质10以图中的箭头B所示的方向在印刷电极11和相对电极26之间移动，控制部分60通过指示控制部分19接通所有的开关21A以实现该操作。从而将交流电压从交流电源17A施加到所有电极15上。
此时的图象显示介质10是其中在一对基底之间的空间内密封两组或多组显示粒子且电极没有嵌入其中的介质。
如果在电极15上施加交流电压，则图象显示介质10中的黑色粒子18和白色粒子20在显示基底14和非显示基底16之间相互移动。通过这样的相互移动，黑色粒子18和白色粒子20通过显示粒子之间和显示粒子与基底之间的摩擦而摩擦充电。例如，黑色粒子18正充电，而白色粒子20不充电或负充电。注意：下面的说明是针对白色粒子20负充电的情况进行的。
然后，控制部分60对连接控制部分19下达指令，只接通对应于代表图象数据的电极15的开关21B，以将直流电压施加到对应于(即，代表)该图象数据的位置处的电极15上。例如，将直流电压施加到非图象部分而不施加到图象部分上。
使用这样的设置，在直流电压施加到电极15的情况下，如图6所示，在面对印刷电极11的显示基底14的一个部分中的正充电的黑色粒子18在电场作用下移向非显示基底16一侧。另一方面，在非显示基底16的相应部位中的负充电的白色粒子20在电场作用下移向显示基底14一侧。因此，因为只有白色粒子20集聚在显示基底14上，所以在对应于非图象部分的屏幕的一部分中不显示图象。
另一方面，在没有直流电压施加到电极15上的情况下，在面对印刷电极11的显示基底14的一个部位中的黑色粒子18在电场作用下保持在其在显示基底14上的位置。另外，在非显示基底16上的正充电的黑色粒子18在电场作用下移向显示基底14一侧。因此，只有黑色粒子18集聚在显示基底14的没有施加直流电压的部分上，由此一图象显示在该部分(即，图象部分)。
用这种方法，可以使黑色粒子18和白色粒子20根据图象而移动，从而在显示基底14上显示图象。注意：在白色粒子20不充电的情况下，只有黑色粒子18在电场作用下移动。在没有图象显示的部分中的黑色粒子18移向非显示基底16，当从显示基底14的方向观察时，其屏幕被白色粒子20掩蔽，因此能够显示图象。再者，即使在图象显示介质10的基底之间产生的电场消失后，显示的图象仍然能够保留在屏幕上，因为显示粒子的粘附力在起作用。另外，因为在基底之间新产生的电场作用下显示粒子能够再次移动，所以用图象形成设备12可以重复显示图象。
使用这种方法时，因为充电的显示粒子在以空气为介质的电场作用下移动，所以能够确保很高的安全性。另外，因为空气的粘性阻力小，所以能够达到高速响应性。
第四实施例
下面结合附图详细说明本发明的第四实施例。图9示出本发明的图象形成设备的另一个实例(第四实施例)的示意性结构。图9中示出使用静电潜象载体的图象形成设备。
图9所示的图象形成设备12主要由下述部件构成：能够沿箭头A所示方向旋转的鼓状静电潜象载体24；与静电潜象载体24相对放置的能够沿箭头C所示方向旋转的鼓状相对电极26；和其中显示粒子密封在一对基底之间的图象显示介质10，该图象显示介质10能够沿箭头B所示方向在静电潜象载体24和相对电极26之间移动。
充电装置80置于静电潜象载体24的周缘处，使充电装置80关于载体24位于相对电极26的基本上相对的一侧，并且靠近静电潜象载体24。光束扫描设备82放置在充电装置80附近，以使静电潜象能够沿箭头A所示方向形成在静电潜象载体24的表面。简言之，这三个部件，即，静电潜象载体24、充电装置80和光束扫描设备82构成静电潜象形成部分22。
作为静电载体24，可以使用感光鼓24。感光鼓24的结构是在由金属如铝或SUS制成的鼓状导电基底24A的外周缘表面上形成光电导层24B，其中，作为光电导层24B，可以使用各种公知材料。这些材料的例子包括：无机光电导材料，如α-Si、α-Se、As2Se3等；和有机光电导材料，如PVK/TNF，可以用等离子体CVD、气相沉积、浸渍等方法用这些材料形成光电导层24B。还可以根据需要形成电荷迁移层、外涂层等。导电基底24A接地。
充电装置80是将静电潜象载体24的表面均匀充电至所需电位的装置。充电装置80足以保证将静电潜象载体24的表面充电至所需电位，且在该实施例中，使用具有下述结构的电晕发射装置：将高电压施加在焊丝上以在静电潜象载体24和焊丝之间产生电晕放电，从而为感光鼓24的表面均匀充电。除此之外，还可以使用各种公知的充电器，如使导电辊部件、电刷部件、薄膜部件等与被施加电压的感光鼓24接触，从而为感光鼓表面充电的充电器。
光束扫描设备82基于图象信号将小光点光束照射到静电潜象载体24的充电表面上，从而在静电潜象载体24上产生潜象。光束扫描设备82足以根据图象信息将光束照射到感光鼓24的表面上，以在均匀充电的感光鼓24上形成静电潜象。在该实施例中，光束扫描设备特别优选用通过设置在光束扫描设备82中的包括光学多面体84的成象光学系统、反射镜86、光源和透镜(未示出)等由ROS(光栅输出扫描仪)表示，其中，所需光点直径的激光束的开/关状态受图象信号的控制，由此用光学多面体84对感光鼓24的表面进行光学扫描。除此之外，还可以使用其上根据所需的分辨率排列有LED的LED头等。
例如，相对电极26由弹性导电辊部件构成。采用这样的结构时，相对电极26可以更靠近图象显示介质10。另外，相对电极26的位置使相对电极26面对静电潜象载体24，其中，图象显示介质10夹在其间，所述图象显示介质10在运输设备(图中未示出)的作用下沿箭头B所示的方向移动。相对电极26与直流电压电源28连接。直流电压电源28在相对电极26上施加偏压VB。例如，如果静电潜象载体24上的正充电部分中的电位定义为VH，其上没有充电部分中的电位定义为VL，则如图10所示，施加的偏压VB是电压VH和VL之间的中间电压。
下面说明第四实施例的工作原理。
当静电潜象载体24沿图9中的箭头A所示方向开始转动时，静电潜象形成部分22使静电潜象形成在静电潜象载体24上。另一方面，运输设备(图中未示出)使图象显示介质10以箭头B所示的方向移动以被插入到静电潜象载体24和相对电极26之间。
在该条件下，如图10所示，在相对电极26上施加偏压VB，在面对相对电极26的位置处静电潜象载体24上的电位是VH。因此，在静电潜象载体24的面对该显示基底14的部分(非图象部分)正充电且黑色粒子18附着在显示基底14的面对该静电潜象载体24的部分上的情况下，正充电的粒子18从显示基底14侧移向非显示基底16侧，并最终附着在非显示基底16上。因此，因为只有白色粒子20集聚在显示基底14上，所以在对应于非图象部分的部分上显示不出图象。
另一方面，在静电潜象载体24的面对该显示基底14的部分(图象部分)没有正充电且黑色粒子18附着在非显示基底16的面对相对电极26的部分上的情况下，在面对相对电极26的位置(或部分)的静电潜象载体24上的电位是VL；因此，该充电的黑色粒子18从非显示基底16侧移向显示基底14侧，并最终附着在显示基底14上。因此，因为只有黑色粒子18集聚在该部分的显示基底14上，所以在对应于图象部分的部分中显示图象。
用这种方法可以使黑色粒子18根据图象而移动，从而在显示基底14上显示图象。注意：即使在图象显示介质10的基底之间产生的电场消失后，仍然能够保持粒子的内在粘附力所显示的图象及粒子和基底之间的镜像能力。另外，因为在新产生的电场作用下，黑色粒子18和白色粒子20能够在基底之间再次移动，所以可用图象形成设备12重复显示图象。
这样，因为在相对电极26上施加偏压，所以能够可靠地移动黑色粒子18，黑色粒子18附着在显示基底14或非显示基底16上。因此，没有必要使黑色粒子18预先附着在一个基底上。进一步的，还可以得到高对比度和高锐度的图象。另外，因为充电的粒子在电场作用下在作为介质的空气中移动，所以能够保证很高的安全性。另外，因为空气的粘性阻力小，所以能够获得高速响应性。
虽然已经结合附图说明了使用本发明的图象显示介质的本发明的图象形成设备的若干实施例，但是本发明的图象形成设备并不限于这些实施例，而是可以采用需要的结构。另外，尽管在前面的说明中显示粒子的颜色组合是黑色和白色，但是对其组合没有特别限制，可以根据需要适当选择具有所需颜色的显示粒子。
                         实例
以下进一步对本发明的实例进行详细的说明。但是应当理解，这些实例在任何情况下都并非用于限定本发明。注意：在下面的实例和对比实例中，使用在[本发明的图象形成设备的实施例]部分中所述的第一实施例的图象显示介质和图象形成设备(即，图1所示的图象显示介质和图象形成设备)。在下面的实例和对比实例中，部件的尺寸和材料类似于[本发明的图象形成设备的实施例]部分中所述的部件的尺寸和材料。
(制备白色粒子)
-制备分散体(dispersion)A-
在使用直径均为10mm的氧化锆球的球磨机中将具有下述组成的组分混合和粉碎20小时，得到分散体A。
<组成>
.甲基丙烯酸环己酯：重量占64份
.氧化钛(白色颜料)：重量占30份
(一级粒径0.3μm，Ishihara Sangyo Kaisha，Ltd.生产，商标名称为Taipec CR63)
.聚合物微粒(空心粒子)：重量占5份
(一级粒径0.3μm，JSR生产，商标名称为SX866(A))
.电荷控制剂：重量占1份
(Orient Chemical Industries，Ltd生产，商标名称为SBT-5-0016)-制备分散体B-
用类似于制备分散体A的方式在球磨机中将具有下述组成的组分混合和粉碎，得到分散体B。
<组成>
.碳酸钙：重量占40份
.水：重量占60份
-制备分散体C-
用超声波加工机将具有下述组成的组分混合和粉碎10分钟，然后使用乳化剂搅拌获得混合溶液C。
<组成>
.分散体B：7.0g
.20％的氯化钠水溶液：50g
将35g的分散体A、1g的二乙烯基苯和0.35g的聚合引发剂V601称重后充分混合，然后用超声波加工机进行10分钟脱气。将该混合溶液加入混合溶液C，然后用乳化剂乳化。然后将乳液加入塞有硅酮塞的瓶子，用注射器针头在真空下脱气，然后充入氮气后密封。然后在70℃下反应10小时，得到粒子。将得到的微粒分散在离子交换水中，用盐酸水溶液分解碳酸钙，然后过滤。然后用足量的蒸馏水洗涤固体物质。用孔径分别为10μm和15μm的尼龙筛使粒度均匀化。将筛分后的固体物质干燥，得到平均粒径为12.56μm的白色粒子1(用于显示装置的粒子)。
(制备黑色粒子1)
用与上述制备白色粒子1类似的方式制备含0.048mmol/g氮原子的黑色粒子1(本发明的用于显示装置的粒子)，不同之处是：将作为含氮化合物的甲基丙烯酸二乙氨基乙酯溶解后得到的下述分散体D替代分散体A。得到的黑色粒子1的平均粒径是13.5μm。
-制备分散体D-
在使用直径均为10mm的氧化锆球的球磨机中将具有下述组成的组分混合和粉碎20小时，得到分散体D。
<组成>
.甲基丙烯酸甲酯：重量占53.46份
.甲基丙烯酸二乙氨基乙酯：重量占0.54份
.微纹炭黑(microrysblack)：重量占6份
(制备黑色粒子2)
用与上述制备白色粒子1类似的方式制备含0.1mmol/g氮原子的黑色粒子2(本发明的用于显示装置的粒子)。不同之处是：将作为含氮化合物的甲基丙烯酸二乙氨基乙酯溶解后得到的下述分散体E替代分散体A。得到的黑色粒子2的平均粒径是13.34μm。
-制备分散体E-
在使用直径均为10mm的氧化锆球的球磨机中将具有下述组成的组分混合和粉碎20小时，得到分散体E。
<组成>
.甲基丙烯酸甲酯：重量占52.92份
.甲基丙烯酸二乙氨基乙酯：重量占1.08份
.微纹炭黑：重量占6份
(Ciba Specialty Chemicals Inc.生产)
.电荷控制剂：重量占1份
(Clariant(Japan)K.K生产，商标名称为COPY CHARGE PSYVP2038)
(制备黑色粒子3)
用与上述制备白色粒子1类似的方式制备黑色粒子3(本发明的用于显示装置的粒子)。不同之处是：使用下述分散体F。得到的黑色粒子3的平均粒径是13.24μm。
-制备分散体F-
在使用直径均为10mm的氧化锆球的球磨机中将具有下述组成的组分混合和粉碎20小时，得到分散体F。
<组成>
.甲基丙烯酸甲酯：重量占90份
.微纹炭黑：重量占10份
(Ciba Specialty Chemicals Inc.生产)
(制备黑色粒子4)
用与上述制备白色粒子1类似的方式制备含0.25mmol/g氮原子的黑色粒子4(本发明的用于显示装置的粒子)。不同之处是：使用将作为含氮化合物的甲基丙烯酸二乙氨基乙酯溶解后得到的下述分散体G。得到的黑色粒子4的平均粒径是13.27μm。
-制备分散体G-
在使用直径均为10mm的氧化锆球的球磨机中将具有下述组成的组分混合和粉碎20小时，得到分散体G。
<组成>
.甲基丙烯酸甲酯：重量占51.3份
.甲基丙烯酸二乙氨基乙酯：重量占2.7份
.微纹炭黑：重量占6份
(Ciba Specialty Chemicals Inc.生产)
<实例1和2及对比实例1和2>
将包括上述制备的白色粒子和黑色粒子1-4中的一种的两种用于显示装置的粒子混合，制备粒子组(显示粒子1-4)，如表1所示。
将显示粒子1-4密封在图1所示的第一实施例的图象形成设备中使用的图象显示介质中相互面对的基底(显示基底14和非显示基底16)之间的间隙内，得到实施例1和2及对比实施例1和2的图象显示介质。此时，白色粒子和黑色粒子之间粒子数的混合数目比是2∶1。
(评价)
使用得到的图象显示介质和图象形成设备对下述方面进行评价。
-激励电压-
向上述图象显示介质10中的显示基底14的透明电极205施加100V的直流电压，其中已密封预定量的通过以重量比2∶1混合白色粒子20和黑色粒子18得到的两种粒子。当施加100V直流电压时，负充电且贮留在非显示基底16侧的一部分白色粒子20开始在电场作用下移向显示基底14侧；当施加直流电压(激励电压)时，很多白色粒子20移向显示基底14侧，使显示密度接近饱和。
沿与白色粒子移动方向平行的方向，正充电的黑色粒子18移向非显示基底16侧。然后，尽管电压设置为0V，显示基底14上的显示粒子也不会移动，因此不会使显示密度发生变化。激励电压，即施加的直流电压示于表1。
在包括下述步骤的程序中对图象进行评价：用密度测定仪X-Rite404在每一个图象的五个点处(每个点是20mm×20mm大小的一片)测定±电压转换前后的黑色反射密度；对于每一个图象来说，求得五个点处的黑色反射密度的平均值。如果平均反射密度是1.2或更大，则判定图象良好。可以用肉眼观察到图象的不均衡性。
至于对图象中黑色反射密度和不匀性的评价，首先在开始显示状态下进行评价，然后在重复5组±电压转换后(每一组进行1分钟，频率为300Hz)的状态下进行评价。评价结果示于表1。
(见下页)
                                                       表1
白色粒子和黑色粒子的组合 白色粒子 激励电压(V)                         评价结果
黑色粒子   氮原子含量(mmol/g)          初始显示状态         重复显示后
  黑色反射密度   图象中的不均衡性    黑色反射密度    图象中的不均衡性
    例1 显示粒子1 白色粒子1 黑色粒子1   0.048   200   1.45     良好     1.4     良好
    例2 显示粒子2 白色粒子1 黑色粒子2   0.10   200   1.40     良好     1.2     良好
对比例1 显示粒子3 白色粒子1 黑色粒子3 0.0 200   200V时未被激励 有杂色图案 - -
  对比例2 显示粒子4 白色粒子1 黑色粒子4   0.25   200   1.20   有杂色图案     0.9 有杂色图案
从表1所示的结果可以发现：如在本发明的用于显示装置的粒子，通过将黑色粒子中含有的氮原子含量调节到0.03mmol/g-0.2mmol/g的范围内，可以得到良好的具有足够高黑色反射密度的图象，并且在图象中不会产生不均匀，另外还不会使黑色反射密度有明显降低，因此在长期重复显示后图象中也不会产生不均匀。
如上所述，本发明能够提供一种用于显示装置的粒子，使用该粒子时，即使重复再写后图象密度和密度差均不会下降，并且可以可靠防止图象的均匀性和图象的均衡性降低；本发明还能够提供使用上述用于显示装置的粒子的图象显示介质和图象形成设备。
本发明还能够提供一种不仅能够将激励电压设定至很低值，而且尽管对其施加的外部冲击仍能够在长时间内确保稳定显示图象，并且在长时间内保持静止的图象显示介质；本发明还能够提供使用该图象显示介质的图象形成设备。

Claims (18)

1、一种具有可正充电或负充电的性能和颜色的用于显示装置的粒子，该用于显示装置的粒子含有含量为0.03mmol/g-0.2mmol/g的氮原子。
2、根据权利要求1的用于显示装置的粒子，其含有含量为0.05mmol/g-0.1mmol/g的氮原子。
3、根据权利要求1的用于显示装置的粒子，其中，氮原子所形成的键结构能够降低粒子之间的聚集，并且能够减少粒子从基底上的脱落。
4、根据权利要求3的用于显示装置的粒子，其中，氮原子形成伯胺至叔胺的任意形式的键结构。
5、根据权利要求1的用于显示装置的粒子，其中，氮原子所形成的键结构在正充电中作为起点。
6、根据权利要求1的用于显示装置的粒子，其由至少一种着色剂、树脂和含氮原子的化合物制成。
7、一种图象显示介质，包括：一对相互面对的基底；在该对基底之间的间隙中密封的由至少两种或多种粒子组成的粒子组，该两种或多种粒子的至少一种具有可正充电的性能，该两种或多种粒子的至少另一种具有可负充电的性能，且该可正充电和可负充电的粒子分别具有相互不同的颜色，
其中，该可正充电和可负充电的粒子中的至少一种含有含量为0.03mmol/g-0.2mmol/g的氮原子。
8、根据权利要求7的图象显示介质，其中，可正充电或可负充电的粒子中的至少一种为黑色或彩色。
9、根据权利要求7的图象显示介质，其中，可正充电或可负充电的粒子中的至少一种为白色。
10、根据权利要求9的图象显示介质，其中，所述白色粒子每个都包括氧化钛作为着色剂。
11、根据权利要求10的图象显示介质，其中，包括氧化钛的白色粒子包括两种或多种粒径相互不同的粒子。
12、根据权利要求11的图象显示介质，其中，至少一种包括氧化钛的白色粒子的直径是在0.1μm-1.0μm的范围内，并且其它种类的白色粒子的直径小于0.1μm。
13、根据权利要求7的图象显示介质，其中，颜色彼此不同的可正充电或可负充电的粒子的粒径及其分布彼此基本相同。
14、一种在根据权利要求7的图象显示介质上形成图象的图象形成设备，包括在该对基底之间产生对应于图象信息的电场的电场生成装置。
15、根据权利要求14的图象显示介质，其中，电场生成装置设置在每一个基底的表面上，该表面与面对另一基底的另一基底面对。
16、根据权利要求14的图象显示介质，其中，电场生成装置被嵌在每个基底的内部。
17、根据权利要求14的图象显示介质，其中，电场生成装置被安排在每个基底的表面附近，该表面与面对另一基底的表面相对。
18、一种图象形成设备，包括：
在其上形成图象的图象形成介质；和
电场生成装置，
其中，该图象形成介质包括：一对相互面对的基底；在该对基底之间的间隙中密封的由至少两种或多种粒子组成的粒子组，该两种或多种粒子的至少一种具有可正充电的性能，该两种或多种粒子的至少另一种具有可负充电的性能，可正充电/可负充电的粒子分别具有相互不同的颜色，可正充电/可负充电的粒子中的至少一种含有预定含量的氮原子，氮原子形成的键结构能够降低含氮粒子之间的聚集，并且能够减少含氮粒子从基底上的脱落，且
其中，电场生成装置在该对基底之间生成对应于图象信息的电场，从而在该图象形成介质上形成图象。
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