JP2001183707A

JP2001183707A - 表示媒体

Info

Publication number: JP2001183707A
Application number: JP2000326312A
Authority: JP
Inventors: E Torres Francisco; イー．トーレスフランシスコ
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2001-07-06
Also published as: US6335818B1; DE60030523T2; EP1096305B1; EP1096305A3; DE60030523D1; EP1096305A2

Abstract

(57)【要約】【課題】２色のビーズを含む表示媒体であって、低い
動作過電圧でビーズを速くかつ完全に回転させるととも
に、電圧しきい値が明確である表示媒体を提供する。【解決手段】表示媒体10は、基板12と、２色ビーズ１
とを含み、２色ビーズ１は基板12中に分散している。２
色ビーズ１は、アルキルポリ（アルキレンオキサイド）
などのポリマーと、電解質とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は概して、表示媒体、
表示媒体の製造、及びこのような表示媒体を用いたデバ
イスに関する。具体的には、本発明は、画像の形成に用
いられる電界及び/又は電力の除去（完全にゼロまで減
少）又は減少（画像を形成するのに通常必要であるレベ
ルを下回るレベルに減少）後でも画像が視野に残る表示
媒体及びディスプレイに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子ペーパー(Electric Paper)、又はツ
イスティッドボール(twisted ball)パネル表示デバイス
などの表示媒体は、２色の(bichromal)ビーズが完全に
回転しないために生じる欠点を被る場合がある。ビーズ
が１８０°近くまで回転しない場合、一方の色からもう
一方の色への切り替えが完全ではない。その結果、画質
が低下する。球体を回転させるのに使用される電界の強
度を大きくすることによってより完全な回転の達成を促
すことができる場合もあるが、更に大きな電界でも十分
な回転を達成できない場合もある。後者の場合では、球
体の双極強度が単極強度に対してあまりに小さいため、
球体がエラストマー母体の空洞を横切って水平移動する
前に十分な回転をすることが困難になっていると思われ
る。ビーズの多くは、空洞壁から出るのに十分な単極強
度及び双極強度さえも欠乏している場合がある。更に、
低電界で切り替わる媒体からなるディスプレイ製品はコ
スト、強度、及び電力消費量の点で有利になりうるた
め、通常は、規模のあまり大きくない電界を必要とする
媒体を製造することが好ましい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、２色のビー
ズ、とりわけジャイリコン(Gyricon)ビーズを含むディ
スプレイ及び表示媒体に対して、より低い動作過電圧、
ビーズのより速くより完全な回転、そしてより明確な電
圧しきい値の達成を促すために、電解質を含む２色球体
の配合を実施の形態において提供する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様は、
a)基板と、b)電解質及びポリマーを含む２色ビーズと、
を含み、２色ビーズが基板中に分散している表示媒体で
ある。

【０００５】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、ポリマーがアルキルポリ（アルキレンオキサイド）
を含む。

【０００６】本発明の第３の態様は、第２の態様におい
て、アルキルポリ（アルキレンオキサイド）が、アルキ
ルポリ（アルキレンオキサイド）１分子あたり少なくと
も４つのアルキレンオキサイド単位を有する。

【０００７】また、本発明の第４の態様は、a)基板と、
b)アルキルポリ（アルキレンオキサイド）及びリチウム
塩を含む２色ビーズと、を含み、２色ビーズが基板中に
分散している表示媒体である。

【０００８】本発明の第５の態様は、画像を表示媒体上
に表示させることが可能な表示装置であって、a)基板
と、b)電解質及びポリマーを含み、基板中に分散してい
る２色ビーズと、を含む表示媒体、及び、画像を表示媒
体上に形成するように基板中の２色ビーズを配向する手
段を含む。

【０００９】画像は、ピクセル内の物質を２つの状態
（例えば、黒と白など）間で切り替えることによって形
成される。実施の形態では、表示媒体は２色のビーズを
含み、好適な実施の形態ではジャイリコンビーズを含
む。実施の形態では、２色ビーズは電解質を含み、これ
は２色ビーズ中に分散しているか又はその中に含まれて
いる。実施の形態において、電解質はポリマー電解質で
ある。ジャイリコンビーズを用いて製造された表示媒体
は、保存又は消去をすることができる画像を形成するの
に有用であり、外部電界により２色球体を回転させて画
像を形成することによって機能する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、２色のビーズ又はボー
ルを含むツイスティングボール表示媒体に関する。ここ
で表示媒体とは、実施の形態において、紙の文書の属性
の多くを有する媒体である。例えば、実施の形態では、
この媒体は外観が用紙のようであり得、用紙のような周
囲光に対する性質を有し得、用紙のように可撓性であり
得、用紙のように持運びでき、用紙のようにコピーする
ことができ、ほぼ用紙と同様の文書記録を保持すること
ができる。

【００１１】図１を参照すると、表示媒体１０の一部分
の断面図が示されている。表示媒体１０は複数の２色ビ
ーズ１を含み、これらは、より濃い色で着色された半球
体２Ｄを一方の側に、そしてより薄い色の半球体３Ｌを
もう一方の側に有する。図２は２色ビーズ１の拡大図で
あり、この図は、（図１の半球体３Ｌに相当する）上部
の半球体の基材中に分散しているか又はこの中に含まれ
る、より薄い色の顔料Ｌと、（図１の半球体２Ｄに相当
する）下部の半球体の基材中に分散しているか又はこの
中に含まれる、より濃い色の顔料Ｄとを示している。表
示媒体１０としては、シートなどの、画像を表示するこ
とのできるあらゆる好適な材料が可能であり、表示媒体
１０は、例えばエラストマー材料など、２色ビーズを収
容するあらゆる好適な材料を含むことができる。

【００１２】図１に示されるように、半球体３Ｌ及び２
Ｄの各々は電荷を含む。各半球体の電荷は、外部電位に
よって生成される。これらの電荷は同一符号でも異符号
でもよく、電荷は常に存在していてもよいし、電界が媒
体に印加されたときのみに存在してもよい。

【００１３】画像を表示媒体上に形成させるために、本
明細書中に述べられる表示媒体を、表示装置又は表示デ
バイスにおいて使用することができる。一般に、２色の
球体は基板中に分散しているかこの中に含まれる。任意
の実施の形態では、ビーズを微小なカプセルに封入して
もよい。この場合でも、ビーズを基板中に分散させたり
基板に含んだりしてもよいが、例えば、ビーズを基板の
表面に塗ったり、ブラシで塗布したりなどしてもよい。
色、及び静電又は動電電荷の量が異なる半球体を含む本
発明の２色球体は、柔軟性のある「電子ペーパー」表示
媒体として有用である。本発明は一般に、表示媒体、即
ち２色球体又はジャイリコンビーズを含む回転ツイステ
ィッドボール、電子ペーパー、又はジャイリコン表示媒
体に関する。柔軟性のある表示媒体により、２色球体
は、外部電界の作用の下で基板内の電気的異方性に従っ
て回転し、画像を提供する。

【００１４】好適な実施の形態では、２色球体は一方の
側は黒で、もう一方の側は白である。好適な２色球体
は、ビーズの一方の側の基材中に分散した白い顔料の二
酸化チタンと、ビーズのもう一方の側の基材中に分散し
た黒い顔料からなる。

【００１５】２色球体は比較的小さく、例えば直径は約
２〜200ミクロンであり、好ましくは、直径は約30〜120
ミクロンである（これらは全て体積平均である）。

【００１６】また、２色球体は、米国特許第5,262,098
号、又は本願と共に出願中の、「２色エレメントの製造
方法及び装置(Method and Apparatus for Fabricating
Bichromal Elements)」というタイトルの米国特許出願
番号09/360,088（1999年7月23日出願）及び同タイトル
の米国特許出願番号09/360,052（1999年7月23日出願）
に開示されるような方法によって好適に製造される。あ
るいは、米国特許第4,126,854号に開示されるような、
他の既知の２色球体製造方法を実施することができる。

【００１７】一般に、ポリマー電解質の官能価は、電荷
が移動することができ、電荷の分布を２色ビーズ内で形
成することができるメカニズムを提供する。

【００１８】２色ビーズは、単極及び双極の双方の電荷
要素を有する。単極電荷は単なるビーズ上の実効電荷で
あり、これはQ(1)+Q(2)に比例するように表される。式
中、Q(1)はビーズのより薄い色の側の全電荷であり、Q
(2)はビーズのより濃い色の側の全電荷である。Q(1)及
び Q(2)が同じ及び反対の極性の電荷である場合、単極
電荷はゼロになる。一般に、これらの電荷は同一の極性
を有する。

【００１９】単極電荷は、電界の印加の際に、ビーズを
一方の空洞壁の位置から反対側の位置に移動させる役割
を果たす。この電荷がないと、ビーズは空洞壁に固定さ
れたままになり、回転が非常に困難になる。

【００２０】双極子モーメントにより、ビーズは、オイ
ルの充填された空洞を横切るように移動しながら回転す
る。この回転を生じる力は双極子モーメントに比例し、
双極子モーメント自体はQ(1)-Q(2)に比例する。

【００２１】動作の優れたディスプレイでは、適切な電
界を印加することにより、ビーズはオイルの充填された
空洞を横切って移動し、移動しながら回転する。ビーズ
が空洞壁の反対側のセクションに達するまでに、ビーズ
の180°の回転は終わっていなければならない。ビーズ
の角運動量による過度の回転は、この流体力学の状況で
は生じない。このことは、強力な単極及び強力な双極子
が、これらの間の適切なバランスと共に望ましいことを
意味している。

【００２２】電解質は、２色ビーズにおける単極電荷及
び双極子電荷の分布を増大させるようである。

【００２３】２色エレメント、即ち球体又はビーズは、
一方又は双方の半球体に電解質成分を含むことが好まし
い。電解質の存在は、２色ビーズ、例えばジャイリコン
ビーズを含むディスプレイ及び表示媒体に対して動作過
電圧をより低くし、回転をより速くし、及び/又は電圧
しきい値をより明確にすることに寄与することで、電界
における２色ビーズの挙動を改善する。一般に、イオン
を備え、イオンを運搬することのできるあらゆる液体、
固体、又は固体状物質を使用することができる。有用な
電解質物質の例としては、化学的及び電子化学的に不活
性で、好ましくは−10℃又はこれよりも低い温度から50
℃又はこれよりも高い温度までの広範囲の作用温度で作
用する電解質物質が挙げられる。

【００２４】実施の形態では、２色ビーズは、はっきり
した融点を有する高結晶質のポリエチレン（例えば、ベ
ーカー−ペトロライト社(Baker-Petrolite)のPolywax
（登録商標名)1000、又は同様の特性を有する他の材料
を、基材として含むことが好ましい。本発明では、電解
質を基材中に分散させることが必要であるが、単純な電
解質塩類は、このような材料中では溶解しない場合があ
る。実施の形態では、電解質イオンと好都合に相互作用
する基を有するポリマーを添加することにより、電解質
を基材中に分散させる。また、実施の形態では、前述の
ポリマーに基材と好都合に相互作用する基を含ませて、
２色ビーズ中の電解質の分散を促すことができる。

【００２５】電解質との併用に好適なポリマーの例とし
ては、ポリエーテル（例えば、ポリ（エチレンオキサイ
ド）ベースの物質）、ポリイミド、スルホン化ポリイミ
ド、ポリホスファゼン、ポリアクリロニトリル(PAN)、
ポリシロキサン、ポリエーテルをグラフトしたポリシロ
キサン、前述の物質の混合物、前述の物質の誘導体、前
述の物質のコポリマー、前述の物質の架橋構造及び網目
構造などのポリマーが挙げられる。特に好適なポリマー
は、基材との親和性を提供することによって２色球体で
のポリマーの分散を促す官能価を有する、ポリエーテ
ル、ポリホスファゼン、ポリアクリロニトリル(PAN)、
ポリシロキサン、及び/又はポリエーテルをグラフトし
たポリシロキサン基を含むポリマーである。他の実施の
形態では、塩の陰イオン又は陽イオンのいずれかをポリ
マー成分に共有結合させることができる。また、更なる
他の実施の形態では、塩―ポリマー錯体の可塑剤として
有効に作用する低分子量の液体を添加し、ゲル−ポリマ
ー電解質物質と時折呼ばれる物質を形成することができ
る（例えば、米国特許第5,601,947号を参照）。米国特
許第5,601,947号に述べられるように、「これらの低分
子量の液体はゼラチン剤と呼ばれ、概して一般的な有機
溶媒又は液体オリゴマーである」。塩−ポリマー体と混
和するあらゆる有機液体を、動作中２色球体において安
定していることを条件に、ゼラチン剤として使用するこ
とができる。

【００２６】実施の形態では、２色ビーズにおけるポリ
マー電解質物質のポリマーをイオノマーとすることがで
き、特に、プロトン誘導高分子電解質（例えば、NAFION
（登録商標名）物質などの共有結合したスルホン酸基を
有する炭化フッ素ポリマーなど）とすることができる。
オプションとして、これらのイオノマーを、例えば水な
どの可塑剤と共に使用することができる。

【００２７】実施の形態では、電解質を、対イオンを有
する高分子電解質とすることができる。

【００２８】実施の形態では、電解質の官能価を、２色
ビーズの片側の半分又は両半分における顔料又は着色料
に組み込むことができ、あるいは、電解質の官能価を生
来含む顔料もしくは着色料を、２色ビーズの片側の半分
又は両半分に組み込むことができる。

【００２９】２色球体又はビーズは、電解質と、ポリエ
ーテルの官能価を有するポリマーとを含むことが好まし
い。特に好適なポリマーとしては、アルキルポリ（アル
キレンオキサイド）アセテートエステル、アルキルポリ
（アルキレンオキサイド）アルコールなどのアルキルポ
リ（アルキレンオキサイド）が挙げられる。実施の形態
では、アルキルを、メチル、エチル、プロピル、ブチル
など；ポリ（メチル）、ポリ（エチル）、ポリ（プロピ
ル）、ポリ（ブチル）など；ポリ（エチレン）、ポリ
（プロピレン）、ポリ（ブチレン）及び同様のアルキル
とすることができる。実施の形態では、ポリ（アルキレ
ンオキサイド）を、置換又は未置換ポリ（メチレンオキ
サイド）、ポリ（エチレンオキサイド）、ポリ（プロピ
レンオキサイド）、ポリ（ブチレンオキサイド）などの
ポリ（アルキレンオキサイド）官能価とすることができ
る。特に好適な実施の形態では、ポリ（アルキレンオキ
サイド）はポリ（エチレンオキサイド）である。他の特
に好適な実施の形態では、アルキルポリ（アルキレンオ
キサイド）化合物はポリ（エチレン）−ｂ−ポリ（エチ
レンオキサイド）アセテートエステルであり、これは、
ベイカー−ペトロライト社からX-5173、X-5174、X-517
5、又はX-5345として市販されている。アルキルポリ
（アルキレンオキサイド）化合物は、１分子あたり少な
くとも４、好ましくは約20〜100のアルキレンオキサイ
ド単位を有するのが好ましい。最も高いエチレンオキサ
イドレベルを有するエトキシレートを使用することが好
ましい。

【００３０】ポリマーは、基材及び顔料又は染料の重量
を含む固形分の総重量に対して約0.1〜50重量％、好ま
しくは約１〜５重量％の量で２色ビーズ中に存在するの
が好ましい。顔料又は染料は、約１〜70重量％の量で存
在することが好ましい。

【００３１】市販のポリマーの例としては、UNITHOX
（登録商標名）製品、及びX-5175（アセテート、E_13-7E
O_30-50）、X-5126（ホスフェートエステル、E_16.7E
O₄₂）、X-5142(アクリレートエステル、E_16.7EO₄₂)、X-
5208(ホスフェートエステル、E₂₄EO ₁₇)、X-5152(スルフ
ェートエステル、E₂₄EO₁₇)、X-5119（ホスフェートエス
テル、E_16.7EO₄₂) のようなUNITHOXの誘導体など、ベイ
カー−ペトロライト社のものが挙げられる。"EO"とは、
１分子中のポリ（エチレンオキサイド）ブロックにおけ
るエチレンオキサイド単位の平均数を指し、"E"は、ポ
リエチレンブロックにおけるエチル基の平均数を指す。
このような市販のUNITHOXポリマーエトキシレートは、
着色分散液、好ましくは、黒又は濃い色で着色された分
散液の総重量のうち、好ましくは約0.1〜８％、特に好
ましくは約0.2〜５％の範囲のレベルで存在する。他の
市販のポリマーとしては、POLYOX（登録商標名）N-10
（エチレンオキサイド及びヒュームドシリカ）が挙げら
れる。この市販のポリマーエトキシレートは、好ましく
は、着色分散液の総重量の約0.1〜８％、より好ましく
は約0.2〜３％の量で存在する。他の市販のポリマーと
してはUNITHOX 750が挙げられ、これは、好ましくは、
着色分散液の総重量の約0.01〜３％、より好ましくは約
0.1〜0.5％の量で存在する。更に、好適な市販のポリマ
ーはTWEEN（登録商標名）61（ポリオキシエチレンソル
ビタンモノステアレート）であり、これは、着色分散液
の総重量の約0.1〜５％、好ましくは約0.5〜１％の量で
存在することが好ましい。

【００３２】好適な実施の形態では、ポリマー物質の他
に、電解質塩が２色ビーズ中に存在する。電解質塩は、
２色球体が製造され、従って溶融される際、又は表示媒
体において使用される際、又はこれら双方の際にイオン
伝導率を提供することのできるあらゆるイオン物質であ
ってよい。有用な電解質塩の例としては、BF₄ ^-、As
F₆ ^-、SCN^-、BPh₄ ^-、PF₆ ^-、[(CF₃SO₂)₂CH]^-などの陰イオ
ン（このような陰イオンの論述に関しては、グレイ(Gra
y)のPolymer Electrolytes、Royal Society of Chemist
ry、1997年、第47-49頁を参照のこと）、CF₃SO₃ ^-1、ClO
₄ ^-1、[N(CF₃SO₂)₂]^- ¹、[N(CF₃CF₂SO₂)₂]^-1、SO₃CH₃ ^-、
[C(SO₂CF₃)]、又はアルキルポリ（アルキレンオキサイ
ド）ドメインにおいて解離する他の陰イオンの塩が挙げ
られる。更なる例としては、２色ビーズ中に分散したポ
リマーに共有結合した陽イオン又は陰イオンを有する塩
が挙げられる。また、有用な電解質塩の例としては、ア
ルカリ性土類金属、遷移金属、ランタニド、又は希土類
金属の塩が挙げられるが、これは、ポリエチレンオキサ
イドなどのポリアルキレンオキサイドがこのような金属
陽イオンを溶媒和させることができるためである（グレ
イの前掲書を参照）。有用な塩の例としては、着色剤と
しても作用することのできる塩が挙げられる。

【００３３】好適な電解質塩の更なる例としては金属塩
が挙げられる。金属塩において、金属はあらゆる金属で
あってよいが、Li、Na、K、Rb、Csなどの周期表の1A族
からの金属が好ましい。他の好適な陽イオンは、Mg²⁺及
びCa²⁺などの硬質の陽イオンを含む。好適な陰イオン
は、CF₃SO₃ ^-1、ClO₄ ^-1、[N(CF₃SO₂)₂]^-1、及び[N(CF₃CF
₂SO₂)₂]^-1を含む。金属塩はリチウム塩であるのが好ま
しい。特に好適なリチウム塩は、LiClO₄、LiCF₃SO₃、Li
N(CF₃SO₂)₂、及びLiN(CF₃CF₂SO₂)₂を含む。

【００３４】電解質は、電解質塩対アルキレンオキサイ
ド単位のモル比で約1:100〜1:3、好ましくは約1:15〜1:
6の量で２色ビーズ中に存在する。全固形分の重量に対
し、電解質塩は、約0.0005〜90重量％の量で２色ビーズ
中に存在する。

【００３５】アルキルポリ（アルキレンオキサイド）及
び電解質塩の特に好適な組み合わせは、LiClO₄・3H₂O
と、１分子当たり約30〜50のエチレンオキサイド単位を
有するアルキルポリ（エチレンオキサイド）(X-5175と
して、ベイカー−ペトロライト社からアルキルポリ（エ
チレンオキサイド）アセテートエステルの形で市販され
ている)である。

【００３６】ポリエーテル官能価を有するポリマーなど
のポリマーと、電解質塩との組み合わせにより、ポリマ
ー電解質が形成される。電解質塩はポリマーに部分的又
は完全に可溶であり、従ってイオンが伝導する物質が形
成される。成分の特定の選択により、イオン伝導率は陽
イオン、陰イオン、又は双方の移動度からなりうる。種
々のタイプのポリマー及び電解質を選択することができ
る。導電性ポリマーベースの物質を２色ビーズの一方の
側に組み込むことにより、他の態様で存在するものより
も双極強度源が強力になり、ビーズのもう一方の半球体
との静電コントラストが更に大きくなる。白の側がTiO₂
からなる場合は、ポリマー電解質を白と黒のビーズに添
加することが好ましいが、ポリマー電解質をいずれの側
に添加してもよく、両側に添加してもよい。他の実施の
形態では、ポリマー電解質は２色球体の黒の側に添加さ
れる。

【００３７】図２を参照すると、好適な実施の形態が示
されている。この図において、ポリマー電解質４は、濃
い色の顔料Ｄを含む半球体２Ｄ中に分散し、この中に含
まれている。

【００３８】ポリマーは、電解質塩と組み合わせた電解
質の挙動、及び２色ビーズの大部分を構成するベース材
料における電解質の分散の双方を得るのに使用される。
ポリエチレンからなる２色ビーズに関しては、ポリ（エ
チレン）−ｂ−ポリ（アルキレンオキサイド）のポリ
（エチレン）部分がポリエチレンと親和性である。ポリ
（アルキレンオキサイド）は、電解質塩と錯体を形成す
る分子の極性部分である。

【００３９】電解質成分を組み込むには、顔料をベース
材料中に分散させる際に電解質成分を添加することがで
きる。次に、このベース材料と、別の色の着色材料とを
用いて２色ビーズを製造する。

【００４０】実施の形態において、ビーズは、ベース材
料としてポリマー又はワックスを含む。好適なベース材
料の例としては、好ましくは約50〜180℃、より具体的
には約80〜130℃の融点を有する低温溶融炭化水素ワッ
クスが挙げられる。更に、炭化水素は、約18〜1,000
個、より具体的には約50〜200個の炭素原子の炭素含有
量を有することが好ましい。好適なワックスは、ベイカ
ー−ペトロライト社のPolywax 1000である。好適なワッ
クスの他の例としては、カルナウバワックス及びカンデ
リラワックス(Candelia wax)が挙げられる。

【００４１】実施の形態では、顔料を使用する。より濃
い色の半球体２Ｄにおける濃い色の顔料として好ましい
のはマンガンフェライト又はカーボンブラックである
が、改良されたカーボンブラック、磁鉄鉱、フェライ
ト、及び着色顔料などの他の好適な顔料を使用すること
もできる。黒の顔料を使用する実施の形態では、好適な
黒の顔料はフェロ社(Ferro Corporation)の6331であ
る。より薄い色の半球体３Ｌにおいて薄い色又は白の顔
料を使用する実施の形態では、好適な白の顔料はデュポ
ン社(DuPont)のR104 TiO₂顔料である。

【００４２】実施の形態では、２色ビーズは、イオンの
移動度を高める役割を果たす小分子の可塑剤を含むこと
ができる。このような小分子の可塑剤の例としては、エ
チレンカーボネート、プロピレンカーボネート、Ｎ-メ
チルアセトアミド、アセトニトリル、スルホラン、1,2-
ジメトキシエタン、ポリエチレングリコール、1,3-ジオ
キソラン、グリム、シロキサン、水、そして、エタノー
ル、メタノール、イソプロパノール、ｎ-プロパノー
ル、ブタノールなどのアルコールが挙げられる。

【００４３】２色ビーズは、基板中に分散しているかこ
の中に含まれる。基板は、エラストマー材料を含むこと
が好ましい。好適なエラストマー材料の具体例として
は、 Sylgard（登録商標名）184などのポリシロキサン
が挙げられる。好適なエラストマー材料の例は、米国特
許第4,126,854号に含まれている。

【００４４】ビーズが比較的自由に回転することのでき
る、液体の充填された空洞を各２色ビーズに提供するた
めに、基板は液体物質を含むことが好ましい。ビーズの
周りに流体が全くないと、ビーズとエラストマーとの間
に間隙がないため、ビーズはエラストマー内にしっかり
と保持されて回転することができない。好適な液体物質
としては、イソパー(Isopar)オイルや、例えばダウコー
ニング(Dow Corning)200シリコーンオイルのようなシリ
コーンオイルなどのオイル（10cS以下）が挙げられる。
基板はオイル中で膨張することが好ましい。オイルと、
エラストマーがオイル中で膨張する態様とを論述してい
る米国特許第4,126,854号を参照されたい。

【００４５】実施の形態において、中で分散しているか
又は中に含まれる２色ビーズを含む基板は２つの外側基
板に挟まれており、これらは全体で表示媒体を含む。外
側基板は一般に、その内側表面にインジウム酸化スズの
コーティングを含むガラス又はプラスチックのシートで
ある。ディスプレイの各領域又はピクセルに所望の電界
を印加させることができるように、これらのコーティン
グを細分又はパターン化することができる。

【００４６】

【実施例】実施例１電解質としてリチウム塩を用いた場合と用いなかった場
合の双方における、黒で着色したワックスの調製 F-6331顔料（フェロ社）50g、X-5175（ベイカー−ペト
ロライト社）5.75g、及びLiClO₄・3H₂O（アルドリッチ
社(Aldrich)）0.575gを、Polywax 1000（ベイカー−ペ
トロライト社）200g中に分散させることにより、黒で着
色したワックスを調製した。このワックス(PW512)と、2
0％のTiO₂からなる白のワックス(PW513)とを使用して２
色のボールを製造した。これらのボールをふるいにかけ
て画分に分別し、90〜106ミクロンの画分を使用してエ
ラストマーシートを製造した。シートは、SYLGARD 184
ベース50g、SYLGARD 184硬化剤0.75g、及び90〜106ミク
ロンのボール5.75gを混合し、この混合物を真空に配置
して脱気し、この混合物を0.012インチのシートに鋳造
し、90℃で２時間硬化させることによって製造された。
硬化後、小さなサブシートを切断し、無水硫酸カルシウ
ムを有するISOPAR-Lに一晩浸漬した。

【００４７】上記手順を、LiClO₄・3H₂Oを用いずに繰り
返した。

【００４８】浸漬したサブシートをテストするために、
インジウム酸化スズ(ITO)で被覆された２つのガラス板
の間にサブシートを取り付けることによってサブシート
をディスプレイにした。インジウム酸化スズのコーティ
ングを有するガラス板の表面を、サブシートに隣接する
ように内側に配置した。最終的なテストディスプレイに
おいて、一方の側からもう一方の側までの構成要素は、
ガラス、ITOコーティング、浸漬したサブシート、２つ
めのガラス板上のITOコーティング、及び２つめのガラ
ス板であった。

【００４９】LiClO₄・3H₂Oを有する浸漬したサブシート
からなるディスプレイをテストした際、９８％より多く
の粒子が±５０Ｖの印加電圧で１６０°よりも大きく回
転することが目視された。エラストマーに固着して動か
ないボールは殆どなかった。

【００５０】比較のために、LiClO₄・3H₂Oを含まずに製
造されたシートからなるディスプレイは±１００Ｖでも
良好な応答を示さなかった。許容可能な挙動を得るに
は、黒で着色したワックスの配合にX-5175を6.75g以上
追加することが必要であった。従来のテストでは、電解
質なしで調製されたF-6331/TiO₂ジャイリコン材料は、
この実施例ほど良好な応答を±50Ｖで示しておらず、こ
れは、電解質を２色ボールの黒の側に添加すると回転の
ためのしきい電圧を低下させる場合があることを示して
いる。

【００５１】実施例２ビーズのしきい電圧のテストまた、実施例１のビーズは、受動的にアドレスされるデ
ィスプレイにとって重要な特性である、比較的明瞭なし
きい電圧を示した。このことを示すために、電解質を含
むディスプレイを、ISOPAR-Lに一晩浸漬したシートから
製造した。次にディスプレイをテストし、白から黒に、
そして黒から白に変えるにはどのくらいの大きさの電圧
が必要であるかを決定した。

【００５２】テスト１：ディスプレイを白にするために
-100Vの電圧を印加した（輝度＝13.1）。次に、±18Vの
方形波電圧（６秒周期）を10周期印加した。10周期後、
輝度が13.1から12.1に低下したが、これは大した低下で
はない。輝度は、基本的にこのディスプレイの最大値付
近のままであった。

【００５３】次に、電圧の振幅を37.5Vに変えた。ディ
スプレイは殆ど全範囲で黒／白応答を示し、ディスプレ
イは、電圧が-37.5Vである場合は白になり、電圧が+37.
5Vである場合は黒になった。-37.5Vでは、輝度は11.2と
12.1との間で変化し、+37.5Vでは、輝度は４周期後、各
周期毎に3.4〜3.5に低下した。

【００５４】従って、印加した電圧の振幅が18.8Vから3
7.5Vへと２倍になると、ボールの応答が殆どない状態か
ら良好な応答へと急激に変化する。明瞭な電圧しきい値
と呼ばれるこの種の挙動は、受動的にアドレスされるデ
ィスプレイなどの一定のディスプレイ用途にとって重要
である。

【００５５】次に、電圧の振幅を56.2Vに変えた。-56.2
Vにおける白の輝度は13.1であり、+56.2Vにおける黒の
輝度は2.35であった。56.2Vでのテストの後、ディスプ
レイを±75Vでテストし、結果は白の状態の輝度が13.4
で黒の状態の輝度が2.3であった。従って、56.2Vでの応
答は基本的に全応答であった。

【００５６】電解質塩を全く加えていない比較用ディス
プレイでは、全応答を得るには電圧を100V以上にしなく
てはならなかった。

【００５７】テスト２：ディスプレイを、輝度2.79の黒
の状態にして一晩放置した。翌日、６秒周期の25V方形
波パルスをディスプレイに印加した。テストの-25Vの部
分では、輝度は2.741と2.785との間で変化した。+25Vの
周期では、輝度は2.72と2.741との間で変化した。従っ
て、25Vでは基本的に応答がなかった。

【００５８】次に、ディスプレイを±50Vでテストし
た。４周期後、白の状態(-50V)の輝度は11.5であり、黒
の状態(+50V)の輝度は2.4であった。テスト１のよう
に、明瞭な電圧しきい値があり、ディスプレイの応答は
50Vの電圧振幅において殆どその最大値であった。

【００５９】テスト３：ディスプレイを輝度2.5の黒の
状態にし、週末にわたり放置した。次の火曜日に、６秒
周期の25V方形波パルスをディスプレイに印加した。テ
ストの-25Vの部分では、輝度は2.545と2.567との間で変
化した。+25Vの周期では、輝度は2.545と2.567との間で
変化した。従って、25Vでは基本的に応答がなかった。

【００６０】次に、ディスプレイを±50Vでテストし
た。９周期後、白の状態(-50V)の輝度は9.89であり、黒
の状態(+50V)の輝度は2.3〜2.4であった。電圧を±75V
に上げたところ、２周期後の白の状態(-75V)の輝度は1
1.55であった。黒の状態(+75V)では、輝度は2.35〜2.39
であった。次に、電圧を±100Vに上げたところ、白の状
態(-100V)の輝度は11.2〜11.57であった。黒の状態(+10
0V)では、輝度は2.39〜2.46であった。

【００６１】テスト１及び２のように、明瞭な電圧しき
い値がある。しかしながら、50Vの電圧振幅での応答
は、ディスプレイを黒の状態で一晩のみ放置したときほ
ど全応答に近くはなかった。前述のテストのように、全
応答は75Vの振幅で達成された。

【００６２】前述の実験は、ポリマー電解質物質を使用
してジャイリコンディスプレイの性能を向上させること
ができることを示している。

【図面の簡単な説明】

【図１】表示媒体の一部分の断面図である。

【図２】２色ビーズの拡大図である。

【符号の説明】

１２色ビーズ２Ｄより濃い色の半球体３Ｌより薄い色の半球体４ポリマー電解質１０表示媒体１２基板Ｄより濃い色の顔料Ｌより薄い色の顔料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 a)基板と、b)電解質及びポリマーを含む
２色ビーズと、を含み、前記２色ビーズが前記基板中に
分散している表示媒体。
【請求項２】前記ポリマーがアルキルポリ（アルキレ
ンオキサイド）を含む、請求項１に記載の表示媒体。
【請求項３】前記アルキルポリ（アルキレンオキサイ
ド）が、アルキルポリ（アルキレンオキサイド）１分子
あたり少なくとも４つのアルキレンオキサイド単位を有
する、請求項２に記載の表示媒体。