JP2003222912A - Device and method for displaying image - Google Patents

Device and method for displaying image

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JP2003222912A
JP2003222912A JP2002336297A JP2002336297A JP2003222912A JP 2003222912 A JP2003222912 A JP 2003222912A JP 2002336297 A JP2002336297 A JP 2002336297A JP 2002336297 A JP2002336297 A JP 2002336297A JP 2003222912 A JP2003222912 A JP 2003222912A
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JP
Japan
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particles
image display
display device
electrode
image
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002336297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Norio Nihei
則夫 二瓶
Mitsuharu Takagi
光治 高木
Kazuya Murata
和也 村田
Manabu Yakushiji
薬師寺  学
So Kitano
北野  創
Yoshitomo Masuda
善友 増田
Takahiro Kawagoe
隆博 川越
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for displaying an image, which is of a dry type, has high response speed, has a simple structure and further is excellent in stability and sharpness and a method therefor. <P>SOLUTION: Particles having mutually different charging characteristics are sealed in a space between two transparent substrates equipped with a backlight, a color filter and two pairs of electrodes. An electric field is produced between the substrates to fly and move the particles and thereby display the image. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、クーロン力などを利用
した粒子の飛翔移動に伴い画像を繰り返し画像表示、消
去できる画像表示装置および画像表示方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display device and an image display method capable of repeatedly displaying and erasing an image as particles fly and move by utilizing Coulomb force or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶(LCD)に代わる画像表示装置と
して、電気泳動方式、エレクトロクロミック方式、サー
マル方式、2色粒子回転方式などの技術を用いた画像表
示装置(ディスプレイ)が提案されている。これらの画
像表示装置は、LCDに比べて、通常の印刷物に近い広
い視野角が得られる、消費電力が小さい、メモリー機能
を有している等のメリットから、次世代の安価な表示装
置として考えられ、携帯端末用表示、電子ペーパー等へ
の展開が期待されている。
2. Description of the Related Art As an image display device replacing liquid crystal (LCD), an image display device (display) using a technique such as an electrophoretic system, an electrochromic system, a thermal system, and a two-color particle rotation system has been proposed. These image display devices are considered as next-generation inexpensive display devices because they have a wider viewing angle than ordinary printed matter, lower power consumption, and a memory function than LCDs. Therefore, it is expected to be applied to displays for mobile terminals and electronic papers.

【0003】最近、分散粒子と着色溶液からなる分散液
をマイクロカプセル化し、これを対向する基板間に配置
する電気泳動方式が提案されている。しかしながら、電
気泳動方式では、液中に粒子が泳動するために液の粘性
抵抗により応答速度が遅いという問題がある。また、低
比重の溶液中に酸化チタンなどの高比重の粒子を分散さ
せているために、沈降しやすく、分散状態の安定性維持
が難しく、画像繰り返し安定性に欠けるという問題を抱
えている。マイクロカプセル化にしても、セルサイズを
マイクロカプセルレベルにし、見かけ上、このような欠
点が現れ難くしているだけで、本質的な問題は何ら解決
されていない。
Recently, an electrophoretic method has been proposed in which a dispersion liquid composed of dispersed particles and a coloring solution is formed into microcapsules and the microcapsules are arranged between opposed substrates. However, the electrophoretic method has a problem that the response speed is slow due to the viscous resistance of the liquid because the particles migrate in the liquid. Further, since particles having a high specific gravity such as titanium oxide are dispersed in a solution having a low specific gravity, there is a problem in that they easily settle, it is difficult to maintain the stability of the dispersed state, and the stability of image repetition is lacking. Even in the case of microencapsulation, the cell size is set to the microcapsule level, and such defects are apparently difficult to appear, and no essential problem is solved.

【0004】以上のような溶液中での挙動を利用した電
気泳動方式に対し、最近では溶液を使わず、導電性粒子
と電荷輸送層を基板の一部に組み入れた方式も提案され
ている。しかし、この方式は、電荷輸送層や電荷発生層
を配置するために構造が複雑になると共に、導電性粒子
から電荷を一定に逃がすことが難しく、安定性に欠ける
という問題もある。更に、このように粒子を用いて表示
を行なう方式では、輝度が不足したりして鮮明な画像表
示になり難いという欠点がある。(例えば非特許文献1
参照)
In contrast to the electrophoretic method utilizing the behavior in the solution as described above, recently, a method in which conductive particles and a charge transport layer are incorporated in a part of the substrate has been proposed without using the solution. However, this method has a problem in that the structure is complicated because the charge transport layer and the charge generation layer are arranged, and it is difficult to uniformly dissipate the charges from the conductive particles, resulting in lack of stability. Further, the method of displaying using particles as described above has a drawback that it is difficult to display a clear image due to insufficient brightness. (For example, Non-Patent Document 1
reference)

【0005】[0005]

【非特許文献1】日本画像学会「Japan Hardcopy'99 」
論文集1999年7月21日、p 249〜252
[Non-Patent Document 1] Japan Imaging Society "Japan Hardcopy '99"
Proceedings July 21, 1999, p. 249-252

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みて鋭意検討された新しいタイプの画像表示装置に関
するものであり、乾式で応答速度が速く、単純な構造
で、かつ安定性および鮮明性に優れる画像表示装置およ
び画像表示方法を提供することを目的とするものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a new type of image display device that has been earnestly studied in view of the above-mentioned circumstances, and has a dry structure, a fast response speed, a simple structure, stability, and vividness. An object of the present invention is to provide an image display device and an image display method which are excellent in properties.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意検討を重ねた結果、バックライ
ト、カラーフィルターおよび2対の電極を具備した2枚
の透明基板の間に、帯電特性の異なる粒子を封入し、前
記基板間に電界を与えて、粒子を飛翔移動させ画像を表
示することにより、応答速度が速く、単純な構造で、か
つ安定性および鮮明性に優れる画像表示装置が得られる
ことを見出し、本発明に至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned object, the present inventors have found that between two transparent substrates provided with a backlight, a color filter and two pairs of electrodes. By encapsulating particles with different charging characteristics and applying an electric field between the substrates to fly and move the particles to display an image, the response speed is fast, the structure is simple, and the image is excellent in stability and sharpness. The inventors have found that a display device can be obtained, and completed the present invention.

【0008】すなわち本発明は、以下の画像表示装置お
よび画像表示方法を提供するものである。 1.バックライト、カラーフィルターおよび2対の電極
を具備した2枚の透明基板の間に、帯電特性の異なる粒
子を封入し、前記基板間に電界を与えて、粒子を飛翔移
動させ画像を表示することを特徴とする画像表示装置。 2.粒子の平均粒子径d0.5 が0.1〜50μmである
上記1の画像表示装置。 3.キャリアを用いてブローオフ法により測定・算出し
た粒子の表面電荷密度が、絶対値で5〜150μC/m
2 である上記1または2の画像表示装置。 4.粒子が、体積固有抵抗1×1010Ω・cm以上の絶縁
性粒子である上記1〜3のいずれかの画像表示装置。 5.粒子が、その表面と1mmの間隔をもって配置され
たコロナ放電器に、8kVの電圧を印加してコロナ放電
を発生させて表面を帯電させた場合に、0.3秒後にお
ける表面電位の最大値が300Vより大きい粒子である
上記1〜4のいずれかの画像表示装置。 6.粒子の色が黒色である上記1〜5のいずれかの画像
表示装置。 7.隔壁により互いに隔離された1つ以上の画像表示素
子を持つ上記1〜6のいずれかの画像表示装置。 8.2対の電極の中、1対が基板の中央部に具備された
電極対であり、他の1対が基板の周辺部および/または
隔壁に具備された電極対からなる上記1〜7のいずれか
の画像表示装置。 9.上記1〜8のいずれかの画像表示装置による画像表
示方法。
That is, the present invention provides the following image display device and image display method. 1. Encapsulating particles having different charging characteristics between two transparent substrates provided with a backlight, a color filter and two pairs of electrodes, and applying an electric field between the substrates to fly and move the particles to display an image. An image display device characterized by. 2. The image display device according to the above 1, wherein the average particle diameter d 0.5 of the particles is 0.1 to 50 μm. 3. The surface charge density of particles measured and calculated by the blow-off method using a carrier is 5 to 150 μC / m in absolute value.
2. The image display device according to 1 or 2 above. 4. The image display device according to any one of 1 to 3 above, wherein the particles are insulating particles having a volume resistivity of 1 × 10 10 Ω · cm or more. 5. The maximum value of the surface potential after 0.3 seconds when the particles are charged with a corona discharge by applying a voltage of 8 kV to the corona discharger arranged at a distance of 1 mm from the surface to generate corona discharge. The image display device according to any one of 1 to 4 above, wherein the particles are larger than 300V. 6. The image display device according to any one of 1 to 5 above, wherein the color of the particles is black. 7. 7. The image display device according to any one of 1 to 6 above, which has one or more image display elements separated from each other by a partition wall. Of the 8.2 pairs of electrodes, one pair is an electrode pair provided in a central portion of the substrate, and the other pair is an electrode pair provided in a peripheral portion of the substrate and / or a partition wall. Image display device. 9. An image display method by the image display device according to any one of 1 to 8 above.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の画像表示装置は、バック
ライト、カラーフィルターおよび2対の電極を具備した
2枚の透明基板の間に、帯電特性の異なる粒子を封入
し、該基板間に電界を与えて、粒子を飛翔移動させ画像
を表示するものである。ここで粒子にかかる力は、粒子
同士のクーロン力により引き付けあう力、極板との電気
影像力、分子間力、さらに液架橋力、重力などが考えら
れる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the image display device of the present invention, particles having different charging characteristics are enclosed between two transparent substrates provided with a backlight, a color filter and two pairs of electrodes, and the two substrates are charged between the substrates. An electric field is applied to cause particles to fly and move to display an image. Here, the force applied to the particles may be a force that attracts each other due to the Coulomb force between the particles, an electric image force with the electrode plate, an intermolecular force, a liquid bridge force, and gravity.

【0010】以下、図面を用いて本発明の画像表示装置
の表示素子の例とその表示作動原理を示す。図1は透明
の表示基板1の内側(対向基板と対向する側)にカラー
フィルター9、透明な電極(A電極)3および絶縁体1
2により隔離されたC電極5を設置し、透明な対向基板
2の内側(表示基板と対向する側)に透明な電極(B電
極)4および絶縁体12により隔離された電極(D電
極)6を設置した場合であり、透明な対向基板2の外側
からバックライト10により照らされるようになってい
る。図1(a)は対向する2枚の透明な基板の間に負帯
電性粒子7および正帯電性粒子8を配置した状態を示
す。この状態のものに、電源によりA電極3側を負極、
B電極4側を正極となるように電圧を付加すると、図1
(b)に示すようにクーロン力などによって、正帯電性
粒子8はA電極3側に飛翔移動し、負帯電性粒子7はB
電極4側に飛翔移動する。この場合、表示基板1側から
見る表示面はバックライト10からの光が遮られるの
で、非表示状態(通常は黒色)になる。次に電源の極性
を切り替えて、A電極3及びB電極4をアースに落とし
て、C電極5を負極、D電極6を正極となるように電圧
を付加すると、図1(c)に示すようにクーロン力など
によって、負帯電性粒子7はD電極6に飛翔移動し、正
帯電性粒子8はC電極5に飛翔移動する。この場合、表
示基板1側から見る表示面は表示状態となり、カラーフ
ィルター9の色に見える。バックライトを用い、かつ空
間が気体であるため、明るく、鮮明な色表示となる。図
1(b)と図1(c)の間は電源の極性を切り替えるだ
けで繰り返し表示することができ、可逆的に表示を変化
させることができる。例えば、負帯電性粒子5および正
帯電性粒子8を黒色とし、カラーフィルター7をR(赤
色)、G(緑色)又はB(青色)とすれば各色の表示が
できる。本発明の方式では各粒子は電極に鏡像力により
貼り付いた状態にあるので、電源を切った後も表示画像
は長期に保持され、メモリー保持性が良い。また、帯電
粒子は気体中をクーロン力などによって飛翔移動するも
のであるから表示速度は非常に早く、10msec以下
が可能である。
Hereinafter, an example of the display element of the image display device of the present invention and its display operation principle will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a color filter 9, a transparent electrode (A electrode) 3 and an insulator 1 inside a transparent display substrate 1 (a side facing a counter substrate).
The C electrode 5 isolated by 2 is provided, and the transparent electrode (B electrode) 4 and the electrode (D electrode) 6 isolated by the insulator 12 inside the transparent counter substrate 2 (the side facing the display substrate). Is installed, and the backlight 10 is illuminated from the outside of the transparent counter substrate 2. FIG. 1A shows a state in which negatively chargeable particles 7 and positively chargeable particles 8 are arranged between two transparent substrates facing each other. In this state, with the power supply, the A electrode 3 side is the negative electrode,
When a voltage is applied so that the B electrode 4 side becomes a positive electrode, FIG.
As shown in (b), due to Coulomb force and the like, the positively charged particles 8 fly and move to the A electrode 3 side, and the negatively charged particles 7 move to B side.
It flies to the electrode 4 side. In this case, the display surface viewed from the display substrate 1 side is in a non-display state (usually black) because the light from the backlight 10 is blocked. Next, by switching the polarity of the power source, dropping the A electrode 3 and the B electrode 4 to the ground, and applying a voltage so that the C electrode 5 becomes the negative electrode and the D electrode 6 becomes the positive electrode, as shown in FIG. 1 (c). The negatively chargeable particles 7 fly to the D electrode 6 and the positively chargeable particles 8 fly to the C electrode 5 due to Coulomb force. In this case, the display surface viewed from the display substrate 1 side is in a display state and looks like the color of the color filter 9. Since a backlight is used and the space is gas, bright and clear color display is provided. Between FIG. 1 (b) and FIG. 1 (c), display can be repeated by simply switching the polarity of the power source, and the display can be reversibly changed. For example, if the negatively chargeable particles 5 and the positively chargeable particles 8 are black and the color filter 7 is R (red), G (green) or B (blue), each color can be displayed. In the method of the present invention, since each particle is attached to the electrode by the image force, the displayed image is retained for a long time even after the power is turned off, and the memory retention property is good. Further, since the charged particles fly and move in the gas by Coulomb force or the like, the display speed is very fast and can be 10 msec or less.

【0011】図2はC電極5およびD電極6を隔壁11
の内側に設置した場合で、図2(a)は対向する2枚の
透明な基板の間に負帯電性粒子7及び正帯電性粒子8を
配置した状態を示す。この状態のものに、電源によりA
電極3側が負極、B電極4側が正極となるように電圧を
付加すると、図2(b)に示すようにクーロン力などに
よって、正帯電性粒子8はA電極3側に飛翔移動し、負
帯電性粒子7はB電極4側に飛翔移動する。この場合、
表示基板1の側から見る表示面はバックライト10から
の光が遮られるので、非表示状態(通常は黒色)にな
る。次に電源の極性を切り替えて、A電極3およびB電
極4をアースに落として、C電極5を正極、D電極6を
負極となるように電圧を付加すると、図2(c)に示す
ようにクーロン力などによって、負帯電性粒子7はC電
極5に飛翔移動し、正帯電性粒子8はD電極6に飛翔移
動する。この場合、表示基板1の側から見る表示面は表
示状態となり、カラーフィルター9の色に見える。図2
(b)と図2(c)の間は電源の極性を切り替えるだけ
で繰り返し表示することができ、可逆的に色を変化させ
ることができる。
In FIG. 2, the C electrode 5 and the D electrode 6 are separated by a partition wall 11.
2A shows a state in which the negatively chargeable particles 7 and the positively chargeable particles 8 are arranged between two transparent substrates facing each other. In this state, power supply A
When voltage is applied so that the electrode 3 side becomes the negative electrode and the B electrode 4 side becomes the positive electrode, the positively chargeable particles 8 fly and move to the A electrode 3 side due to the Coulomb force as shown in FIG. Particles 7 fly to the B electrode 4 side. in this case,
The display surface viewed from the display substrate 1 side is in a non-display state (usually black) because light from the backlight 10 is blocked. Next, by switching the polarity of the power source, dropping the A electrode 3 and the B electrode 4 to the ground, and applying a voltage so that the C electrode 5 becomes the positive electrode and the D electrode 6 becomes the negative electrode, as shown in FIG. 2 (c). The negatively chargeable particles 7 fly to the C electrode 5 and the positively chargeable particles 8 fly to the D electrode 6 due to Coulomb force. In this case, the display surface viewed from the display substrate 1 side is in a display state and looks like the color of the color filter 9. Figure 2
Between (b) and FIG. 2 (c), display can be repeated by simply switching the polarity of the power source, and the color can be reversibly changed.

【0012】基板については、表示基板1および対向基
板2のいずれもが、表示板の外側から表示の色が確認で
きる透明基板であり、可視光の透過率が高くかつ耐熱性
の良い材料が好適である。基板材料を例示すると、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポ
リエチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、アクリル
などのポリマーシートや、ガラス、石英などの無機シー
トが挙げられる。基板の厚みは、2〜5000μmが好
ましく、特に5〜1000μmが好適であり、薄すぎる
と、強度、基板間の間隔均一性を保ちにくくなり、厚す
ぎると、表示機能としての鮮明さ、コントラストの低下
が発生する。
Regarding the substrate, both the display substrate 1 and the counter substrate 2 are transparent substrates in which the display color can be confirmed from the outside of the display plate, and a material having high visible light transmittance and good heat resistance is preferable. Is. Examples of the substrate material include polymer sheets such as polyethylene terephthalate, polyether sulfone, polyethylene, polycarbonate, polyimide and acrylic, and inorganic sheets such as glass and quartz. The thickness of the substrate is preferably from 2 to 5000 μm, and particularly preferably from 5 to 1000 μm. When the thickness is too thin, it becomes difficult to maintain strength and the uniformity of the distance between the substrates. A drop occurs.

【0013】A電極及びB電極は、透明かつパターン形
成可能である導電性材料で形成され、アルミニウム、
銀、ニッケル、銅、金等の金属やITO、導電性酸化
錫、導電性酸化亜鉛等の透明導電金属酸化物をスパッタ
リング法、真空蒸着法、CVD法、塗布法等で薄膜状に
形成したものや、導電剤を溶媒や合成樹脂バインダに混
合して塗布したものが用いられる。導電剤としてはベン
ジルトリメチルアンモニウムクロライド、テトラブチル
アンモニウムパークロレート等のカチオン性高分子電解
質、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩等の
アニオン性高分子電解質や導電性の酸化亜鉛、酸化ス
ズ、酸化インジウム微粉末等が用いられる。なお、電極
厚みは、導電性が確保でき光透過性に支障なければ良
く、3〜1000nm、好ましくは5〜400nmが好
適である。C電極及びD電極としては、上記の透明電極
材料を使用することもできるが、アルミニウム、銀、ニ
ッケル、銅、金等の非透明電極材料も使用できる。この
場合の外部電圧印加は、直流あるいはそれに交流を重畳
しても良い。各電極は帯電した粒子の電荷が逃げないよ
うに絶縁性のコート層を形成することが好ましい。この
コート層は、負帯電性粒子に対しては正帯電性の樹脂
を、正帯電性粒子に対しては負帯電性の樹脂を用いると
粒子の電荷が逃げ難いので特に好ましい。
The A and B electrodes are made of a transparent and patternable conductive material, such as aluminum,
A thin film made of a metal such as silver, nickel, copper or gold or a transparent conductive metal oxide such as ITO, conductive tin oxide or conductive zinc oxide by a sputtering method, a vacuum deposition method, a CVD method, a coating method or the like. Alternatively, a conductive agent mixed with a solvent or a synthetic resin binder and applied is used. Examples of the conductive agent include cationic polymer electrolytes such as benzyltrimethylammonium chloride and tetrabutylammonium perchlorate, anionic polymer electrolytes such as polystyrene sulfonate and polyacrylate, and conductive zinc oxide, tin oxide and indium oxide. Fine powder or the like is used. In addition, the electrode thickness may be 3 to 1000 nm, preferably 5 to 400 nm, as long as the conductivity can be secured and the light transmittance is not hindered. As the C electrode and the D electrode, the above-mentioned transparent electrode materials can be used, but non-transparent electrode materials such as aluminum, silver, nickel, copper and gold can also be used. In this case, the external voltage may be applied by superimposing DC or AC on it. It is preferable to form an insulating coat layer on each electrode so that the charges of the charged particles do not escape. This coat layer is particularly preferable when a positively chargeable resin is used for the negatively chargeable particles and a negatively chargeable resin is used for the positively chargeable particles because the charge of the particles is difficult to escape.

【0014】本発明の画像表示装置では、各図に示すよ
うな隔壁11を各表示素子の四周に設けるのが好まし
い。隔壁を平行する2方向に設けることもできる。これ
により、基板平行方向の余分な粒子移動を阻止し、耐久
繰り返し性、メモリー保持性を介助すると共に、基板間
の間隔を均一にかつ補強し画像表示板の強度を上げるこ
ともできる。隔壁の形成方法としては、特に限定されな
いが、例えば、スクリーン版を用いて所定の位置にペー
ストを重ね塗りするスクリーン印刷法や、基板上に所望
の厚さの隔壁材をベタ塗りし、隔壁として残したい部分
のみレジストパターンを隔壁材上に被覆した後、ブラス
ト材を噴射して隔壁部以外の隔壁材を切削除去するサン
ドブラスト法や、該基板上に感光性樹脂を用いてレジス
トパターンを形成し、レジスト凹部へペーストを埋込ん
だ後レジスト除去するリフトオフ法(アディティブ法)
や、該基板上に、隔壁材料を含有した感光性樹脂組成物
を塗布し、露光・現像により所望のパターンを得る感光
性ペースト法や、該基板上に隔壁材料を含有するペース
トを塗布した後、凹凸を有する金型等を圧着・加圧成形
して隔壁形成する鋳型成形法等、種々の方法が採用され
る。さらに鋳型成形法を応用し、鋳型として感光性樹脂
組成物により設けたレリーフパターンを使用する、レリ
ーフ型押し法も採用される。
In the image display device of the present invention, it is preferable to provide partition walls 11 as shown in each drawing on the four circumferences of each display element. The partition walls can be provided in two directions parallel to each other. As a result, excessive movement of particles in the direction parallel to the substrate can be prevented, durability repeatability and memory retention can be assisted, and the distance between the substrates can be made uniform and reinforced to increase the strength of the image display plate. The method for forming the partition wall is not particularly limited, for example, a screen printing method in which paste is applied in a predetermined position using a screen plate, or a partition material having a desired thickness is solidly coated on a substrate to form a partition wall. After coating the resist pattern only on the part to be left on the partition wall material, a blasting material is sprayed to remove the partition wall material other than the partition wall by sandblasting, or a resist pattern is formed on the substrate using a photosensitive resin. , Lift-off method (additive method) that removes resist after embedding paste in resist recess
Or a photosensitive paste method in which a partition wall material-containing photosensitive resin composition is applied onto the substrate and a desired pattern is obtained by exposure and development, or after a partition wall material-containing paste is applied onto the substrate Various methods such as a mold forming method in which a mold having irregularities is pressure-bonded and pressure-molded to form partition walls are used. Further, a relief embossing method is also applied in which a relief molding method is applied, in which a relief pattern provided by a photosensitive resin composition is used as a template.

【0015】本発明の画像表示装置で表示のための粒子
は、負又は正帯電性の着色粒子で、クーロン力などによ
り飛翔移動するものであればいずれでも良いが、特に、
球形で比重の小さい粒子が好適である。粒子の平均粒子
径d0.5 は0.1〜50μmが好ましく、特に1〜30
μmが好ましい。平均粒子径d0.5 がこの範囲未満であ
ると粒子の電荷密度が大きすぎて電極や基板への鏡像力
が強すぎ、メモリー性はよいが、電界を反転した場合の
追随性が悪くなる。反対にこの範囲を超えると、追随性
は良いが、メモリー性が悪くなる。なお、本発明におい
て平均粒子径d0.5 (μm)は、Mastersizer2000(Malv
ern instruments Ltd.) 測定機に各粒子を投入し、付属
の解析ソフト(体積基準分布を基に粒子径分布、粒子径
を算出するソフト)を用いて、粒子の50%がこれより大
きく、50%がこれより小さいという粒子径をμmで表し
た数値である。
The particles for display in the image display device of the present invention may be any negatively or positively charged colored particles that can fly and move by Coulomb force or the like, but in particular,
Spherical particles with a low specific gravity are preferred. The average particle diameter d 0.5 of the particles is preferably 0.1 to 50 μm, and particularly 1 to 30
μm is preferred. If the average particle size d 0.5 is less than this range, the charge density of the particles is too large and the image force on the electrode or substrate is too strong, and the memory property is good, but the followability when the electric field is reversed becomes poor. On the other hand, if it exceeds this range, the followability is good, but the memory property is poor. In addition, in the present invention, the average particle diameter d 0.5 (μm) is calculated by Mastersizer2000 (Malv
ern instruments Ltd.) Put each particle into the measuring machine and use the attached analysis software (software that calculates the particle size distribution and particle size based on the volume-based distribution) to find that 50% of the particles are larger than this. % Is a numerical value expressed in μm as a particle diameter that is smaller than this.

【0016】粒子の帯電量は当然その測定条件に依存す
るが、画像表示装置における粒子の帯電量はほぼ、初期
帯電量、基板との接触、他粒子との接触、経過時間に伴
う電荷減衰に依存し、帯電した粒子の接触に伴う帯電挙
動の飽和値が支配因子となっているということが分かっ
ている。しかし、これは簡易測定では難しい。本発明者
らは鋭意検討の結果、ブローオフ法においてキャリアを
用いた測定法によって帯電量測定を行ない、これを表面
電荷密度によって規定することにより、画像表示装置と
して適当な粒子の帯電量を予測できることを見出した。
測定方法は詳しくは後で述べるが、ブローオフ法によっ
て、粒子とキャリア粒子とを十分に接触させ、その飽和
帯電量を測定することにより、該粒子に単位重量あたり
の帯電量を測定することができる。そして、該粒子の粒
子径と比重を別途求めることにより該粒子の表面電荷密
度を算出することができる。
The charge amount of the particles naturally depends on the measurement conditions, but the charge amount of the particles in the image display device is almost dependent on the initial charge amount, the contact with the substrate, the contact with other particles, and the charge decay with the passage of time. It has been found that the saturation value of the charging behavior associated with the contact of charged particles is the controlling factor. However, this is difficult with simple measurements. As a result of intensive studies, the inventors of the present invention can predict the charge amount of particles suitable for an image display device by measuring the charge amount by a measurement method using a carrier in the blow-off method and defining the charge amount by the surface charge density. Found.
Although the measuring method will be described in detail later, the charge amount per unit weight of the particles can be measured by sufficiently contacting the particles with the carrier particles by the blow-off method and measuring the saturated charge amount. . Then, the surface charge density of the particles can be calculated by separately determining the particle diameter and the specific gravity of the particles.

【0017】画像表示装置においては、用いる粒子の粒
子径は小さく、重力の影響はほぼ無視できるほど小さい
ため、粒子の比重は粒子の動きに対して影響しない。し
かし、粒子の帯電量においては、同じ粒子径の粒子で単
位重量あたりの平均帯電量が同じであっても、粒子の比
重が2倍異なる場合に保持する帯電量は2倍異なること
となる。従って、画像表示装置に用いられる粒子の帯電
特性は比重に無関係な表面電荷密度(単位、μC/
2 )で評価するのが好ましいことが分かった。ここ
で、表面電荷密度は大きいほど良いというものではな
い。画像表示装置においては粒子の粒子径が大きいとき
は主に電気影像力が飛翔電界(電圧)を決定する因子と
なる傾向が強いため、この粒子を低い電界(電圧)で動
かすためには帯電量は低い方が良いこととなる。また、
粒子の粒子径が小さい時は分子間力・液架橋力等の非電
気的な力が飛翔電界(電圧)決定因子となることが多い
ため、この粒子を低い電界(電圧)で動かすためには帯
電量が高い方が良いこととなる。また、これは粒子の表
面性(材料、形状)にも大きく依存するため一概に粒子
径と帯電量で規定することができないが、粒子の表面電
荷密度が適当である場合に、粒子は異なる特性の電極の
方向へ電界により移動する機能を果たすことになる。
In the image display device, the particle diameter of the particles used is small and the effect of gravity is so small that it can be ignored. Therefore, the specific gravity of the particles does not affect the movement of the particles. However, in terms of the charge amount of particles, even if the particles having the same particle diameter have the same average charge amount per unit weight, the charge amount held when the specific gravity of the particles is two times different will be two times different. Therefore, the charging characteristics of the particles used in the image display device have a surface charge density (unit: μC /
It has been found preferable to evaluate by m 2 ). Here, the larger the surface charge density, the better. In an image display device, when the particle size of a particle is large, the electric image force tends to be a factor that mainly determines the flying electric field (voltage). Therefore, in order to move the particle at a low electric field (voltage), the charge amount is large. The lower the better. Also,
When the particle size is small, non-electrical forces such as intermolecular force and liquid bridging force are often determinants of the flight electric field (voltage). Therefore, in order to move this particle with a low electric field (voltage), The higher the charge amount, the better. In addition, since this largely depends on the surface property (material, shape) of the particle, it cannot be unconditionally specified by the particle size and the amount of charge, but when the surface charge density of the particle is appropriate, the particles have different characteristics. The function of moving in the direction of the electrode by the electric field will be fulfilled.

【0018】本発明者らは平均粒子径d0.5 が0.1〜
50μmの粒子においては、キャリアを用いてブローオ
フ法により測定した粒子の表面電荷密度が絶対値で、5
μC/m2 以上150μC/m2 以下である場合に画像
表示装置として使用できる粒子と成り得ることを見出し
た。表面電荷密度がこの範囲未満だと電界の変化に対す
る応答速度が遅くなり、メモリー性も低くなる。表面電
荷密度がこの範囲を超えると電極や基板への鏡像力が強
すぎ、メモリー性はよいが、電界を反転した場合の追随
性が悪くなる。このブローオフ法においては、両端に網
を張った円筒容器中に粒子とキャリアの混合体を入れ、
一端から高圧ガスを吹き込んで粒子とキャリアとを分離
し、網の目開きから粒子のみをブローオフ(吹き飛ば
し)する。この時、粉体が容器外に持ち去った帯電量と
等量で逆の帯電量がキャリアに残る。そして、この電荷
による電束の全てはファラデーケージで集められ、この
分だけコンデンサーに充電される。そこでコンデンサー
両端の電位を測定することにより粉体の電荷量は、Q=
CV (C:コンデンサー容量、V:コンデンサー両端
の電圧)として求められる。そして、この帯電量と別途
測定した該粒子の平均粒子径d0.5 および比重とから表
面電荷密度が求められる。
The present inventors have found that the average particle diameter d 0.5 is 0.1 to 0.1.
For particles of 50 μm, the surface charge density of the particles measured by the blow-off method using a carrier is 5 in absolute value.
found that that can be a particle that can be used as an image display apparatus in the case where [mu] C / m 2 or more 150μC / m 2 or less. If the surface charge density is less than this range, the response speed to changes in the electric field becomes slow and the memory property also becomes low. When the surface charge density exceeds this range, the image force on the electrode or the substrate is too strong and the memory property is good, but the followability when the electric field is reversed deteriorates. In this blow-off method, a mixture of particles and a carrier is placed in a cylindrical container having meshes on both ends,
High-pressure gas is blown from one end to separate the particles from the carrier, and only the particles are blown off (blown away) from the mesh openings. At this time, a charge amount opposite to the charge amount of the powder carried away from the container remains in the carrier. Then, all of the electric flux due to this electric charge is collected in the Faraday cage, and the capacitor is charged by this amount. Therefore, by measuring the potential across the capacitor, the charge amount of the powder can be calculated as Q =
It is obtained as CV (C: capacitor capacity, V: voltage across capacitor). Then, the surface charge density is obtained from this charge amount, the average particle diameter d 0.5 and the specific gravity of the particles, which are separately measured.

【0019】粒子を負又は正に帯電させる方法は、特に
限定されないが、コロナ放電法、電極注入法、摩擦法等
の粒子を帯電する方法が用いられる。なお、粒子はその
帯電電荷を保持する必要があるので、体積固有抵抗が1
×1010Ω・cm以上の絶縁性粒子が好ましく、特に1×
1012Ω・cm以上の絶縁性粒子が好ましい。
The method of negatively or positively charging the particles is not particularly limited, but a method of charging the particles such as a corona discharge method, an electrode injection method and a friction method is used. Since the particles need to retain their charged electric charge, the volume resistivity is 1
× preferably 10 10 Ω · cm or more insulating particles, especially 1 ×
Insulating particles of 10 12 Ω · cm or more are preferable.

【0020】また、本発明の画像表示装置における粒子
は、以下に述べる方法で評価した電荷減衰性の遅い粒子
が更に好ましい。即ち、粒子の表面と1mmの間隔をも
って配置されたコロナ放電器に、8kVの電圧を印加し
てコロナ放電を発生させて表面を帯電させ、その表面電
位の変化を測定し判定する。この場合、0.3秒後にお
ける表面電位の最大値が300Vより大きく、好ましく
は400Vより大きくなるように、粒子構成材料を選
択、作成することが望ましい。なお、上記表面電位の測
定は、例えば図3に示した装置(QEA社製CRT20
00)により行なうことが出来る。この装置の場合は、
前述した粒子を表面に配置したロールシャフト両端部を
チャック21にて保持し、小型のスコロトロン放電器2
2と表面電位計23とを所定間隔離して併設した計測ユ
ニットを上記粒子の表面と1mmの間隔を持って対向配
置し、上記ロールシャフトを静止した状態のまま、上記
計測ユニットを該ロールシャフトの一端から他端まで一
定速度で移動させることにより、表面電荷を与えつつそ
の表面電位を測定する方法が好適に採用される。なお測
定環境は温度25±3℃、湿度55±5RH%とする。
Further, the particles in the image display device of the present invention are more preferably particles having a slow charge decay property evaluated by the method described below. That is, a voltage of 8 kV is applied to a corona discharger arranged at a distance of 1 mm from the surface of the particles to generate corona discharge to charge the surface, and the change in the surface potential is measured and judged. In this case, it is desirable to select and prepare the particle constituent material so that the maximum value of the surface potential after 0.3 seconds is larger than 300V, preferably larger than 400V. The surface potential is measured, for example, by the device shown in FIG. 3 (CRT20 manufactured by QEA).
00). With this device,
A chuck 21 holds both ends of the roll shaft having the above-mentioned particles arranged on the surface thereof, and a small scorotron discharger 2
2 and the surface electrometer 23 are separated from each other by a predetermined distance, and a measurement unit is placed opposite to the surface of the particles with a distance of 1 mm, and the measurement unit of the roll shaft is fixed while the roll shaft is stationary. A method of measuring the surface potential while applying a surface charge by moving it from one end to the other at a constant speed is suitably adopted. The measurement environment is 25 ± 3 ° C. and humidity is 55 ± 5 RH%.

【0021】本発明の画像表示装置における粒子は帯電
性能等の特性が満たされれば、いずれの材料から構成さ
れても良い。例えば樹脂、荷電制御剤、着色剤、無機添
加剤等から、或いは着色剤単独等で形成することができ
る。樹脂の例としては、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、ア
クリル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹
脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタ
ンフッ素樹脂、アクリルフッ素樹脂、シリコーン樹脂、
アクリルシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン
樹脂、スチレンアクリル樹脂、ポリオレフイン樹脂、ブ
チラール樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メラミン樹脂、フ
ェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポ
リスルフォン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂
などが挙げられ、特に基板との付着力を制御する上か
ら、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、
アクリルフッ素樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹
脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、フッ素樹脂、シリコ
ーン樹脂が好適である。2種以上混合することもでき
る。
The particles in the image display device of the present invention may be made of any material as long as characteristics such as charging performance are satisfied. For example, it can be formed from a resin, a charge control agent, a colorant, an inorganic additive, or the like, or a colorant alone. Examples of the resin include urethane resin, urea resin, acrylic resin, polyester resin, acrylic urethane resin, acrylic urethane silicone resin, acrylic urethane fluororesin, acrylic fluororesin, silicone resin,
Acrylic silicone resin, epoxy resin, polystyrene resin, styrene acrylic resin, polyolefin resin, butyral resin, vinylidene chloride resin, melamine resin, phenol resin, fluororesin, polycarbonate resin, polysulfone resin, polyether resin, polyamide resin and the like. , Especially from the viewpoint of controlling the adhesion with the substrate, acrylic urethane resin, acrylic silicone resin,
Acrylic fluororesin, acrylic urethane silicone resin, acrylic urethane fluororesin, fluororesin, and silicone resin are suitable. It is also possible to mix two or more kinds.

【0022】荷電制御剤としては、特に制限はないが、
負荷電制御剤としては例えば、サリチル酸金属錯体、含
金属アゾ染料、含金属(金属イオンや金属原子を含む)
の油溶性染料、4級アンモニウム塩系化合物、カリック
スアレン化合物、含ホウ素化合物(ベンジル酸ホウ素錯
体)、ニトロイミダゾール誘導体等が挙げられる。正荷
電制御剤としては例えば、ニグロシン染料、トリフエニ
ルメタン系化合物、4級アンモニウム塩系化合物、ポリ
アミン樹脂、イミダゾール誘導体等が挙げられる。その
他、超微粒子シリカ、超微粒子酸化チタン、超微粒子ア
ルミナ等の金属酸化物、ピリジン等の含窒素環状化合物
及びその誘導体や塩、各種有機顔料、弗素、塩素、窒素
等を含んだ樹脂等も荷電制御剤として用いることもでき
る。
The charge control agent is not particularly limited,
Examples of negative charge control agents include salicylic acid metal complexes, metal-containing azo dyes, metal-containing (including metal ions and metal atoms).
Oil-soluble dyes, quaternary ammonium salt compounds, calixarene compounds, boron-containing compounds (boric acid benzyl complex), nitroimidazole derivatives and the like. Examples of the positive charge control agent include a nigrosine dye, a triphenylmethane compound, a quaternary ammonium salt compound, a polyamine resin, and an imidazole derivative. In addition, ultrafine silica, ultrafine titanium oxide, metal oxides such as ultrafine alumina, nitrogen-containing cyclic compounds such as pyridine and their derivatives and salts, various organic pigments, resins containing fluorine, chlorine, nitrogen, etc. are also charged. It can also be used as a control agent.

【0023】着色剤としては、以下に例示すような、有
機又は無機の各種、各色の顔料、染料が使用可能であ
る。黒色顔料としては、カーボンブラック、酸化銅、二
酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭などがある。
黄色顔料としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロ
ー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケル
チタンイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエロ
ーS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベン
ジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリン
イエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タート
ラジンレーキなどがある。橙色顔料としては、赤色黄
鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGT
R、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダス
レンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジ
G、インダスレンブリリアントオレンジGKなどがあ
る。
As the colorant, various organic or inorganic pigments and dyes of various colors can be used as shown below. Examples of black pigments include carbon black, copper oxide, manganese dioxide, aniline black and activated carbon.
Examples of yellow pigments include yellow lead, zinc yellow, cadmium yellow, yellow iron oxide, mineral fast yellow, nickel titanium yellow, navel yellow, naphthol yellow S, Hansa yellow G, Hansa yellow 10G, benzidine yellow G, benzidine yellow GR, quinoline. Yellow rake, permanent yellow NCG, tartrazine rake, etc. Orange pigments include red yellow lead, molybdenum orange, permanent orange GT
R, pyrazolone orange, vulcan orange, induslen brilliant orange RK, benzidine orange G, induslen brilliant orange GK and the like.

【0024】赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウム
レッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレ
ッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッ
チングレツド、カルシウム塩、レーキレッドD、ブリリ
アントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレー
キB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bな
どがある。紫色顔料としては、マンガン紫、ファストバ
イオレットB、メチルバイオレットレーキなどがある。
青色顔料としては、紺青、コバルトブルー、アルカリブ
ルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニン
ブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニン
ブルー部分塩素化物、ファストスカイブルー、インダス
レンブルーBCなどがある。緑色顔料としては、クロム
グリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカ
イトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンGな
どがある。また、白色顔料としては、亜鉛華、酸化チタ
ン、アンチモン白、硫化亜鉛などがある。
Examples of red pigments include red iron oxide, cadmium red, red lead, mercury sulfide, cadmium, permanent red 4R, resole red, pyrazolone red, watching red, calcium salt, lake red D, brilliant carmine 6B, eosin lake, rhodamine. Rake B, Alizarin Rake, Brilliant Carmine 3B, etc. Examples of purple pigments include manganese purple, fast violet B, and methyl violet lake.
Examples of blue pigments include dark blue, cobalt blue, alkali blue lake, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue partially chlorinated compound, fast sky blue, and indanthrene blue BC. Examples of green pigments include chrome green, chrome oxide, pigment green B, malachite green lake, and final yellow green G. Examples of white pigments include zinc white, titanium oxide, antimony white, and zinc sulfide.

【0025】体質顔料としては、バライト粉、炭酸バリ
ウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、ア
ルミナホワイトなどがある。更に、塩基性、酸性、分
散、直接染料などの各種染料として、ニグロシン、メチ
レンブルー、ローズベンガル、キノリンイエロー、ウル
トラマリンブルーなどがある。これらの着色剤は、単独
で或いは複数組合せて用いることができる。特に黒色着
色剤としてカーボンブラックが、白色着色剤として酸化
チタンが好ましい。粒子の製造例については特に限定さ
れないが、例えば、電子写真のトナーを製造する場合に
準じた粉砕法および重合法が使用出来る。また無機また
は有機顔料の粉体の表面に樹脂や荷電制御剤等をコート
する方法も用いられる。
Examples of extender pigments include barite powder, barium carbonate, clay, silica, white carbon, talc, and alumina white. Further, various dyes such as basic dyes, acid dyes, dispersion dyes and direct dyes include nigrosine, methylene blue, rose bengal, quinoline yellow and ultramarine blue. These colorants can be used alone or in combination. Particularly, carbon black is preferable as the black colorant, and titanium oxide is preferable as the white colorant. An example of producing particles is not particularly limited, but, for example, a pulverization method and a polymerization method according to the case of producing an electrophotographic toner can be used. A method of coating the surface of the powder of the inorganic or organic pigment with a resin, a charge control agent, or the like is also used.

【0026】本発明の画像表示装置における基板と基板
の間隔は、粒子が飛翔移動でき、コントラストを維持で
きれば良いが、通常10〜5000μm、好ましくは1
0〜500μmに調整される。対向する基板間の空間に
おける粒子の体積占有率は10〜80%が好ましく、更
に好ましくは10〜60%である。80%を超える場合
には粒子の移動の支障をきたし、10%未満の場合には
コントラストが不明確となり易い。
The distance between the substrates in the image display device of the present invention should be such that particles can fly and move and the contrast can be maintained, but it is usually 10 to 5000 μm, preferably 1
It is adjusted to 0 to 500 μm. The volume occupancy of the particles in the space between the opposing substrates is preferably 10 to 80%, more preferably 10 to 60%. If it exceeds 80%, the movement of particles may be hindered, and if it is less than 10%, the contrast tends to be unclear.

【0027】本発明の画像表示装置においては、上記の
表示素子を複数使用してマトリックス状に配置して表示
を行う。モノクロの場合は、一つの表示素子が一つの画
素となる。フルカラーの場合は、3種の表示素子、即
ち、R(赤色)、G(緑色)及びB(青色)のカラー板
を持ちかつ各々黒色の粒子を持つ表示素子を1組とし、
それらを複数組配置して画像表示装置とするのが好まし
い。
In the image display device of the present invention, a plurality of display elements described above are used and arranged in a matrix for display. In the case of monochrome, one display element serves as one pixel. In the case of full color, three types of display elements, that is, display elements having R (red), G (green) and B (blue) color plates and each having black particles are set as one set,
It is preferable to arrange a plurality of them to form an image display device.

【0028】本発明の画像表示装置ならびに画像表示方
法は、ノートパソコン、PDA、携帯電話などのモバイ
ル機器の画像表示部、看板、ポスター、黒板などの掲示
板、コピー機、電卓、家電製品の画像表示部などに用い
られる。
The image display device and the image display method of the present invention are used to display images of mobile devices such as laptop computers, PDAs, and mobile phones, billboards, posters, bulletin boards such as blackboards, copiers, calculators, and home appliances. It is used for departments.

【0029】[0029]

【実施例】次に実施例および比較例を示して、本発明を
更に具体的に説明する。但し本発明は以下の実施例によ
り限定されるものではない。なお、各実施例および比較
例において、平均粒子径d0.5 および表面電荷密度の測
定を次のように行なった。 (1)平均粒子径d0.5 (μm) Mastersizer2000(Malvern instruments Ltd.)測定機に
各粒子を投入し、付属の解析ソフト(体積基準分布を基
に粒子径分布、粒子径を算出するソフト)を用いて、粒
子の50%がこれより大きく、50%がこれより小さいとい
う粒子径をμmで表した数値を平均粒子径(μm)とす
る。 (2)表面電荷密度(μC/m2 ) ブローオフ粉体帯電量測定装置として東芝ケミカル
(株)製のTB−200を用いた。キャリアとして正帯
電性・負帯電性の2種類のものを用い、それぞれの場合
の単位面積あたり電荷密度(単位:μC/m2 )を測定
した。すなわち、正帯電性キャリア(相手を正に帯電さ
せ自らは負に帯電しやすいキャリア)としてパウダーテ
ック(株)製のF963−2535を、負帯電性キャリ
ア(相手を負に帯電させ自らは正に帯電しやすいキャリ
ア)としてパウダーテック粒子のF921−2535を
用いた。測定された帯電量と別途測定した該粒子の平均
粒子径d0.5 及び比重とから表面電荷密度を求めた。な
お、平均粒子径d0.5 は上述の方法により、また、比重
は、株式会社島津製作所製比重計(商品名:マルチボリ
ウム密度計H130)を用いて測定した。
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically by showing Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the following examples. In each Example and Comparative Example, the average particle diameter d 0.5 and the surface charge density were measured as follows. (1) Average particle size d 0.5 (μm) Put each particle into a Mastersizer2000 (Malvern instruments Ltd.) measuring machine and use the attached analysis software (software for calculating particle size distribution and particle size based on volume standard distribution). The average particle diameter (μm) is defined as the numerical value in μm in which 50% of the particles are larger than 50% and smaller than 50%. (2) Surface charge density (μC / m 2 ) As a blow-off powder charge amount measuring device, TB-200 manufactured by Toshiba Chemical Co., Ltd. was used. Two types of carriers, positively charged and negatively charged, were used, and the charge density per unit area (unit: μC / m 2 ) in each case was measured. That is, F963-2535 manufactured by Powder Tech Co., Ltd. is used as a positively chargeable carrier (a carrier that makes a partner positively charged and is easily negatively charged by itself), and a negatively charged carrier (a partner is negatively charged and made positive by itself). As the carrier (which is easily charged), powder tech particles F921-2535 were used. The surface charge density was determined from the measured charge amount and the separately measured average particle diameter d 0.5 and specific gravity of the particles. The average particle diameter d 0.5 was measured by the method described above, and the specific gravity was measured by using a hydrometer manufactured by Shimadzu Corporation (trade name: Multi-Volume Densitometer H130).

【0030】実施例1 図1に示す構成の表示素子をもつ画像表示装置を作製し
た。透明基板および対向基板としてガラス基板を用い、
A電極及びB電極はITO電極を、C電極及びD電極は
銅電極とした。負帯電性粒子として電子写真用黒色重合
トナー(平均粒子径d0.5 8μmの球形、表面電荷密度
−40μC/m2 、前記の表面電位測定の0.3秒後に
おける表面電位の最大値450V)を用いた。正帯電性
粒子としては、黒色重合トナー(平均粒子径d0.5 8μ
mの球形、表面電荷密度+45μC/m2 、前記の表面
電位測定の0.3秒後における表面電位の最大値480
V)を用いた。粒子の帯電は、両粒子を等量混合攪拌し
て摩擦帯電により行なった。隔壁の高さを200μmと
して、基板間空間における粒子の体積占有率は50%と
した。カラーフィルターには赤色の樹脂板を用いた。C
電極側を負極に、D電極側を正極になるように200V
の直流電圧を印加すると、正帯電性粒子はC電極側に飛
翔移動して付着し、負帯電性粒子はD電極側に飛翔移動
して付着して、表示素子は赤色に表示された。次にC電
極及びD電極をアースし、A電極側を負極に、B電極側
を正極になるように200Vの直流電圧を印加すると、
正帯電性粒子はA電極側に飛翔移動して付着し、負帯電
性粒子はB電極側に飛翔移動して付着し、表示素子は黒
色に表示された。電圧印加に対する応答時間を測定した
ところ1msecであった。各表示において、電圧印加を
停止して1日間放置したが、表示は保たれていた。次
に、印加電圧の極性反転を1万回繰り返したが、応答速
度の変化は殆どなかった。
Example 1 An image display device having a display element having the structure shown in FIG. 1 was produced. Using a glass substrate as a transparent substrate and a counter substrate,
The A and B electrodes were ITO electrodes, and the C and D electrodes were copper electrodes. As the negatively chargeable particles, a black polymerized toner for electrophotography (spherical particles having an average particle diameter d 0.5 8 μm, surface charge density −40 μC / m 2 , the maximum surface potential value 450 V after 0.3 seconds of the surface potential measurement) was used. Using. The positively charged particles include black polymerized toner (average particle size d 0.5 8 μ
m spherical shape, surface charge density +45 μC / m 2 , maximum value of surface potential 480 after 0.3 seconds from the surface potential measurement
V) was used. The charging of the particles was carried out by triboelectrification by mixing both particles in equal amounts and stirring. The height of the partition wall was 200 μm, and the volume occupation rate of particles in the inter-substrate space was 50%. A red resin plate was used for the color filter. C
200V so that the electrode side is the negative electrode and the D electrode side is the positive electrode
When the DC voltage was applied, the positively chargeable particles flew and adhered to the C electrode side, and the negatively chargeable particles flew and moved to the D electrode side and adhered, and the display element was displayed in red. Next, when a DC voltage of 200 V is applied so that the C electrode and the D electrode are grounded, the A electrode side is the negative electrode, and the B electrode side is the positive electrode,
The positively chargeable particles flew to the A electrode side and adhered thereto, the negatively chargeable particles flew to the B electrode side and adhered thereto, and the display element was displayed in black. When the response time to voltage application was measured, it was 1 msec. In each display, the voltage application was stopped and left for 1 day, but the display was maintained. Next, the polarity reversal of the applied voltage was repeated 10,000 times, but there was almost no change in the response speed.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明の画像表示装置の表示素子は、バ
ックライト、カラーフィルターおよび2対の電極を具備
した2枚の透明基板の間に、帯電特性の異なる粒子を封
入し、該基板間に電界を与えて粒子を飛翔移動させ画像
を表示するものであるが、応答速度が速く、単純な構造
で、かつ安定性および鮮明性に優れており、種々の画像
表示板および画像表示装置に用いられる。
According to the display element of the image display device of the present invention, particles having different charging characteristics are enclosed between two transparent substrates provided with a backlight, a color filter and two pairs of electrodes, and the space between the substrates is increased. An image is displayed by applying an electric field to particles to fly and move, but it has a fast response speed, a simple structure, excellent stability and sharpness, and is suitable for various image display boards and image display devices. Used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の画像表示装置の表示素子の例とその表
示作動原理を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a display element of an image display device of the present invention and a display operation principle thereof.

【図2】本発明の画像表示装置の表示素子の例とその表
示作動原理を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a display element of the image display device of the present invention and a display operation principle thereof.

【図3】本発明の画像表示装置における粒子の表面電位
測定するための測定装置の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a measuring device for measuring the surface potential of particles in the image display device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:表示基板(透明) 2:対向基板(透明) 3:A電極(透明) 4:B電極(透明) 5:C電極 6:D電極 7:負帯電性粒子 8:正帯電性粒子 9:カラーフィルター 10:バックライト 11:隔壁 12:絶縁体 21:チャック 22:スコロトロン放電器 23:表面電位計 1: Display substrate (transparent) 2: Counter substrate (transparent) 3: A electrode (transparent) 4: B electrode (transparent) 5: C electrode 6: D electrode 7: Negatively charged particles 8: Positively charged particles 9: Color filter 10: Backlight 11: Partition wall 12: Insulator 21: Chuck 22: Scorotron discharger 23: Surface electrometer

フロントページの続き (72)発明者 薬師寺 学 東京都小平市小川東町3−2− 6−408 (72)発明者 北野 創 東京都小平市小川東町3−5−5 (72)発明者 増田 善友 東京都羽村市神明台3−5−28 (72)発明者 川越 隆博 埼玉県所沢市青葉台1302−57Continued front page    (72) Inventor Yakushiji Manabu             3-2- 6-408 Ogawahigashi-cho, Kodaira-shi, Tokyo (72) Inventor Hajime Kitano             3-5-5 Ogawahigashi-cho, Kodaira-shi, Tokyo (72) Inventor Yoshitomo Masuda             3-5-28 Shinmeidai, Hamura-shi, Tokyo (72) Inventor Takahiro Kawagoe             1302-57 Aobadai, Tokorozawa, Saitama Prefecture

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 バックライト、カラーフィルターおよび
2対の電極を具備した2枚の透明基板の間に、帯電特性
の異なる粒子を封入し、前記基板間に電界を与えて、粒
子を飛翔移動させ画像を表示することを特徴とする画像
表示装置。
1. A particle having different charging characteristics is encapsulated between two transparent substrates provided with a backlight, a color filter and two pairs of electrodes, and an electric field is applied between the substrates to cause the particles to fly and move. An image display device for displaying an image.
【請求項2】 粒子の平均粒子径d0.5 が0.1〜50
μmである請求項1に記載の画像表示装置。
2. The average particle diameter d 0.5 of the particles is 0.1 to 50.
The image display device according to claim 1, wherein the image display device has a thickness of μm.
【請求項3】 キャリアを用いてブローオフ法により測
定・算出した粒子の表面電荷密度が、絶対値で5〜15
0μC/m2 である請求項1または請求項2に記載の画
像表示装置。
3. The surface charge density of particles measured and calculated by a blow-off method using a carrier is 5 to 15 in absolute value.
The image display device according to claim 1, wherein the image display device has an amount of 0 μC / m 2 .
【請求項4】 粒子が、体積固有抵抗1×1010Ω・cm
以上の絶縁性粒子である請求項1〜3のいずれかに記載
の画像表示装置。
4. The particles have a volume resistivity of 1 × 10 10 Ω · cm.
The image display device according to claim 1, wherein the image display device comprises the above insulating particles.
【請求項5】 粒子が、その表面と1mmの間隔をもっ
て配置されたコロナ放電器に、8kVの電圧を印加して
コロナ放電を発生させて表面を帯電させた場合に、0.
3秒後における表面電位の最大値が300Vより大きい
粒子である請求項1〜4のいずれかに記載の画像表示装
置。
5. When the particles are charged on the surface by applying a voltage of 8 kV to a corona discharger arranged at a distance of 1 mm from the surface to generate corona discharge,
The image display device according to claim 1, wherein the maximum value of the surface potential after 3 seconds is particles larger than 300V.
【請求項6】 粒子の色が黒色である請求項1〜5のい
ずれかに記載の画像表示装置。
6. The image display device according to claim 1, wherein the color of the particles is black.
【請求項7】 隔壁により互いに隔離された1つ以上の
画像表示素子を持つ請求項1〜6のいずれかに記載の画
像表示装置。
7. The image display device according to claim 1, further comprising one or more image display elements separated from each other by a partition wall.
【請求項8】 2対の電極の中、1対が基板の中央部に
具備された電極対であり、他の1対が基板の周辺部およ
び/または隔壁に具備された電極対からなる請求項1〜
7のいずれかに記載の画像表示装置。
8. A pair of electrodes, one of which is an electrode pair provided in a central portion of the substrate, and the other of which is an electrode pair provided in a peripheral portion and / or a partition of the substrate. Item 1
7. The image display device according to any one of 7.
【請求項9】 請求項1〜8のいずれかに記載の画像表
示装置による画像表示方法。
9. An image display method using the image display device according to claim 1.
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