JP2004077994A - 回転粒子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】色の異なる少なくとも2つの表面領域を有する回転粒子とそのまわりにある透光性液体を充填した空隙とを分散させたシート中で、当該回転粒子を回転させることにより表示を行うシート型表示装置に使用する回転粒子の製造において、切断、加熱、球形化に伴う粒子の損失や粒径のばらつきを低減し、回転粒子を製造する際の収率の向上とシート型表示装置の表示におけるコントラストの改善とを実現できる粒子製造方法を提供する。
【解決手段】樹脂片載置用シート上に、色の異なる樹脂が互いに接して並んでなる樹脂片を形成する第1のステップと、当該樹脂片載置用シートと樹脂片との間の付着力を低下させる第2のステップと、当該樹脂片載置用シートから樹脂片をはく離する第3のステップと、当該樹脂片を加熱し球状にして、回転粒子を形成する第4のステップとにより回転粒子を製造する。
【選択図】 なし
【解決手段】樹脂片載置用シート上に、色の異なる樹脂が互いに接して並んでなる樹脂片を形成する第1のステップと、当該樹脂片載置用シートと樹脂片との間の付着力を低下させる第2のステップと、当該樹脂片載置用シートから樹脂片をはく離する第3のステップと、当該樹脂片を加熱し球状にして、回転粒子を形成する第4のステップとにより回転粒子を製造する。
【選択図】 なし
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、色と帯電特性等の電気的特性との双方が異なる回転粒子を電界の印加により回転あるいは停止させることで、表示を行うシート型表示装置に用いる回転粒子の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子ペーパ、ペーパーライクディスプレイ、デジタルペーパなどと呼ばれ、電界により光学的吸収や光学的反射を変化させて、像表示を行う表示装置が提案されている。
【0003】
電界により光学的吸収や光学的反射を変化する素子としては、色と電気的特性との双方が異なる半球を合わせた回転粒子を絶縁性液体とともに内包したマイクロカプセル、特開平01−086116号公報に記載のように電気泳動粒子を分散させた溶媒を着色し、この溶媒を内包したマイクロカプセル、2色性色素とスメクチック液晶を含む液晶/高分子複合膜などがある。これらの方法では、メモリ性を有し、電源が無くても像情報を保持でき、反射型表示装置であるため、紙の代替として期待されており、また素子を電極のあるPETフィルム上に塗布すればよいので、薄くて、軽く、曲げることが可能なシート型表示装置である。
【0004】
特に、米国特許第4,126,854号、および第4,143,103号の各明細書に記載されている、回転粒子の半球ずつを異なる色と帯電特性に分けたものを用いる表示媒体は、他の方式に比べ、優れたコントラスト特性を示すディスプレイとして知られている。
【0005】
図1は、このような表示媒体における、回転粒子1としての回転粒子をシート3中の空隙2に保持した様子を表す。回転粒子1上の2つの領域は互いに色が異なることを表す。図1は本願発明に係る表示媒体であるシート型表示装置の表示機能をモデル的に説明するためにも使用することができる。
【0006】
図2は、図1の回転粒子1が空隙2中で、上に向かって泳動しつつ、回転する様子を示す。(a)は回転前、(b)は回転中、(c)は回転完了時を表す。
【0007】
また、粒子を4色または3色などに塗り分けた多色化にも対応した粒子も提案されている。
【0008】
なお、本願発明で回転という場合はこのような回転に伴う泳動動作がある場合も含むものである。
【0009】
このような回転粒子の製造方法および材料としては、(1)米国特許第5,262,908号記載の、カルナバワックス、カーボンブラック、酸化チタンを材料として、色の異なる2種類の溶融したワックス粒子を結合させ、表面張力により球形したのち固化させる方法、(2)特開平11−85067号公報、特開平11−85068号公報記載の、ガラスあるいは樹脂製の光透過性の粒子の表面に、金属、カーボンブラック、硫化アンチモンなどを蒸着、塗布する方法、(3)特開平11−85069号公報、特開平11−161206号公報記載の、材料として酸化亜鉛を、発色剤としてトナーを使用する感光材料からなる粒子を用い、露光、現像、定着処理により発色させる方法、たとえば親水性高分子に発色剤としてハロゲン化銀を添加したものなどが提案されている。
【0010】
また、たとえば樹脂を用いた場合には、ローラやプレス機により2色の着色樹脂を貼り合わせた圧延シートを作製したのち、粉砕し、熱風による加熱処理により、粒子を製造する方法が特開平01−282589号公報で提案されている。
【0011】
さらに、粒径のばらつきを低減するために、2色の樹脂を積層したシートを切断する方法が、特開平2002−122893号公報で提案されている。この方法では、樹脂積層シートをPETフィルムやポリイミドフィルムなどの樹脂片載置用シートに接着や圧着したのち、回転刃などにより切断して樹脂片を作製し、加熱、溶融することで回転粒子を作製する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
回転粒子を用いたシート型表示装置では、粒径のばらつきが回転の不一致の原因となりコントラストが低下する。
【0013】
また、樹脂積層シートを樹脂片載置用シート上に載せ、樹脂積層シートを切断する方法では、樹脂積層シートの樹脂片載置用シートへの付着が不十分であると、樹脂積層シートが浮き上がった部分が生じることがあり、そのような部分では切断が不十分になり、粒子片が連結したものが得られる場合がある。あるいは樹脂片の大きさや形状がばらつき、回転粒子のばらつきの原因となる。
【0014】
一方、付着力が大き過ぎると樹脂片載置用シートから樹脂片を回収する工程でのロスが多くなる。すなわち、回収工程で、樹脂片載置用シートから樹脂片をはがすのにブレードを使用するため、ブレードによる樹脂片の変形、破砕などによる粒径や形状のばらつきが発生するなどの問題があった。
【0015】
さらに、切断が不十分な場合には、樹脂片を加熱、溶融して粒子を製造する工程において、複数の樹脂片が凝集し、粒径がばらつき、色の異なる領域が混ざり合った渦状の模様(マーブル状の模様)を持つ、電圧を印加しても回転しない粒子が発生するなどの問題があった。
【0016】
本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、回転粒子の収率を向上させ、シート型表示装置の表示におけるコントラストを改善することを目的とする。
【0017】
本発明のさらに他の目的および利点は、以下の説明から明らかになるであろう。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様によれば、色の異なる少なくとも2つの表面領域を有する回転粒子とそのまわりにある透光性液体を充填した空隙とを分散させたシート中で、当該回転粒子を回転させることにより表示を行うシート型表示装置に使用する回転粒子の製造方法であって、樹脂片載置用シート上に、色の異なる樹脂が互いに接して並んでなる樹脂片を形成する第1のステップと、当該樹脂片載置用シートと樹脂片との間の付着力を低下させる第2のステップと、当該樹脂片載置用シートから樹脂片をはく離する第3のステップと、当該樹脂片を加熱し球状にして、回転粒子を形成する第4のステップとを含む回転粒子の製造方法が提供される。
【0019】
色の異なる樹脂が互いに接して並んでなる樹脂片が、積層されたシートの切断物、積層されたストランドの切断物、積層された微小成形物からなる群のいずれかよりなるか、樹脂片載置用シート面に対し横に互いに接して並んだストランドの切断物と樹脂片載置用シート面に対し横に互いに接して並んだ微小成形物とのいずれかよりなることが好ましい。
【0020】
樹脂片載置用シートと樹脂片との間の付着力が加熱により低下するものであり、樹脂片載置用シートと樹脂片との間の付着力を加熱により低下させ、第2のステップと第3のステップと第4のステップとを、連続的にまたは平行して行うことが好ましい。加熱のための媒体としては、シリコーンオイルが好ましい。
【0021】
以上のような本発明の態様により、回転粒子の製造の際に、切断、加熱、球形化に伴う粒子の損失や粒径のばらつきを低減し、回転粒子の収率を向上させ、とシート型表示装置の表示におけるコントラストを改善することが可能となる。
【0022】
なお、以下に説明する発明の実施の形態や図面の中で、本発明の更なる特徴が明らかにされる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図、実施例等を使用して説明する。なお、これらの図、実施例等および説明は本発明を例示するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。本発明の趣旨に合致する限り他の実施の形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。
【0024】
本発明では、何らかの手段により、あとから樹脂との付着力を低下させることのできる樹脂片載置用シート上に、たとえば、相異なる色を有する樹脂の層を積層した樹脂シートを付着させ、切断等により、樹脂片載置用シート上で樹脂片となす等の手段により、樹脂片載置用シート上に樹脂片が付着した状態となし、これを樹脂片載置用シートからはく離し、加熱等により球形化することで、回転粒子を製造する。樹脂片載置用シート上で直接樹脂片を成形してもよい。
【0025】
樹脂に対し高い付着性を樹脂片載置用シートに持たせることで、この樹脂片載置用シート上でシート状やストランド状の樹脂を切断し、樹脂片を形成する場合には、樹脂が浮き上がらず、正常な切断を容易に実現できる。
【0026】
一方、あとで、樹脂片載置用シートの付着力を低下させ、はく離性を持たせることで、樹脂片が樹脂片載置用シートから容易に離れ、樹脂片の回収ロスが減少し、樹脂片の変形、破砕などによる粒径や形状のばらつきが低下する。
【0027】
なお、樹脂片載置用シート上でシート状やストランド状の樹脂を載置せず、樹脂片載置用シート上に直接樹脂片を成形する場合は、樹脂片同士の間隔を自由に設定できるので、樹脂片の回収ロスの減少し、樹脂片の粒径や形状のばらつきの低下がより容易である場合が多い。
【0028】
そして、これらのことが回転粒子の形状や粒径のばらつきの減少につながり、結果として、シート型表示装置に使用した場合コントラストが改善される。
【0029】
これに使用できる樹脂片載置用シートとしては、樹脂との付着力を有し、何らかの手段により、あとから樹脂との付着力を低下させることのできるものであり、本発明の趣旨に合致する限り公知のどのようなものでもよい。樹脂片載置用シートはシートの全体がこの機能を有していてもよいが、このような機能有する層とシートとしての機械的強度を与えるためのベース層との積層シートであってもよい。
【0030】
たとえば、一般的に剥離性を有する粘着フィルムとして、加熱により粘着層から分解ガスを発生する粘着フィルム(特公昭50−13878号公報)、粘着層のカプセルを発泡させる方法(特公昭56−61468号公報)、粘着層を架橋させる方法、あるいは紫外線照射(特開昭60−196956号公報)、電子線照射(特開平2−187478号公報)により粘着層を硬化させる方法、−30℃まで冷却する方法等により、粘着力を低下させる方法等がシリコーンウエハーの切断用として知られている。
【0031】
また、これらの場合にベース層として使用できる素材としては、(1)ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリビニルエーテル、ポリスルホン、エチレン/酢酸ビニル共重合体、エチレン/アクリル酸エステル共重合体、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド、フェノール樹脂などや、(2)アクリル酸、アクリル酸グリシジル、アクリル酸イソシアネートエチル、アクリル酸アミノエチル、メタクリル酸、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸イソシアネートエチル、メタクリル酸アミノエチル、酢酸ビニル、スチレンなどのモノマーと重合開始剤とからの重合体などを例示できる。
【0032】
積層した樹脂片を形成し、樹脂片載置用シート上に付着させる方法としては、色の異なる樹脂の積層されたシートを樹脂片載置用シートに圧着し、切断する方法が挙げられる。この場合、積層されたシートを樹脂片載置用シートに圧着する代わりに、1層ごとのシートを樹脂片載置用シート上に積層してもよい。
【0033】
色の異なる樹脂が積層されたストランドを樹脂片載置用シートに圧着してもよい。このストランドは複数本樹脂片載置用シート上に並べれば、樹脂片載置用シートの横方向(トランスバース方向)に切断することにより、その複数本のストランドを同時に樹脂片とすることができる。
【0034】
さらに、液状の樹脂を樹脂片載置用シート上に押し出して直接成形して単層の樹脂片を成形し、この樹脂片上に他の液状の樹脂を押し出して直接成形して積層された樹脂片を成形することも可能である。
【0035】
なお、樹脂片載置用シート上にストランドを載置したり、樹脂片を直接成形する場合は、積層されたもの以外に、色の異なる樹脂が、樹脂片載置用シート面に対し横に互いに接して並んでいるようにしてもよい。どのような配置であれ、樹脂片載置用シート上に、色の異なる樹脂が互いに接して並んでいれば、積層と同様に色の異なる表面領域を回転粒子上に形成できるからである。
【0036】
樹脂積層シートやストランドの作製方法としては、色の異なる樹脂を積層しつつキャスト成形し、圧延などで積層シートを作製したり、キャスト成形、圧延などで単層シートを作製し、熱融着する方法等が挙げられる。樹脂積層シートやストランドの圧着方法としては、ローラやプレスなどの機器を用いてもよい。圧着しなくても積層が十分強固である場合は、圧着を省いてもよい。
【0037】
また、樹脂片載置用シート上に単層シートを積層する方法としては、キャスト、スプレーコート、ディップコート、ブレードコートなどの方法により、液状の樹脂を樹脂片載置用シートに塗布したのち乾燥する方法などが挙げられる。また、樹脂積層シートやストランドを切断する方法としては、金属刃、ワイヤー、レーザーなどの公知の方法を用いることができる。
【0038】
さらに、樹脂片載置用シート上に樹脂片を成形する方法としては、液状の樹脂をインクジェット法などで滴下し、乾燥する方法や、樹脂を直接樹脂片載置用シート上に押し出し、あるいは射出して成形する方法が用いられる。
【0039】
樹脂シート、樹脂ストランド、樹脂片に用いられる樹脂材料や着色剤材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル、ナイロンなどの公知の熱可塑性樹脂や二酸化チタン、二酸化ケイ素、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、アルミナなどの白色顔料、カーボンブラック、マグネタイトなどの黒色顔料、フタロシアニン顔料、アゾ顔料、キナクリドン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料などの公知の着色顔料や、酸性染料、塩基性染料、反応染料、直接染料、分散染料などの公知の染料が挙げられる。なお、樹脂を液状にするには、アルコール、ケトン、炭化水素、ハロゲン化炭化水素などの有機溶媒に、可溶性を有するポリスチレン、アクリル、ポリエステルなどの樹脂、顔料、染料などともに溶解する方法を挙げることができる。あるいは、重合開始剤、染料や顔料を溶解したモノマーを用いてもよい。モノマーを樹脂片載置用シートに塗布したのち、加熱や紫外線照射により重合反応を行い、シートを作製することができる。
【0040】
樹脂片載置用シート上に樹脂片を形成したのち、当該樹脂片載置用シートと樹脂片との間の付着力を低下させ、剥離するには、加熱、冷却、紫外線照射、電子線照射などを利用することができる。
【0041】
樹脂片はこののち、加熱により球形化処理を行う。加熱方法としては、熱風処理や、水、シリコーンオイル等で加熱する方法が挙げられる。樹脂片を熱風に当てたり、水やシリコーンオイルに浸漬することで、樹脂が溶融し、表面張力により球状になる。
【0042】
従って、加熱により付着力が低減する樹脂片載置用シートを用いると、樹脂片の回収、および球形化を、連続的に、または平行して行うことが可能であり、樹脂片同士の凝集を防止し、消費エネルギーを低減でき、プロセスを簡略化できるため有利である。
【0043】
さらに、熱媒体として、シリコーンオイルを用いると、樹脂片の回収および球形化を、連続的にまたは平行して行うことが可能であるとともに、樹脂片に均一に熱の伝達でき、真球度の高い粒子の作製と、シリコーンオイルによる離型作用と粘性抵抗とによる粒子同士の凝集防止が実現できる。
【0044】
シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、フェニルメチルシリコーンオイルなどの公知のオイルを用いることができ、その動粘度は100〜1000cstの範囲にあることが望ましい。
【0045】
このようにして得られた球状の粒子をろ過、沈殿、遠心分離等により、回収し、洗浄、乾燥させることで、回転粒子が得られる。
【0046】
この回転粒子と透明な絶縁性液体とを、たとえばシリコーンゴムよりなるシート内部の空隙に充填することで、表示装置を形成できる。回転粒子の周りに透明な絶縁性性液体を充填する方法としては、(1)米国特許第4,143,103号に記載の硬化前のシリコーンゴムに回転粒子を分散、硬化したのち、シリコーンオイルによりシリコーンゴムを膨潤する方法、(2)「A Newly Developed Electrical Twisting Ball Display」,M.Saitoh et. al.: Proc. of SID,Vol23/4.1982に記載の、回転粒子をトルエン可溶性の樹脂で被覆し、ポリビニルアルコールに分散、硬化したのち、トルエンに浸す方法、(3)特開平8−234686号公報に記載の界面重合を用いて、誘電性液体と回転粒子とを樹脂膜で覆い、マイクロカプセルを形成し、このマイクロカプセルを透明な樹脂中に分散する方法が挙げられる。
【0047】
なお、本発明において、回転粒子とそのまわりにある透光性液体を充填した空隙とを分散させたシートの材質としては、本発明の趣旨に反しない限り、公知のどのようなものでも使用できる。
【0048】
【実施例】
次に本発明の実施例および比較例を詳述する。
【0049】
[実施例1]
低密度ポリエチレン(メルトインデックス150)80重量部に、二酸化チタン20重量部をロールミルで混練し、白色の混合物を作製した。
【0050】
一方、低密度ポリエチレン(メルトインデックス150)81重量部に、カーボンブラック1重量部とマグネタイト18重量部とをロールミルで混練し、黒色の混練物を作製した。
【0051】
キャスト成形により、白色樹脂、黒色樹脂をそれぞれ厚さ20μmのシートにし、加熱および加圧しながら、シート同士を融着させることで2色を積層したシートを作製した。
【0052】
この樹脂積層シートを、樹脂片載置用シートとしての粘着フィルム:リバアルファNo.3195MS(日東電工製)に、図3(a)に示すように圧着し、図3(b)に示すように、回転刃により、70×70μmの大きさに切断した。この粘着フィルムを、図3(c)に示すように、130℃の信越化学製フェニルメチルシリコーンオイルKF−54中に浸漬し、樹脂片をはく離し、回収した。
【0053】
この樹脂片をこのオイルとともに、図3(d)に示すように、180℃のフェニルメチルシリコーンオイルKF−54と混合し、平均粒径70μmの回転粒子を作製した。
【0054】
粘着フィルムを使わないときと比べ、粒子同士の融着、マーブル状の粒子の数は、減少し、粒子の収率が50%から70%に向上した。
【0055】
なお、本例では、130℃と180℃との二段階の加熱を行ったが、場合によっては、同一温度で、樹脂片の剥離と球状化とを同時にあるいは平行して行うことが可能である場合もある。
【0056】
また、本例では、樹脂片載置用シートが粘着層6と樹脂片載置用ベースシート7との積層シートとなっており、樹脂積層シートと切断時に粘着層6も切断されたが、樹脂片の剥離時には、粘着層6は樹脂片載置用ベースシート7上に残った。
【0057】
樹脂片の剥離時に粘着層6が樹脂片載置用ベースシート7から剥がれる場合には、回転粒子形成までの過程で、溶解等の手段により除去するか、除去せず放置しても、シート型表示装置の機能に影響を与えない材質のものを使用することが必要であろう。
【0058】
なお、上記に開示した内容から、下記の付記に示した発明が導き出せる。
【0059】
(付記1) 色の異なる少なくとも2つの表面領域を有する回転粒子とそのまわりにある透光性液体を充填した空隙とを分散させたシート中で、当該回転粒子を回転させることにより表示を行うシート型表示装置に使用する回転粒子の製造方法であって、
樹脂片載置用シート上に、色の異なる樹脂が互いに接して並んでなる樹脂片を形成する第1のステップと、
当該樹脂片載置用シートと樹脂片との間の付着力を低下させる第2のステップと、
当該樹脂片載置用シートから樹脂片をはく離する第3のステップと、
当該樹脂片を加熱し球状にして、回転粒子を形成する第4のステップと
を含む回転粒子の製造方法。
【0060】
(付記2) 前記色の異なる樹脂が互いに接して並んでなる樹脂片が、積層されたシートの切断物、積層されたストランドの切断物、積層された微小成形物からなる群のいずれかよりなる、付記1に記載の回転粒子の製造方法。
【0061】
(付記3) 前記色の異なる樹脂が互いに接して並んでなる樹脂片が、樹脂片載置用シート面に対し横に互いに接して並んだストランドの切断物と樹脂片載置用シート面に対し横に互いに接して並んだ微小成形物とのいずれかよりなる、付記1に記載の回転粒子の製造方法。
【0062】
(付記4) 前記樹脂片載置用シートと樹脂片との間の付着力が加熱により低下するものである、付記1〜3のいずれかに記載の回転粒子の製造方法。
【0063】
(付記5) 前記樹脂片載置用シートと樹脂片との間の付着力が加熱により低下するものであり、
第2のステップで前記樹脂片載置用シートと樹脂片との間の付着力を加熱により低下させ、
第2のステップと第3のステップと第4のステップとを、連続的にまたは平行して行う、付記1〜3のいずれかに記載の回転粒子の製造方法。
【0064】
(付記6) シリコーンオイル中での加熱により、第2のステップと第3のステップと第4のステップとを行う、付記4または5に記載の回転粒子の製造方法。
【0065】
(付記7) 付記1〜6のいずれかに記載の回転粒子の製造方法によって製造された回転粒子を使用してなるシート型表示装置。
【0066】
【発明の効果】
本発明の回転粒子方法により、切断、加熱、球形化に伴う粒子の損失や粒径のばらつきを低減し、回転粒子を製造する際の収率の向上とシート型表示装置の表示におけるコントラストの改善とを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】回転粒子を用いたシート型表示装置のモデル的断面図である。
【図2】電界の印加により、回転する粒子の観察図である。(a)は電界印加前、(b)は電界印加中、(c)は電圧印加後を表す。
【図3】実施例1の回転粒子作製の工程を示したモデル図である。(a)は樹脂積層シートが樹脂片載置用シートに圧着された様子、(b)は回転刃により切断された樹脂片の様子、(c)は樹脂片のはく離の様子、(d)は球形化の様子を示す。
【符号の説明】
1 回転粒子
2 空隙
3 シート
4 白色樹脂
5 黒色樹脂
6 粘着層
7 樹脂片載置用ベースシート
【発明の属する技術分野】
本発明は、色と帯電特性等の電気的特性との双方が異なる回転粒子を電界の印加により回転あるいは停止させることで、表示を行うシート型表示装置に用いる回転粒子の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子ペーパ、ペーパーライクディスプレイ、デジタルペーパなどと呼ばれ、電界により光学的吸収や光学的反射を変化させて、像表示を行う表示装置が提案されている。
【0003】
電界により光学的吸収や光学的反射を変化する素子としては、色と電気的特性との双方が異なる半球を合わせた回転粒子を絶縁性液体とともに内包したマイクロカプセル、特開平01−086116号公報に記載のように電気泳動粒子を分散させた溶媒を着色し、この溶媒を内包したマイクロカプセル、2色性色素とスメクチック液晶を含む液晶/高分子複合膜などがある。これらの方法では、メモリ性を有し、電源が無くても像情報を保持でき、反射型表示装置であるため、紙の代替として期待されており、また素子を電極のあるPETフィルム上に塗布すればよいので、薄くて、軽く、曲げることが可能なシート型表示装置である。
【0004】
特に、米国特許第4,126,854号、および第4,143,103号の各明細書に記載されている、回転粒子の半球ずつを異なる色と帯電特性に分けたものを用いる表示媒体は、他の方式に比べ、優れたコントラスト特性を示すディスプレイとして知られている。
【0005】
図1は、このような表示媒体における、回転粒子1としての回転粒子をシート3中の空隙2に保持した様子を表す。回転粒子1上の2つの領域は互いに色が異なることを表す。図1は本願発明に係る表示媒体であるシート型表示装置の表示機能をモデル的に説明するためにも使用することができる。
【0006】
図2は、図1の回転粒子1が空隙2中で、上に向かって泳動しつつ、回転する様子を示す。(a)は回転前、(b)は回転中、(c)は回転完了時を表す。
【0007】
また、粒子を4色または3色などに塗り分けた多色化にも対応した粒子も提案されている。
【0008】
なお、本願発明で回転という場合はこのような回転に伴う泳動動作がある場合も含むものである。
【0009】
このような回転粒子の製造方法および材料としては、(1)米国特許第5,262,908号記載の、カルナバワックス、カーボンブラック、酸化チタンを材料として、色の異なる2種類の溶融したワックス粒子を結合させ、表面張力により球形したのち固化させる方法、(2)特開平11−85067号公報、特開平11−85068号公報記載の、ガラスあるいは樹脂製の光透過性の粒子の表面に、金属、カーボンブラック、硫化アンチモンなどを蒸着、塗布する方法、(3)特開平11−85069号公報、特開平11−161206号公報記載の、材料として酸化亜鉛を、発色剤としてトナーを使用する感光材料からなる粒子を用い、露光、現像、定着処理により発色させる方法、たとえば親水性高分子に発色剤としてハロゲン化銀を添加したものなどが提案されている。
【0010】
また、たとえば樹脂を用いた場合には、ローラやプレス機により2色の着色樹脂を貼り合わせた圧延シートを作製したのち、粉砕し、熱風による加熱処理により、粒子を製造する方法が特開平01−282589号公報で提案されている。
【0011】
さらに、粒径のばらつきを低減するために、2色の樹脂を積層したシートを切断する方法が、特開平2002−122893号公報で提案されている。この方法では、樹脂積層シートをPETフィルムやポリイミドフィルムなどの樹脂片載置用シートに接着や圧着したのち、回転刃などにより切断して樹脂片を作製し、加熱、溶融することで回転粒子を作製する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
回転粒子を用いたシート型表示装置では、粒径のばらつきが回転の不一致の原因となりコントラストが低下する。
【0013】
また、樹脂積層シートを樹脂片載置用シート上に載せ、樹脂積層シートを切断する方法では、樹脂積層シートの樹脂片載置用シートへの付着が不十分であると、樹脂積層シートが浮き上がった部分が生じることがあり、そのような部分では切断が不十分になり、粒子片が連結したものが得られる場合がある。あるいは樹脂片の大きさや形状がばらつき、回転粒子のばらつきの原因となる。
【0014】
一方、付着力が大き過ぎると樹脂片載置用シートから樹脂片を回収する工程でのロスが多くなる。すなわち、回収工程で、樹脂片載置用シートから樹脂片をはがすのにブレードを使用するため、ブレードによる樹脂片の変形、破砕などによる粒径や形状のばらつきが発生するなどの問題があった。
【0015】
さらに、切断が不十分な場合には、樹脂片を加熱、溶融して粒子を製造する工程において、複数の樹脂片が凝集し、粒径がばらつき、色の異なる領域が混ざり合った渦状の模様(マーブル状の模様)を持つ、電圧を印加しても回転しない粒子が発生するなどの問題があった。
【0016】
本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、回転粒子の収率を向上させ、シート型表示装置の表示におけるコントラストを改善することを目的とする。
【0017】
本発明のさらに他の目的および利点は、以下の説明から明らかになるであろう。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様によれば、色の異なる少なくとも2つの表面領域を有する回転粒子とそのまわりにある透光性液体を充填した空隙とを分散させたシート中で、当該回転粒子を回転させることにより表示を行うシート型表示装置に使用する回転粒子の製造方法であって、樹脂片載置用シート上に、色の異なる樹脂が互いに接して並んでなる樹脂片を形成する第1のステップと、当該樹脂片載置用シートと樹脂片との間の付着力を低下させる第2のステップと、当該樹脂片載置用シートから樹脂片をはく離する第3のステップと、当該樹脂片を加熱し球状にして、回転粒子を形成する第4のステップとを含む回転粒子の製造方法が提供される。
【0019】
色の異なる樹脂が互いに接して並んでなる樹脂片が、積層されたシートの切断物、積層されたストランドの切断物、積層された微小成形物からなる群のいずれかよりなるか、樹脂片載置用シート面に対し横に互いに接して並んだストランドの切断物と樹脂片載置用シート面に対し横に互いに接して並んだ微小成形物とのいずれかよりなることが好ましい。
【0020】
樹脂片載置用シートと樹脂片との間の付着力が加熱により低下するものであり、樹脂片載置用シートと樹脂片との間の付着力を加熱により低下させ、第2のステップと第3のステップと第4のステップとを、連続的にまたは平行して行うことが好ましい。加熱のための媒体としては、シリコーンオイルが好ましい。
【0021】
以上のような本発明の態様により、回転粒子の製造の際に、切断、加熱、球形化に伴う粒子の損失や粒径のばらつきを低減し、回転粒子の収率を向上させ、とシート型表示装置の表示におけるコントラストを改善することが可能となる。
【0022】
なお、以下に説明する発明の実施の形態や図面の中で、本発明の更なる特徴が明らかにされる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図、実施例等を使用して説明する。なお、これらの図、実施例等および説明は本発明を例示するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。本発明の趣旨に合致する限り他の実施の形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。
【0024】
本発明では、何らかの手段により、あとから樹脂との付着力を低下させることのできる樹脂片載置用シート上に、たとえば、相異なる色を有する樹脂の層を積層した樹脂シートを付着させ、切断等により、樹脂片載置用シート上で樹脂片となす等の手段により、樹脂片載置用シート上に樹脂片が付着した状態となし、これを樹脂片載置用シートからはく離し、加熱等により球形化することで、回転粒子を製造する。樹脂片載置用シート上で直接樹脂片を成形してもよい。
【0025】
樹脂に対し高い付着性を樹脂片載置用シートに持たせることで、この樹脂片載置用シート上でシート状やストランド状の樹脂を切断し、樹脂片を形成する場合には、樹脂が浮き上がらず、正常な切断を容易に実現できる。
【0026】
一方、あとで、樹脂片載置用シートの付着力を低下させ、はく離性を持たせることで、樹脂片が樹脂片載置用シートから容易に離れ、樹脂片の回収ロスが減少し、樹脂片の変形、破砕などによる粒径や形状のばらつきが低下する。
【0027】
なお、樹脂片載置用シート上でシート状やストランド状の樹脂を載置せず、樹脂片載置用シート上に直接樹脂片を成形する場合は、樹脂片同士の間隔を自由に設定できるので、樹脂片の回収ロスの減少し、樹脂片の粒径や形状のばらつきの低下がより容易である場合が多い。
【0028】
そして、これらのことが回転粒子の形状や粒径のばらつきの減少につながり、結果として、シート型表示装置に使用した場合コントラストが改善される。
【0029】
これに使用できる樹脂片載置用シートとしては、樹脂との付着力を有し、何らかの手段により、あとから樹脂との付着力を低下させることのできるものであり、本発明の趣旨に合致する限り公知のどのようなものでもよい。樹脂片載置用シートはシートの全体がこの機能を有していてもよいが、このような機能有する層とシートとしての機械的強度を与えるためのベース層との積層シートであってもよい。
【0030】
たとえば、一般的に剥離性を有する粘着フィルムとして、加熱により粘着層から分解ガスを発生する粘着フィルム(特公昭50−13878号公報)、粘着層のカプセルを発泡させる方法(特公昭56−61468号公報)、粘着層を架橋させる方法、あるいは紫外線照射(特開昭60−196956号公報)、電子線照射(特開平2−187478号公報)により粘着層を硬化させる方法、−30℃まで冷却する方法等により、粘着力を低下させる方法等がシリコーンウエハーの切断用として知られている。
【0031】
また、これらの場合にベース層として使用できる素材としては、(1)ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリビニルエーテル、ポリスルホン、エチレン/酢酸ビニル共重合体、エチレン/アクリル酸エステル共重合体、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド、フェノール樹脂などや、(2)アクリル酸、アクリル酸グリシジル、アクリル酸イソシアネートエチル、アクリル酸アミノエチル、メタクリル酸、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸イソシアネートエチル、メタクリル酸アミノエチル、酢酸ビニル、スチレンなどのモノマーと重合開始剤とからの重合体などを例示できる。
【0032】
積層した樹脂片を形成し、樹脂片載置用シート上に付着させる方法としては、色の異なる樹脂の積層されたシートを樹脂片載置用シートに圧着し、切断する方法が挙げられる。この場合、積層されたシートを樹脂片載置用シートに圧着する代わりに、1層ごとのシートを樹脂片載置用シート上に積層してもよい。
【0033】
色の異なる樹脂が積層されたストランドを樹脂片載置用シートに圧着してもよい。このストランドは複数本樹脂片載置用シート上に並べれば、樹脂片載置用シートの横方向(トランスバース方向)に切断することにより、その複数本のストランドを同時に樹脂片とすることができる。
【0034】
さらに、液状の樹脂を樹脂片載置用シート上に押し出して直接成形して単層の樹脂片を成形し、この樹脂片上に他の液状の樹脂を押し出して直接成形して積層された樹脂片を成形することも可能である。
【0035】
なお、樹脂片載置用シート上にストランドを載置したり、樹脂片を直接成形する場合は、積層されたもの以外に、色の異なる樹脂が、樹脂片載置用シート面に対し横に互いに接して並んでいるようにしてもよい。どのような配置であれ、樹脂片載置用シート上に、色の異なる樹脂が互いに接して並んでいれば、積層と同様に色の異なる表面領域を回転粒子上に形成できるからである。
【0036】
樹脂積層シートやストランドの作製方法としては、色の異なる樹脂を積層しつつキャスト成形し、圧延などで積層シートを作製したり、キャスト成形、圧延などで単層シートを作製し、熱融着する方法等が挙げられる。樹脂積層シートやストランドの圧着方法としては、ローラやプレスなどの機器を用いてもよい。圧着しなくても積層が十分強固である場合は、圧着を省いてもよい。
【0037】
また、樹脂片載置用シート上に単層シートを積層する方法としては、キャスト、スプレーコート、ディップコート、ブレードコートなどの方法により、液状の樹脂を樹脂片載置用シートに塗布したのち乾燥する方法などが挙げられる。また、樹脂積層シートやストランドを切断する方法としては、金属刃、ワイヤー、レーザーなどの公知の方法を用いることができる。
【0038】
さらに、樹脂片載置用シート上に樹脂片を成形する方法としては、液状の樹脂をインクジェット法などで滴下し、乾燥する方法や、樹脂を直接樹脂片載置用シート上に押し出し、あるいは射出して成形する方法が用いられる。
【0039】
樹脂シート、樹脂ストランド、樹脂片に用いられる樹脂材料や着色剤材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル、ナイロンなどの公知の熱可塑性樹脂や二酸化チタン、二酸化ケイ素、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、アルミナなどの白色顔料、カーボンブラック、マグネタイトなどの黒色顔料、フタロシアニン顔料、アゾ顔料、キナクリドン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料などの公知の着色顔料や、酸性染料、塩基性染料、反応染料、直接染料、分散染料などの公知の染料が挙げられる。なお、樹脂を液状にするには、アルコール、ケトン、炭化水素、ハロゲン化炭化水素などの有機溶媒に、可溶性を有するポリスチレン、アクリル、ポリエステルなどの樹脂、顔料、染料などともに溶解する方法を挙げることができる。あるいは、重合開始剤、染料や顔料を溶解したモノマーを用いてもよい。モノマーを樹脂片載置用シートに塗布したのち、加熱や紫外線照射により重合反応を行い、シートを作製することができる。
【0040】
樹脂片載置用シート上に樹脂片を形成したのち、当該樹脂片載置用シートと樹脂片との間の付着力を低下させ、剥離するには、加熱、冷却、紫外線照射、電子線照射などを利用することができる。
【0041】
樹脂片はこののち、加熱により球形化処理を行う。加熱方法としては、熱風処理や、水、シリコーンオイル等で加熱する方法が挙げられる。樹脂片を熱風に当てたり、水やシリコーンオイルに浸漬することで、樹脂が溶融し、表面張力により球状になる。
【0042】
従って、加熱により付着力が低減する樹脂片載置用シートを用いると、樹脂片の回収、および球形化を、連続的に、または平行して行うことが可能であり、樹脂片同士の凝集を防止し、消費エネルギーを低減でき、プロセスを簡略化できるため有利である。
【0043】
さらに、熱媒体として、シリコーンオイルを用いると、樹脂片の回収および球形化を、連続的にまたは平行して行うことが可能であるとともに、樹脂片に均一に熱の伝達でき、真球度の高い粒子の作製と、シリコーンオイルによる離型作用と粘性抵抗とによる粒子同士の凝集防止が実現できる。
【0044】
シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、フェニルメチルシリコーンオイルなどの公知のオイルを用いることができ、その動粘度は100〜1000cstの範囲にあることが望ましい。
【0045】
このようにして得られた球状の粒子をろ過、沈殿、遠心分離等により、回収し、洗浄、乾燥させることで、回転粒子が得られる。
【0046】
この回転粒子と透明な絶縁性液体とを、たとえばシリコーンゴムよりなるシート内部の空隙に充填することで、表示装置を形成できる。回転粒子の周りに透明な絶縁性性液体を充填する方法としては、(1)米国特許第4,143,103号に記載の硬化前のシリコーンゴムに回転粒子を分散、硬化したのち、シリコーンオイルによりシリコーンゴムを膨潤する方法、(2)「A Newly Developed Electrical Twisting Ball Display」,M.Saitoh et. al.: Proc. of SID,Vol23/4.1982に記載の、回転粒子をトルエン可溶性の樹脂で被覆し、ポリビニルアルコールに分散、硬化したのち、トルエンに浸す方法、(3)特開平8−234686号公報に記載の界面重合を用いて、誘電性液体と回転粒子とを樹脂膜で覆い、マイクロカプセルを形成し、このマイクロカプセルを透明な樹脂中に分散する方法が挙げられる。
【0047】
なお、本発明において、回転粒子とそのまわりにある透光性液体を充填した空隙とを分散させたシートの材質としては、本発明の趣旨に反しない限り、公知のどのようなものでも使用できる。
【0048】
【実施例】
次に本発明の実施例および比較例を詳述する。
【0049】
[実施例1]
低密度ポリエチレン(メルトインデックス150)80重量部に、二酸化チタン20重量部をロールミルで混練し、白色の混合物を作製した。
【0050】
一方、低密度ポリエチレン(メルトインデックス150)81重量部に、カーボンブラック1重量部とマグネタイト18重量部とをロールミルで混練し、黒色の混練物を作製した。
【0051】
キャスト成形により、白色樹脂、黒色樹脂をそれぞれ厚さ20μmのシートにし、加熱および加圧しながら、シート同士を融着させることで2色を積層したシートを作製した。
【0052】
この樹脂積層シートを、樹脂片載置用シートとしての粘着フィルム:リバアルファNo.3195MS(日東電工製)に、図3(a)に示すように圧着し、図3(b)に示すように、回転刃により、70×70μmの大きさに切断した。この粘着フィルムを、図3(c)に示すように、130℃の信越化学製フェニルメチルシリコーンオイルKF−54中に浸漬し、樹脂片をはく離し、回収した。
【0053】
この樹脂片をこのオイルとともに、図3(d)に示すように、180℃のフェニルメチルシリコーンオイルKF−54と混合し、平均粒径70μmの回転粒子を作製した。
【0054】
粘着フィルムを使わないときと比べ、粒子同士の融着、マーブル状の粒子の数は、減少し、粒子の収率が50%から70%に向上した。
【0055】
なお、本例では、130℃と180℃との二段階の加熱を行ったが、場合によっては、同一温度で、樹脂片の剥離と球状化とを同時にあるいは平行して行うことが可能である場合もある。
【0056】
また、本例では、樹脂片載置用シートが粘着層6と樹脂片載置用ベースシート7との積層シートとなっており、樹脂積層シートと切断時に粘着層6も切断されたが、樹脂片の剥離時には、粘着層6は樹脂片載置用ベースシート7上に残った。
【0057】
樹脂片の剥離時に粘着層6が樹脂片載置用ベースシート7から剥がれる場合には、回転粒子形成までの過程で、溶解等の手段により除去するか、除去せず放置しても、シート型表示装置の機能に影響を与えない材質のものを使用することが必要であろう。
【0058】
なお、上記に開示した内容から、下記の付記に示した発明が導き出せる。
【0059】
(付記1) 色の異なる少なくとも2つの表面領域を有する回転粒子とそのまわりにある透光性液体を充填した空隙とを分散させたシート中で、当該回転粒子を回転させることにより表示を行うシート型表示装置に使用する回転粒子の製造方法であって、
樹脂片載置用シート上に、色の異なる樹脂が互いに接して並んでなる樹脂片を形成する第1のステップと、
当該樹脂片載置用シートと樹脂片との間の付着力を低下させる第2のステップと、
当該樹脂片載置用シートから樹脂片をはく離する第3のステップと、
当該樹脂片を加熱し球状にして、回転粒子を形成する第4のステップと
を含む回転粒子の製造方法。
【0060】
(付記2) 前記色の異なる樹脂が互いに接して並んでなる樹脂片が、積層されたシートの切断物、積層されたストランドの切断物、積層された微小成形物からなる群のいずれかよりなる、付記1に記載の回転粒子の製造方法。
【0061】
(付記3) 前記色の異なる樹脂が互いに接して並んでなる樹脂片が、樹脂片載置用シート面に対し横に互いに接して並んだストランドの切断物と樹脂片載置用シート面に対し横に互いに接して並んだ微小成形物とのいずれかよりなる、付記1に記載の回転粒子の製造方法。
【0062】
(付記4) 前記樹脂片載置用シートと樹脂片との間の付着力が加熱により低下するものである、付記1〜3のいずれかに記載の回転粒子の製造方法。
【0063】
(付記5) 前記樹脂片載置用シートと樹脂片との間の付着力が加熱により低下するものであり、
第2のステップで前記樹脂片載置用シートと樹脂片との間の付着力を加熱により低下させ、
第2のステップと第3のステップと第4のステップとを、連続的にまたは平行して行う、付記1〜3のいずれかに記載の回転粒子の製造方法。
【0064】
(付記6) シリコーンオイル中での加熱により、第2のステップと第3のステップと第4のステップとを行う、付記4または5に記載の回転粒子の製造方法。
【0065】
(付記7) 付記1〜6のいずれかに記載の回転粒子の製造方法によって製造された回転粒子を使用してなるシート型表示装置。
【0066】
【発明の効果】
本発明の回転粒子方法により、切断、加熱、球形化に伴う粒子の損失や粒径のばらつきを低減し、回転粒子を製造する際の収率の向上とシート型表示装置の表示におけるコントラストの改善とを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】回転粒子を用いたシート型表示装置のモデル的断面図である。
【図2】電界の印加により、回転する粒子の観察図である。(a)は電界印加前、(b)は電界印加中、(c)は電圧印加後を表す。
【図3】実施例1の回転粒子作製の工程を示したモデル図である。(a)は樹脂積層シートが樹脂片載置用シートに圧着された様子、(b)は回転刃により切断された樹脂片の様子、(c)は樹脂片のはく離の様子、(d)は球形化の様子を示す。
【符号の説明】
1 回転粒子
2 空隙
3 シート
4 白色樹脂
5 黒色樹脂
6 粘着層
7 樹脂片載置用ベースシート
Claims (5)
- 色の異なる少なくとも2つの表面領域を有する回転粒子とそのまわりにある透光性液体を充填した空隙とを分散させたシート中で、当該回転粒子を回転させることにより表示を行うシート型表示装置に使用する回転粒子の製造方法であって、
樹脂片載置用シート上に、色の異なる樹脂が互いに接して並んでなる樹脂片を形成する第1のステップと、
当該樹脂片載置用シートと樹脂片との間の付着力を低下させる第2のステップと、
当該樹脂片載置用シートから樹脂片をはく離する第3のステップと、
当該樹脂片を加熱し球状にして、回転粒子を形成する第4のステップと
を含む回転粒子の製造方法。 - 前記色の異なる樹脂が互いに接して並んでなる樹脂片が、積層されたシートの切断物、積層されたストランドの切断物、積層された微小成形物からなる群のいずれかよりなる、請求項1に記載の回転粒子の製造方法。
- 前記色の異なる樹脂が互いに接して並んでなる樹脂片が、樹脂片載置用シート面に対し横に互いに接して並んだストランドの切断物と樹脂片載置用シート面に対し横に互いに接して並んだ微小成形物とのいずれかよりなる、請求項1に記載の回転粒子の製造方法。
- 前記樹脂片載置用シートと樹脂片との間の付着力が加熱により低下するものであり、
第2のステップで前記樹脂片載置用シートと樹脂片との間の付着力を加熱により低下させ、
第2のステップと第3のステップと第4のステップとを、連続的にまたは平行して行う、請求項1〜3のいずれかに記載の回転粒子の製造方法。 - シリコーンオイル中での加熱により、第2のステップと第3のステップと第4のステップとを行う、請求項4に記載の回転粒子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002240744A JP2004077994A (ja) | 2002-08-21 | 2002-08-21 | 回転粒子の製造方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5709268B2 (ja) * | 2010-01-27 | 2015-04-30 | 国立大学法人 新潟大学 | 異質表面を有する複合微粒子の製造方法 |
-
2002
- 2002-08-21 JP JP2002240744A patent/JP2004077994A/ja not_active Withdrawn
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