【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電力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板を備える画像表示装置に関し、特に、駆動電圧の低下が達成できる画像表示装置に関するものである。
【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。
【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。（例えば、非特許文献１参照）。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。
【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、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。この方式は、電荷輸送層、更には電荷発生層を配置するための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。
【０００５】
【非特許文献１】
趙 国来、外３名、“新しいトナーディスプレイデバイス（Ｉ）”、１９９９年７月２１日、日本画像学会年次大会（通算８３回）“Japan Hardcopy’99”、p.249-252
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上の問題を解消するために、乾式で応答速度が速く、単純な構造で、安価かつ、安定性に優れる画像表示装置として、透明基板および対向基板の間に、色及び帯電特性の異なる少なくとも２種類の粒子を封入し、電位の異なる２種類の電極から粒子に電界を与えて粒子を移動させ画像を表示する画像表示板を備える画像表示装置が知られている。
【０００７】
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合う力、電極板との電気影像力、分子間力、さらには液架橋力、重力などが考えられる。それらの総合的な力が上回った際に粒子自身の飛翔が起こることとなる。このために、従来の画像表示装置では、駆動の際には強い電界を発生させる必要があり、それに耐えうる電気回路の設計が必要となるため汎用の電子材料が使用できないなどの問題があった。また、ここで用いる２種類の粒子は帯電特性が異なるために両者間にはクーロン力が働き、２種類の粒子が混在した場合には両者が凝集塊を形成してしまう。この凝集塊を解くためにはさらに大きな電界が必要とされ、上記電子材料の制限の問題をさらに拡大させる結果となっていた。
【０００８】
本発明の目的は上述した課題を解消して、乾式で応答速度が速く、単純な構造で、安価かつ、安定性に優れる画像表示装置において、さらに、凝集塊の発生を大幅に抑制でき、その結果駆動電圧の低下を達成することができる画像表示装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像表示装置は、透明基板および対向基板の間に、色及び帯電特性の異なる２種類の粒子を封入し、極性の異なる２種類の電極から粒子に電界を与えて粒子を飛翔移動させ画像を表示する画像表示板を備える画像表示装置であって、用いる粒子の一部の表面が帯電特性の異なる物質で構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明では、用いる粒子の一部の表面を帯電特性の異なる物質で構成することで、凝集塊の発生を大幅に抑制でき、その結果駆動電圧の低下を達成することができる。ここで、画像表示装置としての性能を確保するためには、電界による電極板間移動に必要な粒子１粒における総電荷量と、電界を解除した場合にも電極板に付着しつづける、すなわち、メモリー効果を発現できるに十分な鏡像力を併せ持てば良い。検討の結果、それを達成するためには粒子表面全体に均一に電荷が存在する必要はなく、表面の一部に電荷が偏在している場合においても十分に効果が発現できることを見出した。さらに、粒子の一部に電荷が偏在した場合には、その部分の帯電特性が異なる２種類の粒子を混在させた場合でも、異極性部分が接触する確率が減少することによって、凝集を大幅に抑制することができる。また、全体が均一に電荷を帯びている状態に比べて、偏在する電荷量、あるいは偏在する表面積を制御することで、鏡像力はメモリー効果を損なわない程度に低く抑えることができる。これらの理由により、従来から課題であった駆動電圧の低下を達成することができる。
【００１１】
本発明の好適例としては、粒子において、帯電特性の異なる部分が１部分に偏在していること、粒子全体の表面積Ｓ１と帯電特性の異なる部分の表面積Ｓ２がＳ２／Ｓ１≦５０％であること、および、粒子の表面電荷密度に対して帯電特性の異なる物質の表面電荷密度の方が高いこと、がある。いずれの場合も本発明をより好適に実施することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の画像表示装置における基本的な構成について説明する。図１（ａ）は本発明の可逆画像表示装置において、対向する透明基板１と対向基板２との間に負帯電性粒子５及び正帯電性粒子を配置した状態を示す。この状態のものに、電源により表示電極３側が低電位、対向電極４側が高電位となるように電圧を印加すると、図１（ｂ）に示すようにクーロン力によって、正帯電性粒子６は表示電極３側に飛翔移動し、負帯電性粒子５は対向電極４側に飛翔移動する。この場合、透明基板１側から見る表示面は正帯電性粒子６の色に見える。次に電源の極性を切り替えて、表示電極３が高電位、対向電極４が低電位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によって、負帯電性粒子５は表示電極３に飛翔移動し、正帯電性粒子６は対向電極４の側に飛翔移動する。この場合、透明基板１側から見る表示面は負帯電性粒子５の色に見える。
【００１３】
図１（ｂ）と図１（ｃ）の間は電源の極性を反転するだけで繰り返し表示することができ、このように電源の極性を反転することで可逆的に色を変化させることができる。例えば、負帯電性粒子５を白色とし、正帯電性粒子６を黒色とするか、負帯電性粒子５を黒色とし、正帯電性粒子６を白色とすると、表示は白色と黒色間の可逆表示となる。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。
【００１４】
本発明の画像表示装置の特徴は、用いる粒子の一部の表面を帯電特性の異なる物質で構成することである。そして、好ましい態様としては、粒子において、帯電特性の異なる部分が１部分に偏在していること、粒子全体の表面積Ｓ１と帯電特性の異なる部分の表面積Ｓ２がＳ２／Ｓ１＜５０％であること、および、粒子の表面電荷密度に対して帯電特性の異なる物質の表面電荷密度の方が高いことでである。
【００１５】
電荷を偏在させる手法としては、例えば、帯電電荷を保持しやすい異種物質を溶液状として、平板上にディッピング法、パーコータ法、スピンコータ法などにより薄層形成し、その基板上に粒子層を１層形成した後に乾燥させ、粒子のみを取り出す方法が挙げられる。その後、付着させた物質の種類によっては加熱処理をして架橋させることにより、粒子表面に固定化しても良い。粒子層を平板上に１層形成する手法としては、平板の上部より使用する粒子を散布し、重力による自由落下によって平板上に粒子層を形成させる方法が好適である。この際に、均一な処理を行うために粒子は１層形成させることが好ましい。
【００１６】
あるいは、あらかじめ粒子を均一に平板上に配列させ、その平板を用いて蒸着法により粒子の一部だけに電荷保持しやすい異種物質を付着させることもできる。この粒子の層が形成された平板を、蒸着器の中に異種物質となる蒸着ターゲットと対向して設置し、通常の方法で蒸着操作を行えば、平板上に形成された粒子の上面のみに蒸着物質を形成することができる。
【００１７】
帯電電荷を帯びやすい保持しやすい異種物質としては、樹脂そのものの帯電性を利用したもの、例えば、正帯電性樹脂としては、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、ナイロン樹脂、アクリル樹脂など、負帯電性樹脂としては、フッ素樹脂、スチレン樹脂など、を用いても良いが、汎用の樹脂に荷電制御剤を混入させて安定的に帯電電荷を保持させることも好適である。
【００１８】
以下、本発明の画像表示装置を構成する各部材について詳細に説明する。
基板については、少なくとも一方の基板は装置外側から粒子の色が確認できる透明基板１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。対向基板２は透明でも不透明でもかまわない。基板の可撓性の有無は用途により適宜選択され、例えば、電子ペーパー等の用途には可撓性のある材料、携帯電話、ＰＤＡ、ノートパソコン類の携帯機器表示等の用途には可撓性のな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、２μｍ〜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し、特に、電子ペーパー用途の場合にはフレキシビリティー性に欠ける。
【００１９】
電極については、図１に示す例では電位の異なる２種類の電極である表示電極３及び対向電極４はいずれもが対向基板２の透明基板２と対向する側に具備されている。他の電極配置方法としては、図２のように表示電極３を透明基板１上に配置し、対向電極４を対向基板２に配置する方式もあるが、この場合、表示電極３として透明な電極が必要である。図１に示す例では、表示電極３と対向電極４の両者は不透明な電極で良いので、銅、アルミニウム等の安価で、かつ抵抗の低い金属電極が使用できる。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しても良い。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。
【００２０】
本発明の画像表示装置では、各図に示すような隔壁７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。
【００２１】
隔壁７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。
【００２２】
本発明の画像表示装置で表示のための粒子は、上述したように粒子の一部分のみに電荷を偏在させることのほか、負又は正帯電性の着色粒子で、クーロン力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。粒子には単一の色のものであり、白色又は黒色の粒子が好適に用いられる。粒子の平均粒子径は０．１〜５０μｍが好ましく、特に１〜３０μｍが好ましい。粒子径がこの範囲より小さい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。反対に粒子径がこの範囲より大きいと、追随性は良いが、メモリー性が悪くなる。
【００２３】
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。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、種類の異なる粒子との接触、経過時間に伴う電荷減衰に依存し、特に「種類の異なる粒子との接触」、すなわち２粒子間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。したがって、帯電量においてはこの２粒子間の帯電特性の差、すなわち仕事関数の差を知ることが重要であるが、これは簡易測定では難しい。
【００２４】
本発明者らは鋭意検討の結果、ブローオフ法において同じキャリヤを用いて、それぞれの粒子の帯電量測定を行うことにより相対的に評価できることを見出し、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。
【００２５】
測定方法は詳しくは後に述べるが、ブローオフ法によって、粒子とキャリヤ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の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。
【００２６】
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粒子の比重に無関係な表面電荷密度（単位：μC/m2）で評価するのが好ましいことが分かった。
【００２７】
そして、粒子間においてこの表面電荷密度の差が十分にある時、２種類の粒子はお互いの接触により異なる極性の帯電量を保持し、電界により移動する機能を保持するのである。
【００２８】
ここで、表面電荷密度は２粒子の帯電極性を異なるものにするためにある程度の差が必要であるが、大きいほどよいというものではない。粒子移動による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粒子の飛翔電界(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が低いほうがよいこととなる。また、粒子の粒子径が小さいときは分子間力・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ほうがよいこととなる。しかし、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はできない。
【００２９】
本発明者らは平均粒子径が0.1−50μmの粒子においては、同じ種類のキャリヤを用いてブローオフ法により測定した２種類の粒子の、表面電荷密度の差の絶対値が5μC/m2〜150μC/m2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。
【００３０】
ブローオフ測定原理及び方法は以下の通りである。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粉体とキャリヤの混合体を入れ、一端から高圧ガスを吹き込んで粉体とキャリヤとを分離し、網の目開きから粉体のみをブローオフ(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ヤに残る。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は充電される。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Q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。
【００３１】
ブローオフ粉体帯電量測定装置としては東芝ケミカル社製のTB-200を用いた。本発明ではキャリヤとして正帯電性・負帯電性の２種類のものを用い、それぞれの場合の単位表面積あたり電荷密度（単位：μC/ｍ２）を測定した。すなわち、正帯電性キャリヤ(相手を正に帯電させ自らは負になりやすいキャリヤ)としてはパウダーテック社製のF963-2535を、負帯電性キャリヤ(相手を負に帯電させ自らは正に帯電しやすいキャリヤ)としてはパウダーテック社製のF921-2535を用いた。
【００３２】
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。
【００３３】
また、本発明の画像表示装置における粒子は、以下の述べる方法で評価した電荷減衰の遅い粒子が更に好ましい。即ち、粒子を、別途、プレス、加熱溶融、キャストなどにより、厚み５〜１００μｍ範囲のフィルム状にして、そのフィルム表面と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、作製することが望ましい。
【００３４】
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ＣＲＴ２０００）により行なうことが出来る。この装置の場合は、前述したフィルム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２２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フィルムの表面と１ｍｍの間隔を持って対向配置し、上記の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。
【００３５】
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。
【００３６】
しかし、荷電制御剤などを添加したり、強帯電性樹脂を用いたりするなどして、粒子の帯電量を上げる必要はない。市販の低帯電量微粒子（例示すれば、ウレタン微粒子、フェノール微粒子など）も好適に用いられる。ただし、表示コントラストを十分に確保するために、２種類の粒子の色調、反射率を調整することが必要である。
【００３７】
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。
【００３８】
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ＧＴＲ、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。
【００３９】
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、ファーストスカイブルー、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。
【００４０】
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。
【００４１】
本発明の画像表示装置における透明基板１と対向基板２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３０〜５００μｍに調整される。
粒子充填量は、基板間の空間体積に対して、１０〜８０％、好ましくは１０〜７０％を占める体積になるように充填するのが良い。
【００４２】
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。白黒以外の任意の色表示をする場合は、粒子の色の組み合わせを適宜行えばよい。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板とするのが好ましい。
【００４３】
本発明の画像表示装置は、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、電子ブック、電子新聞などの電子ペーパー、看板、ポスター、黒板などの掲示板、電卓、家電製品の画像表示部などに用いられる。
【００４４】
【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。
実施例
以下の表１に示す通り、白色の負帯電性粒子と黒色の正帯電性粒子を準備した。白色の負帯電性粒子としては、ウレタン粒子であるパーノックス（大日本インキ製、ＣＦＢ２００Ｗ）を母粒子として用いた。黒色の正帯電性粒子としては、ウレタン粒子であるパーノックス（大日本インキ製、ＣＦＢ６２０Ｃ）を母粒子として用いた。これらの母粒子は、以下の表１に示す平均粒子径と表面電荷密度を有していた。
【００４５】
異種物質については、以下のＡ〜Ｄに示す方法で粒子に付着させた。Ａ：フッ素樹脂（ダイキン製、ルミフロンＬＦ２００）に荷電制御剤としてBontron E84(オリエント化学（株）製）を５％添加し、ＭＥＫ溶媒に３０％濃度として調整した。これをパーコーターで銅箔上に薄膜形成し、上述した手法で粒子表面の一部に付着させた。付着させることによって平均帯電量は増加していることから、母粒子より異種物質の方が表面電荷密度が高いと言える。Ｂ：アルキシド樹脂（大日本インキ製、Ｍ６４０２）とメラミン樹脂（大日本インキ製、Ｌ１４５）とを６：４で混ぜたものに、荷電制御剤としてBontron N21を５％添加し、ＭＥＫ溶媒に３０％濃度として調整した。その他の工程はＡと同じであった。Ｃ：Ａより荷電制御剤を抜いたものを調整した。Ｄ：Ｂより荷電制御剤を抜いたものを調整した。その際の粒子全体の表面積Ｓ１と帯電特性の異なる部分の表面積Ｓ２との比Ｓ２／Ｓ１を求めるとともに、処理粒子の平均帯電量を測定した。
【００４６】
準備した白色及び黒色粒子を、透明基板１と対向基板２の間に充填し、図２に示す構造の実施例１、２及び比較例１、２に係る画像表示装置を作製した。作製した画像表示装置の表示特性を調べるため、画像表示装置に対し、全面白表示時の画像濃度、全面黒表示時の画像濃度を測定するとともに、黒表示画像濃度−白表示画像濃度でのコントラストを求め、さらに、表示駆動電圧を測定した。表示駆動電圧は、電圧を印加していった際の最高白・黒表示値濃度に対して９０％濃度にいたる際の印加電圧の絶対値（Ｖ９０）として求めた。結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
表１の結果から、本発明に係る実施例１、２は比較例１、２に比べて、表示駆動電圧を大幅に低くできることがわかった。また、Ｓ２／Ｓ１の比については、５０％以下であると好ましいことがわかった。
【００４９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、用いる粒子の一部の表面を帯電特性の異なる物質で構成することで、凝集塊の発生を大幅に抑制でき、その結果駆動電圧の低下を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の画像表示装置における表示素子の一例とその表示作動原理を示す説明図である。
【図２】本発明の画像表示装置における表示素子の他の例として、表示電極を透明基板上に配置し、対向電極を対向基板に配置した場合を示す説明図である。
【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。
【符号の説明】
１ 透明基板
２ 対向基板
３ 表示電極
４ 対向電極
５ 負帯電性粒子
６ 正帯電性粒子
７ 隔壁
８ 絶縁体
２１ チャック
２２ スコロトロン放電器
２３ 表面電位計[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image display device provided with an image display plate capable of repeatedly displaying and erasing an image as particles fly using electrostatic force, and more particularly to an image display device capable of achieving a reduction in driving voltage.
[0002]
[Prior art]
As an image display device replacing a liquid crystal (LCD), an image display device (display) using a technology such as an electrophoresis 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 of their advantages such as obtaining a wide viewing angle close to ordinary printed matter, low power consumption, and having a memory function, as compared with LCDs. Therefore, it is expected to be applied to display for mobile terminals, electronic paper, and the like.
[0003]
Recently, an electrophoresis method has been proposed in which a dispersion liquid composed of dispersion particles and a coloring solution is microencapsulated and the dispersion liquid is disposed between opposing substrates. (For example, see Non-Patent Document 1) However, in the electrophoresis method, there is a problem that the response speed is slow due to the viscous resistance of the liquid because particles migrate in the liquid. In addition, since high specific gravity particles such as titanium oxide are dispersed in a low specific gravity solution, sedimentation is liable to occur, it is difficult to maintain the stability of the dispersed state, and the image repetition stability is poor. Even in the case of microencapsulation, the cell size is at the microcapsule level, and these defects are unlikely to appear, but the essential problem has not been solved at all.
[0004]
In contrast to the electrophoresis method using the behavior in a solution as described above, a method in which conductive particles and a charge transport layer are incorporated in a part of a substrate without using a solution has been proposed. This method has a problem that the structure for arranging the charge transport layer and further the charge generation layer becomes complicated, and it is difficult to constantly release the charges from the conductive particles, and thus the stability is lacking.
[0005]
[Non-patent document 1]
Kokurai Zhao and three others, “New Toner Display Device (I)”, July 21, 1999, Annual Meeting of the Imaging Society of Japan (83 times in total), “Japan Hardcopy '99”, p.249-252
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In order to solve the above-mentioned problems, as an image display device which is dry, has a high response speed, has a simple structure, is inexpensive, and has excellent stability, at least two images having different colors and charging characteristics are provided between a transparent substrate and a counter substrate. 2. Description of the Related Art There is known an image display device including an image display plate that encapsulates particles of different types and applies an electric field to the particles from two types of electrodes having different potentials to move the particles and display an image.
[0007]
Here, the force applied to the particles may be a force of attracting the particles by the Coulomb force, an electric image force with the electrode plate, an intermolecular force, a liquid bridging force, gravity, and the like. When these combined forces exceed, the particles themselves will fly. For this reason, in the conventional image display device, it is necessary to generate a strong electric field at the time of driving, and there is a problem that a general-purpose electronic material cannot be used because an electric circuit that can withstand the electric field needs to be designed. . Further, since the two types of particles used here have different charging characteristics, a Coulomb force acts between the two types of particles, and when the two types of particles are mixed, both form aggregates. In order to dissolve the aggregate, a larger electric field is required, which has further expanded the problem of the limitation of the electronic material.
[0008]
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, dry response speed is fast, with a simple structure, inexpensive, in an image display device excellent in stability, further, it is possible to significantly suppress the occurrence of agglomerates, As a result, it is an object of the present invention to provide an image display device capable of achieving a reduction in drive voltage.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The image display device of the present invention encapsulates two types of particles having different colors and charging characteristics between a transparent substrate and a counter substrate, and applies an electric field to the particles from two types of electrodes having different polarities to cause the particles to fly and move. An image display device provided with an image display plate for displaying an image, wherein a part of the surface of particles used is made of a substance having a different charging characteristic.
[0010]
In the present invention, by forming a part of the surface of the particles to be used with materials having different charging characteristics, the generation of agglomerates can be largely suppressed, and as a result, the driving voltage can be reduced. Here, in order to ensure the performance as an image display device, the total charge amount in one particle required for the movement between the electrode plates due to the electric field, and continue to adhere to the electrode plate even when the electric field is released, that is, What is necessary is just to have a sufficient mirror image power so that the memory effect can be exhibited. As a result of the study, it has been found that to achieve this, it is not necessary that charges are uniformly present on the entire surface of the particles, and that the effect can be sufficiently exhibited even when charges are unevenly distributed on a part of the surface. Furthermore, when charges are unevenly distributed on a part of the particles, even if two types of particles having different charging characteristics are mixed, the probability of contact between the different polarity parts is reduced, so that the aggregation is greatly reduced. Can be suppressed. Further, by controlling the amount of unevenly distributed charges or the unevenly distributed surface area as compared with a state where the whole is uniformly charged, the mirror image force can be suppressed to a level that does not impair the memory effect. For these reasons, it is possible to achieve a reduction in driving voltage, which has been a problem in the past.
[0011]
As preferred examples of the present invention, in the particles, portions having different charging characteristics are unevenly distributed in one portion, and the surface area S1 of the entire particles and the surface area S2 of the portions having different charging characteristics are S2 / S1 ≦ 50%. And the surface charge density of a substance having a different charging property is higher than the surface charge density of the particles. In any case, the present invention can be more suitably implemented.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, the basic configuration of the image display device of the present invention will be described. FIG. 1A shows a state in which negatively-chargeable particles 5 and positively-chargeable particles are arranged between the opposing transparent substrate 1 and opposing substrate 2 in the reversible image display device of the present invention. When a voltage is applied to this state by a power supply so that the display electrode 3 side has a low potential and the counter electrode 4 side has a high potential, the positively chargeable particles 6 are displayed by Coulomb force as shown in FIG. The negatively-chargeable particles 5 fly to the electrode 3 side and fly to the counter electrode 4 side. In this case, the display surface viewed from the transparent substrate 1 side looks like the color of the positively chargeable particles 6. Next, by switching the polarity of the power source and applying a voltage so that the display electrode 3 has a high potential and the counter electrode 4 has a low potential, as shown in FIG. The positively-chargeable particles 6 fly to the display electrode 3 and fly to the counter electrode 4 side. In this case, the display surface viewed from the transparent substrate 1 side looks like the color of the negatively-chargeable particles 5.
[0013]
1B and FIG. 1C can be repeatedly displayed only by inverting the polarity of the power supply, and the color can be reversibly changed by inverting the polarity of the power supply in this manner. . For example, if the negatively chargeable particles 5 are white and the positively chargeable particles 6 are black, or the negatively chargeable particles 5 are black and the positively chargeable particles 6 are white, the display is a reversible display between white and black. It becomes. In the method of the present invention, since each particle is in a state of being adhered to the electrode by the mirror image force, the display image is retained for a long time even after the power is turned off, and the memory retention is good.
[0014]
A feature of the image display device of the present invention is that a part of the surface of the particles used is made of a material having a different charging property. As a preferred embodiment, in the particles, portions having different charging characteristics are unevenly distributed in one portion, and the surface area S1 of the entire particles and the surface area S2 of the portions having different charging characteristics are S2 / S1 <50%. In addition, the surface charge density of a substance having a different charging property is higher than the surface charge density of the particles.
[0015]
As a method of unevenly distributing the electric charge, for example, a dissimilar substance which easily retains the electric charge is formed into a solution, a thin layer is formed on a flat plate by a dipping method, a per coater method, a spin coater method, etc., and one layer of the particle layer is formed on the substrate. After forming, it is dried and a method of taking out only the particles is mentioned. Thereafter, depending on the type of the attached substance, the substance may be immobilized on the particle surface by performing a heat treatment and crosslinking. As a method of forming one particle layer on a flat plate, a method of spraying particles to be used from the top of the flat plate and forming a particle layer on the flat plate by free fall by gravity is preferable. At this time, it is preferable to form one layer of particles in order to perform a uniform treatment.
[0016]
Alternatively, it is also possible to arrange the particles uniformly on a flat plate in advance and use the flat plate to attach a heterogeneous substance that easily retains electric charge to only a part of the particles by an evaporation method. The flat plate on which the layer of particles is formed is placed in a vaporizer in such a manner as to face a deposition target that is a different substance, and if a vapor deposition operation is performed by a normal method, only the upper surface of the particles formed on the flat plate is formed. A deposition material can be formed.
[0017]
As a heterogeneous substance that is easily charged and easily held, a substance utilizing the chargeability of the resin itself, for example, as a positively chargeable resin, a melamine resin, a guanamine resin, a nylon resin, an acrylic resin, or the like, as a negatively chargeable resin May be a fluororesin, a styrene resin, or the like, but it is also preferable to mix a charge control agent with a general-purpose resin to stably hold a charge.
[0018]
Hereinafter, each member constituting the image display device of the present invention will be described in detail.
As for the substrate, at least one of the substrates is a transparent substrate 1 in which the color of the particles can be confirmed from the outside of the apparatus, and a material having high visible light transmittance and good heat resistance is preferable. The opposite substrate 2 may be transparent or opaque. The presence or absence of the flexibility of the substrate is appropriately selected depending on the application. For example, a flexible material is used for electronic paper and the like, and a flexible material is used for applications such as portable telephones, PDAs, and notebook computers. Materials without slag are preferred. 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 2 μm to 5000 μm, and more preferably 5 μm to 1000 μm. If the thickness is too small, it is difficult to maintain the strength and the uniformity between the substrates. A decrease occurs, and particularly in the case of an electronic paper application, flexibility is lacking.
[0019]
As for the electrodes, in the example shown in FIG. 1, the display electrode 3 and the counter electrode 4 which are two kinds of electrodes having different potentials are both provided on the side of the counter substrate 2 facing the transparent substrate 2. As another electrode arrangement method, as shown in FIG. 2, there is a method in which the display electrode 3 is arranged on the transparent substrate 1 and the counter electrode 4 is arranged on the counter substrate 2. In this case, a transparent electrode is used as the display electrode 3. is necessary. In the example shown in FIG. 1, since both the display electrode 3 and the counter electrode 4 may be opaque electrodes, inexpensive and low-resistance metal electrodes such as copper and aluminum can be used. The external voltage may be applied by applying a direct current or an alternating current to the direct current. Each electrode may be formed with an insulating coat layer so that the charge of the charged particles does not escape. This coat layer is particularly preferable if a positively chargeable resin is used for the negatively chargeable particles and a negatively chargeable resin is used for the positively chargeable particles, since the charge of the particles hardly escapes.
[0020]
In the image display device of the present invention, it is preferable that the partition walls 7 as shown in the respective drawings are provided on four circumferences of each display element. Partition walls may be provided in two parallel directions. Thereby, extra particles are prevented from moving in the direction parallel to the substrate, and the durability and the memory retention are assisted. In addition, the distance between the substrates can be made uniform and reinforced to increase the strength of the image display panel.
[0021]
The method for forming the partition walls 7 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 solid-coated on a substrate, After coating the resist pattern on the partition wall material only on the portion that is to be left as a sandblast method of spraying a blast material and cutting and removing the partition material other than the partition portion, or forming a resist pattern using a photosensitive resin on the substrate Then, a photosensitive resin composition containing a partition material is applied on the substrate, and a desired pattern is obtained by exposure and development, or a lift-off method (additive method) of removing the resist after embedding the paste in the resist concave portion. A photosensitive paste method or a mold forming method of forming a partition by applying a paste containing a partition material on the substrate, and then pressing and molding a mold or the like having irregularities under pressure. Various methods are employed. Further, a relief embossing method using a relief pattern provided by a photosensitive resin composition as a mold by applying a mold molding method is also employed.
[0022]
Particles for display in the image display device of the present invention, in addition to unevenly distributing electric charges to only a part of the particles as described above, may be negative or positively charged colored particles that fly and move by Coulomb force. Any particles may be used, but spherical particles having a small specific gravity are particularly preferable. The particles are of a single color, and white or black particles are preferably used. The average particle size of the particles is preferably from 0.1 to 50 μm, particularly preferably from 1 to 30 μm. If the particle size is smaller than this range, the charge density of the particles is too large, 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 is poor. Conversely, if the particle size is larger than this range, the followability is good, but the memory property is poor.
[0023]
The method for charging the particles negatively or positively is not particularly limited, but a method for charging the particles such as a corona discharge method, an electrode injection method, and a friction method is used. The charge amount of particles naturally depends on the measurement conditions, but the charge amount of particles in an image display device almost depends on the initial charge amount, contact with the substrate, contact with different types of particles, and charge decay over time. In particular, it has been found that the "contact with different types of particles", that is, the saturation value of the charging behavior accompanying the contact between the two particles is the controlling factor. Therefore, it is important to know the difference in the charging characteristics between the two particles, that is, the difference in the work function, but this is difficult with simple measurement.
[0024]
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the same carrier can be used in the blow-off method, and that the relative charge can be evaluated by measuring the charge amount of each particle. It has been found that the charge amount of particles suitable for a display device can be predicted.
[0025]
The measuring method will be described in detail later, but the particles can be sufficiently contacted with the carrier particles by a blow-off method, and the charge amount per unit weight of the particles can be measured by measuring the saturated charge amount. Then, the surface charge density of the particles can be calculated by separately calculating the particle diameter and the specific gravity of the particles.
[0026]
In an image display device, the particle size of the particles used is small and the influence 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 the particles, even if the average charge amount per unit weight is the same for particles having the same particle diameter, when the specific gravity of the particles is twice, the charge amount to be held is twice as different. Therefore, the charging characteristics of particles used in an image display device are determined by the surface charge density (unit: μC / mTwo) Was found to be preferable.
[0027]
When there is a sufficient difference in the surface charge density between the particles, the two types of particles retain the charge amounts of different polarities by contact with each other and retain the function of moving by the electric field.
[0028]
Here, the surface charge density needs a certain difference in order to make the charging polarities of the two particles different, but it is not that the larger the larger, the better. In an image display device based on particle movement, 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) of the particle, and thus the particle is moved by a low electric field (voltage). Therefore, it is better that the charge amount is low. In addition, when the particle size of the particles is small, non-electrical forces such as intermolecular force and liquid crosslinking force often determine the flying electric field (voltage). The higher the charge amount, the better. However, since this greatly depends on the surface properties (material and shape) of the particles, it cannot be unconditionally specified by the particle diameter and the charge amount.
[0029]
The present inventors have found that for particles having an average particle size of 0.1-50 μm, the absolute value of the difference between the surface charge densities of the two types of particles measured by the blow-off method using the same type of carrier is 5 μC / mTwo~ 150μC / mTwoIt has been found that in the case of, the particles can be used as an image display device.
[0030]
The blow-off measurement principle and method are as follows. In the blow-off method, a mixture of powder and carrier is placed in a cylindrical container having meshes at both ends, and high-pressure gas is blown from one end to separate the powder and carrier. Blow off (blow off). At this time, a charge amount equal to and opposite to the charge amount that the powder has taken out of the container remains on the carrier. All of the electric flux due to this charge is collected in the Faraday cage, and the capacitor is charged by that amount. Thus, by measuring the potential at both ends of the capacitor, the charge amount Q of the powder can be obtained as Q = CV (C: capacitor capacity, V: voltage at both ends of the capacitor).
[0031]
As a blow-off powder charge amount measuring device, TB-200 manufactured by Toshiba Chemical Corporation was used. In the present invention, two types of carriers having positive chargeability and negative chargeability are used, and the charge density per unit surface area (unit: μC / m2) Was measured. In other words, as a positively chargeable carrier (a carrier that is positively charged and tends to be negative), F963-2535 manufactured by Powdertech Co., Ltd., and a negatively chargeable carrier (the other party is negatively charged and itself is positively charged). As an easy carrier), F921-2535 manufactured by Powder Tech was used.
[0032]
Since the particles need to retain their charge, the volume resistivity is 1 × 10TenInsulating particles of Ω · cm or more are preferred, especially 1 × 1012Insulating particles of Ω · cm or more are preferred.
[0033]
Further, as the particles in the image display device of the present invention, particles having a slow charge decay evaluated by the method described below are more preferable. That is, the particles are separately formed into a film having a thickness of 5 to 100 μm by pressing, heat melting, casting, or the like, and a voltage of 8 KV is applied to a corona discharger arranged at an interval of 1 mm from the film surface. The surface is charged by generating a corona discharge, and the change in the surface potential is measured and determined. In this case, it is desirable to select and produce the particle constituting material so that the maximum value of the surface potential after 0.3 seconds is higher than 300 V, preferably higher than 400 V.
[0034]
The measurement of the surface potential can be performed by, for example, the apparatus shown in FIG. 3 (CRT2000 manufactured by QEA). In the case of this apparatus, the above-mentioned film is disposed on the surface of a roll shaft, and both ends of the roll shaft are held by chucks 21. A measuring unit having a small scorotron discharger 22 and a surface voltmeter 23 separated by a predetermined distance is provided as a film unit. While the roll shaft is stationary, the measurement unit is moved from one end to the other end of the roll shaft at a constant speed while the roll shaft is stationary, so that surface charge is applied. A method of measuring the surface potential is suitably adopted. The measurement environment is a temperature of 25 ± 3 ° C. and a humidity of 55 ± 5 RH%.
[0035]
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, etc., especially for controlling the adhesion to the substrate Thus, acrylic urethane resin, acrylic silicone resin, acrylic fluorine resin, acrylic urethane silicone resin, acrylic urethane fluorine resin, fluorine resin, and silicone resin are preferable. Two or more kinds can be mixed.
[0036]
However, it is not necessary to increase the charge amount of the particles by adding a charge control agent or the like or using a highly chargeable resin. Commercially available fine particles having a low charge amount (for example, urethane fine particles, phenol fine particles, etc.) are also preferably used. However, in order to ensure sufficient display contrast, it is necessary to adjust the color tone and the reflectance of the two types of particles.
[0037]
The charge control agent is not particularly limited. Examples of the negative charge control agent include a salicylic acid metal complex, a metal-containing azo dye, a metal-containing (including metal ion and metal atom) oil-soluble dye, and a quaternary ammonium salt. Compounds, calixarene compounds, boron-containing compounds (boron benzylate complexes), 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, metal oxides such as ultrafine silica, ultrafine titanium oxide and ultrafine alumina, nitrogen-containing cyclic compounds such as pyridine and derivatives and salts thereof, various organic pigments, and resins containing fluorine, chlorine, nitrogen, etc. are also charged. It can also be used as a control agent.
[0038]
As the coloring agent, various kinds of organic or inorganic pigments and dyes as shown below can be used.
Examples of the black pigment 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, Hanza yellow G, Hanza yellow 10G, benzidine yellow G, benzidine yellow GR, and quinoline. There are yellow lake, permanent yellow NCG, tartrazine lake and the like.
Examples of orange pigments include red lead, molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, vulcan orange, induslen brilliant orange RK, benzidine orange G, and induslen brilliant orange GK.
[0039]
Examples of red pigments include red iron, cadmium red, leadtan, mercury sulfide, cadmium, permanent red 4R, lithol red, pyrazolone red, watching red, calcium salt, lake red D, brilliant carmine 6B, eosin lake, rhodamine lake B, Alizarin lake, Brilliant Carmine 3B and the like.
Examples of purple pigments include manganese purple, fast violet B, and methyl violet lake.
Examples of blue pigments include navy blue, cobalt blue, alkali blue lake, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, partially chlorinated phthalocyanine blue, fast sky blue, and indaslen blue BC.
Examples of the green pigment include chrome green, chromium oxide, pigment green B, malachite green lake, final yellow green G, and the like.
Examples of white pigments include zinc white, titanium oxide, antimony white, and zinc sulfide.
[0040]
The extender includes baryte powder, barium carbonate, clay, silica, white carbon, talc, alumina white and the like.
Furthermore, various dyes such as basic, acidic, disperse, and direct dyes include nigrosine, methylene blue, rose bengal, quinoline yellow, and ultramarine blue.
These colorants can be used alone or in combination.
In particular, carbon black is preferable as the black colorant, and titanium oxide is preferable as the white colorant.
The production example of the particles is not particularly limited. For example, a pulverization method and a polymerization method according to the production of an electrophotographic toner can be used. Further, 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.
[0041]
The distance between the transparent substrate 1 and the opposing substrate 2 in the image display device of the present invention is not particularly limited as long as particles can fly and maintain the contrast, but is usually adjusted to 10 to 5000 μm, preferably 30 to 500 μm.
The particle filling amount is preferably such that the volume occupies 10 to 80%, preferably 10 to 70% of the space volume between the substrates.
[0042]
In the image display device of the present invention, a plurality of the above display elements are used to arrange and display in a matrix. In the case of monochrome, one display element becomes one pixel. In the case of displaying an arbitrary color other than black and white, a combination of particle colors may be appropriately performed. In the case of full color, three types of display elements, that is, a set of display elements having R (red), G (green), and B (blue) color plates and each having black particles, are used as a set. It is preferable to arrange them to form an image display plate.
[0043]
The image display device of the present invention is an image display unit of a mobile device such as a notebook computer, a PDA, and a mobile phone; an electronic paper such as an electronic book and an electronic newspaper; a bulletin board such as a signboard, a poster and a blackboard; Used for parts.
[0044]
【Example】
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited by the following examples.
Example
As shown in Table 1 below, white negatively chargeable particles and black positively chargeable particles were prepared. As the white negatively-chargeable particles, perox (CFB200W, manufactured by Dainippon Ink), which is a urethane particle, was used as a base particle. As the black positively-chargeable particles, perox (CFB620C, manufactured by Dainippon Ink and Inc.), which is urethane particles, was used as the base particles. These base particles had the average particle size and surface charge density shown in Table 1 below.
[0045]
The foreign substances were attached to the particles by the following methods A to D. A: 5% of Bontron E84 (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) was added as a charge control agent to a fluororesin (Lumiflon LF200 manufactured by Daikin), and the concentration was adjusted to 30% in MEK solvent. This was formed into a thin film on a copper foil with a per coater and adhered to a part of the particle surface by the above-described method. Since the average charge amount is increased by the attachment, it can be said that the foreign substance has a higher surface charge density than the base particle. B: To a mixture of alkoxide resin (M6402, manufactured by Dainippon Ink) and melamine resin (L145, manufactured by Dainippon Ink) at a ratio of 6: 4, 5% of Bontron N21 was added as a charge control agent, and 30% was added to the MEK solvent. Adjusted as% concentration. Other steps were the same as A. C: A sample prepared by removing the charge control agent from A was prepared. D: A sample prepared by removing the charge control agent from B was prepared. At that time, the ratio S2 / S1 between the surface area S1 of the whole particles and the surface area S2 of the portion having different charging characteristics was determined, and the average charge amount of the treated particles was measured.
[0046]
The prepared white and black particles were filled between the transparent substrate 1 and the opposing substrate 2 to produce image display devices according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 having the structure shown in FIG. In order to examine the display characteristics of the manufactured image display device, the image display device was measured for the image density at the time of full white display and the image density at the time of full black display, and the contrast of black display image density minus white display image density was measured. And the display drive voltage was measured. The display drive voltage was determined as the absolute value (V90) of the applied voltage when the density reached 90% of the maximum white / black display value density when the voltage was applied. Table 1 shows the results.
[0047]
[Table 1]
[0048]
From the results in Table 1, it was found that Examples 1 and 2 according to the present invention can significantly lower the display driving voltage as compared with Comparative Examples 1 and 2. Further, it was found that the ratio of S2 / S1 was preferably 50% or less.
[0049]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the generation of agglomerates can be greatly suppressed by configuring a part of the surface of the particles to be used with a material having different charging characteristics, and as a result, the driving voltage is reduced. Can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1C are explanatory views showing an example of a display element in an image display device of the present invention and a display operation principle thereof.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a case where a display electrode is arranged on a transparent substrate and a counter electrode is arranged on the counter substrate as another example of the display element in the image display device of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view of a measuring device for measuring the surface potential of particles in the image display device of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Transparent substrate
2 Counter substrate
3 Display electrode
4 Counter electrode
5 Negatively chargeable particles
6 Positively chargeable particles
7 partition
8 Insulator
21 chuck
22 Scorotron discharger
23 Surface electrometer
